JP2017171251A - In-wheel motor drive device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure desired motor output while avoiding interference with a vehicle body and an adjacent link member when arranging a motor and a reduction gear in a case inner space of a unit case.SOLUTION: An in-wheel motor drive device A includes: an in-wheel motor unit 1; and a strut type suspension 3. In the strut type suspension 3 in the in-wheel motor drive device A, a lower end portion of a strut 31 is mounted at an upper position of a unit case 10. In the in-wheel motor unit 1, a motor generator 5 is arranged at the vehicle outside of the mounting position of the strut 31, and a reduction gear mechanism 6 is arranged at the vehicle inside opposite to the motor generator 5 with respect to the mounting position of the strut 31 in an axle direction.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、モータと減速機を有するインホイールモータユニットが、ストラット式サスペンションにより車体に懸架されているインホイールモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to an in-wheel motor drive device in which an in-wheel motor unit having a motor and a reduction gear is suspended on a vehicle body by a strut suspension.

従来、ホイール内に配設されるモータの回転力を複数の減速機により減速してホイールに伝達することで車輪を駆動可能に構成し、車軸方向にて第1減速機と第2減速機の間にモータを配置する。そして、モータの駆動軸と各減速機の出力軸を互いに並列をなして配置する車輪駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, the rotational force of a motor disposed in a wheel is decelerated by a plurality of speed reducers and transmitted to the wheel so that the wheels can be driven, and the first speed reducer and the second speed reducer are driven in the axle direction. Place the motor in between. And the wheel drive device which arrange | positions the drive shaft of a motor and the output shaft of each reduction gear in parallel mutually is known (for example, refer patent document 1).

特開2008−184110号公報JP 2008-184110 A

しかしながら、先行技術の車輪駆動装置にあっては、インホイールモータユニットが、ユニットケースに対してモータと減速機を如何に効率良く配置するかという点に着目してなされている。このため、先行技術の車輪駆動装置をストラット式サスペンションにより車体に懸架すると、下記の問題が生じる。   However, in the wheel drive device of the prior art, the in-wheel motor unit pays attention to how efficiently the motor and the speed reducer are arranged with respect to the unit case. For this reason, when the wheel drive device of the prior art is suspended on the vehicle body by the strut suspension, the following problems occur.

モータがストラットより車両内側に配置されると、転舵時やサスペンションストローク時にユニットケースが車両内側に向かって大きく出っ張り、このユニットケースの出っ張りが、車体や隣接するリンク部材と干渉するおそれがある。一方、モータがストラットより車両外側に配置されると、モータよりもさらに車両外側に第2減速機が配置されているため、モータの軸方向長さが、第2減速機が占有する軸方向長さによって制約を受ける。このため、十分なモータ容積が取れず、所望のモータ出力を確保できない。   When the motor is disposed on the vehicle inner side than the strut, the unit case protrudes greatly toward the vehicle inner side at the time of steering or suspension stroke, and the protrusion of the unit case may interfere with the vehicle body or an adjacent link member. On the other hand, when the motor is arranged on the vehicle outer side from the strut, the second reduction gear is arranged further on the vehicle outer side than the motor, so that the axial length of the motor is the axial length occupied by the second reduction gear. We are restricted by this. For this reason, sufficient motor volume cannot be taken and a desired motor output cannot be ensured.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ユニットケースのケース内空間にモータと減速機を配置する際、車体や隣接するリンク部材との干渉を回避しつつ、所望のモータ出力を確保するインホイールモータ駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problem, and when arranging a motor and a speed reducer in a case inner space of a unit case, a desired motor output can be obtained while avoiding interference with a vehicle body and an adjacent link member. It aims at providing the in-wheel motor drive device to ensure.

上記目的を達成するため、本発明のインホイールモータ駆動装置は、インホイールモータユニットと、ストラット式サスペンションとを備える。
このインホイールモータ駆動装置において、ストラット式サスペンションは、ストラットの下端部分を、ユニットケースの上部位置に取り付ける。
インホイールモータユニットは、モータを、車軸方向にてストラットの取り付け位置よりも車両外側に配置し、減速機を、車軸方向にてストラットの取り付け位置に対してモータと反対側の車両内側に配置する。
In order to achieve the above object, an in-wheel motor drive device of the present invention includes an in-wheel motor unit and a strut suspension.
In this in-wheel motor drive device, the strut suspension has the lower end portion of the strut attached to the upper position of the unit case.
In the in-wheel motor unit, the motor is arranged outside the vehicle in the axle direction from the strut mounting position, and the reduction gear is arranged inside the vehicle on the opposite side of the motor from the strut mounting position in the axle direction. .

この結果、ユニットケースのケース内空間にモータと減速機を配置する際、車体や隣接するリンク部材との干渉を回避しつつ、所望のモータ出力を確保することができる。   As a result, when the motor and the speed reducer are arranged in the case space of the unit case, a desired motor output can be ensured while avoiding interference with the vehicle body and adjacent link members.

第1実施例のインホイールモータ駆動装置であってインホイールモータユニットがストラット式サスペンションにより車体に懸架されている状態を示す斜視図である。It is an in-wheel motor drive device of the 1st example, and is a perspective view showing the state where an in-wheel motor unit is suspended by the body by a strut type suspension. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてストラットが取り付けられたインホイールモータユニットの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the in-wheel motor unit to which the strut was attached in the in-wheel motor drive device of 1st Example. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてストラット及びホイールが取り付けられたインホイールモータユニットの概略構造を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the schematic structure of the in-wheel motor unit to which the strut and the wheel were attached in the in-wheel motor drive device of 1st Example. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてインホイールモータユニットの内部構造を示す展開断面図である。It is an expanded sectional view showing the internal structure of an in-wheel motor unit in the in-wheel motor drive device of the 1st example. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてモータジェネレータ・インバータ放熱プレート・減速ギア機構・ストラット・ホイールハブの車軸方向の位置関係による配置構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement configuration by the positional relationship of the motor generator, the inverter heat radiating plate, the reduction gear mechanism, the strut, and the wheel hub in the axle direction in the in-wheel motor drive device of the first embodiment. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置におけるモータジェネレータ・減速ギア機構・ストラット・タイロッド連結部・ブレーキキャリパの車軸直交方向の位置関係及び円周方向の位置関係による配置構成を示す車軸方向視図である。FIG. 3 is an axle direction view showing an arrangement configuration of a motor generator, a reduction gear mechanism, a strut, a tie rod coupling portion, and a brake caliper in the in-wheel motor driving device of the first embodiment according to the positional relationship in the direction perpendicular to the axle and in the circumferential direction. is there. ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車のストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニットに置き換え可能であることを示すインホイールモータユニットの置換作用説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the replacement action of the in-wheel motor unit showing that it can be replaced with the in-wheel motor unit using the strut type front suspension of the electric vehicle that drives the left and right front wheels by the drive shaft as it is. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてステアリング操作時のインホイールモータユニットの変位動作を示すステアリング操作時のインホイールモータユニット変位作用説明図である。It is an in-wheel motor unit displacement action explanatory view at the time of steering operation which shows displacement operation of an in-wheel motor unit at the time of steering operation in the in-wheel motor drive device of the 1st example. 第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてサスペンションのフルリバウンド時のトランスバースリンクの変位動作を示すフルリバウンド時のトランスバースリンク変位作用説明図である。It is a transverse link displacement action explanatory view at the time of full rebound which shows displacement operation of a transverse link at the time of full rebound of a suspension in an in-wheel motor drive of a 1st example.

以下、本発明のインホイールモータ駆動装置を実現する最良の形態を、図面に示す第1実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing the in-wheel motor drive device of the present invention will be described based on a first embodiment shown in the drawings.

第1実施例First embodiment

まず、構成を説明する。
第1実施例のインホイールモータ駆動装置は、前輪駆動によるインホイールモータ車において、ストラット式サスペンションにより車体に懸架される左右前輪(駆動輪、転舵輪)のそれぞれに適用した例である。以下、第1実施例の構成を、「全体装置構成」、「インホイールモータユニットの内部詳細構成」、「各構成要素の配置レイアウト構成」に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The in-wheel motor drive apparatus according to the first embodiment is an example applied to each of left and right front wheels (drive wheels, steered wheels) suspended on a vehicle body by a strut suspension in an in-wheel motor vehicle driven by front wheels. Hereinafter, the configuration of the first embodiment will be described by dividing it into “the overall device configuration”, “the internal detailed configuration of the in-wheel motor unit”, and “the layout layout configuration of each component”.

[全体装置構成]
図1は、第1実施例のインホイールモータ駆動装置であってインホイールモータユニットがストラット式サスペンションにより車体に懸架されている状態を示す。図2は、ストラットが取り付けられたインホイールモータユニットの外観を示す。図3は、ストラット及びタイヤホイールが取り付けられたインホイールモータユニットの概略構造を示す。
以下、図1〜図3に基づいて、第1実施例のインホイールモータ駆動装置の全体装置構成を説明する。
[Overall system configuration]
FIG. 1 shows an in-wheel motor drive apparatus according to a first embodiment, in which the in-wheel motor unit is suspended from a vehicle body by a strut suspension. FIG. 2 shows the appearance of the in-wheel motor unit to which the strut is attached. FIG. 3 shows a schematic structure of an in-wheel motor unit to which a strut and a tire wheel are attached.
Hereinafter, based on FIGS. 1-3, the whole apparatus structure of the in-wheel motor drive device of 1st Example is demonstrated.

インホイールモータ駆動装置Aは、図1に示すように、インホイールモータユニット1と、タイヤホイール2と、ストラット式サスペンション3と、車体4と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the in-wheel motor drive device A includes an in-wheel motor unit 1, a tire wheel 2, a strut suspension 3, and a vehicle body 4.

前記インホイールモータユニット1は、図1に示すように、タイヤホイール2の内側空間部分に一部分を挿入した状態で配設されるユニットケース10を有する。ユニットケース10は、図2に示すように、モータケース11と、モータカバー12と、減速ギアケース13と、減速ギアカバー14と、を有して構成される。   As shown in FIG. 1, the in-wheel motor unit 1 has a unit case 10 that is disposed in a state where a part of the in-wheel motor unit 1 is inserted into the inner space of the tire wheel 2. As shown in FIG. 2, the unit case 10 includes a motor case 11, a motor cover 12, a reduction gear case 13, and a reduction gear cover 14.

モータケース11のケース外面には、図1及び図2に示すように、ナックルアーム15と、ブレーキキャリパ固定アーム16と、トランスバースリンク支持アーム17と、がケースと一体に突出して形成される。モータケース11とモータカバー12によるケース内空間には、図3に示すように、モータジェネレータ5が配置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, a knuckle arm 15, a brake caliper fixing arm 16, and a transverse link support arm 17 are formed on the case outer surface of the motor case 11 so as to protrude integrally with the case. As shown in FIG. 3, the motor generator 5 is arranged in a space in the case formed by the motor case 11 and the motor cover 12.

