轮毂轴承、减速机构以及轮内马达的制作方法
【专利摘要】本发明提供轮毂轴承、减速机构和轮内马达。轮毂轴承包括固定于支承机构的内圈部、与轮子相连结的外圈部和配置在内圈部与外圈部之间的滚动体，外圈部包括外圈构件、轮缘和固定机构。轮缘的在与旋转轴平行的方向上的处于远离外圈构件的方向的端面，延伸至在旋转轴的径向上比内圈部靠上述旋转轴侧的位置。另外，内圈部包括：第1内圈构件，其固定于支承机构；第2内圈构件，其套在第1内圈构件的外周面；锁紧螺母，其配置在第1内圈构件的外周面的比第2内圈构件靠轮子侧的位置，与第1内圈构件螺纹配合，锁紧螺母的在与旋转轴平行的方向上的远离轮子侧的端面的位置，位于比外圈构件的与轮缘相接触的接触面靠轮子侧的位置。
【专利说明】轮毂轴承、减速机构以及轮内马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮毂轴承、减速机构以及驱动电动车辆的轮内马达，该轮毂轴承与车轮相连结。
【背景技术】
[0002]将电动车辆驱动装置中特别是直接驱动轮子的电动车辆驱动装置称作轮内马达。这里所说的轮内马达是设置在电动车辆所具有的轮子的附近的驱动装置。另外，轮内马达也未必一定收纳在轮子的内部。轮内马达需要配置在轮子的内部或轮子的附近。但是，轮子的内部、轮子的附近是比较狭窄的空间。因此，要求轮内马达小型化。
[0003]这里，轮内马达通过将其所产生的驱动力传递到车轮，使车轮旋转。在专利文献I中提出了利用传递构件将由电动机主体产生的旋转驱动力传递到轮子的机构。传递构件具备:驱动轴，其传递电动机主体的驱动力；轮毂，其将传递到驱动轴的驱动力传递到轮子。轮毂是轴承，外圈与驱动轴及轮子相连结，内圈固定于电动机壳体。
[0004]有具有减速机构形式的轮内马达和不具有减速机构的直接传动形式的轮内马达。具有减速机构形式的轮内马达易于在电动车辆起步加速时、上坡时(攀登坡道时)确保充分的转矩，以驱动电动车辆。但是，具有减速机构形式的轮内马达由于借助减速机构将转矩传递到轮子，所以产生减速机构上的摩擦损失。具有减速机构的轮内马达的电动机的输出轴的转速始终比轮子的转速快。因此，具有减速机构形式的轮内马达特别是在电动车辆高速行驶时，能量的损失因减速机构上的摩擦损失而增大。
[0005]另一方面，直接传动形式的轮内马达由于不借助减速机构就将转矩传递到轮子，所以能够减少能量的损失。但是，直接传动形式的轮内马达不能利用减速机构增大转矩。由此，直接传动形式的轮内马达难以在电动车辆起步加速时、上坡时确保充分的转矩，以驱动电动车辆。作为为了驱动电动车辆而确保充分的转矩的技术，例如在专利文献2中提出了不是轮内马达，而是具有减速机构和2个电动机的技术，该减速机构具有行星齿轮机构。
[0006]专利文献1:日本特开2009 - 292184号公报
[0007]专利文献2:日本特开2005 - 081932号公报
[0008]如专利文献I所述，轮内马达使用轮毂轴承，将轮毂轴承的内圈固定于电动机壳体，从而能够以可将驱动轴和轮子作为旋转轴中心进行旋转的状态，将驱动轴和轮子支承于电动机壳体。由此，能够减小驱动轴与轮子的连结部分、即动力的传递路径的负荷。这里，专利文献I所述的轮毂轴承的构造的装置结构复杂，所以不易组装。
[0009]专利文献2所述的技术具有动力循环路径。专利文献2所述的技术先在动力循环路径内将转矩转换为电力，随后将该电力重新转换成转矩。因而，专利文献2所述的技术需要在动力循环路径内设有发电机和电动机。但是，如上所述要求电动车辆驱动装置小型化，轮内马达很难在轮子的附近确保用于设置发电机和电动机的空间。另外，专利文献2所述的技术是将动力转换为电力，再将电力转换为动力。因此，专利文献2所述的技术在进行能量的转换时发生能量的损失。
【发明内容】
[0010]本发明是鉴于上述情况而做成的，目的在于提供一种容易组装、易于安装在轮子及驱动源侧的传递机构的轮毂轴承、减速机构以及能减少能量的损失的轮内马达。
[0011]为了解决上述问题而达到目的，本发明的轮毂轴承与轮子和支承机构相连结，该轮毂轴承以能够将旋转轴作为中心进行旋转的状态将上述轮子支承于上述支承机构，该轮毂轴承的特征在于，该轮毂轴承包括:内圈部，其固定于上述支承机构；外圈部，其与上述轮子相连结；滚动体，其配置在上述内圈部与上述外圈部之间，将上述外圈部和上述内圈部支承为能够以旋转轴为中心进行相对旋转，上述外圈部包括:外圈构件，其与上述滚动体相接触；轮缘，其与上述轮子相连结；固定机构，其用于将上述外圈构件固定于上述轮缘，上述内圈部包括:第I内圈构件，其固定于上述支承机构；第2内圈构件，其套在上述第I内圈构件的外周面；锁紧螺母，其配置在上述第I内圈构件的外周面的比上述第2内圈构件靠上述轮子侧的位置上，该锁紧螺母与上述第I内圈构件螺纹配合，上述锁紧螺母的在与旋转轴平行的方向上的远离上述轮子的一侧的端面的位置，位于比上述外圈构件的与上述轮缘相接触的接触面靠上述轮子侧的位置。
