特許 7583691 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】インホイールモータ

(51)【国際特許分類】

   B60K 7/00 20060101AFI20241107BHJP

   F16D 65/853 20060101ALI20241107BHJP

   F16D 65/02 20060101ALI20241107BHJP

   F16D 55/228 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B60K7/00

F16D65/853

F16D65/02 A

F16D55/228

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021140874

(22)【出願日】2021-08-31

(65)【公開番号】P2023034572

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2024-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】須藤 哲也

(72)【発明者】

【氏名】高橋 暁史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 誠

【審査官】宇佐美 琴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２８２１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２９３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－６８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－３１９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５４２４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３７３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １／００－ ６／１２， ７／００－ ８／００，１６／００

Ｆ１６Ｄ ５５／００－５５／５０，６５／００－６５／８５３

Ｈ０２Ｋ ７／００－ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一部がホイールの内部に配置され前記ホイールに動力を伝達するモータを備えたインホイールモータにおいて、
前記モータのステータを液状冷媒を使用して冷却する冷却装置と、前記ホイールを制動するブレーキ装置と、を備え、
前記ブレーキ装置は、前記ホイールと共に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクに摩擦を与えて制動するブレーキキャリパからなり、
前記ブレーキキャリパは、前記モータの軸方向に動作して前記ブレーキディスクを制動し、
前記ブレーキキャリパの軸方向端部の一部は、前記ステータに接し、
前記冷却装置は、前記液状冷媒が循環する第１冷却部と、前記液状冷媒を循環しない第２冷却部から構成され、
前記ブレーキキャリパは、前記第２冷却部を介して前記第１冷却部と接することを特徴とするインホイールモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のインホイールモータであって、
前記ステータは、軸方向の一方が開放され、内部にロータを備えたステータハウジングと、前記ステータハウジングの開放側を閉塞するステータハウジングカバーを備え、
前記ステータハウジングは、軸方向に延びた筒状のハウジング環状部と、軸方向と直交する径方向に延びたハウジング平板部とを備え、
前記ブレーキキャリパは、前記ブレーキキャリパの軸方向端面が前記ハウジング平板部と接することを特徴とするインホイールモータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のインホイールモータであって、
前記ブレーキキャリパは、前記ブレーキキャリパ及び前記ステータよりもヤング率が小さい弾性体を介して前記ステータと接することを特徴とするインホイールモータ。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れ１項に記載のインホイールモータであって、
前記ブレーキキャリパの一部は、径方向において前記ステータと重なる位置に配置されたことを特徴とするインホイールモータ。

【請求項5】

請求項４に記載のインホイールモータであって、
前記ステータは、ステータコイルが装着されたステータコアを備え、
前記ブレーキキャリパは、前記ステータコアよりも内径側に配置されたことを特徴とするインホイールモータ。

【請求項6】

請求項１に記載のインホイールモータであって、
前記第１冷却部と前記第２冷却部は、前記ステータの内部空間をロータによって区画して形成されたことを特徴とするインホイールモータ。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れ１項に記載のインホイールモータであって、
前記ブレーキキャリパは、長手方向が上下方向を向くように配置され、
前記ブレーキキャリパの上下方向の両端部が、固定ボルトによって前記ステータに固定されたことを特徴とするインホイールモータ。

【請求項8】

請求項１乃至７の何れ１項に記載のインホイールモータであって、
前記ブレーキキャリパは、前記ホイール側から前記ステータに固定されたことを特徴とするインホイールモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両等の車輪を駆動するインホイールモータに関する。

【背景技術】

【0002】

ブレーキユニットとモータを一体化したインホイールモータとしては、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、タイヤが取り付けられるホイールと、このホイールと同軸上に配置され、ホイールを駆動するモータを備えたインホイールモータが開示されている。ホイールを駆動するモータは、ハウジングの内部に収納されている。ハウジングの外周には、ホイールに制動力を与えるブレーキユニットが備えられている。ブレーキユニットには、ブレーキユニットに供給されるブレーキ液が通る第１の通路と、ブレーキユニットから排出されたブレーキ液が通る第２の通路とが備えられている。第１の通路若しくは第２の通路の少なくとも一方の通路は、モータを収容するハウジングの外側に巻き付くように配置され、ハウジングの外側に巻き付けられた第１の通路若しくは第２の通路を通るブレーキ液によりモータを冷却している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１１３７２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ホイールを駆動するモータは、駆動力を向上するために、できる限りホイールの外径に近づけるように外径を大型化することが好ましい。

