JP2004251344A - 車両用電動駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に大きな負荷が掛かる場合に電動モータの回転を自動的に減速して車輪に伝達することで電動モータ等の容量を小さく設定できコストの低減を図ることができる簡単な構造の車両用電動駆動装置を供する。
【解決手段】電動モータの動力を車輪に伝達するための車両用電動駆動装置において、電動モータ2の回転が直接伝達されるヘリカルギアからなるリングギア15と、リングギア15と噛合うヘリカルギアからなるプラネタリギア14と、一方向クラッチ19を介して固定部材に係止されプラネタリギア14と噛合うヘリカルギアからなるサンギア13と、プラネタリギア14を軸支するキャリア16とリングギア15との間に介装される遠心クラッチ20と、遠心クラッチ20の係合側にプリセット荷重を与えるプリセット荷重付与手段17と、キャリア16の回転軸である出力軸25とを備え、電動モータ2のトルクに応じてヘリカルギアに生じるスラスト力が遠心クラッチ20の離脱側に作用する車両用電動駆動装置。
【選択図】 図1
【解決手段】電動モータの動力を車輪に伝達するための車両用電動駆動装置において、電動モータ2の回転が直接伝達されるヘリカルギアからなるリングギア15と、リングギア15と噛合うヘリカルギアからなるプラネタリギア14と、一方向クラッチ19を介して固定部材に係止されプラネタリギア14と噛合うヘリカルギアからなるサンギア13と、プラネタリギア14を軸支するキャリア16とリングギア15との間に介装される遠心クラッチ20と、遠心クラッチ20の係合側にプリセット荷重を与えるプリセット荷重付与手段17と、キャリア16の回転軸である出力軸25とを備え、電動モータ2のトルクに応じてヘリカルギアに生じるスラスト力が遠心クラッチ20の離脱側に作用する車両用電動駆動装置。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの動力を車輪に伝達する車両用電動駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の車両用電動駆動装置については、先に同じ出願人により出願し登録になった例(特許文献1参照)がある。
【0003】
【特許文献1】
特許第3218509号公報
【0004】
同特許文献1に係る車両用電動駆動装置は、電動モータの入力ギア(駆動軸ギア)と左右の車輪を連結する左右一対の出力軸を有する差動ギアとを固定減速比のギア伝達機構により連結して電動モータの回転を車輪に伝達するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ギア伝達機構には変速機能を備えていないので、高速走行を実現するためにギア伝達機構は適当な小さな減速比とする必要があり、かかる減速比で電動モータは最も負荷の大きい場合(アクセルペダルの踏み込みが大きい登坂時など)に対応できる容量の大きなものを備えておく必要があり、モータの容量とともにその制御用のパワードライブユニットの容量も大きくなりコスト高となっていた。
【0006】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、特に大きな負荷が掛かる場合に電動モータの回転を自動的に減速して車輪に伝達することで電動モータ等の容量を小さく設定できコストの低減を図ることができる簡単な構造の車両用電動駆動装置を供する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項1記載の発明は、電動モータの動力を車輪に伝達するための車両用電動駆動装置において、前記電動モータの回転が直接伝達されるヘリカルギアからなるリングギアと、前記リングギアと噛合うヘリカルギアからなるプラネタリギアと、一方向クラッチを介して固定部材に係止され前記プラネタリギアと噛合うヘリカルギアからなるサンギアと、前記プラネタリギアを軸支するキャリアと前記リングギアとの間に介装される遠心クラッチと、前記遠心クラッチの係合側にプリセット荷重を与えるプリセット荷重付与手段と、前記キャリアの回転軸である出力軸とを備え、前記電動モータのトルクに応じてヘリカルギアに生じるスラスト力が前記遠心クラッチの離脱側に作用する車両用電動駆動装置とした。
【0008】
通常走行時にはプリセット荷重付与手段のプリセット荷重により遠心クラッチが係合状態にあって電動モータの回転が減速せずに直接出力軸に伝達されるが、特にモータトルクが大きいときにはヘリカルギアのスラスト力がリングギアに大きく働き遠心クラッチを離脱して電動モータの回転を減速しトルクを増大して出力軸に伝達することができる。
