JP2005119454A - 電動車両用車輪構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車軸方向にコンパクトな構成を有する電動車両用車輪構造の提供
【解決手段】 本発明の一局面によれば、ホイール１内に配置され、ホイール１に連結されるブレーキドラム４０と、ブレーキドラム４０の径方向内側に配置され、回転部がホイール１に連結される電動モータ１０と、電動モータ１０の外周部に支持されるブレーキシュー３２とを有する電動車両用車輪構造が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ホイール内に車輪駆動用電動モータが配置されるホイールインモータ型の電動車両用車輪構造に関する。

従来から、ホイール内に車輪駆動用電動モータが配置されたホイールインモータ型車輪構造において、車輪側に電動モータを近接させるため、ホイールシリンダをホイール内に設けず、ケーブルを介してブレーキシューを遠隔的に操作する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２９１６９８号公報

しかしながら、上述の従来技術では、ブレーキドラムが車軸方向で電動モータとホイールの間に配置されているため、ブレーキドラムの軸方向の厚み分だけ電動モータがホイール側から離反し、ブレーキユニット及び電動モータを含む構造の車軸方向の寸法が依然として大きいという、問題点がある。

そこで、本発明は、車軸方向にコンパクトな構成を有することができるホイールインモータ型の電動車両用車輪構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、ホイール内に配置され、ホイールに連結されるブレーキドラムと、
ブレーキドラムの径方向内側に配置され、回転部がホイールに連結される電動モータと、
電動モータの外周部に支持されるブレーキシューとを有することを特徴とする、電動車両用車輪構造が提供される。

本局面による電動車両用車輪構造は、効果的には、ブレーキドラムから離れた位置に配置される駆動源と、駆動源とブレーキシューを接続するケーブルとを更に有する。ブレーキシューは、駆動源の駆動によりケーブルを介して作動される。

本局面において、電動モータは、ブレーキドラムの径方向内側に配置される部分を有する限り、その全体がブレーキドラムの径方向内側に配置されている必要はない。また、ブレーキシューは、電動モータの外周部に直接的に支持されてもよく、若しくは、バッキングプレートやブラケット等を介して電動モータの外周部に支持されてもよい。また、駆動源は、ブレーキドラムから離れた位置として、ブレーキドラムの径方向内側から露出した電動モータの外周部の部分や、車体等に配置されてよい。

本発明によれば、車軸方向にコンパクトな構成を有する電動車両用車輪構造を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明による電動車両用車輪構造の一実施例を示す断面図である。図２は、本実施例の電動車両用車輪構造に適用されてよいブレーキ機構の一実施例を示す側面図（車両内側から見た側面図）である。

本実施例の電動車両用車輪構造は、ホイール（ディスクホイール）１を有する。ホイール１は、その外周部を構成するホイールリム１ａを有する。ホイールリム１ａは、その径方向内側に略円柱形空間４を画成する円筒状の形状を有している。本明細書において、“ホイール１内”とは、円筒状のホイールリム１ａの内部空間４を指す。ホイールリム１ａの外周には、公知の如く、タイヤ（図示せず）が取り付けられる。

ホイール１内には、車輪駆動用の電動モータ１０、及び、ブレーキ機構が少なくとも部分的に設けられる（図１に示す実施例では、電動モータ１０が完全にホイール１内に収容されている）。電動モータ１０は、その非回転部を構成するモータハウジング１２を有する。モータハウジング１２の内部には、電動モータ１０の回転軸、該回転軸を回転可能に支持するベアリング、電動モータ１０の回転トルクを発生するための永久磁石、コイル等（図示せず）が収容されている。電動モータ１０の回転軸は、ハブ２等を介してホイール１に連結される。モータハウジング１２には、サスペンションアーム（図示せず）が取り付けられ、これにより、モータハウジング１２は、車輪と共に車体に対して遥動可能に支持される。

