CN110997382B - 电动车辆驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电动车辆驱动装置具备:第1马达,其具有第1转子、第1定子以及第1线圈;第2马达,其具有第2转子、第2定子以及第2线圈;以及变速装置,第1马达和第2马达中的至少一者的动力向该变速装置传递。将通过第1端部且相对于旋转轴正交的平面设为第1平面,该第1端部是第1转子的在轴向上的端部、第1定子的在轴向上的端部以及第1线圈的在轴向上的端部中的、在轴向上位于最端缘的部分。将通过第2端部且相对于旋转轴正交的平面设为第2平面,该第2端部是在轴向上位于与第1端部相反侧的最端缘的部分。第2转子的至少一部分、第2定子的至少一部分或第2线圈的至少一部分位于第1平面与第2平面之间。

Description

电动车辆驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电动车辆驱动装置。
背景技术
在电动汽车等电动车辆中搭载有通过自蓄电池等供给的电力进行工作的驱动装置。在起步时或爬坡时,需要比较大的扭矩,但车辆的行驶速度为比较低的低速。另一方面,在平坦道路上的巡航时,需要的扭矩较小,但车辆的行驶速度为比较高的高速。因此,例如在专利文献1中,记载有一种具备变速装置的轮内马达。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-32804号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,对于用于电动车辆的驱动装置,有时在轴向上谋求小型化。但是,在使用专利文献1所记载的驱动装置的情况下,轴向的小型化存在极限。
本发明是鉴于上述课题而做出的,其目的在于,提供一种能够变速且能够减小轴向长度的电动车辆驱动装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的一技术方案提供一种电动车辆驱动装置,其中,该电动车辆驱动装置具备:第1马达,其具有第1转子、第1定子以及第1线圈;第2马达,其具有第2转子、第2定子以及第2线圈;以及变速装置,所述第1马达和所述第2马达中的至少一者的动力向该变速装置传递,将通过第1端部且相对于所述第1马达的旋转轴正交的平面设为第1平面,该第1端部是所述第1转子的在与所述第1马达的旋转轴平行的轴向上的端部、所述第1定子的在所述轴向上的端部以及所述第1线圈的在所述轴向上的端部中的、在所述轴向上位于最端缘的部分,将通过第2端部且相对于所述旋转轴正交的平面设为第2平面,该第2端部是所述第1转子的在所述轴向上的端部、所述第1定子的在所述轴向上的端部以及所述第1线圈的在所述轴向上的端部中的、在所述轴向上位于与所述第1端部相反侧的最端缘的部分,在该情况下,所述第2转子的至少一部分、所述第2定子的至少一部分或所述第2线圈的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间。
由此,第2马达相对于第1马达在轴向上不重叠。因此,易于使电动车辆驱动装置在轴向上小型化。另外,由于连同第1马达和第2马达一起设有变速装置,因此,电动车辆驱动装置能够变速。因而,电动车辆驱动装置能够变速且能够减小轴向长度。
作为上述电动车辆驱动装置的技术方案,期望的是,所述变速装置的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间。
由此,变速装置相对于第1马达和第2马达在轴向上不重叠。因此,电动车辆驱动装置能够进一步减小轴向长度。
作为上述电动车辆驱动装置的技术方案,期望的是,该电动车辆驱动装置具备:第1减速器,其将由所述第1马达产生的扭矩放大并向所述变速装置传递;以及第2减速器,其将由所述第2马达产生的扭矩放大并向所述变速装置传递。
在电动车辆驱动装置中,第2马达相对于第1马达在轴向上不重叠,另一方面,第1马达的外径和第2马达的外径变小。因此,第1马达输出的扭矩和第2马达输出的扭矩的增大存在极限。与此相对,通过在电动车辆驱动装置设置第1减速器和第2减速器,能够增大向变速装置传递的扭矩。因而,电动车辆驱动装置能够减小轴向长度且能够增大可输出的扭矩。
作为上述电动车辆驱动装置的技术方案,期望的是,所述变速装置具备:输入齿轮,其接受所述第1马达的动力;太阳轮轴,其与所述输入齿轮一起旋转;第1太阳轮,其与所述太阳轮轴一起旋转;第1小齿轮,其与所述第1太阳轮啮合;第1行星架,其以所述第1小齿轮能够自转且所述第1小齿轮能够以所述第1太阳轮为中心公转的方式支承所述第1小齿轮;离合器,其限制所述第1行星架的旋转;以及第1齿圈,其作为外齿齿轮而接受所述第2马达的动力,且作为内齿齿轮而与所述第1小齿轮啮合。
由此,变速装置能够接受相对于变速装置不同轴地配置的第1马达和第2马达的动力。而且,变速装置能够将自第1马达和第2马达中的至少一者得到的动力改变扭矩并输出。
作为上述电动车辆驱动装置的技术方案,期望的是,所述离合器是单向离合器,所述离合器具备:外圈,其固定于支承构件;以及内圈,其相对于所述外圈旋转,所述内圈是所述第1行星架。
由此,与离合器的内圈和第1行星架相嵌合的情况相比,能够省略用于嵌合的构造。因此,变速装置的轴向长度变小。
发明的效果
采用本发明,能够提供一种能够变速且能够减小轴向长度的电动车辆驱动装置。
附图说明
图1是本实施方式的电动车辆驱动装置的示意图。
图2是表示在低速挡模式下扭矩进行传递的路径的示意图。
图3是表示在高速挡模式下扭矩进行传递的路径的示意图。
图4是搭载有本实施方式的电动车辆驱动装置的轮子的立体图。
