JPWO2006030532A1 - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

モータがばね下にならず、インホイール型のモータに適したサスペンション構成のインホイールモータ型電気自動車を駆動装置を提供する。 車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪の駆動輪軸に支持ディスクが取り付けられ、該支持ディスクに、前記駆動軸の回転面と平行な方向に該支持ディスクの変位を可能とする部材が取り付けられて前記駆動輪を懸架するサスペンションが構成され、該サスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータに懸架する。

Description

本発明は駆動輪毎に駆動用モータを有する電気自動車、特にインホイール型電気自動車の駆動装置に関する。

世界的な環境問題，安全問題，高齢化社会，グローバル化，多様なライフスタイルに対応すべく、車が進化していくためには省資源，アクティブセーフティ，パッケージングの自由度など様々な技術課題を解決していく必要がある。従来のように内燃機関をもち、出力トルクをトランスミッションで増力し、ドライブシャフトで伝え、ディファレンシャルで分配するような構成では、冷間始動時の排気ガスによる大気汚染，各部の損失による伝達効率の低下，車内有効スペースの減少，安全に観点を置いたデザインの制限など限界を拡大するためには解決すべき課題が山積されることになる。
車作りを画期的に変えるためには、パッケージングを決めてタイヤおよび付随するモジュールを付けただけで安全な走行性能が確保されてしまうというシステムの開発が必要となってくる。
このような流れを受けＴｏｔａｌ Ｃｈａｓｓｉｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ−Ｈｅａｄｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｈａｓｓｉｓ：Ｈ．Ａ．Ｂｅｌｌｅｒ，Ｄｒ．Ｐ．Ｅ．Ｒｉｅｔｈ，Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ｔｅｖｅｓ ＡＧ＆Ｃｏ，ｏＨＧ Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ ２００３ ＳＡＥ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓでは、Ｆｉｇ．２０．２９にＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｈａｓｓｉｓの構成として、「ステアリングモジュール」「ブレーキングモジュール」「スプリング／ダンパモジュール」を複合させた「コーナーモジュール」のコンセプトを提案している。
この中には、駆動系については言及されていないが、特開平７−８１４３０号公報に示されるような駆動系の構成を導入することによりさらに高機能な自己完結型のモジュールが構成できる。特開平７−８１４３０号公報には「モータ効率が高いとともに有効スペースを広くとれ、しかも小型・軽量な、電気自動車の駆動機構を提供するための手段」が開示されている。これはいわゆるインホイールモータ方式の車両であり、コンベンショナルな車両の内燃機関をモータに置き換えたものに比べれば、車体空間の有効利用が可能となる。
一方、従来のインホイールモータ方式の車両においては、モータをホイールに内蔵するためバネ下質量が重くなり、乗り心地の悪化やタイヤの接地性の低下による走行安定性の悪化などのデメリットが発生する。このような実用化への課題に対し、株式会社ブリヂストン、２００３．９．４ニュースにおいては車軸に対してモータがダンパとバネを介して取り付けることにより、モータが車軸の動きに対して逆位相に動くことでダイナミックダンパとして機能する。これにより、車軸の振動を相殺してタイヤの接地性および乗り心地を向上させる。
特開２００２−３３７５５４号には、モータが車体に指示される例が記載されている。
特開平７−２８５３５０号公報には駆動輪が車体にサスペンション機構を介して支持され、電動機は駆動輪とは独立して車体に固定支持されることが記載されている。

以下では、まず発明者らが考える将来電動車両全体の理想の構成イメージを述べ、次に本発明で言及する範囲について述べる。そして、本発明が解決しようとする課題について述べる。
将来車両の大きな流れとしてはヒューマンセンタード（Ｈｕｍａｎ Ｃｅｎｔｅｒｅｄ）という考え方が挙げられる。その背景には、上述したように、増加する高齢ユーザにとっての乗り換え時の違和感の解消や運転支援による運転し易さと安全の確保，ＩＴや物流の発展による生活維持のための移動の減少，移動（運転）を楽しむための移動の増加によるユーザ嗜好の多様化がある。
