[发明专利]电动马达

说明书

相关申请案

此申请案是2009年11月9日申请的第12/590,495号美国申请案的部分接续申请案。以上申请案的全部教示以引用的方式并入本文中。

背景技术

车辆中的马达通常定位于车辆的中心部分，例如，车辆的乘客室的前方。中心定位的马达经由驱动轴、万向接头和其它组件来驱动车辆的车轮。此些马达可（例如）为燃料动力型或电动的。马达还可定位于车辆的车轮处或甚至车辆的车轮中。这些马达称作轮毂马达且通常为电动的。具有四个车轮的车辆可具有（例如）四个轮毂马达，每个车轮内一个马达。

发明内容

随着对电动车辆（包含混合动力车辆）的更大兴趣，存在对轮毂马达的更多兴趣。然而，适合于车辆的轮毂马达先前尚不可用。与轮毂马达相关联的典型问题为马达的主要质量不由车辆的悬架组件悬挂，且因此促成车辆的非簧载质量。通过提供往复线圈马达来绕着轮毂驱动车轮，马达的较重组件可支撑于车辆的簧载质量中，从而得到较好车身和操纵。实际上，线圈自身可充当悬架组件。

一种旋转装置可包含：磁性定子组合件、对置的电磁致动器和直线到旋转转换器。每个电磁致动器包含相对于所述磁性定子组合件往复运动的往复线圈。电磁致动器耦合到直线到旋转转换器，且在往复运动时驱动直线到旋转转换器作旋转运动。直线到旋转转换器可为（例如）凸轮、挡车轭（scotch yoke）、曲柄或用于将直线运动转换为旋转运动的其它机械装置。线圈还可相对于磁性定子组合件在共同方向上直线地平移以驱动直线到旋转转换器作直线运动。直线运动可与旋转运动一起发生或在没有旋转运动的情况下发生。

车辆可包含：底盘；磁性定子组合件，其耦合到所述底盘；凸轮，其悬挂于所述底盘上；以及对置线圈，其悬挂于所述底盘上。线圈相对于所述磁性定子组合件相反地往复运动，且通过凸轮从动件驱动所述凸轮作旋转运动。车辆的车轮耦合到凸轮且通过凸轮被驱动绕着旋转轴承作旋转运动。

磁性定子组合件可包含由线圈共享的单个磁性定子或可包含多个磁性定子，每个磁性定子对应于一个线圈。磁性定子可包含单个磁体或多个磁体，且线圈可环绕所述单个或多个磁体，在此情况下多个磁体是内部磁体。定子可进一步包含平行于第一磁体布置且布置于线圈外部的多个额外磁体，在此情况下多个额外磁体是外部磁体。在此配置中，从动件可在未由外部磁体覆盖的位置处耦合到线圈。举例来说，线圈可为矩形，且四个外部磁体组合件可布置于线圈外部且沿着线圈的四侧布置，但不覆盖线圈的拐角。从动件接着可通过中间结构（例如，环绕线圈的外壳）连接到线圈的拐角。矩形线圈可通过冲压或蚀刻和弯曲多个线圈分段（例如，U形分段）并将线圈分段组装成线圈来制造。

在包含凸轮的配置中，凸轮可位于圆盘的一侧上，其中磁性定子组合件平行于圆盘的平面布置。另外，电磁致动器可使用从动件耦合到凸轮，且凸轮的旋转运动可引起圆盘的旋转运动，圆盘的旋转运动又使耦合到圆盘的任何车轮旋转。对置线圈可经布置以与彼此异相180度往复运动以消除彼此的振动。装置的凸轮可包含内表面和外表面，且线圈中的每一个可使用一对从动件耦合到凸轮，其中每对从动件中的第一个与所述内表面介接，且每对从动件中的第二个与所述外表面介接。在一个配置中，凸轮可包含具有内表面和外表面的突起，其中所述内表面面向内且所述外表面面向外。或者，凸轮可包含具有内表面和外表面的凹槽，其中所述内表面面向外且所述外表面面向内。在此配置中，每对凸轮从动件布置于凹槽内部。凸轮可采用多种形式。举例来说，凸轮可包含偶数个瓣，其中每一瓣可呈阿基米德螺旋线的一部分的形式。

装置还可包含耦合到磁性定子组合件的安装台。安装台可用以将装置耦合到（例如）车辆底盘。装置可包含通过多个轴耦合到安装台和磁性定子组合件的支撑结构，所述多个轴耦合到支撑结构且平行于磁性定子组合件的长轴线布置，其中线圈通过使用线性轴承或类似组件沿着所述轴滑动来沿着磁性定子组合件往复运动。支撑结构还可使用旋转轴承耦合到凸轮和圆盘。在涉及车辆的应用中，支撑结构可耦合到车辆底盘且圆盘可布置于车辆的车轮内部，其中圆盘的旋转移动引起车轮的旋转移动。

除了驱动直线到旋转转换器作旋转或直线运动之外，电磁致动器可通过在直线到旋转转换器旋转或平移时从线圈汲取电流来充当发电机。当充当发电机时，其从直线到旋转转换器的旋转或直线移动吸收能量，以（例如）在再生制动或主动再生悬架中减少直线到旋转转换器的旋转或直线移动。