輪內馬達總成的制作方法
【專利摘要】本發明提供一輪內馬達總成，包括：馬達總成，其具有定子及轉子，產生旋轉驅動力；減速器總成，其具有行星齒輪組和反轉齒輪組，其中，所述行星齒輪組對所述馬達總成的旋轉驅動力進行第一次減速或增大扭矩，所述反轉齒輪組與所述行星齒輪組連接對所述馬達總成的旋轉驅動力進行第二次減速；輪轂總成，其與所述減速器總成連接，把在所述減速器總成中減速或增大扭矩的旋轉驅動力傳遞給車輛的車輪，并且，具有以與所述轉子相異的旋轉軸為中心旋轉的輪轂內圈及容納所述輪轂內圈且被固定支撐的輪轂外圈；以及轉向節構件，其對所述馬達總成、所述減速器總成及所述輪轂總成進行固定支撐，通過支撐桿及下臂結合于車身。
【專利說明】輪內馬達總成
【技術領域】
[0001]本發明涉及輪內馬達總成，尤其涉及一種通過輪內部設置的馬達能夠驅動車輛的輪內馬達總成。
【背景技術】
[0002]輪內馬達系統(In-wheel motor system)作為在以電能為主動力源的電動汽車、插電式混合動力車(Plug-1n hybrid car)、燃料電池車等中，不使用大型的單一馬達,而是在車輪中分別設置馬達，進行分散控制的系統，在車輪內部由驅動馬達、制動裝置、軸承、減速器等實現一體化的系統構成。輪內馬達系統與借助于一個大容量馬達而驅動的系統相t匕，具有能源效率高、電氣式四輪驅動系統構成容易、通過獨立驅動控制左右側車輪而能夠改善車輛行駛穩定性等技術優點。
[0003]一般而言，輪內馬達系統由產生驅動力的馬達、使馬達冷卻的冷卻裝置、把馬達的驅動力傳遞給車輪的減速器、產生制動力的制動裝置、轉換車輛方向的轉向裝置、把輪支撐于車輛的懸架等構成，這些多種構成配件在車輪內部有機地統一配置。通常，如上所述的輪內馬達系統按以下順序實現動力傳遞，即，通過馬達的定子及轉子，把電能轉換成旋轉驅動力，通過減速器使該旋轉驅動力減速或增大扭矩后，傳遞給輪轂，使車輪旋轉驅動。
[0004]此處，用于使馬達的旋轉驅動力減速的減速器使用反轉齒輪及行星齒輪，以通過反轉齒輪進行第一次減速后，通過行星齒輪進行第二次減速并傳遞給輪轂的結構構成。因此，通常用于第二次減速的行星齒輪收納于輪轂軸承的內部，這使得把復雜的行星齒輪置于輪轂內部，為了車輪驅動或支撐負載，只能把輪轂殼置于行星齒輪外廓。這要求制作及設置與輪內馬達系統相符的特別的輪轂，發生無法將現有的車輪用于輪內馬達系統的問題。另外，由于是借助于行星齒輪的第二次減速使扭矩增大，因而存在應使結構復雜的行星齒輪增大容量的問題，同時，為確保充分的結構剛性，應把寬度、外徑等設計得較大，因而還會成為導致成本上升的要素。
【發明內容】
[0005]技術問題
[0006]本發明的實施例旨在提供一種能夠確保設置空間足夠大、實現輕量化及小型化，也能夠應用于現有車輪的輪內馬達總成。
[0007]技術方案
[0008]根據本發明的一個方面，能夠提供一種輪內馬達總成，其包括:馬達總成，其具有定子及轉子)，產生旋轉驅動力；減速器總成，其具有行星齒輪組和反轉齒輪組，其中，所述行星齒輪組對所述馬達總成的旋轉驅動力進行第一次減速或增大扭矩，所述反轉齒輪組與所述行星齒輪組連接對所述馬達總成的旋轉驅動力進行第二次減速；輪轂總成，其與所述減速器總成連接，把在所述減速器總成中減速或增大扭矩的旋轉驅動力傳遞給車輛的車輪，并且，具有以與所述轉子相異的旋轉軸為中心旋轉的輪轂內圈及容納所述輪轂內圈且被固定支撐的輪轂外圈；以及轉向節構件，其對所述馬達總成、所述減速器總成及所述輪轂總成進行固定支撐，通過支撐桿及下臂結合于車身。
[0009]技術效果
[0010]本實施例的輪內馬達總成通過緊湊的兩段減速結構，能夠在使驅動力倍增的同時，使裝置實現小型化。另外，能夠使馬達總成的旋轉軸相對于車軸的旋轉軸朝前方向上偏心并設置于支撐桿，使得能夠使用現有的盤式制動器。進而，由于在車輪內部的緊湊設計，因而有利于與現有底盤配件的組裝，由于小型化，因而提高了車輛設計的自由度，容易維護管理。而且，本實施例的輪內馬達總成使得輪內馬達系統能夠應用于前輪，通過盤式制動器等的再生制動，還能夠有望獲得提高燃料效率等效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一個實施例的輪內馬達總成的構成圖；
