JP2008189062A - インホイールモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ナックルの変形を防止して所定の性能を保つことができるインホイールモータを提供すること。
【解決手段】本発明によるインホイールモータ１は、車輪と車輪を回転自在に支持する支持部材とを備え、回転電機と減速機構とを車輪内周側に備えるインホイールモータであって、支持部材９が、回転電機を外包する回転電機外包部分９ａと、減速機構を外包する減速機構外包部分９ｂとを備えるとともに、支持部材９が回転電機外包部分９ａ又は減速機構外包部分９ｂに補強部材９ｅを備えることを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、乗用車、バス、トラック等の自動車に適用されて好適な、インホイールモータに関する。

従来から、車両内部の駆動源であるモータを車両内部から車輪を構成するホイールの内周側に配置転換して、車両内部のスペースの有効活用、ホイールの内周側の余剰スペースの有効活用、車両の低床化やドライブシャフトやデファレンシャルギヤ等の駆動力伝達装置の省略や車輪毎の回転数やトルクのきめ細かい制御あるいは車両姿勢の制御等を目的として、特許文献１に記載されているように、車輪毎のモータ及び減速機構を備えたインホイールモータが提案されている。
特開２００４−９０８２２号公報

ところが、このようなインホイールモータにおいては、インホイールモータのハウジングが、通常のサスペンション装置を構成する、車輪を回転自在に支持するナックルに相当し、サスペンション装置を構成するスプリングやショックアブソーバに対して車輪側に位置している。このため、車両の走行時において、車輪を構成するタイヤに、駆動時、制動時、旋回走行時、あるいは路面凹凸乗り越え時等において地面から入力される力が、スプリングやショックアブソーバを介さずに伝達されるため、ハウジングすなわちナックルに作用する力は、通常のサスペンション装置を構成するナックルと同等に大きなものとなる。

このため、インホイールモータを構成するナックルには大きな力が作用し、その変形は無視できないものとなる。ところで、インホイールモータにおいてはこのナックルがモータや減速機構を外包しているため、このナックルに変形が発生するとモータを構成するロータとステータとの間の隙間つまりはギャップが変化して、モータの所定の性能が発揮できなくなるという問題が生じる。これとともに、減速機構においては、各ギヤ間の距離が所定の距離ではなくなってギヤ等の伝達効率の低下に伴う燃費の低下や摩耗により異音振動が発生し、これも所定の性能を発揮できなくなるという問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑み、ナックルの変形を防止して所定の性能を保つことができるインホイールモータを提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明によるインホイールモータは、
車輪と当該車輪を回転自在に支持する支持部材とを備え、回転電機と減速機構とを前記車輪内周側に備えるインホイールモータであって、
前記支持部材が、前記回転電機を外包する回転電機外包部分と、前記減速機構を外包する減速機構外包部分とを備えるとともに、
前記支持部材が前記回転電機外包部分又は前記減速機構外包部分に補強部材を備えることを特徴とする。

なお、回転電機とは回転子と固定子を備えるものであれば、モータに限らず、発電機、速度発電機をも含む概念である。なお、前記回転子はロータのことであり、前記固定子はステータを指す。また、前記支持部材とは典型的にはナックルであり、前記回転電機外包部分とは典型的にはいわゆるモータハウジングを指し、前記減速機構外包部分とは典型的にはいわゆるギヤハウジングを指す。

ここで、前記インホイールモータにおいて、
前記補強部材を前記回転電機外包部分の内周側にはみ出させて配置することを特徴としてもよい。

これによれば、前記回転電機を構成する固定子の電気的性能の余裕がある場合において、前記補強部材を前記回転電機外包部分の内周側にはみ出させて配置して、前記固定子の一部を切り欠く形態として、前記補強部材の配置上の自由度を高めることができる。

