CN113085537A - 制动器和轮毂电机的集成结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力轮领域，公开了制动器和轮毂电机的集成结构，其包括轮毂电机和制动器，轮毂电机包括定子和带动车轮转动的转子，转子上安装有制动盘，制动器安装在定子上，制动器可作用在制动盘上实现刹车动作。轮毂电机为外转子电机，制动盘为环状，制动盘安装在定子的外端面上，定子设置在转子的内侧，制动器安装在定子的外端面上且位于制动盘的内侧。本发明创造性的采用轮毂电机和制动器集成化设计，大大节约了电动轮的装配工序以及装配成本，而且该集成化设计能够稳定、可靠的行使制动动作。同时该制动器与轮毂电机集成化设计，大大节约了电动轮和轮辋内的空间，不需要对轮辋进行结构设计即可实现启动和制动一体化动作。

Description

制动器和轮毂电机的集成结构

技术领域

本发明涉及电动轮领域，尤其涉及了制动器和轮毂电机的集成结构。

背景技术

现有的轮毂电机在设计时一般将轮毂电机设置在轮辋内，然后在车体或者车轮上安装制动盘和制动器从而实现制动功能。

中国专利CN201710537261.0提供了一种一种带有立柱的轮毂电机，该发明申请通过在壳体上设置散热片，且利用外端盖、侧壁和内端盖形成冷却液循环通道，能够大大提高本发明的散热性能；进一步地，所述定子的铁心中加工有孔道，孔道中安装冷却管路，用于供冷却液通过，带走热量，提高了轮毂电机的可靠性，改善了轮毂电机的环境适应性，同时将制动盘安装在轮毂电机上。

但是装配了制动盘的轮毂电机在进行售卖的过程中存在以下缺点，由于轮毂电机的装配和车轮的装配属于两个不同的系统，一个是零部件厂商加工系统，一个是汽车整车或者车轮装配系统，所以其运输以及装配成本很高，需要车企匹配有专用的生产线，而且整个装配成本很高，普适性较低。

发明内容

本发明针对现有轮毂电机存在的装配困难，生产成本高、与制动器匹配性差等缺点，提供了制动器和轮毂电机的集成结构。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

制动器和轮毂电机的集成结构，包括轮毂电机和制动器，轮毂电机包括定子和带动车轮转动的转子，转子上安装有制动盘，制动器安装在定子上，制动器可作用在制动盘上实现刹车动作。本发明设计的集成结构能够在零部件制造端实现零部件集成化设计，在进行车轮和整车组装时，只需要将集成的制动器和轮毂电机直接装配即可，不影响原先的装配系统，而且装配更加简单，解决成本，装配效率更高。

作为优选，轮毂电机为外转子电机，制动盘为环状，制动盘安装在转子的内侧端面上，定子设置在转子的内部，制动器安装在定子的内端面上且位于制动盘的内侧。定子铁芯上形成有安装面，安装面能够对制动器起到固定安装的作用，同时所使用的环状制动盘能够在制动盘内侧形成安装空间，从而保证制动器的安装具有足够的空间。

作为优选，定子上设置有安装座，安装座上开设有第一安装孔，制动器通过制动器连接件与第一安装孔配合将制动器固定在定子上。

作为优选，安装座与定子之间为可拆卸结构，安装座上开设有第二安装孔，安装座连接件穿过第二安装孔将安装座固定在定子上，定子上开设有与第二安装孔配合的第三安装孔，制动器的钳体上固定有安装耳，安装耳通过连接件固定安装在安装座上。

作为优选，安装座包括用于与定子端面固定的第一连接件和用于与制动器安装的第二连接件，第二安装孔靠近第二连接件的一侧具有安装空间，安装空间为第二连接件插入第二安装孔提供操作空间。

