轮毂电动机驱动装置的制作方法

文档序号:22557526发布日期:2020-10-17 02:42阅读:145来源:国知局
轮毂电动机驱动装置的制作方法

本发明涉及对车轮进行驱动的电动机驱动装置,并涉及将电动机部的定子向电动机部的壳体固定的结构。



背景技术:

已知有如专利文献1那样对车轮进行驱动的电动机。专利文献1涉及在圆筒状的外壳内同轴地收纳的圆筒状的定子,在定子铁心的一端面上固定有环状的定位板。定位板在绕着中心的三点的周向位置处具有比定子铁心向径向外方突出的抵接部。上述抵接部以线接触的方式抵接于外壳的内周面。而且,定子铁心的另一端面被螺栓固定于外壳端面。

根据专利文献1的记载,通过上述的定位板的抵接部与外壳内周面直接抵接来抑制电动机的转子与定子的偏芯。进而抑制电动机的噪音、振动。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第4811114号公报



技术实现要素:

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

已知有将对车轮进行驱动的电动机配置于车轮的内部的轮毂电动机。由于路面的凹凸会作为上下方向的外力向轮毂电动机输入,因此轮毂电动机与搭载于车身的车载电动机相比在容易受到外力及振动的环境下使用。在将专利文献1的电动机转用为轮毂电动机的情况下,由于抵接部为线接触,因此无法充分地支承定子的重量,存在上下方向的外力作用于外壳而产生弹性变形或定子向上下方向位移的可能性,因此不优选。

即,由于定子为重量物,因此仅仅是如专利文献1那样将定子的轴线方向的一端螺栓紧固于对方的外壳并且在定子的轴线方向的另一端对上述的周向三点位置的抵接部进行支承的话,在定子中的除了两端部之外的中间区域与外壳之间存在间隙,定子可能会向上下方向振动。

本发明鉴于上述的实际情况而提出,其目的在于在对轮毂电动机的定子进行支承的结构中避免导致作为重量物的定子向上下方向进行不期望的振动的情况。

【用于解决课题的方案】

为了实现该目的,本发明的轮毂电动机驱动装置具备:轮毂轴承部,其将与车轮连结的轮毂圈支承为旋转自如;以及电动机部,其驱动轮毂圈,电动机部具有:电动机旋转轴,其沿车宽方向延伸;转子,其与电动机旋转轴结合;筒状的定子,其与转子隔着间隙面对;以及电动机壳体,其将定子的外周包围,电动机壳体具有:第一支承部,其配置在比沿着车宽方向延伸的电动机旋转轴的轴线靠上方的位置,与定子的外周面进行面接触来支承定子;第二支承部,其配置在比沿着车宽方向延伸的电动机旋转轴的轴线靠下方的位置,与定子的外周面进行面接触来支承定子;以及第三支承部,其在从第一支承部或第二支承部观察时越过沿着车宽方向延伸的电动机旋转轴的轴线地配置在车辆前方或车辆后方,与定子的外周面进行面接触来支承定子,上述第一支承部、第二支承部及第三支承部在周向上空出间隔地配置。

根据上述的本发明,电动机壳体利用连续的面对定子的从轴线方向的中央部至端部的区域进行支承,因此能够防止重量大的定子的振动。特别是从路面输入的外力主要为上下方向时,如本发明那样通过上方的第一支承部和下方的第一支承部对作为重量物的定子进行支承,由此能够防止定子的上下方向的振动。需要说明的是,比电动机旋转轴的轴线靠上方是指将轮毂电动机驱动装置安装于电动车辆时的该电动车辆的上方。而且比电动机旋转轴的轴线靠下方是指将轮毂电动机驱动装置安装于电动车辆时的该电动车辆的下方。定子的外周面例如是定子铁心的外周面。根据本发明,第一~第三支承部从周向三方对定子进行支承,因此定子的中心被定位,能够防止定子的中心偏离地位移的情况。在一个支承部与另一个支承部之间,电动机壳体的内周面从定子的外周面分离。

本发明的第一~第三支承部可以为壁状,也可以为块状。作为本发明的一方案,电动机壳体还具有从第一~第三支承部中的任一个分支而延伸的壁部。根据上述方案,由于在电动机壳体的支承部竖立设置壁部,因此通过壁部使电动机壳体的支承部的刚性增大,定子无法相对位移地支承于电动机壳体。壁部的朝向没有特别限定。在支承部竖立设置的壁部可以弯曲,或者可以为平坦。而且,壁部可以与电动机旋转轴的轴线大致平行,或者可以大致垂直。作为另一方案,可以在电动机壳体的支承部不竖立设置壁部。

作为本发明的优选的方案,电动机壳体还具有:以第一~第三支承部中的任一个为内壁而形成在比该内壁靠外侧的位置的外壁;以及将上述的内壁与外壁连接的连接壁,连接壁空出间隔地配置于两处,与内壁及外壁一起构成箱体。根据上述方案,通过箱体使支承部的刚性越发增大,重量大的定子无法相对位移地支承于电动机壳体的支承部。内壁为例如圆筒壁,外壁为例如平坦壁。

作为本发明的更优选的方案,电动机壳体的内部空间设为油气氛,包含电动机壳体支承部的箱体配置在比电动机旋转轴靠下方的位置,箱体的外壁配置在比内壁靠下方的位置且比内壁向电动机部的轴线方向突出,在外壁与内壁的轴线方向的端缘之间构成润滑油接纳口,润滑油从内部空间向润滑油接纳口流入。根据上述方案,能够从润滑油接纳口回收对电动机部的内部进行润滑或冷却的润滑油而导向贮油部等。

