JP5030209B2 - In-wheel motor unit - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駆動輪を駆動するインホイールモータユニットに関する。 The present invention relates to an in-wheel motor unit that drives driving wheels of a vehicle.
従来の電気自動車においては、車体に配置した1台の電動機から、トランスミッションとデファレンシャル機構を介して車輪にトルクを伝達することが行われている。しかるに、かかる方式によれば、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを設けるスペースが必要となり、その分だけ乗員用のスペースが制限されるという問題がある。又、トランスミッションとデファレンシャル機構に動力伝達ロスが発生するので、その分だけ車輪に伝達されるトルクが低下するという問題もある。 In a conventional electric vehicle, torque is transmitted from one electric motor arranged on a vehicle body to wheels via a transmission and a differential mechanism. However, according to this method, there is a problem that a space for providing the electric motor, the transmission, and the differential mechanism is required, and the space for the occupant is limited accordingly. In addition, since a power transmission loss occurs in the transmission and the differential mechanism, there is a problem in that the torque transmitted to the wheels is reduced accordingly.
これに対し、以下の特許文献1には、車輪の内部にモータを設けたアウタロータ型のホイールモータが開示されている。かかるホイールモータによれば、車輪にモータを内蔵できるので、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを車体に搭載する必要がなくなり、乗員用のスペースを確保でき、またトランスミッションやデファレンシャル機構を介さないので、動力伝達ロスが減少するという利点がある。
ところで、車体側に固定子を配置し、車輪側に回転子を配置して、固定子と回転子とを半径方向に重合させたモータユニットにおいて、車輪にコーナリングフォースが作用すると、そのモーメント力が回転子に作用するので、固定子の軸線に対して回転子の軸線が傾くという現象が生じる。かかる場合、固定子と回転子との間隙が小さいと、両者が干渉して異音を発生したり損傷を招く恐れがある。これに対し、固定子と回転子との間隙を大きくすれば、両者の干渉は回避できるが、その分モータユニットの出力が低下するという別の問題が生じる。 By the way, in a motor unit in which a stator is arranged on the vehicle body side, a rotor is arranged on the wheel side, and the stator and the rotor are superposed in the radial direction, when a cornering force acts on the wheel, the moment force is reduced. Since it acts on the rotor, a phenomenon occurs in which the axis of the rotor is inclined with respect to the axis of the stator. In such a case, if the gap between the stator and the rotor is small, they may interfere with each other to generate abnormal noise or cause damage. On the other hand, if the gap between the stator and the rotor is increased, the interference between the two can be avoided, but another problem arises that the output of the motor unit is reduced accordingly.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、モータ性能を維持しながらも、固定子と回転子との干渉を抑制できるインホイールモータユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object thereof is to provide an in-wheel motor unit capable of suppressing interference between a stator and a rotor while maintaining motor performance. To do.
第1の本発明のインホイールモータユニットは、
車体側に固定される固定子と、車体に対して回転自在に支持されたハブに対して、回転子支え板を介して端部側を片持ち状態で、車輪のホイールと共に取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする。
The in-wheel motor unit of the first invention is
A stator fixed to the vehicle body side, and a rotor attached together with the wheel of the wheel with the end side cantilevered via a rotor support plate with respect to a hub rotatably supported by the vehicle body ; An in-wheel motor unit in which at least a part of the stator and the rotor is disposed radially inward of the wheel,
One of the stator and the rotor is disposed radially inward of the other, and the outer diameter of the one increases from the end in the axial direction toward the center. .
第2の本発明のインホイールモータユニットは、
車体側に固定される固定子と、車体に対して回転自在に支持されたハブに対して、回転子支え板を介して端部側を片持ち状態で、車輪のホイールと共に取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とする。
The in-wheel motor unit of the second invention is
A stator fixed to the vehicle body side, and a rotor attached together with the wheel of the wheel with the end side cantilevered via a rotor support plate with respect to a hub rotatably supported by the vehicle body ; An in-wheel motor unit in which at least a part of the stator and the rotor is disposed radially inward of the wheel,
One of the stator and the rotor is arranged inside the other in the radial direction, and the other inner diameter decreases from the end in the axial direction toward the center.
第1の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっているので、前記車輪がコーナリングフォースを受けることにより前記回転子にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、前記固定子と前記回転子との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。 According to the in-wheel motor unit of the first aspect of the present invention, one of the stator and the rotor is disposed radially inward of the other, and the outer diameter of the one is on the axial end side. As the wheel is subjected to a cornering force from the corner to the center, even if a moment is applied to the rotor and its axis is inclined, the end of the stator and the rotor in the axial direction is increased. It is possible to suppress contact between the parts, and thus to prevent problems such as abnormal noise.
