輪內電動機驅動單元的製作方法
2023-04-22 21:19:51 2
專利名稱：輪內電動機驅動單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及由各電動機驅動車輪可行駛的電動汽車所使用的每個車輪的驅動單元、所謂的輪內電動機(in wheel motor)驅動單元的改進提案。
背景技術：
作為這種輪內電動機驅動單元，目前已知有例如專利文獻I中記載的技術。
該輪內電動機驅動單元具備由電動機驅動的輸入軸、與車輪結合的輸出軸、旋轉自如地支承該輸出軸的輪轂軸承，通過將來自電動機的旋轉動力經輸入軸及輸出軸傳遞到車輪，由此，將各車輪由各輪內電動機驅動單元驅動，使電動汽車行駛。
因此，上述輸入軸及輸出軸間需要相互驅動結合。但是，在進行輸入輸出軸間的驅動結合時，由於輪轂軸承的晃動及尺寸公差，輸出軸因向車輪的橫向力等而相對於輸入軸相對擺動，因此，需要以可吸收這些輸入輸出軸間的驅動結合部的相對位移的方式進行該驅動結合。
因此，輸入輸出軸間的驅動結合也如專利文獻I中所記載，通過相對位移吸收式驅動結合構造來進行該驅動結合。
專利文獻1:(日本)特開2009 - 190440號公報
但是，在以專利文獻I所記載的為代表的現有的輪內電動機驅動單元中，上述的相對位移吸收式驅動結合構造承擔著支承輸出軸的旋轉的功能，同時，配置於車輪軸承部即輪轂軸承的附近，因此，產生如下問題。
S卩，相對位移吸收式驅動結合構造接近輪轂軸承意味著由於該相對位移吸收式驅動結合構造處於輸出軸的擺動中心，因此，輸出軸的擺動中心接近車輪接近。因此，目前，由於輪轂軸承的晃動及尺寸公差產生車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸的擺動角、即輸入輸出軸間的驅動結合部的輸入輸出軸相對位移量增大。
上述的相對位移吸收式驅動結合構造需要可靠地吸收這樣的大的輸入輸出軸驅動結合部的輸入輸出軸相對位移以不在輸入輸出軸間產生「翹動^ >9)」等不良情況，因此，在現有的輪內電動機驅動單元中，不能避免了輸入輸出軸間的相對位移吸收式驅動結合構造的大型化，進而會產生輪內電動機驅動單元自身大型化的問題。
這樣，通過使輪轂軸承向車寬方向外方移動，當增大其與相對位移吸收式驅動結合構造的距離，則輪內電動機驅動單元的軸長變長，導致要求小型化的輪內電動機驅動單元的大型化。發明內容
本發明的目的在於，提供一種輪內電動機驅動單元，通過精心設計上述相對位移吸收式驅動結合構造相對於電動機的相對配置部位，即通過將相對位移吸收式驅動結合構造配置於遠離輪轂軸承的軸線方向位置，不會帶來輪內電動機驅動單元的上述的大型化， 從而避免有關上述相對位移吸收式驅動結合構造的大型化的問題。
為實現該目的，本發明的輪內電動機驅動單元如下構成。首先，對成為本發明前提 的輪內電動機驅動單元進行說明，其具備通過電動機驅動的輸入軸；與車輪結合的輸出 軸；旋轉自如地支承該輸出軸的輪轂軸承，並設有相對位移吸收式驅動結合構造，該相對位 移吸收式驅動結合構造將所述輸入軸及所述輸出軸間驅動結合，而且，以可吸收該驅動結 合部的輸入輸出軸相對位移的方式進行所述輸入軸及所述輸出軸間的驅動結合。
本發明使這樣的輪內電動機驅動單元的所述相對位移吸收式驅動結合構造具有 如下特徵，即、配置於隔著所述電動機與所述輪轂軸承相反一側的軸線方向位置。
根據這樣的本發明的輪內電動機驅動單元，相對位移吸收式驅動結合構造由於為 上述的配置，而存在於遠離輪轂軸承的軸線方向位置。因此，通過相對位移吸收式驅動結合 構造的位置決定的輸出軸的擺動中心遠離輪轂軸承(車輪)，可以減小因輪轂軸承的晃動及 尺寸公差產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸的擺動角、即輸入輸出軸間的驅動結合 部的輸入輸出軸相對位移量。
因此，相對位移吸收式驅動結合構造能進儘可能吸收輸入輸出軸驅動結合部的上 述小的輸入輸出軸相對位移，可以實現輸入輸出軸間的相對位移吸收式驅動結合構造的小 型化，進而可以使輪內電動機驅動單元小型化，可以消除關於這些上述大型化的問題。
圖1是示意性表示說明直至本發明的設想的經緯所使用的電動汽車用輪內電動 機驅動單元的參考例的縱剖側面圖2是表示本發明第一實施例的輪內電動機驅動單元的示意縱剖側面圖3表示在圖2的輪內電動機驅動單元使用的相對位移吸收式驅動結合構造，圖 3 Ca)是將該相對位移吸收式驅動結合構造以圖3 (b)的II1-1II線上設定截面並沿箭 頭方向觀察表示的縱剖側面圖，圖3 (b)是將該相對位移吸收式驅動結合構造作為軸直角 截面進行表示的縱剖正面圖4是表示本發明第二實施例的輪內電動機驅動單元的示意縱剖側面圖5表示在圖4的輪內電動機驅動單元使用的相對位移吸收式驅動結合構造，圖 5 (a)是將該相對位移吸收式驅動結合構造以圖5 (b)的V — V線上設定截面並沿箭頭方 向觀察表示的縱剖側面圖，圖5 (b)是將該相對位移吸收式驅動結合構造作為軸直角截面 進行表示的縱剖正面圖6是表示本發明第三實施例的輪內電動機驅動單元的示意縱剖側面圖7是表示本發明第四實施例的輪內電動機驅動單元的示意縱剖側面圖8是表示本發明第五實施例的輪內電動機驅動單元的示意縱剖側面圖9表示本發明第六實施例的輪內電動機驅動單元，圖9 Ca)是該輪內電動機驅 動單元的示意縱剖側面圖，圖9 (b)是表示該輪內電動機驅動單元的輪胎橫向力輸入時的 輸出軸傾斜狀態的說明圖。
