JP2019073212A - Vehicle lower part structure for electric vehicle - Google Patents

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JP2019073212A
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将史 藤田
Masashi Fujita
将史 藤田
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スズキ株式会社
Suzuki Motor Corp
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Abstract

To provide a vehicle lower part structure for an electric vehicle, the vehicle lower part structure being able to improve a traveling performance by setting the vehicle body height from the ground high and able to make a structure simpler and lighter in weight.SOLUTION: A vehicle lower part structure for an electric vehicle comprises: rear axles 12a, 12b; rear-wheel driving motors 22a, 22b; and an axle housing 14 for accommodating the rear axles 12a, 12b and the rear-wheel driving motors 12a, 12b. The rear-wheel axles 12a, 12b are arranged in a rear housing side part 13B and the rear-wheel driving motors 22a, 22b are arranged in a rear housing central part 14A. A steering mechanism for steering the rear wheels 12a, 12b has rack pinion gear boxes 24a, 24b accommodated in the rear housing central part 14A.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電気自動車の車両下部構造に関する。   The present invention relates to a vehicle substructure of an electric vehicle.
一般に、車両下部には、サスペンション構造が設けられている。複数種のサスペンション構造のうち、例えば車軸懸架式サスペンション構造は、例えば4輪駆動のオフロード用の車両に用いられることが多い。4輪駆動車車両は、一般的に、車体の前部に搭載されたエンジンにより発生する動力を、後方の車輪(後輪)に伝達するための動力伝達経路を有している。   Generally, a suspension structure is provided at the lower part of the vehicle. Among multiple types of suspension structures, for example, an axle suspension type suspension structure is often used in, for example, a four-wheel drive off-road vehicle. A four-wheel drive vehicle generally has a power transmission path for transmitting power generated by an engine mounted on the front of a vehicle body to a rear wheel (rear wheel).
上記のような4輪駆動車両を電気自動車として構成する場合であっても、駆動用モーター等のパワーユニットにより発生する動力を、後輪に伝達するための動力伝達経路が必要になる。一般的には、当該動力伝達経路には、プロペラシャフトやデファレンシャルギアが設けられる。   Even when the four-wheel drive vehicle as described above is configured as an electric vehicle, a power transmission path for transmitting the power generated by a power unit such as a drive motor to the rear wheels is required. In general, the power transmission path is provided with a propeller shaft and a differential gear.
また、車両下部には、車輪を操舵するステアリング機構が配置される。ステアリング機構には、ボールナット式のステアリング機構や、ラックピニオン式のステアリング機構が知られている。例えば、特許文献1では、車軸懸架式サスペンション機構に隣接するようにラックピニオン式のステアリング機構が配置されている構造が開示されている。   Further, at the lower part of the vehicle, a steering mechanism for steering the wheels is disposed. As a steering mechanism, a ball and nut type steering mechanism and a rack and pinion type steering mechanism are known. For example, Patent Document 1 discloses a structure in which a rack and pinion type steering mechanism is disposed adjacent to an axle suspension type suspension mechanism.
実開昭55−153275号公報Japanese Utility Model Publication No. 55-153275
上記のような四輪駆動車両では、地上高を高く設定して走破性を向上させるとともに構造の簡素化と軽量化が求められる。そのため、ステアリング機構には、構造が簡素で剛性の高いものが求められる。この場合、ボールナット式のステアリング機構では、剛性が低いため、未舗装の道を走行するときに、外乱による影響を受けやすい可能性がある。これに対して、ラックピニオン式のステアリング機構は、構造が比較的簡素で剛性が高い。   The four-wheel drive vehicle as described above is required to set the ground height high to improve runnability and to simplify the structure and reduce the weight. Therefore, a steering mechanism having a simple structure and high rigidity is required. In this case, in the ball and nut type steering mechanism, the rigidity is low, so when traveling on the unpaved road, there is a possibility that the ball and nut type steering mechanism may be easily affected by the disturbance. On the other hand, the rack and pinion type steering mechanism has a relatively simple structure and high rigidity.
しかし、ラックピニオン式のステアリング機構を用いると、上述したプロペラシャフトやデファレンシャルギアと干渉する可能性がある。   However, using a rack and pinion type steering mechanism may cause interference with the propeller shaft and differential gear described above.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車体の地上高を高く設定して走破性を向上させるとともに構造の簡素化と軽量化することが可能な電気自動車の車両下部構造を提供することである。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to set an elevated height above the ground of a vehicle body to improve travelability and to simplify the structure and reduce the weight of the electric vehicle. Providing a vehicle undercarriage of
上記目的を達成するため本発明に係る電気自動車の車両下部構造は、車両の左右両側に配置される車輪が連結可能な車軸と、前記車輪を駆動する車輪駆動用モーターと、前記車軸及び前記車輪駆動用モーターを収容するアクスルハウジングと、前記車輪を操舵するステアリング機構とを備えている。当該電気自動車の車両下部構造において、前記車軸は、前記アクスルハウジング内における車幅方向側部に配置され、前記車輪駆動用モーターは、前記アクスルハウジング内における車幅方向中央部に配置されており、前記ステアリング機構の一部を構成するラックピニオンギアボックスは、前記アクスルハウジング内に収容され、前記ラックピニオンギアボックスは、前記車幅方向中央部に配置されている。   In order to achieve the above object, a vehicle substructure of an electric vehicle according to the present invention comprises an axle to which wheels arranged on both left and right sides of the vehicle can be connected, a wheel drive motor for driving the wheels, the axle and the wheels An axle housing for accommodating a drive motor, and a steering mechanism for steering the wheels. In the vehicle substructure of the electric vehicle, the axle is disposed on a lateral side in the axle housing in the lateral direction, and the wheel drive motor is disposed on a central portion in the lateral direction in the axle housing. A rack and pinion gear box which constitutes a part of the steering mechanism is accommodated in the axle housing, and the rack and pinion gear box is disposed at a central portion in the vehicle width direction.
