(57)【要約】【課題】モータを大型化することなく、動的吸振装置の性能を向上させることができるとともに、モータを効果的に冷却できるインホイールモータシステムを提供する。【解決手段】電気モータ１０を減速歯車機構１１の後方に配置したギヤドモータ１０Ｇを、動的吸振装置２０によりナックル５に弾性支持するとともに、上記電気モータ１０の出力軸１０ｂを中空状としてオイル導入路１５ｚを形成し、モータケース１０ａを筒状のハウジング１０Ｈ内に収納してステータ冷却路１０ｓを形成し、このステータ冷却路１０ｓと減速歯車機構１１の内部とをオイル通路１５ｓにて連通させ、車体側に設けられたオイル供給装置３０から配管１５ａを介して送られてきたギヤオイルを上記減速歯車機構１１内と上記ステータ冷却路１０ｓとを循環させて、上記ギヤオイルの質量をダイナミックダンパーの質量に付加するようにした。【選択図】図１
2007191027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータとこのモータの出力軸に連結され上記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とを備えたギヤドモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部に取り付け、上記ギヤドモータの質量を動的吸振装置の質量として作用させるようにした構成のインホイールモータシステムにおいて、車体側に上記減速歯車機構のギヤを冷却するためのギヤオイルを循環させるオイルポンプとオイルタンクとを搭載するとともに、上記モータのステータを支持するモータケースを筒状のハウジング内に収納して上記モータケースと上記ハウジングとの間の空間に冷却路を形成して、上記ギヤオイルを上記減速歯車機構内と上記冷却路とに循環させ、上記ギヤオイルの質量を上記動的吸振装置の質量に付加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】
上記減速歯車機構をホイールハブに連結し、その後方に上記電気モータを配置するとともに、上記ギヤオイルを上記ハウジングの後端の中央部から供給し、後端部中心から離れた箇所から回収するように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】
上記ギヤオイルの量を変更可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２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、電気モータとこのモータの出力軸に連結された減速歯車機構とを備えたギヤドモータを動的吸振装置を介して車輌バネ下部に弾性支持した構成のインホイールモータシステムに関するもので、特に、上記動的吸振装置の性能向上に関する。
【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。
中でも、モータを、動的吸振装置を介して車輌の足回り部品に対して弾性支持し、上記モータの質量をダイナミックダンパーの質量として作用させるように構成した、乗り心地性とロードホールディング性に優れた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１，２参照）。
図３はその一例を示す図で、インナーロータ型の電気モータ５１と減速歯車機構５２とを組合わせたギヤドモータ５０のハウジング５３を、その上部側と下部側とから、ゴムの中に油を封入したダンパー５４ａ，５４ｂで挟み込んで、車輌バネ下部品であるナックル５５に連結し、更に、このダンパー５４ａ，５４ｂを、上記ナックル５５と上，下のアーム５６ａ，５６ｂとを連結するボールジョイント５７ａ，５７ｂに連結するとともに、上記減速歯車機構５２の出力軸５２Ｊとホイール５８に取付けられたホイールハブ５８Ｈとを等速ジョイント５９により連結することにより、上記ギヤドモータ５０を車輌バネ下部にフローティングマウントするとともに、上記電気モータ５１の出力を上記ホイール５８に伝達するようにしている。
【０００３】
ところで、インホイールモータシステムにおいては、モータをホイール内に配置していることから、モータの性能を維持するためには上記モータを十分に冷却してやる必要がある。このため、上記従来例では、減速歯車機構５２の出力軸５２Jにオイル通路５２ｍとオイル孔５２ｎとを設けるとともに、上記出力軸５２Jの端部にオイルポンプ６０を連結し、ハウジング５３内のオイル溜５３ａからオイル通路５３ｂを介して汲み上げた潤滑オイルを上記オイル通路５２ｍへ供給し、上記出力軸９５Jの回転による遠心力により上記オイル孔５２ｎから減速歯車機構５２内に上記潤滑オイルを吐出させてプラネタリウムギヤ５２ｋなどのギヤを潤滑するとともに、電気モータ５１のステータコイル５１ｃを冷却するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１７８６８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２６０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ステータ５１Ｓはロータ５１Ｒとは異なり回転しないので、上記のように、オイル孔５２ｎから減速歯車機構５２内に吐出されたギヤオイルだけでは環状に配列されたステータコイル５１ｃの全体を十分に冷却することは困難であるだけでなく、ハウジング５３内にオイルポンプ６０、オイル溜５３ａ、オイル通路５３ｂなどを設ける必要があることから、モータが大型化してしまうといった問題点がある。
