JP2005088605A

JP2005088605A - 車輪構造

Info

Publication number: JP2005088605A
Application number: JP2003320624A
Authority: JP
Inventors: Chikashi Kurata; 史倉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-12
Also published as: DE102004043891A1; US20070039771A1; JP4311139B2; US20050056471A1; DE102004043891B4; US7347295B2; US7320376B2; DE102004064083B4

Abstract

【課題】本発明は、車輪構造に関し、車輪への路面入力に際しては、駆動用モータの存在に伴うバネ下質量の増加による影響を回避させることを目的とする。
【解決手段】車体に対して支持された車輪１２付近に、該車輪１２に駆動力を伝達して車輪１２を駆動する駆動用モータ３４を配置する。駆動用モータ３４の出力軸をフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２のホイール１６に連結する。また、駆動用モータ３４を、鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した軸線を有するガイド３９に沿って車輪１２に対して相対変位可能に、コイルバネ４０及びアブソーバ４２を介してサスペンション１７を構成するナックル部材２０に支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪構造に係り、特に、車体に対して支持された車輪付近に配置され、該車輪に駆動力を伝達して該車輪を駆動する駆動用モータを備える車輪構造に関する。

従来より、車輪の有するホイール内に車輪を回転駆動させる駆動用モータを配設した車輪構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車輪構造において、駆動用モータの駆動軸はホイールに連結されている。従って、車輪は、駆動用モータが発生するトルクにより回転駆動することができる。
特開平６−４８１９２号公報

ところで、駆動用モータの駆動軸がホイールに接続され、車輪が駆動用モータを用いて回転駆動する構成においては、その駆動用モータの質量分だけ車両におけるバネ下質量が増加する。この点、上記従来の車輪構造では、駆動用モータの駆動軸がホイールに直結され、駆動用モータと車輪とが一体的に固定されているため、車輪への路面入力時に駆動用モータが車輪と一体となって車体に対して変位してしまう。このため、バネ下質量の増加による影響が顕著に現れ、車両走行時における車輪の路面追従性が低下して乗員の乗り心地が悪化する事態が生ずる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車輪への路面入力に際しては、駆動用モータの存在に伴うバネ下質量の増加による影響を回避させることが可能な車輪構造を提供することを目的とする。

上記の目的は、請求項１に記載する如く、車体に対して支持された車輪付近に配置され、該車輪に駆動力を伝達して該車輪を駆動する駆動用モータを備える車輪構造であって、
前記駆動用モータを前記車輪に対して相対変位可能に支持した車輪構造により達成される。

本発明において、車輪を駆動する駆動用モータは、その車輪に対して相対変位可能に支持されている。この場合には、駆動用モータが車輪と一体となって変位することはなく、駆動用モータが車輪に対して相対変位可能であるので、車輪への路面入力に対して駆動用モータの存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響は極力回避される。

この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、ばね要素及び減衰要素を介して前記車輪に支持されていることとすれば、駆動用モータをダイナミックダンパとして機能させることができ、これにより、車輪に作用する振動を抑制して乗員の乗り心地を向上させることができる。

また、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、前記車輪に対して、少なくとも鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した軸線に沿って相対変位可能であることとすれば、車輪への鉛直軸方向及び車両前後方向の入力に対してダイナミックダンパ効果を実現することができ、乗員の乗り心地を向上させることができる。

また、請求項４に記載する如く、請求項１乃至３の何れか一項記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、前記車輪に対して鉛直軸方向及び車両前後方向の双方に相対変位可能に支持されていることとすれば、車輪への鉛直軸方向及び車両前後方向の入力に対してダイナミックダンパ効果を実現することができ、乗員の乗り心地を向上させることができる。

また、請求項５に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、操舵輪としての前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置のキングピン軸と平行に相対変位可能であることとすれば、操舵が行われた場合にも、ダイナミックダンパとして機能する駆動用モータの操舵輪に対する変位方向をキングピン軸に対して一定に保つことができ、これにより、車輪への入力に対して操舵状況にかかわらず常に一定のダイナミックダンパ効果を実現することができる。

