WO2015037703A1 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

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WO2015037703A1
WO2015037703A1 PCT/JP2014/074208 JP2014074208W WO2015037703A1 WO 2015037703 A1 WO2015037703 A1 WO 2015037703A1 JP 2014074208 W JP2014074208 W JP 2014074208W WO 2015037703 A1 WO2015037703 A1 WO 2015037703A1
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brake
caliper
wheel
drive device
hub
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PCT/JP2014/074208
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泰介 井木
大場 浩量
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an in-wheel motor drive device disposed in a wheel of a wheel as a drive device for a wheel of an electric vehicle.
  • an in-wheel motor drive device As an electric vehicle wheel drive device, an in-wheel motor drive device is known in which an electric motor is arranged in each of the left and right wheels, and the left and right wheels are individually driven by the electric motors. Since this in-wheel motor drive device does not require a differential gear and a drive shaft that distribute and transmit power from a drive device such as an engine or an electric motor to the left and right wheels, energy loss in the power transmission path is small. Moreover, since the electric motor is disposed for each wheel, the traveling stability of the vehicle can be improved by individually controlling the driving force of the left and right wheels.
  • the in-wheel motor drive device of Patent Document 1 includes a hub to which a wheel of a wheel is attached, an electric motor that is coaxially arranged on the inner side in the vehicle width direction with respect to the hub, and a hub that decelerates the rotation of the electric motor. And a motor housing that houses the electric motor and the speed reducer, and a hub bearing that rotatably supports the hub is attached to the outer end of the motor housing in the width direction of the vehicle.
  • the disc brake has a brake disc attached to the hub so as to rotate integrally with the hub, and a brake caliper that sandwiches the brake disc with a pair of brake pads.
  • the brake caliper When mounting the brake caliper, in a vehicle that does not employ a general in-wheel motor, the brake caliper is fixed by screwing a bolt in a direction parallel to the axis of the brake disc from the inner side in the width direction of the vehicle (for example, Patent Document 2).
  • the bolt is not screwed in from the outside in the width direction of the vehicle, but the bolt is screwed in from the inside in the width direction of the vehicle. This is because the bolt cannot be screwed.
  • the brake caliper is usually designed to be fixed by screwing a bolt from the inside in the width direction of the vehicle.
  • a through hole having a size through which a bolt can pass is formed in the brake disc.
  • Patent Document 1 when a through hole for inserting a bolt and a tool is formed in a brake disk and the brake caliper is attached and detached using this through hole, the position of the through hole of the brake disk is It is necessary to adjust the angular position of the brake disk so as to match the position of the screw hole of the motor housing, and the work is complicated. In addition, when the through hole for inserting the bolt and the tool is processed into the brake disk, the processing cost is generated, so that there is a problem that the unit price of the brake disk increases.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an in-wheel motor drive device that is excellent in workability for attaching / detaching a brake caliper.
  • the present invention provides an in-wheel motor drive device having the following configuration.
  • a motor housing that houses the electric motor;
  • a hub bearing attached to an end of the motor housing in the width direction of the vehicle, and rotatably supporting the hub;
  • a brake disc attached to the hub so as to rotate integrally with the hub;
  • a brake caliper that sandwiches the brake disc between a pair of brake pads disposed on both sides of the brake disc;
  • the in-wheel motor drive device wherein the brake caliper is fixed to the outer periphery of the motor housing by screwing a screw member from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing.
  • the brake caliper is fixed by screwing the screw member from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing. Therefore, when the screw member is removed, the brake disc, the electric motor, or the speed reducer may become an obstacle. In addition, it is easy to remove and install the brake caliper. Further, since it is not necessary to process the brake caliper fixing screw member and the through hole for inserting the tool into the brake disk, the cost is low.
  • the motor housing has a large-diameter portion having an outer diameter larger than the outer periphery of the brake disc, and a seating surface for fixing the brake caliper is provided on the outer periphery of the large-diameter portion.
  • the distance from the center of rotation of the brake disk to the seat surface can be increased when viewed in the axial direction of the brake disk, so that when the rotating brake disk is sandwiched between the brake pads, The magnitude of the force received by the connection portion between the brake caliper and the seating surface can be suppressed by the braking torque received, and as a result, the reliability of the fixing strength of the brake caliper can be improved.
  • the seating surface is provided so as to be positioned on both sides of the brake pad in the circumferential direction when viewed in the axial direction of the brake disc.
  • the connection position between the brake caliper and the seat surface is on the action line or action line of the force acting on the brake pad when the rotating brake disk is sandwiched between the brake pads. Since the position is close, the magnitude of the moment acting on the connection portion between the brake caliper and the seating surface can be suppressed, and as a result, the reliability of the fixing strength of the brake caliper can be improved.
  • a caliper bracket fixed to the outer periphery of the motor housing a caliper body supported so as to be slidable in the axial direction of the brake disc with respect to the caliper bracket, and incorporated in the caliper body,
  • a floating brake caliper having a pressurizing mechanism for pressing a brake pad on one side of the brake disc against the brake disc can be used.
  • a fixed brake caliper can also be used.
  • the brake caliper is fixed by screwing the screw member from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing. Therefore, when the screw member is removed, the brake disc, the electric motor, and the speed reducer The brake caliper can be easily attached and removed.
  • FIG. 2 Schematic which shows the electric vehicle carrying the in-wheel motor drive device of embodiment of this invention Sectional drawing which shows the in-wheel motor drive device arrange
  • the perspective view of the in-wheel motor drive device shown in FIG. FIG. 2 is a view of the in-wheel motor drive device shown in FIG. 2 as viewed from the outside in the width direction of the vehicle. View of the brake caliper of Fig. 4 from above Sectional view along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 1 The figure which shows another example of the in-wheel motor drive device shown in FIG.
