(57)【要約】【課題】モータ性能を維持しながらも、固定子と回転子との干渉を抑制できるインホイールモータユニットを提供する。【解決手段】旋回中に車輪７がコーナリングフォースを受けることにより回転子８にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、固定子コア１０ａの外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっているので、固定子１０と回転子８との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。【選択図】図２
2008189118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とするインホイールモータユニット。
【請求項２】
前記一方は略球状の外周面を有す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ユニット。
【請求項３】
車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とするインホイールモータユニット。
【請求項４】
前記他方はテーパ状の内周面を有することを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータユニット。
【請求項５】
前記固定子及び前記回転子は、前記車輪と同軸の筒状に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動輪を駆動するインホイールモータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気自動車においては、車体に配置した１台の電動機から、トランスミッションとデファレンシャル機構を介して車輪にトルクを伝達することが行われている。しかるに、かかる方式によれば、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを設けるスペースが必要となり、その分だけ乗員用のスペースが制限されるという問題がある。又、トランスミッションとデファレンシャル機構に動力伝達ロスが発生するので、その分だけ車輪に伝達されるトルクが低下するという問題もある。
【０００３】
これに対し、以下の特許文献１には、車輪の内部にモータを設けたアウタロータ型のホイールモータが開示されている。かかるホイールモータによれば、車輪にモータを内蔵できるので、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを車体に搭載する必要がなくなり、乗員用のスペースを確保でき、またトランスミッションやデファレンシャル機構を介さないので、動力伝達ロスが減少するという利点がある。
【特許文献１】特開平１０−２８５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車体側に固定子を配置し、車輪側に回転子を配置して、固定子と回転子とを半径方向に重合させたモータユニットにおいて、車輪にコーナリングフォースが作用すると、そのモーメント力が回転子に作用するので、固定子の軸線に対して回転子の軸線が傾くという現象が生じる。かかる場合、固定子と回転子との間隙が小さいと、両者が干渉して異音を発生したり損傷を招く恐れがある。これに対し、固定子と回転子との間隙を大きくすれば、両者の干渉は回避できるが、その分モータユニットの出力が低下するという別の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、モータ性能を維持しながらも、固定子と回転子との干渉を抑制できるインホイールモータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明のインホイールモータユニットは、
車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする。
【０００７】
第２の本発明のインホイールモータユニットは、
車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、
前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記一方の外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっているので、前記車輪がコーナリングフォースを受けることにより前記回転子にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、前記固定子と前記回転子との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。
【０００９】
更に、前記一方は略球状の外周面を有すると好ましいが、それに限らず、例えばテーパ面等を端部側に形成しても良い。
【００１０】
第２の本発明のインホイールモータユニットによれば、前記固定子と前記回転子のうち一方は、他方の半径方向内側に配置されており、前記他方の内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっているので、前記車輪がコーナリングフォースを受けることにより前記回転子にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、前記固定子と前記回転子との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。
【００１１】
更に、前記他方はテーパ状の内周面を有すると好ましいが、それに限らず、例えば略球状面等を端部側に形成しても良い。
【００１２】
前記固定子及び前記回転子は、前記車輪と同軸の筒状に配置されていると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるインホイールモータユニットを搭載したバスの斜視図である。図１において、バスの車体１０１に対して、不図示のブラケットを介して、一対のインホイールモータユニット１００が取り付けられている。
【００１４】
各インホイールモータユニット１００の周囲には、車輪１０３が配置され、インホイールモータユニット１００により駆動されるようになっている。車体１０１の下部には、インバータユニット１０４が配置され、インホイールモータユニット１００に対して配線１３を介して電気的に接続されている。インバータユニット１０４は、本実施の形態では扁平状であるため、車体１０１の下部に設けても乗員用のスペースを制限することはないが、車体１０１の天井などに配置しても良い。このように、インホイールモータユニット１００を用いることで、駆動源を車輪１０３内に収めることができ、更にインバータユニット１０４の位置は任意に決定できるので、例えば路線バスなどにおいては完全な低床化を図ることができ、乗降性の向上や乗員スペースの確保を図ることができる。
【００１５】
