JP2021095070A - 電動車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両の駆動装置におけるケーシングの剛性を増大する。【解決手段】電動車両の駆動装置１０は、車両１の動力を発生する電動機１１と、電動機１１の動力を変速する変速機構１２と、車両の駆動輪１５に連結された車軸１４を通じて変速機構１２からの動力を駆動輪１５に伝達するデファレンシャル装置１３と、を有する。この電動車両の駆動装置１０は、変速機構１２を収容する第一収容部２２と、第一収容部２２の後方部２２Ｂにおいて車幅方向にオフセットして連結されており、デファレンシャル装置１３を収容する円筒形状部２８を有する第二収容部２４と、第二収容部２４において、円筒形状部２８の下方の周縁部に円弧状に突出して形成されており、前方の端部３１で第一収容部２２の後方部２２Ｂに連設された円弧状リブ３０と、を備えている。【選択図】 図２

Description

本開示は、電動機を動力源として走行する電動車両の駆動装置に関する。

ＨＥＶ，ＰＨＥＶ，電気自動車など電動モータ（電動機）を動力源として走行する電動車両では、電動モータからの動力が、減速機構を経てデファレンシャル装置（「デフ装置」ともいう）に伝達され、デフ装置を介して駆動輪に伝達される（例えば特許文献１を参照）。特許文献１では、電動モータの出力軸にトルクコンバータを設けることで、設置スペースの自由度の低下やコスト上昇を抑えつつ、電動モータから駆動輪に伝達される動力を大きくできるとされている。

特開２０１９−５９４１２号公報

近年、電動車両において、電動モータ，減速機構，デフ装置などを含む動力伝達機構を一体化したユニットで構成する技術が開発されている。
この技術では、デフ装置と減速機構とがユニット化されていることから、車両の走行中に車輪を通じて路面から受けた振動の影響を受けやすい傾向がある。そのため、駆動装置におけるケーシングの剛性を増大することが望まれている。

本開示は、このような課題に鑑み案出されたもので、ケーシングの剛性が増大された電動車両の駆動装置を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）本開示は、車両の動力を発生する電動機と、前記電動機からの動力を変速する変速機構と、前記車両の駆動輪に連結された車軸を通じて前記変速機構からの動力を前記駆動輪に伝達するデファレンシャル装置と、を有する電動車両の駆動装置であって、前記変速機構を収容する第一収容部と、前記第一収容部の後方部において車幅方向にオフセットして連結されており、前記デファレンシャル装置を収容する円筒形状部を有する第二収容部と、前記第二収容部において、前記円筒形状部の下方の周縁部に円弧状に突出して形成されており、前方の端部で前記第一収容部の前記後方部に連設された円弧状リブと、を備えている。

本開示の駆動装置では、第二収容部において、円筒形状部の下方の周縁部で円弧状に形成されており、その前方の端部が第一収容部に連設された円弧状リブを設けている。この構成により、第二収容部の剛性が補強されるとともに、第一収容部に作用する第二収容部からの曲げや捩じりの力に対する剛性が補強される。

本開示の円弧状リブにより、駆動装置におけるケーシングの剛性を増大することができ、第一収容部に作用する第二収容部からの曲げや捩じりの力を抑制できる。

実施形態に係る電動車両の駆動装置と車体フレームとを車両の上方から視た説明図である。 駆動装置の一部を車両の左方（図１の矢印ＩＩ）から視た説明図である。 駆動装置の一部を車両の下方（図２の矢印ＩＩＩ）から視た説明図である。 駆動装置の一部を車両の後方（図１の矢印ＩＶ）から視た説明図である。

図面を参照して、実施形態としての電動車両の駆動装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
なお、以下に説明する各図面で電動車両の駆動装置は一部を誇張および簡略化されて描かれている。

［１．装置構成］
図１は、実施形態にかかる電動車両１の駆動装置１０と車体フレーム２とを電動車両１の上方から視た説明図である。以下の説明では、駆動装置１０が適用された電動車両を電動トラック１（以下「トラック」ともいう）に特定している。なお、図１のトラック１は一部が省略されている。
以下の説明では、駆動装置１０がトラック１に搭載された状態を基準に重力の作用方向を「下」とし、この反対方向を「上」として上下方向を定める。また、車両の進行方向を「前」とし、「後」とはその反対方向であり、前方を基準に左右方向を定める。また、以下で「幅方向」とは車両の幅方向（車幅方向）であり、左右方向に対応している。

