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CN1827414A - 用于通过电机驱动车辆的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于通过电机驱动车辆的驱动装置。用于支承转子(673)或行星齿轮的转动的轴承(615，616)由设置在电机壳体(544)与变速器壳(545)室之间的隔离壁支承。该隔离壁设置有用于允许通过齿轮飞溅的润滑油飞溅到定子的上部的开口(821)。一些润滑油流过设置在轴(710)的中心部位的油路(711)并通过设置在行星架处的油路，然后通过开口(821)飞溅到定子线圈(672)的外周侧上。此外，一些润滑油还通过小齿轮(683)飞溅，并类似地通过开口(821)飞溅到定子线圈上以及电机壳体的内周壁上。由此，定子线圈和定子铁心被冷却。

Description

用于通过电机驱动车辆的驱动装置
此非临时申请基于2005年3月2日提交日本专利局的日本专利申请No.2005-057453，该专利申请的全部内容结合在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种驱动装置，更具体地，涉及一种用于通过电机驱动车辆的驱动装置。
背景技术
近年来，从环境保护和燃料效率的观点出发，已将注意力集中于其车轮由电动机驱动的车辆。这种车辆的示例包括电动车辆、混合动力车辆以及燃料电池车辆。
作为安装在这种车辆上的驱动装置中的一种，已开发出轮内电机(轮内马达)。轮内电机是单独地设置在每一车轮内部的驱动电机。轮内电机能够容易地控制每一车轮的转矩，并预期能对诸如低摩擦、雪路面之类的恶劣路面施加影响。
然而，由于轮内电机配置在不太容易捕获由车辆的行进产生的空气流的位置处，它需要有效的散热。
由于车轮内的空间有限，可以设想使来自配置在车身处的散热器的冷却水、冷却油等循环。然而，需要将用于电机的电力电缆和传感器信号电缆以及用于制动器的液压传递软管例如从车身连接到轮内电机。因此，难以再将任何其它软管例如用于冷却水的软管连接到轮内电机。
日本专利未审定公开No.09-071139公开了一种能够使轮内电机中的线圈有效地冷却同时防止驱动装置的尺寸过大的有关混合动力类型车辆的技术。
该技术示出一种驱动装置，该驱动装置具有内燃机，用于传递来自所述内燃机的转动的传递轴，配备有固定到所述传递轴上的转子、固定到一壳体上的定子以及线圈的发电机，由供给电流驱动的电动机，以及可接合并可脱离地设置且在接合时停止所述发电机内的转子转动的制动器。
所述制动器设置在所述发电机中线圈的端部及内周侧，在支承所述制动器的管状制动器支承部处形成有切口。已用于冷却所述制动器的油通过所述切口飞溅到所述线圈的内周面。由于这种结构能够冷却线圈内侧，所以无需在线圈内设置其它冷却装置。
在日本专利未审定公开No.09-071139中公开的技术中，已用于冷却所述制动器的油飞溅到所述线圈的内周面。因此，所述线圈的外侧不能充分冷却。而且，当润滑油飞溅到线圈内侧时，该润滑油可能进入所述转子与所述定子之间的间隙部分。如果润滑油进入所述转子与所述定子之间的间隙部分，则发生剪切所述润滑油的阻力，该阻力可不利地增大使所述转子转动的力的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却性能改善的用于车辆的驱动装置。
简言之，本发明是一种驱动装置，它包括：容纳定子和转子的电机室；沿所述转子的转动轴(轴线)方向与所述电机室相邻设置并容纳齿轮的齿轮室，所述转子的转动传递到所述齿轮；用于支承所述转子或所述齿轮的转动的轴承；以及设置在所述电机室与所述齿轮室之间用于支承所述轴承的隔离壁。所述隔离壁设置有用于允许由所述齿轮飞溅的润滑油飞溅到所述定子的上部的开口。
优选地，所述驱动装置配置在车辆的车轮中。
优选地，所述齿轮是使所述转子的转动减速并将所述转动传递到使所述车轮转动的轴的减速齿轮。所述减速齿轮包括：固定到所述齿轮室的壁上的齿圈，所述转子的转动传递到其上的太阳齿轮，嵌合在所述轴中的行星架，以及具有由所述行星架支承的转动轴并与所述太阳齿轮和所述齿圈啮合的小齿轮。
