JP4878965B2 - In-wheel shaft coupling for electric vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車用インホイール型軸継手の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an in-wheel shaft coupling for an electric vehicle.
従来、低速高トルクが要求される電動機に対応する電動機として、回転軸方向に固定子と回転子とが対向して配置される軸方向空隙型電動機がある。従来の軸方向空隙型電動機は、コイルが巻回される固定子と、このコイルに回転軸方向に対向して配置され、複数対の永久磁石が周方向起磁力形に配置される回転子とからなり、固定子コイルに電流を流して回転磁界を発生させ、これに伴い固定子と回転子との間の磁気的な吸引力および反発力によって、回転子を回転させるものである（特許文献１、２参照のこと）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric motor corresponding to an electric motor that requires low speed and high torque, there is an axial gap type electric motor in which a stator and a rotor are arranged to face each other in the direction of a rotation axis. A conventional axial gap type electric motor includes a stator around which a coil is wound, a rotor that is arranged to face the coil in the direction of the rotation axis, and a plurality of pairs of permanent magnets are arranged in a circumferential magnetomotive force type. And a rotating magnetic field is generated by passing a current through the stator coil, and the rotor is rotated by a magnetic attraction force and a repulsive force between the stator and the rotor (Patent Literature). 1 and 2).
このような軸方向空隙型電動機を電気自動車のホイール内に設置して（インホイールモータという）、電気自動車の駆動源として用いる技術がある（特許文献３参照のこと）。
しかしながら、特に、電気自動車の駆動源としてインホイールモータを用いた場合には、いわゆるバネ下重量が増加するため、車体への入力が増加して乗り心地が悪化する恐れがある。 However, in particular, when an in-wheel motor is used as a drive source of an electric vehicle, so-called unsprung weight increases, so that input to the vehicle body may increase and ride comfort may deteriorate.
本発明は上記の問題点を解消する減衰作用を備え、インホイールモータに適用し得る電気自動車用インホイール型軸継手を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an in-wheel type shaft coupling for an electric vehicle that has a damping action to solve the above-described problems and can be applied to an in-wheel motor.
本発明は、電気自動車の懸架装置に固定されてホイール内に設置され、軸方向に所定の空隙をもって対向する固定子と回転子とからなる電動機部を収容する円筒状のケースと、このケース内に、前記ケースの中心線と平行に、かつ中心線と直交方向に変位可能に配置され、前記回転子に固定されて電気自動車の駆動輪に回転を伝達する回転軸と、前記回転軸の変位を減衰する減衰手段と、を備え、前記減衰手段は、前記回転軸の外周側に同軸的に固定されるリング部材と、前記リング部材の外周に相対回転可能に嵌合される円筒状の支持部材と、前記支持部材の外周と前記ケースの内周との間に区画された環状空間を前記回転軸の周方向に複数個の密閉された、かつ所定圧の流体が封入される隔室に区画する区画板と、を備え、前記各隔室に封入する流体の移動に抵抗を付与することを特徴とする電気自動車用インホイール型軸継手である。 The present invention is fixed to the suspension system of the electric vehicle is placed in the wheel, a cylindrical case you accommodating the electric motor unit comprising a stator and rotor that face each other with a predetermined gap in the axial direction, this case within, in parallel with the center line of the case, and is arranged to be displaceable in the center line direction orthogonal, a rotation shaft for transmitting rotation to a drive wheel of an electric vehicle is fixed to the rotor, the rotary shaft Attenuating means for attenuating displacement, and the attenuating means is a ring member that is coaxially fixed to the outer peripheral side of the rotating shaft, and a cylindrical member that is fitted to the outer periphery of the ring member so as to be relatively rotatable. A compartment in which a plurality of sealed fluids having a predetermined pressure are enclosed in a circumferential direction of the rotating shaft in a support member and an annular space defined between an outer periphery of the support member and an inner periphery of the case A partition plate for partitioning into each compartment An electric in-wheel type shaft coupling for motor vehicles, characterized that you confer resistance to movement of the fluid inlet.
本発明では、ホイール内に設置したケースの内側に回転軸の変位を減衰する減衰手段を設けたので、回転軸から車体に伝達される入力を減少させることができ、乗り心地を向上することができる。 In the present invention, since the damping means for attenuating the displacement of the rotating shaft is provided inside the case installed in the wheel, the input transmitted from the rotating shaft to the vehicle body can be reduced, and the riding comfort can be improved. it can.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明を適用する電気自動車用インホイール型軸継手をインホイールモータに適用した構成を図１に示す。図１に示すインホイールモータは、軸方向空隙型電動機１であって、図１は、軸方向空隙型電動機１の構成を示す断面図で、ロータ軸２の回転中心線（以下、中心線Ｘ１という。）がケース５の中心線に対して偏心している状態を示す。 FIG. 1 shows a configuration in which an in-wheel shaft coupling for an electric vehicle to which the present invention is applied is applied to an in-wheel motor. The in-wheel motor shown in FIG. 1 is an axial gap type electric motor 1, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the axial gap type electric motor 1, and a rotation center line (hereinafter, center line X 1) of the rotor shaft 2. Shows a state of being eccentric with respect to the center line of the case 5.
本実施形態において、被回転部材を回転するロータ軸２と、ロータ軸２に固定された回転子３と、ロータ軸２の中心線Ｘ１方向に所定の空隙をもって回転子３に対向するように設けられた一対の固定子４とからなる電動機部１ａを、ロータ軸方向に二列に配置して、ケース５内に収納し、軸方向空隙型電動機１を構成する。 In the present embodiment, the rotor shaft 2 that rotates the member to be rotated, the rotor 3 that is fixed to the rotor shaft 2, and the rotor shaft 2 are provided so as to face the rotor 3 with a predetermined gap in the direction of the center line X1. The motor parts 1 a including the pair of stators 4 are arranged in two rows in the rotor axial direction and housed in the case 5 to constitute the axial gap type motor 1.
各電動機部１ａを収納するケース５は、電気自動車のホイール内に設置され、有底円筒形状を有する本体部５ａ、この本体部５ａの開口端を塞ぐとともに、ロータ軸２が貫通する空間５ｄを備える蓋部５ｂと、ケース内を円筒形のケース５の中心線Ｘ２に直交する方向に仕切るように配置される中空円板状の仕切板５ｃとから構成される。仕切板５ｃは、ケース５内を中心線Ｘ２方向に並ぶ２つの互いに等しい形状の空間部５ｘ、５ｙに区画するとともに、その中心部にロータ軸２が挿通される。電動機部１ａはそれぞれ空間部５ｘ、５ｙ内に配置される。 A case 5 for housing each motor part 1a is installed in a wheel of an electric vehicle, and covers a main body part 5a having a bottomed cylindrical shape, an opening end of the main body part 5a, and a space 5d through which the rotor shaft 2 passes. The cover part 5b is provided, and a hollow disc-shaped partition plate 5c arranged so as to partition the inside of the case in a direction orthogonal to the center line X2 of the cylindrical case 5. The partition plate 5c divides the inside of the case 5 into two equal space portions 5x and 5y arranged in the direction of the center line X2, and the rotor shaft 2 is inserted through the center portion. The electric motor parts 1a are arranged in the space parts 5x and 5y, respectively.
