JP2005335623A - モータの部品およびその取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪の操舵時に、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドとの干渉を回避する。
【解決手段】 冷却フィン４１０は、車輪内に設けられ、車輪の駆動力を発生するインホイールモータ７０のケース６０に取り付けられる。車輪は、車輪を回転可能に支持するナックル１８０を含む。車輪は、操舵時にナックル１８０が操舵方向に回転する操舵輪である。インホイールモータ７０の軸長は、車輪の幅よりも長い。冷却フィン４１０は、車輪の操舵時の回転中心となるキングピン軸を基準とした予め定められた範囲内に収まる形状を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、モータの部品およびその取り付け構造に関し、特に車輪内に駆動力を発生するモータを有する車両におけるモータの部品およびその取り付け構造に関する。

従来のインホイールモータの駆動方式においては、モータは、外枠に収納され、モータの出力軸は、軸受部（ベアリング）によって外枠に回転可能に支持されている。そして、出力軸の一方端は、プラネタリギヤを介して車輪のホイールに連結されている。

また、モータを収納する外枠は、ボールジョイントを介してサスペンションアームに連結される。そして、サスペンションアームは、ショックアブソーバを介して車体に連結される。

上述のようなインホイールモータについて以下のような技術が開示される。たとえば、特開２００２−２４７７１３号公報（特許文献１）は、駆動用モータの形状、構造と特性に関わりなく、車体に対し任意に駆動用モータの取り付けができ、駆動用モータを変えず減速歯車機構のギア比を選択できる電気自動車用インホイールモータを開示する。このインホイールモータは、駆動用モータと、減速歯車機構と、ホイールベアリングと、機械式ブレーキとを組み合わせて電気自動車の駆動装置を構成する。駆動用モータは、回転子と固定子を収容したケーシングを有する。減速歯車機構は、遊星歯車機構からなる。この遊星歯車機構の出力側に連結されるホイール軸を収容するハウジングは、端部外周にホイールベアリングを固定している。ケーシングの上下外側には、固着手段を有する台座が設けられる。この台座にはサスペンション機構に可動自在に固定されるジョイント機構に結合するアタッチメントが取り付けられる。

特許文献１に開示されたインホイールモータによると、取付手段がケーシングと別体であるので、モータを適宜変更しても、取付手段としてのアタッチメントの変更により取付が可能となる。
特開２００２−２４７７１３号公報

しかしながら、インホイールモータにおいて、モータの高出力が要求されたり、また車両の乗り心地を改善するため、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マスダンパ機構が設けられたりすると、インホイールモータの構造は大きくなる。そのため、車輪から車両の内側にモータの筐体が突出する可能性がある。そのため、車輪が操舵輪として操舵方向に回転する場合あるいは、車体が上下に振動する場合、モータの筐体が大きいとモータの筐体の回転半径も大きくなる。そのため、モータの筐体に設けられるコネクタ、冷却フィンあるいはオイルパン等のモータの部品は、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等に干渉する可能性がある。特許文献１に開示されたインホイールモータにおいては、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避するモータの部品の形状、位置についての技術は開示されていない。

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、車輪の操舵時のサスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドとの干渉を回避するように設けられるモータの部品およびその取り付け構造を提供することである。

第１の発明に係るモータの部品は、車輪内に設けられ、車輪の駆動力を発生するモータの筐体に取り付けられる。車輪は、車輪を回転可能に支持する回転支持部材を含む。車輪は、操舵時に回転支持部材が操舵方向に回転する操舵輪である。部品は、車輪の操舵時の回転中心となるキングピン軸を基準とした予め定められた範囲内に収まる形状を有する。

第１の発明によると、モータの部品（たとえば、冷却フィン）は、車輪内に設けられ、車輪の駆動力を発生するモータの筐体に取り付けられる。車輪は、車輪を回転可能に支持する回転支持部材（たとえば、ナックル）を含む。車輪は、操舵時にナックルが操舵方向に回転する操舵輪である。冷却フィンは、車輪の操舵時の回転中心となるキングピン軸を基準とした予め定められた範囲（たとえば、キングピン軸から筐体までの最も長い距離の内側の範囲）に収まる形状を有する。モータの筐体は、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。そのため、冷却フィンを予め定められた範囲内に収まる形状を有するように形成すると、車輪が操舵されてナックルがキングピン軸を中心に操舵方向に回転しても、モータの筐体の回転半径の増加が抑制されるため、冷却フィンとサスペンションあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。また、冷却フィンの形状を、キングピン軸から予め定められた範囲内で表面積が増加するように形成することにより、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等と干渉を回避するとともに、モータの冷却効率を向上させることができる。したがって、車輪の操舵時に、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドとの干渉を回避するように設けられるモータの部品を提供することができる。

