專利名稱：輪內(nèi)馬達(dá)及電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于通過(guò)設(shè)置在車輪輪輞內(nèi)的馬達(dá)而驅(qū)動(dòng)車輪的輪內(nèi)馬達(dá)，特別是關(guān)于電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力汽車，和電動(dòng)自行車等的電動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1(JP特開平1H62101號(hào)公報(bào))中公開了如下內(nèi)容。即，把鐵芯以及卷在鐵芯上的線圈設(shè)置在固定于軸的外部軛鐵(馬達(dá)容器)的內(nèi)周面，把和鐵芯相向而對(duì)的磁石旋轉(zhuǎn)自由的設(shè)置在軸上，通過(guò)向線圈供電而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸和輪輞。在這個(gè)專利文獻(xiàn)的技術(shù)中還公開了如下內(nèi)容。即，在輪輞和外部軛鐵之間，把制動(dòng)盤固定在軸上。專利文獻(xiàn)2(US7，735，588B2)公開了如下內(nèi)容。即，具有固定于輪輞的外部軛鐵； 以及相對(duì)于外部軛鐵而自由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部軛鐵，其中，把鐵芯以及卷在鐵芯的線圈固定在內(nèi)部軛鐵上，把和鐵芯相對(duì)的磁石固定在外部軛鐵，通過(guò)向線圈通電而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外部軛鐵和輪輞。同時(shí)該文獻(xiàn)也公開了如下內(nèi)容。即，通過(guò)輪轂把制動(dòng)盤支撐體的底端固定在輪輞，把制動(dòng)盤支撐體的前端配置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)側(cè)并把制動(dòng)盤固定在制動(dòng)盤支撐體的前端，把制動(dòng)盤以及卡鉗設(shè)置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)。但是，在專利文獻(xiàn)1中，因?yàn)榘阎苿?dòng)盤設(shè)置在外部軛鐵和輪輞之間，輪輞內(nèi)除了馬達(dá)機(jī)構(gòu)外還需要收容制動(dòng)機(jī)構(gòu)(如制動(dòng)盤，卡鉗等)的空間，就存在馬達(dá)機(jī)構(gòu)的空間受到制約這樣的問題。在專利文獻(xiàn)2中，雖然把制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)，但是因?yàn)橹苿?dòng)盤支撐體的底端是通過(guò)輪轂固定在輪輞，而前端被配置在內(nèi)部軛鐵的的內(nèi)側(cè)以固定制動(dòng)盤，所以存在構(gòu)造復(fù)雜的問題。還有，專利文獻(xiàn)2中，還公開了如下內(nèi)容在輪輞內(nèi)，把制動(dòng)機(jī)構(gòu)配置在馬達(dá)機(jī)構(gòu)的內(nèi)周側(cè)，但是因?yàn)轳R達(dá)機(jī)構(gòu)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)是分開的構(gòu)造，所以存在馬達(dá)機(jī)構(gòu)的空間受到制約的問題。再者，專利文獻(xiàn)1及2中的馬達(dá)都是把線圈卷在鐵芯的有芯馬達(dá)，所以存在重量變大這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明以提供雖具有制動(dòng)機(jī)構(gòu)但馬達(dá)機(jī)構(gòu)的設(shè)置空間不受制約的輕量輪內(nèi)馬達(dá)以及電動(dòng)車輛為目的。