WO2024029260A1 - インホイールモータ - Google Patents

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WO2024029260A1
WO2024029260A1 PCT/JP2023/024891 JP2023024891W WO2024029260A1 WO 2024029260 A1 WO2024029260 A1 WO 2024029260A1 JP 2023024891 W JP2023024891 W JP 2023024891W WO 2024029260 A1 WO2024029260 A1 WO 2024029260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bracket
rotor
vehicle width
shaft
width direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/024891
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和也 榎園
晴美 堀畑
貞洋 赤間
恵介 河合
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2024029260A1 publication Critical patent/WO2024029260A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/225Detecting coils
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Definitions

  • the present disclosure relates to an in-wheel motor that is at least partially housed in an inner space of a wheel that has a rim portion to which a tire can be attached and a disk portion provided on a side surface of the rim portion.
  • this type of in-wheel motor has a resolver as a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotor, which is installed on the radially outer side of a hub bearing that rotatably supports the shaft of the rotor. It is known that the
  • the main objective of the present disclosure is to provide an in-wheel motor that can reduce the outer diameter of a rotation angle sensor.
  • the present disclosure is applied to a moving body including a wheel having a rim part to which a tire can be attached and a disc part provided on a side surface of the rim part, and the space inside the wheel surrounded by the disc part and the rim part.
  • An in-wheel motor in which at least a portion of the wheel is housed and rotates the wheel, a tubular bracket part fixed to a chassis part of the mobile body and extending outward in the vehicle width direction from the chassis part side; a stator connected to the bracket part; a rotor having field poles and a shaft extending in the vehicle width direction and connected to the wheel; a bearing that is provided outside the bracket portion in the vehicle width direction in the axial direction of the shaft and rotatably supports the shaft; rotation angle sensor, Equipped with The shaft extends inward in the axial direction in the vehicle width direction to a position facing the inner circumferential surface of the bracket portion in the radial direction of the shaft, The rotation angle sensor is a rotor-side sensor section attached to the
  • the bracket portion of the present disclosure is fixed to the chassis portion of the moving body and extends outward in the vehicle width direction from the chassis portion side. Further, the bracket portion has a tubular shape. Therefore, the shaft can be inserted into the inner space of the bracket portion from the opening on the outer side in the vehicle width direction of the bracket portion. Specifically, the shaft extends inward in the vehicle width direction in the axial direction to a position facing the inner circumferential surface of the bracket portion in the radial direction.
  • a rotor-side sensor portion extending radially outward is attached to a position of the shaft that is shifted inward in the vehicle width direction from the bearing and faces the inner circumferential surface of the bracket portion in the radial direction. It is being Since the rotor-side sensor part and the bracket-side sensor part that make up the rotation angle sensor are not arranged radially outward of the bearing, the distance from the radially outermost end of the rotor-side sensor part to the center of rotation of the rotor-side sensor part can be made smaller than the radial dimension of the bearing. As a result, the outer diameter of the rotation angle sensor can be reduced.
  • FIG. 1 is a sectional view of a wheel unit according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an enlarged view of the hub bearing and bracket part of the configuration of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a hub bearing and a bracket portion according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 4 is an enlarged view of a hub bearing and a bracket portion according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 5 is an enlarged view of the hub bearing and bracket portion according to the second embodiment
  • FIG. 6 is an enlarged view of the hub bearing and bracket portion according to the third embodiment
  • FIG. 7 is an enlarged view of the hub bearing and bracket portion according to the fourth embodiment
  • FIG. 8 is a sectional view of a wheel unit according to the fifth embodiment.
  • the in-wheel motor constitutes a wheel unit that becomes a driving wheel together with a wheel to which a tire is attached.
  • the wheel unit of this embodiment is applied to a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the wheel unit includes a wheel 10.
  • the wheel 10 includes a cylindrical rim portion 11 and a disc-shaped disk portion 12 provided at the outer end of the rim portion 11 in the vehicle width direction.
  • a tire 13 is attached to the outer periphery of the wheel 10.
  • the wheel unit includes an in-wheel motor 30 that rotates the wheel 10.
  • In-wheel motor 30 is attached to the chassis of the vehicle.
  • the in-wheel motor 30 is attached to a knuckle 20 of a suspension device that constitutes a chassis portion.
  • the knuckle 20 includes a mounting portion 21 extending in the vertical direction, a lower arm 22 extending inward in the vehicle width direction from the lower end of the mounting portion 21, and an upper arm 23 extending inward in the vehicle width direction from the upper end of the mounting portion 21.
  • An in-wheel motor 30 is attached to the attachment part 21. Note that although this embodiment shows an example in which the wheel unit is not a steered wheel, the wheel unit may be a steered wheel.
  • the in-wheel motor 30 is at least partially housed in the inner space of the wheel 10, which is a space radially inner than the rim portion 11, and provides rotational power to the wheel 10.
  • the in-wheel motor 30 is an outer rotor type motor that includes a shaft 31 extending in the vehicle width direction, a rotor 40, and a stator 50 disposed radially inside the rotor 40.
  • the rotor 40 includes a cylindrical magnet holder 41 and a magnet unit 42 provided on the inner peripheral surface of the magnet holder 41.
  • the magnet holding portion 41 faces the inner circumferential surface of the rim portion 11 from the outer end to the inner end in the vehicle width direction.
  • the magnet unit 42 has a cylindrical shape concentric with the rotation center axis of the rotor 40 and includes a plurality of magnets fixed to the inner peripheral surface of the magnet holding part 41. That is, the in-wheel motor 30 of this embodiment is a surface magnet type synchronous machine (SPMSM).
  • SPMSM surface magnet type synchronous machine
  • the magnets are arranged so that their polarities alternate along the circumferential direction of the rotor 40.
  • the magnet is, for example, a sintered neodymium magnet that is a polar anisotropic permanent magnet, has an intrinsic coercive force of 400 [kA/m] or more, and has a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more.
  • the in-wheel motor 30 may be an embedded magnet type synchronous machine (IPMSM).
  • the inner end in the vehicle width direction of the magnet holding portion 41 is a bent portion bent inward in the radial direction of the rotor 40 .
  • the rotor 40 includes a disk-shaped flat plate portion 43 (corresponding to a “connection portion”) that is provided at the outer end in the vehicle width direction of the magnet holding portion 41 and connects the magnet holding portion 41 and the shaft 31.
  • the disk portion 12 is fixed to the flat plate portion 43 with bolts and nuts. Thereby, the rotor 40 and the wheel 10 rotate together.
  • the magnet holding portion 41 and the flat plate portion 43 may be made of a non-magnetic material (for example, aluminum or synthetic resin) or may be made of a magnetic material (for example, iron).
  • the stator 50 includes a cylindrical stator winding 51 disposed at a position facing the magnet unit 42 in the radial direction, a cylindrical stator core 52 provided inside the stator winding 51 in the radial direction, and a diameter of the stator core 52.
  • the stator core 52 is made of a magnetic material (specifically, a soft magnetic material), and is made of, for example, an electromagnetic steel plate.
  • the stator winding 51 has a plurality of phase windings, and is formed into a cylindrical shape by arranging the phase windings of each phase in a predetermined order in the circumferential direction.
  • the stator winding 51 is composed of three-phase windings of U, V, and W phases.
  • Each phase winding is configured by multiple windings of conducting wire material, and includes a pair of intermediate conducting wire portions that are parallel to each other and extend in the axial direction (vehicle width direction) of the shaft 31, and a pair of intermediate conducting wire portions that extend at both axial ends.
  • the conductor has a pair of transition portions that are connected to each other, and is formed into an annular shape by the pair of intermediate conductor portions and the pair of transition portions.
  • stator core 52 has a slotless structure that does not have teeth for forming slots.
  • This structure may be a structure using any one of (A) to (C) below.
  • an inter-conductor member is provided between each intermediate conductor portion in the circumferential direction, and the width dimension in the circumferential direction of the inter-conductor member at one magnetic pole is Wt, and the saturation of the inter-conductor member is
  • the magnetic flux density is Bs
  • the circumferential width of the magnet at one magnetic pole is Wm
  • the residual magnetic flux density of the magnet forming the magnet unit 42 is Br
  • a magnetic material with the relationship Wt ⁇ Bs ⁇ Wm ⁇ Br is Structure used.
  • an inter-conductor member is provided between each intermediate conductor portion in the circumferential direction, and a non-magnetic material is used as the inter-conductor member.
  • stator 50 In the stator 50, a structure in which an inter-conductor member is not provided between each intermediate conductor portion in the circumferential direction.
  • the base portion 53 is a structure for connecting the structure on the stator 50 side of the in-wheel motor 30 and the mounting portion 21 of the knuckle 20. Further, the base portion 53 is configured to rotatably support the shaft 31.
  • the base portion 53 has a function as a housing for the stator 50, and includes a cylindrical core attachment portion 54 extending in the vehicle width direction, and an annular core attachment portion 54 extending radially inward from an outer end of the core attachment portion 54 in the vehicle width direction.
  • the annular portion 55 is provided.
  • a through hole 56 through which the shaft 31 is inserted is formed in the center of the annular portion 55 .
  • the stator core 52 is attached to the radially outer end of the core attachment portion 54 .
  • a cavity is formed inside the core mounting portion 54 in the radial direction.
  • a bracket part 70 is arranged in this cavity.
  • the bracket portion 70 includes a tubular main body portion 71 extending in the axial direction of the shaft 31, and an annular bracket side flange portion 72 extending radially outward from the outer end of the main body portion 71 in the vehicle width direction.
  • the bracket portion 70 is made of a non-magnetic material, and specifically, made of a non-magnetic metal material (for example, aluminum).
  • the bracket part 70 of this embodiment is configured as a separate member from the base part 53.
  • a plurality of bolt insertion holes 72a are formed in the bracket side flange portion 72 at predetermined intervals in the circumferential direction, through which the bolts 92 are inserted.
  • the in-wheel motor 30 includes a hub bearing 60 that rotatably supports the shaft 31 with respect to the annular portion 55 that constitutes the base portion 53.
