KR20170088842A - 구동 장치, 통기 부재 - Google Patents

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Abstract

회전자(110) 및 고정자(120)와, 회전자(110) 및 고정자(120)를 수용하는 케이스(130)와, 케이스(130)의 외측에 배치되어 회전자(110)의 회전에 연동하여 회전하는 브레이크 회전자(31)와, 브레이크 회전자(31)와 접촉함으로써 브레이크 회전자(31)의 회전을 정지시키는 브레이크 캘리퍼(32)와, 케이스(130)에 장착되어 액체 및 고체가 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 내측과 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기막(210)을 구비하고, 케이스(130)는 회전자(110)를 지지하는 출력부(140)와, 고정자(120)를 지지하는 고정자 보유부(150)를 가지고, 통기막(210)은 고정자 보유부(150)에 장착되어 있다.

Description

구동 장치, 통기 부재{DRIVE DEVICE AND VENTILATION MEMBER}
본 발명은 구동 장치, 통기 부재에 관한 것이다.
최근, 차량에 장착되는 인휠 모터의 내부에 물 등의 액체나 분진 등의 고체가 침입하는 것을 억제하는 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에 기재의 인휠(in-wheel) 모터는, 이하와 같이 구성되어 있다. 즉, 중공 형상의 내측 케이스는 현가 장치를 통해 차량에 지지된다. 내측 케이스의 외주에는 고정자가 끼워 넣어진다. 통형상의 외측 케이스는 회전이 가능하게 지지된 허브에 고정되고, 내측 케이스의 외주에 위치한다. 외측 케이스의 내주에는 갭을 통해 고정자와 대면하도록 영구자석이 끼워 넣어져 회전자를 구성한다. 고정자 및 회전자의 외주는 각각 내측 케이스 커버, 외측 케이스 커버에 의해 피복된다. 회전자와 고정자 사이의 갭에 통하는 부분에는, 내측(inner) 케이스와 외측(outer) 케이스에 의해 래버린스(labyrinth) 구조가 형성되어 있다.
일본국 특허공개 2007-182194호 공보
특허 문헌 1에 기재의 인휠 모터와 같이, 회전자와 고정자 사이의 갭에 통하는 부분에 내측 케이스와 외측 케이스에 의해 래버린스(labyrinth) 구조를 형성했다고 해도, 내측 케이스와 외측 케이스의 사이의 간극이 액체 또는 고체를 통과시키는 크기라면, 액체 또는 고체가 케이스의 내측으로 침입할 가능성은 충분히 있다.
본 발명은, 케이스의 외측으로부터 케이스의 내측에 액체나 고체 등이 침입하는 것을 보다 정밀도 높게 억제할 수가 있는 구동 장치, 통기 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적 하에서, 본 발명은, 모터의 회전자(110) 및 고정자(120)와, 상기 회전자(110) 및 상기 고정자(120)를 수용하는 케이스(130)와, 상기 케이스(130)의 외측에 배치되고 상기 회전자(110)의 회전에 연동하여 회전하는 회전판(31)과, 상기 회전판(31)과 접촉함으로써 당해 회전판(31)의 회전을 정지시키는 정지 부재(32)와, 상기 케이스(130)에 장착되어 액체 및 고체가 당해 케이스(130)의 외측으로부터 당해 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체(210)를 구비하고, 상기 케이스(130)는 상기 회전자(110)를 지지하는 회전측 케이스(140)와, 상기 고정자(120)를 지지하는 고정측 케이스(150)를 가지고, 상기 통기체(210)는 상기 고정측 케이스(150)에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치(1)이다.
여기서, 상기 통기체(210)는 상기 회전자(110)의 회전축에 대해서 상기 정지 부재(32)와 반대측에 장착되어 있으면 좋다.
다른 관점으로부터 파악하면, 본 발명은, 작동함으로써 발열하는 발열체(110, 120)와, 상기 발열체(110, 120)를 수용하는 케이스(130)와, 상기 케이스(130)에 장착되어 액체 및 고체가 당해 케이스(130)의 외측으로부터 당해 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체(210)를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치(1)이다.
여기서, 상기 통기체(210)는 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막이라도 좋다.
또, 상기 통기체(210)보다 외측에 배치되어, 상기 케이스(130)의 외측으로부터 당해 케이스(130)의 내측을 향한 고체가 당해 통기체(210)에 도달하는 것을 저지하는 보호 부재(240)를 더 구비하면 좋다.
다른 관점으로부터 파악하면, 본 발명은, 작동함으로써 발열하는 발열체(110, 120)를 수용하는 케이스(130)의 외측으로부터 당해 케이스(130)의 내측으로 액체 및 고체가 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체(210)와, 상기 통기체(210)를 상기 케이스(130)에 장착하는 장착부(220)를 구비하는 것을 특징으로 하는 통기 부재(200)이다.
여기서, 상기 통기체(210)는 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막이라도 좋다.
또, 상기 통기체(210)보다 외측에 배치되어, 상기 케이스(130)의 외측으로부터 당해 케이스(130)의 내측을 향한 고체가 당해 통기체(210)에 도달하는 것을 저지하는 보호 부재(240)를 더 구비하면 좋다.
또, 상기 통기체(210)와의 사이에 기체가 유통하는 통기로를 형성하도록 당해 통기체(210)의 주위에 설치된 커버 부재(230)를 더 구비하고, 상기 보호 부재(240)는 상기 통기체(210)와 상기 커버 부재(230)와의 사이에 배치되어 있으면 좋다.
여기서, 상기 보호 부재(240)는 메쉬(mesh) 형상 또는 섬유 형상이면 좋다.
