JPH0848157A

JPH0848157A - ホイールモータ

Info

Publication number: JPH0848157A
Application number: JP6202828A
Authority: JP
Inventors: Naoya Toida; 直也樋田; Yoshiaki Kotani; 善明小谷; Yoshitoshi Hirose; 好寿廣瀬; Yoshihiro Iijima; 良洋飯嶋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1996-02-20
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3337327B2

Abstract

(57)【要約】【目的】車体フレーム側に制御回路を装着するための
スペース確保を不要にすると共に、車体フレームとホイ
ールモータとの間の配線数を少なくすることにより、取
り付け対象車体への制約をできるだけ少なくして汎用性
を高める。【構成】ホイール３の内側空間部分に電動機４を収容
する内側ケース６ｂと歯車減速機５を収容する外側ケー
ス６ａとこれらケースの間を仕切る仕切板６ｃとにより
構成されたハウジング６を設け、電動機４の出力軸９
は、仕切板６ｃを貫通した状態で、内側ケース６ｂと外
側ケース６ａとにそれぞれ支承されるようにし、外側ケ
ース６ａと仕切板６ｃとの間に歯車減速機５の配置され
ない離隔された空間Ｓを形成するための仕切壁部６ａｂ
を外側ケース６ａに一体形成し、空間Ｓ内に電動機４を
駆動するための制御回路を収容している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気自動車、フ
ォークリフト、ゴルフカート等の電動車輌に用いられる
ホイールモータに関し、特に減速機を介してモータを連
結して駆動する減速機付ホイールモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の減速機付ホイールモータでは、
車輪の上下動や旋回時に車輌本体とモータや減速機とが
互いに干渉することがないように、取り付けにあたって
特に工夫する必要があり、これに対してホイールの内側
空間部分に電動機と遊星歯車減速機を配設し、この電動
機の回転出力を前記遊星歯車減速機を介して前記ホイー
ルに伝達することにより、このホイールを回転駆動する
ように構成したホイールモータも既に提案されている
（例えば特開平２−１１４１９号公報及び特開平４−１
８５２０７号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
ものは、電動機を駆動するための制御回路は、ホイール
モータが取り付けられる車体フレーム側に装着されてい
るため、車体フレーム側に制御回路を装着するためのス
ペースを確保する必要があり、しかも車体フレームとホ
イールモータとの間に、制御回路と電動機とを接続する
通電線や信号線を多く介装しなければならないと共に、
各通電線や信号線の長さが長くなると言う問題点があっ
た。

【０００４】また、この各通電線や信号線はホイール部
と車体フレーム部との間の環境の悪い足廻り部分周辺に
位置するため、対策が大変難しいという問題点があっ
た。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、車体フレーム側に制御回路を装着する
ためのスペース確保を不要にすると共に、車体フレーム
とホイールモータとの間の配線数を少なくすることによ
り、取り付け対象車体への制約をできるだけ少なくし
て、車両搭載性を良好にするとか、車両以外のものにも
使用途を拡げるというように、その汎用性を高めたホイ
ールモータを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ホイールの内側空間部分に
電動機と歯車減速機を配設し、この歯車減速機で減速さ
れた前記電動機の回転出力により前記ホイールを回転駆
動するように構成したホイールモータにおいて、ホイー
ルの内側空間部分に前記電動機を収容する第１のケース
と前記歯車減速機を収容する第２のケースと該第１のケ
ースと第２のケースとの間を仕切る仕切板とにより構成
されたハウジングを設け、前記電動機の出力軸は、前記
仕切板を貫通した状態で、前記電動機を収容する第１の
ケースと前記歯車減速機を収容する第２のケースとにそ
れぞれ支承されるように構成し、前記歯車減速機を収容
する第２のケースと前記仕切板との間に前記歯車減速機
の配置されない離隔された空間を形成するための壁部を
該第２のケースまたは前記仕切板の少なくとも一方に一
体形成し、前記空間内に前記電動機を駆動するための制
御回路を収容するように構成されている。

【０００７】上記目的を達成するため、請求項２記載の
発明では、請求項１における前記電動機は、磁石回転子
を有するブラシレスモータで構成すると共に、前記仕切
板の電動機収容側には、前記磁石回転子の位置を検出す
るセンサを取り付け、前記仕切板の歯車減速機収容側に
は、前記電動機の出力軸とは偏心配置された歯車減速機
の所定段の歯車の回転軸を支持する支持部を形成した構
成となっている。

