JP5741128B2 - In-wheel motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のホイールに内蔵されホイールを回転するインホイールモータ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor driving device that is built in a wheel of a vehicle and rotates the wheel.
例えば、特許文献1には、モータと、このモータと車輪用軸受との間に介在させたサイクロイド減速機と、モータの駆動を制御する制御装置と、モータに取付けられた温度センサとを備えたインホイールモータ駆動装置が開示されている。インホイールモータ駆動装置を備えた車両が低速で走行するときは、大きなトルクが必要となるが、モータや減速機が過負荷状態になると、モータ等の温度が過度に上昇する傾向にある。そこで、制御装置は、温度センサで測定された温度情報に応じて、モータの駆動電流を制限してモータ等の過度な温度上昇を防止している。
For example,
また、特許文献2には、同一出力軸上に出力の異なる2つのロータおよび2つのステータを有するモータを駆動するインバータ装置が開示されている。このインバータ装置には、各ロータ専用のインバータ回路が設けられている。そして、2つのロータのうち出力の小さいロータのインバータ回路を高い周波数で制御し、出力の大きいロータのインバータ回路を低い周波数で制御することにより、モータの発熱量を抑制している。
また、特許文献3には、2つのモータの駆動を制御するモータ制御装置が開示されている。このモータ制御装置は、モータの要求出力と検出温度とに基づいて、2つのモータの合計損失が最小となる負荷分配比を決定して2つのモータの駆動を制御することにより、2つのモータの温度上昇を抑制している。
車両のホイール内には、ステアリングナックルを支持するロアアームの先端に設けられているピボットやその他の部品等が配置されている。このため、インホイールモータ駆動装置の配置スペースは限られており、インホイールモータ駆動装置を小型化する必要がある。また、インホイールモータ駆動装置を備えた車両が低速で走行するときは、インホイールモータ駆動装置は大きなトルクを発揮する必要があり、且つインホイールモータ駆動装置の発熱を抑制する必要がある。 A pivot and other parts provided at the tip of the lower arm that supports the steering knuckle are disposed in the wheel of the vehicle. For this reason, the arrangement space of the in-wheel motor drive device is limited, and it is necessary to reduce the size of the in-wheel motor drive device. In addition, when a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device travels at a low speed, the in-wheel motor drive device needs to exhibit a large torque, and it is necessary to suppress heat generation of the in-wheel motor drive device.
特許文献1〜3に記載の発明では、何れもモータの発熱を抑制できる。しかし、サイクロイド減速機は、小型化を図ると大きなトルクを受けることができない。このため、サイクロイド減速機を備えた特許文献1に記載のインホイールモータ駆動装置では、使用可能な車種が制限される。また、特許文献2に記載のモータに減速機を取付けたインホイールモータ駆動装置は、回転軸線方向に大型化することになる。また、特許文献3に記載の2つの別々のモータに減速機を取付けたインホイールモータ駆動装置は、さらに大型化することになる。このため、モータの収納スペースが限られたホイール内に大型化したモータを収納することは困難である。
In the inventions described in
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、大トルク容量を有し、発熱を抑制できる小型のインホイールモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a small in-wheel motor drive device having a large torque capacity and capable of suppressing heat generation.
(請求項1)本発明に係るインホイールモータ駆動装置は、車両のホイールに内蔵され、モータと減速機とを備えるモータユニットと、前記モータの駆動を制御する制御装置と、を備えるインホイールモータ駆動装置であって、大径のロータ及び小径のロータが回転軸線方向にずれて一体化された段付き円筒形状のロータと、前記大径のロータの径方向外側に対向して配置された円筒形状の第1ステータと、前記小径のロータの径方向内側に対向し且つ前記第1ステータに対し回転軸線方向にずれて配置された円筒形状の第2ステータと、を備え、前記減速機は、前記大径のロータの径方向内側且つ前記第1ステータの径方向内側に配置される。 (Invention 1) An in-wheel motor driving apparatus according to the present invention is an in-wheel motor including a motor unit built in a wheel of a vehicle and provided with a motor and a speed reducer, and a control device for controlling driving of the motor. A stepped cylindrical rotor in which a large-diameter rotor and a small-diameter rotor are integrated while being displaced in the rotational axis direction, and a cylinder disposed opposite to the radially outer side of the large-diameter rotor. A first stator having a shape and a second stator having a cylindrical shape opposed to the inner side in the radial direction of the small-diameter rotor and shifted in the rotational axis direction with respect to the first stator. Arranged radially inward of the large-diameter rotor and radially inward of the first stator.
