JP2012201342A - 電気自動車のフロントサスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪駆動車において、キングピン軸を安定して位置決めし、キングピンオフセットを低減した安定した運転を実現する。
【解決手段】アウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪ホイール１を、２本のアッパリンク２と２本のロアリンク３とで車体側部材であるにサブレーム７に連結する。両リンク２、３同士の交点により構成されるキングピン軸を前輪ホイール１のタイヤの接地中心Ｏを通るように設定し、キングピン軸の位置決め安定化のために前記各リンクのサブフレーム７との支持点にボールジョイントを内蔵したゴムブッシュ８を設置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気自動車のフロントサスペンション構造に係り、特にアウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪駆動電気自動車におけるフロントサスペンションのリンク構造に関する。

アウタロータ式インホイールモータを搭載した車両として、例えば特許文献１に記載された構成のものが知られている。
また、特許文献２には、インホイールモータを前輪及び後輪に備えた四輪車両において、車両の挙動を安定させるため、前輪と後輪の制動力や駆動力の配分に基づき、前輪及び後輪のキングピンオフセットとホイールストロークの変化の関係を設定する設計手法が記載されている。
さらに、特許文献３には、内燃機関自動車の懸架装置において、サスペンションのリンク剛性を上げて機敏な運転操作を可能にするために、マルチリンクサスペンションを採用し、リンクの車体側取付部の支持点にゴムブッシュを設けた構成が記載されている。

特開２００５−１９９８７９号公報 特開２００８−６８８３２号公報 特開平７−１８６６４９号公報

一般に前輪駆動車は、回生ブレーキの効果により航続距離を伸ばす点で有利である。しかし、アウタロータ式インホイールモータを搭載した車両は、後輪駆動車は広く実用化されているものの、前輪駆動車は操舵輪の懸架装置の構造やレイアウト上の制約などからキングピンオフセットが大きくなり、実用に至っていないのが現状である。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、アウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪駆動車において、キングピンオフセットを低減して安定した運転を実現し、併せて路面からの振動吸収と操舵時及び走行時の大きな動きに追従しつつキングピン軸の安定した位置決めが実現されるフロントサスペンションの構造を得ることを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、前輪にアウタロータ式インホイールモータを搭載した電気自動車のフロントサスペンション構造において、前記前輪が２本のアッパリンクと２本のロアリンクとで車体側部材に連結され、前記両リンク同士の交点により構成されるキングピン軸が前輪タイヤの接地中心乃至それよりも車幅方向外側を通るように配置された構成を有することを特徴とする。

前記構成において、２本のアッパリンクの内の車両前方側のアッパリンクと、２本のロアリンクの内の車両後方側のロアリンクとが、それぞれ車両平面視で、車体に対して略直角となるように配置されていることが好ましい。

本発明によれば、フロントサスペンションをそれぞれ一対のアッパとロアの４本のリンクにより構成することで、機械効率の高いアウタロータ式インホイールモータを前輪に搭載して支持することができる。そして、アッパとロアの両リンクにより構成されるキングピン軸を前輪タイヤの接地中心を通るにように配置し、つまりキングピンオフセットをゼロに近づけることにより、前輪の駆動力、制動力、路面外乱による車輪の回頭モーメントが抑制され、駆動、制動、不整地走行時の安定した運転を実現することができる。実用上は、左右輪で路面摩擦が大きく異なる路面であるスプリット路における制動時までを考慮すれば、キングピン軸を前輪タイヤの接地中心よりも車幅方向外側を通るように配置して、キングピンオフセットがマイナスとなるように設定することが好ましい。
また、車両前方側に配置されるアッパリンクと、車両後方側に配置されるロアリンクとが車両平面視で車体に対して略直角となるように配置することで、アッパとロアの両リンクともに短いリンクにより構成することができ、車体幅の狭い車両に対してもアウタロータ式インホイールモータも搭載して実用化ができる。

前記の通り、アウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪駆動車は、懸架装置として４本の短いリンクで構成されるマルチリンクサスペンションを採用して構成することができ、安定した運転性能を得るには前記４本のリンクによって構成されるキングピン軸の安定した位置決めが重要である。これを達成する手段として、例えばレーシングカーのようなボールジョイントのみで構成されたリンクとしたのでは、乗り心地や振動の面で乗用車として実用性に欠ける。
そこで、本発明では、前記構成のフロントサスペンション構造において、２本のアッパリンクと２本のロアリンクの車体側部材との支持点に、各々ボールジョイント内蔵のゴムブッシュを設け、これにより、サスペンションリンクの動きに追従しながらキングピン軸が安定して位置決めされるようにし、路面からの振動の吸収を可能とした。