図２は、回転子３の形状を説明する図である。回転子３は図示しない被回転部材に接続するロータ軸２の中心線Ｘ１から直交方向に延出する４本の等長の腕部６を備える。これら腕部６は周方向に等間隔（図２では９０°間隔）で配置される。各腕部６の外周側の先端部には各腕部６を連結する円筒状のリング部材７が固定される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the shape of the rotor 3. The rotor 3 includes four equal-length arm portions 6 extending in the orthogonal direction from the center line X1 of the rotor shaft 2 connected to a rotated member (not shown). These arm portions 6 are arranged at equal intervals (90 ° intervals in FIG. 2) in the circumferential direction. A cylindrical ring member 7 that connects the arm portions 6 is fixed to a distal end portion on the outer peripheral side of each arm portion 6.
図１に示すように、回転子３の腕部６には、永久磁石１２が取り付けられる。永久磁石１２は、それぞれ例えば図３に示すように中心線Ｘ１方向から見て略扇状に形成され、各腕部６の中間部を挟持するように固定される。永久磁石１２は、両側の端面１２ａがそれぞれロータ軸２の中心線Ｘ１に直交する面に平行に形成される。なお、腕部６の数、形状等は実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。 As shown in FIG. 1, a permanent magnet 12 is attached to the arm portion 6 of the rotor 3. For example, as shown in FIG. 3, the permanent magnets 12 are each formed in a substantially fan shape when viewed from the direction of the center line X <b> 1, and are fixed so as to sandwich the intermediate portions of the arm portions 6. The permanent magnet 12 is formed so that both end faces 12 a are parallel to a plane orthogonal to the center line X <b> 1 of the rotor shaft 2. Needless to say, the number, shape, and the like of the arm portions 6 are not limited to those in the embodiment.
ロータ軸２の中心線Ｘ１方向において、回転子３の永久磁石１２の両側にそれぞれ対向する位置には、それぞれ一対の固定子４がケース５のロータ軸の中心線Ｘ１に直交する面５ｅと同じく仕切板５ｃの面５ｅに固定される。固定子４は、ケース５に固定されたヨーク部８と、固定子４の中心線Ｘ２方向から見て略扇状の形状を有するティース部９と、ティース部９に巻回されるコイル１０とから構成される。ヨーク部８は、ティース部９をケース５に固定する。ティース部９の磁束を周方向に回して別のティース部９へ流す役割を果す。ティース部９は、中心線Ｘ１方向にヨーク部８から回転子３側に突出して形成され、その端面は永久磁石１２の端面１２ａに平行に形成される。またコイル１０は図示しない絶縁体等を介して、ティース部９から絶縁される。 In the direction of the center line X1 of the rotor shaft 2, the pair of stators 4 are respectively located at positions facing both sides of the permanent magnet 12 of the rotor 3, as with the surface 5 e orthogonal to the center line X1 of the rotor shaft of the case 5. It is fixed to the surface 5e of the partition plate 5c. The stator 4 includes a yoke portion 8 fixed to the case 5, a teeth portion 9 having a substantially fan shape when viewed from the direction of the center line X <b> 2 of the stator 4, and a coil 10 wound around the teeth portion 9. Composed. The yoke portion 8 fixes the tooth portion 9 to the case 5. It plays the role of turning the magnetic flux of the tooth portion 9 in the circumferential direction to flow to another tooth portion 9. The teeth portion 9 is formed to protrude from the yoke portion 8 toward the rotor 3 in the direction of the center line X1, and its end surface is formed in parallel to the end surface 12a of the permanent magnet 12. Further, the coil 10 is insulated from the tooth portion 9 via an insulator or the like (not shown).
各電動機部１ａがケース５内に配置された状態で、回転子３と、回転子３に相対する一対の固定子４との中心線Ｘ１方向のそれぞれの空隙１４は所定値となるように設置される。 In a state where each electric motor unit 1a is disposed in the case 5, the respective gaps 14 in the direction of the center line X1 between the rotor 3 and the pair of stators 4 opposed to the rotor 3 are set to predetermined values. Is done.
回転子３の各腕部６の先端部を連結する円筒状のリング部材７は、中心線Ｘ１を回転中心として形成される。リング部材７のロータ軸２の中心線Ｘ１方向の両側の端面７ａは、ケース５の内面５ｅとそれぞれ対面し、中心線Ｘ１に直交するように形成される。これら両端面７ａとケース５の面５ｅとの間にそれぞれベアリング１３が設置される。このベアリング１３は例えばリング部材７と同径の円環状に配置され、ケース５に対してロータ軸２が中心線Ｘ１に直交する方向に摺動することを許容する。さらにリング部材７がケース５に摺接した状態でロータ軸２の中心線Ｘ１回りの回転を可能とする。なお、ベアリング１３としてはスライドベアリング等が考えられるが、これに限らず、回転子３のケース５に対する摺動と回転子３の回転を可能とする手段であればよい。 A cylindrical ring member 7 that connects the tips of the arm portions 6 of the rotor 3 is formed with the center line X1 as the center of rotation. The end surfaces 7a on both sides of the ring member 7 in the direction of the center line X1 of the rotor shaft 2 are formed so as to face the inner surface 5e of the case 5 and to be orthogonal to the center line X1. The bearings 13 are installed between the both end surfaces 7a and the surface 5e of the case 5, respectively. For example, the bearing 13 is arranged in an annular shape having the same diameter as the ring member 7, and allows the rotor shaft 2 to slide in a direction perpendicular to the center line X <b> 1 with respect to the case 5. Further, the ring member 7 can rotate around the center line X1 of the rotor shaft 2 in a state where the ring member 7 is in sliding contact with the case 5. The bearing 13 may be a slide bearing or the like, but is not limited to this, and any means that allows the rotor 3 to slide with respect to the case 5 and rotate the rotor 3 may be used.
ここで、ケース５のロータ軸２が貫通する空間５ｄは、ロータ軸２の直径に対して所定量だけ大きく形成される。前述のように回転子３は、中心線Ｘ１に直交する方向に摺動可能に構成されるが、この空間５ｄの寸法とロータ軸２の直径との差によって、回転子３がケース５に対してロータ軸２の中心線Ｘ１に直交する方向の移動量が規定される。 Here, the space 5 d through which the rotor shaft 2 of the case 5 passes is formed larger than the diameter of the rotor shaft 2 by a predetermined amount. As described above, the rotor 3 is configured to be slidable in a direction orthogonal to the center line X1. However, the rotor 3 is located with respect to the case 5 by the difference between the dimension of the space 5d and the diameter of the rotor shaft 2. Thus, the amount of movement in the direction perpendicular to the center line X1 of the rotor shaft 2 is defined.
リング部材７の外周側には、ロータ軸２の中心線Ｘ１を中心線とする円筒状の支持部材１５が所定の間隙をもって配置される。支持部材１５は、ケース５の内面５ｅに摺接しながら移動可能に構成される。この支持部材１５とリング部材７との間にはベアリング１６が介装され、相対回転可能に形成される。 A cylindrical support member 15 having the center line X1 of the rotor shaft 2 as the center line is disposed on the outer peripheral side of the ring member 7 with a predetermined gap. The support member 15 is configured to be movable while being in sliding contact with the inner surface 5 e of the case 5. A bearing 16 is interposed between the support member 15 and the ring member 7 so as to be relatively rotatable.
