JP2020015459A - インホイールモータ駆動装置用サスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ自身の振動が車体に伝達することを低減するサスペンション構造を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、上下方向に延びて下端部がインホイールモータ駆動装置１０に連結されるサスペンション部材４１と、サスペンション部材４１の上端部４５に連結されて車体側メンバ１０１を支持する弾性部材５２と、サスペンション部材４１の上端部４５および車体側メンバ１０１間に介在して上端部４５および車体側メンバ１０１間の車幅方向または車両前後方向の相対変位を減衰させる減衰手段５５ｍ，５７を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置を車体側メンバに取り付けるサスペンション装置に関する。

車輪側メンバを車体側メンバに取り付けるサスペンション装置は、車輪側メンバが上下方向にバウンド・リバウンドすることを許容する。このため車輪側メンバはばね下ともいう。またサスペンション装置は、特定の方向、たとえば車幅方向または車両前後方向、に振幅する共振モードを有する。

ばね下を加振点として、サスペンション装置が特定の方向に共振すると、かかる共振が車体側メンバに伝達され、車体の乗り心地が悪化する。したがってばね下の振動を低減することが好ましい。

車輪からサスペンション装置のロアアームを経て車体側メンバに伝達される振動を低減するストラット式サスペンション装置として、特開２００２−１８１１２１号公報（特許文献１）に記載されるものが知られている。特許文献１のストラット式サスペンション装置では、ロアアームと車体側メンバの連結箇所に防振装置が介在する。特許文献１によれば、サスペンション装置のばね下から車体へ入力される振動、特に車輪および路面間で発生するロードノイズ、が防振装置で減衰するというものである。

特開２００２−１８１１２１号公報 図１２

特許文献１の構造が減衰するロードノイズは、車輪の下部が路面によって車幅方向に加振されることによる生じる。車輪の下部のうち路面に接地する箇所、すなわち加振点、はストラットよりもロアアームに近い。したがってロードノイズが車体に伝達することを低減するためには、特許文献１のように防振装置をストラットよりもロアアームに設けることが効果的である。

ところで車輪内部にモータを配置して、当該モータで当該車輪を駆動するインホイールモータの場合、特許文献１とは異なる振動が車輪からサスペンション装置を経て車体側メンバに伝達されることを本発明者は見出した。

すなわちロードノイズとは別に、インホイールモータ自身の振動が車体に伝達し難くなるよう対策することが必要になる。代表的なインホイールモータ自身の振動として、歯車のかみ合いによる振動がある。

図３は、サスペンション装置のばね下にインホイールモータ駆動装置を連結した実施形態を示す全体図である。図３を参照して、このサスペンション装置は、上側に配置されるストラット４１と、下側に配置されるロアアーム８１を有する。インホイールモータ駆動装置１０が生成する車幅方向の加振力Ｖ１（左向き矢印の力および図示しない右向き方向の力）は、ロアアーム８１よりもストラット４１下端部（ストラットマウントともいう）に近い。したがって図３に示す実施形態ではインホイールモータ駆動装置１０からストラット４１経由で車体１０１に向かう振動が大きくなる。このため、ロアアーム経由の振動伝達対策である特許文献１の構造では、インホイールモータから車体側メンバに伝達される振動を十分に低減できない。

本発明は、上述の実情に鑑み、インホイールモータ自身の振動が車体に伝達することを低減するサスペンション構造を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、上下方向に延びて下端部がインホイールモータ駆動装置に連結されるサスペンション部材と、かかるサスペンション部材の上端部に連結されて車体側メンバを支持する弾性部材と、サスペンション部材の上端部および車体側メンバ間に介在してサスペンション部材の上端部および車体側メンバ間の車幅方向または車両前後方向の相対変位を減衰させる減衰手段とを備える。

かかる本発明によれば、減衰手段によりインホイールモータ駆動装置からサスペンション部材を経由して車体側メンバに伝達される車幅方向または車両前後方向の振動が減衰される。またサスペンション部材の上端部が車幅方向または車両前後方向に振動する共振モードを防止することができる。

本発明は、様々な方式のサスペンション装置に適用可能である。本発明の一局面としてサスペンション部材は上下方向に伸縮可能なショックアブソーバである。そしてインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、車幅方向に延び、車幅方向外側端がインホイールモータ駆動装置に連結され、車幅方向内側端が車体側メンバに連結され、上下方向に揺動可能なサスペンションアームをさらに備える。かかる局面によれば、ショックアブソーバをストラットとし、サスペンションアームをロアアームとして備えるストラット式サスペンション装置において、インホイールモータ駆動装置からストラットを経由して車体側メンバに伝達される車幅方向または車両前後方向の振動が減衰される。他の局面としてサスペンション部材は、単体のコイルスプリングであったり、あるいは単体のダンパであったりする。

