JP2001121981A - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

車両の動力伝達装置

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JP2001121981A
JP2001121981A JP31000499A JP31000499A JP2001121981A JP 2001121981 A JP2001121981 A JP 2001121981A JP 31000499 A JP31000499 A JP 31000499A JP 31000499 A JP31000499 A JP 31000499A JP 2001121981 A JP2001121981 A JP 2001121981A
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electric motor
axle housing
differential
power transmission
planetary gear
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JP31000499A
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English (en)
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Koichi Yamada
光一 山田
Hiroyuki Sugiura
広之 杉浦
Yasuyoshi Touzaki
康嘉 東崎
Susumu Matsumoto
將 松本
Hiroshi Kuromaru
広志 黒丸
Masayuki Morimoto
雅之 森本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型コンパクトな構造で以って、左右の車輪
の回転速度を、同一速度を含み自在に負荷に応じ変化さ
せることができるとともに、電動モータの出力の増大を
可能とし、点検、整備性の高い車両用動力伝達装置を提
供する。 【解決手段】 電動モータを用いた車両の動力伝達装置
において、アクスルハウジング内に電動モータ、遊星歯
車装置、及びかさ歯車式差動装置を同心状に設けるとと
もに、該電動モータと前記差動装置との間に前記遊星歯
車装置を配し、前記電動モータの外側に車輪の一方を配
し、また前記差動装置の外側に車輪の他方を配し、前記
電動モータの回転子及び遊星歯車装置の入力軸を中空に
形成し、差動装置の出力軸の一方を、前記中空部内を貫
通させて一方側の車輪に連結し、差動装置の出力軸の他
方を他方側の車輪に連結してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
子に遊星歯車減速装置の入力軸を連結し、前記電動モー
タの回転を前記減速装置にて減速し、これを差動装置を
介して左右の車輪に伝達するようにした車両の動力伝達
装置に関し、特にバッテリー式フォークリフトや建設機
械に好適な動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、フォークリフトは、電動モータに
より駆動されるバッテリー式フォークリフトの比率が多
くなってきており、前記電動モータと車輪との間の動力
伝達装置として種々の技術が提供されている。
【0003】図3は、かかるバッテリー式フォークリフ
ト用動力伝達装置の従来技術の一例を示す。同図におい
て、9、9は左右の車輪、50は電動モータ、10はか
さ歯車式の差動装置、51は平歯車式の第1段減速機、
52は平歯車式の第2段減速機、54及び55は前記差
動装置10と左右の車輪9、9とを連結する出力軸であ
る。前記電動モータ50は、直流式あるいは交流式モー
タが用いられ、その回転軸心が前記車輪9、9の軸心と
一定量を存して平行に配置されて、その間に前記2段の
減速機が配設されている。
【0004】かかる動力伝達装置において、電動モータ
50の回転は、第1段減速機51及び第2段減速機52
及び第3段減速器58にて3段の減速がなされた後、か
さ歯車式の差動装置10に伝達され、該差動装置10に
より左右の出力軸54、55及び車輪9、9に分配され
る。
【0005】また、前記 電動モータを左右の出力軸及
び車輪と同心に配置した技術として、特開平8−426
56号の発明、特開平11−91382号の発明等が提
供されている。特開平8−42656号は、電動モータ
の回転子即ち出力軸を中空に形成し、該回転子に遊星歯
車減速装置の入力軸を連結し、前記電動モータの回転を
前記減速装置にて減速し、これを遊星歯車式差動装置を
介して左右の出力軸に分配し、一方側の出力軸を前記中
空の回転子内を貫通して一方側の車輪に伝達し、他方側
の出力軸を他方側の車輪に伝達するように構成されてい
る。
【0006】特開平11−91382号は、電動モータ
の回転子即ち出力軸を中空に形成し、該回転子にブレー
