JP4088770B2

JP4088770B2 - In-wheel motor

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Publication number: JP4088770B2
Application number: JP2002281771A
Authority: JP
Inventors: 徹浦野; 慶一金重; 元小塚
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP2004114858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のホイール内に配置されて駆動輪を回転駆動するインホイールモータに係り、特に減速機構を備えたインホイールモータに関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両のホイール内に配置されて駆動輪を直接駆動するインホイールモータは、車体側の省スペース化、変速機や差動ギアの省略、更に独立懸架のときにはドライブシャフトの省略などの各種利点が得られることから、フォークリフト、ゴルフカートなどの比較的小型の車両を中心として広く実施されている。この種のインホイールモータでは、ホイール内への配置により外径が制限されることは勿論、サスペンション機構への影響（例えば、アーム長の短縮化など）を避けるために、車幅方向の寸法についても縮小化が要求されている。
【０００３】
一方、インホイールモータは走行駆動源として要求されるトルクを確保するために減速機構を備える場合が多く、減速機構の付加はインホイールモータの車幅方向の寸法を拡大する要因となり得る。そこで、車幅方向の寸法が比較的小さい遊星歯車機構を、インホイールモータのロータ内のデッドスペースに配置することで、インホイールモータの車幅方向の寸法拡大を抑制したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２４８８４号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のインホイールモータでは、ロータと遊星歯車機構との関係のみでは車幅方向の寸法の点で有利と認められるが、他の部材も含めた総合的なスペース効率の見地からは必ずしも有利とは言い難い。
即ち、周知のようにインホイールモータは、永久磁石からなるロータの周囲に電磁石からなる多数のステータコイルを環状に列設してステータを構成し、ロータの回転角度に応じてステータコイルを順次励磁することでロータに回転力を与えている。ロータの回転角度の検出はセンサにより行われ、ロータの側面に環状に列設された多数の検出突起をロータの回転に伴ってセンサに順次相対向させて回転角度を検出しているが、ロータ内の遊星歯車機構をホイールハブ側と連結させる関係で、検出突起を設けるロータ側面は車体側（反ホイールハブ側）に限られ、必然的にセンサもロータの車体側に配設されることになる。
【０００６】
図７は特許文献１に記載されたインホイールモータにおける各部材のレイアウトを模式的に示した説明図であるが、上記構成により、遊星歯車機構１０１のスペースはロータ１０２の厚み相当分Ａ内に含まれるものの、別にセンサ１０３の相当分Ｂのスペースを必要とするため、却ってスペース効率が低下してしまう。
また、特許文献１に記載のインホイールモータでは採用されていないが、一般的な車両と同様に、ホイールハブに油圧ブレーキ装置１０４を備える場合には、車体側の作動油供給源と油圧ブレーキ装置１０４とを油圧配管１０５で接続する必要が生じる。このときの油圧配管１０５は、例えばロータ１０２の外周を迂回した上で、ロータ１０２と油圧ブレーキ装置１０４との間でクランク状に屈曲させながら油圧ブレーキ装置１０４の側面に接続するレイアウトとなるため、油圧ブレーキ装置１０４の相当分Ｃのみならず、油圧配管１０５の屈曲箇所の相当分Ｄを必要とし、インホイールモータの車幅方向の寸法が更に拡大してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ロータの回転を減速する減速機構、ロータの回転角度を検出する角度検出手段、油圧ブレーキ装置に作動油を供給する油圧配管などの部材を効率よくレイアウトして、車幅方向の寸法を最小限に抑制することができるインホイールモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車体のサスペンションに連結されたハウジング内に環状に配設されたステータと、ステータの内周側に配設されて、ロータ軸を中心としてロータハブを介して環状のロータコアを回転可能に支持し、ステータの励磁に伴って回転力を付与されるロータと、ロータ軸のタイヤ側で同軸上に回転可能に支持されて、タイヤ側に油圧ブレーキ装置を備えたホイールハブが連結されたスピンドル軸と、ロータ軸に対して偏心位置に配設されたカウンタ軸上に設けられ、ロータ軸のロータギアとスピンドル軸のスピンドル軸とにそれぞれ噛合して、ロータの回転を減速してスピンドル軸に伝達する減速機構と、ロータ軸に対して偏心位置で、且つ減速機構を避けた位相に配設され、ロータの回転に伴ってロータハブに設けられた検出部と相対向してロータの回転角度を検出する回転角度検出手段と、ロータ軸に対して偏心位置で、且つ減速機構を避けた位相に配設され、車体側の作動油供給源とホイールハブの油圧ブレーキ装置とを接続する油圧配管とを備えたものである。
【０００９】
従って、ステータの励磁に伴ってロータに回転力が付与され、ロータの回転は減速機構により減速されながらスピンドル軸に伝達され、スピンドル軸とともにホイールハブに装着された駆動輪が回転駆動されて車両の走行が行われる。また、ロータの回転に伴って、回転角度検出手段がロータハブの検出部と相対向してロータの回転角度を検出し、ロータの回転角度に応じてステータの励磁状態が制御される。一方、運転者のブレーキ操作により車体側から油圧配管を経て作動油が供給されると、油圧ブレーキ装置が作動して車両の制動が行われる。
【００１０】
そして、カウンタ軸に設けられた減速機構は、ロータ軸に対して偏心した比較的狭い面積を占有し、この減速機構を避けた位相に油圧配管と回転角度検出手段とが配設される。つまり、車幅方向において、減速機構の相当分のスペース内に油圧配管と回転角度検出手段も設置されることになり、各部材が効率よくレイアウトされる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、カウンタ軸が、タイヤ側をハウジングに設けられた第１の軸受部材により支持されるとともに、車体側を軸受ステーに設けられた第２の軸受部材により支持されたものであり、ハウジングおよび軸受ステーが、カウンタ軸を中心とした円弧状に係合部が形成されて、両係合部を相互に嵌合させて位置決めされたものである。
【００１２】
従って、インホイールモータのハウジングと軸受ステーとは係合部を相互に嵌合させて位置決めされ、ハウジング側の第１の軸受部材によりカウンタ軸のタイヤ側が支持され、軸受ステー側の第２の軸受部材によりカウンタ軸の車体側が支持される。そして、ハウジングおよび軸受ステーの円弧状の係合部は、それぞれの軸受部材を嵌入保持するための孔を機械加工する際に同時に形成可能なため、孔を中心として高い精度で係合部が形成され、これらの係合部が嵌合することによりハウジングに対して軸受プレートが正規の位置に確実に位置決めされる。その結果、双方の軸受部材の軸心が正確に一致し、ひいてはカウンタ軸が正規の位置に支持されて、ロータギアおよびスピンドルギアに対して減速機構が正常に噛合される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１において、ロータ軸のタイヤ側の端部が、スピンドル軸の車体側の端部に設けられた第３の軸受部材内に挿入されて、スピンドル軸に対して相対回転可能に支持されたものであり、スピンドル軸の車体側の端部に、第３の軸受部材内から奥部に連続するガイド孔が形成される一方、ロータ軸のタイヤ側の端部に、ガイド孔内に挿入されるガイドロッドが形成されたものである。
