JP4881714B2

JP4881714B2 - インホイールモータ

Info

Publication number: JP4881714B2
Application number: JP2006344434A
Authority: JP
Inventors: 茂夫高島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: JP2008155694A

Description

本発明は、車輪のホイールに配置されて、懸架装置に取付けられているインホイールモータに関するものである。

インホイールモータには、車輪軸の近傍に電動モータを配置しているものがあり、車輪軸に平行に前に配置したものや後に配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、電動モータが、車輪軸に対して、斜めに配置されているものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−９０８２２公報（第１１頁、図４）特開平７−１１７７７６号公報（第４頁、図２）

次に、特許文献１を簡単に説明する。
図５は、従来の技術（特許文献１）の説明図であり、従来の車両用モータ配備車輪装置２０１は、車輪２０２の軸部２０３に対して、電動モータ２０４の回転軸２０５を平行に、且つ、車両後方に偏心させて配置している。
また、電動モータ２０４にロアアームを介してアブソーバ２０６の下端を取付けることで、路面からの衝撃力を吸収している。
さらに、ブレーキ装置２０７は、ブラケット２０８にキャリパ２０９の取付部２１０が取付けられている。

図６は、従来の技術（特許文献２）の説明図であり、従来の電動モータを備えた自動二輪車２２１は、車軸２２２に対して、電動モータ２２３の回転軸２２４を斜めに配置しているとともに、電動モータ２２３を斜め上方に傾けて配置している。

しかし、特許文献１の車両用モータ配備車輪装置２０１では、電動モータ２０４を冷却する水冷装置（モータ内の流路を含む）が必要となり、構造が複雑になるという問題がある。
また、アブソーバ２０６の下端を連結しているロアアームの長さ（電動モータ２０４から車体までの距離）が長くなり、ロアアームの重量が増加するという問題がある。
さらに、ブレーキ装置２０７のキャリパ２０９を取付けるために、ブラケット２０８及び取付部２１０を形成する必要があり、軽量化を図り難いという問題がある。

特許文献２の電動モータを備えた自動二輪車２２１では、電動モータ２２３の全体が車輪のホイール２２５内から出ているので、自動車に採用した場合、車幅が大きくなるとともに、電動モータ２２３を車体側に支持するダンパブラケットが大型になるという問題がある。

本発明は、構造が簡単で且つインホイールモータの温度上昇を抑え、モータハウジングにダンパを取付けているダンパブラケットの小型化及び軽量化を図り、キャリパを含めてモータハウジングの軽量化を図るインホイールモータを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車体に接続された懸架装置に支持され、且つ、車輪のホイールに配置しているインホイールモータにおいて、ホイールを締結しているハブのハブ軸に対して、傾けて配置しているモータ出力軸と、このモータ出力軸に接続してホイールから傾いて出ているロータと、このロータ及びステータを覆ってホイールの内リムの半径方向内方に配置されているモータハウジングと、を備え、モータ出力軸の軸線のうち車両の内側へ延長した軸線がハブ軸の軸線に車両の内側で交差することで、ロータ、ステータ及びモータハウジングが車幅方向において傾斜して、且つモータハウジングの上角部がモータハウジングの下角部に比べ内リムよりも車幅方向の内側に突出していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、モータハウジングは、モータハウジングの上部がホイールから出て、懸架装置のダンパの近傍に配置され、ダンパの下端に連結していることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、モータハウジングは、モータハウジングの上部に一体に形成している油圧ブレーキ用シリンダ部を備えている。

請求項１に係る発明では、ホイールを締結しているハブのハブ軸に対して、傾けて配置しているモータ出力軸と、このモータ出力軸に接続してホイールから傾いて出ているロータと、このロータ及びステータを覆ってホイールの内リムの半径方向内方に配置されているモータハウジングと、を備え、モータ出力軸の軸線のうち車両の内側へ延長した軸線がハブ軸の軸線に車両の内側で交差することで、ロータ、ステータ及びモータハウジングが車幅方向において傾斜して、且つモータハウジングの上角部がモータハウジングの下角部に比べ内リムよりも車幅方向の内側に突出しているので、走行の際の風の当たるモータハウジングの表面積（放熱面積）が大きくなり、構造が簡単で且つインホイールモータの温度上昇を抑えることができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、モータハウジングは、モータハウジングの上部がホイールから出て、懸架装置のダンパの近傍に配置され、ダンパの下端に連結しているので、モータハウジングにダンパを取付けているダンパブラケットの張り出し長さは短くなり、ダンパブラケットの小型化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、モータハウジングは、モータハウジングの上部に一体に形成している油圧ブレーキ用シリンダ部を備えているので、シリンダ部を有するキャリパを支持するブラケットを省くことができ、キャリパを含めてモータハウジングの軽量化を図ることができるという利点がある。

