專利名稱：電動式車輪驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動式車輪驅(qū)動裝置，該電動式車輪驅(qū)動裝置用于電動機(jī)動車、高爾夫球場車或叉車等車輛，且其車輪用軸承和電動機(jī)成為一體。
背景技術(shù)：
為了提高通過電動機(jī)來驅(qū)動車輪時的驅(qū)動效率，提出了電動式車輪驅(qū)動裝置，該裝置用于電動機(jī)動車等車輛的驅(qū)動輪，并構(gòu)成為通過電動機(jī)直接對車輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。然而，在這種電動式車輪驅(qū)動裝置中，由于電動機(jī)需要大的輸出轉(zhuǎn)矩，所以不得不使用大型電動機(jī)。這樣不僅成本上升，而且重量增大，從而難以充分確保車輛的行駛性能。
針對于此，也已經(jīng)提出了一種帶有減速器的電動式車輪驅(qū)動裝置(車輪電動機(jī))，該裝置在車輪的內(nèi)側(cè)空間部分配設(shè)電動機(jī)和行星齒輪減速器，并通過行星齒輪減速器將該電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出傳遞給車輪。
然而，當(dāng)采用行星齒輪減速器作為減速器時，由于將電動機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)輸出通過行星齒輪減速器傳遞給車輪的輸出軸一旦在電動式車輪驅(qū)動裝置的軸向分離后，就需要使軸心與電動機(jī)軸的軸心一致來取出輸出，所以一般存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜且組裝困難，而且由于不得不縮短輸出軸的支承跨度，所以對車輪歪斜的支承強(qiáng)度低的問題。
作為解決這樣的問題的裝置，已知如圖8所示的電動式車輪驅(qū)動裝置。該電動式車輪驅(qū)動裝置51構(gòu)成為，在安裝有輪胎52的車輪53的內(nèi)側(cè)內(nèi)置電動機(jī)54和齒輪減速器55，并通過電動機(jī)54的旋轉(zhuǎn)輸出對車輪53進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
電動機(jī)54包括在配設(shè)于車輪53內(nèi)側(cè)的殼體56側(cè)所固定的定子57；與該定子57的內(nèi)側(cè)相對配置的轉(zhuǎn)子58；和將該轉(zhuǎn)子58的旋轉(zhuǎn)輸出通過齒輪減速器55傳遞給車輪53的輸出軸59。定子57和轉(zhuǎn)子58以夾持在蓋體60、61之間的狀態(tài)而固定在殼體56側(cè)，從而構(gòu)成電動機(jī)54。
在輸出軸59的一端部59a一體形成有安裝凸緣62，并且，通過輪轂螺栓63將車輪53固定在該安裝凸緣62上。輸出軸59的一端部59a通過滾動軸承64旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體56的軸插通孔56b中，并且，另一端部59b通過滾動軸承65旋轉(zhuǎn)自如地支承在外側(cè)蓋體60的中央凹部60a中。
收納在殼體56內(nèi)的齒輪減速器55由多個齒輪55a、55b、55c和55d構(gòu)成。第一齒輪55a同心狀地一體形成在轉(zhuǎn)子58的端部。第二和第三齒輪55b、55c固定在同一支承軸66上且彼此一體地旋轉(zhuǎn)，第二齒輪55b和第一齒輪55a嚙合。支承軸66的一端部66a通過滾動軸承67旋轉(zhuǎn)自如地支承在內(nèi)側(cè)蓋體61的凹部61a中，并且，另一端部66b通過滾筒軸承68旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體56的凹部56a中。第四齒輪55d固定在輸出軸59上，且與第三齒輪55c嚙合。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于電動機(jī)54的輸出軸59以貫穿齒輪減速器55的最末段即第四齒輪55d的旋轉(zhuǎn)中心孔、和轉(zhuǎn)子58的軸插通孔58a的狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體56的兩端部，所以，以輸出軸59為基準(zhǔn)，依次嵌合齒輪減速器55的構(gòu)成部件、內(nèi)側(cè)蓋體61、電動機(jī)54的構(gòu)成部件和外側(cè)蓋體60，從而能夠容易地組裝。另外，由于輸出軸59是由整個電動式車輪驅(qū)動裝置51的實(shí)質(zhì)上的兩端部分支承的構(gòu)造，所以能夠最大限度地加長其支承跨度，因此能夠獲得針對車輪53歪斜的充分的支承強(qiáng)度。
專利文獻(xiàn)1日本專利文獻(xiàn)特開平7-81436號公報。
在這樣的現(xiàn)有的電動式車輪驅(qū)動裝置51中，這種齒輪減速器55能夠容易地組裝各種構(gòu)成部件，但是相反地，由于配設(shè)在車輪53內(nèi)側(cè)的電動機(jī)54小型化，為了通過該電動機(jī)54獲得高旋轉(zhuǎn)輸出，必然導(dǎo)致空間增加，所以支承輸出軸59的滾動軸承64、65的設(shè)置空間受到制約。因此，在針對車輪53的歪斜、即力矩負(fù)載的負(fù)荷容量不足、和滾動軸承64、65的耐用性提高的方面正謀求改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決這樣的現(xiàn)有問題，提供一種電動式車輪驅(qū)動裝置，該裝置在提高車輪用軸承的耐用性以及實(shí)現(xiàn)裝置的輕型化、緊湊化的同時，考慮到了分解、組裝性。
