JP2020157959A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータの端子ボックスの寸法を従来よりも小型化する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置１０は、車輪ハブ軸受部１１と、モータ部２１とを備える。モータ部の端子ボックス２５は、モータコイル側から延びる複数の導電棒２６ｕ，２６ｖ，２６ｗと、端子ボックス内部で複数の動力線端部４１と複数の導電棒を１対１で接続固定するボルト４６を有する。複数の導電棒にはそれぞれ、所定方向に延びてボルトが通される貫通孔またはねじ穴が設けられる。複数の動力線端部４１，４１，４１のうち少なくとも２つは、ボルト４６の貫通孔またはねじ穴の延在方向にみて互いに重なるように配置される。複数のボルト４６は、ボルト４６の貫通孔またはねじ穴の延在方向に導電棒に着脱され、かかる延在方向にみて全て重ならないように配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、車輪の内部に配置されるインホイールモータ駆動装置に関し、特にインホイールモータ駆動装置の外部から延びる動力線と接続する端子ボックスに関する。

インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることから環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。ところでインホイールモータ駆動装置には、電力を供給するための動力線を接続する必要がある。インホイールモータ駆動装置と動力線との接続構造として本出願人は特許文献１を既に提案している。特許文献１に記載された技術は、インホイールモータ駆動装置のケーシングに端子ボックスを付設し、端子ボックスに３本の動力線端部をつなぎ込むものである。他にも端子ボックスに３本の動力線端部をつなぎ込む構造として特許文献２が知られている。

特許文献１および特許文献２のインホイールモータでは、駆動源であるモータ部が車軸と同軸に配置される。モータ部の外周には端子ボックスが設けられる。端子ボックスに接続された３本の動力線端部は、互いに平行に延び、車軸の軸線方向に等間隔に整列している。

特開２０１５−１６０５２９号公報 特開２０１１−０００９６１号公報

インホイールモータはサスペンション装置に介して車体に連結される。特許文献１および特許文献２のインホイールモータでは、３本の動力線端部が、軸線方向に１列に整列した姿勢で端子ボックスに接続される。そうすると端子ボックスの軸線方向寸法が大きくなり、端子ボックスおよび動力線端部がサスペンション装置と干渉する虞がある。かといってサスペンション装置を端子ボックス等よりも車幅方向内側（インボード側）に十分に離して配置すると、サスペンション装置から車輪のホイールセンタまでの軸線方向距離が大きくなり、サスペンション装置に曲げモーメントが作用して乗り心地が悪化する虞がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、インホイールモータ駆動装置に関し、端子ボックスの寸法を従来よりも小型化することができる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は、車輪に連結固定されるハブ輪、ハブ輪と同軸に配置される固定輪、およびハブ輪と固定輪の環状空間に配置される複数の転動体を有する車輪ハブ軸受部と、外部から延びてくる複数の動力線端部が引き込まれる端子ボックスを有し動力線端部から電力を供給されてハブ輪を駆動するモータ部とを備え、記端子ボックスはモータ部のモータコイル側から延びる複数の導電部材と、端子ボックス内部で複数の動力線端部と複数の導電部材を１対１で接続固定する動力線結線部材とを有し、複数の導電部材にはそれぞれ、所定方向に延びて動力線結線部材と係合する被係合穴または被係合溝が設けられ、複数の動力線端部のうち少なくとも２つは所定方向にみて互いに重なるように配置され、複数の動力線結線部材は所定方向に導電部材に着脱可能とされ所定方向にみて全て重ならないように配置される。

かかる本発明によれば、所定方向にみて複数の動力線端部が重なることから、かかる重なり部分だけ端子ボックスを従来よりも小型化することができる。したがって従来よりも、サスペンション装置を車幅方向外側（アウトボード側）に配置して、車輪の軸線方向中央（ホイールセンタ）をサスペンション装置に近づけることができ、乗り心地が向上する。また本発明によれば、所定方向にみて複数の動力線結線部材が全て重ならないことから、動力線端部と導電部材を１対１で結線する作業を効率良く行うことができる。なお、動力線結線部材は、金属端子やボルトやクリップやロッドや凸部材等、特に限定されない。また被係合穴または被係合溝も、貫通孔であったり、有底または無底の雌ねじであったり、凸部材と嵌合する凹部等、特に限定されない。導電部材は、例えば屈曲しない導電棒状体であったり、あるいは屈曲する金属ワイヤであったり、形状を特に限定されない。導電棒状体は真っ直ぐに延びていてもよいし、あるいは端部が中央部に対して折り曲げ形成されていてもよい。本発明は、複数の導電部材の特異な立体的配置によって実現される。

