(57)【要約】【課題】モータと車輌バネ下部とを、油圧式ダンパーとガイド部材とを有する動的吸振装置により結合した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記動的吸振装置の性能を向上・安定化させる。【解決手段】インホイールモータを車輌バネ下部にフローティングマウントする際に、電気モータ１０のモータケース１０ａ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とを連結するバネ部材２３と上記バネ部材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油圧式ダンパー２５とを備えた動的吸振装置２０を上記電気モータ１０の車輌の前方側の側面に配置して、上記電気モータ１０と上記ナックル５とを結合し、上記油圧ダンパー２と上記ガイド部材２４，２４とを有効に冷却できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する構成のインホイールモータシステムにおいて、上記動的吸振装置を、モータと車輌バネ下部との間に配置されたバネ部材、油圧式ダンパー、及び、シリンダとガイドシャフトとから成り、上記バネ部材と油圧式ダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とから構成するとともに、上記油圧式ダンパーと上記ガイド部材とを、車輌の前方側に配置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】
上記モータを、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と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】
上記モータのステータ側を支持するモータケースの側面側に取付けられるモータ取付部材と、車輪部に連結されるナックルに取付けられるナックル取付部材とを設けるとともに、上記モータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記バネ部材、油圧ダンパー、及び、上記ガイド部材とにより結合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、インホイールモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用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８に示すような、中空形状のインホイールモータ５０を、動的吸振装置６０を介して、車輌の足回り部品に対して弾性支持して、上記モータ５０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）。
このインホイールモータシステムは、詳細には、径方向内側が開放された、モータロータ５１が取付けられた回転側ケース５２と、この回転側ケース５２と同心円状に配置され、上記モータロータ５１と所定の間隔を隔ててモータステータ５３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５４とを軸受け５５を介して回転可能に連結した中空形状のインホイールモータ５０の上記非回転側ケース５４を、直動ガイド６１Ａとバネ部材６１Ｂと油圧式ダンパー６４とを備えた動的吸振装置６０を介して、車軸７１に結合される車輌の足回り部品であるナックル７２に連結し、上記回転側ケース５２とホイール７３とを、ホイール７３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８０により結合したものである。
上記動的吸振装置６０は、詳細には、図９に示すように、モータ５０の非回転側ケース５４に取付けられるモータ側プレート６２とナックル７２に連結されるナックル側プレート６３とを、直動ガイド６１Ａとバネ部材６１Ｂとを一体に構成したバネ付き直動ガイド６１、及び、油圧シリンダ６４ａ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６４ｂとから成る油圧式ダンパー６４とにより連結したもので、具体的には、ナックル側プレート６３に固定部材６３ｍ，６３ｎを設けて上記バネ付き直動ガイド６１の固定部であるリニアベアリング６１ａと油圧式ダンパー６４の固定部であるシリンダ６４ａとを固定し、モータ側プレート６２に固定部材６２ｎ，６２ｎを設けて上記バネ付き直動ガイド６１の可動部であるロッド６１ｂの先端部と油圧式ダンパー６４の可動部であるシャフト６４ｂの先端部を固定する構成となっている。
なお、図７において、７４は上記ホイールに装着されるタイヤ、７５はホイール７３とその回転軸において連結されたハブ、７６はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材、７７は上記ハブ７５に装着されたブレーキディスクである。
