JP4656999B2 - 電動輪 - Google Patents

Description

本発明は、電動輪および車両に関し、特に、パーキングロック機構を備えた電動輪および車両に関する。

車両の駐停車中に車輪をロックするパーキングブレーキが従来から知られている。

たとえば、特開２００２−１０４１６０号公報においては、ホイールインモータ形式の電気自動車の駆動輪に用いられるブレーキ装置であって、走行時のブレーキとパーキングブレーキとが一体化されたものが開示されている。

また、特開平９−２９５５６１号公報においては、自動変速機のパーキングロック装置が開示されている。
特開２００２−１０４１６０号公報 特開平９−２９５５６１号公報

しかしながら、特開２００２−１０４１６０号公報に示されるように車両の走行時に用いられるブレーキ機構とパーキングブレーキ機構とを兼用すると、ブレーキフェール時に車両が動く場合がある。

また、上記とは異なる観点では、インホイールモータを備えた電動輪においては、ホイール内の温度が上昇しやすい傾向にある。したがって、放熱特性向上の観点からは、ディスクブレーキが用いられることが好ましいが、一方で、ディスクブレーキをパーキングロック機構として用いた場合には装置の大型化を招来する。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡易な構成により車輪を確実にロックできるパーキングロック機構を備えた電動輪および車両を提供することにある。

本発明に係る電動輪は、ホイールと、少なくとも一部がホイール内に搭載され、該ホイールを駆動または該ホイールに駆動されるインホイールモータと、インホイールモータの出力を減速するプラネタリギヤと、車両走行時のホイールの回転を抑制するブレーキ手段と、ブレーキ手段とは別体でインホイールモータに設けられたパーキングロック機構とを備え、プラネタリギヤは、出力部としてのプラネタリキャリアを含み、パーキングロック機構は、プラネタリキャリアを固定する。

上記構成によれば、ブレーキ手段と別体でパーキングロック機構を設けることで、該パーキングロック機構により車輪を確実にロックすることができる。また、パーキングロック機構をインホイールモータに設けることで、装置が大型化することを抑制することができる。また、上記構成によれば、パーキングロック機構によって車輪を確実にロックしながら、装置が大型化することを抑制することができる。

上記電動輪において、好ましくは、プラネタリキャリアは、ピニオンギヤを支持するピンと、ピンに対してインホイールモータの回転軸方向に突出する突出部とを含み、パーキングロック機構は、突出部を固定する。

上記電動輪において、パーキングロック機構は、好ましくは、突出部と摩擦係合するバンド式ブレーキである。

上記構成によれば、比較的大きな摩擦面積を確保することができるので、簡素な構成のパーキングロック機構により車輪を確実にロックすることができる。

上記電動輪において、１つの局面では、突出部は、インホイールモータの回転軸方向と平行に延びる円筒部である。本構造によれば、円筒部を固定することで、車輪をロックすることができる。

本発明によれば、簡易な構成により確実に車輪をロックできるパーキングロック機構を備えた電動輪を提供することができる。

以下に、本発明に基づく電動輪および車両の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る車両に含まれる電動輪の構成を示したブロック図である。図１を参照して、電動輪１は、ホイールディスク１００と、ホイールハブ２００と、ジョイント３００と、インホールモータ４００と、ブレーキロータ５００と、ブレーキキャリパ６００と、パーキングロック機構７００と、タイヤ（図示せず）とを備える。

インホイールモータ４００は、ケース４１０と、モータ４２０と、減速機構としてのプラネタリギヤ４３０と、オイルポンプ４４０と、シャフト４５０とを含む。

ホイールディスク１００は、略カップ型形状を有し、ディスク部１１０とリム部１２０とからなる。ホイールディスク１００のリム部１２０の外縁には、タイヤ（図示せず）が固定される。ホイールディスク１００は、ホイールハブ２００、インホイールモータ４００の一部または全部、ブレーキロータ５００およびブレーキキャリパ６００を受け入れるように形成される。ホイールディスク１００は、矢印ＤＲ１方向から車両に組付けられ、ディスク部１１０をハブボルトによってホイールハブ２００に締結することによりホイールハブ２００と連結される。

ホイールハブ２００はジョイント３００を介してインホイールモータ４００のシャフト４５０に連結される。

ブレーキロータ５００は、内周端がホイールハブ２００の外周端に固定され、外周端がブレーキキャリパ６００内を通過するように配置される。ブレーキキャリパ６００は、ブレーキピストンと、ブレーキパッド６１０，６２０とを含む。ブレーキパッド６１０，６２０は、ブレーキロータ５００の外周端を挟み込む。