ヒューマンセンタード実現のため、車体システムはＣＣＶ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）化する必要がある。すなわち、静安定を求めた機構によって決まる車体特性の影響を小さくして、アクティブ制御によって車体特性を変えるシステムとなる。これにより、操縦性と安定性のバランス点を可変にでき、同一機構で複数の車体特性にカスタマイズすることが可能となる。これは全世界に出荷される車両の基本構成を同一とすることができグローバルカーデザインによるコスト低減につながる。さらに、個人認証技術を組み合わせるとパーソナライズとの両立が可能となる。
ＣＣＶ化実現のために必要なものは、複数のＢｙ−Ｗｉｒｅサブシステムを統合制御するＸ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅシステム構築技術，Ｂｙ−Ｗｉｒｅサブシステムの核となる制御性の高い電動アクチュエータとそのサーボ制御技術、および運転者の意図の検出と車体運動状況を運転者に知らせるための双方向のＨＶＩ（Ｈｕｍａｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。
Ｘ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅシステム構築技術では、所望の操縦性・安定性を実現する車体運動制御技術と、複合システム全体で信頼性を確保する異常検知（ＦＤＩ：Ｆａｕｌｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ＆ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）技術が重要である。これらは同時に低コスト化のための必須技術でもある。
ベース技術は車体運動解析・モデリングであり、運動制御では運動設計が可能なまでに高度化する必要がある。また、ＦＤＩはモデル規範型推定法（Ｍｏｄｅｌ−ｂａｓｅｄ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）とし、センサのみの手法に比べて誤検知の減少と確実な検知を可能とする。
制御性の高い電動アクチュエータは、高出力密度モータとブレーキ，ステア等の機能機構および高速サーボ制御系によって構成される。車体制御に用いるアクチュエータはエンジン制御機器より高出力であるため、アクチュエータ自体の高効率化が必要である。また、将来の車体の形態を考えると、ホイールインモータやばね下重量増加を招かないサスペンション構成が必要である。
以上のようなコンセプトを具現化するひとつの構成を以下に示す。
電動駆動，減速，操舵，懸架の機能をひとつに複合集約（モジュール化）し、小型軽量化と、カスタマイズによる同一機構・大量生産を実現する。シャシーの四隅にこのモジュールを配置するだけで車としての体を成す。各モジュールは電気的に結ばれており、機械的なつながりを持たない。これにより車室を横切るものが無くなり広い車室空間を得ることができる。各々のモジュールは統合制御を実施しＣＣＶ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）化による高度な操縦性，安全性を実現する。以下、このモジュールをＶＤ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）モジュールと呼ぶことにする。
ＶＤモジュールで上述したメリットを可能とするためには独立した駆動輪を独立したモータで駆動する、いわゆるインホイール型を採用する必要がある。
本発明の言及範囲は、主としてＶＤモジュールにおける駆動と懸架の複合に関する部分である。また、本発明で開示する駆動と懸架の複合構成を採用した場合の減速，操舵機構についても言及する。
以下、上述の背景技術と照らし合わせ、インホイール型モータ駆動の電動車両に対して本発明が解決しようとする課題について述べる。
第１図は従来の駆動輪毎に駆動用モータを配置するインホイール型電気自動車の構成である。車体からサスペンションを経由してモータと一体になった車輪である駆動輪を支持する。駆動輪が変位するためには、モータも同時に変位する必要があり、いわゆるバネ下質量が重くなり、乗り心地の悪化やタイヤの接地性の低下が見られる。