第２の発明に係るモータの部品においては、第１の発明の構成に加えて、予め定められた範囲は、キングピン軸から筐体までの最も長い距離の内側の範囲である。

第２の発明によると、モータの筐体は、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。そのため、モータの部品（たとえば、冷却フィン）をキングピン軸から筐体までの最も長い距離の内側の範囲内に収まる形状を有するように形成する。これにより、車輪が操舵されてナックルがキングピン軸を中心に操舵方向に回転しても、モータの筐体の回転半径の増加が抑制される。そのため、冷却フィンとサスペンションあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。

第３の発明に係るモータの部品においては、第１または２の発明の構成に加えて、部品は、筐体の外周面に設けられ、車両の幅方向内側に突出した帯状の突出部を有する、冷却フィンである。

第３の発明によると、部品は筐体の外周面に設けられ、車両の幅方向内側に突出した帯状の突出部を有する。車両の幅方向内側に突出した帯状の突出部は、キングピン軸を基準とした予め定められた範囲（たとえば、キングピン軸から筐体までの最も長い距離の内側の範囲）内に収まる形状を有するように形成される。これにより、車輪が操舵されてモータの筐体がキングピン軸を中心として回転してもサスペンション、ステアリングタイロッド、ショックアブソーバ等と冷却フィンとの干渉を回避することができる。また、冷却フィンの形状は、キングピン軸から予め定められた距離の内側の範囲内で表面積が増加するように形成される。これにより、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避するとともに、モータの冷却効率を向上させることができる。

第４の発明に係るモータの部品においては、第３の発明の構成に加えて、帯状の突出部は、水平面に対して予め定められた角度を有する。

第４の発明によると、帯状の突出部は、水平面に対して予め定められた角度を有する。これにより、車両の走行中おいて、水平方向すなわち車両の進行方向から流れてくる空気は、帯状の突出部が水平面に対して予め定められた角度を有するため、帯状の突出部全体に接触する。そのため、冷却フィンにおける冷却効率が向上する。

第５の発明に係るモータの部品においては、第１または２の発明の構成に加えて、部品は、筐体の外周面に設けられ、内部に前記モータ用のオイルを蓄積するオイルパンである。

第５の発明によると、部品は、筐体の外周面に設けられ、内部に前記モータ用のオイルを蓄積するオイルパンである。オイルパンは、キングピン軸を基準とした予め定められた範囲（たとえば、キングピン軸から筐体までの最も長い距離の内側の範囲）内に収まる形状を有する。そのため、車輪が操舵された場合においても、オイルパンとサスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。

第６の発明に係るモータの部品においては、第１の発明の構成に加えて、車輪は、車体を懸架するサスペンションをさらに含む。サスペンションは、回転支持部材の上部に設けられるアッパーアームと、回転支持部材の下部に設けられるロアアームとを含む。モータは、アッパーアームとロアアームとの間に狭持される。部品は、アッパーアームとロアアームとの間の範囲内であって、筐体の最上端部を含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、キングピン軸と筐体の最外周端部との範囲内に収まる形状を有する。

第６の発明によると、車体を懸架するサスペンションは、回転支持部材（たとえば、ナックル）の上部に設けられるアッパーアームと、ナックルの下部に設けられるロアアームとを含む。モータは、アッパーアームとロアアームとの間に狭持される。部品（たとえば、冷却フィン）は、アッパーアームとロアアームとの間の範囲内であって、筐体の最上端部を含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、キングピン軸と筐体の最外周端部との範囲内に収まる形状を有する。モータの筐体は、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。そのため、このように冷却フィンの形状を形成すると、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。