一方、上記ダンパー５４ａ，５４ｂなどの動的吸振装置の性能は、上記動的吸振装置に用いられるバネ部材とダンパー、あるいは、粘弾性体のバネ定数とダンピング定数と、ダイナミックダンパーの重りの質量とによって決定される。
しかしながら、動的吸振装置として、上記ダンパー５４ａ，５４ｂのような弾性体を用いた場合には、例えば、特開２００５−１７８６８４号公報に開示されているような、バネ部材とダンパー部材を備えた緩衝機構を用いた場合に比較して、ギヤドモータ５０のストローク幅も小さく、かつ、安定性に欠けるという問題点があった。
また、ストローク幅が大きく、安定性に優れた動的吸振装置を得るためには、バネ部材やダンパーを大きくすることで可能となるが、このことはモータの大型化につながるので好ましくない。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、モータを大型化することなく、動的吸振装置の性能を向上させることができるとともに、モータを効果的に冷却することのできる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】
本願の請求項１に記載の発明は、電気モータとこのモータの出力軸に連結され上記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とを備えたギヤドモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部に取り付け、上記ギヤドモータの質量を動的吸振装置の質量として作用させるようにした構成のインホイールモータシステムにおいて、車体側に上記減速歯車機構のギヤを冷却するためのギヤオイルを循環させるオイルポンプとオイルタンクとを搭載するとともに、上記モータのステータを支持するモータケースを筒状のハウジング内に収納して上記モータケースと上記ハウジングとの間の空間に冷却路を形成して、上記ギヤオイルを上記減速歯車機構内と上記冷却路とに循環させ、上記ギヤオイルの質量を上記動的吸振装置の質量に付加するようにしたことを特徴とするものである。
請求項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、上記減速歯車機構をホイールハブに連結し、その後方に上記電気モータを配置するとともに、上記ギヤオイルを上記ハウジングの後端の中央部から供給し、後端部中心から離れた箇所から回収するようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記ギヤオイルの量を変更可能としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ギヤドモータを動的吸振装置を介して車輌バネ下部に取り付け、上記ギヤドモータの質量を動的吸振装置の質量として作用させるようにした構成のインホイールモータシステムにおいて、車体側に上記減速歯車機構のギヤを冷却するためのギヤオイルを循環させるオイルポンプとオイルタンクとを搭載するとともに、上記モータのステータを支持するモータケースを筒状のハウジング内に収納して上記モータケースと上記ハウジングとの間の空間に冷却路を形成して、上記ギヤオイルを上記減速歯車機構内と上記冷却路とに循環させ、上記ギヤオイルの質量を上記動的吸振装置の質量に付加するようにしたので、上記冷却路の体積、すなわち、モータを冷却するオイル量を変えるだけで、動的吸振装置のバネやダンパーを変えることなく、動的吸振装置の質量を調整することができる。また、モータを大型化することなく、モータを効果的に冷却することができるので、乗り心地性とロードホールディング性とを向上させることができる。
このとき、上記減速歯車機構をホイールハブに連結し、その後方に上記電気モータを配置するとともに、上記ギヤオイルを上記ハウジングの後端の中央部から供給し、後端部中心から離れた箇所から回収するようにすれば、配管がアーム類に干渉することがなく、レイアウト性も向上する。
