JP2005265121A - 電動輪 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータの温度上昇を抑制可能な電動輪を提供する。
【解決手段】 電動輪１００は、ホイールディスク１０と、ホイールハブ２０と、等速ジョイント３０と、ブレーキロータ４０と、ブレーキキャリパ５０と、インホイールモータＩＷＭとを備える。ホイールディスク１０は、ディスク部１０Ａとリム部１０Ｂとを含む。ホイールディスク１０は、ホイールハブ２０にネジ１，２によって連結される。等速ジョイント３０は、ホイールハブ２０に内蔵される。インホイールモータＩＷＭは、シャフト１１０を介して等速ジョイント３０に連結される。ブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂに接触固定される。ブレーキキャリパ５０は、ブレーキパッド５２，５３によってブレーキロータ４０を挟持する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電動輪に関し、特に、ブレーキで発生した熱がモータへ伝達されるのを抑制可能な電動輪に関するものである。

特許文献１は、モータと、プラネタリギヤユニットと、ホイールハブと、ホイールディスクと、ブレーキディスクと、ブレーキキャリパとを備える電動輪を開示する。ホイールディスクは、断面形状が略カップ形状からなり、モータ、プラネタリギヤユニット、ホイールハブ、ブレーキディスク、およびブレーキキャリパを収容する。

ホイールハブは、ホイールディスクに連結される。ブレーキディスクは、断面形状が略皿形状からなり、その内周端がホイールハブとホイールディスクとによって挟持される。すなわち、ブレーキディスクは、ホイールハブおよびホイールディスクに接続される。

プラネタリギヤユニットは、出力軸を介してホイールハブに連結される。モータは、プラネタリギヤユニットに連結される。ブレーキキャリパは、ブレーキディスクの外周端を選択的に挟持する。

モータは、駆動されると、所定の回転数で回転し、プラネタリギヤユニットは、モータの回転を減速し、出力軸を介してホイールハブへ出力する。そして、ホイールハブおよびホイールディスクは、出力軸を介して伝達された動力によって回転する。そして、ブレーキキャリパは、選択的にブレーキディスクを挟持し、電動輪を制動する。
特開平０５−３３８４４６号公報 特開平０９−７１１３９号公報 特開平１０−２９２８３２号公報

しかし、特許文献１に開示された電動輪においては、ブレーキディスクは、ホイールハブに接続されているため、ブレーキディスクで発生した熱は、ホイールハブ、出力軸およびプラネタチギヤユニットを介してモータへ伝わり易く、モータの温度が上昇し易いという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータの温度上昇を抑制可能な電動輪を提供することである。

この発明によれば、電動輪は、ホイールと、インホイールモータと、ブレーキディスクとを備える。インホイールモータは、ホイール内に配置され、ホイールを回転させる。ブレーキディスクは、ホイールのみに接触固定される。

好ましくは、ホイールは、タイヤが固定されるリム部を含む。そして、ブレーキディスクは、リム部に固定される。

好ましくは、ブレーキディスクは、リム部に一体成形される。

好ましくは、ブレーキディスクは、ボルトによってリム部に固定される。

この発明による電動輪においては、ブレーキディスクは、ホイールのみに接触固定される。そして、ブレーキディスクで発生した熱は、ホイールへ伝達され、ホイールで放熱され、インホイールモータへ伝達され難い。

したがって、この発明によれば、インホイールモータの温度上昇を抑制できる。

また、この発明による電動輪においては、ブレーキディスクは、タイヤが固定されるホイールのリム部に接触固定されるため、ブレーキディスクがリム部に固定されない場合よりも面積を大きくすることができる。その結果、ブレーキディスクにおける放熱量が多くなり、ブレーキディスクで発生した熱は、インホイールモータへさらに伝達され難くなる。

したがって、この発明によれば、インホイールモータの温度上昇をさらに抑制できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による電動輪の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による電動輪１００は、ホイールディスク１０と、ホイールハブ２０と、等速ジョイント３０と、ブレーキロータ４０と、ブレーキキャリパ５０と、インホイールモータＩＷＭと、タイヤ２５０とを備える。