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。
図１は、本発明のインホイールモータの斜視図であり、車両の内側から見た状態を示している。
図２は、本発明のインホイールモータの平面図である。
インホイールモータ１１は、車輪１２のホイール１３に配置している電動モータで、モータハウジング１４が懸架装置１５で支持されている。具体的には後で説明する。

車輪１２は、タイヤ１６と、タイヤ１６を支持するホイール１３とからなる。
ホイール１３は、例えば、アルミホイールで、車両の内側（矢印ａ１の方向）に配置しているインホイールモータ１１に接続して、車両の外側（矢印ａ２の方向）に位置しているハブ１７を介して駆動力が伝達されて、車両２１を走行させる。

車両２１は、例えば、４ドアセダンであり、車体（図に示していない）に接続された懸架装置１５と、懸架装置１５に支持された車輪１２と、車輪１２を制動する油圧ブレーキ装置２２と、油圧ブレーキ装置２２や車輪（駆動輪）１２のインホイールモータ１１を制御する制御装置と、を備える。

懸架装置１５は、インホイールモータ１１に連結されたダンパ２５と、上ロッド２６、２７と、下ロッド２８、２８、２９と、を備える。
具体的には、車両中央側（矢印ａ１の方向、車両の内側）へ向けて配置しているモータカバー３１のカバー上部３２及びモータハウジング１４のハウジング本体３３の上部３４にダンパブラケット３５をボルト３６で取付け、ダンパブラケット３５にダンパ２５の一端（下端）４１が揺動自在に取付けられ、ダンパ２５の他端（上端）４２が車体のダンパハウジングに取付けられている。

モータカバー３１は、外面４４が平坦な板状であり、モータハウジング１４に含まれる。板状にすることで、ホイール１３の幅方向に対するインホイールモータ１１の小型化を図ることができ、インホイールモータ１１の配置の自由度を高めることができる。

ダンパブラケット３５は、モータカバー３１の上取付けボス部４６に取付けている上固定部４７を形成し、上固定部４７に連ね、モータカバー３１のカバー上部３２の横取付けボス部５１に取付けている横固定部５２を形成し、これらの上・横固定部４７、５２が直交する直交部にダンパ２５の下端４１をボルト５３で連結している連結部５４を形成している。

連結部５４は、ボルト５３を通している連結孔を有し、連結孔からモータカバー３１の外面４４までの距離をＬ（図３参照）に設定している。距離Ｌは、ダンパ２５の下端４１の直径Ｄ１より小さい。その結果、ダンパ２５の下端４１の位置はモータハウジング１４の上角部５６（図３参照）の近傍に位置しているので、ダンパブラケット３５に生じる曲げ力（応力）を減少させることができる。

すなわち、インホイールモータ１１は、ホイール１３の軸線Ｃｍ（図３参照）に対して、斜め下方（矢印ａ３の方向）へ傾斜させているものである。モータハウジング１４の上角部５６がホイール１３の内リム５７から距離Ｌｔだけ突出し、一方、モータハウジング１４の下角部６１がホイール１３の内リム５７から距離Ｌｂ（Ｌｂ＜Ｌｔ）だけ突出している。

図３は、図２の３−３線断面図であり、ホイール１３及びインホイールモータ１１の断面を示している。図１、図２を併用して説明する。

インホイールモータ１１は、具体的には、モータハウジング１４内に配置しているステータ６３と、ロータ６４と、ロータ６４に接続し、モータハウジング１４に軸受け（図に示していない）で回転自在に支持されているモータ出力軸６５と、モータ出力軸６５が先端に有するモータ出力歯車６６と、モータ出力歯車６６に噛み合うハブ歯車６７と、ハブ歯車６７に嵌合しているハブ軸７１（中空ハブ軸部７２とボルト軸部７３からなる。）を有するハブ１７と、を備え、モータハウジング１４がホイール１３から突出している。