[0012]圖2為沿圖1所示A-A線截取的剖面圖；
[0013]圖3為圖2所示輪內馬達總成的放大剖面圖。
[0014]附圖標記說明
[0015]100:輪內馬達總成110:馬達總成
[0016]120:減速器 總成130:輪轂總成
[0017]140:轉向節(Knuckle)構件 150:支撐桿
[0018]160:橫拉桿(tie rod)170:車輪
[0019]180:制動甜(brake caliper) 190:下臂
【具體實施方式】
[0020]下面參照附圖，說明本發明的實施例。不過需要指出的是，以下的實施例提供用于幫助理解本發明，本發明的范圍并非限定于以下的實施例。另外，以下的實施例提供用于向所屬【技術領域】的技術人員更完全地說明本發明，對于判斷認為可能不必要地混淆本發明的技術要旨的公知構成，省略詳細說明。
[0021]圖1是本發明一個實施例的輪內馬達總成的構成圖。
[0022]如圖1所示，就本實施例的輪內馬達總成100而言，馬達總成110的旋轉軸C2與車輪170或車軸的旋轉軸Cl可以配置于相異的位置。即，馬達總成110的旋轉軸C2可以配置得相對于車輪(wheel) 170的旋轉軸Cl偏向前方上側。這樣的馬達總成110配置是為了在行駛中，即使車輪170借助于懸架151而上下回彈(bounce)，或在轉彎時，即使車輪170以既定轉向角旋轉，也會避免與車架(chassis)等的干擾，同時確保設置空間足夠大，使馬達尺寸實現最大化。另外，如圖所示，由于馬達總成110在車輪170內配置于上側方，所以在下部側生成設置空間，因此，能夠把懸架等配置于車輪170下部側的自由度得以增大。另一方面，在馬達總成110的右側空間，可以設置有制動鉗180。制動鉗180可以設置支撐于轉向節構件140，在與車輪170 —同旋轉的制動盤171上發生摩擦力，執行制動。
[0023]整體而言，本實施例的輪內馬達總成100在車輪170或車軸的旋轉軸Cl上方設置有馬達總成110的旋轉軸C2，制動鉗180位于馬達總成110的相反側，在車軸的旋轉軸Cl上方設置有支撐桿150，在下方設置有下臂的設置部190，在下臂的設置部190后方設置有橫拉桿(tie-rod) 160。
[0024]圖2是沿圖1所示A-A線截取的剖面圖。
[0025]如圖2所示，本實施例的輪內馬達總成100可以包括馬達總成110、減速器總成120、輪轂總成130及轉向節構件140。馬達總成110產生旋轉驅動力，減速器總成120使生成的旋轉驅動力減速或增大扭矩，傳遞給輪轂總成130，輪轂總成130通過其使車輪170旋轉驅動。另外，轉向節構件140通過支撐桿150及下臂190結合于車身，支撐車輛。在制動時，制動鉗180摩擦與車輪170 —同旋轉的制動盤171，產生制動力，在轉向時，使車輪170產生轉向角的橫拉桿160連接于轉向節構件140，實現轉向參考圖1。
[0026]圖3是圖2所示輪內馬達總成的放大剖面圖。
[0027]如圖3所示，本實施例的輪內馬達總成100可以包括馬達總成110。
[0028]馬達總成110用于產生旋轉驅動力，可以具有固定安裝于馬達外殼113內的定子112和以能旋轉的方式設置于定子112中心軸附近的轉子111。定子112可以具有定子鐵芯及卷繞于其上的定子線圈，借助于向定子線圈供應電流，能夠產生旋轉磁場。轉子111可以安裝得能在定子112的中心軸上旋轉，具有磁體，能夠在所述旋轉磁場內旋轉驅動。轉子111能夠支撐于馬達外殼113或馬達罩114，形成得能夠借助配置于馬達外殼113內的軸承而旋轉。
[0029]根據需要，在馬達總成110可以具有旋轉變壓器115。旋轉變壓器115可以具有固定安裝于馬達外殼113等的旋轉變壓器定子115a、與轉子111 一同旋轉的旋轉變壓器轉子115b。旋轉變壓器定子115a及旋轉變壓器轉子115b分別具有2相(phase)的繞線，能夠通過輸出電壓值的變化，檢測轉子111的旋轉速度、旋轉位置等。
[0030]另一方面，本實施例的輪內馬達總成100可以包括減速器總成120。
[0031]減速器總成120使馬達總成110生成的旋轉驅動力的扭矩增大，傳遞給輪轂總成130。減速器總成120可以具有用于第一次減速的行星齒輪組和用于第二次減速的反轉齒輪組(counter gear set)。
