(57)【要約】【課題】  スペース効率の高いモータ内蔵車輪装置を得る。【解決手段】  アウタロータ型のモータ内蔵車輪装置に、駆動源をホイールのリム内に配設した摩擦ブレーキを内蔵させる。そのモータは、ステータおよびロータがそれぞれの極を周方向に接続するヨークを有しない構造、つまりロータ極およびステータ極が独立して配設された構造のスイッチトリラクタンスモータであることが望ましい。そのような構造のモータにおいて、ステータ極６６ｂを構成するステータコア９０を、電磁石１３０が発生する電磁力によって移動させるようにするとともに、そのコア９０をピストンとして用い、それによって密閉状態で収容された作動液を加圧することでもう１つのピストン８４を作動させて、ブレーキパッド８６をブレーキロータに押付けるように構成する。ステータ極６６ｂと一体化されたコンパクトな液圧式摩擦ブレーキ装置６８が実現する。【選択図】  図４
2005104222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを保持する概ね円筒状のリムを備えるホイールと、
そのホイールを回転可能に支持するホイール支持装置と、
前記ホイールに設けられたロータと前記ホイール支持装置に設けられたステータとを備えて前記リム内に設けられ、前記ホイールを回転させるモータと
を含む車輪装置であって、
前記ホイールとともに回転する回転体と、その回転体に摺接可能な状態で前記ホイール支持装置に支持された１以上の摩擦体と、供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構とその原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって前記１以上の摩擦体を前記回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも前記原動力発生機構が前記リム内に設けられ、前記回転体と前記１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によって前記ホイールを制動する摩擦ブレーキをさらに含んで構成されたことを特徴とするブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項２】
前記原動力発生機構が、電磁石と、それぞれが前記電磁石と自身とを巡る磁路を形成する１以上の磁路形成体とを有し、前記電磁石と前記１以上の磁路形成体との間に作用する電磁力を前記原動力として発生させるものである請求項１に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項３】
前記ステータが、１以上のステータコア有し、その１以上のステータコアの少なくとも１つのものの各々若しくはその各々の少なくとも一部分が、前記１以上の磁路形成体の各々として機能する請求項２に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項４】
前記ステータが、周方向に分離されて配設され相互間を巡る磁路を形成しない複数のステータコアの各々とその複数のステータコアの各々に巻回されたコイルの各々とをそれぞれに有する複数のステータ極を備え、かつ、前記ロータが、周方向に分離されて相互間を繋ぐ磁路を形成しない複数のロータコアの各々をそれぞれに有するロータ極を備えるとともに、前記モータが、スイッチトリラクタンスモータとして構成され、
前記複数ステータコアのうちの１以上のものの各々が、前記１以上の磁路形成体の各々として機能する請求項３に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項５】
前記１以上の磁路形成体と前記電磁石とが、前記電磁力によって互いに相対移動する状態で配設された請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項６】
前記１以上の摩擦体が、前記１以上の磁路形成体と前記電磁石との相対移動量に応じた量だけ移動する構造とされ、当該ブレーキ付モータ内蔵車輪装置が、前記磁路形成体と前記電磁石とを巡る磁路を通る磁束を測定することによって前記１以上の磁路形成体と前記電磁石との相対移動量を検出する移動量検出器を備え、前記移動量検出器によって検出された前記相対移動量によって前記１以上の摩擦体の移動量を推定可能な構造とされた請求項５に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項７】
前記押圧力変換機構が作動液を媒体して作動するものであり、前記摩擦ブレーキが液圧式ブレーキとして構成された請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項８】
前記ステータが、周方向に分離されて配設され相互間を巡る磁路を形成しない複数のステータコアの各々とその複数のステータコアの各々に巻回されたコイルの各々とをそれぞれに有する複数のステータ極を備え、かつ、前記ロータが、周方向に分離されて相互間を繋ぐ磁路を形成しない複数のロータコアの各々をそれぞれに有するロータ極を備えるとともに、前記モータが、スイッチトリラクタンスモータとして構成された請求項１または請求項２に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【請求項９】
支持機構によって互いに相対回転可能に支持されたモータハウジングおよびモータ軸と、
前記モータハウジングと前記モータ軸との一方に設けられたステータと、
前記モータハウジングと前記モータ軸との他方に設けられたロータと
前記モータハウジングとモータ軸との他方とともに回転する回転体と、その回転体に摺接可能な状態で前記モータハウジングとモータ軸との一方に支持された１以上の摩擦体と、供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構とその原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって前記１以上の摩擦体を前記回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも前記原動力発生機構が前記モータハウジング内に設けられ、前記回転体と前記１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によって前記モータハウジングと前記モータ軸との相対回転を制動する摩擦ブレーキと
を含むブレーキ付モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両用の車輪装置、詳しくは、モータを内蔵した車輪装置に関し、また、車輪装置を始めとした各種の装置，機器に用いることが可能なモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車等の開発が進む中、いわゆるホイールインモータと呼ばれるモータを内蔵させた車輪装置が検討されている。特に、下記特許文献に記載されているようなアウタロータ型の車輪装置、つまり、タイヤを支持するホイールに直接ロータを組み込んだ車輪装置は、スペース効率の高さ、駆動力伝達効率の高さから、注目を浴びている。
【特許文献１】特開平１０−３０５７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車輪装置においては、モータのみならず、車輪を制動するためのブレーキ装置も必要とされる。現在の自動車においては、液圧式の摩擦ブレーキが主流をなしており、ホイールとともに回転するディスクロータ，それに押付けられるブレーキパッド，ブレーキパッドをディスクロータに押付けるホイールシリンダ等の部分が車輪装置に搭載され、いわゆる駆動源（例えばマスタシリンダ等）は、車輪装置とは別の箇所に配設された構造のものが一般的である。本件発明者は、モータ内蔵車輪装置を開発するにあたって、ブレーキ装置との兼ね合いでよりスペース効率の高い車輪装置が実現し得るとの知見を得た。本発明は、その知見に基づき、スペース効率の高い車輪装置を得ることを課題としてなされたものであり、また、そのような車輪装置を始めとして各種の装置，機器に好適なブレーキ付モータを得ることを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決すべく、本発明のブレーキ付モータ内蔵車輪装置は、(A)タイヤを保持する概ね円筒状のリムを備えるホイールと、(B)ホイールを回転可能に支持するホイール支持装置と、(C)ホイールに設けられたロータとホイール支持装置に設けられたステータとを備えてリム内に設けられ、ホイールを回転させるモータと、（D)摩擦ブレーキとを含んで構成され、その摩擦ブレーキは、(a)ホイールとともに回転する回転体と、(b)回転体に摺接可能な状態でホイール支持装置に支持された１以上の摩擦体と、(c)供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構と原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって１以上の摩擦体を回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも原動力発生機構がリム内に設けられ、回転体と１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によってホイールを制動するように構成される。