第２図は上記非特開２００２−３３７５５４号公報の構成を示す模式図である。ダイナミックダンパを設けるという上記非特開２００２−３３７５５４号公報の方法では、極低周波数（１Ｈｚ近辺）の加振についてはモータと駆動輪の両方が同位相に動いてしまい、ダイナミックダンパとしての効果が少ない。また、モータの重さ，車重毎にダイナミックダンパの支持部の剛性を調整する必要があり、多車種への展開は困難である。また、構成部品が増加することでコスト上昇を免れない。また、経年変化による振動特性の変化によりロバスト性を確保することが困難と思われる。
また、上記いずれの方法も、第１図，第２図に示すように車体からサスペンションを経由した先に、モータおよび駆動輪がつながった構成となっている。根本的な解法としてはインホイールモータであっても、重いモータがばね下にならないような構成が望ましい。
また、車両のサスペンションの働きは第３図に示すように、以下のような２点に集約され、これを解決する機構が要求される。
・突起乗り越え時のハーシュネス低下のために、サスペンションの前後方向，上下方向に衝撃力が加わった場合、変位を可能とする（剛性を低下させる）。
・駆動輪に前後力、コーナリングフォースが加わっても、トー角，キャンバ角（アライメント）変化を少なく保つ。
たとえば、第３図の下図に示すように単純なリンク構造をとると、バウンド（駆動輪が上方に移動）した際には駆動輪の上方が外側に開き、キャンバ角が外側に開いてしまい、駆動輪のグリップ力が低下してしまう。また、各リンクの接合にはブッシュが使われており、外力に対して接合部が変位してより複雑な動きとなってしまう。これらに対して、従来では、複雑なリンク機構を導入したり、サスペンションの各リンク部分のブッシュ硬度を微妙に調整していた。
一方、駆動輪のホイール毎に駆動用モータを配置する理由のひとつとして、社内空間の拡大が挙げられるが、従来のインホイールモータでは、サスペンションを介してホイールと一体化したモータを支持するため、サスペンションの横方向のリンク長さとモータの長さの合計が駆動と懸架のために必要となり、車幅を広げない限り（特に横方向の）有効スペースを得ることが困難である。このためには、インホイール型のモータに適したサスペンション構成が必要となる。
本発明は、モータがばね下にならない電気自動車、特にインホイール型電気自動車の駆動装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記の駆動装置に適したサスペンションを構成することを目的とする。
また、本発明は、上記の構成において、操舵、減速機構を提供することを目的とする。
駆動輪毎にモータを有する電気自動車、特にインホイール型電気自動車の駆動装置において、モータから駆動輪に回転力を伝達する構造と、モータに対して駆動輪が変位できる構造と、モータと駆動輪を連結するサスペンション構造を有し、駆動輪がモータを介して車体に取り付けられていることを特徴とする電気自動車の駆動装置を提供する。
更に、前記モータと前記サスペンションを一体化して駆動輪ホイール内近傍に配置し、駆動輪軸とモータ軸とをフレキシブルなカップリングで連結して、駆動輪をモータに対してサスペンション構造を介して支持することによりサスペンション構造の車体側にモータを配置し、サスペンションの反車体側の重量を低減することを特徴とする電気自動車の駆動装置を提供する。
更に、前記モータと車体を連結する第二のサスペンション構造を有し、モータは第二のサスペンション構造を介して車体側に取り付けられていることを特徴とする電気自動車の駆動装置を提供する。
本発明は、具体的には、駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪を懸架するサスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータ（および車体）に懸架することを特徴とする電気自動車の駆動装置を提供する。
本発明の実施例は、駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、
車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪の駆動輪軸に支持ディスクが取り付けられ、該支持ディスクに、前記駆動軸の回転面と平行な方向に該支持ディスクの変位を可能とする部材が取り付けられて前記駆動輪を懸架するサスペンションが構成され、該サスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータに懸架すること
を特徴とする電気自動車の駆動装置を構成する。
前記支持ディスクの両側にはこれらにそれぞれ接して、前記支持ディスクの駆動方向の変位を拘束する軸受が設けられ、前記モータの駆動軸と前記駆動輪の駆動輪軸とをフレキシブルジョイントで連結される。
前記駆動軸は減速機に接続され、該減速機は前記モータに保持されるように取り付けられる。
