JP2545733B2 - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents
電気自動車の駆動装置Info
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- JP2545733B2 JP2545733B2 JP5253619A JP25361993A JP2545733B2 JP 2545733 B2 JP2545733 B2 JP 2545733B2 JP 5253619 A JP5253619 A JP 5253619A JP 25361993 A JP25361993 A JP 25361993A JP 2545733 B2 JP2545733 B2 JP 2545733B2
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- drum
- electric vehicle
- brake
- gear
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/20—Type of damper
- B60G2202/25—Dynamic damper
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気モータによって減
速機構を介して車輪が駆動されるようになっている電気
自動車の駆動装置に関するものである。
速機構を介して車輪が駆動されるようになっている電気
自動車の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の代わりに電気モータを備えた
電気自動車の駆動装置は、従来から色々提案されてい
る。例えば電気モータを車輪の内部に組み込んだインホ
イールモータ駆動方式、このインホイールモータ駆動方
式において電気モータの回転軸と車両の回転軸との間に
自動変速機を設けた駆動装置、卷線式のアウターロータ
型の直流モータのロータに車輪のリムを直結した直流モ
ータ型ダイレクト駆動方式、この直流モータ型ダイレク
ト駆動方式と略同じ構造をし、モータがブラシレス直流
モータであるいわゆるブラシレス直流モータ型ダイレク
ト駆動方式等が提案されている。
電気自動車の駆動装置は、従来から色々提案されてい
る。例えば電気モータを車輪の内部に組み込んだインホ
イールモータ駆動方式、このインホイールモータ駆動方
式において電気モータの回転軸と車両の回転軸との間に
自動変速機を設けた駆動装置、卷線式のアウターロータ
型の直流モータのロータに車輪のリムを直結した直流モ
ータ型ダイレクト駆動方式、この直流モータ型ダイレク
ト駆動方式と略同じ構造をし、モータがブラシレス直流
モータであるいわゆるブラシレス直流モータ型ダイレク
ト駆動方式等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの駆動方
式によっても電気自動車を駆動することはできる。特に
インホイール駆動方式は、駆動系が車輪の中に収納され
ているので、車体側の有効な空間を広げることができ、
また車体重量も比較的軽くすることができる等の利点は
認められる。またダイレクト駆動方式によると車体重量
を小さくすることもできる。しかしながら、従来の駆動
方式には色々な問題点もある。例えば、インホイールモ
ータ駆動方式による直流モータ型ダイレクト駆動方式の
ような電気モータによって直接車輪を駆動するダイレク
ト駆動方式は、充分な駆動力は得られるにしても、加速
時と回生時におけるモータのエネルギ効率を高くするこ
とができず、発進・停止が頻繁に必要な市街地走行での
１充電当たりの走行距離が伸びないという欠点がある。
これに対し、電気モータの回転軸と車両の回転軸との間
に自動変速機を設けると、加・減速時のモータのエネル
ギ効率はよくなるが自動変速機の重量が大きく、駆動装
置全体の効率は悪くなる。したがって、本発明は電気モ
ータと車輪との間に減速機構は設けられているが、軽量
で、且つ全体の効率の良い電気自動車の駆動装置を提供
することを目的としている。
式によっても電気自動車を駆動することはできる。特に
インホイール駆動方式は、駆動系が車輪の中に収納され
ているので、車体側の有効な空間を広げることができ、
また車体重量も比較的軽くすることができる等の利点は
認められる。またダイレクト駆動方式によると車体重量
を小さくすることもできる。しかしながら、従来の駆動
方式には色々な問題点もある。例えば、インホイールモ
ータ駆動方式による直流モータ型ダイレクト駆動方式の
ような電気モータによって直接車輪を駆動するダイレク
ト駆動方式は、充分な駆動力は得られるにしても、加速
時と回生時におけるモータのエネルギ効率を高くするこ
とができず、発進・停止が頻繁に必要な市街地走行での
１充電当たりの走行距離が伸びないという欠点がある。
これに対し、電気モータの回転軸と車両の回転軸との間
に自動変速機を設けると、加・減速時のモータのエネル
ギ効率はよくなるが自動変速機の重量が大きく、駆動装
置全体の効率は悪くなる。したがって、本発明は電気モ
ータと車輪との間に減速機構は設けられているが、軽量
で、且つ全体の効率の良い電気自動車の駆動装置を提供
することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電気モータによって、減速機構を介して
駆動されるようになっている電気自動車の駆動装置であ
って、前記減速機構は、電気モータの回転軸に取り付け
られているサンギヤ、このサンギヤと噛み合うプラネタ
リーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合うリングギヤ
