JPS63274305A

JPS63274305A - 電気自動車

Info

Publication number: JPS63274305A
Application number: JP62104716A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sakurai; 浩桜井; Masaro Ono; 昌朗小野; Atsushi Mamiya; 篤間宮
Original assignee: Tokyo R&D Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Tokyo R&D Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-11
Also published as: JPH0530123B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、個々の車輪自体がモータであり駆動輪である
。いわゆるダイレクトドライブ式の電動輪を前後左右に
配置して成る電気自動車に関するものである。

（従来の技術）近年では、一部の分野では、従来のガソリンを用いた内
燃機関に取って代わって、低公害、低騒音等の公共的メ
リット及び制御の容易性等のメリットから、車両に搭載
したバッテリの電力を動力源とし、モータを駆動源とし
た電気自動車が開発され、使用されつつある。

ところで、従来最新の電気自動車としては、駆動輪にモ
ータ及び減速機を組み込んだ第６図及び第７図に示すよ
うなホイールモータ方式のものが知られている。

このホイールモータ式の電気自動車には、これらの図に
示すように、モータ２がその回転軸が車軸と平行になる
ように電気自動車Ｅの内側に配設され、モータ２の動力
源であるバッテリ１が、図示するように、電気自動車Ｅ
の内す後方向に夫々伐盾しである。

また、モータ２の回転数を制御する制御装置４は、電気
自動車Ｅの中央部前方に設けられている。

この制御装置４には、運転者の意思に基づいた信号が、
たとえば、ステアリング、アクセルペダル、ブレーキペ
ダル等から入力され、これらの信号に基づいて、電気自
動車ヒの走行状態が制御される。

この信号の内、アクセルペダルから出力された信号は、
制御装置４によってモータ２の回転数を算出する基準信
号となり、制御装置４は、この信号に基づいて算出され
た回転数に近ずくようにバッテリ１からモータ２に流す
電流を制御する。そして、この制御された電流によって
発生した動力は、減速機３を介してタイヤ５に伝達され
、電気自動車Ｅを駆動する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の電気自動車にあっては
、バッテリ１が、その重量配分を考慮して電気自動車Ｅ
の前後に分散配置されてはいるものの、制御装置４が電
気自動車Ｅの略中央部にあり（この制御装置４の位置は
、運転者の操作信号を入力することの容易性やスペース
的な面を考慮すると、必然的にこの位置に決定されてし
まう。）また、モータ２が後輪に取付けられているので
、必然的に動力線（バッテリ１から制御装置４及び制御
装Ｍ４からモータ２に至る線）の引回し距離が長くなら
ざるをえず、これに伴って配線重量が重くなる。

このために、この動力線における電圧降下及び配電損失
電力の発生、また、この電圧降下及び配線重量に起因す
る加速性能の低下、さらには、この配電損失電力の発生
、配線重量増加に起因する一充電走行距離の低下等、種
々の付帯的な不具合が発生することになる。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために成
されたものであり、その目的は、個々の車輪自体がモー
タとなっている電動輪を前後左右に配置することによっ
て、バッテリ及び制御装置の配設位置を自由に選択でき
るスペースを確保し、当該電動輪に対するバッテリと制
御装置との位置を、動力線の引き回し距離が必要最低限
となるような位置に選択することによって、配電損失及
び配線重量の低減を図ることにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するための本発明は、タイヤが装着され
るホイールにロニタを取付けると共に前記ホイールを支
持する車軸に前記ロータとの共働により前記ホイールを
回転駆動するステータを取付けて形成される電動輪を車
体の前後左右に配置し、前記電動輪の近傍に前記電動輪
に電力を供給するバッテリ及び前記電動輪の制ａｌｌ装
置を配置して当該バッテリ、当該制御装置及び前記電動
輪を夫々接続する動力線の所要距離を最短としたことを
特徴とするものである。

（作用）このように構成すると、車輪自体がモータであり、かつ
駆動輪である。いわゆるダイレクトドライブとなるので
、電気自動車の中央部には有効なスペースが確保できる
。このために、電動輪と制御装置とを隣接して配置する
ことが可能になり、かつ、前記制御装置とバッテリも極
めて近い位置に配置することができるので、電動輪、バ
ッテリ及び制御装置相互間を接続する動力線の所要距離
は最低限に抑えることができることになる。

従って、動力線の必要量が従来に比較して減少し、所要
電線の重量が軽減でき、結果として、電気自動車の配電
損失電力及び配線重量に起因する加速性能の低下並びに
−充電走行距離の低下等が抑制されるので、電気自動車
としての総合効率を向上させることができる。

（実施例〉以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る電気自動車の断面概略図を示し
、第２図は、第１図に示す電動輪の要部拡大断面図を示
す。