キ装置を介して遊星歯車減速装置の入力軸を連結し、該
遊星歯車減速装置の出力軸の一方側を前記中空の回転子
内を貫通し一方側の遊星歯車式差動装置を介して一方側
の車輪に伝達し、他方側の出力軸を他方側の遊星歯車式
差動装置を介して他方側の車輪に伝達するように構成さ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来技術においては、次のような問題点を有している。
即ち、図3に示す装置にあっては、電動モータ50の回
転軸心が車輪9、9の軸心と一定量を存して平行に配置
されて、その間に前記3段の減速機51、52が配設さ
れた構造であるため、電動モータ50及び2段の減速機
51、52、58がアクスルハウジング53の外側に突
出されており、装置が大型であり多くの車載スペースを
要するとともに、大重量となる。
【0008】また、特開平8−42656号及び特開平
11−91382号のものにあっては、電動モータの回
転を遊星歯車式減速装置にて減速した後、遊星歯車式差
動装置を介して、一方側の出力軸を中空の回転子内を貫
通して一方側の車輪に、他方側の出力軸を他方側の車輪
に連結するように構成されており、前記電動モータ及び
遊星歯車式減速装置、遊星歯車式差動装置等の動力伝達
装置をアクスルハウジング内に収納して、小型コンパク
ト化をなしているが、差動装置が遊星歯車式であるた
め、左右の車輪の回転数が同一となり難く、これを長時
間同一回転数で運転可能とするには、格別な回転調整手
段を要することから、装置が複雑かつ大型化し、左右の
車輪が同一回転数で運転される頻度が高いフォークリフ
ト用動力伝達装置等には不向きである。
【0009】加えて、特開平11−91382号のもの
にあっては、アクスルハウジング内の、遊星歯車式減速
装置と電動モータ側隔壁との間にブレーキ装置を設けて
いるため、該ブレーキ装置の点検やライニング交換等の
点検作業が煩雑となり、整備性に課題がある。
【0010】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、小
型コンパクトな構造で以って、左右の車輪の回転数を自
在に調整可能とするとともに電動モータの出力の増大を
可能とし、点検、整備性の高い車両用動力伝達装置を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項1記載の発明として、電動モータの
回転子に減速装置の入力軸を連結し、前記電動モータの
回転を前記減速装置にて減速し、これを差動装置を介し
て左右の車輪に伝達するようにした車両の動力伝達装置
において、アクスルハウジング内に前記電動モータ、前
記減速装置としての遊星歯車装置、及び前記差動装置と
してのかさ歯車式差動装置を同心状に設けるとともに、
該電動モータと前記差動装置との間に前記遊星歯車装置
を1段または複数段配し、前記電動モータの外側に前記
車輪の一方を配し、また前記差動装置の外側に前記車輪
の他方を配し、前記電動モータの回転子及び前記遊星歯
車装置の入力軸を中空に形成し、前記差動装置の出力軸
の一方を、前記中空部内を貫通させて前記一方側の車輪
に連結し、前記差動装置の出力軸の他方を前記他方側の
車輪に連結してなることを特徴とする車両の動力伝達装
置を提案する。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1におい
て、前記電動モータと前記一方側の車輪との間、及び前
記差動装置と前記他方側の車輪との間の、前記アクスル
ハウジングの外側部位にブレーキ装置を夫々設けてなる
ことを特徴とする。
【0013】かかる発明によれば、アクスルハウジング
の内部に電動モータ、遊星歯車装置、及びかさ歯車式差
動装置を含む動力伝達系を同心状に収納し、前記電動モ
ータの回転子及び前記遊星歯車装置の入力軸を中空に形
成して、前記差動装置の出力軸の一方を、前記中空部内
を貫通させて一方側の車輪に連結する構成としたことに
より、前記動力伝達系を、突出部が無くほぼ対称形状の
アクスルハウジング内に収納することができ、小型でコ
ンパクトな動力伝達装置が得られる。
【0014】これにより、該動力伝達装置の車両への搭
載スペースが縮小され、車体内のコンポーネント配置の
自由度が拡大され、ホイールベース長が短縮可能とな
り、車両の小型化が実現できる。
【0015】また、電動モータの回転動力を、1段また
は複数段の遊星歯車装置により減速し、かさ歯車式差動
装置により左右の車輪に動力を分配するように構成され
ているので、左右の車輪の回転数は、同一回転数を含み
自在に変化させることができ、左右の車輪を同一回転数
で運転する頻度の多いフォークリフトに好適な動力伝達
装置が得られる。
【0016】また、電動モータとかさ歯車式差動装置と
の間に、遊星歯車装置を任意の段数設けることができる
ので、減速比を大きくとることが可能となり、小型高速
の電動モータの採用により装置を小型化することができ
る。
【0017】さらに、請求項2のように構成すれば、ブ