第７の発明に係るモータの部品においては、第６の発明の構成に加えて、部品は、筐体の外周面に設けられた冷却フィンである。

第７の発明によると、部品は、筐体の外周面に設けられた冷却フィンである。冷却フィンは、キングピン軸を基準とした予め定められた範囲内（たとえば、アッパーアームとロアアームとの間の範囲内であって、筐体の最上端部をを含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、キングピン軸と筐体の最外周端部との範囲内）に収まる形状を有する。冷却フィンの形状は予め定められた範囲内で表面積が増加するように形成されるため、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避するとともに、モータの冷却効率を向上させることができる。

第８の発明に係るモータの部品においては、第６の発明の構成に加えて、筐体は、筐体内部を外部から遮蔽する外蓋を含む。部品は、外蓋を筐体に固定する鍔形状の取り付け部である。

第８の発明によると、筐体は、筐体内部を外部から遮蔽する外蓋を含む。部品は、外蓋を筐体に固定する鍔形状の取り付け部である。取り付け部は、キングピン軸を基準とした予め定められた範囲内（たとえば、アッパーアームとロアアームとの間の範囲内であって、筐体の最上端部をを含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、キングピン軸と筐体の最外周端部との範囲内）に収まる形状を有する。そのため、車輪が操舵されてモータの筐体がキングピン軸を中心に回転したり、モータが回転支持部材（たとえば、ナックル）に対して相対的に振動しても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等と鍔形状の取り付け部との干渉を回避することができる。

第９の発明に係るモータの部品においては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、車輪は、モータに取り付けられ、車輪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９の発明によると、車輪は、モータに取り付けられ、車輪およびモータの振動を減衰する弾性部材を含む。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マスダンパ機構を有する場合、モータの構造が大きくなる。そのため、キングピン軸を基準とした予め定められた範囲内に収まる形状を有するようにモータの部品（たとえば、冷却フィン）を設けることにより、車輪が操舵され、モータの筐体がキングピン軸を中心として回転しても、モータの筐体の回転半径の増加が抑制されるため、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等と冷却フィンとの干渉を回避することができる。

第１０の発明に係るモータの部品の取り付け構造は、第１〜９のいずれかに発明に係るモータの部品の取り付け構造である。部品は、操舵時に回転支持部材が操舵方向に回転する際に、部品が部品以外の物体と干渉しない位置に取り付けられる。

第１０の発明によると、部品（たとえば、冷却フィン）は、操舵時に回転支持部材（たとえば、ナックル）が操舵方向に回転する際に、部品が部品以外の物体（たとえば、アッパーアーム、ロアアーム、ショックアブソーバ、ステアリングタイロッド等）と干渉しない位置に取り付けられる。このようにモータの部品を取り付けることにより、操舵時のモータの部品と部品以外の物体との干渉を回避することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るモータの部品について説明する。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モータの部品を説明するにあたり、まず、本実施の形態に係るモータの部品が設けられ、車両の駆動力を発生するインホイールモータを有する電動輪および電動輪を支持する車輪支持装置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、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、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、インホイールモータ７０は、路面からの力を受けて車体が振動するときに、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に干渉しないように設けられる。また、インホイールモータ７０は、運転者の操舵に基づいて電動輪１００が操舵方向に回転するときに、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０、ショックアブソーバ、ステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。このとき、インホイールモータ７０のケース６０の外周に設けられる本実施の形態に係るモータの部品は、図４に示すように、キングピン軸４０２から予め定められた範囲内に収まる形状を有する。「予め定められた範囲」とは、本実施の形態において、キングピン軸４０２から位置４０４までの距離Ｌ（１）の内側の範囲である。位置４０４は、キングピン軸４０２からケース６０までの距離が最も長くなる位置である。

本実施の形態に係るモータの部品は、キングピン軸４０２を中心として、位置４０４を通る円筒空間４００の内側に収まる形状を有する。なお、モータの部品は、ケース６０の外周面に設けられる部品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、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すケース６０の車両幅方向の中心側に一体的に設けられる冷却フィン４１０を想定する。なお、モータの部品は、冷却フィンの他にオイルパン、ケース６０内部に設けられるセンサに接続されるコネクタ、あるいはブリーザ装置である。

