JP2005337355A - 車両用ホイール駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ホイールのリム内に、ホイールを駆動する中空状のインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置において、ディスクブレーキの放熱性を高めるとともに、ディスクブレーキの小型化を図ること。
【解決手段】 車両用ホイール駆動装置４０は、ホイール３０のリム３１内に、ホイールを駆動するインホイールモータ５０及びホイールを制動するディスクブレーキ６０を組込んだものである。インホイールモータは、リムの内部に固定した筒状のアウタロータ５１と、このアウタロータの内部に配置するとともに車体側に連結した筒状のインナステータ５３とからなる。ディスクブレーキは、アウタロータのうち車幅方向外側の端部５１ａに直接に取付けた中空円盤状のブレーキディスク６１と、インナステータのうち車幅方向外側の端部５３ｃに取付けたキャリパ７１と、からなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用ホイール（車輪）におけるリムの内側に電動モータ、いわゆるインホイールモータを配置した車両用ホイール駆動装置の改良技術に関する。

近年、車両において、動力源からホイールへの動力伝達系統を簡略化するとともに伝達効率を高めるために、ホイールにおけるリムの内側に駆動源であるインホイールモータを配置する技術の開発が、進められている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３００４２０公報（図１、図３）

特許文献１に示す従来の車両用ホイール駆動装置を、次の図７に基づいて説明する。
図７は従来の車両用ホイール駆動装置（従来技術）の概要図である。従来の車両用ホイール駆動装置１００は、車体にサスペンション１０１のアッパアーム１０２及びロアアーム１０３を介してホイール支持部材１０４を懸架し、このホイール支持部材１０４にインホイールモータ１０５を介してホイール１０６を取付けたというものである。
ホイール支持部材１０４は、車幅方向内側（図７の左側）にアッパステー１０７及びロアステー１０８を延ばし、これらのアッパ・ロアステー１０７，１０８にアッパ・ロアアーム１０２，１０３を連結することで、車体にホイール１０６を懸架することができる。

インホイールモータ１０５は、ホイール１０６の回転中心ＲＣ２と同心の中空状の電動モータであって、ホイール１０６のリム１１１の内側に配置した構成である。具体的には、インホイールモータ１０５は、インナステータを兼ねる筒状のホイール支持部材１０４と、リム１１１に取付けた筒状のアウタロータ１１２とからなる。１１３・・・は複数の電気子、１１４・・・は複数の永久磁石である。

さらにホイール１０６は、ホイール１０６を制動するディスクブレーキ１２０を組込んだ構成である。ディスクブレーキ１２０は、固定側のキャリパ１２１と回転側のブレーキディスク１２２とからなる。
キャリパ１２１は、ホイール支持部材１０４の内側（径内方）に配置し且つホイール支持部材１０４に取付けたものである。このようなキャリパ１２１のパッド１２３，１２３により、ブレーキディスク１２２における外周側のディスク面を挟み込むことで、制動できる。キャリパ１２１のボデイ１２５は、ブレーキディスク１２２が入り込む開口部１２５ａを、ホイール１０６の回転中心ＲＣ２側に向けた断面視コ字状を呈する。

一方、ブレーキディスク１２２の取付け構造は、アウタロータ１１２のうち車幅方向外側（図７の右側）の端面に、中空円盤状を呈する取付板１２６の外縁を取付け、この取付板１２６の内縁に中空円盤状のブレーキディスク１２２の内縁を取付けたものである。キャリパ１２１の車幅方向外側並びにブレーキディスク１２２を囲うようにして、アウタロータ１１２にブレーキディスク１２２を取付けることができる。

一般に、ディスクブレーキ１２０を制動したときの発熱の温度は、インホイールモータ１０５の発熱の温度よりも高い。インホイールモータ１０５の性能を維持するためには、ディスクブレーキ１２０の発熱がインホイールモータ１０５に影響を与えないようにすることが好ましい。そのためにも、ディスクブレーキ１２０の放熱性を高めることが求められる。
しかしながら、従来の車両用ホイール駆動装置１００は、中空状のインホイールモータ１０５の内側（径内方）で、取付板１２６にて囲った閉空間に、キャリパ１２１やブレーキディスク１２２を配置したものである。閉空間の中にあるディスクブレーキ１２０の放熱性を高めるには、限界がある。