本発明によれば、車体の地上高を高く設定して走破性を向上させるとともに構造の簡素化と軽量化することができる。   According to the present invention, it is possible to set the height above the ground of the vehicle body high to improve the runability and to simplify the structure and reduce the weight.
本発明に係る電気自動車の車両下部構造を車両下方から見た下面図である。FIG. 1 is a bottom view of a vehicle lower structure of an electric vehicle according to the present invention as viewed from below the vehicle. 図1の車両後側の後アクスルハウジング等を示す拡大下面図である。It is an enlarged bottom view which shows the rear axle housing etc. of the vehicle rear side of FIG. 図2のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図2の後アクスルハウジング等の車両後方から見た斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the rear axle housing etc. of FIG. 2 as viewed from the rear of the vehicle. 図2の後アクスルハウジング等の車両後方から見た後面図である。FIG. 3 is a rear view of the rear axle housing etc. of FIG. 2 as viewed from the rear of the vehicle. 図2のアクスルハウジング内に収容された車輪駆動用モーター等を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor for wheel drive etc. which were accommodated in the axle housing of FIG. 図2の変形例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the modification of FIG.
以下、本発明に係る電気自動車の車両下部構造について、図面(図1〜図7)を用いて説明する。本実施形態における車両1は、車軸懸架式サスペンション構造を有する四輪駆動の電気自動車であって、各車輪には、車輪駆動用モーターが車軸等を介して接続されている。また、車軸及び車輪駆動用モーターは、アクスルハウジングの内部に収容されている。さらに、本実施形態のステアリング機構は、ラックピニオン式のステアリング機構であり、ラックピニオンギアボックスを備えている。当該ラックピニオンギアボックスは、アクスルハウジングの内部に収容されている。以下、本実施形態の車両下部構造について説明する。   Hereinafter, the vehicle lower structure of the electric vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 1 to 7). The vehicle 1 in the present embodiment is a four-wheel drive electric vehicle having an axle suspension type suspension structure, and a wheel drive motor is connected to each wheel via an axle or the like. Also, the axle and wheel drive motors are housed inside the axle housing. Furthermore, the steering mechanism of the present embodiment is a rack and pinion type steering mechanism, and includes a rack and pinion gear box. The rack and pinion gearbox is housed inside the axle housing. Hereinafter, the vehicle lower structure of the present embodiment will be described.
本実施形態の車両下部構造における後部は、図1及び図2に示すように、後車軸12a,12b、後輪駆動用モーター22a,22b、後サスペンション27、及び後ラックピニオンギアボックス24a,24bを備えている。さらに、車両下部構造における後部は、後側アクスルハウジング14等を備えている。後側アクスルハウジング14には、後輪駆動用モーター22a,22b及び後ラックピニオンギアボックス24a,24bが収容されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rear part of the vehicle lower structure according to this embodiment includes the rear axles 12a and 12b, the rear wheel drive motors 22a and 22b, the rear suspension 27, and the rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b. Have. Furthermore, the rear portion of the vehicle lower structure includes a rear axle housing 14 and the like. The rear axle housing 14 accommodates rear wheel drive motors 22a and 22b and rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b.
また、車両下部構造における前部は、後部と同様に、前車軸、前輪駆動用モーター、前サスペンション、及び前ラックピニオンギアボックスを備えている。さらに、車両下部構造における前部は、前側アクスルハウジング13等を備えている。前側アクスルハウジング13には、前輪駆動用モーター及び前ラックピニオンギアボックスが収容されている。本実施形態では、車両後部の構造と車両前部の構造は、同様の構成であるため、以後、車両後部の構造について詳細に説明する。   Also, the front part of the vehicle lower structure includes a front axle, a front wheel drive motor, a front suspension, and a front rack and pinion gear box as well as the rear. Furthermore, the front part of the vehicle lower structure includes the front axle housing 13 and the like. The front axle housing 13 accommodates a front wheel drive motor and a front rack and pinion gear box. In the present embodiment, the structure of the rear portion of the vehicle and the structure of the front portion of the vehicle have the same configuration, and hence the structure of the rear portion of the vehicle will be described in detail.
本実施形態における後車軸12a,12b、後輪駆動用モーター22a,22b、後ラックピニオンギア24a,24bは、左右それぞれに個別に配置されている。すなわち、後車軸12a,12bは、左後車軸12aと右後車軸12bを有し、後輪駆動用モーター22a,22bは、左後輪駆動用モーター22a及び右後輪駆動用モーター22bを有し、後ラックピニオンギアボックス24a,24bは、左後ラックピニオンギアボックス24a及び右後ラックピニオンギアボックス24bを有している。   The rear axles 12a and 12b, the rear wheel drive motors 22a and 22b, and the rear rack and pinion gears 24a and 24b in the present embodiment are separately disposed on the left and right, respectively. That is, the rear axles 12a and 12b have a left rear axle 12a and a right rear axle 12b, and the rear wheel drive motors 22a and 22b have a left rear wheel drive motor 22a and a right rear wheel drive motor 22b. The rear rack and pinion gearboxes 24a and 24b have a left rear rack and pinion gearbox 24a and a right rear rack and pinion gearbox 24b.
前部についても同様に、前車軸は、左前車軸と右前車軸(共に図示せず)を有し、前輪駆動用モーターは、左前輪駆動用モーター及び右前輪駆動用モーター(共に図示せず)を有し、前ラックピニオンギアボックスは、左前ラックピニオンギアボックス及び右前ラックピニオンギアボックス(共に図示せず)を有している。なお、本実施形態の説明における左右とは、車両1の運転席(図示せず)に着座したときの左右に対応している。   Similarly for the front, the front axle has a left front axle and a right front axle (both not shown), and the front wheel drive motor comprises a left front wheel drive motor and a right front wheel drive motor (both not shown). The front rack and pinion gearbox has a left front rack and pinion gearbox and a right front rack and pinion gearbox (both not shown). The left and right in the description of the present embodiment correspond to the left and right when the driver's seat (not shown) of the vehicle 1 is seated.
