JP2005047481A - インホイールモータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 車輪部に配設されたインホイールモータを、緩衝部材または緩衝装置を介して車両バネ下部に取付けて、モータの質量をダイナミックダンパのウェイトとして作用させる構造を改良して、ロードホールディング性を更に向上させる。
【解決手段】 インホイールモータ３の回転側ケース３ｂを、中空円盤状のプレート１１Ａ〜１１Ｃと直動ガイド１２Ａ，１２Ｂとを備えたフレキシブルカップリング１０により結合し、非回転側ケース３ａを、直動ガイド２１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定されかつ車両の上下方向に作動する第１のバネ要素２２と、上記第１のバネ要素２２と並行して配置された、ダンパ２３と第２のバネ要素２４を直列に連結したスプリング要素付きダンパ２５とにより結合された２枚のプレート２６，２７を備え、上記非回転側ケース３ａとナックル５とを連結する緩衝機構２０により連結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダイレクトドライブホイールを駆動輪とする車両において用いられるインホイールモータシステムに関するものである。

近年、電気自動車などのモータによって駆動される車両においては、スペース効率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。従来のインホイールモータでは、モータ部が車両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、モータロータ及びホイールが回転可能な構造となっている。図５８は、従来のインホイールモータの一構成例を示す図で、このインホイールモータ５０は、ホイール５１に固定されたハウジング５２の内側に、磁気手段（永久磁石）５０Ｍを有するロータ５０Ｒを搭載し、上記磁気手段５０Ｍの内側に、コイル５０Ｃを有するステータ５０Ｓを配置し、このステータ５０Ｓをナックル５３に連結された中空状のシャフト５４に固定的に取付けるとともに、上記ハウジング５２の内側及び外側の側壁５２ａ，５２ｂを、軸受け５４ａ，５４ｂを介して上記ステータ５０Ｓと結合することにより、ロータ５０Ｒを、ステータ５０Ｓに対して回転可能に結合するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

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では、上記のように、モータ部が車両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るため、上記のバネ下質量がインホイール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。

そこで、上記のような問題を解決するために、図５９に示すように、中空形状のインホイールモータ３のロータ３Ｒを支持する回転側ケース３ｂとホイール２とを、複数枚の中空円盤状のプレート１１Ａ〜１１Ｃと、中央の中空円盤状のプレート１１Ｂの表裏に、作動方向が互いに直交するように配置された直動ガイド１２Ａ，１２Ｂとを備えたフレキシブルカップリング１０により結合するとともに、ステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａとナックル５とを、車両の上下方向に案内する直動ガイド６１に取付けられたダンパ６２と、このダンパ６２に並列配置され、上記直動ガイド６１の稼動方向に伸縮するバネ部材６３とを備えた緩衝機構６０、あるいは、図６０に示すような、直動ガイド２１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車両の上下方向に作動するバネ２２及びダンパ２３により結合された２枚のプレート２６，２７を備えた緩衝機構２０Ｋによって連結したインホイールモータシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このような構成を採ることにより、インホイールモータ３を車両の足回り部品であるナックル５に対してフローティングマウントすることができるので、モータ軸と車輪軸とは別々に径方向に揺動可能となる。すなわち、モータ質量は、車両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ェ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。したがって、タイヤの接地荷重変動が大幅に低減され、車両のロードホールディング性が飛躍的に向上する。
特表平９−５０６２３６号公報 国際公開第０２／８３４４６号パンフレット

しかしながら、上記のような、並列配置されたダンパ６２及びバネ部材６３によりインホイールモータ３を上下方向に支持した構成では、インホイールモータ５０をバネ下質量相当部分に装着した上記従来構成に比較して、タイヤの接地荷重変動が大幅に低減されてはいるものの、バネ下共振付近の接地荷重変動の低減については必ずしも十分とはいえなかった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、上記従来の、モータ質量をダイナミックダンパのウェイトとして作用させる構造を更に改良して、ロードホールディング性により一層優れたインホイールモータシステムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、車輪部に配設された、ホイールを駆動するインホイールモータを、緩衝部材または緩衝装置を介して車両バネ下部に取付けて成るインホイールモータシステムにおいて、上記モータをバネ要素とダンパ要素とが直列に連結された少なくとも１個のスプリング要素付きダンパ、及び、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがバネ要素と直列に連結された少なくとも１個の複合連結ダンパの少なくとも一方を備えた緩衝部材を介して車両バネ下部に取付けたことを特徴とするものである。
ここで、車両バネ下部とは、ホイール、ナックル、サスペンションアーム等の車両の足回り部を構成する部材を指す。

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システムにおいて、上記モータを中空形状のモータとしたことを特徴とする。

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システムにおいて、上記モータを、バネ要素、及び、バネ要素とダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータのステータ側を、ナックルに対して、バネ要素により上下方向に支持するとともに、上記バネ要素と並列して配置された、バネ要素とダンパ要素とを直列に連結したスプリング要素付きダンパにより、上記ステータ側と上記車両バネ下部とを連結したことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、バネ及びスプリング要素付きダンパにより支持したことを特徴とするものである。

また、請求項６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システムにおいて、上記モータを、第１のバネ要素と、この第１のバネ要素に並列に配置された第１のダンパ要素と、上記第１のバネ要素及び第１のダンパ要素に並列に配置された、第２のバネ要素と第２のダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパとを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータのステータ側を、ナックルに対して、並列に配置された第１のバネ要素と第１のダンパ要素により上下方向に支持するとともに、上記第１のバネ要素と第１のダンパ要素とに並列に配置された、第２のバネ要素と第２のダンパ要素とを直列に連結したスプリング要素付きダンパにより、上記ステータ側と上記車両バネ下部とを連結したことを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、バネ、ダンパ、及び、スプリング要素付きダンパにより支持したことを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記スプリング要素付きダンパのシリンダボディを、スプリング要素付きダンパを構成するダンパ要素とバネ要素との間に直列に配置したものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記スプリング要素付きダンパを構成するバネ要素を金属バネまたは空気バネまたはゴムバネから構成したものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記スプリング要素付きダンパを構成するバネ要素を、スプリング要素付きダンパのピストンの軸方向の両側に装着したものである。

請求項１２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システムにおいて、上記モータを、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがバネ要素と直列に連結された複合連結ダンパにより車両バネ下部に対して上下方向に支持したことを特徴とするものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記複合連結ダンパと、この複合連結ダンパに並列に配置されたダンパ要素とを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したものである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記複合連結ダンパを第１の複合連結ダンパとし、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがダンパ要素と直列に連結された複合連結ダンパを第２の複合連結ダンパとするとともに、上記モータを、並列配置された上記第１の複合連結ダンパと上記第２の複合連結ダンパとを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したものである。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載のインホイールモータシステムにおいて、上記第２の複合連結ダンパのダンパ要素とバネ要素とに直列に配置されたダンパ要素と上記バネ要素との間に、上記バネ要素と並列に配置されたダンパ要素のシリンダボディを配置したものである。

