【０００１】
【発明の属する技術分野】
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両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、モータを弾性体及び／または減衰機構を介して足回り部品に取付けて成るインホイールモータシステムの防水・防塵機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車などのモータによって駆動される車両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。ところで、従来のインホイールモータは、例えば、特許第２６７６０２５号公報（図８）や、特表平９−５０６２３６号公報（図９（ａ））、あるいは、特開平１０−３０５７３５号公報（図９（ｂ））に開示されているように、モータ部（７０，８０，９０）が車両の足回りを構成する部品の一つであるアップライトまたはナックルと呼ばれる部品（７１，８３，９３）に接続するスピンドル軸（７１Ｊ，８４）に固定され、モータロータ（７０Ｒ，８０Ｒ，９４ａ）及びホイール（７２，８１，９４）が回転可能な構造となっている。
一般に、足回りにバネ等のサスペンション機構を備えた車両においては、ホイールやナックル、サスペンションアームといったバネ下に相当する部品の質量、いわゆるバネ下質量が大きい程、凹凸路を走行したときにタイヤ接地力の変動が増大し、ロードホールディング性が悪化することが知られている。
【０００３】
一方、電気自動車などのモータによって駆動される車両においては、スペース効率や駆動力の伝達効率の高さから、モータを車輪に内蔵するインホイールモータが採用されることがある。しかしながら、従来のインホイールモータは、上記のように、モータステータ部が車両の足回りを構成する部品の一つである、アップライトまたはナックルと呼ばれる部品に接続するスピンドル軸に回転可能に固定されるため、上記のバネ下質量がインホイールモータの分だけ増加し、その結果、タイヤ接地力変動が増大し、ロードホールディング性が悪化してしまうといった問題点があった。
【０００４】
そこで、上記のような問題を解決するため、図１０に示すような、ステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａを、直動ガイド１１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車両の上下方向に作動するバネ１２及びダンパー１３により結合された２枚のプレート１４，１５を備えた緩衝機構１０を介してナックル５に対して弾性支持するとともに、ロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂとホイール２とを、複数枚の中空円盤状のプレート２１〜２３を作動方向が互いに直交するように配置された直動ガイド２４，２５を用いて連結したフレキシブルカップリング２０により結合する構成のインホイールモータシステムが考えられる。
上記構成のインホイールモータシステムでは、モータ３を車両の足回り部品に対してフローティングマウントして、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るので、不整路走行時の接地性能、乗り心地性能をともに向上させることができるとともに、上記フレキシブルカップリング２０により、モータ軸とホイール軸がどの方向にも偏心可能に結合されるので、モータ３からホイール２へのトルクを効率よく伝達させることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記方法では、モータ３は構造上、足回り部品とは別々に上下振動することになるため、モータ３とホイール２との間にはある程度の空隙が必要になる。このため、車両が砂利道等を走行した場合、このような空隙部に砂利等が入り込むと、モータ３がホイール２内で振動したりするなど、モータ３を傷める恐れがある。また、上記フレキシブルカップリング２０が円滑に動作するためには、飛び石によるカップリング部（直動ガイド２４，２５及びその周辺の中空円盤状のプレート２１〜２３）の変形や、直動ガイド２４，２５への塵芥の侵入等を防止する必要がある。
また、モータ３と足回り部品とは別々に動くことになるため、モータ軸と車軸用のベアリングを別々に設ける必要があるが、上記モータ３のように、中空モータを使用する場合には、モータ用ベアリング３ｊは大きくなり、回転時の速度が高くなる。そのため、通常の小径のベアリングのシールに使われているようなダストシールが使用できず、水溜まりを通過する場合など、モータ３内に水が浸入してモータ３を傷める危険がある。
そこで、上記のような、モータ３と足回り部品とが別々に上下振動する中空形状のモータを有するインホイールモータシステムに適用可能な防水・防塵機構の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、中空形状のモータを弾性体及び／または減衰機構を介して足回り部品に取付けて成るインホイールモータシステムに対して有効な防水・防塵対策を施し、上記インホイールモータシステムの信頼性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータの非回転側ケースを、弾性体及び／または減衰機構を介してバネ下部品に弾性支持し、上記モータの回転側ケースとホイールとをフレキシブルカップリングにより結合させて、上記モータをダイナミックダンパーとして機能させた、モータと足回り部品とが別々に上下振動する構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータとホイールとの間に１個あるいは複数個の伸縮自在な環状のダストブーツを設けて、上記モータとホイール間に形成される空隙を外部から遮断するようしたことを特徴とするものである。これにより、上記空隙への石や塵芥等の侵入を防止できるので、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載のインホイールモータシステムは、モータの回転側ケースの上記フレキシブルカップリングが装着されている側とは反対側の端部と、上記ホイールの上記端部に対向する端部との間に、上記環状のダストブーツを装着したものである。
