DE112021000773T5 - ELECTRIC VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURE THE SAME - Google Patents
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Abstract
ZU LÖSENDES PROBLEM: Lager und Zahnräder als rotierende Teile zu reduzieren und eine Bremse außerhalb bereitzustellen, um Wärmeerzeugung zu reduzieren.LÖSUNG: Das Elektrofahrzeug umfasst ein Gleitlager, das einen äußeren Ring, auf dem ein Rad montiert ist, und einen inneren Ring bildet, der dem äußeren Ring gegenüberliegt. Der innere Ring wird von einem Tragrahmen einer Aufhängungsvorrichtung getragen und ist mit einem Stator versehen, der einen Motor konfiguriert. Der äußere Ring ist mit einem Rotor versehen, der dem Stator des inneren Rings gegenüberliegt. Der äußere Ring ist an einer Außenseite des Gleitlagers mit einer Bremsscheibe versehen, und der innere Ring ist mit einer Bremsvorrichtung versehen, die dazu konfiguriert ist, die Bremsscheibe zu klemmen.PROBLEM TO BE SOLVED: Reduce bearings and gears as rotating parts and provide a brake outside to reduce heat generation.SOLUTION: The electric vehicle includes a sleeve bearing that forms an outer ring on which a wheel is mounted and an inner ring that opposite the outer ring. The inner ring is supported by a support frame of a suspension device and is provided with a stator configuring a motor. The outer ring is provided with a rotor which faces the stator of the inner ring. The outer ring is provided with a brake disc on an outside of the plain bearing, and the inner ring is provided with a brake device configured to clamp the brake disc.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug, in das ein Radnabenmotor eingebaut ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.The present invention relates to an electric vehicle incorporating an in-wheel motor and a method of manufacturing the same.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Heutzutage hat sich die Motorentechnik weiterentwickelt, und ein Motor mit hoher Drehzahl, ein Untersetzungsgetriebe und eine Bremse sind in einem Rad eingebaut. Je höher eine Drehzahl wird, desto mehr wird eine Reibungswärme erzeugt, wodurch ein Leistungsverbrauch zur Kühlung benötigt wird, um die Wärmeerzeugung in dem geschlossenen Rad zu reduzieren. Patentdokument 1 beschreibt einen derartigen Radnabenmotor. Da der Radnabenmotor in verschiedene Arten von Vorrichtungen in einem Rad eingebaut ist, kommen die einzelnen Komponenten einander nahe, und außerdem ist eine Bremse umfasst, so dass die Wärme nirgends austritt. Da aus Metall hergestellte Wälzlager und Zahnräder, die häufig verwendet werden, bei einer hohen Drehzahl Wärme erzeugen, steigt der für die Kühlung erforderliche Leistungsverbrauch.Nowadays, motor technology has advanced, and a high-speed motor, a reduction gear and a brake are built into one wheel. The higher a rotating speed becomes, the more frictional heat is generated, whereby power consumption for cooling is required to reduce heat generation in the closed wheel.
Patentdokument 1:
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMEPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
Es ist erwünscht, ein Rad und einen Rotor direkt zu koppeln, um Lager und Zahnräder als rotierende Teile zu reduzieren, und eine Bremse außerhalb bereitzustellen, um eine Wärmeerzeugung zu reduzieren.It is desirable to couple a wheel and a rotor directly to reduce bearings and gears as rotating parts and to provide a brake outside to reduce heat generation.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEMESOLUTIONS TO THE PROBLEMS
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfasst ein Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gleitlager, das einen äußeren Ring, auf dem ein Rad montiert ist, und einen inneren Ring bildet, der dem äußeren Ring gegenüberliegt. Der innere Ring wird von einem Tragrahmen einer Aufhängungsvorrichtung getragen und ist mit einem Stator versehen, der einen Motor konfiguriert. Der äußere Ring ist mit einem Rotor versehen, der dem Stator des inneren Rings gegenüberliegt.In order to achieve the above-described object, an electric vehicle according to the present invention includes a sliding bearing that forms an outer ring on which a wheel is mounted and an inner ring that faces the outer ring. The inner ring is supported by a support frame of a suspension device and is provided with a stator configuring a motor. The outer ring is provided with a rotor which faces the stator of the inner ring.