これに対して車両用ホイール駆動装置１００は、インナステータを兼ねる筒状のホイール支持部材１０４の内部にウォータジャケット１１５を備え、このウォータジャケット１１５に冷却水を循環させることにより、インホイールモータ１０５を冷却している。しかし、冷却装置を必要とするので、構成が複雑にならざるを得ない。

さらには、ホイール１０６の回転中心ＲＣ２から制動位置Ｂ２まで、すなわちパッド１２３，１２３にてブレーキディスク１２２のディスク面を制動する位置Ｂ２までの距離を、制動有効半径Ｒ２としたときに、この制動有効半径Ｒ２は小さくならざるを得ない。
何故なら、インホイールモータ１０５の内側にインホイールモータ１０５の内側を配置するので、制動有効半径Ｒ２はインホイールモータ１０５の内径Ｄ２の制約を受ける。しかも、ボデイ１２５は、開口部１２５ａをホイール１０６の回転中心ＲＣ２側に向けた断面視コ字状を呈するので、ホイール支持部材１０４の内周面に臨む外端面１２５ｂから制動位置Ｂ２までの寸法Ｔｉは比較的大きい。
制動有効半径Ｒ２が小さいと、その分、ホイール１０６を制動する制動力を大きくする必要がある。このため、キャリパ１２１は制動力を発するピストン１２７の径を大きくすることになるので、大型になる。

本発明は、ホイールのリム内に、ホイールを駆動する中空状のインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置において、ディスクブレーキの放熱性を高めるとともに、ディスクブレーキの小型化を図る技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ホイールのリム内に、ホイールを駆動するインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置であって、
インホイールモータが、リムの内部に固定した筒状のアウタロータと、このアウタロータの内部に配置するとともに車体側に連結した筒状のインナステータとを備えた車両用ホイール駆動装置において、
ディスクブレーキが、アウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付けた中空円盤状のブレーキディスクと、インナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたキャリパと、からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、キャリパに、ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部と、この開口部に入ったディスク面を摩擦力で制動可能な摩擦面とを備え、開口部をホイールの径方向外側に向けたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、キャリパを、インナステータよりもホイール中心側に配置したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ブレーキディスクが、アウタロータに取付ける取付面と、キャリパで制動されるディスク面との間に、インホイールモータやディスクブレーキで発生した熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ディスクブレーキのブレーキディスクを、インホイールモータのアウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付け、一方、ディスクブレーキのキャリパを、インホイールモータのインナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたことにより、リムの内側において、車体に懸架される方の車幅方向内側に配置されたインホイールモータに対し、車幅方向外側にディスクブレーキを並べて配置することができる。このように、リムの内側における車幅方向外側の空きスペースにディスクブレーキを配置したので、ブレーキディスクを車幅方向外側に露出させることができる。この結果、ブレーキディスクの放熱性を高めることができる。従って、ディスクブレーキの放熱性をより高めることができる。
さらには、リムの内側において、車幅方向内側に配置されたインホイールモータに対し、車幅方向外側にディスクブレーキを並べて配置したので、ブレーキディスク（ディスク盤）をインホイールモータの内径の制約を受けずに大径にすることができる。このため、ホイールの回転中心からディスクブレーキの制動位置までの制動有効半径を大きく設定することができる。制動有効半径が大きいので、キャリパによる制動力を小さくしても、ディスクブレーキの制動効果を十分に確保することができる。このため、キャリパにおいて制動力を発するピストンの径を小さくでき、この結果、ディスクブレーキの小型化を図ることができる。

