JP2010111387A - ホイール内蔵型モータを備えた車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】ホイール内に設置される電気モータの設計自由度を向上させ、車両の運動性能を向上させ、制動装置の冷却性能を向上させるホイール内蔵型モータを備えた車両を提供する。
【解決手段】車体に回転可能に設置されたホイールと、前記ホイールの駆動のために前記ホイールの内側に設置された電気モータとを備えるホイール内蔵型モータを備えた車両において、前記ホイールから前記車体側に延長され、前記ホイールと共に回転する車軸と、前記車軸の制動のために前記ホイールと離隔した位置の前記車体に設置された制動装置とを含んでホイール内蔵型モータを備えた車両を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイール内蔵型モータを備えた車両に関するもので、より詳細には、制動装置の設置構造を改善したホイール内蔵型モータを備えた車両に関するものである。
動力源として内燃機関を採用した車両は、エンジン、変速機、ドライブシャフト、油圧ブレーキシステム、燃料供給装置、吸気及び排気装置、冷却及び潤滑装置などの多くの部品を必要とするだけでなく、排気ガスによる大気汚染を誘発するという問題がある。
最近は、このような問題を解消するために、動力源として電気モータを用いる車両に対する研究が活発に行われている。一例として、特許文献１は、車両のホイール内に電気モータが装着された車両を開示している。
大韓民国公開特許公報２００４―２１７０２号
しかしながら、ホイールの内部に電気モータを装着した車両は、狭いホイールの内側空間に電気モータのみならず、減速装置と制動装置を共に設置しなければならないので、駆動力を発揮する電気モータの形状と大きさに制約が伴うという問題があった。すなわち、このような車両は、ホイールの内側空間の限界によって大容量の電気モータを採用することが難しいので、駆動のための充分な出力を得ることが困難であった。また、ホイール側の重さが重いので、懸架装置に作用する荷重の増加によって車両の運動性能が低下し、制動装置周囲の空気の流れが悪いことから制動中に発生する熱の放出が難しいという欠点があった。
本発明は、前記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、ホイール内に設置される電気モータの設計自由度を向上させ、車両の運動性能を向上させ、制動装置の冷却性能を向上させるホイール内蔵型モータを備えた車両を提供することである。
前記のような目的を達成するための本発明に係るホイール内蔵型モータを備えた車両は、車体に回転可能に設置されたホイールと、前記ホイールの駆動のために前記ホイールの内側に設置された電気モータと、前記ホイールから前記車体側に延長され、前記ホイールと共に回転する車軸と、前記車軸の制動のために前記ホイールと離隔した位置の前記車体に設置された制動装置とを含むことを特徴とする。
前記制動装置は、前記車軸に連結され、前記車体に設けられた支持軸に回転可能に支持されたディスク型回転体と、この回転体の外面を加圧して制動する加圧装置とを備えたディスクブレーキであることを特徴とする。
前記制動装置は、前記車軸に連結され、前記車体に設けられた支持軸に回転可能に支持されたドラム型回転体と、この回転体の内面を加圧して制動する加圧装置とを備えたドラムブレーキであることを特徴とする。
前記支持軸は前記車体に固定され、前記回転体は、ベアリングを媒介にして前記支持軸によって回転可能に支持されたことを特徴とする。
前記車軸は少なくとも一つの屈折連結部を備えることを特徴とする。
本発明に係るホイール内蔵型モータを備えた車両は、制動装置がホイールと離隔した位置に設置され、車軸によってホイールに連結されるので、ホイール内に設置される電気モータの設計自由度を向上させることができる。すなわち、ホイール内に確保される余裕空間を用いて電気モータの形態を多様化することができ、電気モータの大きさも拡大することができる。
また、本発明は、制動装置が車体によって支持されるので、従来に比べて懸架装置に加えられる荷重を減少させることができ、車両の運動性能を向上させることができる。
また、本発明は、制動装置が車両の底部に流れる空気に容易に露出されるので、制動装置の冷却性能も向上させることができる。
本発明の一実施例に係る車両のホイール内蔵型モータと制動装置の設置構造を示した断面図である。 本発明の他の実施例に係る車両のホイール内蔵型モータと制動装置の設置構造を示した断面図である。
以下では、本発明の好適な実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る車両において、４個のホイールの内部には駆動のための電気モータがそれぞれ設置される。したがって、各ホイールを独立的に駆動することができる。図１は、いずれか一つのホイールの内側に電気モータが設置された例を示した図である。
図１に示すように、車体１０のホイールハウス１１内にはホイール１２を緩衝可能に支持するための懸架装置１３が設置され、懸架装置１３にはホイール１２に連結された車軸１５を回転可能に支持するナックル部１４が設置される。ホイール１２は車軸１５の端部に設けられた円板状のホイール結合部１５ａに装着され、車軸１５はベアリング１７を媒介にしてナックル部１４によって支持される。したがって、ホイール１２が回転すれば、車軸１５も回転するようになる。
