WO2015198679A1 - インホイールモータ車のばね下給電装置 - Google Patents

Abstract

　簡単な構造としながら、インホイールモータへの給電線の振れまわり空間の低減を図ること。　タイヤ（１）を転舵するナックル（５）にインホイールモータ（４）とサードリンク（１０）を設け、サードリンク（１０）は、ナックル（５）とのナックル側連結点（１０ａ）を通る軸を仮想キングピン軸（６）とする。このインホイールモータ車において、インホイールモータ（４）と車体側電源部（１４）を接続する給電線（１２）の一部を、サードリンク（１０）に固定して配線した。

Description

インホイールモータ車のばね下給電装置

　本発明は、タイヤを転舵するナックルにインホイールモータとサードリンクを設け、サードリンクは、ナックルとの連結点を通る軸を仮想キングピン軸とするインホイールモータ車のばね下給電装置に関する。

　従来、インホイールモータ車のばね下給電装置において、インホイールモータのケースに固定される旋回軸内にホイールモータ用の配線または/および配管を貫通させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３－１１２７２４号公報

　しかしながら、従来装置にあっては、キングピン軸相当の旋回軸を空洞化し、高圧電線を貫通配設した構造になっていた。このため、高圧電線を配線するための特別な構造が必要となり、構造が複雑になってしまう、という問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、簡単な構造としながら、インホイールモータへの給電線の振れまわり空間の低減を図ることができるインホイールモータ車のばね下給電装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明のインホイールモータ車のばね下給電装置は、タイヤを転舵するナックルにインホイールモータとサードリンクを設け、前記サードリンクは、前記ナックルとの連結点を通る軸を仮想キングピン軸とする。
このインホイールモータ車において、前記インホイールモータと車体側電源部を接続する給電線の一部を、前記サードリンクに固定して配線した。

　よって、インホイールモータと車体側電源部を接続する給電線の一部が、サードリンクに固定して配線される。
すなわち、サードリンクは、ナックルとの連結点を通る軸を仮想キングピン軸（転舵回転軸）とする無回転リンク部材である。このため、給電線は、サードリンクへの固定位置を境として、車体側給電線とモータ側給電線に分かれる。そして、車体側給電線は、バウンド/リバウンドによる上下運動を吸収すれば良く、モータ側給電線は、タイヤ転舵による回転運動を吸収すれば良い、というように運動吸収機能が分離される。したがって、上下運動と回転運動の複合運動を吸収するように給電線の全長を決める場合に比べ、給電線の全長の短縮化が図られ、振れまわり空間（デッドスペース）が低減される。
この結果、給電線の一部をサードリンクに固定するだけの簡単な構造としながら、インホイールモータへの給電線の振れまわり空間の低減を図ることができる。

実施例１のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪内側から視た状態を示す側面図である。 実施例１のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪前方から視た状態を示す正面図である。 実施例２のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪内側から視た状態を示す側面図である。 実施例２のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪前方から視た状態を示す正面図である。 実施例３のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪内側から視た状態を示す側面図である。 実施例３のインホイールモータ車のばね下給電装置を車輪前方から視た状態を示す正面図である。 比較例のインホイールモータ車のばね下給電装置におけるモータ電源端子位置を示す図６のＡ－Ａ線断面による問題説明図である。 比較例のインホイールモータ車のばね下給電装置における転舵相当のモータ電源端子位置を示す図６のＡ－Ａ線断面による問題説明図である。 実施例４のインホイールモータ車のばね下給電装置におけるモータ電源端子位置を示す図６のＡ－Ａ線断面による改善説明図である。 実施例４のインホイールモータ車のばね下給電装置における転舵相当のモータ電源端子位置を示す図６のＡ－Ａ線断面による改善説明図である。

　以下、本発明のインホイールモータ車のばね下給電装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１～実施例４に基づいて説明する。

　図１及び図２は、実施例１のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ１を車輪内側及び車輪前方から視た状態を示す。以下、図１及び図２に基づき、インホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ１の構成を説明する。

