JP2008044434A - インホイールモータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルタンクが適切な位置に配置されたインホイールモータ構造の提供。
【解決手段】本発明によるインホイールモータ構造は、車輪１０内に配置される車輪駆動用のモータ７００と、モータ７００の回転出力を車輪に減速して伝達する減速機構２００と、オイルを貯留するオイルタンク３１０と、モータ７００の回転出力により作動するオイルポンプ３００と、オイルポンプ３００からのオイルをモータ７００及び／又は減速機構２００に導くオイル流路３２０とを備え、オイルタンク３１０が、減速機構２００よりも下方に配置されると共に、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側、且つ、ロアボールジョイント５００より車両外側に、配置されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪駆動用のモータが車輪内に配置されるインホイールモータ構造に関する。

従来から、この種のインホイールモータ構造において、モータの冷却や減速機構の潤滑のためにオイルを流通させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の発明では、オイルタンクがロアボールジョイントよりも車両外側に配置されている。
特開２００５−３３５６２３号公報

ところで、上述の種のインホイールモータ構造においては、車輪内の限られた空間を利用して、モータ、減速機構、オイルポンプ、オイルタンク、及びオイルの循環通路を配置する必要があるが、これらの主要な構成要素の配置は、サスペンションの設計の制約とならないような範囲に収めることが望ましい。即ち、車輪内においてこれらの主要な構成要素をできるだけ車両外側に寄せて配置することができれば、ナックル等の軽量化等を図ることができるし、サスペンションの設計のために車輪内の車両内側の空間を適切に残すことができる。

この点、上述の特許文献１に記載の発明では、オイルタンクがロアボールジョイントよりも車両内側に配置されているので、サスペンションに対する制約が大きくなる。

一方、オイルタンクをロアボールジョイントよりも車両外側に配置する構成は、サスペンションの設計自由度の観点で有利であるが、ブレーキディスクとの関係でスペースが少なく、かかる配置自体が困難であり、また、配置できたとしても、万が一のオイル漏れ時やオイル交換時にオイルタンクから落下するオイルが、ブレーキディスクにかかって性能低下を招く虞がある。

そこで、本発明は、オイルタンクが適切な位置に配置されたインホイールモータ構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係るインホイールモータ構造は、車輪内に配置される車輪駆動用のモータと、
モータの回転出力を車輪に減速して伝達する減速機構と、
オイルを貯留するオイルタンクと、
モータの回転出力により作動するオイルポンプと、
前記オイルポンプからのオイルをモータ及び／又は減速機構に導くオイル流路とを備え、
前記オイルタンクが、前記減速機構よりも下方に配置されると共に、ブレーキディスクを車両内側から覆うブレーキダストカバーよりも車両内側、且つ、ロアボールジョイントより車両外側に、配置されることを特徴とする。これにより、オイルタンク内のオイルが減速機構のギアの回転抵抗となることが防止されると共に、オイルタンクからの万が一のオイル漏れ発生時に、漏れたオイルがロアボールジョイントやブレーキディスクにかかることが防止される。

第２の発明は、第１の発明に係るにおいて、
前記オイルタンクのドレインプラグが、ロアボールジョイントに対して車両前後方向でオフセットして配置されることを特徴とする。これにより、オイルタンクからの万が一のオイル漏れ発生時に、漏れたオイルがロアボールジョイントにかかることが防止される。

第３の発明は、第１又は２の発明に係るにおいて、
ナックルに、ロアボールジョイントの締結位置に開口を有するオイルのドレイン流路が形成されており、
前記オイルタンクのドレインプラグが、ロアボールジョイントをナックルに締結するためのボルトを兼ねることを特徴とする。これにより、部品点数を少なくすることができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係るにおいて、
前記オイルタンクのドレインプラグが、ブレーキダストカバーよりも車両内側に配置されることを特徴とする。これにより、オイル交換時などにオイルが漏れたとしても漏れたオイルがブレーキディスクにかかることが防止される。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明に係るにおいて、
前記オイルタンクのドレインプラグが、サスペンションのリバウンド状態で前記オイルタンクの最も低い位置に設けられることを特徴とする。これにより、オイル交換時にオイルタンク内のオイルを効率的且つ容易に抜くことができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係るにおいて、
前記オイルタンクのフィラープラグが、ロアボールジョイントよりも車両内側に配置されることを特徴とする。これにより、オイル注入時に漏れたオイルがロアボールジョイントにかかることが防止される。

第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明に係るにおいて、
前記オイルタンクが、ブレーキディスクのハット部の内径側に配置されることを特徴とする。これにより、上述の如くオイルタンクをロアボールジョイントよりも車両外側に配置した場合にも、オイルタンクをブレーキディスクに干渉させることがなく効率的な配置を実現することができる。

本発明によれば、オイルタンクが適切な位置に配置されたインホイールモータ構造が得られる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１及び図２は、本発明によるインホイールモータ構造の一実施例を示す図であり、図１は、車輪を車両内側から視た図であり、図２は、図１のラインＡ−Ａに沿った断面図である。図３は、外輪側部材２６２と動力伝達部材２７０との結合方法の一例を示す斜視図である。図１中、紙面左側が車両前側に対応する。尚、図１及び図２において、車輪の上側約１／３の部分は、図示が省略されており、タイヤについても図示が省略されている。

