(57)【要約】【課題】  スペース効率に優れるとともに、走破性や乗り心地性にも優れた全輪駆動車を提供する。【解決手段】  全輪駆動車において、モータにより駆動される側の車輪部に、モータが、車輌の足回り部品に対して、ナックル取付けプレート１４とモータ取付けプレート１５とを、直動ガイド１１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定されかつ車輌の上下方向に作動するバネ要素１２及び上記バネ要素１２と並行して配置されたダンパ１３とにより結合した構成の緩衝機構１０により支持され、上記モータ３のロータ３Ｒとホイール２とが、モータ側プレート２１とホイール側プレート２２とを表裏で作動方向が直交するように配置された複数個のクロスガイド２３により結合された駆動力伝達機構２０により連結した構成のインホイールモータ３を搭載し、上記モータ３をダイナミックダンパのウエイト装置として作動するようにした。【選択図】        図１
2005289321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転力により前輪または後輪のどちらか一方を駆動する車輌の非駆動輪に、補助駆動用電気モータが、上記非駆動輪のバネ下部に対して、粘性要素及び弾性要素により、上下方向に支持された構造のインホイールモータを搭載したことを特徴とするインホイールモータ搭載全輪駆動車。
【請求項２】
上記モータを、上下方向に加えて、前後方向にも、粘性要素及び弾性要素により支持したことを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ搭載全輪駆動車。
【請求項３】
上記モータを、内燃機関により駆動される車輪にも搭載したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ搭載全輪駆動車。
【請求項４】
上記モータを、ギヤードモータ構造のインホイールモータと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インホイールモータ搭載全輪駆動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全輪駆動車に関するもので、特に、前輪または後輪のどちらか一方を内燃機関で駆動し、他方を車輪部に搭載された電気モータにより駆動するタイプの全輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前輪駆動車を基本として全輪駆動車化する場合には、例えば、図１８（ａ）に示すように、非駆動輪である後輪部にドライブシャフト４１ａ、トランスファデファレンシャル（デフ）４１ｂ、プロペラシャフト４１ｃ、トランスファ４１ｄなどの動力伝達機構４１を追加して、内燃機関４２からの駆動力を後輪４０Ｒ，４０Ｒに伝達するようにしていた。このような手法は一般的に広く用いられている方法であるが、同種の車輌であっても、上記の部品を車輌に追加するスペースを確保するために、全輪駆動用の車体４０を別に用意する必要があるだけでなく、搭載部品が増えるため、居住空間が減少してしまうといった問題点があった。
そこで、近年、図１８（ｂ）に示すような、内燃機関４２に発電機４３を取付け、内燃機関４２にて前輪４０Ｆ，４０Ｆを駆動しつつ、上記発電機４３で発生した電力により、内燃機関４２とは独立して車体４０後部に搭載された電気モータ４４を用いて、後輪４０Ｒ，４０Ｒを駆動させる方式の全輪駆動車が提案されている。なお、同図において、符号４４Ｃは上記電気モータ４４を制御するモータコントローラである。この方式は、車体４０前部から車体４０後部に動力を伝達するトランスファ４１ｄやプロペラシャフト４１ｃが不要となるため、居住空間の拡大が図れるとともに、車輌重量を軽減できるというメリットがある。
【０００３】
一方、図１８（ｃ）に示すように、車体４０後部に搭載されているモータ４４をバネ下に搭載してインホイールモータとすれば、更に、デフ４１ｂやドライブシャフト４１ａがなどが不要となるため、車輌の居住空間を飛躍的に増大させることができる。
また、図１８（ｄ）に示すように、前輪をハイブリット化する際にも、上記モータ４４を前輪４０Ｆ，４０Ｆのバネ下に搭載してインホイールモータとすれば、車輌の居住空間を飛躍的に増大させることができる。