レーキ装置をアクスルハウジングの外側に配置すること
により、点検、整備の頻度の多いブレーキ装置の点検
や、ライニングの交換等の整備作業が容易となり、整備
性が向上する。
【0018】請求項3記載の発明は、請求項1におい
て、前記アクスルハウジングは、前記電動モータが収納
されるとともに前記一方側の車輪を支持する第1のアク
スルハウジングと、前記遊星歯車装置及び前記差動装置
が収納されるとともに前記他方側の車輪を支持する第2
のアクスルハウジングとにより構成され、該第2のアク
スルハウジングと前記遊星歯車装置のリングギヤとを共
締めにて前記第1のアクスルハウジングに締着してなる
ことを特徴とする。
【0019】かかる発明によれば、アクスルハウジング
を、電動モータが収納される第1のアクスルハウジング
と、遊星歯車装置及び前記差動装置が収納される第2の
アクスルハウジングとに分割し、この分割部に遊星歯車
装置のリングギヤを挿み込み、該該第2のアクスルハウ
ジングとリングギヤとを共締めにて第1のアクスルハウ
ジングに締着しているので、前記分割部のボルトを取り
外して、前記2つのアクスルハウジングを分離させるこ
とにより、容易に遊星歯車装置の取り外しができ、また
この状態にて該遊星歯車装置の組み込みも容易にでき
る。従って、かかる発明によれば、遊星歯車装置の組み
込み及び取り外し作業が容易化され、装置の組立、分解
工数が低減される。
【0020】さらに、前記発明において、請求項4及び
7記載のように、前記電動モータは、回転子にスリット
が設けられた埋込み磁石型交流モータにより構成するの
がよい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
【0022】図1は本発明の実施形態における第1実施
例に係るバッテリー式フォークリフトの動力伝達装置の
出力軸心に沿う断面図、図2は前記動力伝達装置の全体
構成図である。
【0023】図1〜2において、9、9は左右の車輪、
6はアクスルハウジングであり、該アクスルハウジング
6は右側の車輪を支持する第1アクスルハウジング6a
と、左側の車輪を支持する第2アクスルハウジング6
b とよりなる。100は電動モータで、前記第1アク
スルハウジング6a内に収納されている。1は該電動モ
ータ100のステータ、2はロータ即ち回転子である。
前記ロータ2は中空に構成されて、中空に形成された後
述する第1段減速機3の入力軸29に連結されている。
そして、該電動モータ100は、回転子にスリットが設
けられた埋込み磁石型交流モータにより構成するのが好
ましい。
【0024】前記第2アクスルハウジング6b内には、
2段の遊星歯車式減速機即ち第1段減速機3及び第2段
減速機4、並びにかさ歯車式の差動装置10が収納され
ている。前記第1アクスルハウジング6aと第2アクス
ルハウジング6bとは、両者の間に前記第1段減速機3
のリングギヤ3a及び第2段減速機4のリングギヤ4a
を挿み、ボルト6c により共締めにて固着されてい
る。17は分割部である。61、61は前記 第1アク
スルハウジング6a及び第2アクスルハウジング6bを
車体(図示省略)に固定するためのブラケットである。
【0025】前記第1段減速機3は、サンギヤ3c、複
数のプラネタリギヤ3b、リングギヤ3a及びキャリヤ
3dよりなる遊星歯車式減速機、また前記第2段減速機
4は、サンギヤ4c、複数のプラネタリギヤ4b、リン
グギヤ4a及びキャリヤ4dよりなる遊星歯車式減速機
であり、何れも公知の遊星歯車式減速機である。前記
第1段減速機3のサンギヤ3cは前記入力軸29に連結
され、第1段減速機3のキャリヤ3dは第2段減速機4
のサンギヤ4cに連結され、第2段減速機4のキャリヤ
4d は前記かさ歯車式差動装置10のデフケース10
eに連結されている。
【0026】前記かさ歯車式差動装置10は、デフケー
ス10e、該、デフケース10e側のかさ歯車10c及
び10d、出力側のかさ歯車10a及び10bよりなる
公知の差動装置である。該差動装置10の出力側のかさ
歯車の一方10bは右側の出力軸7に連結され、該出力
軸7は中空の前記入力軸29の内部を貫通されてからハ
ブ28に固着される。該ハブ28には右側の車輪9がボ
ルト22により固着されている。一方、他方側のかさ歯
車10aは左側の出力軸8に連結され、該左側の出力軸
8の軸端にはハブ28が固着され、該ハブ28には左側
の車輪9がボルト22により固着されている。
【0027】前記電動モータ100、遊星歯車式の第1
段減速機3及び第2段減速機4、及びかさ歯車式差動装
置10は、図1に示すように、これらの回転中心を同一
軸線上に配置される。
【0028】20及び21は前記第1アクスルハウジン
グ6a及び第2アクスルハウジング6bの端部外周と前
記ハブ28の内周との間に介装された軸受であり、前記
左右の車輪9、9をハブ28を介して前記第1アクスル
ハウジング6aあるいは第2アクスルハウジング6bに
支持するものである。11は前記かさ歯車式差動装置1
0のデフケース10eと前記第2アクスルハウジング6
