專利名稱：車輪驅動設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及車輪驅動設備，并更具體而言涉及通過將車輪和電動機一體化構成的直接驅動和外轉子式的車輪驅動設備。
背景技術：
過去，使用輪內(nèi)電動機使車輪旋轉以驅動車輛(例如，參見專利文獻1)。此車輪驅動設備采用直接驅動和外傳子系統(tǒng)。輪內(nèi)電動機具有位于內(nèi)周側的定子和位于外周側的轉子，定子安裝至用作殼體的關節(jié)構件，轉子安裝至車輪，由此定子和轉子彼此相對地布置。 在此車輪驅動設備中，轉子與車輪一體化，且輪內(nèi)電動機的旋轉直接傳遞至車輪。專利文獻1 日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2004-115014在專利文獻1所揭示的車輪驅動設備中，轉子所安裝至的車輪被配置為具有圓筒形狀，并在車輪的沿著軸向的兩端具有輪緣，由此輪緣與車輪主體一體化，并朝向車輪的徑向外側延伸。此外，定子所安裝至的殼體成型為圓筒狀。殼體在其內(nèi)周側具有安裝部分，懸架臂、系桿等安裝至安裝部分。在這樣的車輪驅動設備的結構中，因為轉子與車輪一體化，所以當由于車輪的主體的外側上的損傷等而變得需要更換車輪時需要將整個車輪與整個轉子一起拆卸。此外， 懸架構件安裝至定子所安裝至的殼體。因此，在更換輪胎之前，需要將車輪與懸架斷開，并將包括電動機和輪胎在內(nèi)的車輪整體卸下。根據(jù)專利文獻1所揭示的車輪驅動設備，對于輪胎更換需要較多維護工作，輪胎更換的工作性較差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的總體目的是提供創(chuàng)新并實用的車輪驅動設備，其具有改善的更換車輪和輪胎的工作性。本發(fā)明的以上目的由下述車輪驅動設備的方面實現(xiàn)，其包括圓筒形內(nèi)殼體、車輪和電動機，所述圓筒形內(nèi)殼體由車體經(jīng)由懸架支撐，所述車輪由所述圓筒形內(nèi)殼體支撐，使得所述車輪可相對于所述圓筒形內(nèi)殼體旋轉，所述電動機具有安裝至所述圓筒形內(nèi)殼體的定子和安裝至所述車輪的轉子，其中，所述車輪包括主體部分；和外側部分，其位于所述車體的外側，并且所述轉子安裝至所述主體部分。利用本發(fā)明的以上方面，車輪被分為至少兩個部分，即主體部分和外側部分。因為車輪可以被劃分，所以可以僅拆卸車輪的外側部分。還可以在保持將轉子固定至車輪的主體部分的情況下將外側部分安裝至主體部分。根據(jù)本發(fā)明的該方面，可以在不將轉子從車輪的主體部分卸下的情況下更換比車輪的主體部分更容易受損的外側部分。此外，通過僅拆卸外側部分，可以在不從車體卸下驅動輪的情況下更換輪胎。根據(jù)本發(fā)明的該方面，可以改善更換車輪驅動設備的工作性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)以上方面的車輪驅動設備，其中當車輪安裝部安裝至主體部分時，所述車輪安裝部不會阻礙所述外側部分安裝至所述主體部分和從所述主體部分拆卸。利用本發(fā)明的以上方面，可以在防止外側部分與安裝至主體部分的車輪安裝部接觸的同時將外側部分安裝至主體部分和從主體部分拆卸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，還包括制動鉗， 其安裝至所述主體部分，并包括制動塊；以及圓形制動盤，其具有比所述外側部分的內(nèi)周小的外徑，安裝至所述主體部分，并被配置為由在所述圓形制動盤的內(nèi)周側的所述制動塊夾持，從而使所述圓形制動盤停止旋轉。利用本發(fā)明的以上方面，可以在防止外側部分與安裝至主體部分的圓形制動盤接觸的同時將外側部分拆卸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述主體部分包括中心部分，其具有沿著所述中心部分的整個內(nèi)周朝向所述車輪的旋轉軸線延伸的側凸緣部；以及內(nèi)側部分，其具有沿著所述內(nèi)側部分的整個內(nèi)周朝向所述車輪的旋轉軸線延伸的側凸緣部。利用本發(fā)明的以上方面，電動機的部件被容納在形成于中心部分的側凸緣部與內(nèi)側部分的側凸緣部之間的空間區(qū)域內(nèi)。此外，側凸緣沿著主體部分的整個內(nèi)周朝向車輪的旋轉軸線延伸，并且電動機被保持在這些凸緣部。因此，提高了組裝電動機部件和車輪部件的效率，并且可以提高車輪的主體部分的環(huán)形剛度或圓周硬度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述中心部分和所述內(nèi)側部分在相對于所述車輪的所述旋轉軸線位于所述轉子的最外周部分以外的位置處連接以形成所述主體部分。利用本發(fā)明的以上方面，中心部分和內(nèi)側部分在轉子的外徑以外的位置處通過例如螺栓連接。因為不需要在旋轉軸線方向上與轉子相鄰的位置處在車輪上形成緊固孔，所以整個車輪在車體的側方向上的寬度可以縮小。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述主體部分具有多個開口，所述多個開口沿著所述定子的圓形線圈端部并沿著所述旋轉軸線朝向所述圓形線圈端部形成，并且能夠容納冷卻流體，并且所述開口繞所述旋轉軸線的最外側直徑小于所述定子的所述圓形線圈端部繞所述旋轉軸線的最外側直徑。