(57)【要約】【課題】  インホイールモータ内に浸入した水を確実に排出できるようにして、錆びの発生を防止する。【解決手段】  車体に対してホイールを回転可能に支持するハブユニットの非回転部に固定されるステータ１１７と、ハブユニットの回転部に固定されてステータ１１７の外周側に配設されるアウタロータ１１８と、アウタロータ１１８の外周壁部１１８ａに形成され、ステータ１１７と該アウタロータ１１８との間に浸入した水を排出する排水機構３１とを設けて構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対してホイールを回転可能に支持するハブユニットの非回転部に固定されるステータと、
該ハブユニットの回転部に固定されて該ステータの外周側に配設されるアウタロータと、
該アウタロータの外周壁部に形成され、該ステータと該アウタロータとの間に浸入した水を排出する排水機構とをそなえた
ことを特徴とする、インホイールモータ。
【請求項２】
該排水機構は、該アウタロータの外周壁部に形成されて該アウタロータ内部と該アウタロータ外部とを連通する連通路と、該連通路を開閉する開閉弁とを備えて構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載のインホイールモータ。
【請求項３】
該アウタロータの外周壁部の内側には周方向に連続する溝部が形成され、該連通路が該溝部と連通接続されている
ことを特徴とする、請求項２記載のインホイールモータ。
【請求項４】
該開閉弁は、該開閉弁に作用する弾性力と該開閉弁に作用する遠心力との関係の変化に応じて開閉するように構成され、該アウタロータが所定回転数以上になると該弾性力よりも該遠心力のほうが大きくなって該開閉弁が開き、該所定回転数未満では弾性力が該遠心力よりも大きくなり該開閉弁が閉じるように構成されている
ことを特徴とする、請求項２又は３記載のインホイールモータ。
【請求項５】
該開閉弁は、該アウタロータの回転中心から可能な限り遠い位置に配設されている
ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載のインホイールモータ。
【請求項６】
該連通路は、その一部に円錐状に形成されたテーパ部を有するとともに、該開閉弁は、該テーパ部に配設されたチェックボールと、該テーパ部が閉塞される方向に該チェックボールを付勢するリターンスプリングとをそなえている
ことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載のインホイールモータ。
【請求項７】
該開閉弁は、該アウタロータの外周壁部であって該連通路の開口部に設けられた板状のゴム部材であって、
該ゴム部材は、アウタロータの外周壁部に対してピンにより１点で固定されている
ことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１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、車両のホイール内側に配置されて駆動輪を回転駆動するインホイールモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のホイール内側に配置されて駆動輪を直接駆動するインホイールモータが広く知られている（例えば下記の特許文献１参照）。このようなインホイールモータは、車体側の省スペース化、変速機や差動ギアの省略、さらにはドライブシャフトの省略などの各種利点が得られることから、フォークリフト、ゴルフカート等の比較的小型の車両を中心として広く実施されている。
【特許文献１】特開２００４−９０６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のインホイールモータでは、例えばエンジンを搭載して走行する一般的な自動車の部品をそのまま流用することができず、部品の共用化を図ることができない。このため、インホイールモータで走行する車両に専用にハブベアリングやブレーキディスク等の部品を新たに設計、製造しなければならず、コスト増を招いていた。
これに対して、本出願人は図５に示すようなインホイールモータを創案し出願した。すなわち、図５に示すように、このインホイールモータでは、車輪を回転可能に支持するハブユニット（ハブベアリング）１０４の非回転部（アウタレース）１０７に、ステータブラケット１０８が固定される。
【０００４】