通常、上記モータとしては、例えば、図１９に示すような、減速機付のモータ４４Ｍが、多く用いられている。このモータ４４Ｍは、外周側にモータケース４４ａに固定されたステータ４４Ｓが、内周側に支持部材４４ｂを介してモータ軸４４ｃが固定されたロータ４４Ｒが配置されたインナーロータ型のモータで、上記モータ軸４４ｃは、上記モータケース４４ａに設置された軸受け４４ｄと遊星歯車方式の減速機４４ｅのキャリア４４ｆに設置された軸受け４４ｇとにより回転自在に支持されており、上記減速機４４ｅの出力軸である上記キャリア４４ｆの軸部４４ｈが図示しないクラッチの出力軸に回転伝達可能に接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、減速機を有しないダイレクトドライブ型のインホイールモータとしては、図２０に示すような、アウターロータ型のインホイールモータ５３が提案されている。このインホイールモータ５３では、ステータ５３Ｓは固定部であるアップライト５７に連結・支持されて、ダイレクトドライブホイール５２のホイールディスク５２ｂの内側に配置されており、上記ホイールディスク５２ｂに連結された回転軸５４とは軸受け５４Ｊにより結合されている。また、上記ステータ５３Ｓの外周側に配置されたロータ５３Ｒは、上記回転軸５４と結合された第１のブラケット５５ａと、上記アップライト５７と軸受け５７Ｊを介して回転可能に固定された第２のブラケット５５ｂとにより支持されている。これにより、ロータ５３Ｒがステータ５３Ｓに対して回転可能に結合されるので、インホイールモータ５３を駆動することにより、ホイール５２に回転力を伝達することができ、ホイール５２をダイレクトドライブすることが可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２８０６号公報
【特許文献２】特許第２６７６０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、足回りにバネ等のサスペンション機構を備えた車輌においては、ホイールやナックル、サスペンションアームといったバネ下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荷重変動が増大し、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。従来のインホイールモータは、上記のように、直接車輌バネ下部に搭載されるか、モータ部が車輌の足回りを構成する部品の一つであるアップライトまたはナックルと呼ばれる部品に接続するスピンドル軸に固定されているため、上記のバネ下質量がモータの質量分だけ増加してしまう。したがって、上記図１８（ａ），（ｂ）に示した構成の全輪駆動車（以下、従来の全輪駆動車という）に比べて、後輪側の乗り心地性とタイヤ接地性能が悪化するという問題点を抱えている。
特に、接地性の悪化は重要な問題で、接地性、すなわち、タイヤの路面追従性が悪化すると、少々の荒れた路面でもタイヤが路面から跳ね上がるような現象が発生し、タイヤの接地荷重が減少する。タイヤの接地荷重が減少するとタイヤに加えられる最大許容駆動力も減少するため、従来のインホイールモータ搭載車では、通常の足回りを持つ車輪に比べて加えられる駆動力が少なくなる。これに対して、上記従来の全輪駆動車では、前輪も後輪も通常のバネ下が軽い足回りであり、かつ、タイヤの接地性も高いので、前輪と後輪とに同程度の駆動力を配分することができる。
【０００６】
すなわち、従来のインホイールモータ搭載車では、前輪が通常のバネ下の軽い足回りで、後輪がバネ下の重い足回りであることから、上記従来の全輪駆動車よりもタイヤ接地性が著しく低下するため、後輪に大きな駆動力を配分することができなかった。つまり、上記従来のインホイールモータ搭載車は、車輌の総駆動力が、上記従来の全輪駆動車よりも低下するため、全輪駆動車の本来の目的である走破性の向上という目的を十分に発揮することができないといった問題点があった。
このように、従来の全輪駆動車では走破性や乗り心地性は良いが、スペース効率が悪化するといった問題点があり、従来のインホイールモータ搭載車では、スペース効率はよいが、走破性や乗り心地性が悪化するといった問題を抱えており、全ての項目において性能が向上させた全輪駆動車は実現されてはいなかった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、スペース効率に優れるとともにに、走破性や乗り心地性にも優れた全輪駆動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転力により前輪または後輪のどちらか一方を駆動する車輌の非駆動輪に、補助駆動用電気モータが、上記非駆動輪のバネ下部に対して、粘性要素及び弾性要素により、上下方向に支持された構造のインホイールモータを搭載したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインホイールモータ搭載全輪駆動車において、上記モータを、上下方向に加えて、前後方向にも、粘性要素及び弾性要素により支持したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ搭載全輪駆動車において、上記モータを、内燃機関により駆動される車輪にも搭載したものである。
