JP2004352196A

JP2004352196A - Electric vehicle suspension mechanism

Info

Publication number: JP2004352196A
Application number: JP2003155590A
Authority: JP
Inventors: 紘二 ▲吉▼岡; Koji Yoshioka
Original assignee: SUS 21 KK; Aruze Corp
Current assignee: SUS 21 KK; Universal Entertainment Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric vehicle suspension mechanism with excellent safety and riding quality capable of sufficiently performing a damping performance against side shocks, shocks and vibrations in a forward and backward direction during traveling, and a centrifugal force while securing a large compartment space. <P>SOLUTION: This electric vehicle suspension mechanism comprises a vehicle body inclining device 300 inclining the vehicle body in a manner to vertically hold a floor of a vehicle body 350 of an electric vehicle against a resultant force of a gravity and a centrifugal force, and a suspension device 400 rotatably supporting a wheel 52. The suspension device has a forward and backward moving suspension 1 capable of moving the wheel forward and backward against the vehicle body. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車に用いられ、車体傾斜装置と懸架装置とを備えた電気自動車サスペンション機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車では、安全性を高めるために、正面衝突に対して、シートベルトやエアバックを備え、追突に対して、アクティブシートピラーを備え、側面衝突に対して、ドアに補強材を入れたり、サイドエアバッグを備えたりする。なお、アクティブシートピラーとは、追突された際に、乗員の首が後方に過度に折れ曲がってむち打ち症になるのを防止するために、座席シートの枕部分が自動的に動いて後頭部を支えるようにしたものである。
【０００３】
また、自動車の車体は、一般的に前部と後部がつぶれ易く設計されており、衝突時にこれらのクラッシャブルゾーンがつぶれることにより、衝突のエネルギを吸収させて衝撃を弱めることができるように構成されており、正面衝突及び追突に対しては、安全性がより高められている。一方、自動車の車体の側部にはクラッシャブルゾーンを設ける空間がない。
【０００４】
ところで、ガソリン、軽油等を燃料とするエンジン自動車は、排気ガス中の成分が大気汚染や地球温暖化を引き起こし、環境破壊の原因となるため、近年、電気を燃料とする電気自動車の開発が盛んに進められている。
この電気自動車は、エンジン自動車と駆動方式が異なるため、動力・伝達系の構成を簡素化することができ、例えば、モータを車輪に内蔵させた構造のインホイール型電気自動車では、モータが車輪に直結しているため駆動軸が不要であり、従来のエンジン自動車のように、車体の中央部分にエンジンやクラッチ機構等の複雑な機構を設ける必要がない。
【０００５】
このように、自動車の基本的な走行装置が簡素化されたことによって、より理想的なサスペンションを構成できるようになった。まず、サスペンションは、一般に、車体に対する車輪の自由度を与えた方が良い機能を有する。また、自動車が走行すると、不整路面からの突き上げ、前進を妨げる抵抗力、コーナリングでの遠心力が作用するが、これらの外力に対して、快適な乗り心地、操作安定性を確保するには、上下懸架装置、前後懸架装置及び左右懸架装置を備えるのが理想であり、この理想を実現するための構造を提供することが実現可能となってくる。
【０００６】
前後懸架装置としては、本発明者により、車輪に前後方向の円運動を取り入れた偏心保持体を有する懸架装置（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。走行している車輪には、例えば、タイヤの変形、路面の小さな凹凸、前後輪の速度差等が原因となって、前後方向の衝撃や振動が生じる。この前後力は、路面が悪くなり車速が大きくなる程その影響が大きくなるのであるが、特許文献１〜３の懸架装置は、いずれも前後方向の衝撃や振動に対して充分な抑制性能を発揮し得るものであり、特許文献３の懸架装置は、さらに上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能をも有するものである。
【０００７】
また、鉄道車両では、急カーブを高速で走る際の車体安定性を高める目的で振り子車両が実用化されている。この振り子車両は、車輪を取り付ける台車と乗員を収納する車体とを分離し、急カーブ等で遠心力を受けた際には、台車上で車体を振り子のように円弧運動させて傾斜させるものである。一方、従来のエンジン自動車では、車体と動力・伝達系の構成とを分離し難いため、鉄道車両のような振り子支持は採用されておらず、一部のエンジン自動車では、急カーブ等で遠心力を受けた際に、車体が外側に倒れないように油圧ダンパを制御する方式により、車体安定性を高めている。
【０００８】
【特許文献１】
特許公告昭４９−０１７１６１号公報
【特許文献２】
特許公告昭５０−０１３５２１号公報
【特許文献３】
特許第２５２４９０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
自動車においては、車体の側部にクラッシャブルゾーンを設ける空間がないため、構造的に側面衝突に弱く、安全性において改善の余地があった。
また、電気自動車では、動力・伝達系の構成を簡素化すれば、従来のエンジン自動車に比べ、車内空間を大きくすることができるものの、車輪まわりの重量が重くなって足まわりの性能が悪くなることがあり、また、従来のエンジン自動車と同様にコーナリングの際等には車内の乗員に横方向の遠心力がかかるため、乗り心地の点において改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大きな車内空間を確保しつつ、側面衝突、走行中の前後方向の衝撃や振動及び遠心力に対する抑制性能を充分に発揮することができ、安全性及び乗り心地に優れた電気自動車サスペンション機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）電気自動車の車体（例えば、車体３５０）の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保つことができるように上記車体を傾斜させる車体傾斜装置（例えば、車体傾斜装置３００）と、車輪（例えば、車輪５２）を回転自在に支持する懸架装置（例えば、懸架装置４００）とを備え、
上記懸架装置は、上記車輪が車体に対して前後動することを可能にする前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション１）を有することを特徴とする電気自動車サスペンション機構。
【００１２】
（１）の発明によれば、車体傾斜装置により車体を傾斜させて、車体の床面を重力と遠心力の合力に対して垂直に保つことができるので、車体の床面上の乗員は、コーナリングの際等に横方向の遠心力を感じることがなく、乗り心地を改善することができる。また、車体が傾斜可能に支持されていることにより、側面衝突の際に、衝突のエネルギにより車体が傾斜することとなるので、衝撃を緩和することができる。なお、このように車体を傾斜させることができるのは、電気自動車では、従来のエンジン自動車よりも動力・伝達系の構成を簡素化して、車体を傾斜可能に支持することができるからである。
【００１３】
また、前後動サスペンションは、車輪が車体に対して前後動することを可能にするので、走行時に車輪の前方から衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して車輪の前方への移動が遅れる際には、スムーズに車輪を後方へ逃がすことにより、車体への衝撃を軽減することができ、乗り心地を改善することができる。
【００１４】
さらに、発進時に、車輪の前方への移動に対して車体の前方への移動が遅れる際には、スムーズに車輪を前方へ逃がすことにより、車体への衝撃を軽減することができ、乗り心地を改善することができる。
【００１５】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（２）上記（１）に記載の電気自動車サスペンション機構であって、
前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション１）は、車輪（例えば、車輪５２）の車体（例えば、車体３５０）に対する前後動に抵抗力を生じさせる減衰機構を備えていることを特徴とする。
【００１６】
（２）の発明によれば、減衰機構により、車輪の前後動に対して抵抗力を加えることができるので、車輪が前後方向に振動した際に、振幅を抑えて減衰させることができる。これにより、電気自動車の走行時に車輪が前後方向に振動しても、他の部品との共振が発生したり、自励振動が発生したりすることによる不都合な振動が発生することを防止することができ、乗り心地をさらに改善することができる。
【００１７】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（３）電気自動車の車体（例えば、車体３５０）の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保つことができるように上記車体を傾斜させる車体傾斜装置（例えば、車体傾斜装置３００）を備えたことを特徴とする電気自動車サスペンション機構。
【００１８】
（３）の発明によれば、車体傾斜装置により車体を傾斜させて、車体の床面を重力と遠心力の合力に対して垂直に保つことができるので、車体の床面上の乗員は、コーナリングの際等に横方向の遠心力を感じることがなく、乗り心地を改善することができる。また、車体が傾斜可能に支持されていることにより、側面衝突の際に、衝突のエネルギにより車体が傾斜することとなるので、衝撃を緩和することができる。なお、このように車体を傾斜させることができるのは、電気自動車では、従来のエンジン自動車よりも動力・伝達系の構成を簡素化して、車体を傾斜可能に支持することができるからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の電気自動車サスペンション機構は、電気自動車の車体の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保つことができるように上記車体を傾斜させる車体傾斜装置と、車輪を回転自在に支持する懸架装置とを備え、上記懸架装置は、上記車輪が車体に対して前後動することを可能にする前後動サスペンションを有することを特徴とする。
【００２０】
ここで、本発明の車体傾斜装置について説明する。
図１は、本発明の電気自動車サスペンション機構における車体傾斜装置の作動状態を模式的に示す垂直断面図である。
【００２１】
図１に示したように、電気自動車３７０が曲線路を走行する際等には、電気自動車３７０の車体３７１に、進行方向（図１紙面表裏方向）に対して横方向（図１左右方向）の遠心力Ｃが生じるため、車体傾斜装置を備えていない場合には、電気自動車３７０の車内の乗員は、床面に対して横方向に遠心力Ｃを感じることになり、乗り心地が良くない。
一方、本発明では、車体傾斜装置３７２により車体３７１を傾斜させて、車体３７１の床面を重力Ｇと遠心力Ｃとの合力Ｆに対して垂直に保つことができる。これにより、車内の乗員は、床面に対して横方向に作用する力を受けず、直線路と同様に、床面に対して垂直方向の力のみを受けることになるので、曲線路を走行する際等であっても快適な乗り心地が得られる。
【００２２】
［第１実施形態］
本発明の電気自動車サスペンション機構の第１実施形態について図面に基づいて説明する。なお、第１実施形態は、モータを車輪に内蔵させた構造のインホイール型電気自動車に本発明の電気自動車サスペンション機構を適用したものである。
【００２３】
図２は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図であり、図３は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構を模式的に示す水平断面図である。
【００２４】
第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構は、車体を傾斜させる車体傾斜装置３００と、車輪５２を回転自在に支持する懸架装置４００とを備える。
【００２５】
まず、車体を傾斜させる車体傾斜装置３００について説明する。
車体傾斜装置３００は、スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂ、ガイドレール３０２、コイルバネ３０３、減衰力可変型発電ダンパ３０４及びストッパ（図示せず）から構成される。
スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂは、その中心に一定の曲率を有する孔を有する筒状部材であり、孔の内周面には、孔に挿通されるガイドレール３０２を案内するためのボールが回動可能に配置されている。ガイドレール３０２は、電気自動車の進行方向（図２紙面表裏方向）に対して横方向（図２左右方向）に延び、一定の曲率を有する円弧状の棒状部材であり、両端はフレーム３６０に固定され、スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂの孔に挿通されることにより、ガイドレール３０２に沿って横方向に移動可能となったスライドベアリング３０１ａ、３０１ｂを介して、車体３５０を横方向に揺動可能に支持している。なお、スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂと車体３５０とは、固定されて取り付けられていてもよいが、スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂの滑らかな作動を確保するために、水平方向に回転可能にして取り付けられていることが望ましい。また、第１実施形態に係る電気自動車では、ガイドレール３０２は、前輪側に２本、後輪側に２本設けられているが、車体の重量に応じてガイドレールの数は変更してよい。
【００２６】
また、車体３５０は、底面が曲面状となっており、底面の略中央部にスライドベアリング３０１ａ、３０１ｂが取り付けられ、スライドベアリング３０１ａ、３０１ｂ及びガイドレール３０２を介して車体３５０の下部に設けられたフレーム３６０に支持される。
フレーム３６０は、車体３５０の下部で車体３５０を支持する枠部材であり、四隅に懸架装置４００が取り付けられている。
【００２７】
車体傾斜装置３００は、曲線路の走行等により車体３５０が横方向（図２左右方向）の遠心力を受けた際に、ガイドレール３０２に沿ってスライドベアリング３０１ａ、３０１ｂを横方向に移動させ、車体３５０をフレーム３６０に対して傾斜させることにより、車体３５０の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保ち、車内の乗員が感じる横方向の遠心力を打ち消して、快適な乗り心地を確保することができる。
【００２８】
また、ガイドレール３０２には、コイルバネ３０３、減衰力可変型発電ダンパ３０４及びストッパが取り付けられている。
コイルバネ３０３は、車体３５０をフレーム３６０に対して傾斜させる際に、車体３５０が急激に傾斜して車内の乗員に衝撃を与えることを防止する機能を有し、さらに、車体３５０を円滑に傾斜前の定位置に戻す機能を有する。
【００２９】
減衰力可変型発電ダンパ３０４は、界磁巻線により励起される磁界と電機子巻線との相対移動によって発電する発電機２６を備え、車体３５０の揺動に連動させて上記磁界と上記電機子巻線とを相対移動させることにより、発電機２６を作動させて発電するように構成されている。このように車体３５０とフレーム３６０とが相対的に変位する際の変位エネルギを発電機２６により電気エネルギに変換することにより、車体３５０の揺動を減衰させることができ、さらに、得られた電気エネルギをバッテリー２７に供給して活用することにより、自動車の省エネにも寄与することができる。
【００３０】
図４は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構における減衰力可変型発電ダンパ３０４の制御ブロック図である。
【００３１】
図４に示したように、減衰力可変型発電ダンパ３０４は、電気自動車の運動状態を検出する状態検出センサ２８と、磁界が電機子巻線に対して変化するように界磁巻線に通電して励磁する励磁電源部２９と、状態検出センサ２８の検出情報に基づいて磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部２９を駆動制御する制御部３０とを備えている。
