インホイルモータ装置
【課題】懸架機構の構成を複雑化したり大きく変更したりすることなく、簡単なサスペンション構成で配置でき、駆動力による車高変化を抑制できるインホイルモータ装置を提供すること。
【解決手段】インホイルモータ装置１が搭載される車両は、車体の横方向に延在する回転軸３ａをもった車輪３と、車輪３に搭載されたインホイルモータ４と、車体２に横方向の動きが規制されるよう取り付けられて、車輪３の回転軸３ａ及びインホイルモータ４を懸架する懸架機構と、を有している。インホイルモータ４は、インホイルモータ４の回転軸４ａが車輪３の回転軸３ａと直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、車輪３に搭載される。
【解決手段】インホイルモータ装置１が搭載される車両は、車体の横方向に延在する回転軸３ａをもった車輪３と、車輪３に搭載されたインホイルモータ４と、車体２に横方向の動きが規制されるよう取り付けられて、車輪３の回転軸３ａ及びインホイルモータ４を懸架する懸架機構と、を有している。インホイルモータ４は、インホイルモータ４の回転軸４ａが車輪３の回転軸３ａと直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、車輪３に搭載される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイルモータ装置に関し、特に、ビームサス形式の懸架機構を有する車両に搭載するインホイルモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の車両用懸架装置は、車軸と車体を連結すると共にインホイルモータが固定された懸架部材を有し、この懸架部材と車体の間に、さらに、サスペンションとして機能するリンク機構を追加することにより、インホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力を低減し、車高変化の抑制を図っている。
【０００３】
特許文献２の車両用駆動輪構造は、一輪当たり二個のインホイルモータを設け、一方のインホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力を、他方のインホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力で相殺することにより、インホイルモータの駆動力による車高の変化の抑制を図っている。さらに、この車両用駆動輪構造においては、一輪当たり二個のインホイルモータを搭載するため、懸架機構に複雑なサスペンションリンクを追加している。
【０００４】
特許文献３は、一般的なインホイルモータ装置の構成を開示しており、車輪の駆動軸とインホイルモータの回転軸が同軸上に位置している構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２８５４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９２０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の車両用懸架装置によれば、リンク機構を追加することによって、懸架装置の部品数が増加したり、懸架装置の構造が複雑になったりするという問題があり、又、ショックアブソーバの取り付け方法の変更が必要となるという問題もある。
【０００７】
特許文献２の車両用駆動輪構造によれば、一輪当たり二個のインホイルモータを支持する必要があることによって、さらに、サスペンションリンクを追加していることによって、懸架機構の構造が複雑になるという問題およびコスト高になるという問題がある。
【０００８】
特許文献３に開示されている一般的なインホイルモータシステムによれば、車輪の駆動軸とインホイルモータの回転軸が同軸上に位置しているため、インホイルモータの駆動力によって車高変化が生じるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、懸架機構の構成を複雑化したり大きく変更したりすることなく、簡単なサスペンション構成で配置でき、駆動力による車高変化を抑制できるインホイルモータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１の視点において、車体の横方向に延在する回転軸を備えた車輪と、前記車輪に搭載されたインホイルモータと、前記車体に前記横方向の動きが規制されるよう取り付けられて前記車輪の回転軸及び前記インホイルモータを懸架する懸架機構と、を有する、車両において、前記インホイルモータは、該インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、前記車輪に搭載されるインホイルモータ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成を有する懸架機構に適したインホイルモータの配置が提供される。また、この配置によれば、インホイルモータ装置の収容に要する車輪内のスペースが削減できるため、車輪内に収容される他の機構、例えば、ブレーキ機構、或いは、モータ制御に必要な回転センサなどの配置も容易となる。さらに、本発明によれば、簡単な構成を有する懸架機構を採用しても、車高変化が抑制される。
【００１２】
すなわち、本発明のインホイルモータと車輪の配置関係によれば、インホイルモータに印加される反力が、懸架機構の動きが規制されている方向、すなわち、横方向に作用する。したがって、車両の加減速時、この反力が発生しても、車高変化（駆動力ポップアップ）は抑制される。
【００１３】
詳細に説明すると、車輪及びインホイルモータは、横方向の動きが規制されて、車体に取り付けられている。車両の加減速時、インホイルモータの駆動力に対する反力は、車輪からインホイルモータを介して懸架機構、さらには、車体に伝達される。この反力は、車輪とインホイルモータの配置関係より、インホイルモータを横方向に動かそうとする力として作用する。しかしながら、インホイルモータは、横方向の動きが規制された懸架機構に支持されている。したがって、この反力が発生しても、車高変化は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置の背面図である。
【図２】図１に示したインホイルモータ装置の平面図である。
【図３】図１に示したインホイルモータ装置が支持される懸架機構を示す斜視図である。
【図４】比較例に係るインホイルモータ装置の説明図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置に採用される歯車機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、角度をもって交差する（斜交する）、及び、角度をもって非交差する（食い違う）のいずれか一の関係を有する。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態において、前記懸架機構は、前記車体の左右にそれぞれ配置されて該車体の前後方向に延在する左右のアームと、前記車体の左右方向に延在して前記左右のアームを剛に結合するビームと、を有し、前記左右のアームは、前記横方向（略水平方向）の動きが規制されて前記車体に取り付けられ、前記左のアームは、前記左の車輪のハブ及び該左の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持し、前記右のアームは、前記右の車輪のハブ及び該右の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持する。この形態によれば、インホイルモータを支持する懸架機構の動きが規制されている方向に、インホイルモータの駆動力に対する反力が作用するため、車両の車高変化および車体左右方向の動きが抑制される。