【００１４】
従って、インホイールモータの組付時において、タイヤ側の端部を支持されていないときのロータ軸は、磁力によりロータコアを外周側のステータに吸着されて傾斜した状態となり、ロータ軸のタイヤ側の端部は正規の軸心から偏心する。スピンドル軸の第３の軸受部材内に挿入する際、ロータ軸のタイヤ側の端部はハウジングなどに遮られて目視不能となるが、このときでもガイドロッドは目視できるため、ガイドロッドを第３の軸受部材に挿入でき、挿入されたガイドロッドは第３の軸受部材内から奥部のガイド孔内へと更に案内され、これと並行してロータ軸の端部が第３の軸受部材内に挿入されて、容易に組付けられる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１において、ロータのロータハブが、ロータ軸を中心として車体側の側面を環状に凹設され、ロータハブの凹形状に倣ってハウジングが凹設されるとともに、ハウジングの凹設部分に、サスペンションのストラットが連結されるストラット連結部が一体形成される一方、ハウジングのストラット連結部の下側に、サスペンションのロアアームが連結されるロアアーム連結部が一体形成されたものである。
【００１６】
従って、ハウジングにストラット連結部とロアアーム連結部を一体形成して、ストラットやロアアームを直接的に連結しているため、これらの部材をアダプタなどを介して間接的に連結した場合に比較して、サスペンションを含めた全体としての車幅方向の寸法が抑制され、しかも、ハウジングの凹設箇所にストラット連結部を設けているため、インホイールモータに対してストラットがより接近し、車幅方向の寸法が更に抑制される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したインホイールモータの一実施形態を説明する。
本実施形態のインホイールモータは、電気自動車の左右の後輪にそれぞれ設けられており、運転者のアクセル操作に応じて図示しないコントローラにより駆動制御されて、各後輪を個別に回転駆動する。
【００１８】
図１は本実施形態の左後輪に設けられたインホイールモータを後方から見た断面図であり、図において右方が車体側に、左方がタイヤ側に相当する。インホイールモータ１のハウジングはモータハウジング２ａとギアハウジング２ｂとから構成され、両ハウジング２ａ，２ｂは左右より結合されて図示しないボルトにより固定されている。モータハウジング２ａの右側面には上下一対のストラット連結部３が一体形成されるとともに、ストラット連結部３の下側には、紙面と直交する前後一対のロアアーム連結部４（一方のみ図示）が一体形成されている。ストラット連結部３には車体側からのストラット５の下端が連結され、ロアアーム連結部４には車体側からのロアアーム６の外端が連結され、これらのストラット５およびロアアーム６を介して車体に対してインホイールモータ１全体が支持されている。
【００１９】
モータハウジング２ａ内には左右方向（車幅方向）に延びるようにロータ軸７が配設され、ロータ軸７の右端は、モータハウジング２ａに設けられたベアリング８により回転可能に支持され、ロータ軸７の左端は、後述するスピンドル軸１５の右端により回転可能に支持されている。ロータ軸７の右側には所定の外径に機械加工された嵌合部７ａが形成され、この嵌合部７ａには円盤状をなすロータハブ９が中心に貫設された嵌合孔９ａを圧入されている。ロータハブ９の外周には永久磁石からなる多数のロータコア１０が固定され、これらのロータ軸７、ロータハブ９、ロータコア１０によりロータ１１が構成されている。
【００２０】
モータハウジング２ａの内周には、上記ロータ１１の周囲を取り囲むように環状のステータ１２が配設され、ステータ１２の内周はロータコア１０の外周に対して所定間隙を介して相対向している。詳細は説明しないが、ステータ１２は、環状のステータコア、ステータコア上に巻回されて周方向に列設された多数のステータコイルから構成されており、各ステータコイルはＵ，Ｖ，Ｗの３相に分別されてケーブルを介して図示しないコントローラに接続され、コントローラにより通電状態を制御される。
【００２１】
上記ロータハブ９は右方に開口する有底円筒状に形成され、その結果、ロータハブ９の右側面はロータ軸７を中心として環状に凹設されている。このロータハブ９の凹形状に倣って上記モータハウジング２ａの右側面も凹設され、上記上下のストラット連結部３は、この凹設箇所に位置している。
一方、図２はロータ軸７とスピンドル軸１５との係合状態を示す部分拡大断面図であり、図１，２に示すように、上記ギアハウジング２ｂ内には上記ロータ軸７と同軸上にスピンドル軸１５が配設され、このスピンドル軸１５はギアハウジング２ｂに設けられたベアリング１６により回転可能に支持されている。スピンドル軸１５の右端にはベアリング１７（第３の軸受部材）が嵌入固定され、このベアリング１７内にはロータ軸７の左端に一体形成された軸受部１８が嵌め込まれている。その結果、ロータ軸７の左端はスピンドル軸１５のベアリング１７により回転可能に支持され、スピンドル軸１５に対してロータ軸７の相対回転が許容されている。
【００２２】
スピンドル軸１５の右端には、ベアリング１７内から奥部に連続するガイド孔１９が形成される一方、ロータ軸７の左端には、軸受部１８から左方に突出するガイドロッド２０が一体形成され、このガイドロッド２０がガイド孔１９内に挿入されている。ガイドロッド２０の先端は面取りが施され、また、ガイドロッド２０と軸受部１８との間にはテーパ状をなすテーパガイド部２１が形成されている。
【００２３】
ギアハウジング２ｂ内において、ロータ軸７およびスピンドル軸１５に対する偏心位置にはカウンタ軸２４が平行に配設されている。図３はカウンタ軸２４の支持構造を示す図１のIII−III線断面図であり、図１，３に示すように、ギアハウジング２bの内壁にはスピンドル軸１５およびカウンタ軸２４を中心として一対の円形凹部２５，２６が形成され、カウンタ軸２４の左端は円形凹部２６内に設けられたベアリング２７（第１の軸受部材）により回転可能に支持されている。
【００２４】
カウンタ軸２４側の円形凹部２６には平板状の軸受ステー２８が掛け渡されて、両端をボルト２９によりギアハウジング２bに固定され、軸受ステー２８に設けられたベアリング３０（第２の軸受部材）によりカウンタ軸２４の右端が回転可能に支持されている。カウンタ軸２４側の円形凹部２６には、カウンタ軸２４を中心とした開口部分に沿って段差状断面の係合部２６ａが機械加工され、同様に軸受ステー１８の左側面には、カウンタ軸２４を中心として１８０°対向する一対の円弧状に段差状断面の係合部２８ａが機械加工されている。円形凹部２６側の係合部２６ａ内に軸受ステー２８側の係合部２８ａが嵌合し、これによりギアハウジング２ｂに対する軸受ステー２８の位置決めがなされている。
【００２５】
上記ロータ軸７にはロータギア３３が一体形成されるとともに、カウンタ軸２４にはロータギア３３より大径の第１カウンタギア３４が一体形成され、両ギア３３，３４は噛合してロータ軸７の回転に伴ってカウンタ軸２４を減速駆動させる（減速機構）。また、カウンタ軸２４には第２カウンタギア３５が一体形成されるとともに、スピンドル軸１５には第２カウンタギア３５より大径のスピンドルギア３６が一体形成され、両ギア３５，３６は噛合してカウンタ軸２４の回転に伴ってスピンドル軸１５を減速駆動させる。なお、これらの各ギア３３〜３６は、対応する円形凹部２５，２６内にそれぞれ収容されている。
【００２６】
スピンドル軸１５の左端はギアハウジング２ｂより右方に突出してホイールハブ３７が嵌め込まれ、ホイールハブ３７は、セレーション１５ａにより回転規制された状態でナット３８によりスピンドル軸１５に固定されている。ホイールハブ３７には駆動輪のホイール３９がナット４０により装着され、このホイール３９内にインホイールモータ１が位置している。ホイールハブ３７は右方に開口する有底円筒状をなし、その開口部はギアハウジング２ｂに固定された円盤状のバックプレート４１により閉鎖され、ホイールハブ３７内には油圧式のドラムブレーキ４２（油圧ブレーキ装置）が内蔵されている。