【００３２】
従って、状態検出センサ２８により、電気自動車の運動状態を検出し、この検出情報に基づき、制御部３０により磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部２９を駆動制御すれば、より迅速に減衰力可変型発電ダンパ３０４により車体３５０の揺動を減衰させることができる。
【００３３】
状態検出センサ２８は、具体的には、電気自動車の運動状態として、車体３５０の揺動による変位、ばね下加速度、ばね上加速度、車体の速度、ハンドルの操舵角等を検出する各種のセンサで構成され、各センサからの検出信号が制御部３０に入力される。
【００３４】
励磁電源部２９は、界磁巻線により励磁される磁界を電機子巻線に対して相対的に移動させるものであり、具体的には、磁界を電機子巻線に対して回転させるために、バッテリー２７から供給される直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路等で構成される。
【００３５】
制御部３０では、状態検出センサ２８からの情報を解析して、不足する減衰力を算出し、この不足分を補うために、励磁電源部２９を駆動制御して、界磁巻線に磁束線の変化を増大させるような電流を供給する。これにより、フレミングの右手の法則に従い、電機子巻線により大きな誘導電流が流れるため、界磁巻線に励磁される磁界との間でフレミングの左手の法則に従うトルクが発生し、このトルクを減衰力として、車体３５０の揺動を減衰させることができる。なお、励磁電源部２９から供給する電流は、車体３５０の揺動の方向の変化に対応させて向き（正負）を反転変化させる必要がある。
【００３６】
また、ストッパは、例えば、ブチルゴム、天然ゴム、ウレタンゴム等から構成される部材であり、車体３５０が揺動し、その振り子ふれ角が所定角度（最大振り子ふれ角）以上になると、スライドベアリングに当接して振り子ふれ角が最大振り子ふれ角を超えないようにする機能を有する。なお、振り子ふれ角とは、フレーム３６０に対する車体３５０の傾斜角であり、フレーム３６０の直交軸と車体３５０の直交軸とのなす角度と同等である。
【００３７】
このような構成からなる車体傾斜装置３００は、横方向の遠心力により車体３５０の床面を重力と遠心力の合力に対して垂直に保つように車体３５０を傾斜させ、車体３５０の床面上の乗員が感じる横方向の遠心力を打ち消すことができ、さらに、コイルバネ３０３、減衰力可変型発電ダンパ３０４及びストッパにより、車体３５０が傾斜して振り子運動する際の衝撃を緩和することができるので、電気自動車の乗り心地を改善することができる。また、車体３５０が傾斜可能に支持されていることにより、側面衝突の際に、衝突のエネルギにより車体３５０が傾斜することとなるので、衝撃を緩和することができる。なお、このように車体３５０を傾斜させることができるのは、電気自動車では、従来のエンジン自動車よりも動力・伝達系の構成を簡素化して、車体３５０を傾斜可能に支持することができるからである。
【００３８】
次に、車輪５２を回転自在に支持する懸架装置４００について説明する。
図５は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す垂直断面図である。
【００３９】
第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置４００は、駆動機構６００及びサスペンション５００から構成されており、駆動機構６００がサスペンション５００を介してフレーム３６０により支持されている。
【００４０】
駆動機構６００は、車輪５２に一体的に組み込まれた構成（インホイールモータ方式）となっており、駆動用モータ７００、減速歯車機構８００及びブレーキ９００を組み合わせて一体のユニット機構としたものであり、車輪（タイヤ）５２が装着される。
【００４１】
駆動用モータ７００のケーシング７１０は、アウターフレーム７１１とインナーフレーム７１２と端板７１４とで構成されている。アウターフレーム７１１は、円筒状となっており、図５中右側部にブラケット部７１１ａを有している。インナーフレーム７１２は、アウターフレーム７１１の内側に同心状に配置された円筒状部材であり、図５中右側部にブラケット部７１２ａを有している。そしてブラケット部７１１ａとブラケット部７１２ａがボルト結合されることにより、アウターフレーム７１１とインナーフレーム７１２が連結されている。アウターフレーム７１１の左端面には端板７１４がボルト付されている。
アウターフレーム７１１に形成した支持リング７９０が、サスペンション５００を構成する前後動サスペンション１の下端にボルト付されて、この駆動機構６００がインホイール型電気自動車のフレーム３６０により支持されることになる。
【００４２】
アウターフレーム７１１の内周面には、固定子鉄心７２１及びコイル７２２で形成した固定子７２０が取り付けられている。また、インナーフレーム７１２の外周面にはモータベアリング７３０を介して円筒状の回転子７４０が回転自在に取り付けられている。
【００４３】
回転子７４０は、回転子鉄心７４１及び永久磁石７４２により形成されている。回転子鉄心７４１には、回転ブロック７５０がボルト付され、回転ブロック７５０の左端には、回転速度検出器７６０が取り付けられ、回転ブロック７５０の右部にはシャフト７７０がセレーション結合されている。駆動用モータ７００のコイル７２２には、ケーブル７８０を通じて交流電流が供給され、回転速度検出器７６０で検出した回転速度信号はケーブル７８１を介して出力される。
【００４４】
また、減速歯車機構８００は、遊星歯車機構で構成されており、シャフト７７０の回転を減速してホイール軸９１０に伝える。この場合、減速歯車機構８００のキャリア８０１は、ホイール軸９１０にセレーション結合しており、ホイール軸９１０の軸方向移動を許容しつつ回転力を伝えるようにしている。
【００４５】
また、ホイール軸９１０が貫通しているホイール軸管９１１は、ブラケット部７１１ａ、７１２ａに固定されている。そして、インナーフレーム７１２のブラケット部７１２ａとホイール軸管９１１とで囲むスペースに、減速歯車機構８００を配置するようにしており、遊星歯車のリングギア８０２はインナーフレーム７１２の内面に形成されている。さらに、シャフト７７０の端面とホイール軸９１０の端面は、ピボット９１２によりピボット支持されている。ブレーキ９００はドラムを用いた液圧ブレーキである。
【００４６】
ホイール軸９１０にはホイールハブ９２０がボルト付され、このホイールハブ９２０にはブレーキドラム９３０及び車輪のディスクホイール１００５がボルト付されている。また、ホイール軸管９１１とホイールハブ９２０との間にはホイールベアリングを構成するハブベアリング９４０が介装されている。ブレーキ９００は、そのバックプレートがホイール軸管９１１のフランジ部に固定されており、ブレーキペダルが踏まれて液圧が高くなると、ホイールシリンダ９０１の作用によりブレーキシュー９０２が押し広げられてブレーキドラム９３０に接触し、ブレーキが作用する。車輪（タイヤ）５２はディスクホイール１００５のリム１０１０に取り付けられている。
【００４７】
上記構成となっている駆動機構６００では、駆動用モータ７００が駆動して回転子７４０が回転すると、この回転は回転ブロック７５０及びシャフト７７０に伝わり、減速歯車機構８００で減速されて車軸９１０に伝わる。このため車軸９１０に連結された車輪（タイヤ）５２が回転し、これにより、インホイール型電気自動車が走行する。
【００４８】
サスペンション５００は、前後動サスペンション１（偏心保持体１０、可動連結体２０、ナックル４０）、ロアアーム（図示せず）、アッパアーム（図示せず）及び上下動サスペンション（図示せず）から構成されている。
偏心保持体１０は、下端で支持リング７９０にボルトが付されて、上端で可動連結体２０に連結されている。可動連結体２０は、偏心保持体１０とナックル４０とを回動可能に連結している。ナックル４０は、屈曲した板状部材からなり、上部において可動連結体２０及びアッパアームに連結され、下部において、若干の揺動が可能となるようにしてロアアームに固定されている。ロアアーム及びアッパアームは、板状部材であり、ゴムブッシュを介してフレーム３６０に固定されている。上下動サスペンションは、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有し、ロアアームとフレーム３６０との間に設けられている。
第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構では、偏心保持体１０が下端で駆動機構６００を支持し、上端で可動連結体２０を介してナックル４０に対して回動可能に連結されているので、車輪５２は、車体に対して前後動（偏心保持体１０の上端と車輪５２との距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００４９】
偏心保持体１０は、平板状のアーム１１と、アーム１１の下端に設けられた円環形状部１２と、アーム１１の上端に設けられた軸方向（図５における左右方向）に略円筒形状のハウジング１３とから構成されている。円環形状部１２には、支持リング７９０がボルト付され、一方、ハウジング１３は、弾性体２４に対して回動不能に固定されている。
【００５０】
可動連結体２０は、ハウジング１３の内部に設けたボールベアリング２２、２３と、弾性体２４と、回転軸２１ａ及び発電機２６等を含む減衰機構とからなり、この可動連結体２０には、ナックル４０から延設された支持軸４１が挿嵌され、この支持軸４１により回動可能に支持されており、上記減衰機構はハウジング１３の回動を減衰させる機能を有する。ボールベアリング２２、２３は、弾性体２４のみでは、ハウジング１３を回動可能に支持するのに強度及び剛性が不足するような場合に、強度及び剛性を高めて共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制する目的で設けられている。
【００５１】
弾性体２４は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体と、本体の両面に固着された薄肉で金属製の外面部材及び内面部材（図示せず）とからなる。支持軸４１は、弾性体２４の円筒孔に嵌挿され、キーにより弾性体２４に対しては軸回りに回動不能となっているが、本体は所定の角度範囲内での捻れを許容するものであり、従って、偏心保持体１０は本体を捻ることにより支持軸４１回りに回動可能に連結されている。なお、キーは、断面凸状のものであり、内面部材の内面にはキーの凸部を嵌合するための溝が形成されており、支持軸４１の外面にはキーの基部を嵌合するための溝が形成されている。
【００５２】
上記減衰機構は、支持軸４１とは反対側からハウジング１３を塞ぐカバー２１の中心に設けた回転軸２１ａを、車輪の前後円運動、すなわちハウジング１３の回動に連動して回動させ、界磁巻線により励起される磁界と電機子巻線とを相対移動させることにより、発電機２６を作動させて発電するように構成されている。このように車輪を前後円運動させる変位エネルギを発電機２６により電気エネルギに変換することにより、車輪の前後円運動を減衰させることができ、さらに、得られた電気エネルギをバッテリー２７に供給して活用することにより、電気自動車の省エネにも寄与することができる。
なお、カバー２１の内周面には、ハウジング１３の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。また、カバー２１は、ボールベアリング３１を介して、発電機２６とともにケース３３に収納されている。
【００５３】
上記減衰機構は、上述した減衰力可変型発電ダンパ３０４と同様に、電気自動車の運動状態を検出する状態検出センサと、磁界が電機子巻線に対して変化するように界磁巻線に通電して励磁する励磁電源部と、上記状態検出センサの検出情報に基づいて磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように上記励磁電源部を駆動制御する制御部とを備えている。
【００５４】
従って、上記状態検出センサにより、電気自動車の運動状態を検出し、この検出情報に基づき、上記制御部により磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように上記励磁電源部を駆動制御すれば、より迅速に上記減衰機構により車輪の前後円運動を減衰させることができる。
【００５５】
上記状態検出センサは、具体的には、電気自動車の運動状態として、車輪の前後方向の変位、ばね下加速度、ばね上加速度、車体の速度、ハンドルの操舵角等を検出する各種のセンサで構成され、各センサからの検出信号が上記制御部に入力される。
【００５６】
上記励磁電源部は、界磁巻線により励磁される磁界を電機子巻線に対して相対的に移動させるものであり、具体的には、磁界を電機子巻線に対して回転させるために、バッテリーから供給される直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路等で構成される。
【００５７】
上記制御部では、上記状態検出センサからの情報を解析して、不足する減衰力を算出し、この不足分を補うために、上記励磁電源部を駆動制御して、界磁巻線に磁束線の変化を増大させるような電流を供給する。これにより、フレミングの右手の法則に従い、電機子巻線により大きな誘導電流が流れるため、界磁巻線に励磁される磁界との間でフレミングの左手の法則に従うトルクが発生し、このトルクを減衰力として、車輪の前後円運動を減衰させることができる。なお、上記励磁電源部から供給する電流は、車輪の前後円運動、すなわちハウジング１３の回動の方向の変化に対応させて向き（正負）を反転変化させる必要がある。
【００５８】
なお、上記減衰機構と同様の減衰機構が、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにも適用されている。
【００５９】
このような懸架装置４００は、電気自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪５２に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体１０はアーム１１が鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、電気自動車サスペンション機構は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００６０】
一方、電気自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪５２には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪５２は、前方からの衝撃に対して、弾性体２４の本体を捻りながら、支持軸４１を中心とし、支持軸４１と車輪５２との距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪５２が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪５２は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰機構により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００６１】
また、本発明の電気自動車サスペンション機構は、インホイールモータ方式以外のモータを車軸に接続する方式の駆動機構を採用した電気自動車にも適用することができ、例えば、トランスミッションを介してモータを左右に車輪が連結された車軸に接続する方式、モータを左右に車輪が連結された車軸に直結する方式、一方のモータを片側の車輪が連結された車軸に直結し、かつ、他方のモータを逆側の車輪が連結された車軸に直結する方式等の駆動機構を採用した電気自動車に適用することができる。
【００６２】
［第２実施形態］
次に、本発明の電気自動車サスペンション機構の第２実施形態について図面に基づいて説明する。なお、第２実施形態は、モータを車軸に接続する方式の駆動機構を採用した電気自動車に本発明の電気自動車サスペンション機構を適用したものである。
【００６３】
第２実施形態に係る電気自動車サスペンション機構は、車体を傾斜させる車体傾斜装置と、車輪９４を回転自在に支持する懸架装置４１０とを備える。
なお、車体を傾斜させる車体傾斜装置は、第１実施形態に係る車体傾斜装置３００と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
車輪９４を回転自在に支持する懸架装置４１０について説明する。
図６は、第２実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す側面図である。図７は、図６に示した第２実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置の垂直断面図である。
【００６５】
第２実施形態に係る懸架装置４１０は、前後動サスペンション２（偏心保持体６０、可動連結体７０、ナックル９０）、ロアアーム９２及び上下動サスペンション（図示せず）から構成されている。
偏心保持体６０は、下方の軸を自動車の車軸９３と共有させて車軸９３を回転自在に軸支しており、上方の軸で可動連結体７０に連結されている。可動連結体７０は、偏心保持体６０とナックル９０とを回動可能に連結している。ナックル９０は、屈曲した板状部材からなり、上部において可動連結体７０及び上下動サスペンションに連結され、中間部には、車輪の方向を制御するためのバー５１が取り付けられ、下部において、若干の揺動が可能となるようにしてロアアーム９２に固定されている。ロアアーム９２は、板状部材であり、ゴムブッシュを介してフレーム（図示せず）に固定されている。上下動サスペンションは、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有し、ナックル９０とフレームとの間に設けられている。
