JP6482249B2 - 駆動装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載のインホイールモータは、以下のように構成されている。すなわち、中空形状のインナーケースは、懸架装置を介して車両に支持される。インナーケースの外周にはステータが嵌入される。筒状のアウターケースは、回転可能に支持されたハブに固定され、インナーケースの外周に位置する。アウターケースの内周には、ギャップを介してステータと対面するように永久磁石が嵌入され、ロータを構成する。ステータおよびロータの外周は、それぞれインナーケースカバー、アウターケースカバーにより被覆される。ロータとステータ間のギャップに通じる部分には、インナーケースとアウターケースによってラビリンス構造が形成されている。
本発明は、ケースの外側からケースの内側へ液体や固体などが侵入することをより精度高く抑制することができる駆動装置、通気部材を提供することを目的とする。
また、前記通気膜(210)よりも外側に配置されて、前記ケース(130)の前記外側から当該ケース(130)の前記内部空間(S)へ向かう固体が当該通気膜(210)へ至るのを阻止する保護部材(240)をさらに備えるとよい。
図1は、実施の形態に係る車輪駆動装置1の概略構成を示す図である。
車輪駆動装置1は、例えば電気自動車に適用され、車輪毎に電動モータを有する、所謂、インホイールモータ方式を採用した装置である。
以下に、モータ100について詳述する。
モータ100は、回転するロータ(回転子)110と、ロータ110と相互作用して回転モーメントを発生させるステータ(固定子)120とを有している。また、モータ100は、ロータ110およびステータ120を収容するケース130を有している。ケース130は、ロータ110を保持してロータ110とともに軸心CL回りに回転することにより動力を出力する出力部140と、ステータ120を保持するとともに車両の車体に取り付けられるステータ保持部150とを有している。
ロータ110は、出力部140に固定されるとともに積層された複数の電磁鋼板111と、電磁鋼板111の外周に固定された複数の永久磁石112とを有している。複数の電磁鋼板111および複数の永久磁石112は、円筒状に構成されている。
電磁鋼板111における内径側(軸心CL側)には、内周面から凹んだ凹部111aが環状に形成されている。凹部111aには、軸受け160が嵌め込まれる。
以上のように構成されたロータ110は、後述するように出力部140に固定されている。
ステータ120は、積層された電磁鋼板で形成される鉄心121と、鉄心121に形成された各ティース部に巻回されたコイル122とを有している。鉄心121は、円筒状に構成されている。
ステータ120には、電源からの電力を供給するための配線(不図示)が接続されている。
以上のように構成されたステータ120は、後述するようにステータ保持部150に固定されている。
出力部140は、軸心CLの周囲である中央部に開口部を有する略円盤状の出力側円盤状部141と、出力側円盤状部141における内径側(軸心CL側)の端部から軸心CL方向に突出した略円筒状の出力内径側突出部142とを有している。また、出力部140は、出力側円盤状部141における外径側の端部から軸心CL方向に突出した略円筒状の出力外径側突出部143と、出力側円盤状部141における半径方向の中央部から軸心CL方向に突出した略円筒状の中央突出部144とを有している。中央突出部144は、半径方向において、出力内径側突出部142と出力外径側突出部143との間に配置されている。
ステータ保持部150は、軸心CLの周囲である中央部に開口を有する略円盤状の保持側円盤状部151と、保持側円盤状部151における内径側(軸心CL側)の端部から軸心CL方向に突出した略円筒状の保持内径側突出部152とを有している。また、ステータ保持部150は、保持側円盤状部151における外径側の端部から軸心CL方向に突出した略円筒状の保持外径側突出部153を有している。
保持外径側突出部153における内周面には、ステータ120が取り付けられている。保持外径側突出部153にステータ120を取り付ける手法としては、しまりばめで嵌め込む手法、接着剤で接合する手法、ボルトなどの締付部材で締め付ける手法などを例示することができる。
図2は、通気部材200の断面図である。なお、図2では、図1に示した通気部材200を反時計方向に90度回転させた状態の通気部材200を示している。
通気部材200は、ケース130の外側からケース130の内側へ液体および固体が侵入することを阻止するとともに、気体がケース130の内側とケース130の外側との間で流通するのを許容する孔が複数形成されている通気体の一例としての通気膜210を有している。
