WO2019189120A1

WO2019189120A1 - インホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造

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Publication number: WO2019189120A1
Application number: PCT/JP2019/012765
Authority: WO
Inventors: 直哉竹内; 四郎田村; 真也太向
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-10-03
Also published as: CN110315959A; JP2019172194A; JP7182890B2

Abstract

本発明の連結構造は、インホイールモータ駆動装置（１０）に設けられる懸架ブラケット（１７）と、サスペンション装置のロアアーム（４２）と、懸架ブラケット（１７）をロアアームに連結するボールジョイント（５１）とを備える。ボールジョイント（５１）は、上下方向に延びるスタッド（５２）、スタッドの端部に設けられるボール（５３）、ボールを包み込むソケット（５４）を有する。懸架ブラケット（１７）は、ソケット（５４）の外側面を保持する内部空間、内部空間と接続するスリット（５８）、およびスリット（５８）を縮めてソケット（５４）を懸架ブラケット（１７）に固定するボルト（５９）およびナット（６０）を有する。ソケット（５４）は上下方向隙間（Ｇ）を介してインホイールモータ駆動装置（１０）の本体ケーシング（３９）表面と対面する。

Description

インホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造

　本発明は、車輪内部に配置されて該車輪を駆動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車体に連結するサスペンション装置に関する。

　インホイールモータとサスペンションの連結構造としては従来、例えば、特開２０１７－１６５２７９号公報（特許文献１）、および中華人民共和国特許出願公開明細書ＣＮ１０６９２６６５６Ａ（特許文献２）に記載のものが知られている。特許文献１および特許文献２に記載される連結構造は、インホイールモータに取付固定されて上下方向に延びるキャリアと、インホイールモータよりも下方に配置されるロアアームと、ロアアームをキャリアに連結するボールジョイントとを備える。

　ボールジョイントは、摺動可能に連結されるボールおよびソケットと、ボールと結合するスタッドを有する。スタッドはロアアームの車幅方向外側端に固定される。ソケットはキャリア下端に固定される。ソケットの固定構造は特許文献２に記載されている。

　図８は、特許文献２に記載される従来のインホイールモータ７およびロアアーム６の連結状態を示す斜視図である。インホイールモータ７のケーシングにはキャリア２が固定される。図９は、特許文献２に記載される従来のソケットの固定構造を拡大して示す断面図であり、図８中、一点鎖線の丸囲み部分に対応する。図９に示すようにボールジョイントのボールスタッド５は、ボールを上側にし、スタッドを下側にして、当該スタッドがロアアーム６の車幅方向外側端に固定される。

　ボールジョイントのソケットは、３本のボルト８でキャリア２下端に固定される。３本のボルト８のうち２本は、図８に表される。１本のボルト８は図９に拡大して表される。各ボルト８は頭部を下側にされて軸部が上方に延び、当該軸部がキャリア２に形成される雌ねじに螺合する。

特開２０１７－１６５２７９号公報中華人民共和国特許出願公開明細書ＣＮ１０６９２６６５６Ａ　段落００１５

　しかし、上記従来のような固定構造にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまりボルトの頭部がボールと同じ高さ位置に配置され、ボルトの軸部が頭部よりも上側に延びる。このためボール中心からボルト上端までの上下方向寸法Ｌｅのスペースをインホイールモータ７よりも下方に確保する必要がある。インホイールモータ７が配置される車輪ホイールの内空領域は狭小であるところ、上記従来の固定構造によって寸法Ｌｅのスペースが占有されてしまうと、残りのスペースにインホイールモータ７を設置しなければならず、必要な寸法のインホイールモータを車輪ホイールの内空領域に配置できない等、インホイールモータの制約が大きくなってしまう。そこで固定構造の省スペース化が望まれる。