  • the hub bearing 60 is a rolling bearing that includes a cylindrical outer ring 61, an inner ring 62, and a plurality of rolling elements 63 (for example, balls) arranged between the outer ring 61 and the inner ring 62.
  • the outer ring 61 includes an outer ring cylinder portion 61a extending in the axial direction of the shaft 31, and an annular outer ring side flange portion 61b extending radially outward from an axially intermediate portion of the outer ring cylinder portion 61a.
  • a radially inner end of the annular portion 55 is an annular bearing mounting portion 55a that is recessed from the outer side in the vehicle width direction to the inner side in the vehicle width direction.
  • bolt insertion holes 55b and 61c that penetrate in the axial direction for inserting the bolts 92 are formed in the same number as the bolt insertion holes 72a at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the bolt insertion hole 61c of the outer ring side flange portion 61b is a female threaded hole.
  • the bracket side flange portion 72 is in contact with the inner end surface of the bearing mounting portion 55a in the vehicle width direction, and the outer ring side flange portion 61b is in contact with the outer end surface of the bearing mounting portion 55a in the vehicle width direction.
  • the bolt 92 is inserted into each bolt insertion hole 72a, 55b, 61c with the head of the bolt 92 facing inward in the vehicle width direction, and the male thread of the bolt 92 is inserted into the female thread hole which is the bolt insertion hole 61c. Screwed in.
  • the bracket part 70 and the hub bearing 60 are fixed to the annular part 55.
  • the inner ring 62 of the hub bearing 60 includes an inner ring cylindrical portion 62a having a cylindrical shape with a smaller diameter than the outer ring 61, and an inner ring side flange portion extending from one axial end of the inner ring cylindrical portion 62a in a direction intersecting (orthogonal to) the axial direction. 62b.
  • the shaft 31 is fixed to the inner ring cylinder portion 62a.
  • a plurality of protrusions 62c extending outward in the vehicle width direction are formed on the inner ring side flange portion 62b at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • a male thread is formed at the tip of the projection 62c.
  • a through hole 43a is formed in the flat plate portion 43 of the rotor 40.
  • An annular regulating portion 34 extending radially outward is formed in the axially intermediate portion of the shaft 31.
  • a male thread is formed at an outer end portion 35 of the shaft 31 in the vehicle width direction.
  • the nut 91 is screwed into the male thread of the tip portion 35 with the restriction portion 34 in contact with the axial end surface of the inner ring cylinder portion 62a. Thereby, the shaft 31 is fixed to the inner ring 62.
  • the inner end portion of the main body portion 71 of the bracket portion 70 in the vehicle width direction is a thin portion 73 having a relatively large inner diameter.
  • a portion of the main body portion 71 adjacent to the outer side in the vehicle width direction with respect to the thin wall portion 73 is a thick wall portion 74 having an inner diameter smaller than the inner diameter of the thin wall portion 73 .
  • the boundary between the thin part 73 and the thick part 74 is a stepped part 75.
  • the inner diameter of the thick portion 74 is larger than the outer diameter of the inner ring cylinder portion 62a.
  • the in-wheel motor 30 includes a resolver 80 as a rotation angle sensor that detects the rotation angle (electrical angle) of the rotor 40.
  • the resolver 80 includes a resolver rotor 81 (corresponding to a "rotor side sensor section") attached to the inner end of the shaft 31 in the vehicle width direction, and a resolver stator 82 (a "bracket (equivalent to "side sensor section”).
  • the resolver rotor 81 has a disk shape, and is provided coaxially with the shaft 31 so as to be inserted through the shaft 31 .
  • the resolver stator 82 includes an annular back yoke and a coil 83 wound around a plurality of teeth extending radially inward from the back yoke.
  • Coil 83 includes an excitation coil and a pair of output coils.
  • the excitation coil is excited by a sinusoidal excitation signal, and the magnetic flux generated in the excitation coil by the excitation signal interlinks the pair of output coils.
  • the relative arrangement between the excitation coil and the pair of output coils changes periodically according to the rotation angle of the resolver rotor 81, the number of magnetic fluxes interlinking the pair of output coils changes periodically. .
  • the output coil outputs a signal according to the rotation angle.
  • a through hole 57 that penetrates in the axial direction is formed in the annular portion 55 of the base portion 53.
  • a power line 58 that electrically connects the stator winding 51 and the inverter and through which three-phase alternating current flows is inserted through the through hole 57 .
  • a power storage unit is electrically connected to the inverter.
  • the power storage unit is, for example, a storage battery such as a lithium ion storage battery.
  • Switching control of the upper and lower arm switches constituting the inverter is performed by a control device. This causes the rotor 40 to rotate and the wheel unit to rotate.
  • the inverter, the power storage unit, and the control device are provided in a portion of the vehicle other than the wheel unit (for example, the chassis portion or the body portion).
  • the inner end portion of the shaft 31 in the vehicle width direction is a small diameter portion 36 .
  • a portion of the shaft 31 that is adjacent to the small diameter portion 36 in the axial direction is a large diameter portion 37 having a larger radial dimension than the small diameter portion 36 .
  • a step portion 38 is formed between the small diameter portion 36 and the large diameter portion 37 with which the axial end surface of the resolver rotor 81 comes into contact.
  • the stepped portion 38 faces the inner circumferential surface of the thin portion 73 in the radial direction.
  • a portion of the shaft 31 adjacent to the large diameter portion 37 in the axial direction serves as a restriction portion 34 .
  • a male thread is formed at the tip 39 of the small diameter portion 36.
  • the small diameter portion 36 faces the inner peripheral surface of the thin portion 73 of the bracket portion 70 in the radial direction. While the resolver rotor 81 is inserted through the small diameter portion 36 and the end of the resolver rotor 81 is in contact with the stepped portion 38, the nut 93 is screwed into the external thread of the tip 39 of the small diameter portion 36. As a result, the resolver rotor 81 is sandwiched between the stepped portion 38 and the nut 93, and the resolver rotor 81 is attached to the shaft 31.
  • the structure in which the step portion 38 is provided on the shaft 31 allows the resolver rotor 81 to be easily positioned in the axial direction. Furthermore, the coaxiality of the resolver rotor 81 with respect to the rotation center axis of the shaft 31 can be increased. Thereby, the accuracy of calculating the electrical angle can be improved.
  • the shaft 31 extends inward in the vehicle width direction with respect to the hub bearing 60. Therefore, the resolver rotor 81 can be attached to the inner end of the shaft 31 in the vehicle width direction. As a result, the outer diameter of the resolver rotor 81 can be made smaller than the outer diameter of the outer ring cylindrical portion 61a, and in this embodiment, the outer diameter of the inner ring cylindrical portion 62a.
  • the dimension from the outermost end of the resolver rotor 81 in the radial direction to the rotation center of the resolver rotor 81 (that is, the rotation center of the shaft 31) can be made smaller than the radial dimension of the outer ring cylinder portion 61a, and the inner ring It can be made smaller than the radius dimension of the cylindrical portion 62a.
  • the resolver stator 82 is attached to the bracket part 70 with the end of the resolver stator 82 in contact with the stepped part 75 of the bracket part 70 .
  • bracket part 70 By covering the resolver 80 with the bracket part 70, it is possible to suppress foreign substances such as water and dust from entering the space surrounded by the bracket part 70 from the outside.
  • a through hole 73a is formed in a portion of the thin portion 73 that faces the resolver stator 82 in the radial direction, through which a wiring 84 (specifically, a harness) electrically connected to the coil 83 is inserted.
  • the wiring 84 is drawn out from the inside of the bracket part 70 through the through hole 73a.
  • the wiring 84 drawn out to the outside is arranged along the direction in which the upper arm 23 extends, passing through a space surrounded by the bracket part 70 and the base part 53.
  • a tubular seal member 85 is provided between the through hole 73a and the wiring 84.
  • the seal member 85 is made of, for example, synthetic resin.
  • the seal member 85 can prevent foreign matter from entering the inside of the bracket portion 70 through the gap between the through hole 73 a and the wiring 84 .
  • the opening at the inner end in the vehicle width direction of the main body 71 of the bracket 70 is covered with a cover 100.
  • a bolt insertion hole 100a is formed in the cover 100, and a female screw hole 76 is formed in the inner end of the thin wall portion 73 in the vehicle width direction.
  • a bolt insertion hole 21a is formed in the attachment portion 21 of the knuckle 20.
  • the cover 100 has a female screw hole 100b formed therein. With the mounting portion 21 in contact with the cover 100, the bolt 94 is inserted into the bolt insertion hole 21a and the female threaded hole 100b, and the male thread of the bolt 94 is screwed into the female threaded hole 100b. Thereby, the cover 100 is fixed to the knuckle 20.
  • the above control device mounted on the vehicle is equipped with a resolver digital converter.
  • the resolver digital converter supplies an excitation signal to the excitation coil included in the coil 83 via the wiring 84 . Further, the resolver digital converter calculates the electrical angle by detection based on a signal from a pair of output coils included in the coil 83 and an excitation signal.
  • the bracket portion 70 is made of a non-magnetic metal material instead of a magnetic material such as iron. Therefore, leakage of magnetic flux from the resolver stator 82 to the bracket portion 70 can be suppressed, and the accuracy of calculating the electrical angle can be improved.
  • the first advantage is in the manufacturing process of the in-wheel motor 30.
  • the rotor 40 and hub bearing 60 are attached to the base portion 53 of the stator 50, and the bracket portion 70 is attached to the base portion 53. Subsequently, the resolver stator 82 is attached to the stepped portion 75 of the bracket portion 70, and the resolver rotor 81 is attached to the stepped portion 38 of the shaft 31.
  • the attached state of the resolver rotor 81 and resolver stator 82 can be confirmed from the opening side of the bracket part 70.
  • the attached state of the resolver 80 is inspected using an inspection device provided in the manufacturing process. As a result of the inspection, if the mounting state is not the desired mounting state, the mounting state of the resolver 80 can be adjusted through the opening of the bracket portion 70.
  • the second advantage is an advantage when the in-wheel motor 30 is maintained after it is mounted on a vehicle.
