JP2000198361A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】キャリヤの固定部がケース外面近傍に存在せ
ず、キャリヤ固定部におけるギヤ騒音の低減を図ること
ができる電気自動車を提供する。 【解決手段】回転方向が可変のモータ２の出力軸２８に
連結され、モータの回転数を減速して駆動輪に伝える減
速機３と、モータを制御する制御手段とを備えた電気自
動車であって、減速機はモータの出力軸と連結する入力
軸２５と、駆動輪に連結する出力軸３６と、入力軸と出
力軸との間に介設された第１、第２遊星歯車機構４２，
４３とを有し、各遊星歯車機構４２，４３のサンギヤ４
４，４５を互に連結すると共に、入力軸と第１遊星歯車
機構４２のインターナルギヤ５０とを連結し、第１遊星
歯車機構４２のキャリヤ４８と第２遊星歯車機構４３の
インターナルギヤ５１を上記出力軸に連結し、第２遊星
歯車機構４３のキャリヤ４９を減速機３のケース部材９
における出力軸軸受部３８に固定したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータの出力を
減速して駆動輪に伝達する減速機を備えたような電気自
動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の電気自動車としては、例
えば、特開平８−２８２３１４号公報に記載のものがあ
る。

【０００３】すなわち、回転速度および回転方向ともに
可変のモータと，このモータの出力軸に連結されて、モ
ータの回転数を減速して駆動輪に伝達する減速機とを備
え、この減速機はモータ出力軸に連結された入力軸と、
減速機出力を駆動輪に連結する出力軸との間に２つの遊
星歯車機構を設けたものである。

【０００４】この従来の電気自動車によれば、モータの
出力を一方の遊星歯車機構に入力し、この遊星歯車機構
から左右何れか一方の駆動輪に電力を出力すると共に、
この遊星歯車機構から他方の遊星歯車機構に動力を伝達
して、この他方の遊星歯車機構から他方の駆動輪に動力
を出力することで、所定の減速機能と左右の駆動輪間で
の差動機能とが確保できる。

【０００５】ところで、２つの遊星歯車機構を備えた減
速機において所定減速比の出力を得るためには遊星歯車
機構のリングギヤまたはキャリヤを固定する必要があ
る。この場合、内周面および外周面にスプラインが形成
されたロックリングを設け、このロックリングの内周側
をリングギヤまたはキャリヤに連結されたドラム部材外
周のスプライン部に噛合せ、外周側を減速機ケースに形
成されたスプライン部に噛合せて、固定する構造が考え
られる。

【０００６】しかし、この場合にはギヤ騒音が大となる
問題点があった。つまり、電気自動車の正逆転はエンジ
ンと異なりモータの正逆転で行なわれ、前進側でギヤが
噛合うが、アクセルＯＦＦ時には回生制動（ｒｅｇｅｎ
ｅｒａｔｉｖｅ ｂｒａｋｉｎｇ）が働き、ギヤに逆方
向のトルクが伝わって、バックラッシュによりギヤ騒音
が発生し、このギヤ騒音が減速機ケースに伝わり、減速
機ケースから外方へ音が放射される。

【０００７】特に上述の２つの遊星歯車機構を備えた減
速機として従前の車両用自動変速機を流用し、本来、Ａ
Ｔの湿式多板クラッチが配設される部分を利用して上述
のロックリングを配設した場合には、ギヤ騒音が顕著と
なる。

【０００８】このような問題点を解決するためには、上
述のバックラッシュ（ｂａｃｋ ｌａｓｈ，ギヤの噛合
いにおいてギヤを逆転するとき存する遊びのことで、所
謂歯裏のすき間）を小と成せばよいが、バックラッシュ
を過度に小さく形成すると、組付け性が悪化する問題点
があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、モータ出力軸に連結する入力軸と、駆動輪
に連結する出力軸との間に第１および第２の各遊星歯車
機構を介設し、特に第２遊星歯車機構のキャリヤを減速
機のケース部材における出力軸軸受部（つまりケース部
材の内方部）に固定することで、キャリヤの固定部がケ
ース外面近傍に存在せず、キャリヤ固定部におけるギヤ
騒音の低減を図ることができる電気自動車の提供を目的
とする。この発明の請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の発明の目的と併せて、上述の第２遊星歯車機構
のキャリヤに、出力軸と同方向に延びる筒状部を設け、
この筒状部の内面に係合する係合部を有するリング状の
連結部材を設けて、この連結部材をケース部材（詳しく
はケース部材における出力軸軸受部）に固定すること
で、連結部材を用いてキャリヤの固定を確実に行なうこ
とができる電気自動車の提供を目的とする。

