JP4391884B2 - 車両用ホイール駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用ホイール(車輪)におけるリムの内側に電動モータ、いわゆるインホイールモータを配置した車両用ホイール駆動装置の改良技術に関する。

近年、車両において、動力源からホイールへの動力伝達系統を簡略化するとともに伝達効率を高めるために、ホイールにおけるリムの内側に駆動源であるインホイールモータを配置する技術の開発が、進められている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−300420公報(図1、図3)

特許文献1に示す従来の車両用ホイール駆動装置を、次の図7に基づいて説明する。
図7は従来の車両用ホイール駆動装置(従来技術)の概要図である。従来の車両用ホイール駆動装置100は、車体にサスペンション101のアッパアーム102及びロアアーム103を介してホイール支持部材104を懸架し、このホイール支持部材104にインホイールモータ105を介してホイール106を取付けたというものである。
ホイール支持部材104は、車幅方向内側(図7の左側)にアッパステー107及びロアステー108を延ばし、これらのアッパ・ロアステー107,108にアッパ・ロアアーム102,103を連結することで、車体にホイール106を懸架することができる。

インホイールモータ105は、ホイール106の回転中心RC2と同心の中空状の電動モータであって、ホイール106のリム111の内側に配置した構成である。具体的には、インホイールモータ105は、インナステータを兼ねる筒状のホイール支持部材104と、リム111に取付けた筒状のアウタロータ112とからなる。113・・・は複数の電気子、114・・・は複数の永久磁石である。

さらにホイール106は、ホイール106を制動するディスクブレーキ120を組込んだ構成である。ディスクブレーキ120は、固定側のキャリパ121と回転側のブレーキディスク122とからなる。
キャリパ121は、ホイール支持部材104の内側(径内方)に配置し且つホイール支持部材104に取付けたものである。このようなキャリパ121のパッド123,123により、ブレーキディスク122における外周側のディスク面を挟み込むことで、制動できる。キャリパ121のボデイ125は、ブレーキディスク122が入り込む開口部125aを、ホイール106の回転中心RC2側に向けた断面視コ字状を呈する。

一方、ブレーキディスク122の取付け構造は、アウタロータ112のうち車幅方向外側(図7の右側)の端面に、中空円盤状を呈する取付板126の外縁を取付け、この取付板126の内縁に中空円盤状のブレーキディスク122の内縁を取付けたものである。キャリパ121の車幅方向外側並びにブレーキディスク122を囲うようにして、アウタロータ112にブレーキディスク122を取付けることができる。

一般に、ディスクブレーキ120を制動したときの発熱の温度は、インホイールモータ105の発熱の温度よりも高い。インホイールモータ105の性能を維持するためには、ディスクブレーキ120の発熱がインホイールモータ105に影響を与えないようにすることが好ましい。そのためにも、ディスクブレーキ120の放熱性を高めることが求められる。
しかしながら、従来の車両用ホイール駆動装置100は、中空状のインホイールモータ105の内側(径内方)で、取付板126にて囲った閉空間に、キャリパ121やブレーキディスク122を配置したものである。閉空間の中にあるディスクブレーキ120の放熱性を高めるには、限界がある。

これに対して車両用ホイール駆動装置100は、インナステータを兼ねる筒状のホイール支持部材104の内部にウォータジャケット115を備え、このウォータジャケット115に冷却水を循環させることにより、インホイールモータ105を冷却している。しかし、冷却装置を必要とするので、構成が複雑にならざるを得ない。

さらには、ホイール106の回転中心RC2から制動位置B2まで、すなわちパッド123,123にてブレーキディスク122のディスク面を制動する位置B2までの距離を、制動有効半径R2としたときに、この制動有効半径R2は小さくならざるを得ない。
何故なら、インホイールモータ105の内側にインホイールモータ105の内側を配置するので、制動有効半径R2はインホイールモータ105の内径D2の制約を受ける。しかも、ボデイ125は、開口部125aをホイール106の回転中心RC2側に向けた断面視コ字状を呈するので、ホイール支持部材104の内周面に臨む外端面125bから制動位置B2までの寸法Tiは比較的大きい。
制動有効半径R2が小さいと、その分、ホイール106を制動する制動力を大きくする必要がある。このため、キャリパ121は制動力を発するピストン127の径を大きくすることになるので、大型になる。

