JP2017180559A - Vehicle driving apparatus - Google Patents
Vehicle driving apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017180559A JP2017180559A JP2016065391A JP2016065391A JP2017180559A JP 2017180559 A JP2017180559 A JP 2017180559A JP 2016065391 A JP2016065391 A JP 2016065391A JP 2016065391 A JP2016065391 A JP 2016065391A JP 2017180559 A JP2017180559 A JP 2017180559A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- bearing
- planetary
- carrier
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Retarders (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
この発明は、独立した二つの駆動源からの駆動トルクを左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達することができる車両駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle drive device capable of amplifying a torque difference and transmitting drive torque from two independent drive sources to left and right drive wheels.
電気自動車等の車両において、左右の駆動輪にそれぞれ電動モータを配置して、各電動モータを独立して制御することにより左右輪に適宜駆動トルク差を与えて、これにより車両の旋回モーメントを制御することが知られている。車両のスムーズな旋回走行の実現や、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の駆動輪の間に大きな駆動トルクの差を発生させることが有効な場合がある。そのため、二つの電動モータから出力されるトルクの差を増幅し左右の駆動輪に伝達することが望まれる。 In vehicles such as electric cars, electric motors are arranged on the left and right drive wheels, respectively, and each electric motor is controlled independently to give an appropriate drive torque difference between the left and right wheels, thereby controlling the turning moment of the vehicle It is known to do. When it is effective to generate a large difference in driving torque between the left and right drive wheels in order to achieve smooth turning of the vehicle and to suppress changes in vehicle behavior such as extreme understeer and extreme oversteer There is. For this reason, it is desirable to amplify the difference between the torques output from the two electric motors and transmit them to the left and right drive wheels.
特許文献1および特許文献2には、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、3要素2自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置を備え、二つの駆動源から与えられるトルクの差を増幅して左右の駆動輪に与えることができる車両駆動装置が開示されている。
特許文献1に開示された車両駆動装置(以下、従来技術1という。)は、図14に示すスケルトン図のような構成になっている。 The vehicle drive device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as Conventional Technology 1) has a configuration as shown in the skeleton diagram shown in FIG.
車両駆動装置100は、車両に搭載された左右の電動モータ102Lおよび電動モータ102Rと、左駆動輪104Lおよび右駆動輪104Rと、これらの間に設けられる歯車装置105と減速ギヤ列106L、106R、107L、107Rとを備えている。
The
電動モータ102Lおよび電動モータ102Rは、車両に搭載されたバッテリ(図示省略)からの電力により動作し、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
The
電動モータ102Lの出力軸102aL、電動モータ102Rの出力軸102aRは、それぞれ減速ギヤ列106L、106Rを介して歯車装置105に接続される。歯車装置105からの出力は減速ギヤ列107L、107Rを介して左右の駆動輪104L、104Rに与えられる。
The output shaft 102aL of the
歯車装置105は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構110L、110Rが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。
The
遊星歯車機構110L、110Rには、例えば、シングルピニオン形式の遊星歯車機構が採用されている。シングルピニオン形式の遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRおよび内歯車RL、RRと、これら太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとの間に位置する複数の遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRを回転可能に支持し、太陽歯車SL、SRおよび内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRとから構成され、遊星歯車PL、PRは太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとに噛み合っている。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。
As the
したがって、この歯車装置105は、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PLおよび内歯車RLを有する第1遊星歯車機構110Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PRおよび内歯車RRを有する第2遊星歯車機構110Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。
Therefore, the
そして、第1遊星歯車機構110Lの太陽歯車SLと第2遊星歯車機構110Rの内歯車RRとが第1結合部材111によって結合され、第1遊星歯車機構110Lの内歯車RLと第2遊星歯車機構110Rの太陽歯車SRとが第2結合部材112によって結合されている。
Then, the sun gear S L of the first
第1結合部材111には、電動モータ102Lで発生されたトルクTM1が減速ギヤ列106Lを介して入力され、第2結合部材112には、電動モータ102Rで発生されたトルクTM2が減速ギヤ列106Rを介して入力される。また、第1遊星歯車機構110Lの遊星キャリヤCLおよび第2遊星歯車機構110Rの遊星キャリヤCRは、それぞれ減速ギヤ列107L、107Rを介して左右の駆動輪104L、104Rに接続されて出力が取り出される。
The torque TM1 generated by the
上記したように、この従来技術1では、第1の電動モータ102L、第2の電動モータ102Rからの入力は、太陽歯車SLと内歯車RR、太陽歯車SRと内歯車RLとなり、駆動輪104L、104Rへの出力はキャリヤCL、CRとなる。
As described above, in the
次に、特許文献2に開示された車両駆動装置(以下、従来技術2という。)は、図15に示すスケルトン図のような構成になっている。 Next, the vehicle drive device disclosed in Patent Document 2 (hereinafter referred to as Conventional Technology 2) has a configuration as shown in the skeleton diagram shown in FIG.
なお、図15においては、従来技術1との差を分かりやすくするために、左右に電動モータ102L、102Rを配置して従来技術1と同様の図にし、同一構成部分には同一符号を付している。
In FIG. 15, in order to make the difference from the
図15に示すように、車両駆動装置100は、車両に搭載された第1の電動モータ102Lおよび第2の電動モータ102Rと、左駆動輪104Lおよび右駆動輪104Rと、これらの間に設けられる歯車装置105と減速ギヤ列106L、106Rとを備えている。
As shown in FIG. 15, the
第1の電動モータ102Lおよび第2の電動モータ102Rは、車両に搭載されたバッテリ(図示省略)からの電力により動作し、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。第1の電動モータ102Lの出力軸102aL、第2の電動モータ102Rの出力軸102aRは、それぞれ減速ギヤ列106L、106Rを介して歯車装置105の太陽歯車SL、SRに接続される。歯車装置105からの出力は左右の駆動輪104L、104Rに与えられる。
The first
従来技術1と同様に従来技術2の歯車装置105は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構110L、110Rが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。遊星歯車機構110L、110Rには、例えば、シングルピニオン形式の遊星歯車機構が採用されている。
Like the
そして、第1の遊星歯車機構110Lの遊星キャリヤCLと第2の遊星歯車機構110Rの内歯車RRとが第1結合部材111によって結合され、第1の遊星歯車機構110Lの内歯車RLと第2の遊星歯車機構110Rの遊星キャリヤCRとが第2結合部材112によって結合されている。
Then, the planet carrier C L of the first
第1の電動モータ102Lで発生されたトルクTM1が減速ギヤ列106Lを介して第1の遊星歯車機構110Lの太陽歯車SLに入力され、第2の電動モータ102Rで発生されたトルクTM2が減速ギヤ列106Rを介して第2の遊星歯車機構110Rの太陽歯車SRに入力される。
The first
また、第1結合部材111と接続したキャリヤCL、第2の結合部材112と接続したキャリヤCRは、それぞれ左右の駆動輪104L、104Rに接続されて出力が取り出される。
Also, the carrier C L is connected to the
この従来技術2では、電動モータ102L、102Rからの入力は、太陽歯車SL、SRとなり、駆動輪104L、104Rへの出力は、キャリヤCLと内歯車RR、キャリヤCRと内歯車RLとなる。
In the prior art 2, the
上記のような従来技術1および従来技術2に記載のものにおいては、二つの電動モータ102L、102Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTINを与えると、歯車装置105において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUTを得ることができる。
In the above-described
前記従来技術1および従来技術2では、2つの遊星歯車機構を構成する内歯車RL、RRと結合部材とを接続することによりトルク差を増幅するようにしているため、左右どちらかの内歯車RL、RRと別部材を繋ぐ結合部材の1つが、必ず他方の内歯車RL、RRより大径になるため、装置が大型化するという問題がある。
In the
このため、本願の出願人は、従来技術1と従来技術2におけるトルク差を増幅する歯車装置よりも小型、軽量化を図った車両駆動装置を、既に特許出願を行っている(特願2016−023529号)。
For this reason, the applicant of the present application has already filed a patent application for a vehicle drive device that is smaller and lighter than the gear device that amplifies the torque difference between the
この本願の出願人が特許出願している車両駆動装置(先願例1)は、図16および図17に示す構成である。 The vehicle drive device (prior application example 1) for which the applicant of this application has applied for a patent has the configuration shown in FIGS. 16 and 17.
