JP2013208995A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分割型車軸を支持する構造体の強度を向上した電動パワーユニットを提供する。
【解決手段】モータ４０の出力軸３２３と出力軸３２３の両端に配設される第１の支持軸３２１および第２の支持軸３２２とで車軸３２を構成する。第１の保持プレート４５と第２の保持プレート４６とによってステータ４４が保持され、第２の保持プレート４６と軸受ブロックとで減速機４１の遊星歯車のキャリアを構成する。第２の保持プレート４６は一体で軸受保持部５２を備え、第２の支持軸３２２が軸受保持部５２で支持される。第１の支持軸３２１は第１の保持プレート４５に支持され、出力軸３２３は一端が第１の保持プレート４５で、他端が軸受保持部５２で支持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用駆動装置に関し、特に、車両のホイールハブ内に電動モータと減速機とが組み入れられた車両用駆動装置に関する。

特許文献１には電動車両の駆動装置として車両のホイールハブ内に電動モータと減速機とを配設した電動車輪用ハブユニットが開示されている。このハブユニットは、モータ出力軸である回転軸とその両端に設けられた左右の固定用支持軸とからなる左右分割軸を有しており、左側の固定用支持軸はホイールを回転可能に支持する保持プレート（第１端板）に固定され、右側の固定用支持軸は減速機を構成する遊星歯車の支持枠に形成されるボスに支持される。ハブユニット内の右部分に配置される減速機に含まれる遊星歯車の軸は該遊星歯車のキャリア（第２端板）と前記支持枠とで支持される。

特開２００５−３３５５３５号公報

特許文献１に記載された電動車輪用ハブユニットでは、右側の固定用支持軸はキャリアに固定される支持枠でのみで支持するので、右側の固定用支持軸は支持枠が有する強度で支持される。走行時の車両および乗員の荷重が負荷として固定用支持軸にかかるので、固定用支持軸の支持構造としてはさらに強固に支持できるものが望まれる。支持枠を大型化することで強度を向上させることはできるものの、ホイールハブという限られた空間に配置される蓋部材ではサイズの大型化も制限されるという課題がある。また、車軸を支持する延長部品が複数にまたがっており、分割車軸の中心出しが困難である。

本発明の目的は、上記課題を解決し、回転軸と左右の固定用支持軸とからなる左右分割形式の軸構造を有する車両用駆動装置において、固定用支持軸の支持強度および組み付け性を向上するのに好適な車両用駆動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、車両用ホイールハブ（３３）内に設けられる電動モータ（４０）と、前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）と、該出力軸（３２３）の両端にそれぞれ配設される第１の支持軸（３２１）および第２の支持軸（３２２）からなる車軸（３２）と、前記出力軸（３２３）に連結される減速歯車（５６）を含む減速機（４１）とを有し、前記電動モータ（４０）が、対をなす第１の保持プレート（４５）および第２の保持プレート（４６）によって両側で保持される円筒形状のステータ（４４）と、該ステータ（４４）に対して前記車軸（３２）の中心線上で回転する出力軸を備えるロータ（４３）とからなり、前記減速機（４１）の減速歯車（５６）が、前記第２の保持プレート（４６）と、該第２の保持プレート（４６）に結合される軸受ブロック（６２）とで支持される車両用駆動装置において、前記第２の保持プレート（４６）には、前記第２の支持軸（３２２）側に突出し、前記出力軸（３２３）のうち前記第２の支持軸（３２２）寄り部分の外周を覆うように設けられた軸受保持部（５２）を備えるとともに、前記第１の支持軸（３２１）が、前記第１の保持プレート（４５）に支持され、前記第２の支持軸（３２２）が、前記軸受保持部（５２）で支持されている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）の一端が前記第１の保持プレート（４５）で支持され、該出力軸（３２３）の他端が前記軸受保持部（５２）で支持される点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記減速歯車（５６）が前記出力軸（３２３）に設けられる太陽歯車（５５）と噛み合う遊星歯車であって、前記軸受保持部（５２）を形成する外周壁には、前記太陽歯車（５５）の一部分が該軸受保持部（５２）内に臨んで前記遊星歯車（５６）と噛み合うことができるように該外周壁を貫通する切り欠き（５２ａ）が形成される点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記軸受保持部（５２）の、前記切り欠き（５２ａ）が形成されている壁部（５２２）の肉厚（ｔ１）が、前記軸受ブロック（６２）の肉厚（ｔ２）より厚い点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記軸受保持部（５２）の先端部外周面が、前記軸受ブロック（６２）に形成される軸受保持部挿通孔（６２３）の開口部内周面に当接する点に第５の特徴がある。