本発明の一局面として所定方向は、車輪ハブ軸受部の軸線に対し直角な方向である。かかる局面によれば、端子ボックスを車輪ハブ軸受部の軸線方向に小さくすることができる。

本発明の好ましい局面として所定方向は上下方向である。かかる局面によれば、上方から動力線結線部材を導電部材に着脱することができ作業効率が向上する。好ましくは端子ボックスは、上向き開口を有し、当該上向き開口は頂壁によって封止される。なお複数の動力線端部のうち少なくとも２本は、上下方向にみて重なるように配置される。他の局面として所定方向は、車両前後方向である。

本発明の好ましい局面として軸線が延びる方向に関し、最も軸線方向一方側に配置される動力線結線部材から最も最も軸線方向他方側に配置される動力線結線部材までの芯芯距離Ｓａと、車輪ハブ軸受部の軸線と直角な方向に関し、所定方向にみて最も軸線直角方向一方側に配置される動力線結線部材から最も軸線直角方向他方側に配置される動力線結線部材までの芯芯距離Ｌａが、Ｓａ＜Ｌａの関係を満足する。なお複数の動力線結線部材の配列パターンは特に限定されない。

本発明の好ましい局面としてモータ部は車輪ハブ軸受部の軸線からみて車両前方あるいは車両後方にずらして配置され、反対に動力線端部は端子ボックスから車両後方あるいは車両前方に延びる。かかる局面によれば、狭小なロードホイール内空領域において、モータ部および動力線端部のレイアウトを好適にすることができる。他の局面として、モータ部は車輪ハブ軸受部の軸線と同軸配置される。

本発明のより好ましい局面として、モータ部からみて車両後方あるいは車両前方、かつ端子ボックスおよび動力線端部からみて車幅方向内側に配置され、サスペンション装置と連結するナックル部材をさらに備える。かかる局面によればナックル部材をロードホイールのホイールセンタに近づけることができる。ナックル部材は車重を受け持つので、ナックル部材がホイールセンタに近づくほど、サスペンション装置に作用する曲げモーメントを少なくすることができる。なおナックル部材に固定されるサスペンション部材として例えば、ストラット式サスペンション装置のストラット、ストラットの構成要素であるショックアブソーバ、ダンパ等がある。

このように本発明によれば、導電部材の特異な立体的配置により、端子ボックスの寸法を小さくすることができ、ダンパ等のサスペンション部材を、インホイールモータ駆動装置に近づけて配置することが可能になる。したがって車輪のホイールセンタからサスペンション装置までの距離が近くなり、乗り心地が向上する。

本発明の一実施形態にな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。 同実施形態を示す平面図である。 同実施形態を示す全体図である。 同実施形態を示す全体図である。 同実施形態の端子ボックスを示す断面図である。 同実施形態の導電棒および端子台を取り出して示す斜視図である。 同実施形態の導電棒および端子台を取り出して示す斜視図である。 本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す平面図である。 同実施形態を示す全体図である。 同実施形態を示す全体図である。 同実施形態の端子ボックスを示す断面図である。 参考例のインホイールモータを示す平面図である。 参考例のインホイールモータを示す全体図である。

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１は、本発明の一実施形態にな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、同実施形態を示す平面図である。発明の理解を容易にするため図２では、端子ボックスカバーを取り除き端子ボックスの内部構造を表す。図３は、同実施形態を示す全体図であり、車両後方からみた状態を表す。図４は、同実施形態を示す全体図であり、車幅方向内側から見た状態を表す。発明の理解を容易にするため図４では、モータ部ケーシングカバーを取り除きモータ部の内部構造を表す。

まずインホイールモータ駆動装置１０の概略を説明すると、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からずらして配置される。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。

車輪は、図４に示すロードホイールＷの外周にタイヤ（図略）を装着したものである。インホイールモータ駆動装置１０はロードホイール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はロードホイールＷの内空領域に収容される。モータ部２１はロードホイール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はロードホイール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、ロードホイール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。内輪１２、外輪１３、および転動体１４は、鋼製であり、車重を支持する。

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。本実施形態のモータ部２１は三相交流電気モータであるが、単相モータであってもよいし、あるいは直流モータあってもよい。

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。このケーシングはアルミニウム、あるいはアルミニウム合金製である。これに対し、ケーシングの内部部品、特に後述する歯車、回転軸、および軸受は、鋼製である。

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４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、図１に示すようにモータ部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、入力軸３２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４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階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が付き合わされて筒状空間を区画する。当該筒状空間は、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、筒状空間の一方端を覆う。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、筒状空間の他方端を覆う。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４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に取付固定されるロードホイールＷを駆動する。

図２および図３に示すように、本体ケーシング３９にはナックル部材５４が設けられる。ナックル部材５４は本体ケーシング３９よりも軸線Ｏ方向他方側に配置される。ナックル部材５４の上端部にはダンパ５３の下端部が連結固定される。かかる連結箇所はクリンチ等である。かかる連結箇所は、複数本の動力線端部４１よりも軸線Ｏ方向他方側に位置する。

