CN1509915A - 用于机动车的电动旋转机械的安装结构 - Google Patents

Abstract

一种安装结构用于将电动旋转机械例如电机安装到机动车的车轮上。该安装结构包括一个被固定到车轮上并可随车轮一起转动的轮毂。此外，该安装结构还设置有一个轴承，轮毂以可转动的方式支承在该轴承上。一个悬架被安装在机动车的车体和车轮之间。一个轴承支承部件与悬架的车体侧部分相连接并支承着该轴承。在上述的安装结构中，该电动旋转机械包括一个与轮毂装配在一起的动力输出轴和一个用于使电动旋转机械定位在动力输出轴的轴线方向上的凸缘，该凸缘与轴承支承部件的车轮侧部分相互接触。

Description

用于机动车的电动旋转机械的安装结构

发明背景

本发明涉及对电动旋转机械(例如电动机)的安装结构作出的改进，其中电动旋转机械被安装到机动车(例如电动车)的车轮上。

迄今为止，日本专利临时公报2001-32888已经提出了一种用于将电机或类似部件装配到机动车(例如电动车)车轮内的安装结构，而且这种安装结构按照下述方式设置：将电机封装到一个壳体内，从而构成一个驱动单元。壳体的车体侧部分通过一个悬架悬挂在车体上。该壳体的车轮侧部分通过一个轴承以下述方式可转动地安装在一个轮毂上：使电机的动力输出轴(动力传动轴)能够被固定到一个轮毂上，而轮毂又被固定到车轮的轮缘部分上。

发明内容

但是，在上述车轮用电动旋转机械的传统安装结构中，车轮内部设置有一个体积很大的单元。驱动单元的壳体被设置成还能够被用作一个轴承支承部件(所谓的“转向节”)的结构形式，悬架的控制臂和减震器的某些部分将被安装在该轴承支承部件上。因此，在这种传统的安装结构中，一个体积很大的单元将被安装在机动车车轮内的一个没有安装类似电机这样的部件的位置上，而该机动车由一个发动机来驱动，而且在市场上大量销售。这就需要对设置在车轮周围的现有部件(例如悬架)的形状等进行改造，而且还需要对这样部件的设计加以限制，以减小设计的自由度。

此外，上述驱动单元的壳体被设置成还可被用作轴承支承部件的结构形式。这样，用于普通机动车上的现有轴承支承部件(或转向节)(该转向节上没有安装象电动机这样的电动旋转机械)就不能被用作上述传统安装结构中的轴承支承部件。这样，就需要对现有轴承支承部件的设计进行修改并重新生产出一种专用部件。

此外，当考虑到电机的装配线时，驱动单元的外围部件的设置也要随驱动单元的设置而改变，这样，除了用于装配现有部件的传统装配线外，还需要对用于装配驱动单元的装配线做出修改，例如提供一条新的装配线。因此，似乎会增加制造成本和加工步骤的数量。另外，从通过使装配线标准化的方式来提高生产率的角度考虑，这种修改或变化并非是最佳的选择。

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于将电动旋转机械安装到机动车内的改进型安装结构，该结构能够有效克服传统的类似安装结构中所存在的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种用于将电动旋转机械安装在机动车内的改进型安装结构，这种安装结构可防止制造成本和装配步骤的增加，同时还可通过使装配线标准化来提高生产率。

本发明的又一目的在于提供一种用于将电动旋转机械安装在机动车内的改进型安装结构，当将一个电动旋转机械安装到车轮上时，这种安装结构可以使用现有的部件和用于装配这些现有部件的传统装配线。

本发明的一个方面在于一种用于将电动旋转机械安装到机动车车轮内的安装结构，该电动旋转机械用于完成下述的至少一项工作：对车轮进行电驱动和利用来自车轮的动力发电。该安装结构包括一个轮毂，将该轮毂固定到车轮上并可随车轮一起转动。此外，还设置有一个轴承，而轮毂以可转动的方式支承在该轴承上。将一个悬架安装在机动车的车体和车轮之间。一个轴承支承部件与悬架的车体侧部分相连接并支承着轴承。在上述的安装结构中，电动旋转机械包括：一个与轮毂装配在一起的动力输出轴和一个凸缘，该凸缘用于使电动旋转机械沿动力输出轴的轴线方向定位并保持与轴承支承部件的车轮侧部分相接触。