車体フレーム２はトラック１の骨格を成す構造部材である。車体フレーム２は、前後方向に延びた左右一対のサイドレール３と、左右のサイドレール３の間に横架された複数のクロスメンバ４（図１の点線を参照）とを有しており、いわゆるラダーフレームとして構成されている。
サイドレール３のそれぞれは、断面コ字型のチャンネル材により形成されており、幅方向内側に溝を向けて配設される。クロスメンバ４は左右のサイドレール３を幅方向に接続する部材であり、前後方向に間隔を空けて複数本配設されている。クロスメンバ４のそれぞれは断面コ字型のチャンネル材により形成されている。

トラック１は電動モータ（電動機）１１を駆動源に持つ電動車両である。
本実施形態の駆動装置１０は、この電動モータ１１と、減速機構１２（図１の破線を参照）と、デファレンシャル装置１３（図１の破線を参照，「デフ装置」と略称する）とを含む動力伝達機構を一体化したユニットとして構成されている。
電動モータ１１はバッテリー（図示せず）からの電力を使ってトラック１の動力を発生させる。電動モータ１１は、その出力軸を幅方向に沿って左方に向けて配置され、電動モータ１１の出力軸が減速機構１２の入力側に接続されている。

減速機構１２は、電動モータ１１からの動力の回転速度を減速（変速）して出力する変速機構であり、図示しない複数の歯車と複数の軸とを備えた歯車装置で構成されている。デフ装置１３は、トラック１の左右の駆動輪１５（図１の点線を参照）の間に介装されており、左右の駆動輪１５のそれぞれに連結された車軸１４（図１の点線を参照）を通じて、減速機構１２からの動力を各駆動輪１５に伝達している。デフ装置１３の入力側には減速機構１２の出力軸が接続され、その出力側には車軸１４（図１の点線を参照）が接続されている。
減速機構１２およびデフ装置１３はケーシング２０に収容されている。ケーシング２０は、例えばアルミ材料で形成された箱体で形成された収容部である。このケーシング２０の前方部で右方に隣接して電動モータ１１が配置されている。なお、ケーシング２０の詳細な構造は後述する。

＜駆動装置の取り付け構造＞
駆動装置１０は、左右のサイドレール３に取り付けられた左右一対の前側ブラケット５Ａ，５Ｂと一つのクロスメンバ４Ａに取り付けられた後側ブラケット６Ａ，６Ｂとの四点で、車体フレーム２の下面側に支持されている。
具体的には、前側ブラケット５Ａ，５Ｂのそれぞれは、サイドレール３から下方に向かって延出し、その下端部で駆動装置１０の前方部を支持する構造である。後側ブラケット６Ａ，６Ｂのそれぞれは、クロスメンバ４Ａにおいて幅方向に離間して配置されており、クロスメンバ４Ａから下方に向かって延出しており、その下端部で駆動装置１０の後方部を支持する構造である。

電動モータ１１の右側面部には前方に向かって延出する腕部１１Ａが連設されており、ケーシング２０の前方部で左側面部には前方に向かって延出する腕部２０Ａが連設されている。また、ケーシング２０の後方部（後述するミドルハウジング２４）の左右両側面部には後側ブラケット６Ａ，６Ｂに連結される連結部（不図示）が設けられている。
駆動装置１０は、腕部１１Ａ，２０Ａと各連結部とのそれぞれにおいてマウントラバー（不図示）を介して前側ブラケット５Ａ，５Ｂおよび後側ブラケット６Ａ，６Ｂに取り付けられている。

＜ケーシングの詳細な構成＞
図２〜図４はケーシング２０を説明する説明図であり、駆動装置１０の一部が省略されている。なお、電動モータ１１は図２，図４では省略されており、図３では点線で表されている。また、図２，図３で前側ブラケット５Ｂは二点鎖線で表されており、図４で前側ブラケット５Ｂと後側ブラケット６Ａ，６Ｂとは二点鎖線で表されている。

ケーシング２０には、幅方向の左方に配置されたレフトハウジング（第一収容部）２２と、レフトハウジング２２の後方部２２Ｂにおいて右側面部２２Ｒに連結されたミドルハウジング（第二収容部）２４とが設けられている。本実施形態のケーシング２０は、ミドルハウジング２４がレフトハウジング２２と一体成形されている場合を例に挙げている。さらに、ミドルハウジング２４の右側面部２４Ｒにはライトハウジング２６が取り付けられている。

