JP2009090921A - インホイールモータ - Google Patents

Abstract

【課題】減速機からの振動を減衰し、減速機の入力軸並びに出力軸の偏心や軸傾斜に伴う振動を吸収するインホイールモータを提供する。
【解決手段】インホイールモータ１１は車輪１２のホイール１８内にステータ１５、ロータ１６と、モータハウジング１４と、ロータ１６に接続している減速機２１が配置され、減速機２１を介して車輪１２を駆動する。減速機２１は、モータハウジング１４に接続している減速機ケース５１を備え、減速機ケース５１は、モータハウジング１４の材質よりも振動減衰が良い材質で構成されている。減速機ケース５１は、モータハウジング１４に振動吸収部材５２を介して支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪に配置されているインホイールモータに関するものである。

インホイールモータには、ロータの駆動力を減速機から車輪に伝えるのに際し、減速機の出力軸に車輪を締結しているハブが緩衝部材で接続されているので、緩衝部材によって減速機の振動が車輪に伝達されるのを抑制することができるというものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、インホイールモータでは、モータハウジング及び減速機ケースに、一般的には、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）が用いられ、軽量化を図っている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平９−１３２０４０号公報（第６頁、図１） 特開２００６−２４０４３０公報（第１０頁、図３）

しかし、特許文献１の減速機付きインホイールモータでは、車輪のホイールへの振動の伝達を抑制することでホイールからの共振音を低減できるが、逆に、減速機の振動がモータハウジング、サスペンション、車体へ伝わるという問題がある。

また、特許文献２の車両駆動装置では、減速機の振動が車輪や車体側へ伝わるという問題がある。
また、インホイールモータのモータハウジング及び減速機ケースは、アルミニウム製であり、アルミニウムの物性からして、制振性を期待できず、振動が伝わりやすいという問題がある。

本発明は、減速機からの振動を減衰し、減速機の入力軸並びに出力軸の偏心や軸傾斜に伴う振動を吸収するインホイールモータを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車輪のホイール内にステータ、ロータと、ステータ、ロータを覆っているモータハウジングと、ロータに接続している減速機が配置され、減速機を介して車輪を駆動するインホイールモータにおいて、減速機は、モータハウジングに接続している減速機ケースを備え、減速機ケースは、モータハウジングの材質よりも振動減衰が良い材質で構成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、減速機ケースは、モータハウジングに振動吸収部材を介して支持されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、減速機は、ロータからの駆動力が伝達される入力軸と、入力軸からの駆動力をホイールを支持しているハブに伝達している出力軸と、を備え、入力軸は、ロータに第１緩衝機構を介して連結され、出力軸は、ハブに第２緩衝機構を介して連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、減速機は、モータハウジングに接続している減速機ケースを備え、減速機ケースは、モータハウジングの材質よりも振動減衰が良い材質で構成されているので、減速機からの振動を減衰することができるという利点がある。

また、減速機ケースは、振動源である減速機で振動を吸収するので、減速機の外で振動を吸収するものに比べ、ホイールや車体に達するまでの距離が長くなり、振動をより減衰することができるという利点がある。

さらに、インホイールモータでは、モータハウジングを一般的なアルミニウム合金で鋳造し、減速機ケースにアルミニウム合金に比べ、振動減衰の良い材質を用いたので、モータハウジングに振動減衰の良い材料を採用したものに比べ、振動減衰の良い材料の使用量を少なくすることができる。従って、インホイールモータの生産コストを抑制しながら、減速機からの振動を減衰することができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、減速機ケースは、モータハウジングに振動吸収部材を介して支持されているので、振動吸収部材との面積の設定によって減速機ケースはより振動を減衰することができるという利点がある。

モータハウジングに直接、減速機ケースを取付けた場合に比べ、路面から減速機ケースに伝わる振動を低減することができ、減速機ケースに用いる振動減衰の良い材料の板厚を薄くすることができる。従って、インホイールモータの生産コストを抑制しながら、減速機からの振動を減衰することができる。

請求項３に係る発明では、減速機の入力軸は、ロータに第１緩衝機構を介して連結され、出力軸は、ハブに第２緩衝機構を介して連結されているので、減速機ケースや振動吸収部材が振動減衰で弾性変形するのに伴い、入力軸及び出力軸が偏心したり傾いたりすると、第１緩衝機構及び第２緩衝機構によって、偏心や軸傾斜に伴う振動を抑制することができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明のインホイールモータの断面図である。
インホイールモータ１１は、車輪１２に配置され、サスペンション装置１３に接続しているモータハウジング１４と、モータハウジング１４内に配置しているステータ１５及びロータ１６とを有している電動機本体１７と、を備え、車輪１２（ホイール１８を含む）を減速機２１、ハブ２２を介して駆動する。