減衰手段は、機械要素であればよく、特に限定されない。本発明の一局面として減衰手段は、車幅方向または車両前後方向に延びて当該延在方向に伸縮可能なダンパである。かかる局面によれば、弾性部材とは別にダンパを設定して、サスペンション部材および車体側メンバ間の相対変位を減衰させることができる。かかるダンパとして例えばシリンダ、ピストン、およびピストンロッドを有する入れ子式のダンパが挙げられる。他の局面として、入れ子式のダンパ以外の減衰手段を用いてもよい。

本発明の他の局面として弾性部材および減衰手段は、液封ブッシュを構成する。かかる局面によれば、弾性部材および減衰手段をコンパクトにまとめることができる。

本発明のインホイールモータ駆動装置は、電動車両の前輪または後輪を駆動する。換言するとインホイールモータ駆動装置は転舵輪の内部に配置されてもよいし、非転舵輪の内部に配置されてもよい。本発明の一局面になるインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は液封ブッシュと車体側メンバの間に設けられる転がり軸受をさらに備え、インホイールモータ駆動装置は転舵輪の内部に配置されて当該転舵輪とともに転舵可能であり、液封ブッシュおよびサスペンション部材はインホイールモータ駆動装置の転舵に応じて回動する。かかる局面によれば、インホイールモータ駆動装置の転舵角に応じて加振力の向きが変わっても、当該加振力を効果的に減衰させることができる。他の局面として液封ブッシュは車体側メンバに取り付け固定されていてもよい。

このように本発明のサスペンション構造によれば、インホイールモータ自身の振動が車体に伝達することを低減することができる。

本発明のサスペンション構造に連結されるインホイールモータ駆動装置を示す展開断面図である。 インホイールモータ駆動装置の内部を示す模式的な断面図である。 本発明の第１実施形態になるサスペンション構造を示す全体図である。 電動車両の直進状態における車輪の向きを示す平面図である。 同実施形態の液封ブッシュを示す横断面図である。 同実施形態の液封ブッシュを示す縦断面図である。 ストラットの共振モードの一例を示す説明図である。 ストラットの共振モードの他の例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態になるサスペンション構造を示す全体図である。 同実施形態のダンパおよび弾性ブッシュを示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態になるサスペンション構造のダンパおよび弾性ブッシュを示す縦断面図である。 同実施形態の液封ブッシュを示す横断面図である。 電動車両の旋回走行状態における車輪の向きを示す平面図である。 図１３に対応する液封ブッシュの回動位置を示す横断面図である。

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。図３は本発明の第１実施形態を示す全体図であり、車両前後方向にみた状態を表す。図４は同実施形態を示す平面図である。なお図３および図４は電動車両の直進状態を示し、車輪の転舵角が０°のときを表す。図３を参照して、車体１０１の車幅方向両側（左右両側ともいう）にはホイールハウス１０２がそれぞれ形成される。ホイールハウス１０２の空間には、車輪ホイールＷ、タイヤＴ、インホイールモータ駆動装置１０、ストラット４１、およびロアアーム８１（アーム部材、あるいはサスペンションアームともいう）が配置される。ストラット４１およびロアアーム８１はそれぞれサスペンション部材であって、ストラット式サスペンション装置を構成する。車輪ホイールＷ、タイヤＴ、およびインホイールモータ駆動装置１０はサスペンション装置のばね下に連結され、バウンド・リバウンドし得る。車体１０１はサスペンション装置のばね上に連結される。

車輪ホイールＷはインホイールモータ駆動装置１０のハブ輪と結合する。タイヤＴは車輪ホイールＷの外周と嵌合する。車輪ホイールＷおよびタイヤＴは車輪を構成する。

ストラット４１は上下方向に延びるショックアブソーバであり、一方向に延びるダンパ４２に、コイルスプリング４３を略同軸に組み合わせたものである。ダンパ４２は、シリンダ、ピストン、およびピストンロッドを有する入れ子式であり、上下方向に延びる。ダンパ４２は延在方向に伸縮可能である。コイルスプリング４３も延在方向に伸縮可能である。ストラット４１の上端は液封ブッシュ５１を介して車体１０１に連結される。ストラット４１の下端はインホイールモータ駆動装置１０に連結される。具体的には、ボルト等の結合手段でストラット４１の下端部がインホイールモータ駆動装置１０のキャリア部材１７に取付固定される。なお結合手段は機械要素であればよく特に限定されない。

図４を参照して、ロアアーム８１は車幅方向に延び、車幅方向外側端８２および車幅方向内側端８３，８４を有する。図３を参照して、ロアアーム８１の車幅方向外側端８２は、ボールジョイント８０を介してインホイールモータ駆動装置１０（具体的にはキャリア部材１７）に連結される。ロアアーム８１の車幅方向内側端８４は、弾性ブッシュ８６を介してサブフレーム９１と揺動可能に連結される。弾性ブッシュ８６は円筒体であり、上下方向に延びる。サブフレーム９１は、対面する１対の板材を含み、これら板材間に弾性ブッシュ８６を設置する。弾性ブッシュ８６の中心孔にはボルト８７が通される。ボルト８７の軸部はサブフレーム９１の１対の板材を貫通し、ナット８８と螺合する。ボルト８７の頭部はサブフレーム９１の一方の板材の外側に係止する。ナット８８はサブフレーム９１の他方の板材の外側に係止する。これにより弾性ブッシュ８６はサブフレーム９１に取付固定され、ロアアーム８１の車幅方向内側端８４は、サブフレーム９１に連結される。

