專利名稱：電動車輪用輪轂組合件和具有該輪轂組合件的交通工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動車輪用輪轂組合件和具有該輪轂組合件的助力自行車、輪椅等交通工具。
背景技術(shù)：
圖9表示助力自行車的電動車輪用輪轂組合件2。
電動車輪用輪轂組合件(以下稱為[輪轂組合件])，包括具有定子3和轉(zhuǎn)子4的馬達(dá)9，和在內(nèi)部收納該馬達(dá)并由馬達(dá)9和行星齒輪減速機構(gòu)6減速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輪轂7，和在輪轂7的旋轉(zhuǎn)中心軸上相對于馬達(dá)罩5以固定狀態(tài)突出設(shè)置、向輪轂7的外側(cè)突出的固定用支撐軸57、57a。
定子3是在層疊金屬板31上卷繞線圈32而形成。
馬達(dá)罩5，由一對端板51、52堵住筒壁8的兩端開口，筒壁8和端板51、52由緊固螺栓53b、53b來固定。
定子3的層疊金屬板31，通過貫通其外周部的多個緊固螺栓53d被緊固固定在一側(cè)的端板51上。
將貫通輪轂7的兩端的固定用支撐軸57、57a固定在自行車前或后輪叉上，在于輪轂7的外周突出設(shè)置的周壁74、74上的輪輻條安裝孔74a中，安裝車輪的輪輻條(未圖示)。
在對定子3的線圈32通電時轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)通過行星齒輪減速機構(gòu)6被減速傳遞到輪轂7上，使自行車的車輪旋轉(zhuǎn)。
在踩踏自行車的腳蹬而作用一定值以上的負(fù)荷時，再對定子3的線圈32通電，即使在坡道上也能夠輕松地行駛。
特表2002-514550對線圈32的通電會產(chǎn)生發(fā)熱。由于線圈32過熱時不能以高轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，所以需要在通過定子3使線圈32的熱量散去方面下功夫。
然而，由于馬達(dá)罩5將定子3包圍成密閉狀態(tài)，所以不能有效地使定子3散熱。
因此，在輪轂7內(nèi)收納冷卻液，對馬達(dá)罩5從外側(cè)冷卻來抑制線圈32的發(fā)熱。
在于輪轂7內(nèi)收納冷卻液的時候，需要實施液體泄漏的對策等，從而帶來了成本的提高。另外，僅冷卻液部分就會增加重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可提供一種省略作為馬達(dá)罩5的一部分的筒壁8，通過使定子3的外周面向輪轂7的內(nèi)面開放，來提高定子3的散熱效果并能夠?qū)崿F(xiàn)防止加熱的輪轂和具有該輪轂的交通工具。
本發(fā)明的輪轂組合件2，包括具有定子3和轉(zhuǎn)子4的馬達(dá)9，和在內(nèi)部收納該馬達(dá)并通過轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輪轂7，和在輪轂7的旋轉(zhuǎn)中心軸上以固定狀態(tài)突出設(shè)置在馬達(dá)罩5上并向輪轂7的外側(cè)突出的固定用支撐軸57。
馬達(dá)罩5的結(jié)構(gòu)，是由螺母來固定把定子3的層疊金屬板31夾在中間而相對向配置的一對端板51、52，以便夾住和保持層疊金屬板31。
定子3的外周面，向端板51、52間的輪轂7的內(nèi)面開放。
(發(fā)明效果)馬達(dá)罩5由于不存在包圍定子3的層疊金屬板31的外周面的筒壁8，所以即使定子3的線圈32發(fā)熱，但通過定子3也能夠高效地向馬達(dá)罩5的外側(cè)散熱。因此，線圈32不會過熱。
不需要像以往那樣在輪轂7內(nèi)收納冷卻液來抑制線圈32的過熱。
能夠省去馬達(dá)罩5的筒壁8，并且由于不需要冷卻液收納的工作，所以能夠降低制造成本。并且，僅以省去該筒壁8和冷卻液的部分就可使其輕量化。
進而，由于僅以不存在筒壁8的部分能夠加大定子3的外徑，所以能夠?qū)崿F(xiàn)提高旋轉(zhuǎn)動力。


圖1是助力自行車的主視圖。
