TWI776381B - 輪轂馬達 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供一種：避免固定件之大型化的同時，除了電力線用的貫穿孔之外，還能設置可供流體通過之連通孔的輪轂馬達。 本發明為以下所述的輪轂馬達(M)：含有固定軸(12)，固定於車體側；圓筒狀的固定件(30)，固定於該固定軸(12)的外周部；轉子外殼(21)，可轉動地支承於固定件(30)；定子(S)，在該轉子外殼(21)的徑向內側，固定於固定軸(12)；電力線(41、42、43)，對定子(S)供給電力；電力線用孔(31a)，供電力線(41、42、43)穿過轉子外殼(21)的內外，電力線用孔(31a)設於固定件(30)，其中在固定件(30)，形成有使流體出入轉子外殼(21)內外的連通孔(33a)。連通孔(33a)設在：相對於電力線用孔(31a)，於徑向上不會重疊的位置。

Description

輪轂馬達
本發明關於輪轂馬達，特別是關於在車輛之驅動輪的輪框內收納了驅動用馬達所形成的輪轂馬達。
傳統以來，已知有將驅動用馬達收納於車輛之驅動輪的輪框所形成的輪轂馬達。
在專利文獻1中，揭示了以下的構造：在將定子固定支承於「固定於車體側的車軸」，並且具有「相對於車軸可自由轉動的轉子」的輪轂馬達中，將貫穿孔設於「固定於車軸外周的固定件」，並將對定子供給電力的電力線，從該貫穿孔拉出。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2013-531465號公報
[發明欲解決之問題]
然而，雖然為了輪轂馬達內的氣壓調整和冷卻等，而考慮將連通孔設於輪轂馬達之特定部位的必要性，但在和電力線用的貫穿孔相同，將連通孔設於固定件的場合中，則需要避免固定件大型化的方法。在專利文獻1中，並未對於這樣的連通孔樣態進行檢討。
本發明的目的在於：提供一種輪轂馬達，可解決上述習知技術的問題，避免固定件之大型化的同時，除了電力線用貫穿孔之外，還設有可供流體通過的連通孔。 [解決問題之手段]
為了達成前述目的，本發明的輪轂馬達(M)，含有：固定軸(12)，固定於車體側；圓筒狀的固定件(30)，固定於該固定軸(12)的外周部；轉子外殼(21)，可轉動地支承於前述固定件(30)；定子(S)，在該轉子外殼(21)的徑向內側，固定於前述固定軸(12)；電力線(41、42、43)，對前述定子(S)供給電力；電力線用孔(31a)，供前述電力線(41、42、43)穿過前述轉子外殼(21)的內外，前述電力線用孔(31a)設於前述固定件(30)，其第1特徵為：在前述固定件(30)，形成有可供流體出入前述轉子外殼(21)內外的連通孔(33a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述電力線用孔(31a)，於徑向上不會重疊的位置。
此外，第2特徵為：用來傳遞感測器訊號的訊號線(60、61)，也穿過前述電力線用孔(31a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述訊號線(60、61)，不會在徑向上重疊的位置。
此外，第3特徵為：前述固定件(30)，利用由鍵(50)與鍵槽(51、52)所形成的鍵構造，相對於前述固定軸(12)，停止轉動方向的轉動，前述鍵構造設在：相對於前述電力線用孔(31a)及前述連通孔(33a)，在徑向上不會重疊的位置。
此外，第4特徵為：前述輪轂馬達(M)應用於：藉由搖臂(10)支承作為驅動輪的後輪(WR)的車輛，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)，是朝軸方向貫穿前述固定件(30)的貫穿孔，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)配置在：在車體側面視角中，與前述搖臂(10)重疊的位置。
此外，第5特徵為：在前述連通孔(33a)連結有管部(33、34)，前述管部(33、34)的前端，插入前述搖臂(10)。
此外，第6特徵為：前述管部(33、34)的至少一部分形成金屬管(33)，前述金屬管(33)插入前述連通孔(33a)，並具備朝前述搖臂(10)之延伸方向彎曲的彎曲部(33b)。
此外，第7特徵為：前述管部(33、34)，穿過前述搖臂(10)的中空部(10b)。