优选地，所述驱动装置还包括设置在所述电机室的壁部外部的冷却翅片，从所述齿轮通过所述开口飞溅的润滑油附着到所述电机室的该壁部。
根据本发明，已通过所述转子的转动传递到其上的齿轮飞溅的润滑油通过所述开口的飞溅供给到所述定子的上部。因此，能实现更好的散热。
由下面结合附图对本发明的详细说明可更清楚本发明的上述和其它目的、特征、方面及优点。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的驱动装置的透视图；
图2是根据本发明的该实施例的驱动装置的示意性截面图；
图3是示出图2中的变速器壳545和电机壳体544如何装配的透视图；
图4是示出图3中所示的状态除去变速器壳545的透视图；以及
图5是说明通过减速齿轮飞溅的润滑油的流动的视图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的一个实施例。图中相同或相似的部件具有相同的附图标记，并不再重复其说明。
图1是根据本发明的一实施例的驱动装置的透视图。
参照图1，该驱动装置包括车轮510，设置在该车轮中的轮内电机520，以及设置在该轮内电机的车身内侧方且根据车轮510的垂直运动而伸缩的减振器560。减振器560包括其中封闭有油、氮气等的外筒564，在该外筒中滑动的活塞连接到其末端的活塞杆566，用于罩住该活塞杆的减振器盖568，以及未示出的弹簧圈置于其上的弹簧座562。
轮内电机520设置有接线盒532，该接线盒532中配置有分别用于传感器电缆534及U相、V相和W相电力电缆536、538和540的连接器；用于将电缆534、536、538和540固定到轮内电机520的壳体上的配线夹522；容纳用于夹持和压紧制动盘的制动衬块的制动钳550；未示出的下控制臂安装到其上的转向节轴592；以及转向横拉杆安装球形接头526。
转向横拉杆根据转向角推动转向横拉杆安装球形接头526，从而使车轮510转向。
轮内电机520在其转动轴上设置有用于输送用于润滑容纳于轮内电机520中的减速器的油的油泵524。配线夹522配置在减振器560与油泵524之间的间隙部分中，这使得配线空间紧凑。
配线夹522在接线盒532与车身处的设备之间的中间部分将电缆534、536、538和540固定到轮内电机520上。因此，当车轮转向时，或者当减振器伸缩时，能够减弱(缓和)作用于安装到接线盒的连接器的应力，从而配线不容易断线。
而且，配线夹522将电缆534、536、538和540固定成这些电缆的纵向方向与平行于车辆行驶方向的方向重合。因此，从配线夹522到车身的配线部分在转向时的变形能够在同一平面内进行，从而不容易在配线上施加扭转应力。
在轮内电机520的壳体的上部处设置有要安装到减振器上的臂。该臂通过夹紧箍580、螺母528和530以及未示出的螺栓固定到减振器560的外筒564上。
图2是根据本发明的该实施例的驱动装置的示意性截面图。
参照图1和图2，车轮510包括轮辐514和轮辋部512。未示出的轮胎安装到轮辋部512。
活塞杆566的上端固定到未示出的车身上。转向节轴592通过螺栓和螺母固定到下控制臂590上。车身与减振器560之间的空间可用作配置传感器电缆和电力电缆的配线空间。
如图2中所示，轮内电机520的壳体与可转动地支承轮毂的转向节成一体。
参照图2，轮内电机520包括电机壳体544，通过螺栓548安装到电机壳体544上的变速器壳545，从车身侧罩住变速器壳的变速器壳盖546，以及通过螺栓549安装到电机壳体544上的电机壳体盖547。
球形接头594安装到电机壳体544，由此将电机壳体544支承得使得电机壳体可伴随其垂直运动提供相对于转向节轴592的角度变动。
轮辐514通过螺栓601固定到轮毂620上。制动盘552安装到轮毂620上。通过在轮毂620与电机壳体盖547之间设置球轴承611和612，轮毂620相对于与转向节成一体的电机壳体可转动地支承。
