(57)【要約】【課題】インホイールモータをナックルに弾性支持する緩衝装置に用いられる弾性部材付き直動ガイドのガイドハウジングの加工性と剛性とを高めるとともに、弾性部材付き直動ガイドの位置をより重心に近づける。【解決手段】緩衝機構として、ガイドシャフト２１ａとガイドベアリング２１ｂとこのガイドベアリング２１ｂを収納する円筒状の貫通孔２１ｈが形成されたブロック状のガイドハウジング２１ｃとから成る２本の直動ガイド２１と、モータ側プレートに取付けられる、上記ガイドシャフト２１ａの端部をそれぞれ支持する上下のガイド受け部材２３，２４と、上記ガイドハウジング２１ｃと上記ガイド受け部材２３，２４との間に配設されるコイルスプリング２５，２６とを備えた直動ガイドユニット２０の上記ガイドハウジング２１ｃをナックル側プレートに取付けた構成の緩衝部材を用いるようにした。【選択図】図１
2008094166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するモータのステータ側と車両バネ下部材であるナックルとを、弾性部材、ダンパー、及び、上記弾性部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とを備えた緩衝機構を用いて接続して成るインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝機構として、ガイドシャフトと、ナックルもしくは上記ナックルに取付けられるナックル取付部材に取付けられる、互いに平行な方向に延長する２つの円筒状の貫通孔を有し、上記各貫通孔内に上記ガイドシャフトを滑動させるためのガイドベアリングが収納されるブロック状のガイドハウジングと、少なくとも一方が、上記モータのステータ側もしくは上記ステータ側に取付けられるモータ取付部材に取付けられる、上記ガイドシャフトの端部をそれぞれ支持する２つのガイド受け部材と、上記ガイドハウジングと上記ガイド受け部材との間に配設される弾性部材とを有する弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いたことを特徴とするインホイールモータシステム。
【請求項２】
上記モータを、円環状のモータロータと、上記モータロータの径方向内側に所定の間隔を隔てて配置された円環状のモータステータと、上記モータステータを収容する円環状の非回転側ケースを備えた中空形状のインホイールモータとするとともに、上記非回転側ケースを上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いてナックルに接続した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システム。
【請求項３】
上記モータをインナーロータ型の電気モータとするとともに、上記電気モータのステータ側を支持するモータケースの側面側にモータ取付部材を取付け、このモータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いて接続した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システム。
【請求項４】
上記モータを電気モータとこの電気モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構を備えたギヤドモータとするとともに、上記電気モータのステータ側を支持するモータケースの側面側にモータ取付部材を取付け、このモータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いて接続したことを特徴とするインホイールモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車輪を駆動するモータを緩衝機構により車輌の足回り部品に対して弾性支持する構成のインホイールモータシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車などのモータによって駆動される車輌においては、モータを車輪に内蔵するインホイールモータシステムが採用されつつある。その中でも、図５に示すような、中空形状のインホイールモータ３を、緩衝機構１０Ａを介して、車輌の足回り部品に対して弾性支持する構成のインホイールモータシステムが注目されている（例えば、特許文献１参照）。
