JP2005138659A - In-wheel motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-wheel motor capable of increasing torque applied on a wheel. <P>SOLUTION: A flat surface 22 is formed on an outer peripheral surface of a rim portion 20 of the wheel 10, and opening portions 34-1 to 34-3 are provided on the flat surface 22. Teeth 12-1 to 12-3 of a rotor core 12 are respectively inserted in the opening portions 34-1 to 34-3. While flat surfaces 12-4, 12-5 of the rotor core 12 abut on the flat surface 22 of the rim portion 20, the rotor core 12 is fixed to the rim portion 20, thereby a rotation radius of the rotor core 12 can be increased. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホイールにモータを搭載したインホイールモータに関する。   The present invention relates to an in-wheel motor having a motor mounted on a wheel.

ホイールにモータを搭載した従来例が特開平７−３０５７４３号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１においては、ロータがホイールのリム部より内側の位置にてホイールに固定されており、ステータがロータより内側の位置にてブレーキキャリパーに固定されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-305743 (Patent Document 1) discloses a conventional example in which a motor is mounted on a wheel. In Patent Document 1, the rotor is fixed to the wheel at a position inside the rim portion of the wheel, and the stator is fixed to the brake caliper at a position inside the rotor.

また、その他の背景技術として、特許文献２のインホイールモータが開示されている。   Moreover, the in-wheel motor of patent document 2 is disclosed as other background art.

特開平７−３０５７４３号公報JP-A-7-305743 特開２００３−９４９５７号公報JP 2003-94957 A

特許文献１においては、ロータがホイールのリム部より内側の位置にてホイールに固定されているため、ステータからの磁束が鎖交するロータコアの回転半径が小さくなる。したがって、ホイールに作用させるトルクが小さくなってしまうという問題点がある。   In Patent Document 1, since the rotor is fixed to the wheel at a position inside the rim portion of the wheel, the rotation radius of the rotor core where the magnetic flux from the stator is linked becomes small. Therefore, there is a problem that the torque applied to the wheel becomes small.

本発明は、ホイールに作用させるトルクを大きくすることができるインホイールモータを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the in-wheel motor which can enlarge the torque made to act on a wheel.

本発明に係るインホイールモータは、ホイールのリム部に固定されたロータコアと、該ロータコアより内側に配設されたステータと、を含むインホイールモータであって、前記リム部には開口部が設けられており、前記ロータコアは、該開口部に挿入された状態で前記リム部に固定されていることを要旨とする。   An in-wheel motor according to the present invention is an in-wheel motor including a rotor core fixed to a rim portion of a wheel and a stator disposed on the inner side of the rotor core, wherein the rim portion is provided with an opening. The gist of the present invention is that the rotor core is fixed to the rim portion while being inserted into the opening.

本発明においては、ホイールのリム部には開口部が設けられており、ロータコアがこの開口部に挿入された状態でホイールのリム部に固定されていることにより、ステータからの磁束が鎖交するロータコアの回転半径を大きくすることができる。したがって、本発明によれば、ホイールに作用させるトルクを大きくすることができる。   In the present invention, an opening is provided in the rim portion of the wheel, and the rotor core is fixed to the rim portion of the wheel while being inserted into the opening, so that the magnetic flux from the stator is interlinked. The rotation radius of the rotor core can be increased. Therefore, according to the present invention, the torque applied to the wheel can be increased.

本発明に係るインホイールモータにおいて、前記ロータコアは、前記開口部に挿入されるとともに前記リム部の外周面と当接した状態で該リム部に固定されているものとすることもできる。こうすれば、ロータコアに作用するステータからの吸引力をリム部の外周面で受けることができるので、ロータコアを確実にホイールのリム部に固定することができる。   The in-wheel motor which concerns on this invention WHEREIN: The said rotor core shall be fixed to this rim | limb part in the state contact | abutted with the outer peripheral surface of the said rim | limb part while being inserted in the said opening part. In this way, since the suction force from the stator acting on the rotor core can be received by the outer peripheral surface of the rim portion, the rotor core can be reliably fixed to the rim portion of the wheel.

