(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を駆動するためのモータと、当該モータから出力された動力を前輪に伝達するデファレンシャルギヤ装置とを備えた電気自動車の前部車体構造であって、
上記モータは、車室前壁を構成するダッシュパネルの前方で、その出力軸が上下方向に延びるように配設されていて、上記前輪の駆動軸の上方に配置され、且つ、車体の左右両側で前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームにモータ連結部材を介して連結されており、
上記モータと上記デファレンシャルギヤ装置とは、上下一体に連結されていて、これらモータ及びデファレンシャルギヤ装置は、車幅方向略中央部に配置されており、
上記デファレンシャルギヤ装置は、上記モータの下側に配置され、且つ、デファレンシャルギヤ連結部材によってその両側で、上記前輪のサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバに連結されており、
平面視で、上記モータの中心から上記モータ連結部材と上記フロントサイドフレームとの連結位置までの長さが、上記モータの中心から上記デファレンシャルギヤ連結部材と上記サスペンションクロスメンバとの連結位置までの長さよりも長く設定されていることを特徴とする電気自動車の前部車体構造。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車の前部車体構造において、
上記モータは、当該モータを支持するモータ支持部材を介して上記デファレンシャルギヤ装置と連結されており、
上記各モータ連結部材は、上記モータ支持部材から上記左右一対のフロントサイドフレームに向かって延びるように設けられていることを特徴とする電気自動車の前部車体構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電気自動車の前部車体構造において、
上記モータは、上記ダッシュパネルにモータ連結部材を介して連結されていることを特徴とする電気自動車の前部車体構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気自動車の前部車体構造において、
上記各フロントサイドフレームに連結された上記各モータ連結部材は、上記各フロントサイドフレームの上面に設けられたモータ取付部で当該各フロントサイドフレームに取り付けられていることを特徴とする電気自動車の前部車体構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気自動車の前部車体構造において、
上記モータは、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、当該モータと上記デファレンシャルギヤ装置とが車両前後方向に相対的に変位するように、当該デファレンシャルギヤ装置と連結されており、
上記デファレンシャルギヤ装置は、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、後方へ移動可能になっていることを特徴とする電気自動車の前部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを備えた電気自動車の前部車体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを備えた電気自動車において、従来から、様々なモータの配置構造が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電気自動車の重量配分をエンジン付車両と同じにするために、フロント側に設けられたエンジンルームとリヤ側に設けられたトランクルームとの間で車両本体の下面に形成されたトンネル内に、電動モータ装置ケースを配設するとともに、エンジンルーム内にモータ制御装置、補機及びバッテリを搭載した電気自動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３２８５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、大型の機器（例えばエンジンとトランスミッション）を隣接配置する必要性が高いエンジン付車両とは異なり、モータを動力源とする電気自動車では、モータのレイアウトの自由度が高い。にも拘わらず、上記特許文献１のものでは、電動モータ装置ケースが車両前後方向における広い範囲を占めることから、特にエンジンルームよりも後方における、機器の配置等の設計自由度が制限されるという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータを備えた電気自動車の前部車体構造において、モータのコンパクトなレイアウトを実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、モータをその出力軸が上下方向に延びるように配設することによって、平面視でモータの占めるスペースが小さくなるようにしている。
【０００８】
第１の発明は、前輪を駆動するためのモータと、当該モータから出力された動力を前輪に伝達するデファレンシャルギヤ装置とを備えた電気自動車の前部車体構造であって、上記モータは、車室前壁を構成するダッシュパネルの前方で、その出力軸が上下方向に延びるように配設されていて、上記前輪の駆動軸の上方に配置され、且つ、車体の左右両側で前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームにモータ連結部材を介して連結されており、上記モータと上記デファレンシャルギヤ装置とは、上下一体に連結されていて、これらモータ及びデファレンシャルギヤ装置は、車幅方向略中央部に配置されており、上記デファレンシャルギヤ装置は、上記モータの下側に配置され、且つ、デファレンシャルギヤ連結部材によってその両側で、上記前輪のサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバに連結されており、平面視で、上記モータの中心から上記モータ連結部材と上記フロントサイドフレームとの連結位置までの長さが、上記モータの中心から上記デファレンシャルギヤ連結部材と上記サスペンションクロスメンバとの連結位置までの長さよりも長く設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明では、モータは、その出力軸が上下方向に延びるように直立配置されているので、出力軸が車両前後方向に延びるように配設されているものに比べて、車両前後方向において占めるスペースが小さくなるとともに、出力軸が車幅方向に延びるように配設されているものに比べて、車幅方向において占めるスペースが小さくなる。これにより、モータのコンパクトなレイアウトが可能となる。