また、
前記インホイールモータにおいて、
前記回転電機外包部分を前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて配置するとともに、
上方視において前記補強部材を、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側と、前記減速機構外包部分が前記回転電機外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側との双方に配置することを特徴とすることが好ましい。

つまり上方視において前記補強部材は前記回転電機外包部分と前記減速機構外包部分との境界部分を中心として点対称の位置に二個配置される。

これによれば、大きな外力が作用した場合に、特に変形しやすい、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて構成される前記インホイールモータの前記回転電機外包部分と前記減速機構外包部分とのそれぞれの円筒外面に直接外力が入力されることを抑制できる。これにより、前記支持部材全体の剛性を高く保持して前記変形を抑制して、前記回転電機の所定の性能を保持するとともに、前記減速機構の所定の性能を保持することができる。

なお、前記回転電機外包部分を前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて位置させる意義は、下記の通りである。すなわち、インホイールモータを車体側に連結するロアアームを前記支持部材に連結するにあたり、荷重支持の観点状有利であることが第一の意義である。さらに、操舵時の操舵力の軽減の観点から、前記支持部材と前記ロアアームとの連結点を前記インホイールモータの前記車輪の中心の真下に位置させることが好ましいため、前記回転電機をこの連結点に対して艤装配置上回避させることが第二の意義である。

さらに、前記インホイールモータにおいて、
前記補強部材の上端部にアッパーアームを連結し、前記補強部材の下端部にロアアームを連結することを特徴とすることが好ましい。

これによれば、より大きな外力が作用する前記アッパーアームと前記支持部材との連結点を前記補強部材の上端部とし、同じくより大きな外力が作用する前記ロアアームと前記支持部材との連結点を前記補強部材の下端部とすることができる。

これにより、前記回転電機を外包するにあたりあまり大きな肉厚を確保できない前記回転電機外包部分に前記アッパーアームや前記ロアアームを連結することを回避して、前記支持部材のうちより高い剛性を確保できる前記補強部材に前記アッパーアームや前記ロアアームを連結して前記支持部材の変形を抑制することができる。

ここで、前記インホイールモータにおいて、
前記支持部材が前記補強部材の前記上端部から車幅方向内側に延びる延長部分を備えると共に、前記アッパーアームを当該延長部分に連結することを特徴とすることが好ましい。

これによれば、前記アッパーアームの前記支持部材との連結点と、前記ロアアームの前記支持部材との連結点とを結ぶ直線により規定されるキングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。

あるいは、前記インホイールモータにおいて、
前記アッパーアームを二本備えるとともに、前記アッパーアームを上方視において交差させることを特徴とすることが好ましい。

これによれば、前記アッパーアームを交差させない通常の構成においては、前記アッパーアームの前記支持部材との連結点と、前記ロアアームの前記支持部材との連結点とを結ぶ直線が、前記支持部材のキングピン軸を構成するところを、前記アッパーアームを二本備えて交差させることにより、このキングピン軸を前記交差点と前記ロアアームと前記支持部材との連結点を結ぶ直線とすることができ、キングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て、転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。

本発明によれば、ナックルの変形を防止して所定の性能を保つことができるインホイールモータを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るインホイールモータを車輪の中心軸線を含む断面において示す模式図である。

インホイールモータ１は、モータ２と、遊星歯車機構３と、出力軸４と、ハブ５と、ホイール６と、ブレーキディスクロータ７と、図示しないアッパーアームと、ロアアーム８と、ナックル９から構成される。モータ２、遊星歯車機構３は円筒状のホイール６の内周側に位置するように設けられている。

モータ２は、ナックル９の一部をなす円筒状のモータハウジング９ａと、ステータ１０と、ロータ１１とから構成される同期電動機つまり回転電機であり、ここでは図示しないインバータにより駆動されるものである。モータハウジング９ａはアルミ合金により構成されており、ステータ１０の外周面を保持するととともに、ステータ１０、ロータ１１を外包するものである。

