CN108603579A - 车辆驱动装置 - Google Patents

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铃木健一
雪岛良
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Abstract

本发明课题是使转矩差放大机构较小，使包括转矩差放大机构的车辆驱动轮装置小型、轻量化。车辆驱动装置的特征在于：包括设置于具有外转子(5)的电动机(2L、2R)与左右的驱动轮之间的齿轮装置，其在同轴上组装有2个三元件二自由度的行星齿轮机构(3L、3R)，该车辆驱动装置具有与电动机(2L、2R)的外转子(5)连结的输入用的内齿轮(RL、RR)、与内齿轮(RL、RR)设置于同轴上的输出用的行星架(CL、CR)、与内齿轮(RL、RR)设置于同轴上的太阳齿轮(SL、SR)和作为公转齿轮的行星齿轮(PL、PR)，将2个行星齿轮机构(3L、3R)的一者的行星架(CL)与另一者的太阳齿轮(SR)结合的第一结合部件(31)和将一者的太阳齿轮(SL)与另一者的行星架(CR)结合的第二结合部件(32)配置于同轴上，连结行星齿轮机构(SL、SR)的行星架(CL、CR)与驱动轮的输出齿轮轴(14L、14R)。

Description

车辆驱动装置
技术领域
本发明涉及能够将来自独立的2个驱动源的驱动转矩以放大转矩差的方式向左右的驱动轮传递的车辆驱动装置。
背景技术
在电动汽车等车辆中，已知在左右的驱动轮分别配置电动机，通过独立地控制各电动机而对左右的驱动轮适宜地提供驱动转矩差，由此控制车辆的旋转力矩。例如，在各电动机分别经由减速机与左右的驱动轮独立地连接的情况下，各电动机的旋转速度由各自的减速机减速，且各电动机的输出转矩由各自的减速机放大而传递至左右的驱动轮。此处，为了使车辆右转时与左转时的运动相同，将各电动机设为具有相同的输出特性，各自的减速机也具有相同的减速比。
在希望对左右的驱动轮的输出转矩赋予差异的情况下，对左右的电动机的输出转矩赋予差异，经由减速机将左右的电动机的输出转矩向左右的驱动轮传递。
传递至左右的驱动轮的左右的电动机的输出转矩根据减速机的减速比被放大。但是，因为左右的减速机的减速比相同，所以左右的驱动轮的输出转矩的差的比率与左右的电动机的输出转矩的差的比率相同，而并非左右的驱动轮的输出转矩的差的比率被放大。
为了实现车辆的平稳的转弯行驶、抑制极端的转向不足、极端的转向过度等车辆的运动变化，有时使传递至左右的驱动轮的输出转矩的差的比率大于从左右的电动机提供的输出转矩的差的比率是有效的。
在专利文献1和专利文献2中公开有如下车辆驱动装置：在2个驱动源与左右的驱动轮之间，具有在同轴上组装2个三元件二自由度的行星齿轮机构的齿轮装置，能够放大从2个驱动源赋予的转矩的差而提供至左右的驱动轮。
参照图9和图10对专利文献1所公开的车辆驱动装置(以下称为“现有技术1”)进行说明。图9是表示现有技术1的车辆驱动装置的齿轮结构的架构图，图10是用于说明由组装于现有技术1的车辆驱动装置的齿轮装置所产生的转矩差的放大率的速度线图。
车辆驱动装置100包括：搭载于车辆的左右的电动机102L和电动机102R；左驱动轮104L和右驱动轮104R；和设置于它们之间的齿轮装置105和减速齿轮系106L、106R、107L、107R。
电动机102L和电动机102R利用来自搭载于车辆的电池(图示省略)的电力进行动作，能够利用电子控制装置(图示省略)分别进行控制，使其产生不同的转矩并输出。
电动机102L的输出轴102aL、电动机102R的输出轴102aR分别经由减速齿轮系106L、106R与齿轮装置105的各结合部件111、112连接。来自齿轮装置105的输出经由减速齿轮系107L、107R被提供至左右的驱动轮104L、104R。
齿轮装置105通过在同轴上组装2个三元件二自由度的相同的行星齿轮机构110L、110R而构成。
行星齿轮机构110L、110R例如采用单小齿轮行星齿轮机构。单小齿轮行星齿轮机构由如下部件构成：设置于同轴上的太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR；位于这些太阳齿轮SL、SR与内齿轮RL、RR之间的多个行星齿轮PL、PR；和可转动地支承行星齿轮PL、PR的、与太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR设置于同轴上的行星架CL、CR。此处，太阳齿轮SL、SR和行星齿轮PL、PR是在外周具有齿轮齿的外齿齿轮，内齿轮RL、RR是在内周具有齿轮齿的内齿齿轮。
行星齿轮PL、PR与太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR啮合。在行星齿轮机构中，在固定行星架CL、CR的情况下，太阳齿轮SL、SR与内齿轮RL、RR向相反的方向旋转，因此，在速度线图中表示的话，内齿轮RL、RR和太阳齿轮SL、SR相对于行星架CL、CR配置于相反侧。换言之，内齿轮RL、RR隔着行星架CL、CR配置于太阳齿轮SL、SR的相反侧。
在图10所示的速度线图中，从行星架CL、CR至内齿轮RL、RR的长度与从行星架CL、CR至太阳齿轮SL、SR的长度的比，与内齿轮RL、RR的齿数Zr的倒数(1/Zr)与太阳齿轮SL、SR的齿数Zs的倒数(1/Zs)的比相等。
