JP2005162159A - 電動車両用車輪構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ホイール内にサスペンション機構やブレーキ機構を効果的に成立させること
【解決手段】 本発明は、アウターロータタイプのモータをホイール内に含む電動車両用車輪構造において、モータのステータ部の内側に空間を有すると共に、モータの車両内側にブレーキ機構が配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アウターロータタイプのモータをホイール内に含む電動車両用車輪構造に関する。

従来から、この種の電動車両用車輪構造において、モータのステータ部にサスペンションが取り付けられた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、同様の種の電動車両用車輪構造において、モータの内側にブレーキ機構が配置された構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３００４２０号公報 特開平５−１１６５４５号公報

しかしながら、上述の従来の電動車両用車輪構造（特許文献１）では、ブレーキ機構がモータの内側（車輪径方向内側）に配置されているため、サスペンション配置が大きく制約を受けるという問題点がある。また、上述の従来の電動車両用車輪構造（特許文献２）では、ブレーキ機構がモータの内側（車輪径方向内側）に配置されているが、サスペンション取り付け位置がブレーキ機構よりも車両内側に設定されているため、サスペンションに本来要求される性能を十分に付与し難いという問題点がある。このように、インホイールモータタイプの電動車両用車輪構造では、ホイール内の限られた空間を利用して、サスペンション機構やブレーキ機構を効果的に成立させることが困難であった。

そこで、本発明は、ホイール内にサスペンション機構やブレーキ機構を効果的に成立させることができる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、アウターロータタイプのモータをホイール内に含む電動車両用車輪構造において、
モータが、ステータ部の内側に空間を有する略円筒状の形態を有し、
モータの車両内側にブレーキ機構が配置されていることを特徴とする、電動車両用車輪構造が提供される。

本局面において、モータは、ホイール内に完全に含まれていても、部分的に含まれていてもよい。また、ブレーキ機構についても、必ずしもホイール内に完全に含まれる必要は無い。

本局面において、効果的には、ステータ部の内側の空間を利用して、モータのステータ部の内側にサスペンションアームが取り付けられる。

本発明によれば、ホイール内にサスペンション機構やブレーキ機構を効果的に成立させることができる。

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、本発明の一実施例による電動車両用車輪構造の要部断面図である。本実施例の電動車両用車輪構造１０は、インホイールタイプのモータを備える電動車両に適用される。車輪を駆動するためのモータ２０は、ホイール１の内部に配置されている。モータ２０は、各駆動輪毎に配設されている。尚、本実施例の構成は駆動輪毎で実質的に相違がないため、一の駆動輪のみについて以下説明する。但し、本実施例の構成は、前輪側のみ、若しくは後輪側のみに適用されてもよい。

モータ２０は、ホイール１のリム１ａの内周面に対向するアウターケース２２を備えている。アウターケース２２は、略円筒状の形態を有し、ホイール１の内周面の径よりも僅かに小さい径を有する。尚、アウターケース２２は、ホイール１の内周面に接するように配設されてよく、若しくは、ホイール１とアウターケース２２が一体化されてもよい。

アウターケース２２には、その内周面に対向するようにインナーケース２４が設けられる。インナーケース２４は、円筒状の形態を有する。アウターケース２２の内周面とインナーケース２４との外周面との間には、モータ２０の構成要素を収容するための空間が形成される。アウターケース２２の内周面には、永久磁石２６がボルト又は接着剤等により固定されている。永久磁石２６は、環状の形態を有し、アウターケース２２の周方向全体に亘り設けられる。インナーケース２４との外周面には、環状の鉄心２８が固定され、鉄心２８にはコイル３０が巻回されている。尚、図１に示すインナーケース２４は、その径方向内側に略円柱形空間を画成する円筒状の形状を有しているが、インナーケース２４は、車両内側に開口する空間を画成する限り、車両外側が塞がれていてもよく、或いは、その他の形状を有してもよい。

アウターケース２２及びインナーケース２４の車両外側（車幅方向外側）には、ハブ２が装着される。ハブ２は、図１に示すように、アウターケース２２及びインナーケース２４の間に収まるような環状の形態を有する。ハブ２は、ホイール１にリム１ａの近傍でボルト４０により結合されてよい。これにより、モータ２０のアウターケース２２（永久磁石２６を含む）は、ホイール１（タイヤを含む）と共に回転する構成となる。

