JP4574505B2 - In-wheel motor - Google Patents
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Description
この発明は、車両のホイールの内側にモータが配置されたインホイールモータに関し、特に、車体に固定設置されたモータ・ステータの外周側にモータ・ロータが配置されたアウターロータ型のインホイールモータに関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor in which a motor is arranged inside a wheel of a vehicle, and more particularly to an outer rotor type in-wheel motor in which a motor / rotor is arranged on the outer peripheral side of a motor / stator fixedly installed on a vehicle body. Is.
車両の駆動システムとして、車両のホイールの内側にモータを配置したインホイールモータが知られている。
インホイールモータは、車体側にモータ・ステータが固定設置され、このモータ・ステータの外周側、若しくは、内周側にモータ・ロータが配置されるとともに、このモータ・ロータに車両のホイールが一体に取付けられている。
As a drive system for a vehicle, an in-wheel motor in which a motor is arranged inside a vehicle wheel is known.
An in-wheel motor has a motor / stator fixedly installed on the vehicle body side, a motor / rotor is disposed on the outer periphery side or inner periphery side of the motor / stator, and a vehicle wheel is integrated with the motor / rotor. Installed.
このようなインホイールモータは、モータ本体がホイールに直結されていることから、モータ本体の故障がそのままホイールの回転挙動に影響を与える。このため、モータ本体の万一の故障に備え、モータ本体の異常検出時に、モータ本体とホイールの間の連係を遮断するようにしたものが案出されている(例えば、特許文献1参照)。
このインホイールモータは、モータ本体とホイールの間に介装されて両者間の動力の断切を行うクラッチ機構と、コントローラからの指令に基づいてクラッチ機構を操作するアクチュエータと、モータ本体の異常を監視するセンサと、を備え、センサがモータ本体の異常を検出したときに、アクチュエータがクラッチ機構を操作してモータ本体とホイールとの連係を遮断するようになっている。
This in-wheel motor has a clutch mechanism that is interposed between the motor body and the wheel and cuts off the power between the two, an actuator that operates the clutch mechanism based on a command from the controller, and monitors the abnormality of the motor body. When the sensor detects an abnormality of the motor body, the actuator operates the clutch mechanism to cut off the linkage between the motor body and the wheel.
ところで、前記のインホイールモータのセンサに回転速度センサを適用した場合には、モータの回転異常時にクラッチ機構がアクチュエータによってオフ側に操作され、ホイールがモータ本体に対してフリー状態とされる。
しかし、このインホイールモータにおいては、モータ本体の回転速度を検出するための回転速度センサや、クラッチ機構のアクチュエータ、さらにこのアクチュエータを制御するコントローラ等を設けなければならないため、構造が複雑になり、製造コストが高騰することが懸念される。
By the way, when a rotational speed sensor is applied to the sensor of the in-wheel motor, the clutch mechanism is operated to the off side by the actuator when the rotation of the motor is abnormal, and the wheel is brought into a free state with respect to the motor body.
However, in this in-wheel motor, since it is necessary to provide a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the motor body, an actuator for the clutch mechanism, a controller for controlling the actuator, etc., the structure becomes complicated, There is concern that the manufacturing cost will rise.