請求項２に係る発明では、キャリパのうち、ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部を、ホイールの径方向外側に向けることで、開口部の底の部分をホイール中心側に向けることができる。ディスクブレーキの制動位置から開口部の先端までの大きさは、底側に比べて小さい。その分、開口部をホイールの径方向外側に配置することができ、この結果、制動有効半径をより大きく設定することができる。その分、キャリパによる制動力を小さくしても、制動効果を十分に確保することができる。従って、キャリパにおいて制動力を発するピストンの径をより小さくでき、この結果、ディスクブレーキをより小型化することができる。

請求項３に係る発明では、キャリパを、インナステータよりもホイール中心側に配置したので、中空状のインホイールモータにおけるホイール中心側の空きスペースを有効利用して、キャリパを配置することができる。ブレーキディスクは、キャリパに対して径方向外側に配置することになる。
一般にキャリパは、制動力を発するピストンを備えるので、車幅方向の寸法が大きい。
これに対して請求項３に係る発明では、インホイールモータにおけるホイール中心側の空きスペースにキャリパを配置することによって、インホイールモータの内側（径内方）にキャリパの少なくとも一部を入り込ませることができる。このため、インホイールモータとキャリパとを組み合わせた全体の、車幅方向の寸法を小さくして、薄型化を図ることができる。従って、リムの幅内にインホイールモータ及びキャリパを配置することが、より一層容易になる。

請求項４に係る発明では、ブレーキディスクのうち、アウタロータに取付ける取付面と、キャリパで制動されるディスク面との間に、熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたものである。
このため、ディスクブレーキで発生した熱がディスク面からブレーキディスクに伝わったときには、その熱を熱溜まり部に一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。この結果、ディスクブレーキで発生した熱がインホイールモータに伝わることを抑制することができる。
また、インホイールモータで発生した熱が、アウタロータから取付面を介してブレーキディスクに伝わったときには、その熱を熱溜まり部に一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。この結果、インホイールモータで発生した熱がディスク面に伝わることを抑制することができる。
このようにして、ディスクブレーキやインホイールモータの放熱性を、より高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。
図１は本発明に係る車両用ホイール駆動装置を搭載した車両を後方から見た構成図であり、右側におけるサスペンション２０とホイール３０と車両用ホイール駆動装置４０の構成を表した。図２は本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図であり、図１に対応させて表した。
なお、左側におけるサスペンション２０とホイール３０と車両用ホイール駆動装置４０も右側と同じ構成なので、図示並びに説明を省略する。

図１及び図２に示すように車両１０は、車体１１にサスペンション２０にてホイール３０を懸架したものであって、車両用ホイール駆動装置４０を搭載した、前後に２輪ずつを備える四輪電気自動車である。
車両用ホイール駆動装置４０は、ホイール３０のリム３１内（径内方）に、ホイール３０を駆動する駆動源であるインホイールモータ５０及びホイール３０を制動するディスクブレーキ６０を組込んだ構成である。
以下、サスペンション２０、ホイール３０及び車両用ホイール駆動装置４０について詳しく説明する。

サスペンション２０は、車体１１に上下スイング可能に取付けた上側のアッパアーム２１並びに下側のロアアーム２２と、ロアアーム２２と車体側のダンパハウジング１２との間に取付けたクッション２３と、アッパ・ロアアーム２１，２２の各先端のアッパ・ロアジョイント２４，２５とを主要構成として、車体１１にホイール３０を懸架する懸架装置である。

車両用ホイール駆動装置４０は、車体１１にアッパ・ロアジョイント２４，２５を介してインホイールモータ５０を懸架し、インホイールモータ５０にホイール３０を取付けることで、ホイール３０におけるリム３１の内側に、ホイール３０と同心のインホイールモータ５０を配置した構成である。インホイールモータ５０は、ホイール３０の回転中心ＲＣ１と同心とした中空状の電動モータである。
このような車両用ホイール駆動装置４０であるから、ホイール３０の回転中心ＲＣ１周りのスペースを有効に活用することができる。

図２に示すようにホイール３０は、円筒状のリム３１と、リム３１に取付けたタイヤ３２と、リム３１の内周面３１ａに取付けた中空円盤状のディスク３３とからなる車輪である。ディスク３３は、リム３１の略車幅中央に配置することになる。

