專利名稱：電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于電動(dòng)助力自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)輪椅等的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，具體地講，涉及一種能使這些電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化，高可靠性、簡(jiǎn)易化等的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知的有兩輪、三輪電動(dòng)摩托，其通過使電動(dòng)機(jī)裝置根據(jù)加速量來旋轉(zhuǎn)而行駛，該電動(dòng)機(jī)裝置使前輪或者后輪旋轉(zhuǎn)；兩輪、三輪電動(dòng)助力自行車，其使電動(dòng)機(jī)裝置根據(jù)踏板的載荷而增加助力(assist)并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該電動(dòng)機(jī)裝置使前輪或后輪旋轉(zhuǎn)(以下，把這些電動(dòng)摩托車、電動(dòng)助力自行車稱為電動(dòng)車)。
在專利文獻(xiàn)1～4中，記載了作為使電動(dòng)自行車的前輪或者后輪旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)裝置。這些電動(dòng)機(jī)裝置構(gòu)成為，其和減速器一同設(shè)置在輪轂內(nèi)，該車轂設(shè)置在其車軸上并用輪輻等支撐車輪。上述電動(dòng)機(jī)裝置直接使車輪旋轉(zhuǎn)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平11-255177號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-341688號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2002-154471號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開2005-278234號(hào)公報(bào)但是，在專利文獻(xiàn)2、4的技術(shù)中，因?yàn)檐囕S在左右相分離，所以在支撐車體的載荷時(shí)存在強(qiáng)度的問題。并且，對(duì)于左右車軸的同軸性的調(diào)整和維持也存在問題。
此外，在專利文獻(xiàn)1、3的技術(shù)中，因?yàn)槭管囕S一體化，所以不存在上述的問題，但是，因?yàn)檩嗇灪蛙囕S之間、以及電動(dòng)機(jī)支架與車軸之間關(guān)系復(fù)雜，所以存在著同軸的精度差的問題，并且由于零件數(shù)量較多，所以還存在可靠性較低、變得大型化的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型就是為了解決上述問題而提出的，該課題是提供一種電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其能使電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化、高可靠性、簡(jiǎn)單化、高強(qiáng)度化以及高精度化。
為了解決上述課題，本實(shí)用新型的第1方面的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，具有將驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和減速器內(nèi)置在輪轂內(nèi)的構(gòu)造，其特征在于，將上述輪轂的兩端可旋轉(zhuǎn)地安裝在電動(dòng)車的車軸上，在上述車軸上固定有上述驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的定子的固定部，并且轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述軸上，中間齒輪可旋轉(zhuǎn)地保持在上述定子固定部上，上述中間齒輪與上述轉(zhuǎn)子表面的外齒和上述輪轂內(nèi)面的內(nèi)齒嚙合，由此構(gòu)成上述減速器。
此外，本實(shí)用新型的第2方面的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)用新型第1方面所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置中，其特征在于，上述中間齒輪由插入軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在安裝保持架上，該安裝保持架設(shè)置于上述定子的固定部上，并且該插入軸固定在上述安裝保持架上。
還有，本實(shí)用新型的第3方面的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)用新型第1或者2方面所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置中，其特征在于，上述輪轂是由主體部和除此之外的蓋部構(gòu)成，該主體部具有車輪安裝部且端面可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述車軸上，該蓋部的端面可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述車軸上，并且，上述主體部和蓋部被螺紋結(jié)合起來。
再有，本實(shí)用新型的第4方面的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)用新型第1至3方面的任一項(xiàng)所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置中，其特征在于，來自上述定子的引出線從上述輪轂內(nèi)起，通過在上述車軸上開設(shè)的中空部，并向外部引出。