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インホイールモータ搭載全輪駆動車において、上記モータを、ギヤードモータ構造のインホイールモータとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関の回転力により前輪または後輪のどちらか一方を駆動する車輌の非駆動輪に、補助駆動用電気モータが、上記非駆動輪のバネ下部に対して、粘性要素及び弾性要素により、上下方向に支持された構造のインホイールモータを搭載して、上記モータをダイナミックダンパ装置として作動させるようにしたので、バネ下振動を抑制することができるとともに、タイヤの最小接地力を増大させることができる。したがって、スペース効率に優れるとともに、走破性や乗り心地性にも優れた全輪駆動車を得ることができる。
更に、上記モータを、上下方向に加えて、前後方向にも、粘性要素及び弾性要素により支持するようにすれば、タイヤの前後力変動も大幅に抑制することができ、駆動力の安定性と乗り心地性とを更に高めることができる。
【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。
最良の形態１．
図１は、本最良の形態１に係わるインホイールモータ搭載全輪駆動車の、インホイールモータにより駆動される側の車輪部の構成を示す図である。同図において、１はタイヤ、２はリム２ａとホイールディスク２ｂとから成るホイール、３は半径方向に対して内側に設けられた非回転側ケース３ａに固定されたモータステータ（以下、ステータという）３Ｓと、半径方向に対して外側に設けられ、軸受け３ｊを介して上記非回転側ケース３ａに対して回転可能に接合された回転側ケース３ｂに固定されたモータロータ（以下、ロータという）３Ｒとを備えたアウターロータ型のインホイールモータである。
４はホイール２とその回転軸において連結されたハブ部、５は車軸６に結合されるナックル、７はショックアブゾーバ等から成るサスペンション部材、８は上記ハブ部４に装着された制動装置、１０は直動ガイド１１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車輌の上下方向に作動するバネ要素１２と、上記バネ要素１２と並行して配置されたダンパ１３とにより結合された２枚のプレート１４，１５を備え、モータの非回転側ケース３ａと車輌の足回り部品であるナックル５とを連結する緩衝機構、２０はモータの回転側ケース３ｂに取付けられた中空円盤状のモータ側プレート２１とホイール２に取付けられたホイール側プレート２２とを表裏で作動方向が直交するように配置された複数個のクロスガイド２３により結合し、モータ３の回転力をホイール２に伝達する駆動力伝達機構である。
【００１１】
上記緩衝機構１０は、図２にも示すように、ナックル５に結合された車軸６に連結され、サスペンション部材７側に位置するナックル取付けプレート１４の４隅に、車輌の上下方向に伸縮するバネ要素１２をそれぞれ取付け、その中央部に設けられた車軸６との連結孔１４ｈの両側に、車輌の上下方向に伸縮するダンパ１３をそれぞれ取付け、モータの非回転側ケース３ａに取付けられるモータ取付けプレート１５の上記バネ要素１２の上部あるいは下部に対応する位置にバネ受け部１２ｎを、上記ダンパ１３の上部に対応する位置にダンパ取付け部１３ｎを取付けるとともに、上記プレート１４，１５を、プレートの中心に対して対称な位置に配置された４個の直動ガイド１１により結合したものである。
上記のような構成を採ることにより、インホイールモータ３は、車輌の足回り部品であるナックル５に対して、粘性要素及び弾性要素により、上下方向に支持されるので、インホイールモータ３を車輌バネ下部に対してフローティングマウントすることができる。
したがって、上記モータ３の質量は、車輌のバネ下質量相当分から切り離され、いわゆるダイナミックダンパのウエイトとして作用するので、バネ下質量を増やさず、ダイナミックダンパ効果だけが追加される。ダイナミックダンパが発生する減衰力は、凹凸路走行時のバネ下振動を静めるように作用するため、振動的な入力に対してタイヤの最小接地荷重が引き上げられる。その結果、大きな駆動力をタイヤに伝達させることができるので、走破性能が向上する。また、路面からの振動入力の一部をダイナミックダンパ部分で吸収できるので、乗り心地性も向上する。
