JP2024046268A - 車輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ構造の車輪駆動装置において回転検出装置による回転検出を適正に行わせる。【解決手段】回転電機１２は、円筒状の車輪１１の径方向内側に収容されている。回転電機１２は、回転軸３６と一体回転する回転子３０と、その回転子３０の径方向内側に対向配置される固定子４０とを有している。固定子４０は、固定子巻線４１と、その固定子巻線４１の径方向内側に組み付けられた状態で固定子巻線４１を保持する円筒状の固定子コア４２及び固定子ホルダ４３とを有している。固定子ホルダ４３には、回転軸３６の回転を検出する回転センサ８０が取り付けられている。ホルダ端板部４５において回転センサ８０が取り付けられる被取付部には、冷媒を流通させる冷媒通路４８が設けられている。【選択図】 図４

Description

この明細書における開示は、車輪駆動装置に関する。

従来、車輪駆動装置として、車輪の径方向内側に回転電機を収容した、いわゆるインホイールモータ構造のものが知られている。また、インホイールモータにおいて、回転軸の回転を検出する技術が各種提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許第６１９４７５０号公報

車両のインホイールモータとして用いられる車輪駆動装置では、回転制動のためのブレーキ装置が一体又は別体で設けられており、かかる構成において、ブレーキ装置で生じる熱が回転検出装置に伝わることが考えられる。この場合、回転検出装置を構成する回路やコイル等の部材の温度が過剰に上昇し、誤作動等の異常や熱劣化による故障が生じることが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、インホイールモータ構造の車輪駆動装置において回転検出装置による回転検出を適正に行わせることを目的とする。

本発明は、
円筒状の車輪の径方向内側に収容され、前記車輪を回転させる回転電機を備え、前記回転電機は、回転軸と一体回転する回転子と、その回転子の径方向内側に対向配置される固定子とを有する車輪駆動装置であって、
前記固定子は、固定子巻線と、その固定子巻線の径方向内側に組み付けられた状態で当該固定子巻線を保持する円筒状の保持部材とを有し、
前記保持部材には、前記回転軸の回転を検出する回転検出装置が取り付けられ、当該保持部材において前記回転検出装置が取り付けられる被取付部に、冷媒を流通させる冷媒通路が設けられていることを特徴とする。

車両のインホイールモータとして用いられる車輪駆動装置では、回転制動のためのブレーキ装置で生じる熱により回転検出装置に影響が及ぶことが懸念される。この点、固定子の保持部材に回転検出装置が取り付けられる回転電機において、回転検出装置が取り付けられる保持部材の被取付部に、冷媒を流通させる冷媒通路を設ける構成とした。これにより、ブレーキ装置で生じる熱による回転検出装置への影響を低減することが可能となる。その結果、インホイールモータ構造の車輪駆動装置において回転検出装置による回転検出を適正に行わせることができる。

車輪ユニットの全体を示す斜視図。 車輪ユニットの縦断面図。 ブレーキ装置を備える回転電機の正面図。 回転電機の縦断面図。 固定子の斜視図。 固定子ホルダの斜視図。 回転子キャリアの構成図。 センサ本体と冷媒通路との位置関係を示す図。 別の形態においてブレーキ装置を備える回転電機の正面図。 別の形態における回転電機の縦断面図。 別の形態における回転電機の縦断面図。 別の形態における回転電機の縦断面図。 別の形態における回転子キャリアの正面図。 別の形態における冷媒通路の構成を示す図。

以下、本発明に係る車輪駆動装置を車輪ユニットとして具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。車輪ユニットは、４輪車や２輪車等の車両において駆動輪として用いられるものであり、タイヤが取り付けられたホイールと、ホイールの内側空間に収容された回転電機（インホイールモータ）とを備えている。

図１は、車輪ユニット１０の全体を示す斜視図であり、図２は、車輪ユニット１０の縦断面図である。図１では、車両側方に配置される車輪ユニット１０について車両内側から見た構成が示されている。なお、図１ではナックルアーム等の懸架機構に関する構成は省略している。

図１，図２に示すように、車輪ユニット１０は大別して、円筒状の車輪１１と、車輪１１を回転させる回転電機１２と、車輪１１の制動を行うブレーキ装置１３とを有している。車輪１１の内周側に回転電機１２が固定されている。回転電機１２は、固定子４０を含む部分である固定部と、回転子３０を含む部分である回転部とを有し、固定部が不図示の車体側に固定されるとともに、回転部が車輪１１に固定されており、回転部の回転により車輪１１が回転する。以下の記載では、回転電機１２（車輪１１）の回転軸線の延びる方向を軸方向とし、回転軸線の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸線を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。なお、回転電機１２において固定部及び回転部を含む詳細な構成は後述する。本実施形態では、回転電機１２とブレーキ装置１３とが「車輪駆動装置」に相当する。

車輪１１は、タイヤ２１と、タイヤ２１の内周側に固定されたホイール２２とを有している。ホイール２２は、車輪１１の回転中心となるハブ２３と、ハブ２３を囲むように設けられる円筒状のリム２４と、ハブ２３及びリム２４を連結するスポーク部２５とを有している。リム２４の外周側にタイヤ２１が取り付けられている。ハブ２３及びスポーク部２５はリム２４の軸方向一端の側に設けられ、リム２４の内側空間（ホイール２２の内側空間）に回転電機１２が収容されている。回転電機１２は、ホイール２２のハブ２３に固定された状態で設けられている。

以下に、回転電機１２及びブレーキ装置１３の構成を説明する。図３は、ブレーキ装置１３を備える回転電機１２の正面図であり、図４（ａ）は、図３における４Ａ－４Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は、図３における４Ｂ－４Ｂ線断面図である。

回転電機１２は、アウタロータ式の表面磁石型モータであり、回転子３０と、回転子３０の径方向内側に配置された固定子４０とを備えている。回転子３０及び固定子４０はそれぞれ円筒状をなしており、円環状に延びるエアギャップを挟んで互いに対向配置されている。

