JP2011093373A - インホイールモータ用ハブ及びインホイールモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることを実現すること。
【解決手段】インホイールモータ用ハブ１００は、ハブ内輪１０１と、ハブ内輪１０１を回転可能に支持するハブ外輪１０２とで構成される。ハブ内輪１０１にはボルト貫通部１０８が設けられ、ハブ外輪１０２には支持体側貫通孔１０７が設けられる。ハブ外輪１０２は、ボルト１０５によって取付対象に取り付けられる。ボルト貫通部１０８は、ハブ内輪１０１を回転軸Ｚｒと平行な方向に貫通し、ボルト１０５の頭部１０５ｈが通過可能な寸法である。そして、ボルト貫通部１０８を、支持体側貫通孔１０７の位置でハブ外輪１０２に投影すると、ボルト貫通部１０８の投影像に支持体側貫通孔１０７が包含される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ホイール内に配置されるインホイールモータに適用されるハブに関する。

インホイールモータは、車両が備える車輪のホイールの内側に配置されて、前記車輪を駆動するモータである。インホイールモータを保護する観点から、インホイールモータは、できる限りホイールの内側に収めることが好ましい。特許文献１には、車輪側からボルトを用いて、ハブ内輪に相当するハブ（２０）を回転可能に支持する、ハブ外輪に相当するケース（３０）を、モータのケース（３１）に取り付ける構造のインホイールモータが開示されている。

特開２００５−８１８７１号公報（特許文献１中の図１）

しかし、車輪側からボルトをハブ外輪のボルト孔に差し込む場合、ハブ内輪が邪魔をしてボルトを前記ボルト孔に差し込むことができない。特許文献１には、車輪側からボルトをハブ外輪のボルト孔に差し込む具体的な手法は開示されておらず、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることが実現できるか否かは不明である。

本発明は、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることを実現できるインホイールモータ用ハブ及びインホイールモータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るインホイールモータ用ハブは、回転体と、当該回転体を回転可能に支持するとともに、ボルトによって取付対象に取り付けられる支持体と、当該支持体に設けられて、前記ボルトを貫通させる支持体側貫通孔と、前記回転体を前記回転体の回転軸と平行な方向に貫通するとともに前記回転体のフランジに少なくとも１個設けられて、前記ボルトの軸方向と直交する方向における当該ボルトの最大寸法部分が通過可能なボルト貫通部と、を含み、当該ボルト貫通部を、前記支持体側貫通孔の位置で前記支持体に投影すると、前記ボルト貫通部の投影像に前記支持体側貫通孔が包含されることを特徴とする。

本発明では、取付対象であるインホイールモータの筐体にハブを構成する支持体を取り付けるボルトの軸方向と直交する方向における当該ボルトの最大寸法部分が通過可能なボルト貫通部を回転体に設ける。そして、ボルト貫通部を、前記支持体側貫通孔の位置で前記支持体に投影すると、前記ボルト貫通部の投影像に前記支持体側貫通孔が包含されるように構成する。これによって、支持体を筐体に取り付けるためのボルトを、ボルト貫通部を通過させて締め付けることができる。その結果、本発明は、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることが実現できる。

本発明の望ましい態様としては、前記ボルト貫通部の形状は円形であることが好ましい。これによって、ボルト貫通部を形成しやすくなる。

本発明の望ましい態様としては、前記回転体のフランジは、前記回転軸と平行な方向に前記回転体を貫通するハブボルト取付孔を有し、また、前記支持体は、前記ハブボルトと直交する方向における当該ハブボルトの最大寸法部分が通過可能な切り欠きを外周部に有しており、当該切り欠きを、前記ハブボルト取付孔の位置で前記回転体に投影すると、前記切り欠きの投影像に前記ハブボルト取付孔が包含されることが好ましい。これによって、ハブボルトを、切り欠きを通過させてハブボルト取付孔に取り付けることができる。その結果、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、ハブボルトを車輪とは反対側から回転体に取り付けることができる。