車輪１０は、タイヤ（図示せず）が装着されるホイール１４を備える。ホイール１４のリム内周面１４ａより囲繞される空間内には、以下で詳説するように、モータ関連の構成要素の主要部が収められる。本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「車輪内」とは、ホイール１４のリム内周面１４ａより囲繞される略円柱形の空間を意味する。但し、ある部品が車輪内に配置される等の表現は、必ずしも当該部品の全体が完全に当該略円柱形の空間内に収まることを意味せず、当該部品の一部が部分的に当該略円柱形の空間内からはみ出す構成を除外するものではない。

車輪１０内には、主に、アクスルベアリング１００と、ブレーキディスク１１０と、ブレーキディスク１１０を車両内側からカバーするブレーキダストカバー１１２と、ブレーキキャリパ１２０と、車輪駆動用のモータ７００と、減速機構２００と、オイルポンプ３００と、オイルタンク３１０と、オイル流路３２０(一部図示せず)と、ナックル（キャリア）４００と、ロアアーム５２０の車輪側の端部が接続されるロアボールジョイント５００と、タイロッド（図示せず）の車輪側の端部が接続されるボールジョイント５１０（以下、「タイロッドＢ／Ｊ５１０」という。）とが配置される。また、図示されていないが、車輪１０内には、アッパアームの車輪側の端部が接続されるアッパボールジョイントが配置される。但し、ストラット式サスペンションの場合には、アッパアームに代えて、ストラット（ショックアブソーバ）の下端がナックル４００の上側に接続される。

モータ７００は、車輪１０内における車両内側の空間に配置される。モータ７００は、図２に示すように、車軸中心に対して上側にオフセットして配置されると共に、図１に示すように、車軸中心に対して車両前側にオフセットして配置される。これにより、車輪１０内の車両内側の空間には、図１に示すように、モータ７００がオフセットされた分だけ、車両後側及び下側に、モータ７００に占有されない空間が生まれる。従って、モータを車軸中心に同心に配置した構成に比べて、車輪１０内における車両内側且つ下側の空間が広がるので、ロア側のサスペンション配置の自由度が大きくなる。また、図１に示すように、車輪１０内において、モータ７００がオフセットされた側（本例では、車両前側）とは反対側（車両後側）に、ブレーキキャリパ１２０に容易に搭載することができる。

モータ７００の主要構成要素は、ステータコア７０２と、ステータコイル７０４と、ロータ７０６とを含む。モータ７００が三相モータである場合、ステータコイル７０４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７０６は、ステータコア７０２およびステータコイル７０４の内周側に配置される。

モータ７００のロータ７０６は、車軸中心に対して上述の如く回転中心がオフセットした出力軸７１０を有する。出力軸７１０は、車輪１０内における車両内側で、ベアリング８２０を介してモータカバー７５０に回転可能に支持されると共に、車輪１０内における車両外側で、ベアリング８３０を介してナックル４００（主要構造部４１０）に回転可能に支持される。尚、ベアリング８２０及びベアリング８３０は、転動体として玉を用いるラジアル玉軸受（ボールベアリング）であってよく、例えば、単列深溝ボールベアリングであってよい。

モータ７００の回転出力は、減速機構２００を介してホイール１４に伝達される。減速機構２００は、２軸の減速機構であり、カウンターギア機構２１０と、遊星歯車機構２２０とからなり、２段階の減速を実現する。尚、以下で説明する減速機構２００の各ギア２１２，２１４、２２２、２２４，２２６，２２８は、はすば歯車（ヘリカルギア）により構成されてよい。

カウンターギア機構２１０は、図２に示すように、モータ７００よりも車両外側に配置される。カウンターギア機構２１０は、モータ７００の出力軸７１０に対して同軸に配置される小径の駆動歯車２１２と、駆動歯車２１２に噛合う大径の被動歯車（カウンターギア）２１４とからなる。小径の駆動歯車２１２は、モータ７００の出力軸７１０に対して、車両外側からスプライン嵌合され、かしめられて一体化される。大径のカウンターギア２１４は、車軸中心に回転中心を有する。従って、モータ７００の出力軸７１０は、およそ、駆動歯車２１２の半径とカウンターギア２１４の半径とを足し合わせた距離だけ、車軸中心に対してオフセットして配置されることになる。

遊星歯車機構２２０は、図２に示すように、車輪１０内における車両外側の空間に、カウンターギア機構２１０よりも車両外側に配置される。遊星歯車機構２２０は、車軸中心に同軸に配置される。遊星歯車機構２２０は、サンギア２２２と、プラネタリギア２２４と、プラネタリキャリア２２６と、リングギア２２８とからなる。

サンギア２２２は、カウンターギア機構２１０のカウンターギア２１４に連結される。図２に示す例では、サンギア２２２及びカウンターギア２１４は、シャフト（サンギア軸）２５０の車両内外方向の両端に形成されている。具体的には、シャフト２５０は、車軸中心に回転中心を有し、車両外側の端部周面にサンギア２２２を有し、車両内側の端部周面にカウンターギア２１４を有する。シャフト２５０は、車両内側の端部で、ナックル４００に対してベアリング８００を介して回転可能に支持され、車両外側の端部で、円盤状の動力伝達部材２７０に対して、ベアリング８１０を介して回転可能に支持される。尚、サンギア２２２及びカウンターギア２１４は、別部品で構成されても良く、この場合、それぞれの部品同士がスプライン結合されればよい。また、ベアリング８００及びベアリング８１０は、転動体として玉を用いるラジアル玉軸受（ボールベアリング）であってよく、例えば、単列深溝ボールベアリングであってよい。また、ベアリング８００は、図２に示すように、カウンターギア２１４の内部（内周側）に組み込まれてよく、ベアリング８００の内輪側には、ナックル４００の凸部４１２が圧入等により結合される。