第１図では、右方側の電動輪部分を概略的に示し、左方
側の電動輪部分はスケルトン的に示している。この図に
おいて、電気自動車Ｅは、車体１０の前後左右に４つの
電動輪２０．２０・・・を有しており、この各電動輪２
０はタイＡ７５が外周に装着されたホイール１１の外部
側方にモータ２を取付け、ダイレクトドライブ式とした
ものであり、この各電動輪２０は中空のナックル１２を
支持するナスペンション１３を介して前記車体１０に上
下動可能に、また舵角を調節し得るように取付けられて
いる。

この各電動輪２０は、第２図に示すように中空のナック
ル１２にボルト１４により中空ハブ１５を同軸的に締付
は固定し、この中空ハブ１５に前記ホイール１１を軸受
１６を介して回転可能に取付けている。この中空ハブ１
５はモータ２の回転軸と車軸とを兼用するもので、これ
により軸部分の構造が簡素化されることになる。

このホイール１１の外周には、車輪２５が取付けられて
いるが、この車輪２５は、前記ホイール１１の外周に、
ハブボルト１７及びハブナツト１８により固着されたリ
ム１９と、このリム１９の外周に嵌着された前記タイヤ
５とからなっている。

また、このホイール１１の外周端部位には、前記モータ
２のロータ３０と、このモータ２の外側を覆うカバー２
１とがボルト２２により外部側方から共締め固定されて
いる。

前記ロータ３０は、環状のヨーク２３と、このヨーク２
３の内周面に接着剤若しくはボルト等により固着された
薄肉で強力な磁界を発生する希土類の永久磁石２４とか
らなっている。

このロータ３０と小許の間隙Ｇを介して対設されたステ
ータ３５はコイル３１が巻回された電機子コア３２の内
周部位をボルト３３により中空ハブ１５の突起部１５ａ
にダストシール部材３４及びトルクリング３６とともに
固着されている。

また、この両者間には扁平板状の端子３７が伸延してい
るが、この端子３７は、前記コイル３１と中空ハブ１５
内を挿通した動力線３８とを確実に接続するために設け
られたものである。なお、この端子３７の端部には前記
コイル３１が接続されており、動力線３８は後述する制
御装置に接続されている。

次に、第３図及び第４図には、本発明に係る電気自動車
の上面図及び側面図が示しである。

これらの図に示すように、この電気自動車Ｅには、電動
輪２０が車体１０の前後左右に４輪取付けられている。

この電動輪２０は、前述したように、タイヤ５が装着さ
れるホイール１１にロータ３０を取付けると共に前記ホ
イール１１を支持する車軸を兼ねる中空ハブ１５に前記
ロータ３０との共働により前記ホイール１１を回転駆動
するステータ３５を取付けることによって形成されてい
る。

このように、電気自動車Ｅの駆動源をダイレクトドライ
ブ式の電動輪２０とすると、車体１０には、かなりの空
スペースを確保できることになる。

この電動輪２０に電力を供給するバッテリ１は、これら
の図に示すように、この空スペースに車体１０の前後方
向中心軸線Ｍに対して対称に重量配分が成されるように
、かつ、車体１０の前後両車軸中心線Ｍ°に対しても対
称に重量配分が成されるような位置に夫々載置され、夫
々の電動輪２０にかかるバッテリ１の荷重は均等になっ
ている。

また、電動輪２０の回転速度等を制御する制御装置４は
、電動輪２０の近傍、かつ、バッテリ１の上部位置に、
このバッテリ１の電極（＋端子。

一端子）と制御装置４との動力線３８Ａの配線距離及び
この制御装置４と電動輪２０との動力線３８の配線距離
が共に最短になるような位置に配置される。また、制御
装置４もバッテリ１と同様に夫々の電動輪２０にかかる
荷重が均等になるような位置に載置されている。

この制御装置４には、電気自動車Ｅの各種運転制御信号
（例えば、操舵角、走行速度等）を設定するための制御
信号入力装置６が接続されている。

このように、バッテリ１と制御装置４とを前記したよう
な位置を選択して搭載すると、制御装置４から電動輪２
０に至るまでの動力線３８の所要距離及びバッテリ１か
ら制御装置４に至るまでの動力線３８Ａの所要距離を共
に必要最小限にすることが可能になる。

この所要距離及び重量の節減の具体的な数値は、バッテ
リ１を車体１０の後部に搭載し、かつ、制御装置４を運
転者の近辺に配設した場合を想定して、本実施例のもの
と比較すると、動力線３８および３８Δに１７０！？／ｍの電線を使用
した場合、この電線の節減距離［ｍ］は、２（前輪のモ
ータ数）×３（前記モータは三相モータのため）Ｘ２．
５（バッテリからモータまでの総節減距離）＝１５［ｍ
］また、所要電線の節減ｆｆ１ｆｆｉ［ｇ］は、１５ｘ１
７０＝２５５０　［ｇ］となる。