本発明の望ましい態様としては、前記回転軸と前記ボルト貫通部の中心との距離は、前記回転軸と前記支持体側貫通孔の中心との距離と等しいことが好ましい。これによって、ボルト貫通部と支持体側貫通孔とを重ね合わせた場合、ボルト貫通部の中心と、支持体側貫通孔の中心とが一致するので、ボルト貫通部の直径を無闇に大きくしなくともボルトはボルト貫通部を通過できる。

本発明の望ましい態様としては、前記ボルト貫通部は、前記回転軸の周りに複数かつ等間隔で設けられることが好ましい。これによって、回転体の回転バランスの低下が抑制される。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るインホイールモータは、前記インホイールモータ用ハブを有することを特徴とする。これによって、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることが実現できる。

本発明は、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることを実現できる。

図１は、本実施形態に係るインホイールモータの構成を示す断面図である。 図２は、本実施形態に係るインホイールモータ用ハブの斜視図である。 図３は、本実施形態に係るインホイールモータ用ハブの側面図である。 図４は、本実施形態に係るインホイールモータ用ハブを構成するハブ内輪の正面図である。 図５は、本実施形態に係るインホイールモータ用ハブを構成するハブ外輪の正面図である。 図６は、内輪が有するボルト貫通部と外輪を取付対象に取り付けるボルトとの関係を示す正面図である。 図７は、内輪が有するハブボルト取付孔と外輪に設けられた切り欠きとの関係を示す正面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態で開示する構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

本実施形態に係るインホイールモータの構成を説明する。図１に示すように、インホイールモータ１は、モータ本体１Ａと、インホイールモータ用ハブ（以下、ハブという）１００とを含んで構成される。モータ本体１Ａは、筐体２と、ステータ１１と、ロータ１２と、外周部にロータ１２が取り付けられる中空シャフト２０と、中空シャフト２０の内部に配置される減速装置５０とを含んで構成される。インホイールモータ１は、例えば、車両の車輪を構成するホイールの内部に配置されて、前記車輪を駆動する。この場合、少なくとも２個の車輪にインホイールモータ１を取り付ける。なお、本実施形態において、インホイールモータ１は、中空シャフト２０の内部に減速装置５０を備える構成であるが、減速装置５０は必ずしも必要ではなく、また、減速装置５０を備える場合であっても、その構造は本実施形態のものに限定されない。

モータ本体１Ａを構成する筐体２は、筒状（本実施形態では円筒形状）の第１筐体２Ａと、第１筐体２Ａの両端部に取り付けられる、皿状の第２筐体２Ｂ、第３筐体２Ｃと、ハブ取付部を有する第４筐体２Ｄとで構成される。第１筐体２Ａと第２筐体２Ｂ及び第３筐体２Ｃとは、ボルト等で締結されて一体化される。また、第４筐体２Ｄは、ボルト３で第２筐体２Ｂに締結され取り付けられる。このように、筐体２は、第１筐体２Ａ、第２筐体２Ｂ、第３筐体２Ｃ及び第４筐体２Ｄが一体に構成される。

第１筐体２Ａの内側には、モータ１０が配置される。モータ１０は、ステータ１１と、ロータ１２とで構成される。ステータ１１は、鉄芯に電線が巻き付けられて構成される複数のコイル１１Ｃを有する。コイル１１Ｃは、第１筐体２Ａの周方向に向かって配列される。本実施形態において、ステータ１１は、第１筐体２Ａに圧入されて固定され、第１筐体２Ａの内壁に設けられる。ロータ１２は、筒状（円筒状）の部材であって、ステータ１１の内周面に対して所定の間隔をもって配置される。ロータ１２は、ステータ１１のコイル１１Ｃが作り出す回転磁界によって、回転軸Ｚｒを中心として回転する。