본 발명에 의하면, 케이스의 외측으로부터 케이스의 내측에 액체나 고체 등이 침입하는 것을 보다 정밀도 높게 억제할 수가 있다.
도 1은 실시의 형태와 관련되는 차륜 구동 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 통기 부재의 단면도이다.
도 3은 차륜 구동 장치를 축심 방향으로 케이스의 고정자 보유부측으로부터 본 도이다.
도 4는 통기 부재의 장착 위치의 변형예를 나타내는 도이다.
도 5는 통기 부재의 장착 위치의 다른 변형예를 나타내는 도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 실시의 형태와 관련되는 차륜 구동 장치(1)의 개략 구성을 나타내는 도이다.
차륜 구동 장치(1)는 예를 들면 전기 자동차에 적용되고 차륜마다 전동 모터를 가지는, 소위 인휠(in-wheel) 모터 방식을 채용한 장치이다.
차륜 구동 장치(1)는 타이어(10)와, 타이어(10)가 장착되는 휠(20)과, 휠(20)의 내주측에 배치된 인휠(in-wheel) 모터(100)(이하, 단지 「모터(100)」라고 칭하는 경우도 있다.)와, 타이어(10)의 회전을 정지하는 브레이크 장치(30)를 구비하고 있다.
브레이크 장치(30)는 모터(100)의 후술하는 출력부(140)에 장착된 원반 형상의 회전판의 일례로서의 브레이크 회전자(31)와, 내장하는 브레이크 패드를 브레이크 회전자(31)에 억누름으로써 마찰에 의한 제동을 가능하게 하는 정지 부재의 일례로서의 브레이크 캘리퍼(brake caliper)(32)를 구비하고 있다.
＜모터(100)의 구성＞
이하에, 모터(100)에 대해 상술한다.
모터(100)는 회전하는 회전자(110)와, 회전자(110)와 상호작용하여 회전 모멘트를 발생시키는 고정자(120)를 가지고 있다. 또, 모터(100)는 회전자(110) 및 고정자(120)를 수용하는 케이스(130)를 가지고 있다. 케이스(130)는 회전자(110)를 보유하고 회전자(110)와 함께 축심 CL 둘레를 회전함으로써 동력을 출력하는 출력부(140)와 고정자(120)를 보유함과 아울러 차량의 차체에 장착되는 고정자 보유부(150)를 가지고 있다.
또, 모터(100)는 회전하는 쪽의 부재인 회전자(110)나 출력부(140)와, 고정되는 쪽의 부재인 고정자 보유부(150)와의 사이에 배치된 베어링(160)을 가지고 있다. 베어링(160)은 볼베어링이나 롤러베어링인 것을 예시할 수가 있다.
또, 모터(100)는 출력부(140)와 고정자 보유부(150)와의 사이에 있어서, 내경측(축심 CL측)에 배치된 내경측 오일 씰(oil seal)(171)과 외경측에 배치된 외경측 오일 씰(172)을 가지고 있다.
또, 모터(100)는 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측으로 액체 및 고체가 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 케이스(130)의 내측과 케이스(130)의 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 통기 부재(200)를 가지고 있다.
〔회전자(110)의 구성〕
회전자(110)는 출력부(140)에 고정됨과 아울러 적층된 복수의 전자강판(111)과, 전자강판(111)의 외주에 고정된 복수의 영구자석(112)을 가지고 있다. 복수의 전자강판(111) 및 복수의 영구자석(112)은 원통 형상으로 구성되어 있다.
전자강판(111)에 있어서의 내경측(축심 CL측)에는 내주면으로부터 패인 오목부(111a)가 환상으로 형성되어 있다. 오목부(111a)에는 베어링(160)이 끼워 넣어진다.
이상과 같이 구성된 회전자(110)는 후술하듯이 출력부(140)에 고정되어 있다.
〔고정자(120)의 구성〕
고정자(120)는 적층된 전자강판으로 형성되는 철심(121)과, 철심(121)에 형성된 각 치부에 권회된 코일(122)을 가지고 있다. 철심(121)은 원통 형상으로 구성되어 있다.
고정자(120)에는 전원으로부터의 전력을 공급하기 위한 배선(미도시)이 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 고정자(120)는 후술하듯이 고정자 보유부(150)에 고정되어 있다.
〔출력부(140)의 구성〕
출력부(140)는 축심 CL의 주위인 중앙부에 개구부를 가지는 대략 원반 형상의 출력측 원반 형상부(141)와, 출력측 원반 형상부(141)에 있어서의 내경측(축심 CL측)의 단부로부터 축심 CL 방향으로 돌출된 대략 원통형의 출력 내경측 돌출부(142)를 가지고 있다. 또, 출력부(140)는 출력측 원반 형상부(141)에 있어서의 외경측의 단부로부터 축심 CL 방향으로 돌출된 대략 원통형의 출력 외경측 돌출부(143)와, 출력측 원반 형상부(141)에 있어서의 반경 방향의 중앙부로부터 축심 CL 방향으로 돌출된 대략 원통형의 중앙 돌출부(144)를 가지고 있다. 중앙 돌출부(144)는 반경 방향에 있어서, 출력 내경측 돌출부(142)와 출력 외경측 돌출부(143)와의 사이에 배치되어 있다.