【0005】

特許文献１に記載の技術においては、モータを収納するハウジングの外周にブレーキユニットを配置するようにしているので、ハウジングの外周に配置されるブレーキユニットの分だけモータの外径を小さくする必要があり、駆動力が低下するといった課題があった。

【0006】

また、特許文献１では、モータを冷却するために、第１の通路若しくは第２の通路の少なくとも一方の通路を、ハウジングの外側に巻き付くように配置しているので、構造が複雑化するといった課題があった。

【0007】

本発明の目的は、上記課題を解決し、モータの駆動力を向上すると共に、モータ及びブレーキ装置の冷却構造を簡素化したインホイールモータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために本発明は、少なくとも一部がホイールの内部に配置され前記ホイールに動力を伝達するモータを備えたインホイールモータにおいて、前記モータのステータを液状冷媒を使用して冷却する冷却装置と、前記ホイールを制動するブレーキ装置と、を備え、前記ブレーキ装置は、前記ホイールと共に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクに摩擦を与えて制動するブレーキキャリパからなり、前記ブレーキキャリパは、前記モータの軸方向に動作して前記ブレーキディスクを制動し、前記ブレーキキャリパの軸方向端部の一部は、前記ステータに接し、前記冷却装置は、前記液状冷媒が循環する第１冷却部と、前記液状冷媒を循環しない第２冷却部から構成され、前記ブレーキキャリパは、前記第２冷却部を介して前記第１冷却部と接することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、モータの駆動力を向上すると共に、モータ及びブレーキ装置の冷却構造を簡素化したインホイールモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係るサスペンション装置、インホイールモータ、車輪の分解斜視図である。

【図2】本発明の実施例に係るサスペンション装置とインホイールモータを組み付けた状態におけるサスペンション装置、インホイールモータ、車輪の分解斜視図である。

【図3】本発明の実施例に係るサスペンション装置とインホイールモータを組み付けた状態における斜視図である。

【図4】本発明の実施例に係るサスペンション装置、インホイールモータ、車輪を組み付けた状態における斜視図である。

【図5】本発明の実施例に係るインホイールモータを車輪側から見た正面図である。

【図6】図５のVI－VI線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。

【0012】

本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。

【0013】

図１は、本発明の実施例に係るサスペンション装置、インホイールモータ、車輪の分解斜視図である。図２は、本発明の実施例に係るサスペンション装置とインホイールモータを組み付けた状態におけるサスペンション装置、インホイールモータ、車輪の分解斜視図である。図３は、本発明の実施例に係るサスペンション装置とインホイールモータを組み付けた状態における斜視図である。図４は、本発明の実施例に係るサスペンション装置、インホイールモータ、車輪を組み付けた状態における斜視図である。

【0014】

図１乃至図４では、１輪のみを示している。車両が４輪ある場合、少なくとも１つの車輪にインホイールモータを設けることが可能である。

【0015】

車輪１０は、ホイール１１と、ホイール１１の外周に取り付けられたタイヤ１２を備えている。ホイール１１は、中央部から径方向外側に向かって放射状に延びた複数のスポーク１３と、スポーク１３と接合されたリム１４から構成されている。リム１４の外周には、タイヤ１２が取り付けられている。スポーク１３は、リム１４の幅方向に対し、車両外側に位置するようにオフセットされて配置されている。

【0016】

ホイール１１には、車輪１０を回転駆動させるインホイールモータ２０が接続されている。インホイールモータ２０は、少なくとも一部がホイール１１の内部に配置される。

【0017】

本実施例のインホイールモータ２０とは、ホイール１１内に収納された車輪の駆動手段を意図している。インホイールモータ２０は、インナーロータ方式、アウターロータ方式があり、さらに減速ギアを備えているもの、減速ギアを備えていないものがあり、大きく分けて４種類に分類できる。本実施例では減速ギアを備えていない（ダイレクトドライブ）のインナーロータ方式を例として説明するが、アウターロータ方式であっても構わない。

