圖1：NSK展示的輪轂馬達(dá)。2個(gè)11kW的馬達(dá)并列
日本精工（NSK）在“第42屆東京車展2011”上展出了將2個(gè)11kW的馬達(dá)、2組行星齒輪機(jī)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱行星齒輪）以及單向離合器組合使用的“輪轂馬達(dá)”。該產(chǎn)品主要用作EV（電動(dòng)汽車）的輪內(nèi)馬達(dá)。特點(diǎn)是車輪轉(zhuǎn)數(shù)較低時(shí)也可將馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)保持在高水平，可從扭矩較小的馬達(dá)獲得較大的起動(dòng)扭矩。
馬達(dá)的起動(dòng)扭矩較大，因此與發(fā)動(dòng)機(jī)不同無(wú)需變速箱，這是一個(gè)定論。不過(guò)，由于起動(dòng)扭矩和高速旋轉(zhuǎn)扭矩?zé)o法兼顧，如果組合使用變速箱的話，馬達(dá)輸出功率較小也無(wú)妨。NSK認(rèn)為，如果變速箱和小型馬達(dá)組合使用后的大小、重量和價(jià)格，低于只是減速器和大型馬達(dá)組合使用時(shí)的大小、重量和價(jià)格，那么用戶就能夠采用變速箱。
NSK基于上述考慮開(kāi)發(fā)出了馬達(dá)變速箱組件“輪轂馬達(dá)”。由于是輪內(nèi)，因此沒(méi)有空間收納通常使用的雙軸兩級(jí)變速箱。NSK決定采用2個(gè)馬達(dá)，通過(guò)改變兩者的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)改變輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)。大小則可收納在16英寸的車輪中。
行星齒輪的外側(cè)（車輪側(cè)=圖中左側(cè)）是雙小齒輪，內(nèi)側(cè)（輪轂側(cè)=圖中右側(cè)）是單小齒輪。2組行星齒輪的內(nèi)側(cè)排列著2個(gè)馬達(dá)，內(nèi)側(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)2組行星齒輪的恒星齒輪。外側(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)側(cè)行星齒輪的內(nèi)齒輪和外側(cè)行星齒輪架。內(nèi)側(cè)行星齒輪架經(jīng)由單向離合器與外殼連接。外側(cè)行星齒輪的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。
圖2：（a）在低速模式下，單向離合器鎖定。（b）在高速模式下，整體協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)
在高速模式下，按照相同方向和相同轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)馬達(dá)。內(nèi)外行星齒輪的各個(gè)要素相對(duì)不動(dòng)，整體協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果車輪轉(zhuǎn)數(shù)下降，就將內(nèi)側(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向反過(guò)來(lái)，從而切換為低速模式。單向離合器鎖定后，內(nèi)側(cè)齒輪架停止運(yùn)轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)力按照外側(cè)齒輪的恒星齒輪→外側(cè)行星齒輪架→內(nèi)側(cè)行星齒輪內(nèi)齒輪的方式循環(huán)。由此可將馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)保持在高水平狀態(tài)，同時(shí)降低車輪的轉(zhuǎn)數(shù)。
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