(57)【要約】【課題】乗り心地性とロードホールディング性に優れるとともに、外部からの入力に対しても良好なハンドリングが可能な電気自動車用動的吸振装置を提供する。【解決手段】電気モータ１０を、ナックル５のストラット４側にモータ取付部材５ｍを設けて、上記電気モータ１０のステータ側を支持するモータケース１０ａを、バネ部材２１とダンパー２２と上記バネ部材２１とダンパー２２の作動方向を上下方向に案内する２つのガイド部材２３，２３とを備えた動的吸振装置２０を介して、上記モータ取付部材５ｍに取り付けるとともに、上記ガイド部材２３，２３の延長方向を、上記ストラット４の延長方向であるキャスター角と同一方向となるように、上記ガイド部材２３，２３を配設した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌バネ下部に電気モータを設置して、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する、電気自動車もしくはハイブリッド車に用いられる動的吸振装置であって、上記動的吸振装置の作動方向を車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とする電気自動車用動的吸振装置。
【請求項２】
車輌バネ下部に電気モータと、このモータの出力軸に連結され上記モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構とを設置して、上記モータの質量、または、上記モータと上記減速歯車機構の質量とを動的吸振装置の質量として使用する、電気自動車もしくはハイブリッド車に用いられる動的吸振装置であって、上記動的吸振装置の作動方向を車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とする電気自動車用動的吸振装置。
【請求項３】
上記動的吸振装置を、バネ部材と、ダンパーと、上記バネ部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材から構成するとともに、上記ガイド部材の案内方向を、車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気自動車用動的吸振装置。
【請求項４】
電気モータと、この電気モータに結合されるギヤを内包するギヤケースとを備え、上記モータの出力をギヤを介してハブに伝達してホイール及びタイヤを回転させる電気自動車に用いられる動的吸振装置であって、バネ部材と、ダンパーと、上記バネ部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とを備え、上記モータとギヤケースとを車体側に結合するとともに、上記ガイド部材の案内方向を、車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とする電気自動車用動的吸振装置。
【請求項５】
上記キャスター角をθとしたとき、このθを０°＜θ＜５°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気自動車用動的吸振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車及びハイブリッド車に用いられる動的吸振装置に関するもので、特に、モータやモータとギヤとを有するギヤドモータの質量を動的吸振装置の質量として使用する形態の動的吸振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車などのモータによって駆動される車輌においては、スペース効率の高さや、駆動力の伝達効率の高さから、モータを車輪に内蔵するインホイールモータシステムが採用されつつある。
一方、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力が変動し、ロードホールディング性が悪化する。しかしながら、従来のインホイールモータシステムにおいては、上記駆動用モータ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されているため、インホイールモータの搭載によりバネ下質量が増加してしまい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。
これに対して、インホイールモータを、緩衝機構または緩衝部材を介して、ナックル等の車輌の足回り部品に対して弾性支持することにより、モータを車輌の足回り部品に対してフローティングマウントし、モータの質量をダイナミックダンパー（動的吸引装置）のウエイトとして作用させることにより、乗り心地性とロードホールディング性とをともに大幅に向上させることができるインホイールモータシステムが注目されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
一方、動的吸引装置を後傾させて、キングピンに平行に揺動させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。具体的には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、モータ５０Ｍを保持する、コイルバネ５１を備えた動的吸引装置５０の動作方向を決定するガイド５２の延長方向ｊを、タイヤ前面からみたときにキングピン軸Ｊに平行になるように設定することにより、操舵状態にかかわらずダイナミックダンパー効果を発揮できるようにするとともに、タイヤ進行方向からみたときには、上記ガイド５２の延長方向を、鉛直軸に対して１０°程度の傾斜角αを与えることにより、路面に石等の障害物Ｄがあった場合に、車輪６０に対する入力Ｆの方向ｃを上記動的吸引装置５０に取付けられたモータ５０Ｍの車輪６０に対する相対変位の方向と一致させるようにすることにより、車輪６０への入力を効果的に低減する（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】ＷＯ  ０２／０８３４４６  Ａ１
【特許文献２】特開２００５−１７８６８４号公報
