JP5578013B2

JP5578013B2 - 電動車両のモータ搭載構造

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Publication number: JP5578013B2
Application number: JP2010233642A
Authority: JP
Inventors: 英夫國木; 敏則坂本; 知生田口; 広道河村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: JP2012086630A

Description

本発明は、走行用の駆動源として車両に搭載され、電力の供給を受けて作動する電動モータと、当該電動モータの駆動力を伝達する伝達機構と、上記電動モータから上記伝達機構を介して入力される駆動力を左右の車輪に伝達する差動機構と、当該差動機構と上記左右の車輪とを連結する一対のドライブシャフトとを備えた電動車両のモータ搭載構造に関する。

近年、より厳しさを増すエネルギー事情を背景にして、例えば電気自動車や燃料電池車といった、電力を利用して走行する車両（電動車両）に関する研究・開発がさかんに行われている。

例えば、下記特許文献１では、電動モータを駆動源とした電動車両において、電動モータやこれに付随する部品をどのように取り付けるかという点に着目した提案がなされている。具体的に、同文献では、電動モータをモータマウントを介して前輪用のサスペンションメンバに取り付けた上で、さらに、この電動モータの前方斜め上方に空気コンプレッサを取り付けるようにしている。

特開２００４−１６１２６０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される構成では、車両の走行性能（安定性や旋回性）が損なわれるおそれがあった。すなわち、車両の走行性能を考慮すれば、重量の大きい部品はできるだけ車両の中心寄りに配設することが望ましいが、上記特許文献１では、電動モータのさらに前方に空気コンプレッサが取り付けられるため、車両の前端に近い位置に重量物が存在することによるヨー慣性モーメントの増大に起因して、車両の旋回性能が悪化するとともに、ピッチング等（段差を乗り越えたとき等に車両の前部が上下に揺れる現象）が起き易くなる等の問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、走行性能を考慮した適正な位置に電動モータを搭載することが可能な電動車両のモータ搭載構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本願の第１の発明は、走行用の駆動源として車両に搭載され、電力の供給を受けて作動する電動モータと、当該電動モータの駆動力を伝達する伝達機構と、上記電動モータから上記伝達機構を介して入力される駆動力を左右の車輪に伝達する差動機構と、当該差動機構と上記左右の車輪とを連結する一対のドライブシャフトとを備えた電動車両のモータ搭載構造であって、車室の前壁を構成するダッシュパネルと、上記ダッシュパネルに沿って車幅方向に延びるように配設されたダッシュクロスメンバと、フロントサスペンション用の部品として車幅方向に延びるように配設されたフロントサスクロスメンバと、車両の左右両側部において前後方向に延びるとともに上記ダッシュパネルよりも前方に配設された一対のフロントサイドフレームと、上記一対のフロントサイドフレームと上記電動モータとを連結する連結部材とをさらに備え、上記差動機構が車幅方向中央部に位置するように上記一対のドライブシャフトの長さが設定され、上記電動モータは、上記差動機構の上側に当該差動機構と平面視で重なるように配設されるとともに、車両の前後方向に延びる出力軸を有し、上記伝達機構は、上記電動モータの出力軸の駆動力を上記差動機構に伝達可能なように当該電動モータおよび差動機構の前側または後側に配設されており、上記電動モータは、車両の前部に配設されるとともに、上記フロントサイドフレーム、ダッシュクロスメンバ、およびフロントサスクロスメンバにそれぞれ連結されていることを特徴とするものである（請求項１）。

上記第１の発明によれば、出力軸が車両の前後方向を向く縦置きの姿勢で電動モータを配置するとともに、その出力軸の駆動力が伝達機構および差動機構に伝達されるように、電動モータの前側または後側に伝達機構を配置し、さらに、電動モータの下側に差動機構を重ねて配置したため、一対のドライブシャフトの間に取り付けられる差動機構の位置を車幅方向中央部に設定することにより（つまり一対のドライブシャフトの長さを略等しく設定することにより）、上記電動モータ、伝達機構、および差動機構を、全て車幅方向中央部でかつドライブシャフトと略同じ前後位置に配設することができる。

このため、上記電動モータ、伝達機構、および差動機構からなる比較的重量の大きい部品群が左右のいずれかに片寄って配置されることがなく、車両の左右の重量バランスを良好に維持できるとともに、一対のドライブシャフトと略同じ前後位置に上記部品群を配置することにより、ヨー慣性モーメントを低減でき、車両の旋回性能が悪化するのを効果的に防止することができる。

また、一対のフロントサイドフレームと電動モータとが連結部材によって連結されているため、電動モータの取付剛性が向上し、電動モータをより安定的に車両に搭載することができる。また、電動モータの駆動時の振動が、連結部材やフロントサイドフレームを介して車体の各部に分散して伝達され、その過程で振動エネルギーが吸収されるため、電動モータの振動が車室まで伝達されるのを効果的に防止でき、乗り心地の向上を図ることができる。