作为优选，第二连接件的长度小于第一连接件的长度。

作为优选，制动器钳体上固定有安装耳，安装耳上开设有用于与定子配合的通孔，安装耳与定子通过螺栓固定连接。

作为优选，定子内部设置有冷却水道，冷却水道的进口和出口开设置在定子的外端面上。

作为优选，制动器包括制动钳体，制动钳体包括上钳体和下钳体，上钳体和下钳体之间形成弧形卡口，制动盘安装在弧形卡口内，制动盘穿过弧形卡口.弧形卡口的形状与制动盘的形状相匹配，上钳体和下钳体为一体成型结构或可拆卸结构，上钳体和下钳体通过固定螺栓固定连接，固定螺栓的个数不少于两个。

本发明由于采用了以上技术方案，具有如下显著的技术效果：

本发明创造性的采用轮毂电机和制动器集成化设计，大大节约了电动轮的装配工序以及装配成本，而且该集成化设计能够稳定、可靠的行使制动动作。同时该制动器与轮毂电机集成化设计，大大节约了电动轮和轮辋内的空间，不需要对轮辋进行结构设计即可实现启动和制动一体化动作。

而且本发明设计的集成结构，将制动盘安装在转子上也位于车轮的内侧，大大降低了制动盘受到的外界影响，提高了制动盘的安全性，同时制动器从制动盘的内侧进行安装，也更加充分利用了空间，从而实现真正的集成化设计。

制动器直接安装在轮毂电机中的零件定子上；制动器与电机总成是一个完整的集成部件；轮毂电机与制动器集成在一起，产品既能实现驱动，又实现制动；轮毂电机通过电机结构，提供强大的驱动力，使得汽车有强劲的动力；机械的制动结构，能提供强大的制动力，使汽车在任何情况都能实现安全、平稳地制动；轮毂电机与制动器集成在一起，简化产品结构，替代了传统车型的发动机、变速箱、传动轴、连接器等等部件或总成；整个设备重量更轻，整车成本大大的降低；驱动制动一体的制动器总成，省略掉了整车装配的工位，整车的成本进一步降低。

附图说明

图1是装置的整体结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是定子铁芯的结构示意图。

图4是图3的剖视图。

图5是图3的立体结构示意图。

图6是制动器的结构示意图。

图7是实施例2定子铁芯的结构示意图。

图8是实施例2安装座的立体结构示意图。

图9是图8的主视图。

图10是轮毂轴承的结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：100—轮毂电机、101—定子、102—转子、103—制动盘、104—制动器、105—安装面、106—第一安装孔、107—第二安装孔、108—第三安装孔、109—安装耳、110—第一连接件、111—第二连接件、112—安装空间、113—支撑臂、114—冷却水道、115—轮毂轴承、116—盘体、117—固定连接耳、118—内腔、119—本体、120—限位环、121—安装座、122—装配空间、123—上钳体、124—下钳体、125—弧形卡口、126—线圈、127—永磁体。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1至图6以及图10所示，制动器和轮毂电机的集成结构，包括轮毂电机100和制动器104，轮毂电机100包括定子101和带动车轮转动的转子102，转子102上安装有制动盘103，制动器104安装在定子101上，制动器104可作用在制动盘103上实现刹车动作。定子101一端的端面为安装面105，在本实施例中，安装面105为轮毂电机100安装时，定子101靠近车体的一端的端面。制动器104和转向节200安装在安装面105上，制动盘103穿过制动器104的钳口125，制动器104可作用在制动盘103上。本实施例中驱动轴承115非驱动轴承，制动器104可以根据实际需要选择前制动器总成或者后制动器总成。制动器104可以为浮动式制动器也可以为固定式制动器。

本实施例中轮毂电机100还包括轮毂轴承115，轮毂轴承115通过螺栓固定在车体上。定子101通过固定螺栓固定安装在轮毂轴承115上，不随车轮同步转动，转子102通过螺栓固定安装在轮毂轴承115上，轮毂电机100线圈126通电后，转子102在电磁作用下发生转动带动车轮同步转动。