중앙 돌출부(144)에 있어서의 선단부의 내경측(축심 CL측)에는 선단면으로부터 패인 오목부(144a)가 환상으로 형성되어 있다. 또, 중앙 돌출부(144)에 있어서의 선단부에는 암나사(144b)가 원주 방향으로 복수 형성되어 있다. 전자강판(111)에 축방향으로 형성된 관통공(111b)에 삽입된 볼트(113)가 암나사(144b)에 단단히 조여짐으로써 회전자(110)가 출력부(140)에 고정된다. 그리고, 출력부(140) 및 회전자(110)는 출력부(140)의 중앙 돌출부(144)에 형성된 오목부(144a)와 회전자(110)의 전자강판(111)에 형성된 오목부(111a)에 축심 CL 방향으로 베어링(160)을 사이에 끼워 넣음으로써 베어링(160)을 보유한다.
또, 중앙 돌출부(144)에 있어서의 외측의 부위에는, 브레이크 회전자(31)를 장착하기 위한 암나사(144c)와, 휠(20)을 장착하기 위한 암나사(144d)가 형성되어 있다.
〔고정자 보유부(150)의 구성〕
고정자 보유부(150)는 축심 CL의 주위인 중앙부에 개구를 가지는 대략 원반 형상의 보유측 원반 형상부(151)와, 보유측 원반 형상부(151)에 있어서의 내경측(축심 CL측)의 단부로부터 축심 CL 방향으로 돌출된 대략 원통형의 보유 내경측 돌출부(152)를 가지고 있다. 또, 고정자 보유부(150)는 보유측 원반 형상부(151)에 있어서의 외경측의 단부로부터 축심 CL 방향으로 돌출된 대략 원통형의 보유 외경측 돌출부(153)를 가지고 있다.
보유 내경측 돌출부(152)의 외주면에는 외주면으로부터 패인 오목부(152a)가 환상으로 형성되어 있다. 오목부(152a)에 베어링(160)이 꽉 맞추어 끼워 넣어진다.
보유 외경측 돌출부(153)에 있어서의 내주면에는 고정자(120)가 장착되어 있다. 보유 외경측 돌출부(153)에 고정자(120)를 장착하는 수법으로서는 꽉 맞추어 끼워 넣는 수법, 접착제로 접합하는 수법, 볼트 등의 고정 부재로 단단히 조이는 수법 등을 예시할 수가 있다.
보유측 원반 형상부(151)에 있어서의 내경측(축심 CL측)의 부위에는, 축심 CL 방향의 관통공(151b)이 형성됨과 아울러, 관통공(151b)의 표면에는 통기 부재(200)가 단단히 조여지는 암나사(155)가 형성되어 있다.
보유측 원반 형상부(151)의 내경측(축심 CL측)의 단부에 있어서의, 보유 내경측 돌출부(152)가 돌출되어 있지 않은 쪽(외측)의 면에는, 이 면으로부터 패인 보유 내경측 오목부(151a)가 환상으로 형성되어 있다. 보유 내경측 오목부(151a)에 내경측 오일 씰(171)이 끼워 넣어진다. 내경측 오일 씰(171)은 예를 들면 강판 등의 금속제의 심금의 일부에, 예를 들면 고무나 수지재 등의 탄성재로 이루어지는 복수의 립부(171a)를 가짐과 아울러, 립부(171a)의 씰 압력을 높이기 위해서 스프링이 장착된 오일 씰(seal)인 것을 예시할 수가 있다. 그리고, 내경측 오일 씰(171)의 립부(171a)가 출력부(140)의 출력 내경측 돌출부(142)의 외주면에 접촉함으로써, 고정자 보유부(150)의 보유 내경측 돌출부(152)의 내주면과 출력 내경측 돌출부(142)의 외주면의 사이의 간극이 씰 된다.
보유 외경측 돌출부(153)의 선단부의 내경측(축심 CL측)에는 선단면으로부터 패인 보유 외경측 오목부(153a)가 환상으로 형성되어 있다. 보유 외경측 오목부(153a)에 외경측 오일 씰(172)이 끼워 넣어진다. 외경측 오일 씰(172)은 내경측 오일 씰(171)과 마찬가지로, 금속제의 심금의 일부에 탄성재로 이루어지는 복수의 립부(172a)를 가짐과 아울러, 립부(172a)의 씰 압력을 높이기 위해서 스프링이 장착된 오일 씰인 것을 예시할 수가 있다. 그리고, 외경측 오일 씰(172)의 립부(172a)가 출력부(140)의 출력 외경측 돌출부(143)의 외주면에 접촉함으로써, 고정자 보유부(150)의 보유 외경측 돌출부(153)의 내주면과 출력 외경측 돌출부(143)의 외주면의 사이의 간극이 씰 된다.
그리고, 고정자 보유부(150)가 차량 본체에 장착됨으로써, 차륜 구동 장치(1)는 차량 본체에 장착된다.
이상과 같이 구성된 출력부(140)와 고정자 보유부(150)를 가지는 케이스(130)는 출력부(140)와 고정자 보유부(150)와의 사이에 형성된 내부 공간 S에 회전자(110) 및 고정자(120)를 수용한다. 즉, 케이스(130)는 모터(100)의 작동시에 고정자(120)의 코일(122)에의 통전 등에 의해 발열하는 발열체의 일례로서의 회전자(110) 및 고정자(120)를 수용하는 케이스로서 기능한다. 그리고, 케이스(130)를 구성하는 출력부(140) 및 고정자 보유부(150) 내, 출력부(140)는 회전자(110)를 지지하는 회전측 케이스로서 기능하고, 고정자 보유부(150)는 고정자(120)를 지지하는 고정측 케이스로서 기능한다.