圖2是輪轂組合件的剖面圖。
圖3是卸下輪轂主體的輪轂組合件的立體圖。
圖4是輪轂組合件的立體圖。
圖5是層疊金屬板的分解立體圖。
圖6是第2實施例的輪轂組合件的剖面圖。
圖7是卸下同上圖的輪轂主體的輪轂組合件的立體圖。
圖8是第3實施例的輪轂組合件的剖面圖。
圖9是以往例的輪轂組合件的剖面圖。
圖10是卸下同上圖的輪轂主體的狀態(tài)的立體圖。
圖中2—輪轂組合件，3—定子，4—轉(zhuǎn)子，5—馬達(dá)罩，6—行星齒輪減速機構(gòu)，7—輪轂，9—馬達(dá)，31—層疊金屬板。
具體實施例方式
圖1表示具有本發(fā)明的輪轂組合件2的電動助力自行車1的一例。
在助力自行車1的前車叉12的前端安裝有輪轂組合件2，由輪輻條14、14連接前車輪11的輪圈13和輪轂組合件2。
在座主撐梁15和后車輪16之間裝載蓄電池17。在腳蹬18的踏入力作用的適當(dāng)?shù)胤?，配置有?dāng)腳蹬的負(fù)載達(dá)到一定值時從載蓄電池17向輪轂組合件2的馬達(dá)9通電的傳感器(未圖示)。
輪轂組合件2基本上與上述圖9的以往例相同，包括具有定子3和轉(zhuǎn)子4的馬達(dá)9，和在內(nèi)部收納該馬達(dá)并通過馬達(dá)9的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輪轂7，和在輪轂7的旋轉(zhuǎn)中心軸上、相對于馬達(dá)罩5以固定狀態(tài)突出設(shè)置而突出到輪轂7外側(cè)的固定用支撐軸57。
定子3的層疊金屬板31，已知如圖5所示那樣，將沖切金屬板31a按規(guī)定張數(shù)層疊而形成。沖切金屬板31a，在環(huán)的內(nèi)周在周方向上，等間隔地向環(huán)中心突出設(shè)置多個、在實施例中設(shè)置了12個T字狀的凸部31b。
以層疊金屬板31的相位對齊的層疊凸部31b為單位實施卷繞線圈32。以往，層疊金屬板31，用沖壓模具沖壓金屬板材形成沖切金屬板31a，同時，同時按被沖壓的狀態(tài)層疊而形成。
因此，在各沖切金屬板31a上產(chǎn)生的飛邊，在相鄰的沖切金屬板31a、31a上的位置是一致的。
在1個沖切金屬板31a上，如果在周方向產(chǎn)生同樣的飛邊，則1個層疊金屬板31的厚度是同樣的。
然而，上述情形幾乎不可能得到，如果觀察1個沖切金屬板31a，飛邊的位置在周方向上是不一樣的。這時，如果單純層疊被連續(xù)地沖壓的沖切金屬板31a，則在1個層疊金屬板31上為0.1～0.3mm左右，會產(chǎn)生厚度大的部分和小的部分。
根據(jù)后述的理由，需要抑制在層疊金屬板31上產(chǎn)生厚度大的部分和小的部分。因此，將層疊金屬板31分成為由單位張數(shù)的沖切金屬板31a構(gòu)成的多個單元體31c，使各單元體按規(guī)定角度錯開重疊。
在實施例中，僅按用單元體31c的個數(shù)除360°的角度的順序錯開來形成層疊金屬板31。例如在單元體31c的個數(shù)為3個的時候，使3個單元體31c每隔120°錯開，在各層疊凸部31b上實施卷繞線圈32。
上述層疊金屬板31，在于沖壓金屬板材、形成沖切金屬板31a的同時進行層疊的時候，每次僅按單元體31c的張數(shù)沖壓沖切金屬板31a，使金屬板在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度、在實施例中是旋轉(zhuǎn)120°，這樣能夠簡單地形成。
另外，沖切金屬板31a的向內(nèi)方突出的凸部31b的個數(shù)，被限制在用單元體31c的個數(shù)可整除的個數(shù)。
在上述定子3內(nèi)，與定子3同心可轉(zhuǎn)動地配置有轉(zhuǎn)子4。在圓形的層疊金屬板42的中心，與層疊金屬板42一體可旋轉(zhuǎn)地穿過旋轉(zhuǎn)軸41而形成轉(zhuǎn)子4。
在層疊金屬板42的外周部，在層疊金屬板42的周方向上使S極和N極交替等間隔地埋設(shè)配置有與該旋轉(zhuǎn)軸41平行的多個永磁鐵43。
對于馬達(dá)9的罩5，從定子3的軸方向、由第1、第2一對端板51、52夾住上述定子3的層疊金屬板31，并由貫通層疊金屬板31的外周部的多個緊固螺栓53緊固兩端板51、52。