為了達(dá)成該目的，在本發(fā)明中第一方面所述的發(fā)明中，電動式車輪驅(qū)動裝置包括車輪用軸承；安裝在該車輪用軸承上的行星減速器；以及具有旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動該行星減速器的電動機(jī)的驅(qū)動部，上述車輪用軸承包括在一端部具有車輪安裝凸緣的轂輪；內(nèi)環(huán)，其被壓入到該轂輪的小徑階梯部，并在外周形成有多列內(nèi)側(cè)滾道面中的至少一列內(nèi)側(cè)滾道面；外部部件，其在內(nèi)周形成有與上述內(nèi)側(cè)滾道面相對的多列外側(cè)滾道面；和多列轉(zhuǎn)動體，其轉(zhuǎn)動自如地收納在上述兩滾道面之間，上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的輸入元件；設(shè)在上述外部部件內(nèi)周側(cè)的固定元件；配設(shè)在該固定元件和上述輸入元件之間的多個行星元件；和支承這些行星元件使它們相對于連接軸旋轉(zhuǎn)自如的輸出元件，上述驅(qū)動部構(gòu)成上述電動機(jī)，包括配設(shè)在上述外部部件上的定子外殼；內(nèi)置在該定子外殼中的定子部；和通過預(yù)定的空氣間隙與該定子部對峙，并固定在上述旋轉(zhuǎn)部件上的轉(zhuǎn)子部，上述連接軸裝卸自如且可傳遞轉(zhuǎn)矩地與上述轂輪連接，并通過上述行星減速器將上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞給上述轂輪以驅(qū)動車輪。
由于采用這樣的結(jié)構(gòu)，所以能夠充分確保軸承部的空間，并且由于構(gòu)成行星減速器的連接軸裝卸自如且可傳遞轉(zhuǎn)矩地與轂輪連接，所以在修理時能夠容易地分開車輪用軸承、行星減速器以及驅(qū)動部并進(jìn)行更換，而無需更換整個裝置，從而能夠節(jié)省資源并且減少維修費(fèi)用。
另外，在第二方面所述的發(fā)明中，由于上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述外部部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其突出設(shè)置于上述連接軸的外周部，并支承這些行星齒輪使它們旋轉(zhuǎn)自如，所以能夠有效地傳遞動力而不伴有滑動接觸，并且還能夠用密封在軸承內(nèi)的潤滑油來潤滑。另外，能夠抑制力矩負(fù)載向行星齒輪和太陽齒輪作用偏置負(fù)載，能夠抑制因行星齒輪和太陽齒輪嚙合而發(fā)出的嚙合聲音。
另外，在第三方面所述的發(fā)明中，由于在上述旋轉(zhuǎn)部件上一體安裝有制動裝置，所以通過零件共用能夠降低成本，并且由于能夠在行星減速器減速之前發(fā)揮制動作用，所以能夠提供一種制動轉(zhuǎn)矩減少而且輕型、緊湊的制動裝置。
優(yōu)選如第四方面所述的發(fā)明，如果上述制動裝置是駐車制動器，則在能夠謀求共用零件的同時，能夠?qū)F(xiàn)有的配設(shè)在車輪側(cè)的駐車制動器配設(shè)在內(nèi)側(cè)，從而能夠確保車輪用軸承周圍的空間以提高布局上的自由度。
更優(yōu)選如第五方面所述的發(fā)明，如果上述駐車制動器包括被保持在上述定子外殼上的中間部件；和使該中間部件移位從而與上述旋轉(zhuǎn)部件接合或脫離的執(zhí)行器，則可以使駐車制動器和驅(qū)動部成為一體，從而能夠確保車輪用軸承周圍的空間以進(jìn)一步提高布局上的自由度。
另外，如第六方面所述的發(fā)明那樣，可以在上述旋轉(zhuǎn)部件上形成多個凹部，與這些凹部對應(yīng)地在上述定子外殼上形成多個貫穿孔，并且在這些貫穿孔中收納具有錐面的上述中間部件，通過與上述錐面卡合的圓筒部件使上述中間部件移位從而與上述凹部卡合或脫離。另外，如第七方面所述的發(fā)明那樣，也可以在上述旋轉(zhuǎn)部件上形成多個凹部和錐面，在上述中間部件上形成與這些凹部和錐面卡合的凸部和錐面，并且該中間部件被保持為可以向上述定子外殼傳遞轉(zhuǎn)矩且可在軸向移位。這樣，通過使中間部件與定子外殼的凹部卡合，能夠確保比通過現(xiàn)有的滑動來制動的駐車制動器大的制動力，因此能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的輕型化、緊湊化。
另外，在第八方面所述的發(fā)明中，上述行星減速器包括通過連接軸連接的第一和第二行星減速器，通過上述第一行星減速器和第二行星減速器將上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速為二檔，并將動力傳遞給上述轂輪，因此能夠在小空間內(nèi)獲得極大的減速比，從而能夠使電動機(jī)輕型化、緊湊化。
