CN118251326A - 轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的轮毂电机能够抑制传感器的故障的产生。轮毂电机是具备定子和转子的外转子式的轮毂电机，并具有：传感器，检测所述转子的旋转状态；以及拆装部件，可相对于所述转子拆装，且在该拆装部件的与所述定子的内周面相对置的面上设置有所述传感器。

Description

轮毂电机

技术领域

本公开涉及轮毂电机。

背景技术

以往，已知具备定子和转子的外转子式的轮毂电机(例如，参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-157837号公报。

专利文献2：日本特开2020-114054号公报。

发明内容

发明要解决的问题

例如，在外转子式的轮毂电机中，可考虑在转子中设置检测转子的旋转状态的传感器的结构。在该情况下，由于设置于定子的线圈的磁通的影响，有可能在传感器中产生故障。

本公开的一个形态的目的在于，提供能够抑制传感器的故障的产生的轮毂电机。

解决问题的方案

本公开的一个形态的轮毂电机是具备定子和转子的外转子式的轮毂电机，具有：传感器，检测所述转子的旋转状态；以及拆装部件，可相对于所述转子拆装，且在该拆装部件的与所述定子的内周面相对置的面上设置有所述传感器。

发明效果

根据本公开，能够抑制传感器的故障的产生。

附图说明

图1是从车轮的宽度方向外侧观察具备本公开的实施方式的轮毂电机的车轮的立体图。

图2是本公开的实施方式的车轮及轮毂电机的剖面示意图。

图3是本公开的实施方式的轮毂电机的分解立体图。

图4是本公开的实施方式的轮毂电机的分解立体剖视图。

图5是安装于本公开的实施方式的转子的结构要素的分解立体图。

具体实施方式

下面，参照图1～图5对本公开的实施方式的车轮100及轮毂电机1的结构进行说明。在图1～图5中，对通用的结构要素赋予相同的附图标记。

图1是从具备轮毂电机1的车轮100的宽度方向外侧观察车轮100的立体图。图2是车轮100及轮毂电机1的剖面示意图。图3是轮毂电机1的分解立体图。图4是轮毂电机1的分解立体剖视图。图5是安装于转子3的结构要素的分解立体图。

应予说明，在图2～图5中，直线的两箭头表示车轮100的宽度方向(也可以称为“车宽方向”)。以下，将车轮100的宽度方向的外侧称为“车轮宽度方向外侧”，将车轮100的宽度方向的内侧称为“车轮宽度方向内侧”。

图1、图2所示的车轮100例如作为汽车的驱动轮使用。如图1、图2所示，车轮100具有轮毂电机1、轮19、和轮胎20。

轮19对轮胎20进行保持(参照图1、图2)，并且利用带肩螺栓21(参照图3～图5)及螺母22(参照图1、图2)固定于轮毂(hub)8(细节将后述)。

图1～图5所示的轮毂电机1是外转子式的轮毂电机。

如图1～图5所示，轮毂电机1具有定子2、转子3、轮毂8、盖9、轴12、外轮毂轴承(outer hub bearing)15、内轮毂轴承(inner hub bearing)16、外解析器17、内解析器18、摩擦密封件23、螺栓24、定位销25。但是，这些并不全是必须的结构要素。

如图2所示，定子2具有：大致中空圆柱状的定子主体4(参照图3、图4)；和固定于定子主体4的外周面的线圈5。虽然省略了图示，但线圈5是多相(例如三相)的线圈。对线圈5例如连接未图示的三相交流配线，经由该配线，通过未图示的逆变器的控制，对线圈5供给电流。应予说明，在图3、图4中省略了线圈5的图示。

如图2所示，转子3具有：大致中空圆柱状的转子壳体6(参照图3～图5)；和固定于转子壳体6的内周面的磁铁7。应予说明，在图4中，省略了磁铁7的图示。

如图2所示，定子2配置于转子3的内侧。换言之，转子3配置于定子2的外侧。这时，转子3的磁铁7与定子主体4的线圈5隔着规定的距离相对置而配置。即，在磁铁7与线圈5之间保持有规定的间隙。

应予说明，虽然省略了图示，但在定子主体4的车轮宽度方向内侧的端部例如设置有冷却水供给口、冷却水排出口、三相交流配线连接器、解析器信号连接器等。

冷却水供给口及冷却水排出口与设置于定子主体4内的冷却水路(省略图示)连接。用于对轮毂电机1进行冷却的冷却水从冷却水供给口向冷却水路流入，在冷却水路中流动后，从冷却水排出口排出。