為了達(dá)到上述目的的輪內(nèi)馬達(dá)，是一種設(shè)置在車輪輪輞內(nèi)的輪內(nèi)馬達(dá)，通過(guò)通電， 相對(duì)于車輪的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪，其發(fā)明特征是，該輪內(nèi)馬達(dá)具有圓筒狀線圈，其內(nèi)周側(cè)插有所述軸；從電源向所述線圈通電的引線；線圈支撐構(gòu)件，其固定在所述軸上并且支撐所述線圈；圓筒狀的外部軛鐵，其配置在所述線圈的外周側(cè)并且固定在輪輞上；磁石，其固定在所述外部軛鐵的內(nèi)周面，并和線圈的外周面相向而對(duì)；圓筒狀的內(nèi)部軛鐵，其配置在所述線圈的內(nèi)周側(cè)，并和線圈的內(nèi)周面相向而對(duì)，所述內(nèi)部軛鐵固定在外部軛鐵，同時(shí)，相對(duì)于軸自由旋轉(zhuǎn)；位于內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)并且固定在內(nèi)部軛鐵的制動(dòng)盤；以及，設(shè)置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)并且對(duì)所述制動(dòng)盤進(jìn)行制動(dòng)的卡鉗。所述輪內(nèi)馬達(dá)，設(shè)置在輪輞內(nèi)的馬達(dá)機(jī)構(gòu)是所謂的不具有鐵芯的無(wú)芯馬達(dá)的馬達(dá)機(jī)構(gòu)，因此和專利文獻(xiàn)1及2中那樣具有鐵芯的有芯馬達(dá)相比較，能夠提供輕量的輪內(nèi)馬達(dá)。此外，線圈，外部軛鐵，內(nèi)部軛鐵以及磁鐵構(gòu)成了馬達(dá)機(jī)構(gòu)，而制動(dòng)盤和卡鉗則構(gòu)成了制動(dòng)機(jī)構(gòu)。因?yàn)榘阎苿?dòng)機(jī)構(gòu)配置在馬達(dá)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部，所以馬達(dá)機(jī)構(gòu)就不受到制約而把輪輞內(nèi)的整體空間作為馬達(dá)機(jī)構(gòu)來(lái)利用。把制動(dòng)盤支撐體直接固定在內(nèi)部軛鐵，而內(nèi)部軛鐵是作為構(gòu)成馬達(dá)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作構(gòu)件，所以構(gòu)造簡(jiǎn)單。0012在本發(fā)明的第1方面，優(yōu)選用外部軛鐵和內(nèi)部軛鐵覆蓋線圈的外周側(cè)面，內(nèi)周側(cè)面以及一個(gè)側(cè)端。外部軛鐵和內(nèi)部軛鐵覆蓋著線圈，因此能夠起到線圈的防水，防止異物附著的作用。在本發(fā)明的第1方面中，優(yōu)選進(jìn)一步具有安裝有所述卡鉗并且固定在所述軸的卡鉗支撐盤，其中，通氣孔被形成在所述輪輞上和所述軸的端部相向而對(duì)的位置，所述卡鉗支撐盤和輪輞的通氣孔相向而對(duì)，并且，所述卡鉗支撐盤的外徑比輪輞的通氣孔要大。通過(guò)這樣的構(gòu)造，使外部空氣從輪輞的通氣孔進(jìn)入從而能起到冷卻馬達(dá)內(nèi)部的作用。使卡鉗支撐盤和通氣孔相向而對(duì)，并且其外徑比通氣孔的外徑還大，所以即使從通氣孔引入外部空氣的場(chǎng)合，也能夠防止水和異物進(jìn)入到馬達(dá)內(nèi)。還有，在本發(fā)明的第1方面中，優(yōu)選向所述線圈通電的所述引線通過(guò)驅(qū)動(dòng)部和所述電源連接，所述驅(qū)動(dòng)部，在所述輪輞被驅(qū)動(dòng)時(shí)，使電流從所述電源流向所述線圈；在進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，把來(lái)自所述線圈的電流供給所述電源，使輪內(nèi)馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)而動(dòng)作。當(dāng)制動(dòng)車輪時(shí)，使輪內(nèi)馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)而動(dòng)作，通過(guò)驅(qū)動(dòng)部把旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換為電力而向電源蓄電，這樣就能使輪內(nèi)馬達(dá)作為再生制動(dòng)器而動(dòng)作。本發(fā)明的第2方面是搭載有第1方面中的輪內(nèi)馬達(dá)的電動(dòng)車輛。電動(dòng)車輛包括 電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力汽車，摩托車，電動(dòng)自行車，輪椅等。根據(jù)本發(fā)明的第2方面，能夠提供起到和第1方面同樣效果的電動(dòng)車輛。