(請求項2)前記車両のホイール内であって、前記小径のロータの径方向外側且つ前記第2ステータの径方向外側には、前記車両のステアリングと前記ホイールとを接続する機構が配置されるとよい。
(Claim 2) A mechanism for connecting the steering wheel of the vehicle and the wheel is disposed inside the wheel of the vehicle and radially outside the small-diameter rotor and radially outside the second stator. Good.
(請求項3)前記減速機は、前記モータの回転力を外周側から入力し内周側から出力するインボリュート歯車を備えるとよい。 (Claim 3) The speed reducer may include an involute gear that inputs the rotational force of the motor from the outer peripheral side and outputs it from the inner peripheral side.
(請求項4)前記制御装置は、前記第1ステータへの電力供給と前記第2ステータへの電力供給とを交互に切替えることにより前記モータの駆動を制御するとよい。 (Claim 4) The control device may control driving of the motor by alternately switching power supply to the first stator and power supply to the second stator.
(請求項1)本発明によると、モータユニットは、第1ステータと第2ステータとを備えている。つまり、モータユニットは、実質的に、2つのモータを有する構成である。ただし、2つのモータにおいて、ロータを共有している。従って、2つのモータのそれぞれの出力は、同一のロータから出力される。そして、共通ロータである2つのモータを備える構成とすることで、2つのモータの出力および使用時間を使い分けることで、第1ステータおよび第2ステータの発熱を抑制することができる。 According to the present invention, the motor unit includes the first stator and the second stator. That is, the motor unit is substantially configured to have two motors. However, the two motors share the rotor. Accordingly, the outputs of the two motors are output from the same rotor. And by setting it as the structure provided with two motors which are a common rotor, the heat_generation | fever of a 1st stator and a 2nd stator can be suppressed by using properly the output and usage time of two motors.
さらに、本発明によれば、第1ステータがロータの径方向外側に対向して配置されているため、第1ステータで発生した熱を放熱し易い。そして、第1ステータをロータの径方向外側に配置することで、ロータの径方向内側にはスペースが形成される。この第1ステータの径方向内側であってロータの径方向内側に形成されるスペースに、減速機を配置している。つまり、第1ステータと減速機とが軸方向の同位置に配置されている。このような配置にすることで、第1ステータの放熱性を良好にしつつ、軸方向の小型化を図ることができる。ここで、ホイールの軸方向長さはそれほど長く確保することができない。つまり、上記のような構成とすることで、モータユニットをホイール内に確実に収容することができる。 Furthermore, according to the present invention, since the first stator is disposed to face the outer side in the radial direction of the rotor, it is easy to dissipate heat generated in the first stator. A space is formed on the radially inner side of the rotor by disposing the first stator on the radially outer side of the rotor. A reduction gear is disposed in a space formed on the radially inner side of the first stator and on the radially inner side of the rotor. That is, the first stator and the speed reducer are arranged at the same position in the axial direction. With such an arrangement, it is possible to reduce the axial size while improving the heat dissipation of the first stator. Here, the axial length of the wheel cannot be secured so long. That is, the motor unit can be reliably accommodated in the wheel by adopting the above configuration.