さらに、上記電動モータが、フロントサイドフレーム、ダッシュクロスメンバ、およびフロントサスクロスメンバにそれぞれ連結されているので、電動モータの取付剛性をより一層向上させることができるとともに、電動モータから車室に伝わる振動をより一層低減することができる。

本願の第２の発明は、走行用の駆動源として車両に搭載され、電力の供給を受けて作動する電動モータと、当該電動モータの駆動力を伝達する伝達機構と、上記電動モータから上記伝達機構を介して入力される駆動力を左右の車輪に伝達する差動機構と、当該差動機構と上記左右の車輪とを連結する一対のドライブシャフトとを備えた電動車両のモータ搭載構造であって、上記差動機構が車幅方向中央部に位置するように上記一対のドライブシャフトの長さが設定され、上記電動モータは、上記差動機構の上側に当該差動機構と平面視で重なるように配設されるとともに、車両の前後方向に延びる出力軸を有し、上記伝達機構は、上記電動モータの出力軸の駆動力を上記差動機構に伝達可能なように当該電動モータおよび差動機構の前側または後側に配設されており、上記電動モータが車両の後部に配設されているとともに、当該電動モータよりも低い位置に、リヤサスペンション用のトーションビームが車幅方向に延びるように配設されていることを特徴とするものである（請求項２）。

上記第２の発明によれば、電動モータ、伝達機構、および差動機構が、全て車幅方向中央部でかつドライブシャフトと略同じ前後位置に配設されるので、車両の左右の重量バランスを良好に維持できるとともに、ヨー慣性モーメントを低減でき、車両の旋回性能が悪化するのを効果的に防止することができる。

また、電動モータが車両の後部に配設されているとともに、当該電動モータよりも低い位置にリヤサスペンション用のトーションビームが配設されているので、車両の走行に伴ってトーションビームが上下動しても、このトーションビームが電動モータと干渉するのを防止することができる。

上記第２の発明のモータ搭載構造は、好ましくは、車両の左右両側部において前後方向に延びる一対のサイドフレームと、上記一対のサイドフレームと上記電動モータとを連結する連結部材とをさらに備える（請求項３）。

この構成によれば、電動モータの取付剛性が向上し、電動モータをより安定的に車両に搭載することができる。また、電動モータの駆動時の振動が、連結部材やサイドフレームを介して車体の各部に分散して伝達され、その過程で振動エネルギーが吸収されるため、電動モータの振動が車室まで伝達されるのを効果的に防止でき、乗り心地の向上を図ることができる。

上記第１の発明において、好ましくは、上記差動機構の後方でかつ上記電動モータよりも低い位置に、ステアリング装置のタイロッドが車幅方向に延びるように配設されている（請求項４）。

この構成によれば、仮に電動車両の要求仕様等に応じて電動モータを大型化する必要が生じた場合でも、タイロッドの位置を変更することなく、電動モータとステアリング装置との干渉を確実に防止することができる。

上記第１または第２の発明において、好ましくは、上記電動モータとは別に、これと横並びに配置された付加電動モータが車両に搭載され、上記伝達機構は、上記２つの電動モータの各出力軸と連結される一対の入力部と、当該一対の入力部と上記差動機構の入力軸とを連動連結する出力部とを有している（請求項５）。

この構成によれば、２つの電動モータのいずれかもしくは両方を選択的に作動させ、その駆動力を入出力部を介して差動機構に伝達することにより、車両の走行状態等に応じて出力特性を多様に変化させることができる。この場合、２つの電動モータが存在することで、電動モータを含む部品群の重量はより増大することになるが、車幅方向中央部でかつドライブシャフトと略同じ前後位置に上記電動モータ等が配置されているため、車両の走行性能に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。

上記第１または第２の発明において、好ましくは、上記電動モータの出力軸が上記伝達機構だけでなく車両用の補機にも連結されている（請求項６）。

この構成によれば、電動モータの駆動力を利用して車両用の補機をも駆動することができるので、補機専用のモータを別個に設ける必要がなく、部品コストの削減等を図ることができる。

以上説明したように、本発明の電動車両のモータ搭載構造によれば、走行性能を考慮した適正な位置に電動モータを搭載することができる。

本発明の第１実施形態にかかるモータ搭載構造が適用された電動車両の平面図である。上記電動車両の側面図である。上記電動車両の前部を拡大して示す側面断面図である。上記電動車両に搭載される電動モータ、伝達機構、および差動機構を示す斜視図である。上記電動モータ、伝達機構、および差動機構の分解斜視図である。上記伝達機構の内部構造を示す断面図である。上記電動モータ、伝達機構、および差動機構の車体への取付構造を説明するための分解斜視図である。本発明の第２実施形態を説明するための図である。本発明の第３実施形態を説明するための図である。本発明の第４実施形態を説明するための図である。

