JP6560009B2 - ２モータ車両駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両のばね上側に搭載され、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置に関するものである。

左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置としては、特許文献１に開示されたものがある。

この種の２モータ車両駆動装置は、一つの電動モータによって左右の駆動輪を駆動させる1モータ車両駆動装置のように、一つの電動モータの駆動力を左右に振り分けるディファレンシャルギヤ等が不要になる、という利点を有する。

また、２モータ車両駆動装置は、左右の駆動輪のそれぞれについて独立に駆動用の電動モータを備えるので、左右の駆動輪の駆動力を異ならせることが容易であり、旋回時に旋回内側の車輪より旋回外側の車輪に多くの駆動力を発生させることで、旋回性能が向上する等の走行性能の向上が容易である。

特開平１１−２４３６６４号公報

従来の２モータ車両駆動装置は、図４に示すように、左右の駆動輪を個別に駆動する左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒと電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの回転を減速する減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを備え、左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの中央に減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを配置している。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、図４に示すように、モータ軸１１２から動力が伝達される入力歯車を有する入力軸１２３と、等速ジョイント１２６および中間シャフト１２７からなるドライブシャフトを介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸１２５とが平行かつオフセットした配置の平行軸歯車減速機である。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの入力軸１２３と出力軸１２５との間には、1つ以上の中間軸１２４ａ、１２４ｂ（カウンター軸）が設けられる。

出力軸１２５の車輪側の端部には、図４に示すように、等速ジョイント１２６が設けられ、等速ジョイント１２６から中間シャフト１２７を介して車輪に動力が伝達される。

左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、減速機ケーシング１２８内に並列に収容されている。

左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの入力軸１２３、中間軸１２４ａ、１２４ｂ、出力軸１２５は、互いに平行に配置された構成であり、各軸の歯車は、はすば歯車であり、各歯車軸は両端をころがり軸受により、減速機ケーシング１２８に回転自在に支持されている。また、左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの各歯車軸の軸心は、互いに同軸上に配置されている。

このような２モータ車両駆動装置は、車体のフレーム内に収容可能な大きさとする必要があり、装置全体の小型化は必須である。

ところで、中間軸１２４ａ、１２４ｂは、それぞれ大径歯車１２４ｃと小径歯車１２４ｄを有する段付き歯車であり、出力軸１２５側に配置される中間軸１２４ｂの小径歯車１２４ｄは、軸方向の外側に配置されているので、中間軸１２４ｂの小径歯車１２４ｄに噛み合う出力軸１２５の出力歯車１２５ａも軸方向の外側に配置されるため、軸方向の外側に配置された出力軸１２５の出力歯車１２５ａを収容する減速機ケーシング１２８の軸方向幅が大きくなり、減速機ケーシング１２８が大型化する。

このため、減速機ケーシング１２８が大型化すると、２モータ車両駆動装置を車体のフレームに固定するためのマウントブラケットの設置スペースも大きくなる。

そこで、この発明は、２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にし、その減速機ケーシングの左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置する構造の２モータ車両駆動装置において、減速機の出力軸の出力歯車を収容する減速機ケーシングの軸方向幅を最小限に留めることができ、減速機ケーシングの側面にマウントブラケットの設置スペースを確保しようとするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、減速機は、モータ軸から動力が伝達される入力歯車を有する入力軸と、ドライブシャフトを介して駆動輪に駆動力を伝達する出力歯車を有する出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられる中間歯車を有する1つ以上の中間軸とからなり、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置した２モータ車両駆動装置において、前記左右２基の減速機の中間軸が、出力軸の出力歯車と噛み合う小径歯車を軸方向の内側に、大径歯車を軸方向の外側に配置したことを特徴とする。

減速機ケーシングを、中央ケーシングとこの中央ケーシングの両側面に固定される左右の側面ケーシングの３ピース構造とし、左右の側面ケーシングの外面の出力軸周辺に、マウントブラケット固定用スペースを設けることができる。

このマウントブラケット固定用スペースは、中間軸と反対側に配置される。

以上のように、この発明によれば、左右２基の減速機の出力軸の出力歯車と噛み合う中間軸の小径歯車が軸方向の内側に配置されるので、この中間軸の小径歯車と噛み合う出力軸の出力歯車が軸方向の内側に配置される。