インホイールモータＩＷＭは、ケース６０と、シャフト１１０とを有する。また、インホイールモータＩＷＭは、モータと、プラネタリギヤと、オイルポンプと、オイル通路とを含む。モータ、プラネタリギヤ、オイルポンプおよびオイル通路は、ケース６０に収納されているため、図１においては図示されていない。

ホイールディスク１０は、略カップ型形状を有し、ディスク部１０Ａとリム部１０Ｂとからなる。そして、ホイールディスク１０は、ホイールハブ２０、ブレーキロータ４０、ブレーキキャリパ５０、およびインホイールモータＩＷＭを収納するようにしてもよい。ホイールディスク１０は、ディスク部１０Ａをネジ１，２によってホイールハブ２０に締結することによりホイールハブ２０と連結される。ホイールハブ２０は、等速ジョイント３０を内蔵し、その内蔵した等速ジョイント３０を介してインホイールモータＩＷＭのシャフト１１０に連結される。そして、ホイールハブ２０は、ハブベアリング１１，１２によってナックル１８０に回転自在に支持される。

等速ジョイント３０は、インナー３１と、ボール３２とを含む。インナー３１は、シャフト１１０に嵌合される。ボール３２は、シャフト１１０の回転軸方向に設けられたホイールハブ２０の溝とインナー３１の溝とに噛合っており、シャフト１１０の回転に伴ってホイールハブ２０を回転させる。また、ボール３２は、ホイールハブ２０およびインナー３１に設けられた溝に沿ってシャフト１１０の回転軸方向に移動可能である。

ブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂに固定される。ブレーキキャリパ５０は、ナックル１８０に固定される。そして、ブレーキキャリパ５０は、ブレーキピストン５１と、ブレーキパッド５２，５３とを含む。ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０を挟み込む。

開口部５０Ａからブレーキオイルが供給されると、ブレーキピストン５１は、紙面右側へ移動し、ブレーキパッド５２を紙面右側へ押す。ブレーキパッド５２がブレーキピストン５１によって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド５３が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０を挟み込み、電動輪１００にブレーキがかけられる。

ケース６０は、ホイールハブ２０の紙面左側に配置される。そして、ケース６０は、シャフト１１０と、図示省略されたモータ、プラネタリギヤ、オイルポンプおよびオイル通路とを収納する。

シャフト１１０は、一方端がプラネタリギヤに連結されており、他方端が等速ジョイント３０のインナー３１にスプライン嵌合され、ベアリング（図示せず）によって回転自在に支持される。

ケース６０に収納されたモータは、ステータコアと、ステータコイルと、ロータとからなり、ステータコイルに電流が流されることによってロータが回転し、所定のトルクを出力する。そして、プラネタリギヤは、モータの回転速度を減速し、モータから出力されたトルクを大きくしてシャフト１１０に伝達する。シャフト１１０は、プラネタリギヤから伝達されたトルクによって、等速ジョイント３０を介して所定の回転数でホイールハブ２０およびホイールディスク１０を回転する。このように、インホイールモータＩＷＭは、ホイールディスク１０に収納され、所定のトルクによってホイールハブ２０およびホイールディスク１０を所定の回転数で回転する。これにより、電動輪１００は、所定の回転数で回転する。そして、インホイールモータＩＷＭの駆動中、インホイールモータＩＷＭに内蔵されたオイルポンプは、オイル溜に溜まったオイルをオイル通路を介して汲み上げ、その汲み上げたオイルをモータのステータコイル、プラネタリギヤおよびベアリング等に供給し、ステータコイルを冷却するとともにプラネタリギヤおよびベアリングを潤滑する。

タイヤ２５０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂの外縁に固定される。

モータマウント１４０，１５０は、車体の上下方向ＤＲ１に伸縮可能な構成からなり、インホイールモータＩＷＭのケース６０に取り付けられる。より具体的には、モータマウント１４０，１５０は、車体の上下方向ＤＲ１からケース６０に取り付けられる。ボールジョイント１６０，１７０は、それぞれ、モータマウント１４０，１５０に取り付けられる。

