JP2019217893A - Drive unit and electric wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置、および電動ホイールに関する。 The present invention relates to a driving device and an electric wheel.
ホイールを回転させる駆動装置が知られる。例えば、特許文献１には、インナーロータ型のホイールモータにドラムブレーキが組み込まれた電動スクータ用の駆動装置が記載される。
A driving device for rotating a wheel is known. For example,
上記のようなインナーロータ型のホイールモータを備える駆動装置においては、ホイールを回転させるトルクを十分に得るために、ホイールモータに接続された減速機構が設けられる。しかし、減速機構が設けられると、駆動装置を製造するコストが増大する問題がある。また、減速機構に加えて、ドラムブレーキも設けられるため、駆動装置全体が大型化する問題もあった。 In a drive device having an inner rotor type wheel motor as described above, a speed reduction mechanism connected to the wheel motor is provided in order to obtain sufficient torque for rotating the wheel. However, when the speed reduction mechanism is provided, there is a problem that the cost for manufacturing the driving device increases. In addition, since a drum brake is provided in addition to the speed reduction mechanism, there is a problem that the entire driving device becomes large.
本発明は、上記事情に鑑みて、インナーロータ型のモータ部とモータ部のロータを制動可能なドラムブレーキとを備える駆動装置であって、製造コストを低減でき、かつ、小型化できる構造を有する駆動装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような駆動装置を備える電動ホイールを提供することを目的の一つとする。 In view of the above circumstances, the present invention is a drive device including an inner rotor type motor unit and a drum brake capable of braking a rotor of the motor unit, and has a structure that can reduce manufacturing cost and reduce size. An object is to provide a driving device. Another object is to provide an electric wheel including such a driving device.
本発明の駆動装置の一つの態様は、ホイールを回転させる駆動装置であって、中心軸を中心として回転するロータ、および前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ部と、前記ロータの回転を制動可能なドラムブレーキと、を備える。前記ロータは、前記中心軸に沿って配置され、軸方向一方側の端部に前記ホイールが固定されるシャフト部と、前記シャフト部の軸方向他方側の端部から径方向外側に拡がるフランジ部と、軸方向に延びる筒状であり、前記フランジ部を介して前記シャフト部と繋がるロータコア部と、前記ロータコア部に固定されるマグネットと、を有する。前記フランジ部の径方向外縁部は、前記ロータコア部の径方向内側面に繋がる。前記ロータコア部は、前記フランジ部よりも軸方向他方側に延びる。前記ドラムブレーキは、軸方向に延びる筒状のドラム部を有する。前記ドラム部は、前記ロータコア部の内部のうち前記フランジ部よりも軸方向他方側の部分に挿入され、前記フランジ部の軸方向他方側の面に固定される。前記ドラム部の少なくとも一部は、前記ステータの径方向内側に位置する。前記ドラム部と前記ロータコア部との径方向の間の少なくとも一部には、断熱部が設けられる。 One aspect of the driving device of the present invention is a driving device that rotates a wheel, a rotor that rotates about a central axis, and a motor unit that has a stator positioned radially outside the rotor, A drum brake capable of braking rotation. The rotor is arranged along the central axis, and has a shaft portion to which the wheel is fixed at one end in the axial direction, and a flange portion extending radially outward from the other end in the axial direction of the shaft portion. And a rotor core portion which has a cylindrical shape extending in the axial direction and is connected to the shaft portion via the flange portion, and a magnet fixed to the rotor core portion. A radially outer edge of the flange portion is connected to a radially inner surface of the rotor core portion. The rotor core portion extends to the other axial side than the flange portion. The drum brake has a cylindrical drum portion extending in the axial direction. The drum portion is inserted into a portion of the inside of the rotor core portion on the other axial side with respect to the flange portion, and is fixed to a surface of the flange portion on the other axial side. At least a part of the drum portion is located radially inside the stator. A heat insulating part is provided at least in a part between the drum part and the rotor core part in the radial direction.
本発明の電動ホイールの一つの態様は、上記の駆動装置と、前記ロータに固定されるホイールと、を備える。 One embodiment of the electric wheel of the present invention includes the above-described drive device and a wheel fixed to the rotor.
本発明の一つの態様によれば、インナーロータ型のモータ部とモータ部のロータを制動可能なドラムブレーキとを備える駆動装置の製造コストを低減でき、かつ、駆動装置を小型化できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost of a drive device including an inner rotor type motor unit and a drum brake capable of braking the rotor of the motor unit, and to reduce the size of the drive device.
各図に適宜示すＺ軸方向は、鉛直方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する水平方向であり、互いに直交する方向である。本実施形態においてＸ軸方向は、本実施形態の駆動装置１０が搭載される走行体の左右方向である。本実施形態においてＹ軸方向は、本実施形態の駆動装置１０が搭載される走行体の前後方向である。
The Z-axis direction appropriately shown in each drawing is a vertical direction. The X-axis direction and the Y-axis direction are horizontal directions orthogonal to the Z-axis direction, and directions orthogonal to each other. In the present embodiment, the X-axis direction is the left-right direction of the traveling body on which the
各図に適宜示す中心軸Ｊは、左右方向であるＸ軸方向と平行な方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向と平行な方向を単に「軸方向Ｘ」と呼び、軸方向Ｘのうち正の側を「左側」と呼び、軸方向Ｘのうち負の側を「右側」と呼ぶ。また、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、鉛直方向であるＺ軸方向と平行な方向を「鉛直方向Ｚ」と呼ぶ。また、鉛直方向Ｚのうち正の側を「上側」と呼び、鉛直方向Ｚのうち負の側を「下側」と呼ぶ。 The center axis J appropriately shown in each drawing is a virtual line extending in a direction parallel to the X-axis direction, which is the left-right direction. In the following description, a direction parallel to the axial direction of the central axis J is simply called “axial direction X”, a positive side of the axial direction X is called “left side”, and a negative side of the axial direction X is called “left side”. Called "right". The radial direction about the central axis J is simply called “radial direction”, and the circumferential direction about the central axis J is simply called “circumferential direction”. A direction parallel to the Z-axis direction, which is a vertical direction, is referred to as a “vertical direction Z”. The positive side in the vertical direction Z is called “upper side”, and the negative side in the vertical direction Z is called “lower side”.