更に、前記一方は略球状の外周面を有すると好ましいが、それに限らず、例えばテーパ面等を端部側に形成しても良い。 Further, it is preferable that the one has a substantially spherical outer peripheral surface. However, the present invention is not limited to this. For example, a tapered surface or the like may be formed on the end side.
第2の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっているので、前記車輪がコーナリングフォースを受けることにより前記回転子にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、前記固定子と前記回転子との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。 According to the in-wheel motor unit of the second aspect of the present invention, one of the stator and the rotor is disposed on the other radial inner side, and the other inner diameter is from the axial end side. Since it becomes smaller toward the center, even if a moment is applied to the rotor due to the cornering force of the wheel and the axis thereof is inclined, the end portions in the axial direction of the stator and the rotor It is possible to suppress contact between each other, and thus it is possible to prevent problems such as abnormal noise.
更に、前記他方はテーパ状の内周面を有すると好ましいが、それに限らず、例えば略球状面等を端部側に形成しても良い。 Further, it is preferable that the other has a tapered inner peripheral surface. However, the present invention is not limited to this, and for example, a substantially spherical surface or the like may be formed on the end side.
前記固定子及び前記回転子は、前記車輪と同軸の筒状に配置されていると好ましい。 The stator and the rotor are preferably arranged in a cylindrical shape coaxial with the wheel.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるインホイールモータユニットを搭載したバスの斜視図である。図1において、バスの車体101に対して、不図示のブラケットを介して、一対のインホイールモータユニット100が取り付けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a bus on which an in-wheel motor unit according to the present embodiment is mounted. In FIG. 1, a pair of in-
各インホイールモータユニット100の周囲には、車輪103が配置され、インホイールモータユニット100により駆動されるようになっている。車体101の下部には、インバータユニット104が配置され、インホイールモータユニット100に対して配線13を介して電気的に接続されている。インバータユニット104は、本実施の形態では扁平状であるため、車体101の下部に設けても乗員用のスペースを制限することはないが、車体101の天井などに配置しても良い。このように、インホイールモータユニット100を用いることで、駆動源を車輪103内に収めることができ、更にインバータユニット104の位置は任意に決定できるので、例えば路線バスなどにおいては完全な低床化を図ることができ、乗降性の向上や乗員スペースの確保を図ることができる。
図2は、車輪103を取り付けた状態で示すインホイールモータユニット100の断面図である。なお、以下、一方のインホイールモータユニット100についてのみ説明するが、他方のインホイールモータユニット100も同様の構成を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the in-
図2において、車体に対してブラケット1を介して、ハブベアリングユニット2が固定されている。ハブベアリングユニット2は、それが内包するハブ3を回転自在に支持している。ハブ3には、ブレーキ用ディスク4と、円盤状の回転子支え板5と、ホイール6とが、この順序で内側より同軸に配置されボルトにより固定されている。ブレーキ用ディスク4は、不図示のブレーキ装置に設けられたパッドが当接し、それにより制動力が発生するようになっている。ホイール6の周囲には、車輪7が取り付けられている。
In FIG. 2, a
回転子支え板5の外縁には、回転子8が取り付けられている。回転子8は、珪素鋼板からなる円筒状の回転子コア8aと、回転子コア8aを、その内周面を露出させながら軸線方向両側から保持する回転子ホルダ8bとからなり、回転子ホルダ8bの軸線方向端部が回転子支え板5にボルトで固定されている。
A
一方、ハブベアリングユニット2には、固定子支え板9がボルトにより固定されている。固定子支え板9の外縁には、固定子10が取り付けられている。固定子10は、回転子コア8aの半径方向内側に対向して配置された複数の固定子コア10aと、固定子コア10aを巻回するコイル10bと、固定子コア10aを、その外周面を露出させながら軸線方向両側から保持する固定子ホルダ10cと、ホイール6側で固定子コア10aを固定する固定部材10dとからなる。固定子ホルダ10cの軸線方向端部が固定子支え板9にボルトで固定されている。回転子コア10aと固定子コア8aとのギャップは、0.5〜2mmである。
On the other hand, a
固定部材10dと回転子ホルダ8bとの間には、シール部材11が配置されている。又、ブラケット1側において、回転子ホルダ8bは半径方向内方に延在する内方フランジ部8cを形成し、固定子ホルダ10cは内方フランジ部8cに隣接して半径方向外方に延在する外方フランジ部10hを形成している。これらにより、回転子コア8aと固定子コア10aとの間にゴミ等が侵入しないようにしている。
A
図3は、固定子の一部を示す斜視図である。円筒状の固定子ホルダ10cの外周面には、軸線方向に伸びるアリ溝10eを等間隔に、固定子コア10aの数だけ形成している。珪素鋼板からなる固定子コア10aは、軸線方向に見たときにT字形状を有しており、その図3で下端は、アリ溝10eに対応した逆テーパ部10fとなっている。又、固定子コア10aの外方面10gは、外凸状の球面の一部となっている。即ち、固定子ホルダ10cの軸線方向において、外方面10gは中央の外径φAが最も大きく、それから軸線方向両側に向かうにつれて小さくなり、固定子コア10aの端部外径φBが最も小さくなっている。尚、固定子コア10aは、機械加工又は磁性体粉末の焼結により同じ部品として精度の良いものを形成できる。