第２実施形態に係る懸架装置４１０では、偏心保持体６０が下方の軸側で車軸９３を回転自在に軸支し、上方の軸側で可動連結体７０を介してナックル９０に対して回動可能に連結されているので、車軸９３は、車体に対して前後動（偏心保持体６０の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００６６】
また、車軸９３は、モータからの動力により回転するように構成されており、車輪９４及び制動装置９５等が取り付けられている。
【００６７】
偏心保持体６０は、平板状のアーム６１と、アーム６１の下端に設けられた円環形状部６２と、アーム６１の上端に設けられた軸方向（図７における左右方向）に円筒の軸を有する略円筒形状のハウジング６３とから構成されている。円環形状部６２には、車軸９３がボールベアリング６２を介して挿入され、これにより車軸９３が回転自在に支持され、一方、ハウジング６３は、弾性体７４に対して回動不能に固定されている。
なお、偏心保持体６０は、円環形状部６２の円環の中心線を下方の軸とし、ハウジング６３の中心線を上方の軸とし、下方の軸と上方の軸とは平行になっている。
【００６８】
可動連結体７０は、ハウジング６３の内部に設けたボールベアリング７２、７３と、弾性体７４と、回転軸７１ａ及び発電機７６等を含む減衰機構とからなり、この可動連結体７０には、ナックル９０から延設された支持軸９１が挿嵌され、この支持軸９１により回動可能に支持されており、上記減衰機構はハウジング６３の回動を減衰させる機能を有する。このように可動連結体７０は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構における可動連結体２０と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００６９】
このような懸架装置４１０は、電気自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪９４に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体６０はアーム６１が鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、電気自動車サスペンション機構における懸架装置４１０は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００７０】
一方、電気自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪９４には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪９４は、前方からの衝撃に対して、弾性体７４の本体を捻りながら、支持軸９１を中心とし、支持軸９１と車輪９４との距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪９４が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪９４は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰機構により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００７１】
［第３実施形態］
次に、本発明の電気自動車サスペンション機構の第３実施形態について図面に基づいて説明する。なお、第３実施形態は、モータを車軸に接続する方式の駆動機構を採用した電気自動車に本発明の電気自動車サスペンション機構を適用したものであり、第２実施形態に係る懸架装置を上下逆の構成にして適用したものである。すなわち、偏心保持体は、上方の軸を自動車の車軸と共有させて、この軸を中心にして車軸を回転自在に支持するとともに、下方の軸を車軸の鉛直下方に位置させるように構成している。
【００７２】
第３実施形態に係る電気自動車サスペンション機構は、車体を傾斜させる車体傾斜装置と、車輪１４２を回転自在に支持する懸架装置４２０とを備える。
なお、車体を傾斜させる車体傾斜装置は、第１実施形態に係る車体傾斜装置３００と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００７３】
車輪１４２を回転自在に支持する懸架装置４２０について説明する。
図８は、第３実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す側面図である。
【００７４】
第３実施形態に係る懸架装置４２０は、前後動サスペンション３（偏心保持体１１０、可動連結体１２０、ナックル１３０）、アッパアーム１３１及び上下動サスペンション（図示せず）から構成される。
偏心保持体１１０は、上方の軸を自動車の車軸１４０と共有させて車軸１４０を回転自在に軸支しており、下方の軸で可動連結体１２０に連結されている。可動連結体１２０は、偏心保持体１１０とナックル１３０とを回動可能に連結している。ナックル１３０は、板状部材からなり、下部において可動連結体１２０及び上下動サスペンションに連結され、中間部には、車輪の方向を制御するためのバー１４１が取り付けられ、上部において、若干の揺動が可能となるようにしてアッパアーム１３１に固定されている。アッパアーム１３１は、板状部材からなり、ゴムブッシュを介してフレーム（図示せず）に固定されている。上下動サスペンションは、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有し、ナックル１３０とフレームとの間に設けられている。このような構成により、偏心保持体１１０は、フレームに対して回動可能に連結されている。
【００７５】
また、車軸１４０は、モータからの動力により回転するように構成されており、車輪１４２及び制動装置１４３が取り付けられている。
【００７６】
偏心保持体１１０は、平板状のアームと、アームの上端に設けられた円環形状部と、アームの下端に設けられた軸方向に略円筒形状のハウジングとから構成されている。偏心保持体１１０の円環形状部には、車軸１４０がボールベアリングを介して挿入されて回転自在に支持されており、ハウジングは、可動連結体１２０を構成する弾性体に回動不能に固定されている。
なお、偏心保持体１１０は、円環形状部の円環の中心線を上方の軸とし、ハウジングの中心線を下方の軸とし、上方の軸と下方の軸とは平行になっている。
【００７７】
可動連結体１２０は、ハウジングの内部に設けたボールベアリング、及び、減衰機構からなり、この可動連結体１２０には、ナックル１３０から延設された支持軸が挿嵌され、この支持軸により回動可能に支持されている。上記減衰機構は、ハウジングの振動を減衰させる機能を有する。なお、上記減衰機構は、第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構における減衰機構と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００７８】
このような懸架装置４２０は、電気自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪１４２に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体１１０はアームが鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、電気自動車サスペンション機構における懸架装置４２０は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００７９】
一方、電気自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪１４２には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪１４２は、前方からの衝撃に対して、支持軸を中心とし、支持軸と車軸１４０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪１４２が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪１４２は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰機構により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
このように第３実施形態に係る懸架装置４２０では、偏心保持体１１０は、上方の軸を自動車の車軸１４０と共有させ、下方の軸を車軸１４０の鉛直下方に位置させるように構成しているので、第１、２実施形態に係る懸架装置における可動連結体と異なり、必ずしも弾性体を備えている必要はない。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００８０】
［第４実施形態］
本発明の電気自動車サスペンション機構の第４実施形態について図面に基づいて説明する。なお、第４実施形態は、モータを車軸に接続する方式の駆動機構を採用した電気自動車に本発明の電気自動車サスペンション機構を適用したものであり、偏心保持体として、上述したクランク構造を有するものではなく、偏心円筒を適用したものである。
【００８１】
第４実施形態に係る電気自動車サスペンション機構は、車体を傾斜させる車体傾斜装置と、車輪２４１を回転自在に支持する懸架装置４３０とを備える。
なお、車体を傾斜させる車体傾斜装置は、第１実施形態に係る車体傾斜装置３００と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００８２】
車輪２４１を回転自在に支持する懸架装置４３０について説明する。
図９は、第４実施形態に係る自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す垂直断面図である。
【００８３】
第４実施形態に係る自動車サスペンション機構は、前後動サスペンション５（偏心円筒２１０、可動連結体２２０）及び上下動サスペンション２４２から構成される。
図９に示したように、偏心円筒２１０は、可動連結体２２０に嵌挿されて、可動連結体２２０により回動可能に支持されており、その中心線を下方の軸Ｐとし、偏心孔を上方の軸Ｏとし、下方の軸Ｐと上方の軸Ｏとが平行になっている。上方の軸Ｏである偏心孔には、車軸２４０がボールベアリングを介して挿入されて回転自在に固定されている。なお、偏心孔の孔径は、開口部よりも内部で大きくされており、偏心円筒２１０は、軽量化されている。
【００８４】
可動連結体２２０は、軸方向（図９における左右方向）に略円筒形状のハウジング２２１の内部にボールベアリング２２２、２２３、弾性体２２４、及び、減衰機構２２５を設けたものであり、ボールベアリング２２２、２２３及び弾性体２２４により偏心円筒２１０を車軸２４０回りに回動可能に支持し、減衰機構２２５により偏心円筒２１０の回動を減衰させる。ハウジング２２１は、車体に対して回動不能に固定されている。ボールベアリング２２２、２２３は、弾性体２２４のみでは、偏心円筒２１０を回動可能に支持するのに強度及び剛性が不足するような場合に、強度及び剛性を高めて共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制する目的で設けられている。
【００８５】
弾性体２２４は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体と、本体の両面に固着された薄肉で金属製の外面部材及び内面部材（図示せず）とからなる。偏心円筒２１０は、弾性体２２４の円筒孔に嵌挿されており、キーにより弾性体２２４に対しては軸回りに回動不能となっているが、本体は所定の角度範囲内での捻れを許容するものとされているので、偏心円筒２１０は本体を捻ることにより車軸２４０回りに回動可能に支持されている。なお、キーは、断面凸状のものであり、内面部材の内面にはキーの凸部を嵌合するための溝が形成されており、偏心円筒２１０の外面にはキーの基部を嵌合するための溝が形成されている。
【００８６】
減衰機構２２５は、偏心円筒２１０の外周面に設けた永久磁石と、ハウジング２２１内壁面に設けた永久磁石とが、互いを磁力によって固定し合うようにして対向させて取り付けられたものである。すなわち、車輪２４１が前後円運動して偏心円筒２１０が回動すると、永久磁石間に作用する吸着力と反発力とにより偏心円筒２１０の回動に対して抵抗力が生じることになるので、車輪２４１の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【００８７】
このような懸架装置４３０では、電気自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪２４１に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心円筒２１０は偏心孔が車軸２４０に対して鉛直方向に位置した状態を維持する。すなわち、電気自動車サスペンション機構における懸架装置４３０は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００８８】
一方、電気自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪２４１には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪２４１は、前方からの衝撃に対して、弾性体２２４の本体を捻りながら、下方の軸Ｐを中心とし、下方の軸Ｐと車軸２４０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪２４１が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪２４１は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰機構２２５により減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下動サスペンション２４２により緩和することができる。上下動サスペンション２４２は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有し、ハウジング２２１とフレームとの間に設けられている。
【００８９】
以上、第１〜４実施形態について説明したが、さらに、本発明の電気自動車サスペンション機構においては、以下のような構成を採用することが可能である。
（Ａ）車体傾斜装置としては、上述したもの以外に、例えば、ころ機構を利用して車体を傾斜させるもの、車体側にガイドレールを設けて車体を傾斜させるもの、リンク対を利用して車体を傾斜させるもの等を挙げることができる。第１〜４実施形態に係る自動車サスペンション機構には、いずれの車体傾斜装置を適用してもよい。
【００９０】
図１０は、ころ機構を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図である。
【００９１】
ころ機構を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置３１０は、ころ機構３１１、３１２、減衰力可変型発電ダンパ３１３及びストッパ（図示省略）がフレーム３６１上に設けられたものであり、フレーム３６１上にはころ機構３１１、３１２を介して車体３５１が揺動可能に載置されている。ころ機構３１１、３１２は、フレーム３６１の左右側（横方向）に対をなして固着されたころ受け台と、ころ受け台に回動可能に支持されたころとから構成されている。また、車体３５１の底面には、ころ機構３１１、３１２に対応して、ころに摺接する円弧状のころ案内面３５１ａが形成されている。
【００９２】
このような構成の車体傾斜装置３１０では、曲線路の走行等により車体３５１が横方向（図１０左右方向）の遠心力を受けた際に、ころ機構３１１、３１２によりころ案内面３５１ａを横方向に送りながら、車体３５１をフレーム３６１に対して傾斜させることができる。また、減衰力可変型発電ダンパ３１３により、車体３５１の振り子運動を減衰させ、ストッパにより、車体３５１の振り子ふれ角が最大振り子ふれ角を超えないようにする。
【００９３】
図１１（ａ）は、車体側にガイドレールを設けて車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した座３２３、３２４を紙面に垂直に切断した垂直断面図である。
【００９４】
車体側にガイドレールを設けて車体を傾斜させる車体傾斜装置３２０は、車体３５２をガイドレール３２１、３２２、ボールベアリング３２５及び支持座３２６を介してフレーム３６２上に設置した座３２３、３２４に載置したものである。ガイドレール３２１、３２２は、車体３５２側に設けられ、車体３５２を振り子運動させることができるように一定の曲率にされている。ボールベアリング３２５は、ガイドレール３２１、３２２の上下の面に配置されている。支持座３２６は、凹形状であり、下面と側面はゴム部材３２７、３２８を介して座３２３、３２４に固定されている。
【００９５】
このような構成の車体傾斜装置３２０では、曲線路の走行等により車体３５２が横方向（図１１（ａ）左右方向）の遠心力を受けた際に、支持座３２６の凹部に沿ってガイドレール３２１、３２２を横方向に移動させ、車体３５２をフレーム３６２に対して傾斜させることができる。
【００９６】
図１２は、リンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構の一例を模式的に示す断面図である。図１３は、リンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構の別の一例を模式的に示す断面図である。
