JP2006151359A - In-wheel motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動輪を駆動するインホイールモータユニットに関する。 The present invention relates to an in-wheel motor unit that drives driving wheels of a vehicle.
従来の電気自動車においては、車体に配置した1台の電動機から、トランスミッションとデファレンシャル機構を介して車輪にトルクを伝達することが行われている。しかるに、かかる方式によれば、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを設けるスペースが必要となり、その分だけ乗員用のスペースが制限されるという問題がある。又、トランスミッションとデファレンシャル機構に動力伝達ロスが発生するので、その分だけ車輪に伝達されるトルクが低下するという問題もある。 In a conventional electric vehicle, torque is transmitted from one electric motor arranged on a vehicle body to wheels via a transmission and a differential mechanism. However, according to this method, there is a problem that a space for providing the electric motor, the transmission, and the differential mechanism is required, and the space for the occupant is limited accordingly. In addition, since a power transmission loss occurs in the transmission and the differential mechanism, there is a problem in that the torque transmitted to the wheels is reduced accordingly.
これに対し、以下の特許文献1には、車輪の内部にモータを設けたアウタロータ型のホイールモータが開示されている。かかるホイールモータによれば、車輪にモータを内蔵できるので、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを車体に搭載する必要がなくなり、乗員用のスペースを確保でき、またトランスミッションやデファレンシャル機構を介さないので、動力伝達ロスが減少するという利点がある。
ところで、特許文献1に記載のホイールモータにおいては、ドラムブレーキ内に固定子及び回転子が組み込まれている。従って、制動時に発生する熱により固定子のコイルが加熱されてモータ性能が低下し、駆動時にコイルから発生する熱によりブレーキシュー等が加熱することでブレーキ性能が低下する恐れがある。
Incidentally, in the wheel motor described in
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、モータ性能とブレーキ性能の両立を図ることができるインホイールモータユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object thereof is to provide an in-wheel motor unit capable of achieving both motor performance and braking performance.
第1の本発明のインホイールモータユニットは、
車体に取り付けられた円筒状の部材に対して固定される固定子と、
車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子と、
前記車輪を制動するブレーキ装置とを有し、
前記固定子及び前記回転子は、前記ホイールを隔てて前記ブレーキ装置と反対側に配置されていることを特徴とする。
The in-wheel motor unit of the first invention is
A stator fixed to a cylindrical member attached to the vehicle body;
A rotor mounted to rotate integrally with the wheel of the wheel;
A brake device for braking the wheel,
The stator and the rotor are arranged on the opposite side of the brake device with the wheel interposed therebetween.
第2の本発明のインホイールモータユニットは、
車体に取り付けられた円筒状の部材に対して固定される固定子と、
車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子と、
前記車輪を制動するドラムブレーキ装置とを有し、
前記固定子及び前記回転子は、前記ドラムブレーキのドラムの外側に配置されていることを特徴とする。
The in-wheel motor unit of the second invention is
A stator fixed to a cylindrical member attached to the vehicle body;
A rotor mounted to rotate integrally with the wheel of the wheel;
A drum brake device for braking the wheel,
The stator and the rotor are arranged outside a drum of the drum brake.
第1の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子及び前記回転子が、前記ホイールを隔てて前記ブレーキ装置と反対側に配置されているので、制動時に前記ブレーキ装置から発生する熱が、前記固定子に伝導することが抑制され、また駆動時に前記固定子から発生する熱が、前記ブレーキ装置に伝導することが抑制され、もってモータ性能とブレーキ性能の両立を図ることができる。 According to the in-wheel motor unit of the first aspect of the present invention, since the stator and the rotor are arranged on the opposite side of the brake device across the wheel, heat generated from the brake device during braking is generated. However, conduction to the stator is suppressed, and heat generated from the stator during driving is suppressed to be transmitted to the brake device, so that both motor performance and braking performance can be achieved.
