JP2015128959A - インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置、サスペンション部材、および転舵輪等が、サスペンション装置のダンパに干渉することを防止する。
【解決手段】本発明のサスペンション構造は、車両の転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置（１１）と、一端部（４５ａ）および他端部（４５ｂ）間が伸縮可能なサスペンション部材であって、一端部が車体側メンバと連結し他端部がインホイールモータ駆動装置と回動可能に連結するダンパ（４５）と、車体側メンバに取り付けられインホイールモータ駆動装置に向かって車両の車幅方向に延びるサスペンション部材である車幅方向部材（４３）と、車幅方向部材とダンパの他端部との間に架設されるリンク部材（６１）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置のサスペンション装置に関する。

インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることから環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。そこでインホイールモータ駆動装置で転舵輪（車両の前輪に相当し、操舵輪ともいう）を駆動するとともに、かかる転舵輪用のインホイールモータ駆動装置を車体側に取り付ける技術としては従来、例えば非特許文献１に記載のサスペンション装置が提案されている。非特許文献１記載のサスペンション装置は、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置に分類されるものであり、下側に配置された上下に揺動可能なロアアームと、上側に配置された上下に揺動可能なアッパアームとを備え、アッパアームが転舵輪よりも上方に配置される。

非特許文献１記載のサスペンション装置は、具体的には、インホイールモータ駆動装置の上部から上方へ突出するナックルアームと、ナックルアームの上端とアッパアームを相対回動可能に連結する第１のボールジョイント等と、インホイールモータ駆動装置の下部とロアアームを相対回動可能に連結する第２のボールジョイント等と、上下方向に延びて上端が車体側メンバと連結し下端がロアアームと連結するダンパとをさらに備える。第１継手と第２継手を結ぶ仮想直線は、転舵軸（キングピン）を構成し、ナックルアームおよびインホイールモータ駆動装置はかかる転舵軸回りに転舵する。

ところが非特許文献１にも記載されるように、非特許文献１記載のサスペンション装置では、レイアウト配置上あるいは操舵上の理由等から、サスペンション装置とインホイールモータ駆動装置が両立しないという問題がある。そこで配置レイアウトを変更して、ダンパの下端を、第３のボールジョイント等を介してインホイールモータ駆動装置の上部と連結することが考えられる。

村田智史、「139-20105175 インホイールモータ駆動ユニットの開発」、学術講演会前刷集 No.28-10、社団法人自動車技術会、２０１０年

しかしダンパの下端を、第３のボールジョイント等を介してインホイールモータ駆動装置の上部と単に連結する場合、転舵する部材であるインホイールモータ駆動装置が、転舵しない部材であるダンパに干渉する虞がある。この原因は、インホイールモータ駆動装置の転舵とは無関係にダンパが移動するためである。

例えば、インホイールモータ駆動装置およびナックルアームが上下方向にバウンドおよびリバウンドする際、アッパアームおよびロアアームが上下方向に揺動するとともにダンパが伸縮するが、この際にアッパアーム、ロアアーム、およびダンパの長さ寸法、形状、および配置といった幾何学的特性上、ダンパが移動する。この移動は所定の仮想軸線周りの回動である。

また、上下方向のバウンドおよびリバウンドとは無関係に、インホイールモータ駆動装置およびナックルアームは、運転者の操舵によって、所定の最大転舵角まで左右の旋回方向に転舵する。このようにインホイールモータ駆動装置およびナックルアームの転舵と、ダンパの移動ないし回動が互いに無関係に生じる場合、ダンパの意図しない移動ないし回動によって、ダンパがインホイールモータ駆動装置またはナックルアームに干渉するという問題がある。

本発明者は、ダンパの移動ないし回動を規制する構造がなんら存在しないことが、上述した干渉の原因であることを見出した。そして、転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置のサスペンション装置において、転舵する部材であるインホイールモータ駆動装置と、転舵する部材ではないがインホイールモータ駆動装置と相対回動可能に連結するダンパとが、互いに干渉しないよう、ダンパの移動ないし回動をインホイールモータ駆動装置の転舵に同期させることを着想し、本発明を成すに至った。