前記モータと前記車体とを連結する第二のサスペンションを有し、前記モータは第二のサスペンションにより前記車体に取り付けられる。
また、本発明の実施例は、駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、
車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪の駆動輪軸に回転面に平行に、かつ駆動輪軸方向（すなわちモータの駆動軸方向）の変位を拘束する支持ディスクが設けられ、該支持ディスクに、前記回転面と平行な方向に該支持ディスクの変位を可能とする部材が取り付けられて前記駆動輪に懸架されるサスペンションが構成されて、前記モータの駆動軸と前記駆動輪の駆動輪軸とをフレキシブルジョイントで連結し、以って前記サスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪に前記サスペンションを介して前記モータが、前記駆動軸の軸方向に対する垂直方向に低剛性で、かつ軸方向に対して強剛性に懸架されること
を特徴とする電気自動車の駆動装置を構成する。
前記モータと該モータに取り付けた前記サスペンションを一体として前記駆動輪の駆動輪ホイール内近傍に収納する。
以上に開示した構成をとることにより駆動輪に外力が加わった場合、モータは変位せず、駆動輪のみが変位することができ、実質上のばね下重量低減が可能となり、乗り心地の改善とタイヤ接地性の向上による走行安定性の向上が図れる。
サスペンションの前後方向，上下方向の剛性を低下できるので突起乗り越え時の乗り心地向上が可能となる。
駆動輪に前後力，コーナリングフォースが加わっても、アライメント変化を少なく保つことにより、走行安定性の向上が図れる。
アクチュエータを有することにより、トー角，キャンバ角の制御が可能となる。またこのような構成をとることにより、操舵角を制御することも可能となる。
以上に示した構成をとることにより、駆動，減速，操舵，懸架の四つの機能をひとつのＶＤモジュールで実現することが可能となる。

第１図は従来のインホイール型電気自動車の構成を示す模式図。
第２図はダイナミックダンパを有した構成を示す模式図。
第３図はサスペンション構造の課題を示す図。
第４図は本発明を適用したインホイール型電気自動車の構成を示す図。
第５図ＶＤ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）モジュールを搭載した電気自動車の駆動装置全体構成を示す図。
第６図は他のＶＤモジュールの構造を示す図。
第７図は他のＶＤモジュールの構造を示す図。
第８図は第７図に示すＶＤモジュールの部品構成を示す模式図。
第９図は他のＶＤモジュールの構造を示す図。
第１０図はＶＤモジュールがバウンド，リバウンドした状態を示す図。
第１１図はモータを支える第２のサスペンション構造を付与した構成を示す図。
第１２図は車体側からモータ側に相対変位を与え、キャンバ角の制御を実施した例を示す図。

以下、図面を用いて本発明の第一の実施例を示す。
第４図はＶＤ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）モジュール２１，２２，２３，２４を搭載した電気自動車１の全体構成を示す図である。ＶＤモジュールの駆動部分は独立した駆動輪を独立したモータで駆動する、いわゆるインホイール型を採用している。
各モジュールには、電池３から電力ライン＆高信頼性通信バス９を経由し、前輪用インバータ４１と後輪用インバータ４２を経由して電力が供給される。コントローラ５はＨＶ（Ｈｕｍａｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）インターフェース８を経由したドライバの操作，カメラ６，ミリ波などの距離センサ７、あるいは図示しない通信手段からの外界情報に基づいて各モジュールに供給する電力量を制御する。電池３，インバータ４１，４２，コントローラ５などの大型の機器は車体（フロア）１０の下に配置することにより、居住空間の拡大を図っている。
ＶＤモジュールは電動駆動，減速，操舵，懸架の機能をひとつに複合集約（モジュール化）し、小型軽量化と、カスタマイズによる同一機構・大量生産を実現するものであり、シャシーの四隅にこのモジュールを配置するだけで車としての体を成す。各モジュールは電気的に結ばれており、機械的につながりを持たない。これにより車室を横切るものが無くなり広い車室空間を得ることができる。各々のモジュールは統合制御を実施し高度な操縦性，安全性を実現する。
