CN1944093A - 轮内传动组件 - Google Patents

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Abstract

一种能尽可能地将组件整体的轴向长度和外径减小的轮内传动组件。是包括马达(1)、行星减速器(2)、输出轴(3)和轮辋(4)的轮内传动组件，其使对与所述输出轴(3)驱动结合的所述行星减速器(2)的旋转元件以使其自由旋转的方式支承的轴承(5、6)的至少一个比所述轮辋(4)宽度方向中心面(EX)位于车宽方向内侧，并且通过所述轴承(5、6)支承输出轴自由旋转。

Description

轮内传动组件
技术领域
本发明涉及内设有行星减速器的电动汽车的传动组件，特别是涉及将马达和行星减速器设于轮辋内周侧的内轮式传动组件。
背景技术
现有，作为轮内传动组件而在专利文献1或专利文献2中有记载，专利文献1所记载的轮内传动组件中，支承构成轮辋的轮毂凸缘和与之驱动结合的输出轴并使其自由旋转的轴承、行星减速器和马达是在轴向上并列配置的，专利文献2所记载的轮内传动组件中，支承轮毂凸缘和与之驱动结合的输出轴并使其自由旋转的轴承和行星减速器是在轴向上并列配置的，而马达是配置在行星减速器的外周侧。
专利文献1：特开2002-247713号公报
专利文献2：特开2001-32888号公报
但是，存在这样的问题：轴承用于支承车轴的力矩，而在轴方向两处由轴承支承。在上述现有技术中公开的轮内传动组件中，两处轴承的距离(轴承跨距)短，轴承上的负载大。因此，需要设计考虑了该负载的大容量的轴承。为减小负载，而加长支承跨距，则车轴长度变长，组件整体的轴方向长度变长。
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题而提供一种能尽可能将组件整体的轴向长度和外径减小的轮内传动组件。
本发明的轮内传动组件包括：马达、行星减速器、输出轴和轮辋，该轮内传动组件将支承驱动结合在所述输出轴上的所述行星减速器的旋转元件自由旋转的轴承的至少一个比所述轮辋宽度方向中心面位于车宽方向内侧，并且通过轴承支承输出轴使其自由旋转。所说的车宽方向内侧是指将组件安装在车辆上后的车辆内侧，车宽方向外侧是指将组件安装在车辆上后的车辆外侧。
这样，与所述行星减速器比较能将径变小的所述轴承的至少一个比在所述轮辋宽度方向中心面位于车宽方向内侧，这样，与现有技术相比，能以轴承的轴向长度的量使所述行星减速器的最大径部分位于在车宽方向外侧。这样，就能避开所述行星减速器的最大径部分而将马达配置在轴承和行星减速器的径小部分的外周侧上，能势均良好地得以减小该轮内传动组件整体轴向长度和组件整体除轮辋以外部分的外径。
附图说明
图1是表示本发明内轮传动系统一实施例的模式剖视图；
图2是表示本发明内轮传动系统其他实施例的模式剖视图；
图3是表示本发明内轮传动系统其他实施例的模式剖视图；
图4是表示本发明内轮传动系统其他实施例的模式剖视图；
符号说明
1马达           2齿轮减速器         3输出轴
4轮辋           5轴承               6轴承
7制动装置       8行星架             9壳体
10支承部件      11转子轮毂          12输入轴
13密封圈        14轴承              15轴承
16密封圈        17轮毂凸缘          18螺母
19轮毂螺栓      20鼓                21柱塞
22护板          23螺栓              24散热片
25分解仪
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的轮内传动组件的一实施例的模式剖视图，该图中含有该组件的中心轴线C。
该轮内传动组件包括：马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4，将对驱动结合在所述输出轴3上的所述行星减速器2的旋转元件进行支承使其自由旋转的轴承5、6的至少一个5与所述轮辋4的宽度方向中心面EX相比位于车宽方向内侧，并且由轴承5、6支承输出轴3使其自由旋转。马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4按所记顺序被驱动结合，从马达1向轮辋4一边减速一边传递驱动力。