ナックルアーム15は、ナックル本体を兼用するモータケース11のうち、車軸方向にてタイヤホイール2側の後面位置に車両後方に向けて突出して設けられる。ナックルアーム15のアーム先端部には、図2に示すように、ステアリング機構のタイロッド86が連結されるタイロッド連結穴15aを有する。   The knuckle arm 15 is provided in the motor case 11 also serving as the knuckle body so as to protrude toward the rear of the vehicle at the rear surface position on the tire wheel 2 side in the axle direction. As shown in FIG. 2, a tie rod connection hole 15a to which a tie rod 86 of the steering mechanism is connected is provided at the arm tip of the knuckle arm 15.

ブレーキキャリパ固定アーム16は、ナックル本体を兼用するモータケース11のうち、車軸方向にてナックルアーム15よりタイヤホイール2側に隣接する位置に、車軸直交方向にて車両上方と車両前方に向けて2方向に突出して設けられる。ブレーキキャリパ固定アーム16の2方向に突出するアーム先端部には、図2に示すように、ブレーキキャリパ93(図6参照)を固定するキャリパ固定穴16a,16bを有する。   The brake caliper fixing arm 16 is located in the motor case 11 that also serves as the knuckle main body, in a position adjacent to the tire wheel 2 side from the knuckle arm 15 in the axle direction, and toward the vehicle upper side and the vehicle front side in the axle orthogonal direction. Protruding in the direction. As shown in FIG. 2, caliper fixing holes 16 a and 16 b for fixing the brake caliper 93 (see FIG. 6) are provided at the arm tip portion protruding in two directions of the brake caliper fixing arm 16.

トランスバースリンク支持アーム17は、ナックル本体を兼用するモータケース11のうち、車軸方向にてタイヤホイール2側の下面位置に車両下方に向けて突出して設けられる。トランスバースリンク支持アーム17のアーム先端部には、図2に示すように、トランスバースリンク33のユニット側支持部となるリンク支持ボール17aが固定される。   The transverse link support arm 17 of the motor case 11 also serving as a knuckle body is provided to project downward toward the lower side of the vehicle at the lower surface position on the tire wheel 2 side in the axle direction. As shown in FIG. 2, a link support ball 17 a serving as a unit side support of the transverse link 33 is fixed to the arm tip of the transverse link support arm 17.

減速ギアケース13のケース上面には、図1〜図3に示すように、ストラット取り付け凹部18が一体に形成される。減速ギアケース13と減速ギアカバー14によるケース内空間には、減速ギア機構6(図4参照)が配置される。   As shown in FIGS. 1 to 3, a strut mounting recess 18 is integrally formed on the upper surface of the reduction gear case 13. A reduction gear mechanism 6 (see FIG. 4) is disposed in a case inner space formed by the reduction gear case 13 and the reduction gear cover 14.

ストラット取り付け凹部18は、モータケース11の隣接位置に固定された減速ギアケース13のうち、ケース上部の平面位置にストラット31の下端部を埋め込み状態で取り付けるように、車両下方に向かって凹ませた円筒状凹部に形成される。   The strut mounting recess 18 is recessed downward in the vehicle so that the lower end portion of the strut 31 is mounted in a flat state at the upper portion of the reduction gear case 13 fixed to the adjacent position of the motor case 11 in an embedded state. It is formed in a cylindrical recess.

前記タイヤホイール2は、図3に示すように、インホイールモータユニット1の出力軸であるホイール駆動軸21の端部位置に固定され、外周部に図外のタイヤが装着される。つまり、減速ギア機構6からのホイール駆動軸21の端部には、ホイールハブ22がハブナット23により固定され、ブレーキロータ87と共にハブボルト24による共締めにて固定される。   As shown in FIG. 3, the tire wheel 2 is fixed to an end position of a wheel drive shaft 21 that is an output shaft of the in-wheel motor unit 1, and a tire (not shown) is mounted on the outer peripheral portion. That is, the wheel hub 22 is fixed to the end portion of the wheel drive shaft 21 from the reduction gear mechanism 6 by the hub nut 23, and fixed together with the brake rotor 87 by the hub bolt 24.

前記ストラット式サスペンション3は、車両上下方向に作用する力を支えるショックアブソーバをストラット31(支柱)として用い、インホイールモータユニット1を含むバネ下部材を車体6に懸架する形式のサスペンションである。このストラット式サスペンション3は、図1に示すように、ストラット31と、コイルスプリング32と、トランスバースリンク33と、を有する。   The strut suspension 3 is a suspension of a type in which a shock absorber supporting a force acting in the vertical direction of the vehicle is used as a strut 31 (support), and an unsprung member including the in-wheel motor unit 1 is suspended on the vehicle body 6. As shown in FIG. 1, the strut suspension 3 includes a strut 31, a coil spring 32, and a transverse link 33.

ストラット31は、車両上下方向に作用する力を支えつつストローク動作により減衰力を発生するサスペンション部材である。ストラット31の下端部分は、ナックル本体を兼用する減速ギアケース13のケース上面位置に埋め込み状態で取り付けられる。ストラット31の上端部分は、ゴム製インシュレータによるアッパーマウントを介してホイールハウス車体メンバ41(車体4)に弾性支持される。なお、ストラット31の減速ギアケース13に対する取り付けは、例えば、ストラット31の下端部をストラット取り付け凹部18にネジ込み固定した後、緩み止めのロックナットにより締め付け固定することで行われる。   The strut 31 is a suspension member that generates a damping force by a stroke operation while supporting a force acting in the vehicle vertical direction. The lower end portion of the strut 31 is attached in an embedded state to the upper surface position of the reduction gear case 13 that also serves as the knuckle body. The upper end portion of the strut 31 is elastically supported by the wheel house vehicle body member 41 (vehicle body 4) via an upper mount made of a rubber insulator. The strut 31 is attached to the reduction gear case 13 by, for example, screwing and fixing the lower end portion of the strut 31 into the strut attachment recess 18 and then tightening and fixing it with a lock nut for preventing loosening.

コイルスプリング32は、ショックアブソーバ中心軸に対してスプリング中心軸をオフセット状態とし、ストラット31の上部外周位置に配置され、車両上下方向に作用する力を支えつつ伸縮動作によりバネ力を発生するサスペンション部材である。コイルスプリング32の下端部分は、ストラット31に固定された下端側バネ受けプレート34に支持される。コイルスプリング32の上端部分は、上端側バネ受けプレート35及びゴム製インシュレータによるアッパーマウントを介してホイールハウスメンバ41(車体4)に弾性支持される。   The coil spring 32 has a spring center axis that is offset with respect to the shock absorber center axis, and is disposed at an upper outer peripheral position of the strut 31 to support a force acting in the vehicle vertical direction and generate a spring force by an expansion / contraction operation. It is. A lower end portion of the coil spring 32 is supported by a lower end side spring receiving plate 34 fixed to the strut 31. The upper end portion of the coil spring 32 is elastically supported by the wheel house member 41 (vehicle body 4) through an upper mount by an upper end side spring receiving plate 35 and a rubber insulator.

トランスバースリンク33は、インホイールモータユニット1を含むバネ下部材をフロントサスペンションメンバ42(車体4)に揺動可能に支持すると共に、車幅方向及び車両前後方向に作用する力を支えるサスペンション部材である。トランスバースリンク33のユニットケース10側は、トランスバースリンク支持アーム17に設けられたリンク支持ボール17aに対し球面支持される。トランスバースリンク33のフロントサスペンションメンバ42(車体4)側は、車体支持軸上にて車両前後方向に離れた位置に設けられた支持ピン33a,33bに対し、ゴムブッシュを介して2点で結合支持される。   The transverse link 33 is a suspension member that supports an unsprung member including the in-wheel motor unit 1 on the front suspension member 42 (vehicle body 4) so as to be swingable, and supports a force acting in the vehicle width direction and the vehicle front-rear direction. is there. The unit case 10 side of the transverse link 33 is spherically supported with respect to a link support ball 17 a provided on the transverse link support arm 17. The front suspension member 42 (vehicle body 4) side of the transverse link 33 is coupled to support pins 33a and 33b provided at positions separated in the vehicle longitudinal direction on the vehicle body support shaft at two points via rubber bushes. Supported.

ここで、第1実施例のように、ストラット式サスペンション3を左右前輪に使用する場合、ストラット31及びコイルスプリング32の車体支持点P1と、トランスバースリンク33のユニットケース支持点P2とを通る軸を仮想キングピン軸線KLとする。つまり、ステアリング操作がなされると、仮想キングピン軸線KLを回転中心軸として、インホイールモータユニット1及びタイヤホイール2が転舵する。   Here, when the strut suspension 3 is used for the left and right front wheels as in the first embodiment, the shaft passes through the vehicle body support point P1 of the strut 31 and the coil spring 32 and the unit case support point P2 of the transverse link 33. Is the virtual kingpin axis KL. That is, when a steering operation is performed, the in-wheel motor unit 1 and the tire wheel 2 are steered using the virtual kingpin axis KL as the rotation center axis.

[インホイールモータユニットの内部詳細構成]
図4は、第1実施例のインホイールモータ駆動装置においてインホイールモータユニットの内部構造を示す。以下、図4に基づいて、インホイールモータユニットの内部詳細構成を説明する。
[Detailed internal structure of in-wheel motor unit]
FIG. 4 shows the internal structure of the in-wheel motor unit in the in-wheel motor drive device of the first embodiment. Hereinafter, the detailed internal configuration of the in-wheel motor unit will be described with reference to FIG.

インホイールモータユニット1は、図4に示すように、ユニットケース10のケース内部に、モータジェネレータ5(モータ)と、減速ギア機構6(減速機)と、インバータモジュール7と、を備えている。   As shown in FIG. 4, the in-wheel motor unit 1 includes a motor generator 5 (motor), a reduction gear mechanism 6 (reduction gear), and an inverter module 7 in the case of the unit case 10.

前記モータジェネレータ5は、モータ軸51と、ロータ52と、ステータ53と、ステータコイル54と、を有して構成される。   The motor generator 5 includes a motor shaft 51, a rotor 52, a stator 53, and a stator coil 54.

モータ軸51は、中心軸位置に軸心油路55が貫通状態で形成される。モータ軸51のタイヤホイール2側の一端部は、モータケース11に対し第1ベアリング81を介して回転可能に支持される。モータ軸51のタイヤホイール2側の一端部には、第1ベアリング81とスプラッシュガード88の間の位置に、ロータ回転角度を検出するレゾルバ89が設けられる。モータ軸6の減速ギア機構6側の他端部は、減速ギアケース13に対し第2ベアリング82を介して回転可能に支持される。   The motor shaft 51 is formed with a shaft center oil passage 55 penetrating in the center axis position. One end of the motor shaft 51 on the tire wheel 2 side is rotatably supported by the motor case 11 via a first bearing 81. A resolver 89 that detects the rotor rotation angle is provided at one end of the motor shaft 51 on the tire wheel 2 side at a position between the first bearing 81 and the splash guard 88. The other end of the motor shaft 6 on the speed reduction gear mechanism 6 side is rotatably supported by the speed reduction gear case 13 via a second bearing 82.

