JP2008189062A - In-wheel motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗用車、バス、トラック等の自動車に適用されて好適な、インホイールモータに関する。 The present invention relates to an in-wheel motor suitable for being applied to automobiles such as passenger cars, buses, and trucks.
従来から、車両内部の駆動源であるモータを車両内部から車輪を構成するホイールの内周側に配置転換して、車両内部のスペースの有効活用、ホイールの内周側の余剰スペースの有効活用、車両の低床化やドライブシャフトやデファレンシャルギヤ等の駆動力伝達装置の省略や車輪毎の回転数やトルクのきめ細かい制御あるいは車両姿勢の制御等を目的として、特許文献1に記載されているように、車輪毎のモータ及び減速機構を備えたインホイールモータが提案されている。
ところが、このようなインホイールモータにおいては、インホイールモータのハウジングが、通常のサスペンション装置を構成する、車輪を回転自在に支持するナックルに相当し、サスペンション装置を構成するスプリングやショックアブソーバに対して車輪側に位置している。このため、車両の走行時において、車輪を構成するタイヤに、駆動時、制動時、旋回走行時、あるいは路面凹凸乗り越え時等において地面から入力される力が、スプリングやショックアブソーバを介さずに伝達されるため、ハウジングすなわちナックルに作用する力は、通常のサスペンション装置を構成するナックルと同等に大きなものとなる。 However, in such an in-wheel motor, the housing of the in-wheel motor corresponds to a knuckle that rotatably supports a wheel that constitutes a normal suspension device, and against a spring and a shock absorber that constitute the suspension device. Located on the wheel side. For this reason, when the vehicle is running, the force input from the ground during driving, braking, turning, or overcoming road surface irregularities is transmitted to the tires that make up the wheels without going through a spring or shock absorber. Therefore, the force acting on the housing, that is, the knuckle is as large as that of the knuckle constituting the normal suspension device.
このため、インホイールモータを構成するナックルには大きな力が作用し、その変形は無視できないものとなる。ところで、インホイールモータにおいてはこのナックルがモータや減速機構を外包しているため、このナックルに変形が発生するとモータを構成するロータとステータとの間の隙間つまりはギャップが変化して、モータの所定の性能が発揮できなくなるという問題が生じる。これとともに、減速機構においては、各ギヤ間の距離が所定の距離ではなくなってギヤ等の伝達効率の低下に伴う燃費の低下や摩耗により異音振動が発生し、これも所定の性能を発揮できなくなるという問題が生じる。 For this reason, a large force acts on the knuckle constituting the in-wheel motor, and its deformation cannot be ignored. By the way, in an in-wheel motor, since this knuckle encloses the motor and the speed reduction mechanism, when the knuckle is deformed, the gap between the rotor and the stator constituting the motor, that is, the gap changes, and the motor There arises a problem that the predetermined performance cannot be exhibited. At the same time, in the speed reduction mechanism, the distance between the gears is not a predetermined distance, and abnormal vibration occurs due to a decrease in fuel consumption and wear due to a decrease in transmission efficiency of the gears, etc., which can also exhibit the predetermined performance. The problem of disappearing arises.
本発明は、上記問題に鑑み、ナックルの変形を防止して所定の性能を保つことができるインホイールモータを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an in-wheel motor capable of preventing knuckle deformation and maintaining a predetermined performance.
上記の問題を解決するため、本発明によるインホイールモータは、
車輪と当該車輪を回転自在に支持する支持部材とを備え、回転電機と減速機構とを前記車輪内周側に備えるインホイールモータであって、
前記支持部材が、前記回転電機を外包する回転電機外包部分と、前記減速機構を外包する減速機構外包部分とを備えるとともに、
前記支持部材が前記回転電機外包部分又は前記減速機構外包部分に補強部材を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the in-wheel motor according to the present invention is:
An in-wheel motor that includes a wheel and a support member that rotatably supports the wheel, and includes a rotating electrical machine and a speed reduction mechanism on the inner peripheral side of the wheel,
The support member includes a rotating electrical machine outer packaging part that encloses the rotating electrical machine, and a speed reduction mechanism outer packaging part that encloses the speed reduction mechanism,
The support member includes a reinforcing member in the rotating electrical machine outer packaging portion or the speed reduction mechanism outer packaging portion.
なお、回転電機とは回転子と固定子を備えるものであれば、モータに限らず、発電機、速度発電機をも含む概念である。なお、前記回転子はロータのことであり、前記固定子はステータを指す。また、前記支持部材とは典型的にはナックルであり、前記回転電機外包部分とは典型的にはいわゆるモータハウジングを指し、前記減速機構外包部分とは典型的にはいわゆるギヤハウジングを指す。 In addition, if a rotary electric machine is provided with a rotor and a stator, it is a concept containing not only a motor but a generator and a speed generator. The rotor is a rotor, and the stator is a stator. The support member is typically a knuckle, the rotating electric machine outer packaging portion typically refers to a so-called motor housing, and the speed reduction mechanism outer packaging portion typically refers to a so-called gear housing.
