JP2016111753A - 車両用電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面からの外力の入力による振動などの外乱の誤検出を低減する車両用電動駆動装置を提供する。【解決手段】インホールモータユニット１は、モータ１０、減速機３０、動力伝達軸（ギヤカップリング）４０を収容するハウジング２２に取り付けられ、動力伝達軸の軸方向の振動を検出する振動検出手段（振動センサ）５２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電動駆動装置に関するものである。

この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。この文献には、インホイールモータのモータおよび減速機に過負荷が生じたときの生じる振動を検出する振動センサをインホイールモータのハウジングに取り付けたものが開示されている。振動の大きさによりモータおよび減速機に過負荷が生じたと判断したときには、モータの駆動電流を減少、またはモータの回転数を低下させるようにしている。

特願2012-178973号公報

上記特許文献1に記載の技術では、振動センサがインホイールモータのユニット全体の振動を検出するため、路面からの外力の入力による振動も検出してしまい、モータおよび減速機に過負荷が生じていないにも関わらず、過負荷が生じていると誤判断するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、路面からの外力の入力による振動などの外乱の誤検出を低減することができる車両用電動駆動装置を提供することである。

モータ、減速機、動力伝達軸を収容するハウジングに取り付けられ、動力伝達軸の軸方向の振動を検出する振動検出手段を設けた。

よって本発明では、路面からの外力の入力による振動などの外乱の誤検出を低減することができる。

実施例1のインホイールモータユニットを示す縦断面図である。 実施例1のインホイールモータユニットの斜視図である。

〔実施例1〕
図１は、インホイールモータユニット1を示す縦断面図である。図2は、インホイールモータユニット1の斜視図である。インホイールモータユニット1は、車輪を駆動・制動するモータ10を、車輪のホイールの内側に配置したものである。インホイールモータユニット1は、ハウジング20内にモータ10、減速機30、ギヤカップリング軸40を有している。

ハウジング20は、第一ハウジング21と、第二ハウジング22と、カバー23から構成されている。第一ハウジング21の図1の左側面に第二ハウジング22とボルト24によって締結している。カバー23は第二ハウジング22の開口部22aを封止するように取り付けられ、ボルト25によって締結されている。ハウジング20は、サスペンション機構を介して、サイドメンバ等の車体に対して揺動可能に保持されている。

モータ10は第一ハウジング21の内側に位置し、環状のステータ11と、このステータ11内に同軸に配置したロータ12と、を有している。
ステータ11は、コイル11aを巻線して備え、第一ハウジング21の内周に外周面を焼き嵌めする等の方法で固定される。

ロータ12は、ロータ回転軸12aと、フランジ部12bと、永久磁石12cとから構成される。ロータ回転軸12aは第一ロータ軸受13と第二ロータ軸受14を介してハウジング20に回転自在に支持される。

ロータ回転軸12aには、ロータ回転軸12aの回転数を検出するレゾルバ53が設けられている。ロータ回転軸12aにレゾルバロータ53aが固定され、第二ハウジング22のレゾルバロータ53aに対向する位置にレゾルバステータ53bが固定されている。レゾルバステータ53bにはコイル53cが設けられている。

ロータ回転軸12aの第一ロータ軸受13、第二ロータ軸受14の間の外周面に、フランジ部12bが突出固定される。フランジ部12bの外周には永久磁石12cが固設されている。ロータ12は、永久磁石12cがステータ11の内周面と正対する軸線方向位置に配置されている。

減速機30は、ロータ回転軸12a上に形成したサンギヤ31と、第一ハウジング21の車輪側開口の内側に形成したリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合する大径ピニオン33aおよびリングギヤ32に噛合する小径ピニオン33bを一体成形した段付きピニオン33と、段付きピニオン33を回転自在に支持したキャリア34と、を有する遊星歯車組で構成する。

キャリア34は、減速機30の出力メンバであり、駆動源であるモータ10により回転する出力軸に相当する。キャリア34は、キャリア軸受35を介して第一ハウジング21に回転自在に支持されている。キャリア34は、両端が開放した中空の中心円筒部34aを有する。

中心円筒部34aは、一端が第一ハウジング21の内側に配置され、他端が第一ハウジング21から突出している。第一ハウジング21の内側に配置された中心円筒部34aの一端開口には、ロータ回転軸12aの先端部12dが挿入されている。第一ハウジング21から突出した中心円筒部34aの他端開口には、後述するギヤカップリング軸40の一端部40aが挿入されている。中心円筒部34aの他端開口の内周面には、セレーション34bが形成されている。

