JP2008032044A - 駆動装置および電動車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】ケーシング内のオイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制しながら搭載性を向上させた駆動装置および該駆動装置を備えた電動車両を提供する。
【解決手段】駆動装置は、モータジェネレータ100と、モータジェネレータ100を収納し、内部にオイルが貯留されたケーシングと、モータジェネレータ100による動力が入力される回転シャフト110と、回転シャフト110の動力が伝達される減速ギヤ310と、減速ギヤ310の動力が伝達される減速ギヤ320と、減速ギヤ320の動力が伝達されるディファレンシャルギヤ400とを備える。そして、減速ギヤ310とディファレンシャルギヤ400とが同軸上に配置される。
【選択図】図3
【解決手段】駆動装置は、モータジェネレータ100と、モータジェネレータ100を収納し、内部にオイルが貯留されたケーシングと、モータジェネレータ100による動力が入力される回転シャフト110と、回転シャフト110の動力が伝達される減速ギヤ310と、減速ギヤ310の動力が伝達される減速ギヤ320と、減速ギヤ320の動力が伝達されるディファレンシャルギヤ400とを備える。そして、減速ギヤ310とディファレンシャルギヤ400とが同軸上に配置される。
【選択図】図3
Description
本発明は、駆動装置および電動車両に関し、特に、オイルが貯留されたケーシング内に動力源を有する駆動装置および該駆動装置を備えた電動車両に関する。
複数の回転軸を含む動力伝達装置が従来から知られている。
たとえば、特開2002−154343号公報(特許文献1)においては、電気モータと一体に回転する出力軸と、出力軸と平行な中間軸と、出力軸と平行で車両の後輪と一体に回転する駆動軸とを備えた車両の動力伝達装置が開示されている。
たとえば、特開2002−154343号公報(特許文献1)においては、電気モータと一体に回転する出力軸と、出力軸と平行な中間軸と、出力軸と平行で車両の後輪と一体に回転する駆動軸とを備えた車両の動力伝達装置が開示されている。
特許文献1と同様に、3本の軸を含む車両の動力伝達装置が、特開2002−200928号公報(特許文献2)および特開2003−72402号公報(特許文献3)に記載されている。
また、特開2003−14057号公報(特許文献4)においては、入力軸と出力軸との間に2つの減速歯車群が設けられた多段減速機が開示されている。
特開2002−154343号公報
特開2002−200928号公報
特開2003−72402号公報
特開2003−14057号公報
動力源を有する駆動装置の搭載性を向上させるために、動力源の小型化が要求される場合がある。動力源を小型化すると、その出力は低下する傾向にある。したがって、動力源からの動力を伝達する動力伝達機構において高減速比を実現したいという要請がある。
動力伝達機構における減速比は、各減速ギヤ対における減速比の積で決定される。したがって、動力伝達機構において高減速比(たとえば14以上程度)を実現したい場合、各減速ギヤ対における減速比を大きくすることが求められる。
しかしながら、減速ギヤ対における歯数が大きい側の歯数を増大させると、ギヤ噛み合いの1次周波数が増大し、NV(Noise/Vibration)性能が低下する。また、歯数が小さい側の歯数を減少させると、所要のギヤ噛み合い率を確保できない、または、強度の低下が生じることが懸念される。
したがって、動力伝達機構において高減速比を実現するために、軸の数を(たとえば3本から4本に)増やす必要が生じる場合がある。しかしながら、動力伝達機構の軸の数を増やすことで、駆動装置が大型化し、搭載性の向上が阻害されることが懸念される。
特許文献1〜3においては3本の軸を含む動力伝達機構が開示されているのに対し、特許文献4においては、4本の軸を含む動力伝達機構が開示されている。さらに、特許文献4に記載の動力伝達機構では、入力軸と出力軸とが同軸上に配置されている。このようにすることで、装置が大型化することを抑制しながら高減速比を実現することができる。
しかしながら、特許文献4に記載されたように、入力軸と出力軸とを同軸上に配置した場合、入力軸の配置の自由度が低下する。ケーシング内にオイルが貯留された駆動装置においては、入力軸がオイルに浸されることで、入力軸の回転時にオイルがかき回されることによる攪拌抵抗が増大して動作効率が低下する傾向にある。上記のように、入力軸の配置の自由度が低下することで、入力軸がオイルに浸されやすくなる。この結果、軸の回転時にオイルがかき回されることによる攪拌抵抗が増大する。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ケーシング内のオイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制しながら搭載性を向上させた駆動装置および該駆動装置を備えた電動車両を提供することにある。
本発明に係る駆動装置は、内部にオイルが貯留されたケーシングと、ケーシング内に設けられた動力源と、動力源による動力が入力される第1のギヤ部材と、第1のギヤ部材の動力が伝達される第2のギヤ部材と、第2のギヤ部材の動力が伝達される第3のギヤ部材と、第3のギヤ部材の動力が伝達される第4のギヤ部材とを備え、第2のギヤ部材と前記第4のギヤ部材とが同軸上に配置される。
