アウタロータ式インホイールモータの軸受構造

【課題】アウタロータ式インホイールモータの軸受を小型且つ軽量に構成し、これを搭載した車両の悪路における乗り心地を改善し、車両の走行性を向上させる。
【解決手段】電気自動車に装備されるアウタロータ式インホイールモータの軸受構造において、固定子部１１の内径部に軸受箱３を一体に設け、軸受箱３の内部に複列アンギュラ玉軸受２と回転センサ４とを軸方向に直列に配置し、複列アンギュラ玉軸受２を介してアウタロータ部１２の車軸１２ａを支持する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に装備されるアウタロータ式インホイールモータの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の車輪軸受装置を示しており、これは車輪固定用のフランジ１００ａを有するハブ１００の外輪軌道と、懸架装置に支持される取付部を外周面に有する外輪相当部１０１の内輪軌道の間に、玉列（ボール列）１０２、１０２を適宜な間隔を開けて設置し、外輪相当部１０１の内側にハブ１００を回転自在に支持した構成のものである（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３２３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記図示したようなモータ軸受では、ラジアル荷重を受けるために前記二つの単列玉軸受１０２、１０２を配置する場合が多いが、その軸受でタイヤ反力を支持する車輪軸受を兼ねると、軸力を支持するために、前記軸受１０２、１０２として負荷容量が大きな大型のものを用いる必要があり、両軸受１０２、１０２の配置間隔も大きく確保する必要がある。
【０００５】
前記構成のモータ軸受をアウタロータ式インホイールモータに適用した場合、モータの車軸と車輪から大きな力がかかっても固定子部とアウタロータ部の電磁素子間の間隔が一定に保持されるようにするには、スラスト方向の荷重を支えるために大型の玉軸受を用いなければならず、且つ単列玉軸受の配置間隔を大きく広げる必要があることに変わりはなく、必然的にモータ軸受は大型にならざるを得ない。インホイールモータを装備した電気自動車にあっては、モータ軸受が大型且つ重量の場合、ばね下重量に起因する悪路における乗り心地が悪化してしまい、また、懸架装置において操舵軸（キングピン軸）と車両中心間の距離（キングピンオフセット）が大きくなって車両の走行性能を低下させる。車両の走行性を向上するには、キングピンオフセットを小さくして駆動力、制動力及び路面外乱による車両の回頭を抑制する必要がある。
【０００６】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、アウタロータ式インホイールモータの軸受を小型且つ軽量に構成し、これを搭載した車両の悪路における乗り心地を改善し、車両の走行性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明は、電気自動車に装備されるアウタロータ式インホイールモータの軸受構造において、固定子部の内径部に複列アンギュラ玉軸受を配置し、この複列アンギュラ玉軸受を介してアウタロータ部の車軸を支持した構成を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記構成の軸受構造において、固定子部の内径部に軸受箱を一体に設け、この軸受箱の内部に複列アンギュラ玉軸受とアウタロータ部の回転角を検出する回転センサとを軸方向に直列に配置した構成を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の軸受構造によれば、回転抵抗の小さい複列アンギュラ玉軸受をモータ軸受に配置してアウタロータ部が固定子部内に回転自在に支持されるように設けてあるので、モータ反力とタイヤ反力の双方の荷重を複列アンギュラ玉軸受で受けて支持することができ、従来のものよりもモータ軸受を小型且つ軽量に構成することが可能である。本発明の軸受構造を搭載した車両では、ばね下重量が軽減されるので、悪路における乗り心地を改善し、車室内居住性を向上させることができる。