ロータ52は、モータ軸51に固定され、図外の永久磁石を埋設した積層鋼板により構成される。ロータ52の減速ギア機構6側の端面には、第1空気循環翼56が径方向に複数枚設けられ、ロータ52のタイヤホイール2側の端面には、第2空気循環翼57が径方向に複数枚設けられる。第1空気循環翼56は、インバータ放熱プレート71を翼ケーシングとし、ターボチャージャに用いられるような遠心軸流翼形状とされる。   The rotor 52 is fixed to the motor shaft 51 and is constituted by a laminated steel plate in which a permanent magnet (not shown) is embedded. A plurality of first air circulation blades 56 are provided in the radial direction on the end surface of the rotor 52 on the speed reduction gear mechanism 6 side, and a second air circulation blade 57 is provided in the radial direction on the end surface of the rotor 52 on the tire wheel 2 side. Multiple sheets are provided. The first air circulation blade 56 has a centrifugal axial flow blade shape used in a turbocharger with the inverter heat radiation plate 71 as a blade casing.

ステータ53は、ユニットケース1の内面に固定される共にロータ52に対しエアギャップを介して配置され、打ち抜き積層鋼板によるステータティースのそれぞれにステータコイル54を巻き付けることで構成される。ステータコイル54は、U相コイル線・V相コイル線・W相コイル線などを有し、これらのコイル線がインバータモジュール7に対して接続される。   The stator 53 is fixed to the inner surface of the unit case 1 and is disposed with respect to the rotor 52 via an air gap, and is configured by winding a stator coil 54 around each of stator teeth made of a punched laminated steel plate. Stator coil 54 has a U-phase coil wire, a V-phase coil wire, a W-phase coil wire, and the like, and these coil wires are connected to inverter module 7.

モータジェネレータ5が配置される空間は、減速ギア機構6が配置されるウェット空間68とは隔壁13aにより画成されたドライ空間58とされる。そして、ロータ52の回転に伴って回転する第1空気循環翼56と第2空気循環翼57を用い、ドライ空間58内の空気を強制循環させる内部循環空気冷却経路が形成される。内部循環空気冷却経路は、ロータ52とステータ53のエアギャップ、ロータ内スリット、ステータ隙間、及び、ケース内面に沿って形成される空間を空気通路とする。なお、減速ギアケース13の隔壁13aには、ウェット空間68との間で熱交換する熱交換面積を確保するリブ13bが設けられている。   The space in which the motor generator 5 is disposed is a dry space 58 defined by the partition wall 13a from the wet space 68 in which the reduction gear mechanism 6 is disposed. An internal circulation air cooling path for forcibly circulating the air in the dry space 58 is formed using the first air circulation blade 56 and the second air circulation blade 57 that rotate with the rotation of the rotor 52. The internal circulation air cooling path uses an air gap between the air gap between the rotor 52 and the stator 53, the slit in the rotor, the stator gap, and the inner surface of the case as an air passage. The partition wall 13a of the reduction gear case 13 is provided with ribs 13b that secure a heat exchange area for exchanging heat with the wet space 68.

前記減速ギア機構6は、ギア軸として、モータ軸51と、アイドラー軸60と、ホイール駆動軸21と、を有する。ギア列として、第1減速ギア列61(第1減速機)と、第2減速ギア列62(第2減速機)と、を有して構成される。   The reduction gear mechanism 6 includes a motor shaft 51, an idler shaft 60, and a wheel drive shaft 21 as gear shafts. The gear train includes a first reduction gear train 61 (first reduction gear) and a second reduction gear train 62 (second reduction gear).

モータ軸51とアイドラー軸60とホイール駆動軸21は、互いに平行で高さの異なるギア軸である。アイドラー軸60は、減速ギアケース13の隔壁部13aに設けた第3ベアリング83と、減速ギアカバー14に設けた第4ベアリング84と、によって両端支持される。ホイール駆動軸21は、減速ギアカバー14に設けた第5ベアリング85と、ホイールハブ22側に設けられたハブベアリング25と、によって両端支持される。ハブベアリング25は、モータケース11に固定されるハブケース26をアウターレースとし、ホイールハブ22をインナーレースとするベアリングである。ここで、図4に示す展開断面図においては、モータ軸51>アイドラー軸60>ホイール駆動軸21という高さ関係を持つ記載となっているが、実際の高さ関係は、アイドラー軸60>モータ軸51>ホイール駆動軸21という関係になっている(図6参照)。   The motor shaft 51, the idler shaft 60, and the wheel drive shaft 21 are gear shafts that are parallel to each other and have different heights. The idler shaft 60 is supported at both ends by a third bearing 83 provided on the partition wall 13 a of the reduction gear case 13 and a fourth bearing 84 provided on the reduction gear cover 14. The wheel drive shaft 21 is supported at both ends by a fifth bearing 85 provided on the reduction gear cover 14 and a hub bearing 25 provided on the wheel hub 22 side. The hub bearing 25 is a bearing in which the hub case 26 fixed to the motor case 11 is an outer race and the wheel hub 22 is an inner race. Here, in the developed cross-sectional view shown in FIG. 4, it is described that the motor shaft 51> idler shaft 60> wheel drive shaft 21 has a height relationship, but the actual height relationship is the idler shaft 60> motor. The relationship of shaft 51> wheel drive shaft 21 is established (see FIG. 6).

第1減速ギア列61は、モータ軸51を車両内側の減速ギアカバー14の近くまで延ばした端部位置に形成されたモータ軸ギア63と、モータ軸ギア63に噛み合い、アイドラー軸60に一体形成された第1アイドラー軸ギア64と、によって構成される。アイドラー軸60の中心軸位置には、軸心油路チューブ67が設けられる。軸心油路チューブ67の隔壁部13a側の端部位置には、第3ベアリング83からの潤滑油を流入する開口部が形成される。軸心油路チューブ67の減速ギアカバー14側の端部位置には、屈曲可能な連結チューブ90の一端が接続され、連結チューブ90の他端がモータ軸51の軸心油路55に接続される。
なお、第1アイドラー軸ギア64の端面には、パーキングレンジ位置の選択により図外のパーキングポールが動作し、パーキングポールとの噛み合いによりアイドラー軸60をユニットケース10に静止固定するパーキングギア91が設けられている。
The first reduction gear train 61 meshes with the motor shaft gear 63 formed at the end position where the motor shaft 51 extends to the vicinity of the reduction gear cover 14 on the inner side of the vehicle, and is integrally formed with the idler shaft 60. And the first idler shaft gear 64. An axial center oil passage tube 67 is provided at the center axis position of the idler shaft 60. An opening through which the lubricating oil from the third bearing 83 flows is formed at the end position on the partition wall 13 a side of the axial center oil passage tube 67. One end of a bendable connecting tube 90 is connected to the end position of the shaft center oil passage tube 67 on the speed reduction gear cover 14 side, and the other end of the connecting tube 90 is connected to the shaft center oil passage 55 of the motor shaft 51. The
A parking pawl (not shown) is operated on the end face of the first idler shaft gear 64 by selecting the parking range position, and a parking gear 91 for stationaryly fixing the idler shaft 60 to the unit case 10 by engagement with the parking pawl is provided. It has been.

第2減速ギア列62は、アイドラー軸60に一体形成された第2アイドラー軸ギア65と、第2アイドラー軸ギア65に噛み合い、ホイール駆動軸21の端部位置に一体形成されたホイール駆動軸ギア66と、によって構成される。ホイール駆動軸ギア66は、減速ギアカバー14側のピンベアリング92と、ホイール駆動軸ギア66を挟んで反対側の第5ベアリング85と、によって両端支持可能とされている。ピンベアリング92は、減速ギアケース14側に固定されたケース部材92aと、支持ピン92bと、を有して構成される。ケース部材92aは、円柱突起とピン穴を有し、ホイール駆動軸ギア66は、円柱突起に対応する位置に円柱凹部を有し、ピン穴に対応する回転中心軸位置にピン穴を有する。そして、ケース部材92aとホイール駆動軸ギア66に有する両ピン穴を貫通して支持ピン92bが設けられる。このピンベアリング92は、通常時は大きな隙間を持っており、ベアリングとして作用しない。しかし、ホイルナット23の緩みやハブベアリング25の異常や第5ベアリング85(ローラベアリング)の異常が発生すると、隙間が埋められてベアリングとして作用する。   The second reduction gear train 62 meshes with the second idler shaft gear 65 formed integrally with the idler shaft 60 and the second idler shaft gear 65, and the wheel drive shaft gear formed integrally with the end position of the wheel drive shaft 21. 66. The wheel drive shaft gear 66 can be supported at both ends by a pin bearing 92 on the reduction gear cover 14 side and a fifth bearing 85 on the opposite side across the wheel drive shaft gear 66. The pin bearing 92 includes a case member 92a fixed to the reduction gear case 14 side and a support pin 92b. The case member 92a has a cylindrical protrusion and a pin hole, and the wheel drive shaft gear 66 has a cylindrical recess at a position corresponding to the cylindrical protrusion, and a pin hole at a rotation center axis position corresponding to the pin hole. A support pin 92b is provided through both pin holes of the case member 92a and the wheel drive shaft gear 66. The pin bearing 92 normally has a large gap and does not act as a bearing. However, when the wheel nut 23 is loosened, the hub bearing 25 is abnormal, or the fifth bearing 85 (roller bearing) is abnormal, the gap is filled and acts as a bearing.

減速ギア機構6が配置される空間は、モータジェネレータ5が配置されるドライ空間58とは隔壁13aにより画成されたウェット空間68とされる。そして、モータケース11には、第1ベアリング81とハブベアリング25を連通する斜め径方向の第1潤滑油路94と、ハブベアリング25と第5ベアリング85を連通する車軸方向の第2潤滑油路95とが形成される。つまり、減速機ケース13の底部に溜められた潤滑油を、回転するホイール駆動軸ギア66により掻き揚げる。そして、掻き揚げた潤滑油を、アイドラー軸60に設けられた軸心油路チューブ67から潤滑必要部位を通過して強制循環させる内部循環潤滑油冷却経路が形成される。内部循環潤滑油冷却経路は、掻き揚げられた潤滑油が、第3ベアリング83の外部に設けたケース切欠部13c→軸心油路チューブ67→連結チューブ90→軸心油路55→第1ベアリング81→第1潤滑油路94→第2潤滑油路95→第5ベアリング85に至る経路である。   The space in which the reduction gear mechanism 6 is disposed is a wet space 68 defined by the partition wall 13a from the dry space 58 in which the motor generator 5 is disposed. The motor case 11 includes a first lubricating oil passage 94 in the oblique radial direction that communicates the first bearing 81 and the hub bearing 25, and a second lubricating oil passage in the axle direction that communicates the hub bearing 25 and the fifth bearing 85. 95 is formed. That is, the lubricating oil accumulated at the bottom of the speed reducer case 13 is lifted up by the rotating wheel drive shaft gear 66. Then, an internal circulating lubricating oil cooling path is formed in which the raked lubricating oil is forcedly circulated through a portion requiring lubrication from an axial center oil path tube 67 provided on the idler shaft 60. In the internal circulation lubricating oil cooling path, the scraped lubricating oil is a case notch 13c provided outside the third bearing 83 → shaft oil passage tube 67 → connecting tube 90 → shaft oil passage 55 → first bearing. 81 → first lubricating oil path 94 → second lubricating oil path 95 → fifth bearing 85.

