(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを有し、上記非回転側ケースを車輌の足回り部品であるナックルに支持する緩衝機構とを備えたインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝部材をナックルに固定するためのナックル側プレートの車輌前後方向の一方の端部から上記非回転側ケースに向かって突出する突起部を設けるとともに、上記非回転側ケースの内周側に、上記突起部の上面と下面とにそれぞれ対向するようにストッパラバーを取付けて、上記緩衝部材の最大変位量を規制するようにし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】
上記緩衝機構を、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを備えた緩衝機構とし、上記非回転側ケースの内周側から径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材を設けて、上記リブ部材に上記バネ付き直動ガイドの上下の受け部をそれぞれ固定するとともに、上記バネ付き直動ガイドをナックル側プレートに固定する固定部材に上記突起部を設け、上記上下の受け部のそれぞれに上記ストッパラバーを取付け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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトドライブホイールを駆動輪とする車輌において用いられるインホイールモータシステムに関するもので、特に、上記モータを、車輌の足回り部品に対して、緩衝機構を介して支持する構成のインホイールモータシステムに関する。
【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４に示すような、インホイールモータ３を、緩衝機構５０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。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が取り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が取り付けられた、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３の上記非回転側ケース３ａを、図５にも示すような、直動ガイド５１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車輌の上下方向に作動するバネ５２及びダンパー５３により結合された２枚のプレート５４，５５を備えた緩衝機構５０を介して、車軸６に結合される車輌の足回り部品であるナックル５に連結し、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６０により結合する構成のインホイールモータシステムが提案されている。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ハブ部、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は上記ハブ部４に装着されたブレーキ装置であり、図５の符号５２ｎ，５３ｎはそれぞれ、上記バネ５２及びダンパー５３の受け部材である。
このように、インホイールモータ３を、緩衝機構５０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（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、上記の緩衝機構５０は、モータ３を車輌の足回り部品に対して確実にフローティングマウントさせることはできるものの、部品点数が多く、かつ、４個の直動ガイド５１やバネ５２をそれぞれ上下方向に平行に組付ける必要があることから高い組立精度が要求され、そのため、組付作業に時間がかかってしまうといった問題点があった。
そこで、本出願人は、上記問題点を解決するため、上記直動ガイド５１とバネ５２に代えて、図６（ａ），（ｂ）に示すような、リニアベアリング１２ａとロッド１２ｂとから成る直動ガイド１２Ａと車輌上下方向に作動するバネ部材１２Ｂ，１２Ｂとを一体に構成したバネ付き直動ガイド１２を用いた緩衝機構５０Ｚを備えたインホイールモータシステムを提案している（特願２００３−４２５７６６８号公報）。この緩衝機構５０Ｚは、モータ側プレート５４とナックル側プレート５５と、これらプレート５４，５５とを結合する上記のバネ付き直動ガイド１２及びシリンダ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とにより構成したもので、具体的には、ナックル側プレート５５に固定部材５５ｍ，５５ｎを設けて上記バネ付き直動ガイド１２の固定部であるリニアベアリング１２ａとダンパー１５のシリンダ１５ａとを固定し、モータ側プレート５４に固定部材５４ｎ，５４ｎを設けて上記バネ付き直動ガイド１２の可動部であるロッド１２ｂの先端部とダンパー１５のシャフト１５ｂの先端部を固定したもので、これにより、緩衝機構の構成を簡素化できるとともに部品数を少なくできるので、生産性を向上させることができるとともに、インホイールモータを安価に製造することができる
【特許文献１】ＷＯ  ０２／０８３４４６  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記バネ付き直動ガイド１２とダンパー１５とを備えた従来の緩衝機構５０Ｚは、凹凸の比較的少ない一般的な路面を走行する場合の入力に対し、ダイナミックダンパー効果を発揮するようにその特性が設定されているため、路面から過大な入力があった場合、モータ３が動き過ぎてホイール２と当たり故障する恐れがある。