外壁的形状及尺寸没有特别限定。作为本发明的一方案,箱体的外壁是以在电动机旋转轴的轴线方向上在轴线方向的一侧从内壁远离且在轴线方向的另一侧接近内壁的方式配置的倾斜壁。作为另一方案,内壁与外壁可以平行或大致平行地排列。外壁的形状没有特别限定。外壁可以比内壁小,可以为相同的大小,也可以比内壁大。

【发明效果】

这样,根据本发明,在轮毂电动机驱动装置的壳体对重量大的定子进行支承的结构中,支承刚性提高。由此,即使以路面的凹凸为原因的上下方向的外力作用于定子,也能够防止导致定子进行不期望的位移的情况。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的轮毂电动机驱动装置的内部的示意图。

图2是表示该实施方式的展开剖视图。

图3是示意性地表示该实施方式的电动机部的纵向剖视图。

图4是示意性地表示该实施方式的电动机壳体下部的纵向剖视图。

图5是表示从车辆后方观察该实施方式的轮毂电动机驱动装置及其周边结构的状态的图。

图6是具体表示该实施方式的轮毂电动机驱动装置的展开剖视图。

图7是将该实施方式的轮毂电动机驱动装置进行局部分解来表示的立体图。

图8是表示该实施方式的电动机部的内部的图。

图9是表示该实施方式的电动机部的纵向剖视图。

图10是表示该实施方式的电动机部的纵向剖视图。

图11是从该实施方式将电动机旋转轴及转子取出来表示的图。

图12是表示电动机旋转轴、转子、定子的横向剖视图。

具体实施方式

以下,基于附图,详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的轮毂电动机驱动装置的内部的示意图,拆下电动机壳体罩来表示定子等的位置。为了便于理解发明,在图1中,省略转子等部件的图示。在图1中,纸面右侧表示车辆前方,纸面左侧表示车辆后方,纸面上侧表示车辆上方,纸面下侧表示车辆下方。在图1中,从车宽方向内侧(内部侧)观察车宽方向外侧(外部侧)。

图2是表示该实施方式的展开剖视图,图2表示的剖面是将图1所示的包含轴线m及轴线n的平面与包含轴线n及轴线o的平面按顺序连接的展开平面。图2中,纸面左侧表示车宽方向外侧(外部侧),纸面右侧表示车宽方向内侧(内部侧)。图6是具体表示图2的轮毂电动机驱动装置的展开剖视图。

如图2所示,轮毂电动机驱动装置10具备设置在未图示的车轮的中心的轮毂轴承部11、对车轮进行驱动的电动机部21、以及将电动机部的旋转减速之后向轮毂轴承部11传递的减速部31。电动机部21及减速部31从轮毂轴承部11的轴线o偏置配置。轴线o沿车宽方向延伸,与车轴一致。就轴线o方向上的位置而言,轮毂轴承部11配置在轮毂电动机驱动装置10的轴线方向的一侧(外部侧),电动机部21配置在轮毂电动机驱动装置10的轴线方向的另一侧(内部侧),减速部31配置在比电动机部21靠轴线方向的一侧的位置,减速部31在轴线方向上的位置与轮毂轴承部在轴线方向上的位置重叠。

轮毂电动机驱动装置10是对电动车辆的车轮进行驱动的车辆用电动机驱动装置。轮毂电动机驱动装置10连结于未图示的车身。轮毂电动机驱动装置10能够使电动车辆以时速0~180km/h行驶。

如图2所示,轮毂轴承部11设为旋转内圈/固定外圈,具有与未图示的车轮的行驶车轮结合的作为动圈(轮毂圈)的内圈12、在内圈12的外径侧同轴配置的作为静圈的外圈13、配置在内圈12与外圈13之间的环状空间内的多个滚动体14。内圈12的旋转中心与通过轮毂轴承部11的中心的轴线o一致。

在外圈13的外周面上,在周向上不同的位置处竖立设置有多个外圈突出部13f。在向外径方向突出的各外圈突出部13f穿设有贯通孔。各贯通孔与轴线o平行地延伸,供螺栓15从轴线o方向的一侧穿过。各螺栓15的轴部与穿设于支架构件61的内螺纹孔螺合。由此,外圈13被连结固定于支架构件61。

在支架构件61的轴线o方向的另一侧相邻地配置主体壳体38的正面部分38f。在支架构件61还穿设有多个内螺纹孔。在主体壳体38的正面部分38f,在周向上不同的位置处设有多个贯通孔,这些贯通孔与支架构件的内螺纹孔连接。支架构件61的内螺纹孔及外圈突出部13f的贯通孔与轴线o平行地延伸,供螺栓62从轴线o方向的另一侧穿过。各螺栓62的轴部与穿设于支架构件61的内螺纹孔螺合。由此,主体壳体38被连结固定于支架构件61。

需要说明的是,主体壳体38是指成为减速部31的外廓的壳体。正面部分38f是主体壳体38中的将减速部31的轴线o方向的一端覆盖的壳体壁部。外圈13贯通正面部分38f。

内圈12是比外圈13长的筒状体,穿过外圈13的中心孔。在从外圈13向轮毂电动机驱动装置10的外部突出的内圈12的轴线o方向的一端部形成有结合部12f。结合部12f为凸缘,构成用于与未图示的制动盘及车轮同轴地结合的结合部。内圈12作为轮毂圈,通过结合部12f与车轮的行驶车轮结合并与车轮一体旋转。

