JP5900012B2 - 電動車両のパワートレイン構造 - Google Patents
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Description
これにより、電動機に面していない変速機側面から突出して一方の駆動輪につながる出力回転軸の軸長は、電動機に面した変速機側面から突出して他方の駆動輪につながる出力回転軸の軸長よりも短くなる。そのため、この電動機に面していない変速機側面から突出した出力回転軸における折れ角が大きくなっていた。
さらに、この出力回転軸の軸長を長くすれば、出力回転軸の折れ角の増大を抑制することはできるが、その場合では車両幅寸法が増大してしまうという問題が生じてしまう。
そして、左右一対の駆動輪の間に、前記電動機と前記インバータと前記変速機とを車軸に沿って配置するとき、前記変速機は、前記電動機と前記インバータとの間に配置する。
この結果、左右一対の駆動輪間において、電動機・インバータ・変速機からなるパワーユニットの位置を固定とすれば、変速機をユニット端部に配置した場合よりも、変速機の側面から突出した出力回転軸の軸長を長くすることができる。
すなわち、電動機の一方の側面にインバータを設けると共に電動機の他方の側面に変速機を設けた場合では、電動機に面していない変速機側面は、上記パワーユニットの端面となる。そのため、この電動機に面していない変速機側面から突出した出力回転軸の軸長は、上記パワーユニットの端面から一方の駆動輪までの寸法と同等となる。
一方、本発明のパワートレイン構造では、電動機・インバータ・変速機からなるパワーユニットの中間部に変速機が位置し、変速機側面は、上記パワーユニットの端面よりも内側に位置する。そのため、この変速機側面から突出した出力回転時の軸長は、上記パワーユニットの端面から一方の駆動輪までの寸法よりも、電動機の幅寸法分、或いは、インバータの幅寸法分長くなる。これにより、車両幅寸法の増大を抑制しつつ、出力回転軸の軸長を長くすることができ、出力回転軸の折れ角の増大を抑制できる。
図1は、実施例1のパワートレイン構造が適用された電気自動車(電動車両の一例)を示す側面図である。図2は、実施例1のパワートレイン構造を車両前方から見たときの模式図である。図3は、実施例1のパワートレイン構造を示す分解斜視図である。図4は、実施例1のパワートレイン構造を車両右側方から見たときの模式図である。図5は、実施例1のパワートレイン構造を車両上方から見たときの模式図である。
なお、図1中FL,(FR)は、左右前輪であり、パワーユニットPによって駆動される一対の左右駆動輪となる。また、RL,(RR)は、左右後輪である。
このモータ/ジェネレータ1は、図3に示すように、モータケース11と、このモータケース11に内蔵されたステータ(図示せず)及びロータ(図示せず)と、ステータからモータケース11の外に引き出された複数のコイル巻き線(接続線)12と、ロータと一体回転するモータ軸(出力軸)13と、を有している。
そして、このミッションケース31には、図5に示すように、軸挿入開口31cと、左ドライブシャフト突出開口31dと、右ドライブシャフト突出開口31eと、巻き線貫通孔(貫通孔)31f(図3参照)と、が形成されている。
前記軸挿入開口31cは、第2側面31bに形成され、モータ軸13が挿入される開口である。
前記左ドライブシャフト突出開口31dは、第1側面31aのインバータケース21と重複していない部分、ここでは後部に形成され、左ドライブシャフトLDSの一端が接続したユニット側等速自在継手35が設けられている。
前記右ドライブシャフト突出開口31eは、第2側面31bのモータケース11と重複してない部分、ここでは後部に形成され、右ドライブシャフトRDSの一端が接続したユニット側等速自在継手35が設けられている。