ここで、ロータの径は、大きなトルク容量を確保するためには、大きくすることが望まれる。そのため、第2ステータに径方向に対向するロータの部位の径は、できるだけ大きくすると良い。また、上述したように、既に減速機は、ロータの径方向内側であって第1ステータの径方向内側に配置している。そのため、第2ステータに径方向に対向するロータの部位の径方向内側には、減速機を配置する必要がない。つまり、大きなトルク容量を確保するためにロータの径を大きくすればするほど、当該ロータの径方向内側にはスペースができる。そこで、当該スペースに、第2ステータを配置することとした。従って、第2ステータによるトルク容量を大きくすることができ、かつ、径方向の大きさを小型化することができる。 Here, it is desirable to increase the diameter of the rotor in order to ensure a large torque capacity. Therefore, the diameter of the portion of the rotor that faces the second stator in the radial direction is preferably as large as possible. Further, as described above, the speed reducer has already been arranged radially inside the rotor and inside the first stator. Therefore, it is not necessary to arrange a reduction gear on the radially inner side of the portion of the rotor that faces the second stator in the radial direction. That is, the larger the diameter of the rotor is, the more space is provided on the radially inner side of the rotor in order to ensure a large torque capacity. Therefore, the second stator is arranged in the space. Therefore, the torque capacity by the second stator can be increased, and the size in the radial direction can be reduced.
(請求項2)転舵輪のホイール内には、ステアリングとホイールとを接続する機構が必要である。つまり、当該機構を、ホイール内に配置するスペースを確保する必要がある。インホイールモータにおいては、ホイール内にモータユニットを配置するため、上記機構を配置することが容易でない。 (Claim 2) A mechanism for connecting the steering and the wheel is required in the wheel of the steered wheel. That is, it is necessary to secure a space for arranging the mechanism in the wheel. In an in-wheel motor, since the motor unit is arranged in the wheel, it is not easy to arrange the mechanism.
ここで、本発明によると、第1ステータを有するインナーロータタイプのモータの外径は、第1ステータの外径となる。一方、第2ステータを有するアウターロータタイプのモータの外径は、ロータの当該部位の外径となる。つまり、第2ステータを有するアウターロータタイプのモータは、必要なトルク容量を確保するためのロータの径を確保したとしても、ホイール内において当該モータの径方向外側にスペースを形成することができる。そして、当該スペースに、ステアリングと接続する機構を配置することで、ホイール内にモータユニットおよび当該接続機構を配置しつつ、当該モータユニットを2つのモータからなる構成とし、かつ、2つのモータ共に必要なトルク容量を確保することができる。 Here, according to the present invention, the outer diameter of the inner rotor type motor having the first stator is the outer diameter of the first stator. On the other hand, the outer diameter of the outer rotor type motor having the second stator is the outer diameter of the portion of the rotor. That is, in the outer rotor type motor having the second stator, even if the diameter of the rotor for securing the necessary torque capacity is secured, a space can be formed inside the wheel in the radial direction of the motor. Then, by arranging a mechanism for connecting to the steering in the space, the motor unit and the connection mechanism are arranged in the wheel, and the motor unit is composed of two motors, and both the two motors are necessary. Torque capacity can be ensured.
(請求項3)本発明によると、インナーロータタイプのモータのロータの内側に小型化が可能なインボリュート減速機を配置できるので、回転軸線方向の大きさを小型にできる。 (Claim 3) According to the present invention, an involute reduction device that can be miniaturized can be arranged inside the rotor of an inner rotor type motor, so that the size in the rotational axis direction can be reduced.
(請求項4)本発明によると、インナーロータタイプのモータおよびアウターロータタイプのモータの一方を使用しているときは他方を休止できるので、モータの発熱を抑制できる。 (Claim 4) According to the present invention, when one of the inner rotor type motor and the outer rotor type motor is used, the other can be stopped, so that the heat generation of the motor can be suppressed.
