JP2849202B2 - 減速機付ホィールモータ - Google Patents

減速機付ホィールモータ

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JP2849202B2
JP2849202B2 JP31491690A JP31491690A JP2849202B2 JP 2849202 B2 JP2849202 B2 JP 2849202B2 JP 31491690 A JP31491690 A JP 31491690A JP 31491690 A JP31491690 A JP 31491690A JP 2849202 B2 JP2849202 B2 JP 2849202B2
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康夫 山口
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、電気自動車に用いられる減速機付ホィール
モータに関する。
【従来の技術】
近年、環境問題の観点から電気自動車の開発が盛んに
行われている。これまで開発された電気自動車には、モ
ータを従来のエンジンに置き換えてクランクシャフトに
連結し、あるいはモータを1対の前輪又は後輪の動力伝
達軸に連結して駆動する方式や、各車輪毎に減速機を介
してモータを連結して駆動するという減速機付ホィール
モータを用いる方式等がある。 このうち、後者の減速機付ホィールモータの例として
は、ホィールの中においてモータの車体外側方向に減速
機を配設して所望の減速比を得るように構成したものが
提案(特開昭62−175217号公報参照)されている。この
減速機付ホィールモータは、鉱山用ダンプトラック等で
利用されているものであり、通常、ダブルタイヤ(2本
タイヤ)で使われるものである。そのため、駆動機構の
全長方向の制約があまりなかった。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記減速機付ホィールモータの構造を
一般の車両に適用しようとすると、ホィールが1本のた
め、モータ部がホィールから突出し、脱輪時にモータ部
が破損したり、走行中であっても石が跳ねてモータ部に
当たり破損するというような問題が生じる。 また、減速機付ホィールモータでは、車輪の上下動や
旋回時に、車体本体とモータや減速機とが互いに干渉す
ることがないようにしなければならない。そのため、モ
ータや減速機の設置スペースが制限される。そこで、制
約されたスペース内にモータや減速機を配設するために
これらをできるだけ小型化することが求められる。 さらに、電気自動車においては、車体重量に対して高
出力を得るために、モータを小型軽量化しながらも出力
トルクを相当高くしなければならない。 上記の各要求を満たすため、できるだけロータとステ
ータとの間隙を狭くし、ロータに高性能の永久磁石を取
り付けるようにしている。しかし、このようなモータで
は、ロータをハウジングに組付ける際に吸引力が強いた
めステータに吸着し、その時の衝撃で永久磁石の表面に
傷が付いたり、破損したりするという問題がある。そこ
で、このような事故を防ぐためには、永久磁石の吸引力
と挿入時の偏心量を抑え、ロータをスムーズに挿入する
特別の治具が必要になる。 本発明は、上記の課題を解決するものであって、全長
を短縮し小型で高出力を得ることができ、しかもロータ
を組付けが簡単な減速機付ホィールモータを提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
そのために本発明は、ケース本体(10)の内部に、コ
イル(22)が巻回されているステータ(21)とステータ
(21)に対向して回転するロータ(23)とを有する電動
モータ(20)、及びロータ(23)とホィール(54)が取
付けられたアウトプットフランジ(52)との間を連結す
る減速機構(30)を収容した減速機付ホィールモータで
あって、ステータ(21)は、ケース本体(10)の内壁に
固定され、ロータ(23)は、ステータ(21)に対向する
幅より軸方向に突き出た肉薄部(26)を設けた中空円筒
上の鉄心で構成され、肉薄部(26)と軸方向における肉
薄部(26)の反対側との両端の2点でケース本体(10)
に回転自在に支持され、減速機構(30)は、入力ギヤ
(33)がロータ(23)の鉄心の中空内側にスプライン嵌
合され、出力ギヤ(32)に連結された出力回転軸(51)
がアウトプットフランジ(52)に接続され、ケース本体
(10)は、肉薄部(26)を支持する位置よりロータ(2
3)のある軸方向に少なくともステータ(21)とロータ
(23)とが対向する幅を有する延長部が設けられている
ことを特徴とする。
【作用および発明の効果】
上記のように中空ロータを採用し中空部に減速機構を
配置することにより、ロータを偏平にし全長を短縮する
ことができる。しかも、ロータを組付ける際にロータが
ベアリングを介してケース側延長部先端よりガイドされ
るように構成するので、簡単な治具を用いるだけで永久
磁石がステータに吸着するのを防ぎ、スムースにハウジ
ングのロータを組付けることができる。
【実施例】
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 第1図は本発明に係る減速機付ホィールモータの1実
施例を示す断面図である。 第1図において、ケース本体10は、円筒状のサポート
側ハウジング11とホィール側ハウジング12からなる2分
割構造であり、両者は図示しないボルトで固定されてい
る。さらに、サポート側ハウジング11は、ホィール側ハ
ウジング12とは反対側にプレート13、カバー14が図示し
ないボルトで固定され、サポート61にボルト62で固定さ
れている。また、底部にはオイルポンプモータ16が設け
られ、プレート13とカバー14との間で構成する油路を通
して底部のオイル溜18からオイルが循環冷却されるよう
に構成されている。さらに、オイル冷却のためにカバー
14の外周面には、多数の冷却用フィン15とヒートパイプ
17が設けられている。そして、このケース本体10の内部
には、偏平、中空にしたロータ23を有する電動モータ20
が収容され、そのロータ23の中空部に遊星歯車減速装置
30が収容されている。 電動モータ20のステータ21は、ハウジング12の内壁に
圧入固定され、ステータ21にコイル22が巻回されてい
る。電動モータ20のロータ23は、中空の鉄心で構成され
外周に永久磁石24が保持バンド25で固定されると共に、
その一方端に永久磁石24から軸方向へ突き出た薄肉部26
が設けられ、この薄肉部26及びその反対側の両端で回転
自在に支持されている。図示の例では、その一端がハウ
ジング11側でボールペアリング41により支持され、他端
が遊星歯車減速装置30のリングギヤ31側でボールベアリ
ング42により支持されており、そして、遊星歯車減速装
置30のリングギヤ31がハウジング12に圧入、ボルトによ
り固定されている。したがって、リングギヤ31がボール
ベアリング42により薄肉部26を支持するハウジング12側
を兼ね、その先端からのボールベアリング42に取付け位
置がロータ23とステータ21との対向幅以上となってい
る。そして、ロータ23を図示左側から挿入して組付ける
際に、ロータ23がボールベアリング42を介してケース側
延長部先端、つまりリングギヤ31の先端よりガイドされ
るようになっている。そのため、そのガイド面となるリ
ングギヤ31の外周部は、途中に段差を設け先端側の径を
やや小さくしている。 また、遊星歯車減速装置30のサンギヤ33は、ハウジン
グ11側にボールベアリング43により支持されると共に、
ロータ23の中空内側にスプライン嵌合されている。ピニ
オンシャフト34は、出力回転軸となるアウトプットキャ
リア51に連結され、ピニオンギヤ32は、ピニオンシャフ
ト34にニードルベアリング45で回転可能に支持され、リ
ングギヤ31とサンギヤ33に常時噛み合うように配設され
ている。 アウトプットフランジ52は、アウトプットキャリア51
の外周にスプライン嵌合されてナット53により軸方向に
移動不能に固定され、リングギヤ31のピニオンギヤ32と
噛み合う外側で複列アンギュラベアリング44によって支
持されている。そして、このアウトプットフランジ52に
は、ブレーキのディスク板56がスプライン嵌合されると
共に、タイヤ55を保持したホィール54がボルト・ナット
により取り付けられる。 サポート61は、上端に外歯の歯車を有する筒状部材で
あって、アンキュラベアリング46とナット64によりナッ
クル63に回転自在に支持され、スラスト力が支持される
ようになっている。さらにこのナックル63にカバーイン
ターナル66がボルトで固定されている。そして、内歯を
有するインターナルギヤ65が操舵レバー67にボルトで固
定され、ボールベアリング47とニードルロータベアリン
グ48によりカバーインターナル66に回転自在に支持され
ると共に、サポート61の外歯とインターナルギヤ65が噛
み合うように配設され、増速ギヤが構成されている。こ
のようにしてレバー67の操舵に伴いインターナルギヤ65
が回転すると、その回転角を例えば2倍に増幅してサポ
ート61が回転する。 上記のようにリングギヤ31をハウジング12に固定し、
その内側で複列アンギュラベアリング44によりアウトプ
ットフランジ52、アウトプットキャリア51を支持すると
共に、電動モータ20のロータ23と遊星歯車減速装置30の
サンギヤ33とはスプライン嵌合するので、複列アンギュ
ラベアリング44の芯ズレによるシャフトの傾きをなく
し、遊星歯車減速装置30の同芯性を高めることができ
る。 また、ロータ23の中空部を利用して遊星歯車減速装置
30を配置したので、軸方向の長さを短縮して偏平、小型
化し、高速回転を可能にして加減速性能を良好にするこ
とができる。この場合、ロータは、偏平で径が大きくな
るため、2点支持してもその支持間隔が短くなって、ハ
ウジング間の芯ずれの影響が出やすくなり、ロータの傾
きによりステータとロータの磁石との間隔のバラツキが
生じトルク特性にバラツキが生じる。この問題に対し
て、本発明では、ロータの横に薄肉部を設けその両端の
ロータ外周に近い方で両側から挟み込むように2点支持
するので、支持部の径を大きくすることができ、さらに
同心性を高め、ロータの傾き、ステータとの間隔の変動
を少なくすることができる。したがって、ロータのカタ
ギによる性能のバラツキをなくすことができる。 次に、ロータの組付け手順を説明する。 第2図はステータ側とロータ側のそれぞれの構成を示
す図、第3図はロータの組付け手順を説明するための図
である。 まず、ロータの組付けに至る前に、一方では、第2図
(a)に示すようにハウジング12にリングギヤ31、ステ
ータ21の圧入固定、さらにその内側にピニオンギヤ32、
複列アンギュラベアリング44、アウトプットキャリア5