【０００８】上記目的を達成するため、請求項３記載の
発明では、請求項１における前記壁部は、前記第２のケ
ースの外壁と前記仕切板とにより前記制御回路を収容す
る馬蹄形の空間を形成すると共に、前記電動機の出力軸
と歯車減速機は、前記馬蹄形の空間の内側に形成される
空間部分に配設するように構成されている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、ホイールの内側空間
部分に前記電動機を収容する第１のケースと前記歯車減
速機を収容する第２のケースと該第１のケースと第２の
ケースとの間を仕切る仕切板とにより構成されたハウジ
ングが設けられており、前記電動機の出力軸は、前記仕
切板を貫通した状態で、前記電動機を収容する第１のケ
ースと前記歯車減速機を収容する第２のケースとにそれ
ぞれ支承されるように構成され、前記歯車減速機を収容
する第２のケースと前記仕切板との間に前記歯車減速機
の配置されない離隔された空間を形成するための壁部が
該第２のケースまたは前記仕切板の少なくとも一方に一
体形成され、前記空間内に前記電動機を駆動するための
制御回路を収容するように構成されている。これによ
り、車体フレーム側に制御回路を装着するためのスペー
スが不要になると共に、制御回路はホイールおよび第２
のケースによって、雨水、泥等から保護され、また壁部
によって電動機の出力軸、歯車減速機等の回転による潤
滑油、歯車の摩耗粉等からも保護され、さらに仕切板に
よって電動機からの放射熱からも保護される。しかも車
体フレームとホイールモータとの間の配線数が少なくて
済むため、取付け対象車体への制約をできるだけ少なく
して、車両搭載性を良好にするとか、車両以外の使用途
を拡げるというように、その汎用性を高めることが可能
となる。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１におけ
る前記電動機は、磁石回転子を有するブラシレスモータ
で構成すると共に、前記仕切板の電動機収容側には、前
記磁石回転子の位置を検出するセンサを取り付け、前記
仕切板の歯車減速機収容側には、前記電動機の出力軸と
は偏心配置された歯車減速機の所定段の歯車の回転軸を
支持する支持部を形成した構成となっているので、請求
項１の上記の作用の他に、特に、制御回路とセンサとの
間のノイズの乗りやすいセンサ信号線を短くでき、組み
立ても簡単になる。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１におけ
る前記壁部は、前記第２のケースの外壁と前記仕切板と
により前記制御回路を収容する馬蹄形の空間を形成する
と共に、前記電動機の出力軸と歯車減速機は、前記馬蹄
形の空間の内側に形成される空間部分に配設するように
構成されているので、請求項１の上記の作用の他に、特
に、限られたハウジング内の空間において、制御回路用
の収容空間を広く採ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は、本実施例に係わるホイールモータ
の構成を示す縦断面図であり、同図中、１はホイールモ
ータで、このホイールモータ１は、タイヤ（車輪）２を
装着したホイール３の内側に配置されたハウジング６内
に電動機４と歯車減速機５とを内蔵してなり、電動機４
の回転出力によりホイール３を回転駆動するように構成
されている。

【００１４】ハウジング６は、略椀形の外側ケース６ａ
と内側ケース６ｂの間に仕切板６ｃを介挿した構成とな
っており、内側ケース６ｂと仕切板６ｃとはボルト１０
により締結され、外側ケース６ａと仕切板６ｃとは図３
に示したように、ボルト１１により締結されている。な
お、外側ケース６ａ，内側ケース６ｂ，仕切板６ｃは、
ダイカストにより鋳造される。

【００１５】外側ケース６ａの中央には軸挿通孔６ａａ
が形成されると共に、外側ケース６ａの内側（ハウジン
グ６の内部）には馬蹄形の空間Ｓ（図３参照）を形成す
るための仕切壁部６ａｂが形成されている。また、内側
ケース６ｂは、図２に示したボルト１２により図示しな
い車輌本体側へ固定されている。

【００１６】電動機４は、内側ケース６ｂ内に収納され
る固定子（ステータ）７と、この固定子７の内側に回転
自在に設けられる回転子（ロータ）８と、この回転子８
の回転出力を歯車減速機５を介してホイール３に伝達す
る出力軸９とを備えている。