【００１０】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の目的と併せて、上述の連結部材をそ
の組付け時において出力軸上に回転自在に嵌合すべく構
成することで、組付け作業性の向上を図ることができる
電気自動車の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、回転方向が可変のモータと、上記モータの出
力軸に連結され、該モータの回転数を減速して駆動輪に
伝える減速機と、上記モータを制御する制御手段とを備
えた電気自動車であって、上記減速機は上記モータの出
力軸と連結する入力軸と、上記駆動輪に連結する出力軸
と、上記入力軸と出力軸との間に介設された第１、第２
遊星歯車機構とを有し、上記各遊星歯車機構のサンギヤ
を互に連結すると共に、上記入力軸と第１遊星歯車機構
のインターナルギヤとを連結し、上記第１遊星歯車機構
のキャリヤと第２遊星歯車機構のインターナルギヤを上
記出力軸に連結し、第２遊星歯車機構のキャリヤを減速
機のケース部材における出力軸軸受部に固定した電気自
動車であることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記第２遊星歯車機
構のキャリヤには出力軸と同方向に延びる筒状部が設け
られ、該筒状部の内面に係合する係合部を有するリング
状の連結部材を設け、上記連結部材をケース部材に固定
した電気自動車であることを特徴とする。

【００１３】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の構成と併せて、上記連結部材は組付
け時において出力軸上に回転自在に嵌合される電気自動
車であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用及び効果】この発明の請求項１記載の発明
によれば、モータ出力軸からのトルクは、減速機の入力
軸を介して第１遊星歯車機構のインターナルギヤに入力
され、この第１遊星歯車機構のキャリヤから出力軸に出
力される一方、第１遊星歯車機構のサンギヤから第２遊
星歯車機構のサンギヤにトルクが伝達され、この第２遊
星歯車機構のインターナルギヤからも出力軸に出力され
る。

【００１５】しかも、上述の第２遊星歯車機構のキャリ
ヤを減速機のケース部材における出力軸軸受部に固定し
たので、キャリヤ固定部が減速機ケース部材の内方部に
位置し、キャリヤの固定部がケース外面近傍に存在せ
ず、キャリヤ固定部におけるギヤ騒音の低減を図ること
ができる効果がある。

【００１６】なお、出力軸の回転数は所定の減速比で減
速されると共に、該出力軸に出力されるトルクは、モー
タのトルクが上記減速比の逆数の値で増幅されたトルク
となる。

【００１７】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の第２遊
星歯車機構のキャリヤに、出力軸と同方向に延びる筒状
部を設け、この筒状部の内面に係合する係合部を有する
リング状の連結部材を設けて、この連結部材をケース部
材（詳しくは該ケース部材における出力軸軸受部）に固
定したので、上述の連結部材を用いてキャリヤの固定を
確実に行なうことができる効果がある。

【００１８】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項２記載の発明の効果と併せて、上述の連結部
材をその組付け時において出力軸上に回転自在に嵌合す
べく構成したので、組付け作業性の向上を図ることがで
きる効果がある。

【００１９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は電気自動車を示し、図１において、この
実施例の電気自動車１はモータ前置後輪駆動タイプに構
成され、車体前部に後向きに配設された回転速度および
回転方向ともに可変のモータ２と、モータ２の後方に接
続された減速機３とを有し、この減速機３からの出力
を、後方に延びるプロペラシャフト４を介して車体後部
に配置された差動装置５に伝達すると共に、この差動装
置５の出力により後車軸６，６を介して左右の後輪７，
７を駆動するように構成している。