该齿轮装置105如图9所示，通过在同轴上组装第一行星齿轮机构110L和第二行星齿轮机构110R而构成，第一行星齿轮机构110L具有太阳齿轮SL、行星架CL、行星齿轮PL和内齿轮RL，第二行星齿轮机构110R同样具有太阳齿轮SR、行星架CR、行星齿轮PR和内齿轮RR。
第一行星齿轮机构110L的太阳齿轮SL与第二行星齿轮机构110R的内齿轮RR利用第一结合部件111结合，第一行星齿轮机构110L的内齿轮RL与第二行星齿轮机构110R的太阳齿轮SR利用第二结合部件112结合。
由电动机102L产生的转矩TM1经由减速齿轮系106L被输入第一结合部件111，由电动机102R产生的转矩TM2经由减速齿轮系106R被输入第二结合部件112。此外，第一行星齿轮机构110L的行星架CL和第二行星齿轮机构110R的行星架CR分别经由减速齿轮系107L、107R与左右的驱动轮104L、104R连接而获取输出。
此处，就利用齿轮装置105传递的驱动转矩，使用图10所示的速度线图进行说明。
齿轮装置105通过组装2个相同的行星齿轮机构110L、110R而构成，因此，能够利用图10所示的2条速度线图表示。此处，为了便于理解，2条速度线图在上下错开，在上侧表示行星齿轮机构110L的速度线图，在下侧表示行星齿轮机构110R的速度线图。
此外，第一行星齿轮机构110L的速度线图和第二行星齿轮机构110R的速度线图中，太阳齿轮SL、SR与内齿轮RL、RR配置为左右相反。即，在图10中，在第一行星齿轮机构110L的太阳齿轮SL下方配置有第二行星齿轮机构110R的内齿轮RR，在第一行星齿轮机构110L的内齿轮RL下方配置有第二行星齿轮机构110R的太阳齿轮SR。
关于该齿轮装置105，位于图10所示的2条速度线图的两端的元件彼此如图中虚线所示，分别利用第一结合部件111和第二结合部件112结合。并且，从第一电动机102L和第二电动机102R输出的转矩TM1和TM2分别输入第一结合部件111和第二结合部件112。此处，原本，因为从各电动机102L、102R输出的转矩TM1和TM2经由各减速齿轮系106L、106R输入各结合部件111、112，所以要乘以减速比，但为了易于理解，在速度线图和各计算式的之后的说明中，将省略减速比，设输入各结合部件111、112的转矩仍然为TM1和TM2。
另一方面，输出在图10所示的速度线图上从位于中间的行星架CL、CR向左右的驱动轮104L、104R传递的驱动转矩TL、TR。
利用像这样构成的齿轮装置105，当向由第一电动机102L和第二电动机102R产生的各驱动转矩TM1、TM2赋予转矩差(输入转矩差)ΔTIN(＝TM2-TM1)时，能够使传递至左驱动轮104L的驱动转矩TL和传递至右驱动轮104R的驱动转矩TR产生驱动转矩差ΔTOUT(＝TL-TR)。即，如果利用该齿轮装置105，则能够得到以下的式(1)的关系。另外，系数α为转矩差放大率。
(TL-TR)＝α×(TM2-TM1)……(1)
对该现有技术1的齿轮装置105的转矩差放大率α进行说明。此处，2个行星齿轮机构110L、110R是单小齿轮行星齿轮机构，使用相同齿数的齿轮元件，因此，在速度线图中，内齿轮RL与行星架CL的距离和内齿轮RR与行星架CR的距离相等，将该距离设为a。此外，太阳齿轮SL与行星架CL的距离和太阳齿轮SR与行星架CR的距离也相等，设该距离为b。
在向左右两端的第一结合部件111、第二结合部件112分别输入第一电动机102L、第二电动机102R的转矩TM1、TM2，从行星架CL、CR获取驱动转矩TL、TR时，从转矩的输入与输出的关系可得到以下的式(2)。
TR+TL＝TM1+TM2……(2)
此外，以图中的左端(RL、SR)为基点的力矩的式子为以下的式(3)。另外，在图10中，箭头M方向表示正(+)的力矩方向。
0＝aTL+bTR-(a+b)TM1……(3)
利用这些式(2)、(3)对TL、TR进行整理，则成为以下的(4)、(5)式。
TL＝((a/(b-a))+1)·TM2-(a/(b-a))·TM1……(4)
TR＝((a/(b-a))+1)·TM1-(a/(b-a))·TM2……(5)
根据这些(4)、(5)式，驱动转矩差(TL-TR)成为以下的(6)式。
(TL-TR)＝((a+b)/(b-a))·(TM2-TM1)……(6)
在为单小齿轮形式的行星齿轮机构时，长度a为内齿轮RL、RR的齿数Zr的倒数(1/Zr)，长度b为太阳齿轮SL、SR的齿数Zs的倒数(1/Zs)，因此，上述的式子可以改写为(7)式的样子。
(TL-TR)＝((Zr+Zs)/(Zr-Zs))·(TM2-TM1)……(7)
根据上述(7)式，转矩差放大率α为(Zr+Zs)/(Zr-Zs)。
如上所述，在该现有技术1中，来自第一电动机102L、第二电动机102R的输入为SL+RR、SR+RL，向驱动轮104L、104R的输出为CL、CR。
当在2个电动机102L、102R产生不同的转矩TM1、TM2并赋予输入转矩差ΔTIN(＝(TM2-TM1))时，在齿轮装置105中输入转矩差ΔTIN被放大，能够得到大于输入转矩差ΔTIN的驱动转矩差α·ΔTIN。即，即使输入转矩差ΔTIN较小，也能够在齿轮装置105以规定的转矩差放大率α放大输入转矩差ΔTIN，能够对传递至左驱动轮104L和右驱动轮104R的驱动转矩TL、TR赋予大于输入转矩差ΔTIN的驱动转矩差ΔTOUT(＝α·(TM2-TM1))。
