TWI273070B - Hub unit for electric wheel and vehicle equipped with the hub unit - Google Patents

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TWI273070B
TWI273070B TW094116280A TW94116280A TWI273070B TW I273070 B TWI273070 B TW I273070B TW 094116280 A TW094116280 A TW 094116280A TW 94116280 A TW94116280 A TW 94116280A TW I273070 B TWI273070 B TW I273070B
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TW
Taiwan
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motor
electric vehicle
stator
rotation
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TW094116280A
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Inventor
Kazuhiro Tomoshige
Ryohei Adachi
Original Assignee
Sanyo Electric Co
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Description

1273070 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於電動車輛用輪轂單元及具有該輪轂 單元之輔助腳踏車、輪椅等的車輛。 【先前技術】 習知在腳踏車的車輪的輪轂裝著組入馬達等的輪轂 單元，在腳踏車的踏板上，一定值以上的負荷作用時， 使馬達驅動，即使在坡道等，也可輕鬆地行走的電動腳 踏車係，例如，在日本特表2 0 02-5 1 45 5 0號公報中所熟 知0 [專利文獻1 ]日本特表2 0 0 2 - 5 1 4 5 5 0號公報 上述輪轂單元係藉由至馬達的通電而伴隨著發熱。 因為馬達過熱的話，無法以高轉矩使馬達回轉，使馬達 的熱逃脫的辦法是必要的。 然而，在專利文獻1的構成，因為馬達殼體係以密 閉狀態包圍定子，無法有效地使定子放熱。 為此，在輪轂内收容冷卻液，自外側冷卻馬達殼體， 以進行抑制捲線的發熱。在輪轂内收容冷卻液時，液體 洩漏的對策係為必要，導致成本提高。又，冷卻液使重 量增力口 。 【發明内容】 本發明係為可提高馬達的冷卻效果、達到加熱防止 的輪轂單元及具有該輪轂單元之車輛。 7063-7115-PF 5 1273070 本發明的電動車輛用輪轂單元包 子的馬達、以及在内部收容馬達且 ·/、,定子和轉 轉驅動的輪轂，其特徵在 μ g由轉子的回轉被回 絲 "又置伴隨著上诫认鉍^ 轉以將外部空氣吸入輪穀内…的回 置。 馬達的馬達冷卻裝 在上述輪轂，在輪轂的回轉中心軸上 殼體以固定狀能被突# — * +於馬達 U疋狀心、被大5又阳突出於輪 定用支持軸，在該固定用支 卜侧被-置的固 的通氣孔是較佳地。…附近形成吸入外界空氣 至=上述通氣孔連接管路，使該管路的端部延伸設置 至电動車的水無法進入的場所是較佳地。 在上述輪轂，藉由在馬達殼體外周形成的突出部被 * ’形成排出輪轂内的空氣的幫浦機構是較佳地。 、上述定子藉由夹持層積金屬板，相對配置的一對端 累裎鎖緊而被構成，定子的外周面係在輪轂的内面 開放端板間是較佳地。 圮輻章又内，藉由轉子的回轉作動的行星齒輪機 構被收納，在輪轂，W班 - 門面 汉且在仃生齒輪機構的行星齒 輪e的内齒是較佳地。 藉由吸入的外界 以確實地防止馬 根據本發明，伴隨著幫浦的作動 工氣可自動地且有效率地冷卻馬達 達的過熱。 抑制捲線的過卖 又，因為冷卻^ 在白知中’在輪轂内收容冷卻液 成為不必要。可省略馬達殼體的筒壁