【００１０】
また、モータをダッシュパネルの前方に配置するので、ダッシュパネルよりも後方の空間、例えば、フロアトンネル内部のレイアウトの自由度が向上する。さらに、フロアトンネル自体を設ける必要性が低下するので、フロアパネルの設計自由度が向上する。
【００１１】
また、モータが前輪の駆動軸の上方に配置されているので、モータの配置位置がヨー慣性モーメント発生中心に近づくことから、低ヨー慣性モーメントのレイアウトを達成することができる。
【００１２】
ところで、モータをその出力軸が車両前後方向に延びるように配設した場合、モータに生じるトルクによって、車体に車両正面視で時計回り（又は反時計回り）に回転力が作用し、車体が上下に揺れるとともに左側の前後輪（又は右側の前後輪）で反力を受けることになる。一方、モータをその出力軸が車幅方向に延びるように配設した場合、モータに生じるトルクによって、車体に車両側面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用し、車体が前後に揺れ易くなるとともに左右の前輪（又は左右の後輪）で反力を受けることになる。
【００１３】
ここで、第１の発明では、モータをその出力軸が上下方向に延びるように配設しており、且つ、当該モータを左右一対のフロントサイドフレームにモータ連結部材を介して連結していることから、モータに生じるトルクが車体に伝達されて、車体に平面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用する。このため、車体が左右に揺れ易くなるが、左右の前後輪でかかる回転力に抗することから、車体が左右に揺れるのを抑えることができるとともに、左右の前後輪にそれぞれ発生する反力を分散低減することができる。
【００１４】
加えて、モータをフロントサイドフレームに連結する場合、通常、モータ連結部材が長くなることから、モータを支持する部位（フロントサイドフレーム）に作用する力を低減することができる。
【００１５】
また、モータの中心からモータ連結部材とフロントサイドフレームとの連結位置までの長さが、モータの中心からデファレンシャルギヤ連結部材とサスペンションクロスメンバとの連結位置までの長さよりも長く設定されているので、フロントサイドフレームに作用する力を低減することができる。
【００１６】
また、デファレンシャルギヤ装置がサスペンションクロスメンバに連結されていることから、上下一体に連結されているモータ及びデファレンシャルギヤ装置をより一層確実に車体に固定することができる。
【００１７】
また、このように、モータがデファレンシャルギヤ装置を介してサスペンションクロスメンバに連結されるので、モータの支持点数が増え、各支持部に作用する力が分散低減される。
【００１８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記モータは、当該モータを支持するモータ支持部材を介して上記デファレンシャルギヤ装置と連結されており、上記各モータ連結部材は、上記モータ支持部材から上記左右一対のフロントサイドフレームに向かって延びるように設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
第２の発明では、モータをフロントサイドフレームに連結するためのモータ連結部材は、モータ（モータケース）自体に設けられているのではなく、モータ支持部材からフロントサイドフレームに向かって延びるように設けられているので、モータのメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
【００２０】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記モータは、上記ダッシュパネルにモータ連結部材を介して連結されていることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記各フロントサイドフレームに連結された上記各モータ連結部材は、上記各フロントサイドフレームの上面に設けられたモータ取付部で当該各フロントサイドフレームに取り付けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
第４の発明によれば、フロントサイドフレームの上面を有効に利用することができる。
【００２４】
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記モータは、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、当該モータと上記デファレンシャルギヤ装置とが車両前後方向に相対的に変位するように、当該デファレンシャルギヤ装置と連結されており、上記デファレンシャルギヤ装置は、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、後方へ移動可能になっていることを特徴とするものである。
【００２５】
第５の発明では、前突など車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、例えばモータとデファレンシャルギヤ装置との連結が解除されて、モータとデファレンシャルギヤ装置とが車両前後方向に相対的に変位するように、モータとデファレンシャルギヤ装置とが連結されており、且つ、デファレンシャルギヤ装置が後方へ移動可能になっているので、当該デファレンシャルギヤ装置は、モータを後方へ引っ張ることなく、入力荷重による衝撃エネルギーを吸収する。これにより、前突など車両前方から所定値以上の荷重が入力した場合、モータと車体との連結状態を維持しつつ、入力荷重による衝撃エネルギーを吸収することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る電気自動車の前部車体構造によれば、モータは、その出力軸が上下方向に延びるように配設されているので、出力軸が車両前後方向に延びるように配設されているものに比べて、車両前後方向において占めるスペースが小さくなり、これにより、車両前後方向及び車幅方向における、モータのコンパクトなレイアウトが可能となる。また、モータをダッシュパネルの前方に配置するので、ダッシュパネルよりも後方の空間のレイアウトの自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る前部車体構造を有する電気自動車を模式的に示す平面図である。
【図２】電気自動車を模式的に示す側面図である。