本实施例中，安装面105上设置有插口204，其中轮毂轴承115与插口204过盈配合实现定子101与轮毂轴承115的固定连接。轮毂轴承115的一端与车架固定连接，另一端与车轮通过螺栓固定连接。轮毂轴承115中部设置有插孔205，插孔205用于与车体的车架相配合，轮毂轴承115与定子101装配后的插孔205开口朝向安装面105，然后车架上的轴件与插孔205相配合，所以设置在安装面105位于靠近车体的一侧。

本发明设计得集成结构能够在零部件制造端实现零部件集成化设计，在进行车轮和整车组装时，只需要将集成的制动器104和轮毂电机100直接装配即可，不影响原先的装配系统，简化了车轮装配的工序以及装配成本，而且装配更加简单，装配效率更高。

在本实施例中，轮毂电机100为外转子电机，外转子102的内侧端面上安装有永磁体127，定子101上安装有线圈126。在本实施例中，制动盘103为环状，制动盘103安装在定子101的外端面上，具体的安装方式为：转子102远离轮毂轴承115的一端为开口状，且该端的端面上设置有螺纹孔，制动盘103通过螺纹孔与转子102的环状端面固定连接。为了保证制动盘103与转子102连接的可靠性以及转动的同轴性，所述的制动盘103的轴线与转子102的轴线同轴设置。同时为了便于使制动盘103与制动器104有可靠的接触面积，所述的制动盘103包括环状的盘体116，盘体116的外部延伸有固定连接耳117，固定连接耳117沿盘体116的外圈均匀圆周分布，固定连接耳117与转子102的外侧端面上的螺纹孔固定连接，所以制动盘103的大部分盘体116或者全部盘体116部分延伸至转子102的内腔118，从而为制动器提供足够大面积的摩擦区域，而且为制动器104的安装提供了空间，保证制动的可靠性以及可行性。

很明显的是定子101设置在转子102的内部及内腔118内，制动器104安装在定子101的外端面上且位于制动盘103的内侧。定子101铁芯上形成有安装面105，安装面105能够对制动器104起到固定安装的作用，同时所使用的环状制动盘103能够在制动盘103内侧形成安装空间112，从而保证制动器104的安装具有足够的空间。具体为：定子101铁芯包括用于缠绕线圈126的本体119和设置在本体119外端沿侧面向外延伸的限位环120，所述的安装面105用于固定制动器104，制动器104位于制动盘103的中部空间区域。

定子101上设置有安装座121，安装座121上开设有第一安装孔106，制动器104通过制动器104连接件与第一安装孔106配合将制动器104固定在定子101上。由于现有制动器104的结构特点，所以本实施例的轮毂电机100定子101沿轴线的尺寸小于转子102沿轴线方向的尺寸，所以定子101远离轮毂轴承115一端的端面外端面与转子102远离轮毂轴承115一端的端面外端面之间存在一定的距离，所以定子101的外端面、转子102的外端面以及转子102的内侧面围成了装配空间122，所述的制动器104安装在该制动区间内，制动盘103设置在制动器104上下制动块围成的制动钳口125内。

由于制动器104包括上制动块以及下制动块，所以为了保证在制动时，制动器104更加稳定，不会对定子101以及转子102造成侧向负载，所以在本实施例中制动器104的安装耳109设置在制动器104钳体的中部，且安装耳109凸出设置在钳口125的背部，安装耳109的厚度大致等于上制动块和下制动块之间的距离，较厚的安装耳109能够保证钳体的安装强度。

所以在安装时，安装耳109通过螺栓装配第一安装孔106将制动器104固定在安装座121上，所以制动器104钳体的一部分位于安装座121的外侧一部分位于安装座121的内侧，该种结构不仅能够保证制动器104制动过程的稳定性，同时能够减小制动器104对安装座121的负载，使制动器104与制动盘103之间的装配精度更加的准确，延长制动器104与制动盘103的使用寿命，减少对轮毂电机100的伤害。