本実施形態において、左側は、軸方向一方側に相当し、右側は、軸方向他方側に相当する。なお、鉛直方向、上側、下側、水平方向および左右方向とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。 In the present embodiment, the left side corresponds to one side in the axial direction, and the right side corresponds to the other side in the axial direction. The terms “vertical direction”, “upper side”, “lower side”, “horizontal direction”, and “right and left direction” are simply names for describing the relative positional relationship between the components. And the like.
図１から図３に示す本実施形態の電動ホイール１は、走行体に搭載される。走行体は、例えば、オートバイである。電動ホイール１は、駆動装置１０と、ホイール７０と、を備える。駆動装置１０は、ホイール７０を回転させる駆動装置である。駆動装置１０は、走行体のシャーシに固定される。図示は省略するが、走行体のシャーシは、駆動装置１０の右側に位置する。
The
図２に示すように、本実施形態の駆動装置１０は、モータ部１１と、ドラムブレーキ８０と、を備える。モータ部１１は、ハウジング２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、バスバーユニット５０と、第１ベアリング６１と、第２ベアリング６２と、を有する。本実施形態において第１ベアリング６１および第２ベアリング６２は、例えば、ボールベアリングである。
As shown in FIG. 2, the
ハウジング２０は、ロータ３０およびステータ４０を収容する。ハウジング２０は、カバー部材２１と、ブラケット２２と、を有する。カバー部材２１は、ブラケット２２の右側に固定される。本実施形態においてカバー部材２１は、例えば、ダイカストによって作られる。カバー部材２１は、カバー底部２１ａと、カバー筒部２１ｂと、第１ベアリング保持部２１ｃと、を有する。カバー底部２１ａは、中心軸Ｊを囲む円環状である。カバー底部２１ａは、ステータ４０の右側を覆う。カバー筒部２１ｂは、カバー底部２１ａの径方向外縁部から左側に突出する筒状である。第１ベアリング保持部２１ｃは、カバー底部２１ａのうちカバー筒部２１ｂよりも径方向内側の部分から左側に突出する筒状である。本実施形態において第１ベアリング保持部２１ｃは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。第１ベアリング保持部２１ｃの径方向内側には、第１ベアリング６１が保持される。
ブラケット２２は、カバー部材２１の左側に固定される。本実施形態においてブラケット２２は、例えば、板状の金属材をプレス加工することによって作られる。ブラケット２２は、蓋部２２ａと、ブラケット筒部２２ｂと、固定部２２ｃと、突出筒部２２ｄと、第２ベアリング保持部２２ｅと、を有する。蓋部２２ａは、径方向に拡がり、ステータ４０の左側を覆う。本実施形態において蓋部２２ａは、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。
The
ブラケット筒部２２ｂは、蓋部２２ａの径方向外縁部から右側に延びる筒状である。本実施形態においてブラケット筒部２２ｂは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。固定部２２ｃは、ブラケット筒部２２ｂの右側の端部から径方向外側に突出する。図１に示すように、固定部２２ｃは、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。固定部２２ｃの右側の面は、カバー筒部２１ｂの左側の端面に接触する。固定部２２ｃとカバー筒部２１ｂとは、複数のネジで固定される。
The bracket
図２に示すように、突出筒部２２ｄは、蓋部２２ａの径方向内縁部から左側に突出する筒状である。本実施形態において突出筒部２２ｄは、中心軸Ｊを中心とし、左側に開口する円筒状である。第２ベアリング保持部２２ｅは、蓋部２２ａから右側に突出する筒状である。本実施形態において第２ベアリング保持部２２ｅは、中心軸Ｊを中心とし、右側に開口する円筒状である。第２ベアリング保持部２２ｅは、突出筒部２２ｄよりも径方向外側に位置する。第２ベアリング保持部２２ｅの径方向内側には、第２ベアリング６２が保持される。
As shown in FIG. 2, the protruding
ロータ３０は、中心軸Ｊを中心として回転する。ロータ３０は、第１部材３１と、第２部材３２と、マグネット３３と、を有する。本実施形態において第１部材３１と第２部材３２とは、鉄等の金属製である。第１部材３１は、シャフト部３１ａと、第１フランジ部３１ｂと、を有する。すなわち、ロータ３０は、シャフト部３１ａと、第１フランジ部３１ｂと、を有する。シャフト部３１ａは、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト部３１ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる多段の円柱状である。シャフト部３１ａの左側の端部には、ホイール７０が固定される。
The
シャフト部３１ａは、第１部分３１ｃと、第２部分３１ｄと、第３部分３１ｅと、を有する。第１部分３１ｃの外周面には、雄ネジ部が設けられる。第１部分３１ｃの左側の端部は、シャフト部３１ａの左側の端部であり、第１部材３１の左側の端部である。第２部分３１ｄは、第１部分３１ｃの右側の端部に繋がる。第２部分３１ｄの外周面には、スプライン部が設けられる。第２部分３１ｄの外径は、第１部分３１ｃの外径とほぼ同じである。
The
第３部分３１ｅは、第２部分３１ｄの右側の端部に繋がる。第３部分３１ｅは、第２ベアリング６２によって支持される部分である。すなわち、本実施形態において第２ベアリング６２は、シャフト部３１ａを回転可能に支持するベアリングに相当する。第３部分３１ｅの外径は、第２部分３１ｄの外径よりも大きい。第３部分３１ｅの右側の端部は、シャフト部３１ａの右側の端部である。
The
第１フランジ部３１ｂは、シャフト部３１ａの右側の端部に繋がる。第１フランジ部３１ｂは、シャフト部３１ａの右側の端部から径方向外側に拡がる。第１フランジ部３１ｂの外径は、シャフト部３１ａの外径よりも大きい。第１フランジ部３１ｂは、中心軸Ｊを中心とする円板状である。
The