＜実施形態１＞
図１および図２は、本発明の第１実施形態にかかる電動車両のモータ搭載構造を示す図である。これらの図に示すように、当実施形態の電動車両Ｃは、外部（例えば家庭用電源）から供給された電力をバッテリ７に充電し、このバッテリ７の電力により電動モータ１を作動させて駆動輪を駆動する電池式電気自動車である。なお、図１および図２では、電動モータ１を車室ＣＲよりも前方に搭載し、この電動モータ１により前輪Ｆ，Ｆを駆動する例を例示している。

上記電動車両Ｃは、上記電動モータ１およびバッテリ７以外に、電動モータ１の下面に
取り付けられた差動機構３と、電動モータ１と差動機構３とを連動連結する伝達機構２と、差動機構３と左右の前輪Ｆとを互いに連結する一対のドライブシャフト４とを備えている。

上記電動モータ１とバッテリ７とは、図外の電力供給回路を介して電気的に接続されており、電動モータ１は、バッテリ７から供給される電力により駆動される。そして、電動モータ１の駆動力が、伝達機構２、差動機構３、およびドライブシャフト４を介して左右の前輪Ｆに伝達されることにより、各前輪Ｆが回転して電動車両Ｃが駆動されるようになっている。

上記電動モータ１の近傍には、上記電力供給回路の一部として、電力を交流から直流、または直流から交流に変換するインバータ５（図２）が設けられている。すなわち、バッテリ７の充電電力を電動モータ１に供給する際には、バッテリ７からの直流電力がインバータ５で交流電力に変換されてから電動モータ１に供給される一方、電動モータ１で発電された回生電力をバッテリ７に充電する際には、電動モータ１からの交流電力がインバータ５で直流電力に変換されてからバッテリ７に供給される。

なお、詳しい図示は省略するが、インバータ５は、後述する一対のフロントサイドフレーム１４どうしを連結する部材６７（図３）の上に固定されている。

上記バッテリ７は、車体のフロアパネルに沿って設けられたバッテリ支持フレーム１１に搭載されている。バッテリ支持フレーム１１は、車両の前後方向の延びる前側フレーム１１ａと、前側フレーム１１ａの後端部と連続し、車幅方向に延びる後側フレーム１１ｂとを有している。より具体的に、前側フレーム１１ａは、フロアパネルの車幅方向中央部を上方に隆起させたフロアトンネル７１（図２）と対向するように設けられ、後側フレーム１１ｂは、車室後部のフロアキックアップ部７２（後述する後席シート７５の支持部）と対向するように設けられている。そして、前側フレーム１１ａとフロアトンネル７１との間の空間、および、後側フレーム１１ｂとフロアキックアップ部７２との間の空間をそれぞれ埋めるように、バッテリ７が並べて配置されている。

このように、電動車両Ｃは、電動モータ１を駆動源とする点や、電動モータ１用の電力を充電するバッテリ７が車体の各所に設けられるという点で、内燃機関を動力源とする従来の自動車と異なるが、車体の基本的なフレーム構造は、従来の自動車と同様である。

すなわち、電動車両Ｃは、車室ＣＲの前壁を構成するダッシュパネル１３と、ダッシュパネル１３よりも前方のスペース（モータルーム）内に設けられ、その左右両側部において車両の前後方向に延びるように配設された一対のフロントサイドフレーム１４と、各フロントサイドフレーム１４の前端部どうしを連結するように車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント１５と、各フロントサイドフレーム１４の後端部と連続し、フロアパネルの底面に沿って前後方向に延びるように配設された一対のフロアフレーム１６と、各フロントサイドフレーム１４の後端部と連続し、フロアパネルの左右両端部に沿って前後方向に延びるように配設された一対のサイドシル１７と、各サイドシル１１の後端部と連続し、車体後部の左右両側部において前後方向に延びるように配設された一対のリヤサイドフレーム１８とを備えている。また、上記ダッシュパネル１３の前面（車室ＣＲと反対側の面）には、車幅方向に延びる断面ハット状のダッシュクロスメンバ１９（図３）が取り付けられている。なお、図１では、フロアパネル（７１，７２）およびダッシュパネル１３を省略して図示している。

上記フロアパネル上には運転席シート７４および後席シート７５が前後に並べて配設されており、運転席シート７４の前方には、ステアリング装置３０が設けられている。

上記ステアリング装置３０は、ステアリングハンドル３１、ステアリングシャフト３２、およびタイロッド３３を有している。ステアリングシャフト３２とタイロッド３３とは図外のステアリングジョイント等を介して連結されており、ステアリングシャフト３２の回転運動がタイロッド３３の車幅方向の変位に変換され、これに応じて左右の前輪Ｆの角度が調整されるようになっている。