【０００５】
また、上記課題を解決すべく、本発明のブレーキ付モータは、(A)支持機構によって互いに相対回転可能に支持されたモータハウジングおよびモータ軸と、(B)モータハウジングとモータ軸との一方に設けられたステータと、(C)モータハウジングとモータ軸との他方に設けられたロータと、(D)摩擦ブレーキとを含んで構成され、その摩擦ブレーキは、(a)モータハウジングとモータ軸との他方とともに回転する回転体と、(b)その回転体に摺接可能な状態でモータハウジングとモータ軸との一方に支持された１以上の摩擦体と、(c)供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構とその原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって１以上の摩擦体を回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも原動力発生機構がモータハウジング内に設けられ、回転体と１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によってモータハウジングとモータ軸との相対回転を制動するように構成される。
【発明の作用および効果】
【０００６】
本発明のブレーキ付モータ内蔵車輪装置は、端的に言えば、摩擦ブレーキ、詳しくは、それの駆動源たる原動力発生機構をもリム内に内蔵した車輪装置である。デッドスペースとなるリム内部の空間内に、原動力発生機構をも内蔵させることで、スペース効率の高いモータ内蔵車輪装置が実現する。また、上記本発明の車輪装置において、ホイールをモータハウジングと擬制しその車輪装置自体をモータとして把握することが可能である。本発明のブレーキ付モータは、そのような概念のモータであり、上記本発明の車輪装置に好適なブレーキ付モータとなる。つまり、摩擦ブレーキにおける原動力発生機構を内蔵しているため、スペース効率の高いモータが実現するのである。なお、そのモータは、車輪装置に用いられる場合に限定されるものではなく、他の装置、機器等にも用いることが可能である。本発明のブレーキ付モータ内蔵装置，ブレーキ付モータおよびそれらの具体的な実施態様ないしそれらの作用，効果については、下記〔発明の態様〕の項において、詳しく説明する。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。本願発明を含む概念である。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（４）項が請求項２に、（５）項が請求項３に、（６）項が請求項４に、（８）項が請求項５に、（９）項ないし（１１）項を合わせたものが請求項６に、（１２）項が請求項７に、（１７）項が請求項８に、それぞれ相当する。また、（３０）項が請求項９に相当する。
【０００９】
（１）タイヤを保持する概ね円筒状のリムを備えるホイールと、
そのホイールを回転可能に支持するホイール支持装置と、
前記ホイールに設けられたロータと前記ホイール支持装置に設けられたステータとを備えて前記リム内に設けられ、前記ホイールを回転させるモータと
を含む車輪装置であって、
前記ホイールとともに回転する回転体と、その回転体に摺接可能な状態で前記ホイール支持装置に支持された１以上の摩擦体と、供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構とその原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって前記１以上の摩擦体を前記回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも前記原動力発生機構が前記リム内に設けられ、前記回転体と前記１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によって前記ホイールを制動する摩擦ブレーキをさらに含んで構成されたことを特徴とするブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００１０】
本項に記載の態様は、ホイールにロータを設けたアウタロータ型ホイールインモータ、簡単に言えば、ホイール自体をあたかもロータとして機能させるホイールインモータに関する態様であり、モータだけでなく摩擦ブレーキまでも内蔵した車輪装置に関する態様である。ホイール内部、詳しくは、円筒状のリムの内部は、デッドスペースとされる場合が多く、そのデッドスペースにブレーキ装置の駆動源たる原動力発生機構が配設されているため、スペース効率の高い車輪装置が実現する。
【００１１】
本項に記載の態様において、「モータ」は、アウタロータ型のものであればよく、その種類が特に限定されるものではない。ロータに永久磁石を用いたＰＭモータ、誘導モータ、リラクタンスモータ等、種々のモータを使用することが可能である。摩擦ブレーキを構成する「回転体」は、例えば、ディスクロータ、ドラムといったもの等が該当する。回転体は、ホイールと別体をなしてホイールに付設されるものであってもよく、また、ホイールの一部分が回転体として機能する態様であってもよい。「摩擦体」は、いわゆるブレーキパッド、ブレーキシューといったものが該当する。それら回転体と摩擦体とが組み合わさることよって構成される「摩擦ブレーキ」は、例えば、ディスクブレーキの範疇に属するもの、ドラムブレーキの範疇に属するもの、あるいは他の範疇に属するもの等種々の形式のものを採用することができる。また、１つの回転体に対し、１つの摩擦体が摺接する構造とされてもよく、複数の摩擦体が摺接する構造とされてもよい。
【００１２】
いわゆる一般に採用されている液圧式ブレーキは、駆動源としてのマスタシリンダを備えているが、本項に記載の摩擦ブレーキでは、マスタシリンダのようなホイール外部に存在するものだけを駆動源として採用するものではない。本態様における駆動源としての「原動力発生機構」は、リム内に存在する。リム内に設けられるとは、平たく言えば、ホイール内部に存在するという意味であり、リムの内面によって区画される空間内に存在することを意味する。ホイールの回転軸線に平行な方向においては、リムの端を含んで回転軸線に直角な平面より飛出さない状態で、原動力発生機構が存在することが望ましい。なお、本項に記載の態様は、原動力発生機構の他に、外部駆動源を付加した態様を排除するものではない。例えば、外部駆動源を並設し、それと原動力発生機構とを切替えて作動させる態様等であっても、本項に記載の態様に含まれるのである。
【００１３】
原動力発生機構によって発生させられる原動力（駆動力あるいは作動力と呼ぶこともできる）は、供給される電気エネルギが力に変換させられた場合のその力と考えることもできる。後に説明するように、例えば、電磁力等が該当する。なお、広くは、原動力発生機構として電動モータを採用し、そのモータの回転力を原動力とするような態様も、本項に記載の態様に該当する。
【００１４】
（２）前記摩擦ブレーキの全体が前記リム内に設けられた(1)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００１５】
本項に記載の態様は、原動力発生機構のみならず、回転体，摩擦体，摩擦体押付装置の全てがリム内に存在する態様である。摩擦ブレーキの全体がリム内に存在するため、よりスペース効率の高い車輪装置が実現する。
【００１６】
（３）前記摩擦ブレーキが、前記供給される電気エネルギの大きさに応じた大きさの制動力を発揮するものである(1)項または(2)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００１７】