左後車軸12a及び右後車軸12bは、車幅方向に水平に延びている部材で、例えば、金属材料により形成されている。図2に示すように、左後車軸12aの左側端部は、ナックル9等を介して左後輪4aが取り付けられ、右側端部は左後輪駆動用モーター22aに接続されている。同様に、右後車軸12bの右側端部は、ナックル9等を介して右後輪4bが取り付けられ、左側端部は右後輪駆動用モーター22bに接続されている。左前車軸及び右前車軸も、左後車軸12a及び右後車軸12bと同様に構成されている。   The left rear axle 12a and the right rear axle 12b are members that extend horizontally in the vehicle width direction, and are formed of, for example, a metal material. As shown in FIG. 2, the left rear wheel 4 a is attached to the left end of the left rear axle 12 a via the knuckle 9 and the like, and the right end is connected to the left rear wheel drive motor 22 a. Similarly, the right rear wheel 4b is attached to the right end of the right rear axle 12b via the knuckle 9 and the like, and the left end is connected to the right rear wheel drive motor 22b. The left front axle and the right front axle are also configured similarly to the left rear axle 12a and the right rear axle 12b.
本実施形態の後アクスルハウジング14は、図1及び図2に示すように、全体で車幅方向に延びている部材で、車幅方向中央部に配置される後ハウジング中央部14Aと、後ハウジング中央部14Aの車幅方向両側に配置される後ハウジング側部14Bを有している。後ハウジング中央部14Aは、後ハウジング側部14Bに対して、車両前後方向及び車両上下方向に膨出しており、内部に左後輪駆動用モーター22a、右後輪駆動用モーター22b、左後ラックピニオンギアボックス24a及び右後ラックピニオンギアボックス24bを収容している。   The rear axle housing 14 of the present embodiment is a member extending in the vehicle width direction as a whole as shown in FIGS. 1 and 2, and a rear housing central portion 14A disposed at the center in the vehicle width direction and a rear housing It has a rear housing side 14B disposed on both sides in the vehicle width direction of the central portion 14A. The rear housing central portion 14A bulges in the vehicle longitudinal direction and the vehicle vertical direction with respect to the rear housing side portion 14B, and the motor 22a for driving the left rear wheel, the motor 22b for driving the right rear wheel, and the left rear rack A pinion gear box 24a and a right rear rack and pinion gear box 24b are accommodated.
また、前アクスルハウジング13は、後アクスルハウジング14と同様に構成され、前ハウジング中央部13Aと、前ハウジング側部13Bを有している。前ハウジング中央部13Aは、後ハウジング中央部14Aと同様に、内部に左前輪駆動用モーター、右前輪駆動用モーター、左前ラックピニオンギアボックス及び右前ラックピニオンギアボックスを収容している。   Further, the front axle housing 13 is configured in the same manner as the rear axle housing 14 and has a front housing central portion 13A and a front housing side 13B. The front housing central portion 13A, like the rear housing central portion 14A, accommodates therein a left front wheel drive motor, a right front wheel drive motor, a left front rack and pinion gear box, and a right front rack and pinion gear box.
前後のアクスルハウジング13,14に、駆動機構(後輪及び前輪の駆動用モーター)及びステアリング機構(前後のラックピニオンギアボックス)を搭載するにより、車体と車軸間を連結に制約を受けにくいサスペンションストロークを大きくとることができる。   The drive mechanism (motors for driving the rear wheels and front wheels) and the steering mechanism (rack and pinion gear boxes for the front and rear) are mounted on the front and rear axle housings 13 and 14 so that the suspension stroke is not easily restricted Can be taken large.
また、前輪駆動用モーター及び後輪駆動用モーター22a,22bを前後のアクスルハウジング13,14に搭載することで、車体との駆動の伝達機構を省略でき、車軸懸架式サスペンションの駆動輪であっても、ラックピニオン式のステアリングギアンボックス(前後のラックピニオンギアボックス)を搭載するスペースを確保することが可能となる。この構成によれば、プロペラシャフト等がなく、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bと緩衝する構造が存在し無いため、地上高を高くとることができ、走破性を向上させるとともに構造の簡素化と軽量化が可能となる。   Further, by mounting the front wheel drive motor and the rear wheel drive motors 22a and 22b on the front and rear axle housings 13 and 14, the drive transmission mechanism with the vehicle body can be omitted, and the drive wheel of the axle suspension type suspension Also, it becomes possible to secure a space for mounting a rack and pinion type steering gear box (front and rear rack and pinion gear box). According to this configuration, there is no propeller shaft etc. and there is no structure to buffer with the left and right rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b, so the ground height can be made high, and the travelability is improved and the structure is simplified. And weight reduction are possible.
また、上記構成により、車両1の後部及び前部おいて、左右輪の駆動力・駆動方向を別々に操作することができ、より自由度の多い走行制御を実施することが可能になる。   Further, with the above-described configuration, the driving force and the driving direction of the left and right wheels can be separately operated in the rear and the front of the vehicle 1, and travel control with more freedom can be implemented.
ここで、前後のアクスルハウジング13,14について説明する。後アクスルハウジング14の後ハウジング側部14Bは、後ハウジング中央部14Aの両側から車幅方向外側に向かって延びる管状の部材であり、内部に左後車軸12a及び右後車軸12bを収容している。後ハウジング側部14Bの車幅方向外側から、左右の後車軸12a,12bが後輪4a,4bに向かって突出している。後ハウジング側部14Bの車幅方向の両外側部にはベアリング5が設けられ、該ベアリング5によって左右の後車軸12a,12bが後ハウジング側部14Bに回転可能に支持されている。前アクスルハウジング13の前ハウジング側部13Bも、同様に構成されている。   Here, the front and rear axle housings 13 and 14 will be described. The rear housing side 14B of the rear axle housing 14 is a tubular member extending outward in the vehicle width direction from both sides of the rear housing central portion 14A, and accommodates the left rear axle 12a and the right rear axle 12b therein. . The left and right rear axles 12a and 12b protrude toward the rear wheels 4a and 4b from the outer side in the vehicle width direction of the rear housing side portion 14B. Bearings 5 are provided on both outer sides in the vehicle width direction of the rear housing side 14B, and the left and right rear axles 12a and 12b are rotatably supported on the rear housing side 14B by the bearings 5. The front housing side 13B of the front axle housing 13 is similarly configured.