回転子３０は、略円筒状の回転子キャリア３１と、その回転子キャリア３１に固定された環状の磁石ユニット３２とを有している。回転子キャリア３１は、例えば鉄やアルミニウム等の金属材料よりなり、円筒状をなす円筒部３３と、円筒部３３の軸方向一端の側に設けられた端板部３４とを有している。回転子キャリア３１は非磁性体であるとよい。円筒部３３の内周面には磁石ユニット３２が固定されている。回転子キャリア３１は、磁石保持部材として機能する。回転子キャリア３１の軸方向他端側は開放されている。なお、円筒部３３では、開放側の先端部が拡径されており、磁石ユニット３２を保持する部位である磁石保持部３３ａよりも先端側が拡径部３３ｂとなっている。

磁石ユニット３２は、回転子キャリア３１の円筒部３３の内周面に固定された複数の磁石を有している。磁石ユニット３２において、磁石は、回転子３０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、回転子３０は、周方向に複数の磁極を有し、磁極ごとに磁石磁束を発生させる。磁石は、例えば、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石である。ちなみに、回転電機１２としては、埋込磁石型の同期機（ＩＰＭＳＭ）であってもよい。磁石ユニット３２が「磁束発生部」に相当する。

回転子キャリア３１において、端板部３４の軸方向両面のうち円筒部３３の側となる内側面には、回転子３０の径方向中心位置にハブベアリング３５が固定され、そのハブベアリング３５には、軸方向に延びる回転軸３６が固定されている。ハブベアリング３５は、静止部である外輪３５ａと、回転部である内輪３５ｂと、それら外輪３５ａ及び内輪３５ｂの間に設けられた複数の転動体３５ｃ（例えば玉）とを備えている。ハブベアリング３５の内輪３５ｂが端板部３４に固定されている。また、内輪３５ｂには、回転軸３６が一体回転可能な状態で固定されている。回転軸３６は、回転電機１２の径方向中心においてハブ２３と同軸に設けられている。

回転子３０は、回転子キャリア３１の端板部３４がホイール２２のハブ２３に対してボルト等の固定具により固定されることにより、車輪１１に組み付けられるようになっている。

次に、固定子４０の構成を、図４～図６を用いて説明する。図５は、固定子４０の構成を示す斜視図であり、このうち図５（ａ）は固定子４０を軸方向一方の側から見た斜視図、図５（ｂ）は固定子４０を軸方向他方の側から見た斜視図である。図６は、固定子ホルダ４３の斜視図である。

図４に示すように、固定子４０は、固定子巻線４１と、固定子コア４２と、固定子ホルダ４３とを有している。固定子コア４２及び固定子ホルダ４３は、固定子コア４２を径方向外側として一体化され、その径方向外側に固定子巻線４１が組み付けられている。固定子コア４２及び固定子ホルダ４３が「保持部材」に相当する。

固定子巻線４１は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状に形成されている。本実施形態では、固定子巻線４１がＵ，Ｖ，Ｗ相の３相巻線で構成されている。固定子コア４２は、円筒状をなし、バックヨークとして設けられている。

本実施形態において、固定子４０は、スロットを形成するためのティースを有していないティースレス構造を有するものである。この構造は以下（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを用いた構造とすればよい。
（Ａ）固定子４０において、周方向における各導線部（後述する中間導線部５２）の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石ユニット３２を構成する磁石の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料が用いられる構造。
（Ｂ）固定子４０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
（Ｃ）固定子４０において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。

また、図５に示すように、固定子巻線４１は、単位コイルである複数の部分巻線５１を有し、これら各部分巻線５１が周方向に並ぶ状態で配置されることで構成されている。固定子巻線４１では、相ごとに複数の部分巻線５１により相巻線が構成されている。部分巻線５１は、導線材を多重に巻回することで構成されており、互いに平行でかつ軸方向に延びる一対の中間導線部５２と、一対の中間導線部５２を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部５３，５４とを有している。そして、これら一対の中間導線部５２と一対の渡り部５３，５４とにより環状に形成されている。

軸方向両側の各渡り部５３，５４は、それぞれコイルエンドに相当する部分として設けられ、各渡り部５３，５４のうち、一方の渡り部５３は径方向に屈曲形成され、他方の渡り部５４は径方向に屈曲されることなく形成されている。各部分巻線５１には、渡り部５３が径方向内側に屈曲される部分巻線５１と、渡り部５３が径方向外側に屈曲される部分巻線５１とが含まれている。固定子４０において、軸方向一端側のコイルエンドＣＥ１では、部分巻線５１の渡り部５３が径方向内側に屈曲され、軸方向他端側のコイルエンドＣＥ２では、部分巻線５１の渡り部５３が径方向外側に屈曲されている。

図４の説明に戻り、固定子ホルダ４３は、固定子コア４２の径方向内側に組み付けられる円筒部４４と、円筒部４４の軸方向一端側において円筒部４４の径方向内側に設けられた端板部４５と、軸方向他端側において円筒部４４から径方向外側に向けて設けられたフランジ部４６とを有している。固定子ホルダ４３には、軸方向両側のうち回転子キャリア３１の端板部３４と同じ側に端板部４５が設けられている。端板部４５が、固定子ホルダ４３において径方向内側に延びる内板部に相当する。これにより、回転子キャリア３１及び固定子ホルダ４３は、軸方向両側のうち一方の側で各端板部３４，４５が互いに対向し、かつ他方の側でそれぞれ開放された構成となっている。なお以下の記載では、各端板部３４，４５の区別を明確化すべく、回転子キャリア３１の端板部３４を「キャリア端板部３４」、固定子ホルダ４３の端板部４５を「ホルダ端板部４５」とも記載する。

円筒部４４には、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路４７が形成されている。冷媒通路４７は、軸方向に扁平状に延び、かつ円筒部４４に沿って環状に設けられており、不図示の入口部と出口部との間で周方向に冷媒を流通させるものとなっている。図示は省略するが、冷媒通路４７の入口部と出口部とには、冷媒を循環させる循環経路が接続されるようになっている。循環経路には、例えば電動式のポンプと、ラジエータ等の放熱装置とが設けられ、ポンプの駆動に伴い循環経路と回転電機１２の冷媒通路４７とを通じて冷媒の循環が行われる。

