JP6791042B2 - モータ支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、インホイールモータを車体側部材に支持するモータ支持装置に関するものである。

特許文献１に記載のモータ支持装置は、ホイールの内部において、インホイールモータを保持するモータ保持部材としてのナックルと、それぞれ、ボールジョイントを介して連結されたアッパアームおよびロアアームとを含む。アッパアームの連結部とロアアームの連結部とを結んだ線であるキングピン軸は鉛直方向に対して傾斜して延びる。

特開2005-14729号公報

本発明の課題は、インホイールモータを支持するモータ支持装置において、ホイールの転舵の際に要するエネルギの低減を図ることである。

課題を解決するための手段および効果

本発明に係るモータ支持装置は、ホイールの内部においてインホイールモータを保持するモータ保持部材と、モータ保持部材と車体側部材とを連結する車体側連結部とを含む。車体側連結部は、モータ保持部材に第１連結部、第２連結部を介して連結された第１支持部材および第２支持部材とを備え、第１連結部、第２連結部が、モータ保持部材の、ホイールの回転軸線と平行な方向におけるほぼ中心に対応する部分であって、互いに鉛直方向に隔たった部分に設けられる。
モータ保持部材の、第１連結部と第２連結部とを通る線がキングピン軸であるが、本モータ支持装置においては、キングピン軸が、ホイールの回転軸線と平行な方向におけるほぼ中心を通り、かつ、鉛直方向に延びる軸（以下、中心線と称する。中心線はタイヤの接地中心を通る）とほぼ一致する。その結果、キングピン軸と中心線とがずれている場合に比較して、ホイールの転舵に要するエネルギの低減を図ることができる。

本発明の実施例１に係るモータ支持装置によって支持されたインホイールモータを含むホイールの断面図である。 上記モータ支持装置の正面図（斜視図）である。 上記モータ支持装置の要部を示す分解斜視図である。 上記モータ支持装置の背面図（斜視図）である。 上記モータ支持装置の平面図である。 (a)上記モータ支持装置によって保持されたホイールの平面図である。(b)上記ホイールが転舵させられた状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るモータ支持装置およびモータ支持装置によって支持されたインホイールモータが設けられたホイールを、図面に基づいて詳細に説明する。

図１において、ホイール１０は、ディスク部１０ａとリム部１０ｂとを含み、ディスク部１０ａにおいて、ハブ１２に、複数対のハブボルト１２ａ、ハブナット１２ｂによって取り付けられる。ハブ１２は、ベアリング部１３を介して保持部材１４に回転可能に保持される。以下、本明細書において、ホイール１０のディスク部１０ａが設けられた側を、ホイール１０の回転軸線Ｐと平行な方向（以下、「ホイール１０の回転軸線Ｐ」を「回転軸線Ｐ」と略称し、「ホイール１０の回転軸線Ｐと平行な方向」を「回転軸線方向」と略称する場合がある）における外側または単に外側と称し、ディスク部１０ａの反対側を回転軸線方向の内側または単に内側と称する。

ホイール１０には、ディスクブレーキ１６（図４参照）が設けられる。ディスクブレーキ１６は、環状のディスクロータ（以下、「ロータ」または「環状ロータ」と略称する場合がある）１８と、キャリパ２０とを含む。
環状ロータ１８は、図１に示すように、外周部において、リム１０ｂの内周面に、ホイール１０と一体的に回転可能に保持される。環状ロータ１８は、ホイール１０の、回転軸線方向の中心を通り、鉛直方向に延びた線である中心線Ｌの近傍に設けられることが多い。
キャリパ２０は、図４に示すように、環状ロータ１８を内周側から跨ぐ姿勢でモータ保持部材１４に取り付けられ、一対のブレーキパッド１６ａ、１６ｂ(図５参照)を環状ロータ１８に押し付けるものである。

ホイール１０には、また、図２，５に示すように、ホイール１０を駆動する駆動用モータとしてのインホイールモータ２６が設けられる。インホイールモータ２６は、本実施例においては、減速機付きモータ２６とされ、図１，２，４に示すモータ支持装置２８によって車体側部材Ｂに支持される。減速機付きモータ２６は、ホイール１０の内部において、保持部材１４に保持され、保持部材１４が車体側支持部３０によって車体側部材Ｂに支持される。車体側支持部３０は、第１支持部材３２、第２支持部材３４、２つのロッド６０，６２、車体側連結部としてのスライド式連結部６４，６６等を含む。本実施例においては、保持部材（以下、モータ保持部材と称する）１４、車体側支持部３０等によりモータ支持装置２８が構成される。