【００２０】上述の減速機３は、フロントハウジング８
と、センタハウジング９と、リヤハウジング１０とを有
する。而して、フロントハウジング８の前端面と、モー
タ２のフランジ部１１とが取付けプレート１２を介して
接合され、これら各要素１１，１２，８を複数のボルト
１３…で締結することにより、上述のモータ２と減速機
３とが結合されている。

【００２１】また、この電気自動車１には制御手段とし
てのコントロールユニット１４が備えられ、ドライバの
操作に対応してモータ２の回転速度および回転方向等を
制御すべく構成している。

【００２２】図２は減速機３の内部構造を示し、この減
速機３においては、上述のフロントハウジング８の後端
面にオイルポンプ１５を挟んでセンタハウジング９の前
端面が接合され、これら各要素８，１５，９が複数のボ
ルト１６…によって結合されている。また、センタハウ
ジング９の後端面にはリヤハウジング１０の前端面が接
合され、これら両者９，１０が複数のボルト１７…によ
って結合されている。

【００２３】上述のオイルポンプ１５は、図３に拡大し
て示す如く、内歯噛合い式のギヤポンプで、互いに噛合
うインナギヤ１８およびアウタギヤ１９と、これらの各
ギヤ１８，１９を収納したポンプハウジング２０と、こ
のポンプハウジング２０の後面に複数のボルト２１…に
よって締結されたポンプカバー２２とで構成されてい
る。

【００２４】上述のポンプカバー２２には、ポンプハウ
ジング２０を貫通して前方に突出するフロント筒状部２
３と後方に延びるリヤ筒状部２４とが設けられている。

【００２５】そして、これらの筒状部２３，２４内にわ
たって減速機３の入力軸２５が貫通され、この入力軸２
５は上述の各筒状部２３，２４の内面に固設されたブッ
シュ２６，２７により回転自在に支持されている。

【００２６】上述の入力軸２５は、モータ２の後方に突
出するモータ出力軸２８に一対のフランジ継手２９，３
０を用いて接続されている。すなわち、前側のフランジ
継手２９には、モータ２の出力軸２８が、後側のフラン
ジ継手３０には、入力軸２５の前端部がそれぞれスプラ
イン嵌合されると共に、両継手２９，３０の相対向する
フランジ部が複数のボルト３１…により締結され、これ
によりり、モータ２の出力軸２８と減速機３の入力軸２
５とが直結されて、モータ２の回転がそのまま減速機３
に入力されるように構成している。

【００２７】また、後側のフランジ継手３０には後方に
延びるスリーブ３２が溶接手段にて固着され、スリーブ
３２の後端部が、上述のオイルポンプ１５のポンプハウ
ジング２０内に突入されて、このポンプハウジング２０
内に収納されたインナギヤ１８に係合されており、これ
により、モータ２の回転によって各フランジ継手２９，
３０およびスリーブ３２を介してオイルポンプ１５が駆
動されるようになっている。

【００２８】上述のオイルポンプ１５の駆動により、図
２に示すセンタハウジング９の底部に取付けられたオイ
ルパン３３内のオイルが案内部材３４を介して該ポンプ
１５内に吸入された後に、各被潤滑部を潤滑すべく構成
している。

【００２９】なお、図２、図３において３５は後側のフ
ランジ継手３０のスプライン孔前端部を封鎖するプラグ
部材で、このプラグ部材３５にてオイルの外部漏出を防
止すべく構成している。

【００３０】一方、図２に示すように、上述の入力軸２
５の後方には、センタハウジング９内からリヤハウジン
グ１０内を貫通して、該入力軸２５と同一軸線上に位置
すべく出力軸３６が配置され、この出力軸３６の後端部
に、図１に示すプロペラシャフト４の前端部が連結され
ている。

【００３１】この出力軸３６は、上述のセンタハウジン
グ９の後部仕切り壁３７内方の出力軸軸受部３８で回転
自在に支持されると共に、後端部におけるプロペラシャ
フト４と連結部(図示せず)において、リヤハウジング１
０に回転自在に支持されている。