そこでこの発明は、簡単な構造により、モータ本体の異常時にホイールの自由な回転を許容し得るようにして、低コストでの製造が可能なインホイールモータを提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide an in-wheel motor that can be manufactured at a low cost by allowing the wheel to freely rotate when the motor body is abnormal, with a simple structure.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、車体に固定設置されたモータ・ステータ(例えば、後述の実施形態におけるモータ・ステータ2)の外周側に該モータ・ステータ周囲を囲繞するモータ・ロータ(例えば、後述の実施形態におけるモータ・ロータ3)が設けられ、このモータ・ロータに作用する回転動力が車両のホイール(例えば、後述の実施形態におけるホイール4)に伝達されるインホイールモータにおいて、前記モータ・ロータの外周面に、遠心力に応じて前記ホイールとの動力の断切を行う遠心クラッチ(例えば、後述の実施形態における遠心クラッチ15)を設け、前記遠心クラッチは、外周面が摩擦係合部として機能する複数のクラッチウェイト(例えば、後述の実施形態におけるクラッチウェイト16)と、このクラッチウェイトを前記モータ・ロータの外周面に連結するリターンスプリング(例えば、後述の実施形態におけるリターンスプリング17)とを備え、前記各クラッチウェイトの外周面が円弧状に形成されるようにした。
これにより、モータ・ロータの回転速度が小さく遠心クラッチに作用する遠心力が設定値に満たない場合には、モータ・ロータとホイールの連係が遮断された状態になる。このため、モータ本体の異常によってモータ・ロータの回転速度が低下した場合にも、遠心力が設定値よりも低下した後にモータ・ロータとホイールの連係が遮断される。
In order to achieve the above object, the invention described in
As a result, when the rotational speed of the motor / rotor is small and the centrifugal force acting on the centrifugal clutch is less than the set value, the linkage between the motor / rotor and the wheel is cut off. For this reason, even when the rotational speed of the motor / rotor decreases due to an abnormality in the motor body, the linkage between the motor / rotor and the wheel is interrupted after the centrifugal force decreases below the set value.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ホイールが脱着可能に取付けられるホルダ部材(例えば、後述の実施形態におけるホルダ部材30)を前記モータ・ロータに対して相対回転可能に設け、前記遠心クラッチが遠心力に応じて前記ホルダ部材に摩擦係合されるようにした。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a holder member (for example, a
請求項1に記載の発明によれば、モータ・ロータに遠心力に応じてホイールとの動力の断切を行う遠心クラッチを設け、モータ本体の異常によってモータ・ロータの回転速度が設定値よりも低下したときに、モータ・ロータとホイールの連係が自動的に遮断されるようにしたため、複雑な制御機器を必要としない簡単な構造でありながら、モータ異常によるホイール挙動への影響を無くすことができる。したがって、この発明によれば、製造コストの低減を図ることができる。
また、この発明においては、モータの始動時に、モータ・ロータの回転速度の上昇に伴ってモータ・ロータとホイールが滑らかに接続されるため、モータの始動初期のトルク変動がホイールに伝達されにくくなり、車両の乗り心地が向上するという利点がある。
According to the first aspect of the present invention, the motor / rotor is provided with a centrifugal clutch that cuts off the power with the wheel according to the centrifugal force, and the rotation speed of the motor / rotor is lower than the set value due to an abnormality in the motor body. Since the linkage between the motor / rotor and the wheel is automatically cut off, it is possible to eliminate the influence on the wheel behavior due to the motor abnormality while having a simple structure that does not require complicated control equipment. . Therefore, according to the present invention, the manufacturing cost can be reduced.
In the present invention, when the motor is started, the motor rotor and the wheel are smoothly connected as the rotational speed of the motor / rotor increases, so that the torque fluctuation at the initial start of the motor is hardly transmitted to the wheel. There is an advantage that the ride comfort of the vehicle is improved.
また、請求項2に記載の発明によれば、ホイールが脱着可能に取付けられるホルダ部材をモータ・ロータに対して相対回転可能に設け、遠心クラッチが遠心力に応じてこのホルダ部材に摩擦係合されるようにしたため、モータ本体部分を取り換えることなくホイールのみを単体で交換することができる。したがって、この発明によれば、製造の効率化とメンテナンスコストの低減を図ることが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, the holder member to which the wheel is detachably attached is provided so as to be rotatable relative to the motor / rotor, and the centrifugal clutch is frictionally engaged with the holder member in accordance with the centrifugal force. Thus, only the wheel can be replaced alone without replacing the motor body. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the manufacturing efficiency and reduce the maintenance cost.
以下、この発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping portions is omitted.