图5是搭载有本实施方式的电动车辆驱动装置的轮子的立体图。
图6是本实施方式的电动车辆驱动装置的立体图。
图7是本实施方式的电动车辆驱动装置的立体图。
图8是本实施方式的电动车辆驱动装置的主视图。
图9是本实施方式的电动车辆驱动装置的主视图。
图10是本实施方式的电动车辆驱动装置的后视图。
图11是图9中的A-A剖视图。
图12是图10中的B-B剖视图。
图13是图10中的C-C剖视图。
图14是本实施方式的第1马达、第1减速器、第2马达、第2减速器以及变速装置的主视图。
图15是本实施方式的第1马达、第1减速器、第2马达、第2减速器以及变速装置的立体图。
图16是本实施方式的变速装置的分解立体图。
图17是本实施方式的离合器的立体图。
图18是变速装置的后视图。
图19是图18中的D-D剖视图。
图20是第1变形例的电动车辆驱动装置的立体图。
图21是第1变形例的电动车辆驱动装置的后视图。
图22是第1变形例的电动车辆驱动装置的左视图。
图23是表示向轮子传递的扭矩与车速之间的关系的图表。
图24是第2变形例的电动车辆驱动装置的左视图。
具体实施方式
以下,参照附图并详细地说明本发明。此外,本发明并不被下述的用于实施发明的方式(以下,称作实施方式)限定。另外,在下述实施方式中的构成要件中包含本领域技术人员能够容易地想到的构成要件、实质上相同的构成要件、所谓的均等范围的构成要件。并且,在下述实施方式中公开的构成要件能够适当地进行组合。
图1是本实施方式的电动车辆驱动装置的示意图。电动车辆驱动装置1例如是用于使车辆的轮子100旋转的装置。如图1所示,电动车辆驱动装置1具备壳体10、第1马达11、第1减速器13、第2马达12、第2减速器14、变速装置2、最终减速器6、输出构件15、以及控制装置9。
第1马达11经由第1减速器13与变速装置2相连接。第1减速器13将第1马达11输出的扭矩增大并向变速装置2传递。例如,第1减速器13将第1马达11输出的扭矩增至两倍并向变速装置2传递。例如,第1马达11的最大扭矩是25(Nm)。因此,自第1减速器13向变速装置2传递的最大扭矩是50(Nm)。
第1减速器13具备第1齿轮131、第2齿轮132、以及第3齿轮133。安装于第1马达11的第1轴110的第1马达齿轮111与第1齿轮131啮合。第1齿轮131与第2齿轮132啮合。第3齿轮133是与第2齿轮132同轴的齿轮,且与第2齿轮132一起旋转。第3齿轮133与变速装置2的输入齿轮20啮合。
第2马达12经由第2减速器14与变速装置2相连接。第2减速器14将第2马达12输出的扭矩增大并向变速装置2传递。例如,第2减速器14将第2马达12输出的扭矩增至两倍并向变速装置2传递。例如,第2马达12的最大扭矩是25(Nm)。因此,自第2减速器14向变速装置2传递的最大扭矩是50(Nm)。
第2减速器14具备第1齿轮141、第2齿轮142、以及第3齿轮143。安装于第2马达12的第2轴120的第2马达齿轮121与第1齿轮141啮合。第1齿轮141与第2齿轮142啮合。第3齿轮143是与第2齿轮142同轴的齿轮,且与第2齿轮142一起旋转。第3齿轮143与变速装置2的第1齿圈34啮合。第1齿圈34在外周面和内周面这两个周面具有齿。即,第1齿圈34是外齿齿轮且也是内齿齿轮。第3齿轮143与第1齿圈34的外周面的齿啮合。即,第3齿轮143与作为外齿齿轮的第1齿圈34啮合。
如图1所示,变速装置2具备输入齿轮20、太阳轮轴21、第1行星齿轮装置3、第2行星齿轮装置4、离合器5、以及变速装置输出轴25。变速装置2能够变更减速比(变速装置2输出的扭矩相对于输入变速装置2的扭矩的比)。
输入齿轮20自第1减速器13的第3齿轮133接受扭矩。太阳轮轴21与输入齿轮20相连结。当第1马达11驱动时,输入齿轮20和太阳轮轴21以旋转轴A2为中心旋转。
第1行星齿轮装置3例如是单小齿轮式的行星齿轮装置。第1行星齿轮装置3具备第1太阳轮31、第1小齿轮32、第1行星架33、以及第1齿圈34。
第1太阳轮31与太阳轮轴21相连结。第1太阳轮31与太阳轮轴21一起以旋转轴A2为中心旋转。第1太阳轮31与第1小齿轮32啮合。例如,第1太阳轮31的齿数是24。例如,第1小齿轮32的齿数是25。
第1行星架33借助离合器5支承于壳体10。第1行星架33以第1小齿轮32能够以旋转轴A32为中心旋转(自转)的方式支承第1小齿轮32。旋转轴A32配置为与旋转轴A2平行。另外,第1行星架33以第1小齿轮32能够以旋转轴A2为中心旋转(公转)的方式支承第1小齿轮32。第1小齿轮32与第1齿圈34的内周面的齿啮合。即,第1小齿轮32与作为内齿齿轮的第1齿圈34啮合。第1齿圈34以旋转轴A2为中心旋转。例如,第1齿圈34的齿数是76。
离合器5例如是单向离合器。离合器5仅传递第1方向的扭矩,不传递作为与第1方向相反的方向的第2方向的扭矩。离合器5配置在壳体10与第1行星架33之间。离合器5能够限制第1行星架33的旋转。具体而言,离合器5能够在对第1行星架33的公转进行限制的卡合状态和容许第1行星架33的公转的分离状态之间进行切换。即,离合器5能够使第1行星架33相对于壳体10沿特定的方向旋转自如,且能够使第1行星架33相对于壳体10无法沿与该特定的方向相反的方向旋转。
第2行星齿轮装置4例如是双小齿轮式的行星齿轮装置。第2行星齿轮装置4具备第2太阳轮41、第2小齿轮421、第3小齿轮422、第2行星架43、以及第2齿圈44。
第2太阳轮41与太阳轮轴21相连结。第2太阳轮41能够与太阳轮轴21一起以旋转轴A2为中心旋转。第2小齿轮421与第2太阳轮41啮合。第3小齿轮422与第2小齿轮421啮合。例如,第2太阳轮41的齿数是47。例如,第2小齿轮421的齿数是20。例如,第3小齿轮422的齿数是19。