また、本発明は、前記遊星歯車（５６、５７）が、前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）を中心に対称位置となるように２つ設けられる点に第６の特徴がある。

また、本発明は、前記２つの遊星歯車（５６）に対応するように、前記切り欠き（５２ａ）が、前記ホイールハブ（３３）を有する車輪を装着する車両の車体前後方向に指向して２箇所に形成されている点に第７の特徴がある。

さらに、本発明は、前記軸受保持部（５２）が筒形状であり、該軸受保持部（５２）を含む前記第２の保持プレート（４６）と前記軸受ブロック（６２）とを一体で成形する点に第８の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、ステータを両側で保持することで、ステータが有する剛性も加えてより剛性が高められている第１および第２の保持プレートで分割車軸を構成している第１および第２の支持軸を保持できるので、より大きい荷重を受けることができる剛性の高い車両用駆動装置をホイール内に設けることができる。また、一対の保持プレートで車軸を支持するので、部品点数を少なくできるし、中心出しもしやすい。

第２の特徴を有する本発明によれば、剛性の高い部材である一対の保持プレートで軸間を支持して出力軸を保持することができるので、車軸と出力軸との中心出しがしやすい。

第３の特徴を有する本発明によれば、筒形状の軸受保持部の内側に位置する電動モータの出力軸と減速歯車との接続を可能にすることができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、筒形状の軸受保持部自体の剛性を向上させることができるので、切り欠きが形成されていたとしても十分な剛性を確保することができる。

第５の特徴を有する本発明によれば、軸受ブロックが筒形状の軸受保持部の外周面に対して当接しているので、車軸に入力される荷重を、軸受ブロックを介して第２の保持プレートで受けることができ、軸受ブロックが筒形状の軸受保持部で支持される。

第６の特徴を有する本発明によれば、遊星歯車を２つとすることで、減速機を構成する部品の数を少なくすることができる。また、電動モータの出力軸を中心に対称位置となるように２つの遊星歯車を配置することで、歯車にかかる伝達強度を均一にすることができる。

第７の特徴を有する本発明によれば、切り欠きは、２つの遊星歯車に対応させて車体前後方向に指向させることで、切り欠きの無い部分が上下に位置することになり、車軸にかかる上下方向の荷重が切り欠きを避けることができ、上下方向の荷重に対してより高い剛性を確保することができる。

第８の特徴を有する本発明によれば、軸受保持部を含む第２の保持プレートと軸受ブロックとが一体成形されることで、さらに剛性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る電動車両の左側面図である。 パワーユニットを含む後輪の車軸を通る断面をスイングアームに沿って上方から見た断面図である。 図２の右側部分を拡大した図である。 減速歯車装置の歯車配列を示す図２の右側から見た図である。 減速歯車装置に含まれる遊星歯車装置とその軸受ブロックを示す斜視図である。 遊星歯車装置の分解斜視図である。 軸受保持部と軸受ブロックとの関係を示す遊星歯車装置の要部断面図である。 減速歯車装置の駆動力伝達経路を示す模式図である。 減速歯車装置の回生動力伝達路を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両用駆動装置としてのパワーユニットを有する電動車両の左側面図である。電動車両１のメインフレーム２は、ヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から下方に延びるダウンパイプ４と、ダウンパイプ４に前端が結合されて、水平後方に延びる左右一対のロアパイプ５と、ロアパイプ５の後端に接続されて上方に延びるシートポスト６と、シートポスト６の上端から水平後方に延びるシートフレーム７と、シートフレーム７の下方にあってシートポスト６から水平後方に延びる中間フレーム８とからなる。

