JP2015223908A

JP2015223908A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2015223908A
Application number: JP2014108952A
Authority: JP
Inventors: 謙次深澤; Kenji Fukazawa; 加藤　健二; Kenji Kato; 健二加藤
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-14

Abstract

【課題】懸架装置の追従性が良好であると共に耐久性の高い動力伝達装置を提供する。
【解決手段】車両１００の左後輪１２１に動力を伝達する動力伝達装置１であって、前後方向に延びると共に、後部１４で左後輪１２１を支持し、前部１２に車体に対するピボット軸線１３を有するトレーリングアーム１１と、トレーリングアーム１１におけるピボット軸線１３の近傍部分から車幅方向に延びるトーションビーム２１と、トーションビーム２１内に配置されると共に、動力を発生する電動機３１と、トレーリングアーム１１内に配置されると共に、電動機３１の動力を左後輪１２１に伝達する伝達機構４０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

ＦＦベースの四輪駆動車において後輪を駆動させる技術として、トレーリングアームにモータ（電動機）を取り付け、モータの動力を後輪に伝達させ、後輪を駆動する技術が提案されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／１２３１７５号

しかしながら、特許文献１では、電動機がトレーリングアームの支点から離れた後輪近傍部分に固定されているので、懸架装置の追従性が低下するため乗り心地が悪化する虞がある。また、前輪の跳ね上げた泥水や小石等が電動機を直撃し、例えば、電動機のハウジングが損傷する虞がある。

そこで、本発明は、懸架装置の追従性が良好であると共に耐久性の高い動力伝達装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、車両の後輪に動力を伝達する動力伝達装置であって、前後方向に延びると共に、後側で後輪を支持し、前側に車体に対する支点を有するトレーリングアームと、前記トレーリングアームにおける前記支点の近傍部分から車幅方向に延びるトーションビームと、前記トーションビーム内に配置されると共に、動力を発生する電動機と、前記トレーリングアーム内に配置されると共に、前記電動機の動力を前記後輪に伝達する伝達機構と、を備えることを特徴とする動力伝達装置である。

このような構成によれば、電動機がトーションビーム内に配置された構成であるので、電動機がトレーリングアームに配置された構成に対して、トレーリングアームが支点を中心として回動し易くなり、懸架装置の追従性が良好となる。よって、車両の操縦安定性が向上する。

また、トーションビームは、トレーリングアームの前側の支点の近傍部分から車幅方向に延びているので、前記支点を通るトレーリングアームの回動軸方向視（車幅方向視、左右方向視）において、支点（トレーリングアームの回動軸線）と電動機との距離が、電動機が後輪の近傍に配置された構成に対して、短くなる。これにより、電動機に作用する回転モーメントが小さくなって、ばね下重量の影響が低減し、トレーリングアームが支点を中心として回動し易くなり、懸架装置の追従性が良好となる。よって、車両の操縦安定性が向上する。

さらに、電動機はトーションビーム内に配置されているので、前輪の跳ね上げた泥水等が電動機に直撃し難く、電動機の耐久性は高められている。さらにまた、伝達装置もトレーリングアームに配置されているので、前輪の跳ね上げた泥水等が伝達装置に直撃し難く、伝達装置の耐久性は高められている。

また、動力伝達装置において、前記伝達機構は、２つの直交歯車組を備えることが好ましい。

このような構成によれば、２つの直交歯車組によって電動機からの動力を変速かつ偏向しつつ後輪に伝達できる。

また、動力伝達装置において、前記伝達機構は、少なくとも一対以上の外歯車を備えることが好ましい。

このような構成によれば、少なくとも一対以上の外歯車によって電動機からの動力を変速しつつ後輪に伝達できる。

また、動力伝達装置において、前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達する歯車と、を備えることが好ましい。
また、動力伝達装置において、前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達するチェーンと、を備えることが好ましい。
また、動力伝達装置において、前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達するベルトと、を備えることが好ましい。

このような構成によれば、遊星歯車機構によって電動機からの動力を変速できる。そして、歯車、チェーン及びベルトのいずれかによって、遊星歯車機構による変速後の動力を後輪に伝達できる。