第2行星架43与第1齿圈34相连结。第2行星架43以第2小齿轮421能够以旋转轴A421为中心旋转(自转)的方式支承第2小齿轮421。另外,第2行星架43以第3小齿轮422能够以旋转轴A422为中心旋转(自转)的方式支承第3小齿轮422。旋转轴A421和旋转轴A422配置为与旋转轴A2平行。另外,第2行星架43以第2小齿轮421和第3小齿轮422能够以旋转轴A2为中心旋转(公转)的方式支承第2小齿轮421和第3小齿轮422。第2齿圈44与第3小齿轮422啮合。第2齿圈44以旋转轴A2为中心旋转。第2齿圈44与变速装置输出轴25相连结。例如,第2齿圈44的齿数是97。
最终减速器6配置在变速装置2与车辆的轮子100之间。最终减速器6将输入至变速装置输出轴25的扭矩增大并向输出构件15输出。最终减速器6具备第4小齿轮61和第3齿圈62。第4小齿轮61与变速装置输出轴25相连结,且与变速装置输出轴25一起以旋转轴A2为中心旋转。第4小齿轮61与第3齿圈62啮合。第3齿圈62以旋转轴A1为中心旋转。第3齿圈62与输出构件15相连结。输出构件15与轮子100相连结。输出构件15和轮子100与第3齿圈62一起以旋转轴A1为中心旋转。第1马达11的旋转轴A11、第2马达12的旋转轴A12、以及变速装置2的旋转轴A2配置为与输出构件15的旋转轴A1平行。
利用第1马达11和第2马达12中的至少一者产生的动力经由变速装置2和最终减速器6向轮子100传递。另一方面,在车辆下坡等行驶的情况下,由轮子100产生的动力经由最终减速器6和变速装置2向第1马达11和第2马达12中的至少一者传递。在该情况下,第1马达11和第2马达12中的至少一者作为发电机进行驱动。发电时的旋转阻力作为再生制动作用于车辆。
控制装置9是计算机,例如包含CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random access memory:随机存取存储器)、输入接口、以及输出接口。控制装置9例如是搭载于车辆的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)。控制装置9对第1马达11和第2马达12这两者的角速度和旋转方向进行控制。
图2是表示低速挡模式下扭矩进行传递的路径的示意图。图3是表示高速挡模式下扭矩进行传递的路径的示意图。电动车辆驱动装置1具备低速挡模式和高速挡模式作为驱动模式。驱动模式根据第1马达11的角速度和第2马达12的角速度进行切换。即,在以使第1方向的扭矩作用于第1行星架33的方式控制了第1马达11和第2马达12的情况下,离合器5成为卡合状态,驱动模式成为低速挡模式。在以使第2方向的扭矩作用于第1行星架33的方式控制了第1马达11和第2马达12的情况下,离合器5成为分离状态,驱动模式成为高速挡模式。
低速挡模式能够增大减速比。即,在低速挡模式下,向变速装置输出轴25传递的扭矩变大。低速挡模式主要在车辆需要较大的扭矩的情况下使用。需要较大的扭矩的情况是例如爬坡时或进行加速时等。
在低速挡模式下,由第1马达11和第2马达12产生的扭矩的朝向相反。另外,由第1马达11和第2马达12产生的扭矩的大小可以相同,也可以不同。由第1马达11产生的扭矩经由第1减速器13、输入齿轮20以及太阳轮轴21向第1太阳轮31输入。由第2马达12产生的扭矩经由第2减速器14向第1齿圈34输入。在低速挡模式下,离合器5成为卡合状态。即,在低速挡模式下,第1小齿轮32能够自转,但无法公转。
在低速挡模式下,将第1马达11输出的扭矩设为扭矩T1,将第2马达12输出的扭矩设为扭矩T2。扭矩T2的朝向与扭矩T1的朝向相反。自第1马达11输出的扭矩T1经过第1减速器13成为扭矩T3。扭矩T3经由太阳轮轴21向第1太阳轮31输入。然后,扭矩T3在第1太阳轮31处与扭矩T5叠加,从而成为扭矩T6。扭矩T5是从第1齿圈34传递到第1太阳轮31的扭矩。
第1太阳轮31和第2太阳轮41由太阳轮轴21连结起来。因此,在低速挡模式下,自第1太阳轮31输出的扭矩T6经由太阳轮轴21向第2太阳轮41传递。并且,扭矩T6被第2行星齿轮装置4放大。另外,扭矩T6被第2行星齿轮装置4分配给扭矩T8和扭矩T7。扭矩T8是扭矩T2中的被分配到第2齿圈44的扭矩,该扭矩T8自变速装置输出轴25输出。扭矩T7是扭矩T2中的被分配到第2行星架43的扭矩。
扭矩T8自变速装置输出轴25向最终减速器6输出。并且,扭矩T8被最终减速器6放大而成为扭矩T9。扭矩T9经由输出构件15向轮子100输出。其结果,车辆行驶。
第2行星架43和第1齿圈34一体地旋转。分配到第2行星架43的扭矩T7在第1齿圈24处与自第2减速器14输出的扭矩T4合成。在第1齿圈34处合成的扭矩T4和扭矩T7经由第1小齿轮32成为扭矩T5。如此,在第1行星齿轮装置3与第2行星齿轮装置4之间产生扭矩的循环,因此,变速装置2能够增大减速比。即,电动车辆驱动装置1能够在低速挡模式下产生较大的扭矩。
高速挡模式能够缩小减速比。在高速挡模式下,向变速装置输出轴25传递的扭矩变小,但变速装置2的摩擦损失变小。在高速挡模式下,由第1马达11和第2马达12产生的扭矩的朝向相同。另外,由第1马达11和第2马达12产生的扭矩的大小大致相同。在高速挡模式下,将第1马达11输出的扭矩设为扭矩T11,将第2马达12输出的扭矩设为扭矩T12。图3所示的扭矩T15是自变速装置输出轴25输出并向最终减速器6传递的扭矩。