符號說明
I 外殼
2電動機
3輸入軸
4、5軸承
6輸出軸
7輸入輸出軸結合部
8輪轂軸承
9多組向心推力軸承
11相對位移吸收式驅動結合構造
12內筒
12a軸線方向突條
13外筒
13a軸線方向突條
13c外周凸緣
14彈性材料(相對位移吸收體)
15、16螺栓
21行星齒輪式減速齒輪組
22太陽齒輪
23齒圈
24階梯行星小齒輪
25行星齒輪架
26延長軸
31平行軸式減速齒輪組
32驅動小齒輪
33大徑中間齒輪
34小徑中間齒輪
35輸出齒輪
36惰輪軸
37軸承
38延長軸
41其它的相對位移吸收式驅動結合構造
42輪轂軸承結合部具體實施方式
下面、基於附圖所示的實施例對本發明的實施方式進行詳細說明。
(參考例的構成及其問題點)
圖1表示用於說明直至本發明的設想的經緯的、輪內電動機驅動單元的參考例。 圖1的輪內電動機驅動單元具有外殼I，在該外殼I內收納電動機2。
電動機2由固設於外殼I內的定子2s和在其內周具有徑向間隙(徑方向間隙)地 同心配置的轉子2r構成。
轉子2r與輪內電動機驅動單元的輸入軸3驅動結合，利用配置於轉子2r的軸線 方向兩側的軸承4、5將該輸入軸3旋轉自如地支承於外殼I。
與輸入軸3同軸且對接配置有輸出軸6，將這些輸入軸3及輸出軸6的對接部7相互結合。
在輸出軸6的另一端固定有輪轂軸承8，通過利用多組向心推力軸承9將該輪轂軸承8旋轉自如地支承於外殼I的開口端,將輸出軸6支承於外殼I內。雖然未圖不,但在輪轂軸承8的從外殼I的開口端露出的面上安裝有車輪。
當對電動機2的定子2s通電時，通過來自此的電磁力驅動轉子2r旋轉。
來自電動機2的旋轉驅動力依次經輸入軸3及輸出軸6到達輪轂軸承8，使車輪與輸入軸3及輸出軸6 —體旋轉，由此可進行電動汽車的行駛。
但是，輸入軸3及輸出軸6的相互對接結合部7因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等，從而使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，因此，兩軸相對位移。
這樣的輸出軸6的擺動(輸入輸出軸3、6的對接結合部7的輸入輸出軸相對位移) 產生雜音、驅動功能的損失(車輛不能行駛)以及左右輪驅動力差引起的車輛動作不穩定， 需要避免這些問題。
上述是如圖1所不的將輸入輸出軸3、6間直接連結的情況的問題,在輸入輸出軸3、6經由變速機構結合的情況下，還進一步產生變速機構的齒輪接觸帶來的齒輪噪音、應力集中、摩擦增大等作為電動汽車不能忽略的其它問題，這些問題的避免也成為當務之急。
為解決上述諸多問題，目前，如上述專利文獻I中所看到的，為了以可吸收上述的輸出軸6的擺動(輸入輸出軸3、6的對接結合部7的輸入輸出軸相對位移)的方式驅動結合輸入輸出軸3、6間，而通過相對位移吸收式驅動結合構造(圖1中作為黑匣子11表示)進行該驅動結合。
但是，在現有的輪內電動機驅動單元中，相對位移吸收式驅動結合構造11如虛線 11』所示，與輸出軸6的旋轉支承部一同配置於車輪軸承部即輪轂軸承8的附近，因此，輸入輸出軸3、6的相互對接結合部如虛線V所示，位於輪轂軸承8的附近，因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角α如α』所示那樣增大，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部V的輸入輸出軸相對位移量增大。
相對位移吸收式驅動結合構造11』需要可靠地吸收這種大的輸出軸6的擺動角 α 』(輸入輸出軸驅動結合部7』的輸入輸出軸相對位移)，以不在輸入輸出軸3、6間產生「翹動」等的不良情況，因此，現有的輪內電動機驅動單元中，無論相對位移吸收式驅動結合構造11』為橡膠聯軸器等撓曲式結構，還是齒輪聯軸器等機械式結構，都不能避免其大型化， 進而會產生輪內電動機驅動單元自身大型化的問題。
這樣，通過使輪轂軸承8向車寬方向外方移動，如果增大其與相對位移吸收式驅動結合構造11』的距離，則輪內電動機驅動單元的軸長加長，導致以小型化為使命的輪內電動機驅動單元的大型化。
(第一實施例的構成)