中心円筒部34aの内部には、ロータ回転軸12aとギヤカップリング軸40との間を区画する区画壁50が設けられている。区画壁50の外周部には、ロータ回転軸12aの先端部12dを囲むフランジ部50aが形成されている。

ギヤカップリング軸40は、減速機30の出力軸であるキャリア34と、車軸であるホイールハブ51とを連結している。ギヤカップリング軸40は、一端部40aの外周面にセレーション40bが形成され、他端部40cの外周面にもセレーション40dが形成されている。一端部40aのセレーション40bはキャリア34のセレーション34bに嵌合し、他端部40cのセレーション40dはホイールハブ51のセレーション51aに嵌合している。キャリア34の回転駆動力は、ギヤカップリング軸40を介して、ホイールハブ51に伝達される。

ホイールハブ51は、ホイールのリム部に囲まれた車輪内側空間に配置される軸部材である。このホイールハブ51は、キャリア34と同軸に配置され、両端が開放した中空円筒状をなすハブ軸51bと、ハブ軸51bの軸方向中間部から外側に突出したフランジ51cと、を一体に有する。

ハブ軸51bの外周にはハブベアリング55が組み付けられ、ハブ軸51bは、このハブベアリング55を介して、第一ハウジング21に回転可能に支持されている。フランジ51cにはホイールがボルト56により締結される。

ハブベアリング55は、外輪55aと、内輪55bと、転動体55cとを有している。外輪55aは、第一ハウジング21に固定されている。内輪55bは、ハブ軸51bの外周面に形成された小径部55dに固定されている。転動体55cは、ハブ軸51bの軸周りに配置される多数の金属球体であり、外輪55aと内輪55bとの間に摺動可能に保持された第１列と、外輪55aとハブ軸51bの外周面に形成された転走面51eとの間に摺動可能に保持された第２列と、を有している。各転動体55cは、保持器55dによって間隔が一定に保持される。

第一ハウジング21の図1の左側面に、振動センサ52が取り付けられている。ハウジング20の側面のうちホイールハブ51の反対側の側面に振動センサ52が設けられている。振動センサ52は、モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40の回転軸方向の振動を検出する。振動センサ52は、インホイールモータユニット1を第一ハウジング21側から軸方向に見たときに、第一ハウジング21を第二ハウジング22に固定するボルト24と、レゾルバ53の取り付け位置との間に設けられている。また、第一ハウジング21の振動センサ42が取り付けられる部分は、他の部分よりも肉厚が薄い薄肉部22bとなっている。

［作用］
モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40等の劣化により、変形または離脱した破片が回転部分へ噛み込むなどしたときには、インホイールモータユニット1のフリクションが増大する。モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40等が劣化により振動が発生するため、振動センサ52によりインホイールモータユニット1の振動を監視することで、劣化を検出することが可能である。これにより、モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40等の劣化による車両挙動の変化が生じる前に、運転者に報知を行うなどを行うことができる。

しかし、インホイールモータユニット1は、車両のバネ下部分に設けられるため、路面からの外力の入力による振動も生じる。そのため、路面からの外力の入力による振動と、モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40等の劣化による振動とを切り分けることが難しく、劣化について誤検出するおそれがある。また、路面からの外力の入力による振動が大きく、モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40等の劣化による振動を検出することができないおそれがある。

そこで実施例1では、振動センサ52を、モータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40の回転軸方向の振動を検出するようにした。路面からの外力の入力による振動は主に上下方向（回転軸に対して径方向）であり、路面からの外力の入力による振動の検出を抑制することができる。

また実施例1では、振動センサ52を第二ハウジング22の薄肉部22bに取り付けるようにした。剛性の低い薄肉部22bに振動センサ52を取り付けることにより、他の部分に対してモータ10、減速機33、ギヤカップリング軸40の劣化による振動を増大させることができる。よって、振動センサ52の信号雑音比（S/N比）を高めることができる。

また実施例1では、振動センサ52を、インホイールモータユニット1を第一ハウジング21側から軸方向に見たときに、第一ハウジング21を第二ハウジング22に固定するボルト24と、レゾルバ53の取り付け位置との間に設けるようにした。ボルト24により固定される位置は振動の節になる。またレゾルバ53はレゾルバロータ53aとレゾルバステータ53bとの軸方向位置ずれを小さくするため、第一ハウジング21の中でも比較的剛性が高い位置に設けられる。つまり、レゾルバ53の取り付け位置も振動の節になる。ボルト24とレゾルバ53の取り付け位置の間は振動の腹となる。この位置に振動センサ52を設けることで、振動センサ52の信号雑音比（S/N比）を高めることができる。

