JP4433504B2

JP4433504B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP4433504B2
Application number: JP22256198A
Authority: JP
Inventors: 日出夫鶴巻; 悟田中; 寿久吉田
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JP2000052788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、各車輪の駆動トルクを独立して制御すること等を目的として、車輪に対して個別に電動モータを取り付けるようにした、いわゆるインホィール式と呼ばれる駆動方式が知られている。ここで使用される駆動機構には、電動モータと減速機構とを組み合わせたものが一般的である。高効率で高回転型のモータを使用し、減速機構によって車輪側において低回転、高トルクを発生させるためである。
【０００３】
この種の技術として、特開平２−１１４１９号公報を挙げることができる。このものは、図３に示すように、電動モータ３０の回転軸３１とホィール３２に嵌着された出力軸３４との間に、減速機構として機能する遊星歯車機構３３を介在させている。また、この遊星歯車機構３３とホィール３２との間に制動機構３５が介在された配置となっている。したがって、この従来構造のものは、ホィール３２と電動モータ３０との間に制動機構３５、遊星歯車機構３３とが順に直列配置されたものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、ホィール３２から電動モータ３０に至るまでの距離（オフセット寸法）が長くなっていた。一般に、電動モータ３０は相当な重量があるが、このような重量物がホィール３２から離れた位置に据えられたのでは、電動モータ３０を含めた周辺部材に対し大きな支持強度が要求されることとなってしまう。
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて開発工夫されたものであり、その目的は制動機構を含めた駆動系の小型化を図りうる電動車両を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１の発明は、車両のホィールの内側に駆動用の電動モータを組み込むインホィール式の電動車両であって、前記電動モータと、この電動モータの回転軸とホィールに接続された出力軸との間に介在された減速歯車機構とからなる駆動部を前記ホィールに隣接して配置するとともに、前記ホィールに制動力を付与する制動機構を、前記駆動部における前記ホィールとは反対側に配置しており、前記制動機構は摩擦式ブレーキであり、前記電動モータ及び前記減速歯車機構を内包するケーシングの外側に配置されており、前記制動機構は、前記回転軸における前記ケーシングから露出する側の端部に連結されたブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを挟んで制動するパッドと、前記パッドを作動させるとともに前記ケーシングに取り付けられるブレーキキャリパによって構成されており、前記電動モータのロータは、前記回転軸に同軸で嵌着された有底円筒状のロータホルダーの外側面部に取り付けられる一方、前記減速歯車機構はこのロータホルダー内に収容されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
請求項１の発明において、電動モータの回転軸が高速回転すると、その回転力は減速歯車機構を介して減速された状態で出力軸に伝達され、これによってホィールが所定の速度で回転する。
請求項１の発明によれば、制動機構を駆動部に対しホィールとは反対側に配置するようにすることで、駆動部をホィールに接近させる配置とした。すなわち、従来のように、ホィールに制動機構を隣接させるようにしたものでは、電動モータがよりホィールから遠ざかった位置に配されることになる。しかし、請求項１のように電動モータをホィールに近づけて配置するようにしたものでは、電動モータに対する支持構造も簡素なものですむ。
【０００８】
また、請求項１の発明において、制動機構を動作させると、回転軸に対して制動力が付加される。つまり、減速歯車機構によって減速される前の、ホィール側に比較してトルクの小さい箇所に制動力が加えられるため、制動機構の小型化が図れる。このようにしたものでは、制動機構自体も小型化して軽量化も図れる結果、ばね下重量も低減させることができ、走行性を向上させることができる。この効果は、特に電気自動車の場合では、一回の充電での走行距離を増加させることができる、という効果ももたらす。
さらに、請求項１の発明によれば、減速歯車機構をロータホルダーの内部空間を利用して収容するようにしたため、装置全体の軸方向に関して小型化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１において１はケーシングであり、図示はしないが、上下一対のアームよりなるサスペンションアームによって支持されている。このケーシング１は車両の幅方向（図中、左右方向）に関して二分割され、分割された相互はボルト締めによって連結されている。ケーシング１の内部には、同ケーシング１の内壁面に固定されたステータコイル２と、これと同心で回転可能なロータ３とを備えてなる電動モータ４が組み込まれている。この電動モータ４に対する給電のために、ケーシング１には外部電源に接続されたコネクタ５が取り付けられている。
【００１０】
また、ロータ３には有底円筒状に形成されたロータホルダー６が取り付けられている。図示のものでは、ロータホルダー６はその筒部６Ａの先端側外周面をロータ３の内側に圧入することによって取付けがなされている。
ロータホルダー６の底面の中心部には回転軸７が水平方向に同軸で貫通して固定され、ケーシング１に対しても軸受け８によって回転可能に貫通している。一方、タイヤ９を取り付けているホィール１０の中心部には出力軸１１が貫通しており、その軸端にナット１２を締め込むことで、抜け止めがなされている。この出力軸１１は前記回転軸７と同軸で配されるとともに、前記ケーシング１に対しては軸受け１３を介してケーシング１の内部空間へと貫通している。そして、ケーシング２の内部空間内に位置する部分には、遊星歯車機構１７（本発明の減速歯車機構に相当する）を構成するピニオンギヤ１６（後述する）に接続されたキャリア１８が形成され、かつこのキャリア１８の内側と回転軸７の軸端との間には軸受け１９が介在され両軸の相対回転が許容されている。