なおモータ２は、ロアアーム８とナックル９とを連結するボールジョイントを回避するために、車輪の中心軸線に対して、前方かつ上方にオフセットされているが、図１に示す模式図においては、図示の便宜上モータ２の中心軸線が車輪の中心軸線を含む断面内にあるものとして描いている。

アッパーアームは車幅方向に延びるＡリンクであり、その車幅方向外側は、ここでは図示しないアッパーボールジョイントを介してナックル９の上部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。

ロアアーム８は車幅方向に延びるＩリンクであり、その車幅方向外側は、ロアボールジョイントＬＢを介してナックル９の下部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。

ロアアーム８の車幅方向中間部分にはここでは図示しないショックアブソーバのシリンダの下端部が連結され、このショックアブソーバのロッドはブッシュを介して車体側に連結されている。ショックアブソーバのロッドの外周側には図示しないコイルスプリングが設けられる。

ステータ１０は、電磁鋼板を積層して構成されるステータコアの、内周側に形成される複数のティースにそれぞれコイルが巻装されて固定子を構成するものであり、ロータ１１は、電磁鋼板を積層して構成されるロータコアに、図示しない永久磁石が埋設されて回転子を構成するものである。

このように構成されるモータ２において、ステータ１０に設けられたコイルにインバータにより三相交流が供給されると回転磁界が形成されて、永久磁石を備えたロータ１１が回転磁界に吸引されて回転されるものである。

遊星歯車機構３は、サンギヤ１２、キャリア１３、ピニオン１４、リングギヤ１５から構成される周知の減速機構を構成するものであり、サンギヤ１２の車幅方向内側部分は大径のギヤ１２ａが形成され、そのギヤ１２ａは、ロータ１１の車幅方向外側に駆動結合されるギヤ１６に噛み合わされている。加えて、キャリア１３の車幅方向外側は、出力軸４に接合されている。また、リングギヤ１５はナックル９の一部をなすギヤハウジング９ｂの内周側に形成される。

出力軸４の車幅方向外側部分はハブ５に接合されており、ハブ５はナックル９のギヤハウジング９ｂの外周側に対してベアリング１７により回転自在に支持されている。ハブ５の外周側にはディスク部分が形成され、このディスク部分にはハブボルト穴が形成されており、ブレーキディスクロータ７の内周側に設けられたハブボルト穴と、ホイール６のディスク部分の内周側に設けられたハブボルト穴とが位置を合致させられた状態で、図示しないハブボルトを車幅方向内側から挿通して、これも図示しないナットを車幅方向外側からハブボルトに螺合することにより、ハブ５とブレーキディスクロータ７とホイール６とが相互に駆動結合される。

ホイール６のリム部のビードシート部には図示しないタイヤのビード部が装着されて、ホイール６の外周面とタイヤの内周面とにより画成される空間には所定の空気圧の空気が充填されて、ホイール６とタイヤとは車輪を構成し、この車輪はハブ５に駆動結合されて、ナックル９により回転自在に支持される。

ここでは図示しないキャリパブレーキは、周知のフローティングキャリパ方式のものであり、その基部がナックル９に固定され、そのブレーキパッドがブレーキディスクロータ７の両面に対向するように配置されて、このブレーキパッドが図示しないピストンにこれも図示しないブレーキＥＣＵからのブレーキ指令に基づいて油圧が供給されると、ブレーキディスクロータ７の両面にブレーキパッドが押し付けられてブレーキが作用する。

これらのことにより、モータ２が図示しないインバータにより駆動されると、モータ２の発生した駆動力は、遊星歯車機構３の所定の減速比の下にロータ１１、ギヤ１６、ギヤ１２ａ、サンギヤ１２、ピニオン１４、キャリア１３、出力軸４、ハブ５、ホイール６の順番に伝達されて、図示しないタイヤにより地面に駆動力が伝達されて、車両は駆動される。

