JP2005153724A - インホイールモータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、中空形状のインホイールモータ内部への水の浸入を防止する防水機構を備えたインホイールモータシステムを提供する。
【解決手段】 中空形状のインホイールモータ３内部の空間と車体５０内部の空間とを中空状のパイプ３１で連結し、更に、上記パイプ３１の車体側端部３１ｍに圧力調整バルブ３２と空気ポンプ３３とを連結するとともに、上記モータ３の下部に雨滴感知センサ３４を設置して、上記雨滴感知センサ３４がモータ３への冠水を検知した場合には、上記空気ポンプ３３を作動させて、上記モータ３内部の圧力を水の浸入を許さない程度の所定の圧力に加圧して上記モータ３の防水性を容易に確保するようにした。
【選択図】 図１

Description

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、インホイールモータの防水機構に関する。

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輌においては、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。
ところで、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が、従来のインホイールモータでは、モータ部が車輌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固定され、モータロータ及びホイールが回転可能な構造となっているため、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（例えば、特許文献１〜３参照）。

そこで、上記のような問題を解決するため、インホイールモータを緩衝部材または緩衝装置を介して車輌バネ下部に取付けて、上記モータを車輌バネ下部に対してフローティングマウントすることにより、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作用させ、タイヤの接地荷重変動を大幅に低減して、車輌のロードホールディング性を向上させることのできるインホイールモータシステムが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
図３は、本出願人が提案している、上記ダイナミックダンパー型インホイールモータを搭載した構成を更に発展させたインホイールモータシステムの一例を示す図で、中空形状のインホイールモータ３のステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａとナックル５とを、車輌の上下方向に案内する直動ガイド１１と、この直動ガイド１１の稼動方向に伸縮するバネ部材１２及びダンパ１３とを備えた緩衝機構１０によって連結するとともに、上記モータ３のロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂとホイール２とを、上記回転側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状の取付プレート２１とホイール２との間を結合する、表裏で作動方向が直交するように配置された複数個のクロスガイド２２とを備えたフレキシブルカップリング２０により結合したものである。これにより、上記モータ３を車輌の足回り部品であるナックル５に対して弾性支持するとともに、トルクをホイール２へ効率よく伝達させ、かつ、上下運動方向に拘束することができるので、車輌のタイヤ接地力の変動を低減して、車輌のロードホールディング性を更に向上させることが可能となる（特願２００２−３３１６０４号）。
特許第２６７６０２５号公報 特表平９−５０６２３６号公報 特開平１０−３０５７３５号公報 国際公開第０２／８３４４６号パンフレット

しかしながら、上記中空形状のインホイールモータ３は、その回転部分が路面に極めて近い位置にあるため、冠水した道路などを走行した場合に、モータ３内部へ水が浸入してしまう恐れがあった。そこで、これを防止するため、上記モータ３の軸受部にグリースを封入することで機密性を保持しようとする試みもあるが、モータ３は駆動時にはエネルギーロス分だけ発熱するためモータ３内部の圧力が高まり、上記グリースが定位置から外に押し出されてしまう危険性があることから、防水対策としては不十分であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、中空形状のインホイールモータ内部への水の浸入を防止する防水機構を備え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。

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を、車輌の足回り部品に対して、緩衝部材または緩衝装置を介して支持したインホイールモータシステムにおいて、上記モータ内部の空間とモータ外部の空間とを連通させる中空状のパイプと、上記パイプのモータ外部側の端部に連結された、圧力調整バルブと上記モータ内部を所定の圧力に加圧する空気ポンプとを備え、上記モータ内部に上記空気ポンプから空気を送り込んで、モータ内部への水の浸入を許さない程度の所定の圧力に加圧することにより、上記モータの防水性を確保するようにしたものである。
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、路面状態に応じて上記空気ポンプを作動させるため、上記モータの下部に、雨滴感知センサなどのモータの冠水を検知する冠水検知手段を設置するとともに、上記冠水検知手段の出力に応じて、上記空気ポンプを作動または停止させる空気ポンプ制御手段を備えたものである。