また、通気部材200は、通気膜210よりも外側に配置されて、ケース130の外側からケース130の内側へ向かう固体が通気膜210へ至るのを阻止する保護部材240と、支持部材220とケース130との間をシールするOリング250とを有している。
通気膜210は、円盤状に成形された、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質膜である。
ただし、通気膜210の材料、形態は、十分な通気量を確保できるものであれば特に限定されない。通気膜210の材料としては、フッ素樹脂多孔体およびポリオレフィン多孔体から選ばれる少なくとも1種が好ましい。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などを例示することができる。ポリオレフィンのモノマーとしては、エチレン、プロピレン、4−メチルペンテン−1、1−ブテンなどを例示することができる。そして、通気膜210の材料として、これらのモノマーを単体で重合したりまたは共重合したりして得たポリオレフィンを用いることができる。また、上記したポリオレフィンを2種類以上ブレンドしたものであってもよいし、層構造としたものであってもよい。
通気膜210の厚さが過度に薄いと、通気膜210の強度が低下し易くなる。一方、通気膜210の厚さが過度に厚いと、通気部材200の大きさが大きくなり易い。
通気膜210の撥液処理は、例えばフッ素で飽和した炭化水素基(ぺルフルオロアルキル基)を側鎖に含み、主鎖がアクリル系、メタクリル系、シリコーン系等である化合物を成分とする撥液剤を通気膜210の表面に塗布することにより行うことができる。通気膜210の表面に撥液剤を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、グラビア塗工、スプレー塗工、キスコーティング、浸漬等を採用することができる。
支持部材220は、内径が同じで外径が異なる2つの円筒状部が円筒の中心線方向に並んだ形状であり、外径が大きな方の円筒状部である第1円筒状部221と、外径が小さな方の円筒状部である第2円筒状部222とを有する。
支持部材220は、通気膜210を支持しつつケース130に装着されるとともに、内部が通気路Rの一部として機能する。
支持部材220の成形方法は、特に限定されるものではなく、例えば射出成形や切削などにより行うことを例示することができる。
カバー部材230は、略円筒状の側壁部231と、側壁部231における一方の開口部を覆う略円盤状の頂部232と、側壁部231及び頂部232の内周面から内側に板状に突出した突起233とを有する。
突起233は、側壁部231の内周面から円筒の中心線(内)に向かって突出した半径方向突起233aと、頂部232の内周面から中心線方向に向かって突出した中心線方向突起233bとを有する。突起233は、円周方向の複数箇所(本実施の形態においては6箇所)に一定の角度間隔で配置されている。
そして、カバー部材230は、支持部材220に保持された状態で、通気膜210および保護部材240の周囲を覆うとともに、支持部材220の第1円筒状部221の周囲の一部を覆う。
また、カバー部材230は、射出成形にて成形することを例示することができる。
保護部材240は、図2に示すように、通気膜210における外側(内部空間Sとは反対側)の面に積層されている。保護部材240は、ケース130の外側からケース130の内側へ向かう固体が通気膜210へ至るのを阻止するのであれば、材料、構造、形態は特に限定されないが、通気膜210よりも孔径が大きくて通気性に優れることが望ましい。そして、保護部材240は、メッシュ状または繊維状の、布、樹脂または金属であることを例示することができる。例えば、織布、不織布、樹脂メッシュ、ネット、スポンジ、金属多孔体、金属メッシュであることを例示することができる。耐熱性が要求される場合は、保護部材240の材料は、ポリエステル、ポリアミド、アラミド樹脂、ポリイミド、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン、金属などであることが好ましい。
図3は、車輪駆動装置1を、軸心CL方向に、ケース130のステータ保持部150側から見た図である。なお、図3においては、タイヤ10やホイール20は、省略している。
以上のように構成された通気部材200は、ステータ保持部150の保持側円盤状部151に形成された雌ねじ155にねじ込まれることにより、保持側円盤状部151に取り付けられる。