圖1是顯示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)中，輪內(nèi)馬達(dá)相對(duì)于軸的單側(cè)一半的縱截面圖。圖2是從車輛的外側(cè)看輪輞時(shí)的正面圖。圖3是顯示本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中，輪內(nèi)馬達(dá)相對(duì)于軸的單側(cè)一半的縱截面圖。符號(hào)說(shuō)明1 輪內(nèi)馬達(dá)5 輪輞9 軸
11定子盤(線圈支撐構(gòu)件)
13線圈
15外部軛鐵
16制動(dòng)機(jī)構(gòu)
17內(nèi)部軛鐵
27主體部
29蓋
31磁石
33支撐盤
37制動(dòng)盤
39卡鉗
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D1及圖2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)。在第1實(shí)施形態(tài)中，輪內(nèi)馬達(dá)1設(shè)置在電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的各個(gè)車輪的輪輞5內(nèi)，輪胎7被安裝在輪輞5的外周， 并電動(dòng)驅(qū)動(dòng)各個(gè)車輪。輪內(nèi)馬達(dá)1具有固定在軸9的定子盤11 ；固定在定子盤11的線圈13 ；配置在線圈13的外周側(cè)的外部軛鐵15 ；固定在外部軛鐵的內(nèi)周面的磁石31 ；配置在線圈13內(nèi)側(cè)的內(nèi)部軛鐵17 ；以及配置在內(nèi)部軛鐵17的內(nèi)周側(cè)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)16.在本實(shí)施形態(tài)中，線圈13，外部軛鐵15，內(nèi)部軛鐵17以及磁石31構(gòu)成了馬達(dá)機(jī)構(gòu)。用于配線的中空19被形成在軸9中，向線圈13供電的引線21從軸的中空19穿過(guò)外部軛鐵15的內(nèi)周側(cè)空間而和線圈13相連。定子盤11 (作為支撐線圈13的線圈支撐構(gòu)件)為圓盤狀，孔形成在圓盤中心部， 軸9貫穿該孔。定子盤11由楔子12固定在軸9。線圈13為圓筒狀，例如通過(guò)蝕刻銅板形成線狀，然后絕緣處理后重疊成多層。線圈13的車體側(cè)端部13a被固定在定子盤11的外周部。外部軛鐵15為圓筒狀，筒狀的車體側(cè)端部15a固定在蓋盤四，車體外側(cè)端部1 向內(nèi)周側(cè)彎曲。用螺釘27把外部軛鐵15的車體側(cè)端部15a固定在蓋盤四的外周部^a， 蓋盤四為圓盤狀，其中央部形成軸9的插入孔，把軸9插入插入孔并用螺釘30固定在軸承 25上。外部軛鐵15的車體外側(cè)端部1 通過(guò)墊片沈被固定在輪輞5的內(nèi)側(cè)面。還有，外部軛鐵15的車體外側(cè)端部15b的彎曲的內(nèi)周側(cè)端被固定在內(nèi)部軛鐵17的輪輞側(cè)端部17a上。外部軛鐵15的內(nèi)周面上設(shè)有磁石31，磁石31和線圈13相向而對(duì)。此外，磁石31 被磁化為多個(gè)磁極以使周圍方向具有不同的磁極。內(nèi)部軛鐵17呈圓筒狀，并且通過(guò)線圈13和磁石31相向而對(duì)。內(nèi)部軛鐵17的內(nèi)周面被固定在支撐盤33，支撐盤33被固定在軸9的軸承35上。此外，軸承35上設(shè)油封墊片；34·
外部軛鐵15及內(nèi)部軛鐵17都是由磁性體構(gòu)成，以形成磁通量的通路。還有，在本實(shí)施形態(tài)中，外部軛鐵15和內(nèi)部軛鐵17以及定子盤11包圍著線圈13的外周側(cè)，內(nèi)周以及兩端，幾乎覆蓋線圈13整體。再者，外部軛鐵15，內(nèi)部軛鐵17，支撐盤33以及蓋盤四把線圈13保持在密閉狀態(tài)。制動(dòng)機(jī)構(gòu)16由固定在內(nèi)部軛鐵17的內(nèi)周面上的呈面包圈狀的制動(dòng)盤37，和卡鉗 39構(gòu)成。通過(guò)螺釘43卡鉗39被固定在圓盤狀的卡鉗支撐盤41上，通過(guò)止轉(zhuǎn)楔45卡鉗支撐盤41被固定在軸9上。再有，在輪輞5上形成通氣孔47，通氣孔47位于和軸9的車體外側(cè)端部9a相向而對(duì)的位置，卡鉗支撐盤41的外徑比輪輞5的通氣孔47大。接下來(lái)，就本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的輪內(nèi)馬達(dá)1的驅(qū)動(dòng)和作用效果進(jìn)行說(shuō)明。