在车轮中设置的驱动装置的制作方法

本发明涉及在车轮中设置的驱动装置，尤其涉及一种电动机与减速器的安装空间减小、与其它部件的干扰能够实现最小化的车轮中设置的驱动装置。

背景技术：
随着化石燃料的枯竭，取代使用诸如汽油、柴油等化石燃料的车辆，正在开发利用电池中存储的电能驱动电动机的电动汽车。电动汽车分为纯电动车辆、太阳能电池车辆、燃料电池车辆、混合动力车辆等，其中，纯电动车辆只利用充电电池中存储的电能来驱动电动机，太阳能电池车辆利用光电池来驱动电动机，燃料电池车辆利用使用氢燃料的燃料电池来驱动电动机，混合动力车辆利用化石燃料来驱动发动机、利用电来驱动电动机，从而并用发动机与电动机。一般而言，在车轮中设置的驱动装置作为在诸如电动汽车的使用电气作为动力源的汽车中使用的技术，不同于汽油或柴油汽车中的借助于通过引擎和变速器及驱动轴的动力传递而驱动车轮旋转的方式，而是借助配置于左右驱动轮或左右及前后四个驱动轮内部的电动机，向车轮直接传递动力的技术。本发明的背景技术已在大韩民国公开专利公报2011-0040459号(2011.04.20公开，发明名称：在车轮中设置的驱动系统用车轮驱动装置)中公开。

技术实现要素：
技术问题现有的在车轮中设置的驱动装置由于把制动盘配置于电动机与轮之间，因此电动机相应于夹钳宽度地向车辆内侧凸出。因此，与原有的诸如麦弗逊式及多连杆式的悬架发生干扰，在无需变更悬架设计便使用盘式制动装置方面发生困难。因此，提出了对此进行改善的必要性。本发明正是为了改善如上问题而研发的，把盘式制动装置安装于比电动机更朝向车辆的内侧，把电动机配置于轮内部，因而无需变更前轮及后轮悬架的设计，便能够把盘式的制动装置安装于在车轮中设置的驱动装置。技术方案本发明的在车轮中设置的驱动装置包括：位于轮构件的旋转中心的驱动轴；固定于车体、供所述驱动轴贯通安装的外壳部；固定于所述外壳部的内侧的定子；以与所述定子隔开的状态安装，并通过供电而旋转的转子；连接于所述转子的内侧，并供所述驱动轴贯通的内侧齿轮；沿所述内侧齿轮的外周，以能旋转的方式安装于所述外壳部的内侧，并且与所述内侧齿轮啮合，而实现第一次减速的分级齿轮；以及以花键方式结合于所述驱动轴，并且，与所述分级齿轮啮合，而实现第二次减速的旋转齿轮。另外，优选所述内侧齿轮包括：固定于所述转子的内侧的固定构件；从所述固定构件朝向所述驱动轴的内侧延伸的连接构件；以及从所述连接构件延伸，并具有以包围所述驱动轴的外侧的形状，且在外侧形成有齿形的中心齿轮。另外，优选所述分级齿轮包括：啮合于所述中心齿轮进行旋转的底部齿轮；以及具有小于所述底部齿轮的直径，并与所述底部齿轮一起旋转的顶部齿轮。另外，优选所述旋转齿轮具有大于所述中心齿轮的外径的外径、啮合于所述顶部齿轮进行旋转。另外，优选本发明还包括固定于所述轮构件的内侧、以花键方式与所述驱动轴连接的轮毂内轮。另外，优选本发明还包括连接于向所述外壳部的外侧凸出的所述驱动轴的制动盘；以及安装于所述外壳部，并且与所述制动盘相接，产生制动力的夹钳部。技术效果由于本发明的在车轮中设置的驱动装置在定子与转子安装的外壳部内侧实现第一次减速和第二次减速，因而电动机与减速器能够实现一体化，使部件实现小型化。另外，由于本发明供电动机与减速器安装的空间缩小，因而在车轮中设 置的驱动装置能够共同安装于悬架不同的前轮与后轮，能够节省生产费用。另外，由于本发明在与内侧齿轮啮合旋转的分级齿轮中实现第一次减速后，在与分级齿轮啮合旋转的旋转齿轮中实现第二次减速，因而能够使驱动转矩增加，提高电动机的驱动力。