本発明は、ホイールのリム内に、ホイールを駆動する中空状のインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置において、ディスクブレーキの放熱性を高めるとともに、ディスクブレーキの小型化を図る技術を提供することを課題とする。

請求項1に係る発明は、ホイールのリム内に、ホイールを駆動するインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置であって、
インホイールモータが、リムの内部に固定した筒状のアウタロータと、このアウタロータの内部に配置するとともに車体側に連結した筒状のインナステータとを備えた車両用ホイール駆動装置において、
ディスクブレーキが、アウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付けた中空円盤状のブレーキディスクと、インナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたキャリパと、からなることを特徴とする。

さらに請求項1に係る発明は、ブレーキディスクが、アウタロータに取付ける取付面と、キャリパで制動されるディスク面との間に、インホイールモータやディスクブレーキで発生した熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたことを特徴とする。

請求項2に係る発明は、キャリパに、ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部と、この開口部に入ったディスク面を摩擦力で制動可能な摩擦面とを備え、開口部をホイールの径方向外側に向けたことを特徴とする。

請求項3に係る発明は、キャリパを、インナステータよりもホイール中心側に配置したことを特徴とする。

請求項1に係る発明では、ディスクブレーキのブレーキディスクを、インホイールモータのアウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付け、一方、ディスクブレーキのキャリパを、インホイールモータのインナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたことにより、リムの内側において、車体に懸架される方の車幅方向内側に配置されたインホイールモータに対し、車幅方向外側にディスクブレーキを並べて配置することができる。このように、リムの内側における車幅方向外側の空きスペースにディスクブレーキを配置したので、ブレーキディスクを車幅方向外側に露出させることができる。この結果、ブレーキディスクの放熱性を高めることができる。従って、ディスクブレーキの放熱性をより高めることができる。
さらには、リムの内側において、車幅方向内側に配置されたインホイールモータに対し、車幅方向外側にディスクブレーキを並べて配置したので、ブレーキディスク(ディスク盤)をインホイールモータの内径の制約を受けずに大径にすることができる。このため、ホイールの回転中心からディスクブレーキの制動位置までの制動有効半径を大きく設定することができる。制動有効半径が大きいので、キャリパによる制動力を小さくしても、ディスクブレーキの制動効果を十分に確保することができる。このため、キャリパにおいて制動力を発するピストンの径を小さくでき、この結果、ディスクブレーキの小型化を図ることができる。

さらに請求項1に係る発明では、ブレーキディスクのうち、アウタロータに取付ける取付面と、キャリパで制動されるディスク面との間に、熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたものである。
このため、ディスクブレーキで発生した熱がディスク面からブレーキディスクに伝わったときには、その熱を熱溜まり部に一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。この結果、ディスクブレーキで発生した熱がインホイールモータに伝わることを抑制することができる。
また、インホイールモータで発生した熱が、アウタロータから取付面を介してブレーキディスクに伝わったときには、その熱を熱溜まり部に一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。この結果、インホイールモータで発生した熱がディスク面に伝わることを抑制することができる。
このようにして、ディスクブレーキやインホイールモータの放熱性を、より高めることができる。

請求項2に係る発明では、キャリパのうち、ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部を、ホイールの径方向外側に向けることで、開口部の底の部分をホイール中心側に向けることができる。ディスクブレーキの制動位置から開口部の先端までの大きさは、底側に比べて小さい。その分、開口部をホイールの径方向外側に配置することができ、この結果、制動有効半径をより大きく設定することができる。その分、キャリパによる制動力を小さくしても、制動効果を十分に確保することができる。従って、キャリパにおいて制動力を発するピストンの径をより小さくでき、この結果、ディスクブレーキをより小型化することができる。

