專利名稱：包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其可利用包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的減速機構(gòu)來降低輪內(nèi)電動機的輸出的速率，并驅(qū)動車輪。
背景技術(shù)：
例如日本專利申請公開號JP-A-2004-168211描述了一種相關(guān)的車輪組件，其利用包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的減速機構(gòu)來降低輪內(nèi)電動機的輸出的速率，并驅(qū)動車輪，還描述了一種具有上述車輪組件的車輛。
在這種包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛中，反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的齒輪通常具有螺旋角以防止噪音(即，通常使用螺旋齒輪而非正齒輪)。在此情況下，反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角的指向在左右車輪中相反，由此在左車輪中使用的齒輪與在右車輪中使用的齒輪不同(即，在左右車輪中使用的齒輪不完全相同)。
另一方面，與在常規(guī)車輛中左右車輪兩者所使用(即，共用)的變速器的減速機構(gòu)不同，因為在左右驅(qū)動車輪中所使用的電動機彼此獨立，所以需要使包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛中的輪內(nèi)電動機的減速機構(gòu)中的部件相同。具體而言，對于上述包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛中的情況，當(dāng)使用二級或多級減速機構(gòu)時，存在特別多的齒輪部件，由此更增加了對左右車輪中相同部件(即，左車輪中的部件與右車輪中的部件相同)的要求。
一種方法是通過使反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角的指向相同，來簡單地使左右車輪中的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪機構(gòu)中的螺旋齒輪相同。
但是，螺旋齒輪的上述扭轉(zhuǎn)角會產(chǎn)生軸向力(即，推力)。因此，軸
4承必須具有可滿足左右車輪中沿不同方向的負(fù)荷的規(guī)格，但這并不容易實 現(xiàn)。具體而言，如果用于第一級減速的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的螺旋齒輪的螺旋角 的指向?qū)τ谧笥臆囕喍韵嗤瑒t難以將從車輛內(nèi)側(cè)及外側(cè)支撐電動機的 轉(zhuǎn)子的兩個軸承構(gòu)造成滿足與軸承使用壽命及最大允許轉(zhuǎn)速兩者相關(guān)的要 求。這是因為， 一方面需要增大軸承直徑以延長軸承使用壽命，而另一方 面需要減小軸承直徑以增大最大允許轉(zhuǎn)速。很明顯，上述兩個需求相互沖 突。例如，為了確保軸承使用壽命，如果由左車輪一側(cè)的螺旋齒輪的螺旋 角所產(chǎn)生的軸向力處于朝向車輛內(nèi)側(cè)的方向，則需要增大接收軸向力的一 側(cè)的軸承(即，位于車輛內(nèi)側(cè)的軸承)的直徑。另一方面，在此情況下在 右車輪一側(cè)，由螺旋齒輪的螺旋角所產(chǎn)生的軸向力處于朝向車輛外側(cè)的方 向，由此需要增大接收該軸向力的一側(cè)的軸承(即，位于車輛外側(cè)的軸 承)的直徑。由此，如果要確保必要的軸承使用壽命，則必須最終增大支 撐電動機的轉(zhuǎn)子的兩個軸承的直徑，由此會降低最大允許轉(zhuǎn)速。換言之， 就不能獲得適用于電動機側(cè)的設(shè)計良好的軸承。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在有效地設(shè)置與減速機構(gòu)相關(guān)的在左右車輪中相同的 齒輪部件，同時使得能夠在包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛(其利 用包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的減速機構(gòu)來降低輪內(nèi)電動機的輸出的 速率，并驅(qū)動車輪)中容易地獲得適用于電動機側(cè)的設(shè)計良好的軸承，以 簡化制造處理并由此降低成本。
本發(fā)明的第一方面涉及包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其包 括電動機，其設(shè)置在左車輪和右車輪中的每個中；以及減速機構(gòu)，其包 括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)以及行星齒輪組，并且設(shè)置在左車輪和右車輪中的每個 中。在包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛中，在左車輪中的反轉(zhuǎn)齒輪 機構(gòu)的螺旋齒輪的螺旋角的指向與在右車輪中的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的螺旋齒輪 的螺旋角的指向相反，并且在左車輪中的行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角 的指向與在右車輪中的行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角的指向相同。