三相交流配线连接器与上述的三相交流配线连接，作为向线圈5供给的电流的入口发挥功能。

解析器信号连接器经由未图示的信号线与外解析器17连接，作为从外解析器17输出的信号(例如，表示检测到的转子3的旋转角及旋转方向的信号)的出口发挥功能。

如图2～图5所示，轴12是沿着车轮宽度方向***于轮毂电机1内的长条部件。如图2所示，轴12与定子主体4接触而设置，且通过螺栓(省略图示)固定于定子主体4。

轴12中的车轮宽度方向内侧的端部例如安装于前轮的转向节或后轮的悬架臂(都省略图示)。应予说明，为了其安装，也可以，在轴12中的车轮宽度方向内侧的端部形成用于与转向节或悬架臂嵌合的花键形状。

另一方面，如图2所示，轴12中的车轮宽度方向外侧的端部***于在轮毂8中沿着其轴向(与车轮宽度方向相同。以下同样)设置的中空部分(省略附图标记)。

图1～图5所示的轮毂8(拆装部件的一例)是可相对于转子壳体6拆装的部件。将轮毂8设为可在转子壳体6拆装的理由是为了能够容易地进行维护(例如，轮毂8本身、或设置于轮毂8的外轮毂轴承15、内轮毂轴承16等的更换)。

图2～如图5所示，轮毂8具备：配置于转子壳体6内的筒状体(省略附图标记)；以及与该筒状体相连而设置并配置于转子壳体6外的凸缘(省略附图标记)。另外，在轮毂8中设置有在轴向贯穿筒状体及凸缘的中空部分(供轴12的端部***的部分)。

筒状体具备与定子主体4的内周面相对置的面作为外周面(参照图2)。

凸缘与转子3的外表面(具体而言，设置有成为筒状体的插拔口的开口部的面)相对置而配置(参照图4、图5)。在凸缘设置有供带肩螺栓21、螺栓24、定位销25分别***的孔(参照图5)。利用带肩螺栓21(参照图3～图5)及螺母22(参照图1、图2)将保持轮胎20的轮19固定于凸缘。

图5所示的螺栓24从车轮宽度方向的外侧***于轮毂8的凸缘、摩擦密封件23(细节将后述)、转子壳体6各自上所设置的螺栓孔(都省略附图标记)，如图2～图4所示，紧固于转子壳体6。由此，轮毂8经由摩擦密封件23固定于转子3。应予说明，在图2中省略了螺栓24的图示，在图3中省略了摩擦密封件23的图示。

固定于转子3的轮毂8伴随转子3的旋转而进行旋转。由此，也可以说，轮毂8是旋转部件。

在轮毂8的凸缘中央的内径孔(参照图5。省略附图标记)，如图2～图4所示安装有图5所示的盖9。

固定有轮毂8的转子壳体6(参照图3、图4)组装于定子主体4，并螺栓固定于定子主体4。由此，如图2所示，在转子3的内侧配置定子2，在定子2的内侧配置轮毂8的筒状体。这时，筒状体配置为，其外周面与定子2的内周面隔着规定距离相对置(参照图2)。

另外，如上所述，如图2所示，在轮毂8的筒状体内(即，在筒状体中沿其轴向设置的中空部分)***(配置)轴12中的车轮宽度方向外侧的一部分。应予说明，这时，轴12的前端部分不与盖9接触。

在轮毂8的筒状体内，如图2、图4所示，在车轮宽度方向外侧设置外轮毂轴承15，在比其靠车轮的宽度方向内侧的位置设置内轮毂轴承16。内轮毂轴承16在轮毂8的筒状体的轴向上与该筒状体的前端部分接近(邻接)而设置。另外，如图2所示，内轮毂轴承16抵靠在设置于轴12的台阶部分a而设置。

如图2所示，外轮毂轴承15及内轮毂轴承16都与轴12的外周面和轮毂8的筒状体的中空部分的内周面相接。由此，能够由轮毂8、外轮毂轴承15、内轮毂轴承16、轴12支撑来自轮胎20的负荷，因此，能够抑制向轮毂电机1传递该负荷。

图2、图4所示的外解析器17及内解析器18是检测转子3的旋转状态(例如，旋转角及旋转方向)的解析器(传感器的一例)。

如图2、图4所示，外解析器17(解析器的定子)固定于定子主体4。

如图2、图4所示，内解析器18(解析器的转子)固定于轮毂8的筒状体的前端部分。从而，内解析器18在轮毂8的筒状体的轴向上，接近内轮毂轴承16而配置。这样配置的内解析器18与轮毂8一起旋转。

如图2所示，外解析器17和内解析器18是隔着规定的距离相对置而配置的。即，在外解析器17与内解析器18之间，保持有规定的间隙。

如上所述，从外解析器17输出的信号经由与外解析器17连接的信号线及解析器信号连接器(都省略图示)向轮毂电机1的外部输出。

图5所示的定位销25及定位销孔26作为定位部发挥功能，该定位部规定设置于轮毂8的内解析器18与设置于转子3的磁铁7的位置关系，以使得在将轮毂8安装于转子3(具体而言，转子壳体6)时，内解析器18与磁铁7之间的相位差成为设定值(例如，零、或以零为基准的范围内的值)。

