(57)【要約】【課題】  普通自動車と同形態の電気自動車に適用される、乗り心地性とロードホールディング性を向上させるための吸振装置を提供する。【解決手段】  車両を駆動するための電気モータ１２とギヤケース１３に収納された遊星減速機等の減速機１４とを備えたギヤドモータ１１を車体側に取付ける際に、サブフレーム２１の天板２１ｂ側に、ショックアブゾーバ２２を介して、上記電気モータ１２を懸架し、上記ギヤケース１３を、上記サブフレーム２１の底板２１ａと天板２１ｂの両側からショックアブゾーバ２２により懸架して、上記サブフレーム２１内に上記ギヤドモータ１１を収納するとともに、上記サブフレーム２１を車体側に取付けるようにすることによって、上記ギヤドモータ１１と上記ショックアブゾーバ２２とにより、路面から入力する振動を吸収する吸振装置を構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両バネ上部に設置される電気モータと、車両バネ下部に連結されるドライブシャフトとを備え、上記電気モータの動力を、上記ドライブシャフトを介して、ホイールまたはハブに伝達する構成の電気自動車において、バネ要素とダンパー要素とを有する単数または複数のショックアブゾーバを備えるとともに、このショックアブゾーバを介して上記電気モータを車両バネ上部に取付け、上記電気モータと上記ショックアブゾーバとにより、路面から入力する振動を吸収するようにしたことを特徴とする電気自動車用吸振装置。
【請求項２】
上記電気モータを、モータ本体の出力軸がギヤケースに収納された減速機に連結されたギヤドモータとし、このギヤドモータのモータ及びギヤケースを上記単数または複数のショックアブゾーバを介して車両バネ上部に取付けるとともに、上記減速機の出力軸を、上記ドライブシャフトを介して、車両バネ下部に連結したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用吸振装置。
【請求項３】
上記ギヤドモータを、上記減速機に連動するトランスファデファレンシャルを備えたギヤドモータとし、上記電気モータの動力を、上記トランスファデファレンシャルを介して、上記ドライブシャフトに伝達するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車用吸振装置。
【請求項４】
上記ショックアブゾーバを、スプリングとピストンと油圧シリンダーとを備えた油圧装置から構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気自動車用吸振装置。
【請求項５】
車両バネ上部に複数の電気モータを搭載した電気自動車であって、上記電気モータのそれぞれに、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気自動車用吸振装置を取付けて成ることを特徴とする電気自動車。
【請求項６】
４輪駆動の形態の電気自動車であって、上記請求項２または請求項３に記載の電気自動車用吸振装置を２つ備えたことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に関するもので、特に、車体側に電気モータが搭載される電気自動車に設置される吸振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、足回りにバネ等のサスペンション機構を備えた車両においては、ホイールやナックル、サスペンションアームといった車両バネ下部に相当する部品の質量、いわゆるバネ下質量が大きい程、凹凸路を走行したときにタイヤの接地力が変動し、乗り心地性やロードホールディング性が悪化することが知られている。また、車両のボディといった、いわゆるバネ上質量が小さい場合にも乗り心地性やロードホールディング性が悪化することから、乗り心地性やロードホールディング性を向上させるには、バネ上質量に対してバネ下質量を低下させる必要がある。
ところで、従来の電気自動車には、電気モータを車輪に内蔵するホイールインモータタイプの電気自動車と、エンジン車のエンジンルームに相当する部分に電気モータを収納する普通タイプの電気自動車とが存在しているが、従来のホイールインモータタイプの電気自動車では、モータが車両バネ下部に搭載されているため、バネ下質量が電気モータの分だけ増加し、その結果、タイヤ接地力変動が増大し、ロードホールディング性が悪化してしまうといった問題点があった。
このような問題に対して、上記電気モータのステータを支持する非回転側ケースを、弾性体及び／または減衰機構を介して車両バネ下部品であるナックルに対して弾性支持するとともに、ロータを支持する回転側ケースとホイールとを、フレキシブルカップリングなどの動力伝達機構により結合することにより、不整路走行時の乗り心地性とロードホールディング性をともに向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、電気モータを車体側（バネ上部）に搭載した上記普通タイプの電気自動車においては、乗り心地性能を向上させるため、図５（ａ）に示すように、電気モータ５０を、クッションラバーなどの弾性部材６０を介して車体フレーム５１に取付けることにより、作動時の電気モータ５０からの振動が車体側に伝わらないようにする構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。