請求項１６に記載の発明は、請求項１２〜請求項１５のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記複合連結ダンパのダンパ要素と並列に配置されたバネ要素の他端に、上記ダンパ要素のシリンダボディを配置したものである。
請求項１７に記載の発明は、請求項１２〜請求項１６のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記複合連結ダンパを構成するバネ要素を金属バネまたは空気バネまたはゴムバネから構成したものである。
請求項１８に記載の発明は、請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載のインホイールモータシステムにおいて、上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、ダンパ及び上記複合連結ダンパ、あるいは、複数個の複合連結ダンパにより支持したものである。

本発明によれば、インホイールモータを、緩衝部材または緩衝装置を介して車両バネ下部に取付けて成るインホイールモータシステムにおいて、上記モータを、バネ要素と、このバネ要素に並列に配置された、バネ要素とダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパとを備えた緩衝部材を介して車両バネ下部に取付ける構成としたので、従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムに対して、タイヤの接地荷重変動を小さくすることができ、ロードホールディング性を向上させることができる。
また、上記モータを、バネ要素と、ダンパ要素と、上記バネ要素と上記ダンパ要素とに並列に配置された、バネ要素とダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパを介して、車両バネ下部に取付けるようにすれば、ロードホールディング性を更に向上させることができる。

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に係るインホイールモータシステムの構成を示す図で、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は複数枚の中空円盤状のプレート１１Ａ〜１１Ｃと、隣接する上記プレート１１Ａ，１１Ｂ、及び、プレート１１Ｂ，１１Ｃ間を結合するとともに、上記隣接するプレート１１Ａ，１１Ｂ及びプレート１１Ｂ，１１Ｃを互いに円盤のラジアル方向に案内する直動ガイド１２Ａ，１２Ｂとを備えたフレキシブルカップリング、２０は直動ガイド２１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車両の上下方向に作動する第１のバネ要素２２と、上記第１のバネ要素２２と並行して配置された、ダンパ２３と第２のバネ要素２４を直列に連結したスプリング要素付きダンパ２５とにより結合された２枚のプレート２６，２７を備え、モータ３の非回転側ケース３ａと車両の足回り部品であるナックル５とを連結する緩衝機構である。

上記緩衝機構２０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側に位置する第１のプレート（以下、ナックル取付けプレートという）２６の４隅に、車両の上下方向に伸縮する第１のバネ要素２２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２６ｋの両側に、車両の上下方向に伸縮するダンパ２３と第２のバネ要素２４とを直列に連結したスプリング要素付きダンパ２５をそれぞれ取付け、モータ３側に位置するプレート（以下、モータ取付けプレートという）２７の上記第１のバネ要素２２の上部あるいは下部に対応する位置にバネ受け部２２ｎを、上記ダンパ２５の上部に対応する位置、すなわち、車軸６との連結孔２７ｋの両側の上部に、ダンパ取付け部２３ｎを取付けるとともに、上記プレート２６，２７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２１により結合したものである。

上記図５９に示した従来のインホイールモータシステムでは、ステータ３Ｓを支持する非回転側ケース３ａが、ナックル５に対して、並列配置されたダンパ６２及びバネ部材６３により上下方向に支持された構造となっているが、本例は、上記のように、第１のバネ要素２２と、ダンパ２３及びこのダンパ２３に直列に連結される第２のバネ要素２４とから成るスプリング要素付きダンパ２５とにより上記非回転側ケース３ａをナックル５に対して上下方向に支持する構成とすることにより、減衰力の発生タイミングを変化させるようにしている。したがって、バネ下共振付近の接地荷重変動を、上記従来例に対して更に低減することができ、車両のロードホールディング性を更に向上させることができる。

ところで、上記第２のバネ要素２４は、詳細には金属バネから成り、図３に示すように、一端側がダンパ２３のシリンダボディ（ダンパ本体）２３Ｂのほぼ中央部に設けられたスプリング取付け部２４ｍに取付けられ、他端側が上記ナックル取付けプレート２６に設けられたバネ受け部２４ｎに取付けられている。上記従来のインホイールモータシステムでは、モータ３を支持するダンパ６２の、比較的重量のあるシリンダがバネ下部（ナックル５）に対して固定された構造であったため、バネ下質量が若干増加してしまっていたが、本例では、上記シリンダボディ２３Ｂを、上記ダンパ２３と上記第２のバネ要素２４との間に直列に配置することにより、上記の重いシリンダボディ２３Ｂを上記第２のバネ要素２４によってバネ下質量から分離することができる。したがって、バネ下質量を更に軽量化することができ、車両のロードホールディング性を更に向上させることができる。

このように、本最良の形態１では、モータ３の回転側ケース３ｂを、複数枚の中空円盤状のプレート１１Ａ〜１１Ｃと、上記隣接するプレート１１Ａ，１１Ｂ及びプレート１１Ｂ，１１Ｃを互いに円盤のラジアル方向に案内する直動ガイド１２Ａ，１２Ｂとを備えたフレキシブルカップリング１０により結合し、モータ３の非回転側ケース３ａを、直動ガイド２１を介して互いに車両の上下方向に作動方向が限定され、かつ、車両の上下方向に作動する第１のバネ要素２２と、上記第１のバネ要素２２と並行して配置された、ダンパ２３と第２のバネ要素２４を直列に連結したスプリング要素付きダンパ２５とにより結合された２枚のプレート２６，２７を備え、モータの非回転側ケース３ａと車両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により連結するようにしたので、モータ３の駆動力をホイール２に確実に伝達させることができるとともに、バネ下質量を増やすことなく、タイヤの接地荷重変動を大幅に低減して、車両のロードホールディング性を更に向上させることができる。

