説明

電動機付き車両の駆動装置

【課題】空芯を設けることがなく、小型化及び軽量化を図るとともに、ドライブシャフトのストローク量を維持することを可能にする。
【解決手段】駆動装置10は、駆動用モータ14を備えるとともに、前記駆動用モータ14には、インボードジョイント16を介してドライブシャフト12が連結される。インボードジョイント16は、駆動用モータ14の内周部に収容されるとともに、前記インボードジョイント16を構成するアウタカップ28は、内周部32にローラ部材26が摺動する案内溝34を設け、且つ、外周部が前記駆動用モータ14の内周部に回転自在に支持される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動源として少なくとも駆動用モータが用いられ、前記駆動用モータと駆動輪とが等速ジョイントにより連結される電動機付き車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両には、駆動源として、例えば、駆動用モータが用いられている場合がある。実際上、エンジンと駆動用モータとが搭載されるハイブリッド自動車や、前記駆動用モータのみが搭載される電気自動車(又は燃料電池電気自動車)等の電動機付き車両が知られている。
【0003】
この種の電動機付き車両では、一般的に、駆動用モータの回転力を等速ジョイントを介して駆動輪(タイヤ)に伝達することにより、前記駆動輪の回転作用下に走行するように構成されている。
【0004】
この種の技術として、例えば、特許文献1に開示されている電気自動車の駆動機構が知られている。この駆動機構は、図7に示すように、モータケース1内にコイル2が巻かれたステータ3が圧入固定されている。モータケース1内には、空芯モータを構成するカップ状ロータ4が収容されるとともに、このカップ状ロータ4は、永久磁石5により回転自在である。カップ状ロータ4の底部内側には、モータ側等速ジョイント6が固定されており、このモータ側等速ジョイント6に一端が連結されるシャフト7は、タイヤ側等速ジョイント8を介してタイヤ9側に接続されている。
【0005】
これにより、カップ状ロータ4の空芯部までドライブシャフト7を引き込むことができ、前記ドライブシャフト7の長さを、従来の駆動機構の2倍以上にすることが可能になっている、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平4−325803号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記の駆動機構では、モータケース1内にカップ状ロータ4を配設することにより、空芯モータを構成している。しかしながら、モータ内に空芯が設けられるため、該モータ全体が径方向に相当に大型化するという問題がある。
【0008】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、空芯を設けることがなく、小型化及び軽量化を図るとともに、ドライブシャフトのストローク量を維持することが可能な電動機付き車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、駆動源として少なくとも駆動用モータが用いられ、前記駆動用モータと駆動輪とが、ドライブシャフト及び等速ジョイントにより連結される電動機付き車両の駆動装置に関するものである。
【0010】
この駆動装置では、等速ジョイントであるインボードジョイントは、ジョイント部が駆動用モータの内周部に収容されるとともに、前記インボードジョイントを構成するアウタカップは、内周部に前記ジョイント部が摺動する摺動面を設け、且つ、外周部が前記駆動用モータの内周部に回転自在に支持されている。
【0011】
また、この駆動装置では、駆動用モータの内周部には、前記駆動用モータの回転を減速してインボードジョイントに伝達させるための減速機構が収容されることが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、インボードジョイントを構成するアウタカップは、駆動用モータの内周部に回転自在に支持されている。このため、駆動用モータの回転力は、アウタカップに直接伝達され、インボードジョイントに駆動力を確実且つ容易に伝えることができる。従って、空芯を設けることがなく、小型化及び軽量化を図ることが可能になる。
【0013】
しかも、インボードジョイントのジョイント部は、駆動用モータの内周部に収容されるため、ドライブシャフトのストローク量を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置が採用される車両の説明図である。
【図2】前記駆動装置の概略断面説明図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置の概略断面説明図である。
【図4】前記駆動装置を構成する減速機構の、図3中、IV−IV線断面説明図である。
【図5】本発明の第3の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置の概略断面説明図である。
【図6】前記駆動装置を構成する減速機構の、図5中、VI−VI線断面説明図である。
【図7】特許文献1の駆動機構の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置10は、車両11に搭載されるとともに、前記車両11は、駆動輪DWと駆動装置10とをドライブシャフト12を介して連結する。