【００１７】固定子７は、図２に示すように環状部の内
周縁部に周方向に等間隔を存して多数の磁極子用の突起
部を一体に突設してなる磁性薄板を多数枚積層してなる
固定子本体７ａの各磁極子７ｂに、コイルボビン７ｃを
介して３相の界磁コイル７ｄを巻回した構造となってお
り、界磁コイル７ｄにより回転磁界を生成するように構
成されている。固定子７の外周部位の複数箇所は、ボル
ト１３により仕切板６ｃに固定されている。

【００１８】回転子８は、その軸長全体に亘って回転中
心孔である軸挿通孔（回転中心孔，中空部）８ａを有す
る回転子本体８ｂの外周部に周方向に等間隔を存して複
数の磁石８ｃを装着してなる。回転子本体８ｂの内周部
の軸長は外周部の軸長よりも長くなっており、その部分
には、歯車減速機５の第１の歯車５ａを構成する歯が形
成されている。回転子本体８ｂの軸長の短い外周部は、
固定子７の内周部に回転自在に対向配置され、回転子本
体８ｂの軸長の短い内周部の両端に圧入されたボールベ
アリング等の軸受１４ａ及び１４ｂを介して出力軸９を
中心として回転するように構成されている。

【００１９】出力軸９は、その一端部に一体形成された
取り付けフランジ１５がボルト１６及びナット１７を介
してホイール３のハブ３ａに固定されている。出力軸９
の一端部は外側ケース６ａの軸挿通孔６ａａにボールベ
アリング等の軸受１８を介して且つ他端部は内側ケース
６ｂの中央凹部にボールベアリング等の軸受１９を介し
てそれぞれ回転自在に支承されている。なお、出力軸９
は、回転子８の軸挿通孔８ａ内を非接触状態で挿通（貫
通）されている。また、固定子７と回転子８を主な構成
要素とする電動機４は、その軸方向の長さが短いフラッ
ト型の電動機となっており、ホイールモータ１全体とし
ての出力軸９方向寸法が短くなっている。

【００２０】歯車減速機５は、複数（本実施例では４
個）の歯車５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄを備えた２段減速
機となっている。すなわち、第１の歯車５ａは、上記の
ように回転子８の他端側（図１において左端側）に同心
状にして一体形成されている。第２及び第３歯車５ｂ、
５ｃは、同一の回転軸（支持軸）２０に固定されて互い
に一体的に回転するもので、第２歯車５ｂと第１歯車５
ａとが互いに噛合している。支持軸２０は出力軸９の下
側に位置して該出力軸９と偏心して配設されている。支
持軸２０の一端部は仕切板６ｃの凹部にボールベアリン
グ等の軸受２１を介して且つ他端部は外側ケース６ａの
凹部にボールベアリング等の軸受２２を介してそれぞれ
回転自在に支承されている。

【００２１】第４（最終段）歯車５ｄは、出力軸９に固
定されて該出力軸９と一体的に回転するものである。こ
の第４歯車５ｄと第３歯車５ｃとが互いに噛合してい
る。従って、固定子７により生成された回転磁界の作用
により回転子８が回転すると、回転子８に一体形成され
た第１歯車５ａが回転子８と同一の回転数で回転する。
すると、第１歯車５ａの回転出力は、第２及び第３歯車
５ｂ、５ｃを介して減速されて第４歯車５ｄに伝達さ
れ、出力軸９、及びホイール３は第４歯車５ｄと同一の
減速された回転数で回転子８と同方向に回転する。例え
ば、回転子８が７５０ｒｐｍで正回転すると、回転出力
軸９とホイール３とは、歯車減速機５により減速されて
１５０ｒｐｍで正回転する。

【００２２】仕切板６ｃの中央部には、回転子本体８ｂ
の軸長を非接触状態で挿通（貫通）するための挿通孔６
ｃｂが形成されている。そして、仕切板６ｃと外側ケー
ス６ａの馬蹄形の仕切壁部６ａｂとで形成される空間Ｓ
には、電動機４を駆動するための制御回路を形成するた
めのの第１基板２３が、ビス２４により取り付けられて
いる（図３参照）。また、仕切板６ｃの裏面（第１基板
２３の配設面とは反対の面）にも、制御回路からの信号
で駆動されて電動機４へ駆動電流を供給する駆動回路用
のドーナツ形の第２基板２５が取り付けられている（図
４参照）。このように、制御回路用の空間を馬蹄形とし
たのは、限られたハウジング６内の空間において、制御
回路用の収容空間を可能な限り広く採るためである。