第１フランジ部３１ｂの径方向の中央部分は、左側に突出する支持部３１ｆである。支持部３１ｆは、右側から第２ベアリング６２の内輪を支持する。支持部３１ｆは、シャフト部３１ａと繋がる部分である。支持部３１ｆの外径は、第３部分３１ｅの外径よりも大きい。第１フランジ部３１ｂの左側の面における径方向外縁部には、右側に窪む段差部３１ｈが設けられる。図示は省略するが、段差部３１ｈは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。
A radially central portion of the
第２部材３２は、第１部材３１に固定される。第２部材３２は、ロータコア部３２ａと、第２フランジ部３２ｂと、を有する。すなわち、ロータ３０は、ロータコア部３２ａと、第２フランジ部３２ｂと、を有する。ロータコア部３２ａは、軸方向に延びる筒状である。本実施形態においてロータコア部３２ａは、軸方向Ｘの両側に開口し、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ロータコア部３２ａは、シャフト部３１ａにおける第３部分３１ｅの径方向外側からステータ４０よりも右側まで延びる。
The
ロータコア部３２ａの右側の端部は、第１ベアリング６１の内輪の内側に嵌め合わされて固定される。ロータコア部３２ａの右側の端部は、第１ベアリング６１によって回転可能に支持される。ロータコア部３２ａの外周面における右側の端部には、外径が小さくなる段差部３２ｃが設けられる。段差部３２ｃにおける右側を向く段差面は、第１ベアリング６１の内輪に左側から接触する。
The right end of the
第２フランジ部３２ｂは、ロータコア部３２ａの内周面から径方向内側に突出する。第２フランジ部３２ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。第２フランジ部３２ｂは、第１フランジ部３１ｂの段差部３１ｈに位置する。第２フランジ部３２ｂの右側の面は、段差部３１ｈにおける左側を向く段差面に接触する。第２フランジ部３２ｂの径方向内縁部は、段差部３１ｈにおける径方向外側を向く段差面と接触する。第２フランジ部３２ｂは、例えば溶接等によって、第１フランジ部３１ｂの径方向外縁部と固定される。これにより、第１部材３１と第２部材３２とが固定される。第１フランジ部３１ｂの左側の面と第２フランジ部３２ｂの左側の面とは、軸方向Ｘと直交する同一平面上に位置する。
The
本実施形態においては、第１フランジ部３１ｂと第２フランジ部３２ｂとによって、フランジ部３４が構成される。すなわち、ロータ３０は、フランジ部３４を有する。フランジ部３４は、シャフト部３１ａの右側の端部から径方向外側に拡がる。フランジ部３４は、ロータコア部３２ａの径方向内側に位置する。フランジ部３４の径方向外縁部は、ロータコア部３２ａの径方向内側面に繋がる。これにより、ロータコア部３２ａは、フランジ部３４を介してシャフト部３１ａと繋がる。
In the present embodiment, the
本実施形態においてフランジ部３４の径方向外縁部は、ロータコア部３２ａの径方向内側面のうちロータコア部３２ａの軸方向Ｘの中心よりもホイール７０側、すなわち左側の部分に繋がる。フランジ部３４は、ロータコア部３２ａの左側の端部よりも右側に位置する。これにより、本実施形態においてロータコア部３２ａは、フランジ部３４よりも右側に延び、かつ、ロータコア部３２ａの左側の端部は、フランジ部３４よりも左側に位置する。ロータコア部３２ａのうちフランジ部３４よりも左側の部分の径方向内側には、第２ベアリング保持部２２ｅおよび第２ベアリング６２が位置する。フランジ部３４は、右側の面から左側に窪む凹部３１ｇを有する。本実施形態において凹部３１ｇは、第１フランジ部３１ｂに設けられる。図示は省略するが、本実施形態において凹部３１ｇは、軸方向Ｘに沿って視て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。
In the present embodiment, the radially outer edge of the
マグネット３３は、ロータコア部３２ａに固定される。マグネット３３の軸方向Ｘの中心は、ロータコア部３２ａの軸方向Ｘの中心よりもホイール７０側、すなわち左側に位置する。本実施形態においてマグネット３３は、ロータコア部３２ａに埋め込まれて固定される。図３に示すように、マグネット３３は、複数設けられる。複数のマグネット３３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。図２および図３に示すように、各マグネット３３は、軸方向Ｘに延びる矩形板状である。
The
ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータ４０は、ロータ３０と径方向に隙間を介して対向する。図３に示すように、ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側において、ロータ３０を囲む環状である。ステータ４０は、ブラケット２２の内部に固定される。ステータ４０は、ステータコア４１と、インシュレータ４４と、複数のコイル４５と、を有する。
The
ステータコア４１は、ブラケット筒部２２ｂの径方向内側に位置する。ステータコア４１は、コアバック部４２と、複数のティース部４３と、を有する。コアバック部４２は、周方向に沿った環状である。図２および図３に示すように、本実施形態においてコアバック部４２は、中心軸Ｊを中心として、軸方向Ｘに延びる円筒状である。コアバック部４２の外周面は、ブラケット筒部２２ｂの内周面に固定される。
The
複数のティース部４３は、コアバック部４２から径方向内側に延びる。複数のティース部４３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。本実施形態においてティース部４３は、例えば、２４個設けられる。本実施形態においてステータコア４１は、複数のコアピースが周方向に連結されて構成される。コアピースのそれぞれは、コアバック部４２の一部と、１つのティース部４３と、を有する。
The plurality of
図２に示すように、ステータコア４１は、マグネット３３の径方向外側に位置する。ステータコア４１の左側の端部は、マグネット３３の左側の端部と軸方向Ｘにおいて同じ位置に位置する。ステータコア４１の左側の端部は、フランジ部３４よりも左側に位置する。ステータコア４１の右側の端部は、マグネット３３の右側の端部と軸方向Ｘにおいて同じ位置に位置する。ステータコア４１の右側の端部は、後述するリム部７５よりも右側に位置する。
As shown in FIG. 2, the
ステータコア４１の軸方向Ｘの寸法は、リム部７５の軸方向Ｘの寸法よりも大きい。ステータコア４１の軸方向Ｘの寸法は、後述するハブ部７３の左側の端面と後述するスポーク部７４の右側の端部との間の軸方向Ｘの距離よりも大きい。ステータコア４１は、後述するドラム部８１の軸方向Ｘの寸法よりも大きい。
The dimension of the
