JP2015515581A

JP2015515581A - 電気的に駆動される車両の駆動軸装置

Info

Publication number: JP2015515581A
Application number: JP2014559182A
Authority: JP
Inventors: ラーシュセヴェリンソン
Original assignee: ボルグワーナートルクトランスファーシステムズエービー
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2015-05-28
Also published as: US20150014071A1; EP2819867B1; CN104169116A; US9242538B2; WO2013127778A1; EP2819867A1; CN104169116B; KR20140131522A

Abstract

車両の駆動軸装置であって、電気駆動モータ（１、３）、左シャフト（２０）および右シャフト（２３）、ならびに差動機構（６〜１９）を備え、左シャフト（２０）および右シャフト（２３）は、モータ（１、３）との駆動接続において互いに同軸であり、そして装置が取り付けられることができる車両のそれぞれの駆動半車軸への接続を意図される。電気駆動モータ（１、３）は、左および右シャフト（２０、２３）と同軸にそしてそのまわりに配置され、差動機構（６〜１９）は、電動モータ（１、３）からの回転運動を受け取り、減速歯車装置（６、７、１２、１３）および２つのシャフト（２０〜２３）を有効に接続する遊星歯車装置（１３〜１９）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動軸装置であって、電気駆動モータ、左シャフトおよび右シャフト、ならびに差動機構を備え、左シャフトおよび右シャフトは、モータとの駆動接続において互いに同軸であり、そして装置が取り付けられることができる車両のそれぞれの駆動半車軸（ｄｒｉｖｉｎｇｈａｌｆ−ａｘｌｅ）への接続を意図される、車両の駆動軸装置に関する。

目下のトレンドは、しばしば前車軸が内燃機関によって駆動され、後車軸が電動モータによって駆動されるハイブリッドカーを開発するためにある。車両を運転することは、いずれか一方の車軸によって、または２つの組み合わせによって起こり得る。電動モータは、車両のバッテリによって電力を供給される。そしてそれは、内燃機関によって充電されてよいか、またはその逆である。

電気的に駆動される駆動軸装置は、必要な電力および寿命を提供する一方で、できるだけ単純、軽量、安価なものとする。その外形寸法は、できるだけ小さいものとし、そしてその部品数は、できるだけ少ないものとする。

これらの異なる要件は、本発明によれば、電気駆動モータが左および右シャフトと同軸にそしてそのまわりに配置されるという点で、そして、差動機構が電動モータからの回転運動を受け取り、減速歯車装置および２つのシャフトを有効に接続する遊星歯車装置を備えるという点で、満たされてよい。

電動モータは、好ましくは非永久磁石モータである。そしてそれは、高速回転でさえ非アクティブである場合に、それが切り離される必要がないという利点がある。

好ましい実施形態において、減速歯車装置は、２つの段階において、中間シャフト上の従動ギヤと係合する、左シャフトと同軸の中空モータシャフト上の駆動ギヤを備え、従動ギヤは、駆動ギヤよりも大きい直径を有し、ならびに遊星歯車装置の外レース（ｏｕｔｅｒｒｉｎｇ）とギヤ係合する中間シャフト上の駆動ギヤを備え、外レースは、駆動ギヤよりも大きい直径を有する。

駆動ギヤ、従動ギヤ、駆動ギヤ、および外レースの外周は、好ましくはヘリカルギヤである。

実際的な実施形態において、遊星歯車装置は、外レース、遊星枠（ｐｌａｎｅｔｃａｒｒｉｅｒ）のプラネットギヤ、およびサンギヤを備え、遊星枠は、左シャフトに接続して、サンギヤは、右シャフトに接続している。

左シャフトおよび右シャフトが同じ回転方向において回転するように、遊星歯車装置は、外レースとサンギヤとの間に等距離に配置されたペアにおいて共通の遊星枠内に配置された２つの相互に係合するプラネットギヤを有する噛み合う惑星タイプのものでありえる。

用語「左シャフト」および「右シャフト」は、実際的および記述的理由のために用いられて、制限するはずでない点に留意する必要がある。

本発明は、添付図面を参照して以下に詳述される。
図１は、本発明による駆動軸装置の縦断面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに実質的に沿った横断面図である。図３は、図１および図２に示す装置のサブアセンブリの等角図である。図４は、本発明による装置の外部の等角図である。

電動モータのステータ１は、ハウジング２内に取り付けられ、そしてそのロータ３は、中空のモータシャフト４に取り付けられる。電気駆動モータ１、３は、非永久磁石モータ（例えばスイッチトリラクタンスモータまたは誘導モータ）である。モータシャフト４は、２つのベアリング５によってハウジング２内に軸支されることができる。

「ハウジング２」という用語は、全体語として使われて、そしてハウジングは、いくつかのハウジングパーツから組み立てられる点に留意する必要がある。

モータシャフト４は、駆動ギヤ６よりも大きい直径を有する従動ギヤ７とのギヤ係合する駆動ギヤ６を備える。そのため、駆動ギヤから従動ギヤへ回転速度の減少が得られる。ギヤ６およびギヤ７は、示されるように好ましくはヘリカルギヤである。

従動ギヤ７は、モータシャフト４と平行な中間シャフト８に取り付けられる。中間シャフト８は、ベアリング１０によってハウジング２の分割壁９に、そしてベアリング１１によってハウジングに、回転のために軸支される。

