JP4730664B2 - In-wheel motor - Google Patents
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Description
本発明は、車両のホイール内に組み込まれて駆動輪を直接回転駆動するインホイールモータに関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor that is incorporated in a wheel of a vehicle and directly drives a driving wheel to rotate.
インホイールモータの一形式として、特許第3515628号にはモータハウジングにロータ用軸受を介してロータを回転可能に組み込み、ステータをロータの回転半径方向外側に位置するようにモータハウジングに固定し、ロータにモータシャフトをセレーション結合したインホイールモータが記載されている。 As one type of in-wheel motor, Japanese Patent No. 3515628 incorporates a rotor into a motor housing via a rotor bearing so that the rotor can be rotated, and the stator is fixed to the motor housing so as to be located on the outer side in the rotational radius of the rotor. Describes an in-wheel motor in which a motor shaft is serrated.
このインホイールモータでは、ホイールシャフトを、ホイールシャフト用軸受を介してモータハウジングに回転可能に組み込み、モータシャフトとホイールシャフトとを減速機構を介して伝動連結している。そして、ホイールシャフトにホイールとブレーキドラムが連結されている。 In this in-wheel motor, a wheel shaft is rotatably incorporated in a motor housing via a wheel shaft bearing, and the motor shaft and the wheel shaft are connected in transmission via a reduction mechanism. A wheel and a brake drum are connected to the wheel shaft.
上記した従来のインホイールモータにあっては、所要の高トルクを発生させるためロータと一体に高速回転するモータシャフトとホイールやブレーキドラムが連結されるホイールシャフト間に減速機構を介在させている。そのためモータの大型化、複雑化が避けられない。 In the above-described conventional in-wheel motor, a speed reduction mechanism is interposed between a motor shaft that rotates at a high speed integrally with the rotor and a wheel shaft to which a wheel and a brake drum are connected in order to generate a required high torque. Therefore, an increase in size and complexity of the motor is inevitable.
また、減速機構は冷却及び潤滑のためオイルを封入しなければならず、オイル循環構造を必要とするため、一層モータの構造が複雑となる。 In addition, since the speed reduction mechanism needs to enclose oil for cooling and lubrication and requires an oil circulation structure, the structure of the motor is further complicated.
さらに、ロータを回転可能に支持するロータ用軸受とホイールシャフトを回転可能に支持するホイールシャフト用軸受が必要となる。そのため、より一層構造が複雑になるだけでなく、ロータとホイールシャフトを別々の軸受で支持するため、振動、騒音が発生し易い。
本発明は上記問題点に鑑み、小型で高出力のインホイールモータを提供することを第1の目的とする。また、振動騒音の少ないインホイールモータを提供することを第2の目的とする。 In view of the above problems, it is a first object of the present invention to provide a small and high output in-wheel motor. A second object is to provide an in-wheel motor with less vibration noise.
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、車体に懸架されるモータハウジングと、モータハウジングに軸受部を介して回転可能に組み込まれ一端にホイールが連結されるホイールシャフトとを備え、ホイールの内側に組み込まれて車輪を駆動するインホイールモータであって、前記ホイールシャフトと一体回転するようにホイールシャフトに連結されたロータと、ロータに対してその回転半径方向外側に位置するように前記ハウジングに固定したアウターステータと、ロータに対してその回転半径方向内側に位置するように前記ハウジングに固定したインナーステータとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a motor housing suspended from a vehicle body, and a wheel shaft rotatably incorporated in the motor housing via a bearing portion and connected to a wheel at one end. An in-wheel motor that is incorporated inside a wheel and drives the wheel, the rotor being coupled to the wheel shaft so as to rotate integrally with the wheel shaft, and the rotor being located radially outward with respect to the rotor An outer stator fixed to the housing, and an inner stator fixed to the housing so as to be positioned on the inner side in the rotational radial direction with respect to the rotor.
請求項2に記載の発明は請求項1に記載のインホイールモータにおいて、前記モータハウジングを、内端面を開口にしたアウターハウジングと、アウターハウジングの内端面開口を覆蓋するようにアウターハウジングに固着したインナハウジングから構成し、前記軸受部を前記アウターハウジング又はインナハウジングのいずれか一方に一体に設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the in-wheel motor according to the first aspect, the motor housing is fixed to the outer housing so as to cover the outer housing having the inner end surface opened and the inner end surface opening of the outer housing. It is comprised from the inner housing, The said bearing part was integrally provided in either one of the said outer housing or an inner housing, It is characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載の発明は請求項2に記載のインホイールモータにおいて、前記インナハウジングに車両の懸架装置を連結し、前記軸受部を該インナハウジングに設けたことを特徴とする。 The invention described in claim 3 in-wheel motor according to claim 2, connecting the suspension system of a vehicle to the inner housing, the bearing unit, characterized in that provided in the inner housing.