請求項3に係る発明では、キャリパを、インナステータよりもホイール中心側に配置したので、中空状のインホイールモータにおけるホイール中心側の空きスペースを有効利用して、キャリパを配置することができる。ブレーキディスクは、キャリパに対して径方向外側に配置することになる。
一般にキャリパは、制動力を発するピストンを備えるので、車幅方向の寸法が大きい。
これに対して請求項3に係る発明では、インホイールモータにおけるホイール中心側の空きスペースにキャリパを配置することによって、インホイールモータの内側(径内方)にキャリパの少なくとも一部を入り込ませることができる。このため、インホイールモータとキャリパとを組み合わせた全体の、車幅方向の寸法を小さくして、薄型化を図ることができる。従って、リムの幅内にインホイールモータ及びキャリパを配置することが、より一層容易になる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。
図1は本発明に係る車両用ホイール駆動装置を搭載した車両を後方から見た構成図であり、右側におけるサスペンション20とホイール30と車両用ホイール駆動装置40の構成を表した。図2は本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図であり、図1に対応させて表した。
なお、左側におけるサスペンション20とホイール30と車両用ホイール駆動装置40も右側と同じ構成なので、図示並びに説明を省略する。

図1及び図2に示すように車両10は、車体11にサスペンション20にてホイール30を懸架したものであって、車両用ホイール駆動装置40を搭載した、前後に2輪ずつを備える四輪電気自動車である。
車両用ホイール駆動装置40は、ホイール30のリム31内(径内方)に、ホイール30を駆動する駆動源であるインホイールモータ50及びホイール30を制動するディスクブレーキ60を組込んだ構成である。
以下、サスペンション20、ホイール30及び車両用ホイール駆動装置40について詳しく説明する。

サスペンション20は、車体11に上下スイング可能に取付けた上側のアッパアーム21並びに下側のロアアーム22と、ロアアーム22と車体側のダンパハウジング12との間に取付けたクッション23と、アッパ・ロアアーム21,22の各先端のアッパ・ロアジョイント24,25とを主要構成として、車体11にホイール30を懸架する懸架装置である。

車両用ホイール駆動装置40は、車体11にアッパ・ロアジョイント24,25を介してインホイールモータ50を懸架し、インホイールモータ50にホイール30を取付けることで、ホイール30におけるリム31の内側に、ホイール30と同心のインホイールモータ50を配置した構成である。インホイールモータ50は、ホイール30の回転中心RC1と同心とした中空状の電動モータである。
このような車両用ホイール駆動装置40であるから、ホイール30の回転中心RC1周りのスペースを有効に活用することができる。

図2に示すようにホイール30は、円筒状のリム31と、リム31に取付けたタイヤ32と、リム31の内周面31aに取付けた中空円盤状のディスク33とからなる車輪である。ディスク33は、リム31の略車幅中央に配置することになる。

詳しくは後述するが、インホイールモータ50は非回転部材であるインナステータ53を備え、このインナステータ53から車幅方向内側(図2の左側)へ延びる、上部のアッパステー53a及び下部のロアステー53bを備える。すなわち、インナステータ53はナックルを兼ねることになる。

アッパステー53aは車幅方向内側に向かって延び、その先端にアッパジョイント24を取付けることで、アッパジョイント24を介してアッパアーム21の先端に連結することができる。一方、ロアステー53bは車幅方向内側に向かって延び、その先端にロアジョイント25を取付けることで、ロアジョイント25を介してロアアーム22の先端に連結することができる。アッパ・ロアジョイント24,25は例えばボールジョイントからなる。
これらのアッパ・ロアジョイント24,25の中心間を通る直線Kiは、サスペンション20のキングピン軸である。