ハブ２とインナーケース２４との間には、アクスルベアリング４が設けられる。アクスルベアリング４は、インナーケース２４とハブ２（及びアウターケース２２）との間の相対回転を許容しつつ、ホイール１（タイヤを含む）に作用する上下力及び横力等を受ける機能を果たす。アクスルベアリング４は、単列の４点接触型のベアリング玉から構成され、各ベアリング玉は、インナーケース２４の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。但し、アクスルベアリング４は、単列の４点接触型のベアリングに代わって、同様の機能を果たす複列のアンギュラベアリングであってもよい。図１に示す実施例では、インナーケース２４には、アクスルベアリング４のインナーレース６が圧入されており、インナーレース６とインナーケース２４との間の相対変位を拘束する止め輪７が設けられている。但し、インナーレース６とインナーケース２４は、ボルトで固定されてもよいし、一体化されたものであってもよい。

インナーケース２４の内周面には、サスペンションアームの一端がボールジョイントを介して取り付けられている。具体的には、インナーケース２４の内周面の略鉛直方向上側には、アッパーアーム５０の一端がボールジョイント５１を介して取り付けられ、インナーケース２４の内周面の略鉛直方向下側には、ロアアーム５２の一端がボールジョイント５３を介して取り付けられている。アッパーアーム５０及びロアアーム５２の他端は、図示しない車体（サスペンションメンバ等）にブッシュ等を介して上下に揺動可能に連結されている。インナーケース２４の内周面には、また、操舵機構の一部を構成するタイロッド５４（但し、後輪側には、必要な場合にはそれ類するロッド部材）がボールジョイント５５を介して取り付けられている。尚、図示しないコイルスプリング及びショックアブソーバは、ロアアーム５２と車体の間に設けられ、ホイール１（タイヤを含む）の上下振動を緩和・吸収する役割を果たす。

尚、本実施例のモータ２０のインナーケース２４（鉄心２８等を含む）は、上述から明らかなように、車体に対する回転が実質的に拘束された構成となる。即ち、本実施例のモータ２０は、アウターケース２２（永久磁石２６を含む）がロータ部を構成し、インナーケース２４（鉄心２８等を含む）がモータ２０のステータ部を構成するアウターロータタイプのモータを構成する。

モータ２０の車両内側には、ブレーキ機構８０が配置されている。具体的には、ブレーキディスク（ディスクロータ）８２は、アウターケース２２の車両内側の面２２ａにボルト９０により取り付けられている。ブレーキキャリパ８４は、ディスクロータ８２の摺動面８２ｂをその外周側から挟み込むように配置されている（即ち、ブレーキキャリパ８４のブリッジ８４ａが、ディスクロータ８２の外周側とリム１ａとの間に配置される）。ブレーキキャリパ８４は、図示しない液圧通路を介してマスターシリンダーに連通される。ブレーキキャリパ８４の油圧シリンダに所定の油圧が供給されると、ブレーキキャリパ８４のパッドがディスクロータ８２の両摺動面８２ｂを挟み込むように圧着され、ブレーキ機能が実現される。尚、ブレーキキャリパ８４は、モータ２０のインナーケース２４にボルト等によりナックル等を介して固定されてよい（図示せず）。尚、上述のサスペンションアームやタイロッド５４等は、円盤状のディスクロータ８２の中心側開口部を通ってインナーケース２４の内周面に組み付けられている（従って、サスペンションアームやタイロッド５４の取り付け位置は、ブレーキ機構８０よりも車両内側になる）。

ところで、本実施例のブレーキ機構８０は、上述の如く、モータ２０の内側やモータ２０の車両外側（即ち、モータ２０とホイール１との間）ではなく、モータ２０の車両内側に配置されている。これにより、モータ２０の車両外側にブレーキ機構を配置する構成に比して、モータ２０をよりホイール１側に配置することが可能となり、モータ２０の上下振動等に起因してモータ２０の各ケース２２，２４やハブ２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、モータ２０をよりコンパクトな構成でホイール１内に成立させることが可能となる。