上記構成によれば、第2のギヤ部材と第4のギヤ部材とを同軸上に配置することで、動力伝達機構に4本の軸を含む駆動装置の大型化を抑制して搭載性を向上させることができる。この際、第1のギヤ部材の配置の自由度は確保されるので、駆動装置の動作時にケーシング内のオイルに第1のギヤ部材が浸されて、ケーシング内のオイルがかき回されることにより攪拌抵抗が増大することが抑制される。このように、上記構成によれば、オイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制しながら搭載性を向上させた駆動装置が提供される。
上記駆動装置において、好ましくは、第1から第4のギヤ部材の回転時に第2から第4のギヤ部材のうち少なくとも1つのギヤ部材によりケーシング内のオイルが掻き上げられる。そして、駆動装置は、掻き上げられたオイルを受け入れて貯留するオイル貯留部をさらに備える。
これにより、駆動装置の動作時にケーシング内のオイルの液面を低下させることができるので、上記の攪拌抵抗をさらに低減することができる。
上記駆動装置において、1つの例として、動力源はロータを有する回転電機である。ここで、ロータは、第1のギヤ部材に固設される。本発明に係る電動車両は、このような駆動装置を備える。
上記電動車両は、好ましくは、フロアパネルをさらに備える。1つの例として、駆動装置は、フロアパネルの下部に設置される。
フロアパネルの下部に位置するスペースは大きくなく、フロアパネルの下部に設けられる駆動装置は、より小型化されたものであることが好ましい。上述した駆動装置によれば、このような要請を満たしながら、オイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制することもできる。
なお、本願明細書において「電動車両」とは、ハイブリッド車両、電気自動車、および燃料電池車をいずれも含む。
本発明によれば、ケーシング内のオイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制しながら駆動装置の搭載性を向上させることができる。
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
図1は、本発明の1つの実施の形態に係る駆動装置の構成を概略的に示した図である。図1に示される例では、駆動装置1は、ハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ100と、ハウジング200と、減速機構300と、ディファレンシャルギヤ400とドライブシャフト受け部500とを含んで構成される。
モータジェネレータ100は、電動機または発電機としての機能を有する「回転電機」であり、軸受120を介してハウジング200に回転可能に取付けられた回転シャフト110と、回転シャフト110に取付けられたロータ130と、ステータ140とを有する。
ロータ130は、ロータコアと、ロータコアに埋設された永久磁石とを有する。ロータコアは、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。永久磁石は、たとえば、ロータコアの外周近傍にほぼ等間隔を隔てて配置される。
ステータ140は、リング状のステータコア141と、ステータコア141に巻回されるコイル142と、コイル142に接続されるバスバー143とを有する。バスバー143は、ハウジング200に設けられた端子台210を介して給電ケーブル700と接続される。これにより、バッテリ600とコイル142とが電気的に接続される。
ステータコア141は、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。ステータコア141の内周面上には複数のティース部(図示せず)および該ティ
ース部間に形成される凹部としてのスロット部(図示せず)が形成されている。スロット部は、ステータコア141の内周側に開口するように設けられる。
ース部間に形成される凹部としてのスロット部(図示せず)が形成されている。スロット部は、ステータコア141の内周側に開口するように設けられる。
3つの巻線相であるU相、V相およびW相を含むコイル142は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。コイル142のU相、V相およびW相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。バスバー143は、それぞれコイル142のU相、V相およびW相に対応するU相、V相およびW相を含む。
給電ケーブル700は、U相ケーブルと、V相ケーブルと、W相ケーブルとからなる三相ケーブルである。バスバー143のU相、V相およびW相がそれぞれ給電ケーブル700におけるU相ケーブル、V相ケーブルおよびW相ケーブルに接続される。
モータジェネレータ100から出力された動力は、減速機構300からディファレンシャルギヤ400を介してドライブシャフト受け部500に伝達される。ドライブシャフト受け部500に伝達された駆動力は、ドライブシャフトを介して車輪に回転力として伝達されて、車両を走行させる。