インホイールモータ駆動装置あるいはインホイールモータ駆動装置に固定されたアーム等が、ダンパに干渉することを防止するため、本発明によるインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造は、車両の転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置と、一端部および他端部間が伸縮可能なサスペンション部材であって一端部が車体側メンバと連結し他端部がインホイールモータ駆動装置と回動可能に連結するダンパと、車体側メンバに取り付けられインホイールモータ駆動装置に向かって車両の車幅方向に延びるサスペンション部材である車幅方向部材と、車幅方向部材とダンパの他端部との間に架設されるリンク部材とを備える。

かかる本発明によれば、サスペンション部材である車幅方向部材とダンパの他端部との間にリンク部材を備えることから、ダンパの自由な移動ないし回動が規制される。したがってダンパが、インホイールモータ駆動装置と干渉したり、インホイールモータ駆動装置から突出するアームと干渉したり、車幅方向部材等のサスペンション部材と干渉したり、転舵輪と干渉することを防止できる。なお、リンク部材とダンパ他端部との連結構造は、１軸のみ有する枢軸を介したり、１軸に限定されないボールジョイントを介したり、若干の相対移動を許容するゴムブッシュを介したり、特に限定されない。またリンク部材はダンパ他端部に直接連結されてもよいが、ブラケット等を介して間接的に連結されてもよいこと勿論である。リンク部材とインホイールモータ駆動装置との連結構造も同様である。

車幅方向部材は、インホイールモータ駆動装置を車体に取り付けるサスペンション装置の構成部材、すなわちサスペンション部材、であればよく、特に限定されない。本発明の一実施形態として、車幅方向部材は、一端部が車体側メンバと連結し、他端部がインホイールモータ駆動装置と連結し、一端部を揺動中心として他端部が上下方向に揺動可能な揺動アーム部材である。

サスペンション装置は例えば、インホイールモータ駆動装置を転舵可能に車体に取り付けるダブルウィッシュボーン式サスペンション装置であってもよい。本発明の好ましい実施形態として揺動アーム部材は、インホイールモータ駆動装置の上部と連結するアッパアームと、インホイールモータ駆動装置の下部と連結するロアアームとを含み、リンク部材は、ダンパの他端部とロアアームとの間に架設されるとよい。他の実施形態としてリンク部材は、ダンパの他端部とアッパアームとの間に架設される。あるいは他の実施形態としてサスペンション装置はアッパアームおよびロアアーム以外の第３の揺動アーム部材をさらに備え、リンク部材はダンパの他端部と第３の揺動アーム部材に架設される。

本発明のより好ましい実施形態として、インホイールモータ駆動装置は、当該インホイールモータ駆動装置の上部から上方へ突出し、上端がアッパアームの他端部と回動可能に連結するアームを有する。かかる実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置をハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置に取り付ける場合において、ダンパとインホイールモータ駆動装置のアームとの干渉を防止することができる。他の実施形態として、インホイールモータ駆動装置をローマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置等、他の形式のサスペンション装置に取り付ける場合においても、本発明を用いてよい。

本発明の一実施形態として、インホイールモータ駆動装置、ダンパ、およびリンク部材は車両の車幅方向両側に配置されて対をなし、車幅方向部材はその車幅方向中央部が車体側メンバに支持されその車幅方向両端部が１対のインホイールモータ駆動装置に向かってそれぞれ延びこれら車幅方向両端部の間でねじれ可能なトーションビームであり、各リンク部材はトーションビームの車幅方向両端部と各ダンパの他端部との間に架設される。

本発明の好ましい実施形態としてダンパは、車両の車幅方向に延びる部材であって、車幅方向外側端部がインホイールモータ駆動装置と回動可能に連結し、車幅方向内側端部がダンパの他端部と結合するダンパブラケットを有する。リンク部材はダンパブラケットの車幅方向内側端部と連結する。かかる実施形態によれば、ダンパを転舵輪よりも車幅方向内側に配置することができる。

本発明のより好ましい実施形態としてダンパブラケットは、ダンパの他端部との結合箇所からさらに車幅方向内側に向かって延びる延設部を含む。リンク部材はダンパブラケットの延設部と連結する。かかる実施形態によれば、軸線方向寸法の大きなインホイールモータ駆動装置を回避して、インホイールモータ駆動装置よりも車幅方向内側にリンク部材を配置することができる。