ヘッドパイプ３の内部を上下方向に貫通するステアリングシャフト（図示せず）の上端にはアーム９を介してステアリングハンドル１０が連結され、ステアリングシャフトの下端には左右一対のフロントフォーク１１が連結されて下方に延びている。フロントフォーク１１の下端に設けられる前輪軸１２によって前輪ＷＦが回転自在に支持される。前輪ＷＦの上部を覆うフロントフェンダ１３は、フロントフォーク１１に取り付けられる。 ヘッドパイプ３の前方にはヘッドライト１４が設けられ、後方にはメータ装置１５が設けられる。

ロアパイプ５にはステップフロア１６が設けられ、ステップフロア１６によって上部を覆われたスペースにはバッテリ１８が収容される。バッテリ１８は複数の円柱状のバッテリセルを樹脂製のシュリンクパック（熱収縮パック）で包み込んだものからなる。ステップフロア１６の下部はアンダカバー１７で覆われる。

シートフレーム７の上部にはシート１９が乗せられ、シートフレーム７の下部にはヘルメットなどを収容することができる収納ボックス２０が設けられる。シート１９は収納ボックス２０の蓋として利用できるように開閉自在である。

中間フレーム８には、充電・電圧変換装置２１が搭載される。充電・電圧変換装置２１は、商用電源を直流に変換し、かつ所定の電圧に降圧してバッテリ１８を充電する充電器と、自動二輪車１の電動モータ駆動用に高電圧にされているバッテリ電圧を電動モータ以外の電装部品（ヘッドライト、テールライト等）に適合した定電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータとからなる。

ロアパイプ５の後部にはブラケット２４が接合され、ブラケット２４には枢軸８５によってスイングアーム２２が上下揺動自在に連結される。スイングアーム２２の後部には電動モータおよび減速歯車装置からなるパワーユニット２３が車軸３２で支持される。パワーユニット２３は、車両側回転部材である後輪ＷＲのホイールハブ（以下、単に「ハブ」という）３３内に収容される。

スイングアーム２２には、パワーユニット２３を制御する電力制御部２６およびこの電力制御部２６に付設される平滑コンデンサ２７が取り付けられる。電力制御部２６は電動モータによる回生エネルギでバッテリ１８を充電する充電制御回路をも備える。ブラケット２４の下部には、サイドスタンドＳＴを取り付けることができる。

中間フレーム８とシートポスト６との間を連結するブラケット２８とスイングアーム２２との間にはリヤクッション２９が掛け渡される。中間フレーム８の後部にはテールライトユニット３０が設けられ、テールライトユニット３０の下方にはライセンスプレート３１が設けられる。後輪ＷＲの上方にはリヤフェンダ２５が設けられる。

図２は、パワーユニット２３を含む後輪ＷＲの断面図であり、後輪の車軸３２を通る断面をスイングアームに沿って上方から見た図である。図３は参照符号を付すスペースを確保するために図２の右側部分を拡大した図である。したがって、図２では主要部にのみ参照符号を付している。図４は減速歯車装置の歯車配列を示す図２の右側から見た図、図５は減速歯車装置に含まれる遊星歯車装置とその軸受ブロックを示す斜視図、図６は遊星歯車装置の分解斜視図である。

図２〜図６において、後輪ＷＲは車軸３２によってスイングアーム２２に支持される。後輪ＷＲは、ハブ３３、スポーク３４、およびリム３５からなるホイール３６と、リム３５の外周に嵌められるタイヤ３７とからなる。ハブ３３は左側半分を形成する第１のハブ部分であるケース３８と、ケース３８に組み合わされる右側半分を形成する第２のハブ部分であるカバー３９とで構成される。

ハブ３３内に、電動モータ４０と、電動モータ４０の出力軸つまり車軸３２に連結される歯車装置からなる減速機４１とが収容される。電動モータ４０は、周方向にＮ極およびＳ極を交互に配した永久磁石４２を有するインナロータ（以下、単に「ロータ」という）４３と、ロータ４３の外周に配置されるアウタステータ（以下、単に「ステータ」という）４４と、ステータ４４の左側に配置される保持プレート（第１の保持プレート）４５と右側に配置される保持プレート（第２の保持プレート）４６とからなる。ステータ４４には３相巻線４７が巻かれて電機子を構成する。

