專利名稱：輪轂驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輪轂驅(qū)動裝置，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡潔且易于與懸架集成的輪轂驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
輪轂獨立驅(qū)動是一種古老而先進的驅(qū)動方式，具有顯著的優(yōu)點。其一，車輪的驅(qū)動力和制動力可以獨立調(diào)節(jié)并根據(jù)整車需求 協(xié)調(diào)控制，車輛具有優(yōu)異的動力學(xué)特性。其二，車輛的總體布置極為簡化和靈活，車內(nèi)的空間最大化。其缺點主要是增大了非懸掛質(zhì)量，低速時車輛的接地安全性和平順性有惡化的趨勢，但高速時車輛的平順性反而得到了改善。研究表明，只要對現(xiàn)有懸架進行相應(yīng)調(diào)校，即可克服這些不利的影響。近年來，伴隨著電機和控制技術(shù)的進一步發(fā)展，輪轂驅(qū)動裝置又得到了重視。現(xiàn)有的輪轂驅(qū)動裝置主要有兩類，一種是帶減速器的高速電機驅(qū)動裝置，一種是不帶減速器的低速電機驅(qū)動裝置。前者多采用轉(zhuǎn)速高達12000 15000rpm的高速、永磁、風(fēng)冷或水冷的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機來實現(xiàn)，搭配的減速器傳動比為10 12左右。后者通常采用磁極對數(shù)高達20 24、集中繞組、永磁、風(fēng)冷或水冷的外轉(zhuǎn)子電機來實現(xiàn)，其最高轉(zhuǎn)速為1500 2000rpmo與前者相比，后者結(jié)構(gòu)更緊湊，采用的外轉(zhuǎn)子電機具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠提供更大的內(nèi)部空間與懸架裝置集成，因此，得到了優(yōu)先應(yīng)用。美國專利申請US2010/0163323A1公開了一種輪轂驅(qū)動裝置，其包括外轉(zhuǎn)子輪內(nèi)電機、環(huán)形制動器、輪轂單元和無輪輻車輪，其中，無輪輻車輪在輪輞外側(cè)設(shè)置了安裝凸耳，用于和外轉(zhuǎn)子的軸向外側(cè)端面固接，外轉(zhuǎn)子通過輪轂單元支撐在內(nèi)定子的徑向外側(cè)，環(huán)狀制動器固接在外轉(zhuǎn)子的軸向內(nèi)側(cè)端面上，在外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)端面上固接著轉(zhuǎn)子端蓋，其徑向延伸到輪轂單元附近，支撐在設(shè)置在輪轂單元軸向內(nèi)側(cè)外的第二軸承上，冷卻管路和動力電纜通過設(shè)置在輪轂單元內(nèi)的孔進出輪內(nèi)電機。PCT專利申請W02011/045697A2和W02012/020349A2公開了另外一種輪轂驅(qū)動裝
置，其包括外轉(zhuǎn)子輪內(nèi)電機、設(shè)置在電機內(nèi)部的電機控制器、環(huán)形制動器、輪轂單元和車輪，其中，車輪和輪轂單元為常規(guī)零部件，電機控制器布置在環(huán)形定子的冷卻水套的側(cè)面，外轉(zhuǎn)子通過輪轂單元支撐在環(huán)形定子的徑向外側(cè)，環(huán)狀制動器固接在外轉(zhuǎn)子的軸向內(nèi)側(cè)端面上，在外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)端面上固接有轉(zhuǎn)子端蓋，定子端蓋固接在輪轂單元軸向內(nèi)側(cè)并與轉(zhuǎn)子端蓋徑向相對，且通過設(shè)置的第二軸承相連接，冷卻管路和動力電纜通過設(shè)置在定子端蓋上設(shè)置的孔進出輪內(nèi)電機。上述公開的技術(shù)方案存在著以下問題為了解決電機的密封問題，以及為了保證轉(zhuǎn)子和定子之間不發(fā)生擦碰而設(shè)置的第二軸承和轉(zhuǎn)子端蓋，卻帶來了冷卻管路和動力電纜進出電機困難的問題；由于轉(zhuǎn)子端蓋也是轉(zhuǎn)動的，冷卻管路和動力電纜進出電機的位置只能設(shè)置在輪轂單元附近，可能會與懸架發(fā)生干涉，難與多種懸架集成。因此，還存在著提供一種結(jié)構(gòu)簡潔且易于與懸架集成的輪轂驅(qū)動裝置的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡潔且易于與懸架集成的輪轂驅(qū)動裝置。本發(fā)明提供了一種輪轂驅(qū)動裝置，其集成于車輪內(nèi)部以驅(qū)動或制動車輪，包括輪內(nèi)電機，其包括沿徑向從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)子托架、環(huán)形轉(zhuǎn)子、環(huán)形定子、配電環(huán)、定子托架和環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)，以及沿軸向從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次同軸設(shè)置的制動盤托架和旋轉(zhuǎn)油封，其中，所述環(huán)形轉(zhuǎn)子固設(shè)在所述轉(zhuǎn)子托架上，并與所述環(huán)形定子相對布置，所述環(huán)形定子固設(shè)在所述定子托架上，所述定子托架與所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)固接，所述配電環