本发明的另一方面在于一种用于将电动旋转机械安装到机动车车轮上的安装结构，该电动旋转机械用于完成下述的至少一项工作：对车轮进行电驱动和利用来自车轮的动力发电。该安装结构包括一个轮毂，该轮毂被固定到车轮上并可随车轮一起转动，该轮毂包括一个圆柱形的轴部分。另外，还设置有一个与轴承相配合的部件，该部件包括一个圆柱形的轴部分和一个与该圆柱形轴部分一起制成的凸缘部分。该轴承配合部件的圆柱形部分与轮毂的圆筒形部分同轴设置，目的是形成一个滚柱轴承。悬架被安装在机动车的车体和车轮之间。一个轴承支承部件与悬架的车轮侧部分相连接并支承着轴承。该轴承支承部件包括一个限定有一孔的部分。在该安装结构中，电动旋转机械包括一个壳体，该壳体被安装在轴承支承部件的孔内并朝向车体延伸。一个动力输出轴从该壳体伸出并穿过将被装配到轮毂上的滚柱轴承的孔中。一个凸缘用于使电动旋转机械定位在动力输出轴的轴线方向上。该凸缘与壳体固定连接并与轴承支承部件的车轮侧部分相互接触。该凸缘被紧固到轴承支承部件上。

附图说明

图1为根据本发明的电动旋转机械安装结构的第一实施例的局部剖开正视图；

图2为沿图1中的剖面线A-A的剖视图；

图3为车轮周围的结构的局部剖开正视图，该图用于说明图1所示的安装结构所能达到的效果；

图4为根据本发明的电动旋转机械安装结构的第二实施例的局部剖开正视图；

图5为安装结构的第二实施例的一种改型结构的局部剖开正视图。

对本发明的详细说明

现参照图1，该图将根据本发明第一实施例的电机安装结构与作为机动车的汽车结合在一起示出。该汽车包括多个车轮1，图中仅示出了一个车轮。车轮1被电动机2电驱动，该电动机被用作电动旋转机械并整体安装在车轮1的内部。

在该实施例的安装结构中，轮毂3被固定到车轮1上并可随车轮1一起转动。此外，还设置有能够旋转支承轮毂3的滚珠轴承BR。轴承支承部件(或所谓的转向节)5与一个安装在汽车车体8上的悬架4相连接。电机2包括有一个动力输出轴2a并设置有一个凸缘2b，该凸缘用于使电机定位在动力输出轴的轴线方向上。该凸缘与轴承支承部件5的车轮(1)侧部分相互接触。此外，电机2的动力输出轴2a还与轮毂3装配在一起。

被用作电动旋转机械的电机2与图4所示的电机2的结构和功能都很相似。因此，电机2就是一种普通的DC电机，而且设置有一个动力输出轴(或动力传动轴)2a。尽管在图1中没有示出，但是，转子R被固定安装在动力输出轴2a上，从而能够与动力输出轴2a作为一个部件一起转动。该转子R在其外周边部分设置有一个线圈。电机2包括一个具有一内周边部分的壳体2d，由永磁铁制成的定子S就安装在该壳体的内周边部分上。一轴套Bu和类似部件以能够与转子R的线圈导电连接的方式安装在动力输出轴2a周围。如图1所示，壳体2d设置有一个一体制成的凸缘部分2b，该凸缘部分沿径向向外延伸。电机2可以是一个交流感应电机、交流同步电机、一个直流无刷电机或类似部件，而且可设置有一个减速部件(转速降低部件)。

轮毂3被紧固件例如螺栓或类似部件以能够将制动盘BD安装在车轮1和轮毂3之间的方式固定装配到车轮1上。车轮1包括一个轮缘部分1a，该轮缘部分上固定有一个圆盘部分1b。一条轮胎(未示出)安装在该轮缘部分1a上。这样，车轮1和制动盘BD就固定支承于轮毂3上，从而能够作为一个整体与轮毂3一起转动。轮毂3包括一个整体为圆柱形的轴部分3a，该圆柱形的轴部分还被用作滚珠轴承BR的内座圈，具体如下所述。

该滚珠轴承BR起到旋转支承轮毂3的作用，而且该滚珠轴承BR的内座圈由轮毂3的转轴部分3a构成。滚珠轴承BR的外座圈由轴承外部部件的圆柱形转轴部分7b构成或由设置有凸缘部分7a的轴承配合部分7构成。凸缘部分7a设置有多个(在该实施例中为6个)螺栓孔7c、7d，这些螺栓孔定位在凸缘部分7a的外周边部分上，如图2所示。螺栓孔7c、7d用于固定电机2和轴承支承部件5。

