(57)【要約】  ステータと、そのステータの周りに配置されたロータとを備えたインホイールモータを開示し、ステータは、円筒面と、軸方向に配向したコア部材の周りの巻線とコイル端子を備えたコイルを備え、モータはさらに、湾曲端付近で円筒面の第１の端部に配置された少なくとも２つの相互絶縁された導体を備えたコネクタを備え、導体はそれぞれ、周方向の導体ボディと、前記導体ボディから延出して前記端子のうち１つに接続するように配置された複数の接点部材を備え、周方向の導体ボディは互いから軸方向に離隔している。
2020528724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（２３０）と、前記ステータの周りに配置されたロータ（６０）を備えたインホイールモータであって、前記ステータ（２３０）は、複数の軸方向に配向したコア部材 （２１１）を上に配置する円筒面（２１０）を備え、前記軸方向に配向したコア部材は、スロット（２１３）によって互いから離隔され、前記円筒面の第１の端部（２１４）から前記円筒面の第２の端部（２１５）へと実質的に軸方向（Ａ）に延出し、前記ロータは、前記ロータの内周に配置され前記軸方向に配向したコア部材の半径方向外面に対面する複数の永久磁石を備え、前記ステータ（２３０）はさらに、巻線（２４１，２４２，２４３）と端子（２４４，２４５，２４６）を備えたコイル（２４０）と、前記コイルの端子（２４４，２４５，２４６）に接続するためのコネクタ（２５０）を備え、
前記コネクタは、前記巻線（２４１，２４２，２４３）の湾曲端（２４１ａ，２４２ａ，２４３ａ）付近の前記円筒面（２１０）の第１の端部に配置された少なくとも２つの相互絶縁された導体（２５４，２５５，２５６）を備え、前記導体はそれぞれ、インホイールモータの回転軸周りに周方向に延出する１つ以上の導体ボディ（２５７，２５８，２５９）と、そこから延出する複数の接点部材（２６４，２６５，２６６）を備え、各導体の前記１つ以上の導体ボディ（２５７，２５８，２５９）は、他の導体または他の複数の導体の１つ以上の導体ボディから軸方向に沿って離隔しており、
前記接点部材は、前記端子（２４４，２４５，２４６）のうち１つに接続するように配置され、前記接点部材はそれぞれ、対応する導体ボディから半径方向に延出する第１部分（２６６ａ）と、前記絶縁体ボディの軸方向に対して平行な方向に延出する第２部分（２６６ｂ）を備え、前記接点部材はそれぞれ、軸方向コア部材に対面するそれらの側に湾曲部を備え、前記接点部材の第２部分は、前記絶縁体ボディの周方向に横並びに配置されている、インホイールモータ。
【請求項２】
前記軸方向に配向したコア部材（２１１）はそれぞれ、半径方向外側を向いた外面（２１２）を有し、前記円筒面（２２０）の中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合に、前記端子（２４４，２４５，２４６）と前記コネクタ（２５０）は、前記軸方向に配向したコア部材（２１１）の外面（２１２）の内接円（Ｃ）内にある、請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
前記コネクタ（２５０）は、それぞれが前記導体の対応する１つを保持する少なくとも２つの軸方向に離隔した溝（２６１，２６２，２６３）を備えたリング状絶縁体ボディ（２６０）を備えている、請求項１および２のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記軸方向に配向したコア部材の、軸方向（Ａ）に沿った長さ（Ｌ）は、前記軸方向に配向したコア部材の外面の内接円の直径（ｄ）より大きい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項５】
前記コア部材は、円筒ボディ（２１８）から延出し、前記周方向導体ボディそれぞれは、前記円筒ボディの内径以上の内径を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項６】
前記導体の第２部分の自由端（２６６ｃ）は共通の円上にある、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項７】
前記導体ボディのうち少なくとも２つは同じ内径および／または同じ外径を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項８】
前記コネクタは、前記少なくとも２つの導体ボディの内径および／または外径よりも大きい内径および／または外径を有する第３の導体ボディを備えている、請求項７に記載のインホイールモータ。
【請求項９】
前記コネクタの全ての導体ボディの半径方向高さは好ましくは実質的に同じである、  請求項８に記載のインホイールモータ。
【請求項１０】
前記湾曲部は前記第１部分を前記第２部分に接続し、前記接点部材の第２部分は、前記軸方向に配向したコア部材から遠ざかる方向に延出する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１１】
前記第２部分は前記軸方向に配向したコア部材の方向に延出し、また、前記コア部材に最も近い第２部分の端部に湾曲部を備えている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１２】