7063-7115-PF 1273070 收容的勞力和時間成為不必要，可降低製造成本又 令略该筒壁和冷卻液，可有助於輕量化。又，筒壁不存 在’因為定子的外徑可變大， 」建到回轉力的提高。 【實施方式】 第1圖係表示具有本發明的於/ 、 j镐裁早兀2的電動輔助 腳踏車1的一個例子。 >在輔助腳踏車1的前叉Q的前端安裝輪轂單元2, 則車輪11的輪緣（riffl)13和輪轂單元2係藉由輪輻 (spoke)14 ^ 14 聯繫。
座柱（seat post)15和後車輪16之間搭載電池17。 在踏板1 8的踩踏力作用的、為A — ^ *刀作用的適當場所，踏板的負荷達到一 疋值的铦，自電池17通電至輪轂2的馬達g的感測器（未 圖示）被配置。 輪叙單元2基本上|胃j ^ . ^ 白知的例子相同，包括··具有 疋子3和轉子4的馬 Q的π絲 在内部收容該馬達且藉由馬達 9的回轉而被回轉驅動的 士 、、紅μ 4 季又7、以及在輪轂7的回轉中 心軸上相對於馬達转 ^ 於棄Λ 7 " Μ固定狀態在被突設而突出在 孝阳車又7的外侧的固定用支持軸57。 疋子3的層積金屬板 屬板…以既定數目=係如第5圖所示，將鑽孔金 在環的内 層積而被形成。鑽孔金屬板31a係 周 在周方向以蓉門•入 例如，在奋β 寺間隔向環中心突設複數個， 力s 土 個，的丁字狀的凸部31b 〇 在層積金屬板3丨的相 〇9 ΊΊ j相位一致的層積凸部31b單位施 加捲綠3 2。習知以來， d積至屬板3 1係藉由鑽孔模將金
7063-7115-PF 1273070 屬板材鑽孔，形成鑽孔峨反31a，同時在被鑽孔的姿勢 的狀態下層積而被形成。 因此，在各鑽孔金屬板3 1 a漆a u门^ 、， 產生的圈（burr)係在比 鄰的鑽孔金屬板3 1 a、3 1 a中，位菩 罝會一致。 在一個鑽孔金屬板31a中，太& 7 在周方向產生一樣的圈 的話，一個層積金屬板31的厚度係相同一致。 然而，上述情形係幾乎不可能 — 犯，觀祭一個鑽孔金屬 板士31a的話，圏的位置係在周方向不一樣。此時，只是 連續層積被鑽孔的鑽孔金屬板3丨 興| w a的話，一個層積金屬 板31係》ο·1〜0.3mm程度’產生厚度大的部分和小的部 分0 精由後述理由，有必I如立丨+ 命· 名要抑釗在層積金屬板31產生厚 =Ϊ的^刀和小的部分。因此，將層積金屬板31分為在 目的鑽孔金屬板31a構成的複數個單位體3ic， 以既疋角度偏差各單位體而重疊。 的J實施例中’只有以單位體3lc除以3 60度的個數 ,又依序偏差，形成層積金屬板3卜例如，單位體3丄
的個數為三個的情形，二 3lC ，夂爲 —们早位體3 1 c分別偏移1 2 〇度， ^積凸部3 1 b施加捲線3 2。 上述層積金屬板3 1係 孔金屬板3la… 材鑽孔’一邊形成鑽 次將鑽孔2 只有單位體仏的片數，每 、’L金屬板31 a鑽孔時，莽由使全屬 内以既定魚庚产—a 猎由使金屬板材在水平面 形成。 又在属施例中為120度回轉，而可簡單地
7063-7115-PF 8 1273〇7〇 位體3i 板…的向内凸冑仙的個數係以罩 ^…的個數而被限制在除得 ^ 在上述定子3内，數 被配備。#子4 乂 π 子3问、且可回轉的轉子4 八居 在圓形的層積金屬板42的中心、，和屌 金屬板4? 一雕-τ ^ 和層積 义 肢可回轉的方式使回轉軸“貫通而被形成： 在層積金屬板4 2的冰闽加 ^ , 韻*w 槪“的外周部，和該回轉軸41平行％ 子是數個永久磁鐵4 3丰 的 係在層積金屬板42的周方向，係 ° ϋ N極交互方式，以等間隔被埋設配置。 〜馬達9的殼體5係藉由自定子3的軸方向的第〜 二二輪51、52夹持上述定子3的層積金屬* 、〃“知板51、52係藉由貫通層積金屬板31的外周音 、裣數個鎖合螺栓5 3鎖合而被構成。依據兩端板51、$ 、勺j "螺栓53的鎖合係在自兩端板51、52周緣在外周 被大出形成的凸輪狀突出部54被進行，第二端板U = λ凸輪狀突出部54係成為作為操作後述幫浦8的凸輪的功 能0 定子3的層積金屬板3 1係扮演用以將第一端板5工 和第二端板52存在一定的間隔固定的角色。 第一端板51和第二端板52係分別在中央部内側具 備轴承5 8、5 8，藉由兩軸承π、& 8，軸承上述轉子4的 回轉轴41的兩端。 在第一端板5 1的中央外側突設輪轂5 6，貫通該輪轂 56，突設向外的固定用支持軸57。在固定用支持輛57， 外螺絲57b被形成。59係為在第一端板5丨被形成的通氣