【0018】

インホイールモータ２０は、軸方向の一方が開放されたステータハウジング２１ａと、ステータハウジング２１ａの開放側からステータハウジング２１ａ内に挿入され、ステータハウジング２１ａの内部で回転するロータ２２と、ステータ２１の開放側を閉塞するステータハウジングカバー２１ｂと、ステータハウジングカバー２１ｂに固定されたインバータ装置２４と、ステータハウジング２１ａの反開放側に固定されたブレーキ装置２５と、ステータハウジング２１ａに回転可能に軸支され、ブレーキディスク２５１及び車輪１０と共に回転するハブ軸受２６を備えている。

【0019】

ハブ軸受２６は、ステータハウジング２１ａの中央部に形成されたハブ軸受取付部２１６に固定されている。ハブ軸受２６には複数本（本実施例では５本）のハブボルト２６１が備えられている。ハブボルト２６１はブレーキディスク２５１を貫通している。車輪１０は、ホイール１１の貫通孔にハブボルト２６１を挿入し、ナットを螺合することにより、ハブ軸受２６に固定される（図４）。

【0020】

本実施例では、ステータハウジング２１ａとステータハウジングカバー２１ｂによってステータ２１を構成している。ステータ２１は、インバータ装置２４、ブレーキ装置２５、ハブ軸受２６等を支持し、車体側のサスペンション装置３０に取り付けられる。その結果、インホイールモータ２０はサスペンション装置３０を介して車両に取付けられる。また、インホイールモータ２０は、ステータ２１（ステータハウジング２１ａとステータハウジングカバー２１ｂ）と、ステータ２１の内部に配置されるロータ２２によりホイール１１（車輪１０）を駆動するモータを構成している。

【0021】

車体の方向を変える車輪である操舵輪においては、車両進行方向から見た時に、操舵の回転中心となるキングピン軸とタイヤ接地面の交点と、タイヤの幅方向の中心線との間隔（スクラブ半径）を小さくすることが好ましい。ホイールにインホイールモータを装着する場合、インホイールモータの軸方向が車体側に突出し、キングピン軸がタイヤの中心位置から離れ、スクラブ半径が大きくなりやすい。スクラブ半径が大きくなると、ステアリング操作時にステアリング機構に大きな反力が加わるほか、荒れた路面を走行する際に、路面のうねりや段差にステアリングが取られやすい。また、操舵輪が駆動輪を兼ねていると、駆動力がキングピン軸中心の回転モーメントになってしまうために制御性や乗り心地の悪化が懸念される。そのため、インホイールモータの軸方向の長さを小さくすることが好ましい。一方で、モータの駆動トルクを向上させるためには、モータの外径を大きくすることが好ましい。さらに、インホイールモータにはブレーキ装置が備えられているため、ブレーキ装置が発生する熱を冷却することが好ましい。これらの課題を解決する手段について、以下説明する。

【0022】

図５は、本発明の実施例に係るインホイールモータを車輪側から見た正面図である。図６は、図５のVI－VI線断面図である。

【0023】

ステータハウジング２１ａは、軸方向において一方（本実施例では車体側）が開放されている。ステータハウジング２１ａは、軸方向に延びた筒状のハウジング環状部２１ａ１と、軸方向と直交する径方向に延びたハウジング平板部２１ａ２と、軸方向に延び一端がハウジング平板部２１ａ２に接続された折返し部２１ａ３と、軸方向と直交する径方向に延びハウジング環状部２１ａ１と折返し部２１ａ３の他端と接続されたフランジ部２１ａ４から構成されている。

【0024】

ハウジング平板部２１ａ２は、フランジ部２１ａ４（ハウジング環状部２１ａ１における反開放部側の端部）の位置から、折返し部２１ａ３を介して開放部側（本実施例では車体側）に配置している。換言すると、ハウジング平板部２１ａ２は、フランジ部２１ａ４（ハウジング環状部２１ａ１における反開放部側の端部）の位置から、開放部側（本実施例では車体側）に凹ませて配置されている。すなわち、ステータハウジング２１ａには、フランジ部２１ａ４（反開放部側の端部）の位置から開放部側に向かって凹んだハウジング凹部２１１が形成されている。また、ステータハウジング２１ａのハウジング環状部２１ａ１の径方向内側には、複数のステータコア２１２が配置され、ステータコア２１２にはステータコイル２１３が装着されている。