尚、制御装置４を分散配置すると、制御信号入力装置６
から各制御装置４に制御線４０を引かなければならなく
なるが、この制御線４０は非常に細い電線でよいので、
この重量は動力線３８．３８Ａの重量に比較すれば極め
て軽量であり、この電線の重量の増加は非常に少なく、
この制御線４Ｏの総重量は従来の電気自動車とほぼ同様
であると考えてさしつかえない。

第３図には、多軸型の電気自動車の内、３軸型の電気自
動車（］−ラック、バス等）に本発明の技術を適用した
場合の実施例が示して必る。

同図に示すように、これらの電動輪２０に電力を供給す
るバッテリ１は、前記した実施例と同様に、車体１０の
前後方向中心軸線Ｍに対して対称にｆｆｕｆｆｉ配分が
成されるように、かつ、車体１０の各車軸中心線Ｍ°に
対しても対称に重量配分か成されるような位置に夫々載
置され、夫々の電動輪２０にかかるバッテリ１の荷重は
均等になっている。

また、電動輪２０の回転速度等を制御する制御装置４は
、前記したと同様にバッテリ１の上部位置に、このバッ
テリ１の電極（十端子ｒ　　’）（ＩＩ子）と制御装置
４との動力線３８Δの配線距離及びこの制御装置４と電
動輪２０との動力線３８の配線距離が共に最短になるよ
うな位置に配置される。

そして、制御装置４もバッテリ１と同様に夫々の電動輪
２０にかかる荷重が均等になるような位置に載置されて
いる。

この制御装＠４には、前述したにうな各種運転制御信号
を設定するための制御信号入力装置６が接続されている
。

この場合においても、バッテリ１と制御装置４とを前記
したような位置に搭載すると、制御装置４から電動輪２
０に至るまでの動力線３８の所要距離及びバッテリ１か
ら制御装置４に至るまでの動力線３８△の所要距離が共
に最小限で済むことになる。また、車両の重量配分の点
においても、比重の極めて大きいバッテリ１及び制御装
置４が車軸中心線Ｍ°上に位置することになるので、安
定した重量配分を得ることができる。

周知のように、電気自動車の性能を左右する最も大きな
要素は電池であると言われているが、この電池の性能不
足は、中間形状を研究することによってｃｄを極めて小
さな値にし、重量を軽減し、バッテリからモータへ至る
配線路の損失電力を低減する等々、各種の小さな改善を
積徂ねることによって補うことができる。

したがって、動力系の配線重量を所要電線長さを短縮す
ることによって軽減し、また、所要電線長さの短縮（よ
って動力系での損失電力を減少した本発明の技術は、電
気自動車においては、電池の性能不足を補うイＪ効な策
の一つになるもので必る。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、本発明によれば、タ
イヤが装着されるホイールにロータを取付けると共に前
記ホイールを支持する車軸に前記ロータとの共働により
前記ホイールを回転駆動するステータを取付けて形成さ
れる電動輪を車体の前後左右に配置し、前記電動輪の近
傍に前記電動輪に電力を供給するバッテリ及び前記電動
輪の制御装置を配置して、当該バッテリ、当該制御装置
及び前記電動輪を夫々接続する動力線の所要距離を最短
としたので、車両の重量配分が良好となり、かつ、配電
損失及び配線重量の低減を図ることができ、−充電走行
距離を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電気自動車の断面概略図、第２
図は、第１図の要部拡大図、第３図は、本発明に係る電
気自動車−実施例を示す上面図、第４図は、第３図に示
した電気自動車の側面図、第５図は、伯の実施例を示す
電気自動車の上面図、第６図は、従来の電気自動車の上
面図、第７図は、第６図に示した電気自動車の側面図で
ある。１・・・バッテリ、　　２・・・モータ、３・・・減速
機、　　　４・・・制御装置、５・・・タイヤ、　　　
６・・・制御信号入力装置、１０・・・車体、　　１１
・・・ホイール、１５・・・中空ハブ（車軸）、　２０
・・・電動輪、３０・・・ロータ、　　３５・・・ステ
ータ、３８・・・動力線、　Ｅ・・・電気自動車。特許出願人　新日本製鐵株式会社株式会社東京アール　アンド　デー第１図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１）タイヤ（５）が装着されるホィール（１１）にロー
タ（３０）を取付けると共に前記ホィール（１１）を支
持する車軸（１５）に前記ロータ（３０）との共働によ
り前記ホィール（１１）を回転駆動するステータ（３５
）を取付けて形成される電動輪（２０）を車体（１０）
の前後左右に配置し、前記電動輪（２０）の近傍に前記
電動輪（２０）に電力を供給するバッテリ（１）及び前
記電動輪（２０）の制御装置（４）を配置して、当該バ
ッテリ（１）、当該制御装置（４）及び前記電動輪（２
０）を夫々接続する動力線（３８、３８Ａ）の所要距離
を最短としたことを特徴とする電気自動車。２）各々の前記バッテリ（１）及び前記制御装置（４）
は、前記電気自動車（Ｅ）の前後方向中心軸線（Ｍ）に
対して夫々対称に配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の電気自動車。