(57)【要約】【課題】本発明は、車両のホイールやブレーキの変更を強いずに、中継器と一緒にホイール幅内におけるホイールブレーキとの間の隙間に組付くインホイールモータを提供する。【解決手段】本発明は、回転可能な環状のロータ１３と、このロータの内側に配置され、複数相のステータコイル１９ａ〜１９ｃが外周部に周方向へ所定の間隔で並んで配設して構成される環状のステータ１５と、外部電力線２３と複数相のステータコイル群とを中継可能な中継器２１とを有したインホイールモータ１１であって、ステータには、ステータから周方向に並ぶステータコイルの一部を省いて形成される機器据付領域αを有し、中継器は機器据付領域に収められるものとした。【選択図】図４
2019156004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な環状のロータと、
このロータの内側に配置され、複数相のステータコイルが外周部に周方向へ所定の間隔で並んで配設して構成される環状のステータと、
外部電力線と前記複数相のステータコイル群とを中継可能な中継器と
を有したインホイールモータであって、
前記ステータには、ステータから前記周方向に並ぶステータコイルの一部を省いて形成される機器据付領域を有し、
前記中継器は前記機器据付領域に収められる
ことを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
前記機器据付領域は、周方向に連続して並ぶ１組のステータコイルを省いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
前記機器据付領域は、前記ステータコイルのうち、前記ステータの周方向に対し均等な位置に配置されるそれぞれ異なる相のステータコイルをそれぞれ省いて形成され、
前記中継器は、前記機器据付領域から選択して収められる
ることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記ロータの周囲は、車両のホイールが配置可能とされ、
前記ステータの内側は、ブレーキが配置可能とされる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールの内側の空間に搭載可能なインホイールモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両では、車両のスペース効率を高めるため、特許文献１にも開示されているようにデッドスペースとなるホイール内側の空間を利用して、モータを搭載する技術が進められている。この車両のホイール内側に配置されるモータをインホイールモータという。
こうしたインホイールモータの適用は、ベース車両の車体の変更(負担)が抑えられる特徴がある。
【０００３】
特に中空型（環状のロータ、環状のステータ）のインホイールモータの場合、車両のホイール幅内で、同ホイールとブレーキ間の隙間に、ロータとステータとが収められると、ベース車両の車体の変更（負担）はほとんど必要とせずにすむとされる。
インホイールモータは、こうした理想形のレイアウトを目指している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４７６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでインホイールモータは、ステータに複数相（例えば三相）のステータコイルが複数組、配設され、三相交流により励磁されるため、ステータコイル群と、外部電力線（例えばインバータからの電力線）との間を中継するための中継器（端子箱）が必要とされる。
しかし、この中継器の存在が、インホイールモータをホイール内に配置するうえで１つの障害となっている。
【０００６】
すなわち、車両において、ホイールとブレーキとの間の隙間は限られているため、中継器は、モータと一緒にはホイールの内側空間に収まらず、ホイールの幅外へ張り出して配置されることが多く、車体側に影響を与えることが多い。しかも、ホイールとブレーキとの間の隙間に中継器を配置させることを優先すると、ホイールの内径を大きくあるいはブレーキの外径を小さくして隙間を拡大させるか、モータ自身の薄型化をしなければならない。
【０００７】
これでは、より多くの問題を招くばかりで、車両の電動化に不利益を与えてしまう。
そこで、本発明の目的は、車両のホイールやブレーキの変更を強いずに、中継器と一緒にホイール幅内におけるホイールブレーキとの間の隙間に組付き可能としたインホイールモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、回転可能な環状のロータと、このロータの内側に配置され、複数相のステータコイルが外周部に周方向へ所定の間隔で並んで配設して構成される環状のステータと、外部電力線と複数相のステータコイル群とを中継可能な中継器とを有したインホイールモータであって、ステータには、ステータから周方向に並ぶステータコイルの一部を省いて形成される機器据付領域を有し、中継器は機器据付領域に収められるものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中継器は、インホイールモータ内部にそのまま組み込まれる。