前記インバータモジュール7は、モータジェネレータ5の側面位置に内蔵配置され、耐熱性が高い半導体素子を用いたインバータ回路などからなるモジュールである。このインバータモジュール7は、ステータコイル54と接続され、インバータ放熱プレート71に対して環状に複数個配列することで構成される。なお、インバータモジュール7は、モータジェネレータ5の力行時、図外のバッテリからの直流を、モータジェネレータ5を回転駆動させる多相交流に変換する。また、モータジェネレータ5の回生時、モータジェネレータ5により発電された多相交流を、図外のバッテリに充電するための直流に変換する。   The inverter module 7 is a module that is built in the side surface of the motor generator 5 and includes an inverter circuit using a semiconductor element having high heat resistance. The inverter module 7 is connected to the stator coil 54, and is configured by arranging a plurality of annular shapes with respect to the inverter heat dissipation plate 71. The inverter module 7 converts direct current from a battery (not shown) into multiphase alternating current that drives the motor generator 5 to rotate when the motor generator 5 is powered. Further, when the motor generator 5 is regenerated, the polyphase alternating current generated by the motor generator 5 is converted into direct current for charging a battery (not shown).

インバータ放熱プレート71は、モータケース11に対しネジ止め固定されていて、モータジェネレータ5の減速ギア機構6側の隣接位置に、モータ端面に覆うように配置される(図5参照)。インバータ放熱プレート71は、インバータモジュール7を固定する面を平面とし、その反対面を、ロータ52の端面に固定された第1空気循環翼56にとって翼ケーシングになる形状とされる。   The inverter heat radiating plate 71 is fixed to the motor case 11 with screws, and is disposed adjacent to the motor generator 5 on the reduction gear mechanism 6 side so as to cover the motor end surface (see FIG. 5). The inverter heat dissipation plate 71 has a flat surface as a surface on which the inverter module 7 is fixed, and the opposite surface is formed into a blade casing for the first air circulation blade 56 fixed to the end surface of the rotor 52.

ここで、インバータモジュール7が配置される空間は、上記のように、モータジェネレータ5が配置されるドライ空間58である。インバータモジュール7は、ドライ空間58内の空気を強制循環させる内部循環空気冷却経路のうち、流速が速い空気流になる第1空気循環翼56の吸入位置に配置し、インバータモジュール7の冷却能力を確保している。   Here, the space in which the inverter module 7 is disposed is the dry space 58 in which the motor generator 5 is disposed as described above. The inverter module 7 is disposed at the suction position of the first air circulation blade 56 where the air flow is fast in the internal circulation air cooling path for forcibly circulating the air in the dry space 58, and the cooling capacity of the inverter module 7 is increased. Secured.

[各構成要素の配置レイアウト構成]
図5は、モータジェネレータ・インバータ放熱プレート・減速ギア機構・ストラット・ホイールハブの車軸方向の位置関係による配置構成を示す。図6は、モータジェネレータ・減速ギア機構・ストラット・タイロッド連結部・ブレーキキャリパの車軸直交方向の位置関係及び円周方向の位置関係による配置構成を示す。以下、図5及び図6に基づいて、各構成要素の配置レイアウト構成を説明する。
[Arrangement layout configuration of each component]
FIG. 5 shows an arrangement configuration of the motor generator, the inverter heat radiation plate, the reduction gear mechanism, the strut, and the wheel hub depending on the positional relationship in the axle direction. FIG. 6 shows an arrangement configuration of the motor generator, the reduction gear mechanism, the strut, the tie rod connecting portion, and the brake caliper according to the positional relationship in the direction perpendicular to the axle and in the circumferential direction. Hereinafter, an arrangement layout configuration of each component will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

前記減速ギア機構6は、第1減速ギア列61と第2減速ギア列62により構成されている。第1減速ギア列61は、図5に示すように、モータ軸51を車両内側方向に延ばすことで車軸方向にてモータジェネレータ5から離れた車両内側の位置に配置される。一方、第2減速ギア列62は、図5に示すように、車軸方向にて第1減速ギア列61よりも車両外側の位置に配置される。   The reduction gear mechanism 6 includes a first reduction gear train 61 and a second reduction gear train 62. As shown in FIG. 5, the first reduction gear train 61 is disposed at a position on the vehicle inner side away from the motor generator 5 in the axle direction by extending the motor shaft 51 in the vehicle inner direction. On the other hand, as shown in FIG. 5, the second reduction gear train 62 is disposed at a position outside the vehicle relative to the first reduction gear train 61 in the axle direction.

そして、第1減速ギア列61による第1減速比と第2減速ギア列62による第2減速比を異ならせている。第1減速ギア列61は、図5及び図6に示すように、モータ軸ギア63の噛み合い径を小さく、第1アイドラー軸ギア64の噛み合い径を大きくすることで、第1減速比を大きく設定している。第2減速ギア列62は、第2アイドラー軸ギア65の噛み合い径と、ホイール駆動軸ギア66の噛み合い径の差を小さく抑えることにより、第2減速比を第1減速比より小さく設定している。   The first reduction gear ratio by the first reduction gear train 61 and the second reduction ratio by the second reduction gear train 62 are made different. As shown in FIGS. 5 and 6, the first reduction gear train 61 sets the first reduction ratio to be large by reducing the meshing diameter of the motor shaft gear 63 and increasing the meshing diameter of the first idler shaft gear 64. doing. The second reduction gear train 62 sets the second reduction ratio smaller than the first reduction ratio by suppressing the difference between the meshing diameter of the second idler shaft gear 65 and the meshing diameter of the wheel drive shaft gear 66. .

また、モータ軸51とアイドラー軸60とホイール駆動軸21は、図6に示すように、アイドラー軸60>モータ軸51>ホイール駆動軸21という高さ関係に設定している。つまり、タイヤホイール2の中心軸CLの位置にホイール駆動軸21を配置したとき、ホイール駆動軸21よりモータ軸51を高い位置に配置し、モータ軸51よりアイドラー軸60を高い位置に配置している。   Further, the motor shaft 51, the idler shaft 60, and the wheel drive shaft 21 are set to have a height relationship of idler shaft 60> motor shaft 51> wheel drive shaft 21, as shown in FIG. That is, when the wheel drive shaft 21 is disposed at the position of the central axis CL of the tire wheel 2, the motor shaft 51 is disposed at a position higher than the wheel drive shaft 21, and the idler shaft 60 is disposed at a position higher than the motor shaft 51. Yes.

前記減速ギア機構6を、第1減速ギア列61と第2減速ギア列62に分けないときの車軸方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ5と減速ギア機構6とストラット31の車軸方向の位置関係は、図5に示すように、モータジェネレータ5を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置よりも車両外側に配置している。減速ギア機構6を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置に対してモータジェネレータ5と反対側の車両内側に配置している。
The positional relationship in the axle direction when the reduction gear mechanism 6 is not divided into the first reduction gear train 61 and the second reduction gear train 62 is as follows.
As shown in FIG. 5, the motor generator 5, the reduction gear mechanism 6, and the strut 31 have a positional relationship in the axle direction, and the motor generator 5 is disposed on the vehicle outer side than the mounting position of the strut 31 in the axle direction. The reduction gear mechanism 6 is disposed on the vehicle inner side opposite to the motor generator 5 with respect to the mounting position of the strut 31 in the axle direction.

前記減速ギア機構6を、第1減速ギア列61と第2減速ギア列62に分けたときの車軸方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ5と第1減速ギア列61とストラット31の車軸方向の位置関係は、図5に示すように、第1減速ギア列61を、車軸方向にてストラット31を挟んでモータジェネレータ5とは反対側の領域に配置している。第2減速ギア列62とストラット31の車軸方向の位置関係は、図5に示すように、第2減速ギア列62を、ストラット31の下側領域に配置している。つまり、車軸方向にて第2減速ギア列62と符合する位置にストラット31を配置しているので、図5及び図6に示すように、ストラット31の下端部を、ユニットケース10の内部まで埋め込み状態にて配置するスペースが確保される。
The positional relationship in the axle direction when the reduction gear mechanism 6 is divided into the first reduction gear train 61 and the second reduction gear train 62 is as follows.
The positional relationship of the motor generator 5, the first reduction gear train 61, and the strut 31 in the axle direction is as shown in FIG. 5, with the first reduction gear train 61 and the motor generator 5 sandwiching the strut 31 in the axle direction. Arranged in the opposite area. The positional relationship between the second reduction gear train 62 and the strut 31 in the axle direction is such that the second reduction gear train 62 is disposed in the lower region of the strut 31 as shown in FIG. That is, since the strut 31 is disposed at a position that coincides with the second reduction gear train 62 in the axle direction, the lower end portion of the strut 31 is embedded to the inside of the unit case 10 as shown in FIGS. Space to be arranged in the state is secured.

前記減速ギア機構6を構成するモータ軸ギア63と第1アイドラー軸ギア64と第2アイドラー軸ギア65とホイール駆動軸ギア66の車軸直交方向の位置関係は、下記の通りである。
第1減速ギア列61による第1減速比を大きく、第2減速ギア列62による第2減速比を第1減速比より小さくしている。このため、図6に示すように、タイヤホイール2の中心軸CLの位置に配置されるホイール駆動軸21に設けられるホイール駆動軸ギア66の径が小さく抑えられる。よって、モータ軸ギア63と第1アイドラー軸ギア64と第2アイドラー軸ギア65とホイール駆動軸ギア66により占有する高さが、モータジェネレータの全高MHの範囲内にほぼ収まる配置になる。この結果、ユニットケース10の底面高さ位置BLが、トランスバースリンク33のユニットケース支持点P2から離れた高さ位置になる。
The positional relationship of the motor shaft gear 63, the first idler shaft gear 64, the second idler shaft gear 65, and the wheel drive shaft gear 66 constituting the reduction gear mechanism 6 in the direction perpendicular to the axle is as follows.
The first reduction gear ratio by the first reduction gear train 61 is made larger, and the second reduction ratio by the second reduction gear train 62 is made smaller than the first reduction gear ratio. For this reason, as shown in FIG. 6, the diameter of the wheel drive shaft gear 66 provided on the wheel drive shaft 21 disposed at the position of the center axis CL of the tire wheel 2 is suppressed to a small value. Therefore, the height occupied by the motor shaft gear 63, the first idler shaft gear 64, the second idler shaft gear 65, and the wheel drive shaft gear 66 is arranged to be substantially within the range of the total height MH of the motor generator. As a result, the bottom surface height position BL of the unit case 10 becomes a height position away from the unit case support point P2 of the transverse link 33.