在高速挡模式下,第1马达11的扭矩T11经过第1减速器13成为扭矩T13。第2马达12的扭矩T12经过第2减速器14成为扭矩T14。在高速挡模式下,离合器5成为分离状态。即,在高速挡模式下,第1小齿轮32是能够自转且能够公转的状态。由此,在高速挡模式下,第1行星齿轮装置3与第2行星齿轮装置4之间的扭矩的循环被阻断。另外,在高速挡模式下,第1行星架33能够公转,因此,第1太阳轮31和第1齿圈34能够相对地自由地自转。扭矩T13在第2行星架43处与扭矩T14叠加。其结果,扭矩T15向第2齿圈44传递。
扭矩T15自变速装置输出轴25向最终减速器6输出。并且,扭矩T15被最终减速器6放大而成为扭矩T16。扭矩T16经由输出构件15向轮子100输出。其结果,车辆行驶。此外,在高速挡模式下,控制装置9适当地控制第1马达11的角速度和第2马达12的角速度,由此扭矩T16的朝向变为反向。其结果,车辆后退。
图4是搭载有本实施方式的电动车辆驱动装置的轮子的立体图。图5是搭载有本实施方式的电动车辆驱动装置的轮子的立体图。图6是本实施方式的电动车辆驱动装置的立体图。图7是本实施方式的电动车辆驱动装置的立体图。图8是本实施方式的电动车辆驱动装置的主视图。图9是本实施方式的电动车辆驱动装置的主视图。图10是本实施方式的电动车辆驱动装置的后视图。图11是图9中的A-A剖视图。图12是图10中的B-B剖视图。图13是图10中的C-C剖视图。图14是本实施方式的第1马达、第1减速器、第2马达、第2减速器以及变速装置的主视图。图15是本实施方式的第1马达、第1减速器、第2马达、第2减速器以及变速装置的立体图。图16是本实施方式的变速装置的分解立体图。图17是本实施方式的离合器的立体图。图18是变速装置的后视图。图19是图18中的D-D剖视图。
此外,在图8、图14以及图15中,省略了壳体10的图示。在图9中,省略了壳体10、第1减速器13以及第2减速器14的图示。在图12和图13中,为了易于观察,对壳体10和轮子100施加阴影,省略了其他构件的阴影。在图16和图18中,省略了第2齿圈44的图示。
在以下的说明中,与旋转轴A1平行的方向仅记载为轴向。相对于轴向正交的方向仅记载为径向。
如图4和图5所示,电动车辆驱动装置1配置于车辆的轮子100的内侧。电动车辆驱动装置1通过自输出构件15突出的多个双头螺栓150与轮子100固定。如图12所示,输出构件15借助轴承16支承于壳体10。另外,最终减速器6的第4小齿轮61借助轴承17支承于壳体10。在壳体10的内部配置有第1马达11、第1减速器13、第2马达12、第2减速器14以及变速装置2。
如图8所示,在电动车辆驱动装置1中,第2马达12的旋转轴A12的位置与第1马达11的旋转轴A11的位置不同。如图8所示,将在自与输出构件15的旋转轴A1平行的方向观察的情况下,通过变速装置2的旋转轴A2和旋转轴A1的直线设为直线L1。第1马达11的旋转轴A11位于直线L1的一侧。第2马达12的旋转轴A12位于直线L1的另一侧。即,第2马达12的旋转轴A12位于隔着直线L1与第1马达11的旋转轴A11所在侧相反的那一侧。在本实施方式中,自直线L1起到第2马达12的旋转轴A12为止的距离与自直线L1起到第1马达11的旋转轴A11为止的距离相等。
如图8所示,电动车辆驱动装置1具备连接器8。第1马达11和第2马达12通过包含U相、V相以及W相的三相交流进行驱动。连接器8通过线缆与设于车辆的变换器(电源装置)相连接。具体而言,为了对第1马达11和第2马达12分别供给三相交流电,具有多条芯线的线缆与连接器8相连接。连接器8具有与线缆的芯线电连接的7个连接部。7个连接部中的6个连接部连接于与变换器相连的芯线。7个连接部中的1个连接部与接地线相连接。
如图8所示,将在自与输出构件15的旋转轴A1平行的方向观察的情况下,以旋转轴A1为端点且通过第1马达11的旋转轴A11的半直线设为第1半直线H1,以旋转轴A1为端点且通过第2马达12的旋转轴A12的半直线设为第2半直线H2。连接器8位于由第1半直线H1和第2半直线H2划分出的区域R1和区域R2中的较小的区域R2。
如图12所示,第1马达11具备第1轴110、第1马达齿轮111、第1转子115、第1定子116、以及第1线圈117。第1轴110借助轴承支承于壳体10。第1马达齿轮111安装于第1轴110的端部,且与第1轴110一起以旋转轴A11为中心旋转。第1转子115安装于第1轴110,且与第1轴110一起以旋转轴A11为中心旋转。第1转子115具备多个磁体。第1定子116配置于第1转子115的径向外侧,并固定于壳体10。第1线圈117隔着绝缘体缠绕于第1定子116的齿部。向第1线圈117供给三相交流电。
如图13所示,第2马达12具备第2轴120、第2马达齿轮121、第2转子125、第2定子126、以及第2线圈127。第2轴120借助轴承支承于壳体10。第2马达齿轮121安装于第2轴120的端部,且与第2轴120一起以旋转轴A12为中心旋转。第2转子125安装于第2轴120,且与第2轴120一起以旋转轴A12为中心旋转。第2转子125具备多个磁体。第2定子126配置于第2转子125的径向外侧,且固定于壳体10。第2线圈127隔着绝缘体缠绕于第2定子126的齿部。向第2线圈127供给三相交流电。
在本实施方式中,第2马达12的外径、轴向长度、绕线构造(第2线圈127的卷绕方式)与第1马达11的外径、轴向长度、绕线构造(第1线圈117的卷绕方式)相同。另外,第2马达12在轴向上的端部的位置与第1马达11在轴向上的端部的位置相同。