(インホイールモータ駆動装置を備えたホイール内の概略構成)
本実施形態のインホイールモータ駆動装置1を備えたホイール2内の概略構成を図1を参照して説明する。インホイールモータ駆動装置1は、ホイール2の中心に配設されている。インホイールモータ駆動装置1のハウジング10には、ステアリングナックル3が固定されている。インホイールモータ駆動装置1の出力部材22には、ホイール2およびブレーキディスク4が固定されている。ステアリングナックル3は、ロアアーム5の先端に設けられるピボット6を介してロアアーム5に支持されている。なお、ステアリングナックル3、ロアアーム5およびピボット6は、図略のステアリングとホイール2とを接続する機構である。
(Schematic configuration inside a wheel equipped with an in-wheel motor drive device)
A schematic configuration in the
(インホイールモータ駆動装置の構成)
インホイールモータ駆動装置1の構成を図2および図3を参照して説明する。インホイールモータ駆動装置1は、ハウジング10と、モータ11と、インボリュート減速機20と、制御装置40とを備えて構成される。モータ11は、インナーロータタイプのモータ11aとアウターロータタイプのモータ11bとが回転軸線方向に並置されて構成される。インボリュート減速機20は、小歯数差インボリュート減速機であり、インナーロータタイプのモータ11aの内側に配置される。モータ11とインボリュート減速機20とを備えるモータユニットは、車両のホイール2に内蔵される。詳細は後述するが、インナーロータタイプのモータ11aとアウターロータタイプ11bのモータとの何れか一方もしくは両方の回転駆動力がインボリュート減速機20に伝達されて減速される。
(Configuration of in-wheel motor drive device)
The configuration of the in-wheel
(モータの構成)
ハウジング10は、インナーロータタイプのモータ11aを収納する大径円筒形状のハウジング10aと、アウターロータタイプのモータ11bを収納する小径円筒形状のハウジング10bとが一体形成されて構成される。
(Motor configuration)
The
モータ11は、大径のロータ12aと小径のロータ12bとが回転軸線方向に同軸で並んで一体形成、すなわち段付き円筒形状に形成されたロータ12と、大径ロータ12aの径方向外側に対向して配置された円筒形状の第1ステータ13と、小径ロータ12bの径方向内側に対向して配置された円筒形状の第2ステータ14とを備えて構成される。すなわち、大径ロータ12aおよび第1ステータ13によりインナーロータタイプのモータ11aを構成し、小径ロータ12bおよび第2ステータ14によりアウターロータタイプのモータ11bを構成している。
In the
円筒形状の大径ロータ12aおよび小径ロータ12bは、例えば、ロータヨークと磁石とを夫々備えて構成される。また、第1ステータ13および第2ステータ14は、ステータコアと当該ステータコアに巻回されたコイルとを夫々備えて構成される。第1ステータ13は、大径ハウジング10aの内周面に固定されている。第2ステータ14は、小径ハウジング10bの底面に固定されている。
The cylindrical large-
このような構成によれば、インナーロータタイプのモータ11aの内側に小型化が可能な小歯数差インボリュート減速機20を配置できるので、回転軸線方向の大きさを小型にできる。さらに、インナーロータタイプのモータ11aは、第1ステータ13が大径ロータ12aの径方向外側に対向して配置されているため、第1ステータ13で発生した熱を放熱し易い。一方、アウターロータタイプのモータ11bは、第2ステータ14が小径ロータ12bの径方向内側に対向して配置されているため、小径ロータ12bのトルク半径を大きくでき、大トルク容量を確保できる。このため、アウターロータタイプのモータ11bは、インナーロータタイプのモータ11aよりも小径に構成でき、ホイール2内に大きなスペースを確保できる。よって、ステアリングナックル3を支持するロアアーム4の先端に設けられているピボット5やその他の図略の部品等をホイール2内に配置できる。
According to such a configuration, the small tooth number difference
(モータの動作)
