(57)【要約】【課題】操舵輪と非操舵輪の電動機質量および定格に差を持たせることにより、車両全体として必要な加速力を前後で配分し、安定した操舵性と十分な加速力が得られる電気自動車用電動機を提供することを目的とする。【解決手段】車両を加速するのに必要なトルクを操舵輪である前輪と非操舵輪である後輪に適切に配分することにある。すなわち、前輪の電動機を軽くし、トルクを抑えた仕様を適用し、後輪の電動機は質量を重く、トルクの大きい仕様の電動機を適用する。前後の電動機全体で車両として必要なトルクを適正に分担する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を走行する４輪または６輪または８輪の電動車両のホイール部に装着される游星歯車またはその他の減速機あるいは増速機を有さないアウターロータ形またはインナーロータ形のダイレクトドライブ電動機において、操舵を行う前輪用電動機と操舵を行わない後輪用電動機の電動機質量および電動機定格を異なる仕様にしたことを特徴とする電気自動車用電動機。
【請求項２】
操舵する前輪用電動機より操舵しない後輪用電動機の質量を重く、かつ定格も大きくして適用した請求項１の電気自動車用電動機。
【請求項３】
ホイールのリム幅を操舵する前輪より操舵しない後輪の方を広くして適用した請求項２の電気自動車用電動機。
【請求項４】
前輪を操舵せず後輪を操舵する電動車両において、電動機の質量および定格を前後反対に適用した請求項２および請求項３の電気自動車用電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車に使用される電動機で、特にホイールに内蔵されるダイレクトドライブ形の電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機をホイール部に内蔵する電気自動車において、その電動機は前輪用、後輪用とも同じ質量であり、その定格も同じであるものがある（例えば、非特許文献１の第１表および第２表参照。）。
従来の電気自動車において、４輪または全輪を駆動する場合、その電動機は生産性やコスト面から同じ仕様で製作されてきたため、操舵性を考慮した電動機の選定は十分にはされていない。
【０００３】
【非特許文献１】「明電時報  通巻２７８号  ２００１  Ｎｏ．３  ｐ．１２、１３」  ２００１年（第１表、第２表）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気自動車では全輪とも同じ仕様の電動機を用いているので、生産性や価格面では量産効果が期待できメリットはあったが、操舵の面では操舵輪を軽くする措置が取られていないため、急峻な操舵にはやや難があった。
【０００５】
操舵性を改善するには操舵輪の質量を軽くすることが重要であるが、電動機の質量を軽くすると必要なトルクを出すことが困難になり、全輪ともこの電動機を使用すると車両全体としてのトルクすなわち加速力が下がることになる。
【０００６】
したがって、前輪操舵の車両において、前輪の電動機を軽量化し低トルクになった場合、十分な加速力を得るには車両として必要なトルクを後輪で補償する手段が必要になってくる。
【０００７】
本発明は、操舵輪と非操舵輪の電動機質量および定格に差を持たせることにより、車両全体として必要な加速力を前後で配分し、安定した操舵性と十分な加速力が得られる電気自動車用電動機を提供することを目的とする。    
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気自動車用電動機は、車両を加速するのに必要なトルクを操舵輪である前輪と非操舵輪である後輪に適切に配分することにある。すなわち、前輪の電動機を軽くし、トルクを抑えた仕様を適用し、後輪の電動機は質量を重く、トルクの大きい仕様の電動機を適用する。前後の電動機全体で車両として必要なトルクを適正に分担する。
【０００９】
上記本発明の電動機において、前輪用電動機と後輪用電動機では使用されるホイール径は同一であるとする。この場合、電動機の外径は前輪用と後輪用は同じ径になる。したがって、前輪用の電動機を軽くするには電動機の鉄心長を短くすることで実現可能となり、後輪用は鉄心長を長くすることでトルクの大きな電動機を作ることが可能となる。これに伴い、ホイールのリム幅は前輪用が狭く、後輪用を広くしてそれぞれ電動機をホイール部分に装着が可能となる。
【００１０】
車両が加速する場合、その重心は車両後方に移動するのでよりトルクの大きな電動機を後輪に使用しても後輪のタイヤがスリップする危険性はすくない。前輪は操舵を行うので、その質量が軽い方が操縦安定性に優れ使いやすくなる。
【００１１】
一般にタイヤやホイールなどが回転すればジャイロ効果により、操舵角を変更しようとするときそれを阻止しようとする力が働く。このジャイロ効果は外径が大きく、質量が大きく、回転数が高いほど大きくなるが、ホイール部分に電動機を装着することによりこのジャイロ効果は大きい方向になる。
【００１２】