ここで、前記インホイールモータにおいて、
前記補強部材を前記回転電機外包部分の内周側にはみ出させて配置することを特徴としてもよい。
Here, in the in-wheel motor,
The reinforcing member may be disposed so as to protrude from the inner peripheral side of the outer portion of the rotating electrical machine.
これによれば、前記回転電機を構成する固定子の電気的性能の余裕がある場合において、前記補強部材を前記回転電機外包部分の内周側にはみ出させて配置して、前記固定子の一部を切り欠く形態として、前記補強部材の配置上の自由度を高めることができる。 According to this, when there is a margin of electrical performance of the stator that constitutes the rotating electrical machine, the reinforcing member is disposed so as to protrude from the inner peripheral side of the outer peripheral portion of the rotating electrical machine, and As a form in which the portion is cut out, the degree of freedom in arrangement of the reinforcing member can be increased.
また、
前記インホイールモータにおいて、
前記回転電機外包部分を前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて配置するとともに、
上方視において前記補強部材を、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側と、前記減速機構外包部分が前記回転電機外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側との双方に配置することを特徴とすることが好ましい。
Also,
In the in-wheel motor,
While disposing the rotary electric machine outer packet part offset with respect to the speed reduction mechanism outer packet part,
When viewed from above, the reinforcing member is offset from the outside in the vehicle width direction of the portion where the rotating electrical machine outer envelope portion protrudes with respect to the deceleration mechanism outer envelope portion, and the speed reduction mechanism outer envelope portion is offset relative to the rotating electrical machinery outer portion. It is preferable that the projection portion is disposed on both the inner side in the vehicle width direction of the protruding portion.
つまり上方視において前記補強部材は前記回転電機外包部分と前記減速機構外包部分との境界部分を中心として点対称の位置に二個配置される。 That is, when viewed from above, the two reinforcing members are disposed at point-symmetrical positions around the boundary portion between the rotating electrical machine outer packaging portion and the speed reduction mechanism outer packaging portion.
これによれば、大きな外力が作用した場合に、特に変形しやすい、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて構成される前記インホイールモータの前記回転電機外包部分と前記減速機構外包部分とのそれぞれの円筒外面に直接外力が入力されることを抑制できる。これにより、前記支持部材全体の剛性を高く保持して前記変形を抑制して、前記回転電機の所定の性能を保持するとともに、前記減速機構の所定の性能を保持することができる。 According to this, when a large external force is applied, the rotating electrical machine outer envelope portion of the in-wheel motor configured to be easily deformed and configured to be offset with respect to the speed reduction mechanism outer envelope portion and the It can suppress that external force is directly input into each cylindrical outer surface with a deceleration mechanism outer packet part. Thereby, the rigidity of the whole support member can be kept high, the deformation can be suppressed, the predetermined performance of the rotating electrical machine can be maintained, and the predetermined performance of the speed reduction mechanism can be maintained.
なお、前記回転電機外包部分を前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて位置させる意義は、下記の通りである。すなわち、インホイールモータを車体側に連結するロアアームを前記支持部材に連結するにあたり、荷重支持の観点状有利であることが第一の意義である。さらに、操舵時の操舵力の軽減の観点から、前記支持部材と前記ロアアームとの連結点を前記インホイールモータの前記車輪の中心の真下に位置させることが好ましいため、前記回転電機をこの連結点に対して艤装配置上回避させることが第二の意義である。 The significance of positioning the rotary electric machine outer packaging portion offset with respect to the speed reduction mechanism outer packaging portion is as follows. That is, in connecting the lower arm for connecting the in-wheel motor to the vehicle body side to the support member, it is the first significance that it is advantageous in terms of load support. Furthermore, from the viewpoint of reducing the steering force during steering, it is preferable that the connection point between the support member and the lower arm is located directly below the center of the wheel of the in-wheel motor. On the other hand, it is the second significance to avoid it in the outfitting arrangement.
さらに、前記インホイールモータにおいて、
前記補強部材の上端部にアッパーアームを連結し、前記補強部材の下端部にロアアームを連結することを特徴とすることが好ましい。
Furthermore, in the in-wheel motor,
It is preferable that an upper arm is connected to an upper end portion of the reinforcing member, and a lower arm is connected to a lower end portion of the reinforcing member.
これによれば、より大きな外力が作用する前記アッパーアームと前記支持部材との連結点を前記補強部材の上端部とし、同じくより大きな外力が作用する前記ロアアームと前記支持部材との連結点を前記補強部材の下端部とすることができる。 According to this, the connection point between the upper arm to which a larger external force acts and the support member is the upper end portion of the reinforcing member, and the connection point between the lower arm to which a larger external force acts and the support member is the same. It can be the lower end of the reinforcing member.
これにより、前記回転電機を外包するにあたりあまり大きな肉厚を確保できない前記回転電機外包部分に前記アッパーアームや前記ロアアームを連結することを回避して、前記支持部材のうちより高い剛性を確保できる前記補強部材に前記アッパーアームや前記ロアアームを連結して前記支持部材の変形を抑制することができる。 This avoids connecting the upper arm and the lower arm to the rotating electrical machine outer packaging portion that cannot secure a very large thickness when enclosing the rotating electrical machine, and can secure higher rigidity among the support members. The upper arm and the lower arm can be connected to a reinforcing member to suppress deformation of the support member.