　また上記従来のような固定構造にあっては図８に示すように、車軸を表す軸線Ｏからボール中心までの距離Ｌｆが大きくなってしまいサスペンション特性が低下してしまう。

　また上記従来のような固定構造にあっては図９に示すように、タップ加工によりキャリア２にねじ孔を形成してボルト８をねじ込む。このため軽量化を目的としてキャリア２をアルミニウム鋳造物にする場合、キャリア２のねじ山の強度を充分に確保できない虞がある。この理由として、キャリア２に含まれる鋳巣によってねじ山が欠損することと、車両メインテナンスによるボルト８の脱着の繰り返しによるねじ山の経時的な欠損が懸念されるためである。そこで固定構造の強度および耐久性の向上が望まれる。

　かといってねじ山の欠損をねじ山の数で補う場合、キャリア２のねじ孔の長さが長くなってボール中心からボルト上端までの上下方向寸法Ｌｅが益々大きくなってしまう。そうすると上述したようにインホイールモータの直径が益々小さくなって出力が減少し、サスペンション特性が益々低下してしまう。

　本発明は、上述の実情に鑑み、省スペース化を図り、サスペンション特性、強度、および耐久性を向上することができるインホイールモータとサスペンションの連結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とサスペンション装置の連結構造は、インホイールモータ駆動装置に設けられるブラケットと、車体側メンバに変位可能に連結されるサスペンション部材と、ブラケットをサスペンション部材に連結するボールジョイントとを備える。かかるボールジョイントは、上下方向に延びるスタッド、当該スタッドの端部に設けられるボール、当該ボールを包み込むソケットを有する。インホイールモータ駆動装置に設けられるブラケットは、上方開口、下方開口、これら上方開口と下方開口を接続する空間であってソケットの外側面を保持する内部空間、内部空間と接続するスリット、およびスリットを縮めてソケットをブラケットに固定する固定手段を有する。そして上方開口および下方開口のいずれか一方からスタッドが突出し、残る他方はインホイールモータ駆動装置のケーシング表面と対面する。

　かかる本発明の連結構造によれば、従来のように上下方向に延びるねじ孔をブラケットに設ける必要が無くなる。したがってブラケットの上下方向寸法を従来よりも小さくして連結構造の省スペース化を図ることができる。また連結箇所の強度および耐久性が向上する。またインホイールモータ駆動装置の直径を大きくして出力を増大させることができる。あるいはボール中心を車軸に近づけてサスペンション特性を向上させることができる。

　固定手段の構造は特に限定されない。本発明の一局面として固定手段は、ブラケットのスリットを介して対面する１対のブラケット部分に形成されてスリットと交差して延びる通孔、軸部が通孔に通されて頭部が１対のブラケット部分の一方に係止されるボルト、および１対のブラケット部分の他方に設けられてボルトの軸部と螺合する雌ねじ部を有する。かかる局面によれば、スリットを介して水平方向に対面する１対のブラケット部分の一方および他方にボルト頭部と雌ねじ部を設けることから、ブラケットの上下方向寸法を従来よりも小さくすることができる。雌ねじ部は例えばナットであり、当該ナットは１対のブラケット部分の他方に係止される。

　通孔の配置は特に限定されない。本発明の好ましい局面として、通孔はブラケットの内部空間とスリットの接続箇所を貫通して延び、ソケットの外側面には凹部が形成され、ボルトの軸部はソケットの凹部と係合する。かかる局面によれば、ソケットが内部空間の上方開口および下方開口から抜け出すことを防止できる。

　サスペンション部材はサスペンション装置からみてバネ下部材（車輪側メンバ）とばね上部材（車体側メンバ）を連結する可動部材であれば特に限定されない。本発明のさらに好ましい局面としてサスペンション部材は、インホイールモータ駆動装置の下側に配置されて上下方向に揺動可能なロアアームである。かかる局面によれば、ボール中心が転舵軸線を規定するサスペンション装置において、サスペンション特性が向上する。他の局面としてサスペンション部材は、インホイールモータ駆動装置の上側に配置されて上下方向に揺動可能なアッパアームである。

