JP2006082786A - 電動駆動装置及び電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 サスペンションレイアウトを犠牲にすることなく、バネ下重量の増加を防止し、良好な操縦安定性を保持することができる、電動モータにより駆動することが可能な電動駆動装置及び電気自動車を提供する。
【解決手段】 複数の電動モータと、車台と懸架装置を介して連結してある複数の駆動輪と、該複数の駆動輪へ複数の電動モータの回転を伝達する回転伝達部とを備える車両用の電動駆動装置において、複数の電動モータを、車台上に、複数の駆動輪毎に載置すべくなしてある。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動モータの回転を駆動輪へ伝達することにより車両を駆動する電動駆動装置及び該電動駆動装置を用いた電気自動車に関する。

地球温暖化を阻止すべくＣＯ₂ の削減が世界的な問題点となりつつある昨今、自動車等の内燃機関の排気ガスを如何に処理するかは重要な課題の１つとなっている。斯かる課題を解決すべく、内燃機関の代替機関として、電動モータ等の電動駆動装置が多々開発されている。

電動駆動装置は、一般に内燃機関よりも構造が簡素であり、動作の制御が容易であることから、多くの電気自動車は、車輪毎に電動モータを設けている。そして、車体設計の自由度を高めるために、従来は車輪のホイールハウス内に電動モータを設けるインハウス式のホイールモータが主流となっている。

例えば特許文献１には、ロータの一部にほぼドラム状の部分が形成され、ドラム状の部分に内側から当接される制動部材を備え、制動部材がロータの内側に配置される結果、ホイールモータの軸方向の寸法が小さくなり、搭載性が向上した電気自動車用のホイールモータが開示されている。
特開平５−２７８４７６号公報

しかし、特許文献１に開示されている構成では、車体の設計の自由度は増大するものの、重量物である電動モータを懸架装置の下部に配置することから、バネ下重量が増加し、サスペンション設計の自由度が減少し、操縦安定性が劣化する原因の１つとなるという問題点があった。

また、タイヤホイールという限られた空間に制動装置と電動モータとを併設することはレイアウト設計上困難であり、サスペンションレイアウトにも制約が生じるという問題点があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、サスペンションレイアウトを犠牲にすることなく、電動モータにより駆動することが可能な電動駆動装置及び電気自動車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る電動駆動装置は、車両の複数の駆動輪を駆動する複数の電動モータを備える電動駆動装置において、前記複数の電動モータは、車台上に、前記複数の駆動輪毎に載置してあることを特徴とする。

また、第２発明に係る電動駆動装置は、第１発明において、前記駆動輪を回転させる駆動軸と接続してある第１の自在継手と、該第１の自在継手と接続してある伝達軸と、該伝達軸及び前記電動モータの回転軸とを接続してある第２の自在継手とを備え、前記電動モータの回転を前記駆動輪に伝達すべくなしてあることを特徴とする。

また、第３発明に係る電気自動車は、第１又は第２発明のいずれかの電動駆動装置を備えることを特徴とする。

第１の発明では、駆動輪を駆動する電動モータの自重が懸架装置にかからないようにすべく、電動モータを駆動輪の内部にではなく、車台上に載置してある。これにより、重量物である電動モータによるバネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。

また、インホイール式と同様に複数の電動モータを、複数の駆動輪毎に備えている。これにより、駆動輪毎に回転数の制御を容易に行うことができ、例えば簡易な構造で、サスペンションレイアウトを犠牲にすることなく四輪駆動を具現化することが可能となる。

第２の発明では、駆動輪を回転させる駆動軸と接続してある第１の自在継手と、該第１の自在継手と接続してある伝達軸と、該伝達軸及び電動モータの回転軸とを接続してある第２の自在継手とで攻勢してあり、電動モータの回転を駆動輪に伝達している。これにより、電動モータを駆動輪から所定の距離だけ離して配置することができ、電動モータを車台上に載置することで、駆動する電動モータの自重が懸架装置にかからないようにすることができることから、バネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。