支持部材１５の外周面とケース５の内周面５ｆとの間には仕切板５ｃを介して２つに分割された環状の環状空間部５ｘ１、５ｙ１が区画される。環状空間部５ｘ１、５ｙ１は、回転子３がケース５内において、ロータ軸２の中心線Ｘ１に直交方向へ変位するのに伴い支持部材１５が変位することで、その断面が変形可能に構成される。ここで支持部材１５は、その内周面にベアリング１６を介して回転子３のリング部材７を支持しているため、リング部材７が回転しても支持部材１５は回転することなく、主としてロータ軸２の中心線Ｘ１に対する直交方向に変位するのみである。 Between the outer peripheral surface of the support member 15 and the inner peripheral surface 5f of the case 5, annular annular spaces 5x1, 5y1 divided into two via a partition plate 5c are defined. The annular space portions 5x1 and 5y1 are configured such that the cross section thereof can be deformed by the displacement of the support member 15 as the rotor 3 is displaced in the case 5 in the direction orthogonal to the center line X1 of the rotor shaft 2. The Here, since the support member 15 supports the ring member 7 of the rotor 3 through the bearing 16 on the inner peripheral surface thereof, the support member 15 does not rotate even when the ring member 7 rotates, and the rotor mainly. It is only displaced in the direction orthogonal to the center line X1 of the axis 2.
図３を用いて、本発明のインホイール型軸継手の構成を説明する。図３は、支持部材１５により区画された環状空間部５ｘ１、５ｙ１内の構成を示す断面図であり、環状空間部５ｘ１、５ｙ１はそれぞれ同様の構成を備えるため、図３では環状空間部５ｙ１の構成を代表して説明する。 The configuration of the in-wheel shaft coupling of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in the annular space portions 5x1 and 5y1 partitioned by the support member 15, and each of the annular space portions 5x1 and 5y1 has a similar configuration. The configuration will be described as a representative.
図３に示すように支持部材１５により区画された環状空間部５ｙ１は、支持部材１５の外周に設けられた区画板１７ａ〜１７ｈによりさらに周方向にそれぞれ偶数個、図では８つの密閉された隔室５ｙａ〜５ｙｈに区画される。これら８つの隔室５ｙａ〜５ｙｈは、ロータ軸２の回転中心線Ｘ１とケース５の中心線Ｘ２とが同一中心線となる場合において、その容積が互いに等しくなるように区画される。区画板１７ａ〜１７ｈは、その基端が支持部材１５に揺動可能に支持され、その揺動中心に捩りコイルバネ１８などの付勢手段が配置される。このため区画板１７ａ〜１７ｈの外端は、ケース５の内周面５ｆに常時押し付けられる。なお、区画板１７ａ〜１７ｈの長さは、支持部材１５とケース５の間に形成される最大隙間よりも大きく設定され、これにより、隔室５ｙａ〜５ｙｈが変形しても、必ずケース５の内周面５ｆに接触することが可能となっている。隔室５ｙａ〜５ｙｈ内には、例えば、空気、水及びＭＲ流体が所定の圧力でもって封入される。 As shown in FIG. 3, the annular space 5y1 partitioned by the support member 15 is further divided into an even number in the circumferential direction by partition plates 17a to 17h provided on the outer periphery of the support member 15, and eight sealed spaces in the figure. It is divided into chambers 5ya to 5yh. These eight compartments 5ya to 5yh are partitioned so that their volumes are equal to each other when the rotation center line X1 of the rotor shaft 2 and the center line X2 of the case 5 are the same center line. The partition plates 17a to 17h are supported at their base ends so as to be swingable by the support member 15, and biasing means such as a torsion coil spring 18 is disposed at the center of swinging. For this reason, the outer ends of the partition plates 17 a to 17 h are constantly pressed against the inner peripheral surface 5 f of the case 5. Note that the length of the partition plates 17a to 17h is set to be larger than the maximum gap formed between the support member 15 and the case 5, so that even if the compartments 5ya to 5yh deform, It is possible to contact the inner peripheral surface 5f. In the compartments 5ya to 5yh, for example, air, water, and MR fluid are sealed with a predetermined pressure.
したがって、ロータ軸２は、支持部材１５を介してケース５の内周面５ｆに対して捩りコイルバネ１８により浮動的に支持された構成となる。このため、各捩りコイルバネ１８のバネ特性を同じとすると、ケース５に対して支持部材１５がロータ軸２の直交方向に変位した場合に、隔室５ｙａ〜５ｙｈに封入した流体の圧力とともに、捩りコイルバネ１８の作用によりロータ軸２にはケース５と同軸となるような付勢力が作用することになる。したがって、ロータ軸２にその中心線Ｘ１に対して直交する方向の外力が作用しない場合には、隔室５ｙａ〜５ｙｈの流体の圧力と、捩りコイルバネ１８は、ロータ軸２の中心線Ｘ１とケース５の中心線Ｘ２とを一致させるように保持する。 Therefore, the rotor shaft 2 is configured to be supported floatingly by the torsion coil spring 18 with respect to the inner peripheral surface 5 f of the case 5 via the support member 15. For this reason, assuming that the spring characteristics of the torsion coil springs 18 are the same, when the support member 15 is displaced in the direction orthogonal to the rotor shaft 2 with respect to the case 5, the torsional coil spring 18 is twisted together with the pressure of the fluid enclosed in the compartments 5 ya to 5 yh. Due to the action of the coil spring 18, an urging force that is coaxial with the case 5 acts on the rotor shaft 2. Therefore, when the external force in the direction perpendicular to the center line X1 does not act on the rotor shaft 2, the pressure of the fluid in the compartments 5ya to 5yh and the torsion coil spring 18 are connected to the center line X1 of the rotor shaft 2 and the case. 5 so as to coincide with the center line X2.
また、偶数個の隔室５ｙａ〜５ｙｈを区画する区画板１７ａ〜１７ｈは、１つ置きに周方向に貫通するオリフィス状の貫通孔２０を備える。つまり、例えば区画板１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈに貫通孔２０が形成される。このような構成により、例えば貫通孔２０を備えた区画板１７ｂを挟んで区画された隔室５ｙｂと５ｙｃとの間で容積差（＝圧力差）が生じ、区画板１７ａと１７ｂで区画された隔室５ｙｂ内の流体が貫通孔１７ｂを通じて区画板１７ｂと１７ｃで区画された隔室５ｙｃとの間で流通可能となり、オリフィス状に形成された貫通孔２０の作用により減衰効果が生じる。なお、密閉される流体としてＭＲ流体を用いる場合には、貫通孔２０は回転子３及び固定子４近くに設けることが好ましいので、支持部材１５近くに形成する。 Further, the partition plates 17a to 17h that partition the even number of compartments 5ya to 5yh are provided with orifice-like through holes 20 that pass through in the circumferential direction every other partition plate 17a to 17h. That is, for example, the through holes 20 are formed in the partition plates 17b, 17d, 17f, and 17h. With such a configuration, for example, a volume difference (= pressure difference) is generated between the compartments 5yb and 5yc partitioned across the partition plate 17b having the through hole 20, and the partition plates 17a and 17b are partitioned. The fluid in the compartment 5yb can flow between the compartment 5yc partitioned by the partition plates 17b and 17c through the through hole 17b, and a damping effect is generated by the action of the through hole 20 formed in an orifice shape. When MR fluid is used as the fluid to be sealed, the through hole 20 is preferably provided near the rotor 3 and the stator 4, and thus is formed near the support member 15.