　ブラケットの材質は特に限定されない。本発明の一局面として、ブラケットはアルミニウムを主成分とする鋳造製である。かかる局面によれば、ブラケットの軽量化および低コスト化を図ることができる。他の局面としてブラケットは、アルミニウム以外の金属製であってもよいし、あるいは鍛造製であってもよい。

　このように本発明によれば、従来よりもインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造が省スペース化され、インホイールモータ駆動装置の外径を大きくすることができ、あるいはボール中心を車軸に近づけてサスペンション特性を向上させることができる。また連結構造の強度および耐久性が向上する。またブラケットの軽量化および低コスト化を図ることができる。

インホイールモータ駆動装置を示す展開断面図である。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とサスペンション装置の連結構造を示す模式図である。インホイールモータ駆動装置の懸架ブラケットを示す模式図である。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とサスペンション装置の連結構造を示す模式図である。同実施形態の連結構造を示す縦断面図である。同実施形態の連結構造を示す横断面図である。対比例のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造を示す模式図である。従来のインホイールモータおよびロアアームの連結状態を示す斜視図である。図８のソケット固定構造を拡大して示す断面図である。

　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１は、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、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とサスペンション装置の連結構造を示す模式図であり、車軸方向にみてインホイールモータ駆動装置の内部を仮想線で表す。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。

　車輪は、図２に示す車輪ホイール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は、ボルト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。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。

　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、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。

　図３はインホイールモータ駆動装置をサスペンション装置に取り付ける懸架ブラケットを示す模式図であり、車両前後方向にみた状態を表す。本体ケーシング３９の外壁面には懸架ブラケット１７が固定される。図２を参照して車両前後方向に関し、懸架ブラケット１７は、モータ部２１とは反対側、具体的には車両後方、にオフセットして配置される。

　図３に示すように懸架ブラケット１７は上下方向に延びる。懸架ブラケット１７の上端部１７ｂは、減速部３１よりも車幅方向内方に配置され、車輪ホイールＷの内空領域からはみ出す。また上端部１７ｂは、モータ部２１よりも車両後方に配置される。また上端部１７ｂは、インホイールモータ駆動装置１０の上部に配置されるが、減速部３１の上部よりも低い位置とされる。上端部１７ｂは、ボルト１８等の固定手段によってストラット４１の下端部に固定される。

　サスペンション装置のばね下荷重を低減するため、懸架ブラケット１７はアルミニウム製、あるいは他の軽金属製であることが好ましい。また懸架ブラケット１７はアルミニウム鋳物であってもよい。

　ストラット４１は、上下方向に延びるサスペンション部材であり、具体的にはダンパ等の減衰手段およびコイルスプリング等の弾性手段を組み合わせたショックアブソーバである。サスペンション部材からみてばね下に取り付けられるインホイールモータ駆動装置１０が上下方向にバウンドおよびリバウンドすると、ストラット４１が上下方向に伸縮して、インホイールモータ駆動装置１０のバウンドおよびリバウンドを減衰させる。

　懸架ブラケット１７の上下方向中央部１７ｃにはタイロッドアーム１９が設けられる。タイロッドアーム１９は懸架ブラケット１７から車両前後方向に突出する。タイロッドアーム１９の先端部は図示しない操舵装置のタイロッドに連結される。

　懸架ブラケット１７の下端部１７ｄは、減速部３１よりも下方に配置され、車輪ホイールＷの内空領域に収容される。図２を参照して下端部１７ｄは、本体ケーシング３９との間に上下方向隙間Ｇを構成する。また下端部１７ｄの高さ位置は、オイル貯留部３９ｔの高さ位置と重なる。下端部１７ｄはボールジョイント５１を介して、ロアアーム４２に連結される。ボールジョイント５１のボール５３の中心と、ストラット４１の上端を結ぶ直線は転舵軸線Ｋを構成する。インホイールモータ駆動装置１０は車輪Ｗとともに転舵軸線Ｋ回りに転舵可能である。ボール５３の中心はハードポイントともいう。