【0025】

ステータハウジングカバー２１ｂは、ステータハウジング２１ａの開放側を閉塞するように配置される。ステータハウジングカバー２１ｂは、軸方向と直交する径方向に延び外周側に位置するリング状のハウジングカバーフランジ部２１ｂ４と、軸方向に延び一端がハウジングカバーフランジ部２１ｂ４と接続された筒状のハウジングカバー環状部２１ｂ１と、ハウジングカバー環状部２１ｂ１の他端と接続され軸方向と直交する径方向に延びたハウジングカバー平板部２１ｂ２と、ハウジングカバー平板部２１ｂ２に備えられた補強部材としてのリブ２１ｂ３から構成されている。

【0026】

ハウジングカバー平板部２１ｂ２は、ステータハウジングカバー２１ｂがステータハウジング２１ａの開放側を閉塞した状態において、ハウジングカバーフランジ部２１ｂ４の位置から、反開放部側（本実施例では車輪側）に位置して形成されている。換言すると、ハウジングカバー平板部２１ｂ２は、ハウジングカバーフランジ部２１ｂ４の位置から、反開放部側（本実施例では車輪側）に凹ませて配置されている。ステータハウジングカバー２１ｂには、ハウジングカバーフランジ部２１ｂ４（開放部側の端部）の位置から反開放部側に向かって凹んだハウジングカバー凹部２１５が形成され、このハウジングカバー凹部２１５にリブ２１ｂ３が配置されている。

【0027】

ハウジングカバーフランジ部２１ｂ４は、ステータハウジング２１ａのハウジング環状部２１ａ１と接続され、固定される。そして、ステータ２１の内部には、空間が形成されている。

【0028】

ステータ２１の内部の空間には、車輪を回転駆動するロータ２２が配置されている。ロータ２２には、回転軸２２３（図１）が備えられている。ロータ２２は、軸方向に延びた筒状のロータハウジング２２ａと、軸方向と直交する径方向に延びたロータ平板部２２ｂとから構成されている。ロータ平板部２２ｂは、ロータハウジング２２ａの軸方向中心位置から車体側に寄せて配置されている。ロータハウジング２２ａの径方向外側には、径方向外側に向かって突出した２つの支持部２２ｃが形成されている。

【0029】

また、ロータハウジング２２ａの径方向外側には、支持部２２ｃで挟むように複数の永久磁石２２１が備えられている。永久磁石２２１は、所定の隙間を設けてステータコア２１２と対向するように配置されている。さらに、ロータハウジング２２ａの径方向外側には、ステータ２１に対してロータ２２を回転可能に支持するモータ軸受２２２としての第１軸受２２２ａ及び第２軸受２２２ｂが備えられている。第１軸受２２２ａは車体側に配置され、第２軸受２２２ｂは車体側とは反対の車輪側に配置される。モータ軸受２２２は、外輪部と内輪部の間に転動体を有している。

【0030】

ステータハウジング２１ａには、ブレーキ装置２５が取り付けられている。ブレーキ装置２５は、ロータ２２、ハブ軸受２６、ホイール１１と共に回転するブレーキディスク２５１と、ブレーキディスク２５１に摩擦力を与えホイールを制動するブレーキキャリパ２５２を備えている。ブレーキ装置２５は、モータの回転軸２２３の軸方向と同方向に動作する。

【0031】

車輪をモータで駆動する車両のブレーキ装置は、回生ブレーキや廃電ブレーキなどの電気ブレーキが主体となるが、急制動や満充電時、電気ブレーキ失陥に備えて機械式ブレーキも備える必要がある。機械式ブレーキとしては、ドラムブレーキやディスクブレーキがある。ブレーキ装置の制御性を向上させるために、本実施例では機械式ブレーキとしてディスクブレーキを用いている。

【0032】

図６に示すように、ブレーキ装置２５は、その一部がステータハウジング２１ａのハウジング凹部２１１内に収められている。これにより、インホイールモータ２０の軸方向の全長を短くすることができる。