ダンパ５３は上下方向に伸縮自在に延びる入れ子式ダンパである。またダンパ５３はサスペンション部材であり、例えば図示しないコイルスプリングの中心に配置されてショックアブソーバを構成したり、ストラット式サスペンション装置のストラットの構成要素であったりする。ナックル部材５４は軸線Ｏと交差するように配置される。図２に示すように上方からみてダンパ５３は軸線Ｏと重なるよう配置される。ダンパ５３およびナックル部材５４はモータ部２１よりも車両後方に配置され、ダンパ５３およびナックル部材５４の軸線Ｏ方向位置がモータ部２１の軸線Ｏ方向位置と重なる。

モータ部２１の外周には、インホイールモータ駆動装置１０外部に設置される図示しないインバータから延びる３本の動力線端部４１を引き込むための端子ボックス２５が設けられる。本実施形態の端子ボックス２５は、モータ部２１の上部に附設される。端子ボックス２５を区画する壁のうち、軸線Ｏ方向一方の壁は、平坦壁である背面部分３９ｂで構成され、下方壁は、モータケーシング２９で構成される。筒状壁のモータケーシング２９からみて、背面部分３９ｂは外向きフランジのように上方へ広がる。かかる背面部分３９ｂとモータケーシング２９の接続箇所に端子ボックス２５が設けられる。

図５は本実施形態の端子ボックスを示す断面図であり、図４のＶ−Ｖで切断し、切断面を矢の方向にみた状態を表す。端子ボックス２５は、モータ部２１の上部に設けられ、モータケーシング２９に隣接する。モータケーシング２９は、ロータ２３（図１）およびステータ２４（図１）を収容するモータ部２１の内部空間Ｌと、端子ボックス２５の内部空間Ｍを仕切る。

すなわちモータケーシング２９は、端子ボックス２５の底壁を兼用し、端子ボックス２５の底部を区画する。また端子ボックス２５は、モータケーシング２９の外周面に立設される側壁５１によって三方を区画される。側壁５１は例えば平坦壁であり、モータケーシング２９に一体形成される。このため側壁５１の材質は、モータケーシング２９の材質と同一であり、例えばアルミニウム合金である。

側壁５１の上縁には雌ねじ５１ｓ（図２）が設けてある。雌ねじ５１ｓおよび図示しないボルトにより、側壁５１の上縁には頂壁５２（図５）が取り外し可能に固定される。頂壁５２は例えば四角い板であり、端子ボックス２５の頂部を区画する蓋状のカバーである。端子ボックス２５の内部空間Ｍ（図５）は上述した壁によって端子ボックス２５の外部から遮断され、外部から雨水や異物が侵入しない。頂壁５２を取り外した状態で、端子ボックス２５の内部空間Ｍは軸線Ｏと直角な方向、具体的には上方、へ開放される。ここでいう上方は、軸線Ｏと直角な方向である。

動力線端部４１を含む動力線は、導電性の撚り線からなる芯線と、この芯線を被覆するビニール等の被覆層を有する絶縁ケーブルである。動力線は車体まで延び、図示しない他方の動力線端部とインバータが接続される。動力線端部４１は、側壁５１を貫通して端子ボックス２５の内部空間Ｍに引き込まれ、被覆層を剥がされ、芯線が露出する。かかる芯線の先端には金属端子４２が圧着される。

動力線端部４１のうち被覆層が残されている外周面には、動力線固定部材４３が固定される。動力線固定部材４３は、円筒部４４とフランジ部４５を有する。円筒部４４の内径は動力線端部４１の外径と略等しくされ、全周に亘って動力線端部４１の外周面と隙間なく嵌合する。

フランジ部４５は、円筒部４４の先端よりもやや後端寄りの外周面に立設される平坦な板である。フランジ部４５は円筒部４４に一体形成され、円筒部４４と同一材料からなる。

動力線固定部材４３は金属製であり、具体的にはアルミニウム合金からなる。この場合、動力線固定部材４３を、モータケーシング２９および端子ボックス２５の側壁５１と同じ材質にすることができる。

あるいは動力線固定部材４３は他の金属、例えばステンレス鋼（１８Ｃｒ−８Ｎｉステンレス鋼）であってもよい。ステンレス鋼は、強度が大きく、腐食に強いため、長期間に亘って動力線端部４１を保持することができる。またステンレス鋼製の動力線固定部材４３は外力に対する耐性が大きいことから、動力線端部４１が引っ張られても容易に変形・破損・分離しない。