[0032]行星齒輪組可以具有與馬達總成110的轉子111 一體旋轉的恒星齒輪(sungear) 121、嚙合于恒星齒輪121的外周的行星齒輪122、嚙合于行星齒輪122的外周的環形齒輪123、用于傳遞減速或增大了扭矩的旋轉驅動力的承載體124。
[0033]恒星齒輪121可以設置于轉子111的端部，與轉子111 一同旋轉。例如，恒星齒輪121可以以花鍵spline方式與轉子111結合。行星齒輪122可以配置于恒星齒輪121的外周，與恒星齒輪121嚙合，根據需要，可以具有多個。環形齒輪123可以配置于行星齒輪122的外周，內周嚙合于行星齒輪122，可以設置于轉向節構件140進行固定支撐。
[0034]承載體124可以以能旋轉的方式設置于環形齒輪123的內周側。承載體124可以借助于銷而與行星齒輪122以連桿方式結合，環形齒輪123固定支撐于轉向節構件140，從而使得因反作用力而在環形齒輪123的內側旋轉。也就是說,恒星齒輪121的旋轉驅動力經行星齒輪122及環形齒輪123，在使承載體124旋轉的同時，能夠按照齒輪比，實現減速或增大扭矩。
[0035]承載體124的前端可以支撐于減速器罩126，軸承介于其與減速器罩126之間，以能旋轉的方式支撐。另外，承載體124的前端為了與下面說明的小齒輪125結合，可以向旋轉軸方向凸出既定程度形成，出于說明的便利，將其指稱為承載體軸。另一方面，承載體124的中段可以借助介于其與環形齒輪123之間的軸承而以能旋轉的方式支撐，承載體124的后端可以借助介于其與轉子111之間的軸承而以能旋轉的方式支撐。
[0036]另一方面，反轉齒輪組可以具有設置于承載體軸的小齒輪125、嚙合于小齒輪125的反轉齒輪126。
[0037]小齒輪125可以設置于在承載體124前端凸出的承載體軸(carriershaft)，能夠與承載體124 —體旋轉。例如，小齒輪125可以以花鍵(Spline)方式結合于承載體軸。
[0038]反轉齒輪126可以配置于小齒輪125的下側，與小齒輪125嚙合。與前述的馬達總成110的轉子111、行星齒輪組的承載體124、小齒輪125等以轉子111的旋轉軸C2為中心旋轉相反，本反轉齒輪126能夠以轉子111旋轉軸C2下端的車軸旋轉軸Cl為中心旋轉。借助于此，反轉齒輪126把以轉子111的旋轉軸C2為中心的旋轉驅動力傳遞給以車軸的旋轉軸Cl為中心旋轉的輪轂總成130。另外，反轉齒輪126用于與小齒輪125—同執行第二次減速，可以以比小齒輪125大的直徑形成。也就是說，小齒輪125與反轉齒輪126的齒輪比可以形成得大于I。
[0039]如前面所述，反轉齒輪126能夠以車軸的旋轉軸Cl為中心旋轉，能夠向輪轂總成130傳遞旋轉驅動力。為向輪轂總成130傳遞旋轉驅動力，反轉齒輪126的旋轉中心部可以向旋轉軸Cl方向凸出既定程度形成。出于說明的便利，將其指稱為反轉齒輪軸。另外，反轉齒輪126可以借助介于其與轉向節構件140之間的軸承而旋轉支撐，使得能夠以反轉齒輪軸為旋轉軸進行旋轉。
[0040]另一方面，本實施例的輪內馬達總成100可以包括輪轂總成130。
[0041]輪轂總成130用于把在減速器總成120中減速或增大了扭矩的旋轉驅動力傳遞給車輛的車輪，可以具有:輪轂內圈131，其與反轉齒輪軸(counter gear shaft)連結；輪轂外圈132，其配置于輪轂內圈131的外周，以能旋轉的方式支撐輪轂內圈131。
[0042]輪轂內圈131可以設置于反轉齒輪軸，與反轉齒輪軸一同旋轉。例如，輪轂內圈131可以以花鍵方式與反轉齒輪軸結合。輪轂內圈131能夠通過介于其與輪轂外圈132之間的軸承，以能旋轉的方式支撐于輪轂外圈132的內側。輪轂內圈131能夠借助于反轉齒輪軸而以旋轉軸Cl為中心進行旋轉。此時，所述的旋轉軸Cl可以以與馬達總成110的轉子111旋轉的旋轉軸C2相異的軸形成，可以以與供車輛的車輪旋轉的中心軸相同的軸形成。輪轂內圈131可以通過輪轂螺栓133與制動盤連結，通過制動盤，輪轂內圈131的旋轉驅動力可以傳遞給車輛的車輪(參考圖1及2)。