【0016】
駆動輪DWは、サスペンションSPにより車体に対して弾性的に支持される。サスペンションSPは、駆動輪DWを車体に連結するリンク機構Lと、前記駆動輪DWに伝わる振動を吸収するショックアブソーバSAとを含む。
【0017】
ドライブシャフト12の一端側には、駆動用モータ14に連結されるインボードジョイント(等速ジョイント)16が設けられる。インボードジョイント16は、例えば、トリポート型の等速ジョイントを構成する。ドライブシャフト12の他端側には、駆動輪DWに連結されるアウトボードジョイント(等速ジョイント)17が設けられる。
【0018】
図2に示すように、ドライブシャフト12の一端部には、スプライン軸部18が設けられ、このスプライン軸部18には、インボードジョイント16のジョイント部、例えば、スパイダ20が外装される。スパイダ20の外周部には、それぞれ所定の角度間隔(等角度間隔)ずつ離間して、複数、例えば、3本のトラニオン22が一体的に形成される。
【0019】
各トラニオン22の外周部には、転動体(ニードルやころ等)24を介してリング状のローラ部材26が回転自在に軸着される。
【0020】
インボードジョイント16は、有底円筒形状のアウタカップ28を備える。このアウタカップ28は、一端側(有底側)に軸部30を一体に設けるとともに、他端側が開放される。
【0021】
アウタカップ28の内周部32には、ローラ部材26が回転自在に摺動する案内溝34が形成される。案内溝34は、内周部32に等角度間隔ずつ離間して、例えば、3本設けられており、それぞれアウタカップ28の軸方向に延在して形成される。
【0022】
アウタカップ28の開口側先端と、ドライブシャフト12とには、ブーツ36の両端がバンド部材38を介して締め付け固定される。
【0023】
駆動用モータ14は、モータケース40を備え、このモータケース40は、実質的に第1ケース部40aと第2ケース部40bとに2分割される。第2ケース部40b内には、ステータ42を構成する複数のコイル44が周回配置される。各コイル44は、駆動回路46に接続されるとともに、ステータ42には、磁界を検出するためのホール素子48が配設される。
【0024】
駆動用モータ14は、ブラシレスモータを構成している。駆動回路46によりS極とN極とを制御し切り替えるタイミングを得るために、ホール素子48を介して磁界検出が行われる。
【0025】
ステータ42の内側には、ロータ50が配設される。このロータ50は、アウタカップ28と、このアウタカップ28の外周部に直接固着される複数の永久磁石52とにより構成される。アウタカップ28は、第1ケース部40a及び第2ケース部40b内に、複数のアンギュラベアリング54を介して回転自在に支持される。各永久磁石52は、アウタカップ28の外周部にS極とN極とを交互にして周回配置される。
【0026】
このように構成される駆動装置10の動作について、以下に説明する。
【0027】
駆動用モータ14は、ブラシレスDCモータ構造であり、駆動回路46によりS極とN極とを制御し、切り替える作業が行われる。このため、アウタカップ28の外周部にS極とN極とを交互に配置した永久磁石52とコイル44との間に発生する反発力及び吸引力の作用下に、前記アウタカップ28が回転される。
【0028】
従って、アウタカップ28の内周部32に複数のローラ部材26が摺接するスパイダ20を介してドライブシャフト12に回転力が伝達される。これにより、ドライブシャフト12のアウトボードジョイント17に連結された駆動輪DWに回転力が付与され(図1参照)、車両の走行が行われる。
【0029】
この場合、第1の実施形態では、インボードジョイント16を構成するアウタカップ28は、駆動用モータ14を構成するモータケース40の内周部に複数のアンギュラベアリング54を介して回転自在に支持されている。
【0030】
アウタカップ28は、外周部に複数の永久磁石52を配設することによりロータ50を構成しており、駆動用モータ14の回転力は、前記アウタカップ28に、直接、伝達されている。このため、インボードジョイント16に駆動力(回転力)を確実且つ容易に伝えることができるとともに、従来の空芯を設ける必要がなく、小型化及び軽量化を図ることが可能になるという効果が得られる。
【0031】
しかも、インボードジョイント16のジョイント部であるスパイダ20は、駆動用モータ14の内周部に収容されている。これにより、ドライブシャフト12のストローク量を良好に維持することができるという利点がある。
【0032】
図3は、本発明の第2の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置60の概略断面説明図である。
【0033】
なお、第1の実施形態に係る駆動装置10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【0034】
駆動装置60は、駆動用モータ62を備えるとともに、前記駆動用モータ62は、ステータ42とロータ64とを有する。ロータ64は、モータケース40の中央部にアンギュラベアリング54を介して回転自在に支持される軸部66を有し、この軸部66の内方側端部には、比較的大径なリング部68が一体に設けられる。リング部68の外周部には、複数の永久磁石52がS極とN極を交互にして周回配置される。
【0035】