なお、上記最良の形態１では、上記第２のバネ要素２４を金属バネとしたが、これに限るものではなく、空気バネとしてもよいし、図４に示すように、ゴム材料からなるブッシュ状のもの（同図のゴムブッシュ２８）をブッシュ取付け部２８ｎに取付けて、上記シリンダボディ２３Ｂを支持するようにしてもよい。
また、上記第２のバネ要素２４を、ダンパ２３とモータ３の非回転側ケース３ａとの間や、ダンパ２３とバネ下部との間、または、ダンパ２３の図示しないピストン側取付け部やシリンダ側取付け部に設けるようにしても、同様の効果を得ることができる。
あるいは、図５（ａ）に示すように、第２のバネ要素２４をダンパ２３内部のピストン２３Ｐに設けてもよい。具体的には、油圧シリンダ２３Ｖ内にフリーピストン２３Ｋを設けて、このフリーピストン２３Ｋ内にダンパロッド２３Ｌに連結されたピストン２３Ｐを収納し、このピストン２３Ｐの軸方向の前後に第２のバネ要素２４を配置して、この第２のバネ要素２４がダンパロッド２３Ｌをその軸方向に対してスライド可能に支持することにより、上記第２のバネ要素２４が上記ダンパ２３に対して直列に連結される構成となる。なお、同図において、２３ａ，２３ｂはそれぞれ、オリフィス２３ｃ及びオイルライン２３ｄを介して連結された、油圧シリンダ２３Ｖの第１室及び第２室である。
また、第２のバネ要素２４をダンパ２３内部の作動油流路空気バネとして設けても同様の効果がある。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ダンパ２３の作動油流路であるオイルライン２３ｄの途中に、ピストン２４ｐにより圧縮空気室２４ｑと作動油室２４ｒとが隔離された構成のチャンバー２４Ｍ，２４Ｍを配設することでバネ効果を持たせ、スプリング要素付きダンパ２５のショックアブゾーバとしての減衰力の発生タイミングを、上記ダンパ２３のみの場合の減衰力の発生タイミングよりも遅らせることができる。なお、上記チャンバー２４Ｍの個数は、上記ダンパ２３の特性やモータ３の大きさ等により適宜決定されるもので、１個でもよいし、３個以上であってもよい。

また、上記例では、車両の上下の振動を低減する場合について説明したが、上下方向に加えて、前後方向に対してもバネ及びスプリング要素付きダンパによりモータ３を支持する構成とすることができる。具体的には、図６に示すように、上記最良の形態１のナックル取付けプレート２６とほぼ同様の構成で、車軸６との連結孔２６ｋに代えて、車軸６の径よりも大きい孔３６ｋを設けた中間プレート３６Ｍを準備し、この中間プレート３６Ｍのモータ取付けプレート２７側に、車両の前後方向に作動する第３のバネ要素３２と、上記第３のバネ要素３２と並行して配置された、ダンパ３３と第４のバネ要素３４，３４を直列に連結したスプリング要素付きダンパ３５とを備えたプレート３６Ｎを配置し、このプレート３６Ｎと上記中間プレート３６Ｍとをプレートの中心に対して対称な位置に配置された、前後方向に案内する４個の直動ガイド３１にて結合するとともに、このプレート３６Ｎをナックル５に連結された車軸６に取付ける。このとき、上記中間プレート３６Ｍには、上記ダンパ３３を取付けるためのダンパ取付け部３３ｎを設けるようにする。
一般に、バネ下部分が重い場合には、バネ下の前後振動が大きくなるので、上記のように、車両の上下方向に加えて、前後方向にもダイナミックダンパ効果を持たせるようにすれば、バネ下部分の振動を大幅に低減することができる。

＜実施例１−１＞
図７の表は、車両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、車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図８（ａ），（ｂ）及び図９〜図１１はその振動モデル、図１２は上記振動モデルにより解析した結果を示すグラフである。
比較例１は、図８（ａ）の振動モデルで表わせる、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車の例で、ここでは、モータは車体側に搭載されるため、モータ質量はバネ上質量ｍ_２に相当する。
比較例２は、図８（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載のインホイールモータ車であり、図５８に相当する。
また、比較例３は、図９の振動モデルで表わせる、モータをダイナミックダンパとして作用させる、ダイナミックダンパ型インホイールモータ車で、比較例４は、この比較例３のモータ上下支持バネのバネ定数ｋ_３を高めたもので、この比較例３，４は図５９，図６０に相当する。
実施例１は、図１０の振動モデル（基本モデル）で表わせる、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車である。
実施例２は、図１１の振動モデルで表わせる、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車であり、上記図１０の基本モデルに対して、ダンパのシリンダボディｍ_４を別体としたものである。この実施例２は図１及び図２に相当する。
また、実施例３は、上記実施例２のモータ上下支持バネのバネ定数ｋ_３を弱くし、ダンパの減衰力ｃ_３を強くしたものである。

比較例２にように、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、バネ下質量が増大するため、図１２に示すように、バネ下質量の軽い比較例１に比べ、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。
これを、比較例３のように、ダイナミックダンパとして搭載すれば、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。したがって、図１２に示すように、タイヤの接地荷重変動を、上記比較例１に示した、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車に比べて大幅に低減することができる。また、比較例４のように、モータ上下支持バネのバネ定数ｋ_３を大きくとれば、図１２に示すように、比較的低い周波数でのタイヤの接地荷重変動はやや大きくなるが、バネ下共振付近の周波数帯域ではタイヤの接地荷重変動を大幅に低減することができるので、ロードホールディング性を更に向上させることができる。

一方、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車（実施例１）においては、上記比較例３，４のモータに繋がるダンパとバネ下部品との間、または、ダンパとモータとの間にバネ要素ｋ_４が追加されるので、図１２に示すように、ダイナミックダンパの共振周波数である７Ｈｚ付近でのタイヤの接地荷重変動はやや大きくなるものの、７Ｈｚからバネ下共振周波数である１６Ｈｚの間でのタイヤの接地荷重変動を小さくすることができる。
また、上記実施例１では、ダンパのシリンダボディｍ_４がバネ下に取付けられているためバネ下重量が若干増加するが、上記シリンダボディｍ_４を第２のバネ要素に相当するバネ要素ｋ_４で浮かせてしまえば、実施例２のようにバネ下重量を低減できるので、図１２に示すように、バネ下共振点付近のタイヤの接地荷重変動を更に低減することができる。
更に、実施例３のように、上記実施例２に比べて、第１のバネ要素に相当するモータ上下支持バネのバネ定数ｋ_３を弱くし、ダンパの減衰力ｃ_３を強くすれば、比較例１に比べて７Ｈｚからバネ下共振周波数にかけてのタイヤの接地荷重変動を幅広く低減することができる。

＜実施例１−２＞
図１３の表は、車両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、車両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〜図１７はその振動モデル、図１８は上記振動モデルにより解析した結果を示すグラフである。
比較例１は、図１４（ａ）の振動モデルで表わせる、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車の例で、ここでは、モータは車体側に搭載されるため、モータ質量はバネ上質量ｍ_２に相当する。
比較例２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のインホイールモータ車であり、図５８に相当する。
また、比較例３は、図１５の振動モデルで表わせる、前後方向にもモータをダイナミックダンパとして作用させる、ダイナミックダンパ型インホイールモータ車である。比較例４は、この比較例３のモータ前後支持バネのバネ定数ｋ_３を高めたものである。
実施例１は、図１６の振動モデル（基本モデル）で表わせる、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車である。
実施例２は、図１７の振動モデルで表わせる、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車であり、上記基本モデルに対してダンパのシリンダボディｍ_４を別体としたものである。この実施例２は、図６に相当する。
また、実施例３は、上記実施例２のモータ前後支持バネのバネ定数ｋ_３を弱くし、ダンパの減衰力ｃ_３を強くしたものである。