ホルダ端板部４５は、円筒部４４から径方向内側にハブベアリング３５まで延び、円筒部４４の内側スペースを軸方向に仕切る仕切り板部となっている。ホルダ端板部４５は、軸方向に２段に形成されており、１段目の部分である基端板部４５ａは、円筒部４４の軸方向端部から径方向内側に延び、２段目の部分である先端板部４５ｂは、軸方向に延びる中間筒部４５ｃを介して径方向内側にハブベアリング３５まで延びるように設けられている（図６参照）。先端板部４５ｂの中央には複数の孔部４５ｄが設けられており、その孔部４５ｄにハブベアリング３５（詳しくは、ハブベアリング３５の外輪３５ａ）が組み付けられるようになっている。これにより、固定子ホルダ４３（固定子４０）に対して、回転子キャリア３１（回転子３０）と回転軸３６が回転可能に支持されている。

フランジ部４６は、軸方向において固定子巻線４１の外側、すなわち軸方向一端側の渡り部５３，５４の外側となるように設けられている。フランジ部４６は、部分巻線５１の渡り部５３（径方向に屈曲形成された渡り部）の先端よりも径方向外側に張り出すように設けられており、更に言えば、回転子キャリア３１の円筒部３３における磁石保持部３３ａよりも径方向外側に張り出すように設けられている。つまり、フランジ部４６は、回転子キャリア３１の磁石保持部３３ａの外径よりも拡径されており、回転子キャリア３１の磁石保持部３３ａの外径をＤ１、フランジ部４６の外径をＤ２とすると、それらはＤ１＜Ｄ２の関係になっている（図４（ａ）参照）。

また、図４に示すように、固定子４０の軸方向端部には、固定子巻線４１の各部分巻線５１に電気的に接続される巻線接続部材として配線モジュール５５が設けられている。配線モジュール５５は、円環状に形成され、相ごとにバスバー等の配線部材を有している。配線モジュール５５により、各相の部分巻線５１が相ごとに並列又は直列に接続され、かつ各相の相巻線が相互に接続されている。配線モジュール５５は、固定子４０の軸方向両側のコイルエンドＣＥ１，ＣＥ２のうち、固定子ホルダ４３の開放側であるコイルエンドＣＥ２側に設けられている。コイルエンドＣＥ２は、部分巻線５１の渡り部５３が径方向外側に屈曲された側のコイルエンドであり、各渡り部５３と、固定子ホルダ４３のフランジ部４６との間に配線モジュール５５が設けられている。

固定子ホルダ４３のフランジ部４６には、端子部としての電源コネクタ７１が設けられており、その電源コネクタ７１に対して配線モジュール５５が電気的に接続されている。電源コネクタ７１は、配線モジュール５５における３相の電力線にそれぞれ接続されており、外部コネクタとの接続が可能になっている。本実施形態では、配線モジュール５５が、固定子ホルダ４３の開放側、すなわち軸方向両側のうちフランジ部４６の側に設けられていることから、電源コネクタ７１に対する配線モジュール５５の接続が簡易なものになっている。なお、配線モジュール５５に、各相の相電流を検出する電流センサが一体に設けられていてもよい。

電源コネクタ７１は、回転電機１２が車輪１１に組み付けられた状態において、鉛直方向上側となる位置に設けられているとよい。これにより、回転電機１２がインホイールモータとして車両に組み付けられている状態において、電源コネクタ７１に接続された電源ケーブルの破損等が抑制できるようになっている。例えば、車両走行中において車輪１１が側溝等に入り込んでしまった場合に、電源コネクタ７１に接続された電源ケーブルの損傷が生じにくいものとなっている。

電源コネクタ７１の設置に関する構成を以下に説明する。図５（ｂ）に示すように、固定子ホルダ４３のフランジ部４６には、電源コネクタ７１が取り付けられる端子取付部としての台座部４６ａが設けられている。この台座部４６ａは、フランジ部４６の厚さを局所的に他の部位よりも厚くした部位である。台座部４６ａには、軸方向に貫通する貫通孔４６ｂが設けられており、その貫通孔４６ｂに挿通させた状態で電源コネクタ７１が取り付けられるようになっている。本構成では、コネクタ取り付け箇所において強度アップされるものとなっている。また、上述したとおりフランジ部４６は、部分巻線５１の渡り部５３の先端や、回転子キャリア３１の磁石保持部３３ａよりも径方向外側に張り出すように設けられており、フランジ部４６における軸方向端面の拡張が図られている。これにより、フランジ部４６において電源コネクタ７１を取り付ける面積が好適に確保されるものとなっている。

固定子４０に対して回転子３０が組み付けられた状態では、図４に示すように、固定子ホルダ４３のフランジ部４６が回転子キャリア３１の拡径部３３ｂの径方向内側に入り込み、そのフランジ部４６の径方向外周面と拡径部３３ｂとの間にシール部材として環状シール７２が取り付けられている。これにより、磁気回路部を構成する部位の密閉性が確保されている。

図４に示すように、固定子４０において、固定子ホルダ４３の円筒部４４の内周側は中空部４９となっている。この中空部４９は、回転子３０及び固定子４０からなる磁気回路部の内側の空洞スペースである。本実施形態では、固定子４０がティースレス構造になっていることにより、固定子４０の径方向の厚みを薄くすることができ、径方向における中空部４９の拡張が可能になっている。中空部４９には、ブレーキ装置１３が収容されている。

次に、ブレーキ装置１３について図４（ｂ）を用いて説明する。

ブレーキ装置１３は、ディスク式の摩擦制動装置であり、円盤状のブレーキディスク６１とブレーキキャリパ６２とを有している。ブレーキ装置１３の作動に関する構成は任意であるため、図示による詳細な説明は割愛するが、ブレーキディスク６１は、１枚の円板からなるソリッドディスクや、内部に通気のための空洞を有するベンチレーティッドディスク等よりなる。また、ブレーキキャリパ６２は、油圧や電気信号等により作動し、ブレーキディスク６１に接触して制動力を生じさせる一対のブレーキパッドや、ブレーキパッドをブレーキディスク６１に押し付けるピストン、これらブレーキパッド及びピストンを支持するキャリパボディ等を有している。