本実施形態においてステータコア４１の左側の端部およびロータコア部３２ａの左側の端部は、第２ベアリング保持部２２ｅおよび第２ベアリング６２よりも左側に位置する。本実施形態においてステータコア４１とロータコア部３２ａと第２ベアリング６２とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する。言い換えれば、ステータコア４１とロータコア部３２ａと第２ベアリング６２とは、径方向に沿って視て、少なくとも一部が互いに重なる。
In the present embodiment, the left end of the
インシュレータ４４は、ステータコア４１に装着される。インシュレータ４４は、インシュレータ本体部４４ａと、外側壁部４４ｂと、内側壁部４４ｃと、を有する。インシュレータ本体部４４ａは、ティース部４３が通される筒状である。外側壁部４４ｂは、インシュレータ本体部４４ａの径方向外側の端部から上側に突出する。外側壁部４４ｂは、周方向に沿った環状である。本実施形態において外側壁部４４ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。内側壁部４４ｃは、インシュレータ本体部４４ａの径方向内側の端部から上側に突出する。内側壁部４４ｃは、周方向に沿った環状である。本実施形態において内側壁部４４ｃは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。
The
複数のコイル４５は、インシュレータ４４を介してステータコア４１に装着される。複数のコイル４５のそれぞれは、インシュレータ本体部４４ａを介して、ティース部４３のそれぞれに装着される。
The plurality of
バスバーユニット５０は、ステータ４０の右側の端部に設けられる。バスバーユニット５０は、ブラケット２２の内部に位置する。バスバーユニット５０は、バスバーホルダ５１と、複数のバスバー５２と、を有する。バスバーホルダ５１は、樹脂製である。バスバーホルダ５１は、ホルダ本体部５１ａと、ホルダ筒部５１ｂと、を有する。
The
ホルダ本体部５１ａは、周方向に沿った環状である。本実施形態においてホルダ本体部５１ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。ホルダ本体部５１ａは、外側壁部４４ｂの径方向外側において、外側壁部４４ｂに嵌め合わされる。ホルダ本体部５１ａは、コアバック部４２の右側の端面に接触する。ホルダ本体部５１ａは、右側から左側に窪む複数の溝５１ｃを有する。複数の溝５１ｃは、径方向に並んで配置される。図示は省略するが、複数の溝５１ｃは、周方向に延びる。
The
ホルダ筒部５１ｂは、ホルダ本体部５１ａから左側に突出する筒状である。本実施形態においてホルダ筒部５１ｂは、中心軸Ｊを中心とし、左側に開口する円筒状である。ホルダ筒部５１ｂは、ホルダ本体部５１ａの径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する。ホルダ筒部５１ｂは、ステータコア４１の右側の端部の径方向外側において、ステータコア４１に嵌め合わされる。
The
バスバー５２は、周方向に沿って延びる板状の金属部材である。バスバー５２は、バスバーホルダ５１に保持される。本実施形態においてバスバー５２は、一部が溝５１ｃに嵌め込まれてホルダ本体部５１ａに保持される。図示は省略するが、バスバー５２は、コイル４５から延びるコイル引出線と接続される。バスバー５２は、図示しない外部電源と電気的に接続される。コイル４５には、バスバー５２を介して、外部電源から電力が供給される。
The
ドラムブレーキ８０は、ロータ３０の回転を制動可能なドラム型の制動装置である。ドラムブレーキ８０は、ドラム部８１と、シュー部８２と、を有する。ドラム部８１は、軸方向Ｘに延びる筒状である。本実施形態においてドラム部８１は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ドラム部８１は、左側に底部８１ｃを有し、右側に開口する。ドラム部８１は、ロータコア部３２ａの内部のうちフランジ部３４よりも右側の部分に挿入される。本実施形態においてドラム部８１は、全体がロータコア部３２ａの内部に挿入される。ドラム部８１の右側の端部は、ロータコア部３２ａの右側の端部よりも左側に位置する。
The
ドラム部８１のうちロータコア部３２ａの内部に位置する部分における径方向外側面の少なくとも一部は、ロータコア部３２ａの径方向内側面から径方向内側に離れた位置に位置する。本実施形態では、ドラム部８１のうちロータコア部３２ａの内部に位置する部分における径方向外側面の全体が、ロータコア部３２ａの径方向内側面から径方向内側に離れた位置に位置する。上述したように本実施形態では、ドラム部８１の全体がロータコア部３２ａの内部に挿入される。すなわち、本実施形態では、ドラム部８１の径方向外側面の全体が、ロータコア部３２ａの径方向内側面から径方向内側に離れた位置に位置する。
At least a part of the radially outer surface of a portion of the
本実施形態においてドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間の少なくとも一部には、空隙部Ｇが設けられる。本実施形態において空隙部Ｇは、断熱部に相当する。空隙部Ｇは、他の部材が配置されず、例えば空気等の気体で満たされる部分である。本実施形態において空隙部Ｇは、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間のうち後述する接触面８１ｆの径方向外側に位置する部分に少なくとも設けられる。より詳細には、空隙部Ｇは、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間の全体に設けられる。本実施形態において空隙部Ｇは、中心軸Ｊを中心として軸方向Ｘに延びる円筒状である。
In the present embodiment, a gap G is provided in at least a part of the
ドラム部８１は、基部８１ａと、接触部８１ｂと、を有する。基部８１ａは、底部８１ｃと、筒部８１ｄと、凸部８１ｅと、を有する。すなわち、ドラム部８１は、底部８１ｃと、筒部８１ｄと、凸部８１ｅと、を有する。底部８１ｃは、軸方向Ｘに沿って視て、中心軸Ｊを中心とする円形状の部分である。底部８１ｃは、フランジ部３４の右側の面に固定される。これにより、ドラム部８１は、フランジ部３４の右側の面に固定される。
The
フランジ部３４と底部８１ｃとは、左側からフランジ部３４を貫通して底部８１ｃに締め込まれる複数のネジ９０によって固定される。本実施形態においてネジ９０は、第１フランジ部３１ｂを軸方向Ｘに貫通して底部８１ｃに締め込まれる。図示は省略するが、複数のネジ９０は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ネジ９０は、第２ベアリング６２および第２ベアリング保持部２２ｅよりも径方向外側に位置する。ネジ９０のネジ頭部は、第２ベアリング保持部２２ｅの径方向外側に隙間を介して対向して配置される。