【0009】
したがってモータトルクが特に大きいときはトルクを上昇させるよう自動変速するので、電動モータの容量および電動モータを制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図1に基づき説明する。
本実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置10を備えた動力伝達機構1の概略構成図を図1に示す。
【0011】
車両用電動駆動装置10は、プラネタリギアセット12と遠心クラッチ20と一方向クラッチ19を組み合わせて構成されている。
【0012】
プラネタリギアセット12は、同軸のサンギア13とリングギア15との間に両者に噛合してプラネタリギア14が同軸回転するキャリア16に軸支されて自転しながら公転可能に介装された構造をしている。
【0013】
本電動自動車の動力源であるモータ2の駆動軸が車両用電動駆動装置10の入力軸11であり、この入力軸11に軸方向に相対移動可能に前記リングギア15がスプライン嵌合している。
【0014】
キャリア16には軸方向に相対移動可能にクラッチガイド18がスプライン嵌合され、このクラッチガイド18とリングギア15との間に遠心クラッチ20が介装されている。
【0015】
遠心クラッチ20は、キャリア16およびクラッチガイド18とともに回転する遠心ウエイト21の遠心力による揺動が押付荷重Cとしてクラッチガイド18に作用して軸方向の遠心クラッチ20を係合する方向に移動させる。
【0016】
また互いにスプライン嵌合するキャリア16とクラッチガイド18との間にクラッチプリセットスプリング17が介装されていて、同クラッチプリセットスプリング17のクラッチプリセット荷重Pはクラッチガイド18を軸方向の遠心クラッチ20を係合する方向に付勢している。
【0017】
サンギア13,プラネタリギア14,リングギア15の各歯状はヘリカルギアを形成して互いに噛合っており、このヘリカルギアによるギアスラスト力Sがリングギア15に作用してサンギア13,プラネタリギア14に対してリングギア15を軸方向の遠心クラッチ20を離脱する方向に付勢している。
【0018】
したがって遠心クラッチ20は、同クラッチプリセットスプリング17によるクラッチプリセット荷重Pで常時係合方向に付勢されており、遠心ウエイト21が揺動するときはさらに遠心力による押付荷重Cが係合方向に作用し、これに対してプラネタリギアセット12のヘリカルギアのギアスラスト力Sのみが離脱方向に作用することになる。
【0019】
キャリア16の回転軸が本車両用電動駆動装置10の出力軸25である。
プラネタリギアセット12のサンギア13は、出力軸25に回転自在に軸支され、一方向クラッチ19を介して固定側に連結されている。
【0020】
車両用電動駆動装置10の出力軸25に対して第2出力軸35が平行に配置され、出力軸25には前進ドライブギア31と後進ドライブギア32が一体に設けられ、第2出力軸35には前進ドリブンギア36と後進ドリブンギア37が回転自在に軸支され、前進ドライブギア31と前進ドリブンギア36とが噛合し、後進ドライブギア32と後進ドリブンギア37とは中間ギア33を介して噛合している。
【0021】
第2出力軸35に回転自在に軸支される前進ドリブンギア36と後進ドリブンギア37とに第2出力軸35を選択的に締結する切換クラッチ38が第2出力軸35に設けられている。
なお切換クラッチ38は前進・後進のいずれをも選択しないニュートラル状態も設定可能である。
【0022】
第2出力軸35に同軸一体の出力ギア39が差動ギア機構40の入力ギア41と噛合しており、差動ギア機構40は入力ギア41の回転を左右の駆動輪43,43の車軸42,42に振り分けて伝達して駆動輪43,43を回転する。
【0023】
本動力伝達機構は以上のように構成されており、車両用電動駆動装置10において、遠心クラッチ20は常時クラッチプリセットスプリング17のクラッチプリセット荷重Pにより係合側に付勢されているので、特に大きなモータトルクが生じない状態ではクラッチプリセット荷重Pにより遠心クラッチ20が係合しており、プラネタリギアセット12のリングギア15とキャリア16が結合されてプラネタリギア14の自転が阻止され、一方向クラッチ19によるサンギア13の空転を含めてプラネタリギアセット12全体が一体に回転し、モータ2の駆動軸(入力軸11)と出力軸25が直結状態となっている。
【0024】
モータトルクが大きい状態では、プラネタリギアセット12のヘリカルギアによるギアスラスト力Sがリングギア15にクラッチプリセット荷重Pに抗して強く働き、遠心クラッチ20を離脱する。