　ロアアーム４２は、インホイールモータ駆動装置１０および懸架ブラケット１７よりも下方で車幅方向に延びるサスペンション部材であり、車幅方向内側端４３，４４および車幅方向外側端４５を有する。車幅方向内側端４３，４４は図示しない車体側メンバに枢軸を介して連結される。車幅方向外側端４５は、下端部１７ｄの直下に配置され、ボールジョイント５１のスタッド５２と結合する。なお図２ではロアアーム４２を線図で簡略化して表す。

　ロアアーム４２は、車幅方向内側端４３，４４を基端とし、車幅方向外側端４５を遊端として、上下方向に揺動可能である。これによりサスペンション部材からみてばね下に取り付けられるインホイールモータ駆動装置１０が上下方向にバウンドおよびリバウンド可能とされる。

　ロアアーム４２およびストラット４１はサスペンション装置を構成する。本実施形態はストラット式サスペンション装置である。なお車体側メンバとは、説明する部材からみて車体側に取り付けられる部材をいう。

　次に懸架ブラケット１７とロアアーム４２の連結構造を詳細に説明する。

　図４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とサスペンション装置の連結構造を示す模式図であり、図２のボールジョイント５１周辺を拡大したものである。図５は同実施形態の連結構造を示す縦断面図であり、図２のボールジョイント５１周辺を拡大したものである。図６は、同実施形態の連結構造を示す横断面図であり、図４および図５に示すＡ－Ａ平面で同実施形態を切断した切断面を表す。ボールジョイント５１は、上下方向に延びるスタッド５２、スタッド５２の端部に設けられるボール５３、ボール５３と連結するソケット５４を有する。

　本実施形態のスタッド５２は上下方向に延び、上端でボール５３と連結する。スタッド５２およびボール５３は一部材であることからボールスタッドともいう。スタッド５２の下端部は、ロアアーム４２の車幅方向外側端４５に形成されて上下方向に延びる貫通孔に通され、車幅方向外側端４５から下側へ突出する。かかる突出部の外周には雄ねじが形成され、ナット５５と螺合する。ナット５５等の固定手段によってスタッド５２は車幅方向外側端４５に固定される。ナット５５と下端部１７ｄの下面の間にはワッシャ６１を介在させるとよい。

　ソケット５４は、ボール５３を包み込む球状凹部５４ｑを中心に有する。球状凹部５４ｑはソケット５４の下面で開口を伴う。球状凹部５４ｑの開口の内径は、ボール５３の外径よりも小さい。このためボール５３が球状凹部５４ｑから抜け出すことはない。スタッド５２は球状凹部５４ｑの開口から下方へ突出する。ボール５３はソケット５４内で摺動可能であり、ソケット５４からみてスタッド５２の姿勢がユニバーサルな方向に無段階に変化する。

　懸架ブラケット１７の下端部１７ｄは、内部空間５６を区画する。内部空間５６は下端部１７ｄを貫通して上下方向に延びる丸孔である。このため内部空間５６は、上方開口５６ｂ、下方開口５６ｃを含み、上方開口５６ｂと下方開口５６ｃを接続する空間である。内部空間５６はソケット５４を収容する。内部空間５６を区画する下端部１７ｄの内側面はソケット５４の外側面と接触する。かかる接触は緩い嵌合であってもよいし、あるいは圧入であってもよい。図６に示すように内部空間５６の内側面およびソケット５４の外側面は円形断面である。なお内部空間５６の内側面は図４および図５を参照して円筒面である。図示しない変形例として、内部空間５６の内側面は円錐面であってもよい。スタッド５２は下方開口５６ｃから突出する。上方開口５６ｂはインホイールモータ駆動装置１０下部の本体ケーシング３９表面と対面する（図２）。