また、図4及び図5に示すように、後ハウジング側部14Bの車幅方向外側部は、後ハウジング中央部14Aよりも車両下方に位置するように傾斜している。すなわち、後アクスルハウジング14の後ハウジング中央部14Aの下面は、左右の後輪4a,4bの中心よりも車両上方に配置されている。前ハウジング側部13Bも、後ハウジング側部14Bと同様に構成され、前ハウジング中央部13Aの下面は、左右の前輪3a,3bの中心よりも車両上方に配置されている。前後のアクスルハウジング13,14は、車両前方正面視及び車両後方正面視で、ハの字形状となっている。この構成により、地面とのクリアランスを大きくとることができ、走破性が向上する。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the vehicle width direction outer side portion of the rear housing side portion 14B is inclined so as to be located below the rear housing central portion 14A. That is, the lower surface of the rear housing central portion 14A of the rear axle housing 14 is disposed above the vehicle than the centers of the left and right rear wheels 4a and 4b. The front housing side portion 13B is also configured similarly to the rear housing side portion 14B, and the lower surface of the front housing central portion 13A is disposed above the center of the front wheels 3a and 3b. The front and rear axle housings 13 and 14 have a V shape in front view of the front of the vehicle and in front of the rear of the vehicle. By this configuration, the clearance with the ground can be increased, and the travelability is improved.
また、前後のハウジング側部13B,14Bの部分には、図1、図4及び図5に示すように、リンクアーム6及びラテラルロッド7の取付部6a,7aが設けられている。リンクアーム6は、車両前後方向に沿って配置されているとともに、ラテラルロッド7は、車両左右方向に沿って配置されている。リンクアーム6の取付部6aは、車両上下方向に延びる左右一対のアームブラケット7bの下部に設けられており、リンクアーム6の一端は、アームブラケット7bを介して前後のハウジング側部に取付けられている。そのため、アームブラケット7bは、車両上下方向に沿って配置されており、上下中間部分が前ハウジング側部13Bの後面と後ハウジング側部14Bの前面にそれぞれ接合されている。そして、リンクアーム6の他端は、車体下部に取付けられている。   Further, as shown in FIGS. 1, 4 and 5, attachment portions 6a and 7a for the link arm 6 and the lateral rod 7 are provided on the front and rear housing side portions 13B and 14B, respectively. The link arm 6 is disposed along the longitudinal direction of the vehicle, and the lateral rods 7 are disposed along the lateral direction of the vehicle. The mounting portion 6a of the link arm 6 is provided below the pair of left and right arm brackets 7b extending in the vertical direction of the vehicle, and one end of the link arm 6 is attached to the front and rear housing side portions via the arm bracket 7b There is. Therefore, the arm bracket 7b is disposed along the vehicle vertical direction, and the upper and lower intermediate portions are respectively joined to the rear surface of the front housing side portion 13B and the front surface of the rear housing side portion 14B. The other end of the link arm 6 is attached to the lower part of the vehicle body.
さらに、ラテラルロッド7の一方の取付部は、アームブラケット7bの上部に設けられており、ラテラルロッド7の一端は、アームブラケット7bを介して後ハウジング側部14Bに取り付けられている。また、ラテラルロッド7の他方の取付部は、車体下面に設けられており、ラテラルロッド7の他端は、支持ブラケット7cを介して車体下面に取り付けられている。   Furthermore, one attachment portion of the lateral rod 7 is provided on the top of the arm bracket 7b, and one end of the lateral rod 7 is attached to the rear housing side 14B via the arm bracket 7b. Further, the other attachment portion of the lateral rod 7 is provided on the lower surface of the vehicle body, and the other end of the lateral rod 7 is attached to the lower surface of the vehicle body via the support bracket 7c.
ここで、左後車軸12a及び右後車軸12bのサスペンションの構造について説明する。左後車軸12a及び右後車軸12bは、後サスペンション27によって懸架されている。本実施形態の後サスペンション27の構造において、ナックル9と、左右の後車軸12a,12bのそれぞれとの接合部の車両上部には、図4及び図5に示すように、後サスペンション27を構成するストラット28が回転可能に保持されている。   Here, the structure of the suspension of the left rear axle 12a and the right rear axle 12b will be described. The left rear axle 12 a and the right rear axle 12 b are suspended by a rear suspension 27. In the structure of the rear suspension 27 of the present embodiment, the rear suspension 27 is configured on the vehicle upper portion of the joint portion between the knuckle 9 and each of the left and right rear axles 12a and 12b, as shown in FIGS. The struts 28 are rotatably held.
後サスペンション27の基本設計は、リジットアクスルの5リンク式であり、リジットサスペンション特有の悪路走破性に加え、ストローク時におけるアライメント変化が起こらない構造になっている。そのため、ナックル9と後車軸との接合部の車両上部にストラット28を回転可能に保持することにより、アクスルと同軸としたラックピニオンギアを用いてアライメント変化を積極的に利用するように構成されている。なお、前サスペンションについても、後サスペンション27と同様に構成されている。   The basic design of the rear suspension 27 is a 5-link type of rigid axle, which has a structure that does not cause an alignment change at the time of stroke, in addition to the rough road travelability peculiar to the rigid suspension. Therefore, the strut 28 is rotatably held at the upper portion of the vehicle at the joint between the knuckle 9 and the rear axle, so that the change in alignment is positively utilized using the rack and pinion gear coaxial with the axle. There is. The front suspension is also configured in the same manner as the rear suspension 27.