그리고, 케이스(130)의 내부 공간 S는 내경측 오일 씰(171) 및 외경측 오일 씰(172)에 의해 밀폐된다. 즉, 내경측(축심 CL측)의 출력부(140)의 출력 내경측 돌출부(142)와 고정자 보유부(150)의 보유 내경측 돌출부(152)의 사이의 간극은 내경측 오일 씰(171)에 의해 씰 되고, 외경측의 출력부(140)의 출력 외경측 돌출부(143)와 고정자 보유부(150)의 보유 외경측 돌출부(153)의 사이의 간극은 외경측 오일 씰(172)에 의해 씰 된다. 이에 의해 물 등의 액체나 분진 등의 고체가, 출력부(140)와 고정자 보유부(150)의 사이의 간극을 통해 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측(내부 공간 S)으로 침입하는 것이 저지된다.
그리고, 본 실시의 형태와 관련되는 모터(100)에 있어서, 케이스(130)의 내측(내부 공간 S)의 압력 조정은 통기 부재(200)를 통해 행해진다. 이하에, 통기 부재(200)에 대해 상술한다.
〔통기 부재(200)의 구성〕
도 2는 통기 부재(200)의 단면도이다. 또, 도 2에서는 도 1에 나타낸 통기 부재(200)를 반시계방향으로 90° 회전시킨 상태의 통기 부재(200)를 나타내고 있다.
통기 부재(200)는 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측으로 액체 및 고체가 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 케이스(130)의 내측과 케이스(130)의 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체의 일례로서의 통기막(210)을 가지고 있다.
또, 통기 부재(200)는 통기막(210)을 지지하는 장착부의 일례로서의 지지 부재(220)와, 통기막(210)과의 사이에 기체가 유통하는 통기로 R을 형성하도록 통기막(210)의 주위를 덮는 커버 부재(230)를 가지고 있다.
또, 통기 부재(200)는 통기막(210)보다 외측에 배치되어, 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측을 향한 고체가 통기막(210)에 도달하는 것을 저지하는 보호 부재(240)와, 지지 부재(220)와 케이스(130)의 사이를 씰하는 O링(250)을 가지고 있다.
《통기막(210)》
통기막(210)은 원반 형상으로 성형된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 다공질막이다.
다만, 통기막(210)의 재료, 형태는 충분한 통기량을 확보할 수 있는 것이면 특히 한정되지 않는다. 통기막(210)의 재료로서는, 불소 수지 다공체 및 폴리올레핀(polyolefin) 다공체로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 불소 수지로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 등을 예시할 수가 있다. 폴리올레핀의 모노머로서는, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸펜텐 1, 1-부텐 등을 예시할 수가 있다. 그리고, 통기막(210)의 재료로서 이들 모노머를 단체로 중합하거나 또는 공중합하거나 하여 얻은 폴리올레핀을 이용할 수가 있다. 또, 상기한 폴리올레핀을 2종류 이상 블렌드(blend)한 것이라도 좋고, 층 구조로 한 것이라도 좋다.
본 실시의 형태와 관련되는 통기막(210)은 작은 면적에서도 충분한 통기량을 얻을 수 있고, 또한 케이스(130)의 내측(내부 공간 S)으로의 물이나 먼지의 침입을 저지하는 기능이 높은 것을 감안하여 PTFE 다공질막을 이용하고 있다.
통기막(210)에 형성된 구멍의 평균 구멍 직경은, 0.01㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위인 것을 예시할 수가 있다. 이 범위 중에서도, 평균 구멍 직경은, 0.1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
통기막(210)에 형성된 평균 구멍 직경이 0.01㎛ 미만인 경우, 통기막(210)을 공기가 통과하기 어려워진다. 한편, 통기막(210)의 평균 구멍 직경이 100㎛를 넘는 경우, 통기막(210)을 통과하여 내부 공간 S로 액체나 고체가 침입하기 쉬워진다.
통기막(210)의 두께는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 10㎛ 이상 1000㎛ 이하의 범위인 것을 예시할 수가 있다.
통기막(210)의 두께가 과도하게 얇으면 통기막(210)의 강도가 저하하기 쉬워진다. 한편, 통기막(210)의 두께가 과도하게 두꺼우면 통기 부재(200)의 크기가 커지기 쉽다.
통기막(210)의 표면(특히, 외측의 부위)에는 발수 처리나 발유 처리 등의 발액 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 통기막(210)에 발액 처리를 실시함으로써, 통기막(210)에 대한 오물 등의 부착이 억제된다. 그 결과, 통기막(210)의 막힘이 억제된다.
통기막(210)의 발액 처리는, 예를 들면 불소로 포화한 탄화수소기(퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl)기)를 측쇄에 포함하고, 주쇄가 아크릴계, 메타크릴계, 실리콘계 등인 화합물을 성분으로 하는 발수제를 통기막(210)의 표면에 도포함으로써 행할 수가 있다. 통기막(210)의 표면에 발수제를 도포하는 방법으로서는 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 그라비아(gravure) 도장 공법, 스프레이(spray) 도장 공법, 키스 코팅(kiss coating), 침지 등을 채용할 수가 있다.
《지지 부재(220)》
지지 부재(220)는 내경이 같고 외경이 다른 2개의 원통 형상부가 원통의 중심선 방향으로 늘어선 형상이며, 외경이 큰 쪽의 원통 형상부인 제1 원통 형상부(221)와, 외경이 작은 쪽의 원통 형상부인 제2 원통 형상부(222)를 가진다.
지지 부재(220)는 통기막(210)을 지지하면서 케이스(130)에 장착됨과 아울러, 내부가 통기로 R의 일부로서 기능한다.