[0012]为了解决上述问题而达到目的，本发明的轮毂轴承与轮子和支承机构相连结，该轮毂轴承以能将旋转轴作为中心进行旋转的状态将上述轮子支承于上述支承机构，该轮毂轴承的特征在于，该轮毂轴承包括:内圈部，其固定于上述支承机构；外圈部，其与上述轮子相连结；滚动体，其配置在上述内圈部与上述外圈部之间，将上述外圈部和上述内圈部支承为能够以旋转轴为中心进行相对旋转，上述外圈部包括:外圈构件，其与上述滚动体相接触；轮缘，其与上述轮子相连结；固定机构，其将上述外圈构件固定于上述轮缘，上述轮缘的在与上述旋转轴平行的方向上远离上述外圈构件的方向的端面，延伸至在上述旋转轴的径向上比上述内圈部靠上述旋转轴侧的位置。
[0013]另外，优选上述固定机构是杆部沿与上述旋转轴平行的方向延伸的固定螺栓。
[0014]另外，优选上述轮缘收纳上述固定螺栓的头部。
[0015]另外，优选上述轮缘在与上述外圈构件相接触的接触面上具有向上述外圈构件侧凸起的突出部。
[0016]另外，优选上述轮缘由线膨胀系数比上述外圈构件的线膨胀系数高的材料形成，上述突出部形成在比上述接触面的与上述旋转轴正交的方向的端部靠内侧的位置。
[0017]这里，优选该轮毂轴承还具有连结上述轮缘和上述轮子的多个紧固构件，上述轮缘形成有供上述紧固构件插入的多个开口，用圆连结上述多个开口的各开口的中心而得到的节圆直径，比用圆连结上述滚动体的与上述旋转轴正交的径向的中心而得到的节圆直径小。
[0018]另外，优选上述紧固构件是沿与上述旋转轴平行的方向延伸，头部露出在上述轮缘的靠上述内圈部侧的面上的双头螺栓。
[0019]为了解决上述问题而达到目的，本发明的减速机构的特征在于，包括:上述任一项所述的轮毂轴承；太阳轮，其传递来自驱动源的驱动力；小齿轮，其与上述太阳轮啮合，上述轮缘是保持上述小齿轮而与上述小齿轮一起以上述旋转轴为中心进行旋转的轮架，上述内圈部是与上述小齿轮啮合的齿圈。[0020]为了解决上述问题而达到目的，本发明的轮内马达的特征在于，包括:上述的减速机构；传递机构，其与上述减速机构的太阳轮相连结，使上述太阳轮旋转；驱动源，其至少具有I个产生使上述传递机构旋转的驱动力的电动机。
[0021]另外，优选上述驱动源包括第I电动机和第2电动机，上述传递机构包括:第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合；第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮；离合器装置，其能够限制上述第I轮架的旋转；第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述第2电动机相连结；第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合；第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合；第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮，并且该第2轮架与上述第I齿圈相连结；第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述减速机构的上述太阳轮相连结。
[0022]另外，优选上述驱动源包括第I电动机和第2电动机，上述传递机构包括:第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合；第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能够以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮；第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述减速机构的上述太阳轮相连结；第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合；第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合；第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能够以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮；离合器装置，其能够限制上述第2轮架的旋转；第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述第I轮架相连结，且该第2齿圈与上述第2电动机相连结。