定子3的層疊金屬板31，具有使第1端板51和第2端板52存在一定間隔地固定的作用。即，層疊金屬板31兼用作圖9的以往的輪轂組合件中的馬達(dá)罩5的筒壁8。
第1端板51和第2端板52，分別在中央部內(nèi)側(cè)具有軸承58、58，由兩軸承58、58軸支撐上述轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41的兩端。
第1端板51和第2端板52，分別在外周處緣具有向內(nèi)方的短筒部54、55，在該短筒部54、55前端的環(huán)狀嵌入階梯部54a、55a上，嵌入層疊金屬板31的兩端外周緣。
在第1端板51的中央外側(cè)突出設(shè)置有軸套56，貫通該軸套56向外方突出設(shè)置有固定用支撐軸57。在固定用支撐軸57上形成有外螺紋57b。
在第2端板52的外側(cè)配置有將上述轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到輪轂7上的減速機構(gòu)。實施例的減速機構(gòu)是行星齒輪減速機構(gòu)6。
行星齒輪減速機構(gòu)6的行星齒輪支撐框61，朝向第2端板52，在周方向上等間隔地突出設(shè)置有3根筒狀腳部62，使該腳部62與第2端板52對接，并由貫通該腳部62的螺栓63固定在第2端板52上。
在第2端板52和行星齒輪支撐框61之間，在第2端板52的周方向上等間隔地懸架著3根支撐軸64，由各支撐軸64可旋轉(zhuǎn)地支撐著行星齒輪65。
行星齒輪65，在第2端板52側(cè)同軸形成大齒輪65a，在相反側(cè)同軸形成小齒輪65b。
行星齒輪65的大齒輪65a與形成于上述轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41的端部的太陽輪60嚙合。行星齒輪65的小齒輪65b與后述的輪轂7的蓋板72上的內(nèi)齒66a嚙合。
在行星齒輪支撐框61的中央部內(nèi)面形成有軸套67，貫通該軸套67的中心、向外方突出設(shè)置有固定用支撐軸57a。在固定用支撐軸57a上形成有外螺紋57b。
輪轂7，由在底面的中央開口、相反側(cè)全面開口的略呈杯子狀的輪轂主體71，和覆蓋住該全面開口的蓋板72構(gòu)成。
輪轂主體71覆蓋在上述馬達(dá)罩5和行星齒輪減速機構(gòu)6上，在底面開口70和馬達(dá)罩5的第1端板51上的軸套56之間安裝有軸承73。
蓋板72掩蓋行星齒輪減速機構(gòu)6的行星齒輪支撐框61并覆蓋輪轂主體71的開口，由多根螺栓76固定在輪轂主體71上。
在蓋板72的內(nèi)面上，與上述固定用支撐軸57同心地用螺釘固定著環(huán)體66，在該環(huán)體66的內(nèi)面上，形成有與上述行星齒輪65嚙合的內(nèi)齒66a。
上述行星齒輪支撐框61上的固定用支撐軸57a，貫通上述蓋板72突出到外部。在蓋板72和固定用支撐軸57a之間安裝著軸承75。
在輪轂主體71的外周面兩側(cè)，圍繞輪轂主體71一周突出設(shè)置有周壁74，在該周壁74上，向周方向規(guī)則地設(shè)有輪輻條安裝孔74a。
在圖2中，貫通轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41、馬達(dá)罩5的第1端板51上的固定用支撐軸57、輪轂7的蓋板72的固定用支撐軸57a，在一直線上對齊。
另外，在將兩固定用支撐軸57、57a用螺釘固定在自行車的前車叉12上時，在圖2中，向左下方的斜線部分是固定部分，向右下方的斜線部分是旋轉(zhuǎn)部分。
然后，如果對自行車腳蹬18的踩踏作用一定值以上的負(fù)荷，則從蓄電池17對定子3的線圈32通電，轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