【0025】
するとリングギア15とキャリア16の結合が解除され、一方向クラッチ19により回転を阻止された状態にあるサンギア13の周りをプラネタリギア14が自転しながら公転し、モータ2の回転が減速されトルクが増幅されて出力軸25に伝達される。
【0026】
出力軸25の回転は、切換クラッチ38が前進を選択していれば前進ドライブギア31と前進ドリブンギア36の噛合いから第2出力軸35に伝達され、第2出力軸35からギア39,差動ギア機構40を介して駆動輪43を前進回転させる。
【0027】
切換クラッチ38が後進を選択していれば、モータ2の回転方向は同じで出力軸25の回転は、後進ドライブギア32,中間ギア33,後進ドリブンギア37の噛合いから第2出力軸35に逆回転として伝達され、同第2出力軸35からギア39,差動ギア機構40を介して駆動輪43を後進回転させる。
【0028】
したがって発進に際し切換クラッチ38を前進または後進に設定しモータ2を駆動するとき、アクセルの踏込み量が小さくモータトルクが小さい場合は、ギアスラスト力Sが小さくクラッチプリセット荷重Pで確保されたクラッチ容量によって遠心クラッチ20が係合され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて前進または後進走行する。
【0029】
通常走行時には車速に応じて遠心クラッチ20の遠心ウエイト21の揺動が大きくなり遠心力による押付荷重Cがクラッチプリセット荷重Pに加わることになり、遠心クラッチ20は益々大きなクラッチ容量で係合状態が維持され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて走行する。
【0030】
発進時にもアクセルの踏込み量が大きいと、モータトルクが上昇し、ギアスラスト力Sがクラッチプリセット荷重Pを上回ると、遠心クラッチ20の係合が解除されて離脱状態となり、プラネタリギアセット12で減速されトルクが増幅されて動力が伝達され走行を開始する。
【0031】
また、登坂走行時等にアクセルが大きく踏み込まれモータトルクが上昇したとき、ギアスラスト力Sがクラッチプリセット荷重Pと遠心力による押付荷重Cの和を上回ると、遠心クラッチ20が離脱状態となり、トルクが増幅されて動力が伝達されて走行できる。
【0032】
遠心クラッチ20の係合・離脱タイミングすなわち変速(減速)するタイミイグは遠心ウエイト21とヘリカルギアのヘリカルアングル(角度)により基本的な調整が可能であるが、遠心クラッチ20の離脱のタイミングは、クラッチプリセットスプリング17のばね力(クラッチプリセット荷重P)を調整することにより適切な状態に設定することができる。
【0033】
以上のように本車両用電動駆動装置10は、モータトルクが特に大きいときはトルクを上昇させるよう自動変速するので、モータ2の容量およびモータ2を制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【0034】
なお本動力伝達機構1では第2出力軸35に設けられる切換クラッチ38がニュートラル状態に設定できるので、故障時などで車両の牽引を必要とする場合、切換クラッチ38をニュートラルとすると駆動輪43の回転をモータ2にまで伝達しないですみ、強制回転による不具合を防止できる。
【0035】
次に別の実施の形態に係る動力伝達機構50について図2に基づいて説明する。
本動力伝達機構50における車両用電動駆動装置は、前記実施の形態の車両用電動駆動装置10と全く同じであるので、同じ部材は同じ符号を用いる。
【0036】
車両用電動駆動装置10の出力軸25に回転自在に軸支されたギア52と出力軸25との間に直結クラッチ51が介装されており、出力軸25にはサンギア56が嵌着されてプラネタリギアセット55が組付けられている。
【0037】
プラネタリギアセット55のリングギア58は前記ギア52と一体に軸支され、プラネタリギア57のキャリア59はブレーキ60を介して固定側に連結される。
ギア52は、差動ギア機構62の入力ギア63と噛合しており、差動ギア機構62は入力ギア63の回転を左右の駆動輪65,65の車軸64,64に振り分けて伝達して駆動輪65,65を回転する。
【0038】
前進走行時には直結クラッチ51を係合し、ブレーキ60を解除状態としておけば、モータ2の回転は車両用電動駆動装置10を介して出力軸25に出力され、出力軸25の回転は直結されたギア52を一体に回転し、このギア52と噛合する差動ギア機構62の入力ギア63を回転して駆動輪65を前進回転させる。
【0039】