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形定子、所述定子托架和所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)所圍成的空間內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)油封設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)和所述制動盤托架所圍成的空間內(nèi)；制動裝置，其包括環(huán)形制動盤和制動卡鉗，其中，所述環(huán)形制動盤通過所述制動盤托架固接在所述轉(zhuǎn)子托架的軸向內(nèi)側(cè)，所述制動卡鉗設(shè)置在所述環(huán)形制動盤的徑向內(nèi)側(cè)并固接在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的徑向內(nèi)側(cè)；以及輪轂單 元，其包括輪轂和輪轂軸承，其中，所述輪轂在軸向外側(cè)具有用于安裝車輪的第一凸臺和用于安裝所述轉(zhuǎn)子托架的第二凸臺，其軸向內(nèi)側(cè)支撐在所述輪轂軸承的內(nèi)圈上，所述輪轂軸承的外圈固接在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)上的軸承座內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，所述輪轂的第一凸臺直徑等于車輪中心孔直徑；所述輪轂的第二凸臺直徑略大于車輪安裝面直徑；以及所述輪轂軸承的節(jié)圓直徑大于所述輪轂的第二凸臺直徑。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，所述定子托架的內(nèi)部腔道與所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的外壁圍成冷卻水道，其進水口和出水口設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)油封為外唇口高速常壓型油封，其安裝在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的外壁上，密封唇與所述制動盤托架的內(nèi)壁接觸密封。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，所述配電環(huán)固接在所述環(huán)形定子的內(nèi)側(cè)面，其多相輸入端穿過所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的側(cè)壁與動力電纜相連接，或者先連接到設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)側(cè)壁上的配電盒后再與動力電纜相連接。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，所述配電環(huán)的輸出端與所述環(huán)形定子的各相相電連接，其多相輸入端通過動力電纜和電機控制器相電連接。本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，采用了大直徑輪轂軸承，并將轉(zhuǎn)子托架和車輪單獨安裝到輪轂上，因此，結(jié)構(gòu)剛性高，可以取消第二軸承和轉(zhuǎn)子后端蓋的設(shè)置，并可在大直徑處配置冷卻管路和動力電纜，在輪內(nèi)留出了與懸架集成所需的空間。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以得到一種結(jié)構(gòu)簡潔且易于與懸架集成的輪轂驅(qū)動裝置。


圖I是本發(fā)明的一具體實施例的局部剖視示意圖。圖中1輪內(nèi)電機；11轉(zhuǎn)子托架；12環(huán)形轉(zhuǎn)子；13環(huán)形定子；14配電環(huán)；15定子托架；16環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)；17制動盤托架；18旋轉(zhuǎn)油封；19A進水口 ；19B出水口 ；19C多相輸入端；
2制動裝置；21環(huán)形制動盤；3輪轂單元；31輪轂；32輪轂軸承；4車輪；D1輪轂第一凸臺直徑；D2輪轂第二凸臺直徑；D3輪轂軸承節(jié)圓直徑。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。應(yīng)理解，實施例僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制。圖I是本發(fā)明的一具體實施例的局部剖視示意圖。參考圖I，集成于車輪內(nèi)部以驅(qū)動或制動車輪的輪轂驅(qū)動裝置包括輪內(nèi)電機1，其包括沿徑向從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)子托架11、環(huán)形轉(zhuǎn)子12、環(huán)形定子13、配電環(huán)14、定子托架15和環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16，以及沿軸向從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次同軸設(shè)置的制動盤托架17和旋轉(zhuǎn)油封18，其中，環(huán)形轉(zhuǎn)子12固設(shè)在轉(zhuǎn)子托架11上，并與環(huán)形定子13相對布置，環(huán)形定子13固設(shè)在定子托架15上，定子托架15與環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16固接，配電環(huán)14設(shè)置在環(huán)形定子13、定子托架15和環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16所圍成的空間內(nèi)，旋轉(zhuǎn)油封18設(shè)置在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16和制動盤托架17所圍成的空間內(nèi)；制動裝置2，其包括環(huán)形制動盤21和制動卡鉗(未示出)，其中，環(huán)形制動盤21通過制動盤托架17固接在轉(zhuǎn)子托架11的軸向內(nèi)側(cè)，制動卡鉗設(shè)置在環(huán)形制動盤21的徑向內(nèi)側(cè)并固接在環(huán) 