なお動力線固定部材４３の円筒部４４には表面防錆処理が施されるとよい。表面防錆処理は例えば、亜鉛メッキ処理、クロムメッキ処理、ニッケルメッキ処理、あるいはジオメット（登録商標）による表面処理であり、円筒部４４の表面に皮膜を形成して円筒部４４を保護する。あるいは円筒部４４表面に樹脂からなる薄膜を形成する表面処理であってもよい。

これに対しフランジ部４５には表面防錆処理が施されない。フランジ部４５の端面を端子ボックス２５の表面に電気的に接続するためである。

端子ボックス２５の車両後方の側壁５１には図示しない複数の貫通孔が形成される。各貫通孔には動力線固定部材４３の一端部が差し込まれる。これにより動力線端部４１は、端子ボックス２５の内部空間Ｍに引き込まれる。本実施形態では、モータ部２１が軸線Ｏよりも車両前方に配置されることから、モータ部２１の上部に附設される端子ボックス２５から動力線端部４１が後方に延びることにより、動力線のレイアウトが適切になる。

内部空間Ｍに引き込まれた各動力線端部４１先端の各金属端子４２には貫通孔４２ｈが形成され、貫通孔４２ｈにはボルト４６の軸部が通される。ボルト４６の軸部はさらに、導電棒２６（２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ）の一端に形成された貫通孔２６ｈに通され、端子台３０の一端に形成されるねじ穴３０ｓに螺合する。端子台３０は導電棒２６を包むように成形された樹脂部材であり、導電棒２６と結合する。貫通孔２６ｈはねじ穴３０ｓと連続する。頂壁５２を取り外し、上方からボルト４６を締め込むことにより、金属端子４２は内部空間Ｍにおいて導電棒２６の一端に接続固定される。あるいは上方からボルト４６を緩めることにより、金属端子４２は導電棒２６の一端から取り外され、別な金属端子と交換される。

導電棒２６は平棒であり、貫通孔２６ｈは導電棒２６の厚み方向に延びる。また貫通孔２６ｈおよびねじ穴３０ｓは上下方向に延びる。ボルト４６は、貫通孔２６ｈおよびねじ穴３０ｓに沿って移動することから、上下方向に着脱可能である。本実施形態の導電棒２６は３本準備され、三相交流電動モータに対応する。特に導電棒２６を区別する場合、導電棒２６に添え字ｕ、ｖ、ｗを付して説明する。図５に示す導電棒２６は、具体的には導電棒２６ｗであり、一端部（車幅方向外側端部）の途中部分が斜めに延びるよう折り曲げ形成されているものの、概ね車幅方向に延びる。図５に示さない残りの導電棒２６ｕ，２６ｖは折り曲げ部分を含まず直線状に延びる。つまり、これらの導電棒２６は概ね軸線Ｏと平行に延びる。

導電棒２６は、両端部を除き、電気を通さない絶縁材料からなる端子台３０に覆われる。端子台３０および導電棒２６は、軸線Ｏ方向他方の側壁５１を貫通して車幅方向に延びる。端子台３０および導電棒２６に関し、軸線Ｏ方向を長手方向ともいう。貫通孔２６ｈおよびねじ穴３０ｓは、導電棒２６および端子台３０の短手方向に延びる。端子台３０により導電棒２６は側壁５１およびモータケーシング２９から電気的に絶縁される。なお軸線Ｏ方向他方の側壁５１は、車幅方向外側の内部空間Ｍと車幅方向内側の内部空間Ｌを仕切る。

導電棒２６の一端は端子ボックス２５の内部空間Ｍに配置され、他端はモータケーシング２９の内部空間Ｌに配置される。各導電棒２６は互いに異なる長さで車幅方向外側に延びる。

図５に示すように、導電棒２６の他端には貫通孔２６ｊが形成され、端子台３０の他端にはねじ穴３０ｔが形成される。貫通孔２６ｊとねじ穴３０ｔは一致し、端子台３０の長手方向に延びる。本実施形態の貫通孔２６ｊおよびねじ穴３０ｔは、軸線Ｏ方向に延びる。

ステータ２４に巻回されるモータコイルから延びる複数の導線２４ｂの先端には、金属端子２４ｃがそれぞれ圧着される。各金属端子２４ｃには貫通孔２４ｈが形成され、貫通孔４２ｈにはボルト４８の軸部が通される。ボルト４８の軸部はさらに、導電棒２６の他端に形成された貫通孔２６ｊに通され、端子台３０の他端に形成されるねじ穴３０ｔに螺合する。ボルト４８により金属端子２４ｃは、内部空間Ｌにおいて導電棒２６の他端に接続固定される。貫通孔２４ｈおよびねじ穴３０ｔは軸線Ｏと平行に延びる。また貫通孔２４ｈおよびねじ穴３０ｔは、導電棒２６および端子台３０の長手方向に延びる。かくして各動力線端部４１は、端子ボックス２５を介して、導線２４ｂに電気的に接続される。

