JP2005145132A

JP2005145132A - 自動車のモータ駆動システム

Info

Publication number: JP2005145132A
Application number: JP2003382244A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamazaki; 達也山崎; Yuichi Ito; 雄一伊藤; Tomoo Kiuchi; 智夫木内
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することである。
【解決手段】モータ３を、その出力軸３ａが各車輪１のハブシャフト４と平行でない姿勢で車体２側に取り付け、サスペンション機構を介して相対変位し、かつ、互いに平行でないモータ３の出力軸３ａと車輪１のハブシャフト４とを、伸縮機能を有するダブルオフセット型等速自在継手８と、伝達方向変換機能を有する傘歯車１１ａ、１１ｂを用いた歯車伝達機構とを備えた駆動力伝達装置で連結することにより、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保できるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムに関する。

車軸を駆動するモータを備えた自動車には、モータのみで駆動する電気自動車と、エンジンとモータとを使い分けるいわゆるハイブリッド車とがある。また、車軸を車体に懸架するサスペンション機構には、乗用車に多く採用され、自在継手に連結した各車輪の車軸を独立に懸架する独立懸架方式と、トラック等に多く採用され、デファレンシャル装置を含む左右の車輪の車軸を一体に懸架する車軸懸架方式とがある。

このようなサスペンション機構と駆動用モータを備えた自動車のモータ駆動システムには、車軸にモータと減速歯車機構を直結し、これらのモータと減速歯車機構を車軸と一緒にサスペンション機構で懸架した、いわゆるインホイールタイプのもの（例えば、特許文献１参照。）や、デファレンシャル装置にモータと変速機を連結して、従来のエンジン駆動のものと同様に、デファレンシャル装置側のドライブシャフトと車輪側のドライブシャフト（車軸）を自在継手で連結したもの（例えば、特許文献２参照。）がある。

特開２００２−２４７７１３号公報（第４−７頁、第１−２図）特開２００３−７２３９２号公報（第２−４頁、第２−３図）

特許文献１に記載されたインホイールタイプのモータ駆動システムは、デファレンシャル装置や自在継手が不要となり、駆動力伝達装置をスリム化できる利点を有するが、モータと減速歯車機構が車軸と一緒にサスペンション機構で懸架されるので、ばね下重量が大きくなって、乗り心地や走行性能が低下する問題がある。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受けること等の取り付け環境が悪い問題もある。

一方、特許文献２に記載されたデファレンシャル装置にモータと変速機を連結するタイプのモータ駆動システムは、独立懸架方式のサスペンション機構を採用することにより、ばね下重量が大きくなることはなく、ハイブリッド車にも適用可能であるが、モータ駆動のメリットである駆動源（モータ）の設置位置の幅広い自由度が損なわれている。このため、駆動力伝達装置のコンパクト化や居室・荷室空間の拡大も期待できない。

そこで、この発明の課題は、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、車輪の車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、前記車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムにおいて、前記モータを、その出力軸が車輪の車軸と平行でない姿勢で車体側に取り付け、前記サスペンション機構を介して相対変位し、かつ、互いに平行でないモータの出力軸と車輪の車軸とを、伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置で連結した構成を採用した。

すなわち、モータを、その出力軸が車輪の車軸と平行でない姿勢で車体側に取り付け、サスペンション機構を介して相対変位し、かつ、互いに平行でないモータの出力軸と車輪の車軸とを、伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置で連結することにより、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保できるようにした。

前記伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置としては、摺動式等速自在継手、固定式等速自在継手および傘歯車を用いた歯車伝達機構を備えたものを採用することができる。

前記駆動力伝達装置に歯車減速機構を設けることにより、モータを小型化することができる。

この発明の自動車のモータ駆動システムは、モータを、その出力軸が車輪の車軸と平行でない姿勢で車体側に取り付け、サスペンション機構を介して相対変位し、かつ、互いに平行でないモータの出力軸と車輪の車軸とを、伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置で連結するようにしたので、モータ駆動のメリットであるモータ設置位置の幅広い自由度を損なわずに、乗り心地や走行性能を確保することができる。また、モータが路面の凹凸等によるショックを直接受けるのを防止して、その取り付け環境をよくすることもできる。