ナックル１８０（１８０ａ）は、一方端がボールジョイント１６０に連結され、他方端がハブベアリング１１，１２を介してホイールハブ２０に連結される。ナックル１８０（１８０ｂ）は、一方端がボールジョイント１７０に連結され、他方端がハブベアリング１１，１２を介してホイールハブ２０に連結される。これによって、ナックル１８０は、ホイールハブ２０およびホイールディスク１０を回転可能に支持する。

アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０は、車体の上下方向ＤＲ１に配置される。アッパーアーム２１０は、一方端がボールジョイント１６０に連結され、他方端が車体の上下方向ＤＲ１に回動可能に車体に固定される。ロアアーム２２０は、一方端がボールジョイント１７０に連結され、他方端が車体の上下方向ＤＲ１に回動可能に車体に固定される。また、ロアアーム２２０は、ショックアブソーバ２３０を介して車体に連結される。これにより、電動輪１００は、車体に懸架される。

リンク２４０は、一方端がボールジョイント１７０に連結される。そして、リンク２４０は、車両のステアリング（ハンドル）からの回転力に応じて、車両の進行方向に対して右方向または左方向に電動輪１００を回動する。

アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０は、車体の上下方向ＤＲ１に回動自在に車体に固定され、ロアアーム２２０は、ショックアブソーバ２３０を介して車体に連結されるので、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０およびショックアブソーバ２３０は、サスペンションとして機能する。

図２は、図１に示すＡ方向から見た電動輪１００の平面図である。図２を参照して、インホイールモータＩＷＭは、その中心が電動輪１００の軸ＡＸに一致している。そして、ディスク部１０Ａは、略Ｙ字形状からなり、リム部１０Ｂを支持する。ブレーキロータ４０は、その外周端４０Ａがホイールディスク１０のリム部１０Ｂに接触固定される。ブレーキキャリパ５０は、内周側からブレーキロータ４０を挟持するように配置される。

図３は、図１に示す電動輪１００の概略図である。図３を参照して、ブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂに一体成形される。すなわち、ブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０に一体成形される。

図４は、図１に示す電動輪１００の他の概略図である。図４を参照して、ブレーキロータ４０は、断面形状が略Ｔ字形状からなり、ボルト３，４によってホイールディスク１０のリム部１０Ｂに固定される。

図５は、車両の外側から見た従来の電動輪の平面図である。図５を参照して、従来の電動輪２００は、電動輪１００のブレーキロータ４０に代えてブレーキロータ２６０を備える。ブレーキロータ２６０は、インホイールモータＩＷＭの近傍に配置され、電動輪２００の軸ＡＸ側でホイールディスク１０（ディスク部１０Ａ）に固定される。電動輪２００においては、ブレーキキャリパ５０は、外周側からブレーキロータ４０を挟持する。

電動輪１００のブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂに接触固定されるので、電動輪２００のブレーキロータ２６０よりも外周側に配置される。したがって、同じ幅を有する場合、ブレーキロータ４０の面積は、ブレーキロータ２６０の面積よりも大きくなる。その結果、ブレーキロータ４０は、従来のブレーキロータ２６０よりも多くの熱を放熱する。

上述したように、ブレーキロータ４０は、一体成形またはボルト止めによってホイールディスク１０のリム部１０Ｂに固定される。その結果、ブレーキロータ４０は、従来よりも面積が大きくなる。したがって、ブレーキキャリパ５０がブレーキロータ４０を挟持することによってブレーキロータ４０で発生した熱は、ブレーキロータ４０でより多く放熱されるとともに、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂを介してディスク部１０Ａへ伝達され、ディスク部１０Ａで放熱される。

