JP2014045528A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置に使用する電動モータのステータをケース本体に確実に固定でき、固定状態を視覚的に確認できて品質管理が行い易いステータの固定構造を提供する。
【解決手段】電動モータ１１のモータケース１６を、片端面が開口するケース本体１７と、このケース本体１７の片端面に設けられるケース蓋２０とによって形成し、ケース本体１７の内径部にステータ２１を嵌め、ケース蓋２０とステータ２１との間に、軸方向すきまを詰める管状のステータ押え６を挟み、ステータ２１とケース蓋２０との間を、隙間のない安定した状態に保ち、ステータ押え６の存在により固定状態を視覚的に確認できるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置に使用して好適なモータ構造に関するものである。

従来から知られているインホイールモータ駆動装置として、電動モータと、そのモータ出力を入力とする遊星ギヤ形式の減速機と、その減速機の減速出力によって回転駆動されるハブユニットにより構成したものがある（特許文献１）。

この特許文献１に開示されたインホイール駆動装置は、電動モータが減速機の径方向外側に配置されている。

特開２００７−９９１０６号公報

ところで、前記のようなインホイール駆動装置に使用されている電動モータは、モータケースを、背面が開口するケース本体と、このケース本体の背面に設けられるケース蓋とによって形成し、ケース本体の内径部にステータを嵌め入れた構造になっている。

ケース本体の内径面に嵌め入れるステータは、安全面、性能面からケース本体に対して確実に固定する必要がある。

ケース本体に対してステータを確実に固定する手段としては、ケース本体に対し、ステータを焼き嵌めしたり、ボルト締結したりする方法が考えられる。

しかしながら、焼き嵌めによってステータをケース本体の内径面に固定する方法は、保持力が摩擦力のみであるので、見た目で不具合が発見し難く、品質管理が難しい。

また、ボルト締結による固定方法は、タップ穴加工や部品点数が増加するため、コスト面で不利になる。

そこで、この発明は、ステータをケース本体に確実に固定でき、固定状態を視覚的に確認できて品質管理が行い易いステータの固定構造を提供しようとするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、モータケースを、片端面が開口するケース本体と、このケース本体の片端面に設けられるケース蓋とによって形成し、ケース本体の内径部にステータを嵌め、ケース蓋とステータとの間に、軸方向すきまを詰める管状のステータ押えを挟んだものである。

前記ステータ押えとケース蓋との間に、さらに、皿ばねやコイルばね等の弾性部材を挿入してもよい。

また、前記ステータ押えを、少なくとも一方の端面に、反発性を有する屈曲片を有するばね鋼の薄板によって形成してもよい。

さらに、前記ケース本体とステータに同位相の凹部を形成し、この凹部にかしめ固定されるかしめ部を、前記ステータ押えの端面に形成してもよい。

前記ステータは、ケース本体内に焼き嵌めしておくことが望ましい。

この発明は、以上のように、モータケースを、片端面が開口するケース本体と、このケース本体の片端面に設けられるケース蓋とによって形成し、ケース本体の内径部にステータを嵌め、ケース蓋とステータとの間に、軸方向すきまを詰める管状のステータ押えを挟んでいるので、ステータの軸方向の移動が規制され、ステータがモータケースに対して確実に固定される。

そして、管状のステータ押えの有無によって、ステータの固定状態を視覚的に管理することができる。

この発明に係る電動モータを使用するインホイールモータ駆動装置の断面図である。 この発明の電動モータに使用するステータ押えの一例を示す部分断面図である。 この発明の電動モータに使用するステータ押えの他の例を示す部分断面図である。 この発明の電動モータに使用するステータ押えの他の例を示す部分断面図である。 インホイールモータ駆動装置を車体に設置した状態を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すインホイール駆動装置は、電動モータ１１、その電動モータ１１の出力によって駆動される遊星ギヤ形式の減速機１２、減速機１２の入力軸１３と同軸の出力軸１４によって回転されるハブユニット１５及び電動モータ１１と減速機１２を収納するモータケース１６を主要な構成要素としている。

前記のモータケース１６は、片端面が開口する円筒形状のケース本体１７と、このケース本体１７の片端面に設けられるケース蓋２０とからなり、ケース本体１７の前端（アウトボード側の端部、図１の左側の端部）には、径方向の前端部１８を有する。前端部１８のセンター部には、開放穴１９が設けられている。