したがって、左右の出力軸の出力歯車が軸方向の外側に配置する場合に比し、減速機ケーシングの軸方向幅を最小限に留めることができる。

減速機ケーシングを中央ケーシングとこの中央ケーシングの両側面に固定される左右の側面ケーシングの３ピース構造にした場合、左右の側面ケーシングの外面の出力軸周辺に、マウントブラケット固定用スペースを設けることができる。

この発明に係る２モータ車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置を使用する電気自動車の一例を示す概略平面図である。 図１の実施形態を後方から見た外観図である。 従来の２モータ車両駆動装置を示す横断平面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａは、図１に示すように、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ケーシング２０を中央にし、その減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒを固定配置した構造を採用する。

図２に示す電気自動車Ｂは、前輪駆動方式であり、シャーシ４１と、駆動輪としての前輪４２と、後輪４３と、左右の駆動輪をそれぞれに独立に駆動する２モータ車両駆動装置Ａとを備え、２モータ車両駆動装置Ａは、駆動輪である左右の前輪４２の中央位置のシャーシ４１上にマウントブラケット（図示省略）を固定され、２モータ車両駆動装置Ａの駆動力は、ドライブシャフト、つまり、等速ジョイント１５と中間シャフト１６と等速ジョイント１５を介して左右の前輪４２に伝達される。

なお、２モータ車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図２に示す前輪駆動方式の他、後輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。

この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａにおける左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング３Ｌ、３Ｒ内に収容されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒは、円筒形のモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲと、このモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの外側面を閉塞する外側壁３ｂＬ、３ｂＲとモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側面に減速機２Ｌ、２Ｒと隔てる内側壁３ｃＬ、３ｃＲとからなる。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲには、モータ軸１２ａを引き出す開口部が設けられている。

電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内周面にステータ１１を設け、このステータ１１の内周に間隔をおいてロータ１２を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。なお、図示はしていない電動モータは、アキシャルギャップタイプのものを使用してもよい。

ロータ１２は、モータ軸１２ａを中心部に有し、そのモータ軸１２ａはモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲの開口部からそれぞれ減速機２Ｌ、２Ｒ側に引き出されている。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの開口部とモータ軸１２ａとの間にはシール部材１３が設けられている。

モータ軸１２ａは、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲと外側壁３ｂＬ、３ｂＲとに転がり軸受１４ａ、１４ｂによって回転自在に支持されている（図１）。

左右並列に設けられた２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０は、図１に示すように、中央ケーシング２０ａとこの中央ケーシング２０ａの両側面に固定される左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲの３ピース構造になっている。

減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲのアウトボード側（外側）の側面と電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲとを、複数のボルト２９によって固定することにより、減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒが固定配置される（図１）。

中央ケーシング２０ａには、図１に示すように、中央に仕切り壁２１が設けられている。減速機ケーシング２０は、この仕切り壁２１によって左右に２分割され、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する独立した左右の収容室が並列に設られている。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図１に示すように、左右対称形に設けられ、モータ軸１２ａから動力が伝達される入力歯車２３ａを有する入力軸２３Ｌ、２３Ｒと、この入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する中間軸２４Ｌ、２４Ｒと、出力歯車２５ａを有し、減速機ケーシング２０から引き出されて等速ジョイント１５、中間シャフト１６（図２参照）を介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸２５Ｌ、２５Ｒとを備える平行軸歯車減速機である。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３Ｌ、２３Ｒの両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の左右両面に形成したボス部２７ａと側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部２７ｂに転がり軸受２８ａ、２８ｂを介して回転自在に支持されている。

入力軸２３Ｌ、２３Ｒのアウトボード側（外側）の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力軸２３Ｌ、２３Ｒの外側端部との間にはシール部材３１を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。

入力軸２３Ｌ、２３Ｒは、中空構造であり、この中空の入力軸２３Ｌ、２３Ｒにモータ軸１２ａが挿入されている。入力軸２３Ｌ、２３Ｒとモータ軸１２ａとは、スプライン（セレーションも含む以下同じ）結合されている。