ここで、前記インホイールモータにおいて、
前記支持部材が前記補強部材の前記上端部から車幅方向内側に延びる延長部分を備えると共に、前記アッパーアームを当該延長部分に連結することを特徴とすることが好ましい。
Here, in the in-wheel motor,
Preferably, the support member includes an extension portion extending inward in the vehicle width direction from the upper end portion of the reinforcing member, and the upper arm is connected to the extension portion.
これによれば、前記アッパーアームの前記支持部材との連結点と、前記ロアアームの前記支持部材との連結点とを結ぶ直線により規定されるキングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。 According to this, the king pin axis defined by the straight line connecting the connection point between the upper arm and the support member and the connection point between the lower arm and the support member can be inclined in the negative camber direction. Thereby, when a wheel is steered, it is possible to prevent the upper part of the wheel from coming out of the vehicle and the turning angle and camber angle to be optimized, thereby reducing the steering stability.
あるいは、前記インホイールモータにおいて、
前記アッパーアームを二本備えるとともに、前記アッパーアームを上方視において交差させることを特徴とすることが好ましい。
Alternatively, in the in-wheel motor,
It is preferable that two upper arms are provided, and the upper arms are crossed when viewed from above.
これによれば、前記アッパーアームを交差させない通常の構成においては、前記アッパーアームの前記支持部材との連結点と、前記ロアアームの前記支持部材との連結点とを結ぶ直線が、前記支持部材のキングピン軸を構成するところを、前記アッパーアームを二本備えて交差させることにより、このキングピン軸を前記交差点と前記ロアアームと前記支持部材との連結点を結ぶ直線とすることができ、キングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て、転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。 According to this, in a normal configuration in which the upper arms do not cross each other, a straight line connecting a connection point between the upper arm and the support member and a connection point between the lower arm and the support member is a line of the support member. By forming the kingpin axis by crossing the two upper arms, the kingpin axis can be a straight line connecting the intersection, the lower arm, and the connecting point of the support member. It can be inclined in the negative camber direction. Thereby, when a wheel is steered, it is possible to prevent the upper part of the wheel from coming out of the vehicle, the turning angle and the camber angle being optimized, and the steering stability from being lowered.
本発明によれば、ナックルの変形を防止して所定の性能を保つことができるインホイールモータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the in-wheel motor which can prevent a deformation | transformation of a knuckle and can maintain predetermined | prescribed performance can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係るインホイールモータを車輪の中心軸線を含む断面において示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an in-wheel motor according to the present invention in a cross section including a central axis of a wheel.
インホイールモータ1は、モータ2と、遊星歯車機構3と、出力軸4と、ハブ5と、ホイール6と、ブレーキディスクロータ7と、図示しないアッパーアームと、ロアアーム8と、ナックル9から構成される。モータ2、遊星歯車機構3は円筒状のホイール6の内周側に位置するように設けられている。
The in-
モータ2は、ナックル9の一部をなす円筒状のモータハウジング9aと、ステータ10と、ロータ11とから構成される同期電動機つまり回転電機であり、ここでは図示しないインバータにより駆動されるものである。モータハウジング9aはアルミ合金により構成されており、ステータ10の外周面を保持するととともに、ステータ10、ロータ11を外包するものである。
The
なおモータ2は、ロアアーム8とナックル9とを連結するボールジョイントを回避するために、車輪の中心軸線に対して、前方かつ上方にオフセットされているが、図1に示す模式図においては、図示の便宜上モータ2の中心軸線が車輪の中心軸線を含む断面内にあるものとして描いている。
The
アッパーアームは車幅方向に延びるAリンクであり、その車幅方向外側は、ここでは図示しないアッパーボールジョイントを介してナックル9の上部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。 The upper arm is an A link extending in the vehicle width direction, and the outer side in the vehicle width direction is connected to the upper part of the knuckle 9 via an upper ball joint (not shown here), and the inner side in the vehicle width direction is shown here. Not connected to the suspension member on the vehicle body side.