如图11和图12所示,将通过第1端部E1且相对于旋转轴A1正交的平面设为第1平面B1,该第1端部E1是第1转子115的在轴向上的端部、第1定子116的在轴向上的端部以及第1线圈117的在轴向上的端部中的、在轴向上位于最端缘的部分。将通过第2端部E2且相对于旋转轴A1正交的平面设为第2平面B2,该第2平面B2是第1转子115的在轴向上的端部、第1定子116的在轴向上的端部以及第1线圈117的在轴向上的端部中的、在轴向上位于与第1端部E1相反侧的最端缘的部分。在本实施方式中,第1端部E1是第1线圈117的在轴向上的一端(靠轮子100侧的端部)。第2端部E2是第1线圈117的在轴向上的另一端(靠车身侧的端部)。如图11和图13所示,第2转子125、第2定子126以及第2线圈127位于第1平面B1与第2平面B2之间。在本实施方式中,第1平面B1通过第2线圈127的在轴向上的一端(靠轮子100侧的端部)。第2平面B2通过第2线圈127的在轴向上的另一端(靠车身侧的端部)。
如图14所示,第1减速器13位于第1马达齿轮111与变速装置2之间。第1齿轮131的旋转轴A131位于旋转轴A11与旋转轴A2之间。第2齿轮132和第3齿轮133的旋转轴A132位于旋转轴A131与旋转轴A2之间。
如图14所示,第2减速器14位于第2马达齿轮121与变速装置2之间。第1齿轮141的旋转轴A141位于旋转轴A12与旋转轴A2之间。第2齿轮142和第3齿轮143的旋转轴A142位于旋转轴A141与旋转轴A2之间。
如图11所示,变速装置2的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间。在本实施方式中,变速装置2的轴向长度大于第1平面B1与第2平面B2之间的距离。
离合器5例如是所谓的凸轮式的单向离合器。如图19所示,离合器5具备内圈、轴承55、外圈52、以及辊53。离合器5的内圈是第1行星架33。即,离合器5具备作为内圈的第1行星架33。第1行星架33借助轴承55支承于外圈52,能够相对于外圈52旋转。第1行星架33具备基部331和突出部332。基部331是圆筒状,位于外圈52的内侧。基部331是第1行星架33中的在径向上与外圈52重叠的部分。基部331与轴承55和辊53相接触。突出部332与基部331形成为一体。突出部332位于外圈52的外侧。突出部332自基部331向第1齿圈34侧延伸。突出部332在径向上与第1齿圈34重叠。如图16和图17所示,突出部332保持着多个第1小齿轮32。外圈52通过螺栓固定于壳体10。辊53配置于第1行星架33与外圈52之间。辊53支承于第1行星架33,且与第1行星架33一起旋转。在第1行星架33向第1方向旋转时,辊53与外圈52啮合。因此,第1行星架33无法旋转。由此,离合器5实现卡合状态。另一方面,在第1行星架33向作为与第1方向相反的方向的第2方向旋转时,辊53不与外圈52啮合。因此,第1行星架33能够旋转。由此,离合器5实现分离状态。
另外,在如上述专利文献1那样以两个马达在轴向上重叠的方式配置的情况下,驱动装置容易在轴向上变大。因此,在将专利文献1的驱动装置安装于车辆的轮子的情况下,驱动装置中的从轮子向车身侧突出的部分的长度变大。其结果,存在限定能够与驱动装置连结的悬架的种类的可能性。具体而言,在将驱动装置配置于车辆的前轮的情况下,虽然能够将驱动装置安装于双横臂式的悬架,但难以将驱动装置安装于支柱式的悬架。
与此相对,在本实施方式的电动车辆驱动装置1中,第1马达11和第2马达12在轴向上不重叠。因此,电动车辆驱动装置1能够减小轴向长度。其结果,电动车辆驱动装置1中的自轮子100向车身侧突出的部分的长度变小。因而,能够应用于电动车辆驱动装置1的悬架的种类变多。具体而言,电动车辆驱动装置1能够安装于支柱式的悬架。此外,悬架安装于电动车辆驱动装置1的靠车身侧的端面等。
此外,也可以是,图13所示的第2转子125、第2定子126以及第2线圈127未全部位于第1平面B1与第2平面B2之间。例如,第2转子125的一部分、第2定子126的一部分或第2线圈127的一部分也可以位于被第1平面B1和第2平面B2所夹区域的外侧。即,只要第2转子125的至少一部分、第2定子126的至少一部分以及第2线圈127的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间即可。
此外,自图8所示的直线L1起到第2马达12的旋转轴A12为止的距离也可以不一定与自直线L1起到第1马达11的旋转轴A11为止的距离相等。自直线L1起到第2马达12的旋转轴A12为止的距离可以比自直线L1起到第1马达11的旋转轴A11为止的距离大,也可以比自直线L1起到第1马达11的旋转轴A11为止的距离小。只要至少满足在直线L1的一侧存在第1马达11,在直线L1的另一侧存在第2马达12即可。
此外,在低速挡模式下,第1马达11和第2马达12可以不一定两者都进行驱动。也可以仅第1马达11和第2马达12中的第1马达11进行驱动。另外,上述各齿轮的齿数是一个例子,各齿轮的齿数并未特别限定。
如以上说明那样,电动车辆驱动装置1具备第1马达11、第2马达12、以及变速装置2。第1马达11具有第1转子115、第1定子116以及第1线圈117。第2马达12具有第2转子125、第2定子126以及第2线圈127。向变速装置2传递第1马达11和第2马达12中的至少一者的动力。将通过第1端部E1且相对于旋转轴A11正交的平面设为第1平面B1,该第1端部E1是第1转子115的在与第1马达11的旋转轴A11平行的轴向上的端部、第1定子116的在与第1马达11的旋转轴A11平行的轴向上的端部以及第1线圈117的在与第1马达11的旋转轴A11平行的轴向上的端部中的、在轴向上位于最端缘的部分。将通过第2端部E2且相对于旋转轴A11正交的平面设为第2平面B2,该第2端部E2是第1转子115的在轴向上的端部、第1定子116的在轴向上的端部以及第1线圈117的在轴向上的端部中的、在轴向上位于与第1端部E1相反侧的最端缘的部分。第2转子125的至少一部分、第2定子126的至少一部分或第2线圈127的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间。