前記巻き線貫通孔31fは、モータ/ジェネレータ1とインバータ2を電気的に接続する複数のコイル巻き線12が一体的に貫通する貫通孔である。この巻き線貫通孔31fは、モータケース11及びインバータケース21に重複した部分であって、内蔵された各ギヤ32〜34と干渉しない位置に形成される。ここで、コイル巻き線12は、モータケース11から引き出され、インバータケース21内で固定される。このとき、巻き線貫通孔31fの内側において、複数のコイル巻き線12は巻き線保持具31gによって上下から挟み込まれ、互いに接触することが防止される。
なお、左ドライブシャフトLDSの他端には、車輪側等速自在継手36を介して左前輪FLが接続され、右ドライブシャフトRDSの他端には、車輪側等速自在継手36を介して右前輪FRが接続されている。
まず、「比較例の電動車両のパワートレイン構造の構成と課題」を説明し、続いて、実施例1の電動車両のパワートレイン構造の作用を、「折れ角減少作用」、「コイル巻き線配策作用」、「車両搭載性向上作用」に分けて説明する。
図6は、比較例のパワートレイン構造を車両前方から見たときの模式図である。
そして、このパワーユニットP1では、モータ1Aを中央に配置し、このモータ1Aの右側(右前輪FR側)にインバータ2Aを設け、モータ1Aの左側(左前輪FL側)に減速機3Aを設けている。
すなわち、モータ1Aは、インバータ2A及び減速機3Aのそれぞれと電気的或いは機械的に接続する必要がある。これに対し、インバータ2Aと減速機3Aとは、電気的又は機械的の何れであっても接続する必要はない。
そのため、例えば図6に示すように、左右前輪FL,FR間において、パワーユニットP1を中央に配置したとき、つまり、右側ユニット端面(インバータ2Aの側面)から右前輪FRまでの距離L1と、左側ユニット端面(減速機3Aの側面)から左前輪FLまでの距離L2を同等にした場合には、パワーユニットP1の車幅方向中央位置Oと比較して減速機3Aは左前輪FL側に寄ってしまう。
このとき、減速機3Aは左前輪FL側に寄っているので、左ドライブシャフトLDS´の方が右ドライブシャフトRDS´よりも短くなる。
また、左右前輪FL,FRが上下動(バウンド)した場合にも、左ドライブシャフトLDS´が短いことで折れ角が大きくなり、等速自在継手37Aへの負荷が大きくなっていた。
なお、この折れ角θ1が大きくなりすぎると、等速自在継手37Aを設けることができなくなってしまう。この場合には、左前輪FLをパワーユニットP1から離間させる必要があり、車幅寸法が増大してしまうという新たな問題が発生する。
図7は、実施例1のパワートレイン構造において、車輪が上下動したときを示す車両前方から見たときの模式図である。
これにより、左側ユニット端面(インバータ2の側面)から左前輪FLまでの距離L3を、図6における左側ユニット端面(減速機3Aの側面)から左前輪FLまでの距離L2と同等にした場合であっても、実施例1の左ドライブシャフトLDSは比較例の左ドライブシャフトLDS´よりも軸長を長くすることができる。
つまり、車幅寸法を増大させることなく、比較例の場合よりも左ドライブシャフトLDSの長い軸長を確保することができる。
また、左右前輪FL,FRが上下動(バウンド)した場合にも、左ドライブシャフトLDSを長くすれば折れ角が小さくなり、各自在継手35,36に作用する負荷を抑えることができる。
実施例1の電動車両のパワートレイン構造では、減速機3のミッションケース31にモータ/ジェネレータ1から引き出されたコイル巻き線12が貫通する巻き線貫通孔31fを形成している。
ここで、この巻き線貫通孔31fは、モータケース11及びインバータケース21に重複した部分であって、内蔵された各ギヤ32〜34と干渉しない位置に形成される。つまり、巻き線貫通孔31fは、ミッションケース31に固定されたモータケース11及びインバータケース21の内側に位置することとなる。
また、巻き線保持具31gも巻き線貫通孔31f内に配置されるので、簡易な構造とすることができる。