The
筒部８１ｄは、底部８１ｃの径方向外縁部から右側に延びる筒状である。筒部８１ｄは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。筒部８１ｄの右側の端部は、ステータ４０よりも右側に位置する。筒部８１ｄの右側の端部は、ドラム部８１の右側の端部である。すなわち、ドラム部８１の右側の端部は、ステータ４０よりも右側に位置する。
The
凸部８１ｅは、底部８１ｃの左側の面から左側に突出する。図示は省略するが、凸部８１ｅは、中心軸Ｊを中心とする軸方向Ｘに扁平な円柱状である。凸部８１ｅは、凹部３１ｇに嵌め合わされる。これにより、ドラム部８１をフランジ部３４に対して径方向に位置決めすることができる。したがって、ネジ９０によってドラム部８１とフランジ部３４とを固定する際に、ドラム部８１がフランジ部３４に対して径方向にずれることを抑制できる。そのため、ドラム部８１とフランジ部３４とを固定することが容易である。
The
接触部８１ｂは、中心軸Ｊを囲む筒状である。本実施形態において接触部８１ｂは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。接触部８１ｂは、基部８１ａに固定される。本実施形態において接触部８１ｂは、筒部８１ｄの内周面に埋め込まれて固定される。接触部８１ｂの内周面は、ドラム部８１の内部に露出する。接触部８１ｂの内周面と筒部８１ｄの内周面とは、径方向において同じ位置に位置し、ドラム部８１の内周面を構成する。すなわち、ドラム部８１の径方向内側面は、接触部８１ｂの内周面と、筒部８１ｄの内周面と、を含む。接触部８１ｂの左側の端部は、底部８１ｃの右側の面と軸方向Ｘにおいて同じ位置に位置する。接触部８１ｂの右側の端部は、筒部８１ｄの右側の端部よりも左側に位置する。
The
本実施形態において接触部８１ｂを構成する材料は、基部８１ａを構成する材料よりも耐摩耗性が高い。基部８１ａを構成する材料は、例えば、アルミニウムである。接触部８１ｂを構成する材料は、例えば、鉄である。
In this embodiment, the material forming the
シュー部８２は、ドラム部８１の内部に位置する。より詳細には、シュー部８２は、接触部８１ｂの径方向内側に位置する。ドラムブレーキ８０がロータ３０の回転を制動する際、シュー部８２は、径方向外側に移動し、接触部８１ｂの内周面に押し付けられる。すなわち、接触部８１ｂの内周面は、ロータ３０を制動する際にシュー部８２と接触する接触面８１ｆである。これにより、接触部８１ｂとシュー部８２との間には摩擦力が生じ、ドラム部８１に対してドラム部８１の回転を制動する力が加えられる。したがって、ドラム部８１と固定されるロータ３０にも、ドラム部８１を介してロータ３０の回転を制動する力が加えられ、ロータ３０の回転を制動することができる。
The
ここで、上述したように接触部８１ｂは、基部８１ａよりも耐摩耗性が高い材料で構成されるため、シュー部８２が擦れても接触部８１ｂが摩耗することを抑制できる。一方で、ドラム部８１のうち接触部８１ｂ以外の部分、すなわち基部８１ａを、安価で、加工性に優れたアルミニウム等の金属で作ることができる。これにより、ドラム部８１を製造する手間およびコストを低減しつつ、ドラム部８１が摩耗することを抑制できる。
Here, as described above, since the
ドラム部８１の少なくとも一部は、ステータ４０の径方向内側に位置する。そのため、ドラム部８１全体がステータ４０よりも右側に位置する場合に比べて、駆動装置１０全体を軸方向Ｘに小型化できる。また、本実施形態の駆動装置１０においては、減速機構を設けることなく、シャフト部３１ａの出力が直接的にホイール７０に伝達される。そのため、減速機構が設けられる場合に比べて、駆動装置１０を製造するコストを低減することができ、かつ、駆動装置１０をさらに小型化できる。したがって、本実施形態によれば、駆動装置１０の製造コストを低減でき、かつ、駆動装置１０を小型化できる。そのため、電動ホイール１の製造コストも低減でき、かつ、電動ホイール１も小型化できる。
At least a part of the
ここで、本実施形態のモータ部１１のようなインナーロータ型のモータ部は、アウターロータ型のモータ部に比べて、ロータの外径が小さいため、トルクを十分に得にくい。そのため、インナーロータ型のモータ部を備える駆動装置は、減速機構を介してモータ部のトルクを向上させ、減速機構からモータ部の回転力をホイールに伝達する場合が多い。これに対して、本実施形態では、ステータ４０の軸方向Ｘの寸法およびマグネット３３の軸方向Ｘの寸法を従来よりも大きくすることで、モータ部１１のトルクを向上させた。これにより、減速機構を設けることなく、ホイール７０を回転させるのに必要なトルクを得ることができる。
Here, the inner rotor type motor section such as the
しかし、ステータ４０の軸方向Ｘの寸法およびマグネット３３の軸方向Ｘの寸法を大きくする場合、モータ部１１の軸方向Ｘの寸法が大きくなる。そのため、減速機構を設けない分だけ駆動装置が小型化されても、モータ部１１が大型化した分だけ駆動装置が大型化し、結果として駆動装置を小型化できない虞がある。
However, when the size of the
これに対して、本実施形態によれば、ロータコア部３２ａを筒状として、ロータコア部３２ａの内部にドラム部８１を配置し、かつ、ドラム部８１の少なくとも一部をステータ４０の径方向内側に配置した。そのため、ドラム部８１がステータ４０と径方向に重なる部分だけ、駆動装置１０を軸方向Ｘに小型化できる。これにより、インナーロータ型のモータ部１１を備える駆動装置１０を、減速機構を設けることなく、小型化することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the
また、ロータコア部の内部にドラム部を挿入させてドラム部をステータの径方向内側に配置すると、ドラム部の位置がロータのマグネットおよびステータに近くなる。そのため、ドラム部に生じる摩擦熱がロータのマグネットおよびステータに伝達されやすくなる。これにより、ドラム部からの熱によってマグネットの磁力が低減する、ステータのコイルが焼損する等の不具合が生じる虞がある。 Further, when the drum portion is inserted inside the rotor core portion and the drum portion is arranged radially inside the stator, the position of the drum portion becomes closer to the magnet and the stator of the rotor. Therefore, frictional heat generated in the drum portion is easily transmitted to the magnet and the stator of the rotor. As a result, there is a possibility that the magnetic force of the magnet is reduced by the heat from the drum portion, and the coils of the stator are burned out.