したがって、本発明のインホイール型軸継手は、ケース５内において、支持部材１５と区画板１７ａ〜１７ｈと貫通孔２０とから構成される。なお、１つ置きの区画板１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈに形成された貫通孔２０が減衰手段として機能し、また、捩りコイルバネ１８が付勢手段として機能する。 Therefore, the in-wheel type shaft coupling of the present invention includes the support member 15, the partition plates 17 a to 17 h and the through hole 20 in the case 5. The through holes 20 formed in every other partition plate 17b, 17d, 17f, 17h function as a damping means, and the torsion coil spring 18 functions as a biasing means.
このように構成されたインホイール型軸継手は、ケース５の本体部５ａから電気自動車内側に延出するフランジ部５ｇを介して、コイルスプリングや減衰装置等からなる懸架装置、例えば図ではストラット３０に接続される。 The in-wheel type shaft joint configured as described above is a suspension device such as a coil spring or a damping device, for example, a strut 30 in the figure, via a flange portion 5g extending from the body portion 5a of the case 5 to the inside of the electric vehicle. Connected to.
ストラット３０の下部にはブラケット３１が固定されており、このブラケット３１はストラット３０の軸方向から見てコの字状に形成され、ブラケット３１にはボルト３２が貫通するボルト孔が形成される。一方、ケース５のフランジ部５ｇにもボルト３２が貫通するボルト孔が形成され、ブラケット３１の間にフランジ部５ｇを配置し、ボルト３２の締結によりフランジ部５ｇにブラケット３１が固定され、インホイール型軸継手がストラット３０に接続される。 A bracket 31 is fixed to the lower portion of the strut 30. The bracket 31 is formed in a U shape when viewed from the axial direction of the strut 30, and the bracket 31 is formed with a bolt hole through which the bolt 32 passes. On the other hand, a bolt hole through which the bolt 32 penetrates is also formed in the flange portion 5g of the case 5, the flange portion 5g is disposed between the brackets 31, and the bracket 31 is fixed to the flange portion 5g by fastening the bolts 32. A mold shaft coupling is connected to the strut 30.
図４は、本実施形態の振動モデルである。車体とタイヤ間には軸方向空隙型電動機１の固定子４（ケース５）と、軸方向空隙型電動機１の回転子３（ロータ軸２）に接続するホイール及びブレーキが配置される。車体と固定子４との間はストラット３０と不図示のスプリングにより支持され、固定子４と回転子３との間は減衰手段としての貫通孔２０と、付勢手段としての捩りコイルバネ１８により支持される。さらにホイール及びブレーキはタイヤを介して路面に接地するため、タイヤの減衰特性及び付勢力により支持される。 FIG. 4 shows a vibration model of this embodiment. Between the vehicle body and the tire, a wheel 4 and a brake connected to the stator 4 (case 5) of the axial gap motor 1 and the rotor 3 (rotor shaft 2) of the axial gap motor 1 are arranged. Between the vehicle body and the stator 4 is supported by a strut 30 and a spring (not shown), and between the stator 4 and the rotor 3 is supported by a through hole 20 as a damping means and a torsion coil spring 18 as an urging means. Is done. Further, since the wheel and the brake are in contact with the road surface via the tire, the wheel and the brake are supported by the tire damping characteristics and the urging force.
なお、本実施形態では、回転子３に永久磁石１２を、固定子４にコイル１０を設置したが、逆に回転子にコイルを、固定子に永久磁石を設けるようにしてもよい。 In the present embodiment, the permanent magnet 12 and the coil 10 are installed on the rotor 3 and the stator 4, respectively, but the coil may be installed on the rotor and the permanent magnet may be installed on the stator.
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
本発明の電気自動車用インホイール型軸継手は、ロータ軸２に連結するリング部材７に対してロータ軸２の中心線Ｘ１回りに相対回転可能に支持される支持部材１５がケース５との間に環状空間部５ｘ１、５ｙ１を区画し、支持部材１５とケース５との間に捩りコイルバネ１８で付勢された区画板１７が介在する。このため、ロータ軸２の中心線Ｘ１をケース５の中心線Ｘ２から偏芯させようとする外力がロータ軸２に作用した場合に、この外力に抗して中心線Ｘ１、Ｘ２が一致するように隔室５ｙａ〜５ｙｈに封入した流体の圧力及び捩りコイルバネ１８の付勢力が作用する。このため、外力の減少に伴いロータ軸２の中心線Ｘ１とケース５の中心線Ｘ２とを同軸上に維持しやすくなる。 In the in-wheel type shaft coupling for an electric vehicle according to the present invention, the support member 15 that is supported so as to be relatively rotatable around the center line X1 of the rotor shaft 2 with respect to the ring member 7 connected to the rotor shaft 2 is between the case 5 and The annular space portions 5x1 and 5y1 are partitioned, and a partition plate 17 urged by a torsion coil spring 18 is interposed between the support member 15 and the case 5. For this reason, when an external force that attempts to decenter the center line X1 of the rotor shaft 2 from the center line X2 of the case 5 acts on the rotor shaft 2, the center lines X1 and X2 are made to coincide against the external force. The pressure of the fluid sealed in the compartments 5ya to 5yh and the urging force of the torsion coil spring 18 act on the chamber 5ya-5yh. For this reason, it becomes easy to maintain the center line X1 of the rotor shaft 2 and the center line X2 of the case 5 on the same axis as the external force decreases.
また、外力が作用しない場合や被回転部材が接続されていない場合には、隔室５ｙａ〜５ｙｈに封入した流体の圧力及び捩りコイルバネ１８の作用により、ロータ軸２の中心線Ｘ１とケース５の中心線Ｘ２とを同一とする調芯作用が生じ、同一中心線とすることができる。 Further, when no external force is applied or when the rotated member is not connected, the center line X1 of the rotor shaft 2 and the case 5 are affected by the pressure of the fluid sealed in the compartments 5ya to 5yh and the action of the torsion coil spring 18. A centering action that makes the center line X2 the same occurs, and the center line can be made the same.
また、隔室５ｙａ〜５ｙｈを密閉する区画板１７ａ〜１７ｈの内、一つ置きにオリフィス状の貫通孔２０を形成した。このため、ロータ軸２がロータ軸２の直交方向にケース５に対して摺動するのに伴って隔室５ｙａ〜５ｙｈの容積変化が生じる場合、貫通孔２０を備えた区画板１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈの周方向にて両側に位置する隔室５ｙａ〜５ｙｈ間を流体が貫通孔２０を通過して行き来する際に貫通孔２０のオリフィス効果により抵抗が生じて、ロータ軸２の中心線Ｘ２に直交する方向の摺動を減衰することができる。この減衰効果は、貫通孔２０を備えた区画板１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈを挟んで位置する隔室５ｙａ〜５ｙｈ間の相互の容積差が大きいほど効果的である。したがって、例えばロータ軸２の回転時の振動により隔室５ｙａ〜５ｙｈに圧力変化が生じる場合、所定の区画板１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈに設けた貫通孔２０の減衰効果によりロータ軸２の回転振動を低減することができる。 Moreover, an orifice-shaped through hole 20 was formed every other partition plate 17a-17h that seals the compartments 5ya-5yh. For this reason, when the volume change of the compartments 5ya to 5yh occurs as the rotor shaft 2 slides with respect to the case 5 in the direction orthogonal to the rotor shaft 2, the partition plates 17b, 17d having the through holes 20 are provided. When fluid flows back and forth between the compartments 5ya to 5yh located on both sides in the circumferential direction of 17f and 17h, resistance is generated by the orifice effect of the through hole 20, and the center line of the rotor shaft 2 The sliding in the direction orthogonal to X2 can be attenuated. This attenuation effect is more effective as the volume difference between the compartments 5ya to 5yh located across the partition plates 17b, 17d, 17f, and 17h having the through holes 20 increases. Therefore, for example, when pressure changes occur in the compartments 5ya to 5yh due to vibration during rotation of the rotor shaft 2, the rotation of the rotor shaft 2 is caused by the damping effect of the through holes 20 provided in the predetermined partition plates 17b, 17d, 17f, and 17h. Vibration can be reduced.
