JP2005335514A - 車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータの筐体をより車輪の内側に収める。
【解決手段】 車輪支持装置は、インホイールモータ７０のシャフト１１０に接続され、インホイールモータ７０により発生された動力をホイールディスク１０に伝達する等速ジョイント３０と、等速ジョイント３０およびホイールディスク１０を回転可能に支持するベアリング１１，１２のアウターレース４０６と、インホイールモータ７０のケースの一方端の周囲に固定され、ケースからアウターレース４０６までの間を覆うようにして設けられる環状のブーツ４００とを含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車輪支持装置に関し、特に、外部から異物の侵入を防ぐ構造を有する車輪支持装置に関する。

従来、駆動力を発生するモータを有し、モータと車輪との間に等速ジョイントが設けられる車両について、以下の公報のような技術が開示される。

特表２００３−５３０２６３号公報（特許文献１）は、簡単化された駆動および簡単化されたサスペンションリンケージがある車両伝動装置を開示する。この車両伝動装置は、支持体と、被動輪用ハブユニットと、ハブユニットに個々にかつハブユニットに隣接して支持体に取り付けられる駆動モータ構体と、駆動モータ構体をハブユニットの回転可能な部分に接続しかつハブユニットの回転可能な部分に駆動接続される軸の機外端において固定の、定速度、自在継ぎ手に接続される軸を含んでいる軸構体と、ハブユニットの回転不能な部分と支持体との間に接続される車輪サスペンションと、ハブユニットの回転不能な部分をモータ構体に接続する堅固な管とを含む。車両伝動装置は、回転不能な部分が自在継ぎ手の連接中心のまわりに管に対して枢着される。軸は、管内に横たわりかつモータ構体に、すなわち、連接される継ぎ手なしに堅固に接続される。モータ構体は、このモータ構体を貫通するかまたはそれに隣接する軸線まわりで支持体に枢動される。

特許文献１に開示された車両伝動装置によると、車輪が個々のモータによって駆動される非常に軽量なかつ簡単な配置を構成する。

一方、車輪内に駆動力を発生するモータを有し、モータと車輪との間をブーツにより保護する車両について、以下の公報のような技術が開示される。

特開２００４−９０６９６号公報（特許文献２）は、中空形状のモータを弾性体および／または減衰機構を介して足回り部品に取り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、防塵対策を施して、インホイールモータシステムの信頼性を向上させる。こ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、弾性体および／または減衰機構を介してバネ下部品に弾性支持し、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、モータをダイナミックダンパとして機能させた、モータと足回り部品とが別々に上下する構成である。このインホイールモータシステムにおいて、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、モータとホイール間により形成される空隙を外部から遮断するようにした。

特許文献２に開示されたインホイールシステムによると、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。
特表２００３−５３０２６３号公報 特開２００４−９０６９６号公報

車輪内に駆動力を発生するモータを有する車両において、モータの筐体は、可能な限り車輪内に収まるように設けることが望ましい。このようにすると、車輪が操舵されたときに、モータの筐体の回転半径が小さくなるため、ステアリングタイロッド、アッパーアーム、ロアアームとの干渉を回避することができる。しかしながら、たとえば、特許文献１に開示された車両伝動装置を、車輪内にモータを設けるインホイールモータ車両に適用すると、モータの筐体と等速ジョイントとの間が狭くなるため、等速ジョイントとモータの出力軸との間を保護するブーツを取り付けることが困難になる問題がある。等速ジョイントとモータの出力軸との接続部はブーツにより保護されないと、外部から水や石、砂等の異物が侵入する可能性がある。等速ジョイントに外部から異物が侵入すると、等速ジョイントは、水による錆や石による傷つきなどが発生して動作に支障をきたす可能性がある。

また、特許文献２に開示されたインホイールモータシステムにおいては、モータの筐体と車輪との間を遮蔽するようにブーツが設けられる。そのため、車輪内においてブレーキおよびモータ等により発生する熱を外部に放熱できないという問題がある。ブレーキの熱が外部に放熱できないと、ブレーキおよびモータの性能の低下、さらにブーツの熱による劣化等の問題がある。また、ブーツを車輪とモータの筐体との間に設けるため、ブーツを車輪およびモータの筐体のそれぞれ固定することは、困難である。したがって、組付け性が悪化するという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、放熱性、組付け性を低下させることなく、モータの筐体をより車輪の内側に収めることができる車輪支持装置を提供することである。

第１の発明に係る車輪支持装置は、車輪の駆動力を発生するモータを車輪内に有する。車輪支持装置は、モータの出力軸に接続され、モータにより発生された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、動力伝達機構および車輪を回転可能に支持する回転支持部材と、モータの筐体の一方端の周囲に固定され、筐体から回転支持部材までの間を覆うようにして設けられる環状の保護部材とを含む。