【００９７】
図１２に示したリンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置３３０は、車体３５３の左右の下端に、左右方向に働くピストンロッド３３３、３３４を収納するシリンダ３３５、３３６を設け、ピストンロッド３３３、３３４を左右のリンク３３１、３３２の下端側に連結し、フレーム３６３の中央の上端に、左右のリンク３３１、３３２の上端側を連結している。
【００９８】
このような構成の車体傾斜装置３３０では、曲線路の走行等により車体３５３が横方向（図１２左右方向）の遠心力を受けた際に、左右のピストンロッド３３３、３３４を強制的に作動させることにより、車体３５３をフレーム３６３に対して傾斜させることができる。
【００９９】
図１３に示したリンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置３４０は、車体３５４の左右の下端に、左右のリンク３４１、３４２の下端側を連結し、左右のリンク３４１、３４２の上端側を左右方向に働くピストンロッド３４３、３４４に連結しており、ピストンロッド３４３、３４４は、フレーム３６４の中央の上端に設けられたシリンダ３４５、３４６に収納されるように構成されている。
【０１００】
このような構成の車体傾斜装置３４０では、曲線路の走行等により車体３５４が横方向（図１３左右方向）の遠心力を受けた際に、左右のピストンロッド３４３、３４４を強制的に作動させることにより、車体３５４をフレーム３６４に対して傾斜させることができる。
【０１０１】
（Ｂ）減衰機構としては、上述したもの以外に、例えば、粘性流体の粘性抵抗を利用するもの、ビスカスラバーダンパ、磁石付きロータを利用するもの等を挙げることができる。第１〜４実施形態に係る電気自動車サスペンション機構には、いずれの減衰機構を適用してもよい。
【０１０２】
図１４は、粘性流体の粘性抵抗を利用する減衰機構を適用した前後動サスペンションの断面図である。
図１４に示したように、粘性流体２６１の粘性抵抗を利用する減衰機構では、ケース２６２内に、シリコンオイル等の粘性流体２６１が充填された室２６３が設けられ、この室２６３内の回転軸２６４の先端には、ボルトによって板状のロータ２６５が固定されている。すなわち、車輪が前後動（前後円運動）して回転軸２６４が回動すると、回転軸２６４の回動に連動してロータ２６５も回動するが、ロータ２６５の回動に対して粘性流体２６１による粘性抵抗が生じることになるので、車輪の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【０１０３】
なお、図１４に示したケース２６２内の室２６３に充填される粘性流体２６１は、特に限定されるものではなく、減衰機構に用いられる従来公知の粘性流体を用いることができる。また、粘性流体２６１に代えて、例えば、室２６３にカバーを配設し、ロータ２６５とカバーとを直接接触させて摩擦抵抗によってロータ２６５の回転に対して抵抗力を加えることとしてもよい。このようにする場合、ロータ２６５及び／又はカバーを、例えば、シリコンオイル等を混入させた樹脂により作製してもよく、また、摩擦力を高めるために、ステアリン酸やオレイン酸アミド等のスリップ剤を混入させてもよい。
【０１０４】
図１５（ａ）は、磁石付きロータを利用する減衰機構を適用した前後動サスペンションの断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した磁石付きロータの正面図である。
図１５に示したように、磁石付きロータ２７５を利用する減衰機構では、ケース２７２内において、回転軸２７４の先端に取り付けた板状の磁石付きロータ２７５と、ケース２７２の内壁面とに、互いを磁力によって固定し合うようにして永久磁石２７１ａ、２７１ｂが対向させて取り付けられている。すなわち、車輪が前後動（前後円運動）して回転軸２７４が回動すると、回転軸２７４の回動に連動して磁石付きロータ２７５も回動するが、磁石付きロータ２７５の回動に対して永久磁石２７１ａ、２７１ｂ間に作用する吸着力と反発力とにより抵抗力が生じることになるので、車輪の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【０１０５】
（Ｃ）第３実施形態に係る電気自動車サスペンション機構では、ボールベアリングを介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持しているが、ボールベアリングに代えて、弾性体を介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持してもよい。また、第１、２、４実施形態に係る自動車サスペンション機構のように、ボールベアリングと弾性体とを並列に配設し、ボールベアリング及び弾性体を介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持してもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、車体傾斜装置の作用により、車体を傾斜させて車体の床面を重力と遠心力の合力に対して垂直に保つことができるので、車体の床面上の乗員は、コーナリングの際等に横方向の遠心力を感じることがなく、乗り心地を改善することができる。また、車体が傾斜可能に支持されていることにより、側面衝突の際に、衝突のエネルギにより車体が傾斜することとなるので、衝撃を緩和することができる。なお、このように車体を傾斜させることができるのは、電気自動車では、従来のエンジン自動車よりも動力・伝達系の構成を簡素化して、車体を傾斜可能に支持することができるからである。
【０１０７】
また、本発明によれば、前後動サスペンションの作用により、走行時に車輪の前方から衝撃が加わった際や発進時には、スムーズに車輪を後方又は前方へ逃がすことができるので、車体への衝撃を軽減することができ、乗り心地を改善することができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、前後動サスペンションをさらに減衰機構が設けられた構成とすると、車軸の前後方向に対する振動の過剰な振幅を抑えることができる。これにより、電気自動車の走行時に、車軸の前後方向に対する振動により、他の部品との共振が発生したり、自励振動が発生したりすることによる不都合な振動が発生することを防止することができ、乗り心地をさらに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気自動車サスペンション機構における車体傾斜装置の作動状態を模式的に示す垂直断面図である。
【図２】第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図である。
【図３】第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構を模式的に示す水平断面図である。
【図４】第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構における減衰力可変型発電ダンパの制御ブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す垂直断面図である。
【図６】第２実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す側面図である。
【図７】図６に示した第２実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置の垂直断面図である。
【図８】第３実施形態に係る電気自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す側面図である。
【図９】第４実施形態に係る自動車サスペンション機構の懸架装置を模式的に示す垂直断面図である。
【図１０】ころ機構を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図である。
【図１１】（ａ）は、車体側にガイドレールを設けて車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構を模式的に示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したガイドレール部の垂直断面図である。
【図１２】リンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構の一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】リンク対を利用して車体を傾斜させる車体傾斜装置を適用した本発明の電気自動車サスペンション機構の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図１４】粘性流体の粘性抵抗を利用する減衰機構を適用した前後動サスペンションの断面図である。
【図１５】（ａ）は、磁石付きロータを利用する減衰機構を適用した前後動サスペンションの断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した磁石付きロータの正面図である。
【符号の説明】
１、２、３、５前後動サスペンション
１０、６０、１１０偏心保持体
１１アーム
１２円環形状部
１３ハウジング
２０、７０、１２０、２２０可動連結体
２１カバー
２１ａ、２６４、２７４回転軸
２２、２３、３１、２２２、２２３ボールベアリング
２４、２２４弾性体
３３、２６２、２７２ケース
４０、９０、１３０ナックル
４１支持軸
９２ロアアーム
９３、１４０、２４０車軸
５２、９４、１４２、２４１車輪
９５、１４３制動装置
１３１アッパアーム
２１０偏心円筒
２２１ハウジング
２２５減衰機構
２４２上下動サスペンション
２６１粘性流体
２６５ロータ
２７１ａ永久磁石Ｎ極
２７１ｂ永久磁石Ｓ極
２７５磁石付きロータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric vehicle suspension mechanism that is used in an electric vehicle and includes a body tilt device and a suspension device.
[0002]
[Prior art]
Currently, automobiles are equipped with seat belts and airbags for head-on collisions, active seat pillars for rear-end collisions, and reinforcements in doors for side-end collisions to enhance safety. , With side airbags. The active seat pillar is designed to automatically move the pillow portion of the seat and support the back of the head in order to prevent the occupant's neck from bending excessively backwards and causing whiplash when collided. It was made.
[0003]
In addition, the body of an automobile is generally designed so that the front and rear portions are easily collapsed, and the crushable zone is collapsed during a collision, so that the energy of the collision can be absorbed and the impact can be reduced. Therefore, the safety against a head-on collision and a rear-end collision is further improved. On the other hand, there is no space for providing a crushable zone on the side of the vehicle body.
[0004]
By the way, in the case of engine vehicles using gasoline, light oil or the like as fuel, components in exhaust gas cause air pollution and global warming and cause environmental destruction. In recent years, electric vehicles using electricity as fuel have been actively developed. It is being advanced.
Since this electric vehicle has a different driving system from the engine vehicle, the configuration of the power / transmission system can be simplified.For example, in an in-wheel electric vehicle having a structure in which the motor is built in the wheel, the motor is mounted on the wheel. Since it is directly connected, no drive shaft is required, and there is no need to provide a complicated mechanism such as an engine or a clutch mechanism in the center of the vehicle body unlike a conventional engine automobile.
[0005]
Thus, the simplification of the basic traveling device of an automobile has enabled a more ideal suspension to be constructed. First, the suspension generally has a function that is better given the degree of freedom of the wheels with respect to the vehicle body. In addition, when a car runs, it is pushed up from uneven road surface, resistance to hinder forward movement, centrifugal force at cornering acts, but in order to ensure comfortable riding comfort and operation stability against these external forces, Ideally, a vertical suspension, a front-rear suspension, and a left-right suspension are provided, and it becomes feasible to provide a structure for realizing this ideal.
[0006]
As the front-rear suspension device, the present inventor has proposed a suspension device having an eccentric retainer in which a wheel introduces a circular motion in the front-rear direction (for example, see Patent Documents 1 to 3). For example, impacts and vibrations in the front-rear direction are generated on running wheels due to deformation of tires, small unevenness on a road surface, speed difference between front and rear wheels, and the like. The effect of the front-rear force increases as the road surface becomes worse and the vehicle speed increases. However, the suspension devices of Patent Documents 1 to 3 all exhibit sufficient suppression performance against impact and vibration in the front-rear direction. The suspension of Patent Document 3 also has a performance of suppressing shocks and vibrations in the vertical direction.
