JP2016175563A - ２モータ車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２モータ車両駆動装置の減速機を効率よく冷却し、併せて等速ジョイントのブーツも冷却できる機能を備える２モータ車両駆動装置を提供する【解決手段】左右輪をそれぞれ駆動する２つの電動モータ１Ｌ、１Ｒと、各々の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータ回転を減速する２つの減速機２Ｌ、２Ｒを２つの電動モータ１Ｌ、１Ｒの中央位置に備え、減速機２Ｌ、２Ｒの出力軸２５のアウトボード側の端部に、車輪に動力を伝達する等速ジョイント１５を設けた２モータ車両駆動装置Ａにおいて、減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０の外面に、走行風を導く導風板６１を設置することにより、車両走行時に減速機２Ｌ、２Ｒに風を集中させ、減速機２Ｌ、２Ｒの発熱を抑制するようにした。【選択図】図１

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、減速機の出力軸のアウトボード側（車輪側）の端部に、車輪に動力を伝達する等速ジョイントを設けた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

ところで、特許文献１に開示された従来の２モータ車両駆動装置は、図１０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１０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１３２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１２４（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１０及び図１１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１３２を介して車輪に動力が伝達される。

図１０に示す等速ジョイント１２６は、いわゆるトリポード型等速ジョイントであり、カップ部１２７ａと、カップ部１２７ａから軸方向に延びた中空の軸部１２７ｂとを有する外側継手部材１２７と、外側継手部材１２７のカップ部１２７ａの内周に収容された内側継手部材１２８と、外側継手部材１２７と内側継手部材１２８との間に配置されたトルク伝達要素としてのローラ１２９とを備えている。

内側継手部材１２８は、図１１に示すように、ローラ１２９を回転自在に外嵌した３本の脚軸１３０が円周方向等間隔に設けられたトリポード部材１３１で構成されている。

内側継手部材１２８のトリポード部材１３１には、中間シャフト１３２がトルク伝達可能に連結されている。

等速ジョイント１２６の内部には潤滑剤としてのグリースが封入され、このグリースの外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するために、外側継手部材１２７と中間シャフト１３２との間には、筒状のブーツ１３３が装着されている。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの出力軸１２５と、外側継手部材１２７の中空の軸部１２７ｂとの組み付けは、出力軸１２５の端部の外面と中空の軸部１２７ｂの内面に形成したスプライン部１３４によるスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む、以下同じ）と、サークリップ１３５とによって行っている。

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２基の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒと減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを備えるものであるから、左右の駆動輪の中間部、即ち、車両の中央部に搭載される。

このように、２モータ車両駆動装置を車両の中央部に搭載した場合、２モータ車両駆動装置には走行風が当たり難く、２モータ車両駆動装置においては、一般的に、走行風による減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの冷却効果が期待できないことが多い。

このため、減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、自己発熱により高温状態となる。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒが自己発熱により高温状態になると、減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの出力軸１２５に装着される等速ジョイント１２６も発熱の影響を受ける。

特に、等速ジョイント１２６に装着しているブーツ１３３が熱劣化しやすく、このため、ブーツ１３３を熱に強い高価なシリコン素材によって形成する必要があった。

そこで、この発明は、２モータ車両駆動装置の減速機を効率よく冷却し、併せて等速ジョイントのブーツも冷却できる機能を備える２モータ車両駆動装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、左右輪をそれぞれ駆動する２つの電動モータと、各々の電動モータのモータ回転を減速する２つの減速機を２つの電動モータの中央位置に備え、減速機の出力軸のアウトボード側の端部に、車輪に動力を伝達する等速ジョイントを設けた２モータ車両駆動装置において、減速機を収容する減速機ケーシングの外面に、走行風を導く導風板を設置したことを特徴とする。

前記導風板は、等速ジョイントの下方位置に配置する。

また、前記導風板は、等速ジョイントの外面形状に沿って弧状に形成されている。

また、前記導風板には、等速ジョイントの外面に向かって走行風を導くスリットを設けることが好ましい。

また、前記減速機ケーシングの外周面には、冷却フィンを設け、減速機の冷却効果を高めることが好ましい。

以上のように、この発明によれば、減速機を収容する減速機ケーシング外面に、走行風を導く導風板を設置しているので、車両走行時に減速機に風を集中させ、減速機の発熱を抑制することができる。

また、導風板が、減速機と等速ジョイントを仕切る仕切り板となるため、減速機が発熱状態であっても等速ジョイントに熱影響を及ぼすことが少なく、ブーツ劣化を防ぐ効果がある。これにより、等速ジョイントのブーツの素材として、熱に強い高価なシリコンを適用する必要がなくなる。

さらに、導風板は、等速ジョイントと路面の間に位置しているため、飛び石等の外的要因から等速ジョイントのブーツを保護することができる。

この発明に係る２モータ車両駆動装置の実施形態を前方から見た概略正面図である。 図１の側面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の他の実施形態を前方から見た概略正面図である。 図３の側面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の一例を示す概略平面図である。 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。 図６の減速機部分を拡大した横断平面図である。 図６の右側の減速機の歯車配置を示す側面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の等速ジョイント部分を示す部分拡大断面図である。 従来の他の２モータ車両駆動装置を示す横断平面図である。 従来の２モータ車両駆動装置の等速ジョイント部分を示す部分拡大断面図である。

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又は図３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。

この発明に係る電気自動車Ｂは、図５に示すように、シャーシ４１と、駆動輪としての前輪４２と、後輪４３と、左右の前輪４２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、左右の前輪４２の中央位置のシャーシ４１上に搭載され、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。

２モータ車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図５で示した前輪駆動方式の他に、後輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。