第１の発明によると、車輪支持装置は、モータの筐体の一方端の周囲に固定され、筐体から回転支持部材（たとえば、ナックル）までの間を覆うようにして設けられる環状の保護部材を含む。モータの筐体とナックルとの間には、モータの駆動力を車輪に伝達する動力伝達機構（たとえば、等速ジョイント）が設けられる。モータの筐体とナックルまでの間を覆うように環状の保護部材を設けると、モータの出力軸と出力軸に接続される等速ジョイントの可動する部位とを外部から保護することができる。さらに、モータの筐体をよりナックルに接近させても、すなわち、モータの筐体を等速ジョイントに接近させても、モータの筐体とナックルとの間に設けられるため、従来のように出力軸に固定される場合と比較して容易に保護部材を取り付けることができる。また、保護部材は、車輪の中心側に設けられる等速ジョイントを覆うように設けられる。すなわち、車輪とモータの筐体との間は、外部から遮蔽されない。そのため、モータの筐体および車輪内の外周側に設けられるブレーキにおいて発生した熱を車輪の外部に放熱することができる。したがって、放熱性、組付け性を低下させることなく、モータの筐体をより車輪の内側に収めることができる車輪支持装置を提供することができる。また、モータの筐体とナックルとの間の外周を覆うように保護部材を設けると、等速ジョイントを回転支持するベアリングを保護部材の内部に収めることができるため、ベアリングの内部のオイルの漏出を抑制するオイルシールを廃止することができる。そのため、オイルシールによる回転抵抗の増加を抑制することができる。さらにオイルシールを廃止することにより、コストの低減が図れる。

第２の発明に係る車輪支持装置においては、第１の発明の構成に加えて、回転支持部材は、車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルと、ナックルに設けられ、動力伝達機構を回転可能に支持するベアリングとを含む。保護部材は、ベアリングの外周部に固定される。

第２の発明によると、車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルと、ナックルに設けられる、動力伝達機構（たとえば、等速ジョイント）を回転可能に支持するベアリングとを含む。保護部材は、ベアリングの外周部に固定される。これにより、モータの筐体をよりベアリングの外周部に接近させても、すなわち、モータの筐体を動力伝達機構（たとえば、等速ジョイント）に接近させても、モータの筐体とナックルとの間に設けられるため、従来のように出力軸に固定される場合と比較して容易に保護部材を取り付けることができる。

第３の発明に係る車輪支持装置においては、第１の発明の構成に加えて、回転支持部材は、車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルを含む。保護部材の一方端は、ナックルに固定される。

第３の発明によると、保護部材の一方端は、車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルに固定される。これにより、モータの筐体をよりナックルに接近させても、すなわち、モータの筐体を動力伝達機構（たとえば、等速ジョイント）に接近させても、モータの筐体とナックルとの間に設けられるため、従来のように出力軸に固定される場合と比較して容易に保護部材を取り付けることができる。

第４の発明に係る車輪支持装置は、車輪の駆動力を発生するモータを車輪内に有する。車輪支持装置は、モータの出力軸に接続され、モータにより発生された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、動力伝達機構および車輪を回転可能に支持する回転支持部材と、一方端が出力軸に固定され、出力軸と動力伝達機構との接続部に設けられる環状の保護部材とを含む。保護部材は、出力軸に沿って、出力軸の周囲に形成される軸保護部と、出力軸の軸方向に対して予め定められた角度を有するように開いて、出力軸と動力伝達機構との間で形成される空隙を覆うように、軸保護部に連続して形成される空隙保護部とを含む。

第４の発明によると、車輪支持装置は、一方端がモータの出力軸に固定され、出力軸と動力伝達機構（たとえば、等速ジョイント）との接続部に設けられる環状の保護部材を含む。保護部材は、出力軸に沿って、出力軸の周囲に形成される軸保護部と、出力軸の軸方向に対して予め定められた角度を有するように開いて、出力軸と等速ジョイントとの間で形成される空隙を覆うように、軸保護部に連続して形成される空隙保護部とを含む。これにより、従来の等速ジョイントの外周部と出力軸とを覆うようにして設けられる保護部材と比較して、保護部材の出力軸の軸方向の長さを短くすることができる。そのため、モータの筐体とナックルとの間を接近させることができる。また、保護部材は、出力軸に対して固定するだけで等速ジョイントと出力軸との接続部を保護することができるため、従来の等速ジョイントの外周部と出力軸とにそれぞれ固定していた場合と比較して組付け性は向上する。さらに、保護部材は、車輪の中心側に設けられる。すなわち、車輪とモータの筐体との間は、外部から遮蔽されない。そのため、モータの筐体および車輪内の外周側に設けられるブレーキにおいて発生した熱を車輪の外部に放熱することができる。したがって、放熱性、組付け性を低下させることなく、モータの筐体をより車輪の内側に収めることができる車輪支持装置を提供することができる。

第５の発明に係る車輪支持装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、動力伝達機構は、等速ジョイントである。

第５の発明によると、等速ジョイントは、車輪の中心側に設けられる。そのため、保護部材は、少なくともモータの出力軸と等速ジョイントとの接続部を覆うように形成される。すなわち、車輪とモータの筐体との間は、外部から遮蔽されない。そのため、モータの筐体および車輪内の外周側に設けられるブレーキにおいて発生した熱を車輪の外部に放熱することができる。

第６の発明に係る車輪支持装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、車輪支持装置は、モータに取り付けられ、車輪の振動およびモータの振動を減衰する弾性部材をさらに含む。弾性部材は、回転支持部材に取り付けられる。