形轉(zhuǎn)向節(jié)16的徑向內(nèi)側(cè)；以及輪轂單元3，其包括輪轂31和輪轂軸承32，其中，輪轂31在 軸向外側(cè)具有用于安裝車輪4的第一凸臺和用于安裝轉(zhuǎn)子托架11的第二凸臺，其軸向內(nèi)側(cè)支撐在輪轂軸承32的內(nèi)圈上，輪轂軸承32的外圈固接在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16上的軸承座內(nèi)。輪轂31的第一凸臺直徑Dl等于車輪中心孔直徑；輪轂31的第二凸臺直徑D2略大于車輪安裝面直徑；以及輪轂軸承32的節(jié)圓直徑D3大于輪轂31的第二凸臺直徑D2。已有的轉(zhuǎn)子托架11通常是夾在輪轂31的端面和車輪4之間的，依靠車輪螺栓將其和車輪4 一并鎖緊，這需要較大的擰緊力矩。當(dāng)轉(zhuǎn)子托架11和車輪4分開并分別與輪轂31裝配后，可以有效地減小轉(zhuǎn)子托架11的平面度誤差和端面圓跳動誤差，這意味著輪內(nèi)電機I的氣隙也可以得到保證。此外，車輪螺栓的擰緊力矩也可以減小到規(guī)定力矩的一半。輪轂軸承32的直徑越大，其剛性越高，輪內(nèi)電機I的氣隙在行駛過程中越不易發(fā)生變化，避免環(huán)形轉(zhuǎn)子12的內(nèi)側(cè)和環(huán)形定子13的外側(cè)發(fā)生擦碰，這也意味著氣隙可以選擇更小的數(shù)值，提高輪內(nèi)電機I的最大輸出轉(zhuǎn)矩。定子托架15的內(nèi)部腔道與環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16的外壁圍成冷卻水道，其進水口 19A和出水口 19B設(shè)置在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16的內(nèi)壁上。顯然，進水口 19A和出水口 19B設(shè)置在較大的直徑處，不易與懸架元件發(fā)生干涉，或?qū)ζ洳贾卯a(chǎn)生限制。旋轉(zhuǎn)油封18為外唇口高速常壓型油封，其安裝在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16的外壁上，密封唇與制動盤托架17的內(nèi)壁進行接觸密封。輪內(nèi)電機I的最高轉(zhuǎn)速為2000rpm。對于18英寸車輪，其在2000rpm時可達到的車速約為240km/h。此時，密封唇的接觸線速度為35 40m/s，需用高速型油封。此外，輪內(nèi)電機I內(nèi)部并無油液，旋轉(zhuǎn)油封18主要用于阻擋外部水、灰塵等污染物進入，采用常壓型油封即可。由于可以利用離心力進行有效潤滑，因此，選擇了外唇口油封。配電環(huán)14固接在環(huán)形定子13的內(nèi)側(cè)面，其多相輸入端19C穿過環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16的側(cè)壁與動力電纜相連接，或者先連接到設(shè)置在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)16的側(cè)壁上的配電盒后再與動力電纜相連接。配電環(huán)14的輸出端與環(huán)形定子13的各相相電連接，其多相輸入端19C將通過動力電纜和電機控制器(未示出)相電連接。顯然，多相輸入端19C也設(shè)置在較大直徑處，不易與懸架元件發(fā)生干涉，或?qū)ζ洳贾卯a(chǎn)生約束。
本發(fā)明的輪轂驅(qū)動裝置，采用了大直徑輪轂軸承，并將轉(zhuǎn)子托架11和車輪4單獨安裝到輪轂2上，因此，結(jié)構(gòu)剛性高，可以取消第二軸承和轉(zhuǎn)子后端蓋的設(shè)置，并可在大直徑處配置冷卻管路和動力電纜，在輪內(nèi)留出了與懸架集成所需的空間。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以得到一種結(jié)構(gòu)簡潔且易于與懸架集成的輪轂驅(qū)動裝置。本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是覆蓋在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所進行的所有改變和修改。