接着，参照图11和图12对专利文献2所公开的车辆驱动装置(以下称为“现有技术2”)进行说明。图11是表示现有技术2的车辆驱动装置的齿轮结构的架构图，图12是用于说明由现有技术2的车辆驱动装置所产生的转矩差放大率的速度线图。
另外，在图11中，为了易于理解与现有技术1的区别，也在左右配置电动机102L、102R而采用与现有技术1同样的图，对相同构成部分标注相同附图标记。
如图11所示，车辆驱动装置100包括：搭载于车辆的第一电动机102L和第二电动机102R；左驱动轮104L和右驱动轮104R；设于它们之间的齿轮装置105和减速齿轮系106L、106R。
第一电动机102L和第二电动机102R利用来自搭载于车辆的电池(图示省略)的电力进行动作，能够利用电子控制装置(图示省略)分别进行控制，使其产生不同的转矩并输出。第一电动机102L的输出轴102aL、第二电动机102R的输出轴102aR分别经由减速齿轮系106L、106R与齿轮装置105的太阳齿轮SL、SR连接。来自齿轮装置105的输出被提供至左右的驱动轮104L、104R。
与现有技术1相同，现有技术2的齿轮装置105通过在同轴上组装2个三元件二自由度的相同的行星齿轮机构110L、110R而构成。行星齿轮机构110L、110R例如采用单小齿轮行星齿轮机构。
第一行星齿轮机构110L的行星架CL与第二行星齿轮机构110R的内齿轮RR利用第一结合部件111结合，第一行星齿轮机构110L的内齿轮RL与第二行星齿轮机构110R的行星架CR利用第二结合部件112结合。
由第一电动机102L产生的转矩TM1经由减速齿轮系106L输入第一行星齿轮机构110L的太阳齿轮SL，由第二电动机102R产生的转矩TM2经由减速齿轮系106R输入第二行星齿轮机构110R的太阳齿轮SR。
此外，第一结合部件111、第二的结合部件112分别与左右的驱动轮104L、104R连接而获取输出。
如上所述，在该现有技术2中，来自电动机102L、102R的输入为SL、SR，向驱动轮104L、104R的输出为CL+RR、CR+RL。
此处，使用图12所示的速度线图，对利用现有技术2的齿轮装置105所传递的驱动转矩进行说明。
齿轮装置105通过组装2个相同的单小齿轮的行星齿轮机构110L、110R而构成，因此，能够由图10所示的2条速度线图表示。此处，为了易于理解，2条速度线图在上下错开，在上侧表示第一行星齿轮机构110L的速度线图，在下侧表示第二行星齿轮机构110R的速度线图。此外，与现有技术1的说明同样，在速度线图和各计算式的之后的说明中，省略在各减速齿轮系106L、106R的减速比，设输入各太阳齿轮SL、SR的转矩仍然为TM1和TM2。
在图11所示的齿轮装置105中，图12所示的行星架CL和内齿轮RR如图中虚线所示，利用第一结合部件111结合，行星架CR和内齿轮RL如图中虚线所示，利用第二结合部件112结合。
从第一电动机102L和第二电动机102R输出的转矩TM1和TM2分别输入太阳齿轮SL、SR。另一方面，输出在速度线图上位于中间的从第一结合部件111、第二结合部件112向左右的驱动轮104L、104R传递的驱动转矩TL、TR。
根据像这样构成的齿轮装置105，也能够通过对由第一电动机102L和第二电动机102R产生的各驱动转矩TM1、TM2赋予转矩差(输入转矩差)ΔTIN(＝TM2-TM1)，而使传递至左驱动轮104L的驱动转矩TL和传递至右驱动轮104R的驱动转矩TR产生驱动转矩差ΔTOUT(＝TR-TL)。
对该现有技术2的齿轮装置105的转矩差放大率α进行说明。在该现有技术2中，2个单小齿轮形式的行星齿轮机构110L、110R也使用相同的齿数的齿轮元件，因此，在速度线图中，内齿轮RL与行星架CL的距离与内齿轮RR与行星架CR的距离相等，设该距离为a。此外，太阳齿轮SL与行星架CL的距离与太阳齿轮SR与行星架CR的距离也相等，设该距离为b。
用速度线图表示该现有技术2的齿轮装置105则如图12所示。
在该速度线图中，考虑转矩的平衡，则能够求出转矩差放大率α。另外，在图12中，箭头M方向表示正(+)的力矩方向。
根据以SR点为基点的力矩M的平衡算出下述(8)式。
b·TR+(a+b)·TL-(a+2b)·TM1＝0……(8)
根据以SL点为基点的力矩M的平衡算出下述(9)式。
-b·TL-(a+b)·TR+(a+2b)·TM2＝0……(9)
根据(8)式+(9)式，算出下述(10)式。
a·(TR-TL)-(a+2b)·(TM2-TM1)＝0
(TR-TL)＝((a+2b)/a)·(TM2-TM1)……(10)
(10)式的(a+2b)/a是转矩差放大率α。
代入a＝1/Zr、b＝1/Zs，则α＝(2Zr+Zs)/Zs。
在该现有技术2中，来自电动机102L、102R的输入为SL、SR，向驱动轮104L、104R的输出为CL+RR、CR+RL，转矩差放大率α为(2Zr+Zs)/Zs。
如上所述，在现有技术1和现有技术2所记载内容中，若在2个电动机102L、102R产生不同的转矩TM1、TM2并赋予输入转矩差ΔTIN，则在齿轮装置105输入转矩差ΔTIN被放大，能够得到大于输入转矩差ΔTIN的驱动转矩差ΔTOUT。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-21594号公报
