CN102139737A - 电动轮毂单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保持散热效果的同时容易使轴承部大型化的电动轮毂单元。于电动轮毂单元(1)中，将定子(13)密封的第一树脂模具部(M1)压接于马达壳体(10)，将电路基板(7)密封的第二树脂模具部(M2)亦压接于马达壳体(10)，露出于外部的第二轴承部(31)抵接于马达壳体(10)。因此，定子(13)中所产生的热经由第一树脂模具部(M1)而传达至马达壳体(10)，电路基板(7)上的电子零件所产生的热经由第二树脂模具部(M2)而传达至马达壳体(10)。而且，集中于马达壳体(10)的热传达至第二轴承部(31)后会向外部散放。此种构成的电动轮毂单元(1)容易使第二轴承部(31)大型化，并且，使第二轴承部(31)越大型化，则越可提高散热效果。

Description

电动轮毂单元

技术领域

本发明涉及一种用于电动车(例如，电动自行车、电动助力自行车、步行辅助车等)的电动轮毂单元。

背景技术

以往，关于此种领域的技术，有日本特开2009-12542号公报。该公报中所记载的电动轮毂装置(电动轮毂单元)包括相对于轮毂轴而旋转自如的轮毂体、及使轮毂体旋转的马达。于轮毂体的一端部形成有开口部，另一端部形成为封闭的圆筒状，马达配设于轮毂体内，马达外壳自轮毂体的开口部露出于外部，定子由具有绝缘性与热传导性的树脂所覆盖，且隔着树脂而密接于马达外壳。而且，于轮毂体的开口部在马达外壳的外周部之间配设有轴承部，配置于左右的轮毂轴之间的旋转轴上固定有转子，通过旋转轴与转子一并旋转，经由行星齿轮机构，轮毂体发生旋转。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-12542号公报

然而，于上述的电动轮毂装置中，定子的线圈中所产生的热会通过树脂部而自马达外壳的露出部分向外部散放，但为了使马达外壳露出于外部而在轮毂体的开口部与马达外壳的外周部之间配设有轴承部，因此必须采用轴承部的内径孔较大进而与外径的差较小的轴承，而此种轴承部的旋转保持精度和耐久力较低。若为了提高旋转保持精度和耐久力，采用大型的轴承部，则必须使电动轮毂装置自身大型化或复杂化。因此，于此种电动轮毂装置中，存在难以于保持由定子所产生的热的散热性的同时使轴承部大型化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保持散热效果的同时容易使轴承部大型化的电动轮毂单元。

本发明的电动轮毂单元，于以车轴的轴线为中心进行旋转的轮毂内，内置有马达部，其技术要点在于：

于轮毂内包括：

马达部，其于马达壳体内收容有转子及定子；

减速齿轮部，其将转子的旋转减速后传达至轮毂；

电路基板，其对转子的旋转进行控制，并且配置于马达壳体与轮毂之间；以及

轴承部，其外轮固定于轮毂侧，内轮固定于车轴侧，且旋转自如地支撑轮毂，且

铁芯上卷绕有线圈而成的定子由密接于马达壳体的内壁面的第一树脂模具部而密封，

具有电子零件的电路基板由密接于马达壳体的外壁面的第二树脂模具部而密封，

露出于外部的轴承部的内轮抵接于马达壳体。

于该电动轮毂单元中，定子中所产生的热经由第一树脂模具部而传达至马达壳体，电路基板上的电子零件所产生的热经由第二树脂模具部而传达至马达壳体。而且，集中于马达壳体的热传达至轴承部后会向外部散放。此种构成的电动轮毂单元容易使轴承部大型化，并且，使轴承部越大型化，则越可提高散热效果。轴承部为了提高旋转保持精度和耐久力，于设计方面迫切需要使的大型化，但若采用如本发明般的构成，则可通过轴承部的大型化而同时达成散热效果的提高与轮毂的旋转稳定性。进而，一般而言，若提高电子零件的耐热性则会导致电子零件自身大型化，但于本发明中，因提高电路基板上的电子零件的散热性，故而即便未使用耐热性较高的电子零件亦可，可实现电子零件的小型化和低成本化，其结果，可实现电子零件的占有空间的缩小化，且可实现马达部的占有空间的放大化即以动力增加为目的的马达部的大型化。