請求項4に記載のインホイールモータは請求項2又は3に記載のインホイールモータにおいて、前記ロータに筒軸部を一体成形し、該筒軸部に前記ホイールシャフトを挿通して前記ロータとホイールシャフトを一体に結合し、前記ロータを前記軸受部で支持することを特徴とする。 The in-wheel motor according to claim 4 is the in-wheel motor according to claim 2 or 3, wherein a cylindrical shaft portion is formed integrally with the rotor, and the wheel shaft is inserted into the cylindrical shaft portion so that the rotor and the wheel are inserted. A shaft is integrally coupled, and the rotor is supported by the bearing portion.
請求項1に記載の発明によれば、ステータとしてアウターステータとインナーステータから成るダブルステータ構造を採用したので、減速機構を設けることなくホイールシャフトとロータを一体回転するように直結しても所要の高トルクを得ることができる。そのため減速機構を廃止してモータの小型化及び構造の簡素化が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the double stator structure including the outer stator and the inner stator is adopted as the stator, even if the wheel shaft and the rotor are directly connected so as to rotate integrally without providing a speed reduction mechanism, the required structure is obtained. High torque can be obtained. Therefore, the reduction mechanism can be eliminated, and the motor can be miniaturized and the structure can be simplified.
請求項2に記載の発明によれば、モータシャフトを支持する軸受部を、モータハウジングを構成するアウターハウジングとインナハウジングのうちいずれか一方のハウジングに設けたので、軸受部をアウターハウジングとインナハウジングの双方に跨って設ける場合に比べ支持が安定する。そのため、振動及び騒音を抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, since the bearing portion that supports the motor shaft is provided in one of the outer housing and the inner housing constituting the motor housing, the bearing portion is provided in the outer housing and the inner housing. The support is more stable than the case where it is provided across both. Therefore, vibration and noise can be suppressed.
請求項3に記載の発明によれば、インナハウジングに軸受部を設け、インナハウジングに懸架装置を連結するので、構造が簡素化され、生産性が向上する。 According to the third aspect of the present invention, since the bearing portion is provided in the inner housing and the suspension device is connected to the inner housing, the structure is simplified and the productivity is improved.
請求項4に記載の発明によれば、ロータとホイールシャフトを共通の軸受部で支持するので、ロータ及びホイールシャフトの支持構造が簡素化され、より一層振動、騒音の発生を抑制できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the rotor and the wheel shaft are supported by the common bearing portion, the support structure of the rotor and the wheel shaft is simplified, and the generation of vibration and noise can be further suppressed.
以下に本発明を添付図面に基づき説明する。図1は本発明の一実施例に係るインホイールモータを示す断面図、図2は同インホイールモータの主要部を示す分解斜視図である。当該インホイールモータ10はモータハウジング20とホイールシャフト30を備えている。ホイールシャフト30はモータハウジング20を貫通し、ハウジング20から突出する一端に一体成形されたハブ31とホイール40がハブスタッドボルト41で連結されている。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a main part of the in-wheel motor. The in-
モータハウジング20は内端面を開口21aにしたアウターハウジング21と、アウターハウジング21の内端面開口21aを覆蓋するインナハウジング22から成り、アウターハウジング21にインナハウジング22がボルト23で固着されている。そして、インナハウジング22が図示略の車両の懸架装置を介して車体に取り付けられている。アウターハウジング21とインナハウジング22はそれぞれ中央部に通孔21b,22aが形成され、ハブシャフト30がアウターハウジング21の通孔21bからモータハウジング20中に貫入され、先端がインナハウジング22の通孔22aからハウジング20の外部に突出している。
The
ハウジング20の内部にはロータ50、ロータ50を回転可能に支持する軸受部60、アウターステータ70及びインナーステータ80が内蔵されている。図2にロータの外観形状を示す。ロータ50は円盤状のロータシャフト51と筒軸部52を一体成形したロータ本体53、リング状の薄鋼板の積層体から成るロータコア54、リング状のロータコア押さえ55、ロータバックアップリング56、ロータスタットボルト57、外側永久磁石58、内側永久磁石59を備えている。そして、ロータシャフト51の外周縁部分にロータスタットボルト57でロータコア押さえ55、ロータコア54及びロータバックアップリング56をこの順で取り付けることにより多数の薄鋼板を一体保持してロータコア54の周壁が形成されている。このロータコア54には周方向に沿って複数の嵌合穴が形成され、各嵌合穴に外側永久磁石58が嵌着されている。また、ロータコアの内周面に内側永久磁石59が各外側永久磁石59に対向する位置に貼り着けられている。