輪內(nèi)馬達(dá)1的驅(qū)動(dòng)是，通過(guò)引線21向線圈13供電，從而相對(duì)于磁石31和內(nèi)部軛鐵17之間的磁場(chǎng)而產(chǎn)生電磁力，以線圈13為定子，磁石31，外部軛鐵15以及內(nèi)部軛鐵17為轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)， 固定在外部軛鐵15上的輪輞5相對(duì)于軸9旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)旋轉(zhuǎn)的輪輞5時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)卡鉗39，以摩擦對(duì)制動(dòng)盤37進(jìn)行制動(dòng)。第1實(shí)施形態(tài)的輪內(nèi)馬達(dá)1是所謂的沒有鐵芯的無(wú)芯馬達(dá)，所以和現(xiàn)有技術(shù)那樣的具有鐵芯的有芯馬達(dá)相比較，能夠提供輕量的輪內(nèi)馬達(dá)。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，內(nèi)部軛鐵17和外部軛鐵15成為一體，線圈13被配置在固定有磁石31的外部軛鐵15和內(nèi)部軛鐵17之間，因此外部軛鐵15和內(nèi)部軛鐵17能夠提高磁石 31作用于線圈13的磁通量密度，從而能夠提高驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。把制動(dòng)盤37固定在內(nèi)部軛鐵17，而內(nèi)部軛鐵17構(gòu)成輪內(nèi)馬達(dá)1的馬達(dá)機(jī)構(gòu)，并把制動(dòng)盤37配置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)，所以只用簡(jiǎn)單的構(gòu)造就可把制動(dòng)盤37配置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)側(cè)。通過(guò)把制動(dòng)盤37以及卡鉗39配置在線圈13的內(nèi)周側(cè)，就能夠把制動(dòng)機(jī)構(gòu)16設(shè)置在馬達(dá)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部，同時(shí)，除了馬達(dá)機(jī)構(gòu)，就無(wú)需制動(dòng)機(jī)構(gòu)16的設(shè)置空間，所以馬達(dá)機(jī)構(gòu)的空間不會(huì)受到制動(dòng)機(jī)構(gòu)16的制約。外部軛鐵15以及內(nèi)部軛鐵17覆蓋著線圈13，因此能夠起到對(duì)線圈13的防水，防止異物附著的作用。更進(jìn)一步，在第1實(shí)施形態(tài)中，外部軛鐵15，內(nèi)部軛鐵17，支撐盤33以及蓋盤四把線圈13保持在密閉狀態(tài)，因此能夠提高防止水和異物附著在線圈13上。使外部空氣從輪輞5的通氣孔47進(jìn)入就能起到冷卻輪內(nèi)馬達(dá)1的內(nèi)部的作用。使卡鉗支撐盤41和通氣孔47相向而對(duì)，并且其外徑比通氣孔47的外徑還大，因此能夠防止水和異物從通氣孔47進(jìn)入到輪內(nèi)馬達(dá)1內(nèi)。以下說(shuō)明本發(fā)明的其它實(shí)施形態(tài)。在以下說(shuō)明的實(shí)施形態(tài)中，和上述第1實(shí)施形態(tài)中具有相同作用效果的部分付與相同的符號(hào)，從而省略該部分的說(shuō)明。以下，主要說(shuō)明和第1實(shí)施形態(tài)中不同的地方。參照?qǐng)D3，就本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。在第2實(shí)施形態(tài)中，把第1實(shí)施形態(tài)中的引線21通過(guò)驅(qū)動(dòng)部51連接到電源53，驅(qū)動(dòng)部51的切換跟制動(dòng)操作部57(如剎車踏板等)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，來(lái)自線圈13的電流就對(duì)電源53進(jìn)行蓄電，使輪內(nèi)馬達(dá)1作為發(fā)電機(jī)而動(dòng)作。