JP4221580B2 - 車両駆動用減速機付きインホイールモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の駆動輪のホイールに収納される車両駆動用減速機付きインホイールモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車の駆動装置として、減速機を内蔵したモータを各車輪のホイール内に収納した減速機付きインホイールモータがある。この減速機付きインホイールモータは、所要の出力を４台のモータで分担できるため、１台当たりのモータの容量は小さくてよい。減速ギヤを内蔵することで、モータの回転制御と車輪の回転制御とを合わせることができ、低速大トルクを得ることが可能である。デフ等のギヤ損失がなくなる。低床化が容易に実現できる等の利点がある。
【０００３】
このような駆動用減速機付きインホイールモータとしては、減速機として平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールの内方側に平行軸式歯車減速機を配置し、ホイールの外方側（開口側）に駆動用モータを配置した構造もの（例えば、特許文献１参照。）、或いは、減速機として遊星歯車式減速機を使用した構造のものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３３７２７９号公報（図３）
【特許文献２】
特開平６−４８１９１号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、減速機として平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールの内方側に平行軸式歯車減速機を配置し、ホイールの外方側に駆動用モータを配置した構造ものは、ホイールが小さい場合には、駆動用モータのように外径が大きい部品がホイール内に収まらず張り出してしまい、地面とのクリアランスが少なくなり、石等の障害物と接触する虞があり、モータ部分を損傷したり、車両へのダメージを与え易くなる。また、減速機として遊星歯車式減速機を使用した構造のものは、構造が複雑なためコストが高くなる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、低コストで強度が高い平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールから部品が張り出した場合でも地面とのクリアランスが確保できる車両駆動用減速機付きインホイールモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、車両駆動用減速機付きインホイールモータにおいて、車輪のホイール側に配置され、中空の出力軸を有するモータと、車体側に配置され、前記ホイールに前記出力軸の駆動力を伝達する平行軸式歯車減速機とを備え、この平行軸式歯車減速機は、モータの出力軸内に挿通され、平行軸式歯車減速機の出力をホイールに伝達する車輪軸と、出力軸と車輪軸との間に設けられ、車輪軸に出力軸を回転自在に支持する軸受と、車輪軸上方又は側方に配置された減速用歯車と含んでいる。
【０００８】
モータが回転して出力軸が回転すると平行軸式歯車減速機を介して車輪軸が減速回転駆動され、ホイールと共に車輪が回転駆動される。これにより、車両が駆動される。車両駆動用減速機付きインホイールモータのケースは、内蔵する平行軸式歯車減速機の減速用歯車の回転軸が車輪軸の上方又は側方に平行配置されていることで、歯車減速機の下側の外形が小さくなり、歯車減速機がホイール内に納まらないような場合でも地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となる。これにより、タイヤ周りのスペースが確保され、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、駆動モータを損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。
【０００９】