ブレーキディスク６１は、回転子３０と一体回転する回転軸３６の先端部に対してボルト等の固定具６３により固定されている。この場合、ブレーキディスク６１は回転軸３６とハブベアリング３５とを介して回転子キャリア３１に結合されている。そのため、ブレーキディスク６１が回転子キャリア３１に直接結合されている構成と比べて、回転子３０に対する制動トルクの影響を軽減できる。つまり、制動トルクによる回転子キャリア３１の変形等が抑制されるようになっている。また、ブレーキディスク６１が回転子キャリア３１に直接結合されている構成と比べて、ブレーキ装置１３の作動時に生じる熱が回転子３０に対して伝達されにくくなっている。

ブレーキディスク６１は、ブレーキディスク６１の全体が中空部４９内に収容された状態となっている。また、ホイール２２との位置関係で言えば、ブレーキディスク６１の全体がリム２４の内周側に収容されているとよい（図２参照）。ただし、ブレーキディスク６１の一部のみが中空部４９内に収容される構成、又はブレーキディスク６１の一部のみがリム２４の内周側に収容される構成であってもよい。

ブレーキキャリパ６２は、その本体部分から側方に延びるアーム部６４を有しており、そのアーム部６４が、固定子ホルダ４３のフランジ部４６に設けられたボス部４６ｃに対してボルト等の固定具６５により固定されている。ボス部４６ｃの形態は図５（ｂ）にも示されている。つまり、ブレーキキャリパ６２は、アーム部６４を除く本体部分が、固定子ホルダ４３の円筒部４４内、すなわち中空部４９内に収容されている。この場合、固定子ホルダ４３の軸方向端面に対して車輪外側からアーム部６４の固定作業が可能になっている。また、ブレーキキャリパ６２は、アーム部６４を介して固定子ホルダ４３側へ熱が伝達されることで冷却が可能になっている。

ブレーキ装置１３は、回転電機１２の中空部４９、すなわち回転電機１２の磁気回路部内の中空部に収容された状態で設けられている。この場合、回転電機１２に対するブレーキ装置１３の組み付け状態では、径方向の配列が中心軸側から見て、ブレーキキャリパ６２、固定子４０、空隙、回転子３０の順番になっている。この構成では、発熱体であるブレーキキャリパ６２から回転子３０（磁石）までの間に固定子ホルダ４３の放熱部（冷媒通路４７）と空隙とが存在し、ブレーキキャリパ６２の熱が回転子３０（磁石）伝わりにくくなっているため、磁石の減磁が抑制される。

また、回転電機１２は、回転軸３６の回転を検出する回転検出装置として回転センサ８０を備えている。回転センサ８０は、誘導型近接センサであり、より具体的には渦流式のインダクティブセンサである。図４（ａ）に示すように、回転センサ８０は、検出部としてのセンサ本体８１と、回転検出対象である被検出部８２とを有している。本実施形態では、ホルダ端板部４５とキャリア端板部３４との間に回転センサ８０が設けられており、より具体的には、センサ本体８１がホルダ端板部４５に設けられる一方で、被検出部８２がキャリア端板部３４に設けられている。また、ホルダ端板部４５を挟んで一方側にブレーキ装置１３が配され、他方側に回転センサ８０が配置される構成となっている。

回転センサ８０について詳しく説明する。図５（ａ）に示すように、センサ本体８１は、ホルダ端板部４５の基端板部４５ａに取り付けられている。センサ本体８１は、平面状の励磁コイル及び受信コイルを有し、回転軸を中心として円弧状に延びる長尺円弧状をなしている。センサ本体８１は、ホルダ端板部４５の基端板部４５ａにおいて回転軸を中心として円弧状に延びるように取り付けられている。その取り付けについてより詳しくは、ホルダ端板部４５の先端板部４５ｂにおいて軸方向外側面は、径方向外周部分に対してその内側が凹んだ段差状に形成されており（図６参照）、径方向外周部分に対して段差状に凹んだ部分にセンサ本体８１が固定されている。この場合、センサ本体８１が取り付けられる被取付面は、固定子コア４２の軸方向端面に対して軸方向にずれた位置に設けられている。つまり、センサ本体８１は、軸方向において固定子コア４２に重複する位置に設けられている。

一方、被検出部８２が設けられたキャリア端板部３４は、以下の構成を有する。図７（ａ），（ｂ）は、回転子キャリア３１の構成図である。

図７（ａ）に示すように、キャリア端板部３４は、径方向でエリアを大別すると、径方向外側から順に、コイルエンド収容エリアＡ１、被検出エリアＡ２、シャフト固定エリアＡ３となっており、これら各エリアＡ１～Ａ３は同心状に径方向に並ぶエリアとなっている。図７（ｂ）に示すように、コイルエンド収容エリアＡ１には、軸方向において反固定子の側（図の奥側）に突出し、固定子巻線４１のコイルエンドＣＥ１を収容する円環状の収容部３４ａが設けられている。

また、被検出エリアＡ２及びシャフト固定エリアＡ３は、コイルエンド収容エリアＡ１に対して軸方向のキャリア中心側に凹んだ状態で設けられている。被検出エリアＡ２には、周方向に所定間隔で複数の凸部３４ｂが設けられており、周方向に並ぶ複数の凸部３４ｂが被検出部８２に相当する。つまり、キャリア端板部３４の被検出エリアＡ２には、複数の凸部３４ｂからなる被検出部８２が一体成形されている。各凸部３４ｂは、正面視で略長方形状をなし、一定の高さで突出成形されている。また、シャフト固定エリアＡ３には、キャリア端板部３４をハブ２３に固定する固定具を挿通させるための挿通孔３４ｃが形成されている。本構成では、被検出部８２は、キャリア端板部３４においてシャフト固定部を囲む部位に一体成形されている。なお、回転子キャリア３１は、鋳造、鍛造、切削可能などの工法で作製することが可能である。