圖2表示消除了上述有關大型化的問題的本發明第一實施例的輪內電動機驅動單元，圖3 (a)、(b)表示用於該輪內電動機驅動單元的相對位移吸收式驅動結合構造11的詳細結構。
圖2中，對與圖1同樣起作用的部分標註同一符號進行表示，避免其重複說明。本實施例中，如圖2所示，隔著電動機2在與輪轂軸承8相反一側的軸線方向位置配置相對位移吸收式驅動結合構造11。因此，與轉子2r結合的輸入軸3形成中空，經由設於其外周的軸承4、5旋轉自如地支承於外殼I。
輸出軸6遊嵌於輸入軸3的中空孔內，將這些輸入軸3及輸出軸6在遠離輪轂軸承8的端部7通過相對位移吸收式驅動結合構造11相互結合。
例如圖3 (a)、(b)所示，相對位移吸收式驅動結合構造11以同心配置的方式具有內筒12及外筒13，在內筒12的外周，沿圓周反向等間隔地突設有多個軸線方向突條12a， 在外筒13的內周沿圓周方向等間隔地圖設有多個軸線方向突條13a。突條12a、13a設為在圓周方向相互重疊這樣的相對高度，在這些突條12a、13a所在的內筒12的外周及外筒13 的內周之間填充橡膠等彈性材料14 (相對位移吸收體)，且經由該彈性材料14使內筒12及外筒13 —體化。
如圖2所示，在將這樣的相對位移吸收式驅動結合構造11用於輸入軸3及輸出軸 6間的驅動結合時，在內筒12的軸線方向突條12a穿設軸線方向孔12b並插通螺栓15，在外筒13的軸線方向突條13a也穿設軸線方向孔13b並插通螺栓16。而且，輸出軸6及輸入軸3的對應端部與接近輪轂軸承8的內筒12及外筒13的端面分別接觸，通過插通軸線方向突條12a的螺栓15將輸出軸6的端部安裝於內筒12，通過插通軸線方向突條13a的螺栓 16將中空輸入軸3的端部安裝於外筒13。
(第一實施例的作用、效果)
來自電動機2 (轉子2r)的旋轉動力經中空輸入軸3到達相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13，之後，依次經過彈性材料14及內筒12到達輸出軸6，並通過輪轂軸承 8 (車輪)的旋轉驅動使電動汽車可行駛。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、寸法公差及撓曲而產生向車輪的橫向力等，使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，即使這些軸3、6通過結合端部7相對位移，也可以通過相對位移吸收式驅動結合構造11 (彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移，同時，可以繼續上述的動力傳遞，可以避免軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，在本實施例中，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反的一側，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角α比現有的α 』大幅減小，且輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量相比目前也減小。
因此，用於如上所述吸收輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移的相對位移吸收式驅動結合構造11成為與輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量相吻合的小型的構造，進而有助於輪內電動機驅動單元的小型化。
就該效果而言，不僅相對位移吸收式驅動結合構造11是圖示例的橡膠聯軸器(撓曲)式結構，即使是在齒輪聯軸器等機械式結構，或是液力偶合器等流體式結構的情況下， 當然也能夠同樣得到。
(第二實施例的構成)
圖4表示消除了有關上述大型化的問題的本發明第二實施例的輪內電動機驅動單元，圖5 (a)、(b)表示用於該輪內電動機驅動單元的相對位移吸收式驅動結合構造11的詳細構造。
圖4中，對於與圖1同樣起作用的部分標註同一符號，避免其重複說明。
本實施例中，與第一實施例相同，如圖4所示，隔著電動機2在與輪轂軸承8相反 一側的軸線方向位置配置相對位移吸收式驅動結合構造11，將與轉子2r結合的輸入軸3設 為中空，將輸出軸6遊嵌於輸入軸3的中空孔內。
但是，在進行中空的輸入軸3及輸出軸6的鄰接端彼此的驅動結合時，不是如第一 實施方式那樣直接進行該驅動結合，而經由行星齒輪式的減速齒輪組21進行。
該減速齒輪組21相當於本發明的變速齒輪機構，配置於至少一部分與相對位移 吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的軸線方向位置。
