JP2007191042A - インホイールモータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウト性に優れ、動的吸振装置の性能を十分に発揮することのできるインホイールモータシステムを提供する。
【解決手段】ギヤドモータ１０Ｇあるいはダイレクトドライブモータを、動的吸振装置２０を介してナックル５などの車輌バネ下部に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、左右の車輪間に設けられたサブフレーム３０上に設けられた取付台３３上に巻取り装置４０を配置し、モータケース１０ａの上部に設けられた配線引き出し部１０Ｎから引き出される上記電気モータ１０の配線１０Ｌを上記巻取り装置４０に巻回して、上記配線１０Ｌの弛みをなくすようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する構成のインホイールモータシステムに関するもので、特に、上記モータの配線処理に関する。

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。
中でも、モータを、動的吸振装置を介して車輌の足回り部品に対して弾性支持し、上記モータの質量をダイナミックダンパーの質量として作用させるように構成した、乗り心地性とロードホールディング性に優れた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１，２参照）。
図５はその一例を示す図で、インナーロータ型の電気モータ５１と減速歯車機構５２とを組合わせたギヤドモータ５０のハウジング５３を、その上部側と下部側とから、ゴムの中に油を封入したダンパー５４ａ，５４ｂで挟み込んで、車輌バネ下部品であるナックル５５に連結し、更に、このダンパー５４ａ，５４ｂを、更に、上記ナックル５５と上，下のアーム５６ａ，５６ｂとを連結するボールジョイント５７ａ，５７ｂに連結するとともに、上記減速歯車機構の５２出力軸５２Ｊとホイール５８に取付けられたホイールハブ５８Ｈとを等速ジョイント５９により連結することにより、上記ギヤドモータ５０を車輌バネ下部にフローティングマウントするとともに、上記電気モータ５１の出力を上記ホイール５８に伝達するようにしている。

一方、インホイールモータシステムでは、モータが車輪の転蛇や揺動に伴って揺動することから、モーターから出る配線にある程度の弛みを持たせてクランプするようにしているが、上記のように、モータを、上記ダンパー５４ａ，５４ｂのような、動的吸振装置を介して車輌の足回り部品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は、モータが車輌バネ下部とは別個に揺動するので、モータの配線がサスペンションに絡まったりする恐れがあり、非常に危険である。
上記例ではモータの配線には触れていないが、インホイールモータシステムにおける配線の処理方法としては、図６（ａ），（ｂ）に示すような、車輌本体６０とインホイールモータ７０間に電力線（配線）７０Ｌを保持する配線装置８０を設けたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
この配線装置８０は、車輌本体６０に車体側固定部８１を設けてインホイールモータ７０の配線（電力線）７０Ｌを固定するとともに、ホイール９１内に配置されたインホイールモータ７０側にモータ側ガイド８２を、アッパーアーム９２側に固定部側ガイド８３を設けて、上記車体側固定部８１との間で上記電力線７０Ｌに撓み部分を作り、これを中間ローラ８４を介して上記モータ側ガイド８２に送ることにより、インホイールモータ７０側で上記電力線７０Ｌを所定の曲率で保持するもので、これにより、上記電力線７０Ｌの屈曲による損傷を防止することができる。
特開２００５−１７８６８４号公報 特開２００５−１２６０３７号公報 特開２００５−１０４３２９号公報

しかしながら、上記配線装置８０は構成部品が多いため、動的吸振装置を備えたダイナミックダンパー型のインホイールモータに適用しようとすると、レイアウト性が損なわれる恐れがあった。これにより、動的吸振装置の性能が半減させられ、乗り心地性やロードホールディング性を十分に向上させることができないといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、レイアウト性に優れ、動的吸振装置の性能を十分に発揮することのできる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。

本願の請求項１に記載の発明は、車輪を駆動するモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する構成のインホイールモータシステムにおいて、左右の車輪間に設けられたフレームに巻取り装置を搭載し、車体側に接続される上記電気モータの配線を上記巻取り装置に巻回させ、上記配線の弛みを取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、上記モータを、電気モータとこのモータの出力軸に連結され上記モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構とを備えたギヤドモータとしたものである。