また、請求項３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を、車輌の足回り部品に対して、緩衝部材または緩衝装置を介して支持したインホイールモータシステムにおいて、上記モータの軸受けにグリースを封入するとともに、上記モータ内部と外部とを中空状のパイプを用いて連通させ、モータ内部の圧力とモータ外部の圧力との差をなくして、モータ回転時におけるモータ内圧の上昇による上記グリースの散逸を防止するようにしたものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記中空状のパイプの他端側を車体内部の空間まで延長したものである。

本発明によれば、中空形状のダイレクトドライブモータを、車輌の足回り部品に対して、緩衝部材または緩衝装置を介して支持したインホイールモータシステムにおいて、上記モータ内部の空間と車体側内部の空間とを中空状のパイプで連結するとともに、上記パイプの車体側端部に空気ポンプと圧力調整バルブと連結して上記モータ内部を所定の圧力に加圧するようにしたので、簡単な構成で、冠水した道路などを走行した場合でも、モータ内部への水の浸入を確実に防止することができる。

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。また、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は車軸６に結合されるナックル、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ディスクから成る制動装置、１０は直動ガイド１１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、車輌の上下方向に伸縮するバネ部材１２とこのバネ部材１２と並行して配置されたダンパ１３とにより結合された２枚のプレート１４，１５を備え、モータ３の非回転側ケース３ａと車輌の足回り部品であるナックル５とを連結する緩衝機構、２０は上記モータ３のロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状の取付プレート２１と、この中空円盤状の取付プレート２１とホイール２との間を結合する、表裏で作動方向が直交するように配置された複数個のクロスガイド２２とを備えたフレキシブルカップリング、３０は上記モータ３の内部の空間と車体５０の内部の空間とに連通する中空状のパイプ３１、上記パイプ３１の車体側端部３１ｍに連結された圧力調整バルブ３２と空気ポンプ３３、及び、上記圧力調整バルブ３２の開閉を制御するとともに、上記モータ３の下部（ここでは、非回転側ケース３ａの路面側）に設置された冠水検知手段である雨滴感知センサ３４の出力に応じて、上記空気ポンプ３３を作動または停止させるモータ内圧制御手段３５とを備えた防水機構である。

次に、上記構成のインホイールモータシステムにおける防水作用について説明する。
本例の防水機構３０は、通常は、モータ３の温度に関わらず、圧力調整バルブ３２により、モータ３内部の圧力を大気圧程度に保つ。具体的には、上記モータ３内部の圧力を、モータ３の外部、すなわち、車体５０内部の空間の圧力になるように、上記圧力調整バルブ３２を開放しておく。
そして、車輌が冠水した道路上を走行して、上記雨滴感知センサ３４がモータ３への冠水を検知した場合には、上記モータ内圧制御手段３５は直ちに上記圧力調整バルブ３２を閉鎖するとともに、上記空気ポンプ３３を作動させて、上記モータ３内部の圧力を所定の圧力、具体的には、モータ３内部への水の浸入を許さない程度の所定の圧力に加圧する。これにより、モータ３内部への水の浸入を防ぐことができるので、上記モータ３の防水性を確保することが可能となる。
なお、上記雨滴感知センサ３４の出力が所定の閾値未満になった状態（モータ３への冠水を検知しない状態）が所定時間（例えば、５分）経過した場合には、上記モータ内圧制御手段３５は上記圧力調整バルブ３２を開放して、モータ３内部の圧力を大気圧程度に戻す。これにより、必要な場合のみ上記空気ポンプ３３を作動させるようにすることができるので、車輌の電気負荷を低減することが可能となる。