本項に記載の態様には、例えば、原動力発生機構が、供給された電気エネルギの大きさに応じた大きさの原動力を発生するような構造とされ、押圧力変換機構が、その原動力をそれの大きさに応じた大きさの押圧力に変換する構造とされた態様が含まれる。例えば、ブレーキペダル等のブレーキ操作部材の操作力，操作量，操作速度等に応じた大きさの電気エネルギを供給するような電源装置を車両に装備するようにすれば、操作部材の操作、つまり、操作者の意図に応じた制動効果を発揮させることが可能となる。なお、アンチロック制御，トラクションコントロール制御，車両安定制御等の特殊な制御を実行する場合、それらの制御を実行する制御装置によって決定される目標制動力に応じた電気エネルギが、原動力発生機構に供給されるようにしてもよい。
【００１８】
（４）前記原動力発生機構が、電磁石と、それぞれが前記電磁石と自身とを巡る磁路を形成する１以上の磁路形成体とを有し、前記電磁石と前記１以上の磁路形成体との間に作用する電磁力を前記原動力として発生させるものである(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００１９】
本項に記載の態様には、電磁力として、例えば、電磁石の励磁によって発生する磁気吸引力を利用するような態様が含まれる。また、本態様の具体的態様には、例えば、原動力発生機構としてソレノイドを採用し、磁路形成体を可動子として機能させるような態様が含まれる。本項に記載の態様によれば、原動力発生機構は簡便な構造のものとすることが可能であり、また、容易に、原動力としての電磁力を供給される電気エネルギの大きさに応じた大きさのものとすることが可能である。なお、本項に記載の態様には、１つの電磁石に対して、１つの磁路形成体が設けられた態様も、また、複数の磁路形成体が設けられた態様も含まれる。
【００２０】
（５）前記ステータが、１以上のステータコア有し、その１以上のステータコアの少なくとも１つのものの各々若しくはその各々の少なくとも一部分が、前記１以上の磁路形成体の各々として機能する(4)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００２１】
モータのコアは、車輪回転力を発生させる場合において磁路を形成する機能を果たす構成要素である。平たく言えば、モータにおける磁路形成体として機能する構成要素である。本項に記載の態様は、ホイールインモータにおいて既に存在する磁路形成機能を発揮する車輪装置の構成要素を、原動力発生機構の磁路形成体として利用する態様であり、１の構成要素の多機能化により、構成要素を減少させることができるとともに、車輪装置の軽量化を図ることができる。また、本態様では、ステータコアあるいはそれの一部分を磁路形成体とする態様であるため、原動力発生機構は、ロータ側ではなくステータ側に設けられる。そのため、原動力発生機構への電気エネルギの供給を簡便に行うことが可能である。なお、本項に記載の態様ではないが、ロータコアあるいはそれの一部分を磁路形成体とすること、つまりロータ側に原動力発生機構を設けることも可能である。その場合は電気エネルギの供給に際し、ブラシ等の接触給電手段，無接触給電手段を採用すればよい。
【００２２】
（６）前記ステータが、周方向に分離されて配設され相互間を巡る磁路を形成しない複数のステータコアの各々とその複数のステータコアの各々に巻回されたコイルの各々とをそれぞれに有する複数のステータ極を備え、かつ、前記ロータが、周方向に分離されて相互間を繋ぐ磁路を形成しない複数のロータコアの各々をそれぞれに有するロータ極を備えるとともに、前記モータが、スイッチトリラクタンスモータとして構成され、
前記複数ステータコアのうちの１以上のものの各々が、前記１以上の磁路形成体の各々として機能する(5)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００２３】
本項に記載の態様は、モータの構造に特徴を有する態様である。本項に記載のモータは、スイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」と略す場合がある）である。ＳＲモータは、例えば、（イ）低速・高トルク領域の特性に優れる、（ロ）ロータの構造が簡単・堅牢であり、温度上昇の点でも優れている、（ハ）安価で大量生産に適するといった種々の長所を有する。本態様によれば、それらの長所を活かした高性能な車輪装置が実現する。また、本項に記載のモータは、ステータ側にコイルが設けられており、ブラシ等の機能部品を必要とせず単純な構造の車輪装置が実現する。また、ホイールとロータを含めた重量も、コイルが存在しない分、小さくなる。
【００２４】
また、本項に記載のモータは、ステータ，ロータともに、それらの各極が有するコアが周方向に繋がっていない構造のモータである。換言すれば、いわゆる周方向ヨークレスコアによって構成されたロータ極，ステータ極を有する態様のＳＲモータである。極端に言えば、複数の極体のみがリムの内周におよびホイール支持装置を構成する支持軸の外周に互いに間隔を隔てて配設されたような態様とすることができる。この態様の場合は、それら極体の集合としてロータあるいはステータが構成されることになる。一般に、ロータ，ステータの磁路を形成する構成要素であるコアは、鉄（鉄合金を含む）等の磁性材料からなるため、ロータ，ステータは比較的重いものとされている。ところが、本項に記載の態様では、ロータおよびステータが周方向ヨークを有していないことから、比較的軽量化されたモータが配設されることになる。つまり、モータの単位重量あたりの出力である出力重量密度が高くなる。また、モータの軽量化は、ホイールとロータとを合わせた車輪の軽量化，車輪装置自体の軽量化につながり、例えば、サスペンション機構におけるバネ下重量を小さくすることが可能となる。なお、リムの内側においてロータ極を保持する部材（ホイール自体である場合もある）および支持軸の外周においてステータ極を保持する部材が、周方向ヨークとして機能しないためには、それらが、アルミニウム合金等の非磁性材料から形成されたものであることが望ましい。それらが磁性材料である場合には、適切な非磁性材料等を介して極体が保持されるようにして、磁束漏れ等を極力抑えることが望ましい。
【００２５】
本項に記載の態様において、ロータ極およびステータ極の数は特に限定されるものではない。例えば、ロータ極数／ステータ極数の組み合わせとして、４／６，６／８，８／１２等の種々の組み合わせを採用することが可能である。また、ロータコア，ステータコアの材料も特に限定されるものではなく、通常用いられるコア材料、例えば、磁性鋼板（例えば、珪素を３％程度含む鉄合金等）を使用することが可能である。本項に記載の態様では、周方向に分離されて配設されたステータコアが原動力発生機構における磁路形成体とされる。この場合、複数のステータコアの全てが磁路形成体とされてもよく、また、それらのうちの一部のもののみが磁路形成体とされてもよい。
【００２６】
（７）前記モータが、前記複数のステータ極の１つのものが有する前記コイルによって発生する磁束がその１つのステータ極とそれに対抗する前記複数のロータ極のうちの１つのものを経由する構造とされた(6)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００２７】
本項に記載の態様では、周方向において互いに隔たるロータ極およびステータ極を巡るような磁束が殆ど発生しないようにされている。極端に言えば、モータが、１つのコイルによって発生する磁束が２以上のステータ極を経由することも、２以上のロータ極を経由することもない構造とされた態様である。つまり、本態様には、１つのステータ極が１つのロータ極との間で閉じた磁路を形成するような態様が含まれるのである。より具体的に言えば、例えば、ロータコアとステータコアとの少なくとも一方を、他方に向かって突出する複数の凸部を有する構造とし、その複数の凸部と他方とを磁束が巡回するようにコイルを配設すればよい。ロータコアとステータコアとの両者に複数の凸部を設け、それらの複数の凸部が互いに対抗するようにし、磁束がそれらの凸部を経由するようにコイルを配設するのが望ましい。本項に記載の態様によれば、磁路が短く、また、磁束の向き（内部磁場の向き）の変化も小さく、渦電流の発生を抑制することが可能である。なお、本項に記載の態様は、機能、作用において、先に述べた周方向ヨークを有しない態様と相通ずるものであり、それらの態様を組み合わせた態様とすることがより望ましい。
【００２８】
（８）前記１以上の磁路形成体と前記電磁石とが、前記電磁力によって互いに相対移動する状態で配設された(4)項ないし(6)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００２９】