在内圈12与外圈13之间的环状空间配置有双列的滚动体14。内圈12的轴线o方向的中央部的外周面构成配置于第一列的多个滚动体14的内侧滚道面。在内圈12的轴线o方向的另一端部的外周嵌合有内侧滚道圈12r。内侧滚道圈12r的外周面构成配置于第二列的多个滚动体14的内侧滚道面。外圈13的轴线o方向的一端部的内周面构成第一列的滚动体14的外侧滚道面。外圈13的轴线o方向的另一端部的内周面构成第二列的滚动体14的外侧滚道面。在内圈12与外圈13之间的环状空间还夹设有密封件16。密封件16将环状空间的两端密封,阻止尘埃及杂质的侵入。向内圈12的轴线o方向的另一端的中心孔插入减速部31的输出轴37并进行花键嵌合。

电动机部21具有电动机旋转轴22、转子23、定子24及电动机壳体25,这些构件按顺序从电动机部21的轴线m向外径侧依次配置。电动机部21是内转子、外定子形式的径向间隙电动机,但也可以为其他的形式。例如虽然未图示,但是电动机部21可以为轴向间隙电动机。电动机壳体25将定子24的外周包围。电动机壳体25的轴线m方向的一端与主体壳体38的背面部分38b结合。电动机壳体25的轴线m方向的另一端由板状的电动机壳体罩25v密封。背面部分38b是主体壳体38中的将减速部31的轴线m方向(轴线o方向)的另一端覆盖的壳体壁部。

主体壳体38及电动机壳体25构成作为轮毂电动机驱动装置10的外廓的壳体。在以下的说明中,将主体壳体38及电动机壳体25的一部分也简称为壳体。

定子24包括圆筒形状的定子铁心24b和卷绕于该定子铁心24b的线圈24c。定子铁心24b通过将环状的钢板沿轴线m方向层叠而成。

电动机旋转轴22的两端部经由滚动轴承27、28旋转自如地支承于主体壳体38的背面部分38b和电动机部21的电动机壳体罩25v。在电动机旋转轴22的轴线m方向的另一端部设有旋转角传感器52。旋转角传感器52配置在比滚动轴承28靠轴线m方向内侧的位置,安装于电动机壳体罩25v的中央部。

成为电动机旋转轴22及转子23的旋转中心的轴线m与轮毂轴承部11的轴线o平行地延伸。即,电动机部21以从轮毂轴承部11的轴线o分离的方式偏置配置。例如图1所示,电动机部的轴线m从轴线o向车辆前后方向偏置,具体而言配置在比轴线o靠车辆前方的位置。轴线o沿车宽方向延伸,因此与轴线o平行的轴线m及轴线n也沿车宽方向延伸。即,这些轴线m、n、o大致沿水平方向延伸。

如图1所示,电动机壳体25是以大致圆筒为基础且规定的周向位置向外径侧突出的形状。本实施方式的电动机壳体25包括:向上方突出的箱状的动力线端子箱26b;向车辆后方突出的箱状的信号线端子箱26c;以及向车辆前方突出的半圆筒形状的突出部26d。具体而言,动力线端子箱26b配置在比轴线m靠上方的位置。信号线端子箱26c配置在比轴线m靠下方且车辆后方的位置。突出部26d配置在比轴线m靠下方且车辆前方的位置。

电动机壳体25中的在周向上分离的上述三处突出部之间的部分构成壁状的第一~第三支承部29。第一~第三支承部29的内壁面是以轴线m为中心的凹陷的圆筒面。在特意区分第一~第三支承部29的情况下,标注后缀b、c、d。第一支承部29b及第三支承部29d设置在比轴线m靠上方的位置。第二支承部29c设置在比轴线m靠下方的位置。本实施方式的第一~第三支承部29分别为圆筒壁。或者可以是第一~第三支承部29为平坦壁,其内壁面形成为凹陷的圆筒面。

第三支承部29d在从第一支承部29b观察时越过轴线m地配置在车辆后方。第二支承部29c配置在轴线m的正下方。第一~第三支承部29在周向上空出间隔地设置。第一~第三支承部29优选以包括周向120°间隔的三个点的方式配置。

需要说明的是,作为未图示的变形例,可以将第一支承部配置在轴线m的正上方,将第二及第三支承部配置在比轴线m靠下方的位置,将第二支承部及第三支承部沿车辆前后方向空出间隔地配置。

参照图2,动力线端子箱26b收容从定子24的轴线m方向的端部(线圈端)引出的三根线圈端子41。而且,向动力线端子箱26b引入从轮毂电动机驱动装置10的外部延伸的三根动力线(后述的图7的动力线43),各动力线的端部经由未图示的连接器结构连接于各线圈端子41。

在此附带而言的话,第三支承部29d包括向动力线端子箱26b的内部伸出的伸出壁29d′。换言之,动力线端子箱26b的壳体侧壁26f从第三支承部29d分支而向上方延伸。壳体侧壁26f是大致沿铅垂方向扩展的壁,通过下缘与伸出壁29d′一体结合,通过上缘与动力线端子箱26b的壳体顶壁26e一体结合。壳体顶壁26e为大致水平的壁。

在信号线端子箱26c汇集有从设置在轮毂电动机驱动装置10内部的旋转角传感器52(图2)、温度传感器(未图示)、其他的传感器这样的多个传感器延伸的导线的端部(未图示)。而且,向信号线端子箱26c引入从轮毂电动机驱动装置10的外部延伸的信号线(未图示),信号线的端部经由未图示的连接器结构连接于导线的端部。

图1表示通过从电动机壳体25拆下电动机壳体罩25v而出现的定子24的端面。为了避免附图的复杂,在图1中,通过阴影线简化表示定子24端面,省略将转子、电动机旋转轴及定子24向背面部分38b固定的结构的一部分的图示。

