(57)【要約】【課題】インホイールモータ内部に塵や水滴が侵入する。【解決手段】インホイールモータは、車両に装着される車輪１０のホイール１２内に配置される。中空形状のインナーケース４６は、懸架装置を介して車両に支持される。インナーケース４６の外周にはステータ３５が嵌入される。筒状のアウターケース４０は、回転可能に支持されたハブ１４に固定され、インナーケース４６の外周に位置する。アウターケース４０の内周には、ギャップを介してステータ３５と対面するように永久磁石４２が嵌入され、ロータを構成する。ステータおよびロータの外周は、それぞれインナーケースカバー３８、アウターケースカバー４４により被覆される。ロータとステータ間のギャップに通じる部分には、インナーケース４６とアウターケース４０によってラビリンス構造４８が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着される車輪のホイール内に配置されるインホイールモータであって、
懸架装置を介して車両に支持される中空形状のインナーケースと、
インナーケースの外周に嵌入されるステータと、
インナーケースに対して回転可能に支持されるハブと、
ハブに固定されインナーケースの外周に位置する筒状のアウターケースと、
ギャップを介してステータと対面するようにアウターケースの内周に嵌入されるロータと、
ステータの外周を被覆するインナーカバーと、
ロータの内周を被覆するアウターカバーと、
を備えることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
インナーケースとアウターケースとによって、ロータとステータ間のギャップに通じる部分にラビリンス構造が形成されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインホイールモータに関し、より詳細にはダイレクトドライブ方式のインホイールモータにおいて防塵性能を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各輪の制駆動力を独立に制御可能なインホイールモータ方式の車両が知られている。インホイールモータでは、路面上を走行する車輪の内部にモータが配置されるため、モータ内部への異物や水分の侵入の防止が課題となる。特許文献１には、インホイールモータ内部への水の浸入を防止する防水機構を備えたインホイールモータシステムが開示されている。この発明によると、インホイールモータ内部の空間と空気ポンプとをパイプで連結し、モータ内部の圧力をポンプにより加圧して水の浸入を防ぐようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１５３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１においては、車体側に空気ポンプや圧力調整バルブといった構成が必要になるため、車重やコストが増大するという問題がある。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成によりインホイールモータ内部への異物や水滴の侵入によるモータ性能の低下を防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様は、車両に装着される車輪のホイール内に配置されるインホイールモータであって、懸架装置を介して車両に支持される中空形状のインナーケースと、インナーケースの外周に嵌入されるステータと、インナーケースに対して回転可能に支持されるハブと、ハブに固定されインナーケースの外周に位置する筒状のアウターケースと、ギャップを介してステータと対面するようにアウターケースの内周に嵌入されるロータと、ステータの外周を被覆するインナーカバーと、ロータの内周を被覆するアウターカバーと、を備える。
【０００６】
この態様によると、塵や水滴がモータ内部に侵入してもステータの鉄心や磁石に直接付着することがないので、モータの性能低下を抑えることができる。
【０００７】
インナーケースとアウターケースとによって、ロータとステータ間のギャップに通じる部分にラビリンス構造が形成されていてもよい。これによって、ギャップへ侵入する塵や水滴の量を大きく減少させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インホイールモータ内部への異物や水滴の侵入によるモータ性能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態は、車両の駆動輪のホイール内に配置され、減速機を用いることなく大トルクを発生可能なダイレクトドライブ方式のインホイールモータの防塵構造に関するものである。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るインホイールモータを備える車輪１０の断面構造を示す。ホイール１２のホイールリムにはタイヤ５０が装着される。ホイール１２の内周側には、車両のサスペンションアームと連結される中空形状のインナーケース４６が配置される。サスペンションアームは、図示しないコイルスプリングやアブソーバなどの懸架装置を介して図示しない車両に接続され、インホイールモータを含む車輪１０を支持している。
【００１１】
インナーケース４６は、フランジ部４６ａとそれに連なり図１の右方、すなわち車両外側に延びる筒状部４６ｂを有する。筒状部４６ｂの外周には、積層された電磁鋼板で形成される鉄心３６と、鉄心３６に形成された各ティース部に巻回配置される３相のコイルスロットに巻回されたコイル３４とから構成されるステータ３５が嵌入されている。
【００１２】
筒状部４６ｂの車両外側、すなわち図１の右方にはベアリング４５が装着される。このベアリング４５は、アウターレース２８と、インナーレース１４ａを兼ねるハブ１４と、アウターレース２８、インナーレース１４ａに形成された転動溝内を転動するベアリング玉２２と、転動溝内への異物の侵入を防止するシール２４、２６とから構成される。アウターレース２８は、インナーケース４６に形成された突起部４６ｃと止め輪３０とでインナーケース４６に固定される。本実施形態ではベアリング玉２２を二列にすることで荷重を分散している。ベアリング４５によって、ハブ１４がインナーケース４６に対して回転可能に支持される。
【００１３】
ハブ１４は、インナーレース１４ａの部分から断面Ｌ字状に車輪外周方向へ屈曲するつば部１４ｂを有しており、このつば部１４ｂに、タイヤ５０を装着したホイール１２がハブボルト１６により固定される。ホイール１２とハブ１４との間にはブレーキディスク３２が挟まれ、ボルト１８により固定される。
【００１４】
