JP2008189029A - インホイールモータユニット用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子と回転子とを適切に分解・組込できるインホイールモータユニット用治具を提供する。
【解決手段】シャフト１０２とブッシュ１０３ｄとにより固定子１２と回転子１１とを同軸に維持しながら、基部１０１に対して移動部１０３を案内するようになっているので、ボールねじ機構を介して、基部１０１に対して移動部１０３を、固定子１２又は回転子１１の軸線方向に駆動することにより、固定子１２に対して回転子１１を磁力に抗して非接触の状態で軸線方向に相対移動でき、それにより実車においても容易に固定子１２と回転子１１とを組み込んだり分解したりすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の駆動輪を駆動するインホイールモータユニットを分解するのに好適なインホイールモータユニット用治具に関する。

従来の電気自動車においては、車体に配置した１台の電動機から、トランスミッションとデファレンシャル機構を介して車輪にトルクを伝達することが行われている。しかるに、かかる方式によれば、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを設けるスペースが必要となり、その分だけ乗員用のスペースが制限されるという問題がある。又、トランスミッションとデファレンシャル機構に動力伝達ロスが発生するので、その分だけ車輪に伝達されるトルクが低下するという問題もある。

これに対し、以下の特許文献１には、車輪の内部にモータを設けたアウタロータ型のホイールモータが開示されている。かかるホイールモータによれば、車輪にモータを内蔵できるので、電動機と、トランスミッションと、デファレンシャル機構とを車体に搭載する必要がなくなり、乗員用のスペースを確保でき、またトランスミッションやデファレンシャル機構を介さないので、動力伝達ロスが減少するという利点がある。
特開平１０−２８５８９１号公報

ところで、固定子と回転子とを半径方向に重合させた上で、車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットにおいて、メンテナンスなどの場合、回転子と固定子とを分解する必要が生じる場合がある。しかるに、永久磁石型のインホイールモータユニットの場合、例えば固定子に対して、強力な磁石の磁力に抗して回転子を軸線方向に抜き出さなくてはならないが、汎用の治具では適切に回転子を引き出すことができなかった。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、固定子と回転子とを適切に分解・組込できるインホイールモータユニット用治具を提供することを目的とする。

本発明のインホイールモータユニット用治具は、車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、半径方向に重合する前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットを組込・分解するためのインホイールモータユニット用治具において、
前記固定子側に取り付けられる基部と、
前記回転子に取り付けられる移動部と、
前記固定子と前記回転子とを同軸に維持しながら、前記基部に対して前記移動部を案内する案内部と、
前記基部に対して前記移動部を、前記固定子又は前記回転子の軸線方向に駆動する駆動部とを有することを特徴とする。

本発明のインホイールモータユニット用治具によれば、前記案内部により前記固定子と前記回転子とを同軸に維持しながら、前記基部に対して前記移動部を案内するようになっているので、前記駆動部により、前記基部に対して前記移動部を、前記固定子又は前記回転子の軸線方向に駆動することにより、前記固定子に対して前記回転子を磁力に抗して非接触の状態で軸線方向に相対移動でき、それにより前記固定子と前記回転子とを容易に組み込んだり分解したりすることができる。

前記駆動部は、ねじ軸とナットとからなると、回転力を軸線方向力に変換できるので、手動でも前記固定子と前記回転子とを容易に組み込んだり分解したりすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態を適用可能なインホイールモータユニットを、車両に組み付けた状態で示す断面図である。

図１において、不図示の車体に対して車軸１ａを有するブラケット１が取り付けられている。車軸１ａの周囲には、一対の円錐ころ軸受２，２を介してホイールハブ３が回転自在に支持され、センターナット４により軸線方向に固定されている。ホイールハブ３の外方端に形成されたフランジ部３ａには６本のハブボルト５が車軸１ａと平行に植設されている。フランジ部３ａの軸線方向内側（図１で左側）には、ハブボルト５に内端側に螺合したナット６より、ブレーキドラム７が固定されている。円筒状のブレーキドラム７の内周側には、不図示のブレーキ装置のパッドが配置され、ブレーキドラム７の内周に当接することで制動力を発揮するようになっている。

一方、ホイールハブ３のフランジ部３ａの軸線方向外側（図１で右側）には、同じハブボルト５の外端側に螺合したホイールナット８により、ホイール９が取り付けられている。ホイール９の周囲には車輪１０が装着されている。

