JP6347149B2 - インホイールモータユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両のホイールのリムの内側に配設されるインホイールモータユニットに関する。

従来から、ホイール（車輪）のリムの内側（即ち、リムの内周面により形成される略円筒状の空間内）にモータを配置し、そのモータによりホイールを駆動させる車両用ホイール駆動装置が知られている。係るホイール駆動装置は、通常、「インホイールモータユニット」とも称呼されている。

図１０に示したように、例えば、下記特許文献１に開示された従来のインホイールモータユニット１００は、ホイール１３０のリム１３１の内側において車幅方向外寄りに配置される。尚、従来のインホイールモータユニット１００は、中空状の大径モータ及び小径モータを同軸上に配置し、小径モータを大径モータ内に配置する構造を有する。このため、インホイールモータユニット１００は、車幅方向にて薄型化が可能である一方で、ホイール１３０の径方向に一致する外径寸法が大きくなる。

ホイール１３０のリム１３１の内側において車幅方向内寄りのスペースには、インホイールモータユニット１００に連結されるナックル１５０が配置される。ナックル１５０は、車幅方向内側に延出するロアステー１５１及びアッパステー１５２を有している。ロアステー１５１は、前記スペース内にて、サスペンション１２０のロアアーム１２１とボールジョイント１２２を介して連結される。

特開２００５−３２９８１７号公報

ところで、上記従来のインホイールモータユニット１００を高出力化する場合、モータ自体を大型化することが考えられる。上記従来のインホイールモータユニット１００では薄型化を図っているが、高出力化する場合には薄型化にも限界があるため、車幅方向（厚さ方向）の寸法（体格）が大きくなる。インホイールモータユニット１００の体格が大きくなった場合、ナックル１５０は、車幅方向にて内方（即ち、ホイール１３０のリム１３１の内側から離間する方向）に寄せられる。従って、ロアステー１５１が車幅方向にて内方に寄せられるので、ロアアーム１２１とロアステー１５１との連結部分も車幅方向にて内方に寄せられる。その結果、ロアアーム１２１とロアステー１５１との連結部分がホイール１３０のリム１３１の内側から出てしまう。

本発明は、上記した問題に対処するためになされ、その目的の一つは、サスペンションのリンク部材との連結部分を工夫して部品の共用を図ることにより同連結部分をホイールのリムの内側に配置できるインホイールモータユニットを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明によるインホイールモータユニットは、車体側部材に支持され且つ車両のホイールのリムの内側に配置されるとともにモータを収容するための空間を形成するハウジングと、前記ハウジングに支持され且つ前記空間内に収容されたモータとを備えている。前記インホイールモータユニットは、前記モータが発生するトルクにより前記ホイールを回転させる。

前記ハウジングは、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において下方が開放された筐体を形成するように構成されたハウジング本体と、前記ハウジング本体と分離可能であるとともに、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において前記ハウジング本体の下部となる位置にて、前記ハウジング本体と連結されるように構成されて、前記筐体の下方を閉じる下側蓋部材とを備える。前記下側蓋部材は、前記車体側部材である前記車両のサスペンションの第一リンク部材と連結された第一ボールジョイント部材の一部を収容する少なくとも周方向に閉じた側壁を有する第一凹部を備える。そして、前記下側蓋部材は、前記第一ボールジョイント部材の一部が前記第一凹部に収容されることにより前記第一リンク部材と連結される。

本発明によれば、筐体であるハウジング本体の下方を閉じるハウジングの下側蓋部材が、同ハウジングの空間に向けて突出する第一凹部を備える。この第一凹部は、インホイールモータユニットの車両搭載時において、サスペンションの第一リンク部材とハウジングとを連結する第一ボールジョイント部材の一部を収容する。これにより、モータを収容するハウジングを共用して同ハウジングに第一ボールジョイント部材の一部を収容させることができる。その結果、下側蓋部材とは異なる別部材に凹部を形成し、同別部材をハウジングに取り付ける必要がないので、ホイールのリムの内側に前記別部材を配置するためのスペースが不要となる。このため、第一ボールジョイント部材を介したサスペンションの第一リンク部材及びハウジングの連結部分をホイールのリムの内側に配置することが容易になる。加えて、下側蓋部材を共用することができるので、インホイールモータユニットを構成する部品点数を少なくすることができる。

更に、この場合、第一凹部は、ハウジングの空間側に向けて第一ボールジョイント部材の一部を収容するので、ハウジングの外表面から外方に向けて突出する第一ボールジョイント部材の長さを短くすることができる。このため、インホイールモータユニットの車両搭載時において、ハウジングの外表面からホイールの径方向に向けて突出する第一ボールジョイント部材の長さが短くなる。その結果、第一ボールジョイント部材を介したサスペンションの第一リンク部材及びハウジングの連結部分をホイールの中心方向に寄せることができる。