まず、図1に示す第1の実施形態について説明する。
図1は、この発明にかかるインホイールモータの断面を示すものであり、同図において、1は、モータ・ステータ2とモータ・ロータ3を主構成部品とするモータ本体であり、4は、外周面にゴム製のタイヤ5が取り付けられた車両のホイールである。
First, the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 1 shows a cross section of an in-wheel motor according to the present invention. In FIG. 1,
モータ・ステータ2は、中空状の支持ロッド6の軸方向略中央部に一体に結合され、その外周側に界磁コイル7が配置されている。支持ロッド6は、その一端部(車幅方向内側の端部)にフランジ8が一体に設けられ、そのフランジ8部分で車体に支持結合されている。また、界磁コイル7に接続された電気配線9は支持ロッド6の中空部に挿入され、その中空部を通して車体側に引き出されている。
The motor /
モータ・ロータ3は、モータ・ステータ2の周囲を囲繞するように形成され、その軸方向の両端部が軸受10a,10bを介して支持ロッド6に回転可能に支持されるとともに、内周面のうちの、前記界磁コイル7に対向する位置に永久磁石11が配置されている。
The motor /
一方、ホイール4は有底円筒状に形成され、その周壁4aがモータ・ロータ3の外周側を囲繞するように配置されるとともに、底壁4b(車幅方向外側に臨む壁)の中心部が軸受10cを介して支持ロッド6に回転可能に支持されている。底壁4bの内面にはブレーキディスク12が同心になるように取り付けられ、このブレーキディスク12を両側から挟持し得る位置にブレーキキャリパ13が配置されている。ブレーキキャリパ13はブラケット14を介して支持ロッド6に支持されている。
On the other hand, the
そして、モータ・ロータ3の外周面には、モータ・ロータ3とホイール4の間で動力の断切を行う遠心クラッチ15が取り付けられている。この遠心クラッチ15は、外周面が摩擦係合部として機能するクラッチウェイト16と、このクラッチウェイト16をモータ・ロータ3の外周面に連結するリターンスプリング17とを備え、モータ・ロータ3の回転に伴ってクラッチウェイト16に遠心力が作用すると、クラッチウェイト16がリターンスプリング17の付勢力に抗して径方向外側に変位し、その外周面がホイール4の内周面に摩擦係合するようになっている。なお、クラッチウェイト16は複数設けられ、各クラッチウェイト16の外周面はホイール4の内周面に沿うように円弧状に形成されている。
A
このインホイールモータは、以上のようにモータ・ロータ3の外周面に遠心クラッチ15が取り付けられ、モータ・ロータ3とホイール4がこの遠心クラッチ15を介して接続されるようになっているため、モータ本体1の始動初期には、モータ・ロータ3の回転速度の上昇に伴ってクラッチウェイト16の外周面(摩擦面)がホイール4の内周面に摩擦接触し、モータ・ロータ3からホイール4にトルクが徐々に、かつ滑らかに伝達される。
したがって、このインホイールモータを採用した場合には、モータ本体1の始動初期のトルク変動がホイール4に伝達されなくなり、発進時における車両の乗り心地が向上する。
In this in-wheel motor, the
Therefore, when this in-wheel motor is adopted, torque fluctuation at the initial start of the
また、車両走行時に、モータ本体1の故障によってモータ・ロータ3の回転が減速した場合には、その減速によって遠心クラッチ15に作用する遠心力が設定値よりも低下すると、クラッチ・ウェイト16がホイール4から離反し、それによってモータ・ロータ3とホイール4の連係が遮断される。これにより、モータ本体1の故障の影響がホイール4の挙動に及ぶのを未然に防止することが可能となる。そして、このインホイールモータにおいては、前記のモータ本体1の故障の対策を、センサやコントローラ、アクチュエータ等の複雑な制御機器を用いることなく簡単な構造によって実現することができるため、電気的な制御によって故障対策を行っていた従来のものに比較し、製造コストを大幅に低減することが可能となる。
Further, when the rotation of the
次に、図2に示すこの発明の第2の実施形態について説明する。
この実施形態のインホイールモータは、基本的な構成は第1の実施形態とほぼ同様であるが、ブレーキディスク112とブレーキキャリパ113の取付位置が第1の実施形態のものと異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described.
The basic configuration of the in-wheel motor of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the mounting positions of the
即ち、この実施形態のインホイールモータにおいては、支持ロッド106を軸方向に貫通する回転伝達ロッド21がホイール4の軸心部に結合され、支持ロッド106を貫通した回転伝達ロッド21の先端部にブレーキディスク112が一体に取付けられている。そして、支持ロッド106自体は第1の実施形態と同様にフランジ8部分で車体に結合支持され、ブレーキキャリパ113は、ブレーキディスク112の両側面を挟み込む位置で車体側部材に取付けられている。
また、モータ・ステータ2の界磁コイル7に接続された電機配線9は、支持ロッド106内の回転伝達ロッド21との隙間を通して車外側に引き出されている。
That is, in the in-wheel motor of this embodiment, the
The
このインホイールモータは、基本的に第1の実施形態と同様の作用・効果を得ることができるが、さらにブレーキディスク112とブレーキキャリパ113がモータ・ロータ3の車幅方向内側に配置されているため、車体側部材に対するブレーキキャリパ113の取り付けが容易になり、さらに、周囲にスペース的な余裕ができることから、ブレーキキャリパ113の支持剛性を容易に高めることができる。
This in-wheel motor can basically obtain the same functions and effects as those of the first embodiment, but the
つづけて、図3に示すこの発明の第3の実施形態について説明する。
この実施形態のインホイールモータは、基本的な構成は第1の実施形態とほぼ同様であるが、ホイール204を取付けるためのホルダ部材30がモータ・ロータ3の外周側に相対回転可能に設けられている点が大きく異なっている。
Next, a third embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described.