これに対して、本実施形態によれば、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間の少なくとも一部には、断熱部である空隙部Ｇが設けられる。そのため、ドラム部８１からロータコア部３２ａに径方向に熱が伝達されることを、空隙部Ｇによって阻害することができる。これにより、ドラム部８１をロータコア部３２ａの内部に挿入させてドラム部８１をステータ４０と径方向に重ねても、ロータ３０およびステータ４０に熱による不具合が生じることを抑制できる。したがって、駆動装置１０を小型化しつつ、駆動装置１０の信頼性を向上させることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, at least a portion between the
以上のように、インナーロータ型のモータ部を有する駆動装置を、単純に減速機構を設けずに小型化しようとしても、性能および信頼性の観点から、その実現は容易ではない。これに対して、本実施形態によれば、上述した構成を採用することにより、インナーロータ型のモータ部１１を備えた駆動装置１０において、性能および信頼性を十分に確保しつつ、小型化を実現することができる。
As described above, even if an attempt is made to reduce the size of a drive device having an inner rotor type motor unit without providing a speed reduction mechanism, it is not easy to realize the drive device from the viewpoints of performance and reliability. On the other hand, according to the present embodiment, by adopting the above-described configuration, in the driving
また、本実施形態によれば、空隙部Ｇは、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間のうち、接触面８１ｆの径方向外側に位置する部分に少なくとも設けられる。ここで、ロータ３０を制動する際、接触面８１ｆはシュー部８２と接触して擦れるため、ドラム部８１の他の部分に比べて特に熱が生じやすい。したがって、接触面８１ｆの径方向外側に位置する部分に空隙部Ｇが設けられることで、ドラム部８１に生じた熱がロータコア部３２ａに伝達されることをより抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the gap G is provided at least in a portion located radially outside the
また、本実施形態によれば、空隙部Ｇは、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの径方向の間の全体に設けられる。そのため、ドラム部８１に生じた熱がロータコア部３２ａに伝達されることをより抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the gap G is provided entirely between the
また、本実施形態によれば、断熱部が空隙部Ｇであるため、別途断熱材等を設けることなく、ドラム部８１とロータコア部３２ａとの間を断熱できる。これにより、駆動装置１０の部品点数が増加することを抑制できる。
Further, according to the present embodiment, since the heat insulating portion is the gap portion G, it is possible to insulate between the
また、本実施形態によれば、ステータコア４１とロータコア部３２ａと第２ベアリング６２とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する。そのため、モータ部１１が軸方向Ｘに大型化することを抑制しつつ、ステータコア４１およびロータコア部３２ａを軸方向Ｘに大きくできる。これにより、駆動装置１０が大型化することを抑制しつつ、モータ部１１のトルクを十分に得やすい。
Further, according to the present embodiment, the
本実施形態においては、右側の端部を除いたドラム部８１のほぼ全体が、ステータ４０の径方向内側に位置する。そのため、ドラム部８１によって駆動装置１０が大型化することをより好適に抑制できる。ドラム部８１の右側の端部は、ステータ４０よりも右側に位置する。
In the present embodiment, substantially the
ホイール７０は、スプライン部材７１と、ナット７２と、ハブ部７３と、スポーク部７４と、リム部７５と、を有する。スプライン部材７１は、軸方向Ｘに延びる筒状である。本実施形態においてスプライン部材７１は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。スプライン部材７１の内周面には、スプライン溝が設けられる。スプライン部材７１は、シャフト部３１ａにおける第２部分３１ｄの径方向外側に位置する。スプライン部材７１のスプライン溝には、第２部分３１ｄのスプライン部が噛み合う。ナット７２は、シャフト部３１ａにおける第１部分３１ｃの雄ネジ部に締め込まれる。ナット７２は、スプライン部材７１をシャフト部３１ａにおける第３部分３１ｅに左側から押し付けて固定する。これにより、ホイール７０は、ロータ３０に固定される。
The
ハブ部７３は、固定筒部７３ａと、ハブ本体部７３ｂと、を有する。固定筒部７３ａは、軸方向Ｘに延びる筒状である。本実施形態において固定筒部７３ａは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。固定筒部７３ａは、スプライン部材７１の径方向外側に位置する。固定筒部７３ａは、スプライン部材７１に嵌め合わされて固定される。ハブ本体部７３ｂは、固定筒部７３ａの左側の端部から径方向外側に拡がる。図１および図２に示すように、本実施形態においてハブ本体部７３ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環板状である。
The