ロアアーム8は車幅方向に延びるIリンクであり、その車幅方向外側は、ロアボールジョイントLBを介してナックル9の下部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。
The
ロアアーム8の車幅方向中間部分にはここでは図示しないショックアブソーバのシリンダの下端部が連結され、このショックアブソーバのロッドはブッシュを介して車体側に連結されている。ショックアブソーバのロッドの外周側には図示しないコイルスプリングが設けられる。
A lower end portion of a cylinder of a shock absorber (not shown) is connected to an intermediate portion of the
ステータ10は、電磁鋼板を積層して構成されるステータコアの、内周側に形成される複数のティースにそれぞれコイルが巻装されて固定子を構成するものであり、ロータ11は、電磁鋼板を積層して構成されるロータコアに、図示しない永久磁石が埋設されて回転子を構成するものである。
The
このように構成されるモータ2において、ステータ10に設けられたコイルにインバータにより三相交流が供給されると回転磁界が形成されて、永久磁石を備えたロータ11が回転磁界に吸引されて回転されるものである。
In the
遊星歯車機構3は、サンギヤ12、キャリア13、ピニオン14、リングギヤ15から構成される周知の減速機構を構成するものであり、サンギヤ12の車幅方向内側部分は大径のギヤ12aが形成され、そのギヤ12aは、ロータ11の車幅方向外側に駆動結合されるギヤ16に噛み合わされている。加えて、キャリア13の車幅方向外側は、出力軸4に接合されている。また、リングギヤ15はナックル9の一部をなすギヤハウジング9bの内周側に形成される。
The
出力軸4の車幅方向外側部分はハブ5に接合されており、ハブ5はナックル9のギヤハウジング9bの外周側に対してベアリング17により回転自在に支持されている。ハブ5の外周側にはディスク部分が形成され、このディスク部分にはハブボルト穴が形成されており、ブレーキディスクロータ7の内周側に設けられたハブボルト穴と、ホイール6のディスク部分の内周側に設けられたハブボルト穴とが位置を合致させられた状態で、図示しないハブボルトを車幅方向内側から挿通して、これも図示しないナットを車幅方向外側からハブボルトに螺合することにより、ハブ5とブレーキディスクロータ7とホイール6とが相互に駆動結合される。
The outer portion of the output shaft 4 in the vehicle width direction is joined to the
ホイール6のリム部のビードシート部には図示しないタイヤのビード部が装着されて、ホイール6の外周面とタイヤの内周面とにより画成される空間には所定の空気圧の空気が充填されて、ホイール6とタイヤとは車輪を構成し、この車輪はハブ5に駆動結合されて、ナックル9により回転自在に支持される。
The bead seat portion of the rim portion of the wheel 6 is fitted with a tire bead portion (not shown), and a space defined by the outer peripheral surface of the wheel 6 and the inner peripheral surface of the tire is filled with air of a predetermined air pressure. The wheel 6 and the tire constitute a wheel, and the wheel is drivingly coupled to the
ここでは図示しないキャリパブレーキは、周知のフローティングキャリパ方式のものであり、その基部がナックル9に固定され、そのブレーキパッドがブレーキディスクロータ7の両面に対向するように配置されて、このブレーキパッドが図示しないピストンにこれも図示しないブレーキECUからのブレーキ指令に基づいて油圧が供給されると、ブレーキディスクロータ7の両面にブレーキパッドが押し付けられてブレーキが作用する。 Here, the caliper brake (not shown) is of a well-known floating caliper type, and its base is fixed to the knuckle 9, and the brake pad is disposed so as to face both surfaces of the brake disc rotor 7. When hydraulic pressure is supplied to a piston (not shown) based on a brake command from a brake ECU (not shown), brake pads are pressed against both surfaces of the brake disc rotor 7 to act on the brake.
これらのことにより、モータ2が図示しないインバータにより駆動されると、モータ2の発生した駆動力は、遊星歯車機構3の所定の減速比の下にロータ11、ギヤ16、ギヤ12a、サンギヤ12、ピニオン14、キャリア13、出力軸4、ハブ5、ホイール6の順番に伝達されて、図示しないタイヤにより地面に駆動力が伝達されて、車両は駆動される。
For these reasons, when the
以下本発明に係わるインホイールモータ1のナックル9の形態を、従来のナックルの形態と比較して説明する。図2〜図7は従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。
Hereinafter, the form of the knuckle 9 of the in-
図2〜図7に示すナックルは車両のフロント側の右側に配置されるインホイールモータのナックルを示す。図2はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図であり、図3はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図である。 2-7 shows the knuckle of the in-wheel motor arrange | positioned on the right side of the front side of a vehicle. FIG. 2 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the rear of the vehicle. FIG. 3 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction.
さらに、図4はこのナックルを車幅方向外側から視て示す模式図であり、図5は、このナックルを車両後方から視て示す模式図である。さらに、図6は、このナックルを車両前方から視て示す模式図であり、図7は、このナックルを車幅方向外側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図である。なお、図2〜図7中においてINは車幅方向内側を、UPは上方を、FRは車両前方を示す。 FIG. 4 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the outside in the vehicle width direction, and FIG. 5 is a schematic view showing the knuckle as seen from the rear of the vehicle. FIG. 6 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the front of the vehicle, and FIG. 7 is a schematic view of the knuckle as viewed from the outside in the vehicle width direction and obliquely downward from the front of the vehicle. 2 to 7, IN indicates the inner side in the vehicle width direction, UP indicates the upper side, and FR indicates the front side of the vehicle.