而且，減速齒輪組21由太陽齒輪22、相對於該太陽齒輪22向遠離輪轂軸承8的軸 線方向錯開且同心配置的固定的齒圈23、與這些太陽齒輪22及齒圈23嚙合的階梯行星小 齒輪(階梯小齒輪)24、旋轉自如地支承該階梯行星小齒輪24的行星齒輪架25構成。
輸入軸3在遠離輪轂軸承8的端部一體成形有上述太陽齒輪22，將該輸入軸3從 太陽齒輪22向朝向輪轂軸承8的方向延伸，利用軸承5將該延伸端部旋轉自如地支承於外 殼I。
階梯行星小齒輪24作為一體具有與輸入軸3上的太陽齒輪22嚙合的大徑齒輪部 24a、及與固定的齒圈23嚙合的小徑齒輪部24b的階梯小齒輪(行星齒輪),可以使階梯行星 小齒輪24沿太陽齒輪22的外周及齒圈23的內周滾動。該階梯行星小齒輪24以大徑齒輪 部24a位於接近輪轂軸承8的一側，小徑齒輪部24b位於遠離輪轂軸承8的一側的朝向進 行配置。
階梯行星小齒輪24以多個(例如4個)為一組沿圓周方向等間隔地配置，保持該圓 周方向等間隔配置，利用共通的行星齒輪架25旋轉自如地支承階梯行星小齒輪24。旋轉自 如地支承多個階梯行星小齒輪24的行星齒輪架25作為減速齒輪組21的輸出旋轉元件起 作用，將接近輪轂軸承8的一端旋轉自如地支承於輸入軸3，將另一端圖5中所示的後述的 要領固定於相對位移吸收式驅動結合構造11的外周。
行星齒輪架25的該另一端通過軸承4旋轉自如地支承於外殼1，由此，軸承4經由 相對位移吸收式驅動結合構造11間接地將輸入軸3的對應端軸支承於外殼I。因此，輸入 軸3與第一實施例相同，通過軸承4、5相對於外殼I旋轉自如地支承其兩端。
相對位移吸收式驅動結合構造11將輸入軸3和遊嵌於其中空孔內的輸出軸6在 遠離輪轂軸承8的端部7相互結合，例如圖5 (a)、(b)所示那樣構成。即，相對位移吸收式 驅動結合構造11基本上與圖3 (a)、(b)所示的上述相同，將內筒12及外筒13同心配置， 在內筒12的外周沿圓周方向等間隔地突設多個軸線方向突條12a，在外筒13的內周沿圓周 方向等間隔突設多個軸線方向突條13a。另外，突條12a、13a設為在圓周方向相互重合的相 對高度，在這些突條12a、13a所在的內筒12的外周及外筒13的內周間填充橡膠等彈性材 料14，經由該彈性材料14將內筒12及外筒13 —體化。
但是，在將這樣的相對位移吸收式驅動結合構造11如圖4所示用於輸入軸3及輸 出軸6間的驅動結合時，在內筒12的軸線方向突條12a穿設軸線方向孔12b並插通螺栓17， 在外筒13的外周設置凸緣13c，並且在該凸緣13c上穿設軸線方向孔13d並插通螺栓18。 而且，輸出軸6與接近輪轂軸承8的內筒12的端面接觸，通過插通軸線方向突條12a的螺栓17將輸出軸6的端部安裝於內筒12，遠離輪轂軸承8的行星齒輪架25的端部與外筒13 的凸緣13c接觸，通過插通凸緣13c的螺栓18將行星齒輪架25安裝於外筒13。
(第二實施例的作用、效果)
來自電動機2 (轉子2r)的旋轉動力經中空輸入軸3傳遞到減速齒輪組21的太陽齒輪22。由此，太陽齒輪22經由大徑齒輪部24a使階梯行星小齒輪24旋轉,但此時由於固定的齒圈23作為反作用力承受部而起作用，因此，階梯行星小齒輪24以小徑齒輪部24b沿齒圈23的內周滾動，另外大徑齒輪部24a沿太陽齒輪22的外周滾動這樣的方式進行行星運動。
這樣的階梯行星小齒輪24的行星運動經行星齒輪架25到達相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13，之後，依次經過彈性材料14及內筒12到達輸出軸6，通過輪轂軸承 8 (車輪)的旋轉驅動可使電動汽車行駛。通過上述的傳動作用，減速齒輪組21將從電動機 2向輸入軸3的旋轉可以以由太陽齒輪22的齒數及齒圈23的齒數決定的比進行減速，並傳遞到輪轂軸承8 (車輪)。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等而使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，即使這些軸3、6在結合端部7相對位移，也能夠由相對位移吸收式驅動結合構造11 (彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移，同時，能夠繼續上述的動力傳遞，能夠避免在軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，在本實施例中，與第一實施例相同，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反的一側，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角成為與圖2中α所示的同水平的大小，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量減小，能夠使相對位移吸收式驅動結合構造11及輪內電動機驅動單元小型化。