図3は本発明に係る車両用ホイール駆動装置の上半分の断面図であり、図2に対応させて表した。
図2及び図3に示すようにインホイールモータ50は、リム31の内側(径内方)において、サスペンション20で懸架される車幅方向内側(図2及び図3の左側)に寄せて配置したものである。このようなインホイールモータ50は、リム31の内部に固定した筒状のアウタロータ51と、アウタロータ51の内周面に取付けた複数の永久磁石52・・・と、アウタロータ51の内部に配置するとともに車体11側に連結した筒状のインナステータ53と、インナステータ53の外周面に取付けた複数の電気子54・・・とを備える。

回転側のアウタロータ51及び固定側のインナステータ53は、ホイール30の回転中心RC1に対して同心である。電気子54は鉄心とコイルボビンと巻線とからなる。
アウタロータ51は、車幅方向外側(図2及び図3の右側)の端部にディスク33をボルト止めすることで、リム31の内部に固定した回転部材である。インナステータ53は外周面で、軸受55,56を介し、アウタロータ51の内周面を回転可能に且つ軸方向移動を規制して支持する。

次に、ディスクブレーキ60について説明する。
図2及び図3に示すようにリム31の内側において、インホイールモータ50を車幅方向内側に寄せて配置したので、リム31の内側で車幅方向外側(図2及び図3の右側)には空きスペースS1ができる。この空きスペースS1にディスクブレーキ60を配置した。

ディスクブレーキ60は、アウタロータ51のうち車幅方向外側の端部51aに取付けたブレーキディスク61と、インナステータ53のうち車幅方向外側の端部53cに取付けたキャリパ71とからなる、液圧式又は空圧式のブレーキ機構である。
ブレーキディスク61は、全体形状が中空円盤状を呈する回転部材であって、ホイール30の回転中心RC1に対して同心である。なお、キャリパ71の取付け高さは、ホイール30の回転中心RC1に対してほぼ同一高さに設定すればよい。

図4は本発明に係るディスクブレーキの要部拡大図であり、ディスクブレーキの要部を図3に合わせて表した。
図3及び図4に示すようにブレーキディスク61は、アウタロータ51のうち車幅方向外側の端部(端面)51aに直接に取付ける中空円盤状のフランジ62と、フランジ62の内周部から車幅方向外側へ延びる円筒状の連結筒部63と、連結筒部63のうち車幅方向外側の端部から径内方へ延びる中空円盤状のディスク部64と、連結筒部63とディスク部64との間のコーナ部分(肩部)65から径外方へ延びる中空円盤状の熱溜まり部66と、からなる一体品である。

フランジ62は、アウタロータ51の端部(端面)51aに取付面62a、すなわちフランジ面62aを重ね合わせて、複数のボルト67・・・にて直接に取付ける、平坦な板である。
ボルト67の頭部67aは、図4にすようにセラミック(セラミックスとも言う)等の熱絶縁性が良好な材質のワッシャ68を介して、フランジ62に当てるようにしている。セラミックは、熱伝導率が極めて小さい。このようにすれば、アウタロータ51とフランジ62との間で、ボルト67を介して伝わる熱伝導を抑制することができる。

連結筒部63は、比較的薄肉で短い筒である。ディスク部64は、両側面に平坦なディスク面(接触面)64a,64aを有した、平坦な板である。
このようにブレーキディスク61は、フランジ62に対して、車幅方向外側(図4の右側)に離間距離Lcだけ離れた位置に、ディスク部64を配置したものである。フランジ面62aに対してディスク面64a,64aは平行である。

ブレーキディスク61は、ディスク部64の全体又はディスク部64のうちキャリパ71によって制動される接触部分だけを、鉄鋼等の耐摩耗性並びに耐熱性が良好な材料で構成し、残りの部分を、アルミニウム合金等の熱伝導性が良好で軽量な材料で構成することが、特に好ましい。