利用本發(fā)明的以上方面，開口在車輪旋轉時旋轉，并與包含在空間區(qū)域中的冷卻流體室連通。冷卻流體進入開口。隨著車輪的旋轉，冷卻流體被開口向上運送，并通過由旋轉引起的離心力而繞旋轉軸線在開口內(nèi)的外周側上集中。在開口內(nèi)的外周側位于定子的圓形線圈端部的最外周以內(nèi)，集中在開口內(nèi)的外周側上的冷卻流體朝向定子的圓形線圈端部移動。因此，冷卻流體趨于向圓形線圈端部的整個周邊排放，從而提高了冷卻效率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述多個開口中的一組沿著所述定子的所述圓形線圈端部位于所述內(nèi)側部分的所述側凸緣部中，并且所述多個開口中的另一組沿著所述定子的所述圓形線圈端部位于所述中心部分的所述側凸緣部中。利用本發(fā)明的以上方面，冷卻流體在沿著旋轉軸線的內(nèi)側和外側從開口移動到圓形線圈端部內(nèi)。因此位于定子兩側的圓形線圈端部可以容易地受到冷卻以提高冷卻效率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，還包括軸承，其布置在所述側凸緣部的各個最內(nèi)側直徑部的附近，并將所述車輪支撐為可相對于所述內(nèi)殼體旋轉；以及密封件，其布置在所述側凸緣部的各個最內(nèi)側直徑部的附近，并將所述車輪與所述內(nèi)殼體之間的間隙密封。利用本發(fā)明的以上方面，軸承和密封件布置在車輪的側凸緣部的各個最內(nèi)側直徑部的附近。因此，可以降低軸承和密封件的相對圓周速度，從而延長軸承和密封件的機械壽命，并提高其可靠性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述內(nèi)殼體還包括內(nèi)周凸緣部，其沿著所述內(nèi)殼體的整個內(nèi)周朝向所述車輪的旋轉軸線延伸，并與用于所述懸架和用于所述制動鉗的安裝部分一體化。利用本發(fā)明的以上方面，至這些安裝部分，但是可以通過與用于懸架和用于制動鉗的安裝部分一體化的內(nèi)周凸緣部來確保內(nèi)殼體的環(huán)形剛度或圓周硬度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)前述方面的車輪驅動設備，其中，所述內(nèi)殼體還包括外周凸緣部，其沿著所述內(nèi)殼體的整個外周從所述外周向外延伸。利用本發(fā)明的以上方面，通過包括在內(nèi)殼體中的外周凸緣部來確保內(nèi)科體的環(huán)形剛度或圓周硬度。當結合附圖閱讀以下詳細說明時，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點將由此變得更加清楚。


圖IA是示出配備有本發(fā)明的實施例的車輪驅動設備的車輪的立體圖。圖IB是示出配備有本發(fā)明的實施例的車輪驅動設備的車輪的立體圖。圖2是通過沿著實施例的車輪驅動設備的徑向切開示出其主要部分的切開立體圖。圖3是通過沿著實施例的車輪驅動設備的徑向切開示出其主要部分的放大切開立體圖。圖4是沿著與圖3不同的預定平面所取的、示出實施例的車輪驅動設備的主要部分的放大剖視圖。圖5是從車輪的外側示出實施例的車輪驅動設備的側視圖。圖6是沿著實施例的車輪驅動設備的徑向示出其主要部分的分解切開視圖。圖7A是沿著實施例的車輪驅動設備的徑向示出其主要部分的局部切開視圖。圖7B是沿著實施例的車輪驅動設備的徑向示出其主要部分的局部切開視圖。圖8A是示出實施例的車輪驅動設備的內(nèi)殼體的結構的視圖。圖8B是示出實施例的車輪驅動設備的內(nèi)殼體的結構的視圖。
具體實施例方式現(xiàn)將參照圖IA至圖8B給出對本發(fā)明的實施例的說明。圖IA和IB是用于示出配備有根據(jù)本發(fā)明的實施例的車輪驅動設備10的驅動輪 12的立體圖。圖IA是從車輛的內(nèi)側觀察的，且圖IB是從車輪的外側觀察的。圖2是通過沿著實施例的車輪驅動設備10的徑向切開示出其主要部分的立體圖。
此實施例的車輪驅動設備10分別配置在車輛的驅動輪中以對驅動輪進行驅動。 車輪驅動設備應用于在其車輪內(nèi)配備有作為驅動動力源的電動機的電動車輛。因為實施例的結構在各驅動輪之間相同，所以將僅對驅動輪之一給出解釋。該結構可以應用于僅前輪或僅后輪。車輪驅動設備10構成驅動輪，并包括由鋁或鐵制成的車輪14和由橡膠制成的輪胎16。車輪14和輪胎16分別成形為圓筒狀和能夠相對于車輛的車體旋轉的旋轉構件。內(nèi)殼體18布置在圓筒的內(nèi)側。內(nèi)殼體18形為圓筒狀，且不能相對于車體旋轉。在內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面上形成懸架臂安裝部分M、懸架臂安裝部分沈、系桿安裝部分30、以及制動鉗安裝部分34，懸架臂安裝部分M用于經(jīng)由球節(jié)來安裝構成懸架的上臂 20的一端，懸架臂安裝部分沈用于通過球節(jié)來安裝構成懸架的下臂22的一端，系桿安裝部分30用于通過球節(jié)來安裝系桿觀，制動鉗安裝部分34用于安裝制動鉗34。懸架臂20和 22的另一端通過軸襯等連接至車體，使得懸架臂能豎直地擺動。內(nèi)殼體18是由車體通過懸架支撐的轉向節(jié)構件。車輪14由內(nèi)殼體18經(jīng)由徑向軸承36和38支撐，使得車輪可相對于圓筒形內(nèi)殼體旋轉。