前記ステータは、開放端（２３１）を有する円筒形中空ステータボディ（２３１）を備え、前記円筒面は、その第１の端部（２１４）を前記開放端に向けて前記中空ステータボディに取り付けられ、前記コネクタは、前記円筒面の第１の端部（２１４）と、前記中空ステータボディの開放端の間に軸方向に配置されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１３】
前記ステータ内に配置されたパワー制御エレクトロニクスをさらに備え、前記導体は前記ステータの道路側に配置されて前記パワー制御エレクトロニクスに接続されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１４】
半径方向に見た場合に、前記コア部材（２１１）それぞれは中間部（２１９）を備え、その周りに前記コイルの巻線が巻回され、前記各コア部分の半径方向外面は、対応する中間部の幅よりも大きい幅を有している、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１５】
前記軸方向に配向したコア部材は、軸方向に配向した磁性積層材料棒である、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１６】
軸方向スロット（２１３）によって隔てられた複数の軸方向に配向したコア部材（２１１）を備えた円筒ボディ（２１８）であって、各コア部材は、端子を有するそれぞれのコイルの巻線によって取り巻かれ、前記軸方向に配向したコア部材はそれぞれ、半径方向外側に向いた外面（２１２）を有し、円筒ボディの中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合に、前記端子は軸方向に配向したコア部材の外面の内接円内にある、円筒ボディ。
【請求項１７】
前記円筒ボディ（２１８）の中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合に, 前記端子は、前記円筒ボディの半径方向内面の外部にある、請求項１６に記載の円筒ボディ。
【請求項１８】
前記各コイルの端子はコイルの下部巻線から、前記コア部材から離れる方向に、また前記円筒ボディの長軸から離れる方向に延出する、請求項１６または１７に記載の円筒ボディ。
【請求項１９】
前記軸方向に配向したコア部材は、軸方向に配向した磁性積層材料棒である、請求項１６、１７または１８に記載の円筒ボディ。
【請求項２０】
コイル端子に接続するためのリング状コネクタであって、前記コネクタは、少なくとも２つの軸方向に離隔したスロットを備えたリング状絶縁体ボディを備え、各スロットに導体が配設され、前記導体は、１つ以上の周方向に配置された導体ボディと、複数の周方向に間隔を置いて配置された接点部材を備え、前記接点部材それぞれは、前記１つ以上の導体ボディのうち対応する１つから半径方向に延出する第１部分と、軸方向に延在する第２部分を備え、前記接点部材の第２部分は、前記コイル端子を受容するために絶縁体ボディの周方向に横並びに配置され、前記リング状コネクタは、周りにコイルが巻回される軸方向に延在するコア部材が配設されたステータ上に取り付けられるように適合され、前記接点部材はそれぞれ、前記軸方向コア部材に対面するそれらの側に湾曲部を備えている、リング状コネクタ。
【請求項２１】
前記導体の第２部分の自由端は共通の円上にある、請求項２０に記載のリング状コネクタ。
【請求項２２】
その接点部材が請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の円筒ボディの端子に接続されている、請求項２０または２１に記載のリング状コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータと、ステータの周りに配置されたロータを備えたインホイールモータに関し、ステータは、例えば磁性積層材料棒等の複数の軸方向に配向したコア部材を上に配置する円筒面を備え、軸方向に配向したコア部材は、スロットによって互いから離隔しており、ロータは、ロータの内周に配置されるとともに、前記軸方向に配向したコア部材の半径方向外面に対面する複数の永久磁石を備え、ステータはさらに、巻線および端子を備えたコイルと、コイルの端子への接続のためのコネクタを備えている。本発明はさらに、積層磁性材料の棒などの、いくつかの軸方向に配向したコア部材を備えた円筒ボディに関し各コア部材が端子を有する対応するコイルの巻線によって取り巻かれ、また、そのような円筒ボディのコイル端子への接続のためのリング状コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インホイール駆動アセンブリは、１輪以上のタイヤを担持するホイールのリムにロータが結合されているインホイール電動モータを備えた電気自動車について記載している特許文献１から知られている。ステータは、ホイールサスペンションシステムを介して車両のフレームに取り付けられている。既知のインホイールモータは、モータの電磁石が、中間歯車なしでリムとタイヤを直接駆動するダイレクトドライブホイールの一部である。こうして、重量と空間が省かれ、駆動装置内の構成要素の数が極減される。