第６の発明によると、車輪支持装置は、モータに取り付けられ、車輪の振動とモータの振動を減衰する弾性部材をさらに含む。弾性部材は、回転支持部材（たとえば、ナックル）に取り付けられる。インホイールモータが、モータを弾性部材により支持する、いわゆるダイナミックダンパ機構を有する場合、モータの構造が大きくなる傾向にある。そのため、保護部材をモータの筐体とナックルとの間の外周に設けることにより、モータの筐体をナックルに接近させることができる。すなわち、モータの筐体をより車輪内に収まるようにすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る車輪支持装置ついて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

本実施の形態に係る車輪支持装置を説明するにあたり、まず、この車輪支持装置により支持されるインホイールモータを有する電動輪の構成について説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００が支持する電動輪１００は、ホイールディスク１０と、ホイールハブ２０と、等速ジョイント３０と、ブレーキロータ４０と、ブレーキキャリパ５０と、インホイールモータ７０と、タイヤ２５０とから構成される。

インホイールモータ７０は、ケース６０と、モータ６５と、プラネタリギヤ８０と、オイルポンプ９０と、シャフト１１０と、オイル通路（図示せず）とから構成される。

また、車輪支持装置２００は、ダイナミックマスダンパ機構（図示せず）と、ボールジョイント１６０，１７０と、ナックル１８０と、アッパーアーム２１０と、ロアアーム２２０と、ショックアブソーバ（図示せず）とから構成される。

ホイールディスク１０は、略カップ型形状を有し、ディスク部１０Ａとリム部１０Ｂとからなる。そして、ホイールディスク１０は、ホイールハブ２０、ブレーキロータ４０、ブレーキキャリパ５０、およびインホイールモータ７０を収納するようにしてもよい。ホイールディスク１０は、ディスク部１０Ａをホイール取り付け部２２において、ボルトあるいはナット（図示せず）によってホイールハブ２０に締結することによりホイールハブ２０と連結される。ホイールハブ２０は、等速ジョイント３０を内蔵し、その内蔵した等速ジョイント３０を介してシャフト１１０に連結される。そして、ホイールハブ２０は、ハブベアリング１１，１２によってナックル１８０に回転自在に支持される。タイヤ２５０は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂの外縁に固定される。

等速ジョイント３０は、インナー３１と、ボール３２とを含む。インナー３１は、シャフト１１０に嵌合される。ボール３２は、シャフト１１０の回転軸方向に設けられたホイールハブ２０の溝とインナー３１の溝とに噛合っており、シャフト１１０の回転に伴ってホイールハブ２０を回転させる。また、ボール３２は、ホイールハブ２０およびインナー３１に設けられた溝に沿ってシャフト１１０の回転軸方向に移動可能である。なお、等速ジョイント３０は、インホイールモータ７０の動力をホイール１０に伝達する動力伝達機構であれば特に限定されるものではないが、たとえば、複数の円盤等を用いてインホイールモータ側とホイール側とがどの方向にも偏心可能に結合される、いわゆるフレキシブルカップリングを用いてもよい。

ブレーキロータ４０は、内周端がボルト２４，２６によってホイールハブ２０の外周端に固定され、外周端がブレーキキャリパ５０内を通過するように配置される。ブレーキキャリパ５０は、ナックル１８０に固定される。そして、ブレーキキャリパ５０は、ブレーキピストン５１と、ブレーキパッド５２，５３とを含む。ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０の外周端を挟み込む。

開口部５０Ａからブレーキオイルが供給されると、ブレーキピストン５１は、図１において紙面右側へ移動し、ブレーキパッド５２を紙面右側へ押す。ブレーキパッド５２がブレーキピストン５１によって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド５３が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド５２，５３は、ブレーキロータ４０の外周端を挟み込み、電動輪１００にブレーキがかけられる。

ケース６０は、図１において、ホイールハブ２０の紙面左側に配置される。そして、ケース６０は、モータ６５と、プラネタリギヤ８０と、オイルポンプ９０と、シャフト１１０と、オイル通路とを収納する。

モータ６５は、ステータコア７１と、ステータコイル７２と、ロータ７３とを含む。ステータコア７１は、ケース６０に固定される。ステータコイル７２は、ステータコア７１に巻回される。モータ６５が三相モータである場合、ステータコイル７２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる。ロータ７３は、ステータコア７１およびステータコイル７２の内周側に配置される。

プラネタリギヤ８０は、サンギヤ軸８１と、サンギヤ８２と、ピニオンギヤ８３と、プラネタリキャリア８４と、リングギヤ８５と、ピン８６とを含む。サンギヤ軸８１は、モータ６５のロータ７３に連結される。そして、サンギヤ軸８１は、ベアリング１５，１６により回転自在に支持される。サンギヤ８２は、サンギヤ軸８１に連結される。

ピニオンギヤ８３は、サンギヤ８２と噛合い、ピン８６の外周に配設されたベアリングにより回転自在に支持される。プラネタリキャリア８４は、ピニオンギヤ８３に連結され、シャフト１１０に接続される。そして、プラネタリキャリア８４およびプラネタリキャリア８４に接続されるシャフト１１０は、ベアリング１３，１４により回転自在に支持される。リングギヤ８５は、ケース６０に固定される。ピン８６は、プラネタリキャリア８４に支持される。