而且，在本實施例中，即使經由行星齒輪式的減速齒輪組21進行輸入軸3及輸出軸6的鄰接端之間的驅動結合，由於將該減速齒輪組21配置於其至少一部分與相對位移吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的軸線方向位置，因此，也不產生輪內電動機驅動單元的軸線方向的大幅度的長度變大，從而進行能夠減速齒輪組21的設置。
(第三實施例的構成)
圖6表示本發明第三實施例的輪內電動機驅動單元，用於該輪內電動機驅動單元的相對位移吸收式驅動結合構造11與圖5 (a)、(b)所示的上述相同。
圖6中，對於與圖1同樣起作用的部分標註同一符號表示，避免其重複說明。在本實施例中，也與第一實施例相同，如圖6所不，隔著電動機2在與輪轂軸承8相反一側的軸線方向位置配置有相對位移吸收式驅動結合構造11。與轉子2r結合的輸入軸3為中空，其兩端利用軸承4、5旋轉自如地支承於外殼I內，輸出軸6遊嵌於輸入軸3的中空孔內。
但是，在進行輸入軸`3及輸出軸6的鄰接端之間的驅動結合時，該驅動結合不是如第一實施例那樣直接進行，而是經由平行軸式的減速齒輪組31進行。該減速齒輪組31相當於本發明的變速齒輪機構，配置於其至少一部分與相對位移吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的軸線方向位置。
而且，減速齒輪組31利用由一體成形於遠離輪轂軸承8的輸入軸3的端部的驅動小齒輪32和與該驅動小齒輪32嚙合的大徑的中間齒輪33構成的驅動齒輪組、由小徑的中間齒輪34和與該中間齒輪34嚙合的大徑的輸出齒輪35構成的從動齒輪組構成。此外，中間齒輪33、34從接近輪轂軸承8的一側按順序配置，且經由惰輪軸36相互一體化，將該惰輪軸36旋轉自如地支承於外殼I內。另外，輸出齒輪35作為減速齒輪組31的輸出旋轉元件起作用，經由軸承37旋轉自如地支承於外殼I內。
相對位移吸收式驅動結合構造11將輸入軸3和遊嵌於該中空孔內的輸出軸6在遠離輪轂軸承8的端部7相互結合，因此，與圖5 (a)、(b)所示的上述相同。
在通過這樣的相對位移吸收式驅動結合構造11如圖6所示進行輸入軸3及輸出軸6間的驅動結合時，如圖5 (a)、(b)所示，使用插通內筒12的軸線方向突條12a的螺栓 17及插通外筒13的外周凸緣13c的螺栓18。S卩，在輸出軸6與接近輪轂軸承8的內筒12 的端面接觸的狀態下，利用螺栓17將輸出軸6的端部安裝於內筒12，在輸出齒輪35的內周部與外筒13的凸緣13c接觸的狀態下，利用螺栓18將輸出齒輪35安裝於外筒13。
(第三實施例的作用、效果)
來自電動機2 (轉子2r)的旋轉動力經中空輸入軸3傳遞到減速齒輪組31的驅動小齒輪32。之後，驅動小齒輪32的旋轉依次經過驅動小齒輪32和中間齒輪33構成的驅動齒輪組、及中間齒輪34和輸出齒輪35構成的從動齒輪組，到達相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13 (參照圖5)。
向外筒13的旋轉依次經過彈性材料14及內筒12 (均參照圖5)到達輸出軸6，通過輪轂軸承8 (車輪)的旋轉驅動可使電動汽車行駛。通過上述的傳動作用，減速齒輪組31 可以將從電動機2向輸入軸3的旋轉以驅動小齒輪32的齒數及輸出齒輪35的齒數決定的比減速，並向輪轂軸承8 (車輪)傳遞。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等而使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，即使這些軸3、6在結合端部7相對位移，也可以通過相對位移吸收式驅動結合構造11 (圖5所示的彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移，同時，可以繼續上述的動力傳遞，能夠避免在軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，在本實施例中，也與 第一實施例相同，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反的一側，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角成為與圖2中α所示的同水平的大小，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量減小，可使相對位移吸收式驅動結合構造11及輪內電動機驅動單元小型化。