在根據(jù)第一方面包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛中，以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐左車輪中的電動機的轉(zhuǎn)軸的軸承可以與以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐右 車輪中的電動機的轉(zhuǎn)軸的軸承對稱，并且，以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐左車輪中 的行星齒輪組的太陽輪的轉(zhuǎn)軸的軸承可以與以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐右車輪中 的行星齒輪組的太陽輪的轉(zhuǎn)軸的軸承相同。
本發(fā)明使得能夠有效地設(shè)置與減速機構(gòu)相關(guān)的在左右車輪中相同的齒 輪部件，同時可在包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛(其利用包括反 轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)及行星齒輪組的減速機構(gòu)來降低輪內(nèi)電動機的輸出的速率，并 驅(qū)動車輪)中容易地獲得適用于電動機側(cè)的設(shè)計良好的軸承。


參考附圖，通過以下對優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的上述及其他目 的、特征及優(yōu)點將變的清楚，其中類似的標(biāo)號用來表示類似的元件，其 中
圖1是從車輛內(nèi)側(cè)觀察的具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的視圖2是沿圖i中的線n-n所取的具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的剖視
圖3是用于將外座圈側(cè)構(gòu)件與傳動構(gòu)件連接的方法的示例的立體圖； 圖4是示意性地示出用于左車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)中的齒輪的齒軌跡以
及用于右車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)中的齒輪的齒軌跡的視圖；并且
圖5是示意性地示出用于左車輪的行星齒輪組中的齒輪的齒軌跡以及
用于右車輪的行星齒輪組中的齒輪的齒軌跡的視圖。
具體實施例方式
在以下描述及附圖中，將根據(jù)示例性實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。 圖1及圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的具有輪內(nèi)電動機(本 說明書中的術(shù)語"輪內(nèi)電動機"指容納在車輪內(nèi)的電動機)的車輪組件的 視圖。圖l是從車輛內(nèi)側(cè)觀察的車輪組件的視圖，而圖2是沿圖1中的線 II-II所取的剖視圖。圖3是用于將外座圈側(cè)構(gòu)件262連接至傳動構(gòu)件270 的方法的示例的立體圖。在圖1中，圖中的左側(cè)對應(yīng)于車輛的前側(cè)。在圖l及圖2中，省去了輪胎以及車輪的上1/3部。在圖1及圖2的描述中，不 會對輪胎/車輪組件10是左車輪或是右車輪作具體的區(qū)分。換言之，除非 特別說明，否則左右車輪的結(jié)構(gòu)可以是對稱的。
輪胎/車輪組件IO包括安裝有未示出的輪胎的車輪14。如下詳述，與 電動機相關(guān)的構(gòu)成元件的主要部分容納在由車輪14的輪輞內(nèi)周表面14a封 閉的空間內(nèi)。在以下描述中，術(shù)語"輪胎/車輪組件的內(nèi)部"指由車輪14 的輪輞內(nèi)周表面14a封閉的大致柱狀空間。但是，諸如"布置在輪胎/車輪 組件內(nèi)的部件"的表述并不一定表示整個部件完全容納在上述大致柱狀空 間內(nèi)。也包括其中部件的一部分從大致柱狀空間內(nèi)局部地突伸出的結(jié)構(gòu)。
布置在輪胎/車輪組件10內(nèi)的部件主要包括車軸軸承100、制動盤 110、從車輛的車輛寬度方向上的內(nèi)側(cè)(以下也簡稱為"車輛內(nèi)側(cè)")覆 蓋制動盤110的制動器防塵罩112、制動鉗120、用于驅(qū)動車輪的電動機 700、減速機構(gòu)200、油泵300、油箱310、油流路320 (僅示出其一部 分)、轉(zhuǎn)向節(jié)(即，承載體)400、與下臂520的車輪側(cè)端部連接的下球 節(jié)500、以與未示出的拉桿的車輪側(cè)端部連接的球節(jié)510 (以下稱為"拉 桿B/J510")。此外，盡管未示出，但與上臂的車輪側(cè)端部連接的上球節(jié) 也被布置在輪胎/車輪組件10內(nèi)。但是，當(dāng)使用滑柱式懸架(strut type suspension)時，滑柱(即，減振器)的下端(而非上臂)連接至轉(zhuǎn)向節(jié) 400的上側(cè)。
在輪胎/車輪組件10內(nèi)電動機700布置在位于車輛內(nèi)側(cè)的空間中。相 對于車軸中心線，電動機700如圖2所示沿車輛高度方向向上偏移布置， 并如圖l所示沿車輛的縱向向前偏移布置。因此，如圖1所示，在輪胎/車 輪組件10中靠車輛內(nèi)側(cè)的下后部產(chǎn)生了與電動機700的偏移量對應(yīng)的未 被電動機700占據(jù)的空間。因此，在輪胎/車輪組件10內(nèi)位于車輛內(nèi)側(cè)的 下方空間比在電動機布置在與車軸中心相同的軸線上的結(jié)構(gòu)情況下的該空 間更大。因此，將懸架布置在下側(cè)具有更大的自由度。此外，如圖1所 示，在輪胎/車輪組件10內(nèi)，制動鉗120可容易地容納在與電動機700向 其偏移的一側(cè)(即，車輛前側(cè))相反的一側(cè)(即，在本示例中為車輛后 側(cè))。
7電動機700包括定子芯702、定子線圈704、以及轉(zhuǎn)子706。如果電動 機700為三相電動機，則定子線圈704可包括U相線圈、V相線圈、以及 W相線圈。轉(zhuǎn)子706布置在定子芯702及定子線圈704的內(nèi)周側(cè)上。
電動機700的轉(zhuǎn)子706具有輸出軸710，如上所述，輸出軸710的旋 轉(zhuǎn)中心線相對于車軸中心線偏移。
