JP2023012411A - ハブベアリングを含むホイール構造体およびそのホイール構造体を含む自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイール駆動装置に備えられるセンサが占める大きさおよび重さを減縮し、インホイール駆動装置の大きさおよび重さを減縮する。【解決手段】ホイール１００と、前記ホイール１００の内側に備えられ、前記ホイール１００とともに回転可能に備えられる回転部２００と、前記回転部２００と対向するように備えられる固定部３００と、前記回転部２００および前記固定部３００の一側に備えられるハブベアリング５００と、前記ハブベアリング５００と対向するように備えられ、前記ハブベアリング５００の位置を検知するレゾルバと、を含み、前記ハブベアリング５００は、前記回転部に固定結合されるハブボディと、前記固定部に固定結合されるハブ外輪と、を含み、前記レゾルバは、レゾルバロータと、レゾルバステータと、を含み、前記レゾルバロータは、前記ハブボディに固定結合される、ホイール構造体１０が開示される。【選択図】図４

Description

本発明は、ハブベアリングを含むホイール構造体およびそのホイール構造体を含む自動車に関し、より詳しくは、センサを含むホイール構造体およびそのホイール構造体を含む自動車に関する。

電気エネルギーを運動エネルギーに変換するモータは、多様な分野および装置に搭載されることができるが、一例として、モータは、自動車に搭載され、自動車の駆動力を生産することができる。特に、既存の内燃機関が有している環境汚染の問題を解決するための環境に優しい自動車に対する需要が増加するにつれ、自動車に搭載されるモータに対する需要も急増している。

かかるモータが自動車用ホイールの内部に取り付けられる構造を有するインホイール駆動装置の場合、モータ以外にも、ホイールベアリングなどがともに備えられることが一般的である。ホイールベアリングは、モータの回転力をホイールに伝達しつつ、ホイール内に備えられる構成を構造的に支持する役割を行う。

一方、インホイール駆動装置の場合、モータを制御するためには、モータの位置を検出できるレゾルバのようなセンサが備えられる必要がある。しかし、従来技術によると、モータの位置を検出するためのセンサが占める大きさおよび重さが大きいため、インホイール駆動装置を構成するのに障害として作用していた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来に比べてインホイール駆動装置に備えられるセンサが占める大きさおよび重さを減縮することで、インホイール駆動装置の大きさおよび重さを減縮することにある。

上記の目的を達成するための本発明の一側面によると、ホイールと、前記ホイールの内側に備えられ、前記ホイールとともに回転可能に備えられる回転部と、前記回転部と対向するように備えられる固定部と、前記回転部および前記固定部の一側に備えられるハブベアリングと、前記ハブベアリングと対向するように備えられ、前記ハブベアリングの位置を検知するレゾルバと、を含み、前記ハブベアリングは、前記回転部に固定結合されるハブボディと、前記固定部に固定結合されるハブ外輪と、を含み、前記レゾルバは、レゾルバロータと、レゾルバステータと、を含み、前記レゾルバロータは、前記ハブボディに固定結合される、ホイール構造体が提供される。

軸方向Ａに前記ハブ外輪の一側に固定結合されるキャップ部材をさらに含み、前記レゾルバステータは、前記キャップ部材の内側に備えられることができる。
前記レゾルバステータは、半径方向Ｒに前記レゾルバロータの外側から前記レゾルバロータと対向するように備えられることができる。

前記ハブボディは、半径方向Ｒに前記ハブ外輪と対向するように備えられる第１領域と、軸方向Ａに前記第１領域の一側に固定結合される第２領域と、を含み、前記レゾルバロータは、前記半径方向Ｒに前記第２領域の外側に固定結合されることができる。
前記第２領域は、前記第１領域と一体に形成されるか、前記軸方向Ａに、前記第２領域は、前記第１領域に圧入された構造を有することができる。

前記ハブベアリングは、前記半径方向Ｒに前記ハブボディと前記ハブ外輪との間に備えられる転動体と、前記ハブボディに圧入され、前記転動体と対向するように備えられるハブ内輪と、をさらに含み、前記ハブ内輪は、前記第１領域を間に置いて前記第２領域と対向するように備えられることができる。

前記第２領域は、前記第１領域から前記軸方向Ａに突出するように備えられることができる。
前記ハブベアリングの回転速度を検知する速度センサをさらに含み、前記速度センサは、前記キャップ部材の内側に備えられることができる。