このインホイールモータシステムは、径方向内側が開放された、モータロータ３Ｒが取付けられた回転側ケース３ｂと、このモータケース３ｂと同心円状に配置され、上記モータロータ３Ｒと所定の間隔を隔ててモータステータ３Ｓが取付けられた、径方向外側が開放された非回転側ケース３ａとを軸受け３ｊを介して回転可能に連結した中空形状のダイレクトドライブモータ（インホイールモータ３）の上記非回転側ケース３ａに取付けられるモータ側プレート１１と車輌の足回り部品であるナックル５に連結されるナックル側プレート１２とを、図６（ａ），（ｂ）に示すような、ガイドシャフト１３ａと、その内側に滑摩擦低減手段であるガイドベアリング１３ｂを収納した薄肉円筒状のベアリング収納部１３ｋを有するガイドハウジング１３ｃとから成る直動ガイド１３Ａと弾性部材であるコイルスプリング１３Ｂ，１３Ｂとを一体に構成した弾性部材付き直動ガイド１３と、この弾性部材付き直動ガイド１３に並行に配設されたガイドシャフト１４ａとガイドベアリング１４ｂとガイドハウジング１４ｃ（ここでは、上記ガイドハウジング１３ｃと一体に構成されている）とから成る第２の直動ガイド１４と、シリンダ１５ａと図示しないピストンとこのピストンに連結されたシャフト１５ｂとから成るダンパー１５とにより連結し、上記回転側ケース３ｂとホイール２とを、ホイール２のラジアル方向に互いに偏心可能な駆動力伝達機構であるフレキシブルカップリング２０により結合したもので、上記２枚のプレート１１，１２、弾性部材付き直動ガイド１３、第２の直動ガイド１４、ダンパー１５、及び、上記直動ガイド１３Ａと第２の直動ガイド１４のガイドハウジング１３ｃ，１４ｃと、ダンパー取付部材１６とにより、上記緩衝機構１０Ａを構成する。
これにより、上記モータ側プレート１１とナックル側プレート１２とは、車輌上下方向に案内されるとともに、弾性部材付き直動ガイド１３及びダンパー１５とにより結合されているので、減衰力を発生しつつ、インホイールモータ３を上下方向にのみ揺動させることができる。
なお、図５において、１は上記ホイールに装着されるタイヤ、４はホイール２とその回転軸において連結されたホイールハブ、７はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材、８は上記ホイールハブ４に装着されたブレーキ装置である。
このように、インホイールモータ３を、緩衝機構１０Ａを介して、車輌の足回り部品に対して弾性支持する構成を採ることにより、上記モータ３は車輌の足回り部品に対してフローティングマウントされるので、モータ３自身をダイナミックダンパーのウエイトとして作用させることができ、悪路走行時における接地性能、及び、乗り心地性能をともに大幅に向上させることができる。
【特許文献１】特開２００５−２８９３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記緩衝機構１０Ａでは、図７に示すように、コイルスプリング１３Ｂ，１３Ｂをガイドハウジング１３ｃのベアリング収納部１３ｋの外側に配置する構成となっているので、上記コイルスプリング１３Ｂ，１３Ｂの外径Ｄ0が大きくなってしまうといった問題点があった。また、上記弾性部材付き直動ガイド１３の位置は、フローティングマスの重心から離れたところにあるため、幅方向の寸法、すなわち、上記外径Ｄ0が大きくなると、ガイド部に作用する慣性トルクが大きくなり、そのため、上記モータ３の動きがスムースでなくなり、インホイールモータ３のダイナミックダンパー効果に支障をきたす恐れがあるだけでなく、ガイドハウジング１３ｃのベアリング収納部１３ｋは薄肉円筒状で剛性が低いため、弾性部材付き直動ガイド１３の耐久性にも問題がある。
また、上記ガイドハウジング１３ｃは、薄肉円筒状のベアリング収納部１３ｋ内にガイドベアリング１３ｂを配置し、かつ、上記ベアリング収納部１３ｋの外側に上記コイルスプリング１３Ｂ，１３Ｂを保持するように構成する必要があることから、形状が複雑でかつかつ２つの直動ガイド１３ａ，１４を平行に組上げることが困難であり、更に、上記コイルスプリング１３Ｂ，１３Ｂの外径Ｄ0を小さくしようとすると極薄になるので、加工時間、加工精度、剛性の面で不利であった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、弾性部材付き直動ガイドのガイドハウジングの加工性と剛性とを高めるとともに、弾性部材付き直動ガイドの位置をより重心に近づけた動作の安定したインホイールモータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、車輪を駆動するモータのステータ側と車両バネ下部材であるナックルとを、弾性部材、ダンパー、及び、上記弾性部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とを備えた緩衝機構を用いて接続して成るインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝機構として、ガイドシャフトと、ナックルもしくは上記ナックルに取付けられるナックル取付部材に取付けられる、互いに平行な方向に延長する２つの円筒状の貫通孔を有し、上記各貫通孔内に上記ガイドシャフトを滑動させるためのガイドベアリングが収納されるブロック状のガイドハウジングと、少なくとも一方が、上記モータのステータ側もしくは上記ステータ側に取付けられるモータ取付部材に取付けられる、上記ガイドシャフトの端部をそれぞれ支持する２つのガイド受け部材と、上記ガイドハウジングと上記ガイド受け部材との間に配設される弾性部材とを有する弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、上記モータを、円環状のモータロータと、上記モータロータの径方向内側に所定の間隔を隔てて配置された円環状のモータステータと、上記モータステータを収容する円環状の非回転側ケースを備えた中空形状のインホイールモータとするとともに、上記非回転側ケースを上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いてナックルに接続したものである。
請求項３に記載の発明は、上記モータをインナーロータ型の電気モータとするとともに、上記電気モータのステータ側を支持するモータケースの側面側にモータ取付部材を取付け、このモータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いて接続したものである。
請求項４に記載の発明は、上記モータを電気モータとこの電気モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構を備えたギヤドモータとするとともに、上記電気モータのステータ側を支持するモータケースの側面側にモータ取付部材を取付け、このモータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記弾性部材付き直動ガイドユニットを備えた緩衝機構を用いて接続したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、中空形状のインホイールモータ、インナーロータ型の電気モータ、インホイールモータ、あるいは、電気モータとこの電気モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構を備えたギヤドモータの非回転側部材を車輌の足回り部品であるナックルに対して弾性支持する緩衝機構として、ガイドシャフトと、ナックルもしくは上記ナックルに取付けられるナックル取付部材に取付けられる、互いに平行な方向に延長する２つの円筒状の貫通孔を有し、上記各貫通孔内に上記ガイドシャフトを滑動させるためのガイドベアリングが収納されるブロック状のガイドハウジングと、少なくとも一方が、上記モータのステータ側もしくは上記ステータ側に取付けられるモータ取付部材に取付けられる、上記ガイドシャフトの端部をそれぞれ支持する２つのガイド受け部材と、上記ガイドハウジングと上記ガイド受け部材との間に弾性部材を配設した弾性部材付き直動ガイドを備えた緩衝機構を用いるようにしたので、上記ガイドハウジングの剛性を高めることができるとともに、弾性部材付き直動ガイドの幅方向の寸法を小さくすることができる。これにより、ダイナミックダンパーのウエイト重心に近い位置に弾性部材付き直動ガイドが配設可能となり、ダイナミックダンパーのウエイトにより発生するモーメント入力の低減が可能となる。したがって、弾性部材付き直動ガイドの耐久性を向上させることができるとともに、弾性部材付き直動ガイドへのモーメント入力による摺動抵抗が低減され、インホイールモータをダイナミックダンパーのウエイトとして安定して作用させることができる。