比較例２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、バネ下質量が増大するため、図１８に示すように、バネ下質量の軽い比較例１に比べ、タイヤの前後力変動が増大し前後方向のグリップが悪化する。
これを、比較例３のように、ダイナミックダンパとして搭載すれば、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。したがって、図１８に示すように、タイヤの前後力変動を、上記比較例１に示した、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車に比べて大幅に低減することができる。また、比較例４のように、モータ前後支持バネのバネ定数ｋ_３を大きくとれば、図１８に示すように、比較的低い周波数でのタイヤの前後力変動はやや大きくなるが、バネ下共振付近の周波数帯域ではタイヤの前後力変動を大幅に低減することができ、前後方向のグリップが更に向上する。

一方、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車（実施例１）においては、上記比較例３，４のモータに繋がるダンパとバネ下部品との間、または、ダンパとモータとの間にバネ要素ｋ_４が追加されるので、図１８に示すように、ダイナミックダンパの共振周波数である１０Ｈｚ付近でのタイヤの前後力変動はやや大きくなるものの、１０Ｈｚからバネ下共振周波数である２０〜２５Ｈｚの間でのタイヤの前後力変動を小さくすることができる。
また、上記実施例１では、ダンパのシリンダボディｍ_４がバネ下に取付けられているため、バネ下重量が若干増加するが、上記シリンダボディｍ_４を第２のバネ要素に相当するバネ要素ｋ_４で浮かせてしまえば、実施例２のようにバネ下重量を低減できるので、図１８に示すように、バネ下共振点付近のタイヤの前後力変動を更に低減することができる。
更に、実施例３のように、上記実施例２に比べて、第２のバネ要素に相当するモータ前後支持バネのバネ定数ｋ_３を弱くし、ダンパの減衰力ｃ_３を強くすれば、比較例１に比べて１０Ｈｚからバネ下共振周波数にかけてのタイヤの前後力変動を幅広く低減することができる。

最良の形態２．
上記最良の形態１では、上記図５９に示した従来のインホイールモータシステムのダンパ６２に代えて、ダンパ２３及びこのダンパ２３に直列に連結される第２のバネ要素２４とから成るスプリング要素付きダンパ２５とによりインホイールモータ３の非回転側ケース３ａをナックル５に対して上下方向に支持する構成とすることにより、減衰力の発生タイミングを変化させるようにしたが、図１９及び図２０に示すように、インホイールモータ３の非回転側ケース３ａをバネ要素２２とダンパ２３Ｚとによりナックル５に対して上下方向に支持するとともに、インホイールモータ３の非回転側ケース３ａを、更に、上記スプリング要素付きダンパ２５によりナックル５に対して上下方向に支持する構成の緩衝機構２０Ｚによりモータ３の非回転側ケース３ａとナックル５とを連結するようにすれば、バネ下共振付近の接地荷重変動を更に低減することができ、車両のロードホールディング性を更に向上させることができる。なお、図２１において、２４ｚは上記ダンパ２３Ｚを取付けるためのダンパ取付け部である。

上記第５９図に示した従来のインホイールモータシステムでは、モータ３は並列配置されたバネ部材６３とダンパ６２により車両バネ下部に対して支持されているが、本最良の形態２の緩衝機構２０Ｚでは、上記バネ部材６３に相当する第１のバネ要素２２と上記ダンパ６２に相当する第１のダンパ要素であるダンパ２３Ｚとに加え、第１のバネ要素２２とダンパ２３Ｚとに並列に配置された、第２のダンパ要素であるダンパ２３と第２のバネ要素２４とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパ２５が追加された構成となっている。
これにより、悪路走行時に路面からの振動入力によってモータ３がホイール２内部で振動した場合、モータ３とナックル５を連結する上記緩衝機構２０Ｚの応答としては、その振動周波数が高くなるほど作動速度が速くなる。すなわち、上記第２のダンパ要素であるダンパ２３Ｚ単体のみではどの周波数にもダンパとして作用する。一方、スプリング要素付きダンパ２５は、作動速度の遅い低周波帯域ではダンパとして作用し、作動速度の速い高周波帯域では第２のダンパ要素であるダンパ２３の減衰力が高まって第２のバネ要素２４を動かすため、バネとしての作用が強くなる。これに対して、本最良の形態２のように、上記スプリング要素付きダンパ２５に上記第１のバネ要素２２と上記ダンパ２３Ｚとが並列配置された場合には、比較的周波数の高いバネ下共振周波数付近の振動をより効果的に抑えることが可能となる。

なお、上記例では、車両の上下の振動を低減する場合について説明したが、上下方向に加えて、前後方向に対してもバネ、ダンパ、及び、スプリング要素付きダンパによりモータ３を支持する構成とすることができる。具体的には、図２１に示すように、上記最良の形態１の中間プレート３６Ｍに取付けられるスプリング要素付きダンパ２５の一方を上記第１のダンパ要素であるダンパ２３Ｚとし、プレート３６Ｎに取付けられるスプリング要素付きダンパ３５の一方を上記ダンパ２３Ｚと同様の構成のダンパ３３Ｚとすることにより、車両の上下方向に加えて、前後方向に対してもダイナミックダンパ効果を有効に持たせることができる。したがって、タイヤの接地荷重変動を更に低減することができるとともに、タイヤの前後力変動を更に低減することができる。

また、上記最良の形態１，２では、緩衝機構２０あるいは緩衝機構２０Ｚを介して車両バネ下部に取付けるモータとして中空形状のアウターロータ型のインホイールモータ３を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、本発明は、中空形状のインナーロータ型のインホイールモータや、中空形状のインナーロータ型モータと減速ギヤを組合わせたギヤードモータを取付ける場合にも適用可能である。なお、上記ギヤードモータの場合には、その非回転側ケースまたは上記非回転側ケースが取付けられたモータケースが、上記緩衝機構２０，２０Ｚを介して車両の足回り部品であるナックルに結合される構成となる。

