JP2005295773A - インホイールモータの取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立精度がそれほど高くなくても、駆動力伝達機構を確実にホイールに取付けることができるインホイールモータの取付方法を提供する。
【解決手段】 モータ３のロータとホイール２とを結合する、中空円盤状プレート２１，２２及びこのプレート２１，２２を上下方向に案内するクロスガイド２３を備えた駆動力伝達機構２０をホイール２に取付ける際に、ホイール２のスポーク部に、嵌合部であるピン頭部が球面状の連結ピン３０を取付け、上記クロスガイド２３のホイール２側を支持するホイール側プレート２２に、上記ピン頭部の外径に対して所定のクリアランスを有する、上記連結ピン３０を嵌合するためのガイド孔４０を設け、上記連結ピン３０を上記ガイド孔４０に嵌合させて上記駆動力伝達機構２０をホイール２に取付けるようにした。
【選択図】 図３

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、特に、モータロータとホイールとを連結する駆動力伝達機構の取付方法に関する。

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、タイヤの接地荷重変動が増大し、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に、本出願人は、インホイールモータを緩衝部材または緩衝装置を介して車輌バネ下部に取付けて、上記モータを車輌バネ下部に対してフローティングマウントすることにより、タイヤの接地荷重変動を大幅に低減して、車輌のロードホールディング性を向上させることのできるインホイールモータシステムを提案している（例えば、特許文献４参照）。
図５は上記インホイールモータシステムを更に改良した例を示す図で、中空形状のインホイールモータ３のステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａとナックル５とを、車輌の上下方向に案内する直動ガイド部材１１と、この直動ガイド部材１１の稼動方向に伸縮するバネ部材とダンパーとから成るショックアブゾーバ１２とを備えた緩衝機構１０によって連結するとともに、上記モータ３のロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂとホイール２とを、モータの回転側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状のモータ側プレート２１と、ホイール２に取付けられた中空円盤状のホイール側プレート２２と、上記プレート２１，２２間を結合する、表裏で作動方向が直交する複数個のクロスガイド２３とを備えた駆動力伝達機構（フレキシブルカップリング）２０により結合する（特願２００２−３３１６０４号）。

上記クロスガイド２３は、図６に示すように、モータ側プレート２１に装着されるモータ側ガイドレール２３Ａと、ホイール側プレート２２に装着されるホイール側ガイドレール２３Ｂと、上面及び下面にそれぞれ案内溝２３ａ，２３ｂが設けられたクロスガイド本体２３Ｃとを備えたもので、モータ側ガイドレール２３Ａとホイール側ガイドレール２３Ｂとは、クロスガイド本体２３Ｃの案内溝２３ａ，２３ｂに沿って互いに直交する方向に稼動することができる。このとき、上記ガイドレール２３Ａの作動方向を、上記プレート２１の径方向に対して４５°の角度をなすように、上記クロスガイド２３を取付けることにより、上記プレート２１，２２を上下方向に揺動可能としている。
これにより、上記モータ３を車輌の足回り部品であるナックル５に対して弾性支持するとともに、トルクをホイール２へ効率よく伝達させ、かつ、上下方向のみに揺動させることができるので、車輌のタイヤ接地荷重変動を低減して、車輌のロードホールディング性を向上させることが可能となる。また、モータ軸はホイール軸と偏芯する場合があるが、上記のようなクロスガイド２３を備えたフレキシブルカップリング２０を用いることにより、偏芯が生じた場合でも、上記クロスガイド２３のガイドレール２３Ａ，２３Ｂがスライドして上記偏芯を吸収することができる。
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

ところで、上記フレキシブルカップリング２０をホイール２に取付ける際には、従来は、図７に示すように、クロスガイド２３のホイール２側に配置される複数個のホイール側ガイドレール２３Ｂを、上記ホイール側プレート２２に設けられた嵌合穴２２ｓにそれぞれ嵌め込むようにしていた。
しかしながら、上記クロスガイド２３は精密部品であり、高い組付け精度が要求されるが、他の部品の組立精度はそれほど高くないため、モータ３側からの組付けた部材の組付け精度によっては、全てのホイール側ガイドレール２３Ｂを上記嵌合穴２２ｓに組付けられなかったり、組付けられた場合でも、ホイール２が回転しなかったり、あるいは、ホイール２やフレキシブルカップリング２０に不要な力が働いてホイール２がスムースに回転しない場合があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、組立精度がそれほど高くなくても、駆動力伝達機構を確実にホイールに取付けることができるインホイールモータの取付方法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を、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するとともに、上記モータのロータとホイールとを、複数枚の中空円盤状プレートと、隣接する上記プレート間を結合する、互いにスライド可能な複数個のガイド部材とを備えた駆動力伝達機構により結合する構成のインホイールモータを取付ける方法であって、ホイールに上記プレート方向に突出する連結ピンを取付け、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材の上記連結ピンに対向する部分に、所定のクリアランスを有する、上記連結ピンを嵌合するためのガイド溝もしくはガイド孔を設けるか、あるいは、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材にホイール方向に突出する連結ピンを取付け、ホイールの上記連結ピンに対向する部分に上記連結ピンを嵌合するためのガイド溝もしくはガイド孔を設けて、上記連結ピンを上記ガイド溝もしくはガイド孔に嵌合させ、上記駆動力伝達機構を上記ホイールに取付けるように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の取付方法において、上記駆動力伝達機構を、２枚のプレートを、ロータ周方向に配置された、表裏で作動方向が直交する複数個のクロスガイドにより結合した構成としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインホイールモータの取付方法において、上記連結ピンの頭部を球面状としたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインホイールモータの取付方法において、上記連結ピンを、弾性部材を介して、上記、ガイド溝（ガイド孔）が形成されている側の部材に対向する側の部材（ホイール、または、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレートもしくは上記ガイド部材、のいずれか）に取付けたものである。