7063-7115-PF 9 1273070 此，連通馬達 一 n部不口外邵，後述的渾爾8作動， 伴隨者排出馬達殼體5内的空氣，外界空氣向馬達9供 給，成為冷卻馬達9。在上述通氣孔59，未圖示的管路 被連接，該管路的另—端係翻定在電動辅助腳踏車i 的水不易進入管路内的位置。 、在第二端板52的外側，使上述馬達4的回轉減速且 傳達至輪轂7的減速機構被配置。 本實施例的減速機構係為行星齒輪減速機構6。 山行星齒輪減速機構6的行星齒輪支持框61係向第二 —反5 2在周方向以等間隔突設三個筒狀腳部6 2，在該 第二端板52接觸該腳部62 ’藉由貫通該腳部62的螺： 63 在弟一端板52被固定。 在第—ir而板5 2和行星齒輪支持框6 1之間，在第二 端板52的周方向以等間隔懸架三個支持車“4,藉由各： 持軸64以可回轉的方式支持行星齒輪65。 六行星齒輪65係在第二端板52側形成大齒輪65a，而 在相反侧同軸形成小齒輪65b。 行星齒輪65的大齒輪心係在上述轉子4的回轉軸 端部形成的悝1齒輪6"合。行星齒輪65的小齒 輪65b係在後述輪轂7的蓋板72的内齒66a嚅合。 在仃生W輪支持框61的中央部内面’暈！ 6 7被形成， 貫㈣較67的中心，固定用支持軸57a向外被突設。在 固疋用f持軸57a，外螺絲5几被形成。 輪叙7係藉由底面中央開口、相反侧全面開口的約
7063-7115-PF 10 1273070 略杯狀的輪轂主體71以及被覆蓋在該全面開口的蓋板7 2 而被構成。 輪轂主體71係覆蓋在上述馬達殼體5和行星齒輪減 速機構6，在底面開口 7 0和上述馬達殼體5的第一端板 51上的轂56之間，軸承73被安裝。在輪轂本體71的内 面，和上述固定用支持軸5 7同心的環體6 6被螺絲螺合 固定，在該環體6 6的内面，上述行星齒輪6 5嚷合的内 齒6 6 a被形成。 p 上述行星齒輪支持框6 1上的固定用支持軸5 7 a係貫 通上述輪轂本體7 1而在外部突出。在輪轂本體71和固 定用支持軸5 7 a之間，轴承7 5被安裝。 在輪轂本體71的外周面兩側，繞輪轂本體71 —周 的周壁74被突設，在該周壁74上，在周方向規則地開 設輪輻安裝孔74a。 蓋體72係覆蓋在輪轂本體71的開口，藉由複數個 螺栓7 6，在輪轂本體71被固定。 φ 8係為在上述輪轂本體71被固定的幫浦，在上述第 二端板5 2的凸輪狀突出部5 4被形成的位置相對而被配 置’伴隨者輪毅7的回轉’措由弟二端板5 2的凸輪狀突 出部54被操作，排出輪轂7内的空氣。 在第2圖中，轉子4的回轉軸41、馬達殼體5的第 一端板51上的固定用支持軸57、貫通輪轂7的蓋板.72 的固定用支持軸5 7 a係在一直線上一致。 又，在腳踏車的前叉1 2螺絲螺合固定兩固定用支持 7063-7115-PF 11 1273070 軸5 7、5 7a時，在第2圖中，左下方斜線部分係為固定 部分，右下方斜線部分係為回轉部分。 因此，腳踏車踏板1 8的踩踏作用一定值以上的負荷 的話，自電池1 7被通電至定子3白勺捲線3 2，轉子4回轉。 藉由轉子4的回轉，回轉軸41前端的恆星齒輪6 0 也回轉，行星齒輪6 5在定位置回轉。行星齒輪6 5的回 轉經由内齒6 6 a，在輪轂7減速而被傳達，回轉驅動前車 輪11。 p 伴隨著輪轂7的回轉，幫浦8藉由排出輪轂7内的 空氣，自通氣孔5 9向馬達5供給外界空氣，冷卻馬達5， 防止馬達5的過熱。 藉由馬達4的電動回轉，使踏板1 8的踩踏力變輕， 可使腳踏車行走。藉由至捲線3 2的通電，捲線3 2發熱， 定子3持有熱。然而，因為如習知般成為定子3的散熱 妨礙的馬達殼體5的筒壁不存在，即使定子3持有熱， 可自挾持定子3的一對端板5 1、52間的開口直接散熱至 • 馬達殼體5外。因此，不需如習知般在輪轂7内收容冷 卻液，而可防止捲線3 2的過熱。 