JP4213028B2 - インホイールモータシステム - Google Patents

Description

本発明は、ダイレクトドライブホイールを駆動輪とする車輌において用いられるインホイールモータシステムに関するものである。

一般に、足回りにバネ等のサスペンション機構を備えた車輌においては、ホイールやナックル、サスペンションアームといったバネ下に相当する部品の質量、いわゆるバネ下質量が大きい程、凹凸路を走行したときにタイヤ接地力の変動が増大し、ロードホールディング性が悪化することが知られている。
ところで、電気自動車などのモータによって駆動される車輌においては、モータを車輪に内蔵するインホイールモータシステムが採用されつつあるが、従来のインホイールモータでは、モータ部が車輌の足回りを構成する部品の一つであるアップライトまたはナックルと呼ばれる部品に接続するスピンドル軸に固定され、モータロータ及びホイールが回転可能な構造となっているため、上記のバネ下質量がインホイールモータの分だけ増加し、その結果、タイヤ接地力変動が増大し、ロードホールディング性が悪化してしまうといった問題点があった（例えば、特許文献１〜３参照）。

そこで、上記のような問題を解決するため、図４に示すような、ステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａを、直動ガイド５１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車輌の上下方向に作動するバネ５２及びダンパー５３により結合された２枚のプレート５４，５５を備えた緩衝機構５０を介してナックル５に対して弾性支持するとともに、ロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂとホイール２とを、複数枚の中空円盤状のプレート６１Ａ〜６１Ｃを作動方向が互いに直交するように配置された直動ガイド６２Ａ，６２Ｂを用いて連結したフレキシブルカップリング６０により結合する構成のインホイールモータシステムが提案されている（例えば、特許文献４参照）。

上記緩衝機構５０は、詳細には、図５にも示すように、ナックル５に結合された車軸６連結され、サスペンション部材７側に位置するナックル取付けプレート５５の４隅に、車輌の上下方向に伸縮する４個のバネ５２を取付け、その中央部に設けられた車軸６との連結孔５５ｈの両側に、車輌の上下方向に伸縮する２個のダンパー５３を取付け、モータ３側に位置するモータ取付けプレート５４の上記バネ５２の上部あるいは下部に対応する位置にバネ受け部５２ｎを、上記ダンパー５３の上部に対応する位置の上部に、ダンパー取付け部５３ｎを取付けるとともに、上記プレート５４，５５とを、プレートの中心に対して対称な位置に配置された４個の直動ガイド５１により結合したもので、これにより、上記モータ取付けプレート５４とナックル取付けプレート５５とは、上記４個の直動ガイド５１により、車輌上下方向に案内されるとともに、バネ５２及びダンパー５３により結合されているので、減衰力を発生しつつ、インホイールモータ３を上下運動方向に拘束することができる。

このように、上記構成のインホイールモータシステムでは、モータ３を車輌の足回り部品に対してフローティングマウントして、モータ３自身をダイナミックダンパーのウエイトとして作用させることができるので、不整路走行時の接地性能、乗り心地性能をともに向上させることができるとともに、上記フレキシブルカップリング６０により、モータ軸とホイール軸がどの方向にも偏心可能に結合されるので、モータ３からホイール２へのトルクを効率よく伝達させることが可能となる。
特許第２６７６０２５号公報 特表平９−５０６２３６号公報 特開平１０−３０５７３５号公報 国際公開第０２／８３４４６号パンフレット

しかしながら、上記の緩衝機構５０は、モータ３を車輌の足回り部品に対して確実にフローティングマウントさせることはできるものの、部品点数が多く、かつ、４個の直動ガイド５１やバネ５２をそれぞれ上下方向に平行に組付ける必要があることから高い組立精度が要求され、そのため、組付作業に時間がかかってしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、モータを車輌の足回り部品に対して確実にフローティングマウントできるとともに、組立が容易な緩衝機構を備えたインホイールモータシステムを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータのステータ側が、車輌の足回り部品に対して、弾性体及び／または減衰機構を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記モータの非回転側ケースを、リニアベアリングとロッドとから成る直動ガイドとバネ部材とを一体に構成して成る１個のバネ付き直動ガイドにより結合された、互いに車輌上下方向に作動方向が限定された２枚のプレートと、上記２枚のプレートを結合する、車輌上下方向に作動するダンパーとを備えた緩衝機構により、車輌の足回り部品に対して支持したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインホイールモータシステムにおいて、ナックルに結合されナックル取付けプレートに上記直動ガイドの固定部となるリニアベアリングを取付ける固定部材を設け、モータの非回転側ケースに結合されるモータ取付けプレートに上記直動ガイドの可動部となるロッドの両端側をそれぞれ取付ける受け部材を設けて上記直動ガイドを取付けるとともに、上記固定部材と上記受け部材との間にそれぞれバネ部材を配設したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記バネ部材を上記ロッドの外周側に配設したものである。

