JP2021075201A - In-wheel motor driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インホイールモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device.
インホイールモータには、モータの回転駆動力をダイレクトに車輪に伝達するダイレクト方式と、モータの回転駆動力を減速機で減速して車輪に伝達する減速機併用方式とが知られている。 As the in-wheel motor, there are known a direct method in which the rotational driving force of the motor is directly transmitted to the wheels and a reduction gear combined method in which the rotational driving force of the motor is decelerated by the reduction gear and transmitted to the wheels.
また、この種のインホイールモータには、モータと、減速機と、車輪用軸受と、モータを収容するケーシングとに加えて、モータの回転角度を検知するための角度センサをさらに備えたものが知られている。この場合、上述のモータに適用される角度センサとしては、簡易な構造ゆえに他のセンサに比べて環境の変化に対する耐性に優れたレゾルバが好適に使用されている。 Further, in this type of in-wheel motor, in addition to a motor, a speed reducer, a bearing for wheels, and a casing for accommodating the motor, an angle sensor for detecting the rotation angle of the motor is further provided. Are known. In this case, as the angle sensor applied to the above-mentioned motor, a resolver having excellent resistance to changes in the environment as compared with other sensors is preferably used because of its simple structure.
ここで、レゾルバをモータに取り付けるための構造としては、例えば特許文献1に記載のように、レゾルバのステータを、モータのハウジングケースを構成するブラケットに嵌合し、ボルトで軸方向に締付け固定したものが知られている。あるいは、特許文献2に記載のように、モータのハウジング(レゾルバステータ部側取付け部)とカバー部材とでレゾルバステータ部を軸方向に挟み込むと共に、ハウジングとレゾルバとの間に弾性リングを介在させた状態でカバー部材をボルトでハウジングに締付け固定することで、レゾルバステータ部をハウジングに固定したものが知られている。 Here, as a structure for attaching the resolver to the motor, for example, as described in Patent Document 1, the stator of the resolver is fitted to a bracket constituting the housing case of the motor and fastened and fixed in the axial direction with bolts. Things are known. Alternatively, as described in Patent Document 2, the resolver stator portion is axially sandwiched between the motor housing (resolver stator portion side mounting portion) and the cover member, and an elastic ring is interposed between the housing and the resolver. It is known that the resolver stator portion is fixed to the housing by tightening and fixing the cover member to the housing with bolts in this state.
ところで、この種のインホイールモータは、車両の足回りに搭載されることから、サスペンション部品やボディ側部品との位置関係を考慮して、その外形やサイズを厳密に設定する必要が生じることがある。例えばモータの回転軸にレゾルバをインホイールモータのインボード側(ここでいうインボード側とは、対象となる車両の車軸方向において車両中央に近い側を意味する)から組付けることを考えたとき、特許文献1に記載のように、レゾルバのステータをケーシングに嵌合で固定しようとすると、ステータの外周面と嵌まり合うための嵌合面(嵌合固定用の内周面)をケーシングに設ける必要があり、この嵌合面の分だけケーシングの外径寸法を大きくとる必要が生じる。これではケーシングの大径化、ひいてはインホイールモータの大径化を招くことになるため、上述した周辺部品との干渉が生じるおそれがあった。 By the way, since this type of in-wheel motor is mounted on the undercarriage of a vehicle, it may be necessary to strictly set its outer shape and size in consideration of the positional relationship with the suspension parts and body side parts. is there. For example, when considering assembling a resolver to the rotating shaft of a motor from the inboard side of the in-wheel motor (the inboard side here means the side closer to the center of the vehicle in the axial direction of the target vehicle). As described in Patent Document 1, when the stator of the resolver is to be fixed to the casing by fitting, the fitting surface (inner peripheral surface for fitting and fixing) for fitting with the outer peripheral surface of the stator is attached to the casing. It is necessary to provide it, and it is necessary to increase the outer diameter of the casing by the amount of the fitting surface. This leads to an increase in the diameter of the casing and eventually an increase in the diameter of the in-wheel motor, which may cause interference with the above-mentioned peripheral parts.
一方、特許文献2に記載のように、ケーシングとカバー部材とでレゾルバのステータを軸方向で挟み込んだ状態でカバー部材をボルトでケーシングに固定する方法ならば、特許文献1のようにケーシングに嵌合固定のための面を設ける必要がないので、ケーシングひいてはインホイールモータの大径化は防止できる。その一方で、特許文献2に記載の取付け構造のように、ケーシングとステータとの間に弾性リングを介在させた構造をとる場合、振動による弾性リングの劣化、及び劣化によるステータの位置精度の低下が問題となる。すなわち、この種のインホイールモータは、通常、ばね下振動が作用する環境下に適用される。そのため、弾性リングが継続的な振動の作用下で劣化し、ステータの軸方向への押さえ機能が低下することで、ステータの位置精度が低下し、レゾルバの検知精度が低下するおそれがあった。 On the other hand, as described in Patent Document 2, if the cover member is fixed to the casing with bolts while the resolver stator is sandwiched between the casing and the cover member in the axial direction, the cover member is fitted into the casing as in Patent Document 1. Since it is not necessary to provide a surface for joint fixing, it is possible to prevent the casing and thus the in-wheel motor from being increased in diameter. On the other hand, when an elastic ring is interposed between the casing and the stator as in the mounting structure described in Patent Document 2, the elastic ring deteriorates due to vibration and the position accuracy of the stator deteriorates due to the deterioration. Is a problem. That is, this type of in-wheel motor is usually applied in an environment where unsprung vibration acts. Therefore, the elastic ring deteriorates under the action of continuous vibration, and the axial pressing function of the stator is lowered, so that the positioning accuracy of the stator is lowered and the detection accuracy of the resolver may be lowered.