附图说明图1为显示本发明一个实施例的在车轮中设置的驱动装置的简要主视图；图2为沿图1的A-A部分切开并显示在车轮中设置的驱动装置的内部的简要剖面图；图3为显示本发明另一实施例的在车轮中设置的驱动装置的简要主视图；图4为沿图3的B-B部分切开并显示在车轮中设置的驱动装置的内部的简要剖面图。附图标记说明1：在车轮中设置(in-wheel)的驱动装置10：驱动轴12：轮构件14：轮胎20：外壳部22：壳体构件24：内侧后面保护罩26：外侧后面保护罩30：定子35：转子40：内侧齿轮42：固定构件44：连接构件46：中心齿轮50：分级齿轮(stepgear)52：底部齿轮(basegear)54：顶部齿轮(topgear)60：旋转齿轮70：轮毂(hub)内轮72：轮毂(hub)外轮80：制动盘82：锁定螺母84：夹钳(calliper)部90：支撑杆(strut)100：阻尼器构件102：铰链构件104：弹簧110：下臂(lowerarm)112：上臂(upperarm)114：纵臂(trailingarm)116：辅助臂120：分析器(resolver)具体实施方式下面参照附图，说明本发明的在车轮中设置的驱动装置的一个实施例。为说明的便利，以用于电动汽车的在车轮中设置的驱动装置为例进行说明。在此过程中，附图中显示的线条的粗细或构成要素的大小等，为了说明上的明确性和便利而可能会夸张地显示。另外，下面的用语作为考虑到在本发明中的功能而定义的用语，可能会因用户、操作者的意图或惯例而异。因此，对于这种术语的定义应当基于本说明书全文的内容加以确定。图1是显示本发明一个实施例的在车轮中设置的驱动装置的简要主视图，图2是沿图1的A-A部分切开并显示在车轮中设置的驱动装置的内部的简要剖面图，图3是显示本发明另一实施例的在车轮中设置的驱动装置的简要主视图，图4是沿图3的B-B部分切开并显示在车轮中设置的驱动装置的内部的简要剖面图。如图1与图2所示，本发明一个实施例的在车轮中设置的驱动装置1包括：位于轮构件12的旋转中心的驱动轴10；固定于车体、供驱动轴10贯通安装的外壳部20；固定于外壳部20的内侧的定子30；以与定子30隔开的状态安装，并通过供电而旋转的转子35；连接于转子35的内侧，且供驱动轴10贯通的内侧齿轮40；沿内侧齿轮40的外周，以能旋转的方式安装于外壳部20的内侧，并且与内侧齿轮40啮合，实现第一次减速的分级齿轮(stepgear)50；以及以花键(spline)方式结合于驱动轴10，并且与分级齿轮50啮合，实现第二次减速的旋转齿轮60。驱动轴10沿水平方向(以下，以图2为基准)安装于轮构件12的旋转中心。在轮构件12的外侧安装有轮胎14，轮胎14与轮构件12一同旋转。外壳部20安装于轮构件12的内侧，驱动轴10贯通外壳部20且沿水平方向安装。外壳部20包括向轮构件12的内侧凸出的壳体构件22、遮挡壳体构件22的开口的后面(以图2为基准的左侧)的内侧后面保护罩24、以及外侧后面保护罩26。在壳体构件22的内侧，安装有定子30、转子35、内侧齿轮40、分级齿轮50及旋转齿轮60等。外侧后面保护罩26沿壳体构件22的周围以环形安装，内侧后面保护罩24安装于外侧后面保护罩26的内侧。分级齿轮50的一侧(以图2为基准的右侧)以能旋转的方式安装于内侧后面保护罩24，并且，外侧后面保护罩26的一部分弯向壳体构件22的内侧，从而分级齿轮50的另一侧以能旋转的方式安装于外侧后面保护罩26。固定于构成外壳部20的壳体构件22的内侧的定子30和以与定子30隔开的状态安装的转子35的中心，与轮构件12的旋转中心一致。转子35通过供电而旋转，另外，在转子35的内侧连接有内侧齿轮40，从而与转子35一同旋转。驱动轴10通过贯通外壳部20、旋转齿轮60和内侧齿轮40而安装。