【００３２】そして、図３の要部を図４に拡大して示す
ように、前述のポンプカバー２２のリヤ筒状部２４上に
第１ドラム部材３９が回転自在に嵌合されて、この第１
ドラム部材３９にポンプカバー２２のリヤ筒状部２４か
ら後方に突出する入力軸２５の後端部がスプライン嵌合
されると共に、この第１ドラム部材３９の内側にはハブ
部材４０が回転自在に配置され、このハブ部材４０の外
周面と第１ドラム部材３９の内周面とに互いに対向する
ように設けられたスプラインにロックリング４１の内外
周面がそれぞれスプライン嵌合されている。これによ
り、モータ２の回転が第１、第２フランジ継手２９，３
０、入力軸２５、第１ドラム部材３９およびロックリン
グ４１を介してハブ部材４０までそのまま伝達されるよ
うになっている。

【００３３】また、上述の出力軸３６の前部には、その
前方から後方にかけて第１、第２遊星歯車機構４２，４
３が配設されている。

【００３４】これらの遊星歯車機構４２，４３は、サン
ギヤ４４，４５と、このサンギヤ４４，４５に噛合う複
数のピニオン４６…、４７…と、これらのピニオン４６
…、４７…をそれぞれ自転および公転自在に支持するキ
ャリヤ４８，４９と、各ピニオン４６…、４７…にそれ
ぞれ噛合うインターナルギヤ５０，５１とで構成されて
いる。

【００３５】そして、第１遊星歯車機構４２のインター
ナルギヤ５０に上述のハブ部材４０が連結され、これに
より、該インターナルギヤ５０にモータ２の回転を入力
すべく構成している。また、上述の第１、第２遊星歯車
機構４２，４３のサンギヤ４４，４５は一体化されると
共に、第１遊星歯車機構４２のキャリヤ４８が直接出力
軸３６にスプライン結合され、第２遊星歯車機構４３の
インターナルギヤ５１がフランジ部材５２を介して出力
軸３６にスプライン結合されている。

【００３６】さらに、第２遊星歯車機構４３のキャリヤ
４９には、出力軸３６と同方向に延びる筒状部としての
第２ドラム部材５３を連結し、この第２ドラム部材５３
の内周面にはスプライン孔５３ａを形成している。

【００３７】しかも、組付け時において上述の出力軸３
６上に回転自在に嵌合される連結部材としてのドラムロ
ックレース５４を設け、このドラムロックレース５４の
上述のスプライン孔５３ａと対応する部分にはスプライ
ン軸５４ａを一体形成し、このスプライン軸５４ａをス
プライン孔５３ａに嵌合させた状態で、上述のドラムロ
ックレース５４を複数のセットボルト５５(図２参照)を
用いて減速機３のセンタハウジング９における出力軸軸
受部３８に固定している。

【００３８】このような固定構造により、第２遊星歯車
機構４３のキャリヤ４９が第２ドラム部材５３およびド
ラムロックレース５４を介してセンタハウジング９の後
部仕切り壁３７における出力軸軸受部３８に固定される
ように構成している。

【００３９】上述のドラムロックレース５４は図５、図
６に示す如くその中央部には上述の出力軸３６を挿通さ
せる挿通孔５６が形成され、この挿通孔５６の孔縁部外
周には上述のセットボルト５５を螺合する複数のネジ穴
５７…が形成されている。

【００４０】ここで、上述の入力軸２５から第１、第２
遊星歯車機構４２，４３を介して出力軸３６に至る動力
伝達系統の構成スケルトン図で示すと図７に示す通りで
ある。この動力伝達系統は、入力軸２５の回転を所定の
減速比で減速して主力軸３６に伝達する減速機構を構成
している。