ブレーキ機構は、ブレーキドラム４０を有する。ブレーキドラム４０は、図１に示すように、ハブ２とホイール１の間に挟まれる取り付け面４１（ホイール１のディスク面と対向するブレーキドラム４０の面）を有する。ブレーキドラム４０は、取り付け面４１を挿通するボルト３により、ホイール１にハブ２と共に共締めされてよい。取り付け面４１の外周縁には、ブレーキドラム４０の外周部４２が車両内側方向に立設されている。外周部４２は、モータハウジング１２の外径より大きな内径を有する。従って、モータハウジング１２の外周部と、ブレーキドラム４０の外周部４２とは、径方向に所定の距離Δだけ離間して互いに対向している。以下、“ブレーキドラム４０の径方向内側”とは、ブレーキドラム４０の外周部４２の径方向内側の空間４３を指す。

ブレーキドラム４０の径方向内側には、図１及び図２に示すように、ブレーキシュー３２が配置される。ブレーキシュー３２は、ブレーキドラム４０の外周部４２と同様の円弧状の形状を有する対の部材であり、ブレーキドラム４０の外周部４２の内面から径方向内側に僅かに離間して配置される。ブレーキシュー３２は、アンカーピン３４を支点としてシュー・アジャスタを介し径方向に拡張（回動）するように構成されている。この拡張時、ブレーキシュー３２（その外周面に固定されたブレーキライニング）が、ブレーキドラム４０の外周部４２の内面に押し付けられることで、制動力が発生される。尚、ブレーキシュー３２を作動（拡張）させる機構は、ホイールシリンダを用いた機構や、レバーやカムを用いた機構であってよい（後に詳説する）。

ブレーキシュー３２は、ブラケットを介してモータハウジング１２に支持される。また、ブレーキシュー３２は、バッキングプレート３６にホールドダウンスプリング３７（図２参照）により浮動的に支持される。バッキングプレート３６は、ブレーキドラム４０の車両内側の開口を覆うように、モータハウジング１２の外周部まわりに配置される。バッキングプレート３６は、モータハウジング１２に固定される。

以上のように、本実施例によれば、ブレーキドラム４０の外周部４２がモータハウジング１２の外周側に設定されるので、電動モータ１０をブレーキドラム４０の径方向内側に配置することでき、この結果、ブレーキドラムが電動モータとホイールとの間に直列的に設定される構成に比して、電動モータ１０をよりホイール１側に配置することが可能となる。

また、ブレーキドラム４０の外周部４２とモータハウジング１２の外周部との間の空間に、ブレーキシュー３２、及び、モータハウジング１２に対するブレーキシュー３２の固定部（アンカーピン３４）を配置することができ、この結果、ブレーキシューやその固定部が電動モータとホイールとの間に設定される構成に比して、電動モータ１０をよりホイール１側に配置することが可能となる。

また、上述の如くホイール１側に電動モータ１０を配置することで、電動モータ１０の振動時等に発生するモーメントであって、電動モータ１０とホイール１とを結ぶ部材（電動モータ１０の回転軸やハブ２を含む）等に作用するモーメントが低減される。従って、本実施例によれば、ブレーキ機構及び電動モータ１０をよりコンパクトにホイール１内に成立させることが可能となる。

次に、図１乃至図４を参照して、ブレーキシュー３２を作動（拡張）させるシュー作動機構の一実施例について説明する。シュー作動機構の一実施例は、図２に示すように、トグルレバー８２を含む。トグルレバー８２は、回動軸８３に回動可能に支持された２つの部材から構成されてよい。トグルレバー８２の一方の部材には、図１及び図３に示すように、ワイヤーケーブル８４（若しくはリンク）の一端が接続されている。ワイヤーケーブル８４の他端は、図１に示すように、駆動源８６（例えば、電動モータ）に接続されている。トグルレバー８２の一方の部材が、駆動源８６の駆動によりワイヤーケーブル８４を介して引っ張られると、当該一方の部材が回動軸８３まわりに回動される。これにより、トグルレバー８２の各部材にそれぞれに係合する２つのブレーキシュー３２のリム３２ａが、互いに離反する方向に移動させられ（図３の矢印参照）、上述のブレーキシュー３２の拡張動作が実現される。