以上の事情に鑑み、本明細書では、インホイールモータ駆動装置と周辺部品との干渉を避けつつも、レゾルバを精度よく位置決め固定して、かつこの位置精度を維持することでレゾルバによる優れた検知性能を継続して発揮可能とすることを、解決すべき技術課題とする。 In view of the above circumstances, in the present specification, the resolver is accurately positioned and fixed while avoiding interference between the in-wheel motor drive device and peripheral parts, and excellent detection by the resolver is performed by maintaining this position accuracy. Making it possible to continuously demonstrate performance is a technical issue to be solved.
前記課題の解決は、本発明に係るインホイールモータ駆動装置によって達成される。すなわちこの駆動装置は、車輪を駆動するモータ部と、車輪を回転支持する車輪用軸受部と、モータ部の回転角を検出するレゾルバと、少なくともモータ部を収容するケーシングとを備え、レゾルバは、モータ部の回転軸に取付けられるロータと、ケーシングに取付けられるステータとを有するインホイールモータ駆動装置であって、ステータをケーシングとの間で軸方向に押さえる押さえ板をさらに備え、押さえ板はその円周方向の複数位置でステータを軸方向に押さえる複数の爪部と、爪部と円周方向で異なる位置に設けられ、ボルトでケーシングに固定されるボルト固定部とを一体的に有する点をもって特徴付けられる。 The solution to the above problems is achieved by the in-wheel motor drive device according to the present invention. That is, this drive device includes a motor unit that drives the wheels, a wheel bearing unit that rotationally supports the wheels, a resolver that detects the rotation angle of the motor unit, and at least a casing that accommodates the motor unit. An in-wheel motor drive device having a rotor attached to a rotating shaft of a motor unit and a stator attached to a casing, further provided with a holding plate that holds the stator between the casing in the axial direction, and the holding plate is a circle thereof. It is characterized by having a plurality of claws that press the stator axially at multiple positions in the circumferential direction and a bolt fixing portion that is provided at different positions in the circumferential direction from the claw and is fixed to the casing with bolts. Attached.
このように、本発明に係るインホイールモータ駆動装置では、レゾルバのステータをケーシングとの間で軸方向に押さえる押さえ板を備えると共に、当該押さえ板にその円周方向の複数位置でステータを軸方向に押さえる複数の爪部と、爪部と円周方向で異なる位置にボルト固定部とを一体的に設けるようにした。このように、ともに押さえ板の一部をなす複数の爪部とボルト固定部とを押さえ板の円周方向で異なる位置に設けることによって、爪部とボルト固定部との距離を十分にとった状態で、押さえ板をボルトでケーシングに固定することができる。これにより、爪部(又はボルト固定部から爪部に至る部分)を比較的容易に軸方向に弾性変形させることができるので、特許文献2に記載のようにステータとケーシングとの間に弾性リングを介在させずとも、ステータの軸方向寸法のばらつきを吸収して、言い換えると爪部によるステータ端面の押さえ位置を弾力的に調整してステータを軸方向に位置決め固定できる。また、押さえ板であれば例えば金属など、振動に強い材料で弾性変形する部分を含む押さえ板を形成することができるので、ばね下振動などインホイールモータ駆動装置に特有の振動が作用する環境下においても、優れた位置決め精度を維持することができる。従って、レゾルバによる優れた検知性能を継続して安定的に発揮することが可能となる。 As described above, the in-wheel motor drive device according to the present invention is provided with a holding plate that presses the stator of the resolver in the axial direction between the resolver and the casing, and the holding plate holds the stator at a plurality of positions in the circumferential direction in the axial direction. A plurality of claws to be pressed down and a bolt fixing portion are integrally provided at different positions in the circumferential direction from the claws. In this way, by providing a plurality of claws and bolt fixing portions, both of which form a part of the holding plate, at different positions in the circumferential direction of the holding plate, a sufficient distance between the claws and the bolt fixing portions is obtained. In this state, the holding plate can be bolted to the casing. As a result, the claw portion (or the portion extending from the bolt fixing portion to the claw portion) can be elastically deformed in the axial direction relatively easily. Therefore, as described in Patent Document 2, an elastic ring is formed between the stator and the casing. The stator can be positioned and fixed in the axial direction by absorbing variations in the axial dimensions of the stator, in other words, elastically adjusting the holding position of the stator end surface by the claws without interposing. Further, if it is a holding plate, it is possible to form a holding plate including a portion that is elastically deformed by a material resistant to vibration such as metal, so that in an environment where vibration peculiar to an in-wheel motor drive device such as unsprung vibration acts. However, excellent positioning accuracy can be maintained. Therefore, it is possible to continuously and stably exhibit the excellent detection performance of the resolver.