「モータハウジング１４がホイール１３から突出している」とは、ステータ６３及びロータ６４が傾いてホイール１３から突出していることでもある。

モータ出力軸６５は、ステータ６３及びロータ６４に直交し、ハブ軸７１に対して、傾けて配置されている。
「傾けて」とは、車両の内側（矢印ａ１の方向）に延長したモータ出力軸６５の軸線Ｃｍがハブ軸７１の軸線Ｃｈに、車両の内側で交差する傾きである。
言い換えると、モータ出力軸６５は、車両の車幅方向（Ｙ軸）に対して、傾斜角θの勾配であり、ステータ６３及びロータ６４は、車両の高さ方向（Ｚ軸）に対して、傾斜角θの勾配である。
モータ出力歯車６６は、かさ歯車であり、ピッチなどの条件は任意である。

ハブ１７は、ハブ軸７１の長手方向（Ｙ軸方向）の中央に、ハブ歯車６７の中心孔に嵌合しているスプライン部７５が形成され、スプライン部７５に連ねて当接部７６がハブ歯車６７の外径側端面７７を当接するように形成されている。その結果、傾けたモータ出力軸６５からの力（分力）をハブ軸７１に確実に伝えることができるので、結果的に、モータ出力軸６５を傾けて配置することができる。
ハブ歯車６７は、かさ歯車で、モータ側のかさ歯車（モータ出力歯車）６６のピッチなどの条件に対応している。

モータハウジング１４は、具体的には、車両の内側に配置しているモータカバー３１と、ハウジング本体３３と、ハウジング本体３３に車両の外側へ向けて配置しているハブ側モータカバー８１と、からなる。

ハウジング本体３３は、ステータ６３を配置している周壁部８２が形成され、周壁部８２に連ねてモータカバー３１に対向する外壁部８３が形成され、外壁部８３に外開口部８４が形成され、外開口部８４にハブ側モータカバー８１を取付け、外開口部８４内の下部にハブ軸７１を支持する軸支持部８５を形成している。

外壁部８３の上部には、油圧ブレーキ装置２２の作動油が流入するブレーキシリンダ部８７が一体に形成されている。

油圧ブレーキ装置２２は、ハブ１７に固定しているブレーキデイスク９１と、ブレーキデイスク９１の両面にブレーキパッドを押付けるキャリパ９３と、を備えている。
キャリパ９３は、モータハウジング１４に一体に形成したブレーキシリンダ部８７と、ブレーキシリンダ部８７に締結している車両の外側のブレーキシリンダ部９４と、ブレーキシリンダ部８７に嵌合したピストンと、ブレーキシリンダ部９４に嵌合したピストンと、を備えている。そして、キャリパ９３は、モータ出力軸６５の近くに配置されている。言い換えると、モータ出力軸６５の周囲にキャリパ９３及びハブ１７が配置されているとともに、モータ出力軸６５を挟んでキャリパ９３とハブ１７が対向している。

次に、本発明のインホイールモータ１１の作用を説明する。
図１〜図３に示したインホイールモータ１１は、ホイール１３から傾けて出して斜め下方へ傾斜させることで、ホイール１３から出る表面積が大きくなり、車両前方からの走行風Ａの当たる表面積が大きくなる。その結果、インホイールモータ１１を作動させたときに、水冷装置を使用せずにインホイールモータ１１の温度上昇を抑えることができる。

このように、インホイールモータ１１では、ホイール１３を締結しているハブ１７のハブ軸７１に対して、傾けて配置しているモータ出力軸６５と、このモータ出力軸６５に、直交に接続して、ホイール１３の車両の内側から傾いて出ているロータ６４と、このロータ６４及びステータ６３を覆っているモータハウジング１４と、を備えているので、走行の際の風Ａの当たる表面積（放熱面積）が大きくなり、構造が簡単で且つインホイールモータ１１の温度上昇を抑えることができる。

図３に示したインホイールモータ１１は、ホイール１３内でステータ６３及びロータ６４を懸架装置１５側へ傾けて倒して、ホイール１３の内リム５７から出して斜め下方へ傾斜させているので、モータハウジング１４の上部３４から懸架装置１５のダンパ２５までの距離Ｌを短くすることができる。距離Ｌは、例えば、ダンパ２５の外径Ｄ１より小さい。その結果、ダンパブラケット３５の張り出し量は小さくなり、ダンパブラケット３５に生じる力（応力）を小さくすることができる。

