JPH0648192A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータの支持精度を向上させるとともに、ベア
リングの個数を減少させる。 【構成】車両本体に駆動装置ケース１１が取り付けら
れ、該駆動装置ケース１１に対して出力軸３８が回転自
在に支持される。前記駆動装置ケース１１内にはモータ
２４が配設され、ステータが駆動装置ケース１１に固定
されるとともに、該ステータの内周側に中空のロータ２
７が配設される。該ロータ２４の内周の一端側を駆動装
置ケース１１に対して回転自在に支持するために第１の
支持手段が設けられる。前記モータ２４の内周側にプラ
ネタリギヤユニット３１が配設され、一つの要素を駆動
装置ケース１１に対して回転自在に支持する第２の支持
手段が設けられる。そして、前記一つの要素と前記ロー
タ２７が固定され、他の要素と前記出力軸３８が連結さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車においては、車両に搭
載したバッテリからモータに電流を供給し、該電流によ
ってモータを回転するようになっている。このうち、ホ
イールモータ式の電気自動車は、車輪ごとにモータを配
設しており、該モータが発生したトルクによって電気自
動車が走行するようになっている。

【０００３】そして、モータの出力軸の端部に減速ギヤ
の入力側を接続し、該減速ギヤの出力側に出力軸を接続
して、該出力軸にホイールディスクを取り付けるように
している。したがって、モータの回転を減速してホイー
ルディスクに伝達することができる。前記モータは、駆
動装置ケースに固定されたステータと、該ステータの内
周側にあって駆動装置ケースに対して回転自在に配設さ
れたロータを有し、前記ステータの鉄心に巻かれたコイ
ルに電流を供給することによってロータを回転させるよ
うにしている（特開平２−１１４１９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電気自動車においては、モータが発生するトルクを
大きくするためには、前記ロータとステータ間の間隙
（かんげき）を均一かつ狭く設定する必要があるが、ロ
ータの軸の両端を駆動装置ケースに対して支持すること
ができないため、前記間隙を正確に設定することができ
ない。

【０００５】すなわち、ホイールモータ式のモータの場
合、軸方向寸法を短縮するためにホイールディスク内に
モータが配設される。そして、ロータの軸の内周側にサ
ンギヤ軸を相対回転自在に嵌入（かんにゅう）し、ロー
タの軸とサンギヤ軸を一体化させている。したがって、
ロータの軸の一端側は駆動装置ケースに対して直接支持
されるが、他端側は駆動装置ケースに対してサンギヤ軸
を介して支持されるため、ロータの支持精度が低下して
しまう。

【０００６】そこで、ロータの軸の両端をベアリングに
よって支持して、かつ、モータの軸方向寸法を短縮する
ためにロータを中空にし、その内周側にプラネタリギヤ
ユニットを配設することが考えられる。したがって、従
来、ロータ及びプラネタリギヤユニットを軸方向に配列
していたものを、径方向に配列することになる。この場
合、ロータ及びプラネタリギヤユニットが軸方向におい
て同じ位置に置かれるため、ロータの軸の両端を駆動装
置ケースに直接支持することが可能となり、ロータの支
持精度は向上する。

【０００７】ところが、この場合、前記ベアリングの外
周にロータが位置するため、ベアリングの周速度が高く
なり、引きずり損失が大きくなってしまう。また、プラ
ネタリギヤユニットのサンギヤをロータと別個に支持す
る必要があり、ベアリングの個数が増加するとともに、
ベアリングによる引きずり損失も大きくなってしまう。

【０００８】本発明は、前記従来の電気自動車の問題点
を解決して、ロータの支持精度を向上させるとともに、
ロータ、プラネタリギヤユニット等を支持するベアリン
グの個数を減少させるとともに、ベアリングによる引き
ずり損失を小さくすることができるモータ駆動装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のモ
ータ駆動装置においては、車両本体に駆動装置ケースが
取り付けられ、該駆動装置ケースに対して出力軸が回転
自在に支持される。前記駆動装置ケース内にはモータが
配設され、ステータが駆動装置ケースに固定されるとと
もに、該ステータの内周側に中空のロータが配設され
る。