図４に示す他の車幅方向内側端８３も弾性ブッシュ８５を介してサブフレーム９１と揺動可能に連結される。弾性ブッシュ８５は車両前後方向に延びる円筒体である。弾性ブッシュ８５とサブフレーム９１の結合もボルトおよびナット等の結合手段による。これによりロアアーム８１は、車幅方向内側端８３，８４を基端とし、車幅方向外側端８２を遊端として、上下方向に揺動可能である。

図３に示すように、ストラット４１はインホイールモータ駆動装置１０の上側に配置される。ロアアーム８１はインホイールモータ駆動装置１０の下側に配置される。サブフレーム９１は車体１０１の下部に取り付けられる。車体１０１およびサブフレーム９１は、インホイールモータ駆動装置１０、ストラット４１、およびロアアーム８１からみて車体側に取り付けられることから車体側メンバともいう。

インホイールモータ駆動装置１０には、車両前後方向に延びるアーム部１８が立設される。アーム部１８の根元は後述するキャリア部材１７と結合する。アーム部１８の先端は図示しない操舵装置のタイロッドと連結する。タイロッドはアーム部１８の先端を車幅方向に押し引きする。これによりインホイールモータ駆動装置１０は、車輪ホイールＷおよびタイヤＴとともに転舵する。インホイールモータ駆動装置１０の転舵軸線Ｋは、ストラット４１の上端とボールジョイント８０を結ぶ直線である。

図１は、本発明のサスペンション構造に連結されるインホイールモータ駆動装置を示す展開断面図である。図２は、インホイールモータ駆動装置の内部を示す模式的な断面図であり、車輪の軸線に直交する断面を表す。図１に示すように、インホイールモータ駆動装置１０は、車輪の中心に設けられる車輪ハブ軸受部１１と、車輪を駆動するモータ部２１と、モータ部２１の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１とを備える。モータ部２１および減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏからオフセットして配置される。軸線Ｏは車幅方向に延び、車軸に一致する。軸線Ｏ方向位置に関し、車輪ハブ軸受部１１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向一方（アウトボード側）に配置され、モータ部２１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向他方（インボード側）に配置され、減速部３１はモータ部２１よりも軸線方向一方に配置され、減速部３１の軸線方向位置が車輪ハブ軸受部１１の軸線方向位置と重なる。

図３に示すようにインホイールモータ駆動装置１０は車輪ホイールＷの内空領域に配置される。車輪ハブ軸受部１１および減速部３１は車輪ホイールＷの内空領域に収容される。モータ部２１は車輪ホイールＷの内空領域から軸線方向他方（インボード側）に突出するが、図示しない変形例としてモータ部２１は車輪ホイールＷの内空領域に収容されてもよい。

車輪ハブ軸受部１１は、回転内輪・固定外輪とされ、車輪ホイールＷと結合する回転輪（ハブ輪）としての内輪１２と、内輪１２の外径側に同軸に配置される固定輪としての外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間の環状空間に配置される複数の転動体１４を有する。

外輪１３にはボルト１９等の結合手段によってキャリア部材１７が取付固定される。またキャリア部材１７は、ボルト２０等の結合手段によって、減速部３１の本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに取付固定される。正面部分３９ｆは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｏ方向一方端を覆うケーシング壁部である。

モータ部２１は、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、およびモータケーシング２９を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータ部２１は、インナロータ、アウタステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式の電動モータであってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップモータであってもよい。モータケーシング２９はステータ２４の外周を包囲する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向一方端は、減速部３１の本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと結合する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向他方端は、板状のモータケーシングカバー２９ｖで封止される。背面部分３９ｂは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｏ方向他方端を覆うケーシング壁部である。

本体ケーシング３９、モータケーシング２９、およびモータケーシングカバー２９ｖは、インホイールモータ駆動装置１０の外郭をなすケーシングを構成し、単にケーシングともいう。

モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと、モータ部２１のモータケーシングカバー２９ｖに回転自在にそれぞれ支持される。

モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。例えば図２に示すようにモータ部の軸線Ｍは、軸線Ｏから車両前後方向にオフセットして、具体的には軸線Ｏよりも車両前方、に配置される。

減速部３１は、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力軸３２と、入力軸３２の外周面に同軸に設けられる入力歯車３３と、複数の中間歯車３４，３６と、これら中間歯車３４，３６の中心と結合する中間軸３５と、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２に連結される出力軸３８と、出力軸３８の外周面に同軸に設けられる出力歯車３７と、これら複数の歯車および回転軸を収容する本体ケーシング３９を有する。本体ケーシング３９は減速部３１の外郭をなすことから減速部ケーシングともいう。