説明を動力線固定部材４３に戻すと、円筒部４４の一端側に形成されるフランジ部４５は、端子ボックス２５の側壁５１に突き合わされる。ここで附言するとフランジ部４５は、一定外径の円環ではなく、一部の周方向位置が他の周方向位置よりも外径側へ大きく突出するよう舌状（図３）に形成される。フランジ部４５のかかる舌部４５ｚには一方端面から他方端面まで延びる貫通孔が形成される。かかる貫通孔にはボルト４７（頭部のみ図３に示す）の軸部が挿通される。これにより動力線固定部材４３は動力線端部４１とともに端子ボックス２５に固定される。また動力線固定部材４３は各動力線端部４１を互いに平行に延びる姿勢で保持する。

ボルト４７と、車両後方の側壁５１に形成された図示しないねじ穴は、フランジ部４５を端子ボックス２５に固定する固定手段である。かかるねじ穴は、ボルト４７と螺合する。ボルト４７の頭部が締め付けられてフランジ部４５を側壁５１の表面に押し付けることにより、動力線端部４１の端子ボックス２５への接続固定が成立する。

複数の動力線端部４１，４１，４１は、上述した構造によって１個の端子ボックス２５に固定される。各動力線端部４１の配置は、図３に示すように、一部の動力線端部４１が上側に配置され、他の一部の動力線端部４１が下側に配置される。また図２に示すように上下方向にみて、上側の動力線端部４１と下側の動力線端部４１が重なる。

ここで附言すると、導電棒２６ｕに結線される動力線端部４１は、導電棒２６ｖ，２６ｗよりも上方に配置され、互いに干渉しない。導電棒２６ｖに結線される動力線端部４１は、導電棒２６ｗよりも下方に配置され、互いに干渉しない。かかる立体的配置は図６に示すように、導電棒２６ｗの中央部が、導電棒２６ｕの一端よりも低くなるように折り曲げ形成され、導電棒２６ｖが導電棒２６ｗよりも下方に配置されることから理解される。

図６および図７は、同実施形態の導電棒および端子台を取り出して示す斜視図であり、図６が端子ボックス２５側を表し、図７がモータ部２１側を表す。１個の端子台３０は、複数の導電棒２６ｕ，２６ｖ，２６ｗを覆っている。導電棒２６ｗの一端部は、中央部に対して異なる上下方向位置となるように形成される。

端子台３０にはフランジ３０ｆが立設される。フランジ３０ｆには複数の貫通孔３０ｈが形成される。貫通孔３０ｈには内部空間Ｌから図示しないボルトの軸部が通される。かかる軸部はさらに側壁５１に形成される図示しないねじ穴に螺合する。これにより端子台３０は内部空間Ｌで側壁５１に取り付け固定される。

図７に示すように複数の導電棒２６の配列パターンは、導電棒２６ｕ、２６ｖ、２６ｗの順序で、車両前方から車両後方に間隔を空けて配列される。導電棒２６ｕの上下方向位置と導電棒２６ｗの上下方向位置は重なる。導電棒２６ｖの上下方向位置は、導電棒２６ｕの上下方向位置よりも下方される。端子台３０の他端は、端子台３０の長手方向と直交する平坦面３０ｃとされる。複数の導電棒２６ｕ、２６ｖ、２６ｗの他端は、平坦面３０ｃと面一で配置される。

図６に示すように、フランジ３０ｆよりも一方側（車幅方向外側）で、各導電棒２６ｕ、２６ｖ、２６ｗを包む端子台３０，３０，３０は互いに離隔している。これらの各端子台３０の一端には、切欠き３０ｂが形成される、各切欠き３０ｂの上面には各導電棒２６ｕ、２６ｖ、２６ｗの一端が配置される。さらに各切欠き３０ｂには、ボルト４６および金属端子４２が配置される。金属端子４２は、切欠き３０ｂの垂直面と当接し、ボルト４６回りの回動を規制される。

複数のボルト４６，４６，４６は、軸線Ｏと直角な姿勢で間隔を空けて配置され、ねじ穴３０ｓの延在方向、具体的には軸線Ｏ直角方向、より具体的には上下方向、にみて全てのボルト４６，４６，４６は重なっていない。本実施形態では図２に示すようにボルト４６，４６，４６が車両前後方向に間隔を空けて配置されるとともに、互いに異なる軸線Ｏ方向位置となるよう配置される。車両前後方向に関し最も車両前方側に配置されるボルト４６から最も車両後方側に配置されるボルト４６までの芯芯距離Ｌａは、車幅方向に関し最も車幅方向外側（軸線Ｏ方向一方側）に配置されるボルト４６から最も最も車幅方向内側（軸線Ｏ方向他方側）に配置されるボルト４６までの芯芯距離Ｓａよりも大きい。なおボルト４６と螺合するねじ穴３０ａと、ねじ穴３０ａと連続する貫通孔４２ｈについても同様である。