【図３】車体へのモータ及びデファレンシャルギヤ装置の連結構造を示す図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は平面図である。
【図４】ゴムブッシュとモータ取付部との連結構造を示す図である。
【図５】モータに生じるトルクの車体への影響を説明する図であり、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は側面図であり、同図（ｃ）は平面図である。
【図６】ギヤ連結部材を示す斜視図である。
【図７】モータに生じるトルクとモータ取付部に作用する力との関係を説明する図である。
【図８】サスペンションクロスメンバとバッテリ搭載フレームとの連結部を示す縦断面図である。
【図９】参考例に係る前部車体構造を有する電気自動車の前部を示す斜視図である。
【図１０】実施形態２に係る、車体へのモータ及びデファレンシャルギヤ装置の連結構造を示す図であり、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｃ）は側面図である。
【図１１】実施形態３に係る、車体へのモータ及びデファレンシャルギヤ装置の連結構造を示す図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は平面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線における矢視断面図である。
【図１３】図１１のXIII−XIII線における矢視断面図である。
【図１４】前突時におけるモータ及びデファレンシャルギヤ装置の位置関係を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る前部車体構造を有する電気自動車を模式的に示す平面図であり、図２は、電気自動車を模式的に示す側面図である。なお、図を見易くするために、図１では、フロアトンネル１９、ダッシュパネル３５、前後のシート４１ａ，４１ｂ等を図示省略し、また、図２では、フレーム部材６７ａ，６７ｂ、フロアサイドフレーム２５ａ，２５ｂ等を図示省略している。
【００３０】
この電気自動車１は、左右の前輪１５ａ，１５ｂを駆動するためのモータ部（モータ）３を動力源として備えており、エンジン及びモータを動力源とする所謂パラレルハイブリッド車両とは異なり、当該電気自動車１が動くための動力は全てモータ部３に頼るようになっている。
【００３１】
また、この電気自動車１では、図２に示すように、車室Ｒの前壁を構成するダッシュパネル３５の前方且つ車体の左右両側で、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂが車幅方向に間隔をあけて配設されている一方、車体後部で前後方向に延びるリアサイドフレーム２３ａ，２３ｂが車幅方向に間隔をあけて左右両側に配設されている。フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂ同士はバンパーレインフォースメント２９で連結されている一方、リアサイドフレーム２３ａ，２３ｂ同士はクロスメンバ３１で連結されている。
【００３２】
これらフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂとリアサイドフレーム２３ａ，２３ｂとは、車幅方向中央部で車両前後方向に延びる左右のフロアサイドフレーム２５ａ，２５ｂによって接続されているとともに、サイドシルを形成するフレーム部材６７ａ，６７ｂにそれぞれ接続されている。また、左右のフロアサイドフレーム２５ａ，２５ｂの間には、車両前後方向に延びるフロアトンネル１９が、上方に膨出するように形成されている。
【００３３】
電気自動車１は、モータ部３の他に、各々左右の前輪１５ａ，１５ｂに連結され、且つ、モータ部３から出力された動力を当該左右の前輪１５ａ，１５ｂに伝達するデファレンシャルギヤ装置５と、左右の前輪１５ａ，１５ｂのストラット式のサスペンション装置（コントロールアーム７のみを示す）をそれぞれ支持するサスペンションクロスメンバ９と、モータ部３に電力を供給するためのバッテリ部（バッテリ）１１と、当該バッテリ部１１を搭載するためのバッテリ搭載フレーム１７と、を備えている。
【００３４】
モータ部３は、モータケース６３と、不図示のステータ、ロータと、ロータシャフト（出力軸）３ａとを有している（図１１参照）。モータ部３は、ダッシュパネル３５の前方で、ロータシャフト３ａが上下方向に延びるように配設されている。より詳しくは、このモータ部３は、図１に示すように、前輪１５ａ，１５ｂの駆動軸５９の上方に直立配置されており、当該モータ部３の下側に位置するデファレンシャルギヤ装置５を介してサスペンションクロスメンバ９に取り付けられている。このように、この電気自動車１では、モータ部３はロータシャフト３ａが上下方向に延びるように配設されているので、ロータシャフト３ａが車両前後方向に延びるように配設されているものに比べて、車両前後方向において占めるスペースが小さくなっている。また、モータ部３を前輪１５ａ，１５ｂの駆動軸５９の上方に配設することで、ヨー慣性モーメントが低減されて走行性能が向上するようになっているとともに、モータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５を車幅方向略中央部に配置することで、車幅方向の重量バランスが略等しく設定されている。
【００３５】
このモータ部３は、図３に示すように、左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂにモータ連結部材４５を介して連結されている。より詳しくは、モータ部３は、当該モータ部３を支持するモータ支持部材４３を介してデファレンシャルギヤ装置５と上下一体に連結されており、モータ連結部材４５，４５は当該モータ支持部材４３から左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに向かって、左斜め上方及び右斜め上方にそれぞれ延びている。そうして、各モータ連結部材４５，４５は、各フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂの上面に設けられたモータ取付部１３，１３で当該フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂにそれぞれ連結されている。
【００３６】
各モータ取付部１３，１３は、図４に示すように、相対向する頂壁部１３ａ及び底壁部１３ｂと、これらを連結する竪壁部１３ｃとを有する、断面コ字状に形成された金属製の部材である。これら頂壁部１３ａ及び底壁部１３ｂの中央部には、後述するゴムブッシュ４７の内筒体４７ａの内径と略同径の貫通孔１３ｄ，１３ｅがそれぞれ形成されている。また、頂壁部１３ａと底壁部１３ｂとの間隔、換言すると、モータ取付部１３の内空高さは、ゴムブッシュ４７の内筒体４７ａの長さと略等しくなっている。