根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)，當(dāng)制動(dòng)車輪時(shí)，輪內(nèi)馬達(dá)1就作為發(fā)電機(jī)而運(yùn)行，并把旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換為電，這樣輪內(nèi)馬達(dá)1就能作為再生制動(dòng)器而運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施形態(tài)，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行種種變更。例如，在第1及第2實(shí)施形態(tài)中，沒有輪輞5的通氣孔47也可以。還有，在設(shè)置通氣孔 47的場(chǎng)合，并不限于設(shè)置在和軸9的車體外側(cè)端9a相向而對(duì)的位置上，也可設(shè)置在輪輞5 的其他的位置上，例如，也可設(shè)置在離開軸9的車體外側(cè)端9a的位置上。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置在車輪輪輞內(nèi)的輪內(nèi)馬達(dá)，通過(guò)通電，相對(duì)于車輪的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪， 其特征在于，該輪內(nèi)馬達(dá)具有圓筒狀線圈，其內(nèi)周側(cè)插有所述軸；從電源向所述線圈通電的引線；線圈支撐構(gòu)件，其固定在所述軸上并且支撐所述線圈；圓筒狀的外部軛鐵，其配置在所述線圈的外周側(cè)并且固定在輪輞上；磁石，其固定在所述外部軛鐵的內(nèi)周面，并和線圈的外周面相向而對(duì)；圓筒狀的內(nèi)部軛鐵，其配置在所述線圈的內(nèi)周側(cè)，并和線圈的內(nèi)周面相向而對(duì)，所述內(nèi)部軛鐵固定在外部軛鐵上，同時(shí)，相對(duì)于軸自由旋轉(zhuǎn)；位于內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)并且固定在內(nèi)部軛鐵的制動(dòng)盤；以及，設(shè)置在內(nèi)部軛鐵的內(nèi)周側(cè)并且對(duì)所述制動(dòng)盤進(jìn)行制動(dòng)的卡鉗。
2.如權(quán)利要求1所述的輪內(nèi)馬達(dá)，其特征在于，所述外部軛鐵和所述內(nèi)部軛鐵覆蓋著所述圓筒狀線圈的外周側(cè)面，內(nèi)周側(cè)面以及一個(gè)側(cè)端。
3.如權(quán)利要求1所述的輪內(nèi)馬達(dá)，其特征在于，進(jìn)一步具有安裝有所述卡鉗并且固定在所述軸的卡鉗支撐盤，其中，通氣孔被形成在輪輞上和軸的端部相向而對(duì)的位置，所述卡鉗支撐盤和輪輞的通氣孔相向而對(duì)，并且，所述卡鉗支撐盤的外徑比輪輞的通氣孔的要大。
4.如權(quán)利要求1所述的輪內(nèi)馬達(dá)，其特征在于，向所述線圈通電的所述引線通過(guò)驅(qū)動(dòng)部和所述電源連接，所述驅(qū)動(dòng)部，在所述輪輞被驅(qū)動(dòng)時(shí)，使電流從所述電源流向所述線圈；當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，把來(lái)自所述線圈的電流供給所述電源。
5.一種電動(dòng)車輛，其特征在于，具有如權(quán)利要求1所述的輪內(nèi)馬達(dá)。
全文摘要
本發(fā)明提供雖具有制動(dòng)機(jī)構(gòu)但馬達(dá)機(jī)構(gòu)的設(shè)置空間不受制約的輕量輪內(nèi)馬達(dá)以及電動(dòng)車輛為目的。本發(fā)明的輪內(nèi)馬達(dá)1具有圓筒狀線圈13；固定在軸9上的線圈支撐構(gòu)件11；配置在線圈的外周側(cè)并且固定在輪輞5上的外部軛鐵15；固定在外部軛鐵內(nèi)周面的磁石31；以及配置在線圈的內(nèi)周側(cè)并且和線圈13相向而對(duì)的內(nèi)部軛鐵17。外部軛鐵15和內(nèi)部軛鐵17都被固定，同時(shí)相對(duì)于軸9自由旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部軛鐵17的內(nèi)周側(cè)設(shè)有制動(dòng)盤37和卡鉗39。
文檔編號(hào)H02K9/02GK102315740SQ20111018337
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者北島明, 白木學(xué) 申請(qǐng)人:思考電機(jī)(上海)有限公司