专利文献2：日本专利第4907390号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
车辆驱动装置搭载于车体，因此，为了确保搭载空间必须小型化、轻量化。
若将车辆驱动装置的齿轮装置的输入轴直接与电动机连结，将齿轮装置的输出轴与驱动轮连结，则因为需要配合驱动轮所需要的驱动转矩的电动机动力，所以电动机大型化。因此，在车辆驱动装置具有作为放大电动机的转矩后向驱动轮传递的减速机构的若干个齿轮轴。
齿轮轴是由如下部件构成的两级减速机构：输入齿轮轴，其与电动机的输出轴连结并具有作为输入齿轮的小径齿轮；输出齿轮轴，其与驱动轮连结并具有作为输出齿轮的大径齿轮；和中间齿轮轴，其将与输入齿轮卡合的大径齿轮和与输出齿轮卡合的小径齿轮配置于同轴上。
在现有技术1和现有技术2中，没有具体言及车辆驱动装置中的齿轮装置的配置位置，但是，在现有技术1中公开了在两级减速的输出侧配置有齿轮装置的实施例，在现有技术2中公开了在两级减速的输入侧配置有齿轮装置的实施例。
在齿轮装置设置于两级减速的输出侧的情况下，为了确保对于输出转矩的构成部件齿轮、轴承等的强度，构成部件大型化，其结果是，可能使车辆驱动装置大型化，使制造成本提高。
此外，在齿轮装置设置于两级减速的输入侧的情况下，构成齿轮装置的行星齿轮机构的各齿轮以高速旋转，易于产生因齿轮的齿面彼此滑动摩擦而引起摩擦热。
在为了齿轮齿面的冷却使用润滑油的情况下，由于连结2个行星齿轮机构而结构复杂，可能难以确保向齿轮装置内部的润滑油路。
进一步，在现有技术1和现有技术2中，因为采用通过将构成2个行星齿轮机构的内齿轮RL、RR与结合部件连接而放大转矩差的方式，因此，将左右任一侧的内齿轮RL、RR与其他部件连接的结合部件的一者必然比另一侧的内齿轮RL、RR大径，因此，存在装置大型化的问题。
于是，本发明的目的在于：能够使作为组装于车辆驱动装置的转矩放大装置的齿轮装置小型化，并且，将输入级的旋转数抑制为较低，进而解决现有的车辆驱动装置中的润滑的课题。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的车辆驱动装置包括：搭载于车辆的可独立地控制的2个驱动源；左右的驱动轮；和齿轮装置，其设置于所述2个驱动源与所述左右的驱动轮之间，在同轴上组装有2个三元件二自由度的行星齿轮机构，该车辆驱动装置的特征在于：所述驱动源是具有外转子的电动机，所述行星齿轮机构具有：与所述电动机的外转子连结的输入用的内齿轮；与所述内齿轮设置于同轴上的输出用的行星架；与所述内齿轮设置于同轴上的太阳齿轮；和作为公转齿轮的行星齿轮，将所述2个行星齿轮机构的一者的行星架与另一者的太阳齿轮结合的第一结合部件和将一者的太阳齿轮与另一者的行星架结合的第二结合部件配置于同轴上，连结所述行星齿轮机构的行星架与驱动轮的输出齿轮轴。
能够在所述电动机的外转子的内径面一体地设置有与所述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿轮。
可以是与所述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿轮分体地设置于所述电动机的外转子的内侧端部。
能够在所述电动机的外转子的内径侧配置有与用于收纳车辆驱动装置的壳体固接的定子。
能够是所述行星齿轮机构的行星架经由支承行星齿轮的行星架销，在车辆的内侧和外侧具有行星架凸缘，在外侧的行星架凸缘设置有向外侧延伸的中空轴部，经由滚动轴承将该中空轴部的外径支承于所述电动机的定子的内侧。
能够是在所述行星齿轮机构的内侧的行星架凸缘设置有向内侧延伸的轴部，在该中空轴部的外径面设置有与作为与驱动轮连结的输出齿轮轴的输出齿轮的大径齿轮啮合的输出侧小径齿轮。
所述车辆驱动装置的壳体采用由中心壳体和左右的侧部壳体构成的3部分结构，在所述中心壳体的中央部设置有将左右分隔开的分隔壁，所述第一结合部件和所述第二结合部件贯通所述分隔壁。
所述车辆驱动装置能够是所述第一结合部件和第二结合部件中的一个结合部件为中空轴、另一个结合部件为插入到所述中空轴内部的轴而形成的双重结构，所述第一结合部件和所述第二结合部件与它们各自所连结的行星架的连结为花键嵌合。
上述花键嵌合能够采用可在轴向滑动的嵌合。
在所述第一结合部件和第二结合部件中，在内径侧的结合部件的内径设置有供油孔。
发明效果
如上所述，根据本发明，在包括搭载于车辆的可独立地控制的2个驱动源；左右的驱动轮；和设置于上述2个驱动源与上述左右的驱动轮之间、且在同轴上组装2个三元件二自由度的行星齿轮机构的齿轮装置的车辆驱动装置中，上述驱动源采用具有外转子的电动机，上述行星齿轮机构的输入用的内齿轮设置于电动机的外转子，由此，能够将行星齿轮机构的输入级的转速抑制为较低，因此，不易产生因齿轮的齿面彼此的滑动摩擦而引起的摩擦热，不易产生齿轮的润滑的课题。
此外，通过电动机采用外转子结构且外径设为较大，与同体积的电机相比，能够输出较大的转矩，因此，相对两级减速结构的车辆驱动装置，能够为更紧凑的结构。
此外，作为转矩差放大机构的齿轮装置的2个行星齿轮机构的连接是太阳齿轮与行星架的连接，不需要比内齿轮大径的连接部件，因此，能够将转矩差放大机构设为较小，能够使包括转矩差放大机构的车辆驱动装置小型、轻量化。
此外，2个行星齿轮机构通过由中空轴和插入该中空轴的内部的轴构成的双重结构的第一结合部件和第二结合部件相结合，通过在内径侧的结合部件的内径侧设置供油孔，进行轴心供油，因此，易于对行星齿轮机构内部的齿轮齿面、轴承部分进行润滑。