先願例1の車両駆動装置200における歯車装置300を構成する遊星歯車機構210L、210Rは、それぞれ内歯車RL、RRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、公転歯車としての遊星歯車PL、PRとを有する。歯車装置300は、一方の遊星キャリヤCLと他方の太陽歯車SRとを結合する第1結合部材211と、一方の太陽歯車SLと他方の遊星キャリヤCRとを結合する第2結合部材212を有し、第1結合部材211と第2結合部材212が同軸上に配置されると共に、第1結合部材211および第2結合部材212のうち、第2結合部材212が中空軸、第1結合部材211が中空軸に挿通される軸を有し、2つの遊星歯車機構210L、210Rの間を通る軸が二重構造となる構成であって、遊星歯車機構210L、210Rの内歯車RL、RRと減速機構の入力歯車213とを、内歯車RL、RRに設けた外歯車217に係合して動力を伝達する構造である。
A planetary gear mechanism constituting the
また、特許文献3にも、トルク差増幅機構である差動装置を備えた車両駆動装置(従来技術3)が開示されている。 Patent Document 3 also discloses a vehicle drive device (prior art 3) provided with a differential device that is a torque difference amplification mechanism.
従来技術3の車両駆動装置は、図18のスケルトン図に示すように、第1および第2の駆動源M1、M2と、左右の駆動輪WL、WRと、両駆動源M1、M2と左右の駆動輪WL、WRとの間に介設された差動装置302とを備え、差動装置302は、1本の軸に複数の遊星歯車が連設された連設ピニオン320と、連設ピニオン320の遊星歯車321、322と噛合する太陽歯車324、325、連設ピニオン320を枢支するキャリヤ323、連設ピニオン320の遊星歯車322と噛合する内歯歯車327とをそなえた回転機構である。この差動装置302に対して、駆動源M1、駆動源M2、左右の駆動輪WL、WRが接続され、駆動源M1は中空軸311を介して内歯車327に、駆動源M2は中空軸312を介して第2の太陽歯車325に、左駆動輪WLは軸313Lを介してキャリヤ323に、右駆動輪WRは軸313Rを介して第1の太陽歯車324にそれぞれ接続されている。
As shown in the skeleton diagram of FIG. 18, the vehicle drive device of Prior Art 3 includes first and second
ところで、トルク差増幅機構である前記の各差動装置には、遊星歯車機構が同軸上に二つ組み合わされている。 By the way, two planetary gear mechanisms are coaxially combined in each of the differential devices that are torque difference amplification mechanisms.
2つの遊星歯車機構の回転要素である遊星キャリヤCL、CRは、回転を支持する軸受が必要である。 The planetary carriers C L and C R that are the rotational elements of the two planetary gear mechanisms need bearings that support the rotation.
従来技術1〜3では、回転を支持する軸受の具体例は記載されていないが、先願例1では、図16および図17に示すように、歯車装置300を構成する遊星歯車機構210L、210Rの回転要素である遊星キャリヤCL、CRの両端を静止系であるハウジング209に対して転がり軸受215a、215bを介して支持している。
即ち、転がり軸受215a、215bが二つずつ計4個必要になる。
In the
That is, a total of four
車両駆動装置は、車体に搭載されるため、搭載空間を小さくして車室空間を広く確保するためには、トルク差を増幅する歯車装置の小型化、軽量化は必須である。 Since the vehicle drive device is mounted on the vehicle body, it is essential to reduce the size and weight of the gear device that amplifies the torque difference in order to reduce the mounting space and secure a large vehicle interior space.
そこで、この発明は、遊星歯車機構の回転要素である遊星キャリヤを支持する軸受の個数を減らすことにより、トルク差を増幅する歯車装置を小型、軽量化しようとするものである。 Therefore, the present invention aims to reduce the size and weight of the gear device that amplifies the torque difference by reducing the number of bearings that support the planet carrier that is the rotating element of the planetary gear mechanism.
前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、前記二つの駆動源と左右の駆動輪との間に設けられ、前記二つの駆動源からの動力を左右輪に分配する歯車装置と、前記二つの駆動源の動力を前記駆動輪に伝達する減速装置とを備える車両駆動装置において、前記減速装置は、駆動源に連結し、入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に連結し、出力歯車を有する出力歯車軸と、歯車の噛合いにより入力歯車軸から出力歯車軸の間の動力伝達を行う少なくとも1つ以上の中間歯車軸とを有し、前記二つの駆動源からの動力を左右輪に分配する歯車装置は、左右の1対の中間歯車軸の同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構からなり、前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記二つの遊星歯車機構の遊星キャリヤは、アウトボード側のキャリヤフランジと、インボード側のキャリヤフランジを有し、アウトボード側のキャリヤフランジを、歯車装置を備える減速装置のハウジングに軸受を介して支持し、二つの遊星歯車機構の遊星キャリヤのインボード側のキャリヤフランジ相互を共通の軸受を介して回転可能に支持したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides two drive sources mounted on a vehicle and independently controllable, and provided between the two drive sources and the left and right drive wheels. In a vehicle drive device comprising: a gear device that distributes power from a power source to left and right wheels; and a speed reducer that transmits power from the two drive sources to the drive wheels, the speed reducer is connected to the drive source and is input An input gear shaft having gears, an output gear shaft connected to drive wheels and having an output gear, and at least one intermediate gear shaft that transmits power between the input gear shaft and the output gear shaft by meshing of the gears The gear device that distributes the power from the two drive sources to the left and right wheels comprises a planetary gear mechanism with three elements and two degrees of freedom that are combined on the same axis of a pair of left and right intermediate gear shafts. The planetary gear mechanism includes an internal gear and the internal gear. A planetary carrier provided on the same axis; a sun gear provided on the same axis as the internal gear; and a planetary gear serving as a revolving gear; one planetary carrier and the other sun of the two planetary gear mechanisms. A first coupling member for coupling the gear and a second coupling member for coupling one sun gear and the other planet carrier, and the planet carrier of the two planetary gear mechanisms is a carrier flange on the outboard side. A carrier flange on the inboard side, the carrier flange on the outboard side is supported by a housing of a reduction gear including a gear device via a bearing, and the carrier on the inboard side of the planetary carrier of the two planetary gear mechanisms. The flanges are rotatably supported via a common bearing.