另外，在第九方面所述的發(fā)明中，上述第一行星減速器包括設(shè)在定子外殼上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其支承這些行星齒輪使它們相對于第一連接軸旋轉(zhuǎn)自如，上述第二行星減速器包括設(shè)在上述第一連接軸上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述外部部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其支承這些行星齒輪使它們相對于第二連接軸旋轉(zhuǎn)自如，上述第二連接軸與上述轂輪連接，所以能夠確保軸承空間，并能夠在小空間內(nèi)獲得更大的減速比。
另外，在第十方面所述的發(fā)明中，由于上述定子外殼可分離地緊固在上述外部部件上，所以在修理時，可以容易地分開車輪用軸承和驅(qū)動部并更換，從而能夠節(jié)省資源并且減少維修費(fèi)用。
發(fā)明效果本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置，包括車輪用軸承；安裝在該車輪用軸承上的行星減速器；以及具有旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動該行星減速器的電動機(jī)的驅(qū)動部，上述車輪用軸承包括在一端部具有車輪安裝凸緣的轂輪；內(nèi)環(huán)，其被壓入到該轂輪的小徑階梯部，并在外周形成有多列內(nèi)側(cè)滾道面中的至少一列內(nèi)側(cè)滾道面；外部部件，其在內(nèi)周形成有與上述內(nèi)側(cè)滾道面相對的多列外側(cè)滾道面；和多列轉(zhuǎn)動體，其轉(zhuǎn)動自如地收納在上述兩滾道面之間，上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的輸入元件；設(shè)在上述外部部件內(nèi)周側(cè)的固定元件；配設(shè)在該固定元件和上述輸入元件之間的多個行星元件；和支承這些行星元件使它們相對于連接軸自由旋轉(zhuǎn)的輸出元件，上述驅(qū)動部構(gòu)成上述電動機(jī)，包括配設(shè)在上述外部部件上的定子外殼；內(nèi)置在該定子外殼中的定子部；和通過預(yù)定的空氣間隙與該定子部對峙，并固定在上述旋轉(zhuǎn)部件上的轉(zhuǎn)子部，上述連接軸裝卸自如且可傳遞轉(zhuǎn)矩地與上述轂輪連接，通過上述行星減速器將上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞給上述轂輪以驅(qū)動車輪，因此能夠充分確保軸承部的空間，并且在修理時能夠容易地分開車輪用軸承和行星減速器以及驅(qū)動部并進(jìn)行更換，而無需更換整個裝置，從而能夠節(jié)省資源并且減少維修費(fèi)用。


圖1是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第一實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖2是沿圖1的II-II線的橫剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第二實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖4是圖1的主要部分立體圖。
圖5是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第三實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第四實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第五實(shí)施方式的縱剖面圖。
圖8是表示現(xiàn)有的電動式車輪驅(qū)動裝置的縱剖面圖。
標(biāo)號說明1車輪用軸承2行星減速器3、47太陽齒輪3a、47a外齒4、48驅(qū)動部5車輪安裝凸緣6轂輪6a、7a內(nèi)側(cè)滾道面6b小徑階梯部6c、13a鋸齒7內(nèi)環(huán)8外部部件8a外側(cè)滾道面
8b車體安裝凸緣8c密封件8d、46a內(nèi)齒9轉(zhuǎn)動體10保持器11、16止動環(huán)12、12’行星齒輪13連接軸14、14’齒輪架銷15、21、22滾動軸承17、23、32、32、39、46旋轉(zhuǎn)部件17a、24、26、33、39b圓筒部18轉(zhuǎn)子部18a永磁體19定子部19a定子鐵心19b定子線圈20、25、37、44定子外殼24a、35凹部26a貫穿孔27中間部件27a、28a、33a、34a錐面28圓筒部件29彈簧部件29a凹口29b柱部30執(zhí)行器30a支點(diǎn)31制動拉索
36凸部38彈性部件39a基部40制動轉(zhuǎn)子41盤式制動器41a制動襯塊41b制動鉗42第一行星減速器43第二行星減速器45第一連接軸51電動式車輪驅(qū)動裝置52輪胎53車輪54電動機(jī)55齒輪減速器55a第一齒輪55b第二齒輪55c第三齒輪55d第四齒輪56殼體56a、60a、61a凹部56b插通孔57定子58轉(zhuǎn)子59輸出軸59a、66a一端部59b、66b另一端部60、61蓋體62安裝凸緣
63輪轂螺栓64、65、67、68滾動軸承66支承軸M電動機(jī)m、n減速比具體實(shí)施方式
