JP5604214B2 - 摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット - Google Patents
摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP5604214B2 JP5604214B2 JP2010177624A JP2010177624A JP5604214B2 JP 5604214 B2 JP5604214 B2 JP 5604214B2 JP 2010177624 A JP2010177624 A JP 2010177624A JP 2010177624 A JP2010177624 A JP 2010177624A JP 5604214 B2 JP5604214 B2 JP 5604214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- clutch
- power unit
- brake
- electric motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Description
また、もう一つの課題として、暖房に利用する熱の確保がある。ガソリン車はエネルギー効率が悪いため、余分な熱があり、その熱を暖房に利用することができた。他方、電気自動車は、エネルギー効率が良いため、余分な熱が発生しないので、別途暖房の熱を確保する必要がある。
そこで、特許文献1〜3のものが提案されている。
特許文献2は、コギングトルク予測手段を具えた電気自動車の制御装置を開示する。特許文献2によれば、コギングトルク予測手段により予測されたコギングトルクを打ち消すように必要電力を補正できるので、コギングトルクが原因で発生する不具合を抑制することができる、ということである。
また、特許文献3には、電気自動車用の電気暖房装置が開示されている。特許文献3によると、電気自動車の充電時は、バッテリーを経由せずに、充電器から電気暖房装置に電力が供給されるため、運転開始時に暖房によりバッテリーが消耗することがなく、運転前に車内を快適な温度にできる、とされている。
固定子と回転子を具えたモータと、
クラッチアウターに設けられたメーティングプレートと、クラッチインナーハブに設けられた摩擦板とによる摩擦クラッチと、
前記クラッチインナーハブに結合された出力軸を有してなり、
前記回転子の回転が、前記クラッチアウターを介してクラッチインナーハブと出力軸に伝達され、
前記クラッチアウターの回転をパワーテイクオフし、暖房装置の動力として使用することを特徴とする電気自動車用電気モータパワーユニットにより、前記課題を解決した。
また、摩擦クラッチの係合力を調整可能とすることにより、コギング抑制を可能としている。
そして、回転子とクラッチアウターは、径方向又は軸方向に配置される。
さらに、ブレーキ機能を付加してもよい。
なお、コアレスモータ構造とすれば、モータ重量が軽くなるため慣性力が減り、動作が速くなるとともに、複数の固定子と回転子を交互に配置することで、直列回線と並列回線の切替が可能となる。
また、タイヤからトルク容量を上回るトルクが入力された場合は、クラッチをスリップさせることにより、パワーユニットがトルクリミッタとしても機能するため、部品の破損を防ぐことができる。
さらに、本発明のパワーユニットは、いわゆる、パワーテイクオフ機能を具え、この出力を暖房装置の動力として利用しているので、暖房用の熱を確保するとともに、暖房時の消費電力を抑えることができる。
固定子12Aは、アウター40に固定されている。回転子14Aは、永久磁石と磁性材料の芯から構成され、クラッチアウター15の外周に取付けられる。
クラッチアウター15の内周には、メーティングプレート16がスプライン結合されている。
摩擦板18は、クラッチインナーハブ22にスプライン結合され、クラッチインナーハブ22は、ホイール42を介してタイヤ44に連結された出力軸24の外周に取付けられる。
ピストン20は、クラッチアウター15の内周に軸方向に設けられる。
出力軸24の先端には、ブレーキディスク31が設けられ、ブレーキキャリパ33に挟持されることで、ブレーキが作動する。
固定子12Aに通電されると、回転子14Aが回転する。従って、回転子14Aと同じクラッチアウター15にスプライン結合されたメーティングプレート16も回転する。停車時は、メーティングプレート16と摩擦板18は係合しておらず、そのため、出力軸24に回転が伝達されないから、タイヤ44は回転しない。
発進時は、ピストン20により、戻しばね21の弾性反発力よりも大きな力が加わると、メーティングプレート16が押出されて摩擦板18と係合し、回転子14Aの回転が出力軸24により、タイヤ44を回転させ、発進する。ピストン20としては、電磁ソレノイドや油圧ピストンを用いるのが好適である。
図2は、0.1秒間に4回、エンジンを約1150rpmから約1300rpmに回転変動するようにし、その間クラッチをスリップさせた場合とさせなかった場合のエンジンの回転数の変化を比較した図である。
図2に示すように、クラッチをスリップさせた場合は、エンジンの回転数が約1150rpmから約1200rpm強までしか変化していないことから、クラッチをスリップさせることにより、エンジンの回転変動幅が小さくなることが分かる。
