資料

電気自動車Eliicaプロジェクトについて
Bearing & Seal Technologies for Electric Vehicle Eliica Project
室谷周良

C. MUROTANIIn the industry-academy collaborative "Eliica" project to develop a high-performance electric vehicle, Koyo wasresponsible for developing and supplying bearings and seals for in-wheel motor drive systems. Koyo's supply of bearingsand seals that can operate at the designed maximum vehicle speed of 400 km/h has contributed to the success of the "Eliica"
project.
Key Words: electric automobile, environment, in-wheel motors lithium-ion battery, Tokyo Motor Show

1．はじめに

2．Eliicaプロジェクトの概要

慶應義塾大学と環境問題に積極的に取り組んで電気自動車の普及は環境問題などから社会的要いる企業38社が産学協同研究組織を結成して取り請も極めて強いが，従来の内燃機関を動力とする組んだ，新概念の電気自動車Eliicaプロジェクト車に比べて性能が著しく劣り，利用者が満足するの第一次プロトタイプの開発が2004年９月に所定水準の製品が開発されていないのが実情である．の目的を達成して終了した．

先に慶應義塾大学が開発し当社が軸受・シール

2003年の第37回東京モーターショーへの出展，技術面で参画した８輪電気自動車ＫＡＺは改造車

2004年10月のＮＨＫテレビ放映などで話題を呼んではなく電気自動車の専用設計とし，性能向上にだ本プロジェクトにおいて，当社はインホイール有効な最良の要素技術を適用し，性能と機能を高ドライブシステムの軸受とシール技術の面で協力めるための電気自動車特有の車体構成技術が創案と製品の提供で参画したので紹介する．

採用された．その結果，電気自動車の特徴である加速感の良さ，車室の広さや従来の内燃機関自動車と遜色ないコーナリング性能，悪路走行性能，ならびに十分満足できる一充電当りの走行距離などを達成することができた．
しかしながら電気自動車の普及は電気自動車が十分に安全かつ高性能で快適でなければ社会から受け入れられない．また社会に受け入れられるためには技術の確立のみならず量産の可能性を証明することで電気自動車の現実性を証明する必要がある．
Eliicaプロジェクトは上記の実現のため，長期構想として少量生産ながら社会で利用できる電気自動車の実現を目指し，第一次プロトタイプとしてはＫＡＺで培ったリチウムイオン電池，インホイールモータ，コンポーネントビルトイン式フレーム，タンデムホイール式サスペンションなどの１）

図1 Eliica第一次プロトタイプの外観
Appearance of "Eliica" the first stage prototypes

基盤技術を一般の乗用車に適用を試みることを目的とした．
①インホイールモータ
車軸の中にモータ，減速歯車，ハブ軸受，ブレーキを組み込んだ駆動装置で，走行中の損失低減，車体構造の簡素化，利用可能空間の拡大が可能に

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−電気自動車Eliicaプロジェクトについて−なる．

①環境にやさしい②コンポーネントビルトイン式フレーム
床下の厚さ15cmの空間に中空で堅牢なフレーム構造を設置し，この中空空間に電池，インバー・無排ガス・無騒音・エネルギー消費が石油で発電したとしても同タなどの主要部品を収納する．

様のガソリン車の１／３以下．

これにより重心を低くすることができ，電池容器がフレームを兼ねるので車体の軽量化と床上空②安全・クラッシャブルゾーンが広く，衝突時の衝撃が車体に均等にかかる．

間を広く取ることを可能としている．
③タンデムホイール式サスペンション

・旋回時の路面グリップ力が大きく，重心が低大径の１つのホイールを小径の２つの相前後するホイールに置き換え，これら２つのホイールのショックアブソーバ同士をオイルパイプで接続したサスペンション構造としている．
接地点の増加により路面グリップ力の増大と，い．
・超高速に耐えられる堅牢な車体．
③高性能
・最高速度75秒で400km/h（高速タイプ）・高加速度 4秒で100km/h（高加速タイプ）

ホイールを小径にすることで車室空間の拡大が計

・長距離走行 一充電当り320km（高加速タイプ）

れ，路面からホイールに入力される衝撃をもう一

プロジェクトでは高速タイプ（１号車）と高加速方のホイールに分散することができるので乗り心タイプ（２号車）の２種類を開発し，2003年の第37

地も向上する．

回東京モーターショーでは慶応義塾大学がそのモックアップモデル，スケルトン台車モデルを出展

インホイールモータ（全車軸に装着）・高効率
・軽量化
・有効空間拡大

タンデムホイール
サスペンション
（２つの車軸のバネ系を油圧で結合）
・乗り心地向上・コーナーリング性能向上
・有効空間拡大することで広く世間に高性能電気自動車の存在とプロジェクトの進行について発表することができた．

コンポーネントビルトイン式フレーム（電池，インバータ，コントローラを床下収納）・有効空間拡大・低重心化

図2 Eliica基礎技術概念図
Basic technology concept of "Eliica"
また電気自動車の走行性能について世の中の認知を得るため，設計最高速度を400km/hに設定し，かつ乗用車として無理なく４名が乗車できる空間を確保した車体設計とし，将来の第二次プロトタイプとの連続性を持たせるために一般市街地で利用可能な要素，機能を満足させナンバー取得を視野に入れた開発が進められた．
ネーミングのEliicaとはElectric Lithium Ion
Battery Carの略で，リチウムイオン電池を動力源とする「環境にやさしい」「安全」「高性能」な

