(57)【要約】【課題】モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することである。【解決手段】モータ４をサスペンション機構の車体１側に取り付け、モータ４の出力軸４ａと各車輪２のハブシャフト３とを、回転シャフト７との間で伸縮部を形成するトリポート型等速自在継手８を介在させた駆動力伝達機構で連結することにより、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保きるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、前記車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムにおいて、前記モータを車体側に取り付け、このモータの出力軸と前記車軸とを、伸縮部を有する駆動力伝達機構で連結したことを特徴とする自動車のモータ駆動システム。
【請求項２】
前記モータを前記車輪のタイヤの上面よりも上方に設置した請求項１に記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項３】
前記駆動力伝達機構の伸縮部が、ショックアブソーブ機能を備えたものである請求項１または２に記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項４】
前記ショックアブソーブ機能を備えた伸縮部に、摺動式等速自在継手を用いた請求項３に記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項５】
前記ショックアブソーブ機能を備えた伸縮部に、ボールスプラインを用いた請求項３に記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項６】
前記駆動力伝達機構の伸縮部の両端部を等速自在継手で支持した請求項１乃至５のいずれかに記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項７】
前記駆動力伝達機構に歯車減速装置を設けた請求項１乃至６のいずれかに記載の自動車のモータ駆動システム。
【請求項８】
前記モータを全ての車輪に個別に設けた請求項１乃至７のいずれかに記載の自動車のモータ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車軸を駆動するモータを備えた自動車には、モータのみで駆動する電気自動車と、エンジンとモータとを使い分けるいわゆるハイブリッド車とがある。また、車軸を車体に懸架するサスペンション機構には、乗用車に多く採用され、自在継手に連結した各車輪の車軸を独立に懸架する独立懸架方式と、トラック等に多く採用され、デファレンシャル装置を含む左右の車輪の車軸を一体に懸架する車軸懸架方式とがある。
【０００３】
このようなサスペンション機構と駆動用モータを備えた自動車のモータ駆動システムには、車軸にモータと減速歯車機構を直結し、これらのモータと減速歯車機構を車軸と一緒にサスペンション機構で懸架した、いわゆるインホイールタイプのもの（例えば、特許文献１参照。）や、デファレンシャル装置にモータと変速機を連結して、従来のエンジン駆動のものと同様に、デファレンシャル装置側のドライブシャフトと車輪側のドライブシャフト（車軸）を自在継手で連結したもの（例えば、特許文献２参照。）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４７７１３号公報（第４−７頁、第１−２図）
【特許文献２】特開２００３−７２３９２号公報（第２−４頁、第２−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたインホイールタイプのモータ駆動システムは、デファレンシャル装置や自在継手が不要となり、駆動力伝達機構をスリム化できる利点を有するが、モータと減速歯車機構が車軸と一緒にサスペンション機構で懸架されるので、ばね下重量が大きくなって、乗り心地や走行性能が低下する問題がある。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受け、かつ、低い位置で水をかぶりやすい等の取り付け環境が悪い問題もある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されたデファレンシャル装置にモータと変速機を連結するタイプのモータ駆動システムは、独立懸架方式のサスペンション機構を採用することにより、ばね下重量が大きくなることはなく、ハイブリッド車にも適用可能であるが、モータ駆動のメリットである駆動源（モータ）の設置位置の幅広い自由度が損なわれている。このため、駆動力伝達装置のコンパクト化や居室・荷室空間の拡大も期待できない。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、車輪の車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、前記車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムにおいて、前記モータを車体側に取り付け、このモータの出力軸と前記車軸とを、伸縮部を有する駆動力伝達機構で連結した構成を採用した。
【０００９】
すなわち、モータを車体側に取り付け、このモータの出力軸と車軸とを、伸縮部を有する駆動力伝達機構で連結することにより、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保できるようにした。
【００１０】
前記モータを前記車輪のタイヤの上面よりも上方に設置することにより、その取り付け環境を良くすることができる。
【００１１】