また、固定子部の内径部に一体に設けた軸受箱内に前記複列アンギュラ玉軸受と回転センサとを軸方向に並べてコンパクトに収納して設置することができ、また、この軸受箱は固定子部内に納まる大きさに設定することができるので、これを搭載した車両では懸架装置におけるキングピンオフセットの軽減が図られ、車両の直進性を向上させて良好な走行性及び操舵性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した一実施形態のアウタロータ式インホイールモータの概略断面図である。
【図２】本発明で用いる複列アンギュラ玉軸受の一例の断面図である。
【図３】従来の車輪軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好適な一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明のモータ軸受構造を適用したアウタロータ式インホイールモータ（以下、「モータ」という）の概略断面を示しており、このモータ１は、図示されない懸架装置を介して車体に取付けられる固定子部１１の内径部に、複列アンギュラ玉軸受２を配置し、この複列アンギュラ玉軸受２を介してアウタロータ部１２の車軸１２ａを連結して、固定子部１１の外周側に配設されたアウタロータ部１２を回転自在に支持して構成されている。
【００１２】
より詳しくは、固定子部１１内には周方向に多数のコイル１１ａが列設して巻かれ、アウタロータ部１２には同じく周方向に多数のマグネット１２ｂが列設されており、これらコイル１１ａの外周面とマグネット１２ｂの内周面とは僅かな間隙を挟んで対向させてある。なお、図示されない車輪のホイールは、アウタロータ部１２の側面に設けたロータヨーク１２ｃに締結される。
【００１３】
固定子部１１の内径部には、リング状の軸受箱３が当該内径部内周面に一体に取付けられており、この軸受箱３内に前記複列アンギュラ玉軸受２を収納してある。ここで複列アンギュラ玉軸受２は、例えば図２に示されるように、外輪２１と内輪２２の間に複数個の転動体である玉２３、２３を所定の間隔を開けて二列に並置し、それぞれの列の玉２３、２３が接触しないように保持器２４によって一定の間隔に保持した構成のものを用いることができる。
【００１４】
また、前記軸受箱３内には、複列アンギュラ玉軸受２とともに回転センサ４が軸方向に直列に配置されており、当該回転センサ４でアウタロータ部１２の回転角を検出し、図示されないモータコントローラへと信号出力するように設けてある。
【００１５】
このように構成されたモータ１は、図示されない懸架装置で固定子部１１を支持し、アウタロータ部１２にホイールを締結して車体に取付けるとともに、車体に設置されるバッテリ、モータコントローラ、インバータなどの回路装置と電気的に接続される。そして、前記回路装置によりモータ１を作動させ、前記軸受箱３内に設置された角度センサ４でアウタロータ部１２の回転角を検出し、この角度センサ４からモータコントローラへと回転情報を出力し、受信した回転情報に応じてインバータから固定子部１１の各コイル１１ａに必要電力を供給して、駆動輪が目標回転数及び駆動トルクとなるようにモータ１が制御される。
【００１６】
本形態のモータ１によれば、モータ軸受として回転抵抗の小さい複列アンギュラ玉軸受２を用いているので、モータ反力とタイヤ反力の双方の荷重を受けて支持することができ、モータ軸受は、軸方向の幅の狭い小型且つ軽量なものに構成することが可能である。モータ軸受が小型化されるので、懸架装置におけるキングピンオフセットを小さくすることができ、車両の走行性及び操舵性を良好なものにすることが可能である。
【００１７】
なお、図示したモータ１は本発明を適用した形態の一例を示すものであり、本発明のモータ軸受構造は図示した形態に限定されない。
【符号の説明】
【００１８】
１モータ、１１固定子部、１１ａコイル、１２アウタロータ部、１２ａ車軸、１２ｂマグネット、１２ｃロータヨーク、２複列アングギュラ玉軸受、３軸受箱、４回転センサ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車に装備されるアウタロータ式インホイールモータの軸受構造において、固定子部の内径部に複列アンギュラ玉軸受を配置し、この複列アンギュラ玉軸受を介してアウタロータ部の車軸を支持した構成を有することを特徴とするアウタロータ式インホイールモータの軸受構造。
【請求項２】
固定子部の内径部に軸受箱を一体に設け、この軸受箱の内部に複列アンギュラ玉軸受とアウタロータ部の回転角を検出する回転センサとを軸方向に直列に配置した構成を有することを特徴とする請求項１に記載のアウタロータ式インホイールモータの軸受構造。

【図１】