オイルポンプ９０は、インホイールモータ７０のホイールハブ２０側の端部に、シャフト１１０に接続されて設けられる。シャフト１１０は、上述したように等速ジョイント３０のインナー３１およびプラネタリキャリア８４接続され、ベアリング１３，１４によって回転自在に支持される。

オイル通路は、プラネタリギヤ８０のピン８６の内部に設けられる。オイル通路は、一方端がオイルポンプ９０に連結され、他方端がオイル溜（図示せず）に挿入される。

オイルポンプ９０は、シャフト１１０の回転に伴なってオイル溜に溜まったオイルをオイル通路を介して汲み上げ、その汲み上げたオイルをケース６０内で循環させる。

図２に示すように、ダイナミックマスダンパ機構３００は、車両の上下方向に設けられる１対の弾性部材であるスプリング３０２，３０４から構成される。ダイナミックマスダンパ機構３００の中央部３０６は、インホイールモータ７０のケース６０の外周側面に取り付けられる。本実施の形態において、たとえば、ダイナミックマスダンパ機構３００の中央部３０６は、ケース６０の車両の後方側でかつインホイールモータ７０の回転軸と同じ高さになる位置に取り付けられる。そして、ダイナミックマスダンパ機構３００の上部３１０は、ナックル１８０（１８０Ａ）に接続される。上部３１０と中央部３０６とは、スプリング３０２を介して接続される。ダイナミックマスダンパ機構３００の下部３１２は、ナックル１８０（１８０Ｂ）に接続される。下部３１２と中央部３０６とは、スプリング３０４を介して接続される。

また、下部３１２と中央部３０６とは、アブソーバ３１４を介して接続される。アブソーバ３１４は、シャフト３１６を含む。アブソーバ３１４は、シャフト３１６の上下の振動を抑制する。シャフト３１６の一方端３３６は、中央部３０６に接続される。中央部３０６を貫通するシャフト３１６は、ブッシュ３０８により水平方向の位置が制限される。また、アブソーバ３１４の下端は、ブッシュ３２６により水平方向の位置が制限される。なお、シャフト３１６の一方端３３６は、上部３１０に接続されてもよい。

ナックル１８０（１８０Ａ）は、一方端がボールジョイント１６０に連結され、他方端がハブベアリング１１，１２を介してホイールハブ２０に連結される。ナックル１８０（１８０Ｂ）の下部には、プレート１８２がボルトにより固定される。そして、プレート１８２には、ボールジョイント１７０が連結される。

図３に示すように、アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０は、車両の上下方向に配置される。アッパーアーム２１０は、一方端がボールジョイント１６０に連結され、他方端が車両の上下方向に回動可能に車体に固定される。ロアアーム２２０は、一方端がボールジョイント１７０に連結され、他方端が車両の上下方向に回動可能に車体に固定される。また、ロアアーム２２０は、ショックアブソーバを介して車体に連結される。これにより、電動輪１００は、車体に懸架される。

このように、アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０は、車両の上下方向からそれぞれボールジョイント１６０，１７０を介してナックル１８０に連結される。

ナックル１８０には、ステアリングタイロッド（図示せず）の一方端が連結される。そして、ステアリングタイロッドは、車体のステアリング（ハンドル）からの回転力に応じて、車両の進行方向に対して右方向または左方向に電動輪１００を回動する。

アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０は、車両の上下方向に回動自在に車体に固定され、ロアアーム２２０は、ショックアブソーバを介して車体に連結されるので、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０およびショックアブソーバは、サスペンションとして機能する。

ダイナミックマスダンパ機構３００は、インホイールモータ７０のケース６０に固定される。また、ダイナミックマスダンパ機構３００は、ナックル１８０に連結される。そして、ボールジョイント１６０，１７０によってサスペンションアーム（アッパーアーム２１０およびロアアーム２２０）をナックル１８０に連結することにより、車輪支持装置２００は、電動輪１００を車体に支持する。

すなわち、車輪支持装置２００は、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０およびナックル１８０によってホイールディスク１０およびホイールハブ２０を回転可能に支持し、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０およびダイナミックマスダンパ機構３００によってインホイールモータ７０を車両の上下方向に振動可能に支持する。

また、車両に搭載されたスイッチング回路（図示せず）によりステータコイル７２に交流電流が供給されると、ロータ７３が回転し、モータ６５は、所定のトルクを出力する。そして、モータ６５の出力トルクは、サンギヤ軸８１を介してプラネタリギヤ８０へ伝達される。プラネタリギヤ８０は、サンギヤ軸８１から受けた出力トルクをサンギヤ８２およびピニオンギヤ８３によって変更、つまり、変速（減速）してプラネタリキャリア８４へ出力する。プラネタリキャリア８４は、プラネタリギヤ８０の出力トルクをシャフト１１０に伝達し、シャフト１１０は、等速ジョイント３０を介して所定の回転数でホイールハブ２０およびホイールディスク１０を回転する。これにより、電動輪１００は、所定の回転数で回転して、車両は走行する。