平坦なフランジ３０ｆから各導電棒２６の一端までの突出高さは、互いに異なる。具体的には導電棒２６ｕの突出高さが最も小さく、導電棒２６ｗの突出高さが最も大きく、導電棒２６ｖの突出高さがこれらの間である。図２に示すように導電棒２６ｕの突出高さと導電棒２６ｗの突出高さの差は、動力線固定部材４３の円筒部４４の直径に相当する。要するに各導電棒２６の一端までの突出高さは、図３に示す動力線固定部材４３の円筒部４４の配列パターンに対応する。

本実施形態の端子ボックス２５は、モータ部２１のモータコイル側から延びてくる複数の導電棒２６と、端子ボックス２５内部で複数の動力線端部４１と複数の導電棒２６を１対１で接続固定する動力線結線部材としての金属端子４２、貫通孔４２ｈ、ボルト４６、およびねじ穴３０ｓを有し、複数の導電棒２６にはそれぞれ、所定方向に延びてボルト４６と係合する貫通孔２６ｈが設けられ、複数の動力線端部４１のうち少なくとも２つは図２に示すように所定方向にみて互いに重なるように配置され、複数のボルト４６は、所定方向に導電棒２６に着脱され、図２に示すように所定方向にみて全て重ならないように配置される。これにより端子ボックス２５の小型化を図ることができる。

所定方向とは軸線Ｏに直角な方向、具体的には上下方向である。これにより端子ボックス２５の軸線Ｏ方向寸法を小さくすることができる。

本実施形態の動力線端部４１は、軸線Ｏ方向と直角な方向、より具体的には車両前後方向、に延びる。各軸線Ｏ方向に関し最も軸線Ｏ方向一方側に配置される動力線端部４１から最も軸線Ｏ方向他方側に配置される動力線端部４１までの芯芯距離Ｔａは、前述したボルト４６，４６の芯芯距離Ｓａと等しい（Ｔａ＝Ｓａ）。これにより、各動力線端部４１の軸線Ｏ方向位置が互いに重なり、複数の動力線端部４１を軸線Ｏ方向にコンパクトに配置することができる。したがって端子ボックス２５が減速部３１とダンパ５３との間に介在する場合であっても、ダンパ５３をロードホイールＷの軸線Ｏ方向中央を表すホイールセンタＣＬに近づけることができる。本実施形態によれば、ダンパ５３に作用する曲げモーメントが小さくなり、ダンパ５３の摺動抵抗を小さくして乗り心地が向上する。

しかも頂壁５２を端子ボックス２５から取り外して端子ボックス２５の内部空間Ｍを開放すると、内部空間Ｍの開放方向とねじ穴３０ｓの延在方向が一致し、ねじ穴３０ｓの延在方向（上下方向）にみて全てのボルト４６のボルト頭部が重ならないように現れるので、全てのボルト４６のボルト頭部を容易に緩めたり締めたりすることができる。本実施形態によれば、動力線端部４１の金属端子４２を、端子ボックス２５内部の導電棒２６に容易に接続することができ、接続作業を効率良く進めることができる。

また内部空間Ｌでモータコイルに接続される導電棒２６の他端部は、モータ部２１の軸線Ｍ方向にみて、互いに重ならないよう配置される。これによりモータコイル側の金属端子２４ｃは、互いに干渉することなく導電棒２６の他端部に結線される。かかる構成は、上述した複数の導電棒２６の特異な立体的配置によって実現される。

本実施形態との比較のため参考例のインホイールモータにつき説明すると、図１２は参考例の平面図である。図１３は同参考例を車両前後方向にみた状態を表す全体図である。かかる参考例のインホイールモータ１００は、軸線Ｏを構成する車輪ハブ軸受部１１１と、モータ部１２１と、モータ部１２１の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１１に伝達する減速部１３１とを備える。モータ部１２１は軸線Ｏよりも車両前方に配置される。また参考例のインホイールモータは、モータ部１２１よりも車両後方に配置されるダンパ５３に連結される。ダンパ５３は、インホイールモータ１００の車幅方向内側に配置され、上下方向に延びる。参考例では、モータ部１２１を軸線Ｏからずらして配置することによりダンパ５３をホイールセンタＣＬに近づけることができる。端子ボックス１２５には３本の動力線端部１４１が差し込まれる。３本の動力線端部は、インホイールモータ１００の軸線Ｏ方向に整列する。