また、請求項３に記載のインホイールモータシステムは、上記フレキシブルカップリングのカップリング部を外部から遮断するための環状のダストブーツを設けたものである。
【０００９】
請求項４に記載のインホイールモータシステムは、上記環状のダストブーツの軸に垂直な方向の断面形状を波形としたものである。
請求項５に記載のインホイールモータシステムは、上記環状のダストブーツのホイール側装着部の近傍に、複数の孔部を設けたものである。
【００１０】
また、請求項６に記載のインホイールモータシステムは、車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータの非回転側ケースを、弾性体及び／または減衰機構を介してバネ下部品に弾性支持したインホイールモータシステムにおいて、上記回転側ケースと非回転側ケースとを連結するモータベアリングの外側に、モータ軸方向に摺動可能な中空円盤状の隔壁を設けて、上記モータ内への水の浸入を防止するようにしたもので、これにより、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることが可能となる。
【００１１】
請求項７に記載のインホイールモータシステムは、モータベアリングの外側に取付けられたベアリング固定カバー内に中空部を設け、この中空部に上記中空円盤状の隔壁を収納するようにしたもので、これにより、コンパクトな構成の防水機構を実現することが可能となる。
請求項８に記載のインホイールモータシステムは、上記中空円盤状の隔壁と回転側のベアリング固定カバーとの径方向の隙間を、上記中空円盤状の隔壁と非回転側のベアリング固定カバーとの径方向の隙間よりも大きくしたもので、これにより、モータの回転側ケースの回転を滑らかにすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、以下の説明中、従来例と共通する部分については、同一符号を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係わるインホイールモータシステムの構成を示す図で、同図において、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は半径方向に対して内側に設けられた非回転側ケース３ａに固定されたモータステータ（以下、ステータという）３Ｓと、半径方向に対して外側に設けられ、軸受け３ｊを介して上記非回転側ケース３ａに対して回転可能に接合された回転側ケース３ｂに固定されたモータロータ（以下、ロータという）３Ｒとを備えたアウターロータ型のインホイールモータである。
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、５はサスペンションアーム６に連結された、車両の足回り部品であるナックル、７はショックアブソ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ディスクから成る制動装置で、１０はモータの非回転側ケース３ａを上記サスペンションアーム６に弾性支持するための緩衝機構、２０はモータの回転側ケース３ｂとホイール２とを結合するフレキシブルカップリングである。
また、３０はモータの回転側ケース３ｂの上記フレキシブルカップリング２０が装着されている側とは反対側の端部と、上記ホイール２の上記端部に対向する端部との間に装着された第１の環状ダストブーツ、４０は上記回転側ケース３ｂの上記フレキシブルカップリング２０が装着されている側の端部と、ホイール２の上記端面に対向する端部との間に、上記フレキシブルカップリング２０を収納するように装着された第２の環状ダストブーツである。
【００１４】
図２は緩衝機構１０の一構成例を示す図である。この緩衝機構１０は、直動ガイド１１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車両の上下方向に作動するバネ１２及びダンパー１３により結合された２枚のプレート１４，１５を備えたもので、具体的には、サスペンションアーム６側に位置するプレート１５の４隅に、車両の上下方向に伸縮する４個のバネ１２を取付け、その内側に車両の上下方向に伸縮する２個のダンパー１３を取付けるとともに、上記プレート１４，１５を、プレートの中心に対して対称な位置に配置された４個の直動ガイド１１により結合するものである。なお、１６はバネ受け部で、１７はダンパー取付け部である。
これにより、上記インホイールモータ３を足回り部品に対してフローティングマウントして、上記モータ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るので、不整路走行時の接地性能、乗り心地性能を向上させることができる。
【００１５】
また、図３はフレキシブルカップリング２０の一構成例を示す図で、このフレキシブルカップリング２０は、複数枚の中空円盤状のプレート２１〜２３と、中央の中空円盤状のプレート２２の表裏に、作動方向が互いに直交するように配置された直動ガイド２４，２５とを備えている。詳細には、ホイール２側に位置するプレート２１のホイール２とは反対側の面に、１８０°間隔で取付けられたガイド部材２４ａ，２４ａと、中間のプレート２２の上記プレート２１側に取付けられ、上記ガイド部材２４ａ，２４ａに係合するガイドレール２４ｂ，２４ｂとから成る直動ガイド２４により中空円盤状のプレート２１，２２を結合し、上記プレート２２の裏面側で、上記ガイドレール２４ｂ，２４ｂを９０度回転させた方向に１８０°間隔で取付けられたガイドレール２５ｂ，２５ｂと、モータ３側のプレート２３の上記プレート２２側に取付けられ、上記ガイドレール２５ｂ，２５ｂに係合するガイド部材２５ａ，２５ａとから成る直動ガイド２５により中空円盤状のプレート２２，２３を結合するもので、これにより、モータ軸とホイール軸がどの方向にも偏心可能に結合されるので、回転側ケース３ｂからホイール２へのトルクを効率よく伝達させることが可能となる。
【００１６】
上記のような、モータがダイナミックダンパー機能を有する構成のインホイールモータシステムにおいては、モータ軸は車軸と別々に径方向に揺動可能となるので、図４に示すように、モータ３とホイール２との間に空隙部Ｓを設ける必要がある。そこで、本例では、モータの回転側ケース３ｂのサスペンションアーム６側、すなわち、上記フレキシブルカップリング２０が装着されている側とは反対側の端部と、上記ホイール２の上記端部に対向する端部との間に、軸に垂直な方向の断面形状が波形である、略中空円盤形状の第１の環状ダストブーツ３０を装着して、隔壁を形成し、上記空隙部Ｓを外部から遮断するようにしている。これにより、上記空隙部Ｓへの石や塵芥等の侵入を防止することができるので、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることができる。