在輪胎/車輪組件10內(nèi)，輸出軸710連接至軸承820位于車輛內(nèi)側(cè)的 內(nèi)座圈一側(cè)。軸承820的外座圈一側(cè)連接至電動機罩750。因此，輸出軸 710經(jīng)由車輛內(nèi)側(cè)的軸承820被電動機罩750以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐。類似 的，在輪胎/車輪組件10內(nèi)，輸出軸710連接至軸承830的位于車輛的在 車輛寬度方向上的外側(cè)(以下也簡稱為"車輛外側(cè)")的內(nèi)座圈一側(cè)。軸 承830的外座圈一側(cè)連接至轉(zhuǎn)向節(jié)400。因此，輸出軸710經(jīng)由車輛外側(cè) 的軸承830被轉(zhuǎn)向節(jié)400以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐。軸承820及830可以是使 用滾珠作為滾動體的徑向滾珠軸承，例如單排深槽滾珠軸承。
軸承820可用作電動機側(cè)的第二軸承而軸承830可用作電動機側(cè)的第 一軸承。
電動機700的旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)由減速機構(gòu)200被傳遞至車輪14。減速機構(gòu) 200是包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210及行星齒輪組220的雙軸減速機構(gòu)。因此， 減速機構(gòu)200可實現(xiàn)二級減速。
如圖2所示，反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210比電動機700進一步朝向車輛外側(cè)布 置。反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210包括布置在電動機700的輸出軸710上的小直徑驅(qū) 動齒輪212，以及與驅(qū)動齒輪212嚙合的大直徑從動齒輪(即，反轉(zhuǎn)齒 輪)214。小直徑驅(qū)動齒輪212從車輛外側(cè)花鍵裝配到電動機700的輸出 軸710，由此與輸出軸710形成為一體。此時，驅(qū)動齒輪212的車輛內(nèi)側(cè) 端面抵靠軸承830的與電動機700的輸出軸710連接的內(nèi)座圈一側(cè)。大直 徑反轉(zhuǎn)齒輪214形成為以車軸中心線作為其旋轉(zhuǎn)中心線。因此，電動機 700的輸出軸710相對于車軸中心線偏移布置的距離大致為驅(qū)動齒輪212 及反轉(zhuǎn)齒輪214的半徑合計的距離。
如圖2所示，在輪胎/車輪組件10內(nèi)，行星齒輪組220比反轉(zhuǎn)齒輪機 構(gòu)210進一步朝向車輛外側(cè)布置。行星齒輪組220布置在與車軸中心線相
8同的軸線上，并包括太陽輪222、行星齒輪224、行星輪架226、以及齒圈 228。
太陽輪222連接至反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210的反轉(zhuǎn)齒輪214。在圖2所示的 示例中，太陽輪222形成在軸(即，太陽輪軸)250的一端側(cè)，而反轉(zhuǎn)齒 輪214形成在軸250的車輛寬度方向上的另一端側(cè)。換言之，軸250具有 處于與車軸中心線相同軸線上的旋轉(zhuǎn)中心線。太陽輪222布置在位于車輛
外側(cè)的端部的周表面上，而反轉(zhuǎn)齒輪214布置位于車輛內(nèi)側(cè)的端部的周表 面上。太陽輪222及反轉(zhuǎn)齒輪214也可形成為分立部件，在此情況下可利 用花鍵將其連接。
軸250的位于車輛內(nèi)側(cè)的端部連接至軸承800的外座圈一側(cè)。如圖2 所示，軸承800可結(jié)合在反轉(zhuǎn)齒輪214內(nèi)(即，位于其內(nèi)周側(cè))，而轉(zhuǎn)向 節(jié)400的凸起部分412通過壓配合等方式連接至軸承800的內(nèi)座圈一側(cè)。 因此，軸250在車輛內(nèi)側(cè)處經(jīng)由軸承800被轉(zhuǎn)向節(jié)400以可旋轉(zhuǎn)的方式支 撐。類似的，軸250的車輛外側(cè)端部連接至軸承810的內(nèi)座圈一側(cè)。軸承 810通過壓配合等方式連接至盤狀傳動構(gòu)件270的周壁的內(nèi)周側(cè)。因此， 軸250在車輛外側(cè)處經(jīng)由軸承810被傳動構(gòu)件270以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐。 此外，軸承800及軸承810可以是使用滾珠作為滾動體的徑向滾珠軸承， 例如單排深槽滾珠軸承。
軸承800可用作行星齒輪組側(cè)的第一軸承，而軸承810可用作行星齒 輪組側(cè)的第二軸承。
行星齒輪224在內(nèi)周側(cè)與太陽輪222嚙合，而在外周側(cè)與齒圈228嚙 合。行星齒輪224繞輥軸225經(jīng)由輥軸承被行星輪架226以可旋轉(zhuǎn)的方式 支撐。行星輪架226的旋轉(zhuǎn)中心線與車軸中心線相同。行星輪架226在車 輛內(nèi)側(cè)處經(jīng)由止推圓柱輥軸承840被軸250支撐在輪胎/車輪組件10內(nèi)， 而在車輛外側(cè)處花鍵裝配至形成在傳動構(gòu)件270內(nèi)周的周向槽272 (參見 圖3)。多個行星齒輪224繞太陽輪222以等間距布置。組裝行星齒輪 224與行星輪架226以形成單一單元(以下稱為"行星齒輪單元")。該 行星齒輪單元的行星輪架226在車輛外側(cè)處抵靠傳動構(gòu)件270的止擋部分 274。因此，行星齒輪單元在車輛寬度方向上的位移受到止推圓柱輥840及止擋部分274的限制。