後進走行時には直結クラッチ51は離脱し、ブレーキ60を効かせることにより、車両用電動駆動装置10の出力軸25の回転はプラネタリギアセット55のサンギア56を一体に回転させ、ブレーキ60により固定されたキャリア59に軸支されたプラネタリギア57を介してリングギア58がギア52とともに逆回転させられるので、ギア52の逆回転は差動ギア機構62を介して駆動輪65を後進回転させる。
【0040】
このように本実施の形態における動力伝達機構50は、出力軸25のほかに第2の出力軸を必要とせずに、モータ2の一方向回転に対して前進と後進を選択設定することができる。
【0041】
故障時などで牽引を必要とする場合は、直結クラッチ51を離脱しブレーキ60を解除状態とすることで、駆動輪65の回転をモータ2にまで伝達しないので、強制回転による不具合を防止できる。
【0042】
以上の実施の形態の動力伝達機構1,50は、前進と後進のいずれの場合もモータの回転方向は変わらないものであったが、モータの回転方向を変えることで前進と後進を行う動力伝達機構70について図2にその概略構成図を図示し説明する。
【0043】
本動力伝達機構70の車両用電動駆動装置71は、前記車両用電動駆動装置10と殆ど同じ構造をしており、同じ部材は同じ符号を使用することにする。
唯一異なる点は、サンギア13が一方向クラッチ19とともにブレーキ72を直列に介して固定側に連結されている点である。
【0044】
なお出力軸25に嵌着されたギア81と差動ギア機構82の入力ギア83と噛合しており、差動ギア機構82は入力ギア83の回転を左右の駆動輪85,85の車軸84,84に振り分けて伝達して駆動輪85,85を回転する。
【0045】
本実施の形態に係るモータ80は、正逆回転するモータであり、前進走行時にはブレーキ72を効かせた状態として一方向クラッチ19の一方を固定しモータ80を正回転で駆動する。
結局、前記車両用電動駆動装置10と同じ状態となって同じように動力伝達されて前進走行する。
【0046】
したがって通常の発進および走行時には、ギアスラスト力Sが小さくクラッチプリセット荷重Pで確保されたクラッチ容量および遠心力による押付荷重Cによって遠心クラッチ20が係合され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて前進走行する。
【0047】
そしてアクセルが大きく踏み込まれモータトルクが上昇したときは、ギアスラスト力Sが増大し、遠心クラッチ20が離脱状態となり、トルクが増幅されて動力が伝達され前進走行する。
【0048】
後進走行時にはブレーキ72を解除状態としてサンギア13をフリーとしモータ80を逆回転で駆動する。
後進時にはアクセルを大きく踏み込むようなことはなく、クラッチプリセット荷重Pにより遠心クラッチ20は係合状態にあってリングギア15とキャリア16が結合されてサンギア13の空転を含めてプラネタリギアセット12全体が一体に回転し、モータ80の駆動軸(入力軸11)と出力軸25が直結状態となって出力軸25が逆回転し駆動輪85に伝達され後進走行する。
【0049】
したがって本実施の形態においてもモータ2の容量およびモータ2を制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【図2】別の実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【図3】また別の実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【符号の説明】
1…動力伝達機構、2…モータ、
10…車両用電動駆動装置、12…プラネタリギアセット、13…サンギア、14…プラネタリギア、15…リングギア、16…キャリア、17…同クラッチプリセットスプリング、18…クラッチガイド、19…一方向クラッチ、20…遠心クラッチ、21…遠心ウエイト、25…出力軸、
31…前進ドライブギア、32…後進ドライブギア、33…中間ギア、35…第2出力軸、36…前進ドリブンギア、37…後進ドリブンギア、38…切換クラッチ、39…ギア、40…差動ギア機構、41…入力ギア、42…車軸、43…駆動輪、
50…動力伝達機構、51…直結クラッチ、52…ギア、55…プラネタリギアセット、56…サンギア、57…プラネタリギア、58…リングギア、59…キャリア、60…ブレーキ、62…差動ギア機構、63…入力ギア、64…車軸、65…駆動輪、
70…動力伝達機構、71…車両用電動駆動装置、72…ブレーキ、80…モータ、81…ギア、82…差動ギア機構、83…入力ギア、84…車軸、85…駆動輪。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの動力を車輪に伝達する車両用電動駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の車両用電動駆動装置については、先に同じ出願人により出願し登録になった例(特許文献1参照)がある。