とからなり、前記プラネタリーギヤあるいはリングギヤ
の出力軸は、ドラムブレーキのドラムに結合され、前記
ドラムには車輪のハブが直結されていると共に、前記電
気モータ、サンギヤ、プラネタリーギヤ、リングギヤお
よびドラムブレーキは、車輪のホイール内に納められて
いる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気モー
タが、ブラシレス直流モータあるいは誘導モータのイン
ナーロータ型であり、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載のドラムブレーキのドラムと協働するブレ
ーキシューのアンカーピン等の静止部材が、電気モータ
の電機子が固定されている外枠に接続されている。そし
て請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項
に記載の電気モータの電機子の外枠が、サスペンション
アームに取り付けられている。
成するために、電気モータによって、減速機構を介して
駆動されるようになっている電気自動車の駆動装置であ
って、前記減速機構は、電気モータの回転軸に取り付け
られているサンギヤ、このサンギヤと噛み合うプラネタ
リーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合うリングギヤ
とからなり、前記プラネタリーギヤあるいはリングギヤ
の出力軸は、ドラムブレーキのドラムに結合され、前記
ドラムには車輪のハブが直結されていると共に、前記電
気モータ、サンギヤ、プラネタリーギヤ、リングギヤお
よびドラムブレーキは、車輪のホイール内に納められて
いる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気モー
タが、ブラシレス直流モータあるいは誘導モータのイン
ナーロータ型であり、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載のドラムブレーキのドラムと協働するブレ
ーキシューのアンカーピン等の静止部材が、電気モータ
の電機子が固定されている外枠に接続されている。そし
て請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項
に記載の電気モータの電機子の外枠が、サスペンション
アームに取り付けられている。
【０００５】
【作用】例えばアクセルペダルを踏む。そうすると、踏
み込んだ量に比例して、モータのコイルに通電される。
そうするとモータの回転軸が回転し、サンギヤが回転す
る。サンギヤが回転するので。サンギヤと噛み合ってい
るプラネタリーギヤは、リングギヤ２４と噛み合いなが
らサンギヤの周りを決められた減速比で公転する。した
がって、プラネタリーギヤの出力軸によりドラムブレー
キのドラムが回転駆動される。ドラムブレーキのドラム
と一体の車輪のハブも徐々に回転し、電気自動車はゆっ
くりと発車する。踏み込んだ量に比例して、回転軸の回
転数が上がり加速される。アクセルペダルを離し、ブレ
ーキペダルを踏むと、回生制動がかかり、モータから回
生電流が流れて電池に再充電される。緊急時にはドラム
ブレーキのドラムに制動がかかる。
み込んだ量に比例して、モータのコイルに通電される。
そうするとモータの回転軸が回転し、サンギヤが回転す
る。サンギヤが回転するので。サンギヤと噛み合ってい
るプラネタリーギヤは、リングギヤ２４と噛み合いなが
らサンギヤの周りを決められた減速比で公転する。した
がって、プラネタリーギヤの出力軸によりドラムブレー
キのドラムが回転駆動される。ドラムブレーキのドラム
と一体の車輪のハブも徐々に回転し、電気自動車はゆっ
くりと発車する。踏み込んだ量に比例して、回転軸の回
転数が上がり加速される。アクセルペダルを離し、ブレ
ーキペダルを踏むと、回生制動がかかり、モータから回
生電流が流れて電池に再充電される。緊急時にはドラム
ブレーキのドラムに制動がかかる。
【０００６】
【実施例】本発明は色々な形で実施することができる。
例えば電気モータには誘導モータも適用できるし、ブラ
シレス直流モータで実施することもできる。また、ブレ
ーキには構造的に単純なドラムブレーキを適用するのが
望ましい。電気自動車では回生ブレーキで制動エネルギ
のほとんどが回生されるので、重量の大きいディスクブ
レーキを適用する必要がないからである。このとき、ド
ラムブレーキのブレーキシューは、アンカーピンで車体
側の部材に固定される。本実施例では、これらのブレー
キシューは、電気モータを固定している外枠に直接ある
いはステイを介して取り付けられている。本発明は乗用
車にもトラックにも適用できる。本実施例の電気自動車
も、アクセルペダルを備えている。そしてこのアクセル
ペダルを踏むと、踏み込んだ量に比例してモータに電流
が流れるようになっている。またブレーキペダルも備
え、このブレーキペダルを踏むと回生制動がかかり、さ
らに踏み込むと、ドラムブレーキのドラムに制動がかか
るようになっている。しかしながら、これらのペダル類
の具体的な例は図には示されていない。また、以下の実
施例の説明から明らかなように、モータの出力をプラネ
タリーギヤから取り出す代わりに、リングギヤから取る
こともできる。しかしながら、この例も図には示されて
いない。以上のように、本発明は色々な形で実施するこ
とができるが、以下ブラシレス直流モータを車輪の内部
に組み込んだインホイール駆動方式モータの出力を、プ
ラネタリーギヤから取り出した実例を、図１により説明
する。
例えば電気モータには誘導モータも適用できるし、ブラ
シレス直流モータで実施することもできる。また、ブレ
ーキには構造的に単純なドラムブレーキを適用するのが