第一支承部29b、第二支承部29c、第三支承部29d的内周面与定子24的外周面进行面接触。这样,在周向上分离配置的三处的第一~第三支承部29从外径侧支承定子24的外周面,由此定子24被定位成为与轴线m同轴。上述定子24与电动机壳体25的嵌合可以为压入嵌合,也可以为不伴有压入的嵌合。

以与第一支承部29b相邻的方式在电动机壳体25的内壁面形成有槽状的切口25g。而且,在定子24的外周面也同样地形成有槽状的切口24g。各切口24g、25g与轴线m平行地延伸,为圆弧剖面。而且,切口24g、25g设为相同的周向位置,在两切口24g、25g之间插入圆棒状的防旋销。在本实施方式中,在第三支承部29d也同样地形成有槽状的切口,与之对应的槽状的切口设置于定子24的外周面,同样插入有防旋销30。即,在定子24的周向上的多处设置有防旋销30。通过将防旋销30设为橡胶或弹簧等弹性构件,由此能够减少定子24的振动向电动机壳体25的传递。

在定子24的外周面形成有向外径侧突出的突条24d。突条24d是定子铁心24b(图2)的一部分,从定子24的轴线m方向的一端延伸至另一端。在本实施方式中,在周向上空出间隔地在多处设有突条24d。在各突条24d形成有与轴线m平行地延伸的贯通孔24h。贯通孔24h供后述的固定机构穿过,由此,定子24被安装固定于轮毂电动机驱动装置的壳体。各突条24d分别收容于动力线端子箱26b、信号线端子箱26c及突出部26d。在突出部26d的内壁面与突条24d之间存在间隙g。而且,其他的突条24d配置于动力线端子箱26b、信号线端子箱26c的内部空间,因此突条24d从这些端子箱的内壁面分隔。突条24d、特别是突条24d的轴线m方向的一端部相当于定子24中的被安装固定于背面部分38b侧的部位。

贯通孔24h在周向上空出间隔地设置多个。具体而言,贯通孔24h分别配置在比轴线m靠上方及下方的位置。而且,在比轴线m靠下方的位置中的车辆前方及车辆后方的位置分别配置贯通孔24h。或者,作为未图示的变形例,可以在比轴线m靠上方的位置中的车辆前方及车辆后方的位置分别配置贯通孔24h。突条24d也同样。在本实施方式中,突条24d及贯通孔24h在周向上等间隔地配置三处。

支架构件61比箱状的信号线端子箱26c向上方及下方扩展,并在上述的扩展部分具有多个贯通孔63。通过在贯通孔63内穿过螺栓62(图2)等连结用具而将支架构件61连结于未图示的悬架装置。由此,轮毂电动机驱动装置10经由悬架装置连结于电动车辆的车身,在悬架装置的作用下能够进行上下方向的弹跳/反弹。而且,轮毂电动机驱动装置10在悬架装置的作用下能够进行左右方向的转向。

如图2所示,减速部31具有:与电动机部21的电动机旋转轴22同轴地结合的输入轴32s;在输入轴32s的外周面上同轴地设置的输入齿轮32;多个中间齿轮33、35;与上述中间齿轮33、35的中心结合的中间轴34;与轮毂轴承部11的内圈12同轴地结合的输出轴37;在输出轴37的外周面上同轴地设置的输出齿轮36;以及收容上述多个齿轮及旋转轴的主体壳体38。主体壳体38成为减速部31的外廓,因此也称为减速部壳体。

输入齿轮32为外齿的斜齿轮。输入轴32s为中空结构,向该中空的输入轴32s插入电动机旋转轴22的轴线方向的一端部而花键嵌合(也包括锯齿嵌合,下同)成无法相对旋转。输入轴32s在输入齿轮32的两端侧经由滚动轴承32m、32n旋转自如地支承于主体壳体38的正面部分38f及背面部分38b。

成为减速部31的中间轴34的旋转中心的轴线n与轴线o平行地延伸。中间轴34的两端经由轴承34m、34n旋转自如地支承于主体壳体38的正面部分38f及背面部分38b。第一中间齿轮33及第二中间齿轮35与中间轴34的轴线n同轴地设置于中间轴34的中央部。第一中间齿轮33及第二中间齿轮35是外齿的斜齿轮,第一中间齿轮33的直径比第二中间齿轮35的直径大。大径的第一中间齿轮33配置在比第二中间齿轮35靠轴线n方向的另一侧的位置,与小径的输入齿轮32啮合。小径的第二中间齿轮35配置在比第一中间齿轮33靠轴线n方向的一侧的位置,与大径的输出齿轮36啮合。

如图1所示,中间轴34的轴线n配置在比轴线o及轴线m靠上方的位置。而且,中间轴34的轴线n配置在比轴线o靠车辆前方且比轴线m靠车辆后方的位置。减速部31是具有沿车辆前后方向空出间隔地配置且相互平行地延伸的轴线o、n、m的三轴的平行轴齿轮减速器。

使说明返回图2时,输出齿轮36为外齿的斜齿轮,同轴地设置在输出轴37的中央部。输出轴37沿轴线o延伸。输出轴37的轴线o方向的一端部插入内圈12的中心孔而嵌合成无法相对旋转。上述的嵌合是花键嵌合或锯齿嵌合。输出轴37的轴线o方向的另一端部经由滚动轴承37n旋转自如地支承于主体壳体38的背面部分38b。

在输出齿轮36的轴线o方向的一端面形成有环状凸部36c。环状凸部36c是以轴线o为中心沿周向延伸的壁。在主体壳体38的正面部分38f,在比环状凸部36c靠外径侧的位置形成有环状台阶38g。环状台阶38g包围环状凸部36c的整周。在内径侧的环状凸部36c与外径侧的环状台阶38g之间设有滚动轴承37m。由此,输出轴37的轴线o方向的中央部经由滚动轴承37m旋转自如地支承于主体壳体38的正面部分38f。