第５図に本発明の実施構成としてインホイール型電気自動車の駆動装置１００を示す。第５図（ａ）は、駆動装置１００を側面から見て、その構成を示す模式図であり、第５図（ｂ）は上記構成の配置をより簡略に表記し、従来例との比較を示す図である。第５図において、車体１０にはモータ保持部１１の上部がピボット１２Ａを用いて回転自在に指示されている。また、モータ保持部１１の下部にはリニアアクチュエータ１３２がピボット１９Ｂにより回転自在に指示され、リニアアクチュエータ１３２のもう一端は車体側のピボット１２Ｂに回転自在に支持され、リニアアクチュエータ１３２の伸縮によりモータ保持部１１の車体に対する角度を変化させることが可能となっている。
モータ保持部１１の内部にはモータ１３が設けられている。モータ１３は、ステータ１４（図中なし）とロータ１５は駆動軸（モータ軸）１７を備える。本例の場合、ステータ１４はモータ保持部１１としての機能を有しており、一体として作成されている。
機能的には両者は明確に分けることができるが、ここではモータ保持部１１をモータ１３の一部として取り扱う。
一方、車体１０の側方に駆動輪３１が設けられている。駆動輪３１は駆動輪ヒール３２とタイヤ３３を有し、駆動輪ホイール３２は車体方向に向けてホイール空間部３４が形成されている。
ホイール空間部３４内においては、駆動輪ホイール３２にハブ３５が固定してあり、駆動輪３１と一体回転する。このハブ３５に駆動輪軸（ホイール軸）３６が設けられ、この駆動輪軸３６はアップライト３７により回転支持されている。
モータ保持部１１の一部は上部が外側に突出していて、突出部１８を形成し、この突出部１８とアップライト３７はサスペンションアーム部材２６（２６Ａ，２６Ｂ）によって上下端部をピボット２７（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ）によってそれぞれ連結されている。これによりアップライト３７、ひいては駆動輪３１はモータ保持部１１に対してサスペンションアームとピボットによるリンク機構に基づいて上下に変位が可能となる。
またピボット２７Ａを利用して、バネダンパ部材２５が設けられ、バネダンパ部材２５の他端はサスペンションアーム部材２６Ｂのピボット２７Ｄ近傍にてピボット２８によって回転可能に連結される。これによって、バネダンパ部材２５はアップライト３７、これにより支持された駆動輪３を、サスペンションアーム部材２６Ａ，２６Ｂにより懸架するサスペンション（懸架装置）３０を構成し、モータ保持部１１に対して弾性支持可能とする。モータ保持部１１は、サスペンションの車体側の部材の１つとなる。
駆動軸１７と駆動輪軸３６はフレキシブルジョイント２９によって連結され、モータ１３の駆動力は駆動軸１７を介して駆動輪軸３６に伝達される。フレキシブルジョイント２９の作用によって、駆動軸１７の軸方向に対して角度変化を容認し、モータ１３の駆動力を駆動輪に伝達することが可能となる。
モータ１３とサスペンション３０を一体として、ホイール空間部３４に挿入してホイールインとし、車体１０に前述のようにマウントすることで、サスペンション３０（及び駆動輪３１）はモータ１３に対して変位可能となり、車体を懸架することが可能となる。
第５図（ｂ）を用いて本実施例の構成を再確認する。車体側（左側）から見ていくと、車体，モータ，サスペンション，駆動輪の順番で構成されている。このように、モータと駆動輪を連結するサスペンション構造を有し、サスペンション構造の車体側にモータを配置することにより第１図，第２図の従来例と異なり、モータはバネ下とならない構成とすることが可能となる。

第６図は、本発明の第２の実施例を示す。第１の実施例と同一の構成について同一番号を付してあり、第１の実施例の説明を採用するものとする。以下の実施例についても同様である。
第６図において、減速機６０がモータ保持部材１１に、すなわちモータ１３に保持されるように取り付けられており、駆動軸１７は減速機６０に接続される。これによって駆動軸１７の回転速度は減速され、駆動輪軸２９に伝達される。
このように、この例にあっては、減速機６０は、サスペンションの車体側の一部部材としてモータ１３によって保持される。
第６図（ｂ）の構成，説明は第５図（ｂ）と同様であり、繰り返さない。

第７図はＶＤモジュールの断面を示す模式図である（複雑化を避けるためにブレーキ機構については省略している）。そして、第８図は第７図に示すＶＤモジュールの構成部品とその組み立て方を示す図である。これらの図において、マウント２０１が車体１０に一体に取り付けられ、そこにモータ１３（ステータ１６，ロータ１５）が取り付けられる。さらにモータ１３からはジョイント部２０３１から中間ドライブシャフト２０４と接合され、支持ディスク１３７，各ベアリング，サスペンションブッシュ等で構成されるサスペンション３０を経由して駆動輪３１に連結される。