【００１２】
次に、駆動力伝達機構２０について説明する。
上記駆動力伝達機構２０に用いられるクロスガイド２３は、図３（ａ）に示すように、モータ側プレート２１に装着されるビーム状の部材である第１のガイドレール２３Ａと、ホイール側プレート２２に配置される第２のガイドレール２３Ｂと、上面及び下面にそれぞれ案内溝２３ａ，２３ｂが設けられたクロスガイド本体２３Ｃとを備えたもので、第１のガイドレール２３Ａと第２のガイドレール２３Ｂとは、クロスガイド本体２３Ｃの案内溝２３ａ，２３ｂに沿って互いに直交する方向に稼動することができる。
本例では、図３（ｂ）に示すように、モータ側プレート２１とホイール側プレート２２との間に、上記クロスガイド２３を４個等間隔（９０°間隔）に配置するとともに、上記各クロスガイド２３の第１のガイドレール２３Ａを、その稼動方向が全て上記プレート２１の径方向に対して４５°方向になるように配置している。したがって、第１のガイドレール２３Ａの各稼動方向は全て同方向（４５°方向）を向き、第２のガイドレール２３Ｂのそれぞれの稼動方向は、上記各第１のガイドレール２３Ａの稼動方向に対してそれぞれ直交する方向となる。これにより、インホイールモータ３の回転側ケース３ｂからの回転力は、まず、モータ側プレート２１を介して、第１のガイドレール２３Ａに入力され、この第１のガイドレール２３Ａに入力された周方向の力はクロスガイド本体２３Ｃを通して、第２のガイドレール２３Ｂに伝達され、ホイール側プレート２２を介して、上記ホイール２に伝達される。
このとき、クロスガイド本体２３Ｃには、第１のガイドレール２３Ａからの入力と第２のガイドレール２３Ｂからの反作用によって、周方向に回転する力と径方向外側に押し出される力とが作用する。しかし、第１のガイドレール２３Ａと第２のガイドレール２３Ｂとは回転する方向に動くが、常に互いに直交した方向を保とうとするため、上記クロスガイド２３を径方向外側に押し出そうとする力は、クロスガイド本体２３Ｃの捩れ反力と釣り合う。その結果、複数のクロスガイド２３のみで偏心を吸収することができる。
本最良の形態１では、上記モータ３を上記緩衝機構１０により弾性支持しているため、モータロータ軸とホイール軸とは相対的に偏心するが、ロータ３Ｒとホイール２とを上記駆動力伝達機構２０を用いて結合させることにより、上記のような偏心が生じた場合でも、ロータ３Ｒからのトルクをスムーズにホイール２に伝達させることができる。
【００１３】
このように、本最良の形態１では、全輪駆動車において、モータにより駆動される側の車輪部に、モータ３が、車輌の足回り部品に対して、ナックル５に連結されるナックル取付けプレート１４とモータの非回転側ケース３ａに取付けられるモータ取付けプレート１５とを、直動ガイド１１を介して互いに車輌の上下方向に作動方向が限定されかつ車輌の上下方向に作動するバネ要素１２及び上記バネ要素１２と並行して配置されたダンパ１３とにより結合した構成の緩衝機構１０により支持され、上記モータ３のロータ３Ｒとホイール２とが、モータの回転側ケース３ｂに取付けられたモータ側プレート２１とホイール２に取付けられたホイール側プレート２２とを表裏で作動方向が直交するように配置された複数個のクロスガイド２３により結合した駆動力伝達機構２０により連結した構成のインホイールモータ３を搭載し、上記モータ３をダイナミックダンパのウエイト装置として作動するように構成したので、凹凸路走行時のバネ下振動を低減することができ、振動的な入力に対して、タイヤの最小接地荷重を引き上げることができる。また、上記クロスガイドを備えた駆動力伝達機構２０を用いるにより、モータ３の回転力を確実にホイール２に伝達することができる。
したがって、大きな駆動力をタイヤに伝達させることができ、走破性能を向上させることができるとともに、路面からの振動入力の一部をダイナミックダンパ部分で吸収できるので、乗り心地性についても向上させることができる。
また、全輪駆動車の、モータにより駆動される側の車輪部に、上記構成のインホイールモータを搭載したので、デフやドライブシャフトがなどが不要となり、車輌の居住空間を飛躍的に増大させることができる。
【００１４】
最良の形態２．
上記最良の形態１では、車輌の上下の振動を低減する場合について説明したが、上記インホイールモータ３を、上下方向に加えて、前後方向に対しても粘性要素及び弾性要素により支持する構成とすれば、タイヤの前後力変動も大幅に抑制することができ、駆動力の安定性と乗り心地性とを更に高めることができる。