【０００３】
一方、インホイールモータとしてインナーロータ型の電気モータを使用した例としては、図１０に示すような、電気モータ９１と減速歯車機構９２とを組合わせたギヤドモータ９０のケース９３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９４ａ，９４ｂで挟み込んで、これを車輌バネ下部品であるナックル９５に連結するとともに、このダンパー９４ａ，９４ｂを、更に、上記ナックル９５と上，下のアーム９６ａ，９６ｂとを連結するボールジョイント９７ａ，９７ｂに連結して、上記ギヤドモータ９０を車輌バネ下部にフローティングマウントする構成のものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７８６８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２９９１１号公報
【特許文献３】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、上記中空形状のインホイールモータ５０では、モータ５０の内側に動的吸振装置６０を組込んでいるため、上記油圧式ダンパー６４と直動ガイド６１Ａの冷却が上手く行かず、上記油圧式ダンパー６４のダンパーオイルの粘度が低下したり、直動ガイド６１Ａのリニアベアリング６１ａとロッド６１ｂ間に塗られたグリースが流れ出たりする恐れがあることから、上記動的吸振装置６０の性能が低下することがあった。
一方、上記インナーロータ型のモータを使用した例のように、モータあるいはギヤドモータを車輌バネ下部にフローティングマウントするための緩衝機構として、上記ダンパー９４ａ，９４ｂのような弾性体を用いた場合には、上述した動的吸振装置６０に用いられているバネ付き直動ガイド６１のような、バネ部材とガイド部材とを備えた緩衝機構を用いた場合に比較して安定性に欠けるだけでなく、上記ダンパー９４ａ，９４ｂも冷却されにくい箇所に設けられているため、上記ダンパー９４ａ，９４ｂ中の油の粘度が低下してしまうので、動的吸振装置としての性能が低下してしまうといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、モータと車輌バネ下部とを、油圧式ダンパーとガイド部材とを有する動的吸振装置により結合した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記動的吸振装置の性能を向上・安定化させ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、車輪を駆動するモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する構成のインホイールモータシステムにおいて、上記動的吸振装置を、モータと車輌バネ下部との間に配置されたバネ部材、油圧式ダンパー、及び、シリンダとガイドシャフトとから成り、上記バネ部材と油圧式ダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とから構成するとともに、上記油圧式ダンパーと上記ガイド部材とを、車輌の前方側に配置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、上記モータを、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としたものである。
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取付けられるモータ取付部材と、車輪部に連結されるナックルに取付けられるナックル取付部材とを設けるとともに、上記モータ取付部材と上記ナックル取付部材とを、上記バネ部材、油圧ダンパー、及び、上記ガイド部材とにより結合したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車輪を駆動する電気モータ、あるいは、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、バネ部材、油圧式ダンパー、及び、シリンダとガイドシャフトとから成り、上記バネ部材と油圧式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動的吸振装置を介して車輌バネ下部に取り付けるとともに、上記油圧式ダンパーと上記ガイド部材とを、車輌の前方側に配置して、上記油圧ダンパーと上記ガイド部材とを有効に冷却できるようにしたので、上記油圧式ダンパーのオイルの粘度と上記ガイド部材のグリースの流れ出しを防止することができる。したがって、動的吸振装置の性能を向上・安定化させることができる。