附图说明
图1是表示本发明的车辆驱动装置的实施方式的横截平面图。
图2是图1的实施方式的齿轮装置部分的放大图。
图3是图1的A-A截面图。
图4是图1的B-B截面图。
图5用架构图表示了图1的实施方式的车辆驱动装置的齿轮结构的电动汽车的说明图。
图6是用于说明由组装于图1的实施方式的车辆驱动装置的齿轮装置所产生的转矩差放大率的速度线图。
图7是表示本发明的车辆驱动装置的其他实施方式的横截平面图。
图8是图7的实施方式的齿轮装置部分的放大图。
图9是表示现有技术1的车辆驱动装置的齿轮结构的架构图。
图10是用于说明由组装于现有技术1的车辆驱动装置的齿轮装置所产生的转矩差放大率的速度线图。
图11是表示现有技术2的车辆驱动装置的齿轮结构的架构图。
图12是用于说明由组装于现有技术2的车辆驱动装置的齿轮装置所产生的转矩差放大率的速度线图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图5所示的电动汽车AM为后轮驱动方式，包括底盘60、作为后轮的驱动轮61L、61R、前轮62L、62R、本发明的双电机式的车辆驱动装置1、电池63和逆变器64等。在图5中，用架构图表示了车辆驱动装置1的齿轮结构。
图1和图3所示的车辆驱动装置1包括：搭载于车辆且作为可独立地控制的2个驱动源的电动机2L、2R；和设置于左右的驱动轮61L、61R与2个电动机2L、2R之间的左右2组的三元件二自由度的行星齿轮机构3L、3R。
双电机式的车辆驱动装置1的驱动转矩经由包括等速万向节65a、65b和中间轴65c的驱动轴传递至左右的驱动轮61L、61R。
另外，作为双电机式的车辆驱动装置1的搭载方式，除图5所示的后轮驱动方式以外，还可以是前轮驱动方式、四轮驱动方式。
双电机式的车辆驱动装置1中的左右的电动机2L、2R使用具有相同的最大输出的相同规格的外转子型的电动机。
双电机式的车辆驱动装置1收纳于壳体4内。
壳体4在与行星齿轮机构3L、3R的轴心正交的方向上被分隔为3部分，如图1所示，成为中央壳体4a和固定于该中央壳体4a的两侧面的左右的侧面壳体4bL、4bR的3部分结构。左右的侧面壳体4bL、4bR在中央壳体4a的两侧的开口部利用多个螺栓(图示省略)固定。
在左右的侧面壳体4bL、4bR设置有收纳电动机2L、2R的圆筒部，在该圆筒部的外侧面设置有闭塞圆筒部的外侧壁4cL、4cR。
在中央壳体4a，如图1所示，在中央设置有分隔壁11。壳体4利用该分隔壁11被分隔为左右两部分。
电动机2L、2R为外转子型，是在外转子5的内径侧设置有与收纳车辆驱动装置的壳体4紧固连接的定子6的结构。
定子6包括定子芯6a和线圈部6b，定子芯6a一体地形成于收纳电动机2L、2R的圆筒部的外侧壁4cL、4cR。
外转子5在定子6的外周隔开间隔地设置，且其外侧的端部利用滚动轴承7可旋转地支承于收纳电动机2L、2R的圆筒部的外侧壁4cL、4cR。
在收纳电动机2L、2R的圆筒部的外侧壁4cL、4cR的内侧壁设置有固定滚动轴承7的轴承嵌合凸部8。
在壳体4的中央的分隔壁11与左右的电动机2L、2R之间收纳有构成齿轮装置30的三元件二自由度的行星齿轮机构3L、3R，上述齿轮装置30将从2台电动机2L、2R提供的转矩放大并分配至左右的驱动轮61L、61R。
构成齿轮装置30的行星齿轮机构3L、3R结构如下，具有：设置于将电动机2L、2R的外转子5向内侧延长而得的圆筒部的内径面的输入用的内齿轮RL、RR；与内齿轮RL、RR设置于同轴上的太阳齿轮SL、SR；与内齿轮RL、RR和太阳齿轮SL、SR啮合的作为公转齿轮的行星齿轮PL、PR；与行星齿轮PL、PR连结、且与内齿轮RL、RR设置于同轴上的输出用的行星架CL、CR；将一侧的行星架CL(图1中为图的左侧)与另一侧的太阳齿轮SR(图1和图2中为图的右侧)结合的第一结合部件31；将一侧的太阳齿轮SL(图1和图2中为图的左侧)与另一侧的行星架CR(图1和图2中为图的右侧)结合的第二结合部件32；和与输出齿轮轴14L、14R的输出齿轮14a啮合的输出侧小径齿轮13b，将输出侧小径齿轮13b与行星架CL、CR连结。
另外，在图1和图2所示的实施方式中，在电动机2L、2R的外转子5的内径面一体地设置有与上述行星齿轮机构3L、3R的行星齿轮PL、PR卡合的内齿轮RL、RR，在图7和图8所示的实施方式中，与上述行星齿轮机构3L、3R的行星齿轮PL、PR卡合的内齿轮RL、RR分体地设置于电动机2L、2R的外转子5的内侧端部。
此外，在图1和图2所示的实施方式中，与行星架CL、CR连结的输出侧小径齿轮13b与行星架CL、CR一体地形成，但也可以分体地形成。
行星架CL、CR具有：支承行星齿轮PL、PR的行星架销33；与行星架销33的外侧端部连结的外侧的行星架凸缘34a；和与行星架销33的内侧端部连结的内侧的行星架凸缘34b。
外侧的行星架凸缘34a具有向外侧延伸的中空轴部35，中空轴部35的外侧的外径面经由滚动轴承20b被支承于在电动机2L、2R的定子芯6a的内侧端面形成的轴承嵌合孔19b。
内侧的行星架凸缘34b具有向内侧延伸的中空轴部36，中空轴部36的内侧的端部利用滚动轴承20a被支承于在中央壳体4a的分隔壁11形成的轴承嵌合孔19a。
上述输出侧小径齿轮13b一体地形成于行星架凸缘34a的中空轴部35的外周面。