すなわち、図４及び図５に示すように、非回転側ケース３ａを、中央に切り欠き部１６ｈが形成された円盤状のモータ取付部材１６Ａの外周部に取付け、このモータ取付部材１６Ａと前後方向に長軸を有するモータ上下支持部材１６Ｂとを、車輌上下方向に案内するスライドガイド１７Ｇに装着されたバネ部材から成るダンパ１７及び車輌上下方向に案内する直動ガイド１８Ａを介して結合するとともに、上記モータ上下支持部材１６Ｂと固定部であるナックル５に取付けられる中空円盤状のナックル取付部材１６Ｃとを、弾性体１８と車輌前後方向に案内する直動ガイド１８Ｂとにより結合する構成の緩衝機構１０Ｚにより支持する構成とすることにより、インホイールモータ３を車輌上下方向に直動ガイド及び弾性体を介して支持するとともに、上記上下方向支持部品を足回り部品であるナックル５に対して、直動ガイド及び弾性体を介して、車輌前後方向に支持することができる。
これにより、インホイールモータ３を車輌の足回り部品であるバネ下部分に対してフローティングマウントすることができるとともに、モータ軸と車輪軸とは別々に車輌前後方向にも揺動可能となるので、タイヤ前後力変動も減少させることができ、前後方向のタイヤ発生力を安定化させることができる。したがって、走破性能を更に向上させることができるとともに、車輌前後方向の振動も低減できるので、乗り心地性も更に向上する。
【００１５】
なお、上記最良の形態１，２では、内燃機関により駆動しない側の車輪のバネ下部に、上記バネ下部に対して粘性要素及び弾性要素により、上下方向、あるいは、上下方向と前後方向とに支持されたインホイールモータ３を搭載した場合について説明したが、上記モータ３を、内燃機関により駆動される側の車輪にも搭載することも可能である。具体的には、図６に示すように、ホイール２とその回転軸において連結されたハブ部４に、通常の自動車と同様に、図示しない内燃機関の出力軸（ドライブシャフト）９との連結部を設け、ハブ部４とドライブシャフト９とを連結する。
これにより、車輌の総駆動力を一層高めることができるとともに、内燃機関で駆動される側の車輪も、従来のインホイールモータを搭載した場合に比べて、タイヤの接地荷重変動に対する性能が高まるため、駆動力の安定性と乗り心地性ととを更に高めることができる。
また、内燃機関に直接装着させる発電機を省略し、内燃機関側の車輪に装着される上記インホイールモータ３を発電機として利用すれば、内燃機関周りの大幅な改造を施すことなく、全輪駆動車化が可能となる。
【００１６】
また、上記例では、インホイールモータ３として、中空形状のダイレクトドライブモータを用いた場合について説明したが、スペースに余裕がある場合には、上記モータ３に代えて、図７に示すような、電気モータ３１と減速ギヤ（遊星減速機）３２とをモータケース３３に一体に組み込んだギヤードモータ３０を搭載するようにすれば、車輌の駆動力を更に向上させることができる。
ギヤードモータ３０を、非駆動輪のバネ下部に対して、粘性要素及び弾性要素により支持する方法としては、図７に示すように、非回転部であるモータケース３３を、車輌上下方向に案内する直動ガイド３４Ａと弾性体３５Ａとを介して、中空円盤状のモータ取付部材３６に取付け、このモータ取付部材３６を、弾性体３４Ｂと車輌前後方向に案内する直動ガイド３５Ｂを介して、固定部であるナックル５に取付けられた中空円盤状のナックル取付部材３７に取付けるようにすればよい。このとき、減速ギヤ３２の出力軸とホイール２とを自在継手３８ｊを有するシャフト３８により連結することにより、上記ギヤードモータ３０の出力をホイール２に伝達する。
これにより、ギヤードモータ３０を車輌上下方向に直動ガイド及び弾性体を介して支持するとともに、上下方向支持部品を足回り部品であるナックル５に対して車輌前後方向に直動ガイド及び弾性体を介して支持することができるので、上記ギヤードモータ３０を車輌の足回り部品であるバネ下部分に対してフローティングマウントすることができる。したがって、ギヤードモータ３０を搭載した場合でも、タイヤ接地力の変動を低減させ、車輌のロードホールディング性を向上させることができるとともに、タイヤ前後力変動も減少させることができるので、タイヤ性能を安定化することができる。
【実施例１】
【００１７】