这样，通过将能够与所述行星减速器2比较直径变小的所述轴承5、6的至少一个与所述轮辋4的宽度方向中心面EX相比位于车宽方向内侧，从而与现有技术相比，能以轴承5的轴向长度的量，使所述行星减速器2位于车宽方向外侧。由此，能避开所述行星减速器2的直径最大的部分，而在轴承5以及行星减速器2的直径小的部分的外周侧上配置马达1，能够势均良好地得以缩短该轮内传动组件整体轴向长度和减小除轮辋4以外的部分的外径。
在此基础上，使所述轴承5、6位于行星减速器2的轴向两侧。
这样，由于能加长由轴承5、6对输出轴3和与输出轴3驱动结合的行星减速器2的旋转元件进行支承的跨距，所以容易确保轴承5、6的支承刚性，且由于能降低轴承5、6对从设于轮辋4外周侧的未图示的轮胎输入的车宽方向的力、即横向力所需的负载容量，所以能使轴承小型化。另外，能在车宽方向外侧的轴承6以及行星减速器2的外周侧上配置制动装置7，能提高轮内传动组件整体的集成密度。另外，行星减速器2在此是由一个行星齿轮机构所构成的。
进而在此，与输出轴3驱动结合的行星减速器2的旋转元件采用行星架8。
这样，与将行星减速器2的环形齿轮9作为与输出轴3驱动结合的旋转元件时要设置直径比小齿轮2p的最外周面大的旋转体，使环形齿轮9与输出轴3驱动结合的情况相比，不必设置这种的旋转体就能使行星架8与输出轴3驱动结合。在此，行星架8和输出轴3一体形成。
在此基础上，将组成所述轴承5、6的轴承内圈结合在组成轮内传动组件的壳体9侧上，将组成所述轴承5、6的轴承外圈结合在所述行星减速器2侧上，在此是结合在行星架8上。
这样，如图1所示，轴承5、6由滚锥轴承构成的情况下，为支承作用于行星架8上的横向力，由该轴承5、6从轴向两侧夹入支承行星架8，缘于此，与滚锥中心垂直延伸出的直线与轮内传动组件的中心轴线C相交的点PQ间的距离(是实质上的支承跨距)比实际的轴承5、6对行星架8的支承跨距长，从而加长轴承5、6对行星架8实质上的支承跨距，所以能使用负载容量小的轴承，将轴承本身小型化。
另外，在支承车宽方向内侧的轴承5的支承部件10与由键嵌合通过转子轮毂11而结合在马达1的转子1a上的输入轴12之间设有密封圈13，这样就能将包含马达1的空间与包含行星减速器2的空间进行分离，不会使轮内传动组件大型化就能进行润滑油的分离和包含马达1的空间的干燥。在此基础上，与后述图2所示方式的轮内传动组件相比，由于将轴承5、6的轴承内圈结合在壳体9侧上，而能减小支承部件10与输入轴12的径向距离，所以能减小该密封圈13。输入轴12由轴承14、15支承自由旋转。
图1是表示了使用滚锥轴承的情况，但只要是能支承轴向负载的轴承即可，例如也可以使用角接触球轴承。这时，所述实质上的支承跨距PQ由连接角接触球轴承的轴承内圈、滚珠、轴承外圈的接触点的直线与轮内传动组件的中心轴线C相交的点P、Q确定。
另外，优选地，将位于车宽方向外侧的所述轴承6比位于车宽方向内侧的所述轴承5靠近所述轮辋的宽度方向中心面EX设置，以及，使位于车宽方向外侧的所述轴承6的外径大于位于车宽方向内侧的所述轴承5的外径。
根据上述优选方式，车宽方向外侧的轴承6都能更多地承受上下方向的负载，由于从未图示的轮胎输入的横向力的力矩作用的负载(偶力)能够均等地分配给车宽方向内侧的轴承5和车宽方向外侧的轴承6，所以能减小车宽方向内侧的轴承5的负载容量，并能降低该轴承5的支承部件10的强度以至刚性，由此，能使该支承部件10小型化，减小位于该支承部件10的外周侧的马达1的外径。
将位于车宽方向外侧的所述轴承6由组成轮内传动组件的壳体9支承，将位于车宽方向内侧的所述轴承5由设于所述壳体9内侧的支承部件10支承。
这样，有更大负载作用的车宽方向外侧的轴承6就能够由安装未图示的悬架装置的壳体9支承，减小有大负载作用的部分，尽量减少需要以高强度高刚性构成的部分，谋求组件整体的小型轻量化。
在此基础上，例如将支承部件10由铁类材料构成，将壳体9由铝类材料构成，就能使外径大且体积重量都大的壳体9轻量化，使支承部件10薄壁化，使位于支承部件10的外周侧的马达1等部件小型化，使轮内传动组件整体小型轻量化。支承部件10由铁类材料构成，能将由铁类料构成的输出轴3与支承部件10的线膨胀系数的不同尽量减小，极力抑制作用在轴承5上的施压因温度而发生的变化，减少轴承5的负载容量。