図3 東京モーターショー展示
Exhibition at Tokyo Motor Show

新概念の乗り物を表している．

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−電気自動車Eliicaプロジェクトについて−

表1 Eliicaの第一次プロトタイプ仕様表２）
Specifications of Eliica the first stage prototypes
１号車（高速タイプ）

２号車（高加速度タイプ）
5 100

全長，mm

寸法

1 900

全幅，mm
1 365

全高，mm

1 415

ホイールベース，mm

2 900

トレッド前，mm

1 650
1 580

トレッド後，mm
80

最低地上高，mm

130

定員，名５

車両重量，kg

2 400

駆動方式

二次電池による電力駆動
型式

電池

リチウムイオン

容量，kWh3155

電圧，V332型式

モータ

328
永久磁石型同期式
100Nm×８

最大トルク60kW×８

最大出力
−1

12 000

基底回転速度，min−1

5 730

最高回転速度，min
インバータ型式

ＰＷＭ式
300（Ｌ）×330（Ｗ）×150（Ｈ）

寸法，mm

17重量，kg
サスペンション フロント

プルロッド式ダブルウィッシュボーン

リヤ

ダブルウィッシュボーン
電動パワーアシスト

ステアリング

１／２／４軸操舵
ブレーキ

回生制御付８輪ディスクブレーキ
400

設計最高速度，km/h

性能

190

設計最大加速度，G

0.4

0.8

０→400m加速時間，s

15.3

11.3

一充電走行距離，km

200

320

充電時間（０−70%），min

４30

ろ軸受を採用した．

3．インホイールモータの構造と軸受シール技術

また高加速度タイプの２号車用については，入力トルク増大による出力軸径アップに対応し出力当社が軸受・シール技術を提供したインホイー
ルモータはモータ，減速機構，ハブ軸受，ブレー軸用シールに軸径φ25×外径φ31の高密封極薄型シールを新設計・製作した．
さらに１号車，２号車とも減速機構のサンギヤ

キが一体になった駆動ユニットである．
軸受・シール周りの構造は基本的にＫＡＺでの支持軸受は，小さい許容スペースで耐久性を確保

検討結果と使用実績を踏襲したが，高速タイプのするため当社独自の寿命向上熱処理を行なった玉１号車用については設計最高速度400km/h時に，軸受を選定・使用した．

−1

プラネタリギヤが自転回転速度13 000min ，公−1

ハブ軸受は駆動ユニットの構造上第一世代の複転回転速度3 500min となるため，その軸受はＫ列アンギュラ玉軸受を選定し，パックシール付とＡＺの総ころ式の針状ころでは油浴潤滑での焼付することで高剛性かつ十分な耐久性を有する設計き限界を超えていると判断し，当社の技術データとした．に基き設計・製作したケージ＆ローラ型の針状こ40

またモータ軸受については当社でモータ用としKoyo Engineering Journal No.168 (2005)

−電気自動車Eliicaプロジェクトについて−て広く実績のある軽接触ＲＤシール付玉軸受とし，高速回転時のモータ発熱を考慮して耐熱性の高いグリースとシール材料を選定・使用した．
インホイールモータユニットは，組み立て後，車両搭載前にユニット単体でダイナモテスターによる台上試験にて，設計最高速400km/hを想定した負荷トルクにて回転速度12 000min −1までの運転評価を実施した．
運転後の分解調査において，各軸受，シールと図6 走行試験状況
Eliica during road testing

も異常な昇温，焼付き，摩耗などは認められず，当社の基本設計と軸受・シールの選定が妥当であることが確認された．

4．Eliicaプロジェクトの今後
Eliicaプロジェクトは今後，第二次プロトタイプとして数十台規模での少量生産と市場走行実績の蓄積を行なうことになっている．
当社では引き続き将来の新しい交通手段となり得るEliicaプロジェクトをはじめとする研究開発に参画することで社会的貢献を果たすとともに，環境対応技術の充実を計って行く予定である．
最後になりましたが，プロジェクトの遂行に当たってご指導，ご協力をいただきました慶應義塾大学

吉田博一教授殿，清水浩教授殿ならびに電気自動車研究室スタッフの方々，および協賛企業各社殿に対し厚く御礼申し上げます．

参考文献
図4

インホイールモータ
In-wheel motor

１）慶應義塾大学電気自動車研究室ホームペー
ジ（eliica.com）
２）「Eliica」第37回東京モーターショー

プレス資料

図5 車に搭載されたインホイールモータ
In-wheel motor mounted on vehicle
その後，元Ｆ１ドライバー片山右京氏搭乗の国
内テストコースでの走行試験，イタリアのナルド

筆者

テストコースでの車速370km/hまでの走行試験においても軸受，シールに全く問題は発生せず，プロジェクトの成功を支える基盤技術を当社として提供できたと考えている．

室谷周良*
C. MUROTANI*Koyo Engineering Journal No.168 (2005)

軸受事業本部

東部テクニカルセンター

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