  • FIG. 1 The perspective view of the in-wheel motor drive device shown in FIG.
  • FIG. 1 The figure which shows the in-wheel motor drive device of further another embodiment of this invention corresponding to FIG.
  • FIG. 1 The figure which shows the other example of the in-wheel motor drive device shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a vehicle 4 having a pair of left and right front wheels 2 and a pair of left and right rear wheels 3.
  • This vehicle 4 is an electric vehicle that changes the direction of the left and right front wheels 2 by steering the steering wheel 5 and individually drives the left and right rear wheels 3 with the in-wheel motor drive device 1 disposed on each of the left and right rear wheels 3. is there.
  • the in-wheel motor drive device 1 is disposed only on the rear wheel 3, but the in-wheel motor drive device 1 can be disposed on each of the pair of left and right front wheels 2. It is also possible to arrange the in-wheel motor drive device 1 only on the pair of left and right front wheels 2.
  • the width direction of the vehicle 4 refers to the left-right direction of the vehicle 4, which is a direction perpendicular to the front-rear direction of the vehicle 4.
  • the in-wheel motor drive device 1 is disposed in a wheel 3B that holds a tire 3A of the rear wheel 3.
  • the in-wheel motor drive device 1 includes a hub 10 to which a wheel 3B is attached, an electric motor 11 that is coaxially disposed on the inner side in the width direction of the vehicle 4 with respect to the hub 10, and a hub 10 that decelerates the rotation of the electric motor 11.
  • a motor housing 13 that houses the electric motor 11 and the speed reducer 12, a hub bearing 14 that is attached to the outer end of the motor housing 13 in the width direction of the vehicle 4, and the hub 10 rotates together.
  • the brake disc 15 is attached to the hub 10 and the brake caliper 18 sandwiches the brake disc 15 between a pair of brake pads 16 and 16 disposed on both sides of the brake disc 15.
  • the electric motor 11 has an annular stator (not shown) and a rotor arranged inside the stator. When the stator is energized, the rotor rotates and outputs the rotation to the speed reducer 12.
  • the speed reducer 12 has an output shaft 19 that decelerates and outputs the rotation input from the electric motor 11.
  • the reducer 12 uses a structure in which the center of rotation input to the reducer 12 and the center of rotation output from the reducer 12 are on the same straight line. Examples of such a speed reducer 12 include a planetary gear speed reducer and a cyclo speed reducer.
  • the motor housing 13 includes a large-diameter portion 13A having an outer diameter larger than the outer periphery of the brake disc 15, an end plate 13B provided at the outer end of the large-diameter portion 13A in the width direction of the vehicle 4, and an end plate 13B.
  • a small-diameter portion 13 ⁇ / b> C extending outward in the width direction of the vehicle 4.
  • the large diameter portion 13 ⁇ / b> A accommodates the electric motor 11.
  • the small diameter portion 13C accommodates the speed reducer 12.
  • a hub bearing 14 that rotatably supports the hub 10 is attached to the outer end of the motor housing 13 in the width direction of the vehicle 4.
  • a cover plate 20 is attached to the end of the motor housing 13 on the inner side in the width direction of the vehicle 4.
  • a plurality of suspension connection portions (not shown) for connecting the other end of the suspension arm whose one end is connected to the vehicle body chassis are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the hub 10 has a hub shaft 10A and a hub flange 10B extending radially outward from the outer periphery of the hub shaft 10A.
  • a spline hole 21 is formed at the center of the hub shaft 10A, and the output shaft 19 of the speed reducer 12 is fitted into the spline hole 21 so that the output shaft 19 and the hub 10 rotate integrally.
  • the hub 10 and the output shaft 19 are connected and fixed so as not to move relative to each other in the axial direction by tightening a spindle nut 22 attached to the end of the output shaft 19 of the speed reducer 12.
  • a plurality of hub bolts 23 are fixed to the hub flange 10B at intervals in the circumferential direction.
  • the hub bolt 23 is a bolt for attaching the wheel 3 ⁇ / b> B to the hub 10.
  • the wheel 3B is fixed to the hub flange 10B by screwing a wheel nut 24 into the hub bolt 23 in a state where the wheel 3B is superimposed on the hub flange 10B so that the hub bolt 23 penetrates the wheel 3B.
  • the brake disc 15 is fixed to the hub flange 10B by sandwiching the brake disc 15 between the wheel 3B and the hub flange 10B.
  • the hub bearing 14 has an outer ring 25 provided coaxially so as to surround the hub shaft 10A, and a plurality of rolling elements 26 incorporated between the outer ring 25 and the hub shaft 10A.
  • a flange 27 is integrally formed on the outer periphery of the outer ring 25. The flange 27 is fixed to the end of the small diameter portion 13 ⁇ / b> C of the motor housing 13 on the outer side in the width direction of the vehicle 4 with a bolt 28.
  • the hub bearing 14 is a double-row rolling bearing for supporting both the radial load and the axial load acting on the hub 10 from the road surface via the wheel 3B.
  • the hub bearing 14 may be a third-generation hub bearing in which the rolling surfaces of the rolling elements on the outer side in the width direction of the vehicle are formed directly on the outer periphery of the hub 10 among the double-row rolling elements. Second generation and first generation hub bearings may be used.
  • the brake caliper 18 includes a caliper bracket 18A that is fixed at two locations apart in the circumferential direction on the outer periphery of the large-diameter portion 13A of the motor housing 13, and a brake against the caliper bracket 18A.