【００３７】
各モータ連結部材４５，４５は、中実部材であるアーム部４５ａと、当該アーム部４５ａの先端に設けられたゴムブッシュ４７とを有していて、当該ゴムブッシュ４７でモータ取付部１３に取り付けられている。このゴムブッシュ４７は、金属製の内筒体４７ａと、当該内筒体４７ａと同軸で且つその外側に設けられた金属製の外筒体４７ｂと、これら内筒体４７ａと外筒体４７ｂとの間に接着固定されたゴム弾性体４７ｃとを有している。
【００３８】
ゴムブッシュ４７の外筒体４７ｂは、各モータ連結部材４５，４５の先端部と溶接されている一方、内筒体４７ａは、その両端がモータ取付部１３の頂壁部１３ａの下面と底壁部１３ｂの上面とに接触した状態で、貫通孔１３ｄ，１３ｅ及び当該内筒体４７ａに挿通されたボルト９７とナット９９，９９によってモータ取付部１３に固定されている。これにより、モータ部３は、モータ連結部材４５，４５とモータ取付部１３，１３とを介して、左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに弾性支持されている。
【００３９】
ところで、図５（ａ）に示すように、モータ部３をロータシャフト３ａが車両前後方向に延びるように配設した場合、モータ部３に生じるトルクによって、電気自動車１に車両正面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用し、車体が上下に揺れるとともに右側の前後輪１５ｂ，１５ｄ（又は左側の前後輪１５ａ，１５ｃ）で反力を受けることになる。
【００４０】
一方、図５（ｂ）に示すように、モータ部３をロータシャフト３ａが車幅方向に延びるように配設した場合、モータ部３に生じるトルクによって、電気自動車１に車両側面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用し、車体が前後に揺れ易くなるとともに左右の前輪１５ａ，１５ｂ（又は左右の後輪１５ｃ，１５ｄ）で反力を受けることになる。
【００４１】
ここで、本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、モータ部３をロータシャフト３ａが上下方向に延びるように直立配置しており、且つ、当該モータ部３を左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂにモータ連結部材４５，４５を介して連結していることから、モータ部３に生じるトルクが車体に伝達されて、電気自動車１に平面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用する。このため、車体が左右に揺れ易くなるが、左右の前後輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄでかかる回転力に抗することから、車体が左右に揺れるのを抑えることができるとともに、左右の前後輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ発生する反力を分散低減することができる。
【００４２】
上記デファレンシャルギヤ装置５は、ギヤケース５７と、当該ギヤケース５７に収容される複数のギヤ（図示せず）とを有している。このデファレンシャルギヤ装置５は、駆動軸５９と連結されおり、モータ部３から出力された動力を左右の前輪１５ａ，１５ｂに伝達するようになっている。デファレンシャルギヤ装置５は、上述の如く、ギヤケース５７がモータ支持部材４３を介してモータケース６３と上下一体に連結されていて、モータ部３の下側に配置されている。
【００４３】
このデファレンシャルギヤ装置５は、以下のようにしてサスペンションクロスメンバ９に連結されている。すなわち、サスペンションクロスメンバ９の車幅方向中央部の前端には、左右一対の箱状ブラケット４９，４９が取り付けられている。これら箱状ブラケット４９，４９は、図３（ｃ）に示すように、先端に平坦面４９ａを有する略台形状に形成されており、当該平坦面４９ａにギヤ取付部３９が配設されている。なお、ギヤ取付部３９は上記モータ取付部１３と全く同じ構造なので、説明を省略する。また、図３以下では、コントロールアーム７を図示省略する。
【００４４】
一方、デファレンシャルギヤ装置５の下端部の前側には、ギヤ連結部材（デファレンシャルギヤ連結部材）５１が取り付けられている。このギヤ連結部材５１は、図６に示すように、断面矩形状のアーム部５１ａと、当該アーム部５１ａの両端部に溶接された上記ゴムブッシュ４７，４７とを有している。このアーム部５１ａには、当該アーム部５１ａを上下方向に貫通する貫通孔５１ｂ，５１ｂが２つ形成されており、これら２つの貫通孔５１ｂ，５１ｂに、ギヤケース５７の前端部に突設された下方に延びる２つ取付ピン５７ａ，５７ａ（図３（ｂ）参照）が嵌挿されることによって、ギヤ連結部材５１がデファレンシャルギヤ装置５の下端部の前側に固定されるようになっている。
【００４５】
そうして、ギヤ連結部材５１のゴムブッシュ４７は、上述の如くゴムブッシュ４７をモータ取付部１３に固定したのと同様の構造により、各箱状ブラケット４９，４９の先端に配設されたギヤ取付部３９に固定されている。これにより、デファレンシャルギヤ装置５は、ギヤ連結部材５１とギヤ取付部３９，３９と箱状ブラケット４９，４９とを介して、サスペンションクロスメンバ９に弾性支持されている。
【００４６】
以上のように、モータ部３がフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結されるとともに、デファレンシャルギヤ装置５がサスペンションクロスメンバ９に連結されることにより、上下一体に連結されているモータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５が確実に車体に固定されている。また、かかる構造を採用することによって、モータ部３が、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂのみならず、デファレンシャルギヤ装置５を介してサスペンションクロスメンバ９にも連結されるので、モータの支持点数が増え、各支持部に作用するトルク反力が分散低減されるようになっている。
【００４７】
ところで、図７に模式的に示すように、モータ部３に生じるモーメントをＭ１とし、ゴムブッシュ４７（モータ取付部１３）に生じるモーメントをＭ２とすると、Ｍ１とＭ２は等しくなる。ここで、モータケース６３の半径をｌとし、モータ部３に生じるトルクをＴとすると、Ｍ１はＭ１＝Ｔ×ｌと表される。一方、ゴムブッシュ４７の軸心からモータケース６３までの距離をＬとし、モータ取付部１３に作用する力をＦとすると、Ｍ２はＭ２＝Ｆ×Ｌと表される。そして、Ｍ１＝Ｍ２であることから、モータ取付部１３に作用する力Ｆは、Ｆ＝Ｔ×ｌ／Ｌと表される。したがって、モータ取付部１３に作用する力Ｆは、Ｌが長いほど小さくなる。そして、モータケース６３の半径ｌが略一定であることから、力Ｆは、モータ部３の中心からモータ取付位置（モータ取付部１３）までの長さが長いほど小さくなるという関係にある。