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態において、前記インホイルモータの回転軸と前記車輪の回転軸間の動力伝達経路に、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構が接続され、前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸と直交又は斜交する。また好ましくは、前記インホイルモータと前記車輪の間の動力伝達経路に、互いに食い違う複数の歯車間で動力を減速する食い違い軸歯車機構が接続され、前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸の方向と食い違う。これらの形態によれば、減速機能を有する歯車機構によって、インホイルモータが発生する駆動力の方向が変換される。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態において、前記インホイルモータは、前記車輪の回転軸を挟んで、前記車輪を制動するためのブレーキキャリパの反対側に配置することができる。このように、インホイルモータを、車輪の回転軸の一側のスペースに配置することによって、回転軸の他側のスペースに余裕ができ、この他側のスペースにブレーキキャリパを収容することが容易となる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、車体の横方向に規制され又は同横方向に自由度をもたない懸架機構に支持される。このような懸架機構は、簡素に構成することができる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態において、懸架機構は、横方向、例えば、車体の前後方向ないし左右方向に動きが規制され、インホイルモータ回転軸の回転面は、車輪回転軸の回転面と交差して、インホイルモータ回転軸の回転面は、横方向（車体の左右方向及び前後方向など、すなわち横方向面の延在する方向）の成分を有する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、インホイルモータを支持する構造が簡素化される。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータを搭載する車輪のハブは、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、車輪を支持する構造が簡素化される。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータを搭載する車輪のハブは、インホイルモータと共に、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、車輪およびインホイルモータを支持する構造が簡素化される。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータ装置は、左右輪が結合される懸架方式を有する車両、特に、トーションビーム形式のサスペンション構造を有する車両に搭載される。また、本発明によるインホイルモータ装置は、インホイルモータによって駆動される４輪駆動車、或いは、前置きエンジンによって前輪が駆動されるＦＦ車のリア側、に好適に搭載される。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、トーションビーム形式の懸架機構の車軸部分に搭載される。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態において、本発明のインホイルモータ装置は、一輪に搭載され、又は、車体の少なくとも一組の左右車輪に搭載され、場合によっては、二組の左右車輪にそれぞれ搭載することもできる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸の間の動力伝達経路に、回転力の方向を変換し且つ減速する歯車機構、例えば、軸角が９０度の交差歯車機構、又は、軸角が９０度でない交差歯車機構、或いは、食い違い軸歯車機構などが接続され、具体的には、はすば、まがりばかさ歯車機構、斜交かさ歯車機構、或いは、ハイポイド歯車機構やウォームアンドホイール機構などが接続される。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態に係るインホイルモータ装置は、様々な種類のモータを用いることができ、モータの種類はそれぞれの車載懸架機構ないし駆動機構の形式に応じ適宜選択できる。その中で、特に小型のものが好ましい。例えば、小型化可能な永久磁石型モータを用いることにより、インホイルモータ回転軸の方向と車輪回転軸の方向が、直交、斜交又は食い違うよう、狭い車輪内にインホイルモータを搭載することが一層容易となる。
【実施例１】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置を説明する。図１は、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置の背面図であって、同装置を車両後方からみた図である。図２は、図１に示したインホイルモータ装置の平面図であって、同装置を車両上方からみた図である。図３は、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置が支持される懸架機構を示す斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１が搭載される車両は、車体２の横方向に延在する回転軸３ａをもった車輪（ホイル）３と、車輪３に搭載されたインホイルモータ（電動モータ）４と、車体２に横方向の動きが規制されるよう取り付けられて、車輪３の回転軸３ａ及びインホイルモータ４を懸架する懸架機構５（図３参照）と、を有している。
【００３１】
インホイルモータ４は、インホイルモータ４の回転軸４ａが車輪３の回転軸３ａと直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、車輪３に搭載される。なお、図１及び図２は、回転軸４ａが回転軸３ａと直交する様子を示している。
【００３２】
インホイルモータ４の回転軸４ａと車輪３の回転軸３ａ間の動力伝達経路には、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構６が接続されている。図１及び図２に示したかさ歯車機構６は、回転軸４ａの駆動力を、方向変換して、車輪３の回転軸３ａに伝達する。
【００３３】
車輪３の回転軸３ａは、ハブ３ｂに、ハブベアリング３ｃを介して回転自在に支持されている。ハブ３ｂの外周側には、タイヤ３ｄが装着されている。回転軸３ａの外周側には、ブレーキディスク７ａが取り付けられている。ブレーキディスク７ａには、ブレーキパッド７ｂが軸方向に対向している。ブレーキパッド７ｂには、ブレーキキャリパ７ｃが軸方向に対向している。ブレーキキャリパ７ｃは、車輪３の制動時、ブレーキパッド７ｂを付勢してブレーキディスク７ａに押し付ける。
【００３４】
また、インホイルモータ４は、本実施例では一例として、車輪３の回転軸３ａを挟んで、車輪３を制動するためのブレーキキャリパ７ｃの反対側に配置されている。このように、インホイルモータ４を、車輪３の回転軸３ａの一側のスペースに配置することによって、回転軸３ａの他側のスペースに余裕ができ、この他側のスペースにブレーキキャリパ７ｃを収容することが容易となる。防水上、インホイルモータ４は、回転軸３ａの上方に配置することが好ましい。なお、インホイルモータ４は、回転軸３ａの下方に配置することもできる。
【００３５】