  • this maintenance method first, bolts 94 are removed, and in-wheel motor 30 is removed from attachment portion 21 of knuckle 20. Thereafter, bolts 101 are removed and cover 100 is removed from bracket portion 70. Thereby, the attachment state of the resolver rotor 81 and the resolver stator 82 can be confirmed from the opening side of the bracket part 70.
  • the shaft 31 extends inward in the vehicle width direction from the hub bearing 60, and the tip end of the shaft 31 extends to the inner space of the bracket part 70. Therefore, the resolver rotor 81 and resolver stator 82 constituting the resolver 80 can be configured not to be disposed outside the hub bearing 60 in the radial direction. As a result, the outer diameter of the resolver rotor 81 can be made smaller than the outer diameter of the outer ring cylindrical portion 61a, and specifically, the outer diameter of the resolver rotor 81 can be made smaller than the outer diameter of the inner ring cylindrical portion 62a. As a result, the outer diameter of the resolver 80 can be reduced.
  • the position where the wiring 84 is drawn out is not limited to the position shown in FIG. 2, but may be, for example, the position shown in FIG. 3 or FIG. 4.
  • FIG. 3 shows a configuration in which the wiring 84 is drawn out from the inside of the bracket part 70 to the outside through a through hole 73b provided between the bracket part 70 and the cover 100.
  • the through hole 73b is not limited to the inner end of the bracket portion 70 in the vehicle width direction, and may be formed in the cover 100.
  • FIG. 4 shows a configuration in which a wiring 84 is drawn out from the inside of the bracket part 70 through a through hole 73c provided between the bracket side flange part 72 of the bracket part 70 and the annular part 55 of the stator 50. shows. Note that in FIG. 4, for convenience, illustration of a sealing member provided between the wiring 84 and the through hole 73c is omitted.
  • the hub bearing 160 includes an outer ring 161, an inner ring 162, and a plurality of rolling elements 163 (for example, balls) arranged between the outer ring 161 and the inner ring 162.
  • the outer ring 161 includes an outer ring cylinder portion 161a extending in the axial direction of the shaft 31, and an annular outer ring side flange portion 161b extending radially outward from an axially intermediate portion of the outer ring cylinder portion 161a.
  • the bracket side flange portion 72 is in contact with the inner end surface of the bearing mounting portion 55a in the vehicle width direction
  • the outer ring side flange portion 161b is in contact with the outer end surface of the bearing mounting portion 55a in the vehicle width direction.
  • the inner ring 162 has a rotation support part 162a having a columnar shape with a smaller diameter than the outer ring 61, and an inner ring side flange part 162b extending from one axial end of the rotation support part 162a in a direction intersecting (orthogonal to) the axial direction. are doing.
  • a plurality of protrusions 162c extending outward in the vehicle width direction are formed on the inner ring side flange portion 162b at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • a male thread is formed at the tip of the projection 162c.
  • the shaft 131 extends inward in the vehicle width direction from the rotation support portion 162a.
  • the shaft 131 is formed with a small diameter part 136, a large diameter part 137, and a stepped part 138, which correspond to the small diameter part 36, large diameter part 37, and stepped part 38 of the first embodiment.
  • the number of parts of the in-wheel motor 30 can be reduced.
  • ⁇ Third embodiment> The third embodiment will be described below with reference to FIG. 6, focusing on the differences from the first embodiment.
  • the opening of the bracket part 70 is covered by the attachment part 21 of the knuckle 20.
  • the bracket portion 170 includes a tubular main body portion 171 extending in the axial direction of the shaft 31, and an annular bracket side flange portion 172 extending radially outward from the outer end of the main body portion 171 in the vehicle width direction.
  • the bracket portion 170 is made of a non-magnetic material, and specifically, made of a non-magnetic metal material (for example, aluminum).
  • a plurality of bolt insertion holes 172a are formed in the bracket side flange portion 172 at predetermined intervals in the circumferential direction, through which the bolts 92 are inserted.
  • the inner end portion of the main body portion 171 in the vehicle width direction is a thick portion 173 having a relatively small inner diameter.
  • a portion of the main body portion 171 that is adjacent to the thick wall portion 173 on the outside in the vehicle width direction is a thin wall portion 174 having an inner diameter larger than that of the thick wall portion 173 .
  • the boundary between the thick part 173 and the thin part 174 is a stepped part 175.
  • the resolver stator 82 is attached to the bracket part 170 with the end of the resolver stator 82 in contact with the stepped part 175.
  • the inner diameter of the thick portion 173 is larger than the outer diameter of the inner ring cylinder portion 62a.
  • the thin wall portion 174 of the bracket portion 170 is formed with a through hole 173a through which the wiring 84 is inserted.
  • An extending portion 176 that extends radially inward is provided at the inner end of the thick portion 173 in the vehicle width direction.
  • a through hole 177 is formed in the center of the extending portion 176 .
  • a female screw hole 176 a into which the male screw of the bolt 94 is screwed is formed around the through hole 177 in the extending portion 176 .
  • the bolt 94 With the attachment part 21 of the knuckle 20 in contact with the extension part 176, the bolt 94 is inserted into the bolt insertion hole 21a and the female threaded hole 176a, and the male thread of the bolt 94 is screwed into the female threaded hole 176a. As a result, the bracket portion 170 is fixed to the knuckle 20.
  • the number of parts of the in-wheel motor 30 can be reduced.
  • the base portion 53 has a configuration corresponding to the main body portion 171, bracket side flange portion 172, bolt insertion hole 172a, thick wall portion 173, thin wall portion 174, step portion 175, extension portion 176, and female screw hole 176a of the third embodiment. It includes a main body part 271, a bracket side flange part 272, a bolt insertion hole 272a, a thick part 273, a thin part 274, a step part 275, an extending part 276, and a female screw hole 276a.
  • the bracket side flange portion 272 and the annular portion 55 are seamlessly connected.
  • the resolver stator 82 is attached to the base portion 53 that constitutes the stator 50. Thereby, the number of parts of the in-wheel motor 30 can be reduced.
  • the in-wheel motor 330 includes a shaft 331 extending in the vehicle width direction, a rotor 340, and a stator 350 disposed on the outside of the rotor 340 in the radial direction.
  • the rotor 340 includes a cylindrical magnet unit 341 and a rotor core 342 provided inside the magnet unit 341 in the radial direction.
  • the in-wheel motor 330 may be an embedded magnet type synchronous machine.
  • the stator 350 includes a cylindrical stator winding 351 disposed at a position facing the magnet unit 341 in the radial direction, a cylindrical stator core 352 provided on the outside of the stator winding 351 in the radial direction, and a base portion 353. It is equipped with The base portion 353 has a function as a housing for the stator 350, and includes a cylindrical core attachment portion 354 extending in the vehicle width direction, and an annular core attachment portion 354 extending radially inward from an outer end of the core attachment portion 354 in the vehicle width direction. An annular portion 355 is provided. A through hole 356 through which the shaft 331 is inserted is formed in the center of the annular portion 355 .
  • the stator core 352 is attached to the radially outer end of the core attachment portion 354 .
  • the in-wheel motor 330 includes a hub bearing 360 that rotatably supports the shaft 331 with respect to the annular portion 355.
  • the hub bearing 360 is a rolling bearing that includes a cylindrical outer ring 361, an inner ring 362, and a plurality of rolling elements 363 (for example, balls) arranged between the outer ring 361 and the inner ring 362.
  • An outer ring side flange portion of the outer ring 361 is fixed to the disk portion 12.
  • a shaft 331 is fixed to the inner ring 362.
  • the in-wheel motor 330 includes a bracket portion 370.
  • the bracket portion 370 includes a tubular main body portion 371 extending in the axial direction of the shaft 331, and an annular bracket side flange portion 372 extending radially outward from the inner end of the main body portion 371 in the vehicle width direction.
  • the bracket side flange portion 372 is fixed to the core attachment portion 354 with bolts 401.
  • the opening at the inner end of the bracket side flange portion 372 in the vehicle width direction is covered by a cover 400.
  • the cover 400 is fixed to the bracket side flange portion 372 with bolts 402.
  • the cover 400 is fixed to the mounting portion 21 of the knuckle 20 with bolts 94.
  • the outer end portion of the main body portion 371 in the vehicle width direction is an extension portion 373 that extends inward in the radial direction.
  • the boundary between the main body part 371 and the extension part 373 is a stepped part 375.
  • the resolver stator 382 is attached to the bracket portion 370 with an end portion of the resolver stator 382 constituting the resolver 380 in contact with the stepped portion 375 .
  • a coil 383 is wound around the resolver stator 382 .
  • a resolver rotor 381 constituting the resolver 380 is attached to the inner end of the shaft 331 in the vehicle width direction.
  • the shaft 331 is formed with a small diameter part 336, a large diameter part 337, and a stepped part 338, which correspond to the small diameter part 36, large diameter part 37, and stepped part 38 of the first embodiment.
  • the resolver rotor 381 is attached to the shaft 331 in a state in which the resolver rotor 381 is inserted through the small diameter portion 336 and an end portion of the resolver rotor 381 is in contact with the stepped portion 338 .
  • the bracket part is not limited to a circular tube shape, but may be a rectangular tube shape such as a square shape (for example, a square shape or a rectangular shape). Further, the bracket portion may be made of a magnetic material (for example, iron).
  • the outer diameter of the resolver stator may be larger than the outer diameter of the outer ring of the hub bearing.
  • the magnet holding part 41 of the in-wheel motor 30 is fixed to the rim part 11. You can.
  • the rim portion 11 of the wheel 10 may serve as a magnet holding portion of the in-wheel motor 30, and the disc portion 12 may serve as a flat plate portion. That is, the rotor 40 of the in-wheel motor 30 may serve as a wheel.
  • a bearing that rotatably supports the inner end of the shaft 31 in the vehicle width direction may be attached to the inner peripheral surface of the bracket portion 70.
  • this bearing may be provided closer to the cover 100 than the resolver 80 in the axial direction, for example.
  • the inverter may be built into the in-wheel motor.