  • the caliper body 18B is supported so as to be slidable in the axial direction of the disc 15, and the pressurizing mechanism 18C is incorporated in the caliper body 18B and presses the brake pad 16 on one side of the brake disc 15 against the brake disc 15.
  • the caliper bracket 18 ⁇ / b> A includes a pair of base pieces 29 fixed to the outer periphery of the outer side in the width direction of the vehicle 4 of the large-diameter portion 13 ⁇ / b> A of the motor housing 13, and the ends of the base pieces 29 on the outer side in the width direction of the vehicle 4.
  • the motor housing 13 includes a pair of inwardly protruding pieces 30 extending radially inward along the end plate 13B of the motor housing 13 and a connecting arm 31 for connecting the pair of inwardly protruding pieces 30 to each other.
  • the pair of base pieces 29 are provided at positions spaced in the circumferential direction of the large diameter portion 13 ⁇ / b> A of the motor housing 13.
  • a plurality of bolt holes 33 through which the bolts 32 are passed are formed in each base piece 29 at intervals in the axial direction (see FIG. 5).
  • a plurality of screw holes 35 are also formed in the seat surface 34 on the outer periphery of the large-diameter portion 13A of the motor housing 13 at intervals in the axial direction.
  • the bolt extends from the radially outer side to the radially inner side of the large diameter portion 13 ⁇ / b> A of the motor housing 13.
  • the caliper bracket 18 ⁇ / b> A is fixed to the outer peripheral seat surface 34 of the large diameter portion 13 ⁇ / b> A of the motor housing 13 by screwing 32.
  • the caliper body 18B has a pair of opposed pieces 36 that are opposed to each other with the brake disc 15 interposed therebetween, and a bridge 37 that connects the opposed pieces 36 to each other.
  • a pressing mechanism 18C is incorporated in the opposing piece 36 on the inner side in the width direction of the vehicle 4 (see FIG. 5).
  • the pressurizing mechanism 18 ⁇ / b> C is disposed on the back surface of the brake pad 16 on the inner side in the width direction of the vehicle 4, and is an actuator that presses the brake pad 16 outward in the width direction of the vehicle 4 and presses it against the brake disc 15.
  • the pressurizing mechanism 18C may be a hydraulic mechanism that advances the piston toward the brake pad 16 with hydraulic pressure supplied from an oil pump, or an electric motor that advances the piston toward the brake pad 16 with a driving force generated by an electric motor. A formula can be adopted.
  • the caliper body 18B is supported by the caliper bracket 18A so as to be slidable in the axial direction via a pair of axially extending slide pins 38 arranged at intervals in the circumferential direction of the brake disc 15.
  • the pressurizing mechanism 18C presses the brake pad 16 against the brake disc 15
  • the caliper body 18B slides inward in the width direction of the vehicle 4 by the reaction force received from the brake disc 15, and the caliper body 18B slides.
  • the brake pad 16 on the outer side in the width direction of the vehicle 4 is pressed against the brake disc 15.
  • the slide pin 38 fixed to the caliper body 18B is engaged with the slide hole 39 formed in the caliper bracket 18A so as to be slidable in the axial direction, but the slide hole formed in the caliper body 18B is You may engage the slide pin fixed to the caliper bracket 18A so as to be slidable in the axial direction.
  • the seat surface 34 on the outer periphery of the motor housing 13 is more radial than the outer periphery of the brake disc 15 when viewed in the axial direction of the brake disc 15.
  • the seat surface 34 is provided on both sides of the brake pad 16 in the circumferential direction when viewed in the axial direction of the brake disc 15.
  • a pair of seating surfaces 34 are provided so as to be located outside both ends in the circumferential direction of the brake pad 16 when viewed in the axial direction of the brake disc 15.
  • the brake caliper 18 is fixed by screwing the bolt 32 from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing 13. Therefore, when the bolt 32 is removed, the brake disc 15 or the electric motor is fixed. 11 and the speed reducer 12 do not get in the way, and the brake caliper 18 can be easily attached and detached. Moreover, since it is not necessary to process the through-hole for inserting the volt
  • the brake disc 15 is viewed in the axial direction of the brake disc 15.
  • the distance from the center of rotation to the seat surface 34 can be increased. Therefore, when the rotating brake disc 15 is sandwiched between the brake pads 16, the magnitude of the force received by the connection portion between the brake caliper 18 and the seat surface 34 can be suppressed by the braking torque received by the brake pad 16. As a result, The reliability of the fixing strength of the brake caliper 18 can be improved.
  • the in-wheel motor drive device 1 has seat surfaces 34 disposed on both sides of the brake pad 16 in the circumferential direction when viewed in the axial direction of the brake disk 15, so that it can be viewed in the axial direction of the brake disk 15.
  • the connection position between the brake caliper 18 and the seat surface 34 is on or near the action line of the force acting on the brake pad 16 when the rotating brake disc 15 is sandwiched between the brake pads 16. Therefore, when the rotating brake disc 15 is sandwiched between the brake caliper 18, the magnitude of the moment acting on the connecting portion between the brake caliper 18 and the seat surface 34 can be suppressed. As a result, the fixing strength of the brake caliper 18 can be reduced. It is possible to improve the reliability.
  • the direction of the center line of the bolt 32 may be configured to match the radial direction of the motor housing 13, but the direction of the center line of the bolt 32 is not necessarily the radial direction of the motor housing 13.
  • the screw 32 may be screwed in a direction from the radially outer side of the motor housing 13 toward the radially inner side.
  • a plurality of bolts 32 are arranged from the outside in the radial direction of the motor housing 13 so that the center line of the bolts 32 intersects at a position shifted from the center of the motor housing 13 (that is, the center of the brake disk 15). It is good also as a structure screwed in the direction inner side.
