JP2003300420A - 電気自動車のインホイールモータ - Google Patents

電気自動車のインホイールモータ

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JP2003300420A JP2002108364A JP2002108364A JP2003300420A JP 2003300420 A JP2003300420 A JP 2003300420A JP 2002108364 A JP2002108364 A JP 2002108364A JP 2002108364 A JP2002108364 A JP 2002108364A JP 2003300420 A JP2003300420 A JP 2003300420A
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/44—Wheel Hub motors, i.e. integrated in the wheel hub

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ機構、リムおよびナックルスピンドル
機構を一体化し、コンパクト化するとともに、モータの
アウターロータ外径を大きすることにより、トルク半径
を大きくとり、厚さを薄くした電気自動車のインホイー
ルモータを提供する。 【解決手段】 車体側に固定されるインナーステータ４
０と、このインナーステータ４０に軸支され、永久磁石
を有するアウターロータ３０とを備えた電気自動車のイ
ンホイールモータにおいて、前記アウターロータ３０の
継鉄部３２をホイールの胴部２１に一体的に組み付け、
前記継鉄部３２を前記胴部２１の補強部材とすると共
に、前記継鉄部３２及び胴部２１を前記永久磁石３１の
磁束通路とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車のイン
ホイールモータに係り、特にアウターロータ式のモータ
機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアウターロータ式のモータは、例
えば、東京電力が開発した「ＩＺＡ」や、特開平１−２
９８９０３号、特開平１１−１８７５０６号等に示され
ている。
【０００３】図４はかかる従来の電気自動車のアウター
ロータ式インホイールモータの模式図である。
【０００４】この図において、車体側に固定されるコイ
ル１０２と鉄心１０３を有するインナーステータ１０１
が配置され、このインナーステータ１０１に対向するよ
うにインナーステータ１０１に軸支され、永久磁石１０
４を有するアウターロータ１０５が配置されたユニット
として構成され、このユニットがモータケース１０６を
介してタイヤ１０７を有するホイールのリム１０８及び
ナックルスピンドルに取付けられていた。なお、１０９
はアウターロータ１０５を軸支するベアリング、１１１
はアウターロータ１０５に制動をかけるディスクブレー
キである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のアウターロータ式モータは、ユニット構造、すなわ
ち、独立の組立体としていたため、駆動トルクに直接関
係するロータの直径をリム内径いっぱいまで活用するこ
とができなかった。また、モータ、ナックルスピンド
ル、ハブベアリングが別々に構成されるため、全体とし
て多くの部品を必要とし、構造が複雑であった。
【０００６】本発明は、上記状況に鑑みて、モータ機
構、リムおよびナックルスピンドル機構を一体化し、コ
ンパクト化するとともに、モータのアウターロータ外径
を大きすることにより、トルク半径を大きくとり、厚さ
を薄くした電気自動車のインホイールモータを提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するために、〔１〕車体側に固定されるインナ
ーステータと、このインナーステータに軸支され、永久
磁石を有するアウターロータとを備えた電気自動車のイ
ンホイールモータにおいて、前記アウターロータの継鉄
部をホイールの胴部に一体的に組み付け、前記継鉄部を
前記胴部の補強部材とすると共に、前記継鉄部及び胴部
を前記永久磁石の磁束通路としたことを特徴とする。
【０００８】〔２〕上記〔１〕記載の電気自動車のイン
ホイールモータにおいて、前記アウターロータの外周部
がネジ、スプライン、圧入などの密着組み付け方法で前
記胴部に一体的に結合されることを特徴とする。
【０００９】〔３〕上記〔１〕記載の電気自動車のイン
ホイールモータにおいて、前記インナーステータは車体
側に伸びるステー部を有し、このステー部をサスペンシ
ョンアーム或いはサスペンション取付用のジョイントに
結合したことを特徴とする。
【００１０】〔４〕上記〔１〕記載の電気自動車のイン
ホイールモータにおいて、ブレーキドラム又はディスク
ロータを前記アウターロータに固定すると共に、ディス
クキャリパー又はパックプレート組立体を前記インナー
ステータに固定したことを特徴とする。
【００１１】〔５〕上記〔１〕記載の電気自動車のイン
ホイールモータにおいて、ウォータポンプを前記アウタ
ーロータにより駆動すると共に、前記インナーステータ
にウォータジャケットを設け、前記ウォータポンプによ
り前記インナーステータを冷却することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施例を示す電気自動車