行星齿轮PL、PR经由针状滚子轴承37被行星架销33支承。
此外，在上述各行星架凸缘34a、34b的相对面与行星齿轮PL、PR之间插入推力板38，以实现行星齿轮PL、PR的旋转的顺滑化。
在上述各行星架凸缘34a、34b的外周面与内齿轮RL、RR之间配置有滚动轴承39a、39b。
连结构成车辆驱动装置1的齿轮装置30的2个行星齿轮机构3L、3R的第一结合部件31和第二结合部件32以贯通将壳体4的中央壳体4a分隔为左右部分的分隔壁11的方式组装。
该第一结合部件31和第二结合部件32配置于同轴上，并且成为下述双重结构：一个结合部件(图1和图2的实施方式中为第二结合部件32)为中空轴，另一个结合部件(图1和图2的实施方式中为第一结合部件31)为插通在中空轴中的轴。
在图1和图2所示的实施方式中，在由中空轴构成的第二结合部件32的右侧的行星齿轮机构3R的端部和行星架CR的内侧的行星架凸缘34b的中空轴部36设置有花键41，第二结合部件32对行星架CR通过花键嵌合连结。
此外，在图1和图2所示的实施方式中，在第一结合部件31的左侧的行星齿轮机构3L的端部和行星架CL的外侧的行星架凸缘34a的中空轴部35设置有花键42，第一结合部件31对行星架CL通过花键嵌合连结。
如上所述，通过将2个行星齿轮机构3L、3R的第一结合部件31和第二结合部件32通过花键嵌合连结于行星架CL和行星架CR，能够将2个行星齿轮机构3L、3R分隔为左右，能够在3部分结构的壳体4中与其他减速齿轮轴一同从左右进行组装。
第二结合部件32的行星架CL侧的端部在其外周面形成有与左侧的行星齿轮机构3L的行星齿轮PL啮合的外齿轮，该外齿轮构成左侧的行星齿轮机构3L的太阳齿轮SL。
插入到由中空轴构成的第二结合部件32中的第一结合部件31，在右侧的行星齿轮机构3R的端部具有大径部43，在该大径部43的外周面形成有与右侧的行星齿轮机构3R的行星齿轮PR啮合的外齿轮，该外齿轮构成右侧的行星齿轮机构的太阳齿轮SR。
在第一结合部件31和第二结合部件32中，与内径侧的结合部件(第一结合部件31)连结的太阳齿轮SR的最大径设定为小于嵌合着外径侧的结合部件(第二结合部件32)的行星架CR的内侧的行星架凸缘34b的中空轴部36的内面的花键孔的最小径，由此，能够容易地对内径侧的结合部件(第一结合部件31)进行组装。
使套筒44和在套筒44的两端的针状滚子轴承45、46介于内径侧的结合部件(第一结合部件31)的外周面与外径侧的结合部件(第二结合部件32)的内周面之间。
第一结合部件31和第二结合部件32与行星架CL、CR的嵌合(花键41、42)具有在轴向可滑动的嵌合公差，由此能够防止因斜齿轮的推力而产生向齿轮齿面的偏负载。
此外，通过在外径侧结合部件(图1和图2的实施方式中为第二结合部件32)的两端设置推力轴承47、48，能够限制因第一结合部件31和第二结合部件32与行星架CL、CR的花键(花键41、42)嵌合部的滑动而产生的轴向移动。
连结2个行星齿轮机构3L、3R的双重结构的轴的内径侧的结合部件(图1和图2的实施方式中为第一结合部件31)中，结合部件(图1和图2的实施方式中为第一结合部件31)与行星架(图1和图2的实施方式中为CL)的花键嵌合的相反侧的轴端利用深沟球轴承49被支承于另一个行星架(图1和图2的实施方式中为CR)。
在连结2个行星齿轮机构的双重结构的轴的内径侧的结合部件(图1和图2的实施方式中为第一结合部件31)，在轴心设置有供油孔50。
输出齿轮轴14L、14R具有大径的输出齿轮14a，其利用滚动轴承54a、54b支承于在中央壳体4a的分隔壁11的两面形成的轴承嵌合孔53a和在侧面壳体4bL、4bR形成的轴承嵌合孔53b。轴承嵌合孔53a、53b成为位于滚动轴承54a、54b的外环所抵接的壁部的台阶形状。
输出齿轮轴14L、14R的外侧的端部从形成于侧面壳体4bL、4bR的开口部被引出至壳体4的外侧，在被引出的输出齿轮轴14L、14R的外侧的端部的外周面花键结合有等速万向节65a的外侧接头部。
结合于输出齿轮轴14L、14R的等速万向节65a经由中间轴65c、等速万向节65b与驱动轮61L、61R连接(图5)。
在输出齿轮轴14L、14R的外侧的端部与形成于侧面壳体4bL、4bR的开口部之间设置有油封55，防止封入壳体4的润滑油的泄露和来自外部的泥水等的侵入。
图1和图2所示的实施方式的双电机式的车辆驱动装置1的齿轮结构如图5所示的架构图。
如图5所示，左右的电动机2L和电动机2R利用来自搭载于车辆的电池63并经由逆变器64所提供的电力进行动作。电动机2L、2R能够利用电子控制装置(图示省略)分别进行控制，进而产生不同的转矩并输出。
电动机2L、2R的外转子5的转矩传递至齿轮装置30的内齿轮RL、RR。
经由齿轮装置30，行星齿轮机构3L、3R的输出侧小径齿轮13b与输出齿轮轴14L、14R的大径的输出齿轮14a啮合，以输出侧小径齿轮13b与输出齿轮14a的齿数比将电动机2L、2R的外转子5的转矩进一步放大，输出至驱动轮61L、61R。
齿轮装置30构成为在同轴上组装2个三元件二自由度的相同的行星齿轮机构3L、3R，作为行星齿轮机构，采用单小齿轮行星齿轮机构。