而且，在本實施例中，輸入軸3及輸出軸6的鄰接端之間的驅動結合經由平行軸式的減速齒輪組31進行，但由於將該減速齒輪組31配置於其至少一部分與相對位移吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的軸線方向位置，因此，也不產生輪內電動機驅動單元的軸線方向的大幅度的長度變大，從而進行能夠減速齒輪組31的設置。
(第四實施例的構成)
圖7表示本發明第四實施例的輪內電動機驅動單元，用於該輪內電動機驅動單元的相對位移吸收式驅動結合構造11與圖3 (a)、(b)中上述的相同。
在本實施例中，也與第一實施例相同，如圖7所示，隔著電動機2在與輪轂軸承8相反一側的軸線方向位置配置相對位移吸收式驅動結合構造11，將與轉子2r結合的輸入軸3設為中空,輸出軸6遊嵌於輸入軸3的中空孔內。
而且，輸入軸3及輸出軸6的鄰接端之間的驅動結合與圖4所示的第二實施例相同，經由行星齒輪式的減速齒輪組21進行該結合。但是，與圖4所示的第二實施例不同，減速齒輪組21以不與相對位移吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的方式配置於相對位移吸收式驅動結合構造11及電動機2間的軸線方向位置。
而且，減速齒輪組21與圖4所示的第二實施例相同，由太陽齒輪22、固定的齒圈 23、階梯行星小齒輪24、行星齒輪架25構成，在將遠離輪轂軸承8的行星齒輪架25的端部與相對位移吸收式驅動結合構造11驅動結合時，由於相對位移吸收式驅動結合構造11及減速齒輪組21的上述的軸線方向相對位置，因此，在接近輪轂軸承8的相對位移吸收式驅動結合構造11的端面，相對於其外筒13 (參照圖3)驅動結合行星齒輪架25的上述端部。
S卩，在行星齒輪架25的上述端部同心配置並固定朝向相對位移吸收式驅動結合構造11延伸的延長軸26，該延長軸26構成為可遊嵌輸出軸6的中空。而且，使接近相對位移吸收式驅動結合構造11的中空延長軸26的前端與接近輪轂軸承8的外筒13(參照圖 3)的端面接觸，利用插通軸線方向突條13a的螺栓16將中空延長軸26的上述前端安裝於外筒13。此外，輸出軸6使接近相對位移吸收式驅動結合構造11的端部與接近輪轂軸承8 的內筒12的端面接觸，利用插通軸線方向突條12a的螺栓15將輸出軸6的該端部安裝於內筒12。
(第四實施例的作用、效果)
從電動機2 (轉子2r)向輸入軸3的旋轉動力利用行星齒輪式的減速齒輪組21減速，從行星齒輪架25達到中空延長軸26。向該中空延長軸26的減速旋轉朝向相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13，之後，依次經過彈性材料14及內筒12到達輸出軸6，利用輪轂軸承8 (車輪)的旋轉驅動可使電動汽車行駛。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等而使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，即使這些軸3、6在結合端部7相對位移，也可以通過相對位移吸收式驅動結合構造11 (彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移，同時，可以繼續上述的動力傳遞，能夠避免在軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，在本實施例中，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反一側，而，且配置於相比減速齒輪組21更遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於相比圖4的情況距輪轂軸承8更遠的軸線方向位置， 因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角相比圖4的情況更小。
由此，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量相比圖4的情況更小，能夠實現相對位移吸收式驅動結合構造11及輪內電動機驅動單元進一步的小型化。
此外，由於將相對位移吸收式驅動結合構造11配置於相比減速齒輪組21更遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因此，輪內電動機驅動單元的軸長變長，但由於軸長增大部分僅為相對位移吸收式驅動結合構造11且為小徑，因此，車載性的惡化有一定限度。
(第五實施例的構 成)
圖8表示本發明第五實施例的輪內電動機驅動單元，用於該輪內電動機驅動單元的相對位移吸收式驅動結合構造11與圖3 (a)、(b)的上述的相同。