由此,第2马达12相对于第1马达11在轴向上不重叠。因此,易于使电动车辆驱动装置1在轴向上小型化。另外,由于连同第1马达11和第2马达12一起设有变速装置2,因此电动车辆驱动装置1能够变速。因而,电动车辆驱动装置1能够变速且能够减小轴向长度。
另外,在电动车辆驱动装置1中,变速装置2的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间。
由此,变速装置2相对于第1马达11和第2马达12在轴向上不重叠。因此,电动车辆驱动装置1能够进一步减小轴向长度。
另外,对于电动车辆驱动装置1,还能够如下那样进行记载。即,电动车辆驱动装置1具备第1马达11、第2马达12、变速装置2、以及输出构件15。向变速装置2传递第1马达11和第2马达12中的至少一者的动力。输出构件15通过自变速装置2输出的动力进行旋转。第1马达11的旋转轴A11、第2马达12的旋转轴A12、以及变速装置2的旋转轴A2配置为与输出构件15的旋转轴A1平行。在从与输出构件15的旋转轴A1平行的轴向观察的情况下,第1马达11的旋转轴A11位于通过输出构件15的旋转轴A1和变速装置2的旋转轴A2的直线L1的一侧,第2马达12的旋转轴A12位于直线L1的另一侧。
由此,第1马达11的旋转轴A11的位置和第2马达12的旋转轴A12的位置不同。因此,能够将第2马达12配置为相对于第1马达11在轴向上不重叠。另外,变速装置2的旋转轴A2的位置不同于第1马达11的旋转轴A11的位置和第2马达12的旋转轴A12的位置。因此,能够将变速装置2配置为相对于第1马达11和第2马达12在轴向上不重叠。因而,电动车辆驱动装置1能够变速且能够减小轴向长度。
并且,自第1马达11起到变速装置2为止的距离与自第2马达12起到变速装置2为止的距离之间的差变小。由此,在第1马达11与变速装置2之间和第2马达12与变速装置2之间分别配置减速器的情况下,能够使两个减速器的大小接近。
另外,电动车辆驱动装置1具有连接器8,该连接器8用于安装向第1马达11和第2马达12供给电力的布线。在自轴向观察的情况下,连接器8位于由以输出构件15的旋转轴A1为端点且通过第1马达11的旋转轴A11的第1半直线H1、和以输出构件15的旋转轴A1为端点且通过第2马达12的旋转轴A12的第2半直线H2划分出的两个区域(区域R1和区域R2)中的较小的区域R2。
在由第1半直线H1和第2半直线H2划分出的两个区域(区域R1和区域R2)中的较大的区域R1中配置变速装置2。因此,在较大的区域R1中,由于旋转自如地配置有构成两个减速器(第1减速器13和第2减速器14)的许多齿轮,因此,供自连接器8朝向第1马达11和第2马达12去的布线通过的空间较少,因而难以配置布线。与此相对,通过使连接器8位于较小的区域R2,从而许多齿轮等对于布线来说的障碍物较少,因而布线的配置变得容易。而且,能够减小自连接器8起到第1马达11为止的距离与自连接器8起到第2马达12为止的距离之间的差。
另外,电动车辆驱动装置1具备:第1减速器13,其将由第1马达11产生的扭矩放大并向变速装置2传递;以及第2减速器14,其将由第2马达12产生的扭矩放大并向变速装置2传递。
在电动车辆驱动装置1中,第2马达12相对于第1马达11在轴向上不重叠,另一方面,第1马达11的外径和第2马达12的外径变小。因此,第1马达11输出的扭矩和第2马达12输出的扭矩的增大存在极限。与此相对,通过在电动车辆驱动装置1设置第1减速器13和第2减速器14,能够增大向变速装置2传递的扭矩。因而,电动车辆驱动装置1能够减小轴向长度且能够增大可输出的扭矩。
另外,在电动车辆驱动装置1中,变速装置2具备输入齿轮20、太阳轮轴21、第1太阳轮31、第1小齿轮32、第1行星架33、离合器5、以及第1齿圈34。输入齿轮20接受第1马达11的动力。太阳轮轴21与输入齿轮20一起旋转。第1太阳轮31与太阳轮轴21一起旋转。第1小齿轮32与第1太阳轮31啮合。第1行星架33以第1小齿轮32能够自转且第1小齿轮32能够以第1太阳轮31为中心公转的方式支承第1小齿轮32。离合器5限制第1行星架33的旋转。第1齿圈34作为外齿齿轮而接受第2马达12的动力,且作为内齿齿轮而与第1小齿轮32啮合。
由此,变速装置2能够接受相对于变速装置2不同轴地配置的第1马达11和第2马达12的动力。而且,变速装置2能够将自第1马达11和第2马达12中的至少一者得到的动力改变扭矩并输出。
另外,在电动车辆驱动装置1中,离合器5是单向离合器,具备固定于支承构件(壳体10)的外圈52和相对于外圈52旋转的内圈。内圈是第1行星架33。
由此,与离合器5的内圈和第1行星架33相嵌合的情况相比,能够省略用于嵌合的构造。因此,变速装置2的轴向长度变小。
(第1变形例)
图20是第1变形例的电动车辆驱动装置的立体图。图21是第1变形例的电动车辆驱动装置的后视图。图22是第1变形例的电动车辆驱动装置的左视图。图23是表示向轮子传递的扭矩与车速之间的关系的图表。此外,对于与在上述实施方式中说明的构成要件相同的构成要件标注相同的附图标记并省略重复说明。