除了螺栓孔7d外，在现有的轴承外部部件(7)上还设置有两个定位在凸缘部分7a之外周边上的螺栓孔7c。应该理解：在现有的轴承外部部件(7)上已经设置有螺栓孔7d，其用于固定电机2。如图1所示，电机2的凸缘部分2b和轴承支承部件5还设置有多个分别与螺栓孔7c、7d相对应的螺栓孔。

悬架4由减震器、悬架臂和类似部件组成，而且被安装在能够与汽车的车体8和车轮1相连接的位置上。具体而言，悬架4包括有一个与车体8相连接的车体(8)侧部分和一个与轴承支承部件5相连接的车轮(1)侧部分。如下所述，轴承支承部件5通过滚珠轴承BR和轮毂3被安装到车轮1上。

轴承支承部件5支承着位于悬架4的车轮侧部分的滚珠轴承BR并通过悬架4支承着车体8。该实施例中的轴承支承部件5设置有中心孔5a，电机2的主体部分2c就安装在该中心孔内。这样，轴承支承部件5就具有一个能够将主体部分2c装配在其中并穿过孔5a延伸的尺寸。

下面，将对在上述安装结构中将电机2安装到车轮1上的操作过程加以说明。

首先，轴承支承部件5的车体(8)侧端部与悬架4的车轮(1)侧部分相连接，在一个与传统装配步骤相类似的装配步骤中，将悬架4的车体侧安装在车体8内。接着，沿箭头B所示的方向从汽车的外部将电机2的主体部分2c插装到轴承支承部件5的孔5a内并向图1的右侧对其进行顶推。然后，将电机2的凸缘2b安装在轴承支承部件5的车轮侧部分和轴承外部部件7的凸缘部分7a之间，接下来，用螺栓9将轴承支承部件5、电机的凸缘部分2b和轴承外部部件的凸缘部分7a紧固在一起。应该理解：设置有轴承外部部件7的轮毂3与制动盘BD一起在一个与传统装配步骤相近似的装配步骤中被安装到车轮1上。

在安装电机2的过程中，当沿箭头B所示的方向从汽车外部将指向车体8的电机2之主体部分2c插装到轴承支承部件5的孔5a内时，电机2的凸缘部分2b与轴承支承部件5的车轮侧部分相互接触，从而使电机2定位在电机2的动力输出轴2a的轴线方向上。在该实施例中，轴承支承部件5的车轮侧部分和电机2的凸缘部分2b通过一个横截面大体为C形的板相互接触。在将轮毂3安装到车轮1内的状态下，电机2的动力输出轴2a以下述方式装配在轮毂3的圆柱形转轴部分3a上：使动力输出轴2a的外圆周部分与圆柱形转轴部分3a的内圆周表面(部分)3b相互接触。

从图3中可以看到：可以将未安装有象电机这样的电动旋转机械的现有车轮中的车轮、轮毂、滚珠轴承、悬架和轴承支承部件用作车轮1、轮毂3、滚珠轴承BR、悬架4和轴承支承部件5。因此，这些部件的装配操作可在传统的装配线上完成。这样，根据该实施例中车轮电动旋转机械的安装结构，可将未安装有象电机这样的电动旋转机械的车轮的现有部件用作该实施例中的车轮1、轮毂3、滚珠轴承BR、悬架4和轴承支承部件5。此外，将电机2安装到车轮上的工作可在传统的装配线上完成，因为传统的装配线就能够将已有的部件装配起来。

此外，由于电机2的凸缘部分2b与轴承支承部件5的车轮侧部分相互接触，因此可以很容易地使电机2定位在电机的动力输出轴2a的轴线方向上。此外，电机2的凸缘部分2b和轴承支承部件5被螺栓9固定在一起，因此，无需改变现有部件的形状或类似参数就能够将电机2固定到轴承支承部件5上并支承在该轴承支承部件5上。

另外，由于电机2的动力输出轴2a被装配在轮毂3的圆柱形转轴部分3a的内圆周部分3b上，因此由电机2的动力输出轴2a输出的转动力就能够通过轮毂3传递给车轮1，从而实现对汽车的驱动。因此，由于具有这样的结构，因此就可以通过电机2的动力输出轴2a和轮毂3容易地完成旋转力在电机2和车轮1之间的传递工作。

假设电机2的主体部分2c相对轴承支承部件5定位在车轮1那侧。在该情况下，如果将已有的部件用作悬架4的悬臂，那么就必须使轮距加宽，而且加宽的量等于电机2的主体部分2c的长度。为避免出现这种问题，就需要缩短悬架4的悬臂。在这点上，在根据本实施例的车轮电动旋转机械的安装结构中，电机2以能够将主体部分2c装配到轴承支承部件5的孔5a内的方式被安装到位，因此电机2的主体部分2c就相对轴承支承部件5定位在车体8侧。这样就可以防止对轮距进行加宽，从而无需对悬架4的悬臂或类似部件进行修改。