図2〜図7に示すように、従来のナックル59は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング59aと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング59bとを、モータハウジング59aをギヤハウジング59bに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。
As shown in FIGS. 2 to 7, a
これに加えて、モータハウジング59aの上端部には図示しないアッパーアームを連結するアッパーボールジョイントUBを設けるアッパーアーム連結部59cが備えられ、モータハウジング59aとギヤハウジング59bとの境界部分の下端部には図示しないロアアームを連結するロアボールジョイントLBを設けるロアアーム連結部59dが備えられる。
In addition, the upper end of the
なお、アッパーボールジョイントUBとロアボールジョイントLBは説明の便宜上ボールのみを図示しており、これらのアッパーボールジョイントUBとロアボールジョイントLBとを結ぶ直線はインホイールモータのナックル59のキングピン軸KAを構成する。
The upper ball joint UB and the lower ball joint LB are shown only for convenience of explanation, and the straight line connecting the upper ball joint UB and the lower ball joint LB is the kingpin axis KA of the
このように構成される従来のナックル59は、通常のサスペンション装置を構成する、車輪を回転自在に支持するナックルに相当する。このナックル59には、ここでは図示しないサスペンション装置を構成するスプリングやショックアブソーバに対して車輪側に位置しているため、車輪を構成するタイヤに、駆動時、制動時、旋回走行時、あるいは路面凹凸乗り越え時等において地面から入力される力が、スプリングやショックアブソーバを介さずに伝達されるため、大きな力が直接的に作用する。
The
このため、ナックル59には大きな力が作用し、その変形は無視できないものとなり、インホイールモータにおいてはこのナックル59がモータを外包するモータハウジング59a及び減速機構を外包するギヤハウジング59bを構成しているため、このナックル59に変形が発生するとモータハウジング59aにも大きな変形が生じて、モータを構成するロータとステータとの間の隙間つまりはギャップが変化して、モータの所定の性能が発揮できなくなるという問題が生じる。
For this reason, a large force acts on the
また、減速機構においては、ギヤハウジング59bの変形に伴い、各ギヤ間の距離が所定の距離ではなくなりギヤ比が変化し、各ギヤ相互間の接触面圧が変化して伝達力が変化してしまい、これも所定の性能を発揮できなくなるという問題が生じる。このような問題は、モータハウジング59aとギヤハウジング59bとをオフセットさせている形態のナックル59においてはより顕著となる。
Further, in the speed reduction mechanism, with the deformation of the
このため、本実施例1におけるナックル9は以下のような形態としている。以下に本実施例1におけるナックル9の形態について図を用いて説明する。図8〜図10は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。図8はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図9はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め上方に視て示す模式図である。さらに、図10このナックルを車幅方向内側かつ斜め下方に視て示す模式図である。なお、図8〜図10中においてINは車幅方向内側を、UPは上方を、FRは車両前方を示す。 For this reason, the knuckle 9 in the present Example 1 is set as the following forms. Below, the form of the knuckle 9 in the present Example 1 is demonstrated using figures. 8 to 10 are schematic views showing an embodiment of an in-wheel motor knuckle according to the present invention. FIG. 8 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction, and FIG. 9 is a schematic view showing the knuckle as seen from the inside in the vehicle width direction and obliquely upward from the rear of the vehicle. 10 is a schematic view showing the knuckle when viewed inward in the vehicle width direction and obliquely downward. 8 to 10, IN indicates the inner side in the vehicle width direction, UP indicates the upper side, and FR indicates the front side of the vehicle.
図8〜図10に示すように、本実施例1のナックル9は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング9aと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング9bとを、モータハウジング9aをギヤハウジング9bに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。モータハウジング9aは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング9bは減速機構外包部分を構成し、ナックル9は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。
As shown in FIGS. 8 to 10, the knuckle 9 of the first embodiment includes a
これに加えて、モータハウジング9aの上端部には図示しないアッパーアームを連結するアッパーボールジョイントUBを設けるアッパーアーム連結部9cが備えられ、モータハウジング9aとギヤハウジング9bとの境界部分の下端部には図示しないロアアームを連結するロアボールジョイントLBを設けるロアアーム連結部9dが備えられる。
In addition, the upper end of the
さらに、モータハウジング9aの車両後方側には、モータハウジング9aの内周側にはみ出させた形態で配置されて上下方向に延びる補強部9eが備えられ、この補強部9eは補強部材を構成する。
Further, a reinforcing
なお、アッパーボールジョイントUBとロアボールジョイントLBは説明の便宜上ボールのみを図示しており、これらのアッパーボールジョイントUBとロアボールジョイントLBとを結ぶ直線はインホイールモータ1のナックル9のキングピン軸KAを構成する。
The upper ball joint UB and the lower ball joint LB are shown only for convenience of explanation, and the straight line connecting the upper ball joint UB and the lower ball joint LB is the kingpin axis KA of the knuckle 9 of the in-
本実施例1のナックル9によれば、モータ2を構成するステータ10の電気的性能の余裕がある場合において、補強部9eをモータハウジング9aの内周側にはみ出させて配置して、ステータ10の一部を切り欠く形態として、補強部9eの配置上の自由度を高めることができる。
According to the knuckle 9 of the first embodiment, when there is a margin of electrical performance of the
加えて、ナックル9のモータハウジング9aを重点的に補強して、ナックル9全体の剛性を高く保持して外力が作用することによるナックル9の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
In addition, the
また、補強部9eをモータハウジング9aに備えることにより、アッパーアーム連結部9cをも補強することができ、車両走行時にアッパーボールジョイントUBからアッパーアーム連結部9cに作用する大きな力に対して十分な剛性を持たせることができ、これによってもモータハウジング9aの変形を抑制して、モータ2の所定の性能を確保することができる。
Moreover, by providing the
上述した実施例1においては、ナックル9のモータハウジング9aに内周側にはみ出す形態にて補強部9eを設けたが、これ以外にも以下のような形態のものとすることもできる。以下にそれについての実施例2について述べる。
In Example 1 mentioned above, although the
なお、インホイールモータ1の基本的な構成は、ナックル9を除いて図1に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。
Since the basic configuration of the in-
図11〜図15は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図11はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図12はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図13は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図14はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図であり、図15はこのナックルを車両前方から視て示す模式図である。なお、図11〜図15中においてINは車幅方向内側を、UPは上方を、FRは車両前方を示す。 FIGS. 11-15 is a schematic diagram which shows other embodiment of the knuckle of the in-wheel motor concerning this invention. FIG. 11 is a schematic view showing the knuckle when viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the rear of the vehicle. Further, FIG. 12 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the inner side in the vehicle width direction, and FIG. 13 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the outer side in the vehicle width direction. FIG. 14 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the vehicle width direction inside and obliquely downward from the front of the vehicle. FIG. 15 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the front of the vehicle. 11 to 15, IN indicates the inner side in the vehicle width direction, UP indicates the upper side, and FR indicates the front side of the vehicle.