そこで、本発明は、回転子14Aの回転数が一定の回数(例えば、100rpm)に達するまでは、メーティングプレート16と摩擦板18をスリップさせるように、ピストン20にかける力を調整して摩擦クラッチの係合力を調整する。これにより、モータの回転変動を吸収することができ、コギングを抑制できるため、低速運転時のドライブフィーリングを良好にすることができる。
回転子14Aの回転数が一定の回転数に達すると、メーティングプレート16と摩擦板18が滑らないで係合するように、ピストン20にかける力が調整される。
また、回転子14Aの回転数が一定値に達するまで、メーティングプレート16と摩擦板18を空転させておき、一定値に達した後にスリップさせて係合するようにしてもよい。
ピストン20が油圧ピストンの場合は、油圧ポンプ(図示せず。)を設け、ポンプの油圧を調整することで、ピストン20にかける力を調整できる。
図3に示すように、発進時の駆動力が大きい領域では、モータの回転数が多い方が効率がよい。従って、メーティングプレート16と摩擦板18をスリップ又は空転させながら、その間に回転子14Aの回転数を上げれば、回転子14の回転が一定の数に達した後に発進することになり、回転子14Aが回転していない状態から、いきなりメーティングプレート16と摩擦板18を係合して発進させるよりも、モータの効率がよく、電気自動車の消費電力を抑えることができる。
走行中に、タイヤ40から出力軸24を介して、メーティングプレート16と摩擦板18が係合しているときのトルクの容量を上回るトルクが入力されると、メーティングプレート16と摩擦板18がスリップすることにより、他の部品の破損を防止することができる。過負荷状態を脱すると、再び、メーティングプレート16と摩擦板18は係合する。
また、異物を噛込むなどして、固定子12Aと回転子14Aが、動作しなくなった場合は、メーティングプレート16と摩擦板18を離間させれば、出力軸24は回転自在となるため、走行中に一つのタイヤが回転しなくなる事態が生じず、車が止まることはない。
回転子14Aが回転すると、クラッチアウター15から、取出軸30に、歯車を利用してその動力が取出され、パワーテイクオフとして機能させることができる。暖房装置32の動力に、この動力を使用すれば、電気自動車の電池から電力が消費されるのを抑えることができる。従って、暖房を使用することによる電気自動車の走行距離への影響を少なくすることが可能となる。
暖房装置32としては、ヒートポンプ式や蓄熱式のものを用いるのが好適である。ヒートポンプ式は、一般にエアコンに採用されている技術であるが、一般家庭向けのセラミックヒータとエアコンの消費電力を比較すると、セラミックヒータは、ヒートポンプ式のエアコンの2.5倍〜3.5倍の電力を消費する。
従って、パワーテイクオフ機能により出力された動力と、ヒートポンプ式の暖房装置32の両方を活用することで、より高い消費電力の削減効果を奏する。
巻線の数を増やさない方法で、低回転で高トルクのモータにする場合は、複数のモータを直列に接続すればよい。
そこで、本実施形態では、永久磁石のみからなる回転子14Cを3つ設け、各回転子14Cの間に、コイルのみからなる固定子12Cを設置し、固定子12Cと回転子14Cを交互に配置した。
このような構成とすることで、直列回線と並列回線の切替が可能になり、直列回線の場合は、高トルクで低回転のモータとなり、並列回線に切り替えた場合は、低トルクで高回転のモータとすることができる。
回転子14Dは、モータハブ17の外周に設置され、クラッチアウター15Dは、アウター40内に設けられたモータハブ17の軸方向に連結される。クラッチインナーハブ22は、出力軸24の外周に取付けられ、出力軸24には、ピニオンギア41が具えられている。
発進時は、ピストン20により、メーティングプレート16が押出されて摩擦板18と係合し、クラッチアウター15Dとともに出力軸24が回転する。この回転は、ピニオンギア41からリングギア43へ、デファレンシャル45を介して、アクスルシャフト47からタイヤ44Dに伝達され、発進する。
なお、本実施形態においても、第2実施形態や第3実施形態のような、コアレスモータ構造を採用してもよい。
本実施形態では、第1実施形態のパワーユニットの軸方向に、ブレーキ機能を付加している。
停車時は、メーティングプレート16と摩擦板18は係合しておらず、回転子14Eの回転は出力軸24に伝達されない。この際、ばね55により、ブレーキプレート51が回転子14Eの方向に押出されて、ブレーキプレート51とブレーキディスク52が係合する。これにより、ブレーキディスク52、ブレーキハブ50、出力軸24は、ロックされるため、パーキングブレーキとして機能する。
なお、電磁ソレノイド54としては、固定鉄心にコイルを収納したものを用いるのが好適である。また、電磁ソレノイド54の替わりに、ばね55の押付け荷重に反力を与える構造の油圧式ピストンを用いてもよい。
なお、本実施形態においても、第2実施形態や第3実施形態のような、コアレスモータ構造を採用してもよい。