車体には、ショックアブソーバ２３０の上端が連結される。一方、ショックアブソーバ２３０の下端は、ロアアーム２２０に連結される。ショックアブソーバ２３０は、車体が上下方向に振動したときに、車体の振動を減衰する機能を有する。

図５（Ａ）に示すように、冷却フィン４１０は、車両幅方向内側に突出する帯状の突出部４０８が車両の上下方向に複数個形成されて構成される。このとき、帯状の突出部４０８は、キングピン軸４０２から予め定められた範囲内に収まる形状を有するように形成される。そのため、ケース６０の下側に設けられる帯状の突出部４０８は、ケース６０の上側と比較して突出部４０８の突出量が小さい形状となる。

また、図５（Ｂ）に示すように、ケース６０の車両の幅方向内側の面においては、帯状の突出部４０８は、車両の前後方向に沿って形成される。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るモータの部品の作用について説明する。

運転者のハンドル操作に応じて電動輪１００が操舵されると、電動輪１００は、ボールジョイント１６０，１７０を中心として、すなわち、キングピン軸４０２を中心として、操舵方向に回転する。電動輪１００がキングピン軸４０２を中心として回転するとき、インホイールモータ７０は、ショックアブソーバ２３０、ステアリングタイロッド、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０のいずれにも接触することなくキングピン軸４０２を中心に回転する。冷却フィン４１０は、キングピン軸からインホイールモータ７０のケース６０までの最も長い距離Ｌ（１）の内側の範囲内に収まる形状を有する。そのため、ケース６０の回転半径Ｌ（１）よりも増加することがない。したがって、冷却フィン４１０も、電動輪１００の操舵方向への回転により、ショックアブソーバ２３０、ステアリングタイロッド、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０に接触することなくキングピン軸４０２を中心に回転する。

以上のようにして、本実施の形態に係るモータの部品によると、インホイールモータのケースは、車輪が操舵されてもアッパーアーム、ロアアーム、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。そのため、冷却フィンを予め定められた範囲内に収まる形状を有するように形成すると、車輪が操舵されてナックルがキングピン軸を中心に操舵方向に回転しても、モータの筐体の回転半径の増加が抑制されるため、冷却フィンとサスペンションあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。また、冷却フィンの形状を、キングピン軸から予め定められた範囲内で表面積が増加するように形成することにより、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等と干渉を回避するとともに、モータの冷却効率を向上させることができる。したがって、車輪の操舵時に、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドとの干渉を回避するように設けられるモータの部品を提供することができる。

なお、本実施の形態において、帯状の突出部４０８は、車両の前後方向に沿って形成されるが特にこれに限定されるものではない。すなわち、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、水平面に対して予め定められた角度α（１）を有する帯状の突出部４１２が複数個平行に形成される冷却フィン４１４が設けられてもよい。これにより、車両の走行中おいて、車両の進行方向から流れてくる空気は、水平面に対して予め定められた角度α（１）を有する帯状の突出部４１２の全体に接触するように流れる。そのため、冷却フィン４１４における冷却効率が向上する。予め定められた角度α（１）は、突出部４１２において冷却効率が向上する角度であれば特に限定されるものではない。

また、本実施の形態において、モータの部品として、ケース６０の車両幅方向の内側に突設される冷却フィン４１０，４１４について説明したが本発明は、これに限定されない。たとえば、図７に示すようにケース６０の下部に一体的に設けられるオイルパン７００に適用してもよい。すなわち、ケース６０の下部に一体的に形成されるオイルパン７００は、上述の円筒空間４００の内側に収まる形状を有する。そのため、オイルパン７００とアッパーアーム２１０、ロアアーム２２０、アブソーバ２３０およびステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。好ましくは、オイルパン７００は、等速ジョイント３０の回転中心からケース６０までの最も長い距離よりも短い位置に設けることが望ましい。すなわち、オイルパン７００は、球空間４０６の内部に位置するように形成されることが望ましい。このようにすると、等速ジョイント３０を中心にインホイールモータ７０が振動するときの回転半径の増加を抑制することができる。そのため、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０、アブソーバ２３０およびステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。