【００２３】馬蹄形の第１基板２３には、電動機４を駆
動するための制御回路を構成する各種の回路素子２３ａ
（ＩＣ等）が取り付けられ、ドーナツ形の第２基板２５
には、後述の界磁コイル７ｃに電流を供給するためのパ
ワートランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）２５ａ等が取
り付けられている。なお、仕切板６ｃと第１基板２３、
第２基板２５との間には、絶縁シートフィルムが介挿さ
れている。

【００２４】電動機４は永久磁石回転子８および３相の
固定子巻線（界磁コイル７ｃ）を有するブラシレス電動
機で構成されており、この回転子８の位置を検出する位
置検出部２６を有している。位置検出部２６は、回転子
８の上面に埋設されたリング状マグネック２６ａと、こ
のリング状マグネック２６ａと対向する第２基板２５上
の位置に所定角度（例えば１２０度）間隔で取り付けら
れた磁極センサ２６ｂとにより構成されている。

【００２５】なお、この磁極センサ２６ｂは、ホール素
子等の磁気センサを使用することもでき、また位置検出
部２６は光センサによる位置検出等の種々の公知手段を
使用して構成することが可能である。

【００２６】次に、ホイールモータ１の組み立て手順を
説明する。ホイールモータ１を組み立てる場合、まず、
シール部材２７、軸受１８，２２が圧入された外側ケー
ス６ａに、回転軸９を取り付ける。そして、外側ケース
６ａに減速段の歯車、すなわち第２、第３、第４歯車５
ｂ，５ｃ，５ｄを取り付ける。

【００２７】次に、仕切板６ｃに第１基板２３、第２基
板２５、および固定子７を取り付け、固定子７との配線
を行う。そして、この仕切板６ｃをボルト１１により外
側ケース６ａに固定する。次に、軸受１４ｂ，１４ｂが
圧入された回転子８を固定子７に挿入する。そして、仕
切板６ｃに軸受１９が圧入された内側ケース６ｂをボル
ト１０により取り付ける。

【００２８】本実施例によれば、電動機４の出力軸９
を、歯車減速機５の最終段である第４歯車５ｄの回転中
心孔及び回転子８の軸挿通孔８ａを貫通した状態でハウ
ジング６の両端部分で回転自在に支承したことにより、
ホイール３の内側空間部分に電動機４と歯車減速機５と
を配設するにも拘らず、構成が簡単となる。また、出力
軸９を基準として、外側ケース６ａ、歯車減速機５の構
成部品、仕切板６ｃ、電動機４の構成部品、内側ケース
６ｂを順次嵌合して組み立てることができるので、組み
立てが容易となり、また、ホイールモータ１全体として
の出力軸９方向寸法が短いにも拘らず、出力軸９の支持
スパンを最大限長くとれるので、タイヤ２を含むホイー
ル３の倒れに対する十分な支持強度を得ることが可能と
なる。

【００２９】また、ハウジング６の空間内であって、馬
蹄形の仕切壁部６ａｂにより離隔された空間Ｓ内に電動
機４を駆動するための制御回路を配設したので、ホイー
ルモータ１を取り付ける車両本体のフレーム側に制御回
路を装着するためのスペースが不要になり、また、制御
回路は雨水、泥等から保護されると共に、回転軸９、歯
車減速機５等の回転による潤滑油、歯車の摩耗粉等から
も保護され、さらに電動機４からの放射熱からも保護さ
れる。しかも車体フレームとホイールモータ１との間の
電力系の配線数が少なくて済むため（電動機４が３相な
らば、電力線は３本を２本に、ボディアースならば１本
にできる）、ホイールモータ１として、車両本体へ取り
付けるにあたっての取付け対象車体への制約をできるだ
け少なくして、車両搭載性を良好にするとか、車両以外
のものにも使用途を拡げるというように、その汎用性を
高めることが可能となる。更に、電動機４を、永久磁石
回転子８を有するブラシレス電動機で構成し、回転子８
の位置を検出する位置検出部２６を回転子８側に設けた
ので、位置検出部２６を回転子８に近接配置することが
でき、配線が簡単になると共に、制御回路とセンサとの
間のノイズの乗りやすいセンサ信号線を短くすることが
でき、組立ても簡単になる。