詳しくは後述するが、インホイールモータ５０は非回転部材であるインナステータ５３を備え、このインナステータ５３から車幅方向内側（図２の左側）へ延びる、上部のアッパステー５３ａ及び下部のロアステー５３ｂを備える。すなわち、インナステータ５３はナックルを兼ねることになる。

アッパステー５３ａは車幅方向内側に向かって延び、その先端にアッパジョイント２４を取付けることで、アッパジョイント２４を介してアッパアーム２１の先端に連結することができる。一方、ロアステー５３ｂは車幅方向内側に向かって延び、その先端にロアジョイント２５を取付けることで、ロアジョイント２５を介してロアアーム２２の先端に連結することができる。アッパ・ロアジョイント２４，２５は例えばボールジョイントからなる。
これらのアッパ・ロアジョイント２４，２５の中心間を通る直線Ｋｉは、サスペンション２０のキングピン軸である。

図３は本発明に係る車両用ホイール駆動装置の上半分の断面図であり、図２に対応させて表した。
図２及び図３に示すようにインホイールモータ５０は、リム３１の内側（径内方）において、サスペンション２０で懸架される車幅方向内側（図２及び図３の左側）に寄せて配置したものである。このようなインホイールモータ５０は、リム３１の内部に固定した筒状のアウタロータ５１と、アウタロータ５１の内周面に取付けた複数の永久磁石５２・・・と、アウタロータ５１の内部に配置するとともに車体１１側に連結した筒状のインナステータ５３と、インナステータ５３の外周面に取付けた複数の電気子５４・・・とを備える。

回転側のアウタロータ５１及び固定側のインナステータ５３は、ホイール３０の回転中心ＲＣ１に対して同心である。電気子５４は鉄心とコイルボビンと巻線とからなる。
アウタロータ５１は、車幅方向外側（図２及び図３の右側）の端部にディスク３３をボルト止めすることで、リム３１の内部に固定した回転部材である。インナステータ５３は外周面で、軸受５５，５６を介し、アウタロータ５１の内周面を回転可能に且つ軸方向移動を規制して支持する。

次に、ディスクブレーキ６０について説明する。
図２及び図３に示すようにリム３１の内側において、インホイールモータ５０を車幅方向内側に寄せて配置したので、リム３１の内側で車幅方向外側（図２及び図３の右側）には空きスペースＳ１ができる。この空きスペースＳ１にディスクブレーキ６０を配置した。

ディスクブレーキ６０は、アウタロータ５１のうち車幅方向外側の端部５１ａに取付けたブレーキディスク６１と、インナステータ５３のうち車幅方向外側の端部５３ｃに取付けたキャリパ７１とからなる、液圧式又は空圧式のブレーキ機構である。
ブレーキディスク６１は、全体形状が中空円盤状を呈する回転部材であって、ホイール３０の回転中心ＲＣ１に対して同心である。なお、キャリパ７１の取付け高さは、ホイール３０の回転中心ＲＣ１に対してほぼ同一高さに設定すればよい。

図４は本発明に係るディスクブレーキの要部拡大図であり、ディスクブレーキの要部を図３に合わせて表した。
図３及び図４に示すようにブレーキディスク６１は、アウタロータ５１のうち車幅方向外側の端部（端面）５１ａに直接に取付ける中空円盤状のフランジ６２と、フランジ６２の内周部から車幅方向外側へ延びる円筒状の連結筒部６３と、連結筒部６３のうち車幅方向外側の端部から径内方へ延びる中空円盤状のディスク部６４と、連結筒部６３とディスク部６４との間のコーナ部分（肩部）６５から径外方へ延びる中空円盤状の熱溜まり部６６と、からなる一体品である。

フランジ６２は、アウタロータ５１の端部（端面）５１ａに取付面６２ａ、すなわちフランジ面６２ａを重ね合わせて、複数のボルト６７・・・にて直接に取付ける、平坦な板である。
ボルト６７の頭部６７ａは、図４にすようにセラミック（セラミックスとも言う）等の熱絶縁性が良好な材質のワッシャ６８を介して、フランジ６２に当てるようにしている。セラミックは、熱伝導率が極めて小さい。このようにすれば、アウタロータ５１とフランジ６２との間で、ボルト６７を介して伝わる熱伝導を抑制することができる。

