JP6518516B2 - Suspension structure of in-wheel motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造に関し、特にサスペンション構造のバネ下運動を改善し、車両の乗り心地性能を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a suspension structure of an in-wheel motor drive device, and more particularly to a technology for improving unsprung motion of the suspension structure to improve ride comfort performance of a vehicle.
インホイールモータは車輪中(in wheel)に配置されて当該車輪を駆動することから、従来の車両用エンジンのように駆動源を車体に搭載する必要がなく、車体の内部空間を有効利用することができる。また従来の車両用エンジンと比較して、駆動源の小型化・軽量化を図ることができる。 Since the in-wheel motor is disposed in the wheel to drive the wheel, there is no need to mount a drive source on the vehicle body as in a conventional vehicle engine, and the internal space of the vehicle body is effectively used. Can. Further, as compared with the conventional vehicle engine, the drive source can be made smaller and lighter.
インホイールモータを車体に取り付けるサスペンション装置としては従来、例えば、特開2008−155694号公報(特許文献1)に記載のごときものが知られている。特許文献1のサスペンション装置は、左右独立懸架方式であり、1本のダンパと、2本の上ロッドと、3本の下ロッドを備える。
Conventionally, as a suspension device for attaching an in-wheel motor to a vehicle body, for example, a device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-155694 (Patent Document 1) is known. The suspension device of
上記従来のサスペンション装置において車輪が路面の凹凸や段差を乗り上げる際のバネ下運動を図15および図16に示す。図15は車輪が段差に乗り上げる前の状態を車両の車幅方向にみた側面図である。図16は車輪が段差に乗り上げた後の状態を車両の車幅方向にみた側面図であり、参考のため乗り上げる前の状態を仮想線で表す。サスペンション装置を介して車体115に取り付けられた車輪111が平坦な路面112から突出する段差113や凹凸を乗り上げる際には図示しないサスペンション装置のダンパが縮み、図示しないサスペンション装置の各ロッドが上方へ揺動し、図15に矢印で示すように車輪がインホイールモータ114とともに上方へ移動する。つまりインホイールモータの移動量と車輪の移動量が当然に等しい。
The unsprung movement when the wheel rides on the unevenness or step of the road surface in the above conventional suspension device is shown in FIGS. FIG. 15 is a side view of the state before the wheels get on the step in the vehicle width direction of the vehicle. FIG. 16 is a side view of a state in which the wheels have run up on the step in the vehicle width direction of the vehicle, and a state before the run-up is shown by a virtual line for reference. When a
本発明者は上述した車輪およびインホイールモータの移動、つまりサスペンション装置のバネ下運動、において改善すべき点があることを見出した。すなわち車両エンジンを搭載する車両の駆動輪と比較して、インホイールモータに駆動される駆動輪ではサスペンション装置のバネ下重量が大きいため、図16に示すようにインホイールモータの移動量と車輪の移動量が等しい場合に、以下の問題点が発生する。 The inventor has found that there is a point to be improved in the movement of the wheel and in-wheel motor described above, that is, the unsprung movement of the suspension device. That is, since the unsprung weight of the suspension device is large in the drive wheel driven by the in-wheel motor as compared with the drive wheel of a vehicle equipped with a vehicle engine, as shown in FIG. The following problems occur when the amount of movement is equal.
第1に、接地荷重の変動に伴い、車輪のタイヤのコーナーリングパワーが変化するため、左右輪のタイヤ横力差が大きくなり、車両が横方向へ動いてしまうという直進安定性低下の問題点がある。かかる問題点は車輪のロードホイールの耐久性低下や、タイヤの摩耗量増加の原因となる。 First, the cornering power of the tire of the wheel changes with the change of the ground contact load, so the difference in tire lateral force between the left and right wheels becomes large, which causes the problem of a decrease in straight-line stability that the vehicle moves laterally. is there. Such problems cause deterioration in the durability of the road wheel of the wheel and an increase in the amount of wear on the tire.
第2に、サスペンション装置のバネ下共振周波数が低下し、車体の共振周波数に近づく。そのため、バネ下共振周波数近傍の周波数帯において、車体への振動伝達率が増加するという問題点がある。かかる問題点は車両の乗り心地を悪化させる。 Second, the unsprung resonance frequency of the suspension device decreases and approaches the resonance frequency of the vehicle body. Therefore, there is a problem that the vibration transmission rate to the vehicle body is increased in the frequency band near the unsprung resonance frequency. Such problems deteriorate the ride quality of the vehicle.
また図示はしなかったが逆に段差を下りる際、車輪およびインホイールモータが上述した移動とは逆に移動するため、同様の問題が生じる。 Although not shown, the same problem occurs because the wheel and the in-wheel motor move in the opposite direction to the above-described movement when moving down the step.
本発明は、上述の実情に鑑み、インホイールモータを車体に取り付けるサスペンション装置においてバネ下運動を改善する技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for improving unsprung motion in a suspension device for attaching an in-wheel motor to a vehicle body in view of the above-described situation.