のアウターロータ式インホイールモータの主要部を示す
図である。
【００１４】この図において、１はタイヤ、２はタイヤ
１を装着するホイールである。通常のホイールはタイヤ
が嵌合するウェッブ部とディスク部から構成されている
が、本発明においては、ホイール２はウェッブ部のみに
より構成されている。
【００１５】３はモータであって、アウターロータ３０
とステータ４０から構成されている。アウターロータ３
０は永久磁石３１及び磁路を形成する継鉄部３２を備
え、ステータ４０は鉄心４３及びコイル４２を備えてい
る。また、アウターロータ３０はハブベアリングを兼ね
るモータベアリング５を介してステータ４０に回転自在
に支持されている。
【００１６】アウターロータ３０の継鉄部３２の外周面
及びホイール２の胴部２１の内周面には、互いにネジ結
合、スプライン結合、或いは嵌合結合する結合面２５及
び３５が設けられており、継鉄部３２と胴部２１は一体
的に結合されている。
【００１７】従って、永久磁石３１の磁路は継鉄部３２
及び胴部２１により形成される。なお、胴部２１は強磁
性材料である。また、ホイール２の胴部２１の強度は継
鉄部３２により補強される。アウターロータ３０に対す
るホイール２の位置決め及び固定は、アウターロータ３
０のテーパー面３２ａと、ボルト２３によりアウターロ
ータ３０に締め付けられた取付板７０のテーパー面７０
ａとにより行われている。そのため、タイヤのパンク等
によりホイール２をアウターロータ３０から取り外す場
合には、ボルト２３を緩めて取付板７０を取り外すこと
により、ホイール２をアウターロータ３０から右方向に
取り外すことができる。
【００１８】ステータ４０は上部及び下部にステー部４
１ａ及び４１ｂを備えており、ステー部４１ａはサスペ
ンション機構のアッパージョイント６１に、ステー部４
１ｂはローアージョイント６２に結合している。
【００１９】４４はステータ４０を水冷するためのウォ
ータジャケットである。
【００２０】次に、本発明の全体を示す図２を用いてブ
レーキ機構及び水冷システムについて説明する。
【００２１】図２は本発明の全体を示すブレーキ機構及
び水冷システムを有する電気自動車のアウターロータ式
インホイールモータの断面図である。
【００２２】８０はドラムブレーキで、ブレーキドラム
８１、バックプレート８２、バックプレート８２に組み
付けられたホイールシリンダ８３、シュー８４、このシ
ュー８４に固着された摩擦材８５からなっている。ブレ
ーキドラム８１は取付板７０の半径方向内側に伸びるブ
ラケット板部７１にボルト８６及びナット８７により固
定され、ホイール２すなわちアウターロータ３０の回転
がブレーキドラム８１に伝達されるよう構成されてい
る。なお、７１ａはブレーキ時に発生する熱を外気に逃
がすための通気穴である。また、実施例ではブラケット
板部７１を円板形状にしているが、ブレーキドラム８１
を高い剛性で支持できれば、どのような構造であっても
良く、取付板７０の外周部から内方向に伸びる複数のア
ームで構成してもよい。
【００２３】バックプレート８２は、ステータ４０から
半径方向に伸びるブラケット板部４５にボルト等（図示
していない）により固定されている。４５ａはブラケッ
ト板部４５に設けた通気穴である。
【００２４】次に、冷却システムについて説明する。
【００２５】９０はウォータポンプで、その本体はボル
ト等によりステータ４０のブラケット板部４５に固定さ
れている。ボルト８６及びナット８７により取付板７０
に固定された駆動部材９１はスプライン９３を形成した
駆動軸９２を備え、ウォータポンプ９０の入力軸とスプ
ライン結合している。従って、ウォータポンプ９０は、
取付板７０、駆動部材９１を介してホイール２により駆
動される。
【００２６】ウォータポンプ９０の吸入口９０ａは配管
９５を介してラジエータ９４に接続し、その吐出口９０
ｂは配管９６を介してステータ４０のウォータジャケッ
ト４４に接続している。従って、ウォータポンプ９０か
ら供給された冷却水はウォータジャケット４４の左端部
に設けた環状通路４４ａにより満遍なくウォータジャケ
ット４４に供給される。配管９７はウォータジャケット
４４からラジエータ９４への戻し配管で、熱せられた冷
却水は配管９７を介してラジエータ９４に戻り、そこで
冷却される。
【００２７】ラジエータ９４は通気性の良い向きに位置
付けし、走行時の走行風により冷却するようにしている
が、冷却用のファンを設けても良い。
【００２８】次に、ブレーキ機構としてディスクブレー
キを組込んだ実施例について図３に従って説明する。
【００２９】図３は本発明のブレーキ機構としてディス
クブレーキを組込んだ電気自動車のアウターロータ式イ
ンホイールモータを示す図であり、図３（ａ）はその断
面図、図３（ｂ）はそのディスクブレーキの正面図であ
る。
【００３０】ディスクブレーキ１８０は、ディスクロー
タ１８１及びキャリパ１８２を備え、ディスクロータ１
８１は取付板７０のブラケット板部７１にボルト１８６
により固定されている。キャリパ１８２は液圧シリンダ
部１８３及び摩擦材１８５を備え、液圧シリンダ部１８
３にブレーキ液圧が伝達されると、摩擦材１８５がディ
スクロータ１８１に押し付けられブレーキが作用する。
なお、１４６ａはスプライン、１４６ｂはブラケットで
ある。
【００３１】キャリパ１８２はステータ４０のブラケッ
ト板部４５の円筒状ガイド部１４６上にスプライン結合