また、請求項６に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置の揺動方向と同方向に相対変位可能であることとすれば、駆動用モータの車輪に対する変位方向が懸架装置の揺動方向と一致するため、車輪への入力に対するダイナミックダンパ効果を最大限発揮させることができる。

更に、請求項７に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造において、前記駆動用モータは、前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道に沿って相対変位可能であることとすれば、駆動用モータの車輪に対する変位方向が懸架装置の揺動方向と一致するため、車輪への入力に対するダイナミックダンパ効果を最大限発揮させることができる。

請求項１記載の発明によれば、車輪への路面入力時に、駆動用モータの存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響を回避させることができ、これにより、乗員の乗り心地の悪化を防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、駆動用モータをダイナミックダンパとして機能させることができ、乗員の乗り心地を向上させることができる。

請求項３及び４記載の発明によれば、車輪への鉛直軸方向及び車両前後方向の入力に対してダイナミックダンパ効果を実現することができ、乗員の乗り心地を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、車輪への入力に対して操舵状況にかかわらず常に一定のダイナミックダンパ効果を実現することができる。

また、請求項６及び７記載の発明によれば、駆動用モータの車輪に対する変位方向が懸架装置の揺動方向と一致するため、車輪への入力に対するダイナミックダンパ効果を最大限発揮させることができる。

［第１実施例］
図１及び図２は、本発明の第１実施例である車輪構造１０の構成図を示す。尚、図１には本実施例の車輪構造１０の車両側面図を、また、図２には本実施例の車輪構造１０の車両正面図を、それぞれ示す。

本実施例において、車両は、回転駆動すると共に操舵される車輪１２の車輪構造１０を有している。車輪１２は、路面に接触するゴム製のタイヤ１４と、該タイヤ１４を装着したホイール１６とにより構成されている。車輪１２と車体との間には、ダブルウィッシュボーン式のサスペンション（懸架装置）１７が介在されている。

車輪１２のホイール１６は、サスペンション１７を構成するナックル部材２０に回転可能に支持されている。ナックル部材２０は、サスボールジョイント２２，２４を介してサスペンションアーム２６，２８に揺動可能に支持されている。サスペンションアーム２６，２８は、車体又はサスペンションメンバ（何れも図示せず）に揺動可能に支持されている。サスペンションアーム２８には、該サスペンションアーム２８と車体との間に介在されるコイルスプリング３０及びショックアブソーバ３２が取り付けられている。

本実施例の車輪構造１０は、車輪１２付近に配置され、車輪１２に駆動力を伝達して車輪１２を駆動する駆動用モータ３４を備えている。駆動用モータ３４は、車載電源から電力が供給されることにより回転駆動する電動モータである。駆動用モータ３４の出力軸は、オルダムカップリング等のフレキシブルカップリング（自在軸継手）３６を介して車輪１２のホイール１６に連結されている。このため、駆動用モータ３４は、その出力軸中心がホイール１６の軸中心からずれた状態、すなわち、両者の軸中心が偏心した状態においても車輪１２にその車輪１２を回転駆動させる駆動力を伝達することが可能である。

駆動用モータ３４は、モータ台座３８に取り付け固定されている。モータ台座３８は、棒状のガイド３９を介してナックル部材２０に可動可能に保持されている。ガイド３９は、鉛直軸に対して上方が車両後方にかつ下方が車両前方に位置することにより車両前後方向に傾斜した軸線を有している。この軸線は、鉛直軸に対して例えば１０°程度の角度αを有している。

モータ台座３８とナックル部材２０との間には、ばね要素としてのコイルバネ４０、及び、減衰要素としてのアブソーバ４２が介在されている。コイルバネ４０は、ガイド３９に沿ってすなわち鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜してその周囲を取り囲むように延びており、かかる傾斜方向に弾性を有している。また、アブソーバ４２は、ガイド３９に平行にすなわち鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜して延びており、かかる傾斜方向における振動を減衰させる特性を有している。

従って、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、ばね要素と減衰要素とによりナックル部材２０すなわちナックル部材２０と一体的な車輪１２に弾性的に支持されており、ナックル部材２０を有するサスペンション（アクスル）１７及び車輪１２に対して、鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した軸線に沿って相対変位することができるように構成されている。