第2の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子及び前記回転子が、前記ドラムブレーキのドラムの外側に配置されているので、制動時に前記ブレーキ装置から発生する熱が、前記固定子に伝導することが抑制され、また駆動時に前記固定子から発生する熱が、前記ブレーキ装置に伝導することが抑制され、もってモータ性能とブレーキ性能の両立を図ることができる。 According to the in-wheel motor unit of the second aspect of the present invention, since the stator and the rotor are arranged outside the drum brake drum, the heat generated from the brake device during braking is fixed to the fixed portion. Conduction to the child is suppressed, and heat generated from the stator during driving is suppressed to be transmitted to the brake device, so that both motor performance and brake performance can be achieved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるインホイールモータユニットを搭載したバスの斜視図である。図1において、バスの車体101に対して、リヤアクスルハウジング102が、不図示のサスペンションを介して取り付けられている。一対のインホイールモータユニット100が、リヤアクスルハウジング102の両端に取り付けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a bus on which an in-wheel motor unit according to the present embodiment is mounted. In FIG. 1, a
本実施の形態では、インホイールモータユニット100を搭載するに当たり、既存のリヤアクスルハウジング102を利用しており、それにより製造コストを低減できるが、インホイールモータユニット100の搭載用として、新たに円筒状の部材を設計しても良い。
In the present embodiment, when the in-
各インホイールモータユニット100の周囲には、車輪103が配置され、インホイールモータユニット100により駆動されるようになっている。車体101の下部には、インバータユニット104が配置され、インホイールモータユニット100に対して配線13を介して電気的に接続されている。インバータユニット104は、本実施の形態では扁平状であるため、車体101の下部に設けても乗員用のスペースを制限することはないが、車体101の天井などに配置しても良い。このように、インホイールモータユニット100を用いることで、駆動源を車輪103内に収めることができ、更にインバータユニット104の位置は任意に決定できるので、例えば路線バスなどにおいては完全な低床化を図ることができ、乗降性の向上や乗員スペースの確保を図ることができる。
なお、本実施の形態にかかるインホイールモータユニット100は、以下の仕様を有する。
対象:路線用低床バス(大型、70人乗り、後輪駆動、最高速度約90km/h)
定格出力:90kW×2
The in-
Target: Low-floor bus for routes (large, 70-seater, rear-wheel drive, maximum speed of about 90 km / h)
Rated output: 90kW x 2
図2は、車輪103を取り付けた状態で示すインホイールモータユニット100の断面図であり、図3は、車輪103を取り付けた状態で示すインホイールモータユニット100の一部断面斜視図である。なお、以下、一方のインホイールモータユニット100についてのみ説明するが、他方のインホイールモータユニット100も同様の構成を有する。
2 is a cross-sectional view of the in-
図2,3において、リヤアクスルハウジング102の端部近傍の外周に、円錐コロ軸受11を介して、ホイールハブ1が回転自在に配置されている。ホイールハブ1の外周フランジ1aに対し、車体側(図2で左側)にドラム7が配置され、外部側(図2で右側)にホイール3及び回転子ハウジング5が配置され、これらはボルト2で共締めされている。ホイール3は、ホイールハブ1に取り付けられ且つ半径方向に延在するフランジ部3aと、フランジ部3aの外周縁に中央が接合された円筒状の車輪保持部3bとからなっている。車輪保持部3bの外方には、中空のシングルワイドタイヤ(車輪)14が取り付けられている。
2 and 3, the
回転子ハウジング5は、ホイールハブ1に取り付けられ且つ半径方向に延在するフランジ部5aと、フランジ部5aの外周縁から軸線方向外側に延在する円筒状の回転子保持部5bとからなっている。回転子保持部5bの内周面に、永久磁石からなる回転子4が周方向に並んで取り付けられている。
The
リヤアクスルハウジング102の端部外周に、固定子ハウジング10が配置されている。固定子ハウジング10は、リヤアクスルハウジング102に固定され且つ半径方向に延在するフランジ部10aと、フランジ部10aの外周縁に中央が接合された円筒状の固定子保持部10bとからなっている。固定子ハウジング10の外周には、回転子4に対して僅かなスキマを持って、固定子9が取り付けられている。回転子ハウジング5の回転子保持部5bの外方端と、固定子ハウジング10の固定子保持部10bの外方端との間には、オイルシール12が配置されており、ゴミや水などの異物が内部に侵入することを防止している。
A
配線13は、固定子9のコイルから固定子ハウジング10の表面を伝わって、車体101側のインバータユニット104(図1)に接続されている。固定子9のコイルは駆動時に発熱するので、放熱効果を高めるために、フランジ部10aから固定子保持部10bにかけて、等間隔に複数のフィン10cを形成すると好ましい。かかるフィン10cは、補強用のリブとして固定子ハウジング10の剛性向上にも貢献する。
The
ドラム7の内部には、その内周面に当接/離間可能に配置されたブレーキシュー8aと、ブレーキシュー8aをドラム7に向かって駆動するためのブレーキ駆動装置8bとが設けられている。ブレーキ駆動装置8bは、良く知られているので詳細は省略する。ドラム7,ブレーキシュー8a、及びブレーキ駆動装置8bがブレーキ装置又はドラムブレーキ装置を構成する。
Inside the
本実施の形態の動作について説明する。例えば運転者が不図示のアクセルペダルを踏み込むことで、それに連動してインバータユニット104から高周波電流が配線13を介して固定子9に伝達され、それにより回転子4との間に磁力が生じ、かかる磁力を用いてホイール3を回転させることによって、シングルワイドタイヤ14を回転駆動させることができる。このとき、固定子9のコイルに発熱が生じた場合でも、ブレーキシュー8a及びブレーキ駆動装置8bは、ホイール3により固定子9に対して隔てられ、更にドラム7の内側に配置されており、即ちドラム7の外側に配置されている固定子9から隔離されているため、それらが固定子9によって加熱されることが抑制され、モータ駆動に関わらずブレーキ性能を維持することができる。