又，藉由自通氣孔5 9向馬達5供給的外界空氣，定 子3的冷卻被更進一步促進，可確實地防止捲線3 2的過 熱。 可省略馬達殼體5的筒壁，又，因為不需要冷卻液 收容的勞力和時間，所以可降低製造成本。又，省略該 筒壁和冷卻液，也可有助於輕量化。 7063-7115-PF 12 1273070 人，同堂不存在 到回轉力的提高。 在上述貫施例中，在定 方向產生厚度的…0±， 層顆屬板31 ’在周 歪斜蘇ώ :、 可’兩端板51、52的平行度產生 承5m 兩而板的端板51、52上的軸 4 38轴承的轉子4的回轉軸41的彎曲力作用，具 4:圓滑回轉成為故障的問題。因此，本來如 板;】，在：由—對端板51、52夾持定子3的層積金屬 1有葬由金屬板31的層積方向，以螺絲推力施加船， /、有精由鎖附螺栓53鎖附固定兩端板51、 ： 然而’在實施例中，如上述，一面 ；； 的錯a A4 ®I層積早位數目 1 la的複數個單位體31c以既㈣度偏f 層積，糟由定子3的層積金屬板31，層積全屬板夕 的周方向的厚度均一化。因 積金屬板” 太a 在層積金屬板31的岸藉 定二:P使以螺絲推力施加般，藉由鎖合螺拾53鎖二固 -兩端板51、52，可提高第—端板51和第 γ固 平行度的精度。 一而板5 2的 因此，提鬲支持轉子4的回轉軸4 ^ 山 5δ、5δ的平行度，可使馬達4平滑地回轉^侧的轴承 雖然本發明已以較佳實施例揭露如 以限定本發明’任何熟習此技蔽 其並非用 精神和範圍内，當可作些許之更：脫離本發明之 之保護範圍當視後附之申請專利 ’因此本發明 叫W界定者為準。 【圖式簡單說明】
7063-7U5-PF 13 1273070 第1圖係為電動輔助腳踏車的正面圖； 第2圖係為輪轂單元的剖面圖； 第3圖係為自輪轂單元的其他方向所看的剖面圖； 第4圖係為自輪轂單元的其他方向所看的剖面圖 以及 第5圖係為層積金屬板的分解立體圖。 【主要元件符號說明】
2 輪軍曼早元 3 定子 4 轉子 5 馬達殼體 6 行星齒輪減速機: 構 7 輪穀 8 幫浦 9 馬達 31 層積金屬板 41 回轉軸 42 層積金屬板 43 永久磁體 51 、5 2 端板 53 螺栓 56 輪轂 57 支持轴 57a固定用支持軸 57b外螺絲 58 軸承 59 通氣孔 60 恆星齒輪 61 支持框 62 腳部 63 螺栓 64 支持轴 65 行星齒輪 65 a 大齒輪 6 5b小齒輪 66 環體 6 6 a内齒 67 轂 70 開口 71 輪轂主體 72 蓋板 73 轴承 74 周壁 75 軸承 76 螺栓 7063-7115-PF 14

Claims (1)

1273070 十、申請專利範圍： 1. 一種電動車輛用輪轂單元，包括： 馬達，具有定子和轉子；以及 輪轂，在内部收容該馬達且藉由轉子的回轉 轉驅動， 其特徵在於· 設置伴隨著上述輪轂的回轉以將外部空氣吸 内進而冷卻馬達的馬達冷卻裝置。 | 2.如申請專利範圍第1項所述之電動車輛用 元，其中在上述輪轂，在輪轂的回轉中心軸上， 對於馬達殼體以固定狀態被突設而突出在輪轂的 置固定用支持轴，在該固定用支持軸附近形成吸 空氣的通氣孔。 3.如申請專利範圍第2項所述之電動車輛用 元，其中在上述通氣孔連接管路，使該管路的端 設置至電動車的水無法進入的場所。 φ 4.如申請專利範圍第1項所述之電動車輛用 元，其中在上述輪轂，藉由在馬達殼體外周形成 部被操作，形成排出輪轂内的空氣的幫浦機構。 5. 如申請專利範圍第1項所述之電動車輛用 元，其中上述定子藉由夾持層積金屬板，相對配 對端板以螺栓鎖緊而被構成，定子的外周面係在 内面將端板間開放。 6. 如申請專利範圍第1項所述之電動車輛用 而被回 入輪载 輪轂單 設置相 外侧設 入外界 輪轂單 部延伸 輪轂單 的突出 輪轂單 置的一 輪毅的 輪轂單 7063-7115-PF 15 1273070 元，其中在輪轂内，藉由馬達的 機構被收納，在輪轂内面，設置 齒輪嚅合的内齒。 7, —種車輛，將如申請專利 項所述之電動車輛用輪轂單元利 回轉而作動的行星齒輪 在行星齒輪機構的行星 範圍第1至6項中任一 用在車輪的輪轂。
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