また、図8に示すように、第4実施形態のパワーユニットにも、ブレーキ機能を付加することができる。ブレーキ機能の詳細は、第5実施形態と同様のため、説明は、省略する。
12A、12B、12C、12D、12E 固定子
14A、14B、14C、14D、14E 回転子
15 クラッチアウター
16 メーティングプレート
18 摩擦板
22 クラッチインナーハブ
24 出力軸
50 ブレーキハブ
51 ブレーキプレート
52 ブレーキディスク
Claims (6)
- 固定子と回転子を具えたモータと、
クラッチアウターに設けられたメーティングプレートと、クラッチインナーハブに設けられた摩擦板とによる摩擦クラッチと、
前記クラッチインナーハブに結合された出力軸を有してなり、
前記回転子の回転が、前記クラッチアウターを介してクラッチインナーハブと出力軸に伝達され、
前記クラッチアウターの回転をパワーテイクオフし、暖房装置の動力として使用することを特徴とする、
電気自動車用電気モータパワーユニット。 - 前記暖房装置がヒートポンプ式である、請求項1の電気自動車用電気モータパワーユニット。
- 前記摩擦クラッチの係合力を調整可能とすることにより、コギング抑制を可能とした、請求項1又は2の電気自動車用電気モータパワーユニット。
- 前記回転子とクラッチアウターが、径方向又は軸方向に配置されている、請求項1から3のいずれかの電気自動車用電気モータパワーユニット。
- 前記回転子の軸方向に、ブレーキハブ、ブレーキプレート、及びブレーキディスクが設けられることにより、ブレーキ機能が付加された、請求項1から4のいずれかの電気自動車用電気モータパワーユニット。
- 前記固定子がコイルのみから、前記回転子が永久磁石のみからなり、前記固定子と回転子が複数、交互に配置されている、請求項1から5のいずれかの電気自動車用電気モータパワーユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010177624A JP5604214B2 (ja) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010177624A JP5604214B2 (ja) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012035752A JP2012035752A (ja) | 2012-02-23 |
JP5604214B2 true JP5604214B2 (ja) | 2014-10-08 |
Family
ID=45848240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010177624A Active JP5604214B2 (ja) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5604214B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023106701A1 (ko) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 씨스톤 테크놀로지스(주) | 동력 전달 장치 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5624570B2 (ja) | 2012-02-22 | 2014-11-12 | 株式会社スギノマシン | ディンプル成形バニシング工具、及びディンプル成形バニシング方法 |
JP6007823B2 (ja) * | 2013-02-20 | 2016-10-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車輪駆動装置 |
CN110239893B (zh) * | 2018-03-09 | 2024-09-27 | 中煤张家口煤矿机械有限责任公司 | 一种输送机用多功能永磁变频驱动系统 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57163732A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-08 | Mitsubishi Motors Corp | Control apparatus of automatic speed change gear |
JPS5962765A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 流体トルクコンバ−タ用クラツチの作動制御装置 |
JP3114494B2 (ja) * | 1994-06-06 | 2000-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車の駆動制御装置 |
JP2000224715A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Yamaha Motor Co Ltd | 電動機 |
JP2002337554A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Mazda Motor Corp | 車両の駆動装置配設構造 |