また、本発明のように、押さえ板の爪部とボルト固定部とを円周方向で異なる位置に設けることによって、ボルト固定部を、爪部と干渉することなく径方向内側に配置することができる。これにより、押さえ板の外径寸法が増大するのを防いで、ケーシングひいてはインホイールモータ駆動装置の大型化を防止することが可能となる。従って、インホイールモータ駆動装置と周辺部品との干渉を避けつつも、レゾルバの位置決めを高精度に行うことができる。もちろん本発明によれば、ボルトでステータを挟持固定することができるので、特許文献1のように嵌合固定面を設けるためにケーシングを外径側に拡張する必要もない。そのため、これによってもケーシングひいてはインホイールモータ駆動装置の大型化を防止して、周辺部品との干渉を避けることが可能となる。 Further, as in the present invention, by providing the claw portion of the holding plate and the bolt fixing portion at different positions in the circumferential direction, the bolt fixing portion can be arranged in the radial direction without interfering with the claw portion. it can. This makes it possible to prevent the outer diameter of the holding plate from increasing, and to prevent the casing and thus the in-wheel motor drive device from becoming larger. Therefore, the resolver can be positioned with high accuracy while avoiding interference between the in-wheel motor drive device and peripheral parts. Of course, according to the present invention, since the stator can be sandwiched and fixed by bolts, it is not necessary to extend the casing to the outer diameter side in order to provide the fitting and fixing surface as in Patent Document 1. Therefore, this also makes it possible to prevent the casing and thus the in-wheel motor drive device from becoming large in size, and to avoid interference with peripheral parts.
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、ボルト固定部が、押さえ板の円周方向で隣り合う爪部の間に設けられてもよい。 Further, in the in-wheel motor drive device according to the present invention, the bolt fixing portion may be provided between the claw portions adjacent to each other in the circumferential direction of the holding plate.
このように、ボルト固定部を、押さえ板の円周方向で隣り合う爪部の間に設けることによって、複数の爪部に対して最小限の数のボルト固定部で効果的に弾性復元力を付与することができる。そのため、上記構成によれば、押さえ板全体の更なる小型化を図りつつも、良好な位置決め性能を発揮することが可能となる。 In this way, by providing the bolt fixing portions between the claws adjacent to each other in the circumferential direction of the holding plate, the elastic restoring force can be effectively applied to a plurality of claws with a minimum number of bolt fixing portions. Can be granted. Therefore, according to the above configuration, it is possible to exhibit good positioning performance while further reducing the size of the entire holding plate.
また、この場合、本発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、爪部が、押さえ板の円周方向の三箇所以上に設けられてもよい。 Further, in this case, in the in-wheel motor drive device according to the present invention, the claws may be provided at three or more positions in the circumferential direction of the holding plate.
このように爪部を少なくとも押さえ板の円周方向の三箇所に設けることによって、ステータを傾きなく確実に軸方向に向けて押さえることができる。よって、優れた位置決め精度を安定的に得ることが可能となる。 By providing the claws at least at three positions in the circumferential direction of the pressing plate in this way, the stator can be reliably pressed in the axial direction without tilting. Therefore, it is possible to stably obtain excellent positioning accuracy.
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、爪部とボルト固定部とは、腕部を介して押さえ板の円周方向で互いに連結され、腕部は押さえ板の径方向外側に膨らむように湾曲した形状をなすものであってもよい。 Further, in the in-wheel motor drive device according to the present invention, the claw portion and the bolt fixing portion are connected to each other in the circumferential direction of the holding plate via the arm portion, and the arm portion bulges outward in the radial direction of the holding plate. It may have a curved shape as described above.
このように、爪部とボルト固定部とを腕部を介して連結すると共に、この腕部を押さえ板の径方向外側に膨らむように湾曲した形状とすることによって、ステータとの不要な干渉を回避しつつ爪部とボルト固定部との間に実質的に必要な距離(所要の弾性変形に必要な距離)を確保することができる。従って、上記構成によれば、過度な締付け力を加ええずとも腕部に大きな弾性変形を生じさせることができるので、押さえ板の大型化を避けて、ステータの軸方向寸法のばらつきに容易に対応することが可能となる。また、押さえ板に所要の強度を確保しつつも十分な弾性変形を得ることが可能となる。 In this way, the claw portion and the bolt fixing portion are connected via the arm portion, and the arm portion is curved so as to bulge outward in the radial direction of the holding plate, thereby preventing unnecessary interference with the stator. While avoiding it, it is possible to secure a substantially required distance (distance required for the required elastic deformation) between the claw portion and the bolt fixing portion. Therefore, according to the above configuration, a large elastic deformation can be generated in the arm portion without applying an excessive tightening force, so that it is possible to avoid an increase in the size of the holding plate and easily vary the axial dimensions of the stator. It becomes possible to correspond. In addition, it is possible to obtain sufficient elastic deformation while ensuring the required strength of the holding plate.