【００３０】また、回転子８を軸受１４ａ，１４ｂを介
して出力軸９に支承したので、回転子８を支承する軸受
１４ａ，１４ｂの径が小さくて済み、更に歯車減速機５
を２段減速とすることによって回転子８と出力軸９とは
同方向回転となるため、軸受１４ａ，１４ｂは回転子８
と出力軸９との小さな相対回転差分だけを支承すればよ
いので、耐摩耗性も向上する。

【００３１】本発明は、上記の実施例に限定されること
なく、例えば、馬蹄形の仕切壁部は、外側ケース６ａに
一体形成することなく、仕切板６ｃに一体形成すること
も可能である。また、馬蹄形の仕切壁部を半分ずつ、外
側ケース６ａと仕切板６ｃに一体形成することも可能で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のホイール
モータによれば、ホイールの内側空間部分に前記電動機
を収容する第１のケースと前記歯車減速機を収容する第
２のケースと該第１のケースと第２のケースとの間を仕
切る仕切板とにより構成されたハウジングを設け、前記
電動機の出力軸は、前記仕切板を貫通した状態で、前記
電動機を収容する第１のケースと前記歯車減速機を収容
する第２のケースとにそれぞれ支承されるように構成
し、前記歯車減速機を収容する第２のケースと前記仕切
板との間に前記歯車減速機の配置されない離隔された空
間を形成するための壁部が該第２のケースまたは前記仕
切板の少なくとも一方に一体形成し、前記空間内に前記
電動機を駆動するための制御回路を収容するように構成
したので、車体フレーム側に制御回路を装着するための
スペースが不要になると共に、制御回路はホイールおよ
び第２のケースによって、雨水、泥等から保護され、ま
た壁部によって電動機の出力軸、歯車減速機等の回転に
よる潤滑油、歯車の摩耗粉等からも保護され、しかも車
体フレームとホイールモータとの間の配線数が少なくて
済むため、取付け車体への制約をできるだけ少なくし
て、車両搭載性を良好にするとか、車両以外のものにも
使用途を拡げるというように、その汎用性を高めること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるホイールモータの構
成を示す断面図である。

【図２】図１における電動機収容部分の断面図である。

【図３】図１における第１基板収容部分の断面図であ
る。

【図４】図１における第２基板収容部分の断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ホイールモータ３…ホイール４…電動機５…歯車減速機５ａ…第１歯車５ｂ…第２歯車５ｃ…第３歯車５ｄ…第４歯車（最終段歯車）６…ハウジング６ａ…外側ケース６ａｂ…仕切壁部６ｂ…内側ケース６ｃ…仕切板７…固定子８…回転子８ａ…軸挿通孔（回転中心孔）９…出力軸２０…支持軸２３…第１基板２５…第２基板２６…位置検出部２６ａ…リング状マグネット２６ｂ…磁極センサＳ…空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯嶋良洋埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホイールの内側空間部分に電動機と歯車
減速機を配設し、この歯車減速機で減速された前記電動
機の回転出力により前記ホイールを回転駆動するように
構成したホイールモータにおいて、ホイールの内側空間部分に前記電動機を収容する第１の
ケースと前記歯車減速機を収容する第２のケースと該第
１のケースと第２のケースとの間を仕切る仕切板とによ
り構成されたハウジングを設け、前記電動機の出力軸は、前記仕切板を貫通した状態で、
前記電動機を収容する第１のケースと前記歯車減速機を
収容する第２のケースとにそれぞれ支承されるように構
成し、前記歯車減速機を収容する第２のケースと前記仕切板と
の間に前記歯車減速機の配置されない離隔された空間を
形成するための壁部を該第２のケースまたは前記仕切板
の少なくとも一方に一体形成し、前記空間内に前記電動機を駆動するための制御回路を収
容するように構成したことを特徴とするホイールモー
タ。
【請求項２】前記電動機は、磁石回転子を有するブラ
シレスモータで構成すると共に、前記仕切板の電動機収容側には、前記磁石回転子の位置
を検出するセンサを取り付け、前記仕切板の歯車減速機
収容側には、前記電動機の出力軸とは偏心配置された歯
車減速機の所定段の歯車の回転軸を支持する支持部を形
成したことを特徴とする請求項１記載のホイールモー
タ。
【請求項３】前記壁部は、前記第２のケースの外壁と
前記仕切板とにより前記制御回路を収容する馬蹄形の空
間を形成すると共に、前記電動機の出力軸と歯車減速機
は、前記馬蹄形の空間の内側に形成される空間部分に配
設するように構成されていることを特徴とする請求項１
記載のホイールモータ。