【００１０】そして、該ロータの内周の一端側を駆動装
置ケースに対して回転自在に支持するために第１の支持
手段が設けられる。また、前記モータの内周側に、サン
ギヤ、リングギヤ及びキャリヤの三つの要素から成るプ
ラネタリギヤユニットが配設され、該プラネタリギヤユ
ニットの一つの要素を駆動装置ケースに対して回転自在
に支持する第２の支持手段が設けられる。

【００１１】そして、前記プラネタリギヤユニットの一
つの要素と前記ロータが固定され、前記プラネタリギヤ
ユニットの他の要素と前記出力軸が連結される。

【００１２】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
車両本体に駆動装置ケースが取り付けられ、該駆動装置
ケースに対して出力軸が回転自在に支持される。前記駆
動装置ケース内にはモータが配設され、ステータが駆動
装置ケースに固定されるとともに、該ステータの内周側
に中空のロータが配設される。

【００１３】そして、該ロータの内周の一端側を駆動装
置ケースに対して回転自在に支持するために第１の支持
手段が設けられる。また、前記モータの内周側に、サン
ギヤ、リングギヤ及びキャリヤの三つの要素から成るプ
ラネタリギヤユニットが配設され、該プラネタリギヤユ
ニットの一つの要素を駆動装置ケースに対して回転自在
に支持する第２の支持手段が設けられる。

【００１４】そして、前記プラネタリギヤユニットの一
つの要素と前記ロータが固定され、前記プラネタリギヤ
ユニットの他の要素と前記出力軸が連結される。前記モ
ータが駆動されると、プラネタリギヤユニットの一つの
要素にロータの回転が伝達され、変速されて他の要素か
ら出力される。そして、該他の要素の回転は、さらに出
力軸を介してホイールディスクに伝達される。

【００１５】前記ロータは、内周の一端側が第１の支持
手段によって駆動装置ケースに対して回転自在に支持さ
れ、他端側においてはプラネタリギヤユニットの一つの
要素を介して、第２の支持手段によって駆動装置ケース
に対して回転自在に支持される。したがって、ロータを
両端で直接支持したのと同様の支持精度を得ることがで
きる。

【００１６】また、前記第２の支持手段は、ロータの他
端側を支持するとともに、プラネタリギヤユニットの一
つの要素を支持するため、ロータやプラネタリギヤユニ
ットに設けられるベアリングなどの部品の個数を減らす
とともに、ベアリングなどによる引きずり損失を小さく
することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示すモ
ータ駆動装置の断面図、図２は本発明の実施例を示すモ
ータ駆動装置の要部拡大図である。図において、駆動装
置ケース１１は皿型のケーシング１２とカップ型のケー
シング１３から成る２分割構造を有しており、両者は図
示しないボルトで固定される。前記ケーシング１３は下
部に区画壁１４を有しており、ケーシング１２，１３を
合わせて連結することによって断面がほぼ円形のモータ
室１５と該モータ室１５の下方に突出するポンプ室１６
を形成する。

【００１８】前記駆動装置ケース１１は、ストラット式
の懸架装置１９を介して図示しない電気自動車のシャー
シに取り付けられる。また、前記駆動装置ケース１１の
外周面には多数の冷却用フィン２０が設けられていて、
内部の熱を放散する。前記ケーシング１３の中心側には
開口が形成されていて、該開口の内壁にはスリーブ２１
が配設され、該スリーブ２１の一端に形成されたフラン
ジ部２２がボルト２３によって前記ケーシング１３の壁
部に固定されている。また、前記スリーブ２１の他端は
前記モータ室１５内に突出し、該突出部分が後述するリ
ングギヤＲを構成している。

