(57)【要約】【課題】車両用ホイール駆動装置における制動装置に発生する熱によるモータ装置への影響を抑制する。【解決手段】車体１に組み付けられたスイングアーム２に軸受ハウジング３を固設し、軸受ハウジングによりホイール４と一体の回転軸５を回転自在に支持する。ホイール４にアウタロータ７を固設し、軸受ハウジング３にステータ９を固設する。アウタロータに熱伝導率の低いアタッチメント１１を介してディスクロータ１２を固設し、スイングアームにブレーキキャリパ１３を固設する。制動装置のディスクロータが熱伝導率の低い部材を介してアウタロータに固設されていることから、ディスクロータに発生する熱がアウタロータに伝わり難くなり、熱の影響によりモータ特性が悪化することを防止し得る。【選択図】図１
2008307917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、
前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し、
前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し、
前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、
前記ディスクロータが、制動時に発生する熱を前記モータ装置に伝え難くするべく熱伝導率の低い部材を介して前記アウタロータに固設されていることを特徴とする車両用ホイール駆動装置。
【請求項２】
車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、
前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し、
前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し、
前記アウタロータが、前記ホイール軸支持部材に回転自在に支持された回転軸を一体に有し、
前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、
前記ディスクロータが前記回転軸に固設されていることを特徴とする車両用ホイール駆動装置。
【請求項３】
車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、
前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し、
前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し、
前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、
前記ブレーキキャリパが、前記ホイール軸支持部材の車体側部分に固設されていることを特徴とする車両用ホイール駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールに同軸にモータ装置を設けた車両用ホイール駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータを駆動源に用いた自動車において、伝動効率を高めるべくホイールのリム内にモータを収めたインホイールモータがある。その場合に、ホイールと車体との間に設けられたホイール支持部材（例えばスイングアーム）にステータを固設し、ステータを外囲するアウタロータをホイールに一体に固設してインホイールモータを構成することができ、さらに、制動装置としてディスクブレーキを設けたものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３７３５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のものにあっては、ホイールのリム内にモータ装置及び制動装置を配設したものであるが、その制動装置にあっては、ディスクブレーキ構造を用いている。そのディスクロータはアウタロータに固設され、ブレーキキャリパはステータに固設されている。制動装置には制動時に熱が発生するため、その熱の発生源となるディスクロータ及びブレーキキャリパから熱がそれらと結合された部材に伝達される。
【０００４】
一方、モータ装置にあっては熱の大きな影響を受けるとモータ特性が悪化するという問題がある。上記特許文献１のものにあっては、ディスクロータがアウタロータに固設されていることから、モータ装置と制動装置とを配設する構造において部品点数の増加を抑制できるという利点があるが、ディスクロータの熱がアウタロータに伝わり易い。さらに、ブレーキキャリパもステータに固設されているため、ブレーキキャリパの熱がステータに伝わってしまい、モータ装置が熱くなり易いという問題があった。