本発明によれば、モータの非回転側ケースとナックルとを、リニアベアリングとロッドとから成る直動ガイドとバネ部材とを一体に構成して成る１個のバネ付き直動ガイドにより結合された、車輌上下方向に作動方向が限定された２枚のプレートと、上記２枚のプレートを車輌上下方向に作動するダンパーとを備えた、構成が簡単で部品数の少ない緩衝機構により連結して、インホイールモータを車輌の足回り部品に対してフローティングマウントすることができるようにしたので、装置の組立が容易となり、作業効率を向上させることができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るインホイールモータシステムの構成を示す図で、同図において、１はタイヤ、２はリム２ａとホイールディスク２ｂとから成るホイール、３は半径方向に対して内側に設けられた非回転側ケース３ａに固定されたステータ３Ｓと、半径方向に対して外側に設けられ、軸受け３ｊを介して上記非回転側ケース３ａに対して回転可能に接合された回転側ケース３ｂに固定されたロータ３Ｒとを備えたアウターロータ型のインホイールモータである。
また、４はホイール２とその回転軸において連結されたハブ部、５は車軸６に結合されるナックル、７はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材、８は上記ハブ部４に装着されたブレーキディスクから成る制動装置、１０はモータ３の非回転側ケース３ｂに結合されるモータ取付けプレート１１と上記車軸６に取付けられたナックル取付けプレート１２とを車輌の上下方向に案内する直動ガイド部材１３及びこの直動ガイド部材１３の稼動方向に伸縮するバネ部材１４とを一体にして成るバネ付き直動ガイド１５と、このバネ付き直動ガイド１５の稼動方向に伸縮するダンパー１６とを備え、モータの非回転側ケース３ａとナックル５とを連結する緩衝機構、６０は複数枚の中空円盤状のプレート６１Ａ〜６１Ｃを作動方向が互いに直交するように配置された直動ガイド６２Ａ，６２Ｂを備え、モータ３とホイール２とを連結するフレキシブルカップリングである。

バネ付き直動ガイド１５は、図２に示すように、その内周側に２個のリニアボールベアリング１３ａ，１３ａを直列に配置したリニアベアリング１３Ａと、このリニアベアリング１３Ａに装着された、直線運動するロッド１３Ｂとから成る直動ガイド部材１３と、この直動ガイド部材１３の上記ロッド１３Ｂの外周側に配置されたバネ部材１４，１４とから構成されたもので、上記リニアベアリング１３Ａの外周側中央部には、このバネ付き直動ガイド１５を後述する固定部材１２ｍに取付けるための取付け溝１３Ｃが形成されている。
本例では、図３に示すように、ナックル取付けプレート１２に設けられた車軸６との連結孔１２ｈの一方の側に設けられた固定部材１２ｍに、上記バネ付き直動ガイド１５の固定部であるリニアベアリング１３Ａを取付け、上記連結孔１２ｈの他方の側に設けられた固定部材１２ｎにダンパー１６の固定部１６Ａを取付ける。また、モータ３側に位置するモータ取付けプレート１１の上記バネ付き直動ガイド１５の可動部であるロッド１３Ｂの両端部に対応する位置に受け部材１１ｎ，１１ｎを取付け、この受け部材１１ｎ，１１ｎに上記ロッド１３Ｂの両端部を取付けるとともに、上記受け部材１１ｎの一方に上記ダンパー１６の可動部１６Ｂの先端側を取付ける。このとき、上記バネ部材１４，１４は、上記ロッド１３Ｂの外周側に予め配置されているので、上記バネ部材１４，１４を、容易に車輌の上下方向に伸縮可能に取付けられるとともに、上記直動ガイド部材１３と上記バネ部材１４，１４とを、モータ取付けプレート１１とナックル取付けプレート１２との間に、同時に取付けることができる。
これにより、上記モータ取付けプレート１１とナックル取付けプレート１２とは、上記直動ガイド部材１３により、車輌上下方向に案内されるとともに、バネ部材１４及びダンパー１６により結合されているので、減衰力を発生しつつ、インホイールモータ３を上下運動方向に拘束することができる。