入力歯車３３は外歯のはすば歯車である。入力軸３２は中空構造であり、この中空孔３２ｈにモータ回転軸２２の軸線方向一方端部２２ｅが差し込まれて相対回転不可能にスプライン嵌合（セレーションも含む、以下同じ）する。入力軸３２は入力歯車３３の両端側で、転がり軸受３２ａ，３２ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在にそれぞれ支持される。

減速部３１の中間軸３５の回転中心になる軸線Ｎは軸線Ｏと平行に延びる。中間軸３５の両端は、転がり軸受３５ａ，３５ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在に支持される。中間軸３５の軸線Ｎ方向他方端部には、第１中間歯車３４が同軸に設けられる。中間軸３５の軸線Ｎ方向中央領域には、第２中間歯車３６が同軸に設けられる。

第１中間歯車３４および第２中間歯車３６は、外歯のはすば歯車であり、第１中間歯車３４の径が第２中間歯車３６の径よりも大きい。大径の第１中間歯車３４は、第２中間歯車３６よりも軸線Ｎ方向他方側に配置されて、小径の入力歯車３３と噛合する。小径の第２中間歯車３６は、第１中間歯車３４よりも軸線Ｎ方向一方側に配置されて、大径の出力歯車３７と噛合する。

中間軸３５の軸線Ｎは、図２に示すように、軸線Ｏおよび軸線Ｍよりも上方に配置される。また中間軸３５の軸線Ｎは、軸線Ｏよりも車両前方、軸線Ｍよりも車両後方に配置される。減速部３１は、車両前後方向に間隔を空けて配置されて互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｎ，Ｍを有する３軸の平行軸歯車減速機であり、２段階で減速される。なお図示しない変形例として減速部３１は、複数の中間軸を有する多段の平行軸歯車減速機であってもよい。

説明を図１に戻すと出力歯車３７は外歯のはすば歯車であり、出力軸３８の軸線Ｏ中央部に同軸に設けられる。出力軸３８は軸線Ｏに沿って延びる。出力軸３８の軸線Ｏ方向一方端部は、内輪１２の中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。出力軸３８の軸線Ｏ方向中央部は、内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部によりも外径側で転がり軸受３８ａを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに回転自在に支持される。出力軸３８の軸線Ｏ方向他方端部は、転がり軸受３８ｂを介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂに回転自在に支持される。

図１に示すように減速部３１は、小径の駆動歯車と大径の従動歯車の噛合、即ち入力歯車３３と第１中間歯車３４の噛合、また第２中間歯車３６と出力歯車３７の噛合、により入力軸３２の回転を減速して出力軸３８に伝達する。減速部３１の入力軸３２から出力軸３８までの回転要素は、モータ部２１の回転を車輪ハブ軸受部１１の内輪１２に伝達する駆動伝達経路を構成する。

本体ケーシング３９は、これまで説明した正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂの他、筒状部分を含む。当該筒状部分は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｎ、Ｍを取り囲むように減速部３１の内部部品を覆う。板状の正面部分３９ｆは、減速部３１の内部部品を軸線方向一方側から覆い、筒状部分の一方端と結合する。板状の背面部分３９ｂは、減速部３１の内部部品を軸線方向他方側から覆い、筒状部分の他方端と結合する。本体ケーシング３９の背面部分３９ｂは、モータケーシング２９と結合し、減速部３１の内部空間およびモータ部２１の内部空間を仕切る隔壁でもある。モータケーシング２９は本体ケーシング３９に支持されて、本体ケーシング３９から軸線方向他方側へ突出する。

本体ケーシング３９は、減速部３１の内部空間を区画し、減速部３１の全ての回転要素（回転軸および歯車）を内部空間に収容する。図２に示すように本体ケーシング３９の下部は、オイル貯留部３９ｔとされる。オイル貯留部３９ｔの高さ位置はモータ部２１の下部の高さ位置と重なる。本体ケーシング３９の内部空間の下部を占めるオイル貯留部３９ｔには、モータ部２１および減速部３１を潤滑する潤滑油が貯留する。

入力軸３２と、中間軸３５と、出力軸３８は、上述した転がり軸受によって両持ち支持される。これらの転がり軸受３２ａ，３５ａ，３８ａ，３２ｂ，３５ｂ，３８ｂはラジアル軸受である。

インホイールモータ駆動装置１０外部からモータ部２１に電力が供給されると、モータ部２１のロータ２３が回転し、モータ回転軸２２から減速部３１に回転を出力する。減速部３１はモータ部２１から入力軸３２に入力された回転を減速し、出力軸３８から車輪ハブ軸受部１１へ出力する。車輪ハブ軸受部１１の内輪１２は、出力軸３８と同じ回転数で回転し、内輪１２に取付固定される車輪ホイールＷを駆動する。