[0007]
Also, in railway vehicles, pendulum vehicles have been put into practical use for the purpose of improving the stability of the vehicle body when running on a sharp curve at high speed. This pendulum vehicle separates the bogie on which the wheels are mounted and the vehicle body that accommodates the occupant, and when subjected to centrifugal force due to a sharp curve etc., tilts the vehicle body on a bogie like a pendulum by circular motion. is there. On the other hand, in conventional engine vehicles, it is difficult to separate the body and the power / transmission system configuration, so that pendulum support is not employed as in railway vehicles. The vehicle stability is enhanced by controlling the hydraulic damper so that the vehicle body does not fall out when the vehicle is received.
[0008]
[Patent Document 1]
Patent publication No. 49-017161
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 50-013521
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2524908
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Since there is no space for providing a crushable zone on the side of the vehicle body, the vehicle is structurally vulnerable to side collision, and there is room for improvement in safety.
Further, in an electric vehicle, if the configuration of the power / transmission system is simplified, the interior space can be increased as compared with a conventional engine vehicle, but the weight around the wheels increases, and the performance around the feet deteriorates. In addition, there is room for improvement in terms of ride comfort because a transverse centrifugal force is applied to the occupants in the vehicle at the time of cornering or the like as in a conventional engine vehicle.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to sufficiently exert a performance of suppressing a side collision, a longitudinal shock, a vibration, and a centrifugal force while traveling while securing a large interior space. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle suspension mechanism which is capable of driving and excellent in safety and riding comfort.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following.
(1) A vehicle body tilting device (for example, the vehicle body tilting device 300) that tilts the vehicle body (for example, the vehicle body tilting device 300) so that the floor surface of the vehicle body (for example, the vehicle body 350) can be maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force. ), And a suspension device (for example, a suspension device 400) that rotatably supports a wheel (for example, the wheel 52),
An electric vehicle suspension mechanism, wherein the suspension device includes a front-rear suspension (for example, a front-rear suspension 1) that enables the wheels to move back and forth with respect to a vehicle body.
[0012]
According to the invention of (1), the vehicle body can be tilted by the vehicle body tilting device, and the floor surface of the vehicle body can be maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force. Riding comfort can be improved without feeling lateral centrifugal force when cornering or the like. Further, since the vehicle body is tiltably supported, the vehicle body is tilted by the energy of the collision in the case of a side collision, so that the impact can be reduced. The reason that the vehicle body can be tilted in this way is that the electric vehicle can leanably support the vehicle body by simplifying the configuration of the power / transmission system as compared with the conventional engine vehicle.
[0013]
In addition, the front-rear suspension allows the wheels to move back and forth with respect to the vehicle body, so that impact is applied from the front of the wheels during traveling, and the wheels move forward in response to the front movement due to the inertia of the vehicle body. When the vehicle is delayed, the wheels can smoothly escape to the rear, so that the impact on the vehicle body can be reduced and the riding comfort can be improved.
[0014]
Furthermore, when the forward movement of the vehicle body is delayed with respect to the forward movement of the wheels at the time of start, the impact on the vehicle body can be reduced by smoothly releasing the wheels forward, and the riding comfort is improved. Can be improved.
[0015]
The present invention further provides the following.
(2) The electric vehicle suspension mechanism according to (1),
The front-rear suspension (for example, the front-rear suspension 1) is characterized by including a damping mechanism that generates a resistance force for the front-rear movement of the wheel (for example, the wheel 52) with respect to the vehicle body (for example, the vehicle body 350).
[0016]
According to the invention of (2), since the resistance force can be applied to the front-rear movement of the wheel by the damping mechanism, when the wheel vibrates in the front-rear direction, the amplitude can be suppressed and damped. As a result, even if the wheels vibrate in the front-rear direction while the electric vehicle is running, it is possible to prevent the occurrence of resonance with other components or the occurrence of undesired vibrations caused by self-excited vibrations. And the ride comfort can be further improved.
[0017]
The present invention further provides the following.
(3) A vehicle body tilting device (eg, the vehicle body tilting device 300) that tilts the vehicle body (eg, the vehicle body tilting device 300) so that the floor surface of the vehicle body (eg, the vehicle body 350) can be maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force. An electric vehicle suspension mechanism comprising:
[0018]
According to the invention of (3), the vehicle body can be tilted by the vehicle body tilting device, and the floor surface of the vehicle body can be maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force. Riding comfort can be improved without feeling lateral centrifugal force when cornering or the like. Further, since the vehicle body is tiltably supported, the vehicle body is tilted by the energy of the collision in the case of a side collision, so that the impact can be reduced. The reason that the vehicle body can be tilted in this way is that the electric vehicle can leanably support the vehicle body by simplifying the configuration of the power / transmission system as compared with the conventional engine vehicle.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The electric vehicle suspension mechanism according to the present invention includes a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body so that the floor surface of the vehicle body of the electric vehicle can be maintained perpendicular to the resultant force of gravity and centrifugal force, and a wheel that can rotate freely. And a suspension device for supporting the vehicle, wherein the suspension device has a longitudinal movement suspension that enables the wheels to move forward and backward with respect to the vehicle body.
[0020]
Here, the vehicle body tilting device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing an operation state of a vehicle body tilting device in an electric vehicle suspension mechanism of the present invention.
[0021]
As shown in FIG. 1, when the electric vehicle 370 travels on a curved road or the like, the vehicle body 371 of the electric vehicle 370 is placed in a lateral direction (horizontal direction in FIG. 1) with respect to a traveling direction (front and back direction in FIG. 1). Therefore, when the vehicle is not equipped with the body tilting device, the occupant inside the electric vehicle 370 feels the centrifugal force C in the lateral direction with respect to the floor, and the ride comfort is not good. .
On the other hand, in the present invention, the vehicle body 371 can be tilted by the vehicle body tilting device 372 to keep the floor surface of the vehicle body 371 perpendicular to the resultant force F of the gravitational force G and the centrifugal force C. As a result, the occupant in the vehicle does not receive a force acting laterally on the floor surface, but receives only a force in a direction perpendicular to the floor surface, as in a straight road, and travels on a curved road. A comfortable ride can be obtained even when the ride is performed.
[0022]
[First Embodiment]
A first embodiment of an electric vehicle suspension mechanism of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, the electric vehicle suspension mechanism of the present invention is applied to an in-wheel electric vehicle having a structure in which a motor is built in wheels.
[0023]
FIG. 2 is a vertical sectional view schematically illustrating the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment, and FIG. 3 is a horizontal sectional view schematically illustrating the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
[0024]
The electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment includes a vehicle body tilting device 300 that tilts a vehicle body, and a suspension device 400 that rotatably supports the wheels 52.
[0025]
First, the vehicle body tilting device 300 for tilting the vehicle body will be described.
The vehicle body inclining device 300 includes slide bearings 301a and 301b, a guide rail 302, a coil spring 303, a variable damping power generation damper 304, and a stopper (not shown).
Each of the slide bearings 301a and 301b is a cylindrical member having a hole having a certain curvature at the center thereof, and a ball for guiding a guide rail 302 inserted into the hole is rotatable on the inner peripheral surface of the hole. Are located in The guide rail 302 is an arc-shaped rod member having a constant curvature and extending in a lateral direction (horizontal direction in FIG. 2) with respect to a traveling direction of the electric vehicle (front and back directions in FIG. 2), and both ends are fixed to a frame 360. The vehicle body 350 is swingably supported in the lateral direction via the slide bearings 301a and 301b which are movable in the lateral direction along the guide rail 302 by being inserted into the holes of the slide bearings 301a and 301b. are doing. The slide bearings 301a, 301b and the vehicle body 350 may be fixedly attached, but are attached so as to be rotatable in the horizontal direction in order to ensure smooth operation of the slide bearings 301a, 301b. It is desirable. In the electric vehicle according to the first embodiment, two guide rails 302 are provided on the front wheel side and two guide rails are provided on the rear wheel side, but the number of guide rails may be changed according to the weight of the vehicle body. .
[0026]
Further, the vehicle body 350 has a curved bottom surface, and slide bearings 301a and 301b are attached to substantially the center of the bottom surface, and is provided below the vehicle body 350 via the slide bearings 301a and 301b and the guide rail 302. It is supported by the frame 360.
The frame 360 is a frame member that supports the vehicle body 350 at a lower portion of the vehicle body 350, and has suspension devices 400 attached to four corners.
[0027]
The vehicle body inclining device 300 moves the slide bearings 301a and 301b in the lateral direction along the guide rail 302 when the vehicle body 350 receives a centrifugal force in the lateral direction (horizontal direction in FIG. 2) due to running on a curved road or the like. By inclining the vehicle body 350 with respect to the frame 360, the floor surface of the vehicle body 350 is maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force, and the lateral centrifugal force felt by the occupants in the vehicle is canceled to provide comfortable riding. Comfort can be secured.
[0028]
Further, a coil spring 303, a variable damping power generation damper 304, and a stopper are attached to the guide rail 302.
The coil spring 303 has a function of preventing the vehicle body 350 from inclining sharply when the vehicle body 350 is tilted with respect to the frame 360 and giving an impact to an occupant in the vehicle. It has a function to return to the home position.
[0029]
The variable damping power generator damper 304 includes a generator 26 that generates electric power by a relative movement between a magnetic field excited by a field winding and an armature winding. The generator 26 is operated to generate power by relatively moving the slave winding. By converting the displacement energy when the vehicle body 350 and the frame 360 are relatively displaced into electric energy by the generator 26 in this manner, the swing of the vehicle body 350 can be attenuated, and the obtained electric power is further reduced. By supplying and utilizing the energy to the battery 27, it is possible to contribute to energy saving of the automobile.
[0030]
FIG. 4 is a control block diagram of the variable damping power generation damper 304 in the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
[0031]
As shown in FIG. 4, the variable damping power generation damper 304 is connected to the state detection sensor 28 for detecting the motion state of the electric vehicle and the field winding so that the magnetic field changes with respect to the armature winding. An excitation power supply unit 29 that excites and excites, and a control unit 30 that drives and controls the excitation power supply unit 29 based on the detection information of the state detection sensor 28 so as to increase the damping force against the relative movement between the magnetic field and the armature winding. It has.
[0032]
Accordingly, the state detection sensor 28 detects the motion state of the electric vehicle, and based on this detection information, the control section 30 controls the excitation power supply section 29 to increase the damping force for the relative movement between the magnetic field and the armature winding. If the drive control is performed, the swing of the vehicle body 350 can be more quickly attenuated by the variable damping power generation damper 304.
[0033]
The state detection sensor 28 is, specifically, various sensors for detecting, as the motion state of the electric vehicle, displacement due to swing of the vehicle body 350, unsprung acceleration, sprung acceleration, vehicle body speed, steering angle of the steering wheel, and the like. The detection signal from each sensor is input to the control unit 30.
[0034]
The excitation power supply unit 29 moves the magnetic field excited by the field winding relative to the armature winding. Specifically, in order to rotate the magnetic field with respect to the armature winding, And an inverter circuit for converting a DC supplied from the battery 27 into an AC having an arbitrary frequency.
[0035]
The control unit 30 analyzes the information from the state detection sensor 28, calculates the insufficient damping force, and controls the drive of the excitation power supply unit 29 to compensate for the insufficient damping force. Current that increases the change in As a result, a large induced current flows through the armature winding according to Fleming's right-hand rule, and a torque according to Fleming's left-hand rule is generated between the magnetic field and the magnetic field excited by the field winding. As a force, the swing of the vehicle body 350 can be damped. It is necessary to reverse the direction (positive or negative) of the current supplied from the excitation power supply unit 29 in accordance with the change in the swing direction of the vehicle body 350.
[0036]
The stopper is a member made of, for example, butyl rubber, natural rubber, urethane rubber, or the like. When the vehicle body 350 swings and its pendulum deflection angle becomes equal to or greater than a predetermined angle (maximum pendulum deflection angle), the slide bearing is formed. It has a function to prevent the pendulum deflection angle from exceeding the maximum pendulum deflection angle by contact. Note that the pendulum deflection angle is an angle of inclination of the vehicle body 350 with respect to the frame 360, and is equal to the angle between the orthogonal axis of the frame 360 and the orthogonal axis of the vehicle body 350.
[0037]
The vehicle body tilting device 300 having such a configuration tilts the vehicle body 350 by the lateral centrifugal force so as to maintain the floor surface of the vehicle body 350 perpendicular to the combined force of the gravity and the centrifugal force. The centrifugal force in the lateral direction felt by the occupant can be canceled, and the coil spring 303, the variable damping power generation damper 304, and the stopper can alleviate the impact when the vehicle body 350 tilts and performs a pendulum motion. In addition, the riding comfort of an electric vehicle can be improved. Further, since the vehicle body 350 is tiltably supported, the vehicle body 350 is tilted by the energy of the collision in the case of a side collision, so that the impact can be reduced. The reason that the vehicle body 350 can be tilted in this way is that the electric vehicle can support the vehicle body 350 in a tiltable manner by simplifying the configuration of the power / transmission system as compared with the conventional engine vehicle. is there.
