JP2007186052A - In-wheel motor system - Google Patents
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Abstract
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、上記モータを、車輌の足回り部品に対して、緩衝機構を介して支持する構成のインホイールモータシステムに関する。 The present invention relates to an in-wheel motor system used in a vehicle having a direct drive wheel as a driving wheel, and in particular, an in-wheel having a configuration in which the motor is supported to a vehicle suspension part via a buffer mechanism. The present invention relates to a motor system.
近年、電気自動車などのモータによって駆動される車輌においては、モータを車輪に内蔵するインホイールモータシステムが採用されつつある。その中でも、図4に示すような、インホイールモータ3を、緩衝機構50を介して、車輌の足回り部品に対して弾性支持する構成のインホイールモータシステムが注目されている(例えば、特許文献1)。このインホイールモータシステムは、詳細には、径方向内側が開放された、モータロータ3Rが取り付けられた回転側ケース3bと、このモータケース3bと同心円状に配置され、上記モータロータ3Rと所定の間隔を隔ててモータステータ3Sが取り付けられた、径方向外側が開放された非回転側ケース3aとを軸受け3jを介して回転可能に連結した中空形状のインホイールモータ3の上記非回転側ケース3aを、図5に示すような、リニアベアリング51aとロッド51bとから成る直動ガイド51Aとバネ部材51B,51Bとを一体に構成したバネ付き直動ガイド51を備えた緩衝機構50を介して、車軸6に結合される車輌の足回り部品であるナックル5に連結し、上記回転側ケース3bとホイール2とを、ホイール2のラジアル方向に互いに偏心可能な駆動力伝達機構であるフレキシブルカップリング60により結合したものである。
なお、図4において、1は上記ホイールに装着されるタイヤ、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、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装置である。
In recent years, an in-wheel motor system in which a motor is built in a wheel is being adopted in a vehicle driven by a motor such as an electric vehicle. Among them, an in-wheel motor system configured to elastically support the in-
In FIG. 4, 1 is a tire attached to the wheel, 4 is a hub part connected to the
上記緩衝機構50は、図6にも示すように、インホイールモータ3の非回転側ケース3aに取付けられるモータ側プレート52とナックル5に連結されるナックル側プレート53とを、上記のバネ付き直動ガイド51、及び、シリンダ54aと図示しないピストンとこのピストンに連結されたシャフト54bとから成るダンパー54とにより連結したもので、具体的には、ナックル側プレート53に固定部材53m,53nを設けて上記バネ付き直動ガイド51の固定部であるリニアベアリング52aとダンパー54のシリンダ54aとを固定し、モータ側プレート52に固定部材52n,52nを設けて上記バネ付き直動ガイド51の可動部であるロッド51bの先端部とダンパー54のシャフト54bの先端部を固定する構成となっている。
このように、インホイールモータ3を、緩衝機構50を介して、車輌の足回り部品に対して弾性支持する構成を採ることにより、上記モータ3は車輌の足回り部品に対してフローティングマウントされるので、インホイールモータ3自身をダイナミックダンパーのウエイトとして作用させることができ、悪路走行時における接地性能、及び、乗り心地性能をともに大幅に向上させることができる。
In this way, by adopting a configuration in which the in-
しかしながら、上記バネ付き直動ガイド51とダンパー54とを備えた従来の緩衝機構50は、凹凸の比較的少ない一般的な路面を走行する場合の入力に対し、ダイナミックダンパー効果を発揮するようにその特性が設定されているため、路面から過大な入力があった場合、インホイールモータ3が動き過ぎてホイール2と当たり故障する恐れがあった。
However, the
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、緩衝機構の上下方向の変位量を効果的に規制することのできるストッパー部材を配置し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。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and an object thereof is to provide an in-wheel motor system in which a stopper member capable of effectively regulating the amount of vertical displacement of the buffer mechanism is arranged. .