詳細には、正面５０ｋに変速機５２が一体に連結され、外面にウォータポンプ５３ａ，パワーステアリング用ポンプ５３ｂ及びブレーキ用バキュームポンプ５３ｃが取付けられた電気モータの本体５０Ｍを３つのマウンティング部品５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（図が煩雑になるため、模式的に示した）を介して車体フレーム５１に取付ける際に、上記マウンティング部品５４ａ，５４ｂ，５４ｃを構成する部材として、図５（ｂ）に示すような、一対のボルト５５ａ，５５ｂが立設されたコの字状のブラケット５６と、このブラケット５６に固着されたパイプ状のベース５７と、このベース５７内に圧入溶着された円筒状の弾性部材（クッションラバー）６０とから構成された支持部材５８を設け、上記弾性部材６０の中空孔６０ａにボルト７０を挿入して、上記電気モータ５０を上記車体フレーム５１の所定箇所に取付けることにより、上記電気モータ５０の振動を上記弾性部材６０で吸収して、車体側に伝達する上記振動を低減する。
【特許文献１】特開２００４−９０６９９号公報
【特許文献２】特開平１０−１４７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記普通タイプの電気自動車が凹凸路を走行する際の振動レベルは、エンジンで動く自動車と同様に、図２（ａ）に示すような、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1と車輪部（バネ下部）の質量Ｍ2とがバネ要素Ｋ1とダッシュポットＣ1とにより結合され、バネ下質量Ｍ1とタイヤの接地面とがバネ要素Ｋ2により結合された、２自由度系の振動モデルを解析することにより求められることが知られている。このことから、路面からの入力に対して、必ず車体側（バネ上部）の共振点と車輪部（バネ下部）の共振点がそれぞれ存在することになる。つまり、上記電気自動車は、走行中に路面からの入力周波数に対して２箇所の共振点を持ち、この共振点近傍で車体側（バネ上部）の上下加速度が大きくなるので、乗り心地性が低下するとともにロードホールディング性も低下する。これは、上記普通タイプの電気自動車もエンジンで動く普通の自動車も同じであり、この乗り心地性とロードホールディング性の向上に対しては、サスペンションの改良により対応しているのが現状である。
一方、上記電気モータをクッションラバーなどの弾性部材を介して車体に取付ける従来の取付方法は、路面から入力する振動を吸収するためのものではなく、車体側に伝達する電気モータの振動を低減するためのものであり、上記弾性部材は、単に、クッション材の機能を有しているだけであるので、上記のような、共振による上下加速度の増加には対応できず、したがって、走行時の車両の乗り心地性とロードホールディング性を向上させることは困難である。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、普通自動車と同形態の電気自動車に適用される、乗り心地性とロードホールディング性を向上させるための吸振装置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】
【０００６】
本願の請求項１に記載の発明は、車両バネ上部に設置される電気モータと、車両バネ下部に連結されるドライブシャフトとを備え、上記電気モータの動力を、上記ドライブシャフトを介して、ホイールまたはハブに伝達する構成の電気自動車の電気自動車の吸振装置であって、バネ要素とダンパー要素とを有する単数または複数のショックアブゾーバを備えるとともに、このショックアブゾーバを介して上記電気モータを車両バネ上部に取付け、上記電気モータと上記ショックアブゾーバとにより、路面から入力する振動を吸収するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気自動車用吸振装置であって、上記電気モータを、モータ本体の出力軸がギヤケースに収納された減速機に連結されたギヤドモータとし、このギヤドモータのモータ及びギヤケースを上記単数または複数のショックアブゾーバを介して車両バネ上部に取付けるとともに、上記減速機の出力軸を、上記ドライブシャフトを介して、車両バネ下部に連結したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電気自動車用吸振装置において、上記ギヤドモータを、上記減速機に連動するトランスファデファレンシャルを備えたギヤドモータとし、上記電気モータの動力を、上記トランスファデファレンシャルを介して、上記ドライブシャフトに伝達する構成としたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気自動車用吸振装置において、上記ショックアブゾーバを、スプリングとピストンと油圧シリンダーとを備えた油圧装置から構成したものである。
【０００８】
また、請求項５に記載の発明は、車両バネ上部に複数の電気モータを搭載した電気自動車であって、上記電気モータのそれぞれに、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気自動車用吸振装置を取付けたものである。