[0043]輪轂外圈132可以配置于輪轂內圈131的外周，可以通過軸承，以能旋轉的方式支撐內側的輪轂內圈131。輪轂外圈132可以結合于下面說明的轉向節構件140進行固定支撐。另外，根據需要，輪轂外圈132可以與減速器罩126—體形成。這可以通過輪轂外圈132替代減速器罩126，提供節省配件數、提高組裝效率、增大結構強度等技術優點。
[0044]另一方面，本實施例的輪內馬達總成100可以包括轉向節構件140。
[0045]轉向節構件140可以形成用于供與減速器罩126 —體化的輪轂外圈132、馬達外殼113等連結并固定支撐的支撐結構。另外，轉向節構件140可以提供通過軸承支撐反轉齒輪126、或供環形齒輪123加裝的支撐結構。另外，轉向節構件140通過支撐桿150及下臂190結合于車身，支撐車輛。使用于制動的制動鉗180或用于轉向的橫拉桿160設置或連接。[0046]如以上所作的說明，本實施例的輪內馬達總成100通過緊湊的兩段減速結構，能夠在使驅動力倍增的同時，使裝置實現小型化。另外，能夠使馬達總成110的旋轉軸C2相對于車軸的旋轉軸Cl朝前方向上偏心并設置于支撐桿150，使得能夠使用現有的盤式制動器。進而，由于在車輪170內部的緊湊設計，因而有利于與現有車架(chassis)配件的組裝，由于小型化，因而提高了車輛設計的自由度，容易維護管理。而且，本實施例的輪內馬達總成100能夠應用于前輪的輪內馬達系統，通過盤式制動器等的再生制動，還能夠有望獲得提高燃料效率等效果。
[0047]以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種輪內馬達總成，其特征在于，包括: 馬達總成(110)，其具有定子(112)及轉子(111)，產生旋轉驅動力； 減速器總成(120)，其具有行星齒輪組和反轉齒輪組，其中，所述行星齒輪組對所述馬達總成(110)的旋轉驅動力進行第一次減速或增大扭矩，所述反轉齒輪組與所述行星齒輪組連接對所述馬達總成(110)的旋轉驅動力進行第二次減速； 輪轂總成(130)，其與所述減速器總成(120)連接，把在所述減速器總成(120)中減速或增大扭矩的旋轉驅動力傳遞給車輛的車輪，并且，具有以與所述轉子(111)相異的旋轉軸(C2)為中心旋轉的輪轂內圈(131)及容納所述輪轂內圈(131)且被固定支撐的輪轂外圈(132);以及 轉向節構件(140)，其對所述馬達總成(110)、所述減速器總成(120)及所述輪轂總成(130)進行固定支撐，通過支撐桿(150)及下臂(190)結合于車身。
2.根據權利要求1所述的輪內馬達總成，其特征在于，所述行星齒輪組包括: 恒星齒輪(121)，其與所述轉子(111) 一同旋轉地設置于所述轉子(111)； 至少一個行星齒輪(122)，其嚙合于所述恒星齒輪(121)的外周； 環形齒輪(123)，其嚙合于所述行星齒輪(122)的外周，固定支撐于所述轉向節構件(140);以及 承載體(124)，其以能旋轉地設置于所述環形齒輪(123)內側，把減速或增大扭矩的旋轉驅動力傳遞給所述反轉齒輪組。
3.根據權利要求1所述的輪內馬達總成，其特征在于，所述反轉齒輪組包括: 小齒輪(125)，其設置于所述行星齒輪組的承載體(124)，與所述承載體(124) —同旋轉；以及 反轉齒輪(126)，其以比所述小齒輪(125)大既定程度的半徑形成，與所述小齒輪(125)嚙合，由所述轉向節構件(140)能夠以與所述輪轂內圈(131)相同的旋轉軸(C2)為中心旋轉地支撐，在旋轉中心軸上設置有所述輪轂內圈(131)，向所述輪轂總成(130)傳遞旋轉驅動力。
4.根據權利要求1所述的輪內馬達總成，其特征在于， 所述輪轂外圈(132)與所述減速器總成(120)的減速器罩(126) —體形成。
5.根據權利要求1所述的輪內馬達總成，其特征在于， 所述轉子(111)的旋轉軸(Cl)以所述車輪的側方為基準，配置于比所述輪轂內圈(131)的旋轉軸(C2)更前方上側。
【文檔編號】B60K7/00GK103879275SQ201310293571
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年7月12日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】金東鉉 申請人:現代摩比斯株式會社