減速部３１では上述した歯車同士の噛合を加振源とする振動が発生する。特に、はすば歯車同士の噛合により、軸線Ｍ，Ｎ，Ｏ方向、つまり車幅方向、の振動が顕著になる。

図７および図８は、ストラットの共振モードの例を示す説明図である。図７に示す一例では、車輪のホイールセンタ（軸線Ｏ上の車輪中心）を支点としてストラット４１が上端側ほど車幅方向に振動する。図８に示す他の例では、軸線Ｏを支点としてストラット４１が上端側ほど車両前後方向に振動する。本実施形態のインホイールモータ駆動装置１０はこれまで説明したようにはすば歯車を有することから、軸線Ｏ方向の振動が顕著になる。このため図７に示す共振モードに留意するべきである。

図５はストラット上端を車体に連結する液封ブッシュ（液体封入式ブッシュ）を示す横断面図である。図６はストラット上端部および液封ブッシュを示す縦断面図である。液封ブッシュ５１は、環状の弾性部材５２、外筒５３、内筒５４、皿部材５６，５８、およびマウント部材５９を有する。

外筒５３および内筒５４間には環状の弾性部材５２が介在する。弾性部材５２は弾性変形可能であり、外筒５３および内筒５４間の相対変位を許容する。

弾性部材５２は、軸線方向厚みおよび径方向厚みを伴うゴム製であり、弾性部材５２の外周面のうち軸線方向中央部には、周方向に連続する大小の凹溝が形成される。大きい方の凹溝は、周方向一方領域および周方向他方領域に配置され、それぞれ液室５５ｍ、５５ｎとされる。小さい方の凹溝は、液室５５ｍ、５５ｎの周方向端同士を接続するオリフィス５７，５７とされる。オリフィス５７，５７は１８０°離れた周方向位置に配置される。

外筒５３は金属製の円筒体であり、弾性部材５２の外周面に密着して、上述した液室５５ｍとオリフィス５７と液室５５ｎとオリフィス５７を覆う。これにより液室５５ｍとオリフィス５７と液室５５ｎとオリフィス５７は一連の閉鎖空間とされる。

内筒５４は基本的には円筒形状であるが、１８０°離れた周方向位置に、外径側へ突出する突起５４ｐ，５４ｑが形成される。内筒５４は樹脂製あるいは金属製であり、弾性部材５２よりも硬い。突起５４ｐ，５４ｑおよび内筒５４の外周面は、弾性部材５２に密着する。弾性部材５２の径方向厚みは、突起５４ｐ，５４ｑと異なる周方向位置で大きいが、突起５４ｐ，５４ｑと同じ周方向位置で突起５４ｐ，５４ｑによって小さくされる。なお各オリフィス５７は突起５４ｐ，５４ｑと同じ周方向位置に配置される。

液封ブッシュ５１は、弾性部材５２を有することから弾性ブッシュとして機能する。図５を参照して液封ブッシュ５１は、１対の突起５４ｐ，５４ｑを横断する方向に弾性変形し難くされ、１対の液室５５ｍ，５５ｎを横断する方向に弾性変形し易くされる。

液封ブッシュ５１は、液室５５ｍ，５５ｎおよびオリフィス５７を有することから減衰手段として機能する。ストラット４１から内筒５４に車幅方向の加振力Ｖ２（左向き矢印）が入力されて内筒５４が１対の液室５５ｍ，５５ｎを横断する方向（左右方向）に振動すると、一方の液室の容積が増大しつつ他方の液室の容積が減少し、液室５５ｍ，５５ｎに満たされる液体が小矢印で示すように細いオリフィス５７を通過する。これにより当該振動が減衰する。なお左向き矢印の加振力Ｖ２は、左向き矢印の加振力Ｖ１（図３）に対応する。

このように本実施形態の液封ブッシュ５１は、弾性ブッシュの機能および減衰手段の機能を兼ね備える。

図５に示すように本実施形態では、１対の突起５４ｐが車両前後方向に配置され、１対の液室５５ｍ，５５ｎは車幅方向に配置される。これにより液封ブッシュ５１は、車幅方向の振動を顕著に減衰させる。

図６に示すように内筒５４の中心孔には一方および他方から皿部材５６，５８がそれぞれ嵌合する。皿部材５６，５８の底部同士は、例えば加締め部５８ｋによって連結される。皿部材５６，５８の側壁部は、底部から立ち上がる円筒形状であり、内筒５４の内周面に嵌合する。皿部材５６，５８の縁部は、側壁部の頂縁から外径側へ拡大し、弾性部材５２の一方端面および他方端面と接触する。これにより弾性部材５２および内筒５４は皿部材５６および皿部材５８間に軸線方向移動不能に抜け止めされる。

外筒５３の外周面は、全周に亘って円筒形状のマウント部材５９と嵌合する。マウント部材５９の軸線方向下端にはフランジ部５９ｆが形成される。弾性部材５２の軸線方向下端にはフランジ部５２ｆが形成される。フランジ部５２ｆはフランジ部５９ｆの下面と接触する。