連結筒部６３は、比較的薄肉で短い筒である。ディスク部６４は、両側面に平坦なディスク面（接触面）６４ａ，６４ａを有した、平坦な板である。
このようにブレーキディスク６１は、フランジ６２に対して、車幅方向外側（図４の右側）に離間距離Ｌｃだけ離れた位置に、ディスク部６４を配置したものである。フランジ面６２ａに対してディスク面６４ａ，６４ａは平行である。

ブレーキディスク６１は、ディスク部６４の全体又はディスク部６４のうちキャリパ７１によって制動される接触部分だけを、鉄鋼等の耐摩耗性並びに耐熱性が良好な材料で構成し、残りの部分を、アルミニウム合金等の熱伝導性が良好で軽量な材料で構成することが、特に好ましい。

上述のようにブレーキディスク６１は、アウタロータ５１に取付ける取付面６２ａと、キャリパ７１で制動される両面のディスク面６４ａ，６４ａとの間に、熱溜まり部６６を一体に設けることができる。
図４に示すように熱溜まり部６６は、インホイールモータ５０やディスクブレーキ６０で発生した熱を一時的に溜める部分であって、（１）一定の熱量を一時的に溜めるのに必要な適度な体積Ｖｈ並びに（２）溜めた熱量を大気へ速やかに放散するのに必要な適度な放熱面積Ａｈを有する。一般に、体積Ｖｈが大きいほど、熱量を溜める能力（蓄熱能力）が大きいことが知られている。また、放熱面積Ａｈが大きいほど、溜めた熱量を放散する能力（放散能力）は大きい。

このようにするために、熱溜まり部６６の外径は連結筒部６３やディスク部６４の外径よりも大きい。しかも、熱溜まり部６６はフランジ６２、連結筒部６３及びディスク部６４よりも、厚肉の部分とした。すなわち、熱溜まり部６６の幅Ｗｈは大きい。このような熱溜まり部６６は、基部から徐々に厚肉となる形状、例えば、ディスク部６４のうちキャリパ７１によって制動される接触部分よりも径方向外側の位置、又はコーナ部分６５から徐々に厚肉となる形状を呈する。

さらに熱溜まり部６６は、放熱面積Ａｈを増すために表面の全体又は一部、例えば外周面に一体に形成した複数の放熱フィン（冷却フィン）６９・・・を備える。これらの放熱フィン６９・・・は、例えば車幅方向に一定ピッチで配列した凸条であって、熱溜まり部６６の周方向に沿ったリング状を呈する。

一方、キャリパ７１は図３及び図４に示すように、制動圧によってボデイ７２内のピストン７３を作動させ、この結果、パッド７４，７４間でブレーキディスク６１のディスク面６４ａ，６４ａを押え、その摩擦力にて制動制御するものである。
このようなキャリパ７１は、ブレーキディスク６１のディスク面６４ａ，６４ａが回転可能に入り込む開口部７５と、この開口部７５に入ったディスク面６４ａ，６４ａを摩擦力で制動可能な摩擦面７４ａ，７４ａ（すなわち、パッド７４，７４の摩擦面７４ａ，７４ａ）とを備える。

キャリパ７１は、開口部７５をホイール３０の径方向外側に向けたことを特徴とする。従って、ボデイ７２は、開口部７５をホイール３０の径方向外側に向けた断面視コ字状を呈する。インナステータ５３のうち車幅方向外側の端部５３ｃから径内方へ延ばしたブラケット５３ｄに、ボデイ７２をボルト止めすることで、固定側であるインナステータ５３の端部５３ｃにキャリパ７１を取付けることができる。