プラネタリギア２２４は、内周側でサンギア２２２と噛合い、外周側でリングギア２２８に噛合う。プラネタリギア２２４は、プラネタリキャリア２２６に対して、ローラ軸受を介してローラ軸２２５を中心として回転可能に支持される。プラネタリキャリア２２６は、車軸中心に回転中心を有し、車輪１０内における車両内側では、シャフト２５０に対してスラスト円筒ころ軸受８４０を介して支持され、車両外側では、動力伝達部材２７０に周状に形成された周溝２７２（図３参照）にスプライン嵌合される。プラネタリギア２２４は、サンギア２２２まわりに、等間隔をおいて複数個設定される。プラネタリギア２２４及びプラネタリキャリア２２６は、アセンブリされて一のユニットを構成する（以下、「プラネタリギアユニット」という。）。プラネタリギアユニットのプラネタリキャリア２２６は、車両外側で、動力伝達部材２７０のストッパ部２７４に当接する。これにより、プラネタリギアユニットは、スラスト円筒ころ軸受８４０及びストッパ部２７４により車両内外方向の変位が制約される。

リングギア２２８は、車軸中心に回転中心を有し、サンギア２２２を外周側から囲繞するように配置される内輪側部材２６０の内周面に形成される。内輪側部材２６０の外周面は、アクスルベアリング１００のインナーレースを構成する。尚、図示の例では、アクスルベアリング１００は、２列のアンギュラーボールベアリングであり、車両外側の列に対する外インナーレースについては、内輪側部材２６０とは別の部材により構成されている。このような別の部材は、内輪側部材２６０の外周に嵌合させてかしめることにより内輪側部材２６０に一体化される。

外輪側部材２６２は、内輪側部材２６０を外周側から囲繞するように配置される。外輪側部材２６２の内周面は、アクスルベアリング１００のアウターレースを構成する。外輪側部材２６２と内輪側部材２６０との間の車両内外方向の端部には、異物の混入やオイルの流通を防止するためのシール２８０、２８２が設けられる。

動力伝達部材２７０は、減速機構の車両外側を覆うように設けられる円盤状の部材であり、車両内側には、プラネタリキャリア２２６の車両外側端部（周壁部）がスプライン嵌合される周溝２７２が形成される。動力伝達部材２７０の外周縁は、図３に示すように、外輪側部材２６２の車両外側の端部に、かしめ等により結合される。即ち、動力伝達部材２７０は、外輪側部材２６２の車両外側の略円形の開口を塞ぐように、外輪側部材２６２に対して固定される。外輪側部材２６２は、外周面に径方向外側に突出するつば部(フランジ部)２６３を有し、つば部２６３にはハブボルト（図示せず）が締結されるボルト穴２６３ａが形成される。外輪側部材２６２は、つば部２６３でブレーキディスク１１０の内周部を挟み込んだ状態で、ホイール１４に対してハブボルトによりブレーキディスク１１０と共締めされる。

以上の構成において、図示しない車両制御装置からの指令によりモータ７００のロータ７０６が回転すると、それに伴い、小径の駆動歯車２１２が回転し、駆動歯車２１２と噛合う大径のカウンターギア２１４が回転し、カウンターギア機構２１０による１段目の減速が実現される。カウンターギア２１４が回転すると、カウンターギア２１４と一体のサンギア２２２が回転することになり、それに伴い、プラネタリギア２２４が自転しながらサンギア２２２まわりを公転する。この自転分により、遊星歯車機構２２０による２段目の減速が実現される。プラネタリギア２２４の公転運動は、プラネタリキャリア２２６により取り出され、プラネタリキャリア２２６にスプライン嵌合された動力伝達部材２７０に伝達される。これにより、動力伝達部材２７０が回転されると、外輪側部材２６２、ブレーキディスク１１０及びホイール１４は、動力伝達部材２７０と一体となって回転する。即ち、車輪の駆動が実現される。

ナックル４００は、主に、車輪１０の略中心付近に位置する主要構造部４１０と、円筒状の周壁部（モータケース部）４３０とを有する。ナックル４００の周壁部４３０の径方向内側の空間には、上述のモータ７００の主要構成要素が配置される。ナックル４００の周壁部４３０の車両内側の端部には、周壁部４３０内の空間を覆うようにモータカバー７５０が結合される。

ナックル４００の主要構造部４１０は、薄肉の周壁部４３０やその他のリブ等と異なり、十分な強度・剛性を有し、アクスルベアリング１００、タイロッドやサスペンションアーム（ロアアーム５２０等）の取り付け点、ブレーキキャリパ１２０の取り付け点を介して入力される荷重を受け持つ役割を果たす。