ロータ１６は、永久磁石２４と、永久磁石２４を支持しているリング状の磁石支持リング部材２５を有する。
磁石支持リング部材２５は、中央に出力穴部２６が形成され、出力穴部２６に減速機２１の入力軸２８が第１緩衝機構３１で接続している。

モータハウジング１４は、概略、円錐形で、ステータ１５の外周を覆う周壁円筒部３２と、周壁円筒部３２の開口を封じている側壁蓋部３３と、側壁蓋部３３に対向し周壁円筒部３２に連なる側壁部３４と、を備えている。

また、側壁部３４が、内に、第１軸受け３５を介して磁石支持リング部材２５を支持し、外に形成している締結座面３７、ボルト３８によって取付けられている減速機保持ハウジング部４１を備えている。減速機保持ハウジング部４１はモータハウジング１４に含まれ、減速機２１を保持している。
モータハウジング１４の材質は、アルミニウム合金である。
減速機保持ハウジング部４１の材質は、アルミニウム合金である。

減速機２１は、ロータ１６に連結している入力軸２８と、車輪１２を支持しているハブ２２に第２緩衝機構４２で連結している出力軸４３と、入力軸２８に設けた小径歯車４４と、小径歯車４４にかみ合っている大径歯車４５と、を備え、大径歯車４５に出力軸４３を設けている。

また、減速機２１は、入力軸２８を支持している第２軸受け４７と、出力軸４３を支持している第３軸受け４８と、これらの第２軸受け４７及び第３軸受け４８を支持している減速機ケース５１と、を備え、減速機ケース５１の外面に振動吸収部材５２の一方を取付けている。

減速機ケース５１は、小径歯車４４並びに大径歯車４５の半径方向の外方に配置している第１壁部５４と、第１壁部５４に連なり大径歯車４５の側面にほぼ平行に形成している第２壁部５５と、第３壁部５６と、を備え、第２壁部５５及び第３壁部５６に第２軸受け４７及び第３軸受け４８を嵌合している軸受け嵌合穴部５７が形成されている。

減速機ケース５１の材質は、アルミニウム合金より振動減衰の良い（減衰率の高い）材質であり、例えば、「Ｄ２０５２」である。「Ｄ２０５２」とは、大同特殊鋼株式会社の商品名（カタログを参照）である。

振動吸収部材５２は、例えば、ゴムや発泡金属など振動吸収性のよいものであり、一方に対向している他方を減速機保持ハウジング部４１に取付けている。具体的には、第１壁部５４に取付けた第１振動吸収体６１と、第２壁部５５に取付けた第２振動吸収体６２と、第３壁部５６に取付けた第３振動吸収体６３と、からなり、第１振動吸収体６１の一方及び他方の面積は、第１壁部５４の面積とほぼ同じであり、第２振動吸収体６２の一方及び他方の面積は、第２壁部５５の面積とほぼ同じであり、第３振動吸収体６３の一方及び他方の面積は、第３壁部５６の面積とほぼ同じである。
なお、第１振動吸収体６１〜第３振動吸収体６３のそれぞれの面積や厚さは、条件によって、任意である。

減速機保持ハウジング部４１には、モータハウジング１４に当接している第１側壁６５が形成され、第１側壁６５に連ね小径歯車４４並びに大径歯車４５の半径方向の外方に周壁部６７が配置され、周壁部６７に連ね第１側壁６５に対向している第２側壁６８が形成され、第２側壁６８に連ねハブ支持ボス部７１が形成され、ハブ支持ボス部７１に第４軸受け７２を介してハブ２２が回転自在に嵌合している。

ハブ２２は、第４軸受け７２が嵌合しているハブ軸部７４と、ハブ軸部７４の半径方向内方の中央に形成した連結穴部７５と、を備え、連結穴部７５に減速機２１を第２緩衝機構４２で接続している。
第２緩衝機構４２は、第１緩衝機構３１と同様の構成である。

図２は、図１の２−２線断面図であり、第１緩衝機構３１の断面図である。図１を併用して説明する。
第１緩衝機構３１は、ロータ１６と入力軸２８との間に円柱状の弾性部材７７を有している。具体的には、出力穴部２６に溝８１を形成し、溝８１の側部に半径ｒで第１緩衝溝部８２を彫り込み、入力軸２８に、溝８１に隙間Ｓを形成して嵌る歯８３を形成し、歯８３の当接面に半径ｒで第２緩衝溝部８４を彫り込み、第２緩衝溝部８４と第１緩衝溝部８２とで内径２ｒの円筒状の空間を形成し、空間に、円柱に形成した弾性部材７７を嵌めている。