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内部の空間と車体５０内部の空間とを中空状のパイプ３１で連結し、更に、上記パイプ３１の車体側端部３１ｍに圧力調整バルブ３２と空気ポンプ３３とを連結するとともに、上記モータ３の下部に雨滴感知センサ３４を設置して、上記雨滴感知センサ３４がモータ３への冠水を検知した場合には、上記空気ポンプ３３を作動させて、上記モータ３内部の圧力を水の浸入を許さない程度の所定の圧力に加圧するようにしたので、簡単な構成で、中空形状のインホイールモータ３の防水性を容易に確保することができる。

なお、上記圧力調整バルブ３２や空気ポンプ３３などの防水機構３０の各構成部品は必ずしも車体５０側に配置する必要はなく、モータ３の非回転側ケース３ａやサスペンション部材７に取付けてもよいが、車輪部を軽量化するためには、本最良の形態のように、車体５０側に設けることが好ましい。
また、上記例では、空気ポンプ３３を作動させてモータ３内部の圧力を高くし、水の浸入を防ぐようにしたが、図２に示すように、中空形状のインホイールモータ３の軸受け３ｊにグリース（図示せず）を封入するとともに、上記モータ３内部の空間とモータ３の外部とを中空状のパイプ３１Ｐを用いて連通させるだけでも、上記モータ３への水の浸入を防ぐことができる。すなわち、上記モータ３内部の空間は中空状のパイプ３１Ｐを介してモータ３の外部と連通しているので、モータ３の駆動時においても、モータ３内部の圧力は上昇しない。したがって、モータ３内部の圧力上昇に伴う上記グリースの散逸を防止することができ、上記モータ３の機密性を保持することができるので、上記モータ３の防水性を十分に確保することができる。
このとき、外部に伸びた上記中空状のパイプ３１Ｐの端部３１ｎを図示しない車体内部の空間まで延長すれば、上記パイプ３１Ｐの端部３１ｎからの水分を吸い込むことがないので、防水効果を更に高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、中空形状のインホイールモータ内部への水の浸入を防止することができるので、スペース効率や駆動力の伝達効率に優れ、かつ、タイヤ接地力変動の少ないインホイールモータ車を実現することが可能となる。

本発明の最良の形態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ある。 本発明によるインホイールモータシステムの他の構成を示す図である。 従来のインホイールモータ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 中空形状のインホイールモータ、３Ｒ ロータ、３Ｓ ステータ、
３ａ 非回転側ケース、３ｂ 非回転側ケース、３ｊ 軸受け、４ ハブ部、
５ ナックル、６ 車軸、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 バネ部材、１３ ダンパ、１４，１５ プレート、
２０ フレキシブルカップリング、２１ 取付プレート、２２ クロスガイド、
３０ 防水機構、３１ 中空状のパイプ、３２ 圧力調整バルブ、３３ 空気ポンプ、
３４ 雨滴感知センサ、３５ モータ内圧制御手段。

Claims (4)

1. 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を、車輌の足回り部品に対して、緩衝部材または緩衝装置を介して支持したインホイールモータシステムにおいて、上記モータ内部の空間とモータ外部の空間とを連通させる中空状のパイプと、上記パイプのモータ外部側の端部に連結された、圧力調整バルブと上記モータ内部を所定の圧力に加圧する空気ポンプとを備えたことを特徴とするインホイールモータシステム。
2. 上記モータの下部に、モータの冠水を検知する冠水検知手段を設置するとともに、上記冠水検知手段の出力に応じて、上記空気ポンプを作動または停止させる空気ポンプ制御手段を備え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。
3. 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を、車輌の足回り部品に対して、緩衝部材または緩衝装置を介して支持したインホイールモータシステムにおいて、上記モータの軸受けにグリースを封入するとともに、上記モータ内部と外部とを中空状のパイプを用いて連通させたことを特徴とするインホイールモータシステム。
4. 上記中空状のパイプの他端側を車体内部の空間まで延長したことを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータシステム。
   
   

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