JP2005170150A - ホイールモータ支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロードホイールとモータとの偏心を許容しながら、ハーシュネス等に対する乗心地を向上する。
【解決手段】サスペンションアームに支持されたケース１内にモータ５を内装し、その外周とケース１との間に複数の流体マウント６を均等に配設する。流体マウント６にバネの機能とダンパの機能とを付与することにより、モータ５の質量と共にダイナミックダンパが構成され、それがモータ５の外周に均等に配設されるので、ロードホイール２のあらゆる方向への振動を有効に減衰することができる。モータ５の出力軸とアクスル４との間に少なくとも一つ以上のユニバーサルジョイント７を介装することで、ロードホイールとモータとの偏心が許容され、しかもモータトルクは伝達することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に用いられるホイールモータ、所謂ホイールインモータの支持構造に関するものである。

このようなホイールモータの支持構造としては、例えば減速機付きのホイールモータを支持するにあたり、モータ出力軸の周囲にダンパを配設し、それをフランジとハブとで挟むようにすることにより、出力軸の振動がロードホイールに伝達されるのを抑制するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
特開平９−１３２０４０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のホイールモータの支持構造では、モータ出力軸をフランジとハブとで挟むようにしているため、逆に当該出力軸とロードホイールとの偏心が許容されず、その結果、乗心地が悪化するという問題がある。
本発明は上記諸問題を解決するために開発されたものであり、モータとロードホイールとの偏心を許容しながら乗心地を向上することが可能なホイールモータ支持構造を提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明のホイールモータ支持構造は、車体側部材又はサスペンション装置にモータを弾性支持すると共に、当該モータの回転軸とロードホイールとの接続部分に、当該モータの回転軸と略直交方向へのモータ及びロードホイールの相対変位を許容する継手を用いたことを特徴とするものである。また、前記モータの弾性支持構造に粘性や減衰機能を付加してもよい。

而して、本発明のホイールモータ支持構造によれば、車体側部材又はサスペンション装置にモータを弾性支持すると共に、当該モータの回転軸とロードホイールとの接続部分に、当該モータの回転軸と略直交方向へのモータ及びロードホイールの相対変位を許容する継手を用いたことにより、モータとロードホイールとの偏心を許容しながらモータとその弾性支持構造がダイナミックダンパ効果を発揮して乗心地が向上する。

次に、本発明のホイールモータ支持構造の第１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施形態のホイールモータ支持構造の側面図であり、図２は、その平面図である。本実施形態のサスペンション装置は、車輪を支持するロアアームが車幅方向に対して斜め後方に向けて延設されたセミトレーリングアーム型サスペンション装置である。図中の符号１は、モータを内装するためのケースであり、その中の構造は、図１の断面Ａ−Ａ視により、後で述べるように明確に記載されている。前記ケース１は、セミトレーリングアーム２１の後端部にブッシュを介して連結されている。また、このケース１自体がサスペンション装置の一部を構成しており、例えばハブの機能を有する。そして、このケース１には、減衰機能を有するショックアブソーバとバネ機能を有するコイルスプリングとからなるストラット部材２２の下端部がブッシュを介して連結されている。なお、前記セミトレーリングアーム２１の前端部も、ストラット部材２２の上端部も、車体側部材に連結されている。また、図中の符号２０は空気入りタイヤ、符号２はロードホイールであり、制動用のロータ３が取付けられていると共に、当該ロードホイール２の中央部は駆動軸であるアクスル４に連結されている。

本実施形態では、前記ケース１内にモータ５を弾性支持するに際し、当該モータ５の外周とケース１との間に複数の流体マウント６を均等（等角度）に介装している。そして、この実施形態では、モータ５の回転軸と前記アクスル４とを二つのユニバーサルジョイント（自在継手）７で接続する。ユニバーサルジョイント７は、モータ５のトルクを、トルク変動を抑えて、有効にロードホイール２に伝達して車輪を駆動（場合によっては回生制動）すると共に、モータ５及びロードホイール２の当該モータ回転軸と略直交方向への相対変位を許容する、つまり両者の偏芯を許容する継手構造である。なお、図中の符号８はベアリングである。

前記流体マウント６の一例を図３に示す。この流体マウント６は、例えば本体ゴム１０に主流体室１１と副流体室１２とを構成し、その内部に流体を封入したものである。前記主流体室１１は本体ゴム１０の内部に形成されている。また、前記副流体室１２は、ダイヤフラム１３を介して空気室１４に接している。そして、前記主流体室１１と副流体室１２とは、本体ゴム１０の周囲に形成された流路１５を介して連通され、当該流路１５内には、流路を狭めることでダンピング効果を発生するオリフィス１６が形成されている。また、前記本体ゴム１０自体は、前記モータ５のトルク反力を受けることができる剛性を有する。つまり、この流体マウント６によれば、前記本体ゴム１０と空気室１４とダイヤフラム１３によってバネが構成され、前記オリフィス１６によってダンパが構成される。つまり、この流体マウント６は、モータ２を弾性支持する弾性支持構造であると共に、粘性或いは減衰機能が付加されたものである。そして、これにモータ５自身の質量（マス）が加わることにより、ダイナミックダンパが構成される。