＜実施例２−１＞
図２２の表は、車両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、車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図２３（ａ），（ｂ）及び図２４〜図２６はその振動モデル、図２７は上記振動モデルにより解析した結果を示すグラフである。
比較例１は、図２３（ａ）の振動モデルで表わせる、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車の例で、ここでは、モータは車体側に搭載されるため、モータ質量はバネ上質量ｍ_２に相当する。
比較例２は、図２３（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載のインホイールモータ車であり、図５８に相当する。
また、比較例３は、図２４の振動モデルで表わせる、モータをダイナミックダンパとして作用させる、ダイナミックダンパ型インホイールモータ車で、この比較例３は図５９，図６０に相当する。
実施例１は、図２５の振動モデルで表わせる、本発明によるバネ、ダンパ、及び、バネ要素付きダンパが並列配置された緩衝装置によりモータをダイナミックダンパとして作用させるインホイールモータ車である。
実施例２は、図２６の振動モデルで表わせる、本発明によるバネ要素付きダンパを搭載したインホイールモータ車であり、上記図２５の振動モデルに対して、ダンパのシリンダボディｍ_４を別体としたものである。

比較例２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、バネ下質量が増大するため、図２７に示すように、バネ下質量の軽い比較例１に比べ、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。
これを、比較例３のように、ダイナミックダンパとして搭載すれば、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。したがって、図２７に示すように、タイヤの接地荷重変動を、上記比較例１に示した、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車に比べて大幅に低減することができる。

一方、本発明によるバネ、ダンパ、及び、バネ要素付きダンパが並列配置されたインホイールモータ車（実施例１）においては、上記比較例３のダンパ要素ｃ_３とバネ要素ｋ_３とに並列に、ダンパ要素ｃ_４とバネ要素ｋ_４とが直列に接続されたスプリング要素付きダンパが設けられているので、図２７に示すように、ダイナミックダンパの共振周波数である７Ｈｚ付近でのタイヤの接地荷重変動はやや大きくなるものの、７Ｈｚからバネ下共振周波数である１６Ｈｚの間でのタイヤの接地荷重変動を上記比較例３よりも小さくすることができる。
また、上記実施例１では、ダンパのシリンダボディｍ_４がバネ下に取付けられているため、バネ下重量が若干増加するが、実施例２のように、上記シリンダボディｍ_４を第２のバネ要素に相当するバネ要素ｋ_４で浮かせてしまえば、バネ下重量を低減できるので、図２７に示すように、上記実施例１よりも、バネ下共振点付近のタイヤの接地荷重変動を更に低減することができる。

また、通常の車両のサスペンションは、図２８（ａ）の振動モデルで表わせるように、前後方向にもバネ下が振動するため、悪路を走行するとタイヤの前後力変動が生じる。従来のインホイールモータ車では、図２８（ｂ）の振動モデルで表わせるように、モータがバネ下部に搭載されるためバネ下質量が大きくなり、、悪路走行時におけるタイヤの前後力変動が増大しタイヤの発生力（推進力）が減少する。
この問題は、図２９の振動モデルに示すように、前後方向にもモータをダイナミックダンパとして作用させる構成とすることで、上記バネ下振動を低減してタイヤの前後力変動を抑制することができるが、図２１に示したような、本最良の形態２の上下方向の構造体を前後方向に適用することで、振動モデルは図３０に示すようになるので、上記実施例１−２と同様に、タイヤの前後力変動を更に抑制することができる。また、図３１に示すように、ダンパのシリンダボディｍ_４を第２のバネ要素に相当するバネ要素ｋ_４で浮かせることにより、バネ下共振点付近のタイヤの前後力変動を更に低減することができる。

最良の形態３．
上記最良の形態１，２では、インホイールモータ３の非回転側ケース３ａをダンパ２３及びこのダンパ２３に直列に連結される第２のバネ要素２４とから成るスプリング要素付きダンパ２５によりナックル５に対して上下方向に支持する構成としたが、図３２に示すように、インホイールモータ３の非回転側ケース３ａを、並列に連結されたバネ要素２３ｓとダンパ要素２４ｓとがバネ要素２５ｓと直列に連結された複合連結ダンパ２５Ｓと、この複合連結ダンパ２５Ｓに並列に配置されたダンパ要素２３Ｚとを介してナックル５に対して上下方向に支持する構成の緩衝機構２０Ｘによりモータ３の非回転側ケース３ａとナックル５とを連結する構成としても、上記バネ下共振付近の接地荷重変動を低減することができる。

図３３は、上記複合連結ダンパ２５Ｓの一構成例を示す図で、モータ３またはナックル５に連結される金属バネから成るバネ要素２３ｓの他端側に上記ダンパ要素２４ｓのシリンダボディ２４ｂを配置することにより上記バネ要素２３ｓと上記ダンパ要素２４ｓとを並列配置するとともに、このシリンダボディ２４ｂとナックル５との間に金属バネから成るバネ要素２５ｓを配置することにより、上記バネ要素２５ｓを上記バネ要素２３ｓ及び上記ダンパ要素２４ｓに直列に連結する。なお、同図において、２５ｍは上記バネ要素２５ｓをナックル側プレート２６に取付けるための取付け部で、２５ｚは上記バネ要素２５ｓをシリンダボディ２４ｂに取付けるための取付け部である。
また、上記構成により、モータ３を支持するダンパ要素２４ｓの比較的重量のあるシリンダ部分をバネ要素２３ｓとバネ要素２５ｓ間とのに配置することができるので、バネ下質量を軽量化でき、車両のロードホールディング性を向上させることができる。

本例の緩衝機構２０Ｘでは、悪路走行時に路面からの振動入力によってモータ３がホイール２内部で振動した場合、モータ３とナックル５を連結する複合連結ダンパ２５Ｓは、その振動周波数が高くなるほど作動速度が速くなる。すなわち、上記図５９で示した従来の従来のインホイールモータシステムでは、第１のバネ要素２２はどの周波数にも一定のバネ定数ダンパとして作用するが、上記構成の複合連結ダンパ２５Ｓでは、バネ要素２５ｓが並列に連結されたバネ要素２３ｓとダンパ要素２４ｓとに直列に連結されているので、作動速度の遅い低周波帯域ではダンパ要素２４ｓの減衰力が低く、上記複合連結ダンパ２５Ｓはバネ要素２３ｓとバネ要素２５ｓとが直列に連結した弱いバネとして作用する。一方、作動速度の速い高周波帯域では上記ダンパ要素２４ｓの減衰力が高まって、上記ダンパ要素２４ｓに並列に配置された上記バネ要素２３ｓを固定するため、上記複合連結ダンパ２５Ｓはバネ要素２５ｓのみの硬いバネとして作用する。このような複合連結ダンパ２５Ｓをダンパ要素２３Ｚと並列に配置することにより、比較的周波数の高いバネ下共振周波数付近の振動をより効果的に抑えることが可能となる。したがって、バネ下共振周波数付近のタイヤの接地荷重変動を小さくすることができ、車両のロードホールディング性を更に向上させることができる。
また、上記のような構成にすることにより、減衰力の大部分を複合連結ダンパ２５Ｓのダンパ要素２４ｓが発生することになるので、ダンパ要素２３Ｚの減衰力は小さくてすむ。したがって、図３４に示すように、上記ダンパ要素２３Ｚを省略して、複合連結ダンパ２５Ｓのみを用いた構成とすることも可能である。