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この自動車のモータ駆動システムは、図１および図２に示すように、左右の車輪１を車体２側に取り付けた各モータ３で駆動するものであり、各車輪１の車軸であるハブシャフト４は、トレーリングアーム５とコイルばね６付きのオイルダンパ７を用いたトレーリングアーム方式のサスペンション機構を介して車体２に懸架されている。左右のトレーリングアーム５はロッド５ａで連結されている。なお、各車輪１は転舵しない後輪であり、各モータ３の出力軸３ａは、斜め下向きの後方にハブシャフト４と交叉する方向へ向けられている。

前記各モータ３は遊星歯車を用いた減速機構付きのものであり、ゴムマウント３ｂを介して車体２に取り付けられている。各モータ３の駆動力は、順に、モータ３の出力軸３ａ、伸縮機能を有する摺動式等速自在継手であるダブルオフセット型等速自在継手８、回転シャフト９、固定式等速自在継手１０、傘歯車１１ａ、１１ｂを用いた歯車伝達機構を介してハブシャフト４に伝達されるようになっている。なお、モータ３側に減速機構を設ける替りに、傘歯車１１ａ、１１ｂ間に減速比を持たせることもできる。

図３に示すように、前記モータ３の出力軸３ａは、フランジ結合で摺動式等速自在継手８の外輪８ａと連結され、その内輪８ｂに回転シャフト９の一端がスプライン結合で連結されている。また、回転シャフト９の他端は固定式等速自在継手１０の内輪１０ｂにスプライン結合で連結され、その外輪１０ａに傘歯車１１ａがスプライン結合で連結されている。さらに、傘歯車１１ａと直角に噛み合う傘歯車１１ｂは、スプライン結合の軸継手１２を介してハブシャフト４に連結されている。傘歯車１１ａとハブシャフト４は、それぞれアンギュラ玉軸受１３、１４でナックルケース１５に回転自在に支持され、ハブシャフト４には、車輪１とブレーキロータ１６がボルト１７で固定されている。

図４は、前記モータ３の車体２への取り付け位置の変形例を示す。この変形例では、各モータ３が車体２のインナ側へ寄せて取り付けられ、その後方向きの出力軸３ａがアウタ側へ傾斜している。したがって、回転シャフト９の先端に固定式等速自在継手１０を介して連結された傘歯車１１ａと、ハブシャフト４に軸継手１２を介して連結された傘歯車１１ｂとは、鈍角に噛み合っている。その他の部分は実施形態のものと同じである。

上述した実施形態では、駆動力伝達装置の伸縮機能部にダブルオフセット型等速自在継手を用いたが、トリポート型等速自在継手等の他の型式の摺動式等速自在継手やボールスプライン等を用いることもできる。

また、上述した実施形態では、サスペンション機構にトレーリングアーム方式のものを採用したが、サスペンション機構は、ストラット方式、ダブルウィッシュボーン方式等の他の方式のものも採用することができる。ブレーキ機構も実施形態のブレーキロータを用いるディスクブレーキに限定されることはなく、ドラムブレーキを採用することもできる。

自動車のモータ駆動システムの実施形態を示す切欠き平面図図１のII−II線に沿った断面図図１の要部を拡大して示す切欠き平面図図１の変形例を示す切欠き平面図

符号の説明

１車輪
２車体
３モータ
３ａ出力軸
３ｂゴムマウント
４ハブシャフト
５トレーリングアーム
５ａロッド
６コイルばね
７オイルダンパ
８ダブルオフセット型等速自在継手
８ａ外輪
８ｂ内輪
９回転シャフト
１０固定式等速自在継手
１１ａ、１１ｂ傘歯車
１２軸継手
１３、１４アンギュラ玉軸受
１５ナックルケース
１６ブレーキロータ
１７ボルト

Claims

車輪の車軸がサスペンション機構を介して車体に懸架され、前記車軸を駆動するモータを備えた自動車のモータ駆動システムにおいて、前記モータを、その出力軸が車輪の車軸と平行でない姿勢で車体側に取り付け、前記サスペンション機構を介して相対変位し、かつ、互いに平行でないモータの出力軸と車輪の車軸とを、伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置で連結したことを特徴とする自動車のモータ駆動システム。
前記伸縮機能と伝達方向変換機能を有する駆動力伝達装置が、摺動式等速自在継手、固定式等速自在継手および傘歯車を用いた歯車伝達機構を備えたものである請求項１に記載の自動車のモータ駆動システム。
前記駆動力伝達装置に歯車減速機構を設けた請求項１または２に記載の自動車のモータ駆動システム。