The
図1において、軸受部60は内外一対のボールベアリング61,62と一端にフランジ部63aを一体成形した筒状のベアリングケース63を備え、ベアリングケース63のフランジ部63aがボルト64でインナハウジング22の中央通孔22aの周縁部に固着されている。そして、ベアリングケース63に両ボールベアリング61,62とベアリングカラー65が格納され、両ボールベアリング61,62にロータの筒軸部52を貫入してロータ50がインナハウジング22に回転可能に組み付けられ、さらに筒軸部52にベアリングカラー66を装着するとともに、ファインナット67を締め付けてボールベアリング61,62が筒軸部52から抜け止めされている。
In FIG. 1, the
軸受部60でハウジング20内に回転可能に組み込まれたロータ50の筒軸部52にホイールシャフト30が挿通され、筒軸部52とホイールシャフト30が一体回転するようにセレーション結合30aされている。こうしてロータ50とホイールシャフト30が共通の軸受部60によってハウジング20中に回転可能に組み込まれている。しかして、軸受部60を構成する両ベアリング61,62は、両ベアリング61.62間にロータ50のアキシャル方向重心とホイールシャフト30の重心が位置するように所定の位置に配置されている。
The
アウターステータ70は複数個の鉄心71と各鉄心71に巻回したコイル72から成る。一方、アウターハウジング21の内周面には複数個の凹部21cがリング状に並べて形成されている。アウターステータ70を構成する各鉄心71はそれぞれ凹部21cに嵌め込まれ、アウターハウジング21の内周面に直接固着されている。こうしてアウターステータ70はロータ50の回転半径外側に位置するように、すなわち外側磁石58の外側に近接するようにアウターハウジング21の内周面に配置固定されている。
The
インナーステータ80は複数個の凸片81aを放射状に設けた鉄心81と各凸片81aに巻回したコイル82から成り、鉄心81がボルト83でベアリングケース63のフランジ部63aに直接固着されている。こうしてインナーステータ80がロータの回転半径方向内側に位置するように、すなわち内側磁石59の内側に近接するようにベアリングケース63を介してインナハウジング22に配置固定されている。
The
ホイールシャフト30の反ハブ側端部はロータ50の筒軸部52を貫通し、さらにインナハウジング22の中央部通孔22aからハウジング20外部に突出している。この突出端部にブレーキドラム90がセレーション結合により取り付けられている。なお、符号91はアウターハウジング21の中央部通孔21bを密閉するシール部材、符号92はインナハウジング22の中央部通孔22aを覆蓋するカバープレート、符号93はカバープレート92の中央部通孔を密閉するシール部材、94はレゾルバロータカラーである。
The end on the side opposite to the hub of the
本実施例に係るインホイールモータ10の構造は以上の通りであって、アウターステータ70とインナーステータ80から成るダブルステータ構造を採用したので、減速機構を設けないでホイールシャフト30とロータ50を一体回転するように直結しても所要の高トルクを得ることができる。そのため減速機構を廃止してモータの小型化及び構造の簡素化が可能となる。
The structure of the in-
また、本実施例に係るインホイールモータ10はモータシャフト30を支持する軸受部60をモータハウジング20を構成するアウターハウジング21とインナハウジング22のうちインナハウジングだけに設けたので、軸受部60をアウターハウジング21とインナハウジング22の双方に跨って設ける場合に比べ支持が安定する。そのため、振動及び騒音を抑制できる。
Further, in the in-
加えて、インナハウジング22i軸受部を設け、インナハウジング22に懸架装置を連結するので、構造が簡素化され、生産性が向上する。
In addition, since the inner housing 22i bearing portion is provided and the suspension device is connected to the
さらに、ロータ50とホイールシャフト30を共通の軸受部60で支持するので、一層構造が簡素化でき、かつ振動、騒音の発生を抑制できる。
Furthermore, since the
さらにまた、アウターハウジング70の発熱がアウターハウジング21に伝導し、ハウジング20から外部へ放熱されるだけでなく、インナーステータ80の発熱もベアリングケース63を介してインナハウジング22に伝導し、ハウジング20外部へと放熱される。このため、モータに冷却用オイルを封入する必要がなくなるので、より一層構造の簡素化が可能となる。
Furthermore, not only the heat generated in the
また、ホイールシャフト30がハウジング20を貫通して、両端部がハウジング20の外側へ突出させることができるので、ブレーキドラム90を本実施例に見られるように車幅方向内側だけでなく、外側に配置することも可能となり、設計の自由度が増す。
In addition, since the
なお、本実施例におけるロータスタッドボルト57、ロータコア55押さえ、ロータバックアップリング56の材質を磁性体にしてロータコア54を非磁性体により製作すれば、かご型誘導電動機の原理により、さらにモータ出力を高めることができる。
If the
また、本実施形態においては、軸受部60とインナハウジング22は別体としたが、一体としてもよい。その他ロータ50と筒軸部51を別体に成形して結合する等様々な実施形態が考えられる。
In the present embodiment, the bearing
10…インホイールモータ
20…ハウジング
21…アウターハウジング
22…インナハウジング
30…ホイールシャフト
40…ホイール
50…ロータ
51…筒軸部
60…軸受部
61,62…ベアリング
70…アウターステータ
80…インナーステータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The cylindrical shaft portion is integrally formed with the rotor, the wheel shaft is inserted into the cylindrical shaft portion, the rotor and the wheel shaft are integrally coupled, and the rotor is supported by the bearing portion. The in-wheel motor according to 2 or 3.
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