リンク部材は鋼製等、高剛性の棒材であってもよいし、あるいは若干の弾性変形が可能であってもよい。本発明の一実施形態として、リンク部材は、少なくとも一部に弾性部材を含み、弾性変形が可能であってもよい。かかる実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置の転舵とは別に、ダンパの若干の自由移動を許容することができる。しかもインホイールモータ駆動装置およびダンパ間にはリンク部材が介在することから、ダンパとインホイールモータ駆動装置との干渉を確実に防止し得る。

このように本発明によれば、リンク部材を備えることからダンパとインホイールモータ駆動装置との干渉を防止することができる。特にインホイールモータ駆動装置から突出するアームとダンパとの干渉を確実に防止し得る。

本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造を模式的に示す背面図である。 同実施形態を模式的に示す側面図である。 同実施形態を模式的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態になるインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造を模式的に示す背面図である。 第２実施形態を模式的に示す側面図である。 第２実施形態を模式的に示す平面図である。 インホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。まず図７に示す縦断面図を参照しつつインホイールモータ駆動装置１１から説明すると、インホイールモータ駆動装置１１は、モータ部１１Ａ、減速部１１Ｂ、および車輪ハブ部１１Ｃを備える。これらモータ部１１Ａ、減速部１１Ｂ、および車輪ハブ部１１Ｃは、インホイールモータ駆動装置１１の軸線Ｏ方向に順次直列に配置され、かつ同軸に配置される。

車輪ハブ部１１Ｃは、軸線Ｏを回転中心とする回転部材であるハブ輪３３と、ハブ輪３３の外周面を包囲する外輪部材３４と、外輪部材３４の内周面とハブ輪３３の外周面との環状隙間に配置された複数の転動体３５を有し、複数の転動体３５を含む転がり軸受を介して、ハブ輪３３を回転自在に支持する。またハブ輪３３には複数のボルト３６によって図示しない車輪が取付固定される。この車輪は車両前輪であって転舵輪であり、インホイールモータ駆動装置１１に駆動されて回転する。インホイールモータ駆動装置１１の車輪ハブ部１１Ｃは、車輪のロードホイール内空領域に設置される。これに対しモータ部１１Ａおよび減速部１１Ｂは、当該車輪のロードホイール内空領域に設置されてもよいし、あるいはロードホイール内空領域の外に設置されてもよい。

モータ部１１Ａは、モータ部ケーシング１２の内部に回転電機のステータ１３、ロータ１４、およびモータ軸１５を内蔵し、ハブ輪３３を駆動し、あるいはハブ輪３３の回転を利用して電力回生を行う。モータ軸１５は、軸線Ｏに沿って延び、減速部１１Ｂの入力軸２４と結合する。この結合は、筒状に形成されたモータ軸１５の一方端開口に、入力軸２４の端部を嵌入固定することにより行われる。

減速部１１Ｂは、例えば減速部ケーシング２３の内部にサイクロイド減速機などの減速機構を内蔵し、モータ部１１Ａの回転を減速してハブ輪３３に伝達する。あるいは図示はしなかったが減速部１１Ｂは遊星歯車式減速機構を内蔵してもよい。また、他の形式の減速機構を内蔵してもよい。さらに、減速機構を用いないタイプ、所謂ダイレクトモータ型のインホイールモータ駆動装置であってもよい。減速部ケーシング２３とモータ部ケーシング１２は別部品であってもよいし、一体物であってもよい。

ここで減速部１１Ｂにサイクロイド減速機を採用する場合につき簡単に説明すると、減速部１１Ｂは、減速部ケーシング２３と、入力軸２４と、入力軸２４に偏心して設けられた円板形状の偏心部材２５と、かかる偏心部材２５に同心円となるように取り付けられた曲線板２６と、偏心部材２５の外周と曲線板２６の中央孔の内周面との間に設けられた転がり軸受２９と、減速部ケーシング２３に取り付けられた複数の外ピン２７と、曲線板２６の自転を取り出してハブ輪３３に出力する運動変換機構とを有する。この実施形態では１８０°異なる位相で２枚の偏心部材２５および２枚の曲線板２６が設けられる。

上述した曲線板２６の外周縁は波状に形成されて、減速部ケーシング２３に複数取り付けられた外ピン２７と係合する。外ピン２７は、軸線Ｏ回りに周方向等間隔に配置され、曲線板２６の外周縁に形成された波状の山の数よりも１つ多い。そして公転部材である曲線板２６が軸線Ｏ回りに１公転すると、曲線板２６はわずかに自転する。