　前記ばね下給電装置Ｂ１が適用されたインホイールモータ車は、図１及び図２に示すように、タイヤ１と、ブレーキディスク２と、ブレーキキャリパー３と、インホイールモータ４と、ナックル５と、仮想キングピン軸６と、ロアリンク７と、ショックアブシャフト８と、アッパーリンク９と、サードリンク１０と、を備えている。すなわち、タイヤ１を転舵するナックル５にインホイールモータ４とサードリンク１０を設け、サードリンク１０は、ナックル５との連結点であるナックル側連結点１０ａを通る軸を仮想キングピン軸６としている。

　前記仮想キングピン軸６は、サードリンク１０とナックル５のナックル側連結点１０ａ（＝ナックル上端５ａ）と、ロアリンク７のモータ側揺動点７ｂ（＝ナックル下端５ｂ）と、を結んだ仮想軸である。タイヤ１は、図示しないタイロッド等の転舵機構により、仮想キングピン軸６を中心に転舵する。

　前記タイヤ１は、図示しないホイールに組み込まれ、ホイールにはブレーキディスク２や図示しないハブを介してナックル５とインホイールモータ４が車輪軸線CLに添って組み込まれている。

　前記ロアリンク７は、車輪軸線CLより下側にて車体とナックル５を連結する第１のサスペンションリンク部材である。このロアリンク７は、車体側揺動軸７ａを、図示しない車体に対して揺動自在に組み込み、もう片方のモータ側揺動点７ｂを、ナックル５のナックル下端５ｂに対して回転自在に組み込んでいる。

　前記ショックアブシャフト８は、ショックアブソーバとコイルスプリングを同軸に配置したストラット構造であり、車両上下方向に受ける力を緩衝しながら車体に支持するサスペンション部材である。このショックアブシャフト８は、ショックアブシャフト上端８ａを、図示しない車体に対して弾性支持し、ショックアブシャフト下端８ｂを、サードリンク１０のシャフト側連結点１０ｂに対して揺動自在に組み込んでいる。

　前記アッパーリンク９は、車輪軸線CLより上側にて車体とサードリンク１０を連結する第２のサスペンションリンク部材である。このアッパーリンク９は、車体側揺動軸９ａを、図示しない車体サイドメンバに対して揺動自在に組み込み、もう片方のサードリンク側揺動点９ｂを、サードリンク１０のリンク側連結点１０ｃに対して揺動自在に組み込んでいる。

　前記サードリンク１０は、アッパーリンク９とナックル５を連結する第３のサスペンションリンク部材である。このサードリンク１０は、ナックル側連結点１０ａを、ナックル５に対して仮想キングピン軸６を中心として回転可能に組み込んでいる。そして、シャフト側連結点１０ｂを、ショックアブシャフト８のショックアブシャフト下端８ｂに対して揺動自在に組み込み、リンク側連結点１０ｃを、アッパーリンク９のサードリンク側揺動点９ｂに対して揺動自在に組み込んでいる。

　前記ばね下給電装置Ｂ１は、図１及び図２に示すように、給電線固定部材１１と、給電線１２と、を備えている。そして、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２の一部を、給電線固定部材１１によりサードリンク１０に固定して配線している。

　前記給電線１２は、サードリンク１０への固定位置を境として、車体側給電線１２ａとモータ側給電線１２ｂに分かれる。そして、車体側給電線１２ａは、バウンド/リバウンドによる上下運動を吸収する遊び分として給電線たるみ１２ｃを持たせている。モータ側給電線１２ｂは、主にタイヤ転舵による回転運動を吸収すれば良いために最小限の給電線遊びを持たせただけとし、モータ側給電線１２ｂの端部をインホイールモータ４のモータ電源端子４ａに接続している。

　尚、仮想キングピン軸６を中心にタイヤ１が転舵するとき、ナックル５、インホイールモータ４、モータ側給電線１２ｂも合わせて一体的に転舵する。また、アッパーリンク９とロアリンク７に組み込まれた各部品は、車体側揺動軸９ａと車体側揺動軸７ａを揺動運動の軸とし、ショックアブシャフト８の設定範囲でバウンドやリバウンドを行っている。

　次に、作用を説明する。
実施例１では、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２の一部を、サードリンク１０に固定して配線する構成とした。