【００２７】
バックプレート４１の一側には油圧配管４３の一端が接続され、この油圧配管４３はクランク状に屈曲形成されてハウジング２ａ，２ｂの外周を迂回し、モータハウジング２ａの右側で接続部４３ａを介して図示しない車体側の油圧配管と接続されている。ドラムブレーキ４２の構成は一般的な車両用ブレーキと同様のため詳細は説明しないが、運転者によるブレーキ操作に伴って油圧配管４３を経て車体側から作動油が供給されると、図示しないブレーキシリンダによりブレーキシューをホイールハブ３７の内周面に摺接させて制動力を得るようになっている。
【００２８】
一方、図４はセンサプレート４６の詳細を示す図１のIV−IV線断面図であり、図１，４に示すように、上記ロータハブ９には左方より金属板からなるセンサプレート４６が重ね合わされ、当該センサプレート４６の中心に形成された嵌合孔４６ａは、ロータ軸７の嵌合部７ａに嵌め込まれている。センサプレート４６はプレスにより打抜き形成され、特に嵌合孔４６ａの内径は、ロータ軸７側の嵌合部７ａの外径に対して所定公差を満足するように寸法管理されており、その結果、センサプレート４６はロータ軸７に対して半径方向に正確に位置決めされている。
【００２９】
センサプレート４６は全体として放射状をなし、ロータ軸７を中心として等角度で６方向に帯状の検出部４６ｂが延設されている。各検出部４６ｂはボルト４７によりロータハブ９に固定されるとともに、各検出部４６ｂの先端は左方に屈曲形成されている。一方、ギアハウジング２ｂの一側には回転角度検出センサ４８（回転角度検出手段）が固定され、当該センサ４８は、ロータ軸７の回転に伴ってセンサプレート４６の各検出部４６ｂと順次相対向し、ロータ軸７の回転角度に同期した検出信号を上記コントローラに出力する。
【００３０】
ここで、上記油圧配管４３のクランク状の屈曲部分と回転角度検出センサ４８とは、上記カウンタ軸２４のカウンタギア３４，３５に対して車幅方向の位置についてはほぼ一致しているが、図１から明らかなように、ロータ軸７を中心としてカウンタギア３４，３５を避けた位相に配設されている。
本実施形態のインホイールモータ１は以上のように構成されており、回転角度検出センサ４８の検出信号に基づき、コントローラによりロータ１１の回転角度に対応してステータ１２のステータコイルが順次通電されると、ステータコイルの励磁に伴って発生した磁界によりロータ１１に回転力が付与される。ロータ１１の回転はロータギア３３からカウンタ軸２４の第１カウンタギア３４、更に第２カウンタギア３５からスピンドル軸１５のスピンドルギア３６へと２段階に減速されながら伝達され、スピンドル軸１５とともに駆動輪が回転駆動されて車両の走行が行われる。コントローラは運転者のアクセル操作量に基づいてステータコイルに通電する電力を調整し、これによりアクセル操作に応じた走行を実現している。また、車両の減速時には、駆動輪から逆の伝達経路を辿ってロータ１１が回転駆動され、ステータコイルに発生した回生電力が図示しないバッテリに充電される。
【００３１】
一方、本実施形態のインホイールモータ１では、上記のように油圧配管４３のクランク状の屈曲部分と回転角度検出センサ４８とを、ロータ軸７を中心としてカウンタギア３４，３５と異なる位相に配設している。つまり、特許文献１に記載されたインホイールモータの遊星歯車機構に比較して、本実施形態で減速機構として用いられるカウンタギア３４，３５は車幅方向の寸法は小さくないものの、ロータ軸７の半径方向については、遊星歯車機構のように広い面積を占有することなく、ロータ軸７に対して偏心した比較的狭い面積を占有する特徴がある。そして、ロータ軸７を中心としてカウンタギア３４，３５を避けた位相に、他の部材である油圧配管４３の屈曲部分と回転角度検出センサ４８とが配設されるため、これらの部材はインホイールモータ１の車幅方向の寸法を拡大することなく設置される。
【００３２】
図５は本実施形態のインホイールモータにおける各部材のレイアウトを模式的に示した説明図であるが、大略的に表現すると、図７に示す特許文献１がロータ１０２および油圧ブレーキ装置１０４の相当分Ａ，Ｃに加えて、センサ１０３と油圧配管１０５の相当分Ｂ，Ｄの車幅方向のスペースを必要とするのに対して、本実施形態では、減速機構であるカウンタギア３４，３５の相当分Ｅのスペース内に油圧配管４３の屈曲箇所とセンサ４８も設置されることがわかる。よって、各部材が効率よくレイアウトされて、インホイールモータ１全体の車幅方向の寸法を最小限に抑制することができる。
【００３３】
また、モータハウジング２ａにストラット連結部３とロアアーム連結部４を一体形成して、車体側のストラット５やロアアーム６を直接的に連結しているため、これらの部材５，６をアダプタなどを介してモータハウジング２ａに対し間接的に連結した場合に比較して、サスペンションを含めた全体としての車幅方向の寸法を抑制できる。しかも、図５にも示したように、上記構成により空洞（特許文献１の遊星歯車機構１０１を収容しない）となったロータハブ９内のデッドスペースを利用して、ロータハブ９の右側面と共にモータハウジング２ａの右側面を凹設し、その凹設箇所にストラット連結部３を設けているため、インホイールモータ１に対してストラット５をより接近させることができ、この要因も車幅方向の寸法抑制に貢献する。
【００３４】
よって、サスペンションや車室内のために利用可能なスペースが拡大され、サスペンションを設計する際の自由度を拡大したり、より広い車室内空間を確保したりできるとともに、サスペンション連結用のアダプタなどの別部材を省略することにより製造コストを低減することができる。
また、上記カウンタ軸２４を支持する軸受ステー２８は、ギアハウジング２ｂ側の係合部２６ａと軸受ステー２８側の係合部２８ａとの嵌合により位置決めされているが、それぞれの係合部２６ａ，２８ａは、ギアハウジング２ｂや軸受ステー２８にベアリング２７，３０を嵌入保持するためのベアリング孔を機械加工する際に同時に形成される。よって、ベアリング孔を中心として高い精度で円形状や円弧状の係合部２６ａ，２８ａが形成されて、これらの係合部２６ａ，２８ａが嵌合することによりギアハウジング２ｂに対して軸受プレート２８が正規の位置に確実に位置決めされる。結果として双方のベアリング２７，３０の軸心が正確に一致し、ひいてはカウンタ軸２４を正規の位置に支持して、各ギア３３〜３６を正常に噛合させて騒音低減を達成することができる。
【００３５】
一方、以上のように構成されたインホイールモータ１を組付ける際には、モータハウジング２ａ側にロータ１１やステータ１２などの部材を組付ける一方、ギアハウジング２ｂ側にスピンドル軸１５やカウンタ軸２４などの部材を組付けた上で、双方のハウジング２ａ，２ｂを結合する。ハウジング２ａ，２ｂの結合前のロータ軸７は、その左端がスピンドル軸１５により支持されていないため、磁力によりロータコア１０を外周側のステータ１２に吸着されて傾斜する。
【００３６】
図６はロータ軸７のガイドロッド２０をスピンドル軸１５のベアリング１７内に挿入するときの部分拡大断面図であるが、両ハウジング２ａ，２ｂを正規位置に対応させても、傾斜したロータ軸７の左端はスピンドル軸１５の軸心から偏心する。そして、ハウジング２ａ，２ｂを完全に結合する直前には、ハウジング２ａ，２ｂ自体に遮られてロータ軸７の左端を目視不能となるため、作業者は勘を頼りにロータ軸７の軸受部１８をスピンドル軸１５のベアリング１７内に挿入することになる。
【００３７】
ここで、本実施形態ではロータ軸７の軸受部１８から更にガイドロッド２０が左方に突出しているため、ハウジング２ａ，２ｂの結合直前で軸受部１８が目視不能なときでもガイドロッド２０は目視でき、このガイドロッド２０を容易にスピンドル軸１５のベアリング１７内に挿入できる。ベアリング１７内に挿入後のガイドロッド２０は、ハウジング２ａ，２ｂの結合に伴ってベアリング１７内から奥部のガイド孔１９内へと更に案内され、これと並行してロータ軸７の軸受部１８がテーパガイド部２１に案内されながらベアリング１７内に嵌め込まれる。よって、ハウジング２ａ，２ｂの結合時に、ロータ軸７の軸受部１８をスピンドル軸１５のベアリング１７内に極めて容易に挿入でき、その組付作業を簡略化することができる。