行星齿轮机构3L、3R由如下部件构成：设置于同轴上的太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR；位于这些太阳齿轮SL、SR与内齿轮RL、RR之间的多个行星齿轮PL、PR；和可转动地支承行星齿轮PL、PR并与太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR设置于同轴上的行星架CL、CR。此处，太阳齿轮SL、SR和行星齿轮PL、PR是在外周具有齿轮齿的外齿齿轮，内齿轮RL、RR是在内周具有齿轮齿的内齿齿轮。行星齿轮PL、PR与太阳齿轮SL、SR和内齿轮RL、RR啮合。
在行星齿轮机构3L、3R中，在固定行星架CL、CR的情况下，太阳齿轮SL、SR与内齿轮RL、RR向相反方向旋转，因此，以图6所示的速度线图表示，内齿轮RL、RR和太阳齿轮SL、SR相对于行星架CL、CR配置于相反侧。
如上所述，该齿轮装置30通过将具有太阳齿轮SL、行星架CL、行星齿轮PL和内齿轮RL的第一行星齿轮机构3L和同样地具有太阳齿轮SR、行星架CR、行星齿轮PR和内齿轮RR的第二行星齿轮机构3R在同轴上组装而构成。
第一行星齿轮机构3L的行星架CL与第二行星齿轮机构3R的太阳齿轮SR结合而形成第一结合部件31，第一行星齿轮机构的太阳齿轮SL与第二行星齿轮机构3R的行星架CR结合而形成第二结合部件32。
在第一行星齿轮机构3L的内齿轮RL，由电动机2L产生的转矩TM1利用第一行星齿轮机构3L传递至输出侧小径齿轮13b，输出侧小径齿轮13b与输出齿轮轴14L的输出齿轮14a啮合而进行一级减速，从输出齿轮轴14L向驱动轮61L输出驱动转矩TL。
在第二行星齿轮机构3R的内齿轮RR，由电动机2R产生的转矩TM2利用第二行星齿轮机构3R传递至输出侧小径齿轮13b，输出侧小径齿轮13b与输出齿轮轴14R的输出齿轮14a啮合而进行一级减速，从输出齿轮轴14R向驱动轮61R输出驱动转矩TR。
来自电动机2L、2R的输出被提供至2个行星齿轮机构3L、3R各自的内齿轮RL、RR，来自第一结合部件31、第二结合部件32的输出被提供至驱动轮61L、61R。
第二结合部件32由中空轴构成，在其内部插入有第一结合部件31，构成第一结合部件31和第二结合部件32的轴为双重结构。
关于作为实心轴的第一结合部件31，其一端(图中的右端)是太阳齿轮SR的旋转轴，另一端(图中的左端)贯通太阳齿轮SL设置，与行星架CL连接。此外，关于作为中空轴的第二结合部件32，一端(图中的左端)成为太阳齿轮SL的旋转轴，另一端(图中右端)与行星架CR连接。利用该第一结合部件31和第二结合部件32，2个行星齿轮机构相结合。
齿轮装置30通过组装2个相同的单小齿轮形式的行星齿轮机构3L、3R而构成，因此，能够利用图6所示的2条速度线图表示。此处，为易于理解，2条速度线图在上下错开，在上侧表示左侧的行星齿轮机构3L的速度线图，在下侧表示右侧的行星齿轮机构3R的速度线图。此外，原本，在图1和图2的实施方式中，从齿轮装置30获取的驱动转矩TL、TR经由与输出齿轮14a啮合的输出侧小径齿轮13b向左右的驱动轮61L、61R传递，因此要乘以减速比，但之后，为了易于理解，在图6所示的速度线图和各计算式的说明中，设驱动转矩仍然为TL、TR。
构成齿轮装置30的2个行星齿轮机构3L、3R使用相同齿数的齿轮元件，因此，在速度线图中，内齿轮RL与行星架CL的距离和内齿轮RR与行星架CR的距离相等，将该距离设为a。此外，太阳齿轮SL与行星架CL的距离和太阳齿轮SL与行星架CR的距离也相等，将该距离设为b。从行星架CL、CR至内齿轮RL、RR的长度与从行星架CL、CR至太阳齿轮SL、SR的长度的比等于内齿轮RL、RR的齿数Zr的倒数(1/Zr)与太阳齿轮SL、SR的齿数Zs的倒数(1/Zs)的比。因而，a＝(1/Zr)、b＝(1/Zs)。
根据以RR点为基点的力矩M的平衡可以算出下述(11)式。另外，在图6中，图中箭头方向M是力矩的正方向。
a·TR+(a+b)·TL-(b+2a)·TM1＝0……(11)
根据以RL点为基点的力矩M的平衡可以算出下述(12)式。
-a·TL-(a+b)·TR+(b+2a)·TM2＝0……(12)
通过(11)式+(12)式，可以得到下述(13)式。
-b·(TR-TL)+(2a+b)·(TM2-TM1)＝0
(TR-TL)＝((2a+b)/b)·(TM2-TM1)……(13)
(13)式的(2a+b)/b是转矩放大率α。代入a＝1/Zr、b＝1/Zs，则为α＝(Zr+2Zs)/Zr，能够得到下述转矩差放大率α。
α＝(Zr+2Zs)/Zr
在本发明中，来自电动机2L、2R的输入为RL、RR，向驱动轮61L、61R的输出为SR+CL、SL+CR。
若使2个电动机2L、2R产生不同的转矩TM1、TM2而赋予输入转矩差ΔTIN(＝(TM2-TM1))，则在齿轮装置30中，输入转矩差ΔTIN被放大，能够得到大于输入转矩差ΔTIN的驱动转矩差α·ΔTIN。即，即使输入转矩差ΔTIN较小，也能够在齿轮装置30以上述转矩差放大率α(＝(Zr+2Zs)/Zr)将输入转矩差ΔTIN放大，能够对传递至左驱动轮61L和右驱动轮61R的驱动转矩TL、TR赋予大于输入转矩差ΔTIN的驱动转矩差ΔTOUT(＝α·(TM2-TM1))。
在现有技术1和现有技术2中，在作为转矩差放大机构的齿轮装置105的、2个行星齿轮机构的左右连接部件包括内齿轮R，因此，必然造成将左右任一侧的内齿轮与其他部件连接的结合部件的一者必定比另一侧的内齿轮R大径。