本発明によれば、ダイレクトドライブモータあるいはギヤドモータを動的吸振装置を介して車輌バネ下部に取り付け、上記ギヤドモータの質量を動的吸振装置の質量として作用させるようにした構成のインホイールモータシステムにおいて、左右の車輪間に設けられたフレーム上に巻取り装置を搭載し、車体側に接続されるモータの配線を上記巻取り装置に巻回させ、上記配線の弛みを取るようにしたので、モータの揺動時に上記配線がサスペンションに絡る危険性をなくすことができるとともに、上記巻取り装置はフレーム上に配置されるので、レイアウト性が向上し、動的吸振装置の性能向上を図ることができる。

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図で、図２及び図３は車輪部の詳細を示す図である。
各図において、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は上記ホイール２とその回転軸において連結されたホイールハブ、４はコイルバネ４ａとショックアブゾーバ４ｂとを備え、上記ホイールバブ３と軸受けを介して連結されるナックル５を車体に懸架するストラット、６は上記ホイールハブ３に装着されたブレーキロータ６ａと上記ナックル５に取付けられたブレーキキャリパー６ｂとを備えた制動装置、７は上記ストラット４に接続される上アーム、８は上記ナックル５を下部から支持する下アーム、１０Ｇは、ステータコイル１０ｃを備えたステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａと、上記モータケース１０ａに軸受け１０ｊを介して回転自在に取付けられた出力軸１０ｂと、この出力軸１０ｂに取付けられたロータ１０Ｒとを備えたインナーロータ型の電気モータ１０と、この電気モータ１０の出力軸１０ｂに連結され上記電気モータ１０の回転を減速してホイール２に伝達する減速歯車機構１１とを備えたギヤドモータ、１２は上記減速歯車機構１１とホイールハブ３の回転軸３ｋとを結合するフレキシブルカップリング、２０は上記モータケース１０ａの側面側に取付けられるモータ取付部材２１と、ナックル５に取付けられるナックル取付部材２２と、上記モータ取付部材２１と上記ナックル取付部材２２とを連結するコイルバネから成るバネ部材２３と、シリンダとガイドシャフトとから成り、上記バネ部材２３の作動方向を上下方向に案内する２つのガイド部材２４，２４と、上記ガイド部材２４，２４に平行に配置された、シリンダと図示しないピストンとこのピストンに連結されたロッドとを有するダンパー２５とを備えた動的吸振装置で、本例では、上記モータケース１０ａ側面側と上記ナックル５の上部側とを、動的吸振装置２０を介して連結し、上記ギヤドモータ１０Ｇの質量をダイナミックダンパーの質量として機能させるようにするとともに、上記ギヤドモータ１０Ｇとホイールハブ３の回転軸３ｋとを、フレキシブルカップリング１２により結合することにより、上記モータ１０Ｇが揺動してもホイール２に回転力を伝達できるようにしている。
また、３０は左右の車輪間に設けられた、車輌進行方向に平行に延長する平行片３１とこの平行片３１に垂直な垂直片３２とを備えたサブフレームで、本例では、このサブフレーム上に取付台３３を設けて、この取付台３３の車輪側に巻取り装置４０を配置し、モータケース１０ａの上部に設けられた配線引き出し部１０Ｎから引き出され、図示しない車体側に接続される上記電気モータ１０の配線１０Ｌを上記巻取り装置４０に巻回させる構成としている。

上記配線１０Ｌは、詳細には車体側に搭載されたモータ駆動装置１０Ｄからの交流電流を供給するＵ相コイル，Ｖ相コイル，Ｗ相コイルの３相の配線をまとめたもので、上記配線引き出し部１０Ｎ内の図示しないターミナル基板を介して、各ステータコイル１０ｃに分配される。
また、上記巻取り装置４０は、上記ギヤドモータ１０Ｇが上下に揺動していない状態では、上記配線１０Ｌを上記巻取り装置４０側に引張る方向、すなわち、上記配線１０Ｌを上記巻取り装置４０に巻取る方向に付勢されているが、その力の大きさは、上記ギヤドモータ１０Ｇが上下に揺動した場合には、上記配線１０Ｌが上記巻取り装置４０から容易に引き出される程度の大きさに設定する。これにより、例えば、上記ギヤドモータ１０Ｇが上方向に移動したときには、上記巻取り装置４０は巻取り方向とは逆方向に回転して上記配線を引き出す。また、上記ギヤドモータ１０Ｇが中心位置まで戻るときには、上記巻取り装置４０は本来の巻取り方向に回転し、上記引き出され配線１０Ｌを巻き取る。これにより、常に、上記配線１０Ｌを弛みのない状態に保持することができるので、ギヤドモータ１０Ｇの揺動時には、上記配線１０Ｌが周りの部材に絡る危険性をなくすことができるだけでなく、上記巻取り装置４０を車輪部から離れたサブフレーム３０上に配置したので、レイアウト性が向上し、上記動的吸振装置２０のストローク幅を大きくとることができ、上記動的吸振装置２０の性能向上を図ることができる。。

