JP2005329911A

JP2005329911A - インホイールモータシステム

Info

Publication number: JP2005329911A
Application number: JP2004152426A
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】インホイールモータをダイナミックダンパとして作用させる構成において、油圧ダンパの組付け誤差があった場合でも、油圧ダンパの作動性を損なわない構成の緩衝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】インホイールモータのステータを支持するステータ側ケースを、リニアガイド１１、バネ１２、及び、油圧ダンパ１３を備えた緩衝機構１０を介してナックルに対して弾性支持し、ロータを支持するロータ側ケースとホイールとを、複数個のクロスガイドを備えたオルダムカップリング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、上記油圧ダンパ１３の両端を上記モータ側取付プレート１４とナックル側取付プレート１５とに取付ける際に、それぞれ回転可能なボールジョイント３０を用いて取付けるようにした。
【選択図】図３

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、モータを粘弾性要素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、バネのような弾性要素と油圧ダンパなどの粘弾性要素とを介して、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。

インホイールモータをダイナミックダンパとして使用するためには、例えば、モータをスプリングとダンパーを介して車輌の搭載するが、このとき、モータを駆動させるステータ部分には回転反力が作用するので、ステータ部の周り止めとモータの上下方向案内を同時に実現するためには、上記スプリングとダンパーとに加えてリニアガイドを備える必要がある。
また、モータはホイール内でダイナミックダンパとして作用するため、ホイール軸とモータ軸との間には相対的な変位が生じる。この変位を吸収し、モータの回転をスムースにホイールに伝達するため、リニアガイドを直角に組合わせたクロスガイドを複数個用いてオルダムカップリングを形成し、これによって偏芯を吸収しながら動力伝達を実現する。
図４は、その一構成例を示す図で、中空形状のダイレクトドライブモータ３のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、リニアガイド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及び油圧ダンパ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を支持するロータ側ケース３ｂとホイール２とを、上記ロータ側ケース３ｂに取付けられたカップリング取付プレート２１と、このプレート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とを備えたオルダムカップリング２０により結合する。
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。
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

しかしながら、上記構成の緩衝機構１０では、リニアガイド１１と油圧ダンパ１３の作動方向が完全に一致する状態であれば、上記モータ３を上下方向に正確に弾性支持することができるが、油圧ダンパ１３等の組付け精度が悪く、リニアガイド１１と油圧ダンパ１３の作動方向にずれが生じた場合には、上記油圧ダンパ１３のフリクションが大きくなり、上記モータ３がバネ下に対してスムースに動けなくなる恐れがあるため、組付け精度を確保するには大変な労力を有することになる。
例えば、リニアガイド１１の作動方向が定まっているとしたら、図５に示すように、車輌前後方向から見た場合のリニアガイド１１の作動方向と油圧ダンパ１３の作動方向とを完全に合わせるだけでなく、図６に示すように、車輌横方向から見た場合のリニアガイド１１の作動方向と油圧ダンパ１３の作動方向についても完全に合わせる必要がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、インホイールモータをダイナミックダンパとして作用させる構成において、油圧ダンパの組付け誤差があった場合でも、油圧ダンパの作動性を損なわない構成の緩衝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。

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が、車輌の足回り部品に対して、粘弾性要素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、上記粘弾性要素を構成する油圧ダンパの両端を、ボールジョイントによりモータ及び車輌の足回り部品にそれぞれ取付け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、上記モータのステータを支持するステータ側ケースに取付けられるモータ取付プレートと、車輌の足回り部品であるナックルに取付けられるナックル取付プレートと、上記モータ取付プレートとナックル取付プレートとを結合する、車輌上下方向に作動方向が限定されたリニアガイド、バネ、及び、油圧ダンパとを備えた緩衝装置によりナックルに連結したものである。

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、粘弾性要素を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記粘弾性要素を構成する油圧ダンパの両端を、ボールジョイントによりモータ及び車輌の足回り部品にそれぞれ取付けることにより、油圧ダンパの組付け誤差があった場合でも油圧ダンパの作動性を損なうことがないようにしたので、油圧ダンパ作動方向にずれが生じた場合でも、上記モータをバネ下に対してスムースに動かすことができ、モータのダイナミックダンパの作用を十分に確保することができる。

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である。
また、１０はリニアガイド１１とバネ１２及び油圧ダンパ１３とを備え、モータ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は複数のクロスガイド２２を備え、モータのロータ側ケース３ｂとホイール２とを結合するオルダムカップリングである。