制御装置40は、第1ステータ13および第2ステータ14に供給する電流を制御してモータ11の回転を制御する。ここで、図4に示すように、モータ11に供給する電流A(モータ11のトルク)が大きくなると、モータ11の温度が所定の温度(例えば、200°C)に達して使用限界となる限界使用時間Hは指数関数的に減少する。そこで、制御装置40は、例えば、先ず、第1ステータ13のみに電流Aを供給し、該電流Aに対応する限界使用時間Hに達する前に第1ステータ13への電流供給を停止し、次に、第2ステータ14のみに電流Aを供給し、該電流Aに対応する限界使用時間Hに達する前に第2ステータ14への電流供給を停止するという制御を繰り返す。このように、第1ステータ13と第2ステータ14とに供給する電流(電力)を交互に切替えることにより、インナーロータタイプのモータ11aおよびアウターロータタイプのモータ11bの一方を使用しているときは他方を休止できるので、モータ11の発熱を抑制できる。また、制御装置40は、第1ステータ13と第2ステータ14とに電流(電力)を同時に供給することにより、大きなトルクを発揮させられる。
(Motor operation)
The
(インボリュート減速機の構成)
インボリュート減速機20は、主として、入力部材21と、出力部材22と、固定軸部材23と、歯車軸24と、第1揺動部材25と、第2揺動部材26と、ピン支持部材27とから構成される。ハウジング10は、共通の入出力軸線Loを中心として入力部材21および出力部材22を直接的または間接的に回転可能に支持する。
(Configuration of involute reducer)
The
入力部材21は、モータ11が駆動することで入出力軸線Loの回りに回転する部材である。入力部材21は、円筒状に形成され、大径ロータ12aの先端内周部に一体化されている。入力部材21には、内周面に第1偏心部21aおよび第2偏心部21bが形成されている。第1偏心部21aは、入出力軸線Loに対して偏心した偏心軸線である第1偏心軸線Laを中心とするように円筒状内面211aを有する環状部である。第2偏心部21bは、入出力軸線Loに対して偏心した偏心軸線であり、且つ第1偏心軸線Laとは異なる第2偏心軸線Lbを中心とする円筒状内面211bを有する環状部である。
The
また、第1偏心部21aと第2偏心部21bは、入出力軸線Loに対する偏心方向が互いに逆方向となるように形成されている。これにより、第1偏心部21aの円筒状内面211aと第2偏心部21bの円筒状内面211bは、入出力軸線Loを中心とした回転方向に等間隔となるように、180(deg)間隔で形成されている。
The first eccentric portion 21a and the second eccentric portion 21b are formed so that the eccentric directions with respect to the input / output axis Lo are opposite to each other. Thereby, the cylindrical
出力部材22は、モータ11が駆動することで入出力軸線Loの回りに回転する部材である。出力部材22は、円盤状に形成され、回転軸22aは歯車軸24の内周に回転可能に支持され、外周はホイール2に連結されている(図1参照)。なお、出力部材22についての詳細な説明は後述する。固定軸部材23は、減速機20の駆動状態においても回転しない固定された部材である。固定軸部材23は、円筒状に形成され、第2ステータ14の先端に一体化されている。歯車軸24は、円筒状の外周にインボリュート歯の外歯24aが形成された太陽歯車であり、固定軸部材23の先端に一体化されている。
The
第1揺動部材25は、環状に形成され、インボリュート歯の内歯歯車25aと、挿入孔25bを有し、外周面を第1偏心部21aの円筒状内面211aに回転可能に支持される遊星歯車である。内歯歯車25aは、第1揺動部材25の内周面に形成され、歯車軸24の外歯24aと噛合可能な歯車である。これにより、第1揺動部材25は、入力部材21の回転に伴い、内歯歯車25aを歯車軸24の外歯24aに噛合させながら、入出力軸線Loに対して揺動回転することになる。
The first oscillating
挿入孔25bは、第1揺動部材25の両端面を入出力軸線Lo方向に貫通するように形成されたピン孔であり、後述するピン支持部材27に支持されたピン28が挿入される。本実施形態において、図3に示すように、6箇所に形成された挿入孔25bが第1揺動部材25の周方向に等間隔となるように配置されている。この第1揺動部材25の挿入孔25bの内径は、挿入されるピン28の直径と、第1揺動部材25の偏心量(入出力軸線Loと第1偏心軸線Laの離間距離)との和にほぼ等しくなるように設定されている。但し、本実施形態において、ピン28には転がり軸受29が外挿されることから、上記のピン28の直径とは、転がり軸受29の直径に相当する。
The
第2揺動部材26は、環状に形成され、インボリュート歯の内歯歯車26aと、挿入孔26bを有し、外周面を第2偏心部21bの円筒状内面211bに回転可能に支持される遊星歯車である。内歯歯車26aは、第2揺動部材26の内周面に形成され、歯車軸24の外歯24aと噛合可能な歯車である。これにより、第2揺動部材26は、入力部材21の回転に伴い、内歯歯車26aを歯車軸24の外歯24aと噛合させながら、入出力軸線Loに対して揺動回転することになる。