前記流体マウント６のレイアウトの一例を図４に示す。実線はモータ５の外周に４個、破線は合計８個の流体マウント６を、夫々、モータ５の外周に均等に配設したものである。図５は、前記流体マウント６及びモータ５によるロードホイール２の振動に対するダイナミックダンパ効果を模式的に表したものであるが、前記図４のようにモータ５の外周に複数の流体マウント５を均等に配設しておけば、上下方向のみならず、前後方向を含む全ての方向にダイナミックダンパ効果が発揮され、その結果、ハーシュネスに対しても乗心地が向上する。

図６は、ロードホイールへの振動周波数を種々に変更したときの減衰状態を示すものであり、評価指標であるゲイン（利得）は小さいほど、よく減衰されている。同図から明らかなように、本実施形態のホイールモータ支持構造によれば、前記従来のモータ搭載通常車両よりも、ダイナミックダンパによる振動減衰効果が大きく、乗心地に優れることが分かる。
また、モータ５の出力軸とアクスル４とを二つのユニバーサルジョイント７を介して接続したため、前記図４に示すようにロードホイール２とモータ５との偏心を許容しながらモータトルクを伝達することが可能となる。
更に、前記流体マウント６の剛性を、モータ５の反力を受けることができる剛性とすることにより、モータの回転トルクロスや振動を防止することができる。

図７には、本発明のホイールモータ支持構造の第２実施形態を示す。本実施形態は、前記図２の第１実施形態に類似しており、同等の構成要素も多い。そこで、同等の構成要素には同等の符号を附して、その詳細な説明を省略する。また、サスペンション装置の構造は前記図１及び図２の第１実施形態と同じである。
この実施形態で、前記第１実施形態と異なるのは、前記モータ５の出力軸とアクスル４との接続にユニバーサルジョイント７が一つだけ用いられている点である。このようにモータ５の出力軸とアクスル４との接続にユニバーサルジョイント７を一つしか用いないと、ロードホイール２とモータ５との偏心許容量が前記第１実施形態よりは多少小さくなる反面、構造が簡潔となり、コストの低廉化等を可能とする。その他の作用効果は、前記第１実施形態と同様である。

なお、前記実施形態では、ケースの内部にモータを収納するようにしたが、本発明のホイールモータ支持構造では、モータは必ずしもケース内に収納される必要はない。
また、前記実施形態では、モータ及びロードホイールのモータ回転軸と直交方向への相対変位を許容する継手構造としてユニバーサルジョイントを用いたが、本発明のホイールモータ支持構造の継手構造は、これに限定されるものではなく、例えばモータトルクを確実に伝達し且つモータ及びロードホイールのモータ回転軸と略直交方向への相対変位を許容する継手構造としては等速ジョイントなどが挙げられる。

また、前記実施形態では、モータを弾性支持する構造として流体マウントを用い、更にこの流体マウントに減衰機能を意図的に付加しているが、本発明では、モータをマス、弾性支持構造をバネとしてダイナミックダンパが構成されれば、いかような弾性支持構造を用いてもよい。また、一般的な弾性体は、少なからず粘性或いは減衰機能を有するので、例えば前記本体ゴムを用いてモータをマウントするようにしても或る程度は振動が減衰される。

本発明のホイールモータ支持構造の第１実施形態を示す側面図である。 図１のホイールモータ支持構造の横断面図である。 図１のホイールモータ支持構造に用いられる流体マウントの一例を示す横断面図である。 図１のホイールモータ支持構造の流体マウントの配置例を示す説明図である。 図１のホイールモータ支持構造の作用の説明図である。 図１のホイールモータ支持構造の効果の説明図である。 本発明のホイールモータ支持構造の第２実施形態を示す縦断面図である。

符号の説明

１はケース
２はロードホイール
３はロータ
４はアクスル
５はモータ
６は流体マウント
７はユニバーサルジョイント
８はベアリング
２０は空気入りタイヤ
２１はトレーリングアーム
２２はストラット部材

Claims (6)

1. ロードホイールをモータの回転軸で直接的に回転駆動するホイールモータの支持構造であって、車体側部材又はサスペンション装置にモータを弾性支持すると共に、当該モータの回転軸とロードホイールとの接続部分に、当該モータの回転軸と略直交方向へのモータ及びロードホイールの相対変位を許容する継手を用いたことを特徴とするホイールモータ支持構造。
2. 前記モータの車体側部材又はサスペンション装置への弾性支持構造に、粘性又は減衰機能を付加したことを特徴とする請求項１に記載のホイールモータ支持構造。
3. 前記モータの車体側部材又はサスペンション装置への弾性支持構造として流体マウントを用い、複数の流体マウントでモータの外周を均等に支持したことを特徴とする請求項１又は２に記載のホイールモータ支持構造。
4. 前記流体マウントは、前記モータのトルク反力を受ける剛性を有することを特徴とする請求項３に記載のホイールモータ支持構造。
5. 前記モータの回転軸と略直交方向へのモータ及びロードホイールの相対変位を許容する継手構造として、少なくとも一つのユニバーサルジョイントを用いたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のホイールモータ支持構造。
6. 前記モータの回転軸と略直交方向へのモータ及びロードホイールの相対変位を許容する継手構造として、二つのユニバーサルジョイントを用いたことを特徴とする請求項５に記載のホイールモータ支持構造。

Images