ロータ１２の内周には、筒状（本実施形態では円筒形状）の中空シャフト２０が取り付けられ、固定される。なお、中空シャフト２０から見ると、中空シャフト２０の外周には、ロータ１２が取り付けられることになる。中空シャフト２０の両端部には、一対の軸受１３Ａ、１３Ｂが取り付けられる。それぞれの軸受１３Ａ、１３Ｂは、第２筐体２Ｂ及び第３筐体２Ｃにそれぞれ取り付けられる。このような構成により、中空シャフト２０は、一対の軸受１３Ａ、１３Ｂを介して第１筐体２Ａに回転可能に支持される。したがって、ロータ１２は、筐体２に回転可能に支持される。ここで、ロータ１２及び中空シャフト２０の回転軸はともにＺｒであり、これはインホイールモータ１の回転軸である。ロータ１２は、中空シャフト２０とともに回転するので、ロータ１２の回転力は、中空シャフト２０を介して出力される。なお、本実施形態では、軸受１３Ａ、１３Ｂは玉軸受を用いる。

図１に示すように、中空シャフト２０は、筒状（円筒形状）の側部２１と、側部２１の内側に設けられる円板状部材２２とで構成される。円板状部材２２の板面は、中空シャフト２０の回転軸Ｚｒと直交する。そして、円板状部材２２は、中空シャフト２０、より具体的には中空シャフト２０の側部２１の内部を、中空シャフト２０の回転軸Ｚｒ方向に対して仕切る。本実施形態では、中空シャフト２０の側部２１と円板状部材２２とは一体として構成される。例えば、鍛造等で中空シャフト２０の形状を大まかに成型し、熱処理をした後、切削により中空シャフト２０の内部及び外部を仕上げる。中空シャフト２０の内部を切削する際に用いる工具の長さには限界があるため、中空シャフト２０のそれぞれの端面から円板状部材２２までの距離は、切削工具で切削できる大きさに設定される。

図１に示すように、中空シャフト２０の内部、より具体的には、中空シャフト２０の側部２１と円板状部材２２とで形成される空間であって、ロータ１２側の空間には、減速装置５０が配置される。このように、中空シャフト２０の内部に減速装置５０を配置すると、インホイールモータ１の回転軸Ｚｒ方向における寸法を小さくできる。減速装置５０は、遊星歯車装置を利用した減速装置である。減速装置５０は、サンギヤ３１と、遊星歯車５１と、リングギヤ５２と、キャリア５３との４要素を回転要素として構成される。

本実施形態において、減速装置５０の回転要素であるサンギヤ３１は、動力伝達手段であるサンギヤシャフト３０の第１端部３０Ｔ１に設けられる。なお、動力伝達手段の第１端部に設けられる減速装置５０の回転要素は、サンギヤ３１に限定されるものではないが、減速比を大きくしたい場合には、動力伝達手段の第１端部に設けられる減速装置５０の回転要素をサンギヤ３１とすることが好ましい。

サンギヤシャフト３０の第２端部３０Ｔ２は、モータ１０を構成する中空シャフト２０の円板状部材２２に取り付けられる。なお、第２端部３０Ｔ２と円板状部材２２との間には、円板状部材２２に対するサンギヤシャフト３０の回転を規制する回転規制部が設けられる。また、サンギヤシャフト３０の第２端部３０Ｔ２側は、全ねじ５を介して固定部材４０と連結されている。この固定部材４０は、中空シャフト２０の円板状部材２２に固定される。このような構成により、サンギヤ３１は、モータ１０の回転力、すなわち、ロータ１２の回転力を中空シャフト２０から減速装置５０へ伝達する。なお、インホイールモータ１が搭載される車輪が制動力を発生する場合、前記制動力は、サンギヤシャフト３０を介して中空シャフト２０へ伝達される。

サンギヤシャフト３０は、第１端部３０Ｔ１にサンギヤ３１が形成され、第２端部３０Ｔ２は中空シャフト２０を構成する円板状部材２２に差し込まれて取り付けられる。このように、サンギヤシャフト３０は、中空シャフト２０とは別部材で構成される。ここで、サンギヤシャフト３０と中空シャフト２０とを一体で構成すると、サンギヤシャフト３０の第１端部３０Ｔ１が中空シャフト２０の内部に位置するため、サンギヤ３１を形成する加工は非常に困難である。また、中空シャフト２０にサンギヤシャフト３０を形成する加工も手間を要する。