本願の請求項1に記載の発明は、円環状のモータロータと、上記モータロータの径方向内側に所定の間隔を隔てて配置された円環状のモータステータと、上記モータステータを収容する円環状の非回転側ケースと、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを有し、上記非回転側ケースを車輌の足回り部品であるナックルに支持する緩衝機構とを備えたインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝部材をナックルに固定するためのナックル側プレートの車輌上部側及び下部側に上記非回転側ケースに向かって突出する突起部をそれぞれ設けるとともに、上記非回転側ケースの内周側の上記突起部に対向する位置にそれぞれストッパラバーを取付けて、上記緩衝部材の最大変位量を規制するようにしたものである。
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、上記突起部の位置(ストッパラバーの取付位置)と上記モータの重心位置との車輌前後方向の距離を、上記非回転側ケースの内半径の半分以下としたものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記非回転側ケースの内周側から径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材を設けて、上記リブ部材に上記バネ付き直動ガイドの上下の受け部をそれぞれ固定するとともに、上記上下の受け部のそれぞれに上記ストッパラバーを取付けた構成としたものである。
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the in-wheel motor system according to the first aspect, the distance in the vehicle front-rear direction between the position of the protrusion (position where the stopper rubber is attached) and the position of the center of gravity of the motor is set to The inner radius of the rotation side case is less than half.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the in-wheel motor system according to the first or second aspect, wherein the hollow disk-shaped rib member protruding radially inward from the inner peripheral side of the non-rotating side case is provided. The upper and lower receiving portions of the linear guide with spring are fixed to the rib member, and the stopper rubber is attached to each of the upper and lower receiving portions.
本発明によれば、インホイールモータを、車輌の足回り部品であるナックルに対して、直動ガイドとバネ部材とを一体に構成したバネ付き直動ガイドを有する緩衝機構を介して支持した構成のインホイールモータシステムにおいて、上記緩衝部材をナックルに固定するためのナックル側プレートの車輌上部側及び下部側に、モータステータを収容するモータの非回転側ケースに向かって突出する突起部を設けるとともに、上記非回転側ケースの内周側に、上記突起部の上面と下面とにそれぞれ対向するようにゴムブッシュなどのストッパラバーを取付けて、上記緩衝部材の最大変位量を規制するようにしたので、簡単な構成で、軸方向のスペースを確保しつつ、緩衝機構の上下方向の最大変位量を容易に規制することができる。
このとき、突起部(ストッパラバー)の位置と上記モータの重心位置との車輌前後方向の距離を、非回転側ケースの内半径の半分以下とすれば、緩衝機構の最大変位量を規制することができるとともに、上記突起部と上記ストッパラバーとが衝突したときに、上記直動ガイドへ入力する衝撃を低減することができる。
また、上記非回転側ケースの内周側から径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材を設けて、上記リブ部材に上記バネ付き直動ガイドの上下の受け部をそれぞれ固定するとともに、上記ナックル側プレートに上記突起部を設け、上記上下の受け部のそれぞれに上記ストッパラバーを取付けるようにすれば、モータ側プレートを省略することができるので、緩衝機構を小型軽量化することができる。
According to the present invention, an in-wheel motor is supported via a buffer mechanism having a spring-equipped linear motion guide in which a linear motion guide and a spring member are integrally formed with respect to a knuckle that is an undercarriage part of a vehicle. In the in-wheel motor system of the present invention, on the vehicle upper side and lower side of the knuckle side plate for fixing the buffer member to the knuckle, there are provided protrusions that project toward the non-rotating side case of the motor that houses the motor stator. Since a stopper rubber such as a rubber bush is attached to the inner peripheral side of the non-rotating side case so as to face the upper surface and the lower surface of the protrusion, respectively, the maximum displacement amount of the buffer member is regulated. With a simple configuration, the maximum displacement in the vertical direction of the buffer mechanism can be easily regulated while securing an axial space.
At this time, if the distance in the vehicle front-rear direction between the position of the protrusion (stopper rubber) and the position of the center of gravity of the motor is less than half of the inner radius of the non-rotating side case, the maximum displacement amount of the buffer mechanism is restricted. In addition, it is possible to reduce an impact input to the linear motion guide when the protrusion and the stopper rubber collide with each other.