軸承36和38用作所謂車軸軸承。車輪驅動設備10包括用作設置在各個驅動輪12中的驅動源的電動機40。電動機 40布置在車輪14的內(nèi)周側，并包括由環(huán)狀的永磁體制成的轉子42以及通過將線圈繞鐵芯卷繞制成的定子44。轉子42沿著車輪14的內(nèi)周安裝。此外，定子44安裝至內(nèi)殼體18的外周表面。在內(nèi)殼體18與車輪14之間形成空間區(qū)域46，并且空間區(qū)域46容納轉子42和定子44。轉子42和定子44在維持轉子42與定子44之間沿著徑向的小間隙的同時彼此相對地布置在空間區(qū)域46內(nèi)。這里，上述徑向軸承36和38還用作電動機軸承。內(nèi)殼體18與車輪14之間的空間區(qū)域46在旋轉軸線方向上的端部處通過油密封件48和50被緊密地密封。冷卻潤滑油被緊密地封裝在空間區(qū)域46內(nèi)。空間區(qū)域46的形狀為環(huán)狀。油聚集在空間區(qū)域46的下部?？臻g區(qū)域46內(nèi)的油向定子44的圓形線圈端部44a 排放以冷卻圓形線圈端部44a，或向徑向軸承36和38排放從而對其進行潤滑。在由以下區(qū)域構成的空間區(qū)域46的一部分或全部中形成油室被轉子42占據(jù)的區(qū)域；被定子44占據(jù)的區(qū)域；由側凸緣部72、轉子42和定子44圍繞的區(qū)域；在由內(nèi)殼體 18、軸承36和定子44圍繞的圓形線圈端部44a附近的區(qū)域；在由內(nèi)殼體18、軸承38和定子44圍繞的圓形線圈端部44a附近的區(qū)域；由軸承36和油密封件48圍繞的區(qū)域；由軸承 38和油密封件50圍繞的區(qū)域；被軸承36占據(jù)的區(qū)域；被軸承38占據(jù)的區(qū)域；以及在上述部件之間的各種間隙，例如定子44與側凸緣部72之間的間隙，以及定子與中心部分之間的間隙。定子44的線圈經(jīng)由開關器件連接至配備在車輛中的電池。當通過設置在車體中的控制器控制開關器件以供應電力時，電力從電池供應從而對線圈給電。當線圈被給電時， 通過在轉子42與定子44之間產(chǎn)生的電磁力來使轉子42旋轉。制動裝置的制動盤52通過螺栓安裝至車輪14。制動盤52的形狀為環(huán)形盤狀，并通過組裝在制動鉗32中的制動塊而夾緊和松開，制動鉗32在制動盤52的內(nèi)周側安裝至內(nèi)殼體。制動盤52與車輪14 一起旋轉，并在被制動鉗32的制動塊夾緊時停止旋轉。當電動機40的定子44被給電時，取決于給電狀態(tài)，通過定子44與轉子42之間產(chǎn)生的電磁力使轉子42旋轉。在此情況下，車輪14和輪胎16隨著轉子42的旋轉而一體旋轉。電動機40的旋轉方向中的一個對應于用于向前行駛的旋轉方向，另一個對應于用于向后行駛的旋轉方向。車輪驅動設備10可以將電動機40的旋轉直接傳遞給車輪14。因此，實現(xiàn)了用于使包括車輪14、輪胎16和制動盤52的驅動輪12旋轉的直接驅動且外轉子式的驅動傳動系統(tǒng)。如上所述，電動機40的轉子42安裝至本實施例的車輪驅動設備10中的車輪14。 還如所述的，電動機40的定子44安裝至內(nèi)殼體18，而懸架臂20和22、系桿28、以及制動鉗 32通過安裝部分M、26、30以及；34安裝至內(nèi)殼體18。如果轉子42集成到車輪14中且車輪14具有單體結構，則在對車輪外側表面的損失進行修理時不僅需要卸下車輪而且還需要卸下轉子44?；蛘?，如果構造成在通過將輪胎 16從車輪14卸載來更換輪胎16時將車輪14與輪胎16 —起從車體卸下，則需要通過將驅動輪12與懸架脫離來將包括車輪14和電動機40在內(nèi)的整個驅動輪12卸下。在車輪14是單體結構并且轉子42不能容易地從車輪卸載或者為了更換輪胎需要將整個驅動輪12從車體卸下的情況下，由于除了輪胎16之外為更換車輪14花費較長時間和大量人工，工作性變得較差。這里，本實施例的車輪驅動設備10具有不會引起這種缺點的結構。此后，將參照圖3至8對本實施例的特征進行說明。圖3是通過沿著車輪的徑向切開來示出作為本實施例的車輪驅動設備10的主要部分的車輪14和內(nèi)殼體18的放大立體圖。圖4是沿著除了圖3以外的預定平面所取的、 示出作為本實施例的車輪驅動設備的主要部分的車輪14和內(nèi)殼體18的放大剖視圖。圖5 是從車輪的沿著其寬度方向的外側示出本實施例的車輪驅動設備10的車輪14和內(nèi)殼體18 的側視圖。圖6是通過沿著本實施例的車輪驅動設備10的徑向切開來示出作為其主要部分的車輪14、內(nèi)殼體18和輪胎16的分解圖。車輪14具有沿著旋轉軸線劃分為三個部分的三體結構，即中心部分60、位于中心部分60內(nèi)側的內(nèi)側部分62、以及位于中心部分60外側的車體外側部分64。中心部分60大體成型為圓筒狀，并具有與輪胎16的內(nèi)徑大體相同的直徑。內(nèi)側部分62是與輪胎16的外表面接觸的輪緣部分，并成型為具有用于將輪胎16安裝于其上的臺階部。外側部分64是與輪胎16的另一個外表面接觸的輪緣部分，并成型為具有用于將輪胎16安裝于其上的臺階部。中心部分60和內(nèi)側部分64具有能夠組裝的對應形狀。具體而言，中心部分60包括圓筒部分60a、在車體的外側與圓筒部分60a相鄰的側凸緣部60b、以及在車體內(nèi)側與圓筒部分60a相鄰的較厚部分60c。