本項に記載の態様には、例えば、電磁石の励磁によって発生する磁気吸引力により、磁路形成体と電磁石とを相対接近させるように駆動させる態様が含まれる。例えば、その駆動力が原動力となるような態様である。本態様においては、電磁石側を固定して磁路形成体側を移動可能としてもよく（磁路形成体を可動子とする態様が含まれる）、逆に、磁路形成体側を固定して電磁石側を移動可能としてもよい。また、両者を移動可能としてもよい。
【００３０】
（９）前記１以上の摩擦体が、前記１以上の磁路形成体と前記電磁石との相対移動量に応じた量だけ移動する構造とされた(8)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００３１】
本項に記載の態様は、押圧力変換機構の限定に関する態様として把握することも可能である。本項に記載の態様によれば、原動力から押圧力への変換を容易に行うことが可能となる。
【００３２】
（１０）当該ブレーキ付モータ内蔵車輪装置が、前記磁路形成体と前記電磁石とを巡る磁路を通る磁束を測定することによって前記１以上の磁路形成体と前記電磁石との相対移動量を検出する移動量検出器を備えた(8)項または(9)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００３３】
例えば、原動力発生機構をソレノイド構造とすれば、磁路形成体と電磁石との相対移動に伴って、それらを巡る磁路を流れる磁束が変化する。本項に記載の態様は、例えば、その磁束の変化を測定することにより、両者の相対移動量を検出する態様が含まれる。例えば、いわゆる渦電流変位センサ，差動トランス等の原理あるいはそれに類似する原理を利用した検出等が含まれる。相対移動量の被接触による測定が可能であり、利便性に優れる。相対移動量の検出結果は、例えば、原動力発生機構が確実に作動しているか否かの確認を始め、種々の制御に用いることが可能である。なお、本項に記載の態様ではないが、磁路形成体と電磁石との相対距離を、ポテンシオメータ，光電素子変位計，抵抗線ストレンゲージ，インダクトシン，マグネスケール，電気マイクロメータ等の種々のセンサを用いて測定する態様を採用することも可能である。
【００３４】
（１１）前記１以上の摩擦体が、前記１以上の磁路形成体と前記電磁石との相対移動量に応じた量だけ移動する構造とされ、かつ、前記移動量検出器によって検出された前記相対移動量によって前記１以上の摩擦体の移動量を推定可能な構造とされた(10)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００３５】
摩擦体の移動量が磁路形成体と電磁石との相対移動量に応じた量である場合、その相対移動量を検出することにより、摩擦体の移動量を容易に推定することが可能である。例えば、摩擦体の移動量が設定値以上である場合、摩擦体が設定された標準的な使用許容範囲を超えて摩耗していると判断することも可能である。本項に記載の態様によれば、このように、摩擦体の摩耗を間接的に検出することが可能である。
【００３６】
（１２）前記押圧力変換機構が作動液を媒体して作動するものであり、前記摩擦ブレーキが液圧式ブレーキとして構成された(1)項ないし(11)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００３７】
液圧式ブレーキは、車両の一般的なブレーキとして多用されており、力の伝達方向の自由度が高い，伝達の確実性が高い，変換される押圧力の大きさを容易にコントロール可能である等のメリットを有する。本項に記載の態様によれば、そのような液圧式ブレーキのメリットを享受することが可能である。なお、本項に記載の態様ではないが、例えば、電磁力によって発生するところの電磁石と磁路形成体とを相対移動させる駆動力を、リンク機構等の純機械的機構によって押圧力に変換するような押圧力変換機構を採用することも可能である。
【００３８】
（１３）前記押圧力変換機構が、作動液を密閉状態で収容する作動液収容容器と、それぞれが前記原動力よって作動して前記作動液収容容器内の作動液を加圧する１以上の第１のピストンと、それぞれが前記作動液収容容器内の作動液の圧力によって作動し前記１以上の摩擦体の各々に前記押圧力を付与する１以上の第２のピストンとを有する(12)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００３９】
本項に記載の態様は、作動液による原動力から押圧力への変換に関する態様である。例えば、第１ピストンの加圧面積と第２ピストンの受圧面積との比を変更すれば、原動力に対する押圧力の大きさを変更することが可能である。本項に記載の押圧力変換機構には、例えば、それぞれにピストンとシリンダハウジングとを有する複数のシリンダ装置と、それら複数のシリンダ装置のシリンダハウジングを繋ぐ作動液配管とを備えた構成のものが
含まれる。また、１つのハウジングに、複数のピストンを配設し、その複数のピストンの一部を第１ピストンとして機能させ、他のものを第２ピストンとして機能させることも可能である。つまり、複数のシリンダ装置がユニット化されたような態様である。なお、本項に記載の態様において、第２ピストンを含んで摩擦体に押圧力を付与する部分が、一般の液圧式ブレーキ装置におけるホイールシリンダに相当するものと考えることもできる。
【００４０】
（１４）前記原動力発生機構が、電磁石と、それぞれが前記電磁石と自身とを巡る磁路を形成する１以上の磁路形成体とを有し、前記電磁石と前記１以上の磁路形成体との間に作用する電磁力を前記原動力として発生させるものであり、
前記１以上の磁路形成体の各々が、前記１以上の第１ピストンの各々として機能する(13)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００４１】
本項に記載の態様は、平たく言えば、磁路形成体そのものが第１ピストンとされた態様である。例えば、磁路形成体がステータコアあるいはそれの一部分である場合は、それが直接的に作動液を加圧する態様である。本項に記載の態様は、ピストンとステータコアとが一体化した態様を含み、その態様は、構成要素の数を減少させることがができ、摩擦ブレーキの簡素化，軽量化に資する態様となる。
【００４２】
（１５）前記原動力発生機構が複数設けられた(1)項ないし(14)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００４３】
本項に記載の態様には、例えば、電磁石を複数設けることによって、それぞれの電磁石によって構成される原動力発生機構が複数設けられる態様が含まれる。本態様によれば、１つ１つの原動力発生機構を小型化することが可能であり、１つの車輪装置における原動力発生機構をリム内の複数の箇所に分散することで、スペース効率の向上が図れる。なお、本項に記載の態様は、個々の原動力発生機構が複数の磁路形成体を有する態様をも含み得る。
【００４４】
（１６）前記押圧力変換機構が、前記原動力発生機構の各々に対して１つずつ設けられた(15)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００４５】
本項に記載の態様によれば、摩擦体押付装置を複数備える態様が実現する。個々の摩擦体押付装置をユニット化することも可能であり、さらなるスペース効率の向上を図ることが可能となる。なお、本項に記載の態様ではないが、複数の原動力発生機構を備える場合、それらのうちの２以上のものに対して押圧力変換機構を共通化する態様を採用することも可能である。
【００４６】
（１７）前記ステータが、周方向に分離されて配設され相互間を巡る磁路を形成しない複数のステータコアの各々とその複数のステータコアの各々に巻回されたコイルの各々とをそれぞれに有する複数のステータ極を備え、かつ、前記ロータが、周方向に分離されて相互間を繋ぐ磁路を形成しない複数のロータコアの各々をそれぞれに有するロータ極を備えるとともに、前記モータが、スイッチトリラクタンスモータとして構成された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００４７】
（１８）前記モータが、前記複数のステータ極の１つのものが有する前記コイルによって発生する磁束がその１つのステータ極とそれに対抗する前記複数のロータ極のうちの１つのものを経由する構造とされた(17)項に記載のブレーキ付モータ内蔵車輪装置。
【００４８】
上記２つの項は、ステータコアが磁路形成体として機能するか否かに拘わらず、上述したＳＲモータを採用した車輪装置である。上記２つの項によるメリット等については、先に説明したため、ここでの説明は省略する。なお、上記２つの項に、先の各々の項に記載された技術的特徴（上記２つの項に既に含まれるものを除く）を組み合わせたものも、請求可能発明の一態様となり得る。