次に、上記構成の車両用ホイール駆動装置４０の作用を、図２、図３図５及び図６に基づいて説明する。
図５は本発明に係るディスクブレーキの作用図（その１）であり、ディスクブレーキで発生した熱が放散する過程を示し、図４に合わせて表した。
図６は本発明に係るディスクブレーキの作用図（その２）であり、インホイールモータで発生した熱が放散する過程を示し、図４に合わせて表した。

図２に示すように、ディスクブレーキ６０のブレーキディスク６１を、アウタロータ５１のうち車幅方向外側の端部５１ａに直接に取付け、一方、ディスクブレーキ６０のキャリパ７１を、インナステータ５３のうち車幅方向外側の端部５３ｃに取付けたことにより、リム３１の内側において、車体に懸架される方の車幅方向内側（図２の左側）に配置されたインホイールモータ５０に対し、車幅方向外側（図２の右側）にディスクブレーキ６０を並べて配置することができる。このように、リム３１の内側における車幅方向外側の空きスペースＳ１にディスクブレーキ６０を配置したので、ブレーキディスク６１を車幅方向外側に露出させることができる。この結果、ブレーキディスク６１の放熱性を高めることができる。従って、ディスクブレーキ６０の放熱性を、より高めることができる。

さらに図２に示すように、リム３１の内側において、車幅方向内側に配置されたインホイールモータ５０に対し、車幅方向外側にディスクブレーキ６０を並べて配置したので、ブレーキディスク６１（ディスク盤６１）をインホイールモータ５０の内径Ｄ１、すなわちインナステータ５３の内径Ｄ１の制約を受けずに、大径にすることができる。ブレーキディスク６１がインナステータ５３に干渉しないからである。

このため、ホイール３０の回転中心ＲＣ１からディスクブレーキ６０の制動位置Ｂ１まで、すなわちパッド７４，７４にてブレーキディスク６１のディスク面６４ａ，６４ａを制動する位置Ｂ１までの距離を、制動有効半径Ｒ１としたときに、この制動有効半径Ｒ１を大きく設定することができる。制動有効半径Ｒ１が大きいので、キャリパ７１による制動力を小さくしても、ディスクブレーキ６０の制動効果を十分に確保することができる。このため、キャリパ７１において制動力を発するピストン７３の径を小さくでき、この結果、ディスクブレーキ６０の小型化を図ることができる。

しかも、リム３１の内側にインホイールモータ５０とディスクブレーキ６０とを車幅方向に並べて配置することができるので、リム３１内において、インホイールモータ５０の径を最大限まで大きくすることができる。従って、インホイールモータ５０の出力トルクを十分に高めることができる。

さらに図３に示すように、キャリパ７１のうち、ブレーキディスク６１のディスク面６４ａ，６４ａ（図４参照）が回転可能に入り込む開口部７５を、ホイール３０の径方向外側に向けることで、開口部７５の底７５ａの部分をホイール中心ＲＣ１側に向けることができる。ディスクブレーキ６０の制動位置Ｂ１から開口部７５の先端７５ｂまでの寸法Ｈ１は、制動位置Ｂ１から底７５ａ側（ホイール中心ＲＣ１側の端面）までの寸法Ｈ２よりも、小さい。すなわち、底７５ａ側に比べて小さい。その分、開口部７５をホイール３０の径方向外側に配置することができ、この結果、制動有効半径Ｒ１をより大きく設定することができる。その分、キャリパ７１による制動力を小さくしても、制動効果を十分に確保することができる。従って、キャリパ７１において制動力を発するピストン７３の径をより小さくでき、この結果、ディスクブレーキ６０を、より小型化することができる。

さらに図３に示すように、開口部７５をホイール３０の径方向外側に向けたので、キャリパ７１を、インナステータ５３よりもホイール中心ＲＣ１側に配置することができる。このため、中空状のインホイールモータ５０におけるホイール中心ＲＣ１側の空きスペースＳ２を有効利用して、キャリパ７１を配置することができる。ブレーキディスク６１は、キャリパ７１に対して径方向外側に配置することになる。