前記速度センサは、半径方向Ｒに前記ハブボディと前記ハブ外輪との間の空間内に備えられることができる。
前記レゾルバと電気的に連結されるコネクタをさらに含み、前記コネクタは、前記キャップ部材に挿入結合されることができる。

前記回転部は、半径方向Ｒに前記ホイールの内側に固定結合されるロータハウジングと、半径方向Ｒに前記ロータハウジングの内側に固定結合されるロータと、を含むことができる。

前記固定部は、前記半径方向Ｒに前記ハブ外輪の外側に固定結合されるステータハウジングと、前記半径方向Ｒに前記ステータハウジングの外側に固定結合されるステータと、を含み、前記半径方向Ｒに前記ロータおよび前記ステータが互いに対向するように備えられることができる。

前記ハブ外輪および前記ステータハウジングに固定結合されるブラケットをさらに含み、前記半径方向Ｒに、前記ブラケットの内側領域は、前記ハブ外輪にボルト結合され、前記半径方向Ｒに、前記ブラケットの外側領域は、前記ステータハウジングにボルト結合されることができる。

ブラケットに固定結合されるキャリアをさらに含み、前記半径方向Ｒに、前記キャリアの内側領域は、前記ブラケットにボルト結合されることができる。
前記ハブボディは、前記軸方向Ａの外側から前記ハブ内輪を包むように折り曲げられるフォーミング領域が形成され、前記フォーミング領域は、前記キャップ部材の内側に備えられることができる。

上記の目的を達成するための本発明の他の側面によると、ホイール構造体と、前記ホイール構造体の少なくとも一部領域が固定結合される車体と、を含み、前記ホイール構造体は、ホイールと、前記ホイールの内側に備えられ、前記ホイールとともに回転可能に備えられる回転部と、前記回転部と対向するように備えられる固定部と、前記回転部および前記固定部の一側に備えられるハブベアリングと、前記ハブベアリングと対向するように備えられ、前記ハブベアリングの位置を検知するレゾルバと、を含み、前記ハブベアリングは、前記回転部に固定結合されるハブボディと、前記固定部に固定結合されるハブ外輪と、を含み、前記レゾルバは、レゾルバロータと、レゾルバステータと、を含み、前記レゾルバロータは、前記ハブボディに固定結合される、自動車が提供される。

前記ホイール構造体の半径方向Ｒに、前記ホイールと前記ハブボディとの間に備えられるブレーキアセンブリをさらに含むことができる。

本発明によると、従来に比べてインホイール駆動装置に備えられるセンサが占める大きさおよび重さを減縮することで、インホイール駆動装置の大きさおよび重さを減縮することができる。

本発明に係るホイール構造体の構造を示した分解斜視図である。 本発明に係るホイール構造体の断面構造を概略的に示した第１断面図である。 本発明に係るホイール構造体に備えられるホイールベアリングおよびその周辺構成の断面構造を拡大して示した断面図である。 本発明に係るホイール構造体の断面構造を示した第２断面図である。 本発明に係るホイール構造体に備えられるハブベアリングを示した斜視図である。 本発明に係るホイール構造体において、ホイールベアリングとブラケットとの間の結合構造を示した側面図である。 本発明に係るホイール構造体において、ホイールベアリング、ブラケット、およびキャリアの間の結合構造を示した側面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るホイール構造体および自動車について説明する。
＜ホイール構造体＞
図１は、本発明に係るホイール構造体の構造を示した分解斜視図であり、図２は、本発明に係るホイール構造体の断面構造を概略的に示した第１断面図である。図３は、本発明に係るホイール構造体に備えられるホイールベアリングおよびその周辺構成の断面構造を拡大して示した断面図であり、図４は、本発明に係るホイール構造体の断面構造を示した第２断面図である。また、図５は、本発明に係るホイール構造体に備えられるハブベアリングを示した斜視図である。

図１～図４に示されたように、本発明に係るホイール構造体１０は、半径方向Ｒにホイール構造体１０の外側領域に備えられるホイール１００と、半径方向Ｒにホイール１００の内側に備えられ、ホイール１００とともに回転可能に備えられる回転部２００と、半径方向Ｒに回転部２００と対向するように備えられる固定部３００と、回転部２００および固定部３００の一側に備えられるハブベアリング５００と、を含むことができる。より詳細には、本発明に係るホイール構造体１０は、回転力を提供するモータを含むことができ、モータは、前述した回転部２００および固定部３００を含むことができる。