减速部31通过小径的驱动齿轮与大径的从动齿轮的啮合、即输入齿轮32与第一中间齿轮33的啮合以及第二中间齿轮35与输出齿轮36的啮合,将输入轴32s的旋转行减速之后向输出轴37传递。减速部31的从输入轴32s至输出轴37的旋转要素构成将电动机部21的旋转向内圈12传递的驱动传递路径。

主体壳体38包括筒状部分和将该筒状部分的两端覆盖的板状的正面部分38f及背面部分38b。筒状部分以包围相互平行地延伸的轴线o、n、m的方式覆盖减速部31的内部部件。板状的正面部分38f从轴线方向的一侧覆盖减速部31的内部部件。板状的背面部分38b从轴线方向的另一侧覆盖减速部31的内部部件。主体壳体38的背面部分38b也是与电动机壳体25结合并对减速部31的内部空间及电动机部21的内部空间进行分隔的隔壁。电动机壳体25支承于主体壳体38,从主体壳体38向轴线方向的另一侧突出。

主体壳体38对减速部31的内部空间进行划分,将减速部31的全部的旋转要素(旋转轴及齿轮)收容于内部空间。如图1所示,主体壳体38的下部设为贮油部39。贮油部39配置在比电动机部21低的位置。在主体壳体38的占据内部空间的下部的贮油部39贮存有对电动机部21的内部及减速部31的内部进行润滑及冷却的润滑油。

输入轴32s、中间轴34、输出轴37由上述的滚动轴承进行双支承。上述的滚动轴承32m、34m、37m、32n、34n、37n为径向轴承。

环状凸部36c、输出轴37、输出齿轮36的轴线o方向的一端面构成沿轴线o方向凹陷的环状凹部。上述的环状凹部收容内圈12的轴线o方向的另一端部及内侧滚道圈12r的轴线o方向的另一端部。这样,就轴线o方向上的位置而言,将内圈12与滚动轴承37m重叠配置,由此能够减小轮毂电动机驱动装置10的轴线方向上的尺寸。

当从轮毂电动机驱动装置10外部向上述的线圈端子41供给电力时,电动机部21的转子23旋转,从电动机旋转轴22向减速部31输出旋转。减速部31将从电动机部21向输入轴32s输入的旋转减速之后从输出轴37向轮毂轴承部11输出。轮毂轴承部11的内圈12以与输出轴37相同的转速旋转,对安装固定于内圈12的未图示的车轮进行驱动。

接下来,补充说明上述的将电动机部的定子向轮毂电动机驱动装置的壳体固定的结构。

图3是示意性地表示将电动机部利用图1的iii-iii所示的平面剖切并沿箭头的方向观察该剖面的状态的纵向剖视图,表示与图2所示的电动机部的剖面不同的剖面。图3中,将定子24的另一端覆盖的电动机壳体罩25v由双点划线表示。相互对接的电动机壳体罩25v的对接面25d和电动机壳体25的对接面25d为平坦面。上述对接面25d配置在电动机部21的轴线m方向的另一端。在本实施方式中,对接面25d在轴线m方向上的位置与定子24在轴线m方向上的位置重叠,但是除此之外也可以将对接面25d配置在比定子24靠轴线m方向的另一侧的位置。电动机壳体罩25v通过未图示的螺栓等固定机构固定于电动机壳体25。电动机壳体罩25v从定子24向轴线m方向的另一侧分离。

电动机壳体25的内部空间与主体壳体38的内部空间由圆板部分38e划分。圆板部分38e是背面部分38b的一部分,具有供电动机旋转轴22穿过的中心孔。在上述中心孔安装轴承27。

在圆板部分38e的外径部分形成有壳体基部38c。壳体基部38c从圆板部分38e向轴线m方向的另一侧突出。壳体基部38c的突出端设为与轴线m垂直的平坦面。在壳体基部38c形成有指向轴线m方向的另一侧的内螺纹孔38d。壳体基部38c配置在与动力线端子箱26b(图1)相同的周向位置上。而且,其他的壳体基部38c配置在与信号线端子箱26c(图1)和突出部26d(图1)相同的周向位置上。本实施方式的壳体基部38c以120°在周向上等间隔地配置。如图3所示,壳体基部38c与电动机壳体25的轴线m方向的一端一体形成。线圈24c的轴线m方向的一端部配置在比壳体基部38c靠内径侧的位置。由此,线圈24c的轴线m方向的一端部在轴线m方向上的位置与壳体基部38c在轴线m方向上的位置重叠。

作为固定机构的螺栓51从轴线m方向的另一侧穿过定子24的贯通孔24h。当螺栓51的前端部与壳体基部38c的内螺纹孔38d螺合并拧入螺栓51的头部时,螺栓51的头部与突条24d的轴线m方向的另一端抵接而将定子24向壳体基部38c按压。由此,定子24被安装固定于壳体基部38c,沿轴线m方向不能移动。

在此附带而言的话,电动机壳体25在局部设为双重壁。例如电动机壳体25的下部包括内壁和外壁。内壁是第二支承部29c。外壁25j平坦,比第二支承部29c(内壁)向外侧空出间隔地设置。外壁25j是轴线m方向的一侧降低且轴线m方向的另一侧升高的倾斜壁。因此,外壁25j的轴线m方向的一端远离第二支承部29c(内壁)地配置,外壁25j的轴线m方向的另一端接近第二支承部29c(内壁)地配置。

另外,以轴线m为中心,第二支承部29c(内壁)与外壁25j的周向的一缘部彼此经由连接壁25c结合。而且,第二支承部29c(内壁)与外壁25j的周向的另一缘部彼此也经由连接壁25c结合。由此,电动机壳体25的下部形成为箱状。