この目的のため第1発明によるサスペンション構造は、車輪ハブ軸受部および該車輪ハブ軸受部に回転を出力するモータ部を含み車輪ハブ軸受部の軸線から車両前後方向にオフセットした重心を有するインホイールモータ駆動装置と、車輪ハブ軸受部を車体側メンバに上下方向変位可能に取り付けるサスペンション部材と、インホイールモータ駆動装置および車体側メンバ間に架設されて重心の上下方向移動を規制する重心移動規制リンクとを備える。 To this end, the suspension structure according to the first invention comprises an in-wheel motor including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the vehicle longitudinal direction. A drive unit, a suspension member for mounting the wheel hub bearing on the vehicle body side member so as to be vertically displaceable, a center of gravity movement restricting link which is installed between the in-wheel motor drive unit and the vehicle body side member to restrict vertical movement of the center of gravity Equipped with
あるいは第2発明によるサスペンション構造は、車輪ハブ軸受部および車輪ハブ軸受部に回転を出力するモータ部を含み、車輪ハブ軸受部の軸線から車両前後方向にオフセットした重心を有するインホイールモータ駆動装置と、車輪ハブ軸受部を車体側メンバに上下方向変位可能に取り付けるサスペンション部材と、インホイールモータ駆動装置およびサスペンション部材間に架設されて重心の上下方向移動を規制する重心移動規制リンクとを備える。 Alternatively, the suspension structure according to the second invention includes an in-wheel motor drive device including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the vehicle longitudinal direction. A suspension member is mounted between the in-wheel motor drive unit and the suspension member, and a center of gravity movement restricting link is provided between the in-wheel motor drive and the suspension member to restrict the vertical movement of the center of gravity.
かかる第1および第2発明によれば、車輪ハブ軸受部およびサスペンション部材が上下方向に変位することから、車輪ハブ軸受部と結合する車輪は段差を乗り越えることができる。これに対しインホイールモータ駆動装置の重心は上下方向移動を規制され、上下方向に変位しないか、あるいは僅かに変位する。したがってサスペンション構造のバネ下運動が改善される。なおサスペンション部材は特に限定されず、例えばストラット式のアームでもよいし、あるいはダブルウィッシュボーン式のアームであってもよいし、あるいはマルチリンク式のアームでもよい。車体側メンバとは説明される部材からみて車体側に取り付けてある部材をいい、車体のみならず、車体に取り付けられる車体フレーム、車体フレームに取り付けられるブラケット、その他車体に附設される部品等を含む。 According to the first and second aspects of the invention, since the wheel hub bearing portion and the suspension member are vertically displaced, the wheel coupled to the wheel hub bearing portion can get over the step. On the other hand, the center of gravity of the in-wheel motor drive device is restricted from moving in the vertical direction, and is not displaced in the vertical direction or slightly displaced. Thus, the unsprung motion of the suspension structure is improved. The suspension member is not particularly limited, and may be, for example, a strut type arm, a double wishbone type arm, or a multilink type arm. The member on the vehicle body side refers to a member attached to the vehicle body as viewed from the member to be described, and includes not only the vehicle body but also a vehicle body frame attached to the vehicle body, a bracket attached to the vehicle body frame, and other components attached to the vehicle body .
第1発明の一実施形態として重心移動規制リンクは上下方向に延び、重心移動規制リンクの上端が車体側メンバと連結し、重心移動規制リンクの下端がインホイールモータ駆動装置のうち重心よりも上方の箇所と連結する。 As one embodiment of the first invention, the center of gravity movement restriction link extends in the vertical direction, the upper end of the center of gravity movement restriction link is connected to the vehicle body side member, and the lower end of the center of gravity movement restriction link is above the center of gravity of the in-wheel motor drive device Connect with the location of
第2発明の一実施形態としてサスペンション部材は車幅方向に延びるアームであって、該アームの車幅方向内側端は車体側メンバと回動可能に連結し、アームの車幅方向外側端は車輪ハブ軸受部と連結する。そして重心移動規制リンクの一端はアームの車幅方向中央部と連結し、重心移動規制リンクの他端は重心から車輪ハブ軸受部までの間の中央部分と連結する。かかる実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置の姿勢を上下方向に揺動するサスペンション部材の姿勢と同じにすることができる。したがってインホイールモータ駆動装置の車輪ハブ軸受部をサスペンション部材の遊端のように上下方向に揺動させつつ、インホイールモータ駆動装置の重心をサスペンション部材の基端のように上下方向に移動しないようにすることができる。 As one embodiment of the second invention, the suspension member is an arm extending in the vehicle width direction, and the vehicle width direction inner end of the arm is rotatably connected to the vehicle body side member, and the vehicle width direction outer end of the arm is a wheel Connect with hub bearing. One end of the center-of-gravity movement restricting link is connected to the center of the arm in the vehicle width direction, and the other end of the center-of-gravity movement restricting link is connected to the central portion from the center of gravity to the wheel hub bearing. According to this embodiment, it is possible to make the attitude of the in-wheel motor drive device the same as the attitude of the suspension member that swings in the vertical direction. Therefore, while swinging the wheel hub bearing portion of the in-wheel motor drive in the vertical direction like the free end of the suspension member, the center of gravity of the in-wheel motor drive is not moved in the vertical direction as the base end of the suspension member Can be
あるいは第3発明によるサスペンション構造は、車輪ハブ軸受部および車輪ハブ軸受部に回転を出力するモータ部を含み車輪ハブ軸受部の軸線から車両前後方向にオフセットした重心を有するインホイールモータ駆動装置と、インホイールモータ駆動装置をその重心を通り車輪ハブ軸受部の軸線と平行な直線を中心として回動可能に車体側メンバに取り付けるピボットとを備える。 Alternatively, a suspension structure according to a third aspect of the present invention includes an in-wheel motor drive device including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the vehicle longitudinal direction. The in-wheel motor drive device is provided with a pivot that is pivotable about a straight line parallel to the axis of the wheel hub bearing through its center of gravity.