【００３８】
ところで、組付作業後のインホイールモータ１には、制御上の最終的な調整が行われる。この調整作業は、ボルト４７の固定状態に応じてロータ軸７に対してセンサプレート４６が周方向に取付誤差を生じたり、回転角度検出センサ４８自体に取付誤差を生じたりして、実際のロータ１１の回転角度に対して回転角度検出センサ４８による検出部４６ｂの検出タイミングがずれたときの対策であり、センサ信号に対する各ステータコイルの通電時期を調整することで、上記取付誤差を解消している。なお、センサプレート４８は一体的にプレス成形されて、各検出部４６ｂが所期の間隔（角度）に保たれているため、何れかの検出部４６ｂについてステータコイルの通電時期を調整すれば、自ずと全検出部４６ｂについて適切な通電時期に調整される。
【００３９】
一方、ロータ軸７に対してセンサプレート４６が半径方向に取付誤差を生じたときには、回転角度検出センサ４８と検出部４６ｂとが正規の間隙に保たれず、相互の干渉や検出不能などの虞が生じるが、この半径方向の取付誤差は、上記周方向に対する取付誤差のように制御上の対策では解消できない。しかしながら、本実施形態ではセンサプレート４６の嵌合孔４６ａをロータ軸７の嵌合部７ａに嵌め込むことで、センサプレート４８をロータ軸７に対して半径方向に正確に位置決めしているため、回転角度検出センサ４８と検出部４６ｂとは正規の間隙に保たれ、上記トラブルを未然に回避することができる。また、このように十分な位置精度を確保しながらも、センサプレート４８はプレス成形で容易に製作できるため、例えば、肉厚の十分に厚いロータハブ９から各検出部４６ｂに相当する部分を削り出して製作した場合に比較して、遥かに安価に製造できるというコスト上の利点も得られる。
【００４０】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、電気自動車の後輪に設けられたインホイールモータ１として具体化したが、これに限定されることはなく、例えば後輪に代えて前輪、あるいは全ての車輪にインホイールモータ１を設けてもよいし、走行駆動源としてモータとともにエンジンを備えたハイブリッド車両用のインホイールモータ１に具体化してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、所謂ストラット式のサスペンションを備えた車両に適用したが、サスペンションの形式はこれに限らず、ダブルウィッシュボーンなどの他の形式のサスペンションとしてもよい。
さらに、上記実施形態では、第１および第２カウンタギア３４，３５からなる減速機構によりロータ１１の回転を２段階に減速してスピンドル軸１５に伝達したが、減速機構の構成はこれに限定されず、走行駆動源として要求されるトルク、あるいはハウジング２ａ，２ｂの形状などのスペース的な制約を考慮した上で、ギア配列などを任意に変更可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のインホイールモータによれば、ロータの回転を減速する減速機構をロータ軸に対して偏心位置に配設し、その減速機構を避けた位相に、ロータの回転角度を検出する回転角度検出手段と油圧ブレーキ装置に作動油を供給する油圧配管とを配設したため、各部材を効率よくレイアウトして車幅方向の寸法を最小限に抑制することができる。
【００４３】
請求項２の発明のインホイールモータによれば、請求項１に加えて、カウンタ軸を支持する軸受部材の孔を中心として係合部を形成し、この係合部によりハウジングと軸受ステーとを位置決めしたため、カウンタ軸を正規の位置に支持して、各ギアと減速機構とを正常に噛合させて騒音低減を達成することができる。
請求項３の発明のインホイールモータによれば、請求項１に加えて、ロータ軸に形成したガイドロッドを目視しながら、スピンドル軸の第３の軸受部材内にロータ軸の端部を挿入できるようにしたため、その組付作業を簡略化することができる。
【００４４】
請求項４の発明のインホイールモータによれば、請求項１に加えて、ハウジングに一体形成したストラット連結部とロアアーム連結部にストラットやロアアームを直接的に連結するとともに、ハウジングを凹設してインホイールモータにストラットを接近させたため、車幅方向の寸法を更に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の左後輪に設けられたインホイールモータを後方から見た断面図である。
【図２】ロータ軸とスピンドル軸との係合状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】カウンタ軸の支持構造を示す図１のIII−III線断面図である。
【図４】センサプレートの詳細を示す図１のIV−IV線断面図である。
【図５】実施形態のインホイールモータにおける各部材のレイアウトを模式的に示した説明図である。
【図６】ロータ軸のガイドロッドをスピンドル軸のベアリング内に挿入するときの部分拡大断面図である。
【図７】特許文献１に記載のインホイールモータにおける各部材のレイアウトを模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
２ａモータハウジング
２ｂギアハウジング
３ストラット連結部
４ロアアーム連結部
５ストラット
６ロアアーム
７ロータ軸
９ロータハブ
１０ロータコア
１１ロータ
１２ステータ
１５スピンドル軸
１７ベアリング（第３の軸受部材）
１９ガイド孔
２０ガイドロッド
２４カウンタ軸
２６ａ係合部
２７ベアリング（第１の軸受部材）
２８軸受ステー
２８ａ係合部
３０ベアリング（第２の軸受部材）
３３ロータギア
３４第１カウンタギア（減速機構）
３５第２カウンタギア（減速機構）
３６スピンドルギア
３７ホイールハブ
４２ドラムブレーキ（油圧ブレーキ装置）
４３油圧配管
４６ｂ検出部
４８回転角度検出センサ（回転角度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-wheel motor that is disposed in a wheel of a vehicle and rotationally drives a drive wheel, and more particularly to an in-wheel motor provided with a speed reduction mechanism.
[0002]
[Related background]
An in-wheel motor that is arranged in the wheel of a vehicle and directly drives the drive wheels has various advantages such as space saving on the vehicle body side, omission of transmission and differential gear, and omission of the drive shaft in the case of independent suspension. Therefore, it is widely implemented mainly for relatively small vehicles such as forklifts and golf carts. In this type of in-wheel motor, not only the outer diameter is limited by the arrangement in the wheel, but also in order to avoid the influence on the suspension mechanism (for example, shortening the arm length, etc.) There is also a demand for downsizing.