  • the rotating electrical machine is not limited to the radial gap type rotating electrical machine shown in the first to fifth embodiments, but may be an axial gap type rotating electrical machine.
  • a disc-shaped rotor-side sensor section is attached to the tip end of the shaft, and the bracket-side sensor section is attached to a position of the bracket section that faces the tip end section of the shaft in the axial direction.
  • the rotation angle sensor may be, for example, a magnetic encoder that includes a magnet section including a permanent magnet as a rotor-side sensor section and a magnetic sensor including a Hall element as a bracket-side sensor section.
  • the rotating electric machine may be a field-wound synchronous machine having a field winding on the rotor or stator instead of a permanent magnet synchronous machine.
  • the rotating electrical machine is not limited to a synchronous machine, and may be, for example, an induction machine.
  • the wheeled moving object on which the in-wheel motor is mounted may be an automatic guided vehicle or a forklift.
  • the unmanned guided vehicle is, for example, an AGV (Automatic Guided Vehicle) or an autonomous mobile robot (AMR) used in a factory.
  • AGV Automatic Guided Vehicle
  • AMR autonomous mobile robot
  • the wheeled moving object on which the in-wheel motor is mounted may be a small electric vehicle for riding, such as an electric wheelchair or a senior car.
  • the small electric vehicle is, for example, a vehicle with a running speed of 10 km/h or less.
  • the rotor side sensor section has an annular shape
  • the bracket-side sensor portion has an annular shape and is attached to a position facing the rotor-side sensor portion in the radial direction of the shaft on the inner circumferential surface of the bracket portion. wheel motor.
  • the in-wheel motor (30) is an outer rotor type motor
  • the stator (50) includes: a base portion (53) connected to an outer portion in the vehicle width direction of the bracket portion; a stator core (52) provided on the outside in the radial direction with respect to the base portion; a stator winding (51) provided on the outer side of the stator core in the radial direction; has The in-wheel motor according to configuration 2, wherein the bearing (60, 160) is attached to the base portion.
  • the bearing (60) is an outer ring (61) attached to the base portion; an inner ring (62) to which the shaft is attached; a rolling element (63) provided between the outer ring and the inner ring; It is a rolling bearing with
  • the rotor (40) is a cylindrical magnet holding part (41) housed in the wheel inner space;
  • the magnet holding portion is provided at an outer end in the vehicle width direction and is accommodated in the wheel inner space, and is configured to connect an outer end in the vehicle width direction of the shaft and an outer end in the vehicle width direction of the magnet holding portion.
  • a connecting part (43) to be connected has
  • the field pole includes a magnet unit (42) that is provided on the inner circumferential surface of the magnet holder and forms a plurality of magnetic poles with alternating polarity in the circumferential direction,
  • the in-wheel motor according to configuration 3, wherein an outer diameter of the rotor-side sensor portion (81) is smaller than an outer diameter of the outer ring.
  • the bearing (160) is an outer ring (161) attached to the base portion; Inner ring (162) and a rolling element (163) provided between the outer ring and the inner ring; It is a rolling bearing with
  • the inner ring is a rotation support part (162a) arranged radially inside the outer ring and having a cylindrical outer surface shape; the shaft (131) extending inward in the vehicle width direction in the axial direction from the rotation support part; a flange portion (162b) extending in the radial direction from an outer end in the vehicle width direction in the axial direction of the rotation support portion; has
  • the rotor (40) is a cylindrical magnet holding part (41) housed in the wheel inner space; a connecting portion (43) that is provided at an outer end in the vehicle width direction of the magnet holding portion and is accommodated in the wheel inner space, and connects the flange portion and the outer end in the vehicle width direction of the magnet holding portion; and, has
  • the field pole includes a magnet unit (42) that is provided on the inner circumferential
  • the rotation angle sensor is a resolver that includes a resolver rotor as the rotor-side sensor section, and an excitation winding and a resolver stator (82, 382) around which the excitation winding is wound as the bracket-side sensor section.
  • the in-wheel motor according to any one of configurations 2 to 5.
  • a wiring (84) for transmitting the signal of the bracket-side sensor section is drawn out from the bracket-side sensor section,
  • the wiring passes from the inside of the bracket to the outside through a through hole (73a) that passes through the bracket in the radial direction, or a through hole (73c) provided between the bracket and the stator.
  • the in-wheel motor according to any one of configurations 2 to 8, which is pulled out to the in-wheel motor.
  • the bracket part has a cover (80, 380) that closes an opening on the inside in the vehicle width direction of the bracket part,
  • the in-wheel motor according to any one of configurations 2 to 8, wherein the cover is fixed to the chassis part.
  • a wiring (84) for transmitting the signal of the bracket-side sensor section is drawn out from the bracket-side sensor section,
  • the in-wheel motor according to configuration 10 wherein the wiring passes through a through hole (73b) provided between the bracket part and the cover and is drawn out from the inside of the bracket part.