不僅如此，第8特徵為：前述連通孔(33a)，是用來將前述轉子外殼(21)的內部保持成大氣壓的通氣孔(breather hole)，前述管部(33、34)的前端，插入連通於前述中空部(10b)的開口(10a)。 [發明的效果]
根據第1特徵，由於本發明的輪轂馬達(M)，含有：固定軸(12)，固定於車體側；圓筒狀的固定件(30)，固定於該固定軸(12)的外周部；轉子外殼(21)，可轉動地支承於前述固定件(30)；定子(S)，在該轉子外殼(21)的徑向內側，固定於前述固定軸(12)；電力線(41、42、43)，對前述定子(S)供給電力；電力線用孔(31a)，供前述電力線(41、42、43)穿過前述轉子外殼(21)的內外，前述電力線用孔(31a)設於前述固定件(30)，其第1特徵為：在前述固定件(30)，形成有可供流體出入前述轉子外殼(21)內外的連通孔(33a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述電力線用孔(31a)，於徑向上不會重疊的位置，因此，既能確保連通孔的開口面積，又能抑制固定件在徑向上大型化。
根據第2特徵，由於用來傳遞感測器訊號的訊號線(60、61)也穿過前述電力線用孔(31a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述訊號線(60、61)，不會在徑向上重疊的位置，因此，能抑制固定件的大型化。
根據第3特徵，由於前述固定件(30)，利用由鍵(50)與鍵槽(51、52)所形成的鍵構造，相對於前述固定軸(12)，停止轉動方向的轉動，前述鍵構造設在：相對於前述電力線用孔(31a)及前述連通孔(33a)，在徑向上不會重疊的位置，因此，可抑制固定件於徑向之大型化的同時，能以簡單的構造，將固定件固定於固定軸。
根據第4特徵，由於前述輪轂馬達(M)應用於：藉由搖臂(10)支承作為驅動輪的後輪(WR)的車輛，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)，是朝軸方向貫穿前述固定件(30)的貫穿孔，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)配置在：在車體側面視角中，與前述搖臂(10)重疊的位置，因此，藉由使連通孔及電力線用孔形成通過軸方向的貫穿孔，能抑制徑向的尺寸，並降低加工費。此外，藉由搖臂從外側遮蔽連通孔及電力線用孔，可提高車輛的外觀性。
根據第5特徵，由於在前述連通孔(33a)連結有管部(33、34)，前述管部(33、34)的前端，插入前述搖臂(10)，因此，無須使用來支承管部的構件從車體側延伸，能使構造簡略化。此外，可藉由搖臂而遮蔽管部的前端。
根據第6特徵，由於前述管部(33、34)的至少一部分形成金屬管(33)，前述金屬管(33)插入前述連通孔(33a)，並具備朝前述搖臂(10)之延伸方向彎曲的彎曲部(33b)，因此，藉由使可插入連通孔的金屬管朝搖臂的延伸方向彎曲，管部容易受到搖臂的支承。
根據第7特徵，由於前述管部(33、34)穿過前述搖臂(10)的中空部(10b)，因此，可由搖臂保護管部。此外，可防止水或塵埃等異物侵入管部。
根據第8特徵，由於前述連通孔(33a)，是用來將前述轉子外殼(21)的內部保持成大氣壓的通氣孔(breather hole)，前述管部(33、34)的前端，插入連通於前述中空部(10b)的開口(10a)，因此，可將輪轂馬達的內部保持成大氣壓。
以下，參考圖面詳細地說明本發明之良好的實施形態。圖1，為本發明的實施形態之電動機車1的右側視圖。電動機車1，是在轉向把手2與座墊7之間設有低底盤6之速克達型的跨騎型電動車輛。電動機車1的車體框架F具有：頭管F1，將轉向桿(steering stem)3轉動支承成可自由轉動；主框架F2，從該頭管F1朝後側下方延伸；底框架(underframe)F3，在該主框架F2的下端部形成彎曲並朝後方延伸；後框架F4，從底框架F3部朝後側上方延伸。在轉向桿3的上部安裝有轉向把手2，在轉向桿3的下部固定有用來支承左右成對(一對)之前叉5的下三角台4。在前叉5的下端部，可自由轉動地轉動支承著前輪WF。
在底框架F3的下部，懸吊著前後2個電池B。在從底框架F3與後框架F4之間的位置朝下方延伸的樞支框架9，設有將搖臂10轉動支承成可自由搖動的樞軸(pivot)8。搖臂10的後端部，藉由後避震器11而懸吊於後框架F4。轉向把手2的車寬方向中央由把手蓋14所覆蓋，頭管F1的前方由前車殼13所覆蓋。此外，座墊7的下方，由座墊下車殼15所支承。