中間軸２４Ｌ、２４Ｒは、外周面に入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する段付き歯車である。中間軸２４Ｌ、２４Ｒの小径歯車２４ｂがインボード側（内側）に配置され、大径歯車２４ａがアウトボード側（外側）に配置されている。この中間軸２４Ｌ、２４Ｒの両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３２と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３３とに転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して支持されている。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒは、大径の出力歯車２５ａを有し、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３５と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３６に転がり軸受３７ａ、３７ｂによって支持されている。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒの大径の出力歯車２５ａは、インボード側（内側）に配置された中間軸２４Ｌ、２４Ｒの小径歯車２４ｂに噛み合うように、インボード側（内側）に配置されている。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒの出力歯車２５ａを収容する減速機ケーシング２０の軸方向幅は、左右の出力歯車２５ａがそれぞれインボード側（内側）に配置されているので、最小限の幅に留めることができ、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲの外面の出力軸２５Ｌ、２５Ｒの周辺に、図１及び図３にクロスハッチングで示すマウントブラケット固定用スペース４４を設けることができる。このマウントブラケット固定用スペース４４は、中間軸２４Ｌ、２４Ｒと反対側に配置される。換言すると、中間軸２４Ｌ、２４Ｒの大径歯車２４ａの出力軸２５Ｌ、２５Ｒの反対側のスペースを有効に活用することができる。マウントブラケット固定用スペースを大径歯車２４ａと軸方向に重畳する位置に配置することができる。また、本実施例では減速機ケーシングの容積が小さくなるので、潤滑油量を少なく、装置の軽量化、エコ化が可能となる。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒのアウトボード側の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部から減速機ケーシング２０の外側に引き出され、引き出された出力軸２５Ｌ、２５Ｒのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント１５の外側継手部材１５ａがスプライン結合されている。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒに結合された等速ジョイント１５は、中間シャフト１６を介して駆動輪に接続される（図２）。

出力軸２５Ｌ、２５Ｒのアウトボード側の端部と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部との間には、オイルシール３９を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１Ｌ、１Ｒ ：電動モータ
２Ｌ、２Ｒ ：減速機
３Ｌ、３Ｒ ：モータケーシング
３ａＬ、３ａＲ ：モータケーシング本体
３ｂＬ、３ｂＲ ：外側壁
３ｃＬ、３ｃＲ ：内側壁
１１ ：ステータ
１２ ：ロータ
１２ａ ：モータ軸
１３ ：シール部材
１４ａ、１４ｂ ：転がり軸受
１５ ：等速ジョイント
１５ａ ：外側継手部材
１６ ：中間シャフト
２０ ：減速機ケーシング
２０ａ ：中央ケーシング
２０ｂＬ、２０ｂＲ ：側面ケーシング
２１ ：仕切り壁
２３Ｌ、２３Ｒ ：入力軸
２３ａ ：入力歯車
２４Ｌ、２４Ｒ ：中間軸
２４ａ ：大径歯車
２４ｂ ：小径歯車
２５Ｌ、２５Ｒ ：出力軸
２５ａ ：出力歯車
２７ａ、２７ｂ ：ボス部
２８ａ、２８ｂ ：転がり軸受
２９ ：ボルト
３１ ：シール部材
３２、３３ ：ボス部
３４ａ、３４ｂ ：転がり軸受
３５、３６ ：ボス部
３７ａ、３７ｂ ：転がり軸受
３９ ：オイルシール
４１ ：シャーシ
４２ ：前輪
４３ ：後輪
４４ ：マウントブラケット固定用スペース
Ａ ：２モータ車両駆動装置
Ｂ ：電気自動車

Claims (3)

1. 左右の駆動輪をそれぞれ独立に駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、減速機は、モータ軸から動力が伝達される入力歯車を有する入力軸と、ドライブシャフトを介して駆動輪に駆動力を伝達する出力歯車を有する出力軸と、入力軸の入力歯車に噛み合う大径歯車と出力軸の出力歯車に噛み合う小径歯車を有する中間軸とからなり、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置した２モータ車両駆動装置において、前記左右２基の減速機の中間軸が、出力軸の出力歯車と噛み合う小径歯車を軸方向の内側に、大径歯車を軸方向の外側に配置したことを特徴とする２モータ車両駆動装置。
2. 減速機ケーシングが、中央ケーシングとこの中央ケーシングの両側面に固定される左右の側面ケーシングの３ピース構造からなり、左右の側面ケーシングの外面の出力軸周辺に、マウントブラケット固定用スペースを設けたことを特徴とする請求項１記載の２モータ車両駆動装置。
3. 前記マウントブラケット固定用スペースが、中間軸と反対側に配置されている請求項２記載の２モータ車両駆動装置。

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