尚、駆動源８６の駆動は、ブレーキペダルの操作に対応して実現される。また、駆動源８６は、マスタシリンダーに接続される液圧源であってもよい。また、シュー作動機構は、図４に示すように、カム８８を含むものであってよい。この場合であっても、シュー作動機構は、同様に、駆動源８６の駆動によりワイヤーケーブル８４を介して遠隔的に作動させられてよい。

本実施例において、駆動源８６は、好ましくは、図１に示すように、ブレーキドラム４０の径方向内側に配置されず、ブレーキドラム４０から離れた位置に配置される。例えば、図１に示す実施例では、駆動源８６は、モータハウジング１２の外周部に固定されている。但し、本実施例では、取り回しの自由度が高いワイヤーケーブル８４が用いられるので、駆動源８６は、更にブレーキドラム４０から離れた位置、例えば車体（サスペンションメンバやエンジンルーム）に設けることも可能である。この場合、駆動源８６の重量分だけバネ下重量を低減することができる共に、駆動源８６がブレーキドラム４０の熱に晒されるのが防止される。

以上のように、本実施例によれば、ブレーキドラム４０から離れた位置に駆動源８６を配置することで、ブレーキドラム４０の径方向内側のスペースを節約することができ、ホイール１内のブレーキ機構の構成をコンパクトにすることができる。これにより、電動モータ１０の外径が比較的大きい場合であっても、モータハウジング１２の外周部とブレーキドラム４０の外周部４２との間の限られた空間（距離Δ）を利用して、ブレーキ機構（ブレーキシュー３２及びその固定部）をブレーキドラム４０の径方向内側に成立させることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例において、ブレーキドラム４０は、モータハウジング１２より径方向外側でホイール１に固定されてもよい。この場合、ブレーキドラム４０は、その外周部４２がホイール１のディスク面（例えばスポーク部）若しくはホイールリム１ａの内周面に締結されてもよい。これにより、ブレーキドラム４０の取り付け面４１をハブ２とホイール１の間に挟む必要が無くなり、取り付け面４１の板厚分だけ更にホイール１側に電動モータ１０を配置することが可能となる。また、制動時にブレーキドラム４０に作用するモーメントが低減されるので、ブレーキドラム４０の小型化・軽量化を図ることもできる。

また、図１に示す電動モータ１０は、車軸方向でブレーキドラム４０から離間しているが、図５に示すように、電動モータ１０の搭載位置は、電動モータ１０の車両最外側の部位がブレーキドラム４０に実質的に接触する位置までホイール１側に寄せられてもよい。この場合、ハブ２は電動モータ１０（モータハウジング１２）内に実質的に組み込まれる。

また、上述した実施例において、シュー作動機構は、如何なる他の同様の機構であってよく、例えば、ブレーキシュー３２の向かい合ううちの一端を互いに離反する方向に拡張する機構（ツーリーディングシュー型）であってもよい。

本発明による電動車両用車輪構造の一実施例を示す断面図である。 電動車両用車輪構造に適用されてよいブレーキ機構の一実施例を示す側面図である。 シュー作動機構の動作の説明図である。 その他の実施例によるシュー作動機構を示す図である。 その他の実施例による電動車両用車輪構造の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ ホイール
１０ 電動モータ
１２ モータハウジング
３２ ブレーキシュー
３４ アンカーピン
３６ バッキングプレート
４０ ブレーキドラム
４２ 外周部
８２ トグルレバー
８４ ワイヤーケーブル
８６ 駆動源

Claims (2)

1. ホイール内に配置され、ホイールに連結されるブレーキドラムと、
   ブレーキドラムの径方向内側に配置され、回転部がホイールに連結される電動モータと、
   電動モータの外周部に支持されるブレーキシューとを有することを特徴とする、電動車両用車輪構造。
2. ブレーキドラムから離れた位置に配置される駆動源と、
   駆動源とブレーキシューを接続するケーブルとを更に有し、
   ブレーキシューは、駆動源の駆動によりケーブルを介して作動される、請求項１記載の電動車両用車輪構造。

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