キャリパ７１は、制動力を発するピストン７３を備えるので、車幅方向の寸法Ｗｃ、すなわち幅Ｗｃが大きい。
これに対して本発明では、インホイールモータ５０におけるホイール中心ＲＣ１側の空きスペースＳ２にキャリパ７１を配置することによって、インホイールモータ５０の内側（径内方）にキャリパ７１の少なくとも一部を入り込ませることができる。このため、インホイールモータとキャリパ７１とを組み合わせた全体の、車幅方向の寸法を小さくして、薄型化を図ることができる。従って、リム３１の幅内にインホイールモータ５０及びキャリパ７１を配置することが、より一層容易になる。

さらに図５に示すように、ブレーキディスク６１は、（１）両面をディスク面６４ａ，６４ａとしたディスク部６４から、アウタロータ５１に取付けるフランジ６２を分離するとともに、（２）これらのディスク部６４とフランジ６２との間を、円筒状の連結筒部６３にて連結することにより、連結筒部６３を設けた分、ブレーキディスク６１全体の放熱面積を増すことができる。この結果、ブレーキディスク６１の放熱性が高まるので、ディスクブレーキ６０やインホイールモータ５０の放熱性を、高めることができる。

ところで、放熱面積を、より増大させるには連結筒部６３を長くすればよい。しかし、連結筒部６３が長すぎると、ブレーキディスク６１と組み合わせるキャリパ７１が、リム３１（図３参照）よりも車幅方向外側へ突出してしまう。そこで、リム３１内にディスクブレーキ６０を納めるとともに、ブレーキディスク６１全体の放熱性を高めるために、ブレーキディスク６１に熱溜まり部６６を追加することにした。
具体的には、ブレーキディスク６１は、アウタロータ５１に取付ける取付面６２ａと、キャリパ７１で制動されるディスク面６４ａ，６４ａとの間、すなわち、コーナ部分６５に熱溜まり部６６を有したことを特徴とする。

熱溜まり部６６は体積Ｖｈが大きいので、連結筒部６３やディスク部６４から伝わった熱を効率良く溜めることができる。しかも、熱溜まり部６６は放熱面積Ａｈが大きいので、溜まった熱を大気に効率良く且つ速やかに放散することができる。
これに対して、上述のようにフランジ６２、連結筒部６３及びディスク部６４は、それぞれの体積が熱溜まり部６６の体積Ｖｈよりも十分に小さくなるように、寸法を設定してある。従って、熱溜まり部６６の蓄熱能力（熱を溜める性能）に対し、フランジ６２、連結筒部６３及びディスク部６４の蓄熱能力は極めて小さい。
この結果、取付面６２ａやディスク面６４ａ，６４ａからブレーキディスク６１へ伝わった熱を、熱溜まり部６６に集中的に収集して一時的に溜めた上で、溜まった熱を大気に効率良く且つ速やかに放散することができる。

例えば、図５に示すように、ディスクブレーキ６１の制動作用によって発生した熱は、ディスク部６４を介して低温側のコーナ部分６５へ伝わる。その熱量はＱ１である。コーナ部分６５へ伝わった熱量Ｑ１の大部分Ｑ２は、熱溜まり部６６に集中的に集まり、残りの極く微少の熱量Ｑ３だけが連結筒部６３及びフランジ６２を介して、アウタロータ５１に伝わる。熱溜まり部６６は、熱量Ｑ２の熱を一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。

この結果、ディスクブレーキ６０で発生した熱がインホイールモータ５０に伝わることを、極力抑制することができる。従って、ディスクブレーキ６０の発熱がインホイールモータ５０に影響を及ぼさないので、インホイールモータ５０の性能を十分に維持することができる。
しかも、キャリパ７１で制動されるディスク面６４ａ，６４ａの温度上昇を抑制することができる。従って、ディスク面６４ａ，６４ａとパッド７４，７４の摩擦面７４ａ，７４ａとの間の摩擦係数を十分に確保できるので、ディスクブレーキ６０の制動性能を十分に確保することができる。