さらに、好ましくは、上述のようなモータの部品は、操舵時にナックルが操舵方向に回転する際に、部品が部品以外の物体（たとえば、アッパーアーム、ロアアーム、ショックアブソーバ、ステアリングタイロッド等）と干渉しない位置に取り付けることが望ましい。このようにすると、操舵時のモータの部品と部品以外の物体との干渉を回避することができる。

＜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モータの部品について説明する。本実施の形態に係るモータの部品が設けられるインホイールモータを搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係るモータの部品が設けられるインホイールモータを搭載する車両の構成と比較して、冷却フィン４１０に代えてインホイールモータ７０の外周面に冷却フィン５００が設けられる点と、ダイナミックマスダンパ機構３００の取り付け角度とが異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るモータの部品が設けられるインホイールモータを搭載する車両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モータの部品は、図８および図９に示すように、インホイールモータ７０の回転軸周りの外周面に一体的に設けられる冷却フィン５００である。

本実施の形態に係るインホイールモータ７０のケース６０に設けられる冷却フィン５００は、アッパーアーム２１０とロアアーム２２０との間の範囲内であって、ケース６０の最上端部６００を含む水平面Ｈ（１）と最下端部６０２を含む水平面Ｈ（２）との間の範囲内に収まる形状を有する。さらに、冷却フィン５００は、車両の前後方向においては、キングピン軸４０２を基準とした予め定められた範囲内に収まる形状を有する。キングピン軸４０２を基準とした予め定められた範囲とは、本実施の形態において、車両の前方向においては、キングピン軸４０２から、キングピン軸４０２とケース６０の最外周端部６０４との距離Ｌ（２）の内側の範囲である。また、車両後方向において、予め定められた範囲とは、キングピン軸４０２から、キングピン軸４０２とケース６０の最外周端部６０６との距離Ｌ８３）の内側の範囲である。

また、ダイナミックマスダンパ機構３００は、車両の水平面に対して予め定められた角度を有するように取り付けられる。「予め定められた角度」とは、ダイナミックマスダンパ機構３００と冷却フィン５００とが干渉しない角度である。本実施の形態において、「予め定められた角度」は、たとえば、車両の前後方向におけるキングピン軸と平行な角度α（２）である。

以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るモータの部品の作用について説明する。

運転者のハンドル操作に応じて電動輪１００が操舵されると、電動輪１００は、ボールジョイント１６０，１７０を中心として、すなわち、キングピン軸４０２を中心として、操舵方向に回転する。電動輪１００がキングピン軸４０２を中心として回転するとき、インホイールモータ７０は、ショックアブソーバ２３０、ステアリングタイロッド、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０のいずれにも接触することなくキングピン軸４０２を中心に回転する。そして、冷却フィン５００は、キングピン軸４０２から距離Ｌ（２），Ｌ（３）の内側の範囲内に収まる形状を有する。電動輪１００の操舵角は、予め定められた範囲以上になることはない。予め定められた範囲とは、少なくとも１８０度以下の角度である。そのため、キングピン軸４０２よりも車両の前方側において、冷却フィン５００を、キングピン軸から距離Ｌ（２）の内側の範囲内に収まる形状としたため、電動輪１００の操舵時において、車両の前側の冷却フィン５００がショックアブソーバ２３０、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０に接触することはない。また、キングピン軸４０２よりも車両の後方側において、キングピン軸４０２から距離Ｌ（３）の内側の範囲内に収まる形状としたため、電動輪１００の操舵時において、車両の後側の冷却フィン５００がショックアブソーバ２３０、アッパーアーム２１０、ロアアーム２２０、ステアリングタイロッド等に接触することはない。

以上のようにして、本実施の形態に係るモータの部品によると、冷却フィンは、アッパーアームとロアアームとの間の範囲内であって、筐体の最上端部を含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、キングピン軸と筐体の最外周端部との範囲内に収まる形状を有する。モータの筐体は、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッドに干渉しないように設けられる。そのため、このように冷却フィンの形状を形成すると、車輪が操舵されたり、路面から受ける力により振動したりしても、サスペンション、ショックアブソーバあるいはステアリングタイロッド等との干渉を回避することができる。