[0023]本发明的轮内马达的特征 在于，包括:第I电动机；第2电动机；第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合；第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能够以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮；离合器装置，其能够限制上述第I轮架的旋转?’第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述第2电动机相连结；第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合；第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合；第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮，并且该第2轮架与上述第I齿圈相连结；第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合；第3太阳轮，其与上述第2齿圈相连结；第4小齿轮，其与上述第3太阳轮啮合；第3轮架，其以上述第4小齿轮能自转且上述第4小齿轮能以上述第3太阳轮为中心公转的方式保持上述第4小齿轮，并且该第3轮架与电动车辆的车轮相连结；第3齿圈，其与上述第4小齿轮啮合且固定于静止系统。
[0024]采用上述结构，该轮内马达能够实现第I变速状态及第2变速状态这2种变速状态。在第I变速状态下，第I电动机和第2电动机工作，且离合器装置为卡合状态。在第I变速状态下，该轮内马达的转矩的一部分从第2轮架返回到第I齿圈，此外，传递到第I齿圈的转矩经由第I太阳轮传递到第2太阳轮。即，该轮内马达的转矩是循环的。采用这种构造，该轮内马达能够实现更大的变速比。即，该轮内马达在第I变速状态时，能够将比第I电动机输出的转矩大的转矩传递到轮子。
[0025]在第2变速状态下，第I电动机和第2电动机工作，且离合器装置为非卡合状态。该轮内马达在第2变速状态时，通过改变第2电动机的角速度，能够连续地改变变速比。通过形成为这种结构，该轮内马达能够缩小第I电动机的角速度与作为输出轴的第2齿圈的角速度的差，所以能够减小摩擦损失，结果能够减少能量的损失。
[0026]另外，该轮内马达具有减速机构，该减速机构包括第3太阳轮、第4小齿轮、第3轮架以及第3齿圈。该轮内马达能够利用减速机构增大第I电动机及第2电动机的转矩，所以能够减小第I电动机及第2电动机所要求的转矩。结果，能够使第I电动机及第2电动机小型化及轻型化，所以能够使该轮内马达小型化及轻型化。
[0027]本发明的轮内马达的特征在于，包括:第I电动机；第2电动机；第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结;第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合;第I轮架，其以上述第I小齿轮能自转且上述第I小齿轮能以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮；第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合；第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结；第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合；第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合；第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮；离合器装置，其能够限制上述第2轮架的旋转；第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述第I轮架相连结，且该第2齿圈与上述第2电动机相连结；第3太阳轮，其与上述第I齿圈相连结?’第4小齿轮，其与上述第3太阳轮啮合；第3轮架，其以上述第4小齿轮能自转且上述第4小齿轮能以上述第3太阳轮为中心公转的方式保持上述第4小齿轮，并且该第3轮架与电动车辆的车轮相连结；第3齿圈，其与上述第4小齿轮啮合且固定于静止系统。
[0028]采用上述结构，该轮内马达能够实现第I变速状态及第2变速状态的2种变速状态。在第I变速状态下，第I电动机和第2电动机工作，且离合器装置为卡合状态。在第I变速状态下，该轮内马达的转矩的一部分从第I轮架返回到第2齿圈，此外，传递到第2齿圈的转矩经由第2太阳轮传递到第I太阳轮。即，该轮内马达的转矩是循环的。采用这种构造，该轮内马达能够实现更大的变速比。即，该轮内马达在第I变速状态时，能够将比第I电动机输出的转矩大的转矩传递到轮子。
[0029]在第2变速状态下，第I电动机和第2电动机工作，且离合器装置为非卡合状态。该轮内马达在第2变速状态时，通过改变第2电动机的角速度，能够连续地改变变速比。通过形成为这种结构，该轮内马达能够缩小第I电动机的角速度与作为输出轴的第2齿圈的角速度的差，所以能够减小摩擦损失，结果能够减少能量的损失。