又，较佳为于轴承部的内轮，形成有使线连接于电路基板的配线插入的配线抽出孔。

普通的电动轮毂单元中的轮毂，大多情形时是以包入马达部及减速齿轮部的方式形成，并且进行旋转，因此虽在以往的配线的抽出方式中，不得不设计为使车轴贯通，但于本发明的情形时，能够利用大型化的轴承部的内轮容易将线连接于电路基板的配线排出至外部，具有轴承部越大型化，则配线的抽出越容易的显著效果。

根据本发明，于保持散热效果的同时容易使轴承部大型化。

附图说明

图1是表示本发明的电动轮毂单元的一实施形态的剖面图。

图2是图1所示的电动轮毂单元的分解剖面图。

图3是表示行星齿轮机构及隔板的俯视图。

图4是表示本发明的电动轮毂单元的其他实施形态的剖面图。

图5是表示电动助力自行车的一例的侧视图。

主要元件符号说明

1、1A：电动轮毂单元

2：车轴

3：马达部

4：轮毂

6：减速齿轮部(行星齿轮机构)

7：电路基板

10：马达壳体

11：铁芯(芯)

12：线圈

13：定子

14：转子

31：轴承部

31a：外轮

31b：内轮

34：配线

35：配线抽出孔

M1：第一树脂模具部

M2：第二树脂模具部

L：轴线

具体实施方式

以下，一边参照图式一边对本发明的电动轮毂单元的较佳实施形态进行详细说明。

如图1、图2、及图5所示，电动轮毂单元1用于电动自行车、电动助力自行车、电动摩托车、电动汽车等的车轮W中。该电动轮毂单元1包括如下各部作为主要的构成零件：为车轮W的旋转中心即固定于框架F的车轴2、车轴2所贯通的马达部3、以车轴2为中心进行旋转的轮毂4、使马达部3的输出减速后传达至轮毂4的减速齿轮部6、对马达部3进行控制的电路基板7、以及相对于车轴2旋转自如地支撑轮毂4的左右一对轴承部30、31。而且，于轮毂4内，收容有马达部3、减速齿轮部6、及电路基板7。

马达部3具有车轴2的轴线L方向上的一端开放的马达壳体10，且在马达壳体10的周围，轮毂4旋转，因此使马达壳体10的外周壁10b离开轮毂4。于该马达壳体10内，包括在由铁芯构成的芯11上卷绕线圈12而成的定子13，及相对于定子13旋转的转子14。定子13通过利用具有电气绝缘性及弹力性的树脂形成的第一树脂模具部M1而密封，树脂铸模而成的定子13的外周面密接于马达壳体10的圆筒状的外周壁10b及圆板状的端壁10c的内壁面。转子14包括：位于比定子13内侧的圆筒状的磁体16，及介装于磁体16与车轴2之间且即便马达部3被电性地锁住亦可进行轮毂4的旋转的滑动控制机构17。

于马达壳体10的轴线L方向上的一端部，形成有以轴线L为中心的环状的开口部10a。该开口部10a跨及马达壳体10的平坦端面的大致全体而形成，且于开口部10a内配置有作为减速齿轮部的行星齿轮机构6。而且，于马达壳体10的另一端部，形成有端壁10c与突起部10d且固定于车轴2。

行星齿轮机构6包括：太阳齿轮21，其作为转子14的一部分而构成并且于开口部10a的位置在车轴2的周围旋转；内齿轮22，其于开口部10a的位置形成于马达壳体10的外周壁10b的端部；以及四个行星齿轮23，其等轴支撑于作为载体而发挥作用的轮毂4，并且配置于太阳齿轮21与内齿轮22之间，且与太阳齿轮21及内齿轮22啮合(参照图3)。而且，各行星齿轮23经由轴承27而旋转自如地安装于自轮毂4的轴线L方向上的一端部朝向轮毂4的内方，向轴线L方向突出的轴部26。

于此种行星齿轮机构6中，太阳齿轮21与转子14一并旋转，于太阳齿轮21的周围行星齿轮23公转，以此轮毂4发生旋转，转子14的旋转减速后传达至轮毂4。而且，因行星齿轮机构6为偏平，故而能够以堵住开口部10a的方式配置，有助于轮毂4的薄型化。