このように、本最良の形態によれば、モータ３の非回転側ケース３ａとナックル５とを、リニアベアリング１３Ａとロッド１３Ｂとから成る直動ガイド１３と車輌上下方向に作動するバネ部材１４，１４とを一体に構成したバネ付き直動ガイド１５により結合されたプレート１１，１２と、車輌上下方向に作動し上記プレート１１，１２を結合するダンパー１６とを備えた緩衝機構１０により連結するようにしたので、簡単な構成で、上記モータ３を車輌の足回り部品に対してフローティングマウントすることができる。また、この緩衝機構１０は部品数が少なく組立が容易なので、作業効率を高めることができ、生産性を向上させることができる。

なお、ダンパー１６としては、上記片ロッド型のものに限らず、一方向に伸縮する周知のダンパーを用いることができる。

以上説明したように、本発明によれば、構成が簡単で部品数の少ない緩衝機構を用いてインホイールモータをを車輌の足回り部品に対してフローティングマウントするようにしたので、生産性を向上させることができるとともに、インホイールモータを安価に製造することができる。

本発明の最良の形態に係るインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。 本最良の形態に係るバネ付き直動ガイドの構成を示す図である。 本最良の形態に係る緩衝機構の構成を示す図である。 従来のインホイールモータの構成を示す図である。 従来の緩衝機構の構成を示す図である。

符号の説明

１ タイヤ、２ ホイール、２ａ リム、２ｂ ホイールディスク、
３ インホイールモータ、３Ｒ ロータ、３Ｓ ステータ、
３ａ 非回転側ケース、３ｂ 回転側ケース、３ｊ 軸受け、４ ハブ部、
５ ナックル、６ 車軸、７ サスペンション部材、８ 制動装置、
１０ 緩衝機構、１１ モータ取付けプレート、１１ｎ 受け部材、
１２ ナックル取付けプレート、１２ｈ 連結孔、１２ｍ，１２ｎ 固定部材、
１３ 直動ガイド部材、１３Ａ リニアベアリング、
１３Ｂ ロッド、１３Ｃ 取付け溝、１３ａ リニアボールベアリング、
１４ バネ部材、１５ バネ付き直動ガイド、１６ ダンパー、
６０ フレキシブルカップリング、６１Ａ〜６１Ｃ 中空円盤状のプレート、
６２Ａ，６２Ｂ 直動ガイド。

Claims (3)

1. 車輪部に設けられた中空形状のダイレクトドライブモータのステータ側が、車輌の足回り部品に対して、弾性体及び／または減衰機構を介して支持されたインホイールモータシステムにおいて、上記モータの非回転側ケースを、リニアベアリングとロッドとから成る直動ガイドとバネ部材とを一体に構成して成る１個のバネ付き直動ガイドにより結合された、互いに車輌上下方向に作動方向が限定された２枚のプレートと、上記２枚のプレートを結合する、車輌上下方向に作動するダンパーとを備えた緩衝機構により、車輌の足回り部品に対して支持したことを特徴とするインホイールモータシステム。
2. ナックルに結合されナックル取付けプレートに上記直動ガイドの固定部となるリニアベアリングを取付ける固定部材を設け、モータの非回転側ケースに結合されるモータ取付けプレートに上記直動ガイドの可動部となるロッドの両端側をそれぞれ取付ける受け部材を設けて上記直動ガイドを取付けるとともに、上記固定部材と上記受け部材との間にそれぞれバネ部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータシステム。
3. 上記バネ部材を上記ロッドの外周側に配設したことを特徴とする請求項２に記載のインホイールモータシステム。

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