【００４１】つまり、この減速機３においては、第１、
第２遊星歯車機構４２，４３のサンギヤ４４，４５が一
体化されて常に同一回転し、また、第１遊星歯車機構４
２のキャリヤ４８と第２遊星歯車機構４３のインターナ
ルギヤ５１とが出力軸３６に連結されて、これらも常に
同一回転し、さらに、第２遊星歯車機構４３のキャリヤ
４９が減速機ケース内方部にて固定されるように構成す
ることで、第１、第２の遊星歯車機構４２，４３のサン
ギヤ４４，４５とインターナルギヤ５０，５１のギヤ比
(サンギヤの歯数／インターナルギヤの歯数)をいずれも
αとすると、図８に示すように、入力軸２５の回転は、
１／(２＋α)に減速されて出力軸３６に伝達されること
になり、この時、出力軸３６には、入力軸２５のトルク
が、(２＋α)倍に増幅されて出力されることになる。

【００４２】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下に作用を説明する。モータ２の回転は、その出
力軸２８から図１、図２フランジ継手２９，３０を介し
て減速機３の入力軸２５に伝達され、さらに、この減速
機３内の第１ドラム部材３９、ロックリング４１および
ハブ部材４０を介して第１遊星歯車機構４２のインター
ナルギヤ５０に入力される。

【００４３】そして、この第１遊星歯車機構４２および
第２遊星歯車機構４３を介することにより、所定の減速
比で減速されて出力軸３６に出力されると共に、さらに
プロペラシャフト４、差動装置５および左右の後車軸
６，６を介して左右の後輪７，７に伝達され、これにら
後輪７，７を駆動する。この場合に、上述のモータ２の
作動制御手段としてのコントロールユニット１４により
ドライバの操作に対応して制御され、電気自動車１の所
要の運転状態が得られる。

【００４４】また上述の減速機３におては、既述したよ
うに入力軸２５の回転は、１／(２＋α)に減速されて出
力軸３６に伝達されると共に、この時、入力軸２５のト
ルク(モータ２の出力トルク)Ｔａは図８で示したように
(２＋α)倍に増幅されて出力軸３６に出力され、この増
幅された大きな出力トルクＴｂで差動装置５乃至後輪
７，７が駆動されることになるが、図７、図８に示すよ
うに、この出力トルクＴｂは、入力トルクＴａが(１＋
α)倍に増幅されて第１遊星歯車機構４２のキャリヤ４
８から出力されるトルクＴｃと、入力トルクＴａと同じ
大きさで第２遊星歯車機構４３のインターナルギヤ５１
から出力されるトルクＴｄとが合体したトルクとして出
力される。

【００４５】つまり、出力軸３６には大きなトルクＴｂ
が出力されるにもかかわらず、両遊星歯車機構４２，４
３から出力されるトルクＴｃ，Ｔｄは比較的小さなトル
クであり、したがって、後輪７，７に対して所要の大き
さのトルクを出力しながら、減速機３における遊星歯車
機構４２，４３は比較的小型のもので充分となり、これ
により、両遊星歯車機構４２，４３乃至減速機３がコン
パクトに構成されると共に、これらの良好な耐久性を確
保することができる。

【００４６】このように上記構成の電気自動車によれ
ば、モータ出力軸２８からのトルクは、減速機３の入力
軸２５を介して第１遊星歯車機構４２のインターナルギ
ヤ５０に入力され、この第１遊星歯車機構４２のキャリ
ヤ４８から出力軸３６に出力される一方、第１遊星歯車
機構４２のサンギヤ４４から第２遊星歯車機構４３のサ
ンギヤ４５にトルクが伝達され、この第２遊星歯車機構
４３のインターナルギヤ５１からも出力軸３６に出力さ
れる。

【００４７】しかも、上述の第２遊星歯車機構４３のキ
ャリヤ４９を減速機３のケース部材(センタハウジング
９参照)における出力軸軸受部３８に固定したので、第
２ドラム部材５３を介してキャリヤ４９を固定するキャ
リヤ固定部(ドラムロックレース５４参照)が減速機ケー
ス部材してのセンタハウジング９の内方部に位置し、キ
ャリヤ４９の固定部がケース(センタハウジング９参照)
外面近傍に存在せず、キャリヤ固定部におけるギヤ騒音
の低減を図ることができる効果がある。