本発明によれば、懸架装置の追従性が良好であると共に耐久性の高い動力伝達装置を提供することができる。

本実施形態に係る車両の平面図である。本実施形態に係る動力伝達装置の平面図である。変形例に係る動力伝達装置の平面図である。変形例に係る動力伝達装置の平面図である。

本発明の一実施形態について図１〜図２を参照して説明する。

本実施形態に係る車両１００は、ＦＦベースの四輪駆動車であって、左前輪１１１、右前輪１１２、左後輪１２１及び右後輪１２２と、左後輪１２１を駆動する動力伝達装置１と、右後輪１２２を駆動する動力伝達装置２と、を備えている。左側の動力伝達装置１、右側の動力伝達装置２は、トーションビーム式懸架装置を構成している。左側の動力伝達装置１、右側の動力伝達装置２は、同様の構成であるので、以下、動力伝達装置１を主に説明する。
なお、左前輪１１１及び右前輪１１２は、車両の前側のボンネット下に搭載されたエンジン（図示しない）によって駆動するようになっている。

≪動力伝達装置の構成≫
動力伝達装置１は、左後輪１２１に動力を伝達し駆動すると共に左後輪１２１を懸架する懸架装置であって、トーションビーム式で構成されている。動力伝達装置１は、トレーリングアーム１１と、トーションビーム２１と、電動機３１と、伝達機構４０と、を備えている。

＜トレーリングアーム＞
トレーリングアーム１１は、前後方向に延びる部材であって、その前部１２（前側）が図示しない車体（フレーム）に対して回動自在に取り付けられている。すなわち、トレーリングアーム１１は、その前部１２に車体に対しての回動軸線であるピボット軸線１３（支点）を有している。

トレーリングアーム１１は、その後部１４（後側）で左後輪１２１を回転自在に支持している。具体的には、後部１４は、軸受（図示しない）を介して、左後輪１２１が取り付けられると共に左後輪１２１と一体で回転する左後輪軸１２３を回転自在に支持している。

トレーリングアーム１１は、少なくとも鉛直下側が閉じた断面形状であり、その内部に前後方向に延び伝達機構４０を収容する収容室１５を備えている。具体的には、トレーリングアーム１１は、例えば、Ｕ字溝状、四角筒状、円筒状を呈している。すなわち、トレーリングアーム１１は、軸方向断面視（前後方向断面視）において、例えば、Ｕ字形、円枠状、四角枠状を呈している。つまり、トレーリングアーム１１は、収容室１５が外部に開口するＵ字溝状、収容室１５が外部に対して閉塞する四角筒状、円筒状、のいずれであってもよい。

なお、トレーリングアーム１１が外部に開口するＵ字溝状である場合、収容室１５に伝達機構４０を収容するギヤケースを設けることが好ましい。一方、トレーリングアーム１１が外部に対して閉塞する四角筒状等である場合、トレーリングアーム１１自体をギヤケースとして兼用することができる。

また、動力伝達装置１は、後部１４の上面とその上方の車体とを連結すると共に、略鉛直方向に延びるコイルスプリング（図示しない）を備えている。そして、コイルスプリングが伸縮することで、左後輪１２１からの衝撃が減衰するようになっている。

＜トーションビーム＞
トーションビーム２１は、車幅方向に延び、ねじれ可能である部材である。トーションビーム２１の左端２２は、左側の動力伝達装置１を構成するトレーリングアーム１１の前部１２（ピボット軸線１３（支点）の近傍部分）に接合されている。トーションビーム２１の右端２３は、右側の動力伝達装置２を構成するトレーリングアーム１１の前部１２（ピボット軸線１３（支点）の近傍部分）に接合されている。

すなわち、トーションビーム２１は、トレーリングアーム１１のピボット軸線１３（支点）の近傍部分である前部１２から車幅方向に延びている。言い換えると、トーションビーム２１は、左側のトレーリングアーム１１の前部１２と、右側のトレーリングアーム１１の前部１２とを連結している。したがって、左側のトレーリングアーム１１と右側のトレーリングアーム１１とは、トーションビーム２１を介して一体である。そして、左側のトレーリングアーム１１の変位量（回動角度）と、右側のトレーリングアーム１１の変位量（回動角度）とが異なる場合、トーションビーム２１がねじれるようになっている。