In diesem Fall ist der äußere Ring an einer Außenseite des Gleitlagers mit einer Bremsscheibe versehen, und der innere Ring ist mit einer Bremsvorrichtung versehen, die dazu konfiguriert ist, die Bremsscheibe zu klemmen. Ferner weisen der äußere Ring und der innere Ring Gleitoberflächen auf, die mit einem Kunstharz dazwischen versehen sind. Eine oder mehrere Vertiefungen, die das Kunstharz positionieren, können an dem äußeren Ring vorgesehen sein, das Kunstharz kann mit Vorsprüngen versehen sein, die in die Vielzahl von Vertiefungen passen, und ein Kreislauf, durch den ein Schmieröl und Luft aus einem Boden der Vertiefung austreten, kann vorgesehen sein.In this case, the outer ring is provided with a brake disc on an outer side of the plain bearing, and the inner ring is provided with a brake device configured to clamp the brake disc. Further, the outer ring and the inner ring have sliding surfaces interposed with a synthetic resin. One or more indentations that position the synthetic resin may be provided on the outer ring, the synthetic resin may be provided with protrusions that fit into the plurality of indentations, and a circuit through which a lubricating oil and air leak from a bottom of the indentation , can be provided.
Der Tragrahmen ist mit einem Antriebsmotor montiert, der ein Untersetzungsgetriebe und eine elektromagnetische Kupplung umfasst, und das Elektrofahrzeug überträgt eine Antriebskraft auf einen Tragring nur bei einem Antrieb mit niedriger Geschwindigkeit und einem Rückwärtsantrieb durch Umschalten auf die elektromagnetische Kupplung.The support frame is assembled with a drive motor including a reduction gear and an electromagnetic clutch, and the electric vehicle transmits a driving force to a support ring only in low-speed drive and reverse drive by switching to the electromagnetic clutch.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrofahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: Ausbilden eines äußeren Rings, auf dem ein Rad montiert ist, und eines inneren Rings, der dem äußeren Ring gegenüberliegt, mit einem Gleitlager; temporäres Erweichen eines Kunstharzes mit einem Erweichungsmittel, um eine Unterlegscheibe, die einem Ölspalt zwischen dem Kunstharz und dem inneren Ring entspricht, dazwischen zu legen, wenn das Kunstharz zwischen Gleitoberflächen des äußeren Rings und des inneren Rings bereitgestellt wird; Montieren des äußeren Rings unter Verwendung eines seitlichen Rings; und Demontieren des äußeren Rings, nachdem das Kunstharz gehärtet ist, und Entfernen der Unterlegscheibe, um einen Ölspalt mit einem spezifizierten Wert zu bilden.A method of manufacturing an electric vehicle according to the present invention includes: forming an outer ring on which a wheel is mounted and an inner ring opposed to the outer ring with a plain bearing; temporarily softening a synthetic resin with a softening agent to interpose a washer corresponding to an oil gap between the synthetic resin and the inner ring when the synthetic resin is provided between sliding surfaces of the outer ring and the inner ring; Assembling the outer ring using a side ring; and disassembling the outer ring after the resin hardens and removing the washer to form an oil gap of a specified value.
EFFEKTE DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist, da der Rotationsmechanismus des Rades in der vorliegenden Erfindung eine Gleitlagerstruktur aufweist, der Hauptrotationsmechanismus frei von einer Quelle von Wärmeerzeugung, wie etwa dem Wälzlager und anderen. Ferner wird, da sich die Bremsvorrichtung außerhalb des Außenrings befindet, die Wärme hier freigegeben.With the configuration described above, since the rotating mechanism of the wheel has a sleeve bearing structure in the present invention, the main rotating mechanism is free from a source of heat generation such as the rolling bearing and others. Furthermore, since the braking device is located outside the outer ring, the heat is released here.