車軸３２は、左側車軸部分３２１、右側車軸部分３２２および中央軸つまりモータ出力軸（以下、「太陽歯車軸」という）３２３の３つに分割されている。太陽歯車軸３２３は、電動モータ４０の出力軸であり、ロータ４３の中心孔に嵌合される。ステータ４４、ならびステータ４４の左右に配置される第１の保持プレート４５および第２の保持プレート４６は、これらを車軸３２の延在方向に貫通する複数のボルト９ａを使って一体に結合される。

第１の保持プレート４５は、ステータ４４と同一の外径寸法を有する大径部と、大径部の外周面に対して段差を有して車体左側に形成された小径部とからなり、小径部の外周には軸受４８が嵌合される。軸受４８の外周部材（アウタレース）は、ケース３８の左側開口３８５の内周面に嵌合される。第１の保持プレート４５の小径部中心には軸受４９が嵌め込まれ、軸受４９によって電動モータ４０の太陽歯車軸３２３の左端部が支持される。第１の保持プレート４５の左側面にはボルト５０によってキャップ５１が固定される。

第２の保持プレート４６には、太陽歯車軸３２３の右側端部および右側車軸部分３２２の左側端部を支持する軸受５３を収容する軸受保持部５２が一体成形されている。第２の保持プレート４６には、遊星歯車５６、５７の軸５８、５９を右側で支持する軸受６３、６４を収容する軸受ブロック６２が複数のボルト８２を用いて結合される。右側車軸部分３２２の左側端部は軸受保持部５２に嵌合もしくは圧入され、右側車軸部分３２２は該車軸部分３２２に保持される軸受５４を介してカバー３９を回転可能に支持する。さらに、筒状の軸受保持部５２を含む第２の保持プレート４６と軸受ブロック６２とを一体成形するようにしてもよい。第２の保持プレート４６と軸受ブロック６２とを一体成形することで、より一層高い剛性を得ることができる。

電動モータ４０の右側つまり軸受５３寄りの位置において、太陽歯車軸３２３には太陽歯車（電動モータの出力歯車）５５が形成されており、太陽歯車５５には、２つの遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａが噛み合わされる。２つの遊星歯車５６、５７は、電動モータ４０の出力軸つまり太陽歯車軸３２３を中心に対称位置となるように配置される。

第２の保持プレート４６と一体で形成される軸受保持部５２は軸受５３を収容するための空間を有する筒状の周壁を有し、この筒状の周壁には遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａが軸受保持部５２内に臨んで太陽歯車５５と噛み合うことができるように開口もしくは切り欠き５２ａが形成される。切り欠き５２ａは、２つの遊星歯車５６、５７に対応させて車体前後方向に指向して２箇所に形成される。切り欠き５２ａを車体前後方向に指向させることで、切り欠き５２ａの無い部分が上下に位置することになり、車軸にかかる上下方向の荷重が切り欠き５２ａを避けることになるので、上下方向の荷重に対してより高い剛性を確保することができる。また、遊星歯車５６、５７を２つだけ設けることで、より大きい動力を伝達しつつ、部品数を少なくするとともに切り欠き５２ａによる欠損部分を小さく抑えてより高い剛性を維持できる。２つの遊星歯車５６、５７を設けることで、減速機４１を構成する部品の数を少なくすることができる。また、電動モータの出力軸３２３を中心に対称位置となるように２つの遊星歯車５６、５７を配置することで、遊星歯車５６、５７にかかる伝達強度を均一にすることができる。

遊星歯車５６、５７を支持する遊星歯車軸５８、５９は、一端（左端）が第２の保持プレート４６に嵌め込まれた軸受６０、６１で支持され、他端（右端）が軸受ブロック６２に嵌め込まれた軸受６３、６４で支持される。つまり、遊星歯車５６、５７は、ステータ４４に締結される第２の保持プレート４６と軸受ブロック６２とをキャリアとしている。

リング状のガイド６５、６６によって軸方向の位置が規制される回生側第１段歯車としての第１内歯車６７が設けられ、第１内歯車６７は、遊星歯車５６の大歯車部分５６ａ、５７ａの双方に噛み合う。第１内歯車６７の外周には回生側ワンウェイクラッチとして第１のワンウェイクラッチ６８が嵌装される。