運動変換機構は、曲線板２６の自転を取り出して、当該自転のみをハブ輪３３に出力するものであって、曲線板２６に周方向に間隔を空けて形成された複数の貫通孔と、該貫通孔の内径よりも小さな外径を有し各貫通孔に通される複数の内ピン３１と、各内ピン３１の一端を共通に支持するフランジ部３２ｆと、フランジ部３２ｆと一体形成された軸部３２ｓを有する。フランジ部３２ｆおよび軸部３２ｓは減速部１１Ｂの出力軸３２を構成する。出力軸３２の軸部３２ｓは軸線Ｏに沿って延び、車輪ハブ部１１Ｃのハブ輪３３と同軸に結合する。モータ部１１Ａのモータ軸１５と、減速部１１Ｂの入力軸２４および出力軸３２と、車輪ハブ部１１Ｃのハブ輪３３は軸線Ｏに沿って延びるが、偏心部材２５および曲線板２６は軸線Ｏから偏心して配置される。

インホイールモータ駆動装置１１は軸心給油方式によってその内部を潤滑される。インホイールモータ駆動装置１１の下部には、潤滑油を貯留するオイルタンク２２が設けられる。潤滑油は、図７に矢印で示すようにインホイールモータ駆動装置１１の内部を循環する。潤滑油は具体的には、出力軸３３に同期して回転する回転ポンプ２８によってオイルタンク２２から吸引されて、モータ軸１５の中心に形成された軸心油路と、入力軸２４の中心に形成された軸心油路とを通過して、減速部１１Ｂの内部に噴射され、上述した偏心部材２５、曲線板２６、内ピン３１、外ピン２７等を潤滑する。そして潤滑油は減速部１１Ｂの下部に付設されたオイルタンク２２に還流する。

ステータ１３のコイルに三相交流電流を通電するとロータ１４がモータ軸１５とともに回転して、モータ部１１Ａは回転を出力する。減速部１１Ｂはモータ軸１５から入力軸２４に入力された回転を減速し、減速回転を出力軸３２から車輪ハブ部１１Ｃに伝達する。
ここではラジアルギャップタイプのモータを例示して説明したが、アキシャルギャップタイプのモータであってもよい。

インホイールモータ駆動装置１１の減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３にはナックルアーム４７が一体形成される。ナックルアーム４７の根元部４７ｂは、図１および図２に示すように、減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３の上部と結合し、上方へ突出して延びる。またナックルアーム４７の根元部４７ｂは、図３に示すようにダンパ４５よりも車両前側で、減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３の前部と結合する。ナックルアーム４７の上端４７ａには、図１に示すように、第１ボールジョイント４２が設けられる。このようにナックルアーム４７は、インホイールモータ駆動装置１１の一部分であり、一端部および他端部を有し一端部を揺動中心として他端部が上下方向に揺動可能なサスペンション装置の揺動アーム部材とは区別される。

ただしナックルアーム４７は、図２に示すように、その根元部４７ｂから上方に向かうほど車両後方へ徐々にせり出して延び、その上端４７ａおよび第１ボールジョイント４２はダンパ４５よりも車両後側に配置される。なおナックルアーム４７は減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３と一体形成されてもよいし、ボルト等でインホイールモータ駆動装置１１に取付固定されてもよい。

次に図１〜図３を参照してサスペンション装置につき説明する。図１は、本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造を模式的に示す背面図であり、車両後方からみた様子を表す。図２は、同実施形態を模式的に示す側面図であり、車幅方向内側からみた様子を表す。図３は、同実施形態を模式的に示す平面図であり、上方からみた様子を表す。

この実施形態では、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置を介して、インホイールモータ駆動装置１１を図示しない車体に取り付ける。ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置は、アッパアーム４１と、ロアアーム４３と、油圧式のダンパ４５と、車体側メンバに取り付けられ車両の車幅方向に延びる車幅方向部材等の複数のサスペンション部材を有し、インホイールモータ駆動装置１１の上方へのバウンドおよび下方へのリバウンドと、キングピンＫ回りの転舵とを許容する。なお図１〜図３は、バウンドとリバウンドの間の中間状態で静止し、インホイールモータ駆動装置１１が左右いずれにも転舵していない直進状態を示す。また図１〜図３は車体の車幅方向一方側に設けられるハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置およびインホイールモータ駆動装置を示し、図示はしなかったが車体の車幅方向他方側にも同様にハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置およびインホイールモータ駆動装置が配置される。かくしてサスペンション装置およびインホイールモータ駆動装置は、車体の車幅方向両側に配置されて対をなす。