二つの遊星歯車機構の遊星キャリヤのインボード側のキャリヤフランジ相互を回転可能に支持する軸受を転がり軸受とし、この転がり軸受の一方の軌道輪と他方の軌道輪が、対向するインボード側のキャリヤフランジに組み込まれ、この対向する2つの軌道輪の間に転動体を配置することができる。 A bearing that rotatably supports the carrier flanges on the inboard side of the planetary carrier of the two planetary gear mechanisms is a rolling bearing, and one bearing ring and the other bearing ring of the rolling bearing are opposed to each other on the inboard side carrier. A rolling element can be disposed between the two bearing rings which are incorporated in the flange and face each other.
前記転がり軸受の軌道輪を、インボード側のキャリヤフランジに直接設けてもよい。 The bearing ring of the rolling bearing may be directly provided on the carrier flange on the inboard side.
前記転がり軸受として、深溝玉軸受を使用することができる。 As the rolling bearing, a deep groove ball bearing can be used.
前記転がり軸受として、アンギュラ玉軸受または円すいころ軸受を使用してもよい。 An angular ball bearing or a tapered roller bearing may be used as the rolling bearing.
前記転がり軸受として、円筒ころ軸受を使用し、転動体である円筒ころの端面を保持する鍔部を軌道輪に形成するようにしてもよい。 A cylindrical roller bearing may be used as the rolling bearing, and a collar portion that holds an end surface of the cylindrical roller that is a rolling element may be formed on the race.
前記歯車装置と同軸上にある前記減速装置の中間歯車軸に、入力歯車または駆動側中間歯車軸の歯車と噛み合う入力側外歯車と、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤが連結され、出力歯車または従動側中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車とを設け、前記出力歯車または従動側中間歯車軸の歯車とこれと噛み合う出力側小径歯車を二つの遊星歯車機構を互いに押し合う方向に力を受けるねじれ角を持つはすば歯車によって構成し、二つの遊星歯車機構の遊星キャリヤのインボード側のキャリヤフランジ相互を回転可能に支持する軸受をスラスト軸受にすることができる。 An input side external gear meshing with the gear of the input gear or the drive side intermediate gear shaft and the planet carrier of the planetary gear mechanism are connected to the intermediate gear shaft of the reduction gear, which is coaxial with the gear device, and the output gear or the driven gear. An output side small gear that meshes with the gear of the side intermediate gear shaft is provided, and the gear of the output gear or the driven side intermediate gear shaft and the output side small gear that meshes with the gear receive the force in the direction in which the two planetary gear mechanisms are pressed against each other. A thrust bearing can be formed by a helical gear having a helix angle and rotatably supporting the carrier flanges on the inboard side of the planet carrier of the two planetary gear mechanisms.
前記スラスト軸受は、スラスト玉軸受、またはスラストころ軸受を使用することができる。 As the thrust bearing, a thrust ball bearing or a thrust roller bearing can be used.
前記スラストころ軸受の軌道輪は、遊星キャリヤのインボード側のキャリヤフランジに直接設けることができる。 The bearing ring of the thrust roller bearing can be provided directly on the carrier flange on the inboard side of the planetary carrier.
この発明では、二つの遊星歯車機構の遊星キャリヤのインボード側のキャリヤフランジ相互を共通の軸受を介して回転可能に支持することにより、回転要素である遊星キャリヤを支持する軸受の数が減るので、軸受を配置するための空間が削減され、トルク差増幅機構の小型化、軽量化が実現する。 In the present invention, the carrier flanges on the inboard side of the planetary carriers of the two planetary gear mechanisms are rotatably supported via a common bearing, thereby reducing the number of bearings that support the planetary carrier that is a rotating element. The space for arranging the bearing is reduced, and the torque difference amplification mechanism is reduced in size and weight.
前記歯車装置と同軸上にある前記減速装置の中間歯車軸で、入力歯車または駆動側中間歯車軸の歯車と噛み合う入力側外歯車と、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤが連結され、出力歯車または従動側中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車とを設け、前記出力歯車または従動側中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車を二つの遊星歯車機構を互いに押し合う方向に力を受けるねじれ角を持つはすば歯車によって構成した場合、歯車のねじれ角が増えるとアキシャル荷重が増大し軸受の負担が増す。この結果、転動体が軌道輪の軌道面の底から外れ、肩乗上げを起こす。肩乗上げが過剰に起こると転動体に損傷を与え、振動異常や異音の発生、軸受寿命の低下を招く。このため、軸受を大型化して軌道面深さを増す、或いは軸受数を増やして荷重分担するなどの対策が必要であるが、この発明では、インボード側のキャリヤフランジ相互を回転可能に支持する軸受をスラスト軸受にすることにより、二つの遊星歯車機構を互いに押し合う方向のアキシャル荷重を受けることができるので、軸受の大型化や軸受数の増加を避けつつ、小型化を実現することができる。 The intermediate gear shaft of the speed reducer, which is coaxial with the gear device, is connected to the input side external gear meshing with the gear of the input gear or the drive side intermediate gear shaft, and the planet carrier of the planetary gear mechanism, and is connected to the output gear or the driven gear. An output side small-diameter gear that meshes with the gear of the side intermediate gear shaft is provided, and the output side small-diameter gear that meshes with the output gear or the gear of the driven side intermediate gear shaft receives a force in a direction in which the two planetary gear mechanisms are pressed against each other. In the case of a helical gear having a shaft, the axial load increases and the bearing load increases as the gear helix angle increases. As a result, the rolling element comes off from the bottom of the raceway surface of the raceway and raises the shoulder. If the shoulder climbs excessively, the rolling elements are damaged, causing vibration abnormalities, abnormal noise, and shortening the bearing life. For this reason, it is necessary to take measures such as increasing the bearing surface depth by increasing the size of the bearing, or increasing the number of bearings to share the load, but in the present invention, the carrier flanges on the inboard side are rotatably supported. By using a thrust bearing as the bearing, it is possible to receive an axial load in the direction in which the two planetary gear mechanisms are pressed against each other, so that downsizing can be realized while avoiding an increase in the size of the bearing and an increase in the number of bearings. .