それ故、インホイールモータと中継器とは、車両のホイールやブレーキの変更を強いずに、一緒にホイール幅内におけるホイールとブレーキとの間の隙間に組付けることができ、インホイールモータの理想とするレイアウトの実現が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る態様となるインホイールモータを車両の車輪と共に示す斜視図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿うインホイールモータの断面図。
【図３】ロータを外したとき状態のインホイールモータの外観を示す斜視図。
【図４】図３中のステータを矢視Ｂから見た中継器の組付構造を示す正面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る態様の要部となる中継器の組付構造を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１〜図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、電動車両のフロントサスペンションＳ（一部だけ図示）に支持されたインホイールモータ１１を示し、図２は同インホイールモータ１１の断面を示し、図３は一部を分解したインホイールモータ１１を示し、図４は、インホイールモータ１１に組み込んだ中継器２１を示している。
【００１２】
主な構造を説明すると、図１および図２に示されるように電動車両のフロントサスペンションＳは、ベース車両と同じサスペンションであり、例えばサスペンション部材となるダンパーストラット（図示しない）の下端部にナックル２（一部しか図示しない）およびハブ３を介して、前輪５のホイール６を回転自在に支持する構造となっている。さらに述べるとハブ３の前端部には、ブレーキであるところのディスクブレーキ７（ブレーキディスク７ａとキャリパ７ｂから構成）が組み付く。そして、ブレーキディスク７ａを介してハブ３端に、前輪５のホイール６がボルト止めされる。
【００１３】
インホイールモータ１１には、例えば三相の永久磁石式同期モータが用いられる。このモータ全体が、図１〜図３に示されるように前輪５のホイール６の幅内で、ディスブレーキ７とホイール６との間の隙間δに収められる。
インホイールモータ１１は、例えばホイール６の内面に沿って配置される短筒状（環状）のロータ１３と、ブレーキディスク７ａの外周面に沿って配置される短筒状（環状）のステータ１５とを有している。
【００１４】
このうちロータ１３の内周面には、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されるよう複数の磁石１６（例えば２４個）が埋め込まれる。このロータ１３が、円板状のロータブラケット１７を介してブレーキディスク７ａ（ハブ３端）に固定され、ロータ１３がハブ３と共に回転される。
こうしたインホイールモータ１１に中継器２１が組み付く。中継器２１については後述する。
【００１５】
またロータ１３と対向するステータ１５は、円板状のステータブラケット１４を介してハブ３基端に固定される（不動）。このステータ１５の外周部には、図４に示されるように例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相といった三相を１組とした複数組のステータコイル１９ａ〜１９ｃが周方向へ所定の間隔で並んで複数、配設されている。ここでは、８組のステータコイル１９ａ〜１９ｃが配設されている。これにより、三相交流がステータコイル１９ａ〜１９ｃへ通電されると、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のステータコイル１９ａ〜１９ｃが所定のタイミングで励磁され、同励磁がもたらす磁力に対する吸引力、反発力により、ロータ１３が回転駆動される。
【００１６】
こうした、各ステータコイル１９ａ〜１９ｃが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎、導電部２０ａ〜２０ｃを介して、中継器２１に設けられている出力側の三相端子２１ａ（図３に一部だけ図示）に個別に接続される。
なお、図４においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎のステータコイル１９ａ〜１９ｃや導電部２０ａ〜２０ｃを分かりやすく記載した都合上、ステータコイル１９ａ〜１９ｃは、小さめの記載となっている。
【００１７】
具体的には中継器２１は、例えば図３に示されるように一端側に上記出力側の三相端子２１ａを有し、他端側に同三相端子２１ａとつながる入力側の三相端子２１ｂを有した平板形の端子箱から構成される機器で、三相端子２１ａに、ステータコイル１９ａ〜１９ｃが，各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分けて接続される。