用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的電動式車輪驅(qū)動裝置包括車輪用軸承；安裝在該車輪用軸承上的行星減速器；和具有驅(qū)動該行星減速器的電動機(jī)、以及旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動部；上述車輪用軸承包括轂輪，其在一端部具有車輪安裝凸緣，在外周形成有一個內(nèi)側(cè)滾道面、和從該內(nèi)側(cè)滾道面沿軸向延伸的小徑階梯部；內(nèi)環(huán)，其壓入到該轂輪的小徑階梯部，并在外周形成有另一個內(nèi)側(cè)滾道面；外部部件，其在內(nèi)周形成有與上述內(nèi)側(cè)滾道面相對的多列外側(cè)滾道面；和多列轉(zhuǎn)動體，其被轉(zhuǎn)動自如地收納在這些兩滾道面之間；上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的太陽齒輪；設(shè)在上述外部部件內(nèi)周的內(nèi)齒；與該內(nèi)齒和上述太陽齒輪的外齒嚙合的多個行星元件；和支承這些行星元件使它們相對于連接軸旋轉(zhuǎn)自如的齒輪架銷輸出元件；上述驅(qū)動部構(gòu)成上述電動機(jī)，其包括可分離地一體配設(shè)在上述外部部件上的定子外殼；內(nèi)置在該定子外殼中的定子部；和通過預(yù)定的空氣間隙與該定子部對峙，并固定在上述旋轉(zhuǎn)部件上的轉(zhuǎn)子部；上述連接軸通過鋸齒與上述轂輪連接，并通過上述行星減速器將上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞給上述轂輪以驅(qū)動車輪。
實(shí)施例一以下基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第一實(shí)施方式的縱剖面圖，圖2是沿圖1的II-II線的橫剖面圖。
該電動式車輪驅(qū)動裝置主要包括車輪用軸承1；安裝在該車輪用軸承1上的行星減速器2；和一體具有太陽齒輪3的驅(qū)動部4，所述的太陽齒輪3構(gòu)成該行星減速器2。另外，在以下的說明中，在組裝在車輛上的狀態(tài)下，靠近車輛外側(cè)的一側(cè)稱為外側(cè)(附圖左側(cè))，靠近中央的一側(cè)稱為內(nèi)側(cè)(附圖右側(cè))。
車輪用軸承1被稱為支承驅(qū)動側(cè)車輪(未圖示)的第三代。該車輪用軸承1包括轂輪6，其在外側(cè)的端部一體地具有用于安裝車輪的車輪安裝凸緣5，并且該轂輪6在外周形成有內(nèi)側(cè)滾道面6a、和從該內(nèi)側(cè)滾道面6a向內(nèi)側(cè)延伸的圓筒狀小徑階梯部6b；內(nèi)環(huán)7，其被壓入到該轂輪6的小徑階梯部6b，并且在該內(nèi)環(huán)7的外周形成有內(nèi)側(cè)滾道面7a；外部部件8，其在外周一體地具有用于固定在車體上的車體安裝凸緣8b，并且在該外部部件8的內(nèi)周形成有與上述內(nèi)側(cè)滾道面6a、7a相對的多列外側(cè)滾道面8a、8a；多列轉(zhuǎn)動體(球)9，其被轉(zhuǎn)動自如地收納在這些兩滾道面之間；和保持器10，其在圓周上等間隔地保持這些轉(zhuǎn)動體9。在外部部件8的兩端部安裝有密封件8c、8c，以防止密封在軸承內(nèi)部的潤滑油泄漏以及雨水或灰塵等從外部侵入軸承內(nèi)部。
在轂輪6的外周面上，從作為車輪安裝凸緣5基部的密封接觸(sealland)部開始，在從內(nèi)側(cè)滾道面6a直至小徑階梯部6b的區(qū)域形成有表面硬度在54-64HRC的范圍內(nèi)的硬化層。作為熱處理，優(yōu)選通過能夠局部加熱且能夠比較容易地設(shè)定硬化層深度的高頻感應(yīng)加熱來進(jìn)行的淬火。在此，在轂輪6的小徑階梯部6b的端部安裝有止動環(huán)11，被壓入到該小徑階梯部6b的內(nèi)環(huán)7由該止動環(huán)11在軸向固定。
另外，雖然在此例示了轉(zhuǎn)動體9使用球的多列徑向止推球軸承，但是并不限定于此，也可以是使用圓錐滾子的多列圓錐滾子軸承。另外，關(guān)于車輪用軸承1，雖然例示了在轂輪6的外周直接形成內(nèi)側(cè)滾道面6a的第三代結(jié)構(gòu)，但是并不限定于此，在本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置中，也可以是所謂的第二代結(jié)構(gòu)，即在轂輪上形成有小徑階梯部，并將一對內(nèi)環(huán)壓入到該小徑階梯部。
在外部部件(固定元件)8的內(nèi)側(cè)的端部內(nèi)周形成有內(nèi)齒8d，并安裝與該內(nèi)齒8d和太陽齒輪(輸入元件)3的外齒3a嚙合的四個行星齒輪(行星元件)12，從而構(gòu)成行星式行星減速器2。行星齒輪12通過滾動軸承15旋轉(zhuǎn)自如地支承在齒輪架銷14上，該齒輪架銷14突出設(shè)置在連接軸13的外周部(參照圖2)。另外，連接軸13在外周形成有鋸齒(或者花鍵)13a，該鋸齒(或者花鍵)13a與形成在轂輪6內(nèi)周的鋸齒(或者花鍵)6c卡合以進(jìn)行可傳遞轉(zhuǎn)矩的連接。轂輪6和連接軸13通過安裝在該連接軸13端部的止動環(huán)16而被裝卸自如地在軸向固定。另外，雖然在此例示了太陽齒輪3直接形成在構(gòu)成驅(qū)動部4的旋轉(zhuǎn)部件17上的情況，但是并不限定于此，也可以在旋轉(zhuǎn)部件上突出設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，并把單獨(dú)的太陽齒輪壓入到該旋轉(zhuǎn)軸上。