bとの間に介装された軸受、15及び16は前記入力軸
29と第1アクスルハウジング6aとの間に介装された
軸受である。
【0029】13は前記右側のハブ28に連結された右
側のブレーキ、14は前記左側のハブ28に連結された
左側のブレーキである。前記左右のブレーキ13及び1
4は、前記第1アクスルハウジング6a及び第2アクス
ルハウジング6bの端部寄りの外側に設置される。
【0030】かかる構成からなる動力伝達装置におい
て、モータ100の回転力は、入力軸29から第1段減
速機3に入力され、ここで第1段の減速がなされ、次い
で、第2段減速機4において第2段の減速がなされてか
さ歯車式の差動装置10に伝達される。そして、該回転
力は、前記差動装置10において左右の出力軸7、8に
分配されて左右の車輪9、9に伝達され、これらを駆動
する。
【0031】かかる実施例によれば、アクスルハウジン
グ6の内部に電動モータ100、遊星歯車式の第1段減
速機3及び第2段減速機4、並びにかさ歯車式差動装置
10を含む動力伝達系を同心状に収納する一方、前記電
動モータ100のロータ即ち回転子2及び前記遊星歯車
式の第1段減速機3の入力軸29を中空に形成して、前
記差動装置10からの出力軸の一方7を、前記入力軸2
9の中空部内を貫通させて一方側の車輪9に連結する構
成としたことにより、前記動力伝達系を、突出部が無く
ほぼ対称形状のアクスルハウジング6内に収納すること
ができ、装置が小型化される。
【0032】また、前記電動モータ100の回転動力
を、2段の遊星歯車式の減速機3、4により減速し、か
さ歯車式の差動装置10により左右の車輪9、9に動力
を分配するように構成されているので、左右の車輪9、
9の回転数は、同一回転数を含み自在に変化させること
ができる。
【0033】また、前記電動モータ100とかさ歯車式
の差動装置10との間に、遊星歯車式の減速機3、4を
2段(3段以上も可能)設けることができるので、減速
比を大きくとることが可能となり、小型高速の電動モー
タの採用が可能となる。
【0034】さらに、前記ブレーキ装置13及び14を
アクスルハウジング6の外側に配置したので、点検、整
備の頻度の多い該ブレーキ装置13、14の点検や、ラ
イニングの交換等の整備作業が容易となる。
【0035】また、アクスルハウジング6を、電動モー
タ100が収納される第1アクスルハウジング6aと、
遊星歯車式の減速機3、4及び差動装置10が収納され
る第2アクスルハウジング6bとに分割し、この分割部
17に前記減速機3、4のリングギヤ3a、4aを挿み
込み、該第2アクスルハウジング6bとリングギヤ3
a、4aとを共締めにて第1アクスルハウジング6aに
締着しているので、前記分割部17のボルト6cを取り
外して、前記2つのアクスルハウジング6a、6bを分
離させることにより、容易に前記減速機3、4の取り外
しができ、またこの状態にて該減速機3、4の組み込み
も容易にでき、装置の組立、分解工数が低減される。
【0036】
【発明の効果】以上記載の如く請求項1ないし2の発明
によれば、アクスルハウジングの内部に電動モータを含
む動力伝達系を同心状に収納し、差動装置の出力軸の一
方を、前記電動モータの回転子及び前記遊星歯車装置の
入力軸に形成された中空部内を貫通させて、一方側の車
輪に連結する構成としたことにより、前記動力伝達系
を、突出部が無くほぼ対称形状のアクスルハウジング内
に収納することができ、小型でコンパクトな動力伝達装
置が得られることとなり、これにより、該動力伝達装置
の車両への搭載スペースが縮小され、車体内のコンポー
ネント配置の自由度が拡大され、ホイールベース長が短
縮可能となって、車両の小型化が実現できる。
【0037】また、電動モータの回転動力を遊星歯車装
置により減速し、かさ歯車式差動装置により左右の車輪
に該動力を分配するように構成されているので、左右の
車輪の回転数は、同一回転数を含み自在に変化させるこ
とができ、左右の車輪を同一回転数で運転する頻度の多
いフォークリフトに好適な動力伝達装置を得ることがで
きる。
【0038】また、電動モータとかさ歯車式差動装置と
の間に、遊星歯車装置を任意の段数設けることができる
ので、減速比を大きくとることが可能となり、小型高速
の電動モータの採用により装置を小型化することができ
る。
【0039】さらに、請求項2のように構成すれば、ブ
レーキ装置をアクスルハウジングの外側に配置すること
により、点検、整備の頻度の多いブレーキ装置の点検
や、ライニングの交換等の整備作業が容易となり、整備
性が向上する。
【0040】また、請求項3記載の発明によれば、アク
スルハウジングを、電動モータが収納される第1のアク
スルハウジングと、遊星歯車装置及び前記差動装置が収
納される第2のアクスルハウジングとに分割し、この分
割部に遊星歯車装置のリングギヤを挿み込み、該第2の
アクスルハウジングとリングギヤとを共締めにて第1の
アクスルハウジングに締着しているので、前記分割部の
ボルトを取り外して、前記2つのアクスルハウジングを