なお、上記例では、車両の上下の振動を低減する場合について説明したが、図３５に示すように、中間プレート３６Ｍを準備し、この中間プレート３６Ｍのモータ取付けプレート２７側に、上記複合連結ダンパ２５Ｓと同様の構成の複合連結ダンパ３５Ｓとダンパ要素３３Ｚとを並列に配置したプレート３６Ｎを配置し、このプレート３６Ｎと上記中間プレート３６Ｍとをプレートの中心に対して対称な位置に配置された、前後方向に案内する４個の直動ガイド３１にて結合するとともに、このプレート３６Ｎをナックル５に連結された車軸６に取付けることにより、車両の上下方向に加えて、前後方向に対してもダイナミックダンパ効果を有効に持たせることができる。したがって、タイヤの接地荷重変動を更に低減することができるとともに、タイヤの前後力変動を更に低減することができる。
また、上記例では、上記バネ要素２５ｓを金属バネとしたが、これに限るものではなく、空気バネとしてもよいし、図３６に示すように、ゴム材料からなるブッシュ状のもの（同図のゴムブッシュ２５ｇ）をブッシュ取付け部２８ｔを介して中間プレート３６Ｍに取付けて、上記シリンダボディ２４ｂを支持するようにしてもよい。

最良の形態４．
上記最良の形態３では、複合連結ダンパ２５Ｓと、この複合連結ダンパ２５Ｓに並列に配置されたダンパ要素２３Ｚとによりインホイールモータ３をナックル５に対して上下方向に支持するようにしたが、図３７に示すように、並列に連結されたバネ要素２３ｔとダンパ要素２４ｔとがダンパ要素２５ｔと直列に連結された第２の複合連結ダンパ２５Ｔを準備し、上記複合連結ダンパ２５Ｓと、この複合連結ダンパ２５Ｓに並列に上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔを配置した構成の緩衝機構２０Ｙによりモータ３の非回転側ケース３ａとナックル５とを連結する構成としても、上記バネ下共振付近の接地荷重変動を低減することができる。
図３８は、第２の複合連結ダンパ２５Ｔの一構成例を示す図で、この第２の複合連結ダンパ２５Ｔは、ダンパ要素２５ｔのシリンダボディ２５ｂに、ゴムブッシュ２５Ｇを取り付けたもので、このゴムブッシュ２５Ｇがナックル側プレート２６に取付けられる。ゴム弾性体から成るゴムブッシュ２５Ｇはバネ・ダンパ要素であるので、これにより、バネ要素２３ｔとダンパ要素２４ｔとを並列に連結した部材を構成することができる。なお、上記構成により、ダンパ要素２５ｔのシリンダ部分をバネ要素２３ｔとダンパ要素２５ｔとの間に配置することができるので、バネ下質量を軽量化でき、車両のロードホールディング性を向上させることができる。なお、２８ｔはブッシュ取付け部である。

上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔは、低周波帯域では、上記ダンパ要素２５ｔの作動速度が遅いので減衰力が低く、上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔはダンパとして作用し、高周波帯域では上記ダンパ要素２５ｔの減衰力が高まって、上記ゴムブッシュ２５Ｇのバネ要素２３ｔが作動するので、上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔは減衰力の発生タイミングが遅れバネのような特性となる。すなわち、上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔも上記複合連結ダンパ２５Ｓと同様に、周波数によって全体のバネ定数を変化させることができるような構成となっている。したがって、図３６に示すように、上記図３８に示した第２の複合連結ダンパ２５Ｔと上記図３３に示した複合連結ダンパ２５Ｓとを用いてインホイールモータ３を支持すれば、バネ下共振周波数付近のタイヤの接地荷重変動を更に小さくすることができる。

なお、上記例では、車両の上下の振動を低減する場合について説明したが、図３９に示すように、中間プレート３６Ｍを準備し、この中間プレート３６Ｍのモータ取付けプレート２７側に、上記複合連結ダンパ２５Ｓと同様の構成の複合連結ダンパ３５Ｓと上記第２の複合連結ダンパ２５Ｔと同様の構成の第２の複合連結ダンパ３５Ｔとを並列に配置したプレート３６Ｎを配置し、このプレート３６Ｎと上記中間プレート３６Ｍとをプレートの中心に対して対称な位置に配置された、前後方向に案内する４個の直動ガイド３１にて結合するとともに、このプレート３６Ｎをナックル５に連結された車軸６に取付けることにより、車両の上下方向に加えて、前後方向に対してもダイナミックダンパ効果を有効に持たせることができる。したがって、タイヤの接地荷重変動を更に低減することができるとともに、タイヤの前後力変動を更に低減することができる。

また、本例の緩衝機構２０Ｘ，２０Ｙについても、中空形状のアウターロータ型のインホイールモータ３に限るらず、中空形状のインナーロータ型モータと減速ギヤを組合わせたギヤードモータを取付ける場合にも適用可能である。

＜実施例３−１＞
図４０の表は、車両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、車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図４１（ａ），（ｂ）及び図４２〜図４６はその振動モデル、図４７及び図４８は上記振動モデルにより解析した結果を示すグラフである。
また、上記表において、
ｍ_１はホイール等のバネ下質量
ｍ_２はボディ等のバネ上質量
ｍ_３はダイナミックダンパとなるモータ質量
ｍ_４はダイナミックダンパとなるシリンダ質量（第２の複合連結ダンパ）
ｍ_５はダイナミックダンパとなるシリンダ質量（複合連結ダンパ）
ｋ_１はタイヤ縦バネ定数
ｋ_２はサスペンション上下方向バネ定数
ｋ_３はモータ支持バネ定数
ｋ_４はダンパ支持バネ定数
ｋ_５はモータ支持バネに直列のダンパ＋バネ並列ユニットを構成するバネのバネ定数
ｃ_１はタイヤ上下方向減衰係数
ｃ_２はサスペンション上下方向減衰係数
ｃ_３はモータ支持ダンパ上下方向減衰係数
ｃ_４はモータ支持ダンパに直列のダンパ支持上下方向減衰係数
ｃ_５はモータ支持バネに直列のダンパ＋バネ並列ユニットを構成するダンパのダンパ支持上下方向減衰係数
である。