如图5所示，定位销25(嵌合部件的一例)是可相对于转子壳体6、摩擦密封件23、轮毂8各自拆装的圆柱状的部件。作为定位销25，可以使用暗销(dowel pin)，但不限于此，也可以使用顶销(knock pin)。

定位销孔26(被嵌合部的一例)是供定位销25***的孔，分别设置于转子壳体6、摩擦密封件23、轮毂8(凸缘)上。定位销用孔26的直径比螺栓24用的螺栓孔的直径小。在图5中，作为代表例，只对摩擦密封件23的定位销孔赋予附图标记“26”。

定位销用孔26设置于如下位置，即，在将安装有内解析器18的轮毂8(参照图5)组装于安装有磁铁7的转子壳体6时(参照图4)，使得内解析器18与磁铁7成为规定的位置关系(两者的相位差成为设定值的位置关系)的位置。规定的位置关系是例如通过制造轮毂电机1时进行的位置调整来决定的。

对于定位销25向各定位销孔26的***是在将螺栓24***于各螺栓孔而将轮毂8固定于转子壳体6时进行的。

应予说明，在图5中示例了定位销孔26与沿着圆周方向设置的多个螺栓孔(螺栓24用的孔)混合设置的情况，但定位销孔26的位置不限于此。

另外，虽然省略了图示，但是，转子壳体6内部的定位销孔26的形状也可以是沿放射方向(转子壳体6的径向)延伸的长孔形状。由此，能够吸收量产时的偏差。

如图5所示，摩擦密封件23(摩擦部件的一例)是具有内径孔(省略附图标记)的圆形状的部件。

如上所述，在将轮毂8组装于转子壳体6时，摩擦密封件23与轮毂8一起利用螺栓24固定于转子壳体6。由此，如图2、图4所示，摩擦密封件23配置于转子壳体6与轮毂8(凸缘)之间。

摩擦密封件23具有规定的摩擦系数。该摩擦系数是例如基于转子3的转矩、摩擦密封件23的直径、轮毂8相对于转子壳体6的按压压力、使用的螺栓24的数量、螺栓24的紧固转矩等设定为所希望的值的。

作为摩擦密封件23的材质，例如可举出对纤维材料混合橡胶等进行轧制硫化而成的复合材料，但不限于此。

以上，对本实施方式的车轮100及轮毂电机1的结构进行了说明。

对于本实施方式的轮毂电机1的主要特征，总结如下。

轮毂电机1的第一特征在于，其是外转子式的轮毂电机，具有：内解析器18，检测转子3的旋转状态；轮毂8，可相对于转子3(具体而言，转子壳体6)拆装，且在该轮毂8的与定子2(具体而言，定子主体4)的内周面相对置的面上设置有内解析器18；以及摩擦密封件23，设置于转子3与轮毂8之间，与轮毂8一起固定于转子3。

根据第一特征，由于在转子3与轮毂8之间作用摩擦力，因此能够向轮毂8准确地传递转子3的转矩。从而，能够抑制轮毂8中的故障(例如，颤动等)的发生。

另外，根据第一特征，能够封闭转子3与轮毂8之间的间隙。从而，能够抑制异物(例如，水分、粉尘等)从该间隙进入轮毂电机1内的情况。

轮毂电机1的第二特征在于，其是外转子式的轮毂电机，具有：内解析器18，检测转子3的旋转状态；轮毂8，可相对于转子3(具体而言，转子壳体6)拆装，且在该轮毂8的与定子2(具体而言，定子主体4)的内周面相对置的面上设置有内解析器18；以及定位部，规定内解析器18与转子3的磁铁7的位置关系，以使得在将轮毂8安装于转子3时，内解析器18与磁铁7的相位差成为设定值。

根据第二特征，在为了维护(例如，轮毂8本身、或设置于轮毂8的外轮毂轴承15、内轮毂轴承16等的更换)而将固定于转子3的轮毂8暂时从转子3拆下，再安装于转子3的情况下，能够容易地进行设置于轮毂8的内解析器18与设置于转子3的磁铁7的相位对准。

轮毂电机1的第三特征在于，其是外转子式的轮毂电机，具有：内解析器18，检测转子3的旋转状态；以及轮毂8，可相对于转子3(具体而言，转子壳体6)拆装，且在该轮毂8的与定子2(具体而言，定子主体4)的内周面相对置的面上设置有内解析器18。