そのため、特許文献１のものでは、ディスクロータの外周面に複数の放熱フィンを設けているが、複雑な形状の加工であり、また回転バランスを取る必要があるなど加工コストが高くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決して、制動装置に発生する熱によるモータ装置への影響を抑制し得る車両用ホイール駆動装置を実現するために本発明に於いては、車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、前記ディスクロータが、制動時に発生する熱を前記モータ装置に伝え難くするべく熱伝導率の低い部材を介して前記アウタロータに固設されているもの、あるいは、車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し、前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し、前記アウタロータが、前記ホイール軸支持部材に回転自在に支持された回転軸を一体に有し、前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、前記ディスクロータが前記回転軸に固設されているもの、あるいは、車両のホイールを駆動するべく当該ホイールに同軸に設けられたモータ装置と、前記ホイールを制動するためのブレーキ装置とを有する車両用ホイール駆動装置であって、前記ホイールの軸を回転自在に支持するホイール軸支持部材を有し、前記モータ装置が、前記ホイール軸支持部材に固設されたステータと、前記ホイールに固設されかつ前記ステータを外囲するアウタロータとを有し、前記ブレーキ装置が、ディスクロータとブレーキキャリパとを有し、前記ブレーキキャリパが、前記ホイール軸支持部材の車体側部分に固設されているものとした。
【発明の効果】
【０００６】
このように本発明によれば、制動装置のディスクロータが熱伝導率の低い部材を介してアウタロータに固設されていることから、ディスクロータに発生する熱がアウタロータに伝わり難くなり、モータ装置に対する熱の影響を抑制することができるため、熱の影響によりモータ特性が悪化することを防止し得る。あるいは、アウタロータの回転軸にディスクロータを固設することにより、ディスクロータに発生する熱はアウタロータの回転軸に伝わるが、アウタロータにおける回転軸からステータを外囲する周壁部分に至るまでの熱伝導経路を長くすることができるため、モータ特性に影響を及ぼす程の大きな熱伝導を抑制し得る。あるいは、ホイールの軸を支持するホイール軸支持部材にブレーキキャリパが固設されていることにより、ブレーキキャリパに発生する熱がホイール軸支持部材に伝わるため、ステータに至るまでの熱伝導経路を長くすることができ、モータ特性に影響を及ぼす程の大きな熱伝導を抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、例えば四輪自動車における右前輪の水平面に沿う断面図である。図において、車両の車体１に一端部が支持されたスイングアーム２の遊端側の他端部に円筒状の軸受ハウジング３が固設されている。これらスイングアーム２と軸受ハウジング３とによりホイール軸支持部材が構成されている。そして、軸受ハウジング３の内周面にはホイール４と一体の回転軸５が一対の軸受を介して回転自在に支持されている。
【０００８】
ホイール４は、公知のタイヤホイールと、タイヤホイールのリム４ａに組み付けられたタイヤ６とからなる。タイヤホイールのディスク部分４ｂであってその裏面（タイヤホイールの裏面）の中央部分には回転軸５と一体の円板部材５ａが同軸に固設されている。円板部材５ａは、回転軸５を同軸に外囲する有底円筒形状のアウタロータ７の底板部分の一部を形成するように設けられている。そのアウタロータ７の周壁部分７ａの内周面には複数のマグネット８が周方向にＮ・Ｓ極を交互にして配設されている。
【０００９】
アウタロータ７の周壁部分７ａの内方受容されるようにステータ９が設けられている。ステータ９は、軸受ハウジング３に固設されたヨーク９ａと、ヨーク９ａを構成する積層鋼板に巻回されたコイル９ｂとからなる。このようにしてアウタロータ型のモータ装置が構成されており、図示されない配線を介してコイル９ｂに電流が供給されることにより、アウタロータ７に回転トルクが発生し、ホイール４が回転する。
【００１０】
また、有底円筒状のアウタロータ７の開放端面側に、熱伝導率の低い部材からなりかつＬ字形断面で環状に形成されたアタッチメント１１が組み付けられている。アタッチメント１１には、回転軸５と同軸にディスクロータが固設されている。また、スイングアーム２の適所にブレーキキャリパ１３が固設されており、ディスクロータ１２とブレーキキャリパ１３とにより公知のディスクブレーキとなるブレーキ装置が構成されている。なお、ブレーキキャリパ１３への配管は図示省略している。
【００１１】
このようにしてインホイールモータ型の車両用ホイール駆動装置が構成されている。上記図１のものにあっては、図示されない制御装置により上記したようにコイル９ａに駆動指令信号に応じた電流を流してモータ装置のアウタロータ７を回転させてホイール４を回転駆動し、車両を走行させる。
【００１２】
制動時には、ブレーキキャリパ１３に油圧をかけてブレーキパッド（図示省略）によりディスクロータ１２を挟んで制動する。この時、制動装置に、ブレーキパッドとディスクロータ１２との摩擦による熱が発生する。
【００１３】
本発明による上記第１の例にあっては、ブレーキ装置に発生する熱は、例えば図２の矢印に示されるように伝わる。ディスクロータ１２からアタッチメント１１に伝わる熱は、アタッチメント１１が熱伝導率の低い素材からなることからアタッチメント１１には図の×印に示されるようにほとんど伝わらないようにすることができる。熱伝導率が大きく低いものを用いることによりほぼ完全に熱を遮断することもできるが、材料費が高騰する場合には、熱によるモータ特性の悪化の程度と照らし合わせて、許容できる範囲となる程度の熱伝導低下率の素材のものを選択すると良い。