この態様の本発明に係るインホイールモータにおいて、前記ロータコアにおける前記リム部の外周面と当接する面は平坦面であり、前記リム部の外周面には前記開口部が設けられた平坦面が形成されており、前記ロータコアの平坦面と前記リム部の平坦面とが当接した状態で、前記ロータコアが該リム部に固定されているものとすることもできる。こうすれば、ロータコアにおけるリム部の外周面と当接する面に作用する面圧を減少させることができるので、ロータコアをより確実にホイールのリム部に固定することができる。   In the in-wheel motor according to the present invention of this aspect, a surface that contacts the outer peripheral surface of the rim portion of the rotor core is a flat surface, and a flat surface provided with the opening is formed on the outer peripheral surface of the rim portion. The rotor core may be fixed to the rim portion in a state where the flat surface of the rotor core and the flat surface of the rim portion are in contact with each other. By doing so, the surface pressure acting on the surface of the rotor core that contacts the outer peripheral surface of the rim portion can be reduced, so that the rotor core can be more securely fixed to the rim portion of the wheel.

本発明に係るインホイールモータにおいて、前記ロータコアが挿入された後の開口部の隙間を塞ぐためのシール手段が設けられているものとすることもできる。こうすれば、ホイールのリム部に装着されるタイヤの内部における密閉性を確実に確保することができる。   The in-wheel motor which concerns on this invention WHEREIN: The sealing means for plugging up the clearance gap of the opening part after the said rotor core is inserted can also be provided. By so doing, it is possible to reliably ensure the sealing performance inside the tire mounted on the rim portion of the wheel.

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図１〜４は、本発明の実施形態に係るインホイールモータの構成の概略を示す図である。図１はホイールの回転軸方向から見た内部構成の概略図を示し、図２は回転軸と垂直方向から見た内部構成の概略図を示し、図３はホイール及びロータコアの分解斜視図を示し、図４はホイールに固定されたロータコアを回転軸方向から見た図を示す。本実施形態に係るインホイールモータは、アウターロータ型のインホイールモータであり、ホイール１０、複数のロータコア１２、及びステータ１４を備えている。また、図１〜４は、本発明をスイッチトリラクタンスモータに適用した例を示し、ステータ６極かつロータ４極の例を示す。   1-4 is a figure which shows the outline of a structure of the in-wheel motor which concerns on embodiment of this invention. 1 shows a schematic diagram of the internal configuration viewed from the direction of the rotation axis of the wheel, FIG. 2 shows a schematic diagram of the internal configuration viewed from the direction perpendicular to the rotation axis, and FIG. 3 shows an exploded perspective view of the wheel and the rotor core. FIG. 4 shows a view of the rotor core fixed to the wheel as seen from the direction of the rotation axis. The in-wheel motor according to the present embodiment is an outer rotor type in-wheel motor, and includes a wheel 10, a plurality of rotor cores 12, and a stator 14. 1 to 4 show an example in which the present invention is applied to a switched reluctance motor, and shows an example of a stator having 6 poles and a rotor having 4 poles.

ホイール１０は、回転軸３０まわりに回転可能である。ホイール１０は、例えばアルミニウムやマグネシウムのような非磁性材料によって構成される。ホイール１０のリム部２０には、タイヤ１６が装着されている。   The wheel 10 can rotate around the rotation axis 30. The wheel 10 is made of a nonmagnetic material such as aluminum or magnesium. A tire 16 is attached to the rim portion 20 of the wheel 10.

ロータコア１２の各々は、ホイール１０の周方向に間隔をおいた状態で、ホイール１０のリム部２０に固定されている。図２，３に示すように、ロータコア１２の各々には、互いに回転軸３０方向に間隔をおいて配置されホイール１０の半径方向内側に突出したティース１２−１〜１２−３が形成されており、ホイール１０の接線方向におけるロータコア１２の断面形状が略Ｅ字形状である。この断面形状のロータコア１２については、例えば以下のようにして成形することができる。まず磁性板材を軸（図示せず）まわりに巻回することで積層する。次に、積層後の積層体を軸方向に２分割することで断面形状が略コ字形状の２つのコアを成形する。そして、図３に示すように、この２つのコアを並べて付けることで断面形状が略Ｅ字形状のロータコア１２を成形する。   Each of the rotor cores 12 is fixed to the rim portion 20 of the wheel 10 with an interval in the circumferential direction of the wheel 10. As shown in FIGS. 2 and 3, each of the rotor cores 12 is formed with teeth 12-1 to 12-3 that are spaced apart from each other in the direction of the rotation axis 30 and protrude inward in the radial direction of the wheel 10. The cross-sectional shape of the rotor core 12 in the tangential direction of the wheel 10 is substantially E-shaped. The rotor core 12 having this cross-sectional shape can be molded as follows, for example. First, the magnetic plate material is laminated by winding around a shaft (not shown). Next, two cores having a substantially U-shaped cross-section are formed by dividing the laminated body into two parts in the axial direction. Then, as shown in FIG. 3, the rotor core 12 having a substantially E-shaped cross section is formed by arranging the two cores side by side.