実施例1の電動車両のパワートレイン構造では、図5に示すように、モータ/ジェネレータ1とインバータ2と減速機3とが、車軸方向(車幅方向)に沿って一列に並んで配置されている。
これにより、電気自動車Sに搭載するときの搭載スペースを小さくでき、車両搭載性に優れたものとすることができる。
すなわち、このパワーユニットPでは、ユニット中央部を後方に突出させ、ユニット両側では車両前後方向寸法の増大を抑えている。
実施例1の電動車両のパワートレイン構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
前記変速機3は、前記電動機1と前記インバータ2との間に配置した構成とした。
これにより、車両幅寸法の増大を抑制しつつ、変速機(減速機)3の出力回転軸(左ドライブシャフト)LDSの軸長を長くすることができる。
これにより、安価な構造で異物からの接続線(コイル巻き線)12の保護性能を向上することができる。
なお、実施例1と同等の構成については、実施例1と同じ符号を使用し、詳細な説明を省略する。
前記駆動ギヤ32Bは、モータ/ジェネレータ1Bのモータ軸13の先端に形成され、このモータ軸13と一体的に回転する。
前記ディファレンシャルギヤ34Bは、駆動ギヤ32Bに噛み合い、モータ/ジェネレータ1Bの回転を減速すると共に、左右ドライブシャフトLDS,RDSにそれぞれ連結し、駆動ギヤ32Bからの回転を左右に振り分けて左右前輪FL,FRに伝達する差動装置となる。
つまり、この減速機3Bは、入力軸であるモータ軸13と出力軸である左右ドライブシャフトLDS,RDSが平行に配置される平行2軸の変速機となる。
このため、路面Gからモータ/ジェネレータ1Bやインバータ2Bまでの距離は、比較例の場合よりも実施例2の方が高くなり、路面Gからの衝撃やはね石の影響等を受けにくくすることができる。
これにより、減速機3Bの軸高さOH2を高くして、モータ/ジェネレータ1Bやインバータ2Bに、路面Gからの衝撃やはね石の影響等を受けにくくすることができると共に、安価な減速機3Bを適用することができる。
本発明のパワートレイン構造を適用したパワーユニットを車両前部又は車両後部の何れに配置しても、車両搭載性に優れているので、例えば車両後部に設けた場合には、車両後部に設ける荷室スペースを広く確保することもできる。
P パワーユニット
B バッテリユニット
1 モータ/ジェネレータ(電動機)
11 モータケース
12 コイル巻き線
13 モータ軸(出力軸)
2 インバータ
21 インバータケース
3 減速機(変速機)
31 ミッションケース
31f 巻き線貫通孔(貫通孔)
32 駆動ギヤ
33 従動ギヤ
34 ディファレンシャルギヤ
35 ユニット側等速自在継手
36 車輪側等速自在継手
Claims (2)
- 左右一対の駆動輪の間に、電動機と、前記電動機と電気的に接続して回転制御を行うインバータと、前記電動機の回転を変換して出力回転軸を介して前記左右一対の駆動輪にそれぞれ伝達する変速機とを、車軸に沿って配置した電動車両のパワートレイン構造において、
前記変速機と前記電動機と前記インバータとでパワーユニットを構成し、
前記変速機は、前記電動機と前記インバータとの間に一体的に配置されると共に、前記変速機を挟んで前記電動機と前記インバータが重複する部分に、前記電動機と前記インバータとを電気的に接続する接続線が貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔を貫通する前記接続線は、前記パワーユニットのケースによって囲まれた空間内に配索される
ことを特徴とする電動車両のパワートレイン構造。 - 請求項1に記載された電動車両のパワートレイン構造において、
前記変速機の出力回転軸は、前記電動機の出力軸と一体に回転する電動機出力ギヤに噛み合う変速ギヤを有する
ことを特徴とする電動車両のパワートレイン構造。
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