ところで、本実施例の如く車輪１２が駆動用モータ３４を用いて回転駆動される構成においては、車両におけるバネ下質量がその駆動用モータ３４の質量分だけ増加することとなる。ここで、仮に駆動用モータ３４が車輪１２に対して車両前後方向や車両上下方向へ相対変位することができない、すなわち、車輪１２に一体的に固定されているものとすると、路面からの車輪１２への入力が生じた際に駆動用モータ３４が車輪１２と一体となって車体に対して変位することとなるため、車両が走行する際の車輪１２の路面追従性が低下することにより、乗員の乗り心地が悪化すると共に、車両の運動性能が低下するというバネ下質量の増加による不都合が顕著に現れてしまう。そこで、本実施例の車輪構造１０は、車輪１２への入力が生じた際には駆動用モータ３４の存在に伴うバネ下質量の増加による悪影響を回避する点に特徴を有している。

図３は、本実施例の車輪構造１０の効果を説明するための図を示す。本実施例の車輪構造１０においては、駆動用モータ３４が、上記の如く、車輪１２に対して相対変位可能にナックル部材２０にひいては車輪１２に支持されている。この際、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位は、ガイド３９により一方向に具体的には鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した軸線に沿って許容されている。尚、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４の軸中心と車輪１２の軸中心とが偏心した場合にも駆動用モータ３４から車輪１２へ駆動力を伝達することは可能である。そして、上記した相対変位が許容される方向において、バネ要素としてのコイルバネ４０、及び、減衰要素としてのアブソーバ４２の双方が延在している。

かかる構成において、駆動用モータ３４は、車輪１２への入力に対してダイナミックダンパとして機能する。具体的には、駆動用モータ３４は、車輪１２が車体に対して上下動する場合には、モータ台座３８と一体で上下方向に加振され、かかる方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。また、車輪１２が車体に対して車両前後方向へ変位する場合には、モータ台座３８と一体で車両前後方向に加振され、かかる方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。

従って、車輪１２が図３に示す如く石等の障害物４４を乗り越える際には、車輪１２に、障害物との接触面から鉛直軸に対して僅かに傾斜した斜め上方へ向かう力Ｆが入力されるが、本実施例の車輪構造１０においては、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位が、鉛直軸に対して上方が車両後方にかつ下方が車両前方に位置することにより車両前後方向に傾斜した軸線上で許容されるので、かかる軸線の鉛直軸に対する角度αを適当に設定することで、車輪１２に入力する力Ｆの方向を駆動用モータ３４の車輪に対する相対変位の方向と一致させることが可能となり、上記した斜め上方へ向かう車輪１２への入力に対して効果的にダイナミックダンパ効果を実現することができる。

尚、かかる構成においても、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４から車輪１２への駆動力の伝達は的確に行われることとなる。

この点、駆動用モータ３４は、車輪１２に対して鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した方向へ相対変位可能であり、かかる方向における車輪への入力に対してダイナミックダンパとしての機能を十分に発揮することができる。このため、本実施例の車輪構造１０によれば、車両走行中に路面から車輪１２へ入力が加わる場合にも、車体に作用する振動を効果的に抑制することができ、これにより、車両乗員の乗り心地を向上させることができると共に、車両の運動性能を向上させることができる。従って、本実施例の車輪構造１０によれば、路面から車輪への入力時には、駆動用モータ３４の存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響をできる限り回避させることが可能となっている。

尚、上記の第１実施例においては、コイルバネ４０が特許請求の範囲に記載した「ばね要素」に、アブソーバ４２が特許請求の範囲に記載した「減衰要素」に、それぞれ相当している。
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。

図４及び図５は、本実施例の車輪構造５０の構成図を示す。尚、図４には本実施例の車輪構造５０の車両側面図を、また、図５には本実施例の車輪構造５０の車両正面図を、それぞれ示す。また、図４及び図５において、上記図１及び図２に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例において、車両は、回転駆動すると共に操舵される車輪１２の車輪構造５０を有している。車輪構造５０において、車輪１２のホイール１６は、外ナックル部材５２に回転可能に支持されている。外ナックル部材５２は、サスボールジョイント２２，２４を介してサスペンションアーム２６，２８に揺動可能に支持されている。