そうすると、ブレーキロータ４０で発生した熱は、インホイールモータＩＷＭへ伝達され難くなり、インホイールモータＩＷＭの温度上昇を抑制できる。

再び、図１を参照して、電動輪１００が搭載された自動車の本体に備えられたスイッチング回路（図示せず）によりインホイールモータＩＷＭのステータコイルに交流電流が供給されると、ロータが回転し、インホイールモータＩＷＭは、所定のトルクを出力する。そして、インホイールモータＩＷＭの出力トルクは、プラネタリギヤへ伝達され、プラネタリギヤで減速され、シャフト１１０を介してホイールハブ２０へ伝達される。そして、ホイールハブ２０およびホイールディスク１０は、所定の回転数で回転する。これによって、電動輪１００が駆動される。

そして、車両の減速指示に応じて、ブレーキキャリパ５０は、ブレーキパッド５２，５３によってブレーキロータ４０を挟持し、電動輪１００を制動する。この場合、ブレーキロータ４０において発生した熱は、ブレーキロータ４０で放熱されるとともに、ホイールディスク１０のディスク部１０Ａからも放熱される。その結果、ブレーキロータ４０で発生した熱は、ホイールハブ２０、シャフト１１０およびプラネタリギヤを介してインホイールモータＩＷＭへ伝達され難くなり、インホイールモータＩＷＭの温度上昇を抑制できる。また、インホイールモータＩＷＭは、従来の電動輪２００の場合よりもブレーキロータ４０から遠くに配置され、かつ、ブレーキロータ４０で発生した熱は、ホイールディスク１０へ伝達されるので、ブレーキロータ４０で発生した熱は、ケース６０を介してインホイールモータＩＷＭへ伝達され難くなり、インホイールモータＩＷＭの温度上昇をさらに抑制できる。

インホイールモータＩＷＭは、温度が上昇すると、出力が低下するように制御されるが、上述したように、ブレーキロータ４０で発生した熱によるインホイールモータＩＷＭの温度上昇は抑制されるので、インホイールモータＩＷＭは、出力特性が低下せず、電動輪１００の性能は、低下しない。

上記においては、ブレーキロータ４０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂに接触固定されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ホイールディスク１０のみに接触固定されていればよい。ホイールディスク１０のみに接触固定されていれば、ブレーキロータ４０で発生した熱は、ホイールディスク１０で放熱され、インホイールモータＩＷＭへ伝達され難くなるからである。

なお、ホイールディスク１０は、「ホイール」を構成する。

また、ブレーキロータ４０は、「ブレーキディスク」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、モータの温度上昇を抑制可能な電動輪に適用される。

この発明の実施の形態による電動輪の断面図である。 図１に示すＡ方向から見た電動輪の平面図である。 図１に示す電動輪の概略図である。 図１に示す電動輪の他の概略図である。 車両の外側から見た従来の電動輪の平面図である。

符号の説明

１，２ ネジ、３，４ ボルト、１０ ホイールディスク、１０Ａ ディスク部、１０Ｂ リム部、１１，１２ ハブベアリング、２０ ホイールハブ、３０ 等速ジョイント、４０，２６０ ブレーキロータ、４０Ａ 外周端、５０ ブレーキキャリパ、５０Ａ 開口部、５１ ブレーキピストン、５２，５３ ブレーキパッド、６０ ケース、１００，２００ 電動輪、１１０ シャフト、１４０，１５０ モータマウント、１６０，１７０ ボールジョイント、１８０，１８０ａ，１８０ｂ ナックル、２１０ アッパーアーム、２２０ ロアアーム、２３０ ショックアブソーバ、２４０ リンク、２５０ タイヤ、ＩＷＭ インホイールモータ。

Claims (4)

1. ホイールと、
   前記ホイール内に配置され、前記ホイールを回転させるインホイールモータと、
   前記ホイールのみに接触固定されたブレーキディスクとを備える電動輪。
2. 前記ホイールは、タイヤが固定されるリム部を含み、
   前記ブレーキディスクは、前記リム部に固定される、請求項１に記載の電動輪。
3. 前記ブレーキディスクは、前記リム部に一体成形される、請求項２に記載の電動輪。
4. 前記ブレーキディスクは、ボルトによって前記リム部に固定される、請求項２に記載の電動輪。

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