通過轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸41前端的太陽輪60也旋轉(zhuǎn)，行星齒輪65在定位置旋轉(zhuǎn)。行星齒輪65的旋轉(zhuǎn)，通過內(nèi)齒66a減速傳遞給輪轂7，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動前車輪11。
通過轉(zhuǎn)子4的電動旋轉(zhuǎn)，能夠減輕腳蹬18的踏入力而使自行車行駛。
通過對線圈32的通電線圈32發(fā)熱，定子3帶有熱量。但是，由于不存在構(gòu)成妨礙定子3散熱的馬達(dá)罩5的筒壁8，所以即使定子3帶有熱量，也能夠從夾住定子3的一對端板51、52間的開口向馬達(dá)罩5外直接散熱。因此，不如以往那樣在輪轂7內(nèi)收納冷卻液，而能夠防止線圈32的過熱。
能夠省去馬達(dá)罩5的筒壁8，另外，由于不需要收納冷卻液，所以能夠降低制造成本。另外，該筒壁8和冷卻液的省去的部分也能夠?qū)p量化做出貢獻(xiàn)。
另外，由于僅以不存在筒壁8的部分可加大定子3的外徑，所以能夠?qū)崿F(xiàn)提高旋轉(zhuǎn)力的動力。
在上述實施例中，在定子3的層疊金屬板31上，在周方向如果產(chǎn)生厚度的大和小，則對兩端板51、52的平行度產(chǎn)生偏差，由該偏差對由兩端板51、52上的軸承58、58軸承支撐的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41作用彎曲力，有對轉(zhuǎn)子4平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)成障礙的問題。因此，如果像以前那樣，如本發(fā)明所示，用一對端板51、52夾住定子3的層疊金屬板31，對層疊金屬板31的層疊方向施加螺釘推力，由緊固螺栓53緊固兩端板51、52，就會有問題。
但是，在實施例中，如前所述，通過對定子3的層疊金屬板31、將單位張數(shù)的沖切金屬板31a進行了層疊的多個單元體31c以規(guī)定的角度錯開層疊，就可以使層疊金屬板31周方向的厚度均勻化。因此，沿層疊金屬板31的層疊方向施加螺釘推力，即使由緊固螺栓53緊固兩端板51、52，也能夠提高第1端板51和第2端板52的平行度的精度。
從而，能夠提高支撐轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41的兩端側(cè)的軸承58、58的平行度，能夠使轉(zhuǎn)子4平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。
圖6表示輪轂組合件2的第2實施例，圖7是省去了輪轂7的輪轂主體71的立體圖。
除了馬達(dá)罩5和將定子3的層疊金屬板31對于該馬達(dá)罩安裝裝置以外，其他的構(gòu)成與上述圖2所示的輪轂組合件2相同，對相同的構(gòu)成省略其說明。
馬達(dá)罩5，由第1端板51、第2端板52、和配置在兩端板51、52之間的決定兩端板之間的間隔的多個間隔軸50和從兩端板51、52螺合到間隔軸50上的緊固螺栓53b、53b構(gòu)成。
間隔軸50的長度，比定子3的層疊金屬板31的厚度稍微大些。層疊金屬板31在外周部開設(shè)有間隔軸50嵌入的槽部33。
層疊金屬板31，由貫通其外周部的多個緊固螺栓53a，被固定在第1端板51或第2端板52上。
層疊金屬板31，如上述圖2的輪轂組合件2那樣，層疊金屬板31兼用作馬達(dá)罩5的構(gòu)成部件。
從而，在圖6的實施例的情況下，層疊金屬板31的厚度，即使在周方向產(chǎn)生大小，也不會對轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41產(chǎn)生彎曲力。
圖8表示輪轂組合件2的第3實施例。
除了1根固定用支撐軸57貫通輪轂7、在于該固定用支撐軸57上可旋轉(zhuǎn)地嵌入的筒軸44上形成轉(zhuǎn)子4方面，和除了在該筒軸44的端部形成行星齒輪減速機構(gòu)6的太陽輪60方面，其他的構(gòu)成與上述圖2所示的輪轂組合件2相同。