また、本実施例によれば、ブレーキ機構８０をモータ２０の車両内側に配置すると共に、モータ２０の外径（即ち、アウターケース２２の外径）をホイール１の内径に可能な限り近づけ、更に、モータ２０の各構成要素をホイール１の内周面側に可能な限り寄せることで、モータ２０の内側（ホイール中心側）に大きな空間７０（インナーケース２４の内周面により画成される空間）を形成することが可能となる。従って、本実施例では、サスペンションアームの車輪側の取り付け点を全て、空間７０内に、即ちモータ２０の内側（インナーケース２４の内周面）に設定することが可能となっている（例えば、各ボールジョイント５１，５３，５５は、図１に示すように、全て空間７０に位置している）。

このように、本実施例によれば、ホイール１の内部にモータ２０を配設する構成においても、モータ２０の存在に影響されることなく、サスペンションアームの車輪側の取り付け点を自由に設定することが可能となる。即ち、本実施例によれば、サスペンションに要求されるアライメント変化やキングピン配置を、モータ２０やブレーキ機構８０による制約を受けることなく、自由に理想的な位置に設定することが可能となる。また、サスペンションアームとモータ２０との干渉の問題も最小限となるので、サスペンションアームの形状の設計自由度が向上する。また、同様に、コイルスプリング及びショックアブソーバの車輪側の取り付け位置をより車両外側に設定することも可能となる。

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、変形例として、図２に概略的に示すように、ディスクロータ８２が、アウターケース２２の車両内側の面２２ａにボルト９０により取り付けられ、ブレーキキャリパ８４が、ディスクロータ８２の摺動面８２ｂを内周側から挟み込むように配置されてもよい（即ち、図１に示す構成とは、逆の構成であってもよい）。この場合、同様に、ブレーキキャリパ８４は、モータ２０のインナーケース２４にボルト９２により固定されてよい。また、図１及び図２の何れの構成においても、ブレーキ機構８０は、ホイール１の円周方向でいずれの位置に配置されてもよく、例えば、インナーケース２４へのブレーキキャリパ８４の取り付け手段（ブラケットやステーを含む）とサスペンションアームとの位置関係を考慮して、ブレーキ機構８０の円周方向の位置が決定されてもよい。また、図１及び図２に示すブレーキキャリパ８４は、油圧駆動式のキャリパであるが、如何なる方式のキャリパであってよく、また、キャリパ固定型若しくはキャリパ浮動型等のようなあらゆる種類のキャリパであってもよい。

また、図２に概略的に示すように、サスペンションアームの取り付け位置を上方に移動させてもよい。また、ハブ２（若しくはモータ２０のアウターケース２２）が、よりホイール中心側でボルト４０によりホイール１に固定されてもよい。

本発明の一実施例による電動車両用車輪構造の要部断面図である。 その他の実施例による電動車両用車輪構造の概略的な要部断面図である。

符号の説明

１ ホイール
２ ハブ
４ アクスルベアリング
６ インナーレース
７ 止め輪
１０ 電動車両用車輪構造
２０ モータ
２２ アウターケース
２２ａ アウターケース２２の車両内側の面
２４ インナーケース
２６ 永久磁石
２８ 鉄心
３０ コイル
５０ アッパーアーム
５１ ボールジョイント
５２ ロアアーム
５３ ボールジョイント
５４ タイロッド
５５ ボールジョイント
５６ コイルスプリング
５７ ショックアブソーバ
７０ 空間
８０ ブレーキ機構
８２ ブレーキディスク
８２ｂ 摺動面
８４ ブレーキキャリパ
９０ ボルト

Claims (2)

1. アウターロータタイプのモータをホイール内に含む電動車両用車輪構造において、
   モータが、ステータ部の内側に空間を有する略円筒状の形態を有し、
   モータの車両内側にブレーキ機構が配置されていることを特徴とする、電動車両用車輪構造。
2. モータのステータ部の内側にサスペンションアームが取り付けられている、請求項１記載の電動車両用車輪構造。

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