上述のようにブレーキディスク61は、アウタロータ51に取付ける取付面62aと、キャリパ71で制動される両面のディスク面64a,64aとの間に、熱溜まり部66を一体に設けることができる。
図4に示すように熱溜まり部66は、インホイールモータ50やディスクブレーキ60で発生した熱を一時的に溜める部分であって、(1)一定の熱量を一時的に溜めるのに必要な適度な体積Vh並びに(2)溜めた熱量を大気へ速やかに放散するのに必要な適度な放熱面積Ahを有する。一般に、体積Vhが大きいほど、熱量を溜める能力(蓄熱能力)が大きいことが知られている。また、放熱面積Ahが大きいほど、溜めた熱量を放散する能力(放散能力)は大きい。

このようにするために、熱溜まり部66の外径は連結筒部63やディスク部64の外径よりも大きい。しかも、熱溜まり部66はフランジ62、連結筒部63及びディスク部64よりも、厚肉の部分とした。すなわち、熱溜まり部66の幅Whは大きい。このような熱溜まり部66は、基部から徐々に厚肉となる形状、例えば、ディスク部64のうちキャリパ71によって制動される接触部分よりも径方向外側の位置、又はコーナ部分65から徐々に厚肉となる形状を呈する。

さらに熱溜まり部66は、放熱面積Ahを増すために表面の全体又は一部、例えば外周面に一体に形成した複数の放熱フィン(冷却フィン)69・・・を備える。これらの放熱フィン69・・・は、例えば車幅方向に一定ピッチで配列した凸条であって、熱溜まり部66の周方向に沿ったリング状を呈する。

一方、キャリパ71は図3及び図4に示すように、制動圧によってボデイ72内のピストン73を作動させ、この結果、パッド74,74間でブレーキディスク61のディスク面64a,64aを押え、その摩擦力にて制動制御するものである。
このようなキャリパ71は、ブレーキディスク61のディスク面64a,64aが回転可能に入り込む開口部75と、この開口部75に入ったディスク面64a,64aを摩擦力で制動可能な摩擦面74a,74a(すなわち、パッド74,74の摩擦面74a,74a)とを備える。

キャリパ71は、開口部75をホイール30の径方向外側に向けたことを特徴とする。従って、ボデイ72は、開口部75をホイール30の径方向外側に向けた断面視コ字状を呈する。インナステータ53のうち車幅方向外側の端部53cから径内方へ延ばしたブラケット53dに、ボデイ72をボルト止めすることで、固定側であるインナステータ53の端部53cにキャリパ71を取付けることができる。

次に、上記構成の車両用ホイール駆動装置40の作用を、図2、図3図5及び図6に基づいて説明する。
図5は本発明に係るディスクブレーキの作用図(その1)であり、ディスクブレーキで発生した熱が放散する過程を示し、図4に合わせて表した。
図6は本発明に係るディスクブレーキの作用図(その2)であり、インホイールモータで発生した熱が放散する過程を示し、図4に合わせて表した。

図2に示すように、ディスクブレーキ60のブレーキディスク61を、アウタロータ51のうち車幅方向外側の端部51aに直接に取付け、一方、ディスクブレーキ60のキャリパ71を、インナステータ53のうち車幅方向外側の端部53cに取付けたことにより、リム31の内側において、車体に懸架される方の車幅方向内側(図2の左側)に配置されたインホイールモータ50に対し、車幅方向外側(図2の右側)にディスクブレーキ60を並べて配置することができる。このように、リム31の内側における車幅方向外側の空きスペースS1にディスクブレーキ60を配置したので、ブレーキディスク61を車幅方向外側に露出させることができる。この結果、ブレーキディスク61の放熱性を高めることができる。従って、ディスクブレーキ60の放熱性を、より高めることができる。

さらに図2に示すように、リム31の内側において、車幅方向内側に配置されたインホイールモータ50に対し、車幅方向外側にディスクブレーキ60を並べて配置したので、ブレーキディスク61(ディスク盤61)をインホイールモータ50の内径D1、すなわちインナステータ53の内径D1の制約を受けずに、大径にすることができる。ブレーキディスク61がインナステータ53に干渉しないからである。