第1变形例的电动车辆驱动装置1A具备与上述第2马达12不同的第2马达12A。如图20所示,第2马达12A具备第2转子125A、第2定子126A、以及第2线圈127A。第2转子125A的轴向长度大于第1转子115的轴向长度。第2定子126A的轴向长度大于第1定子116的轴向长度。第2定子126A的外径与第1定子116的外径相等。第2马达12A的绕线构造(第2线圈127A的卷绕方式)与第1马达11的绕线构造(第1线圈117的卷绕方式)相同。因此,在第2马达12A的角速度与第1马达11的角速度相同的情况下,由第2马达12A产生的扭矩大于由第1马达11产生的扭矩。
如图22所示,第2定子126A的至少一部分或第2线圈127A的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间。在第1变形例中,第1平面B1通过第2线圈127A的轴向的一端(靠轮子100侧的端部)。第2线圈127A的轴向的另一端(靠车身侧的端部)相对于第2平面B2位于与第1平面B1所在侧相反的那一侧。
在第1变形例中,与上述实施方式同样地,也是第2马达12A相对于第1马达11在轴向上不重叠。因此,易于使电动车辆驱动装置1A在轴向上小型化。
另外,在上述实施方式的低速挡模式下,第1马达11的角速度和第2马达12的角速度不同。因此,由第1马达11产生的动力和由第2马达12产生的动力不同。另一方面,在上述实施方式的高速挡模式下,由第1马达11产生的动力和由第2马达12产生的动力大致相同(严格地讲,若将上述变速装置2的各齿轮的齿数作为前提,则第2马达12的动力是第1马达11的动力的1.06倍左右。)。
图23的虚线G1是上述实施方式的低速挡模式下的行驶性能曲线。图23的单点划线G2是上述实施方式的高速挡模式下的行驶性能曲线。图23的实线G3是上述实施方式的电动车辆驱动装置1的行驶性能曲线。图23的双点划线G4是理想的行驶性能曲线。期望行驶性能曲线如双点划线G4那样是平滑的曲线。此外,在图23中,实际上,虚线G1和单点划线G2与实线G3的一部分和双点划线G4的一部分重叠,但为了容易观察,错开地描绘了虚线G1和单点划线G2。
在低速挡模式下,由第1马达11产生的动力与由第2马达12产生的动力不同,另一方面,在高速挡模式下,由第1马达11产生的动力与由第2马达12产生的动力大致相同,因此,如图23所示那样在实线G3的中央部产生拐点。即,行驶性能曲线难以成为平滑的曲线。
与此相对,在第1变形例中,第2马达12A在轴向上长于第1马达11。因此,即使在第1马达11的角速度大于第2马达12A的角速度的情况下,由第1马达11产生的动力和由第2马达12A产生的动力之间的差也变小。因而,在第1变形例的电动车辆驱动装置1A中,行驶性能曲线容易成为平滑的曲线。
(第2变形例)
图24是第2变形例的电动车辆驱动装置的左视图。此外,对于与在上述实施方式中说明的构成要件相同的构成要件标注相同的附图标记并省略重复说明。
第2变形例的电动车辆驱动装置1B具备与上述第2马达12不同的第2马达12B。如图24所示,第2马达12B具备第2定子126B和第2线圈127B。第2定子126B的轴向长度大于第1定子116的轴向长度。第2定子126B的外径与第1定子116的外径相等。第2马达12B的绕线构造(第2线圈127B的卷绕方式)与第1马达11的绕线构造(第1线圈117的卷绕方式)相同。因此,在第2马达12B的角速度与第1马达11的角速度相同的情况下,由第2马达12B产生的扭矩大于由第1马达11产生的扭矩。
如图24所示,第2定子126B的至少一部分和第2线圈127B的至少一部分位于第1平面B1与第2平面B2之间。在第2变形例中,第2线圈127B的轴向的一端(靠轮子100侧的端部)位于第1平面B1与第2平面B2之间。第2线圈127B的轴向的另一端(靠车身侧的端部)相对于第2平面B2位于与第1平面B1所在侧相反的那一侧。
在第2变形例中,与上述实施方式同样地,也是第2马达12B相对于第1马达11在轴向上不重叠。因此,易于使电动车辆驱动装置1B在轴向上小型化。
另外,在第2变形例中,第2马达12B在轴向上长于第1马达11。因此,即使在第1马达11的角速度大于第2马达12B的角速度的情况下,由第1马达11产生的动力与由第2马达12B产生的动力之间的差也变小。因而,在第2变形例的电动车辆驱动装置1B中,行驶性能曲线容易成为平滑的曲线。
附图标记说明
1、1A、1B、电动车辆驱动装置;10、壳体(支承构件);100、轮子;11、第1马达;110、第1轴;111、第1马达齿轮;115、第1转子;116、第1定子;117、第1线圈;12、12A、12B、第2马达;120、第2轴;121、第2马达齿轮;125、125A、第2转子;126、126A、126B、第2定子;127、127A、127B、第2线圈;13、第1减速器;131、第1齿轮;132、第2齿轮;133、第3齿轮;14、第2减速器;141、第1齿轮;142、第2齿轮;143、第3齿轮;15、输出构件;150、双头螺栓;16、17、轴承;2、变速装置;20、输入齿轮;21、太阳轮轴;25、变速装置输出轴;3、第1行星齿轮装置;31、第1太阳轮;32、第1小齿轮;33、第1行星架(内圈);331、基部;332、突出部;34、第1齿圈;4、第2行星齿轮装置;41、第2太阳轮;421、第2小齿轮;422、第3小齿轮;43、第2行星架;44、第2齿圈;5、离合器;52、外圈;53、辊;55、轴承;6、最终减速器;61、第4小齿轮;62、第3齿圈;8、连接器;9、控制装置;A1、A11、A12、A2、A131、A132、A141、A142、旋转轴;B1、第1平面;B2、第2平面;E1、第1端部;E2、第2端部;H1、第1半直线;H2、第2半直线;L1、直线;R1、R2、区域。