かかる第3発明によれば、インホイールモータ駆動装置が自身の重心を中心として回動することから、重心から車両前後方向にオフセットする車輪ハブ軸受部が上下方向に変位し、車輪ハブ軸受部と結合する車輪は段差を乗り越えることができる。 According to the third aspect of the invention, since the in-wheel motor drive device rotates about its own center of gravity, the wheel hub bearing offset from the center of gravity in the longitudinal direction of the vehicle is displaced in the vertical direction. The coupled wheels can ride over the step.
第1〜第3発明の好ましい実施形態として車輪ハブ軸受部は車両の前輪と結合しインホイールモータ駆動装置の重心よりも車両前方に配置される。かかる実施形態によれば、前輪および後輪間のホイールベースを長く確保し得て、車両の走行安定性が向上する。 In a preferred embodiment of the first to third inventions, the wheel hub bearing portion is coupled to the front wheel of the vehicle and disposed forward of the center of gravity of the in-wheel motor drive device. According to this embodiment, it is possible to secure a long wheel base between the front wheel and the rear wheel, and the traveling stability of the vehicle is improved.
本発明の一実施形態としてインホイールモータ駆動装置は、平行二軸式の減速機構をさらに含む。かかる実施形態によれば、モータ部が車輪ハブ軸受部からオフセット配置されることから、インホイールモータ駆動装置の重心を車輪ハブ軸受部から容易にオフセットさせることができる。本発明の他の実施形態としてインホイールモータ駆動装置は遊星歯車組やサイクロイド式減速機等、他の
方式の減速機を含んでいてもよいし、あるいはインホイールモータ駆動装置はモータ部から出力される回転数を増減させないでそのまま車輪ハブ軸受部に伝達する直接駆動式であってもよい。
As one embodiment of the present invention, the in-wheel motor drive further includes a parallel biaxial reduction mechanism. According to this embodiment, since the motor unit is offset from the wheel hub bearing unit, the center of gravity of the in-wheel motor drive can be easily offset from the wheel hub bearing unit. As another embodiment of the present invention, the in-wheel motor drive may include other types of reducers such as a planetary gear set or a cycloid reducer, or the in-wheel motor drive may be output from the motor unit Alternatively, it may be a direct drive system in which the rotational speed is not increased or decreased without being increased or decreased.
車両が通常の重量物を載せて平坦路を走行する常態において、車輪ハブ軸受部はインホイールモータ駆動装置の重心よりも高くてもよいし、低くてもよい。本発明の好ましい実施形態としてインホイールモータ駆動装置の重心は、常態における車輪ハブ軸受部の軸線と同じ高さ、あるいは該軸線高さよりも低い位置である。かかかる実施形態によれば、車輪ハブ軸受部が上方へバウンドする際にインホイールモータ駆動装置の重心よりも確実に高くなる。したがって車輪が段差を乗り越え易くなる。 In a normal state where the vehicle carries a usual heavy load and travels on a flat road, the wheel hub bearing may be higher or lower than the center of gravity of the in-wheel motor drive. As a preferred embodiment of the present invention, the center of gravity of the in-wheel motor drive is at the same height as the axis of the wheel hub bearing in a normal state or at a position lower than the axis. According to such an embodiment, when the wheel hub bearing portion bounces upward, it is surely higher than the center of gravity of the in-wheel motor drive device. Therefore, the wheel can easily get over the step.
このように本発明によれば、サスペンション機構のバネ下運動が改善されて、インホイールモータ駆動装置の重心が移動せず、あるいはインホイールモータ駆動装置の重心移動が僅かであり、ロードホイールの耐久性が向上し、タイヤの摩耗量が抑制され、車両の乗り心地が改善される。 Thus, according to the present invention, the unsprung motion of the suspension mechanism is improved, the center of gravity of the in-wheel motor drive does not move, or the center-of-gravity movement of the in-wheel motor drive is slight, and the durability of the road wheel As a result, the wear of the tire is reduced and the ride quality of the vehicle is improved.