一方、図６に示すように、ディスクブレーキ６０が制動せずに、インホイールモータ５０が作動しているときには、インホイールモータ５０で発生した熱が、アウタロータ５１から取付面６２ａを介してフランジ６２に伝わり、さらにフランジ６２から連結筒部６３を介して低温側のコーナ部分６５へ伝わる。その熱量はＱ１１である。コーナ部分６５へ伝わった熱量Ｑ１１の大部分Ｑ１２は、熱溜まり部６６に集中的に集まり、残りの極く微少の熱量Ｑ１３だけがディスク部６４を介してディスク面６４ａ，６４ａに伝わる。熱溜まり部６６は、熱量Ｑ１２の熱を一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。

この結果、インホイールモータ５０で発生した熱がディスク面６４ａ，６４ａに伝わることを、極力抑制することができる。このため、キャリパ７１で制動されるディスク面６４ａ，６４ａの温度上昇を抑制することができる。従って、ディスク面６４ａ，６４ａとパッド７４，７４の摩擦面７４ａ，７４ａとの間の摩擦係数を十分に確保できるので、ディスクブレーキ６０の制動性能を十分に確保することができる。
しかも、インホイールモータ５０の温度上昇を抑制することができるので、インホイールモータ５０の性能を十分に維持することができる。

このようにして、ディスクブレーキ６０やインホイールモータ５０の放熱性を、より高めることで、ディスクブレーキ６０やインホイールモータ５０の性能を十分に確保することができる。

本発明の車両用ホイール駆動装置４０は、ホイール３０におけるリム３１の内側に、動力源としてのインホイールモータ５０を配置することによって、動力源からホイール３０への動力伝達系統を簡略化することができるので、電気自動車に好適である。

本発明に係る車両用ホイール駆動装置を搭載した車両を後方から見た構成図である。 本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図である。 本発明に係る車両用ホイール駆動装置の上半分の断面図である。 本発明に係るディスクブレーキの要部拡大図である。 本発明に係るディスクブレーキの作用図（その１）である。 本発明に係るディスクブレーキの作用図（その２）である。 従来の車両用ホイール駆動装置（従来技術）の概要図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車体、２０…サスペンション、３０…ホイール、３１…リム、４０…車両用ホイール駆動装置、５０…インホイールモータ、５１…アウタロータ、５１ａ…アウタロータのうち車幅方向外側の端部、５３…インナステータ、５３ｃ…インナステータのうち車幅方向外側の端部、６０…ディスクブレーキ、６１…ブレーキディスク、６２…フランジ、６２ａ…取付面、６３…連結筒部、６４…ディスク部、６４ａ…ディスク面、６５…コーナ部分、６６…熱溜まり部、６９…放熱フィン、７１…キャリパ、７２…ボディ、７３…ピストン、７４…パッド、７４ａ…摩擦面、７５…開口部、７５ａ…底、７５ｂ…先端、Ａｈ…熱溜まり部の放熱面積、Ｂ１…制動位置、Ｄ１…インホイールモータの内径、ＲＣ１…ホイール中心、Ｒ１…制動有効半径、Ｖｈ…熱溜まり部の体積。

Claims (4)

1. ホイールのリム内に、ホイールを駆動するインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置であって、
   前記インホイールモータは、前記リムの内部に固定した筒状のアウタロータと、このアウタロータの内部に配置するとともに車体側に連結した筒状のインナステータとを備えた車両用ホイール駆動装置において、
   前記ディスクブレーキは、前記アウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付けた中空円盤状のブレーキディスクと、前記インナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたキャリパと、からなることを特徴とした車両用ホイール駆動装置。
2. 前記キャリパは、前記ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部と、この開口部に入った前記ディスク面を摩擦力で制動可能な摩擦面とを備え、前記開口部を前記ホイールの径方向外側に向けたことを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール駆動装置。
3. 前記キャリパは、前記インナステータよりもホイール中心側に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用ホイール駆動装置。
4. 前記ブレーキディスクは、前記アウタロータに取付ける取付面と、前記キャリパで制動されるディスク面との間に、前記インホイールモータや前記ディスクブレーキで発生した熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車両用ホイール駆動装置。
   

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