【００１１】
次に、回転軸７と出力軸１１との間に介在された遊星歯車機構１７について説明すると、本実施形態では遊星歯車機構１７はロータホルダー６の筒部６Ａ内に収容されている。
さて、回転軸７においてケーシング１内に位置する側の軸端部には、軸方向に沿って所定長さ範囲にわたってサンギヤ１４が形成されている。一方、ケーシング１の内壁にはサンギヤ１４と同心に配されたリングギヤ１５がブラケットを介して固定されている。このリングギヤ１５とサンギヤ１４との間には、これら両ギヤ１４，１５に噛み合う二つのピニオンギヤ１６が介在されており、サンギヤ１４の回転によって両ピニオンギヤ１６は自公転可能となる。但し、ピニオンギヤ１６はサンギヤ１４及びリングギヤ１５に対してスラスト方向にも変位できる状態でそれぞれに噛み合わせがなされている。また、両ピニオンギヤ１６をそれぞれ嵌着させている取付け軸１６Ａには、前記したキャリア１８が嵌め込まれ、一体回転可能になっている。したがって、キャリア１８の回転速度（出力軸１１の回転速度）は、次式で表される減速比（ＲＲ）に基づいてサンギヤ１４の回転速度（回転軸７の回転速度）を減速させたものとなる。
減速比（ＲＲ）＝（リングギヤ１５の歯数／サンギヤ１４の歯数）＋１
【００１２】
一方、回転軸７においてホィール１０とは反対側の軸端部には制動機構２０が配されている。すなわち、回転軸７においてケーシング１から露出する側の端部にはブレーキディスク２１が嵌着され、ナット２２にて抜け止めがなされている。そして、ケーシング１にはブレーキキャリパ２３が取り付けられており、その内部にある油圧によって作動するピストン（図示しない）によってパッド２４を作動させ、これによってブレーキディスク２１を挟んで制動することができるようになっている。このように、従来のものであれば、制動機構２０はホィール１０寄りの位置に配されて受動側を制動するようにしていたが、この実施形態のものではホィール１０とは反対側の位置に配されて、駆動側を制動するようにしている。
【００１３】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用効果を具体的に説明する。図示しないアクセルペダルが踏み込まれると、電動モータ４のステータコイル２に所定の制御電流が供給され、ロータ３が回転する。このロータ３の回転によって、ロータホルダー６および回転軸７が共転するため、これに伴ってサンギヤ１４とこれに噛み合うピニオンギヤ１６が回転する。ピニオンギヤ１６は固定されたリングギヤ１５に噛み合っているため、ピニオンギヤ１６は自転しながら、サンギヤ１４の周りを公転する。そして、ピニオンギヤ１６の回転によって、キャリヤを介して出力軸１１が回転するが、この場合には遊星歯車機構１７によって、出力軸１１の回転速度は回転軸７の回転速度に対して前記した所定の減速比（ＲＲ）で減速される。出力軸１１が回転すると、ホィール１０及びタイヤ９が回転するため、車両が前進あるいは後進する。
【００１４】
車両の走行中に、ブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキキャリパ２３内のピストン（図示しない）によってパッド２４が作動し、ブレーキディスク２１を挟み付けるため、回転軸７に対して所定の制動力が作用する。この制動力は上記した順で遊星歯車機構１７を介して出力軸１１側に伝達されるが、駆動側で作用した減速トルクは逆に減速比（ＲＲ）に比例して増大した状態で車輪側に伝達される。
【００１５】
このように、本実施形態では制動機構２０を従来とは異なり、駆動側に配置している。つまり、遊星歯車機構１７によって減速トルクを増大させる前の段階で制動力を作用させるようにしているため、逆に、小さい減速トルクを作用させても車輪側では大きな減速トルクが得られるため、制動機構２０としては省力化が図れることになる。したがって、制動機構２０の小型化が図れることとなる。
【００１６】
以上のように、この実施形態では制動機構２０を受動側でなく、駆動側に配置するようにしたため、その分電動モータ４をホィール１０にできるだけ近づけた配置とすることができる。したがって、従来に比較してホィール１０からのオフセット量を短くすることができるため、ケーシング１部分に対する支持強度を低くすることができる。また、遊星歯車機構１７をロータホルダー６の筒部６Ａ内に収容する配置としたため、ケーシング１の軸方向の寸法を小さくしてサスペンションアームにおける上下のアーム間に配置できる程度に小型化を達成することができた。さらに、既述したように、制動機構２０も小型化されていることから、結局のところ、従来に比較してばね下重量も低下される。したがって、走行性も向上し、さらには一充電あたりの走行距離も延ばすことが可能となる。
【００１７】
なお、本発明は種々の変更が可能であり、次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本実施形態では、制動機構２０をケーシング１の外部に配置したが、ケーシング１内に収容させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動車両のホィール部分の周辺を示す断面図
【図２】遊星歯車機構を示す断面図
【図３】従来技術を示す断面図
【符号の説明】
１…ケーシング
４…電動モータ
６…ロータホルダー
７…回転軸
１０…ホィール
１１…出力軸
１７…遊星歯車機構（減速歯車機構）
２０…制動機構

Claims

車両のホィールの内側に駆動用の電動モータを組み込むインホィール式の電動車両であって、
前記電動モータと、この電動モータの回転軸とホィールに接続された出力軸との間に介在された減速歯車機構とからなる駆動部を前記ホィールに隣接して配置するとともに、前記ホィールに制動力を付与する制動機構を、前記駆動部における前記ホィールとは反対側に配置しており、
前記制動機構は摩擦式ブレーキであり、前記電動モータ及び前記減速歯車機構を内包するケーシングの外側に配置されており、
前記制動機構は、前記回転軸における前記ケーシングから露出する側の端部に連結されたブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを挟んで制動するパッドと、前記パッドを作動させるとともに前記ケーシングに取り付けられるブレーキキャリパによって構成されており、
前記電動モータのロータは、前記回転軸に同軸で嵌着された有底円筒状のロータホルダーの外側面部に取り付けられる一方、前記減速歯車機構はこのロータホルダー内に収容されていることを特徴とする電動車両。