図１２および図１３に示す参考例では、動力線端部１４１が従来のように軸線Ｏ方向に１列に整列するため、最も軸線Ｏ方向一方側に配置される動力線端部１４１から最も軸線Ｏ方向他方側に配置される動力線端部１４１までの軸線Ｏ方向芯々距離Ｔｂが大きくなり、端子ボックス１２５が軸線Ｏ方向他方側（インボード側）へ突出してしまう。そうすると動力線端部１４１および／または端子ボックス１２５が、ダンパ５３下端部と干渉する虞がある。これを回避するには、図１３に仮想線で示すようにダンパ５３下端部をインホイールモータ駆動装置よりもさらに車幅方向内側に配置する必要がある。そうするとホイールセンタＣＬとダンパ５３下端部の軸線Ｏ方向距離が大きくなってしまうため、路面からタイヤ接地点に上下方向の荷重が入力する場合にダンパ１５３に作用する曲げモーメントが大きくなり、ダンパ１５３の摺動抵抗が増加し、乗り心地が悪化する。

次に本発明の他の実施形態を説明する。

図８は本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す平面図である。図９は同実施形態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、同実施形態を示す全体図であり、車幅方向内側からみた状態を表す。図１１は、同実施形態の端子ボックスを示す断面図である。他の実施形態につき、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。

導電棒２６は丸棒あるいは角棒であり、軸線Ｏと平行に延びる。端子ボックス２５の内部空間Ｍに位置する導電棒２６の一端に雌ねじ孔２６ｓが形成され、モータ部２１の内部空間Ｌに位置する導電棒２６の他端にねじ穴２６ｔが形成される。雌ねじ孔２６ｓは導電棒２６の短手方向、具体的には幅方向または厚み方向、に延び、導電棒２６を貫通する。なお雌ねじ孔２６ｓの底部は端子台３０で閉塞される。雌ねじ孔２６ｓの開口端は上方へ開放され、ボルト４６が螺合される。ねじ穴２６ｔは、導電棒２６の長手方向に延びる有底穴であり、ボルト４８が螺合される。

端子台３０は、雌ねじ孔２６ｓの開口端およびねじ穴２６ｔの開口端を除き、導電棒２６を包むように形成される。図１１に示す端子台３０も、前述した図５に示す端子台３０と同様、導電棒２６の周囲に非導電性の樹脂を流し込んで固めてモールド成形される。端子台３０の中央部は側壁５１を貫通し、かかる中央部にはフランジ３０ｆが形成される。フランジ３０ｆにはボルト４９が通される貫通孔が形成される。ボルト４９はさらに側壁５１に形成されるねじ穴５１ｔと螺合する。これにより端子台３０は導電棒２６とともに側壁５１に固定される。端子台３０と、当該端子台３０が貫通する側壁５１の貫通孔との隙間はシール材等で閉塞される。

端子台３０の一端には突起３０ｐが形成される。突起３０ｐの端部は、内部空間Ｍで、背面部分３９ｂの壁面に形成される穴に差込固定される。これにより端子台３０は、一端および中央部の二箇所で支持される。

図１０に示すように端子台３０は導電棒２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ毎に分離して設けられる。あるいは図示しない変形例として、３本の導電棒２６ｕ，２６ｖ，２６ｗを１個の端子台で包んでもよい。

図１０に示すように各ボルト４８は、上下方向位置が互いに重ならないよう、上下方向に間隔を空けて設けられる。各導電棒２６についても同様であり、最も車両前方側の導電棒２６ｕが最も下方に配置され、最も車両後方側の導電棒２６ｗが最も上方に配置され、車両前後方向位置および上下方向位置に関し、導電棒２６ｖが導電棒２６ｕと導電棒２６ｗの間に配置される。本実施形態では、軸線Ｍが軸線Ｏよりも前方に配置され、端子ボックス２５が軸線Ｍの直上に配置される。このため全ての導電棒２６は軸線Ｏよりも車両前方に配置される。頂壁５２は、車両後方から車両前方に向かって下がるように傾斜する。

図８に示すように上方からみて、各導電棒２６の一端は軸線Ｏ直角方向に整列する。各導電棒２６は同じ長さにされる。あるいは図示しない変形例として、各導電棒２６は異なる長さにされる。軸線Ｏと直角な方向に関し、最も軸線Ｏ直角方向一方のボルト４６から最も軸線Ｏ直角方向他方のボルト４６までの芯芯距離Ｌａは、１本の端子台３０の幅寸法の２倍を超える。これにより全てのボルト４６頭部は、互いに重ならないように見えている。軸線Ｏ直角方向に間隔を空けて互いに平行に配置される導電棒２６の芯芯距離についても同様である。