在壳体9与输出轴3之间位于车宽方向外侧的所述轴承6的内周侧的部分设置密封圈16。
这样，能抑制因设置密封圈16而引起的轮内传动组件的轴向长度的增加，使组件整体小型化。
在此基础上，将轮辋4经由轮毂凸缘17以可拆卸的方式固定在所述输出轴3上。具体说，将轮毂凸缘17键嵌合在输出轴3上，将螺母18拧合在设于输出轴3的车宽方向外侧的螺纹部分上，将轮辋4由轮毂螺栓19固定在轮毂凸缘17上。
由此，即使将马达1和行星减速器2整周都设置在轮毂凸缘17的车宽方向内侧上，也能将轮毂凸缘17从输出轴3上卸下，从而能简单地进行轮毂螺栓19的更换和该部分的修理。
在轮毂凸缘17上与轮辋4一起通过轮毂螺栓19固定组成制动装置7的鼓20。在壳体9上通过螺栓23固定也组成制动装置7的柱塞21的护板22。呈鼓状的壳体9的车宽方向内侧部分的内周侧上固定构成马达1的定子1b，呈鼓状的壳体9的车宽方向内侧部分的外周侧上设置用于冷却马达1的散热片24。图1中的附图标记25表示检测转子1a的转速的分解仪。
所述行星减速器2采用步进式小齿轮型的行星齿轮机构，在该小齿轮2p的车宽方向内侧的小径部上啮合环形齿轮2r，在该小齿轮2p的车宽方向外侧的大径部上啮合形成在输入轴12车宽方向外侧部分上的太阳齿轮2s。另外，环形齿轮2r嵌合固定在所述支承部件10的内周面上，小齿轮2p由行星架8支承自由旋转。
这样，由于能减小所述支承部件10位于马达1内周侧部分的外径，所以能减小马达1的外径以至内轮传动系统整体除轮辋4以外的部分的外径。
在此基础上，使构成所述马达1的转子1a位于车宽方向内侧的轴承5的外周侧。
这样，由于可将马达1和轴承5在轴向上重叠配置，所以能减小内轮传动系统整体的轴向尺寸。
图2是表示本发明的轮内传动组件其他实施例的模式剖视图，该图中包含轮内传动组件的中心轴线C。
该轮内传动组件包括马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4，将对驱动结合在所述输出轴3上的所述行星减速器2的旋转元件进行支承使其自由旋转的轴承5、6的至少一个5比所述轮辋4宽度方向中心面EX位于车宽方向内侧，并通过轴承5、6支承输出轴3使其自由旋转。与图1所示的轮内传动组件同样地，马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4按照所记顺序被驱动结合，从马达1向轮辋4传递驱动力。
图2所示的轮内传动组件，与图1所示的轮内传动组件相比，使用与图1相同的符号，并仅说明没有不同之处及作用效果。
如图2所示，将构成所述轴承5、6的轴承外圈结合在构成轮内传动组件的壳体9上，将构成所述轴承5、6的轴承内圈结合在所述行星减速器2上，在此是结合在行星架8上。车宽方向内侧的轴承5的轴承外圈是通过支承部件10来支承。
这样，由于能将壳体9和支承部件10形成用于支承轴承5、6外圈的最低限度的大小，所以能谋求轮内传动组件整体的小型轻量化。
图3是表示本发明的轮内传动组件其他实施例的模式剖视图，该图中包含轮内传动组件的中心轴线C。
该轮内传动组件包括马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4，将对驱动结合在所述输出轴3上的所述行星减速器2的旋转元件进行支承使其自由旋转的轴承5、6的至少一个5比所述轮辋4宽度方向中心面EX位于车宽方向内侧，并通过轴承5、6支承输出轴3使其自由旋转。与图1和图2所示的轮内传动组件同样地，马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4按照所记顺序被驱动结合，从马达1向轮辋4一边减速一边传递驱动力。
图3所示的轮内传动组件所示的轮内传动组件，与图1所示的轮内传动组件相比，使用与图1相同的符号，并仅说明没有不同之处及作用效果。
如图3所示，使构成所述马达1的定子1b的线圈端1c位于车宽方向内侧的轴承5的外周侧。
这样，由于能使轴承5和马达1在轴向上重叠配置，所以能尽可能地缩短内轮传动系统整体的轴向长度。
在此，与图1和图2所示的方式的轮内传动组件不同，马达1是配置在轴承5的车宽方向内侧，转子1a是不通过转子轮毂而直接键嵌合在输入轴12上。该结构在使用大输出、大负载容量的马达时是有利的。
图3是表示本发明的轮内传动组件其他实施例的模式剖视图，该图中包含轮内传动组件的中心轴线C。