図11〜図15に示すように、本実施例2のナックル19は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング19aと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング19bとを、モータハウジング19aをギヤハウジング19bに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。
As shown in FIGS. 11 to 15, the
ここで、モータハウジング19aは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング19bは減速機構外包部分を構成し、ナックル19は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。
Here, the
これに加えて、上方視において補強部19cを、モータハウジング19aがギヤハウジング19bに対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側のコーナー部分に上下方向に延在するように備えるとともに、補強部19dを、ギヤハウジング19bがモータハウジング19aに対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側のコーナー部分に上下方向に延在するように備える。補強部19cと補強部19dはともに補強部材を構成する。
In addition to this, the reinforcing
補強部19cの上端部には、アッパーアーム18aを連結するアッパーボールジョイントUB1が設けられ、補強部19dの上端部には、アッパーアーム18bを連結するアッパーボールジョイントUB2が設けられる。補強部19cと補強部19dとはそれらの上端部が相互に一体形成されるとともに、それらの下端部は連絡部19eを介して溶接により接合されている。この連絡部19eの上側にはロアアーム8を連結するためのロアボールジョイントLBが設けられる。なお、補強部19cと補強部19eとは溶接により接合されても良い。
An upper ball joint UB1 for connecting the
アッパーアーム18aはアッパーアーム18bに対して車両前方に位置して、アッパーアーム18aはアッパーボールジョイントUB1から車幅方向内側に向けて車両前方に指向するように延在し、アッパーアーム18bはアッパーボールジョイントUB2から車幅方向内側に向けて車両後方に指向するように延在する。
The
すなわち、アッパーアーム18aの延長線とアッパーアーム18bの延長線とは、それぞれの車幅方向外側において交差して、この交差点と、ロアボールジョイントLBとを結ぶ直線がナックル19のキングピン軸KAを構成する。
That is, the extension line of the
なお、アッパーボールジョイントUB1、UB2とロアボールジョイントLBは説明の便宜上ボールのみを図示している。 For the sake of convenience of explanation, only the upper ball joints UB1 and UB2 and the lower ball joint LB are illustrated.
本実施例2のナックル19によれば、補強部19c及び補強部19dにより、ナックル19のモータハウジング19aとギヤハウジング19bの円筒外面に直接外力を入力させないとともに、境界部分を重点的に補強して、ナックル19全体の剛性を高く保持して、外力が作用することによるナックル19の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
According to the
また、補強部19cの上端部にアッパーボールジョイントUB1を設け、補強部19dの上端部のアッパーボールジョイントUB2を設けることにより、車両走行時にアッパーボールジョイントUB1及びUB2からナックル19に作用する力を、より高い剛性を有する補強部19c、19dにより支持することができ、これによっても、ナックル19の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
Further, by providing the upper ball joint UB1 at the upper end portion of the reinforcing
同様に、連絡部19eを介して、補強部19cの下端部及び補強部19dの下端部にロアボールジョイントLBを設けることにより、車両走行時にロアボールジョイントLBからナックル19に作用する力を、より高い剛性を有する補強部19c、19dにより支持することができ、これによっても、ナックル19の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
Similarly, by providing the lower ball joint LB at the lower end portion of the reinforcing
上述した実施例2においては、ナックル19のモータハウジング19aとギヤハウジング19bの境界部分に補強部19c、19dを設けたが、これ以外にも以下のような形態のものとすることもできる。以下にそれについての実施例3について述べる。
In the second embodiment described above, the reinforcing
なお、インホイールモータ1の基本的な構成は、ナックル9を除いて図1に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。さらに、ナックル19を構成する要素については実施例3に記載したものと同様であるため、同一の符号を付して、重複する部分の説明は割愛し相違点のみを述べる。
Since the basic configuration of the in-
図16〜図20は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図16はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図17はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図18は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図19はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図であり、図20はこのナックルを車両前方かつ車幅方向外側から斜め下方に視て示す模式図であり、図21は、このナックルを上方から視て示す模式図である。なお、図16〜図20中においてINは車幅方向内側を、UPは上方を、FRは車両前方を示す。 16-20 is a schematic diagram which shows other embodiment of the knuckle of the in-wheel motor concerning this invention. FIG. 16 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the rear of the vehicle. Further, FIG. 17 is a schematic view showing the knuckle as seen from the inside in the vehicle width direction, and FIG. 18 is a schematic view showing the knuckle as seen from the outside in the vehicle width direction. FIG. 19 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the front of the vehicle. FIG. 20 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the front of the vehicle and obliquely downward from the outside in the vehicle width direction. FIG. 21 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from above. 16 to 20, IN indicates the inner side in the vehicle width direction, UP indicates the upper side, and FR indicates the front side of the vehicle.