为了受力平衡，所述的安装耳109以及第一安装孔106的个数为两个。很显然的是安装耳109上开设有用于与第一安装孔106配合的通孔，安装耳109与定子101通过螺栓固定连接。

在本实施例中制动器104包括制动钳体，制动钳体包括上钳体123和下钳体124，上制动块安装在上钳体123上，下制动块安装在下钳体124上。上钳体123和下钳体124之间形成弧形卡口125，制动盘103安装在弧形卡口125内，制动盘103穿过弧形卡口125，弧形卡口125的形状与制动盘103的形状相匹配。所以该种设计能够保证制动块与制动盘103的接触部分尽量靠近外边缘，从而减小制动盘103由于悬设在转子102内可能带来的震动，这是因为传统的制动器104与制动盘103装配时，制动器104均卡设在制动盘103的外部，该种情况下制动器104与制动盘103的摩擦面一般集中在制动盘103的内侧，但是由于本装置的特殊性，其设置在制动盘103的内侧节约了空间，但是如果制动器104与制动盘103的接触面集中在制动盘103靠近轴线的一侧时可能会使得制动盘103发生震动，对制动盘103造成较大伤害，所以本实施例的制动器104的弧形卡扣与制动盘103的形状相适配，使得制动块与制动盘103的接触能够尽量靠近安装连接耳，从而减小制动盘103的震动以及降低安装连接的负荷。

由于轮毂电机100的的集成化作用，所以其散热需要特殊的结构，在本实施例中，定子101内部设置有冷却水道114，冷却水道114的进口210和出口211开设置在定子101的外端面上，从而便于进行对冷却水道114进行控制和监测。

本发明创造性的采用轮毂电机100和制动器104集成化设计，大大节约了电动轮的装配工序以及装配成本，而且该集成化设计能够稳定、可靠的行使制动动作。同时该制动器104与轮毂电机100集成化设计，大大节约了电动轮和轮辋内的空间，不需要对轮辋进行结构设计即可实现启动和制动一体化动作。

实施例2

如图7至图9所示，与实施例1不同的是，为了简化定子101的制造难度，所述的安装座121与定子101之间为可拆卸结构，该种情况下安装座121可以根据实际需要进行选材、进行热处理或者其他工序，使得安装座121能够满足安装需求，而且该种结构的定子101生产成本更低，具有普适性。在本实施例中，安装座121上开设有第二安装孔107，安装座121连接件穿过第二安装孔107将安装座121固定在定子101上，定子101上开设有与第二安装孔107配合的第三安装孔108，制动器104的钳体上固定有安装耳109，安装耳109通过连接件固定安装在安装座121上的第一连接孔上。

在本实施例中，安装座121包括用于与定子101端面固定的第一连接件110和用于与制动器104安装的第二连接件111，所以第二安装孔107开设在第一连接件110上，第一安装孔106安装在第一连接件110上。第二安装孔107靠近第二连接件111的一侧具有安装空间112，安装空间112为第二连接件111插入第二安装孔107提供操作空间，因为由于是螺栓固定连接，所以应当预留出用于螺栓插入以及固定的空间。很显然，第一连接件110和第二连接件111之间连接有支撑臂113，第一连接件110、第二连接件111和支撑臂113之间形成安装空间112。

为了使结构更加的简单和轻量化，所述的第二连接件111的长度小于第一连接件110的长度。在本实施例中支撑臂113的宽度大致等于第二连接件111的长度，该种支撑臂113能够为安装座121提供和稳定的支撑，从而保证安装座121以及安装在安装座121上的制动器104的稳定性。