また、本実施形態では、ホルダ端板部４５の基端板部４５ａに、回転センサ８０を冷却するための冷媒通路４８が設けられている。この冷媒通路４８は、円筒部４４に設けられた冷媒通路４７に連続する通路であり、ポンプ駆動により環状の冷媒通路４７内を冷媒が流れる際に、冷媒が冷媒通路４８内に流れ込み、センサ本体８１の冷却が行われるようになっている。ここでは、説明の便宜上、円筒部４４に設けられた冷媒通路４７を「コイル冷媒通路４７」、ホルダ端板部４５に設けられた冷媒通路４８を「センサ冷媒通路４８」とも記載する。

図８は、センサ本体８１と冷媒通路４８との位置関係を示す図であり、図８（ａ）は固定子４０の正面図、図８（ｂ）は固定子ホルダ４３に形成された冷媒通路４７，４８を示す横断面図である。なお、図８（ａ），（ｂ）では、図の上下方向が鉛直方向であり、上側が鉛直方向上側である。

コイル冷媒通路４７は環状に設けられ、そのコイル冷媒通路４７から径方向内側に延びるようにしてセンサ冷媒通路４８が形成されている。コイル冷媒通路４７では、例えば入口部と出口部とが図示の位置に設けられ、入口部から流入した冷媒が各冷媒通路４７，４８を流れるようになっている。センサ冷媒通路４８は、その上流部が周方向においてコイル冷媒通路４７の入口部に対応する位置になるように設けられているとよい。また、センサ冷媒通路４８は、鉛直方向上側となる位置、詳しく言えば、コイル冷媒通路４７の鉛直方向最上位置を含むエリアに設けられているとよい。ただし、コイル冷媒通路４７における入口部及び出口部の位置や、それら出入口に対するセンサ冷媒通路４８の位置、センサ冷媒通路４８の周方向位置はそれぞれ変更可能である。

図８（ａ），（ｂ）の対比から分かるように、センサ冷媒通路４８は、センサ本体８１に軸方向に対向する位置（すなわち、軸方向に重複する位置）に設けられている。センサ冷媒通路４８の周方向の長さは、センサ本体８１の周方向の長さと同じ又はそれよりも長いとよい。また、センサ冷媒通路４８の径方向の幅は、センサ本体８１の径方向の幅と同じ又はそれよりも広いとよい。この場合、センサ冷媒通路４８の軸方向の投影面積は、センサ本体８１の正面面積（正面視した際の面積）と同じ又はそれ以上であるとよい。なお、センサ冷媒通路４８は、周方向の長さがセンサ本体８１の周方向の長さよりも長いこと、及び径方向の幅がセンサ本体８１の径方向の幅よりも広いことの少なくともいずれかが満たすものであるとよい。

センサ本体８１は、ホルダ端板部４５において周方向全体に亘って設けられることも考えられる。かかる場合には、センサ冷媒通路４８も同様に、周方向全体に亘って設けられているとよい。

ここで、ブレーキ装置１３とセンサ冷媒通路４８との関係について図４（ａ）を用いて補足説明する。

ホルダ端板部４５の軸方向両側のうち一方の側では、基端板部４５ａの取付面にセンサ本体８１が取り付けられ、他方の側はブレーキ装置１３に対向している。この場合、固定子ホルダ４３内の中空部４９において、ブレーキ装置１３がホルダ端板部４５に対して近接対向していることから、ブレーキ装置１３にて生じた熱が輻射によりホルダ端板部４５に伝わることが考えられる。特に、ホルダ端板部４５とブレーキディスク６１とが概ね平行で対面する範囲が広いほど輻射熱が伝わり易いと考えられる。このような形態において、ブレーキ装置１３とセンサ本体８１との間となるホルダ端板部４５に、センサ冷媒通路４８が設けられていることで、ブレーキ装置１３から伝わる輻射熱は、センサ冷媒通路４８を流れる冷媒に伝わり、冷媒の移動とともに回転電機１２の外部へ移動する。これにより、ホルダ端板部４５において、ブレーキ装置１３の輻射熱がセンサ本体８１に伝わることが抑制される。

また、ホルダ端板部４５においてブレーキ装置１３の輻射熱が積極的に吸収される構成であるため、ブレーキ装置１３の輻射冷却が促され、ブレーキ装置１３の温度上昇の抑制が可能となる。そのため、ブレーキ装置１３が過高温となり、ブレーキの効きが低下するといった不都合の抑制効果を期待できる。

回転電機１２及びブレーキ装置１３の組み付けに関し、図２に示すように、固定子４０は、軸方向においてコイルエンドＣＥ１をハブ２３に近い側、コイルエンドＣＥ２をハブ２３に遠い側にして組み付けられている。そしてその状態で、固定子４０の径方向外側に回転子３０が配置されるとともに、固定子４０の径方向内側に、コイルエンドＣＥ２の側から挿入された状態でブレーキ装置１３が固定されている。この場合、固定子４０に対して、コイルエンドＣＥ２側からのブレーキ装置１３の組み付けが可能となっている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

回転電機１２において、回転センサ８０が取り付けられる固定子ホルダ４３の端板部４５に、冷媒を流通させるセンサ冷媒通路４８を設ける構成とした。これにより、ブレーキ装置１３で生じる熱による回転センサ８０への影響を低減することが可能となる。その結果、インホイールモータ構造の車輪駆動装置において回転センサ８０による回転検出を適正に行わせることができる。