通過將側凸緣部60b、圓筒部分60a、以及較厚部分60c按此順序相機從車輛外側向內(nèi)側布置，來構造中心部分60。 圓筒部分60a具有轉子容納部分66，轉子容納部分66容納并保持轉子42，且占據(jù)空間區(qū)域 46的一部分。圓筒部分60a用作轉子42的外殼體。側凸緣部60b從圓筒部分60a的內(nèi)周表面朝向旋轉軸線并沿著中心部分60的整個內(nèi)周延伸。較厚部分60c成型為從圓筒部分 60a的外周向外突伸，并且較厚部分60c的外徑大于圓筒部分60a的外徑。中心部分60的外徑從側凸緣部60b通過圓筒部分60a到較厚部分60c按此順序逐漸增大。上述轉子42沿著中心部分60的整個內(nèi)周表面固定至圓筒部分60a的轉子容納部分66。通過將轉子42順著旋轉軸線沿著從車體內(nèi)側向其外側的方向插入到轉子容納部分66中，來將轉子42固定至轉子容納部分66。在較厚部分60c中形成沿著旋轉軸線方向朝向中心部分60的緊固孔70。多個緊固孔70以預定間隔沿著較厚部分60c的整個周邊設置。此外，內(nèi)側部分62具有沿著旋轉軸線方向從其與中心部分60的轉子容納部分66相對的內(nèi)周表面延伸的側凸緣部72。側凸緣部72沿著內(nèi)側部分62的整個內(nèi)周表面形成。沿旋轉軸方向形成穿透內(nèi)側部分62的緊固孔74。在旋轉軸線方向上，在內(nèi)側部分62的、與中心部分60的轉子容納部分66相對的外周側上形成穿透內(nèi)側部分62的緊固孔74。緊固孔74在旋轉軸線方向上與緊固孔70相對，并以預定間隔沿著內(nèi)側部分62的整個周邊布置。中心部分60和內(nèi)側部分62通過例如插入到緊固孔70和74中的螺栓76緊固。當中心部分60和內(nèi)側部分62通過螺栓緊固時，中心部分60的側凸緣部60b和內(nèi)側部分62 的側凸緣部72相對地布置從而形成空間區(qū)域46。如所述的，轉子42固定在轉子容納部分 66內(nèi)。緊固孔78在側凸緣部60b中形成為沿著旋轉軸線方向朝向中心部分60。緊固孔 78以預定間隔沿著側凸緣部60b的整個周邊設置。穿透外側部分64的緊固孔80沿著旋轉軸線方向形成。緊固孔80沿著旋轉軸線方向與緊固孔78相對地以預定間隔沿著外側部分 64的整個周邊布置。緊固孔80以預定間隔形成在從外側部分64的內(nèi)周表面沿著旋轉軸線方向突伸的突伸部分82中。中心部分60和外側部分64通過插入到緊固孔78和80中的螺栓84緊固。緊固孔86在旋轉軸線方向上在側凸緣部60b中朝向車體的的外側開口。緊固孔 86以預定間隔沿著側凸緣部60b形成在不存在用于緊固車輪的緊固孔78的位置處。穿透制動盤52的緊固孔88在旋轉軸線方向上開口。多個緊固孔88以預定間隔沿著制動盤52 的整個周邊在旋轉軸線方向上與緊固孔86相對地布置。緊固孔88處于形成在制動盤52 的沿著制動盤52的半徑向外方向的外周表面上的制動盤安裝部分90中。制動盤52通過插入到緊固孔86和88中的螺栓92緊固到中心部分60上，其中緊固孔88和86將中空間隔體94夾置于緊固孔86和88之間。外側部分64和制動盤52被配置為在旋轉軸線方向上互不妨礙。制動盤52的外徑小于外側部分64的最內(nèi)側直徑，外側部分64的最內(nèi)側直徑大于制動盤52的外徑。具體而言，外側部分64的突伸部分82的最內(nèi)側直徑大于制動盤52的將制動盤安裝部分90排除在外的外周表面的直徑。制動盤安裝部分90的最外側直徑小于外側部分的將突伸部分 82排除在外的內(nèi)徑。在制動盤52安裝至中心部分60的狀態(tài)下，外側部分64可以安裝至中心部分60和從中心部分60拆卸。同時，在外側部分64安裝至中心部分60的狀態(tài)下，制動盤52可以安裝至中心部分60和從中心部分60拆卸。如所述的，車輪14在旋轉軸線方向上分為三個部分，即，中心部分60、內(nèi)側部分62和外側部分64 ；并且外側部分64通過螺栓84緊固到中心部分60上。因此，可以在保持中心部分60與內(nèi)側部分62之間連接的情況下，將外側部分64從中心部分60拆卸和安裝至中心部分60。如所述的，內(nèi)側部分62通過螺栓76緊固到中心部分60上。通過將螺栓76緊固和松脫，將中心部分60和內(nèi)側部分62集成或分開。因此，可以在保持中心部分60與外側部分64之間的連接的情況下，將內(nèi)側部分62從中心部分60拆卸和安裝至中心部分60。
如所述的，電動機40的轉子42固定至車輪14的中心部分60。因此，可以在不將轉子42從車體和車輪14的位于車體側的一部分卸下的情況下將外側部分64從中心部分 60拆卸。此外，可以在不將轉子42從車輪14卸下的情況下將內(nèi)側部分62從中心部分60 拆卸。與中心部分60相比，外側部分64容易與路緣碰撞并受損。即使當需要更換外側部分64時，也可以在不將轉子42從車輪卸下的情況下容易地進行更換。同時，在車輛正在移動時，內(nèi)側部分62和外側部分64容易被彈起的石頭撞擊。當需要更換內(nèi)側部分62時，可以無需將轉子42從驅動輪卸下的情況下在將驅動輪12從車輛卸下之后容易地進行更換。外側部分64和內(nèi)側部分62經(jīng)由中心部分60連接并與輪胎16的外表面接觸以安裝輪胎16。輪胎16的內(nèi)徑基本與中心部分60的外徑相同。因此，當外側部分64從中心部分60拆卸時，輪胎失去了外側部分64提供的支撐，并可以通過從中心部分60沿著旋轉軸線方向拉動來拆卸。