　下端部１７ｄの上面および内部空間５６に収容されたソケット５４は、図２に示すように上下方向隙間Ｇを介してインホイールモータ駆動装置１０の下部表面と対面する。下部表面は具体的には本体ケーシング３９の表面である。これにより下端部１７ｄと本体ケーシング３９の間には上下方向隙間Ｇのクリアランスが確保される。

　ソケット５４の下部には突起５４ｐが形成される。突起５４ｐは例えば小フランジであり、ソケット５４の下面と面一に形成される。突起５４ｐは下端部１７ｄの下面と接触する。これによりソケット５４は内部空間５６が上方へ抜け出すことを規制される。

　下端部１７ｄと車幅方向外側端４５は上下方向に間隔を空けて配置され、これらの間にはスタッド５２が架設される。スタッド５２は下端部１７ｄと車幅方向外側端４５の間で蛇腹状のラバーブーツ５７で包囲される。ラバーブーツ５７の一端はソケット５４の下面と接続し、ボール５３を密封する。ラバーブーツ５７の他端は車幅方向外側端４５と接続し、スタッド５２を密封する。これによりボール５３およびスタッド５２は外部の異物から保護される。

　図６に示すように下端部１７ｄには、スリット５８が形成される。スリット５８は、下端部１７ｄの外側面１７ｆと内部空間５６を接続する、水平方向（車両前後方向）に開いた隙間である。下端部１７ｄは、スリット５８を介して対面する１対のブラケット部分１７ｇ，１７ｊを含む。

　１対のブラケット部分１７ｇ，１７ｊには通孔１７ｈが形成される。通孔１７ｈは一方のブラケット部分１７ｇから他方のブラケット部分１７ｊまで水平方向（車両前後方向）に真っ直ぐ延びる貫通孔であり、スリット５８と交差する。通孔１７ｈは、下端部１７ｄの上下方向中央領域に配置される。通孔１７ｈにはボルト５９が通される。

　ボルト５９はスリット５８と交差して延びる。ボルト５９の頭部は一方のブラケット部分１７ｇの外側面に係止される。ボルト５９の軸部は他方のブラケット部分１７ｊの外側面から突出する。他方のブラケット部分１７ｊから突出するボルト５９の先端部にはナット６０が螺合する。

　通孔１７ｈ、ボルト５９、およびナット６０はソケット５４を懸架ブラケット１７に固定するための固定手段を構成する。ボルト５９およびナット６０を締め付けるとスリット５８が縮まり、内部空間５６を区画する下端部１７ｄの内側面がソケット５４の外側面を緊縛する。これによりソケット５４は下端部１７ｄに固定される。

　通孔１７ｈは、スリット５８と内部空間５６の接続箇所を貫通して延びる。このため通孔１７ｈは、スリット５８と内部空間５６の双方と接続する。なお図示しない変形例として通孔１７ｈは、スリット５８のみと接続する貫通孔であってもよい。

　ソケット５４の外側面には全周に亘って延びる周溝５４ｇが形成される。周溝５４ｇは、半円形状の断面とされ、ボルト５９の軸部が周溝５４ｇに係合する。図示しない変形例として周溝５４ｇはソケット５４の周方向一部のみに形成される凹部であってもよい。

　図２を参照して本実施形態によれば、スタッド５２がインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ（車軸）から遠くなり、ボール５３が軸線Ｏに近くなるよう、ボールスタッドを上下方向に延びる姿勢で配置する。そしてボール５３を包み込むソケット５４をインホイールモータ駆動装置１０の懸架ブラケット１７に固定し、スタッド５２をサスペンション装置のロアアーム４２に固定する。さらに懸架ブラケット１７とソケット５４の固定は、スリット５８を水平方向に縮めてソケット５４を緊縛することにより実現する。これにより懸架ブラケット１７とソケット５４の固定手段は、ソケット５４の上下方向寸法で足り、ボール５３から上下方向に突出することがない。したがってボール５３の中心を軸線Ｏに近づけることができる。