  • a plurality of bolts 32 may be screwed from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing 13 so that the center lines of the bolts 32 do not intersect and extend in parallel.
  • a groove 40 extending in the axial direction can be formed on the outer periphery of the motor housing 30, and a seating surface 34 can be provided on the inner surface of the groove 40.
  • the movement of the base piece 29 can be prevented by fitting the groove 40 and the base piece 29, and the fixing strength of the caliper bracket 18 ⁇ / b> A with respect to the outer periphery of the motor housing 13 can be increased.
  • the caliper bracket 18A may have a seamless integrated structure as shown in FIG. 3, or a combination of a plurality of members as shown in FIG.
  • the caliper bracket 18 ⁇ / b> A includes a pair of base pieces 29 fixed to the outer periphery in the width direction outer side of the vehicle 4 of the large diameter portion 13 ⁇ / b> A of the motor housing 13, and the width of the base piece 29 outside the vehicle 4 in the width direction.
  • a pair of inwardly protruding pieces 30 extending radially inward from the end portions of the motor housing 13 along the end plate 13B of the motor housing 13 are seamlessly integrated, and a connecting arm that connects the inwardly protruding pieces 30 to each other. 31 is connected with a bolt.
  • the brake caliper 18 is fixed by screwing the bolt 32 from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing 13 .
  • the brake caliper is driven by screwing the nut from the radially outer side to the radially inner side. 18 may be fixed.
  • a stud 41 is fixed to a seat 34 on the outer periphery of the motor housing 13, and a nut 42 is screwed into the stud 41 from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing 13.
  • the caliper bracket 18 ⁇ / b> A may be fixed to the outer peripheral seat surface 34 of the motor housing 13.
  • a caliper body 18D fixed to the outer periphery of the motor housing 13 and a pair of additions that are incorporated in the caliper body 18D and press the brake pads 16 on both sides of the brake disc 15 against the brake disc 15 respectively.
  • the caliper body is screwed by screwing the bolt 32 or the nut 42 from the radially outer side to the radially inner side of the motor housing 13 as in the above embodiment.
  • 18D can be fixed to the outer periphery of the motor housing 13, whereby the workability of attaching / detaching the brake caliper 18 can be improved.
  • a cycloid speed reducer In the in-wheel motor drive device 1 according to the present invention, a cycloid speed reducer, a planetary gear speed reducer, a two-axis parallel speed reducer, and other speed reducers can be applied. It may be a motor type.
  • electric vehicle is a concept that includes all vehicles that obtain driving force from electric power, and includes, for example, a hybrid vehicle that uses an in-wheel motor drive device and an internal combustion engine in combination. Should be understood as.