ブレーキキャリパ６００にブレーキオイルが供給されると、ブレーキピストンは、紙面右側へ移動し、ブレーキパッド６１０を紙面右側へ押す。ブレーキパッド６１０が紙面右側へ移動することに応答してブレーキパッド６２０が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド６１０，６２０は、ブレーキロータ５００の外周端を挟み込み、電動輪１にブレーキがかけられる。

次に、インホールモータ４００の構成について説明する。

ケース４１０は、ホイールハブ２００の紙面左側に配置され、モータ４２０と、プラネタリギヤ４３０と、オイルポンプ４４０と、シャフト４５０と、オイル通路とを収納する。

モータ４２０は、軸受４２１と、回転シャフト４２２と、ロータ４２３と、ステータ４２４とを有する。ステータ４２４は、ステータコア４２４Ａとステータコイル４２４Ｂとを含む。ステータコア４２４Ａは、ケース４１０に固定される。ステータコイル４２４Ｂは、ステータコア４２４Ａに巻回される。モータ４２０が三相モータである場合、ステータコイル４２４Ｂは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる。また、ロータ４２３は、ステータコア４２４Ａおよびステータコイル４２４Ｂの内周側に配置される。

プラネタリギヤ４３０は、サンギヤ４３１と、ピニオンギヤ４３２と、リングギヤ４３３と、プラネタリキャリア４３４とを含む。

サンギヤ軸（図示せず）は、モータ４２０の回転シャフト４２２に連結される。また、サンギヤ軸は、回転自在に支持される。サンギヤ４３１は、サンギヤ軸に連結される。ピニオンギヤ４３２は、サンギヤ４３１と噛合い、回転自在に支持される。リングギヤ４３３は、ケース４１０に固定される。プラネタリキャリア４３４は、ピニオンギヤ４３２に連結され、シャフト４５０にスプライン嵌合される。また、プラネタリキャリア４３４は、回転自在に支持される。

オイルポンプ４４０は、オイル溜に溜まったオイルを汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路（図示せず）へ供給する。

車体に搭載されたスイッチング回路（図示せず）によりステータコイル４２４Ｂに交流電流が供給されると、ロータ４２３が回転し、モータ４２０は、所定のトルクを出力する。そして、モータ４２０の出力トルクは、サンギヤ軸を介してプラネタリギヤ４３０へ伝達される。プラネタリギヤ４３０は、サンギヤ軸から受けた出力トルクをサンギヤ４３１およびピニオンギヤ４３２によって変更、つまり、変速（減速）してプラネタリキャリア４３４へ出力する。プラネタリキャリア４３４は、プラネタリギヤ４３０の出力トルクをシャフト４５０に伝達し、シャフト４５０はジョイント３００を介して所定の回転数でホイールハブ２００およびホイールディスク１００を回転させる。これにより、電動輪１は、所定の回転数で回転する。

一方、オイルポンプ４４０は、オイル溜からオイルを汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路へ供給する。オイル通路に進入したオイルは、たとえば矢印Ａ，Ｂ，Ｃに沿って軸受４２１やプラネタリギヤ４３０に供給されてそれらを潤滑する。また、オイルは、ステータコイル４２４Ｂなどを冷却する。

パーキングロック機構７００は、インホイールモータ４００のケース４１０内において、ステータコイル４２４Ｂに対してブレーキロータ５００とは反対側に設けられる。そして、パーキングロック機構７００は、プラネタリギヤ４３０におけるプラネタリキャリア４３４をロックする。

図２は、図１に示されるインホイールモータ４００の断面図である。また、図３は、インホイールモータ４００におけるプラネタリキャリア４３４を示した図である。図２，図３を参照して、プラネタリキャリア４３４は、ピニオンギヤ４３２を支持するピン４３４Ａと、ピン４３４Ａに対して矢印ＤＲ１方向に突出する円筒状の突出部４３４Ｂとを有する。換言すると、突出部４３４Ｂは、インホイールモータ４００の回転軸方向に平行に延びる「円筒部」である。そして、パーキングロック機構７００は、プラネタリキャリア４３４における突出部４３４Ｂ（円筒部）をロックするバンド式ブレーキである。

図４は、パーキングロック機構７００を作動させるための構成の一例を示した図である。図５は、パーキングロック機構７００の摩擦係合部周辺を示した図である。図４，図５を参照して、本実施の形態に係る車両は、ブレーキレバー２と、ブレーキレバー２に接続されたシフトケーブル３と、シフトケーブル３に接続されたレバー４と、レバー４と当接するピン５とを有する。