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、押さえ板の外周縁のうち、爪部の外周に位置する部分が押さえ板の径方向内側に後退していてもよい。 Further, in the in-wheel motor drive device according to the present invention, the portion of the outer peripheral edge of the pressing plate located on the outer periphery of the claw portion may be retracted inward in the radial direction of the pressing plate.
レゾルバをインホイールモータに組み込むに際しては、通常、モータ部を収容するケーシングのうちモータ部のインボード側を開口した形状とし、この開口部からモータ部の回転軸にレゾルバのロータを取付け、ステータをケーシングに取付ける。そして、レゾルバの組付けが完了した後、ケーシングの開口部を所定のカバー部材で閉塞し、ボルト等によりカバー部材をケーシングに固定する。このようにボルトでカバー部材をケーシングに固定する場合、ボルトの挿通スペースは、押さえ板との干渉を避けるためにレゾルバステータの外周縁よりもさらに径方向外側(押さえ板の外周縁よりも径方向外側)にせざるを得ず、結果として、ケーシングの大径化を招くといった問題があった。これに対して、本発明では、押さえ板の外周縁のうち爪部の外周に位置する部分が押さえ板の径方向内側に後退した形状としたので、後退した部分、すなわち押さえ板の最外径部よりも径方向内側の位置にボルトの挿通スペースを設けることができる。よって、押さえ板及びカバー部材をともにケーシングにボルト締めで固定できつつも、カバー部材及びケーシングの大径化を防ぐことが可能となる。 When incorporating a resolver into an in-wheel motor, normally, the inboard side of the motor portion of the casing accommodating the motor portion is opened, and the rotor of the resolver is attached to the rotating shaft of the motor portion from this opening to attach the stator. Attach to the casing. Then, after the assembly of the resolver is completed, the opening of the casing is closed with a predetermined cover member, and the cover member is fixed to the casing with a bolt or the like. When the cover member is fixed to the casing with bolts in this way, the insertion space for the bolts is more radial outside than the outer peripheral edge of the resolver stator (diameter than the outer peripheral edge of the holding plate) in order to avoid interference with the holding plate. There is no choice but to use the outer side), and as a result, there is a problem that the diameter of the casing is increased. On the other hand, in the present invention, the portion of the outer peripheral edge of the pressing plate located on the outer periphery of the claw portion has a shape retracted inward in the radial direction of the pressing plate, so that the retracted portion, that is, the outermost diameter of the pressing plate A bolt insertion space can be provided at a position radially inside the portion. Therefore, while both the holding plate and the cover member can be fixed to the casing by bolting, it is possible to prevent the diameter of the cover member and the casing from increasing.
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、押さえ板は、ばね鋼で形成されていてもよい。 Further, in the in-wheel motor drive device according to the present invention, the holding plate may be made of spring steel.
押さえ板には、上述のように、ボルトでケーシングに固定した際に所要の弾性変形を生じる限りにおいて任意の材料が適用可能であり、例えば鋼材などが好適であるが、その中でもばね鋼が好ましい。ばね鋼は他の鋼材に比べて弾性域が広いといった特徴を有するため、押さえ板としての強度は保ちつつも、押さえ板に要求される弾性変形を比較的容易に発揮することが可能となる。 As described above, any material can be applied to the holding plate as long as it causes the required elastic deformation when it is fixed to the casing with bolts. For example, a steel material is preferable, and among them, a spring steel is preferable. .. Since spring steel has a feature that the elastic range is wider than that of other steel materials, it is possible to relatively easily exert the elastic deformation required for the holding plate while maintaining the strength as the holding plate.
以上のように、本発明によれば、インホイールモータ駆動装置と周辺部品との干渉を避けつつも、レゾルバを精度よく位置決め固定して、かつこの位置精度を維持することでレゾルバによる優れた検知性能を継続して発揮することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the resolver is accurately positioned and fixed while avoiding interference between the in-wheel motor drive device and peripheral parts, and excellent detection by the resolver is achieved by maintaining this position accuracy. It is possible to continuously demonstrate the performance.