前記モータジェネレータ5とタイロッド連結部96との車軸直交方向の位置関係は、下記の通りである。
モータジェネレータ5は、図6に示すように、車軸直交方向にてホイール駆動軸21を挟んでナックルアーム15のタイロッド連結部96とは反対側の軸対称領域に配置される。つまり、タイロッド連結部96は、モータジェネレータ5とは車両前後方向に離れて形成される空スペース領域に配置される。
The positional relationship between the motor generator 5 and the tie rod connecting portion 96 in the direction perpendicular to the axle is as follows.
As shown in FIG. 6, the motor generator 5 is disposed in an axially symmetric region on the opposite side of the knuckle arm 15 from the tie rod coupling portion 96 with the wheel drive shaft 21 sandwiched in the direction orthogonal to the axle. That is, the tie rod coupling portion 96 is disposed in an empty space region formed away from the motor generator 5 in the vehicle front-rear direction.

前記モータジェネレータ5とタイロッド連結部96とブレーキキャリパ93との円周方向の位置関係は、下記の通りである。
ブレーキキャリパ93は、図6に示すように、ホイール駆動軸21を中心とする円周方向にてナックルアーム15のタイロッド連結部96とモータジェネレータ5との間の円周領域に配置される。つまり、ブレーキキャリパ93は、タイロッド連結部96とモータジェネレータ5との間に円周方向に形成される空スペース領域に配置される。
The positional relationship in the circumferential direction among the motor generator 5, the tie rod connecting portion 96, and the brake caliper 93 is as follows.
As shown in FIG. 6, the brake caliper 93 is disposed in a circumferential region between the tie rod coupling portion 96 of the knuckle arm 15 and the motor generator 5 in the circumferential direction around the wheel drive shaft 21. That is, the brake caliper 93 is disposed in an empty space region formed in the circumferential direction between the tie rod connecting portion 96 and the motor generator 5.

次に、作用を説明する。
第1実施例の作用を、「インホイールモータユニットの置換作用」、「フル転舵時におけるインホイールモータユニット変位作用」、「フルリバウンド時におけるトランスバースリンク変位作用」、「インホイールモータ駆動装置の特徴作用」に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The actions of the first embodiment are “in-wheel motor unit replacement action”, “in-wheel motor unit displacement action at full turning”, “transverse link displacement action at full rebound”, “in-wheel motor drive device” This will be explained separately in the “characteristic action of”.

[インホイールモータユニットの置換作用]
以下、図7に基づいて、ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車のストラット式フロントサスペンションをそのまま用い、そのステアリングナックル部分に、第1実施例のインホイールモータユニット1を取り付ける置換作用を説明する。
[In-wheel motor unit replacement]
Hereinafter, based on FIG. 7, a replacement operation for attaching the in-wheel motor unit 1 of the first embodiment to the steering knuckle portion using the strut type front suspension of the electric vehicle that drives the left and right front wheels by the drive shaft will be described. .

まず、ストラット式サスペンションのメリットとしては、下記の点が挙げられる。
(A) ストラット式以外の独立懸架サスペンション(ダブルウィッシュボーン式など)では、キャンバー方向の位置決めのためのアッパーアームが必要となり、その空間が犠牲になる。しかし、ストラット式では、ショックアブソーバがその役割をするので、車室空間を大きく取れる。この利点は、レイアウト空間に余裕がないFF車において、特に重要である。
(B) 車体側の支持点(ピボット点)の間隔が大きいため、強度的に有利であり、アライメントの製造誤差が比較的小さい。
(C) 構造が簡単で部品点数が少ないため、コスト、重量の点で有利である。
そして、上記のようなメリットを持つことにより、現在、乗用車のフロントサスペンションとして、最も多く採用されているのがストラット式フロントサスペンションである。
First, the following points are mentioned as the merits of the strut suspension.
(A) An independent suspension other than the strut type (such as a double wishbone type) requires an upper arm for positioning in the camber direction, and the space is sacrificed. However, in the strut type, the shock absorber plays the role, so that a large cabin space can be taken. This advantage is particularly important in an FF vehicle having a small layout space.
(B) Since the distance between the support points (pivot points) on the vehicle body side is large, it is advantageous in terms of strength and the manufacturing error of alignment is relatively small.
(C) Since the structure is simple and the number of parts is small, it is advantageous in terms of cost and weight.
Due to the above merits, the strut-type front suspension is most often used as a front suspension for passenger cars.

一方、インホイールモータ車においては、サスペンションと別個にインホイールモータユニットの開発を行い、インホイールモータユニットのユニットケース内に内蔵されるモータと減速機の配置を決めている。そして、インホイールモータユニットのユニットケース形状が決まると、それに合わせてインホイールモータユニット専用のサスペンションを新たに開発するという手法が一般的に採られている。このようにインホイールモータユニットとサスペンションを分けた開発手法を採っているため、インホイールモータユニットとサスペンションを組み合わせたときに新たな課題を生み、インホイールモータ車の実車化を遅らせる原因の一つになっている。   On the other hand, in-wheel motor vehicles, an in-wheel motor unit is developed separately from the suspension, and the arrangement of the motor and the speed reducer built in the unit case of the in-wheel motor unit is determined. When the unit case shape of the in-wheel motor unit is determined, a method of newly developing a suspension dedicated to the in-wheel motor unit is generally adopted. Because the development method that separates the in-wheel motor unit and the suspension is adopted in this way, when the in-wheel motor unit and the suspension are combined, a new problem is created, which is one of the causes for delaying the realization of the in-wheel motor vehicle. It has become.

これに対し、本発明者は、まず、ドライブシャフトにより左右前輪を駆動する電気自動車(実車)のストラット式フロントサスペンションに注目した。そして、タイヤホイールの内側空間を注視したとき、図7に示すように、ステアリングナックルやドライブシャフトのブーツが、タイヤホイールの内側空間スペースを占有していることを知見した。   On the other hand, the inventor first paid attention to a strut type front suspension of an electric vehicle (actual vehicle) in which left and right front wheels are driven by a drive shaft. Then, when looking at the inner space of the tire wheel, it was found that the steering knuckle and the drive shaft boot occupied the inner space of the tire wheel as shown in FIG.

そこで、タイヤホイールの内側空間を占有しているステアリングナックルやドライブシャフトのブーツによる空間スペースに、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニットに置き換えることが可能かどうかを検討した。この検討の結果、現行の空間スペースは予想以上のスペース容積を持ち、インホイールモータユニットを置き換えて搭載することが可能であるとの結論を得た。そして、インホイールモータユニットに置き換える際に克服すべき様々な課題を解決した上で、第1実施例のインホイールモータ駆動装置Aを完成するに至った。   Therefore, we examined whether it is possible to replace the in-wheel motor unit with the strut-type front suspension as it is in the space of the steering knuckle and drive shaft boot that occupies the inner space of the tire wheel. As a result of this study, it was concluded that the current space has a larger volume than expected and can be replaced with an in-wheel motor unit. Then, after solving various problems to be overcome when replacing the in-wheel motor unit, the in-wheel motor driving apparatus A of the first embodiment has been completed.

即ち、第1実施例のインホイールモータ駆動装置Aは、図7に示すように、既存のストラット式フロントサスペンションをそのまま用いながら、タイヤホイール2の内側空間スペースにインホイールモータユニット1を配置したものである。   In other words, the in-wheel motor drive device A of the first embodiment has an in-wheel motor unit 1 arranged in the space inside the tire wheel 2 while using the existing strut type front suspension as it is, as shown in FIG. It is.

このように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット1に置き換えることを可能としたため、上記(A)〜(C)によるストラット式サスペンションのメリットを全て享有することができる。そして、ストラット式フロントサスペンションを備えた既存の車両に対し、少なくともレイアウト設計を変更することなく、インホイールモータ車に移行することが可能であるため、インホイールモータ車の実車化を促進することができる。   As described above, since the strut type front suspension can be used as it is and can be replaced with the in-wheel motor unit 1, all the merits of the strut type suspension according to the above (A) to (C) can be enjoyed. And since it is possible to shift to an in-wheel motor vehicle without changing the layout design at least for an existing vehicle having a strut type front suspension, it is possible to promote the realization of the in-wheel motor vehicle. it can.

[フル転舵時におけるインホイールモータユニット変位作用]
上記のように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット1に置き換えたとき、ステアリング操作時にインホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)とが干渉するのを回避する必要がある。以下、図8に基づいて、フル転舵時におけるインホイールモータユニット1の変位作用を説明する。
[In-wheel motor unit displacement action during full turning]
As described above, when the strut type front suspension is used as it is and replaced with the in-wheel motor unit 1, it is necessary to avoid interference between the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (vehicle body 4) during the steering operation. . Hereinafter, based on FIG. 8, the displacement action of the in-wheel motor unit 1 during full turning will be described.

ステアリング操作位置が中立位置にあるときは、図8の実線に示すように、インホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)とが離れている位置関係である。この中立位置から左右方向にフル転舵すると、図8の仮想線(タイヤホイール2’)に示すように、インホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)とが左右方向の一方向(図8の右回り方向)の転舵で近づく。しかし、左右方向の他方向(図8の左回り方向)にフル転舵すると、図8の仮想線(タイヤホイール2”)に示すように、インホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)とが中立位置よりも離れる。   When the steering operation position is in the neutral position, the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (the vehicle body 4) are separated as shown by the solid line in FIG. When the vehicle is fully steered from the neutral position in the left-right direction, the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (vehicle body 4) are unidirectional in the left-right direction (see FIG. 8). Approach by turning 8). However, when the vehicle is fully steered in the other direction (left-handed direction in FIG. 8) in the left-right direction, the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (vehicle body 4) as shown by the phantom line (tire wheel 2 ″) in FIG. And are far away from the neutral position.

このように、フル転舵状態にしても、インホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)との間には、図8の仮想線に示すように、隙間が確保される。これは、仮想キングピン軸線KPが、図7に示すように、モータケース11に内蔵されるモータジェネレータ5のほぼ中間の位置を通る。よって、仮想キングピン軸線KPを中心軸としてインホイールモータユニット1が触れ回ってもサイドメンバ43(車体4)側への突出が抑えられることによる。なお、左右方向の一方向(図8の右回り方向)の転舵でインホイールモータユニット1が近づく理由は、ユニットケース10が、タイヤホイール2の中心軸CLから車両前後方向の一方向側にオフセット配置されていることによる。   Thus, even in the fully steered state, a gap is secured between the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (vehicle body 4) as shown by the phantom line in FIG. This is because the virtual kingpin axis KP passes through a substantially intermediate position of the motor generator 5 built in the motor case 11 as shown in FIG. Therefore, even if the in-wheel motor unit 1 touches around the virtual kingpin axis KP as a central axis, the protrusion to the side member 43 (vehicle body 4) side is suppressed. The reason why the in-wheel motor unit 1 is approached by steering in one direction in the left-right direction (clockwise direction in FIG. 8) is that the unit case 10 is located in one direction side in the vehicle front-rear direction from the central axis CL of the tire wheel 2. Because of the offset arrangement.