特に、スラスト軸受として、スラストころ軸受またはスラスト針状ころ軸受を採用することにより、トルク差増幅機構である歯車装置の軸方向幅をより短くすることができる。 In particular, by using a thrust roller bearing or a thrust needle roller bearing as the thrust bearing, the axial width of the gear unit that is a torque difference amplifying mechanism can be further shortened.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図3に示す電気自動車AMは、後輪駆動方式であり、シャーシ60と、後輪としての駆動輪61L、61Rと、前輪62L、62Rと、この発明に係る2モータ式の車両駆動装置1、バッテリ63、インバータ64等を備える。図3では、車両駆動装置1の歯車構成をスケルトン図で示している。
The electric vehicle AM shown in FIG. 3 is a rear wheel drive system, and includes a
車両駆動装置1は、左右一対の駆動輪を駆動するものであり、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源としての電動モータ2L、2Rと、左右の駆動輪61L、61Rと二つの電動モータ2L、2Rとの間に設けられる左右2基の減速装置3L、3Rとを備える。
The
2モータ式の車両駆動装置1の駆動トルクは、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪61L、61Rに伝達される。
The drive torque of the two-motor type
なお、2モータ式の車両駆動装置1の搭載形態としては、図3に示す後輪駆動方式の他、前輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。四輪駆動方式においては、車両駆動装置1は前輪と後輪の双方に搭載してもよく、またはそのいずれか一方に搭載して、もう一方は例えばエンジン駆動による歯車装置など他の駆動手段であってもよい。
As a mounting form of the two-motor type
2モータ式の車両駆動装置1における左右の電動モータ2L、2Rは、同一の最大出力を有する同一規格同じ出力特性の電動モータが用いられ、図1に示すように、モータハウジング4L、4R内に収容されている。
As the left and right
モータハウジング4L、4Rは、円筒形のモータハウジング本体4aL、4aRと、このモータハウジング本体4aL、4aRの外側面を閉塞する外側壁4bL、4bRと、モータハウジング本体4aL、4aRの内側面に減速装置3L、3Rと隔てる内側壁4cL、4cRとからなる。モータハウジング4L、4Rの内側壁4cL、4cRには、モータ軸5aを引き出す開口部が設けられている。
The
電動モータ2L、2Rは、図1に示すように、モータハウジング本体4aL、4aRの内周面にステータ6を設け、このステータ6の内周に隙間を隔ててロータ5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、電動モータ2L、2Rは、アキシャルギャップタイプのものを使用してもよい。
As shown in FIG. 1, the
ロータ5は、モータ軸5aを中心部に有し、そのモータ軸5aはモータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRの開口部からそれぞれ減速装置3L、3R側に引き出されている。モータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRの開口部とモータ軸5aとの間にはシール部材7が設けられている。
The
モータ軸5aは、モータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRと外側壁4bL、4bRとに転がり軸受8a、8bによって回転自在に支持されている(図1)。
The
左右並列に設けられた2基の減速装置3L、3Rを収容する減速装置ハウジング9は、減速装置3L、3Rの歯車軸と直交する方向に3ピースに分割され、図1に示すように、中央ハウジング9aとこの中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL、9bRの3ピース構造になっている。左右の側面ハウジング9bL、9bRは、中央ハウジング9aの両側の開口部に複数のボルト(図示省略)によって固定されている。
A
減速装置ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRのアウトボード側(車体外側)の側面と電動モータ2L、2Rのモータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRとを、複数のボルト10によって固定することにより、減速装置ハウジング9の左右に2基の電動モータ2L、2Rが固定配置される(図1)。
A plurality of
中央ハウジング9aには、図1に示すように、中央に仕切り壁11が設けられている。減速装置ハウジング9は、この仕切り壁11によって左右に2分割され、2基の減速装置3L、3Rを収容する独立した左右の収容室が並列に設けられている。中央の仕切り壁11の中心部分には、後述する歯車装置30を挿通するための貫通孔11aが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
減速装置3L、3Rは、図1に示すように、左右対称形に設けられ、モータ軸5aと連結し入力歯車12aを有する入力歯車軸12L、12Rと、この入力歯車12aに噛み合う大径の入力側外歯車13aおよび出力歯車14aに噛み合う出力側小径歯車13bを有する中間歯車軸13L、13Rと、出力歯車14aを有し、減速装置ハウジング9から引き出されて等速ジョイント65a、65b、中間シャフト65c(図3)を介して駆動輪61L、61R(図3)にトルクを伝達する出力歯車軸14L、14Rとを備える平行軸歯車減速機である。左右2基の減速装置3L、3Rの各入力歯車軸12L、12R、各中間歯車軸13L、13R、各出力歯車軸14L、14Rは、それぞれが同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the reduction gears 3L and 3R are provided symmetrically, and
減速装置3L、3Rの入力歯車軸12L、12Rの両端は、中央ハウジング9aの仕切り壁11の左右両面に形成した軸受嵌合穴16aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴16bに転がり軸受17a、17bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴16a、16bは、転がり軸受17a、17bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Both ends of the
入力歯車軸12L、12Rのアウトボード側の端部は、側面ハウジング9bL、9bRに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力歯車軸12L、12Rの外側端部との間にはオイルシール18を設け、減速装置ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩を防止している。
The end portions on the outboard side of the
入力歯車軸12L、12Rは中空構造であり、この中空の入力歯車軸12L、12Rに、モータ軸5aの端部が挿入されている。入力歯車軸12L、12Rとモータ軸5a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。
The
中間歯車軸13L、13Rは、少なくとも一つ以上配置されており、図1に示す実施形態では、一対の中間歯車軸13L、13Rを有する。
At least one or more
中間歯車軸13L、13Rは、外周面に入力歯車12aに噛み合う入力側外歯車13aと出力歯車14aに噛み合う出力側小径歯車13bを有する段付きの歯車軸を構成している。
The
中間歯車軸13L、13Rは、同軸上に配置されており、そのうち一対の中間歯車軸13L、13Rと同軸上に、二つの電動モータ2L、2Rから与えられる駆動トルクを左右の駆動輪61L、61Rにトルク差を増幅して分配する歯車装置30が組み込まれている。
The
歯車装置30は、同軸に配された左右の1対の中間歯車軸13L、13Rと同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構30L、30Rからなる。
The
歯車装置30を構成する遊星歯車機構30L、30Rは、図2の拡大図に示すように、中間歯車軸13L、13Rの大径の入力側外歯車13aにそれぞれ組み込まれた内歯車RL、RRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、内歯車RL、RRと太陽歯車SL、SRに噛み合う公転歯車としての遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRに連結され、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、一方の遊星キャリヤCL(図2では図の左側)と他方の太陽歯車SR(図2では図の右側)とを結合する第1結合部材31と、一方の太陽歯車SL(図2では図の左側)と他方の遊星キャリヤCR(図2では図の右側)とを結合する第2結合部材32と、内歯車RL、RRに連結された、入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと噛み合う入力側外歯車13aと、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aと噛み合う中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bとを有し、中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bを、遊星キャリヤCL、CRに連結した構成である。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the