JP2005178653A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Nissan Motor Co Ltd | 後輪電動車両の後輪操舵装置 |
JP2006067665A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 電気自動車の制御装置 |
WO2006137188A1 (ja) * | 2005-06-22 | 2006-12-28 | Junichi Yoshimori | ハイブリット機能を可能にした発電機兼用駆動モーター |
GB0613570D0 (en) * | 2006-07-07 | 2006-08-16 | Imp Innovations Ltd | An electrical machine |
JP2010012970A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Mitsuba Corp | 電気自動車 |
-
2010
- 2010-08-06 JP JP2010177624A patent/JP5604214B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023106701A1 (ko) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 씨스톤 테크놀로지스(주) | 동력 전달 장치 |
KR102622464B1 (ko) * | 2021-12-06 | 2024-01-08 | 씨스톤 테크놀로지스(주) | 동력 전달 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012035752A (ja) | 2012-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1946430B1 (en) | Brushless permanent magnet motor/ generator with axial rotor decoupling to eliminate magnet induced torque losses | |
JP4818368B2 (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP4444119B2 (ja) | 特にスクーター用の車両用ハイブリッド駆動組立体 | |
EP1717086B2 (en) | Driveline motor with planetary gear system | |
JP2001136606A (ja) | 車両用動力伝達装置 | |
JP2006306325A (ja) | 車両用ハイブリッド駆動装置 | |
EP3031133A2 (en) | Combined electric and hydraulic motor | |
US9035519B2 (en) | Electrical energy and mechanical energy conversion apparatus for vehicles | |
JP5604214B2 (ja) | 摩擦クラッチが組込まれた電気モータパワーユニット | |
JP2008263739A (ja) | 回生ブレーキ装置 | |
KR102090535B1 (ko) | 전기차량용 구동장치 | |
CN114867624A (zh) | 紧凑型p2混合动力架构 | |
JP3933125B2 (ja) | 車両の動力出力装置 | |
JP2009092123A (ja) | 変速機および動力伝達装置 | |
JP3847720B2 (ja) | 内燃機関用補機駆動装置 | |
JP2003074641A (ja) | 可変質量フライホイール | |
JP2007174757A (ja) | ステータ回転可能型回転電機 | |
JP6646846B2 (ja) | 車両駆動装置および電気車両 | |
US10843576B2 (en) | Electric vehicle | |
JP5030006B2 (ja) | モータ装置 | |
JP5267340B2 (ja) | インホイールモータの動力伝達機構 | |
JPH10248205A (ja) | 車両用駆動装置 | |
US10625620B1 (en) | Multi-function damper | |
WO2012149690A1 (zh) | 一种车辆用的发电机马达装置 | |
JPH07131961A (ja) | 電動機及びその制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130610 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140312 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5604214 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |