(57)【要約】【課題】軸方向長さのコンパクト化を図る状態でパーキングブレーキ機能を付加することができるようにした小型コンパクトな電動車両用のインホイールモータ駆動装置を提供することである。【解決手段】車輪駆動用のハブ輪２６を回転駆動する電動モータ１０のモータケース１１内にドラム式ブレーキ装置４０を設け、駐車時、そのブレーキ装置４０により電動モータ１０のロータ１３に制動力を付与して停止状態を保持する。ブレーキ装置４０のブレーキドラム部４２を電動モータ１０のロータ１３の側部に設けて、パーキングブレーキ機能の付加によってもモータ駆動装置の軸方向長さが長くなるのを防止する。【選択図】図３
2013052768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケース内に組み込まれた固定配置のステータおよびそのステータのコイルに対する通電によってステータ内で回転するロータを有する電動モータと、その電動モータにより回転駆動されて、その回転を駆動車輪に伝達する車輪駆動用のハブ輪を備えてなる電動車両用のインホイールモータ駆動装置において、
前記モータケース内にパーキング用のドラム式ブレーキ装置を設け、そのブレーキ装置のブレーキドラム部を前記ロータの側部に設けて、そのロータを制動するようにしたことを特徴とする電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記電動モータと前記ハブ輪との間に、前記電動モータのロータの回転を減速してハブ輪に伝達する減速機構が設けられた請求項１に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記減速機構が、遊星歯車式からなり、その遊星歯車式減速機構が前記ロータの内側に配置された請求項２に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記ブレーキ装置が、前記モータケースのカバー内面に突設されたガイドピンと、そのガイドピンを中心にして揺動可能とされ、外方向への揺動により前記ブレーキドラム部の内径面に接触して、そのブレーキドラム部に制動力を付与する一対の円弧状のブレーキシューと、その一対のブレーキシューのそれぞれを内向きに付勢するリターンスプリングと、前記カバーを貫通し、前記一対のブレーキシューの揺動側端部間に配置されるカム部を内端部に有し、そのカム部の回転により一対のブレーキシューのそれぞれを外方向に向けて揺動させる回転可能なカムシャフトと、そのカムシャフトの前記カバーを貫通して外部に位置する外端部に一端部が連結されたレバーと、そのレバーの揺動側端部に一端部が連結されたレバー操作用のワイヤを有してなる請求項１乃至３のいずれかの項に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ロータの側面に円筒状凹部を設け、その凹部の外周壁をブレーキドラム部とした請求項１乃至４のいずれかの項に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記ロータが、サイドプレートを有し、そのサイドプレートの側面に円筒状のブレーキドラム部を設けた請求項１乃至４のいずれかの項に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【請求項７】
前記ブレーキ装置の作動時に、電動モータに通電しないようにした請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電動車両用のインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の車輪を駆動するインホイール式電動車両用のモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、インホイール式電動車両の概略を示す。この電動車両においては、駆動車輪としての左右一対の後輪１のそれぞれ内側に電動モータを駆動源とするモータ駆動装置Ａを収容し、そのモータ駆動装置Ａによって一対の後輪１のそれぞれを単独に駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなインホイール式電動車両に採用されるモータ駆動装置Ａとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。その特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、電動モータのロータ軸から出力される回転を減速機構により減速してハブ輪に出力し、そのハブ輪の回転を車輪に伝達するようにしている。
【０００４】
ここで、特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、車輪のホイールと反対側の端部に制動機構を配置するようにしているため、電動モータを車輪のホイールに近接する配置とすることができ、電動モータに対する支持構造を簡素化し得るという特徴を有している。
【０００５】
また、制動機構が、減速された出力側ではなく、トルクの小さい駆動側のロータ軸を制動するようにしているため、制動機構として小型のものを採用することができ、モータ駆動装置の小型化を図ることができるという特徴も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたインホイールモータ駆動装置においては、制動機構を有するものの、その制動機構が車両の走行時に制動力を付与する運転用のサービスブレーキであり、駐車用のパーキングブレーキについては何も記載されていない。
【０００８】
ここで、インホイールモータ駆動装置においては、車輪に取り付けることから小型化が要求され、駐車用のパーキングブレーキ機能を付加することによって大型化が懸念され、パーキングブレーキ機能付きの小型コンパクトなインホイールモータ駆動装置が要求されている。
【０００９】
この発明の課題は、軸方向長さのコンパクト化を図る状態でパーキングブレーキ機能を付加することができるようにした小型コンパクトな電動車両用のインホイールモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、モータケース内に組み込まれた固定配置のステータおよびそのステータのコイルに対する通電によってステータ内で回転するロータを有する電動モータと、その電動モータにより回転駆動されて、その回転を駆動車輪に伝達する車輪駆動用のハブ輪を備えてなる電動車両用モータ駆動装置において、前記モータケース内にパーキング用のドラム式ブレーキ装置を設け、そのブレーキ装置のブレーキドラム部を前記ロータの側部に設けて、そのロータを制動するようにした構成を採用したのである。
【００１１】
上記の構成からなる電動車両用インホイールモータ駆動装置においては、電動車両の駐車時、パーキング用ブレーキ装置を作動してロータを制動する。このとき、ブレーキ装置はトルクの小さい駆動側のロータを制動するため、ブレーキ装置として小型のものを採用することができる。
【００１２】
また、ブレーキ装置はドラム式であり、そのブレーキドラム部をロータの側面に設けるようにしているため、モータケース内に対するブレーキ装置の組付けによってモータ駆動装置の軸方向長さが大幅に長くなるというようなことがなく、軸方向長さのコンパクトなパーキングブレーキ装置付きのインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【００１３】
ここで、電動車両用のインホイールモータ駆動装置は、電動モータのロータの回転をハブ輪に直接伝達するようにしたものであってもよく、あるいは、電動モータのロータとハブ輪との間に減速機構を設けて、ロータの回転を減速してハブ輪に伝達するようにしたものであってもよい。
【００１４】
減速機構として、遊星歯車式のものを採用し、その遊星歯車式減速機構をロータの内側に配置するようにすると、軸方向長さのコンパクトな電動車両用のインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【００１５】
ブレーキ装置として、モータケースのカバー内面に突設されたガイドピンと、そのガイドピンを中心にして揺動可能とされ、外方向への揺動によりブレーキドラム部の内径面に接触して、そのブレーキドラム部に制動力を付与する一対の円弧状のブレーキシューと、その一対のブレーキシューのそれぞれを内向きに付勢するリターンスプリングと、モータケースのカバーを貫通し、一対のブレーキシューの揺動側端部間に配置されるカム部を内端部に有し、そのカム部の回転により一対のブレーキシューのそれぞれを外方向に向けて揺動させる回転可能なカムシャフトと、そのカムシャフトの上記カバーを貫通して外部に位置する外端部に一端部が連結されたレバーと、そのレバーの揺動側端部に一端部が連結されたレバー操作用のワイヤを有し、そのワイヤの引き込みによりカムシャフトを回転させ、カム部により一対のブレーキシューのそれぞれを外方向に向けて揺動させてブレーキドラム部の内周に押し付けるようにしたものを採用することができる。
【００１６】
ワイヤの引き込みは、手動操作によるものであってもよく、あるいは、アクチュエータの作動によるものであってもよい。
【００１７】
この発明に係る電動車両用のインホイールモータ駆動装置において、ロータの回転をハブ輪に直接伝達する場合において、ロータの側面に円筒状凹部を設け、その凹部の外周壁をブレーキドラム部とすることにより、ロータがブレーキドラム部としての役目をするため、部品点数の低減を図ることができる。また、ロータの内側にブレーキシューが収容されることになるため、軸方向長さのコンパクトなインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【００１８】
ここで、ロータが、サイドプレートを有する場合、そのサイドプレートの側面に円筒状のブレーキドラム部を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る電動車両用のインホイールモータ駆動装置においては、モータケース内にパーキング用のドラム式ブレーキ装置を設け、そのブレーキ装置のブレーキドラム部をロータの側部に設けて、そのロータを制動するようにしたので、軸方向長さを大幅に長くさせることのない状態でパーキングブレーキ機能を付加することができ、小型コンパクトなパーキングブレーキ付きモータ駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動車両の概略図
【図２】この発明に係る電動車両用のインホイールモータ駆動装置の実施の形態を示す正面図
【図３】図２に示すインホイールモータ駆動装置の縦断面図
【図４】図３の一部を拡大して示す断面図
【図５】図４のV−V線に沿った断面図
【図６】図３に示すレバーの揺動駆動装置の概略図
【図７】この発明に係る電動車両用のインホイールモータ駆動装置の他の実施の形態を示す正面図
【図８】図７に示すインホイールモータ駆動装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２乃至図５は、この発明に係る電動車両用インホイールモータ駆動装置の実施の形態を示す。図２に示すように、駆動車輪１におけるホイール２の内側にはインホイールモータ駆動装置Ａが設けられている。
【００２２】
インホイールモータ駆動装置Ａは、電動モータ１０と、その電動モータ１０の一側部に設けられた車輪軸受２０とを有している。
【００２３】
図３に示すように、電動モータ１０は、モータケース１１と、その内側に組み込まれたステータ１２と、そのステータ１２の内側に組み込まれたロータ１３とからなる。
【００２４】
モータケース１１は、筒状のケース本体１４と、そのケース本体１４の一端の開口を閉塞するカバー１５とからなり、上記カバー１５にはケース本体１４の開口端部内に嵌合される円筒部１６を有し、その円筒部１６とケース本体１４の嵌合面間はシールリング１７の組込みによってシールされている。
【００２５】
図４に示すように、ロータ１３は、円板部１３ａの外周に円筒部１３ｂを設け、その円筒部１３ｂの外周一端部に設けられたフランジ部１３ｃと、上記円筒部１３ｂの他端部に取付けられたサイドプレート１３ｄとで円筒部１３ｂの外周に設けられた永久磁石１３ｅを両側から挟持しており、図３に示すステータ１２のコイル１２ａに対する通電によって、そのステータ１２内で回転するようになっている。
【００２６】
図３および図４に示すように、ロータ１３における円板部１３ａの中央にはボス部１３ｆが形成され、そのボス部１３ｆ内にロータ軸１８が挿通されている。ロータ軸１８はキー１９によりロータ１３に回り止めされてロータ１３と共に回転し、そのロータ軸１８は車輪軸受２０によって回転自在に支持されている。
【００２７】
図３に示すように、車輪軸受２０は、軸受外輪２１と、その軸受外輪２１内に挿入された内方部材２２と、その内方部材２２と軸受外輪２１とを相対的に回転自在に支持する複列の転動体２３とからなる。
【００２８】
軸受外輪２１の外周には車体取付フランジ２４が設けられ、その車体取付フランジ２４がケース本体１４の他端部に設けられた内向きフランジ１４ａの外側面に衝合され、その内向きフランジ１４ａにねじ込まれるボルト２５の締め付けによりケース本体１４に取付けられている。
【００２９】
内方部材２２は、ハブ輪２６と、そのハブ輪２６のインナ側端部上に設けられた軸受内輪２７とからなり、軸受内輪２７はハブ輪２６のインナ側端部に形成された小径軸部２６ａに嵌合されている。ハブ輪２６および軸受内輪２７のそれぞれは軸受外輪２１との間に組み込まれた上記転動体２３によってそれぞれ回転自在に支持され、その転動体２３のそれぞれ外側方に組み込まれたシール部材２８は、軸受外輪２１と内方部材２２の対向端部に形成された軸受空間の両端開口を閉塞している。
【００３０】
ハブ輪２６は、ロータ軸１８に嵌合され、セレーション２９による係合によってロータ軸１８とハブ輪２６は相対的に回り止めされている。このため、ロータ軸１８は、ハブ輪２６と共に軸受外輪２１によって回転自在に支持される。
【００３１】
ハブ輪２６には、軸受外輪２１のアウタ側端面から外側に位置する端部外周に車輪取付フランジ３０が設けられ、その車輪取付フランジ３０に設けられた複数のボルト３１のそれぞれにナット３２がねじ係合され、そのナット３２の締付けにより、車輪取付フランジ３０に、サービスブレーキを形成するブレーキロータ３３と、駆動車輪１のホイール２が取付けられている。
【００３２】
モータケース１１内には、パーキング用のドラム式ブレーキ装置４０が設けられている。図４および図５に示すように、ブレーキ装置４０は、ロータ１３を形成する円板部１３ａをその外周に設けられた円筒部１３ｂの軸方向中央部に位置させて、その円板部１３ａのカバー１５と対向する一側部に円筒状凹部４１を形成し、その凹部４１の外周壁、つまり、円筒部１３ｂの一部をブレーキドラム部４２としている。
【００３３】
そして、そのブレーキドラム部４２内の対向位置に一対の円弧状ブレーキシュー４３を組み込み、その一対のブレーキシュー４３の対向する一端部をカバー１５の内側面に突設されたガイドピン４４で支持して、そのガイドピン４４を中心に揺動自在とし、その一対のブレーキシュー４３間に張設されたリターンスプリング４５で一対のブレーキシュー４３のそれぞれを内向きに付勢し、上記カバー１５を貫通し、その貫通部に設けられた軸受４６で回転自在に支持されたカムシャフト４７の内端部にカム部４８を設け、そのカム部４８を一対のブレーキシュー４３の揺動側端部間に配置し、上記カムシャフト４７のカバー１５を貫通して外部に位置する端部にレバー４９の一端部を連結し、そのレバー４９の他端部にワイヤ５０を連結し、そのワイヤ５０を引くことによりカムシャフト４７を回転させ、カム部４８の回転により一対のブレーキシュー４３のそれぞれを外方向に向けて揺動させてブレーキドラム部４２の内周に押し付けるようにしている。
【００３４】
ここで、ワイヤ５０は、手動による操作レバーの揺動操作によって引くようにしてもよく、あるいは、アクチュエータを用いてワイヤ５０を引くようにしてもよい。アクチュエータとして、電動式直動アクチュエータや図６に示す電動アクチュエータ５１を採用することができる。
【００３５】
図６では、その電動アクチュエータ５１の具体的な構成を図示省略しているが、モータ５２によりギヤケース５３内に組み込まれたウォームを駆動してこれに噛合するウォームホイールを回転し、そのウォームホイールと同軸上にワイヤ巻取ドラムを設け、そのワイヤ巻取ドラムの回転によりワイヤを巻き取るようにしている。
【００３６】
上記ブレーキ装置４０においては、その制動効果を高めるため、ブレーキシュー４３の外周にライニング５４を設けている。ここで、電動モータ１０は、モータケース１１内に収容されたオイルによって冷却する場合がある。その場合、ライニング５４として、湿式多板クラッチに採用されているようなライニングを用いるのが好ましい。
【００３７】
実施の形態で示す電動車両用のインホイールモータ駆動装置は上記の構造からなり、車両の走行に際しては、電動モータ１０を形成するステータ１２のコイル１２ａに通電してロータ１３を回転させ、そのロータ１３と共に回転するロータ軸１８の回転をハブ輪２６からホイール２に伝達して駆動車輪１を回転させる。
【００３８】
車両の駐車に際しては、図６に示されるワイヤ５０を引くようにする。そのワイヤ５０の引き寄せによりレバー４９が揺動してカムシャフト４７が回転し、そのカムシャフト４７に形成されたカム部４８の回転により、一対のブレーキシュー４３が外方向に揺動して、ブレーキドラム部４２の内周に押し付けられ、ロータ１３に制動力が付与される。
【００３９】
このように、ブレーキ装置４０を作動させることによってロータ１３を停止状態に保持することができるため、駐車の際、サービスブレーキのブレーキペダルを踏み込んで、その踏み込み状態を維持する必要がない。また、ドライバが降車しても停車状態を維持できるため、車両の安全性を高めることができる。
【００４０】
安全性をさらに高めるため、ブレーキ装置４０の作動状態で、電動モータ１０を制御する制御部から電動モータに制御信号が出力されないようにし、あるいは、モータ駆動回路に組み込まれたスイッチが開放されるようにして、電動モータ１０のステータ１２に通電されず、発進できないようにするのがよい。
【００４１】
実施の形態においては、ロータ１３の側面に円筒状凹部４１を設け、その凹部４１の外周壁をブレーキドラム部４２として、ロータ１３をブレーキドラム部としての役目を持たせるようにしているため、部品点数の低減を図ることができる。また、ロータ１３の内側にブレーキシュー４３が収容されることになるため、軸方向長さのコンパクトな電動車両用のインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【００４２】
図７および図８は、この発明に係る電動車両用のインホイールモータ駆動装置の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、ロータ軸１８と同軸上に駆動車軸６０を設け、その駆動車軸６０とハブ輪２６とをセレーション２９により結合し、上記ロータ軸１８と駆動車軸６０の間に、ロータ軸１８の回転を減速して駆動車軸６０に伝達する減速機構７０を設けている。
【００４３】
また、モータケース１１に端板６１を形成し、その端板６１の中央部にロータ１３内に入り込む円筒状の膨出部６２を設け、その膨出部６２の開口を軸受外輪２１に形成された車体取付フランジ２４で閉塞し、膨出部６２の内側に形成された減速機構収容空間６３内に上記減速機構７０を組込み、その減速機構収容空間６３内に収容されたオイルによって減速機構７０を潤滑している。
【００４４】
さらに、ロータ１３のサイドプレート１３ｄにドラム式ブレーキ装置４０のブレーキドラム部６４を設け、そのブレーキドラム部６４内に一対のブレーキシュー４３を組込むようにしている。
【００４５】
ここで、減速機構７０は、ロータ軸１８の軸端部に設けられた太陽歯車７１と、膨出部６２の内径面に嵌合固定された内歯歯車７２と、その内歯歯車７２の内周の内歯と太陽歯車７１の外周の外歯のそれぞれに噛合する遊星歯車７３とで構成される遊星歯車式のものからなっている。
【００４６】
他の構成は、図３に示す実施の形態と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図７および図８に示す実施の形態においても、ブレーキ装置４０を作動させることによってロータ１３を停止状態に保持することができるため、駐車の際、サービスブレーキのブレーキペダルを踏み込んで、その踏み込み状態を維持する必要がない。また、ドライバが降車しても停車状態を維持できるため、車両の安全性を確保することができる。
【００４８】
また、ブレーキ装置４０は、減速された出力側ではなく、トルクの小さい駆動側のロータ軸１８を制動するため、ブレーキ装置４０として小型のものを採用することができる。
【００４９】
さらに、減速機構７０として、遊星歯車式のものを採用し、その遊星歯車式減速機構７０をロータ１３の内側に配置するようにすると、軸方向長さのコンパクトな電動車両用のインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１    駆動車輪
１０  電動モータ
１１  モータケース
１２  ステータ
１３  ロータ
１５  カバー
２６  ハブ輪
４０  ドラム式ブレーキ装置
４１  円筒状凹部
４２  ブレーキドラム部
４３  ブレーキシュー
４４  ガイドピン
４５  リターンスプリング
４７  カムシャフト
４８  カム部
４９  レバー
５０  ワイヤ
６４  ブレーキドラム部
７０  減速機構
【図１】
2013052768.tif 000003
【図２】
2013052768.tif 000004
【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】
2013052768.tif 000010