このため、ホイール30の回転中心RC1からディスクブレーキ60の制動位置B1まで、すなわちパッド74,74にてブレーキディスク61のディスク面64a,64aを制動する位置B1までの距離を、制動有効半径R1としたときに、この制動有効半径R1を大きく設定することができる。制動有効半径R1が大きいので、キャリパ71による制動力を小さくしても、ディスクブレーキ60の制動効果を十分に確保することができる。このため、キャリパ71において制動力を発するピストン73の径を小さくでき、この結果、ディスクブレーキ60の小型化を図ることができる。

しかも、リム31の内側にインホイールモータ50とディスクブレーキ60とを車幅方向に並べて配置することができるので、リム31内において、インホイールモータ50の径を最大限まで大きくすることができる。従って、インホイールモータ50の出力トルクを十分に高めることができる。

さらに図3に示すように、キャリパ71のうち、ブレーキディスク61のディスク面64a,64a(図4参照)が回転可能に入り込む開口部75を、ホイール30の径方向外側に向けることで、開口部75の底75aの部分をホイール中心RC1側に向けることができる。ディスクブレーキ60の制動位置B1から開口部75の先端75bまでの寸法H1は、制動位置B1から底75a側(ホイール中心RC1側の端面)までの寸法H2よりも、小さい。すなわち、底75a側に比べて小さい。その分、開口部75をホイール30の径方向外側に配置することができ、この結果、制動有効半径R1をより大きく設定することができる。その分、キャリパ71による制動力を小さくしても、制動効果を十分に確保することができる。従って、キャリパ71において制動力を発するピストン73の径をより小さくでき、この結果、ディスクブレーキ60を、より小型化することができる。

さらに図3に示すように、開口部75をホイール30の径方向外側に向けたので、キャリパ71を、インナステータ53よりもホイール中心RC1側に配置することができる。このため、中空状のインホイールモータ50におけるホイール中心RC1側の空きスペースS2を有効利用して、キャリパ71を配置することができる。ブレーキディスク61は、キャリパ71に対して径方向外側に配置することになる。

キャリパ71は、制動力を発するピストン73を備えるので、車幅方向の寸法Wc、すなわち幅Wcが大きい。
これに対して本発明では、インホイールモータ50におけるホイール中心RC1側の空きスペースS2にキャリパ71を配置することによって、インホイールモータ50の内側(径内方)にキャリパ71の少なくとも一部を入り込ませることができる。このため、インホイールモータとキャリパ71とを組み合わせた全体の、車幅方向の寸法を小さくして、薄型化を図ることができる。従って、リム31の幅内にインホイールモータ50及びキャリパ71を配置することが、より一層容易になる。

さらに図5に示すように、ブレーキディスク61は、(1)両面をディスク面64a,64aとしたディスク部64から、アウタロータ51に取付けるフランジ62を分離するとともに、(2)これらのディスク部64とフランジ62との間を、円筒状の連結筒部63にて連結することにより、連結筒部63を設けた分、ブレーキディスク61全体の放熱面積を増すことができる。この結果、ブレーキディスク61の放熱性が高まるので、ディスクブレーキ60やインホイールモータ50の放熱性を、高めることができる。

ところで、放熱面積を、より増大させるには連結筒部63を長くすればよい。しかし、連結筒部63が長すぎると、ブレーキディスク61と組み合わせるキャリパ71が、リム31(図3参照)よりも車幅方向外側へ突出してしまう。そこで、リム31内にディスクブレーキ60を納めるとともに、ブレーキディスク61全体の放熱性を高めるために、ブレーキディスク61に熱溜まり部66を追加することにした。
具体的には、ブレーキディスク61は、アウタロータ51に取付ける取付面62aと、キャリパ71で制動されるディスク面64a,64aとの間、すなわち、コーナ部分65に熱溜まり部66を有したことを特徴とする。