[0038]
Next, the suspension device 400 that rotatably supports the wheels 52 will be described.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the suspension device of the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
[0039]
The suspension device 400 of the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment includes a drive mechanism 600 and a suspension 500, and the drive mechanism 600 is supported by the frame 360 via the suspension 500.
[0040]
The drive mechanism 600 has a configuration (in-wheel motor system) integrated into the wheels 52, and is a unitary mechanism combining the drive motor 700, the reduction gear mechanism 800, and the brake 900. , Wheels (tires) 52 are mounted.
[0041]
The casing 710 of the drive motor 700 includes an outer frame 711, an inner frame 712, and an end plate 714. The outer frame 711 has a cylindrical shape, and has a bracket 711a on the right side in FIG. The inner frame 712 is a cylindrical member arranged concentrically inside the outer frame 711, and has a bracket 712a on the right side in FIG. The outer frame 711 and the inner frame 712 are connected by bolting the bracket portion 711a and the bracket portion 712a. An end plate 714 is bolted to the left end surface of the outer frame 711.
A support ring 790 formed on the outer frame 711 is bolted to the lower end of the front-rear suspension 1 constituting the suspension 500, and the drive mechanism 600 is supported by the frame 360 of the in-wheel electric vehicle.
[0042]
A stator 720 formed by a stator core 721 and a coil 722 is attached to the inner peripheral surface of the outer frame 711. A cylindrical rotor 740 is rotatably mounted on the outer peripheral surface of the inner frame 712 via a motor bearing 730.
[0043]
The rotor 740 is formed by a rotor core 741 and a permanent magnet 742. A rotation block 750 is bolted to the rotor core 741, a rotation speed detector 760 is attached to the left end of the rotation block 750, and a shaft 770 is serrated and connected to a right portion of the rotation block 750. An alternating current is supplied to the coil 722 of the driving motor 700 via a cable 780, and the rotation speed signal detected by the rotation speed detector 760 is output via the cable 781.
[0044]
Further, the reduction gear mechanism 800 is configured by a planetary gear mechanism, and reduces the rotation of the shaft 770 and transmits the rotation to the wheel shaft 910. In this case, the carrier 801 of the reduction gear mechanism 800 is serrated and connected to the wheel shaft 910 to transmit the rotational force while allowing the wheel shaft 910 to move in the axial direction.
[0045]
The wheel shaft tube 911 through which the wheel shaft 910 passes is fixed to the bracket portions 711a and 712a. The reduction gear mechanism 800 is arranged in a space surrounded by the bracket portion 712 a of the inner frame 712 and the wheel shaft tube 911, and the ring gear 802 of the planetary gear is formed on the inner surface of the inner frame 712. Further, an end surface of the shaft 770 and an end surface of the wheel shaft 910 are pivotally supported by a pivot 912. The brake 900 is a hydraulic brake using a drum.
[0046]
A wheel hub 920 is bolted to the wheel shaft 910, and a brake drum 930 and a disc wheel 1005 of a wheel are bolted to the wheel hub 920. A hub bearing 940 constituting a wheel bearing is interposed between the wheel axle tube 911 and the wheel hub 920. The back plate of the brake 900 is fixed to the flange portion of the wheel axle tube 911. When the brake pedal is depressed and the hydraulic pressure increases, the brake shoe 902 is pushed out by the action of the wheel cylinder 901 and the brake drum 930 is spread. And the brakes act. The wheel (tire) 52 is attached to a rim 1010 of the disc wheel 1005.
[0047]
In the driving mechanism 600 having the above configuration, when the driving motor 700 is driven to rotate the rotor 740, the rotation is transmitted to the rotating block 750 and the shaft 770, reduced by the reduction gear mechanism 800, and transmitted to the axle 910. . As a result, the wheels (tires) 52 connected to the axle 910 rotate, whereby the in-wheel electric vehicle runs.
[0048]
The suspension 500 includes a front-rear movement suspension 1 (eccentric holder 10, movable connector 20, knuckle 40), a lower arm (not shown), an upper arm (not shown), and a vertical movement suspension (not shown). .
The eccentric holding body 10 is bolted to the support ring 790 at the lower end and is connected to the movable connecting body 20 at the upper end. The movable connector 20 rotatably connects the eccentric holder 10 and the knuckle 40. The knuckle 40 is formed of a bent plate-shaped member, is connected to the movable connecting body 20 and the upper arm at the upper part, and is fixed to the lower arm so as to be able to swing slightly at the lower part. The lower arm and the upper arm are plate-shaped members, and are fixed to the frame 360 via a rubber bush. The vertical movement suspension has a coil spring for absorbing a vertical shock or vibration, and is provided between the lower arm and the frame 360.
In the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment, the eccentric holder 10 supports the drive mechanism 600 at the lower end and is rotatably connected to the knuckle 40 via the movable connector 20 at the upper end. The wheels 52 can move back and forth with respect to the vehicle body (forward and backward circular motions whose radius is the distance between the upper end of the eccentric holder 10 and the wheels 52).
[0049]
The eccentric holding body 10 has a flat arm 11, an annular portion 12 provided at the lower end of the arm 11, and a substantially cylindrical shape provided in the upper end of the arm 11 in the axial direction (left-right direction in FIG. 5). And a housing 13. A support ring 790 is bolted to the annular portion 12, while the housing 13 is fixed to the elastic body 24 so as not to rotate.
[0050]
The movable connecting body 20 includes ball bearings 22 and 23 provided inside the housing 13, an elastic body 24, and a damping mechanism including a rotating shaft 21a, a generator 26, and the like. A support shaft 41 extending from 40 is inserted and supported rotatably by the support shaft 41, and the damping mechanism has a function of damping the rotation of the housing 13. When the ball bearings 22 and 23 have insufficient strength and rigidity to rotatably support the housing 13 with the elastic body 24 alone, the strength and rigidity are increased to increase disadvantages such as resonance and self-excited vibration. It is provided for the purpose of suppressing generation of vibration.
[0051]
The elastic body 24 has a cylindrical shape and includes a thick main body made of rubber, and a thin metal outer surface member and an inner surface member (not shown) fixed to both surfaces of the main body. The support shaft 41 is inserted into a cylindrical hole of the elastic body 24 and cannot be rotated around the axis with respect to the elastic body 24 by a key, but the main body allows twisting within a predetermined angle range. Therefore, the eccentric holding body 10 is connected to be rotatable about the support shaft 41 by twisting the main body. The key has a convex cross section, a groove for fitting the convex portion of the key is formed on the inner surface of the inner surface member, and the base of the key is fitted on the outer surface of the support shaft 41. Grooves are formed.
[0052]
The above-described damping mechanism rotates a rotating shaft 21 a provided at the center of the cover 21 that covers the housing 13 from the opposite side to the support shaft 41 in conjunction with the forward and backward circular motion of the wheels, that is, the rotation of the housing 13. The magnetic field excited by the magnetic winding and the armature winding are relatively moved to operate the generator 26 to generate power. By converting the displacement energy that causes the wheels to move in the forward and backward circular directions into electric energy by the generator 26, the forward and backward circular movements of the wheels can be attenuated, and the obtained electric energy is supplied to the battery 27. Utilization can also contribute to energy saving of electric vehicles.
A screw (not shown) for fitting to the outer surface of the housing 13 is formed on the inner peripheral surface of the cover 21. The cover 21 is housed in a case 33 together with the generator 26 via a ball bearing 31.
[0053]
The damping mechanism includes a state detection sensor that detects the motion state of the electric vehicle and a current flowing through the field winding so that the magnetic field changes with respect to the armature winding, similarly to the above-described variable damping power generation damper 304. An excitation power supply unit that excites and excites, and a control unit that drives and controls the excitation power supply unit so as to increase a damping force against a relative movement between a magnetic field and an armature winding based on detection information of the state detection sensor. ing.
[0054]
Therefore, the state detection sensor detects the motion state of the electric vehicle, and based on this detection information, controls the excitation power supply section so that the control section increases the damping force for the relative movement between the magnetic field and the armature winding. If drive control is performed, the front-rear circular motion of the wheel can be more quickly attenuated by the above-described attenuation mechanism.
[0055]
Specifically, the state detection sensor includes various sensors that detect, as the movement state of the electric vehicle, longitudinal displacement of the wheels, unsprung acceleration, sprung acceleration, body speed, steering angle of the steering wheel, and the like. Then, a detection signal from each sensor is input to the control unit.
[0056]
The excitation power supply unit moves the magnetic field excited by the field winding relative to the armature winding.Specifically, in order to rotate the magnetic field with respect to the armature winding, And an inverter circuit for converting a DC supplied from a battery into an AC having an arbitrary frequency.
[0057]
The control unit analyzes the information from the state detection sensor, calculates an insufficient damping force, and drives and controls the excitation power supply unit to compensate for the insufficient damping force. Current that increases the change in As a result, a large induced current flows through the armature winding according to Fleming's right-hand rule, and a torque according to Fleming's left-hand rule is generated between the magnetic field and the magnetic field excited by the field winding. As a force, the forward and backward circular motion of the wheel can be damped. It is necessary to reverse the direction (positive or negative) of the current supplied from the excitation power supply unit in accordance with the forward and backward circular motion of the wheels, that is, the change in the direction of rotation of the housing 13.
[0058]
A damping mechanism similar to the above damping mechanism is also applied to a vertically moving suspension having a coil spring for absorbing a shock or vibration in a vertical direction.
[0059]
With such a suspension device 400, when the electric vehicle is traveling on a flat road surface, no impact is applied to the wheels 52 from directly below or from the front. Keep standing upright. That is, the electric vehicle suspension mechanism does not exhibit an impact reducing effect when traveling on a flat road surface. Therefore, the vehicle body hardly moves up and down, and the riding comfort is good.
[0060]
On the other hand, when the electric vehicle gets over the protrusion on the road surface, an impact is applied to the wheels 52 from directly below and from the front. The wheel 52 moves around the support shaft 41 by a predetermined angle with the distance between the support shaft 41 and the wheel 52 as a radius while twisting the main body of the elastic body 24 in response to an impact from the front. By moving the wheel 52 rearward in this manner, the impact from the front can be temporarily released to the rear to reduce the impact. The wheel 52 that has moved rearward moves forward and backward (forward and backward circular motion). By converting this displacement energy into electric energy by the damping mechanism, the forward and backward motion (forward and backward circular motion) can be attenuated. .
As a result, undesired vibrations and shocks due to resonance and self-excited vibration can be reduced, driving stability and ride comfort can be improved, and energy consumption can be improved by utilizing the obtained electric energy. In addition to reducing forward resistance, it is possible to improve fuel efficiency, improve speed, and improve acceleration at the time of starting, prevent slippage, and prevent dust pollution caused by tires caused by slippage. Can be prevented.
In addition, a shock from beneath can be mitigated by a vertically moving suspension having a coil spring for absorbing vertical shock and vibration.
[0061]
Further, the electric vehicle suspension mechanism of the present invention can also be applied to an electric vehicle employing a drive mechanism of a type in which a motor other than an in-wheel motor type is connected to an axle. A system in which wheels are connected to an axle with wheels connected, a system in which a motor is directly connected to an axle with wheels connected to left and right, one motor is directly connected to an axle to which wheels on one side are connected, and the other motor is on the opposite side The present invention can be applied to an electric vehicle employing a drive mechanism such as a method of directly connecting a wheel to a connected axle.
[0062]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the electric vehicle suspension mechanism of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the electric vehicle suspension mechanism of the present invention is applied to an electric vehicle that employs a drive mechanism that connects a motor to an axle.
[0063]
The electric vehicle suspension mechanism according to the second embodiment includes a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body, and a suspension device 410 that rotatably supports the wheels 94.
The vehicle body tilting device that tilts the vehicle body has the same configuration as the vehicle body tilting device 300 according to the first embodiment, and has already been described, and thus description thereof will be omitted.
[0064]
The suspension device 410 that rotatably supports the wheel 94 will be described.
FIG. 6 is a side view schematically showing a suspension device of the electric vehicle suspension mechanism according to the second embodiment. FIG. 7 is a vertical sectional view of the suspension of the electric vehicle suspension mechanism according to the second embodiment shown in FIG.
[0065]
The suspension device 410 according to the second embodiment includes the front-rear moving suspension 2 (the eccentric holder 60, the movable connector 70, and the knuckle 90), the lower arm 92, and the vertical moving suspension (not shown).