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および図2は、本発明の一実施形態になるサスペンション構造を模式的に示す側面図であり、図1は段差乗り上げ前の状態を、図2は段差乗り上げ後の状態をそれぞれ表す。図3は同実施形態からインホイールモータ駆動装置を取り出して示す全体外観図である。図1〜図3は、車両の車幅方向にみた状態を表す。図4および図5は、図3中IV−IVにおける断面図であり、車両の上方からみた状態を表す。本実施形態のサスペンション構造は、インホイールモータ駆動装置11と、車体61と、これらを連結するサスペンション部材21および重心移動規制リンク31を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. 1 and 2 are side views schematically showing a suspension structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state before running on a step, and FIG. 2 shows a state after running on a step. FIG. 3 is an overall external view showing the in-wheel motor drive device taken out of the same embodiment. 1 to 3 show a state viewed in the vehicle width direction of the vehicle. FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views taken along line IV-IV in FIG. 3 and show a state as viewed from above the vehicle. The suspension structure of the present embodiment includes an in-wheel
まずインホイールモータ駆動装置11から説明すると、インホイールモータ駆動装置11は、図3〜図5に示すようにモータ部11A、減速部11B、および車輪ハブ軸受部11Cを備える。車輪ハブ軸受部11Cは、回転部材であるハブ輪12と、ハブ輪12を回転自在に支持する非回転部材である外輪13を有する複列の転がり軸受である。ハブ輪12は車両の車幅方向外側に配置される車輪41と連結し、これを駆動する。外輪13はモータ部11Aおよび減速部11Bの外郭をなすケーシング14に固定される。
First, the in-wheel
モータ部11Aは、ケーシング14の内部に回転電機のロータおよびステータを内蔵し、ハブ輪12を駆動し、あるいはハブ輪12の回転を利用して電力回生を行う。減速部11Bは、ケーシング21内に減速機構を内蔵し、モータ部11Aの回転を減速してハブ輪12に伝達する。減速機構の構造は遊星歯車組やサイクロイド式減速機等特に限定されないが、本実施形態では図4に示すように平行二軸式の減速機構を採用し、モータ部11Aの軸線Aと車輪ハブ軸受部11Cの軸線Cが互いに平行に配置される。なお軸線Cは車輪41のホイールセンタになる。
The
減速部11Bは、入力歯車15、中間歯車16、および出力歯車17を含む。入力歯車15はモータ部11Aのモータ回転軸19の先端に設けられる外歯歯車であり、軸線Aに同軸配置される。中間歯車16は軸線Aに平行な軸線Bに同軸配置される外歯歯車であり、入力歯車15と噛合する。中間歯車16の半径(歯数)は、入力歯車15のそれよりも大きい(多い)。
The
出力歯車17は中間歯車16に一体形成される外歯歯車であり、軸線Bに同軸配置される。出力歯車17の半径(歯数)は、中間歯車16のそれよりも小さい(少ない)。ハブ輪歯車18はハブ輪12に一体形成される内歯歯車であり、軸線Cに同軸配置され、出力歯車17と噛合する。ハブ輪歯車18の半径(歯数)は、出力歯車17のそれよりも大きい(多い)。これによりモータ部11Aの出力回転は、減速部11Bによって減速されて車輪ハブ軸受部11Cに伝達される。
The
モータ部11Aの軸線A、減速部11Bの軸線B、および車輪ハブ軸受部11Cの軸線Cは、互いにオフセットして平行配置され、車両の車幅方向に延びる。またモータ部11A、減速部11B、および車輪ハブ軸受部11Cはこの順序で車幅方向に配列し、モータ部11Aは車幅方向内側とされ、車輪ハブ軸受部11Cは車幅方向外側とされる。インホイールモータ駆動装置11のうち少なくとも車輪ハブ軸受部11Cは車輪41の内空領域に配置される。
The axis A of the
インホイールモータ駆動装置11のうち、車輪ハブ軸受部11Cを除いた残りの部品を図5にドットで塗りつぶして示す。これら残りの部品は、車輪ハブ軸受部11Cの軸線Cからオフセットして配置され、これら残りの部品の重心Gを図1〜図5に示す。つまり、重心Gは、モータ部11Aと減速部11Bおよびこれらの外郭をなすケーシング14を含むユニット部の重心である。このためインホイールモータ駆動装置11の重心は軸線Cからオフセットする。図5に示すように軸線Bは軸線C(車輪41のホイールセンタ)よりも車両後方にオフセットして配置され、重心Gは軸線Bよりも車両後方にオフセットして配置され、軸線Aは重心Gよりも車両後方にオフセットして配置される。重心Gから軸線Cまでの距離は寸法Dwである。また後述するボールジョイント23(図4参照)は軸線Cよりも車両前方に配置される。理解を容易にするため図4および図5中、重心Gには軸線Cや軸線Aと平行な直線を付す。
The remaining parts of the in-wheel
次にインホイールモータ駆動装置を車体に取り付けるサスペンション構造につき説明する。 Next, a suspension structure for mounting the in-wheel motor drive device to the vehicle body will be described.