제1 원통 형상부(221)에 있어서의 원통의 중심선 방향의 일방측(제2 원통 형상부(222)가 배치되어 있지 않은 쪽)의 단면에 통기막(210)이 지지되어 있다. 통기막(210)은 지지 부재(220)의 개구부를 막도록 배치되어 있다. 통기막(210)을 제1 원통 형상부(221)에 지지하는 수법으로서는 열용착이나 접착제에 의한 접착인 것을 예시할 수가 있다.
제2 원통 형상부(222)에 있어서의 원통의 중심선 방향의 타방측(제1 원통 형상부(221)가 배치되어 있지 않은 쪽)의 단부의 외주면에는 나선 모양의 홈(222a)이 형성되어 있다. 제2 원통 형상부(222)에 형성된 홈(222a)을 케이스(130)에 형성된 암나사(155)에 나사 넣음으로써, 통기 부재(200)는 케이스(130)에 고정된다.
또, 제2 원통 형상부(222)에 있어서의 원통의 중심선 방향의 일방측(제1 원통 형상부(221)가 배치되어 있는 측)의 단부의 외주면에는 O링(250)이 장착된다. O링(250)은 제1 원통 형상부(221)에 있어서의 원통의 중심선 방향의 타방측의 단면과 케이스(130)에 있어서의 외측의 부위에서 찌그러뜨려짐으로써, 제2 원통 형상부(222)의 외주면, 제1 원통 형상부(221)에 있어서의 원통의 중심선 방향의 타방측의 단면 및 케이스(130)에 있어서의 외측의 부위에 접촉하고, 지지 부재(220)와 케이스(130)의 사이의 간극을 씰(seal)한다.
지지 부재(220)의 재료는 성형이 용이한 열가소성 수지인 것을 예시할 수가 있다. 예를 들면, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리술폰(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), ABS 수지, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 복합재 등인 것을 예시할 수가 있다. 또, 지지 부재(220)의 재료로서 상기한 열가소성 수지 외에, 열가소성 수지에 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 강화재나 금속 등을 복합하고, 내열성, 치수 안정성, 강성 등이 향상된 복합재료를 이용해도 좋다.
지지 부재(220)의 성형 방법은, 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 사출 성형이나 절삭 등에 의해 행하는 것을 예시할 수가 있다.
《커버 부재(230)》
커버 부재(230)는 대략 원통형의 측벽부(231)와, 측벽부(231)에 있어서의 일방의 개구부를 덮는 대략 원반 형상의 정부(232)와, 측벽부(231) 및 정부(232)의 내주면으로부터 내측으로 판형상으로 돌출된 돌기(233)를 가진다.
돌기(233)는 측벽부(231)의 내주면으로부터 원통의 중심선(안)을 향해 돌출된 반경 방향 돌기(233a)와, 정부(232)의 내주면으로부터 중심선 방향을 향해 돌출된 중심선 방향 돌기(233b)를 가진다. 돌기(233)는 원주 방향의 복수 개소(본 실시의 형태에 있어서 6개소)에 일정한 각도 간격으로 배치되어 있다.
커버 부재(230)는 복수의 돌기(233)의 반경 방향 돌기(233a)에 있어서의 반경 방향 내측의 단면이, 지지 부재(220)의 제1 원통 형상부(221)의 외주면에 접촉함으로써 지지 부재(220)에 보유된다. 즉, 복수의 돌기(233)의 반경 방향 돌기(233a)에 있어서의 반경 방향 내측의 단면을 연결한 원의 직경이 지지 부재(220)의 제1 원통 형상부(221)의 외주면의 직경보다 작아지도록 성형되어 있고, 복수의 돌기(233)의 반경 방향 돌기(233a)가 지지 부재(220)의 제1 원통 형상부(221)의 외주면을 사이에 끼워 넣는다.
커버 부재(230)는 측벽부(231)의 개구부측으로부터 중심선 방향으로 밀어 넣어짐으로써 지지 부재(220)에 끼워 넣어진다. 또, 커버 부재(230)를 지지 부재(220)에 대해서 끼워 넣기 쉽게 하기 위해서, 반경 방향 돌기(233a)에 있어서의 측벽부(231)의 개구부측의 단부에 있어서 반경 방향 내측에 테이퍼부(233c)가 형성되어 있다.
커버 부재(230)는 복수의 돌기(233)의 중심선 방향 돌기(233b)에 있어서의 중심선 방향의 단면이 보호 부재(240)에 접촉할 때까지 중심선 방향으로 밀어 넣어진다. 보호 부재(240)는 커버 부재(230)와 통기막(210)의 사이에 끼워 넣어짐으로써, 커버 부재(230)의 내측에 보유된다.
그리고, 커버 부재(230)는 지지 부재(220)에 보유된 상태로, 통기막(210) 및 보호 부재(240)의 주위를 덮음과 아울러, 지지 부재(220)의 제1 원통 형상부(221)의 주위의 일부를 덮는다.
커버 부재(230)의 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), ABS라고 하는 고무 탄성을 갖지 않는 경질인 열가소성 수지인 것을 예시할 수가 있다. 또, 커버 부재(230)의 재료는 고무 탄성을 가지는 열가소성 엘라스토머라도 좋다.
또, 커버 부재(230)는 사출 성형으로 성형하는 것을 예시할 수가 있다.