インボードジョイント16を構成するアウタカップ70とロータ64との間には、減速機構72が設けられる。図3及び図4に示すように、減速機構72は、ロータ64の回転軸心に固着される太陽歯車74と、アウタカップ70の端面70aに回転自在に支持される複数、例えば、3つの遊星歯車76と、前記アウタカップ70の端面70aに直交する内周部に形成される内歯車78とを有する。各遊星歯車76は、太陽歯車74と内歯車78とに一体に噛合する。
【0036】
このように構成される第2の実施形態では、駆動回路46の切り替え作用下に、ロータ64が回転される。このため、ロータ64に同軸的に固着されている太陽歯車74は、例えば、図4中、矢印a方向に回転する。
【0037】
太陽歯車74には、各遊星歯車76が噛合しており、前記太陽歯車74が矢印a方向に回転すると、各遊星歯車76には、矢印b方向への回転力が付与される。その際、各遊星歯車76は、内歯車78に噛合している。
【0038】
ここで、各遊星歯車76は、アウタカップ70の端面70aに回転自在に支持される一方、内歯車78は、前記アウタカップ70に直接形成されている。従って、アウタカップ70は、図4中、矢印c方向に回転するとともに、太陽歯車74、遊星歯車76及び内歯車78のギア比によって減速状態が設定される。
【0039】
このように、第2の実施形態では、減速機構72を用いることにより、駆動用モータ62からインボードジョイント16への回転力の伝達力が向上するとともに、必要なトルク及び回転速度等を設定可能であるという効果が得られる。
【0040】
図5は、本発明の第3の実施形態に係る電動機付き車両の駆動装置90の概略断面説明図である。
【0041】
駆動装置90は、駆動用モータ92を備えるとともに、前記駆動用モータ92は、ステータ42とロータ94とを有する。ロータ94は、第2の実施形態のロータ64と同様に、モータケース40の軸心に回転自在に支持される軸部96を有し、この軸部96の内方側には、リング部68と膨出部98とが一体に設けられる。
【0042】
駆動装置90は、減速機構100を備える。図5及び図6に示すように、減速機構100は、ロータ94の膨出部98の外周部に形成される太陽歯車102と、インボードジョイント16を構成するアウタカップ104に支持される複数、例えば、3つの遊星歯車106と、モータケース40側に形成される内歯車108とを有する。
【0043】
各遊星歯車106は、アウタカップ104の先端に固着されるキャリア部材110に対して回転自在に装着されるとともに、互いに等角度間隔ずつ離間して配置される。内歯車108は、第2ケース部40bの内周端部から第1ケース部40a内に延在する円筒部112の内周部先端に形成される。
【0044】
このように構成される第3の実施形態では、駆動回路46の切り替え制御により、ロータ94が、例えば、図6中、矢印a1方向に回転する。このため、ロータ94の膨出部98に設けられる太陽歯車102は、矢印a1方向に回転し、前記太陽歯車102に噛合する各遊星歯車106は、矢印b1方向に回転する。
【0045】
各遊星歯車106は、モータケース40側の円筒部112に形成されている内歯車108に噛合している。従って、遊星歯車106が、矢印b1方向に回転することにより、キャリア部材110を介してアウタカップ104が、矢印d方向(矢印c方向とは反対方向)に回転する。
【0046】
これにより、第3の実施形態では、駆動用モータ92の回転を減速してインボードジョイント16に確実に伝達することができ、上記の第2の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【0047】
10、60、90…駆動装置 11…車両
12…ドライブシャフト 14、62、92…駆動用モータ
16…インボードジョイント 18…スプライン軸部
20…スパイダ 22…トラニオン
26…ローラ部材 28、70、104…アウタカップ
30、66、96…軸部 32…内周部
34…案内溝 40…モータケース
40a、40b…ケース部 42…ステータ
44…コイル 46…駆動回路
48…ホール素子 50、64、94…ロータ
52…永久磁石 54…アンギュラベアリング
68…リング部 72、100…減速機構
74、102…太陽歯車 76、106…遊星歯車
78、108…内歯車 98…膨出部
110…キャリア部材 DW…駆動輪

【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源として少なくとも駆動用モータが用いられ、前記駆動用モータと駆動輪とが、ドライブシャフト及び等速ジョイントにより連結される電動機付き車両の駆動装置であって、
前記等速ジョイントであるインボードジョイントは、ジョイント部が前記駆動用モータの内周部に収容されるとともに、
前記インボードジョイントを構成するアウタカップは、内周部に前記ジョイント部が摺動する摺動面を設け、且つ、外周部が前記駆動用モータの内周部に回転自在に支持されることを特徴とする電動機付き車両の駆動装置。
【請求項2】
請求項1記載の駆動装置において、前記駆動用モータの内周部には、該駆動用モータの回転を減速して前記インボードジョイントに伝達させるための減速機構が収容されることを特徴とする電動機付き車両の駆動装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−244833(P2012−244833A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−114505(P2011−114505)
【出願日】平成23年5月23日(2011.5.23)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】