JP6674166B1 - インホイールモーターのレイアウト及び駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイレクトドライブインホイールモーターを用いた車両では、車体の自重や走行時の方向転換等による車軸への荷重が機械損の発生源になるという問題がある。
【解決手段】ダイレクトドライブインホイールモーターのステータを車体前方側の半周部分に偏在させて配置する。走行中に車軸へかかる荷重と相反する回転トルクの反作用を発生するステータの端子を優先的に作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の推進に用いるインホイールモーターのレイアウト及び駆動方法に関する。
従来の自動車のインホイールモーターは、非特許文献１のようなロータおよびステータを全周囲に配置した構造が用いられる。
清水修著「電気自動車用ダイレクトドライブインホイールモータの高性能化に関する研究」慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科、２０１５年３月発行、Ｐ．１５
ダイレクトドライブインホイールモーター、すなわち動力モーターのローターが車輪のホイールに直結されたインホイールモーターを用いた車両では、当該動力モーターの回転軸が車軸を兼ねるため、車体の自重や走行時の方向転換などによる車軸への荷重がモーター回転時の機械損の発生源になるという問題がある。
ダイレクトドライブインホイールモーターを用いた車両において、車体の自重や車両の方向転換に起因して走行中に車軸へかかる荷重と相反する回転トルクの反作用を発生するステータの端子を優先的に作動させる。
当該インホイールモーターのステータを車体前方側の半周部分に偏在させて配置する。
ダイレクトドライブインホイールモーターを用いた車両においては、モーターの回転トルクの反作用がステータを介して車軸及び車体にも伝達される。そのため、車両走行中の車軸へかかる荷重に対して相反する回転トルクの反作用を発生するステータの端子を優先的に作動させ相殺することで、機械損の原因となる車軸への荷重を低減できる。
非特許文献１に開示されているモーター等の従来のインホイールモーターはローターの全周囲にステータが配置された構造であるのに対して、本願発明は、車輪に搭載するダイレクトドライブインホイールモーターのステータを車両前方側の半周部分に集中的に配置することにより、前進走行時の回転トルクがステータ側に上向きの反作用を発生させる一方、車体後方側の半周部分では回転トルクが発生せず下向きの反作用が生じないため、当該の作用によって車両の自重を相殺し車軸への荷重を低減できる。
ステータを車両前方側に偏在させたモーター構造の断面図。 ロータの外周部に緩衝装置の機構を内蔵した車輪構造の側面図および背面図。
図１は、２基のモーターを並列して車輪に取り付ける場合のレイアウトの実施例を示す断面図である。図１の左側が車両の前方、右側が後方である。ロータ（１）と（２）の両側面に配した左右２対のステータ（３）と（４）のコイルを車体前方側の半周部分のみ設置する。
図１の２基のモーターは、いずれか一方を省いても良い。
図１のモーターにスイッチトリラクタンスモーターを用いる場合、車両の前進右旋回時および後進左旋回時には旋回角度に比例して左側ステータ（３）の出力を下げ、右側ステータ（４）の出力を上げる。同様に前進左旋回時および後進右旋回時は右側ステータの出力を下げ、左側ステータの出力を上げる。当該の駆動方法によってロータが受ける回転トルクのベクトルを回転面から左右の進行方向に傾けることで、車体旋回時に車輪が吸収しきれない車軸への水平方向のねじれの荷重を相殺、緩和する。
図２は、板バネの変形と２枚のロータの回転による伸縮機構をロータの外周部に内蔵した車輪の実施例である。回転軸を共有する２枚のロータ（１）と（２）を、ヒンジ（６）を介してＵ字型のアーム（７）で連結する。車輪の円周に沿ったアーチ型の板バネ（８）の変形によって当該アームの中央部で屈曲する。当該板バネはトレッドの形状を保持する役割を兼ねており、外側表面にゴム製のトレッド（９）を貼る。複数の板バネおよびトレッドが螺旋状に並んで車輪の全周囲を取り囲むようにアームを２枚のロータの外周に等間隔で接続する。図２は説明上、２枚のロータにアーム、板バネ、トレッドが１対のみ装着された状態を図示している。
１ 外側ロータ、２ 内側ロータ、３ 左側ステータ、４ 右側ステータ、５ 車軸、６ヒンジ、７ アーム、８ 板バネ、９ トレッド

Claims (2)

  1. ダイレクトドライブインホイールモーター、すなわち動力モーターのローターが車輪のホイールに直結されたインホイールモーターを用いた電気自動車において、当該インホイールモーターのステータを車体前方側の半周部分に偏在させて配置するレイアウトの方法。
  2. ダイレクトドライブインホイールモーターを用いた電気自動車において、車体の自重や車両の方向転換に起因して走行中に車軸へかかる荷重と相反する回転トルクの反作用を発生するステータの端子を優先的に作動させるインホイールモーターの駆動方法。
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