また、請求項１の発明では、モータの出力を平行軸式歯車減速機に伝達する出力軸を中空とし、この出力軸内に平行軸式歯車減速機の出力を車輪に伝達する車輪軸が軸受を介して挿通されている。これにより、コンパクトな構成で、ホイール側に配置されたモータの出力を車体側に配置された平行軸式歯車減速機を介して車輪に伝達することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明に係る駆動用減速機付きインホイールモータを備えた車両の車輪の断面図である。図１に示すように駆動車輪（以下単に「車輪」という」１は、タイヤ２が装着されたホイール３に駆動用減速機付きインホイールモータ５が収納されている。駆動用減速機付きインホイールモータ５は、駆動モータ６と平行軸式歯車減速機７とからなり、歯車減速機７は、駆動モータ６のケース８に内蔵されている。そして、駆動用減速機付きインホイールモータ５は、外径がホイール３の内径よりも小径とされ、駆動モータ６がホイール３の底面３ａ側（内方）に位置して収納され、歯車減速機７がホイール３の開口３ｂ側（外方）に位置するように配置されている。ホイール３の底面３ａには中央の軸孔３ｂの周りにボルト孔３ｃが周方向に複数等配されている。
【００１１】
駆動モータ６の固定子（ステータ）１１は、ケース８の内周面に固定されており、回転子（ロータ）１２の回転軸（以下「出力軸」という）１３は、中空軸とされ一端に歯車１４が一体に設けられている。出力軸１３の他端は、軸受１５を介してケース８に軸支されている。車輪軸１６は、出力軸１３内を僅かな間隙を存して同心的に挿通され、両端が軸受１７、１８を介してケース８に軸支されている。出力軸１３の一端は、軸受１９を介して車輪軸１６に相対回転自在に軸支されている。車輪軸１６の一端側には出力軸１３の歯車１４と並んで歯車２１が一体に設けられている。歯車２１は、歯車１４よりも大径とされている。
【００１２】
これらの歯車１４と２１との間には減速用歯車２３と２４とが介在されている。減速用歯車２３と２４は、回転軸２２に一体に設けられており、軸２２は、車輪軸１６と平行に、且つ当該車輪軸１６の上方例えば、真上位置に配置され、両端が軸受２５、２６を介してケース８に軸支されている。歯車２４は、歯車２３よりも小径とされ、歯車２３は、出力軸１３の歯車１４と噛合し、歯車２３は、車輪軸１６の歯車２１と噛合している。これらの歯車１４、２１、２３及び２４により平行軸式歯車減速機７が構成されている。歯車減速機７は、減速用歯車２３、２４が車輪軸１６の上方に配置されていることで、車輪軸１６の歯車２１の下方のスペースを小さくすることができ、これに伴いケース８の当該歯車２１の下側８ａの外形を小さくすることができる。
【００１３】
また、車輪軸１６の一端に回転センサ３０が設けられている。この回転センサ３０は、車輪軸１６の一端に固定された歯車３１と、この歯車３１の歯３１ａを検出するセンサ３２から成り、単位時間当たりの歯数を検出することで車輪１の回転速度を検出する。
車輪軸１６の他端は、ケース８から突出して円板状の支持板２７が固定されている。支持板２７は、ホイール３の底面３ａに中央の軸孔３ｂの周りに設けられている複数の取付ボルト孔の夫々と対応してウェルドボルト孔２８が設けられている。駆動モータ６は、ホイール３内に収納され、車輪軸１６の他端がホイール３の中央の孔３ｃを貫通し、支持板２７がホイール３の底面３ａにウェルドボルト２８、固定ナット２９により固定されて一体とされる。また、ケース８が取付部材を介して車体側（何れも図示せず）に固定される。この状態において歯車減速機７は、ホイール３内に納まらずに開口３ｂからはみ出している。
【００１４】
以下に作用を説明する。
駆動モータ６に通電され、回転子１２が回転して出力軸１３が回転すると、当該出力軸１３と一体に歯車１４が回転する。歯車１４の回転は、減速用歯車２３、２４を介して歯車２１に伝達され、回転数が減速されると共にトルクが増大される。車輪軸１６は、歯車２１と一体に回転してホイール３即ち、車輪１を回転駆動する。これにより、車両が駆動される。
【００１５】
ケース８は、内蔵する歯車減速機７の減速用歯車２３、２４が車輪軸１６の上方に配置されていることで、歯車減速機７の下側８ａの外形が小さくなり、歯車減速機７がホイール３内に納まらない図示のような場合でも地面までのクリアランスＨを大きく取ることが可能となる。これにより、従来の駆動用減速機付きインホイールモータに比べてタイヤ周りのスペースが確保される。この結果、駆動用減速機付きインホイールモータ５は、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、駆動モータ６を損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。
【００１６】