このように、本最良の形態によれば、車輌バネ下部に配置されるインホイールモータとして、電気モータ１０を減速歯車機構１１の後方に配置したギヤドモータ１０Ｇを、動的吸振装置２０を介してナックル５に支持した構成のインホイールモータシステムにおいて、左右の車輪間に設けられたサブフレーム３０上に設けられた取付台３３上に巻取り装置４０を配置し、モータケース１０ａの上部に設けられた配線引き出し部１０Ｎから引き出される上記電気モータ１０の配線１０Ｌを上記巻取り装置４０に巻回して、上記配線１０Ｌの弛みをなくすようにしたので、上記ギヤドモータ１０Ｇの揺動時に上記配線１０Ｌが周囲の部材に絡る危険性をなくすことができるとともに、レイアウト性が向上するので、動的吸振装置２０の性能向上を図ることができる。

なお、上記最良の形態では、ギヤドモータ１０Ｇと車輌バネ下部材であるナックル５とを、バネ部材２３、ダンパー２５、及び、上記バネ部材２３とダンパー２５との作動方向を案内するガイド部材２４，２４とを備えた動的吸振装置２０により結合するとともに、上記動的吸振装置２０を上記ハウジング１０Ｈの側面側に配置したが、図４に示すように、ナックル５を懸架するストラット４の下部に吸振装置取付部４ｍを設け、この吸振装置取付部４ｍと上記モータケース１０ａとを、バネ部材２３、ダンパー２５、及び、上記バネ部材２３とダンパー２５との作動方向を案内するガイド部材２４，２４により結合し、上記ギヤドモータ１０Ｇを上部から弾性支持する構成としてもよい。
また、上記例では、電気モータ１０とこの電気モータ１０の回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構１１を備えたギヤドモータ１０Ｇを用いた場合について説明したが、本発明は、車輪を駆動するモータがダイレクトドライブモータである場合にも適用可能であることはいうまでもない。
また、本発明は、ストラット型のサスペンションを有する車輌に限らず、ダブルウイッシュボーン型のサスペンションなど、他の構成のサスペンションを有する車輌にも適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば、モータの揺動時に上記配線がサスペンションに絡る危険性をなくすことができるとともに、動的吸振装置の性能向上を図ることができるので、ダイナミックダンパー型のインホイールモータを安定して動作させることができ、乗り心地性とロードホールディング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図である。 本最良の形態に係るインホイールモータシステムの車輪部の構成を示す縦断面図である。 本最良の形態に係るインホイールモータシステムの車輪部の構成を示す正面図である。 インホイールモータシステムの車輪部の他の構成を示す図である。 従来のインホイールモータシステムの構成を示す図である。 従来のインホイールモータシステムの配線処理方法を示す図である。

符号の説明

１ タイヤ、２ ホイール、４ ストラット、５ ナックル、１０Ｇ ギヤドモータ、１０ 電気モータ、１０ａ モータケース、１０Ｌ 配線、１０Ｎ 配線引き出し部、
１０Ｄ モータ駆動装置、１１ 減速歯車機構、１２ フレキシブルカップリング、
２０ 動的吸振装置、３０ サブフレーム、３１ 平行片、３２ 垂直片、
３３ 取付台、４０ 巻取り装置。

Claims (2)

1. 車輪を駆動するモータを、動的吸振装置を介して車輌バネ下部材に取り付け、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する構成のインホイールモータシステムにおいて、左右の車輪間に設けられたフレームに巻取り装置を搭載し、車体側に接続される上記電気モータの配線を上記巻取り装置に巻回させ、上記配線の弛みを取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。
2. 上記モータを、電気モータとこのモータの出力軸に連結され上記モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構とを備えたギヤドモータと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。
   

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