本実施例の車輪構造５０は、車輪１２に駆動力を伝達して車輪１２を駆動する駆動用モータ３４を備えている。駆動用モータ３４が固定されたモータ台座３８は、棒状のガイド５４を介して内ナックル部材５６に可動可能に保持されている。ガイド５４は、鉛直軸方向（車両上下方向）に延びる軸線を有している。モータ台座３８と内ナックル部材５６との間には、ばね要素としてのコイルバネ６０、及び、減衰要素としてのアブソーバ６２が介在されている。コイルバネ６０は、ガイド５４に沿ってすなわち上下方向にその周囲を取り囲むように延びており、かかる上下方向に弾性を有している。また、アブソーバ６２は、ガイド５４に平行にすなわち上下方向に延びており、かかる上下方向における振動を減衰させる特性を有している。従って、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、内ナックル部材５６に対して上下方向に相対変位することができるように構成されている。

また、内ナックル部材５６と外ナックル部材５２との間には、ばね要素としてのコイルバネ６４、及び、減衰要素としてのアブソーバ６６が介在されている。コイルバネ６４は、ガイド５４と直交する方向にすなわち車両前後方向（水平方向）に延びており、かかる車両前後方向に弾性を有している。また、アブソーバ６６もガイド５４と直交する方向にすなわち車両前後方向に延びており、かかる車両前後方向における振動を減衰させる特性を有している。従って、内ナックル部材５６と外ナックル部材５２とは、車両前後方向に相対変位することができるように構成されている。

以下、コイルバネ６０を上下方向コイルバネ６０と、アブソーバ６２を上下方向アブソーバ６２と、また、コイルバネ６４を前後方向コイルバネ６４と、アブソーバ６６を前後方向アブソーバ６６と、それぞれ称す。

この点、本実施例の車輪構造５０において、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、上下方向のばね要素及び減衰要素並びに車両前後方向のばね要素及び減衰要素により、外ナックル部材５２すなわち外ナックル部材５２と一体的な車輪１２に弾性的に支持されており、外ナックル部材５２を有するサスペンション（アクスル）１７及び車輪１２に対して、上下方向及び車両前後方向に自在に相対変位することができるように構成されている。

かかる構成において、駆動用モータ３４は、車輪１２への入力に対してダイナミックダンパとして機能する。具体的には、駆動用モータ３４は、車輪１２が車体に対して上下動する場合には、モータ台座３８と一体で上下方向に加振され、上下方向コイルバネ６０及び上下方向アブソーバ６２により上下方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。また、車輪１２が車体に対して車両前後方向へ変位する場合には、モータ台座３８と一体で車両前後方向に加振され、前後方向コイルバネ６４及び前後方向アブソーバ６６により車両前後方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。

従って、本実施例の車輪構造５０においては、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位が上下方向及び車両前後方向に自在に許容されるので、上下方向のばね要素と車両前後方向のばね要素との関係ならびに上下方向の減衰要素と車両前後方向の減衰要素との関係を適当に設定することで、図３に示す如く車輪１２に接触面から斜め上方へ向かう力Ｆが入力される際に効果的にダイナミックダンパ効果を実現することができる。尚、かかる構成でも、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４から車輪１２への駆動力の伝達は的確に行われることとなる。

この点、駆動用モータ３４は、車輪１２に対して鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した方向へ相対変位可能であり、かかる方向における車輪への入力に対してダイナミックダンパとしての機能を十分に発揮することができる。このため、本実施例の車輪構造５０においても、上記した車輪構造１０と同様に、車両走行中に路面から車輪１２へ入力が加わる場合にも、車体に作用する振動を効果的に抑制することができ、これにより、車両乗員の乗り心地を向上させることができると共に、車両の運動性能を向上させることができる。従って、本実施例の車輪構造５０においても、路面から車輪への入力時には、駆動用モータ３４の存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響をできる限り回避させることが可能となっている。