此外，根据该实施例的上述结构，在将滚珠轴承BR安装到轴承支承部件5上的装配步骤中，能够完成将电机2的主体部分插装到轴承支承部件5的孔5a内的装配操作，这样就无需采用特殊的装配线，例如无需通过对用于装配已有部件的传统装配线进行改造来提供新的装配线。这样就促进了装配线的标准化，从而提高汽车的生产效率。应该理解：如图3所示的轴承支承部件5的已有孔5a在该实施例中被用作如图1所示的轴承支承部件5的孔5a。

此外，在该实施例中，电机2的主体部分2c被插装在轴承支承部件5的孔5a内，这样电机2的凸缘部分2b和轴承支承部件5的车轮侧部分之间的接触表面能够接近沿宽度方向介于汽车右侧车轮和左侧车轮之间的中心位置，而重量较大的主体部分2c也能够定位在车体8侧。因此，就可以减小随车轮1的运动而产生的动量，从而提高驾驶质量。

图4示出了根据本发明的第二实施例用于安装车轮的电动旋转机械的安装结构，除了电机2与用于支承轮毂3的滚珠轴承BR一体制成外，该实施例与图1所示的上述实施例基本相同。

具体而言，在该实施例中，图1所示的实施例的轴承外部部件7(如图1所示)与电机2的壳体2d一体成形。这样提供了轴承的凸缘部分2e，在该凸缘部分内一体连接有电机2的凸缘部分7a(如图1所示)和凸缘部分2b。

在该实施例中，电机2在功能上与第一实施例中的电机2基本相同。因此，电机2是一个普通的直流电机，而且设置有一个动力输出轴(或传动轴)2a。一个转子R被固定安装在动力输出轴2a上，以能够与动力输出轴2a作为一个部件一起转动。该转子R在其外圆周部分上设置有一个线圈。该电机2包括一个壳体2d，该壳体包括有一个内圆周部分，在该内圆周部分上安装有由永磁铁制成的定子S。轴套Bu和类似部件以能够与转子R的线圈导电连接的方式安装在动力输出轴2a上。该电机2可以是一种交流感应电机、同步交流电机、一个直流无刷电机等等，而且可以类似于第一实施例的方式设置有一个减速部件。

下面，将对在该实施例中将电机2安装到车轮1上的操作加以说明。

首先，在一个与车体装配步骤相类似的装配步骤中，将轴承支承部件5的车体侧部分与悬架4的车轮侧部分连接在一起，而悬架的车轮侧部分以其车体侧部分安装在车体8上。接着，沿图4中箭头C所示的方向从汽车的外侧将电机2的主体部分2c插装到轴承支承部件5的孔5a内并在图4中向右对其进行顶推。然后，使电机2的轴承凸缘部分2e与轴承支承部件5的车轮侧部分相互接触，接下来用螺栓9将轴承支承部件5和轴承凸缘部分2e紧固到一起。应该理解：轮毂3是在一个与传统装配步骤相近似的装配步骤中与制动盘BD一起被安装的。

这样，根据该实施例的车轮用电动旋转机械的安装结构，电机2的安装还可在一个用于装配已有部件的传统装配线上通过将滚珠轴承BR的轴承外部部件7的凸缘部分7a与图3所示的传统结构安装在一起而得以实现。因此，该实施例的结构能够达到与第一实施例相同的效果。此外，可通过一个将滚珠轴承BR与传统结构安装到一起的安装操作相类似的操作而容易地实现电机2的安装操作，同时还可防止增加电机2的装配步骤。

此外，由于在滚珠轴承BR和电机2之间没有对接(接触)表面，因此也就无需将一个密封部件安装到滚珠轴承BR与电机2之间，而且由于没有对接表面，因此还可以确保该部分的防水性能。

图5示出了用于第二实施例中的滚珠轴承BR的一种改型结构，该滚珠轴承由轮毂3和壳体2d组成。在该实例中，滚珠轴承BR的内座圈由圆柱形的轴部分2f构成，该部分2f与电机2的壳体2d一体制成。此外，滚珠轴承BR的外座圈由轮毂3的圆柱形轴部分3a构成。这样，就可以根据已有的部件对第二实施例的结构做出适当的改变。