請求項６に記載の発明は、４輪駆動の形態の電気自動車であって、上記請求項２または請求項３に記載の電気自動車用吸振装置を２つ備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車体側（バネ上部）に搭載される電気モータと車輪側（バネ下部）とをドライブシャフトを介して連結して、上記電気モータの動力を上記ホイールまたはハブに伝達する電気自動車において、動力源であるモータ本体あるいはモータ本体とギヤケースとを、単数または複数のショックアブゾーバを介して車体側（バネ上部）に結合させて、上記電気モータと上記ショックアブゾーバとにより、路面から入力する振動を吸収するように構成し、上記電気モータの質量を上記車両バネ上部に対するダイナミックダンパーの質量として作用させるようにしたので、電気自動車の乗り心地性とロードホールディング性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る電気自動車用吸振装置１０の構成を示す図で、同図において、１１は車両を駆動するための電気モータ１２とギヤケース１３に収納された遊星減速機等の減速機１４とを備えたギヤドモータ、１５は一端側が上記減速機１４の出力軸に連結され、他端側がタイヤ１６を装着したホイール１７とその回転軸において連結されたハブ１８に連結されたドライブシャフト、１９は上記バブ１８と図示しない軸受けにより結合されたナックル、２０はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材である。これにより、上記ナックル１９やホイール１７などのバネ下部品を上記サスペンション部材２０で車体に懸架して車両の乗り心地性を向上させるとともに、上記ギヤドモータ１１の出力は、ドライブシャフト１５から、等速ジョイントなどの連結手段を介してホイール１７に伝達されるので、タイヤ１６に駆動力を伝達させることができる。
本例では、上記ギヤドモータ１１を車体側に取付ける際に、底板２１ａと天板２１ｂと側板２１ｃ，２１ｃを備えたサブフレーム２１を設け、このサブフレーム２１内に上記ギヤドモータ１１を収納するとともに、上記電気モータ１２と上記ギヤケース１３とを、それぞれ、バネ要素とダンパー要素とを備えたショックアブゾーバ２２により上記サブフレーム２１内に懸架する構成とすることによって、上記ギヤドモータ１１と上記ショックアブゾーバ２２とにより、路面から入力する振動を吸収する吸振装置を構成する。
具体的には、電気モータ１２を上記サブフレーム２１の天板２１ｂに弾性支持し、ギヤケース１３を底板２１ａと天板２１ｂの両側から弾性支持するとともに、このサブフレーム２１の天板２１ｂ側を図示しない車体に固定し、上記サブフレームの底板２１ａ側とナックル１９とを、下アーム２３を介して、ナックル１９に揺動自在に連結する。これにより、上記ギヤドモータ１１の質量は車体（バネ上部）質量相当部分から切り離されるとともに、上記ギヤドモータ１１の質量は上記バネ上質量に対して、いわゆるダイナミックダンパーのウエイトとして作用するので、路面から入力する振動を吸収することができる。
このとき、上記ショックアブゾーバ２２としては、例えば、スプリングとピストンと油圧シリンダーとを備えた油圧装置などが好適に用いられるが、バネ要素とダンパー要素とを有し、上記ギヤドモータ１１の電気モータ１２とギヤケース１３とを懸架することのできるものであれば、他の構成のショックアブゾーバであってもよい。
【００１１】
上記ダイナミックダンパー効果について、車両振動モデルにより説明する。
従来の普通タイプの電気自動車の車両振動モデルは、上記のように、図２（ａ）に示すような、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1と車輪部（バネ下部）の質量Ｍ2とがバネ要素Ｋ1とダッシュポットＣ1とにより結合され、上記バネ下質量Ｍ1とタイヤの接地面とがバネ要素Ｋ2により結合された、２自由度系の振動モデルで表わされ、モータの質量ｍは、モータがクッション材を介して車体側に取付けられている場合でも、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1に加算される。
一方、本発明の車両振動モデルは、図２（ｂ）に示すように、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1と車輪部（バネ下部）の質量Ｍ2とが、上記サスペンション部材２０に相当する、バネ要素Ｋ1とダッシュポットＣ1とにより結合され、バネ下質量Ｍ1とタイヤの接地面とがバネ要素Ｋ2により結合されるとともに、モータの質量ｍは、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1と、上記ショックアブゾーバ２２に相当するバネ要素ＫdとダッシュポットＣdとにより結合された、３自由度系のサスペンションモデルとなる。
このように、モータの質量ｍが車体側（バネ上部）の質量Ｍ1と、バネ要素ＫdとダッシュポットＣdとにより結合されると、モータ質量ｍは車体側（バネ上部）の質量Ｍ1から切り離されるとともに、上記モータ質量ｍは上記車体側（バネ上部）の質量Ｍ1に対して、いわゆるダイナミックダンパーのウエイトとして作用し、車体側（バネ上部）の質量Ｍ1の変動を低減することができる。すなわち、ギヤドモータ１１の電気モータ１２とギヤケース１３とをショックアブゾーバ２２により上記サブフレーム２１内に懸架して吸振装置を構成することにより、周知のダイナミックダンパーの作用により、車両の凹凸路走行時に増大する、車体側（バネ上部）の上下加速度を低減することができるので、車両の乗り心地性を向上させることができるとともに、ロードホールディング性が向上する。