【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の構成を示す図で、各図において、１はタイヤ、２はリム２ａとホイールディスク２ｂとから成るホイール、３は上記ホイール２とその回転軸において連結されたホイールハブ、４はコイルバネ４ａとショックアブゾーバ４ｂとを備え、上記ホイールバブ３と軸受け５ｊを介して連結されるナックル５を車体に懸架するストラット、６は上記ホイールハブ３に装着されたブレーキロータ６ａと上記ナックル５に取付けられたブレーキキャリパー６ｂとを備えた制動装置、７は上記ストラット４に接続される上アーム、８は上記ナックル５を下部から支持する下アーム、１０Ｇは、ステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａと、上記モータケース１０ａに軸受け１０ｊを介して回転自在に取付けられた出力軸１０ｂと、この出力軸１０ｂに取付けられたロータ１０Ｒとを備えたインナーロータ型の電気モータ１０と、この電気モータ１０の出力軸１０ｂに連結され上記電気モータ１０の回転を減速してホイール２に伝達する減速歯車機構１１とを備えたギヤドモータ、１２は上記減速歯車機構１１とホイールハブ３の回転軸３ｋとを結合するフレキシブルカップリングで、上記モータケース１０ａは筒状のハウジング１０Ｈ内に収納されている。
また、２０は上記ハウジング１０Ｈの側面側に取付けられるモータ取付部材２１と、ナックル５に取付けられるナックル取付部材２２と、上記モータ取付部材２１と上記ナックル取付部材２２とを連結するコイルバネから成るバネ部材２３と、シリンダ２４ａとガイドシャフト２４ｂとから成り、上記バネ部材２３の作動方向を上下方向に案内する２つのガイド部材２４，２４と、上記ガイド部材２４，２４に平行に配置された、シリンダ２５ａと図示しないピストンとこのピストンに連結されたロッド２５ｂとを有するダンパー２５とを備えた動的吸振装置、３０は車体側に設けられた、オイルポンプ３１とオイルタンク３２とを備え、上記減速歯車機構１１にギヤオイルを供給するためのオイル供給装置である。
このように、上記ハウジング１０Ｈの側面側と上記ナックル５の上部側とを、動的吸振装置２０を介して連結する構成とすれば、上記ギヤドモータ１０Ｇの質量をダイナミックダンパーの質量として機能させることができる。また、上記ギヤドモータ１０Ｇとホイールハブ３の回転軸３ｋとは、フレキシブルカップリング１２により結合されているので、上記ギヤドモータ１０Ｇが揺動してもホイール２に回転力を確実に伝達することができる。
【０００９】
本最良の形態では、図１に示すように、電気モータ１０を減速歯車機構１１の後方に配置するとともに、上記モータケース１０ａを筒状のハウジング１０Ｈ内に収納して、モータの後部、すなわち、上記ハウジング１０Ｈの後端から減速歯車機構１１のギヤを潤滑するためのギヤオイルを出し入れするようにしている。具体的には、電気モータ１０の出力軸１０ｂを中空状として、この中空部をオイル導入路１５ｚとし、上記オイル供給装置３０から耐圧ホースなどの配管１５ａを介して送られてきたギヤオイルを上記ハウジング１０Ｈの中央部に設けられた流入口１５ｍから上記オイル導入路１５ｚに供給し、上記オイル導入路１５ｚの端部から上記減速歯車機構１１内にギヤオイルを吐出させて上記減速歯車機構１１のギヤの潤滑を行うようにするとともに、上記モータケース１０ａの外周側と上記ハウジング１０Ｈの内壁との間に空間を設けてステータ冷却路１０ｓとし、このステータ冷却路１０ｓと減速歯車機構１１の内部とをオイル通路１５ｓにて連通させて、上記減速歯車機構１１内のギヤを潤滑したギヤオイルを上記ステータ冷却路１０ｓ内に導入して、上記ステータ１０Ｓのステータコイル１０ｃを冷却する。
このとき、上記ステータ冷却路１０ｓの下部側で、ステータコイル１０ｃよりも後部側に仕切り(図示せず)を設けて、上記ギヤオイルを上記ギヤドモータ１０Ｇの上部側にも導いた後、上記ハウジング１０Ｈの中心から離れた箇所で上記ハウジング１０Ｈの下部側に設けられた流出口１５ｎから、耐圧ホースなどの配管１５ｂを介して、上記オイル供給装置３０に回収するようにすれば、環状に配列されたステータコイル１０ｃ全てを十分に冷却することができる。
【００１０】
上記ステータ冷却路１０ｓ内に導入されたギヤオイルの質量は、上記ギヤドモータ１０Ｇの質量に付加されるので、共振周波数などの動的吸振装置２０の性能は、上記モータケース１０ａを含む電気モータ１０の質量及び上記減速歯車機構１１の質量だけでなく、上記ギヤオイルの量についても考慮して設定されることになる。したがって、動的吸振装置２０のバネ部材２３のバネ定数や上記ダンパー２５のダンピング係数をそのままにして、上記ギヤオイルの量を変更するだけで、共振周波数などの上記動的吸振装置２０の性能を適正に調整することができるので、動的吸振装置２０の性能を向上させることができる。また、上記動的吸振装置２０を、質量の異なるギヤドモータに適用する場合でも、上記ハウジング１０Ｈの形状を変更してステータ冷却路１０ｓの体積を調整すれば、上記ギヤオイル量が変化するので、バネ部材２３のバネ定数や上記ダンパー２５を変更することなく、動的吸振装置２０の性能を容易に調整することができる。
【００１１】
なお、上記ギヤオイルは電気モータ１０の出力軸１０ｂを中空として形成されたオイル導入路１５ｚを通って供給されるので、上記電気モータ１０の出力軸１０ｂとロータ１０Ｒも冷却され、その結果、上記電気モータ１０全体を十分に冷却することができる。