在本发明中，因为构成作为转矩差分配机构的齿轮装置30的2个行星齿轮机构的连接是太阳齿轮SL与行星架CR、太阳齿轮SR与行星架CL，所以不需要比内齿轮RL、RR大径的连接部件。因此，在本发明中，相比现有技术1和现有技术2，能够使转矩差分配机构较小，因而能够使组装有转矩差分配机构的电动汽车用的车辆驱动装置1小型且轻量化。
通过使电动汽车用的车辆驱动装置1小型且轻量化，能够提高车辆驱动装置1的车体搭载布局以及周边辅机类的车体搭载布局的自由度。
此外，具有通过使车辆驱动装置1小型化而扩大车室空间等的优点。
在以上的实施方式中，从2个行星齿轮机构3L、3R输出的转矩向与驱动轮61L、61R连结的输出齿轮轴14L、14R的输出齿轮14a传递，但能够采用在2个行星齿轮机构3L、3R与输出齿轮轴14L、14R之间设置有中间齿轮轴的多级的齿轮机构。
在图1所示的实施方式中，示例有使用电动机2L、2R作为2个驱动源，且电动机2L、2R是具有相同的最大输出的相同规格的电动机的情况，但2个驱动源不限于此。
另外，搭载有车辆驱动装置1的车辆不限于电动汽车或混合动力汽车，例如也可以是将第一电动机2L和第二电动机2R作为驱动源的燃料电池汽车。
本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围进一步以各种方式实施。
附图标记说明
1：车辆驱动装置
2L、2R：电动机
3L、3R：行星齿轮机构
4：壳体
4a：中央壳体
4bL、4bR：侧面壳体
4cL、4cR：外侧壁
5：外转子
6：定子
6a：定子芯
6b：线圈部
7：滚动轴承
8：轴承嵌合凸部
11：分隔壁
13b：输出侧小径齿轮
14L、14R：输出齿轮轴
14a：输出齿轮
19a、19b：轴承嵌合孔
20a、20b：滚动轴承
30：齿轮装置
31：第一结合部件
32：第二结合部件
33：行星架销
34a、34b：行星架凸缘
35、36：中空轴部
37：针状滚子轴承
38：推力板
39a、39b：滚动轴承
41、42：花键
43：大径部
44：套筒
45、46：针状滚子轴承
47、48：推力轴承
49：深沟球轴承
50：供油孔
53a、53b：轴承嵌合孔
54a、54b：滚动轴承
55：油封
60：底盘
61L、61R：驱动轮
62L、62R：前轮
63：电池
64：逆变器
65a、65b：等速万向节
65c：中间轴
AM：电动汽车
CL、CR：行星架
PL、PR：行星齿轮
RL、RR：内齿轮
SL、SR：太阳齿轮。

Claims (9)

1.一种车辆驱动装置，其包括：
搭载于车辆的可独立地控制的2个驱动源；
左右的驱动轮；和
齿轮装置，其设置于所述2个驱动源与所述左右的驱动轮之间，在同轴上组装有2个三元件二自由度的行星齿轮机构，
该车辆驱动装置的特征在于：
所述驱动源是具有外转子的电动机，
所述行星齿轮机构具有：
与所述电动机的外转子连结的输入用的内齿轮；
与所述内齿轮设置于同轴上的输出用的行星架；
与所述内齿轮设置于同轴上的太阳齿轮；和
作为公转齿轮的行星齿轮，
将所述2个行星齿轮机构中的一个行星齿轮机构的行星架与另一个行星齿轮机构的太阳齿轮结合的第一结合部件和将一个行星齿轮机构的太阳齿轮与另一个行星齿轮机构的行星架结合的第二结合部件配置于同轴上，连结所述行星齿轮机构的行星架与驱动轮的输出齿轮轴。
2.如权利要求1所述的车辆驱动装置，其特征在于：
在所述电动机的外转子的内径面一体地设置有与所述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿轮。
3.如权利要求1所述的车辆驱动装置，其特征在于：
与所述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿轮分体地设置于所述电动机的外转子的内侧端部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的车辆驱动装置，其特征在于：
在所述电动机的外转子的内径侧配置有与用于收纳车辆驱动装置的壳体固接的定子。
5.如权利要求4所述的车辆驱动装置，其特征在于：
所述行星齿轮机构的行星架经由支承行星齿轮的行星架销，在车辆的内侧和外侧具有行星架凸缘，在外侧的行星架凸缘设置有向外侧延伸的中空轴部，经由滚动轴承将该中空轴部的外径支承于所述电动机的定子的内侧。
6.如权利要求4或5所述的车辆驱动装置，其特征在于：
在所述行星齿轮机构的内侧的行星架凸缘设置有向内侧延伸的轴部，在该轴部的外径面设置有与作为与驱动轮连结的输出齿轮轴的输出齿轮的大径齿轮啮合的输出侧小径齿轮。
7.如权利要求1～6中任一项所述的车辆驱动装置，其特征在于：
所述车辆驱动装置的壳体采用由中心壳体和左右的侧部壳体构成的3部分结构，在所述中心壳体的中央部设置有将左右分隔开的分隔壁，所述第一结合部件和所述第二结合部件贯通所述分隔壁。
8.如权利要求1～7中任一项所述的车辆驱动装置，其特征在于：
所述车辆驱动装置是所述第一结合部件和第二结合部件中的一个结合部件为中空轴、另一个结合部件为插入到所述中空轴内部的轴而形成的双重结构，所述第一结合部件和所述第二结合部件与它们各自所连结的行星架的连结为花键嵌合。
9.如权利要求1～8中任一项所述的车辆驱动装置，其特征在于：
在所述第一和第二结合部件中，在内径侧的结合部件的内径设置有供油孔。
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