第１実施形態では、インホイールモータ駆動装置１１に向かって車幅方向に延びるサスペンション部材である車幅方向部材として、アッパアーム４１およびロアアーム４３を備える。アッパアーム４１は、図３に示すように略Ｖ字状のサスペンション部材であって、Ｖ字の両端になる車幅方向内側端４１ａ，４１ｃを基端として図示しない車体側メンバ、例えば車体フレーム、に揺動可能に連結される。つまり車幅方向内側端４１ａ，４１ｃは共通する回動軸線を含み、この回動軸線は車両前後方向に延びる。Ｖ字の中央部になる車幅方向外側端４１ｂは遊端をなし、車幅方向内側端４１ａ，４１ｃを通過する回動軸線回りに上下方向に揺動可能にされる。車幅方向外側端４１ｂは、図１に示すように、第１ボールジョイント４２を介して、ナックルアーム４７の上端４７ａと回動可能に連結する。第１ボールジョイント４２は図示しない転舵輪よりも上方に位置し、アッパアーム４１の上下方向位置はローマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置のアッパアームよりも高いことから、このサスペンション装置はハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置である。なお車体側メンバとは、説明される部材からみて車体側にある部材をいうと理解されたい。

ロアアーム４３は、図３に示すように車幅方向に延びる前側アーム部４３ｆと、前側アーム部４３ｆから車幅方向内側かつ車両後方へ斜めに延びる後側アーム部４３ｒからなり、前側アーム部４３ｆの車幅方向内側端４３ａおよび後側アーム部４３ｒの車幅方向内側端４３ｃを基端として、車体側メンバになる車体フレーム１００に連結される。これに対し図１に示すように、ロアアーム４３の車幅方向外側端４３ｂは遊端をなし、車幅方向内側端４３ａ，４３ｃを通過して車両前後方向に延びる仮想軸線回りに上下方向に揺動可能にされる。車幅方向外側端４３ｂは、第２ボールジョイント４４を介して、インホイールモータ駆動装置１１の下部と回動可能に連結する。

かくしてインホイールモータ駆動装置１１は、揺動アーム部材であるアッパアーム４１およびロアアーム４３が上下方向に揺動することによって、バウンドおよびリバウンド可能とされる。なお図には示さなかったが、アッパアーム４１およびロアアーム４３は上述したＶ字形状あるいは分岐形状以外のアーム部材であってもよいこと勿論である。また揺動アーム部材は、本実施形態のようにアッパアーム４１およびロアアーム４３の２本に限られず、１本のみであってもよいし、３本以上あってもよい。

油圧式のダンパ４５は上下方向に延び、その上端部４５ａが図示しない車体側メンバに取り付けられ、その下端部４５ｂがインホイールモータ駆動装置１１の上部に取り付けられ、インホイールモータ駆動装置１１のバウンドおよびリバウンドを減衰させる。なお上端部４５ａと車体側メンバの間には、例えば図示しないゴム部材が介在する。これによりダンパ４５はダンパ４５よりも上側の車体側メンバに対して倒れるように若干の移動が可能である。そしてダンパ４５の下端部４５ｂは、車両前後方向および車幅方向に移動可能とされる。

ダンパ４５そのものは上端部４５ａおよび下端部４５ｂ間で伸縮可能な公知の部材であり、上端部４５ａはアッパアーム４１のＶ字状部分の内側に通されている（図３参照）。またダンパ４５の下端部４５ｂは、図１〜図３に示すように、モータ部１１Ａのモータ部ケーシング１２よりも上方で、ダンパブラケット４６に取付固定される。ダンパブラケット４６はダンパ４５の下端部４５ｂから車幅方向外側へ延びる。そしてダンパブラケット４６の車幅方向外側端は第３ボールジョイント４８を介して、減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３の上部と回動可能に連結する。なお第３ボールジョイント４８は、図３に示すように、ナックルアーム４７の根元部４７ｂよりも後方かつ車幅方向外側に配置される。ダンパブラケット４６の車幅方向外側端には、第３ボールジョイント４８のソケット部分が形成される。第３ボールジョイント４８の球体部分と結合する基部４８ｂは、図３に示すように複数のボルト４８ｃで減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３の上部に取付固定される。ダンパ４５の下端部４５ｂとインホイールモータ駆動装置１１の間にダンパブラケット４６が介在することにより、ダンパ４５は転舵輪（図示せず）を回避しつつ上下方向に延びるよう配置される。