車両の必要な加速力は車両設計時に決定されるので、前輪用と後輪用電動機のトルク配分については車両の操縦安定性や乗り心地、電動機の設置スペースなどを勘案し決定されることになる。
【００１３】
このように本発明に係る電動機は、操舵輪と非操舵輪の電動機質量および定格に差を持たせることにより、車両全体として必要な加速力を前後で配分し、安定した操舵性と十分な加速力が得られる電気自動車用電動機を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように本発明を適用すれば、車両としての加速力が十分得られ、かつ操舵性にも優れた電気自動車用電動機を提供することができる。さらに加速時の重量配分に合致した電動機トルク配分になり、合理的な電気自動車電動機を提供できる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の電気自動車用電動機の好ましい実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は実施の形態１の場合で、本発明に係る形態の電動機で操舵を行う前輪と操舵を行わない後輪に装着した状態を示す断面図である。
図１において上部半分は前輪に装着した状態、下半分は後輪に装着した状態を示しており、タイヤおよびホイールは前後とも同一寸法の状態を示している。
【００１７】
図１の前輪の上半分において、固定子１は固定子ハウジング２に固着され、ブレーキユニット７とブレーキシュー８とともにナックル５に取り付けられており、前輪部分の固定部を構成している。回転子３は回転子ハウジング４に固着されており、タイヤホイール９とともにホイールハブ６に固定されている。
【００１８】
図１の後輪の下半分において、固定子２１は固定子ハウジング２２に固着され、ブレーキユニット２７とブレーキシュー２８とともに後輪アクスル２５に取り付けられており、後輪部分の固定部を構成している。回転子２３は回転子ハウジング２４に固着されており、タイヤホイール９とともにホイールハブ２６に固定されている。
【００１９】
電動機のトルクは鉄心の外径が同じ場合、鉄心長に比例するので、前輪用電動機の鉄心長に対して後輪用電動機の鉄心長をたとえば１．５倍にすれば、後輪用電動機のトルクは前輪用電動機の１．５倍になる。以下、鉄心長を前輪用は６０ｍｍとし、後輪用を９０ｍｍとした場合について説明する。
【００２０】
車両の要求する加速力から２０００Ｎｍのトルクが電動機として必要であるとした場合について、本発明の実施の形態を示す。
【００２１】
車両は４輪駆動とし、鉄心長６０ｍｍで４００Ｎｍがトルクとして得られるとすれば、９０ｍｍでは６００Ｎｍのトルクが出ることになる。前輪用に４００Ｎｍの電動機を用い、後輪用に６００Ｎｍの電動機を用いれば車両全体としては２０００Ｎｍのトルクが得られ、所要の加速度が得られることになる。
【００２２】
一方、前後とも同じ電動機を用いた場合、１台の電動機にトルクは５００Ｎｍであり、その時の鉄心長は７５ｍｍとなる。したがって、本発明を適用すれば前輪用電動機は鉄心長を１５ｍｍ短くでき、その分軽くなり、またジャイロ効果もその分少なくできることになる。車両の加速中は重心が後方に移動し、後輪側に重量が移動してくる。このため、大きな加速力を得るために後輪のトルクを増やしてもタイヤの空転を招かず合理的である。
【００２３】
図２は実施の形態２の場合で、タイヤおよびホイールの外径は前後同一にして後輪のタイヤ幅およびリム幅を広げて、本発明を適用した場合を示している。一般に前輪は操舵するため、ホイールハウス（非図示）内の余裕は少ないが、後輪は操舵を行わないので、寸法的余裕はあるといえる。大型バスなどでは後輪はダブルタイヤであり、これをスーパーシングルタイヤにすれば前輪の、倍以上の幅の電動機を適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気自動車用電動機の断面図で上半分は前輪用、下半分は後輪用を示す。
【図２】本発明の実施の形態２に係る電気自動車用電動機の断面図で上半分は前輪用、下半分は後輪用を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１      固定子（前輪）
２      固定子ハウジング（前輪）
３      回転子（前輪）
４      回転子ハウジング（前輪）
５      ナックル（前輪）
６      ホイールハブ（前輪）
７      ブレーキユニット（前輪）
８      ブレーキシュー（前輪）
９      タイヤホイール
２１    固定子（後輪）
２２    固定子ハウジング（後輪）
２３    回転子（後輪）
２４    回転子ハウジング（後輪）
２５    後輪アクスル
２６    ホイールハブ（後輪）
２７    ブレーキユニット（後輪）
２８    ブレーキシュー（後輪）
２９    タイヤホイール（スーパーシングルタイヤ）
【図１】
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【図２】
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