JP2005343354A - 自動車のモータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】車輪を駆動するモータと駆動力伝達装置を備え、モータ駆動される車輪を懸架する回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置を採用した自動車を対象として、ばね下重量を増大させることなく、居室・荷室空間を拡大可能とすることである。
【解決手段】左右の車輪１を懸架する回動アーム３の内部に、モータ２をその出力軸２ａが回動アーム３の先端に向けられるように配設することにより、モータ２の配設スペースを別途に設けることを不要として、ばね下重量を増大させることなく、居室・荷室空間を拡大できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を駆動するモータと駆動力伝達機構を備え、モータ駆動される車輪を懸架する回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置を採用した自動車のモータ駆動システムに関する。

自動車の懸架装置には、自在継手に連結した各車輪を独立に懸架する独立懸架方式のものと、デファレンシャル装置を含む左右の車輪の車軸を一体に懸架する車軸懸架方式のものとがある。また、転舵しない車輪には、トレーリングアーム方式等のように、回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置が採用されている。

一方、車輪をモータで駆動する自動車のモータ駆動システムには、車輪にモータと歯車減速機構を直結し、これらのモータと歯車減速機構を車輪と一緒に懸架装置で懸架した、いわゆるインホイールタイプのもの（例えば、特許文献１参照）や、デファレンシャル装置にモータと変速機を連結して、従来のエンジン駆動のものと同様に、デファレンシャル装置側のドライブシャフトと車輪側のドライブシャフト（車軸）を自在継手で連結したもの（例えば、特許文献２参照）がある。

また、４輪駆動車を対象として、前後輪のうちの一方の駆動軸をエンジンで駆動し、他方の駆動軸をモータで駆動するようにしたものもある（例えば、特許文献３参照）。さらに、懸架装置のないフォークリフト等の特殊な自動車を対象として、モータを車輪のタイヤの上面よりも上方で車体に下向きに取り付け、歯車減速装置や傘歯車装置を有する駆動力伝達装置で、縦軸心の回りに回動自在な車輪の車軸を駆動するようにしたものもある（例えば、特許文献４参照）。

特開２００２−２４７７１３号公報（第４−７頁、第１−２図） 特開２００３−７２３９２号公報（第２−４頁、第２−３図） 特開２００４−８８８７２号公報（第３頁、第１図） 特開２００２−３７５９５号公報（第２−５頁、第１−７図）

特許文献１に記載されたインホイールタイプのモータ駆動システムは、デファレンシャル装置や自在継手が不要となり、駆動力伝達機構をスリム化して、居室・荷室空間の拡大を期待できる利点を有するが、モータと歯車減速機構が車輪と一緒に懸架装置で懸架されるので、ばね下重量が大きくなって、乗り心地や走行性能が低下する問題がある。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受け、かつ、車体の低い位置で水をかぶりやすいこと等の取り付け環境が悪い問題もある。

一方、特許文献２に記載されたデファレンシャル装置にモータと変速機を連結するタイプのモータ駆動システムは、独立懸架方式の懸架装置を採用することにより、ばね下重量が大きくなることはないが、モータの設置位置が制約され、かつ、駆動力伝達機構が大掛かりなものとなって、居室・荷室空間を拡大できない問題がある。

また、特許文献３に記載された４輪駆動車のモータ駆動システムは、デファレンシャル装置やドライブシャフト等の駆動力伝達機構は、基本的に従来のものと同じであるので、居室・荷室空間を拡大することはできず、モータの設置位置も制約される。なお、特許文献４に記載された特殊自動車のモータ駆動システムは、懸架装置もショックアブソーブ機構も備えていないので乗り心地が悪く、乗用車等の一般の自動車には不向きである。

そこで、本発明の課題は、車輪を駆動するモータと駆動力伝達装置を備え、モータ駆動される車輪を懸架する回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置を採用した自動車を対象として、ばね下重量を増大させることなく、居室・荷室空間を拡大可能とすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、左右の車輪を駆動するモータと駆動力伝達機構を備え、このモータで駆動される各車輪を懸架する左右の回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置を採用した自動車のモータ駆動システムにおいて、前記回動アームの内部に、前記モータをその出力軸が回動アームの先端に向けられるように配設した構成を採用した。

すなわち、各車輪を懸架する回動アームの内部に、モータをその出力軸が回動アームの先端に向けられるように配設することにより、モータの配設スペースを別途に設けることを不要として、ばね下重量を増大させることなく、居室・荷室空間を拡大できるようにした。

前記モータとモータで駆動される車輪間の駆動力伝達経路に、歯車要素を有する減速機構を設けることにより、モータを小型化することができる。

前記モータとモータで駆動される車輪間の駆動力伝達経路には、モータ側から車輪側へのみ駆動力を伝達するクラッチ機構を設けるとよい。

前記左右の回動アーム同士、またはこれらの回動アームが懸架する懸架部品同士を、前記左右の車輪の中心を結ぶ直線と平行な連結ビームで連結することにより、この連結ビームをトーションビームの代用とすることができる。

本発明の自動車のモータ駆動システムは、各車輪を懸架する回動アームの内部に、モータをその出力軸が回動アームの先端に向けられるように配設することにより、モータの配設スペースを別途に設けることを不要としたので、ばね下重量を増大させることなく、居室・荷室空間を拡大することができる。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受けずに、かつ、回動アームをケーシングとしてモータが水をかぶらないようにし、モータの取り付け環境を良くすることもできる。