比較例１は、図４１（ａ）の振動モデルで表わせる、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車の例で、ここでは、モータは車体側に搭載されるため、モータ質量はバネ上質量ｍ_２に相当する。
比較例２は、図４１（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載のインホイールモータ車であり、図５８に相当する。
また、比較例３は、図４２の振動モデルで表わせる、モータをダイナミックダンパとして作用させる、従来のダイナミックダンパ型インホイールモータ車で、この比較例３は図５９，図６０に相当する。
実施例１は、図４３の振動モデルで表わせる、本発明によるバネ要素と複合連結ダンパとを並列配置した緩衝装置によりモータをダイナミックダンパとして作用させるインホイールモータ車で、図３２に相当する。
実施例２は、図４４の振動モデルで表わせる、本発明による複合連結ダンパを２個並列に配置した緩衝装置によりモータをダイナミックダンパとして作用させるインホイールモータ車である。
実施例３は、図４５の振動モデルで表わせる、本発明による複合連結ダンパと第２の複合連結ダンパとを並列に配置した緩衝装置によりモータをダイナミックダンパとして作用させるインホイールモータ車である。
実施例４は、図４６の振動モデルで表わせる、本発明による複合連結ダンパと第２の複合連結ダンパとを並列に配置した緩衝装置によりモータをダイナミックダンパとして作用させるインホイールモータ車で、図３７に相当する。

比較例２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、バネ下質量が増大するため、図４７に示すように、バネ下質量の軽い比較例１に比べ、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。
これを、比較例３のように、ダイナミックダンパとして搭載すれば、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。したがって、図４７に示すように、タイヤの接地荷重変動を、上記比較例１に示した、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車に比べて大幅に低減することができる。

しかし、実施例１のように、図４３に示すような振動モデルを構成すれば、図４７に示すように、ダイナミックダンパの共振周波数である７Ｈｚ付近でのタイヤの接地荷重変動はやや大きくなるものの、７Ｈｚからバネ下共振周波数である１６Ｈｚの間でのタイヤの接地荷重変動を上記比較例３よりも小さくすることができる。
また、上記実施例２のように、図４４に示すような振動モデルを構成すれば、図４７に示すように、上記実施例１に比べて、バネ下共振周波数付近の接地荷重変動を更に低減することができる。
更に、上記実施例３のように、図４５に示すような振動モデルを構成すれば、図４８に示すように、バネ下共振周波数付近の接地荷重変動を更に低減することができる。
実施例４のように、図４６に示すような振動モデルを持ち、シリンダ質量がバネ下からもモータ側からも浮いているため、図４８に示すように、バネ下共振周波数付近の接地荷重変動が上記実施例３よりもを更に小さくなっている。

＜実施例３−２＞
図４９の表は、車両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、車両の前後方向の特性を表わすパラメータを示す表で、図５０（ａ），（ｂ）及び図５１〜図５５はその振動モデル、図５６及び図５７は上記振動モデルにより解析した結果を示すグラフである。
また、上記表において、
ｍ_１はホイール等のバネ下質量
ｍ_２はボディ等のバネ上質量
ｍ_３はダイナミックダンパとなるモータ質量
ｍ_４はダイナミックダンパとなるシリンダ質量（第２の複合連結ダンパ）
ｍ_５はダイナミックダンパとなるシリンダ質量（複合連結ダンパ）
ｋ_１はタイヤ前後バ
ネ定数
ｋ_２はサスペンション前後方向バネ定数
ｋ_３はモータ支持バネ定数
ｋ_４はダンパ支持バネ定数
ｋ_５はモータ支持バネに直列のダンパ＋バネ並列ユニットを構成するバネのバネ定数
ｃ_１はタイヤ前後方向減衰係数
ｃ_２はサスペンション前後方向減衰係数
ｃ_３はモータ支持ダンパ前後方向減衰係数
ｃ_４はモータ支持ダンパに直列のダンパ支持前後方向減衰係数
ｃ_５はモータ支持バネに直列のダンパ＋バネ並列ユニットを構成するダンパのダンパ支持上下方向減衰係数
である。

比較例１は、図５０（ａ）の振動モデルで表わせる、通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車である。
比較例２は、図５０（ｂ）の振動モデルで表わせる、従来のモータバネ下搭載のインホイールモータ車である。
また、比較例３は、図５１の振動モデルで表わせる従来のダイナミックダンパ型インホイールモータ車である。
実施例１は、図５２の振動モデルで表わせる、本発明によるダイナミックダンパ型インホイールモータ車で、図３５に相当する。
実施例２は、図５３の振動モデルで表わせる、本発明によるダイナミックダンパ型インホイールモータ車である。
実施例３は、図５４の振動モデルで表わせる、本発明によるダイナミックダンパ型インホイールモータ車である。
実施例４は、図５５の振動モデルで表わせる、本発明によるダイナミックダンパ型インホイールモータ車で、図３７に相当する。

比較例２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５６に示すように、バネ下質量の軽い比較例１に比べ、タイヤの前後力変動が増大しロードホールディング性が悪化する。
これを、比較例３のように、ダイナミックダンパとして搭載すれば、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。したがって、図５６に示すように、タイヤの前後力を、上記比較例１に示した通常のインホイールモータシステムを採用していない電気自動車に比べて大幅に低減することができる。

しかし、実施例１のように、図５２に示すような振動モデルを構成すれば、図５６に示すように、ダイナミックダンパの共振周波数である１０Ｈｚ付近での前後力変動はやや大きくなるものの、１０Ｈｚからバネ下共振周波数である２２Ｈｚの間での前後力変動を上記比較例３よりも小さくすることができる。
また、上記実施例２のように、図５３に示すような振動モデルを構成すれば、図５６に示すように、上記実施例１に比べて、バネ下共振周波数付近の前後力変動を更に低減することができる。
更に、上記実施例３のように、図５４に示すような振動モデルを構成すれば、図５７に示すように、バネ下共振周波数付近の前後力変動を更に低減することができる。
実施例４のように、図５５に示すような振動モデルを持ち、シリンダ質量がバネ下からもモータ側からも浮いているため、図５７に示すように、バネ下共振周波数付近の前後力変動が上記実施例３よりも更に小さくなっている。

以上説明したように、本発明によれば、従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムに対して、タイヤの接地荷重変動及び前後力変動を小さくすることができ、ロードホールディング性を向上させることができるので、スペース効率や駆動力の伝達効率に優れ、かつ、乗り心地性のよいインホイールモータ車を実現することが可能となる。