【００４９】
（３０）支持機構によって互いに相対回転可能に支持されたモータハウジングおよびモータ軸と、
前記モータハウジングと前記モータ軸との一方に設けられたステータと、
前記モータハウジングと前記モータ軸との他方に設けられたロータと
前記モータハウジングとモータ軸との他方とともに回転する回転体と、その回転体に摺接可能な状態で前記モータハウジングとモータ軸との一方に支持された１以上の摩擦体と、供給される電気エネルギによって原動力を発生させる原動力発生機構とその原動力を押圧力に変換する押圧力変換機構とを有してその押圧力によって前記１以上の摩擦体を前記回転体に押付ける摩擦体押付装置とを備え、それらのうち少なくとも前記原動力発生機構が前記モータハウジング内に設けられ、前記回転体と前記１以上の摩擦体との間に発生する摩擦力によって前記モータハウジングと前記モータ軸との相対回転を制動する摩擦ブレーキと
を含むブレーキ付モータ。
【００５０】
本項に記載の態様は、ブレーキ付モータに関するものである。上記説明した車輪装置は、ホイールをモータハウジングとし、ホイール支持装置が備える支持軸をモータ軸とするホイールインモータと観念することができる。そのような観念の下、発明のカテゴリを車輪装置からモータに変更したものが、本項に記載の態様であると考えることができる。なお、本項に記載の態様は、ホイールインモータとしての車輪装置に内蔵される用途の他、各種の産業機器あるいはそれを構成する各種装置の構成要素として用いることが可能である。また、本項に記載の態様では、モータハウジングが回転するものに限定されず、本態様では、モータハウジングが固定されてモータ軸が回転するような状態で使用されるものも含まれる。さらに、本項に記載の態様に上記車輪装置に関する各項に記載された技術的特徴を付加した各態様も、請求可能発明の一態様となり得る。それらの態様の説明は、上記説明と重複するため、ここでは省略する。
【００５１】
（３１）前記原動力発生機構が、電磁石と、それぞれが前記電磁石と自身とを巡る磁路を形成する１以上の磁路形成体とを有し、前記電磁石と前記１以上の磁路形成体との間に作用する電磁力を前記原動力として発生させるものであり、かつ、前記ステータが、１以上のステータコア有し、その１以上のステータコアの少なくとも１つのものの各々若しくはその各々の少なくとも一部分が、前記１以上の磁路形成体の各々として機能する(30)項に記載のブレーキ付モータ。
【００５２】
（３２）前記押圧力変換機構が作動液を媒体して作動するものであり、前記摩擦ブレーキが液圧ブレーキとして構成された(30)項または(31)項に記載のブレーキ付モータ。
【００５３】
（３３）前記ステータが、周方向に分離されて配設され相互間を巡る磁路を形成しない複数のステータコアの各々とその複数のステータコアの各々に巻回されたコイルの各々とをそれぞれに有する複数のステータ極を備え、かつ、前記ロータが、周方向に分離されて相互間を繋ぐ磁路を形成しない複数のロータコアの各々をそれぞれに有するロータ極を備えるとともに、当該モータが、スイッチトリラクタンスモータとして構成された(30)項ないし(32)項のいずれかに記載のブレーキ付モータ。
【００５４】
上記３つの項に記載の態様は、上述した車輪装置に関するいくつかの項に記載された技術的特徴を付加した態様のうち、代表的なものに関する態様である。各項の態様についての説明は、対応する上記車輪装置に関する項の説明と重複するため、ここでは省略する。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００５６】
＜ブレーキ付モータ内装車輪装置の全体構成＞
図１に、本発明の実施例としてのブレーキ付モータ内蔵車輪装置の正面図（回転軸線に平行な方向から見た図）を示し、図２に、その車輪装置の回転軸線を含む平面での断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）を示す。なお、図１は、ホイールカバーの一部分を取り除いた図であり、さらに一部の構成要素については部分的にその断面を示している。また、図２では、後に説明するステータ・ブレーキユニットが断面ではなく示されおり、取付ボルト類が存在する箇所については、異なる箇所の断面が示されている。
【００５７】
本ブレーキ付モータ内蔵車輪装置１０（以下、「車輪装置１０」と略す場合がある）は、タイヤ１２を支持するホイール１４と、ホイール１４を回転可能に支持するホイール支持装置１６と、ホイールカバー１８とを含んで構成されている。
【００５８】
ホイール１４は、アルミニウム合金製であり、概ね円筒形状に形成されたリム２０を有している。タイヤ１２は、リム２０の外周部において支持されている。ホイール２０は、外側，内側のそれぞれにフランジ２２，２４を有し、外側フランジ２２にホイールカバー１８が取付けられる。詳しく言えば、外側フランジ２２には、全周にわたって等ピッチで８つの雌ネジ穴２６が形成されており、ホイールカバー１８の外周端部に形成された取付穴に取付ボルト２８を挿通させた状態で取付ボルト２８と雌ネジ穴２６とが螺合させられることによって、ホイールカバー１８がホイール１４に取付けられているのである。
【００５９】
ホイール支持装置１６は、外周面が段付に形成されたパイプ状の支持軸３０と、外周部が六角筒状をなして中心にボス３２を有するステータ支持基材３４と、概ね円板形状をなして中心にボス３６を備えたホイール支持ディスク３８とを含んで構成されている。ステータ支持基材３４は、ボス３２が支持軸３０の一端部である小径部を挿通させた状態で、支持軸３０に固定されている。ホイール支持ディスク３８は、支持軸３０の小径部に続く中径部と自身のボス３６との間に２つのベアリング４０を介在させることによって、支持軸３０に回転可能に支持されている。なお、支持軸３０の中径部に続く大径部は、図示を省略するサスペンション装置に接続されることにより（転舵車輪の場合は転舵装置にも接続される）、車輪装置１０は車体に懸架される。
【００６０】
ホイール１４は、ホイール支持ディスク３８の外周部に取付けられる。詳しく言えば、ホイール支持ディスク３８の外周部には、等ピッチ間隔で８つの雌ネジ穴４２が形成されており、内側フランジ２４にそれらと同ピッチで形成された取付穴に取付ボルト４４を挿通させた状態で取付ボルト４４が雌ネジ穴４２に螺合させられることによって、ホイール１４がホイール支持ディスクに３８取付けられているのである（実際には、後に説明するブレーキロータ４６を介して行われている）。このような構造とされることで、ホイール１４は、支持軸３０の中心軸線を回転軸線Ｍとして、その軸線を中心に回転可能に支持されているのである。
【００６１】
ホイール１４のリム２０の内周部には、４つのロータ極５０が周方向において等ピッチ間隔で、回転軸線Ｍを中心とする一円周上に配設されている。それぞれのロータ極５０は、ロータコア５２を主体とする極体として構成されている。ロータコア５２は、概ねＥ字形状をなす電磁鋼板が積層されて形成されたものである。したがって、ロータコア５２は、回転軸線Ｍに向かう３つの凸部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（以下、「凸部５４」と総称する場合がある）と、それらの凸部５４を繋ぐヨーク部５６を有する形状とされている。リム２０の内周部には、リブ５８が形成されており、ロータコア５２がそのリブ５８と外側フランジ２２とに挟まれる状態でリム２０の内周面に固着されることで、それぞれのロータ極６０がホイール１４に固定して設けられているのである。なお、それぞれのロータコア５２の３つの凸部５４は、回転軸線Ｍに平行な方向に並ぶとともに、各ロータコア５２の凸端面は、それらが回転軸線Ｍを中心とする一円筒面上に位置するように、円弧状の凹面に形成されている。それら４つのロータ極６４を含んで、車輪装置１０が備えるモータにおけるロータが構成されているのである。
【００６２】
また、ホイール１４のリム２０の内周部には、ブレーキロータ４６が配設されている。ブレーキロータ４６は、概ねドーナツ状をなし、自身に設けられた取付穴に先に説明した取付ボルト４４を挿通する状態とされ、その取付ボルト４４によって、ホイール１４とともにホイル支持ディスク３８に締結される。後に説明するが、ブレーキロータ４６は、摩擦ブレーキの構成要素であり、ホイール１４とともに回転する回転体として機能し、内周端面においてブレーキパッドを摺接させる。
【００６３】