しかし、本実施形態のように、中空シャフト２０とサンギヤシャフト３０とを別部材で構成することにより、サンギヤ３１は、ホブ盤等で簡単に加工できる。また、中空シャフト２０も、コップ状の大まかな形状に成形した部材に対して、切削加工をすることにより製造できる。このように、中空シャフト２０とサンギヤシャフト３０とを別部材で構成することにより、それぞれの加工が容易になる。その結果、インホイールモータ１の製造が容易になる。また、サンギヤシャフト３０の加工に要するスペースを考慮しなくてもよいので、サンギヤシャフト３０の回転軸Ｚｒ方向における寸法増加を抑制でき、その結果として、インホイールモータ１の回転軸Ｚｒ方向における寸法増加を抑制できる。

本実施形態において、減速装置５０のリングギヤ５２は、ボルト４によって第４筐体２Ｄに取り付けられて固定される。キャリア５３は、インホイールモータ１のドライブシャフト６０と連結されている。これによって、モータ１０の回転力は、減速装置５０を介して増大されてドライブシャフト６０へ出力される。ここで、サンギヤ３１と、キャリア５３とは、それぞれ共通の回転軸Ｚｒ（減速装置５０の回転軸）を中心に回転する。また、ドライブシャフト６０も、回転軸Ｚｒを中心に回転する。回転軸Ｚｒは、モータ１０の回転軸、すなわち、ロータ１２及び中空シャフト２０の回転軸なので、サンギヤ３１と、キャリア５３と、ドライブシャフト６０と、ロータ１２と、中空シャフト２０とは、いずれも共通の回転軸Ｚｒを中心として回転する。

第４筐体２Ｄの一端部には、ハブ１００が取り付けられる。すなわち、ハブ１００の取付対象は、第４筐体２Ｄである。ハブ１００は、回転体であるハブ内輪１０１と、支持体であるハブ外輪１０２と転動体１２０とを含んで構成される。なお、本実施形態において、ハブ１００は、ハブ内輪１０１とハブ外輪１０２との両方に、それぞれハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとを有する。ハブ内輪１０１には、ドライブシャフト６０が取り付けられている。このため、ハブ１００を構成するハブ内輪１０１の回転軸は、ドライブシャフト６０の回転軸Ｚｒとなる。

ハブ外輪１０２は、転動体１２０を介してハブ内輪１０１を回転可能に支持する。そして、ハブ外輪１０２は、ボルト１０５によって第４筐体２Ｄに締結され、取り付けられる。ハブ内輪１０１にはハブボルト１０３が取り付けられている。車両の車輪は、ハブボルト１０３を介してハブ内輪１０１に取り付けられる。このような構成により、モータ１０の出力は、減速装置５０、ドライブシャフト６０、及びハブ内輪１０１を介して車輪へ伝達されて、当該車輪を回転させる。なお、図１に示す例では、ディスクローター１２１がハブ内輪１０１に取り付けられている。

次に、ハブ１００の構造を説明する。図２、図３に示すように、ハブ内輪１０１は、ハブ内輪フランジ１０１Ｆと、これに一体で形成されるハブ内輪胴部１０１Ｂとで構成される。また、図２、図３に示すように、ハブ内輪１０１は、ハブ内輪フランジ１０１Ｆにボルト貫通部１０８と、ハブボルト取付孔１０９とを有する。ハブボルト取付孔１０９は、ハブ内輪フランジ１０１Ｆをハブ内輪１０１の回転軸Ｚｒと平行な方向に貫通するとともに、ハブ内輪フランジ１０１Ｆに少なくとも１個設けられる。そして、ボルト貫通部１０８の寸法は、ボルト１０５の最大寸法部分（ボルト１０５の軸方向と直交する方向における最大寸法部分）、より具体的には、ボルト１０５の頭部（ボルト頭部）１０５ｈが通過可能な大きさに構成される。ここで、ボルト１０５の軸方向は、ボルト１０５の軸（ボルト軸）１０５ｓがボルト頭部１０５ｈから延出する方向である。

