JP2020531335A - 電気車軸アセンブリ - Google Patents

Abstract

電気車軸アセンブリは、第１ギアが配置された出力シャフトを含む電動機と、電動機の出力シャフトに実質的に平行に配置されたアイドラシャフトを含むアイドラアセンブリを備え、アイドラシャフトは、第２ギアと第３ギアが配置され、第２ギアは、電動機の第１ギアと回転係合する。第４ギアが連結されたデフケースは、第３および第４ギアを介してアイドラアセンブリと回転係合している。デフケースは、電気車軸アセンブリのそれぞれの第１および第２半車軸に連結されてその回転運動を引き起こす第５および第６ギアを収容する。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年８月３１日に出願された中国実用新案出願第ＣＮ２０１７２１１０８０２９．７号および２０１７年８月３１日に出願された中国発明出願第ＣＮ２０１７１０７７４４０８．８号の利益を主張し、優先権を主張する権利があり、それらの全開示は参照により本明細書に組み込まれる。本開示は、自動車製造に関し、より詳細には、電気車軸アセンブリに関する。

現在、ほとんどの電気自動車は、駆動モータ、駆動軸、減速機または差動アセンブリ、車軸および車輪軸端を備える従来の内燃エンジン車両の動力伝達構造に使用されている。従来の設計では、チェーン駆動が長くなり、その様々なコンポーネントが、客室などの車両のスペースの大部分を占め、例えば従来の設計のサイズが大きくなると、車両の燃料効率が低下する。

したがって、既知の設計の欠陥を克服する装置を提供することが望ましいだろう。

本開示によれば、電気車軸アセンブリは、電動機、アイドラアセンブリ、デフケース、ならびにコンパクトな配置を有する第１および第２半車軸を含む。電気車軸アセンブリのそのようなコンパクトな配置は、車両の燃料効率を改善し、客室の容量を高め、バッテリー室の容量を増加させることができる。さらに、本開示の電気車軸アセンブリは、キャリアの単位質量あたりのエネルギー消費を削減する。

一実施形態では、電気車軸アセンブリは、第１ギアが配置された出力シャフトを含む電動機と、第２ギアが配置されたアイドラシャフトを含むアイドラアセンブリと、を備え、第２ギアは、第１ギアと回転係合し、アイドラシャフトは、電動機の出力シャフトと実質的に平行に配置される。

本開示の特定の態様では、アイドラアセンブリは、アイドラアセンブリに配置された第３ギアをさらに含む。

本開示の特定の態様では、電気車軸アセンブリは、第３ギアおよび第４ギアのうちの少なくとも１つを介してアイドラアセンブリと回転係合するデフケースをさらに備える。

本開示の特定の態様では、第３ギアおよび第４ギアのうちの少なくとも１つは、ヘリカルギアである。

本開示の特定の態様において、電気車軸アセンブリは、第１半車軸と第２半車軸とをさらに備える。

本開示の特定の態様において、第１半車軸は、デフケース内に配置された第５ギアと回転係合し、第２半車軸は、デフケース内に配置された第６ギアと回転係合する。

本開示の特定の態様では、電動機の第１半車軸、第２半車軸、および出力シャフトは同軸に配置されている。

本開示の特定の態様において、第２半車軸は、電動機の出力シャフトに少なくとも部分的に配置される。

本開示の特定の態様において、電気車軸アセンブリは、アイドラアセンブリ、デフケース、および電動機内に配置された電動機の出力シャフトの一部のうちの少なくとも１つを有する第１車軸ハウジングをさらに備える。

本開示の特定の態様において、電気車軸アセンブリは、電動機および電動機内に配置された電動機の出力シャフトの別の部分のうちの少なくとも１つを有する第２車軸ハウジングをさらに備える。

本開示の特定の態様では、アイドラアセンブリ、デフケース、および電動機の出力シャフトの一部のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの軸受によって第１車軸ハウジング内に回転可能に支持される。

本開示の特定の態様において、第１車軸ハウジングは、少なくとも１つの軸受を収容するために内部に形成された少なくとも１つの凹部を含む。

本開示の特定の態様では、電動機および電動機の出力シャフトの別の部分のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの軸受によって第２車軸ハウジング内に回転可能に支持される。

本開示の特定の態様では、第２車軸ハウジングは、少なくとも１つの軸受を収容するために内部に形成された少なくとも１つの凹部を含む。

添付の図面は、本明細書の一部として本明細書に組み込まれている。本明細書で説明する図面は、現在開示されている主題の実施形態を示しており、本開示の選択された原理および教示の例示である。しかし、図面は、現在開示されている主題のすべての可能な実装を示しているわけではなく、本開示の範囲を限定することを決して意図していない。

本開示による電気車軸アセンブリの断面図である。

本開示は、そうではないと明示的に指定されている場合を除き、様々な代替の向きおよびステップシーケンスを想定し得ることを理解されたい。また、添付の図面に示され、以下の明細書に記載される特定のアセンブリおよびプロセスは、本明細書で定義される本発明の概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、開示された実施形態に関連する特定の寸法、方向、または他の物理的特徴は、特に明記されない限り、限定と見なされるべきではない。また、そうではない場合があるが、様々な実施形態における同様の要素は、本出願のこのセクション内に同様の参照番号で一般的に参照され得る。