なお、中間歯車軸13L、13Rを複数対設けた場合には、歯車装置30を構成する遊星歯車機構30L、30Rは、いずれか一対の中間歯車軸13L、13Rのみに組み込まれる。内歯車RL、RRに連結された入力側外歯車13aが、複数対の中間歯車軸13L、13Rのうちの駆動側の中間歯車軸13L、13Rに設けられた歯車13b、または入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと噛み合うように設けられ、また遊星歯車機構30L、30Rと同軸上に設けられた出力側小径歯車13bが、複数対の中間歯車軸13L、13Rのうちの従動側の中間歯車軸13L、13Rに設けられた歯車13a、または出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aと噛み合うように配置される。
When a plurality of pairs of
図1および図2に示す実施形態では、内歯車RL、RRに連結された入力側外歯車13aは、内歯車RL、RRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the internal gear R L, the input-side
また、図1および図2に示す実施形態では、遊星キャリヤCL、CRに連結された出力側小径歯車13bは、遊星キャリヤCL、CRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the planet carrier C L, output-side small-
遊星キャリヤCL、CRは、図2に示すように遊星歯車PL、PRを支持するキャリヤピン33と、キャリヤピン33のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側のキャリヤフランジ34aと、インボード側端部に連結されたインボード側のキャリヤフランジ34bを有する。
Planet carrier C L, C R is the planetary gears P L as shown in FIG. 2, P a
アウトボード側のキャリヤフランジ34aは、アウトボード側に延びたその一部である中空軸部35を備えており、中空軸部35のアウトボード側の端部が、減速装置ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴19bに軸受20bを介して支持されている。
The
インボード側のキャリヤフランジ34bは、インボード側に延びたその一部である中空軸部36を備えている。
The
二つの遊星歯車機構30L、30Rの対向する遊星キャリヤCL、CRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36のうち、遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34bの中空軸部36には、径方向外側に延び、先端が他方の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36に対向するように屈曲するL型のバックプレート56が固定されている。
Of the
L型のバックプレート56と他方の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36との間には、軸受20aが配置され、二つの遊星歯車機構30L、30Rの対向する遊星キャリヤCL、CRが共通の軸受20aによって相互に回転可能に支持されている。
Between the
図1および図2に示す実施形態では、軸受20aが深溝玉軸受によって構成され、深溝玉軸受は、L型のバックプレート56と他方の遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34bの中空軸部36との対向面に設けられた軌道輪20a1、軌道輪20a2と、軌道輪20a1と軌道輪20a2の間に設けられた転動体20a3とからなる。図1および図2の実施形態では20a1が内輪、20a2が外輪となる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, is constructed
軌道輪20a1と遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34bとの間には、カラー40を配置している。
Between the
次に、図5は、前記軸受20aとして、アンギュラ玉軸受を使用した実施形態の拡大図である。
Next, FIG. 5 is an enlarged view of an embodiment in which an angular ball bearing is used as the
また、図6は、前記軸受20aとして、円すいころ軸受を使用した実施形態の拡大図である。この図6の実施形態では、内輪側の軌道輪20a1の軌道面の両端部に、転動体20a3である円すいころを保持する鍔部を設けている。
FIG. 6 is an enlarged view of an embodiment in which a tapered roller bearing is used as the
また、図7は、前記軸受20aとして、円筒ころ軸受を使用した実施形態の拡大図である。この図7の実施形態では、遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34bの中空軸部36と、他方の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36とに、転動体20a3である円筒ころを保持する延長部を設け、この延長部の対向面に、円筒ころを保持する鍔部を有する軌道輪20a1、軌道輪20a2を直接設けている。
FIG. 7 is an enlarged view of an embodiment in which a cylindrical roller bearing is used as the
図1および図2に示す実施形態では、前記出力側小径歯車13bが、キャリヤフランジ34aの中空軸部35の外周面に一体に形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the output-side small-
この出力側小径歯車13bは、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aに噛み合い、これらの歯車要素には、静音性の良いはすば歯車を用いており、はすば歯車のねじれ角によって、二つの遊星歯車機構30L、30Rを互いに押し合う方向に力を受ける。
This output-side small-
このため、図8に示す実施形態と、図9乃至図13に示す実施形態では、一方の遊星キャリヤCLと他方の遊星キャリヤCRを相互に回転可能に支持する軸受20aとして、スラスト軸受を使用している。
Therefore, the embodiment shown in FIG. 8, in the embodiment shown in FIGS. 9 to 13, as a
図8に示す実施形態は、スラスト玉軸受を軸受20aとして使用し、一方の遊星キャリヤCLと他方の遊星キャリヤCRのそれぞれのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36に、径方向に対面するL型のバックプレート56を設け、この対面するバックプレート56に、玉の転動体29a3の軌道面である軌道輪20a1、軌道輪20a2を配置している。
Embodiment shown in Figure 8, using a thrust ball bearing as the
図9および図10に示す実施形態は、スラスト針状ころ軸受を軸受20aとして使用し、一方の遊星キャリヤCLと他方の遊星キャリヤCRのぞれぞれのキャリヤフランジ34bの中空軸部36に、径方向に対面するL型のバックプレート56を設け、この対面するバックプレート56に、針状ころの転動体29a3の軌道輪20a1、軌道輪20a2を配置している。
Embodiment shown in FIGS. 9 and 10 form, a thrust needle roller bearing used as a
図11に示す実施形態は、スラスト針状ころ軸受を軸受20aとして使用し、一方の遊星キャリヤCLのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36と他方の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36とに、針状ころの転動体29a3の軌道面である軌道輪20a1、軌道輪20a2を配置している。
Embodiment shown in FIG. 11, a thrust needle roller bearing used as a
図13に示す実施形態は、スラスト針状ころ軸受を軸受20aとして使用し、一方の遊星キャリヤCLのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36の軸端面と他方の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36の軸端面とに、針状ころの転動体29a3の軌道面である軌道輪20a1、軌道輪20a2を直接形成している。
Embodiment shown in FIG. 13, a thrust needle roller bearing used as a
図9乃至図13の針状ころに替えて、円筒ころを用いてもよい(図示省略)。 Cylindrical rollers may be used in place of the needle rollers of FIGS. 9 to 13 (not shown).