第３の発明では、上述した電動駆動装置を用いることで、電動モータを駆動輪から離して配置することができ、電動モータを車台上に載置することで、駆動する電動モータの自重が懸架装置にかからないようにすることができることから、バネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することができる電気自動車を提供することが可能となる。

第１の発明によれば、重量物である電動モータによるバネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。また、駆動輪毎に回転数の制御を容易に行うことができ、例えば簡易な構造で、サスペンションレイアウトを犠牲にすることなく四輪駆動を具現化することが可能となる。

第２の発明によれば、電動モータを駆動輪から所定の距離だけ離して配置することができ、電動モータを車台上に載置することで、駆動する電動モータの自重が懸架装置にかからないようにすることができることから、バネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。

第３の発明によれば、上述した電動駆動装置を用いることで、電動モータを駆動輪から離して配置することができ、電動モータを車台上に載置することで、駆動する電動モータの自重が懸架装置にかからないようにすることができることから、バネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することができる電気自動車を提供することが可能となる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を含む電気自動車の車台の構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を電気自動車に組み込んだ構成を示す電気自動車の正面図である。図１に示すように、車台１は、断面が略長方形の中空体を複数組み合わせて構成しており、上面が略平面となっている。すなわち、電気自動車の左右両側に位置する前後方向に中空であるサイドフレーム２、２’と、サイドフレーム２、２’の内側に位置する前後方向に中空のセンタフレーム３、３’とで構成されている。

そして、サイドフレーム２、２’及びセンタフレーム３、３’は、所定幅で互いに平行になるよう配置してあり、補強用のサブフレームが取り付けられた状態で、例えばサイドフレーム２、２’には電気自動車のドアが、センタフレーム３、３’には座席、ステアリング、アクセル、ブレーキペダル、カウル、進行方向を定めるためのレバー等が取り付けられる。

サイドフレーム２、２’及びセンタフレーム３、３’の製造方法、材質等は、特に限定されるものではなく、例えばアルミニウムの押し出し成形により成形することが好ましい。また、サイドフレーム２、２’及びセンタフレーム３、３’は、強度を高めること、又は大きな収納物を収納することを目的として、前後方向に複数仕切ることも可能である。

センタフレーム３、３’は、電気自動車の全長から前部及び後部のオーバーハング部分を差し引いた長さに略等しく、高さ及び幅は、中空部分へ収納する電池の形状又は大きさに合わせる。また、サイドフレーム２、２’は、センタフレーム３、３’よりもホイールハウスの部分だけ短く、高さはセンタフレーム３、３’と略同じ高さとなっている。

また、図２に示すように、車台１は、ダブルウィッシュボーン式懸架装置２０、２０’により懸架されている。すなわち、センタフレーム３、３’には水平方向の第１のサブフレーム２１、２１’が設けられている。そして、第１のサブフレーム２１、２１’と駆動輪１０、１０’との間には、バネ及びダンパーからなる緩衝部材２３、２３’が設けられている。これにより、駆動輪１０、１０’と車台１とは懸架装置２０、２０’を介して接続される。

センタフレーム３、３’と駆動輪１０、１０’との間にはローアーアーム２５、２５’及びアッパーアーム２６、２６’が設けてあり、駆動輪１０、１０’の上下方向の揺動を緩衝部材２３、２３’の伸縮で吸収することを可能ならしめている。

駆動輪１０、１０’の車軸３１、３１’は、駆動輪１０、１０’内のユニバーサルジョイント（自在継手）３２、３２’により伝達軸３３、３３’の方向を斜め上方に変え、センタフレーム３、３’を貫通している。伝達軸３３、３３’は、センタフレーム３、３’内のユニバーサルジョイント（自在継手）３４、３４’を介して、中空部分に配設してある電動モータ３５、３５’の回転軸と接続している。