ナックル４００の主要構造部４１０の車両外側の端部には、内輪側部材２６０が例えば圧入又はボルト等により結合される。ナックル４００の主要構造部４１０は、車両外側の端部で、アクスルベアリング１００（内輪側部材２６０）を介して車輪１０から入力される各種荷重を受け持つ。ナックル４００の主要構造部４１０の内部空間には、上述のカウンターギア機構２１０が配置される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ベアリング８３０及びベアリング８００を介して入力される各種のスラスト荷重とラジアル荷重を受け持つ。尚、ナックル４００の主要構造部４１０は剛性が高いので、ベアリング８３０及び８００の動定格荷重ないし動等価荷重を、それぞれ対応するベアリング８２０及び８１０に比べて高く設定するのが望ましい。これにより、高い強度・剛性の部位に、大きい荷重を受け持たせることができる合理的な構造が実現される。

ナックル４００の主要構造部４１０は、下側に延びる２本の腕部４２４，４２６を有する。腕部４２４，４２６の下端には、ナックルアーム１３０がボルト１３４，１３６によりそれぞれ締結される。ナックルアーム１３０は、車輪１０内で車両前後方向に延在する。ナックルアーム１３０の前端側には、タイロッドＢ／Ｊ５１０が設定され、ナックルアーム１３０の後端側には、ロアボールジョイント５００が設定される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ロアボールジョイント５００やタイロッドＢ／Ｊ５１０を介して入力される各種荷重を受け持つ。

ロアボールジョイント５００は、図１に示すように、車両前後方向で、２本の腕部４２４，４２６の間に配置され、車両前後方向で車輪１０の略中央に配置されている。また、ロアボールジョイント５００は、図２に示すように、ブレーキディスク１１０よりも車両内側に配置される。ロアボールジョイント５００には、上方からナット５２２によりロアアーム５２０が締結される。ロアアーム５２０は、車両幅方向に延在し、車両内側の端部は、図示しない車体にブッシュ等を介して支持される。尚、ロアアーム５２０は、如何なる形式のものであっても良く、例えば、Ｌ字型のロアアームやダブルリンクタイプのロアアームであってもよい。ロアアーム５２０は、図示しないアッパアーム（又はストラット）と協働し、車輪１０を車体に対して揺動可能に支持する。また、バネ及びアブソーバ（図示せず）が車体とロアアーム５２０との間に設けられる。これにより、車輪１０からの車体への入力が緩和される。尚、バネについては、スプリングコイル、空気バネの如何なる形式のバネであってもよく、アブソーバーについても、上下入力に対して減衰作用を付与する油圧アブソーバーの他、回転入力に対して減衰作用を付与する回転式電磁アブソーバーが用いられてもよい。

本実施例では、上述の如くモータ７００が車軸中心に対して上側にオフセットされているので、ロアボールジョイント５００の配置位置（キングピン軸の配置）の自由度が高まり、例えば、ロアボールジョイント５００を、図２に示すように、ブレーキディスク１１０に対して、必要なクリアランスを残して最大限に近づけることもできる。これにより、タイヤ入力点と各部材の車両内外方向のオフセットが小さくなるので、各部材（例えばナックルの主要構造部４１０）の必要強度・剛性を小さくすることができ、軽量化を図ることができる。

タイロッドＢ／Ｊ５１０は、図１に示すように、車両前後方向で、前側の腕部４２６よりも前側に配置されている。タイロッドＢ／Ｊ５１０は、同様に、ブレーキディスク１１０よりも車両内側に配置される。タイロッドＢ／Ｊ５１０には、上方からナット（図示せず）によりタイロッド（図示せず）が締結される。タイロッドは、車両幅方向に延在し、車両内側の端部がラック軸（図示せず）に接続され、ラック軸が例えばラック＆ピニオン機構によりステアリングシャフトに接続される。これにより、車輪１０が操舵可能に構成される。このように、本実施例では、上述の如くモータ７００が車軸中心に対して上側にオフセットされているので、タイロッドＢ／Ｊ５１０を車輪１０内に容易に成立させることができる。

ナックル４００の主要構造部４１０には、図１に示すように、モータ７００に対して車両後方側に配置されるブレーキキャリパ１２０（マウンチング）の取り付け点１２２（図中には１点だけ表示）が設定される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ブレーキキャリパ１２０の取り付け点１２２を介して、制動時に入力される荷重を受け持つ。図示の例では、ブレーキキャリパ１２０の下側の取り付け点１２２は、ナックル４００の車両後側の腕部４２４の根元付近に設定される。このような高い強度・剛性の部位をブレーキキャリパ１２０の取り付け部位とすることで、合理的な構造が実現される。

オイルポンプ３００は、車両内外方向で、モータ７００と減速機構２００の遊星歯車機構２２０との間に配置される。具体的には、オイルポンプ３００は、シャフト２５０の車両内側の端部に設けられる。図２に示す例では、オイルポンプ３００は、カウンターギア機構２１０のカウンターギア２１４の内部、即ち、カウンターギア２１４の径方向内側に配置されている。他言すると、シャフト２５０の車両内側の端部（拡径部）に形成された空洞２５２内には、ナックル４００の主要構造部４１０を構成する凸部４１２が収容され、凸部４１２の端面（車両内側の面）の凹部に、オイルポンプ３００が設けられる。オイルポンプ３００は、例えば図示のようなトロコイドポンプの他、外接歯車ポンプ、内接歯車ポンプ（クレセントの有無を問わず）等如何なる種類のギアポンプであってもよく、また、ベーンポンプ等の他のタイプの油圧ポンプであってもよい。