また、上記第１の環状ダストブーツ３０の、軸に垂直な方向の断面形状を波形とすることにより、上記第１の環状ダストブーツ３０の径方向の剛性を下げることができるので、ホイール２内でのモータ３の動きをよりスムーズにすることができる。更に、本例では、上記第１の環状ダストブーツ３０のホイール２側の装着部近傍に、複数の穴３０ｓを設けて、万一、上記空隙部Ｓに水が浸入した場合でも、走行中の遠心力で上記水を上記穴３０ｓから外部に排出することができるようにした。
【００１７】
また、本例では、図１及び図４に示すように、フレキシブルカップリング２０の、ホイールディスク２ｂ側にある中空円盤状のプレート２１と、モータ側にある中空円盤状のプレート２３のとの間で、上記直動ガイド２４，２５よりも内周側に、軸に垂直な方向の断面形状が波形である、略中空円盤形状の第２の環状ダストブーツ４０を装着し、この第２の環状ダストブーツ４０により、上記フレキシブルカップリング２０のカップリング部（直動ガイド２４，２５及びその周辺の中空円盤状のプレート２１〜２３）を外部から遮断するようにしている。
すなわち、上記第２の環状ダストブーツ４０により上記フレキシブルカップリング２０の直動ガイド２４，２５の内周側に隔壁を形成することにより、飛び石による上記カップリング部の変形及び直動ガイド２４，２５への塵芥の侵入等を防止することができるので、上記フレキシブルカップリング２０を円滑に動作させることができ、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることができる。
また、上記第２の環状ダストブーツ４０についても、軸に垂直な方向の断面形状を波形とすることにより、上記第２の環状ダストブーツ４０の径方向の剛性を下げることができるので、フレキシブルカップリング２０の動きをよりスムーズにすることができる。
【００１８】
このように、本実施の形態１によれば、モータの非回転側ケース３ａを、緩衝機構１０を介してナックル５に結合し、モータの回転側ケース３ａとホイール２とをフレキシブルカップリング２０により結合したインホイールモータシステムにおいて、軸に垂直な方向の断面形状が波形である第１の環状ダストブーツ３０により、上記モータ３とホイール２間に形成される空隙部Ｓを外部から遮断して、上記空隙部Ｓへの石や塵芥等の侵入を防止するとともに、第２の環状ダストブーツ４０により上記フレキシブルカップリング２０の内周側に隔壁を形成して、飛び石によるカップリング部の変形や直動ガイド２４，２５への塵芥の侵入等を防止して、上記フレキシブルカップリング２０を円滑に動作させるようにしたので、インホイールモータシステムの信頼性を格段に向上させることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図５は、本実施の形態２に係わるインホイールモータシステムの構成を示す図で、同図において、１はタイヤ、２はホイール、３は半径方向に対して内側に設けられた非回転側ケース３ａに固定されたステータ３Ｓと、半径方向に対して外側に設けられ、軸受け３ｊを介して上記非回転側ケース３ａに対して回転可能に接合された回転側ケース３ｂに固定されたロータ３Ｒとを備えたアウターロータ型のインホイールモータ、４はハブ部、５はナックル、６はサスペンションアーム、７はサスペンション部材、８は制動装置、１０はモータの非回転側ケース３ａを上記サスペンションアーム６に弾性支持する緩衝機構、２０はモータの回転側ケース３ｂとホイール２とを結合するフレキシブルカップリング、５０は上記モータ３の軸方向の隙間を塞ぐように設けられた防水手段である。
この防水手段５０は、図６に示すように、モータの軸受け３ｊの外側に取付けられたベアリング固定カバー５１，５２の互いに対向する面に、階段状（２段）の切欠き部５１ｋ，５２ｋを設けるとともに、上記切欠き部５１ｋ，５２ｋのベアリング固定カバー５１，５２の外周側に、それぞれ蓋部材５１ｐ，５２ｐを取付けて中空部５３を形成し、この中空部５３内にモータ軸方向に摺動可能な中空円盤状の隔壁を構成する樹脂リング５４を収納することにより構成される。
【００２０】
これにより、図７（ａ）に示すように、モータ３の運転時（回転時）には、モータ３の発熱によりモータ３内部の温度が上昇するため、外気圧に対してモータ内圧が高くなり、上記樹脂リング５４はモータ軸方向外側、すなわち、上記蓋部材５１ｐ，５２ｐ側へ移動するので、車両がある程度水深のある水溜りを通過した場合でも、圧力差によりモータ３内への水の浸入を防ぐことができる。
ところで、モータ３の回転時には、上記樹脂リング５４が回転側とともに回転すると、その遠心力により樹脂リング５４が拡張し、回転側ケース３ｂのベアリング固定カバー５１に押付られるため、樹脂リング５４のモータ軸方向の動きが阻害される恐れがある。そこで、本例では、モータ３の回転時には、上記樹脂リング５４が回転側とともに回転しないように、上記樹脂リング５４を、上記樹脂リング５４と回転側のベアリング固定カバー５１との径方向の隙間を、上記樹脂リング５４と非回転側のベアリング固定カバー５２との径方向の隙間よりも大きくし、上記樹脂リング５４が軸方向にスムーズに動けるようにしている。
また、車両が水溜りで停車した場合には、図７（ｂ）に示すように、上記蓋部材５１ｐ，５２ｐの隙間から水が浸入するが、上記樹脂リング５４は、その圧力によりモータ軸方向内側に移動して上記ベアリング固定カバー５１，５２で形成されるロータ−ステータ間の隙間を塞ぐため、モータ３内への水の浸入を防ぐことができる。
【００２１】