如圖2所示的輪轂組合件2那樣，貫通輪轂7兩端向外側(cè)突出的固定用支撐軸57、57a和轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸41分別獨立時構(gòu)成變得復(fù)雜。另外，因部件的加工誤差和組裝誤差，有會在兩端的固定用支撐軸57、57a上產(chǎn)生徑向跳動的危險，但在第3實施例中能夠解決這些問題。
另外，本發(fā)明的輪轂組合件2除了助力自行車以外，也能夠用于輪椅等具有車輪的交通工具的輪轂。
在上述第1、第2實施例中，從輪轂7的兩端分別使各個固定用支撐軸57、57a突出，在第3實施例中，使1根固定用支撐軸57的兩端從輪轂7兩端突出，兩邊支撐輪轂組合件2；但像輪椅那樣在單側(cè)支撐輪轂組合件2的情形，也可以省去一側(cè)的固定用支撐軸。
上述實施例的說明是為了說明本發(fā)明的內(nèi)容，當(dāng)然不可理解為限定為在發(fā)明的范圍記述的發(fā)明、或者縮小發(fā)明范圍。另外，本發(fā)明的各部構(gòu)成不限于上述實施例，在發(fā)明的范圍記述的技術(shù)范圍內(nèi)可以做種種的變形是自不必說的。
權(quán)利要求
1.一種電動車輪用輪轂組合件，包括具有定子(3)和轉(zhuǎn)子(4)的馬達(dá)(9)，和在內(nèi)部收納該馬達(dá)并通過轉(zhuǎn)子(4)的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輪轂(7)，和在輪轂(7)的旋轉(zhuǎn)中心軸上以固定狀態(tài)突出設(shè)置在馬達(dá)罩(5)上并向輪轂(7)的外側(cè)突出的固定用支撐軸(57)；其特征在于馬達(dá)罩(5)的結(jié)構(gòu)，是由螺母來固定把定子(3)的層疊金屬板(31)夾在中間而相對向配置的一對端板(51)(52)，以便夾住和保持層疊金屬板(31)；定子(3)的外周面，向端板(51)(52)間的輪轂(7)的內(nèi)面開放。
2.按照權(quán)利要求1所述的電動車輪用輪轂組合件，其特征在于層疊金屬板(31)，是將沖切金屬板(31a)以單位張數(shù)只按規(guī)定角度向旋轉(zhuǎn)方向錯開重疊而形成。
3.一種電動車輪用輪轂組合件，包括具有定子(3)和轉(zhuǎn)子(4)的馬達(dá)(9)，和在內(nèi)部收納該馬達(dá)并通過轉(zhuǎn)子(4)的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的輪轂(7)，和在輪轂(7)的旋轉(zhuǎn)中心軸上以固定狀態(tài)突出設(shè)置在馬達(dá)罩(5)上并向輪轂(7)的外側(cè)突出的固定用支撐軸(57)；其特征在于在定子(3)的軸心上，在把定子夾在中間而相對向配置的一對端板(51)(52)之間并在定子(3)的周方向上等間隔地配置有間隔軸(50)，用螺栓緊固該間隔軸(50)和兩端板(51)(52)，從而形成馬達(dá)罩(5)；定子(3)的外周面，向在端板(51)(52)之間以及相鄰的間隔軸(50)(50)之間的、輪轂(7)的內(nèi)面開放。
4.按照權(quán)利要求3所述的電動車輪用輪轂組合件，其特征在于在層疊金屬板(31)的外周面，開設(shè)有間隔軸(50)進入的槽部(33)。
5.一種交通工具，其特征在于將權(quán)利要求1至4中任意一項所述的電動車輪用輪轂組合件(2)用作車輪的輪轂。
全文摘要
一種電動車輪用輪轂組合件，包圍馬達(dá)和行星齒輪減速機構(gòu)(6)，從具有與行星齒輪(65)嚙合的內(nèi)齒(66a)的輪轂(7)的兩端突出設(shè)置有相對于馬達(dá)罩(5)處于固定狀態(tài)的固定用支撐軸(57)，馬達(dá)罩(5)不存在覆蓋定子(3)的外周面的筒壁(8)，開放定子(3)的外周面，能夠有效地散掉定子線圈的熱量。這種電動車輪用輪轂組合件，可提高助力自行車的輪轂組合件的定子的散熱效果。
文檔編號B62J6/00GK1701981SQ20051000554
公開日2005年11月30日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者田中建明, 友重一弘, 足立良平 申請人:三洋電機株式會社