望ましい。電気自動車では回生ブレーキで制動エネルギ
のほとんどが回生されるので、重量の大きいディスクブ
レーキを適用する必要がないからである。このとき、ド
ラムブレーキのブレーキシューは、アンカーピンで車体
側の部材に固定される。本実施例では、これらのブレー
キシューは、電気モータを固定している外枠に直接ある
いはステイを介して取り付けられている。本発明は乗用
車にもトラックにも適用できる。本実施例の電気自動車
も、アクセルペダルを備えている。そしてこのアクセル
ペダルを踏むと、踏み込んだ量に比例してモータに電流
が流れるようになっている。またブレーキペダルも備
え、このブレーキペダルを踏むと回生制動がかかり、さ
らに踏み込むと、ドラムブレーキのドラムに制動がかか
るようになっている。しかしながら、これらのペダル類
の具体的な例は図には示されていない。また、以下の実
施例の説明から明らかなように、モータの出力をプラネ
タリーギヤから取り出す代わりに、リングギヤから取る
こともできる。しかしながら、この例も図には示されて
いない。以上のように、本発明は色々な形で実施するこ
とができるが、以下ブラシレス直流モータを車輪の内部
に組み込んだインホイール駆動方式モータの出力を、プ
ラネタリーギヤから取り出した実例を、図１により説明
する。
【０００７】本実施例に係わる駆動装置は、図１に示さ
れているように、ブラシレス直流モータ１を備えてい
る。このブラシレス直流モータ１は、固定子である電機
子２を外周部に、そして内側に界磁３を有する。界磁３
には希土類元素から形成されている永久磁石５が固定さ
れている。またブラシレス直流モータ１はエンコーダ４
も備えている。このエンコーダ４により、界磁３の位置
が検出され、その位置に応じて電機子２のコイル６、６
に給電される。電機子２は、外枠１０内に固定されてい
る。そして外枠１０はボールジョイント１１、１１を介
してサスペンションアーム１２、１２に取り付けられて
いる。サスペンションアーム１２、１２の端部は、車体
を支持しているので固定部材である。したがって、外枠
１０内に固定されている電機子２は固定され、電機子２
と対をなす界磁３が回転することになる。なお、図中の
符号１３はショックアブソーバを示している。
れているように、ブラシレス直流モータ１を備えてい
る。このブラシレス直流モータ１は、固定子である電機
子２を外周部に、そして内側に界磁３を有する。界磁３
には希土類元素から形成されている永久磁石５が固定さ
れている。またブラシレス直流モータ１はエンコーダ４
も備えている。このエンコーダ４により、界磁３の位置
が検出され、その位置に応じて電機子２のコイル６、６
に給電される。電機子２は、外枠１０内に固定されてい
る。そして外枠１０はボールジョイント１１、１１を介
してサスペンションアーム１２、１２に取り付けられて
いる。サスペンションアーム１２、１２の端部は、車体
を支持しているので固定部材である。したがって、外枠
１０内に固定されている電機子２は固定され、電機子２
と対をなす界磁３が回転することになる。なお、図中の
符号１３はショックアブソーバを示している。
【０００８】外枠１０は、電機子２とコイル６、６とを
包むようにして半径中心方向に延び、その先端部は軸受
部１４、１４となっている。そしてこの軸受部１４、１
４によって、界磁３を支持している回転部材２０が回転
自在に軸受けされている。回転部材２０の一方からは回
転軸２１が一体的に延び、この回転軸２１に減速機構を
構成しているサンギヤ２２が固定されている。減速機構
は、上記のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２に噛み合
いサンギヤ２２の周りを公転する複数個のプラネタリー
ギヤ２３、２３、…と、プラネタリーギヤ２３、２３、
…が公転するように噛み合っているリングギヤ２４とか
ら構成されている。そしてプラネタリーギヤ２３、２
３、…のキャリヤ２５、２５、…は、ブレーキドラム３
０を回転駆動するように、このブレーキドラム３０に取
り付けられている。リングギヤ２４は、摩擦部材２６を
介して外枠１０に固定されている。したがってブレーキ
ドラム３０は、プラネタリーギヤ２３、２３、…の公転
によりキャリヤ２５、２５、…により減速されて回転駆
動されることになる。
包むようにして半径中心方向に延び、その先端部は軸受
部１４、１４となっている。そしてこの軸受部１４、１
４によって、界磁３を支持している回転部材２０が回転
自在に軸受けされている。回転部材２０の一方からは回
転軸２１が一体的に延び、この回転軸２１に減速機構を
構成しているサンギヤ２２が固定されている。減速機構
は、上記のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２に噛み合
いサンギヤ２２の周りを公転する複数個のプラネタリー
ギヤ２３、２３、…と、プラネタリーギヤ２３、２３、
…が公転するように噛み合っているリングギヤ２４とか
ら構成されている。そしてプラネタリーギヤ２３、２
３、…のキャリヤ２５、２５、…は、ブレーキドラム３
０を回転駆動するように、このブレーキドラム３０に取
り付けられている。リングギヤ２４は、摩擦部材２６を
介して外枠１０に固定されている。したがってブレーキ
ドラム３０は、プラネタリーギヤ２３、２３、…の公転
によりキャリヤ２５、２５、…により減速されて回転駆
動されることになる。
【０００９】ブレーキドラム３０と対をなすブレーキシ
ュー３１は、ブレーキドラム３０の内側に設けられ、そ
の端部はアンカーピン３２により外枠１０のステー１５
に取り付けられている。このブレーキシュー３１は、流
体シリンダ３５で拡径されブレーキドラム３０のブレー
キパット３３に接し制動がかかる。車輪のハブ４０は、
ブレーキドラム３０に同心状に固定されている。そして
この車輪のハブ４０にはホイール４１がボルト４２、４
２、…でタイヤ４０が取り付けられている。ホイール４
１の外周部には、周知のようにタイヤ４３が取り付けら
れている。
ュー３１は、ブレーキドラム３０の内側に設けられ、そ
の端部はアンカーピン３２により外枠１０のステー１５
に取り付けられている。このブレーキシュー３１は、流
体シリンダ３５で拡径されブレーキドラム３０のブレー
キパット３３に接し制動がかかる。車輪のハブ４０は、
ブレーキドラム３０に同心状に固定されている。そして
この車輪のハブ４０にはホイール４１がボルト４２、４
２、…でタイヤ４０が取り付けられている。ホイール４
１の外周部には、周知のようにタイヤ４３が取り付けら
れている。
【００１０】次に上記実施例の作用について説明する。
例えばアクセルペダルを踏む。そうすると、踏み込んだ
量に比例して、ブラシレス直流モータ１のコイル６、６
に電流が通電される。そうすると界磁３は、軸受部１
４、１４により外枠１０に対して軸受けされているの
で、車軸２７の周りを回転する。これと一体の回転軸２
１も車軸２７の周りを回転する。したがって、サンギヤ
２２が回転する。サンギヤ２２と噛み合っているプラネ
タリーギヤ２３、２３、…は、リングギヤ２４の周りを
決められた減速比で公転する。したがって、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…のキャリヤ２５、２５、…により
ブレーキドラム３０は回転駆動される。ブレーキドラム
３０と一体の車輪のハブ４０も徐々に回転し、電気自動
車はゆっくりと発車する。踏み込んだ量に比例して、界
磁３のトルクが上がり加速される。アクセルペダルを離
し、例えばブレーキペダルを踏む。そうすると回生制動
がかかり、ブレーキペダルの踏み込み量に応じてブラシ
レス直流モータ１より回生電流が流れて電池に再充電さ
れる。それに伴って電気自動車は減速あるいは停止す
る。以下前述したようにして発車、走行、停車する。緊
急時にさらにブレーキペダルを踏み込むと、流体シリン
ダ３５に例えば圧縮空気が供給されブレーキシュー３１
がブレーキパット３３に接し、機械的な制動がかかる。
例えばアクセルペダルを踏む。そうすると、踏み込んだ
量に比例して、ブラシレス直流モータ１のコイル６、６
に電流が通電される。そうすると界磁３は、軸受部１
４、１４により外枠１０に対して軸受けされているの
で、車軸２７の周りを回転する。これと一体の回転軸２
１も車軸２７の周りを回転する。したがって、サンギヤ
２２が回転する。サンギヤ２２と噛み合っているプラネ
タリーギヤ２３、２３、…は、リングギヤ２４の周りを
決められた減速比で公転する。したがって、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…のキャリヤ２５、２５、…により
ブレーキドラム３０は回転駆動される。ブレーキドラム
３０と一体の車輪のハブ４０も徐々に回転し、電気自動
車はゆっくりと発車する。踏み込んだ量に比例して、界
磁３のトルクが上がり加速される。アクセルペダルを離
し、例えばブレーキペダルを踏む。そうすると回生制動
がかかり、ブレーキペダルの踏み込み量に応じてブラシ
レス直流モータ１より回生電流が流れて電池に再充電さ
れる。それに伴って電気自動車は減速あるいは停止す
る。以下前述したようにして発車、走行、停車する。緊
急時にさらにブレーキペダルを踏み込むと、流体シリン
ダ３５に例えば圧縮空気が供給されブレーキシュー３１
がブレーキパット３３に接し、機械的な制動がかかる。
【００１１】本実施例によると、色々な効果が得られる
が、以下ブラシレス直流モータを使用した場合の効果
を、数式を用いて説明する。一般に、ブラシレス直流モ
ータの効率ηBは次式（１）で表される。 ηB＝１／（１＋ＡＴ／ｎ＋Ｂｎ0.6／Ｔ） （１） 上式において、Ａは卷線抵抗とトルク定数に依存するモ
ータの定数、Ｂはモータの鉄損に依存するモータの定数
である。またＴはモータのトルク、ｎは回転数である。
なお、式（１）の分母の第２項の「ＡＴ／ｎ」は銅損に
基づくもので、また第３項の「Ｂｎ0.6／Ｔ」鉄損に基
づくものである。インホイールモータ駆動方式の電気自
動車においてブラシレス直流モータの回転軸を車輪に直
接接続した従来の駆動方式の効率ηDは、（１）式を変
形して次式（２）で表される。 ηD＝１／（１＋ＡＴ／ｎＮ＋Ｂｎ0.6Ｎ／Ｔ） （２） ここでＮは駆動輪の数である。
が、以下ブラシレス直流モータを使用した場合の効果
を、数式を用いて説明する。一般に、ブラシレス直流モ
ータの効率ηBは次式（１）で表される。 ηB＝１／（１＋ＡＴ／ｎ＋Ｂｎ0.6／Ｔ） （１） 上式において、Ａは卷線抵抗とトルク定数に依存するモ
ータの定数、Ｂはモータの鉄損に依存するモータの定数
である。またＴはモータのトルク、ｎは回転数である。
なお、式（１）の分母の第２項の「ＡＴ／ｎ」は銅損に
基づくもので、また第３項の「Ｂｎ0.6／Ｔ」鉄損に基
づくものである。インホイールモータ駆動方式の電気自
動車においてブラシレス直流モータの回転軸を車輪に直
接接続した従来の駆動方式の効率ηDは、（１）式を変
形して次式（２）で表される。 ηD＝１／（１＋ＡＴ／ｎＮ＋Ｂｎ0.6Ｎ／Ｔ） （２） ここでＮは駆動輪の数である。
【００１２】本実施例において駆動系の効率ηHは、ブ
ラシレス直流モータの効率ηBにサンギヤ、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…、リングギヤ２４等からなる減速
機構の効率ηGを掛け合わせて次式（３） ηH＝ηG／｛１＋ＡＴ／（ｎＮｉ2）＋Ｂ（ｎｉ）0.6Ｎ／（ｉ／Ｔ）｝（３ ） で与えられる。ここでｉはギヤ比である。一般に減速機
構の効率ηGは、１にかなり近い値となる。電気自動車
のモータが特に加速状態であったり、時速４０ｋｍ程度
の低速走行においては、モータの鉄損は銅損よりかなり
小さい。したがって、（２）、（３）式における効率η
D、ηHは銅損が主である。（２）、（３）式の銅損を比
較すると、すなわち従来の駆動方式の銅損と本実施例の
銅損とを比較すると、本実施例の銅損はギヤ比ｉの２乗
分だけ小さい。したがって、卷線抵抗とトルク定数に依
存するモータの定数Ａと、駆動輪の数Ｎとが同一であれ
ば、本実施例の銅損は従来の駆動方式の銅損の１／ｉ2
となる。また（２）、（３）式において同じ銅損になる
ようにすると、（３）式の卷線抵抗とトルク定数に依存
するモータの定数Ａまたは駆動輪の数Ｎを小さくするこ
とができる。このことは、ブラシレス直流モータのサイ
ズを小さくすること、または駆動輪の数Ｎを減らすこと
が可能であることを示している。すなわち本実施例によ
ると、従来の駆動方式に比較してブラシレス直流モータ
のサイズを小さくすることができ、または駆動輪の数Ｎ
を減らすことができることを意味している。
ラシレス直流モータの効率ηBにサンギヤ、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…、リングギヤ２４等からなる減速
機構の効率ηGを掛け合わせて次式（３） ηH＝ηG／｛１＋ＡＴ／（ｎＮｉ2）＋Ｂ（ｎｉ）0.6Ｎ／（ｉ／Ｔ）｝（３ ） で与えられる。ここでｉはギヤ比である。一般に減速機
構の効率ηGは、１にかなり近い値となる。電気自動車
のモータが特に加速状態であったり、時速４０ｋｍ程度
の低速走行においては、モータの鉄損は銅損よりかなり
小さい。したがって、（２）、（３）式における効率η
D、ηHは銅損が主である。（２）、（３）式の銅損を比
較すると、すなわち従来の駆動方式の銅損と本実施例の
銅損とを比較すると、本実施例の銅損はギヤ比ｉの２乗
分だけ小さい。したがって、卷線抵抗とトルク定数に依
存するモータの定数Ａと、駆動輪の数Ｎとが同一であれ
ば、本実施例の銅損は従来の駆動方式の銅損の１／ｉ2
となる。また（２）、（３）式において同じ銅損になる
ようにすると、（３）式の卷線抵抗とトルク定数に依存
するモータの定数Ａまたは駆動輪の数Ｎを小さくするこ
とができる。このことは、ブラシレス直流モータのサイ
ズを小さくすること、または駆動輪の数Ｎを減らすこと
が可能であることを示している。すなわち本実施例によ
ると、従来の駆動方式に比較してブラシレス直流モータ
のサイズを小さくすることができ、または駆動輪の数Ｎ
を減らすことができることを意味している。
【００１３】今具体的な例として（２）式に対応する電
気自動車と、（３）式に対応する本実施例の電気自動車
について検討する。これらの電気自動車に搭載されるモ
ータは共にブラシレス直流モータとし、これらのモータ
の個数、ギヤ比等はそれぞれ表１に示すものとする。表
１においてモータ（２）は（２）式に対応し、モータ
（３）は（３）式に対応し重量は略同一とする。また、
電気自動車に搭載されるモータは、（２）式に対応する
電気自動車には４個、（３）式に対応する本実施例の電
気自動車には２個とする。本実施例の電気自動車のギヤ
比は４.４とした。 表１（モータの特性） モータ（２） モータ（３） トルク定数（Ｎｍ／Ａ） １.９６ ０.３８２２ 一相当りの電機子抵抗（Ω） ０.０６７５ ０.００６４ 漂遊付加損 １.１５ １.１５ 無負荷損失係数 ０.００４７７ ０.００１２ １ コントローラ損失ー１ ０.０１５６ ０.００７８ （電流の自乗に比例） コントローラ損失ー２（電流に比例） ９.０２ ４.５１ 電池の回生時内部抵抗（Ω） １.１１２ ０.５５６ 電池の放電時内部抵抗（Ω） ０.８６４ ０.４３２ 最大電流（Ａ） ２１２ ４８０ 電池電圧（Ｖ） ３２９ ３２９ ギヤ比 １ ４.４ ギヤの伝達効率 １ ０.９５ モータ個数 ４ ２
気自動車と、（３）式に対応する本実施例の電気自動車
について検討する。これらの電気自動車に搭載されるモ
ータは共にブラシレス直流モータとし、これらのモータ
の個数、ギヤ比等はそれぞれ表１に示すものとする。表
１においてモータ（２）は（２）式に対応し、モータ
（３）は（３）式に対応し重量は略同一とする。また、
電気自動車に搭載されるモータは、（２）式に対応する
電気自動車には４個、（３）式に対応する本実施例の電
気自動車には２個とする。本実施例の電気自動車のギヤ
比は４.４とした。 表１（モータの特性） モータ（２） モータ（３） トルク定数（Ｎｍ／Ａ） １.９６ ０.３８２２ 一相当りの電機子抵抗（Ω） ０.０６７５ ０.００６４ 漂遊付加損 １.１５ １.１５ 無負荷損失係数 ０.００４７７ ０.００１２ １ コントローラ損失ー１ ０.０１５６ ０.００７８ （電流の自乗に比例） コントローラ損失ー２（電流に比例） ９.０２ ４.５１ 電池の回生時内部抵抗（Ω） １.１１２ ０.５５６ 電池の放電時内部抵抗（Ω） ０.８６４ ０.４３２ 最大電流（Ａ） ２１２ ４８０ 電池電圧（Ｖ） ３２９ ３２９ ギヤ比 １ ４.４ ギヤの伝達効率 １ ０.９５ モータ個数 ４ ２
【００１４】上記条件のモータを、電池重量が５３１ｋ
ｇ、４人乗りの電気自動車に搭載するものとする。また
車体の総重量は（２）式に対応する電気自動車に比較し
て本実施例に係わる電気自動車の総重量は、モータおよ
びコントローラが４個から２個に減った分だけ軽くなっ
たものとする。このような条件の下でそれぞれの電気自
動車の仕様の例を表２に示す。なお、表２において車両
（２）は、モータ（２）を、そして車両（３）はモータ
（３）を搭載した電気自動車とする。 表２（電気自動車の特性） 車両（２） 車両（３） 前面投影面積（ｍ2） １.８３ １.８３ 空気抵抗係数 ０.２５ ０.２５ 転がり摩擦係数 ０.００７２ ０.００７２ 回転部分相当重量 １.０３ １.０２５ タイヤ直径（ｍ） ０.６３３ ０.６３３ 総重量（ｋｇ） １６６０ １５６０ 電池のエネルギ密度（Ｗｈ／ｋｇ） ５６.７ ５６.７ 電池重量（ｋｇ） ５３１.２ ５３１.２ 電池の種類 ＮｉＣｄ ＮｉＣｄ
ｇ、４人乗りの電気自動車に搭載するものとする。また
車体の総重量は（２）式に対応する電気自動車に比較し
て本実施例に係わる電気自動車の総重量は、モータおよ
びコントローラが４個から２個に減った分だけ軽くなっ
たものとする。このような条件の下でそれぞれの電気自
動車の仕様の例を表２に示す。なお、表２において車両
（２）は、モータ（２）を、そして車両（３）はモータ
（３）を搭載した電気自動車とする。 表２（電気自動車の特性） 車両（２） 車両（３） 前面投影面積（ｍ2） １.８３ １.８３ 空気抵抗係数 ０.２５ ０.２５ 転がり摩擦係数 ０.００７２ ０.００７２ 回転部分相当重量 １.０３ １.０２５ タイヤ直径（ｍ） ０.６３３ ０.６３３ 総重量（ｋｇ） １６６０ １５６０ 電池のエネルギ密度（Ｗｈ／ｋｇ） ５６.７ ５６.７ 電池重量（ｋｇ） ５３１.２ ５３１.２ 電池の種類 ＮｉＣｄ ＮｉＣｄ
【００１５】表２の仕様に基づき、それぞれの電気自動
車の１充電当たりの走行距離、加速性能、最高速度等を
計算し、次の表３に示す。 表３（電気自動車の性能） 車両（２） 車両（３） ４０ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ５５７ｋｍ ５６６ｋｍ １００ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ２７２ｋｍ ２６４ｋｍ ４モードパターン速走行時の１充電走行距離 ２３２ｋｍ ３４９ｋｍ １０モードパターン速走行時の１充電走行距離 １９８ｋｍ ３０６ｋｍ ０から５０ｋｍ／ｈまでの加速時間 ４.６５ｓ ４.７５ｓ ０から４００ｍ走行に要する時間 １７.９ｓ １７.４ｓ 最高速度 １６６ｋｍ／ｈ １８８ｋｍ／ ｈ 上記表３から明らかなように、定速走行時には一充電当
たりの走行距離において両車両（２）、（３）の間に格
別差はないが、パターン走行において性能に大きな差が
出ることが理解される。その理由は、銅損の大きさが特
に影響を与える加速および回生の条件では、本実施例の
駆動方式の効率が大きいためである。また従来のブラシ
レス直流モータを車輪に直結する方式に比較して、モー
タ数を減らすことができる経済的な効果もある。
車の１充電当たりの走行距離、加速性能、最高速度等を
計算し、次の表３に示す。 表３（電気自動車の性能） 車両（２） 車両（３） ４０ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ５５７ｋｍ ５６６ｋｍ １００ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ２７２ｋｍ ２６４ｋｍ ４モードパターン速走行時の１充電走行距離 ２３２ｋｍ ３４９ｋｍ １０モードパターン速走行時の１充電走行距離 １９８ｋｍ ３０６ｋｍ ０から５０ｋｍ／ｈまでの加速時間 ４.６５ｓ ４.７５ｓ ０から４００ｍ走行に要する時間 １７.９ｓ １７.４ｓ 最高速度 １６６ｋｍ／ｈ １８８ｋｍ／ ｈ 上記表３から明らかなように、定速走行時には一充電当
たりの走行距離において両車両（２）、（３）の間に格
別差はないが、パターン走行において性能に大きな差が
出ることが理解される。その理由は、銅損の大きさが特
に影響を与える加速および回生の条件では、本実施例の
駆動方式の効率が大きいためである。また従来のブラシ
レス直流モータを車輪に直結する方式に比較して、モー
タ数を減らすことができる経済的な効果もある。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
ると、車輪を駆動する減速機構が、電気モータの回転軸
に取り付けられているサンギヤ、このサンギヤと噛み合
うプラネタリーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合う
リングギヤとから構成されているので、駆動装置の効率
を高めることが可能で、従来の方式に比較して駆動用の
モータ数を減らすことができる。また、軽量なモータを
適用することもできる。さらには、プラネタリーギヤあ
るいはリングギヤの出力軸は、ドラムブレーキのドラム
に結合されて、このドラムには車輪のハブが直結されて
いるので、さらには電気モータ、サンギヤ、プラネタリ
ーギヤ、リングギヤおよびドラムブレーキが、車輪のホ
イール内に納められているので、構造が簡単で、全体が
コンパクトにまとめられ、したがって軽量で、電気エネ
ルギの消費も少なくて済む、電気自動車の駆動装置が得
られるという本発明特有の効果が得られる。請求項２記
載の発明によると、上記効果に加えて電気モータがイン
ナーロータ型であるので、アウターロータ型の電気モー
タに比較して同じ重量で銅損を小さくできる効果が得ら
れる。また、請求項３記載の発明によると、ドラムブレ
ーキのドラムと協働するブレーキシューのアンカーピン
等の静止部材が、電気モータの電機子が固定されている
外枠に接続されているので、駆動装置全体の構造を簡単
にし、軽量化することができ、したがって電気エネルギ
の消費が少なくて済む利点が得られる。請求項４記載の
発明によると、電気モータの電機子の外枠は、サスペン
ションアームに取り付けられているので、同様に駆動装
置全体の構造を簡単にし、且つ軽量化することができ
る。したがって電気エネルギの消費が少なくて済む利点
が得られる。
ると、車輪を駆動する減速機構が、電気モータの回転軸
に取り付けられているサンギヤ、このサンギヤと噛み合
うプラネタリーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合う
リングギヤとから構成されているので、駆動装置の効率
を高めることが可能で、従来の方式に比較して駆動用の
モータ数を減らすことができる。また、軽量なモータを
適用することもできる。さらには、プラネタリーギヤあ
るいはリングギヤの出力軸は、ドラムブレーキのドラム
に結合されて、このドラムには車輪のハブが直結されて
いるので、さらには電気モータ、サンギヤ、プラネタリ
ーギヤ、リングギヤおよびドラムブレーキが、車輪のホ
イール内に納められているので、構造が簡単で、全体が
コンパクトにまとめられ、したがって軽量で、電気エネ
ルギの消費も少なくて済む、電気自動車の駆動装置が得
られるという本発明特有の効果が得られる。請求項２記
載の発明によると、上記効果に加えて電気モータがイン
ナーロータ型であるので、アウターロータ型の電気モー
タに比較して同じ重量で銅損を小さくできる効果が得ら
れる。また、請求項３記載の発明によると、ドラムブレ
ーキのドラムと協働するブレーキシューのアンカーピン
等の静止部材が、電気モータの電機子が固定されている
外枠に接続されているので、駆動装置全体の構造を簡単
にし、軽量化することができ、したがって電気エネルギ
の消費が少なくて済む利点が得られる。請求項４記載の
発明によると、電気モータの電機子の外枠は、サスペン
ションアームに取り付けられているので、同様に駆動装
置全体の構造を簡単にし、且つ軽量化することができ
る。したがって電気エネルギの消費が少なくて済む利点
が得られる。
【図１】本発明の１実施例を模式的に示す断面図であ
る。
る。
１ ブラシレス直流モータ ３ 界磁 １０ 外枠 １１ ボールジョイント １２ サスペンションアーム ２１ 回転軸 ２２ サンギヤ ２３ プラネタリーギヤ ２４ リングギヤ ２５ キャリヤ ３０ ブレーキドラム ４０ 車輪のハブ ４１ ホイール
Claims (4)
- 【請求項１】 電気モータによって、減速機構を介して
駆動されるようになっている電気自動車の駆動装置であ
って、 前記減速機構は、電気モータの回転軸に取り付けられて
いるサンギヤ、このサンギヤと噛み合うプラネタリーギ
ヤ、このプラネタリーギヤが噛み合うリングギヤとから
なり、 前記プラネタリーギヤあるいはリングギヤの出力軸は、
ドラムブレーキのドラムに結合され、 前記ドラムには車輪のハブが直結されていると共に、前
記電気モータ、サンギヤ、プラネタリーギヤ、リングギ
ヤおよびドラムブレーキは、車輪のホイール内に納めら
れていることを特徴とする電気自動車の駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気モータが、ブラシレ
ス直流モータあるいは誘導モータのインナーロータ型で
ある、電気自動車の駆動装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載のドラムブレーキの
ドラムと協働するブレーキシューのアンカーピン等の静
止部材が、電気モータの電機子が固定されている外枠に
接続されている、電気自動車の駆動装置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかの項に記載の電気
モータの電機子の外枠が、サスペンションアームに取り
付けられている、電気自動車の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253619A JP2545733B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 電気自動車の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253619A JP2545733B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 電気自動車の駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781430A JPH0781430A (ja) | 1995-03-28 |
| JP2545733B2 true JP2545733B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=17253883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5253619A Expired - Lifetime JP2545733B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 電気自動車の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545733B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081871A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | インホイールモータ |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010035552A (ko) * | 1999-10-01 | 2001-05-07 | 윤문수 | 동력바퀴 |