《보호 부재(240)》
보호 부재(240)는 도 2에 나타내듯이, 통기막(210)에 있어서의 외측(내부 공간 S와는 반대측)의 면에 적층되어 있다. 보호 부재(240)는 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측을 향한 고체가 통기막(210)에 도달하는 것을 저지하는 것이라면, 재료, 구조, 형태는 특히 한정되지 않지만, 통기막(210)보다 구멍 직경이 커서 통기성이 뛰어난 것이 바람직하다. 그리고, 보호 부재(240)는 메쉬 형상 또는 섬유 형상의, 천, 수지 또는 금속인 것을 예시할 수가 있다. 예를 들면, 직포, 부직포, 수지 메쉬(mesh), 네트, 스펀지, 금속 다공체, 금속 메쉬인 것을 예시할 수가 있다. 내열성이 요구되는 경우는, 보호 부재(240)의 재료는 폴리에스테르, 폴리아미드, 아라미드 수지, 폴리이미드, 불소 수지, 초고분자량 폴리에틸렌, 금속 등인 것이 바람직하다.
본 실시의 형태와 관련되는 보호 부재(240)는 통기막(210)의 한쪽 면에 적층되어 있지만, 통기막(210)의 양쪽 면에 적층되어 있어도 좋다. 또, 보호 부재(240)는 통기막(210)에 접합되어 있어도 좋고, 접합되어 있지 않아도 좋다. 보호 부재(240)가 통기막(210)에 접합되어 있지 않은 경우에는, 보호 부재(240)는 커버 부재(230)와, 통기막(210) 또는 지지 부재(220) 사이에 끼워 넣어짐으로써 커버 부재(230)의 내측에 보유되어 있으면 좋다.
《통기 부재(200)의 배치》
도 3은 차륜 구동 장치(1)를 축심 CL 방향으로, 케이스(130)의 고정자 보유부(150)측으로부터 본 도이다. 또, 도 3에 있어서는, 타이어(10)나 휠(20)은 생략하고 있다.
이상과 같이 구성된 통기 부재(200)는 고정자 보유부(150)의 보유측 원반 형상부(151)에 형성된 암나사(155)에 나사 넣어짐으로써, 보유측 원반 형상부(151)에 장착된다.
고정자 보유부(150)의 보유측 원반 형상부(151)에 장착되기 때문에, 통기 부재(200)는 회전자(110) 및 고정자(120)가 수용된 내부 공간 S에 대해서, 브레이크 회전자(31)가 장착된 출력부(140)의 출력측 원반 형상부(141)와는 반대측에 배치되어 있다. 즉, 통기 부재(200)는 축심 CL 방향으로, 내부 공간 S의 거리 이상 브레이크 회전자(31)와 떨어져 있다.
또, 도 3에 나타내듯이, 통기 부재(200)는 축심 CL에 대해서 브레이크 캘리퍼(32)와 반대측에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 통기 부재(200)는 축심 CL을 중심으로 하는 원주 방향에는, 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 차량 전진시의 회전 출력측의 단부(32a)와 대략 180° 어긋난 위치에 배치되어 있다.
《통기 부재(200)의 작용·효과》
이상과 같이 구성된 모터(100)에 있어서는, 고정자(120)의 코일(122)에의 통전이나 회전자(110)의 회전에 의한 마찰 등에 의해 발열하면, 케이스(130)의 내측(내부 공간 S)의 공기가 팽창한다. 그리고, 팽창한 공기에 의해 케이스(130)의 내측의 압력이 케이스(130)의 외측의 압력에 대해서 상승한 경우, 통기 부재(200)를 통해 케이스(130)의 내측의 공기가 케이스(130)의 외측으로 방출된다. 이에 의해 내경측 오일 씰(171)의 립부(171a)나 외경측 오일 씰(172)의 립부(172a)로부터 공기가 방출되는 것이 억제된다.
한편, 고정자(120)의 코일(122)에의 통전이나 회전자(110)의 회전이 정지하고, 인휠 모터(100)의 작동이 정지한 경우에는, 케이스(130)의 내측의 공기가 케이스(130)의 외측의 공기와 열평형한다. 그리고, 케이스(130)의 내측의 압력이 상승했을 때에 방출한 만큼만, 케이스(130)의 외측의 공기가 통기 부재(200)를 통해 케이스(130)의 내측으로 인입된다.
통기 부재(200)의 통기막(210)은 케이스(130)의 외측의 공기를 케이스(130)의 내측으로 유도할 때, 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측으로 액체 및 고체가 침입하는 것을 저지한다. 이 때문에 통기 부재(200)는 물이나 분진 등이 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 저지한다.
이 때문에 본 실시의 형태와 관련되는 인휠 모터(100)는 통기 부재(200)를 가지고 있으므로, 케이스(130)의 내측의 온도 변화에 기초한 압력의 변화를 완화할 수가 있어, 액체 및 고체가 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 막을 수가 있다.
그리고, 통기 부재(200)는 통기막(210)을 지지하는 지지 부재(220)의 제2 원통 형상부(222)에 형성된 홈(222a)을 케이스(130)의 관통공(151b)에 형성된 암나사(155)에 나사 넣음으로써, 케이스(130)에 고정된다. 이 때문에 본 실시의 형태와 관련되는 인휠 모터(100)는 케이스(130)의 내측의 온도 변화에 기초한 압력의 변화를 완화하고, 액체 및 고체가 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 막는 것을 간단하고 쉬운 구성으로 실현할 수 있다.