【０００３】
インホイールモータによって生成されるトルクは、ロータとステータの間の磁束搬送面に依存し、ロータ半径の二次関数である。ロータ磁石はステータの周りに可能な限り外側に離して配置されて、モータの決まった寸法内で可能な限り大きいロータ半径をもたらし、モータ設計は、タイヤに最大パワーとトルクを供給するために、ロータとステータの間の隙間を極減するべく最適化される。ロータとステータの間の隙間の幅は他方では、走行状態中にホイールへの機械的衝撃を吸収するために十分なほど大きくなるように設計される。
【０００４】
ステータの巻線は、ステータ内に配置された制御エレクトロニクスによって給電され、その制御エレクトロニクスは、車両の電源システム、例えば電池パックおよび／または発電機からの電気エネルギーを、電動モータによる使用に適したＡＣ電流に変換する。そのような制御エレクトロニクスは典型的にパワー制御エレクトロニクス、例えば特許文献２に記載のようなＩＧＢＴ電流モジュールと電流調整器を備えている。制御エレクトロニクスを用いて、ステータの巻線に供給される電流および／または電圧を制御することで、ステータによって生成される磁束の磁場ベクトルが制御され、電動モータは所望のトルクおよび／または回転速度で動作する。制御エレクトロニクスをステータ内に一体化することで、制御エレクトロニクスから電磁石にわたるバスバーの長さを短く保つことができ、それは、例えば７００Ｖまたはそれ以上で３００Ａになり得るような電動モータを動作させるために一般的に必要な高電流および高電圧の損失を極減するという見地から非常に望ましい。
【０００５】
電動モータおよび／または制御エレクトロニクスを冷却するために、既知の駆動アセンブリには、ステータおよび／または制御エレクトロニクスの外面付近に配置された１つ以上の冷却チャネルを有する冷却システムが配設され、それによって、液体クーラントは駆動アセンブリに流入または駆動アセンブリから流出できる。
【０００６】
インホイール駆動アセンブリは、ロータに車両の可動部品が全く付いていない、および／またはロータ内に車両の可動部品が延出していない実質的に自蔵個別のモジュールとして実現され得る。ロータによって画定される内部空間は好ましくは実質的に閉鎖されて、車両の制動システムによって、および／または道路によって放出される塵芥および／または磨耗粒子等の異物粒子の、前記内部への侵入を防止する。
【０００７】
インホイール駆動アセンブリは、駆動アセンブリの車両側を車両フレームに接続することによって様々な位置で車両に取り付けられてよい。タイヤを取り付けるためのリムが、好ましくはロータの実質的に円筒形の外面においてロータに装着されてよい。
【０００８】
電磁石は、磁性材料を含むコアの周りにそれぞれ巻回されたコイルによって形成される。しかしながら、特許文献１は、電源から通る給電線にステータのコイルが接続される様式を詳しく記載していない。
【０００９】
特許文献３から、エンジンとトランスミッションの間に配置されたハイブリット車内で用いる３相ＤＣ薄型ブラシレスモータが知られている。このモータは、エンジンのクランクシャフトに例えば直接接続で接続されたロータと、ロータを包囲するリング状のステータを含む。ステータは、コア上の巻線を有する複数の磁極と、磁極を収容するステータホルダと、巻線に同心に電流を分配する環状の一元化分配ユニットを含む。分配ユニットはロータより大きい直径を有し、例示的実施形態では、異なる直径を有し半径方向に積層された複数のバスバーを備え、バスバーはそれぞれ、巻線に接続するための複数の半径方向内側に突出するタブを有する。
【００１０】
特許文献４は、少なくとも２つのサブアセンブリを備えた電気的接続デバイスを記載しており、各サブアセンブリは、２つの導電性要素と、電流を通すことが可能であり導電性要素それぞれに機械的にリンクされた複数のコネクタを備え、コネクタは、デバイスのいずれかの側に配置され、絶縁シュラウドが導電性要素を部分的に覆い、サブアセンブリは積層されている。本発明は、コネクタがコイルの端子に容易に接続されるインホイールモータを提供することを目指す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０２５０９６号パンフレット
【特許文献２】欧州特許第１２５２０３４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／０１７３８４２号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１１２０１６００１８４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明のさらなる目的は、コイルを有し、コイルがそれに沿って磁束を生成できる領域が最大化されるインホイールモータを提供することである。