ケース３８の内面にはボルト６９によってリング状の第１クラッチ板（回生側内歯車支持板として作用する）７０が固定されており、第１のワンウェイクラッチ６８の外周は第１クラッチ板７０に対面している。第１のワンウェイクラッチ６８は、第１内歯車６７が所定の１方向に回転しようとした場合に第１クラッチ板７０に結合し、第１内歯車６７が所定の１方向とは反対方向に回転した場合は第１クラッチ板７０に結合されることなく摺接するように結合方向が設定される。

ケース３８は、第１クラッチ板７０を外周から覆うことができる第１の円筒部分３８０と、第１クラッチ板７０よりも小径であるステータ４４を外周から覆うことができる第２の円筒部分３８１とからなる。第１の円筒部分３８０は第２の円筒部分３８１よりも大径であり、第１の円筒部分３８０と第２の円筒部分３８１との接続壁３８２は車軸３２に直交する方向に延在している。第１クラッチ板７０は、この接続壁３８２の内面に取り付けら、ボルト６９の頭はこの接続壁３８２の外面に着座している。

遊星歯車５６、５７の小歯車部分５６ｂ、５７ｂの双方に噛み合うように駆動側最終段歯車としての第２内歯車７１が設けられる。第２内歯車７１は第１内歯車６７より小径であり、ガイド７２およびガイド８１によって軸方向の位置が規制されている。第２内歯車７１の外周には駆動側ワンウェイクラッチとして第２のワンウェイクラッチ７３が嵌装される。

カバー３９の内面にはカバー３９の内側から挿入して締め付けられるボルト７４によってリング状の第２クラッチ板（駆動側内歯車支持材）７５が固定されており、第２のワンウェイクラッチ７３の外周は第２クラッチ板７５に対面している。第２のワンウェイクラッチ７３は、第２内歯車７１が所定の１方向に回転しようとした場合に第２クラッチ板７５に係止し、第２内歯車７１が所定の１方向とは反対方向に回転した場合は第２クラッチ板７５に係止されることなく摺接するように係止方向が設定される。第１のワンウェイクラッチ６８と第２のワンウェイクラッチ７３とは、互いに反対の回転方向で第１内歯車６７および第２内歯車７１にそれぞれ係止するように設定するが、どのような方向において第１のワンウェイクラッチ６８、第２のワンウェイクラッチ７３が第１クラッチ板７０、および第２クラッチ板７５に係止するようにするかについては後述する。

左側車軸部分３２１および右側車軸部分３２２には、左右のスイングアーム２２、２２がそれぞれ嵌装される。左側車軸部分３２１および右側車軸部分３２２のそれぞれの端部には雌ネジが形成されており、これらの雌ネジにナット７６、７７をそれぞれねじ込むことにより、左側車軸部分３２１および右側車軸部分３２２のそれぞれにスイングアーム２２、２２を締結する。

ロータ４３の左側面には、ロータ４３の位置を検知するための回転体７８が結合され、回転体７８に近接して位置センサ（例えばホール素子）７９が配置される。

図５、図６において、電動モータ４０の右側に結合される第２の保持プレート４６の右側外周には第１内歯車６７の１側面を支持するリング状のガイド６５が配置される。第２の保持プレート４６の右側には遊星歯車５６、５７と干渉しない位置に、右側から見た形状が円弧状であるガイド取り付け用のリブ８０が設けられ、このリブ８０に、前記ガイド７２と協働して前記第２内歯車７１を左右から挟んで保持するガイド８１が取り付けられる。

軸受ブロック６２は、遊星歯車５６、５７のうち、太陽歯車軸３２３側の半分を覆い、遊星歯車軸５８、５９の右側端部を支持する軸受６３、６４（図３参照）を収容する円筒形状壁（脚部）を有する部材である。また、軸受ブロック６２は、軸受保持部５２と、軸受保持部５２で支持される太陽歯車軸（モータ出力軸）３２３および車軸３２の右側車軸部分３２２の左側端部を覆う。軸受ブロック６２には、第２の保持プレート４６と当接する側の４箇所で外側に向けて張り出した取り付け部としてのリブ６２１が設けられているとともに、中心部を貫通する軸受保持部挿通孔６２３が設けられる。リブ６２１には、ボルト通し孔６２２が形成されていて、このボルト通し孔６２２を通すボルト８２を使用して第２の保持プレート４６の右側面に軸受ブロック６２が結合される。