【００１４】
また、ブレーキキャリパ１３に発生する熱は、固設相手のスイングアーム２に伝わるため、スイングアーム２を通ってステータ９に至る熱伝導経路が長く、ステータ９に至る途中のスイングアーム２や回転軸支持部材３で大量に放熱され、伝熱量が低減される（図の破線の矢印）。したがって、ステータ９（コイル９ｂ）には大量の熱が伝わることがない。
【００１５】
これにより、インホイールモータ型の車両用ホイール駆動装置において、ブレーキ装置からの熱がモータ装置に伝わり難くなり、モータ装置が熱により影響を受けてその特性が悪化することを防止し得る。
【００１６】
次に、本発明の第２の例を図３を参照して以下に示す。なお、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００１７】
この第２の例にあっては、回転軸５の軸線方向突出端面に同軸にアタッチメント２１を介してディスクロータ１２が固設されている。この例では、スイングアーム２にアタッチメント２１を貫通状態に外囲する孔２ａが設けられており、ディスクロータ１２及びブレーキキャリパ１３がスイングアーム２のホイール４とは相反する側に配設されている。
【００１８】
この第２の例にあっては、ブレーキ装置に発生する熱は、例えば図４の矢印に示されるように伝わる。ディスクロータ１２からアタッチメント２１に伝わる熱は、アタッチメント２１から回転軸５に伝わることから、モータ装置のアウタロータ７やステータ９に伝わるまでに長い熱伝導経路を通ることになり、その間で放熱される。この第２の例にあっても、ブレーキキャリパ１３に発生する熱は、固設相手のスイングアーム２に伝わるため、スイングアーム２を通ってステータ９に至ることになり、熱伝導経路が長くなる。したがって、ステータ９に至る途中のスイングアーム２や回転軸支持部材３で放熱されるため、ステータ９（コイル９ｂ）には大量の熱が伝わらず、上記第１の例と同様に制動熱の影響によるモータ特性の悪化を防止し得る。
【００１９】
また、本発明の第３の例を図５を参照して以下に示す。この例においても、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第３の例にあっては、上記第１の例に対してアタッチメント１１を用いずにディスクロータ１２をアウタロータ７に直接固設している。これにより、部品点数をできるだけ減らすことができる。
【００２０】
この第３の例にあっては、図６の矢印に示されるように、ディスクロータ１２からの熱がアウタロータ７に伝わり易くなるが、アウタロータ７がタイヤホイールには覆われているがモータハウジングなどにより覆われていないため、アウタロータ７の外周面からの放熱性が良い。また、ブレーキキャリパ１３発生する熱は、同じく図６の矢印に示されるように第１の例と同様にスイングアーム２に伝わるため、ステータ９に至る熱伝導経路が長くなるため、ステータ９に至る途中のスイングアーム２や回転軸支持部材３で放熱されるため、ステータ９（コイル９ｂ）には大量の熱が伝わることがない。
【００２１】
これにより、インホイールモータ型の車両用ホイール駆動装置において、ブレーキ装置からの熱がモータ装置に伝わり難く、モータ装置が熱により影響を受けてその特性が悪化することを防止し得る。
【００２２】
また、本発明の第４の例を図７を参照して以下に示す。この例においても、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００２３】
この第４の例にあっては、スイングアーム２に固定軸２２が固設されており、その固定軸２２にアウタロータ７が回転自在に支持されている。アウタロータ７は、固定軸２２に対して半径方向外向きに延出しかつ互いに対峙する一対の端板部分７ｂ・７ｃを有し、両端板部分７ｂ・７ｃの半径方向内側端部がそれぞれ軸受を介して固定軸２２に支持されている。
【００２４】
アウタロータ７にあっては、その両端板部分７ｂ・７ｃの半径方向外側端部間に周壁部分７ａが一体的に組み付けられており、両端板部分７ｂ・７ｃ及び周壁部分７ａによりアウタロータ７の内側に空間が形成され、その空間にステータ９が設けられている。したがって、第３の例にあっては、アウタロータ７は内部にステータ９を受容する密閉構造である。
【００２５】
また、ホイール４のディスク部分４ｂが、スイングアーム２側とは相反する側の端板部分７ｂの適所に結合されており、ディスクロータ１２が、アウタロータ７のスイングアーム２側の端板部分７ｃであって固定軸２２に対する近接部分に固設されている。
【００２６】
この第４の例にあっては、図８の矢印に示されるように、ディスクロータ１２からの熱は端板部分７ｂを介してマグネット８を設けられた周壁部分７ａに至るため、その端板部分７ｂで放熱され、マグネット８が熱の影響を受け難くなる。また、ブレーキキャリパ１３発生する熱は、同じく図８の矢印に示されるように第１の例と同様にスイングアーム２に伝わるため、ステータ９に至る熱伝導経路が長くなるため、ステータ９に至る途中のスイングアーム２や回転軸支持部材３で放熱されるため、ステータ９（コイル９ｂ）には大量の熱が伝わることがない。