旋轉(zhuǎn)部件17形成為杯狀，在其圓筒部17a的外周固定有構(gòu)成電動機(jī)M的轉(zhuǎn)子部18。該轉(zhuǎn)子部18由多個永磁體18a構(gòu)成。另外，將定子部19配設(shè)成通過預(yù)定的空氣間隙與該轉(zhuǎn)子部18相對峙，并將該定子部19內(nèi)置于形成為杯狀的定子外殼20中。定子部19由定子鐵心19a、和卷繞在該定子鐵心19a上的定子線圈19b構(gòu)成。由該轉(zhuǎn)子部18和定子部19來構(gòu)成電動機(jī)M(參照圖2)。
旋轉(zhuǎn)部件17通過滾動軸承21、22被支承成可分別相對于作為固定部件的定子外殼20和外部部件8自由旋轉(zhuǎn)。另外，定子外殼20通過未圖示的固定螺栓裝卸自如地緊固在外部部件8的車體安裝凸緣8b上。然后，通過向電動機(jī)M通電，使旋轉(zhuǎn)部件17旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)部件17的旋轉(zhuǎn)通過太陽齒輪3傳遞給行星齒輪12，該行星齒輪12的旋轉(zhuǎn)通過連接軸13傳遞給轂輪6，從而驅(qū)動未圖示的車輪。
這樣的行星減速器2的減速比可以通過改變行星齒輪12的齒數(shù)與外部部件8的內(nèi)齒8d的齒數(shù)比來適當(dāng)調(diào)節(jié)，例如在應(yīng)用于電動機(jī)動車用的電動式車輪驅(qū)動裝置的情況下，減速比可以設(shè)定在3～9的范圍內(nèi)。進(jìn)一步講，如果想獲得該程度的減速比，則通過減小太陽齒輪3的外徑就可以充分實(shí)現(xiàn)，減速器也不會隨著減速比的增大而大型化。另外，由于行星齒輪12與在車輪用軸承裝置1中的外部部件8的內(nèi)周上所形成的內(nèi)齒8d嚙合，所以能夠充分確保軸承部的空間，并且能夠抑制力矩負(fù)載向行星齒輪12和太陽齒輪3作用偏置負(fù)載，能夠抑制因行星齒輪12和太陽齒輪3嚙合而發(fā)出的嚙合噪音。另外，構(gòu)成行星減速器2的連接軸13通過鋸齒13a與轂輪6連接，因此在修理時能夠容易地把車輪用軸承1、行星減速器2和驅(qū)動部4作為分部件分開并進(jìn)行更換，而無需更換整個裝置，從而可以節(jié)省資源并減少維修費(fèi)用。
雖然在本實(shí)施方式中，例示了行星減速器的各元件通過齒輪傳遞裝置來傳遞動力的情況，但是并不限定于此，也可以通過摩擦裝置來傳遞動力(牽引傳動)。在該情況下，能夠盡量抑制傳遞動力時發(fā)出的噪音和震動。
實(shí)施例二圖3是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第二實(shí)施方式的縱剖面圖，圖4是圖3的主要部分立體圖。另外，該第二實(shí)施方式和上述第一實(shí)施方式(圖1)相比，只有驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)不同，所以對其他相同部件、相同部位或具有相同功能的部位標(biāo)注相同標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
在旋轉(zhuǎn)部件23上突出設(shè)置有向內(nèi)側(cè)延伸的圓筒部24，在該圓筒部24的外周，在圓周方向上等間隔地形成有多個凹部24a。另外，在定子外殼25的內(nèi)側(cè)也突出設(shè)置有與該圓筒部24相對的圓筒部26，并與上述凹部24a相對應(yīng)地形成有多個貫穿孔26a。在這些貫穿孔26a中收納有中間部件27。如圖4所示，中間部件27是前端呈尖塔形狀的大致長方體，其端面形成為錐面27a，該錐面27a與圓筒部件28的錐面28a滑動接觸。然后，中間部件27的前端部進(jìn)入環(huán)狀的彈簧部件29的凹口29a內(nèi)。
在圖3中，在圓筒部件28的附近配設(shè)有執(zhí)行器30，該執(zhí)行器30被支承為以支點(diǎn)30a為中心自由擺動。該執(zhí)行器30的一端抵接于圓筒部件28的端面，并且另一端卡定在制動拉索31上。另外，如果使制動拉索31動作，則執(zhí)行器30以支點(diǎn)30a為中心擺動，從而使圓筒部件28在軸向(向圖中左側(cè))移位。通過該圓筒部件28的移位，中間部件27開始一齊向徑向內(nèi)側(cè)移動，從而使中間部件27的前端部與旋轉(zhuǎn)部件23的凹部24a卡合。其結(jié)果為，旋轉(zhuǎn)部件23和定子外殼25通過中間部件27而成為一體，從而旋轉(zhuǎn)部件23固定在定子外殼25上。
伴隨中間部件27的移動，環(huán)狀的彈簧部件29的凹口29a擴(kuò)張，凹口29a之間的柱部29b發(fā)生彈性變形(參照圖4)。由此，如果使制動拉索31動作以解除制動，則中間部件27在該彈性變形的柱部29b的回復(fù)力的作用下向徑向外側(cè)移動并返回至原來的位置。因此，旋轉(zhuǎn)部件23的凹部24a與中間部件27的卡合被解除，從而旋轉(zhuǎn)部件23和定子外殼25的連接也被解除。