車両の走行中に、電動輪１００が路面状態等に応じて車両の上下方向に振動を受けると、ダンパーマスとなるインホイールモータ７０によってダイナミックマスダンパ機構３００のスプリング３０２，３０４は、車両の上下方向に伸縮する。スプリング３０２，３０４の伸縮により、電動輪１００が路面から受ける力による振動と位相がずれたインホイールモータ７０の上下方向の振動が発生する。つまり、ダイナミックマスダンパ機構３００は、電動輪１００の振動をインホイールモータ７０の振動に変換する。このとき、車体には、電動輪１００の振動と、電動輪１００の振動とは位相がずれたインホイールモータ７０の振動とを合成した振動が伝達される。電動輪１００の振動とインホイールモータ７０の振動とは位相がずれているため、電動輪１００の振動の振幅は、位相がずれたインホイールモータ７０の振動の振幅により低減される。すなわち、電動輪１００の振動は、インホイールモータ７０の振動によりアッパーアーム２１０およびロアアーム２２０を介して車体に伝達されにくくなる。

インホイールモータ７０は、等速ジョイント３０を介して上下方向に振動する。具体的には、インホイールモータ７０は、等速ジョイント３０を回転中心として、車両の上下方向に円弧を描くように振動する。このとき、インホイールモータ７０の水平方向の振動は、ダイナミックマスダンパ機構３００に設けられるブッシュ３０８および３２６により吸収される。一方、スプリング３０４の伸縮により生じる、インホイールモータ７０の上下方向の振動は、アブソーバ３１４により減衰される。

上述のようにして、タイヤ２５０からのバネ下入力が緩和される。すなわち、車両の走行中に電動輪１００が路面状態等に応じて振動を受けると、サスペンションに設けられるショックアブソーバによって吸収し切れない振動がダイナミックマスダンパ機構３００によって吸収される。ダイナミックマスダンパ機構３００は、電動輪１００が受けた振動によってインホイールモータ７０を車両の上下方向に位相をずらせて振動させる。ダイナミックマスダンパ機構３００は、結果的にバネ上である車体に大きな振動を伝えない。したがって、インホイールモータ７０によって駆動される車輪を搭載した車両の乗り心地が向上する。

ここで、本実施の形態に係る車輪支持装置において、図４に示すように、インホイールモータ７０のケース６０と、ベアリング１１，１２のアウターレース４０６との間に、環状のブーツ４００が設けられる。ベアリング１１，１２のアウターレース４０６は、ナックル１８０に嵌合される。ブーツ４００は、ケース６０とアウターレース４０６との間の外周を覆うように形成される。ブーツ４００の一方端は、ケース６０の一方端の形状に対応した形状を有しており、ケース６０の一方端の周囲に固定される。また、ブーツ４００の他方端は、アウターレース４０６の外周部の形状に対応した形状を有しており、アウターレース４０６の外周部の周囲に固定される。なお、ブーツ４００は、特に限定されるものではないが、たとえば、環状の固定ベルト４０２，４０４により固定される。ブーツ４００の両端をケース６０およびアウターレース４０６に固定されると、ブーツ４００の内部は、外部から遮蔽される。

また、ブーツ４００の端部間における形状は、等速ジョイント３０を回転中心として、インホイールモータ７０がする車両の上下方向の円弧運動に追従できるように、伸縮可能な形状であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、蛇腹形状を有する。なお、ベアリング１１，１２内の潤滑油の漏出を抑制するオイルシール４０８は、廃止してもよい。あるいは、ケース６０とシャフト１１０との間に設けられるケース６０の内部を循環する潤滑油の漏出を抑制するシールを廃止してもよい。

ブーツ４００が予めケース６０に固定ベルト４０４により固定された後、ケース６０は、シャフト１１０を等速ジョイント３０のインナー３１に挿入される。シャフト１１０の先端部には、図５に示すように、先端部の周囲に形成される溝部４４２が設けられる。ホイールハブ２０には、等速ジョイント３０に連通する開口部が形成されいる。そのため、ホイールディスク１０側から溝部４４２にスナップリング４４４を嵌合して、シャフト１１０を等速ジョイント３０に固定することができる。なお、シャフト１１０の固定は、スナップリング４４４を溝部４４２に嵌合することに限定されない。たとえば、シャフト１１０の先端部にネジ山が形成されており、等速ジョイント３０のインナー３１に挿入後にロックナットを螺合することにより固定してもよい。ホイールハブ２０に連通した開口部は、インホイールモータ７０の組付け後に外蓋４４０を取り付けて外部から遮蔽される。そして、ブーツ４００の他方端をアウターレース４０６に固定することにより、ブーツ４００は、組付けられる。なお、予めアウターレース４０６の外周部にブーツ４００の一方端を固定した後、インホイールモータ７０を等速ジョイント３０に固定し、ブーツ４００の他方端をケース６０の一方端に固定してもよい。

なお、ホイールディスク１０およびホイールハブ２０は、「車輪」を構成する。さらに、ナックル１８０およびアウターレース４０６は、車輪（ホイールディスク１０およびホイールハブ２０）を回転可能に支持する「回転支持部材」を構成する。ブーツ４００は、「保護部材」を構成する。スプリング３０２，３０４は、車輪（ホイールディスク１０およびホイールハブ２０）およびインホイールモータ７０の振動を減衰する「弾性部材」を構成する。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る車輪支持装置の作用について説明する。