第２の保持プレート４６に設けられる軸受保持部５２と軸受ブロック６２との関係をさらに詳述する。図７は軸受保持部と軸受ブロックとの関係を示す遊星歯車装置の要部断面図である。図７において、円筒形状の軸受保持部５２に軸受ブロック６２が被さり、軸受保持部５２の外周面のうち、先端部（図７で右側部分）５２１の外周面に軸受ブロック６２の端部（図７の右側端部）６２４の内周面つまり軸受保持部挿通孔６２３の開口部分の内周面が当接する。太陽歯車軸３２３にかかる荷重は軸受５３および右側軸部分３２２を介して軸受５４で支持されるとともに、軸受ブロック６２を貫通する軸受保持部５２の外周面のうち、先端部５２１の外周面が軸受ブロック６２の内周面に当接しているので、第２の保持プレート４６は軸受ブロック６２を介して補強的に荷重を受ける。

軸受保持部５２の先端部５２１の外周面に当接する軸受ブロック６２の右側端部６２４から左側に延在する円柱状空洞を形成する脚部６２５の先端から第２の保持プレート４６に沿って張り出している４箇所のリブ６２１にボルト８２が貫通して、軸受ブロック６２を第２の保持プレート４６に４箇所で固定している。軸受保持部５２の円筒形状壁部５２２の肉厚ｔ１は、より剛性を高めるため厚くしており、例えば、軸受ブロック６２の脚部６２５の肉厚ｔ２より厚くしている。軸受保持部５２の肉厚を厚くすることで、軸受保持部５２で支持する車軸３２の右側車軸部分３２２および太陽歯車軸３２３を強固に支持させることができる。

遊星歯車装置の組み立て時、第２の保持プレート４６に形成されている軸受嵌入孔４６１、４６２に軸受６０、６１を配置する。そして、軸受保持部５２の外周壁の２箇所に軸対称で形成される切り欠き５２ａを通して大歯車部分５６ａ、５７ａの一部分が軸受保持部５２内に臨むように位置決めし、遊星歯車５６、５７の軸孔に右側から遊星歯車軸５８、５９を貫通させ、その左側端部をそれぞれ軸受６０、６１に嵌め込む。一方、軸受ブロック６２側には、軸受嵌入孔４６１、４６２と同様に軸受嵌入孔が形成され、これらの軸受嵌入孔に軸受６３、６４をそれぞれ配置する。それから、軸受６３、６４に遊星歯車軸５８、５９の右側端部が整合して嵌るように軸受ブロック６２を位置決めし、軸受ブロック６２の脚部６２１に設けられるボルト通し孔６２２を通したボルト８２を、第２の保持プレート４６に設けられるネジ孔４６３にねじ込んで軸受ブロック６２を保持プレート４６に固定する。軸受ブロック６２が第２の保持プレート４６にボルト８２で固定された状態で円筒形状の軸受保持部５２を覆い、軸受保持部５２が軸受ブロック６２内に収まる。

図８、図９は電動モータ４０とハブ３３との間で動力を伝達する駆動力伝達路および回生動力伝達路をそれぞれ示す模式図であり、図２、３と同符号は同一または同等部分を示す。

まず、図８を参照して駆動力伝達路を説明する。電動モータ４０に電力が供給されてハブ３３を駆動する場合は、巻線４７に通電されると、ステータ４４に生じる磁界とロータ４３の磁石との作用でロータ４３が回転する。ロータ４３の回転は太陽歯車軸３２３に設けられる太陽歯車５５を介して遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａに伝達される。遊星歯車５６，５７の回転は第１内歯車６７に伝達されて第１ワンウェイクラッチ６８を回転させるとともに、遊星歯車５６、５７の小歯車部分５６ｂ、５７ｂを介して第２内歯車７１に伝達されて第２ワンウェイクラッチ７３を回転させる。