齒圈228的旋轉(zhuǎn)中心線與車軸中心線相同。齒圈228形成在內(nèi)座圈側(cè) 構(gòu)件260的內(nèi)周表面上，內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260被布置為從外周側(cè)圍繞太陽輪 222。內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260的外周表面形成車軸軸承100的內(nèi)座圈。在示出 的示例中，車軸軸承100是雙排角接觸滾珠軸承。針對車輛外側(cè)的那排的 外側(cè)內(nèi)座圈由內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260之外的分立構(gòu)件形成。這種分立構(gòu)件通過 繞內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260的外周進行裝配而與內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260形成為一體。
外座圈側(cè)構(gòu)件262被布置成從外周側(cè)圍繞內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260。外座圈 側(cè)構(gòu)件262的內(nèi)周表面形成車軸軸承100的外座圈。用于防止異物進入并 防止油流出的密封件280及282在外座圈側(cè)構(gòu)件262與內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260 之間被設(shè)置在車輛寬度方向上的端部處。
傳動構(gòu)件270是盤狀構(gòu)件，其被設(shè)置以覆蓋減速機構(gòu)的車輛外側(cè)。與 行星輪架226的車輛外側(cè)端部(周壁部分)花鍵配合的圓周槽272形成在 傳動構(gòu)件270的車輛內(nèi)側(cè)。如圖3所示，傳動構(gòu)件270的外周邊緣通過巻 邊等方式連接至外座圈側(cè)構(gòu)件262的車輛外側(cè)的端部。換言之，傳動構(gòu)件 270固定至外座圈側(cè)構(gòu)件262，由此其阻擋外座圈側(cè)構(gòu)件262的位于車輛 外側(cè)的大致圓形開口。外座圈側(cè)構(gòu)件262在外周表面上具有朝向徑向上的 外側(cè)突伸的凸緣部分263。用于緊固輪轂螺栓(未示出)的螺栓孔263a形 成在該凸緣部分263中。外座圈側(cè)構(gòu)件262與制動盤110 —起通過輪轂螺 栓緊固至車輪14，使得制動盤110的內(nèi)周部分夾置在凸緣部分263與車輪 14之間。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電動機700的轉(zhuǎn)子706響應(yīng)于來自車輛控制設(shè)備 (未示出)的命令而旋轉(zhuǎn)時，小直徑驅(qū)動齒輪212旋轉(zhuǎn)，由此，與驅(qū)動齒 輪212嚙合的大直徑反轉(zhuǎn)齒輪214旋轉(zhuǎn)，由此通過反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210實現(xiàn) 第一級減速。當(dāng)反轉(zhuǎn)齒輪214旋轉(zhuǎn)時，與反轉(zhuǎn)齒輪214形成為一體的太陽 輪222也旋轉(zhuǎn)。因此，行星齒輪224在繞太陽輪222公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)。該 旋轉(zhuǎn)通過行星齒輪組220實現(xiàn)了第二級減速。行星齒輪224的公轉(zhuǎn)運動被 行星輪架226輸出，并傳遞至花鍵配合到行星輪架226的傳動構(gòu)件270。 當(dāng)外座圈側(cè)構(gòu)件262、制動盤110以及車輪14全部與傳動構(gòu)件270—同旋轉(zhuǎn)時，輪胎/車輪組件10被驅(qū)動。
轉(zhuǎn)向節(jié)400主要包括大致位于輪胎/車輪組件10的中心附近的主結(jié)構(gòu) 部分410，以及圓筒周壁部分(即，電動機殼體部分)430。電動機700的 上述主要構(gòu)成元件被布置在轉(zhuǎn)向節(jié)400的周壁部分430的徑向內(nèi)側(cè)空間 中。電動機罩750連接至轉(zhuǎn)向節(jié)400的周壁部分430的車輛內(nèi)側(cè)的端部， 由此覆蓋周壁部分430內(nèi)側(cè)的空間。
與薄周向壁部分430及其他肋結(jié)構(gòu)不同，轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分 410具有足夠的強度及剛度，因此可經(jīng)由車軸軸承100、拉桿及懸架臂 (即，下臂520等)的安裝點、以及制動鉗安裝點122來接收負(fù)荷輸入。
內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260例如通過壓配合或螺栓而連接至轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié) 構(gòu)部分410的車輛外側(cè)的端部。轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410經(jīng)由車輛外 側(cè)端部處的車軸軸承100 (即，內(nèi)座圈側(cè)構(gòu)件260)來接收從輪胎/車輪組 件IO輸入的各種負(fù)荷。上述反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210被布置在轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié) 構(gòu)部分410內(nèi)的空間中。轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410接收經(jīng)由軸承830 及軸承800輸入的各種推力負(fù)荷及徑向負(fù)荷。
轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410具有從下側(cè)伸出的兩個腿部424及 426。轉(zhuǎn)向節(jié)臂130通過螺栓等緊固至每個腿部424及腿部426的下端。轉(zhuǎn) 向節(jié)臂130在輪胎/車輪組件10內(nèi)沿車輛的縱向延伸。拉桿B/J 510安裝在 轉(zhuǎn)向節(jié)臂130的前端側(cè)，而下球節(jié)500安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)臂130的后端側(cè)。轉(zhuǎn) 向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410接收經(jīng)由下球節(jié)500及拉桿B/J 510輸入的各種 負(fù)荷。