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、ステータのコイルの端子と給電線の間にコンパクトなコネクタを備えたそのようなインホイールモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的で、第１の態様により、本発明は、ステータと、ステータの周りに配置されたロータを備えたインホイールモータを提供し、ステータは、複数の軸方向に配向したコア部材を上に配置する円筒面を備え、軸方向に配向したコア部材はスロットによって互いから離隔しており、円筒面の第１の端部から円筒面の第２の端部へと実質的に軸方向に延出し、ロータは、ロータの内周に配置され前記軸方向に配向したコア部材の半径方向外面に対面する複数の永久磁石を備え、ステータはさらに、巻線と端子を備えたコイルと、コイルの端子への接続のためのコネクタを備え、前記コネクタは、巻線の湾曲端付近で円筒面の第１の端部に配置された少なくとも２つの相互絶縁された導体を備え、導体はそれぞれ、インホイールモータの回転軸の周りに周方向に延在する１つ以上の導体ボディと、そこから延出する複数の接点部材を備え、接点部材は前記端子のうち１つに接続するために配置され、各導体の１つ以上の導体ボディは、他方の導体または複数の導体の１つ以上の導体ボディから軸方向に沿って離隔している。
【００１５】
このように電力は、電源から導体を介してコイルに供給でき、給電エレクトロニクスから各導体に、単一のみの絶縁給電線が通っている。導体を電源に接続するための個々の装着点の個数はこうして最小にされ、そのような装着点で発生する絶縁破壊の危険が低減される。
【００１６】
それぞれが好ましくはバスバーとして形成された導体の配置構成は、コネクタがコンパクトな構成となることを可能にする。これは、導体ボディが、円筒面の半径方向に沿った導体ボディの高さより実質的に小さい軸方向に沿った幅を有する場合に特に当てはまる。そのようなコンパクトなコネクタは、棒と巻線の使用向けに残っているステータ上の空間量も増加させ、そうしてコイルがそれに沿って磁束を生成可能なより大きな表面積を提供する。
【００１７】
各導体は好ましくは単一単位として形成されているが、別法として、各導体は、例えば、それぞれがリングセグメントの形状であり、互いに導電接続された複数の導体ボディを備えていてもよい。導体の導体ボディは、同相、同電流および同電圧である。
【００１８】
コイル端子をコネクタに接続する様式は、コイルの巻線が、コア部材の長手方向に沿ってコア部材に密に追従することを可能にし、他方で、コア部材の遠位端の巻線の湾曲部の外半径を比較的小さく保つことができ、例えば、外半径は、長手軸に沿った巻線の外縁間の最大距離の半分以下であってよい。軸方向に沿った湾曲端の長さを、巻線の長手方向延在部分の長さに対して小さく保つことによって、ロータを駆動するための磁束生成のための総有効面が最大化される。
【００１９】
周囲導体が、コイル巻線の湾曲端から軸方向に離隔して配置された円筒面の一端部に配置されているため、コネクタが円筒面に対して位置決めされるとき、コネクタは、端子がそれぞれ、導体の対応する接点部材に固定され得るまで端子のほうに軸方向に移動され得る。この軸方向移動中に、端子とそれらの対応するコイル間の軸方向距離、また好ましくはそれらの間の半径方向距離も、一般に実質的に一定を保つ。これにより、取り付け中に端子を個々に移動させる必要が最小になるため、インホイールモータの組み立てと維持を促進する。
【００２０】
前記導体の接点部材は典型的に、対応する導体ボディから半径方向に延出する第１部分と、絶縁体ボディの軸方向に対して平行な方向に延出する第２部分をそれぞれ備え、接点部材の第２部分は、絶縁体ボディの周方向に横並びに配置されている。このように接点部材の第２部分は軸方向に延出するため、コイルの端子は、互いに収束せずに接点部材に接続され得る。これが、端子間に火花が発生する危険を低減する。この意味で、各コイルの端子が下部巻線、即ち、円筒面に半径方向に近接した、または最も近接したコイルの巻線から、前記下部巻線の湾曲端から軸方向に離隔した導体の対応する接点部材へと延在すれば有利である。
【００２１】
好ましくは、接点部材は、軸方向コア部材に面したそれらの側部に湾曲部を備えている。インホイールモータの組み立て中に、接点部材はこうして、コネクタをコア部材のほうに軸方向にスライドさせることによって、端子と接点部材の最初の接触が湾曲部で生じるような方式で端子と接触するように配置され得る。例えば、湾曲部は第１の部分を第２の部分に接触させて、接点部材の第２部分が、軸方向に配向したコア部材から離れる方向に延出するようにしてもよい。別法として、第２部分は軸方向に配向したコア部材の方向に延在して、コア部材に最も近接した第２部分の端部に湾曲部を備えてもよい。
【００２２】
一実施形態では、軸方向に配向したコア部材は、軸方向に配向した磁性積層材料棒である。この棒は例えば、鋼などの磁性材料の数枚の板を互いにラミネートすることによって形成されてよい。これらの層は好ましくは、回転軸に対して平行な方向に互いに積層される。
【００２３】
一実施形態では、導体の個数は少なくとも、インホイールモータが稼働するように適合された電気相の個数に等しい。例えば、３相インホイールモータでは、周方向ボディを備えた導体の個数は少なくとも３つであり得る。
【００２４】
一実施形態では、巻線は集中巻線である。そのような巻線の湾曲端は一般に、巻線とコア部材によって大きな磁束が生成されることを可能にしながら、分布巻線の湾曲端よりも相当に少ない空間を占める。