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Abstract

 ブレーキキャリパの脱着作業性に優れたインホイールモータ駆動装置を提供する。インホイールモータ駆動装置(1)は、ホイール(3B)が取り付けられるハブ(10)と、ハブ(10)に対して車両(4)の幅方向内側に同軸に配置された電動モータ(11)と、電動モータ(11)を収容するモータハウジング(13)と、ブレーキディスク(15)の両側に配置された一対のブレーキパッド(16)でブレーキディスク(15)を挟み付けるブレーキキャリパ(18)とを有する。ブレーキキャリパ(18)は、モータハウジング(13)の径方向外側から径方向内側へのボルト(32)のねじ込みによってモータハウジング(13)の外周に固定される。

Description

インホイールモータ駆動装置
 この発明は、電気自動車の車輪の駆動装置として車輪のホイール内に配置されるインホイールモータ駆動装置に関する。
 電気自動車の車輪の駆動装置として、左右の車輪のホイール内にそれぞれ電動モータを配置し、その各電動モータで左右の車輪を個別に駆動するインホイールモータ駆動装置が知られている。このインホイールモータ駆動装置は、エンジンや電動モータ等の駆動装置から左右の車輪に動力を分配して伝達するディファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを必要としないため、動力伝達経路でのエネルギー損失が小さい。また、車輪ごとに電動モータを配置するので、左右の車輪の駆動力を個別に制御することで、車両の走行安定性の向上を図ることができる。
 インホイールモータ駆動装置として、例えば、下記特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1のインホイールモータ駆動装置は、車輪のホイールが取り付けられるハブと、そのハブに対して車両の幅方向内側に同軸に配置された電動モータと、その電動モータの回転を減速してハブに伝達する減速機と、電動モータおよび減速機を収容するモータハウジングとを有し、モータハウジングの車両の幅方向外側の端部に、ハブを回転可能に支持するハブ軸受が取り付けられている。
 ところで、このインホイールモータ駆動装置を採用した車両においては、ディスクブレーキのブレーキキャリパを着脱する作業がしにくいという問題がある。以下説明する。
 ディスクブレーキは、ハブと一体回転するようにハブに取り付けられたブレーキディスクと、そのブレーキディスクを一対のブレーキパッドで挟み付けるブレーキキャリパとを有する。そして、このブレーキキャリパを取り付けるに際して、一般のインホイールモータを採用しない車両においては、車両の幅方向内側から、ブレーキディスクの軸線と平行な方向にボルトをねじ込んでブレーキキャリパを固定する(例えば、下記特許文献2)。
 ここで、車両の幅方向外側からボルトをねじ込まずに、車両の幅方向内側からボルトをねじ込むようにしているのは、車両の幅方向外側からボルトをねじ込もうとしても、ブレーキディスクが邪魔となって、ボルトをねじ込むことができないからである。そのため、ブレーキキャリパは、通常、車両の幅方向内側からのボルトのねじ込みによって固定するように設計される。
 ところが、インホイールモータ駆動装置を採用した車両においては、ブレーキディスクの車両の幅方向内側に電動モータと減速機が存在するので、車両の幅方向内側から、ブレーキディスクの軸線と平行な方向にボルトをねじ込もうとすると、電動モータと減速機が邪魔となり、ブレーキキャリパを取り付ける作業がしにくいという問題があった。ブレーキキャリパを取り外すときも、同様の問題がある。
 そこで、特許文献1に記載のインホイールモータ駆動装置においては、ブレーキキャリパの脱着作業性を向上させるため、ブレーキディスクに、ボルトが通り抜けることが可能な大きさをもつ貫通孔を形成し、この貫通孔にボルトと工具を挿通させることで、車両の幅方向外側から、ブレーキディスクの軸線と平行な方向にボルトをねじ込むことを可能とし、このボルトのねじ込みによってモータハウジングの軸方向端面にブレーキキャリパを固定するようにしている。
特開2011-241871号公報 特開平8-159182号公報
 しかしながら、特許文献1のように、ボルトと工具を挿通させるための貫通孔をブレーキディスクに形成し、この貫通孔を利用してブレーキキャリパの脱着作業をする場合、ブレーキディスクの貫通孔の位置がモータハウジングのねじ孔の位置に合致するように、ブレーキディスクの角度位置を調整する必要があり、その作業が煩雑である。また、ボルトと工具を挿通させるための貫通孔をブレーキディスクに加工すると、その加工コストが生じるので、ブレーキディスクの単価が上昇してしまうという問題もある。
 この発明が解決しようとする課題は、ブレーキキャリパの脱着作業性に優れたインホイールモータ駆動装置を提供することである。
 上記の課題を解決するため、この発明においては、以下の構成のインホイールモータ駆動装置を提供する。
 車輪のホイールが取り付けられるハブと、
 そのハブに対して車両の幅方向内側に同軸に配置された電動モータと、
 その電動モータを収容するモータハウジングと、
 そのモータハウジングの車両の幅方向外側の端部に取り付けられ、前記ハブを回転可能に支持するハブ軸受と、
 前記ハブと一体回転するようにハブに取り付けられたブレーキディスクと、
 そのブレーキディスクの両側に配置された一対のブレーキパッドで前記ブレーキディスクを挟み付けるブレーキキャリパとを有し、
 前記ブレーキキャリパは、前記モータハウジングの径方向外側から径方向内側へのねじ部材のねじ込みによって前記モータハウジングの外周に固定されているインホイールモータ駆動装置。
 この構成を採用すると、モータハウジングの径方向外側から径方向内側へのねじ部材のねじ込みによってブレーキキャリパを固定するので、ねじ部材を脱着するときに、ブレーキディスクや電動モータや減速機が邪魔とならず、ブレーキキャリパの脱着作業がしやすい。また、ブレーキキャリパ固定用のねじ部材および工具を挿通させるための貫通孔をブレーキディスクに加工する必要がないので、低コストである。
 前記モータハウジングは、前記ブレーキディスクの外周よりも大きい外径をもつ大径部を有するものとし、その大径部の外周に前記ブレーキキャリパを固定する座面を設けると好ましい。このようにすると、ブレーキディスクの軸方向に見て、ブレーキディスクの回転中心から座面までの距離を大きくとることができるので、回転するブレーキディスクをブレーキパッドで挟み付けたときに、ブレーキパッドが受ける制動トルクによってブレーキキャリパと座面の接続部分が受ける力の大きさを抑えることができ、この結果、ブレーキキャリパの固定強度の信頼性を向上させることが可能となる。