【００４８】なお、出力軸３６の回転数は所定の減速比
で減速されると共に、該出力軸３６に出力されるトルク
は、モータ２のトルクが上記減速比の逆数の値で増幅さ
れたトルクとなる。

【００４９】さらに、上述の第２遊星歯車機構４３のキ
ャリヤ４９に、出力軸３６と同方向に延びる筒状部(第
２ドラム部材５３参照)を設け、この筒状部(第２ドラム
部材５３参照)の内面(スプライン孔５３ａ参照)に係合
する係合部(スプライン軸５４ａ参照)を有するリング状
の連結部材(ドラムロックレース５４参照)を設けて、こ
の連結部材(ドラムロックレース５４参照)をケース部材
(センタハウジング９参照)における出力軸軸受部３８に
固定したので、上述の連結部材(ドラムロックレース５
４参照)を用いてキャリヤ４９の固定を確実に行なうこ
とができる効果がある。

【００５０】加えて、上述の連結部材(ドラムロックレ
ース５４参照)をその組付け時において出力軸３６上に
回転自在に嵌合すべく構成したので、組付け作業性の向
上を図ることができる効果がある。

【００５１】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の駆動輪は、実施例の後輪７に対応
し、以下同様に、減速機のケース部材は、センタハウジ
ング９に対応し、筒状部は、第２ドラム部材５３に対応
し、リング状の連結部材は、ドラムロックレース５４に
対応し、係合部は、スプライン軸５４ａに対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電気自動車の全体構成を示す側面
図。

【図２】 減速機の構成を示す断面図。

【図３】 モータと減速機との連結部の拡大断面図。

【図４】 減速機の要部の拡大断面図。

【図５】 ドラムロックレースの拡大断面図。

【図６】 図５の右側面図。

【図７】 減速機の構成を示すスケルトン図。

【図８】 減速機の作用を示す説明図。

【符号の説明】

２…モータ ３…減速機 ７…後輪(駆動輪) ９…センタハウジング(ケース部材) １４…コントロールユニット(制御手段) ２５…入力軸 ２８…モータ出力軸 ３６…出力軸 ３８…出力軸軸受部 ４２…第１遊星歯車機構 ４３…第２遊星歯車機構 ４４，４５…サンギヤ ４８，４９…キャリヤ ５０，５１…インターナルギヤ ５３…第２ドラム部材(筒状部) ５４…ドラムロックレース(連結部材) ５４ａ…スプライン軸(係合部)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA03 AA25 AB01 AC21 AC24 AD11 3J028 EA02 EA08 EA28 EB03 EB13 EB18 EB35 EB63 FA06 FA12 FB03 FC02 FC13 FC24 FC62 FD01 GA08 5H115 PA05 PG04 PU01 RB08 SE08 UI40 5H607 AA04 BB01 CC03 EE33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転方向が可変のモータと、上記モータの
   出力軸に連結され、該モータの回転数を減速して駆動輪
   に伝える減速機と、上記モータを制御する制御手段とを
   備えた電気自動車であって、上記減速機は上記モータの
   出力軸と連結する入力軸と、上記駆動輪に連結する出力
   軸と、上記入力軸と出力軸との間に介設された第１、第
   ２遊星歯車機構とを有し、上記各遊星歯車機構のサンギ
   ヤを互に連結すると共に、上記入力軸と第１遊星歯車機
   構のインターナルギヤとを連結し、上記第１遊星歯車機
   構のキャリヤと第２遊星歯車機構のインターナルギヤを
   上記出力軸に連結し、第２遊星歯車機構のキャリヤを減
   速機のケース部材における出力軸軸受部に固定した電気
   自動車。
2. 【請求項２】上記第２遊星歯車機構のキャリヤには出力
   軸と同方向に延びる筒状部が設けられ、該筒状部の内面
   に係合する係合部を有するリング状の連結部材を設け、
   上記連結部材をケース部材に固定した請求項１記載の電
   気自動車。
3. 【請求項３】上記連結部材は組付け時において出力軸上
   に回転自在に嵌合される請求項２記載の電気自動車。