[0030]另外，该轮内马达具有减速机构，该减速机构包括第3太阳轮、第4小齿轮、第3轮架和第3齿圈。该轮内马达能够利用减速机构增大第I电动机及第2电动机的转矩，所以能够减小第I电动机及第2电动机所要求的转矩。结果，能够使第I电动机及第2电动机小型化及轻型化，所以能够使该轮内马达小型化及轻型化。
[0031]优选在本发明中，上述离合器装置是包括如下部分的单向超越离合器装置--第I构件；第2构件，其能相对于上述第I构件旋转；卡合构件，当第I方向的转矩作用于上述第2构件时，该卡合构件在上述第I构件与上述第2构件之间传递转矩，当与上述第I方向相反的第2方向的转矩作用于上述第2构件时，该卡合构件在上述第I构件与上述第2构件之间不传递转矩。
[0032]单向超越离合器装置通过切换作用于第2构件的转矩的方向，能够切换卡合状态和非卡合状态。因此，单向超越离合器装置不需要电磁致动器、不需要用于使活塞移动的机构。由此，本发明的轮内马达能够减少零件件数，且能使自身(离合器装置)小型化。另外，单向超越离合器装置不需要用于使活塞移动的机构、不需要使电磁致动器工作的能量。
[0033]优选在本发明中，单向超越离合器装置配置方向为，在上述第I电动机沿使装设有上述轮内马达的电动车辆前进的方向旋转且上述第2电动机未进行驱动的情况下，该单向超越离合器装置卡合。这样，可以将第I变速状态视作所谓的低速齿轮状态，将第2变速状态视作所谓的高速齿轮状态。
[0034]优选在本发明中，上述离合器装置是楔块式单向超越离合器。楔块式单向超越离合器使用楔块作为摩擦卡合构件，所以能够将比具有类似于圆形的底面的凸轮的数量多的楔块配置在离合器装置中。结果，与具有与离合器装置相同的安装尺寸的凸轮式离合器装置的扭矩负载能力相比，能够增大离合器装置的扭矩负载能力。
[0035]本发明能够提供易于组装，易于安装在轮子及驱动源侧的传递机构上的轮毂轴承、减速机构和能减少能量的损失的轮内马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是表示本实施方式的电动车辆驱动装置的结构的图。
[0037]图2是表示在本实施方式的电动车辆驱动装置处于第I变速状态的情况下转矩的传递路径的说明图。
[0038]图3是表示在本实施方式的电动车辆驱动装置处于第2变速状态的情况下转矩的传递路径的说明图。
[0039]图4是表示本实施方式的离合器装置的说明图。
[0040]图5是放大表示本实施方式的离合器装置的凸轮的说明图。
[0041]图6是表示本实施方式的电动车辆驱动装置的内部构造的图。
[0042]图7是示意地表示本实施方式的轮轴轴承的外观的说明图。
[0043]图8是图7的X-X剖视图。
[0044]图9是示意地表示第I内圈构件的大概结构的剖视图。
[0045]图10是示意地表示锁紧螺母的大概结构的外观的说明图。
[0046]图11是示意地表示锁紧螺母的大概结构的剖视图。
[0047]图12是示意地表示外圈构件的大概结构的外观的说明图。
[0048]图13是示意地表示外圈构件的大概结构的剖视图。
[0049]图14是放大表示外圈构件的剖视图。
[0050]图15是示意地表示轮缘的大概结构的外观的立体图。
[0051]图16是从与图15不同的角度示意地表示轮缘的大概结构的外观的立体图。
[0052]图17是示意地表示轮缘的大概结构的外观的说明图。
[0053]图18是示意地表示轮缘的大概结构的剖视图。
[0054]图19 -1是表示第I磁性图案圈和第2磁性图案圈的立体图。[0055]图19-2是图19-1的A-A剖视图。
[0056]图19 - 3是表示磁性检测器的配置方式的立体图。
[0057]图20是表示使车辆行驶的电动机所要求的转矩(扭矩)与角速度(转速)的关系的图。
[0058]图21是表示本实施方式的变形例的电动车辆驱动装置的结构的说明图。
【具体实施方式】
[0059]参照附图详细说明用于实施本发明的实施方式。以下的实施方式所述的内容并不限定本发明。另外，以下所述的构成要素包括本领域技术人员能够容易设想的构成要素、实际上相同的构成要素、以及等同范围的构成要素。此外，可以适当地组合以下所述的构成要素。另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以对构成要素进行各种的省略、置换或变更。
[0060]图1是表示本实施方式的电动车辆驱动装置的结构的图。作为轮内马达的电动车辆驱动装置10包括壳体G、第I电动机11、第2电动机12、变速机构13、减速机构40以及轮轴轴承(轮毂轴承)50。壳体G收纳第I电动机11、第2电动机12、变速机构13以及减速机构40。
[0061]第I电动机11能够输出第I转矩TA。第2电动机12能够输出第2转矩TB。变速机构13与第I电动机11相连结。采用这种构造，当第I电动机11工作时，第I转矩TA自第I电动机11传递(输入)到变速机构13。另外，变速机构13与第2电动机12相连结。采用这种构造，当第2电动机12工作时，第2转矩TB传递(输入)到变速机构13。这里所说的电动机的工作是指向第I电动机11 (第2电动机12)供电而使第I电动机11 (第2电动机12)的输入输出轴旋转。