このように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット1に置き換えたとき、左右へフル転舵状態としても、インホイールモータユニット1とサイドメンバ43(車体4)とが干渉しないことを確認することができた。   As described above, when the strut type front suspension is used as it is and replaced with the in-wheel motor unit 1, the in-wheel motor unit 1 and the side member 43 (vehicle body 4) do not interfere with each other even in a fully steered state to the left and right. I was able to confirm.

[フルリバウンド時におけるトランスバースリンク変位作用]
上記のように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット1に置き換えたとき、フルリバウンド時にインホイールモータユニット1とトランスバースリンク33とが干渉するのを回避する必要がある。以下、図9に基づいて、フルリバウンド時におけるトランスバースリンク33の変位作用を説明する。
[Transverse link displacement during full rebound]
As described above, when the strut type front suspension is used as it is and replaced with the in-wheel motor unit 1, it is necessary to avoid the interference between the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 at the time of full rebound. Hereinafter, based on FIG. 9, the displacement action of the transverse link 33 at the time of full rebound will be described.

平坦路走行でのノーマル状態では、図9の実線特性に示すように、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33とが所定の間隔を保っている位置関係になる。凹凸路走行時などにおいて、サスペンションが縮むバウンド状態やフルバウンド状態では、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33との間隔が、ノーマル状態での間隔よりも広くなる。   In a normal state on a flat road, the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 are in a positional relationship maintaining a predetermined interval as shown by the solid line characteristics in FIG. When traveling on uneven roads, the distance between the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 is wider than that in the normal state in a bound state or a full bound state where the suspension is contracted.

しかし、サスペンションが伸びるリバウンド状態になると、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33との間隔が、ノーマル状態での間隔よりも狭くなる。そして、フルリバウンド状態になると、図9の仮想線に示すように、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33との間隔が最も近接する位置関係になる。しかし、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33との間には、図9の仮想線に示すように、隙間が確保される。これは、第1減速ギア列61による第1減速比を、第2減速ギア列62による第2減速比よりも大きくしているため、ユニットケース10の底面高さ位置BLが、トランスバースリンク33のユニットケース支持点P2から離れた高さ位置に配置されることによる。   However, when the suspension is in a rebound state in which the suspension extends, the distance between the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 becomes narrower than the distance in the normal state. In the full rebound state, the positional relationship between the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 is closest as shown by the phantom line in FIG. However, a gap is secured between the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 as shown by the phantom line in FIG. This is because the first reduction gear ratio by the first reduction gear train 61 is made larger than the second reduction gear ratio by the second reduction gear train 62, so that the bottom height position BL of the unit case 10 is set at the transverse link 33. By being arranged at a height position away from the unit case support point P2.

このように、ストラット式フロントサスペンションをそのまま用いてインホイールモータユニット1に置き換えたとき、フルリバウンド状態になっても、インホイールモータユニット1とトランスバースリンク33とが干渉しないことを確認することができた。   As described above, when the strut type front suspension is used as it is and replaced with the in-wheel motor unit 1, it is possible to confirm that the in-wheel motor unit 1 and the transverse link 33 do not interfere even when the full rebound state is obtained. did it.

[インホイールモータ駆動装置の特徴作用]
第1実施例では、ストラット式サスペンション3は、ストラット31の下端部分を、ユニットケース10の上部位置に取り付ける。インホイールモータユニット1は、モータジェネレータ5を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置よりも車両外側に配置し、減速ギア機構6を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置に対してモータジェネレータ5と反対側の車両内側に配置する。
[Characteristics of in-wheel motor drive]
In the first embodiment, the strut suspension 3 has the lower end portion of the strut 31 attached to the upper position of the unit case 10. The in-wheel motor unit 1 has the motor generator 5 arranged outside the vehicle in the axle direction with respect to the attachment position of the strut 31, and the reduction gear mechanism 6 is arranged in the axle direction with respect to the attachment position of the strut 31. It is placed inside the vehicle on the opposite side.

即ち、ユニットケース10のケース内空間にモータジェネレータ5と減速ギア機構6を配置するとき、ストラット式サスペンション3のうち、ユニットケース10に取り付けられるストラット31の取り付け位置に着目した。   That is, when the motor generator 5 and the reduction gear mechanism 6 are arranged in the case space of the unit case 10, attention is paid to the attachment position of the strut 31 attached to the unit case 10 in the strut suspension 3.

よって、モータジェネレータ5は、ストラット31の取り付け位置を基準位置とし、車軸方向にてストラット取り付け位置よりも車両外側に配置される。このため、モータジェネレータ5の軸方向長さを決めるとき、減速ギア機構6による制約を受けることがなく、例えば、タイヤホイール2に固定されるブレーキロータ87のぎりぎり位置まで軸方向に延ばすことが可能である。よって、減速ギア機構6による制約を受けることなくモータジェネレータ5の軸方向長さを取れることで、所望のモータ出力が確保される。   Therefore, the motor generator 5 is disposed outside the vehicle in the axle direction with the mounting position of the strut 31 as a reference position. For this reason, when determining the axial length of the motor generator 5, it is not restricted by the reduction gear mechanism 6, and can be extended in the axial direction to the limit position of the brake rotor 87 fixed to the tire wheel 2, for example. It is. Therefore, the desired motor output is ensured by taking the axial length of the motor generator 5 without being restricted by the reduction gear mechanism 6.

一方、減速ギア機構6は、ストラット31の取り付け位置を基準位置とし、車軸方向にてストラット取り付け位置に対してモータジェネレータ5と反対側の車両内側に配置される。このため、ストラット31より車両内側へのユニットケース10の出っ張り量を決めるとき、例えば、ケース内空間に有する狭いスペースを有効に利用して第1減速ギア列61と第2減速ギア列62を配置することが可能である。よって、車両内側へのユニットケース10のケース出っ張り量が小さく抑えられ、車体4や隣接するリンク部材との干渉が回避される。   On the other hand, the reduction gear mechanism 6 is disposed inside the vehicle on the opposite side of the motor generator 5 with respect to the strut attachment position in the axle direction with the attachment position of the strut 31 as a reference position. For this reason, when determining the amount of protrusion of the unit case 10 from the strut 31 to the inside of the vehicle, for example, the first reduction gear train 61 and the second reduction gear train 62 are arranged by effectively using the narrow space in the case interior space. Is possible. Therefore, the case protrusion amount of the unit case 10 toward the inside of the vehicle is suppressed to be small, and interference with the vehicle body 4 and the adjacent link member is avoided.

第1実施例では、減速ギア機構6の一部を、車軸方向にてストラット31とオーバラップするストラット下側領域に配置する。
例えば、減速ギア機構6の全部を、ストラット31よりも車両内側に配置することができるが、この場合には、ユニットケース10の軸長を増大させてしまう。
これに対し、減速ギア機構6の一部を、車軸方向にてストラット31とオーバラップさせることで、ユニットケース10の軸長の増大が抑えられる。
In the first embodiment, a part of the reduction gear mechanism 6 is arranged in a lower region of the strut that overlaps with the strut 31 in the axle direction.
For example, the entire reduction gear mechanism 6 can be disposed on the vehicle inner side than the strut 31, but in this case, the axial length of the unit case 10 is increased.
On the other hand, an increase in the axial length of the unit case 10 can be suppressed by overlapping a part of the reduction gear mechanism 6 with the strut 31 in the axle direction.

第1実施例では、減速ギア機構6を、第1減速ギア列61と第2減速ギア列62による2段減速機とする。
即ち、モータ軸51とホイール駆動軸21との間の減速比が、第1減速ギア列61の第1減速比と第2減速ギア列62の第2減速比の積により決まる。
従って、減速ギア機構6の減速比として、大きな減速比が可能であることで、高回転・低トルクの小径タイプのモータジェネレータ5を用いることができる。
In the first embodiment, the reduction gear mechanism 6 is a two-stage reduction gear that includes a first reduction gear train 61 and a second reduction gear train 62.
That is, the reduction ratio between the motor shaft 51 and the wheel drive shaft 21 is determined by the product of the first reduction ratio of the first reduction gear train 61 and the second reduction ratio of the second reduction gear train 62.
Therefore, since a large reduction ratio is possible as the reduction ratio of the reduction gear mechanism 6, the small-diameter type motor generator 5 with high rotation and low torque can be used.

第1実施例では、ユニットケース10は、ケース下部位置とフロントサスペンションメンバ42とが、トランスバースリンク33により連結される。減速機は、第1減速機を第1減速ギア列61とし、第2減速機を第2減速ギア列62とする減速ギア機構6である。減速ギア機構6は、第1減速ギア列61による第1減速比を、第2減速ギア列62による第2減速比より大きくする。
即ち、第2減速ギア列62による第2減速比は、第1減速ギア列61による第1減速比よりも小さくされる。このため、第2減速ギア列62の出力側ギアであるホイール駆動軸ギア66の大きさを抑えることができる。この結果、図6に示すように、ユニットケース10の底面高さ位置BLが、トランスバースリンク33のユニットケース支持点P2から離れた高さ位置になる。
従って、サスペンションが伸び切ったフルリバウンド状態になったとしても、ユニットケース10とトランスバースリンク33の干渉が回避される。
In the first embodiment, in the unit case 10, the lower case position and the front suspension member 42 are connected by the transverse link 33. The reduction gear is a reduction gear mechanism 6 in which the first reduction gear is the first reduction gear train 61 and the second reduction gear is the second reduction gear train 62. The reduction gear mechanism 6 makes the first reduction ratio by the first reduction gear train 61 larger than the second reduction ratio by the second reduction gear train 62.
That is, the second reduction ratio by the second reduction gear train 62 is made smaller than the first reduction ratio by the first reduction gear train 61. For this reason, the size of the wheel drive shaft gear 66 that is the output side gear of the second reduction gear train 62 can be suppressed. As a result, as shown in FIG. 6, the bottom surface height position BL of the unit case 10 becomes a height position away from the unit case support point P2 of the transverse link 33.
Accordingly, even when the suspension is fully rebounded, interference between the unit case 10 and the transverse link 33 is avoided.

第1実施例では、第1減速ギア列61は、車軸方向にてストラット31を挟んでモータジェネレータ5とは反対側の領域に配置する。第2減速ギア列62は、ストラット31の下側領域に配置する。
即ち、車軸方向にて第2減速ギア列62と符合する位置にストラット31を配置しているので、図5及び図6に示すように、ストラット31の下端部を、ユニットケース10の内部まで埋め込み状態にて配置するスペースが確保される。つまり、ストラット31の下端部を埋め込み状態としても、第1アイドラー軸ギア64やモータジェネレータ5と干渉しない。このため、既存のストラット式サスペンションをそのまま用い、そのステアリングナックル部分に、インホイールモータユニット1を取り付けることが可能になる。
従って、インホイールモータユニット1を搭載したインホイールモータ駆動装置Aが、既存のストラット式サスペンションを流用した置き換えにより構成される。
In the first embodiment, the first reduction gear train 61 is arranged in a region on the opposite side of the motor generator 5 with the strut 31 sandwiched in the axle direction. The second reduction gear train 62 is disposed in the lower region of the strut 31.
That is, since the strut 31 is arranged at a position coinciding with the second reduction gear train 62 in the axle direction, the lower end portion of the strut 31 is embedded to the inside of the unit case 10 as shown in FIGS. Space to be arranged in the state is secured. That is, even if the lower end portion of the strut 31 is in the embedded state, it does not interfere with the first idler shaft gear 64 and the motor generator 5. For this reason, it becomes possible to attach the in-wheel motor unit 1 to the steering knuckle part using the existing strut suspension as it is.
Therefore, the in-wheel motor drive device A equipped with the in-wheel motor unit 1 is configured by replacement using an existing strut suspension.