本発明の一実施形態のフロントサスペンション構造の前方から見た状態のホイールとこれを支持するアッパリンクとロアリンクの配置を示した図である。 図１のフロントサスペンション構造の部材構成を示す概略斜視図である。 図１のフロントサスペンション構造を平面視した状態における（Ａ）はアッパリンク、（Ｂ）はロアリンクの配置をそれぞれ示した図である。 図１のフロントサスペンション構造におけるキングピンオフセットの設定の一例を示した図である。 図１のフロントサスペンション構造におけるキングピンオフセットの設定の他の例を示した図である。

本発明の好適な一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態のサスペンション構造は左右の前輪について対称の構成であり、以下、一側の前輪を支持する態様を示して説明する。

本実施形態はアウタロータ式インホイールモータを搭載した前輪駆動車の前輪のサスペンションに適用したものであり、図１及び図２に示されるように、前輪ホイール１を２本のアッパリンク２と２本のロアリンク３とで車体４側に連結した構成のものである。

より詳しくは、前輪ホイール１は、アウタロータ式インホイールモータ（図示を省略）を装備し、その固定子部に取付けられた車輪側部材であるナックル５にボールジョイント６を介して前記各アッパリンク２とロアリンク３とが連結されている。

アッパリンク２とロアリンク３はそれぞれ２本のリンクにより構成されており、各リンクは各々、車輪側端部は前記ボールジョイント６を介してナックル５に連結され、車体側端部は、車体側部材であるサブフレーム７との支持点に設けられた、ボールジョイントを内蔵した薄い肉厚のゴムブッシュ８を介して車体４に対して上下方向に揺動可能に支持されている（図３参照）。図中、符番９はロアリンク３とサブレーム７との間に設置された緩衝装置である。

また、図３に示されるように、アッパリンク２は、車両の前方側と後方側に並置される２本のアッパリンク２１、２２の配置を平面視したときに、車両前方側のアッパリンク２１は車体４に対して略直角をなすように、車両後方側のアッパリンク２２は車体４に対して傾斜して交差する向きとなるように取付けてある。一方、ロアリンク３は、車両の前方側と後方側に並置される２本のロアリンク３１、３２の配置を平面視したときに、車両前方側のロアリンク３１は車体４に対して傾斜して交差する向きをなし、車両後方側のロアリンク３２は車体４に対して略直角をなすように取付けてある。

そして、図４に示されるように、これらアッパリンク２とロアリンク３はそのキングピン軸、つまり２本のアッパリンク２１、２２の車輪側端部の延長線上の交点Ｕと、２本のロアリンク３２、３２の車輪側端部の延長線上の交点Ｌを結んで構成される軸が、前輪ホイール１のタイヤの路面との接地中心Ｏを通るように、すなわちキングピンオフセットがゼロとなるように、或いはゼロに近づけて設定されている。

本形態のサスペンション構造はこのように構成されているので、アッパとロアの４本のリンク２、３により、機械効率の高いアウタロータ式インホイールモータを装備した前輪ホイール１を車体のスペース上の制約を受けることなく支持することができ、キングピンオフセットがゼロとなるように前記両リンクを配置するとともに、前記両リンクの車体側部材との全ての支持点にボールジョイント内蔵のゴムブッシュ８を設けることで、サスペンションリンクの動きに追従してキングピン軸が安定して位置決めされ、駆動、制動、不整地走行時の安定した運転を実現することができる。

なお、実用上はスプリット路における制動時までを考慮して、図５に示されるように、キングピン軸と路面との交点Ｋが、前輪ホイール１のタイヤの接地中心Ｏよりも車幅方向外側となるように、つまりキングピンオフセットがマイナスとなるように設定することが好ましい。

なお、図示したサスペンション構造及びこれを構成する部材の態様は本発明の形態の一例を示すものであり、本発明は図示した形態に限定されない。

１ 前輪ホイール、２，２１，２２ アッパリンク、３，３１，３２ ロアリンク、４ 車体、５ ナックル、６ ボールジョイント、７ サブフレーム、８ ボールジョイント内蔵ゴムブッシュ、９ 緩衝装置

Claims (3)

1. 前輪にアウタロータ式インホイールモータを搭載した電気自動車のフロントサスペンション構造において、
   前記前輪が２本のアッパリンクと２本のロアリンクとで車体側部材に連結され、
   前記両リンク同士の交点により構成されるキングピン軸が前輪タイヤの接地中心乃至それよりも車幅方向外側を通るように配置された構成を有することを特徴とする電気自動車のフロントサスペンション構造。
2. ２本のアッパリンクの内の車両前方側のアッパリンクと、２本のロアリンクの内の車両後方側のロアリンクとが、それぞれ車両平面視で、車体に対して略直角となるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のフロントサスペンション構造。
3. ２本のアッパリンクと２本のロアリンクの車体側部材との支持点に、各々ボールジョイント内蔵のゴムブッシュを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車のフロントサスペンション構造。
   
   
   
   
   
   

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