前記駆動力伝達機構の伸縮部を、ショックアブソーブ機能を備えたものとすることにより、自動車の乗り心地をさらに良くすることができる。
【００１２】
前記ショックアブソーブ機能を備えた伸縮部には、摺動式等速自在継手を用いることができる。摺動式等速自在継手としては、トリポート型等速自在継手、ダブルオフセット型等速自在継手等がある。
【００１３】
前記ショックアブソーブ機能を備えた伸縮部には、ボールスプラインを用いることもできる。
【００１４】
前記駆動力伝達機構の伸縮部の両端部は、等速自在継手で支持するとよい。
【００１５】
前記駆動力伝達機構に歯車減速装置を設けることにより、モータを小型化することができる。
【００１６】
前記モータを全ての車輪に個別に設けることにより、高度な４輪駆動システムの実現が期待される。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の自動車のモータ駆動システムは、モータをサスペンション機構の車体側に取り付け、このモータの出力軸と車軸とを、伸縮部を有する駆動力伝達機構で連結するようにしたので、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することができ、駆動力伝達装置のコンパクト化や居室・荷室空間の拡大も期待できる。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受けるのを防止することもできる。
【００１８】
前記モータを前記車輪のタイヤの上面よりも上方に設置することにより、その取り付け環境を良くすることができる。
【００１９】
前記駆動力伝達機構の伸縮部を、ショックアブソーブ機能を備えたものとすることにより、自動車の乗り心地をさらに良くすることができる。
【００２０】
前記駆動力伝達機構に歯車減速装置を設けることにより、モータを小型化することができる。
【００２１】
前記モータを全ての車輪に個別に設けることにより、高度な４輪駆動システムの実現が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この自動車のモータ駆動システムは、図１に示すように、車体１にサスペンション機構で懸架された車輪２の車軸であるハブシャフト３を、車体１側に取り付けたモータ４で駆動するものであり、モータ４の出力軸４ａの回転は、順に軸継手５、固定式等速自在継手６、回転シャフト７、摺動式等速自在継手であるトリポート型等速自在継手８、固定式等速自在継手９、軸継手１０を介して傘歯車１１ａに伝達され、さらに、傘歯車１１ａと噛み合う傘歯車１１ｂ、軸継手１２を介してハブシャフト３に伝達される。
【００２３】
前記モータ４は、ゴムマウント４ｂを介して、車輪２のタイヤ２ａの上面よりも上方で車体１に固定されている。また、モータ４は遊星歯車を用いた減速機構付きのものである。なお、モータ４側に減速機構を設ける替りに、後述する傘歯車１１ａ、１１ｂ間に減速比を持たせることもできる。図示は省略するが、モータ４は全ての車輪２に個別に設けられ、４輪駆動されるようになっている。
【００２４】
前記軸継手５は、スプライン結合でモータ４の出力軸４ａと固定式等速自在継手６の外輪６ａとを連結しており、外輪６ａはアンギュラ玉軸受１３により車体１に回転自在に支持されている。アンギュラ玉軸受１３はナット１４の締め付けで予圧されている。また、固定式等速自在継手６の内輪６ｂには、回転シャフト７の一端がスプライン結合で連結されている。
【００２５】
前記回転シャフト７の他端は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、トリポート型等速自在継手８のトラニオン８ｂにスプライン結合で連結されており、回転シャフト７の回転は、トリポート型等速自在継手８のトラニオン８ｂ、ニードル８ｃ、ローラ８ｄを介して外輪８ａに伝達される。ローラ８ｄはトラニオン８ｂと一体で外輪８ａの軸方向に摺動自在とされており、トラニオン８ｂに連結された回転シャフト７と外輪８ａとの間で伸縮部が形成されている。
【００２６】
前記トリポート型等速自在継手８の外輪８ａはシリンダ状に形成され、内部にオイルが充填されて、回転シャフト７が挿入された一端が蓋１５で閉塞されている。回転シャフト７と蓋１５との間には、外輪８ａとの間の伸縮に伴う回転シャフト７の軸方向移動を案内するすべり軸受１６が設けられるとともに、オイル漏れを防止するシール１７が取り付けられている。また、図示は省略するが、外輪８ａと蓋１５の間にもオイル漏れを防止するガスケット等が取り付けられる。
【００２７】
前記外輪８ａに挿入された回転シャフト７の先端部には鍔７ａが設けられ、この鍔７ａとトラニオン８ｂとの間に、オリフィス１８を形成するオリフィスユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃが取り付けられている。このオリフィス１８は、外輪８ａと回転シャフト７間の伸縮に伴う外輪８ａ内のオイルの移動を絞り、ショックアブソーブ機能を発揮する。なお、回転シャフト７にスプライン結合されたオリフィスユニット１８ａと、外輪８ａの内径面および回転シャフト７の鍔７ａとの間には、それぞれオイル移動の短絡を防止するための、弾性部材で形成されたシール１９ａ、１９ｂが取り付けられている。
【００２８】
前記トリポート型等速自在継手８の外輪８ａの先細の先端部は、図１に示すように、固定式等速自在継手９の内輪９ｂにスプライン結合で連結され、その外輪９ａがスプライン結合による軸継手１０を介して、傘歯車１１ａに連結されている。固定式等速自在継手９の外輪９ａは、軸受ケース２０にアンギュラ玉軸受２１により回転自在に支持され、アンギュラ玉軸受２１はナット２２の締め付けで予圧されている。なお、軸受ケース２０は、後述するナックルケース２４にボルト締めで固定されている。