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Abstract

インホイールモータ(30,330)は、移動体のシャーシ部(20)に固定された管状のブラケット部(70,170,370)と、ブラケット部に接続されたステータ(50,350)と、界磁極及び車幅方向に延びるシャフト(31,131,331)を有し、ホイール(10)に接続されたロータ(40,340)と、シャフトを回転可能に支持する軸受(60,160,360)と、回転角センサ(80,380)と、を備える。回転角センサは、シャフトのうち径方向においてブラケット部の内周面と対向する位置に取り付けられるとともに径方向の外側に延びるロータ側センサ部(81,381)と、ロータ側センサ部の回転角に応じた信号を出力するブラケット側センサ部(82,382)と、を有する。ロータ側センサ部において径方向の最も外側の端部からロータ側センサ部の回転中心までの寸法は、軸受の半径寸法よりも小さい。

Description

インホイールモータ 関連出願の相互参照
 本出願は、2022年8月2日に出願された日本出願番号2022-123373号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、タイヤを取り付け可能なリム部と前記リム部の側面に設けられたディスク部とを有するホイールの内側空間に少なくとも一部が収容されるインホイールモータに関する。
 この種のインホイールモータとしては、特許文献1に記載されているように、ロータのシャフトを回転可能に支持するハブベアリングの径方向外側に、ロータの回転角を検出する回転角センサとしてのレゾルバが配置されたものが知られている。
特許第4811074号公報
 この配置を採用する場合、ハブベアリングの外径寸法よりも大きい外径寸法を有する回転角センサが必要になる。その結果、回転角センサの外径寸法が大きくなる懸念がある。
 本開示は、回転角センサの外径寸法を小さくできるインホイールモータを提供することを主たる目的とする。
 本開示は、タイヤを取り付け可能なリム部と前記リム部の側面に設けられたディスク部とを有するホイールを備える移動体に適用され、前記ディスク部及び前記リム部により囲まれたホイール内側空間に少なくとも一部が収容されるとともに、前記ホイールを回転させるインホイールモータにおいて、
 前記移動体のシャーシ部に固定され、前記シャーシ部側から車幅方向外側に延びる管状のブラケット部と、
 前記ブラケット部に接続されたステータと、
 界磁極及び車幅方向に延びるシャフトを有し、前記ホイールに接続されたロータと、
 前記シャフトの軸方向において前記ブラケット部よりも車幅方向外側に設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
 回転角センサと、
を備え、
 前記シャフトは、前記軸方向において車幅方向内側に向かって、前記シャフトの径方向において前記ブラケット部の内周面に対向する位置まで延びており、
 前記回転角センサは、
 前記シャフトのうち前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する位置に取り付けられるとともに前記径方向の外側に延びるロータ側センサ部と、
 前記ブラケット部のうち前記ロータ側センサ部と対向する位置に取り付けられ、前記ロータ側センサ部の回転角に応じた信号を出力するブラケット側センサ部と、
を有し、
 前記ロータ側センサ部において前記径方向の最も外側の端部から前記ロータ側センサ部の回転中心までの寸法は、前記軸受の半径寸法よりも小さい。
 本開示のブラケット部は、移動体のシャーシ部に固定され、シャーシ部側から車幅方向外側に延びている。また、ブラケット部は管状をなしている。このため、ブラケット部の車幅方向外側の開口部からブラケット部の内側空間へとシャフトを挿通させることができる。詳しくは、シャフトは、軸方向において車幅方向内側に向かって、径方向においてブラケット部の内周面に対向する位置まで延びている。
 また、本開示では、シャフトのうち、軸受よりも車幅方向内側にずれた位置であって、径方向においてブラケット部の内周面と対向する位置に径方向外側に延びるロータ側センサ部が取り付けられている。回転角センサを構成するロータ側センサ部及びブラケット側センサ部を軸受の径方向外側に配置しない構成のため、ロータ側センサ部において径方向の最も外側の端部からロータ側センサ部の回転中心までの寸法を、軸受の半径寸法よりも小さくできる。その結果、回転角センサの外径寸法を小さくすることができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態に係る車輪ユニットの断面図であり、 図2は、図1の構成のうちハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図3は、第1実施形態の変形例に係るハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図4は、第1実施形態の変形例に係るハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図5は、第2実施形態に係るハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図6は、第3実施形態に係るハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図7は、第4実施形態に係るハブベアリング及びブラケット部分の拡大図であり、 図8は、第5実施形態に係る車輪ユニットの断面図である。
 図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分及び/又は関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び/又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
 <第1実施形態>
 以下、本開示に係るインホイールモータを具体化した第1実施形態について、図1及び図2を参照しつつ説明する。インホイールモータは、タイヤが取り付けられるホイールとともに、駆動輪となる車輪ユニットを構成する。本実施形態の車輪ユニットは、電気自動車又はハイブリッド車等の車両に適用される。
 車輪ユニットは、ホイール10を備えている。ホイール10は、円筒状のリム部11と、リム部11のうち車幅方向外側の端部に設けられた円盤状のディスク部12とを備えている。ホイール10の外周には、タイヤ13が取り付けられている。
 車輪ユニットは、ホイール10を回転させるインホイールモータ30を備えている。インホイールモータ30は、車両のシャーシ部に取り付けられている。詳しくは、インホイールモータ30は、シャーシ部を構成するサスペンション装置のナックル20に取り付けられている。ナックル20は、上下方向に延びる取付部21、取付部21の下端部から車幅方向内側に延びるロアーアーム22、及び取付部21の上端部から車幅方向内側に延びるアッパーアーム23を備えている。取付部21にインホイールモータ30が取り付けられている。なお、本実施形態では、車輪ユニットが操舵輪ではない例を示しているが、車輪ユニットが操舵輪であってもよい。
 インホイールモータ30は、リム部11に対して径方向内側の空間であるホイール10の内側空間に少なくとも一部が収容されており、ホイール10に回転動力を付与する。インホイールモータ30は、車幅方向に延びるシャフト31と、ロータ40と、ロータ40の径方向内側に配置されたステータ50とを備えるアウタロータ型のモータである。
 ロータ40は、円筒状の磁石保持部41と、磁石保持部41の内周面に設けられた磁石ユニット42とを備えている。磁石保持部41において車幅方向の外側端部から内側端部までにわたって、リム部11の内周面と対向している。磁石ユニット42は、ロータ40の回転中心軸線と同心の円筒状をなしており、磁石保持部41の内周面に固定された複数の磁石を有している。つまり、本実施形態のインホイールモータ30は表面磁石型の同期機(SPMSM)である。磁石ユニット42において、磁石は、ロータ40の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、磁石ユニット42には、周方向に複数の磁極が形成されている。磁石は、例えば、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が400[kA/m]以上であり、かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上である焼結ネオジム磁石である。ちなみに、インホイールモータ30としては、埋込磁石型の同期機(IPMSM)であってもよい。
 磁石保持部41において車幅方向内側端部は、ロータ40の径方向内側に屈曲した屈曲部とされている。ロータ40は、磁石保持部41のうち車幅方向外側端部に設けられ、磁石保持部41とシャフト31とを接続する円盤状の平板部43(「接続部」に相当)を備えている。平板部43には、ディスク部12がボルト及びナットにより固定されている。これにより、ロータ40とホイール10とが一体回転する。なお、磁石保持部41及び平板部43は、非磁性体(例えば、アルミニウム又は合成樹脂)で構成されていてもよいし、磁性体(例えば鉄)で構成されていてもよい。
 ステータ50は、径方向において磁石ユニット42と対向する位置に配置された円筒状のステータ巻線51と、ステータ巻線51の径方向内側に設けられた円筒状のステータコア52と、ステータコア52の径方向内側に設けられたベース部53とを備えている。ステータコア52は、磁性体(詳しくは軟磁性体)で構成されており、例えば電磁鋼板で構成されている。
 ステータ巻線51は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状に形成されている。本実施形態では、ステータ巻線51がU,V,W相の3相巻線で構成されている。各相巻線は、導線材を多重巻にして構成されており、互いに平行でかつシャフト31の軸方向(車幅方向)に延びる一対の中間導線部と、一対の中間導線部を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部とを有しており、一対の中間導線部と一対の渡り部とにより環状に形成されている。
 本実施形態において、ステータコア52は、スロットを形成するためのティースを有していないスロットレス構造を有するものである。この構造は以下(A)~(C)のいずれかを用いた構造とすればよい。
 (A)ステータ50において、周方向における各中間導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、1磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をWt、導線間部材の飽和磁束密度をBs、1磁極における磁石の周方向の幅寸法をWm、磁石ユニット42を構成する磁石の残留磁束密度をBrとした場合に、Wt×Bs≦Wm×Brの関係となる磁性材料が用いられる構造。
 (B)ステータ50において、周方向における各中間導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
 (C)ステータ50において、周方向における各中間導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。
 ベース部53は、インホイールモータ30のステータ50側の構成と、ナックル20の取付部21とを接続するための構成である。また、ベース部53は、シャフト31を回転可能に支持するための構成である。
 ベース部53は、ステータ50のハウジングとしての機能を有し、車幅方向に延びる円筒状のコア取付部54と、コア取付部54の車幅方向外側端部から径方向内側に延びる円環状の環状部55とを備えている。環状部55の中央部には、シャフト31が挿通される貫通孔56が形成されている。コア取付部54の径方向外側端部にステータコア52が取り付けられている。コア取付部54の径方向内側には空洞部が形成されている。この空洞部に、ブラケット部70が配置されている。
 ブラケット部70は、シャフト31の軸方向に延びる円管状の本体部71と、本体部71の車幅方向外側端部から径方向外側に延びる円環状のブラケット側フランジ部72とを備えている。ブラケット部70は、非磁性体で構成されており、具体的には非磁性体の金属材料(例えばアルミニウム)で構成されている。本実施形態のブラケット部70は、ベース部53とは別部材として構成されている。ブラケット側フランジ部72には、ボルト92を挿通するための軸方向に貫通するボルト挿通孔72aが、周方向に所定間隔で複数形成されている。