這樣，通過定子外殼25的貫穿孔26a和環(huán)狀的彈簧部件29來穩(wěn)定地保持中間部件27，并且，能夠通過該彈簧部件29的彈力使中間部件27順利地回復(fù)至原來的狀態(tài)，從而能夠發(fā)揮穩(wěn)定且可靠的制動作用。因此，通過將這樣的駐車制動器一體配設(shè)在構(gòu)成電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)部件23上，能夠減少零件個數(shù)從而降低成本，并且由于能夠在通過行星減速器2減速之前通過該駐車制動器發(fā)揮制動作用，所以能夠提供一種制動轉(zhuǎn)矩減少且輕型、緊湊的制動裝置。進(jìn)一步講，由于具有比現(xiàn)有的通過滑動來制動的駐車制動器更大的制動力，所以能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制動部的輕型化、緊湊化。
實(shí)施例三圖5是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第三實(shí)施方式的縱剖面圖。另外，該第三實(shí)施方式和上述第二實(shí)施方式(圖3)相比，只有制動部的結(jié)構(gòu)不同，所以對其他相同部件、相同部位或具有相同功能的部位標(biāo)注相同標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
在旋轉(zhuǎn)部件32上突出設(shè)置有向內(nèi)側(cè)延伸的圓筒部33，在該圓筒部33的內(nèi)周形成有錐面33a。另一方面，將環(huán)狀的中間部件34配設(shè)成與該旋轉(zhuǎn)部件32在軸向相對，在該中間部件34的外周上形成有與上述錐面33a相對應(yīng)的錐面34a。另外，在旋轉(zhuǎn)部件32的內(nèi)側(cè)側(cè)面上形成有凹部35，與該凹部35卡合的凸部36形成在中間部件34的前端。進(jìn)一步講，中間部件34通過彈性部件38而與定子外殼37相對配置，并且通過鋸齒等與上述定子外殼37嵌合成相對于該定子外殼37不可旋轉(zhuǎn)但可以沿軸向滑動。
在中間部件34的附近配設(shè)有執(zhí)行器30，并且該執(zhí)行器30被支承成以支點(diǎn)30a為中心自由擺動。該執(zhí)行器30的一端抵接于中間部件34的端面，并且另一端卡定于制動拉索31。另外，如果使制動拉索31動作，則執(zhí)行器30以支點(diǎn)30a為中心擺動，并克服彈性部件38而使中間部件34沿軸向(向圖中左側(cè))移位。通過該中間部件34的移位，中間部件34的錐面34a與旋轉(zhuǎn)部件32的錐面33a接觸配合，并最終使凸部36卡合在旋轉(zhuǎn)部件32的凹部35中。其結(jié)果為，旋轉(zhuǎn)部件32與定子外殼37通過中間部件34成為一體，從而旋轉(zhuǎn)部件32被固定在定子外殼37上。另外，如果使制動拉索31動作以解除制動，則中間部件34在該彈性部件38的回復(fù)力的作用下沿軸向(向圖中右側(cè))移動并返回至原來的位置。因此，旋轉(zhuǎn)部件32的凹部35與中間部件34的凸部36的卡合被解除，從而旋轉(zhuǎn)部件32與定子外殼37的連接也被解除。
這樣，由于中間部件34通過滑動和凹凸卡合而相對于旋轉(zhuǎn)部件32卡合或脫離，所以即使旋轉(zhuǎn)部件32不完全停止也能夠發(fā)揮制動作用，并且由于凹凸卡合具有大的制動力，從而能夠發(fā)揮穩(wěn)定且可靠的制動作用。另外，通過使這樣的駐車制動器與構(gòu)成電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)部件32成為一體，能夠減少零件個數(shù)從而降低成本。
實(shí)施例四圖6是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第四實(shí)施方式的縱剖面圖。另外，該實(shí)施方式和上述實(shí)施方式(圖3、圖5)相比，只有制動部的結(jié)構(gòu)不同，所以對其他相同部件、相同部位或具有相同功能的部位標(biāo)注相同標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
旋轉(zhuǎn)部件39包括基部39a和圓筒部39b，該基部39a形成為帽子狀，該圓筒部39b通過鋸齒等以可傳遞轉(zhuǎn)矩的方式嵌合在旋轉(zhuǎn)部件39的基部39a的外周。在該圓筒部39b的外周固定有構(gòu)成電動機(jī)M的轉(zhuǎn)子部18。另外，在基部39a內(nèi)側(cè)的端部一體形成有制動轉(zhuǎn)子40。另外，在該制動轉(zhuǎn)子40上安裝有盤式制動器41。該盤式制動器41包括從兩側(cè)夾持制動轉(zhuǎn)子40的制動襯塊41a；和通過未圖示的執(zhí)行器來按壓這些制動襯塊41a的制動鉗41b。
在本實(shí)施方式中，由于制動轉(zhuǎn)子40與構(gòu)成電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)部件39一體形成，所以通過零件共用而能夠降低成本。另外，由于可以在通過行星減速器2減速之前通過該盤式制動器41發(fā)揮制動作用，所以能夠提供一種制動轉(zhuǎn)矩減少且在徑向輕型、緊湊的盤式制動器41。進(jìn)一步講，該盤式制動器41兼有作為駐車制動器的功能。