【特許文献３】特開２００５−８８６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のインホイールモータシステムでは、図５（ｂ）に示すように、動的吸引装置５０の傾斜方向ｃが、車輪部のサスペンションを構成するストラット７０の延長方向Ｃ、すなわち、キャスター角とずれているため、ステアリングとのアンバランスが生じ、ハンドリングが悪化するといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、乗り心地性とロードホールディング性に優れるとともに、外部からの入力に対しても良好なハンドリングが可能な電気自動車・ハイブリッド車用動的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、車輌バネ下部に電気モータを設置して、上記モータの質量を動的吸振装置の質量として使用する、電気自動車もしくはハイブリッド車に用いられる動的吸振装置であって、上記動的吸振装置の作動方向を車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、車輌バネ下部に電気モータと、このモータの出力軸に連結され上記モータの回転を減速してホイールに伝達する減速歯車機構とを設置して、上記モータの質量、または、上記モータと上記減速歯車機構の質量とを動的吸振装置の質量として使用する、電気自動車もしくはハイブリッド車に用いられる動的吸振装置であって、上記動的吸振装置の作動方向を車輌のキャスター角と同方向としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気自動車用動的吸振装置において、上記動的吸振装置を、バネ部材と、ダンパーと、上記バネ部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材から構成するとともに、上記ガイド部材の案内方向を、車輌のキャスター角と同方向としたものである。
【０００７】
また、請求項４に記載の発明は、電気モータと、この電気モータに結合されるギヤを内包するギヤケースとを備え、上記モータの出力をギヤを介してハブに伝達してホイール及びタイヤを回転させる電気自動車に用いられる動的吸振装置であって、バネ部材と、ダンパーと、上記バネ部材とダンパーとの作動方向を案内するガイド部材とを備え、上記モータとギヤケースとを車体側に結合するとともに、上記ガイド部材の案内方向を、車輌のキャスター角と同方向としたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気自動車用動的吸振装置において、上記キャスター角をθとしたとき、このθを０°＜θ＜５°の範囲に設定したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車輌バネ下部に電気モータ、もしくは、電気モータと減速歯車機構とを設置して、上記モータの質量、または、上記モータと上記減速歯車機構の質量とを動的吸振装置の質量として使用する、電気自動車もしくはハイブリッド車に用いられる動的吸振装置において、上記動的吸振装置の作動方向を車輌のキャスター角と同方向としたので、乗り心地性とロードホールディング性とを向上させることができるとともに、ハンドリングへの影響を最小限にすることができるので、外部からの入力に対しても良好なハンドリングが可能となる。
また、電気モータと、この電気モータに結合されるギヤを内包するギヤケースを備え、上記モータの出力をギヤを介してハブに伝達してホイール及びタイヤを回転させる電気自動車に用いられる、上記モータとギヤケースと車体側に結合する動的吸振装置においても、上記動的吸振装置の作動方向を、車輌のキャスター角と同方向とすれば、同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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及び図２は、本最良の形態１に係る動的吸振装置を搭載した車輪部の概略構成を示す図で、各図において、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は上記ホイール２とその回転軸において連結されたホイールハブ、４はコイルバネ４ａとショックアブゾーバ４ｂとを備え、上記ホイールハブ３と軸受け５ｊを介して連結されるナックル５を車体に懸架するストラット、６は上記ホイールハブ３に装着された制動装置、７は上記ストラット４に接続される上アーム、８は上記ナックル５を下部から支持する下アームである。
また、１０はステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａと、上記モータケース１０ａに軸受け１０ｊを介して回転自在に取付けられた出力軸１０ｂと、この出力軸１０ｂに取付けられたロータ１０Ｒとを備えた電気モータで、本例では、上記ナックル５のストラット４側にモータ取付部材５ｍを設けて、上記電気モータ１０のステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａを、動的吸振装置２０を介して、上記モータ取付部材５ｍに取り付け、上記電気モータ１０をダイナミックダンパーの質量として機能させることができるようにするとともに、モータの出力軸１０ｂとホイールハブ３の回転軸３ｋとを、フレキシブルカップリング１１により結合することにより、上記電気モータ１０が揺動してもホイール２に回転力を伝達することができるようにしている。
【００１０】
上記動的吸振装置２０は、詳細には、コイルバネから成るバネ部材２１と、シリンダ２２ａと図示しないピストンとこのピストンに連結されたシャフト２２ｂとを有するダンパー２２と、固定部２３ａとガイドシャフト２３ｂとから成り、上記バネ部材２１とダンパー２２の作動方向を上下方向に案内する２つのガイド部材２３，２３とを備えたもので、上記バネ部材２１は一端が上記モータ取付部材５ｍに取付けられ、他端側がモータケース１０ａの上面側（ストラット４側）の中央部に取付けられている。また、上記ダンパー２２のシリンダ２２ａはモータケース１０ａの一方の側面側に、シャフト２２ｂの一端側は上記モータ取付部材５ｍの一方の端部に取付けられている。
本例では、図１に示すように、上記ガイド部材２３，２３の延長方向を、上記ストラット４の延長方向と鉛直方向との成す角度であるキャスター角と同一方向となるように、上記ガイド部材２３，２３を配設する。