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部500、ディファレンシャルギヤ400および減速機構300を介してモータジェネレータ100が駆動される。このとき、モータジェネレータ100が発電機として作動する。モータジェネレータ100により発電された電力は、インバータを介してバッテリ600に蓄えられる。
図2は、駆動装置1の車両への搭載状況を説明する図である。また、図3は、駆動装置1の構成を示すスケルトン図である。図2,図3を参照して、駆動装置1は、車両のフロアパネル2の下部に設けられる。減速機構300は、減速ギヤ310,320を含む。また、ディファレンシャルギヤ400は、リングギヤ410と、サイドギヤ420と、ピニオンギヤ430とを含む。回転シャフト110には、ギヤが固定されている。回転シャフト110に固定されたギヤと減速ギヤ310とは、第1の減速ギヤ対910を構成する。減速ギヤ310と減速ギヤ320とは、第2の減速ギヤ対920を構成する。また、減速ギヤ320とリングギヤ410とは、第3の減速ギヤ対930を構成する。
駆動装置1の動作時には、減速ギヤ310,320およびディファレンシャルギヤ400のリングギヤ410によりケーシング200内のオイルが掻き上げられる。掻き上げられたオイルは、キャッチタンク800(図1参照)に貯留される。
図2,図3に示すように、回転シャフト110の回転軸A1と、減速ギヤ310の回転軸A2と、減速ギヤ320の回転軸A3とは、それぞれ互いに異なる位置に形成されている。他方、減速ギヤ310の回転軸A2と、ディファレンシャルギヤ400の回転軸A4とが一致する位置に形成されている。すなわち、駆動装置1においては、減速ギヤ310とディファレンシャルギヤ400とは同軸上に設けられている。ディファレンシャルギヤ400におけるサイドギヤ420は、ドライブシャフトDSおよび車輪Wと一体で回転する。
次に、図4〜図7を用いて、本実施の形態に係る駆動装置、および、比較例1〜3に係る駆動装置における4本の回転軸(A1〜A4)の配置について説明する。
図4を参照して、本実施の形態に係る駆動装置1においては、上述したように、回転軸A2と回転軸A4とが同軸上に形成されている。なお、図2の例では回転軸A3が回転軸A1と回転軸A2,A4との間に位置しているが、図4の例では回転軸A1が回転軸A3と回転軸A2,A4との間に位置している。このように、本実施の形態に係る駆動装置1における回転軸A1〜A4の配置は、回転軸A2,A4が同軸上に配置されている限り、適宜変更することが可能である。
図5を参照して、比較例1に係る駆動装置においては、回転軸A1〜A4は、それぞれ互いに異なる位置に形成されている。この結果、駆動装置が大型化することが懸念される。これに対し、本実施の形態においては、回転軸A2,A4を同軸配置することで、駆動装置1の小型化を図ることができる。
図6を参照して、比較例2に係る駆動装置においては、回転軸A1,A3が一致する位置に設けられている。また、図7を参照して、比較例3に係る駆動装置においては、回転軸A1,A4が一致する位置に設けられている。
図6,図7の例(比較例2,3)では、図5の例(比較例1)と比較して、駆動装置を小型化することが可能である。しかしながら、図6,図7の例では、回転軸A1を他の回転軸(A3,A4)と同軸上に配置しているため、回転軸A1の配置の自由度が低下する。回転軸A1が低い位置に設けられた場合、駆動装置1の動作時に、回転シャフト110がケーシング200の底部に貯留されているオイルに浸されやすくなる。
図8は、オイルがかき回されることによる攪拌抵抗が動力の損失量に及ぼす影響を説明する図である。図8を参照して、回転シャフト110がケーシング200内に貯留されたオイルに浸されている場合(CASE1)と、浸されていない場合(CASE2)とを比較すると、CASE1の方が損失トルクが大きくなる傾向にある。この傾向は、車速が大きくなるにつれて、より顕著に表れる。
本実施の形態においては、回転シャフト110の配置の自由度が高いため、駆動装置1の動作時に回転シャフト110がオイルに浸されることを避けることができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、減速ギヤ310とディファレンシャルギヤ400とを同軸上に配置することで、4本の回転軸(A1〜A4)を含む駆動装置1の大型化を抑制して車両への搭載性を向上させることができる。ここで、回転シャフト110の配置の自由度は確保されているので、駆動装置1の動作時にケーシング200内のオイルに回転シャフト110が浸されて、ケーシング200内のオイルがかき回されることにより攪拌抵抗が増大することが抑制される。このように、本実施の形態によれば、オイルがかき回されることによる攪拌抵抗の増大を抑制しながら車両への搭載性を向上させた駆動装置1が提供される。
また、駆動装置1において、減速ギヤ310,320およびディファレンシャルギヤ400によりケーシング200内のオイルを掻き上げて「オイル貯留部」としてのキャッチタンク800に貯留することにより、駆動装置1の動作時にケーシング200内のオイルの液面を低下させることができるので、上記の攪拌抵抗をさらに低減することができる。