【0033】

ステータハウジング２１ａのハウジング凹部２１１には、折返し部２１ａ３とハブ軸受取付部２１６とを繋ぐ複数本のリブ２１４（補強部材）が備えられている。複数本のリブ２１４は、ハブ軸受取付部２１６から上下において放射状に配置されている。上側に配置された複数本のリブ２１４のうち、リブ２１４ａは水平の位置から垂直方向（９０度）の位置に配置されている。リブ２１４ｂは、リブ２１４ａから２０度開く方向、すなわち水平の位置から１１０度の位置に配置されている。リブ２１４ｃは、リブ２１４ａから４０度開く方向、すなわち水平の位置から１３０度の位置に配置されている。リブ２１４ｄは、リブ２１４ａから２０度閉じる方向、すなわち水平の位置から７０度の位置に配置されている。リブ２１４ｅは、リブ２１４ａから４０度閉じる方向、すなわち水平の位置から５０度の位置に配置されている。

【0034】

一方、下側に配置された複数本のリブ２１４のうち、リブ２１４ｆは垂直方向（２７０度）の位置に配置されている。リブ２１４ｇは、リブ２１４ｇから２０度開く方向、すなわち水平の位置から２９０度の位置に配置されている。リブ２１４ｈは、リブ２１４ｆから４０度開く方向、すなわち水平の位置から３１０度の位置に配置されている。リブ２１４ｉは、リブ２１４ｆから２０度閉じる方向、すなわち水平の位置から２５０度の位置に配置されている。リブ２１４ｊは、リブ２１４ａから４０度閉じる方向、すなわち水平の位置から２３０度の位置に配置されている。

【0035】

本実施例では、ブレーキ装置２５の一部をステータハウジング２１ａのハウジング凹部２１１内に収めている。リブ２１４とブレーキ装置２５の干渉を避けるために、本実施例では、リブ２１４ｃからリブ２１４ｊの間、及びリブ２１４ｅからリブ２１４ｈの間にはリブが形成されていない。本実施例では、このリブ２１４が形成されていないハウジング凹部２１１にブレーキ装置２５を配置している。

【0036】

リブ２１４は、ステータ２１の補強部材として機能しており、上記したリブ２１４ｃからリブ２１４ｉの間、及びリブ２１４ｅからリブ２１４ｈの間の強度が低下する。走行中の車輪１０は、路面の凹凸により、上下方向の荷重を受ける。車輪１０に備えられるインホイールモータ２０では、車輪１０と同様、上下方向の荷重を受けることとなる。そのため、ステータハウジング２１ａに配置するリブ２１４は、上下方向の荷重を受けるように配置すれば良く、リブ２１４ｃからリブ２１４ｊの間、及びリブ２１４ｅからリブ２１４ｈの間にリブ２１４を配置しない場合であってもステータ２１の強度を確保することができる。本実施例では、リブ２１４ｃからリブ２１４ｊの間、及びリブ２１４ｅからリブ２１４ｈの間には、リブ２１４を配置しないようにしているので、インホイールモータ２０を軽量化でき、バネ下質量を軽減することができる。そして、本実施例では、バネ下質量の軽減により路面の凹凸に対するサスペンション装置３０の追従性が向上し、車両の乗り心地を向上することができる。

【0037】

ステータ２１の上下方向の強度を確保するために、リブ２１４は垂直位置から開く方向、閉じる方向に４５度の範囲、すなわち上部において４５度～１３５度、下部において２２５度から３１５度の範囲に備えるようにすると良い。

【0038】

さらに、本実施例では、ブレーキキャリパ２５２は、その長手方向が上下方向（鉛直方向）を向くように配置している。そして、ブレーキキャリパ２５２の両端部が固定ボルト２５５ａ，２５５ｂによってステータ２１（ステータハウジング２１ａ）に固定されている。すなわち、ブレーキキャリパ２５２の上部が固定ボルト２５５ａによってステータハウジング２１ａに固定され、ブレーキキャリパ２５２の下部が固定ボルト２５５ｂによってステータハウジング２１ａに固定されている。本実施例では、ブレーキキャリパ２５２は、その長手方向が上下方向（鉛直方向）を向くように配置しているので、ブレーキキャリパ２５２自体で上下方向の荷重を受けることができ、ステータ２１の強度を向上することができる。また、ブレーキキャリパ２５２は、車輪１０（ホイール１１）側からステータハウジング２１ａに固定するようにしているので、ブレーキキャリパ２５２への接近が容易であり、ブレーキキャリパ２５２に装着されたブレーキパッド２５４の交換等の作業性を向上することができる。