[0003]
On the other hand, in-wheel motors are often provided with a speed reduction mechanism in order to ensure the torque required as a travel drive source, and the addition of the speed reduction mechanism can be a factor that increases the size of the in-wheel motor in the vehicle width direction. Therefore, by disposing a planetary gear mechanism having a relatively small dimension in the vehicle width direction in a dead space in the rotor of the in-wheel motor, there is one that suppresses the dimension expansion in the vehicle width direction of the in-wheel motor (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-224884 (FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the in-wheel motor described in Patent Document 1, it is recognized that the relationship between the rotor and the planetary gear mechanism alone is advantageous in terms of the dimension in the vehicle width direction, but the overall space efficiency including other members is excellent. From a viewpoint, it is not necessarily advantageous.
That is, as is well known, an in-wheel motor is configured by forming a stator by annularly arranging a large number of stator coils made of electromagnets around a rotor made of permanent magnets, and sequentially exciting the stator coils according to the rotation angle of the rotor. This gives a rotational force to the rotor. The rotation angle of the rotor is detected by a sensor, and a number of detection protrusions arranged in a ring on the side surface of the rotor are sequentially opposed to the sensor as the rotor rotates, and the rotation angle is detected. In order to connect the inner planetary gear mechanism to the wheel hub side, the side surface of the rotor on which the detection protrusion is provided is limited to the vehicle body side (on the side opposite to the wheel hub), and the sensor is necessarily arranged on the vehicle body side of the rotor. Become.
[0006]
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the layout of each member in the in-wheel motor described in Patent Document 1. With the above configuration, the space of the planetary gear mechanism 101 is within A corresponding to the thickness of the rotor 102. Although included, a space B corresponding to the sensor 103 is required separately, so that the space efficiency is lowered.
Although not adopted in the in-wheel motor described in Patent Document 1, when a wheel hub is provided with a hydraulic brake device 104 as in a general vehicle, a hydraulic oil supply source and a hydraulic brake device on the vehicle body side are provided. 104 needs to be connected by hydraulic piping 105. The hydraulic pipe 105 at this time has a layout that, for example, bypasses the outer periphery of the rotor 102 and is connected to the side surface of the hydraulic brake device 104 while being bent in a crank shape between the rotor 102 and the hydraulic brake device 104. Not only the corresponding portion C of the hydraulic brake device 104 but also the corresponding portion D of the bent portion of the hydraulic pipe 105 is required, and the dimension of the in-wheel motor in the vehicle width direction is further expanded.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to efficiently lay out members such as a speed reduction mechanism that reduces the rotation of the rotor, angle detection means that detects the rotation angle of the rotor, and hydraulic piping that supplies hydraulic oil to the hydraulic brake device. An object of the present invention is to provide an in-wheel motor capable of minimizing the dimension in the width direction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a stator that is annularly disposed in a housing connected to a suspension of a vehicle body, a rotor hub that is disposed on the inner peripheral side of the stator and that has a rotor shaft as a center. A rotor that supports a ring-shaped rotor core via a rotor and is provided with a rotational force in accordance with the excitation of the stator, and is rotatably supported coaxially on the tire side of the rotor shaft, and a hydraulic brake device on the tire side A spindle shaft connected with a wheel hub, and a counter shaft disposed eccentrically with respect to the rotor shaft, and meshed with the rotor gear of the rotor shaft and the spindle shaft of the spindle shaft, respectively. A speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotor and transmits it to the spindle shaft and a phase that is eccentric with respect to the rotor shaft and that avoids the speed reduction mechanism. Rotation angle detection means that detects the rotation angle of the rotor opposite to the detection section provided in the tab hub, and is arranged in an eccentric position with respect to the rotor shaft and in a phase that avoids the speed reduction mechanism. A hydraulic pipe for connecting the oil supply source and the hydraulic brake device of the wheel hub is provided.
[0009]
Accordingly, a rotational force is applied to the rotor in accordance with the excitation of the stator, and the rotation of the rotor is transmitted to the spindle shaft while being decelerated by the speed reduction mechanism, and the drive wheels attached to the wheel hub are rotated together with the spindle shaft to rotate the vehicle. Driving is performed. Further, as the rotor rotates, the rotation angle detection means detects the rotation angle of the rotor opposite to the detection portion of the rotor hub, and the excitation state of the stator is controlled according to the rotation angle of the rotor. On the other hand, when hydraulic fluid is supplied from the vehicle body via the hydraulic piping by the driver's brake operation, the hydraulic brake device is activated to brake the vehicle.
[0010]
The speed reduction mechanism provided on the counter shaft occupies a relatively small area that is eccentric with respect to the rotor shaft, and the hydraulic piping and the rotation angle detection means are arranged in a phase that avoids this speed reduction mechanism. That is, in the vehicle width direction, the hydraulic piping and the rotation angle detection means are also installed in a space corresponding to the speed reduction mechanism, and each member is laid out efficiently.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the counter shaft is supported by the first bearing member provided on the housing on the tire side and the second bearing member provided on the bearing stay on the vehicle body side. The housing and the bearing stay are supported, and the engaging portion is formed in an arc shape with the counter shaft as the center, and the both engaging portions are fitted to each other and positioned.
[0012]
Accordingly, the housing and the bearing stay of the in-wheel motor are positioned by engaging the engaging portions with each other, the tire side of the counter shaft is supported by the first bearing member on the housing side, and the second bearing on the bearing stay side. The member supports the vehicle body side of the counter shaft. The arc-shaped engaging portions of the housing and the bearing stay can be formed simultaneously when machining the holes for fitting and holding the respective bearing members, so that the engaging portions are formed with high accuracy around the holes. When these engaging portions are fitted, the bearing plate is reliably positioned at a normal position with respect to the housing. As a result, the shaft centers of the two bearing members are exactly aligned, and the counter shaft is thus supported at the normal position, so that the speed reduction mechanism is normally meshed with the rotor gear and the spindle gear.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the end of the rotor shaft on the tire side is inserted into a third bearing member provided at the end of the spindle shaft on the vehicle body side. A guide hole is formed at the end of the spindle shaft on the vehicle body side, and a guide hole continuing from the inside of the third bearing member to the back portion is formed at the end of the rotor shaft on the tire side. A guide rod to be inserted into the guide hole is formed.
[0014]
Therefore, at the time of assembly of the in-wheel motor, the rotor shaft when the end portion on the tire side is not supported is in a state where the rotor core is attracted to the outer stator by the magnetic force and inclined, and the tire shaft side of the rotor shaft is The end is eccentric from the normal axis. When inserted into the third bearing member of the spindle shaft, the end of the rotor shaft on the tire side is blocked by a housing or the like and cannot be seen, but the guide rod can be seen even at this time. The inserted guide rod is further guided from the inside of the third bearing member into the inner guide hole, and at the same time, the end of the rotor shaft is inserted into the third bearing member. Inserted and easily assembled.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the rotor hub of the rotor is recessed in a ring shape on the side surface on the vehicle body centering on the rotor shaft, and the housing is recessed following the concave shape of the rotor hub. A strut connecting portion to which the suspension strut is connected is integrally formed in the recessed portion, while a lower arm connecting portion to which the lower arm of the suspension is connected is integrally formed below the strut connecting portion of the housing. .
[0016]
Therefore, since the strut connecting portion and the lower arm connecting portion are integrally formed in the housing and the strut and the lower arm are directly connected, compared with the case where these members are indirectly connected via an adapter, The overall dimensions in the vehicle width direction including the suspension are suppressed, and the strut connecting part is provided in the recessed part of the housing, so the struts are closer to the in-wheel motor and the dimensions in the vehicle width direction. Is further suppressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an in-wheel motor embodying the present invention will be described.