図２に示すように、スポーク部７４は、ハブ本体部７３ｂの径方向外縁部から径方向外側に延びる板状である。スポーク部７４は、第１延伸部７４ａと、第２延伸部７４ｂと、を有する。第１延伸部７４ａは、ハブ本体部７３ｂの径方向外縁部から径方向外側に、径方向に対して右側に斜めに傾いて延びる。第１延伸部７４ａの径方向外側の端部は、ステータ４０よりも径方向外側に位置する。第１延伸部７４ａは、第１延伸部７４ａを軸方向Ｘに貫通する貫通孔７４ｃを有する。図１に示すように、貫通孔７４ｃは、第１延伸部７４ａが延びる方向に長い長円形状である。
As shown in FIG. 2, the
第２延伸部７４ｂは、第１延伸部７４ａの径方向外側の端部から右側に延びる。図２に示すように、第２延伸部７４ｂは、ステータコア４１の径方向外側に位置する。第２延伸部７４ｂの径方向内側面は、ブラケット筒部２２ｂの径方向外側面と径方向に隙間を介して対向する。図１に示すように、スポーク部７４は、周方向に沿って複数設けられる。本実施形態では、スポーク部７４は、例えば、４つ設けられる。複数のスポーク部７４は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。本実施形態においてハブ部７３と複数のスポーク部７４とは、同一の単一部材の部分である。
The
リム部７５は、モータ部１１の径方向外側においてモータ部１１を囲む環状である。本実施形態においてリム部７５は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。図２に示すように、リム部７５の外径および内径は、リム部７５の軸方向Ｘの中心から軸方向両側に向かうに従って、２段階で大きくなる。リム部７５の内周面のうち軸方向Ｘの中央部は、第２延伸部７４ｂの径方向外側面に固定される。リム部７５の外周面には、図示しないタイヤが取り付けられる。
The
リム部７５の径方向内側には、ステータコア４１の左側の端部とロータコア部３２ａの左側の端部と第２ベアリング６２とが位置する。そのため、電動ホイール１においてホイール７０よりも右側に飛び出す部分を小さくできる。これにより、電動ホイール１全体を小型化できる。本実施形態においてシャフト部３１ａを支持する第２ベアリング６２は、リム部７５の軸方向Ｘの中央部と軸方向Ｘにおいて同じ位置に位置する。そのため、リム部７５に取り付けられた図示しないタイヤを介してホイール７０に外力が加えられても、第２ベアリング６２が傾きにくく、シャフト部３１ａを軸精度よく維持しやすい。これにより、ホイール７０が傾くことを抑制でき、軸方向Ｘのバランスに優れた電動ホイール１が得られる。
The left end of the
本実施形態においてドラム部８１の少なくとも一部は、リム部７５の径方向内側に位置する。そのため、ドラム部８１がリム部７５の右側に飛び出すことを抑制でき、より電動ホイール１を軸方向Ｘに小型化しやすい。本実施形態においては、底部８１ｃがリム部７５の径方向内側に位置する。リム部７５の左側の端部は、ハブ本体部７３ｂよりも右側に位置する。リム部７５の右側の端部は、ドラム部８１における底部８１ｃの右側の面と軸方向Ｘにおいてほぼ同じ位置に位置する。
In the present embodiment, at least a part of the
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。断熱部は、ドラム部とロータコア部との径方向の間の少なくとも一部に設けられるならば、特に限定されない。断熱部は、空隙部Ｇでなくてもよく、ドラム部とロータコア部との径方向の間に配置された断熱材であってもよい。断熱部は、空隙部Ｇと断熱材との両方を含んでもよい。なお、断熱部は、ドラム部からロータコア部への熱移動および熱伝達を減少させることができる部分であればよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and other configurations can be adopted. The heat insulating portion is not particularly limited as long as it is provided at least in a part between the drum portion and the rotor core portion in the radial direction. The heat insulating portion need not be the gap portion G, and may be a heat insulating material disposed between the drum portion and the rotor core portion in the radial direction. The heat insulating portion may include both the gap G and the heat insulating material. The heat insulating portion may be any portion that can reduce heat transfer and heat transfer from the drum portion to the rotor core portion.
断熱部が設けられるならば、ドラム部の径方向外側面の一部は、ロータコア部の径方向内側面と接触してもよい。ドラム部は、全体がステータの径方向内側に位置してもよい。ドラム部は、ロータコア部よりも右側に延びてもよい。ドラム部の全体は、リム部の外部に位置してもよい。ステータコアおよびロータコア部は、第２ベアリングよりも右側に位置してもよい。ステータコア、ロータコア部および第２ベアリングは、リム部の外部に位置してもよい。 If the heat insulating portion is provided, a part of the radially outer surface of the drum portion may be in contact with the radially inner surface of the rotor core portion. The entire drum portion may be located radially inside the stator. The drum section may extend to the right of the rotor core section. The entire drum part may be located outside the rim part. The stator core and the rotor core may be located on the right side of the second bearing. The stator core, the rotor core and the second bearing may be located outside the rim.