図１に一点鎖線で示すように、上側の第１ボールジョイント４２の回動中心と下側の第２ボールジョイント４４の回動中心を結ぶ仮想直線はキングピンＫを構成する。インホイールモータ駆動装置１１はナックルアーム４７とともに、キングピンＫ回りに転舵可能である。そして第３ボールジョイント４８は、キングピンＫになるべく近い位置に配置され、好ましくはキングピンＫ上となるように配置される。

インホイールモータ駆動装置１１の減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３には第２アーム５１が設けられる。第２アーム５１はインホイールモータ駆動装置１１から外径方向へ突出し、その先端が回動軸５２を介してタイロッド５３の車幅方向外側端と回動可能に連結する。タイロッド５３は車幅方向に延びる鋼製などの高剛性の直線部材であり、タイロッド５３の車幅方向内側端はステアリングギアボックス５４と回動可能に連結する。

本実施形態の第２アーム５１は減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３に一体形成されるが、図示しない変形例として減速部１１Ｂの減速部ケーシング２３にボルト等で取付固定される別部品であってもよい。また第２アーム５１、タイロッド５３、およびステアリングギアボックス５４はインホイールモータ駆動装置１１の後方に配置されるが、図示しない変形例としてこれらはインホイールモータ駆動装置１１の前方に配置されてもよい。

インホイールモータ駆動装置１１は、ステアリングギアボックス５４から、タイロッド５３および第２アーム５１を介して車幅方向の力を入力されて、キングピンＫ回りに転舵する。

ダンパブラケット４６の車幅方向内側端部は、ダンパ４５の下端部４５ｂと結合するのみならず、ボールジョイント６２を介してリンク部材６１の一端と回動可能に連結する。ボールジョイント６２は、球体部分と、球体部分の球面を包囲するソケット部分を有し、球体部分がソケット部分に対して半球面上を任意の向きに相対回動可能である。また本実施形態の他のボールジョイントも同様である。リンク部材６１は、鋼製等の棒材であり、真っ直ぐに延びる。リンク部材６１の他端はボールジョイント６４を介してロアアーム４３と回動可能に連結する。具体的には図１に示すように、ダンパブラケット４６の車幅方向内側端には、車幅方向内側へさらに延びる延設部４６ｉが形成される。延設部４６ｉはモータ部１１Ａを超えて延び、その先端がインホイールモータ駆動装置１１よりも車幅方向内側に位置する。かかる延設部４６ｉの先端には一方のボールジョイント６２が設けられる。ロアアーム４３には上下方向材４３ｓが一体に形成される。上下方向材４３ｓはロアアーム４３の後側アーム部４３ｒから上方へ突出して延び、その上端に他方のボールジョイント６４が設けられる。

なお上下方向材４３ｓは、図３に示すようにダンパ４５およびダンパブラケット４６よりも後方に位置し、延設部４６ｉの先端の下方に位置する。そして、リンク部材６１は、上下方向に延びる。

ボールジョイント６２およびボールジョイント６４の少なくとも一方は、１軸の回動軸線を有する円筒形状のゴムブッシュや弾性素材からなる部品を含んでもよい。これによりリンク部材６１の端部は、ダンパブラケット４６および／またはロアアーム４３に回動可能に連結されるとともに、これらに対して若干の相対移動が可能になる。あるいはボールジョイント６２，６４を、ゴム等の弾性材料からなるブロック体に置き換えてもよい。

ところで本実施形態によれば、サスペンション部材のロアアーム４３とダンパ４５の下端部４５ｂとの間にリンク部材６１を架設したことから、ダンパ４５の自由な移動ないし回動が規制される。したがってダンパ４５とインホイールモータ駆動装置１１との干渉を防止することができる。

特に本実施形態によれば、ナックルアーム４７がインホイールモータ駆動装置１１から上方へ突出してその上端４７ａが車体側メンバであるアッパアーム４１と回動可能に連結することから、インホイールモータ駆動装置１１とともに転舵するナックルアーム４７と、ダンパ４５との干渉を防止することができる。