ブレーキドラム７の外周には、回転子１１が取り付けられている。回転子１１は、ブレーキドラム７の外縁にインロー嵌め（Ａ）で取り付けられ、ボルトで固定された円筒状の回転子ホルダ１１ａと、回転子ホルダ１１ａの内周に取り付けられた回転子コア１１ｂとからなる。尚、回転子ホルダ１１ａは、その側面にねじ孔１１ｃを形成している。

ブラケット１には、固定子１２が取り付けられている。固定子１２は、ブラケットに固定された円筒状の固定子ホルダ１２ａと、固定子ホルダ１２ａの外周に、回転子コア１１ｂに対して半径方向に対向するようにして取り付けられた固定子コア１２ｂとからなる。回転子コア１１ｂと固定子コア１２ｂとの半径方向のギャップは、０．５〜２ｍｍである。回転子１１及び固定子１２は、車輪１０の半径方向内方に重合して配置されている。

図１のインホイールモータユニットの動作について説明する。例えば運転者が不図示のアクセルペダルを踏み込むと、それに連動して不図示のインバータユニットから高周波電流が固定子１２のコイルに伝達され、それにより回転子１１との間に磁力が生じ、かかる磁力を用いてホイール９を回転させることによって、車輪１０を回転駆動させることができる。

図２は、インホイールモータユニット用治具の斜視図である。図３は、インホイールモータユニット用治具を、インホイールモータユニットに組み付けた状態で示す断面図である。図４は、図３のインホイールモータユニット用治具を矢印IV方向に見た図である。

図２において、インホイールモータユニット用治具１００において、基部１０１は、ドーナツ円盤状の固定部１０１ａと、固定部１０１ａの中央に設けられたボス１０１ｂと、ボス１０１ｂの外周と固定部１０１ａの内周とを３カ所で連結する連結部１０１ｃとを有する。固定部１０１ａ上には、等間隔に３本のシャフト１０２が固定されており、また貫通孔１０１ｄが等間隔に６カ所設けられている。

シャフト１０２は、移動部１０３を貫通して上方に延在している。移動部１０３は、上方円盤部１０３ａと、それより大径の下方円盤部１０３ｂとを、連結部１０３ｃで連結した構成を有する。上方円盤部１０３ａには、円筒状のブッシュ１０３ｄが等間隔に３つ設けられており、これをシャフト１０２が相対摺動可能に貫通している。シャフト１０２とブッシュ１０３ｄとで案内部を構成する。

又、上方円盤部１０３ａの中央には、ナット１０４が配置されている。上方円盤部１０３ａの内周から半径方向内方に、等間隔に３つの連結部１０３ｅが延在している。図３に示すように、連結部１０３ｅの内端は、ボルトＢ１によりナット１０４の外周に連結されている。又、下方円盤部１０３ｂには、等間隔に４カ所の貫通孔１０３ｆが形成されている。尚、下方円盤部１０３ｂは、上方円盤部１０３ａに対してボルトなどにより取り外し可能な構成となるようにして、径の異なる複数種類の下方円盤部１０３ｂを用意しておき、回転子１１の径に合わせて適切な径の下方円盤部１０３ｂを選択取付することで、汎用性の高いインホイールモータユニット用治具１００を提供できる。

図２において、基部１０１のボス１０１ｂには、ねじ軸１０５の下端が軸受ユニット１１０（図３参照）により回転自在に支持されている。ねじ軸１０５は上方に向かって延在し、ナット１０４に対して不図示のボールを介在させて貫通した後、移動部１０３の上方に配置された支持部１０６に対して支持されている。回転運動を軸線方向運動に変換するボールねじ機構であるナット１０４とねじ軸１０５とで、駆動部を構成する。

支持部１０６は、中央から半径方向外方に向かって３方に延在する板材からなり、その外方端部は、３本のシャフト１０２に対して、その上端に螺合するナットＮ１によってそれぞれ固定されている。支持部１０６の中央には、軸受ユニット１０７がボルトＢ２によって固定されている。軸受ユニット１０８は、支持部１０６に対してねじ軸１０５を回転自在に支持している。支持部１０６から上方に突出したねじ軸１０５の端部は、ハンドル１０７に対してキーなどにより相対回転不能に係合可能となっている。即ち、ねじ軸１０５の端部に係合させた状態で、ハンドル１０７を回転させると、基部１０１に対して移動部１０３は軸線方向いずれかの方向に移動することとなる。