 インホイールモータ30は、ベース部53を構成する環状部55に対してシャフト31を回転可能に支持するハブベアリング60を備えている。ハブベアリング60は、円筒状をなす外輪61と、内輪62と、外輪61及び内輪62の間に配置された複数の転動体63(例えば玉)とを備える転がり軸受である。
 外輪61は、シャフト31の軸方向に延びる外輪筒部61aと、外輪筒部61aのうち軸方向中間部から径方向外側に延びる円環状の外輪側フランジ部61bとを備えている。
 環状部55の径方向内側端部は、車幅方向外側から車幅方向内側に向かって凹む円環状の軸受取付部55aとされている。軸受取付部55a,外輪側フランジ部61bには、ボルト92を挿通するための軸方向に貫通するボルト挿通孔55b,61cが、周方向に所定間隔で、ボルト挿通孔72aと同数形成されている。外輪側フランジ部61bのボルト挿通孔61cは、雌ねじが形成された雌ねじ孔になっている。
 軸受取付部55aの車幅方向内側の端面にブラケット側フランジ部72が当接し、軸受取付部55aの車幅方向外側の端面に外輪側フランジ部61bが当接した状態になっている。この状態において、各ボルト挿通孔72a,55b,61cに、ボルト92の頭部を車幅方向内側に向けた状態でボルト92が挿通され、ボルト92の雄ねじがボルト挿通孔61cである雌ねじ孔にねじ込まれる。これにより、環状部55に対してブラケット部70及びハブベアリング60が固定されている。
 ハブベアリング60の内輪62は、外輪61よりも小径の円筒状をなす内輪筒部62aと、内輪筒部62aの軸方向一端部からこの軸方向に交差(直交)する向きに延びる内輪側フランジ部62bとを有している。内輪筒部62aには、シャフト31が固定されている。内輪側フランジ部62bには、車幅方向外側に延びる突起部62cが周方向に所定間隔で複数形成されている。突起部62cの先端部には雄ねじが形成されている。ロータ40の平板部43には、貫通孔43aが形成されている。平板部43の車幅方向内側の端面に内輪側フランジ部62bが当接しつつ突起部62cが貫通孔43aに挿通された状態で、突起部62cの先端部の雄ねじにナット90がねじ込まれる。これにより、内輪62に平板部43が固定されている。したがって、内輪62、ロータ40及びホイール10は一体回転する。
 シャフト31の軸方向中間部には、径方向外側に延びる円環状の規制部34が形成されている。シャフト31の車幅方向外側の先端部35には、雄ねじが形成されている。規制部34が内輪筒部62aの軸方向端面に当接した状態で先端部35の雄ねじにナット91がねじ込まれる。これにより、内輪62にシャフト31が固定されている。
 ブラケット部70の本体部71のうち、車幅方向内側端部は、内径寸法が相対的に大きい薄肉部73とされている。本体部71のうち、薄肉部73に対して車幅方向外側に隣接する部分は、内径寸法が薄肉部73の内径寸法よりも小さい厚肉部74とされている。薄肉部73と厚肉部74との境界が段差部75になっている。厚肉部74の内径寸法は、内輪筒部62aの外径寸法よりも大きい。
 インホイールモータ30は、ロータ40の回転角(電気角)を検出する回転角センサとして、レゾルバ80を備えている。レゾルバ80は、シャフト31の車幅方向内側端部に取り付けられたレゾルバロータ81(「ロータ側センサ部」に相当)と、レゾルバロータ81の径方向外側に対向配置されたレゾルバステータ82(「ブラケット側センサ部」に相当)とを備えている。レゾルバロータ81は、円板状をなしており、シャフト31に挿通された状態で、シャフト31に同軸で設けられている。レゾルバステータ82は、円環状をなすバックヨークと、バックヨークから径方向内側に延びる複数のティースに巻回されたコイル83とを備えている。コイル83には、励磁コイルと一対の出力コイルとが含まれている。
 励磁コイルは、正弦波状の励磁信号によって励磁され、励磁信号によって励磁コイルに生じた磁束は、一対の出力コイルを鎖交する。この際、励磁コイルと一対の出力コイルとの相対的な配置関係がレゾルバロータ81の回転角に応じて周期的に変化するため、一対の出力コイルを鎖交する磁束数は周期的に変化する。これにより、出力コイルからは、回転角に応じた信号が出力される。
 ベース部53の環状部55には、軸方向に貫通する貫通孔57が形成されている。貫通孔57には、ステータ巻線51とインバータとを電気的に接続するとともに3相交流電流が流れる電力線58が挿通されている。インバータには、蓄電部が電気的に接続されている。蓄電部は、例えばリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。インバータを構成する上,下アームスイッチのスイッチング制御は、制御装置により行われる。これにより、ロータ40が回転し、車輪ユニットが回転する。本実施形態において、インバータ、蓄電部及び制御装置は、車両のうち、車輪ユニット以外の部分(例えば、シャーシ部又はボディ部)に設けられている。
 続いて、レゾルバロータ81及びレゾルバステータ82の取付位置について説明する。
 まず、レゾルバロータ81の取付位置について説明する。シャフト31のうち、車幅方向内側端部は小径部36とされている。また、シャフト31のうち、軸方向において小径部36に隣接する部分が、小径部36よりも径方向寸法が大きい大径部37とされている。小径部36と大径部37との間が、レゾルバロータ81の軸方向端面が当接する段差部38になっている。段差部38は、径方向において薄肉部73の内周面と対向している。シャフト31のうち、軸方向において大径部37に隣接する部分が規制部34とされている。小径部36の先端部39には雄ねじが形成されている。
 小径部36は、径方向においてブラケット部70の薄肉部73の内周面と対向している。小径部36にレゾルバロータ81が挿通されつつ段差部38にレゾルバロータ81の端部が当接した状態で、小径部36の先端部39の雄ねじにナット93がねじ込まれる。これにより、レゾルバロータ81が段差部38とナット93とで挟み込まれ、レゾルバロータ81がシャフト31に取り付けられている。
 シャフト31に段差部38が設けられる構成により、レゾルバロータ81の軸方向における位置決めを簡易に行うことができる。また、シャフト31の回転中心軸線に対するレゾルバロータ81の同軸度を高めることができる。これにより、電気角の算出精度を高めることができる。
 ハブベアリング60に対してシャフト31が車幅方向内側に向かって延びている。このため、シャフト31の車幅方向内側端部にレゾルバロータ81を取り付けることができる。その結果、レゾルバロータ81の外径寸法を、外輪筒部61aの外径寸法よりも小さくでき、本実施形態では内輪筒部62aの外径寸法よりも小さくできる。換言すれば、レゾルバロータ81において径方向の最も外側の端部からレゾルバロータ81の回転中心(つまり、シャフト31の回転中心)までの寸法を、外輪筒部61aの半径寸法よりも小さくでき、内輪筒部62aの半径寸法よりも小さくできる。
 続いて、レゾルバステータ82の取付位置について説明する。ブラケット部70の段差部75にレゾルバステータ82の端部が当接した状態で、レゾルバステータ82がブラケット部70に取り付けられている。
 レゾルバ80がブラケット部70で覆われていることにより、ブラケット部70で囲まれる空間に外部から水や塵埃等の異物が侵入することを抑制できる。
 薄肉部73のうち径方向においてレゾルバステータ82と対向する部分には、コイル83に電気的に接続された配線84(具体的にはハーネス)が挿通される貫通孔73aが形成されている。配線84は、貫通孔73aを通ってブラケット部70の内部から外部へと引き出されている。外部へと引き出された配線84は、ブラケット部70及びベース部53で囲まれた空間を通りつつ、アッパーアーム23が延びる方向に沿って配置されている。
 貫通孔73aと配線84との間には、管状のシール部材85が設けられている。シール部材85は、例えば合成樹脂で構成されている。シール部材85により、貫通孔73aと配線84との間の隙間を通ってブラケット部70の内部に異物が侵入することを抑制できる。
 ブラケット部70の本体部71のうち車幅方向内側端部の開口部は、カバー100で覆われている。カバー100には、ボルト挿通孔100aが形成されており、薄肉部73の車幅方向内側端部には、雌ねじ孔76が形成されている。カバー100が薄肉部73に当接した状態で、ボルト101がボルト挿通孔100a及び雌ねじ孔76に挿通され、ボルト101の雄ねじが雌ねじ孔76にねじ込まれる。これにより、カバー100がブラケット部70に固定されている。
 ナックル20の取付部21には、ボルト挿通孔21aが形成されている。カバー100には、雌ねじ孔100bが形成されている。取付部21がカバー100に当接した状態で、ボルト94がボルト挿通孔21a及び雌ねじ孔100bに挿通され、ボルト94の雄ねじが雌ねじ孔100bにねじ込まれる。これにより、カバー100がナックル20に固定されている。
 車両に搭載された上記制御装置には、レゾルバデジタルコンバータが備えられている。レゾルバデジタルコンバータは、配線84を介して、コイル83に含まれる励磁コイルに励磁信号を供給する。また、レゾルバデジタルコンバータは、コイル83に含まれる一対の出力コイルからの信号及び励磁信号に基づく検波によって電気角を算出する。
 本実施形態において、ブラケット部70は、鉄等の磁性体ではなく、非磁性体の金属材料で構成されている。このため、レゾルバステータ82からブラケット部70へと磁束が漏れることを抑制し、電気角の算出精度を高めることができる。
 ブラケット部70の車幅方向内側端部の開口部がカバー100で覆われる構成によれば、例えば以下に説明するメリットがある。
 1つ目のメリットについて説明する。1つ目のメリットは、インホイールモータ30の製造工程におけるメリットである。
 製造工程において、ステータ50のベース部53にロータ40及びハブベアリング60が取り付けられ、また、ベース部53にブラケット部70が取り付けられる。続いて、ブラケット部70の段差部75にレゾルバステータ82が取り付けられ、シャフト31の段差部38にレゾルバロータ81が取り付けられる。
 その後、カバー100をブラケット部70の開口部側に取り付ける前に、レゾルバロータ81及びレゾルバステータ82の取付状態をブラケット部70の開口部側から確認することができる。カバー100を取り付ける前の状態で、製造工程に設けられた検査装置により、レゾルバ80の取付状態を検査する。検査の結果、取付状態が所望の取付状態となっていない場合、ブラケット部70の開口部からレゾルバ80の取付状態を調整することができる。
 2つ目のメリットについて説明する。2つ目のメリットは、インホイールモータ30が車両に搭載された後、インホイールモータ30がメンテナンスされる場合におけるメリットである。このメンテナンス方法では、まず、ボルト94を取り外し、ナックル20の取付部21からインホイールモータ30を取り外す。その後、ボルト101を取り外し、ブラケット部70からカバー100を取り外す。これにより、レゾルバロータ81及びレゾルバステータ82の取付状態をブラケット部70の開口部側から確認することができる。
 以上詳述したように、本実施形態では、ハブベアリング60から車幅方向内側へとシャフト31が延びており、シャフト31の先端部がブラケット部70の内側空間まで延びている。このため、レゾルバ80を構成するレゾルバロータ81及びレゾルバステータ82をハブベアリング60の径方向外側に配置しない構成にできる。その結果、レゾルバロータ81の外径寸法を外輪筒部61aの外径寸法よりも小さくでき、具体的には、レゾルバロータ81の外径寸法を内輪筒部62aの外径寸法よりも小さくできる。その結果、レゾルバ80の外径寸法を小さくすることができる。
 <第1実施形態の変形例>
 配線84の引き出し位置としては、図2に示した位置に限らず、例えば図3又は図4に示す位置であってもよい。
 図3には、ブラケット部70とカバー100との間に設けられた貫通孔73bを通って、ブラケット部70の内部から外部へと配線84が引き出される構成を示す。なお、貫通孔73bは、ブラケット部70の車幅方向内側端部に限らず、カバー100に形成されていてもよい。
 図4には、ブラケット部70のブラケット側フランジ部72とステータ50の環状部55との間に設けられた貫通孔73cを通って、ブラケット部70の内部から外部へと配線84が引き出される構成を示す。なお、図4では、便宜上、配線84と貫通孔73cとの間に設けられるシール部材の図示を省略している。
 <第2実施形態>
 以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に、図5を参照しつつ説明する。本実施形態では、ハブベアリング160の内輪162とシャフト131とが1つの部材として構成されている。
 ハブベアリング160は、外輪161と、内輪162と、外輪161及び内輪162の間に配置された複数の転動体163(例えば玉)とを備えている。外輪161は、シャフト31の軸方向に延びる外輪筒部161aと、外輪筒部161aのうち軸方向中間部から径方向外側に延びる円環状の外輪側フランジ部161bとを備えている。軸受取付部55aの車幅方向内側の端面にブラケット側フランジ部72が当接し、軸受取付部55aの車幅方向外側の端面に外輪側フランジ部161bが当接した状態になっている。この状態において、各ボルト挿通孔72a,55b,101cに、ボルト92の頭部を車幅方向内側に向けた状態でボルト92が挿通され、ボルト92の雄ねじがボルト挿通孔101cである雌ねじ孔にねじ込まれる。これにより、環状部55に対してブラケット部70及びハブベアリング160が固定されている。