本発明の最良の形態１に係るインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。 本最良の形態１に係る緩衝機構の構成を示す図である。 本最良の形態１に係るスプリング要素付きダンパの構成を示す図である。 スプリング要素付きダンパの他の構成を示す図である。 スプリング要素付きダンパの他の構成を示す図である。 上下方向に加え、前後方向に対してもバネ及びスプリング要素付きダンパによりモータを支持した構成のインホイールモータを示す図である。 車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 車両振動モデル（接地荷重変動）の解析結果を示す図である。 車両の前後方向の特性を表わすパラメータを示す表である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 車両振動モデル（前後力変動）の解析結果を示す図である。 本発明の最良の形態２に係るインホイールモータシステムの構成を示す縦断面図である。 本最良の形態２に係る緩衝機構の構成を示す図である。 上下方向に加え、前後方向に対してもバネ、ダンパ、及びスプリング要素付きダンパによりモータを支持した構成のインホイールモータを示す図である。 車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 車両振動モデル（接地荷重変動）の解析結果を示す図である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 前後方向にモータをダイナミックダンパとして作用させる構成のインホイールモータシステムにおける車両振動モデルを示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本最良の形態３に係る複合連結ダンパを用いた緩衝機構の構成を示す図である。 複合連結ダンパの一構成例を示す図である。 本発明に係る複合連結ダンパを用いた緩衝機構の他の構成を示す図である。 上下方向に加え、前後方向に対しても複合連結ダンパによりモータを支持した構成のインホイールモータを示す図である。 本発明による複合連結ダンパの他の構成を示す図である。 本最良の形態４に係る複合連結ダンパ及び第２の複合連結ダンパを用いた緩衝機構の構成を示す図である。 第２の複合連結ダンパの一構成例を示す図である。 上下方向に加え、前後方向に対しても複合連結ダンパ及び第２の複合連結ダンパを用いた緩衝機構によりモータを支持した構成のインホイールモータを示す図である。 車両の上下方向の特性を表わすパラメータを示す表である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（接地荷重変動）を示す図である。 車両振動モデル（接地荷重変動）の解析結果を示す図である。 車両振動モデル（接地荷重変動）の解析結果を示す図である。 車両の前後方向の特性を表わすパラメータを示す表である。 従来のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 本発明のインホイールモータシステムにおける車両振動モデル（前後力変動）を示す図である。 車両振動モデル（前後力変動）の解析結果を示す図である。 車両振動モデル（前後力変動）の解析結果を示す図である。 従来のインホイールモータの構成を示す図である。 従来のダイナミックダンパ型インホイールモータの構成を示す縦断面図である。 従来のダイナミックダンパ型のインホイールモータの他の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

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 フレキシブルカップリング、１１Ａ〜１１Ｃ 中空円盤状のプレート、
１２Ａ，１２Ｂ 直動ガイド、２０ 緩衝機構、２１ 直動ガイド、
２２ 第１のバネ要素、２３ ダンパ、２３Ｐ ピストン、
２３Ｖ 油圧シリンダ、２３Ｋ フリーピストン、２３Ｌ ダンパロッド、
２３ａ 第１室、２３ｂ 第２室、２３ｃ オリフィス、２３ｄ オイルライン、
２４ 第２のバネ要素、２４ｍ スプリング取付け部、２４ｎ バネ受け部、
２５ スプリング要素付きダンパ、２６ ナックル取付けプレート、
２７ モータ取付けプレート、２８ ゴムブッシュ。

Claims (18)

1. 車輪部に配設された、ホイールを駆動するインホイールモータを、緩衝部材または緩衝装置を介して車両バネ下部に取付けて成るインホイールモータシステムにおいて、上記モータを、バネ要素とダンパ要素とが直列に連結された少なくとも１個のスプリング要素付きダンパ、及び、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがバネ要素と直列に連結された少なくとも１個の複合連結ダンパの少なくとも一方を備えた緩衝部材を介して車両バネ下部に取付けたことを特徴とするインホイールモータシステム。
2. 上記モータを中空形状のモータと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システム。
3. 上記モータを、バネ要素、及び、バネ要素とダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持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システム。
4. 上記モータのステータ側を、ナックルに対して、バネ要素により上下方向に支持するとともに、上記バネ要素と並列して配置された、バネ要素とダンパ要素とを直列に連結したスプリング要素付きダンパにより、上記ステータ側と上記車両バネ下部とを連結したことを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータシステム。
5. 上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、バネ及びスプリング要素付きダンパにより支持したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のインホイールモータシステム。
6. 上記モータを、第１のバネ要素と、この第１のバネ要素に並列に配置された第１のダンパ要素と、上記第１のバネ要素及び第１のダンパ要素に並列に配置された、第２のバネ要素と第２のダンパ要素とが直列に連結されたスプリング要素付きダンパとを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持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システム。
7. 上記モータのステータ側を、ナックルに対して、並列に配置された第１のバネ要素と第１のダンパ要素により上下方向に支持するとともに、上記第１のバネ要素と第１のダンパ要素とに並列に配置された、第２のバネ要素と第２のダンパ要素とを直列に連結したスプリング要素付きダンパにより、上記ステータ側と上記車両バネ下部とを連結したことを特徴とする請求項６に記載のインホイールモータシステム。
8. 上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、バネ、ダンパ、及び、スプリング要素付きダンパにより支持したことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のインホイールモータシステム。
9. 上記スプリング要素付きダンパのシリンダボディを、スプリング要素付きダンパを構成するダンパ要素とバネ要素との間に直列に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
10. 上記スプリング要素付きダンパを構成するバネ要素を金属バネまたは空気バネまたはゴムバネから構成したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
11. 上記スプリング要素付きダンパを構成するバネ要素を、スプリング要素付きダンパのピストンの軸方向の両側に装着したことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
12. 上記モータを、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがバネ要素と直列に連結された複合連結ダンパにより車両バネ下部に対して上下方向に支持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システム。
13. 上記複合連結ダンパと、この複合連結ダンパに並列に配置されたダンパ要素とを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したことを特徴とする請求項１２に記載のインホイールモータシステム。
14. 上記複合連結ダンパを第１の複合連結ダンパとし、並列に連結されたバネ要素とダンパ要素とがダンパ要素と直列に連結された複合連結ダンパを第２の複合連結ダンパとするとともに、上記モータを、並列配置された上記第１の複合連結ダンパと上記第２の複合連結ダンパとを介して、車両バネ下部に対して上下方向に支持したことを特徴とする請求項１２に記載のインホイールモータシステム。
15. 上記第２の複合連結ダンパのダンパ要素とバネ要素とに直列に配置されたダンパ要素と上記バネ要素との間に、上記バネ要素と並列に配置されたダンパ要素のシリンダボディを配置したことを特徴とする請求項１４に記載のインホイールモータシステム。
16. 上記複合連結ダンパのダンパ要素と並列に配置されたバネ要素の他端に、上記ダンパ要素のシリンダボディを配置したことを特徴とする請求項１２〜請求項１５のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
17. 上記複合連結ダンパを構成するバネ要素を金属バネまたは空気バネまたはゴムバネから構成したことを特徴とする請求項１２〜請求項１６のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
18. 上記モータを、上下方向に加えて、前後方向に対しても、ダンパ及び上記複合連結ダンパ、あるいは、複数個の複合連結ダンパにより支持したことを特徴とする請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載のインホイールモータシステム。
    
    

Images