図２は、車輪１０３を取り付けた状態で示すインホイールモータユニット１００の断面図である。なお、以下、一方のインホイールモータユニット１００についてのみ説明するが、他方のインホイールモータユニット１００も同様の構成を有する。
【００１６】
図２において、車体に対してブラケット１を介して、ハブベアリングユニット２が固定されている。ハブベアリングユニット２は、それが内包するハブ３を回転自在に支持している。ハブ３には、ブレーキ用ディスク４と、円盤状の回転子支え板５と、ホイール６とが、この順序で内側より同軸に配置されボルトにより固定されている。ブレーキ用ディスク４は、不図示のブレーキ装置に設けられたパッドが当接し、それにより制動力が発生するようになっている。ホイール６の周囲には、車輪７が取り付けられている。
【００１７】
回転子支え板５の外縁には、回転子８が取り付けられている。回転子８は、珪素鋼板からなる円筒状の回転子コア８ａと、回転子コア８ａを、その内周面を露出させながら軸線方向両側から保持する回転子ホルダ８ｂとからなり、回転子ホルダ８ｂの軸線方向端部が回転子支え板５にボルトで固定されている。
【００１８】
一方、ハブベアリングユニット２には、固定子支え板９がボルトにより固定されている。固定子支え板９の外縁には、固定子１０が取り付けられている。固定子１０は、回転子コア８ａの半径方向内側に対向して配置された複数の固定子コア１０ａと、固定子コア１０ａを巻回するコイル１０ｂと、固定子コア１０ａを、その外周面を露出させながら軸線方向両側から保持する固定子ホルダ１０ｃと、ホイール６側で固定子コア１０ａを固定する固定部材１０ｄとからなる。固定子ホルダ１０ｃの軸線方向端部が固定子支え板９にボルトで固定されている。回転子コア１０ａと固定子コア８ａとのギャップは、０．５〜２ｍｍである。
【００１９】
固定部材１０ｄと回転子ホルダ８ｂとの間には、シール部材１１が配置されている。又、ブラケット１側において、回転子ホルダ８ｂは半径方向内方に延在する内方フランジ部８ｃを形成し、固定子ホルダ１０ｃは内方フランジ部８ｃに隣接して半径方向外方に延在する外方フランジ部１０ｈを形成している。これらにより、回転子コア８ａと固定子コア１０ａとの間にゴミ等が侵入しないようにしている。
【００２０】
図３は、固定子の一部を示す斜視図である。円筒状の固定子ホルダ１０ｃの外周面には、軸線方向に伸びるアリ溝１０ｅを等間隔に、固定子コア１０ａの数だけ形成している。珪素鋼板からなる固定子コア１０ａは、軸線方向に見たときにＴ字形状を有しており、その図３で下端は、アリ溝１０ｅに対応した逆テーパ部１０ｆとなっている。又、固定子コア１０ａの外方面１０ｇは、外凸状の球面の一部となっている。即ち、固定子ホルダ１０ｃの軸線方向において、外方面１０ｇは中央の外径φＡが最も大きく、それから軸線方向両側に向かうにつれて小さくなり、固定子コア１０ａの端部外径φＢが最も小さくなっている。尚、固定子コア１０ａは、機械加工又は磁性体粉末の焼結により同じ部品として精度の良いものを形成できる。
【００２１】
組み付け時には、図３に示すように固定子コア１０ａにコイル１０ｂを巻回した状態で、固定子ホルダ１０ｃのアリ溝１０ｅに逆テーパ部１０ｆを合わせて、固定子コア１０ａを固定子ホルダ１０ｃの軸線方向に滑らせ、その後固定部材１０ｄを固定子ホルダ１０ｃ（図２参照）に固定する。これにより固定子コア１０ａは、固定子ホルダ１０ｃに取り付けられることとなる。
【００２２】
本実施の形態の動作について説明する。例えば運転者が不図示のアクセルペダルを踏み込むと、それに連動してインバータユニット１０４から高周波電流が配線１３を介して固定子１０のコイル１０ｂに伝達され、それにより回転子８との間に磁力が生じ、かかる磁力を用いてホイール６を回転させることによって、車輪７を回転駆動させることができる。
【００２３】
更に、旋回中に車輪７がコーナリングフォースを受けることにより回転子８にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、固定子コア１０ａの外径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて大きくなっているので、固定子１０と回転子８との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。加えて、固定子１０と回転子８は、車輪７の半径方向内側に配置されているので、コンパクトな構成を提供できる。
【００２４】
図４は、別な実施の形態にかかる図２と同様な断面図である。図４に示す実施の形態は、上述した実施の形態に対して、固定子コア１０ａの外方面は円筒面もしくは平面とし、回転子コア８の内周面を、軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小径となるようにテーパ状に機械加工している。それ以外の点については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態においても、旋回中に車輪７がコーナリングフォースを受けることにより回転子８にモーメントが付与されてその軸線が傾いたとしても、回転子コア８ａの内径は、その軸線方向端部側から中央に向かうにつれて小さくなっているので、固定子１０と回転子８との軸線方向における端部同士の接触を抑制でき、従って異音などの不具合が生じないようにできる。尚、本実施の形態において、固定子コア１０ａを図３に示す形状としても良い。
【００２６】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、回転子を固定子の半径方向内側に配置しても良いし、本発明のインホイールモータをバス以外の車両などに用いることは人にである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態にかかるインホイールモータユニットを搭載したバスの斜視図である。
【図２】車輪を取り付けた状態で示すインホイールモータユニット１００の断面図である。
【図３】固定子の一部を示す斜視図である。
【図４】別な実施の形態にかかる図２と同様な断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ ブラケット
２ ハブベアリングユニット
３ ハブ
４ ブレーキ用ディスク
５ 回転子支え板
６ ホイール
７ 車輪
８ 回転子
８ａ 回転子コア
８ｂ 回転子ホルダ
８ｃ 内方フランジ部
９ 固定子支え板
１０ 固定子
１０ａ 固定子コア
１０ｂ コイル
１０ｃ 固定子ホルダ
１０ｄ 固定部材
１０ｅ アリ溝
１０ｆ 逆テーパ部
１０ｇ 外方面
１０ｈ 外方フランジ部
１１ シール部材
１３ 配線
１００ インホイールモータユニット
１０１ 車体
１０３ 車輪
１０４ インバータユニット
【図１】
2008189118.tif 000003
【図２】
2008189118.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008189118.tif 000006