ハブ１４のつば部１４ｂの最外周には、筒状のアウターケース４０がボルト２０により固定される。アウターケース４０は、車両内側に向けて、インナーケース４６のフランジ部４６ａに達する位置まで延び出している。アウターケース４０の内周には、複数の永久磁石４２がステータ３５の鉄心３６と所定のギャップを介して対面するように嵌入されている。アウターケース４０と永久磁石４２とは、ステータの外周側に位置するアウターロータを形成している。以上の構成によって、コイル３４に順次所定のタイミングで電流を供給することにより、ステータ３５に回転磁界を発生させ、ロータを回転させることができる。
【００１５】
インナーケース４６とアウターケース４０は、図示しないサスペンションのバネ下重量の軽量化および耐久性、製造のし易さ等を考慮して、例えばアルミダイカストにより製造される。
【００１６】
インナーケース４６とステータ３５とはサスペンションアームにより固定されているのに対し、アウターケース４０、永久磁石４２、ホイール１２、ハブ１４、ブレーキディスク３２は回転可能に支持されている。図示しない車両制御装置からの指令によりインホイールモータが駆動されると、ロータがステータ３５に対して回転し、この出力がアウターケース４０を介してホイール１２に伝達され、車輪１０が回転駆動される。
【００１７】
このようなインホイールモータは、単一のモータの出力を各ホイールに分配する方式に比べて、伝達系の部品やその設置スペースを省略することができ、また伝達による損失もなくすことができるという特徴がある。また、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは減速機構を必要としないので構造が簡単になり、かつ車輪の重量を抑えることができる。
【００１８】
本実施形態では、ステータ３５の外周を被覆し密閉するように、薄肉のインナーケースカバー３８がインナーケース４６に取り付けられる。また、ロータ内周側の永久磁石４２を被覆するように、薄肉のアウターケースカバー４４がアウターケース４０に取り付けられる。これらカバーの材料は、磁束の通過を妨げないように非磁性材、例えばプラスチックであることが好ましい。これらのカバー３８、４４によって、車輪外部から侵入した塵や水滴がステータ３５や永久磁石４２に直接付着することを防いでいる。
【００１９】
アウターケース４０の車両内側、すなわち左端は、外径が減少するように段が付けられた小径部分４０ａを有する。この小径部分４０ａとインナーケース４６のフランジ部４６ａとで、階段状のラビリンス構造４８が円周方向に形成される。ラビリンス構造４８によって、塵や水滴がステータとロータの間のギャップに侵入しにくくなっている。
【００２０】
このように、本実施形態のインホイールモータは、アウターケースとインナーケースとでラビリンス構造を形成することによって、ギャップ部分への塵や水滴の侵入を防止する。したがって、アウターケースとインナーケースとの間にシールを設ける必要がない。
一般に、アウターロータ型のインホイールモータでは、ロータおよびステータが大径化するため、シールにより侵入を防ぐべき空間の断面積が大きくなるため塵や水滴が侵入しやすいという問題があった。また、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータではシールのリップ部分の周方向速度がダイレクトドライブでないモータに比べ大きくなるため、リップ部の摩耗しやすいという問題があった。本実施形態では、シールの代わりにラビリンス構造を採用したためこのような問題が生じない。また、ギャップに空気を送り込むなどの特別な装置なしで防塵性能を確保できる。
【００２１】
また、本実施形態にインホイールモータでは、ロータとステータとを薄肉のカバーで覆うようにした。ラビリンス構造だけでは塵や水滴の侵入を完全に防止することは困難であるが、たとえそれらが侵入しても、ステータの鉄心や磁石に直接付着することがないので、モータの性能低下を抑えることができる。このように本実施形態では、ステータとロータを覆うカバーを設けることでギャップへの異物のわずかな量の侵入を許容することによって、ギャップを防塵するためのシールを廃止することができる。
【００２２】
また、ステータ３５をインナーケースカバーで密閉したことによって、カバー内部にオイルを循環させてステータを冷却することも可能である。
【００２３】
本実施形態では、インナーケース４６の内周側にベアリング４５を配置し、このベアリング４５により回転可能に支持されたハブ１４にアウターケース４０を固定するようにした。このようなベアリングの配置により、ベアリング４５のアウターレース２８、インナーレース１４ａの外径を小さくすることができる。したがって、シール２４、２６の径も小さくできるため、シール性能を高めることができる。さらに、ベアリング径を小さくしたため、アウターレース２８、インナーレース１４ａの剛性を確保することができる。
インナーケース４６の筒状部４６ｂを肉厚とすることで、ベアリング４５の径をさらに小さくすることも可能である。
【００２４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素の任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００２５】
永久磁石４２への異物の付着は鉄心３６への異物の付着に比べて影響が少ないため、ロータ側のアウターケースカバー４４を設けなくてもよい。これによりギャップを小さくでき、モータの出力性能を向上できる。
【００２６】
インナーケースカバー３８、アウターケースカバー４４を設ける代わりに、ステータ３５のコイル３４と鉄心３６および永久磁石４２を樹脂モールドで被覆するようにしてもよい。
【００２７】
ロータとステータの右端、すなわちハブ１４に面する側にもラビリンス構造を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインナーホイールモータの断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  車輪、  １２  ホイール、  １４  ハブ、  １６  ハブボルト、  １８  ボルト、  ２０  ボルト、  ２２  ベアリング玉、  ２４、２６  シール、  ２８  アウターレース、  ３０  止め輪、  ３２  ブレーキディスク、  ３４  コイル、３５  ステータ、  ３６  鉄心、  ３８  インナーケースカバー、  ４０  アウターケース、  ４２  永久磁石、  ４４  アウターケースカバー、  ４５  ベアリング、  ４６  インナーケース、  ４８  ラビリンス構造、  ５０  タイヤ。
【図１】
2007182194.tif 000003