The second oscillating
挿入孔26bは、第2揺動部材26の両端面を入出力軸線Lo方向に貫通するように形成されたピン孔であり、ピン支持部材27に支持されたピン28が挿入され、転がり軸受け29を介してピン28と係合する。本実施形態において、図3に示すように、6箇所に形成された挿入孔26bが第2揺動部材26の周方向に等間隔となるように配置されている。この第2揺動部材26の挿入孔26bの内径は、挿入されるピン28の直径と、第2揺動部材26の偏心量(入出力軸線Loと第2偏心軸線Lbの離間距離)との和にほぼ等しくなるように設定されている。但し、本実施形態において、ピン28には転がり軸受29が外挿されることから、上記のピン28の直径とは、転がり軸受29の直径に相当する。
The
このように、同型の遊星歯車からなる第1揺動部材25および第2揺動部材26は、第1偏心部21aおよび第2偏心部21bによりそれぞれ支持される。そして、第1偏心部21aの円筒状内面211aと第2偏心部21bの円筒状内面211bは、入出力軸線Loを中心とした回転方向に等間隔となるように、180(deg)間隔で形成されている。これにより、第1揺動部材25および第2揺動部材26は、入出力軸線Loを中心とした回転の周方向に等間隔に位置する関係となる。ここで、入力部材21の回転により第1、第2偏心部21a,21bが回転し、この回転に伴い第1、第2揺動部材25,26が揺動回転したとする。この場合に、第1、第2揺動部材25,26の各自転軸(第1偏心軸線Laおよび第2偏心軸線Lb)は、上記の位置関係により、入出力軸線Loに対象の位置を維持しつつ入出力軸線Loの回りを回転することになる。
Thus, the
ピン支持部材27は、固定軸部材23により軸受け30を介して支持され、入出力軸線Loを中心に回転可能に配置された円盤状の部材である。このピン支持部材27は、第1、第2揺動部材25,26に対してピン28の突出方向に位置している。また、ピン支持部材27は、複数のピン28と同数のピン孔が形成され、第1、第2揺動部材25,26の挿入孔25b,26bを貫通したピン28の端部と圧入または隙間嵌めにより連結される。これにより、ピン支持部材27は、出力部材22に固定された6本のピン28を支持するとともに、出力部材22の回転に伴い出力部材22と同じ回転数で回転する。
The
出力部材22は、第1、第2揺動部材25,26に対してピン28の突出方向に位置している。また、出力部材22は、複数のピン28と同数のピン孔が形成され、第1、第2揺動部材25,26の挿入孔25b,26bを貫通したピン28の端部と圧入または隙間嵌めにより連結される。出力部材22は、入力部材21の回転による第1、第2揺動部材25,26の揺動回転に伴い、第1、第2揺動部材25,26の各挿入孔25b,26bの内周面からピン28および転がり軸受29を介して駆動力が伝達される。この時、各挿入孔25b,26bに対する転がり軸受29の外径の寸法関係から、第1、第2揺動部材25,26の揺動回転のうち自転成分のみが伝達される。つまり、出力部材22は、第1、第2揺動部材25,26の揺動回転のうち自転成分と連動するように、第1、第2揺動部材25,26に連結される。
The
(インボリュート減速機の動作)
続いて、インボリュート減速機20の動作について説明する。先ず、モータ11を作動させると、モータ11の大径ロータ12aに一体化された入力部材21の第1偏心部21aおよび第2偏心部21bが回転する。そして、第1偏心部21aの内周側に支持される第1揺動部材25は、第1偏心部21aの回転に伴い揺動回転する。同様に、第2偏心部21bの内周側に支持される第2揺動部材26は、第2偏心部21bの回転に伴い揺動回転する。これにより、第1、第2揺動部材25,26は、入力部材21の回転に伴い、入力部材21の回転数で入出力軸線Loを中心に公転することになる。
(Operation of involute reducer)
Next, the operation of the
ここで、第1、第2揺動部材25,26の内歯歯車25a,26aは、それぞれの円周上の一部のみが歯車軸24の外歯24aと噛合している。そして、歯車軸24が固定軸部材23により固定されているため、第1、第2揺動部材25,26は、公転しながら、内歯歯車25a,26aと歯車軸24の外歯24aの歯数差に基づく回転数でそれぞれ第1、第2偏心軸線La,Lbの回りに自転することになる。この時の自転方向は、入力材21の回転方向と反対方向(入力部材21が時計回りであれば反時計回り)となる。
Here, the