レフトハウジング２２は減速機構１２を収容するための収容部である。レフトハウジング２２は上方（または下方）から視て前後方向に延びた箱体で形成される。ミドルハウジング２４はデフ装置１３を収容するための収容部である。ミドルハウジング２４は上方（または下方）から視て前後方向に延びた箱体で形成される。
ミドルハウジング２４は、上方から視てレフトハウジング２２の後方部２２Ｂにおいて幅方向の右側にオフセットして配置されている。このオフセットの配置により駆動装置１０の前後方向の寸法がコンパクト化されている。このオフセットの配置は、具体的には、ミドルハウジング２４の前方部が幅方向の外側から視てレフトハウジング２２の後方部２２Ｂに重複する配置である。

＜ミドルハウジングの詳細な構成＞
ミドルハウジング２４は、その後方部に円筒形状部２８を有している。
円筒形状部２８は、レフトハウジング２２よりも後方に延出しており、車軸１４と同軸上に配置された略円筒形状の部位である。この円筒形状部２８がデフ装置１３を収容している。円筒形状部２８の寸法は、デフ装置１３（図１参照）を収容し得る寸法に設定される。
円筒形状部２８は、幅方向の外側から視て略円形状の側面部２８Ｌ，２８Ｒを有している。側面部２８Ｌ，２８Ｒのそれぞれは、車軸１４に直交（交差）する面部を成している。左側面部２８Ｌは、図２に示すように左方から視てその前方部（一部）がレフトハウジング２２の後端部に重複して配置されている。なお、右側面部２８Ｒはミドルハウジング２４の右側面部２４Ｒの一部である。

円筒形状部２８の左側面部２８Ｌと、右側面部２８Ｒに取り付けられたライトハウジング２６とのそれぞれには、車軸１４（図１，図３，図４で点線を参照）を支持するための支持部２９Ｌ，２９Ｒが設けられている。支持部２９Ｌ，２９Ｒのそれぞれは、車軸１４の軸方向に沿って配置されている管部２９Ｂ（図３参照）と、管部２９Ｂの外周からつば状に延出したフランジ部２９Ａ（図３参照）とを有し、ハット型の断面形状をなす。フランジ部２９Ａ（図３参照）が左側面部２８Ｌまたはライトハウジング２６に取り付けられており、管部２９Ｂ（図３参照）に対して車軸１４（図３，図４で点線を参照）が装着されている。

＜円弧状リブ＞
円筒形状部２８の左側面部２８Ｌには、下方の周縁部に沿って円弧状リブ３０が形成されている。円弧状リブ３０はケーシング２０の剛性を補強するための補強部材である。
円弧状リブ３０は、図２に示すように左側面部２８Ｌと同心円（つまり車軸１４と同心円）状の円弧を成しており、図３，図４に示すように左側面部２８Ｌから左方（幅方向の外側）に向かって突出した突起部である。

この円弧状リブ３０の前方の端部３１は、レフトハウジング２２の後方部２２Ｂに連設されている。具体的には、レフトハウジング２２の後方部２２Ｂで後方を向いた面に円弧状リブ３０の前方の端部３１が連設されている。円弧状リブ３０の肉厚（左側面部２８Ｌで半径方向の寸法）は所望の強度が得られるように適宜に設定されてよい。
この円弧状リブ３０によってミドルハウジング２４の剛性が補強されるとともに、トラック１の走行時にレフトハウジング２２に作用するミドルハウジング２４からの曲げや捩じりの力に対する剛性が補強されている。

本実施形態の円弧状リブ３０は、左側面部２８Ｌの中心Ｏ（図２参照）を基準にして外側寄りの箇所に設けられた外側リブ３０Ａと、外側リブ３０Ａよりも内側に設けられた内側リブ３０Ｂとの二重構造になっている。なお、図２で中心Ｏは黒丸で表現されている。
外側リブ３０Ａと内側リブ３０Ｂとの間には、左側面部２８Ｌの中心Ｏから放射状に延びる仮想線Ｒ（図２の一点鎖線を参照）に沿う複数の直線状リブ３３が設けられている。図２では一部の直線状リブ３３にのみ符号を付ける。なお、外側リブ３０Ａ、内側リブ３０Ｂおよび直線状リブ３３を区別しない場合は、これらを円弧状リブ３０と総称する。この構造により円弧状リブ３０の強度を増している。