此時，不需要將驅動輪12從車體卸下。因此，可以容易地通過僅將外側部分64從車輪14拆卸而無需將驅動輪12從車體卸下，來更換輪胎16。如果驅動輪12 從車體卸下，需要將驅動輪12的內(nèi)殼體18與懸架斷開。但是，根據(jù)本實施例，不需要將內(nèi)殼體與例如懸架斷開并卸下驅動輪。由此，在需要更換內(nèi)側部分62、外側部分64和輪胎16的情況下，可以在無需拆卸 40和卸下驅動輪12的情況下完成更換工作。因此，更換工作可以簡化并縮短，從而改善了更換的工作性。如所述的，因為不需要拆卸電動機40，所以也不需要為組裝電動機所必須的調節(jié)零點和重寫控制軟件。由此，也可以改善在更換內(nèi)側部分62、外側部分64和輪胎16 時的工作性。在本實施例中，制動盤52安裝至車輪14的中心部分60并與車輪14 一體旋轉。制動盤52成型為中空盤狀，并在其內(nèi)周側被制動鉗32夾緊或松開。當將外側部分64從中心部分60拆卸時，不需要將制動鉗32從內(nèi)殼體18拆卸和將制動盤52從車輪14拆卸。因為不需要將制動系統(tǒng)拆開，所以可以改善更換的工作性。此外，安裝至中心部分60的制動盤52被形成為在旋轉軸線方向上不妨礙外側部分64。制動盤52的外徑小于外側部分64的內(nèi)徑。當將外側部分64安裝至車輪14的中心部分60或從車輪14的中心部分60拆卸時，可以防止外側部分64與安裝至中心部分60的制動盤52進行接觸。如所述的，當將外側部分64安裝至中心部分60和從中心部分60拆卸時，制動盤52可以保持安裝至車輪14，并且進一步制動鉗32可以保持安裝至內(nèi)殼體18， 并且不需要拆卸制動系統(tǒng)。因此，可以改善在更換外側部分64時的工作性。輪胎16的內(nèi)徑與中心部分60的外徑基本相同并在中心部分60附近大于外側部分64的內(nèi)徑。因此，輪胎16的內(nèi)徑大于制動盤的外徑。當將輪胎16安裝至車輪14的外周或從車輪14的外周拆卸時，可以防止輪胎16的內(nèi)周與制動盤52進行接觸。如所述的， 當將輪胎16安裝至中心部分16和從中心部分16拆卸時，制動盤52可以保持安裝至車輪 14，并且進一步制動鉗32可以保持安裝至內(nèi)殼體18，并且不需要拆卸制動系統(tǒng)。因此，可以改善在更換輪胎16時的工作性。當中心部分60和內(nèi)側部分62通過螺栓緊固時，中心部分60的側凸緣部60b和內(nèi)側部分62的側凸緣部72相對地布置，從而形成用于容納電動機40的空間區(qū)域46。這里， 轉子42固定在轉子容納部分66內(nèi)。在本實施例中，使用側凸緣部60b和72作為電動機殼體將電動機40保持在空間區(qū)域46內(nèi)。因此，可以提高將電動機組裝到驅動輪12中的效率。此外，側凸緣部60b和72從中心部分60和內(nèi)側部分62的內(nèi)周表面朝向旋轉軸線方向并沿著內(nèi)周表面的整個周邊延伸。與其中不設置側凸緣部60b和72的結構相比，根據(jù)該結構，可以防止車輪14在半徑方向上的變形。因此，可以通過防止車輪14在其半徑方向上的變形來確保車輪14的環(huán)形剛度或圓周硬度。由此，防止轉子42與定子44之間的間隙的變化，從而限制電動機40的轉矩波動。如所述的，圓筒部分60a、側凸緣部60b、和較厚部分60c的直徑按此順序逐漸增大。中心部分60的圓筒部分60a具有包含在空間區(qū)域46中的轉子容納部分66，以用于容納并保持轉子42。因此，在將電動機組裝至驅動輪12時，可以通過將轉子42從車輛內(nèi)側向車輛外側沿著旋轉軸線方向插入到中心部分60，來將轉子42固定至轉子容納部分66。因此，組裝轉子42的性能可以得到改善。中心部分60的內(nèi)徑可以沿著旋轉軸線方向逐漸增大或減小。例如，在制造中心部分60時使用可沿著旋轉軸線方向分離的兩個模具即可。因此，可以通過容易地制造中心部分60來改善車輪驅動設備的制造性。如所述的，通過將螺栓76插入到通過整個周邊在預定的間隔處開口的緊固孔70 和74，來使中心部分60和內(nèi)側部分62互相緊固。緊固孔70和74位于中心部分60的轉子容納部分66的外周側。因此，將中心部分60緊固至內(nèi)側部分62的螺栓位于固定至轉子容納部分66的轉子42的外周側。不需要在旋轉軸線上位于轉子42和轉子容納部分66附近通過螺栓使中心部分60 緊固至內(nèi)側部分62的緊固孔70和72。相反，使緊固孔70和72在半徑方向上位于轉子42 和轉子容納部分66外側即可。在本實施例中，可以縮短車輪14在車輛寬度方向上的總寬度。因此，車輪驅動設備10可以應用于具有較窄寬度的輪胎16?；蛘?，可以盡可能增大轉子42和轉子容納部分66的長度。因此，可以在不增大車輪14的總寬度的情況下提高轉子性能。此外，由內(nèi)殼體18經(jīng)由徑向軸承36和38將車輪14保持為可相對于內(nèi)殼體旋轉。 如所述的，在保持電動機40的內(nèi)殼體18與車輪14之間的空間區(qū)域46通過油密封件48和 50被緊密地密封。這些徑向軸承36和38以及油密封件48和50被設置在分別位于側凸緣部60b和72的最小直徑部的附近的位置。在上述結構中，可以將包括徑向軸承36和38以及油密封件48和50在內(nèi)的、在驅動輪12旋轉時進行旋轉的旋轉構件的旋轉半徑最小化。因為旋轉構件的周向速度可以得到盡可能的降低，所以徑向軸承更耐久，并且可以提高油密封件48和50的可靠性。