【0003】
【特許文献1】
特許第3218509号公報
【0004】
同特許文献1に係る車両用電動駆動装置は、電動モータの入力ギア(駆動軸ギア)と左右の車輪を連結する左右一対の出力軸を有する差動ギアとを固定減速比のギア伝達機構により連結して電動モータの回転を車輪に伝達するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ギア伝達機構には変速機能を備えていないので、高速走行を実現するためにギア伝達機構は適当な小さな減速比とする必要があり、かかる減速比で電動モータは最も負荷の大きい場合(アクセルペダルの踏み込みが大きい登坂時など)に対応できる容量の大きなものを備えておく必要があり、モータの容量とともにその制御用のパワードライブユニットの容量も大きくなりコスト高となっていた。
【0006】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、特に大きな負荷が掛かる場合に電動モータの回転を自動的に減速して車輪に伝達することで電動モータ等の容量を小さく設定できコストの低減を図ることができる簡単な構造の車両用電動駆動装置を供する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項1記載の発明は、電動モータの動力を車輪に伝達するための車両用電動駆動装置において、前記電動モータの回転が直接伝達されるヘリカルギアからなるリングギアと、前記リングギアと噛合うヘリカルギアからなるプラネタリギアと、一方向クラッチを介して固定部材に係止され前記プラネタリギアと噛合うヘリカルギアからなるサンギアと、前記プラネタリギアを軸支するキャリアと前記リングギアとの間に介装される遠心クラッチと、前記遠心クラッチの係合側にプリセット荷重を与えるプリセット荷重付与手段と、前記キャリアの回転軸である出力軸とを備え、前記電動モータのトルクに応じてヘリカルギアに生じるスラスト力が前記遠心クラッチの離脱側に作用する車両用電動駆動装置とした。
【0008】
通常走行時にはプリセット荷重付与手段のプリセット荷重により遠心クラッチが係合状態にあって電動モータの回転が減速せずに直接出力軸に伝達されるが、特にモータトルクが大きいときにはヘリカルギアのスラスト力がリングギアに大きく働き遠心クラッチを離脱して電動モータの回転を減速しトルクを増大して出力軸に伝達することができる。
【0009】
したがってモータトルクが特に大きいときはトルクを上昇させるよう自動変速するので、電動モータの容量および電動モータを制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図1に基づき説明する。
本実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置10を備えた動力伝達機構1の概略構成図を図1に示す。
【0011】
車両用電動駆動装置10は、プラネタリギアセット12と遠心クラッチ20と一方向クラッチ19を組み合わせて構成されている。
【0012】
プラネタリギアセット12は、同軸のサンギア13とリングギア15との間に両者に噛合してプラネタリギア14が同軸回転するキャリア16に軸支されて自転しながら公転可能に介装された構造をしている。
【0013】
本電動自動車の動力源であるモータ2の駆動軸が車両用電動駆動装置10の入力軸11であり、この入力軸11に軸方向に相対移動可能に前記リングギア15がスプライン嵌合している。
【0014】
キャリア16には軸方向に相対移動可能にクラッチガイド18がスプライン嵌合され、このクラッチガイド18とリングギア15との間に遠心クラッチ20が介装されている。
【0015】
遠心クラッチ20は、キャリア16およびクラッチガイド18とともに回転する遠心ウエイト21の遠心力による揺動が押付荷重Cとしてクラッチガイド18に作用して軸方向の遠心クラッチ20を係合する方向に移動させる。
【0016】
また互いにスプライン嵌合するキャリア16とクラッチガイド18との間にクラッチプリセットスプリング17が介装されていて、同クラッチプリセットスプリング17のクラッチプリセット荷重Pはクラッチガイド18を軸方向の遠心クラッチ20を係合する方向に付勢している。
【0017】
サンギア13,プラネタリギア14,リングギア15の各歯状はヘリカルギアを形成して互いに噛合っており、このヘリカルギアによるギアスラスト力Sがリングギア15に作用してサンギア13,プラネタリギア14に対してリングギア15を軸方向の遠心クラッチ20を離脱する方向に付勢している。