この例にあっては、円板状の支持ディスク３７の外方にドライブベアリング２０７が設けられ、さらにその外方に垂直方向にサスペンション部材を構成するサスペンションブッシュ２０８が設けられ、支持ディスク３７はその両側面側を２つのサポートベアリング、すなわちインナーサポートベアリング２０５とアウトサポート２０９によって保持している。これらのサポートベアリングはモータ保持部１１の突出部１８に保持される。
第８図に示す構造をとることにより駆動装置１００の構造はより省スペース化され、モータはばね上となり、かつキャンバ変化のない構成が提供される。
以上のように、車体１０にモータ１３を保持するように取り付け、駆動輪３１の駆動輪軸３６に回転面に平行に、かつ軸方向の変位を拘束する支持ディスク１３７が設けられ、支持ディスク１３７に、回転面と平行な方向に支持ディスク１３７の変位を可能、すなわち許容とする部材が取り付けられて駆動輪３１に懸架されるサスペンション３０が構成され、モータ１３の駆動軸１７と駆動輪３１の駆動輪軸３６とをフレキシブルジョイント２９で連結し、以って前記サスペンション３０をモータ１３に取り付けて、駆動輪３１にサスペンション３０を介してモータ１３が駆動軸１７の軸方向に対する垂直方向に低剛性で、かつ軸方向に対して強剛性に懸架される駆動装置１００が構成され、モータ１３とモータ１３に取り付けたサスペンション３０を一体として駆動輪３１の駆動輪ホイール３２内に収納する構造が構成される。
第８図において、まず、２０１はモジュールをとりつけるマウントであり、これが車体１０に一体的にとりつけられる。マウント２０１の上方には、コントローラ５により駆動される操舵アクチュエータ４０が固定されており、その出力軸にはステータ１６が固定されている。これにより駆動輪ホイール３２を含んだモジュール全体の車体に対する角度（変位）を与えることができる。１５はロータで２０４の中間ドライブシャフト２０４と角変位可能なジョイント部２０３１で連結される。中間ドライブシャフト２０４のもう一方は同等な連結手段２０６１経由で、支持ディスク１３７と呼ばれる円盤状の部材に連結される。支持ディスク１３７にはドライブシャフト２０６１が接続され、そのもう一端のドライブシャフト２０６２にはブレーキディスク２１０１を有したハブ２１０と駆動輪ホイール３２が連結されており、ロータ１５の回転トルクを駆動輪ホイール３２まで伝達している。
２０５と２０９は、それぞれインナーサポートベアリング（軸受）とアウターサポートベアリングであり、支持ディスク１３７を表／裏から挟み込み、ドライブシャフト２０６２の軸方向と垂直方向（直角方向）にのみ変位可能とする。すなわち支持ディスク１３７，ハブ２１０，駆動輪ホイール３２は、車体１０あるいはマウント２０１に対して傾くことなく、前後，上下、あるいはその合成方向にのみ変位する。
支持ディスク１３７の外周にはドライブベアリング２０７がはめ込まれ、さらにその外周には弾性部材であるサスペンションブッシュ２０８がはめ込まれ、サスペンションブッシュ２０８はインナーサポートベアリング２０５とアウターサポートベアリング２０９にはさまれて固定されている。これによりサポートディスク２０６はドライブベアリング２０７と一体となり、サスペンションブッシュ２０８によってシャフトの軸方向と垂直方向に支持が可能となる。本実施例ではサスペンションに弾性部材を用いたが、上下方向と前後方向に変位できるように、金属ばねや空気ばね，油圧アクチュエータ等を用いても良い。
アウターサポートベアリング２０９にはコントローラ５により制御されるブレーキキャリパ２１１が固定されており、ハブ２１０のブレーキディスク２１０１を挟み込むことによりコントローラ５からの指令に基づき駆動輪３１を減速することができる。
第１０図は、ＶＤモジュールが中立位置（ａ）からバウンド（タイヤが上方に移動）した場合とリバウンド（タイヤが下方に移動）した状態を示す図である。駆動輪ホイール３２に連結された支持ディスク１３７は、インナーサポートベアリング２０５とアウターサポートベアリング２０９により表／裏から挟み込みまれているため、ロータ１５あるいはドライブシャフト２０６２の軸方向と直角に変位し、第９図に示すように、バウンド・リバウンド時のキャンバ変化は発生しない。また、図示しないが、前後方向（紙面に垂直の方向）に変位しても、上述の構成からトー変化なども発生しない。
前後方向，上下方向の剛性はサスペンションブッシュ２０８の剛性を円周部分毎に適切に選ぶことにより、独立して調整することができる。
以上のように本実施例の構成により、
・突起乗り越え時のハーシュネス低下のために、サスペンションの前後方向，上下方向に衝撃力が加わった場合、変位を可能とする（剛性を低下させる）。
・駆動輪に前後力，コーナリングフォースが加わっても、トー角，キャンバ角（アライメント）変化を少なく保つ。
という２つの課題が、同時に解決できインホイール型のモータに適したサスペンション構成が提供される。