従って、第一凹部が第一ボールジョイント部材の一部を収容することにより、ホイールのリムの内径を大きくする、即ち、ホイールを大径化することなく、前記連結部分をホイールのリムの内側に配置しやすくなる。これにより、大径のホイールを装着することができない小型車にもインホイールモータユニットを搭載することができるので、インホイールモータユニットを多車型に広く展開することができる。加えて、高価な大径のホイールを装着する必要がないので、車両の販売価格の上昇を抑えることができる。更には、大径のホイールを装着する必要がないので、バネ下重量の増加を抑えて良好な運動性能を得ることができる。

更に、第一凹部が第一ボールジョイント部材の一部を収容することにより、インホイールモータユニット自体を小型化する必要がなく、高出力化を阻害しない。その結果、インホイールモータユニットから必要十分な駆動力を発生させることができるので、良好な加速性能を得ることができる。

本発明の態様の一つは、前記第一凹部は、前記第一ボールジョイント部材のボール部を収容するソケットを形成することができる。

第一凹部は、少なくとも周方向に閉じた側壁面を有して枠構造を有するので、剛性が高くなる。このため、第一凹部として形成されるソケットは、高い剛性にて第一ボールジョイント部材のボール部を収容することができる。従って、ソケットは、揺動する第一ボールジョイント部材を確実に保持することができる。

本発明の態様の一つは、前記ハウジング本体内には、オイルを循環させる循環機構が収容されるとともに、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において車両上下方向にて下部となる位置に前記オイルを貯留するためのリザーバが形成されている。

下側蓋部材は、ハウジング本体と連結されるとともに、ハウジング本体と分離可能に構成されているので、下側蓋部材をハウジング本体１１ａから取り外せば、リザーバに貯留されているオイルを外部に排出することができる。

これらの態様のインホイールモータユニットでは、さらに、前記ハウジング本体と分離可能であるとともに、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において前記ハウジング本体の上部となる位置にて、前記ハウジング本体と連結されるように構成された上側蓋部材を備え、前記上側蓋部材が、前記車体側部材である前記車両のサスペンションの第二リンク部材と連結された第二ボールジョイント部材の一部を収容する少なくとも周方向に閉じた側壁を有する第二凹部を備え、前記第二ボールジョイント部材の一部が前記第二凹部に収容されることにより前記第二リンク部材と連結される。

これによれば、車体側部材であるサスペンションのリンク部材が、例えば、アッパアーム及びロアアームを有する場合、上側蓋部材に設けた第二凹部はアッパアームとハウジングとを連結する第二ボールジョイント部材の一部を収容する。一方、下側蓋部材に設けた第一凹部はロアアームとハウジングとを連結する第一ボールジョイント部材の一部を収容する。これにより、第二ボールジョイント部材を介したサスペンションのアッパアーム（第二リンク部材）及びロアアーム（第一リンク部材）とハウジングとの連結部分をホイールのリムの内側に配置することが容易になる。

従って、この場合においても、大径のホイールを装着することができない小型車にもインホイールモータユニットを搭載することができるので、インホイールモータユニットを多車型に広く展開することができる。高価な大径のホイールを装着する必要がないので、車両の販売価格の上昇を抑えることができる。加えて、大径のホイールを装着する必要がないので、バネ下重量の増加を抑えて良好な運動性能を得ることができる。更には、インホイールモータユニット自体を小型化する必要がないので、インホイールモータユニットから必要十分な駆動力を発生させて良好な加速性能を得ることができる。

本発明の態様の一つは、前記サスペンションの第一リンク部材は前記サスペンションのロアアームであり、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において、前記第一凹部は、前記ハウジングの下部であって、且つ、前記第一凹部を通るキングピン軸と路面とが交わる点から前記ホイールに装着されたタイヤの中心線が路面と交わる接地中心点までの距離であるキングピンオフセットが０となるように配設される。

キングピンオフセットの大きさは、車両の操縦安定性及び制動時における挙動安定性に影響を与えるので、「０」に近づけることが好ましい。前述のように、前記インホイールモータユニットでは、ハウジングが第一凹部を備えて第一ボールジョイント部材の一部を収容することにより、第一ボールジョイント部材を介したロアアーム及びハウジングの連結部分をホイールのリムの内側に配置することができる。これにより、サスペンションのキングピンオフセットが「０」となるように決定される位置に第一凹部を配設することができる。従って、決定された位置に配設されるように第一凹部の形成されたハウジングがサスペンションに連結されることにより、サスペンションのキングピンオフセットを「０」にすることができる。

本発明による実施形態に係るインホイールモータユニット及び同ユニットが連結されたサスペンションの概略構成図である。 図１のインホイールモータユニットの概略構成図である。 図１及び図２の蓋部材及びソケット（凹部）を説明する概略的な断面図である。 図１のサスペンションのキングピンオフセットを説明する概略的な一部断面図である。 図１のインホイールモータユニット及びサスペンションの変形例の概略構成図である。 図５のサスペンションのキングピンオフセットを説明する概略的な一部断面図である。 図１のインホイールモータユニットのハウジング及びソケットの変形例を説明する概略的な断面図である。 図１のインホイールモータユニットのハウジング及びソケットの変形例を説明する概略的な断面図である。 図１のインホイールモータユニットの蓋部材及びソケット（凹部）の変形例を説明する概略的な断面図である。 従来のインホイールモータユニットの概略構成図である。