以上のように構成されたモータ100においては、ステータ120のコイル122への通電やロータ110の回転による摩擦などにより発熱すると、ケース130の内側(内部空間S)の空気が膨張する。そして、膨張した空気によってケース130の内側の圧力がケース130の外側の圧力に対して上昇した場合、通気部材200を介して、ケース130の内側の空気がケース130の外側へ放出される。これにより、内径側オイルシール171のリップ部171aや外径側オイルシール172のリップ部172aから空気が放出されることが抑制される。
上述した実施の形態においては、通気部材200をケース130に装着する手法として、通気部材200をケース130に形成された雌ねじ155にねじ込むことを例示しているが、特にかかる手法に限定されない。例えば、ケース130の内側(内部空間S)とケース130の外側とを連通する貫通孔151bに通気部材200の支持部材220を圧入することで通気部材200をケース130に装着してもよい。
また、通気膜210を支持部材220に支持することなく、ケース130に形成された貫通孔151bを塞ぐように通気膜210をケース130に接着するなどして貼り付けてもよい。
例えば、ブレーキ装置30から発生したブレーキ粉が主に外径側へ飛散し、内径側あるいは円周方向にあまり飛散しないのであれば、通気部材200の装着位置は、軸心CLを中心とする円周方向のどの位置でもよい。
通気部材200は、ブレーキキャリパ32における円周方向の車両前進時の回出側の端部32aから、車両前進時のブレーキロータ31の回転方向へのずれ量がより大きいことが望ましい。例えば、通気部材200の装着位置は、図4に示すように、ブレーキキャリパ32における円周方向の車両前進時の回入側の端部32bと軸心CLとを結んだ線上であることが望ましい。また、通気部材200の装着位置は、回入側の端部32bから、車両前進時におけるブレーキロータ31の回転方向とは反対方向に90度の範囲(図4に示した推奨範囲)内であってもよい。ブレーキ装置30から発生したブレーキ粉が円周方向に飛散したとしても、この推奨範囲までは至り難いと考えられるからである。
上述した実施の形態においては、通気部材200は、ケース130を構成する出力部140およびステータ保持部150の内、ステータ保持部150(固定側ケース)に装着されているが、出力部140(回転側ケース)に装着されていてもよい。例えば、通気部材200は、図5に示すように、出力部140の出力側円盤状部141に装着されていてもよい。
Claims (5)
- モータのロータおよびステータと、
前記ロータおよび前記ステータを収容するケースと、
前記ケースの外側に配置され、前記ロータの回転に連動して回転する回転板と、
前記回転板と接触することにより当該回転板の回転を停止させる停止部材と、
前記ケースに装着され、液体および固体が当該ケースの外側から当該ケースの内部空間へ侵入することを阻止するとともに気体が当該内部空間と当該外側との間で流通するのを許容する孔が複数形成されている通気膜を有する通気部材と、
を備え、
前記ケースは、前記ロータを支持する回転側ケースと、前記ステータを支持する固定側ケースとを有し、当該回転側ケースと当該固定側ケースとにより形成される前記内部空間が密閉されており、
前記通気部材は、前記固定側ケースに装着され、
前記内部空間は、前記通気部材の前記通気膜を介して前記外側との通気が行われる
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記通気部材は、前記ロータの回転軸に対して前記停止部材と反対側に装着されている
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 作動することにより発熱する発熱体と、
前記発熱体を収容し、内部空間が密閉されているケースと、
前記ケースに装着され、液体および固体が当該ケースの外側から当該ケースの前記内部空間へ侵入することを阻止するとともに気体が当該内部空間と当該外側との間で流通するのを許容する孔が複数形成されている通気膜を有する通気部材と、
を備え、
前記内部空間は、前記通気部材の前記通気膜を介して前記外側との通気が行われる
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記通気膜は、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜である
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。 - 前記通気膜よりも外側に配置されて、前記ケースの前記外側から当該ケースの前記内部空間へ向かう固体が当該通気膜へ至るのを阻止する保護部材
をさらに備えることを特徴とする請求項3または4に記載の駆動装置。
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