これにより、電動モータ３５、３５’が回転した場合、ユニバーサルジョイント３４、３４’、伝達軸３３、３３’、ユニバーサルジョイント３２、３２’を介して駆動輪１０、１０’の車軸３１、３１’が回転し、駆動輪１０、１０’が回転する。電動モータ３５、３５’は車台１に配設していることから、電動モータ３５、３５’の重量は懸架装置２０、２０’の緩衝部材２３、２３’にはかからない。したがって、重量物である電動モータ３５、３５’によるバネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。

なお、電動モータ３５、３５’を配設する位置は、センタフレーム３、３’内の中空部分に限定されるものではない。図３は、本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を電気自動車に組み込んだ他の構成を示す電気自動車の正面図である。図３に示すように、電動モータ３５、３５’を車台１のセンタフレーム３、３’内の中空部分でなく、車台１の上面に配設してある。

図３では、駆動輪１０、１０’の車軸３１、３１’は、駆動輪１０、１０’内のユニバーサルジョイント（自在継手）３２、３２’により伝達軸３３、３３’の方向を斜め上方に変えている。伝達軸３３、３３’は、車台１上のユニバーサルジョイント（自在継手）３４、３４’を介して、車台１上に載置してある電動モータ３５、３５’の回転軸と接続している。

これにより、電動モータ３５、３５’が回転した場合、ユニバーサルジョイント３４、３４’、伝達軸３３、３３’、ユニバーサルジョイント３２、３２’を介して駆動輪１０、１０’の車軸３１、３１’が回転し、駆動輪１０、１０’が回転する。電動モータ３５、３５’は車台１に配設していることから、電動モータ３５、３５’の重量は懸架装置２０、２０’の緩衝部材２３、２３’にはかからない。したがって、重量物である電動モータ３５、３５’によるバネ下重量が増加することを回避することができ、内燃機関を用いた従来の車両でのサスペンション設計と同等の設計自由度を確保することが可能となる。

また、電動モータ３５、３５’を駆動輪１０、１０’毎に設けておくことで、駆動輪１０、１０’毎に回転数を制御することができ、簡易な構造で四輪駆動を具現化することができる。もちろん、１つの電動モータ３５に複数の駆動輪１０、１０、・・・がユニバーサルジョイント等を介して接続されていても良い。

なお、本実施の形態では、車軸３１、３１’と電動モータ３５、３５’の回転軸が略平行である場合について説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、電動モータ３５、３５’の回転が駆動輪１０、１０’に伝達することが可能であれば、どのような位置関係であっても良い。

本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を含む電気自動車の車台の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を電気自動車に組み込んだ構成を示す電気自動車の正面図である。 本発明の実施の形態に係る電動駆動装置を電気自動車に組み込んだ他の構成を示す電気自動車の正面図である。

符号の説明

１ 車台
２、２’ サイドフレーム
３、３’ センタフレーム
１０、１０’ 駆動輪
２０、２０’ 懸架装置
２１、２１’ 第１のサブフレーム
２３、２３’ 緩衝部材
２５、２５’ ローアーアーム
２６、２６’ アッパーアーム
３１、３１’ 車軸
３２、３２’ 第１のユニバーサルジョイント（自在継手）
３３、３３’ 伝達軸
３４、３４’ 第２のユニバーサルジョイント（自在継手）
３５、３５’ 電動モータ

Claims (3)

1. 車両の複数の駆動輪を駆動する複数の電動モータを備える電動駆動装置において、
   前記複数の電動モータは、車台上に、前記複数の駆動輪毎に載置してあることを特徴とする電動駆動装置。
2. 前記駆動輪を回転させる駆動軸と接続してある第１の自在継手と、該第１の自在継手と接続してある伝達軸と、該伝達軸及び前記電動モータの回転軸とを接続してある第２の自在継手とを備え、前記電動モータの回転を前記駆動輪に伝達すべくなしてあることを特徴とする請求項１記載の電動駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の電動駆動装置を備えることを特徴とする電気自動車。
   
   
   

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