| JP3440082B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2003-08-25 | 科学技術振興事業団 | 電気自動車用インホイールモーター |
| CN100475589C (zh) * | 2001-04-16 | 2009-04-08 | 株式会社普利司通 | 车轮内置型电机的安装方法及车轮内置型电机*** |
| JP3840461B2 (ja) * | 2003-05-15 | 2006-11-01 | 清水 浩 | ８輪駆動の電気自動車 |
| JP4113506B2 (ja) | 2003-09-30 | 2008-07-09 | トヨタ自動車株式会社 | 車輪支持装置 |
| US7703780B2 (en) | 2003-09-30 | 2010-04-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wheel supporting apparatus improving ride comfort of vehicle |
| JP4276579B2 (ja) | 2004-05-17 | 2009-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | インホイールモータに設けられる部品の搭載構造 |
| JP4139353B2 (ja) | 2004-05-25 | 2008-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車輪支持装置 |
| JP5204833B2 (ja) * | 2010-11-15 | 2013-06-05 | 本田技研工業株式会社 | ホイール回転装置のブレーキ構造 |
| CN102416857B (zh) * | 2011-10-10 | 2015-10-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 推土机及混合动力*** |
| CN102602280B (zh) * | 2012-03-22 | 2015-05-20 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 轮内电机及搭载该轮内电机的可外接充电式混合动力车辆 |
| JP6128582B2 (ja) * | 2012-11-02 | 2017-05-17 | 株式会社ササキコーポレーション | 歩行型ブレード除雪機 |
| CN103640470B (zh) * | 2013-12-10 | 2016-01-20 | 江苏大学 | 用于车辆轮毂驱动的双转子电机结构及其动力传递模式 |
| CN111845320B (zh) * | 2019-04-28 | 2022-03-18 | 浙江万安科技股份有限公司 | 集成盘式轮毂电机与减速器的驱制动一体化电动轮及汽车 |
| CN111845319B (zh) * | 2019-04-28 | 2022-03-18 | 浙江万安科技股份有限公司 | 集成盘式轮毂电机与减速器的驱制动一体化电动轮及汽车 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT978258B (it) * | 1972-01-22 | 1974-09-20 | Cav Ltd | Gruppo di comando per ruote |
| DE2357451C2 (de) * | 1973-11-17 | 1981-09-24 | Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München | Radnabenantrieb mit Bremse |
| JPH0626931B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1994-04-13 | 三菱重工業株式会社 | エレクトリツクホイ−ルドライブ装置 |
| JPS62175217A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エレクトリックホイ−ルドライブ装置 |
| JPH01172027A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | ホイールドライブ装置 |
| US5087229A (en) * | 1991-05-06 | 1992-02-11 | General Motors Corporation | Independently suspended steerable motor wheel apparatus |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5253619A patent/JP2545733B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081871A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | インホイールモータ |
| JP4689949B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2011-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | インホイールモータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781430A (ja) | 1995-03-28 |
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