第９図は、本発明の第４の実施例を示す。第３の実施例と同一の構成については同一番号を付けてある。
第９図において、減速機６０がモータ保持部材１１に、すなわちモータ１３に保持されるように取り付けられており、駆動軸１７は減速機６０に接続される。これによって駆動軸１７の回転速度は減速され、駆動輪軸２９に伝達される。
このように、この例にあっては、減速機６０は、サスペンションの車体例の一部部材としてモータ１３によって保持される。
第９図（ｂ）の構成，説明は第７図（ｂ）と同様であり繰り返さない。

オフロード車両のように極めて大きな、ホイールストローク（駆動輪の上下方向の変位）が必要な車両に対して、第７図，第８図の構造をとった場合、ストロークが足りない場合が懸念される。このような場合には第１１図に示すようにモータ１３を支える第二のサスペンション３１を付与した構成とすればよい。すなわち、モータ１３は第二のサスペンション３１によって車体１０に取り付けられる。新にマウント２０２が設けられ、マウント２０２をマウント２０１との間に平行四辺形状のリンク機構３０３が設けられ、マウント２０２とリンク機構のピボット点３０４を結んでサスペンション部材３０５が設けられる。他の構成は第７図の構成と同一である。これにより大きなストロークが可能となるとともに、微小で高周波数の変位に対しては、モータが変位せず、駆動輪のみが変位可能となる。これによりオフロード車両などに対しても、乗り心地と操縦安定性，走破性を確保したサスペンション構成を提供することができる。
つぎに、前述の各実施例に採用可能な操舵機構，減速機構について述べる。
モータ側は第７図，第８図に示したような構造をとりモータ回転軸に対して常に直角にのみ動く（軸に対して倒れ角が発生しない）ため、モータの車体に対する角度と、駆動輪の車体に対する角度が等しくなる。このため操舵アクチュエータ４０はマウント２０１（車体側）に固定し、モータのケーシングにあたるステータ１６に直接角変位を与えることにより操舵が可能となる。
モータの車体に対する角度と、駆動輪の車体に対する角度が等しくなるという特性を生かせば、第１２図に示すようにリニアアクチュエータ１３２を用いて車体側からモータ側に相対変位を与えることにより、たとえばキャンバ角の制御など、路面に対する駆動輪の角度制御が可能となる。これによりタイヤ接地性の向上による走行安定性の向上が図れる。尚、第１２図（ａ）はキャンバ制御ありの場合の例、第１２図（ｂ）はキャンバ制御なしの場合の例を示す。
このようにリニアアクチュエータ１３２を有することにより、トー角，キャンバ角の制御が可能となる。またこのような構成をとることにより、操舵角を制御することも可能となる。
以上に示した構成をとることにより、駆動，減速，操舵，懸架の四つの機能をひとつのＶＤモジュールで実現することが可能となる。
第８図に示しているように、ハブ２１０に設けられたブレーキディスク２１０１を挟み込むことにより駆動輪の減速を可能とするブレーキキャリパ２１１はアウターサポートベアリング２０９に固定されている。第１０図から判るように、アウターサポートベアリング２０９はモータ側と一体化しており、駆動輪のバウンド，リバウンドに対して上下に変位しない（バネ上）。したがって、ブレーキキャリパ２１１もバネ上に配置されるため、ばね下重量低減が可能となり、乗り心地の改善とタイヤ接地性の向上による走行安定性の向上が図れる。駆動輪が変位し偏心した状態でのブレーキングで車輪軸と垂直方向の力の発生が懸念される場合は、各輪にモータを有するためモータ内部（非変位部分）にブレーキディスクとキャリパを配置してもよい。また従動輪としてＶＤモジュールを用いる場合はモータのステータ，ロータの代わりにブレーキ構造を組み込んでもよい。
ブレーキキャリパ２１１が発生するブレーキ力は、必要な減速度に応じて、モータ駆動、あるいは回生制動トルクと統合してコントローラ５によりきめ細かく制御可能となり、高精度，高機能な減速制御，駆動輪空転抑制制御等が可能となる。
以上のように、第７図，第８図に示すような構成をとることにより、インホイール型のモータに適したサスペンション構成をとった場合の、操舵，減速機構が提供される。
以上述べたように第５図，第７図、あるいは第８図に示したように、電動駆動，減速，操舵，懸架の機能をひとつに複合集約した自己完結型のＶＤ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）モジュールを実現できる。
第４図にその概念を示したようにシャシーの四隅にこのモジュールを配置するだけで電気自動車としての体を成すことができる。各モジュールは電気的に結ばれており、機械的なつながりを持たない。これにより車室を横切るものが無くなり（フラットフロア）、広い車室空間を得ることができる。各々のモジュールは統合制御を実施し高度な操縦性、安全性を実現することが可能となる。