上述した構成について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る駆動装置1は、「動力源」としてのモータジェネレータ100と、モータジェネレータ100を収納し、内部にオイルが貯留されたケーシング200と、モータジェネレータ100による動力が入力される「第1のギヤ部材」としての回転シャフト110と、第1の減速ギヤ対910を介して回転シャフト110の動力が伝達される「第2のギヤ部材」としての減速ギヤ310と、第2の減速ギヤ対920を介して減速ギヤ310の動力が伝達される「第3のギヤ部材」としての減速ギヤ320と、第3の減速ギヤ対930を介して減速ギヤ320の動力が伝達される「第4のギヤ部材」としてのディファレンシャルギヤ400とを備える。そして、減速ギヤ310の回転軸A2とディファレンシャルギヤ400の回転軸A4とが同軸上に配置される。
なお、上記の例では、駆動装置1が4本の回転軸(A1〜A4)を含む例について説明したが、駆動装置1は5本以上の回転軸を含むように構成されてもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 駆動装置、2 フロアパネル、100 モータジェネレータ、110 回転シャフト、120 軸受、130 ロータ、140 ステータ、141 ステータコア、142 コイル、143 バスバー、200 ハウジング、210 端子台、300 減速機構、310,320 減速ギヤ、400 ディファレンシャルギヤ、410 リングギヤ、420 サイドギヤ、430 ピニオンギヤ、500 ドライブシャフト受け部、600 バッテリ、700 給電ケーブル、800 キャッチタンク、910 第1の減速ギヤ対、920 第2の減速ギヤ対、930 第3の減速ギヤ対。
Claims (5)
- 内部にオイルが貯留されたケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた動力源と、
前記動力源による動力が入力される第1のギヤ部材と、
前記第1のギヤ部材の動力が伝達される第2のギヤ部材と、
前記第2のギヤ部材の動力が伝達される第3のギヤ部材と、
前記第3のギヤ部材の動力が伝達される第4のギヤ部材とを備え、
前記第2のギヤ部材と前記第4のギヤ部材とが同軸上に配置される、駆動装置。 - 前記第1から第4のギヤ部材の回転時に前記第2から第4のギヤ部材のうち少なくとも1つのギヤ部材により前記ケーシング内の前記オイルが掻き上げられ、
掻き上げられた前記オイルを受け入れて貯留するオイル貯留部をさらに備えた、請求項1に記載の駆動装置。 - 前記動力源はロータを有する回転電機であり、
前記ロータは前記第1のギヤ部材に固設される、請求項1または請求項2に記載の駆動装置。 - 請求項3の駆動装置を備えた、電動車両。
- フロアパネルをさらに備え、
前記駆動装置は前記フロアパネルの下部に設置される、請求項4に記載の電動車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006203243A JP2008032044A (ja) | 2006-07-26 | 2006-07-26 | 駆動装置および電動車両 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006203243A JP2008032044A (ja) | 2006-07-26 | 2006-07-26 | 駆動装置および電動車両 |
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JP2006203243A Withdrawn JP2008032044A (ja) | 2006-07-26 | 2006-07-26 | 駆動装置および電動車両 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2962179A1 (fr) * | 2010-07-02 | 2012-01-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | "reducteur pour machine electrique de vehicule hybride" |
KR101337521B1 (ko) * | 2012-03-26 | 2013-12-09 | (주)에스아이엠 | 전기모터 |
-
2006
- 2006-07-26 JP JP2006203243A patent/JP2008032044A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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FR2962179A1 (fr) * | 2010-07-02 | 2012-01-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | "reducteur pour machine electrique de vehicule hybride" |
KR101337521B1 (ko) * | 2012-03-26 | 2013-12-09 | (주)에스아이엠 | 전기모터 |
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