假如，在外转子式的轮毂电机1中，将内解析器18安装于转子3(例如，转子壳体6的内侧面。例如，图2所示的虚线包围部分)的情况下，内解析器18会配置于线圈5附近，有可能由于磁通等的影响而使得在内解析器18中产生故障。相对于此，根据上述第三特征，由于能够更多地确保内解析器18与线圈5之间的距离，因此能够抑制上述故障。

另外，作为第四特征，在具备上述第三特征的轮毂电机1中，还具有：轴12，固定于定子2，且***于轮毂8的筒状体的内部；以及内轮毂轴承16，设置于轴12的外周面与轮毂8的筒状体的内周面之间，内解析器18设置于在轮毂8的筒状体的轴向上接近内轮毂轴承16的位置。

根据第四特征，由于内轮毂轴承16的支撑作用，使得在轮毂8中的内轮毂轴承16的设置部分(包含其附近部分)旋转稳定，因此，内解析器18与外解析器17之间的间隙不易位移，能够确保旋转状态的检测精度。

另外，作为第五特征，在具备上述第三特征的轮毂电机1中，内轮毂轴承16与轴12的台阶部分抵接而设置。

根据第五特征，轮毂8的轴向(车轮宽度方向)上的运动被抑制，因此，能够抑制内解析器18与外解析器17在轴向上彼此错位，能够确保旋转状态的检测精度。

应予说明，本公开不限于上述实施方式的说明，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。下面，对变形例进行说明。

图1～图5所示的各结构要素的尺寸和形状不限于图示的形态。

在实施方式中，以内解析器18设置于轮毂8的筒状体的前端部分的情况为例进行了说明，但不限于此。内解析器18例如也可以设置于轮毂8的筒状体的外周面中的、除了前端部分以外的接近内轮毂轴承16的位置。该位置例如是，能够将内解析器18与外解析器17之间的间隙维持在规定值(或将间隙的位移量抑制在规定范围内)的位置。应予说明，即使在该情况下，当然，将外解析器17与内解析器18的位置对应地配置。

在实施方式中，作为定位部，以使用能够相对于转子壳体6及轮毂8两者拆装的定位销25的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，也可以代替定位销25而使用在转子壳体6和轮毂8中的某一个上固定设置的突起部(嵌合部的一例)。在该情况下，在转子壳体6和轮毂8中未设置有突起部的一者上，设置有供突起部***的孔(被嵌合部的一例)。突起部和孔设置于如下位置，即，在将安装有内解析器18的轮毂8(参照图5)组装于安装有磁铁7的转子壳体6中时(参照图4)，内解析器18与磁铁7成为规定的位置关系的位置。

本申请基于在2021年11月18日提出的日本专利申请(特愿2021-187896)，在此将其内容作为参照引入。

工业实用性本公开对于在车辆的驱动轮搭载的外转子式的轮毂电机是有用的。

附图标记说明

1轮毂电机

2定子

3转子

4定子主体

5线圈

6转子壳体

7磁铁

8轮毂

9盖

12轴

15外轮毂轴承

16内轮毂轴承

17外解析器

18内解析器

19轮

20轮胎

21带肩螺栓

22螺母

23摩擦密封件

24螺栓

25定位销

26定位销孔

100车轮

Claims (6)

1.一种轮毂电机，其是具备定子和转子的外转子式的轮毂电机，其特征在于，具有：

传感器，检测所述转子的旋转状态；以及

拆装部件，可相对于所述转子拆装，且在该拆装部件的与所述定子的内周面相对置的面上设置有所述传感器。

2.如权利要求1所述的轮毂电机，其中，

所述拆装部件具有：

筒状体，具备与所述定子的内周面相对置的面作为外周面；以及

凸缘，与所述转子的外表面相对置，且与所述筒状体相连而设置，

所述传感器设置于所述筒状体的前端部分。

3.如权利要求1所述的轮毂电机，其中，还具有：

轴，固定于所述定子，且***于所述筒状体的内部；以及

轴承，设置于所述轴的外周面与所述筒状体的内周面之间，

所述传感器设置于在所述筒状体的轴向上接近所述轴承的位置。

4.如权利要求1所述的轮毂电机，其中，

还具有摩擦部件，该摩擦部件设置于所述转子与所述拆装部件之间，且与所述拆装部件一起固定于所述转子。

5.如权利要求1所述的轮毂电机，其中，

还具有定位部，该定位部规定所述传感器与所述转子的磁铁之间的位置关系，以使得在将所述拆装部件安装于所述转子时，所述传感器与所述磁铁的相位差成为设定值。

6.如权利要求1所述的轮毂电机，其中，

还具有将所述转子和所述拆装部件紧固的螺栓，

所述螺栓从车轮宽度方向的外侧***于所述拆装部件和所述转子各自上所设置的螺栓孔。