また、上記ガイドハウジングはブロック状の部材に２つの円筒状の貫通孔を設けた構造なので、加工性に優れているとともに、剛性が高いので、安価で耐久性の高い緩衝機構を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る直動ガイドユニット２０の構成を示す図で、図２はこの直動ガイドユニット２０を用いた緩衝機構１０を示す図である。各図において、１１は図示しないインホイールモータの非回転側ケースに取付けられるモータ側プレート、１２は車輌の足回り部品であるナックルに連結されるナックル側プレート、２０はガイドシャフト２１ａ，２１ａとガイドベアリング２１ｂ，２１ｂとこのガイドベアリング２１ｂ，２１ｂをそれぞれ収納する互いに平行な２つの円筒状の貫通孔２１ｈ，２１ｈが形成されたブロック状のガイドハウジング２１ｃとから成る２本の直動ガイド２１，２２と、少なくとも一方が、モータ側プレート１１に取付けられる、上記ガイドシャフト２１ａの端部をそれぞれ支持する上下のガイド受け部材２３，２４と、上記ガイドハウジング２１ｃと上記ガイド受け部材２３，２４との間に配設される弾性部材であるコイルスプリング２５，２６とを備えた弾性部材付き直動ガイドユニット、１５はシリンダ１５ａと図示しないピストンとこのピストンに連結されたシャフト１５ｂとから成るダンパーで、このダンパー１５のシリンダ１５ａはダンパー取付部材１６により上記ナックル側プレート１２に取付けられており、上記シャフト１５ｂの先端はシャフト取付部材１７によりモータ側プレート１１に取付けられている。なお、本例では、上記ガイドハウジング２１ｃは、直動ガイド２１，２２に共通のハウジングであり、上記弾性部材付き直動ガイドユニット２０をナックル側プレート１１に取付けるための取付部材の機能を有している。
なお、以下、上記弾性部材付き直動ガイドユニット２０を、単に、直動ガイドユニット２０という。
【０００９】
本発明の直動ガイドユニット２０は、ガイドシャフト２１ａを滑動させるガイドベアリング２１ｂはガイドハウジング２１ｃの貫通孔２１ｈ内に収納されているので、その上面側と下面側にはガイドシャフト２１ａが突出しているだけである。したがって、図１（ｂ）に示すように、コイルスプリング２５，２６の外径Ｄを、図６（ｂ）に示した従来のコイルスプリング１３Ｂの外径Ｄ0よりも小さくすることが可能となる。具体的には、コイルスプリング２５，２６を構成するバネ部材の線径をｄ、ガイドシャフト２１ａの外径をＤaとすると、上記外径Ｄを（Ｄa＋２ｄ）に近い大きさまで小さくすることができる。
これにより、直動ガイドユニット２０の幅方向の寸法を小さくすることができるので、ダイナミックダンパーのウエイト重心に近い位置に弾性部材付き直動ガイドが配設可能となり、ダイナミックダンパーのウエイトにより発生するモーメント入力の低減が可能となる。したがって、弾性部材付き直動ガイドへのモーメント入力による摺動抵抗が低減され、インホイールモータ３をダイナミックダンパーのウエイトとして安定して作用させることができる。
また、本例のガイドハウジング２１ｃはブロック状の部材に２つの貫通孔２１ｈ，２１ｈを形成した簡単な構造なので、加工性に優れているとともに、高い剛性を有するので、直動ガイドユニット２０の耐久性を向上させることができるとともに、緩衝機構を安価に製造することができる。
【００１０】
なお、上記最良の形態では、緩衝機構１０を用いて、中空形状のインホイールモータ３の非回転側ケース３ｂをナックル５に対して弾性支持する形態のインホイールモータシステムについて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、図３（ａ），（ｂ）に示すような、インナーロータ型の電気モータ３０をインホイールモータを緩衝機構を用いて弾性支持するインホイールモータシステムなどの、他の形態のインホイールモータシステムにも適用可能である。
このインホイールモータシステムでは、インナーロータ型の電気モータ３０のステータ側を支持するモータケース３１の側面側にモータ取付部材４１を取付け、車輌の足回り部品であるナックル５にナックル取付部材４２を取付け、上記モータ取付部材４１と上記ナックル取付部材４２とを弾性部材付き直動ガイドを備えた緩衝機構４０を用いて弾性支持するとともに、上記電気モータ（インホイールモータ）３０の出力軸と、ホイール２とその回転軸において連結されたホイールハブ４とをホイール２のラジアル方向に互いに偏心可能な駆動力伝達機構であるフレキシブルカップリング３２により結合するようにしている。
【００１１】
そこで、上記緩衝機構４０として、本発明の直動ガイドユニット２０と同様の構成の直動ガイドユニット４０Ｇを備えた緩衝機構４０を用いるようにすれば、直動ガイドユニット４０Ｇの耐久性を向上させることができるとともに、弾性部材付き直動ガイドの位置をより重心に近づける配置が可能となり、インホイールモータをダイナミックダンパーのウエイトとして安定して作用させることができる。