第1実施例では、モータジェネレータ5は、ホイール駆動軸21と平行なモータ軸51を有する。ユニットケース10に、ステアリング機構のタイロッド86が連結されるナックルアーム15を設ける。モータジェネレータ5を、車軸直交方向にてホイール駆動軸21を挟んでナックルアーム15のタイロッド連結部96とは反対側の領域に配置する。
即ち、タイロッド連結部96は、モータジェネレータ5とは車両前後方向に離れて形成される空スペース領域に配置される。このため、モータジェネレータ5は、タイロッド連結部96による径方向長さの制約を受けることなく、タイヤホイール2の内径とホイール駆動軸21の外径による径方向範囲内でモータ外径を決めることができる。
従って、タイロッド連結部96による制約を受けることなくモータジェネレータ5のモータ外径の長さを取れることで、所望のモータ出力が確保される。
In the first embodiment, the motor generator 5 has a motor shaft 51 parallel to the wheel drive shaft 21. A knuckle arm 15 to which a steering mechanism tie rod 86 is connected is provided on the unit case 10. The motor generator 5 is disposed in a region opposite to the tie rod coupling portion 96 of the knuckle arm 15 with the wheel drive shaft 21 sandwiched in the direction orthogonal to the axle.
In other words, the tie rod connecting portion 96 is disposed in an empty space region formed away from the motor generator 5 in the vehicle front-rear direction. For this reason, the motor generator 5 can determine the motor outer diameter within the radial range by the inner diameter of the tire wheel 2 and the outer diameter of the wheel drive shaft 21 without being restricted by the radial length by the tie rod coupling portion 96. it can.
Therefore, a desired motor output can be ensured by taking the length of the motor outer diameter of the motor generator 5 without being restricted by the tie rod connecting portion 96.

第1実施例では、タイヤホイール2は、ユニットケース10と車軸方向に隣接する位置に固定されたブレーキロータ87を有する。ユニットケース10に、ブレーキロータ87を挟圧するブレーキキャリパ93を設ける。ブレーキキャリパ93を、ホイール駆動軸21を中心とする円周方向にてナックルアーム15のタイロッド連結部96とモータジェネレータ5との間の円周領域に配置する。
即ち、ブレーキキャリパ93は、車軸方向に専用のスペースを確保することなく、タイロッド連結部96とモータジェネレータ5との間に円周方向に形成される空スペース領域に配置される。
従って、ユニットケース10の車軸方向の長さを拡大することなく、ユニットケース10やタイロッド連結部96とブレーキキャリパ93の干渉が回避される。
In the first embodiment, the tire wheel 2 has a brake rotor 87 fixed to a position adjacent to the unit case 10 in the axle direction. A brake caliper 93 that clamps the brake rotor 87 is provided in the unit case 10. The brake caliper 93 is disposed in a circumferential region between the tie rod connecting portion 96 of the knuckle arm 15 and the motor generator 5 in the circumferential direction around the wheel drive shaft 21.
That is, the brake caliper 93 is arranged in an empty space region formed in the circumferential direction between the tie rod connecting portion 96 and the motor generator 5 without securing a dedicated space in the axle direction.
Accordingly, interference between the unit case 10 and the tie rod connecting portion 96 and the brake caliper 93 is avoided without increasing the length of the unit case 10 in the axle direction.

次に、効果を説明する。
第1実施例のインホイールモータ駆動装置Aにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the in-wheel motor drive device A of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) インホイールモータ駆動装置Aは、インホイールモータユニット1と、ストラット式サスペンション3と、を備える。
インホイールモータユニット1は、タイヤホイール2の内側空間部分に配設されるユニットケース10のケース内空間に、モータ(モータジェネレータ5)と減速機(減速ギア機構6)を配置する。
ストラット式サスペンション3は、車両上下方向に作用する力を支えるストラット31を用い、インホイールモータユニット1を含むバネ下部材を車体4に懸架する。
このインホイールモータ駆動装置Aにおいて、ストラット式サスペンション3は、ストラット31の下端部分を、ユニットケース10の上部位置に取り付ける。
インホイールモータユニット1は、モータ(モータジェネレータ5)を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置よりも車両外側に配置する。減速機(減速ギア機構6)を、車軸方向にてストラット31の取り付け位置に対してモータ(モータジェネレータ5)と反対側の車両内側に配置する(図5)。
このため、ユニットケース10のケース内空間にモータ(モータジェネレータ5)と減速機(減速ギア機構6)を配置する際、車体4や隣接するリンク部材との干渉を回避しつつ、所望のモータ出力を確保することができる。
(1) The in-wheel motor drive device A includes an in-wheel motor unit 1 and a strut suspension 3.
The in-wheel motor unit 1 has a motor (motor generator 5) and a reduction gear (deceleration gear mechanism 6) arranged in a case inner space of a unit case 10 arranged in an inner space portion of the tire wheel 2.
The strut suspension 3 uses a strut 31 that supports a force acting in the vertical direction of the vehicle, and suspends an unsprung member including the in-wheel motor unit 1 on the vehicle body 4.
In this in-wheel motor drive A, the strut suspension 3 attaches the lower end portion of the strut 31 to the upper position of the unit case 10.
The in-wheel motor unit 1 arranges a motor (motor generator 5) on the vehicle outer side than the attachment position of the strut 31 in the axle direction. The speed reducer (speed reduction gear mechanism 6) is disposed inside the vehicle on the opposite side of the motor (motor generator 5) with respect to the mounting position of the strut 31 in the axle direction (FIG. 5).
Therefore, when the motor (motor generator 5) and the reduction gear (reduction gear mechanism 6) are arranged in the case space of the unit case 10, the desired motor output is avoided while avoiding interference with the vehicle body 4 and the adjacent link member. Can be secured.

(2) 減速機(減速ギア機構6)の一部を、車軸方向にてストラット31とオーバラップするストラット下側領域に配置する(図5)。
このため、(1)の効果に加え、減速機(減速ギア機構6)の一部を、車軸方向にてストラット31とオーバラップさせることで、ユニットケース10の軸長増大を抑えることができる。
(2) A part of the reduction gear (reduction gear mechanism 6) is arranged in the lower region of the strut that overlaps the strut 31 in the axle direction (FIG. 5).
Therefore, in addition to the effect of (1), an increase in the axial length of the unit case 10 can be suppressed by overlapping a part of the reduction gear (the reduction gear mechanism 6) with the strut 31 in the axle direction.

(3) 減速機(減速ギア機構6)は、第1減速機(第1減速ギア列61)と第2減速機(第2減速ギア列62)による2段減速機とする(図5)。
このため、(2)の効果に加え、大きな減速比が可能であることで、高回転・低トルクの小径タイプのモータ(モータジェネレータ5)を用いることができる。
(3) The reduction gear (reduction gear mechanism 6) is a two-stage reduction gear including a first reduction gear (first reduction gear train 61) and a second reduction gear (second reduction gear train 62) (FIG. 5).
For this reason, in addition to the effect of (2), since a large reduction ratio is possible, a small-diameter type motor (motor generator 5) with high rotation and low torque can be used.

(4) ユニットケース10は、ケース下部位置と車体4(フロントサスペンションメンバ42)とが、トランスバースリンク33により連結される。
減速機は、第1減速機を第1減速ギア列61とし、第2減速機を第2減速ギア列62とする減速ギア機構6である。
減速ギア機構6は、第1減速ギア列61による第1減速比を、第2減速ギア列62による第2減速比より大きくする(図6)。
このため、(3)の効果に加え、サスペンションが伸び切ったフルリバウンド状態になったとしても、ユニットケース10とトランスバースリンク33の干渉を回避することができる。
(4) In the unit case 10, the lower position of the case and the vehicle body 4 (front suspension member 42) are connected by a transverse link 33.
The reduction gear is a reduction gear mechanism 6 in which the first reduction gear is the first reduction gear train 61 and the second reduction gear is the second reduction gear train 62.
The reduction gear mechanism 6 makes the first reduction ratio by the first reduction gear train 61 larger than the second reduction ratio by the second reduction gear train 62 (FIG. 6).
For this reason, in addition to the effect of (3), even when the suspension is fully rebounded, interference between the unit case 10 and the transverse link 33 can be avoided.

(5) 第1減速ギア列61は、車軸方向にてストラット31を挟んでモータ(モータジェネレータ5)とは反対側の領域に配置する。
第2減速ギア列62は、ストラット31の下側領域に配置する(図6)。
このため、(4)の効果に加え、インホイールモータユニット1を搭載したインホイールモータ駆動装置Aを、既存のストラット式サスペンションを流用した置き換えにより構成することができる。
(5) The first reduction gear train 61 is disposed in a region on the opposite side of the motor (motor generator 5) with the strut 31 sandwiched in the axle direction.
The second reduction gear train 62 is disposed in the lower region of the strut 31 (FIG. 6).
For this reason, in addition to the effect of (4), the in-wheel motor drive device A equipped with the in-wheel motor unit 1 can be configured by replacing the existing strut suspension.

(6) モータ(モータジェネレータ5)は、ホイール駆動軸21と平行なモータ軸51を有する。
ユニットケース10に、ステアリング機構のタイロッド86が連結されるナックルアーム15を設ける。
モータ(モータジェネレータ5)を、車軸直交方向にてホイール駆動軸21を挟んでナックルアーム15のタイロッド連結部96とは反対側の領域に配置する(図6)。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、タイロッド連結部96による制約を受けることなくモータ(モータジェネレータ5)のモータ外径の長さを取れることで、所望のモータ出力を確保することができる。
(6) The motor (motor generator 5) has a motor shaft 51 parallel to the wheel drive shaft 21.
A knuckle arm 15 to which a steering mechanism tie rod 86 is connected is provided on the unit case 10.
The motor (motor generator 5) is arranged in a region opposite to the tie rod coupling portion 96 of the knuckle arm 15 with the wheel drive shaft 21 in the direction orthogonal to the axle (FIG. 6).
For this reason, in addition to the effects (1) to (5), a desired motor output can be ensured by taking the length of the motor outer diameter of the motor (motor generator 5) without being restricted by the tie rod connecting portion 96. be able to.