また、本実施形態のナックル9には、図4に示すように、リダクションハブ9bが設けられている。リダクションハブ9bを設けることにより、前後の車軸の取付部を前輪及び後輪の中心よりも高い位置に配置することが可能となり、車高をより高く設定できるように構成されている。   Further, as shown in FIG. 4, the knuckle 9 of the present embodiment is provided with a reduction hub 9 b. By providing the reduction hub 9b, the mounting portions of the front and rear axles can be disposed at a position higher than the centers of the front wheels and the rear wheels, and the vehicle height can be set higher.
左右の後輪駆動用モーター22a,22b及び左右の前輪輪駆動用モーターは、電動モーターであり、図示しないバッテリにより電力が供給され駆動する。本実施形態における車輪駆動用モーターは、各車輪にそれぞれ1つの車輪駆動用モーターが連結されている。すなわち、左後輪4aには、左後輪駆動用モーター22aが連結され、右後輪4bには、右後輪駆動用モーター22bが連結されている。同様に、左前輪3aには、左前輪駆動用モーターが連結され、右前輪3bには、右前輪駆動用モーターが連結されている。   The left and right rear wheel drive motors 22a and 22b and the left and right front wheel drive motors are electric motors and are powered by a battery (not shown) and driven. In the wheel drive motor in the present embodiment, one wheel drive motor is connected to each wheel. That is, the left rear wheel drive motor 22a is connected to the left rear wheel 4a, and the right rear wheel drive motor 22b is connected to the right rear wheel 4b. Similarly, a left front wheel drive motor is connected to the left front wheel 3a, and a right front wheel drive motor is connected to the right front wheel 3b.
また、左後輪駆動用モーター22a及び右後輪駆動用モーター22bは、車幅方向に沿って左右に隣接している状態で、後アクスルハウジング14の後ハウジング中央部14Aの内部に収容されている。左前輪駆動用モーター及び右前輪駆動用モーターも、車幅方向に沿って左右に隣接している状態で、前アクスルハウジング13の前ハウジング中央部13Aの内部に収容されている。   The left rear wheel drive motor 22a and the right rear wheel drive motor 22b are accommodated in the rear housing central portion 14A of the rear axle housing 14 in a state where they are adjacent to each other along the vehicle width direction. There is. The left front wheel drive motor and the right front wheel drive motor are also accommodated inside the front housing central portion 13A of the front axle housing 13 in a state adjacent to the left and right along the vehicle width direction.
図2及び図6に示すように、後ハウジング中央部14Aの内部には、上面視で左右に並ぶ左後輪駆動用モーター22a及び右後輪駆動用モーター22bの周囲を取り囲んで左右の後輪駆動用モーター22a,22bを固定するモーターフレーム21が設けられている。この例では、上面視で略長方形状である。図3に示すように、後輪駆動用モーター22a,22bの外ケースの前後の締結部33で、モーターフレーム21にボルト等により締結されている。外ケースの上下の締結部31で後ハウジング中央部14Aの天井及び底面に締結されている。図3では、締結部31,33は、締結位置のみを示し、詳細な構造の図示は省略している。   As shown in FIGS. 2 and 6, inside the rear housing central portion 14A, the left rear wheel drive motor 22a and the right rear wheel drive motor 22b are arranged side by side in a top view to surround the left and right rear wheels. A motor frame 21 is provided to fix the drive motors 22a and 22b. In this example, it has a substantially rectangular shape in top view. As shown in FIG. 3, the front and rear fastening portions 33 of the outer case of the rear wheel drive motors 22a and 22b are fastened to the motor frame 21 by bolts or the like. The upper and lower fastening portions 31 of the outer case are fastened to the ceiling and the bottom of the rear housing central portion 14A. In FIG. 3, the fastening portions 31 and 33 show only the fastening position, and the detailed structure is not shown.
また、左右の後輪駆動用モーター22a,22b及びモーターフレーム21と、後アクスルハウジング14の内壁との間には、隙間が設けられている。例えば、モーターフレーム21の前壁と、後ハウジング中央部14Aの内壁は、車両前後方向に間隔を空けて配置されている。また、図3に示すように、モーターフレーム21には、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bが取り付けられる固定部21aが設けられている。後ラックピニオンギアボックス24a,24bの上部及び下部が、モーターフレーム21の固定部21aに固定される。前ハウジング中央部13Aの内部にも、同様にモーターフレーム21が設けられている。   Further, a gap is provided between the left and right rear wheel drive motors 22 a and 22 b and the motor frame 21 and the inner wall of the rear axle housing 14. For example, the front wall of the motor frame 21 and the inner wall of the rear housing central portion 14A are spaced apart in the longitudinal direction of the vehicle. Further, as shown in FIG. 3, the motor frame 21 is provided with fixing portions 21a to which the left and right rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b are attached. The upper and lower portions of the rear rack and pinion gear boxes 24 a and 24 b are fixed to the fixing portion 21 a of the motor frame 21. The motor frame 21 is similarly provided inside the front housing central portion 13A.
モーターフレーム21を設けることで、車輪駆動用モーターの固定構造の剛性を容易に向上させることができる。また、後ハウジング中央部14Aのモーターフレーム21における前方側に、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bを直接的に固定することにより、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bが、車両前後方向における正面視で、後アクスルハウジング14と重なって配置され、モーターフレーム21の下面よりも車両上側に位置して配置されるため、省スペース化でき、障害物とのクリアランス確保が容易になる。   By providing the motor frame 21, the rigidity of the fixed structure of the wheel drive motor can be easily improved. In addition, by fixing the left and right rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b directly on the front side of the motor frame 21 of the rear housing central portion 14A, the left and right rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b are in the vehicle longitudinal direction. In the front view of the vehicle, since it is disposed overlapping with the rear axle housing 14 and located above the lower surface of the motor frame 21 on the vehicle, space saving can be achieved, and clearance with an obstacle can be easily secured.