回転電機１２にブレーキ装置１３が一体で設けられる場合、装置全体の小型化を図るには、固定子ホルダ４３の径方向内側にブレーキ装置１３が配置されることが望ましい。ただしこの場合、ブレーキ装置１３の熱が固定子ホルダ４３を介して回転センサ８０に伝わり、回転センサ８０に悪影響が及ぶことが懸念される。この点、固定子ホルダ４３において径方向に延び、かつ軸方向にブレーキ装置１３に対向するホルダ端板部４５を設け、そのホルダ端板部４５においてブレーキ装置１３の逆側に回転センサ８０を取り付けるようにした。これにより、ブレーキ装置１３で生じる熱が回転センサ８０に伝わる前に効果的に固定子ホルダ４３での冷却を行わせることができる。

固定子ホルダ４３において径方向内側に延びるホルダ端板部４５によれば、固定子ホルダ４３の径方向内側においてブレーキ装置１３が収容されたスペースが仕切られ、ブレーキ装置１３で生じた熱がホルダ端板部４５の反対側に直接伝わることが抑制される。また、ホルダ端板部４５の一部である被取付部にセンサ冷媒通路４８が設けられていることで、回転センサ８０に対する遮熱効果を高めることができる。

ホルダ端板部４５には、回転センサ８０のうち平面状のコイルを含むセンサ本体８１が取り付けられており、そのセンサ本体８１が、センサ冷媒通路４８を流れる冷媒によって冷却される。また、センサ本体８１は、固定子ホルダ４３において径方向内側に延びるホルダ端板部４５に取り付けられ、そのセンサ本体８１に軸方向に対向する位置に被検出部８２（回転検出対象）が配置されている。この場合、センサ本体８１と被検出部８２とは面同士が対向しており、センサ本体８１の平面状のコイルが適正に冷却されるようになっている。

センサ冷媒通路４８は、センサ本体８１に軸方向に対向する位置に設けられており、周方向の長さがセンサ本体８１の周方向の長さよりも長いこと、及び径方向の幅がセンサ本体８１の径方向の幅よりも広いことの少なくともいずれかを満たすものであるとした。これにより、センサ本体８１の大きさに対してセンサ冷媒通路４８の大きさが適正に定められ、センサ本体８１の冷却を適正に行わせることができる。

コイル冷媒通路４７（第２冷媒通路）からセンサ冷媒通路４８（第１冷媒通路）に冷媒が流入するように構成したため、１つの冷媒流通系統で各冷媒通路４７，４８に対する冷媒の流通を好適に行わせることができる。

コイル冷媒通路４７を、径方向においてブレーキ装置１３と電源コネクタ７１との間となる位置であって、かつ軸方向において電源コネクタ７１に重複するように設けた。これにより、ブレーキ装置１３の熱による電源コネクタ７１への影響を軽減することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、固定子ホルダ４３のフランジ部４６において、その周方向の全体が回転子キャリア３１の磁石保持部３３ａの外径よりも径方向外側に拡張されている構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図９に示すように、固定子ホルダ４３のフランジ部４６において、周方向の一部に、径方向外側に拡張された拡張部４６ｄ（詳しくは、回転子キャリア３１の磁石保持部３３ａの外径よりも拡張された拡張部４６ｄ）が設けられている構成としてもよい。この場合、フランジ部４６は、拡張部４６ｄを除く部位で外径寸法が小さくなっており、軽量化が図られている。そして、拡張部４６ｄに電源コネクタ７１が取り付けられている。

また、図９に示す構成とする場合の回転電機１２の断面構造を図１０に示す。図１０では、回転子キャリア３１の拡径部３３ｂが径方向に延びる板部となっており、その拡径部３３ｂに対してフランジ部４６が軸方向に対向している。そして、軸方向に互いに対向する回転子キャリア３１の拡径部３３ｂとフランジ部４６との間に環状シール７２が取り付けられている。

・図１１に示すように、固定子ホルダ４３のフランジ部４６に、軸方向に対して斜めとなる向きで電源コネクタ７１が設けられていてもよい。例えば、回転電機１２の側方において電源コネクタ７１が斜め上方を向く状態で設けられているとよい。この場合、フランジ部４６の台座部４６ａにおいて貫通孔４６ｂが軸方向に対して傾いた向きで設けられ、その貫通孔４６ｂに電源コネクタ７１が固定されているとよい。これにより、電源コネクタ７１に対して軸方向に斜めとなる方向から電源ケーブル（外部ケーブル）の接続等を行わせることができ、配線接続作業の容易化が可能となる。また、回転電機１２の側方に懸架機構等が設けられることを考慮すると、軸方向に斜めに電源ケーブルが接続されることで、懸架機構等との干渉回避が容易となり、回転電機１２の軸方向外側における配線レイアウトの容易化が可能となる。

・図１２に示す構成では、ホルダ端板部４５が、円筒部４４の軸方向端部から軸方向内側に鋭角の角度となる向きで設けられ、そのホルダ端板部４５にセンサ本体８１が取り付けられている。つまり、端板部４５は、円筒部４４の軸方向端部から、軸方向に直交する方向に斜めとなる向きに延びる傾斜部を有し、その傾斜部にセンサ本体８１が取り付けられている。また、キャリア端板部３４では、ホルダ端板部４５の傾斜部に平行となる対向面に被検出部８２が一体成形されている。本構成では、ホルダ端板部４５を傾斜させることで、センサ本体８１を固定するための固定面を確保し易くなり、仮に径寸法の小さい回転電機であっても、好適に回転センサ８０設置することができる。

・図１３に示すように、回転子キャリア３１において、被検出部８２の凸部３４ｂを、回転子３０の回転中心側から放射状に延びる所定高さ寸法のリブとして設ける構成であってもよい。具体的には、各凸部３４ｂは、径方向を長尺方向とする突条部として設けられている。これにより、回転子キャリア３１の端板部３４における面内方向の撓みが抑制され、回転センサ８０での検出精度を維持することができる。

図１３に示す回転子キャリア３１では、端板部３４の両面のうち一方の面（ホルダ端板部４５側の面）に被検出部８２が一体成形されるとともに、他方の面（反ホルダ端板部側の面）が、回転軸３６が固定されるシャフト固定部になっているとよい。つまり、回転軸３６を、端板部３４の中央の孔部を貫通させて軸方向外側で固定するとともに、シャフト固定部の裏面側となる部位に被検出部８２が一体成形されているとよい。なお、回転軸３６は、端板部３４に直交する方向において、端板部３４からいずれの方向に延びるものであってもよい。