轮内电机520包括容纳于电机壳体544中的定子铁心671，缠绕在定子铁心671周围的定子线圈672，以及容纳于定子铁心671中的转子673。转子673中嵌有永磁体。
轮内电机520还包括容纳于变速器壳545中的太阳齿轮682，齿圈685，行星架684，小齿轮683，以及用作小齿轮683的转动轴的销686。在小齿轮683与销686之间的间隙中设置有滚针轴承。
太阳齿轮682的轴随着转子673的转动而转动。太阳齿轮682的轴由球轴承614相对于电机壳体盖547可转动地支承。行星架684由球轴承617相对于变速器壳盖546可转动地支承。
类似地，行星架684由球轴承616相对于太阳齿轮682的轴可转动地支承，并由球轴承615相对于变速器壳545可转动地支承。
太阳齿轮682是中空的。在太阳齿轮682中配置有具有与轮毂620和行星架684接合的花键的轴710。轴710在变速器壳侧设置有油路711。
包含于轮内电机520中的转子673是中空的。减速器使轮内电机520的转动减速并将减速后的转动传递到贯穿转子673的中空部的轴710。然后轴710使轮毂620和车轮510转动。
将稍微详细地说明减振器的运动。当转子673转动时，太阳齿轮682相应转动。齿圈685固定到变速器壳545上。小齿轮683与太阳齿轮682及齿圈685两者啮合。当太阳齿轮682转动时，小齿轮683也相应转动。由于齿圈685固定到变速器壳545，该齿圈不转动。因此，太阳齿轮682的转动被减速，使得行星架684转动。行星架684具有与轴710接合的花键，从而行星架684的转动通过轴710使得轮毂620转动，进而使得车轮510转动。
为了润滑减速器部分，在变速器壳盖546上安装有油泵524。油泵524通过油路721吸取收集在变速器壳底部的润滑油，以将所述润滑油输送到油路711。由于油泵524优选通过由减速之后获得的大转矩所转动的轴710转动，所以油泵524在车身侧的轴710上设置成从该轴突出。
图3是示出图2中的变速器壳545和电机壳体544如何装配的透视图。
图4是示出图3中所示的状态除去变速器壳545的透视图。
参照图3和图4，变速器壳545和电机壳体544通过紧固插入螺栓孔842中的螺栓而装配。
在设置在变速器壳545与电机壳体之间的变速器壳545处的隔离壁820处，设置有用于将已通过行星齿轮装置飞溅的润滑油飞溅到电机壳体544的上部以及定子线圈的外周侧的开口821和822。
隔离壁820设置在支承图2中所示的球轴承616和686的齿轮室处。
当除去变速器壳545时，可以看到定子铁心671如何容纳在电机壳体544中。定子铁心671通过插入螺栓孔844中的螺栓固定到电机壳体544上。
在电机壳体544的外侧部分，设置有要连接到减振器560上的臂542，用于分别连接传感器电缆534与U相、V相和W相电力电缆536、538和540的接线盒532，用于安装制动钳550的螺栓孔831和832，以及用于将电机壳体544连接到下控制臂590的连接部802。
连接部802设置有用于减重的空腔806和808，用于嵌合球形接头的孔804，以及用于紧固用于压紧球形接头的盖的螺栓孔811-814。
图5是说明通过减速齿轮飞溅的润滑油的流动的视图。在图5中，为便于理解飞溅的润滑油的路径，在隔离壁820部分中未示出图3中用于保持开口821与822之间的强度的壁部。相反，示出开口821部分的特征性的截面。
参照图5，容纳定子和转子的电机壳体544与容纳转子的转动传递到其上的行星齿轮的变速器壳545沿转子的转动轴方向相邻设置。用于支承转子673或行星齿轮的转动的轴承615和616由电机壳体544与变速器壳545室之间的隔离壁支承。所述隔离壁设置有用于将已通过齿轮飞溅的润滑油飞溅到定子上部的开口821。
行星齿轮是使转子673的转动减速并将所述转动传递到使车轮510转动的轴710上的减速齿轮。该减速齿轮包括固定到变速器壳545的壁上的齿圈685，转子673的转动传递到其上的太阳齿轮682，嵌合在轴710中的行星架684，以及具有由行星架684支承的转动轴并与太阳齿轮682和齿圈685啮合的小齿轮683。