トーションビーム２１は、トレーリングアーム１１と同様に、少なくとも鉛直下側が閉じた断面形状であり、その内部に車幅方向に延び電動機３１を収容する収容室２４を備えている。具体的には、トーションビーム２１は、例えば、Ｕ字溝状、四角筒状、円筒状を呈している。すなわち、トーションビーム２１は、車幅断面視（左右方向断面視）において、例えば、Ｕ字形、円枠状、四角枠状を呈している。つまり、トーションビーム２１は、収容室２４が外部に開口するＵ字溝状、収容室２４が外部に対して閉塞する四角筒状、円筒状、のいずれであってもよい。

＜電動機＞
電動機３１は、電力を消費することで駆動力を発生する動力源である。電動機３１は、電力を消費することでそのロータを回転させる電動機本体３２と、ロータに固定された出力軸３３と、を備えている。

電動機本体３２は、三相交流モータであり、インバータ（図示しない）を介してバッテリ（図示しない）に接続されている。そして、ＥＣＵ（図示しない）がインバータを制御すると、インバータがバッテリからの直流電力を三相交流電力に変換し、電動機本体３２に出力するようになっている。

電動機３１は、トーションビーム２１の収容室２４に配置されている。これにより、左前輪１１１の跳ね上げた泥水、小石等が電動機３１に直接衝突しない。したがって、電動機３１の耐久性が高められている。

＜伝達機構＞
伝達機構４０は、電動機３１の動力を左後輪１２１に伝達する機構である。伝達機構４０は、第１ギヤ４１と、第２ギヤ４２と、第３ギヤ４３と、第４ギヤ４４と、伝達軸４５と、を備えている。

伝達軸４５は、トレーリングアーム１１内で前後方向に延びると共に、ブッシュ等を介してトレーリングアーム１１に回転自在に支持されている。

第１ギヤ４１〜第４ギヤ４４は、本実施形態では、円錐台状のかさ歯車（ハイポイドギヤ）で構成されている。第１ギヤ４１は出力軸３３に固定され、第２ギヤ４２は伝達軸４５の前端に固定されている。第１ギヤ４１及び第２ギヤ４２は噛合し、第１直交歯車組Ｇ１を構成している。第３ギヤ４３は伝達軸４５の後端に固定され、第４ギヤ４４は左後輪軸１２３に固定されている。第３ギヤ４３及び第４ギヤ４４は噛合し、第２直交歯車組Ｇ２を構成している。すなわち、伝達機構４０は、２つの直交歯車組を備えている。

そして、電動機３１の動力は、第１直交歯車組Ｇ１で減速しつつ９０°偏向し、第２直交歯車組Ｇ２で減速しつつ９０°偏向した後、左後輪１２１に伝達するようになっている。

また、伝達機構４０は、トレーリングアーム１１の収容室１５に配置されている。これにより、左前輪１１１の跳ね上げた泥水、小石等が伝達機構４０に直接衝突しない。したがって、伝達機構４０の耐久性が高められている。

さらに、伝達機構４０は前後方向に延びる伝達軸４５を備える構成であるから、電動機３１と左後輪１２１とを前後方向においては遠ざけることができる。言い換えると、重量物である電動機３１をピボット軸線１３の近傍に配置可能となり、これにより、トレーリングアーム１１が回動し易くなる。

≪動力伝達装置の作用効果≫
動力伝達装置１によれば、次の作用効果を得る。
電動機３１がトーションビーム２１内に配置された構成であるので、電動機３１がトレーリングアーム１１に配置された構成に対して、トレーリングアーム１１がピボット軸線１３（支点）を中心として回動し易くなり、トレーリングアーム１１が路面からの衝撃に対応して良好に追従する。

トーションビーム２１は、トレーリングアーム１１の前部１２のピボット軸線１３の近傍部分から車幅方向に延びているので、車幅方向視（左右方向視）において、ピボット軸線１３）と電動機３１との距離が、電動機３１が左後輪１２１の近傍に配置された構成に対して、短くなる。これにより、電動機３１に作用する回転モーメントが小さくなり、トレーリングアーム１１がピボット軸線１３を中心として回動し易くなる。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。