また実施例1では、振動センサ52をハウジング20の側面のうちホイールハブ51の反対側の側面に取り付けるようにした。ホイールハブ51は、インホイールモータユニット1の部材の中でも径方向に比較的大きい部材である。またホイールハブ51にホイール等が締結されることとなる。よって、ハウジング20の側面のうちホイールハブ51の反対側の側面に振動センサ52を取り付けることにより、振動センサ52の取り付けを容易にすることができる。また減速機33を構成するサンギヤ31と一体に形成されたロータ回転軸12aを支持する第一ロータ軸受13を第二ハウジング22に設けているため、減速機33から振動センサ52へ伝達する振動の劣化を低減することができる。よって、振動センサ52の信号雑音比（S/N比）を高めることができる。

［効果］
(1) 駆動輪に接続するホイールハブ51（車輪用軸受）と、ホイールハブ51を回転駆動させるモータ10と、ホイールハブ51とモータ10との間に設けた減速機30と、減速機30からホイールハブ51に動力を伝達するギヤカップリング軸40（動力伝達軸）と、モータ10、減速機30、ギヤカップリング軸40を収容するハウジング20と、ハウジング20に取り付けられ、動力伝達軸の軸方向の振動を検出する振動センサ52（振動検出手段）と、
を設けた。
よって、路面からの外力の入力による振動の検出を抑制することができる。

(2) 減速機30は第一ロータ軸受13を介してハウジング20に支持され、振動センサ52を、ハウジング20の第一ロータ軸受13が取り付けられる側面の薄肉部22bに設けた。
よって、振動センサ52の信号雑音比（S/N比）を高めることができる。

(3) 減速機30の回転数を検出するレゾルバ53（回転数検出手段）を備え、減速機30は第一ロータ軸受13を介してハウジング20に支持され、レゾルバ53はハウジング20に取り付けられ、ハウジング20は複数の部材をボルト24により締結することにより形成され、振動センサ52を、ハウジング20のレゾルバ53の取り付け部と、ボルト24の締結箇所との間に設けた。
よって、振動センサ52の信号雑音比（S/N比）を高めることができる。

(4) 振動センサ52を、ハウジング20の側面のうち、ホイールハブ51の反対側の側面に設けた。
よって、振動センサ52の取り付けを容易にすることができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明は上記実施例の構成に限らず、他の構成であっても構わない。

10 モータ
13 第一ロータ軸受
24 ボルト
30 減速機
40 ギヤカップリング軸（動力伝達軸）
51 ホイールハブ（車輪用軸受）
52 振動センサ（振動検出手段）
53 レゾルバ（回転数検出手段）

Claims (4)

1. 駆動輪に接続する車輪用軸受と、
   前記車輪用軸受を回転駆動させるモータと、
   前記車輪用軸受と前記モータとの間に設けた減速機と、
   前記減速機から前記車輪用軸受に動力を伝達する動力伝達軸と、
   前記モータ、前記減速機、前記動力伝達軸を収容するハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられ、前記動力伝達軸の軸方向の振動を検出する振動検出手段と、
   を設けたことを特徴とする車両用電動駆動装置。
2. 請求項1に記載の車両用電動駆動装置において、
   前記減速機は軸受を介して前記ハウジングに支持され、
   前記振動検出手段を、前記ハウジングの前記軸受が取り付けられる側面の薄肉部に設けたことを特徴とする車両用電動駆動装置。
3. 請求項1または請求項2に記載の車両用電動駆動装置において、
   前記減速機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
   前記減速機は軸受を介して前記ハウジングに支持され、
   前記回転数検出手段は前記ハウジングに取り付けられ、
   前記ハウジングは複数の部材をボルトにより締結することにより形成され、
   前記振動検出手段を、前記ハウジングの前記回転数検出手段の取り付け部と、前記ボルトの締結箇所との間に設けたことを特徴とする車両用電動駆動装置。
4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両用電動駆動装置において、
   前記振動検出手段を、前記ハウジングの側面のうち、前記車輪用軸受の反対側の側面に設けたことを特徴とする車両用電動駆動装置。

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