在本實施形態中，將輪轂馬達M應用於作為驅動輪的後輪WR，電池B的電力，透過導線，從位於作為後輪WR之車軸的固定軸12附近，供給至輪框內部。
圖2，為輪轂馬達M的前視圖。此外，圖3為圖2的局部放大圖。在圖2、圖3中，顯示從車寬方向右側所見的狀態。輪轂馬達M具有以下的構造：將圓筒狀的固定件30固定在「固定於搖臂10之固定軸12」的外周部，並將與輪框20一體轉動的轉子外殼21，可轉動地安裝於固定件30的外周。由外部供給電力的定子(請參考圖4)，固定於固定軸12，在轉子外殼21的背面側，安裝有構成外轉子的永久磁鐵(請參考圖4)。
在本實施形態中，於固定軸12的下方設有電力線用孔，並將橡膠製的絕緣環31(圖3中點狀的剖面部)卡合於該電力線用孔。在絕緣環31，除了U相電力線41、V相電力線42、W相電力線43之外，還貫穿(穿過)有：集束了5條角度感測器用配線的第1訊號線60、和由用來量測3相線圈之溫度的6條配線所形成的第2訊號線61。
另外，在固定軸12的上方，亦即在徑向上不會與電力線用孔重疊的位置，設有可供金屬管33安裝的連通孔。該連通孔，除了將轉子外殼21內部保持成大氣壓之外，還能作為「將在轉子外殼21內部所產生的熱朝外部釋放」的通氣孔發揮作用。在本實施形態中，藉由將連通孔設在「與電力線用孔不會在徑向上重疊」的位置，可防止固定件30的大型化。
不僅如此，在絕緣環31所卡合的電力線用孔、與安裝有金屬管33的連通孔之間的位置，配設有構成「執行固定軸12與固定件30之間的轉動停止」之鍵構造的鍵50。關於鍵50，也能藉由設在「與連通孔及電力線用孔不會在徑向上重疊」的位置，而防止固定件30的大型化。
圖4，為局部地顯示圖2之IV-IV剖面的輪框20的後視圖。固定軸12，藉由螺帽22而固定於搖臂10。固定件30，被固定於固定軸12之靠車寬方向右側的位置，並透過軸承24，將轉子外殼21可自由轉動地轉動支承於固定軸12的外周側。在軸承24的車寬方向外側，配設有防塵密封(dust seal)23。另外，在固定軸12之靠車寬方向左側的位置，直接卡合著軸承24及防塵密封23。
由固定軸12所支承並由外部供給電力的定子S，配置成靠近「配設在與轉子外殼21一體轉動的輪框20之背面側」的永久磁鐵G。卡合於絕緣環31的U相電力線41、V相電力線42、W相電力線43、第1訊號線60及第2訊號線61(請參考圖3)，被集束成1條導線40，並沿著搖臂10導向車體側。
圖5為圖4的局部放大剖面圖。如先前所述，在固定件30設有：可供金屬管33插入固定的連通孔33a、可供絕緣環31插入固定的電力線用孔31a。連通孔33a形成圓形剖面的貫穿孔，另外，電力線用孔31a形成：設有「用來限制絕緣環31之軸方向位置的段差」之彎曲剖面的孔。在本實施形態中，藉由將該連通孔33a與電力線用孔31a設在不會於徑向上重疊的位置，既能確保連通孔33a的開口面積，又能防止固定件30在徑向上形成大型化。
圖6為圖2的VI-VI線剖面圖(VI-VI線表示通過金屬管中心的剖面)。用來固定固定軸12與固定件30的鍵構造，是由固定軸側鍵槽51、固定件側鍵槽52、卡合於前述兩個鍵槽的鍵50所構成。該鍵構造，也藉由設在不會與連通孔33a及電力線用孔31a於徑向上重疊的位置，既能確保連通孔33a的開口面積，又能防止固定件30在徑向上形成大型化。
圖7為圖2的VII-VII線剖面圖。在插入固定於連通孔33a的金屬管33，設有朝車體前方彎曲的彎曲部33b。然後，在金屬管33的前端部，連接著由橡膠等所形成的軟管34。金屬管33及軟管34，藉由將兩者連結而形成長條狀的管部33、34。
搖臂10，形成具有中空部10的中空構造，並在車寬方向左側的側面，形成有開口10a。軟管34的前端，通過開口10a而穿過中空部10b。如此一來，可藉由搖臂10保護管部，並可防止水或塵埃等異物侵入管部。此外，無須使用來支承管部的構件從車體側延伸，能使構造簡略化。不僅如此，藉由使可插入連通孔33a的金屬管33朝搖臂10的延伸方向彎曲，管部容易受到搖臂10的支承。
圖8為導線40的構造說明圖。導線40，在車體側的端部，分割為U相電力線41、V相電力線42、W相電力線43及具有連接器的感測器線44之合計4條的線，並連接於PCU(Power Control Unit：動力控制單元)等的控制裝置。
如同以上所述，根據本發明的輪轂馬達，藉由將設於固定件30的連通孔33a，相對於電力線用孔31a設在不會於徑向上重疊的位置，既能確保連通孔33a的開口面積，又能防止固定件30在徑向上形成大型化，防止輪轂馬達之大型化的同時，能提高設地自由度。