如所述的，通過側凸緣部60b和72來確保車輪14的環(huán)形剛度或圓周硬度，限制徑向軸承36和38 以及油密封件48和50的位置偏差，并可以通過防止其壽命縮短來確保密封性。圖7A是通過沿著本實施例的車輪驅動設備的半徑方向切開來示出其主要部分的分解圖。圖7A和7B是通過將車輪14和內(nèi)殼體18縱向切掉并將內(nèi)側部分62與中心部分 60分開來示出本實施例的車輪驅動設備10的局部視圖。圖7A示出了內(nèi)側部分62的外側， 圖7B示出了外側部分64的內(nèi)側。如所述的，位于內(nèi)殼體18與車輪14之間的空間區(qū)域46為近似環(huán)狀的形狀，并被緊密地密封以封裝油。因此，空間區(qū)域46包括油室，并且油蓄積在空間區(qū)域46的下部。 這里，因為定子44固定至不旋轉的內(nèi)殼體，所以為了充分地冷卻空間區(qū)域46的包含定子44(尤其是其上部)的上部區(qū)域，需要將蓄積在空間區(qū)域46的下部區(qū)域中的油向上帶動。在本實施例中，形成在內(nèi)側部分62中的側凸緣部72具有通過旋轉軸線方向的多個開口 100。當通過螺栓將內(nèi)側部分62緊固到中心部分60以形成空間區(qū)域46時，開口 100 與定子44的圓形線圈端部4 相鄰。各個開口 100形狀類似在旋轉軸線方向上的凹部，并朝向圓形線圈端部4 開口。多個開口 100以預定間隔沿著內(nèi)側部分62的側凸緣部72的周邊并還沿著定子44的圓形線圈端部4 布置。當在車輪14的旋轉期間開口 100中的一個或多個位置較低時，開口 100中的所述一個或多個與蓄積油的空間區(qū)域46的下部連通。 圍繞旋轉軸線的開口 100內(nèi)的外周側直徑小于圍繞旋轉軸線的圓形線圈端部44a的外徑。 換言之，圍繞旋轉軸線，開口 100的最外側直徑小于定子44的最外側直徑。參照圖7A，多個開口 102形成在中心部分60的側凸緣部60b中，并在旋轉軸線方向上開口。當內(nèi)側部分62通過螺栓84緊固到中心部分60上時，開口 102與固定至內(nèi)殼體 18的定子44的圓形線圈端部44b相鄰。開口 102在旋轉軸線方向上凹入，并朝向圓形線圈端部44b開口。多個開口 102以預定間隔沿著中心部分60的側凸緣部60b的周邊并還沿著定子44的圓形線圈端部44b布置。當在車輪14的旋轉期間開口 102中的一個或多個位置較低時，開口 102中的所述一個或多個與蓄積油的空間區(qū)域46的下部區(qū)域連通。位于中心部分60中的開口 102內(nèi)的外周側的直徑小于圓形線圈端部44b的外徑。換言之，開口 102的最外側直徑小于定子44的最外側直徑。利用該結構，開口 100和102在車輪14的旋轉期間與車輪一起旋轉并在位置較低時與蓄積油的空間區(qū)域46的下部區(qū)域連通。油作為冷卻流體從蓄積油并與開口連通的空間區(qū)域的下部區(qū)域流入開口 100和102。在油流入開口 100和102之后，這些開口隨著車輪 14的旋轉而向上移動。此時，開口 100和102內(nèi)的油隨著車輪14的旋轉而被向上運送，并通過由車輪的旋轉引起的離心力而集中在開口內(nèi)的外周側。開口 100和102內(nèi)的外周側位于定子44的圓形線圈端部4 和44b的最外側直徑部的內(nèi)徑側，并且圓形線圈端部4 和44b的最外周端部位于開口 100和102內(nèi)的外周側的外側。集中在開口 100和102內(nèi)的外周側上的油的一部分或全部通過離心力經(jīng)由開口的開口表面移動到圓形線圈端部4 和44b的一側上。這樣從開口 100和102移動的油被甩到圓形線圈端部4 和44b上方。此后，油向下掉落通過定子44與轉子42之間的間隙、 圓形線圈端部4 與側凸緣部72之間的間隙、和/或圓形線圈端部44b與側凸緣部60b之間的間隙，最終蓄積在空間區(qū)域46的下部區(qū)域中。在本實施例中，因為可以將由開口 100和開口 102向上運送的油通過車輪14的離心力向上排放至定子44的圓形線圈端部4 和44b，所以可以容易地將油排放到空間區(qū)域 46的上部區(qū)域中包括圓形線圈端部4 和44b的整個周邊。因此，可以充分地冷卻空間區(qū)域46的上部區(qū)域中的定子，從而將定子44的圓形線圈端部4 和44b中產(chǎn)生的熱有效地傳輸至內(nèi)殼體18和車輪14，并提高定子44的冷卻效率。優(yōu)選地，將開口 100和102內(nèi)的外周側形成為使其孔以漸變方式從車體附近的底部向開口表面增大。此形狀使得油集中在開口 100和102的外周端部，以容易地移動到定子44的圓形線圈端部4 和44b —側。此外，空間區(qū)域46內(nèi)的油排放至用于使車輪14相對于內(nèi)殼體18旋轉的徑向軸承 36和38。可以通過空間區(qū)域46內(nèi)的油來潤滑徑向軸承36和38，并維持車輪14相對于內(nèi)殼體18的旋轉能力。如所述的，車輪14的中心部分60和內(nèi)側部分62通過螺栓76緊固。電動機40被保持在車輪14與內(nèi)殼體18之間的空間區(qū)域46中，并且空間區(qū)域46對油進行容納和密封。 為了確?？臻g區(qū)域46的能力，需要防止油從空間區(qū)域46向外流動或者諸如水之類的異物從外部通過緊固孔70和74及其附近的中心部分60和內(nèi)側部分62的抵靠表面流入空間區(qū)域46。