次に、遊星歯車PL、PRは、針状ころ軸受37を介してキャリヤピン33によって支持されている。
Next, the planetary gears P L and P R are supported by the
また、前記各キャリヤフランジ34a、34bの対向面と遊星歯車PL、PRの間にスラスト板38を挿入し、遊星歯車PL、PRの回転の円滑化を図っている。
Further, each
前記各キャリヤフランジ34a、34bの外周面と内歯車RL、RRとの間には、転がり軸受39a、39bを配置している。
Wherein each
車両駆動装置1の歯車装置30を構成する2つの遊星歯車機構30L、30Rを連結している第1結合部材31および第2結合部材32は、減速装置ハウジング9の中央ハウジング9aを左右に仕切る仕切り壁11の中心の貫通孔11aを貫通して組み込まれているため、中間歯車軸13L、13Rを組み立てた上で減速装置ハウジング9に組み込むことができる。
The
この第1結合部材31と第2結合部材32は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材(図1および図2の実施形態では第2結合部材32)が中空軸、他方の結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)が中空軸に挿通される軸からなる二重構造になっている。
The
図1および図2の実施形態では、第2結合部材32の遊星キャリヤCL側の端部は、その外周面に、左側の遊星歯車機構の遊星歯車PLと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が左側の遊星歯車機構の太陽歯車SLを構成している。
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the ends of the planet carrier C L of the
第2結合部材32に挿通される第1結合部材31は、右側の遊星歯車機構30R側の端部に大径部43を有し、この大径部43の外周面に、右側の遊星歯車機構30Rの遊星歯車PRと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が右側の遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRを構成している。
The
そして、中空軸で構成される第2結合部材32における右側の端部と、遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36とにスプライン41を設け、第2結合部材32を遊星キャリヤCRに対しスプライン嵌合により連結している。
Then, the right end portion of the
また、第1結合部材31における端部と、遊星キャリヤCLのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35とにスプライン42を設けて、第1結合部材31を遊星キャリヤCLに対しスプライン嵌合により連結している。
Further, an end portion of the
第1結合部材31および第2結合部材32のうち、内径側の結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)と連結している太陽歯車SRの最大径は、外径側の結合部材(図1および図2の実施形態では第2結合部材32)が嵌め合う遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36の内面のスプライン穴の最小径よりも小さく設定することにより、内径側の結合部材(第1結合部材31)を容易に組み込むことが可能である。
Of the
内径側の結合部材(第1結合部材31)の外周面と、外径側の結合部材(第2結合部材32)の内周面との間には、カラー44と、カラー44の両端に針状ころ軸受45、46を介在させている。
Between the outer peripheral surface of the inner diameter side coupling member (first coupling member 31) and the inner peripheral surface of the outer diameter side coupling member (second coupling member 32), there are
第1結合部材31および第2結合部材32と遊星キャリヤCL、CRとの嵌合(スプライン42、41)は、軸方向に摺動可能な嵌め合い公差とすることにより、はすば歯車で生じるアキシャル荷重による歯車歯面への偏荷重を防ぐことができる。
The
また、第1結合部材31および第2結合部材32と遊星キャリヤCL、CRとのスプライン(スプライン42、41)嵌合部のしゅう動による軸方向移動は、外径側結合部材(図1および図2の実施形態では第2結合部材32)の両端にスラスト軸受47、48を設けることにより規制している。
Further, the axial movement of the
2つの遊星歯車機構30L、30Rを連結する二重構造の軸の内径側の結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)は、結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)と遊星キャリヤ(図1および図2の実施形態ではCL)とのスプライン嵌合と反対側の軸端を、他方の遊星キャリヤ(図1および図2の実施形態ではCR)に対して深溝玉軸受49によって支持している。
The coupling member (the
2つの遊星歯車機構30L、30Rを連結する二重構造の軸の内径側の結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)には、太陽歯車SL、SRの歯面、遊星歯車PL、PRの歯面、等に潤滑油を供給するために、軸心に給油穴50を設けている。内径側の結合部材(図1および図2の実施形態では第1結合部材31)の給油穴50には、外径側結合部材(図1および図2の実施形態では第2結合部材32)の両端のスラスト軸受47、48の位置に、径方向の給油通路51、52を設けている。
The coupling member (the
出力歯車軸14L、14Rは、大径の出力歯車14aを有し、中央ハウジング9aの仕切り壁11の両面に形成した軸受嵌合穴53aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴53bに転がり軸受54a、54bによって支持されている。そして、軸受嵌合穴53a、53bは、転がり軸受54a、54bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
The
出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部は、側面ハウジング9bL、9bRに形成した開口部から減速装置ハウジング9の外側に引き出され、引き出された出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント65aの外側継手部がスプライン結合されている。
Outboard side ends of the
出力歯車軸14L、14Rに結合された等速ジョイント65aは、中間シャフト65c、等速ジョイント65bを介して駆動輪61L、61Rに接続される(図3)。
The constant velocity joint 65a coupled to the
出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部と側面ハウジング9bL、9bRに形成した開口部との間には、オイルシール55を設け、減速装置ハウジング9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。
An
図1および図2に示す実施形態の2モータ式の車両駆動装置1の歯車構成は、図3に示すスケルトン図の通りである。
The gear configuration of the two-motor
図3に示すように、左右の電動モータ2Lおよび電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ63からインバータ64を介して与えられた電力により動作する。そして、電動モータ2L、2Rは、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
As shown in FIG. 3, the left and right electric motors 2 </ b> L and 2 </ b> R are operated by electric power supplied from a
電動モータ2L、2Rのモータ軸5aのトルクは、減速装置3L、3Rの入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rの大径の入力側外歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の内歯車RL、RRに伝達される。
The torque of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bが出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのモータ軸5aのトルクがさらに増大されて、駆動輪61L、61Rに出力される。
Then, the output side
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30L、30Rが同軸上の中間歯車軸13L、13Rに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構30L、30Rとして、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を採用している。
The
遊星歯車機構30L、30Rは、同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRおよび内歯車RL、RRと、これら太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとの間に位置する複数の遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRを回転可能に支持し太陽歯車SL、SRおよび内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRとから構成される。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。遊星歯車PL、PRは太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとに噛み合っている。
The
遊星歯車機構30L、30Rでは、遊星キャリヤCL、CRを固定した場合に太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとが逆方向に回転するため、図4に示す速度線図に表すと内歯車RL、RRおよび太陽歯車SL、SRが遊星キャリヤCL、CRに対して反対側に配置される。
In the
この歯車装置30は、前記のように、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PLおよび内歯車RLを有する第1の遊星歯車機構30Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PRおよび内歯車RRを有する第2の遊星歯車機構30Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。