또, 본 실시의 형태와 관련되는 통기 부재(200)는 통기막(210)의 외측에 보호 부재(240)를 가지고 있기 때문에, 케이스(130)의 외측으로부터 케이스(130)의 내측을 향한 고체가 통기막(210)에 도달하는 것을 저지한다. 그러므로, 예를 들면 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루에 의해, 통기막(210)이 손상하는 것이 억제된다. 또, 통기 부재(200)는 통기막(210) 및 보호 부재(240)의 주위에 커버 부재(230)를 가지고 있기 때문에, 액체 및 고체가 통기막(210)에 이르기 어렵다. 그 결과, 본 실시의 형태와 관련되는 통기 부재(200)는 케이스(130)의 내측의 압력의 변화를 완화하고, 액체 및 고체가 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 막는 기능을 장기간에 걸쳐 발휘할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태와 관련되는 통기 부재(200)는 고정자 보유부(150)의 보유측 원반 형상부(151)에 있어서의 내경측(축심 CL측)에 장착되어 있다. 즉, 통기 부재(200)가 보유측 원반 형상부(151)에 있어서의 외경측(타이어(10)측)에 장착되어 있는 경우보다 노면으로부터 떨어져 있다. 그러므로, 노면에 흙탕물이 있다고 해도 흙탕물이 통기 부재(200)에 이르기 어렵다.
여기서, 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루는, 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 차량 전진시의 회전 출력측의 단부(32a)(도 3 참조)로부터 주로 날아 나와, 원심력에 의해 휠(20)의 외경측으로 비산한다고 생각된다. 이에 반해 본 실시의 형태와 관련되는 통기 부재(200)는 케이스(130)를 구성하는 출력부(140) 및 고정자 보유부(150) 내, 고정되어 있는 고정자 보유부(150)(고정측 케이스)에 장착되어 있다. 또, 장착 위치는 축심 CL을 중심으로 하는 원주 방향으로, 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 회전 출력측의 단부(32a)와 대략 180° 어긋난 위치이다. 이와 같이, 통기 부재(200)는 브레이크 가루가 날아 나오는 브레이크 캘리퍼(32)의 회전 출력측의 단부(32a)로부터 떨어져 있으므로, 브레이크 가루가 통기 부재(200)에 이르기 어렵다. 또, 통기 부재(200)는 고정되어 있는 고정자 보유부(150)에 장착되어 있으므로, 회전하는 출력부(140)에 장착되어 있는 경우와 비교하면, 비산하고 있는 브레이크 가루 안을 적극적으로 통과하는 일이 없기 때문에, 브레이크 가루가 통기 부재(200)에 이르기 어렵다. 그 결과, 통기막(210)이 브레이크 가루에 의해 손상하거나 눈 막히거나 할 가능성이 낮기 때문에, 통기 부재(200)는 상술한 기능을 장기간에 걸쳐 발휘할 수가 있다.
＜통기 부재(200)의 변형예＞
상술한 실시의 형태에 있어서는, 통기 부재(200)를 케이스(130)에 장착하는 수법으로서 통기 부재(200)를 케이스(130)에 형성된 암나사(155)에 나사 넣는 것을 예시하고 있지만, 특별히 이러한 수법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 케이스(130)의 내측(내부 공간 S)과 케이스(130)의 외측을 연통하는 관통공(151b)에 통기 부재(200)의 지지 부재(220)를 밀어 넣음으로써 통기 부재(200)를 케이스(130)에 장착해도 좋다.
또, 통기막(210)을 지지 부재(220)에 지지하는 일 없이 케이스(130)에 형성된 관통공(151b)을 막도록 통기막(210)을 케이스(130)에 접착하는 등을 하여 붙여도 좋다.
상술한 실시의 형태에 있어서는, 통기 부재(200)의 장착 위치는 축심 CL을 중심으로 하는 원주 방향으로, 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 회전 출력측의 단부(32a)와 대략 180° 어긋난 위치이지만, 특별히 이러한 위치로 한정되지 않는다.
예를 들면, 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루가 주로 외경측으로 비산하고, 내경측 혹은 원주 방향으로 그다지 비산하지 않는 것이면, 통기 부재(200)의 장착 위치는 축심 CL을 중심으로 하는 원주 방향의 어느 위치라도 좋다.
다만, 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루가 외경측으로 비산한 후, 휠(20)의 회전과 함께 원주 방향으로도 비산할 가능성이 있는 것을 고려하면, 축심 CL을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서의 통기 부재(200)의 장착 위치는 이하에 말하는 위치인 것이 바람직하다.
도 4는 통기 부재(200)의 장착 위치의 변형예를 나타내는 도이다.
통기 부재(200)는 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 차량 전진시의 회전 출력측의 단부(32a)로부터, 차량 전진시의 브레이크 회전자(31)의 회전 방향으로의 어긋난 양이 보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들면, 통기 부재(200)의 장착 위치는, 도 4에 나타내듯이, 브레이크 캘리퍼(32)에 있어서의 원주 방향의 차량 전진시의 회전 입력측의 단부(32b)와 축심 CL을 연결하는 선상인 것이 바람직하다. 또, 통기 부재(200)의 장착 위치는, 회전 입력측의 단부(32b)로부터, 차량 전진시에 있어서의 브레이크 회전자(31)의 회전 방향과는 반대 방향으로 90°의 범위(도 4에 나타낸 추천 범위) 내에 있어도 좋다. 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루가 원주 방향으로 비산했다고 해도, 이 추천 범위까지는 도달하기 어렵다고 생각되기 때문이다.
도 5는 통기 부재(200)의 장착 위치의 다른 변형예를 나타내는 도이다.
상술한 실시의 형태에 있어서는, 통기 부재(200)는 케이스(130)를 구성하는 출력부(140) 및 고정자 보유부(150) 내, 고정자 보유부(150)(고정측 케이스)에 장착되어 있지만, 출력부(140)(회전측 케이스)에 장착되어 있어도 좋다. 예를 들면, 통기 부재(200)는 도 5에 나타내듯이, 출력부(140)의 출력측 원반 형상부(141)에 장착되어 있어도 좋다.