在本實施例中，也與第一實施例相同，如圖8所示，隔著電動機2在與輪轂軸承8 相反一側的軸線方向位置配置相對位移吸收式驅動結合構造11，將與轉子2r結合的輸入軸3設為中空,輸出軸6遊嵌於輸入軸3的中空孔內。
而且，輸入軸3及輸出軸6的鄰接端之間的驅動結合與圖6所示的第三實施例相同，經由平行軸式的減速齒輪組31進行該驅動結合。但是，與圖6所示的第四實施例不同， 減速齒輪組31以不與相對位移吸收式驅動結合構造11在徑方向重合的方式配置於相對位移吸收式驅動結合構造11及電動機2間的軸線方向位置。
而且，減速齒輪組31與圖6所示的第三實施例相同，利用由驅動小齒輪32及大徑中間齒輪33構成的驅動齒輪組、由小徑中間齒輪34及輸出齒輪35構成的從動齒輪組構成，但在將輸出齒輪35的內周與相對位移吸收式驅動結合構造11驅動結合時，由於相對位移吸收式驅動結合構造11及減速齒輪組31的上述的軸線方向相對位置，因此，在接近輪轂軸承8的相對位移吸收式驅動結合構造11的端面，相對於外筒13 (參照圖3)驅動結合輸出齒輪35的內周。
S卩，在輸出軸35的內周同心配置並固定朝向相對位移吸收式驅動結合構造11延伸的延長軸38，該延長軸38構成為可遊嵌輸出軸6的中空。而且，使接近相對位移吸收式驅動結合構造11的中空延長軸38的前端與接近輪轂軸承8的外筒13 (參照圖3)的端面接觸，利用插通軸線方向突條13a的螺栓16將中空延長軸26的上述前端安裝於外筒13。 此外，輸出軸6使接近相對位移吸收式驅動結合構造11的端部與接近輪轂軸承8的內筒12 的端面接觸，利用插通軸線方向突條12a的螺栓15將輸出軸6的該端部安裝於內筒12。
(第五實施例的作用、效果)
來自電動機2 (轉子2r)的旋轉動力利用平行軸式的減速齒輪組31減速，從輸出齒輪35達到中空延長軸38。向該中空延長軸38的減速旋轉朝向相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13，之後，依次經過彈性材料14及內筒12到達輸出軸6，利用輪轂軸承8 (車輪)的旋轉驅動可使電動汽車行駛。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等而使輸出軸6相對於輸入軸3相對擺動，即使這些軸3、6在結合端部7相對位移，也可以通過相對位移吸收式驅動結合構造11 (圖3所示的彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移，同時，可以繼續上述的動力傳遞，能夠避免在軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，在本實施例中，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反一側，而且配置於相比減速齒輪組31更遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於相比圖6的情況更遠離輪轂軸承8的軸線方向位置， 因輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角相比圖6的情況更小，由此，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量相比圖6的情況更小，能夠實現相對位移吸收式驅動結合構造11及輪內電動機驅動單元 的進一步的小型化。
此外，由於將相對位移吸收式驅動結合構造11配置於相比減速齒輪組31更遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因此，輪內電動機驅動單元的軸長變長，但由於軸長增大部分僅為相對位移吸收式驅動結合構造11且為小徑，因此，車載性的惡化有一定限度。
(第六實施例的構成)
圖9 (a)、(b)表示本發明第六實施例的輪內電動機驅動單元。
本實施例基本上與圖4的第二實施例同樣構成，但輸出軸6和輪轂軸承8的結合不是如上述的各實施例那樣剛性結合，而是利用與相對位移吸收式驅動結合構造11不同而另外設置的相對位移吸收式驅動結合構造41，通過圍繞結合部42以可吸收輸出軸6及輪轂軸承8的相對位移的方式，將這些輸出軸6及輪轂軸承8間驅動結合。
(第六實施例的作用、效果)
從電動機2 (轉子2r)向輸入軸3的旋轉動力利用行星齒輪式的減速齒輪組21減速，從行星齒輪架25朝向相對位移吸收式驅動結合構造11的外筒13 (參照圖5)，之後，依次經過彈性材料14及內筒12到達輸出軸6，利用輪轂軸承8 (車輪)的旋轉驅動可使電動汽車行駛。
其間，由於輪轂軸承8的晃動、尺寸公差及撓曲產生向車輪的橫向力等而使輸出軸6相對於輸入軸3例如圖9 (b)那樣相對擺動，即使這些軸3、6在結合端部7相對位移， 也可以通過相對位移吸收式驅動結合構造11 (彈性材料14)的彈性變形吸收該相對位移， 同時，可以繼續上述的動力傳遞，能夠避免在軸3、6間產生「翹動」等的不良情況。