(7) タイヤホイール2は、ユニットケース10と車軸方向に隣接する位置に固定されたブレーキロータ87を有する。
ユニットケース10に、ブレーキロータ87を挟圧するブレーキキャリパ93を設ける。
ブレーキキャリパ93を、ホイール駆動軸21を中心とする円周方向にてナックルアーム15のタイロッド連結部96とモータ(モータジェネレータ5)との間の円周領域に配置する(図6)。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、ユニットケース10の車軸方向の長さを拡大することなく、ユニットケース10やタイロッド連結部96とブレーキキャリパ93の干渉を回避することができる。
(7) The tire wheel 2 has a brake rotor 87 fixed to a position adjacent to the unit case 10 in the axle direction.
A brake caliper 93 that clamps the brake rotor 87 is provided in the unit case 10.
The brake caliper 93 is arranged in a circumferential region between the tie rod connecting portion 96 of the knuckle arm 15 and the motor (motor generator 5) in the circumferential direction around the wheel drive shaft 21 (FIG. 6).
For this reason, in addition to the effects (1) to (6), interference between the unit case 10 and the tie rod connecting portion 96 and the brake caliper 93 can be avoided without increasing the length of the unit case 10 in the axle direction. .

以上、本発明のインホイールモータ駆動装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As described above, the in-wheel motor drive device of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and each claim of the claims Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.

第1実施例では、ストラット31の下端部分を、ユニットケース10の上部位置に埋め込み状態で取り付ける例を示した。しかし、ストラットの下端部分を、ユニットケースの上部位置に取り付ける形態としては、埋め込み状態に限らず、例えば、ユニットケースに設けた取り付けフランジなどを介して取り付けるようなものであっても良い。   In the first embodiment, an example in which the lower end portion of the strut 31 is attached to the upper position of the unit case 10 in an embedded state is shown. However, the form of attaching the lower end portion of the strut to the upper position of the unit case is not limited to the embedded state, and for example, it may be attached via an attachment flange provided in the unit case.

第1実施例では、減速ギア機構6の一部(第2減速ギア列62)を、車軸方向にてストラット31とオーバラップするストラット下側領域に配置する例を示した。しかし、減速ギア機構の全部を、車軸方向にてストラットとオーバラップしない位置に配置する例であっても良い。また、減速ギア機構の全部を、車軸方向にてストラットとオーバラップするストラット下側領域に配置する例であっても良い。   In the first embodiment, an example in which a part of the reduction gear mechanism 6 (second reduction gear train 62) is arranged in the lower region of the strut that overlaps the strut 31 in the axle direction is shown. However, an example in which the entire reduction gear mechanism is arranged at a position that does not overlap with the strut in the axle direction may be used. Moreover, the example which arrange | positions all the reduction gear mechanisms in the strut lower area | region which overlaps with a strut in an axle direction may be sufficient.

第1実施例では、減速ギア機構6として、第1減速ギア列61と第2減速ギア列62による2段減速機とする例を示した。しかし、減速ギア機構としては、1段減速機や3段減速機以上としても良い。また、減速ギア列ではなく、遊星歯車を用いたり、減速ギア列と遊星歯車の組み合わせを用いたりしても良い。   In the first embodiment, an example in which the reduction gear mechanism 6 is a two-stage reduction gear including the first reduction gear train 61 and the second reduction gear train 62 is shown. However, the reduction gear mechanism may be a one-stage reduction gear or a three-stage reduction gear or more. Further, instead of the reduction gear train, a planetary gear may be used, or a combination of the reduction gear train and the planetary gear may be used.

第1実施例では、タイロッドとして、ユニットケース10よりも車両後方側の位置に配置されるタイロッド86の例を示した。しかし、タイロッドとしては、ユニットケースを車両前後方向に入れ替え配置することにより、ユニットケースよりも車両前方側の位置に配置される例としても良い。   In 1st Example, the example of the tie rod 86 arrange | positioned in the position of the vehicle rear side rather than the unit case 10 was shown as a tie rod. However, the tie rod may be an example in which the unit case is disposed at a position ahead of the vehicle relative to the unit case by replacing the unit case in the vehicle longitudinal direction.

第1実施例では、インホイールモータユニット1を搭載したインホイールモータ駆動装置Aを、既存のストラット式フロントサスペンションを流用した置き換えにより構成する例を示した。しかし、インホイールモータユニットを搭載したインホイールモータ駆動装置は、ストラットを有するストラット式サスペンションと組み合わせるものであれば、既存のサスペンションを流用しないものであっても良い。例えば、要求されるホイールアライメントなどのサスペンション性能に応じて、一部の仕様を改良したストラット式サスペンションを用いたり、インホイールモータユニットに専用のストラット式サスペンションを用いたりしても良い。   In the first embodiment, an example in which the in-wheel motor driving device A equipped with the in-wheel motor unit 1 is configured by replacing an existing strut type front suspension is shown. However, an in-wheel motor drive device equipped with an in-wheel motor unit may be one that does not use an existing suspension as long as it is combined with a strut suspension having struts. For example, a strut suspension with improved specifications may be used according to the required suspension performance such as wheel alignment, or a dedicated strut suspension may be used for the in-wheel motor unit.

第1実施例では、本発明のインホイールモータ駆動装置を、電気自動車の左右前輪に適用する例を示した。しかし、本発明のインホイールモータ駆動装置は、電気自動車の左右後輪に対しても適用することができるし、電気自動車の全輪に対しても適用することができる。   In the first embodiment, an example in which the in-wheel motor driving device of the present invention is applied to the left and right front wheels of an electric vehicle has been described. However, the in-wheel motor drive device of the present invention can be applied to the left and right rear wheels of an electric vehicle, or can be applied to all the wheels of an electric vehicle.

A インホイールモータ駆動装置
1 インホイールモータユニット
10 ユニットケース
15 ナックルアーム
2 タイヤホイール
21 ホイール駆動軸
3 ストラット式サスペンション
31 ストラット
32 コイルスプリング
33 トランスバースリンク
4 車体
5 モータジェネレータ(モータ)
51 モータ軸
6 減速ギア機構(減速機)
61 第1減速ギア列(第1減速機)
62 第2減速ギア列(第2減速機)
86 タイロッド
87 ブレーキロータ
93 ブレーキキャリパ
96 タイロッド連結部
A In-wheel motor drive device 1 In-wheel motor unit 10 Unit case 15 Knuckle arm 2 Tire wheel 21 Wheel drive shaft 3 Strut suspension 31 Strut 32 Coil spring 33 Transverse link 4 Car body 5 Motor generator (motor)
51 Motor shaft 6 Reduction gear mechanism (reduction gear)
61 First reduction gear train (first reduction gear)
62 Second reduction gear train (second reduction gear)
86 Tie rod 87 Brake rotor 93 Brake caliper 96 Tie rod connecting part

Claims (7)

タイヤホイールの内側空間部分に配設されるユニットケースのケース内空間に、モータと減速機を配置するインホイールモータユニットと、
車両上下方向に作用する力を支えるストラットを用い、前記インホイールモータユニットを含むバネ下部材を車体に懸架するストラット式サスペンションと、
を備えるインホイールモータ駆動装置において、
前記ストラット式サスペンションは、前記ストラットの下端部分を、前記ユニットケースの上部位置に取り付け、
前記インホイールモータユニットは、前記モータを、車軸方向にて前記ストラットの取り付け位置よりも車両外側に配置し、前記減速機を、車軸方向にて前記ストラットの取り付け位置に対して前記モータと反対側の車両内側に配置する
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
An in-wheel motor unit in which a motor and a speed reducer are disposed in a case inner space of a unit case disposed in an inner space portion of the tire wheel;
A strut suspension that uses a strut that supports a force acting in the vehicle vertical direction and suspends an unsprung member including the in-wheel motor unit on a vehicle body,
In-wheel motor drive device comprising:
The strut suspension, the lower end portion of the strut is attached to the upper position of the unit case,
In the in-wheel motor unit, the motor is disposed outside the strut attachment position in the axle direction, and the speed reducer is opposite to the motor in the axle direction with respect to the strut attachment position. An in-wheel motor drive device characterized by being disposed inside the vehicle.
請求項1に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記減速機の一部を、車軸方向にて前記ストラットとオーバラップするストラット下側領域に配置する
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to claim 1,
An in-wheel motor drive device, wherein a part of the speed reducer is arranged in a lower region of a strut that overlaps with the strut in an axle direction.
請求項2に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記減速機は、第1減速機と第2減速機による2段減速機とする
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to claim 2,
The in-wheel motor drive device, wherein the reduction gear is a two-stage reduction gear including a first reduction gear and a second reduction gear.
請求項3に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記ユニットケースは、ケース下部位置と車体とが、トランスバースリンクにより連結され、
前記減速機は、前記第1減速機を第1減速ギア列とし、前記第2減速機を第2減速ギア列とする減速ギア機構であり、
前記減速ギア機構は、前記第1減速ギア列による第1減速比を、前記第2減速ギア列による第2減速比より大きくする
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to claim 3,
In the unit case, the lower part of the case and the vehicle body are connected by a transverse link,
The reduction gear is a reduction gear mechanism in which the first reduction gear is a first reduction gear train and the second reduction gear is a second reduction gear train,
The in-wheel motor drive device characterized in that the reduction gear mechanism makes a first reduction ratio by the first reduction gear train larger than a second reduction ratio by the second reduction gear train.
請求項4に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記第1減速ギア列は、車軸方向にて前記ストラットを挟んで前記モータとは反対側の領域に配置し、
前記第2減速ギア列は、前記ストラットの下側領域に配置する
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to claim 4,
The first reduction gear train is disposed in a region opposite to the motor across the strut in the axle direction;
The in-wheel motor drive device, wherein the second reduction gear train is disposed in a lower region of the strut.
請求項1から5までの何れか一項に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記モータは、ホイール駆動軸と平行なモータ軸を有し、
前記ユニットケースに、ステアリング機構のタイロッドが連結されるナックルアームを設け、
前記モータを、車軸直交方向にて前記ホイール駆動軸を挟んで前記ナックルアームのタイロッド連結部とは反対側の領域に配置する
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 5,
The motor has a motor shaft parallel to the wheel drive shaft,
The unit case is provided with a knuckle arm to which a tie rod of a steering mechanism is connected,
The in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein the motor is disposed in a region opposite to the tie rod coupling portion of the knuckle arm with the wheel drive shaft sandwiched in a direction orthogonal to the axle.
請求項1から6までの何れか一項に記載されたインホイールモータ駆動装置において、
前記タイヤホイールは、前記ユニットケースと車軸方向に隣接する位置に固定されたブレーキロータを有し、
前記ユニットケースに、前記ブレーキロータを挟圧するブレーキキャリパを設け、
前記ブレーキキャリパを、前記ホイール駆動軸を中心とする円周方向にて前記ナックルアームのタイロッド連結部と前記モータとの間の円周領域に配置する
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
In the in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 6,
The tire wheel has a brake rotor fixed to a position adjacent to the unit case in the axle direction,
A brake caliper that clamps the brake rotor is provided in the unit case,
The in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein the brake caliper is disposed in a circumferential region between the motor and the tie rod coupling portion of the knuckle arm in a circumferential direction around the wheel drive shaft.
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