本実施形態で円弧状リブ３０の形成された下方の周縁部とは、図２，図４に示すように、円筒形状部２８の上下方向の中央部Ｃ（一点鎖線を参照）に対して下方側で、左側面部２８Ｌの中心Ｏ（図２参照）を基準にして外側（円周部分）付近である。
本実施形態の円弧状リブ３０は、左側面部２８Ｌ（円筒形状部２８）の下方の周縁部で略半周にわたり形成されている。
具体的には、外側リブ３０Ａの前方端部３１Ａは、中央部Ｃよりも下方でレフトハウジング２２の後方部２２Ｂに連設されており、後方端部３２Ａは中央部Ｃを上方に超えて直線状リブ３５に突き当たっている。また、内側リブ３０Ｂの前方端部３１Ｂは、中央部Ｃよりも下方且つ外側リブ３０Ａの前方端部３１Ａよりも内側でレフトハウジング２２の後方部２２Ｂに連設されており、後方端部３２Ｂは、外側リブ３０Ａの後方端部３２Ａよりも上方まで延びている。

また、図３，図４に示すように、円弧状リブ３０は、前方の端部３１Ａ，３１Ｂ（３１）から後方の端部３２Ａ，３２Ｂ（３２）に向かって高さ寸法が漸次減少するスロープ状または山型の形状を有する。ここで、円弧状リブ３０の高さ寸法とは、左側面部２８Ｌの側面から左方への突出量（幅方向の寸法）である。
円弧状リブ３０の高さ寸法は所望の強度が得られるように適宜に設定されてよい。円弧状リブ３０の高さ寸法を大きくすることで、下方から視たときに、円弧状リブ３０が左側の支持部２９Ｌの下面側の一部に重複する（または覆う）ようになっている（図３を参照）。

［２．作用・効果］
上述した駆動装置１０では、ミドルハウジング２４（第二収容部）の左側面部２８Ｌにおいて、円筒形状部２８の下方（下方側の周縁部）に円弧状に突出して形成され、前方端部３１でレフトハウジング２２（第一収容部）の後方部２２Ｂに連設された円弧状リブ３０を備えている。この円弧状リブ３０により、ミドルハウジング２４の剛性が補強されるとともに、レフトハウジング２２に作用するミドルハウジング２４からの曲げや捩じりの力に対する剛性が補強される。
そのため、駆動装置１０におけるケーシング２０の剛性を増大することができ、ミドルハウジング２４からレフトハウジング２２に対して発生する曲げや捩じりの力を抑制できる。

上記の曲げや捩じりの力とは、具体的には、トラック１の走行中に車輪１５を通じて路面から受けた振動がミドルハウジング２４に作用した場合に、この振動の影響によりミドルハウジング２４からレフトハウジング２２に対して発生する力である。
上述したように、電動モータ，減速機構，デフ装置を一体化したユニットで構成する技術では、車両の走行中に車輪を通じて路面から振動の影響を受けやすい傾向がある。そのため、従来の技術ではデフ装置のケーシング（本実施形態のミドルハウジング２４に相当）に路面からの振動が作用した場合に車両の振動が悪化する場合があった。
この点、本実施形態の駆動装置１０では、円弧状リブ３０でケーシング２０の剛性が増大されるとともに、上記の曲げや捩じりの力が抑制されるので、路面からの振動の影響を受けにくくなる。

また、上述した円弧状リブ３０は、前方の端部３１から後方の端部３２に向かって高さ寸法が漸次減少する形状となっている。
円弧状リブ３０の高さ寸法を大きくすることで円弧状リブ３０の強度を増大する作用が得られる。
また、高さ寸法を大きくした円弧状リブ３０が円筒形状部２８（ミドルハウジング２４）の下方に配置される構造であるため、円筒形状部２８の下方箇所で表面積が大きくなる。この円筒形状部２８の下方箇所は、ミドルハウジング２４の内部でのデフオイルの油面（液面）の高さ位置（オイルレベル）に相当しているので、上記の構造によりデフオイルの冷却効果を向上できる。なお、デフオイルはデフ装置１３の歯車装置内の歯車や軸受けを潤滑するための潤滑オイルである。