因此，環(huán)形0環(huán)110和112設置在中心部分60和內(nèi)側部分62的緊固孔70和74 的附近。0環(huán)110是用于確保空間區(qū)域46對于緊固孔70和74以及在緊固孔70和74附近的中心部分60和內(nèi)側部分62的抵靠表面的密封能力的橡膠狀構件。0環(huán)112是用于確保緊固孔70和74對于外部以及中心部分60和內(nèi)側部分62的抵靠表面的密封能力的橡膠狀構件。當中心部分60和內(nèi)側部分62通過插入到緊固孔70和74中的螺栓76緊固時，空間區(qū)域46通過0環(huán)110與螺栓緊固孔70和74等密封，并且緊固孔70和74通過0環(huán)112 與外部密封。因此，可以通過0環(huán)110和112防止油流向外部以及異物從外部流入空間區(qū)域46。圖和8b是示出本實施例的車輪驅動設備10的內(nèi)殼體18的結構的視圖。圖8A 示出了內(nèi)殼體18的外側，圖8B示出了內(nèi)殼體18的內(nèi)側。如所述的，懸架臂20和22、系桿28、以及制動鉗32通過安裝部分M、26、30和34 安裝至內(nèi)殼體18。懸架臂安裝部分M和沈、系桿安裝部分30和制動鉗安裝部分34形成在內(nèi)殼體18的內(nèi)周。因此，隨著懸架臂20和22、系桿28、以及制動鉗32的動作，較大的應力會施加至安裝部分M、26、30和34。為了適當?shù)鼐S持驅動輪12的旋轉驅動，需要不僅確保車輪中的環(huán)形剛度或圓周硬度，而且還需要確保內(nèi)殼體中的環(huán)形剛度或圓周硬度。為此，內(nèi)周凸緣部120從內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面朝向旋轉軸線突伸。內(nèi)周凸緣部 120在內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面上相對較靠近車體外側的位置處沿著內(nèi)殼體18的整個內(nèi)周形成。內(nèi)周凸緣部120在內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面上相對較靠近車體外側的位置處周向地連接全部安裝部分對、26、30和34。安裝部分M、26、30和34經(jīng)由內(nèi)周凸緣部120連接。通過在內(nèi)殼體18上形成內(nèi)周凸緣部120，與其中未形成內(nèi)周凸緣部120的情況相比，不容易發(fā)生半徑方向上的變形。此外，因為內(nèi)周凸緣部120將安裝部分M、26、30和34 連接，所以即使通過分別連接到安裝部分的懸架臂20和22、系桿觀以及制動鉗32使得較大的應力施加至安裝部分，也可以防止由應力引起內(nèi)殼體18的變形。此外，外周凸緣部122在內(nèi)周凸緣部120的外周表面上沿著徑向向外方向突伸。 凸緣部122在內(nèi)殼體18的外周表面上相對較靠近車體內(nèi)側的位置處沿著內(nèi)殼體18的整個外周形成。凸緣部122用作用于確定安裝至內(nèi)殼體18的外周表面的定子44的位置的突伸部。與其中形成凸緣部122的情況相比，不容易發(fā)生內(nèi)殼體18沿著內(nèi)殼體18的半徑方向的變形。根據(jù)本實施例，可以通過由凸緣部120和122強化內(nèi)殼體18來確保內(nèi)殼體18的環(huán)形剛度或圓周硬度。結果，可以抑制由內(nèi)殼體18的變形引起的轉子42與定子44之間的間隙的變化，且同時可以通過防止徑向軸承36和38的壽命縮短來確保油密封件48和50 的密封能力。
上述兩個凸緣部120和122形成在內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面和外周表面上。優(yōu)選地， 將它們形成在最靠近車體外側或內(nèi)側的位置，以進一步提高內(nèi)殼體18的環(huán)形剛度或圓周硬度。在本實施例中，凸緣部122形成在內(nèi)殼體18的外周表面上最靠近車體內(nèi)側處。凸緣部122可以形成在內(nèi)殼體18的外側或內(nèi)側。無論是外側還是內(nèi)側，內(nèi)殼體18的環(huán)形剛度或圓周硬度是一樣的。但是，假如凸緣部122形成在內(nèi)殼體18的內(nèi)周表面，則內(nèi)殼體18 的凸緣部122的內(nèi)徑變得足夠小，以能夠在驅動輪相對于車體移動(行駛)時使凸緣部122 與懸架臂20、22和系桿28接觸，懸架臂20、22和系桿28在更靠近車體外側并位于內(nèi)殼體 18的內(nèi)周表面上的位置處連接至安裝部分24J6和30。因為凸緣部122形成在內(nèi)殼體18的更靠近車體的外周上，所以內(nèi)殼體在車體側的內(nèi)徑不受凸緣部122的影響，從而充分地維持內(nèi)殼體18與懸架臂20、22和系桿28之間的間隙。因此，懸架臂20,22和系桿28的行為不受限制。此外，形成在內(nèi)殼體18的外表面上的凸緣部122用作確定定子44在旋轉軸線方向上的位置的構件。不需要額外地設置用于確定定子44相對于內(nèi)殼體18在旋轉軸線方向上的位置的專用構件。權利要求的范圍與以上實施例之間的對應關系如下。例如，分別地，“主體部分”對應于中心部分60和內(nèi)側部分62 ；“車輪安裝部”對應于制動盤52、制動鉗32等；“側凸緣部” 對應于凸緣部60b和72 ；“密封件”對應于油密封件48和50 ；“內(nèi)周凸緣部”對應于凸緣部 120 ；并且“外周凸緣部”對應于凸緣部122。