In addition, a hollow disc-shaped rib member protruding radially inward from the inner peripheral side of the non-rotating side case is provided, and the upper and lower receiving portions of the spring-loaded linear guide are respectively fixed to the rib member, and If the protrusion is provided on the knuckle side plate and the stopper rubber is attached to each of the upper and lower receiving portions, the motor side plate can be omitted, so that the buffer mechanism can be reduced in size and weight.
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(a),(b)は、本最良の形態に係るインホイールモータシステムに用いられる緩衝機構10をインホイールモータ3に取付けた状態を示す図で、同図において、11は図示しない車軸に連結された車輌の足回り部品であるナックル5に連結されるナックル側プレート、12はリニアベアリング12aとロッド12bとから成る直動ガイド12Aとバネ部材12Bとを一体に構成したバネ付き直動ガイド、13は上記バネ付き直動ガイド12と平行に配置された第2の直動ガイドで、上記バネ付き直動ガイド12の固定部であるリニアベアリング12aと第2の直動ガイド13のリニアベアリング(図示せず)とは上記ナックル側プレート11に取付けられた固定部材11mに固定されており、上記可動部であるロッド12bとロッド13bの先端部が、上,下のガイド用受け部材14A,14Bを介して、上記モータ3の非回転側ケース3aにそれぞれ取付けられている。また、15はシリンダ15aとピストンとこのピストンに連結されたシャフト15bとから成る片ロッド型のダンパーで、一端が固定部であるシリンダ15aが上記ナックル側プレート11に取付けられた固定部材11nに固定され、可動部であるシャフト15bの先端部がダンパー用受け部材16を介して、上記非回転側ケース3aに取付けられている。なお、図を見やすくするため、(b)図においては、ナックル5を省略した。
Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1A and 1B are views showing a state in which a
本例では、上記ナックル側プレート11の上部側及び下部側で、プレート中心からL=0.2R(R:非回転側ケースの内半径)だけ車輌前後方向に離隔した位置に、上下方向に突出する突起部17A,17Bをそれぞれ設けるとともに、上記上,下のガイド用受け部材14A,14Bの、上記突起部17A,17Bの上面と下面とにそれぞれ対応する位置に、ストッパラバーとして機能する半球状のゴムブッシュ18A,18Bをそれぞれ取付けて、上記突起部17A,17Bと上記ゴムブッシュ18A,18Bとによりストッパー機構を構成して、上記緩衝機構10の最大変位量を抑制するようにしている。
これにより、タイヤに大きな振動が入力した場合でも、上記半球状のゴムブッシュ18A,18Bが上記突起部17A,17Bに当たることにより、緩衝機構10のインホイールモータ3に対する上下方向の相対的な変位量が規制されるので、上記緩衝機構10はそれ以上、上,下方向には変位しない。したがって、ホイール2とインホイールモータ3とのクリアランスを所定値以下に保持できるので、インホイールモータ3の過大な変形を抑制して、インホイールモータ3の破損を防止することができる。
このとき、図2(a),(b)に示すように、モータの非回転側ケース3aの内周側に径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材20を設けて、モータケースを補強するとともに、上記リブ部材20に、上記上,下のガイド用受け部材14A,14Bを配設するための切り欠き部20kを設け、この切り欠き部20kに上記ガイド用受け部材14A,14Bをそれぞれ取付ける構成とすれば、図4に示した従来の緩衝機構50に比較して、軸方向のスペースを十分に確保することができるとともに、緩衝機構10のストローク幅を十分に確保することができる。
具体的には、上記ガイド用受け部材14A,14Bを、バネ付き直動ガイド12と直動ガイド13の各ロッドの先端部を挿入・固定する受け部14aとこの受け部14aを上記切り欠き部20kの両側に取付けるための円弧状の取付け部14b,14cとから構成し、上記受け部14aを切り欠き部20kに嵌め込んだ状態で、上記取付け部14b,14cを上記切り欠き部20kの両側のリブ部材20に固定することにより、緩衝機構10のストローク幅を十分に確保することができる。
In this example, the upper and lower sides of the
Thus, even when a large vibration is input to the tire, the relative displacement in the vertical direction of the shock absorber 10 with respect to the in-
At this time, as shown in FIGS. 2A and 2B, a hollow disk-
Specifically, the guide receiving members 14A and 14B are inserted into and fixed to the distal ends of the rods of the