図４に示すように、本実施形態において、ボルト貫通部１０８の平面視の形状、すなわち、ボルト貫通部１０８の貫通方向と平行な方向からボルト貫通部１０８を見たときにおけるボルト貫通部１０８の形状は円形である。すなわち、本実施形態において、ボルト貫通部１０８は、貫通孔となる。なお、ボルト１０５の最大寸法部分が通過できれば、平面視におけるボルト貫通部１０８の形状は円形に限定されるものではない。また、ボルト貫通部１０８は貫通孔に限定されるものではなく、切り欠きであってもよい。切り欠きは、例えば、ハブ内輪フランジ１０１Ｆの外周部に開口するようなものがある。なお、平面視におけるボルト貫通部１０８の形状を円形にすると、ドリル等の穿孔手段によって比較的簡単にボルト貫通部１０８をハブ内輪フランジ１０１Ｆに形成できるので好ましい。また、ボルト貫通部１０８の形状は、円の一部や楕円の一部のような曲線を用いて構成されることが好ましい。このようにすれば、過度の応力集中を回避できる。

図４に示すように、ボルト貫通部１０８は、ハブ内輪フランジ１０１Ｆの周方向に向かって、回転軸Ｚｒの周りに複数（本実施形態では４個だが、これに限定されない）、かつ等間隔でハブ内輪フランジ１０１Ｆに設けられる。ボルト貫通部１０８は、少なくとも１個がハブ内輪フランジ１０１Ｆに設けられていればよいが、このように、ボルト貫通部１０８を複数かつ等間隔で設ければ、ハブ内輪１０１の回転バランスの低下が抑制されるので、ハブ内輪１０１は滑らかに回転できる。その結果、振動や騒音を抑制できる。なお、ボルト貫通部１０８をハブ内輪フランジ１０１Ｆに１個設ける場合、例えば、ボルト貫通部１０８の近傍に錘を取り付けて、ハブ内輪１０１の回転バランスをとってもよい。

また、ボルト貫通部１０８を複数設ける場合に、不等間隔で設けてもよい。この場合、例えば、複数のボルト貫通部１０８の中でボルト貫通部１０８の大きさを異ならせたり、ハブ内輪１０１に錘を取り付けたりすることにより、ハブ内輪１０１の回転バランスをとってもよい。なお、ボルト貫通部１０８を複数かつ等間隔で設ける場合、ボルト貫通部１０８の大きさを積極的に異ならせたり、錘をハブ内輪１０１に設けたりする必要はなく、同じ大きさのボルト貫通部１０８をハブ内輪フランジ１０１Ｆに設けることで、ハブ内輪１０１の回転バランスの低下を抑制できる。このため、ボルト貫通部１０８を複数かつ等間隔で設ける場合には、ハブ内輪１０１の加工が比較的容易になり、また、ハブ内輪１０１の質量増加を抑制できるという利点がある。ハブ内輪１０１の質量増加が抑制されることにより、ばね下質量の軽減や、消費電力の低減といった効果も得られる。

図２、図３に示すように、ハブ内輪１０１のハブ内輪フランジ１０１Ｆは、ハブボルト取付孔１０９を有する。ハブボルト取付孔１０９は、回転軸Ｚｒと平行な方向にハブ内輪フランジ１０１Ｆを貫通する。なお、図４に示すように、ハブボルト取付孔１０９は、ハブ内輪フランジ１０１Ｆの周方向に向かって、回転軸Ｚｒの周りに複数（本実施形態では４個）、かつ等間隔でハブ内輪フランジ１０１Ｆに設けられる。図４に示すように、ハブボルト取付孔１０９とボルト貫通部１０８とは、ハブ内輪フランジ１０１Ｆへ交互に設けられる。

ハブボルト取付孔１０９は、図３に示すように、ハブボルト１０３、より具体的にはハブボルト１０３の軸（ハブボルト軸）１０３ｓが貫通する。そして、ハブボルト取付孔１０９の直径よりも大きい外形寸法を有するハブボルト１０３の頭部（ハブボルト頭部）１０３ｈが、ハブ内輪１０１の車輪取付側とは反対側に係り合う。これによって、ハブボルト１０３がハブボルト取付孔１０９に取り付けられる。