このように本実施の形態２では、モータの軸受け３ｊの外側に取付けられたベアリング固定カバー５１，５２の互いに対向する面に、階段状の切欠き部５１ｋ，５２ｋを設けるとともに、上記切欠き部５１ｋ，５２ｋのベアリング固定カバー５１，５２の外周側に、それぞれ蓋部材５１ｐ，５２ｐを取付けて中空部５３を形成し、この中空部５３内にモータ軸方向に摺動可能な中空円盤状の隔壁を構成する樹脂リング５４を収納して防水手段５０を設け、上記モータ３の軸方向の隙間を塞ぐようにしたので、上記インホイールモータ３のように、中空形状のモータを使用する場合でも、モータ３内への水の浸入を防ぐことができ、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態１，２では、ステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａを、車両の上下方向に作動するバネ１２及びダンパー１３により結合され、直動ガイド１１により互いに車両の上下方向に作動方向が限定された２枚のプレート１４，１５を備えた緩衝機構１０を介してナックル５に対して弾性支持した構成のインホイールモータシステムに対する防水・防塵対策について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、車輪部に設けられたダイレクトドライブモータと足回り部品とが別々に上下振動する中空形状のモータを有する構成のインホイールモータシステムであれば適用可能であることはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、モータの非回転側ケースを、弾性体及び／または減衰機構を介してバネ下部品に懸架し、上記モータの回転側ケースとホイールとをフレキシブルカップリングで結合した、モータがダイナミックダンパー機能を有する構成のインホイールモータシステムにおいて、上記中空形状のモータとホイール間に形成される空隙を外部から遮断する伸縮自在な環状のダストブーツを設けることにより、上記モータとホイール間に形成される空隙部を外部から遮断するようにしたので、上記空隙部への石や塵芥等の侵入を防止することができ、インホイールモータシステムの信頼性を格段に向上させることができる。
また、モータベアリングの外側に、モータ軸方向に摺動可能な中空円盤状の隔壁を備えた防水手段を設けたので、上記のような中空形状のモータを使用する場合でも、モータ内への水の浸入を防ぐことができ、インホイールモータシステムの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わ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】本実施の形態１に係わる緩衝機構の一構成例を示す図である。
【図３】本実施の形態１に係わるフレキシブルカップリングの一構成例を示す図である。
【図４】環状ダストブーツの取付け状態の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係わ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６】本実施の形態２に係わる防水手段の詳細を示す図である。
【図７】本実施の形態２に係わる樹脂リングの動作を示す図である。
【図８】従来のインホイールモータの構成を示す図である。
【図９】従来のインホイールモータの構成を示す図である。
【図１０】モータがダイナミックダンパー機能を有する構成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】
１ タイヤ、２ ホイール、２ａ リム、２ｂ ホイールディスク、
３ インホイールモータ、３Ｒ モータロータ、３Ｓ モータステータ、
３ａ 非回転側ケース、３ｊ 軸受け、３ｂ 回転側ケース、４ ハブ部、
５ ナックル、６ サスペンションアーム、７ サスペンション部材、
８ 制動装置、１０ 緩衝機構、１１ 直動ガイド、１２ バネ、
１３ ダンパー、１４ モータ取付けプレート、１５ ナックル取付けプレート、１６ バネ受け部、１７ ダンパー取付け部、
２０ フレキシブルカップリング、２１〜２３ 中空円盤状のプレート、
２４，２５ 直動ガイド、３０ 第１の環状ダストブーツ、
３０ｓ 穴、４０ 第２の環状ダストブーツ、５０ 防水手段、
５１，５２ ベアリング固定カバー、５１ｋ，５２ｋ 切欠き部、
５１ｐ，５２ｐ 蓋部材、５３ 中空部、５４ 樹脂リング、Ｓ 空隙部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-wheel motor system used in a vehicle using a direct drive wheel as a driving wheel, and more particularly to an in-wheel motor system in which a motor is attached to a suspension part via an elastic body and / or a damping mechanism. It relates to a waterproof and dustproof mechanism.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in vehicles driven by a motor such as an electric vehicle, an in-wheel motor system in which a motor is built in wheels has been adopted. Incidentally, a conventional in-wheel motor is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2676025 (FIG. 8), Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-506236 (FIG. 9A), or Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-305735 (FIG. 9). As disclosed in (b)), the motor unit (70, 80, 90) is connected to a part (71, 83, 93) called an upright or a knuckle, which is one of the parts constituting the underbody of the vehicle. The motor rotors (70R, 80R, 94a) and the wheels (72, 81, 94) are fixed to the spindle shafts (71J, 84) to be connected, and are rotatable.
