特開 2025-12972 インホイールモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025012972

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】インホイールモータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/28 20060101AFI20250117BHJP

   B60K 7/00 20060101ALI20250117BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20250117BHJP

   B60L 15/00 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

F16H1/28

B60K7/00

H02K7/116

B60L15/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116196

(22)【出願日】2023-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】余合 清嗣

(72)【発明者】

【氏名】田淵 元樹

【テーマコード（参考）】

3D235

3J027

5H125

5H607

【Ｆターム（参考）】

3D235BB18

3D235CC42

3D235GA07

3D235GA12

3D235GA32

3D235GB04

3J027FA36

3J027FB02

3J027FB13

3J027GA01

3J027GB03

3J027GC13

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD12

3J027GE01

3J027GE14

5H125AA01

5H125FF02

5H607AA00

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB14

5H607BB17

5H607CC03

5H607EE33

5H607GG08

(57)【要約】

【課題】 インホイールモータを小型化する。
【解決手段】 インホイールモータであって、車両のボディに固定される固定部材と、回転部材と、モータと、遊星歯車減速機を有する。遊星キャリアとリングギヤの一方が前記回転部材の一部を構成している。遊星ギヤのそれぞれが、前記リングギヤと係合する小径ギヤ部と、軸方向において前記小径ギヤ部からシフトした位置に設けられているとともにサンギヤと係合する大径ギヤ部を有する。前記シャフトの径方向において、前記大径ギヤ部が前記リングギヤよりも外周側に突出している。径方向に沿って見たときに前記リングギヤと重なり、前記径方向において前記リングギヤよりも外周側に位置するとともに前記大径ギヤ部の外周端よりも内周側に位置する外周領域に、前記回転部材を前記固定部材に対して回転可能に支持する軸受けが配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インホイールモータであって、
車両のボディに固定される固定部材と、
タイヤとともに回転する回転部材と、
前記固定部材に対して回転するシャフトを有するモータと、
前記シャフトの回転を前記回転部材に伝達する遊星歯車減速機、
を有し、
前記遊星歯車減速機が、
前記シャフトに固定されたサンギヤと、
リングギヤと、
前記サンギヤと前記リングギヤの間に配置された複数の遊星ギヤと、
前記各遊星ギヤを回転可能に支持する遊星キャリア、
を有し、
前記遊星キャリアと前記リングギヤの一方が前記回転部材の一部を構成しており、
前記遊星ギヤのそれぞれが、前記リングギヤと係合する小径ギヤ部と、前記シャフトの軸方向において前記小径ギヤ部からシフトした位置に設けられているとともに前記サンギヤと係合する大径ギヤ部を有し、
前記シャフトの径方向において、前記大径ギヤ部が前記リングギヤよりも外周側に突出しており、
前記径方向に沿って見たときに前記リングギヤと重なり、前記径方向において前記リングギヤよりも外周側に位置し、前記径方向において前記大径ギヤ部の外周端よりも内周側に位置する外周領域に、前記回転部材を前記固定部材に対して回転可能に支持する軸受けが配置されている、
インホイールモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、インホイールモータに関する。

【0002】

特許文献１に開示のインホイールモータは、車両のボディに固定される固定部材と、タイヤとともに回転する回転部材を有する。また、このインホイールモータは、モータと遊星歯車減速機構を有する。遊星歯車減速機構は、モータのシャフトの回転を回転部材に伝達する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１９４８５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のインホイールモータは、回転部材を固定部材に対して回転可能に支持する軸受けを有している。軸受けは、遊星歯車機構の遊星ギヤの中心軸の延長線上に配置されている。したがって、このインホイールモータは、軸方向（すなわち、モータのシャフトの中心軸に平行な方向）の寸法が大きい。本明細書では、インホイールモータを小型化する技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示するインホイールモータは、車両のボディに固定される固定部材と、タイヤとともに回転する回転部材と、前記固定部材に対して回転するシャフトを有するモータと、前記シャフトの回転を前記回転部材に伝達する遊星歯車減速機、を有する。前記遊星歯車減速機が、前記シャフトに固定されたサンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤの間に配置された複数の遊星ギヤと、前記各遊星ギヤを回転可能に支持する遊星キャリア、を有する。前記遊星キャリアと前記リングギヤの一方が前記回転部材の一部を構成している。前記遊星ギヤのそれぞれが、前記リングギヤと係合する小径ギヤ部と、前記シャフトの軸方向において前記小径ギヤ部からシフトした位置に設けられているとともに前記サンギヤと係合する大径ギヤ部を有する。前記シャフトの径方向において、前記大径ギヤ部が前記リングギヤよりも外周側に突出している。前記径方向に沿って見たときに前記リングギヤと重なり、前記径方向において前記リングギヤよりも外周側に位置し、前記径方向において前記大径ギヤ部の外周端よりも内周側に位置する外周領域に、前記回転部材を前記固定部材に対して回転可能に支持する軸受けが配置されている。