以下、本発明の実施形態に係るインホイールモータユニットについて図面を参照しながら説明する。このインホイールモータユニットは、サスペンションのリンク部材に連結されて車両のホイールのリムの内側に配置され、ホイール（車輪）を駆動する。尚、以下の説明においては、インホイールモータユニットが操舵されるホイール（車輪）に設けられた場合を例示して説明する。

図１に示したように、インホイールモータユニット１０（以下、単に「ユニット１０」と称呼する。）は、円筒状の「筐体」としてのハウジング１１を備える。ユニット１０は、ハウジング１１が「車体側部材」としてのサスペンション２０に対して連結されることにより、ホイール３０のリム３１の内側に配置される。これにより、ユニット１０は、ハブＨを介してホイール３０に連結されることにより、ホイール３０にトルクを伝達する。

更に、操舵されるホイール３０（例えば、車両の前輪）に設けられるユニット１０のハウジング１１には、タイロッド４０が連結される。加えて、操舵されるホイール３０に設けられるユニット１０の駆動出力軸１４ｃは、ホイール３０に連結された「軸受部」であるハブＨを支持する。このため、操舵されるホイール３０に設けられたユニット１０のハウジング１１はナックルとして機能する。従って、ユニット１０のハウジング１１をホイール３０のリム３１の内側に配置した場合には、ナックルは省略される。

ハウジング１１は、サスペンション２０の「リンク部材」であるロアアーム２１に対してボールジョイント２２により連結される。ハウジング１１は、「筐体」を形成するハウジング本体１１ａ及び蓋部材１１ｂから構成される。蓋部材１１ｂは、ハウジング本体１１ａに対して連結される。更に、蓋部材１１ｂには、「凹部」として、ボールジョイント２２を構成するソケット１２が形成される。

図２に示したように、ハウジング本体１１ａ（ハウジング１１）の空間には、モータ１３、トルク変換機１４及び潤滑機構１５が収容される。ハウジング本体１１ａ（ハウジング１１）の空間には、サスペンション２０に支持された状態における車両上下方向にて下部となる位置にて、潤滑機構１５により循環されるオイルを貯留するためのリザーバ１１ａ１が形成される。このリザーバ１１ａ１の底部分、即ち、ハウジング１１の下方は開放されており、蓋部材１１ｂにより閉じられる。このため、図３に示したように、蓋部材１１ｂは、ハウジング本体１１ａとの間でオイルを封止するシール材（例えば、Ｏリング等）を介在させた状態で、ボルト及びナットによりハウジング本体１１ａに対して連結される。尚、蓋部材１１ｂがハウジング本体１１ａから取り外されることによりリザーバ１１ａ１に貯留されているオイルを外部に排出することができる。

ソケット１２は、蓋部材１１ｂがハウジング本体１１ａに連結されたときに、蓋部材１１ｂのハウジング本体１１ａへの対向面からハウジング本体１１ａのリザーバ１１ａ１（空間）に向けて突出するように形成される。この場合、ソケット１２は、底壁と、同底壁と連続し且つ周方向に閉じた側壁とを有するように形成される。

ソケット１２は、「ボールジョイント部材」としてのボールスタッド２３の一部であるボール部２３ａを回転可能に収容する。ボールスタッド２３は、ボールジョイント２２を構成する。具体的に、ソケット１２は、ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態において、スタッド部２３ｂがハウジング１１の外表面から車両上下方向にて下方に突出し、且つ、揺動可能となるように、ボール部２３ａを回転可能に収容する。尚、ボールジョイント２２は、ソケット１２にボールスタッド２３のボール部２３ａが収容されることにより機能する。

図２に戻り、モータ１３はモータ出力軸１３ａを備える。モータ出力軸１３ａは車両の車幅方向、即ち、ホイール３０の幅方向に延びている。モータ出力軸１３ａの先端側にはトルク変換機１４を形成する小径ギア１４ａが固定されている。

トルク変換機１４は小径ギア１４ａに対して歯合する大径のカウンタギア１４ｂを備える。トルク変換機１４は車両の車幅方向、即ち、ホイール３０の幅方向に延びる駆動出力軸１４ｃを備える。駆動出力軸１４ｃの基端側はカウンタギア１４ｂを貫通して同ギア１４ｂに固定される。駆動出力軸１４ｃの先端側は、例えば、ディスクブレーキ装置のブレーキディスクを備えたハブＨに連結されている。従って、トルク変換機１４は、モータ１３の回転速度を減速し、駆動出力軸１４ｃ及びハブＨを介してホイール３０（車輪）にトルクを伝達する。

尚、本発明は、モータ１３の構成やトルク変換機１４の構成について特定するものではなく、モータ１３の構成及びトルク変換機１４の構成は如何なるものであってもよい。例えば、モータ１３としては、インナーロータ式のモータ又はアウターロータ式のモータを採用することができる。加えて、トルク変換機１４は、例えば、プラネタリギアユニットを用いて構成することができ、モータ１３の回転速度を増速して駆動出力軸１４ｃにトルクを伝達することもできる。

潤滑機構１５は、オイルポンプ１５ａ及びオイル供給路１５ｂを備える。オイルポンプ１５ａは、シリンダ、ピストン及び偏心カムを備えたピストン式ポンプである。オイルポンプ１５ａは、駆動出力軸１４ｃとともに回転する偏心カムの回転に連動してピストンがシリンダ内を往復動する。これにより、オイルポンプ１５ａはリザーバ１１ａ１に貯留されているオイルを汲み上げてオイル供給路１５ｂに吐出する。オイル供給路１５ｂは、オイルポンプ１５ａが汲み上げたオイルを駆動出力軸１４ｃの内部まで供給する。潤滑機構１５は、駆動出力軸１４ｃの回転時の遠心力でオイルをハウジング１１の空間に飛散させることによりモータ１３及びトルク変換機１４にオイルを供給する。

尚、本発明は、潤滑機構１５の構成について特定するものではなく、モータ１３の回転を利用してハウジング１１の空間にてオイルを循環させる機構であれば、オイルポンプ１５ａの構成やオイル供給路１５ｂの構成は如何なるものであってもよい。例えば、オイルポンプ１５ａとしては、ギアポンプ、ベーンポンプ及びレシプロポンプ等の他の方式のオイルポンプを採用することができる。オイル供給路１５ｂとしては、ハウジング１１の空間にオイルポンプと接続されたオイル流路を形成しておき、このオイル流路を通してモータ１３及びトルク変換機１４にオイルを供給することができる。

ユニット１０において、蓋部材１１ｂがハウジング本体１１ａに連結された場合には、ソケット１２は、ボール部２３ａを収容する側の裏側となる突出部分がハウジング本体１１ａのリザーバ１１ａ１（空間）に進入する（図２及び図３を参照）。尚、以下の説明では、前記突出部分を「ソケット１２の突出部分」と称呼する。ハウジング１１がサスペンション２０に支持される際には、ボールスタッド２３のボール部２３ａはソケット１２に収容されている。その結果、ソケット１２の突出部分がハウジング１１の空間に進入した進入量からソケット１２の板厚及びソケット１２とボール部２３ａとの間のクリアランスを除いた分だけ、ハウジング１１の下部（外表面）から突出しているスタッド部２３ｂの長さが短くなる。

ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態では、ハウジング１１の上下方向はホイール３０の径方向に略一致するので、ハウジング１１の下部からホイール３０のリム３１の内周に向けて突出しているスタッド部２３ｂの長さが短くなる。ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂは、ロアアーム２１に締結される。その結果、ボールスタッド２３を介したロアアーム２１とハウジング１１との連結部分はホイール３０の中心方向に寄せられる。従って、ホイール３０のリム３１の内径を大きくする、即ち、ホイール３０を大径化しなくても、ボールジョイント２２をホイール３０のリム３１の内側に配置することができる。

更に、ソケット１２は蓋部材１１ｂに形成される。このため、ソケット１２の突出部分はオイルを貯留するリザーバ１１ａ１に対して進入するので、特に、ソケット１２の突出部分がハウジング本体１１ａに収容されるモータ１３及びトルク変換機１４と干渉することを回避することができる。その結果、従来から採用されているモータ１３及びトルク変換機１４を小型化したり配置を変更したりすることなく、そのままハウジング本体１１ａに収容することができる。従って、ユニット１０自体を小型化する必要がないので、高出力化を阻害することがない。よって、ユニット１０は車両を走行させるために必要十分なトルクをホイール３０に伝達（出力）することができる。

図１に戻り、サスペンション２０は、マクファーソンストラット式サスペンションである。サスペンション２０のロアアーム２１は、その基端部２１ａを支点として揺動可能に車体Ｂｏ（サスペンションメンバ）に取り付けられている。ロアアーム２１の基端部２１ａは、例えば、車両前後方向に延出する回転軸を有するブッシュ及び車両上下方向に延出する回転軸を有するブッシュ（図示省略）を介して車体Ｂｏ（サスペンションメンバ）に連結される。これにより、ロアアーム２１は、基端部２１ａを中心として車両上下方向、車両前後方向及び車幅方向にて揺動する。尚、ロアアーム２１の形状としてはＡ型、Ｌ型等の周知の形状でよい。

ロアアーム２１の先端部２１ｂは、ホイール３０のリム３１の内部に配置される。ロアアーム２１の先端部２１ｂには、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂを挿通するための貫通孔２４が形成されている。これにより、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂ（ボールジョイント２２）は、貫通孔２４に挿通され、例えば、連結用のスリーブ及びナットにより、ロアアーム２１の先端部２１ｂに締結される。このように、ホイール３０のリム３１の内部にてロアアーム２１の先端部２１ｂがボールスタッド２３のスタッド部２３ｂと締結されることより、ボールスタッド２３はハウジング１１に対して適切な揺動可能範囲（揺動角度）を維持することができる。従って、ボールスタッド２３（ボールジョイント２２）は、例えば、操舵時や路面凹凸を通過する際に、ユニット１０及びホイール３０をサスペンション２０及び車体Ｂｏに対して揺動させることができる。

サスペンション２０は、ストラット２５を備えている。ストラット２５は、ショックアブソーバ２５ａとショックアブソーバ２５ａの外周に設けられたコイルバネ２５ｂとを備える。ストラット２５（ショックアブソーバ２５ａ）の下端部は、ハウジング１１（ハウジング本体１１ａ）に固定されたアッパブラケット１６に連結される。ストラット２５（ショックアブソーバ２５ａ）の上端部は、アッパマウント２６を介して車体Ｂｏに取り付けられる。アッパマウント２６は、ベアリング２６ａを内蔵している。これにより、ストラット２５（ショックアブソーバ２５ａ）の上端部は、車体Ｂｏに対して回転自在に取り付けられる。

図４に示したように、サスペンション２０に連結されたユニット１０及びホイール３０は、運転者による操舵に応じてタイロッド４０が車両の車幅方向に変位されることに伴い、キングピン軸Ｋを中心として旋回する。キングピン軸Ｋは、アッパマウント２６に内蔵されたベアリング２６ａの回転中心と、ハウジング１１のソケット１２に収容されたボールスタッド２３のボール部２３ａの回転中心と、を結ぶ軸である。

キングピン軸Ｋと路面Ｒとが交わる点ＫＰ（以下、この点ＫＰを「交点ＫＰ」と称呼する。）からホイール３０のタイヤ３２の中心線が路面Ｒと交わる接地中心点ＣＰまでの距離は、サスペンション２０のキングピンオフセットＫ＿ｏｆｆである。キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆは、その値が大きくなればなるほど、即ち、交点ＫＰが接地中心点ＣＰから離れるほど、車両の操縦安定性及び制動時における挙動安定性に与える影響が大きくなる。従って、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆは「０」であることが好ましい。

ところで、前述した通り、ソケット１２が蓋部材１１ｂに形成されてボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することにより、ハウジング１１からホイール３０の径方向に突出するボールスタッド２３のスタッド部２３ｂの長さは短くなる。その結果、ロアアーム２１及びハウジング１１の連結部分は、ホイール３０のリム３１の内側にて配置される。

更に、蓋部材１１ｂは、ハウジング本体１１ａの空間に形成されるリザーバ１１ａ１の底部分の一部を形成する。このため、ソケット１２の突出部分は、リザーバ１１ａ１中に存在するので、モータ１３、トルク変換機１４及び潤滑機構１５と干渉することがない。従って、蓋部材１１ｂに対する、即ち、ハウジング１１に対するソケット１２の形成位置は、ホイール３０の幅方向にて自由に決定することができる。

これにより、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆが「０」となるように、サスペンション２０に支持されたハウジング１１においてソケット１２を配設するための形成位置が決定される。決定された形成位置に基づき、蓋部材１１ｂにソケット１２が形成される。ソケット１２の形成された蓋部材１１ｂはハウジング本体１１ａに連結されてハウジング１１を構成する。蓋部材１１ｂに形成されたソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容する。サスペンション２０のロアアーム２１は、ソケット１２にボール部２３ａの収容されたボールスタッド２３のスタッド部２３ｂに締結される。従って、ハウジング１１を備えたユニット１０がボールスタッド２３（ボールジョイント２２）を介してサスペンション２０に連結されることにより、サスペンション２０のキングピンオフセットＫ＿ｏｆｆを「０」にすることができる。

＜変形例＞
上記実施形態のサスペンション２０は、マクファーソンストラット式サスペンションとした。この場合、ロアアーム２１及びハウジング１１を連結するために、ソケット１２は、車両搭載時におけるハウジング１１の車両上下方向にて下部に連結される蓋部材１１ｂに形成されてボールスタッド２３のボール部２３ａを収容するようにした。ところで、例えば、ダブルウィッシュボーン式サスペンション及びマルチリンク式サスペンション等の他のサスペンション方式では、アッパアームを有する場合がある。この場合には、アッパアームとハウジング１１とを連結する必要がある。

このようなアッパアームを有するサスペンションにおいても、ソケット１２及びボールスタッド２３からなるボールジョイント２２によりアッパアームとハウジング１１とを、ホイール３０のリム３１の内側にて連結することができる。更に、このようなサスペンションにおいても、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆを「０」にすることができる。以下、この変形例を詳細に説明するが、上記実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示したように、この変形例では、ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態において、車両上下方向にてハウジング本体１１ａの下部となる位置に蓋部材１１ｂが連結されるとともに、ハウジング本体１１ａの上部となる位置にも蓋部材１１ｂが連結される。尚、以下の説明においては、ハウジング本体１１ａの下部となる位置に連結される蓋部材１１ｂを「下側蓋部材１１ｂ」と称呼し、ハウジング本体１１ａの上部となる位置に連結される蓋部材１１ｂを「上側蓋部材１１ｂ」と称呼する。

下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂも、ハウジング本体１１ａとの間でオイルを封止するシール材（例えば、Ｏリング等）を介在させた状態で、ボルト及びナットによりハウジング本体１１ａに対して連結される。尚、下側蓋部材１１ｂはオイルを外部に排出する際にハウジング本体１１ａから取り外される。上側蓋部材１１ｂはオイルをハウジング本体１１ａの空間に給入する際にハウジング本体１１ａから取り外される。

この変形例では、下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂのそれぞれに対して、ソケット１２が形成される。尚、以下の説明においては、下側蓋部材１１ｂに形成されるソケット１２を「下側ソケット１２」と称呼し、上側蓋部材１１ｂに形成されるソケット１２を「上側ソケット１２」と称呼する。

下側ソケット１２は、ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態において下方に向けて開口するように、下側蓋部材１１ｂに形成される。上側ソケット１２は、ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態において上方に向けて開口するように、上側蓋部材１１ｂに形成される。

従って、下側ソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することにより、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂをハウジング１１から下方に向けて突出させる。一方、上側ソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することにより、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂをハウジング１１から上方に向けて突出させる。

下側ソケット１２及び上側ソケット１２も、下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂがハウジング本体１１ａに連結されると、ソケット１２の突出部分がハウジング本体１１ａの空間に進入する。このため、車両搭載時において、ハウジング１１からホイール３０のリム３１に向けて突出しているスタッド部２３ｂの長さが短くなる。

尚、この変形例において、下側ソケット１２については、上記実施形態と同様に、ソケット１２の突出部分がリザーバ１１ａ１に進入する位置に形成される。一方、上側ソケット１２については、ソケット１２の突出部分がモータ１３又はトルク変換機１４と干渉しない位置に形成される。

この変形例のサスペンション２０は、例えば、ダブルウィッシュボーン式サスペンションのように、「リンク部材」として、ロアアーム２１及びアッパアーム２７を備えている。ロアアーム２１は、上記実施形態と同様に、下側ソケット１２によりボール部２３ａの収容されたボールスタッド２３のスタッド部２３ｂに連結される。

アッパアーム２７は、その先端部２７ｂにおいて、上側ソケット１２によりボール部２３ａの収容されたボールスタッド２３のスタッド部２３ｂを挿通するための貫通孔２４が形成されている。これにより、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂ（ボールジョイント２２）は、アッパアーム２７に形成された貫通孔２４に挿通され、例えば、連結用のスリーブ及びナットにより、アッパアーム２７の先端部２７ｂに締結される。

図６に示したように、ロアアーム２１及びアッパアーム２７を有するサスペンション２０に連結されたユニット１０及びホイール３０も、キングピン軸Ｋを中心として旋回する。ただし、この変形例の場合におけるキングピン軸Ｋは、上側ソケット１２に収容されたボールスタッド２３のボール部２３ａの回転中心と、下側ソケット１２に収容されたボールスタッド２３のボール部２３ａの回転中心と、を結ぶ軸となる。

この変形例においては、ハウジング１１に形成される下側ソケット１２及び上側ソケット１２が、それぞれ、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容する。このため、この変形例においても、ハウジング１１の外表面からホイール３０の径方向に突出するボールスタッド２３のスタッド部２３ｂの長さは短くなる。その結果、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂを介したロアアーム２１及びハウジング１１の連結部分とホイール３０のリム３１の内周面との間のクリアランスを十分に大きくすることができる。加えて、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂを介したアッパアーム２７及びハウジング１１の連結部分とホイール３０のリム３１の内周面との間のクリアランスも十分に大きくすることができる。従って、ハウジング１１がサスペンション２０に支持された状態において車両上下方向にて構成されるボールジョイント２２をホイール３０のリム３１の内側にて自由に配置することができる。

更に、下側ソケット１２及び上側ソケット１２のうち、少なくとも、下側ソケット１２は、上記実施形態と同様に、モータ１３、トルク変換機１４及び潤滑機構１５と干渉することがない。従って、下側ソケット１２については、上記実施形態と同様に、下側蓋部材１１ｂに対する、即ち、ハウジング１１に対する形成位置を自由に決定することができる。

これにより、車両搭載時において、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆが「０」となるように、ハウジング１１に対する下側ソケット１２の形成位置を決定することができる。決定されたハウジング１１に対する形成位置に基づき、下側蓋部材１１ｂに下側ソケット１２が形成される。下側蓋部材１１ｂに形成された下側ソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容する。下側ソケット１２の形成された下側蓋部材１１ｂはハウジング本体１１ａに連結されてハウジング１１を構成する。従って、この変形例においても、ハウジング１１を備えたユニット１０がサスペンション２０に連結されることにより、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆを「０」にすることができる。

尚、上側ソケット１２についても、特に、モータ１３及びトルク変換機１４と干渉しない限り、上側蓋部材１１ｂに対する、即ち、ハウジング１１に対する形成位置を自由に決定することができる。従って、上側ソケット１２の形成位置も、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆが「０」となる位置に決定することができる。

以上の説明からも理解できるように、上記実施形態及び上記変形例によれば、蓋部材１１ｂ（下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂ）にソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）を形成することができる。これにより、別部材にソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）を形成してハウジング本体１１ａに連結する必要がない。即ち、蓋部材１１ｂは、ハウジング本体１１ａの開放部分を密閉して塞ぐ機能を発揮するとともに、形成されたソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）によるボールスタッド２３のボール部２３ａを収容する機能も発揮する。

このように、ソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）を形成して蓋部材１１ｂ（下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂ）を共用することにより、別部材にソケット１２を形成し、この別部材をハウジング１１に取り付ける必要がない。従って、ホイール３０のリム３１の内側において、前記別部材を配置するためのスペースが不要となるので、ボールスタッド２３を介したロアアーム２１及びハウジング１１の連結部分をホイール３０のリム３１の内側に配置することが容易になる。加えて、蓋部材１１ｂを共用することができるので、ユニット１０の構成部品点数を少なくすることもできる。

上記実施形態及び上記変形例によれば、蓋部材１１ｂ（下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂ）に形成されたソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）がボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することができる。このため、ハウジング１１の外表面からホイール３０の径方向に向けて突出するボールスタッド２３のスタッド部２３ｂの長さを短くすることができる。これにより、ボールスタッド２３を介したロアアーム２１（アッパアーム２７）及びハウジング１１の連結部分をホイール３０の内部に配置させるために、ホイール３０のリム３１の内径を大きくする、即ち、ホイール３０を大径化する必要がない。

従って、大径のホイール３０を装着することができない小型車にもユニット１０を搭載することができるので、ユニット１０を多車型に展開することができる。高価な大径のホイール３０を装着する必要がないので、車両の販売価格の上昇を抑えることができる。大径のホイール３０を装着する必要がないので、バネ下重量の増加を抑えて良好な運動性能を得ることができる。更には、ユニット１０自体を小型化する必要がないので、高出力化を阻害することがなく必要十分なトルクをホイール３０に伝達（出力）することができる。これにより、良好な加速性能を得ることができる。

上記実施形態及び上記変形例によれば、車両搭載時において、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆが「０」となるように、ハウジング１１に対してソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）を配設することができる。従って、ハウジング１１を備えたユニット１０がサスペンション２０に連結されることにより、キングピンオフセットＫ＿ｏｆｆを「０」にすることができる。

更に、上記実施形態及び上記変形例によれば、ハウジング１１がナックル機能を有するため、サスペンション２０とホイール３０とを連結するナックルを省略することができる。これにより、ホイール３０のリム３１の内側にナックルを配置するためのスペースが不要となる。このため、ボールスタッド２３を介したロアアーム２１（アッパアーム２７）及びハウジング１１の連結部分をホイール３０のリム３１の内側に配置することがより容易になる。

本発明は上記実施形態及び変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態及び上記変形例においては、「筐体」であるハウジング１１が、ハウジング本体１１ａと、「凹部」であるソケット１２の形成された蓋部材１１ｂ（下側蓋部材１１ｂ及び上側蓋部材１１ｂ）とから構成される。しかし、ハウジング１１が複数の部材から構成されていない場合であっても、ボールスタッド２３のボール部２３ａ（「ボールジョイント部材の一部」）を収容するソケット１２（「凹部」）を、ハウジング１１を形成する板状部材に形成することも可能である。

この場合、具体的に、図７に示したように、ハウジング１１を形成する外表面に対して、ソケット１２を直接形成する。これにより、形成されたソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することができる。

ところで、ハウジング１１の空間に対してモータ１３に加えてトルク変換機１４及び潤滑機構１５を収容する際には、これら各機器を収容しやすくする必要がある。この場合、例えば、円筒状のハウジング１１の外周面がその周方向に沿って２分割されて構成される場合がある。

具体的に、図８に示したように、ハウジング１１が円盤状の第１ハウジング部材１１ｃ及び第２ハウジング部材１１ｄから構成される場合がある。この場合には、例えば、第１ハウジング部材１１ｃ及び第２ハウジング部材１１ｄの当接面において、第１ハウジング部材１１ｃ及び第２ハウジング部材１１ｄが連結された際にハウジング１１の外表面にソケット１２が形成されるようにすることも可能である。この場合、具体的に、ハウジング１１を構成する第１ハウジング部材１１ｃの当接面に対しては、ソケット１２を構成するソケット形成部分１２ａを形成する。一方、ハウジング１１を構成する第２ハウジング部材１１ｄの当接面に対しては、ソケット１２を構成するソケット形成部分１２ｂを形成する。

これにより、第１ハウジング部材１１ｃ及び第２ハウジング部材１１ｄを互いに連結した際に、ソケット形成部分１２ａ及びソケット形成部分１２ｂによりハウジング１１の板状部材にソケット１２が形成される。形成されたソケット１２は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを収容することができる。

上記実施形態及び上記変形例においては、ハウジング１１側に形成されたソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）がボールスタッド２３のボール部２３ａを収容するようにした。一方、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂは、ロアアーム２１（アッパアーム２７）側に形成された貫通孔２４を挿通して締結されるようにした。これにより、ボールスタッド２３を介してロアアーム２１（アッパアーム２７）及びハウジング１１が連結されるようにした。しかし、ハウジング１１側にボールスタッド２３のスタッド部２３ｂが固定され、ロアアーム２１（アッパアーム２７）側にボールスタッド２３のボール部２３ａを収容するソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）を形成することも可能である。

この場合、例えば、上記実施形態のように、ハウジング１１がハウジング本体１１ａ及び蓋部材１１ｂから構成される場合では、図９に示したように、ソケット１２の形成される蓋部材１１ｂに代えて、蓋部材１１ｆをハウジング本体１１ａに連結する。蓋部材１１ｆは、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂと螺合する雌螺子が形成される。この場合、蓋部材１１ｆに形成される雌螺子は、ボールスタッド２３のスタッド部分２３の一部（雄螺子部分）を収容する「凹部」となる。に、ロアアーム２１（アッパアーム２７）に形成されたソケット１２（下側ソケット１２及び上側ソケット１２）は、ボールスタッド２３のボール部２３ａを揺動可能に保持する。

従って、この場合においても、ボールスタッド２３のスタッド部２３ｂが蓋部材１１ｆの雌螺子に螺合され、且つ、蓋部材１１ｆがハウジング本体１１ａに連結された場合、ハウジング１１から突出するボールスタッド２３の長さを短くすることができる。加えて、蓋部材１１ｆに雌螺子を形成する形成位置を自由に決定することができる。従って、ハウジング１１を備えたユニット１０がサスペンション２０に連結されることにより、キングピンオフセットを「０」にすることもできる。

更に、上記実施形態及び上記変形例においては、ユニット１０が操舵されるホイール３０に設けられるようにした。この場合、ユニット１０を操舵されないホイール３０（例えば、車両の後輪）に設けることも可能である。この場合においては、ハウジング１１はキャリアとして機能する。これにより、ホイール３０（例えば、車両の後輪）のリム３１の内側にキャリアを配置するためのスペースが不要となる。このため、ボールスタッド２３を介したロアアーム２１（アッパアーム２７）及びハウジング１１の連結部分をホイール３０のリム３１の内側に配置することがより容易になる。尚、ハウジング１１がキャリアとして機能する場合には、タイロッド４０はハウジング１１に連結されない。

１０…インホイールモータユニット、１１…ハウジング（筐体）、１１ａ…ハウジング本体、１１ｂ…蓋部材、１２…ソケット、１３…モータ、１４…変速機、１５…潤滑機構、２０…サスペンション、２１…ロアアーム（サスペンションのリンク部材）、２２…ボールジョイント、２３…ボールスタッド（ボールジョイント部材）、２３ａ…ボール部（ボールジョイント部材の一部）、２３ｂ…スタッド部（ボールジョイント部材の一部）、２５…ストラッド、２６…アッパマウント、２６ａ…ベアリング、２７…アッパアーム（サスペンションのリンク部材）

Claims (5)

1. 車体側部材に支持され且つ車両のホイールのリムの内側に配置されるとともにモータを収容するための空間を形成するハウジングと、
   前記ハウジングに支持され且つ前記空間内に収容されたモータと、
   を備え、前記モータが発生するトルクにより前記ホイールを回転させるインホイールモータユニットにおいて、
   前記ハウジングは、
   前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において下方が開放された筐体を形成するように構成されたハウジング本体と、
   前記ハウジング本体と分離可能であるとともに、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において前記ハウジング本体の下部となる位置にて、前記ハウジング本体と連結されるように構成されて、前記筐体の下方を閉じる下側蓋部材とを備え、
   前記下側蓋部材が、前記車体側部材である前記車両のサスペンションの第一リンク部材と連結された第一ボールジョイント部材の一部を収容する少なくとも周方向に閉じた側壁を有する第一凹部を備え、前記第一ボールジョイント部材の一部が前記第一凹部に収容されることにより前記第一リンク部材と連結される、
   インホイールモータユニット。
2. 請求項１に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記第一凹部は、前記第一ボールジョイント部材のボール部を収容するソケットを形成してなる、
   インホイールモータユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記ハウジング本体内には、
   オイルを循環させる循環機構が収容されるとともに、
   前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において車両上下方向にて下部となる位置に前記オイルを貯留するためのリザーバが形成されている、
   インホイールモータユニット。
4. 請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一つに記載のインホイールモータユニットにおいて、さらに、
   前記ハウジング本体と分離可能であるとともに、前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において前記ハウジング本体の上部となる位置にて、前記ハウジング本体と連結されるように構成された上側蓋部材を備え、
   前記上側蓋部材が、前記車体側部材である前記車両のサスペンションの第二リンク部材と連結された第二ボールジョイント部材の一部を収容する少なくとも周方向に閉じた側壁を有する第二凹部を備え、前記第二ボールジョイント部材の一部が前記第二凹部に収容されることにより前記第二リンク部材と連結される、
   インホイールモータユニット。
5. 請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一つに記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記サスペンションの第一リンク部材は前記サスペンションのロアアームであり、
   前記ハウジングが前記車体側部材に支持された状態において、前記第一凹部は、前記ハウジングの下部であって、且つ、前記第一凹部を通るキングピン軸と路面とが交わる点から前記ホイールに装着されたタイヤの中心線が路面と交わる接地中心点までの距離であるキングピンオフセットが０となる位置、に配置される、
   インホイールモータユニット。

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