【００２５】
一実施形態では、軸方向に配向したコア部材はそれぞれ半径方向外側に面した外面を有し、円筒面の中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合、端子とコネクタは、軸方向に配向したコア部材の外面の内接円内にある。コイル、端子またはコネクタには、コア部材の半径方向外面よりさらに半径方向外側に延出する部分がないため、ステータを包囲するロータは、例えば、ロータの永久磁石と外面との間の空隙が０．５〜２ｍｍの範囲内、好ましくは１．０〜１．５ｍｍの範囲内となるように、永久磁石が外面に接近した状態で配置され得る。
【００２６】
一実施形態では、コネクタは、それぞれが前記導体の対応する１つを保持する少なくとも２つの軸方向に離隔した溝を有するリング状絶縁体ボディを備えている。導体ボディ間の絶縁破壊を防止するために、溝は好ましくは導体ボディを完全に収容し、導体の接点部材のみが溝の外に突出している。
【００２７】
一実施形態では、軸方向に配向したコア部材の軸方向に沿った長さは、軸方向に配向したコア部材の外面の内接円の直径よりも大きい。こうして磁束を生成するための大きな面積が提供される。
【００２８】
一実施形態では、インホイールモータはさらに、環状面を有する絶縁カバーを備え、環状面上に半径方向リブが配設され、半径方向リブは環状面の長手軸に対して平行に延在し、前記リブは、少なくとも２つの導体の２つの隣接する接点部材の間に配置されている。リブはさらに、２つの隣接する接点部材間のクリープ長の長さを増加させることによって接点部材を互いから絶縁する。
【００２９】
一実施形態では、コア部材は円筒ボディから延出し、周囲導体ボディそれぞれは、円筒ボディの内径に等しいかまたはそれより大きい内径を有している。こうして導体ボディの半径方向内縁は、前記円筒ボディの内側に面した面よりも、円筒ボディの長手軸から大きい半径方向距離のところに配置されて、絶縁体ボディ上に支持され得る。
【００３０】
好ましくは、円筒ボディとコア部材は単一単位として形成され、円筒ボディとコア部材が、ステータボディなどの円筒上に一息に取り付けられることを可能にしている。円筒ボディは好ましくは磁性材料、例えば、コア部材と同じ磁性積層材料製である。例えば、円筒ボディとコア部材は、何枚かの環状鋼板を互いにラミネートすることによって形成されてよく、各板では、外周に沿っていくつかの部分が打ち抜かれて、板が互いにラミネートされたときにコア部材および軸方向に延在するスロットを形成する。
【００３１】
一実施形態では、前記導体ボディのうち少なくとも２つは同じ内径および／または同じ外径を有してよい。これらの導体ボディはこうして互換的に使用および製造され得る。コネクタが第３の導体ボディを備える場合、これは、少なくとも２つの導体ボディの内径および／または外径よりも大きい内径および／または外径を有してよいが、コネクタの全導体ボディの半径方向高さは好ましくは実質的に同じである。
【００３２】
一実施形態では、ステータは、開放端を有する円筒形中空ステータボディを備え、円筒面は、その第１の端部を開放端のほうに向けて前記中空ステータボディ上に取り付けられ、コネクタは、円筒面端部の第１の端部と、中空ステータボディの開放端の間に軸方向に配置されている。開放端は好ましくはインホイールモータの道路側に配置されている。こうして、インホイールモータの構成要素の付加的な部分が、車両の道路側から、また、車両からステータを取り外さずに、ステータボディの内側に配置され得る。
【００３３】
一実施形態では、インホイールモータはさらに、ステータ内に配置されたパワー制御エレクトロニクスを備え、導体は、ステータの道路側に配置されてパワー制御エレクトロニクスに接続されている。電力を、インホイールモータを駆動するのに適した形態に変換するための、例えばＩＧＢＴを備えたパワー制御エレクトロニクスはこうして、車両の道路側から、ステータの内部に容易に取り付けられ得る、または検査され得る。パワー制御エレクトロニクスの取り付けおよび／または検査中に、インホイールモータは車両に装着されたままでよい。
【００３４】
一実施形態では、半径方向で見た場合に、コア部材はそれぞれ中間部を備え、その周りに前記コイルの巻線が巻回され、各コア部材の半径方向外面は、対応する中間部の幅よりも大きい幅を有する。半径方向外面の幅および中間部の幅は、複数のコア部材の周方向に沿って測定される。コイルの巻線の大部分がこうしてコア部材によって包囲される。好ましくは、半径方向外面間の隙間は、コア部材の半径方向外面の合計の１０％未満の表面積を有する。
【００３５】
第２の態様により、本発明は、軸方向スロットによって隔てられた複数の軸方向に配向したコア部材を備えた円筒ボディを提供し、各コア部材は、端子を有するそれぞれのコイルの巻線によって取り巻かれ、軸方向に配向したコア部材はそれぞれ半径方向外側に向いた外面を有し、円筒ボディの中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合に、端子は、軸方向に配向したコア部材の外面の内接円内にある。端子の半径方向外面は好ましくは、円に内接している。円筒ボディは好ましくは本明細書に記載のようなインホイールモータ用の円筒ボディであり、その円筒面を備えている。軸方向に配向したコア部材は好ましくは軸方向に配向した磁性積層材料棒である。