図16〜図21に示すように、本実施例3のナックル19は、実施例2に示したものと同様に、補強部19cの上端部には、アッパーアーム18aを連結するアッパーボールジョイントUB1が設けられ、補強部19dの上端部には、アッパーアーム18bを連結するアッパーボールジョイントUB2が設けられる。補強部19cと補強部19dとはそれらの上端部が一体形成される。これとともに、それらの下端部は連絡部19eを介して溶接により接合されている。この連絡部19eの上側にはロアアーム8を連結するためのロアボールジョイントLBが設けられる。なお、補強部19cと補強部19dとは溶接により接合されても良い。
As shown in FIGS. 16 to 21, the
アッパーアーム18aのナックル19への連結点であるアッパーボールジョイントUB1はアッパーアーム18bのナックル19への連結点であるアッパーボールジョイントUB2に対して車両前方に位置している。さらに、アッパーアーム18aはアッパーボールジョイントUB1から車幅方向内側に向けて車両後方に指向するように延在し、アッパーアーム18bはアッパーボールジョイントUB2から車幅方向内側に向けて車両前方に指向するように延在する。
The upper ball joint UB1 that is a connection point of the
すなわち、アッパーアーム18aとアッパーアーム18bとは、アッパーボールジョイントUB1及びUB2の車幅方向内側において交差して、この交差点と、ロアボールジョイントLBとを結ぶ直線がナックル19のキングピン軸KAを構成する。なおここでも、アッパーボールジョイントUB1、UB2とロアボールジョイントLBは説明の便宜上ボールのみを図示している。
That is, the
つまり、本実施例3のナックル19及びアッパーアーム18a及びアッパーアーム18bの配置及び構成によれば、キングピン軸KAを、図16、図19及び図20に主に示すように、ネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。
That is, according to the arrangement and configuration of the
換言すれば、アッパーアーム18a及び18bを交差させない実施例2の構成においては、アッパーアーム18aのナックル19との連結点と、ロアアーム8のナックル19との連結点とを結ぶ直線が、ナックル19のキングピン軸を構成するところを、アッパーアーム18a及び18bを交差させることにより、このキングピン軸をこの交差点とロアアーム8とナックル19とを結ぶ直線とすることができ、キングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。
In other words, in the configuration of the second embodiment in which the
なお、補強部19c及び補強部19dによってナックル19の剛性を高めて、車両走行時の変形を抑制し、モータ2及び遊星歯車機構3の所定の性能を確保する作用効果については実施例2に示した構成と同様であるため詳細な説明は省略する。
In addition, the second embodiment shows the effect of increasing the rigidity of the
上述した実施例3においては、アッパーアーム18a及びアッパーアーム18bの配置により、キングピン軸をネガティブキャンバ方向としたが、これ以外にも以下のような形態によりキングピン軸の傾斜角度を調整することもできる。以下にそれについての実施例4について述べる。
In the above-described third embodiment, the kingpin axis is set in the negative camber direction due to the arrangement of the
なお、インホイールモータ1の基本的な構成は、ナックル9を除いて図1に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。
Since the basic configuration of the in-
図22〜図25は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図22はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図23はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図24は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図25はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図である。なお、図22〜図25中においてINは車幅方向内側を、UPは上方を、FRは車両前方を示す。 22 to 25 are schematic views showing other embodiments of the knuckle of the in-wheel motor according to the present invention. FIG. 22 is a schematic view showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the rear of the vehicle. Further, FIG. 23 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the inside in the vehicle width direction, and FIG. 24 is a schematic diagram showing the knuckle as viewed from the outside in the vehicle width direction. FIG. 25 is a schematic view showing the knuckle when viewed from the inside in the vehicle width direction and obliquely downward from the front of the vehicle. 22 to 25, IN indicates the inner side in the vehicle width direction, UP indicates the upper side, and FR indicates the front side of the vehicle.