また、上記ゴムブッシュ18A,18Bは、上記受け部材14A,14Bの上記突起部17A,17B側の取付け部14bの上記突起部17A,17Bに対応する面14dに取付け穴14hを設けてこれに固定すればよい。
このとき、突起部17A,17B及びゴムブッシュ18A,18Bの取付け位置と上記モータの重心(本例では、ナックル側プレート11の中心)との車輌前後方向の距離Lを、上記非回転側ケース3aの内半径をRとしたときに、L≦0.5Rとすることが肝要で、これにより、上記突起部17A,17Bと上記ゴムブッシュ18A,18Bとが衝突したときに、上記バネ付き直動ガイド12の直動ガイド12A及び直動ガイド13へ入力する衝撃力を低減することができる。すなわち、衝撃時における上記直動ガイド12A,13へのモータ慣性力によるモーメント入力は、モータ質量と入力する上下加速度とモータ重心−ストッパ距離とに比例するので、例えば、図3に示すように、突起部17Mをナックル側プレート11の車輌前後方向の端部に設けた場合には、突起部17Mは1個で済むが、モータ重心−ストッパ距離Lsが長くなってしまい、その結果、直動ガイド12A及び直動ガイド13へ入力する衝撃力が大きくなる。したがって、本例のように、上記距離Lを、L=0.2Rと小さくして直動ガイド12A及び直動ガイド13へ入力する衝撃を低減することが好ましい。
Further, the rubber bushes 18A and 18B are provided with mounting holes 14h on the surfaces 14d corresponding to the projections 17A and 17B of the mounting parts 14b on the projections 17A and 17B side of the receiving members 14A and 14B, and are fixed thereto. do it.
At this time, the distance L in the vehicle front-rear direction between the mounting position of the protrusions 17A and 17B and the rubber bushes 18A and 18B and the center of gravity of the motor (in this example, the center of the knuckle side plate 11) is defined as the non-rotating side case 3a. When it is assumed that the inner radius is R, it is important that L ≦ 0.5R. Thus, when the protrusions 17A and 17B collide with the rubber bushes 18A and 18B, the linear motion with the spring is performed. The impact force input to the linear motion guide 12A and the linear motion guide 13 of the
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の非回転側ケース3aの内周側に径方向内側に突出する中空円盤状のリブ部材20を設け、更に、上記リブ部材20に切り欠き部20kを設けて、バネ付き直動ガイド12の可動部であるロッド12bとバネ部材12B及び直動ガイド13のロッドとを受ける上,下のガイド用受け部材14A,14Bを上記切り欠き部20kに配設するとともに、ナックル側プレート11の上部と下部とに、車輌上下方向に突出する突起部17A,17Bを設け、上記上,下のガイド用受け部材14A,14Bの上記突起部17A,17Bの上面と下面とに対応する位置に、ストッパラバーとして機能する半球状のゴムブッシュ18A,18Bをそれぞれ取付けて、上記突起部17A,17Bと上記ゴムブッシュ18A,18Bとによりストッパー機構を構成し、上記緩衝機構10の最大変位量を抑制するようにしたので、ホイール2とインホイールモータ3とのクリアランスを所定値以下に保持することができ、インホイールモータ3の過大な変形を抑制することができる。
このとき、上記突起部17A,17Bの位置とナックル側プレート11の中心との距離を上記非回転側ケース3aの内半径の半分以下になるように設定すれば、上記突起部17A,17Bと上記ゴムブッシュ18A,18Bとが衝突したときに、上記バネ付き直動ガイド12の直動ガイド12A及び直動ガイド13へ入力する衝撃力を効果的に低減することができる。
Thus, according to this best mode, the hollow disk-shaped
At this time, if the distance between the position of the protrusions 17A and 17B and the center of the
なお、上記最良の形態では、インホイールモータ3の重心位置をナックル側プレート11の中心位置としたが、ナックル側プレート11の形状によっては、ナックル側プレート11の中心位置が、モータの重心位置と異なる場合もある。そのときには、上記距離Lをインホイールモータ3の重心位置からの距離とすればよい。
また、上記例では、突起部17A,17Bを上記ナックル側プレート11の中心からL=0.2R(R:非回転側ケース3aの内半径)の位置に設けたが、これに限るものではない。すなわち、上記距離Lの値については小さい方が好ましいが、一般に、軽量化やスペース効率のため、ナックル側プレート11の中心近傍は切り欠いた形状となっているので、突起部17A,17Bをプレート中心に設けると突起部17A,17Bの長さが長くなってしまい、配管等の邪魔になったり、軽量化ができなくなる場合もある。したがって、上記Lの値としては、緩衝装置10の構成やスペース効率を考慮し、L≦0.5Rの範囲で適宜決定する必要がある。