实施例3

本实施例与实施例1和实施例2的区别之处在于：本实施例中的制动器104为多活塞式的固定式制动器104，固定式制动器104能够提供稳定可靠的制动力，本发明对传统固定式制动器104进行结构设计，该制动器104包括制动钳体，制动钳体包括上钳体123和下钳体124，上钳体123和下钳体124之间形成弧形卡口125，制动盘103安装在弧形卡口125内，制动盘103穿过弧形卡口125，弧形卡口125的形状与制动盘103的形状相匹配，上钳体123和下钳体124为可拆卸结构，该种结构便于进行加工，上钳体123和下钳体124通过固定螺栓固定连接，固定螺栓的个数不少于两个，而且该种设计避免传统的固定式制动器104不能够从制动盘103的内侧安装的缺陷或者安装后无法实现与制动盘103较大面积接触的缺陷。

实施例4

本实施例与实施例1的区别之处在于：定子101上安装的制动器104的个数为两个甚至多个，所以相对应的安装座121的个数也为2个甚至多个。

实施例5

本实施例与实施例1的区别之处在于：轮毂轴承115为驱动轮毂轴承。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：包括轮毂电机(100)和制动器(104)，轮毂电机(100)包括定子(101)和带动车轮转动的转子(102)，转子(102)上安装有制动盘(103)，制动器(104)安装在定子(101)上，制动器(104)作用在制动盘(103)上实现刹车动作。

2.根据权利要求1所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：轮毂电机(100)为外转子电机，制动盘(103)为环状，制动盘(103)安装在转子(102)的端面上，定子(101)设置在转子(102)的内部，定子(101)的一端端面定义为安装面(105)，制动器(104)安装在定子(101)的安装面(105)上。

3.根据权利要求1所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：定子(101)上设置有安装座(121)，安装座(121)上开设有第一安装孔(106)，制动器(104)通过制动器(104)连接件与第一安装孔(106)配合将制动器(104)固定在定子(101)上。

4.根据权利要求3所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：安装座(121)与定子(101)之间为可拆卸结构，安装座(121)上开设有第二安装孔(107)，安装座(121)连接件穿过第二安装孔(107)将安装座(121)固定在定子(101)上，定子(101)上开设有与第二安装孔(107)配合的第三安装孔(108)，制动器(104)的钳体上固定有安装耳(109)，安装耳(109)通过连接件固定安装在安装座(121)上。

5.根据权利要求4所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：安装座(121)包括用于与定子(101)端面固定的第一连接件(110)和用于与制动器(104)安装的第二连接件(111)，第二安装孔(107)靠近第二连接件(111)的一侧具有安装空间(112)，安装空间(112)为第二连接件(111)插入第二安装孔(107)提供操作空间。

6.根据权利要求5所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：第一连接件(110)和第二连接件(111)之间连接有支撑臂(113)，第一连接件(110)、第二连接件(111)和支撑臂(113)之间形成安装空间(112)。

7.根据权利要求6所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：第二连接件(111)的长度小于第一连接件(110)的长度。

8.根据权利要求1所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：制动器(104)钳体上固定有安装耳(109)，安装耳(109)上开设有用于与定子(101)配合的通孔，安装耳(109)与定子(101)通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求1所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：定子(101)内部设置有冷却水道(114)，冷却水道(114)的进口和出口开设置在定子(101)的外端面上。

10.根据权利要求2所述的制动器和轮毂电机的集成结构，其特征在于：制动器(104)包括制动钳体，制动钳体包括上钳体(123)和下钳体(124)，上钳体(123)和下钳体(124)之间形成弧形卡口(125)，制动盘(103)安装在弧形卡口(125)内，制动盘(103)穿过弧形卡口(125)，弧形卡口(125)的形状与制动盘(103)的形状相匹配，上钳体(123)和下钳体(124)为一体成型结构或可拆卸结构；上钳体(123)和下钳体(124)为可拆卸结构时，上钳体(123)和下钳体(124)通过固定螺栓固定连接，固定螺栓的个数不少于两个。

Images