また、このステータブラケット１０８には、ホイール１１４の内側に位置しハブユニット１０４の回転軸心Ｌ１と同軸に形成されたステータ１１７が固定される。また、上記ハブユニット１０４の回転部（インナハブ）１０５にアウタロータブラケット１１３が取り付けられ、このアウタロータブラケット１１３にステータ１１７の外周を覆うような筒状のアウタロータ１１８が取り付けられる。
【０００５】
また、ステータブラケット１０８とアウタロータブラケット１１３との間に一般的な自動車で用いられるものと同じブレーキディスク１１２が流用されて配設されており、このブレーキディスク１１２はインナハブ１０５に固定されている。
つまり、ハブユニット１０４には、ブレーキディスク１１２，アウタロータブラケット１１３，ホイール１１４が上記の順に取り付けられている。また、ステータブラケット１０８は、タイロッド１０３の先端が接続されるナックル（図示省略）とハブユニット１０４との既存の締結個所を利用して共締めされる。
【０００６】
したがって、ステータブラケット１０７を固定するための専用の取付個所をサスペンション側に設ける必要がなくなる。また、アウタロータブラケット１１３をブレーキディスク１１２とホイール１１４との間に配設することでアウタロータブラケット１１３を固定するために新たに部品を追加する必要もない。
上述のような構成により、例えばインホイールモータを備えない一般的なサスペンション構造の部品が流用可能となり、インホイールモータ用の車両と、通常のエンジン駆動の車両とで部品の共用化を図ることができ、コスト低減を図ることができる。
【０００７】
さて、図６は図５のＡ部を拡大して示す図であって、図中の符号１２３及び１２４はそれぞれステータ１１７固定されたコイル及び鉄心、符号１２５はロータ１１８に接続されたコイルを示している。また、図６に示すようにステータ１１7とロータ１１８との間には、塵埃の侵入を防止するためのダストシール１２１，１２２が設けられている。これらのダストシール１２１，１２２のうち、一方のダストシール１２１はステータ側に取り付けられており、他方のダストシール１２２はアウタロータ１１８に取り付けられている。
【０００８】
そして、一方のダストシール１２１に形成された２つのリップ１２１ａ，１２１ｂの先端がアウタロータ１１８に当接し、また他方のダストシール１２２に形成された２つのリップ１２２ａ，１２２ｂの先端がステータ１１７に当接することによりシール性を発揮している。
しかしながら、このようなダストシール１２１，１２２を設けた場合も、インホイールモータ内に水が浸入する場合があり、一旦水が浸入すると水を排出するための機構がないため、内部に水溜まり１２６ができてしまうおそれがある。また、このような場合には内部に錆びが発生するおそれがある。
【０００９】
また、上述した特許文献１にも防水性、防塵性を高めるようにした技術が開示されているが、やはり一旦水が浸入すると水を排出することが出来ないという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、インホイールモータ内に浸入した水を確実に排出できるようにして、錆びの発生を防止するようにしたインホイールモータ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】
【００１０】
本発明のインホイールモータは、車体に対してホイールを回転可能に支持するハブユニットの非回転部に固定されるステータと、該ハブユニットの回転部に固定されて該ステータの外周側に配設されるアウタロータと、該アウタロータの外周壁部に形成され、該ステータと該アウタロータとの間に浸入した水を排出する排水機構とをそなえたことを特徴している（請求項１）。
【００１１】
また、該排水機構は、該アウタロータの外周壁部に形成されて該アウタロータ内部と該アウタロータ外部とを連通する連通路と、該連通路を開閉する開閉弁とを備えて構成されるのが好ましい（請求項２）。
また、該アウタロータの外周壁部の内側には周方向に連続する溝部が形成され、該連通路が該溝部と連通接続されているのが好ましい（請求項３）。
【００１２】
また、該開閉弁は、該開閉弁に作用する弾性力と該開閉弁に作用する遠心力との関係の変化に応じて開閉するように構成され、該アウタロータが所定回転数以上になると該弾性力よりも該遠心力のほうが大きくなって該開閉弁が開き、該所定回転数未満では弾性力が該遠心力よりも大きくなり該開閉弁が閉じるように構成されているのが好ましい（請求項４）。
【００１３】
また、該開閉弁は、該アウタロータの回転中心から可能な限り遠い位置に配設されているのが好ましい（請求項５）。
また、該連通路は、その一部に円錐状に形成されたテーパ部を有するとともに、該開閉弁は、該テーパ部に配設されたチェックボールと、該テーパ部が閉塞される方向に該チェックボールを付勢するリターンスプリングとをそなえているのが好ましい（請求項６）。
【００１４】
また、該開閉弁は、該アウタロータの外周壁部であって該連通路の開口部に設けられた板状のゴム部材であって、該ゴム部材は、アウタロータの外周壁部に対してピンにより１点で固定されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のインホイールモータによれば、ステータとアウタロータとの間に浸入した水を排出することができ、錆の発生を防止することができる（請求項１及び２）。また、アウタロータ内に浸入した水を溝部から効率よく排出することができる（請求項３）。
また、アウタロータの回転が停止すると開閉弁が閉じ、所定回転数以上になると開閉弁に作用する弾性力よりも遠心力の方が大きくなって開閉弁が開くので、車両の走行中に確実に水を排出することができ、開閉弁からの水の浸入を防止することができる（請求項４）。
【００１６】
また、開閉弁をアウタロータの回転中心から可能な限り遠い位置に配設することで、同じ回転数でもより大きな遠心力が作用することになり、より低い回転数で水を排出することができる（請求項５）。また、簡単な構成で排水機構を構成でき、コストの上昇を極力抑制することができるという利点がある（請求項６，７）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
まず、本発明の第１実施形態にかかるインホイールモータについて説明すると、図１はその要部構成を示す模式的な断面図、図２は排水機構の構成を示す模式的な断面図である。
図１はアウタロータタイプのインホイールモータの部分断面図であって、図６に対応している。このため、すでに上述した構成要素と同様の機能を有する部材については図６と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。なお、図１は図６に対して左右対称となっているが、これは断面の見る方向が異なるためであり、インホイールモータの基本的な構成は図５及び図６に示すものと同じである。
【００１８】
図１に示すように、このインホイールモータのアウタロータ（又は単にロータと称する）１１８の外周壁部１１８ａには、ステータ１１７とロータ１１８との間に浸入した水を排出する排水機構３１が設けられている。
また、図示するように、排水機構３１は、アウタロータ１１８の内部とアウタロータ１１８の外部とを連通する連通路３２と、上記連通路３２を開閉する開閉弁３３とを備えて構成されている。また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、連通路３２の途中には、アウタロータ１１８の外側から内側に（図中では下方から上方に）向けて縮径した円錐状のテーパ部３２ａが形成されている。
【００１９】
また、このテーパ部３２ａには開閉弁３３を構成するチェックボール３３ａが配設されている。このチェックボール３３ａはテーパ部３２ａの最小径よりも大径に形成されており、連通路３２内に設けられたリターンスプリング３３ｂにより付勢されている。
そして、アウタロータ１１８が回転せずに停止しているときには、リターンスプリング３３ｂからの付勢力によりチェックボール３３ａが連通路３２を閉塞して、これにより連通路３２からの水の浸入が防止されるようになっている。
【００２０】
一方、インホイールモータが回転して、アウタロータ１１８の回転数が所定回転数以上となると、チェックボール３３ａに作用する付勢力（弾性力）よりも遠心力のほうが大きくなり、これによりチェックボール３３ａが移動して開閉弁３３が開くようになっている。
そして、アウタロータ１１８が所定回転数以上となると開閉弁３３が開くことにより、図２（ｂ）に示すように、ロータ１１８とステータ１１７との間に浸入した水が遠心力により連通路３２を通ってロータ１１８の外に排出される。
【００２１】
なお、上記リターンスプリング３３ｂのばね定数は、開閉弁３３が開く回転数（すなわち上記の所定回転数）が極力低い回転数になるように、その値が設定されている。
また、上記開閉弁３３は、ロータ１１８の回転中心から可能な限り遠い位置に配設されている。これは、同一回転数であっても、回転中心から離れるほど大きな遠心力が作用するからであり、同じばね定数であれば開閉弁３３が開く回転数をより低くすることができるからである。
【００２２】
次に、図２（ａ），（ｂ）に示すような連通路３２及び開閉弁３３の形成手順について簡単に説明する。まず、アウタロータ１１８の外周側からドリル等の切削工具で穴を途中まで穿設する。このとき穴の先端部はドリル形状に応じたテーパ形状となっており、この先端部がテーパ部３２ａとなる。また、この先端部よりもさらに前方（図中上方）に向けて、比較的細い穴を開けて、ロータ１１８の内部へ貫通する通路を形成する。
【００２３】
また、テーパ部３２ａよりも外側（図中下方）には、ねじ溝３２ｃを形成し、このねじ溝３２ｃに蓋部材３４を螺合する。ここで、蓋部材３４には、例えば図２（ａ），（ｂ）に示すような通路３２ｂが形成されており、この通路３２ｂ内にリターンスプリング３３ｂを配設する。そして、チェックボール３３ａをテーパ部３２ｂに配置しておき、この状態で蓋部材３４をねじ溝３２ｃを螺合することにより、連通路３２及び開閉弁３３が形成される。
【００２４】
また、チェックボール３３ａが遠心力により図中下方に移動したときに、チェックボール３３ａにより通路３２ｂが閉塞されないように、通路３２ｂは例えば矢視Ｆ方向から見て十字形状に形成されている。
本発明の第１実施形態に係るインホイールモータは上述のように構成されているので、以下のような作用効果を奏する。まず、モータの非回転時には、開閉弁３３のチェックボール３３ａに作用するのはリターンスプリング３３ｂからの付勢力のみであり、このため連通路３２はチェックボール３３ａにより閉塞される。したがって、外部からロータ１１８内への水の浸入を防止することができる。
【００２５】
また、モータの回転時には、ダストシール１２１，１２２により、ロータ１１８内への塵埃の侵入が防止される。ただし、インホイールモータは径が比較的大きいため、このようなダストシール１２１，１２２では必ずしも完全なシール性が確保できず、ダストシール１２１，１２２から水（主に雨水）が浸入する場合があり、この場合には水はアウタロータ１１８とステータ１１７との間に溜まる。
【００２６】
このように水が浸入した場合であっても、インホイールモータの作動時に、モータの回転数が所定回転数に達すると、図２（ｂ）に示すように、リターンスプリング３３ｂの付勢力よりもチェックボール３３ａに作用する遠心力のほうが大きくなって開閉弁３３が開き、遠心力の作用によりロータ１１８内に溜まった水が連通路３２を介してロータ１１８と図示しないホイールとの間に排出される。
【００２７】
なお、このようなモータの回転時には、上述のように遠心力が働くので、開閉弁３３が開いていても連通路３２からロータ１１８内に水が浸入することはない。
したがって、本発明の第１実施形態にかかるインホイールモータによれば、ステータ１１７とアウタロータ１１８との間に浸入した水を確実に排出することができ、これにより、インホイールモータ内の錆の発生を防止することができる。また、これにより、インホイールモータの耐用年数及び耐久性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、連通路３２と開閉弁３３とを設けるという簡素な構成で、アウタロータ１１８内に浸入した水を効率よく排出することができるので、コスト増をほとんど招くこともない。また、モータが所定回転数以上になると開閉弁３３に作用する弾性力よりも遠心力の方が大きくなって開閉弁３３が開くので、車両の走行中に確実に水を排出することができ、開閉弁３３からの水を浸入を防止することができる。
【００２９】
また、開閉弁３３をアウタロータ１１８の回転中心から可能な限り遠い位置に配設することで、同じ回転数でもより大きな遠心力が作用することになり、より低い回転数で水を排出することができるという利点がある。
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図３はその要部構成を示す模式的な断面図、図４は排水機構の構成を示す模式的な断面図である。
【００３０】
以下、主に第１実施形態と異なって形成されている部位に着目して説明すると、図示するように、このインホイールモータのロータ１１８には、ステータ１１７とロータ１１８との間に浸入した水を排出する排水機構４１が設けられている。また、排水機構４１は、アウタロータ１１８の内部とアウタロータ１１８の外部とを連通する連通路４２と、上記連通路４２を開閉する開閉弁４３とを備えて構成されている。
【００３１】
連通路４２は一直線上に形成された穴部であって、開閉弁４３は連通路４２のアウタロータ１１８の外側に開口した開口部４２ａを開閉可能に構成されている。ここで、この開閉弁４３は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、開閉弁本体として板状のゴム部材等の弾性体４３ａが適用されており、このような弾性体（ゴム部材）４３ａの弾性変形を利用して連通路の４３の開閉が行われるようになっている。
【００３２】
すなわち、本実施形態では板状のゴム部材（以下、単にゴム板という）４３ａがピン（ネジやボルトも含む）４３ｂによりロータ１１８の外周壁部１１８ａに固定されており、ロータ１１８の非回転時には図４（ａ）に示すように、ゴム板４３ｂの弾性力により連通路４２を閉塞するようになっている。
また、所定回転数以上となると、ゴム板４３ａに作用する弾性力よりも遠心力のほうが大きくなり、これにより図４（ｂ）に示すように、ゴム板４３ａが弾性変形して開閉弁４３が開くようになっている。そして、開閉弁４３が開くことにより、ロータ１１８とステータ１１７との間に浸入した水が遠心力により連通路４２を通ってロータ１１８の外に排出される。
【００３３】
本発明の第２実施形態にかかるインホイールモータは上述のように構成されているので、第１実施形態と同様の作用及び効果があるほか、構造が極めて簡素なため、コスト増をさらに抑制することが可能となる。すなわち、この第２実施形態では、アウタロータ１１８に貫通穴を穿設して連通路４２を形成するとともに、開口部４２ａにゴム板４３ａをピン４３ｂ等で固定するだけであるので、使用する部品点数も極めて少なく、且つ加工にかかる工数も少ないため、コスト増のほとんど招かないという特有の利点がある。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１実施形態及び第２実施形態において、図２（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に仮想線（一点鎖線）で示すように、アウタロータ１１８の外周壁部１１８ａの内側に周方向に連続する溝部を形成し、連通路と溝部とを連通接続するように構成してもよい。このように構成した場合には、ロータとステータとの間に浸入した水は確実に溝内に溜まるので、モータの回転時により効率よく水を排出することができる。
【００３５】
また、上述の各実施形態では、排水機構をアウタロータの１箇所にのみ設けた場合について説明したが、排水機構を複数設けても良い。また、この場合には、ロータ１１８の回転軸方向から見て等位相の間隔で設けるのが好ましい。
また、上述の各実施形態では、鉄心１２５の図中右側にのみ排水機構を設けた場合について説明したが、排水機構を鉄心１２５の図中左側に設けても良いし、鉄心１２５の両側に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるインホイールモータの要部構成を示す模式的な断面図であって、図６に対応する図。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるインホイールモータにおける排水機構の構成を示す模式的な断面図であって、（ａ）は開閉弁の開弁時、（ｂ）は閉弁時の作用を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるインホイールモータの要部構成を示す模式的な断面図であって、図６に対応する図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるインホイールモータにおける排水機構の構成を示す模式的な断面図であって、（ａ）は開閉弁の開弁時、（ｂ）は閉弁時の作用を説明する図である。
【図５】本発明の創案過程において案出されたインホイールモータを示す模式的な断面図である。
【図６】図５のＡ部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
３１，４１  排水機構
３２，４２  連通路
３２ａ  テーパ部
３３，４３  開閉弁
３３ａ  チェックボール
３３ｂ  リターンスプリング
４２ａ  開口部
４３ａ  ゴム部材
４３ｂ  ピン
１１７  ステータ
１１８  ロータ（アウタロータ）
１１８ａ  外周壁部
１２１，１２２  ダストシール
【図１】
2007153145.tif 000003
【図２】
2007153145.tif 000004
【図３】
2007153145.tif 000005
【図４】
2007153145.tif 000006
【図５】
2007153145.tif 000007
【図６】
2007153145.tif 000008