[0062]变速机构13能够改变减速比(向变速机构13的输入转速ω i与输出转速ω0之比ω i/ωο)。变速机构13包括第I行星齿轮机构20、第2行星齿轮机构30和离合器装置60。第I行星齿轮机构20是单齿轮式的行星齿轮机构。第I行星齿轮机构20包括第I太阳轮21、第I小齿轮22、第I轮架23以及第I齿圈24。第2行星齿轮机构30是双齿轮式的行星齿轮机构。第2行星齿轮机构30包括第2太阳轮31、第2小齿轮32a、第3小齿轮32b、第2轮架33以及第2齿圈34。
[0063]第I太阳轮21以能够将旋转轴R作为中心进行旋转(自转)的方式支承在壳体G内。第I太阳轮21与第I电动机11相连结。采用这种构造，当第I电动机11工作时，第I转矩TA传递到第I太阳轮21。并且，当第I电动机11工作时，第I太阳轮21以旋转轴R为中心旋转。第I小齿轮22与第I太阳轮21啮合。第I轮架23以第I小齿轮22能将第I小齿轮旋转轴Rpl作为中心进行旋转(自转)的方式保持第I小齿轮22。第I小齿轮旋转轴Rpl例如与旋转轴R平行。
[0064]第I轮架23以能将旋转轴R作为中心进行旋转(自转)的方式支承在壳体G内。采用这种构造，第I轮架23以第I小齿轮22能将第I太阳轮21作为中心即将旋转轴R作为中心公转的方式保持第I小齿轮22。第I齿圈24能够以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。第I齿圈24与第I小齿轮22啮合。另外，第I齿圈24与第2电动机12相连结。采用这种构造，当第2电动机12工作时，第2转矩TB传递到第I齿圈24。并且，当第2电动机12工作时，第I齿圈24以旋转轴R为中心旋转(自转)。[0065]离合器装置60配置在壳体G与第I轮架23之间。离合器装置60能够限制第I轮架23的旋转。详细而言，离合器装置60能够在对以旋转轴R为中心的第I轮架23的旋转进行限制(制动)的情况、和容许上述旋转的情况之间切换。以下，将离合器装置60限制(制动)上述旋转的状态称作卡合状态，将离合器装置60容许上述旋转的状态称作非卡合状态。离合器装置60的详细说明见后述。
[0066]这样，第I轮架23能够利用离合器装置60与壳体G卡合或与壳体G分开。S卩，离合器装置60能够使第I轮架23相对于壳体G自由旋转，或使第I轮架23不能相对于壳体G旋转。
[0067]第2太阳轮31以能将旋转轴R作为中心进行旋转(自转)的方式支承在壳体G内。第2太阳轮31借助第I太阳轮21与第I电动机11相连结。详细而言，第I太阳轮21和第2太阳轮31能分别绕同一轴(旋转轴R)旋转地与太阳轮轴14形成为一体。并且，太阳轮轴14与第I电动机11相连结。采用这种构造，当第I电动机11工作时，第2太阳轮31以旋转轴R为中心旋转。
[0068]第2小齿轮32a与第2太阳轮31啮合。第3小齿轮32b与第2小齿轮32a啮合。第2轮架33以第2小齿轮32a能将第2小齿轮旋转轴Rp2作为中心进行旋转(自转)的方式保持第2小齿轮32a。另外，第2轮架33以第3小齿轮32b能将第3小齿轮旋转轴Rp3作为中心进行旋转(自转)的方式保持第3小齿轮32b。第2小齿轮旋转轴Rp2和第3小齿轮旋转轴Rp3例如与旋转轴R平行。
[0069]第2轮架33以能将旋转轴R作为中心进行旋转(自转)的方式支承在壳体G内。采用这种构造，第2轮架33以第2小齿轮32a和第3小齿轮32b能将第2太阳轮31作为中心、即将旋转轴R作为中心进行公转的方式，保持第2小齿轮32a和第3小齿轮32b。另夕卜，第2轮架33与第I齿圈24相连结。采用这种构造，当第I齿圈24旋转(自转)时，第2轮架33以旋转轴R为中心旋转(自转)。第2齿圈34能够以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。第2齿圈34与第3小齿轮32b啮合。另外，第2齿圈34与变速机构13的输入输出轴(变速机构输入输出轴)15相连结。采用这种构造，当第2齿圈34旋转(自转)时，变速机构输入输出轴15旋转。
[0070]减速机构40配置在变速机构13与电动车辆的车轮H之间。并且，减速机构40使变速机构输入输出轴15的转速减慢而向输入输出轴(减速机构输入输出轴)16输出该转速。减速机构输入输出轴16与电动车辆的车轮H相连结，减速机构输入输出轴16在减速机构40与车轮H之间传递动力。采用这种构造，第I电动机11和第2电动机12的至少一方电动机产生的动力，经由变速机构13和减速机构40向车轮H传递而驱动该车轮H。另夕卜，来自车轮H的输入经由减速机构40和变速机构13传递到第I电动机11和第2电动机12的至少一方电动机。在该情况下，第I电动机11和第2电动机12的至少一方电动机能够被车轮H驱动而产生电力(再生)。