ここで、ピン28は、第1、第2揺動部材25,26の各挿入孔25b,26bに挿入されている。そして、ピン28に外挿された転がり軸受け29の外周面は、円周上の一部のみが各挿入孔25b,26bの内周面と当接し駆動力を伝達する。これにより、第1、第2揺動部材25,26が揺動回転すると、自転成分がピン28に伝達される。そうすると、出力部材22は、第1、第2揺動部材25,26の自転の回転数で回転する。このようにして、出力部材22がピン28および転がり軸受け29を介して第1、第2揺動部材25,26の揺動回転から自転成分を取り出し、入力部材21から入力された回転を減速して出力部材22から出力する。
Here, the
(インホイールモータ駆動装置の作用効果)
インホイールモータ駆動装置1のモータユニットは、第1ステータ13と第2ステータ14とを備えており、実質的に、2つのモータ11a,11bを有する構成である。ただし、2つのモータ11a,11bにおいて、ロータ12(大径ロータ12a、小径ロータ12b)を共有しているため、2つのモータ11a,11bのそれぞれの出力は、同一のロータ12から出力される。そして、2つのモータ11a,11bの出力および使用時間を使い分けることで、第1ステータ13および第2ステータ14の発熱を抑制することができる。
(Operation effect of in-wheel motor drive)
The motor unit of the in-wheel
さらに、第1ステータ13が大径ロータ12aの径方向外側に対向して配置されているため、第1ステータ13で発生した熱を放熱し易い。そして、第1ステータ13をロータ12の径方向外側に配置することで、大径ロータ12aの径方向内側にはスペースが形成される。この第1ステータ13の径方向内側であって大径ロータ12aの径方向内側に形成されるスペースに、インボリュート減速機20を配置している。つまり、第1ステータ13とインボリュート減速機20とが軸方向の同位置に配置されている。このような配置にすることで、第1ステータ13の放熱性を良好にしつつ、軸方向の小型化を図ることができる。ここで、ホイール2の軸方向長さはそれほど長く確保することができない。つまり、上記のような構成とすることで、モータユニットをホイール2内に確実に収容することができる。
Furthermore, since the
また、小径ロータ12bの径は、大きなトルク容量を確保するためには、大きくすることが望まれる。そのため、第2ステータ14に径方向に対向する小径ロータ12bの部位の径は、できるだけ大きくすると良い。上述したように、インボリュート減速機20は、大ロータ12aの径方向内側であって第1ステータの径方向内側に配置している。そのため、第2ステータ14に径方向に対向する小径ロータ12bの部位の径方向内側には、インボリュート減速機20を配置する必要がない。つまり、大きなトルク容量を確保するために小径ロータ12bの径を大きくすればするほど、当該ロータ12の径方向内側にはスペースができる。そこで、当該スペースに、第2ステータ14を配置する。従って、第2ステータ14によるトルク容量を大きくすることができ、かつ、径方向の大きさを小型化することができる。
Further, it is desirable that the diameter of the small-
また、第1ステータ13を有するインナーロータタイプのモータの外径は、第1ステータ13の外径となる。一方、第2ステータ14を有するアウターロータタイプのモータの外径は、小径ロータ12bの当該部位の外径となる。つまり、第2ステータ14を有するアウターロータタイプのモータは、必要なトルク容量を確保するための小径ロータ12bの径を確保したとしても、ホイール2内において当該モータの径方向外側にスペースを形成することができる。そして、当該スペースに、ステアリングと接続する機構を配置することで、ホイール2内にモータユニットおよび当該接続機構を配置しつつ、当該モータユニットを2つのモータ11a,11bからなる構成とし、かつ、2つのモータ11a,11b共に必要なトルク容量を確保することができる。
The outer diameter of the inner rotor type motor having the
(変形例)
インナーロータタイプのモータ11aを大径とし、アウターロータタイプのモータ11bを小径として構成したが、インナーロータタイプのモータ11aとアウターロータタイプのモータ11bを同一径に構成してもよい。また、インボリュート減速機20以外の構成の減速機であっても同様に適用可能である。
(Modification)
Although the inner rotor type motor 11a has a large diameter and the outer
1:インホイールモータ駆動装置、 2:ホイール、 3:ステアリングナックル
5:ロアアーム、 6:ピボット
10,10a,10b:ハウジング、 11:モータ11、 11a:インナーロータタイプのモータ、 11b:アウターロータタイプのモータ、 12:ロータ
12a:大径ロータ、 12b:小径ロータ、 13:第1ステータ
14:第2ステータ
20:インボリュート減速機、 21:入力部材、 22:出力部材