　図２中、本実施形態の軸線Ｏから本体ケーシング３９の下部表面までの寸法Ｌｒと、上下方向隙間Ｇの隙間幅Ｌｇと、下端部１７ｄ上面からボール５３の中心までの寸法Ｌｄと、軸線Ｏからボール５３の中心までの距離Ｌｂは以下の式１で表される。

　［式１］
Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｄ＝Ｌｂ

　図７は、対比例のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造を示す模式図であり、図２と同様、車軸方向にみた状態を表す。対比例につき、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。

　図７の対比例では、上述したスリット５８に代えて、ソケット５４にフランジ５４ｆを形成する。フランジ５４ｆは上下方向の厚みを有する環状プレートである。フランジ５４ｆには周方向に間隔を空けて板厚方向に貫通する孔を形成する。また下端部１７ｄの下面には上方に延びるねじ孔１７ｎが複数穿設される。ねじ孔１７ｎの配置は、フランジ５４ｆの貫通孔に対応する。そしてボルト５４ｂがフランジ５４ｆの貫通孔を貫通してねじ孔１７ｎに螺合する。これによりソケット５４は下端部１７ｄに固定される。

　下端部１７ｄの上下方向寸法はねじ孔１７ｎの長さよりも大きい。ソケット５４は下端部１７ｄから下方へ突出する。ボルト５４ｂのボルト頭部は、フランジ５４ｆから下方へ突出する。

　図７の対比例では、軸線Ｏから本体ケーシング３９の下部表面までの寸法Ｌｒと、上下方向隙間Ｇの隙間幅Ｌｇと、下端部１７ｄ上面からボール５３の中心までの寸法Ｌｅと、軸線Ｏからボール５３の中心までの距離Ｌｆは以下の式２で表される。

　［式２］
Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｅ＝Ｌｆ

　下端部１７ｄの上面からボール５３の中心までの寸法Ｌｅは、ボルト５４ｂの先端が下端部１７ｄの上面から突出しない場合、下端部１７ｄの上面から下面までの上下方向寸法と、フランジ５４ｆの板厚寸法と、フランジ５４ｆの下面からボール５３中心までの距離の和である。あるいは寸法Ｌｅは、ボルト５４ｂの先端が下端部１７ｄの上面から突出する場合、ボルト５４ｂの先端から下端部１７ｄの下面までの上下方向寸法と、フランジ５４ｆの板厚寸法と、フランジ５４ｆの下面からボール５３中心までの距離の和である。フランジ５４ｆの下面からボール５３中心までの距離は、ボルト５４ｂの頭部の長さ寸法よりも大きいか、あるいは同じである。つまり寸法Ｌｅはボルト５４ｂの全長以上である。

　式１と式２を比較すると、Ｌｂ＜Ｌｆが成立する。この理由としてＬｄ＜Ｌｅであるためである。Ｌｄは下端部１７ｄの上面から下面までの上下方向寸法と同じか、あるいは小さい。

　本実施形態のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造は、図２に示すようにインホイールモータ駆動装置１０に設けられる懸架ブラケット１７と、車体側メンバに変位可能に連結されるロアアーム４２と、懸架ブラケット１７をロアアーム４２に連結するボールジョイント５１を備える。ボールジョイント５１は、図４に示すように上下方向に延びるスタッド５２、スタッド５２の端部に設けられるボール５３、ボール５３を包み込む球状凹部５４ｑでボール５３と連結するソケット５４を有する。懸架ブラケット１７の下端部１７ｄは、上方開口５６ｂ、下方開口５６ｃ、上方開口５６ｂと下方開口５６ｃを接続する空間であってソケット５４の外側面を保持する内部空間、この内部空間と接続するスリット５８（図６）、およびスリット５８を縮めてソケット５４を懸架ブラケット１７に固定するボルト５９およびナット６０を有する。下方開口５６ｃからスタッド５２が突出し、上方開口５６ｂはインホイールモータ駆動装置１０の本体ケーシング３９の表面と対面する。ソケット５４は上方開口５６ｂから突出していない。このため上下方向隙間Ｇは寸法Ｌｇのクリアランスを確保できる。