中継器２１の三相端子２１ｂは、外部電力線、ここではインバータ（図示しない）から延びる三相電力線２３が接続されるもので、インバータを介してバッテリ（いずれも図示しない）からの電力が、各ステータコイル１９ａ〜１９ｃへ供給される。
【００１８】
こうした電力の中継をなす中継器２１が、図３および図４に示されるようにステータ１５の外周部に収められている。中継器２１は、ステータコイル１９ａ〜１９ｃが所在する場所を利用して収められる。
この中継器２１の収容構造には、周方向に並ぶステータコイル１９ａ〜１９ｃの一部をステータ１５から省いて機器据付域αを形成し、この機器据付域α内に中継器２１を据え付ける構造が用いられる。
【００１９】
具体的には機器据付域αは、図４に示されるように周方向に並ぶステータコイル群のうち、周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相が連続して並ぶ１組のステータコイル１９ａ〜１９ｃを取り除いて、中継器２１が十分に収容可能な大きさの凹状部分２２をステータ１５の外周面に形成してなる。中継器２１は、この凹状部分２２（機器据付域α）の底面に据え付けられる。詳しくは中継器２１は、三相端子２１ａがホイール６側へ向き、三相端子２２ｂが車体側へ向く姿勢で底面に取り付けられる。
【００２０】
この機器据付域α内に設置した中継器２１の三相端子２１ｂに対して、三相電力線２３の接続が行われる。
以上、本実施形態のようにステータ１５に、ステータコイル１９ａ〜１９ｃの一部を省いて機器据付領域αを形成し、この機器据付領域α内に中継器２１を収めることにしたことにより、中継器２１は、外部へ張り出すことなく、インホイールモータ内部にそのまま組み込める（図３、図４）。
【００２１】
それ故、中継器２１は、車両のホイール６やディスクブレーキ７の変更を強いずに、インホイールモータ１１と一緒に、ホイール幅内で、かつホイール６とディスクブレーキ７との間の隙間δに収めて組付けることができ、インホイールモータ１１の理想とするレイアウトの実現を図ることができる（請求項１）。
もちろんインホイールモータ１１は、ロータ１３の周囲に車輪（ホイール）が配置され、ステータ１５の内側にブレーキが配置される車両には好適である（請求項４）。
なお、インホイールモータ１１は、ステータコイル群の一部が欠けることにより多少、効率が悪くなるが、問題はない。
【００２２】
特に、連続して並ぶ１組のステータコイル１９ａ〜１９ｃ（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を省いて機器据付領域αを形成する構造は、広い領域が確保されるので、どのような形状の中継器２１にも対応できる利点がある（請求項２）。
図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態の機器据付領域βは、第１の実施形態のように連続して並んだ１組のステータコイルを省くのではなく、複数組のステータコイル１９ａ〜１９ｃ、すなわちステータコイル群のうち、ステータ１５の周方向に対し均等な位置に配置されるそれぞれ異なる相のステータコイル１９ａ〜１９ｃをそれぞれ一個所ずつ省いて複数個所に凹状部分２２を形成して、複数個所に機器据付領域βを形成したものである。具体的には機器据付領域βは、ステータ１５の中心周りに均等に１２０°ずれた位置にある各Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のステータコイル１９ａ〜１９ｃを省いて形成してある。
【００２３】
これら三個所の機器据付領域βのうちの１つを選択して、中継器２１を収めている。
このようにすると、インホイールモータ１１の磁気エネルギーのバランスを保ちながら、中継器２１を機器据付領域β（ステータ１５の外周部）に据え付けることができ、インホイールモータ１１の回転むらや回転変動の発生抑えられる利点がある（請求項２）。
但し、図５において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、ステータコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を８組並べるインホイールモータに本発明を適用したが、これに限らず、他の複数組のステータコイルを有するインホイールモータに本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００２５】
６  ホイール
７  ディスクブレーキ（ブレーキ）
１１  インホイールモータ
１３  ロータ
１５  ステータ
１９ａ〜１９ｃ  ステータコイル
２１  中継器
２３  電力線（外部電力線）
α，β  機器据付領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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