また、本実施形態のインホイール型軸継手はストラット３０を介して車体（懸架装置）に固定されており、貫通孔２０の減衰作用とコイルバネ１８の付勢作用によって、駆動輪側から入力される外力が吸収され、車体に入力される外力を減少する。これにより、バネ下重量の増加に伴う電気自動車の乗り心地の悪化を抑制することができる。また、ケース５内に減衰手段としての貫通孔２０と付勢手段としての捩りコイルバネ１８を備えたので、これらが懸架装置として機能し、懸架装置のストローク量を同一とした場合には、ストラット３０のストローク量を減少させて、ストラット３０を小型化することができる。 Further, the in-wheel type shaft coupling of the present embodiment is fixed to the vehicle body (suspension device) via the strut 30 and is input from the driving wheel side by the damping action of the through hole 20 and the biasing action of the coil spring 18. External force is absorbed and the external force input to the vehicle body is reduced. Thereby, the deterioration of the riding comfort of the electric vehicle accompanying the increase in unsprung weight can be suppressed. Further, since the case 5 is provided with the through hole 20 as the damping means and the torsion coil spring 18 as the biasing means, these function as a suspension device, and when the stroke amount of the suspension device is the same, the strut 30 Thus, the strut 30 can be reduced in size.
図５は、第２の実施形態のインホイール型軸継手の構成を示す断面図である。第１の実施形態では、ケース５内において、回転子３の外周側に付勢手段としての捩りコイルバネ１８と、減衰手段としての貫通孔２０を配置する構成として、図３に示すように回転子３と固定子４との偏芯が車両前後方向及び上下方向の場合に減衰作用及びスプリング作用が生じる構成とした。これに対して、この第２の実施形態では、ロータ軸２とケース５との間に、回転子３を介することなく、付勢手段（コイルスプリング３３）と減衰手段（油圧ダンパ３４）とを設置する構成とした。以下、図５を用いて詳細を説明する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the in-wheel type shaft coupling of the second embodiment. In the first embodiment, in the case 5, the torsion coil spring 18 as the biasing means and the through hole 20 as the damping means are arranged on the outer peripheral side of the rotor 3, as shown in FIG. 3. 3 and the stator 4 are configured such that a damping action and a spring action are produced when the eccentricity of the vehicle 4 is in the vehicle longitudinal direction and the vertical direction. In contrast, in the second embodiment, the urging means (coil spring 33) and the damping means (hydraulic damper 34) are provided between the rotor shaft 2 and the case 5 without the rotor 3 interposed therebetween. It was set as the structure to install. Details will be described below with reference to FIG.
図５は、本発明を適用する電気自動車用インホイール型軸継手をインホイールモータに適用した第２の実施形態としての構成を示す。図５に示すインホイールモータは、軸方向空隙型電動機１であって、ロータ軸２の回転中心線（以下、中心線Ｘ１という。）がケース５の中心線に対して偏心している状態を示す。 FIG. 5 shows a configuration as a second embodiment in which an in-wheel shaft coupling for an electric vehicle to which the present invention is applied is applied to an in-wheel motor. The in-wheel motor shown in FIG. 5 is the axial gap type electric motor 1, and shows a state where the rotation center line of the rotor shaft 2 (hereinafter referred to as the center line X 1) is eccentric with respect to the center line of the case 5. .
本実施形態において、被回転部材を回転するロータ軸２と、ロータ軸２に固定された回転子３と、ロータ軸２の中心線Ｘ１方向に所定の空隙をもって回転子３に対向するように設けられた一対の固定子４とからなる電動機部１ａを、ロータ軸方向に二列に配置して、ケース５内に収納し、軸方向空隙型電動機１を構成する。 In the present embodiment, the rotor shaft 2 that rotates the member to be rotated, the rotor 3 that is fixed to the rotor shaft 2, and the rotor shaft 2 are provided so as to face the rotor 3 with a predetermined gap in the direction of the center line X1. The motor parts 1 a including the pair of stators 4 are arranged in two rows in the rotor axial direction and housed in the case 5 to constitute the axial gap type motor 1.
各電動機部１ａを収納するケース５は、電気自動車のホイール内に設置され、有底円筒形状を有する第１本体部５ａ、この第１本体部５ａの開口端を塞ぐとともに、ロータ軸２が貫通する空間５ｄを備える蓋部５ｂと、ケース内を円筒形のケース５の中心線Ｘ２に直交する方向に仕切るように配置される中空円板状の仕切板５ｃとから構成される。仕切板５ｃは、ケース５内を中心線Ｘ２方向に並ぶ２つの互いに等しい形状の空間部５ｘ、５ｙに区画するとともに、その中心部にロータ軸２が挿通される。電動機部１ａはそれぞれ空間部５ｘ、５ｙ内に配置される。 A case 5 for housing each electric motor unit 1a is installed in a wheel of an electric vehicle, closes a first main body 5a having a bottomed cylindrical shape, an opening end of the first main body 5a, and the rotor shaft 2 passes therethrough. The lid 5b is provided with a space 5d, and a hollow disc-shaped partition plate 5c arranged so as to partition the inside of the case in a direction perpendicular to the center line X2 of the cylindrical case 5. The partition plate 5c divides the inside of the case 5 into two equal space portions 5x and 5y arranged in the direction of the center line X2, and the rotor shaft 2 is inserted through the center portion. The electric motor parts 1a are arranged in the space parts 5x and 5y, respectively.
さらに、ケース５には、第１本体部５ａの底部５ｈに、その開口部が固定される有底円筒状の第２本体部５ｉが設置される。ロータ軸２は、第１本体部５ａを貫通して、第２本体部５ｉの内部まで延出する。ここで、ロータ軸２が貫通する第１本体部５ａの貫通孔５ｊの径は、ロータ軸２の固定子４に対する偏芯量を考慮して設定される。 Further, the case 5 is provided with a bottomed cylindrical second main body portion 5i whose opening is fixed to the bottom portion 5h of the first main body portion 5a. The rotor shaft 2 extends through the first main body 5a to the inside of the second main body 5i. Here, the diameter of the through hole 5j of the first main body portion 5a through which the rotor shaft 2 passes is set in consideration of the amount of eccentricity of the rotor shaft 2 with respect to the stator 4.