【００２９】
前記傘歯車１１ａと噛み合わされた傘歯車１１ｂは、軸継手１２のフランジにボルト締めで固定されている。また、各傘歯車１１ａ、１１ｂの背面側にはそれぞれシム２３ａ、２３ｂが噛まされ、これらの厚みを変えることにより、傘歯車１１ａ、１１ｂ同士の歯の当たり具合が調節される。
【００３０】
前記軸継手１２はスプライン結合でハブシャフト３に連結され、ハブシャフト３はナックルケース２４にアンギュラ玉軸受２５で回転自在に支持されている。アンギュラ玉軸受２５は、軸継手１２を締め付けるナット２６で予圧されるようになっている。また、ハブシャフト３には、車輪２とブレーキロータ２７がボルト２８で固定されている。
【００３１】
前記サスペンション機構は、独立懸架方式のダブルウィッシュボーンタイプを採用しており、ナックルケース２４に設けた上下の各アーム部２４ａ、２４ｂにピロボール２９が固定され、それぞれ基端部を車体１に連結されたアッパーアーム３０とロワーアーム３１が、その先端部に設けられた凹球面部で各ピロボール２９と回動自在に連結されている。各ピロボール２９の球面中心を結ぶ軸線はキングピン角を決定する。また、サスペンション機構を構成するコイルばね３２は、車体１の下向きの面とロワーアーム３１の上面の間に、それぞれ受け皿３３を介して介装されている。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）は、前記ショックアブソーブ機能を有する伸縮部の第１の変形例を示す。この変形例は、摺動式等速自在継手であるダブルオフセット型等速自在継手３４を採用したものであり、前記回転シャフト７の先端に内輪３４ｂがスプライン結合で連結され、回転シャフト７の回転は、内外径球面の各中心がオフセットされたケージ３４ｃに保持されたボール３４ｄを介して外輪３４ａに伝達される。ボール３４ｄは外輪３４ａの軸方向に摺動自在とされ、回転シャフト７と外輪３４ａとの間で伸縮部が形成される。なお、ショックアブソーブ機能を発揮するためのオリフィスユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、実施形態のものと同じである。
【００３３】
図４（ａ）、（ｂ）は、前記ショックアブソーブ機能を有する伸縮部の第２の変形例を示す。この変形例は、摺動式等速自在継手の替りにボールスプライン３５を採用したものであり、回転シャフト７の先端に内輪３５ｂがスプライン結合で連結され、回転シャフト７の回転は、外輪３５ａと内輪３５ｂのスプライン溝間に配列されたボール３５ｃを介して外輪３５ａに伝達される。ボール３５ｃは外輪３５ａの軸方向に摺動自在とされ、回転シャフト７と外輪３５ａとの間で伸縮部が形成される。この変形例も、オリフィスユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、実施形態のものと同じである。
【００３４】
上述した実施形態およびその変形例では、ショックアブソーブ機能を有する伸縮部を形成する摺動式等速自在継手として、トリポート型等速自在継手とダブルオフセット型等速自在継手を採用したが、他の型式の摺動式等速自在継手を採用することもできる。
【００３５】
また、上述した実施形態では、サスペンション機構にダブルウィッシュボーンタイプのものを採用したが、サスペンション機構は任意のタイプのものを採用することができる。ブレーキ機構も実施形態のブレーキロータを用いるディスクブレーキに限定されることはなく、ドラムブレーキを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】自動車のモータ駆動システムの実施形態を示す縦断面図
【図２】ａは図１の伸縮部を拡大して示す縦断面図、ｂはａのIIb−IIb線に沿った断面図
【図３】ａは図２の第１の変形例を示す縦断面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面図
【図４】ａは図２の第２の変形例を示す縦断面図、ｂはａのIVb−IVb線に沿った断面図
【符号の説明】
【００３７】
１  車体
２  車輪
２ａ  タイヤ
３  ハブシャフト
４  モータ
４ａ  出力軸
４ｂ  ゴムマウント
５  軸継手
６  固定式等速自在継手
６ａ  外輪
６ｂ  内輪
７  回転シャフト
７ａ  鍔
８  トリポート型等速自在継手
８ａ  外輪
８ｂ  トラニオン
８ｃ  ニードル
８ｄ  ローラ
９  固定式等速自在継手
９ａ  外輪
９ｂ  内輪
１０  軸継手
１１ａ、１１ｂ  傘歯車
１２  軸継手
１３  アンギュラ玉軸受
１４  ナット
１５  蓋
１６  すべり軸受
１７  シール
１８  オリフィス
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  オリフィスユニット
１９ａ、１９ｂ  シール
２０  軸受ケース
２１  アンギュラ玉軸受
２２  ナット
２３ａ、２３ｂ  シム
２４  ナックルケース
２４ａ、２４ｂ  アーム部
２５  アンギュラ玉軸受
２６  ナット
２７  ブレーキロータ
２８  ボルト
２９  ピロボール
３０  アッパーアーム
３１  ロワーアーム
３２  コイルばね
３３  受け皿
３４  ダブルオフセット型等速自在継手
３４ａ  外輪
３４ｂ  内輪
３４ｃ  ケージ
３４ｄ  ボール
３５  ボールスプライン
３５ａ  外輪
３５ｂ  内輪
３５ｃ  ボール
【図１】
2005145122.tif 000003
【図２】
2005145122.tif 000004
【図３】
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【図４】
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