而且，相對位移吸收式驅動結合構造11配置於隔著電動機2與輪轂軸承8相反一側，因此，輸入輸出軸3、6的結合部7存在於遠離輪轂軸承8的軸線方向位置，因輪轂軸承 8的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移而引起的輸出軸6的擺動角如圖9 (b) 那樣減小。
由此，輸入輸出軸3、6間的驅動結合部7的輸入輸出軸相對位移量減小，能夠實現相對位移吸收式驅動結合構造11及輪內電動機驅動單元的小型化。
在此基礎上，在本實施例中，以利用其它的相對位移吸收式驅動結合構造41圍繞結合部42以可吸收輸出軸6及輪轂軸承8的相對位移的方式將這些輸出軸6及輪轂軸承8 間驅動結合，因此，通過相對位移吸收式驅動結合構造11、41的共同動作，輸出軸6的兩端均具有關節地與對方構件驅動結合，無論輪轂軸承8的晃動及位移的發生方式如何，都能夠可靠地吸收該晃動及位移，能夠使上述的效果更顯著。
另外，即使產生輸出軸6彎曲這樣方式的位移的情況下，相對位移吸收式驅動結合構造41也可以使輪轂軸承8如圖9 (b)所示那樣圍繞某輪胎接地中心點01例如向箭頭 B方向擺動，能夠緩和從路面對輸出軸6的荷重輸入或使其消失，能夠實現以可對抗其的方式而製造的必要的輸出軸6及其軸承構造的小型化。
此外，該效果也可以吸收車輪轉向時的輪轂軸承8與輸出軸6的相對位移，對於在該轉向時在輪轂軸承8及輸出軸6間不發生「翹動」也有效。
S卩，輪 胎接地中心點01與輪轂軸承8及輸出軸6間的關節中心42的距離越短，越能夠降低從路面到上下輸入的輪轂軸承8的力矩力及位移，有利於車輛的動作穩定。
權利要求
1.一種輪內電動機驅動單兀，具備通過電動機驅動的輸入軸；與車輪結合的輸出軸；旋轉自如地支承該輸出軸的輪轂軸承，並設有相對位移吸收式驅動結合構造，該相對位移吸收式驅動結合構造將所述輸入軸及所述輸出軸間驅動結合，而且，以可吸收該驅動結合部的輸入輸出軸相對位移的方式進行所述輸入軸及所述輸出軸間的驅動結合，其特徵在於， 隔著所述電動機在與所述輪轂軸承相反一側的軸線方向位置，配置有所述相對位移吸收式驅動結合構造。
2.如權利要求1所述的輪內電動機驅動單元，其特徵在於，所述電動機經由變速齒輪機構驅動所述輸入軸， 所述變速齒輪機構以至少一部分與所述相對位移吸收式驅動結合構造在徑方向重合的方式配置。
3.如權利要求2所述的輪內電動機驅動單元，其特徵在於，所述相對位移吸收式驅動結合構造由內周部、外周部、及以吸收所述驅動結合部的輸入輸出軸相對位移的方式介設於該內外周部之間的相對位移吸收體構成，所述變速齒輪機構的輸出旋轉元件與所述外周部的外周面結合，所述輸出軸與所述內周部的端面結合。
4.如權利要求1所述的輪內電動機驅動單元，其特徵在於，所述電動機經由變速齒輪機構驅動所述輸入軸，所述變速齒輪機構以與所述相對位移吸收式驅動結合構造在徑方向不重合的方式，配置於該相對位移吸收式驅動結合構造與所述電動機之間的軸線方向位置。
5.如權利要求4所述的輪內電動機驅動單元，其特徵在於，所述相對位移吸收式驅動結合構造由內周部、外周部、及以吸收所述驅動結合部的輸入輸出軸相對位移的方式介設於該內外周部之間的相對位移吸收體構成，所述變速齒輪機構的輸出旋轉元件與所述外周部的端面結合，所述輸出軸與所述內周部的端面結合。
6.如權利要求1 5中任一項所述的輪內電動機驅動單元，其特徵在於，設有其它的相對位移吸收式驅動結合構造，該其它的相對位移吸收式驅動結合構造將所述輪轂軸承及所述輸出軸間驅動結合，而且，以可吸收該驅動結合部的輪轂軸承及輸出軸的相對位移的方式進行所述輪轂軸承及所述輸出軸間的驅動結合。
全文摘要
一種可吸收輸入輸出軸相對傾斜且可實現將這兩軸間驅動結合的相對位移吸收式驅動結合構造的小型化的輪內電動機驅動單元。電動機的旋轉經由輸入軸、相對位移吸收式驅動結合構造及輸出軸傳遞到輪轂軸承(車輪)。相對位移吸收式驅動結合構造在內筒及外筒間填充彈性材料而構成，通過使輸出軸與內筒結合使輸入軸外筒結合使輸入輸出軸通過結合部可擺動地驅動結合。相對位移吸收式驅動結合構造配置於隔著電動機與輪轂軸承相反一側。由此，輸入輸出軸的可擺動的結合部存在於遠離輪轂軸承的軸線方向位置，因輪轂軸承的晃動、尺寸公差及撓曲產生的車輪旋轉面的位移引起的輸出軸的擺動角α相比現有的α』小，可以實現相對位移吸收式驅動結合構造的小型化。
文檔編號H02K7/08GK103029562SQ20121028862
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月14日 優先權日2011年9月28日
發明者瀬尾崇志, 刈屋武 申請人:日產自動車株式會社