図８に示す実施形態では、各導電棒２６の一端の軸線Ｏ方向位置が一致する。各ボルト４６の軸線Ｏ方向位置も一致する。このため軸線Ｏ方向に関し、複数のボルト４６の同士の芯芯距離Ｓａは０である。同様に、複数の動力線端部４１同士の芯芯距離Ｔａも０である（Ｓａ＝Ｔａ＜Ｌａ）。各動力線端部４１は、各導電棒２６と直交する。また動力線端部４１は、上下方向に間隔を空けて整列し、互いに平行に延びる。

ここで附言すると、導電棒２６ｕに結線される動力線端部４１は、導電棒２６ｖ，２６ｗよりも下方に配置され、互いに干渉しない。導電棒２６ｖに結線される動力線端部４１は、導電棒２６ｗよりも下方に配置され、互いに干渉しない。

図１０に示す実施形態の端子ボックス２５は、前述した図４に示す実施形態の端子ボックス２５と比較して、モータケーシング２９の外径方向、つまり上方、に大きく突出する。しかしながら図１０に示すように軸線Ｏからの水平距離に関し、軸線Ｏに近い導電棒２６ｗは上方に配置され、軸線Ｏから遠い導電棒２６ｕは下方に配置されることから、頂壁５２を傾斜させて頂壁５２とロードホイールＷのクリアランスを確保することができる。ロードホイールＷの内径寸法は、図４に示す実施形態と図１０に示す実施形態で等しくすることができる。あるいは図示しない実施形態として、図１０に示す実施形態におけるロードホイールＷの内径寸法を大きくしてもよい。

図８〜図１１の実施形態では、動力線端部４１が一列に整列配置され、軸線Ｏ方向芯芯距離Ｔａ＝０あるいは略０である。したがって図３に示す実施形態と比較して、端子ボックス２５を軸線Ｏ方向に一層小型化することができる。

したがって本実施形態によれば、ダンパ５３に作用する曲げモーメントが小さくなり、ダンパ５３の摺動抵抗を小さくして乗り心地が向上する。

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（ハブ輪）、 １３ 外輪（固定輪）、 １４ 転動体、
２１ モータ部、 ２４ｂ 導線、 ２４ｃ金属端子、
２４ｈ 貫通孔、 ２５ 端子ボックス、
２６，２６ｕ，２６ｖ，２６ｗ 導電棒（導電部材）、
２６ｈ 貫通孔（被係合穴）、 ３１減速部、 ３９ 本体ケーシング、
３９ｂ 背面部分、 ３９ｆ 正面部分、 ４１ 動力線端部、
４２ 金属端子（動力線結線部材） ４２ｈ 貫通孔、
４３ 動力線固定部材、 ４６ ボルト（動力線結線部材）、
５１ 側壁、 ５２ 頂壁、 ５３ ダンパ（サスペンション部材）、
５４ ナックル部材。

Claims (6)

1. 車輪に連結固定されるハブ輪、前記ハブ輪と同軸に配置される固定輪、および前記ハブ輪と前記固定輪の環状空間に配置される複数の転動体を有する車輪ハブ軸受部と、
   外部から延びてくる複数の動力線端部が引き込まれる端子ボックスを有し、前記動力線端部から電力を供給されて前記ハブ輪を駆動するモータ部とを備え、
   前記端子ボックスは、前記モータ部のモータコイル側から延びる複数の導電部材と、端子ボックス内部で前記複数の動力線端部と前記複数の導電部材を１対１で接続固定する動力線結線部材とを有し、
   前記複数の導電部材にはそれぞれ、所定方向に延びて前記動力線結線部材と係合する被係合穴または被係合溝が設けられ、
   複数の前記動力線端部のうち少なくとも２つは、前記所定方向にみて互いに重なるように配置され、
   複数の前記動力線結線部材は、前記所定方向に前記導電部材に着脱され、前記所定方向にみて全て重ならないように配置される、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記所定方向は、前記車輪ハブ軸受部の軸線に対し直角な方向である、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記所定方向は上下方向である、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記軸線が延びる方向に関し、最も軸線方向一方側に配置される前記動力線結線部材から最も最も軸線方向他方側に配置される前記動力線結線部材までの芯芯距離Ｓａと、
   前記軸線と直角な方向に関し、前記所定方向にみて最も軸線直角方向一方側に配置される前記動力線結線部材から最も軸線直角方向他方側に配置される前記動力線結線部材までの芯芯距離Ｌａが、
   Ｓａ＜Ｌａの関係を満足する、請求項２または３に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記モータ部は、前記軸線からみて車両前方あるいは車両後方にずらして配置され、
   前記動力線端部は、前記端子ボックスから車両後方あるいは車両前方に延びる、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記モータ部からみて車両後方あるいは車両前方、かつ前記端子ボックスおよび前記動力線端部からみて車幅方向内側に配置され、サスペンション装置と連結するナックル部材をさらに備える、請求項５に記載のインホイールモータ駆動装置。
   

Images