ホイール支持装置１６が備えるステータ支持基材３４の外周部には、それぞれが単体としての３つのステータ極６６ａと、それぞれにステータ極６６ｂと摩擦ブレーキの主要部とを備えてそれらがそれぞれユニット化された３つのステータ・ブレーキユニット６８（以下、「Ｓ／Ｂユニット６８」と略す場合がある）とが配設されている。Ｓ／Ｂユニット６８およびステータ極６６ａ，６６ｂ（以下、「ステータ極６６」と総称する場合がある）の構造は後に詳しく説明する。３つのステータ極６６ａと、３つのＳ／Ｂユニット６８とは、各ステータ極６６が回転軸線Ｍを中心とする一円周上にかつ周方向において等ピッチとなるような状態で、それぞれが１つおきに配置されている。なお、Ｓ／Ｂユニット６８は、それの底部がステータ支持基材３４の外周面を構成する６つの平面のうちの１つに接する状態で固定されており、また、ステータ極６６ａは、上記６つの平面の１つとの間にアルミニウム合金製の取付台座７０を介して固定されている。それら６つのステータ極６６を含んで、車輪装置１０が備えるモータにおけるステータが構成されているのである。
【００６４】
＜ステータ・ブレーキユニットの構成＞
図３に、車輪装置１０が備えるステータ・ブレーキユニット６８の斜視図を示し、図４に、それの回転軸線Ｍを含む平面での断面図を、図５に、それの回転軸線Ｍに直角な平面での断面図を、それぞれ示す。なお、図５（ａ）は、図４におけるＢ−Ｂ断面を、図５（ｂ）は、図４におけるＣ−Ｃ断面をそれぞれ示している。概して言えば、Ｓ／Ｂユニット６８は、鋳造によって成形されたアルミニウム合金製のユニットハウジング８０に各種の構成部品が組み付けられて構成されたものであり、その構成部品の主たるものは、ステータ極６６ｂ，電磁石８２，プランジャピストン８４，ブレーキパッド８６等である。
【００６５】
ステータ極６６ｂは、ステータコア９０と駆動コイル９２とを主体とする極体として構成されている。ステータコア９０は、概ねＥ字形状をなす電磁鋼板が積層されて形成されたものである。したがって、ステータコア９０は、ロータ極５０に対抗する方向（図における上方）に向かう３つの凸部９４ａ，９４ｂ，９４ｃ（以下、「凸部９４」と総称する場合がある）と、それらの凸部９４を繋ぐヨーク部９６を有する形状とされている。駆動コイル９２は、中央の凸部９４ｂの回りにコイル用電線が巻回されることによって、ステータ極６６ｂ設けらている。また、積層方向の中央部分の何枚かのものは、凸部９４とは反対の方向（図における下方）に向かって突出する形状とされており、ステータコア９０は、それらの突出する部分が積層された２つの突出部９８を有する形状とされている。なお、ここで、上述のステータ極６６ａについても説明すれば、ステータ極６６ａは、ステータ極６６ｂから２つの突出部９６を除いたものと略等しい形状，構造とされており、それぞれのステータ極６６ａ，６６ｂが車輪装置１０に配設された状態において、各ステータコア９０が有するの３つの凸部９４は、回転軸線Ｍに平行な方向に並ぶとともに、各ステータコア９０の凸端面は、それらが回転軸線Ｍを中心とする一円筒面上に位置するように、円弧状の凸面に形成されている。また、各ステータコア９０の３つの凸部９４の各々は、前述したロータコア５２の３つの凸部５４の各々と対抗するようにされている（図２参照）。
【００６６】
ユニットハウジング８０は、大小２つの開口部を有し、ステータ極６６ｂは、大きい方の開口部１００に配設されている。その大きな開口部１００の開口側（図における上方側）の壁面１１０は、ステータコア９０が摺接する面とされており、ステータコア９０は、その壁面１１０にガイドされて壁面１１０に沿って移動可能（図における上下方向に移動可能）とされている。ユニットハウジング８０の開口端の２箇所には、係止部材としてのストッパバー１１２が、皿ボルト１１４によって取付けられており、そのストッパバー１１２にステータコア９０の凸部９４ａ，９４ｃに設けられた段差部が係止されることで、ステータコア９０の開口側への移動限度（図における上方への移動限度）が規定される。また、ユニットハウジング８０の底部には開口に向かう突起部１１６が形成されており、この突起部１１６の先端面が、ステータコア９０のヨーク部９６に当接することで、ステータコア９０の底部側への移動限度（図における下方への移動限度）が規定される。開口部１００の底部とステータコア９０のヨーク部９６との間には、付勢部材としての圧縮コイルバネ１１８が配設されており、そのコイルバネ１１８によってステータコア９０は常時開口側に付勢されている。そのため、通常の状態においては、ステータコア９０は、上記規制されている開口側への移動限度位置に位置するようにされているのである。なお、ステータコア９０による開口部１００の密閉を担保するために、開口部１００の壁面１１０のコーナ部およびステータコア９０のコーナ部は適度な円弧状に形成されるとともに、壁面１１０には、シール材としてのＯリング１２０が取付られている。また、密閉の担保および壁面１１０との摺動特性を良好にするために、ステータコア９０の表面（凸部９４の凸端面を除く）には、所定の表面処理（例えば、硬質の金属メッキ等）が施されている。
【００６７】
電磁石８２は、ユニットハウジング８０の大きい方の開口部１００の底部に固定して配設されている。電磁石８２は、１対の電磁石用コア１３０と、電磁石用コイル１３２とを含んで構成されている。各電磁石用コア１３０は、概ね一方の立設部１３４が短いコの字状の電磁鋼板が積層されて形成されており、長い方の立設部１３６が開口部１００の長手方向の壁面に沿う状態で配設されている。立設部１３６の間隔が、ステータコア９０の長手方向の長さより若干長くなるように、開口部１００の底部側の壁面は後退させられている。また短い方の立設部１３４の間隔が、ステータコア９０の２つの突出部９８の外寸法より若干大きくなるように、電磁石用コア１３０の寸法が決定されている。そのような構造とされているため、ステータコア９０が底部側へ移動した場合であっても、電磁石用コア１３０が干渉しないようになっている。電磁石用コイル１３２は、２つの短い方の立節部１３４の回りにコイル用電線が巻回されることによって設けられている。なお、後に詳しく説明するが、電磁石８２に関連するものとして、ステータコア９０の２つの突出部９８の基端部の回りにコイル用電線が巻回されたサーチコイル１３８が設けられている。
【００６８】
ユニットハウジング８０の小さい方の開口部は、貫通穴とされており、底部側に通ずるの大径円筒穴部１４０，それに続く小径円筒穴部１４２，それに続いて底部側とは反対側に通ずる角穴部１４４の３つの部分に区分される。大径円筒穴部１４０および小径円筒穴部１４２には、プランジャピストン８４がそれらに係合して配設されている。大径円筒穴部１４０の底部側には、閉塞蓋１４６が螺合されるようになっており、プランジャピストン８４を配設後に大径円筒穴部１４０の底部側は、閉塞蓋１４６によって密閉される。プランジャピストン８４は、大径のヘッド部１６０と小径のロッド部１６２とに区分することができ、ヘッド部１６０は、密閉を担保するためのＯリング１６４を介して大径円筒穴部１４０と摺接し、ロッド部１６２は、小径円筒穴部１４２と摺接するようされている。小径円筒穴部１４２の内周面は、はロッド部１６２に対するガイド面として機能し、プランジャピストン８４は、そのガイド面に沿って自身の軸線方向（図における上下方向）に移動可能とされている。ヘッド部１６０と大径円筒穴部１４０の小径円筒穴部１４２側の段差面との間には、付勢部材としての圧縮コイルスプリング１６６が配設され、そのスプリング１６６により、プランジャピストン８４は、ユニットハウジング８０の底部に近づく向きに付勢される。
【００６９】
角穴部１４４には、ブレーキパッド８６が挿入される状態で配設される。ブレーキパッド８６は、バックアップ部材１８０とそれに固着された摩擦部材１８２とを含んで構成され、配設された状態で、摩擦部材１８２の一部分がユニットハウジング８０から突出するように位置させられる。ブレーキパッド８６は、若干の隙間を有して角穴部１４４に嵌り込むようにされており、角穴部１４４の壁面にガイドされる状態で前進・後退が可能とされている。プランジャピストン８４のロッド部１６２の先端は角穴部１４４に突出しその突出端部が、バックアップ部材１８０に設けられたロッド穴１８４に嵌入する状態とされる。バックアップ部材１８０には雌ネジ穴が設けられ、それに螺合するセットボルト１８６によって、ロッド部１６２からのブレーキパッド８６の離脱が防止される。なお、ブレーキパッド８６の交換は、そのセットボルト１８６を緩めて行う。上記のような構造により、プランジャピストン８４の軸方向の移動に伴って、ブレーキパッド８６のユニットハウジング８０からの繰入・繰出しが行われる。摩擦部材１８０の突出端面は、前述のブレーキロータ４６の内周面に沿った円弧状に形成され、ブレーキパッド８６が繰り出される状態において、摩擦部材１８０の突出端面がブレーキロータ４６に摺接する状態となる。つまり、ブレーキパッド８６は、摩擦ブレーキにおいて、回転体としてのブレーキロータ４６に摺接する摩擦体として機能する。