本発明によれば、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のロータとホイールとを、複数枚の中空円盤状プレートと、上記プレートを結合するクロスガイドなどのガイド部材とを備えた駆動力伝達機構により連結する際に、ホイールに上記プレート方向に突出する連結ピンを取付け、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材の上記連結ピンに対向する部分に、所定のクリアランスを有する、上記連結ピンの頭部を嵌合するためのガイド溝（または、ガイド孔）を設けるか、逆に、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材にホイール方向に突出する連結ピンを取付け、ホイールの上記連結ピンに対向する部分に上記連結ピンを嵌合するためのガイド溝（ガイド孔）を設けて、上記連結ピンを上記ガイド溝（ガイド孔）に嵌合させ、上記駆動力伝達機構をホイールに取付けるようにしたので、組立精度がそれほど高くなくても上記駆動力伝達機構を確実にホイールに取付けることができるとともに、モータの駆動力をホイールに確実に伝達させることができる。
このとき、上記連結ピンの頭部を球面状にしたり、上記連結ピンを、弾性部材を介して、上記ホイール、または、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレートもしくは上記ガイド部材、のいずれかに取付けるようにすれば、連結ピンとガイド溝（ガイド孔）の位置ずれが多少大きい場合でも、上記連結ピンを上記ガイド溝（ガイド孔）に容易に嵌合させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、以下の説明中、従来例と共通する部分については同一符号を用い、説明を省略する。
図１は、本最良の形態に係るインホイールモータの駆動力伝達機構の取付方法を示す図で、同図において、２はタイヤ１を装着するリム２ａとホイールディスク２ｂとから成るホイール、２０は図示しないインホイールモータの非回転側ケースに結合されるモータ側プレート２１とホイール２に取付けられるホイール側プレート２２とをクロスガイド２３により結合し、上記モータの回転力をホイール２に伝達する駆動力伝達機構である。
本例では、上記ホイールディスク２ｂのスポーク部２ｃに、ホイール側プレート２２方向に突出する複数の連結ピン３０を取付けるとともに、ホイール側プレート２２の各連結ピン３０に対向する部分にガイド孔４０を設けて、上記連結ピン３０をそれぞれ上記ガイド孔４０に挿入して嵌合することにより、上記駆動力伝達機構２０を上記ホイール２に取付けるようにしている。

図２（ａ）は連結ピンの一例を示す図で、この連結ピン３０は、円筒状の固定部３１と、フランジ部３２と、このフランジ部３２からホイール側プレート２２方向に突出する、嵌合部である球面状のピン頭部３３とを備えており、上記固定部３１を、ホイール２側に設けられた取付け穴２ｓに埋設された、上記固定部３１の外径よりも小さな内径を有する樹脂等の弾性部材から成る円筒状の保持部材５０に挿入することにより、ホイール２に固定される。このとき、図２（ｂ）に示すように、上記連結ピン３０のフランジ部３２を、上記保持部材５０のフランジ部５１に当接させるように、上記連結ピン３０を上記保持部材５０に挿入することにより、上記連結ピン３０の突出量を揃えることができる。
また、上記ガイド孔４０には、図２（ｂ）に示すように、上記ピン頭部３３の外径に対して所定のクリアランスｓが設けられているので、モータ３側からの組付けた部材の組付け精度がそれほど高くなくとも、図３に示すように、上記駆動力伝達機構２０を上記ホイール２に容易に取付けることが可能となる。
すなわち、図４（ａ）に示すように、上記連結ピン３０の位置と、上記ガイド孔４０の位置が多少ずれていても、上記連結ピン３０を上記ガイド孔４０に挿入することができるだけでなく、上記連結ピン３０は弾性部材である保持部材５０により保持されており、かつ、嵌合部であるピン頭部３３の形状が球面状であることから、連結ピン３０の位置と、上記ガイド孔４０の位置とのズレ量が上記クリアランス以上であった場合でも、図４（ｂ）に示すように、上記連結ピン３０が若干傾いた状態にて上記ガイド孔４０に嵌合されるので、上記駆動力伝達機構２０を上記ホイール２に確実に取付けることができる。
このとき、上記ピン頭部３３の少なくとも上記ガイド孔４０と接触する部分にすべりブッシュを取付けたり、上記接触部を潤滑性の樹脂にて表面加工するなどして、上記接触部に潤滑機能を持たせるようにすれば、上記連結ピン３０を上記ガイド孔４０に更に容易に挿入することができる。また、単に、上記接触部に潤滑剤であるグリースを塗布してもよい。

このように、本実施の形態によれば、モータの非回転側ケース３ａとホイール２とを結合する、中空円盤状プレート２１，２２、及び、このプレート２１，２２を上下方向に案内するクロスガイド２３を備えた駆動力伝達機構２０をホイール２に取付ける際に、ホイール２のスポーク部２ｃに、嵌合部であるピン頭部３３が球面状の連結ピン３０を取付け、上記クロスガイド２３のホイール２側を支持するホイール側プレート２２に、上記ピン頭部３３の外径に対して所定のクリアランスを有する、上記連結ピン３０を嵌合するためのガイド孔４０を設けて、上記連結ピン３０のピン頭部３３を上記ガイド孔４０に嵌合させ、上記駆動力伝達機構２０をホイール２に取付けるようにしたので、組立精度がそれほど高くなくても、上記駆動力伝達機構２０を確実にホイール２に取付けることができる。また、本例の取付方法では、クロスガイド２３には不要な力が働くことがないので、モータ３の駆動力をホイール２に確実に伝達させることができる。
また、上記連結ピン３０を、弾性部材から成る円筒状の保持部材５０を介して、上記ホイール２に取付けるようにすれば、駆動力伝達機構２０の取付けを更に容易にすることができる。

なお、上記実施の形態では、ホイール２に連結ピン３０を取付け、駆動力伝達機構２０のホイール側プレート２２にガイド孔４０を設けた場合について説明したが、逆に、ホイール側プレート２２に連結ピン３０を取付け、ホイール２の上記連結ピン３０に対向する部分にガイド孔４０を設けるようにしても、同様の効果を得ることができる。
また、上記例では、ホイール側プレート２２にガイド孔４０を設けたが、連結ピン３０のガイドは必ずしもホイール側プレート２２を貫通する必要はなく、ガイド溝としても同様の効果を得ることができる。
また、上記ホイール側プレート２２を省略して、クロスガイド２３のホイール側ガイドレール２３Ｂにガイド溝を設け、このガイド溝に連結ピン３０を差し込むようにすることも可能であるが、精密部品であるクロスガイド２３の加工が必要であることや、連結ピン３０を取付けるスポーク部２ｃの位置に制約があることなどから、本例のように、ホイール側プレート２２を設けて、上記駆動力伝達機構２０をホイール２に取付けるようにすることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、組立精度がそれほど高くなくて駆動力伝達機構を確実にホイールに取付けることができるとともに、モータの駆動力をホイールに確実に伝達させることができるので、組立作業が容易となり、生産性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係るホイールと駆動力伝達機構の外観を示す図である。 本実施の形態に係る連結ピンとガイド孔を示す図である。 本実施の形態に係るインホイールモータの取付方法を示す縦断面図である。 連結ピンとガイド孔との位置関係を示す図である。 従来のインホイールモータの構成を示す図である。 クロスガイドの構成を示す図である。 従来のインホイールモータの取付方法を示す図である。

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、
２ｓ 取付け穴、３ インホイールモータ、３Ｒ モータロータ、
３Ｓ モータステータ、３ａ 非回転側ケース、３ｂ 回転側ケース、
３ｊ 軸受け、５ ナックル、
１０ 緩衝機構、１１ 直動ガイド部材、１２ ショックアブゾーバ、
２０ 駆動力伝達機構、２１ モータ側プレート、２２ ホイール側プレート、
２３ クロスガイド、２３Ｂ ホイール側ガイドレール、
３０ 連結ピン、３１ 固定部、３２ フランジ部、３３ ピン頭部、
４０ ガイド孔、５０ 保持部材、５１ 保持部材のフランジ部。

Claims (4)

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を、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するとともに、上記モータのロータとホイールとを、複数枚の中空円盤状プレートと、隣接する上記プレート間を結合する、互いにスライド可能な複数個のガイド部材とを備えた駆動力伝達機構により結合する構成のインホイールモータを取付ける方法であって、ホイールに上記プレート方向に突出する連結ピンを取付け、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材の上記連結ピンに対向する部分に、所定のクリアランスを有する、上記連結ピンを嵌合するためのガイド溝もしくはガイド孔を設けるか、あるいは、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレート、または、上記ガイド部材にホイール方向に突出する連結ピンを取付け、ホイールの上記連結ピンに対向する部分に上記連結ピンを嵌合するためのガイド溝もしくはガイド孔を設けて、上記駆動力伝達機構をホイールに取付けるようにしたことを特徴とするインホイールモータの取付方法。
2. 上記駆動力伝達機構を、２枚のプレートを、ロータ周方向に配置された、表裏で作動方向が直交する複数のクロスガイドにより結合する構成と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の取付方法。
3. 上記連結ピンの頭部を球面状としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインホイールモータの取付方法。
4. 上記連結ピンを、弾性部材を介して、上記ホイール、または、上記ガイド部材のホイール側を支持するプレートもしくは上記ガイド部材、のいずれかに取付けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインホイールモータの取付方法。

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