図８の表は、車輌が悪路を走行する際にタイヤに生じる接地荷重変動を解析するための、車輌の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図９（ａ），（ｂ）及び図１０はその振動モデル、図１１，図１２はそれぞれ上記振動モデルにより解析したタイヤ最小接地力とバネ上振動加速度の周波数特性を示すグラフである。タイヤ最小接地力とは、車輌が悪路を走行する際に、タイヤの接地荷重が最も小さくなる状態での接地力を表すもので、タイヤ最小接地力が大きいほどタイヤはより強く路面に押し付けられることになるので、より大きな駆動力をかけられる状態、つまり、走破性が高いことになる。
なお、上記図８の表において、
・ｍ１はホイール等のバネ下質量
・ｍ２はボディ等のバネ上質量
・ｍ３はダイナミックダンパとなるモータ質量
・ｋ１はタイヤ縦バネ定数
・ｋ２はサスペンション上下方向のバネ定数
・ｋ３はモータ支持バネ定数
・ｃ１はタイヤ上下方向減衰係数
・ｃ２はサスペンション上下方向減衰定数
・ｃ３はモータ支持ダンパ上下方向減衰係数である。
表の比較例１は、二輪駆動車の従動輪側の条件で、比較例２は、図９（ａ）の振動モデルで表わせる、モータ車載タイプの全輪駆動車である。
また、比較例３は、図９（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載型のインホイールモータ搭載全輪駆動車である。
また、表の実施例１〜３は、図１０の振動モデルで表わせる、本発明のダイナミックダンパ型インホイールモータ搭載全輪駆動車ある。
比較例２にように、全輪駆動用のモータを車体に装着すると、比較例１のように駆動装置を有しない二輪駆動車の従動輪側条件に比べて、車体質量とバネ上質量とが大きくなるため、図１１及び図１２に示すように、最小接地力は向上し、バネ上振動も小さくなるので、乗り心地性も向上する。
しかしながら、比較例３のように、モータを、ホイール、ナックル等のバネ下質量相当部分にそのまま装着すると、図１１及び図１２に示すように、バネ下質量の軽い比較例２に比べ、タイヤの最小接地力が減少するだけでなく、バネ上振動も大きくなるため、乗り心地性能が極めて悪化する。
これに対して、本発明の実施例１のように、モータをダイナミックダンパとして塔載すれば、バネ下からモータ質量がなくなるため、バネ下質量は上記比較例１及び比較例２と同等まで軽くすることができる上、ダイナミックダンパの作用でバネ下振動が抑制される。このため、図１１に示すように、タイヤの最小接地力が広い範囲で増大し、上記比較例２のようなモータを車体の搭載した場合よりも走破性が向上する。また、図１２に示すように、バネ上振動も更に小さくなるので、乗り心地性も向上する。
また、本発明の全輪駆動車は、実施例２，３のように、モータを支持するバネやショックアブソーバの値が大きく変わっても、高い性能を維持することができるという特徴を有する。
【実施例２】
【００１８】
図１３の表は、車輌が悪路を走行する際にタイヤに生じる前後力変動を解析するための、車輌の前後方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図１４（ａ），（ｂ）及び図１５はその振動モデル、図１６，図１７はそれぞれ上記振動モデルにより解析した前後力変動とバネ上振動加速度の周波数特性を示すグラフである。この前後力変動も、小さいほどタイヤは安定して高い力を発揮できるという特性を有するため、前後力が小さいほどタイヤの接地性は高いといえる。
なお、上記図１３の表において、
・ｋ１’はタイヤ前後バネ定数
・ｋ２’はサスペンション前後方向のバネ定数
・ｋ３’はモータ支持バネ定数
・ｃ１’はタイヤ前後方向減衰係数
・ｃ２’はサスペンション前後方向減衰定数
・ｃ３’はモータ支持ダンパ前後方向減衰係数である。
表２の比較例１は、二輪駆動車の従動輪側の条件で、比較例２は、図１４（ａ）の振動モデルで表わせる、モータ車載タイプの全輪駆動車である。
また、比較例３は、図１４（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載型のインホイールモータ搭載全輪駆動車である。
また、表２の実施例１〜３は、図１５の振動モデルで表わせる、本発明のダイナミックダンパ型インホイールモータ搭載全輪駆動車ある。
比較例２にように、全輪駆動用のモータを車体に装着すると、比較例１のように駆動装置を有しない二輪駆動車の従動輪側条件に比べて、車体質量とバネ上質量とが大きくなるため、図１６及び図１７に示すように、前後力変動特性はほとんど変化しないが、バネ上振動は小さくなるので、乗り心地性も向上する。
しかしながら、比較例３のように、モータを、ホイール、ナックル等のバネ下質量相当部分にそのまま装着すると、図１６に示すように、バネ下質量の軽い比較例２に比べ、タイヤの前後力変動が増大し、車輪の駆動力が不安定になるだけでなく、図１７に示すように、バネ上振動も大きくなるため、乗り心地性能が極めて悪化する。