根據(jù)本實(shí)用新型的第1方面的結(jié)構(gòu)，由于使減速器的中間齒輪及其安裝部分與定子的安裝部成一體化，所以能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單化、小型化，并且，由于使輪轂以簡(jiǎn)單的構(gòu)造安裝在車軸上，所以可得到提高強(qiáng)度和可靠性的效果。
如果采用本實(shí)用新型的第2方面的結(jié)構(gòu)，就可得到使減速器的組裝變得容易的效果。
此外，如果采用本實(shí)用新型的第3方面的結(jié)構(gòu)，就能夠得到如下效果，即因?yàn)榘演嗇灧譃閮刹糠?，并直接切削螺紋，通過螺紋結(jié)合就能夠使其一體化，因此可消除因用螺栓結(jié)合法蘭彼此間而產(chǎn)生的無效空間，并且，對(duì)于雨水等的密封也變得容易。
還有，如果采用本實(shí)用新型的第4方面的結(jié)構(gòu)，就能夠得到如下效果，即避開電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)和輪轂的旋轉(zhuǎn)之間的干涉而能將輪轂內(nèi)的配線向外部引出，并且，也能夠?qū)⑤嗇灴尚D(zhuǎn)地安裝在車軸上。


圖1是表示作為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是表示該電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意分解立體圖。
圖3是表示該電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的中間齒輪的組裝順序的分解立體圖。
圖4是表示作為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖面圖。
標(biāo)號(hào)説明1…輪轂(hub)1a…輪轂主體1b…輪轂法蘭(hub flange)1c…輪轂結(jié)合螺紋部1d、1e…突緣部2…車軸2b…配線孔3、4…軸承5…定子6a、6b…定子法蘭6c…安裝保持架(holder)
7…轉(zhuǎn)子7a…轉(zhuǎn)子磁鐵7b…轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7c…外齒8…轉(zhuǎn)子位置傳感器9a、9b…軸承10…內(nèi)齒11…中間齒輪11a…大徑齒11b…小徑齒12a、12b…軸承13…插入軸14…中間齒輪15…內(nèi)齒具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。具體地采用適用于兩輪電動(dòng)自行車的實(shí)施例來進(jìn)行說明。
實(shí)施例1圖1是表示作為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的車軸方向的剖面圖；圖2是其示意分解立體圖。本實(shí)施例的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置是，將驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和減速器內(nèi)置在輪轂1內(nèi)的構(gòu)造。輪轂1由占大半的筒狀輪轂主體1a和除此之外的蓋狀的輪轂法蘭1b構(gòu)成。輪轂主體1a和輪轂法蘭1b通過輪轂結(jié)合螺紋部1c被螺紋結(jié)合起來。在輪轂主體1a的筒狀的外周上，設(shè)有突緣部1d、1e，突緣部1d、1e用于安裝圖中省略的車輪輪輻。輪轂主體1a的端面通過滾珠軸承等的軸承3而可能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸2上。輪轂法蘭1b的端面通過軸承4而可旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸2上。
驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)由定子法蘭6a、6b和轉(zhuǎn)子7構(gòu)成，該定子法蘭6a、6b在車軸方向的兩側(cè)支撐定子5。定子法蘭6b通過定子法蘭固定孔2a而被固定在車軸2上。定子法蘭6a用多個(gè)長(zhǎng)螺釘隔著定子5被固定在定子法蘭6b上。在為無刷電動(dòng)機(jī)的情況下，在定子5上，在多個(gè)相位上纏繞著線圈5a，在轉(zhuǎn)子7的周面上設(shè)有轉(zhuǎn)子磁鐵7a，該轉(zhuǎn)子磁鐵7a的N極和S極的磁鐵在周面方向上交替地被磁化。在轉(zhuǎn)子磁鐵7a的一方的端面上，配置有轉(zhuǎn)子位置傳感器8，其是用于控制該電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的磁性傳感器等，并且其被固定在定子法蘭6a上。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b形成為中空狀，車軸2具有游隙地插入在中空內(nèi)。轉(zhuǎn)子7安裝成，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b的一側(cè)通過軸承9a可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子法蘭6a中，而其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b的另一側(cè)通過軸承9b可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子法蘭6b中，并且，轉(zhuǎn)子7可旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸2上。
上述驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)容納在輪轂1內(nèi)，并將外形尺寸控制成較小，以使輪轂1相對(duì)車軸2能夠旋轉(zhuǎn)。為了把來自線圈5a的引出線和來自轉(zhuǎn)子傳感器8的引出線向外部引出，在車軸2上設(shè)有中空狀的配線孔2b。這些引出線，從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b和定子法蘭6a之間的在車軸2上開設(shè)的通線口2c通過配線孔2b，并從輪轂1外側(cè)的在車軸2上開設(shè)的引出口2d向外部引出。為了防水、防塵，引出口2d用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧线M(jìn)行密封。同樣，為了防塵、防水，軸承3、4以及輪轂結(jié)合螺紋部1c也用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧?如果是軸承，則用油封等)進(jìn)行密封。