【0006】

このインホイールモータでは、リングギヤの外周側に位置する外周領域に軸受けが配置されている。したがって、インホイールモータの軸方向の寸法を小さくすることができる。また、外周領域は、遊星ギヤに大径ギヤ部と小径ギヤ部を設けた場合に生じる領域であり、この領域に軸受けを配置することでインホイールモータを小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例１のインホイールモータの断面図。

【図2】実施例２のインホイールモータの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１に示す実施例１のインホイールモータ１０は、電動車両に搭載されており、電動車両の車輪を駆動する。インホイールモータ１０は、筐体１２とホイール９０を有している。筐体１２は、電動車両のボディに固定される部材である。ホイール９０は、円筒形状を有しており、その外周面にタイヤ９２が取り付けられている。ホイール９０は、タイヤ９２と共に回転する。インホイールモータ１０は、ホイール９０を筐体１２に対して回転させる。

【0009】

インホイールモータ１０は、モータ２０と遊星歯車減速機３０を有している。モータ２０は、ステータ２２とロータ２４を有している。ステータ２２は、筐体１２に固定されている。ロータ２４は、ロータコア２４ａとロータシャフト２４ｂを有している。ロータコア２４ａは、ステータ２２の周囲に配置されている。ロータコア２４ａは、ロータシャフト２４ｂに固定されている。ロータシャフト２４ｂは、筐体１２に設けられた軸受け２６によって回転可能に支持されている。ステータ２２に電力が供給されると、ロータ２４がロータシャフト２４ｂの中心軸回りに回転する。

【0010】

遊星歯車減速機３０は、サンギヤ４０、リングギヤ５０、複数の遊星ギヤ６０、及び、遊星キャリア７０を有している。なお、実施例１では、遊星歯車減速機３０が４個の遊星ギヤ６０を有しているが、遊星ギヤ６０の数が３個以下であってもよいし、５個以上であってもよい。

【0011】

サンギヤ４０は、円柱形状を有しており、その外周面にギヤ歯を有している。サンギヤ４０は、ロータコア２４ａよりも車幅方向外側においてロータシャフト２４ｂに固定されている。サンギヤ４０は、ロータシャフト２４ｂとともに回転する。

【0012】

リングギヤ５０は、円筒形状を有しており、その内周面にギヤ歯を有している。リングギヤ５０の中心孔内にロータシャフト２４ｂが挿通されている。リングギヤ５０は、ロータシャフト２４ｂと同心状に配置されている。リングギヤ５０は、筐体１２に固定されている。リングギヤ５０は、電動車両のボディに固定される固定部材の一部である。

【0013】

遊星キャリア７０は、複数のシャフト７０ａと接続部７０ｂを有している。各シャフト７０ａは、ロータシャフト２４ｂと平行に配置されている。複数のシャフト７０ａは、ロータシャフト２４ｂの周囲に均等間隔で配置されている。接続部７０ｂは、複数のシャフト７０ａを互いに接続している。また、接続部７０ｂの中心に貫通孔が設けられており、その貫通孔内にロータシャフト２４ｂが挿通されている。接続部７０ｂは、軸受け７２によってロータシャフト２４ｂに対して相対的に回転可能な状態で支持されている。すなわち、遊星キャリア７０は、ロータシャフト２４ｂを中心にして、ロータシャフト２４ｂに対して相対的に回転することができる。遊星キャリア７０は、ホイール９０に固定されている。したがって、遊星キャリア７０はホイール９０とともに回転する。遊星キャリア７０は、タイヤ９２とともに回転する回転部材の一部である。

【0014】

各遊星ギヤ６０は、筒形状を有している。各遊星ギヤ６０は、ロータシャフト２４ｂとリングギヤ５０の間に配置されている。各遊星ギヤ６０は、ロータシャフト２４ｂの周囲に均等間隔で配置されている。各遊星ギヤ６０の中心孔内に、遊星キャリア７０の対応するシャフト７０ａが挿通されている。各遊星ギヤ６０は、その中心孔内に挿通されたシャフト７０ａを中心に自転することができる。すなわち、遊星キャリア７０は、各遊星ギヤ６０を回転可能に支持している。上述したように、遊星キャリア７０は、ロータシャフト２４ｂを中心にして回転することができる。遊星キャリア７０がロータシャフト２４ｂを中心にして回転すると、各遊星ギヤ６０はロータシャフト２４ｂを中心として公転する。各遊星ギヤ６０は、大径ギヤ部６０ａと小径ギヤ部６０ｂを有している。大径ギヤ部６０ａと小径ギヤ部６０ｂは、円柱形状を有している。大径ギヤ部６０ａの外周面の直径は、小径ギヤ部６０ｂの外周面の直径よりも大きい。大径ギヤ部６０ａは小径ギヤ部６０ｂに対して、ロータシャフト２４ｂの中心軸に沿う軸方向にシフトした位置に配置されている。大径ギヤ部６０ａは、小径ギヤ部６０ｂに対して車幅方向外側に配置されている。大径ギヤ部６０ａと小径ギヤ部６０ｂは互いに固定されている。大径ギヤ部６０ａの外周面に設けられたギヤ歯は、サンギヤ４０の外周面に設けられたギヤ歯と係合している。小径ギヤ部６０ｂの外周面に設けられたギヤ歯は、リングギヤ５０の内周面に設けられたギヤ歯と係合している。ロータシャフト２４ｂの半径方向において、各大径ギヤ部６０ａの外周端６０ｘはリングギヤ５０よりも外周側に突出している。