図６は、回転子３の形状を説明する図である。回転子３は図示しない被回転部材に接続するロータ軸２の中心線Ｘ１から直交方向に延出する４本の等長の腕部６を備える。これら腕部６は周方向に等間隔（図６では９０°間隔）で配置される。各腕部６の外周側の先端部には各腕部６を連結する円筒状のリング部材７が固定される。また、ロータ軸２には、ロータ軸２の中心線Ｘ１の直交方向に延出する円板状の鍔部２ａが形成され、鍔部２ａは後述するロータ軸２の偏芯方向を規制するリニアガイド３５を固定部材３７を押圧する。 FIG. 6 is a diagram for explaining the shape of the rotor 3. The rotor 3 includes four equal-length arm portions 6 extending in the orthogonal direction from the center line X1 of the rotor shaft 2 connected to a rotated member (not shown). These arm portions 6 are arranged at equal intervals in the circumferential direction (90 ° intervals in FIG. 6). A cylindrical ring member 7 that connects the arm portions 6 is fixed to a distal end portion on the outer peripheral side of each arm portion 6. Further, the rotor shaft 2 is formed with a disc-shaped flange portion 2a extending in a direction orthogonal to the center line X1 of the rotor shaft 2, and the flange portion 2a is a linear that regulates an eccentric direction of the rotor shaft 2 described later. The guide 35 is pressed against the fixing member 37.
図５に示すように、第１本体部５ａ内に配置される回転子３の腕部６には、永久磁石１２が取り付けられる。永久磁石１２は、それぞれ例えば中心線Ｘ１方向から見て略扇状に形成され、各腕部６の中間部を挟持するように固定される。永久磁石１２は、両側の端面１２ａがそれぞれロータ軸２の中心線Ｘ１に直交する面に平行に形成される。なお、腕部６の数、形状等は実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。 As shown in FIG. 5, the permanent magnet 12 is attached to the arm part 6 of the rotor 3 arrange | positioned in the 1st main-body part 5a. The permanent magnets 12 are each formed, for example, in a substantially fan shape when viewed from the direction of the center line X1 and are fixed so as to sandwich the intermediate portion of each arm portion 6. The permanent magnet 12 is formed so that both end faces 12 a are parallel to a plane orthogonal to the center line X <b> 1 of the rotor shaft 2. Needless to say, the number, shape, and the like of the arm portions 6 are not limited to those in the embodiment.
ロータ軸２の中心線Ｘ１方向において、回転子３の永久磁石１２の両側にそれぞれ対向する位置には、それぞれ一対の固定子４がケース５のロータ軸の中心線Ｘ１に直交する面５ｅと同じく仕切板５ｃの面５ｅに固定される。固定子４は、ケース５に固定されたヨーク部８と、固定子４の中心線Ｘ２方向から見て略扇状の形状を有するティース部９と、ティース部９に巻回されるコイル１０とから構成される。ヨーク部８は、ティース部９をケース５に固定する。ティース部９の磁束を周方向に回して別のティース部９へ流す役割を果す。ティース部９は、中心線Ｘ１方向にヨーク部８から回転子３側に突出して形成され、その端面は永久磁石１２の端面１２ａに平行に形成される。またコイル１０は図示しない絶縁体等を介して、ティース部９から絶縁される。 In the direction of the center line X1 of the rotor shaft 2, the pair of stators 4 are respectively located at positions facing both sides of the permanent magnet 12 of the rotor 3, as with the surface 5 e orthogonal to the center line X1 of the rotor shaft of the case 5. It is fixed to the surface 5e of the partition plate 5c. The stator 4 includes a yoke portion 8 fixed to the case 5, a teeth portion 9 having a substantially fan shape when viewed from the direction of the center line X <b> 2 of the stator 4, and a coil 10 wound around the teeth portion 9. Composed. The yoke portion 8 fixes the tooth portion 9 to the case 5. It plays the role of turning the magnetic flux of the tooth portion 9 in the circumferential direction to flow to another tooth portion 9. The teeth portion 9 is formed to protrude from the yoke portion 8 toward the rotor 3 in the direction of the center line X1, and its end surface is formed in parallel to the end surface 12a of the permanent magnet 12. Further, the coil 10 is insulated from the tooth portion 9 via an insulator or the like (not shown).
各電動機部１ａがケース５内に配置された状態で、回転子３と、回転子３に相対する一対の固定子４との中心線Ｘ１方向のそれぞれの空隙１４は所定値となるように設置される。 In a state where each electric motor unit 1a is disposed in the case 5, the respective gaps 14 in the direction of the center line X1 between the rotor 3 and the pair of stators 4 opposed to the rotor 3 are set to predetermined values. Is done.
回転子３の各腕部６の先端部を連結する円筒状のリング部材７は、中心線Ｘ１を回転中心として形成される。リング部材７のロータ軸２の中心線Ｘ１方向の両側の端面７ａは、ケース５の内面５ｅとそれぞれ対面し、中心線Ｘ１に直交するように形成される。これら両端面７ａとケース５の面５ｅとの間にそれぞれベアリング１３が設置される。このベアリング１３は例えばリング部材７と同径の円環状に配置され、ケース５に対してロータ軸２が中心線Ｘ１に直交する方向に摺動することを許容する。さらにリング部材７がケース５に摺接した状態でロータ軸２の中心線Ｘ１回りの回転を可能とする。なお、ベアリング１３としてはスライドベアリング等が考えられるが、これに限らず、回転子３のケース５に対する摺動と回転子３の回転を可能とする手段であればよい。 A cylindrical ring member 7 that connects the tips of the arm portions 6 of the rotor 3 is formed with the center line X1 as the center of rotation. The end surfaces 7a on both sides of the ring member 7 in the direction of the center line X1 of the rotor shaft 2 are formed so as to face the inner surface 5e of the case 5 and to be orthogonal to the center line X1. The bearings 13 are installed between the both end surfaces 7a and the surface 5e of the case 5, respectively. For example, the bearing 13 is arranged in an annular shape having the same diameter as the ring member 7, and allows the rotor shaft 2 to slide in a direction perpendicular to the center line X <b> 1 with respect to the case 5. Further, the ring member 7 can rotate around the center line X1 of the rotor shaft 2 in a state where the ring member 7 is in sliding contact with the case 5. The bearing 13 may be a slide bearing or the like, but is not limited to this, and any means that allows the rotor 3 to slide with respect to the case 5 and rotate the rotor 3 may be used.
ここで、ケース５のロータ軸２が貫通する空間５ｄは、ロータ軸２の直径に対して所定量だけ大きく形成される。前述のように回転子３は、中心線Ｘ１に直交する方向に摺動可能に構成されるが、この空間５ｄの寸法とロータ軸２の直径との差によって、回転子３がケース５に対してロータ軸２の中心線Ｘ１に直交する方向の移動量が規定される。 Here, the space 5 d through which the rotor shaft 2 of the case 5 passes is formed larger than the diameter of the rotor shaft 2 by a predetermined amount. As described above, the rotor 3 is configured to be slidable in a direction orthogonal to the center line X1. However, the rotor 3 is located with respect to the case 5 by the difference between the dimension of the space 5d and the diameter of the rotor shaft 2. Thus, the amount of movement in the direction perpendicular to the center line X1 of the rotor shaft 2 is defined.