As described above, the
そして、第1の遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLと第2の遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRとが結合されて第1結合部材31を形成し、第1の遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLと第2の遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRとが結合されて第2結合部材32を形成している。
Then, coupled with the planet carrier C L of the first
ここで、電動モータ2Lで発生したトルクTM1は、入力歯車軸12Lの入力歯車12aと入力側外歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Lに伝達され、中間歯車軸13Lに伝達されたトルクが、第1の遊星歯車機構30Lを介して中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bと出力歯車軸14Lの出力歯車14aとが噛み合って出力歯車軸14Lから駆動輪61Lに駆動トルクTLが出力される。
Here, the torque TM1 generated by the
電動モータ2Rで発生したトルクTM2は、入力歯車軸12Rの入力歯車12aと入力側外歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Rに伝達され、中間歯車軸13Rに伝達されたトルクが、第2の遊星歯車機構30Rを介して中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bと出力歯車軸14Rの出力歯車14aとが噛み合って出力歯車軸14Rから駆動輪61Rに駆動トルクTRが出力される。
The torque TM2 generated by the
電動モータ2L、2Rからの出力は、また、二つの遊星歯車機構30L、30Rのそれぞれの内歯車RL、RRに与えられ、第1結合部材31、第2結合部材32からの出力が駆動輪61L、61Rに与えられる。
The outputs from the
第2結合部材32は、中空軸で構成されており、その内部に第1結合部材31が挿通され、第1結合部材31と第2結合部材32を構成する軸は二重構造になっている。
The
第1結合部材31は、その一端(図中右端)が太陽歯車SRの回転軸であり、他端(図中左端)が太陽歯車SLを貫通して設けられ、遊星キャリヤCLに接続されている。また、中空軸である第2結合部材32は、一端(図中左端)が太陽歯車SLの回転軸となっており、他端(図中右端)は遊星キャリヤCRと接続されている。この第1結合部材31と第2結合部材32によって、二つの遊星歯車機構30L、30Rが結合されている。
The
ところで、歯車装置30は、二つの同一のシングルピニオン形式の遊星歯車機構30L、30Rを組み合わせて構成されるため、図4に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に左側の遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、下側に右側の遊星歯車機構30Rの速度線図を示す。本来は、図1および図2の実施形態では、各電動モータ2L、2Rから出力されたトルクTM1およびTM2は、各入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと噛み合う入力側外歯車13aを介して各内歯車RL、RRに入力されるため減速比が掛かり、また、歯車装置30から取り出された駆動トルクTL、TRは、出力歯車14aと噛み合う出力側小径歯車13bを介し左右の駆動輪61L、61Rへ伝達されるため減速比が掛かる。ここでは、理解を容易にするため、以降、図4に示す速度線図および各計算式の説明においては、減速比を省略し、各内歯車RL、RRに入力されるトルクをTM1、TM2のまま、駆動トルクはTL、TRのままとする。
By the way, the
歯車装置30を構成する二つの遊星歯車機構30L、30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、図4に示す速度線図においては内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離および内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと遊星キャリヤCLとの距離および太陽歯車SRと遊星キャリヤCRとの距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)と表すことができる。
Since the two
RRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(1)式が算出される。なお、図4において、図中のMの矢印方向を正のモーメント方向としている。
a・TR+(a+b)・TL−(b+2a)・TM1=0 …(1)
The following equation (1) is calculated from the balance of moment M with reference to the point of R R. In FIG. 4, the arrow direction M in the figure is the positive moment direction.
a * TR + (a + b) * TL- (b + 2a) * TM1 = 0 (1)
RLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(2)式が算出される。
−a・TL−(a+b)・TR+(b+2a)・TM2=0 …(2)
The following equation (2) is calculated from the balance of moment M with reference to point R L.
-A.TL- (a + b) .TR + (b + 2a) .TM2 = 0 (2)
(1)式と(2)式の和より、下記(3)式が得られる。
−b・(TR−TL)+(2a+b)・(TM2−TM1)=0
(TR−TL)=((2a+b)/b)・(TM2−TM1) …(3)
The following formula (3) is obtained from the sum of the formulas (1) and (2).
-B. (TR-TL) + (2a + b). (TM2-TM1) = 0
(TR-TL) = ((2a + b) / b). (TM2-TM1) (3)
(3)式の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。 (2a + b) / b in the equation (3) is the torque difference amplification factor α. When a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (Zr + 2Zs) / Zr, and the following torque difference amplification factor α is obtained.
α=(Zr+2Zs)/Zr α = (Zr + 2Zs) / Zr
この発明では、電動モータ2L、2Rからの入力は、内歯車RL、RRとなり、駆動輪61L、61Rへの出力は太陽歯車SRとキャリヤCL、太陽歯車SLとキャリヤCRとなる。
In the present invention, the inputs from the
そして、二つの電動モータ2L、2Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(TM2−TM1))を与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、歯車装置30において上記したトルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができ、左駆動輪61Lと右駆動輪61Rとに伝達される駆動トルクTL、TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1))を与えることができる。
Then, when different torques TM1 and TM2 are generated by the two
従来技術1および従来技術2では、トルク差増幅機構である歯車装置105の、2つの遊星歯車機構の左右接続部材に内歯車Rが含まれるため、左右どちらかの内歯車と別部材を繋ぐ結合部材の1つが必ず他方の内歯車Rより大径にならなければならない。
In the
この発明では、トルク差増幅機構である歯車装置30を構成する2つの遊星歯車機構30L、30Rの接続は、太陽歯車SRと遊星キャリヤCL、太陽歯車SLと遊星キャリヤCRであるから、内歯車RL、RRよりも大径の接続部材を必要としない。このため、この発明では、従来技術1および従来技術2のものに比してトルク差増幅機構を小さくすることができるので、トルク差増幅機構を組み込んだ電気自動車用の車両駆動装置1を小さく軽量化することができる。
In the present invention, the connection between the two
電気自動車用の車両駆動装置1を小さく軽量化することにより、車両駆動装置1の車体搭載レイアウトと共に、周辺補機類の車体搭載レイアウトの自由度が向上する。
By reducing the size and weight of the
また、車両駆動装置1が小型化することにより、車室空間が拡大する等のメリットがある。
Further, there is a merit that the vehicle interior space is expanded by downsizing the
図1に示す実施形態では、二つの駆動源として電動モータ2L、2Rを用い、同一の最大出力を有する同一の出力特性の電動モータである場合を例示したが、二つの駆動源はこれに限られない。
In the embodiment shown in FIG. 1, the case where the
なお、車両駆動装置1が搭載される車両は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に限らず、例えば、第1の電動モータ2Lおよび第2の電動モータ2Rを駆動源とした燃料電池自動車であってもよい。
The vehicle on which the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be further implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
1 :車両駆動装置
2L、2R :電動モータ
3L、3R :減速装置
4L、4R :モータハウジング
4aL、4aR :モータハウジング本体
4bL、4bR :外側壁
4cL、4cR :内側壁
5 :ロータ
5a :モータ軸
6 :ステータ
7 :シール部材
8a、8b :転がり軸受
9 :減速装置ハウジング
9a :中央ハウジング
9bL、9bR :側面ハウジング