以下本発明に係わるインホイールモータ１のナックル９の形態を、従来のナックルの形態と比較して説明する。図２〜図７は従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。

図２〜図７に示すナックルは車両のフロント側の右側に配置されるインホイールモータのナックルを示す。図２はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図であり、図３はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図である。

さらに、図４はこのナックルを車幅方向外側から視て示す模式図であり、図５は、このナックルを車両後方から視て示す模式図である。さらに、図６は、このナックルを車両前方から視て示す模式図であり、図７は、このナックルを車幅方向外側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図である。なお、図２〜図７中においてＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を示す。

図２〜図７に示すように、従来のナックル５９は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング５９ａと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング５９ｂとを、モータハウジング５９ａをギヤハウジング５９ｂに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。

これに加えて、モータハウジング５９ａの上端部には図示しないアッパーアームを連結するアッパーボールジョイントＵＢを設けるアッパーアーム連結部５９ｃが備えられ、モータハウジング５９ａとギヤハウジング５９ｂとの境界部分の下端部には図示しないロアアームを連結するロアボールジョイントＬＢを設けるロアアーム連結部５９ｄが備えられる。

なお、アッパーボールジョイントＵＢとロアボールジョイントＬＢは説明の便宜上ボールのみを図示しており、これらのアッパーボールジョイントＵＢとロアボールジョイントＬＢとを結ぶ直線はインホイールモータのナックル５９のキングピン軸ＫＡを構成する。

このように構成される従来のナックル５９は、通常のサスペンション装置を構成する、車輪を回転自在に支持するナックルに相当する。このナックル５９には、ここでは図示しないサスペンション装置を構成するスプリングやショックアブソーバに対して車輪側に位置しているため、車輪を構成するタイヤに、駆動時、制動時、旋回走行時、あるいは路面凹凸乗り越え時等において地面から入力される力が、スプリングやショックアブソーバを介さずに伝達されるため、大きな力が直接的に作用する。

このため、ナックル５９には大きな力が作用し、その変形は無視できないものとなり、インホイールモータにおいてはこのナックル５９がモータを外包するモータハウジング５９ａ及び減速機構を外包するギヤハウジング５９ｂを構成しているため、このナックル５９に変形が発生するとモータハウジング５９ａにも大きな変形が生じて、モータを構成するロータとステータとの間の隙間つまりはギャップが変化して、モータの所定の性能が発揮できなくなるという問題が生じる。

また、減速機構においては、ギヤハウジング５９ｂの変形に伴い、各ギヤ間の距離が所定の距離ではなくなりギヤ比が変化し、各ギヤ相互間の接触面圧が変化して伝達力が変化してしまい、これも所定の性能を発揮できなくなるという問題が生じる。このような問題は、モータハウジング５９ａとギヤハウジング５９ｂとをオフセットさせている形態のナックル５９においてはより顕著となる。

このため、本実施例１におけるナックル９は以下のような形態としている。以下に本実施例１におけるナックル９の形態について図を用いて説明する。図８〜図１０は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。図８はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図９はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め上方に視て示す模式図である。さらに、図１０このナックルを車幅方向内側かつ斜め下方に視て示す模式図である。なお、図８〜図１０中においてＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を示す。

図８〜図１０に示すように、本実施例１のナックル９は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング９ａと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング９ｂとを、モータハウジング９ａをギヤハウジング９ｂに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。モータハウジング９ａは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング９ｂは減速機構外包部分を構成し、ナックル９は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。

これに加えて、モータハウジング９ａの上端部には図示しないアッパーアームを連結するアッパーボールジョイントＵＢを設けるアッパーアーム連結部９ｃが備えられ、モータハウジング９ａとギヤハウジング９ｂとの境界部分の下端部には図示しないロアアームを連結するロアボールジョイントＬＢを設けるロアアーム連結部９ｄが備えられる。