一方、ハブベアリング５００は、回転部２００に固定結合されるハブボディ５１０と、固定部３００に固定結合されるハブ外輪５２０と、半径方向Ｒにハブボディ５１０とハブ外輪５２０との間に備えられる１つ以上の転動体５４０と、ハブボディ５１０に圧入され、転動体５４０と対向するように備えられるハブ内輪５３０と、を含むことができる。

より詳細には、回転部２００は、半径方向Ｒにホイール１００の内側に固定結合されるロータハウジング２１０と、半径方向Ｒにロータハウジング２１０の内側に固定結合されるロータ２２０と、を含むことができる。また、固定部３００は、半径方向Ｒにハブ外輪５２０の外側に固定結合されるステータハウジング３１０と、半径方向Ｒにステータハウジング３１０の外側に固定結合されるステータ３２０と、を含むことができる。また、半径方向Ｒに、ロータ２２０およびステータ３２０は、互いに対向するように備えられることができる。

一方、図３に示されたように、ハブボディ５１０は、半径方向Ｒにハブ外輪５２０と対向するように備えられる第１領域５１２と、ホイール構造体１０の軸方向Ａに第１領域５１２の一側に固定結合される第２領域５１４と、を含むことができる。一例として、図３に示されたように、第２領域５１４は、軸方向Ａに第１領域５１２に圧入された構造を有してもよいが、その逆に、第２領域５１４は、第１領域５１２と一体に形成されてもよい。一方、第２領域５１４は、第１領域５１２から軸方向Ａに突出するように備えられることができる。より詳細には、第２領域５１４中の一部は、第１領域５１２から軸方向Ａに突出することができ、第１領域５１２には、第２領域５１４が収容される空間を提供可能な凹部が形成されることができる。

一方、ハブ内輪５３０は、第１領域５１２を間に置いて第２領域５１４と対向するように備えられることができる。また、ハブボディ５１０には、軸方向Ａの外側からハブ内輪５３０を包むように、ハブ内輪５３０に向かって折り曲げられているフォーミング領域５１２ａが形成されることができる。フォーミング領域５１２ａは、ハブ内輪５３０を加圧することで、ハブ内輪５３０がハブボディ５１０に固定されるようにする構成であってもよい。

次いで、図１～図５に示されたように、本発明に係るホイール構造体１０は、ハブベアリング５００と対向するように備えられ、ハブベアリング５００の位置を検知するレゾルバ６００を含むことができる。レゾルバ６００は、ハブベアリング５００の位置を検知することで、究極的には、回転部２００の位置を検知するための構成であってもよい。レゾルバ６００の駆動原理については、従来に開示された内容で置き換える。

より詳細には、レゾルバ６００は、レゾルバロータ６１０およびレゾルバステータ６２０を含むことができる。レゾルバロータ６１０は、ハブボディ５１０に固定結合されることができる。よって、回転部２００に対して、レゾルバロータ６１０は、相対的に固定されていてもよい。より好ましくは、レゾルバロータ６１０は、半径方向Ｒに第２領域５１４の外側に固定結合されることができる。

その反面、レゾルバステータ６２０は、固定部３００に対して相対的に固定されていてもよい。より詳細には、ホイール構造体１０は、軸方向Ａにハブ外輪５２０の一側に固定結合されるキャップ部材７００をさらに含むことができる。この際、レゾルバステータ６２０は、キャップ部材７００の内側に結合して備えられることができる。また、レゾルバステータ６２０は、半径方向Ｒにレゾルバロータ６１０の外側からレゾルバロータ６１０と対向するように備えられることができる。一方、図３には、フォーミング領域５１２ａがキャップ部材７００の内側に備えられた様子が示されている。より詳細には、フォーミング領域５１２ａは、軸方向Ａおよび半径方向Ｒにキャップ部材７００の内側に備えられることができる。

次いで、図３を参照すると、本発明に係るホイール構造体１０は、ハブベアリング５００の回転速度を検知する速度センサ８００をさらに含むことができる。この際、速度センサ８００は、キャップ部材７００の内側に備えられることができる。一例として、速度センサ８００は、半径方向Ｒにハブボディ５１０とハブ外輪５２０との間の空間内に備えられることができる。

また、ホイール構造体１０は、レゾルバ６００と電気的に連結され、レゾルバ６００に電力を供給するためのコネクタ９００をさらに含むことができる。一例として、図３に示されたように、コネクタ９００は、キャップ部材７００に挿入結合されることができる。

図６は、本発明に係るホイール構造体において、ホイールベアリングとブラケットとの間の結合構造を示した側面図であり、図７は、本発明に係るホイール構造体において、ホイールベアリング、ブラケット、およびキャリアの間の結合構造を示した側面図である。

次いで、図１～図７を参照すると、本発明に係るホイール構造体１０は、ハブ外輪５２０およびステータハウジング３１０に固定結合されるブラケット１０００をさらに含むことができる。すなわち、図面に示されたように、半径方向Ｒに、ブラケット１０００の内側領域は、ハブ外輪５２０に固定結合されることができ、半径方向Ｒに、ブラケット１０００の外側領域は、ステータハウジング３１０に固定結合されることができる。

より好ましくは、半径方向Ｒに、ブラケット１０００の内側領域は、ハブ外輪５２０にボルト結合されることができ、半径方向Ｒに、ブラケット１０００の外側領域は、ステータハウジング３１０にボルト結合されることができる。

また、本発明に係るホイール構造体１０は、ブラケット１０００に固定結合されるキャリア１１００をさらに含むことができる。この際、半径方向Ｒに、キャリア１１００の内側領域は、ブラケット１０００にボルト結合されることができる。

前述した内容に基づいて本発明を見ると、本発明による場合、レゾルバ６００がハブベアリング５００に隣接して備えられるため、レゾルバ６００が回転部２００および固定部３００を含むモータに隣接して備えられる場合と比べて、レゾルバ６００の大きさを減縮することができるため、ホイール構造体１０の小型化を図ることができる。

＜自動車＞
本発明に係る自動車は、ホイール構造体１０と、ホイール構造体１０の少なくとも一部領域が固定結合される車体（図示せず）と、を含むことができる。この際、ホイール構造体１０は、ホイール１００と、ホイール１００の内側に備えられ、ホイール１００とともに回転可能に備えられる回転部２００と、回転部２００と対向するように備えられる固定部３００と、回転部２００および固定部３００の一側に備えられるハブベアリング５００と、ハブベアリング５００と対向するように備えられ、ハブベアリング５００の位置を検知するレゾルバ６００と、を含むことができる。

また、ハブベアリング５００は、回転部２００に固定結合されるハブボディ５１０と、固定部３００に固定結合されるハブ外輪５２０と、を含むことができる。また、レゾルバ６００は、レゾルバロータ６１０およびレゾルバステータ６２０を含むことができ、レゾルバロータ６１０は、ハブボディ５１０に固定結合されることができる。

また、本発明に係る自動車は、ホイール構造体１０の半径方向Ｒに、ホイール１００とハブボディ５１０との間に備えられるブレーキアセンブリ１２００をさらに含むことができる。
一方、本発明に係るホイール構造体１０に対して前述した内容は、本発明に係る自動車に備えられるホイール構造体に対しても同様に適用されることができる。

以上、限定された実施形態および図面により本発明を説明したが、本発明は、これに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と後述の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能であることはいうまでもない。

１０：ホイール構造体
１００：ホイール
２００：回転部
２１０：ロータハウジング
２２０：ロータ
３００：固定部
３１０：ステータハウジング
３２０：ステータ
５００：ハブベアリング
５１０：ハブボディ
５１２：第１領域
５１２ａ：フォーミング領域
５１４：第２領域
５２０：ハブ外輪
５３０：ハブ内輪
５４０：転動体
６００：レゾルバ
６１０：レゾルバロータ
６２０：レゾルバステータ
７００：キャップ部材
８００：速度センサ
９００：コネクタ
１０００：ブラケット
１１００：キャリア
１２００：ブレーキアセンブリ
Ｒ：ホイール構造体の半径方向
Ａ：ホイール構造体の軸方向

Claims (17)