鼓状的轮毂4由成杯形状的轮毂本体部4A、及将轮毂本体部4A的开口端4a封闭的偏平的盖部4B构成。于使形成于轮毂本体部4A的法兰部4e与形成于盖部4B的法兰部4b对接的状态下，通过螺杆28将轮毂本体部4A与盖部4B一体化。而且，于轮毂本体部4A与盖部4B的重合部分介装有环状的密封橡胶29。

进而，于轴线L方向上，在形成于轮毂本体部4A的端部的车轴突出孔4c，安装有用以支撑轮毂4的相对于车轴2的旋转的由滚动轴承构成的第一轴承部30，在形成于盖部4B的端部的车轴突出孔4d，安装有用以支撑轮毂4的相对于车轴2的旋转的由滚动轴承构成的第二轴承部31。而且，于车轴2的一端部，拧装有保持第一轴承部30的第一螺帽部32，第一轴承部30的外轮30a抵接于轮毂4的轮毂本体部4A，第一轴承部30的内轮30b抵接于第一螺帽部32，以此防止第一轴承部30的脱落。同样地，于车轴2的另一端部，拧装有保持第二轴承部31的第二螺帽部33，第二轴承部31的外轮31a抵接于轮毂4的盖部4B，第二轴承部31的内轮31b抵接于第二螺帽部33，以此防止第二轴承部31的脱落。

于由盖部4B、马达壳体10的端壁10c及第二轴承部31所划定的空间内配置有圆板状的电路基板7，装有电子零件的电路基板7通过利用具有电气绝缘性及弹力性的树脂形成的第二树脂模具部M2而密封。该第二树脂模具部M2与可旋转的轮毂4的盖部4B隔开，第二树脂模具部M2的端面M2a密接于马达壳体10的端壁10c的外壁面。进而，于电路基板7的中央开口7a及第二树脂模具部M2的中央开口M2c内，插入有自马达壳体10的端壁10c沿着车轴2而突出的圆柱状的突起部10d，电路基板7接近于马达壳体10的端壁10c且平行地配置。而且，线连接于电路基板7的配线34贯通第二轴承部31的内轮31b并排出至外部，形成于第二轴承部31的内轮31b的配线抽出孔35中填充有由与第一及第二树脂模具部M1、M2为相同材质构成的防水性的密封材料39。

第二轴承部31的外轮31a固定于轮毂4，内轮31b固定于车轴2，且旋转自如地支撑轮毂4，该内轮31b的径方向剖面积形成为比马达壳体10的突起部10d的径方向剖面积大，且通过螺帽部33自轴线L方向朝突起部10d的端面10e压接。再者，亦可于外轮31a与轮毂4之间或内轮31b与车轴2之间插入其他构件，但于此情形时，该等的止动为必需。又，第二树脂模具部M2的周缘部M2b于轴线L方向上环状地凸出，以此实现第二树脂模具部M2的放大化，且实现电子零件的散热化的提升。

于该电动轮毂单元1中，第一树脂模具部M1及芯11压接于马达壳体10的外周壁10b，由第一树脂模具部M1与第二树脂模具部M2夹入马达壳体10的端壁10c，形成第二树脂模具部M2的中央开口M2c的壁面M2d压接于突起部10d的周面，因此定子13中所产生的热经由第一树脂模具部M1而传达至马达壳体10，电路基板7上的电子零件所产生的热经由第二树脂模具部M2而传达至马达壳体10。而且，集中于马达壳体10的热传达至第二轴承部31的内轮31b后会向外部散放。此种构成的电动轮毂单元1容易使第二轴承部31大型化，且即便马达壳体10(马达3)与电路基板7完全被轮毂4所包围亦可实现散热的提高，并且，使第二轴承部31越大型化，则越可提高散热效果。

第二轴承部31为了提高旋转保持精度和耐久力，于设计方面被迫需要使的大型化，但若采用如本发明般的构成，则可通过第二轴承部31的大型化而同时实现散热效果的提高与轮毂4的旋转稳定性。进而，一般而言若提高电子零件的耐热性则会导致电子零件自身大型化，但于本发明中，因提高电路基板7上的电子零件的散热性，故而即便未使用耐热性较高的电子零件亦可，可实现电子零件的小型化和低成本化，其结果，可实现电子零件的占有空间的缩小化，且可实现马达部3的占有空间的放大化即以动力增加为目的的马达部3的大型化。