如圖1所示，下球節(jié)500在縱向上布置在兩個腿部424與426之間， 并大致處于輪胎/車輪組件10在車輛縱向上的中心。此外，如圖2所示， 下球節(jié)500比制動盤110進一步朝向車輛內(nèi)側(cè)布置。下臂520通過螺母 522從上方緊固至下球節(jié)500。下臂520沿車輛的寬度方向延伸，其車輛 內(nèi)側(cè)端部經(jīng)由襯套等被車體(未示出)支撐。下臂520可以是任意類型。 例如，其可以是L形下臂或雙環(huán)型下臂。下臂520與上臂(或滑柱)(未 示出)配合，以相對于車體樞轉(zhuǎn)地支撐輪胎/車輪組件10。此外，彈簧及 減振器(未示出)設(shè)置在車體與下臂520之間。由此，減小了從輪胎/車輪組件10向車體的輸入。彈簧可以是任意類型的盤簧或空氣彈簧。此外， 減振器不僅可以是對豎直輸入施加阻尼作用的液壓減振器，還可以是對旋 轉(zhuǎn)輸入施加阻尼作用的旋轉(zhuǎn)電磁減振器。
在該示例性實施例中，如上所述，電動機700相對于車軸中心線向上 偏移。這增加了下球節(jié)500的設(shè)置/位置方面(在設(shè)置主銷軸線方向方面) 的自由度。例如，如圖2所示，也可使下球節(jié)500移動地盡可能接近制動 盤110，僅留下必要的間隙。因此，在車輛的寬度方向上各個構(gòu)件及輪胎 輸入位置的偏移量減小，由此使得可以減小構(gòu)件(例如轉(zhuǎn)向節(jié)的主結(jié)構(gòu)部 分410)所需的強度及剛度，由此減輕了重量。
如圖1所示，拉桿B/J 510比腿部426更進一步向車輛的縱向上的前 側(cè)布置。拉桿B/J 510還比制動盤110進一步朝向車輛內(nèi)側(cè)布置。拉桿 (未示出)通過螺母(未示出)從上方緊固至拉桿B/J510。該拉桿沿車輛 的寬度方向延伸，并且車輛內(nèi)側(cè)端部連接至齒條軸(未示出)，其例如通 過齒條齒輪機構(gòu)連接至轉(zhuǎn)向軸，由此使得能夠?qū)喬?車輪組件10進行轉(zhuǎn) 向。由此，根據(jù)本示例性實施例，如上所述，電動機700在車軸中心線上 方偏移，由此易于將拉桿B/J 510裝配在輪胎/車輪組件10內(nèi)。
如圖1所示，用于相對于電動機700布置在車輛后側(cè)的制動鉗120的 安裝點122 (在圖中僅示出一個點)被安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分 410上。轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410在制動期間接收經(jīng)由用于制動鉗120 的安裝點122輸入的負(fù)荷。在圖中所示的示例中，制動鉗120的安裝點 122在轉(zhuǎn)向節(jié)400的后方被設(shè)置在腿部424的基部附近。利用這種極堅固 并剛性的部分作為用于制動鉗120的安裝部，使得可以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
油泵300在車輛的寬度方向上布置在電動機700與減速機構(gòu)200的行 星齒輪組220之間。具體而言，油泵300設(shè)置在軸250的車輛內(nèi)側(cè)端部 上。在圖2所示的示例中，油泵300被布置在反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210的反轉(zhuǎn)齒 輪214內(nèi)(即，反轉(zhuǎn)齒輪214的在徑向上的內(nèi)側(cè))。換言之，凸起部分 412 (其形成轉(zhuǎn)向節(jié)400的主結(jié)構(gòu)部分410的一部分)容納在形成于軸250 的車輛內(nèi)側(cè)端部(即，具有更大直徑的部分)中的空腔252內(nèi)。在凸起部 分412在徑向上的內(nèi)側(cè)形成凹部。油泵300設(shè)置在該凹部內(nèi)。油泵300不
12僅可以是圖中所示的次擺線泵，還可以是任何諸如外齒輪泵或內(nèi)齒輪泵之 類的齒輪泵中的任一種(具有或不具有新月形分隔)，或者是任何諸如葉 輪泵之類的液壓泵。
由電動機700的旋轉(zhuǎn)輸出來驅(qū)動油泵300。具體而言，油泵300的內(nèi) 轉(zhuǎn)子連接至軸250的車輛內(nèi)側(cè)端部，由此在軸250旋轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)。換言之， 油泵300的內(nèi)轉(zhuǎn)子被與其上設(shè)置有反轉(zhuǎn)齒輪214的同一軸驅(qū)動。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)時，油箱(即，儲油器)310中的油經(jīng)由抽吸路徑312被汲取。然 后，通過入口 (未示出)抽入的油在油泵300的內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之間被捕 獲，并從出口 (未示出)被排放至油流路320。
如上所述，在該示例性實施例中，由反轉(zhuǎn)齒輪214的旋轉(zhuǎn)輸出來驅(qū)動 油泵300。因此，以比電動機700的速度低了與通過反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210的 速度降低對應(yīng)的量的速度來驅(qū)動油泵300。由此，油泵300的最快轉(zhuǎn)速低 于當(dāng)油泵300被電動機700的輸出軸710驅(qū)動時的轉(zhuǎn)速，由此提高了油泵 300的耐用性。