尚、上記実施例においては歯車減速機７の減速用歯車２３、２４の回転軸２２を車輪軸１６の上方（真上）位置に平行に配置したが、これに限るものではなく、車輪軸１６に対して車両前後方向に平行に配置してもケース８の歯車減速機７の下側８ａから地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明では、車両駆動用減速機付きインホイールモータにおいて、車輪のホイール側に配置されたモータと、車体側に配置されると共に車輪軸上方又は側方に減速用歯車が配置された平行軸式歯車減速機とを有する構成とすることで、低コストで強度が高い平行軸式歯車減速機を使用し、且つ前記歯車減速機を内蔵したモータのケースの前記歯車減速機の下側の外形を小さくすることが可能となり、前記歯車減速機がホイール内に納まらないような場合でも地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となり、タイヤ周りのスペースが確保され、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、モータを損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。これにより、車両駆動用減速機付きインホイールモータの耐久性が向上する。
【００１８】
また、請求項１の発明では、モータの出力を平行軸式歯車減速機に伝達する出力軸を中空とし、この出力軸内に平行軸式歯車減速機の出力を車輪に伝達する車輪軸が軸受を介して挿通されているので、コンパクトな構成で、ホイール側に配置されたモータの出力を車体側に配置された平行軸式歯車減速機を介して車輪に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動用減速機付きインホイールモータを備えた車両の車輪の断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動車輪（車輪）
２ タイヤ
３ ホイール
５ 駆動用減速機付きインホイールモータ
６ 駆動モータ
７ 歯車減速機
８ ケース
１３ 出力軸（回転軸）
１６ 車輪軸
１４、２１ 歯車
２２ 回転軸
２３、２４ 減速用歯車
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の駆動輪のホイールに収納される車両駆動用減速機付きインホイールモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車の駆動装置として、減速機を内蔵したモータを各車輪のホイール内に収納した減速機付きインホイールモータがある。この減速機付きインホイールモータは、所要の出力を４台のモータで分担できるため、１台当たりのモータの容量は小さくてよい。減速ギヤを内蔵することで、モータの回転制御と車輪の回転制御とを合わせることができ、低速大トルクを得ることが可能である。デフ等のギヤ損失がなくなる。低床化が容易に実現できる等の利点がある。
【０００３】
このような駆動用減速機付きインホイールモータとしては、減速機として平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールの内方側に平行軸式歯車減速機を配置し、ホイールの外方側（開口側）に駆動用モータを配置した構造もの（例えば、特許文献１参照。）、或いは、減速機として遊星歯車式減速機を使用した構造のものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３３７２７９号公報（図３）
【特許文献２】
特開平６−４８１９１号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、減速機として平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールの内方側に平行軸式歯車減速機を配置し、ホイールの外方側に駆動用モータを配置した構造ものは、ホイールが小さい場合には、駆動用モータのように外径が大きい部品がホイール内に収まらず張り出してしまい、地面とのクリアランスが少なくなり、石等の障害物と接触する虞があり、モータ部分を損傷したり、車両へのダメージを与え易くなる。また、減速機として遊星歯車式減速機を使用した構造のものは、構造が複雑なためコストが高くなる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、低コストで強度が高い平行軸式歯車減速機を使用し、ホイールから部品が張り出した場合でも地面とのクリアランスが確保できる車両駆動用減速機付きインホイールモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、車両駆動用減速機付きインホイールモータにおいて、車輪のホイール側に配置され、中空の出力軸を有するモータと、車体側に配置され、前記ホイールに前記出力軸の駆動力を伝達する平行軸式歯車減速機とを備え、この平行軸式歯車減速機は、モータの出力軸内に挿通され、平行軸式歯車減速機の出力をホイールに伝達する車輪軸と、出力軸と車輪軸との間に設けられ、車輪軸に出力軸を回転自在に支持する軸受と、車輪軸上方又は側方に配置された減速用歯車と含んでいる。