車体１０１のうちホイールハウス１０２の上部を区画するプレートには、マウント部材５９が通される開口が形成される。当該開口は車体プレートの下面から上面まで貫通する。マウント部材５９のフランジ部５９ｆは、車体プレート（車体１０１）の下面と接触する。

フランジ部５９ｆには周方向に間隔を空けて貫通孔が複数形成され、車体１０１のうちフランジ部５９ｆと重なる箇所にも貫通孔が複数形成される。各貫通孔にはボルト６０が通される。ボルト６０の軸部は、フランジ部５９ｆの貫通孔および車体１０１の貫通孔を貫通し、ナット６１と螺合する。これによりマウント部材５９は車体１０１に取付固定される。

皿部材５６，５８の底部には、ストラット４１の上端が通される貫通孔が形成される。
ストラット４１の上端、具体的にはダンパ４２の上端、に上向きの環状段差４４が形成され、環状段差４４を境界として端部が中央部よりも細くされる。かかる先細上端部４５が皿部材５６，５８の底部貫通孔に通されると、ストラット４１上端の環状段差４４が下側の皿部材５８の底部に接触する。

上側の皿部材５６の底部から上方へ突出するストラット４１の先細上端部４５には雄ねじが形成され、ナット４６が螺合する。これによりストラット４１の上端部は液封ブッシュ５１に連結される。

フランジ部５２ｆの下面には、スラスト軸受６２が設けられる。スラスト軸受６２は上側軌道盤６３、転動体６４、および下側軌道盤６５を有する。上側軌道盤６３および下側軌道盤６５は環状の円板である。上側軌道盤６３はフランジ部５２ｆの下面に固定される。転動体６４は上側軌道盤６３および下側軌道盤６５間に介在する複数のころである。下側軌道盤６５の外周縁には下向きに突出する環状の縁部が形成され、下向き姿勢にされた受け皿状のアッパコイルスプリングシートを兼用する。そして下側軌道盤６５は、コイルスプリング４３の上端に支持される。

インホイールモータ駆動装置１０が転舵するとダンパ４２の下端部およびコイルスプリング４３も転舵軸線Ｋ（図３）回りに回動する。そしてスラスト軸受６２の上側軌道盤６３および下側軌道盤６５が相対回動する。

ここで附言すると下側の皿部材５８には、ダンパストッパ４７が嵌め込み固定される。ダンパストッパ４７はダンパ４２のピストンロッドに沿って延びる概略円筒形状の部材であり、ストラット４１のバウンド量を規制する。

ところで本実施形態のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、上下方向に延び下端部がインホイールモータ駆動装置１０に連結される伸縮可能なストラット４１と、ストラット４１の先細上端部４５に連結されて車体１０１を支持する弾性部材５２と、ストラット４１の先細上端部４５および車体１０１間に介在して先細上端部４５および車体１０１間の車幅方向の相対変位を減衰させる減衰手段としての液室５５ｍ，５５ｎおよびオリフィス５７を備える。かかる減衰手段によりインホイールモータ駆動装置からストラット４１を経由して車体１０１に伝達される車幅方向の振動が減衰される。

液封ブッシュ５１は図５に示す車幅方向の振動を減衰させることができるので、図７に示す車幅方向の共振モードが抑制される。本実施形態の液封ブッシュ５１は、インホイールモータ駆動装置１０を車体１０１に連結するストラット４１において、インホイールモータ駆動装置１０から車体１０１に伝達する振動を減衰させることができる。本実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置１０を具備する電動車両において乗り心地性能の悪化を防止することができる。

図示しない変形例として、液封ブッシュ５１の１対の液室５５ｍ，５５ｎを車両前後方向に配置してもよい。かかる変形例によれば、図８に示す車両前後方向の共振モードを抑制することができる。

また図３に示すように本実施形態は、車幅方向に延び車幅方向外側端８２がインホイールモータ駆動装置１０に連結され、車幅方向内側端８４が車体側のサブフレーム９１に連結され、上下方向に揺動可能なロアアーム８１をさらに備える。これによりストラット式サスペンション装置において、インホイールモータ駆動装置１０の振動がストラット４１を経て車体１０１に伝達されることを抑制することができる。

また図５に示すように本実施形態では、弾性部材５２と、液室５５ｍ，５５ｎおよびオリフィス５７（減衰手段）が液封ブッシュ５１を構成する。これにより弾性部材および減衰手段をコンパクトにまとめることができる。