上記タイロッド３３は、上記差動機構３の後方で、かつ電動モータ１よりも低い位置に配設されている。

上記電動車両Ｃの前部および後部には、前輪Ｆ用のフロントサスペンション２０と、後輪Ｒ用のリヤサスペンション２５が設けられている。

上記フロントサスペンション２０は、いわゆるストラット式のサスペンション装置であり、左右の前輪Ｆに一端部が連結される一対のコントロールアーム（ロアコントロールアーム）２１と、車幅方向に延びるように配設され、両端部が一対のフロントサイドフレーム１４の下面に連結されたフロントサスクロスメンバ２２とを有しており、上記各コントロールアーム２１の他端部がフロントサスクロスメンバ２２にそれぞれ連結されている。

リヤサスペンション２５は、いわゆるトーションビーム式のサスペンション装置であり、左右の後輪Ｒに一端部が連結される一対のトレーリングアーム２６と、車幅方向に延びて各トレーリングアーム２６どうしを連結するトーションビーム２７とを有している。

次に、図３〜図７を用いて、上記電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３の具体的構成について説明する。

上記電動モータ１は、例えば３相の交流同期モータ等からなり、内部の電機子コイル等を覆うケーシング４１と、ケーシング４１から車両前方に突出する出力軸４２とを有している。ケーシング４１は、その下端部の左右両側辺部に沿って突設されたフランジ部４３を有するとともに、複数の取付片４４ａ，４４ｂ，４４ｃを各所に有している。各取付片４４ａ，４４ｂ，４４ｃおよびフランジ部４３には、ボルトを取り付けるための１つまたは複数の締結孔がそれぞれ設けられている。

上記伝達機構２は、特に図６に示すように、ケーシング４６と、その内部に配設された入力ギア４７および出力ギア４８と、各ギアの軸部４７ａ，４８ａを回転可能に支持する複数の軸受４９を有している。

上記入力ギア４７および出力ギア４８は、外径の異なる平歯車からなり、互いに噛み合った状態で対向配置されている。上記入力ギア４７の軸部４７ａには、上記電動モータ１の出力軸４２と嵌合可能な嵌合孔５０が設けられている。また、上記出力ギア４８の軸部４８ａの先端には、この軸部４８ａをケーシング４６の外側まで延長するように延びる出力軸５１が設けられている。

そして、上記電動モータ１の出力軸４２の駆動力が上記嵌合孔５０を介して入力ギア４７に入力されると、その入力された駆動力は、入力ギア４７と出力ギア４８のギア比に応じた減速比で減速された上で、出力ギア４８の出力軸５１へと伝達される。

上記伝達機構２のケーシング４６は、複数の取付片５３ａ，５３ｂを有しており、各取付片５３ａ，５３ｂには、ボルトを取り付けるための締結孔が設けられている。また、上記ケーシング４６の下部には、２つの締結孔５３ｃが設けられている。

上記差動機構３は、リングギアやサイドギア等からなるギア機構５４と、これを覆うケーシング５５とを有している。ギア機構５４の入力側には、図６に示すように、上記伝達機構２の出力軸５１が嵌合する嵌合孔５７が設けられており、上記出力軸５１の駆動力が嵌合孔５７を介して上記ギア機構５４に入力されるようになっている。そして、出力軸５１からギア機構５４に入力された駆動力は、所定の伝達経路を経て左右のドライブシャフト４に分配される。

上記差動機構３のケーシング５５は、その上端部の左右両側辺部に沿って突設されたフランジ部５８と、複数の取付片５９ａ，５９ｂとを有している。各取付片５９ａ，５９ｂには、ボルトを取り付けるための締結孔がそれぞれ設けられている。また、上記ケーシング５５の下部には、２つの締結孔５９ｃ（図５）が設けられている。

以上のような電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３は、互いに固定されて一体化される。具体的には、特に図５に示すように、電動モータ１の取付片４４ａと伝達機構２の取付片５３ａとが面合わせされた状態で各取付片の締結孔に共通のボルトが取り付けられるとともに、電動モータ１のフランジ部４３と差動機構３のフランジ部５８とが面合わせされた状態で各フランジ部の締結孔に共通のボルトが取り付けられ、さらに、伝達機構２の締結孔５３ｃと差動機構３の締結孔５９ｃとに共通のボルトが取り付けられることにより、電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３が互いに固定される。

またこのとき、電動モータ１の出力軸４２が伝達機構２の嵌合孔５０に嵌合されるとともに、伝達機構２の出力軸５１が差動機構３の嵌合孔５７に嵌合される（図６）。これにより、バッテリ７から電力の供給を受けて電動モータ１が作動し、電動モータ１の出力軸４２が回転したときに、この出力軸４２の駆動力が、伝達機構２内のギア４７，４８、および差動機構３内のギア機構５４を介して左右のドライブシャフト４および前輪Ｆに伝達され、電動車両Ｃが駆動されるようになっている。