The in-wheel motor according to the present embodiment is provided on each of the left and right rear wheels of the electric vehicle, and is driven and controlled by a controller (not shown) according to the driver's accelerator operation to individually rotate and drive each rear wheel.
[0018]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an in-wheel motor provided on the left rear wheel of the present embodiment as viewed from the rear, in which the right side corresponds to the vehicle body side and the left side corresponds to the tire side. The housing of the in-wheel motor 1 is composed of a motor housing 2a and a gear housing 2b, and both the housings 2a and 2b are joined from the left and right and fixed by bolts (not shown). A pair of upper and lower strut connecting portions 3 are integrally formed on the right side surface of the motor housing 2a, and a pair of front and rear lower arm connecting portions 4 (only one shown) perpendicular to the paper surface are integrally formed below the strut connecting portion 3. Is formed. The strut connecting portion 3 is connected to the lower end of the strut 5 from the vehicle body side, and the lower arm connecting portion 4 is connected to the outer end of the lower arm 6 from the vehicle body side, and the strut 5 and the lower arm 6 are connected to the vehicle body via the strut 5 and the lower arm 6. The entire in-wheel motor 1 is supported.
[0019]
A rotor shaft 7 is disposed in the motor housing 2a so as to extend in the left-right direction (vehicle width direction), and the right end of the rotor shaft 7 is rotatably supported by a bearing 8 provided in the motor housing 2a. 7 is rotatably supported by a right end of a spindle shaft 15 described later. A fitting portion 7a machined to a predetermined outer diameter is formed on the right side of the rotor shaft 7, and a fitting hole 9a having a disc-shaped rotor hub 9 is press-fitted into the fitting portion 7a. Has been. A large number of rotor cores 10 made of permanent magnets are fixed to the outer periphery of the rotor hub 9, and the rotor shaft 7, the rotor hub 9, and the rotor core 10 constitute a rotor 11.
[0020]
An annular stator 12 is disposed on the inner periphery of the motor housing 2a so as to surround the periphery of the rotor 11, and the inner periphery of the stator 12 faces the outer periphery of the rotor core 10 with a predetermined gap therebetween. . Although not described in detail, the stator 12 is composed of an annular stator core and a large number of stator coils wound around the stator core and arranged in the circumferential direction, and each stator coil has three phases U, V, and W. And connected to a controller (not shown) via a cable, and the energization state is controlled by the controller.
[0021]
The rotor hub 9 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens to the right. As a result, the right side surface of the rotor hub 9 is recessed in an annular shape around the rotor shaft 7. Following the concave shape of the rotor hub 9, the right side surface of the motor housing 2a is also recessed, and the upper and lower strut connecting portions 3 are located at the recessed portion.
On the other hand, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an engaged state of the rotor shaft 7 and the spindle shaft 15. As shown in FIGS. 1 and 2, the gear housing 2 b is coaxial with the rotor shaft 7. A spindle shaft 15 is disposed, and the spindle shaft 15 is rotatably supported by a bearing 16 provided in the gear housing 2b. A bearing 17 (third bearing member) is fitted and fixed to the right end of the spindle shaft 15, and a bearing portion 18 formed integrally with the left end of the rotor shaft 7 is fitted into the bearing 17. As a result, the left end of the rotor shaft 7 is rotatably supported by the bearing 17 of the spindle shaft 15, and the rotor shaft 7 is allowed to rotate relative to the spindle shaft 15.
[0022]
A guide hole 19 is formed at the right end of the spindle shaft 15 continuously from the inside of the bearing 17, while a guide rod 20 protruding leftward from the bearing portion 18 is integrally formed at the left end of the rotor shaft 7. The guide rod 20 is inserted into the guide hole 19. The tip of the guide rod 20 is chamfered, and a taper guide portion 21 having a taper shape is formed between the guide rod 20 and the bearing portion 18.
[0023]
In the gear housing 2b, a counter shaft 24 is disposed in parallel at an eccentric position with respect to the rotor shaft 7 and the spindle shaft 15. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1 showing the support structure of the counter shaft 24. As shown in FIGS. 1 and 3, the inner wall of the gear housing 2b is paired with the spindle shaft 15 and the counter shaft 24 as the center. The circular recesses 25 and 26 are formed, and the left end of the counter shaft 24 is rotatably supported by a bearing 27 (first bearing member) provided in the circular recess 26.
[0024]
A flat bearing stay 28 is stretched over the circular recess 26 on the counter shaft 24 side, both ends are fixed to the gear housing 2b by bolts 29, and a bearing 30 (second bearing member) provided on the bearing stay 28 is provided. Thus, the right end of the counter shaft 24 is rotatably supported. In the circular recess 26 on the counter shaft 24 side, an engaging portion 26a having a stepped cross section is machined along an opening centered on the counter shaft 24. Similarly, on the left side surface of the bearing stay 18, the counter shaft 24 The engaging portion 28a having a step-like cross section is machined into a pair of arcs opposed to each other by 180 °. The engagement portion 28a on the bearing stay 28 side is fitted into the engagement portion 26a on the circular recess 26 side, whereby the bearing stay 28 is positioned with respect to the gear housing 2b.
[0025]
A rotor gear 33 is integrally formed on the rotor shaft 7, and a first counter gear 34 having a larger diameter than the rotor gear 33 is integrally formed on the counter shaft 24, and both the gears 33, 34 are engaged to rotate the rotor shaft 7. Accordingly, the counter shaft 24 is driven to decelerate (deceleration mechanism). The counter shaft 24 is integrally formed with a second counter gear 35, and the spindle shaft 15 is integrally formed with a spindle gear 36 having a diameter larger than that of the second counter gear 35. The two gears 35 and 36 are engaged with each other. As the counter shaft 24 rotates, the spindle shaft 15 is driven to decelerate. The gears 33 to 36 are accommodated in the corresponding circular recesses 25 and 26, respectively.
[0026]
The left end of the spindle shaft 15 protrudes to the right from the gear housing 2b and a wheel hub 37 is fitted therein. The wheel hub 37 is fixed to the spindle shaft 15 by a nut 38 in a state in which the rotation is restricted by the serration 15a. A wheel 39 as a driving wheel is attached to the wheel hub 37 by a nut 40, and the in-wheel motor 1 is located in the wheel 39. The wheel hub 37 has a bottomed cylindrical shape that opens to the right, and the opening is closed by a disc-shaped back plate 41 fixed to the gear housing 2b, and a hydraulic drum brake 42 ( Hydraulic brake device) is built in.
[0027]
One end of a hydraulic pipe 43 is connected to one side of the back plate 41. The hydraulic pipe 43 is bent in a crank shape to bypass the outer periphery of the housings 2a and 2b, and is connected to the right side of the motor housing 2a via a connection portion 43a. Are connected to the hydraulic piping on the vehicle body side (not shown). The configuration of the drum brake 42 is the same as that of a general vehicle brake, and therefore will not be described in detail. However, when hydraulic fluid is supplied from the vehicle body side through the hydraulic pipe 43 in accordance with the brake operation by the driver, a brake cylinder (not shown) Thus, the brake shoe is brought into sliding contact with the inner peripheral surface of the wheel hub 37 to obtain a braking force.
[0028]
4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1 showing the details of the sensor plate 46. As shown in FIGS. 1 and 4, the rotor hub 9 is overlaid with a sensor plate 46 made of a metal plate from the left side. The fitting hole 46 a formed in the center of the sensor plate 46 is fitted into the fitting portion 7 a of the rotor shaft 7. The sensor plate 46 is stamped and formed by pressing, and in particular, the inner diameter of the fitting hole 46a is dimensionally controlled so as to satisfy a predetermined tolerance with respect to the outer diameter of the fitting portion 7a on the rotor shaft 7 side. The sensor plate 46 is accurately positioned in the radial direction with respect to the rotor shaft 7.