以下、本発明の第一実施形態を図1〜図5に基づき説明する。なお、以下の説明では、インホイールモータ駆動装置21を車両に搭載した状態で、車両の車軸方向において車両中央から遠い側をアウトボード側、車両中央に近い側をインボード側と称する。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the following description, with the in-wheel
図1は、図2のQ−Q線で矢視したインホイールモータ駆動装置21の縦断面図で、図2は、図1のR−R線で矢視したインホイールモータ駆動装置21の一部断面を含む正面図である。このインホイールモータ駆動装置21は、例えば電気自動車の駆動輪(車輪)を構成するホイールハウジング11(図2を参照)の内部に配設されるもので、当該駆動輪に駆動力を伝達する役割を担うものである。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the in-wheel
ここでインホイールモータ駆動装置21は、図1及び図2に示すように、回転駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aにより入力された回転駆動力を減速して出力する減速機部Bと、減速機部Bからの出力を駆動輪に伝達する車輪用軸受部Cと、モータ部Aの回転角度を検出するレゾルバDと、少なくともモータ部A及びレゾルバDを収容するケーシング22とを備えている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the in-wheel
本実施形態では、モータ部Aと減速機部Bと、レゾルバDとがケーシング22に収容されている。ケーシング22は、本実施形態では、図1に示すように、部品の組込み性を考慮して、分割(二分割又は図示の三分割以上)構造としている。この場合、各分割ケーシングをインボード側からアウトボード側にかけて順に第一分割ケーシング22a、第二分割ケーシング22b、及び第三分割ケーシング22cと称する。また、最もインボード側に位置する第一分割ケーシング22aはインボード側に開口しており、この開口部22a1がカバー部材22dにより閉塞される。カバー部材22dの第一分割ケーシング22aへの取付けは、カバー部材22dを一又は複数のボルト23で第一分割ケーシング22aに固定することにより行われる。
In the present embodiment, the motor unit A, the speed reducer unit B, and the resolver D are housed in the
図1に示すように、モータ部Aは、ケーシング22に固定されたモータステータ24と、モータステータ24の半径方向内側に所定の隙間を介して対向するように配置されたモータロータ25と、モータロータ25の半径方向内側に配置されてモータロータ25と一体的に回転するモータ回転軸26とを有するラジアルギャップ型のモータ27を具備する。このモータ27は、例えば毎分数千〜数万回転で高速回転可能である。モータステータ24は磁性体コア24aにコイル24bを巻回することによって構成され、モータロータ25は永久磁石等で構成されている。
As shown in FIG. 1, the motor unit A includes a
モータ回転軸26のアウトボード側(図1の左側)は軸受28により、インボード側(図1の右側)は軸受29により、ケーシング22に対してそれぞれ回転自在に支持されている。これら一対の軸受28,29は、モータ27と共にモータ部Aを構成している。
The outboard side (left side in FIG. 1) of the
減速機部Bは、図1に示すように、入力歯車30と、大径中間歯車31と、小径中間歯車32と、出力歯車33と、入力軸34と、中間軸35と、出力軸36とを有する。このうち、入力歯車30は中空の入力軸34と一体に形成されており、この入力軸34はスプライン嵌合(セレーション嵌合を含む。以下、同じ)によってモータ回転軸26のアウトボード側端部26aと同軸に連結されている。この場合、モータ回転軸26と入力軸34は共通の回転中心O1まわりに回転するようになっている。大径中間歯車31及び小径中間歯車32は、中間軸35と一体に形成されている。この場合、大径中間歯車31と小径中間歯車32は、共通の回転中心O2まわりに回転するようになっている。また、出力歯車33は、出力軸36と一体に形成されており、出力軸36の中心軸線となる回転中心O3まわりに回転するようになっている。
As shown in FIG. 1, the speed reducer unit B includes an
また、何れも歯車軸となる入力軸34、中間軸35、及び出力軸36は互いに平行に配置されている。このうち、入力軸34は一対の軸受37、38によって支持され、中間軸35は一対の軸受39、40によって支持され、出力軸36は一対の軸受41,42によって、それぞれケーシング22に対して回転自在に支持されている。
Further, the input shaft 34, the
また、図1に示すように、減速機部Bでは、入力歯車30と大径中間歯車31とが噛み合うと共に、大径中間歯車31と同軸の小径中間歯車32と出力歯車33とが噛み合っている。この際、大径中間歯車31の歯数は、入力歯車30と小径中間歯車32の何れの歯数よりも多く、出力歯車33の歯数は、小径中間歯車32の歯数よりも多くなるよう設定されている。以上の構成より、減速機部Bは、モータ回転軸26から入力された回転運動力を二段階に減速する減速構造をなし、入力歯車30と出力歯車33、大径中間歯車31と小径中間歯車32は、入力軸34から出力軸36に至る動力伝達経路を構成している。
Further, as shown in FIG. 1, in the speed reducer unit B, the
また、図2に示すように、減速機部Bの入力軸34の回転中心O1と車輪用軸受部Cの車軸をなす出力軸36の回転中心O3との間には、中間軸35の回転中心O2が折れ曲がった形状をなすように配置されている。このように各回転中心O1〜O3が互いに近接するように入力軸34と中間軸35、及び出力軸36を配置することにより、インホイールモータ駆動装置21の外周輪郭の小型化を図っている。
Further, as shown in FIG. 2, the rotation center of the