Figurenlistecharacter list
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Reifenmontageabschnitts eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 12 is a cross-sectional view of a tire mounting portion of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. -
2 ist eine vergrößere Querschnittsansicht von1 .2 is an enlarged cross-sectional view of FIG1 . -
3 ist eine Querschnittsansicht eines Reifenmontageabschnitts eines Elektrofahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.3 14 is a cross-sectional view of a tire mounting portion of an electric vehicle according to a second embodiment. -
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Wellen-Kunstharzes, einer Ummantelung für eine Kühlung eines inneren Rings und eines Stators, und eines Reifenmontage-Teilabschnitts eines Kreislaufs für eine Kühlung eines Elektrofahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform.4 Fig. 14 is an enlarged cross-sectional view of a shaft resin, a liner for cooling an inner ring and a stator, and a tire mounting portion of a circuit for cooling an electric vehicle according to a third embodiment. -
5 ist eine Montagezeichnung eines seitlichen Rings, der einen Ölspalt des Wellen-Kunstharzes bildet.5 Fig. 12 is an assembly drawing of a side ring forming an oil gap of the shaft resin.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass die unten beschriebenen Ausführungsformen Teile von bevorzugten Konfigurationen sind, die von der vorliegenden Erfindung verkörpert werden und auch dann als Teile der vorliegenden Erfindung gelten können, wenn Teile der Konfigurationen und Verfahren geändert werden, solange sie ähnliche Wirkungen bereitstellen.In the following, embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are parts of preferred configurations embodied in the present invention, and can be considered parts of the present invention even if parts of the configurations and methods are changed as long as they provide similar effects.
Das Gleitlager 16 ist aus einer Vielzahl von äußeren Ringen 18 und inneren Ringen 20 konfiguriert, wobei der äußere Ring 18 und innere Ring 20 über Gleitoberflächen 22 in Treppenmustern gleiten. Die Gleitoberfläche 22 weist an einer Karosserieseite eine hohe Stufendifferenz auf, so dass der innere Ring 20 zur Karosserieseite hin entfernt werden kann. Um einen seitlichen Auslauf des Gleitlagers 16 zu verhindern, ist ein Abschnitt mit minimaler Stufendifferenz in einer Seite des inneren Rings 20 mit einem seitlichen Ring 24 versehen, um eine Konfiguration darzustellen, die einen maximalen Überstand des äußeren Rings 18 beibehält.The journal bearing 16 is configured from a plurality of
Der äußere Ring 18 ist mit einem Tragring 26 in einer Donut-Plattenform montiert, um die Zentrumsöffnung des Reifens 10 in einer Fahrzeugaußenseite abzudecken. Dieser Tragring 26 erstreckt sich über einen Seitenoberflächenabschnitt des inneren Rings 20 hinaus und ist im Zentrum des Durchmessers des Reifens 10 offen. Das offene Ende ist verschraubt und durch eine Flachplatten-Abdeckung 28 verschlossen. Der innere Ring 20 ist mit einem Tragrahmen 30 mit L-förmigem Querschnitt in einer Fahrzeuginnenseite montiert. Der Tragrahmen 30 hat einen distalen Endabschnitt der L-Form, der an einem äußeren Oberflächenabschnitt des inneren Rings 20 montiert ist, und einen Bodenplattenabschnitt, der so angeordnet ist, dass er sich in Richtung des Zentrums des Reifens erstreckt. Das Zentrum ist durch eine Abdeckung 32 abgedeckt und die Abdeckung 32 ist mit Bolzen befestigt. Der Tragrahmen 30 wird von Aufhängungsvorrichtungen 34 an zwei Stellen in vertikaler Richtung getragen.The
Der Tragrahmen 30 hat einen Eckabschnitt, wo ein Stator 36, der einen Teil des Radnabenmotors konfiguriert, angeordnet ist, und ein Rotor 38, der so angeordnet ist, dass er dem Stator 36 gegenüberliegt, ist an einer unteren Oberflächenseite des Stators 36 angeordnet. Das heißt, der Stator 36 fungiert als ein Statorrahmen, da er fest an dem Tragrahmen 30 befestigt ist. Der Rotor 38, der derart angeordnet ist, dass er gegenüberliegt, ist über einen Aufnahmetisch 40 an dem Tragring 26 befestigt, der auf dem äußeren Ring 18 montiert ist. In Anbetracht dessen dreht sich, wenn der Rotor 38 eine Antriebskraft empfängt, der Reifen 10 durch den Aufnahmetisch 40, den Tragring 26 und den äußeren Ring 18 und gleitet dann in Bezug auf den inneren Ring 20, wodurch er eine Drehantriebskraft überträgt.The
Bei einer solchen Ausführungsform, wie sie in den
Wie in
Das Elektrofahrzeug gemäß der so konfigurierten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der der Reifen 10 über das Gleitlager 16 drehbar ist, und darüber hinaus besteht die Bremseinrichtung aus der Bremsscheibe 42, die an dem verlängerten Ende des äußeren Rings 18 angeordnet ist, und der Bremsvorrichtung 44, die an dem Tragrahmen 30 angeordnet ist. Folglich ist es möglich, gleichzeitig ein Problem von Geräuschen des Zahnradmechanismus und des Wälzlagers, die durch einen Drehantrieb des Reifens 10 verursacht werden, und ein Problem des Kühlens der Bremse und dergleichen zu lösen.The electric vehicle according to the embodiment configured in this way has a configuration in which the
Als nächstes veranschaulicht
Wie oben beschrieben, ist, da der Rotationsmechanismus des Rades in der vorliegenden Erfindung eine Gleitlagerstruktur hat, der Hauptrotationsmechanismus frei von einer Quelle von Wärmeerzeugung, wie etwa dem Wälzlager und anderen. Ferner wird, da die Bremsvorrichtung außerhalb des äußeren Rings ist, die Wärme hier freigegeben.As described above, since the rotating mechanism of the wheel has a sleeve bearing structure in the present invention, the main rotating mechanism is free from a source of heat generation such as the rolling bearing and others. Furthermore, since the braking device is outside the outer ring, the heat is released here.