Claims (13)

1. 駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、
   車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪を懸架するサスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータに懸架すること
   を特徴とする電気自動車の駆動装置。
2. 請求項１において、前記モータと該モータに取り付けた前記サスペンションを一体として前記駆動輪の駆動輪ホイール内近傍に収納することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
3. 請求項１または２において、前記モータの駆動軸と前記駆動輪の駆動輪軸とをフレキシブルジョイントで連結したことを特徴とする電気自動車の駆動装置。
4. 請求項３において、前記駆動軸は減速機に接続され、該減速機は前記モータに保持されるように取り付けられることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
5. 請求項１から４のいずれかにおいて、前記モータと前記車体とを連結する第二のサスペンションを有し、前記モータは第二のサスペンションにより前記車体に取り付けられることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
6. 駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、
   車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪の駆動輪軸に支持ディスクが取り付けられ、該支持ディスクに、前記駆動軸の回転面と平行な方向に該支持ディスクの変位を可能とする部材が取り付けられて前記駆動輪を懸架するサスペンションが構成され、該サスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータに懸架すること
   を特徴とする電気自動車の駆動装置。
7. 請求項６において、前記支持ディスクの両側にはこれらにそれぞれ接して、前記支持ディスクの駆動軸方向の変位を拘束する軸受が設けられ、前記モータの駆動軸と前記駆動輪の駆動輪軸とをフレキシブルジョイントで連結したことを特徴とする電気自動車の駆動装置。
8. 請求項６または７において、前記駆動軸は減速機に接続され、該減速機は前記モータに保持されるように取り付けられることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
9. 請求項６から８のいずれかにおいて、前記モータと前記車体とを連結する第二のサスペンションを有し、前記モータは第二のサスペンションにより前記車体に取り付けられることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
10. 駆動輪毎に該駆動輪を駆動するモータを備える電気自動車の駆動装置において、
    車体に前記モータを保持するように取り付け、前記駆動輪を駆動輪軸に回転面に平行に、かつ駆動輪軸方向の変位を拘束する支持ディスクが設けられ、該支持ディスクに、前記回転面と平行な方向に該支持ディスクの変位を可能とする部材が取り付けられて前記駆動輪を懸架するサスペンションが構成され、前記モータの駆動軸と前記駆動輪の駆動輪軸とをフレキシブルジョイントで連結し、以って前記サスペンションを前記モータに取り付けて、前記駆動輪を前記サスペンションを介して前記モータが、前記駆動軸の軸方向に対する垂直方向に低剛性で、かつ軸方向に対して強剛性に懸架すること
    を特徴とする電気自動車の駆動装置。
11. 請求項１０において、前記モータと該モータに取り付けた前記サスペンションを一体として前記駆動輪の駆動輪ホイール内近傍に収納することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の電気自動車の駆動装置において、駆動輪の回転を減速する機構を有する電気自動車の駆動装置。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の電気自動車の駆動装置において、車体からモータに、車体との相対変位を与えるためのアクチュエータを有する電気自動車の駆動装置。

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