【００４８】
ここで、図３（ｃ）から明らかなように、モータ部３の中心Ｏ１から、モータ連結部材４５，４５とフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂとの連結位置であるモータ取付部１３（の孔１３ｄ，１３ｅの中心）までの長さＬ１は、モータ部３の中心Ｏ１から、ギヤ連結部材５１とサスペンションクロスメンバ９（より詳しくは箱状ブラケット４９）との連結位置であるギヤ取付部３９（の孔の中心）までの長さＬ２よりも長く設定されている。これにより、モータ取付部１３に作用する力が、ギヤ取付部３９に作用する力に比して小さくなるので、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに作用するトルク反力が低減されることになる。
【００４９】
上記バッテリ搭載フレーム１７は、図２に示すように、フロアトンネル１９内で車両前後方向に延びる前側搭載部２７と、後部シート４１ｂの下で車幅方向に延びる後側搭載部３７とを有しており、図１に示すように、平面視で略Ｔ字状に形成されている。なお、前側搭載部２７は、車両前後方向中央部から車幅方向外側に延びる、車幅方向両端部に貫通孔２７ｂ，２７ｂがそれぞれ形成された連結板２７ａを有している。
【００５０】
これら前側及び後側搭載部２７，３７が一体に形成されたバッテリ搭載フレーム１７は、前側搭載部２７の連結板２７ａが上記フロアサイドフレーム２５ａ，２５ｂにボルト締結されるとともに、後側搭載部３７が上記リアサイドフレーム２３ａ，２３ｂにボルト締結されることによって、車体に強固に取り付けられている。このように、バッテリ搭載フレーム１７を車体にボルト締結することにより、車体剛性を高めることが可能となる。
【００５１】
また、図８に示すように、上記サスペンションクロスメンバ９の後端部には水平且つ後方に延びるブラケット９ａが形成されており、前側搭載部２７は当該ブラケット９ａと、上側取付部７７ａと下側取付部７７ｂとをゴム弾性体７７ｃで連結した防振装置７７を介して連結されている。
【００５２】
このように、サスペンションクロスメンバ９とバッテリ搭載フレーム１７とを連結することで、車体剛性がさらに上がるとともに、モータ部３やサスペンション装置からの揺れをバッテリ搭載フレーム１７で吸収することが可能となる。また、サスペンションクロスメンバ９は、防振装置７７を介して弾性支持されているので、サスペンション装置の緩衝装置としての機能を阻害し難くなっている。
【００５３】
バッテリ部１１は、バッテリケース６１と、当該バッテリケース６１に収納された充電式電池とを有している。このバッテリ部１１は、図１及び図２に示すように、車両前後方向に延びるバッテリ前側部１１ａと、当該バッテリ前側部１１ａの後端と連続し、車幅方向に延びるバッテリ後側部１１ｂとを有しており、平面視で略Ｔ字状に形成されている。バッテリ前側部１１ａ及びバッテリ後側部１１ｂは、それぞれバッテリ搭載フレーム１７の前側及び後側搭載部２７，３７に搭載されている。
【００５４】
以上のように構成された、本実施形態の前部車体構造では、モータ部３、デファレンシャルギヤ装置５、バッテリ部１１等の重量物が車幅方向中央部に配置されることかロール慣性モーメントが低減されるので、走行性能が向上する構造となっている。
【００５５】
−効果−
本実施形態によれば、モータ部３は、ロータシャフト３ａが上下方向に延びるように直立配置されているので、ロータシャフト３ａが車両前後方向に延びるように配設されているものに比べて、車両前後方向において占めるスペースが小さくなるとともに、ロータシャフト３ａが車幅方向に延びるように配設されているものに比べて、車幅方向において占めるスペースが小さくなる。これにより、車両前後方向及び車幅方向における、モータ部３のコンパクトなレイアウトが可能となる。
【００５６】
また、かかるモータ部３をダッシュパネル３５の前方に配置するので、ダッシュパネル３５よりも後方の空間、例えば、フロアトンネル１９内部のレイアウトの自由度が向上する。
【００５７】
さらに、モータ部３は、前輪１５ａ，１５ｂの駆動軸５９の上方に配置されているので、モータ部３の配置位置がヨー慣性モーメント発生中心に近づくことから、低ヨー慣性モーメントのレイアウトを達成することができる。
【００５８】
また、モータ部３をモータ連結部材４５，４５を介してフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結していることから、モータ部３に生じるトルクが車体に伝達され、車体に平面視で反時計回り（又は時計回り）に回転力が作用する。このため、車体が左右に揺れ易くなるが、左右の前後輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄでかかる回転力に抗することから、車体が左右に揺れるのを抑えることができるとともに、左右の前後輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ発生する反力を低減することができる。
【００５９】
加えて、モータ部３をフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結すれば、通常、モータ連結部材４５，４５が長くなることから、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに作用する力を低減することができる。
【００６０】
さらに、質量の大きいモータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５を車幅方向中央部に配置することで、車幅方向の重量バランスを略等しく設定することが可能となる。
【００６１】
また、モータ部３がフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結されているとともに、デファレンシャルギヤ装置５がサスペンションクロスメンバ９に連結されていることから、上下一体に連結されているモータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５を確実に車体に固定することができる。さらに、モータ部３がデファレンシャルギヤ装置５を介してサスペンションクロスメンバ９に連結されるので、モータ部３の支持点数が増え、各支持部に作用する力が分散低減される。