また、減速機部Bを構成する入力歯車30、各中間歯車31,32、及び出力歯車33としては、公知の種類の歯車が適用可能であり、例えば本実施形態でははすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、各歯車のモジュールについても任意に設定可能であるが、歯車の噛み合い率や限界の回転数などを考慮した場合、例えば1〜3程度に設定することが可能である。
Further, known types of gears can be applied as the
車輪用軸受部Cは、本実施形態では内輪回転タイプの車輪用軸受43で構成される(図1を参照)。この車輪用軸受43は、車軸としての出力軸36の外周に配置される一対の軸受内輪44,45と、これら軸受内輪44,45のさらに外周に配置される軸受外輪46と、軸受内輪44,45の外周面に形成された複列のインナレース47と、軸受外輪46の内周面に形成された複列のアウタレース48と、インナレース47とアウタレース48の間に配置された複数の転動体としての玉49と、各玉49を保持する保持器(図示省略)とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。
In the present embodiment, the wheel bearing portion C is composed of an inner ring rotation type wheel bearing 43 (see FIG. 1). The
また、軸受外輪46には半径方向外側に伸びるフランジ部50が設けられており、このフランジ部50が懸架連結部材のハブアタッチメント12にボルト51で連結されている。また、ハブアタッチメント12は、例えばフランジ部50との連結位置とは円周方向で異なる位置あるいは半径方向で異なる位置でケーシング22(ここではアウトボード側の第三分割ケーシング22c)にボルト52で連結されている。これにより、ハブアタッチメント12がインホイールモータ駆動装置21に固定される。
Further, the bearing
一方、一対の軸受内輪44,45のうちアウトボード側の軸受内輪44は、車軸としての出力軸36の外周にスプライン嵌合により固定されている。この軸受内輪44には、半径方向外側に伸びるフランジ部53が設けられている。このフランジ部53は車輪取付け用のフランジであり、例えば図1に示すように、ブレーキディスク13及び駆動輪のホイール14(何れも図1中の二点鎖線で示される)がハブボルト54で取り付けられる。以上の構成より、モータ部Aからの回転駆動力が、減速機部Bを介して減速された状態で駆動輪に伝達される。
On the other hand, of the pair of bearing
インホイールモータ駆動装置21では、モータ部Aの冷却や減速機部Bの潤滑および冷却のため、図示しないオイルポンプ(例えば回転式)で潤滑油が各部に供給される。車輪用軸受43の軸受内部はグリースにより潤滑される。
In the in-wheel
レゾルバDは、モータ27の回転角度を検出するためのもので、図1に示すように、モータ27のインボード側に配設される。詳細には、レゾルバDは、モータ回転軸26のインボード側端部26bに取付けられるレゾルバロータ55と、第一分割ケーシング22aに取付けられるレゾルバステータ56とを有する。ここでレゾルバロータ55は、所定の手段(例えば圧入)でモータ回転軸26のインボード側端部26b外周に固定され、これによりモータ回転軸26と一体に回転可能とされる。
The resolver D is for detecting the rotation angle of the
レゾルバステータ56は全体として環状をなすもので、例えば複数の円盤状鋼板をその厚み方向に積層してなる。レゾルバステータ56には一又は複数のコイル57が巻き付けられている(何れも図1を参照)。この場合、レゾルバステータ56は、図4に示すように、第一分割ケーシング22aの内周に設けた段差部22eに当接している。よって、この状態で段差部22eの反対側から押さえ板58をレゾルバステータ56に当て、ボルト59を締め付けることにより、レゾルバステータ56が軸方向の位置決めを伴って段差部22eと押さえ板58とで挟持固定され得る。なお、段差部22eよりもインボード側の内周面22fは、レゾルバステータ56に対して径方向の位置決めが可能な程度のはめ合いを有するようにその内径寸法を調整するのがよい。なお、図4においては、レゾルバロータ55とモータ回転軸26の双方を省略している。
The
押さえ板58は、図3に示すように、径方向内側に延びる複数の爪部60と、ボルト59により第一分割ケーシング22aに押さえ板58を固定可能とするためのボルト固定部61とを一体的に有する。この場合、ボルト固定部61には、ボルト59を挿通可能な挿通穴62が形成されており(図4を参照)、第一分割ケーシング22aに設けられた締結穴22gと挿通穴62との位置を合わせた状態でボルト59を挿通し、締め付けることで、押さえ板58の円周方向複数位置に設けられた爪部60でレゾルバステータ56を軸方向に押さえ可能としている。
As shown in FIG. 3, the
爪部60とボルト固定部61とは互いに円周方向で異なる位置に設けられている。また、爪部60はレゾルバステータ56と径方向で重複し、かつコイル57の外周縁よりも径方向外側に位置している(径方向に離れている)。一方、ボルト固定部61はレゾルバステータ56の外周縁よりも径方向外側に位置している。そのため、ボルト59の締付けにより押さえ板58をレゾルバステータ56に押し付けた状態において、爪部60のみがレゾルバステータ56と当接し、ボルト固定部61を含む押さえ板58の残部とレゾルバステータ56との干渉は生じない。
The
本実施形態では、爪部60とボルト固定部61はともに押さえ板58の一部として形成されている。そして、爪部60とボルト固定部61とは、押さえ板58の円周方向に延びる腕部63で相互に連結されている。ここで、図4に示すように、ボルト固定部61の座面61a(第一分割ケーシング22aと当接する側の表面)の車軸方向位置をP1、爪部60の座面60a(レゾルバステータ56の軸方向端面と当接する側の表面)の車軸方向位置P2としたとき、これら座面60a,61aの車軸方向位置P1,P2は、以下に述べるような条件を満たすように設定されるのがよい。すなわち、押さえ板58が何らの変形も生じていない状態における爪部60の座面60aとボルト固定部61の座面61aは同一平面上にあっても無くてもかまわないが、押さえ板58をボルト59でケーシング22aに固定したときに、ボルト固定部61の座面61aの車軸方向位置P1に対する爪部60の座面60aの車軸方向位置P2がボルト59による固定前の状態と比べてインボード側に確実に移動するように、各座面60a,61aの車軸方向位置P1,P2を設定することが肝要である。レゾルバステータ56は、上述のように、複数の鋼板をその厚み方向に積層してなることが多いために、どうしても軸方向寸法のばらつきが大きくなりやすい(寸法公差が大きくなりやすい)。そのため、例えば実際の軸方向寸法が公差の下限であった場合においても押さえ板58(の腕部63)が弾性変形を生じて爪部60によりレゾルバステータ56を軸方向に確実に押さえることができるように、各座面60a,61aの車軸方向位置P1,P2を設定することが望ましい。