 前記座面は、前記ブレーキディスクの軸方向に見て、前記ブレーキパッドを周方向に挟む両側に位置するように設けると好ましい。このようにすると、ブレーキディスクの軸方向に見て、ブレーキキャリパと座面の接続位置が、回転するブレーキディスクをブレーキパッドで挟み付けたときにブレーキパッドに作用する力の作用線上あるいは作用線に近い位置にくるので、ブレーキキャリパと座面の接続部分に作用するモーメントの大きさを抑えることができ、この結果、ブレーキキャリパの固定強度の信頼性を向上させることが可能となる。
 前記ブレーキキャリパとしては、前記モータハウジングの外周に固定されたキャリパブラケットと、そのキャリパブラケットに対して前記ブレーキディスクの軸方向にスライド可能に支持されたキャリパボディと、そのキャリパボディに組み込まれ、前記ブレーキディスクの片側のブレーキパッドを前記ブレーキディスクに押さえ付ける加圧機構とを有するフローティング型ブレーキキャリパを使用することができる。
 また、前記ブレーキキャリパとして、前記モータハウジングの外周に固定されたキャリパボディと、そのキャリパボディに組み込まれ、前記ブレーキディスクの両側のブレーキパッドをそれぞれ前記ブレーキディスクに押さえ付ける一対の加圧機構とを有する固定型ブレーキキャリパを使用することもできる。
 この発明のインホイールモータ駆動装置は、モータハウジングの径方向外側から径方向内側へのねじ部材のねじ込みによってブレーキキャリパを固定するので、ねじ部材を脱着するときに、ブレーキディスクや電動モータや減速機が邪魔とならず、ブレーキキャリパの脱着作業がしやすい。
この発明の実施形態のインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車を示す概略図 図1の電気自動車の後輪のホイール内に配置されたインホイールモータ駆動装置を示す断面図 図2に示すインホイールモータ駆動装置の斜視図 図2に示すインホイールモータ駆動装置を車両の幅方向外側から見た図 図4のブレーキキャリパを上方から見た図 図5のVI-VI線に沿った断面図 この発明の他の実施形態のインホイールモータ駆動装置を車両の幅方向外側から見た図 図6に示すインホイールモータ駆動装置の他の例を示す図 図8に示すインホイールモータ駆動装置の斜視図 図6に示すインホイールモータ駆動装置の更に他の例を示す図 図10に示すインホイールモータ駆動装置の斜視図 この発明の更に他の実施形態のインホイールモータ駆動装置を図6に対応して示す図 図2に示すインホイールモータ駆動装置の他の例を示す図
 以下、この発明の実施形態にかかるインホイールモータ駆動装置1を説明する。図1は、左右一対の前輪2と左右一対の後輪3を有する車両4を示す。この車両4は、ステアリングホイール5の操舵によって左右の前輪2の向きを変化させ、左右の後輪3にそれぞれ配置したインホイールモータ駆動装置1で左右の後輪3を個別に駆動する電気自動車である。
 図1では、インホイールモータ駆動装置1を後輪3にのみ配置しているが、左右一対の前輪2にもそれぞれインホイールモータ駆動装置1を配置することが可能である。また、左右一対の前輪2にのみインホイールモータ駆動装置1を配置することも可能である。なお、以下の説明において、車両4の幅方向とは車両4の左右方向のことをいい、これは車両4の前後方向に対して直角な方向である。
 図2に示すように、インホイールモータ駆動装置1は、後輪3のタイヤ3Aを保持するホイール3B内に配置されている。インホイールモータ駆動装置1は、ホイール3Bが取り付けられるハブ10と、ハブ10に対して車両4の幅方向内側に同軸に配置された電動モータ11と、電動モータ11の回転を減速してハブ10に伝達する減速機12と、電動モータ11および減速機12を収容するモータハウジング13と、モータハウジング13の車両4の幅方向外側の端部に取り付けられたハブ軸受14と、ハブ10と一体回転するようにハブ10に取り付けられたブレーキディスク15と、ブレーキディスク15の両側に配置された一対のブレーキパッド16,16でブレーキディスク15を挟み付けるブレーキキャリパ18とを有する。
 電動モータ11は、図示しない環状のステータと、ステータの内側に配置されたロータと有し、ステータに通電することによってロータが回転し、その回転を減速機12に出力する。
 減速機12は、電動モータ11から入力される回転を減速して出力する出力軸19を有する。減速機12は、減速機12に入力される回転の中心と、減速機12から出力される回転の中心とが同一直線上にある構造のものを使用している。このような減速機12として、例えば、遊星歯車減速機やサイクロ減速機が挙げられる。
 モータハウジング13は、ブレーキディスク15の外周よりも大きい外径をもつ大径部13Aと、大径部13Aの車両4の幅方向外側の端部に設けられた端板13Bと、端板13Bから車両4の幅方向外側に延びる小径部13Cとを有する。大径部13Aは電動モータ11を収容している。小径部13Cは減速機12を収容している。
 モータハウジング13の車両4の幅方向外側の端部には、ハブ10を回転可能に支持するハブ軸受14が取り付けられている。一方、モータハウジング13の車両4の幅方向内側の端部には、蓋板20が取り付けられている。モータハウジング13の大径部13Aの外周には、一端を車体シャーシに接続したサスペンションアームの他端を接続するサスペンション接続部(図示せず)が周方向に間隔をおいて複数設けられる。
 ハブ10は、ハブ軸10Aと、ハブ軸10Aの外周から径方向外方に延びるハブフランジ10Bとを有する。ハブ軸10Aの中心にはスプライン孔21が形成され、このスプライン孔21に減速機12の出力軸19が嵌合し、出力軸19とハブ10とが一体回転するようになっている。また、減速機12の出力軸19の端部に装着したスピンドルナット22の締め込みにより、ハブ10と出力軸19が軸方向に相対移動しないように連結固定されている。
 ハブフランジ10Bには、周方向に間隔をおいて複数のハブボルト23が固定されている。ハブボルト23は、ホイール3Bをハブ10に取り付けるためのボルトである。ホイール3Bは、ホイール3Bにハブボルト23が貫通するようにホイール3Bをハブフランジ10Bに重ねた状態で、ホイールナット24をハブボルト23にねじ込むことによりハブフランジ10Bに固定される。また、このホイール3Bとハブフランジ10Bの間にブレーキディスク15を挟み込むことによって、ブレーキディスク15がハブフランジ10Bに固定されている。
 ハブ軸受14は、ハブ軸10Aを囲むように同軸に設けられた外輪25と、外輪25とハブ軸10Aの間に組み込まれた複数の転動体26とを有する。外輪25の外周にはフランジ27が一体に形成されている。フランジ27は、モータハウジング13の小径部13Cの車両4の幅方向外側の端部にボルト28で固定されている。このハブ軸受14は、路面からホイール3Bを介してハブ10に作用するラジアル荷重およびアキシアル荷重を両方とも支持するために複列の転がり軸受が使用される。ハブ軸受14は、複列の転動体のうち、車両の幅方向外側の列の転動体の転走面をハブ10の外周に直接形成した第3世代ハブ軸受を使用してもよいし、第2世代、第1世代のハブ軸受を使用してもよい。