In general, in a vehicle having a suspension mechanism such as a spring around the underbody, the larger the mass of unsprung parts such as wheels, knuckles, and suspension arms, the so-called unsprung mass, the more the tire touches the ground when traveling on uneven roads. It is known that the fluctuation of the force increases and the road holding performance deteriorates.
[0003]
On the other hand, in a vehicle driven by a motor such as an electric vehicle, an in-wheel motor having a built-in motor in a wheel may be adopted because of high space efficiency and high transmission efficiency of driving force. However, in the conventional in-wheel motor, as described above, the motor stator portion is rotatably fixed to a spindle shaft connected to a component called an upright or a knuckle, which is one of components constituting a vehicle underbody. Therefore, the unsprung mass increases by the amount of the in-wheel motor, and as a result, there is a problem that the tire contact force fluctuation increases, and the road holding performance deteriorates.
[0004]
Therefore, in order to solve the above-described problem, the non-rotating side case 3a supporting the stator 3S is limited in the vertical direction of the vehicle to each other via the linear motion guide 11, as shown in FIG. In addition, the spring 12 is elastically supported on the knuckle 5 via a buffer mechanism 10 including two plates 14 and 15 coupled by a spring 12 and a damper 13 that operate in the vertical direction of the vehicle, and a rotation that supports the rotor 3R. The side case 3b and the wheel 2 are connected by a flexible coupling 20 in which a plurality of hollow disk-shaped plates 21 to 23 are connected by using linear motion guides 24 and 25 arranged so that operating directions are orthogonal to each other. An in-wheel motor system with a configuration is conceivable.
In the in-wheel motor system having the above configuration, the motor 3 can be mounted in a floating manner on the underbody parts of the vehicle, and the motor 3 itself can act as the weight of the dynamic damper. The comfort performance can be improved together, and the motor shaft and the wheel shaft can be eccentrically coupled in any direction by the flexible coupling 20, so that the torque from the motor 3 to the wheel 2 can be efficiently transmitted. Becomes possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above method, since the motor 3 vibrates up and down separately from the underbody parts, a certain gap is required between the motor 3 and the wheel 2. For this reason, when the vehicle travels on a gravel road or the like, if gravel or the like enters such a gap, the motor 3 may be damaged, such as the motor 3 vibrating in the wheel 2. Further, in order for the flexible coupling 20 to operate smoothly, deformation of the coupling portion (the linear motion guides 24 and 25 and the hollow disk-shaped plates 21 to 23 around the linear motion guides 24 and 25) due to stepping stones, and the linear motion guides 24 and It is necessary to prevent intrusion of dust and the like into the space 25.
In addition, since the motor 3 and the underbody parts move separately, it is necessary to separately provide bearings for the motor shaft and the axle. However, when a hollow motor is used as in the case of the motor 3, The motor bearing 3j becomes large, and the speed during rotation becomes high. For this reason, a dust seal used for sealing a normal small-diameter bearing cannot be used, and there is a risk that water may enter the motor 3 and damage the motor 3 when the dust seal passes through a water pool.
Therefore, development of a waterproof / dustproof mechanism applicable to an in-wheel motor system having a hollow motor in which the motor 3 and the underbody part vibrate separately vertically as described above is desired.
[0006]
The present invention has been made in view of the conventional problems, and is effective in waterproofing and dustproofing for an in-wheel motor system in which a hollow motor is attached to an underbody part via an elastic body and / or a damping mechanism. The purpose is to improve the reliability of the in-wheel motor system by taking measures.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the non-rotating side case of the hollow direct drive motor provided in the wheel portion is elastically supported on the unsprung part via an elastic body and / or a damping mechanism. In the in-wheel motor system in which the rotating side case of the motor and the wheel are coupled by a flexible coupling and the motor functions as a dynamic damper, the motor and the underbody parts vibrate vertically separately. One or a plurality of expandable and contractible annular dust boots are provided between the motor and the wheel so as to block a gap formed between the motor and the wheel from the outside. Accordingly, it is possible to prevent stones, dusts, and the like from entering the gap, thereby improving the reliability of the in-wheel motor system.