供驱动轴10贯通安装的外壳部20固定于车体，内侧齿轮40包围驱动轴10的外侧并与转子35一同旋转。根据本发明一个实施例的内侧齿轮40包括固定于转子35的内侧的固定构件42、从固定构件42向朝向驱动轴10的内侧延伸的连接构件44、以及从连接构件44延伸，以包围驱动轴10的外侧的形状延伸，并且在外侧形成有齿形的中心齿轮46。固定构件42与以环形形成的转子35的内侧相接安装。向固定构件42的内侧延伸的连接构件44连接于中心齿轮46。其中，所述中心齿轮46包围驱动轴10的外侧，以管状形成。在与分级齿轮50相向的中心齿轮46的外侧形成有齿形，从而中心齿轮46与分级齿轮50的底部齿轮52能够啮合旋转。分级齿轮50在沿内侧齿轮40的外周，以能旋转的方式安装于外壳部20的内侧。分级齿轮50通过与内侧齿轮40啮合，能够实现第一次减速的技术方案内，可以以多种形式形成。这种分级齿轮50由相互不同直径的齿轮连接并一体旋转。根据本发明一个实施例的分级齿轮50包括与中心齿轮46啮合旋转的：底部齿轮52、以及具有小于底部齿轮52的直径且与底部齿轮52一同旋转的顶部齿轮54。分级齿轮50的中心轴固定于构成外壳部20的内侧后面保护罩24与外侧后面保护罩26，由于底部齿轮52的直径大于顶部齿轮54的直径，因而在顶部齿轮54与旋转齿轮60啮合并自转的同时，实现第二次减速。沿中心齿轮46的外周，安装有多个分级齿轮50，分级齿轮50以能旋转的方式安装于固定的外壳部20的内侧。与分级齿轮50啮合旋转的旋转齿轮60以花键方式结合于驱动轴10，从而与驱动轴10一同旋转。如果进一步详细说明旋转齿轮60与驱动轴10的花键方式结合，即，沿驱动轴10的长度方向(以图2为基准的左右方向)形成有引导槽(未图示)，在与驱动轴10的外侧面相接的旋转齿轮60的内侧，凸出有引导凸起(未图示)。由于旋转齿轮60的引导凸起插入于驱动轴10的引导槽，因而允许旋转齿轮60沿引导槽的左右移动，旋转齿轮60的旋转动力通过引导凸起传递到驱动轴10。旋转齿轮60具有大于中心齿轮46的外径的外径，与顶部齿轮54啮合旋转，因而中心齿轮46啮合于底部齿轮52，实现第一次减速，旋转齿轮60啮合于顶部齿轮54，实现第二次减速。以花键方式结合于旋转齿轮60的驱动轴10能旋转地支撑于以滚针轴承支撑的中心齿轮46的内侧。中心齿轮46以管状形成，通过贯通这种中心齿轮46的内侧而安装的驱动轴10，以花键方式连接于固定在轮构件12内侧的轮毂内轮70。借助于两段减速，驱动轴10的旋转方向与中心齿轮46的旋转方向相同，因而支撑中心齿轮46的滚针轴承的耐久性提高。因此，当驱动轴10与旋转齿轮60一同旋转时，驱动轴10的旋转动力通过轮毂内轮70传递到轮构件12。这种轮毂内轮70位于固定在外壳部20的壳体构件22的轮毂外轮72内侧，因而驱动轴10与轮毂内轮70的旋转稳定实现。驱动轴10的一侧(以图2为基准)的左侧向外壳部20的外侧凸出，向车辆的内侧方向延伸。制动盘80连接于从外壳部20向车辆的内侧延伸的驱动轴10。在驱动轴10的一侧，制动盘80与锁定螺母82依次安装，实现制动盘80与驱动轴10一同旋转。另外，也可以把驱动轴10与制动盘80形成为一体。与制动盘80相接产生制动力的夹钳(calliper)部84安装于外壳部20的外侧后面保护罩26。夹钳部84与制动盘80相接产生制动力的技术是在现有技术中所公知的构成，因而省略其详细说明。在外壳部20的外侧后面保护罩26，安装有吸收冲击的支撑杆(strut)90和下臂(lowerarm)110。支撑杆90在吸收冲击的阻尼器构件100的外侧安装有弹簧104，阻尼器构件100借助于铰链(hinge)构件102，枢接于外侧后面保护罩26。