上記電動モータ１は、図３および図６等に示すように、その出力軸４２が車両の前後方向に一致するような姿勢（より具体的には出力軸４２の先端が車両の前方を向く姿勢）で取り付けられる。また、伝達機構２は、上記電動モータ１の出力軸４２と連結可能なように、電動モータ１の前側に配置され、差動機構３は、上記伝達機構２の出力軸５１と連結可能なように、伝達機構２の後側でかつ電動モータ１の下側に配置される。

上記のように電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３が固定されることにより、電動モータ１は、差動機構３の真上、つまり差動機構３の上側でこれと平面視で重なる位置に配置されるとともに、伝達機構２は、電動モータ１および差動機構３の前側に配置されることになる。

以上のようにして一体化された電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３は、後述する連結部材６１，６５を介して車体に取り付けられる。なお、以下では、これら一体化された電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３を指す場合に、まとめてモータユニットＵという場合がある。

上記モータユニットＵは、図１に示すように、車幅方向の中央部に配置される。すなわち、左右のドライブシャフト４の長さが略等しく設定されることにより、左右のドライブシャフト４の間にある差動機構３が、車幅方向中央部に配置される。また、その結果として、差動機構３の真上に取り付けられる電動モータ１や、電動モータ１および差動機構３の前側に取り付けられる伝達機構２も、車幅方向の中央部に配置されることになる。

図１、図３、図７を用いて、上記モータユニットＵの車体への取付構造について詳しく説明する。モータユニットＵは、第１連結部材６１（本発明にかかる連結部材に相当）を介して左右のフロントサイドフレーム１４に連結されるとともに、第２連結部材６５を介してダッシュクロスメンバ１９およびフロントサスクロスメンバ２２に連結される。

上記第１連結部材６１は、車幅方向に延びる本体部６２と、本体部６２の車幅方向外端部に一体に取り付けられたフランジ部６３とを有している。このような第１連結部材６１は、上記モータユニットＵの前部の左右両側に１つずつ用意され、モータユニットＵと左右一対のフロントサイドフレーム１４とをそれぞれ連結するように取り付けられる。

具体的に、各連結部材６１の本体部６２には、電動モータ１の取付片４４ｂ、伝達機構２の取付片５３ｂ、および差動機構３の取付片５９ａにそれぞれ対応する３つの締結孔６２ａが設けられている。また、第１連結部材６１のフランジ部６３には、フロントサイドフレーム１４の取付部（同フレーム１４の上面に設けられた図外の締結孔）に対応する締結孔６３ａが設けられている。

そして、上記本体部６２の締結孔６２ａと、上記取付片４４ｂ，５３ｂ，５９ａの各締結孔とに共通のボルトが取り付けられることにより、上記本体部６２がモータユニットＵの前部に固定されるとともに、上記フランジ部６３の締結孔６３ａとフロントサイドフレーム１４とに共通のボルトが取り付けられることにより、上記フランジ部６３がフロントサイドフレーム１４に固定される。このように、第１連結部材６１の一端部（本体部６２）がモータユニットＵに固定され、かつ他端部（フランジ部６３）がフロントサイドフレーム１４に固定されることにより、モータユニットＵが第１連結部材６１を介してフロントサイドフレーム１４に連結される。

上記第２連結部材６５は、側面視で逆Ｌ字状のプレート材からなり、その各部に４つの締結孔６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄを有している。このような第２連結部材６５は、上記モータユニットＵの後部の左右両側に１つずつ用意され、モータユニットＵとダッシュクロスメンバ１９、およびモータユニットＵとフロントサスクロスメンバ２２とをそれぞれ連結するように取り付けられる。

すなわち、上記各連結部材６５の締結孔６５ａは、電動モータ１の取付片４４ｃに対応し、締結孔６５ｂは、差動機構３の取付片５９ｂに対応している。また、締結孔６５ｃは、ダッシュクロスメンバ１９に取り付けられた取付片１９ａ（図３）に対応し、締結孔６５ｄは、フロントサスクロスメンバ２２に取り付けられた取付片２２ａに対応している。