【００６２】
また、モータ部３の中心からモータ取付部１３までの長さＬ１が、モータ部３の中心からギヤ取付部３９までの長さＬ２よりも長く設定されているので、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに作用する力を低減することができる。
【００６３】
さらに、モータ部３をフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結するためのモータ連結部材４５，４５は、モータケース６３自体に設けられているのではなく、モータ支持部材４３からフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに向かって延びるように設けられているので、モータ部３のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
【００６４】
また、各モータ連結部材４５，４５は、各フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂの上面に設けられたモータ取付部１３，１３で当該各フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに取り付けられているので、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂの上面を有効に利用することができる。
【００６５】
（参考例）
上記実施形態では、モータ部３をモータ連結部材４５，４５を介してフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結したが、これに限らず、以下に述べるようにしてもよい。なお、上記実施形態１のものと同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６６】
そして、参考例では、図９に示すように、モータ部３は、前輪１５ａ，１５ｂの駆動軸５９の上方に直立配置され、且つ、ダッシュパネル３５にモータ連結部材５５，５５を介して連結されている。具体的には、ダッシュパネル３５の前面には、車幅方向に間隔を開けてモータ取付部３３，３３が２つ固定されている。なお、モータ連結部材５５は上記モータ連結部材４５と、また、モータ取付部３３は上記モータ取付部１３と、それぞれ同じ構造なので、説明を省略する。
【００６７】
そうして、各モータ連結部材５５，５５のゴムブッシュ４７は、上述の如くモータ連結部材４５のゴムブッシュ４７をモータ取付部１３に固定したのと同様の構造により、ダッシュパネル３５の前面に固定されたモータ取付部３３に取り付けられている。このように、モータ部３は、モータ連結部材５５，５５とモータ取付部３３，３３とを介して、ダッシュパネル３５に弾性支持されており、これにより、上記実施形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６８】
（実施形態２）
本実施形態は、モータ部３とモータ連結部材６５，６５との連結構造、及び、デファレンシャルギヤ装置５とサスペンションクロスメンバ９との連結構造が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。なお、上記実施形態１のものと同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６９】
図１０（ａ）に示すように、モータ連結部材６５，６５はモータケース６３から左右両側に真っ直ぐ延びている。そうして、各モータ連結部材６５，６５のゴムブッシュ４７，４７は、各フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂの上面に設けられた各モータ取付部１３，１３で当該各フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂにそれぞれ取り付けられている。
【００７０】
また、図１０（ｂ）に示すように、デファレンシャルギヤ装置５は、サスペンションクロスメンバ９に左右一対のギヤ連結部材７１，７１を介して連結されている。各ギヤ連結部材７１，７１は、断面矩形状のアーム部７１ａと、当該アーム部７１ａの両端部に溶接された前側及び後側ゴムブッシュ８１ａ，８１ｂとを有しており、上記ギヤ連結部材５１よりもサイズが小さいことを除いては、ギヤ連結部材５１と同様の構造を有している。
【００７１】
デファレンシャルギヤ装置５の下端部には、左右一対の前側取付部５７ｂ，５７ｂが形成されている。各前側取付部５７ｂは、各々後方斜め下方に延び、且つ、車幅方向に相対向する舌状プレート５７ｃ，５７ｃからなっており、これら舌状プレート５７ｃ，５７ｃ，５７ｃ，５７ｃには、その中央部に車幅方向に延びる貫通孔が形成されている。ギヤ連結部材７１の前側ゴムブッシュ８１ａの内筒体は、その両端がこれら相対向する舌状プレート５７ｃ，５７ｃの対向面にそれぞれ接触した状態で、貫通孔及び当該内筒体に挿通されたボルトとナットによって前側取付部５７ｂに取り付けられている。
【００７２】
一方、サスペンションクロスメンバ９の中央部の前面には、左右一対の後側取付部９ｂ，９ｂが形成されている。各後側取付部９ｂは、各々前方に延び、且つ、車幅方向に相対向する舌状プレート９ｃ，９ｃからなっており、これら舌状プレート９ｃ，９ｃ，９ｃ，９ｃには、その中央部に車幅方向に延びる貫通孔が形成されている。ギヤ連結部材７１の後側ゴムブッシュ８１ｂの内筒体は、その両端がこれら相対向する舌状プレート９ｃ，９ｃの対向面にそれぞれ接触した状態で、貫通孔及び当該内筒体に挿通されたボルトとナットによって後側取付部９ｂに固定されている。なお、図１０（ｂ）では、図を見易くするために、前側及び後側取付部５７ｂ，９ｂの左外側の舌状プレート５７ｃ，９ｃを図示省略している。
【００７３】
このように、デファレンシャルギヤ装置５は、左右一対のギヤ連結部材７１，７１を介してサスペンションクロスメンバ９に弾性支持されているが、各ギヤ連結部材７１，７１は、前側及び後側ゴムブッシュ８１ａ，８１ｂの軸心位置が、以下のような関係になるように、デファレンシャルギヤ装置５及びサスペンションクロスメンバ９にそれぞれ連結されている。
【００７４】
すなわち、車両側面視で、モータ連結部材６５のモータケース６３への取付部の中心Ｏ２を中心として円Ｃを描き、前側及び後側ゴムブッシュ８１ａ，８１ｂの軸心がかかる円Ｃ上に位置するように、前側及び後側ゴムブッシュ８１ａ，８１ｂをデファレンシャルギヤ装置５及びサスペンションクロスメンバ９にそれぞれ連結している。このように、前側及び後側ゴムブッシュ８１ａ，８１ｂを配置することにより、上下一体に連結されたモータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５が中心Ｏ２を支点として揺動した場合、例えば、前側のゴムブッシュ４７には圧縮力が作用する一方、後側のゴムブッシュ４７にはねじり力が作用するという状態が生じ難くなり、前後のゴムブッシュ４７に共に圧縮力が作用することになる。