ステータ１４は、中心部２６と、中心部２６の半径方向周囲に配設された複数のステータコア２４と、によって構成されている。ステータ１４は、ロータコア１２より半径方向内側に配設されており、例えばブレーキキャリパーが固定されるナックル（図示せず）に固定されている。図２に示すように、ステータコア２４の各々には、互いに回転軸３０方向に間隔をおいて配置されホイール１０の半径方向外側に突出したティース２４−１〜２４−３が形成されている。そして、回転軸３０方向に関して中央に配置されているティース１４−２には、導体が巻回されることでコイル１８が形成されており、コイル１８の発生する磁束がロータコア１２に鎖交可能である。なお、ティース２４−１〜２４−３を含むステータコア２４は磁性材料によって構成され、中心部２６は非磁性材料によって構成される。   The stator 14 includes a center portion 26 and a plurality of stator cores 24 disposed around the center portion 26 in the radial direction. The stator 14 is disposed radially inward from the rotor core 12, and is fixed to a knuckle (not shown) to which a brake caliper is fixed, for example. As shown in FIG. 2, each of the stator cores 24 is formed with teeth 24-1 to 24-3 that are arranged at intervals in the direction of the rotation axis 30 and protrude outward in the radial direction of the wheel 10. A coil 18 is formed by winding a conductor on the teeth 14-2 arranged in the center with respect to the direction of the rotating shaft 30, and the magnetic flux generated by the coil 18 can be linked to the rotor core 12. is there. The stator core 24 including the teeth 24-1 to 24-3 is made of a magnetic material, and the central portion 26 is made of a nonmagnetic material.

ロータコア１２におけるステータコア２４との対向部分が増大するとともに、ティース２４−２〜ティース１２−２〜ティース１２−１（またはティース１２−３）〜ティース２４−１（またはティース２４−３）〜ティース２４−２により形成される磁路の磁気抵抗が小さくなる。コイル１８に電流を流したときにこの磁気抵抗が小さくなるようにロータコア１２が回転しようとするため、ロータコア１２とステータコア２４との相対位置関係に応じて各コイル１８に流す電流を制御することにより、ロータコア１２が固定されたホイール１０を回転軸３０まわりに回転駆動させることができる。さらに、ホイール１０の回転エネルギーを利用してコイル１８に逆起電力を発生させることもできる。この場合、モータは発電機として機能する。   The portion of the rotor core 12 that faces the stator core 24 increases, and the teeth 24-2 to 12-2 to teeth 12-1 (or teeth 12-3) to teeth 24-1 (or teeth 24-3) to teeth 24 are included. The magnetic resistance of the magnetic path formed by -2 is reduced. Since the rotor core 12 tries to rotate so that the magnetic resistance is reduced when a current is passed through the coil 18, the current passed through each coil 18 is controlled according to the relative positional relationship between the rotor core 12 and the stator core 24. The wheel 10 to which the rotor core 12 is fixed can be rotationally driven around the rotation shaft 30. Furthermore, the counter electromotive force can be generated in the coil 18 by using the rotational energy of the wheel 10. In this case, the motor functions as a generator.

本実施形態においては、図３に示すように、ホイール１０のリム部２０の外周面には、平坦面２２が形成されている。そして、ホイール１０のリム部２０における平坦面２２が形成されている位置には、開口部３４−１〜３４−３が設けられている。ここで、平坦面２２に設けられた開口部３４−１〜３４−３は、互いに回転軸３０方向に間隔をおいて配置されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a flat surface 22 is formed on the outer peripheral surface of the rim portion 20 of the wheel 10. And the opening parts 34-1 to 34-3 are provided in the position in which the flat surface 22 in the rim | limb part 20 of the wheel 10 is formed. Here, the openings 34-1 to 34-3 provided on the flat surface 22 are arranged at intervals in the direction of the rotation axis 30.