そして、上記締結孔６５ａと上記取付片４４ｃの締結孔とに共通のボルトが取り付けられるとともに、上記締結孔６５ｂと上記取付片５９ｂの締結孔とに共通のボルトが取り付けられることにより、第２連結部材６５がモータユニットＵの後部に固定される。また、上記締結孔６５ｃと上記取付片１９ａの締結孔とに共通のボルトが取り付けられることにより、第２連結部材６５がダッシュクロスメンバ１９に固定される。さらに、上記締結孔６５ｄと上記取付片２２ａの締結孔とに共通のボルトが取り付けられることにより、第２連結部材６５がフロントサスクロスメンバ２２に固定される。このように、第２連結部材６５の各部がモータユニットＵ、ダッシュクロスメンバ１９、フロントサスクロスメンバ２２にそれぞれ固定されることにより、モータユニットＵが第２連結部材６１を介してダッシュクロスメンバ１９およびフロントサスクロスメンバ２２に連結される。

以上説明したように、当実施形態（第１実施形態）の電動車両Ｃは、電力の供給を受けて作動する電動モータ１と、電動モータ１の駆動力を伝達する伝達機構２と、電動モータ１から伝達機構２を介して入力される駆動力を左右の前輪Ｆに伝達する差動機構３と、差
動機構３と左右の前輪Ｆとを連結する一対のドライブシャフト４とを備える。そして、上記差動機構３が車幅方向中央部に位置するように一対のドライブシャフト４の長さが設定されるとともに、上記差動機構２の上側でかつこれと平面視で重なる位置に、出力軸４２が車両の前方を向く姿勢で上記電動モータ１が配設され、かつ、上記出力軸４２の駆動力を差動機構２に伝達可能なように当該電動モータ１および差動機構２の前側に上記伝達機構２が配設されている。このような構成によれば、車両の走行性能を考慮した適正な位置に電動モータ１を搭載できるという利点がある。

すなわち、上記第１実施形態では、出力軸４２が車両前方を向く縦置きの姿勢で電動モータ１を配置するとともに、その出力軸４２の駆動力が伝達機構２および差動機構３に伝達されるように、電動モータ１の前側に伝達機構２を配置し、さらに、電動モータ１の下側に差動機構３を重ねて配置したため、一対のドライブシャフト４の間に取り付けられる差動機構３の位置を車幅方向中央部に設定することにより（つまり一対のドライブシャフト４の長さを略等しく設定することにより）、上記電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３を、全て車幅方向中央部でかつドライブシャフト４と略同じ前後位置に配設することができる。

このため、上記電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３からなる比較的重量の大きい部品群（モータユニットＵ）が左右のいずれかに片寄って配置されることがなく、車両の左右の重量バランスを良好に維持できるとともに、一対のドライブシャフト４と略同じ前後位置に上記部品群（モータユニットＵ）を配置することにより、ヨー慣性モーメントを低減でき、車両の旋回性能が悪化するのを効果的に防止することができる。

また、一対のドライブシャフト４の間の差動機構２の上側に電動モータ１が配置されるため、電動モータ１の設置高さが比較的高くなり、車両の水没時に電動モータ１がショートする危険性を効果的に低減することができる。

また、上記第１実施形態では、電動モータ１と、その左右に存在する一対のフロントサイドフレーム１４とが、第１連結部材６１を介して互いに連結されているため、電動モータ１の取付剛性が向上し、電動モータ１をより安定的に車両に搭載することができる。また、電動モータ１の駆動時の振動が、第１連結部材６１やフロントサイドフレーム１４を介して車体の各部に分散して伝達され、その過程で振動エネルギーが吸収されるため、電動モータ１の振動が車室ＣＲまで伝達されるのを効果的に防止でき、乗り心地の向上を図ることができる。

さらに、上記第１実施形態では、電動モータ１が、第２連結部材６５を介してダッシュクロスメンバ１９およびフロントサスクロスメンバ２２にも連結されているため、電動モータ１の取付剛性をより一層向上させることができるとともに、電動モータ１から車室ＣＲに伝わる振動をより一層低減することができる。

また、上記第１実施形態では、差動機構３の後方でかつ上記電動モータ１よりも低い位置にステアリング装置３０のタイロッド３３が配設されているため、仮に電動車両Ｃの要求仕様等に応じて電動モータ１を大型化する必要が生じ、電動モータ１の後端部がよりダッシュパネル１３に近接するような配置関係になったとしても、タイロッド３３の位置を変更することなく、電動モータ１とステアリング装置３０との干渉を確実に防止することができる。

なお、上記第１実施形態では、電動モータ１を、その出力軸４２が車両の前方を向くような姿勢で配置するとともに、この電動モータ１の前側に伝達機構２を配置したが、電動モータ１の出力軸４２の向きは、車両の前後方向と一致する向きであればよく、必ずしも
前向きでなくてもよい。例えば、上記第１実施形態と異なり、電動モータ１の出力軸４２の向きを後向きに設定し、電動モータ１の後側に伝達機構２を配置してもよい。このことは、後述する他の実施形態でも同様である。