In the present embodiment, both the
なお、爪部60とボルト固定部61の配置、個数は原則として任意であるが、本実施形態では、押さえ板58の円周方向で隣り合う爪部60の間にボルト固定部61が配設されている。また、爪部60は押さえ板58の円周方向の三箇所に設けられている(すなわち爪部60の個数は三つ)。図示例では、押さえ板58はその円周方向の一部が欠けた形状(C形状)をなしているので、三つの爪部60と、二つのボルト固定部61とが互いに円周方向の異なる位置に配設されている。
In principle, the arrangement and number of the
また、本実施形態では、爪部60とボルト固定部61とを連結する腕部63が、押さえ板58の径方向外側に膨らむように湾曲した形状をなしている(図3を参照)。これにより、腕部63の幅方向寸法を大きくすることなく腕部63の長さを極力大きくとることができるので、腕部63をさらに弾性変形させ易くなる。また、外径側に膨らむように腕部63を湾曲させているので、レゾルバステータ56と干渉する心配もない。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、押さえ板58の外周縁のうち爪部60の外周に位置する部分が押さえ板58の径方向内側に後退している(図3を参照)。ここで、図1に示すように、カバー部材22dは第一分割ケーシング22aにボルト23で固定される。そのため、押さえ板58の外周縁形状を上述のように設計することにより、ボルト23をカバー部材22dの最外径部(外接円と接する部分)よりも径方向内側に寄せた位置に設けることができる。よって、押さえ板58及びカバー部材22dをともに第一分割ケーシング22aにボルト締めで固定できつつも、カバー部材22d及び第一分割ケーシング22aの大径化を防ぐことが可能となる。
Further, in the present embodiment, the portion of the outer peripheral edge of the
上記構成の押さえ板58は任意の材料で形成することができるが、上述のように押さえ板58のボルト締付け時における弾性変形性を考慮した場合、押さえ板58を金属、特にばね鋼で形成するのがよい。もちろん、腕部63の弾性変形性は、例えば押さえ板58の厚み寸法、腕部63の長さなどを適宜調整することも可能であるから、条件によっては、金属に限らず樹脂などより汎用で低コストな材料を選択することも可能である。
The holding
上記構成のインホイールモータ駆動装置21は、ホイールハウジング11(図2を参照)の内部に収容され、ばね下荷重に影響するため、小型軽量化が必須である。上述した平行軸歯車式の減速機部Bをモータ部Aと組み合わせることで、低トルクかつ高回転型でありかつ小型のモータ27を使用することが可能となる。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置21を実現することができ、ばね下重量を抑えて走行安定性およびNVH特性に優れた電気自動車を得ることができる。
Since the in-wheel
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置21においては、上述したように、レゾルバステータ56をケーシング22(第一分割ケーシング22a)との間で軸方向に押さえる押さえ板58を備えると共に、この押さえ板58にその円周方向の複数位置でレゾルバステータ56を軸方向に押さえる複数の爪部60と、爪部60と円周方向で異なる位置にボルト固定部61とを一体的に設けるようにした。このように、ともに押さえ板58の一部をなす複数の爪部60とボルト固定部61とを押さえ板58の円周方向で異なる位置に設けることによって、爪部60とボルト固定部61との距離を十分にとった状態で、押さえ板58をボルト59で第一分割ケーシング22aに固定することができる。これにより、爪部60又は爪部60とボルト固定部61との連結部分となる腕部63を比較的容易に軸方向に弾性変形させることができるので、言い換えると、押さえ板58を一種の板ばねとして機能させることができるので、従来のようにレゾルバステータ56と第一分割ケーシング22aとの間に弾性リングを介在させずとも、レゾルバステータ56の軸方向寸法のばらつきを吸収して、レゾルバステータ56を軸方向に位置決め固定できる。また、押さえ板58であれば振動に強い材料で弾性変形する部分(ここでは主に腕部63)を含む押さえ板58を形成することができるので、ばね下振動などインホイールモータ駆動装置21に特有の振動が作用する環境下においても、優れた位置決め精度を維持することができる。従って、レゾルバDによる優れた検知性能を継続して安定的に発揮することが可能となる。
Further, in the in-wheel
また、本発明のように、押さえ板58の爪部60とボルト固定部61とを円周方向で異なる位置に設けることによって、ボルト固定部61を、爪部60と干渉することなく径方向内側に配置することができる。これにより、押さえ板58の外径寸法が増大するのを防いで、第一分割ケーシング22aひいてはインホイールモータ駆動装置21の大型化を防止することが可能となる。従って、インホイールモータ駆動装置21(特にレゾルバD取付け部の径方向外側)と周辺部品との干渉を避けつつも、レゾルバDの位置決めを高精度に行うことができる。もちろん本発明によれば、ボルト59でレゾルバステータ56を第一分割ケーシング22aに固定することができるので、従来のように嵌合固定面を設けるために第一分割ケーシング22aを外径側に拡張する必要もない。そのため、これによっても第一分割ケーシング22aひいてはインホイールモータ駆動装置21の大型化を防止して、周辺部品との干渉を避けることが可能となる。
Further, as in the present invention, by providing the
以下、本発明の一実施形態を説明したが、このインホイールモータ駆動装置21は上記実施形態には限定されず、本発明の範囲内で任意の形態をとることが可能である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention has been described, but the in-wheel