具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、緩衝機構４０を、ガイドシャフト４３ａ，４３ａとガイドベアリング４３ｂ，４３ｂとこのガイドベアリング４３ｂ，４３ｂをそれぞれ収納する互いに平行な２つの円筒状の貫通孔４３ｈ，４３ｈが形成されたブロック状のガイドハウジングであるナックル取付部材４２とから成る２本の直動ガイド４３，４３と、上記ガイドシャフト４３ａの上端部を支持する上側ガイド受け部材４４と、上記ガイドシャフト４３ａの下端部を支持するとともに、上記モータ取付部材４１に取付けられる下側ガイド受け部材４５と、上記ナックル取付部材４２と上記ガイド受け部材４４，４５との間に配設されるコイルスプリング４６，４７とを備えた直動ガイドユニット４０Ｇと、シリンダ４８ａと図示しないピストンとこのピストンに連結されたシャフト４８ｂとから成るダンパー４８とから構成する。なお、上記ダンパー４８のシリンダ４８ａは上記直動ガイドユニット４０Ｇの側面側に取付けられており、シャフト４８ｂの先端は上記モータ取付部材４１に取付けられている。なお、同図において、符号４９は上側のガイド受け部材４４とモータケース３１の上部との間に設けられた揺動防止部材、符号４０ｚは防塵・防水用のジャバラ状の筒体である。
また、本発明の直動ガイドユニット２０は、図３（ａ），（ｂ）に示した、インナーロータ型の電気モータ３０をモータケース３１の側面側から弾性支持する緩衝機構４０を備えたインホイールモータシステムに限らず、電気モータとこの電気モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構を備えたギヤドモータの上記電気モータを弾性支持する緩衝機構を備えたインホイールモータシステムにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、弾性部材付き直動ガイドの耐久性を向上させることができるとともに、弾性部材付き直動ガイドの位置をより重心に近づけることができるので、インホイールモータをダイナミックダンパーのウエイトとして安定して作用させることができる。
また、本発明のガイドハウジングは加工性に優れているとともに、剛性が高いので、安価で耐久性の高い緩衝機構を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の最良の形態に係る弾性部材付き直動ガイドユニットの構成を示す図である。
【図２】本発明の直動ガイドユニットを備えた緩衝部材の構成を示す図である。
【図３】本発明に係るインナーロータ型の電気モータを備えたインホイールモータシステムの構成を示す図である。
【図４】弾性部材付き直動ガイドユニットの他の構成を示す図である。
【図５】従来の中空形状のモータを備えたインホイールモータシステムの構成を示す図である。
【図６】弾性部材付き直動ガイドを備えた緩衝機構の構成を示す図である。
【図７】従来の弾性部材付き直動ガイドのガイドシャフト部の断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  タイヤ、２  ホイール、３  インホイールモータ、４  ホイールハブ、
５  ナックル、６  制動装置、７  サスペンション部材、８  ブレーキ装置、
１０  緩衝機構、１１  モータ側プレート、１２  ナックル側プレート、
１５  ダンパー、１５ａ  シリンダ、１５ｂ  シャフト、１６  ダンパー取付部材、
１７  シャフト取付部材、
２０  弾性部材付き直動ガイドユニット、２１，２２  直動ガイド、
２１ａ  ガイドシャフト、２１ｂ  ガイドベアリング、２１ｃ  ガイドハウジング、
２１ｈ  貫通孔、２３，２４  ガイド受け部材、２５，２６  コイルスプリング、
３０  電気モータ、３１  モータケース、３２  フレキシブルカップリング、
４０  緩衝機構、４０Ｇ  直動ガイドユニット、４１  モータ取付部材、
４２  ナックル取付部材（ガイドハウジング）、４３  直動ガイド、
４３ａ  ガイドシャフト、４３ｂ  ガイドベアリング、４３ｈ  貫通孔、
４４  上側ガイド受け部材、４５  下側ガイド受け部材、
４６，４７  コイルスプリング、４８  ダンパー、４８ａ  シリンダ、
４８ｂ  シャフト、４９  揺動防止部材、４０ｚ  ジャバラ状の筒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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