 内輪162は、外輪61よりも小径の円柱状をなす回転支持部162aと、回転支持部162aの軸方向一端部からこの軸方向に交差(直交)する向きに延びる内輪側フランジ部162bとを有している。内輪側フランジ部162bには、車幅方向外側に延びる突起部162cが周方向に所定間隔で複数形成されている。突起部162cの先端部には雄ねじが形成されている。平板部43の車幅方向内側の端面に内輪側フランジ部162bが当接しつつ突起部162cが貫通孔43aに挿通された状態で、突起部162cの先端部の雄ねじにナット90がねじ込まれる。これにより、内輪162に平板部43が固定されている。
 回転支持部162aから車幅方向内側に向かってシャフト131が延びている。シャフト131には、第1実施形態の小径部36、大径部37及び段差部38に対応する小径部136、大径部137及び段差部138が形成されている。
 以上説明した本実施形態によれば、インホイールモータ30の部品数を削減することができる。
 <第3実施形態>
 以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に、図6を参照しつつ説明する。本実施形態では、カバー100に代えて、ナックル20の取付部21によりブラケット部70の開口部が覆われている。
 ブラケット部170は、シャフト31の軸方向に延びる円管状の本体部171と、本体部171の車幅方向外側端部から径方向外側に延びる円環状のブラケット側フランジ部172とを備えている。ブラケット部170は、非磁性体で構成されており、具体的には非磁性体の金属材料(例えばアルミニウム)で構成されている。ブラケット側フランジ部172には、ボルト92を挿通するための軸方向に貫通するボルト挿通孔172aが、周方向に所定間隔で複数形成されている。
 の本体部171のうち、車幅方向内側端部は、内径寸法が相対的に小さい厚肉部173とされている。本体部171のうち、厚肉部173に対して車幅方向外側に隣接する部分は、内径寸法が厚肉部173の内径寸法よりも大きい薄肉部174とされている。厚肉部173と薄肉部174との境界が段差部175になっている。段差部175にレゾルバステータ82の端部が当接した状態で、レゾルバステータ82がブラケット部170に取り付けられている。厚肉部173の内径寸法は、内輪筒部62aの外径寸法よりも大きい。なお、ブラケット部170の薄肉部174には、配線84が挿通される貫通孔173aが形成されている。
 厚肉部173の車幅方向内側端部には、径方向内側に延びる延出部176が設けられている。延出部176の中央部には貫通孔177が形成されている。延出部176のうち貫通孔177の周囲には、ボルト94の雄ねじがねじ込まれる雌ねじ孔176aが形成されている。
 ナックル20の取付部21が延出部176に当接した状態で、ボルト94がボルト挿通孔21a及び雌ねじ孔176aに挿通され、ボルト94の雄ねじが雌ねじ孔176aにねじ込まれる。これにより、ナックル20にブラケット部170が固定されている。
 以上説明した本実施形態によれば、インホイールモータ30の部品数を削減することができる。
 <第4実施形態>
 以下、第4実施形態について、第3実施形態との相違点を中心に、図7を参照しつつ説明する。本実施形態では、ブラケット部とステータのベース部53とが1つの部品として構成されている。
 ベース部53は、第3実施形態の本体部171、ブラケット側フランジ部172、ボルト挿通孔172a、厚肉部173、薄肉部174、段差部175、延出部176及び雌ねじ孔176aに対応する構成として、本体部271、ブラケット側フランジ部272、ボルト挿通孔272a、厚肉部273、薄肉部274、段差部275、延出部276及び雌ねじ孔276aを備えている。ブラケット側フランジ部272と環状部55とは継ぎ目なく繋がっている。
 以上説明した本実施形態では、ステータ50を構成するベース部53にレゾルバステータ82が取り付けられている。これにより、インホイールモータ30の部品数を削減することができる。
 <第5実施形態>
 以下、第5実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に、図8を参照しつつ説明する。本実施形態では、アウタロータ型に代えて、インナロータ型のインホイールモータ330が用いられている。なお、本実施形態において、第1実施形態の構成と類似する構成については、説明を適宜省略する。
 インホイールモータ330は、車幅方向に延びるシャフト331と、ロータ340と、ロータ340の径方向外側に配置されたステータ350とを備えている。
 ロータ340は、円筒状の磁石ユニット341と、磁石ユニット341の径方向内側に設けられたロータコア342とを備えている。ちなみに、インホイールモータ330としては、埋込磁石型の同期機であってもよい。
 ステータ350は、径方向において磁石ユニット341と対向する位置に配置された円筒状のステータ巻線351と、ステータ巻線351の径方向外側に設けられた円筒状のステータコア352と、ベース部353とを備えている。ベース部353は、ステータ350のハウジングとしての機能を有し、車幅方向に延びる円筒状のコア取付部354と、コア取付部354の車幅方向外側端部から径方向内側に延びる円環状の環状部355とを備えている。環状部355の中央部には、シャフト331が挿通される貫通孔356が形成されている。コア取付部354の径方向外側端部にステータコア352が取り付けられている。
 インホイールモータ330は、環状部355に対してシャフト331を回転可能に支持するハブベアリング360を備えている。ハブベアリング360は、円筒状をなす外輪361と、内輪362と、外輪361及び内輪362の間に配置された複数の転動体363(例えば玉)とを備える転がり軸受である。外輪361の外輪側フランジ部がディスク部12に対して固定されている。内輪362には、シャフト331が固定されている。
 インホイールモータ330は、ブラケット部370を備えている。ブラケット部370は、シャフト331の軸方向に延びる円管状の本体部371と、本体部371の車幅方向内側端部から径方向外側に延びる円環状のブラケット側フランジ部372とを備えている。ブラケット側フランジ部372は、コア取付部354にボルト401により固定されている。
 ブラケット側フランジ部372の車幅方向内側端部の開口部は、カバー400により覆われている。カバー400は、ブラケット側フランジ部372にボルト402により固定されている。カバー400は、ナックル20の取付部21にボルト94により固定されている。
 本体部371のうち車幅方向外側端部は、径方向内側に延びる延出部373とされている。本体部371と延出部373との境界が段差部375になっている。段差部375にレゾルバ380を構成するレゾルバステータ382の端部が当接した状態で、レゾルバステータ382がブラケット部370に取り付けられている。レゾルバステータ382にはコイル383が巻回されている。
 レゾルバ380を構成するレゾルバロータ381は、シャフト331の車幅方向内側端部に取り付けられている。シャフト331には、第1実施形態の小径部36、大径部37及び段差部38に対応する小径部336、大径部337及び段差部338が形成されている。小径部336にレゾルバロータ381が挿通されつつ段差部338にレゾルバロータ381の端部が当接した状態で、レゾルバロータ381がシャフト331に取り付けられている。
 以上説明した本実施形態によれば、レゾルバ380の外径寸法を小さくしたインホイールモータ330を提供することができる。
 <その他の実施形態>
 なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
 ・ブラケット部としては、円管状のものに限らず、四角形状等(例えば、正方形状又は長方形状)の角管状のものであってもよい。また、ブラケット部としては、磁性体(例えば鉄)で構成されたものであってもよい。
 ・レゾルバロータの外径寸法がハブベアリングの内輪の外径寸法よりも小さい構成になっているならば、レゾルバステータの外径寸法がハブベアリングの外輪の外径寸法よりも大きくなっていてもよい。
 ・第1~第4実施形態において、ホイール10のディスク部12にインホイールモータ30の平板部43が固定される構成に代えて、リム部11にインホイールモータ30の磁石保持部41が固定されてもよい。
 ・第1~第4実施形態において、ホイール10のリム部11がインホイールモータ30の磁石保持部となり、ディスク部12が平板部になる構成であってもよい。つまり、インホイールモータ30のロータ40がホイールの役割を果たしてもよい。
 ・図1に示す構成において、ブラケット部70の内周面に、シャフト31の車幅方向内側端部を回転可能に支持する軸受が取り付けられていてもよい。この場合、この軸受は、例えば、レゾルバ80よりも軸方向においてカバー100側に設けられていればよい。
 ・インバータがインホイールモータに内蔵されていてもよい。
 ・回転電機としては、第1~第5実施形態に示したラジアルギャップ型の回転電機に限らず、アキシャルギャップ型の回転電機であってもよい。この場合、シャフトの先端部に円盤状のロータ側センサ部が取り付けられ、ブラケット部のうちシャフトの先端部と軸方向に対向する位置にブラケット側センサ部が取り付けられていればよい。この場合、回転角センサは、例えば、ロータ側センサ部として永久磁石を含む磁石部を備え、ブラケット側センサ部としてホール素子を含む磁気センサを備える磁気式エンコーダであればよい。
 ・回転電機としては、永久磁石同期機ではなく、ロータ又はステータに界磁巻線を有する巻線界磁型の同期機であってもよい。また、回転電機としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。
 ・インホイールモータが搭載される車輪付きの移動体としては、無人搬送車又はフォークリフトであってもよい。無人搬送車は、例えば、工場で用いられるAGV(Automatic Guided Vehicle)又は自律走行搬送ロボット(AMR:Autonomous Mobile Robot)である。
 また、インホイールモータが搭載される車輪付きの移動体としては、電動車椅子又はセニアカー等の乗用の小型電動車両であってもよい。小型電動車両は、例えば、走行速度が10km/h以下の車両である。
 ・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
[構成1]
 タイヤ(13)を取り付け可能なリム部(11)と前記リム部の側面に設けられたディスク部(12)とを有するホイール(10)を備える移動体に適用され、前記ディスク部及び前記リム部により囲まれたホイール内側空間に少なくとも一部が収容されるとともに、前記ホイールを回転させるインホイールモータ(30,330)において、
 前記移動体のシャーシ部(20)に固定され、前記シャーシ部側から車幅方向外側に延びる管状のブラケット部(70,170,370)と、
 前記ブラケット部に接続されたステータ(50,350)と、
 界磁極及び車幅方向に延びるシャフト(31,131,331)を有し、前記ホイールに接続されたロータ(40,340)と、
 前記シャフトの軸方向において前記ブラケット部よりも車幅方向外側に設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受(60,160,360)と、
 回転角センサ(80,380)と、
を備え、
 前記シャフトは、前記軸方向において車幅方向内側に向かって、前記シャフトの径方向において前記ブラケット部の内周面に対向する位置まで延びており、
 前記回転角センサは、
 前記シャフトのうち前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する位置に取り付けられるとともに前記径方向の外側に延びるロータ側センサ部(81,381)と、
 前記ブラケット部のうち前記ロータ側センサ部と対向する位置に取り付けられ、前記ロータ側センサ部の回転角に応じた信号を出力するブラケット側センサ部(82,382)と、
を有し、
 前記ロータ側センサ部において前記径方向の最も外側の端部から前記ロータ側センサ部の回転中心までの寸法は、前記軸受の半径寸法よりも小さい、インホイールモータ。
[構成2]
 前記ロータ側センサ部は、円環状をなしており、
 前記ブラケット側センサ部は、円環状をなすとともに、前記ブラケット部の内周面のうち、前記シャフトの径方向において前記ロータ側センサ部と対向する位置に取り付けられている、構成1に記載のインホイールモータ。
[構成3]
 前記インホイールモータ(30)は、アウタロータ型のモータであり、
 前記ステータ(50)は、
 前記ブラケット部のうち車幅方向外側部分に接続されたベース部(53)と、
 前記ベース部に対して前記径方向の外側に設けられたステータコア(52)と、