また、別のサスペンション機構との関係においては、インホイルモータ４の回転軸は、水平方向に配設することも可能であり、その他車輪の軸に直交する軸面でみた場合、サスペンションやブレーキ等の他の機器と干渉しない限り、任意の角度位置において、配設することもできる。インホイルモータ４の取付け（固定）の利点からは、サスペンションアームに近い所に固定することが固定手段の簡易化、スペース有効理由及び部品点数の削減上好ましい。
【００３６】
また、車輪３の回転軸３ａと軸方向に対向して、回転軸３ａの回転数を計測する回転センサ８が配置されている。すなわち、回転センサ８は、車輪３の径方向に対向するインホイルモータ４とブレーキキャリパ７ｃの間に形成されたスペースに配置されている。なお、回転センサ８は、インホイルモータ４の背面端部など、他のスペースに配置することもできる。
【００３７】
図３は、図１に示したインホイルモータ装置を支持する懸架機構を示す斜視図であり、特に、簡単な構成を有するトーションビーム形式のサスペンション構造を示している。図３を参照すると、懸架機構５は、車体２の左右にそれぞれ配置されて車体２の前後方向に延在する左右のトレーリングアーム５ａ，５ａと、車体２の左右方向に延在して左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを剛に結合するトーションビーム５ｂと、を有している。
【００３８】
左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの一端はそれぞれ、アームブッシュ５ｃ，５ｃを介して、車体２の車高方向には揺動自在に、横方向には動きが規制されて、車体２に取り付けられている。左のトレーリングアーム５ａは、左の車輪３のハブ３ｂ及び左の車輪３に搭載されたインホイルモータ４を剛に支持し、右のトレーリングアーム５ａは、右の車輪３のハブ３ｂ及び右の車輪３に搭載されたインホイルモータ４を剛に支持している。
【００３９】
結局、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａ、トーションビーム５ｂ、インホイルモータ４を含んで構成されるサスペンションアッセンブリは、左右のアームブッシュ５ｃ，５ｃによって、車体２の横方向の自由度をほとんど有さない。よって、インホイルモータ４が出力する回転トルク９ａに対向する横方向の反力９ｂが、インホイルモータ４を含むサスペンションアッセンブリに作用しても、同サスペンションアッセンブリの横方向の動きは抑制される。なお、本実施例においては、回転トルク９ａ、反力９ｂが図２においてそれぞれ反時計方向、時計方向となっているが、歯車機構６の構成、配置から回転トルク９ａ、反力９ｂがそれぞれ時計方向、反時計方向となる場合でも、サスペンションアッセンブリの横方向の動きは抑制される。
【００４０】
トーションビーム５ｂは、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを結合することにより、左右のハブ３ｂ，３ｂにそれぞれ支承された左右の車輪３，３の位置決めを行うと共に、適切なねじり剛性をもって、車両旋回時の車両ロール量を適切に制御する。また、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの他端と車体２の間にはそれぞれ、伸縮して路面からのショックを吸収するコイルスプリング５ｄと、コイルスプリング５ｄの振動を減衰させるショックアブソーバ５ｅが、介装されている。
【００４１】
以上のように、簡単なサスペンション構成を有する懸架機構５を採用して、本発明によるインホイルモータ４の配置を実現することができる。
【００４２】
図１および図２に示した本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置によって、車両の発進時等における車高変化が抑制される理由を説明する前に、比較例に係るインホイルモータ装置において、車高変化が発生する理由を、一輪モデルにおいて説明する。この比較例に係るインホイルモータ装置においては、前記実施例とは異なり、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸とが同軸上に位置しているが、懸架機構に関しては、前記実施例と同様に、図３に示した「トーションビーム形式」の懸架機構５に、インホイルモータおよび車輪が支持されている。
【００４３】
図４は、比較例に係るインホイルモータ装置の説明図であって、同装置を車両側方からみた図である。図４を参照すると、比較例に係るインホイルモータ装置は、インホイルモータユニット１４内のインホイルモータの回転軸と後輪１３の回転軸とが同軸上に位置している構成を有し、インホイルモータユニット１４（インホイルモータ）および後輪１３は、トレーリングアーム５ａを介して、車体１２の車高方向には揺動自在に、横方向には動きが規制されて、車体１２に取り付けられている。インホイルモータユニット１４内のインホイルモータの回転面と、後輪１３の回転面は、平行ないし一致している。また、トレーリングアーム５ａの他端と車体１２の間にはそれぞれ、伸縮して路面からのショックを吸収するコイルスプリング１５ｄが介装されている。
【００４４】
比較例に係るインホイルモータ装置において、車両の発進又は加速時、インホイルモータユニット１４に内蔵されているインホイルモータからの駆動力は、後輪１３に伝達される。インホイルモータユニット１４（インホイルモータ）は、トレーリングアーム５ａに剛に取り付けられているため、トレーリングアーム５ａは、後輪１３に作用する駆動力Ｆｒに対する反力を後輪１３の回転軸（車軸）まわりの回転力として受けることになる。
【００４５】
したがって、トレーリングアーム５ａの一端を支承するアームブッシュ５ｃに作用する上方向の力Ｆｈは、下式のように表される。
Ｆｈ＝Ｔｒ・ｃｏｓθ／Ｌｓ （１）
Ｆｈ：インホイルユニット１４が発生する駆動力
Ｌｓ：トレーリングアーム５ａの前後長
θ：トレーリングアーム５ａの上反角
【００４６】
また、力の釣り合いは、下式のように表される。
Ｆｈ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）＝Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （２）
Ｋｓ：コイルスプリング５ｄのばね定数
Ｌａ：コイルスプリング５ｄの車両前後方向車体側取付位置と
後輪１３の回転軸とのオフセット
Ｌｗｂ：車両のホイールベース
【００４７】
（１）及び（２）式より、コイルスプリング１５ｄの取付位置での車高変化量Ｈｘは、下式のようにあらわされる。
Ｈｘ＝Ｆｈ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）／Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （３）
【００４８】
（１）及び（３）式より、インホイルモータのトルクと車高変化の関係は、下式のようにあらわされる。
Ｈｘ＝Ｔｒ・ｃｏｓθ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）／Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （４）
【００４９】
（４）式より、車両発進又は加速時、インホイルモータユニット１４から後輪１３に駆動力が加えられると、車両後端が浮き上がる現象が発生することがわかる。その原因は、インホイルモータユニット１４のインホイルモータに対して、インホイルモータユニット１４及び懸架機構５の動きが規制されていない車高方向に、反力が加わるからである。この現象を「駆動力ポップアップ」と称する。駆動力ポップアップは、車両の運転者に不自然なフィーリングを感じさせる。
【００５０】
また、（４）式より、車両減速時、例えば、インホイルモータユニット１４を用いた回生ブレーキ時、減速中の後輪１３からの反力は、車両発進又は加速時とは反対方向に、トレーリングアーム５ａに最終的に伝達されて、車高を押し下げる力となることがわかる。車高を押し下げる力が車体１２に加わると、駆動力ポップアップの場合と同様に、車両の運転者は、不自然なフィーリングを感じる。