The eccentric holder 60 rotatably supports the axle 93 while sharing the lower shaft with the axle 93 of the vehicle, and is connected to the movable connector 70 by the upper shaft. The movable connector 70 rotatably connects the eccentric holder 60 and the knuckle 90. The knuckle 90 is formed of a bent plate-like member, is connected to the movable connecting member 70 and the up-and-down moving suspension at an upper portion, and a bar 51 for controlling the direction of wheels is attached to an intermediate portion, and a small portion is provided at a lower portion. It is fixed to the lower arm 92 so that it can swing. The lower arm 92 is a plate-shaped member, and is fixed to a frame (not shown) via a rubber bush. The vertical suspension has a coil spring for absorbing vertical shock and vibration, and is provided between the knuckle 90 and the frame.
In the suspension device 410 according to the second embodiment, the eccentric holding member 60 rotatably supports the axle 93 on the lower shaft side, and rotates with respect to the knuckle 90 via the movable connecting member 70 on the upper shaft side. As a result, the axle 93 can move back and forth with respect to the vehicle body (forward and backward circular motion with the radius between two parallel axes of the eccentric holder 60 as a radius).
[0066]
The axle 93 is configured to rotate by power from a motor, and is provided with wheels 94, a braking device 95, and the like.
[0067]
The eccentric holder 60 has a flat arm 61, an annular portion 62 provided at the lower end of the arm 61, and a cylindrical shaft provided at the upper end of the arm 61 in the axial direction (the left-right direction in FIG. 7). And a substantially cylindrical housing 63. An axle 93 is inserted into the annular portion 62 via a ball bearing 62, whereby the axle 93 is rotatably supported. On the other hand, the housing 63 is non-rotatably fixed to the elastic body 74. I have.
In the eccentric holder 60, the center line of the ring of the ring-shaped portion 62 is the lower axis, the center line of the housing 63 is the upper axis, and the lower axis and the upper axis are parallel. .
[0068]
The movable connecting member 70 includes ball bearings 72 and 73 provided inside the housing 63, an elastic member 74, and a damping mechanism including a rotating shaft 71a, a generator 76, and the like. A support shaft 91 extending from 90 is inserted and supported rotatably by the support shaft 91, and the damping mechanism has a function of damping the rotation of the housing 63. As described above, the movable connector 70 has the same configuration as the movable connector 20 in the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment, and has already been described.
[0069]
With such a suspension device 410, when the electric vehicle is traveling on a flat road surface, an impact is not applied to the wheels 94 from directly below or from the front. Keep standing upright. In other words, the suspension device 410 in the electric vehicle suspension mechanism does not exhibit an impact reducing effect when traveling on a flat road surface. Therefore, the vehicle body hardly moves up and down, and the riding comfort is good.
[0070]
On the other hand, when the electric vehicle gets over the protrusion on the road surface, a shock is applied to the wheel 94 from directly below or from the front. The wheel 94 moves around the support shaft 91 by a predetermined angle with the radius between the support shaft 91 and the wheel 94 as a radius while twisting the main body of the elastic body 74 in response to an impact from the front. By moving the wheel 94 rearward in this manner, the impact from the front can be once released to the rear and reduced. The wheel 94 that has moved rearward performs forward and backward movement (forward and backward circular movement). By converting this displacement energy into electric energy by the damping mechanism, the forward and backward movement (forward and backward circular movement) can be attenuated. .
As a result, undesired vibrations and shocks due to resonance and self-excited vibration can be reduced, driving stability and ride comfort can be improved, and energy consumption can be improved by utilizing the obtained electric energy. In addition to reducing forward resistance, it is possible to improve fuel efficiency, improve speed, and improve acceleration at the time of starting, prevent slippage, and prevent dust pollution caused by tires caused by slippage. Can be prevented.
In addition, a shock from beneath can be mitigated by a vertically moving suspension having a coil spring for absorbing vertical shock and vibration.
[0071]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the electric vehicle suspension mechanism of the present invention will be described with reference to the drawings. In the third embodiment, the electric vehicle suspension mechanism of the present invention is applied to an electric vehicle that employs a drive mechanism that connects a motor to an axle, and the suspension according to the second embodiment is turned upside down. It is configured and applied. That is, the eccentric holding body is configured so that the upper shaft is shared with the axle of the automobile, the axle is rotatably supported around this shaft, and the lower shaft is positioned vertically below the axle. I have.
[0072]
The electric vehicle suspension mechanism according to the third embodiment includes a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body, and a suspension device 420 that rotatably supports the wheels 142.
The vehicle body tilting device that tilts the vehicle body has the same configuration as the vehicle body tilting device 300 according to the first embodiment, and has already been described, and thus description thereof will be omitted.
[0073]
The suspension device 420 that rotatably supports the wheels 142 will be described.
FIG. 8 is a side view schematically showing a suspension device of the electric vehicle suspension mechanism according to the third embodiment.
[0074]
The suspension device 420 according to the third embodiment includes the front-rear moving suspension 3 (the eccentric holder 110, the movable connector 120, and the knuckle 130), the upper arm 131, and the vertical moving suspension (not shown).
The eccentric holder 110 supports the axle 140 rotatably by sharing the upper axis with the axle 140 of the automobile, and is connected to the movable connector 120 by the lower axis. The movable connecting body 120 rotatably connects the eccentric holding body 110 and the knuckle 130. The knuckle 130 is made of a plate-like member, and is connected to the movable connecting body 120 and the up-down moving suspension at the lower part, and a bar 141 for controlling the direction of the wheel is attached to the middle part. Are fixed to the upper arm 131 so that The upper arm 131 is made of a plate-like member, and is fixed to a frame (not shown) via a rubber bush. The vertical suspension has a coil spring for absorbing vertical shock and vibration, and is provided between the knuckle 130 and the frame. With such a configuration, the eccentric holder 110 is rotatably connected to the frame.
[0075]
The axle 140 is configured to rotate by power from a motor, and has wheels 142 and a braking device 143 attached thereto.
[0076]
The eccentric holder 110 includes a flat arm, an annular portion provided at the upper end of the arm, and an axially substantially cylindrical housing provided at the lower end of the arm. An axle 140 is inserted through a ball bearing and rotatably supported by the annular portion of the eccentric holder 110, and the housing is non-rotatably fixed to an elastic body constituting the movable connector 120. ing.
In the eccentric holder 110, the center line of the ring of the ring-shaped portion is the upper axis, the center line of the housing is the lower axis, and the upper and lower axes are parallel.
[0077]
The movable connector 120 includes a ball bearing provided inside the housing and a damping mechanism. A support shaft extending from the knuckle 130 is inserted into the movable connector 120, and the movable connector 120 is rotated by the support shaft. Supported as possible. The damping mechanism has a function of damping vibration of the housing. Note that the damping mechanism has the same configuration as the damping mechanism in the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment, and has already been described, and thus description thereof will be omitted.
[0078]
With such a suspension device 420, when the electric vehicle is traveling on a flat road surface, an impact is not applied to the wheels 142 from directly below or from the front. Keep standing. In other words, the suspension device 420 in the electric vehicle suspension mechanism does not exert an impact reducing effect when traveling on a flat road surface. Therefore, the vehicle body hardly moves up and down, and the riding comfort is good.
[0079]
On the other hand, when the electric vehicle gets over the protrusion on the road surface, a shock is applied to the wheels 142 from directly below and from the front. The wheels 142 move rearward by a predetermined angle around the support shaft with the radius between the support shaft and the axle 140 as a radius in response to an impact from the front. By moving the wheel 142 rearward in this manner, the impact from the front can be temporarily released to the rear to reduce the impact. The wheel 142 that has moved rearward performs forward and backward movement (forward and backward circular movement). By converting this displacement energy into electric energy by the damping mechanism, the forward and backward movement (forward and backward circular movement) can be attenuated. .
As a result, undesired vibrations and shocks due to resonance and self-excited vibration can be reduced, driving stability and ride comfort can be improved, and energy consumption can be improved by utilizing the obtained electric energy. In addition to reducing forward resistance, it is possible to improve fuel efficiency, improve speed, and improve acceleration at the time of starting, prevent slippage, and prevent dust pollution caused by tires caused by slippage. Can be prevented.
As described above, in the suspension device 420 according to the third embodiment, the eccentric holder 110 is configured such that the upper shaft is shared with the axle 140 of the vehicle and the lower shaft is positioned vertically below the axle 140. Therefore, unlike the movable connection body in the suspension device according to the first and second embodiments, it is not always necessary to provide an elastic body.
In addition, a shock from beneath can be mitigated by a vertically moving suspension having a coil spring for absorbing vertical shock and vibration.
[0080]
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the electric vehicle suspension mechanism of the present invention will be described with reference to the drawings. The fourth embodiment is one in which the electric vehicle suspension mechanism of the present invention is applied to an electric vehicle that employs a drive mechanism that connects a motor to an axle, and has the above-described crank structure as an eccentric holder. Instead, an eccentric cylinder is applied.
[0081]
The electric vehicle suspension mechanism according to the fourth embodiment includes a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body, and a suspension device 430 that rotatably supports the wheels 241.
The vehicle body tilting device that tilts the vehicle body has the same configuration as the vehicle body tilting device 300 according to the first embodiment, and has already been described, and thus description thereof will be omitted.
[0082]
The suspension device 430 that rotatably supports the wheel 241 will be described.
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating a suspension device of an automobile suspension mechanism according to a fourth embodiment.
[0083]
The automobile suspension mechanism according to the fourth embodiment includes a front-rear moving suspension 5 (eccentric cylinder 210, movable connector 220) and a vertical moving suspension 242.
As shown in FIG. 9, the eccentric cylinder 210 is inserted into the movable connecting body 220 and is rotatably supported by the movable connecting body 220. The upper axis O is defined as an upper axis O, and the lower axis P and the upper axis O are parallel to each other. The axle 240 is inserted through a ball bearing into the eccentric hole, which is the upper shaft O, and is rotatably fixed. In addition, the hole diameter of the eccentric hole is larger inside than the opening, and the eccentric cylinder 210 is reduced in weight.
[0084]
The movable connector 220 is provided with ball bearings 222 and 223, an elastic body 224, and a damping mechanism 225 inside a housing 221 having a substantially cylindrical shape in the axial direction (the left-right direction in FIG. 9). The eccentric cylinder 210 is rotatably supported around the axle 240 by the elastic member 223 and the elastic body 224, and the rotation of the eccentric cylinder 210 is attenuated by the damping mechanism 225. The housing 221 is non-rotatably fixed to the vehicle body. When the ball bearings 222 and 223 are insufficient in strength and rigidity to rotatably support the eccentric cylinder 210 only with the elastic body 224, the strength and rigidity are increased to cause disadvantages such as resonance and self-excited vibration. It is provided for the purpose of suppressing the generation of an unnecessary vibration.
[0085]
The elastic body 224 has a cylindrical shape, and includes a thick main body made of rubber, and a thin metal outer surface member and an inner surface member (not shown) fixed to both surfaces of the main body. The eccentric cylinder 210 is inserted into a cylindrical hole of the elastic body 224 and cannot be rotated around the axis with respect to the elastic body 224 by a key. However, the main body does not twist within a predetermined angle range. The eccentric cylinder 210 is supported so as to be rotatable around the axle 240 by twisting the main body. The key has a convex cross section, a groove for fitting the convex portion of the key is formed on the inner surface of the inner surface member, and the base of the key is fitted on the outer surface of the eccentric cylinder 210. Grooves are formed.
[0086]
In the damping mechanism 225, a permanent magnet provided on the outer peripheral surface of the eccentric cylinder 210 and a permanent magnet provided on the inner wall surface of the housing 221 are attached to face each other so as to be fixed to each other by magnetic force. That is, when the eccentric cylinder 210 rotates by the front and rear circular motion of the wheel 241, a resistance force against the rotation of the eccentric cylinder 210 is generated by the attraction force and the repulsive force acting between the permanent magnets. 241 can be attenuated.
[0087]
With such a suspension device 430, when the electric vehicle is traveling on a flat road surface, no impact is applied to the wheel 241 from directly below or from the front, so the eccentric cylinder 210 has an eccentric hole with an axle. The state of being located vertically with respect to 240 is maintained. In other words, the suspension device 430 in the electric vehicle suspension mechanism does not exhibit an impact reducing effect when traveling on a flat road surface. Therefore, the vehicle body hardly moves up and down, and the riding comfort is good.
[0088]
On the other hand, when the electric vehicle gets over the protrusion on the road surface, the wheel 241 receives an impact from directly below and from the front. The wheel 241 twists the main body of the elastic body 224 in response to an impact from the front, with the lower axis P as the center and the distance between the lower axis P and the axle 240 as a radius, and a predetermined angle behind. Moving. By moving the wheel 241 rearward in this manner, a shock from the front can be temporarily released to the rear to reduce the impact. The wheel 241 that has moved rearward moves forward and backward (forward and backward circular motion), and this displacement energy can be attenuated by the attenuation mechanism 225.