オイルポンプ３００は、モータ７００の回転出力により作動する。具体的には、オイルポンプ３００のインナーロータが、シャフト２５０の車両内側の端部に連結され、シャフト２５０の回転により回転される。即ち、オイルポンプ３００のインナーロータは、カウンターギア２１４と同軸で駆動される。インナーロータが回転されると、オイルタンク（リザーバータンク）３１０内のオイルが、サクション経路３１２を介して汲み上げられ、図示しない吸込口から吸い込まれたオイルが、オイルポンプ３００のアウタロータとインナーロータの間に挟まって圧送され、図示しない吐出口からオイル流路３２０へと吐出される。

本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、カウンターギア２１４と同軸で駆動されるので、オイルポンプ３００は、モータ７００の回転数に比べて、カウンターギア機構２１０により減速された分だけ低い回転数で駆動される。これにより、モータ７００の出力軸７１０と同軸で駆動される場合に比べて、オイルポンプ３００の最高回転数が低くなり、オイルポンプ３００の耐久性が向上する。

また、本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、シャフト２５０の内部に設定されており、車両内外方向でカウンターギア機構２１０と略同一の範囲内に配置されているので、モータ７００、オイルポンプ３００及び減速機構２００の配置に必要な車軸方向の長さを、モータ、オイルポンプ及び減速機構を直列的に配置した場合に比べて、オイルポンプ３００の分だけ短くすることができる。

また、本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、モータ７００と減速機構２００の遊星歯車機構２２０との間に配置されるので、モータ７００の冷却ないし減速機構２００や各種ベアリング（ベアリング８００，８１０，８２０，８３０等）の潤滑のためのオイル流路３２０の配置が容易となる。ここでは、オイル流路３２０の詳細な経路については説明しないが、例えば、シャフト２５０の内部に形成されるオイル流路３２０内のオイルは、ベアリング８１０に供給されると共に、シャフト２５０回転時の遠心力により、オイル孔（図示せず）を介してプラネタリギア２２４へと供給される。このようにして供給されたオイルは、ベアリング８１０及びプラネタリギア２２４の回転中心にあるローラ軸受の潤滑に供される。更に、オイルポンプ３００からのオイルは、ステータコイル７０４のコイルエンド付近の空間３２２を利用して設けられるオイル流路３２０（図２の断面には表示されていない）を介して、ステータコイル７０４の冷却や、ベアリング８００，８２０，８３０の潤滑に供される。このようにして冷却ないし潤滑に用いられたオイルは、重力により終局的にはオイルタンク３１０に帰還される。

次に、以上の構成を前提として、本実施例における特徴的な構成として、オイルタンク３１０の配置、ドレインプラグ３３０の配置、及び、フィラープラグ３４０の配置について、順に詳説する。

[オイルタンク３１０の配置]
オイルタンク３１０は、図２に示すように、ナックル４００の下方に形成される。オイルタンク３１０には、同じくナックル４００内に形成されるサクション経路３１２の下側の端部が接続されると共に、オイル帰還用のオイル帰還経路３１３が接続される。オイルタンク３１０は、上述の如く、モータ７００の冷却ないし減速機構２００の潤滑のためのオイルを貯留する役割を果たす。

ところで、冷却ないし潤滑に用いられたオイルのオイルタンク３１０へ帰還を容易とし、且つ、オイルタンク３１０内に貯留されたオイルが減速機構２００のギアの回転抵抗とならないように、オイルタンク３１０は、モータ７００及び減速機構２００の最も低い位置よりも低い位置に設定されるのが望ましい。

他方、オイルタンク３１０を、モータ７００及び減速機構２００の最も低い位置よりも低い位置に設定しようとすると、車輪１０内の車両内側では、ロアアーム５２０やロアボールジョイント５００の配置に対する制約となりやすく、車輪１０内の車両外側では、ブレーキディスク１１０との関係で制約となりやすい。即ち、仮にオイルタンク３１０を、ロアボールジョイント５００の真上付近に配置すると、オイルタンク３１０の破損等により万が一オイルタンク３１０からオイルが漏れた場合に、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかり、ロアボールジョイント５００の性能低下を招く虞がある。また、仮に、オイルタンク３１０を、ロアボールジョイント５００よりも車両内側に配置すると、図１からも理解できるように、サスペンション設計の自由度を阻害することになる。また、仮に、オイルタンク３１０を、ロアボールジョイント５００と同じくらいの高さでロアボールジョイント５００よりも車両外側に配置しようとすると、ブレーキディスク１１０と干渉しないように配置するのが困難である。また、オイルタンク３１０の破損等により万が一オイルタンク３１０からオイルが漏れた場合に、ブレーキディスク１１０に漏れたオイルがかかると、ブレーキディスク１１０の性能低下を招く虞がある。

そこで、本実施例では、図１及び図２に示すように、オイルタンク３１０は、車輪１０内における車軸中心に交差する鉛直線上の下方側に配置され、モータ７００及び減速機構２００の最も低い位置よりも低い位置に配置される。また、オイルタンク３１０は、図２に示すように、ロアボールジョイント５００よりも車両外側に配置されると共に、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側で且つハット部１１０ａの内径側に配置される。