如图3所示,第二支承部29c从定子铁心24b的轴线m方向的一端至中央部地连续,遍及上述区域地支承定子24。而且,第二支承部29c遍及周向地与定子24进行面接触(图2)。第一支承部29b(图1)及第三支承部29d(图1)也同样,通过在轴线m方向及周向上扩展的面与定子24进行面接触。这样,定子24被可靠地支承于电动机壳体25。因此,即使外力作用于重量大的定子24,定子24相对于电动机壳体25也不容易发生相对位移。

下侧的外壁25j与上侧的第二支承部29c(内壁)之间的空间在轴线m方向的一侧与贮油部39连接。外壁25j比壁状的第二支承部29c向轴线m方向的另一侧突出。因此,在第二支承部29c的轴线方向的端缘与外壁25j之间形成润滑油接纳口53。润滑油接纳口53将处于油气氛下的电动机壳体25的内部空间与贮油部39连通。定子24周边的润滑油流下,从电动机壳体25的内部空间通过润滑油接纳口53,接下来通过外壁25j与第二支承部29c(内壁)之间的空间而朝向贮油部39。

动力线端子箱26b从电动机壳体25的轴线m方向的一端至另一端地形成,与壳体基部38c相邻。需要说明的是,虽然未图示,但是信号线端子箱26c及突出部26d也同样。因此,突条24d如图3所示那样在突条24d的全长上从动力线端子箱26b分离。信号线端子箱26c及突出部26d也同样从突条24d分离。

如图1所示,对接面25d呈带状地延伸且围绕定子24。具体而言,对接面25d包括沿着定子24的外周面呈圆弧状地延伸的接近部分25g。而且,对接面25d构成动力线端子箱26b的轮廓、信号线端子箱26c的轮廓、突出部26d的轮廓。上述对接面25d的轮廓部分成为以从定子24的外周面分离的方式向外径侧突出的鼓出部分25f。

如图1所示,相对于电动机部21的轴线m而言,配置一个贯通孔24h的周向位置与突出部26d的周向位置重叠。而且,配置另一贯通孔24h的周向位置与动力线端子箱26b的周向位置重叠。而且,配置又一贯通孔24h的周向位置与信号线端子箱26c的周向位置重叠。即,穿过各贯通孔24h的作为定子固定机构的螺栓51(图3)以与各鼓出部分25f的周向位置重叠的方式配置。

图4是示意性地表示本实施方式的电动机壳体的下部的纵向剖视图,利用图1的iv-iv所示的平面剖切并沿箭头的方向观察该剖面。在图4中省略表示壳体以外的部件。电动机壳体25的一部分构成以壁状的支承部29为内壁并以外壁25j为外壁的双重壁。成为圆筒壁的支承部29的缘部与外壁25j的缘部一体结合。上述的一体结合部位是轴线m方向的另一端,形成对接面25d。

其中,本实施方式的轮毂电动机驱动装置10具备:将与车轮连结的内圈12(轮毂圈)支承为旋转自如的轮毂轴承部11;以及对内圈12进行驱动的电动机部21。电动机部21具有:沿车宽方向延伸的电动机旋转轴22;与电动机旋转轴22结合的转子23;与转子23隔着间隙面对的筒状的定子24;以及将定子24的外周包围的电动机壳体25。电动机壳体25具有:配置在比电动机旋转轴22靠上方的位置且在定子24的从轴线m方向的中央部至端部的轴线m方向区域内与定子24的外周面进行面接触来对定子24进行支承的第一支承部29b;配置在比电动机旋转轴22靠下方的位置且在定子24的从轴线m方向的中央部至端部的轴线m方向区域内与定子24的外周面进行面接触来对定子24进行支承的第二支承部29c;以及从第一及第二支承部29观察时越过电动机旋转轴22地配置于车辆后方,在定子24的从轴线m方向的中央部至端部的轴线m方向区域内与定子24的外周面进行面接触来对定子24进行支承的第三支承部29d。上述第一~第三支承部29在周向上空出间隔地设置。通过这样的面接触而定子24被可靠地支承于电动机壳体25。因此,即使外力作用于重量大的定子24,定子24相对于电动机壳体25也不容易发生相对位移。

另外,本实施方式的电动机壳体25还具有从第三支承部29d分支而延伸的壳体侧壁26f。通过壳体侧壁26f而使第三支承部29d的刚性增大,定子24无法相对位移地支承于电动机壳体25。

另外,本实施方式的电动机壳体25还具有:以壁状的第二支承部29c为内壁而形成在比该内壁靠外侧的位置的外壁25j;以及将第二支承部29c(内壁)与外壁25j连接的连接壁25c。连接壁25c在电动机部21的周向上空出间隔地配置于两处,与第二支承部29c(内壁)及外壁25j一起构成箱体。通过箱体而使第二支承部29c的刚性越发增大,定子24无法相对位移地支承于电动机壳体25。

另外,本实施方式的电动机壳体25的内部空间设为油气氛。通过两张连接壁25c、第二支承部29c(内壁)及外壁25j构成的箱体配置在比电动机旋转轴22靠下方的位置且与贮油部39连接。外壁25j配置在比第二支承部29c(内壁)靠下方的位置且比内壁向电动机部21的轴线m方向突出,在外壁25j与内壁的轴线m方向的端缘之间构成润滑油接纳口53。并且,润滑油从电动机壳体25的内部空间向润滑油接纳口53流入,润滑油被导向贮油部39。由此,能够从润滑油接纳口53回收对电动机部21的内部进行润滑或冷却的润滑油而使其流向贮油部39。