【００３６】
一実施形態では、円筒ボディの中心軸に対して垂直な平面に投影して見た場合に、端子は円筒ボディの半径方向内面の外側にある。好ましくは、前記投影図において、コネクタ全体も実質的に前記半径方向内面上および／または前記半径方向内面の外側にある。
【００３７】
一実施形態では、各コイルの端子は、コイルの下部巻線から、コア部材から離れる方向に、また、円筒ボディの長手軸から離れる方向に延出する。したがって、端子はボディの長手軸のほうに収束せず、決まった距離で互いから離隔した状態を保つ。端子の自由端は好ましくは互いに対して平行に延在して、コネクタへの接続を助長する。
【００３８】
第３の態様によれば、本発明はコイル端子に接続するためのリング状コネクタを提供し、コネクタは、少なくとも２つの軸方向に離隔したスロットを備えたリング状絶縁体ボディを備え、各スロットに導体が配設され、導体は、１つ以上の周方向に配置された導体ボディと、複数の周方向に間隔をあけた接点部材を備え、前記接点部材それぞれは、前記１つ以上の導体ボディのうち対応する１つから半径方向に延出する第１部分と、軸方向に延在する第２部分を備え、接点部材の第２部分は、コイル端子を受容するために絶縁体ボディの周方向に横並びに配置されている。
【００３９】
一実施形態では、リング状コネクタは、軸方向に延在するコア部材が配設されたステータ上に取り付けられるように適合され、コア部材の周りに、例えば本明細書で以前に説明したようにコイルが巻回され、接点部材はそれぞれ、軸方向コア部材に面したそれらの側に湾曲部を備えている。リング状コネクタはこうして、リング状コネクタをステータのほうに軸方向に移動させて、端子と接点部材の間の最初の接触が湾曲部で生じるようにすることによって、ステータのコイル端子と接触するように配置され得る。軸方向に配向したコア部材は、軸方向に配向した磁性積層材料棒である。
【００４０】
一実施形態では、導体の第２部分の自由端は、共通の円上にある。こうして、リング状コネクタが円筒面に取り付けられたとき、例えば、リング状コネクタが円筒面の第１の縁に装着されたときに、接点部材と端子との間の十分な接触が確実となり得る。
【００４１】
一実施形態では、リング状コネクタの接点部材は、本明細書に記載のように円筒ボディの端子に接続される。こうしてリング状コネクタと円筒ボディは、プラグソケット接続と同様な種類の接続を形成する。
【００４２】
本発明を、添付図面を参照して以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】本発明で使用する駆動アセンブリの断面図である。
【図１Ｂ】本発明で使用する駆動アセンブリの破断等角図である。
【図２】図１Ａおよび１Ｂのインホイールモータで使用され得るステータの図である。
【図３】図２のコネクタの詳細図である。
【図４】図２のステータの一部であり得る、本発明に係る円筒ボディの一部分の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１Ａは、本発明で使用する駆動アセンブリ１の断面図を示す。駆動アセンブリは、その周りにロータ６０が配置される外面３２を有する中空ステータボディ３１を備えたステータ３０を備えている。駆動アセンブリはさらに、駆動アセンブリを車両に装着するためのコネクタスタブ３３を、アセンブリ１の車両側２に配置して備えている。コネクタスタブ３３は、シャフト３４と、ステータボディ３１に固定接続されたフランジ３５を備えている。フランジ３５はロータ６０内部に配置され、ロータ６０の周面６３の外部にあるシャフト３４の部位３６よりも大きい直径を有する。回転軸Ｒ周りでのロータ６０の回転運動を支持するために、車両側ベアリング５２が配設され、それを介してロータは車両側のスタブ３３上に支持される。ロータは、その道路側３で、道路側ベアリング５３を介してステータボディ３１上に回転可能に支持される。
【００４５】
複数の永久磁石６１がロータ６０の内周面６２上に装着され、ステータ３０の電磁石４１の周りで回転可能である。電磁石４１はステータボディ３１上に固定されて、永久磁石６１と、電磁石４１によって生成される磁束との間の相互作用によってロータの回転を駆動する。ステータ３０とロータ６０は、ホイールの、回転軸Ｒ周りでの回転を直接駆動するように適合された電動モータを形成する。電磁石４１を制御し電磁石４１に給電するために、パワー制御エレクトロニクス４２が中空ステータボディ３１内部に配置されている。パワー制御エレクトロニクス４２は、車両の電源システム、例えば電池パックおよび／又は発電機からの電気エネルギーを、電動モータによる使用に適した形態に変換するための、ＩＧＢＴなどの構成要素を備えている。レゾルバ８１は、ロータの角度位置を示す角度位置信号をパワー制御エレクトロニクスに提供して、交流電流がロータの磁界と一致した位相で供給されるようにする。
【００４６】