【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、５はコイルバネとショックアブゾーバとを備えた懸架装置（後述するストラット）により、車体に懸架される車輌バネ下部品であるナックルで、このナックル５と上記ホイールバブ３とは軸受け５ｊを介して連結されている。また、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、１０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で、本例では、この電気モータ１０のステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａの、車輌前方側の側面と上記ナックル５の上部側とを、動的吸振装置２０を介して連結し、上記モータ１０をダイナミックダンパーの質量として機能させるようにするとともに、モータの出力軸１０ｂとホイールハブ３の回転軸３ｋとを、フレキシブルカップリング１１により結合することにより、上記モータ１０が揺動してもホイール２に回転力を伝達きるようにしている。
【０００９】
上記動的吸振装置２０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、モータケース１０ａ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ピストンロッド２５ｂとを有する油圧式ダンパー２５と、上記ガイド部材２４，２４への塵芥や泥水の侵入を防止するためのジャバラ状のブーツ２６，２７とを備えたもので、ブーツ２６は上記ナックル取付部材２２の上部側に設けられ、上側のブーツ２６の蓋部２６ａに上記ガイドシャフト２４ｂ，２４ｂの上端側が固定される。また、ブーツ２７は、モータ取付部材２１と上記ナックル取付部材２２との間に設けられる。
【００１０】
上記モータ取付部材２１は、上記バネ部材２３の下端側と上記ガイド部材２４，２４の可動部であるガイドシャフト２４ｂ，２４ｂの下端側とを固定する固定板２１ａと、この固定板２１ａの下部の、モータ軸方向に平行な方向の端部側と中央部とにそれぞれ設けられた、モータケース１０ａの断面の外形に沿った湾曲部２１ｋを有する脚部２１ｂ，２１ｃとを備えたもので、この脚部２１ｂ，２１ｃを、上記モータケース１０ａの外周側に突設された取付部１０ｍに固定ボルト２１ｍとナットとを用いて締結することにより、上記モータ取付部材２１側を上記モータケース１０ａに固定する。
また、ナックル取付部材２２は、上記バネ部材２３の上端側と上記ガイド部材２４，２４の固定部であるシリンダ２４ａ，２４ａとを固定する固定部材２２ａと、この固定部材２２ａを収納する筐体２２ｂと、この筐体２２ｂのナックル５側に設けられたナックル取付部２２ｃとを備えたもので、上記ナックル取付部２２ｃの上記ナックル５の上部側に設けられた取付孔５ｓと対応する位置に形成されたボルト挿入孔２２ｓに固定ボルト２２ｍを挿入し、ナットを用いて、上記ナックル取付部材２２を上記ナックル５に取付ける。
【００１１】
一方、油圧式ダンパー２５の固定部であるシリンダ２５ａは、上記筐体２２ｂの上記ナックル取付部２２ｃとは反対側の面に設けられたダンパ取付部２２ｄに、上記ダンパー２５の可動部であるシャフト２５ｂの端部は、上記中央部に位置する脚部２１ｃの上記湾曲部２１ｋとは反対側に設けられたダンパ取付部２１ｄに取付けられる。
これにより、図４にも示すように、上記油圧式ダンパー２５と上記ガイド部材２４，２４とを、車輌３０の前方側に配置することができる。したがって、上記油圧ダンパー２５と上記ガイド部材２４，２４とを有効に冷却でき、上記油圧式ダンパー２５のオイルの粘度と上記ガイド部材２４のシリンダ２４ａとガイドシャフト２４ｂとの間に塗布されたグリースの流れ出しを防止することができる。
また、本例では、図５（ａ），（ｂ）にも示すように、動的吸振装置２０の筐体２２ｂに、モータケース１０ａの中央方向に延長する突起部２２ｑを設けるとともに、上記モータケース１０ａに、その水平片の内側にストッパラバー１０ｑが取付けられたコ字型のラバー支持部材１０ｐを、上記ストッパラバー１０ｑと上記突起部２２ｑとが所定の距離離隔して対向するように取付けて、上記電気モータ１０の最大変位幅を容易に規制するようにするとともに、上記突起部２２ｑの端部を保持部材２８により、ナックル５を車体側に懸架するストラット４の下部に固定するようにしている。これにより、上記動的吸振装置２０によりフローティングマウントされる電気モータ１０の最大変位幅を容易に規制することができるので、路面から過大な入力があった場合でも、電気モータ１０の損傷を防ぐことができるとともに、上記動的吸振装置２０の固定部であるナックル取付部材２２は、ナックル５とストラット４との両方に固定されるので、動的吸振装置２０を安定して作動させることができる。
【００１２】