また、上記例では、バネ付き直動ガイド12と直動ガイド13とダンパー15とを備えた緩衝機構10について説明したが、本発明は、バネ付き直動ガイド12とダンパー15とを備えた従来の緩衝機構50を搭載したインホイールモータシステムにも適用可能であることはいうまでもない。
また、上記ストッパー機構に代えて、上記突起部17A,17Bの上面と下面とに半球状のゴムブッシュ18A,18Bを取付け、上記上,下のガイド用受け部材14A,14Bの上記ゴムブッシュ18A,18Bに対向する位置から上記突起部17A,17B方向に延長するバーをそれぞれ突設した構成のストッパー機構を用いても、同様の効果を得ることができる。
In the best mode, the center of gravity position of the in-
In the above example, the protrusions 17A and 17B are provided at a position of L = 0.2R (R: inner radius of the non-rotating side case 3a) from the center of the
In the above example, the
Instead of the stopper mechanism, hemispherical rubber bushes 18A and 18B are attached to the upper and lower surfaces of the protrusions 17A and 17B, and the rubber bushes 18A and 14B of the upper and lower guide receiving members 14A and 14B are attached. The same effect can be obtained by using a stopper mechanism having a structure in which bars extending in the direction of the protrusions 17A and 17B are provided from a position facing 18B.
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、緩衝機構の最大変位量を規制することができるとともに、ストッパーが機能した場合でも直動ガイドに入力する衝撃力を小さくすることができるので、インホイールモータシステムの安定性を容易に確保することができる。 As described above, according to the present invention, the maximum displacement amount of the buffer mechanism can be restricted with a simple configuration, and the impact force input to the linear motion guide can be reduced even when the stopper functions. Therefore, the stability of the in-wheel motor system can be easily ensured.
1 タイヤ、2 ホイール、3 インホイールモータ、3a 非回転側ケース、
3b 回転側ケース、5 ナックル、10 緩衝機構、11 ナックル側プレート、
11m,11n 固定部材、12 バネ付き直動ガイド、12A 直動ガイド、
12B バネ部材、12a リニアベアリング、12b ロッド、
13 第2の直動ガイド、14A,14B ガイド用受け部材、15 ダンパー、
15a シリンダ、15b シャフト、16 ダンパー用受け部材、
17A,17B 突起部、18A,18B ゴムブッシュ、20 リブ部材、
20k 切り欠き部。
1 tire, 2 wheel, 3 in-wheel motor, 3a non-rotating side case,
3b Rotating side case, 5 knuckle, 10 shock absorber, 11 knuckle side plate,
11m, 11n fixing member, 12 linear motion guide with spring, 12A linear motion guide,
12B Spring member, 12a Linear bearing, 12b Rod,
13 Second linear motion guide, 14A, 14B Guide receiving member, 15 Damper,
15a cylinder, 15b shaft, 16 damper receiving member,
17A, 17B protrusion, 18A, 18B rubber bush, 20 rib member,
20k Notch.
Claims (3)
A hollow disk-shaped rib member protruding radially inward from the inner peripheral side of the non-rotating side case is provided, and the upper and lower receiving portions of the spring-loaded linear guide are fixed to the rib member, and the upper and lower The in-wheel motor system according to claim 1, wherein the stopper rubber is attached to each of the receiving portions.
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