1、アウトプットフランジ52等の組み込みが行われる。
また、他方では、同図(b)に示すようにロータ23にサ
ンギヤ33、ボールベアリング41、42等の組み込みが行わ
れる。 しかる後、第3図(a)に示すようにハウジング12を
取付ける組付治具71、ロータアッシィを取付ける組付治
具72を用いて、それぞれの組付治具71、72にボルト74、
73でハウジング12、ロータアッシィを取付け、ボルト75
を締め付けることによって組付治具72をハウジング12に
組付ける。このボルト75を締め始めでは、まず、ロータ
23の薄肉部26に取付けたボールベアリング42が同図
(a)に示すようにリングギヤ31の先端と接触してロー
タ23をガイドする。ここでは、まだ、ロータ23の永久磁
石24がステータと対向しない位置であり、サンギヤとピ
ニオンギヤが噛み合う前でもある。 さらにボルト75を締めると、同図(b)に示すように
永久磁石24とステータ21が重なり、永久磁石24とステー
タ鉄心との間に吸引力が働くが、ボールベアリング42と
リングギヤ31との接触点、組付治具71とボルト75との接
触点の2点でロータ23が支持されるので、永久磁石24と
ステー21との間のクリアランスによって永久磁石24とス
テータ21との接触を回避しながらロータ23を挿入するこ
とができる。 その後、同図(c)に示すようにサンギヤ31とピニオ
ンギヤ32が噛み合いながらロータ23がハウジング12内に
完全に組付けられる。 なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、リングギヤ又はサンギヤの一方をインプットギヤと
したが、これ以外の組み合わせでもよい。また、ロータ
の中空部に減速装置として遊星歯車減速装置を配設した
が、他の減速装置を配設してもよい。 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、偏
平中空ロータを採用し、その中空部に減速装置を配設し
たので、軸方向の長さを短縮することができる。そのた
め、シングルタイヤの一般車両に適用しても、大きくは
み出ることがなく、脱輪時や走行中にはねる石によるモ
ータの損傷を防止することができる。 しかも、ロータの端部に薄肉部を設けてこの薄肉部と
反対側の端部とのロータの外周に近い方で両側から挟む
ようにベアリングを配置して回転自在にロータを2点支
持するので、ステータとロータとの間隙の変化を抑える
ことができ、モータ性能を安定化させることができる。
そして、この薄肉部側にハウジングの延長部分を設け、
この延長部分に沿ってベアリングでロータをガイドし、
組付けるようにするので、組付けの際にロータの永久磁
石とステータの鉄心との吸引力で永久磁石とステータが
接触するのを防ぐことができ、永久磁石の破損を防ぐこ
とができる。 また、ロータとステータとの間隙を狭くすることがで
きるので、モータの出力性能の向上、安定化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【第1図】 本発明に係る減速機付ホィールモータの1実施例を示す
断面図である。
【第2図】 ステータ側とロータ側のそれぞれの構成を示す図であ
る。
【第3図】 ロータの組付け手順を説明するための図である。
【符号の説明】
10……ケース本体 16……オイルポンプモータ 17……ヒートパイプ 20……モータ 30……遊星歯車減速装置 51……アウトプットキャリア 52……アウトプットフランジ 54……ホィール 55……タイヤ 61……サポート 63……ナックル 65……インターナルギヤ 66……カバーインターナル 67……レバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60K 7/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケース本体(10)の内部に、コイル(22)
    が巻回されているステータ(21)とステータ(21)に対
    向して回転するロータ(23)とを有する電動モータ(2
    0)、及びロータ(23)とホィール(54)が取付けられ
    たアウトプットフランジ(52)との間を連結する減速機
    構(30)を収容した減速機付ホィールモータであって、 ステータ(21)は、ケース本体(10)の内壁に固定さ
    れ、 ロータ(23)は、ステータ(21)に対向する幅より軸方
    向に突き出た肉薄部(26)を設けた中空円筒上の鉄心で
    構成され、肉薄部(26)と軸方向における肉薄部(26)
    の反対側との両端の2点でケース本体(10)に回転自在
    に支持され、 減速機構(30)は、入力ギヤ(33)がロータ(23)の鉄
    心の中空内側にスプライン嵌合され、出力ギヤ(32)に
    連結された出力回転軸(51)がアウトプットプランジ
    (52)に接続され、 ケース本体(10)は、肉薄部(26)を支持する位置より
    ロータ(23)のある軸方向に少なくともステータ(21)
    とロータ(23)とが対向する幅を有する延長部が設けら
    れていることを特徴とする減速機付ホィールモータ。
JP31491690A 1990-11-20 1990-11-20 減速機付ホィールモータ Expired - Lifetime JP2849202B2 (ja)

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