下臂110安装于这种外侧后面保护罩26，行驶中从路面传递到轮构件12的震动和冲击通过外壳部20传递到支撑杆90和下臂110，因而冲击被吸收。另一方面，对转子35的旋转进行感知的分析器120安装于外壳部20的内侧，因而能够容易地测量轮构件12的旋转。在四轮驱动汽车中，在前轮应用麦弗逊支撑杆90的情况下，支撑杆90与下臂110等结合于外壳部20的后面，使传递到车体的冲击减小。另外，如图3和图4所示，在后轮应用多连杆式(multi-link)的情况下，纵臂(trailingarm)114、下臂110、辅助臂(assistarm)116安装于外壳部20的后面，使传递到车体的冲击减小。用于减小传递到车体的冲击的下臂110、上臂(upperarm)112、纵臂114及辅助臂116是所属技术领域的技术人员公知的悬架装置，因而省略其详细说明。另一方面，本发明的由内侧齿轮40和分级齿轮50等构成的减速装置安装于转子35的半径方向内侧，当沿车辆宽度方向观察时，比轮毂轴承更位于车辆内部侧。在这种减速装置的车辆内侧方向安装具备制动盘80和夹钳部84的制动装置。因此，由于把制动盘80和夹钳部84安装于比由定子30和转子35构成的电动机更朝向车辆的内侧方向，把电动机配置于轮构件12的内部，所以无需变更前轮及后轮悬架的设计，便能够把盘式的制动装置安装于在车轮中设 置的驱动装置。下面参照附图，详细说明本发明一个实施例的在车轮中设置的驱动装置1的工作状态。如图1和图2所示，转子35通过供电而旋转后，内侧齿轮40与转子35一同旋转。分级齿轮50的底部齿轮52在与内侧齿轮40的中心齿轮46啮合旋转的同时实现减速。即，由于底部齿轮52的外径大于中心齿轮46的外径，所以，底部齿轮52为了旋转1圈，中心齿轮46应旋转1圈以上，因而实现第一次减速。与底部齿轮52一体形成的顶部齿轮54进行旋转，在与这种顶部齿轮54啮合旋转的旋转齿轮60中实现减速。即，由于旋转齿轮60的外径大小顶部齿轮54的外径，因而在与顶部齿轮54啮合旋转的旋转齿轮60中实现第二次减速。以花键方式与旋转齿轮60结合的驱动轴10与旋转齿轮60一同旋转，这种驱动轴10以花键方式结合于轮毂内轮70，使轮毂内轮70旋转。轮毂内轮70固定于轮构件12的内侧，因而轮毂内轮70与轮构件12因驱动轴10的旋转而旋转。当约束轮构件12的旋转时，夹钳部84启动并与制动盘80相接，因而发生制动力，这种在车轮中设置的驱动装置1的旋转速度借助于分析器(resolver)120而加以测量。在四轮驱动汽车的前轮应用麦弗逊(Macpherson)的支撑杆90的情况下，通过轮构件12传递到外壳部20的震动及冲击，被支撑杆90的阻尼器构件100和弹簧104减小。如图3和图4所示，在后轮应用多连杆式的情况下，在安装于外壳部20后面的纵臂114和下臂110及辅助臂116中吸收传递到车体的冲击。根据如上构成，本发明一个实施例的在车轮中设置的驱动装置1由于在安装有定子30和转子35的外壳部20的内侧实现第一次减速与第二次减速，因而电动机与减速器实现一体化，能够使部件实现小型化。另外，由于电动机与减速器安装的空间缩小，在车轮中设置的驱动装置能够通用安装于悬架相异的前轮与后轮，因而能够节省生产费用。另外，在与内侧齿轮40啮合旋转的分级齿轮50中实现第一次减速后，在与分级齿轮50啮合旋转的旋转齿轮60中实现第二次减速，因而能够使驱动转矩增加，提高电动机的驱动力。以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。另外，虽然是以用于电动汽车的在车轮中设置的驱动装置为例进行了说明，但这只是示例而已，本发明的在车轮中设置的驱动装置也可以用于非电动汽车的其它运输装置或客运装置。