電動モータが動作しているときにパワー制御エレクトロニクスが過熱することを防止するために、冷却ダクト（図示せず）が、ステータボディ３１の内部且つボディ３１から離隔して、パワー制御エレクトロニクス４２付近に配設されている。クーラントは、コネクタスタブ３３を通ってロータの外部からその内部に至るクーラント供給チャネル４５を介して冷却ダクトに供給される。パワー制御エレクトロニクス４２を冷却した後で、クーラントは、コネクタスタブ３３内の通路４６を介して、ステータボディ３１の外面３２に配設された冷却ジャケット３７に流入する。冷却ジャケット３７には、中空円筒ボディ３１に沿って通る回路を形成して、冷却ジャケット３７の外側４０に配置された電磁石４１を冷却するために流れる液体クーラントを通す通路を提供するチャネル３８が配設されている。こうして、比較的低温のクーラントがクーラント供給チャネル４５を通って供給されることができ、クーラントは冷却ダクトを通過する間に暖機してパワー制御エレクトロニクス４２から熱エネルギーを吸収し、次にチャネル３８を通過して電磁石４１から熱エネルギーを吸収し、その後で駆動アセンブリ１から除去されて、コネクタスタブ３３を通って延在するクーラント排出チャネル（図示せず）を通して車両に戻される。暖機されたクーラントは好ましくは車両上の熱交換器で冷却され、その後クーラント供給チャネル４５を通って再循環される。
【００４７】
パワー制御エレクトロニクス４２に給電するための給電線４３ａ，４３ｂは、ロータ６０の外部から、コネクタスタブ３３内の通路４４を通って、パワー制御エレクトロニクスに通る。
【００４８】
ロータ６０は、それぞれその車両側２とその道路側３に横端部７２，７３を有する実質的に円筒形のロータボディ７１を備えている。両横端部７２，７３は、道路からの、または、車両の制動システムによって放出される塵芥および磨耗粒子などの異物粒子が、中空ロータ６０の内部に侵入することを防止するために実質的に閉鎖されている。ロータの車両側は、回転軸Ｒに対して横断方向に延在するサイドプレート７４によって、またカバープレート７５によって実質的に閉鎖されている。サイドプレート７４とカバープレート７５にはそれぞれ、コネクタスタブ３３の部分３４がそれを介して延出する開口部が配設されている。サイドプレート７４は車両側ベアリング５２を支持するのに対し、カバープレート７５はサイドプレート７４に装着されてベアリング５１を、それらの側方車両側２で覆い、また、それを介して部分３４が延出する開口部７７を備えている。カバープレート７５は、開口部７７の内周縁７９とコネクタスタブ３３のシャフト３４の外周との間に配置されたシャフトシール７８とともに、異物粒子が車両側ベアリング５２を損傷することを防止する。さらに、カバープレート７５とシャフトシール７８は、粒子が電磁石４１に干渉する可能性がある車両側２からそのような粒子がロータの内部５に侵入することを実質的に防止する。
【００４９】
ステータボディ３１の内側に配置された道路側ベアリング５３は、それらの道路側３において、第２のカバープレート８０によって覆われている。レゾルバ８１がステータ３０を第２のサイドプレート８０に回転可能に連結し、ステータ３０に対するロータ６０の角度位置を検出するように適合されている。
【００５０】
図１Ｂは、図１Ａの駆動アセンブリの部分破断等角図を示しているが、この図では、中空ステータボディ３１とレゾルバ８１を見やすくするために、第２のカバープレート８０も道路側ベアリング５３も図示していない。
【００５１】
図２は、図１Ａおよび１Ｂのステータ３０に対応し得る、本発明に係るインホイールモータのステータ２３０を示す。ステータ２３０は、ステータの道路側に開放端２０７を備えた中空ステータボディ２３１を有する。反対側、すなわち車両側に、ステータは、車両へのモータの固定装着のためのコネクタスタブ２３３を備えている。
【００５２】
図３は、図２のコネクタ２５０の詳細を示すが、ステータについては円筒面２１０以外の部分は示していない。円筒面は、図１Ａおよび１Ｂに示した冷却ジャケット３７の外面３８に直接隣接して配置されてよい、および／または、図２のステータボディ２３１上に配置されてよい。円筒面には、磁性積層材料棒２１１の形態の複数のコア部材が配設されている。棒は、円筒面２１０の第１の端部２１４から第２の端部２１５へと、軸方向Ａに対して平行に延在し、長さＬを有する。図示の例において、長さＬは、棒２１１が配置されている円筒面の内径ｄよりも大きい。棒２１１それぞれは中間部を有し、その周りにコイルの巻線が巻回され、その中間部は、棒の半径方向外面２１２の幅よりも小さい幅を有する。
【００５３】
巻線２４１，２４２，２４３を備えたコイル２４０が棒の周りに配設され、棒は、図２に示すように、長さＬと実質的に等しい長さであり棒に対して実質的に平行に通る部分を有する。棒の横端に、巻線は湾曲端２４１ａ，２４２ａ，２４３ａと、反対側の湾曲端２４１ｂ，２４２ｂ，２４３ｂを備えている。コイルの端子２４４，２４５，２４６は全て、第１の端部２１４付近の円筒ボディ２１０の一側部に配置されている。各端子はコイルの下部巻線から、棒２１１から離れる方向且つ円筒ボディ２１０の長手軸Ｍから離れる方向に、ボディの長手軸のほうに収束せずに延出する。端子の終点はしたがって、円形の輪郭上にある。
【００５４】