中間シャフト８は、後述する遊星歯車装置の外レース１３の外周とギヤ係合する（好ましくはヘリカルタイプの）駆動ギヤ１２を備える。駆動ギヤ１２は、中間シャフト８と一体化されてよいかまたはそれに取り付けられてよく、そして、従動ギヤ７および遊星歯車装置の外レース１３の外周よりも非常に小さい直径を有する。

この装置によって、電動モータ１から遊星歯車装置への約１０：１の２つの段階における回転速度の減少は、達成される。

モータ１、３および遊星歯車装置は、同軸である。

遊星歯車装置の外レース１３は、側部ディスク１４を備えるかまたはそれに取り付けられる。そしてその上をベアリング１５によってハウジング２において軸支される。

特に図２に見えるように、遊星歯車装置は、１つが外レース１３に係合して、そして１つがサンギヤ１７に係合する、噛み合う惑星タイプのものである。示される実施形態において、サンギヤ１７のまわりに等距離に配置されるプラネットギヤ１６のこの種の３つのペアがある。各ペアにおける２つの相互に係合するプラネットギヤ１６の使用の目的は、外レース１３およびサンギヤ１７のための同じ回転方向を得るためである。遊星歯車装置において同じ結果を得る他の方法は、ある。

プラネットギヤ１６は、遊星枠１９においてプラネットギヤシャフト１８上の回転のために軸支される。遊星枠１９は、２つの部材すなわち、図１のプラネットギヤ１６の左に左シャフト２０の駆動フランジ１９Ａ、そして図１のプラネットギヤ１６の右にカウンタフランジ１９Ｂ、から構成されることができる。プラネットギヤ１６（図２）間の領域において、駆動フランジ１９Ａおよびカウンタフランジ１９Ｂは、固定手段２１によって接続されてよい。そのため、ケージ様の遊星枠１９は、形成される。

左シャフト２０は、図１の左にその端部に向かうベアリング２２によってハウジング２において軸支されることができる。本発明による装置が取り付けられる車両の２つの駆動半車軸のうちの１つは、左シャフト２０に駆動的に接続される。

サンギヤ１７は、図１の右へ延びて、右シャフト２３を形成する。そしてそれは、ベアリング２４によってその端部に向けてハウジング２において軸支されてよい。本発明による装置が取り付けられる車両の２つの駆動半車軸のうちの他の１つは、右シャフト２３に駆動的に接続される。

左シャフト２０と右シャフト２３との間に差動が必要ないときに、「正常」条件下で非常に高い速度で回転する電動モータ１、３によって与えられる回転において、左シャフト２０および右シャフト２３が同じ回転速度で（そして同じ方向に）回転するように、装置において異なるギヤ比は、選択される。差動は、必要なときに、遊星歯車装置によって提供される。

モータ巻線における電流が必要ないので、非永久磁石モータの使用は、モータが高速回転でさえ非アクティブであるときに、駆動状況において装置のモータを切り離す必要がないという利点がある。

装置は、より多くのギヤ段数および／または切り離し装置および／またはトルクベクトル装置で補完されてよい。

Claims

車両の駆動軸装置であって、電気駆動モータ（１、３）、左シャフト（２０）および右シャフト（２３）、ならびに差動機構（６〜１９）を備え、前記左シャフト（２０）および右シャフト（２３）は、前記モータ（１、３）との駆動接続において互いに同軸であり、そして前記装置が取り付けられることができる前記車両のそれぞれの駆動半車軸への接続を意図され、前記電気駆動モータ（１、３）は、前記左および右シャフト（２０、２３）と同軸にそしてそのまわりに配置され、前記差動機構（６〜１９）は、前記電動モータ（１、３）からの回転運動を受け取り、減速歯車装置（６、７、１２、１３）および前記２つのシャフト（２０〜２３）を有効に接続する遊星歯車装置（１３〜１９）を備えることを特徴とする、車両の駆動軸装置。
前記電動モータ（１、３）は、非永久磁石モータである、請求項１に記載の配置。
前記減速歯車装置（６、７、１２、１３）は、２つの段階において、中間シャフト（８）上の従動ギヤ（７）と係合する、前記左シャフト（２０）と同軸の中空モータシャフト（４）上の駆動ギヤ（６）を備え、前記従動ギヤ（７）は、前記駆動ギヤ（６）よりも大きい直径を有し、ならびに前記遊星歯車装置（１３〜１９）の外レース（１３）とギヤ係合する前記中間シャフト（８）上の駆動ギヤ（１２）を備え、前記外レース（１３）は、前記駆動ギヤ（１２）よりも大きい直径を有する、請求項１に記載の装置。
前記駆動ギヤ（６）、前記従動ギヤ（７）、前記駆動ギヤ（１２）、および前記外レース（１３）の外周は、ヘリカルギヤである、請求項３に記載の装置。
前記遊星歯車装置（１３〜１９）は、前記外レース（１３）、遊星枠（１９）のプラネットギヤ（１６）、およびサンギヤ（１７）を備え、前記遊星枠（１９）は、前記左シャフト（２０）に接続して、前記サンギヤ（１７）は、前記右シャフト（２３）に接続している、請求項３に記載の装置。
前記遊星歯車装置（１３〜１９）は、前記外レース（１３）と前記サンギヤ（１７）との間に等距離に配置されたペアにおいて共通の前記遊星枠（１９）内に配置された２つの相互に係合するプラネットギヤ（１６）を有する噛み合う惑星タイプのものである、請求項５に記載の装置。