モーターフレーム21は、左右の後輪駆動用モーター22a,22bの下面と、後ハウジング中央部14Aの内部の底面との間に、車両前後方向に延びている補助フレーム(図示せず)が配置されている。当該補助フレームを設けることにより、モーターフレーム21の剛性・強度を向上させることができ、さらに、地面や障害物などに駆動用モーターやステアリング機構が直接接触することを防ぎ、保護することも可能となる。前部のモーターフレーム21も同様に構成され、同様の効果を得ることができる。   In the motor frame 21, an auxiliary frame (not shown) extending in the longitudinal direction of the vehicle is disposed between the lower surfaces of the left and right rear wheel drive motors 22a and 22b and the inner bottom surface of the rear housing central portion 14A. ing. By providing the auxiliary frame, the rigidity and strength of the motor frame 21 can be improved, and further, direct contact of the drive motor and the steering mechanism with the ground or obstacles can be prevented and protected. Become. The front motor frame 21 is similarly configured, and the same effect can be obtained.
後アクスルハウジング14の内部に配置されたモーターフレーム21の固定部21aは、モーターフレーム21の前部に設けられ、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bは、左右の後輪駆動用モーター22a,22bの前方側に配置されている。同様に、前アクスルハウジング13の内部に配置されたモーターフレームの固定部は、モーターフレームの後部に設けられ、左右の前ラックピニオンギアボックスは、左右の前輪駆動用モーターの後方側に配置されている。すなわち、前後のラックピニオンギアボックスは、前後の車軸の車両前後方向間で、ホイールベースの内側に配置されている。   The fixed portion 21a of the motor frame 21 disposed inside the rear axle housing 14 is provided at the front of the motor frame 21, and the left and right rear rack and pinion gearboxes 24a and 24b are provided for the left and right rear wheel drive motors 22a, It is located on the front side of 22b. Similarly, the fixed portion of the motor frame disposed inside the front axle housing 13 is provided at the rear of the motor frame, and the left and right front rack and pinion gearboxes are disposed on the rear side of the left and right front wheel drive motors. There is. That is, the front and rear rack and pinion gear boxes are disposed inside the wheel base between the front and rear directions of the front and rear axles.
また、後アクスルハウジング14の内部に配置されたモーターフレーム21の固定部21aは、モーターフレーム21の前部から左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bの車両下側まで延び、固定部21aの下端は、モーターフレーム21の下端よりも車両上方に配置されている。このように構成することで、固定部21aが車両前後視で、モーターフレーム21と後車軸4a,4bと重なって、ステアリング機構が配置されるため、障害物との衝突から左右の後輪駆動用モーター22a,22b及び左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bを保護しやすくなる。前アクスルハウジング13の内部のモーターフレームについても同様である。   The fixed portion 21a of the motor frame 21 disposed inside the rear axle housing 14 extends from the front of the motor frame 21 to the lower side of the rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b on the left and right, and the lower end of the fixed portion 21a. Are disposed above the lower end of the motor frame 21. With such a configuration, the fixed portion 21a overlaps the motor frame 21 and the rear axles 4a and 4b in the longitudinal direction of the vehicle, and the steering mechanism is disposed. It becomes easy to protect the motors 22a and 22b and the left and right rear rack pinion gear boxes 24a and 24b. The same applies to the motor frame inside the front axle housing 13.
左後輪4a及び右後輪4bを操舵するためのステアリング機構は、上記した左後ラックピニオンギアボックス24a及び右後ラックピニオンギアボックス24bを有している。左後ラックピニオンギアボックス24a及び右後ラックピニオンギアボックス24bは、車幅方向に沿って延びているタイロッド26を介して、左右の後輪4a,4bに接続されている。   A steering mechanism for steering the left rear wheel 4a and the right rear wheel 4b includes the above-described left rear rack and pinion gear box 24a and the right rear rack and pinion gear box 24b. The left rear rack and pinion gear box 24a and the right rear rack and pinion gear box 24b are connected to the left and right rear wheels 4a and 4b via tie rods 26 extending along the vehicle width direction.
この例では、車両前後方向の正面視で左右の後輪駆動用モーター22a,22bと左右の後輪4a,4bとを結ぶ左右の後車軸12a,12bに重なる位置に、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bと左右のナックルアーム8を結ぶタイロッド26が配置されている。また、後ハウジング中央部14Aで、モーター軸(図示せず)の端部の車両上下方向位置(高さ)と後ラックピニオンギアボックス24a,24bの端部(タイロッド26の接合部)との車両上下方向位置が、同じになるように配置されている。左前輪3a及び右前輪3bを操舵するためのステアリング機構も、左後輪4a及び右後輪4bを操舵するためのステアリング機構と同様に構成されている。   In this example, the left and right rear rack pinion gears are positioned to overlap the left and right rear axles 12a and 12b connecting the left and right rear wheel drive motors 22a and 22b and the left and right rear wheels 4a and 4b in front view of the vehicle. A tie rod 26 connecting the boxes 24a, 24b and the left and right knuckle arms 8 is disposed. In the rear housing central portion 14A, the vehicle vertical position (height) of the end of the motor shaft (not shown) and the end (junction of tie rods 26) of the rear rack and pinion gearbox 24a, 24b The vertical positions are arranged to be the same. The steering mechanism for steering the left front wheel 3a and the right front wheel 3b is also configured in the same manner as the steering mechanism for steering the left rear wheel 4a and the right rear wheel 4b.
このようにラックピニオン式のステアリング構成することで、タイロッド26によってラックピニオンギアボックス24a,24bとナックル9を連結することになるため、後アクスルハウジング14を山形(ハの字形)に形成しても、ステアリング精度を確保することができる。また、車軸、アクスルハウジング13,14と重なる高さでタイロッド26を配置することで、タイロッド26が保護しやすくなり、操作効率が低下することを抑制できる。   Since the rack and pinion gearboxes 24a and 24b and the knuckle 9 are connected by the tie rods 26 by configuring the rack and pinion type steering in this manner, the rear axle housing 14 is formed in a chevron shape (C shape). The steering accuracy can be secured. Further, by arranging the tie rods 26 at a height overlapping the axles and the axle housings 13 and 14, the tie rods 26 can be easily protected, and a decrease in operation efficiency can be suppressed.