[0008]
The in-wheel motor system according to claim 2, wherein an end of the rotating side case of the motor opposite to the side on which the flexible coupling is mounted and an end of the wheel facing the end of the wheel. The above-mentioned annular dust boot is mounted between them.
An in-wheel motor system according to a third aspect is provided with an annular dust boot for shutting off the coupling portion of the flexible coupling from the outside.
[0009]
In the in-wheel motor system according to a fourth aspect, the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axis of the annular dust boot is corrugated.
In the in-wheel motor system according to the fifth aspect, a plurality of holes are provided near the wheel-side mounting portion of the annular dust boot.
[0010]
In the in-wheel motor system according to the sixth aspect, the non-rotating side case of the hollow direct drive motor provided in the wheel portion is elastically supported on the unsprung part via an elastic body and / or a damping mechanism. In the in-wheel motor system, a hollow disk-shaped partition slidable in the motor axis direction is provided outside a motor bearing that connects the rotating case and the non-rotating case to infiltrate water into the motor. Thus, the reliability of the in-wheel motor system can be improved.
[0011]
The in-wheel motor system according to claim 7, wherein a hollow portion is provided in a bearing fixing cover attached to the outside of the motor bearing, and the hollow disk-shaped partition is housed in the hollow portion. Thereby, it is possible to realize a waterproof mechanism having a compact configuration.
9. The in-wheel motor system according to claim 8, wherein a radial gap between the hollow disk-shaped partition and the bearing fixing cover on the rotating side is formed in a radial direction between the hollow disk-shaped partition and the bearing fixing cover on the non-rotating side. The gap is made larger than the gap in the direction, so that the rotation of the rotating case of the motor can be made smooth.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, portions common to the conventional example will be described using the same reference numerals.
[0013]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-wheel motor system according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a tire, 2 denotes a wheel including a rim 2a and a wheel disc 2b, and 3 denotes a radial direction. A motor stator (hereinafter, referred to as a stator) 3S fixed to the non-rotating side case 3a provided inside, and a motor stator (hereinafter referred to as a stator) 3S provided outside in the radial direction, and rotated with respect to the non-rotating side case 3a via a bearing 3j. This is an outer rotor type in-wheel motor including a motor rotor (hereinafter, referred to as a rotor) 3R fixed to the rotatable case 3b which is connected to the motor case 3B.
Reference numeral 4 denotes a hub connected to the wheel 2 at the rotation axis thereof, reference numeral 5 denotes a knuckle which is connected to a suspension arm 6, which is a suspension part of the vehicle, reference numeral 7 denotes a suspension member made of a shock absorber or the like, and reference numeral 8 denotes the hub 4 A brake mechanism 10 for elastically supporting the non-rotating side case 3a of the motor on the suspension arm 6; and 20 connecting the rotating side case 3b and the wheel 2 of the motor. It is a flexible coupling.
Reference numeral 30 is mounted between the end of the rotating side case 3b of the motor opposite to the side on which the flexible coupling 20 is mounted, and the end of the wheel 2 facing the end. The first annular dust boot 40 is provided between the end of the rotating case 3 b on which the flexible coupling 20 is mounted and the end of the wheel 2 facing the end face. 20 is a second annular dust boot mounted to house 20.
[0014]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the buffer mechanism 10. The shock absorbing mechanism 10 has two plates 14 and 15 whose operating directions are limited to each other in the vertical direction of the vehicle via a linear motion guide 11 and which are coupled by a spring 12 and a damper 13 which operate in the vertical direction of the vehicle. Specifically, four springs 12 that expand and contract in the vertical direction of the vehicle are attached to four corners of the plate 15 located on the suspension arm 6 side, and expand and contract in the vertical direction of the vehicle inside the four springs 12. The two dampers 13 are attached, and the plates 14 and 15 are connected by four linear guides 11 arranged symmetrically with respect to the center of the plate. In addition, 16 is a spring receiving part, and 17 is a damper attachment part.
As a result, the in-wheel motor 3 can be mounted in a floating manner with respect to the underbody parts, and the motor itself can act as the weight of the dynamic damper, thereby improving the grounding performance and riding comfort when traveling on uneven roads. be able to.