上述した実施形態のロータ３０は、マグネット３３がロータコア部３２ａに埋め込まれて固定される、いわゆるＩＰＭ型のロータであるが、これに限られない。ロータは、マグネットがロータコア部の径方向外側に固定される、いわゆるＳＰＭ型のロータであってもよく、他の方式のロータであってもよい。ＳＰＭ型のロータの場合、ロータは、ロータコア部およびマグネットの径方向外側を覆うロータカバーを有してもよい。
The
上述した実施形態の電動ホイールの用途は、特に限定されない。電動ホイールは、オートバイ以外の走行体に搭載されてもよい。なお、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。 The application of the electric wheel of the embodiment described above is not particularly limited. The electric wheel may be mounted on a traveling body other than the motorcycle. Note that the components described in this specification can be combined as appropriate within a range not inconsistent with each other.
１…電動ホイール、１０…駆動装置、１１…モータ部、３０…ロータ、３１ａ…シャフト部、３１ｇ…凹部、３２ａ…ロータコア部、３３…マグネット、３４…フランジ部、４０…ステータ、４１…ステータコア、４２…コアバック部、４３…ティース部、６２…第２ベアリング（ベアリング）、７０…ホイール、７５…リム部、８０…ドラムブレーキ、８１…ドラム部、８１ｅ…凸部、８１ｆ…接触面、８２…シュー部、Ｇ…空隙部（断熱部）、Ｊ…中心軸、Ｘ…軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (9)
中心軸を中心として回転するロータ、および前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ部と、
前記ロータの回転を制動可能なドラムブレーキと、
を備え、
前記ロータは、
前記中心軸に沿って配置され、軸方向一方側の端部に前記ホイールが固定されるシャフト部と、
前記シャフト部の軸方向他方側の端部から径方向外側に拡がるフランジ部と、
軸方向に延びる筒状であり、前記フランジ部を介して前記シャフト部と繋がるロータコア部と、
前記ロータコア部に固定されるマグネットと、
を有し、
前記フランジ部の径方向外縁部は、前記ロータコア部の径方向内側面に繋がり、
前記ロータコア部は、前記フランジ部よりも軸方向他方側に延び、
前記ドラムブレーキは、軸方向に延びる筒状のドラム部を有し、
前記ドラム部は、前記ロータコア部の内部のうち前記フランジ部よりも軸方向他方側の部分に挿入され、前記フランジ部の軸方向他方側の面に固定され、
前記ドラム部の少なくとも一部は、前記ステータの径方向内側に位置し、
前記ドラム部と前記ロータコア部との径方向の間の少なくとも一部には、断熱部が設けられる、駆動装置。 A driving device for rotating a wheel,
A rotor that rotates about a central axis, and a motor unit that has a stator positioned radially outside the rotor;
A drum brake capable of braking the rotation of the rotor,
With
The rotor,
A shaft portion that is arranged along the central axis, and the wheel is fixed to one axial end portion;
A flange portion extending radially outward from the other axial end of the shaft portion,
A rotor core portion extending in the axial direction and connected to the shaft portion via the flange portion;
A magnet fixed to the rotor core,
Has,
A radially outer edge of the flange portion is connected to a radially inner surface of the rotor core portion,
The rotor core portion extends to the other side in the axial direction than the flange portion,
The drum brake has a cylindrical drum portion extending in the axial direction,
The drum portion is inserted into a portion of the inside of the rotor core portion on the other axial side than the flange portion, and is fixed to a surface on the other axial side of the flange portion,
At least a portion of the drum portion is located radially inward of the stator,
A driving device, wherein a heat insulating portion is provided at least in a part between the drum portion and the rotor core portion in a radial direction.
前記ドラム部の径方向内側面は、前記ロータを制動する際に前記シュー部と接触する接触面を含み、
前記断熱部は、前記ドラム部と前記ロータコア部との径方向の間のうち前記接触面の径方向外側に位置する部分に少なくとも設けられる、請求項１に記載の駆動装置。 The drum brake has a shoe portion located inside the drum portion,
The radially inner surface of the drum portion includes a contact surface that contacts the shoe portion when braking the rotor,
The drive device according to claim 1, wherein the heat insulating portion is provided at least in a portion located radially outside the contact surface between radial directions between the drum portion and the rotor core portion.
前記ドラム部は、前記凹部に嵌め合わされる凸部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動装置。 The flange portion has a concave portion that is depressed from the surface on the other side in the axial direction to one side in the axial direction,
The drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drum portion has a protrusion fitted into the recess.
前記ステータは、周方向に沿った環状のコアバック部および前記コアバック部から径方向内側に延びる複数のティース部を有するステータコアを有し、
前記ロータコア部の軸方向一方側の端部および前記ステータコアの軸方向一方側の端部は、前記フランジ部よりも軸方向一方側に位置し、
前記ステータコアと前記ロータコア部と前記ベアリングとは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。 The motor unit has a bearing that rotatably supports the shaft unit,
The stator has a stator core having an annular core back portion along a circumferential direction and a plurality of teeth portions extending radially inward from the core back portion,
One end in the axial direction of the rotor core portion and one end in the axial direction of the stator core are located on one axial side of the flange portion,
The drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein the stator core, the rotor core portion, and the bearing have portions having the same axial position.
前記ロータに固定されるホイールと、
を備え、
前記ホイールは、前記モータ部の径方向外側において前記モータ部を囲む環状のリム部を有し、
前記ステータコアの軸方向一方側の端部と前記ロータコア部の軸方向一方側の端部と前記ベアリングとは、前記リム部の径方向内側に位置する、電動ホイール。 A driving device according to claim 6,
A wheel fixed to the rotor,
With
The wheel has an annular rim portion surrounding the motor portion on a radially outer side of the motor portion,
An electric wheel, wherein an end on one axial side of the stator core, an end on one axial side of the rotor core, and the bearing are located radially inside the rim.
前記ロータに固定されるホイールと、
を備える、電動ホイール。 A driving device according to any one of claims 1 to 6,
A wheel fixed to the rotor,
An electric wheel.
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