熱溜まり部66は体積Vhが大きいので、連結筒部63やディスク部64から伝わった熱を効率良く溜めることができる。しかも、熱溜まり部66は放熱面積Ahが大きいので、溜まった熱を大気に効率良く且つ速やかに放散することができる。
これに対して、上述のようにフランジ62、連結筒部63及びディスク部64は、それぞれの体積が熱溜まり部66の体積Vhよりも十分に小さくなるように、寸法を設定してある。従って、熱溜まり部66の蓄熱能力(熱を溜める性能)に対し、フランジ62、連結筒部63及びディスク部64の蓄熱能力は極めて小さい。
この結果、取付面62aやディスク面64a,64aからブレーキディスク61へ伝わった熱を、熱溜まり部66に集中的に収集して一時的に溜めた上で、溜まった熱を大気に効率良く且つ速やかに放散することができる。

例えば、図5に示すように、ディスクブレーキ61の制動作用によって発生した熱は、ディスク部64を介して低温側のコーナ部分65へ伝わる。その熱量はQ1である。コーナ部分65へ伝わった熱量Q1の大部分Q2は、熱溜まり部66に集中的に集まり、残りの極く微少の熱量Q3だけが連結筒部63及びフランジ62を介して、アウタロータ51に伝わる。熱溜まり部66は、熱量Q2の熱を一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。

この結果、ディスクブレーキ60で発生した熱がインホイールモータ50に伝わることを、極力抑制することができる。従って、ディスクブレーキ60の発熱がインホイールモータ50に影響を及ぼさないので、インホイールモータ50の性能を十分に維持することができる。
しかも、キャリパ71で制動されるディスク面64a,64aの温度上昇を抑制することができる。従って、ディスク面64a,64aとパッド74,74の摩擦面74a,74aとの間の摩擦係数を十分に確保できるので、ディスクブレーキ60の制動性能を十分に確保することができる。

一方、図6に示すように、ディスクブレーキ60が制動せずに、インホイールモータ50が作動しているときには、インホイールモータ50で発生した熱が、アウタロータ51から取付面62aを介してフランジ62に伝わり、さらにフランジ62から連結筒部63を介して低温側のコーナ部分65へ伝わる。その熱量はQ11である。コーナ部分65へ伝わった熱量Q11の大部分Q12は、熱溜まり部66に集中的に集まり、残りの極く微少の熱量Q13だけがディスク部64を介してディスク面64a,64aに伝わる。熱溜まり部66は、熱量Q12の熱を一時的に溜めつつ、外気に放散することができる。

この結果、インホイールモータ50で発生した熱がディスク面64a,64aに伝わることを、極力抑制することができる。このため、キャリパ71で制動されるディスク面64a,64aの温度上昇を抑制することができる。従って、ディスク面64a,64aとパッド74,74の摩擦面74a,74aとの間の摩擦係数を十分に確保できるので、ディスクブレーキ60の制動性能を十分に確保することができる。
しかも、インホイールモータ50の温度上昇を抑制することができるので、インホイールモータ50の性能を十分に維持することができる。

このようにして、ディスクブレーキ60やインホイールモータ50の放熱性を、より高めることで、ディスクブレーキ60やインホイールモータ50の性能を十分に確保することができる。

本発明の車両用ホイール駆動装置40は、ホイール30におけるリム31の内側に、動力源としてのインホイールモータ50を配置することによって、動力源からホイール30への動力伝達系統を簡略化することができるので、電気自動車に好適である。

本発明に係る車両用ホイール駆動装置を搭載した車両を後方から見た構成図である。 本発明に係る車両用ホイール駆動装置の断面図である。 本発明に係る車両用ホイール駆動装置の上半分の断面図である。 本発明に係るディスクブレーキの要部拡大図である。 本発明に係るディスクブレーキの作用図(その1)である。 本発明に係るディスクブレーキの作用図(その2)である。 従来の車両用ホイール駆動装置(従来技術)の概要図である。