[0015]
FIG. 3 is a view showing an example of the configuration of the flexible coupling 20. The flexible coupling 20 has a plurality of hollow disc-shaped plates 21 to 23 and a central hollow disc-shaped plate 22 on the front and back. And linear motion guides 24 and 25 arranged so that the operating directions are orthogonal to each other. In detail, guide members 24a, 24a attached at 180 ° intervals to the surface of the plate 21 located on the wheel 2 side opposite to the wheel 2, and attached to the plate 21 side of the intermediate plate 22, Hollow disk-shaped plates 21 and 22 are connected by a linear motion guide 24 composed of guide rails 24b and 24b engaged with the guide members 24a and 24a, and the guide rails 24b and 24b are connected on the back side of the plate 22. Guide rails 25b, 25b attached at 180 ° intervals in a direction rotated by 90 degrees, and guide members 25a, 25b attached to the plate 22 side of the plate 23 of the motor 3 and engaged with the guide rails 25b, 25b. 25a, the plates 22, 23 in the form of hollow disks are connected by a linear motion guide 25 composed of Since the rotor shaft and the wheel shaft are eccentrically coupled in any direction, it is possible to transmit the torque from the rotating case 3b to the wheel 2 efficiently.
[0016]
In the in-wheel motor system in which the motor has the dynamic damper function as described above, the motor shaft can be swung in the radial direction separately from the axle, and therefore, as shown in FIG. It is necessary to provide a gap S between the two. Therefore, in this embodiment, the end of the rotating side case 3b of the motor on the side of the suspension arm 6, that is, the end opposite to the side on which the flexible coupling 20 is mounted, and the end of the wheel 2 are opposed to each other. The first annular dust boot 30 having a substantially hollow disk shape and having a wavy cross section in the direction perpendicular to the axis is attached between the end portion and the first annular dust boot 30 to form a partition, and the above-mentioned gap S is blocked from the outside. I am trying to do it. Accordingly, it is possible to prevent stones, dust and the like from entering the gaps S, so that the reliability of the in-wheel motor system can be improved.
Also, by making the cross-sectional shape of the first annular dust boot 30 in a direction perpendicular to the axis into a waveform, the rigidity of the first annular dust boot 30 in the radial direction can be reduced. , The movement of the motor 3 can be made smoother. Furthermore, in this example, a plurality of holes 30s are provided in the vicinity of the mounting portion of the first annular dust boot 30 on the wheel 2 side, so that even if water invades the gap S, the running The water can be discharged to the outside from the hole 30s by centrifugal force.
[0017]
In this example, as shown in FIGS. 1 and 4, between the hollow disk-shaped plate 21 on the wheel disc 2b side and the hollow disk-shaped plate 23 on the motor side of the flexible coupling 20. A second annular dust boot 40 having a substantially hollow disk shape and having a wavy cross section in a direction perpendicular to the axis is mounted on the inner peripheral side of the linear motion guides 24 and 25. The dust boot 40 shields the coupling portion (the linear motion guides 24 and 25 and the surrounding hollow disk-shaped plates 21 to 23) of the flexible coupling 20 from the outside.
That is, by forming a partition wall on the inner peripheral side of the linear guides 24 and 25 of the flexible coupling 20 by the second annular dust boot 40, deformation of the coupling portion due to flying stones and linear guides 24 and 25 are achieved. Since it is possible to prevent intrusion of dust into the vehicle, the flexible coupling 20 can be operated smoothly, and the reliability of the in-wheel motor system can be improved.
Further, the second annular dust boot 40 can also have a wavy cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axis, so that the radial rigidity of the second annular dust boot 40 can be reduced. The movement of the ring 20 can be made smoother.
[0018]
Thus, according to the first embodiment, the non-rotating side case 3a of the motor is coupled to the knuckle 5 via the buffer mechanism 10, and the rotating side case 3a of the motor and the wheel 2 are connected by the flexible coupling 20. In the combined in-wheel motor system, the gap S formed between the motor 3 and the wheel 2 is cut off from the outside by the first annular dust boot 30 having a corrugated cross section in the direction perpendicular to the axis. In addition to preventing stones, dust and the like from entering the gap S, a partition is formed on the inner peripheral side of the flexible coupling 20 by the second annular dust boot 40, so that the coupling part can be deformed due to stepping stones and straightened. The flexible coupling 20 is smoothly operated by preventing dust from entering the moving guides 24 and 25 and the like. The reliability of the system can be remarkably improved.
[0019]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an in-wheel motor system according to the second embodiment, in which 1 is a tire, 2 is a wheel, and 3 is a non-rotating side case provided on the inner side in the radial direction. And a rotor 3R fixed to a rotating case 3b provided on the outside in the radial direction and rotatably joined to the non-rotating case 3a via a bearing 3j. 4 is a hub, 5 is a knuckle, 6 is a suspension arm, 7 is a suspension member, 8 is a braking device, and 10 is a non-rotating side case 3a of the motor attached to the suspension arm 6. A cushioning mechanism for elastic support, 20 is a flexible coupling for connecting the rotating case 3b of the motor and the wheel 2, and 50 is a gap in the axial direction of the motor 3. A waterproof means provided so as to close the.
As shown in FIG. 6, the waterproofing means 50 has step-like (two-step) cutouts 51k, 52k on opposing surfaces of bearing fixing covers 51, 52 attached to the outside of the bearing 3j of the motor. At the same time, cover members 51p and 52p are attached to the outer peripheral sides of the bearing fixing covers 51 and 52 of the notches 51k and 52k, respectively, to form hollow portions 53, and slide inside the hollow portions 53 in the motor axial direction. It is constituted by housing a resin ring 54 constituting a possible hollow disk-shaped partition.