次に、インホイールモータユニット用治具１００を用いて、固定子１２から回転子１１を分解又は組み込む態様について説明する。図１に示す車両への搭載状態から固定子１２から回転子１１を分解する場合、まずホイールナット８をゆるめてホイール９と車輪１０を取り外す。又、ブレーキドラム７と回転子１１とを連結する不図示のボルトを取り外しておくが、ブレーキドラム７と回転子１１とはインロー嵌め（Ａ）となっているので、回転子１１が偏心して固定子１２と干渉することはない。

かかる状態から、図３に示すように、インホイールモータユニット用治具１００の基部１０１の貫通孔１０１ｄにハブボルト５を挿通し、ナットＮ２を締め込むことで、基部１０１をホイールハブ３に固定する。更に、移動部１０３の下方円盤部１０３ｂに形成された貫通孔１０３ｆを介してボルトＢ３を挿通し、回転子１１のねじ孔１１ｃに螺合させる。これにより回転子１１は、移動部１０３に固定されたこととなる。

その後、ハンドル１０７をねじ軸１０５の端部に係合させ、作業者の手でねじ軸１０５を回転させると、かかる回転運動がナット１０４の軸線方向運動に変換される。すると、基部１０１に対してナット１０４と共に移動部１０３が軸線方向（図３で右方）に移動し、回転子１１は固定子１２に対して軸線方向に相対移動することとなる。このとき、移動部１０３は、ブッシュ１０３ｄを介してシャフト１０２により案内されており、回転子１１と固定子１２とを同軸に維持しているので、固定子１２に対して回転子１１が接触することなく、その間に発生する磁力に抗して抜き出すことができる。固定子１２から回転子１１が完全に抜き出されれば、固定子１２のメンテナンス等を行うことができる。尚、回転子１１を組み込む場合には、以上とは逆の手順をとればよい。

このように本実施の形態のインホイールモータユニット用治具１００によれば、シャフト１０２とブッシュ１０３ｄとにより固定子１２と回転子１１とを同軸に維持しながら、基部１０１に対して移動部１０３を案内するようになっているので、ボールねじ機構を介して、基部１０１に対して移動部１０３を、固定子１２又は回転子１１の軸線方向に駆動することにより、固定子１２に対して回転子１１を磁力に抗して非接触の状態で軸線方向に相対移動でき、それにより実車においても容易に固定子１２と回転子１１とを組み込んだり分解したりすることができる。

以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、ねじ軸はモータ等で回転させられても良い。

本実施の形態を適用可能なインホイールモータユニットを、車両に組み付けた状態で示す断面図である。 インホイールモータユニット用治具の斜視図である。 インホイールモータユニット用治具を、インホイールモータユニットに組み付けた状態で示す断面図である。 図３のインホイールモータユニット用治具を矢印IV方向に見た図である。

符号の説明

１ ブラケット
１ａ 車軸
２，２ 軸受
３ ホイールハブ
３ａ フランジ部
４ センターナット
５ ハブボルト
６ ナット
７ ブレーキドラム
８ ホイールナット
９ ホイール
１０ 車輪
１１ 回転子
１１ａ 回転子ホルダ
１１ｂ 回転子コア
１１ｃ ねじ孔
１２ 固定子
１２ａ 固定子ホルダ
１２ｂ 固定子コア
１００ インホイールモータユニット用治具
１０１ 基部
１０１ａ 固定部
１０１ｂ ボス
１０１ｃ 連結部
１０１ｄ 貫通孔
１０２ シャフト
１０３ 移動部
１０３ａ 上方円盤部
１０３ｂ 下方円盤部
１０３ｃ 連結部
１０３ｄ ブッシュ
１０３ｅ 連結部
１０３ｆ 貫通孔
１０４ ナット
１０５ ねじ軸
１０６ 支持部
１０７ ハンドル
１０８、１１０ 軸受ユニット
Ｂ１ ボルト
Ｂ２ ボルト
Ｂ３ ボルト
Ｎ１ ナット
Ｎ２ ナット

Claims (2)

1. 車体側に固定される固定子と、車輪のホイールと一体的に回転するように取り付けられる回転子とを有し、半径方向に重合する前記固定子と前記回転子の少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に配置されているインホイールモータユニットを組込・分解するためのインホイールモータユニット用治具において、
   前記固定子側に取り付けられる基部と、
   前記回転子に取り付けられる移動部と、
   前記固定子と前記回転子とを同軸に維持しながら、前記基部に対して前記移動部を案内する案内部と、
   前記基部に対して前記移動部を、前記固定子又は前記回転子の軸線方向に駆動する駆動部とを有することを特徴とするインホイールモータユニット用治具。
2. 前記駆動部は、ねじ軸とナットとからなることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータユニット用治具。

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