これに対して、本発明の実施例１のように、モータをダイナミックダンパとして塔載すれば、バネ下からモータ質量がなくなるため、バネ下質量は上記比較例１及び比較例２と同等まで軽くすることができる上、ダイナミックダンパの作用でバネ下振動が抑制される。このため、図１６に示すように、タイヤの前後力変動が広い範囲で増大し、上記比較例２のようなモータを車体の搭載した場合よりも走破性が向上する。また、図１７に示すように、バネ上振動も更に小さくなるので、乗り心地性も向上する。
また、本発明の全輪駆動車は、実施例２，３のように、モータを支持するバネやショックアブソーバの値が大きく変わっても、高い性能を維持することができるという特徴を有する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、前輪または後輪のどちらか一方を内燃機関で駆動し、他方を車輪部に搭載されたモータにより駆動するインホイールモータ搭載全輪駆動車において、上記モータとして、車輌バネ下部に対して、粘性要素及び弾性要素により上下方向に支持された構造のインホイールモータを用いるようにすれば、タイヤ接地力を向上させることができるとともに、バネ上振動も大幅に低減することができるので、スペース効率に優れるとともに、走破性にも乗り心地性にも優れた全輪駆動車を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の最良の形態１に係わるインホイールモータ搭載全輪駆動車の、インホイールモータにより駆動される側の車輪部の構成を示す図である。
【図２】本最良の形態１に係わる緩衝機構の構成を示す図である。
【図３】本最良の形態１に係わる駆動力伝達機構の構成を示す図である。
【図４】モータを、上下方向に加え、前後方向に対しても、粘性要素及び弾性要素により支持した構成のインホイールモータの構成を示す図である。
【図５】本発明による緩衝機構の他の構成を示す図である。
【図６】モータを、内燃機関により駆動される側の車輪にも搭載した例を示す図である。
【図７】ギヤードモータを搭載した例を示す図である。
【図８】車輌の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表である。
【図９】従来のモータを車体側に搭載した場合と、モータを車輌バネ下部に固定した全輪駆動車の車輌振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。
【図１０】本発明のインホイールモータ搭載全輪駆動車の車輌振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。
【図１１】車輌振動モデルの解析結果（最小接地力）を示す図である。
【図１２】車輌振動モデルの解析結果（バネ上振動加速度）を示す図である。
【図１３】車輌の前後方向の特性を表わすパラメータを示す表である。
【図１４】従来のモータを車体側に搭載した場合と、モータを車輌バネ下部に固定した全輪駆動車の車輌振動モデル（前後力変動）を示す図である。
【図１５】本発明のインホイールモータ搭載全輪駆動車の車輌振動モデル（前後力変動）を示す図である。
【図１６】車輌振動モデルの解析結果（前後力変動）を示す図である。
【図１７】車輌振動モデルの解析結果（バネ上振動加速度）を示す図である。
【図１８】従来の全輪駆動車の構成を示す模式図である。
【図１９】従来の全輪駆動車に搭載される減速機付のインナーロータ型インホイールモータの構成を示す図である。
【図２０】従来のダイレクトドライブ型のインホイールモータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  タイヤ、２  ホイール、２ａ  リム、２ｂ  ホイールディスク、
３  インホイールモータ、３Ｒ  モータロータ、３Ｓ  モータステータ、
３ａ  非回転側ケース、３ｂ  回転側ケース、３ｊ  軸受け、４  ハブ部、
５  ナックル、６  車軸、７  サスペンション部材、８  制動装置、
１０  緩衝機構、１１  直動ガイド、１２  バネ要素、１３  ダンパ、
１４  ナックル取付けプレート、１５  モータ取付けプレート、
２０  駆動力伝達機構、２１  モータ側プレート、２２  ホイール側プレート、
２３  クロスガイド。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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