【００１９】また、前記モータ室１５の内周側にはモー
タ２４が配設され、内壁にステータ鉄心２５が圧入され
て固定され、該ステータ鉄心２５にステータコイル２６
が巻装されてステータが構成される。そして、前記ステ
ータ鉄心２５の内周側には、所定の間隙を置いてロータ
２７が配設される。該ロータ２７は中空の構造を有して
おり、内周の一端側がベアリング２８によって前記スリ
ーブ２１に対して回転自在に支持される。該ロータ２７
の内周の他端側には、ケーシング１２から突出するホー
ル素子６６が配設されていて、ロータ２７の磁極位置を
検出する。

【００２０】前記モータ２４の更に内周側には、プラネ
タリギヤユニット３１が配設される。該プラネタリギヤ
ユニット３１はサンギヤＳ、リングギヤＲ及びキャリヤ
ＣＲの三つの要素を有していて、該キャリヤＣＲにピニ
オンＰが回転自在に支持される。そして、前記サンギヤ
Ｓに回転が伝達され、キャリヤＣＲから減速された回転
が出力されるようになっている。

【００２１】そのため、前記リングギヤＲは前記スリー
ブ２１の他端に一体的に形成されてケーシング１３に固
定され、該リングギヤＲに対向してサンギヤＳが配設さ
れる。該サンギヤＳはサンギヤ軸６３の一端側において
一体的に形成されていて、該サンギヤ軸６３の他端側
は、ベアリング３３によってケーシング１２に対して回
転自在に片持ち支持される。

【００２２】そして、サンギヤ軸６３の外周における前
記ベアリング３３の近傍には、サンギヤフランジ３４が
溶接され、該サンギヤフランジ３４の外周縁部がボルト
６４を介してロータ２７の内周の他端側に固定される。
したがって、前記ロータ２７は内周の一端側が、第１の
支持手段であるベアリング２８によってスリーブ２１を
介しケーシング１３に対して回転自在に支持され、内周
の他端側がサンギヤフランジ３４及びサンギヤ軸６３を
介し、第２の支持手段であるベアリング３３によってケ
ーシング１２に対して回転自在に支持される。なお、当
然のことながら前記ボルト６４のほか、溶接、圧入等に
よって固定してもよい。

【００２３】したがって、ロータ２７を両端で直接支持
したのと同様の支持精度を得ることができる。また、ベ
アリング３３は、ロータ２７の他端側を支持するととも
に、サンギヤ軸６３を支持するため、ロータ２７やプラ
ネタリギヤユニット３１に設けられるベアリングの個数
を減らすとともに、ベアリングによる引きずり損失を小
さくすることができる。

【００２４】また、キャリヤＣＲは前記ピニオンＰを回
転自在に支持するキャリヤカバー５５を有し、該キャリ
ヤカバー５５を介してプラネタリギヤユニット３１の回
転が出力軸３８に出力される。そして、該キャリヤカバ
ー５５とサンギヤフランジ３４間には、相対回転が生じ
るためスラストニードルベアリング５６が設けられる。

【００２５】前記出力軸３８の周囲には、ホイールハブ
３９が設けられる。該ホイールハブ３９は、一端に形成
されたフランジ部３９ａとスリーブ部３９ｂを有してい
る。そして、前記出力軸３８の外周とホイールハブ３９
のスリーブ部３９ｂの内周にスプラインが形成され、両
者がスプライン嵌合（かんごう）される。また、該ホイ
ールハブ３９の外周には複列アンギュラベアリング４０
がタイヤ４７の回転軸の軸方向の中央に位置するように
配設されていて、前記スリーブ２１に対して相対回転す
ることができるようになっている。したがって、前記出
力軸３８は、ホイールハブ３９のスリーブ部３９ｂと共
に複列アンギュラベアリング４０を介してケーシング１
３に回転自在に支持される。