尽管已参照附图对本发明的原理作出了说明，但是应该理解：本发明并非局限于上述的实施例及其变型实例。例如，在第一实施例中，滚珠轴承BR的外座圈可由轮毂3的圆柱形轴部分3a构成，而滚珠轴承BR的内座圈可由轴承外部部件7的圆柱形轴部分7b构成。

此外，尽管电机2的主体部分2c被图示并表示成相对轴承支承部件5设置在车体8侧，但应该知道：根据本发明的安装结构的原理可被应用到按照下述方式设置的安装结构上：电动旋转机械包括一个用于使电动旋转机械定位在电动旋转机械的动力输出轴的轴线方向上的凸缘，而且该凸缘与轴承支承部件的车轮侧部分相互接触，同时电动旋转机械的动力输出轴被装配到轮毂内。这样，电机2的主体部分2c就可以相对轴承支承部件5定位在车轮1侧。

另外，尽管仅仅将电机2表示成用于车轮上的电动旋转机械，但是应该理解：根据本发明，能够应用到车轮安装结构上的电动旋转机械并非局限于上述的实施例的电机2。当然，也可以将发电机、电动机、或用于再生制动器上的电机/发电机用作本发明的电动旋转机械，发电机可用于利用车轮的动力来发电，电机可用于驱动汽车的车轮，电机/发电机可用于利用车轮的动力来发电。

日本专利申请P2002-341939(申请日为2002年11月26日)的全部内容在本文中作为参考引用。

尽管已参照本发明的某些实施例和实例对本发明作出了说明，但是，本发明并非局限于上述的实施例和实例。本领域的技术人员在上述构思的启示下可对本发明的上述实施例和实例作出多种变型和修改。本发明的保护范围由所附权利要求书来限定。

Claims (7)

1、一种用于将电动旋转机械安装到机动车车轮上的安装结构，该电动旋转机械用于完成下述的至少一项工作：对车轮进行电驱动并且利用来自车轮的动力发电，该安装结构包括：

一个轮毂，将该轮毂固定到车轮上并可与车轮一起转动；

一个轴承，所述轮毂以可转动的方式支承在该轴承上；

一个悬架，将该悬架安装在机动车的车体和车轮之间；

一个轴承支承部件，该部件与悬架的车轮侧部分相连接并支承着所述的轴承；

其特征在于，所述电动旋转机械包括：一个与轮毂装配在一起的动力输出轴和一个用于使电动旋转机械定位在动力输出轴的轴线方向上的凸缘，该凸缘与轴承支承部件的车轮侧部分相互接触。

2、根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于：所述轴承支承部件包括一个限定有一孔的部分，所述电动旋转机械以能够穿过该孔延伸的方式设置在该孔内。

3、根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于：所述轴承与所述电动旋转机械一体形成。

4、一种用于将电动旋转机械安装到机动车车轮上的安装结构，该电动旋转机械用于完成下述的至少一项工作：对车轮进行电驱动并且利用来自车轮的动力发电，该安装结构包括：

一个轮毂，将该轮毂固定到车轮上并可与车轮一起转动，该轮毂包括一个圆柱形的轴部分；

一个轴承配合部件，该部件包括一个圆柱形的轴部分和一个与所述圆柱形轴部分一体制成的凸缘部分，该轴承配合部件的圆柱形部分与轮毂的圆柱形部分同轴设置，从而形成一个圆筒形的轴承；

一个悬架，将该悬架安装在机动车的车体和车轮之间；

一个轴承支承部件，该部件与悬架的车体侧部分相连接并支承着所述的轴承，该轴承支承部件包括一个限定有一孔的部分；

其特征在于，所述电动旋转机械包括：一个壳体，将该壳体设置在轴承支承部件的所述孔内并向车体延伸；一个动力输出轴，该轴从壳体伸出并穿过将被装配到轮毂内的圆筒形轴承的所述孔中；一个用于使电动旋转机械定位在动力输出轴的轴线方向上的凸缘，该凸缘被固定连接到壳体上并与轴承支承部件的车轮侧部分相互接触，该凸缘被固定到轴承支承部件上。

5、根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于：所述电动旋转机械的凸缘设置在轴承支承部件和轴承配合部件的凸缘部分之间并被固定到所述轴承支承部件和轴承配合部件的凸缘部分上。

6、根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于：所述电动旋转机械的凸缘部分与轴承配合部件的凸缘部分一体形成，从而形成一个轴承凸缘部分。

7、根据权利要求6所述的安装结构，其特征在于：将所述轴承凸缘部分固定到所述的轴承支承部件上。

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