また本実施形態のインホイールモータ駆動装置１０は、平行軸歯車減速機としての減速部３１を備え、減速部３１は複数のはすば歯車としての歯車３３，３４，３６，３７を有することから、複数の歯車同士の噛合によって軸線Ｏ方向の振動を生成する。一方で、液封ブッシュ５１は車幅方向の振動を減衰する。これによりインホイールモータ駆動装置１０の振動がストラット４１を経由して車体１０１に伝達することを防止できる。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図９は本発明の第２実施形態になるサスペンション構造を示す全体図であり、車両後方からみた状態を表す。図１０は、図９のうちストラット上端部を含む領域を拡大して示す縦断面図であり、ストラット上端部、ダンパ端部、および弾性ブッシュの縦断面図である。第２実施形態につき、前述した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実施形態では上述した液封ブッシュに代えて、図１０に示すように弾性ブッシュ６６を備える。弾性ブッシュ６６は概略円筒形状であり、ストラット４１上端部と車体１０１の間に介在する。

弾性ブッシュ６６は、外筒５３と内筒５４の間に介在する弾性部材６７を有するが、液室およびオリフィスを有さない。弾性部材６７はゴム製の円筒形状である。弾性部材６７の軸線方向下端にはフランジ部６７ｆが形成される。フランジ部６７ｆの上面はマウント部材５９のフランジ部５９ｆと接触する。フランジ部６７ｆの下面にはスラスト軸受６２の上側軌道盤６３が固定される。

説明を図９に戻すと、車体１０１およびストラット４１間にはダンパ６８が架設される。ダンパ６８はシリンダ、ピストン、およびピストンロッドを有する入れ子式であり、一方向に伸縮しながら当該伸縮運動を減衰させる。本実施形態のダンパ６８は車幅方向に延びる姿勢で設けられる。車体１０１のうちストラット４１よりも車幅方向内側にはアーム１０３が立設される。アーム１０３は上方へ向かって突出する。アーム１０３の上下方向位置は、弾性ブッシュ６６の上下方向位置と重なる。ダンパ６８の一端は枢軸１０４を介してアーム１０３の先端に回動可能に連結される。ダンパ６８の他端は枢軸１０５を介してストラット４１の上端に回動可能に連結される。

図１０を参照して、ダンパ６８の他端にはブラケット６９が回動可能に連結される。ブラケット６９には上下方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔にストラット４１の先細上端部４５が通される。なお先細上端部４５は筒状のカラー４８の中心孔に通されており、ナット４６とカラー４８とブラケット６９が直列に配置される。

先細上端部４５の外周に形成される雄ねじにはナット４９が螺合し、これによりブラケット６９はカラー４８とナット４９の間に取付固定される。

図９に示す第２実施形態のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、一方向に延びこの延在方向に伸縮可能なダンパ６８が減衰手段として、車体１０１およびストラット４１間の車幅方向の相対変位を減衰させる。これにより図７に示す車幅方向の共振モードが抑制され、インホイールモータ駆動装置１０を搭載する電動車両において乗り心地性能の悪化が防止される。

次に本発明の第３実施形態を説明する。図１１は本発明の第３実施形態になるサスペンション構造のストラット上端部および液封ブッシュを示す縦断面図である。図１２は同実施形態の液封ブッシュを示す横断面図である。第３実施形態の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図３に等しい。第３実施形態につき、前述した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３実施形態では、前述したスラスト軸受６２（図６）に代えて、液封ブッシュ５１の外周面に転がり軸受７１を設け、転がり軸受７１で車体１０１を回動自在に支持する。

第３実施形態の転がり軸受は、図１１に示すように２列の転動体７２，７３を有する。第１列の転動体７２は、外筒５３の外周面およびマウント部材５９の内周面間に介在する。図１２に示すように転動体７２は周方向に複数配置され、外筒５３の外周面を内側軌道面とし、マウント部材５９の内周面を外側軌道面とするラジアル軸受のころを構成する。

図１１に示すように外筒５３の下端にはフランジ部５３ｆが形成される。第２列の転動体７３は、フランジ部５３ｆの上面およびフランジ部５９ｆの下面間に介在する。転動体７２は周方向に複数配置され、フランジ部５９ｆを上側軌道盤とし、フランジ部５３ｆを下側軌道盤とするスラスト軸受のころを構成する。

第３実施形態のインホイールモータ駆動装置がストラット４１とともに転舵すると、液封ブッシュ５１もストラット４１とともに回動する。電動車両の直進状態および旋回状態における液封ブッシュ５１の回動位置につき以下に説明する。

図４を参照して電動車両の直進状態では、液封ブッシュ５１が図１２に示す回動位置とされ、液室５５ｍ，５５ｎが車幅方向内側および外側に位置し、突起５４ｐ，５４ｑが車両前方および後方に位置する。このため液封ブッシュ５１の回動位置は、前述した第１実施形態の図５と同様にされ、図３および図４に示す直進状態で、液封ブッシュ５１は加振力Ｖ１（図３）を効果的に減衰させる。

図１３は電動車両の旋回走行状態における車輪の向きを示す平面図である。サスペンション装置のばね下に設けられるインホイールモータ駆動装置１０および車輪（タイヤＴ）が転舵角αで転舵すると、インホイールモータ駆動装置１０で生成される軸線Ｏ方向の加振力Ｖ１が車幅方向に対し角度αで傾斜する。また加振力Ｖ１は車幅方向の分力Ｖａと車両前後方向の分力Ｖｂを合成した力になる。