[0029]
The sensor plate 46 has a radial shape as a whole, and strip-shaped detection portions 46b are extended in six directions at equal angles around the rotor shaft 7. Each detecting portion 46b is fixed to the rotor hub 9 by a bolt 47, and the tip of each detecting portion 46b is bent to the left. On the other hand, a rotation angle detection sensor 48 (rotation angle detection means) is fixed to one side of the gear housing 2b, and the sensor 48 sequentially opposes each detection portion 46b of the sensor plate 46 as the rotor shaft 7 rotates. Then, a detection signal synchronized with the rotation angle of the rotor shaft 7 is output to the controller.
[0030]
Here, the crank-shaped bent portion of the hydraulic pipe 43 and the rotation angle detection sensor 48 are substantially coincident with respect to the counter gears 34 and 35 of the counter shaft 24 in the vehicle width direction. As is clear from FIG. 1, the rotor shaft 7 is arranged in a phase avoiding the counter gears 34 and 35.
The in-wheel motor 1 of the present embodiment is configured as described above, and the stator coil of the stator 12 is sequentially energized by the controller corresponding to the rotation angle of the rotor 11 based on the detection signal of the rotation angle detection sensor 48. Then, a rotational force is applied to the rotor 11 by the magnetic field generated with the excitation of the stator coil. The rotation of the rotor 11 is transmitted from the rotor gear 33 to the first counter gear 34 of the counter shaft 24 and further from the second counter gear 35 to the spindle gear 36 of the spindle shaft 15 while being decelerated in two stages. The vehicle is driven to rotate. The controller adjusts the electric power supplied to the stator coil based on the driver's accelerator operation amount, thereby realizing traveling according to the accelerator operation. Further, when the vehicle decelerates, the rotor 11 is driven to rotate along a reverse transmission path from the drive wheels, and regenerative power generated in the stator coil is charged in a battery (not shown).
[0031]
On the other hand, in the in-wheel motor 1 of the present embodiment, the crank-shaped bent portion of the hydraulic pipe 43 and the rotation angle detection sensor 48 are arranged in a phase different from that of the counter gears 34 and 35 around the rotor shaft 7 as described above. Has been established. That is, compared with the planetary gear mechanism of the in-wheel motor described in Patent Document 1, the counter gears 34 and 35 used as the speed reduction mechanism in this embodiment are not small in the vehicle width direction, but the rotor shaft 7 The radial direction has a characteristic of occupying a relatively small area eccentric with respect to the rotor shaft 7 without occupying a large area unlike the planetary gear mechanism. Since the bent portion of the hydraulic pipe 43 and the rotation angle detection sensor 48, which are other members, are arranged in a phase around the rotor shaft 7 and avoiding the counter gears 34 and 35, these members are in-wheel. The motor 1 is installed without enlarging the dimension in the vehicle width direction.
[0032]
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the layout of each member in the in-wheel motor according to the present embodiment. To express it roughly, Patent Document 1 shown in FIG. 7 corresponds to the rotor 102 and the hydraulic brake device 104. In addition to the minutes A and C, a space in the vehicle width direction corresponding to the sensors 103 and the hydraulic piping 105 is required in the vehicle width direction, whereas in the present embodiment, the counter gears 34 and 35 that are speed reduction mechanisms are used. It can be seen that the bent portion of the hydraulic piping 43 and the sensor 48 are also installed in the space corresponding to E. Therefore, each member can be laid out efficiently and the dimension of the whole in-wheel motor 1 in the vehicle width direction can be suppressed to the minimum.
[0033]
Further, since the strut connecting portion 3 and the lower arm connecting portion 4 are integrally formed on the motor housing 2a and the strut 5 and the lower arm 6 on the vehicle body side are directly connected, these members 5 and 6 are connected via an adapter or the like. Therefore, the overall dimension including the suspension in the vehicle width direction can be suppressed as compared with the case where the motor housing 2a is indirectly connected. In addition, as shown in FIG. 5, the motor housing is used together with the right side surface of the rotor hub 9 by utilizing the dead space in the rotor hub 9 that is hollow (not accommodating the planetary gear mechanism 101 of Patent Document 1) due to the above configuration. Since the right side surface of 2a is recessed and the strut connecting portion 3 is provided at the recessed portion, the strut 5 can be brought closer to the in-wheel motor 1, and this factor is also suppressed in the vehicle width direction. To contribute.
[0034]
Therefore, the space available for the suspension and the vehicle interior is expanded, the degree of freedom in designing the suspension can be increased, and a wider vehicle interior space can be secured. By omitting the member, the manufacturing cost can be reduced.
The bearing stays 28 that support the counter shaft 24 are positioned by fitting the engaging portions 26a on the gear housing 2b side and the engaging portions 28a on the bearing stay 28 side. , 28a are formed simultaneously when machining the bearing holes for fitting and holding the bearings 27, 30 in the gear housing 2b and the bearing stay 28. Therefore, the circular or arc-shaped engaging portions 26a and 28a are formed with high accuracy around the bearing hole, and the engaging plates 26a and 28a are fitted to each other so that the bearing plate 28 is fitted to the gear housing 2b. Is reliably positioned at the normal position. As a result, the shaft centers of both the bearings 27 and 30 coincide with each other accurately. As a result, the counter shaft 24 is supported at the normal position, and the gears 33 to 36 are normally meshed to achieve noise reduction.
[0035]
On the other hand, when the in-wheel motor 1 configured as described above is assembled, members such as the rotor 11 and the stator 12 are assembled on the motor housing 2a side, while the spindle shaft 15 and the counter shaft 24 are mounted on the gear housing 2b side. After assembling such members, both housings 2a and 2b are coupled. Since the left end of the rotor shaft 7 before the housings 2a and 2b are not coupled to each other is not supported by the spindle shaft 15, the rotor core 10 is attracted to the stator 12 on the outer peripheral side by the magnetic force and tilted.
[0036]
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view when the guide rod 20 of the rotor shaft 7 is inserted into the bearing 17 of the spindle shaft 15, but the inclined rotor shaft 7 even if both housings 2a and 2b are made to correspond to normal positions. The left end of is eccentric from the axis of the spindle shaft 15. Immediately before the housings 2a and 2b are completely coupled, the housings 2a and 2b themselves are obstructed so that the left end of the rotor shaft 7 cannot be seen. Is inserted into the bearing 17 of the spindle shaft 15.
[0037]
Here, in this embodiment, since the guide rod 20 further protrudes leftward from the bearing portion 18 of the rotor shaft 7, the guide rod 20 is visually observed even when the bearing portion 18 is not visible just before the housings 2 a and 2 b are coupled. The guide rod 20 can be easily inserted into the bearing 17 of the spindle shaft 15. The guide rod 20 after being inserted into the bearing 17 is further guided from the inside of the bearing 17 into the guide hole 19 at the back with the coupling of the housings 2a and 2b, and in parallel with this, the bearing portion 18 of the rotor shaft 7 is provided. Is fitted into the bearing 17 while being guided by the taper guide portion 21. Therefore, when the housings 2a and 2b are coupled, the bearing portion 18 of the rotor shaft 7 can be inserted into the bearing 17 of the spindle shaft 15 very easily, and the assembling work can be simplified.