Claims (15)

1.一种电动车辆驱动装置,其中,
该电动车辆驱动装置具备:
第1马达,其具有第1转子、第1定子以及第1线圈;
第2马达,其具有第2转子、第2定子以及第2线圈;以及
变速装置,所述第1马达和所述第2马达中的至少一者的动力向该变速装置传递,
将通过第1端部且相对于所述第1马达的旋转轴正交的平面设为第1平面,该第1端部是所述第1转子的在与所述第1马达的旋转轴平行的轴向上的端部、所述第1定子的在所述轴向上的端部以及所述第1线圈的在所述轴向上的端部中的、在所述轴向上位于最端缘的部分,
将通过第2端部且相对于所述旋转轴正交的平面设为第2平面,该第2端部是所述第1转子的在所述轴向上的端部、所述第1定子的在所述轴向上的端部以及所述第1线圈的在所述轴向上的端部中的、在所述轴向上位于与所述第1端部相反侧的最端缘的部分,
在该情况下,所述第2转子的至少一部分、所述第2定子的至少一部分或所述第2线圈的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间,
所述变速装置相对于所述第1马达和所述第2马达在所述轴向上不重叠。
2.根据权利要求1所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述变速装置的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动装置,其中,
该电动车辆驱动装置具备:
第1减速器,其将由所述第1马达产生的扭矩放大并向所述变速装置传递;以及
第2减速器,其将由所述第2马达产生的扭矩放大并向所述变速装置传递。
4.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述变速装置具备:
输入齿轮,其接受所述第1马达的动力;
太阳轮轴,其与所述输入齿轮一起旋转;
第1太阳轮,其与所述太阳轮轴一起旋转;
第1小齿轮,其与所述第1太阳轮啮合;
第1行星架,其以所述第1小齿轮能够自转且所述第1小齿轮能够以所述第1太阳轮为中心公转的方式支承所述第1小齿轮;
离合器,其限制所述第1行星架的旋转;以及
第1齿圈,其作为外齿齿轮而接受所述第2马达的动力,且作为内齿齿轮而与所述第1小齿轮啮合。
5.根据权利要求4所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述离合器是单向离合器,
所述离合器具备:
外圈,其固定于支承构件;以及
内圈,其相对于所述外圈旋转,
所述内圈是所述第1行星架。
6.根据权利要求1所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述变速装置的在所述轴向上的长度大于所述第1平面与所述第2平面之间的距离。
7.根据权利要求1或6所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第2转子的一部分、所述第2定子的一部分或所述第2线圈的一部分位于被所述第1平面和所述第2平面所夹的区域的外侧。
8.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动装置,其中,
该电动车辆驱动装置还具备输出构件,该输出构件通过自所述变速装置输出的动力进行旋转,
所述第1马达的旋转轴、所述第2马达的旋转轴、以及所述变速装置的旋转轴配置为与所述输出构件的旋转轴平行,
在自所述轴向观察的情况下,所述第1马达的旋转轴位于通过所述输出构件的旋转轴和所述变速装置的旋转轴的直线的一侧,所述第2马达的旋转轴位于所述直线的另一侧。
9.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动装置,其中,
在所述第1马达与所述变速装置之间和所述第2马达与所述变速装置之间分别配置有减速器。
10.根据权利要求3所述的电动车辆驱动装置,其中,
在所述第1马达与所述变速装置之间配置有所述第1减速器,在所述第2马达与所述变速装置之间配置有所述第2减速器。
11.根据权利要求4所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第2定子的至少一部分或所述第2线圈的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间。
12.根据权利要求11所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第1平面通过所述第2线圈的在所述轴向上的一端,所述第2线圈的在所述轴向上的另一端相对于所述第2平面位于与所述第1平面所在侧相反的那一侧。
13.根据权利要求4所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第2定子的在所述轴向上的长度大于所述第1定子的在所述轴向上的长度。
14.根据权利要求13所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第2定子的至少一部分和所述第2线圈的至少一部分位于所述第1平面与所述第2平面之间。
15.根据权利要求14所述的电动车辆驱动装置,其中,
所述第2线圈的在所述轴向上的一端位于所述第1平面与所述第2平面之间,所述第2线圈的在所述轴向上的另一端相对于所述第2平面位于与所述第1平面所在侧相反的那一侧。
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