10 :ボルト
11 :仕切り壁
11a :貫通孔
12L、12R :入力歯車軸
12a :入力歯車
13L、13R :中間歯車軸
13a :入力側外歯車
13b :出力側小径歯車
14L、14R :出力歯車軸
14a :出力歯車
16a、16b :軸受嵌合穴
17a、17b :転がり軸受
18 :オイルシール
19a、19b :軸受嵌合穴
20a、20b :軸受
20a1、20a2 :軌道輪
29a3 :転動体
30 :歯車装置
30L、30R :遊星歯車機構
31 :第1結合部材
32 :第2結合部材
33 :キャリヤピン
34a、34b :キャリヤフランジ
35、36 :中空軸部
37 :軸受
38 :スラスト板
39a、39b :転がり軸受
40 :カラー
41、42 :スプライン
43 :大径部
44 :カラー
45、46 :軸受
47、48 :スラスト軸受
49 :深溝玉軸受
50 :給油穴
51、52 :給油通路
53a、53b :軸受嵌合穴
54a、54b :転がり軸受
55 :オイルシール
56 :バックプレート
60 :シャーシ
61L、61R :駆動輪
62L、62R :前輪
63 :バッテリ
64 :インバータ
65a、65b :等速ジョイント
65c :中間シャフト
AM :電気自動車
CL、CR :遊星キャリヤ
PL、PR :遊星歯車
RL、RR :内歯車
SL、SR :太陽歯車
TM1、TM2 :トルク
TL、TR :駆動トルク
Zr :内歯車RL、RRの歯数
Zs :太陽歯車SL、SRの歯数
α :トルク差増幅率
1: Vehicle drive device 2L, 2R: Electric motor 3L, 3R: Deceleration device 4L, 4R: Motor housing 4aL, 4aR: Motor housing body 4bL, 4bR: Outer wall 4cL, 4cR: Inner wall 5: Rotor 5a: Motor shaft 6 : Stator 7: Sealing members 8a and 8b: Rolling bearing 9: Reduction gear housing 9a: Central housing 9bL and 9bR: Side housing 10: Bolt 11: Partition wall 11a: Through hole 12L and 12R: Input gear shaft 12a: Input gear 13L , 13R: Intermediate gear shaft 13a: Input side external gear 13b: Output side small gear 14L, 14R: Output gear shaft 14a: Output gears 16a, 16b: Bearing fitting holes 17a, 17b: Rolling bearing 18: Oil seals 19a, 19b : Bearing fitting holes 20a and 20b: Bearings 20a1 and 20a2: Bearing ring 2 9a3: rolling element 30: gear device 30L, 30R: planetary gear mechanism 31: first coupling member 32: second coupling member 33: carrier pins 34a, 34b: carrier flanges 35, 36: hollow shaft portion 37: bearing 38: thrust Plate 39a, 39b: Rolling bearing 40: Collar 41, 42: Spline 43: Large diameter portion 44: Collar 45, 46: Bearing 47, 48: Thrust bearing 49: Deep groove ball bearing 50: Lubrication hole 51, 52: Lubrication passage 53a 53b: bearing fitting holes 54a, 54b: rolling bearing 55: oil seal 56: back plate 60: chassis 61L, 61R: driving wheels 62L, 62R: front wheels 63: battery 64: inverters 65a, 65b: constant velocity joint 65c: intermediate shaft AM: electric vehicle C L, C R: planet carrier P L, P R: planetary teeth R L, R R: internal gear S L, S R: sun gear TM1, TM2: torque TL, TR: drive torque Zr: internal gear R L, the number of teeth of the R R Zs: sun gear S L, tooth S R Number α: Torque difference gain
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016065391A JP2017180559A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Vehicle driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016065391A JP2017180559A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Vehicle driving apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017180559A true JP2017180559A (en) | 2017-10-05 |
Family
ID=60005784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016065391A Pending JP2017180559A (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Vehicle driving apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017180559A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112805170A (en) * | 2020-05-19 | 2021-05-14 | 华为技术有限公司 | Drive device, two-motor drive system, automobile, and method for controlling drive device |
CN116587832A (en) * | 2023-05-17 | 2023-08-15 | 重庆大学 | Four-power-source double-output multi-mode power coupling system |
-
2016
- 2016-03-29 JP JP2016065391A patent/JP2017180559A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112805170A (en) * | 2020-05-19 | 2021-05-14 | 华为技术有限公司 | Drive device, two-motor drive system, automobile, and method for controlling drive device |
CN116587832A (en) * | 2023-05-17 | 2023-08-15 | 重庆大学 | Four-power-source double-output multi-mode power coupling system |
CN116587832B (en) * | 2023-05-17 | 2023-12-29 | 重庆大学 | Four-power-source double-output multi-mode power coupling system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017141607A1 (en) | Vehicle-driving apparatus | |
JP2017203503A (en) | Vehicle drive unit | |
EP3511189B1 (en) | Control device for left and right wheel drive device | |
CN109789800B (en) | Drive source control device | |
WO2012086036A1 (en) | Power transmitting device for vehicle | |
JP2018155310A (en) | Four-wheel drive vehicle | |
JP2017206074A (en) | Two-motor vehicle drive device for four-wheel drive vehicle | |
JP2018155327A (en) | Vehicle drive unit | |
JP2018039396A (en) | Two motor vehicle drive device | |
JP2018054053A (en) | Vehicle drive device | |
JP2017145931A (en) | Vehicle drive device | |
JP2018093612A (en) | Motor control device and vehicle including motor control device | |
JP2017180559A (en) | Vehicle driving apparatus | |
WO2017141617A1 (en) | Vehicle drive apparatus | |
JP6170580B1 (en) | Vehicle drive device | |
JP2017141889A (en) | Vehicle drive device | |
WO2018034099A1 (en) | Vehicle driving device | |
WO2017163871A1 (en) | Vehicle drive device | |
JP2018048686A (en) | Vehicle driving device | |
JP2017145942A (en) | Vehicle drive device | |
WO2017068913A1 (en) | Vehicle-driving apparatus | |
JP6647935B2 (en) | Planetary gear device and vehicle drive device using the same | |
WO2018012189A1 (en) | Vehicle drive device | |
JP2018048663A (en) | Vehicle drive unit | |
CN109804181B (en) | Drive source control device and vehicle having the same |