JP2016182879A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータの冷却配管の設置スペースが少なく、しかも冷却配管の流路を分岐させることなく、左右２基の電動モータをバランスよく冷却することができる車両駆動装置を提供する。【解決手段】左右の駆動輪５３をそれぞれ独立して駆動させる電動モータ１Ｌ、１Ｒを車体５１の後方に設置した車両駆動装置Ａにおいて、車体５１の後方に配置された各電動モータ１Ｌ、１Ｒの近辺に、各電動モータ１Ｌ、１Ｒ１基につき一つのラジエータ９Ｌ、９Ｒを配置することにより、冷却配管７Ｌ、７Ｒ、８Ｌ、８Ｒの長さを短くした。【選択図】図４

Description

この発明は、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる電動モータを備える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電動モータを備える車両駆動装置は、特許文献１に開示されている。

この種の車両駆動装置は、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる電動モータを備える、すなわち、一つのモータで一つの駆動輪を駆動させるものであるから、一つの電動モータによって左右二つ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、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車両駆動装置は、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２０１０−４８３７９号公報

ところで、図６に示すように、左右の駆動輪１５３のそれぞれについて独立に駆動用の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒを備える車両駆動装置１００を、車体１５１の後方に設置した場合、左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒやインバータ１４２を冷却するための冷却液を冷却するラジエータ１０９は、通常、走行風が当たり易い車体１５１の前方に設置されている。

このため、車体１５１の前方に設置したラジエータ１０９から車体１５１の後方に設置した車両駆動装置１００を冷却するためには、車体１５１の前方から車体１５１の後方まで冷却配管１０７、１０８を配置する必要があり、車体１５１上に大きな配管スペースが必要になる。

また、車体１５１の前方から車体１５１の後方まで冷却配管１０７、１０８を配置した場合、配管自体が長くなって圧損が大きくなるため、ラジエータ１０９のポンプを大きくしなければならない。

一つのラジエータ１０９の冷却配管１０７、１０８の流路を途中で分岐させて、左右２基の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒを均等に冷却しようとしても、冷却配管内１０７、１０８の流速や配管のバランスなどの原因で、左右２基の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒを均等にバランスよく冷却することは困難である。

そこで、この発明は、ラジエータの冷却配管の設置スペースが少なく、しかも冷却配管の流路を分岐させることなく、左右２基の電動モータをバランスよく冷却することができる車両駆動装置を提供することを課題とするものである。

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して駆動させる電動モータを車体後方に設置した車両駆動装置において、車体後方に配置された各電動モータ１基につき一つのラジエータを車体後方に配置したことを特徴とする。

車体の左右側面後方には、走行風を取り込む空気取り入れ口を設け、この左右の空気取り入れ口の近辺に前記ラジエータを設置することが好ましい。

前記ラジエータと電動モータとの間の冷却配管途中に、電動モータとは別の要冷却機器を配置することができる。

電動モータとは別の要冷却機器は、電動モータに電力を供給するインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどがある。

電動モータとは別の要冷却機器を冷却する場合、ラジエータから許容温度が低い順に配置する。

以上のように、この発明によれば、車体後方に配置された各電動モータの近辺に、各電動モータ１基につき一つのラジエータを配置したので、冷却配管の長さを短くできるので、ラジエータのポンプを小型化することができる。

車体後方にある車両駆動装置の近辺にラジエータを設置することにより、車体前方や車体中央付近のレイアウトの自由度が上がる。

また、ラジエータ一つに対して電動モータ一基を設置することにより、冷却配管を分岐させなくても、冷却配管が短縮され、大よそ同等の熱交換量が得られる。

２モータ式の車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 図１の実施形態の一部を断面で示した平面図である。 図１の実施形態の減速機の部分を拡大した横断平面図である。 ２モータ式の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。 ２モータ式の車両駆動装置を使用する電気自動車の別例を示す概略平面図である。 従来の２モータ式の車両駆動装置の冷却液用配管を示す概略平面図である。

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。
図１〜図３に示す車両駆動装置Ａは、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であり、図４及び図５に示すように、左右の駆動輪５３を２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒによって個別に駆動させている。

この発明に係る電気自動車Ｂに採用されている車両駆動装置Ａは、図４及び図５に示すように、車体５１と、操舵輪としての前輪５２と、駆動輪（後輪）５３と、左右の駆動輪５３をそれぞれに独立に駆動する２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒを備えている。

この２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒを備える車両駆動装置Ａは、左右の駆動輪５３の中央位置の車体５１上に搭載され、車両駆動装置Ａの駆動力は、等速ジョイント１５と中間シャフト１６からなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪５３に伝達される。

左右２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒには、図１及び図２に示すように、冷却液を循環させる冷却通路４が周方向に形成されている。