23:固定軸部材、 24:歯車軸、 25:第1揺動部材、 26:第2揺動部材
27:ピン支持部材
40:制御装置
1: In-wheel motor drive device, 2: Wheel, 3: Steering knuckle 5: Lower arm, 6:
Claims (4)
前記モータの駆動を制御する制御装置と、
を備えるインホイールモータ駆動装置であって、
前記モータは、
大径のロータ及び小径のロータが回転軸線方向にずれて一体化された段付き円筒形状のロータと、
前記大径のロータの径方向外側に対向して配置された円筒形状の第1ステータと、
前記小径のロータの径方向内側に対向し且つ前記第1ステータに対し回転軸線方向にずれて配置された円筒形状の第2ステータと、
を備え、
前記減速機は、前記大径のロータの径方向内側且つ前記第1ステータの径方向内側に配置されるインホイールモータ駆動装置。 A motor unit built in a wheel of the vehicle and including a motor and a speed reducer;
A control device for controlling the driving of the motor;
An in-wheel motor drive device comprising:
The motor is
A stepped cylindrical rotor in which a large-diameter rotor and a small-diameter rotor are integrated in a rotational axis direction ;
A cylindrical first stator disposed opposite to the radially outer side of the large-diameter rotor;
A cylindrical second stator disposed opposite to the radially inner side of the small-diameter rotor and displaced in the rotational axis direction with respect to the first stator;
With
The speed reducer is an in-wheel motor drive device that is disposed radially inward of the large-diameter rotor and radially inward of the first stator.
前記車両のホイール内であって、前記小径のロータの径方向外側且つ前記第2ステータの径方向外側には、前記車両のステアリングと前記ホイールとを接続する機構が配置されるインホイールモータ駆動装置。 In claim 1,
An in-wheel motor drive device in which a mechanism for connecting a steering wheel of the vehicle and the wheel is disposed in a wheel of the vehicle, on a radially outer side of the small-diameter rotor and on a radially outer side of the second stator. .
前記減速機は、前記モータの回転力を外周側から入力し内周側から出力するインボリュート歯車を備えるインホイールモータ駆動装置。 In claim 1 or 2,
The speed reducer is an in-wheel motor drive device including an involute gear that inputs the rotational force of the motor from the outer peripheral side and outputs the rotational force from the inner peripheral side.
前記制御装置は、前記第1ステータへの電力供給と前記第2ステータへの電力供給とを交互に切替えることにより前記モータの駆動を制御するインホイールモータ駆動装置。 In any one of Claims 1-3,
The control device is an in-wheel motor drive device that controls driving of the motor by alternately switching power supply to the first stator and power supply to the second stator.
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