・固定子ホルダ４３に各冷媒通路４７，４８を以下のように構成してもよい。図１４（ａ）では、センサ冷媒通路４８において径方向外側と径方向内側とで軸方向の通路開口面積を相違させており、径方向外側、すなわちコイル冷媒通路４７の側において通路開口面積が大きくなるようにしている。これにより、コイル冷媒通路４７からセンサ冷媒通路４８への冷媒の流入が促され、ひいてはセンサ本体８１の冷却が好適に実施されるものとなっている。

特に図１４（ａ）に示す構成では、コイル冷媒通路４７の径方向内側に延びるようにセンサ冷媒通路４８が設けられているが、かかる構成において、コイル冷媒通路４７からセンサ冷媒通路４８への冷媒の流入が好適に促されるものとなっている。

また、図１４（ｂ）では、コイル冷媒通路４７とセンサ冷媒通路４８とにおいて冷媒が直列に流れるように構成している。なお、図１４（ｂ）では、固定子ホルダ４３において周方向に延びる各冷媒通路４７，４８を平面展開して示している。この場合、入口部から流入した冷媒はまずコイル冷媒通路４７を周方向に流れ、その後、センサ冷媒通路４８を介して出口部から流出する。これにより、センサ冷媒通路４８に対して確実に冷媒を流し、センサ本体８１の冷却性を高めることができる。なお、図１４（ｂ）では、コイル冷媒通路４７とセンサ冷媒通路４８とで冷媒流通の向きが周方向逆向きとなっているが、周方向の同じ向きとすることも可能である。

コイル冷媒通路４７とセンサ冷媒通路４８とを個別に設けるとともに、それら各冷媒通路４７，４８にそれぞれ入口部と出口部とを設ける構成とすることも可能である。この場合、固定子巻線４１の冷却用の冷媒と、センサ本体８１の冷却用の冷媒とが別々に供給され、各冷媒通路４７，４８に対して冷媒の供給態様を個別に調整することができる。

・上記実施形態では、固定子ホルダ４３のフランジ部４６に端子部として電源コネクタ７１を設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、フランジ部４６に、端子部として中継基板を有する端子装置を取り付ける構成としてもよい。その中継基板には、外部電源線が接続可能なコネクタが設けられているとよい。

・回転子キャリア３１において、円筒状をなす円筒部３３と、円板状をなす端板部３４とがそれぞれ別体で成形されるとともに、それら円筒部３３と端板部３４とが溶接や接着等の接合手段により互いに接合されている構成であってもよい。この場合、少なくとも端板部３４が非磁性体であるとよい。端板部３４において、プレス加工により凸状の被検出部８２（複数の凸部３４ｂ）を形成することも可能である。

・回転子キャリア３１において、端板部３４と、回転センサ８０の被検出部８２とをそれぞれ別体で形成し、それら端板部３４と被検出部８２とをボルト等の固定具により互いに固定する構成とすることも可能である。

・回転検出装置として、誘導型近接センサ（インダクティブセンサ）以外の回転センサを用いることも可能である。例えば、回転検出装置としてレゾルバを用いることも可能である。

・ブレーキ装置１３が、１つのブレーキディスク６１に対して複数のブレーキキャリパ６２が設けられているものであってもよい。又は、回転軸３６に複数のブレーキディスク６１が設けられているものであってもよい。ブレーキ装置１３においてブレーキディスク６１やブレーキキャリパ６２を複数用いた構成にすることにより、インホイールモータにおける制動力を高めることができる。

・回転電機１２は、ブレーキ装置１３が一体に設けられていない構成であってもよい。この場合、固定子ホルダ４３の径方向内側の中空部４９には、例えばインバータを構成する電気部品が収容されるとよい。

・固定子巻線４１は、複数の部分巻線５１を用いたものに限定されず、導線を波巻きにより巻回した構成であってもよい。この場合、円筒状の固定子コア４２に対して、波巻きにより円筒状に形成された固定子巻線４１が組み付けられる構成であるとよい。固定子４０をティース有りの構造としもよい。この場合、固定子コアに複数のティースを設けるとともに、各ティースの間に形成されるスロットに固定子巻線を巻回する構成とする。

・固定子４０は、固定子コア４２を有していない構成であってもよい。この場合、固定子巻線４１は、固定子ホルダ４３に対して組み付けられるものであるとよい。

・上記各実施形態では、回転子３０として表面磁石型の回転子を用いたが、これに代えて、埋込磁石型の回転子や、界磁コイル式の回転子を用いる構成としてもよい。

・上記各実施形態では、回転電機をアウタロータ構造のものとしたが、これを変更し、インナロータ構造の回転電機であってもよい。インナロータ構造の回転電機では、固定子が径方向外側に設けられ、回転子が径方向内側に設けられる。この場合、固定子ホルダ４３のフランジ部４６は径方向内側に延び、そのフランジ部４６に電源コネクタ７１等が設けられるとよい。