【００７５】
−効果−
本実施形態によれば、モータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５がモータ連結部材６５のモータケース６３への取付部の中心Ｏ２支点として揺動した場合、その揺動力を前後のゴムブッシュ４７によって効果的に吸収することができる。
【００７６】
（実施形態３）
本実施形態は、モータ部３とフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂとの連結構造、デファレンシャルギヤ装置５とサスペンションクロスメンバ９との連結構造、及び、モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５との連結構造が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。なお、上記実施形態１のものと同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７７】
モータ部３は、図１１に示すように、上記左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂのモータ取付部５３，５３にモータ連結部材７５，７５を介して連結されている。各モータ連結部材７５，７５は、円弧状のプレート部７５ａと、当該プレート部７５ａから径方向外側に二股に分かれて延びるアーム部７５ｂ，７５ｂと、当該各アーム部７５ｂ，７５ｂの先端に設けられた有頂筒状の取付部７５ｃ，７５ｃとを有している。プレート部７５ａは、その内周面がモータケース６３の外周面に沿うように形成されていて、モータケース６３の外周面に溶接されている。また、各取付部７５ｃ，７５ｃには、その中央部にボルト挿通孔７５ｄが貫通形成されている。
【００７８】
一方、各モータ取付部５３，５３は、図１２に示すように、上方に延びる短ボルト５３ｄを有する上側取付部５３ａと、下方に延びる長ボルト５３ｅを有する下側取付部５３ｂと、これらの取付部５３ａ，５３ｂを連結するゴム弾性体５３ｃとを有している。各モータ取付部５３，５３は、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに形成された貫通孔２１ｃ，２１ｄに長ボルト５３ｅを挿通し、当該長ボルト５３ｅをナット５３ｆで締め付けることによって、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに固定されている。
【００７９】
そうして、有頂筒状の取付部７５ｃを、上から被せるようにモータ取付部５３の上側取付部５３ａに嵌め、取付部７５ｃのボルト挿通孔７５ｄから上方に飛び出した短ボルト５３ｄをナット５３ｆで締め付けることによって、モータ連結部材７５とモータ取付部５３とが連結されている。これにより、モータ部３は、左右のモータ連結部材７５，７５とモータ取付部５３，５３とを介して、左右一対のフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに弾性支持されている。
【００８０】
これに対し、デファレンシャルギヤ装置５は、その下端部の前側に取り付けられた上記ギヤ連結部材５１のみならず、その後端部に取り付けられたゴムブッシュ４７によって、サスペンションクロスメンバ９に連結されている。より詳しくは、サスペンションクロスメンバ９の車幅方向中央部に、ギヤ取付部３９と全く同じ構造のギヤ取付部６９が取り付けられている一方、ギヤケース５７の後端部から後方に突設された延設部５７ｄに、ゴムブッシュ４７が取り付けられている。そして、このゴムブッシュ４７は、上述の如くゴムブッシュ４７をモータ取付部１３に固定したのと同様の構造により、ギヤ取付部６９に取り付けられている。これにより、デファレンシャルギヤ装置５は、その下端部の前側に位置するギヤ取付部３９，３９と、その後方に位置するギヤ取付部６９とによって、サスペンションクロスメンバ９に弾性支持されている。
【００８１】
一方、モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とは、図１１に示すように、ユニバーサルジョイント（自在継手）７３を介して、モータ部３が上側でデファレンシャルギヤ装置５が下側になるように連結されている。より詳しくは、モータ部３のロータシャフト３ａの下端には、上部ジョイント７３ａと下部ジョイント７３ｂとを有し、これらの接合する角度を自由に変化させることが可能なユニバーサルジョイント７３の上部ジョイント７３ａが取り付けられている一方、デファレンシャルギヤ装置５のデフピニオンシャフト５ａが当該下部ジョイント７３ｂの孔に挿通されている。このように、モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とをユニバーサルジョイント７３を介して連結することで、当該モータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５に対して、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときには、当該モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とが車両前後方向に相対的に変位する一方、車両側方から所定値以上の荷重が入力したときには、当該モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とが車幅方向に相対的に変位するようになっている。
【００８２】
さらに、デフピニオンシャフト５ａと下部ジョイント７３ｂは、スプライン結合によって結合されている。すなわち、図１３に示すように、デフピニオンシャフト５ａの結合部には雄スプライン５ｂが、対応するユニバーサルジョイント７３の孔には雌スプライン７３ｃがそれぞれ形成され、両スプライン５ｂ，７３ｃを軸方向に嵌合させることによって両スプライン５ｂ，７３ｃが噛み合い、デフピニオンシャフト５ａと下部ジョイント７３ｂの相対回転を規制している。これにより、モータ部３から出力された動力がデファレンシャルギヤ装置５を介して左右の前輪１５ａ，１５ｂに伝達される。
【００８３】