【００５１】
また、走行中のアクセルのオンオフ時には、車両のピッチングが発生し、発進、加速又は減速時の場合と同様に、車両の運転者は、不自然なフィーリングを感じることとなる。
【００５２】
次に、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置によって、車高の変化が抑制される理由を、説明する。
【００５３】
本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１によれば、インホイルモータ４に印加される反力が、懸架機構５の動きが規制されている方向、すなわち、横方向に作用する。したがって、車両の加減速時、この反力が発生しても、車高変化は抑制される。
【００５４】
詳細に説明すると、車輪３及びインホイルモータ４は、トレーリングアーム５ａを介して、横方向の動きが規制されて、車体２に取り付けられている。
【００５５】
車両の加減速時、インホイルモータ４の駆動力（回転トルク９ａ）に対する反力９ｂは、車輪３から、かさ歯車機構６、インホイルモータ４を介して懸架機構５（トレーリングアーム５ａ）、さらには、車体２に伝達される。反力９ｂは、インホイルモータ４の回転方向とは反対方向に力を及ぼすと共に、上述した車輪３とインホイルモータ４の配置関係より、インホイルモータ４及びトレーリングアーム５ａを横方向に動かそうとする力として作用する。しかしながら、インホイルモータ４は、横方向の動きが規制された懸架機構５ないしトレーリングアーム５ａに支持されている。したがって、横方向の反力９ｂが発生しても、車高変化は抑制される。
【００５６】
また、トレーリングアーム５ａは、アームブッシュ５ｃによって、車体２の左右方向に動きも抑制されている。よって、反力９ｂが発生しても、車両の横方向のうち、特に、左右方向の変化も顕著に抑制されている。さらに、実際のレイアウト、すなわち、左右の車輪３，３にそれぞれインホイルモータ４が搭載されている二輪モデルにおいては、左右の車輪３，３から左右のインホイルモータ４，４が駆動された場合、左右のインホイルモータ４，４は共に逆回転し、左右の車輪３，３をそれぞれ車体２に接続するトレーリングアーム５ａ，５ａ及びアームブュシュ５ｃ，５ｃ、さらに左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを連結するトーションビーム５ｂによって、左右の車輪３，３間で発生する力は打ち消されることになる。
【００５７】
以上より、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１は、簡素なサスペンション構成の懸架機構５に支持されているにもかかわらず、左右の車輪３，３に駆動力や制動力をかけた場合にも、左右の車輪３，３のうち、一輪３に駆動力や制動力をかけた場合と同様に、駆動力ポップアップないし車高変化などが抑制されるという効果を奏する。
【実施例２】
【００５８】
インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と直交する以外の形態を有する、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置を説明する。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置に採用される歯車機構を示す図である。
【００５９】
図５（Ａ）を参照すると、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸間の動力伝達経路には、図１に示した互いに直交する軸を有するかさ歯車機構６に変えて、互いに斜交する軸を有する複数の歯車間で動力を減速する斜交かさ歯車機構２６が接続されている。この斜交かさ歯車機構２６を接続することによって、インホイルモータを、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と斜交する（角度をもって交差する）よう配置することができる。
【００６０】
図５（Ｂ）を参照すると、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸間の動力伝達経路には、図１に示した互いに直交する軸を有するかさ歯車機構６に変えて、互いに食い違う軸を有する複数の歯車間で動力を減速するハイポイド歯車機構３６が接続される。このハイポイド歯車機構３６によって、インホイルモータは、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と食い違う（角度をもって非交差する）よう配置することができる。これらの実施例も、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と直交するよう配置された場合と、同種の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によるインホイルモータ装置は、車両の横方向の動きが規制された懸架機構を有する車両に好適に搭載され、中でも、ビームサス形式の懸架機構を有する車両に好適に搭載される。
【符号の説明】
【００６２】
１ インホイルモータ装置
２ 車体
３ 車輪
３ａ 車輪の回転軸
３ｂ ハブ
３ｃ ハブベアリング
３ｄ タイヤ
４ インホイルモータ（電動モータ）
４ａ インホイルモータの回転軸
５ 懸架機構
５ａ，５ａ 左右のトレーリングアーム
５ｂ トーションビーム
５ｃ，５ｃ 左右のアームブッシュ
５ｄ コイルスプリング
５ｅ ショックアブソーバ
６ かさ歯車機構
７ａ ブレーキディスク
７ｂ ブレーキパッド
７ｃ ブレーキキャリパ
８ 回転センサ
９ａ 回転トルク（インホイルモータが出力する回転トルク）
９ｂ 反力（モータ回転トルクの反力）
１７ 地面（走行面）
２６ 斜交かさ歯車機構
３６ ハイポイド歯車機構
Ｘ 車両左右方向
Ｙ 車両前後方向
Ｚ 車両車高方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイルモータ装置に関し、特に、ビームサス形式の懸架機構を有する車両に搭載するインホイルモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の車両用懸架装置は、車軸と車体を連結すると共にインホイルモータが固定された懸架部材を有し、この懸架部材と車体の間に、さらに、サスペンションとして機能するリンク機構を追加することにより、インホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力を低減し、車高変化の抑制を図っている。
【０００３】
特許文献２の車両用駆動輪構造は、一輪当たり二個のインホイルモータを設け、一方のインホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力を、他方のインホイルモータの駆動反力によって生じる車両上下方向力で相殺することにより、インホイルモータの駆動力による車高の変化の抑制を図っている。さらに、この車両用駆動輪構造においては、一輪当たり二個のインホイルモータを搭載するため、懸架機構に複雑なサスペンションリンクを追加している。
【０００４】
特許文献３は、一般的なインホイルモータ装置の構成を開示しており、車輪の駆動軸とインホイルモータの回転軸が同軸上に位置している構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２８５４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９２０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の車両用懸架装置によれば、リンク機構を追加することによって、懸架装置の部品数が増加したり、懸架装置の構造が複雑になったりするという問題があり、又、ショックアブソーバの取り付け方法の変更が必要となるという問題もある。