このように、モータ保持部材１４には、減速機付きモータ２６が保持されるとともに、ハブ１２を介してホイール１０が回転可能に保持される。そのため、モータ支持装置２８はホイール支持装置であると考えることができる。

モータ保持部材１４は、ホイール１０の内部の、環状ロータ１８の内周側の、ホイール１０の中心線Ｌが通る位置に設けられる。モータ保持部材１４は、本実施例においては、概して、外周側円筒部１４ａと、内周側円筒部１４ｂと、外周側円筒部１４ａと内周側円筒部１４ｂとを連結する複数の半径方向連結部１４ｃとを含む。
内周側円筒部１４ｂの内周側にはハブ１２のベアリング部１３が嵌合させられる。内周側円筒部１４ｂの回転軸線方向の内側の一部は、減速機付きモータ２６のハウジング２６ｈの一部とされるのであり、モータ保持部材１４に、減速機付きモータ２６が保持される。減速機付きモータ２６は、ハブ１２の内側に設けられるのであり、減速機付きモータ２６の出力軸２６ｓがハブ１２に連結される。

減速機付きモータ２６は、図２，４，５に示すように、電動モータ４０と減速機４２とを含み、電動モータ４０の回転速度が減速機４２によって減速されて、出力軸２６ｓに出力される。符号４４は、配線が収容されたボックスを示す。
減速機用モータ２６は、インナロータ式のものであるが、よく知られたものであるため、図示および説明を省略する。インナロータ式のインホイールモータの一例は、例えば、特開2008-55973号公報、特開2008-48494号公報等に開示されている。

外周側円筒部１４ａには、第１支持部材３２としてのアッパアーム３２、第２支持部材３４としてのロアアーム３４が連結されるとともに、タイロッド４６（図２，４参照）がタイロッド用連結部４７によって連結される。そのため、モータ保持部材１４を、ナックル、または、ステアリングナックルと称することができる。
また、タイロッド４６は、例えば、運転者によって操作可能な操舵部材と転舵機構とが機械的に連結されていない、いわゆる、ステアバイワイヤ式の転舵機構の構成要素とすることができる。ステアバイワイヤ式の転舵機構は、タイロッド４６を車両の左右方向に移動させる操舵用の電動モータを含み、操舵用の電動モータによりタイロッド４０が移動させられ、ホイール１０が転舵させられる。ステアバイワイヤ式の転舵機構は、左右輪についてそれぞれ別個に設けても、左右輪を連結して共通に設けてもよい。ステアバイワイヤ式の転舵装置は、例えば、運転者が操舵部材を操作しなくても車輪が自動で転舵可能な自動走行車両に設けられる場合がある。

アッパアーム３２、ロアアーム３４は、それぞれ、平面視において概してＡ型を成したものであり、それぞれ、頂部側の一端部３２ａ、３４ａにおいて、外周側円筒部１４ａに、第１連結部５２、第２連結部５４によって連結される。
第１連結部５２としての上部連結部５２、第２連結部５４としての下部連結部５４は、外周側円筒部１４ａの、中心線Ｌが通り、かつ、鉛直方向に隔たった部分に設けられる。上部連結部５２、下部連結部５４は、それぞれ、図１，３に示すように、ベアリング５６、ダストシール５８等を含むものであり、アッパアーム３２、ロアアーム３４は、モータ保持部材１４に中心線Ｌである鉛直軸線回りに相対回転可能に連結される。

キングピン軸Ｋは、図２に示すように、第１連結部５２と第２連結部５４とを通る線であるが、本実施例においては、中心線Ｌとほぼ一致する。そのため、第１連結点５２，第２連結点５４は、ボールジョイントを含むものとする必要性が低く、ベアリング５６を含むものとすることができる。

また、アッパアーム３２の広がり部側の他端部２２ｂ，２２ｃとロアアーム３４の他端部２４ｂ，２４ｃとは、図２，４に示すように、ロッド６０，６２によって上下方向に連結される。そして、ロッド６０，６２が、車体側部材Ｂにスライド式連結部６４，６６を介して上下方向に相対移動可能に連結される。

スライド式連結部６４，６６は、互いに同じ構造を成すものであり、それぞれ、上下方向に延びたガイド部材７０と、ガイド部材７０に上下方向に相対移動可能に保持されたスライダ７２とを含む。スライド式連結部６４，６６は、ロッド６０，６２に、ガイド部材７０が上下方向に延びた姿勢で、一体的に移動可能に取り付けられ、スライダ７２が車体側部材Ｂに連結される。それにより、モータ支持装置２８が、車体側部材Ｂに上下方向に相対移動可能に支持される。また、スライド式連結部６４，６６は、スライダ７２の上昇端位置と下降端位置とを規定するストッパ７３，７４を有し、スライダ７２の上昇端、下降端が規定される。さらに、ストッパ７３，７４とスライダ７２との間には、図示を省略するが、スプリングが設けられることがある。
なお、スライド式連結部６４，６６は不可欠ではなく、ロッド６０，６２が車体側部材Ｂに上下方向に相対移動可能に支持されるようにすることもできる。
また、ロッド６０，６２も不可欠ではなく、アッパアーム３２、ロアアーム３４が直接、車体側部材Ｂに上下方向に相対移動可能に連結されるようにすることもできる。