なお、この発明において「アウトボード」とは車両の外方、「インボード」とは、車両の内方を意味する。

前記モータケース１６の前端部１８の内径部に減速機１２のアウトボード側をカバーするアウトボード側フランジ１８ａ及びインボード側をカバーするインボード側フランジ１８ｂが設けられる。減速機１２は軸方向の両端部が前記のアウトボード側フランジ１８ａとインボード側フランジ１８ｂによってカバーされる。

電動モータ１１は、図示の場合、ラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータであり、モータケース１６のケース本体１７、前端部１８、インボード側フランジ１８ｂ及びモータケース１６のケース蓋２０によって囲まれたスペースに組み込まれる。

前記電動モータ１１は、円筒形状のケース本体１７の内径面に固定されたステータ２１と、そのステータ２１の内径面にラジアルギャップをおいて配置されたロータ２２と、ロータ２２を支持するロータハブ２３によって構成される。ロータハブ２３のボス部２４が入力軸１３に嵌合され、キー２５により固定される。

前記のボス部２４はインボード側フランジ１８ｂの内径側に挿入され、その内径面とボス部２４の間にオイルシール２６を設けている。インボード側フランジ１８ｂ及びオイルシール２６によって、電動モータ１１の収納スペースと減速機１２の収納スペースが仕切られるとともにオイルシールされる。

前記のステータ２１は、円筒形状のケース本体１７の内径面に、キー５により回り止め固定されているが、ケース本体１７の内径面に焼き嵌めによって固定してもよい。

ステータ２１のインボード側と、ケース蓋２０との間には、軸方向すきまを詰める管状のステータ押え６を挟み、ステータ２１の軸方向の移動を規制している。

図１に示すステータ押え６は、図２に示すように、ステータ２１側の端面に、反発性を有する屈曲片６ａを有するばね鋼の薄板によって形成されている。屈曲片６ａは、図２に示すように、反発力が生じるように、ステータ２１側に、θだけ傾いて形成されている。このように、反発力を有するステータ押え６を使用することにより、ステータ２１とケース蓋２０との間を、隙間のない安定した状態に保つことができる。

図３に示す実施形態のステータ押え６は、管状体によって形成され、管状体とケース蓋２０との間に、弾性部材である皿ばね７を嵌めて、ステータ２１とケース蓋２０との間を、隙間のない安定した状態に保つようにしている。

また、図４に示す実施形態のステータ押え６は、図３に示す実施形態よりも軸方向長さが短い管状体のよって形成され、管状体とケース蓋２０との間に、弾性部材であるコイルばね８を嵌めて、ステータ２１とケース蓋２０との間を隙間のない安定した状態に保つようにしている。

減速機１２は、前記入力軸１３と出力軸１４、入力軸１３の外径面に一体に設けられたサンギヤ２７、そのサンギヤ２７の外周において、前記モータケース１６の前端部１８の内径面に嵌合固定されたリングギヤ２８、そのリングギヤ２８とサンギヤ２７の間に周方向に等間隔をおいて３個所に設けられたピニオンギヤ２９、そのピニオンギヤ２９を支持するピニオンピン３１、ピニオンピン３１のアウトボード側端部とインボード側端部を支持するキャリヤ３２により構成される。ピニオンギヤ２９は針状ころ軸受３３を介してピニオンピン３１によって支持される。

前記キャリヤ３２は、ピニオンピン３１のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側キャリヤフランジ３２ａと、インボード側端部に連結されたインボード側キャリヤフランジ３２ｂを有する。アウトボード側キャリヤフランジ３２ａには軸方向に延びたブリッジ部３４が各ピニオンギヤ２９の間に設けられ、そのブリッジ部３４に前記のインボード側キャリヤフランジ３２ｂが溶接により一体化されている。また、前記各キャリヤフランジ３２ａ、３２ｂの対向内面とピニオンギヤ２９の間にスラスト板３５を介在させ、ピニオンギヤ２９の回転の円滑化を図っている。

前記アウトボード側キャリヤフランジ３２ａ及びインボード側キャリヤフランジ３２ｂと入力軸１３との間に、それぞれアウトボード側転がり軸受４２及びインボード側転がり軸受４３を介在させて、キャリヤ３２と入力軸１３との相対回転を可能にしている。これらの転がり軸受４２、４３はそれぞれアンギュラ玉軸受が背面合せで組み込まれ、その外輪間に予圧付与のための間座４０を介在させている。

前記の出力軸１４は、アウトボード側キャリヤフランジ３２ａと一体、かつこれより小径の軸部３６を有する。軸部３６のうちキャリヤフランジ３２ａに接近した部分がキャリヤフランジ３２ａのボス部３７である。インボード側キャリヤフランジ３２ｂの内径部にもインボード側へ突き出したボス部３８が設けられる。