The basic configuration of the in-wheel motor of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the
即ち、この実施形態のインホイールモータは、第1の実施形態のホイールとほぼ同形状の(有底円筒状の)ホルダ部材30が軸受10cを介して支持ロッド6に回転可能に支持され、ホルダ部材30の周壁30aがモータ・ロータ3の外周側を囲繞するように配置されている。そして、モータ・ロータ3の外周面には第1の実施形態と同様の遠心クラッチ15が取り付けられ、この遠心クラッチ15のクラッチウェイト16がホルダ部材30の(周壁30aの)内周面と摩擦係合し得るようになっている。また、ホルダ部材30の底壁30bの車外側面には、複数の埋め込みボルト31が突設され、そのボルト31にホイール204の前面側がナット32によって締め付け固定されるようになっている。
That is, in the in-wheel motor of this embodiment, the
このインホイールモータにおいては、基本的に第1の実施形態と同様の作用・効果を得ることができるが、さらに、有底円筒状のホルダ部材30がモータ本体1に相対回転可能に組み付けられ、ホイール204がこのこのホルダ部材30にボルト31とナット32によって脱着可能に取り付けられるようになっているため、モータ本体1を車体から取り外すことなくホイール204を単体で容易に交換できるというさらなる利点を有する。したがって、このインホイールモータを採用した場合には、メンテナンスの作業効率を大幅に向上させることができる。
また、このインホイールを採用した場合には、径や幅の異なるホイール204に対して共通のモータ本体1を利用することができるため、生産効率が向上する。したがって、このインホイールモータを採用することにより、製造コストの低減が可能になる。
In this in-wheel motor, basically the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained, but the bottomed
Moreover, when this in-wheel is employ | adopted, since the common motor
また、図4は、この発明の第4の実施形態を示すものである。この実施形態のインホイールモータは、第2の実施形態と同様にブレーキディスク12とブレーキキャリパ13がモータ・ロータ3の車幅方向内側に配置されるとともに、第3の実施形態と同様にモータ・ロータ3の外周側にホルダ部材30が相対回転可能に組み付けられ、このホルダ部材30にホイール4が脱着可能に取付けられている。
このインホイールモータにおいては、第2の実施形態と第3の実施形態を合わせた効果を得ることができる。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In the in-wheel motor of this embodiment, the
In this in-wheel motor, the effect which combined 2nd Embodiment and 3rd Embodiment can be acquired.
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary.
2…モータ・ステータ
3…モータ・ロータ
4,204…ホイール
15…遠心クラッチ
30…ホルダ部材
2 ... motor /
Claims (2)
前記モータ・ロータの外周面に、遠心力に応じて前記ホイールとの動力の断切を行う遠心クラッチを設け、前記遠心クラッチは、外周面が摩擦係合部として機能する複数のクラッチウェイトと、このクラッチウェイトを前記モータ・ロータの外周面に連結するリターンスプリングとを備え、前記各クラッチウェイトの外周面は円弧状に形成されていることを特徴とするインホイールモータ。 In the in-wheel motor in which a motor / rotor surrounding the periphery of the motor / stator is provided on the outer peripheral side of the motor / stator fixedly installed on the vehicle body, and rotational power acting on the motor / rotor is transmitted to the wheel of the vehicle.
Provided on the outer peripheral surface of the motor / rotor is a centrifugal clutch that cuts off the power with the wheel in accordance with centrifugal force. The centrifugal clutch includes a plurality of clutch weights whose outer peripheral surface functions as a friction engagement portion, An in-wheel motor comprising: a return spring that connects a clutch weight to an outer peripheral surface of the motor / rotor; and an outer peripheral surface of each clutch weight is formed in an arc shape .
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