車輪１００が路面から受ける力による振動に伴なってインホイールモータ７０が振動すると、ブーツ４００に設けられる蛇腹形状の部分は、等速ジョイント３０を回転中心とするインホイールモータ７０の振動に追従して変形する。このとき、ブーツ４００は、その両端がケース６０およびアウターレース４０６の周囲にそれぞれ固定されるため、インホイールモータ７０の駆動により回転するタイヤ２５０が巻き上げた砂、石、水等の異物を等速ジョイント３０の内部に侵入することを防ぐ。

以上のようにして、本実施の形態に係る車輪支持装置によると、車輪支持装置は、インホイールモータのケースの一方端の周囲に固定され、ケースからナックルまでの間を覆うようにして設けられる環状のブーツを含む。ケースとナックルとの間には、モータの駆動力を車輪に伝達する等速ジョイントが設けられる。ケースとナックルまでの間を覆うようにブーツを設けると、モータの出力軸と出力軸に接続される等速ジョイントの可動する部位とを外部から保護することができる。さらに、ケースをよりナックルに接近させても、すなわち、ケースを等速ジョイントに接近させても、ケースとナックルとの間に設けられるため、従来のように出力軸に固定される場合と比較して容易にブーツを取り付けることができる。また、ブーツは、車輪の中心側に設けられる等速ジョイントを覆うように設けられる。すなわち、車輪とケースとの間は、外部から遮蔽されない。そのため、ケースおよび車輪内の外周側に設けられるブレーキにおいて発生した熱を車輪の外部に放熱することができる。したがって、放熱性、組付け性を低下させることなく、インホイールモータのケースをより車輪内に収めることができる車輪支持装置を提供することができる。また、ケースとナックルとの間の外周を覆うように保護部材を設けると、等速ジョイントを回転支持するベアリングを保護部材の内部に収めることができるため、ベアリングの内部のオイルの漏出を抑制するオイルシールを廃止することができる。そのため、オイルシールによる回転抵抗の増加を抑制することができる。さらにオイルシールを廃止することにより、コストの低減が図れる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る車輪支持装置について説明する。本実施の形態に係る車輪支持装置は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と比較して、一方端がケース６０に固定される環状のブーツ４００において、他方端が固定される部位が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態に係る車輪支持装置において、図６に示すように、インホイールモータ７０のケース６０と、ナックル１８０との間には、環状のブーツ４１０が保護部材として設けられる。ブーツ４１０は、ケース６０とナックル１８０との間の外周を覆うように形成される。ブーツ４１０の一方端は、ケース６０の一方端の形状に対応した形状を有しており、ケース６０の一方端の周囲に固定される。また、ブーツ４００の他方端は、ナックル１８０から車両内側に環状に突出して形成される取り付け部４１６の外周部の形状に対応した形状を有しており、ナックル１８０の取り付け部４１６の外周部の周囲に固定される。なお、ブーツ４１０は、特に限定されるものではないが、たとえば、環状の固定ベルト４１２，４１４により固定される。ブーツ４１０の両端をケース６０および取り付け部４１６に固定されると、ブーツ４１０の内部は、外部から遮蔽される。

また、ブーツ４１０の端部間における形状は、等速ジョイント３０を回転中心として、インホイールモータ７０がする車両の上下方向の円弧運動に追従できるように、伸縮可能な形状であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、蛇腹形状を有する。なお、ベアリング１１，１２内の潤滑油の漏出を抑制するオイルシール４０８は、廃止してもよい。あるいは、ケース６０とシャフト１１０との間に設けられるケース６０の内部を循環する潤滑油の漏出を抑制するシールを廃止してもよい。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る車輪支持装置の作用について説明する。

電動輪１００が路面から受ける力による振動に伴なってインホイールモータ７０が振動すると、ブーツ４１０に設けられる蛇腹形状の部分は、等速ジョイント３０を回転中心とするインホイールモータ７０の振動に追従して変形する。このとき、ブーツ４１０は、その両端がケース６０およびナックル１８０の取り付け部４１６の周囲にそれぞれ固定されるため、インホイールモータの７０の駆動により回転するタイヤ２５０が巻き上げた砂、石、水等の異物を等速ジョイント３０の内部に侵入することを防ぐ。

以上のようにして、本実施の形態に係る車輪支持装置によると、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置の効果と同様の効果を有する。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る車輪支持装置について説明する。本実施の形態に係る車輪支持装置は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と比較して、一方端がケース６０に固定される環状のブーツ４００において、他方端が固定される部位が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態に係る車輪支持装置において、図７に示すように、インホイールモータ７０のケース６０と、ナックル１８０との間には、環状のブーツ４２０が保護部材として設けられる。ブーツ４２０は、ケース６０とナックル１８０との間の外周を覆うようにして形成される。ブーツ４２０の一方端は、ケース６０の一方端の形状に対応した形状を有しており、ケース６０の一方端の周囲に固定される。また、ブーツ４２０の他方端は、ナックル１８０から車両内側に環状に突出して形成される取り付け部４２６の内周部の形状に対応した形状を有しており、ナックル１８０の取り付け部４２０の内周部に固定される。なお、ケース６０の一方端とブーツ４２０一方端とは、特に限定されるものではないが、たとえば、固定ベルト４２４により固定される。一方、ブーツ４２０の他方端と取り付け部４２０の内周部とは、特に限定されるものではないが、たとえば、ブーツ４２０に固定された金属製リング４２２を、取り付け部４２６に圧入することにより固定される。ブーツ４２０の両端をケース６０および取り付け部４２６に固定されると、ブーツ４２０の内部は、外部から遮蔽される。