以上のように構成されたモータ支持装置１８によって支持されたインホイールモータ２６が設けられたホイール１０において、転舵の際には、ホイール１０が、アッパアーム３２およびロアアーム３４に対して中心線Ｌと一致するキングピン軸Ｋの回りに相対回転させられる。そのため、転舵に要するエネルギを低減させることができるのであり、転舵機構における消費エネルギを低減させることができる。
また、アッパアーム３２とロアアーム３４とが、ロッド６０，６２によって上下方向に連結されているため、アッパアーム３２とロアアーム３４との間の上下方向の間隔が一定に保たれる。一方、アッパアーム３２、ロアアーム３４の大きさおよび形状、ホイール１０の内径等が、ホイール１０の転舵に伴って、アッパアーム３２、ロアアーム３４と、インホイールモータ２６等とが干渉しないように設計されている。そのため、ホイール１０は、図６に示すように、アッパアーム３２、ロアアーム３４と減速機用モータ２６等とが干渉することなく転舵することができる。

さらに、上部連結部５２、下部連結部５４は、それぞれ、ホイール１０の内部において、環状ロータ２８の内周側に設けられる。換言すれば、ディスクブレーキが円盤状のディスクロータを含むものである場合には、ホイール１０の内部の中心線Ｌの近傍にモータ保持部材やアッパアーム、ロアアームとの連結部等を設けることが困難である。それに対して、本実施例においては、ディスクブレーキ２６が環状ロータ２８を含むものであるため、環状ロータ２８の内周側にスペースができる。そのスペースを利用して、モータ保持部材１４、第１連結部５２、第２連結部５４等を設けることができるのである。
また、本実施例においては、減速機付きモータ２６がインナロータ式とされている。そのため、減速機付きモータ２６を、ハブ１２、モータ保持部材１４の回転軸線方向の内側、換言すれば、アッパアーム３２、ロアアーム３４の間の内周側の空間に設けることができるのである。

なお、第１連結部５２、第２連結部５４は、ベアリングの代わりにボールジョイントを含むものとすることができる。その場合には、アッパアーム３２とロアアーム３４とをロッド６０，６２によって連結することが望ましい。
さらに、タイロッド４６が、パワーステアリング式の操舵装置の構成要素である場合にも本発明を適用することができる。その場合には、パワーステアリング式の操舵装置に含まれる助勢力付与用の電動モータにおける消費エネルギを低減させることができる等、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

１０：ホイール １０ｂ：リム部 １２：ハブ １４：モータ保持部材 １６：ディスクブレーキ １８：環状ロータ ２６：減速機付きモータ ２８：モータ支持装置 ３０：車体側支持部 ３２：アッパアーム ３４：ロアアーム ５２：第１連結部 ５４：第２連結部 ６０，６２：ロッド ６４，６６：スライド式連結部

請求可能な発明

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明について説明する。

（１）ホイールに設けられた駆動用のモータであるインホイールモータを車体側部材に支持するモータ支持装置であって、
前記ホイールの内部において前記インホイールモータを保持するモータ保持部材と、
そのモータ保持部材を前記車体側部材に支持する車体側支持部と
を含み、
前記車体側支持部が、(a)前記モータ保持部材に第１連結部を介して相対回転可能に連結された第１支持部材と、(b)前記モータ保持部材に、前記第１連結部から離れて設けられた第２連結部を介して相対回転可能に連結された第２支持部材とを備え、前記第１連結部と前記第２連結部とが、前記モータ保持部材の、前記ホイールの回転軸線と平行な方向における中心に対応する部分であって、互いに鉛直方向に隔たった部分に、それぞれ、設けられたことを特徴とするモータ支持装置。
本項において、第１連結部と第２連結部とが、モータ保持部材の、ホイールの回転軸線と平行な方向における「中心」に対応する部分設けられるとは、「ほぼ中心」、換言すれば、「中心付近」に対応する部分に設けられることを意味し、第１連結部と第２連結部とが、モータ保持部材の、互いに「鉛直方向」に隔たった部分に設けられるとは、「ほぼ鉛直方向」に隔たった位置に設けられることを意味する。