此外，如上所述，在本示例性實施例中，油泵300被設(shè)置在軸250內(nèi) (即，反轉(zhuǎn)齒輪214內(nèi)側(cè))并在車輛寬度方向上布置在與反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu) 210大致相同的區(qū)域內(nèi)。因此，相較于當(dāng)串聯(lián)設(shè)置電動機、油泵、以及減 速機構(gòu)的情況，可以使布置電動機700、油泵300及減速機構(gòu)200所需的 軸向長度縮短油泵300的量。
此外，如上所述，在本示例性實施例中，油泵300布置在電動機700 與減速機構(gòu)200的行星齒輪組220之間。因此，易于布置用于冷卻電動機 700或潤滑減速機構(gòu)200的油流路320以及各個軸承(例如軸承800， 810， 820，及830)。雖然在這里不會詳細(xì)描述油流路320的路徑，但例 如通過軸250旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，形成在軸250內(nèi)側(cè)的油流路320中的 油被供應(yīng)至軸承810，并經(jīng)由油孔(未示出)供應(yīng)至行星齒輪224。以此 方式供應(yīng)的油被用于潤滑軸承810以及位于行星齒輪224的旋轉(zhuǎn)中心線的 輥軸承。此外，來自油泵300的油被用于經(jīng)由利用定子線圈704的線圈端 部附近的空間322所形成的油流路320 (在圖2中的剖面中未示出)來冷 卻定子線圈704并潤滑軸承800， 820及830。上述用于冷卻或潤滑的油然
13后通過重力最終被返回至油箱310。
如圖2所示，油箱310形成在轉(zhuǎn)向節(jié)400下方，并沿與車軸中心線垂 直的垂直線布置在輪胎/車輪組件10中的車軸中心線下方。此外，如圖2 所示，油箱310比下球節(jié)500進一步朝向車輛外側(cè)布置，并比制動器防塵 罩112進一步朝向車輛內(nèi)側(cè)布置。利用制動盤110的帽部110a內(nèi)的空間來 布置油箱310。形成在轉(zhuǎn)向節(jié)400內(nèi)的抽吸路徑312的下端部以及用于返 回油的油返回路徑313與與油箱310連通。如上所述，油箱310用于收集 用于冷卻電動機700或潤滑減速機構(gòu)200的油。
排放塞330是阻擋油箱310的排放流路314的開口的可移除塞，并可 在從油箱310內(nèi)部排放使用后的油時(例如，在換油時)被移除。排放流 路314被形成為使得其在轉(zhuǎn)向節(jié)400內(nèi)側(cè)連接至油箱310。此外，排放流 路314具有位于轉(zhuǎn)向節(jié)400的車輛內(nèi)側(cè)表面上的開口。液密的排放塞330 被安裝至該開口。如圖l所示，排放塞330相對于下球節(jié)500朝向車輛前 方偏移布置。
注油口塞340是阻擋油箱310的注油口流路316 (僅示出其一部分) 的開口的可移除塞，并可在向油箱310注入新油時(例如在換油時)被移 除。注油口流路316被形成為使得其在轉(zhuǎn)向節(jié)400內(nèi)側(cè)與油箱310連通。 在本示例中，如圖1及圖2所示，注油口流路316在車輛寬度方向上形成 在轉(zhuǎn)向節(jié)400的周壁部分430中。注油口流路316具有位于周壁部分430 的車輛內(nèi)側(cè)表面上的開口，并且液密的注油口塞340被安裝至該開口。如 圖2所示，注油口塞340比下球節(jié)500進一步朝向車輛內(nèi)側(cè)布置。
下面，基于上述結(jié)構(gòu)，將描述上述減速機構(gòu)200以及軸承800， 810， 820及830的細(xì)節(jié)作為本示例性實施例的特征結(jié)構(gòu)。在以下描述中，為了 便利起見，將描述左右車輪的左右對稱結(jié)構(gòu)，如果必要，用附于附圖標(biāo)記 后的字母L來表示位于左車輪一側(cè)的那些結(jié)構(gòu)，而用附于附圖標(biāo)記后的字 母R來表示位于右車輪一側(cè)的那些結(jié)構(gòu)。當(dāng)電動機700L被驅(qū)動時轉(zhuǎn)子 706L的旋轉(zhuǎn)方向與當(dāng)電動機700R被驅(qū)動時轉(zhuǎn)子706R的旋轉(zhuǎn)方向?qū)ΨQ。
減速機構(gòu)200L及200R的齒輪212L, 212R， 214L， 214R， 222L， 222R， 224L, 224R， 226L， 226R， 228L及228R全部是螺旋齒輪，其具有螺旋狀齒軌跡以防止在齒彼此接觸的部分產(chǎn)生噪音。
圖4是示意性地示出用于左車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L的驅(qū)動齒輪 212L及反轉(zhuǎn)齒輪214L的以及用于右車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210R的驅(qū)動齒 輪212R及反轉(zhuǎn)齒輪214R的扭轉(zhuǎn)角的方向的視圖。
在本示例性實施例中，如圖4所示，用于左車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L 的驅(qū)動齒輪212L及反轉(zhuǎn)齒輪214L的扭轉(zhuǎn)角^與用于右車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機 構(gòu)210R的驅(qū)動齒輪212R及反轉(zhuǎn)齒輪214R的扭轉(zhuǎn)角相同，但扭轉(zhuǎn)角/5的 指向(即，扭轉(zhuǎn)方向)相反。
同時，圖5是示意性示出用于左車輪的行星齒輪組220L的齒輪 222L, 224L，226L及228L中的齒輪222L及224L的扭轉(zhuǎn)角的指向、以及 用于右車輪的行星齒輪組220R的齒輪222R， 224R， 226R及228R中的齒 輪222R及224R的扭轉(zhuǎn)角的指向的視圖。在本示例性實施例中，用于左車 輪的行星齒輪組220L與用于右車輪的行星齒輪組220 R的齒輪的扭轉(zhuǎn)角/3 以及扭轉(zhuǎn)角的指向都相同。
因此，用于左車輪的行星齒輪組220L的齒輪可以與用于右車輪的行 星齒輪組220R的齒輪相同。