第１ワンウェイクラッチ６８および第２ワンウェイクラッチ７３は、電動モータ４０の駆動時と回生時とで互いの係合方向が反対になるように配置する。ここでは、電動モータ４０の駆動時において、第１ワンウェイクラッチ６８は、第１内歯車６７の回転を第１クラッチ板７０に伝達せず、第２ワンウェイクラッチ７３のみが、第２内歯車７１の回転を第２クラッチ板７５に伝達するように、クラッチの係合方向を設定しておく。また、電動モータ４０の回生時においては、第２ワンウェイクラッチ７３は、第２内歯車７１の回転を第２クラッチ板７５に伝達せず、第１ワンウェイクラッチ６８のみが、第１内歯車６８の回転を第１クラッチ板７０に伝達するように、クラッチの係合方向を設定しておく。

したがって、電動モータ４０の駆動時には、遊星歯車５６、５７の回転は第２内歯車７１に伝達され、第２内歯車７１の回転は第２ワンウェイクラッチ７３を介して第２クラッチ板７５に伝わる。その結果、第２クラッチ板７５が固定されているカバー３９、およびカバー３９に締結されるハブ３３のケース３８が回転されて、後輪ＷＲが駆動される。すなわち、図８において矢印Ａ１で示すように、太陽歯車５５、遊星歯車５６および５７の小歯車部分５６ｂ、５７ｂ、第２内歯車７１、第２ワンウェイクラッチ７３、第２クラッチ板７５、およびハブ３３の順で電動モータ４０の動力を後輪ＷＲに伝達する動力伝達路が形成される。

一方、電動モータ４０の回生時は、図９において、第１ワンウェイクラッチ６８と第２ワンウェイクラッチ７３のうち、第１ワンウェイクラッチ６８が回転を伝達するように作用する。したがって、後輪ＷＲが回転すると、その回転つまりハブ３３およびハブ３３に固定されている第１クラッチ板７０の回転は第１ワンウェイクラッチ６８を介して第１内歯車６７に伝わる。回生時には、第２ワンウェイクラッチ７３は作用しないので、第２クラッチ板７５と第２内歯車７１とは互いに係合することなく空転する。

第１内歯車６７に伝達された回転は遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａを介して太陽歯車５５に伝わり、太陽歯車軸３２３を回転させる。太陽歯車軸３２３と一体でロータ４３が回転するので、ロータ４３の外周に配置される永久磁石４２の磁界がステータ４４の巻線４７が作用して巻線４７に電流が誘導される。すなわち、図７に矢印Ａ２で示すように、ハブ３３、第１クラッチ板７０、第１ワンウェイクラッチ６８、第１内歯車６７、遊星歯車５６および５７の大歯車部分５６ａ、５７ａ、太陽歯車５５の順で回転が伝わり、後輪ＷＲの回転が電動モータ４０に伝達される回生動力伝達路が形成される。

この動力伝達路において、太陽歯車５５と遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａは駆動時および回生時のいずれにも関わっているので、駆動時と回生時とにおける減速比の違いは、第２内歯車７１と遊星歯車５６、５７の小歯車部分５６ｂ、５７ｂとによって決定される減速比と、第１内歯車６７と遊星歯車５６、５７の大歯車部分５６ａ、５７ａとによって決定される減速比との違いによる。

図８、図９にそれぞれ示した例によれば、電動モータ４０の駆動時および回生時のそれぞれにおける動力伝達路を全体的には互いに独立させつつ、各動力伝達路を形成する歯車の一部を共通の軸（遊星歯車軸５８，５９）で支持して一体に回転できるようにしたので、歯車や歯車の支持軸の数を増大させることなく、駆動時および回生時の減速比（回生時は増速比）を変化させることができる。これにより、電動モータの回転数とトルクとの関係から見た特性において、駆動時に電動モータの使用領域を効率の良い領域に設定したまま、回生時の特性も良い効率とするように増速比を設定することができる。

上記実施形態は、本発明を電動車両に適用した例であるが、本発明は、電動車両１に限らず、電動補助自転車やハイブリッド式車両にも適用可能である。例えば、人力でペダルを漕いだときにその踏力を電動モータの動力で補助する形式の電動補助自転車において、駆動源として上記実施形態の減速歯車装置を含むパワーユニットを採用することができる。