[0038]
By the way, final adjustment in control is performed on the in-wheel motor 1 after the assembly work. This adjustment work is caused by the mounting error of the sensor plate 46 in the circumferential direction with respect to the rotor shaft 7 according to the fixing state of the bolt 47 or the mounting error of the rotation angle detection sensor 48 itself. This is a countermeasure when the detection timing of the detection unit 46b by the rotation angle detection sensor 48 is deviated from the rotation angle of 11, and the mounting error is eliminated by adjusting the energization timing of each stator coil with respect to the sensor signal. Yes. In addition, since the sensor plate 48 is press-molded integrally and each detection part 46b is maintained at a predetermined interval (angle), if the energization timing of the stator coil is adjusted for any of the detection parts 46b, Naturally, all the detection parts 46b are adjusted to an appropriate energization time.
[0039]
On the other hand, when the sensor plate 46 has a mounting error in the radial direction with respect to the rotor shaft 7, the rotation angle detection sensor 48 and the detection unit 46 b are not kept in a regular gap, and there is a risk of mutual interference or detection failure. However, this radial mounting error cannot be eliminated by control measures like the mounting error in the circumferential direction. However, in this embodiment, the sensor plate 48 is accurately positioned in the radial direction with respect to the rotor shaft 7 by fitting the fitting hole 46a of the sensor plate 46 into the fitting portion 7a of the rotor shaft 7. The rotation angle detection sensor 48 and the detection unit 46b are kept in a regular gap, and the above trouble can be avoided in advance. Further, since the sensor plate 48 can be easily manufactured by press molding while ensuring sufficient positional accuracy in this way, for example, a portion corresponding to each detection portion 46b is cut out from the sufficiently thick rotor hub 9. Compared to the case of manufacturing, a cost advantage that it can be manufactured at a much lower cost can be obtained.
[0040]
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the in-wheel motor 1 provided on the rear wheel of the electric vehicle is embodied. However, the present invention is not limited to this. For example, the front wheel or all the wheels are replaced with the in-wheel. The motor 1 may be provided, or may be embodied in an in-wheel motor 1 for a hybrid vehicle that includes an engine together with a motor as a travel drive source.
[0041]
In the above embodiment, the present invention is applied to a vehicle having a so-called strut suspension. However, the type of suspension is not limited to this, and other types of suspension such as a double wishbone may be used.
Further, in the above embodiment, the rotation of the rotor 11 is decelerated in two stages and transmitted to the spindle shaft 15 by the decelerating mechanism including the first and second counter gears 34 and 35, but the configuration of the decelerating mechanism is limited to this. In addition, the gear arrangement and the like can be arbitrarily changed in consideration of the space requirements such as the torque required as the travel drive source or the shapes of the housings 2a and 2b.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the in-wheel motor of the first aspect of the present invention, the speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotor is disposed in an eccentric position with respect to the rotor shaft, and the rotor is in a phase that avoids the speed reduction mechanism. Since the rotation angle detecting means for detecting the rotation angle and the hydraulic piping for supplying the hydraulic oil to the hydraulic brake device are disposed, the members can be efficiently laid out to minimize the dimension in the vehicle width direction.
[0043]
According to the in-wheel motor of the second aspect of the invention, in addition to the first aspect, the engaging portion is formed around the hole of the bearing member that supports the counter shaft, and the housing and the bearing stay are formed by the engaging portion. Since the positioning is performed, the counter shaft is supported at the regular position, and the gears and the speed reduction mechanism are normally meshed to achieve noise reduction.
According to the in-wheel motor of the third aspect of the invention, in addition to the first aspect, the end of the rotor shaft can be inserted into the third bearing member of the spindle shaft while visually observing the guide rod formed on the rotor shaft. As a result, the assembling work can be simplified.
[0044]
According to an in-wheel motor of a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the strut and the lower arm are directly connected to the strut connecting portion and the lower arm connecting portion integrally formed with the housing, and the housing is recessed. Since the strut is brought close to the in-wheel motor, the dimension in the vehicle width direction can be further suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an in-wheel motor provided on a left rear wheel of an embodiment as viewed from the rear.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing an engagement state between a rotor shaft and a spindle shaft.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1 showing a support structure of the counter shaft.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1 showing details of the sensor plate.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a layout of each member in the in-wheel motor of the embodiment.
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view when the guide rod of the rotor shaft is inserted into the bearing of the spindle shaft.
7 is an explanatory view schematically showing a layout of each member in the in-wheel motor described in Patent Document 1. FIG.
[Explanation of symbols]
2a Motor housing
2b Gear housing
3 Strut connection part
4 Lower arm connection
5 struts
6 Lower arm
7 Rotor shaft
9 Rotor hub
10 Rotor core
11 Rotor
12 Stator
15 Spindle shaft
17 Bearing (third bearing member)
19 Guide hole
20 Guide rod
24 counter axis
26a engaging part
27 Bearing (first bearing member)
28 Bearing stay
28a Engagement part
30 Bearing (second bearing member)
33 Rotor Gear
34 First counter gear (deceleration mechanism)
35 Second counter gear (deceleration mechanism)
36 Spindle gear
37 wheel hub
42 Drum brake (hydraulic brake device)
43 Hydraulic piping
46b detector
48 Rotation angle detection sensor (Rotation angle detection means)

Claims

A stator disposed annularly in a housing connected to the suspension of the vehicle body;
A rotor disposed on the inner peripheral side of the stator, rotatably supporting an annular rotor core via a rotor hub around the rotor shaft, and provided with a rotational force in accordance with excitation of the stator;
A spindle shaft rotatably supported coaxially on the tire side of the rotor shaft, and a wheel hub having a hydraulic brake device connected to the tire side; and
Provided on a counter shaft disposed eccentrically with respect to the rotor shaft, and meshed with the rotor gear of the rotor shaft and the spindle shaft of the spindle shaft, respectively, to reduce the rotation of the rotor and A transmission speed reduction mechanism;
It is arranged in an eccentric position with respect to the rotor shaft and in a phase that avoids the speed reduction mechanism, and detects the rotation angle of the rotor in opposition to the detector provided on the rotor hub as the rotor rotates. Rotation angle detecting means for
A hydraulic pipe disposed eccentrically with respect to the rotor shaft and in a phase avoiding the speed reduction mechanism, and connecting the hydraulic oil supply source on the vehicle body side and the hydraulic brake device of the wheel hub; An in-wheel motor characterized by

The counter shaft has a tire side supported by a first bearing member provided in the housing and a vehicle body side supported by a second bearing member provided in a bearing stay. The in-wheel motor according to claim 1, wherein the bearing stay has an engaging portion formed in an arc shape centering on the counter shaft, and is positioned by fitting both engaging portions to each other.

The end of the rotor shaft on the tire side is inserted into a third bearing member provided at the end of the spindle shaft on the vehicle body side, and is supported so as to be rotatable relative to the spindle shaft. A guide hole is formed at the end of the spindle shaft on the vehicle body side, which is continuous from the inside of the third bearing member to the inner portion of the spindle shaft, while the guide hole is formed at the tire-side end of the rotor shaft. The in-wheel motor according to claim 1, wherein a guide rod that is inserted into the guide rod is formed.

The rotor hub of the rotor is recessed in a ring shape on the side surface on the vehicle body centering on the rotor shaft, and the housing is recessed following the recessed shape of the rotor hub, and the suspension is formed in the recessed portion of the housing. A strut connecting portion to which the struts of the suspension are connected is integrally formed, and a lower arm connecting portion to which the lower arm of the suspension is connected is integrally formed below the strut connecting portion of the housing. The in-wheel motor according to 1.