している。そのため、ディスクブレーキ１８０は取付板
７０をアウターロータ３０に固定しているボルト２３を
取り外すことにより、取り外すことができる。
【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。
【００３４】（１）アウターロータの継鉄部とホイール
の胴部とを一体的に形成するようにしているので、モー
タのトルク半径を大きくすることができ、また、ホイー
ルの胴部の強度をその胴部及び継鉄部で持たせると共
に、磁束を継鉄部及び胴部を通すようにしているので、
ホイール及び継鉄部を全体として軽量化することができ
る。
【００３５】（２）ブレーキ機構をステータの半径方向
内側に配置し・インホイールモータ機構全体の軸方向幅
を薄くしているので、サスペンション機構のジョイント
部を車輪中心線に十分近づけることができ、キングピン
角度、スクラブ半径を車に合わせて自由に（最適に）に
設定することができる。
【００３６】（３）ステータのステー部をサスペンショ
ン機構のジョイント部に直接結合する構造としているの
で、ナックルスピンドル機構が不要となる。
【００３７】（４）ウォータポンプをホイール内に設
け、そのウォータポンプをホイールで駆動するようにし
ているので、車体側からホイール側に冷却水を供給する
必要がなく、構造が簡単でかつ小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す電気自動車のアウターロ
ータ式インホイールモータの主要部を示す図である。
【図２】本発明の全体を示すブレーキ機構及び水冷シス
テムを有する電気自動車のアウターロータ式インホイー
ルモータの断面図である。
【図３】本発明のブレーキ機構としてディスクブレーキ
を組込んだ電気自動車のアウターロータ式インホイール
モータを示す図である。
【図４】従来の電気自動車のアウターロータ式インホイ
ールモータの模式図である。
【符号の説明】
１ タイヤ ２ ホイール ３ モータ ５ モータベアリング ２１ ホイールの胴部 ２３，８６，１８６ ボルト ２５，３５ 結合面 ３０ アウターロータ ３１ 永久磁石 ３２ 継鉄部 ３２ａ，７０ａ テーパー面 ４０ ステータ ４１ａ，４１ｂ ステー部 ４２ コイル ４３ 鉄心 ４４ ウォータジャケット ４４ａ 環状通路 ４５，７１ ブラケット板部 ４５ａ，７１ａ 通気穴 ６１ アッパージョイント ６２ ローアージョイント ７０ 取付板 ８０ ドラムブレーキ ８１ ブレーキドラム ８２ バックプレート ８３ ホイールシリンダ ８４ シュー ８５，１８５ 摩擦材 ８７ ナット ９０ ウォータポンプ ９０ａ 吸入口 ９０ｂ 吐出口 ９１ 駆動部材 ９２ 駆動軸 ９３ スプライン ９４ ラジエータ ９５，９６，９７ 配管 １４６ 円筒状ガイド部 １４６ａ スプライン １４６ｂ ブラケット １８０ ディスクブレーキ １８１ ディスクロータ １８２ キャリパ １８２ａ ブラケット １８３ 液圧シリンダ部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体側に固定されるインナーステータ
    と、該インナーステータに軸支され、永久磁石を有する
    アウターロータとを備えた電気自動車のインホイールモ
    ータにおいて、 前記アウターロータの継鉄部をホイールの胴部に一体的
    に組み付け、前記継鉄部を前記胴部の補強部材とすると
    共に、前記継鉄部及び胴部を前記永久磁石の磁束通路と
    したことを特徴とする電気自動車のインホイールモー
    タ。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電気自動車のインホイー
    ルモータにおいて、前記アウターロータの外周部がネ
    ジ、スプライン、圧入などの密着組み付け方法で前記胴
    部に一体的に結合されることを特徴とする電気自動車の
    インホーイールモータ。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電気自動車のインホイー
    ルモータにおいて、前記インナーステータは車体側に伸
    びるステー部を有し、該ステー部をサスペンションアー
    ム或いはサスペンション取付用のジョイントに結合した
    ことを特徴とする電気自動車のインホイールモータ。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の電気自動車のインホイー
    ルモータにおいて、ブレーキドラム又はディスクロータ
    を前記アウターロータに固定すると共に、ディスクキャ
    リパー又はパックプレート組立体を前記インナーステー
    タに固定したことを特徴とする電気自動車のインホイー
    ルモータ。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の電気自動車のインホイー
    ルモータにおいて、ウォータポンプを前記アウターロー
    タにより駆動すると共に、前記インナーステータにウォ
    ータジャケットを設け、前記ウォータポンプにより前記
    インナーステータを冷却することを特徴とする電気自動
    車のインホイールモータ。
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