【０００８】
モータが回転して出力軸が回転すると平行軸式歯車減速機を介して車輪軸が減速回転駆動され、ホイールと共に車輪が回転駆動される。これにより、車両が駆動される。車両駆動用減速機付きインホイールモータのケースは、内蔵する平行軸式歯車減速機の減速用歯車の回転軸が車輪軸の上方又は側方に平行配置されていることで、歯車減速機の下側の外形が小さくなり、歯車減速機がホイール内に納まらないような場合でも地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となる。これにより、タイヤ周りのスペースが確保され、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、駆動モータを損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。
【０００９】
また、請求項１の発明では、モータの出力を平行軸式歯車減速機に伝達する出力軸を中空とし、この出力軸内に平行軸式歯車減速機の出力を車輪に伝達する車輪軸が軸受を介して挿通されている。これにより、コンパクトな構成で、ホイール側に配置されたモータの出力を車体側に配置された平行軸式歯車減速機を介して車輪に伝達することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明に係る駆動用減速機付きインホイールモータを備えた車両の車輪の断面図である。図１に示すように駆動車輪（以下単に「車輪」という」１は、タイヤ２が装着されたホイール３に駆動用減速機付きインホイールモータ５が収納されている。駆動用減速機付きインホイールモータ５は、駆動モータ６と平行軸式歯車減速機７とからなり、歯車減速機７は、駆動モータ６のケース８に内蔵されている。そして、駆動用減速機付きインホイールモータ５は、外径がホイール３の内径よりも小径とされ、駆動モータ６がホイール３の底面３ａ側（内方）に位置して収納され、歯車減速機７がホイール３の開口３ｂ側（外方）に位置するように配置されている。ホイール３の底面３ａには中央の軸孔３ｂの周りにボルト孔３ｃが周方向に複数等配されている。
【００１１】
駆動モータ６の固定子（ステータ）１１は、ケース８の内周面に固定されており、回転子（ロータ）１２の回転軸（以下「出力軸」という）１３は、中空軸とされ一端に歯車１４が一体に設けられている。出力軸１３の他端は、軸受１５を介してケース８に軸支されている。車輪軸１６は、出力軸１３内を僅かな間隙を存して同心的に挿通され、両端が軸受１７、１８を介してケース８に軸支されている。出力軸１３の一端は、軸受１９を介して車輪軸１６に相対回転自在に軸支されている。車輪軸１６の一端側には出力軸１３の歯車１４と並んで歯車２１が一体に設けられている。歯車２１は、歯車１４よりも大径とされている。
【００１２】
これらの歯車１４と２１との間には減速用歯車２３と２４とが介在されている。減速用歯車２３と２４は、回転軸２２に一体に設けられており、軸２２は、車輪軸１６と平行に、且つ当該車輪軸１６の上方例えば、真上位置に配置され、両端が軸受２５、２６を介してケース８に軸支されている。歯車２４は、歯車２３よりも小径とされ、歯車２３は、出力軸１３の歯車１４と噛合し、歯車２３は、車輪軸１６の歯車２１と噛合している。これらの歯車１４、２１、２３及び２４により平行軸式歯車減速機７が構成されている。歯車減速機７は、減速用歯車２３、２４が車輪軸１６の上方に配置されていることで、車輪軸１６の歯車２１の下方のスペースを小さくすることができ、これに伴いケース８の当該歯車２１の下側８ａの外形を小さくすることができる。
【００１３】
また、車輪軸１６の一端に回転センサ３０が設けられている。この回転センサ３０は、車輪軸１６の一端に固定された歯車３１と、この歯車３１の歯３１ａを検出するセンサ３２から成り、単位時間当たりの歯数を検出することで車輪１の回転速度を検出する。
車輪軸１６の他端は、ケース８から突出して円板状の支持板２７が固定されている。支持板２７は、ホイール３の底面３ａに中央の軸孔３ｂの周りに設けられている複数の取付ボルト孔の夫々と対応してウェルドボルト孔２８が設けられている。駆動モータ６は、ホイール３内に収納され、車輪軸１６の他端がホイール３の中央の孔３ｃを貫通し、支持板２７がホイール３の底面３ａにウェルドボルト２８、固定ナット２９により固定されて一体とされる。また、ケース８が取付部材を介して車体側（何れも図示せず）に固定される。この状態において歯車減速機７は、ホイール３内に納まらずに開口３ｂからはみ出している。