【0039】

ブレーキキャリパ２５２には、ブレーキフルードの油圧によって軸方向に動作し、ブレーキディスク２５１を挟んで対向するように配置されたピストン２５３ａ，２５３ｂと、ピストン２５３ａ，２５３ｂによってブレーキディスク２５１に押圧され、摩擦力によって制動力を発生するブレーキパッド２５４を備えている。ブレーキパッド２５４はブレーキディスク２５１を挟むようにして制動力を発生させる。ブレーキディスク２５１は、ハブ軸受２６とホイール１１の間に設置される。ブレーキディスク２５１は、ベンチレーテッドディスクでもソリッドディスクでも良い。ブレーキディスク２５１の材料は鋳鉄などを用いる。

【0040】

ブレーキ装置は、大型化するほど制動力は上がり発熱は下がるので、ブレーキ装置は大型化（大径化）することが好ましい。一方、モータのトルク向上のためには、モータを大径化することが好ましい。ブレーキ装置とモータを共に大径化した場合、ブレーキ装置とモータが軸方向に重なり合い、インホイールモータ（ブレーキ装置＋モータ）の軸長が伸びてしまう。

【0041】

本実施例では、ブレーキ装置を小型化し、その一部をステータハウジング２１ａのハウジング凹部２１１内に収められている。これにより、インホイールモータ２０の軸方向の全長を短くすることができる。

【0042】

本実施例では、ブレーキ装置を小型化しているので、ブレーキ作動時の発熱が大きくなる。油圧式のブレーキ装置の主なトラブルは、べーパーロック現象とフェード現象である。べーパーロック現象とは、ブレーキ装置の発熱によりブレーキフルードが沸騰して気泡が発生、油圧が効かなくなる現象である。フェード現象とは、ブレーキの発熱によりブレーキパッドの摩擦材が熱分解しガスが発生、摩擦力が減る現象である。何れもブレーキ装置の発熱によるものであり、同車重であればブレーキ装置を小型化するほど発生しやすい。また、安全性以外にも、バネ下質量低減（乗り心地向上）の観点からもブレーキ装置は小型軽量化することが望ましい。

【0043】

ブレーキ装置の冷却方法について説明する。ブレーキ装置の冷却には、液体冷媒を使用している。インホイールモータ２０には、熱交換器４０が接続されている。ステータハウジングカバー２１ｂには、熱交換器４０からの液体冷媒をステータ２１の内部空間に送水する第１配管４１と、ステータ２１の内部空間からの液体冷媒を熱交換器４０に戻す第２配管４２が接続されている。ステータの内部空間（ステータハウジング２１ａとステータハウジングカバー２１ｂとで形成された空間）は、液体冷媒によって満たされている。熱交換器４０は、例えばラジエータであり、走行中の走行風で液体冷媒を冷却する。熱交換器４０と第１配管４１を繋ぐ経路には、図示しないポンプが備えられており、第１配管４１及び第２配管４２を介して熱交換器４０とステータ２１の内部空間の液体冷媒を循環させる。ロータ２２は、液体冷媒で満たされたステータ２１の内部空間で回転する。

【0044】

ステータ２１の内部空間には、ステータハウジングカバー２１ｂとロータ２２との間に形成される第１冷却部４５と、ステータハウジング２１ａとロータ２２との間に形成される第２冷却部４６とを備えている。換言すると、ロータ２２は、ステータ２１の内部空間を第１冷却部４５と第２冷却部４６に区画している。ロータ２２は、ステータ２１の内部空間を第１冷却部４５と第２冷却部４６とに区画している。

【0045】

熱交換器４０から第１配管４１を介して第１冷却部４５に流入した液体冷媒は、破線で示した矢印のように径方向外側に向かって流れ、ロータハウジング２２ａに衝突した後、軸方向に沿って車体側に流れる。さらに液体冷媒は方向転換し、永久磁石２２１とステータコア２１２の隙間を流れ、再び方向転換し、ステータコア２１２の外周に沿って流れ、第２配管４２を介して熱交換器４０に流入する。このように液体冷媒が空間内を流れることにより、モータを冷却することができる。一方、第２冷却部４６の液体冷媒は、循環せずに滞留している。