また、内燃機関と電動モータとの動力を混成させて動力源とするハイブリッド型車両において、上記各実施形態の減速歯車装置を含むパワーユニットを電動モータに適用し、内燃機関とともに動力源として使用することができる。

１…電動車両、 ２２…スイングアーム、 ２３…パワーユニット、 ３２…車軸、 ３３…ホイールハブ、 ４０…電動モータ、 ４１…減速機、 ４３…ロータ、 ４４…ステータ、 ４５…第１の保持プレート、 ４６…第２の保持プレート、 ５２…軸受保持部、 ５５…太陽歯車、 ５６、５７…遊星歯車、 ６２…軸受ブロック、 ６８…回生側ワンウェイクラッチ、 ７０…回生側内歯車支持材、 ７１…駆動側内歯車（駆動側最終段歯車）、 ７３…駆動側ワンウェイクラッチ、 ３２２…右側車軸部分（第１の支持軸）、 ３２３…太陽歯車軸（モータ出力軸）

Claims (8)

1. 車両用ホイールハブ（３３）内に設けられる電動モータ（４０）と、前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）と、該出力軸（３２３）の両端にそれぞれ配設される第１の支持軸（３２１）および第２の支持軸（３２２）からなる車軸（３２）と、前記出力軸（３２３）に連結される減速歯車（５６）を含む減速機（４１）とを有し、
   前記電動モータ（４０）が、対をなす第１の保持プレート（４５）および第２の保持プレート（４６）によって両側で保持される円筒形状のステータ（４４）と、該ステータ（４４）に対して前記車軸（３２）の中心線上で回転する出力軸を備えるロータ（４３）とからなり、
   前記減速機（４１）の減速歯車（５６）が、前記第２の保持プレート（４６）と、該第２の保持プレート（４６）に結合される軸受ブロック（６２）とで支持される車両用駆動装置において、
   前記第２の保持プレート（４６）には、前記第２の支持軸（３２２）側に突出し、前記出力軸（３２３）のうち前記第２の支持軸（３２２）寄り部分の外周を覆うように設けられた軸受保持部（５２）を備えるとともに、
   前記第１の支持軸（３２１）が、前記第１の保持プレート（４５）に支持され、
   前記第２の支持軸（３２２）が、前記軸受保持部（５２）で支持されていることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）の一端が前記第１の保持プレート（４５）で支持され、該出力軸（３２３）の他端が前記軸受保持部（５２）で支持されることを特徴とする請求項１記載の車両用駆動装置。
3. 前記減速歯車（５６）が前記出力軸（３２３）に設けられる太陽歯車（５５）と噛み合う遊星歯車であって、
   前記軸受保持部（５２）を形成する外周壁には、前記太陽歯車（５５）の一部分が該軸受保持部（５２）内に臨んで前記遊星歯車（５６）と噛み合うことができるように該外周壁を貫通する切り欠き（５２ａ）が形成されることを特徴とする請求項１または２記載の車両用駆動装置。
4. 前記軸受保持部（５２）の、前記切り欠き（５２ａ）が形成されている壁部（５２２）の肉厚（ｔ１）が、前記軸受ブロック（６２）の肉厚（ｔ２）より厚いことを特徴とする請求項３記載の車両用駆動装置。
5. 前記軸受保持部（５２）の先端部外周面が、前記軸受ブロック（６２）に形成される軸受保持部挿通孔（６２３）の開口部内周面に当接することを特徴とする請求項４記載の車両用駆動装置。
6. 前記遊星歯車（５６、５７）が、前記電動モータ（４０）の出力軸（３２３）を中心に対称位置となるように２つ設けられることを特徴とする請求項３記載の車両用駆動装置。
7. 前記２つの遊星歯車（５６）に対応するように、前記切り欠き（５２ａ）が、前記ホイールハブ（３３）を有する車輪を装着する車両の車体前後方向に指向して２箇所に形成されていることを特徴とする請求項３記載の車両用駆動装置。
8. 前記軸受保持部（５２）が筒形状であり、該軸受保持部（５２）を含む前記第２の保持プレート（４６）と前記軸受ブロック（６２）とを一体で成形することを特徴とする請求項１記載の車両用駆動装置。