なお図示はしなかったが、リンク部材６１はロアアーム４３に代えて他の揺動アーム部材、例えばアッパアーム４１、と連結していてもよい。また、リンク部材６１は後側アーム４３ｒにロ連結してもよいし、アッパアーム４１であれば、Ｖ字状を構成する２つのアームのどちらでもよい。

また本実施形態によれば、ダンパ４５が上下方向に延び、ダンパ４５の下端部４５ｂがインホイールモータ駆動装置１１の上部と回動可能に連結し、ナックルアーム４７の根元部４７ｂもインホイールモータ駆動装置の上部と結合することから、ダンパ４５とナックルアーム４７が近傍に配置される。したがってリンク部材６１によって、ダンパ４５とナックルアーム４７が互いに近い位置にあっても、両者の干渉を防止することができる。本実施形態によれば、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置において、ナックルアーム４７とダンパ４５との干渉を防止できる点で有利である。

また本実施形態によればダンパブラケット４６が、ダンパ４５の下端部４５ｂとの結合箇所からさらに車幅方向内側に向かって延びる延設部４６ｉを含む。そしてリンク部材６１はダンパブラケット４６の延設部４６ｉと連結する。かかる実施形態によれば、軸線Ｏ方向の寸法の大きなインホイールモータ駆動装置１１を回避して、インホイールモータ駆動装置１１よりも車幅方向内側にリンク部材６１を配置することができる。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図４は、本発明の第２実施形態になるインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造を模式的に示す背面図であり、車両後方からみた様子を表す。図５は、同実施形態を模式的に示す側面図であり、車幅方向内側からみた様子を表す。図６は、同実施形態を模式的に示す平面図であり、上方からみた様子を表す。この第２実施形態につき、上述した第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。第２実施形態では、サスペンション部材のトーションビーム５６とダンパ４５の下端部４５ｂとの間にリンク部材６１を架設する。

第２実施形態では、インホイールモータ駆動装置１１に向かって車幅方向に延びるサスペンション部材である車幅方向部材として、アッパアーム４１、ロアアーム４３、およびトーションビーム５６を備える。インホイールモータ駆動装置１１、アッパアーム４１、ロアアーム４３、ダンパ４５、およびリンク部材６１は車両の車幅方向両側に配置される。

トーションビーム５６は、車幅方向一方側のインホイールモータ駆動装置１１から車幅方向他方側のインホイールモータ駆動装置１１まで延びる。具体的には、トーションビーム５６の車幅方向中央部が直線状に延び、例えば円筒形状のブラケットに通される等によって図示しない車体側メンバに支持される。これによりトーションビーム５６は、自身の中心軸線回りに回動可能に車体側メンバに連結され、トーションビーム５６の車幅方向両端部の間でねじれ可能である。

図４に示すように、トーションビーム５６はステアリングギアボックス５４と同じ高さ位置に配置される。トーションビーム５６の一端部は、基本的に車両の車幅方向中央部から車幅方向外側へ延びるが、第１折曲部５６ｄで向きを変えて車幅方向外側に向かうにつれて車両前方かつ下方へ傾斜して延び、第２折曲部５６ｅでさらに向きを変えて上方かつ車幅方向へ延びる。このようにトーションビーム５６の一端部は下方および上方へ折り曲げ形成されることで、ステアリングギアボックス５４およびタイロッド５３を迂回し、図６に示すようにステアリングギアボックス５４の後方から前方に跨いで延びる。そしてトーションビーム５６の一端部の先端にはボールジョイント６４が設けられる。これによりトーションビーム５６の一端部は、リンク部材６１を介して、ダンパブラケット４６に連結される。図示はしなかったが、トーションビーム５６の他端部も同様である。

第２実施形態によれば、各ダンパ４５が、リンク部材６１を介してトーションビーム５６の先端部に連結され、自由な回動および移動が規制される。これにより、ダンパ４５とインホイールモータ駆動装置１１との干渉を防止することができる。