【0046】

ブレーキキャリパ２５２の一部は、径方向においてステータ２１（ステータハウジング２１ａ）と重なる位置に配置されている。また、ブレーキキャリパ２５２はステータコア２１２よりも内径側に配置されている。ブレーキキャリパ２５２（ブレーキ装置２５）の軸方向端面（軸方向端部の一部）は、ハウジング平板部２１ａ２（ステータ２１）に接している。換言すると、ブレーキキャリパ２５２（ブレーキ装置２５）の軸方向端面とハウジング平板部２１ａ２（ステータ２１）とは、面接触している。なお、ブレーキキャリパ２５２は、ブレーキキャリパ２５２及びステータ２１よりもヤング率が小さい弾性体（グリス、ゴム）を介して接触するようにしても良い。

【0047】

ブレーキ装置２５が動作すると、ブレーキパッド２５４がブレーキディスク２５１に押圧し、摩擦力により制動力を得る。この際、ブレーキパッド２５４がブレーキディスク２５１に接触することにより、摩擦熱が発生する。例えば、急制動時には、ブレーキキャリパ２５２は、３００℃程度まで温度上昇する。本実施例では、ブレーキキャリパ２５２（ブレーキ装置２５）の軸方向端面とハウジング平板部２１ａ２（ステータ２１）とが面接触しているので、ブレーキキャリパ２５２で発生した熱が、ハウジング平板部２１ａ２（ステータ）に伝達する。ハウジング平板部２１ａ２（ステータ）に伝達した熱は、第２冷却部４６内の液体冷媒、ロータ２２、第１冷却部４５内の液体冷媒に伝達する。第１冷却部４５では液体冷媒が循環しているので、第１冷却部４５内で液体冷媒が受け取った熱は、熱交換器４０に送水され、熱交換器４０にて冷却される。これにより、モータを冷却すると共に、ブレーキキャリパ２５２が冷却される。本実施例では、熱交換器４０、第１配管４１、第２配管４２、第１冷却部４５、第２冷却部４６によってモータ及びブレーキ装置２５の冷却装置を構成している。

【0048】

なお、本実施例では、第２冷却部４６の液体冷媒は、循環せずに滞留している。急制動時によりブレーキキャリパ２５２の温度が３００℃程度まで上昇すると、液体冷媒の温度が急激に上昇し、高温となる。高温となった液体冷媒が循環すると、液体冷媒と接するポンプやモータ等の機器が、熱により損傷する可能性がある。

【0049】

そこで、本実施例では液体冷媒が循環する第１冷却部４５が第２冷却部４６を介してブレーキキャリパ２５２と接するようにしている。急制動時、ブレーキキャリパ２５２で発生した熱は、第２冷却部４６で滞留している液体冷媒が受けた後に、第１冷却部４５内の液体冷媒に伝達されるので、第１冷却部４５内の液体冷媒が急激に上昇し高温となるのを抑制でき、ポンプやモータ等が損傷することを抑制できる。

【0050】

以上説明したように本実施例によれば、モータの駆動力を向上すると共に、モータ及びブレーキ装置の冷却構造を簡素化したインホイールモータを提供することができる。

【0051】

なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

【符号の説明】

【0052】

１０…車輪、１１…ホイール、１２…タイヤ、１３…スポーク、１４…リム、２０…インホイールモータ、２１…ステータ、２１ａ…ステータハウジング、２１ａ１…ハウジング環状部、２１ａ２…ハウジング平板部、２１ａ３…折返し部、２１ａ４…フランジ部、２１ｂ…ステータハウジングカバー、２１ｂ１…ハウジングカバー環状部、２１ｂ２…ハウジングカバー平板部、２１ｂ３…リブ、２２…ロータ、２２ａ…ロータハウジング、２２ｂ…ロータ平板部、２２ｃ…支持部、２４…インバータ装置、２５…ブレーキ装置、２６…ハブ軸受、３０…サスペンション装置、４０…熱交換器、４１…第１配管、４２…第２配管、４５…第１冷却部、４６…第２冷却部、２１１…ハウジング凹部、２１２…ステータコア、２１３…ステータコイル、２１４，２１４ａ～２１４ｊ…リブ、２１５…ハウジングカバー凹部、２１６…ハブ軸受取付部、２２１…永久磁石、２２２…モータ軸受、２２２ａ…第１軸受、２２２ｂ…第２軸受、２２３…回転軸、２５１…ブレーキディスク、２５２…ブレーキキャリパ、２５３ａ，２５３ｂ…ピストン、２５４…ブレーキパッド、２５５ａ，２５５ｂ…固定ボルト、２６１…ハブボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】