The operation of this embodiment will be described. For example, when the driver depresses an accelerator pedal (not shown), a high-frequency current is transmitted from the
これに対し、運転者が不図示のブレーキペダルを踏み込むことで、ブレーキ駆動装置8bがブレーキシュー8aをドラム7に向かって駆動し、ブレーキシュー8aとドラム7との間に作用する摩擦力で、ホイール3に対して制動力を与えることができる。このとき、ブレーキシュー8aとドラム7に発熱が生じた場合でも、固定子9は、ホイール3によりブレーキシュー8aとドラム7に対して隔てられているので、それらにより固定子9が加熱されることが抑制され、制動動作に関わらずモータ性能を維持することができる。なお、制動時に回転子4と固定子9との間で回生される電力を、不図示のバッテリに蓄電することもできる。
On the other hand, when the driver depresses a brake pedal (not shown), the
図4は、インホイールモータユニット100の組付工程を説明するための図である。図4において、リヤアクスルハウジング102の外周に設けられた組み付け部102aに、バックプレートBPと、ブレーキシュー8a及びブレーキ駆動装置8bを組み付ける。これと並行して、ホイールハブ1にボルト2及びナットDNを用いて、ドラム7を取り付ける。
FIG. 4 is a diagram for explaining an assembly process of the in-
ドラム7を取り付けたホイールハブ1を、リヤアクスルハウジング102の外周に対して、オイルシールOS、円錐コロ軸受11,11を介して取り付け、ドラム7の内側にブレーキシュー8a及びブレーキ駆動装置8bが位置するようにする。
The
更に、ホイールハブ1の外側から、シングルワイドタイヤ14を装着したホイール3と、回転子4を取り付けた回転子ハウジング5を取り付け、ボルト2にホイールナットWNを螺合させることで固定する。その後、リヤアクスルハウジング102の端部に、固定子9を取り付けた固定子ハウジング10を嵌合させ(セレーション等の回り止めが形成されていると好ましい)、軸受ナットBNをリヤアクスルハウジング102の端部ねじ部102bに螺合させることで、インホイールモータユニット100の組付が完了する。なお、配線13の取り回しについては省略する。
Further, from the outside of the
図5は、変形例にかかるインホイールモータユニット100’の断面図であり、図6は、変形例にかかるインホイールモータユニット100’の一部断面斜視図である。本変形例においては、上述した実施の形態に対して、ホイール3の形状を変更している。より具体的にホイール3は、一対のフランジ部3a、3aと、フランジ3a、3aにそれぞれ取り付けられた車輪保持部3b、3bとを有し、これに2つのタイヤ14,14を並列して取り付けることができる、いわゆるダブルタイヤ用のホイールとなっている。それ以外の構成に関しては、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付すことで説明を省略する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an in-
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、本実施の形態においては、インホイールモータユニット100は、バスの後輪に取り付けるようにしているが、前輪に取り付けるようにしても良いし、更にバス以外の車両、例えばトラックなどに用いることもできる。
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed and improved without departing from the spirit thereof. Of course there is. For example, in this embodiment, the in-
1 ホイールハブ
1a 外周フランジ
2 ボルト
3 ホイール
3a フランジ部
3b 車輪保持部
4 回転子
5 回転子ハウジング
5a フランジ部
5b 回転子保持部
7 ドラム
8a ブレーキシュー
8b ブレーキ駆動装置
9 固定子
10 固定子ハウジング
10a フランジ部
10b 固定子保持部
10c フィン
11 円錐コロ軸受
12 オイルシール
13 配線
14 シングルワイドタイヤ
100、100’ インホイールモータユニット
101 車体
102 リヤアクスルハウジング
102a 組み付け部
102b 端部ねじ部
103 車輪
104 インバータユニット
BN 軸受ナット
BP バックプレート
DN ナット
OS オイルシール
WN ホイールナット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子と、
前記車輪を制動するブレーキ装置とを有し、
前記固定子及び前記回転子は、前記ホイールを隔てて前記ブレーキ装置と反対側に配置されていることを特徴とするインホイールモータユニット。 A stator fixed to a cylindrical member attached to the vehicle body;
A rotor mounted to rotate integrally with the wheel of the wheel;
A brake device for braking the wheel,
The in-wheel motor unit, wherein the stator and the rotor are arranged on the opposite side of the brake device with the wheel interposed therebetween.
車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子と、
前記車輪を制動するドラムブレーキ装置とを有し、
前記固定子及び前記回転子は、前記ドラムブレーキのドラムの外側に配置されていることを特徴とするインホイールモータユニット。 A stator fixed to a cylindrical member attached to the vehicle body;
A rotor mounted to rotate integrally with the wheel of the wheel;
A drum brake device for braking the wheel,
The in-wheel motor unit, wherein the stator and the rotor are arranged outside a drum of the drum brake.
The in-wheel motor unit according to claim 1, wherein the cylindrical member is a part of a rear axle housing.
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