このように、本最良の形態によれば、インホイールモータを車輌バネ下部にフローティングマウントする際に、電気モータ１０のモータケース１０ａ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とを連結するバネ部材２３と上記バネ部材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油圧式ダンパー２５とを備えた動的吸振装置２０を上記電気モータ１０の車輌の前方側の側面に配置して、上記電気モータ１０と上記ナックル５とを結合するようにしたので、インナーロータ型のモータを用いた場合でも、ストローク幅を大きくとることのでき、かつ、モータの質量をダイナミックダンパーの質量として安定して動作させることができる。
また、動的吸振装置２０の油圧式ダンパー２５とガイド部材２４，２４とを、車輌の前方側に配置して、上記油圧ダンパー２５と上記ガイド部材２４，２４とを有効に冷却できるようにしたので、上記油圧式ダンパー２５のオイルの粘度と上記ガイド部材２４のグリースの流れ出しを防止することができる。
【００１３】
なお、上記最良の形態では、モータ取付部材２１とナックル取付部材２２とをバネ部材２３と２つのガイド部材２４，２４とで結合したが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、モータ取付部材２１とナックル取付部材２２とを、リニアベアリング２９ａとロッド２９ｂとから成る直動ガイド２９Ａとバネ部材２９Ｂとを一体に構成した２本のバネ付き直動ガイド２９を用いて結合してもよい。このとき、上記バネ部材２９Ｂはモータ取付部材２１とナックル取付部材２２との間にのみ配置されることはいうまでもない。なお、バネ付き直動ガイド２９を１個とし、他方は直動ガイド２９Ａとしてもよいが、２個とした方がバネ部材２９Ｂの定数設定が容易である。
また、上記例では、車輪を駆動するモータをダイレクトドライブモータとしたが、図７に示すように、本発明は、インホイールモータとして、電気モータ１０とこの電気モータ１０の回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構１２を備えたギヤドモータ１０Ｇを用いた場合にも適用可能である。この場合には、同図に示すように、電気モータ１０のモータケース１０ａを上記構成の動的吸振装置２０を用いてナックル５に結合するようにすればよいが、モータケースとギヤケースとを一体にしたモータハウジングを作製してこれに電気モータ１０と減速歯車機構１２とを収納するとともに、上記モータハウジングの側面側とナックル５とを、上記動的吸振装置２０とと同様な構成の動的吸振装置を用いて結合するようにしてもよい。
また、本発明は、図１に示した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、動的吸振装置に用いられる油圧ダンパーとガイド部材とを有効に冷却できるようにしたので、上記油圧式ダンパーのオイルの粘度と上記ガイド部材のグリースの流れ出しを防止することができ、動的吸振装置の性能を向上・安定化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正面図である。
【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縦断面図である。
【図３】本最良の形態に係る動的吸振装置の構成を示す図である。
【図４】本発明によるインホイールモータシステムの構成を示す斜視図である。
【図５】油圧式ダンパーとガイド部材の配置を示す図である。
【図６】動的吸振装置の他の構成を示す図である。
【図７】本発明の動的吸振装置をギヤドモータに適用した例を示す図である。
【図８】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９】従来の動的吸振装置の構成を示す図である。
【図１０】従来のギヤドモータを用いた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、５ｓ  貫通孔、
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、１０Ｓ  ステータ、１０Ｒ  ロータ、
１０ａ  モータケース、１０ｂ  出力軸、１０ｊ  軸受け、１０ｍ  取付部、
１０ｐ  ラバー支持部材、１０ｑ  ストッパラバー、１０Ｇ  ギヤドモータ、
１１  フレキシブルカップリング、１２  減速歯車機構、
２０  動的吸振装置、２１  モータ取付部材、２１ａ  固定板、２１ｂ，２１ｃ  脚部、
２１ｄ  ダンパ取付部、２１ｋ  湾曲部、２１ｍ，２２ｍ  固定ボルト、
２２  ナックル取付部材、２２ａ  固定部材、２２ｂ  筐体、２２ｃ  ナックル取付部、２２ｄ  ダンパ取付部、２２ｑ  突起部、２２ｓ  ボルト挿入孔、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  油圧式ダンパー、２５ａ  シリンダ、２５ｂ  ピストンロッド、
２６，２７  ジャバラ状のブーツ、２６ａ  蓋部、３０  車輌。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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