在這里，因為螺旋角的原因在螺旋齒輪中產(chǎn)生軸向力(即，推力)， 故當(dāng)用于左車輪的行星齒輪組220L的齒輪與用于右車輪的行星齒輪組 220R的齒輪相同時，軸向力對于左右車輪沿不同方向產(chǎn)生。因此，支撐軸 250L以及250R的、位于兩側(cè)的軸承800L及800R以及810L及810R最初 必須對于左側(cè)和右側(cè)具有不同的規(guī)格。但是，通過本示例性實施例，在電 動機700L及700R的旋轉(zhuǎn)被輸入至行星齒輪組220L及220R的階段，如上 所述，通過反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L及210R降低旋轉(zhuǎn)速率，由此不需要軸承 800L， 800R， 810L及810R具有較高的最大允許轉(zhuǎn)速。因此，用于軸承 800L， 800R， 810L及810R的規(guī)格僅需考慮軸承使用壽命。因此，通過相 對于各個最佳軸承直徑(尺寸)簡單地略微增大軸承直徑，可以使左右兩 側(cè)的軸承800L, 800R， 810L及810R具有相同的規(guī)格。換言之，可以使 全部的軸承800L， 800R, 810L及810R的規(guī)格與各個最佳規(guī)格中最大需 要的規(guī)格相符。例如，對于軸承800L及軸承800R，當(dāng)軸承800L的最佳
15直徑小于軸承800R的最佳直徑時，僅需使軸承800L的直徑與軸承800R 的最佳直徑相符即可。此時，因為通過反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L及210R的第一 級減速，故不會產(chǎn)生使軸承800L的直徑大于所需尺寸(即，大于最佳 值)所帶來的負(fù)面影響(即，降低最大允許轉(zhuǎn)速)。
另一方面，支撐電動機700的輸出軸710 (即，轉(zhuǎn)子706)的、位于 兩側(cè)的軸承820及830的規(guī)格必須滿足與電動機700的最大轉(zhuǎn)速相符的較 高最大允許轉(zhuǎn)速。為此，根據(jù)本示例性實施例，如上所述，用于左車輪的 反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L與用于右車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210R對稱，由此相對于 左右車輪的各個車輪，沿軸向力的方向不存在差異。因此，在本示例性實 施例中，軸承820L及820R可具有相同(即，對稱)的最佳規(guī)格，而軸承 830L及830R可具有相同(即，對稱)的最佳規(guī)格。因此，易于使軸承 800L， 800R， 810L及810R具有的最佳規(guī)格能夠滿足較高最大允許轉(zhuǎn)速及 必要軸承使用壽命的條件。例如，可以將軸承830L及830R的額定動負(fù)荷 或等效動負(fù)荷設(shè)置為高于相應(yīng)軸承820L及820R的額定動負(fù)荷或等效動負(fù) 荷。因此，可以實現(xiàn)合適的結(jié)構(gòu)，其中使轉(zhuǎn)向節(jié)400的極堅固及剛性的主 結(jié)構(gòu)部分410用于接收較大負(fù)荷。
由此，根據(jù)本示例性實施例，僅用于第一級減速的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L 及210R的齒輪的扭轉(zhuǎn)角處于相反方向(形成左右對稱)。用于第二級減 速的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)220L及220R的齒輪的扭轉(zhuǎn)角處于相同方向。因此，易 于獲得適于設(shè)置有電動機700L及700R的那側(cè)的、設(shè)計良好的軸承 820L， 820R， 830L及830R,同時可以在左右車輪中最佳地使用相同的齒 輪部件的情況下有效地減少部件類型的總數(shù)量。具體而言，行星齒輪組 220L及220R具有比反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L及210R更多的齒輪，由此使行星 齒輪組220L及220R中的齒輪相同產(chǎn)生的效果就更加顯著。
雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施例，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不 限于示出的實施例的細(xì)節(jié)，而可在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的前提下進 行各種改變、修改或改進來實施。
例如，在圖中的示例中，減速機構(gòu)200實現(xiàn)了二級減速，但其也可實 現(xiàn)三級或更多級減速。例如，減速機構(gòu)200可利用反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)實現(xiàn)第一級減速并利用串聯(lián)連接的兩個行星齒輪組來實現(xiàn)第二級及第三級減速。同 樣，在此情況下，可以通過僅使反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)在左右車輪中對稱地實現(xiàn)第 一級減速，來增大串聯(lián)連接的兩個行星齒輪組中的在左右車輪中相同的軸 承及齒輪的數(shù)量。
此外，在示出的示例中，反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210使得反轉(zhuǎn)齒輪214外接在 直接連接至電動機700的驅(qū)動齒輪212上，由此減小了轉(zhuǎn)向節(jié)400的圍繞 反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210的主結(jié)構(gòu)部分410的直徑。但是，驅(qū)動齒輪212也可替 代地內(nèi)接在較大直徑的反轉(zhuǎn)齒輪中。換言之，可以構(gòu)造驅(qū)動齒輪212及反 轉(zhuǎn)齒輪，使得反轉(zhuǎn)齒輪的內(nèi)周表面上的齒與驅(qū)動齒輪212的外周表面上的 齒嚙合。