そこで、図７に示すように、モータ側プレート５４に設けられた固定部材５４ｎ，５４ｎとナックル側プレート５５との間に、ストパラバー５９ａとストッパー部材５９ｂとから成るストッパー機構５９を設けて、上記緩衝機構５０Ｚの上下方向の変位量を規制する方法も考えられるが、上記固定部材５４ｎ，５４ｎ自身がモータ側プレート５４から軸方向に突出しており、ブレーキ装置８の油圧配管を通すためのスペースに余裕がないところに、更にストッパー機構５９を取付けることは製作上困難であった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、スペース効率を低下させることなく、緩衝機構のストッパー部材を配置した構成の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】
【０００６】
本願の請求の範囲１に記載の発明は、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と、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを有し、上記非回転側ケースを車輌の足回り部品であるナックルに支持する緩衝機構とを備えたインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝部材をナックルに固定するためのナックル側プレートの車輌前後方向の一方の端部から上記非回転側ケースに向かって突出する突起部を設けるとともに、上記非回転側ケースの内周側に、上記突起部の上面と下面とにそれぞれ対向するようにゴムブッシュなどのストパラバーを取付けて、上記緩衝部材の最大変位量を規制するようにしたものである。
請求の範囲２に記載の発明は、請求項１に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝機構を、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを備えた緩衝機構とし、上記非回転側ケースの内周側から径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材を設けて、上記リブ部材に上記バネ付き直動ガイドの上下の受け部をそれぞれ固定するとともに、上記バネ付き直動ガイドをナックル側プレートに固定する固定部材に上記突起部を設け、上記上下の受け部のそれぞれに上記ストパラバーを取付けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インホイールモータを、車輌の足回り部品であるナックルに対して緩衝機構を介して支持した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝部材をナックルに固定するためのナックル側プレートの車輌前後方向の端部からモータステータを収容するモータの非回転側ケースに向かって突出する突起部を設けるとともに、上記非回転側ケースの内周側に、上記突起部の上面と下面にとにそれぞれ対向するようにゴムブッシュなどのストパラバーを取付けて、上記緩衝部材の最大変位量を規制するようにしたので、簡単な構成で、軸方向のスペースを確保しつつ、緩衝機構の上下方向の最大変位量を容易に規制することができる。
このとき、上記緩衝機構を、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを備えた緩衝機構とし、上記非回転側ケースの内周側から径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材を設けて、上記リブ部材に上記バネ付き直動ガイドの上下の受け部をそれぞれ固定するとともに、上記バネ付き直動ガイドをナックル側プレートに固定する固定部材に上記突起部を設け、上記上下の受け部のそれぞれに上記ストパラバーを取付けるようにすれば、モータ側プレートを省略することができ、緩衝機構を小型軽量化することができる。
【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（ａ），（ｂ）及び図２は、本最良の形態に係るインホイールモータシステムに用いられる緩衝機構１０をインホイールモータ３に取付けた状態を示す図で、各図において、１１は図示しない車軸に連結された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はリニアベアリング１２ａとロッド１２ｂとから成る直動ガイド１２Ａとバネ部材１２Ｂとを一体に構成したバネ付き直動ガイド、１３は上記バネ付き直動ガイド１２と平行に配置された第２の直動ガイドで、上記バネ付き直動ガイド１２の固定部であるリニアベアリング１２ａと第２の直動ガイド１３のリニアベアリング１２ａとは上記ナックルプレート１１に取付けられた固定部材１１ｎに固定されており、上記可動部であるロッド１２ｂとロッド１３ｂの先端部が、上，下のガイド用受け部材１４，１４を介して、上記モータ３の非回転側ケース３ａにそれぞれ取付けられている。また、１５はシリンダ１５ａとピストンとこのピストンに連結されたシャフト１５ｂとから成る片ロッド型のダンパーで、一端が固定部であるシリンダ１５ａが上記ナックル側プレート１１に取付けられた固定部材１２ｎに固定され、可動部であるシャフト１５ｂの先端部がダンパー用受け部材１６を介して、上記非回転側ケース３ａに取付けられている。なお、図を見やすくするため、図１（ｂ）においては、ナックル５を省略した。
【０００９】
本例では、上記バネ付き直動ガイド１２と第２の直動ガイド１３の固定部を固定する固定部材１１ｎから径方向外側に突起部１７を突設するとともに、上記上，下のガイド用受け部材１４，１４の上記突起部１７の上面と下面とにそれぞれ対応する位置に、ストパラバーとして機能する半球状のゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂを取付け、上記突起部１７と上記ゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂとによりストッパー機構１９を構成して、上記緩衝機構１０の最大変位量を抑制するようにしている。これにより、タイヤに大きな振動が入力した場合でも、上記半球状のゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂが上記突起部１７に当たり、上記緩衝機構１０はそれ以上上，下方向には変位しない。したがって、ホイール２とモータ３とのクリアランスを所定値以下に保持するできるので、モータ３の過大な変形を抑制して、モータ３の破損を防止することができる。