本實(shí)用新型是以將減速器和驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)一體化為特征的。減速器包括外齒7c，其在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b的表面直接形成或者嵌入；內(nèi)齒10，其在輪轂法蘭1b的內(nèi)周面直接形成或者嵌入；以及中間齒輪11，其與外齒7c和內(nèi)齒10兩方嚙合。中間齒輪11構(gòu)成為，同軸形成有與外齒7c嚙合的大徑齒11a和與內(nèi)齒10嚙合的小徑齒11b。中間齒輪11通過軸承12a、12b由插入軸13可旋轉(zhuǎn)地支撐在設(shè)置于定子法蘭6b的安裝保持架6c上。該插入軸13固定在安裝保持架6c上。在安裝保持架6c上，在使大徑齒11a與外齒7c嚙合的部分設(shè)置有開口部6d。
圖3是表示中間齒輪11的組裝順序的分解立體圖。首先，把中間齒輪11插入設(shè)置于定子法蘭6b上的安裝保持架6c，以使中間齒輪11的大徑齒11a與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的外齒7c(參照?qǐng)D1)嚙合。而且，在中間齒輪11的兩端面上分別預(yù)先固定軸承12a(參照?qǐng)D1)、12b。接下來，從開設(shè)在安裝保持架6c上的插入孔6e，把插入軸13插入到中間齒輪11的軸承12a、12b中。最后，把該插入軸13用螺釘6f等固定在安裝保持架6c上。
通過以上的結(jié)構(gòu)來描述本裝置的工作示例。借助于定子法蘭6a、6b，定子5被固定在車軸2上。這里，如果控制驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b相對(duì)于車軸2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b旋轉(zhuǎn)，則形成在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸7b上的外齒7c(齒數(shù)w)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，與外齒7c嚙合的大徑齒11a(齒數(shù)x)以w/x的比率進(jìn)行減速旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，因?yàn)樾烬X11b(齒數(shù)y)也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所以與小徑齒11b嚙合的內(nèi)齒10(齒數(shù)z)以y/z的比率進(jìn)行濺速旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)以(w/x)·(y/z)的濺速比進(jìn)行濺速，從而形成有內(nèi)齒10的輪轂1相對(duì)于車軸2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
接著，如果驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，輪轂1和轉(zhuǎn)子7b繼續(xù)一同自由旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)可以利用于再生制動(dòng)。另外，如果輪轂1的左右任意一側(cè)安裝鏈輪并卷繞來自腳踏板部的鏈條，則作為對(duì)依靠人力而產(chǎn)生的推力進(jìn)行輔助的電動(dòng)助力自行車就可以動(dòng)起來。
因?yàn)楦鶕?jù)以上的結(jié)構(gòu)，就可以使減速器的中間齒輪11以及作為其安裝部分的安裝保持架6c和電動(dòng)機(jī)的定子法蘭6b一體化，所以，在能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單化、小型化的同時(shí)，輪轂1能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)造安裝在車軸2上，從而能夠提高強(qiáng)度和可靠性。另外，因?yàn)橥ㄟ^插入軸13的插入就將減速器組裝起來，所以，減速器的組裝也變得容易。再有，把輪轂1分為兩部分并直接切削螺紋，通過螺紋結(jié)合就能夠使其一體化，因此消除了因通過法蘭等以螺母結(jié)合而產(chǎn)生的無效空間，并且，對(duì)于雨水、塵埃等的密封變得容易。
另外，來自線圈5a的引出線、來自轉(zhuǎn)子位置傳感器8的引出線等，從轉(zhuǎn)子7b和定子法蘭6a之間的在車軸2上開設(shè)的通線口2c通過在車軸2內(nèi)部開設(shè)的中空狀的配線孔2b，從導(dǎo)出口2d向定子法蘭6a的外部引出，所以，避開驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)和輪轂1的旋轉(zhuǎn)的干涉而將輪轂1內(nèi)的配線向外部引出，并且，能夠?qū)⑤嗇?可旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸2上。
實(shí)施例2圖4是表示作為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的車軸方向的剖面圖。本實(shí)施例的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，因?yàn)槌藴p速器的結(jié)構(gòu)以外，都與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，所以，對(duì)相同的部分賦予和實(shí)施例1相同的符號(hào)并省略其說明，只對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說明。本實(shí)施例與實(shí)施例1不同點(diǎn)是減速器的齒輪的結(jié)構(gòu)不一樣。