図４に示されるように、本実施の形態に係る車両は、上述した電動輪１を複数備える。また、複数の電動輪１におけるパーキングロック機構７００はそれぞれシフトケーブル３に接続され、シフトケーブル３の動きに応じて同時に作動する。これにより、複数のパーキングロック機構７００がシフトケーブル３の動きに応じて同時に作動するので、複数の車輪を同時にロックすることができる。

図４に示す例において、パーキングロック機構７００を作動させる際は、ブレーキレバー２を矢印ＤＲ３方向へと引き上げる。そうすると、シフトケーブル３が矢印ＤＲ４方向へと引張られ、レバー４が矢印ＤＲ５方向に回転し、ピン５が矢印ＤＲ６方向へと移動する（図５）。これにより、パーキングロック機構７００に含まれるバンドが、プラネタリキャリア４３４における突出部４３４Ｂと摩擦係合し、プラネタリキャリア４３４がロックされる。ここで、プラネタリギヤ４３０は、インホイールモータ４００における「減速機構」であり、プラネタリキャリア４３４は、プラネタリギヤ４３０における「出力部」である。したがって、上記構成により、駐停車時の電動輪１がロックされる。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る電動輪１は、ホイールディスク１００およびホイールハブ２００と、一部または全部がホイールディスク１００内に搭載され、該ホイールディスク１００およびホイールハブ２００を駆動、または、ホイールディスク１００およびホイールハブ２００に駆動されるインホイールモータ４００と、車両走行時のホイールディスク１００およびホイールハブ２００の回転を抑制する「ブレーキ機構」としてのブレーキロータ５００およびブレーキキャリパ６００と、ブレーキロータ５００およびブレーキキャリパ６００からなるブレーキ機構とは別体でインホイールモータ４００に設けられたパーキングロック機構７００とを備える。ここで、パーキングロック機構７００は、プラネタリキャリア４３４における突出部４３４Ｂと摩擦係合するバンド式ブレーキである。

上記構成によれば、ブレーキロータ５００およびブレーキキャリパ６００からなるブレーキ機構と別体でパーキングロック機構７００を設けることで、ブレーキフェール時においても、確実にパーキングロック機構７００を作動させることができる。そして、簡易な構成により、比較的大きな摩擦面積を有するパーキングロック機構７００が構成されるので、装置の大型化が抑制される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の１つの実施の形態に係る車両に含まれる電動輪の構成を示したブロック図である。 図１に示されるインホイールモータの断面図である。 図１に示されるインホイールモータにおける減速機構の出力部を示した図である。 本発明の１つの実施の形態に係る車両におけるパーキングロック機構を作動させるための構成の一例を示した図である。 図４に示されるパーキングロック機構の摩擦係合部周辺を示した図である。

符号の説明

１ 電動輪、２ ブレーキレバー、３ シフトケーブル、４ レバー、５ ピン、１００ ホイールディスク、１１０ ディスク部、１２０ リム部、２００ ホイールハブ、３００ ジョイント、４００ インホイールモータ、４１０ ハウジング、４２０ モータ、４２１ 軸受、４２２ 回転シャフト、４２３ ロータ、４２４ ステータ、４２４Ａ ステータコア、４２４Ｂ ステータコイル、４３０ プラネタリギヤ、４３１ サンギヤ、４３２ ピニオンギヤ、４３３ リングギヤ、４３４ プラネタリキャリア、４３４Ａ ピン、４３４Ｂ 突出部、４４０ オイルポンプ、４５０ シャフト、５００ ブレーキロータ、６００ ブレーキキャリパ、７００ パーキングロック機構。

Claims (4)

1. ホイールと、
   少なくとも一部が前記ホイール内に搭載され、該ホイールを駆動または該ホイールに駆動されるインホイールモータと、
   前記インホイールモータの出力を減速するプラネタリギヤと、
   車両走行時の前記ホイールの回転を抑制するブレーキ手段と、
   前記ブレーキ手段とは別体で前記インホイールモータに設けられたパーキングロック機構とを備え、
   前記プラネタリギヤは、出力部としてのプラネタリキャリアを含み、
   前記パーキングロック機構は、前記プラネタリキャリアを固定する、電動輪。
2. 前記プラネタリキャリアは、ピニオンギヤを支持するピンと、前記ピンに対して前記インホイールモータの回転軸方向に突出する突出部とを含み、
   前記パーキングロック機構は、前記突出部を固定する、請求項１に記載の電動輪。
3. 前記パーキングロック機構は、前記突出部と摩擦係合するバンド式ブレーキである、請求項２に記載の電動輪。
4. 前記突出部は、前記インホイールモータの回転軸方向と平行に延びる円筒部である、請求項２に記載の電動輪。

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