図４及び図５では電気自動車Ｂの車体後方に配置された左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒの近辺にラジエータ９Ｌ、９Ｒが配置されている。具体的には、図４及び図５に示す電気自動車Ｂの車体５１の左右側面後方には、車体５１を内側に窪ませて形成した走行風Ｃを車体５１内に取り込む空気取り入れ口５４を設け、この左右の空気取り入れ口５４の近辺に、左右２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒを冷却する冷却液を、電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４（図１及び図２参照）に供給するラジエータ９Ｌ、９Ｒが、左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒそれぞれに一基ずつ設置されている。図４及び図５では、車体５１の後輪５３のホイールハウジングの前方に空気取り入れ口５４を設けている。

左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒと左右のラジエータ９Ｌ、９Ｒは、それぞれ冷却配管７Ｌ、８Ｌ、７Ｒ、８Ｒによって接続されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４は、図１及び図２に示すように、アウトボード側（車両外側）の端部に、ラジエータ９Ｌ、９Ｒ（図４及び図５参照）によって冷却された冷却液が供給される冷却液供給口５が設けられ、インボード側（車両の中央側）の端部に、冷却通路４内を通過した冷却液を吐出する冷却液吐出口６が設けられている。

図４に示すように、ラジエータ９Ｌ、９Ｒによって冷却された冷却液は、冷却配管７Ｌ、７Ｒから冷却液供給口５を経て左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒの冷却通路４に供給され、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４を通過してモータケーシング３Ｌ、３Ｒを冷却した後に、冷却液吐出口６から吐出され（図１及び図２参照）、冷却配管８Ｌ、８Ｒを通じてラジエータ９Ｌ、９Ｒに戻されて循環使用される。

図４に示す実施形態では、ラジエータ９Ｌ、９Ｒとモータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却液供給口５とを繋ぐ冷却配管７Ｌ、７Ｒの途中に、左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒに電力を供給するインバータ４２の冷却回路を設け、電動モータ１Ｌ、１Ｒを冷却する前に、許容温度が低いインバータ４２を先に冷却している。

また、図５に示す実施形態では、左側のラジエータ９Ｌとモータケーシング３Ｌの冷却液供給口５とを繋ぐ冷却配管７Ｌの途中に、左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒに電力を供給するインバータ４２の冷却回路を設け、電動モータ１Ｌを冷却する前に、許容温度が低いインバータ４２を先に冷却している。また、右側のラジエータ９Ｒとモータケーシング３Ｒの冷却液供給口５とを繋ぐ冷却配管７Ｒの途中に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の冷却回路を設け、電動モータ１Ｒを冷却する前に、許容温度が低いＤＣ−ＤＣコンバータ１０を先に冷却している。

インバータ４２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０等の要冷却機器は、例えば、インバータ４２の許容温度が９０℃、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の許容温度が１００℃、電動モータ１Ｌ、１Ｒの許容温度が１５０℃であれば、許容温度が低い順番に、ラジエータ９Ｌ、９Ｒの冷却配管７Ｒ、７Ｌの上流側に設置する。

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、周方向に冷却液を流す冷却通路４を有する外側面が開口する設けた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の内側には減速機２Ｌ、２Ｒと隔てる内側壁３ｃＬ、３ｃＲ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。図示していないが、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、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、おおよそ左右対象形状に形成されている。

左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲは、図２に示すように、中央ケーシング２０ａの両側面の開口部に、複数のボルト２６Ｌ、２６Ｒによって固定されている。

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が固定配置されている（図１及び図２）。

中央ケーシング２０ａには、図１及び図３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が並列に設けられている。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図１及び図３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５３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（図３、図４参照）。

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よって支持されている。

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に封入された潤滑油の漏洩及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（セレーションも含む以下同じ）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１５ａ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５３に接続される（図４及び図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、シール部材３９を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに充填された潤滑油の漏洩及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、及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
４ ：冷却通路
５ ：冷却液供給口
６ ：冷却液吐出口
７Ｌ、７Ｒ、８Ｌ、８Ｒ ：冷却配管
９Ｌ、９Ｒ ：ラジエータ
１０ ：ＤＣ−ＤＣコンバータ
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
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
２６Ｌ、２６Ｒ ：ボルト
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 ：シール部材
４２ ：インバータ
５１ ：車体
５２ ：前輪
５３ ：駆動輪
５４ ：空気取り入れ口
Ａ ：車両駆動装置
Ｂ ：電気自動車
Ｃ ：走行風

Claims (6)

1. 左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる電動モータを車体後方に設置した車両駆動装置において、車体後方に配置された各電動モータ１基につき一つのラジエータを車体後方に配置したことを特徴とする車両駆動装置。
2. 車体の左右側面後方に走行風を取り込む空気取り入れ口を設け、この左右の空気取り入れ口の近辺に前記ラジエータを設置したことを特徴とする請求項１記載の車両駆動装置。
3. 前記ラジエータと電動モータとの間の冷却配管途中に、電動モータとは別の要冷却機器を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両駆動装置。
4. 電動モータとは別の要冷却機器が、電動モータに電力を供給するインバータである請求項３に記載の車両駆動装置。
5. 電動モータとは別の要冷却機器が、ＤＣ−ＤＣコンバータである請求項３に記載の車両駆動装置。
6. 電動モータとは別の要冷却機器を、ラジエータから許容温度が低い順に配置したことを特徴とする請求項３に記載の車両駆動装置。

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