 図3~図5に示すように、ブレーキキャリパ18は、モータハウジング13の大径部13Aの外周の円周方向に離れた2箇所で固定されたキャリパブラケット18Aと、キャリパブラケット18Aに対してブレーキディスク15の軸方向にスライド可能に支持されたキャリパボディ18Bと、キャリパボディ18Bに組み込まれ、ブレーキディスク15の片側のブレーキパッド16をブレーキディスク15に押さえ付ける加圧機構18Cとを有する。
 キャリパブラケット18Aは、モータハウジング13の大径部13Aの車両4の幅方向外側の端部外周に固定される一対のベース片29と、各ベース片29の車両4の幅方向外側の端部からモータハウジング13の端板13Bに沿って径方向内方に延びる一対の内向き突片30と、一対の内向き突片30同士を連結する連結アーム31とを有する。
 図6に示すように、一対のベース片29は、モータハウジング13の大径部13Aの周方向に間隔をおいた位置に設けられている。各ベース片29には、ボルト32を通す複数のボルト孔33が、軸方向に間隔をおいて形成されている(図5参照)。モータハウジング13の大径部13Aの外周の座面34にも、複数のねじ孔35が軸方向に間隔をおいて形成されている。そして、ベース片29のボルト孔33の位置をモータハウジング13の外周の座面34のねじ孔35に合致させた状態で、モータハウジング13の大径部13Aの径方向外側から径方向内側にボルト32をねじ込むことにより、キャリパブラケット18Aがモータハウジング13の大径部13Aの外周の座面34に固定されている。
 図3に示す内向き突片30は、モータハウジング13の端板13Bに当接するように設けられ、これにより、モータハウジング13に対するキャリパブラケット18Aの固定強度が高められている。
 図2に示すように、キャリパボディ18Bは、ブレーキディスク15を間に挟んで対向する一対の対向片36と、その対向片36同士を連結するブリッジ37とを有する。キャリパボディ18Bの一対の対向片36のうち、車両4の幅方向内側の対向片36には加圧機構18Cが組み込まれている(図5参照)。加圧機構18Cは、車両4の幅方向内側のブレーキパッド16の背面に配置されており、そのブレーキパッド16を車両4の幅方向外方に押圧してブレーキディスク15に押さえ付けるアクチュエータである。加圧機構18Cとしては、オイルポンプから供給される油圧でピストンをブレーキパッド16に向けて前進させる油圧式のものや、電動モータで発生する駆動力でピストンをブレーキパッド16に向けて前進させる電動式のものを採用することができる。
 図5に示すように、キャリパボディ18Bは、ブレーキディスク15の周方向に間隔をおいて配置された軸方向に延びる一対のスライドピン38を介して、軸方向にスライド可能にキャリパブラケット18Aに支持されている。これにより、加圧機構18Cがブレーキパッド16をブレーキディスク15に押さえ付けたとき、ブレーキディスク15から受ける反力によってキャリパボディ18Bが車両4の幅方向内方にスライドし、このキャリパボディ18Bのスライドによって、車両4の幅方向外側のブレーキパッド16がブレーキディスク15に押さえ付けられるようになっている。
 図では、キャリパボディ18Bに固定されたスライドピン38を、キャリパブラケット18Aに形成されたスライド孔39に軸方向にスライド可能に係合させているが、キャリパボディ18Bに形成されたスライド孔を、キャリパブラケット18Aに固定されたスライドピンに軸方向にスライド可能に係合させてもよい。
 図6に示すように、モータハウジング13の外周の座面34(キャリパブラケット18Aのベース片29と接続する部分)は、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキディスク15の外周よりも径方向外側に位置している。また、この座面34は、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキパッド16を周方向に挟む両側に位置するように設けられている。具体的には、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキパッド16の周方向両端の外側に位置するように一対の座面34が設けられている。
 上述のインホイールモータ駆動装置1は、モータハウジング13の径方向外側から径方向内側へのボルト32のねじ込みによってブレーキキャリパ18を固定するので、ボルト32を脱着するときに、ブレーキディスク15や電動モータ11や減速機12が邪魔とならず、ブレーキキャリパ18の脱着作業がしやすい。また、ボルト32および工具を挿通させるための貫通孔をブレーキディスク15に加工する必要がないので、低コストである。
 また、このインホイールモータ駆動装置1は、ブレーキキャリパ18を固定する座面34をモータハウジング13の大径部13Aの外周に設けているので、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキディスク15の回転中心から座面34までの距離を大きくとることができる。そのため、回転するブレーキディスク15をブレーキパッド16で挟み付けたときに、ブレーキパッド16が受ける制動トルクによってブレーキキャリパ18と座面34の接続部分が受ける力の大きさを抑えることができ、この結果、ブレーキキャリパ18の固定強度の信頼性を向上させることが可能となっている。
 また、このインホイールモータ駆動装置1は、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキパッド16を周方向に挟む両側に座面34を配置しているので、ブレーキディスク15の軸方向に見て、ブレーキキャリパ18と座面34の接続位置が、回転するブレーキディスク15をブレーキパッド16で挟み付けたときにブレーキパッド16に作用する力の作用線上あるいは作用線に近い位置にくる。そのため、回転するブレーキディスク15をブレーキキャリパ18で挟み付けたときに、ブレーキキャリパ18と座面34の接続部分に作用するモーメントの大きさを抑えることができ、この結果、ブレーキキャリパ18の固定強度の信頼性を向上させることが可能となっている。
 図7に示すように、ボルト32の中心線の方向がモータハウジング13の半径方向に合致するように構成してもよいが、ボルト32の中心線の方向は、必ずしも、モータハウジング13の半径方向に合致している必要はなく、ボルト32のねじ込み方向がモータハウジング13の径方向外側から径方向内側に向かう方向となればよい。例えば、図4に示すように、ボルト32の中心線がモータハウジング13の中心(すなわちブレーキディスク15の中心)からずれた位置で交わるように複数のボルト32をモータハウジング13の径方向外側から径方向内側にねじ込む構成としてもよい。また、図8、図9に示すように、ボルト32の中心線が交わらず平行に延びるように複数のボルト32をモータハウジング13の径方向外側から径方向内側にねじ込む構成としてもよい。