図１及び図２に示す２モータ車両駆動装置Ａは、電動モータ１Ｌ、１Ｒの駆動中心と減速機２Ｌ、２Ｒの出力軸２５とを同じ高さ位置になるように配置した横置きタイプものである。

また、図３及び図４に示す２モータ車両駆動装置Ａは、電動モータ１Ｌ、１Ｒの駆動中心と減速機２Ｌ、２Ｒの出力軸２５とを上下にオフセットした配置にした縦置きタイプのものである。

図１及び図２に示す横置きタイプの２モータ車両駆動装置Ａも、図３及び図４に示す縦置きタイプの２モータ車両駆動装置Ａも、減速機ケーシング２０の外面に、路面Ｃからの走行風Ｄを減速機ケーシング２０に向かって導く裾広がりの翼型の導風板６１を設置している。導風板６１は樹脂の一体成形で形成してもよく、プレス鋼板で形成してもよい。樹脂製の場合、軽量で錆びの発生もない。

前記導風板６１は、等速ジョイント１５の下方位置に配置されている。

これにより、導風板６１が路面Ｃと等速ジョイント１５との間に配置されるので、導風板６１が飛び石等の外的要因から等速ジョイント１５のブーツ５６を保護する役目も果たしている。

導風板６１は、等速ジョイント１５の外面形状に沿って弧状に、減速機ケーシング２０に向かって走行風が流れやすい形状に形成されている。

また、導風板６１には、等速ジョイント１５の外面に向かって走行風を導く通風用のスリット６２を設け、等速ジョイント１５のブーツ５６への通気を確保している。導風板６１が樹脂製の場合、スリット６２は射出成形時に同時に成形することができる。また、導風板６１がプレス鋼板の場合、スリット６２は切り起こしやポンチで成形することができる。

また、減速機ケーシング２０の外周面には、冷却フィン６３を設け、減速機２Ｌ、２Ｒの冷却効果を高めている。

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６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６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、図示はしなかったがアキシャルギャップタイプの電動モータを使用してもよい。

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６）。

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６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。左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲは、左右対象形状に形成されている。

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６）。

中央ケーシング２０ａには、図６及び図７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２２Ｌ、２２Ｒが並列に設られている。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図６及び図７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２３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２４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を介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸２５とを備える平行歯車減速機である。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３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２３のアウトボード側の端部は、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２３の外側端部との間にはシール部材３１を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに充填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２３は、中空構造であり、この中空の入力軸２３にモータ軸１２ａが挿入されている。入力軸２３とモータ軸１２ａとは、スプライン結合されている。

中間軸２４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。この中間軸２４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２５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２５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２５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５０がスプライン結合されている。

出力軸２５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５）。

出力軸２５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に充填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。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３、中間軸２４、出力軸２５の歯車の配置は、図８に示すとおりである。図８は、右側の減速機２Ｒを示している。

図６及び図９に示す実施形態の等速ジョイント１５は、いわゆるトリポード型等速ジョイントであり、カップ部５０ａと、カップ部５０ａから軸方向に延びた軸部５０ｂとを有する外側継手部材５０と、外側継手部材５０のカップ部５０ａの内周に収容された内側継手部材５１と、外側継手部材５０と内側継手部材５１との間に配置されたトルク伝達要素としてのローラ５２とを備えている。

内側継手部材５１は、図９に示すように、ローラ５２を回転自在に外嵌した３本の脚軸５３が円周方向等間隔に設けられたトリポード部材５４で構成されている。

内側継手部材５１のトリポード部材５４には、中間シャフト１６がトルク伝達可能に連結されている。

等速ジョイント１５の内部には潤滑剤としてのグリースが封入されている。このグリースの外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するために、外側継手部材５０と中間シャフト１６との間には、筒状のブーツ５６が装着されている。

減速機２Ｌ、２Ｒの出力軸２５と、外側継手部材５０の中空の軸部５０ｂとの組み付けは、出力軸２５の端部の外面と中空の軸部５０ｂの内面に形成したスプライン部５７によるスプライン嵌合と、サークリップ５８とによって行っている。

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
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
２２Ｌ、２２Ｒ ：収容室
２３ ：入力軸
２３ａ ：入力歯車
２４ ：中間軸
２４ａ ：大径歯車
２４ｂ ：小径歯車
２５ ：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
５０ ：外側継手部材
５０ａ ：カップ部
５０ｂ ：軸部
５１ ：内側継手部材
５２ ：ローラ
５３ ：脚軸
５４ ：トリポード部材
５６ ：ブーツ
５７ ：スプライン部
５８ ：サークリップ
６１ ：導風板
６２ ：スリット
６３ ：冷却フィン
Ａ ：２モータ車両駆動装置
Ｂ ：電気自動車
Ｃ ：路面
Ｄ ：走行風

Claims (5)

1. 左右輪をそれぞれ駆動する２つの電動モータと、各々の電動モータのモータ回転を減速する２つの減速機を２つの電動モータの中央位置に備え、減速機の出力軸のアウトボード側の端部に、車輪に動力を伝達する等速ジョイントを設けた２モータ車両駆動装置において、減速機を収容する減速機ケーシング外面に、走行風を導く導風板を設置したことを特徴とする２モータ車両駆動装置。
2. 前記導風板を等速ジョイントの下方位置に配置し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. 前記導風板が等速ジョイントの外面形状に沿って弧状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の２モータ車両駆動装置。
4. 前記導風板に、等速ジョイントの外面に向かって走行風を導くスリットを設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の２モータ車両駆動装置。
5. 前記減速機ケーシングの外周面に、冷却フィンを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２モータ車両駆動装置。

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