＜実施形態２＞
図８は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。本図に示すように、当実施形態におけるモータユニットＵは、電動モータ１と、これと横並びに配置された付加電動モータ１’と、これら２つの電動モータ１，１’の少なくとも一方の駆動力を伝達可能な伝達機構２と、電動モータ１または１’から伝達機構２を介して入力される駆動力を左右のドライブシャフト４に伝達する差動機構３とから構成される。

上記伝達機構２は、上記２つの電動モータ１，１’の各出力軸（図示省略）と連結される一対の入力ギア４７Ａ，４７Ｂ（本発明にかかる一対の入力部に相当）と、各入力ギア４７Ａ，４７Ｂと噛み合い状態で配置される出力ギア４８（本発明にかかる出力部に相当）とを有している。上記電動モータ１と入力ギア４７Ａとの連結部、および、付加電動モータ１’と入力ギア４７Ｂとの連結部には、それぞれ図外のクラッチが設けられており、当該クラッチのＯＮ／ＯＦＦに応じて、各電動モータ１，１’と入力ギア４７Ａ，４７Ｂとの間が断続されるようになっている。

車両の走行時には、上記クラッチの少なくとも一方がＯＮ状態とされることで、電動モータ１，１’の少なくとも一方の駆動力が入力ギア４７Ａまたは４７Ｂに入力され、この入力された駆動力が出力ギア４８を介して差動機構３に伝達されることになる。

以上のような第２実施形態の構成によれば、車両の走行状態等に応じて、出力特性を多様に変化させることができる。

例えば、電動モータ１および付加電動モータ１’を同一容量のモータで構成しながら、入力ギア４７Ａ，４７Ｂの歯数を異ならせることにより、電動モータ１の作動時と付加電動モータ１’の作動時とで、減速比を変化させることが可能である。すなわち、入力ギア４７Ａ、出力ギア４８を経由する伝達経路の減速比と、入力ギア４７Ｂ、出力ギア４８を経由する伝達経路の減速比とが異なることで、電動モータ１を作動させたときに得られる出力トルクと、付加電動モータ１’を作動させたときに得られる出力トルクとが異なるため、要求される出力トルクに応じて選択的に各電動モータ１，１’を作動させることにより、走行状態に応じた適正な出力トルクを得ることができる。なお、電動モータ１，１’の一方が作動している間、停止しているもう一方の電動モータについては、入力ギア（４７Ａまたは４７Ｂ）との間のクラッチがＯＦＦにされ、モータとギアとの連結が遮断される。

もちろん、上記と同様のことは、入力ギア４７Ａ，４７Ｂの歯数を同一としながら、電動モータ１および付加電動モータ１’の容量を異ならせることによっても、実現可能である。

また、通常時は電動モータ１のみを作動させておき、特に高い出力が要求されるときにのみ、電動モータ１に加えて付加電動モータ１’を作動させるようにしてもよい。

いずれにせよ、上記のように電動モータ１と付加電動モータ１’という２つのモータを車両に搭載することで、より幅広い出力特性を得ることが可能になる。この場合、２つのモータが存在することで、モータユニットＵの重量はより増大することになるが、車幅方向中央部でかつドライブシャフト４と略同じ前後位置にモータユニットＵが配置されているため、車両の走行性能に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。

＜実施形態３＞
図９は、本発明の第３実施形態を説明するための図である。この第３実施形態では、電動モータ１の出力軸４２の駆動力が、伝達機構２だけでなく、車両用の補機にも伝達されるようになっている。なお、車両用の補機としては、例えばエアコン用のコンプレッサや、冷却水用のポンプ等を挙げることができる。

具体機に、当実施形態では、電動モータ１の出力軸４２が、伝達機構２を突き抜けて外部に突出するように設けられ、その先端にギア８０が取り付けられている。そして、このギア８０と噛み合うギア８１に止着された軸を介して、車両用の補機に駆動力が伝達されるようになっている。なお、伝達機構２の入力ギア（図６の符号４７に相当）は、上記出力軸４２の途中部に止着されている。

以上のような第３実施形態の構成によれば、電動モータ１の駆動力を利用して車両用の補機をも駆動することができるので、補機専用のモータを別個に設ける必要がなく、部品コストの削減等を図ることができる。

＜実施形態４＞
上記第１実施形態では、電動モータ１、伝達機構２、および差動機構３からなるモータユニットＵを車両の前部に搭載し、電動モータ１の駆動力によって左右の前輪Ｆを駆動するようにしたが、例えばモータユニットＵを車両の後部に搭載して後輪Ｒを駆動してもよい。その場合の具体例を、第４実施形態として図１０に示す。

図１０に示す第４実施形態では、後輪Ｒ用の左右一対のドライブシャフト（図示省略）の間に差動機構３が配置されるとともに、この差動機構３の上側に重ねて電動モータ１が配置され、さらに、これら電動モータ１および差動機構３の後側に伝達機構２が配置されることでモータユニットＵが構成されており、このモータユニットＵの位置は、車幅方向中央部に設定されている。