 前記ステータコアに対して前記径方向の外側に設けられたステータ巻線(51)と、
を有し、
 前記軸受(60,160)は、前記ベース部に取り付けられている、構成2に記載のインホイールモータ。
[構成4]
 前記軸受(60)は、
 前記ベース部に取り付けられた外輪(61)と、
 前記シャフトが取り付けられた内輪(62)と、
 前記外輪と前記内輪との間に設けられた転動体(63)と、
を有する転がり軸受であり、
 前記ロータ(40)は、
 前記ホイール内側空間に収容された円筒状の磁石保持部(41)と、
 前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部に設けられるとともに前記ホイール内側空間に収容され、前記シャフトのうち車幅方向外側端部と、前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部とを接続する接続部(43)と、
を有し、
 前記界磁極は、前記磁石保持部の内周面に設けられ、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニット(42)を含み、
 前記ロータ側センサ部(81)の外径寸法は、前記外輪の外径寸法よりも小さい、構成3に記載のインホイールモータ。
[構成5]
 前記軸受(160)は、
 前記ベース部に取り付けられた外輪(161)と、
 内輪(162)と、
 前記外輪と前記内輪との間に設けられた転動体(163)と、
を有する転がり軸受であり、
 前記内輪は、
 前記外輪の径方向内側に配置され、外表面形状が円柱状の回転支持部(162a)と、
 前記回転支持部から前記軸方向において車幅方向内側に延びる前記シャフト(131)と、
 前記回転支持部の前記軸方向における車幅方向外側端部から前記径方向に延びるフランジ部(162b)と、
を有し、
 前記ロータ(40)は、
 前記ホイール内側空間に収容された円筒状の磁石保持部(41)と、
 前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部に設けられるとともに前記ホイール内側空間に収容され、前記フランジ部と、前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部とを接続する接続部(43)と、
を有し、
 前記界磁極は、前記磁石保持部の内周面に設けられ、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニット(42)を含み、
 前記ロータ側センサ部の外径寸法は、前記外輪の外径寸法よりも小さい、構成3に記載のインホイールモータ。
[構成6]
 前記回転角センサは、前記ロータ側センサ部としてレゾルバロータを備え、前記ブラケット側センサ部として励磁用巻線と該励磁用巻線が巻回されたレゾルバステータ(82,382)とを備えるレゾルバである、構成2~5のいずれか1つに記載のインホイールモータ。
[構成7]
 前記ブラケット部は、非磁性体で構成されている、構成6に記載のインホイールモータ。
[構成8]
 前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する前記シャフトのうち、車幅方向内側端部が小径部(36,136,336)とされており、
 前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する前記シャフトのうち、前記軸方向において前記小径部に隣接する部分が、前記小径部よりも外径寸法が大きい大径部(37,137,337)とされており、
 前記シャフトにおいて前記小径部と前記大径部との間の段差部(38,138,338)に前記ロータ側センサ部の車幅方向外側部分が当接した状態で、前記ロータ側センサ部が前記シャフトに取り付けられている、構成2~7のいずれか1つに記載のインホイールモータ。
[構成9]
 前記ブラケット側センサ部の前記信号を伝達する配線(84)が前記ブラケット側センサ部から引き出されており、
 前記配線は、前記ブラケット部を前記径方向に貫通する貫通孔(73a)、又は前記ブラケット部と前記ステータとの間に設けられた貫通孔(73c)を通って、前記ブラケット部の内部から外部へと引き出されている、構成2~8のいずれか1つに記載のインホイールモータ。
[構成10]
 前記ブラケット部は、該ブラケット部のうち車幅方向内側の開口部を塞ぐカバー(80,380)を有し、
 前記カバーが前記シャーシ部に固定されている、構成2~8のいずれか1つに記載のインホイールモータ。
[構成11]
 前記ブラケット側センサ部の前記信号を伝達する配線(84)が前記ブラケット側センサ部から引き出されており、
 前記配線は、前記ブラケット部と前記カバーとの間に設けられた貫通孔(73b)を通って、前記ブラケット部の内部から外部へと引き出されている、構成10に記載のインホイールモータ。
[構成12]
 前記貫通孔において前記配線以外の部分を塞ぐシール部材(85)を備える、構成9又は11に記載のインホイールモータ。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (13)

  1.  タイヤ(13)を取り付け可能なリム部(11)と前記リム部の側面に設けられたディスク部(12)とを有するホイール(10)を備える移動体に適用され、前記ディスク部及び前記リム部により囲まれたホイール内側空間に少なくとも一部が収容されるとともに、前記ホイールを回転させるインホイールモータ(30,330)において、
     前記移動体のシャーシ部(20)に固定され、前記シャーシ部側から車幅方向外側に延びる管状のブラケット部(70,170,370)と、
     前記ブラケット部に接続されたステータ(50,350)と、
     界磁極及び車幅方向に延びるシャフト(31,131,331)を有し、前記ホイールに接続されたロータ(40,340)と、
     前記シャフトの軸方向において前記ブラケット部よりも車幅方向外側に設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受(60,160,360)と、
     回転角センサ(80,380)と、
    を備え、
     前記シャフトは、前記軸方向において車幅方向内側に向かって、前記シャフトの径方向において前記ブラケット部の内周面に対向する位置まで延びており、
     前記回転角センサは、
     前記シャフトのうち前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する位置に取り付けられるとともに前記径方向の外側に延びるロータ側センサ部(81,381)と、
     前記ブラケット部のうち前記ロータ側センサ部と対向する位置に取り付けられ、前記ロータ側センサ部の回転角に応じた信号を出力するブラケット側センサ部(82,382)と、
    を有し、
     前記ロータ側センサ部において前記径方向の最も外側の端部から前記ロータ側センサ部の回転中心までの寸法は、前記軸受の半径寸法よりも小さい、インホイールモータ。
  2.  前記ロータ側センサ部は、円環状をなしており、
     前記ブラケット側センサ部は、円環状をなすとともに、前記ブラケット部の内周面のうち、前記シャフトの径方向において前記ロータ側センサ部と対向する位置に取り付けられている、請求項1に記載のインホイールモータ。
  3.  前記インホイールモータ(30)は、アウタロータ型のモータであり、
     前記ステータ(50)は、
     前記ブラケット部のうち車幅方向外側部分に接続されたベース部(53)と、
     前記ベース部に対して前記径方向の外側に設けられたステータコア(52)と、
     前記ステータコアに対して前記径方向の外側に設けられたステータ巻線(51)と、
    を有し、
     前記軸受(60,160)は、前記ベース部に取り付けられている、請求項2に記載のインホイールモータ。
  4.  前記軸受(60)は、
     前記ベース部に取り付けられた外輪(61)と、
     前記シャフトが取り付けられた内輪(62)と、
     前記外輪と前記内輪との間に設けられた転動体(63)と、
    を有する転がり軸受であり、
     前記ロータ(40)は、
     前記ホイール内側空間に収容された円筒状の磁石保持部(41)と、
     前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部に設けられるとともに前記ホイール内側空間に収容され、前記シャフトのうち車幅方向外側端部と、前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部とを接続する接続部(43)と、
    を有し、
     前記界磁極は、前記磁石保持部の内周面に設けられ、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニット(42)を含み、
     前記ロータ側センサ部(81)の外径寸法は、前記外輪の外径寸法よりも小さい、請求項3に記載のインホイールモータ。
  5.  前記軸受(160)は、
     前記ベース部に取り付けられた外輪(161)と、
     内輪(162)と、
     前記外輪と前記内輪との間に設けられた転動体(163)と、
    を有する転がり軸受であり、
     前記内輪は、
     前記外輪の径方向内側に配置され、外表面形状が円柱状の回転支持部(162a)と、
     前記回転支持部から前記軸方向において車幅方向内側に延びる前記シャフト(131)と、
     前記回転支持部の前記軸方向における車幅方向外側端部から前記径方向に延びるフランジ部(162b)と、
    を有し、
     前記ロータ(40)は、
     前記ホイール内側空間に収容された円筒状の磁石保持部(41)と、
     前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部に設けられるとともに前記ホイール内側空間に収容され、前記フランジ部と、前記磁石保持部のうち車幅方向外側端部とを接続する接続部(43)と、
    を有し、
     前記界磁極は、前記磁石保持部の内周面に設けられ、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニット(42)を含み、
     前記ロータ側センサ部の外径寸法は、前記外輪の外径寸法よりも小さい、請求項3に記載のインホイールモータ。
  6.  前記回転角センサは、前記ロータ側センサ部としてレゾルバロータを備え、前記ブラケット側センサ部として励磁用巻線と該励磁用巻線が巻回されたレゾルバステータ(82,382)とを備えるレゾルバである、請求項2~5のいずれか1項に記載のインホイールモータ。
  7.  前記ブラケット部は、非磁性体で構成されている、請求項6に記載のインホイールモータ。
  8.  前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する前記シャフトのうち、車幅方向内側端部が小径部(36,136,336)とされており、
     前記径方向において前記ブラケット部の内周面と対向する前記シャフトのうち、前記軸方向において前記小径部に隣接する部分が、前記小径部よりも外径寸法が大きい大径部(37,137,337)とされており、
     前記シャフトにおいて前記小径部と前記大径部との間の段差部(38,138,338)に前記ロータ側センサ部の車幅方向外側部分が当接した状態で、前記ロータ側センサ部が前記シャフトに取り付けられている、請求項2~5のいずれか1項に記載のインホイールモータ。
  9.  前記ブラケット側センサ部の前記信号を伝達する配線(84)が前記ブラケット側センサ部から引き出されており、
     前記配線は、前記ブラケット部を前記径方向に貫通する貫通孔(73a)、又は前記ブラケット部と前記ステータとの間に設けられた貫通孔(73c)を通って、前記ブラケット部の内部から外部へと引き出されている、請求項2~5のいずれか1項に記載のインホイールモータ。
  10.  前記貫通孔において前記配線以外の部分を塞ぐシール部材(85)を備える、請求項9に記載のインホイールモータ。
  11.  前記ブラケット部は、該ブラケット部のうち車幅方向内側の開口部を塞ぐカバー(100,400)を有し、
     前記カバーが前記シャーシ部に固定されている、請求項2~5のいずれか1項に記載のインホイールモータ。
  12.  前記ブラケット側センサ部の前記信号を伝達する配線(84)が前記ブラケット側センサ部から引き出されており、
     前記配線は、前記ブラケット部と前記カバーとの間に設けられた貫通孔(73b)を通って、前記ブラケット部の内部から外部へと引き出されている、請求項11に記載のインホイールモータ。
  13.  前記貫通孔において前記配線以外の部分を塞ぐシール部材(85)を備える、請求項12に記載のインホイールモータ。
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