緩衝機構１０は、中空形状のダイレクトドライブモータ３のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａに取付けられるモータ取付プレート１４と、固定部であるナックル５に取り付けられるナックル取付プレート１５とを、車輌の上下方向に作動方向が限定されリニアガイド１１と、車輌の上下方向に作動する弾性要素であるバネ１２及び粘弾性要素である油圧ダンパ１３により結合したもので、本例では、上記油圧ダンパ１３の両端を上記モータ取付プレート１４とナックル取付プレート１５に取付ける際に、回転可能なボールジョイント３０を用いて取付ける構成としている。
具体的には、図２及び図３に示すように、油圧ダンパ１３の可動部であるダンパロッド１３Ｐの端部を、ボールジョイント３０を介して、モータ取付プレート１４から油圧ダンパ１３側に突設されたダンパロッド固定部材１４ｍに取付けるとともに、固定部であるダンパシリンダ１３Ｑの端部を、ボールジョイント３０を介して、ナックル取付プレート１５から突設されたダンパシリンダ固定部材１５ｍに取付ける。このように、油圧ダンパ１３の両端をボールジョイント３０を用いて取付けると、上記油圧ダンパ１３の両端側が自由端になるとともに、上記油圧ダンパ１３のモータ側取付点とバネ下取付点とが上記油圧ダンパ１３によって直線的に結ばれるので、仮に、上記油圧ダンパ１３の作動方向と上記リニアガイド１１の作動方向が異なっていたとしても、上記ボールジョイント３０の回転により、上記油圧ダンパ１３自体は直線的に作動し、ダンパロッド固定部材１４ｍやダンパシリンダ固定部材１５ｍは上下方向にのみ移動するので、余計なフリクションは発生しない。
また、油圧ダンパ１３は上記のように作動するので、ダンパーの組付け誤差があった場合でも、その誤差を吸収することができる。すなわち、本発明の構成では、組付け精度はあまり重要でなくなるので、組立時の作業効率も大幅に向上する。

また、オルダムカップリング２０は、モータのロータ側ケース３ｂに取付けられたカップリング取付プレート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複数個のクロスガイド２２とを備えたもので、このオルダムカップリング２０により上記ロータ側ケース３ｂとホイール２とを結合することにより、車輪軸に対してモータ軸は車輪軸に垂直な面に対してどの方向にも平行移動することができるので、インホイールモータ３が車輌上下方向及び前後方向に対してダイナミックダンパとして作用する際に、車輪軸とモータ軸とがずれた場合でも、モータ３の回転力をホイール２へ効率よく伝達させ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のステータ３Ｓを支持するステータ側ケース３ａを、リニアガイド１１とバネ１２及び油圧ダンパ１３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、ロータ３Ｒを支持するロータ側ケース３ｂとホイール２とを、複数個のクロスガイド２２を備えオルダムカップリング２０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、上記油圧ダンパ１３の両端を上記モータ取付プレート１４とナックル取付プレート１５に取付ける際に、回転可能なボールジョイント３０を用いて取付けるようにしたので、上記油圧ダンパ１３の作動方向と上記リニアガイド１１の作動方向が異なっていた場合でも、上記モータをバネ下に対してスムースに動かすことができ、モータのダイナミックダンパの作用を十分に確保することができる。
また、油圧ダンパ１３の組付け誤差があった場合でも、その誤差を吸収することができるので、組立時の作業効率を大幅に向上させることができる。

このように、本発明によれば、油圧ダンパの組付け誤差があった場合でも、上記モータをバネ下に対してスムースに動かすことができるので、組立時の作業効率を向上させることができる。したがって、生産性を向上させることができるとともに、インホイールモータを安価に製造することができる。

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油圧ダンパの動作を説明するための図である。本最良の形態に係る油圧ダンパの動作を説明するための図である。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。従来の油圧ダンパの動作を説明するための図である。従来の油圧ダンパの動作を説明するための図である。

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、１０緩衝機構、１１リニアガイド、１２バネ、１３油圧ダンパ、
１３Ｐダンパロッド、１３Ｑダンパシリンダ、１４モータ取付プレート、
１４ｍダンパロッド固定部材、１５ナックル取付プレート、
１５ｍダンパシリンダ固定部材、２０オルダムカップリング、
２１カップリング取付プレート、２２クロスガイド、３０ボールジョイント。

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が、車輌の足回り部品に対して、粘弾性要素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、上記粘弾性要素を構成する油圧ダンパの両端を、ボールジョイントによりモータ及び車輌の足回り部品にそれぞれ取付けたことを特徴とするインホイールモータシステム。
上記モータを、上記モータのステータを支持するステータ側ケースに取付けられるモータ取付プレートと、車輌の足回り部品であるナックルに取付けられるナックル取付プレートと、上記モータ取付プレートとナックル取付プレートとを結合する、車輌上下方向に作動方向が限定されたリニアガイド、バネ、及び、油圧ダンパとを備えた緩衝装置によりナックルに連結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。