 また、図10、図11に示すように、モータハウジング30の外周を軸方向に延びる溝40を形成し、その溝40の内面に座面34を設けることができる。このようにすると、溝40とベース片29の嵌合によってベース片29の移動を阻止し、モータハウジング13の外周に対するキャリパブラケット18Aの固定強度を高めることができる。
 キャリパブラケット18Aは、図3に示すように、継ぎ目のない一体構造としてもよく、図11に示すように、複数の部材を結合したものを採用してもよい。図11において、キャリパブラケット18Aは、モータハウジング13の大径部13Aの車両4の幅方向外側の端部外周に固定される一対のベース片29と、各ベース片29の車両4の幅方向外側の端部からモータハウジング13の端板13Bに沿って径方向内方に延びる一対の内向き突片30とが継ぎ目のない一体構造とされ、これに内向き突片30同士を連結する連結アーム31がボルトで結合されている。
 上記実施形態では、モータハウジング13の径方向外側から径方向内側へのボルト32のねじ込みによってブレーキキャリパ18を固定する例を説明したが、径方向外側から径方向内側へのナットのねじ込みによってブレーキキャリパ18を固定するようにしてもよい。例えば、図12に示すように、モータハウジング13の外周の座面34に植込みボルト41を固定し、この植込みボルト41に、モータハウジング13の径方向外側から径方向内側にナット42をねじ込むことにより、モータハウジング13の外周の座面34にキャリパブラケット18Aを固定するようにしてもよい。
 上記実施形態では、ブレーキキャリパ18として、モータハウジング13の外周に固定されたキャリパブラケット18Aと、キャリパブラケット18Aに対してブレーキディスク15の軸方向にスライド可能に支持されたキャリパボディ18Bと、片側のブレーキパッド16をブレーキディスク15に押さえ付ける加圧機構18Cとを有するフローティング型のものを例に挙げて説明したが、このフローティング型のブレーキキャリパ18にかえて固定型のブレーキキャリパ18を採用してもよい。すなわち、図13に示すように、モータハウジング13の外周に固定されたキャリパボディ18Dと、キャリパボディ18Dに組み込まれ、ブレーキディスク15の両側のブレーキパッド16をそれぞれブレーキディスク15に押さえ付ける一対の加圧機構18Eとを有する固定型のブレーキキャリパ18を採用したときにも、上記実施形態と同様に、モータハウジング13の径方向外側から径方向内側へのボルト32またはナット42のねじ込みによって、キャリパボディ18Dをモータハウジング13の外周に固定することができ、これにより、ブレーキキャリパ18の脱着の作業性を高めることができる。
 この発明に係るインホイールモータ駆動装置1においては、サイクロイド式の減速機、遊星歯車減速機、2軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。また、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、インホイールモータ駆動装置と内燃機関とを併用したハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。
1    インホイールモータ駆動装置
3    後輪
3B   ホイール
4    車両
10   ハブ
11   電動モータ
12   減速機
13   モータハウジング
13A  大径部
14   ハブ軸受
15   ブレーキディスク
16   ブレーキパッド
18   ブレーキキャリパ
18A  キャリパブラケット
18B  キャリパボディ
18C  加圧機構
18D  キャリパボディ
18E  加圧機構
32   ボルト
34   座面
42   ナット

Claims (5)

  1.  車輪(3)のホイール(3B)が取り付けられるハブ(10)と、
     そのハブ(10)に対して車両(4)の幅方向内側に同軸に配置された電動モータ(11)と、
     その電動モータ(11)を収容するモータハウジング(13)と、
     そのモータハウジング(13)の車両(4)の幅方向外側の端部に取り付けられ、前記ハブ(10)を回転可能に支持するハブ軸受(14)と、
     前記ハブ(10)と一体回転するようにハブ(10)に取り付けられたブレーキディスク(15)と、
     そのブレーキディスク(15)の両側に配置された一対のブレーキパッド(16)で前記ブレーキディスク(15)を挟み付けるブレーキキャリパ(18)とを有し、
     前記ブレーキキャリパ(18)は、前記モータハウジング(13)の径方向外側から径方向内側へのねじ部材(32)のねじ込みによって前記モータハウジング(13)の外周に固定されているインホイールモータ駆動装置。
  2.  前記モータハウジング(13)は、前記ブレーキディスク(15)の外周よりも大きい外径をもつ大径部(13A)を有し、その大径部(13A)の外周に前記ブレーキキャリパ(18)を固定する座面(34)が設けられている請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
  3.  前記座面(34)は、前記ブレーキディスク(15)の軸方向に見て、前記ブレーキパッド(16)を周方向に挟む両側に位置するように設けられている請求項2に記載のインホイールモータ駆動装置。
  4.  前記ブレーキキャリパ(18)は、前記モータハウジング(13)の外周に固定されたキャリパブラケット(18A)と、そのキャリパブラケット(18A)に対して前記ブレーキディスク(15)の軸方向にスライド可能に支持されたキャリパボディ(18B)と、そのキャリパボディ(18B)に組み込まれ、前記ブレーキディスク(15)の片側のブレーキパッド(16)を前記ブレーキディスク(15)に押さえ付ける加圧機構(18C)とを有するフローティング型ブレーキキャリパである請求項1から3のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  5.  前記ブレーキキャリパ(18)は、前記モータハウジング(13)の外周に固定されたキャリパボディ(18D)と、そのキャリパボディ(18D)に組み込まれ、前記ブレーキディスク(15)の両側のブレーキパッド(16)をそれぞれ前記ブレーキディスク(15)に押さえ付ける一対の加圧機構(18E)とを有する固定型ブレーキキャリパである請求項1から3のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
PCT/JP2014/074208 2013-09-13 2014-09-12 インホイールモータ駆動装置 WO2015037703A1 (ja)

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