尚、上記の第２実施例においては、上下方向コイルバネ６０及び前後方向コイルバネ６４が特許請求の範囲に記載した「ばね要素」に、上下方向アブソーバ６２及び前後方向アブソーバ６６が特許請求の範囲に記載した「減衰要素」に、それぞれ相当している。
［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例について説明する。

図６は、本実施例の車輪構造１００の構成を示す車両正面図を示す。尚、図６において、上記図１及び図２に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例において、車両は、回転駆動すると共に操舵される車輪１２の車輪構造１００を有している。車輪構造１００において、車輪１２と車体との間には、マクファーソンストラット式のサスペンション１０２が介在されている。車輪１２のホイール１６は、サスペンション１０２を構成するナックル部材１０４に回転可能に支持されている。ナックル部材１０４は、サスボールジョイント１０６を介してロアアーム１０８に揺動可能に支持されていると共に、サポート１１０を介して車体に回動可能に取り付けられたショックアブソーバ１１２に揺動可能に支持されている。サスペンション１０２は、ショックアブソーバ１１２に沿って取り付けられたコイルスプリング１１４を有している。

車輪１２は、ショックアブソーバ１１２の車体への接続部とサスボールジョイント１０６とを結ぶ線をキングピン軸としてその回りに操舵回転される。また、ショックアブソーバ１１２及びコイルスプリング１１４は、かかるキングピン軸に平行に延びている。尚、このキングピン軸は、その上方すなわちショックアブソーバ１１２の車体への接続部がその下方すなわちサスボールジョイント１０６に対して僅かに車体内側に位置することにより、鉛直軸に対して僅かに車体内側に傾斜している。この場合には、車輪１２の接地面中心と、キングピン軸の延長線と路面との交点との距離（キングピンオフセット）が、キングピン軸が鉛直軸に平行に設けられている構成に比べて小さくなるので、操舵安定性が確保される。

本実施例の車輪構造１００は、車輪１２に駆動力を伝達して車輪１２を駆動する駆動用モータ３４を備えている。駆動用モータ３４が固定されたモータ台座３８は、棒状のガイド１１６を介して、ナックル部材１０４に一体的に固定された保持部材１１８に可動可能に保持されている。ガイド１１６は、車輪１２を操舵するうえで必要なサスペンション１０２のキングピン軸にほぼ平行な軸線を有している。

モータ台座３８と保持部材１１８との間には、ばね要素としてのコイルバネ１２０、及び、減衰要素としてのアブソーバ１２２が介在されている。コイルバネ１２０は、ガイド１１６に沿ってすなわちキングピン軸に平行にその周囲を取り囲むように延びており、かかるキングピン軸に平行な方向に弾性を有している。また、アブソーバ１２２は、ガイド１１６に平行にすなわちキングピン軸に平行に延びており、かかるキングピン軸に平行な方向における振動を減衰させる特性を有している。

従って、本実施例の車輪構造１００において、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、ばね要素と減衰要素とにより保持部材１１８すなわちナックル部材１０４と一体的な車輪１２に弾性的に支持されており、ナックル部材１０４を有するサスペンション（アクスル）１０２及び車輪１２に対して、キングピン軸に平行な軸線に沿って相対変位することができるように構成されている。

かかる構成において、駆動用モータ３４は、車輪１２への入力に対してダイナミックダンパとして機能する。具体的には、駆動用モータ３４は、車輪１２と車体とがコイルスプリング１１４及びショックアブソーバ１１２を介して相対変位する場合、モータ台座３８と一体でかかるコイルスプリング１１４及びショックアブソーバ１１２の延在方向に加振され、かかる延在方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。

上記の如く、車輪１２は、ショックアブソーバ１１２の車体への接続部とサスボールジョイント１０６とを結ぶキングピン軸の回りに操舵回転される。また、駆動用モータ３４は、車輪１２が回転可能に支持されたナックル部材１０４に一体的に固定された保持部材１１８に可動可能に保持されている。この場合、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位は、車輪１２の転舵状態にかかわらずキングピン軸と平行に保持される。

従って、本実施例の車輪構造１００においては、車輪１２の転舵状態にかかわらず常に、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位がキングピン軸と平行な軸線上で許容されるので、駆動用モータ３４が車輪１２に対して相対変位する際に効果的にダイナミックダンパ効果を実現することができる。尚、かかる構成においても、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４から車輪１２への駆動力の伝達は的確に行われることとなる。