そして、本実施形態においては、図２，３に示すように、ロータコア１２のティース１２−１〜１２−３がリム部２０の外周面側から開口部３４−１〜３４−３にそれぞれ挿入されているとともにロータコア１２がリム部２０の外周面と当接している状態で、ロータコア１２がリム部２０に固定されている。ここで、ロータコア１２におけるリム部２０の外周面と当接する面１２−４，１２−５の形状は平坦面形状であり、ロータコア１２の平坦面１２−４，１２−５とリム部２０の平坦面２２とが当接した状態で、ロータコア１２がリム部２０に固定される。なお、ロータコア１２をリム部２０に固定する方法としては、例えば接着剤による固定が用いられる。また、図３では図示を省略しているが、リム部２０におけるロータコア１２の固定位置の各々に平坦面２２及び開口部３４−１〜３４−３が形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the teeth 12-1 to 12-3 of the rotor core 12 are respectively inserted into the openings 34-1 to 34-3 from the outer peripheral surface side of the rim portion 20. In addition, the rotor core 12 is fixed to the rim portion 20 while the rotor core 12 is in contact with the outer peripheral surface of the rim portion 20. Here, the shapes of the surfaces 12-4 and 12-5 that contact the outer peripheral surface of the rim portion 20 in the rotor core 12 are flat surfaces, and the flat surfaces 12-4 and 12-5 of the rotor core 12 and the flat surface of the rim portion 20 are flat. The rotor core 12 is fixed to the rim portion 20 in a state where the surface 22 is in contact. As a method of fixing the rotor core 12 to the rim portion 20, for example, fixing with an adhesive is used. Although not shown in FIG. 3, the flat surface 22 and the openings 34-1 to 34-3 are formed at each of the fixing positions of the rotor core 12 in the rim portion 20.

ロータコア１２のティース１２−１〜１２−３が挿入された後における開口部３４−１〜３４−３の隙間については、ゴムやシーラ等のシール手段によって塞がれることで、ホイール１０のリム部２０のシールが行われる。これによって、タイヤ１６の内部における密閉性が確実に確保され、タイヤ１６の内部における空気漏れが防止される。   The gap between the openings 34-1 to 34-3 after the teeth 12-1 to 12-3 of the rotor core 12 are inserted is closed by a sealing means such as rubber or sealer, so that the rim of the wheel 10 Twenty seals are made. As a result, airtightness inside the tire 16 is reliably ensured, and air leakage inside the tire 16 is prevented.

以上説明したように、本実施形態においては、ホイール１０のリム部２０に開口部３４−１〜３４−３が設けられている。そして、ロータコア１２のティース１２−１〜１２−３が開口部３４−１〜３４−３にそれぞれ挿入された状態でロータコア１２がリム部２０に固定されていることにより、ステータコア２４からの磁束が鎖交するロータコア１２の回転半径を大きくすることができる。したがって、ホイール１０に作用させるトルクを増大させることができる。一方、モータが発電機として機能する場合は、コイル１８の発生電力を増大させることができる。   As described above, in the present embodiment, the openings 34-1 to 34-3 are provided in the rim portion 20 of the wheel 10. And since the rotor core 12 is being fixed to the rim | limb part 20 in the state in which the teeth 12-1 to 12-3 of the rotor core 12 were each inserted in the opening parts 34-1 to 34-3, the magnetic flux from the stator core 24 was received. The rotation radius of the interlinked rotor core 12 can be increased. Therefore, the torque that acts on the wheel 10 can be increased. On the other hand, when the motor functions as a generator, the power generated by the coil 18 can be increased.

そして、ロータコア１２がリム部２０の外周面と当接した状態でリム部２０に固定されていることにより、ロータコア１２に作用するステータコア２４からの半径方向内側への吸引力をリム部２０の外周面で受けることができる。したがって、ロータコア１２を確実にホイール１０のリム部２０に固定することができ、ステータコア２４の吸引力に起因するロータコア１２の振動を確実に抑止することができる。   The rotor core 12 is fixed to the rim portion 20 in contact with the outer peripheral surface of the rim portion 20, so that the radially inward suction force from the stator core 24 acting on the rotor core 12 is applied to the outer periphery of the rim portion 20. It can be received on the surface. Therefore, the rotor core 12 can be reliably fixed to the rim portion 20 of the wheel 10, and the vibration of the rotor core 12 caused by the attractive force of the stator core 24 can be reliably suppressed.