なお、図３（ａ），（ｂ）に示すように、モータの非回転側ケース３ａの内周側に径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材２０を設けて、モータケース３ａ，３ｂを補強するとともに、上記リブ部材２０に、上記上，下のガイド用受け部材１４，１４を配設するための切り欠き部２０ｋを設け、この切り欠き部２０ｋに上記ガイド用受け部材１４，１４を取付ける構成とすれば、図６に示した緩衝機構５０Ｚに比較して、軸方向のスペースを十分に確保することができるとともに、緩衝機構１０のストローク幅を十分に確保することができる。
具体的には、上記ガイド用受け部材１４を、バネ付き直動ガイド１２と直動ガイド１３の各ロッド１２ｂ，１３ｂの先端部を挿入・固定する受け部１４ａとこの受け部１４ａを上記切り欠き部２０ｋの両側に取付けるための円弧状の取付け部１４ｂ，１４ｃとから構成し、上記受け部１４ａを切り欠き部２０ｋに嵌め込んだ状態で、上記取付け部１４ｂ，１４ｃを上記切り欠き部２０ｋの両側のリブ部材２０に固定することにより、緩衝機構１０のストローク幅を十分に確保することができる。
このとき、上記ゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂは、上記受け部材１４の上記突起部１７側の取付け部１４ｃの上記突起部１７に対応する面１４ｄに設けられた取付け穴１４ｈに固定すればよい。
【００１０】
このように、本最良の形態によれば、インホイールモータ３の非回転側ケース３ａの内周側に径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材２０を設け、更に、上記リブ部材２０に切り欠き部２０ｋを設けて、バネ付き直動ガイド１２の可動部であるロッド１２ｂとバネ部材１２Ｂ及び直動ガイド１３のロッド１３ｂとを受ける上，下のガイド用受け部材１４，１４を上記切り欠き部２０ｋに配設するとともに、上記バネ付き直動ガイド１２と第２の直動ガイド１３の固定部を固定する固定部材１１ｎから径方向外側に突起部１７を突設し、上記上，下のガイド用受け部材１４，１４の上記突起部１７の上面と下面とにそれぞれ対応する位置に、半球状のゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂを取付けて上記緩衝機構１０の最大変位量を抑制するストッパー機構１９を構成するようにしたので、ホイール２とモータ３とのクリアランスを所定値以下に保持するでき、モータ３の過大な変形を抑制することができるとともに、軸方向のスペースを十分に確保することができる。
【００１１】
なお、上記最良の形態では、バネ付き直動ガイド１２と直動ガイド１３とダンパー１５とを備えた緩衝機構１０に付いて説明したが、本発明は、バネ付き直動ガイド１２とダンパー１５とを備えた緩衝機構５０Ｚにも適用可能であることはいうまでもない。
また、上記例では、バネ付き直動ガイド１２と第２の直動ガイド１３の固定部を固定する固定部材１１ｎに突起部１７を設けたが、ナックル側プレート１１から径方向外側に突突出する突起部を設けてもよい。
また、上記ストッパー部材１９に代えて、上記突起部１７の上面と下面とに半球状のゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂを取付け、上記上，下のガイド用受け部材１４，１４の上記ゴムブッシュ１８Ａ，１８Ｂに対向する位置から上記突起部１７方向に延長するバーをそれぞれ突設した構成のストッパー部材を用いても、同様の効果を得ることができる。
【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、簡単な構成で、スペース効率を低下させることなく、緩衝機構の最大変位量を規制することができるので、インホイールモータシステムの安定性を容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の最良の形態に係るストッパー機構を備えた緩衝機構の構成を示す図である。
【図２】ストッパー機構を備えた緩衝機構の構成を示す斜視図である。
【図３】本最良の形態に係るガイド受け部材の取付け方法を示す図である。
【図４】従来のインホイールモータシステムの構成を示す図である。
【図５】従来の緩衝機構の構成を示す図である。
【図６】バネ付き直動ガイドとバネ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】緩衝機構のストッパー機構の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
３  インホイールモータ、３ａ  非回転側ケース、３ｂ  回転側ケース、
５  ナックル、１０  緩衝機構、１１  ナックル側プレート、
１１ｎ，１１ｍ  固定部材、１２  バネ付き直動ガイド、１２Ａ  直動ガイド、
１２Ｂ  バネ部材、１２ａ  リニアベアリング、１２ｂ  ロッド、
１３  第２の直動ガイド、１４  ガイド用受け部材、１５  ダンパー、
１５ａ  シリンダ、１５ｂ  シャフト、１６  ダンパー用受け部材、
１７  突起部、１８Ａ，１８Ｂ  ゴムブッシュ、１９  ストッパー機構、
２０  リブ部材、２０ｋ  切り欠き部。
【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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