電気車軸アセンブリ１００の実施形態を以下に説明する。特定の実施形態において、電気車軸アセンブリ１００は、電気車軸アセンブリ１００が唯一の駆動車軸である純粋な電気自動車（図１に示される）と共に利用される。他の実施形態では、電気車軸アセンブリ１００は、前車軸が内燃エンジンによって駆動され、後車軸が電気車軸アセンブリ１００であるハイブリッド型四輪駆動車（図示せず）と共に利用される。さらに他の実施形態において、電気車軸アセンブリ１００は、フロントタンデム車軸が内燃エンジンによって駆動され、リアタンデム車軸が電気車軸アセンブリ１００である（またはその逆の）タンデム車軸を備えるハイブリッド型商用車（図示せず）と共に利用される。電気車軸アセンブリ１００は、商用車において、小型車および大型車の両方、ならびに乗用車、オフハイウェイ車、およびスポーツ用多目的車用の用途を有し得る。さらに、本明細書に記載の電気車軸アセンブリ１００は、前駆動車軸および／または後駆動車軸、ならびに操舵軸および非操舵軸での使用に適合させることができる。電気車軸アセンブリ１００はまた、産業、機関車、軍事、農業、および航空宇宙の用途を有することを当業者は理解するであろう。

図１に示される特定の実施形態では、電気車軸アセンブリ１００は、電動機１（例えば、電気モータ）、アイドラアセンブリ２、および差動装置３を含む。典型的には、電動機１は電源（図示せず）に連結されている。電動機１は、ロータ１ｂの周りに同心円状に配置されたステータ１ａを備える永久磁石同期機であってもよい。電気車軸アセンブリ１００は、車両を駆動するために電動機１が利用される場合に直流を交流に変換し、車両が減速する場合に交流を直流に変換するインバータ（図示せず）をさらに備え得る。電動機１は、本明細書では電動発電機と呼ばれる場合がある。さらに、電気車軸アセンブリ１００は、以下に限定されないが、電動機１およびインバータを冷却するために電気車軸アセンブリ１００と一体化された自動変速機油または車軸油などの冷却液（図示せず）を含むことができる。別の実施形態では、電動機１およびインバータ用の冷却液は、車軸油と一体化されていなくてもよい。電動機１は、（図のように）同軸配置であっても、または、車輪を差動装置３に接続する車軸が電動機１の中心を通過せずに電動機１の中心軸と平行になった軸外配置であってもよい。

図１に示すように、電気車軸アセンブリ１００はさらに、左ハウジングまたは第１車軸ハウジング６および右ハウジングまたは第２車軸ハウジング７にそれぞれ配置された、左半車軸または第１半車軸４および右半車軸または第２半車軸５を含む。電動機１および出力シャフト１０１の少なくとも一部は、第１半車軸４の車輪端（図示せず）と第２半車軸５の車輪端（図示せず）との間の第２車軸ハウジング７にも配置される。

第１ギア８は、電動機出力シャフト１０１に連結されている。特定の実施形態では、第２車軸ハウジング７は、第２半車軸５および出力シャフト１０１を支持するために使用される少なくとも１つの軸受１０３の一部を収容するために内部に形成された少なくとも１つの凹部を含む。電動機１は、出力シャフト１０１および第１ギア８を介してアイドラアセンブリ２を駆動する。アイドラアセンブリ２は、アイドラシャフト１０２を含む。図示の実施形態では、アイドラアセンブリ２のアイドラシャフト１０２は、電動機１の出力シャフト１０１と実質的に平行に配置されている。アイドラシャフト１０２は、軸受１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを介して第１車軸ハウジング６において回転可能に支持されている。軸受１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの各々は、好みに応じて、例えば、ころ軸受、玉軸受、円錐軸受などの任意のタイプの軸受であってよいことが理解される。第２ギアまたはアイドラギア９は、アイドラシャフト１０２と回転するように連結されている。第２ギア９は、軸受１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちの少なくとも１つに軸方向に隣接して配置される。第２ギア９は、第１ギア８と噛み合い係合しており、電動機１が出力シャフト１０１を駆動するときに第１ギア８からトルクを受ける。

２段アクティブギアまたは第３ギア１０は、アイドラシャフト１０２と回転するように連結されている。特定の実施形態では、第３ギア１０は、ヘリカルギアである。第３ギア１０は、軸受１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちの少なくとも１つに軸方向に隣接して配置される。第３ギア１０は、被駆動ギアまたは第４ギア１１と噛み合い係合している。特定の実施形態では、第４ギア１１は、ヘリカルギアである。第４ギア１１は、回転のためにデフケース１２と連結されている。デフケース１２は、軸受１０６ａ、１０６ｂを介して第１車軸ハウジング６内に回転可能に支持されている。軸受１０６ａ、１０６ｂの各々は、好みに応じて、例えば、ころ軸受、玉軸受、円錐軸受などの任意のタイプの軸受であってよいことが理解される。特定の実施形態では、第１車軸ハウジング６は、軸受１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０６ａ、１０６ｂのうちの少なくとも１つの少なくとも一部を収容するように内部に形成された少なくとも１つの凹部１０８を含む。