此外，所解釋的示例示出了具有與轉(zhuǎn)向輪相關(guān)的輪內(nèi)電動機的車輪組 件，但本發(fā)明也可應(yīng)用于非轉(zhuǎn)向輪的其他車輪。
此外，用于左車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210L的驅(qū)動齒輪212L及反轉(zhuǎn)齒輪 214L的扭轉(zhuǎn)角的指向以及用于右車輪的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)210R的驅(qū)動齒輪 212R及反轉(zhuǎn)齒輪214R的扭轉(zhuǎn)角的指向可以互換。
雖然已經(jīng)參考了其優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā) 明并不限于上述實施例或結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明意在涵蓋各種不同的改變及 等同設(shè)置。此外，雖然以各種不同組合及構(gòu)造示出了上述發(fā)明的各個不同 元件，但這僅是示例，其他包括更多、更少或僅單一元件的組合及結(jié)構(gòu)也 落在本發(fā)明的實旨及范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其特征在于包括電動機，其設(shè)置在左車輪和右車輪中的每個中；以及減速機構(gòu)，其包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)以及行星齒輪組，并且設(shè)置在所述左車輪和所述右車輪中的每個中，其中，在所述左車輪中的所述反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的螺旋齒輪的螺旋角的指向與在所述右車輪中的所述反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的螺旋齒輪的螺旋角的指向相反，并且在所述左車輪中的所述行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角的指向與在所述右車輪中的所述行星齒輪組的螺旋齒輪的螺旋角的指向相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其特征在于還包括以可旋轉(zhuǎn)的方式對所述電動機的轉(zhuǎn)軸進行支撐的軸承；以及以可旋轉(zhuǎn)的方式對所述行星齒輪組的太陽輪的轉(zhuǎn)軸進行支撐的軸承，其中，在所述左車輪中的所述電動機側(cè)的所述軸承與在所述右車輪中的所述電動機側(cè)的所述軸承對稱，并且，在所述左車輪中的所述行星齒輪組側(cè)的所述軸承與在所述右車輪中的所述行星齒輪組側(cè)的所述軸承相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其中，所述電動機側(cè)的所述軸承和所述行星齒輪組側(cè)的所述軸承每個均包括一對第一軸承和第二軸承，在所述電動機側(cè)的所述軸承中，所述第一軸承被設(shè)置為具有比所述第二軸承更高的額定動負(fù)荷或等效動負(fù)荷；并且在所述行星齒輪組側(cè)的所述軸承中，所述第一軸承和所述第二軸承具有相同的結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其特征在于還包括-油泵，其設(shè)置在所述左車輪和所述右車輪中的每個中，并且其由所述反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)輸出來驅(qū)動，其中，在每個車輪中，所述油泵在車輛寬度方向上布置在所述電動機與所述行星齒輪組之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其中，每個油泵均布置在每個反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的反轉(zhuǎn)齒輪的徑向內(nèi)側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其特征在于還包括轉(zhuǎn)向節(jié)的主結(jié)構(gòu)部分，其設(shè)置在所述左車輪和所述右車輪中的每個中，并界定了施加至所述車輪的負(fù)荷的傳遞路徑，其中，所述電動機側(cè)的所述第一軸承比所述電動機側(cè)的所述第二軸承進一步朝向車輛外側(cè)布置，并且所述行星齒輪組側(cè)的所述第一軸承比所述行星齒輪組側(cè)的所述第二軸承進一步朝向車輛內(nèi)側(cè)布置，并且所述電動機側(cè)的所述第一軸承和所述行星齒輪組側(cè)的所述第一軸承布置在所述轉(zhuǎn)向節(jié)的所述主結(jié)構(gòu)部分內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其中，每個電動機的輸出軸相對于車軸中心線向上并向前偏移布置。
全文摘要
一種包括具有輪內(nèi)電動機的車輪組件的車輛，其利用包括反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)(210)和行星齒輪組(220)的減速機構(gòu)(200)來降低輪內(nèi)電動機的輸出的速率，并驅(qū)動車輪。其構(gòu)造為在左車輪中的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)(210)的螺旋齒輪的螺旋角的指向與在右車輪中的反轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)(210)的螺旋齒輪的螺旋角的指向相反，并且在左車輪中的行星齒輪組(220)的螺旋齒輪的螺旋角的指向與在右車輪中的行星齒輪組(220)的螺旋齒輪的螺旋角的指向相同。
文檔編號B60K17/04GK101500838SQ200780029827
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者土田充孝, 村田智史 申請人:豐田自動車株式會社