また、上記出力軸１０ｂに設けられたオイル導入路１５ｚに、上記モータケース１０ａに連通するオイル孔を設け、このオイル孔から上記ギヤオイルを上記モータケース１０ａ内に吐出させて、内側からも上記電気モータ１０を冷却するようにすれば、上記電気モータ１０の冷却効率を更に向上させることができる。この場合には、上記モータケース１０ａにドレインを設けて、上記モータケース１０ａ内に吐出されギヤオイルを上記ステータ冷却路１０ｓに戻すようにすればよい。
【００１２】
このように、本最良の形態によれば、電気モータ１０を減速歯車機構１１の後方に配置したギヤドモータ１０Ｇを、動的吸振装置２０によりナックル５に弾性支持するとともに、上記電気モータ１０の出力軸１０ｂを中空状としてオイル導入路１５ｚを形成し、モータケース１０ａを筒状のハウジング１０Ｈ内に収納してステータ冷却路１０ｓを形成し、このステータ冷却路１０ｓと減速歯車機構１１の内部とをオイル通路１５ｓにて連通させ、車体側に設けられたオイル供給装置３０から配管１５ａを介して送られてきたギヤオイルを上記減速歯車機構１１内と上記ステータ冷却路１０ｓとを循環させるようにしたので、上記ギヤオイルの質量についても、上記動的吸振装置２０の質量として用いることができる。したがって、上記ギヤオイルの量を変更するだけで、共振周波数などの上記動的吸振装置２０の性能を適正に調整することができ、動的吸振装置２０の性能を向上させることができる。また、モータを大型化することなく、減速歯車機構１１のギヤの潤滑と電気モータ１０の冷却とを効果的に行うことができる。
また、ギヤオイルの流入口１５ｍと流出口とを上記ハウジング１０Ｈの後端部に設け、ギヤオイルをギヤドモータ１０Ｇの後端から出し入れするようにしたので、配管１５ａ，１５ｂがアーム類に干渉することがなく、レイアウト性についても向上する。
【００１３】
なお、上記最良の形態では、ギヤドモータ１０Ｇと車輌バネ下部材であるナックル５とを、バネ部材２３、ダンパー２５、及び、上記バネ部材２３とダンパー２５との作動方向を案内するガイド部材２４，２４とを備えた動的吸振装置２０により結合するとともに、上記動的吸振装置２０を上記ハウジング１０Ｈの側面側に配置したが、ナックル５の上部側と上記ハウジング１０Ｈとを、バネ部材２３、ダンパー２５、及び、上記バネ部材２３とダンパー２５との作動方向を案内するガイド部材２４，２４により結合する構成としてもよい。
また、上記例では、ダイナミックダンパー型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、ギヤドモータ１０Ｇを直接ナックル５に連結する形態のインホイールモータシステムに適用した場合でも、モータを小型化できるとともに、バネ下質量を低減できるので、乗り心地性の悪化を防止することができる。
また、本発明は、ストラット型のサスペンションを有する車輌に限らず、ダブルウイッシュボーン型のサスペンションなど、他の構成のサスペンションを有する車輌にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、モータを大型化することなく、動的吸振装置の性能を向上させることができるとともに、ギヤの潤滑とモータの冷却とを効率よく行うことができるので、モータを小型化できるとともに、乗り心地性とロードホールディング性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の最良の形態に係るインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。
【図２】本最良の形態に係るインホイールモータシステムの構成を示す正面図である。
【図３】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。
【符号の説明】
【００１６】
１  タイヤ、２  ホイール、２ａ  リム、２ｂ  ホイールディスク、
３  ホイールハブ、３ｋ  ハブの回転軸、４  ストラット、４ａ  コイルバネ、
４ｂ  ショックアブゾーバ、５  ナックル、５ｊ  軸受け、６  制動装置、
６ａ  ブレーキロータ、６ｂ  ブレーキキャリパー、７  上アーム、８  下アーム、
１０  電気モータ、１０Ｇ  ギヤドモータ、１０Ｈ  ハウジング、１０Ｓ  ステータ、
１０Ｒ  ロータ、１０ａ  モータケース、１０ｂ  出力軸、１０ｃ  ステータコイル、
１０ｊ  軸受け、１０ｓ  ステータ冷却路、１１  減速歯車機構、
１２  フレキシブルカップリング、１５ａ，１５ｂ  配管、１５ｍ  流入口、
１５ｎ  流出口、１５ｓ  オイル通路、１５ｚ  オイル導入路、２０  動的吸振装置、
２１  モータ取付部材、２２  ナックル取付部材、２３  バネ部材、２４  ガイド部材、
２４ａ  シリンダ、２４ｂ  ガイドシャフト、２５  ダンパー、２５ａ  シリンダ、
２５ｂ  ロッド、３０  オイル供給装置、３１  オイルポンプ、３２  オイルタンク。
【図１】
2007191027.tif 000003
【図２】
2007191027.tif 000004
【図３】
2007191027.tif 000005