これにより、オイルタンク３１０が、モータ７００及び減速機構２００（並びに冷却又は潤滑のためのオイル流路３２０）の最も低い位置よりも低い位置に配置されることで、冷却ないし潤滑に用いられたオイルのオイルタンク３１０へ帰還が確保され、且つ、オイルタンク３１０内に貯留されたオイルが減速機構２００の各種ギア（例えば、カウンターギア２１４）の回転抵抗となるのを防止することができる。

また、オイルタンク３１０が、ロアボールジョイント５００よりも外側に配置されることで、下側のサスペンション設計の必要な自由度を確保することができる。また、オイルタンク３１０の破損等により万が一オイルタンク３１０からオイルが漏れた場合にも、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかることが防止され、ロアボールジョイント５００の性能低下を招くことを防止することができる。また、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかるのをより確実に防止すべく、図２に示すように、ロアボールジョイント５００を上方から覆うように、カバー１１４を設けてもよい。この場合、カバー１１４は、ロアアーム５２０の取り付け用のナット５２２によりロアボールジョイント５００の上部に共締めされるように構成されてよい。

更に、オイルタンク３１０が、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側に配置されることで、万が一オイルタンク３１０からオイルが漏れた場合にも、ブレーキダストカバー１１２によりブレーキディスク１１０に漏れたオイルがかかるのが防止され、ブレーキディスク１１０の性能低下を招くことを防止することができる。

また、本実施例では、図２に示すように、オイルタンク３１０は、ブレーキディスク１１０のハット部１１０ａの内部空間を利用して配置される。即ち、オイルタンク３１０は、車両内外方向では、ロアボールジョイント５００と内輪側部材２６０の車両内側端部との間で、且つ、径方向では、ブレーキディスク１１０の外周部（ブレーキパッドに挟み込まれる部位）よりも内側に配置される。これにより、車輪１０内におけるロアボールジョイント５００よりも車両外側の限られた空間内においても、オイルタンク３１０を、ブレーキディスク１１０と干渉させることなく効率的に配置することができる。また、かかる位置にオイルタンク３１０を配置することで、上述のオイルポンプ３００の配置位置と相俟って、オイルタンク３１０からオイルポンプ３００へのサクション経路３１２を、図２に示すように効率的な経路で設定することができる。

ブレーキダストカバー１１２は、それ自体は通常的なブレーキダストカバーと同様、樹脂等で形成されてよく、図１に示すように、ブレーキディスク１１０の径より大きな径を有する円盤状に構成される。ブレーキダストカバー１１２は、例えば内輪側部材２６０又はナックル４００にボルト等により取り付けられる。ブレーキダストカバー１１２は、断面視で、図２に示すように、オイルタンク３１０の最も車両外側の部位よりも車両外側に位置する内周部１１２ａと、内周部１１２ａから連続して径方向外側に延在し、ブレーキディスク１１０の外周部に対向する外周部１１２ｂと有する。これにより、オイルタンク３１０よりも車両外側がブレーキダストカバー１１２により完全に遮蔽され、万が一オイルタンク３１０からオイルが漏れた場合にも、ブレーキダストカバー１１２によりブレーキディスク１１０に漏れたオイルがかかるのが確実に防止される。

[ドレインプラグ３３０の配置]
ドレインプラグ３３０は、オイルタンク３１０のドレイン流路３１４の開口を封止する脱着可能なプラグであり、例えばオイル交換時に、オイルタンク３１０内の使用済みのオイルを抜く際に外されるプラグである。ドレイン流路３１４は、ナックル４００内にオイルタンク３１０に接続されるように形成され、オイルタンク３１０の一部を構成する。また、ドレイン流路３１４は、ナックル４００の車両内側の表面に開口を有し、当該開口に、ドレインプラグ３３０が液密に装着される。

ドレインプラグ３３０は、図１に示すように、ロアボールジョイント５００に対して車両前方向にオフセットして配置される。これにより、オイル交換時にドレインプラグ３３０が外された状態で、オイルが漏れた場合にも、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかるのが防止される。また、ドレインプラグ３３０は、図２に示すように、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側に配置される。これにより、同様に、オイル交換時にドレインプラグ３３０が外された状態で、オイルが漏れた場合にも、ブレーキディスク１１０に漏れたオイルがかかるのが防止される。また、ドレインプラグ３３０は、図１に示すように、タイロッドＢ／Ｊ５１０に対して車両後方向にオフセットして配置される。これにより、同様に、オイル交換時にドレインプラグ３３０が外された状態で、オイルが漏れた場合にも、タイロッドＢ／Ｊ５１０に漏れたオイルがかかるのが防止される。

尚、本実施例では、ドレインプラグ３３０は、図２に示すように、車両内外方向ではロアボールジョイント５００に対してオフセットして配置されていないが、上述の如く、ロアボールジョイント５００に対して車両前方向にオフセットして配置されているので、オイルが漏れた場合にも、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかるのが防止される。但し、本実施例において、ドレインプラグ３３０を、後述のフィラープラグ３４０と同様に、ロアボールジョイント５００よりも車両内側に配置して、車両前後方向及び車両内外方向の双方でロアボールジョイント５００に対してオフセットさせることも可能である。