Das zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring eingefügte Kunstharz hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine geringe Wärmeerzeugung, erzeugt keine Metallpulver und stellt die Aufrechterhaltung einer Qualität von Schmieröl über einen langen Zeitraum sicher, und so ist das Schmieröl für ein Kühlen des Stators verwendbar.The synthetic resin interposed between the outer ring and the inner ring has a low coefficient of friction, low heat generation, does not generate metal powders, and ensures maintenance of a quality of lubricating oil over a long period of time, and so the lubricating oil is usable for cooling the stator.
Der Tragrahmen des Stators hat die Größe des Rades, der Stator mit einem großen Durchmesser erzeugt schon bei niedriger Drehzahl ein Drehmoment, und so ist ein Untersetzungsgetriebe nicht länger notwendig. Durch ein direktes Koppeln des Rotors mit dem Rad entfallen Zahnräder und Lager, wodurch eine Wärmeerzeugung reduziert wird. Der reduzierte Leistungsverbrauch beim Kühlen und bewegliche Komponenten senken ein Ausfallrisiko.The support frame of the stator is the size of the wheel, the large diameter stator generates torque even at low speed, so a reduction gear is no longer necessary. Coupling the rotor directly to the wheel eliminates gears and bearings, thereby reducing heat generation. The reduced power consumption for cooling and moving components reduce the risk of failure.
Die Bremsscheibe mit dem großen Durchmesser, die die Größe des Rades hat, hat eine hohe Bremswirkung und lässt sich leicht visuell inspizieren. Die Bremsscheibe und die Bremsvorrichtung haben eine gute Wärmeableitung, da sie in Kontakt mit der Außenluft sind.The large-diameter brake disc, which is the size of the wheel, has high braking efficiency and is easy to visually inspect. The brake disc and braking device have good heat dissipation because they are in contact with the outside air.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Reifentires
- 1212
- Radwheel
- 1414
- Vorsprunghead Start
- 1616
- Gleitlagerbearings
- 1818
- äußerer Ringouter ring
- 2020
- innerer Ringinner ring
- 2222
- Gleitoberflächesliding surface
- 2424
- seitlicher Ringside ring
- 2626
- Tragringcarrying ring
- 2828
- Abdeckungcover
- 3030
- Tragrahmensupporting frame
- 3232
- Abdeckungcover
- 3434
- Aufhängungsvorrichtungsuspension device
- 3636
- Statorstator
- 3838
- Rotorrotor
- 4040
- Aufnahmetischshooting table
- 4242
- Bremsscheibebrake disc
- 4444
- Bremsvorrichtungbraking device
- 4646
- Vertiefungdeepening
- 4848
- Kunstharzresin
- 5050
- Vorsprunghead Start
- 5252
- Luftaustrittskanalair outlet channel
- 5454
- Öldichtungoil seal
- 5656
- Antriebsmotordrive motor
- 5858
- Untersetzungsgetriebereduction gear
- 6060
- elektromagnetische Kupplungelectromagnetic clutch
- 6262
- Ausblasrohrexhaust pipe
- 6464
- Rücklaufrohrreturn pipe
- 6666
- Kühlummantelungcooling jacket
- 6868
- Kühlummantelungcooling jacket
- 7070
- Verbindungskanalconnecting channel
- 7272
- Düsejet
- 7474
- Unterlegscheibewasher
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed |