在传统轮内电机驱动系统中，电机设置在外部框架中，并且电机的输 出轴经由轴承由外部框架可转动地支承。输出轴的一端经由行星齿轮连接 于车轮。
另外，容纳电机的外部框架经由球形接头连接于悬架臂。悬架臂经由 减振器连接于车身。
因此，在传统轮内电机驱动系统中，容纳电机的外部框架经由球形接 头和悬架臂连接于车身。
作为传统轮内电机驱动系统，从2002年11月26日的日本社团法人汽车 工程师协会的学术讲演会预印本No.83-02的第9-12页的Go Nagaya， Yasumichi Wakao，Akihiko Abe的“Development of an In-Wheel Motor with Advanced Dynamic-Damper Mechanism”中已知一种轮内电机驱动 系统，该系统具有由电机悬架支承的中空电机。中空电机连接于车轮，并 使得车轮转动。中空电机以能够沿车辆上下方向振动的方式由电机悬架支 承，并与簧下质量相分离。车轮由车身处的悬架臂支承。在该轮内电机驱 动系统中，当车轮振动时，所述振动从车轮传递到中空电机，因此中空电 机开始沿车辆上下方向振动。中空电机的该振动减低簧下部件的传递到车 辆的振动。
然而，在上述文献中公开的轮内电机驱动系统中，容纳电机的外部框 架由悬架臂支承，因此，取决于道路条件等车轮可能承受不可预料的较大 外力。当所述不可预料的较大外力输入到车轮时，外部框架可能与诸如转 向节等其它部件相接触。如果外部框架与其它部件相接触，噪音和冲击将 传递到车身，从而导致车辆乘坐舒适性的恶化。

本发明的目的是提供一种抑制车辆乘坐舒适性的恶化的车轮支承装 置。
根据本发明一个方面的车轮支承装置支承产生动力的电机、车轮、以 及连接于所述电机的输出轴并将所述动力传递到所述车轮的动力传递机 构。所述车轮支承装置包括：装配于所述电机并通过伸展和收缩而衰减所 述车轮和所述电机的振动的弹性部件；附装于所述弹性部件并可转动地支 承所述车轮的转动支承部件；通过车辆行驶时接收自路面的力而与所述电 机一起振动的振动部件；通过在预定部位与所述振动部件接触而限制所述 电机的振动的限制部件；以及缓冲部件，该缓冲部件设置在所述振动部件 和所述限制部件中的一个部件的与接触另一个部件的所述预定部位相对应 的部位处。
根据本发明，车轮支承装置包括：在车辆行驶时从路面接收的力的作 用下与电机一起振动的振动部件(例如，电机侧上的部件)；通过在预定 部位与振动部件相接触而限制电机的振动的限制部件(例如，转向节侧上 的部件)；以及缓冲部件，该缓冲部件设置在振动部件或限制部件中之一 与这两个部件相互接触的预定部位相对应的部位处。在电机由弹性部件支 承的具有所谓的动态质量缓冲机构的车辆行驶时，当车辆接收来自路面的 力时，电机随着车轮的振动一起振动。此时，即使由于不可预料的外力作 用于车轮等而导致电机剧烈振动，由于缓冲部件设置在与振动部件和限制 部件相互接触的预定部位相对应的部分处，因此也可抑制电机和转动支承 部件(例如，转向节)之间由于振动而接触。这可在电机剧烈振动的情况 中抑制车辆乘坐舒适性的恶化。因此，可提供一种能够抑制车辆乘坐舒适 性的恶化的车轮支承装置。另外，由于可防止电机与转向节之间的接触， 因此与没有设置缓冲部件的情况相比较可降低电机的外壳的强度。这使得 电机小型化或成本降低。
优选地，车轮支承装置还包括衰减所述弹性部件的振动的振动衰减机 构，所述振动衰减机构限制所述弹性部件的伸展和收缩。
根据本发明，车轮支承装置还包括衰减弹性部件的振动的振动衰减机 构(例如，减振器)。振动衰减机构限制弹性部件的伸展和收缩。因此， 当由于不可预料的外力作用于车轮等而导致电机剧烈振动时，振动衰减机 构可限制由于电机的振动而导致的弹性部件的伸展和收缩。这可防止电机 与转向节之间由于振动而接触。因此，可抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
另外，优选地，所述缓冲部件设置在所述振动部件的振动轨道上的所 述振动部件与所述限制部件相互接触的部位处。
根据本发明，缓冲部件设置在振动部件(例如，电机侧上的部件)的 振动轨道上的振动部件与限制部件(例如，转向节侧上的部件)相互接触 的部位处。在电机由弹性部件支承的具有所谓的动态质量缓冲机构的车辆 中，当车辆行驶时接收来自路面的力时，电机随着车轮的振动一起振动。 此时，即使由于不可预料的外力作用于车轮而导致电机剧烈振动，由于缓 冲部件设置在电机侧上的部件的振动轨道上的与转向节侧上的部件相互接 触的部位处，因此，也可防止电机与转向节之间的接触。因此可在电机剧 烈振动时抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
另外，优选地，缓冲部件设置于所述转动支承部件。
根据本发明，缓冲部件设置于转动支承部件(例如，转向节)。通过 将缓冲部件设置在转向节侧上而不是设置在具有由于振动而与转向节相接 触的多个部位的电机侧上，可在最少数量的必需部位处设置缓冲部件。这 可限制成本的增加。
另外，优选地，所述缓冲部件是吸收由于所述电机的振动引起的冲击 的部件。
根据本发明，缓冲部件是用于吸收由于电机的振动而引起的冲击的部 件。因此，即使电机由于振动而与转向节相接触，由于电机的振动而引起 的冲击也可由缓冲部件吸收。因此可抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
另外，优选地，所述弹性部件由沿垂直方向排列的一对弹性部件构成， 所述一对弹性部件中的一方连接于所述转动支承部件的上部，并且所述一 对弹性部件中的另一方连接于所述转动支承部件的下部。
根据本发明，弹性部件是由沿垂直方向排列的一对弹性部件构成的。 所述一对弹性部件中的一方连接于转动支承部件的上部。因此，具有连接 于转动支承部件上部和下部的弹性部件的车轮支承装置可装有缓冲部件， 该缓冲部件可吸收由于振动部件(例如，电机侧上的部件)与限制部件(例 如，转向节侧上的部件)的接触而引起的冲击。因此，即使作用有不可预 料的外力，也可抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
另外，优选地，动力传递机构是等速万向节。
根据本发明，动力传递机构是等速万向节。当外力作用于车轮时，电 机经由等速万向节沿车辆上下方向振动。因此，通过将缓冲部件设置在电 机的振动轨道上以防止与转向节相接触，即使作用有不可预料的外力，也 可抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
另外，优选地，动力传递机构是挠性联轴器。
根据本发明，动力传递机构是挠性联轴器。当外力作用于车轮时，电 机经由挠性联轴器沿车辆上下方向振动。因此，通过将缓冲部件设置在沿 上下方向的振动轨道上以防止与转向节相接触，即使作用有不可预料的外 力，也可抑制车辆乘坐舒适性的恶化。
附图说明
图1是示出依据第一实施例的车轮支承装置的截面的(第一)示图；
图2是示出从电机的转动轴方向看时的第一实施例的车轮支承装置的 外观的示图；
图3是示出第一实施例的车轮支承装置的截面的(第二)示图；以及
图4是示出依据第二实施例的车轮支承装置的截面的示图。

在下文中，将参照附图说明根据本发明实施例的车轮支承装置。下文 中，相同部件被分配相同附图标记，且它们的名称和功能也相同。因此， 将不重复对它们的详细说明。
为了说明本实施例的车轮支承装置，首先，将说明具有由车轮支承装 置支承的轮内电机的电动轮的结构。
(第一实施例)
如图1所示，依据本发明第一实施例利用车轮支承装置200支承的电动 轮100由轮辐10、轮毂20、等速万向节30、制动盘40、制动钳50、轮内电机 70和轮胎250形成。
轮内电机70由壳体60、电机65、行星齿轮80、油泵90、轴110和油路(未 示出)形成。
车轮支承装置200由动态质量缓冲机构(未示出)、球形接头160，170、 转向节180、上臂210、下臂220和减振器(冲击吸收器，未示出)形成。
轮辐10基本为杯状，且由盘状部10A和轮辋部10B形成。轮辐10可构造 成用以容纳轮毂20、制动盘40、制动钳50以及轮内电机70。通过在车轮附 装部22处利用螺栓或螺母(未示出)把盘状部10A紧固到轮毂20上，轮辐 10与轮毂20连接。轮毂20容纳等速万向节30，且经由这样容纳的等速万向 节30与轴110连接。轮毂20经由轴承11，12可转动地支承在转向节180上。 轮胎250固定到轮辐10的轮辋部10B的外缘上。
等速万向节30包括内部31和球部32。内部31嵌合到轴110上。球部32 与沿轴110的转动轴线方向设置的轮毂20的槽和内部31的槽匹配，且伴随着 轴110的转动使轮毂20转动。此外，球部32可沿着设置于轮毂20和内部31 的槽朝向轴110的转动轴线方向移动。注意，不特别限定等速万向节30，只 要其构成把轮内电机70的动力传递给车轮10的动力传递机构。例如，可采 用所谓的挠性联轴器，其中，多个盘状件等用于以可朝向任一方向偏心的 方式连接轮内电机侧与车轮侧。
制动盘40布置成其内周端利用螺栓24，26固定到轮毂20的外周端上以 及其外周端通过制动钳50。制动钳50固定在转向节180上。制动钳50包括制 动器活塞51和制动衬块52，53。制动盘40的外周端设置在制动衬块52，53 之间。
当从开口50A供应制动油时，制动器活塞51移动至图1纸面内的右侧并 把制动衬块52压向纸面右侧。当制动衬块52经由制动器活塞51朝向纸面右 侧移动时，制动衬块53移动至纸面左侧。由此，制动衬块52，53夹紧制动 盘40的外周端，从而给电动轮100施加制动。
壳体60设置在图1纸面内的轮毂20的左侧。壳体60容纳电机65、行星齿 轮80、油泵90、轴110和油路。
电机65包括定子铁芯71、定子线圈72和转子73。定子铁芯71固定在壳 体60上。定子线圈72卷绕在定子铁芯71上。当电机65是三相电机时，定子 线圈72由U相线圈、V相线圈和W相线圈构成。转子73设置在定子铁芯71 和定子线圈72的内周侧上。
行星齿轮80包括太阳齿轮轴81、太阳齿轮82、小齿轮83、行星架84、 齿圈85和销件86。太阳齿轮轴81与电机65的转子73连接。太阳齿轮轴81由 轴承15，16可转动地支承。太阳齿轮82与太阳齿轮轴81连接。
小齿轮83与太阳齿轮82啮合，且由设置在销件86的外周上的轴承可转 动地支承。行星架84与小齿轮83连接以及与轴110连接。行星架84和与行星 架84连接的轴110由轴承13，14可转动地支承。齿圈85固定在壳体60上。销 件86支承在行星架84处。
油泵90设置在轮内电机70的轮毂20一侧上的端部处，同时与轴110连 接。轴110如上所述与等速万向节30的内部31以及与行星架84连接，且由轴 承13，14可转动地支承。
油路设置在壳体60处。油路具有与油泵90连接的一端以及插入贮油槽 (油底壳，未示出)内的另一端。
油泵90伴随着轴110的转动经由油路抽吸贮集在贮油槽内的油，并使抽 吸的油在壳体60内循环。
如图2所示，动态质量缓冲机构300由沿车辆上下方向设置且作为一对 弹性部件的弹簧302，304构成。动态质量缓冲机构300的中央部306附装于 轮内电机70的壳体60的外周侧面。在本实施例中，例如，动态质量缓冲机 构300的中央部306在车辆后侧以及与轮内电机70的转动轴相同高度的位置 附装于壳体60。动态质量缓冲机构300的上部310与转向节180(180A)连 接。上部310和中央部306经由弹簧302连接。动态质量缓冲机构300的下部 312与转向节180(180B)连接。下部312和中央部306经由弹簧304连接。
另外，减振器314设置在上部310和下部312之间，以贯穿中央部306。 减振器314包括轴316、318。减振器314限制轴316、318的上下振动。轴316 的一端连接于轴318的一端。轴318的另一端装配于设置在上部310处的开口 328，轴318根据弹簧302、304形状上的变化在开口328内部滑动。贯穿中央 部306的轴316的水平位置由衬套308限制。减振器314的下端的水平位置由 衬套326限制。
转向节180(180A)具有与球形接头160连接的一端以及经由轴承11， 12与轮毂20连接的另一端。板件182利用螺栓固定到转向节180(180B)的 下部处。球形接头170与板件182连接。
如图3所示，上臂210和下臂220沿车辆上下方向布置。上臂210具有与 球形接头160连接的一端和以可沿车辆上下方向回转的方式固定于车身的 另一端。下臂220具有与球形接头170连接的一端和以可沿车辆上下方向回 转的方式固定于车身的另一端。此外，下臂220经由减振器与车身连接。由 此，电动轮100悬架在车辆上。
按照这种方式，上臂210和下臂220从车辆的上方和下方分别经由球形 接头160和170与转向节180连接。
转向节180与转向横拉杆(未示出)的一端连接。转向横拉杆依据来自 车辆转向系(转向盘)的转动力相对于车辆行进方向往左或往右转动电动 轮100。
由于上臂210和下臂220以可沿车辆上下方向回转的方式固定于车身且 下臂220经由减振器与车身连接，所以上臂210、下臂220和减振器起到悬架 作用。
动态质量缓冲机构300固定在轮内电机70的壳体60上。动态质量缓冲机 构300也与转向节180连接。通过经由球形接头160，170连接悬架臂(上臂 210和下臂220)与转向节180，车轮支承装置200把电动轮100支承在车辆上。
更具体地，车轮支承装置200利用上臂210、下臂220和转向节180可转 动地支承轮辐10和轮毂20，且利用上臂210、下臂220和动态质量缓冲机构 300以允许沿车辆上下方向振动的方式支承轮内电机70。
此外，当利用配备在车辆内的开关电路(未示出)给定子线圈72供应 交流电时，转子73转动且电机65输出预定转矩。电机65的输出转矩经由太 阳齿轮轴81传递给行星齿轮80。行星齿轮80利用太阳齿轮82和小齿轮83改 变从太阳齿轮轴81接收的输出转矩，即改变(降低)速度，并把所得的转 矩输出到行星架84。行星架84把行星齿轮80的输出转矩传递给轴110，且该 轴110经由等速万向节30以预定转速转动轮毂20和轮辐10。这使得电动轮 100以预定转速转动，于是车辆行驶。
在车辆行驶过程中，当电动轮100响应于路面状态等接收沿车辆上下方 向的振动时，动态质量缓冲机构300的弹簧302，304利用作为缓冲质量的轮 内电机70沿车辆上下方向伸缩。利用弹簧302，304的伸缩，轮内电机70发 生沿上下方向的振动，此振动同由于电动轮100从路面接收的力导致的振动 异相。即，动态质量缓冲机构300把电动轮100的振动转换为轮内电机70的 振动。此时，由电动轮100的振动和同该电动轮100的振动异相的轮内电机 70的振动合成的振动传递给车身。因为电动轮100的振动与轮内电机70的振 动异相，所以该电动轮100的振动的振幅由异相的轮内电机70的振动而减 小。换句话说，由于轮内电机70的振动，电动轮100的振动变得不太可能经 由上臂210和下臂220传递给车身。
轮内电机70经由等速万向节30沿上下方向振动。更具体地，轮内电机 70以等速万向节30为转动中心振动，从而沿车辆上下方向“描绘”弧形。 此时轮内电机70沿水平方向的振动由设置在动态质量缓冲机构300处的衬 套308和326吸收。同时，由于弹簧302、304伸缩导致的轮内电机70沿上下 方向的振动由减振器314衰减。
如上所述，轮胎250至簧下部件的输入被缓和。更具体地，当电动轮100 在车辆行驶过程中响应于路面状态等接收振动时，不能由设置于悬架的减 振器吸收的振动由动态质量缓冲机构300吸收。动态质量缓冲机构300利用 电动轮100接收的振动使轮内电机70沿车辆上下方向振动且相位移位。最 终，动态质量缓冲机构300不会把大振动传递给簧上的车身。这使得配备有 由轮内电机70驱动的车轮的车辆的乘坐舒适性增强。
这里，如果不可预料外力作用于电动轮100，轮内电机70剧烈振动。剧 烈振动的轮内电机70可与转向节180相接触。当振动的轮内电机70与转向节 180相接触时，从路面接收的力不能由轮内电机70吸收，在这种情况下，剧 烈振动会传递到车身。这导致乘坐舒适性的恶化。
因此，本发明的车轮支承装置200的特征在于，它包括：与轮内电机70 的振动一起振动的振动部件；通过在预定部位与振动部件相接触而限制电 机的振动的限制部件；以及缓冲部件，布置在振动部件或限制部件的与它 们相互接触的所述预定部位相对应的部位处。
更具体地，减振器314具有围绕轴318突出的突出部320。在轴318处， 用于吸收突出部320的向下方向上的振动的冲击的缓冲部件322设置在中央 部306一侧。同时，在设置在上部310一侧上并且轴318的一端在其中滑动的 开口328处，设有用于吸收突出部320的向上方向上的振动的冲击的缓冲部 件324。缓冲部件322和324彼此分开预定距离。尽管该预定距离没有具体限 定，但是例如可根据弹簧302、304的伸展量和收缩量设定预定距离。即， 缓冲部件322和324限制弹簧302、304的伸展量和收缩量，以使得至少轮内 电机70不会与转向节180相接触。
另外，缓冲部件322和324没有具体限定，只要它们每个都是由橡胶等 制成的部件就可以，所述部件在由于轴318的振动而与突出部320相接触时 可吸收冲击。应该注意的是，不可预料的较大外力是指例如当车辆在高速 下行驶期间越过凸起部时或者当车辆即使在低速下行驶期间越过大凸起部 时电动轮100从路面上接收的外力。
轮辐10和轮毂20构成“车轮”。弹簧302和304构成“沿垂直方向排列 的一对弹性部件”。在本实施例中，垂直排列的这对弹性部件分别连接于 上臂210和下臂220。另外，转向节180构成用于可转动地支承车轮(轮辐10 和轮毂20)的“转动支承部件”。等速万向节30构成连接于轮内电机70 的输出轴并将轮内电机70产生的动力传递到车轮(轮辐10和轮毂20)的“动 力传递机构”。中央部306构成“振动部件”，而上部310构成“限制部件”。
下面将说明基于上述结构的根据本发明的车轮支承装置200的作用。
当不可预料外力作用于电动轮100时，轮内电机70随着电动轮100的振 动而振动。在动态质量缓冲机构300中，弹簧302和304随着轮内电机70的振 动而伸展和收缩。在弹簧302和304伸展和收缩的情况下，轴316和318沿上 下方向振动。此时，当轴318的一端在开口328中滑动并且弹簧302收缩而弹 簧304伸展时，设置在轴318处的突出部320与缓冲部件324相接触。另一方 面，当弹簧302伸展而弹簧304收缩时，突出部320与缓冲部件322相接触。 当突出部320接触缓冲部件322和324中任意一个时，减振器314开始发挥作 用。即，它限制轴316、318的振动并衰减弹簧302和304的振动，即，轮内 电机70的振动。此时，轮内电机70的振动由减振器314和缓冲部件322、324 吸收。
如上所述，根据本实施例的车轮支承装置，缓冲部件设置在与轮内电 机侧上的部件和转向节侧上的部件相互接触的预定部位相对应的部位处， 因此，甚至在不可预料外力作用于车轮等使得电机剧烈振动时也可防止电 机和转向节之间由于振动而接触。这可抑制电机剧烈振动时车辆乘坐舒适 性的恶化。因此，可提供一种抑制车辆乘坐舒适性的恶化的车轮支承装置。 另外，由于可防止电机和转向节之间的接触，因此与没有缓冲部件的情况 相比较可减小电机的外壳的强度。这使得电机小型化或成本降低。
(第二实施例)
下面将说明本发明的第二实施例的车轮支承装置。与上述第一实施例 所涉及的车轮支承装置200的结构相比较，本实施例所涉及的车轮支承装置 在减振器314的结构上不同并且不同之处还在于，取代缓冲部件332和334， 其包括缓冲部件332和334。在其它方面，其结构与上述第一实施例所涉及 的车轮支承装置200的结构相同。它们由相同的附图标记表示，并且它们的 功能是相同的。因此，这里不再重复对其的详细说明。
本发明所涉及的车轮支承装置200的特征在于，它包括：与轮内电机70 的振动一起振动的壳体60；通过在预定部位与壳体60相接触而限制电机的 振动的转向节180；以及缓冲部件332和334，每个都布置在壳体60或转向节 180的与它们相互接触的所述预定部位相对应的部位处。
更具体地，如图4所示，以等速万向节30作为转动中心，壳体60沿车辆 上下方向进行弧形运动。缓冲部件332和334设置在弧形运动的轨道(轨迹) 上并设置在与转向节180相接触的部位处。减振器314包括一端336紧固于中 央部306的轴316。应该注意的是，缓冲部件332和334没有具体限制，只要 它们每个都是由橡胶等制成的部件就可以，所述部件在由于振动而导致壳 体60与转向节180相接触时可吸收冲击。
下面将说明基于上述结构的根据本实施例的车轮支承装置200的作用。
当不可预料外力作用于电动轮100时，轮内电机70随着电动轮100的振 动而振动。在动态质量缓冲机构300中，弹簧302和304随着轮内电机70的振 动而伸展和收缩。在弹簧304伸展和收缩的情况下，减振器314的轴316沿上 下方向振动。此时，轮内电机70剧烈振动，并与转向节180的上部或下部相 接触。然而由于缓冲部件332和334设置在轮内电机70与转向节180相接触的 部位处，因此该冲击由缓冲部件332、334吸收。
在本实施例中，壳体60构成“振动部件”。转向节180的上部和下部的 缓冲部件332和334所处的部位构成“限制部件”。
如上所述，根据本实施例的车轮支承装置，当由于不可预料外力作用 于车轮等使得电机剧烈振动时，可通过设置在电机的轨道上的与转向节相 接触的部位处的缓冲部件避免电机和转向节之间的接触。这可在电机剧烈 振动时抑制车辆乘坐舒适性的恶化。因此，可提供一种抑制车辆乘坐舒适 性的恶化的车轮支承装置。另外，由于可防止电机和转向节之间的接触， 因此与没有缓冲部件的情况相比较可减小电机的外壳的强度。这使得电机 小型化或成本降低。
应该注意的是，优选将缓冲部件设于转向节。通过将缓冲部件设在转 向节侧处而不是设在由于振动而导致多个部位与转向节相接触的电机侧 处，可将缓冲部件设在所需最少数量的部位处。因此可限制成本的增加。
应该理解的是，文中公开的实施例仅是说明性的，并且无论从哪一方 面来看都是非限制性的。本发明的范围由权利要求项限定，而不是由上述 内容限定，并应认为本发明的范围包括该范围内的任何修正和等效于权利 要求项的含义。