1. ホイールと、
   前記ホイールの内側に備えられ、前記ホイールとともに回転可能に備えられる回転部と、
   前記回転部と対向するように備えられる固定部と、
   前記回転部および前記固定部の一側に備えられるハブベアリングと、
   前記ハブベアリングと対向するように備えられ、前記ハブベアリングの位置を検知するレゾルバと、を含み、
   前記ハブベアリングは、
   前記回転部に固定結合されるハブボディと、
   前記固定部に固定結合されるハブ外輪と、を含み、
   前記レゾルバは、
   レゾルバロータと、
   レゾルバステータと、を含み、
   前記レゾルバロータは、
   前記ハブボディに固定結合される、ホイール構造体。
2. 軸方向Ａに前記ハブ外輪の一側に固定結合されるキャップ部材をさらに含み、
   前記レゾルバステータは、前記キャップ部材の内側に備えられる、請求項１に記載のホイール構造体。
3. 前記レゾルバステータは、半径方向Ｒに前記レゾルバロータの外側から前記レゾルバロータと対向するように備えられる、請求項２に記載のホイール構造体。
4. 前記ハブボディは、
   半径方向Ｒに前記ハブ外輪と対向するように備えられる第１領域と、
   軸方向Ａに前記第１領域の一側に固定結合される第２領域と、を含み、
   前記レゾルバロータは、前記半径方向Ｒに前記第２領域の外側に固定結合される、請求項２に記載のホイール構造体。
5. 前記第２領域は、前記第１領域と一体に形成されるか、
   前記軸方向Ａに、前記第２領域は、前記第１領域に圧入された構造を有する、請求項４に記載のホイール構造体。
6. 前記ハブベアリングは、
   前記半径方向Ｒに前記ハブボディと前記ハブ外輪との間に備えられる転動体と、
   前記ハブボディに圧入され、前記転動体と対向するように備えられるハブ内輪と、をさらに含み、
   前記ハブ内輪は、
   前記第１領域を間に置いて前記第２領域と対向するように備えられる、請求項４に記載のホイール構造体。
7. 前記第２領域は、前記第１領域から前記軸方向Ａに突出するように備えられる、請求項４に記載のホイール構造体。
8. 前記ハブベアリングの回転速度を検知する速度センサをさらに含み、
   前記速度センサは、前記キャップ部材の内側に備えられる、請求項２に記載のホイール構造体。
9. 前記速度センサは、半径方向Ｒに前記ハブボディと前記ハブ外輪との間の空間内に備えられる、請求項８に記載のホイール構造体。
10. 前記レゾルバと電気的に連結されるコネクタをさらに含み、
    前記コネクタは、前記キャップ部材に挿入結合される、請求項２に記載のホイール構造体。
11. 前記回転部は、
    半径方向Ｒに前記ホイールの内側に固定結合されるロータハウジングと、
    半径方向Ｒに前記ロータハウジングの内側に固定結合されるロータと、を含む、請求項１に記載のホイール構造体。
12. 前記固定部は、
    前記半径方向Ｒに前記ハブ外輪の外側に固定結合されるステータハウジングと、
    前記半径方向Ｒに前記ステータハウジングの外側に固定結合されるステータと、を含み、
    前記半径方向Ｒに前記ロータおよび前記ステータが互いに対向するように備えられる、請求項１１に記載のホイール構造体。
13. 前記ハブ外輪および前記ステータハウジングに固定結合されるブラケットをさらに含み、
    前記半径方向Ｒに、前記ブラケットの内側領域は、前記ハブ外輪にボルト結合され、
    前記半径方向Ｒに、前記ブラケットの外側領域は、前記ステータハウジングにボルト結合される、請求項１２に記載のホイール構造体。
14. ブラケットに固定結合されるキャリアをさらに含み、
    前記半径方向Ｒに、前記キャリアの内側領域は、前記ブラケットにボルト結合される、請求項１３に記載のホイール構造体。
15. 前記ハブボディは、
    前記軸方向Ａの外側から前記ハブ内輪を包むように折り曲げられるフォーミング領域が形成され、
    前記フォーミング領域は、前記キャップ部材の内側に備えられる、請求項６に記載のホイール構造体。
16. ホイール構造体と、
    前記ホイール構造体の少なくとも一部領域が固定結合される車体と、を含み、
    前記ホイール構造体は、
    ホイールと、
    前記ホイールの内側に備えられ、前記ホイールとともに回転可能に備えられる回転部と、
    前記回転部と対向するように備えられる固定部と、
    前記回転部および前記固定部の一側に備えられるハブベアリングと、
    前記ハブベアリングと対向するように備えられ、前記ハブベアリングの位置を検知するレゾルバと、を含み、
    前記ハブベアリングは、
    前記回転部に固定結合されるハブボディと、
    前記固定部に固定結合されるハブ外輪と、を含み、
    前記レゾルバは、
    レゾルバロータと、
    レゾルバステータと、を含み、
    前記レゾルバロータは、
    前記ハブボディに固定結合される、自動車。
17. 前記ホイール構造体の半径方向Ｒに、前記ホイールと前記ハブボディとの間に備えられるブレーキアセンブリをさらに含む、請求項１６に記載の自動車。

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