　これにより図２を参照して、下端部１７ｄ上面からボール５３中心まで寸法Ｌｄを小さくして、本連結構造の省スペース化を図ることができる。また従来の固定手段のように下端部１７ｄにタップ加工を施してねじ山を設ける必要がなく、懸架ブラケット１７をアルミニウム鋳造物にして低コスト化および軽量化を図ることができる。また出力軸歯車３７を大径化し、車輪のトルクを増大させることができる。あるいは軸線Ｏからボール５３中心までの距離Ｌｂを小さくしてサスペンション特性を向上させることができる。

　また本実施形態のソケット５４を下端部１７ｄに固定する固定手段は、スリット５８と交差して延びる通孔１７ｈ、軸部が通孔１７ｈに通されて頭部が一方のブラケット部分１７ｇに係止されるボルト５９、および他方のブラケット部分１７ｊに隣接配置されてボルト５９の軸部と螺合するナット６０を有する。これによりボルト５９の頭部およびナット６０を下端部１７ｄの上面に配置する必要が無く、上下方向隙間Ｇを確保することができる。

　また本実施形態の通孔１７ｈは内部空間５６とスリット５８の接続箇所を貫通して延び、ソケット５４の外側面には周溝５４ｇが形成され、ボルト５９の軸部は周溝５４ｇと係合する。これによりソケット５４は内部空間５６から抜け出さないよう抜け止めされる。

　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、１７　懸架ブラケット、１７ｂ　上端部、１７ｃ　上下方向中央部、１７ｄ　下端部、１７ｆ　外側面、１７ｇ，１７ｊ　ブラケット部分、１７ｈ　通孔（固定手段）、２１　モータ部、２４　ステータ、２９　モータケーシング、３９　本体ケーシング、４１　ストラット、４２　ロアアーム、５１　ボールジョイント、５２　スタッド、５３　ボール、５４　ソケット、５６　内部空間、５８　スリット、５９　ボルト（固定手段）、６０　ナット（固定手段）、Ｋ　転舵軸線、Ｏ　軸線（車軸）、Ｗ　車輪ホイール（車輪）。

Claims

　インホイールモータ駆動装置に設けられるブラケットと、
　車体側メンバに変位可能に連結されるサスペンション部材と、
　前記ブラケットを前記サスペンション部材に連結するボールジョイントとを備え、
　　前記ボールジョイントは、上下方向に延びるスタッド、前記スタッドの端部に設けられるボール、前記ボールを包み込むソケットを有し、
　　前記ブラケットは、上方開口、下方開口、前記上方開口と前記下方開口を接続する空間であって前記ソケットの外側面を保持する内部空間、前記内部空間と接続するスリット、および前記スリットを縮めて前記ソケットを前記ブラケットに固定する固定手段を有し、
　　前記上方開口および前記下方開口のいずれか一方からスタッドが突出し、残る他方は前記インホイールモータ駆動装置のケーシング表面と対面する、インホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造。
　前記固定手段は、前記スリットを介して対面する１対のブラケット部分に形成されて前記スリットと交差して延びる通孔、軸部が前記通孔に通されて頭部が前記１対のブラケット部分の一方に係止されるボルト、および前記１対のブラケット部分の他方に設けられて前記ボルトの軸部と螺合する雌ねじ部を有する、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造。
　前記通孔は前記内部空間と前記スリットの接続箇所を貫通して延び、
　前記ソケットの外側面には凹部が形成され、
　前記ボルトの軸部は前記凹部と係合する、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造。
　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下側に配置されて上下方向に揺動可能なロアアームである、請求項１～３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の連結構造。
　前記ブラケットはアルミニウムを主成分とする鋳造製である、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とサスペンション装置の連結構造。