實(shí)施例五圖7是表示本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置的第五實(shí)施方式的縱剖面圖。另外，該第五實(shí)施方式和上述第一實(shí)施方式(圖1)相比，只有行星減速器的結(jié)構(gòu)不同，所以對其他相同部件、相同部位或具有相同功能的部位標(biāo)注相同標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式具有車輪用軸承1；和安裝在該車輪用軸承1上的兩個行星減速器42、43。第一行星減速器42包括一體形成在定子外殼44上的太陽齒輪(固定元件)3；圍繞該太陽齒輪3做行星運(yùn)動的四個行星齒輪(行星元件)12；以及通過滾動軸承15將這些行星齒輪12支承為可相對于第一連接軸45自由旋轉(zhuǎn)的齒輪架銷(輸出元件)14。在第一連接軸45的外周部突出設(shè)置多個該齒輪架銷14。在旋轉(zhuǎn)部件(輸入元件)46內(nèi)側(cè)的內(nèi)周，形成有與上述行星齒輪12嚙合的內(nèi)齒46a，從而構(gòu)成太陽式的行星減速器42。
另一方面，第二行星減速器43包括一體形成在第一連接軸45上的太陽齒輪(輸入元件)47；圍繞該太陽齒輪47做行星運(yùn)動的四個行星齒輪(行星元件)12’；以及通過滾動軸承15將這些行星齒輪12’支承為可相對于第二連接軸13自由旋轉(zhuǎn)的齒輪架銷(輸出元件)14’。在外部部件(固定元件)8內(nèi)側(cè)的內(nèi)周，形成有與上述行星齒輪12’嚙合的內(nèi)齒8d。
在此，向電動機(jī)M通電后，一體地具有轉(zhuǎn)子部18的旋轉(zhuǎn)部件46旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)部件46的旋轉(zhuǎn)通過行星齒輪12減速傳遞給第一連接軸45。然后，第一連接軸45的旋轉(zhuǎn)通過一體形成在該第一連接軸45上的太陽齒輪47傳遞給行星齒輪12’，然后通過該行星齒輪12’的公轉(zhuǎn)，即齒輪架銷14’傳遞給第二連接軸13，再通過鋸齒13a向轂輪6減速傳遞。
這樣的第一和第二行星減速器42、43的減速比可以通過改變行星輥輪12、12’的齒數(shù)與旋轉(zhuǎn)部件46及外部部件8中的內(nèi)齒46a、8d的齒數(shù)比來適當(dāng)調(diào)節(jié)，例如在應(yīng)用于電動機(jī)動車用的電動式車輪驅(qū)動裝置的情況下，減速比可以設(shè)定在3～9的范圍內(nèi)。另外，整體的減速比為第一行星減速器42的減速比m與第二行星減速器43的減速比n的乘積，即m×n。因此，能夠在小空間內(nèi)獲得盡可能大的減速比，從而能夠使電動機(jī)M輕型化、緊湊化。
在實(shí)施方式中，與上述相同，由于也在構(gòu)成車輪用軸承1的外部部件8的內(nèi)側(cè)端部組裝有構(gòu)成第二行星減速器43的行星齒輪12’，所以能夠充分確保軸承部的空間，簡化第二行星減速器43的組裝，并且由于第一和第二行星減速器42、43通過多列軸承對力矩負(fù)載均等地接受負(fù)荷，所以能夠抑制向行星齒輪12、12’和太陽齒輪3、47作用偏置負(fù)載(offsetload)。另外，由于電動機(jī)M通過定子外殼44可分離地與外部部件8的車體安裝凸緣8b構(gòu)成一體，所以能夠使裝置在軸向緊湊化。進(jìn)一步講，由于可以使驅(qū)動部48收納在未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)，所以能夠保護(hù)電動機(jī)M不受飛石等損傷。
以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限于這樣的實(shí)施方式，這只是例示，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)一步通過各種方式來實(shí)施，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書的記載示出，并且進(jìn)一步包括與權(quán)利要求書所記載的內(nèi)容均等的意思、和范圍內(nèi)的全部變更。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的電動式車輪驅(qū)動裝置可以應(yīng)用于電動驅(qū)動式的各種車輛，或者通過電動來給予輔助動力的情況，如燃料電池汽車或電動汽車等的四輪機(jī)動車、兩輪機(jī)動車、高爾夫球場車或是老年人或殘疾人使用的三輪或四輪車，以及在建筑工地或運(yùn)輸行業(yè)中使用的手推式獨(dú)輪車至四輪車等。
權(quán)利要求
1.一種電動式車輪驅(qū)動裝置，其特征在于，該電動式車輪驅(qū)動裝置包括車輪用軸承；安裝在該車輪用軸承上的行星減速器；以及具有旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動該行星減速器的電動機(jī)的驅(qū)動部，上述車輪用軸承包括在一端部具有車輪安裝凸緣的轂輪；內(nèi)環(huán)，其被壓入到該轂輪的小徑階梯部，并在外周形成有多列內(nèi)側(cè)滾道面中的至少一列內(nèi)側(cè)滾道面；外部部件，其在內(nèi)周形成有與上述內(nèi)側(cè)滾道面相對的多列外側(cè)滾道面；和多列轉(zhuǎn)動體，其轉(zhuǎn)動自如地收納在上述兩滾道面之間，上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的輸入元件；設(shè)在上述外部部件內(nèi)周側(cè)的固定元件；配設(shè)在該固定元件和上述輸入元件之間的多個行星元件；和支承這些行星元件使它們相對于連接軸旋轉(zhuǎn)自如的輸出元件，上述驅(qū)動部構(gòu)成上述電動機(jī)，并包括配設(shè)在上述外部部件上的定子外殼；內(nèi)置在該定子外殼中的定子部；和通過預(yù)定的空氣間隙與該定子部相對，并固定在上述旋轉(zhuǎn)部件上的轉(zhuǎn)子部，上述連接軸裝卸自如且可傳遞轉(zhuǎn)矩地與上述轂輪連接，并通過上述行星減速器將上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞給上述轂輪以驅(qū)動車輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述行星減速器包括設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)部件上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述外部部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其突出設(shè)置于上述連接軸的外周部，并支承這些行星齒輪使它們旋轉(zhuǎn)自如。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，在上述旋轉(zhuǎn)部件上一體安裝有制動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述制動裝置是駐車制動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述駐車制動器包括被保持在上述定子外殼上的中間部件；和使該中間部件移位從而與上述旋轉(zhuǎn)部件卡合或脫離的執(zhí)行器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，在上述旋轉(zhuǎn)部件上形成多個凹部，與這些凹部對應(yīng)地在上述定子外殼上形成多個貫穿孔，并且在這些貫穿孔中收納具有錐面的上述中間部件，通過與上述錐面卡合的圓筒部件使上述中間部件移位從而與上述凹部卡合或脫離。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，在上述旋轉(zhuǎn)部件上形成多個凹部和錐面，在上述中間部件上形成與這些凹部和錐面卡合的凸部和錐面，并且該中間部件被保持為可以向上述定子外殼傳遞轉(zhuǎn)矩且可在軸向移位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述行星減速器包括通過連接軸連接的第一和第二行星減速器，通過上述第一行星減速器和第二行星減速器對上述電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行二級減速，并將動力傳遞給上述轂輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述第一行星減速器包括設(shè)在定子外殼上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其支承這些行星齒輪使它們相對于第一連接軸旋轉(zhuǎn)自如，上述第二行星減速器包括設(shè)在上述第一連接軸上的太陽齒輪；多個行星齒輪，其與該太陽齒輪的外齒和形成在上述外部部件內(nèi)周的內(nèi)齒嚙合；和齒輪架銷，其支承這些行星齒輪使它們相對于第二連接軸旋轉(zhuǎn)自如，上述第二連接軸與上述轂輪連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的電動式車輪驅(qū)動裝置，其中，上述定子外殼可分離地緊固在上述外部部件上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動式車輪驅(qū)動裝置，該裝置可提高車輪用軸承的耐用性，實(shí)現(xiàn)裝置的輕型化、緊湊化，并考慮了分解、組裝性。該電動式車輪驅(qū)動裝置包括具有電動機(jī)(M)和旋轉(zhuǎn)部件(17)的驅(qū)動部(4)，電動機(jī)(M)對安裝在車輪用軸承(1)上的行星減速器(2)進(jìn)行驅(qū)動，車輪用軸承(1)包括形成有內(nèi)側(cè)滾道面(6a)的轂輪(6)；壓入轂輪(6)的內(nèi)環(huán)(7)；形成有多列外側(cè)滾道面(8a)的外部部件(8)；和轉(zhuǎn)動體(9)，行星減速器(2)包括設(shè)在旋轉(zhuǎn)部件(17)上的太陽齒輪(3)；配設(shè)在外部部件(8)和太陽齒輪(3)之間的多個行星齒輪(12)；和將這些行星齒輪(12)支承在連接軸(13)上的齒輪架銷(14)，驅(qū)動部(4)包括可分離地配設(shè)在外部部件(8)上的電動機(jī)(M)和旋轉(zhuǎn)部件(17)，連接軸(13)通過鋸齒與轂輪(6)連接，并通過旋轉(zhuǎn)部件(17)和行星減速器(2)將電動機(jī)(M)的旋轉(zhuǎn)傳遞給轂輪(6)。
文檔編號H02K21/14GK1922047SQ20058000577
公開日2007年2月28日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者齋藤剛, 巖本憲市 申請人:Ntn株式會社