　すなわち、サードリンク１０は、高剛性であると共に、ナックル５とのナックル側連結点１０ａを通る軸を仮想キングピン軸６（転舵回転軸）とする無回転リンク部材である。このため、サードリンク１０に固定される給電線１２は、サードリンク１０への固定位置を境として、車体側給電線１２ａとモータ側給電線１２ｂに分かれる。そして、車体側給電線１２ａ側は、基本的にバウンド/リバウンドに伴う上下運動のみであり、転舵時に回転運動をしない。一方、モータ側給電線１２ｂ側は、基本的に転舵時の回転運動のみであり、バウンド/リバウンドがあっても上下運動をしない。

　このため、車体側給電線１２ａは、バウンド/リバウンドによる上下運動を吸収すれば良く、モータ側給電線１２ｂは、タイヤ転舵による回転運動を吸収すれば良い、というように運動吸収機能が分離される。つまり、車体側給電線１２ａには、上下運動を吸収する遊び分として給電線たるみ１２ｃを持たせ、モータ側給電線１２ｂには、回転運動を吸収するだけの最小限の遊びを持たせるだけとなる。

　したがって、バウンド/リバウンド時には、車体側給電線１２ａの給電線たるみ１２ｃが形を変えて車両上下方向に変位するだけで、振れまわり空間は、給電線たるみ１２ｃを上下方向に拡大しただけの狭い空間になる。また、転舵時には、モータ側給電線１２ｂが転舵角に応じて捩れ変位するだけで、振れまわり空間は、モータ側給電線１２ｂの周りの限られた狭い空間になる。バウンド/リバウンドと転舵が重なり合っても同様に、車体側給電線１２ａは上下運動を吸収し、モータ側給電線１２ｂは回転運動を吸収するというように、機能分担による運動吸収作用を示す。

　このように、給電線１２は、車体側給電線１２ａとモータ側給電線１２ｂとで運動吸収機能が分離される。このため、上下運動と回転運動の複合運動を吸収するように給電線の全長を決める場合に比べ、給電線１２の全長の短縮化が図られ、振れまわり空間（デッドスペース）が低減される。この結果、給電線１２の一部を給電線固定部材１１によりサードリンク１０に固定するだけの簡単な構造としながら、インホイールモータ４への給電線１２の振れまわり空間の低減が図られる。

　次に、効果を説明する。
実施例１のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ１にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(1) タイヤ１を転舵するナックル５にインホイールモータ４とサードリンク１０を設け、サードリンク１０は、ナックル５との連結点（ナックル側連結点１０ａ）を通る軸を仮想キングピン軸６とするインホイールモータ車において、
　インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２の一部を、サードリンク１０に固定して配線した（図１，２）。
  このため、簡単な構造としながら、インホイールモータ４への給電線１２の振れまわり空間の低減を図ることができる。

　実施例２は、給電線のサードリンクへの固定位置を、仮想キングピン軸の近傍位置に規定した例である。

　図３及び図４は、実施例２のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ２を車輪内側及び車輪前方から視た状態を示す。以下、図３及び図４に基づき、インホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ２の構成及び作用を説明する。

　前記ばね下給電装置Ｂ２が適用されたインホイールモータ車は、図３及び図４に示すように、タイヤ１と、ブレーキディスク２と、ブレーキキャリパー３と、インホイールモータ４と、ナックル５と、仮想キングピン軸６と、ロアリンク７と、ショックアブシャフト８と、アッパーリンク９と、サードリンク１０と、を備えている。

　前記ばね下給電装置Ｂ１は、図３及び図４に示すように、給電線固定部材１１と、給電線１２と、を備えている。そして、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２の一部を、サードリンク１０のうち、仮想キングピン軸６の近傍位置に固定して配線している。つまり、図４に示すように、正面から視たとき、仮想キングピン軸６と重なる位置であって、サードリンク１０の外側位置に給電線固定部材１１を設けている。なお、仮想キングピン軸６の近傍位置とは、仮想キングピン軸６に一致する位置と仮想キングピン軸６からの距離が設定距離の範囲内の位置とを含む。

　このように、実施例２では、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２をサードリンク１０に一部固定するとき、仮想キングピン軸６の近傍位置に固定して配線する構成とした。このため、転舵時、インホイールモータ４とサードリンク１０に固定した給電線固定部材１１の相対位置の変化量が低減され、モータ側給電線１２ｂの配線がコンパクトに配置できる。なお、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例２のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ２にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(2) 給電線１２の一部を、サードリンク１０のうち、仮想キングピン軸６の近傍位置に固定して配線した（図４）。
  このため、(1)の効果に加え、仮想キングピン軸６から離れたサードリンク１０の位置に固定する場合に比べ、モータ側給電線１２ｂの配線をコンパクトに配置することができる。

　実施例３は、給電線を２本以上配線するとき、サードリンクへの固定位置を規定した例である。

　図５及び図６は、実施例３のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ３を車輪内側及び車輪前方から視た状態を示す。以下、図５及び図６に基づき、インホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ３の構成及び作用を説明する。
構成を説明する。

　前記ばね下給電装置Ｂ３が適用されたインホイールモータ車は、図５及び図６に示すように、タイヤ１と、ブレーキディスク２と、ブレーキキャリパー３と、インホイールモータ４と、ナックル５と、仮想キングピン軸６と、ロアリンク７と、ショックアブシャフト８と、アッパーリンク９と、サードリンク１０と、を備えている。

　前記サードリンク１０は、図５に示すように、ナックル側連結点１０ａより車体側位置のシャフト側連結点１０ｂでショックアブシャフト８の下端を支持する。そして、ショックアブシャフト８を車両前後方向で挟むように前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅを有して構成している。

　前記ばね下給電装置Ｂ３は、図５及び図６に示すように、２つの給電線固定部材１１，１１と、２つの給電線１２，１２と、を備えている。そして、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する２つの給電線１２，１２の一部を、前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅの外側に、それぞれ給電線固定部材１１，１１により固定している。

　このように、実施例３では、インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２をサードリンク１０に２本以上配線するとき、ショックアブシャフト８を挟むと共に、剛性部材であるサードリンク１０の前後リンク部１０ｄ，１０ｅに固定した。このため、２本の太い給電線１２，１２間の干渉を、ショックアブシャフト８を介在させることで防止できる。なお、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例３のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ３にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(3) サードリンク１０は、ナックル５の連結点（ナックル側連結点１０ａ）より車体側位置でショックアブシャフト８の下端を支持すると共に、ショックアブシャフト８を車両前後方向で挟むように前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅを有して構成し、
　インホイールモータ４と車体側電源部１４を接続する給電線１２，１２が２本以上のとき、前リンク部と後リンク部の外側にそれぞれ固定した（図５）。
  このため、上記(1)又は(2)の効果に加え、２本以上の給電線１２，１２を配線したとき、給電線１２，１２の間にショックアブシャフト８を介在させることで、給電線１２，１２間の干渉を防止することができる。

　実施例４は、転舵時、モータ側給電線の一部がサードリンクの下に入り込むことを防止する入り込み対策を施した例である。

　図７は比較例のインホイールモータ車のばね下給電装置におけるモータ電源端子位置を示し、図８は転舵相当のモータ電源端子位置を示す。以下、図７及び図８に基づき、比較例のインホイールモータ車のばね下給電装置における問題を説明する。

　比較例の場合、２本の給電線１２，１２をサードリンク１０の前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅに配置するとき、図７に示すように、仮想キングピン軸６と、２つのモータ電源端子４ａ，４ａのそれぞれを結ぶ２つの直線Ｌ１，Ｌ２を設定する。そして、２つの直線Ｌ１，Ｌ２上にそれぞれ給電線固定部材１１，１１を設ける例としている。

　この比較例の場合、仮想キングピン軸６を中心にタイヤ１が転舵するとき、ナックル５、インホイールモータ４、モータ側給電線１２ｂも合わせて一体的に転舵する。このため、図８に示すように、転舵時にモータ側給電線１２ｂの一部とモータ電源端子４ａがサードリンク１０の下に重なって入り込む。この結果、サードリンク１０の下に重なったとき、モータ側給電線１２ｂとインホイールモータ４、モータ側給電線１２ｂとサードリンク１０の干渉を避ける必要があり、インホイールモータ４のモータ径アップやサードリンク１０のコンパクト化を望めない。

　図９は、実施例４のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ４におけるモータ電源端子位置を示し、図１０は転舵相当のモータ電源端子位置を示す。以下、図９及び図１０に基づき、実施例４のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ４の構成及び作用を説明する。

　前記ばね下給電装置Ｂ４は、図９に示すように、２つの給電線１２の一部を、前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅの外側に、それぞれ給電線固定部材１１，１１により固定している。そして、タイヤが直進状態のとき、仮想キングピン軸６とインホイールモータ４の２つのモータ電源端子４ａ，４ａを結ぶ一つの直線を共通軸Ｌ０として設定する。そして、サードリンク１０の前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅの外側に固定される２つの給電線固定部材１１，１１を、共通軸Ｌ０の近傍位置に配置する構成とした。

　実施例４の場合、図１０に示すように、転舵時にモータ側給電線１２ｂの一部とモータ電源端子４ａがサードリンク１０の下に重なって入り込まない。この結果、モータ側給電線１２ｂとインホイールモータ４、モータ側給電線１２ｂとサードリンク１０の干渉問題が発生せず、インホイールモータ４のモータ径アップやサードリンク１０のコンパクト化を望める。なお、他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例４のインホイールモータ車のばね下給電装置Ｂ４にあっては、下記の効果を得ることができる。

　(4) タイヤ１が直進状態のとき、仮想キングピン軸６とインホイールモータ４の２つのモータ電源端子４ａ，４ａを結ぶ一つの直線を共通軸Ｌ０とすると、
　サードリンク１０の前リンク部１０ｄと後リンク部１０ｅの外側に固定される２つの給電線固定部材１１，１１を、共通軸Ｌ０の近傍位置に配置した（図９）。
  このため、上記(3)の効果に加え、インホイールモータ４のモータ径アップやサードリンク１０のコンパクト化を望むことができる。

　以上、本発明のインホイールモータ車のばね下給電装置を実施例１～実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１～４では、本発明のばね下給電装置を、アッパーリンクとロアリンクとサードリンクとショックアブシャフトをサスペンション部材として備えたインホイールモータ車に適用する例を示した。しかし、本発明のばね下給電装置は、リンク構成が異なるサスペンションを備えたインホイールモータ車に対しても適用することができる。要するに、ナックルに設けられ、ナックルの連結点を通る軸を仮想キングピン軸とするサードリンクを備えたインホイールモータ車であれば適用できる。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１４年６月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－１３３３１５に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (4)

1. 　タイヤを転舵するナックルにインホイールモータとサードリンクを設け、前記サードリンクは、ナックルとの連結点を通る軸を仮想キングピン軸とするインホイールモータ車において、
   　前記インホイールモータと車体側電源部を接続する給電線の一部を、前記サードリンクに固定して配線した
   　ことを特徴とするインホイールモータ車のばね下給電装置。
2. 　請求項１に記載されたインホイールモータ車のばね下給電装置において、
   　前記給電線の一部を、前記サードリンクのうち、前記仮想キングピン軸の近傍位置に固定して配線した
   　ことを特徴とするインホイールモータ車のばね下給電装置。
3. 　請求項１又は２に記載されたインホイールモータ車のばね下給電装置において、
   　前記サードリンクは、前記ナックルの連結点より車体側位置でショックアブシャフトの下端を支持すると共に、前記ショックアブシャフトを車両前後方向で挟むように前リンク部と後リンク部を有して構成し、
   　前記インホイールモータと車体側電源部を接続する給電線が２本以上のとき、前記前リンク部と前記後リンク部の外側にそれぞれ固定した
   　ことを特徴とするインホイールモータ車のばね下給電装置。
4. 　請求項３に記載されたインホイールモータ車のばね下給電装置において、
   　前記タイヤが直進状態のとき、前記仮想キングピン軸と前記インホイールモータの２つのモータ電源端子を結ぶ一つの直線を共通軸とすると、
   　前記サードリンクの前リンク部と後リンク部の外側に固定される２つの給電線固定部材を、前記共通軸の近傍位置に配置した
   　ことを特徴とするインホイールモータ車のばね下給電装置。

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