サスペンション構造のサスペンション部材21は、車幅方向に延びるアームであり、その車幅方向内側端が回動軸22を介して車体61と連結し、その車幅方向外側端がボールジョイント23を介してインホイールモータ駆動装置11の外輪13と連結する。そしてサスペンション部材21は、車幅方向内側端を基端とし、車幅方向内側端を遊端として上下方向に揺動可能である。図1、図2、および図4には、サスペンション部材21の揺動中心軸線を一点鎖線で示す。サスペンション部材21の揺動中心軸線は回動軸22を通過して延びる。なお図示はしなかったがインホイールモータ駆動装置11および車体61間には、ショックアブソーバが介在し、さらに他のアームあるいはリンクが架設されていてもよい。ショックアブソーバは周知のサスペンション部品であり、サスペンション部材21を常態で図1に示すように所定の姿勢に保持する。
The
図1に示すように重心移動規制リンク31は、インホイールモータ駆動装置11および車体61間に架設され、重心Gの上下方向移動を規制する。具体的には重心移動規制リンク31は、ボールジョイントからなる連結点32と重心Gとを結ぶ仮想直線に沿って上下方向に延びる。重心移動規制リンク31の上端は連結点32を介して車体61と連結し、重心移動規制リンク31の下端33はインホイールモータ駆動装置11のケーシング14と結合する。ケーシング14はモータ部11Aおよび減速部11Bの外郭をなす。なお重心移動規制リンク31の下端33は単にモータ部11Aあるいは減速部11Bでケーシング14と連結していてもよく、連結点32と重心Gとを結ぶ仮想直線から離れていてもよい。ただし下端33はケーシング14のうち重心Gよりも上方の箇所である。
As shown in FIG. 1, the center-of-gravity
次に本実施形態のサスペンション構造の作用につき説明する。 Next, the operation of the suspension structure of the present embodiment will be described.
図6は車両が平坦面を走行する状態を車幅方向にみて示す模式的な側面図であり、図1に対応する。図7は車両の前輪が段差に乗り上げた状態を車幅方向にみて示す模式的な側面図であり、図2に対応する。本実施形態のサスペンション構造は少なくとも車両の前輪(車輪41)に設けられるが、後輪(車輪51)に設けられてもよい。サスペンション構造は、車輪41,51が共に平坦面101に接地する常態で、車輪41のホイールセンタ(ハブ輪12および軸線C)を、図1および図6に示すように所定の高さで保持する。
FIG. 6 is a schematic side view showing a state in which the vehicle travels on a flat surface in the vehicle width direction, and corresponds to FIG. FIG. 7 is a schematic side view showing, in the vehicle width direction, a state in which the front wheel of the vehicle rides on the step, and corresponds to FIG. The suspension structure of the present embodiment is provided at least on the front wheels (wheels 41) of the vehicle, but may be provided on the rear wheels (wheels 51). The suspension structure holds the wheel center (
後側の車輪51が平坦面101に接地したまま前方の車輪41が段差102に乗り上げる場合、車輪41および遊端のボールジョイント23が上方へ移動し、サスペンション部材21が上方に揺動する。しかしながらインホイールモータ駆動装置11は上方へ移動せず、図2に矢印で示すように重心Gを中心として回動する。この理由は、重心移動規制リンク31が重心Gの上方移動を規制しつつ、サスペンション部材21がハブ輪12を含む車輪ハブ軸受部11Cの上方移動を許容するためである。
When the
図2に示すように車輪41が段差102に乗り上げる際、車輪41のホイールセンタ(ハブ輪12、軸線C)の鉛直移動量Mvは平坦面101から段差102までの高さに等しい。また本実施形態のホイールセンタ(車輪ハブ軸受部11C)は、図2に示すように軌跡Ctを描き、水平移動する。しかし軌跡Ctは重心Gを中心とする円弧状であるため、ホイールセンタの水平移動量Mhは僅かである。
As shown in FIG. 2, when the
図6に示すように車両の前輪(車輪41)および後輪(車輪51)が平坦面101に接地する場合、重心Gから車体61の重心Fまでの鉛直距離をVsとし、平坦面101から重心Fまでの高さをVbとする。図7に示すように車両の後輪(車輪51)が平坦面101に接地したまま前輪(車輪41)が段差102に乗り上げる場合、重心Gから車体61の重心Fまでの鉛直距離はVsのままであり変化しない。また平坦面101から重心Fまでの高さもVbのままであり変化しない。
When the front wheel (wheel 41) and the rear wheel (wheel 51) of the vehicle are in contact with the
本実施形態によれば、車輪ハブ軸受部11Cを車体61に上下方向変位可能に取り付けるサスペンション部材21と、インホイールモータ駆動装置11および車体61間に架設されて重心Gの上下方向移動を規制する重心移動規制リンク31を備えることから、車輪41が段差102に乗り上げても、図1および図2を対比して示すように重心Gは上方移動しない。これにより重心Gから車体61の重心Fまでの鉛直距離Vsは段差102を乗り越える際に変化しない。また平坦面101から重心Fまでの鉛直距離Vbも段差102を乗り越える際に変化しない。また乗り越える際の重心Gの水平移動量Mhは僅かである。
According to the present embodiment, the
したがって本実施形態によればサスペンション構造のバネ下運動が改善されて、インホイールモータ駆動装置の重心移動が僅かであり、ロードホイールの耐久性が向上し、タイヤの摩耗量が抑制され、車両の乗り心地が改善される。 Therefore, according to the present embodiment, the unsprung motion of the suspension structure is improved, the movement of the center of gravity of the in-wheel motor drive is slight, the durability of the road wheel is improved, and the amount of tire wear is suppressed. The ride is improved.