[0071]减速机构40包括第3太阳轮41、第4小齿轮42、第3轮架43和第3齿圈44。变速机构输入输出轴15安装于第3太阳轮41。采用这种构造，第3太阳轮41和变速机构13的第2齿圈34借助变速机构输入输出轴15而相连结。第4小齿轮42与第3太阳轮41啮合。第3轮架43以第4小齿轮42能将第4小齿轮旋转轴Rp4作为中心自转且第4小齿轮42能将第3太阳轮41作为中心公转的方式，保持第4小齿轮42。第3齿圈44与第4小齿轮42卩齿合且固定于静止系统(在本实施方式中是壳体G)。第3轮架43借助减速机构输入输出轴16与车轮H相连结。另外，利用轮轴轴承50能使第3轮架43旋转地支承该第3轮架43。
[0072]电动车辆驱动装置10在变速机构13与车轮H之间设置减速机构40，使变速机构13的变速机构输入输出轴15的转速减慢而驱动车轮H。因此，即使第I电动机11及第2电动机12的最大转矩较小，也能获得电动车辆所需的驱动力。结果，第I电动机11及第2电动机12的驱动电流较小即可，并且能够使第I电动机11及第2电动机12小型化及轻型化。并且，能够降低电动车辆驱动装置10的制造成本以及使电动车辆驱动装置10轻型化。
[0073]控制装置I控制电动车辆驱动装置10的动作。更详细而言，控制装置I控制第I电动机11及第2电动机12的转速、旋转方向和输出。控制装置I例如是微型计算机。接下来，说明电动车辆驱动装置10中的转矩的传递路径。
[0074]图2是表示在本实施方式的电动车辆驱动装置处于第I变速状态的情况下转矩的传递路径的说明图。电动车辆驱动装置10能够实现第I变速状态和第2变速状态这2种变速状态。首先，说明电动车辆驱动装置10实现第I变速状态的情况。
[0075]第I变速状态是所谓的低速齿轮状态，能够获取较大的减速比。即，能够增大变速机构输入输出轴15的扭矩。主要在电动车辆在行驶时需要较大的驱动力的情况下、例如在坡道上起步加速时或上坡时(攀登坡道时)等情况下，使用第I变速状态。在第I变速状态下，第I电动机11与第2电动机12 —起动作，但两者的扭矩的方向相反。第I电动机11的动力输入到第I太阳轮21，第2电动机12的动力输入到第I齿圈24。在第I变速状态下，离合器装置60为卡合状态。即，在第I变速状态下，第I轮架23为不能相对于壳体G旋转的状态。
[0076]将在第I变速状态时第I电动机11输出的转矩设为第I转矩Tl，将第2电动机12输出的转矩设为第2转矩T5。图2所示的第I转矩Tl、循环转矩T3、合成转矩T2、第I分配转矩T6以及第2分配转矩T4各转矩表示作用于各部位的扭矩，单位是Nm。
[0077]自第I电动机11输出的第I转矩Tl输入到第I太阳轮21。并且，第I转矩Tl在第I太阳轮21处与循环转矩T3合流而成为合成转矩T2。合成转矩T2自第I太阳轮21输出。循环转矩T3是自第I齿圈24传递到第I太阳轮21的转矩。循环转矩T3的详细说明见后述。
[0078]第I太阳轮21和第2太阳轮31利用太阳轮轴14相连结。因此，在第I变速状态下，第I转矩Tl和循环转矩T3合成，自第I太阳轮21输出的合成转矩T2经由太阳轮轴14传递到第2太阳轮31。合成转矩T2在第2行星齿轮机构30的作用下增大。另外，合成转矩T2由第2行星齿轮机构30分配成第I分配转矩T6和第2分配转矩T4。第I分配转矩T6是合成转矩T2被分配到第2齿圈34而增大了的转矩，自变速机构输入输出轴15输出该第I分配转矩T6。第2分配转矩T4是合成转矩T2被分配到第2轮架33而增大了的转矩。
[0079]第I分配转矩T6自变速机构输入输出轴15输出到减速机构40。并且，第I分配转矩T6在减速机构40的作用下增大，经由图1所示的减速机构输入输出轴16输出到车轮H，并驱动该车轮H。结果使电动车辆行驶。
[0080]第2轮架33与第I齿圈24 —体地旋转，所以分配到第2轮架33的第2分配转矩T4成为第I齿圈24的循环转矩。并且，第2分配转矩Τ4在第I齿圈24处与第2电动机12的第2转矩Τ5合成，传向第I行星齿轮机构20。第2转矩Τ5、即第2电动机12的转矩的方向与第I电动机11的转矩的方向相反。
[0081]第I齿圈24上的返回到第I行星齿轮机构20的第2分配转矩Τ4及第2转矩Τ5在第I行星齿轮机构20的作用下，大小减小，并且力的方向被反转，成为第I太阳轮21上的循环转矩Τ3。这样，在第I行星齿轮机构20与第2行星齿轮机构30之间产生动力(转矩)的循环，所以变速机构13能够增大减速比。即，电动车辆驱动装置10能够在第I变速状态时产生较大的扭矩。接下来，说明合成转矩Τ2、循环转矩Τ3、第2分配转矩Τ4以及第I分配转矩Τ6的值的一例。
[0082]将第2太阳轮31的齿数设为Ζ1，将第2齿圈34的齿数设为Ζ4，将第I太阳轮21的齿数设为Ζ5，将第I齿圈24的齿数设为Ζ7。式(I)~式(4)表示作用于电动车辆驱动装置10的各部分的转矩(图2所示的合成转矩Τ2、循环转矩Τ3、第2分配转矩Τ4以及第I分配转矩Τ6)。另外，下述式(I)~式(4)中负值是与第I转矩Tl反向的转矩。
【权利要求】