図３に示す伝達機構５０を備える構成としてもよい。伝達機構５０は、トレーリングアーム１１内に配置され、第１ギヤ５１と、第２ギヤ５２と、第３ギヤ５３と、を備えている。第１ギヤ５１〜第３ギヤ５３は、外周面にギヤ歯が形成された円板状の外歯車で構成されている。第１ギヤ５１は出力軸３３に固定されており、第２ギヤ５２はブッシュ等を介してトレーリングアーム１１に回転自在に支持されており、第３ギヤ５３は左後輪軸１２３に固定されている。

第１ギヤ５１と第２ギヤ５２、第２ギヤ５２と第３ギヤ５３は、それぞれ噛合しており、電動機３１の動力は、第１ギヤ５１、第２ギヤ５２、第３ギヤ５３を介して、減速されたうえで、左後輪１２１に伝達するようになっている。すなわち、第１ギヤ５１と第２ギヤ５２で第１外歯車対が構成され、第２ギヤ５２と第３ギヤ５３で第２外歯車対が構成されている。つまり、伝達機構５０は２つの外歯車対を備えている。これにより、前後方向において、重量物である電動機３１をトレーリングアーム１１の前側に配置することができ、トレーリングアーム１１が回動し易くなる。

図４に示す伝達機構６０を備える構成としてもよい。伝達機構６０は、トレーリングアーム１１内に配置され、遊星歯車機構７０と、チェーン８３と、を備えている。

遊星歯車機構７０は、出力軸３３に固定されたサンギヤ７１と、サンギヤ７１の外側に同軸で配置されると共にトレーリングアーム１１にボルト等で回転不能に固定されたリングギヤ７２と、サンギヤ７１及びリングギヤ７２の間で自転しながら回転する公転する複数（例えば３つ）の遊星ギヤ７３と、遊星ギヤ７３を保持するキャリヤ７４と、を備えている。そして、電動機３１の動力は、遊星歯車機構７０で減速された後、キャリヤ７４の出力部７５から出力されるようになっている。

キャリヤ７４の出力部７５に第１スプロケット８１が固定されており、左後輪軸１２３に第２スプロケット８２が固定されている。そして、チェーン８３は、第１スプロケット８１及び第２スプロケット８２に架け渡されている。これにより、キャリヤ７４の出力部７５からの動力は、第１スプロケット８１、チェーン８３、第２スプロケット８２を介して、左後輪軸１２３に伝達するようになっている。

その他、キャリヤ７４の出力部７５と左後輪軸１２３との間に歯車機構を設け、出力部７５の動力が前記歯車機構を介して左後輪軸１２３に伝達する構成としてもよい。この場合、歯車機構は、例えば、出力部７５に固定された第１ギヤと、左後輪軸１２３に固定された第２ギヤと、第１ギヤ及び第２ギヤに噛合する第３ギヤとを備えて構成される。

また、キャリヤ７４の出力部７５と左後輪軸１２３との間にベルト機構を設け、出力部７５の動力が前記ベルト機構を介して左後輪軸１２３に伝達する構成としてもよい。この場合、ベルト機構は、例えば、出力部７５に固定された第１プーリと、左後輪軸１２３に固定された第２プーリと、第１プーリ及び第２プーリに架け渡されるベルトとを備えて構成される。

１動力伝達装置
１１トレーリングアーム
１２前部（前側）
１３ピボット軸線（支点）
１４後部（後側）
２１トーションビーム
３１電動機
４０伝達機構
１００車両
Ｇ１第１直交歯車組
Ｇ２第２直交歯車組

Claims

車両の後輪に動力を伝達する動力伝達装置であって、
前後方向に延びると共に、後側で後輪を支持し、前側に車体に対する支点を有するトレーリングアームと、
前記トレーリングアームにおける前記支点の近傍部分から車幅方向に延びるトーションビームと、
前記トーションビーム内に配置されると共に、動力を発生する電動機と、
前記トレーリングアーム内に配置されると共に、前記電動機の動力を前記後輪に伝達する伝達機構と、
を備える
ことを特徴とする動力伝達装置。
前記伝達機構は、２つの直交歯車組を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記伝達機構は、少なくとも一対以上の外歯車を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達する歯車と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達するチェーンと、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記伝達機構は、前記電動機の動力を変速する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構による変速後の動力を前記後輪に伝達するベルトと、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。