図１４は、図１３に対応する第３実施形態の液封ブッシュの回動位置を示す横断面図である。図１４に示すように第３実施形態の液封ブッシュ５１は、インホイールモータ駆動装置の転舵角αに応じて回動し、加振力Ｖ２の方向に対応する。したがって、転舵角αの大小に関わらず、液封ブッシュ５１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏと同じ向きにされ、加振力Ｖ１を効率よく減衰する。

インホイールモータ駆動装置１０を具備する電動車両は、従来の車両のように左右１対の前輪間にエンジンルームを確保する必要がなく、各前輪のホイールハウス１０２を車幅方向内側へ拡張することができる。したがって前輪の最大転舵角をエンジン車両よりも大きくすることができる。第３実施形態は、転舵角αが大きくなるインホイールモータ駆動装置用サスペンション装置において有益である。特に最大転舵角が４５°を超える電動車両において有益である。

第３実施形態のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造は、液封ブッシュ５１と車体１０１の間に設けられる転がり軸受７１をさらに備え、液封ブッシュ５１はストラット４１およびインホイールモータ駆動装置１０とともに転舵する。これによりインホイールモータ駆動装置１０の転舵角αに関わらず、インホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向の振動を液封ブッシュ５１で効果的に減衰することができる。

なお比較のため第１実施形態につき補足説明すると、図５に示す第１実施形態によれば液封ブッシュ５１が車体１０１に取付固定されるため、車輪の転舵角αの大小に関わらず、液封ブッシュ５１の回動位置は不変である。このため図１３に示す車幅方向の分力Ｖａは減衰されるが、車両前後方向の分力Ｖｂは減衰されず、車体１０１に伝達される。特に転舵角αが大きくなるほど分力Ｖｂが大きくなり、車体１０１に伝達される振動が顕著になる。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、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、本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。例えば上述した１の実施形態から一部の構成を抜き出し、上述した他の実施形態から他の一部の構成を抜き出し、これら抜き出された構成を組み合わせてもよい。

本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。

１０ インホイールモータ駆動装置、 １１ 車輪ハブ軸受部、
１２ 内輪、 １３ 外輪、 １４，７２，７３ 転動体、
１７ キャリア部材、 ２１ モータ部、 ３１ 減速部、
３３ 入力歯車（はすば歯車）、 ３４ 第１中間歯車（はすば歯車）、
３６ 第２中間歯車（はすば歯車）、 ３７ 出力歯車（はすば歯車）、
４１ ストラット、 ４２ ダンパ、 ４３ コイルスプリング、
４７ ダンパストッパ、 ５１ 液封ブッシュ、
５２ 弾性部材、 ５３ 外筒、 ５４ 内筒、
５４ｐ，５４ｑ 突起、 ５５ｍ，５５ｎ 液室、
５６，５８ 皿部材、 ５７ オリフィス、 ５９ マウント部材、
６２ スラスト軸受、 ６６ 弾性ブッシュ、 ６８ ダンパ、
８１ ロアアーム、 ８２ 車幅方向外側端、
８３，８４ 車幅方向内側端、 ９１ サブフレーム、
１０１ 車体、 １０２ ホイールハウス、
Ｋ 転舵軸線、 Ｔ タイヤ（車輪）、 Ｖ１，Ｖ２ 加振力、
Ｗ 車輪ホイール。

Claims (6)

1. 上下方向に延び、下端部がインホイールモータ駆動装置に連結されるサスペンション部材と、
   前記サスペンション部材の上端部に連結され、車体側メンバを支持する弾性部材と、
   前記サスペンション部材の前記上端部および前記車体側メンバ間に介在して前記上端部および前記車体側メンバ間の車幅方向または車両前後方向の相対変位を減衰させる減衰手段とを備える、インホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。
2. 前記サスペンション部材は上下方向に伸縮可能なショックアブソーバであり、
   車幅方向に延び、車幅方向外側端がインホイールモータ駆動装置に連結され、車幅方向内側端が前記車体側メンバに連結され、上下方向に揺動可能なサスペンションアームをさらに備える、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。
3. 前記減衰手段は、車幅方向または車両前後方向に延びて当該延在方向に伸縮可能なダンパである、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。
4. 前記弾性部材および前記減衰手段は、液封ブッシュを構成する、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。
5. 前記液封ブッシュと前記車体側メンバの間に設けられる転がり軸受をさらに備え、
   前記インホイールモータ駆動装置は転舵輪の内部に配置されて当該転舵輪とともに転舵可能であり、
   前記液封ブッシュおよび前記サスペンション部材は前記インホイールモータ駆動装置の転舵に応じて回動する、請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。
6. 前記インホイールモータ駆動装置は複数のはすば歯車を備える、請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置用サスペンション構造。

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