なお、本実施の形態においては、冷却フィンについて説明したが、ケース６０に設けられる鍔形状の取り付け部５５０に適用してもよい。取り付け部５５０は、ケース６０内部を外部から遮蔽する外蓋をケース６０にボルト等を用いて締結できるように形成される。取り付け部５５０は、アッパーアーム２１０とロアアーム２２０との間の範囲内であって、筐体の最上端部６００を含む水平面Ｈ（１）と最下端部６０２を含む水平面Ｈ（２）との間の範囲内であって、キングピン軸４０２とケース６０の最外周端部６０４，６０６の範囲内に収まる形状を有する。これにより、車輪が操舵されてナックルがキングピン軸を中心に回転しても取り付け部５５０がアッパーアーム、ロアアーム、ステアリングタイロッド、ショックアブソーバ等との干渉を抑制することができる。

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の実施の形態における車輪支持装置の断面を示す図（その１）である。 第１の実施の形態における車輪支持装置の、モータの回転軸方向から見た外観を示す図である。 第１の実施の形態におけ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モータの部品が設けられる領域を示す図である。 第１の実施の形態に係る冷却フィンが設けられる電動輪の外観を示す図（その１）である。 第１の実施の形態に係る冷却フィンが設けられる電動輪の外観を示す図（その２）である。 第１の実施の形態に係るオイルパンが設けられる電動輪の外観を示す図である。 第２の実施の形態に係る冷却フィンが設けられる電動輪の側面図である。 第２の実施の形態に係る冷却フィンが設けられる電動輪の正面図である。

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、８０ プラネタリギア、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 ピン、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、２３０ ショックアブソーバ、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 円筒空間、４０２ キングピン軸、４０４ 位置、４０６ 球空間、４０８，４１２ 突出部、４１０，４１４，５００ 冷却フィン、５５０ 取り付け部、６００ 最上端部、６０２ 最下端部、６０４，６０６ 最外周端部、７００ オイルパン。

Claims (10)

1. 車輪内に設けられ、前記車輪の駆動力を発生するモータの筐体に取り付けられる部品であって、前記車輪は、前記車輪を回転可能に支持する回転支持部材を含み、操舵時に前記回転支持部材が操舵方向に回転する操舵輪であって、前記モータの筐体が車輪から突出し、
   前記部品は、前記車輪の操舵時の回転中心となるキングピン軸を基準とした予め定められた範囲内に収まる形状を有する、モータの部品。
2. 前記予め定められた範囲は、前記キングピン軸から前記筐体までの最も長い距離の内側の範囲である、請求項１に記載のモータの部品。
3. 前記部品は、前記筐体の外周面に設けられ、前記車両の幅方向内側に突出した帯状の突出部を有する、冷却フィンである、請求項１または２に記載のモータの部品。
4. 前記帯状の突出部は、水平面に対して予め定められた角度を有する、請求項３に記載のモータの部品。
5. 前記部品は、前記筐体の外周面に設けられ、内部に前記モータ用のオイルを蓄積するオイルパンである、請求項１または２に記載のモータの部品。
6. 前記車輪は、車体を懸架するサスペンションをさらに含み、
   前記サスペンションは、
   前記回転支持部材の上部に設けられるアッパーアームと、
   前記回転支持部材の下部に設けられるロアアームとを含み、
   前記モータは、前記アッパーアームと前記ロアアームとの間に狭持され、
   前記部品は、前記アッパーアームと前記ロアアームとの間の範囲内であって、前記筐体の最上端部を含む水平面と最下端部を含む水平面との間の範囲内であって、前記キングピン軸と前記筐体の最外周端部との範囲内に収まる形状を有する、請求項１に記載のモータの部品。
7. 前記部品は、前記筐体の外周面に設けられた冷却フィンである、請求項６に記載のモータの部品。
8. 前記筐体は、前記筐体内部を外部から遮蔽する外蓋を含み、
   前記部品は、前記外蓋を前記筐体に固定する鍔形状の取り付け部である、請求項６に記載のモータの部品。
9. 前記車輪は、前記モータに取り付けられ、前記車輪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１〜８のいずれかに記載のモータの部品。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載のモータの部品の取り付け構造であって、前記部品は、前記操舵時に前記回転支持部材が操舵方向に回転する際に、前記部品が前記部品以外の物体と干渉しない位置に取り付けられる、取り付け構造。

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