また、ブーツ４２０の端部間における形状は、等速ジョイント３０を回転中心として、インホイールモータ７０がする車両の上下方向の円弧運動に追従するように、伸縮可能な形状であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、蛇腹形状を有する。なお、ベアリング１１，１２内の潤滑油の漏出を抑制するオイルシール４０８は、廃止してもよい。あるいは、ケース６０とシャフト１１０との間に設けられるケース６０の内部を循環する潤滑油の漏出を抑制するシールを廃止してもよい。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る車輪支持装置の作用について説明する。

電動輪１００が路面から受ける力による振動に伴なってインホイールモータ７０が振動すると、ブーツ４２０に設けられる蛇腹形状の部分は、等速ジョイント３０を回転中心とするインホイールモータ７０の振動に追従して変形する。このとき、ブーツ４２０は、その両端がケース６０およびナックル１８０の取り付け部４２６の内周部にそれぞれ固定されるため、インホイールモータの７０の駆動により回転するタイヤ２５０が巻き上げた砂、石、水等の異物を等速ジョイント３０の内部に侵入することを防ぐ。

以上のようにして、本実施の形態に係る車輪支持装置によると、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置の効果と同様の効果を有する。

＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係る車輪支持装置について説明する。本実施の形態に係る車輪支持装置は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と比較して、ブーツ４００に代えてブーツ４３０を含む点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車輪支持装置２００の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態に係る車輪支持装置においては、図８に示すように、一方端がインホイールモータ７０の出力軸であるシャフト１１０に固定され、シャフト１１０と等速ジョイントとの接続部に設けられる環状のブーツ４３０が保護部材として設けられる。ブーツ４３０は、シャフト１１０に沿って、シャフト１１０の周囲に形成される軸保護部４３０Ａと、シャフト１１０の軸方向に対して予め定められた角度で開いて、シャフト１１０と等速ジョイント３０との間に形成される空隙を覆うように、軸保護部４３０Ａに連続して形成される空隙保護部４３０Ｂとを含む。ベアリング１１，１２は、インナーレースであるホイールハブ２０と、ナックル１８０に嵌合されるアウターレースとの間に設けられる。このとき、ホイールハブ２０とアウターレースとの間は、ベアリング１１，１２に充填される潤滑油の漏出を抑制するオイルシール４０８が設けられる。なお、「予め定められた角度」とは、シャフト１１０と等速ジョイント３０との間に形成される空隙を覆うように空隙保護部４３０Ｂを形成できる角度であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、水平方向と、等速ジョイント３０を回転中心としてシャフト１１０を上下方向に最大に回転させたときのシャフト１１０の軸方向とのなす角度αである。

ブーツ４３０とシャフト１１０とは、たとえば、クランプ４３２により固定される。また、空隙保護部４３０Ｂは、等速ジョイント３０を回転中心としてシャフト１１０が車両の上下方向に振動しても内部に充填される潤滑油が外部に漏出しないような形状に形成される。すなわち、たとえば、空隙保護部４３０Ｂは、傘形状に形成される。

ブーツ４３０は、予めシャフト１１０に挿入された状態でインホイールモータ７０が等速ジョイント３０に固定される。そして、ブーツ４３０の傘形状の部分を等速ジョイント３０と当接するように組付けた後、ブーツ４３０は、クランプ４３２によりシャフト１１０に固定される。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る車輪支持装置の作用について説明する。

電動輪１００が路面から受ける力による振動に伴なってインホイールモータ７０が振動すると、シャフト１１０は、等速ジョイント３０を回転中心として上下方向に円弧運動する。このとき、シャフト１１０と等速ジョイント３０の間に形成される空隙は、インホイールモータ７０の上下方向の円弧運動に応じて変化する。ブーツ４３０の空隙保護部４３０Ｂの形状は、空隙の変化に応じて変形し、等速ジョイント３０の内部を遮蔽した状態を維持する。また、ブーツ４３０は、インホイールモータ７０の駆動に伴なって回転する。このとき、インホイールモータ７０の駆動により回転するタイヤ２５０が巻き上げた砂、石、水等の異物を等速ジョイント３０の内部に侵入することを防ぐ。