さらに、モータハウジング９ａの車両後方側には、モータハウジング９ａの内周側にはみ出させた形態で配置されて上下方向に延びる補強部９ｅが備えられ、この補強部９ｅは補強部材を構成する。

なお、アッパーボールジョイントＵＢとロアボールジョイントＬＢは説明の便宜上ボールのみを図示しており、これらのアッパーボールジョイントＵＢとロアボールジョイントＬＢとを結ぶ直線はインホイールモータ１のナックル９のキングピン軸ＫＡを構成する。

本実施例１のナックル９によれば、モータ２を構成するステータ１０の電気的性能の余裕がある場合において、補強部９ｅをモータハウジング９ａの内周側にはみ出させて配置して、ステータ１０の一部を切り欠く形態として、補強部９ｅの配置上の自由度を高めることができる。

加えて、ナックル９のモータハウジング９ａを重点的に補強して、ナックル９全体の剛性を高く保持して外力が作用することによるナックル９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

また、補強部９ｅをモータハウジング９ａに備えることにより、アッパーアーム連結部９ｃをも補強することができ、車両走行時にアッパーボールジョイントＵＢからアッパーアーム連結部９ｃに作用する大きな力に対して十分な剛性を持たせることができ、これによってもモータハウジング９ａの変形を抑制して、モータ２の所定の性能を確保することができる。

上述した実施例１においては、ナックル９のモータハウジング９ａに内周側にはみ出す形態にて補強部９ｅを設けたが、これ以外にも以下のような形態のものとすることもできる。以下にそれについての実施例２について述べる。

なお、インホイールモータ１の基本的な構成は、ナックル９を除いて図１に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。

図１１〜図１５は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図１１はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図１２はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図１３は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図１４はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図であり、図１５はこのナックルを車両前方から視て示す模式図である。なお、図１１〜図１５中においてＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を示す。

図１１〜図１５に示すように、本実施例２のナックル１９は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング１９ａと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング１９ｂとを、モータハウジング１９ａをギヤハウジング１９ｂに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。

ここで、モータハウジング１９ａは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング１９ｂは減速機構外包部分を構成し、ナックル１９は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。

これに加えて、上方視において補強部１９ｃを、モータハウジング１９ａがギヤハウジング１９ｂに対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側のコーナー部分に上下方向に延在するように備えるとともに、補強部１９ｄを、ギヤハウジング１９ｂがモータハウジング１９ａに対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側のコーナー部分に上下方向に延在するように備える。補強部１９ｃと補強部１９ｄはともに補強部材を構成する。

補強部１９ｃの上端部には、アッパーアーム１８ａを連結するアッパーボールジョイントＵＢ１が設けられ、補強部１９ｄの上端部には、アッパーアーム１８ｂを連結するアッパーボールジョイントＵＢ２が設けられる。補強部１９ｃと補強部１９ｄとはそれらの上端部が相互に一体形成されるとともに、それらの下端部は連絡部１９ｅを介して溶接により接合されている。この連絡部１９ｅの上側にはロアアーム８を連結するためのロアボールジョイントＬＢが設けられる。なお、補強部１９ｃと補強部１９ｅとは溶接により接合されても良い。

アッパーアーム１８ａはアッパーアーム１８ｂに対して車両前方に位置して、アッパーアーム１８ａはアッパーボールジョイントＵＢ１から車幅方向内側に向けて車両前方に指向するように延在し、アッパーアーム１８ｂはアッパーボールジョイントＵＢ２から車幅方向内側に向けて車両後方に指向するように延在する。

すなわち、アッパーアーム１８ａの延長線とアッパーアーム１８ｂの延長線とは、それぞれの車幅方向外側において交差して、この交差点と、ロアボールジョイントＬＢとを結ぶ直線がナックル１９のキングピン軸ＫＡを構成する。