【0018】
したがって遠心クラッチ20は、同クラッチプリセットスプリング17によるクラッチプリセット荷重Pで常時係合方向に付勢されており、遠心ウエイト21が揺動するときはさらに遠心力による押付荷重Cが係合方向に作用し、これに対してプラネタリギアセット12のヘリカルギアのギアスラスト力Sのみが離脱方向に作用することになる。
【0019】
キャリア16の回転軸が本車両用電動駆動装置10の出力軸25である。
プラネタリギアセット12のサンギア13は、出力軸25に回転自在に軸支され、一方向クラッチ19を介して固定側に連結されている。
【0020】
車両用電動駆動装置10の出力軸25に対して第2出力軸35が平行に配置され、出力軸25には前進ドライブギア31と後進ドライブギア32が一体に設けられ、第2出力軸35には前進ドリブンギア36と後進ドリブンギア37が回転自在に軸支され、前進ドライブギア31と前進ドリブンギア36とが噛合し、後進ドライブギア32と後進ドリブンギア37とは中間ギア33を介して噛合している。
【0021】
第2出力軸35に回転自在に軸支される前進ドリブンギア36と後進ドリブンギア37とに第2出力軸35を選択的に締結する切換クラッチ38が第2出力軸35に設けられている。
なお切換クラッチ38は前進・後進のいずれをも選択しないニュートラル状態も設定可能である。
【0022】
第2出力軸35に同軸一体の出力ギア39が差動ギア機構40の入力ギア41と噛合しており、差動ギア機構40は入力ギア41の回転を左右の駆動輪43,43の車軸42,42に振り分けて伝達して駆動輪43,43を回転する。
【0023】
本動力伝達機構は以上のように構成されており、車両用電動駆動装置10において、遠心クラッチ20は常時クラッチプリセットスプリング17のクラッチプリセット荷重Pにより係合側に付勢されているので、特に大きなモータトルクが生じない状態ではクラッチプリセット荷重Pにより遠心クラッチ20が係合しており、プラネタリギアセット12のリングギア15とキャリア16が結合されてプラネタリギア14の自転が阻止され、一方向クラッチ19によるサンギア13の空転を含めてプラネタリギアセット12全体が一体に回転し、モータ2の駆動軸(入力軸11)と出力軸25が直結状態となっている。
【0024】
モータトルクが大きい状態では、プラネタリギアセット12のヘリカルギアによるギアスラスト力Sがリングギア15にクラッチプリセット荷重Pに抗して強く働き、遠心クラッチ20を離脱する。
【0025】
するとリングギア15とキャリア16の結合が解除され、一方向クラッチ19により回転を阻止された状態にあるサンギア13の周りをプラネタリギア14が自転しながら公転し、モータ2の回転が減速されトルクが増幅されて出力軸25に伝達される。
【0026】
出力軸25の回転は、切換クラッチ38が前進を選択していれば前進ドライブギア31と前進ドリブンギア36の噛合いから第2出力軸35に伝達され、第2出力軸35からギア39,差動ギア機構40を介して駆動輪43を前進回転させる。
【0027】
切換クラッチ38が後進を選択していれば、モータ2の回転方向は同じで出力軸25の回転は、後進ドライブギア32,中間ギア33,後進ドリブンギア37の噛合いから第2出力軸35に逆回転として伝達され、同第2出力軸35からギア39,差動ギア機構40を介して駆動輪43を後進回転させる。
【0028】
したがって発進に際し切換クラッチ38を前進または後進に設定しモータ2を駆動するとき、アクセルの踏込み量が小さくモータトルクが小さい場合は、ギアスラスト力Sが小さくクラッチプリセット荷重Pで確保されたクラッチ容量によって遠心クラッチ20が係合され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて前進または後進走行する。
【0029】
通常走行時には車速に応じて遠心クラッチ20の遠心ウエイト21の揺動が大きくなり遠心力による押付荷重Cがクラッチプリセット荷重Pに加わることになり、遠心クラッチ20は益々大きなクラッチ容量で係合状態が維持され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて走行する。
【0030】
発進時にもアクセルの踏込み量が大きいと、モータトルクが上昇し、ギアスラスト力Sがクラッチプリセット荷重Pを上回ると、遠心クラッチ20の係合が解除されて離脱状態となり、プラネタリギアセット12で減速されトルクが増幅されて動力が伝達され走行を開始する。
【0031】