なお、前記軸部３６のアウトボード側端部に軸部３６より小径のスプライン軸３９が設けられ、その境界部分が段差部４１となっている。

前記ハブユニット１５は、出力軸１４のスプライン軸３９にスプライン結合された内方部材４５、その外径側に複列のハブ軸受４６を介して同軸状態に設けられた外方部材４７により構成される。いわゆる第１世代の構造である。内方部材４５はスプライン軸３９の先端部にネジ結合されたナット４８により固定される。内方部材４５のハブ４９に車輪のホイールが取り付けられる。

ハブユニット１５は、出力軸１４の段差部４１においてインボード側の位置決めが行われる。外方部材４７のフランジ５３がボルト５４によって前記モータケース１６の前端部１８に設けられた開放穴１９の周囲に固定される。

外方部材４７のインボード側端部の内径面と、出力軸１４の軸部３６の間にオイルシール５０が装着され、減速機１２側とハブユニット１５側をオイルシールしている。図示のハブユニット１５は、いわゆる第１世代と呼ばれる形式であるが、第２世代もしくは第３世代の形式のものを用いることができる。

前記モータケース１６のケース蓋２０の中心部に突出し部５５が設けられ、その突出し部５５の内部に前記入力軸１３の後端部（インボード側端部）が径方向、軸方向の余裕をもって挿入される。突出し部５５に挿入された入力軸１３に回転センサー５６（図示の場合はレゾルバ）のセンサーロータ５８が取り付けられ、これに対向して突出し部５５の内径面にセンサーステータ５７が設けられる。

前記の回転センサー５６は、モータロータ２２と一体に回転する入力軸１３の回転角を検知する。その検知情報が図示省略の制御装置に入力され、モータロータ２２の回転角情報として電動モータ１１の回転制御に使用される。

実施形態１は以上のような構成であり、使用時においては、ホイールの内側のセンター部にハブ４９を固定することにより、いわゆるインホイール形式として取り付けられ、モータケース１６は、図示省略のサスペンション連結部を介して車体に連結される。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ インホイールモータ駆動装置
２ 自動車
３ ホイール
４ 車体
５ キー
６ ステータ押え
６ａ 屈曲片
７ 皿ばね
８ コイルばね
１１ 電動モータ
１２ 減速機
１３ 入力軸
１４ 出力軸
１５ ハブユニット
１６ モータケース
１７ ケース本体
１８ 前端部
１８ａ アウトボード側フランジ
１８ｂ インボード側フランジ
２０ ケース蓋
２１ ステータ
２３ ロータハブ
２４ ボス部
２６ オイルシール
２７ サンギヤ
２８ リングギヤ
２９ ピニオンギヤ
３１ ピニオンピン
３２ キャリヤ
３２ａ アウトボード側キャリヤフランジ
３２ｂ インボード側キャリヤフランジ
３３ 針状ころ軸受
３４ ブリッジ部
３５ スラスト板
３６ 軸部
３７ ボス部
３９ スプライン軸
４１ 段差部
４２、４３ 転がり軸受
４５ 内方部材
４６ ハブ軸受
４７ 外方部材
４８ ナット
４９ ハブ
５０ オイルシール
５３ フランジ
５４ ボルト
５５ 突出し部
５６ 回転センサー
５７ センサーステータ
５８ センサーロータ

Claims (7)

1. モータケースを、片端面が開口するケース本体と、このケース本体の片端面に設けられるケース蓋とによって形成し、ケース本体の内径部にステータを嵌め、ケース蓋とステータとの間に、軸方向すきまを詰める管状のステータ押えを挟んだことを特徴とする電動モータ。
2. 前記ステータ押えとケース蓋との間に、弾性部材を挿入したことを特徴とする請求項１記載の電動モータ。
3. 前記弾性部材が皿ばね又はコイルばねである請求項２記載の電動モータ。
4. 前記ステータ押えが、少なくとも一方の端面に、反発性を有する屈曲片を有するばね鋼の薄板からなる請求項１記載の電動モータ。
5. 前記ケース本体とステータに同位相の凹部を形成し、この凹部にかしめ固定されるかしめ部を、前記ステータ押えの端面に形成した請求項１〜４のいずれかに記載の電動モータ。
6. 前記ケース本体内に、ステータを焼きばめしている請求項１〜５のいずれかに記載の電動モータ。
7. 請求項１〜６の電動モータを使用するインホイール駆動装置。

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