また、左後ラックピニオンギアボックス24a及び右後ラックピニオンギアボックス24bのそれぞれには、図2に示すように、ステアリング駆動用モーター25が設けられている。左前ラックピニオンギアボックス及び右前ラックピニオンギアボックスのそれぞれにも、同様にステアリング駆動用モーター25が設けられている。図3に示すように、ステアリング駆動用モーター25は、後ラックピニオンギアボックス24a,24bに固定されている。   Further, as shown in FIG. 2, a steering drive motor 25 is provided on each of the left rear rack and pinion gear box 24a and the right rear rack and pinion gear box 24b. A steering drive motor 25 is similarly provided in each of the left front rack and pinion gear box and the right front rack and pinion gear box. As shown in FIG. 3, the steering drive motor 25 is fixed to the rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b.
ステアリング駆動用モーター25は、電気信号によって駆動されるように構成されている。すなわち、当該ステアリング機構には、車両室内に配置されるハンドルに連結されるステアリングシャフトを有していない、いわゆるステアバイワイヤ技術が採用されている。ステアリング駆動用モーター25は、例えばラックピニオンギアのピニオンギアシャフトに取り付けられ、車両室内から送られる電気信号によって当該シャフトを回転させ、車輪を操舵する。   The steering drive motor 25 is configured to be driven by an electrical signal. That is, the steering mechanism adopts a so-called steer-by-wire technology which does not have a steering shaft connected to a steering wheel disposed in a vehicle cabin. The steering drive motor 25 is attached to, for example, a pinion gear shaft of a rack and pinion gear, and rotates the shaft according to an electric signal sent from the vehicle interior to steer a wheel.
このように構成することで、左右の後輪4a,4bで異なる転舵操作を行うことができるようになり、より自由度が高く、サスペンションのストローク時に受ける制約が少なく、より正確な車両操縦が可能になる。   By configuring in this way, different steering operations can be performed by the left and right rear wheels 4a and 4b, so that the degree of freedom is higher, the constraints imposed at the stroke of the suspension are less, and more accurate vehicle steering is possible. It will be possible.
また、本実施形態では、前アクスルハウジング13内に配置された左右の前輪駆動用モーター及び左右の前ラックピニオンギアボックスと、後アクスルハウジング14内に配置された左右の後輪駆動用モーター22a,22b及び左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bとは、車両前後方向において対称に配置されている。すなわち、これらが、ホイールベースの車両前後方向中央の車幅方向線に対して線対称に配置されている。これにより、前後左右の車輪(四輪)の操舵角度と駆動力・駆動方向をそれぞれに操作することができ、より自由度の大きい車両1の動きを実現することができる。さらに、部品の共通化による生産性及びメンテナンス性の向上が図れるようになっている。   Further, in the present embodiment, left and right front wheel drive motors and left and right front rack and pinion gearboxes disposed in the front axle housing 13 and left and right rear wheel drive motors 22a and 22b disposed in the rear axle housing 14, The rear rack and pinion gearboxes 22b and the left and right rear rack and pinion gearboxes 24a and 24b are arranged symmetrically in the longitudinal direction of the vehicle. That is, they are arranged in line symmetry with respect to a vehicle width direction line at the center of the vehicle in the front-rear direction of the wheel base. As a result, the steering angle and the driving force and the driving direction of the front and rear wheels (four wheels) can be operated respectively, and the movement of the vehicle 1 with a higher degree of freedom can be realized. Furthermore, productivity and maintainability can be improved by sharing parts.
また、左右の後ラックピニオンギアボックス24a,24bや、左右の後輪駆動用モーター22a,22bは、左右対称に配置されている。左右の前ラックピニオンギアボックスや、左右の前輪駆動用モーターも同様に配置されている。   The left and right rear rack and pinion gear boxes 24a and 24b and the left and right rear wheel drive motors 22a and 22b are disposed symmetrically in the left-right direction. The left and right front rack and pinion gear boxes and the left and right front wheel drive motors are similarly arranged.
本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。   The description of the present embodiment is an example for describing the present invention, and does not limit the invention described in the claims. Moreover, each part structure of this invention can be variously deformed within the technical range as described in not only the said embodiment but the claim.
例えば、上記実施形態では、四輪駆動車両について説明しているが、これに限らず、二輪駆動車両でもよい。   For example, although the four-wheel drive vehicle is described in the above embodiment, the invention is not limited to this, and a two-wheel drive vehicle may be used.
また、図7に示すように、1つの後ラックピニオンギアボックス24で、左右の後輪4a,4bを操舵するように構成してもよい。この場合、後ラックピニオンギアボックス24には、1つのステアリング駆動用モーター25を取り付ければよい。また、上記実施形態では、左右の車輪にそれぞれ駆動用モーターが設けられているが、これに限らない。左右の車輪を共通の駆動用モーターで駆動してもよい。   Further, as shown in FIG. 7, one rear rack and pinion gear box 24 may be configured to steer the left and right rear wheels 4a and 4b. In this case, one steering drive motor 25 may be attached to the rear rack and pinion gear box 24. Moreover, in the said embodiment, although the motor for a drive is each provided in the wheel on either side, it does not restrict to this. The left and right wheels may be driven by a common drive motor.