上記モータユニットＵ（電動モータ１）は、その取付剛性を充分に確保するために、上記第１実施形態で示した第１連結部材６１と同様の連結部材を介して、左右一対のリヤサイドフレーム１８と連結されている。この場合、リヤサイドフレーム１８が、本発明にかかる「サイドフレーム」に相当する。

また、モータユニットＵが上記のような位置に配置されていることで、リヤサスペンション２５用のトーションビーム２７の高さは、電動モータ１の高さよりも低くなっている。これにより、車両の走行に伴ってトーションビーム２７が上下動しても、このトーションビーム２７が電動モータ１と干渉するのを防止することができる。

１電動モータ
１’ 付加電動モータ
２伝達機構
３差動機構
４ドライブシャフト
１３ダッシュパネル
１４フロントサイドフレーム
１８リヤサイドフレーム（サイドフレーム）
１９ダッシュクロスメンバ
２０フロントサスペンション
２２フロントサスクロスメンバ
２５リヤサスペンション
２７トーションビーム
３０ステアリング装置
３３タイロッド
４２（電動モータの）出力軸
４７Ａ，４７Ｂ入力ギア（一対の入力部）
４８出力ギア（出力部）
Ｃ電動車両
Ｆ前輪（車輪）
Ｒ後輪（車輪）

Claims

走行用の駆動源として車両に搭載され、電力の供給を受けて作動する電動モータと、当該電動モータの駆動力を伝達する伝達機構と、上記電動モータから上記伝達機構を介して入力される駆動力を左右の車輪に伝達する差動機構と、当該差動機構と上記左右の車輪とを連結する一対のドライブシャフトとを備えた電動車両のモータ搭載構造であって、
車室の前壁を構成するダッシュパネルと、
上記ダッシュパネルに沿って車幅方向に延びるように配設されたダッシュクロスメンバと、
フロントサスペンション用の部品として車幅方向に延びるように配設されたフロントサスクロスメンバと、
車両の左右両側部において前後方向に延びるとともに上記ダッシュパネルよりも前方に配設された一対のフロントサイドフレームと、
上記一対のフロントサイドフレームと上記電動モータとを連結する連結部材とをさらに備え、
上記差動機構が車幅方向中央部に位置するように上記一対のドライブシャフトの長さが設定され、
上記電動モータは、上記差動機構の上側に当該差動機構と平面視で重なるように配設されるとともに、車両の前後方向に延びる出力軸を有し、
上記伝達機構は、上記電動モータの出力軸の駆動力を上記差動機構に伝達可能なように当該電動モータおよび差動機構の前側または後側に配設されており、
上記電動モータは、車両の前部に配設されるとともに、上記フロントサイドフレーム、ダッシュクロスメンバ、およびフロントサスクロスメンバにそれぞれ連結されていることを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。
走行用の駆動源として車両に搭載され、電力の供給を受けて作動する電動モータと、当該電動モータの駆動力を伝達する伝達機構と、上記電動モータから上記伝達機構を介して入力される駆動力を左右の車輪に伝達する差動機構と、当該差動機構と上記左右の車輪とを連結する一対のドライブシャフトとを備えた電動車両のモータ搭載構造であって、
上記差動機構が車幅方向中央部に位置するように上記一対のドライブシャフトの長さが設定され、
上記電動モータは、上記差動機構の上側に当該差動機構と平面視で重なるように配設されるとともに、車両の前後方向に延びる出力軸を有し、
上記伝達機構は、上記電動モータの出力軸の駆動力を上記差動機構に伝達可能なように当該電動モータおよび差動機構の前側または後側に配設されており、
上記電動モータが車両の後部に配設されているとともに、当該電動モータよりも低い位置に、リヤサスペンション用のトーションビームが車幅方向に延びるように配設されていることを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。
請求項２記載の電動車両のモータ搭載構造において、
車両の左右両側部において前後方向に延びる一対のサイドフレームと、
上記一対のサイドフレームと上記電動モータとを連結する連結部材とをさらに備えたことを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。
請求項１記載の電動車両のモータ搭載構造において、
上記差動機構の後方でかつ上記電動モータよりも低い位置に、ステアリング装置のタイロッドが車幅方向に延びるように配設されていることを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両のモータ搭載構造において、
上記電動モータとは別に、これと横並びに配置された付加電動モータをさらに備え、
上記伝達機構は、上記２つの電動モータの各出力軸と連結される一対の入力部と、当該一対の入力部と上記差動機構の入力軸とを連動連結する出力部とを有していることを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両のモータ搭載構造において、
上記電動モータの出力軸が上記伝達機構だけでなく車両用の補機にも連結されていることを特徴とする電動車両のモータ搭載構造。