JP2005329910A

JP2005329910A - インホイールモータシステム

Info

Publication number: JP2005329910A
Application number: JP2004152419A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagaya; 豪長屋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】モータがダイナミックダンパとして作用する構成のインホイールモータシステムにおいて、モータケーブルへの負荷を低減する。
【解決手段】インホイールモータ３のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、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おいて、上記ステータ側ケース３ａと車輌バネ下部品であるサスペンションアーム６との間を、３箇所の回転可能な継手３１，３２，３３を有するリンク部品であるケーブル支持部材３０にて連結し、このケーブル支持部材３０によりモータケーブル９を支持するとともに、上記ケーブル９を、上記各継手３１〜３３の回転軸の周りに順に螺旋状に巻き付け、モータ３とバネ下部品間の変位を吸収できるようにするとともに、上記ケーブル９を強固に固定することができるようにした。
【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、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に関する。

近年、モータによって駆動される車輌において、駆動用のモータを弾性体及び／または減衰機構を介して、ナックルなどの車輌バネ下部に支持することにより、上記ダイナミックダンパとして作用させ、インホイールモータ搭載車輌の接地性及び乗り心地性を改良する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
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、一般に、ホイールやナックル部、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、凹凸路を走行した場合、バネ下部分は上下方向に大きく振動し、このため、ロードホールディング性が悪化することから、上記のように、質量の大きいモータをダイナミックダンパとして上下方向の振動抑制に適応すれば、車輌の接地性能を大幅に改善することができる。

ところで、モータを車輌バネ下部に対してダイナミックダンパとして作用させると、モータはバネ下部に対して相対的な変位を生じることになる。そこで、モータケーブルを取付ける際には、図４に示すように、モータケーブル９をケーブル固定部品９ｍ，９ｍにてサスペンションアーム６に固定するとともに、上記モータ３と上記サスペンションアーム６との間において、モータケーブル９を、上記変位を吸収するできる程度に撓ませておく必要があった。
国際公開第０２／８３４４６号パンフレット特開２００４−０９０６９６号公報特開２００４−０９０６９９号公報

ところで、車輌が悪路を走行した場合、モータ３はナックル５やサスペンションアーム６などのバネ下部品とともに上下に振動するだけでなく、上記バネ下部品に対しても相対的に振動しているため、上記モータケーブル９にも大きな振動加速度が加えられる。しかしながら、従来はモータケーブル９を撓ませる必要があるため、上記モータケーブル９は足回り部品に強固の固定することができなかった。そのため、上記撓み部分が激しく振動して、上記ケーブル９の付け根部分に負荷がかかりやすく、そのため、最悪の場合、上記ケーブル９が断線してしまう恐れがあった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、モータがダイナミックダンパとして作用する構成のインホイールモータシステムにおいて、モータケーブルへの負荷を低減する方法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のステータ側が、車輌の足回り部品に対して、弾性体及び／または減衰機構を介して支持された構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータのステータを支持するステータ側ケースと車輌バネ下部とを連結するケーブル支持部材を設け、このケーブル支持部材によりモータケーブルを支持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、上記モータ支持部材として、その両端部と中間部分の少なくとも１箇所以上に、回転可能な継手を備えているモータ支持部材を用いたものである。
請求項３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、上記モータ支持部材の両端部に回転可能な継手を設けるとともに、中間部分の少なくとも１箇所以上に伸縮可能な部材を設けたものである。
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、上記伸縮部材の伸縮部分の伸縮方向軸周りに、上記モータケーブルを少なくとも半周以上巻き付けたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記継手部の回転軸周りに、上記モータケーブルを少なくとも半周以上巻き付けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、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ステータ側が、車輌の足回り部品に対して、弾性体及び／または減衰機構を介して支持された構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータのステータを支持するステータ側ケースと車輌バネ下部とを連結するケーブル支持部材を設け、このケーブル支持部材によりモータケーブルを支持して、振動入力時における上記ケーブルへの撓み量を低減できるようにしたので、ケーブルの耐久性と信頼性とを向上させることができる。
また、上記モータ支持部材の両端部と中間部分の少なくとも１箇所以上に、回転可能な継手を設けたり、中間部分に伸縮可能な部材を設けたりして、上記ケーブル支持部材にリンク機能を持たせるようにすれば、上記ケーブルの撓み量を更に低減することができる。このとき、上記ケーブルを継手部の回転軸周り、あるいは、伸縮部材の伸縮部分の伸縮方向軸周りに少なくとも半周以上巻き付けるようにすれば、継手の角度変化や伸縮部材の変位を吸収することができ、上記ケーブルへの負荷を更に低減することができる。

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、本実施の形態１に係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ステータ側ケース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、ベアリング３ｊを介して上記ステータ側ケース３ａに対して回転可能に接合されたロータ側ケース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、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、車輌の足回り部品であるナックル、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、９はモータのステータ３Ｓの図示しないコイルに接続され、車体側からの電力をモータ３に供給するためのモータケーブルである。
また、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、モータ３のステータ側ケース３ａを上記ナックル５に弾性支持するための緩衝機構、２０はモータのロータ側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状のプレート２１とホイール２間を結合する、表裏で作動方向が直交する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で、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、上下方向のみに揺動させることができるので、車輌のタイヤ接地荷重変動を低減して、車輌のロードホールディング性を向上させることが可能となる。