【００１４】
以下に作用を説明する。
駆動モータ６に通電され、回転子１２が回転して出力軸１３が回転すると、当該出力軸１３と一体に歯車１４が回転する。歯車１４の回転は、減速用歯車２３、２４を介して歯車２１に伝達され、回転数が減速されると共にトルクが増大される。車輪軸１６は、歯車２１と一体に回転してホイール３即ち、車輪１を回転駆動する。これにより、車両が駆動される。
【００１５】
ケース８は、内蔵する歯車減速機７の減速用歯車２３、２４が車輪軸１６の上方に配置されていることで、歯車減速機７の下側８ａの外形が小さくなり、歯車減速機７がホイール３内に納まらない図示のような場合でも地面までのクリアランスＨを大きく取ることが可能となる。これにより、従来の駆動用減速機付きインホイールモータに比べてタイヤ周りのスペースが確保される。この結果、駆動用減速機付きインホイールモータ５は、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、駆動モータ６を損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。
【００１６】
尚、上記実施例においては歯車減速機７の減速用歯車２３、２４の回転軸２２を車輪軸１６の上方（真上）位置に平行に配置したが、これに限るものではなく、車輪軸１６に対して車両前後方向に平行に配置してもケース８の歯車減速機７の下側８ａから地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明では、車両駆動用減速機付きインホイールモータにおいて、車輪のホイール側に配置されたモータと、車体側に配置されると共に車輪軸上方又は側方に減速用歯車が配置された平行軸式歯車減速機とを有する構成とすることで、低コストで強度が高い平行軸式歯車減速機を使用し、且つ前記歯車減速機を内蔵したモータのケースの前記歯車減速機の下側の外形を小さくすることが可能となり、前記歯車減速機がホイール内に納まらないような場合でも地面までのクリアランスを大きく取ることが可能となり、タイヤ周りのスペースが確保され、路面から突出している石等の障害物と接触する虞が少なくなり、モータを損傷したり、車両へのダメージが少なくなる。これにより、車両駆動用減速機付きインホイールモータの耐久性が向上する。
【００１８】
また、請求項１の発明では、モータの出力を平行軸式歯車減速機に伝達する出力軸を中空とし、この出力軸内に平行軸式歯車減速機の出力を車輪に伝達する車輪軸が軸受を介して挿通されているので、コンパクトな構成で、ホイール側に配置されたモータの出力を車体側に配置された平行軸式歯車減速機を介して車輪に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動用減速機付きインホイールモータを備えた車両の車輪の断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動車輪（車輪）
２ タイヤ
３ ホイール
５ 駆動用減速機付きインホイールモータ
６ 駆動モータ
７ 歯車減速機
８ ケース
１３ 出力軸（回転軸）
１６ 車輪軸
１４、２１ 歯車
２２ 回転軸
２３、２４ 減速用歯車
Claims (1)
- 車両駆動用減速機付きインホイールモータにおいて、
車輪のホイール側に配置され、中空の出力軸を有するモータと、
車体側に配置され、前記ホイールに前記出力軸の駆動力を伝達する平行軸式歯車減速機と
を備え、
前記平行軸式歯車減速機は、
前記モータの出力軸内に挿通され、前記平行軸式歯車減速機の出力を前記ホイールに伝達する車輪軸と、
前記出力軸と前記車輪軸との間に設けられ、前記車輪軸に前記出力軸を回転自在に支持する軸受と、
前記車輪軸上方又は側方に配置された減速用歯車と
を含むことを特徴とする車両駆動用減速機付きインホイールモータ。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003170874A JP4221580B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 車両駆動用減速機付きインホイールモータ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2003
- 2003-06-16 JP JP2003170874A patent/JP4221580B2/ja not_active Expired - Fee Related
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