このように、インホイールモータ１１では、モータハウジング１４は、上部３４がホイール１３から出て、懸架装置１５のダンパ２５の近傍に配置され、ダンパ２５の下端４１に連結しているので、モータハウジング１１にダンパ２５を取付けているダンパブラケット３５の小型化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。

図３に示したインホイールモータ１１は、ホイール１３内でステータ６３及びロータ６４を懸架装置１５側へ傾けて倒して、ホイール１３から出して斜め下方へ傾斜させ、且つ、ハブ軸７１に対して、モータ出力軸６５を傾けて配置しているので、空いたホイール１３内の空間に、且つ、モータ出力軸６５の近傍にキャリパ９３を配置することができる。すなわち、キャリパ９３のブレーキシリンダ部８７をモータハウジング１４に一体に形成しているので、キャリパ９３を支持するブラケットやブラケットに締結するボルトを省くことができ、部品数を減少させることができ、組付けや部品管理が容易になる。

このように、モータハウジング１４は、上部３４に一体に形成している油圧ブレーキ用シリンダ部８７を備えているので、キャリパ９３を支持するブラケットを省くことができ、キャリパ９３を含めてモータハウジング１４の軽量化を図ることができる。

図３に示したインホイールモータ１１は、モータ出力軸６５が傾いた状態でハブ軸７１及びホイール１３の中心に接近するので、インホイールモータ１１のサイズを変更することなく、外径が小さいホイールを装着することができる。

次に、別の実施の形態を説明する。
図４は、別の実施の形態図であり、図２の平面図に対応する図である。
別の実施の形態のインホイールモータ１１Ｂは、インホイールモータ１１（図２参照）をさらに後方（矢印ｂ１の方向）に傾けたことを特徴とする。
すなわち、インホイールモータ１１Ｂの上部３４をホイール１３から出し、且つ、インホイールモータ１１Ｂの前部１０１をホイール１３から距離Ｌｆだけ引き出して斜め後方に向けている。
その結果、走行の際の風Ａの当たる表面積（放熱面積）がより大きくなり、インホイールモータ１１の温度上昇を抑制する効果をより高めることができる。

尚、本発明のインホイールモータでは、モータ出力軸に対するハブ軸の傾きは、特に限定せず、傾きを持てばよいが、傾きによりできたスペースにキャリパが入ることが好ましい。
また、モータ出力軸に対して直交方向の面と、ダンパの軸方向を平行とすることで、モータハウジングをダンパの取付部とした際に、モータハウジングに曲げの力が入らず、モータハウジングに特別補強することなく構成することが可能となる。

本発明のインホイールモータは、車両に好適である。

本発明のインホイールモータの斜視図本発明のインホイールモータの平面図図２の３−３線断面図別の実施の形態図従来の技術（特許文献１）の説明図従来の技術（特許文献２）の説明図

符号の説明

１１…インホイールモータ、１２…車輪、１３…ホイール、１４…モータハウジング、１５…懸架装置、１７…ハブ、２５…ダンパ、３４…モータハウジングの上部、３５…ダンパブラケット、４１…ダンパの下端、６３…ステータ、６４…ロータ、６５…モータ出力軸、７１…ハブ軸、８７…油圧ブレーキ用シリンダ部、９３…キャリパ。

Claims

車体に接続された懸架装置に支持され、且つ、車輪のホイールに配置しているインホイールモータにおいて、
前記ホイールを締結しているハブのハブ軸に対して、傾けて配置しているモータ出力軸と、このモータ出力軸に接続して前記ホイールから傾いて出ているロータと、このロータ及びステータを覆って前記ホイールの内リムの半径方向内方に配置されているモータハウジングと、を備え、
前記モータ出力軸の軸線のうち車両の内側へ延長した軸線が前記ハブ軸の軸線に車両の内側で交差することで、前記ロータ、前記ステータ及び前記モータハウジングが車幅方向において傾斜して、且つ前記モータハウジングの上角部が前記モータハウジングの下角部に比べ前記内リムよりも車幅方向の内側に突出していることを特徴とするインホイールモータ。
前記モータハウジングは、該モータハウジングの上部が前記ホイールから出て、前記懸架装置のダンパの近傍に配置され、前記ダンパの下端に連結していることを特徴とする請求項１記載のインホイールモータ。
前記モータハウジングは、該モータハウジングの上部に一体に形成している油圧ブレーキ用シリンダ部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインホイールモータ。