JP2005178603A - 電動車両用車輪構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 全体構成を小型化できるインホイールモータタイプの電動車両用車輪構造の提供
【解決手段】 本発明によれば、モータ２０をホイール１内に含む電動車両用車輪構造１０において、モータ２０の回転を減速して車輪に伝達する減速機構７０と、ブレーキ機構とを含み、ブレーキ機構のブレーキパッド８４ａが、減速機構７０のリングギア７６の両面７６ａに作用するように配置されている電動車両用車輪構造１０が提供される。減速機構７０のリングギア７６をブレーキディスクとして機能させることで、減速機構及びブレーキ機構を備えた電動車両用車輪構造の全体構成を小型化することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータをホイール内に含む電動車両用車輪構造に関する。

従来から、遊星減速機構をディスクブレーキ装置と一体化した電動減速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の電動減速機では、遊星減速機構の内歯車に連結部材を介してディスクを連結することによって、遊星減速機構とディスクブレーキ装置との一体化を実現している。
特開２００３−１７６８５６号公報

しかしながら、インホイールモータタイプの電動車両用車輪構造の減速機構として上記従来の電動減速機を適用した場合、遊星減速機構の内歯車とは別体にディスクが設けられるので、全体としての構成が大きくなり搭載性が悪いという問題点がある。

そこで、全体構成を小型化できるインホイールモータタイプの電動車両用車輪構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、モータを少なくとも部分的にホイール内に含む電動車両用車輪構造において、
モータの回転を減速して車輪に伝達する減速機構と、
ブレーキ機構とを含み、
ブレーキ機構のブレーキパッドが、減速機構のギアの両面に作用するように配置されていることを特徴とする、電動車両用車輪構造が提供される。

本局面によれば、減速機構のギアをブレーキディスクとして機能させることができるので、減速機構とは別にブレーキディスクを設ける構成に対して、全体構成を小型化することができる。尚、本局面において、モータは、ホイール内に完全に含まれていても、部分的に含まれていてもよい。

本局面において、効果的には、前記ブレーキパッドが作用するギアは、ホイールにスプライン接続され、ホイールと一体となって回転可能であると共に、ホイールに対して車両内外方向に着脱可能である。これにより、ブレーキディスクとしてのギアの整備性が非常に良好となる。

本発明によれば、減速機構のギアをブレーキディスクとして機能させることで、減速機構及びブレーキ機構を含む電動車両用車輪構造の全体構成を小型化することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の一実施例による電動車両用車輪構造を示す要部断面図である。本実施例の電動車両用車輪構造１０は、インホイールモータタイプの電動車両に適用される。車輪を駆動するためのモータ２０は、ホイール１の内部に配置されている。モータ２０は、各駆動輪毎に配設されている。尚、本実施例の構成は駆動輪毎で実質的に相違がないため、一の駆動輪のみについて以下説明する。但し、本実施例の構成は、前輪側のみ、若しくは後輪側のみに適用されてもよい。

ホイール１には、ハブ２がハブボルト９０により固定されている。ハブ２は、モータ２０の非回転部（例えば、ステータ部を構成するハウジング）等にベアリング（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。例えば、モータ２０がインナロータータイプのモータである場合、ハブ２は、モータ２０の車両内側でモータ２０のアウタハウジングにベアリングを介して支持されてよく、モータ２０がアウタロータータイプのモータである場合、モータ２０の内側（ホイール中心側）でモータ２０のインナハウジングにベアリングを介して支持されてよい。

ハブ２は、ベアリングと協働して、ホイール１（タイヤを含む）に作用する上下力及び横力等を受ける機能を果たす。この機能を果たすため、ベアリングは、単列の４点接触型のベアリングであってよく、若しくは、同様の機能を果たす複列のアンギュラベアリングであってもよい。

モータ２０の車両外側（モータ２０とホイール１との間）には、減速機構７０が配設されている。減速機構７０は、モータ２０の回転を所定の減速比で減速してホイール１に伝達する機能を果たす。尚、減速機構７０は、図１に示すように、ホイール１内に完全に含まれているが、モータ２０は、ホイール１内に完全に含まれていても、部分的に含まれていてもよい（例えばモータ２０の本体がホイール１外に配置され、減速機構７０に接続されるモータ２０の出力軸のみがホイール１内に配置される構成）。

図２は、減速機構７０を含む面で切断した図１のＡ−Ａ断面である。減速機構７０は、モータ２０の出力軸を構成するサンギア７２を備える。サンギア７２は、環状の形態を有し、ハブ２のシャフト部が挿通する中空部を備えている。サンギア７２には、ピニオンギア７４が噛合されている。本実施例では、ピニオンギア７４は、サンギア７２まわりに等間隔に４つ配置されている。各ピニオンギア７４は、ピン７４ａまわりで回転可能となっており、ピン７４ａは、図１に示すように、モータ２０の非回転部に固定されている。尚、モータ２０がインナロータータイプのモータである場合、ピン７４ａは、モータ２０のアウタハウジングに固定されてよく、モータ２０がアウタロータータイプのモータである場合、ピン７４ａは、アウタハウジングよりも更に径方向外側に設定する第３のハウジングに固定されてよい。前者の場合、非回転部を構成するアウタハウジングにサスペンションアームの取り付け部が設定されてよい。後者の場合、第３のハウジングは、アウタハウジングにベアリングを介して支持されると共に、サスペンションアームの取り付け部が設定されてよい。

図３は、図２のＸ部の詳細図である。ピニオンギア７４には、リングギア７６が噛合されている。リングギア７６は、ホイール１に対して実質的に回転力のみを伝達するように接続される。具体的には、リングギア７６とホイール１との間の接続は、スプライン接続（対応する複数の溝同士の嵌合による接続）により実現される。ホイール１側のスプライン部（車両内外方向に延びる複数の溝）１ｂは、ホイール１のリム１ａの内周面に一体的に形成されてもよく、若しくは、ホイール１のリム１ａの内周面に別部品として結合させるものであってもよい。尚、ホイール１側のスプライン部１ｂと、それに対応するリングギア７６外周のスプライン部７７とは、リングギア７６とホイール１とが一体に回転される限り、必ずしも周方向全体に亘って設定される必要はない。以上のような構成では、モータ２０の回転は、サンギア７２からピニオンギア７４及びリングギア７６を介してホイール１へと伝達される。

ここで、再び図１及び図２を参照するに、本実施例のリングギア７６は、ブレーキ機構のブレーキディスク（ディスクロータ）を構成している。具体的には、リングギア７６は、ブレーキディスクに使用される材料（典型的には、鋳鉄）により構成されている。ブレーキキャリパ８４は、リングギア（ディスクロータ）７６の摺動面７６ａをその内周側から挟み込むように配置されている。ブレーキキャリパ８４の周方向の位置は、隣接する２つのリングギア７６間に設定され、ブレーキキャリパ８４のブリッジ８４ｂが、リングギア７６の内周側とモータ２０の外周面との間を通るように構成される。尚、ブレーキキャリパ８４の周方向の位置は、図１や図２に示すような鉛直方向上側の位置に限らず、他の隣接する２つのリングギア７６間に設定されてもよい。

ブレーキキャリパ８４は、図示しない液圧通路を介してマスターシリンダーに連通される。ブレーキキャリパ８４の油圧シリンダに所定の油圧が供給されると、ブレーキキャリパ８４のパッド８４ａがリングギア７６の両摺動面７６ａを挟み込むように駆動され、その際の摩擦力によりブレーキ機能が実現される。

このように、本実施例では、減速機構７０のギア（本例では、リングギア７６）がブレーキディスク（ディスクロータ）として利用されている。従って、本実施例によれば、ブレーキ機構や減速機構７０（モータ２０を含む）を含む全体の構成を小型化することができ、ホイール１内の限られた空間内に効果的に全体の構成を成立させることができる。これにより、ホイール１内に搭載される他の部材の設計自由度が増す。

また、本実施例では、上述の如く、ハブ２が車輪に作用する横力の大部分を受け持つ構成であるため、減速機構７０の各ギア（特にリングギア７６）には大きな横力が作用しない（尚、減速機構７０及びブレーキ機構は、制動時の制動トルクやモータ２０の回生トルクを受ける）。特に、リングギア７６とホイール１とが上述の如くスプライン接続されている場合には、リングギア７６には横力が実質的に作用しない。このため、本実施例では、ブレーキキャリパ８４のパッド８４ａでリングギア７６を挟持するだけの構成であるが、リングギア７６の車両内外方向の動きを規制（拘束）することが可能である。即ち、リングギア７６は、ベアリング等を用いることなく、ブレーキキャリパ８４のみで支持することが可能である。この結果、ブレーキ機構（特にディスクロータとしてのリングギア７６）の整備性（組み付け性も同様）が良好となる。即ち、リングギア７６は、ホイール１にスプライン接続されているだけであるので、ブレーキキャリパ８４を取り外した後、車両内外方向に着脱可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、リングギア７６が、ホイール１にスプライン接続により脱着可能に接続されているが、本発明は、リングギア７６とホイール１とが結合されている構成を除外するものでない。例えば、リングギア７６がホイール１にボルト等により結合されている構成や、ホイール１のリム１ａの内周面にリングギア７６に相当するギアが一体的に形成されている構成であってもよい。かかる場合であっても、リングギア７６の整備性が悪くなるが、依然としてブレーキ機構や減速機構７０を含む全体の構成を小型化することができる。

また、上述した実施例では、リングギア７６が、ブレーキキャリパ８４のパッド８４ａのみにより車両内外方向の移動が拘束されているが、本発明は、ブレーキキャリパ８４に加えて他の部材によりリングギア７６を支持する構成を除外するものでない。例えば、リングギア７６は、車両内側に延在する延長部を有し、当該延長部がベアリング（この場合、単列で小径の玉の深溝玉ベアリングであってよい）を介してモータ２０の非回転部に支持されていてもよい。

また、上述した実施例では、ハブ２に横力を受ける機能を持たせるものであったが、本発明は、減速機構７０に横力を分担させる構成を除外するものでない。例えば、上述の如く、リングギア７６は、車両内側に延在する延長部を有し、当該延長部がベアリング（例えば、単列の４点接触型のベアリングや、複列のアンギュラベアリング）を介してモータ２０の非回転部に支持されていてもよい。

また、また、図１に示すブレーキキャリパ８４は、油圧駆動式のキャリパであるが、如何なる方式のキャリパであってよく、また、キャリパ固定型若しくはキャリパ浮動型等のようなあらゆる種類のキャリパであってもよい。

本発明の一実施例による電動車両用車輪構造を示す要部断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＸ部の詳細図である。

符号の説明

１ ホイール
１ａ リム
１ｂ スプライン部
２ ハブ
１０ 電動車両用車輪構造
２０ モータ
７０ 減速機構
７２ サンギア
７４ ピニオンギア
７４ａ ピン（回転軸）
７６ リングギア
７６ａ 摺動面
７７ スプライン部
８４ ブレーキキャリパ
８４ａ パッド
９０ ハブボルト

Claims (2)

1. モータを少なくとも部分的にホイール内に含む電動車両用車輪構造において、
   モータの回転を減速して車輪に伝達する減速機構と、
   ブレーキ機構とを含み、
   ブレーキ機構のブレーキパッドが、減速機構のギアの両面に作用するように配置されていることを特徴とする、電動車両用車輪構造。
2. 前記ブレーキパッドが作用するギアは、ホイールにスプライン接続され、ホイールと一体となって回転可能であると共に、ホイールに対して車両内外方向に着脱可能である、請求項１記載の電動車両用車輪構造。

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