なお、アッパーボールジョイントＵＢ１、ＵＢ２とロアボールジョイントＬＢは説明の便宜上ボールのみを図示している。

本実施例２のナックル１９によれば、補強部１９ｃ及び補強部１９ｄにより、ナックル１９のモータハウジング１９ａとギヤハウジング１９ｂの円筒外面に直接外力を入力させないとともに、境界部分を重点的に補強して、ナックル１９全体の剛性を高く保持して、外力が作用することによるナックル１９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

また、補強部１９ｃの上端部にアッパーボールジョイントＵＢ１を設け、補強部１９ｄの上端部のアッパーボールジョイントＵＢ２を設けることにより、車両走行時にアッパーボールジョイントＵＢ１及びＵＢ２からナックル１９に作用する力を、より高い剛性を有する補強部１９ｃ、１９ｄにより支持することができ、これによっても、ナックル１９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

同様に、連絡部１９ｅを介して、補強部１９ｃの下端部及び補強部１９ｄの下端部にロアボールジョイントＬＢを設けることにより、車両走行時にロアボールジョイントＬＢからナックル１９に作用する力を、より高い剛性を有する補強部１９ｃ、１９ｄにより支持することができ、これによっても、ナックル１９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

上述した実施例２においては、ナックル１９のモータハウジング１９ａとギヤハウジング１９ｂの境界部分に補強部１９ｃ、１９ｄを設けたが、これ以外にも以下のような形態のものとすることもできる。以下にそれについての実施例３について述べる。

なお、インホイールモータ１の基本的な構成は、ナックル９を除いて図１に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。さらに、ナックル１９を構成する要素については実施例３に記載したものと同様であるため、同一の符号を付して、重複する部分の説明は割愛し相違点のみを述べる。

図１６〜図２０は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図１６はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図１７はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図１８は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図１９はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図であり、図２０はこのナックルを車両前方かつ車幅方向外側から斜め下方に視て示す模式図であり、図２１は、このナックルを上方から視て示す模式図である。なお、図１６〜図２０中においてＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を示す。

図１６〜図２１に示すように、本実施例３のナックル１９は、実施例２に示したものと同様に、補強部１９ｃの上端部には、アッパーアーム１８ａを連結するアッパーボールジョイントＵＢ１が設けられ、補強部１９ｄの上端部には、アッパーアーム１８ｂを連結するアッパーボールジョイントＵＢ２が設けられる。補強部１９ｃと補強部１９ｄとはそれらの上端部が一体形成される。これとともに、それらの下端部は連絡部１９ｅを介して溶接により接合されている。この連絡部１９ｅの上側にはロアアーム８を連結するためのロアボールジョイントＬＢが設けられる。なお、補強部１９ｃと補強部１９ｄとは溶接により接合されても良い。

アッパーアーム１８ａのナックル１９への連結点であるアッパーボールジョイントＵＢ１はアッパーアーム１８ｂのナックル１９への連結点であるアッパーボールジョイントＵＢ２に対して車両前方に位置している。さらに、アッパーアーム１８ａはアッパーボールジョイントＵＢ１から車幅方向内側に向けて車両後方に指向するように延在し、アッパーアーム１８ｂはアッパーボールジョイントＵＢ２から車幅方向内側に向けて車両前方に指向するように延在する。

すなわち、アッパーアーム１８ａとアッパーアーム１８ｂとは、アッパーボールジョイントＵＢ１及びＵＢ２の車幅方向内側において交差して、この交差点と、ロアボールジョイントＬＢとを結ぶ直線がナックル１９のキングピン軸ＫＡを構成する。なおここでも、アッパーボールジョイントＵＢ１、ＵＢ２とロアボールジョイントＬＢは説明の便宜上ボールのみを図示している。

つまり、本実施例３のナックル１９及びアッパーアーム１８ａ及びアッパーアーム１８ｂの配置及び構成によれば、キングピン軸ＫＡを、図１６、図１９及び図２０に主に示すように、ネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。

換言すれば、アッパーアーム１８ａ及び１８ｂを交差させない実施例２の構成においては、アッパーアーム１８ａのナックル１９との連結点と、ロアアーム８のナックル１９との連結点とを結ぶ直線が、ナックル１９のキングピン軸を構成するところを、アッパーアーム１８ａ及び１８ｂを交差させることにより、このキングピン軸をこの交差点とロアアーム８とナックル１９とを結ぶ直線とすることができ、キングピン軸をネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これにより、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て転舵角とキャンバ角が適正化され、操縦安定性が低下することを防止することができる。

なお、補強部１９ｃ及び補強部１９ｄによってナックル１９の剛性を高めて、車両走行時の変形を抑制し、モータ２及び遊星歯車機構３の所定の性能を確保する作用効果については実施例２に示した構成と同様であるため詳細な説明は省略する。

上述した実施例３においては、アッパーアーム１８ａ及びアッパーアーム１８ｂの配置により、キングピン軸をネガティブキャンバ方向としたが、これ以外にも以下のような形態によりキングピン軸の傾斜角度を調整することもできる。以下にそれについての実施例４について述べる。

なお、インホイールモータ１の基本的な構成は、ナックル９を除いて図１に示したものと同様であるため、重複する説明は割愛する。

図２２〜図２５は、本発明に係わるインホイールモータのナックルの他の実施形態を示す模式図である。図２２はこのナックルを車幅方向内側かつ車両後方から斜め下方に視て示す模式図である。さらに、図２３はこのナックルを車幅方向内側から視て示す模式図であり、図２４は、このナックルを車幅方向外側から視て示す模式図である。また、図２５はこのナックルを車幅方向内側かつ車両前方から斜め下方に視て示す模式図である。なお、図２２〜図２５中においてＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を示す。

図２２〜図２５に示すように、本実施例３のナックル２９は、車幅方向内側に突出する円筒形状のモータハウジング２９ａと車幅方向外側に突出する円筒形状のギヤハウジング２９ｂとを、モータハウジング２９ａをギヤハウジング２９ｂに対して車両前方かつ上方にオフセットさせた状態で組み合わせて構成される。

ここで、モータハウジング２９ａは回転電機外包部分を構成し、ギヤハウジング２９ｂは減速機構外包部分を構成し、ナックル２９は車輪を回転自在に支持する支持部材を構成する。

これに加えて、上方視において補強部２９ｃを、モータハウジング２９ａがギヤハウジング２９ｂに対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側のコーナー部分に上下方向に延在するように備えるとともに、補強部２９ｄを、ギヤハウジング２９ｂがモータハウジング２９ａに対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側のコーナー部分に上下方向に延在するように備える。補強部２９ｃと補強部２９ｄはともに補強部材を構成する。

さらに、ナックル２９が補強部２９ｃと補強部２９ｄの上端部から車幅方向内側に延びる延長部２９ｅを備えて、この延長部２９ｅはコの字状の断面を備えて開口部がモータハウジング２９ａの上側を外包する形態を有する。この延長部２９ｅは延長部分を構成する。さらに、この延長部２９ｅの上端部の車幅方向内側端部には、アッパーアーム１８を連結するアッパーボールジョイントＵＢが設けられ、補強部２９ｃの下端部にはロアアーム８を連結するためのロアボールジョイントＬＢが設けられる。

すなわち、アッパーボールジョイントＵＢと、ロアボールジョイントＬＢとを結ぶ直線がナックル２９のキングピン軸ＫＡを構成する。なお、アッパーボールジョイントＵＢとロアボールジョイントＬＢは説明の便宜上ボールのみを図示している。

本実施例４のナックル２９によれば、補強部２９ｃ及び補強部２９ｄにより、ナックル２９のモータハウジング２９ａとギヤハウジング２９ｂの境界部分を重点的に補強して、ナックル２９全体の剛性を高く保持して外力が作用することによるナックル２９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