本来、キャスター角は、外部からの入力に対してもちょうどよいハンドリング、乗り心地性、ロードホールディングが達成できるよう設定されるもので、本例では、このキャスター角をθとしたときに、フロントでは上記θを４°に設定している。なお、上記θの範囲は、１°＜θ＜５°が好ましく、４°以下に設定すると更に好ましい。また、リアは実質上キャスター角は存在しないが、ショックアブゾーバの角度がそれにあたると考えられるので、リアでは、上記キャスター角に相当する角度を０°〜５°の範囲、好ましくは４°以下に設定することが望ましい。また、場合によっては、上記角度を０°としてもよい。
上記従来例では、動的吸引装置５０をキャスター角と異なる方向に作動させていたが（図５（ｂ）参照）、本発明では、上記バネ部材２１とダンパー２２とを上記キャスター角方向と平行な方向に確実に案内することにより、上記動的吸引装置２０の作動方向をキャスター角と平行な方向に作動させることができる。したがって、ハンドリングへの影響を最小限にすることができ、外部からの入力に対しても良好なハンドリングが可能となる。
【００１１】
このように、本最良の形態１によれば、電気モータ１０を、ナックル５のストラット４側にモータ取付部材５ｍを設けて、上記電気モータ１０のステータ１０Ｓ側を支持するモータケース１０ａを、バネ部材２１とダンパー２２と上記バネ部材２１とダンパー２２の作動方向を上下方向に案内する２つのガイド部材２３，２３とを備え動的吸振装置２０を介して、上記モータ取付部材５ｍに取り付けるとともに、上記ガイド部材２３，２３の延長方向を、上記ストラット４の延長方向であるキャスター角と同一方向となるように、上記ガイド部材２３，２３を配設したので、乗り心地性とロードホールディング性とをともに向上させることができるとともに、ハンドリングへの影響を最小限にすることができる。
【００１２】
最良の形態２．
上記最良の形態１では、駆動用モータを電気モータ１０としたが、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動用モータとして電気モータ３１と遊星歯車装置から成る減速歯車機構３２とを組合わせたギヤドモータ３０を用いてもよい。この場合には、電気モータ３１と減速歯車機構３２とをフレキシブルカップリング３３により連結するとともに、上記電気モータ３１を、上記最良の形態１と同様の構成の動的吸振装置２０を介して、ストラット４の下部側に設けられたモータ取付部材４ｍに取り付け、上記電気モータ３１の質量のみをダイナミックダンパーの質量として作用させるようにすればよい。
この場合にも、上記動的吸振装置２０作動方向をキャスター角と同一方向となるようにすることが肝要で、これにより、ハンドリングへの影響を最小限にすることができ、外部からの入力に対しても良好なハンドリングが可能となる。
なお、電気モータ３１と減速歯車機構３２とを、上記最良の形態１と同様の構成の動的吸振装置２０を介して、上記モータ取付部材４ｍに取り付け、上記減速歯車機構３２のキャリア３２ｋを、ホイールハブ３の回転軸３ｋとスプライン結合またはセレーション結合する構成としてもよいが、本例のように、電気モータ３１と減速歯車機構３２とをフレキシブルカップリング３３で連結する構成とすれば、動力伝達機構であるフレキシブルカップリング３３への負荷トルクを小さくできるので、耐久性を向上させることができるとともに、動的吸振装置２０は電気モータ３１のみを懸架すればよいので、動的吸振装置２０を小型軽量化することができる。
【００１３】
上記最良の形態１，２では、車輪部を車体に懸架するサスペンションをストラット型としたが、本発明はこれに限るものではなく、図４に示すように、ダブルウイッシュボーン型のサスペンションなど、他の構成のサスペンションを有する車輌にも適用可能である。
また、上記最良の形態１，２では、電気自動車について説明したが、本発明の構成は、電気モータ１０あるいはギヤドモータ３０以外の、例えば、ガソリンエンジンなどの車載の動力機関を搭載したハイブリッドカーにも適用可能である。
また、上記例では、電気モータ１０あるいはギヤドモータ３０を車輌バネ下部品であるナックル５に取付けた場合について説明したが、電気モータと、この電気モータに結合されるギヤを内包するギヤケースとを備えた駆動用モータの上記モータとギヤケースとを、上記最良の形態１と同様の構成の動的吸振装置２０を介して、車体側に結合するようにしてもよい。この場合にも、上記動的吸振装置２０の作動方向を、車輌のキャスター角と同方向とすれば、良好なハンドリングが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、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ことができるとともに、ハンドリングへの影響を最小限にすることができるので、車輌の走行安全性と快適性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の最良の形態１に係る動的吸振装置の構成を示す正面図である。
【図２】本最良の形態１に係る動的吸振装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の最良の形態２に係る動的吸振装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明による動的吸振装置の他の構成を示す図である。
【図５】従来のインホイールモータシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  タイヤ、２  ホイール、２ａ  ホイールディスク、２ｂ  リム、
３  ホイールハブ、４  ストラット、４ａ  コイルバネ、４ｂ  ショックアブゾーバ、
５  ナックル、５ｍ  モータ取付部材、５ｊ  軸受け、６  制動装置、７  上アーム、
８  下アーム、１０  電気モータ、１０ａ  モータケース、１０ｂ  出力軸、
１０ｊ  軸受け、１０Ｓ  ステータ、１０Ｒ  ロータ、
１１  フレキシブルカップリング、２０  動的吸振装置、２１  バネ部材、
２２  ダンパー、２２ａ  シリンダ、２２ｂ  シャフト、２３  ガイド部材、
２３ａ  固定部、２３ｂ  ガイドシャフト。
【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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