この点、駆動用モータ３４は、車輪１２に対してキングピン軸と平行な方向へ相対変位可能であり、車輪１２との相対変位に対してダイナミックダンパとしての機能を十分に発揮することができる。このため、本実施例の車輪構造１００においても、車輪１２への入力に伴って車体に作用する振動を効果的に抑制することができ、これにより、車両乗員の乗り心地を向上させることができると共に、車両の運動性能を向上させることができる。従って、本実施例の車輪構造１００によれば、車輪１２の転舵状態にかかわらず、路面から車輪への入力時には駆動用モータ３４の存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響をできる限り回避させることが可能となっている。

尚、上記の第３実施例においては、コイルバネ１２０が特許請求の範囲に記載した「ばね要素」に、アブソーバ１２２が特許請求の範囲に記載した「減衰要素」に、それぞれ相当している。
［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例について説明する。

図７は、本実施例の車輪構造１５０の構成を示す車両正面図を示す。尚、図７において、上記図１、図２、及び図６に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例において、車両は、回転駆動すると共に操舵される車輪１２の車輪構造１５０を有している。車輪構造１５０は、車輪１２に駆動力を伝達して車両１２を駆動する駆動用モータ３４を備えている。駆動用モータ３４が固定されたモータ台座３８は、湾曲したガイド１５２を介して、ナックル部材１０４に一体的に固定された保持部材１５４に可動可能に保持されている。

ここで、サスペンション１０２の揺動方向は、厳密には、上下方向への完全なる直線ではなく、サスペンション１０２と車体との接続点Ａからそのサスペンション１０２の延在方向に直交する方向へ延ばした平面と、ロアアーム１０８におけるサスボールジョイント１０６との接続点と車体との接続点とを結んだ直線との交点を中心にした図７に破線で示す如き円弧III−IIIである。そこで、ガイド１５２は、図７に示す円弧III−IIIにほぼ平行な、すなわち、サスペンション１０２の揺動方向とほぼ同方向に向いた曲線を有している。

モータ台座３８と保持部材１５４との間には、ばね要素としてのコイルバネ１５６、及び、減衰要素としてのアブソーバ１５８が介在されている。コイルバネ１５６は、ガイド１５２に沿ってその周囲を取り囲むように湾曲して延びており、かかるサスペンション１０２の揺動方向とほぼ共通した方向に弾性を有している。また、アブソーバ１５８は、サスペンション１０２の延在方向に平行に延びており、かかる方向における振動を減衰させる特性を有している。

従って、本実施例の車輪構造１５０において、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、ばね要素と減衰要素とにより保持部材１５４すなわちナックル部材１０４と一体的な車輪１２に弾性的に支持されており、サスペンション（アクスル）１０２及び車輪１２に対して、そのサスペンション１０２の揺動する方向とほぼ共通した同方向に向いた曲線に沿って相対変位することができるように構成されている。

かかる構成において、駆動用モータ３４は、車輪１２への入力に対してダイナミックダンパとして機能する。具体的には、駆動用モータ３４は、車輪１２と車体とがコイルスプリング１１４及びショックアブソーバ１１２を介して相対変位する場合、モータ台座３８と一体でサスペンション１０２の揺動方向に加振され、かかる揺動方向におけるダイナミックダンパとしての機能を有する。

従って、本実施例の車輪構造１５０においては、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位がサスペンション１０２の揺動方向とほぼ同方向に向いた曲線上で許容されるので、駆動用モータ３４が車輪１２に対して相対変位する際に効果的にダイナミックダンパ効果を実現することができる。尚、かかる構成においても、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４から車輪１２への駆動力の伝達は的確に行われることとなる。

この点、駆動用モータ３４は、車輪１２に対してサスペンション１０２の揺動方向とほぼ同方向へ相対変位可能であり、車輪１２との相対変位に対してダイナミックダンパとしての機能を最大限に発揮することができる。このため、本実施例の車輪構造１５０においても、路面から車輪１２への入力に伴って車体に作用する振動を効果的に抑制することができ、これにより、車両乗員の乗り心地を向上させることができると共に、車両の運動性能を向上させることができる。従って、本実施例の車輪構造１５０によれば、路面から車輪への入力時には、駆動用モータ３４の存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響を最大限回避させることが可能となっている。