次に本発明の他の実施形態を説明する。図8および図9は本発明の他の実施形態になるサスペンション構造を、車両の車幅方向にみて示す模式的な側面図であり、図8は車輪が平坦面に接地し、図9は車輪が段差に乗り上げる状態を表す。図10は段差乗上前および段差乗上後のサスペンション構造の状態を比較して示す側面図であり、車両の車幅方向にみた状態を表す。図11は段差乗上前および段差乗上後のサスペンション構造の状態を比較して示す正面図であり、車両前後方向にみた状態を表すが、理解を容易にするため紙面の前後に位置する部品の位置関係を区別しない。図11の左半分は図10の左半分に対応し、図11の右半分は図10の右半分に対応し、部品の高さ変化を容易に理解するために共通する水平線で高さL1〜L7を付す。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIGS. 8 and 9 are schematic side views showing a suspension structure according to another embodiment of the present invention as seen in the vehicle width direction of the vehicle, and FIG. 8 shows that the wheel is in contact with a flat surface and FIG. Represents the state of riding on the step. FIG. 10 is a side view showing the state of the suspension structure before and after riding on a step by comparison, and shows the state as viewed in the vehicle width direction of the vehicle. FIG. 11 is a front view showing the state of the suspension structure in front of and behind the step by comparison, showing a state as viewed in the front and rear direction of the vehicle, but for ease of understanding Does not distinguish between The left half of FIG. 11 corresponds to the left half of FIG. 10, and the right half of FIG. 11 corresponds to the right half of FIG. 10, and the heights L1 to L1 are common horizontal lines to easily understand the height change of parts. Attach L7.
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。他の実施形態では前述した重心移動規制リンク31に代えて、重心移動規制リンク34をサスペンション部材24およびインホイールモータ駆動装置11間に架設する。
The same reference numerals as in the above-described embodiment denote the same parts as in the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted, and different parts will be described below. In another embodiment, the center-of-gravity
重心移動規制リンク34は上下方向に延び、その上端がボールジョイント35を介してインホイールモータ駆動装置11のケーシング14と連結する。ボールジョイント35は車幅方向内側のモータ部11A(図10参照)に設けられ、車輪41のホイールセンタ(ハブ輪12、軸線C)および重心G間の中央部分に配置する。車輪41のホイールセンタ(軸線C)から重心Gまでの水平距離をDwとし、ボールジョイント35から重心Gまでの水平距離をDlとする。
The center-of-gravity
図11に示すように重心移動規制リンク34の下端はボールジョイント36を介してサスペンション部材24と連結する。ボールジョイント36は、車幅方向に延びるサスペンション部材24の中央領域に配置され、そのレバー比はAw:Alである。なお距離Awとはサスペンション部材24の車幅方向内側端である基端25から車幅方向外側端である遊端26までの距離をいい、距離Alとはサスペンション部材24の基端25からボールジョイント36までの距離をいう。このレバー比は以下のように決められる。
As shown in FIG. 11, the lower end of the gravity center
Aw:Al=Dw:Dl ・・・・ 式(1)
サスペンション部材24の基端25は、回動軸27を介して車体61と連結する。回動軸27は図10に示すように基本的には車両前後方向に延びるが、前方に向かうにつれて徐々に高くなるよう傾斜する。サスペンション部材24の遊端26は、回動軸あるいはボールジョイントを介してナックル28の下端と連結する。ナックル28は中央孔29を有し、中央孔29には、インホイールモータ駆動装置11の車輪ハブ軸受部11Cの外輪13が嵌合固定され、ハブ輪12が貫通する。
Aw: Al = Dw: Dl ..... Formula (1)
The
インホイールモータ駆動装置11およびナックル28は、車輪41のロードホイール42の内空領域に設置される(図11参照)。インホイールモータ駆動装置11のハブ輪12はボルト等によってロードホイール42と結合する。サスペンション部材24はインホイールモータ駆動装置11よりも下方に配置されるロアアームである。ナックル28は、図示はしなかったがインホイールモータ駆動装置11から上方へ延び、ナックル28の上端は図示しないアッパアームを介して車体61と連結する。
The in-wheel
他の実施形態の作用は基本的には前述した実施形態と同様であるので、次に機能の相違点のみ説明する。 The operation of the other embodiments is basically the same as that of the above-described embodiments, so only the differences in functions will be described next.