1 車両
3a 左前輪
3b 右前輪
4a 左後輪
4b 右後輪
6 リンクアーム
6a リンクアームの取付部
7 ラテラルロッド
7a ラテラルロッド取付部
8 ナックルアーム
9 ナックル
12a 左後車軸
12b 右後車軸
13 前アクスルハウジング
13A 前ハウジング中央部
13B 前ハウジング側部
14 後アクスルハウジング
14A 後ハウジング中央部
14B 後ハウジング側部
21 モーターフレーム
21a 固定部
22a 左後輪駆動用モーター
22b 右後輪駆動用モーター
24a 左後ラックピニオンギアボックス
24b 右後ラックピニオンギアボックス
25 ステアリング駆動用モーター
26 タイロッド
27 後サスペンション
28 ストラット
31,33 締結部
1 vehicle 3a left front wheel 3b right front wheel 4a left rear wheel 4b right rear wheel 6 link arm 6a link arm attachment portion 7 lateral rod 7a lateral rod attachment portion 8 knuckle arm 9 knuckle 12a left rear axle 12b right rear axle 13 front axle housing 13A front housing central portion 13B front housing side portion 14 rear axle housing 14A rear housing central portion 14B rear housing side portion 21 motor frame 21a fixed portion 22a left rear wheel drive motor 22b right rear wheel drive motor 24a left rear rack and pinion gear Box 24b Right rear rack and pinion gear box 25 Steering drive motor 26 Tie rods 27 Rear suspension 28 Struts 31, 33 Fastening part

Claims (8)

  1. 車両の左右両側に配置される車輪が連結可能な車軸と、前記車輪を駆動する車輪駆動用モーターと、前記車軸及び前記車輪駆動用モーターを収容するアクスルハウジングと、前記車輪を操舵するステアリング機構とを備えている電気自動車の車両下部構造において、
    前記車軸は、前記アクスルハウジング内における車幅方向側部に配置され、前記車輪駆動用モーターは、前記アクスルハウジング内における車幅方向中央部に配置されており、
    前記ステアリング機構の一部を構成するラックピニオンギアボックスは、前記アクスルハウジング内に収容され、前記ラックピニオンギアボックスは、前記車幅方向中央部に配置されていることを特徴とする電気自動車の車両下部構造。
    An axle to which wheels arranged on both left and right sides of the vehicle can be connected, a wheel drive motor for driving the wheels, an axle housing accommodating the axle and the wheel drive motor, and a steering mechanism for steering the wheels In the vehicle substructure of an electric vehicle provided with
    The axle is disposed on the lateral side in the axle housing, and the wheel drive motor is disposed on the lateral center in the axle housing.
    A rack and pinion gear box constituting a part of the steering mechanism is accommodated in the axle housing, and the rack and pinion gear box is disposed at a central portion in the vehicle width direction. Substructure.
  2. 前記アクスルハウジング内における車幅方向中央部には、上面視で前記車輪駆動用モーターの周囲を取り囲んで前記車輪駆動用モーターを固定するモーターフレームが設けられており、
    前記モーターフレームには、前記ラックピニオンギアボックスが取り付けられる固定部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の車両下部構造。
    A motor frame is provided at a central portion in the vehicle width direction in the axle housing, surrounding the periphery of the wheel drive motor in a top view and fixing the wheel drive motor.
    The vehicle lower structure of an electric vehicle according to claim 1, wherein the motor frame is provided with a fixing portion to which the rack and pinion gear box is attached.
  3. 前記モーターフレームは、前記車輪駆動用モーターの下面と、前記アクスルハウジング内の底面との間に配置された補助フレームを有していることを特徴とする請求項2に記載の電気自動車の車両下部構造。   The vehicle lower portion of an electric vehicle according to claim 2, wherein the motor frame has an auxiliary frame disposed between the lower surface of the wheel drive motor and the bottom surface in the axle housing. Construction.
  4. 前記アクスルハウジングは、車両前部及び車両後部に配置されており、
    車両前部に配置された前記アクスルハウジング内の前記モーターフレームの前記固定部は、前記モーターフレームの後部に配置され、
    車両後部に配置された前記アクスルハウジング内の前記モーターフレームの前記固定部は、前記モーターフレームの前部に配置されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電気自動車の車両下部構造。
    The axle housing is disposed at the front and rear of the vehicle,
    The fixed portion of the motor frame in the axle housing located at the front of the vehicle is located at the rear of the motor frame,
    The vehicle according to claim 2 or 3, wherein the fixed portion of the motor frame in the axle housing disposed at the rear of the vehicle is disposed at the front of the motor frame. Substructure.
  5. 前記アクスルハウジングの車幅方向中央部の下面は、前記車輪の中心よりも車両上方に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の電気自動車の車両下部構造。   The vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a lower surface of a central portion in a vehicle width direction of the axle housing is disposed above the center of the wheel. Substructure.
  6. 前記ステアリング機構は、車幅方向左側の前記車輪を操舵する左側ラックピニオンギアボックスと、車幅方向右側の前記車輪を操舵する右側ラックピニオンギアボックスとを有し、
    前記左側ラックピニオンギアボックス及び前記右側ラックピニオンギアボックスのそれぞれには、ステアリング駆動用モーターが設けられ、
    前記ステアリング駆動用モーターは、車両室内から送信される電気信号によって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の電気自動車の車両下部構造。
    The steering mechanism has a left rack and pinion gear box for steering the wheel on the left side in the vehicle width direction, and a right rack and pinion gear box for steering the wheel on the right side in the vehicle width direction.
    A steering drive motor is provided to each of the left rack and pinion gear box and the right rack and pinion gear box.
    The lower portion of a vehicle of an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the steering drive motor is driven by an electric signal transmitted from a vehicle cabin. Construction.
  7. 車幅方向左側の左側車輪及び車幅方向右側の右側車輪のそれぞれに前記車輪駆動用モーターが設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電気自動車の車両下部構造。   The electric vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the wheel drive motor is provided on each of the left wheel on the left side in the vehicle width direction and the right wheel on the right side in the vehicle width direction. Vehicle substructure.
  8. 車両前側の前側車輪に対応する前記アクスルハウジング内に配置された前記車輪駆動用モーター及び前記ラックピニオンギアボックスと、車両後側の後側車輪に対応する前記アクスルハウジング内に配置された前記車輪駆動用モーター及び前記ラックピニオンギアボックスは、前後対称に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項の車両下部構造。   The wheel drive motor and the rack and pinion gear box disposed in the axle housing corresponding to the front wheels on the front side of the vehicle, and the wheel drive disposed in the axle housing corresponding to the rear wheels on the rear side of the vehicle The vehicle lower structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the motor and the rack and pinion gear box are disposed symmetrically in the front-rear direction.
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