ホイール１２の内側には、ホイール１２の駆動のために車軸１５を回転させる電気モータ２０が設置される。電気モータ２０は、車軸１５の外面に結合される回転子２１と、回転子２１の外側に配置され、ナックル部１４に固定された固定子２２とを含む。固定子２２は、コイルが巻線された形態であり、バッテリ３０から電源が印加されるときに励磁されることによって、車軸１５に結合された回転子２１を回転させる。ここでは、電気モータ２０の回転子２１が車軸１５に直結された形態を例示したが、減速装置（図示せず）が一体型で構成された電気モータの場合は、減速装置の出力部が車軸１５に連結される。また、このような車両には、走行時に電気モータ２０への電気供給を制御し、制動時に回生制動を行えるように電気モータ２０を制御する制御ユニット３１が備わる。回生制動によって生成された電気エネルギーは、充電電圧に調整された後でバッテリ３０に保存される。
ホイール１２を制動する制動装置４０は、ホイール１２と離隔した位置に設置される。制動装置４０は、ナックル部１４の内側に位置したホイールハウス１１内側の車体１０に設置され、ホイール１２に連結された車軸１５は、制動装置４０側（車体側）に延長されて制動装置４０に連結される。すなわち、ホイール１２と離隔した制動装置４０は、車軸１５を制動することによってホイール１２を制動する。
制動装置４０は、車体１０に固定された支持軸１８に回転可能に結合される回転体４１と、この回転体４１を加圧して摩擦によって制動する加圧装置４２とを含む。回転体４１は、ベアリング４３を媒介にして支持軸１８の外面に回転可能に結合され、回転体４１の中心部には車軸１５が連結される。回転体４１とホイール１２とを連結する車軸１５は、ユニバーサルジョイント形態からなる２箇所の屈折連結部１５ｂ，１５ｃを備えている。その結果、車両の走行時に車体１０の昇降が発生する場合にも、ホイール１２の回転力が車軸１５を通して制動装置４０の回転体４１に無理なく伝達されるようになる。
図１の例は、制動装置４０がディスク形態の回転体４１と、この回転体４１の外面両側を摩擦パッドで加圧する加圧装置４２とを備えたキャリパ型ディスクブレーキである場合を示した図で、図２の例は、制動装置５０がドラム形態の回転体５１と、この回転体５１の内面を加圧して制動する加圧装置５２とを備えたドラム式ブレーキである場合を示した図である。これら各ブレーキ装置において、回転体４１，５１を加圧する加圧装置４２，５２は油圧式、空圧式又は電気モータ式である。ディスク式またはドラム式ブレーキの加圧装置は、その構造及び作動原理が広く知られているので、それに対する具体的な説明は省略することにする。
このような制動装置４０は、電気モータ２０の動作によってホイール１２が回転すれば、車軸１５によってホイール１２に連結された回転体４１が回転する。したがって、制動装置４０の加圧装置４２が回転体４１を制動すれば車軸１５の制動が行われるので、車両のホイール１２を制動することができる。
このような車両は、制動装置４０がホイール１２と離隔した位置に設置され、車軸１５によってホイール１２に連結されるので、ホイール１２内に設置される電気モータ２０の設計自由度を向上させることができる。すなわち、従来とは異なり、ホイール１２の内側に制動装置が設置されないので、ホイール１２内に確保される余裕空間を用いて電気モータ２０の形態を多様化することができ、電気モータ２０の大きさも拡大することができる。したがって、このような車両は、大容量の電気モータ２０を採用することができる。
また、このような車両は、制動装置４０が車体１０によって支持されるので、従来に比べて懸架装置１３に加えられる荷重を減少させることができ、車両の運動性能を向上させることができる。また、制動装置４０が車両の底部に流れる空気に露出されるので、制動装置４０の冷却性能も向上させることができる。
１０ 車体
１２ ホイール
１３ 懸架装置
１４ ナックル部
１５ 車軸
１８ 支持軸
２０ 電気モータ
３０ バッテリ
３１ 制御ユニット
４０ 制動装置
４１ 回転体
４２ 加圧装置

Claims (6)

  1. 車体に回転可能に設置されたホイールと、前記ホイールの駆動のために前記ホイールの内側に設置された電気モータと、を備えるホイール内蔵型モータを備えた車両において、
    前記ホイールから前記車体側に延長され、前記ホイールと共に回転する車軸と、前記車軸の制動のために前記ホイールと離隔した位置の前記車体に設置された制動装置と、を含むことを特徴とするホイール内蔵型モータを備えた車両。
  2. 前記制動装置は、前記車軸に連結され、前記車体に設けられた支持軸によって回転可能に支持されたディスク型回転体と、この回転体の外面を加圧して制動する加圧装置と、を備えたディスクブレーキであることを特徴とする、請求項１に記載のホイール内蔵型モータを備えた車両。
  3. 前記支持軸は前記車体に固定され、前記回転体はベアリングを媒介にして前記支持軸によって回転可能に支持されたことを特徴とする、請求項２に記載のホイール内蔵型モータを備えた車両。
  4. 前記制動装置は、前記車軸に連結され、前記車体に設けられた支持軸によって回転可能に支持されたドラム型回転体と、この回転体の内面を加圧して制動する加圧装置と、を備えたドラムブレーキであることを特徴とする、請求項１に記載のホイール内蔵型モータを備えた車両。
  5. 前記支持軸は前記車体に固定され、前記回転体はベアリングを媒介にして前記支持軸によって回転可能に支持されたことを特徴とする、請求項４に記載のホイール内蔵型モータを備えた車両。
  6. 前記車軸は少なくとも一つの屈折連結部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のホイール内蔵型モータを備えた車両。
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