図２、図３に示すように、ハブ外輪１０２は、ハブ外輪フランジ１０２Ｆと、これと一体で形成されるハブ外輪胴部１０２Ｂとで構成される。ハブ外輪１０２のハブ外輪フランジ１０２Ｆには、ボルト１０５、より具体的にはボルト軸１０５ｓを貫通させる支持体側貫通孔１０７が設けられる。そして、図２、図３に示すように、ボルト１０５は、ボルト軸１０５ｓが支持体側貫通孔１０７を貫通する。また、ボルト頭部１０５ｈとハブ外輪１０２との間には座金１０６が設けられる。

図５に示すように、支持体側貫通孔１０７は、ハブ外輪フランジ１０２Ｆの周方向に向かって、回転軸Ｚｒの周りに複数かつ等間隔でハブ外輪フランジ１０２Ｆに設けられる。また、図２、図５に示すように、ハブ外輪フランジ１０２Ｆは、外周部１０２ｓに切り欠き１１０を有している。切り欠き１１０は、ハブ外輪フランジ１０２Ｆの外周部１０２ｓに開口している。次に、ボルト１０５とボルト貫通部１０８との関係をより詳細に説明する。

図６に示すように、本実施形態において、ハブ外輪１０２を締結するボルト１０５は、ボルト頭部１０５ｈに六角形の穴（六角穴）１０５ｋを有する六角穴付ボルトである。この六角穴１０５ｋと噛み合う六角形のキーを六角穴１０５ｋに差し込んで、ボルト１０５を回転させる。ボルト１０５が六角穴付ボルトの場合、ボルト頭部１０５ｈは円形なので、ボルト頭部１０５ｈの直径がボルト１０５の軸方向と直交する方向における最大寸法となる。なお、六角穴付きボルトは、強度が大きくかつボルト頭部の直径が小さいため好ましい。

上述したように、ボルト貫通部１０８の寸法は、ボルト１０５の最大寸法部分、すなわちボルト頭部１０５ｈが通過可能な大きさに構成されるので、ハブ内輪フランジ１０１Ｆが有するボルト貫通部１０８の直径をＤ１とし、ボルト頭部１０５ｈの直径をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２となる。これによって、図６に示すように、ボルト貫通部１０８を、支持体側貫通孔１０７の位置でハブ外輪１０２に投影すると、ボルト貫通部１０８の投影像に支持体側貫通孔１０７が包含されるように構成される。その結果、ボルト貫通部１０８をボルト１０５が通過できる。なお、本実施形態において、Ｄ１は、Ｄ２よりも少なくとも１ｍｍ以上大きくしてある。これによって、ボルト貫通部１０８をボルト１０５が確実に通過できるようになる。

本実施形態において、図４に示す、回転軸Ｚｒとボルト貫通部１０８の中心ｃ１との距離Ｒ１は、図５に示す、回転軸Ｚｒと支持体側貫通孔１０７の中心ｃ２との距離Ｒ２と等しいことが好ましい。すなわち、ボルト貫通部１０８のピッチ円の直径と、支持体側貫通孔１０７のピッチ円の直径とを等しくすることが好ましい。このようにすれば、ボルト貫通部１０８と支持体側貫通孔１０７とを重ね合わせた場合、ボルト貫通部１０８の中心ｃ１と、支持体側貫通孔１０７の中心ｃ２とが一致するので、ボルト貫通部１０８の直径を無闇に大きくしなくともボルト１０５はボルト貫通部１０８を確実に通過できる。