また、補強部２９ｃの上端部から車幅方向内側に延びる延長部２９ｅにアッパーボールジョイントＵＢを設けることにより、車両走行時にアッパーボールジョイントＵＢからナックル２９に作用する力を、より高い剛性を有する補強部２９ｃ、２９ｄにより支持することができ、これによっても、ナックル２９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

同様に、補強部２９ｃの下端部にロアボールジョイントＬＢを設けることにより、車両走行時にロアボールジョイントＬＢからナックル２９に作用する力を、より高い剛性を有する補強部２９ｃにより支持することができ、これによっても、ナックル２９の変形を抑制して、モータ２の所定の性能を保持し、遊星歯車機構３の所定の性能を保持することができる。

また、本実施例４のナックル２９及び延長部２９ｅ、アッパーボールジョイントＵＢ及びロアボールジョイントＬＢの配置及び構成によれば、キングピン軸ＫＡを、図２２及び図２５に主に示すように、ネガティブキャンバ方向に傾斜させることができる。これによっても、車輪を操舵した場合に車輪の上方が車両外側に出て操縦安定性が低下することを防止することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

本発明は、車輪毎のモータと減速機構を備えるインホイールモータに適用して好適な回転電機に関するものであり、ナックルの変形を防止してモータ及び減速機構の所定の性能を保つことができるので、インホイールモータを使用した乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。

本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 従来のインホイールモータのナックルの形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるインホイールモータのナックルの一実施形態を示す模式図である。

符号の説明

１ インホイールモータ
２ モータ
３ 遊星歯車機構
４ 出力軸
５ ハブ
６ ホイール
７ ブレーキディスクロータ
８ ロアアーム
９ ナックル
９ａ モータハウジング
９ｂ ギヤハウジング
９ｃ アッパーアーム連結部
９ｄ ロアアーム連結部
９ｅ 補強部
１０ ステータ
１１ ロータ
１２ サンギヤ
１２ａ ギヤ
１３ キャリア
１４ ピニオン
１５ リングギヤ
１６ ギヤ
１７ ベアリング
１８ アッパーアーム
１８ａ アッパーアーム
１８ｂ アッパーアーム
１９ ナックル
１９ａ モータハウジング
１９ｂ ギヤハウジング
１９ｃ 補強部
１９ｄ 補強部
２９ ナックル
２９ａ モータハウジング
２９ｂ ギヤハウジング
２９ｃ 補強部
２９ｄ 補強部
２９ｅ 延長部

Claims (6)

1. 車輪と当該車輪を回転自在に支持する支持部材とを備え、回転電機と減速機構とを前記車輪内周側に備えるインホイールモータであって、
   前記支持部材が、前記回転電機を外包する回転電機外包部分と、前記減速機構を外包する減速機構外包部分とを備えるとともに、
   前記支持部材が前記回転電機外包部分又は前記減速機構外包部分に補強部材を備えることを特徴とするインホイールモータ。
2. 前記補強部材を前記回転電機外包部分の内周側にはみ出させて配置する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。
3. 前記回転電機外包部分を前記減速機構外包部分に対してオフセットさせて配置するとともに、
   上方視において前記補強部材を、前記回転電機外包部分が前記減速機構外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向外側と、前記減速機構外包部分が前記回転電機外包部分に対してオフセットして突出した部分の車幅方向内側との双方に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のインホイールモータ。
4. 前記補強部材の上端部にアッパーアームを連結し、前記補強部材の下端部にロアアームを連結することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
5. 前記支持部材が前記補強部材の前記上端部から車幅方向内側に延びる延長部分を備えると共に、前記アッパーアームを当該延長部分に連結することを特徴とする請求項４に記載のインホイールモータ。
6. 前記アッパーアームを二本備えるとともに、前記アッパーアームを上方視において交差させることを特徴とする請求項４に記載のインホイールモータ。

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