통기 부재(200)는 출력부(140)에 나사 넣어져 있음과 아울러 수지재 등으로 성형되어 있기 때문에 가볍고, 출력부(140)의 회전에 의해 통기 부재(200)에 원심력이 작용했다고 해도, 출력부(140)로부터 탈락하기 어렵다. 또, 브레이크 장치(30)로부터 발생한 브레이크 가루가 외경측으로 비산한 후, 휠(20)의 회전과 함께 원주 방향으로도 비산했다고 해도, 브레이크 캘리퍼(32)의 배치 위치보다 내경측(축심 CL측)에 배치된 통기 부재(200)에는 이르기 어렵다. 그러므로, 통기 부재(200)가 출력부(140)에 장착되어 있다고 해도 통기 부재(200)는 상술한 기능을 장기간에 걸쳐 발휘할 수가 있다.
또, 상술한 실시의 형태에 있어서는, 차륜 구동 장치(1)는 1개의 통기 부재(200)를 구비하고 있지만, 1개에 한정되는 것은 아니고, 복수의 통기 부재(200)를 구비하고 있어도 좋다. 복수의 통기 부재(200)를 구비함으로써, 모터(100)는 하나의 통기 부재(200)가 손상 혹은 눈 막혀진 경우라도, 다른 통기 부재(200)가 상술한 기능을 발휘함으로써, 보다 장기간에 걸쳐 액체 및 고체가 케이스(130)의 내측으로 침입하는 것을 억제할 수가 있다.
또, 상술한 실시의 형태에 있어서는, 통기 부재(200)는 코일(122)에의 통전에 의해 회전함으로써 발열하는 발열체의 일례로서의 회전자(110)나 고정자(120)를 수용하는 케이스(130)에 장착되어 있지만, 통기 부재(200)는 다른 발열체를 수용하는 케이스에 장착됨으로써 상술한 기능을 발휘할 수가 있다.
다른 발열체는, 톱니바퀴나 축 등으로 이루어지고, 동력원의 동력을 토크나 회전수, 회전 방향을 바꾸어 활축(活軸)으로 전달하는 부품군인 것을 예시할 수가 있다. 통기 부재(200)는 이러한 부품군을 수용하는 트랜스미션 케이스에 장착됨으로써, 부품군의 작동에 의한 마찰에 기인하는 온도 변화에 기초한 트랜스미션 케이스 내부의 압력의 변화를 완화하고, 액체 및 고체가 트랜스미션 케이스의 내측으로 침입하는 것을 막을 수가 있다.
이러한 경우, 트랜스미션은, 작동함으로써 발열하는 발열체의 일례로서의 톱니바퀴나 축 등으로 구성되는 부품군과, 부품군을 수용하는 트랜스미션 케이스와 트랜스미션 케이스에 장착되어 액체 및 고체가 트랜스미션 케이스의 외측으로부터 트랜스미션 케이스의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 내측과 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기막(210)을 구비하는 구동 장치의 일례이다.
1…차륜 구동 장치 10…타이어
20…휠(wheel) 30…브레이크 장치
100…인휠 모터 110…회전자
120…고정자 130…케이스(case)
140…출력부
150…고정자 보유부 200…통기 부재
210…통기막 220…지지 부재
230…커버 부재 240…보호 부재

Claims (10)

  1. 모터의 회전자 및 고정자와,
    상기 회전자 및 상기 고정자를 수용하는 케이스와,
    상기 케이스의 외측에 배치되고 상기 회전자의 회전에 연동하여 회전하는 회전판과,
    상기 회전판과 접촉함으로써 당해 회전판의 회전을 정지시키는 정지 부재와,
    상기 케이스에 장착되어 액체 및 고체가 당해 케이스의 외측으로부터 당해 케이스의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체를 구비하고,
    상기 케이스는, 상기 회전자를 지지하는 회전측 케이스와, 상기 고정자를 지지하는 고정측 케이스를 가지고,
    상기 통기체는, 상기 고정측 케이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통기체는, 상기 회전자의 회전축에 대해서 상기 정지 부재와 반대측에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  3. 작동함으로써 발열하는 발열체와,
    상기 발열체를 수용하는 케이스와,
    상기 케이스에 장착되어 액체 및 고체가 당해 케이스의 외측으로부터 당해 케이스의 내측으로 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통기체는, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막인 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 통기체보다 외측에 배치되어, 상기 케이스의 외측으로부터 당해 케이스의 내측을 향한 고체가 당해 통기체에 도달하는 것을 저지하는 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  6. 작동함으로써 발열하는 발열체를 수용하는 케이스의 외측으로부터 당해 케이스의 내측으로 액체 및 고체가 침입하는 것을 저지함과 아울러, 기체가 당해 내측과 당해 외측의 사이에 유통하는 것을 허용하는 구멍이 복수 형성되어 있는 통기체와,
    상기 통기체를 상기 케이스에 장착하는 장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 통기 부재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통기체는, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막인 것을 특징으로 하는 통기 부재.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 통기체보다 외측에 배치되어, 상기 케이스의 외측으로부터 당해 케이스의 내측을 향한 고체가 당해 통기체에 도달하는 것을 저지하는 보호 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 통기 부재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통기체의 사이에 기체가 유통하는 통기로를 형성하도록 당해 통기체의 주위에 설치된 커버 부재를 더 구비하고,
    상기 보호 부재는, 상기 통기체와 상기 커버 부재의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 통기 부재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보호 부재는, 메쉬 형상 또는 섬유 형상인 것을 특징으로 하는 통기 부재.
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