[0020]
As a result, as shown in FIG. 7A, when the motor 3 is operating (rotating), the temperature inside the motor 3 rises due to the heat generated by the motor 3, so that the motor internal pressure becomes higher than the external pressure. Since the resin ring 54 moves outward in the axial direction of the motor, that is, toward the lid members 51p and 52p, even when the vehicle passes through a puddle having a certain depth of water, the water enters the motor 3 due to the pressure difference. Can be prevented.
When the resin ring 54 rotates together with the rotating side when the motor 3 rotates, the resin ring 54 expands due to the centrifugal force and is pressed against the bearing fixing cover 51 of the rotating side case 3b. The movement in the direction may be hindered. Therefore, in this example, when the motor 3 rotates, the resin ring 54 is provided with a radial gap between the resin ring 54 and the bearing fixing cover 51 on the rotating side so that the resin ring 54 does not rotate with the rotating side. The gap between the resin ring 54 and the bearing fixing cover 52 on the non-rotating side is made larger in the radial direction so that the resin ring 54 can move smoothly in the axial direction.
When the vehicle stops in a puddle, as shown in FIG. 7B, water infiltrates through a gap between the lid members 51p and 52p. Since it moves inward to close the gap between the rotor and the stator formed by the bearing fixing covers 51 and 52, it is possible to prevent water from entering the motor 3.
[0021]
As described above, in the second embodiment, the stepped cutouts 51k and 52k are provided on the opposing surfaces of the bearing fixing covers 51 and 52 attached to the outside of the motor bearing 3j, and the cutouts are formed. Cover members 51p and 52p are attached to outer peripheral sides of the bearing fixing covers 51 and 52 of 51k and 52k, respectively, to form hollow portions 53, and hollow disk-shaped partitions slidable in the axial direction of the motor in the hollow portions 53. Since the waterproofing means 50 is provided by accommodating the resin ring 54 constituting the above-mentioned structure, and the axial gap of the motor 3 is closed, even when a hollow motor is used like the in-wheel motor 3, Water can be prevented from entering the motor 3, and the reliability of the in-wheel motor system can be improved.
[0022]
In the first and second embodiments, the non-rotating side case 3a that supports the stator 3S is coupled by a spring 12 and a damper 13 that operate in the up-down direction of the vehicle. The waterproof and dustproof measures for the in-wheel motor system configured to be elastically supported on the knuckle 5 via the buffer mechanism 10 having the two plates 14 and 15 whose operating directions are limited have been described. It is needless to say that the present invention is applicable to any in-wheel motor system having a configuration in which a direct drive motor provided on the wheel portion and a suspension component separately have a hollow-shaped motor that vertically vibrates. Absent.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the non-rotating side case of the motor is suspended on the unsprung part via an elastic body and / or a damping mechanism, and the rotating side case and the wheel of the motor are connected by a flexible coupling. In a combined in-wheel motor system in which the motor has a dynamic damper function, the motor is provided by providing a stretchable annular dust boot that blocks a gap formed between the hollow motor and the wheel from the outside. Since the gap formed between the wheel and the wheel is shielded from the outside, it is possible to prevent intrusion of stones, dust and the like into the gap, and to significantly improve the reliability of the in-wheel motor system. Can be.
Further, since waterproof means provided with a hollow disk-shaped partition wall slidable in the motor axis direction is provided outside the motor bearing, even when a hollow motor as described above is used, water is not allowed to enter the motor. Can be prevented, and the reliability of the in-wheel motor system can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an in-wheel motor system according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a buffer mechanism according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a flexible coupling according to the first embodiment.
FIG. 4 is a view showing an example of an attached state of an annular dust boot.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an in-wheel motor system according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing details of waterproofing means according to the second embodiment.
FIG. 7 is a view showing an operation of a resin ring according to the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional in-wheel motor.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional in-wheel motor.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an in-wheel motor system in which a motor has a dynamic damper function.
[Explanation of symbols]
1 tire, 2 wheels, 2a rim, 2b wheel disc,
3 in-wheel motor, 3R motor rotor, 3S motor stator,
3a non-rotating side case, 3j bearing, 3b rotating side case, 4 hubs,
5 knuckles, 6 suspension arms, 7 suspension members,
8 braking device, 10 buffer mechanism, 11 linear guide, 12 spring,
13 damper, 14 motor mounting plate, 15 knuckle mounting plate, 16 spring receiving part, 17 damper mounting part,
20 flexible coupling, 21-23 hollow disk-shaped plate,
24, 25 linear guide, 30 first annular dust boot,
30s hole, 40 second annular dust boot, 50 waterproof means,
51, 52 Bearing fixing cover, 51k, 52k notch,
51p, 52p lid member, 53 hollow portion, 54 resin ring, S void portion.
