JP3093782B2 - 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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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10Mounting of suspension elements
    • B60G2204/30In-wheel mountings

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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

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、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。 本発明は、上記の課題を解決するものであって、全長
を短縮することができ、小型で高出力を得ることができ
る減速機付ホィールモータを提供することを目的とする
ものである。
【課題を解決するための手段】
そのために本発明に係る減速機付ホィールモータは、
ケース側に固定されるステータ、ケース側にベアリング
支持される中空円筒状のロータ、ケース側にベアリング
支持されホィールが取付けられるアウトプットフラン
ジ、ロータ側に入力ギヤが支持されアウトプットフラン
ジ側に出力ギヤが支持されロータの中空部に配設される
減速機構を備え、ロータ端部に薄肉部を設け、該薄肉部
と反対側の端部との軸方向両端の2点でロータをベアリ
ングにより回転自在に支持するように構成したことを特
徴とするものである。
【作用および発明の効果】
本発明に係る減速機付ホィールモータでは、上記のよ
うに中空ロータを採用し中空部に減速機を配置するの
で、ロータを偏平にし全長を短縮することができる。ま
た、ロータ端部に薄肉部を設け、ロータの外周に近い方
で2点支持するので、ロータの傾きを少なくすることが
でき、性能の安定したホィールモータを提供することが
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とヒートパイプが
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
側でボールベアリング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。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、上部に外歯を有する筒状部材で、アン
ギュラベアリング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には、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とニードルローラベアリング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の内歯が
噛み合うように配設され、増速ギヤを構成している。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、ロータの中空部を利用して遊星歯車減速装置を
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
ジング間の芯ズレ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、さらに同芯
性を高め、ロータの傾き、ステータとの間隙の変動を少
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、薄肉部を利用したロータの組付け方法を説明す
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)に示すように組付治具72をボ
ルト73でロータアッシィに取付け、組付治具71をボルト
74でハウジング12に取付ける。そして、ボルト75を締め
ることによってロータアッシィをハウジング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
ステータ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。 第4図乃至第6図は本発明に係る減速機付ホィールモ
ータの他の実施例を示す断面図である。 第4図に示す例は、遊星歯車減速装置30′のインプッ
トとリアクションのギヤを第1図に示す例とは逆にした
ものであり、遊星歯車減速装置30′のリングギヤ31′
は、ハウジング12′側から切り離してロータ23′の中空
内側に設け、リアクションサンギヤ33′はケース本体1
0′を構成するハウジング11′にボルトで固定したもの
である。 第5図に示す例は、ロータの薄肉部の外周側をハウジ
ングにボールベアリング42′で支持するように構成した
ものであり、第6図に示す例は、反対側にも薄肉部を設
けて外周側をハウジングにボールベアリング41′で支持
するように構成したものである。 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。
【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。
【第4図】 本発明に係る減速機付ホィールモータの他の実施例を示
す断面図である。
【第5図】 本発明に係る減速機付ホィールモータの他の実施例を示
す断面図である。
【第6図】 本発明に係る減速機付ホィールモータの他の実施例を示
す断面図である。
【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 (56)参考文献 特開 昭49−20824(JP,A) 特開 昭62−175217(JP,A) 特開 昭62−221918(JP,A) 特開 昭62−218225(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 7/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケース側に固定されるステータ、ケース側
    にベアリング支持される中空円筒状のロータ、ケース側
    にベアリング支持されホィールが取付けられるアウトプ
    ットフランジ、ロータ側に入力ギヤが支持されアウトプ
    ットフランジ側に出力ギヤが支持されロータの中空部に
    配設される減速機構を備え、ロータ端部に薄肉部を設
    け、該薄肉部と反対側の端部との軸方向両端の2点でロ
    ータをベアリングにより回転自在に支持するように構成
    したことを特徴とする減速機付ホィールモータ。
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