図22〜図25に示すように、本実施例3のナックル29は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング29aと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング29bとを、モータハウジング29aをギヤハウジング29bに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。
As shown in FIGS. 22 to 25, the
ここで、モータハウジング29aは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング29bは減速機構外包部分を構成し、ナックル29は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。
Here, the
これに加えて、上方視において補強部29cを、モータハウジング29aがギヤハウジング29bに対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側のコーナー部分に上下方向に延在するように備えるとともに、補強部29dを、ギヤハウジング29bがモータハウジング29aに対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側のコーナー部分に上下方向に延在するように備える。補強部29cと補強部29dはともに補強部材を構成する。
In addition to this, the reinforcing
さらに、ナックル29が補強部29cと補強部29dの上端部から車幅方向内側に延びる延長部29eを備えて、この延長部29eはコの字状の断面を備えて開口部がモータハウジング29aの上側を外包する形態を有する。この延長部29eは延長部分を構成する。さらに、この延長部29eの上端部の車幅方向内側端部には、アッパーアーム18を連結するアッパーボールジョイントUBが設けられ、補強部29cの下端部にはロアアーム8を連結するためのロアボールジョイントLBが設けられる。
Further, the
すなわち、アッパーボールジョイントUBと、ロアボールジョイントLBとを結ぶ直線がナックル29のキングピン軸KAを構成する。なお、アッパーボールジョイントUBとロアボールジョイントLBは説明の便宜上ボールのみを図示している。
That is, a straight line connecting the upper ball joint UB and the lower ball joint LB constitutes the kingpin axis KA of the
本実施例4のナックル29によれば、補強部29c及び補強部29dにより、ナックル29のモータハウジング29aとギヤハウジング29bの境界部分を重点的に補強して、ナックル29全体の剛性を高く保持して外力が作用することによるナックル29の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
According to the
また、補強部29cの上端部から車幅方向内側に延びる延長部29eにアッパーボールジョイントUBを設けることにより、車両走行時にアッパーボールジョイントUBからナックル29に作用する力を、より高い剛性を有する補強部29c、29dにより支持することができ、これによっても、ナックル29の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
Further, by providing the upper ball joint UB to the
同様に、補強部29cの下端部にロアボールジョイントLBを設けることにより、車両走行時にロアボールジョイントLBからナックル29に作用する力を、より高い剛性を有する補強部29cにより支持することができ、これによっても、ナックル29の変形を抑制して、モータ2の所定の性能を保持し、遊星歯車機構3の所定の性能を保持することができる。
Similarly, by providing the lower ball joint LB at the lower end of the reinforcing
また、本実施例4のナックル29及び延長部29e、アッパーボールジョイントUB及びロアボールジョイントLBの配置及び構成によれば、キングピン軸KAを、図22及び図25に主に示すように、ネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これによっても、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て操縦安定性が低下することを防止することができる。
Further, according to the arrangement and configuration of the
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、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および置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.
本発明は、車輪毎のモータと減速機構を備えるインホイールモータに適用して好適な回転電機に関するものであり、ナックルの変形を防止してモータ及び減速機構の所定の性能を保つことができるので、インホイールモータを使用した乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine that is suitable for application to an in-wheel motor including a motor for each wheel and a speed reduction mechanism, and can prevent the knuckle from being deformed and maintain the predetermined performance of the motor and the speed reduction mechanism. It is useful when applied to various vehicles such as passenger cars, trucks, buses, etc. using in-wheel motors.
1 インホイールモータ
2 モータ
3 遊星歯車機構
4 出力軸
5 ハブ
6 ホイール
7 ブレーキディスクロータ
8 ロアアーム
9 ナックル
9a モータハウジング
9b ギヤハウジング
9c アッパーアーム連結部
9d ロアアーム連結部
9e 補強部
10 ステータ
11 ロータ
12 サンギヤ
12a ギヤ
13 キャリア
14 ピニオン
15 リングギヤ
16 ギヤ
17 ベアリング
18 アッパーアーム
18a アッパーアーム
18b アッパーアーム
19 ナックル
19a モータハウジング
19b ギヤハウジング
19c 補強部
19d 補強部
29 ナックル
29a モータハウジング
29b ギヤハウジング
29c 補強部
29d 補強部
29e 延長部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記支持部材が、前記回転電機を外包する回転電機外包部分と、前記減速機構を外包する減速機構外包部分とを備えるとともに、
前記支持部材が前記回転電機外包部分又は前記減速機構外包部分に補強部材を備えることを特徴とするインホイールモータ。 An in-wheel motor that includes a wheel and a support member that rotatably supports the wheel, and includes a rotating electrical machine and a speed reduction mechanism on the inner peripheral side of the wheel,
The support member includes a rotating electrical machine outer packaging part that encloses the rotating electrical machine, and a speed reduction mechanism outer packaging part that encloses the speed reduction mechanism,
The in-wheel motor, wherein the support member includes a reinforcing member in the rotating electrical machine outer packaging portion or the speed reduction mechanism outer packaging portion.
上方視において前記補強部材を、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側と、前記減速機構外包部分が前記回転電機外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側との双方に配置す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。 While disposing the rotary electric machine outer packet part offset with respect to the speed reduction mechanism outer packet part,
When viewed from above, the reinforcing member is offset from the outside in the vehicle width direction of the portion where the rotating electrical machine outer envelope portion protrudes with respect to the deceleration mechanism outer envelope portion, and the speed reduction mechanism outer envelope portion is offset relative to the rotating electrical machinery outer portion. The in-wheel motor according to claim 1, wherein the in-wheel motor is disposed on both the inner side in the vehicle width direction of the protruding portion.
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