第２本体部５ｉ内には、前述の通りロータ軸２が配置され、ロータ軸２の外周に所定間隔を持って円筒状の固定部材３７がロータ軸２と同軸上に配置される。ロータ軸２と固定部材３７との間にベアリング３６が配置され、固定部材３７は、ベアリング３６を介してロータ軸２を回転自在に支持する。第２本体部５ｉの底面５ｋに対面する固定部材３７の端部に、底面５ｋと平行に、つまり回転子３の中心線Ｘ１に直交する方向に延出する円板状の面３７ａが形成される。そして、この面３７ａと第２本体部５ｉの底面５ｋとの間にリニアガイド３５が設けられる。このリニアガイド３５は、回転子３（ロータ軸２）の摺動方向を規制するものである。ここで、リニアガイド３５は、図７に示すように、タイヤの移動軌跡に応じて、回転子３の略上下方向の摺動のみを許可するように配置され、好ましくは回転子３が上方向に摺動する際には、若干車両方向後側にも変位する摺動となるように配置される。ロータ軸２には前述の鍔部２ａが形成されており、この鍔部２ａは固定部材３７を介してリニアガイド３５を第２本体部５ｉの底部５ｋに押圧する。 As described above, the rotor shaft 2 is disposed in the second main body portion 5i, and the cylindrical fixing member 37 is disposed coaxially with the rotor shaft 2 with a predetermined interval around the outer periphery of the rotor shaft 2. A bearing 36 is disposed between the rotor shaft 2 and the fixed member 37, and the fixed member 37 rotatably supports the rotor shaft 2 via the bearing 36. A disc-shaped surface 37a extending in parallel with the bottom surface 5k, that is, in a direction perpendicular to the center line X1 of the rotor 3, is formed at the end of the fixing member 37 facing the bottom surface 5k of the second main body 5i. The And the linear guide 35 is provided between this surface 37a and the bottom face 5k of the 2nd main-body part 5i. The linear guide 35 regulates the sliding direction of the rotor 3 (rotor shaft 2). Here, as shown in FIG. 7, the linear guide 35 is arranged so as to allow only the substantially vertical sliding of the rotor 3 in accordance with the movement trajectory of the tire, and preferably the rotor 3 is upward. Is slidably displaced toward the rear side in the vehicle direction. The rotor shaft 2 is formed with the aforementioned flange portion 2a, and this flange portion 2a presses the linear guide 35 against the bottom portion 5k of the second main body portion 5i via the fixing member 37.
リニアガイド３５により規制されるロータ軸２の摺動方向に伸縮する油圧ダンパ３４が固定部材３７と第２本体部５ｉとの間に配置され、ロータ軸２の摺動を減衰する。また、油圧ダンパ３４と同様にリニアガイド３５により規制される摺動方向に伸縮するコイルスプリング３３が固定部材３７と第２本体部５ｉとの間にロータ軸２を挟んで両側に配置され、ロータ軸２の中心線Ｘ１とケース５の中心線Ｘ２とを同一中心線となるようにロータ軸２を付勢する。 A hydraulic damper 34 that expands and contracts in the sliding direction of the rotor shaft 2 regulated by the linear guide 35 is disposed between the fixing member 37 and the second main body portion 5 i to attenuate the sliding of the rotor shaft 2. Similarly to the hydraulic damper 34, coil springs 33 extending and contracting in the sliding direction regulated by the linear guide 35 are disposed on both sides of the rotor shaft 2 between the fixing member 37 and the second main body 5i, and the rotor The rotor shaft 2 is urged so that the center line X1 of the shaft 2 and the center line X2 of the case 5 are the same center line.
したがって、本実施形態では、インホイール型軸継手は、ケース５の第２本体部５ｂ内に設置された油圧ダンパ（減衰手段）３４からなる。なお、コイルスプリング３３が付勢手段として機能する。 Therefore, in the present embodiment, the in-wheel type shaft coupling includes the hydraulic damper (attenuating means) 34 installed in the second main body portion 5 b of the case 5. The coil spring 33 functions as a biasing unit.
このように構成されたインホイール型軸継手は、ケース５の第２本体部５ｉから車両内側に延出するフランジ部５ｇを介して、例えば懸架装置を構成するストラット３０に接続される。 The in-wheel type shaft joint thus configured is connected to, for example, a strut 30 constituting a suspension device via a flange portion 5g extending from the second main body portion 5i of the case 5 to the vehicle inner side.
ストラット３０の下部にはブラケット３１が固定されており、このブラケット３１はストラット３０の軸方向から見てコの字状に形成され、ブラケット３１にはボルト３２が貫通するボルト孔が形成される。一方、ケース５のフランジ部５ｇにもボルト３２が貫通するボルト孔が形成され、ブラケット３１の間にフランジ部５ｇを配置し、ボルト３２の締結によりフランジ部５ｇにブラケット３１が固定され、インホイール型軸継手がストラット３０に接続される。 A bracket 31 is fixed to the lower portion of the strut 30. The bracket 31 is formed in a U shape when viewed from the axial direction of the strut 30, and the bracket 31 is formed with a bolt hole through which the bolt 32 passes. On the other hand, a bolt hole through which the bolt 32 penetrates is also formed in the flange portion 5g of the case 5, the flange portion 5g is disposed between the brackets 31, and the bracket 31 is fixed to the flange portion 5g by fastening the bolts 32. A mold shaft coupling is connected to the strut 30.
図８は、本実施形態の振動モデルである。車体とタイヤ間には軸方向空隙型電動機１の固定子４（ケース５）と、軸方向空隙型電動機１の回転子３（ロータ軸２）に接続するホイール及びブレーキが配置される。車体と固定子４との間はストラット３０と不図示のスプリングにより支持され、固定子４と回転子３に接続するブレーキ及びホイールとの間は減衰手段としての油圧ダンパ３４と、付勢手段としてのコイルスプリング３３により支持される。さらにホイール及びブレーキはタイヤを介して路面に接地するため、タイヤの減衰特性及び付勢力により支持される。 FIG. 8 shows a vibration model of this embodiment. Between the vehicle body and the tire, a wheel 4 and a brake connected to the stator 4 (case 5) of the axial gap motor 1 and the rotor 3 (rotor shaft 2) of the axial gap motor 1 are arranged. Between the vehicle body and the stator 4 is supported by a strut 30 and a spring (not shown), and between the stator 4 and a brake and a wheel connected to the rotor 3, a hydraulic damper 34 as a damping means and an urging means The coil spring 33 is supported. Further, since the wheel and the brake are in contact with the road surface via the tire, the wheel and the brake are supported by the tire damping characteristics and the urging force.
なお、本実施形態では、回転子３に永久磁石１２を、固定子４にコイル１０を設置したが、逆に回転子にコイルを、固定子に永久磁石を設けるようにしてもよい。 In the present embodiment, the permanent magnet 12 and the coil 10 are installed on the rotor 3 and the stator 4, respectively, but the coil may be installed on the rotor and the permanent magnet may be installed on the stator.