図４は、リバウンド時(サスペンションのバネが伸びた状態)の車輪１０の状態の一例を示す図である。

ところで、オイル交換は、例えばピットで、車体を持ち上げて、車輪１０を地上から浮かした状態で行われることが多い。即ち、車輪１０をリバウンド状態にしてオイル交換作業が行われることが多い。本実施例では、この点を勘案して、オイルタンク３１０のドレインプラグ３３０は、サスペンションのリバウンド状態でオイルタンク３１０（ドレイン流路３１４を含む。）の最も低い位置に設けられる。これにより、ピットで、抜くべきオイルの全てを効率的且つ容易に抜くことができる。尚、同様の観点から、ドレイン流路３１４は、リバウンド状態でオイルタンク３１０の主要部の最も低い部位から、下方に延在するように形成される。即ち、本例では、リバウンド状態でオイルタンク３１０の主要部が、車両前方側が後方側よりも下方に下がることを考慮して、ドレイン流路３１４は、側面視でオイルタンク３１０の前端側から、下方に延在するように形成される。

図５は、ドレインプラグのその他の好ましい配置例を示す図である。図５に示す例では、ドレイン流路３１４’は、ナックル４００の前側の腕部４２６内に形成され、腕部４２６の下端に開口を有する。ドレイン流路３１４’の開口は、ナックルアーム１３０の締結用のボルト１３６により塞がれる。即ち、図５に示す例では、ドレインプラグが、ロアボールジョイント５００をナックル４００に締結するためのボルト１３６を兼ねる。これにより、部品点数を少なくすることができる。また、リバウンド状態でドレインプラグがロアボールジョイント５００よりも下方に位置するので(図４参考)、交換時に飛散しうるオイルがボールジョイント５００にかかることが無く、交換時に飛散しうるオイルに起因したボールジョイント５００の性能低下を招くことを確実に防止することができる。

[フィラープラグ３４０の配置]
フィラープラグ３４０は、オイルタンク３１０のフィラー流路３１６(一部図示せず)の開口を封止する脱着可能なプラグであり、例えばオイル交換時に、オイルタンク３１０内に新しいオイルを入れる際に外されるプラグである。フィラー流路３１６は、ナックル４００内にオイルタンク３１０に連通するように形成される。本例では、フィラー流路３１６は、図１及び図２に示すように、ナックル４００の周壁部４３０に車両内外方向に沿って形成され、周壁部４３０の車両内側の表面に開口を有し、当該開口に、フィラープラグ３４０が液密に装着される。

フィラープラグ３４０は、図２に示すように、ロアボールジョイント５００よりも車両内側に配置される。これにより、オイル注入時にフィラープラグ３４０が外された状態で、注入しようとしたオイルが漏れた場合にも、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかるのが防止される。また、フィラープラグ３４０は、図１に示すように、車両前後方向ではロアボールジョイント５００に対してオフセットして配置されていないが、図４に示すように、リバウンド状態では、フィラープラグ３４０は、ロアボールジョイント５００に対して前側にオフセットされた位置に来る。これによっても、オイル注入時にロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかるのが防止される。

また、同様に、フィラープラグ３４０は、図２に示すように、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側に配置される。これにより、同様に、オイル注入時にブレーキディスク１１０に漏れたオイルがかかるのが防止される。また、フィラープラグ３４０は、図１に示すように、タイロッドＢ／Ｊ５１０に対して車両後方向にオフセットして配置される。これにより、同様に、オイル注入時にタイロッドＢ／Ｊ５１０に漏れたオイルがかかるのが防止される。

図６は、その他の実施例によるインホイールモータ構造の断面図である。図６に示す例では、オイルタンク３１０Ｂが、ハット部１１０ａの内部空間内に完全に収容されている点が、上述の実施例と主に異なる。図示の例では、オイルタンク３１０Ｂは、ナックル４００Ｂに対して車両外側から固定されるカバー部材３１１により形成されている。カバー部材３１１は、ナックル４００Ｂに、かしめやボルト等で結合されてよい。かかる構成によれば、オイルタンク３１０Ｂがロアボールジョイント５００に対して車両内外方向で完全にオフセットされて配置される。即ち、オイルタンク３１０Ｂとロアボールジョイント５００との間の車両内外方向でのオフセット量が、上述の実施例による同オフセット量よりも大きくなる。これにより、オイルタンク３１０Ｂの破損等により万が一オイルタンク３１０Ｂからオイルが漏れた場合にも、ロアボールジョイント５００に漏れたオイルがかかることが確実に防止され、ロアボールジョイント５００の性能低下を招くことを確実に防止することができる。また、オイルタンク３１０Ｂは、ナックル４００Ｂにより車両内側が保護されるので、飛び石等の衝突によるオイルタンク３１０Ｂの破損の可能性が低減される。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図示の例では、好ましい実施例として、減速機構２００は、２段階の減速を実現するものであったが、一段階であってもよく、或いは、３段以上の減速を実現してもよい。また、減速機構２００は、カウンターギア機構２１０と遊星歯車機構２２０により２段階の減速を実現しているが、その他の組み合わせであってもよく、例えば、直列に配置した遊星歯車機構により２段階の減速を実現してもよい。

また、図示の例では、好ましい実施例として、オイルポンプ３００からのオイルが、モータ７００の冷却及び減速機構２００の潤滑に供されているが、何れか一方のみに供給されることとしてもよい。或いは、オイルポンプ３００からのオイルが、ブレーキキャリパ１２０に導かれて油圧ブレーキの生成に用いられてもよい。