この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
円筒状の車輪（１１）の径方向内側に収容され、前記車輪を回転させる回転電機（１２）を備え、前記回転電機は、回転軸（３６）と一体回転する回転子（３０）と、その回転子の径方向内側に対向配置される固定子（４０）とを有する車輪駆動装置であって、
前記固定子は、固定子巻線（４１）と、その固定子巻線の径方向内側に組み付けられた状態で当該固定子巻線を保持する円筒状の保持部材（４２，４３）とを有し、
前記保持部材には、前記回転軸の回転を検出する回転検出装置（８０）が取り付けられ、当該保持部材において前記回転検出装置が取り付けられる被取付部に、冷媒を流通させる冷媒通路（４８）が設けられている、車輪駆動装置。
［構成２］
前記車輪に対する摩擦制動力を発生させるブレーキ装置（１３）を備える車輪駆動装置であって、
前記保持部材の径方向内側に前記ブレーキ装置が配置されており、
前記被取付部は、前記保持部材において径方向内側に延びるように設けられ、かつ軸方向に前記ブレーキ装置に対向しており、
前記被取付部において前記ブレーキ装置の逆側に前記回転検出装置が取り付けられている、構成１に記載の車輪駆動装置。
［構成３］
前記保持部材は、径方向内側に延びる内板部（４５）を有し、その内板部の径方向内側の先端部に、前記回転子を回転可能に支持する軸受（３５）が固定されており、
前記保持部材の径方向内側において前記ブレーキ装置が収容されたスペースが、前記内板部により仕切られており、
前記内板部の一部である前記被取付部に前記冷媒通路が設けられている、構成２に記載の車輪駆動装置。
［構成４］
前記回転検出装置は、回転検出対象である被検出部（８２）と、平面状のコイルを含み前記被検出部の回転を検出する検出部（８１）とを有する誘導型近接センサであり、
前記被取付部は、前記保持部材において径方向内側に延びるように設けられており、
前記被取付部に前記検出部が取り付けられ、その検出部に軸方向に対向する位置に前記被検出部が設けられている、構成１～３のいずれか１つに記載の車輪駆動装置。
［構成５］
前記検出部は、前記回転軸を中心として円弧状に延びる長尺円弧状をなしており、
前記冷媒通路は、前記検出部に軸方向に対向する位置に設けられており、周方向の長さが前記検出部の周方向の長さよりも長いこと、及び径方向の幅が前記検出部の径方向の幅よりも広いことの少なくともいずれかを満たすものである、構成４に記載の車輪駆動装置。
［構成６］
前記冷媒通路は、第１冷媒通路（４８）であり、
前記保持部材には、円筒部分に周方向に延びる第２冷媒通路（４７）が設けられており、
前記第１冷媒通路は、前記第２冷媒通路に連通され、その第２冷媒通路から冷媒が流入するように設けられている、構成１～５のいずれか１つに記載の車輪駆動装置。
［構成７］
前記車輪に対する摩擦制動力を発生させるブレーキ装置（１３）を備える車輪駆動装置であって、
前記保持部材の径方向内側に前記ブレーキ装置が配置されており、
前記保持部材の軸方向端部には、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行う端子部（７１）が取り付けられており、
前記第２冷媒通路は、径方向において前記ブレーキ装置と前記端子部との間となる位置に配され、かつ軸方向において前記端子部に重複するように設けられている、構成６に記載の車輪駆動装置。

１０…車輪ユニット、１１…車輪、１２…回転電機、３０…回転子、３６…回転軸、４０…固定子、４１…固定子巻線、４２…固定子コア、４３…固定子ホルダ、４８…センサ冷媒通路、８０…回転センサ。

Claims (7)

1. 円筒状の車輪（１１）の径方向内側に収容され、前記車輪を回転させる回転電機（１２）を備え、前記回転電機は、回転軸（３６）と一体回転する回転子（３０）と、その回転子の径方向内側に対向配置される固定子（４０）とを有する車輪駆動装置であって、
   前記固定子は、固定子巻線（４１）と、その固定子巻線の径方向内側に組み付けられた状態で当該固定子巻線を保持する円筒状の保持部材（４２，４３）とを有し、
   前記保持部材には、前記回転軸の回転を検出する回転検出装置（８０）が取り付けられ、当該保持部材において前記回転検出装置が取り付けられる被取付部に、冷媒を流通させる冷媒通路（４８）が設けられている、車輪駆動装置。
2. 前記車輪に対する摩擦制動力を発生させるブレーキ装置（１３）を備える車輪駆動装置であって、
   前記保持部材の径方向内側に前記ブレーキ装置が配置されており、
   前記被取付部は、前記保持部材において径方向内側に延びるように設けられ、かつ軸方向に前記ブレーキ装置に対向しており、
   前記被取付部において前記ブレーキ装置の逆側に前記回転検出装置が取り付けられている、請求項１に記載の車輪駆動装置。
3. 前記保持部材は、径方向内側に延びる内板部（４５）を有し、その内板部の径方向内側の先端部に、前記回転子を回転可能に支持する軸受（３５）が固定されており、
   前記保持部材の径方向内側において前記ブレーキ装置が収容されたスペースが、前記内板部により仕切られており、
   前記内板部の一部である前記被取付部に前記冷媒通路が設けられている、請求項２に記載の車輪駆動装置。
4. 前記回転検出装置は、回転検出対象である被検出部（８２）と、平面状のコイルを含み前記被検出部の回転を検出する検出部（８１）とを有する誘導型近接センサであり、
   前記被取付部は、前記保持部材において径方向内側に延びるように設けられており、
   前記被取付部に前記検出部が取り付けられ、その検出部に軸方向に対向する位置に前記被検出部が設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の車輪駆動装置。
5. 前記検出部は、前記回転軸を中心として円弧状に延びる長尺円弧状をなしており、
   前記冷媒通路は、前記検出部に軸方向に対向する位置に設けられており、周方向の長さが前記検出部の周方向の長さよりも長いこと、及び径方向の幅が前記検出部の径方向の幅よりも広いことの少なくともいずれかを満たすものである、請求項４に記載の車輪駆動装置。
6. 前記冷媒通路は、第１冷媒通路（４８）であり、
   前記保持部材には、円筒部分に周方向に延びる第２冷媒通路（４７）が設けられており、
   前記第１冷媒通路は、前記第２冷媒通路に連通され、その第２冷媒通路から冷媒が流入するように設けられている、請求項１に記載の車輪駆動装置。
7. 前記車輪に対する摩擦制動力を発生させるブレーキ装置（１３）を備える車輪駆動装置であって、
   前記保持部材の径方向内側に前記ブレーキ装置が配置されており、
   前記保持部材の軸方向端部には、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行う端子部（７１）が取り付けられており、
   前記第２冷媒通路は、径方向において前記ブレーキ装置と前記端子部との間となる位置に配され、かつ軸方向において前記端子部に重複するように設けられている、請求項６に記載の車輪駆動装置。

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