【0015】

前記ロータシャフト２４ｂの半径方向において、リングギヤ５０とホイール９０の間に空間８２が設けられている。上述したように、大径ギヤ部６０ａの外周端６０ｘはリングギヤ５０よりも外周側に突出している。また、大径ギヤ部６０ａはロータシャフト２４ｂの周囲を公転する。したがって、ホイール９０の外周部は、大径ギヤ部６０ａと接触しないように、大径ギヤ部６０ａの外周端６０ｘよりも外周側に配置されている。このため、リングギヤ５０とホイール９０の間に空間８２が存在する。したがって、空間８２は、外周領域８４を含んでいる。外周領域８４は、ロータシャフト２４ｂの径方向に沿って見たときにリングギヤ５０と重なる領域（すなわち、ロータシャフト２４ｂの軸方向においてリングギヤ５０と同じ範囲に存在する領域）であり、ロータシャフト２４ｂの径方向においてリングギヤ５０よりも外周側に位置するとともに大径ギヤ部６０ａの外周端６０ｘよりも内周側に位置する領域である。外周領域８４を含む空間８２には、軸受け８０が設けられている。軸受け８０は、ホイール９０（すなわち、回転部材）を筐体１２（すなわち、固定部材）に対して回転可能に支持している。

【0016】

ロータシャフト２４ｂが回転すると、サンギヤ４０が回転する。大径ギヤ部６０ａがサンギヤ４０と係合しているので、サンギヤ４０が回転すると各遊星ギヤ６０が自転する。また、小径ギヤ部６０ｂがリングギヤ５０と係合しているので、各遊星ギヤ６０の自転に伴って各遊星ギヤ６０がロータシャフト２４ｂの周囲を公転する。各遊星ギヤ６０がロータシャフト２４ｂの周囲を公転するので、遊星キャリア７０がロータシャフト２４ｂと同軸に回転する。遊星キャリア７０が回転することで、遊星キャリア７０に固定されているホイール９０及びタイヤ９２が回転する。このように、遊星歯車減速機３０は、ロータシャフト２４ｂの回転をホイール９０に伝達する。遊星歯車減速機３０は、ロータシャフト２４ｂよりも遅い回転速度でホイール９０を回転させる。各遊星ギヤ６０が大径ギヤ部６０ａと小径ギヤ部６０ｂを有することで、減速比を大きくすることができる。

【0017】

実施例１のインホイールモータ１０では、ホイール９０を筐体１２に対して回転可能に支持する軸受け８０が外周領域８４に配置されている。外周領域８４は、大径ギヤ部６０ａと小径ギヤ部６０ｂを有する遊星ギヤ６０を使用する場合に生じる領域である。外周領域８４に軸受け８０を設けることで、ホイール９０内の空間を有効に活用することができ、インホイールモータ１０を小型化することができる。

【0018】

なお、上述した実施例１では、リングギヤ５０が筐体１２に固定されており、遊星キャリア７０がホイール９０に固定されていた。しかしながら、図２に示すように、リングギヤ５０がホイール９０に固定されており、遊星キャリア７０が筐体１２に固定されていてもよい。すなわち、リングギヤ５０が回転部材の一部を構成しており、遊星キャリア７０が固定部材の一部を構成していてもよい。この構成でも、遊星歯車減速機３０によってホイール９０をロータシャフト２４ｂよりも低速で回転させることができる。この場合でも、リングギヤ５０とホイール９０の間の外周領域８４に軸受け８０を設けることで、インホイールモータを小型化できる。

【0019】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0020】

１０ ：インホイールモータ
１２ ：筐体
２４ｂ ：ロータシャフト
３０ ：遊星歯車減速機
４０ ：サンギヤ
５０ ：リングギヤ
６０ ：遊星ギヤ
６０ａ ：大径ギヤ部
６０ｂ ：小径ギヤ部
７０ ：遊星キャリア
８０ ：軸受け
８４ ：外周領域
９０ ：ホイール
９２ ：タイヤ

【図1】

【図2】