また、図示の例では、カウンターギア機構２１０の好ましい実施例として、モータ７００に直結される駆動歯車２１２に対してカウンターギア２１４を外接させることで、カウンターギア機構２１０を囲繞するナックル４００の主要構造部４１０の径を小さくしているが、より大径のカウンターギアに駆動歯車２１２を内接させてもよい。即ち、駆動歯車２１２の外周面の歯に対してカウンターギアの内周面の歯が噛み合うような構成であってもよい。

また、図示の例では、操舵輪に係るインホイールモータ構造を示しているが、本発明は、操舵輪以外の車輪においても適用可能である。

また、図示の例では、モータ７００は、車軸中心に対して車両前側にオフセットして配置されているが、モータ７００は、車軸中心に対して車両後側にオフセットして配置されてもよく、この場合、それに伴いブレーキキャリパ１２０が車両前側に配置されてよい。また、図示の例では、モータ７００は、インナーロータタイプであるが、アウターロータタイプにモータであってもよい。

また、図示の例では、ドレインプラグ３３０は、ロアボールジョイント５００に対して車両前方向にオフセットして配置されているが、ロアボールジョイント５００に対して車両後側にオフセットして配置されてもよい。この場合、ドレイン流路３１４が、ナックル４００の後側の腕部４２４内に形成され、それに応じて、ドレインプラグ３３０が、ナックル４００の後側の腕部４２４に設定されてよい。

また、図５に示す例は、図１に示した例と組み合わせて実現されてもよい。即ち、ドレインプラグが、ドレインプラグ３３０とボルト１３６の双方により実現されてもよい。

車輪を車両内側から視たインホイールモータ構造を示す図である。 図１のラインＡ−Ａに沿ったインホイールモータ構造の断面図である。 外輪側部材２６２と動力伝達部材２７０との結合方法の一例を示す斜視図である。 リバウンド時(サスペンションのバネが伸びた状態)の車輪１０の状態の一例を示す図である。 ドレインプラグのその他の好ましい配置例を示す図である。 その他の実施例によるインホイールモータ構造の断面図である。

符号の説明

１０ 車輪
１４ ホイール
１４ａ リム内周面
１００ アクスルベアリング
１１０ ブレーキディスク
１１０ａ ハット部
１１２ ブレーキダストカバー
１１２ａ 内周部
１１２ｂ 外周部
１１４ カバー
１２０ ブレーキキャリパ
１２２ ブレーキキャリパの取り付け点
１３０ ナックルアーム
１３４、１３６ ボルト
２００ 減速機構
２１０ カウンターギア機構
２１２ 駆動歯車
２１４ カウンターギア
２２０ 遊星歯車機構
２２２ サンギア
２２４ プラネタリギア
２２５ ローラ軸
２２６ プラネタリキャリア
２２８ リングギア
２５０ シャフト
２６０ 内輪側部材
２６２ 外輪側部材
２７０ 動力伝達部材
２７２ 周溝
２８０、２８２ シール
３００ オイルポンプ
３１０ オイルタンク
３１２ サクション経路
３１３ オイル帰還経路
３１４、３１４’ ドレイン流路
３１６ フィラー流路
３２０ オイル流路
３２２ コイルエンド付近の空間
３３０ ドレインプラグ
３４０ フィラープラグ
４００ ナックル
４１０ ナックルの主要構造部
４１２ 凸部
４２４，４２６ 腕部
４３０ 周壁部
５００ ロアボールジョイント
５１０ タイロッドＢ／Ｊ
５２０ ロアアーム
５２２ ナット
７００ モータ
７０２ ステータコア
７０４ ステータコイル
７０６ ロータ
７１０ 出力軸
７５０ モータカバー
８００，８１０，８２０，８３０ ベアリング
８４０ スラスト円筒ころ軸受

Claims (7)

1. 車輪内に配置される車輪駆動用のモータと、
   モータの回転出力を車輪に減速して伝達する減速機構と、
   オイルを貯留するオイルタンクと、
   モータの回転出力により作動するオイルポンプと、
   前記オイルポンプからのオイルをモータ及び／又は減速機構に導くオイル流路とを備え、
   前記オイルタンクが、前記減速機構よりも下方に配置されると共に、ブレーキディスクを車両内側から覆うブレーキダストカバーよりも車両内側、且つ、ロアボールジョイントより車両外側に、配置されることを特徴とする、インホイールモータ構造。
2. 前記オイルタンクのドレインプラグが、ロアボールジョイントに対して車両前後方向でオフセットして配置されることを特徴とする、請求項１に記載のインホイールモータ構造。
3. ナックルに、ロアボールジョイントの締結位置に開口を有するオイルのドレイン流路が形成されており、
   前記オイルタンクのドレインプラグが、ロアボールジョイントをナックルに締結するためのボルトを兼ねることを特徴とする、請求項１又は２に記載のインホイールモータ構造。
4. 前記オイルタンクのドレインプラグが、ブレーキダストカバーよりも車両内側に配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ構造。
5. 前記オイルタンクのドレインプラグが、サスペンションのリバウンド状態で前記オイルタンクの最も低い位置に設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ構造。
6. 前記オイルタンクのフィラープラグが、ロアボールジョイントよりも車両内側に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のインホイールモータ構造。
7. 前記オイルタンクが、ブレーキディスクのハット部の内径側に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のインホイールモータ構造。

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