また、駆動用モータ３４は、車輪１２に対してサスペンション１０２の揺動方向とほぼ共通した同方向へ相対変位すれば、かかる駆動用モータ３４によるダンパ作用により車体に無駄な力が作用することもない。このため、本実施例の車輪構造１５０によれば、駆動用モータ３４の相対変位に伴って車体にヨーイング方向やピッチング方向のモーメントが発生するのを確実に防止することが可能となっている。

尚、上記の第４実施例においては、コイルバネ１５６が特許請求の範囲に記載した「ばね要素」に、アブソーバ１５８が特許請求の範囲に記載した「減衰要素」に、それぞれ相当している。
［第５実施例］
次に、本発明の第５実施例について説明する。

図８は、本実施例の車輪構造２００の構成を示す車両正面図を示す。尚、図８において、上記図１、図２、及び図６に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例において、車両は、回転駆動すると共に操舵される車輪１２の車輪構造２００を有している。車輪構造２００は、車輪１２に駆動力を伝達して車両１２を駆動する駆動用モータ３４を備えている。駆動用モータ３４が固定されたモータ台座３８は、上部に取り付けられた第１アーム２０６、及び、下部に取り付けられた第２アーム２０８を介して車体に可動可能に保持されている。

第１アーム２０６におけるモータ台座３８との接続点と車体との接続点との結んだ直線と、第２アーム２０８におけるモータ台座３８との接続点と車体との接続点との結んだ直線との交点は、サスペンション１０２と車体との接続点Ａからそのサスペンション１０２の延在方向に直交する方向へ延ばした平面と、ロアアーム１０８における車体との接続点とサスボールジョイント１０６との接続点を結ぶ直線との交点Ｃに一致している。

モータ台座３８とナックル部材１０４に一体的に固定された保持部材２０４との間には、ばね要素としてのコイルバネ２１０、及び、減衰要素としてのアブソーバ２１２が介在されている。コイルバネ２１０は、アブソーバロッド２０２に沿ってその周囲を取り囲むように延びており、車輪１２と車体とが所望の相対位置関係（以下、通常位置と称す）にある際のサスペンション１０２の揺動方向に平行な方向に弾性を有している。また、アブソーバ２１２は、保持部材２０４と第２アーム２０８の中途とに連結されている。アブソーバ２１２は、上記した通常位置におけるサスペンション１０２の揺動方向にほぼ平行に延びる軸線を有している。かかる方向における振動を減衰させる特性を有している。

従って、本実施例の車輪構造２００において、モータ台座３８及び駆動用モータ３４は、ばね要素と減衰要素とにより保持部材２０４すなわちナックル部材１０４と一体的な車輪１２に弾性的に支持されており、サスペンション（アクスル）１０２及び車輪１２に対して、車輪１２と車体との通常位置におけるそのサスペンション１０２の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道に沿って相対変位することができるように構成されている。この際、車輪１２と車体との通常位置において、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位の瞬間的な回転中心は、車輪１２の車体に対する相対変位の瞬間的な回転中心、すなわち、サスペンション１０２の瞬間的な揺動回転中心にほぼ一致する。

従って、本実施例の車輪構造２００においては、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位がサスペンション１０２の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道上で許容されるので、駆動用モータ３４が車輪１２に対して相対変位する際に効果的にダイナミックダンパ効果を実現することができる。尚、かかる構成においても、駆動用モータ３４はフレキシブルカップリング３６を介して車輪１２に連結されるため、駆動用モータ３４から車輪１２への駆動力の伝達は的確に行われることとなる。