第２緩衝機構４２は、出力軸４３とハブ２２との間に円柱状の弾性部材７７を有している。出力軸４３が入力軸２８に相当し、連結穴部７５が出力穴部２６に相当している。

次に、本発明のインホイールモータの作用を説明する。
インホイールモータ１１では、電動機本体１７を駆動して減速機２１に振動が発生した場合、減速機２１の減速機ケース５１は、アルミニウム合金に比べ、振動減衰の良い（減衰率の高い）材質、例えば、「Ｄ２０５２」を用いたので、アルミニウム合金製より振動を吸収することができる。その結果、車輪１２に伝わる振動を減衰して車輪１２のホイール１８で発生する共振音を低減することができるとともに、車体に伝わる振動を減衰することができる。従って、乗り心地を向上させることができる。

また、減速機ケース５１は、振動源である減速機２１で振動を吸収するので、減速機２１の外で振動を吸収するものに比べ、ホイール１８や車体に達するまでの距離が長くなり、振動をより減衰することができる。

さらに、インホイールモータ１１では、モータハウジング１４を一般的なアルミニウム合金で鋳造し、減速機ケース５１に用いる材質としては、アルミニウム合金に比べ、振動減衰の良い（減衰率の高い）材質、例えば、「Ｄ２０５２」を用いたので、モータハウジング１４に振動減衰の良い材料を採用したものに比べ、振動減衰の良い材料の使用量を少なくすることができる。従って、インホイールモータ１１の生産コストを抑制しながら、減速機２１からの振動を減衰することができる。

その上、モータハウジング１４に振動吸収部材５２を介して減速機ケース５１を取付けたので、振動吸収部材５２との面積の設定によって、振動減衰の良い材料を用いた減速機ケース５１はより振動を減衰することができる。

モータハウジング１４に振動吸収部材５２を介して減速機ケース５１を取付けたので、モータハウジング１４に直接、減速機ケース５１を取付けた場合に比べ、路面から減速機ケース５１に伝わる振動を低減することができ、減速機ケース５１に用いる振動減衰の良い材料の板厚を薄くすることができる。従って、インホイールモータの生産コストを抑制しながら、減速機２１からの振動を減衰することができる。

インホイールモータ１１では、減速機ケース５１や振動吸収部材５２が振動を減衰する際に弾性変形するのに伴い、減速機２１の入力軸２８及び出力軸４３が偏心したり傾いたりすると、第１緩衝機構３１及び第２緩衝機構４２によって、偏心や軸傾斜に伴う振動を抑制することができる。

尚、本発明のインホイールモータは、実施の形態では車輪に採用したが、車輪以外にも採用可能である。
また、本発明のインホイールモータが備える減速機ケースは、油圧・空圧モータに接続している減速機にも採用可能である。

本発明のインホイールモータは、車輪を駆動する駆動源に好適である。

本発明のインホイールモータの断面図である。 図１の２−２線断面図である。

符号の説明

１１…インホイールモータ、１２…車輪、１４…モータハウジング、１５…ステータ、１６…ロータ、１８…ホイール、２１…減速機、２２…ハブ、２８…入力軸、３１…第１緩衝機構、４２…第２緩衝機構、４３…出力軸、５１…減速機ケース、５２…振動吸収部材。

Claims (3)

1. 車輪のホイール内にステータ、ロータと、該ステータ、該ロータを覆っているモータハウジングと、ロータに接続している減速機と、が配置され、該減速機を介して前記車輪を駆動するインホイールモータにおいて、
   前記減速機は、前記モータハウジングに接続している減速機ケースを備え、
   該減速機ケースは、前記モータハウジングの材質よりも振動減衰が良い材質で構成されていることを特徴とするインホイールモータ。
2. 前記減速機ケースは、前記モータハウジングに振動吸収部材を介して支持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。
3. 前記減速機は、前記ロータからの駆動力が伝達される入力軸と、該入力軸からの駆動力を前記ホイールを支持しているハブに伝達している出力軸と、を備え、
   前記入力軸は、前記ロータに第１緩衝機構を介して連結され、
   前記出力軸は、前記ハブに第２緩衝機構を介して連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインホイールモータ。

Images