又，普通的电动轮毂单元中的轮毂，大多情形时是以包入马达部及减速齿轮部的方式形成，并且进行旋转，因此虽于以往的配线的抽出方式中，不得不设计为使车轴贯通，但于本发明的情形时，能够利用大型化的第二轴承部31的内轮31b容易将线连接于电路基板7的配线34排出至外部，第二轴承部31越大型化，则配线34的抽出越容易。再者，该配线34通过形成于突起部10d的狭缝10f而自配线抽出孔35导出至外部。

进而，于该电动轮毂单元1中，以使行星齿轮机构(减速齿轮部)6与马达部3内的转子14及定子13隔开的方式，相对于轴线L垂直配置的圆板状的隔板36作为另一零件而配置于马达壳体10内，该隔板36抵接于支撑行星齿轮23的轴部26的自由端，且通过拧装于轴部26的内螺纹部26a的螺杆37来固定。隔板36的外周端接近于马达壳体10的外周壁10b，车轴2贯通于隔板36的中央开口部36a，且使太阳齿轮21自中央开口部36a突出。又，螺杆37为了防松而隔着垫圈38插入至隔板36。

通过该隔板36，将减速齿轮部6与马达部3内的转子14及定子13分离，且通过马达壳体10将减速齿轮部6与电路基板7分离。又，因于马达壳体10的开口部10a内配置有减速齿轮部6，故而能够关于轮毂4，缩短轴线L方向即车宽度方向的长度，从而可使轮毂4薄型化。

为了达成该薄型化，将减速齿轮部6配置于马达壳体10内，结果，减速齿轮部6与马达部3内的转子14及定子13接近，转子14及定子13容易受到齿轮21、22、23的研磨粉的影响，但即便减速齿轮部6中所产生的齿轮21、22、23的研磨粉与涂布于减速齿轮部6的润滑剂一并飞散，通过隔板36，研磨粉亦难以附着于转子14及定子13，可避免因研磨粉的卡入所引起的马达部3的旋转不良。进而，电路基板7远离配置于马达壳体10内的减速齿轮部6，且配置于马达壳体10的外，因而齿轮21、22、23的研磨粉极难附着。而且，电路基板7通过马达壳体10而与线圈12隔开，由线圈12所产生的热通过马达壳体10而难以传达至电路基板7，可防止电路基板7上的电子零件的寿命减少或电子零件的误作动。

而且，通过有效地利用支撑行星齿轮23的旋转的轴部26，能够利用螺杆37使隔板36简单地固定。而且，若将隔板36固定于轮毂4，则当将马达部3安装于轮毂4内时，行星齿轮23不会落下，因而将马达部3组装至轮毂4的轮毂本体4A内时的作业性会变得良好。又，于电动轮毂单元1的内部的分解扫除时，通过螺杆37的采用能够容易地将隔板36卸下。再者，隔板36亦可通过熔接或敛缝等固定于轴部26的自由端。

本发明可以说并不限定于上述实施形态。例如，如图4所示，于其他电动轮毂单元1A中，于电路基板7的背面(装有电子零件的面的相反侧的面)，压接有由铝等非导电性金属构成的环状的散热板25，且该散热板25压接于马达壳体10的端壁10c的外壁面。通过该散热板25的采用，使电路基板7上的电子零件所产生的热容易传达至马达壳体10的端壁10c。

Claims (2)

1.一种电动轮毂单元，其于以车轴的轴线为中心进行旋转的轮毂内，内置有马达部，其特征在于：

于上述轮毂内包括：

上述马达部，其于马达壳体内收容有转子及定子；

减速齿轮部，其将上述转子的旋转减速后传达至上述轮毂；

电路基板，其对上述转子的旋转进行控制，并且配置于上述马达壳体与上述轮毂之间；以及

轴承部，其外轮固定于上述轮毂侧，内轮固定于上述车轴侧，且旋转自如地支撑上述轮毂，且

铁芯上卷绕有线圈而成的上述定子由密接于上述马达壳体的内壁面的第一树脂模具部而密封，

具有电子零件的上述电路基板由密接于上述马达壳体的外壁面的第二树脂模具部而密封，

露出于外部的上述轴承部的上述内轮抵接于上述马达壳体。

2.根据权利要求1所述的电动轮毂单元，其特征在于：

于上述轴承部的上述内轮，形成有使线连接于上述电路基板的配线插入的配线抽出孔。

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