（２）前記ホイールが前記モータ保持部材にハブによって相対回転可能に保持され、前記モータ保持部材に、タイロッドがタイロッド用連結部を介して連結された(1)項に記載のモータ支持装置。
モータ保持部材にタイロッドが連結されるため、タイロッドの移動によりモータ保持部材が回転させられ、ホイールがキングピン軸回りに転舵させられる。

（３）前記モータ保持部材が、前記ホイールの回転軸線と平行な方向における中心を通り、鉛直方向に延びた直線である中心線上に位置する部分を含む(1)項または(2)項に記載のモータ支持装置。

（４）前記ホイールが、前記ホイールと一体的に回転可能な環状のディスクロータと、前記モータ保持部材に保持され、前記環状のディスクロータを内周側から跨ぐ姿勢のキャリパとを備えたディスクブレーキを含み、
前記第１連結部および前記第２連結部が、前記環状のディスクロータの内周側に設けられた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のモータ支持装置。

（５）前記第１支持部材が、一端部において前記第１連結部を介して前記モータ保持部材に連結され、
前記第２支持部材が、一端部において前記第２連結部を介して前記モータ保持部材に連結され、
前記車体側支持部が、前記第１支持部材の他端部と前記第２支持部材の他端部とを上下方向に連結する１つ以上のロッドと、その１つ以上のロッドを、それぞれ、前記車体側部材に上下方向に相対移動可能に連結する１つ以上の車体側連結部とを含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のモータ支持装置。
第１支持部材と第２支持部材とはロッドによって上下方向に連結される。そのため、第１支持部材と第２支持部材との間の間隔は一定に保たれる。また、ロッドを利用して、車体側部材に上下方向に相対移動可能に保持される。

（６）前記インホイールモータが、インナロータ式のモータである(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のモータ支持装置。
インホイールモータがアウタロータ式のものである場合には、インホイールモータの回転子の内周側に第１連結部、第２連結部が設けられることが望ましい。

（７）前記ホイールが前記モータ保持部材にハブによって相対回転可能に保持され、
前記ハブが、前記インホイールモータより前記ホイールの回転軸線と平行な方向における外側に位置し、
前記第１連結部と前記第２連結部が、前記ハブのベアリング部の外周側に設けられた(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のモータ支持装置。
ホイールの回転軸線と平行な方向において、ハブ、モータ保持部材、インホイールモータを並んで設けることができる。

（８）環状のディスクロータをリムの内周面において保持するホイールと車体側部材との間に設けられたサスペンションであって、
一端部において、前記ホイールを回転可能に保持するホイール保持部材に上部連結部において相対回転可能に連結されたアッパアームと、
一端部において、前記ホイール保持部材に前記上部連結部から隔たって設けられた下部連結部において相対回転可能に連結されたロアアームと
を含み、
前記上部連結部と前記下部連結部とが、前記ホイール保持部材の、前記環状のディスクロータの内周側の部分に設けられたことを特徴とするサスペンション。
本項に記載のサスペンションには、(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。

（９）インホイールモータが設けられたホイールであって、
リムの内周面に保持された環状のディスクロータと、その環状のディスクロータを内周側から挟み込む状態で設けられたキャリパとを備えたディスクブレーキと、
前記環状のディスクロータの内周側に設けられ、前記インホイールモータを保持するモータ保持部材と
を含み、前記モータ保持部材の、互いに鉛直方向に隔たった部分に、アッパアームとロアアームとが連結されたホイール。
本項に記載のホイールには、(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。

Claims (1)

1. ホイールに設けられた駆動用のモータであるインホイールモータを車体側部材に支持するモータ支持装置であって、
   前記ホイールの内部において前記インホイールモータを保持するモータ保持部材と、
   そのモータ保持部材を前記車体側部材に支持する車体側支持部と
   を含み、
   前記車体側支持部が、(a)前記モータ保持部材に第１連結部を介して相対回転可能に連
   結された第１支持部材と、(b)前記モータ保持部材に、前記第１連結部から離れて設けら
   れた第２連結部を介して相対回転可能に連結された第２支持部材とを備え、
   前記ホイールが、前記ホイールと一体的に回転可能な環状のディスクロータと、前記モータ保持部材に保持され、前記環状のディスクロータを内周側から跨ぐ姿勢のキャリパとを備えたディスクブレーキを含み、
   前記第１連結部と前記第２連結部とが、前記環状のディスクロータの内周側において、前記モータ保持部材の、前記ホイールの回転軸線と平行な方向における中心に対応する部分であって、互いに鉛直方向に隔たった部分に、それぞれ、設けられたモータ支持装置。

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