【００２６】したがって、モータ２４が駆動されると、
ロータ２７の回転はサンギヤフランジ３４を介してサン
ギヤＳに入力され、プラネタリギヤユニット３１におい
て減速され、キャリヤＣＲを介して出力軸３８及びホイ
ールハブ３９に出力される。なお、ナット４２は、前記
出力軸３８とホイールハブ３９が軸方向に移動するのを
防止するためのものである。

【００２７】そして、前記ホイールハブ３９には、ブレ
ーキディスク４４及びホイールディスク４５がボルト４
６によって支持される。該ホイールディスク４５は、カ
ップ型の形状を有しており、平坦な底部４５ａと該底部
４５ａの外周において一体的に形成された筒状部４５ｂ
から成り、該筒状部４５ｂの外縁にタイヤ４７が固定さ
れる。したがって、前記ホイールハブ３９に出力された
回転は、ホイールディスク４５を介してタイヤ４７に伝
達される。

【００２８】前記ブレーキディスク４４は、皿型の形状
を有しており、中央部４４ａが平坦にされ、ホイールハ
ブ３９のフランジ部３９ａとホイールディスク４５の底
部４５ａに挟持されて固定される。前記中央部４４ａの
径方向外方には車両本体側に傾斜する傾斜部４４ｂが形
成され、該傾斜部４４ｂの更に外方には平坦な外周部４
４ｃが形成される。

【００２９】そして、該外周部４４ｃの上端部を選択的
に挟持して制動するために、前記ケーシング１３の上端
部にブレーキキャリパ４８が軸方向に摺動（しゅうど
う）自在に固定される。該ブレーキキャリパ４８は、キ
ャリパボディ内に２枚のパッドを有しており、該パッド
を図示しないブレーキピストンによって押圧することに
より前記ブレーキディスク４４が挟持されるようになっ
ている。

【００３０】このような構造によって、走行中において
タイヤ４７に横方向の力が加わった時など、出力軸３８
が複列アンギュラベアリング４０の軸心を中心として揺
動することがあるが、サンギヤＳ、リングギヤＲ及びピ
ニオンＰの軸間距離がプラネタリギヤユニット３１の径
方向において変化し、前記ピニオンＰが偏心して歯当た
りが片寄って歯面に偏摩耗が発生したり、異音が発生し
たりしてしまう。

【００３１】そこで、前記キャリヤカバー５５と出力軸
３８が一体回転自在に遊嵌される。そのため、該出力軸
３８はフランジ部３８ａと軸部３８ｂから成り、前記フ
ランジ部３８ａの外方に環状体６２が配設され、フラン
ジ部３８ａの外周に形成されたスプラインと環状体６２
の内周に形成されたスプラインによってフランジ部３８
ａと環状体６２はスプライン嵌合される。そして、前記
キャリヤカバー５５の外周縁と環状体６２の外周縁が電
子ビーム溶接によって固定される。前記出力軸３８の軸
部３８ｂは、前記ケーシング１３に形成された開口を貫
通して外方に突出する。

【００３２】したがって、出力軸３８の揺動がキャリヤ
カバー５５に伝わることがない。したがって、キャリヤ
ＣＲのピニオンＰが偏心することがなくなるため、歯当
たりが片寄って歯面に偏摩耗が発生したり、異音が発生
したりすることがなくなる。なお、前記キャリヤカバー
５５と出力軸３８はスプライン嵌合によって一体回転自
在に遊嵌されているが、等速ジョイントなど、回転方向
にはタイトで径方向にルーズな他の遊嵌手段を使用する
ことができる。

【００３３】また、前記プラネタリギヤユニット３１は
サンギヤ入力でキャリヤ出力になるように設計されてい
るが、サンギヤ出力やリングギヤ出力の場合でも、プラ
ネタリギヤユニット３１の一つの要素に外部から力が加
わる可能性があり、他の要素がケースに固定されている
場合においては、何らかの逃げ（フローティング）を設
ける必要がある。