As a result, undesired vibrations and shocks due to resonance and self-excited vibration can be reduced to improve steering stability and ride comfort, and also reduce forward resistance to improve fuel economy, speed and Acceleration at the time of starting can be improved, slip can be prevented, and dust pollution caused by tires due to slip or the like can be prevented.
In addition, the impact from directly below can be reduced by the vertical suspension 242. The vertical suspension 242 has a coil spring for absorbing vertical shock and vibration, and is provided between the housing 221 and the frame.
[0089]
Although the first to fourth embodiments have been described above, the following configuration can be further adopted in the electric vehicle suspension mechanism of the present invention.
(A) In addition to those described above, examples of the vehicle body tilting device include a device for tilting the vehicle body using a roller mechanism, a device for providing a guide rail on the vehicle body side to tilt the vehicle body, and a vehicle body using a link pair. And the like can be mentioned. Any vehicle body tilting device may be applied to the vehicle suspension mechanism according to the first to fourth embodiments.
[0090]
FIG. 10 is a vertical sectional view schematically showing an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a roller mechanism is applied.
[0091]
The vehicle body tilting device 310 that tilts the vehicle body using a roller mechanism includes a roller mechanism 311, 312, a variable damping power generation damper 313, and a stopper (not shown) provided on a frame 361. A vehicle body 351 is swingably mounted via roller mechanisms 311 and 312. Each of the roller mechanisms 311 and 312 includes a pair of roller supports fixed to the left and right sides (lateral directions) of the frame 361, and rollers rotatably supported by the roller supports. Further, an arc-shaped roller guide surface 351a that slides on the rollers is formed on the bottom surface of the vehicle body 351 in correspondence with the roller mechanisms 311 and 312.
[0092]
In the vehicle body inclining device 310 having such a configuration, when the vehicle body 351 receives a centrifugal force in the lateral direction (the horizontal direction in FIG. 10) due to traveling on a curved road or the like, the roller guide surfaces 351a are moved in the lateral direction by the roller mechanisms 311 and 312. , The vehicle body 351 can be inclined with respect to the frame 361. Further, the pendulum motion of the vehicle body 351 is attenuated by the variable damping power generator damper 313, and the stopper prevents the pendulum deflection angle of the vehicle body 351 from exceeding the maximum pendulum deflection angle.
[0093]
FIG. 11A is a vertical sectional view schematically showing an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device for tilting the vehicle body by providing a guide rail on the vehicle body side is shown. FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of the seats 323 and 324 illustrated in FIG.
[0094]
The vehicle body tilting device 320 that tilts the vehicle body by providing a guide rail on the vehicle body side mounts the vehicle body 352 on the seats 323 and 324 installed on the frame 362 via the guide rails 321 and 322, the ball bearing 325, and the support seat 326. It was done. The guide rails 321 and 322 are provided on the vehicle body 352 side, and have a constant curvature so that the vehicle body 352 can perform a pendulum movement. The ball bearings 325 are arranged on upper and lower surfaces of the guide rails 321 and 322, respectively. The support seat 326 has a concave shape, and the lower surface and the side surface are fixed to the seats 323 and 324 via rubber members 327 and 328.
[0095]
In the vehicle body tilting device 320 having such a configuration, when the vehicle body 352 receives a centrifugal force in the lateral direction (the left-right direction in FIG. 11A) due to running on a curved road or the like, the guide rails extend along the concave portion of the support seat 326. The vehicle body 352 can be tilted with respect to the frame 362 by moving the frames 321 and 322 in the lateral direction.
[0096]
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a link pair is applied. FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing another example of an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a link pair is applied.
[0097]
The vehicle body tilting device 330 for tilting the vehicle body using the link pair shown in FIG. 12 is provided with cylinders 335 and 336 for accommodating piston rods 333 and 334 working in the left and right directions at the lower left and right ends of the vehicle body 353. 333 and 334 are connected to the lower ends of the left and right links 331 and 332, and the upper ends of the left and right links 331 and 332 are connected to the upper end at the center of the frame 363.
[0098]
In the vehicle body tilting device 330 having such a configuration, when the vehicle body 353 receives a centrifugal force in the horizontal direction (the horizontal direction in FIG. 12) due to traveling on a curved road or the like, the left and right piston rods 333 and 334 are forcibly operated. Thus, the vehicle body 353 can be inclined with respect to the frame 363.
[0099]
The vehicle body tilting device 340 that tilts the vehicle body using the link pair shown in FIG. 13 connects the lower ends of the left and right links 341 and 342 to the left and right lower ends of the vehicle body 354, and the upper ends of the left and right links 341 and 342. The sides are connected to piston rods 343 and 344 that work in the left-right direction. The piston rods 343 and 344 are configured to be housed in cylinders 345 and 346 provided at the upper end at the center of the frame 364.
[0100]
In the vehicle body tilting device 340 having such a configuration, when the vehicle body 354 receives a centrifugal force in the horizontal direction (the horizontal direction in FIG. 13) due to running on a curved road or the like, the left and right piston rods 343 and 344 are forcibly operated. Thus, the vehicle body 354 can be inclined with respect to the frame 364.
[0101]
(B) Examples of the damping mechanism include, in addition to those described above, a mechanism using a viscous resistance of a viscous fluid, a viscous rubber damper, a mechanism using a rotor with a magnet, and the like. Any damping mechanism may be applied to the electric vehicle suspension mechanism according to the first to fourth embodiments.
[0102]
FIG. 14 is a cross-sectional view of a longitudinal movement suspension to which a damping mechanism using viscous resistance of a viscous fluid is applied.
As shown in FIG. 14, in the damping mechanism using the viscous resistance of the viscous fluid 261, a chamber 263 filled with a viscous fluid 261 such as silicon oil is provided in a case 262, and a rotating shaft in the chamber 263 is provided. A plate-like rotor 265 is fixed to a tip of the H.264 by a bolt. That is, when the rotating shaft 264 is rotated by the forward and backward movement of the wheels (forward and backward circular motion), the rotor 265 is also rotated in conjunction with the rotation of the rotating shaft 264. As a result, viscous drag is generated, so that the forward and backward movement (forward and backward circular movement) of the wheel can be attenuated.
[0103]
The viscous fluid 261 filled in the chamber 263 in the case 262 shown in FIG. 14 is not particularly limited, and a conventionally known viscous fluid used for a damping mechanism can be used. Instead of the viscous fluid 261, for example, a cover may be provided in the chamber 263, and the rotor 265 and the cover may be brought into direct contact to apply a resistance to the rotation of the rotor 265 by frictional resistance. In this case, the rotor 265 and / or the cover may be made of, for example, a resin mixed with silicon oil or the like, and a slip agent such as stearic acid or oleic amide may be used to increase the frictional force. May be mixed.
[0104]
FIG. 15A is a cross-sectional view of a longitudinal movement suspension to which a damping mechanism using a rotor with a magnet is applied, and FIG. 15B is a front view of the rotor with a magnet shown in FIG. .
As shown in FIG. 15, in the damping mechanism using the rotor with magnet 275, in the case 272, the plate-like rotor with magnet 275 attached to the tip of the rotating shaft 274 and the inner wall surface of the case 272 are attached to each other. Are fixed to each other by magnetic force, and permanent magnets 271a and 271b are attached to face each other. That is, when the rotation shaft 274 rotates by the front-rear movement of the wheel (front-rear circular movement), the rotor 275 with magnet also rotates in conjunction with the rotation of the rotation shaft 274. As a result, a resistance force is generated by the attraction force and the repulsion force acting between the permanent magnets 271a and 271b, so that the forward and backward movement (forward and backward circular movement) of the wheel can be attenuated.
[0105]
(C) In the electric vehicle suspension mechanism according to the third embodiment, the housing is supported rotatably with respect to the support shaft via the ball bearing. However, instead of the ball bearing, the housing is supported via an elastic body. The housing may be supported rotatably with respect to the support shaft. Further, as in the automobile suspension mechanisms according to the first, second and fourth embodiments, a ball bearing and an elastic body are arranged in parallel, and the housing is rotated with respect to the support shaft via the ball bearing and the elastic body. It may be supported as much as possible.
[0106]
【The invention's effect】
According to the present invention, the vehicle body can be tilted by the operation of the vehicle body tilting device to maintain the floor surface of the vehicle body perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force. In such a case, the ride comfort can be improved without feeling the lateral centrifugal force. Further, since the vehicle body is tiltably supported, the vehicle body is tilted by the energy of the collision in the case of a side collision, so that the impact can be reduced. The reason that the vehicle body can be tilted in this way is that the electric vehicle can leanably support the vehicle body by simplifying the configuration of the power / transmission system as compared with the conventional engine vehicle.
[0107]
Further, according to the present invention, the impact of the front and rear motion suspension allows the wheels to smoothly escape to the rear or front when an impact is applied from the front of the wheels during traveling or at the time of starting, so that the impact on the vehicle body is reduced. Can improve the riding comfort.
[0108]
According to the present invention, if the longitudinal suspension is further provided with a damping mechanism, it is possible to suppress an excessive amplitude of vibration in the longitudinal direction of the axle. Thus, when the electric vehicle travels, it is possible to prevent the vibration of the axle in the front-rear direction from causing resonance with other components or generating undesired vibration due to self-excited vibration. It is possible to further improve the riding comfort.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing an operating state of a vehicle body tilting device in an electric vehicle suspension mechanism of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional view schematically showing the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
FIG. 3 is a horizontal sectional view schematically showing the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
FIG. 4 is a control block diagram of a variable damping power generation damper in the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
FIG. 5 is a vertical sectional view schematically showing a suspension device of the electric vehicle suspension mechanism according to the first embodiment.
FIG. 6 is a side view schematically showing a suspension device of an electric vehicle suspension mechanism according to a second embodiment.
FIG. 7 is a vertical sectional view of the suspension device of the electric vehicle suspension mechanism according to the second embodiment shown in FIG.
FIG. 8 is a side view schematically showing a suspension device of an electric vehicle suspension mechanism according to a third embodiment.
FIG. 9 is a vertical sectional view schematically showing a suspension device of an automobile suspension mechanism according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a vertical sectional view schematically showing an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a roller mechanism is applied.
FIG. 11A is a vertical sectional view schematically showing an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device for tilting a vehicle body by providing a guide rail on the vehicle body side is shown; It is a vertical sectional view of the guide rail part shown to (a).
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a link pair is applied.
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing another example of the electric vehicle suspension mechanism of the present invention to which a vehicle body tilting device that tilts a vehicle body using a link pair is applied.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a longitudinal movement suspension to which a damping mechanism using viscous resistance of a viscous fluid is applied.
15A is a cross-sectional view of a longitudinal movement suspension to which a damping mechanism using a rotor with a magnet is applied, and FIG. 15B is a front view of the rotor with a magnet shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1,2,3,5 back and forth movement suspension
10, 60, 110 Eccentric holder
11 arms
12 Ring-shaped part
13 Housing
20, 70, 120, 220 movable joint
21 Cover
21a, 264, 274 rotation axis
22, 23, 31, 222, 223 Ball bearing
24, 224 elastic body
33, 262, 272 cases
40, 90, 130 Knuckle
41 Support shaft
92 Lower arm
93, 140, 240 axles
52, 94, 142, 241 wheels
95,143 Braking device
131 Upper arm
210 Eccentric cylinder
221 Housing
225 damping mechanism
242 vertical motion suspension
261 viscous fluid
265 rotor
271a N pole of permanent magnet
271b S pole of permanent magnet
275 Rotor with magnet

Claims

電気自動車の車体の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保つことができるように前記車体を傾斜させる車体傾斜装置と、車輪を回転自在に支持する懸架装置とを備え、
前記懸架装置は、前記車輪が車体に対して前後動することを可能にする前後動サスペンションを有することを特徴とする電気自動車サスペンション機構。The electric vehicle includes a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body so that a floor surface of the vehicle body can be kept perpendicular to a combined force of gravity and centrifugal force, and a suspension device that rotatably supports wheels.
The electric vehicle suspension mechanism according to claim 1, wherein the suspension device includes a front-rear movement suspension that enables the wheels to move back and forth with respect to a vehicle body.

前後動サスペンションは、車輪の車体に対する前後動に抵抗力を生じさせる減衰機構を備えている請求項１に記載の電気自動車サスペンション機構。2. The electric vehicle suspension mechanism according to claim 1, wherein the front-rear suspension includes a damping mechanism for generating a resistance force in the front-rear movement of the wheels with respect to the vehicle body.

電気自動車の車体の床面を重力と遠心力との合力に対して垂直に保つことができるように前記車体を傾斜させる車体傾斜装置を備えたことを特徴とする電気自動車サスペンション機構。An electric vehicle suspension mechanism comprising a vehicle body tilting device for tilting the vehicle body so that the floor surface of the vehicle body of the electric vehicle can be maintained perpendicular to the combined force of gravity and centrifugal force.