此外，“冷卻流體室”對應于空間區(qū)域46內(nèi)的油室。其上安裝車輪驅動設備的驅動輪12不限于系桿所連接的要轉向的車輪，其可以是不轉向的車輪。如所述的，車輪14具有被劃分為三個部分的三體結構，即，中心部分60、內(nèi)側部分 62以及外側部分64 ；但是，外側部分64和中心部分60可以集成到內(nèi)側部分62成為兩體結構。同樣，在此情況下，外側部分64可以被配置為在不接觸制動盤52的情況下從車輪14 的其他部分拆卸。本發(fā)明不限于這些實施例，而是可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下進行更改和修改。本申請基于在2008年12月22日遞交給日本專利局的日本在先專利申請 No. 2008-3沈對5，其全文通過引用結合于此。
權利要求
1.一種車輪驅動設備，其包括圓筒形內(nèi)殼體、車輪和電動機，所述圓筒形內(nèi)殼體由車體經(jīng)由懸架支撐，所述車輪由所述圓筒形內(nèi)殼體支撐，使得所述車輪可相對于所述圓筒形內(nèi)殼體旋轉，所述電動機具有安裝至所述圓筒形內(nèi)殼體的定子和安裝至所述車輪的轉子，其中，所述車輪包括 主體部分；和外側部分，其位于所述車體的外側，并且所述轉子安裝至所述主體部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輪驅動設備，其中，車輪安裝部安裝至所述主體部分，所述車輪安裝部不會阻礙所述外側部分安裝至所述主體部分和從所述主體部分拆卸。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車輪驅動設備，還包括制動鉗，其安裝至所述圓筒形內(nèi)殼體主體部分，并包括制動塊；以及圓形制動盤，其具有比所述外側部分的內(nèi)周小的外徑，安裝至所述主體部分，并被配置為在所述圓形制動盤的內(nèi)周側由所述制動塊夾持，從而使所述圓形制動盤停止旋轉。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的車輪驅動設備， 其中，所述主體部分包括中心部分，其具有沿著所述中心部分的整個內(nèi)周朝向所述車輪的旋轉軸延伸的凸緣部；以及內(nèi)側部分，其具有沿著所述內(nèi)側部分的整個內(nèi)周朝向所述車輪的所述旋轉軸延伸的凸緣部，并且所述電動機被保持在這些凸緣部之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的車輪驅動設備，其中，所述中心部分和所述內(nèi)側部分在相對于所述車輪的所述旋轉軸比所述轉子的最外周更外的位置處連接以形成所述主體部分。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的車輪驅動設備，其中，所述主體部分具有多個開口，所述多個開口沿著所述定子的圓形線圈端部并沿著所述旋轉軸朝向所述圓形線圈端部形成，并且能夠容納冷卻流體，并且所述開口繞所述旋轉軸的最外側直徑小于所述定子的所述圓形線圈端部繞所述旋轉軸的最外側直徑。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輪驅動設備，其中，所述多個開口中的一組沿著所述定子的所述圓形線圈端部位于所述內(nèi)側部分的所述凸緣部中，并且所述多個開口中的另一組沿著所述定子的所述圓形線圈端部位于所述中心部分的所述凸緣部中。
8.根據(jù)權利要求4所述的車輪驅動設備，還包括軸承，其布置在所述凸緣部的各個最內(nèi)側直徑部的附近，并將所述車輪支撐為可相對于所述內(nèi)殼體旋轉；以及密封件，其布置在所述凸緣部的各個最內(nèi)側直徑部的附近，并將所述車輪與所述內(nèi)殼體之間的間隙密封。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的車輪驅動設備， 其中，所述內(nèi)殼體還包括內(nèi)周凸緣部，其沿著所述內(nèi)殼體的整個內(nèi)周朝向所述車輪的所述旋轉軸延伸，并與用于所述懸架和用于所述制動鉗的安裝部分一體化。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的車輪驅動設備， 其中，所述內(nèi)殼體還包括外周凸緣部，其沿著所述內(nèi)殼體的整個外周從所述外周向外延伸。
全文摘要
一種車輪驅動設備包括圓筒形內(nèi)殼體(18)、車輪(14)和電動機(40)，所述圓筒形內(nèi)殼體由車體經(jīng)由懸架支撐，所述車輪由圓筒形內(nèi)殼體(18)支撐，使得車輪(14)可相對于圓筒形內(nèi)殼體(18)旋轉，所述電動機具有安裝至圓筒形內(nèi)殼體(18)的定子(44)和安裝至車輪(14)的轉子(42)，其中，所述車輪包括主體部分(60)；和外側部分(64)，其位于車體的外側，并且轉子(42)安裝至主體部分(60)。
文檔編號B60K7/00GK102256823SQ20098015084
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權日2008年12月22日
發(fā)明者村田智史 申請人:豐田自動車株式會社