ボルト１０５でハブ外輪１０２をインホイールモータ１の第４筐体２Ｄ（図１参照）に締結して取り付ける場合、ボルト１０５のボルト軸１０５ｓ、ボルト頭部１０５ｈの順にハブ内輪１０１のボルト貫通部１０８を通過させる。そして、ハブ外輪フランジ１０２Ｆの支持体側貫通孔１０７（図３、図５参照）にボルト軸１０５ｓを差し込み、ボルト１０５でハブ外輪１０２を第４筐体２Ｄに締結する。これによって、車輪側からのボルト１０５でハブ１００をインホイールモータ１の筐体２（より具体的には第４筐体２Ｄ）に取り付けることを実現できる。また、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの間からボルト１０５を支持体側貫通孔１０７に差し込まなくてもよいので、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの間隔を小さくできる。その結果、図１に示す回転軸Ｚｒと平行な方向におけるインホイールモータ１の寸法を小さくできる。

また、本実施形態では、インホイールモータ１の筐体２（より具体的には第４筐体２Ｄ）の外側からハブ１００を取り付けることができる。このようにすることで、ハブ１００の取り付け、取り外しが容易になるので、ハブ１００を保守、点検するために第４筐体２Ｄから取り外したり、ハブ１００を交換したりする作業は、ハブ１００をインホイールモータ１の筐体２の内側から取り付ける場合と比較して、格段に容易になる。

なお、インホイールモータ１の回転軸Ｚｒと平行な方向に筐体２を貫通するボルトを用いてハブ１００を第４筐体２Ｄに取り付ける構造も考えられるが、インホイールモータ１の内部構造物（例えば、図１に示すステータ１１やロータ１２）を避けて前記ボルトを貫通させる必要がある。このため、前記構造では、インホイールモータ１の設計の自由度が低下したり、インホイールモータ１に要求される性能が得られなかったり、インホイールモータ１が大型になったりする問題が発生することがある。本実施形態では、インホイールモータ１の筐体２の外側から筐体２にハブ１００を取り付けるので、前記構造における上述した問題を回避できるという利点もある。

また、本実施形態においては、ボルト１０５をハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの間からハブ外輪フランジ１０２Ｆの支持体側貫通孔１０７に差し込む必要はない。これによって、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの距離を、ボルト１０５の軸方向長さよりも小さくできるので、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとが接触しない範囲で前記距離を接近させることができる。その結果、回転軸Ｚｒと平行な方向におけるインホイールモータ１の寸法増加を抑制できる。次に、ハブ外輪１０２に設けられる切り欠き１１０について説明する。

図７に示すように、ハブ外輪フランジ１０２Ｆが外周部１０２ｓに有する切り欠き１１０は、ハブボルト１０３の最大寸法部分（ハブボルト１０３の軸方向と直交する方向における最大寸法部分）、より具体的には、ハブボルト頭部１０３ｈが通過可能な寸法である。切り欠き１１０は、円の一部を切り取った形状であり、曲線で構成される。本実施形態では、切り欠き１１０の形状は半円形状である。このように、切り欠き１１０の形状を、円の一部や楕円の一部のような曲線を用いて構成することにより、過度の応力集中を回避できる。

そして、切り欠き１１０を、ハブボルト取付孔１０９の位置でハブ内輪１０１に投影すると、切り欠き１０１の投影像にハブボルト取付孔１０９が包含されるように構成される。ここで、ハブボルト１０３の軸方向は、ハブボルト軸１０３ｓがハブボルト頭部１０３ｈから延出する方向である。

ハブボルト１０３をハブ内輪１０１が有するハブボルト取付孔１０９に取り付ける場合、切り欠き１１０をハブボルト取付孔１０９の位置に合わせてハブボルト軸１０３ｓをハブボルト取付孔１０９に差し込む。このとき、ハブボルト頭部１０３ｈは切り欠き１１０を通過できるので、ハブ外輪１０２とは干渉しない。これによって、ハブ内輪１０１のハブ外輪１０２側、すなわち、ハブ内輪１０１に車輪を取り付ける側とは反対側からハブボルト１０３をハブボルト取付孔１０９に取り付けることができる。これによって、ハブ内輪１０１を分解しなくてもハブボルト１０３をハブボルト取付孔１０９に取り付けることができるので、ハブボルト１０３の取り付け、取り外しが容易になり、ハブボルト１０３の交換に要する手間を低減できる。