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
本実施形態の電動自動車用インホイール型軸継手は、ロータ軸２と同軸的に配置され、回転自在にロータ軸２を支持する固定部材３７を設け、この固定部材３７と第２ケース５ｉとの間にリニアガイド３５を配置して、ロータ軸２の摺動方向を規定する。そしてロータ軸２の摺動方向に伸縮し、ロータ軸２の摺動を減衰する油圧ダンパ（減衰手段）３４と、ロータ軸２の摺動方向に伸縮し、ロータ軸２とケース５との中心線とが同一となるようにロータ軸２を付勢するコイルスプリング（付勢手段）３３とを備えた。さらに、第２ケース５ｉは懸架装置のストラット３０に固定される。このような構成により、第１の実施形態と同様の効果を生じるとともに、第１の実施形態の軸方向空隙型電動機に対して、油圧ダンパ３４とコイルスプリング３３を直接的にロータ軸２上に設置したので、固定子４の中心線Ｘ２に直交する方向の寸法を抑制することができ、ホイールやタイヤの選択自由度を広げることができる。 The in-wheel type shaft coupling for an electric vehicle according to the present embodiment is provided coaxially with the rotor shaft 2 and provided with a fixing member 37 that supports the rotor shaft 2 in a rotatable manner. The fixing member 37 and the second case 5i A linear guide 35 is disposed therebetween to define the sliding direction of the rotor shaft 2. Then, a hydraulic damper (attenuating means) 34 that expands and contracts in the sliding direction of the rotor shaft 2 and attenuates the sliding of the rotor shaft 2, and expands and contracts in the sliding direction of the rotor shaft 2, and is the center of the rotor shaft 2 and the case 5. A coil spring (biasing means) 33 that biases the rotor shaft 2 so as to be the same as the wire was provided. Further, the second case 5i is fixed to the strut 30 of the suspension device. With such a configuration, the same effect as that of the first embodiment is produced, and the hydraulic damper 34 and the coil spring 33 are directly placed on the rotor shaft 2 with respect to the axial gap type electric motor of the first embodiment. Since it installed, the dimension of the direction orthogonal to the centerline X2 of the stator 4 can be suppressed, and the freedom degree of selection of a wheel or a tire can be expanded.
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。なお、本実施形態では２列の電動機部１ａを備えた軸方向空隙型電動機１を用いて説明するが、これに限らず、より複数個でも、あるいは１列の電動機部１ａからなる軸方向空隙型電動機１であってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea. In the present embodiment, the description will be given using the axial gap type electric motor 1 provided with the two rows of electric motor portions 1a. However, the present invention is not limited to this, and the axial gap formed by a plurality of or one row of electric motor portions 1a may be used. The type motor 1 may be used.
１ 軸方向空隙型電動機
１ａ 電動機部
２ ロータ軸
２ａ 鍔部
３ 回転子
４ 固定子
５ ケース
６ 腕部
７ リング部材
８ ヨーク
９ ティース部
１０ コイル
１１ 仕切板
１２ 永久磁石
１３ ベアリング
１４ 空隙
１５ 支持部材
１７ａ〜１７ｈ 区画板
１８ 捩りコイルバネ
２０ 貫通孔
３０ ストラット
３３ コイルスプリング
３４ 油圧ダンパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial direction gap | interval type | mold motor 1a Electric motor part 2 Rotor axis | shaft 2a collar part 3 Rotor 4 Stator 5 Case 6 Arm part 7 Ring member 8 Yoke 9 Teeth part 10 Coil 11 Partition plate 12 Permanent magnet 13 Bearing 14 Air gap 15 Support member 17a -17h Partition plate 18 Torsion coil spring 20 Through hole 30 Strut 33 Coil spring 34 Hydraulic damper
Claims (8)
このケース内に、前記ケースの中心線と平行に、かつ中心線と直交方向に変位可能に配置され、前記回転子に固定されて電気自動車の駆動輪に回転を伝達する回転軸と、
前記回転軸の変位を減衰する減衰手段と、を備え、
前記減衰手段は、
前記回転軸の外周側に同軸的に固定されるリング部材と、
前記リング部材の外周に相対回転可能に嵌合される円筒状の支持部材と、
前記支持部材の外周と前記ケースの内周との間に区画された環状空間を前記回転軸の周方向に複数個の密閉された、かつ所定圧の流体が封入される隔室に区画する区画板と、を備え、前記各隔室に封入する流体の移動に抵抗を付与することを特徴とする電気自動車用インホイール型軸継手。 Is fixed to the suspension system of the electric vehicle is placed in the wheel, the stator and rotor and a motor section cylindrical case you accommodate consisting opposed with a predetermined gap in the axial direction,
In this case, a rotary shaft for transmitting rotation parallel to the center line of the case, and is displaceably arranged in the center line orthogonal direction is fixed to the rotor to the drive wheels of the electric vehicle,
Attenuating means for attenuating the displacement of the rotating shaft,
The attenuation means is
A ring member coaxially fixed to the outer peripheral side of the rotating shaft;
A cylindrical support member fitted to the outer periphery of the ring member so as to be relatively rotatable;
A compartment that divides an annular space defined between an outer periphery of the support member and an inner periphery of the case into a plurality of sealed chambers in a circumferential direction of the rotating shaft and in which a fluid having a predetermined pressure is sealed. comprising a plate, wherein the electric vehicle-wheel-type shaft joint, characterized that you confer resistance to movement of the fluid sealed in each compartment.
この付勢手段は、前記回転子の回転中心線に直交する方向に作用する付勢力により、前記回転軸の回転中心線と前記ケースの中心線とが同一中心線となるようにすることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用インホイール型軸継手。 One end of the partition plate is swingably attached to the outer periphery of the support member, and biasing means is provided to press the tip of the partition plate against the inner peripheral surface of the case,
The urging means is configured such that the rotation center line of the rotation shaft and the center line of the case become the same center line by an urging force acting in a direction perpendicular to the rotation center line of the rotor. The in-wheel type shaft coupling for an electric vehicle according to claim 1 .
前記貫通孔を介して前記隔室間の流体の出入りにより前記回転軸の移動を減衰することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用インホイール型軸継手。 As the attenuating means, provided with a through-hole through which the fluid in each compartment flows in every other piece of the partition plate,
The in-wheel type shaft coupling for an electric vehicle according to claim 1 , wherein movement of the rotating shaft is attenuated by fluid entering and leaving between the compartments through the through hole .
このケース内に、前記ケースの中心線と平行に、かつ中心線と直交方向に変位可能に配置され、前記回転子に固定されて電気自動車の駆動輪に回転を伝達する回転軸と、
前記回転軸の変位を減衰する減衰手段と、
前記回転軸と同軸的に配置され、回転自在に支持される固定部材と、
この固定部材と前記ケースとの間に配置され、前記回転軸の変位方向を規定する変位方向規定手段と、を備え、
前記減衰手段は、前記回転軸の変位方向に伸縮し、前記回転軸の変位を減衰する油圧減衰手段であることを特徴とする電気自動車用インホイール型軸継手。 A cylindrical case that is fixed to a suspension device of an electric vehicle and is installed in a wheel, and that houses an electric motor unit composed of a stator and a rotor facing each other with a predetermined gap in the axial direction;
In this case, a rotation shaft arranged parallel to the center line of the case and displaceable in a direction orthogonal to the center line, fixed to the rotor and transmitting rotation to the drive wheels of the electric vehicle,
Attenuating means for attenuating the displacement of the rotating shaft;
A fixing member disposed coaxially with the rotation shaft and rotatably supported;
A displacement direction defining means disposed between the fixing member and the case and defining a displacement direction of the rotation shaft;
Said damping means, the expanded and contracted in the direction of displacement of the rotary shaft, an electric vehicle-wheel-type joint you characterized in that a hydraulic damping means for damping displacement of said rotary shaft.
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