図示されるように、デフケース１２は、２つ以上の差動ピニオン１３を収容する。差動ピニオン１３は、ピニオンシャフト１０７を介してデフケース１２に連結されている。一実施形態では、ピニオンシャフト１０７は、クロス部材を備えてもよい。差動ピニオン１３は、第１側面または第５ギア１４および第２側面または第６ギア１５と噛み合い係合している。第５ギア１４は、その車輪端まで延びる第１半車軸４に連結されている。第６ギア１５は、電動機１の出力シャフト１０１に形成された中央穴を通ってその車輪端まで延びる第２半車軸５に連結されている。特定の実施形態では、第１半車軸４、第１半車軸４の車輪端、第２半車軸５、第２半車軸５の車輪端、および出力シャフト１０１は同軸に配置される。図示のように、アイドラアセンブリ２、差動装置３、ギア９、１０、１１、１３、１４、１５およびデフケース１２は、第１車軸ハウジング６内に配置されている。

動作中、電動機１は、第１および第２ギア８、９の噛み合い係合を介してアイドラシャフト１０２にトルクを出力する。実質的に同時に、アイドラシャフト１０２は、電動機１から第３ギア１０へトルクを伝達する。第３ギア１０は、第３ギア１０と第４ギア１１との噛み合い係合を介して、アイドラシャフト１０２からデフケース１２にトルクを伝達する。次に、デフケース１２は、第５および第６ギア１４、１５を介して第１および第２半車軸４、５にトルクを伝達する。電気車軸アセンブリ１００が発電モードにあるとき、上記のトルク伝達は逆になる。

特許法の規定に従って、主題の本開示は、その好ましい実施形態を表すと考えられるもので説明されてきた。しかしながら、主題は、その趣旨または範囲から逸脱することなく、具体的に例示および説明されたものとは別の方法で実施できることに留意されたい。

Claims (14)

1. 電気車軸アセンブリであって、
   第１ギアが配置された出力シャフトを含む電動機と、
   第２ギアが配置されたアイドラシャフトを含むアイドラアセンブリと
   を備え、前記第２ギアは前記第１ギアと回転係合しており、前記アイドラシャフトは前記電動機の前記出力シャフトと実質的に平行に配置されている、電気車軸アセンブリ。
2. 前記アイドラアセンブリは、前記アイドラアセンブリに配置された第３ギアをさらに含む、請求項１に記載の電気車軸アセンブリ。
3. 前記第３ギアおよび第４ギアのうちの少なくとも１つを介して前記アイドラアセンブリと回転係合するデフケースをさらに備える、請求項２に記載の電気車軸アセンブリ。
4. 前記第３ギアおよび前記第４ギアのうちの少なくとも１つは、ヘリカルギアである、請求項３に記載の電気車軸アセンブリ。
5. 第１半車軸および第２半車軸をさらに備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の電気車軸アセンブリ。
6. 前記第１半車軸は、デフケース内に配置された第５ギアと回転係合し、前記第２半車軸は、前記デフケース内に配置された第６ギアと回転係合している、請求項５に記載の電気車軸アセンブリ。
7. 前記第１半車軸、前記第２半車軸、および前記電動機の前記出力シャフトが同軸に配置されている、請求項６に記載の電気車軸アセンブリ。
8. 前記第２半車軸は、前記電動機の前記出力シャフトに少なくとも部分的に配置される、請求項５から７のいずれか一項に記載の電気車軸アセンブリ。
9. 前記アイドラアセンブリ、デフケース、および前記電動機内に配置された前記電動機の前記出力シャフトの一部のうちの少なくとも１つを有する第１車軸ハウジングをさらに備える、請求項２から８のいずれか一項に記載の電気車軸アセンブリ。
10. 前記電動機および前記電動機内に配置された前記電動機の前記出力シャフトの別の部分のうちの少なくとも１つを有する第２車軸ハウジングをさらに備える、請求項９に記載の電気車軸アセンブリ。
11. 前記アイドラアセンブリ、前記デフケース、および前記電動機の前記出力シャフトの前記一部のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの軸受によって前記第１車軸ハウジング内に回転可能に支持される、請求項９または１０に記載の電気車軸アセンブリ。
12. 前記第１車軸ハウジングは、前記少なくとも１つの軸受を収容するために内部に形成された少なくとも１つの凹部を含む、請求項１１に記載の電気車軸アセンブリ。
13. 前記電動機および前記電動機の前記出力シャフトの前記別の部分のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの軸受によって前記第２車軸ハウジング内に回転可能に支持される、請求項１０に記載の電気車軸アセンブリ。
14. 前記第２車軸ハウジングは、前記少なくとも１つの軸受を収容するために内部に形成された少なくとも１つの凹部を含む、請求項１３に記載の電気車軸アセンブリ。

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