さらに、ロータコア１２の平坦面１２−４，１２−５とリム部２０の平坦面２２とが当接することにより、リム部２０の外周面と当接するロータコア１２の平坦面１２−４，１２−５における面圧を減少させることができる。したがって、ロータコア１２をより確実にホイール１０のリム部２０に固定することができ、ステータコア２４の吸引力に起因するロータコア１２の振動をより確実に抑止することができる。   Furthermore, the flat surfaces 12-4 and 12-5 of the rotor core 12 that contact the outer peripheral surface of the rim portion 20 are brought into contact with the flat surfaces 12-4 and 12-5 of the rotor core 12 and the flat surface 22 of the rim portion 20. The surface pressure at can be reduced. Therefore, the rotor core 12 can be more reliably fixed to the rim portion 20 of the wheel 10, and the vibration of the rotor core 12 caused by the attractive force of the stator core 24 can be more reliably suppressed.

本実施形態におけるロータコア１２については、ティース１２−１〜１２−３が形成されている略Ｅ字形状断面のコアに限定されるものではなく、他の形状のロータコア１２についても本発明の適用が可能である。一例を挙げると、ロータコア１２がティース１２−１〜１２−２が形成されている略コ字形状断面のコアであってもよい。   The rotor core 12 in the present embodiment is not limited to the core having a substantially E-shaped cross section in which the teeth 12-1 to 12-3 are formed, and the present invention can be applied to the rotor core 12 having other shapes. Is possible. For example, the rotor core 12 may be a substantially U-shaped cross-section core in which the teeth 12-1 to 12-2 are formed.

以上の説明においては、本発明をスイッチトリラクタンスモータに適用した場合について説明した。ただし、本発明は、例えば永久磁石を用いたモータ等、他の種類のモータについても適用可能である。   In the above description, the case where the present invention is applied to a switched reluctance motor has been described. However, the present invention is also applicable to other types of motors such as a motor using permanent magnets.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態に係るインホイールモータの内部構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the internal structure of the in-wheel motor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインホイールモータの内部構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the internal structure of the in-wheel motor which concerns on embodiment of this invention. ホイール及びロータコアの構成の概略を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the outline of a structure of a wheel and a rotor core. ホイールに固定されたロータコアをホイールの回転軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the rotor core fixed to the wheel from the rotating shaft direction of the wheel.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ホイール、１２ ロータコア、１４ ステータ、１６ タイヤ、１８ コイル、２０ リム部、２２ 平坦面、２４ ステータコア、３０ 回転軸、３４−１〜３４−３ 開口部。   10 Wheel, 12 Rotor core, 14 Stator, 16 Tire, 18 Coil, 20 Rim part, 22 Flat surface, 24 Stator core, 30 Rotating shaft, 34-1 to 34-3 Opening part.

Claims (4)

ホイールのリム部に固定されたロータコアと、該ロータコアより内側に配設されたステータと、を含むインホイールモータであって、
前記リム部には開口部が設けられており、
前記ロータコアは、該開口部に挿入された状態で前記リム部に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。 An in-wheel motor including a rotor core fixed to a rim portion of a wheel, and a stator disposed inside the rotor core,
The rim portion is provided with an opening,
The in-wheel motor according to claim 1, wherein the rotor core is fixed to the rim portion while being inserted into the opening. 請求項１に記載のインホイールモータであって、
前記ロータコアは、前記開口部に挿入されるとともに前記リム部の外周面と当接した状態で該リム部に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。 The in-wheel motor according to claim 1,
The in-wheel motor is characterized in that the rotor core is fixed to the rim portion while being inserted into the opening and in contact with the outer peripheral surface of the rim portion. 請求項２に記載のインホイールモータであって、
前記ロータコアにおける前記リム部の外周面と当接する面は平坦面であり、
前記リム部の外周面には前記開口部が設けられた平坦面が形成されており、
前記ロータコアの平坦面と前記リム部の平坦面とが当接した状態で、前記ロータコアが該リム部に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。 The in-wheel motor according to claim 2,
The surface in contact with the outer peripheral surface of the rim portion in the rotor core is a flat surface,
A flat surface provided with the opening is formed on the outer peripheral surface of the rim portion,
An in-wheel motor, wherein the rotor core is fixed to the rim portion in a state where the flat surface of the rotor core and the flat surface of the rim portion are in contact with each other. 請求項１〜３のいずれか１に記載のインホイールモータであって、
前記ロータコアが挿入された後の開口部の隙間を塞ぐためのシール手段が設けられていることを特徴とするインホイールモータ。
The in-wheel motor according to any one of claims 1 to 3,
An in-wheel motor characterized in that seal means for closing a gap in the opening after the rotor core is inserted is provided.
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