另外,本实施方式的外壁25j是以在电动机旋转轴22的轴线m方向上在一侧从第二支承部29c(内壁)远离且在另一侧接近第二支承部29c(内壁)的方式配置的倾斜壁。

图5是表示从车辆后方观察本实施方式的轮毂电动机驱动装置及其周边结构的状态的图。在行驶车轮w的内空区域配置的轮毂电动机驱动装置10经由悬架装置100连结于车身(未图示)。悬架装置100是例如撑杆式悬架装置,包括沿车宽方向延伸的下臂101以及配置在比下臂101靠上方的位置且沿上下方向延伸的减振器102。

下臂101在车宽方向内侧端101b、101c经由未图示的圆筒形状的橡胶套筒能够转动地连结于车身侧横梁,能够以车宽方向内侧端101b、101c为基端且以车宽方向外侧端101d为自由端向上下方向摆动。车宽方向外侧端101d经由球窝接头103连结于轮毂电动机驱动装置10的下部。轮毂电动机驱动装置10相对于下臂101能够方向自如地改变朝向。

减振器102沿着未图示的螺旋弹簧的轴线在上下方向上延伸,与螺旋弹簧一起构成撑杆式悬架装置的撑杆。需要说明的是,减振器102及螺旋弹簧也称为冲击吸收器。减振器102的下端与轮毂电动机驱动装置10的上部结合。减振器102的省略了图示的上端连结于车身侧横梁。

接下来,说明在本实施方式的轮毂电动机驱动装置设置的细微部分的结构。

图7是表示将该实施方式的轮毂电动机驱动装置进行局部分解而从上方俯视观察的状态的立体图,去除电动机壳体罩(图6所示的电动机壳体罩25v)而表示电动机部的内部,并去除后述的盖构件(图9的盖构件50)而表示端子箱的内部。大致圆筒形状的电动机壳体25以成为与车宽方向平行的姿势的方式配置。端子箱26b以向外径方向突出的方式附设。特别是在本实施方式中,端子箱26b从电动机部21向上方突出。当去除将端子箱26b的上侧开口55覆盖的盖构件时,端子箱的内部、特别是动力线端子43b从上侧开口55露出。在线圈端配置有多个线圈引出线42。在各线圈引出线42的前端压接有线圈端子41。

图8是表示该实施方式的电动机部的内部的图,表示去除将电动机部的车宽方向内侧覆盖的电动机壳体罩而观察电动机部内部的线圈端的状态。图9是表示该实施方式的电动机部的纵向剖视图,表示利用图8的a-a剖切电动机部及端子箱并沿箭头的方向观察剖面的状态。图10也是表示该实施方式的电动机部的纵向剖视图,表示利用图8的b-b剖切电动机部及端子箱并沿箭头的方向观察剖面的状态。

如图9所示,在端子箱26b的内部竖立设置有将端子箱26b的内部空间分隔成箱空间t和电动机空间l的分隔壁44。箱空间t及电动机空间l这两方都为封闭空间,但是在电动机空间l存在润滑油,相对于此,在箱空间t不存在润滑油。分隔壁44由配置在端子箱26b的内部的端子台45贯通。端子台45为树脂制,与轴线m平行地延伸。

在端子台45的内部设有导电构件46。导电构件46例如为铜制的圆棒。在导电构件46的外周模制成形树脂制的端子台45,端子台45附着于导电构件46的表面。因此,将端子台45及导电构件46汇总为一个部件来处理。

树脂制的端子台45包围导电构件46,将导电构件46从周围绝缘。导电构件46也与轴线m平行地延伸。导电构件46的两端部未被端子台45覆盖而露出,形成有内螺纹46b、46c。贯通线圈端子41的金属制螺栓47螺纹紧固于车宽方向内侧的内螺纹46c。将在动力线43的前端压接的动力线端子43b贯通的金属制螺栓48螺纹紧固于车宽方向外侧的内螺纹46b。由此,在轮毂电动机驱动装置10的外部布设的作为线缆的各动力线43与在轮毂电动机驱动装置10的内部布设的各线圈引出线42通过各导电构件46电连接。

在端子台45的长度方向的中央部一体形成有凸缘45f。在凸缘45f形成有贯通孔(图示省略),螺栓49贯通该贯通孔。螺栓49的轴部与形成于分隔壁44的有底的螺纹孔(图示省略)螺合。由此,端子台45被固定在端子箱26b内部。

根据本实施方式,在导电构件46的长度方向的两端分别固定动力线端子43b及线圈端子41,将导电构件46的两端以外通过端子台45包围。由此,能够确保多个导电构件46中的相邻的导电构件46、46之间的沿面距离。通过确保沿面距离,由此不易发生短路等电气事故,安全性得以提高。

另外,本实施方式的端子箱26b配置在轮毂电动机驱动装置10的上部。通过将端子箱26b配置在轮毂电动机驱动装置10的上部,由此使端子箱26b接近车身,因此能够缩短从车身延伸至端子箱26b的动力线43的长度,能够降低成本。

另外,通过将端子箱26b配置在电动机部21的上部,由此电动机空间l的润滑油进入箱空间t的可能性降低。

如图8所示,沿电动机部21的轴线m方向观察时,多个线圈端子41倾斜地排列。具体而言,各线圈端子41在车辆前后方向上空出间隔地配置且向上延伸,以配置在车辆最前方的线圈端子41最高且车辆后方的线圈端子之后依次地成为低的位置的方式进行雁行式排列。需要说明的是,配置在车辆最前方的线圈端子41配置于轴线m的正上方,其余的线圈端子41配置在比轴线m靠车辆后方的位置。