分離させることにより、容易に遊星歯車装置の取り外し
ができ、またこの状態にて該遊星歯車装置の組み込みも
容易にできる。従って、遊星歯車装置の組み込み及び取
り外し作業が容易化され、装置の組立、分解工数を低減
することができる。
【0041】さらに、請求項4記載のように、前記電動
モータは、回転子にスリットが設けられた埋込み磁石型
交流モータとすることにより、小型で高効率の電動モー
タが得られ、装置全体が小型高効率化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態における第1実施例に係る
バッテリー式フォークリフトの動力伝達装置の出力軸心
に沿う断面図である。
【図2】 前記動力伝達装置の全体構成図である。
【図3】 従来技術を示す図1対応図である。
【符号の説明】
1 ステータ 2 ロータ 3、31、32 第1段減速機 4、41、42 第2段減速機 6 アクスルハウジング 6a 第1アクスルハウジング 6b 第2アクスルハウジング 7 出力軸 8 出力軸 9 車輪 10、101、102 差動装置 10e デフケース 11、15、16、20、21 軸受 13、14 ブレーキ 17 分割部 28 ハブ 29、33 入力軸 100 電動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 57/02 531 F16H 57/02 531 (72)発明者 東崎 康嘉 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 松本 將 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 黒丸 広志 名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱 重工業株式会社名古屋機器製作所内 (72)発明者 森本 雅之 名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱 重工業株式会社名古屋機器製作所内 Fターム(参考) 3D035 DA02 3D039 AA01 AA03 AA05 AB24 AC21 AC24 AC26 AD11 3D042 AA01 AA05 AA06 AB09 BE01 BE02 CA01 CA03 CA08 CA09 CB02 CB03 CB17 3J063 AA01 AA15 AA17 AB12 AB13 AC11 BA01 BA03 BA07 BB27 BB41 CA05 CA06 CB02 CB05 CB41 CB53 CB60 CD46 XA11 5H115 PG05 PU08 RB08 SE08 SE09 UI32 UI40

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータの回転子に減速装置の入力軸
    を連結し、前記電動モータの回転を前記減速装置にて減
    速し、これを差動装置を介して左右の車輪に伝達するよ
    うにした車両の動力伝達装置において、アクスルハウジ
    ング内に前記電動モータ、前記減速装置としての遊星歯
    車装置、及び前記差動装置としてのかさ歯車式差動装置
    を同心状に設けるとともに、該電動モータと前記差動装
    置との間に前記遊星歯車装置を1段または複数段配し、
    前記電動モータの外側に前記車輪の一方を配し、また前
    記差動装置の外側に前記車輪の他方を配し、前記電動モ
    ータの回転子及び前記遊星歯車装置の入力軸を中空に形
    成し、前記差動装置の出力軸の一方を、前記中空部内を
    貫通させて前記一方側の車輪に連結し、前記差動装置の
    出力軸の他方を前記他方側の車輪に連結してなることを
    特徴とする車両の動力伝達装置。
  2. 【請求項2】 前記電動モータと前記一方側の車輪との
    間、及び前記差動装置と前記他方側の車輪との間の、前
    記アクスルハウジングの外側部位にブレーキ装置を夫々
    設けてなることを特徴とする請求項1記載の車両の動力
    伝達装置。
  3. 【請求項3】 前記アクスルハウジングは、前記電動モ
    ータが収納されるとともに前記一方側の車輪を支持する
    第1のアクスルハウジングと、前記遊星歯車装置及び前
    記差動装置が収納されるとともに前記他方側の車輪を支
    持する第2のアクスルハウジングとにより構成され、該
    第2のアクスルハウジングと前記遊星歯車装置のリング
    ギヤとを共締めにて前記第1のアクスルハウジングに締
    着してなることを特徴とする請求項1記載の車両の動力
    伝達装置。
  4. 【請求項4】 前記電動モータは、回転子にスリットが
    設けられた埋込み磁石型交流モータからなることを特徴
    とする請求項1記載の車両の動力伝達装置。
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