また、登坂走行時等にアクセルが大きく踏み込まれモータトルクが上昇したとき、ギアスラスト力Sがクラッチプリセット荷重Pと遠心力による押付荷重Cの和を上回ると、遠心クラッチ20が離脱状態となり、トルクが増幅されて動力が伝達されて走行できる。
【0032】
遠心クラッチ20の係合・離脱タイミングすなわち変速(減速)するタイミイグは遠心ウエイト21とヘリカルギアのヘリカルアングル(角度)により基本的な調整が可能であるが、遠心クラッチ20の離脱のタイミングは、クラッチプリセットスプリング17のばね力(クラッチプリセット荷重P)を調整することにより適切な状態に設定することができる。
【0033】
以上のように本車両用電動駆動装置10は、モータトルクが特に大きいときはトルクを上昇させるよう自動変速するので、モータ2の容量およびモータ2を制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【0034】
なお本動力伝達機構1では第2出力軸35に設けられる切換クラッチ38がニュートラル状態に設定できるので、故障時などで車両の牽引を必要とする場合、切換クラッチ38をニュートラルとすると駆動輪43の回転をモータ2にまで伝達しないですみ、強制回転による不具合を防止できる。
【0035】
次に別の実施の形態に係る動力伝達機構50について図2に基づいて説明する。
本動力伝達機構50における車両用電動駆動装置は、前記実施の形態の車両用電動駆動装置10と全く同じであるので、同じ部材は同じ符号を用いる。
【0036】
車両用電動駆動装置10の出力軸25に回転自在に軸支されたギア52と出力軸25との間に直結クラッチ51が介装されており、出力軸25にはサンギア56が嵌着されてプラネタリギアセット55が組付けられている。
【0037】
プラネタリギアセット55のリングギア58は前記ギア52と一体に軸支され、プラネタリギア57のキャリア59はブレーキ60を介して固定側に連結される。
ギア52は、差動ギア機構62の入力ギア63と噛合しており、差動ギア機構62は入力ギア63の回転を左右の駆動輪65,65の車軸64,64に振り分けて伝達して駆動輪65,65を回転する。
【0038】
前進走行時には直結クラッチ51を係合し、ブレーキ60を解除状態としておけば、モータ2の回転は車両用電動駆動装置10を介して出力軸25に出力され、出力軸25の回転は直結されたギア52を一体に回転し、このギア52と噛合する差動ギア機構62の入力ギア63を回転して駆動輪65を前進回転させる。
【0039】
後進走行時には直結クラッチ51は離脱し、ブレーキ60を効かせることにより、車両用電動駆動装置10の出力軸25の回転はプラネタリギアセット55のサンギア56を一体に回転させ、ブレーキ60により固定されたキャリア59に軸支されたプラネタリギア57を介してリングギア58がギア52とともに逆回転させられるので、ギア52の逆回転は差動ギア機構62を介して駆動輪65を後進回転させる。
【0040】
このように本実施の形態における動力伝達機構50は、出力軸25のほかに第2の出力軸を必要とせずに、モータ2の一方向回転に対して前進と後進を選択設定することができる。
【0041】
故障時などで牽引を必要とする場合は、直結クラッチ51を離脱しブレーキ60を解除状態とすることで、駆動輪65の回転をモータ2にまで伝達しないので、強制回転による不具合を防止できる。
【0042】
以上の実施の形態の動力伝達機構1,50は、前進と後進のいずれの場合もモータの回転方向は変わらないものであったが、モータの回転方向を変えることで前進と後進を行う動力伝達機構70について図2にその概略構成図を図示し説明する。
【0043】
本動力伝達機構70の車両用電動駆動装置71は、前記車両用電動駆動装置10と殆ど同じ構造をしており、同じ部材は同じ符号を使用することにする。
唯一異なる点は、サンギア13が一方向クラッチ19とともにブレーキ72を直列に介して固定側に連結されている点である。
【0044】
なお出力軸25に嵌着されたギア81と差動ギア機構82の入力ギア83と噛合しており、差動ギア機構82は入力ギア83の回転を左右の駆動輪85,85の車軸84,84に振り分けて伝達して駆動輪85,85を回転する。
【0045】
本実施の形態に係るモータ80は、正逆回転するモータであり、前進走行時にはブレーキ72を効かせた状態として一方向クラッチ19の一方を固定しモータ80を正回転で駆動する。
結局、前記車両用電動駆動装置10と同じ状態となって同じように動力伝達されて前進走行する。
【0046】
したがって通常の発進および走行時には、ギアスラスト力Sが小さくクラッチプリセット荷重Pで確保されたクラッチ容量および遠心力による押付荷重Cによって遠心クラッチ20が係合され、プラネタリギアセット12で減速されずに動力伝達されて前進走行する。