【００１２】
このように、本最良の形態によれば、車両を駆動するための電気モータ１２とギヤケース１３に収納された遊星減速機等の減速機１４とを備えたギヤドモータ１１を車体側に取付ける際に、サブフレーム２１の天板２１ｂ側に、ショックアブゾーバ２２を介して、上記電気モータ１２を懸架し、上記ギヤケース１３を、上記サブフレーム２１の底板２１ａと天板２１ｂの両側からショックアブゾーバ２２により懸架して、上記サブフレーム２１内に上記ギヤドモータ１１を収納するとともに、上記サブフレーム２１を車体側に取付けるようにすることによって、上記ギヤドモータ１１と上記ショックアブゾーバ２２とにより、路面から入力する振動を吸収する吸振装置を構成したので、上記ギヤドモータ１１の質量をバネ上質量に対して、ダイナミックダンパーのウエイトとして作用させることができる、路面から入力する振動を吸収することができる。したがって、路面からの振動入力に起因する共振点近傍で車体側（バネ上部）の上下加速度を低減することができ、電気自動車の乗り心地性とロードホールディング性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
なお、上記最良の形態では、図３（ａ）に示すような、ギヤドタイプの電気自動車において、ギヤドモータ１１の電気モータ１２とギヤケース１３とを、ショックアブゾーバ２２を介して、車体３０側に取付けた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、図３（ｂ）に示すような、電気モータの出力軸が直接ドライブシャフトに連結される、いわゆるモータダイレクトドライブタイプの電気自動車にも適用可能である。この場合には、図３（ｂ）に示すように、電気モータ１２をショックアブゾーバ２２を介して、車体３０側に直接取付けるようにすればよい。
上記電気自動車用吸振装置１０は、車両バネ上部に複数の電気モータを搭載する際には、各電気モータ毎により取付けることが好ましい。例えば、ＦＦ車やＲＲ車で左右輪をそれぞれ電気モータあるいはギヤドモータで独立駆動する場合であれば、吸振装置は各車輪毎に取付けることにより、乗り心地性を大幅に向上させることができる。また、１つのギヤドモータで左右輪を駆動する場合には、上記ギヤドモータにトランスファデファレンシャルを設けて、左右輪の駆動力を制御するようにすればよい。
これは、４輪駆動の形態の電気自動車の場合も同様で、各駆動輪を、本発明の吸振装置を備えた独立した電気モータで駆動してもよいし、本発明の吸振装置を備えた２個のギヤドモータで駆動してもよい。ギヤドモータが２個の場合には、上記のように、トランスファデファレンシャルを備えたギヤドモータを使用する。
【実施例】
【００１４】
本発明による吸振装置を搭載した電気自動車（１５００ｃｃクラス）を凹凸路にて走行させ、そのときの上下振動加速度を測定して周波数分析し、吸振装置を搭載していない電気自動車の場合と比較した結果を図４のグラフに示す。
グラフから明らかなように、本発明の吸振装置を搭載した電気自動車では、路面からの入力に対する車体側（バネ上部）の共振に起因する上下振動加速度も、車輪部（バネ下部）の共振に起因する上下振動加速度もともに従来の電気自動車に比較して減少しており、特に、車体側（バネ上部）の共振に起因する上下振動加速度が大幅に減少していることがわかる。したがって、本発明の吸振装置を搭載することにより、車両の乗り心地性とロードホールディング性とが向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、電気自動車に、電気モータと上記ショックアブゾーバとにより路面から入力する振動を吸収する吸振装置を設けたので、乗り心地性とロードホールディング性とに優れた電気自動車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の最良の形態に係る電気自動車用吸振装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の吸振装置を搭載した車両の車両振動モデルを示す図である。
【図３】本発明よる吸振装置を電気自動車に取付けた状態を示す模式図である。
【図４】本発明の吸振装置を搭載した電気自動車の上下振動加速度を測定した結果を示す図である。
【図５】従来の電気モータの取付け構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  電気自動車用吸振装置、１１  ギヤドモータ、１２  電気モータ、
１３  ギヤケース、１４  減速機、１５  ドライブシャフト、１６  タイヤ、
１７  ホイール、１８  ハブ、１９  ナックル、２０  サスペンション部材、
２１  サブフレーム、２２  ショックアブゾーバ、２３  下アーム、３０  車体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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