他の実施形態ではサスペンション部材24の遊端26がナックル28を介してインホイールモータ駆動装置11の車輪ハブ軸受部11Cと連結し、サスペンション部材24の中央部(ボールジョイント36)が重心移動規制リンク34を介してインホイールモータ駆動装置11の軸線Cおよび重心G間の中央部と連結することから、サスペンション部材24の揺動に対応してインホイールモータ駆動装置11が揺動する。
In another embodiment, the
すなわち図11に示すように車両前後方向にみたサスペンション部材24の姿勢変化が、図10に示すように車幅方向にみたインホイールモータ駆動装置11の姿勢変化に対応する。
That is, as shown in FIG. 11, the change in posture of the
具体的には、サスペンション部材24の遊端26の高さと、サスペンション部材24中央部に設けられたボールジョイント36の高さと、サスペンション部材24の基端25の高さの関係が、インホイールモータ駆動装置11の軸線Cの高さと、インホイールモータ駆動装置11中央部に設けられたボールジョイント35の高さと、インホイールモータ駆動装置11に関連する重心Gの高さの関係と対応する。そして、レバーの支点に相当する基端25の高さおよび重心Gの高さが変化せず、レバーの作用点に相当する遊端26の高さおよび軸線Cの高さが大きく変化し、レバーの中間点に相当するボールジョイント36の高さおよびボールジョイント35の高さが小さく変化する。詳細は図10および図11に示す高さL1〜L7を参照されたい。L1は上方揺動時の軸線Cの高さを示す。L2は上方揺動時のボールジョイント35の高さを示す。L3は上方揺動時および下方揺動時の重心Gの高さ、下方揺動時のボールジョイント35の高さ、並びに下方揺動時の軸線Cの高さを示す。L4は上方揺動時の遊端26の高さを示す。L5は上方揺動時のボールジョイント36の高さを示す。L6は下方揺動時のボールジョイント36の高さを示す。L7は下方揺動時の遊端26の高さ、並びに上方揺動時および下方揺動時の基端25の高さを示す。
Specifically, the relationship between the height of the
次に本発明のさらに他の実施形態を説明する。図12および図13は本発明の他の実施形態になるサスペンション構造を、車両の車幅方向にみて示す模式的な側面図であり、図12は車輪が平坦面に接地し、図13は車輪が段差に乗り上げる状態を表す。図14はさらに他の実施形態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。他の実施形態では前述した重心移動規制リンク31,34に代えて、重心Gと車体61を、ピボット37で回動可能に連結する。さらにインホイールモータ駆動装置11の車輪ハブ軸受部11Cを、ショックアブソーバ38を介して車体61に連結する。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. 12 and 13 are schematic side views showing a suspension structure according to another embodiment of the present invention as seen from the vehicle width direction of the vehicle, and FIG. 12 shows that the wheel is grounded to a flat surface, and FIG. Represents the state of riding on the step. FIG. 14 is a cross-sectional view showing still another embodiment. The same reference numerals as in the above-described embodiment denote the same parts as in the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted, and different parts will be described below. In another embodiment, the center of gravity G and the
ピボット37は車幅方向に延びる軸線Grを含む。これによりインホイールモータ駆動装置11は、軸線Grを中心として回動可能に車体61に取り付けられる。
The
ショックアブソーバ38は図12に示すように常態で所定の全長を有し、車輪ハブ軸受部11Cの高さを保持する。
The
図13に示すように車輪41が段差に乗り上げる場合、ショックアブソーバ38は縮小して車輪41が車輪ハブ軸受部11Cとともに上方へ移動することを許容する。かくしてショックアブソーバ38はインホイールモータ駆動装置11がピボット37を支点として車輪41とともに上下方向に揺動することを許容する。
When the
さらに他の実施形態の作用は基本的には前述した実施形態と同様であるので、次に機能の相違点のみ説明する。 Since the operation of the other embodiment is basically the same as that of the above-described embodiment, only the functional difference will be described next.
さらに他の実施形態によれば図14に示すようにピボット37の回動によってインホイールモータ駆動装置11を揺動させることができる。このとき重心Gが基端となり、車輪ハブ軸受部11Cが遊端となる。またショックアブソーバ38はインホイールモータ駆動装置11の不用意な揺動を規制し、車輪ハブ軸受部11Cを図12に示す所定の高さに安定して保持する。
According to still another embodiment, as shown in FIG. 14, the in-wheel
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same or equivalent scope of the present invention.