端子は、それぞれ異相で電流を伝播するための３つの絶縁導体２５４，２５５，２５６に接続される。導体２５４，２５５，２５６は、互いに軸方向に離隔したそれぞれの周方向の導体ボディ２５７，２５８，２５９を備えている。軸方向Ａに沿って実質的に等しい幅ｗ１，ｗ２，ｗ３と半径方向に沿って実質的に等しい高さｈ１，ｈ２，ｈ３を有する導体ボディは、絶縁ボディ２６０によってその溝２６１，２６２，２６３内に保持される。溝は、導体ボディの高さより高いかまたはそれに等しい高さを有して、ボディを互いから絶縁している。複数の接点部材２６４，２６５，２６６が、対応する溝から出て、各導体ボディから延出して、端子と接触する。各接点部材の第１部分２６６ａは実質的に半径方向に延出し、第２部分２６６ｂは絶縁体ボディ２６０の軸方向に対して実質的に平行に延出する。棒２１１に対面する接点部材の部分は、端子が第２部分上に容易にスライド可能なように湾曲している。導体ボディの第２部分の長さの差はしたがって、導体ボディが互いに軸方向に離隔している距離に等しくあり得る。
【００５５】
各端子は、その対応するコイルの下部巻線から、前記下部巻線の湾曲端から軸方向且つ半径方向に離隔した導体の接点部材へと延出する。接点部材の第２部分は実質的に互いに平行に延出し、それらの自由端２６４ｃ，２６５ｃ，２６６ｃが共通の円上にあるように選択された長さを有する。
【００５６】
コネクタ２５０の別の図が図４に示されている。棒２１１は、棒と同じ積層磁性材料で作製されステータの円筒面２１０を提供する、またはステータの円筒面２１０に載る円筒ボディ２１８から延出する。円筒ボディ２１８は、例えば、円筒ボディを、コネクタ２５０とは別個にステータボディ２３１に縛りばめすることによってステータボディ２３１に取り付けられ得る。円筒ボディ２１８がステータに取り付けられた後で、コネクタ２５０は、図４に示した位置に達するまでステータボディ２３０（図２参照）の傾斜した端部分２３４に沿ってスライドさせることで装着され得る。このような方式でコネクタをステータ上にスライドさせることで、コネクタはステータと半径方向に位置合わせされるが、一方で、端子は、コネクタの縁２５１が円筒面の第１の端部２１４に当接するまで湾曲部および接点部材の第２の端部とスライド接触してよい。こうしてコネクタは、インホイールモータの道路側から、例えば、プラグがソケットに取り付けられるのと同じ様式でステータ上に容易に取り付けられ得る。
【００５７】
円筒ボディ２１８、コイル２４０、端子２４４，２４５，２４６および導体２５４，２５５，２５６が円筒面１１８の中心軸に対して垂直な平面上に突出した場合、端子２４４，２４５，２４５を含むコイル、および導体２５４，２５５，２５６を含むコネクタ２５０は全て、棒２１１の半径方向外面２１２の内接円内に完全に配置され、円筒ボディ２１８の内面２２１の完全に外側にある。
【００５８】
要約すると、本発明は、ステータとステータの周りに配置されたロータを備えたインホイールモータに関し、ステータは、円筒面と、軸方向に配向した棒の周りの巻線とコイル端子を備えたコイルを備え、モータはさらに、湾曲端付近の円筒面の第１の端部に配置された少なくとも２つの相互絶縁された導体を備えたコネクタを備え、導体はそれぞれ、周方向の導体ボディと、前記導体ボディから延出し、前記端子のうち１つに接続するように配置された複数の接点部材を備え、周方向の導体ボディは、互いから軸方向に離隔している。
【００５９】
本発明を、図面に示すようないくつかの例示的実施形態を参照して説明してきた。いくつかの部分または要素の修正または別の実装が可能であり、それらは添付の特許請求の範囲に定義される保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１  駆動アセンブリ
２  車両側
３  道路側
３０、２３０  ステータ
３１、２３１  ステータボディ
３３、２３３  コネクタスタブ
３４  シャフト
３５  フランジ
３７  冷却ジャケット
３８  チャネル
４２  パワー制御エレクトロニクス
４５  クーラント供給チャネル
５１、５２、５３  ベアリング
６０  ロータ
６１  永久磁石
６２  内周面
７２、７３  横端部
７４  サイドプレート
７５、８０  カバープレート
８１  レゾルバ
２０７  開放端
２１０  円筒面
２１１  コア部材
２１２  外面
２１３  軸方向スロット
２１４  第１の端部
２１５  第２の端部
２１８  円筒ボディ
２４０  コイル
２４１、２４２、２４３  巻線
２４１ａ、２４２ａ、２４３ａ  湾曲端
２４４、２４５、２４６  端子
２５０  コネクタ
２５４、２５５、２５６  導体
２５７、２５８、２５９  導体ボディ
２６０  リング状絶縁体ボディ
２６１、２６２、２６３  溝
２６４、２６５、２６６  接点部材
２６６ａ  第１部分
２６６ｂ  第２部分
【図１Ａ】
2020528724.tif 000003
【図１Ｂ】
2020528724.tif 000004
【図２】
2020528724.tif 000005
【図３】
2020528724.tif 000006
【図４】
2020528724.tif 000007
【国際調査報告】
2020528724.tif 000008
2020528724.tif 000009
2020528724.tif 000010