以上のようにして、本実施の形態に係る車輪支持装置によると、車輪支持装置は、一方端がモータの出力軸に固定され、出力軸と等速ジョイントとの接続部に設けられる環状のブーツを含む。ブーツは、出力軸に沿って、出力軸の周囲に形成される軸保護部と、出力軸の軸方向に対して予め定められた角度を有するように開いて、出力軸と等速ジョイントとの間で形成される空隙を覆うように、軸保護部に連続して形成される空隙保護部とを含む。これにより、従来の等速ジョイントの外周部と出力軸とを覆うようにして設けられるブーツと比較して、ブーツの出力軸の軸方向の長さを短くすることができる。そのため、インホイールモータのケースとナックルとの間を接近させることができる。また、ブーツは、出力軸に対して固定するだけで等速ジョイントと出力軸との接続部を保護することができるため、従来の等速ジョイントの外周部と出力軸とにそれぞれ固定していた場合と比較して組付け性は向上する。さらに、ブーツは、車輪の中心側に設けられる。すなわち、車輪とケースとの間は、外部から遮蔽されない。そのため、ケースおよび車輪内の外周側に設けられるブレーキにおいて発生した熱を車輪の外部に放熱することができる。したがって、放熱性、組付け性を低下させることなく、インホイールモータのケースをより車輪内に収めることができる車輪支持装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態に係る車輪支持装置の断面を示す図（その１）である。 第１の実施の形態に係る車輪支持装置の、モータの回転軸方向から見た外観を示す図である。 第１の実施の形態に係る車輪支持装置の断面を示す図（その２）である。 第１の実施の形態に係る車輪支持装置に設けられるブーツの構造を示す図（その１）である。 第１の実施の形態に係る車輪支持装置に設けられるブーツの構造を示す図（その２）である。 第２の実施の形態に係る車輪支持装置に設けられるブーツの構造を示す図である。 第３の実施の形態に係る車輪支持装置に設けられるブーツの構造を示す図である。 第４の実施の形態に係る車輪支持装置に設けられるブーツの構造を示す図である。

符号の説明

１０ ホイールディスク、１０Ａ ディスク部、１０Ｂ リム部、１１，１２，１３，１４，１５，１６ ベアリング、２０ ホイールハブ、２２ ホイール取り付け部、２４，２６ ボルト、３０ 等速ジョイント、３１ インナー、３２ ボール、４０ ブレーキロータ、５０ ブレーキキャリパ、５０Ａ 開口部、５１ ブレーキピストン、５２，５３ ブレーキパッド、６０ ケース、６５ モータ、７０ インホイールモータ、７１ ステータコア、７２ ステータコイル、７３ ロータ、８１ サンギヤ軸、８２ サンギヤ、８３ ピニオンギヤ、８４ プラネタリキャリア、８５ リングギヤ、８６ プラネタリギヤ、９０ オイルポンプ、１００ 電動輪、１６０，１７０ ボールジョイント、１８０Ａ，１８０Ｂ ナックル、１８２ プレート、２００ 車輪支持装置、２１０ アッパーアーム、２２０ ロアアーム、２５０ タイヤ、３００ ダイナミックマスダンパ機構、３０２，３０４ スプリング、３０６ 中央部、３０８，３２６ ブッシュ、３１０ 上部、３１２ 下部、３１４ アブソーバ、３１６ シャフト、３３６ 一方端、４００，４１０，４２０，４３０ ブーツ、４０２，４０４，４１２，４１４，４２４，４２６，４３２ 固定ベルト、４０６ アウターレース、４０８ オイルシール、４１６，４２６ 取り付け部、４３０Ａ 軸保護部、４３０Ｂ 空隙保護部、４３２ クランプ、４４０ 外蓋、４４２ 溝部、４４４ スナップリング。

Claims (6)

1. 車輪の駆動力を発生するモータを前記車輪内に有する車輪支持装置であって、
   前記モータの出力軸に接続され、前記モータにより発生された動力を前記車輪に伝達する動力伝達機構と、
   前記動力伝達機構および前記車輪を回転可能に支持する回転支持部材と、
   前記モータの筐体の一方端の周囲に固定され、前記筐体から前記回転支持部材までの間を覆うようにして設けられる環状の保護部材とを含む、車輪支持装置。
2. 前記回転支持部材は、
   車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルと、
   前記ナックルに設けられ、前記動力伝達機構を回転可能に支持するベアリングとを含み、
   前記保護部材は、前記ベアリングの外周部に固定される、請求項１に記載の車輪支持装置。
3. 前記回転支持部材は、車体を懸架するサスペンションに接続されるナックルを含み、
   前記保護部材の一方端は、前記ナックルに固定される、請求項１に記載の車輪支持装置。
4. 車輪の駆動力を発生するモータを前記車輪内に有する車輪支持装置であって、
   前記モータの出力軸に接続され、前記モータにより発生された動力を前記車輪に伝達する動力伝達機構と、
   前記動力伝達機構および前記車輪を回転可能に支持する回転支持部材と、
   一方端が前記出力軸に固定され、前記出力軸と前記動力伝達機構との接続部に設けられる環状の保護部材とを含み、
   前記保護部材は、
   前記出力軸に沿って、前記出力軸の周囲に形成される軸保護部と、
   前記出力軸の軸方向に対して予め定められた角度を有するように開いて、前記出力軸と前記動力伝達機構との間で形成される空隙を覆うように、前記軸保護部に連続して形成される空隙保護部とを含む、車輪支持装置。
5. 前記動力伝達機構は、等速ジョイントである、請求項１〜４のいずれかに記載の車輪支持装置。
6. 前記車輪支持装置は、前記モータに取り付けられ、前記車輪の振動および前記モータの振動を減衰する弾性部材をさらに含み、
   前記弾性部材は、前記回転支持部材に取り付けられる、請求項１〜５のいずれかに記載の車輪支持装置。

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