この点、駆動用モータ３４は、車輪１２に対してサスペンション１０２の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道に沿って相対変位可能であり、車輪１２との相対変位に対してダイナミックダンパとしての機能を最大限に発揮することができる。このため、本実施例の車輪構造２００においても、車輪１２への入力に伴って車体に作用する振動を効果的に抑制することができ、これにより、車両乗員の乗り心地を向上させることができると共に、車両の運動性能を向上させることができる。従って、本実施例の車輪構造２００によれば、路面から車輪への入力時には、駆動用モータ３４の存在に伴う車両のバネ下質量の増加による影響を最大限回避させることが可能となっている。

また、駆動用モータ３４は、車輪１２に対してサスペンション１０２の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道に沿って相対変位すれば、かかる駆動用モータ３４によるダンパ作用により車体に無駄な力が作用することもない。このため、本実施例の車輪構造２００においても、上記第４実施例の車輪構造１５０と同様に、駆動用モータ３４の相対変位に伴って車体にヨーイング方向やピッチング方向のモーメントが発生するのを確実に防止することが可能となっている。

尚、上記の第５実施例においては、コイルバネ２１０が特許請求の範囲に記載した「ばね要素」に、アブソーバ２１２が特許請求の範囲に記載した「減衰要素」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第１乃至第５実施例においては、車輪に駆動力を伝達し車輪を駆動する駆動用モータとして、電源から供給される電力を用いて回転駆動する電動モータを用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、オイルや空気の流れにより機械的に駆動する油圧モータやエアモータを用いることとしてもよい。

また、上記の第１乃至第５実施例においては、操舵される車輪１２の車輪構造１０を用いているが、操舵が行われない非操舵輪の車輪構造に適用することも可能である。この場合にも、車輪１２を駆動する駆動用モータ３４は、その車輪１２に対して相対変位可能にホイール１６やサスペンション（アクスル）等のバネ下部品に支持されることとなる。

また、上記の第１乃至第５実施例においては、ダブルウィッシュボーン式又はストラット式のサスペンションを用いることとしているが、他の形式のサスペンションを用いることとしてもよい。この場合にも、車輪１２を駆動する駆動用モータ３４は、その車輪１２に対して相対変位可能にホイール１６やサスペンション（アクスル）等のバネ下部品に支持されることとなる。

更に、上記の第１乃至第５実施例においては、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位が、上下方向及び車両前後方向に許容され、或いは、サスペンションの揺動方向に許容されるが、各実施例に示した構造を適宜組み合わせて、駆動用モータ３４の車輪１２に対する相対変位の方向を設定することとしてもよい。

本発明の第１実施例である車輪構造の構成を示す車両側面図である。本実施例の車輪構造の構成を示す車両正面図である。本実施例の車輪構造の効果を説明するための図である。本発明の第２実施例である車輪構造の構成を示す車両側面図である。本実施例の車輪構造の構成を示す車両正面図である。本発明の第３実施例である車輪構造の構成を示す車両正面図である。本発明の第４実施例である車輪構造の構成を示す車両正面図である。本発明の第５実施例である車輪構造の構成を示す車両正面図である。

符号の説明

１０，５０，１００，１５０，２００車輪構造
１２車輪
３４駆動用モータ
４０，６０，６４，１２０，１５６，２１０コイルバネ
４２，６２，６６，１２２，１５８，２１２アブソーバ

Claims

車体に対して支持された車輪付近に配置され、該車輪に駆動力を伝達して該車輪を駆動する駆動用モータを備える車輪構造であって、
前記駆動用モータを前記車輪に対して相対変位可能に支持したことを特徴とする車輪構造。
前記駆動用モータは、ばね要素及び減衰要素を介して前記車輪に支持されていることを特徴とする請求項１記載の車輪構造。
前記駆動用モータは、前記車輪に対して、少なくとも鉛直軸に対して車両前後方向に傾斜した軸線に沿って相対変位可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の車輪構造。
前記駆動用モータは、前記車輪に対して鉛直軸方向及び車両前後方向の双方に相対変位可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の車輪構造。
前記駆動用モータは、操舵輪としての前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置のキングピン軸と平行に相対変位可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造。
前記駆動用モータは、前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置の揺動方向と同方向に相対変位可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造。
前記駆動用モータは、前記車輪に対して、該車輪を車体に支持する懸架装置の揺動回転中心と一致した中心を有する円軌道に沿って相対変位可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の車輪構造。