本例では、モータのステータ側ケース３ａと車輌バネ下部品であるサスペンションアーム６との間を、２本のケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂと、このケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂのそれぞれの端部と上記ケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂの連結部の３箇所に設けられた回転可能な継手３１，３２，３３とを有するケーブル支持部材３０にて連結し、このケーブル支持部材３０によりモータケーブル９を支持する。
具体的には、図２にも示すように、ステータ側ケース３ａから引き出されたモータケーブル９を、上記各継手３１〜３３の回転軸の周りに順に螺旋状に巻き付け、上記ケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂに設けられた固定部材３０ｍ，３０ｍによりそれぞれ固定するとともに、サスペンションアーム６の車体側に設けられたケーブル固定部品９ｍ，９ｍに固定した後、図示しない車体側に設置された電源供給装置に接続するようにしている。これにより、上記モータケーブル９は、各継手３１〜３３の周りでは撓むことができるが、上記ケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂの固定部材３０ｍ，３０ｍ間では固定されているので、モータケーブル９を強固に固定することができる。
また、モータ３とサスペンションアーム６とを連結する上記ケーブル支持部材３０はリンク部品であるので、上記ケーブル支持部材３０はモータ３とバネ下部品との相対的な変位に追従して動くことができる。これにより、モータ３とサスペンションアーム６やナックル５などのバネ下部品間の変位は、上記継手３１〜３３の回転により吸収されるため、モータケーブル９は、上記継手３１〜３３以外の部分に強固に固定することができる。したがって、振動入力時に上記モータケーブル９が大きく撓むことがないので、モータケーブル９への負荷が小さくなる。
また、継手３１〜３３回りにおいては上記ケーブル９を固定することはできないが、上記ケーブル９を継手３１〜３３の回転軸周りに螺旋状に巻くことにより、上記継手３１〜３３の角度変化を吸収することができる。
このように、上記モータケーブル９の非固定部分は継手３１，３２，３３の回りだけなので、非固定部分を極めて短い。したがって、撓みも小さく、ケーブル９への負荷を最小限に抑えることができる。

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のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、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おいて、上記ステータ側ケース３ａと車輌バネ下部品であるサスペンションアーム６との間を、３箇所の回転可能な継手３１，３２，３３を有するリンク部品であるケーブル支持部材３０にて連結して、このケーブル支持部材３０によりモータケーブル９を支持するとともに、上記ケーブル９を、上記各継手３１〜３３の回転軸の周りに順に螺旋状に巻き付け、モータ３とサスペンションアーム６やナックル５などのバネ下部品間の変位を吸収できるようにするとともに、上記ケーブル９をケーブル支持アーム３０Ａ，３０Ｂの固定部材３０ｍ，３０ｍ間に固定することができるので、振動入力時のモータケーブル９の撓みを最小限に抑えることができ、モータケーブル９への負荷を小さくすることができる。

なお、上記最良の形態では、３箇所の回転可能な継手３１〜３３を有するケーブル支持部材３０を用いたが、図３に示すような、可動部であるケーブル支持ロッド３０Ｐと固定部であるケーブル支持シリンダ３０Ｑとを備え、上記ケーブル支持ロッド３０Ｐの端部とケーブル支持シリンダ３０Ｑの端部とにそれぞれに回転可能な継手３１，３３を備えた、ケーブル支持部材３０Ｚを用いてもよい。この場合にも、ケーブル支持ロッド３０Ｐとケーブル支持シリンダ３０Ｑとの間に固定部材３０ｍ，３０ｍを配置して上記ケーブル９を固定するとともに、長手方向に伸縮可能な伸縮部であるケーブル支持ロッド３０Ｐの周囲のみ伸縮方向軸周りにケーブル９を螺旋状で巻くようにすれば、振動入力時に上記モータケーブル９が大きく撓むことがないので、モータケーブル９への負荷を小さすることができる。

このように、本発明によれば、振動入力時におけるモータケーブルへの撓み量を低減して、ケーブルの耐久性と信頼性とを向上させることができるようにしたので、インホイールモータシステムの信頼性を更に向上させることができる。

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。本最良の形態に係るモータケーブルの支持方法を示す図である。本発明によるモータケーブルの支持方法の他の例を示す図である。従来の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。

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ステータ側ケース、３ｂロータ側ケース、３ｊベアリング、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ブレーキ、
９モータケーブル、９ｍケーブル固定部品、１０緩衝機構、１１直動ガイド、
１２バネ、１３ダンパー、２０フレキシブルカップリング、
２１中空円盤状のプレート、２２クロスガイド、３０，３０Ｚケーブル支持部材、３０Ａ，３０Ｂケーブル支持アーム、３１〜３３継手。

Claims

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ステータ側が、車輌の足回り部品に対して、弾性体及び／または減衰機構を介して支持された構成のインホイールモータシステムにおいて、上記モータのステータを支持するステータ側ケースと車輌バネ下部とを連結するケーブル支持部材を設け、このケーブル支持部材によりモータケーブルを支持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。
上記モータ支持部材は、その両端部と中間部分の少なくとも１箇所以上に、回転可能な継手を備えている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。
上記モータ支持部材の両端部に回転可能な継手を設けるとともに、中間部分の少なくとも１箇所以上に伸縮可能な部材を設け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。
上記伸縮部材の伸縮部分の伸縮方向軸周りに、上記モータケーブルを少なくとも半周以上巻き付け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。
上記継手部の回転軸周りに、上記モータケーブルを少なくとも半周以上巻き付けたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のインホイールモータシステム。