【００７０】
ユニットハウジング８０の内部には、作動液としてのブレーキオイルが密閉状態で収容されている。詳しく言えば、大きな方の開口部１００とステータコア９０とによって囲まれた空間が第１液室１９０とされ、また、小さな方の開口部の大径円筒穴部１４０とプランジャピストン８４のロッド部１６２の先端とによって囲まれた空間が第２液室１９２とされ、両液室１９０，１９２に、ブレーキオイルが充満されているのである。両液室１９０，１９２を区画する隔壁部には、両液室１９０，１９２を連通する２つの連通路１９４が設けられており、両液室１９０，１９２に収容されているブレーキオイルは、両液室１９０，１９２を行き来できる状態とされている。このような構成により、ステータコア９０の前記移動に伴って、ブレーキパッド８６が、繰出され、また、繰入れられることになる。
【００７１】
＜モータの作動等＞
車輪装置１０が備えるモータは、上述したように、ホイール１４のリム２０の内周に設けられた４つのロータ極５０によって構成されるロータと、ホイール支持装置１６のステータ支持基材３４の外周に設けられた６つのステータ極６６によって構成されるステータとを含み、スイッチトリラクタンスモータとして構成されている。上述した構造から、一般のスイッチトリラクタンスモータと異なり、各ロータ極５０のロータコア５２どうしを周方向に繋ぐ周方向ヨークが存在せず、また、各ステータ極６６のステータコア９０どうしを周方向に繋ぐ周方向ヨークも存在していない。
【００７２】
図６に、１つのロータ極５０と１つのステータ極６６とが対抗する状態を模式的に示す。図６に示す状態では、ロータ極５０が有するロータコア５２の３つの凸部５４ａ，５４ｂ，５４ｃと、ステータ極６６が有するステータコア９０の３つの凸部９４ａ，９４ｂ，９４ｃとは、小さなギャップ２１０を挟んで対向する。この状態において、ステータ極が有する駆動コイル９２に通電した場合、図に破線で示すような磁束の流れが生じる。つまり、ロータコア５２とステータコア９０とに跨る磁路は、凸部５４ｂ，５４ａ，凸部９４ａ，９４ｂを巡る環状のものと、凸部５４ｂ，５４ｃ，凸部９４ｃ，９４ｂとを巡る環状ものとが、２つ並ぶように形成され、そのように形成された磁路を通る磁束が発生するのである。
【００７３】
図７に、モータの回転動作を模式的に示す。図では、本車輪装置１０に備えられたモータの模式的なものとして、４つのロータ極５０が配設されたロータ２１４と、６つのステータ極６６が配設されたステータ２１６とからなるモータ２１８が示されている。４つのロータ極５０を、便宜的に、互いに１８０゜位相の異なるものどうしを１つのグループとして、２つのグループ[Ａ]，[Ｂ]に分けることとし、また、６つのステータ極６６を、便宜的に、互いに１８０゜位相の異なるものどうしを１つのグループとして、３つのグループ、[ａ]，[ｂ]，[ｃ]に分けることとする。なお、以後の説明において、例えば、、グループ[Ａ]に属するロータ極５０をロータ極[Ａ]と呼び（他のグループも同様）、グループ[ａ]に属するステータ極６６をステータ極[ａ]と呼ぶこととする（他のグループも同様）。
【００７４】
図７〈１〉に示す状態では、ロータ２１４は、ロータ極[Ａ]とステータ極[ａ]とが正対する回転位置に位置している。この状態において、ステータ極[ｂ]の駆動コイル９２に通電すれば、破線で示すような磁束が発生してロータ極[Ｂ]とステータ極[ｂ]との間に磁気吸引力が発生し、ロータ２１４を反時計回りに回転させるトルクが生じる。その結果、図７〈２〉に示す状態に移行する。この状態は、ロータ２１４が、ロータ極[Ｂ]とステータ極[ｂ]とが正対する回転位置に位置する状態である。その状態において、次に、ステータ極[ｂ]への通電を遮断し、ステータ極[ｃ]への通電を開始する。その場合には、ロータ極[Ａ]とステータ極[ｃ]との間に引き合う力が発生し、やはりロータ２１４を反時計回りに回転させるトルクが生じる。次に移行する図７〈３〉の状態は、ロータ極[Ａ]とステータ極[ｃ]とが正対する状態であり、その状態でステータ極[ａ]に通電すれば、同様に反時計回りに回転させるトルクが生じる。このように、[ａ]→[ｂ]→[ｃ]→[ａ]→・・・と繰り返し通電することによってモータ２１８のロータ２１４が回転し続けることで、ホイール１０は連続的に回転する。なお、通電の順序を、[ａ]→[ｃ]→[ｂ]→[ａ]→・・・に変更すれば逆方向に回転する。
【００７５】
以上の説明から解るように、車輪装置１０が備えるモータ２１８は、通常のＳＲモータとは異なり、周方向に跨る複数のロータ極５０およびステータ極６６を経由するような磁束を発生させないようにされている。したがって、磁束の方向の変化が殆どなく、いわゆるヒステリシス損失の少ないモータとなっている。
【００７６】
モータ２１８の制御は、車両に配備されている制御電源装置（図示を省略）によって行われる。制御電源装置は、一般のＳＲモータののもと同様ものものであり、本明細書における説明は省略する。車輪装置１０は、支持軸３０の先端部にエンコーダ２２０備えており（図２参照）、ホイール１４の回転角度位置は常に検出され、また、回転速度も演算により取得されるようになっている。制御電源装置は、これらの検出・取得結果に基づいて、通電する駆動コイル９２の切替のタイミングや通電する電気エネルギの大きさを制御する。なお、駆動コイル９２には直流の定電流が通電されるが、その電気エネルギの大きさの制御は、ＰＷＣ（パルス幅制御）によって、平均通電電流量を変更することによって行われる。また、目標となる電気エネルギ量は、アクセルペダル等の操作部材の操作量等に応じて決定するようされている。
【００７７】
＜摩擦ブレーキの作動等＞
図８に、摩擦ブレーキの動作を説明するための図を示す。本車輪装置１０が備える摩擦ブレーキ２３０は、ホイール支持装置１６に設けられた３つのＳ／Ｂユニット６８（図では、１つしか示されていない）と、ホイール１４に設けられたブレーキロータ４６とを含んで構成される。Ｓ／Ｂユニット６８の構成は、上述のとおりであるため、ここでの説明は省略する。Ｓ／Ｂユニット６８内に設けらた電磁石８２は、車輪装置１０外に存在する電源装置２３２に接続されており、電源装置２３２は、コンピュータを主体とする電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３４の制御下で、電磁石８２の電磁石用コイル１３２に、電気エネルギを供給する。車両には、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル２３６の操作力を検知する操作力センサ２３８が設けられており、ＥＣＵ２３４は、操作力センサ２３８が検知した信号に基づいて目標制動力を決定し、その目標制動力を得るための目標電流量に関する信号を、電源装置２３２に出力する。電源装置２３２は、目標電流量に関する信号に基づいて、その電流量の直流電流を電磁石用コイル１３２に流すのである。電源装置２３２は、ＰＷＣ（パルス幅制御）によって、定電流であるが目標電流量に応じたパルス幅のパルス電流を供給するようにされている。
【００７８】
電磁石用コイル１３２に通電された場合、電磁石８２が備える２つの電磁石用コア１３０とステータコア９０との間に、図に破線で示すような磁束が発生する。つまり、Ｓ／Ｂユニット６８は、ステータコア９０と電磁石用コア１３０とを巡る磁路が形成されるような構造とされており、ステータコア９０は、電磁石８２との関係において、磁路形成体として機能するのである。上記磁束が発生することにより、ステータコア９０は、電磁力の一種である磁気吸引力によって、電磁石８２に対して接近する方向（図における下方）に移動する向きの駆動力を受け、その方向に移動する。その駆動力すなわち上記電磁力は、摩擦ブレーキ２３０において制動力の基とな原動力であり、電磁石８２とステータコア９０とによって、原動力発生機構が構成されているのである。なお、ステータコア９０側において上記磁路を形成する突出部９８は、電磁石用コア１３０と対抗する部分においてテーパ面２４０とされている。このテーパ面２４０は、発生する電磁力を電気エネルギの大きさに応じた大きさに制御する際に、磁束を適切化してその制御を容易化する機能を果たしている。
【００７９】