例えば上記実施形態では、爪部60が押さえ板58の円周方向の三箇所に設けられた場合を例示したが、もちろんこれには限られない。爪部60の円周方向の二箇所に設けてもよく、あるいは四箇所以上に設けてもよい。また、上記実施形態では、円周方向で隣り合う爪部60の間にボルト固定部61を配設した場合を例示したが、もちろんこれ以外の配置態様をとることも可能である。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、爪部60の厚み寸法がボルト固定部61及び腕部63の厚み寸法に等しい場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば爪部60の厚み寸法を腕部63よりも大きくすることも可能である(言い方を変えると、腕部63の厚み寸法を爪部60又はボルト固定部61の厚み寸法よりも小さくすることも可能である)。あるいは、爪部60の厚み寸法を押さえ板58の径方向内側に向かうにつれて減少させた形状とすることも可能である。さらには爪部60の平面形状についても特に制限はなく、レゾルバステータ56の円周方向の一部を軸方向に押さえ可能な限りにおいて任意の形状の爪部60を採用することができる。
Further, in the above embodiment, the case where the thickness dimension of the
また、上記実施形態では、爪部60とボルト固定部61とを連結する腕部63が押さえ板58の径方向外側に膨らむように湾曲した形状をなす場合を例示したが(図3を参照)、もちろんこれ以外の形状をとることも可能である。例えば図示は省略するが、腕部63を直線的に延びる形状とし、腕部63の両端に爪部60とボルト固定部61とが連結される構造としてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、爪部60とボルト固定部61、及び腕部63を何れも同一の材料で一体に形成した場合を例示したが、もちろんこれには限定されない。例えば爪部60を押さえ板58本体とは別体に形成し、腕部63の端部に爪部60を取り付けた構造をとることも可能である。
Further, in the above embodiment, the case where the
11 ホイールハウジング
12 ハブアタッチメント
13 ブレーキディスク
14 ホイール
21 インホイールモータ駆動装置
22 ケーシング
22a,22b,22c 分割ケーシング
22d カバー部材
23 ボルト
24 モータステータ
25 モータロータ
26 モータ回転軸
27 モータ
30 入力歯車
31,32 中間歯車
33 出力歯車
34 入力軸
35 中間軸
36 出力軸
28,29,37,38,39,40,41,42 軸受
43 車輪用軸受
44,45 軸受内輪
46 軸受外輪
50,53 フランジ部
55 レゾルバロータ
56 レゾルバステータ
57 コイル
58 押さえ板
59 ボルト
60 爪部
61 ボルト固定部
62 挿通穴
63 腕部
A モータ部
B 減速機部
C 車輪用軸受部
D レゾルバ
P1,P2 車軸方向位置
Claims (6)
前記レゾルバは、前記モータ部の回転軸に取付けられるロータと、前記ケーシングに取付けられるステータとを有するインホイールモータ駆動装置であって、
前記ステータを前記ケーシングとの間で軸方向に押さえる押さえ板をさらに備え、
前記押さえ板はその円周方向の複数位置で前記ステータを軸方向に押さえる複数の爪部と、前記爪部と円周方向で異なる位置に設けられ、ボルトで前記ケーシングに固定されるボルト固定部とを一体的に有するインホイールモータ駆動装置。 A motor unit that drives the wheels, a wheel bearing unit that rotationally supports the wheels, a resolver that detects the rotation angle of the motor unit, and a casing that houses at least the motor unit are provided.
The resolver is an in-wheel motor drive device having a rotor attached to a rotating shaft of the motor unit and a stator attached to the casing.
Further provided with a holding plate for axially pressing the stator with the casing
The holding plate has a plurality of claws that press the stator in the axial direction at a plurality of positions in the circumferential direction, and a bolt fixing portion that is provided at different positions in the circumferential direction from the claws and is fixed to the casing with bolts. An in-wheel motor drive device that integrally has.
前記腕部は前記押さえ板の径方向外側に膨らむように湾曲した形状をなす請求項1〜3の何れか一項に記載のインホイールモータ駆動装置。 The claw portion and the bolt fixing portion are connected to each other in the circumferential direction of the holding plate via the arm portion.
The in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the arm portion has a shape curved so as to bulge outward in the radial direction of the holding plate.
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