本實(shí)施例的齒輪的結(jié)構(gòu)是，把與外齒7c嚙合的中間齒輪14只作為實(shí)施例1的大徑齒，將與該中間齒輪14嚙合的內(nèi)齒15在輪轂主體1a的內(nèi)面上直接形成或者嵌入。當(dāng)輪轂與實(shí)施例1的輪轂直徑相同時(shí)，因?yàn)闇p速比變小，所以適合于電動(dòng)機(jī)的功率較大的情況，或者電動(dòng)機(jī)的直徑以及輪轂的直徑較大的情況。
以上，通過附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，具體的結(jié)構(gòu)并不只限于本實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型的要點(diǎn)的范圍內(nèi)，即使具有設(shè)計(jì)變更等，也仍包含在本實(shí)用新型之內(nèi)。例如，在上述的實(shí)施例中，介紹了適用于自行車后輪的例子，但是，因?yàn)橐呀?jīng)小型化，所以也可以容易地適用于前輪。另外，還可以適用于前輪和后輪兩方，而在三輪的情況下，也可以適用于平行的兩個(gè)輪子上。還有，在各實(shí)施例的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置中，介紹了使用一個(gè)與內(nèi)齒嚙合的中間齒輪的例子，但是，也可以將2個(gè)至3個(gè)那樣多個(gè)中間齒輪呈同心圓狀等間隔配置并進(jìn)行使用。
工業(yè)應(yīng)用的可能性本實(shí)用新型不僅適用于兩輪、三輪的電動(dòng)摩托車以及兩輪、三輪電動(dòng)自行車，而且，還可適合在兩輪、三輪電動(dòng)助力自行車、電動(dòng)輪椅等其它電動(dòng)車上廣泛使用。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，具有將驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和減速器內(nèi)置在輪轂內(nèi)的構(gòu)造，其特征在于，將上述輪轂的兩端可旋轉(zhuǎn)地安裝在電動(dòng)車的車軸上，上述驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的定子的固定部固定在上述車軸上，并且轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述車軸上，中間齒輪可旋轉(zhuǎn)地保持在上述定子的固定部上，上述中間齒輪與上述轉(zhuǎn)子表面的外齒和上述輪轂內(nèi)面的內(nèi)齒嚙合，由此構(gòu)成上述減速器。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其特征在于，上述中間齒輪由插入軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在安裝保持架上，該安裝保持架設(shè)置于上述定子的固定部上，并且該插入軸固定在上述安裝保持架上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其特征在于，上述輪轂是由主體部和除此之外的蓋部構(gòu)成，該主體部具有車輪安裝部且端面可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述車軸上，該蓋部的端面可旋轉(zhuǎn)安裝在上述車軸上，并且，上述主體部和蓋部被螺紋結(jié)合起來。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其特征在于，來自上述定子的引出線，從上述輪轂內(nèi)通過在上述車軸上開設(shè)的中空部，向外部引出。
5.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其特征在于，來自上述定子的引出線，從上述輪轂內(nèi)通過在上述車軸上開設(shè)的中空部，向外部引出。
專利摘要提供一種電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)裝置，其能使電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化、高可靠性、簡(jiǎn)單化、高強(qiáng)度化以及高精度化。該裝置把驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和減速器內(nèi)置于輪轂內(nèi)。輪轂的兩端可旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸上。固定驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的定子的定子法蘭固定在車軸上。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在車軸上。減速器由中間齒輪構(gòu)成，其和形成在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸上的外齒及設(shè)在輪轂的內(nèi)周上的內(nèi)齒兩方相嚙合。該中間齒輪由插入軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在設(shè)置于定子法蘭的安裝保持架上，并與驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)一體化。來自驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的引出線，從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸和定子法蘭之間的車軸上的通線口通過車軸內(nèi)部的配線孔，并從輪轂的外側(cè)的車軸上的引出口引出。
文檔編號(hào)H02K7/116GK2928669SQ20062011214
公開日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者宇塚光男 申請(qǐng)人:軟電子機(jī)械株式會(huì)社