這些改變和修改不應(yīng)被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍，并且所有諸如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的修改均應(yīng)被包括在所附權(quán)利要求的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輪轂驅(qū)動裝置，其集成于車輪內(nèi)部以驅(qū)動或制動車輪，包括 輪內(nèi)電機，其包括沿徑向從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)子托架、環(huán)形轉(zhuǎn)子、環(huán)形定子、配電環(huán)、定子托架和環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)，以及沿軸向從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次同軸設(shè)置的制動盤托架和旋轉(zhuǎn)油封，其中，所述環(huán)形轉(zhuǎn)子固設(shè)在所述轉(zhuǎn)子托架上，并與所述環(huán)形定子相對布置，所述環(huán)形定子固設(shè)在所述定子托架上，所述定子托架與所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)固接，所述配電環(huán)設(shè)置在所述環(huán)形定子、所述定子托架和所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)所圍成的空間內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)油封設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)和所述制動盤托架所圍成的空間內(nèi)； 制動裝置，其包括環(huán)形制動盤和制動卡鉗，其中，所述環(huán)形制動盤通過所述制動盤托架固接在所述轉(zhuǎn)子托架的軸向內(nèi)側(cè)，所述制動卡鉗設(shè)置在所述環(huán)形制動盤的徑向內(nèi)側(cè)并固接在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的徑向內(nèi)側(cè)；以及 輪轂單元，其包括輪轂和輪轂軸承，其中，所述輪轂在軸向外側(cè)具有用于安裝車輪的第一凸臺和用于安裝所述轉(zhuǎn)子托架的第二凸臺，其軸向內(nèi)側(cè)支撐在所述輪轂軸承的內(nèi)圈上， 所述輪轂軸承的外圈固接在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)上的軸承座內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述輪轂的第一凸臺直徑等于車輪中心孔直徑； 所述輪轂的第二凸臺直徑略大于車輪安裝面直徑；以及 所述輪轂軸承的節(jié)圓直徑大于所述輪轂的第二凸臺直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述定子托架的內(nèi)部腔道與所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的外壁圍成冷卻水道，其進水口和出水口設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)油封為外唇口高速常壓型油封，其安裝在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的外壁上，密封唇與所述制動盤托架的內(nèi)壁接觸密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述配電環(huán)固接在所述環(huán)形定子的內(nèi)側(cè)面，其多相輸入端穿過所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的側(cè)壁與動力電纜相連接，或者先連接到設(shè)置在所述環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)側(cè)壁上的配電盒后再與動力電纜相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述配電環(huán)的輸出端與所述環(huán)形定子的各相相電連接，其多相輸入端通過動力電纜和電機控制器相電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輪轂驅(qū)動裝置，包括輪內(nèi)電機，包括沿徑向從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)子托架、環(huán)形轉(zhuǎn)子、環(huán)形定子、配電環(huán)、定子托架和環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)，以及沿軸向從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次同軸設(shè)置的制動盤托架和旋轉(zhuǎn)油封；制動裝置，包括環(huán)形制動盤和制動卡鉗，環(huán)形制動盤通過制動盤托架固接在轉(zhuǎn)子托架的軸向內(nèi)側(cè)，制動卡鉗設(shè)置在環(huán)形制動盤的徑向內(nèi)側(cè)并固接在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)的徑向內(nèi)側(cè)；以及輪轂單元，包括輪轂和輪轂軸承，輪轂在軸向外側(cè)具有用于安裝車輪的第一凸臺和用于安裝轉(zhuǎn)子托架的第二凸臺，其軸向內(nèi)側(cè)支撐在輪轂軸承的內(nèi)圈上，輪轂軸承的外圈固接在環(huán)形轉(zhuǎn)向節(jié)上的軸承座內(nèi)。
文檔編號H02K7/08GK102963247SQ20121056074
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者夏承鋼, 孫江明 申請人:上海中科深江電動車輛有限公司