这样,本实施方式的线圈端子41、41…倾斜排列,因此端子箱26b以收纳于狭小的行驶车轮w的内空区域的方式紧凑化。而且如图8所示,沿轴线m方向观察时,金属制螺栓47彼此未重叠,因此能确保直至金属制螺栓47的接触及作业空间,金属制螺栓47的拆装作业变得容易。

参照图10,在端子台45的外周配置环状的密封件54。密封件54将形成于分隔壁44的贯通孔与端子台45之间的环状间隙密封。由此,防止电动机空间l存在的润滑油进入箱空间t的情况。

参照图10,背面部分38b的一部分对端子箱26b进行划分。在上述背面部分38b的壁面形成有有底孔26g。而且,在端子台45的端部延伸设置有突起部45b。突起部45b与有底孔26g嵌合。

图10所示的端子台45由突起部45b及凸缘45f进行两点支承。由此,能够抑制端子台45的振动。

如图9或图10所示,端子箱26b的上侧开口(图7的上侧开口55)由盖构件50覆盖。盖构件50与将端子箱26b的上侧开口围绕的对接面50s对接。对接面50s是在背面部分38b的上缘、分隔壁44的上缘、壳体侧壁26f的上缘形成的平面。

在对接面50s设有密封件,将对接面50s与盖构件50之间的间隙密封。密封件例如为衬垫。衬垫是向对接面50s涂布的液状体,在涂布后不久固化。或者,衬垫是片状的金属衬垫。这样,通过在对接面50s与盖构件50之间的间隙夹设密封件,能够防止雨水等进入端子箱26b内部。因此,在箱空间t内,动力线端子43b彼此不会短路。

关于定子24,附带而言的话,参照图8,线圈24c设为集中绕组。由此,能够降低线圈端高度hc(图10),缩短轴向尺寸。在本实施方式中,槽数为“12”。

关于将转子23支承为旋转自如的轴承28,附带而言的话,参照图10,在比轴承28靠轴线m方向的另一侧的位置配置有预压弹簧28s。预压弹簧28s从轴线m方向的另一侧支承于电动机壳体罩25v,对轴承28的外圈28m(或内圈28n)沿轴线m方向进行按压。由此,向轴承27、28施加预压,电动机旋转轴22与轴线m一致,能抑制电动机旋转轴22的振动。

图11是从电动机部21取出电动机旋转轴22及转子23来表示的图。关于转子23,附带而言的话,转子23包括沿轴线m方向分割的多个转子铁心分割体(segment)23b、23b。在各转子铁心分割体23b的外周部形成有与轴线m平行地延伸的多个槽部23d。槽部23d与后述的一对永磁铁23c、23c对应地配置。相邻的转子铁心分割体23b、23b彼此在周向上错开配置,相位不同。伴有上述的相位错开角rs的转子铁心称为具有机械角的转子铁心或实施了段扭斜的转子铁心。在本实施方式中,通过将转子23的转子铁心分割成两部分而对转子铁心实施两段扭斜。通过对转子铁心实施段扭斜,在转子铁心的外周部设置多对槽部23d、23d,从而能够减少电动机部21的齿槽转矩,提高驱动力。

图12是表示电动机旋转轴22、转子23、定子24的横向剖视图。在相互嵌合的电动机旋转轴22的外周面与转子23的内周面之间夹设有键22k。键22k卡合于在电动机旋转轴22的外周面形成的切口和在转子23的内周面形成的切口,防止电动机旋转轴22与转子23的相对旋转。

在转子23内部,成对的永磁铁23c、23c在周向上空出间隔地配置多对。本实施方式具有八对永磁铁23c,因此磁极数为8。沿轴线m方向观察时,一对永磁铁23c、23c以在周向上相互面对且距轴线m近的内径侧端彼此接近而距轴线m远的外径侧端彼此远离的方式进行所谓的v字状配置。通过上述的磁铁配置,能够有效地利用磁阻转矩。前述的一对槽部23d、23d配置在与一对永磁铁23c、23c的各外径侧端相同的周向位置上。即,一对永磁铁23c、23c从各磁极的中心沿圆周方向相互分离配置而成对。槽部23d也是与永磁铁23c相同数量的八对。

在形成于转子23的贯通孔穿过有螺栓23e。螺栓23e贯通轴线m方向的一侧的转子铁心分割体23b(图11)和轴线m方向的另一侧的转子铁心分割体23b(图11)而沿轴线m方向延伸。多个转子铁心分割体23b、23b通过螺栓23e相互连结。

以上,参照附图说明了本发明的实施方式,但是本发明没有限定为图示的实施方式的结构。能够对图示的实施方式在与本发明相同的范围内或等同的范围内施加各种修正或变形。

【工业实用性】

本发明的轮毂电动机驱动装置能在电动机动车及混合动力车辆中有利地利用。

【符号说明】

10轮毂电动机驱动装置,11轮毂轴承部,12内圈(轮毂圈),21电动机部,22电动机旋转轴,23转子,24定子,24b定子铁心,24c线圈,24d突条,24h贯通孔,25电动机壳体,25c连接壁,25d对接面,25f鼓出部分,25g接近部分,25j外壁,25v电动机壳体罩,26b动力线端子箱,26c信号线端子箱,26d突出部,26e壳体顶壁,26f壳体侧壁,29壳体支承部,29b第一支承部,29c第二支承部,29d第三支承部,29d′伸出壁,30防旋销,31减速部,32s输入轴,37输出轴,38主体壳体,38b背面部分,38c壳体基部,38d内螺纹孔,38f正面部分,39贮油部,41线圈端子,52旋转角传感器,53润滑油接纳口,61支架构件,g间隙,m、n、o轴线。

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