【００２７】
このように、本発明によれば、上記各図示例のように簡単な構造で、ブレーキ装置に発生する大量の熱がモータ装置のステータ９やマグネット８にそのまま伝わってしまうことがなく、インホイール型モータを用いた車両用ホイール駆動装置におけるモータ特性の悪化を防止することができる。特に、車両の性能に応じて上記各図示例を適宜選択して適用することにより、例えば軽量で熱の発生量が少ない場合には部品点数を減らすことを優先してより一層軽量化を促進し、逆に熱の発生量が多い可能性がある場合には断熱素材を用いてモータ装置に対する断熱性を確保することができる。
【００２８】
また、図９に第５の例を示す。この例においても、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００２９】
この第５の例にあっては、モータ装置に可変界磁型モータを用いたものである。可変界磁型モータにあっては種々の構造が考えられるが、この図示例にあっては、軸受ハウジング３に、その軸線方向に所定の間隔をおいて互いに対峙する一対の外向フランジ３ａ・３ｂが形成されており、両外向フランジ３ａ・３ｂ間には軸受ハウジング３の軸線方向に延在するスライド支持棒３１が架け渡されるように設けられている。なお、スライド支持棒３１は、図では１本のみ示されているが、例えば、軸受ハウジング３の周方向に適当な間隔をあけかつ互いに平行に３本配設されている。
【００３０】
また、上記ステータ９のヨーク９ａには、両外向フランジ３ａ・３ｂ間に突入する内向フランジ部分９ｃが形成されており、その内向フランジ部分９ｃには、スライド支持棒３１にその軸線方向にスライド自在に支持されたブシュ３２が固設されている。これにより、ステータ９がスライド支持棒３１により軸受ハウジング３すなわち回転軸５の軸線方向に変位自在に設けられている。
【００３１】
また、内向フランジ部分９ｃには例えばプッシュプルケーブル３３のインナケーブル３３ａの一端部が結合されていると共に、スイングアーム２側の外向フランジ部分３ａにはプッシュケーブル３３のアウタケーシング３３ｂの一端部が固定されている。これにより、インナケーブル３３ａの他端部をその軸線方向に押し引き操作することにより、ステータ９が変位し得る。インナケーブル３３ａに対する押し引き操作はアクチュエータにより自動駆動であったり、レバー装置などを用いた手動駆動であったりして良い。
【００３２】
このようにして、インナケーブル３３ａの押し引き量に応じてステータ９をアウタロータ７に対して出し入れすることができ、それによりマグネット８とステータ９との対向面積が増減し、可変界磁構造とすることができる。可変界磁制御としては、最高回転速度は抑えられるがトルクを大きくしたい場合にはステータ９をアウタロータ７に対して大きく入れるようにし、トルクが小さくなるが最高回転速度を高めたい場合にはステータ９をアウタロータ７に対して出すようにすることができる。
【００３３】
このような可変界磁型モータを用いた場合にも、本発明による熱伝導抑制構造を適用することができる。図９は、上記第３の例に対応するものであるが、他の第１・２・４の例に適用して良いことは言うまでもない。何れにおいても、上記した各例と同様の作用効果を奏し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる車両用ホイール駆動装置は、簡単な構造でモータ装置に対する熱の影響を抑制し得るため、電気自動車であって特にソーラーカー等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に基づく車両ホイール駆動装置を示す断面図である。
【図２】図１の熱伝導経路を示す説明図である。
【図３】本発明の第２の例を示す図１に対応する図である。
【図４】図３の熱伝導経路を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の例を示す図１に対応する図である。
【図６】図５の熱伝導経路を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の例を示す図１に対応する図である。
【図８】図７の熱伝導経路を示す説明図である。
【図９】本発明の第４の例を示す図１に対応する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  車体
２  スイングアーム
３  軸受ハウジング
４  ホイール
５  回転軸
７  アウタロータ
８  マグネット
９  ステータ、９ａ  ヨーク、９ｂ  コイル
１１  アタッチメント
１２  ディスクロータ
１３  ブレーキキャリパ
２１  アタッチメント
２２  固定軸
【図１】
2008307917.tif 000003
【図２】
2008307917.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008307917.tif 000006
【図５】
2008307917.tif 000007
【図６】
2008307917.tif 000008
【図７】
2008307917.tif 000009
【図８】
2008307917.tif 000010
【図９】
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