在电机室的壁部外部设置有冷却风扇852，从行星齿轮通过开口821飞溅的润滑油附着到电机室的壁部。
油量设定为使得油液面890略低于定子铁心671的内周面。油泵524通过油路721吸取油液面890处的润滑油。
一些润滑油流过设置在轴710的中心部位的油路711并流过设置在行星架处的油路，然后通过开口821飞溅到定子线圈672的外周侧上。此外，一些润滑油还通过小齿轮683飞溅，并类似地通过开口821飞溅到定子线圈上以及电机壳体的内周壁上。
从而，定子线圈和定子铁心被冷却。在电机壳体的壁的外部设置有散热翅片852，润滑油通过开口821飞溅到电机壳体的壁上。因此，润滑油的热被翅片852发散到空气中。
此外，飞溅的润滑油渗透到定子线圈与电机壳体的壁之间的间隙中。因此，与该间隙充满空气的情况相比，能实现从定子线圈到电机壳体的壁的更好的热传递。因此，也改进了散热。
尽管已详细说明和示出本发明，但是应清楚地理解，这仅是示意性和示例性而并非限制性的，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求限制。

Claims (8)

1.一种驱动装置，它包括：
容纳定子(671，672)和转子(673)的电机室(544)；
沿所述转子的转动轴方向与所述电机室相邻设置并容纳齿轮(682，683，685)的齿轮室(545)，所述转子的转动传递到所述齿轮；
用于支承所述转子或所述齿轮的转动的轴承(615)；以及
设置在所述电机室与所述齿轮室之间用于支承所述轴承的隔离壁(820)，其中，所述隔离壁(820)设置有用于允许由所述齿轮飞溅的润滑油飞溅到所述定子的上部的开口(821，822)。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置配置在车辆的车轮(510)中。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，
所述齿轮是使所述转子的转动减速并将所述转动传递到使所述车轮转动的轴(710)的减速齿轮，并且
所述减速齿轮包括：
固定到所述齿轮室的壁上的齿圈(685)，
所述转子的转动传递到其上的太阳齿轮(682)，
嵌合在所述轴中的行星架(684)，以及
具有由所述行星架支承的转动轴并与所述太阳齿轮和所述齿圈啮合的小齿轮(683)。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，它还包括设置在所述电机室的壁部外部的冷却翅片(852)，从所述齿轮通过所述开口飞溅的润滑油附着到所述电机室的该壁部。
5.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，它还包括设置在所述电机室的壁部外部的冷却翅片(852)，从所述齿轮通过所述开口飞溅的润滑油附着到所述电机室的该壁部。
6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述齿轮是使所述转子的转动减速并将所述转动传递到使车轮转动的轴(710)的减速齿轮，并且
所述减速齿轮包括：
固定到所述齿轮室的壁上的齿圈(685)，
所述转子的转动传递到其上的太阳齿轮(682)，
嵌合在所述轴中的行星架(684)，以及
具有由所述行星架支承的转动轴并与所述太阳齿轮和所述齿圈啮合的小齿轮(683)。
7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，它还包括设置在所述电机室的壁部外部的冷却翅片(852)，从所述齿轮通过所述开口飞溅的润滑油附着到所述电机室的该壁部。
8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，它还包括设置在所述电机室的壁部外部的冷却翅片(852)，从所述齿轮通过所述开口飞溅的润滑油附着到所述电机室的该壁部。
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