また、デフピニオンシャフト５ａと下部ジョイント７３ｂをスプライン結合によって結合することにより、デファレンシャルギヤ装置５は、車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、後方へ移動可能になっている。すなわち、モータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５に対して、前突の際、車両前方から所定値以上の荷重が入力すると、図１４に示すように、上部ジョイント７３ａと下部ジョイント７３ｂとの接合部を支点として、デファレンシャルギヤ装置５が後方に揺動するとともに後方斜め下方に移動しようとする。このとき、下部ジョインの孔に着脱可能に嵌合されているデフピニオンシャフト５ａが、当該孔から抜け出すことから、デファレンシャルギヤ装置５はサスペンションクロスメンバ９とともに後方へ移動して、前突による衝撃エネルギーを吸収する構造となっている。なお、後方へ移動したデファレンシャルギヤ装置５及びサスペンションクロスメンバ９は、デファレンシャルギヤ装置５と連結された前輪１５ａ，１５ｂや駆動軸５９が、フロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂの、後方に行くほど下方に延びる部位と当接することによって止まるようになっている。
【００８４】
なお、本実施形態では、デファレンシャルギヤ装置５及びサスペンションクロスメンバ９を後方へ移動させるために、図示省略しているが、サスペンションクロスメンバ９とバッテリ搭載フレーム１７とを連結していないとともに、サスペンションクロスメンバ９の前側搭載部２７の長さを短くして、サスペンションクロスメンバ９の後端とバッテリ搭載フレーム１７の前端との間に間隔を設けている。
【００８５】
−効果−
本実施形態によれば、前突など車両前方から所定値以上の荷重が入力したときに、モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とが車両前後方向に相対的に変位するように、モータ部３とデファレンシャルギヤ装置５とが連結されており、且つ、デファレンシャルギヤ装置５が後方へ移動可能になっているので、当該デファレンシャルギヤ装置５は、モータ部３を後方へ引っ張ることなく、入力荷重による衝撃エネルギーを吸収する。これにより、前突など車両前方から所定値以上の荷重が入力した場合、モータ部３と車体との連結状態を維持しつつ、入力荷重による衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００８６】
また、モータ部３の後方移動が抑えられるとともに、デファレンシャルギヤ装置５は、これに連結された前輪１５ａ，１５ｂや駆動軸５９がフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂと当接することによって止まることから、前突の際、モータ部３及びデファレンシャルギヤ装置５がダッシュパネル３５に衝突するのを抑えることができる。これにより、乗員に対する安全性を向上させることができる。
【００８７】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８８】
上記実施形態１では、モータ部３をモータ連結部材４５，４５を介してフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂに連結し、上記参考例では、モータ部３をモータ連結部材５５，５５を介してダッシュパネル３５に連結したが、これに限らず、例えば、モータ連結部材を４つ設けて、モータ部３をフロントサイドフレーム２１ａ，２１ｂ及びダッシュパネル３５の両方に連結してもよい。
【００８９】
また、上記各実施形態では、フロアトンネル１９内にバッテリ部１１を配置したが、これに限らず、ロータシャフト３ａが上下方向に延びるようにモータ部３を配設することにより、車両前後方向においてモータ部３の占めるスペースが小さくなったことで生じたスペースにバッテリ部１１を配置してもよい。このようにすれば、フロアトンネル１９自体を設ける必要性が低下するので、フロアトンネル１９をなくしてフラットなフロアパネルを有する車室Ｒを実現する等、フロアパネルの設計自由度を向上させることができる。
【００９０】
さらに、上記実施形態では、１つのモータ部３をロータシャフト３ａが上下方向に延びるように直立配置したが、これに限らず、例えば、２つのモータ部を左右に並べて、これらのロータシャフトが共に上下方向に延びるように２つのモータ部を直立配置してもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、サスペンションクロスメンバ９とバッテリ搭載部材とを、防振装置８７を介して連結したが、これに限らず、サスペンションクロスメンバ９とバッテリ搭載部材とをヒンジ結合してもよい。
【００９２】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上説明したように、本発明は、モータを備えた電気自動車の前部車体構造等について有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１      電気自動車
３      モータ部（モータ）
５      デファレンシャルギヤ装置
７      コントロールアーム（サスペンション装置）
９      サスペンションクロスメンバ
１３    モータ取付部
１５ａ  左側の前輪
１５ｂ  右側の前輪
２１ａ  左側のフロントサイドフレーム
２１ｂ  右側のフロントサイドフレーム
３３    モータ取付部
３５    ダッシュパネル
４３    モータ支持部材
４５    モータ連結部材
５１    ギヤ連結部材（デファレンシャルギヤ連結部材）
５３    モータ取付部
５５    モータ連結部材
５９    駆動軸
６５    モータ連結部材
７５    モータ連結部材
７１    ギヤ連結部材（デファレンシャルギヤ連結部材）
３ａ    ロータシャフト（出力軸）
Ｒ      車室
【図１】
0005494080.tif 000002
【図２】
0005494080.tif 000003
【図３】
0005494080.tif 000004
【図４】
0005494080.tif 000005
【図５】
0005494080.tif 000006
【図６】
0005494080.tif 000007
【図７】
0005494080.tif 000008
【図８】
0005494080.tif 000009
【図９】
0005494080.tif 000010
【図１０】
0005494080.tif 000011
【図１１】
0005494080.tif 000012
【図１２】
0005494080.tif 000013
【図１３】
0005494080.tif 000014
【図１４】
0005494080.tif 000015