1.一种轮毂轴承，该轮毂轴承与轮子和支承机构相连结，该轮毂轴承以能够将旋转轴作为中心进行旋转的状态将上述轮子支承于上述支承机构，该轮毂轴承的特征在于， 该轮毂轴承包括: 内圈部，其固定于上述支承机构； 外圈部，其与上述轮子相连结； 滚动体，其配置在上述内圈部与上述外圈部之间，将上述外圈部和上述内圈部支承为能够以旋转轴为中心进行相对旋转， 上述外圈部包括:外圈构件，其与上述滚动体相接触；轮缘，其与上述轮子相连结；固定机构，其用于将上述外圈构件固定于上述轮缘， 上述内圈部包括:第I内圈构件，其固定于上述支承机构；第2内圈构件，其套在上述第I内圈构件的外周面；锁紧螺母，其配置在上述第I内圈构件的外周面的比上述第2内圈构件靠上述轮子侧的位置上，该锁紧螺母与上述第I内圈构件螺纹配合， 上述锁紧螺母的在与旋转轴平行的方向上的远离上述轮子的一侧的端面的位置，位于比上述外圈构件的与上述轮缘相接触的接触面靠上述轮子侧的位置。
2.一种轮毂轴承，该轮毂轴承与轮子和支承机构相连结，该轮毂轴承以能将旋转轴作为中心进行旋转的状态将上述轮子支承于上述支承机构,该轮毂轴承的特征在于， 该轮毂轴承包括: 内圈部，其固定于上述支`承机构； 外圈部，其与上述轮子相连结； 滚动体，其配置在上述内圈部与上述外圈部之间，将上述外圈部和上述内圈部支承为能够以旋转轴为中心进行相对旋转， 上述外圈部包括:外圈构件，其与上述滚动体相接触；轮缘，其与上述轮子相连结；固定机构，其将上述外圈构件固定于上述轮缘， 上述轮缘的在与上述旋转轴平行的方向上远离上述外圈构件的方向的端面，延伸至在上述旋转轴的径向上比上述内圈部靠上述旋转轴侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂轴承，其特征在于， 上述固定机构是杆部沿与上述旋转轴平行的方向延伸的固定螺栓。
4.根据权利要求3所述的轮毂轴承，其特征在于， 上述轮缘收纳上述固定螺栓的头部。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的轮毂轴承，其特征在于， 上述轮缘在与上述外圈构件相接触的接触面上具有向上述外圈构件侧凸起的突出部。
6.根据权利要求5所述的轮毂轴承，其特征在于， 上述轮缘由比上述外圈构件的线膨胀系数高的材料形成； 上述突出部形成在比上述接触面的与上述旋转轴正交的方向的端部靠内侧的位置。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的轮毂轴承，其特征在于， 该轮毂轴承还具有连结上述轮缘和上述轮子的多个紧固构件， 上述轮缘形成有供上述紧固构件插入的多个开口，用圆连结上述多个开口的各开口的中心而得到的节圆直径，比用圆连结上述滚动体的与上述旋转轴正交的径向的中心而得到的节圆直径小。
8.根据权利要求7所述的轮毂轴承，其特征在于， 上述紧固构件是沿与上述旋转轴平行的方向延伸，头部在上述轮缘的上述内圈部侧的面上露出的双头螺栓。
9.一种减速机构，其特征在于， 该减速机构包括: 权利要求1~8中任意一项所述的轮毂轴承； 太阳轮，其传递来自驱动源的驱动力； 小齿轮，其与上述太阳轮啮合， 上述轮缘是保持上述小齿轮并与上述小齿轮一起以上述旋转轴为中心进行旋转的轮架， 上述内圈部是与上述小齿轮啮合的齿圈。
10.一种轮内马达，其特征在于， 该轮内马达包括: 权利要求9所述的减速机构； 传递机构，其与上述减速机构的太阳轮相连结，使上述太阳轮旋转； 驱动源，其至少具有I个产生使上述传递机构旋转的驱动力的电动机。
11.根据权利要求10所述的轮内马达，其特征在于， 上述驱动源包括第I电动机和第2电动机， 上述传递机构包括: 第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合； 第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮； 离合器装置，其能够限制上述第I轮架的旋转； 第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述第2电动机相连结； 第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合； 第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合； 第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮，并且该第2轮架与上述第I齿圈相连结； 第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述减速机构的上述太阳轮相连结。