また、本実施形態の円弧状リブ３０は、下方から視たときに、左側の支持部２９Ｌの下面側の一部に重複する構造であるため、支持部２９Ｌやここに装着された車軸１４を跳ね石などによる下方からの衝撃から保護する保護性を向上できる。
さらに、本実施形態の円弧状リブ３０が、前方の端部３１から後方の端部３２に向かって高さ寸法が漸次減少する形状であるため、支持部２９Ｌや車軸１４へ下方から作業員がアクセスするための作業スペースを確保できる。作業員は、例えば支持部２９Ｌと車軸１４との脱着作業に際して、下方から支持部２９Ｌや車軸１４にアクセスする必要がある。
上記の形状のため、支持部２９Ｌや車軸１４の保護性の向上と、支持部２９Ｌや車軸１４への下方からのアクセス（作業スペース）の確保とを両立できる。

［３．その他］
上述した駆動装置１０の構造は一例であって、上述したものに限られない。
例えば、ミドルハウジング２４はレフトハウジング２２と一体成形されたものに限らず、別体で形成されていてもよい。
ミドルハウジング２４の後方部は円筒形状部２８に限らず、車軸１４と交差する面に延在する側面部２８Ｌ，２８Ｒを有し、デフ装置１３の収容部として機能すればどのような形状でもよい。
上述した駆動装置１０では減速機構１２が変速機構の例として挙げられていたが、変速機構は、減速機構に限らず電動モータ１１の回転速度を変速する機構であればよい。

円弧状リブ３０は、上述した外側リブ３０Ａと内側リブ３０Ｂとの二重構造に限らず、一個の円弧状リブだけ（一重構造）でもよいし、三個以上の円弧状リブを有する多重構造であってもよい。直線状リブ３３の数や配置箇所は適宜に設定されてよい。また、直線状リブ３３が設けられていなくてもよい。
円弧状リブ３０の形成箇所は、右側面部２８Ｌの外側（円周部分）付近に限らず、円筒形状部２８の下方の周面（下方を向いた周面）など、円筒形状部２８の下方の周縁部であればよい。

また、円弧状リブ３０は前方の端部３１から後方の端部３２にわたり同一の高さ寸法であってもよい。この場合、下方からのアクセス（作業スペース）の確保はできないが、強度の増大，デフオイルの冷却効果の向上，保護性の向上といった効果が発揮される。
また、円弧状リブ３０は高さ方向の寸法を大きくとらなくてもよい。
本発明の駆動装置１０が適用される車両は、トラック１に限らずバスその他どのような電動車両でもよい。

１ トラック（電動車両）
２ 車体フレーム
３ サイドレール
４ クロスメンバ
５Ａ，５Ｂ 前側ブラケット
６Ａ，６Ｂ 後側ブラケット
１０ 駆動装置
１１ 電動モータ
１１Ａ，２０Ａ 腕部
１２ 減速機構（変速機構）
１３ デファレンシャル装置
１４ 車軸
１５ 車輪（駆動輪）
２０ ケーシング
２０Ａ 腕部
２２ レフトハウジング（第一収容部）
２２Ｂ 後方部
２２Ｒ 右側面部
２４ ミドルハウジング（第二収容部）
２４Ｒ 右側面部
２６ ライトハウジング
２８ 円筒形状部
２８Ｌ 左側面部（側面部）
２８Ｒ 右側面部
２９Ｌ，２９Ｒ 支持部
２９Ａ フランジ部
２９Ｂ 管部
３０ 円弧状リブ
３０Ａ 外側リブ
３０Ｂ 内側リブ
３１，３２ 端部
３３，３５ 直線状リブ
Ｃ 中央部
Ｏ 中心
Ｒ 仮想線

Claims (1)

1. 車両の動力を発生する電動機と、前記電動機からの動力を変速する変速機構と、前記車両の駆動輪に連結された車軸を通じて前記変速機構からの動力を前記駆動輪に伝達するデファレンシャル装置と、を有する電動車両の駆動装置であって、
   前記変速機構を収容する第一収容部と、
   前記第一収容部の後方部において車幅方向にオフセットして連結されており、前記デファレンシャル装置を収容する円筒形状部を有する第二収容部と、
   前記第二収容部において、前記円筒形状部の下方の周縁部に円弧状に突出して形成されており、前方の端部で前記第一収容部の前記後方部に連設された円弧状リブと、を備えたことを特徴とする電動車両の駆動装置。

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