【００３４】前述したように、駆動装置ケース１１は下
部にポンプ室１６を突出して形成している。該ポンプ室
１６にはオイルポンプ５０が配設され、油溜（ゆだ）め
に落下した油を該オイルポンプ５０によって供給して循
環させ、主としてステータコイル２６を冷却するととも
に、プラネタリギヤユニット３１を潤滑する。前記ホイ
ールディスク４５の筒状部４５ｂと駆動装置ケース１１
の外周面間には、ポンプ室１６が形成された部分以外の
箇所に環状の空間が形成される。そこで、該空間を利用
してホイールディスク４５の筒状部４５ｂと駆動装置ケ
ース１１の外周面間に前記ブレーキキャリパ４８を配設
するようにしている。

【００３５】該ブレーキキャリパ４８は、ブレーキディ
スク４４の外周部上方に２個配設されている。しかも、
該２個のブレーキキャリパ４８は周方向に一定距離をお
いて配設される。このように複数のブレーキキャリパ４
８を配設することによって、個々のブレーキピストンの
径を小さくし、ブレーキキャリパ４８を小型化すること
が可能となり、その結果、前記ポンプ室１６によって形
成された空間を有効に利用することが可能となる。ま
た、２個のブレーキキャリパ４８は周方向に一定距離を
おいて配設されるため、制動時に発生した熱が駆動装置
ケース１１に伝わる場合、個々に分散するため、放熱性
が向上するとともにステータコイル２６に対する熱の影
響を軽減することができる。

【００３６】また、前記ホイールディスク４５は、底部
４５ａ及び筒状部４５ｂによって駆動装置室１０を形成
し、該駆動装置室１０内に駆動装置ケース１１、ブレー
キディスク４４及びブレーキキャリパ４８の全体を収容
する。しかも、駆動装置ケース１１内においては、モー
タ２４の内周側にプラネタリギヤユニット３１が軸方向
位置が同じになるように配設されるため、駆動装置ケー
ス１１の軸方向寸法はモータ２４の軸方向寸法とほぼ同
じ程度の短いものになる。

【００３７】したがって、タイヤ４７の幅が狭い場合で
も、タイヤ４７の車両本体側の端部から駆動装置ケース
１１が露出することがなくなる。そして、電気自動車が
脱輪しても、モータ２４に路肩の角部が当たることがな
くなり、モータ２４を破損することがない。さらに、タ
イヤ４７の接地点と懸架装置１９による車輪の支持点と
が近接するため、乗り心地や操舵性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すモータ駆動装置の断面図
である。

【図２】本発明の実施例を示すモータ駆動装置の要部拡
大図である。

【符号の説明】

１１ 駆動装置ケース ２４ モータ ２５ ステータ鉄心 ２６ ステータコイル ２７ ロータ ２８，３３ ベアリング ３１ プラネタリギヤユニット ３８ 出力軸 Ｓ サンギヤ Ｒ リングギヤ ＣＲ キャリヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）車両本体に取り付けられた駆動装
   置ケースと、（ｂ）該駆動装置ケースに対して回転自在
   に支持される出力軸と、（ｃ）前記駆動装置ケースに固
   定されたステータと該ステータの内周側に配設された中
   空のロータから成るモータと、（ｄ）該モータの内周側
   に配設され、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの三つ
   の要素から成るプラネタリギヤユニットと、（ｅ）前記
   ロータの内周の一端側を駆動装置ケースに対して回転自
   在に支持する第１の支持手段と、（ｆ）前記プラネタリ
   ギヤユニットの一つの要素を駆動装置ケースに対して回
   転自在に支持する第２の支持手段を有するとともに、
   （ｇ）前記プラネタリギヤユニットの一つの要素と前記
   ロータを固定し、（ｈ）前記プラネタリギヤユニットの
   他の要素と前記出力軸を連結したことを特徴とするモー
   タ駆動装置。