该轮内传动组件包括马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4，将对驱动结合在所述输出轴3上的所述行星减速器2的旋转元件进行支承使其自由旋转的轴承5、6的至少一个5与所述轮辋4宽度方向中心面EX相比位于车宽方向内侧，并通过轴承5、6支承输出轴3使其自由旋转。与图1～图3所示的轮内传动组件同样地，马达1、行星减速器2、输出轴3和轮辋4按照所记顺序被驱动结合，从马达1向轮辋4一边减速一边传递驱动力。
图4所示的轮内传动组件所示的轮内传动组件，与图1所示的轮内传动组件相比，使用与图1相同的符号，并仅说明没有不同之处及作用效果。
即将所述行星减速器2由组合两个行星齿轮机构2a、2b构成。位于车宽方向内侧的行星齿轮机构2a包括：形成在输入轴12外周侧上的太阳齿轮2as、小齿轮2ap、嵌合在支承部件10内周侧上的环形齿轮2ar和保持小齿轮2ap使其自由旋转的行星架2ac，位于车宽方向外侧的行星齿轮机构2b包括：与所述行星架2ac形成一体的太阳齿轮2bs、小齿轮2bp、嵌合在支承部件10内周侧上的环形齿轮2br和保持小齿轮2bp使其自由旋转的行星架8。行星架8与前述同样与输出轴3形成一体。
这样通过将行星减速器2由组合两个行星齿轮机构2a、2b来构成，与由一个行星齿轮机构构成行星减速器相比，则得到相同减速比的情况下，能减小每个行星齿轮机构的外径，因此能减小行星减速器2的外径和位于其外周侧的马达1的外径，这样就能减小轮内传动组件整体除轮辋4以外部分的直径。当然只要轴向的空间允许也可以组合更多的行星齿轮机构。
本发明并不限定于上述的实施例，可以有多的变形或变更。
本发明的内轮传动系统在电动汽车等乘坐用车上使用是合适的，提供了更简约的系统。

Claims (14)

1、一种轮内传动组件，该轮内传动组件包括马达、行星减速器、输出轴和轮辋，其特征在于，
对与所述输出轴驱动结合的所述行星减速器的旋转元件以使其自由旋转的方式支承的轴承的至少一个，与所述轮辋宽度方向中心面相比位于车宽方向内侧，
并且通过所述轴承支承输出轴自由旋转。
2、如权利要求1所述的轮内传动组件，其特征在于，使所述轴承位于在所述行星减速器的轴向两侧。
3、如权利要求1或2所述的轮内传动组件，其特征在于，与所述输出轴驱动结合的所述行星减速器的所述旋转元件采用行星架。
4、如权利要求1～3任一项所述的轮内传动组件，其特征在于，使构成所述轴承的轴承外圈结合在构成轮内传动组件的壳体侧，使构成所述轴承的轴承内圈结合在所述行星减速器侧。
5、如权利要求1～3任一项所述的轮内传动组件，其特征在于，将构成所述轴承的轴承内圈结合在构成轮内传动组件的壳体侧上，将构成所述轴承的轴承外圈结合在所述行星减速器侧上。
6、如权利要求1～5任一项所述的轮内传动组件，其特征在于，使位于车宽方向外侧的所述轴承比位于车宽方向内侧的所述轴承更靠近所述轮辋的宽度方向中心面设置。
7、如权利要求1～6所述的轮内传动组件，其特征在于，位于车宽方向外侧的所述轴承的外径比位于车宽方向内侧的所述轴承的外径大。
8、如权利要求1～7所述的轮内传动组件，其特征在于，位于车宽方向外侧的所述轴承由构成轮内传动组件的壳体支承，位于车宽方向内侧的所述轴承由设于所述壳体内侧的支承部件支承。
9、如权利要求1～8任一项所述的轮内传动组件，其特征在于，在所述壳体与输出轴之间、位于车宽方向外侧的所述轴承的位于内周侧的部分设置密封圈。
10、如权利要求1～9任一项所述的轮内传动组件，其特征在于，所述轮辋经由轮毂凸缘以可拆卸的方式固定在所述输出轴上。
11、如权利要求1～10所述的轮内传动组件，其特征在于，所述行星减速器通过组合两个行星齿轮机构构成。
12、如权利要求1～10所述的轮内传动组件，其特征在于，所述行星减速器采用步进式小齿轮型行星齿轮机构，在该小齿轮的车宽方向内侧的小径部上啮合环形齿轮，在该小齿轮的车宽方向外侧的大径部上啮合太阳齿轮。
13、如权利要求1～12所述的轮内传动组件，其特征在于，构成所述马达的转子位于车宽方向内侧的轴承的外周侧。
14、如权利要求1～12所述的轮内传动组件，其特征在于，构成所述马达的定子的线圈端位于车宽方向内侧的轴承的外周侧。
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