前記モータとモータで駆動される車輪間の駆動力伝達経路に、歯車要素を有する減速機構を設けることにより、モータを小型化することができる。

前記左右の回動アーム同士、またはこれらの回動アームが懸架する懸架部品同士を、左右の車輪の中心を結ぶ直線と平行な連結ビームで連結することにより、この連結ビームをトーションビームの代用とすることができる。

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この自動車のモータ駆動システムは、転舵しない左右の車輪１をそれぞれモータ２で駆動するものであり、各車輪１を懸架する回動アーム３の先端に、各車輪１のハブ４を支持するナックル５が、回動アーム３との位置関係が変化しないように連結され、回動アーム３の内部に、モータ２が出力軸２ａを回動アーム３の先端に向けて配設されている。

前記各回動アーム３は、ゴムブッシュ６を介して車体７に取り付けられた回動軸８に回動自在に支持され、その先端には、ナックル５との連結ボルト９で筒状の延長ケーシング１０が取り付けられている。モータ２は延長ケーシング１０の端面段差部と背面側のスペーサ１１とによって、回動アーム３の中に固定されている。

前記モータ２の出力軸２ａには、ウォーム１２を取り付けた回転軸１３が結合され、回転軸１３はアンギュラ玉軸受１４で延長ケーシング１０に回転自在に支持されている。アンギュラ玉軸受１４は、ウォーム１２を固定するナット１５の締め付けで予圧されている。

前記各車輪１のハブ４はハブ軸受１６でナックル５に回転自在に支持され、そのインナー側のシャフト部４ａに筒状の車軸部材１７が嵌合されて、その外周にローラタイプのクラッチ１８を介してウォームホイール１９がアンギュラ玉軸受２０で支持されており、前記ウォーム１２との噛み合いでウォームギアを形成するようになっている。このナックル５内のウォームギア形成部には蓋部材２１がボルト２２で取り付けられ、アンギュラ玉軸受２０はボルト２２の締め付けで予圧されるようになっている。なお、図示は省略するが、ハブ４には、ディスクブレーキ用のロータまたはドラムブレーキ用のドラムが取り付けられる。

したがって、前記モータ２の出力軸２ａの駆動力は、回転軸１３から減速機構としてのウォームギアを形成するウォーム１２とウォームホイール１９、およびクラッチ機構としてのクラッチ１８を介して車軸部材１７に伝達され、さらに車軸部材１７からハブ４、車輪１へと伝達される。クラッチ１８はモータ２側から車輪１側へのみ駆動力を伝達する一方向クラッチである。

前記左右のナックル５は、コイルばね２３付きのオイルダンパ２４を介して車体７に支持されている。また、各回動アーム３は左右の車輪１の中心を結ぶ直線と平行な連結ビーム２５によって互いに連結されており、連結ビーム２５がトーションビームの役割をするようになっている。このトーションビームの役割をする連結ビーム２５には、スタビライザ機構を付加することもできる。

図３は、第２の実施形態を示す。この自動車のモータ駆動システムは、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記連結ビーム２５が、各回動アーム３で懸架される左右のナックル５同士を連結している点のみが異なる。

上述した実施形態では、モータの駆動力の減速機構にウォームとウォームホイールから成るウォームギアを採用したが、この減速機構は歯車要素を有するものであればよく、歯車同士の噛み合いによるもの等も採用することができ、その配設位置もモータ出力軸側と車軸側との交差部位に限定されることはない。

また、上述した実施形態では、モータ側から車輪側へのみ駆動力を伝達するクラッチ機構として、車軸部材とウォームホイール間にローラタイプの一方向クラッチを介在させたが、このクラッチ機構の形式と配設部位も実施形態のものに限定されることはなく、モータの回生を行う場合はクラッチ機構をなくしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、懸架装置の回動アームをトレーリングアームと似た方式のものとしたが、回動アームはナックルとの位置関係が変化しないものであればよく、他の形態のものを採用することもできる。

第１の実施形態の自動車のモータ駆動システムを示す一部省略横断平面図 図１のII−II線に沿った断面図 第２の実施形態の自動車のモータ駆動システムを示す一部省略横断平面図

符号の説明

１ 車輪
２ モータ
２ａ 出力軸
３ 回動アーム
４ ハブ
４ａ シャフト部
５ ナックル
６ ゴムブッシュ
７ 車体
８ 回動軸
９ ボルト
１０ 延長ケーシング
１１ スペーサ
１２ ウォーム
１３ 回転軸
１４ アンギュラ玉軸受
１５ ナット
１６ ハブ軸受
１７ 車軸部材
１８ クラッチ
１９ ウォームホイール
２０ アンギュラ玉軸受
２１ 蓋部材
２２ ボルト
２３ コイルばね
２４ オイルダンパ
２５ 連結ビーム

Claims (4)

1. 左右の車輪を駆動するモータと駆動力伝達機構を備え、このモータで駆動される各車輪を懸架する左右の回動アームとナックルの位置関係が変化しない懸架装置を採用した自動車のモータ駆動システムにおいて、前記回動アームの内部に、前記モータをその出力軸が回動アームの先端に向けられるように配設したことを特徴とする自動車のモータ駆動システム。
2. 前記モータとモータで駆動される車輪間の駆動力伝達経路に、歯車要素を有する減速機構を設けた請求項１に記載の自動車のモータ駆動システム。
3. 前記モータとモータで駆動される車輪間の駆動力伝達経路に、モータ側から車輪側へのみ駆動力を伝達するクラッチ機構を設けた請求項１または２に記載の自動車のモータ駆動システム。
4. 前記左右の回動アーム同士、またはこれらの回動アームが懸架する懸架部品同士を、前記左右の車輪の中心を結ぶ直線と平行な連結ビームで連結した請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車のモータ駆動システム。

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