ステータコア９０が電磁石８２に向かって移動する場合、Ｓ／Ｂユニット６８の第１液室１９０の容積が減少し、第１液室１９０内のブレーキオイルは、連通路１９４を通って第２液室１９２に移動し、第２液室１９２の容積が増加させられることで、プランジャピストン８４は、Ｓ／Ｂユニット６８の底部から離れる向き（図における上方）に移動し、それによって、ブレーキパッド８６がブレーキロータ４６に接近する向きに移動する。ブレーキパッド８６が、自身とブレーキロータ４６との間に存在するギャップ２４２の分移動して、摩擦部材１８２がブレーキロータ４６の内周面に当接した後は、上記ステータコア９０の駆動力に応じた応じた大きさの押圧力がブレーキパッド８６に付与され、その押圧力に応じた大きさの摩擦力がブレーキロータ４６とブレーキパッド８６との間に発生し、その摩擦力の大きさに応じた制動力が得られることになる。つまり、Ｓ／Ｂユニット６８は、上記原動力をブレーキパッド８４への押圧力に変換する押圧力変換機構を有するものとされており、その押圧力変換機構は、スタータコア９０、ユニットハウジング８０内に形成された第１液室１９０，第２液室１９２，連通路１９４、プランジャピストン８４等を含んで構成されているのである。また、その押圧力変換機構は、作動液であるブレーキオイルを媒体として作動することで、摩擦ブレーキ２３０は、液圧式ブレーキとされているのである。さらに言えば、ユニットハウジング８０は、第１液室１９０，第２液室１９２，連通路１９４を有してそれらにブレーキオイルを密閉状態で収容する作動液収容容器として機能し、ステータコア９０が、その収容されたブレーキオイルを加圧する第１のピストンとして、プランジャピストン８４が、そのブレーキオイルの圧力によって作動してブレーキパッド８６に押圧力を付与する第２のピストンとして、それぞれ機能しているのである。また、Ｓ／Ｂユニット６８のうち、ブレーキパッド８６を除く部分を含んで、言い換えれば、上記原動力発生機構および押圧力変換機構を構成する部分を含んで、摩擦体押付装置が構成されているのである。
【００８０】
本車輪装置１０においては、ブレーキパッド８６の摩擦部材１８２の摩耗量を推定することが可能とされている。Ｓ／Ｂユニット６８には、ステータコア９０の突出部９８に巻回されて形成されたサーチコイル１３８が設けられている。このサーチコイル１３８は、電磁石８２によって発生させられた上記磁束を測定する。磁束はステータコア９０の移動量に応じて変化するため、その磁束の変化を測定することで、ステータコア９０の移動量を検出するのである。具体的な説明は省略するが、電磁石用コイル１３２に通電される電流は、パルス電流であって交流的にも作用するため、その検出を容易に行うことが可能である。つまり、サーチコイル１３８は、移動量検出器として機能するのである。サーチコイル１３８の出力は、ＥＣＵ２３４に入力される。ＥＣＵ２３４には、電磁石用コイル１３２に供給される電流の目標電流量およびサーチコイル１３８の出力信号値に基づいて上記移動量を決定するためのデータ（マップデータ）が格納されており、そのデータに基づいて、移動量が認定されるのである。Ｓ／Ｂユニット６８の構造上、ブレーキパッド８６はステータコア９０の移動量に応じた移動量だけ移動するため、認定されたステータコア９０の移動量に基づいてブレーキパッド８６の移動量が推定される。推定の結果、ブレーキパッド８６の移動量が、設定値を超えていると判断された場合、摩擦部材１８２の摩耗が所定量以上と認定され、警報装置２４４を通じて所定の警報が発せられる。
【００８１】
＜変形例等＞
上記実施例の車輪装置１０においては、ステータコア９０自体がピストンの１つとされた態様の摩擦ブレーキを採用している。その態様に代え、図９に示すような態様の摩擦ブレーキを採用することも可能である。図９に示すものは、電磁石２６０が、１つのコの字状の電磁石用コア２６２と２つの電磁石用コイル２６４とを含んで構成されている。磁路形成体としてのステータコア９０と電磁石用コア２６２のヨーク部との間に、１対のガイド装置２６６が設けられ、このガイド装置２６６に案内されつつ、ステータコア９０が移動するようにされている。また、ステータコア９０と電磁石用コア２６２のヨーク部との間には、さらに、第１シリンダ装置２７０が設けられている。車輪装置には、これらとは別体をなす第２シリンダ装置２７２が設けられ、その第２シリンダ装置２７２によってブレーキパッド８６がブレーキロータに押付けられるようにされている。そして、前記第１ピストンを備える装置としての第１シリンダ装置２７０と、前記第２ピストンを備える装置としての第２シリンダ装置２７２とが、作動液配管２７４（フレキシブルなものであってもよい）によって接続され、電磁石２６０によって発生させられる電磁力が、ブレーキパッド８６への押圧力に変換される構造となっている。このように、２つのシリンダ装置２７０，２７２によって押圧力変換機構を構成すれば、摩擦ブレーキの配設箇所、特に、ブレーキパッド８６の配設箇所の自由度が増す。また、各シリンダ装置２７０，２７２の径の比（厳密にはピストンの受圧面積の比）を調整することにより、原動力よりも大きな押圧力に変換させることができる。なお、複数のステータコア９０の各々に対応して複数の第１シリンダ装置２７０が設けられ、複数のブレーキパッド８６の各々に対応して複数の第２シリンダ装置２７２が設けられるような場合に、それらを接続する配管を共通化することができる。そのようにすれば、複数の第２シリンダ装置２７２の各々による押圧力を、容易に均等化できる。
【００８２】
上記実施例の車輪装置１０は、前述のように作動するモータを内蔵する車輪装置であるが、見方を代えれば、モータそのものであると考えることができる。図１および図２を参照して解るように、ホイール１４をモータハウジングとみなすことができ、詳しく言えば、ホイール１４，ホイールカバー１８，ホイール支持ディスク３８を含んでモータハウジングとみなすことができ、また、支持軸３０をモータ軸とみなすことができる。そしてそれらが支持機構としてのベアリング４０を介して相対回転するモータであると観念できるのである。そのように把握すれば、そのモータは、摩擦ブレーキを含んで構成されたモータであり、そのモータは、車輪装置に内蔵させるためのブレーキ付モータとして利用されるだけでなく、他の分野の各種機器，それら機器を構成する各種装置においても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例であるブレーキ付モータ内蔵車輪装置を示す正面図である。
【図２】図１に示す車輪装置車輪装置の回転軸線を含む平面での断面図である。
【図３】図１に示す車輪装置が備えるステータ・ブレーキユニットの斜視図である。
【図４】図３に示すステータ・ブレーキユニットの回転軸線を含む平面での断面図である。
【図５】図３に示すステータ・ブレーキユニットの回転軸線に直角な平面での断面図である。
【図６】図１に示す車輪装置のモータにおいて、１つのロータ極と１つのステータ極とが対抗する状態、および、その状態における磁束の流れを示す模式図である。
【図７】図１に示す車輪装置が備えるモータの回転動作を示す模式図である。
【図８】図１に示す車輪装置が備える摩擦ブレーキの動作を説明するための図である。
【図９】摩擦ブレーキに関する変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０：ブレーキ付モータ内蔵車輪装置（ブレーキ付モータ）    １２：タイヤ    １４：ホイール（モータハウジング）    １６：ホイール支持装置    ２０：リム    ３０：支持軸    ３４：ステータ支持基材    ３８：ホイール支持ディスク    ４０：ベアリング（支持機構）    ４６：ブレーキロータ（回転体）    ５０：ロータ極    ５４：凸部５４    ６６：ステータ極    ６８：ステータ・ブレーキユニット（摩擦体押圧装置，押圧力変換機構，原動力発生装置）    ８０：ユニットハウジング    ８２：電磁石    ８４：プランジャピストン（第２ピストン）    ８６：ブレーキパッド（摩擦体）    ９０：ステータコア（磁路形成体，第１ピストン）    ９２：駆動コイル    ９４：凸部    １３０：電磁石用コア    １３２：電磁石用コイル    １３８：サーチコイル（移動量検出器）    １８２：摩擦部材    １９０：第１液室    １９２：第２液室    １９４：連通路    ２１４：ロータ    ２１６：ステータ    ２１８：モータ    ２３０：摩擦ブレーキ    ２６０：電磁石    ２６２：電磁石用コア    ２６４：電磁石用コイル    ２７０：第１シリンダ装置    ２７０：第２シリンダ装置    ２７４：作動液配管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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