10…車両、11…車体、20…サスペンション、30…ホイール、31…リム、40…車両用ホイール駆動装置、50…インホイールモータ、51…アウタロータ、51a…アウタロータのうち車幅方向外側の端部、53…インナステータ、53c…インナステータのうち車幅方向外側の端部、60…ディスクブレーキ、61…ブレーキディスク、62…フランジ、62a…取付面、63…連結筒部、64…ディスク部、64a…ディスク面、65…コーナ部分、66…熱溜まり部、69…放熱フィン、71…キャリパ、72…ボディ、73…ピストン、74…パッド、74a…摩擦面、75…開口部、75a…底、75b…先端、Ah…熱溜まり部の放熱面積、B1…制動位置、D1…インホイールモータの内径、RC1…ホイール中心、R1…制動有効半径、Vh…熱溜まり部の体積。

Claims (3)

  1. ホイールのリム内に、ホイールを駆動するインホイールモータ及びホイールを制動するディスクブレーキを組込んだ車両用ホイール駆動装置であって、
    前記インホイールモータは、前記リムの内部に固定した筒状のアウタロータと、このアウタロータの内部に配置するとともに車体側に連結した筒状のインナステータとを備えた車両用ホイール駆動装置において、
    前記ディスクブレーキは、前記アウタロータのうち車幅方向外側の端部に直接に取付けた中空円盤状のブレーキディスクと、前記インナステータのうち車幅方向外側の端部に取付けたキャリパと、からなり、
    前記ブレーキディスクは、前記アウタロータに取付ける取付面と、前記キャリパで制動されるディスク面との間に、前記インホイールモータや前記ディスクブレーキで発生した熱を一時的に溜める熱溜まり部を設けたことを特徴とした車両用ホイール駆動装置。
  2. 前記キャリパは、前記ブレーキディスクのディスク面が回転可能に入り込む開口部と、この開口部に入った前記ディスク面を摩擦力で制動可能な摩擦面とを備え、前記開口部を前記ホイールの径方向外側に向けたことを特徴とする請求項1記載の車両用ホイール駆動装置。
  3. 前記キャリパは、前記インナステータよりもホイール中心側に配置したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用ホイール駆動装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103683782A (zh) * 2014-01-07 2014-03-26 郭进先 无轴轮毂电机
CN105437951A (zh) * 2014-09-30 2016-03-30 上海中科深江电动车辆有限公司 轮毂驱动装置
CN105437950A (zh) * 2014-09-30 2016-03-30 上海中科深江电动车辆有限公司 车轮驱动系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4595803B2 (ja) * 2005-12-16 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 インホイールサスペンション構造
JP4924257B2 (ja) * 2007-07-19 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 車両および昇温方法
JP5316212B2 (ja) * 2009-05-13 2013-10-16 日産自動車株式会社 電動車両
EP2333325B1 (en) * 2009-11-26 2015-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Brake system, generator and wind turbine
US8820448B2 (en) * 2010-07-02 2014-09-02 M-Link Co., Ltd. In-wheel motor and electrically driven vehicle
US9150093B2 (en) 2010-07-02 2015-10-06 M-Link Co., Ltd. In-wheel motor and electrically driven vehicle
KR101552982B1 (ko) * 2012-07-12 2015-09-14 현대모비스 주식회사 인휠 구동장치
WO2015092743A2 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Freni Brembo S.P.A. Wheel assembly with motor and vehicle braking device
CN104827887A (zh) * 2015-05-30 2015-08-12 谷伟 一种汽车用电动车轮
NL2021283B1 (en) * 2018-07-11 2020-01-20 Atlas Tech Holding B V Steering knuckle and in-wheel motor for electric vehicle.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103683782A (zh) * 2014-01-07 2014-03-26 郭进先 无轴轮毂电机
CN105437951A (zh) * 2014-09-30 2016-03-30 上海中科深江电动车辆有限公司 轮毂驱动装置
CN105437950A (zh) * 2014-09-30 2016-03-30 上海中科深江电动车辆有限公司 车轮驱动系统
CN105437951B (zh) * 2014-09-30 2018-12-07 上海中科深江电动车辆有限公司 轮毂驱动装置
CN105437950B (zh) * 2014-09-30 2019-02-15 上海中科深江电动车辆有限公司 车轮驱动系统

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