【０００７】
特許文献２の車両用駆動輪構造によれば、一輪当たり二個のインホイルモータを支持する必要があることによって、さらに、サスペンションリンクを追加していることによって、懸架機構の構造が複雑になるという問題およびコスト高になるという問題がある。
【０００８】
特許文献３に開示されている一般的なインホイルモータシステムによれば、車輪の駆動軸とインホイルモータの回転軸が同軸上に位置しているため、インホイルモータの駆動力によって車高変化が生じるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、懸架機構の構成を複雑化したり大きく変更したりすることなく、簡単なサスペンション構成で配置でき、駆動力による車高変化を抑制できるインホイルモータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１の視点において、車体の横方向に延在する回転軸を備えた車輪と、前記車輪に搭載されたインホイルモータと、前記車体に前記横方向の動きが規制されるよう取り付けられて前記車輪の回転軸及び前記インホイルモータを懸架する懸架機構と、を有する、車両において、前記インホイルモータは、該インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、前記車輪に搭載されるインホイルモータ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成を有する懸架機構に適したインホイルモータの配置が提供される。また、この配置によれば、インホイルモータ装置の収容に要する車輪内のスペースが削減できるため、車輪内に収容される他の機構、例えば、ブレーキ機構、或いは、モータ制御に必要な回転センサなどの配置も容易となる。さらに、本発明によれば、簡単な構成を有する懸架機構を採用しても、車高変化が抑制される。
【００１２】
すなわち、本発明のインホイルモータと車輪の配置関係によれば、インホイルモータに印加される反力が、懸架機構の動きが規制されている方向、すなわち、横方向に作用する。したがって、車両の加減速時、この反力が発生しても、車高変化（駆動力ポップアップ）は抑制される。
【００１３】
詳細に説明すると、車輪及びインホイルモータは、横方向の動きが規制されて、車体に取り付けられている。車両の加減速時、インホイルモータの駆動力に対する反力は、車輪からインホイルモータを介して懸架機構、さらには、車体に伝達される。この反力は、車輪とインホイルモータの配置関係より、インホイルモータを横方向に動かそうとする力として作用する。しかしながら、インホイルモータは、横方向の動きが規制された懸架機構に支持されている。したがって、この反力が発生しても、車高変化は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置の背面図である。
【図２】図１に示したインホイルモータ装置の平面図である。
【図３】図１に示したインホイルモータ装置が支持される懸架機構を示す斜視図である。
【図４】比較例に係るインホイルモータ装置の説明図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置に採用される歯車機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、角度をもって交差する（斜交する）、及び、角度をもって非交差する（食い違う）のいずれか一の関係を有する。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態において、前記懸架機構は、前記車体の左右にそれぞれ配置されて該車体の前後方向に延在する左右のアームと、前記車体の左右方向に延在して前記左右のアームを剛に結合するビームと、を有し、前記左右のアームは、前記横方向（略水平方向）の動きが規制されて前記車体に取り付けられ、前記左のアームは、前記左の車輪のハブ及び該左の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持し、前記右のアームは、前記右の車輪のハブ及び該右の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持する。この形態によれば、インホイルモータを支持する懸架機構の動きが規制されている方向に、インホイルモータの駆動力に対する反力が作用するため、車両の車高変化および車体左右方向の動きが抑制される。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態において、前記インホイルモータの回転軸と前記車輪の回転軸間の動力伝達経路に、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構が接続され、前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸と直交又は斜交する。また好ましくは、前記インホイルモータと前記車輪の間の動力伝達経路に、互いに食い違う複数の歯車間で動力を減速する食い違い軸歯車機構が接続され、前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸の方向と食い違う。これらの形態によれば、減速機能を有する歯車機構によって、インホイルモータが発生する駆動力の方向が変換される。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態において、前記インホイルモータは、前記車輪の回転軸を挟んで、前記車輪を制動するためのブレーキキャリパの反対側に配置することができる。このように、インホイルモータを、車輪の回転軸の一側のスペースに配置することによって、回転軸の他側のスペースに余裕ができ、この他側のスペースにブレーキキャリパを収容することが容易となる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、車体の横方向に規制され又は同横方向に自由度をもたない懸架機構に支持される。このような懸架機構は、簡素に構成することができる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態において、懸架機構は、横方向、例えば、車体の前後方向ないし左右方向に動きが規制され、インホイルモータ回転軸の回転面は、車輪回転軸の回転面と交差して、インホイルモータ回転軸の回転面は、横方向（車体の左右方向及び前後方向など、すなわち横方向面の延在する方向）の成分を有する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、インホイルモータを支持する構造が簡素化される。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータを搭載する車輪のハブは、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、車輪を支持する構造が簡素化される。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータを搭載する車輪のハブは、インホイルモータと共に、懸架機構に剛に取り付けられる。この形態によれば、車輪およびインホイルモータを支持する構造が簡素化される。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータ装置は、左右輪が結合される懸架方式を有する車両、特に、トーションビーム形式のサスペンション構造を有する車両に搭載される。また、本発明によるインホイルモータ装置は、インホイルモータによって駆動される４輪駆動車、或いは、前置きエンジンによって前輪が駆動されるＦＦ車のリア側、に好適に搭載される。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータは、トーションビーム形式の懸架機構の車軸部分に搭載される。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態において、本発明のインホイルモータ装置は、一輪に搭載され、又は、車体の少なくとも一組の左右車輪に搭載され、場合によっては、二組の左右車輪にそれぞれ搭載することもできる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態において、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸の間の動力伝達経路に、回転力の方向を変換し且つ減速する歯車機構、例えば、軸角が９０度の交差歯車機構、又は、軸角が９０度でない交差歯車機構、或いは、食い違い軸歯車機構などが接続され、具体的には、はすば、まがりばかさ歯車機構、斜交かさ歯車機構、或いは、ハイポイド歯車機構やウォームアンドホイール機構などが接続される。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態に係るインホイルモータ装置は、様々な種類のモータを用いることができ、モータの種類はそれぞれの車載懸架機構ないし駆動機構の形式に応じ適宜選択できる。その中で、特に小型のものが好ましい。例えば、小型化可能な永久磁石型モータを用いることにより、インホイルモータ回転軸の方向と車輪回転軸の方向が、直交、斜交又は食い違うよう、狭い車輪内にインホイルモータを搭載することが一層容易となる。
【実施例１】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置を説明する。図１は、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置の背面図であって、同装置を車両後方からみた図である。図２は、図１に示したインホイルモータ装置の平面図であって、同装置を車両上方からみた図である。図３は、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置が支持される懸架機構を示す斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１が搭載される車両は、車体２の横方向に延在する回転軸３ａをもった車輪（ホイル）３と、車輪３に搭載されたインホイルモータ（電動モータ）４と、車体２に横方向の動きが規制されるよう取り付けられて、車輪３の回転軸３ａ及びインホイルモータ４を懸架する懸架機構５（図３参照）と、を有している。
【００３１】
インホイルモータ４は、インホイルモータ４の回転軸４ａが車輪３の回転軸３ａと直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、車輪３に搭載される。なお、図１及び図２は、回転軸４ａが回転軸３ａと直交する様子を示している。
【００３２】
インホイルモータ４の回転軸４ａと車輪３の回転軸３ａ間の動力伝達経路には、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構６が接続されている。図１及び図２に示したかさ歯車機構６は、回転軸４ａの駆動力を、方向変換して、車輪３の回転軸３ａに伝達する。
【００３３】
車輪３の回転軸３ａは、ハブ３ｂに、ハブベアリング３ｃを介して回転自在に支持されている。ハブ３ｂの外周側には、タイヤ３ｄが装着されている。回転軸３ａの外周側には、ブレーキディスク７ａが取り付けられている。ブレーキディスク７ａには、ブレーキパッド７ｂが軸方向に対向している。ブレーキパッド７ｂには、ブレーキキャリパ７ｃが軸方向に対向している。ブレーキキャリパ７ｃは、車輪３の制動時、ブレーキパッド７ｂを付勢してブレーキディスク７ａに押し付ける。
【００３４】
また、インホイルモータ４は、本実施例では一例として、車輪３の回転軸３ａを挟んで、車輪３を制動するためのブレーキキャリパ７ｃの反対側に配置されている。このように、インホイルモータ４を、車輪３の回転軸３ａの一側のスペースに配置することによって、回転軸３ａの他側のスペースに余裕ができ、この他側のスペースにブレーキキャリパ７ｃを収容することが容易となる。防水上、インホイルモータ４は、回転軸３ａの上方に配置することが好ましい。なお、インホイルモータ４は、回転軸３ａの下方に配置することもできる。
【００３５】
また、別のサスペンション機構との関係においては、インホイルモータ４の回転軸は、水平方向に配設することも可能であり、その他車輪の軸に直交する軸面でみた場合、サスペンションやブレーキ等の他の機器と干渉しない限り、任意の角度位置において、配設することもできる。インホイルモータ４の取付け（固定）の利点からは、サスペンションアームに近い所に固定することが固定手段の簡易化、スペース有効理由及び部品点数の削減上好ましい。
【００３６】
また、車輪３の回転軸３ａと軸方向に対向して、回転軸３ａの回転数を計測する回転センサ８が配置されている。すなわち、回転センサ８は、車輪３の径方向に対向するインホイルモータ４とブレーキキャリパ７ｃの間に形成されたスペースに配置されている。なお、回転センサ８は、インホイルモータ４の背面端部など、他のスペースに配置することもできる。
【００３７】
図３は、図１に示したインホイルモータ装置を支持する懸架機構を示す斜視図であり、特に、簡単な構成を有するトーションビーム形式のサスペンション構造を示している。図３を参照すると、懸架機構５は、車体２の左右にそれぞれ配置されて車体２の前後方向に延在する左右のトレーリングアーム５ａ，５ａと、車体２の左右方向に延在して左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを剛に結合するトーションビーム５ｂと、を有している。
【００３８】
左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの一端はそれぞれ、アームブッシュ５ｃ，５ｃを介して、車体２の車高方向には揺動自在に、横方向には動きが規制されて、車体２に取り付けられている。左のトレーリングアーム５ａは、左の車輪３のハブ３ｂ及び左の車輪３に搭載されたインホイルモータ４を剛に支持し、右のトレーリングアーム５ａは、右の車輪３のハブ３ｂ及び右の車輪３に搭載されたインホイルモータ４を剛に支持している。
【００３９】
結局、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａ、トーションビーム５ｂ、インホイルモータ４を含んで構成されるサスペンションアッセンブリは、左右のアームブッシュ５ｃ，５ｃによって、車体２の横方向の自由度をほとんど有さない。よって、インホイルモータ４が出力する回転トルク９ａに対向する横方向の反力９ｂが、インホイルモータ４を含むサスペンションアッセンブリに作用しても、同サスペンションアッセンブリの横方向の動きは抑制される。なお、本実施例においては、回転トルク９ａ、反力９ｂが図２においてそれぞれ反時計方向、時計方向となっているが、歯車機構６の構成、配置から回転トルク９ａ、反力９ｂがそれぞれ時計方向、反時計方向となる場合でも、サスペンションアッセンブリの横方向の動きは抑制される。
【００４０】
トーションビーム５ｂは、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを結合することにより、左右のハブ３ｂ，３ｂにそれぞれ支承された左右の車輪３，３の位置決めを行うと共に、適切なねじり剛性をもって、車両旋回時の車両ロール量を適切に制御する。また、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの他端と車体２の間にはそれぞれ、伸縮して路面からのショックを吸収するコイルスプリング５ｄと、コイルスプリング５ｄの振動を減衰させるショックアブソーバ５ｅが、介装されている。