なお、本実施形態において、切り欠き１１０はハブ外輪フランジ１０２Ｆに１個設けられるが、これに限定されるものではない。例えば、ハブ外輪フランジ１０２Ｆの強度が許容できる範囲内で切り欠き１１０を複数設けることにより、ハブ外輪フランジ１０２Ｆの軽量化を図ることができる。その結果、インホイールモータ１全体を軽量化できるので、ばね下質量の軽減や消費電力の低減といった効果が得られる。

また、本実施形態においては、ハブボルト１０３をハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの間からハブ内輪フランジ１０１Ｆのハブボルト取付孔１０９に差し込む必要はない。これによって、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとの距離を、ハブボルト１０３の軸方向長さよりも小さくできるので、ハブ内輪フランジ１０１Ｆとハブ外輪フランジ１０２Ｆとが接触しない範囲で前記距離を接近させることができる。その結果、回転軸Ｚｒと平行な方向におけるインホイールモータ１の寸法増加を抑制できる。

以上のように、本発明に係るインホイールモータ用ハブ及びインホイールモータは、ハブとモータ本体とを含んで構成されるインホイールモータにおいて、車輪側からのボルトでハブをインホイールモータの筐体に取り付けることに有用である。

１ インホイールモータ
１Ａ モータ本体
２ 筐体
２Ｄ 第４筐体
１０ モータ
１１Ｃ コイル
１１ ステータ
１２ ロータ
２０ 中空シャフト
３０ サンギヤシャフト
３１ サンギヤ
５０ 減速装置
６０ ドライブシャフト
１００ ハブ（インホイールモータ用ハブ）
１０１ ハブ内輪
１０１Ｂ ハブ内輪胴部
１０１Ｆ ハブ内輪フランジ
１０２ ハブ外輪
１０２Ｂ ハブ外輪胴部
１０２Ｆ ハブ外輪フランジ
１０２ｓ 外周部
１０３ ハブボルト
１０３ｈ ハブボルト頭部
１０３ｓ ハブボルト軸
１０５ ボルト
１０５ｈ ボルト頭部
１０５ｓ ボルト軸
１０５ｋ 六角穴
１０７ 支持体側貫通孔
１０８ ボルト貫通部
１０９ ハブボルト取付孔
１２０ 転動体

Claims (6)

1. 回転体と、
   当該回転体を回転可能に支持するとともに、ボルトによって取付対象に取り付けられる支持体と、
   当該支持体に設けられて、前記ボルトを貫通させる支持体側貫通孔と、
   前記回転体を前記回転体の回転軸と平行な方向に貫通するとともに前記回転体のフランジに少なくとも１個設けられて、前記ボルトの軸方向と直交する方向における当該ボルトの最大寸法部分が通過可能なボルト貫通部と、を含み、
   当該ボルト貫通部を、前記支持体側貫通孔の位置で前記支持体に投影すると、前記ボルト貫通部の投影像に前記支持体側貫通孔が包含されることを特徴とするインホイールモータ用ハブ。
2. 前記ボルト貫通部の形状は円形である請求項１に記載のインホイールモータ用ハブ。
3. 前記回転体のフランジは、前記回転軸と平行な方向に前記回転体を貫通するハブボルト取付孔を有し、また、前記支持体は、前記ハブボルトと直交する方向における当該ハブボルトの最大寸法部分が通過可能な切り欠きを外周部に有しており、
   当該切り欠きを、前記ハブボルト取付孔の位置で前記回転体に投影すると、前記切り欠きの投影像に前記ハブボルト取付孔が包含される請求項１又は２に記載のインホイールモータ用ハブ。
4. 前記回転軸と前記ボルト貫通部の中心との距離は、前記回転軸と前記支持体側貫通孔の中心との距離と等しい請求項１から３のいずれか１項に記載のインホイールモータ用ハブ。
5. 前記ボルト貫通部は、前記回転軸の周りに複数かつ等間隔で設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載のインホイールモータ用ハブ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のインホイールモータ用ハブを有することを特徴とするインホイールモータ。

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