12.根据权利要求10所述的轮内马达，其特征在于， 上述驱动源包括第I电动机和第2电动机， 上述传递机构包括: 第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合； 第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能够以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮；第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述减速机构的上述太阳轮相连结； 第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合； 第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合； 第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能够以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮； 离合器装置，其能够限制上述第2轮架的旋转； 第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述第I轮架相连结，且该第2齿圈与上述第2电动机相连结。
13.一种轮内马达，其特征在于， 该轮内马达包括: 第I电动机； 第2电动机； 第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合； 第I轮架，其以上述第I小齿轮能够自转且上述第I小齿轮能够以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮； 离合器装置，其能够限制上述第I轮架的旋转； 第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合且与上述第2电动机相连结； 第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合； 第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合； 第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮，并且该第2轮架与上述第I齿圈相连结； 第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合； 第3太阳轮，其与上述第2齿圈相连结； 第4小齿轮，其与上述第3太阳轮啮合； 第3轮架，其以上述第4小齿轮能自转且上述第4小齿轮能以上述第3太阳轮为中心公转的方式保持上述第4小齿轮，并且该第3轮架与电动车辆的车轮相连结； 第3齿圈，其与上述第4小齿轮啮合且固定于静止系统。
14.一种轮内马达，其特征在于， 该轮内马达包括: 第I电动机； 第2电动机； 第I太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第I小齿轮，其与上述第I太阳轮啮合； 第I轮架，其以上述第I小齿轮能自转且上述第I小齿轮能以上述第I太阳轮为中心公转的方式保持上述第I小齿轮； 第I齿圈，其与上述第I小齿轮啮合； 第2太阳轮，其与上述第I电动机相连结； 第2小齿轮，其与上述第2太阳轮啮合； 第3小齿轮，其与上述第2小齿轮啮合； 第2轮架，其以上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能分别自转且上述第2小齿轮及上述第3小齿轮能以上述第2太阳轮为中心公转的方式，保持上述第2小齿轮及上述第3小齿轮； 离合器装置，其能够限制上述第2轮架的旋转； 第2齿圈，其与上述第3小齿轮啮合且与上述第I轮架相连结，且该第2齿圈与上述第2电动机相连结； 第3太阳轮，其与上述第I齿圈相连结； 第4小齿轮，其与上述第3太阳轮啮合； 第3轮架，其以上述第4小齿轮能自转且上述第4小齿轮能以上述第3太阳轮为中心公转的方式保持上述第4小齿轮，并且该第3轮架与电动车辆的车轮相连结； 第3齿圈，其与上述第4小齿轮啮合且固定于静止系统。`
15.根据权利要求11~14中任意一项所述的轮内马达，其中， 上述离合器装置是包括如下部分的单向超越离合器装置: 第I构件； 第2构件，其能相对于上述第I构件旋转； 卡合构件，当有第I方向的转矩作用于上述第2构件时，该卡合构件在上述第I构件与上述第2构件之间传递转矩，当有与上述第I方向相反的第2方向的转矩作用于上述第2构件时，该卡合构件在上述第I构件与上述第2构件之间不传递转矩。
16.根据权利要求15所述的轮内马达，其中， 上述单向超越离合器装置配置方向为，即，在上述第I电动机向使装设有上述轮内马达的电动车辆前进的方向旋转且上述第2电动机未进行驱动的情况下，该单向超越离合器装置卡合。
17.根据权利要求16所述的轮内马达，其中， 上述离合器装置是楔块式单向超越离合器。
【文档编号】F16H1/28GK103534121SQ201280023456
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年2月29日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】郡司大辅, 松田靖之 申请人:日本精工株式会社