【００４１】
以上のように、簡単なサスペンション構成を有する懸架機構５を採用して、本発明によるインホイルモータ４の配置を実現することができる。
【００４２】
図１および図２に示した本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置によって、車両の発進時等における車高変化が抑制される理由を説明する前に、比較例に係るインホイルモータ装置において、車高変化が発生する理由を、一輪モデルにおいて説明する。この比較例に係るインホイルモータ装置においては、前記実施例とは異なり、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸とが同軸上に位置しているが、懸架機構に関しては、前記実施例と同様に、図３に示した「トーションビーム形式」の懸架機構５に、インホイルモータおよび車輪が支持されている。
【００４３】
図４は、比較例に係るインホイルモータ装置の説明図であって、同装置を車両側方からみた図である。図４を参照すると、比較例に係るインホイルモータ装置は、インホイルモータユニット１４内のインホイルモータの回転軸と後輪１３の回転軸とが同軸上に位置している構成を有し、インホイルモータユニット１４（インホイルモータ）および後輪１３は、トレーリングアーム５ａを介して、車体１２の車高方向には揺動自在に、横方向には動きが規制されて、車体１２に取り付けられている。インホイルモータユニット１４内のインホイルモータの回転面と、後輪１３の回転面は、平行ないし一致している。また、トレーリングアーム５ａの他端と車体１２の間にはそれぞれ、伸縮して路面からのショックを吸収するコイルスプリング１５ｄが介装されている。
【００４４】
比較例に係るインホイルモータ装置において、車両の発進又は加速時、インホイルモータユニット１４に内蔵されているインホイルモータからの駆動力は、後輪１３に伝達される。インホイルモータユニット１４（インホイルモータ）は、トレーリングアーム５ａに剛に取り付けられているため、トレーリングアーム５ａは、後輪１３に作用する駆動力Ｆｒに対する反力を後輪１３の回転軸（車軸）まわりの回転力として受けることになる。
【００４５】
したがって、トレーリングアーム５ａの一端を支承するアームブッシュ５ｃに作用する上方向の力Ｆｈは、下式のように表される。
Ｆｈ＝Ｔｒ・ｃｏｓθ／Ｌｓ （１）
Ｆｈ：インホイルユニット１４が発生する駆動力
Ｌｓ：トレーリングアーム５ａの前後長
θ：トレーリングアーム５ａの上反角
【００４６】
また、力の釣り合いは、下式のように表される。
Ｆｈ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）＝Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （２）
Ｋｓ：コイルスプリング５ｄのばね定数
Ｌａ：コイルスプリング５ｄの車両前後方向車体側取付位置と
後輪１３の回転軸とのオフセット
Ｌｗｂ：車両のホイールベース
【００４７】
（１）及び（２）式より、コイルスプリング１５ｄの取付位置での車高変化量Ｈｘは、下式のようにあらわされる。
Ｈｘ＝Ｆｈ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）／Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （３）
【００４８】
（１）及び（３）式より、インホイルモータのトルクと車高変化の関係は、下式のようにあらわされる。
Ｈｘ＝Ｔｒ・ｃｏｓθ・（Ｌｗｂ−Ｌｓ）／Ｋｓ・Ｈｘ（Ｌｗｂ−Ｌａ） （４）
【００４９】
（４）式より、車両発進又は加速時、インホイルモータユニット１４から後輪１３に駆動力が加えられると、車両後端が浮き上がる現象が発生することがわかる。その原因は、インホイルモータユニット１４のインホイルモータに対して、インホイルモータユニット１４及び懸架機構５の動きが規制されていない車高方向に、反力が加わるからである。この現象を「駆動力ポップアップ」と称する。駆動力ポップアップは、車両の運転者に不自然なフィーリングを感じさせる。
【００５０】
また、（４）式より、車両減速時、例えば、インホイルモータユニット１４を用いた回生ブレーキ時、減速中の後輪１３からの反力は、車両発進又は加速時とは反対方向に、トレーリングアーム５ａに最終的に伝達されて、車高を押し下げる力となることがわかる。車高を押し下げる力が車体１２に加わると、駆動力ポップアップの場合と同様に、車両の運転者は、不自然なフィーリングを感じる。
【００５１】
また、走行中のアクセルのオンオフ時には、車両のピッチングが発生し、発進、加速又は減速時の場合と同様に、車両の運転者は、不自然なフィーリングを感じることとなる。
【００５２】
次に、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置によって、車高の変化が抑制される理由を、説明する。
【００５３】
本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１によれば、インホイルモータ４に印加される反力が、懸架機構５の動きが規制されている方向、すなわち、横方向に作用する。したがって、車両の加減速時、この反力が発生しても、車高変化は抑制される。
【００５４】
詳細に説明すると、車輪３及びインホイルモータ４は、トレーリングアーム５ａを介して、横方向の動きが規制されて、車体２に取り付けられている。
【００５５】
車両の加減速時、インホイルモータ４の駆動力（回転トルク９ａ）に対する反力９ｂは、車輪３から、かさ歯車機構６、インホイルモータ４を介して懸架機構５（トレーリングアーム５ａ）、さらには、車体２に伝達される。反力９ｂは、インホイルモータ４の回転方向とは反対方向に力を及ぼすと共に、上述した車輪３とインホイルモータ４の配置関係より、インホイルモータ４及びトレーリングアーム５ａを横方向に動かそうとする力として作用する。しかしながら、インホイルモータ４は、横方向の動きが規制された懸架機構５ないしトレーリングアーム５ａに支持されている。したがって、横方向の反力９ｂが発生しても、車高変化は抑制される。
【００５６】
また、トレーリングアーム５ａは、アームブッシュ５ｃによって、車体２の左右方向に動きも抑制されている。よって、反力９ｂが発生しても、車両の横方向のうち、特に、左右方向の変化も顕著に抑制されている。さらに、実際のレイアウト、すなわち、左右の車輪３，３にそれぞれインホイルモータ４が搭載されている二輪モデルにおいては、左右の車輪３，３から左右のインホイルモータ４，４が駆動された場合、左右のインホイルモータ４，４は共に逆回転し、左右の車輪３，３をそれぞれ車体２に接続するトレーリングアーム５ａ，５ａ及びアームブュシュ５ｃ，５ｃ、さらに左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを連結するトーションビーム５ｂによって、左右の車輪３，３間で発生する力は打ち消されることになる。
【００５７】
以上より、本発明の一実施例に係るインホイルモータ装置１は、簡素なサスペンション構成の懸架機構５に支持されているにもかかわらず、左右の車輪３，３に駆動力や制動力をかけた場合にも、左右の車輪３，３のうち、一輪３に駆動力や制動力をかけた場合と同様に、駆動力ポップアップないし車高変化などが抑制されるという効果を奏する。
【実施例２】
【００５８】
インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と直交する以外の形態を有する、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置を説明する。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施例に係るインホイルモータ装置に採用される歯車機構を示す図である。
【００５９】
図５（Ａ）を参照すると、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸間の動力伝達経路には、図１に示した互いに直交する軸を有するかさ歯車機構６に変えて、互いに斜交する軸を有する複数の歯車間で動力を減速する斜交かさ歯車機構２６が接続されている。この斜交かさ歯車機構２６を接続することによって、インホイルモータを、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と斜交する（角度をもって交差する）よう配置することができる。
【００６０】
図５（Ｂ）を参照すると、インホイルモータの回転軸と車輪の回転軸間の動力伝達経路には、図１に示した互いに直交する軸を有するかさ歯車機構６に変えて、互いに食い違う軸を有する複数の歯車間で動力を減速するハイポイド歯車機構３６が接続される。このハイポイド歯車機構３６によって、インホイルモータは、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と食い違う（角度をもって非交差する）よう配置することができる。これらの実施例も、インホイルモータの回転軸が車輪の回転軸と直交するよう配置された場合と、同種の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によるインホイルモータ装置は、車両の横方向の動きが規制された懸架機構を有する車両に好適に搭載され、中でも、ビームサス形式の懸架機構を有する車両に好適に搭載される。
【符号の説明】
【００６２】
１ インホイルモータ装置
２ 車体
３ 車輪
３ａ 車輪の回転軸
３ｂ ハブ
３ｃ ハブベアリング
３ｄ タイヤ
４ インホイルモータ（電動モータ）
４ａ インホイルモータの回転軸
５ 懸架機構
５ａ，５ａ 左右のトレーリングアーム
５ｂ トーションビーム
５ｃ，５ｃ 左右のアームブッシュ
５ｄ コイルスプリング
５ｅ ショックアブソーバ
６ かさ歯車機構
７ａ ブレーキディスク
７ｂ ブレーキパッド
７ｃ ブレーキキャリパ
８ 回転センサ
９ａ 回転トルク（インホイルモータが出力する回転トルク）
９ｂ 反力（モータ回転トルクの反力）
１７ 地面（走行面）
２６ 斜交かさ歯車機構
３６ ハイポイド歯車機構
Ｘ 車両左右方向
Ｙ 車両前後方向
Ｚ 車両車高方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の横方向に延在する回転軸を備える車輪と、前記車輪に搭載されたインホイルモータと、前記車体に前記横方向の動きが規制されるよう取り付けられて前記車輪の回転軸及び前記インホイルモータを懸架する懸架機構と、を有する、車両において、
前記インホイルモータは、該インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、前記車輪に搭載されることを特徴とするインホイルモータ装置。
【請求項２】
前記懸架機構は、
前記車体の左右にそれぞれ配置されて該車体の前後方向に延在する左右のアームと、
前記車体の左右方向に延在して前記左右のアームを剛に結合するビームと、
を有し、
前記左右のアームは、前記横方向の動きが規制されて前記車体に取り付けられ、
前記左のアームは、前記左の車輪のハブ及び該左の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持し、
前記右のアームは、前記右の車輪のハブ及び該右の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持する、
ことを特徴とする請求項１記載のインホイルモータ装置。
【請求項３】
前記インホイルモータの回転軸と前記車輪の回転軸間の動力伝達経路に、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構が接続され、
前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸と直交又は斜交する、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイルモータ装置。
【請求項４】
前記インホイルモータと前記車輪の間の動力伝達経路に、互いに食い違う複数の歯車間で動力を減速する食い違い軸歯車機構が接続され、
前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸の方向と食い違う、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイルモータ装置。
【請求項５】
前記インホイルモータは、前記車輪の回転軸を挟んで、前記車輪を制動するためのブレーキキャリパの反対側に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一記載のインホイルモータ装置。
【請求項１】
車体の横方向に延在する回転軸を備える車輪と、前記車輪に搭載されたインホイルモータと、前記車体に前記横方向の動きが規制されるよう取り付けられて前記車輪の回転軸及び前記インホイルモータを懸架する懸架機構と、を有する、車両において、
前記インホイルモータは、該インホイルモータの回転軸が前記車輪の回転軸と直交する、斜交する、及び、食い違うのいずれか一の関係となるよう、前記車輪に搭載されることを特徴とするインホイルモータ装置。
【請求項２】
前記懸架機構は、
前記車体の左右にそれぞれ配置されて該車体の前後方向に延在する左右のアームと、
前記車体の左右方向に延在して前記左右のアームを剛に結合するビームと、
を有し、
前記左右のアームは、前記横方向の動きが規制されて前記車体に取り付けられ、
前記左のアームは、前記左の車輪のハブ及び該左の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持し、
前記右のアームは、前記右の車輪のハブ及び該右の車輪に搭載された前記インホイルモータを剛に支持する、
ことを特徴とする請求項１記載のインホイルモータ装置。
【請求項３】
前記インホイルモータの回転軸と前記車輪の回転軸間の動力伝達経路に、互いに交差する軸を有する複数の歯車間で動力を減速するかさ歯車機構が接続され、
前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸と直交又は斜交する、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイルモータ装置。
【請求項４】
前記インホイルモータと前記車輪の間の動力伝達経路に、互いに食い違う複数の歯車間で動力を減速する食い違い軸歯車機構が接続され、
前記インホイルモータの回転軸は、前記車輪の回転軸の方向と食い違う、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイルモータ装置。
【請求項５】
前記インホイルモータは、前記車輪の回転軸を挟んで、前記車輪を制動するためのブレーキキャリパの反対側に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一記載のインホイルモータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１０８９９（Ｐ２０１２−２１０８９９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８４１６（Ｐ２０１１−７８４１６）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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