この発明になるサスペンション構造は、インホイールモータ駆動装置を備える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。 The suspension structure according to the present invention is advantageously used in an electric vehicle and a hybrid vehicle provided with an in-wheel motor drive.
11 インホイールモータ駆動装置、 11A モータ部、
11B 減速部、 11C 車輪ハブ軸受部、 12 ハブ輪、
13 外輪、 14 ケーシング、 15 入力歯車、
16 中間歯車、 17 出力歯車、 18 ハブ輪歯車、
19 モータ回転軸、 21 サスペンション部材、 22 回動軸、
23 ボールジョイント、 24 サスペンション部材、
25 基端、 26 遊端、 28 ナックル、 29 中央孔、
31 重心移動規制リンク、 32 上端(連結点)、 33 下端、
34 重心移動規制リンク、 35,36 ボールジョイント、
37 ピボット、 38 ショックアブソーバ、
41車輪(前輪)、 51 車輪(後輪)、 61 車体、
101 平坦面、 102 段差。
11 In-wheel motor drive, 11A motor unit,
11B reducer, 11C wheel hub bearing, 12 hub wheels,
13 outer ring, 14 casing, 15 input gear,
16 intermediate gears, 17 output gears, 18 hub ring gears,
19 motor rotation shaft, 21 suspension member, 22 rotation shaft,
23 ball joints, 24 suspension members,
25 proximal ends, 26 free ends, 28 knuckles, 29 central holes,
31 barycentric movement control link, 32 upper end (connection point), 33 lower end,
34 barycentric movement control link, 35, 36 ball joint,
37 pivot, 38 shock absorbers,
41 wheels (front wheels), 51 wheels (rear wheels), 61 car bodies,
101 flat surface, 102 steps.
Claims (8)
前記車輪ハブ軸受部を車体側メンバに上下方向変位可能に取り付けるサスペンション部材と、
前記インホイールモータ駆動装置および車体側メンバ間に架設されて前記重心の上下方向移動を規制する重心移動規制リンクとを備える、インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。 An in-wheel motor drive device including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion, and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the longitudinal direction of the vehicle;
A suspension member for attaching the wheel hub bearing portion to a vehicle body side member so as to be vertically displaceable;
A suspension structure of an in-wheel motor drive device, comprising: a center-of-gravity movement restricting link which is installed between the in-wheel motor drive device and a vehicle body side member and restricts vertical movement of the center of gravity.
前記車輪ハブ軸受部を車体側メンバに上下方向変位可能に取り付けるサスペンション部材と、
前記インホイールモータ駆動装置および前記サスペンション部材間に架設されて前記重心の上下方向移動を規制する重心移動規制リンクとを備える、インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。 An in-wheel motor drive device including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion, and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the longitudinal direction of the vehicle;
A suspension member for attaching the wheel hub bearing portion to a vehicle body side member so as to be vertically displaceable;
A suspension structure of an in-wheel motor drive device, comprising: a center-of-gravity movement restricting link which is installed between the in-wheel motor drive device and the suspension member to restrict the vertical movement of the center of gravity.
前記重心移動規制リンクの一端は前記アームの車幅方向中央部と連結し、前記重心移動規制リンクの他端は前記重心から前記車輪ハブ軸受部までの間の中央部分と連結する、請求項3に記載のインホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。 The suspension member is an arm extending in the vehicle width direction, the vehicle width direction inner end of the arm is rotatably connected to the vehicle body side member, and the vehicle width direction outer end of the arm is connected to the wheel hub bearing portion And
The one end of the center of gravity movement restricting link is connected to the vehicle width direction central portion of the arm, and the other end of the center of gravity movement restricting link is connected to a central portion between the center of gravity and the wheel hub bearing portion. Suspension structure of the in-wheel motor drive according to claim 1.
前記インホイールモータ駆動装置を、前記重心を通り前記車輪ハブ軸受部の軸線と平行な直線を中心として回動可能に車体側メンバに取り付けるピボットとを備える、インホイールモータ駆動装置のサスペンション構造。 An in-wheel motor drive device including a wheel hub bearing portion and a motor portion outputting rotation to the wheel hub bearing portion, and having a center of gravity offset from the axis of the wheel hub bearing portion in the longitudinal direction of the vehicle;
A suspension structure of an in-wheel motor drive device, comprising: a pivot for attaching the in-wheel motor drive device to a vehicle body side member so as to be rotatable about a straight line passing through the center of gravity and parallel to the axis of the wheel hub bearing.
The suspension structure of an in-wheel motor drive according to any one of claims 1 to 7, wherein the center of gravity is at the same height as the axis of the wheel hub bearing in a normal state or at a position lower than the axis height.
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