第１および第２実施形態の変形例としてリンク部材６１は、少なくとも一部に弾性部材を含み、ダンパ４５と連結するリンク部材６１の一側と、インホイールモータ駆動装置１１と連結するリンク部材６１の他側との間で若干の弾性変形が可能であってもよい。あるいは他の変形例として、リンク部材６１全体がゴム等の弾性素材からなるブロックであって、当該ブロックの一側がダンパ４５の下端部に結合され、当該ブロックの他側がサスペンション装置の車幅方向部材に結合されてもよい。かかる変形例によれば、ダンパ４５とインホイールモータ駆動装置１１との干渉が生じない程度で、リンク部材は弾性変形を許容される。これによりインホイールモータ駆動装置の転舵とは別に、ダンパ４５の若干の自由移動を許容することができる。そしてサスペンション装置は、リンク部材が弾性部材を含まない場合と比較して、幾何学的に自由に動作し得る。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

１１ インホイールモータ駆動装置、 １１Ａ モータ部、
１１Ｂ 減速部、 １１Ｃ 車輪ハブ部、 １２ モータ部ケーシング、
２２ オイルタンク、 ２３ 減速部ケーシング、 ３３ ハブ輪、
３４ 外輪部材、 ３５ 転動体、 ３６ ボルト、 ４１ アッパアーム、
４２ 第１ボールジョイント、 ４３ ロアアーム、 ４３ｆ 前側アーム部、
４３ｒ 後側アーム部、 ４３ｓ 上下方向材、
４１ａ，４１ｃ，４３ａ，４３ｃ 車幅方向内側端、
４１ｂ，４３ｂ 車幅方向外側端、 ４４ 第２ボールジョイント、
４５ ダンパ、 ４６ ダンパブラケット、 ４６ｉ 延設部、
４８ 第３ボールジョイント、 ５１ 第２アーム、 ５２ 回動軸、
５３ タイロッド、 ５４ ステアリングギアボックス、
５６ トーションビーム、 ６１ リンク部材、
６２，６４ ボールジョイント、 １００ 車体フレーム、 Ｋ キングピン、
Ｏ 軸線。

Claims (8)

1. 車両の転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置と、
   一端部および他端部間が伸縮可能なサスペンション部材であって、前記一端部が車体側メンバと連結し前記他端部が前記インホイールモータ駆動装置と回動可能に連結するダンパと、
   車体側メンバに取り付けられ、前記インホイールモータ駆動装置に向かって前記車両の車幅方向に延びるサスペンション部材である車幅方向部材と、
   前記車幅方向部材と前記ダンパの他端部との間に架設されるリンク部材とを備える、インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
2. 前記車幅方向部材は、一端部が車体側メンバと連結し、他端部が前記インホイールモータ駆動装置と連結し、前記一端部を揺動中心として前記他端部が上下方向に揺動可能な揺動アーム部材である、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
3. 前記揺動アーム部材は、前記インホイールモータ駆動装置の上部と連結するアッパアームと、前記インホイールモータ駆動装置の下部と連結するロアアームとを含み、
   前記リンク部材は、前記ダンパの他端部と前記ロアアームとの間に架設される、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
4. 前記インホイールモータ駆動装置は、当該インホイールモータ駆動装置の上部から上方へ突出し、上端が前記アッパアームの他端部と回動可能に連結するアームを有する、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
5. 前記インホイールモータ駆動装置、前記ダンパ、および前記リンク部材は車両の車幅方向両側に配置されて対をなし、
   前記車幅方向部材は、車幅方向中央部が車体側メンバに支持され、車幅方向両端部が前記１対のインホイールモータ駆動装置に向かってそれぞれ延び、これら車幅方向両端部の間でねじれ可能なトーションビームであり、
   前記各リンク部材は、前記トーションビームの車幅方向両端部と前記各ダンパの他端部との間に架設される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
6. 前記ダンパは、車両の車幅方向に延びる部材であって、車幅方向外側端部が前記インホイールモータ駆動装置と回動可能に連結し、車幅方向内側端部が前記ダンパの他端部と結合するダンパブラケットを有し、
   前記リンク部材は前記ダンパブラケットの車幅方向内側端部と連結する、請求項１〜５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
7. 前記ダンパブラケットは、前記ダンパの他端部との結合箇所からさらに車幅方向内側に向かって延びる延設部を含み、
   前記リンク部材は前記ダンパブラケットの延設部と連結する、請求項６に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
8. 前記リンク部材は、少なくとも一部に弾性部材を含み、弾性変形が可能である、請求項１〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。
   

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