【0047】
そしてアクセルが大きく踏み込まれモータトルクが上昇したときは、ギアスラスト力Sが増大し、遠心クラッチ20が離脱状態となり、トルクが増幅されて動力が伝達され前進走行する。
【0048】
後進走行時にはブレーキ72を解除状態としてサンギア13をフリーとしモータ80を逆回転で駆動する。
後進時にはアクセルを大きく踏み込むようなことはなく、クラッチプリセット荷重Pにより遠心クラッチ20は係合状態にあってリングギア15とキャリア16が結合されてサンギア13の空転を含めてプラネタリギアセット12全体が一体に回転し、モータ80の駆動軸(入力軸11)と出力軸25が直結状態となって出力軸25が逆回転し駆動輪85に伝達され後進走行する。
【0049】
したがって本実施の形態においてもモータ2の容量およびモータ2を制御するパワードライブユニットの容量を小さく設定することができ、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【図2】別の実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【図3】また別の実施の形態に係る電動自動車の車両用電動駆動装置を備えた動力伝達機構の概略構成図である。
【符号の説明】
1…動力伝達機構、2…モータ、
10…車両用電動駆動装置、12…プラネタリギアセット、13…サンギア、14…プラネタリギア、15…リングギア、16…キャリア、17…同クラッチプリセットスプリング、18…クラッチガイド、19…一方向クラッチ、20…遠心クラッチ、21…遠心ウエイト、25…出力軸、
31…前進ドライブギア、32…後進ドライブギア、33…中間ギア、35…第2出力軸、36…前進ドリブンギア、37…後進ドリブンギア、38…切換クラッチ、39…ギア、40…差動ギア機構、41…入力ギア、42…車軸、43…駆動輪、
50…動力伝達機構、51…直結クラッチ、52…ギア、55…プラネタリギアセット、56…サンギア、57…プラネタリギア、58…リングギア、59…キャリア、60…ブレーキ、62…差動ギア機構、63…入力ギア、64…車軸、65…駆動輪、
70…動力伝達機構、71…車両用電動駆動装置、72…ブレーキ、80…モータ、81…ギア、82…差動ギア機構、83…入力ギア、84…車軸、85…駆動輪。
Claims (1)
- 電動モータの動力を車輪に伝達するための車両用電動駆動装置において、
前記電動モータの回転が直接伝達されるヘリカルギアからなるリングギアと、
前記リングギアと噛合うヘリカルギアからなるプラネタリギアと、
一方向クラッチを介して固定部材に係止され前記プラネタリギアと噛合うヘリカルギアからなるサンギアと、
前記プラネタリギアを軸支するキャリアと前記リングギアとの間に介装される遠心クラッチと、
前記遠心クラッチの係合側にプリセット荷重を与えるプリセット荷重付与手段と、
前記キャリアの回転軸である出力軸とを備え、
前記電動モータのトルクに応じてヘリカルギアに生じるスラスト力が前記遠心クラッチの離脱側に作用することを特徴とする車両用電動駆動装置。
Priority Applications (1)
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JP2003040942A JP2004251344A (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | 車両用電動駆動装置 |
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KR101867537B1 (ko) * | 2017-02-01 | 2018-06-14 | 주식회사 네오오토 | 전기 자동차용 2단 변속기 |
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-
2003
- 2003-02-19 JP JP2003040942A patent/JP2004251344A/ja not_active Withdrawn
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US10480622B2 (en) | 2017-02-01 | 2019-11-19 | Neooto Co., Ltd. | Two-speed transmission for electric vehicle |
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