FIG. 3 is a perspective view showing a part of the stator. On the outer peripheral surface of the
組み付け時には、図3に示すように固定子コア10aにコイル10bを巻回した状態で、固定子ホルダ10cのアリ溝10eに逆テーパ部10fを合わせて、固定子コア10aを固定子ホルダ10cの軸線方向に滑らせ、その後固定部材10dを固定子ホルダ10c(図2参照)に固定する。これにより固定子コア10aは、固定子ホルダ10cに取り付けられることとなる。
At the time of assembly, with the
本実施の形態の動作について説明する。例えば運転者が不図示のアクセルペダルを踏み込むと、それに連動してインバータユニット104から高周波電流が配線13を介して固定子10のコイル10bに伝達され、それにより回転子8との間に磁力が生じ、かかる磁力を用いてホイール6を回転させることによって、車輪7を回転駆動させることができる。
The operation of this embodiment will be described. For example, when the driver depresses an accelerator pedal (not shown), a high-frequency current is transmitted from the
更に、旋回中に車輪7がコーナリングフォースを受けることにより回転子8にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、固定子コア10aの外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっているので、固定子10と回転子8との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。加えて、固定子10と回転子8は、車輪7の半径方向内側に配置されているので、コンパクトな構成を提供できる。
Furthermore, even if the
図4は、別な実施の形態にかかる図2と同様な断面図である。図4に示す実施の形態は、上述した実施の形態に対して、固定子コア10aの外方面は円筒面もしくは平面とし、回転子コア8の内周面を、軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小径となるようにテーパ状に機械加工している。それ以外の点については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 according to another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 4, the outer surface of the
本実施の形態においても、旋回中に車輪7がコーナリングフォースを受けることにより回転子8にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、回転子コア8aの内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっているので、固定子10と回転子8との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。尚、本実施の形態において、固定子コア10aを図3に示す形状としても良い。
Also in the present embodiment, even if the
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、回転子を固定子の半径方向内側に配置しても良いし、本発明のインホイールモータをバス以外の車両などに用いることは人にである。 As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed and improved without departing from the spirit thereof. Of course there is. For example, the rotor may be disposed on the radially inner side of the stator, and the in-wheel motor of the present invention is used by a person other than a bus.
1 ブラケット
2 ハブベアリングユニット
3 ハブ
4 ブレーキ用ディスク
5 回転子支え板
6 ホイール
7 車輪
8 回転子
8a 回転子コア
8b 回転子ホルダ
8c 内方フランジ部
9 固定子支え板
10 固定子
10a 固定子コア
10b コイル
10c 固定子ホルダ
10d 固定部材
10e アリ溝
10f 逆テーパ部
10g 外方面
10h 外方フランジ部
11 シール部材
13 配線
100 インホイールモータユニット
101 車体
103 車輪
104 インバータユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とするインホイールモータユニット。 A stator fixed to the vehicle body side, and a rotor attached together with the wheel of the wheel with the end side cantilevered via a rotor support plate with respect to a hub rotatably supported by the vehicle body ; An in-wheel motor unit in which at least a part of the stator and the rotor is disposed radially inward of the wheel,
One of the stator and the rotor is disposed radially inward of the other, and the outer diameter of the one increases from the end in the axial direction toward the center. In-wheel motor unit.
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とするインホイールモータユニット。 A stator fixed to the vehicle body side, and a rotor attached together with the wheel of the wheel with the end side cantilevered via a rotor support plate with respect to a hub rotatably supported by the vehicle body ; An in-wheel motor unit in which at least a part of the stator and the rotor is disposed radially inward of the wheel,
One of the stator and the rotor is disposed radially inward of the other, and the inner diameter of the other decreases from the end in the axial direction toward the center. Wheel motor unit.
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