電動機車的形態、搖臂和固定軸的形狀或構造、轉子外殼和輪框的形狀或構造、固定件的形狀或構造、絕緣環和金屬管的形狀或構造等，並不侷限於上述實施形態，可以有各式各樣的變化。舉例來說，連通孔，雖然在上述實施形態中是作為「可供空氣通過的通路」來說明，但亦可作為：可供用來冷卻輪轂馬達之冷卻液通過的通路。在該場合中，可將冷卻液的吸入孔及排出孔設在固定件，且最好配置成：彼此不會重疊，或者不會在半徑方向上重疊於電力線用孔。本發明之輪轂馬達構造，也能適用於包含了跨騎型的三輪車和四輪車的各種電動車輛。
1:電動機車 10:搖臂 10a:開口 10b:中空部 12:固定軸 21:轉子外殼 30:固定件 31a:電力線用孔 33a:連通孔 33:金屬管(管部) 34:軟管(管部) 33b:彎曲部 41,42,43:電力線 50:鍵 51:固定軸側鍵槽 52:固定件側鍵槽 60:第1訊號線 61:第2訊號線 M:輪轂馬達 S:定子 WR:後輪
[圖1]：為本發明的實施形態之電動機車的右側視圖。 [圖2]：為輪轂馬達的前視圖。 [圖3]：為圖2的局部放大圖。 [圖4]：為局部地顯示圖2之IV-IV剖面的輪框的後視圖。 [圖5]：為圖4的局部放大剖面圖。 [圖6]：為圖2的VI-VI線剖面圖。 [圖7]：為圖2的VII-VII線剖面圖。 [圖8]：為導線的構造說明圖。
M:輪轂馬達
12:固定軸
20:輪框
21:轉子外殼
30:固定件
31:絕緣環
33:金屬管(管部)
41:U相電力線(電力線)
42:V相電力線(電力線)
43:W相電力線(電力線)
50:鍵
60:第1訊號線
61:第2訊號線

Claims (7)

  1. 一種輪轂馬達，是如以下所述的輪轂馬達(M)：含有固定軸(12)，固定於車體側；圓筒狀的固定件(30)，固定於前述固定軸(12)的外周部；轉子外殼(21)，可轉動地支承於前述固定件(30)；定子(S)，在前述轉子外殼(21)的徑向內側，固定於前述固定軸(12)；電力線(41、42、43)，對前述定子(S)供給電力；電力線用孔(31a)，供前述電力線(41、42、43)穿過前述轉子外殼(21)的內外，前述電力線用孔(31a)設於前述固定件(30)，其特徵為：在前述固定件(30)，形成有可供流體出入前述轉子外殼(21)內外的連通孔(33a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述電力線用孔(31a)，於徑向上不會重疊的位置，前述固定件(30)，利用由鍵(50)與鍵槽(51、52)所形成的鍵構造，相對於前述固定軸(12)，停止轉動方向的轉動，前述鍵構造設在：相對於前述電力線用孔(31a)及前述連通孔(33a)，在徑向上不會重疊的位置。
  2. 如請求項1所記載的輪轂馬達，其中用來傳遞感測器訊號的訊號線(60、61)，也穿過前述電力線用孔(31a)，前述連通孔(33a)設在：相對於前述訊號線(60、61)，不會在徑向上重疊的位置。
  3. 如請求項1或請求項2所記載的輪轂馬達，其中前述輪轂馬達(M)應用於：藉由搖臂(10)支承作為驅動輪的後輪(WR)的車輛，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)，是朝軸方向貫穿前述固定件(30)的貫穿孔，前述連通孔(33a)及電力線用孔(31a)配置在：在車體側面視角中，與前述搖臂(10)重疊的位置。
  4. 如請求項1或請求項2所記載的輪轂馬達，其中在前述連通孔(33a)連結有管部(33、34)，前述管部(33、34)的前端，插入前述搖臂(10)。
  5. 如請求項4所記載的輪轂馬達，其中前述管部(33、34)的至少一部分，形成金屬管(33)，前述金屬管(33)插入前述連通孔(33a)，並具備朝前述搖臂(10)之延伸方向彎曲的彎曲部(33b)。
  6. 如請求項4所記載的輪轂馬達，其中前述管部(33、34)，穿過前述搖臂(10)的中空部(10b)。
  7. 如請求項6所記載的輪轂馬達，其中前述連通孔(33a)，是用來將前述轉子外殼(21)的內部保持成大氣壓的通氣孔，前述管部(33、34)的前端，插入連通於前述中空部(10b)的開口(10a)。
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