JP2016168956A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にし、その減速機ケーシングの左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置する構造の２モータ車両駆動装置において、２基の電動モータのモータケーシングの冷却通路に接続される吸入用配管と吐出用配管の揺動を少なくする。【解決手段】左右のモータケーシング３Ｌ、３Ｒにそれぞれ冷却液を流す冷却通路４を設け、この冷却通路４の冷却液供給口５とラジエターとを吸入用配管７によって接続し、冷却通路４の冷却液吐出口６とラジエターとを吐出用配管８によって接続し、冷却通路４の冷却液供給口５に接続された吸入用配管７と冷却通路４の冷却液吐出口６とを配管係止具１０によって減速機ケーシング２０の中央部に纏めて支持することにより、吸入用配管７と吐出用配管８の走行中の揺れを最小限に抑制するようにした。【選択図】図２

Description

この発明は、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置に関するものである。

左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置は、特許文献１に開示されている。

この種の２モータ車両駆動装置は、一つの電動モータによって左右の駆動輪を駆動させる1モータ車両駆動装置のように、一つの電動モータの駆動力を左右に振り分けるディファレンシャルギヤ等が不要になる、という利点を有する。

また、２モータ車両駆動装置は、左右の駆動輪のそれぞれについて独立に駆動用の電動モータを備えるので、左右の駆動輪の駆動力を異ならせることが容易であり、旋回時に旋回内側の車輪より旋回外側の車輪に多くの駆動力を発生させることで、旋回性能が向上する等の走行性能の向上が容易である。

特開２０１０−４８３７９号公報

ところで、２モータ車両駆動装置は、左右の駆動輪のそれぞれについて独立に２基の電動モータを備えるものであるから、左右の駆動輪の中間部、即ち、車両の中央部に搭載される。

このように、２モータ車両駆動装置を車両の中央部に搭載した場合、２モータ車両駆動装置には走行風が当たり難く、２モータ車両駆動装置においては、一般的に、走行風による電動モータの冷却効果が期待できないことも多い。

このため、２モータ車両駆動装置における電動モータの冷却には、電動モータのモータケーシングに冷却通路を設け、この冷却通路内に冷却液を流して冷却を行う水冷方式を採用することがある。

そして、冷却通路内の冷却液は、走行風が当たり易い車体前方に設置されたラジエターによって冷却循環される。

ラジエターと電動モータのモータケーシングの冷却通路とは配管によって接続される。

ラジエターと電動モータのモータケーシングの冷却通路とを接続する配管は、モータケーシングの冷却通路の冷却液吸入口とラジエターとを接続する吸入用配管と、モータケーシングの冷却通路の冷却液吐出口とラジエターとを接続する吐出用配管とからなり、ラジエターによって冷却された冷却液が吸入用配管からモータケーシングの冷却通路の冷却液吸入口に供給され、モータケーシングの冷却通路を通過した冷却液を冷却通路の冷却液吐出口から吐出用配管によってラジエターに戻して冷却を行うという冷却液の循環が行われている。

ところが、図１１に示すように、２モータ車両駆動装置１００として、２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシング１０２を中央にして、その減速機ケーシング１０２の左右に２基の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒのモータケーシング１０３Ｌ、１０３Ｒを固定配置する構造を採用し、水冷方式によって左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒを冷却しようとした場合、左右の離れた位置にある２基の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒのモータケーシング１０３Ｌ、１０３Ｒに設けた冷却通路１０４の冷却液吸入口１０５と冷却液吐出口１０６とに、それぞれラジエターの吸入用配管１０７と吐出用配管１０８を接続しなければならず、左右のモータケーシング１０３Ｌ、１０３Ｒに接続される吸入用配管１０７と吐出用配管１０８は、車両の中央部から離れた位置に配管されることになる。

このように、吸入用配管１０７と吐出用配管１０８が車両の中央部から左右に離れた位置に配管されると、走行中における吸入用配管１０７と吐出用配管１０８の揺れ幅が大きくなり、それによって大きな振動が生じる。

また、２モータ車両駆動装置１００は、駆動振動を軽減するために、車両のシャーシに対して通常は弾性部材を介して揺動可能に支持されているため、２モータ車両駆動装置１００が揺れると、車両の中央部から離れた位置に配管された吸入用配管１０７と吐出用配管１０８も大きく揺れ動き、それによって配管が捩れるので、長期的には吸入用配管１０７と吐出用配管１０８には可撓性と耐久性が要求される。

そこで、この発明は、２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にし、その減速機ケーシングの左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置する構造の２モータ車両駆動装置において、２基の電動モータのモータケーシングに接続される吸入用配管と吐出用配管の揺動を少なくし、耐久性を向上させることを課題とするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置した２モータ車両駆動装置において、前記左右のモータケーシングにそれぞれ冷却液を流す冷却通路を設け、この冷却通路の冷却液供給口とラジエターとを吸入用配管によって接続し、冷却通路の冷却液吐出口とラジエターとを吐出用配管によって接続し、冷却通路の冷却液供給口に接続された吸入用配管と冷却通路の冷却液吐出口とを配管係止具によって減速機ケーシングの中央部に纏めて支持したことを特徴とする。

前記配管係止具を、吸入用配管と吐出用配管をそれぞれ分岐する分岐配管を備える分岐配管ボックスによって構成し、この分岐配管ボックスから分岐された吸入用配管を左右のモータケーシングの冷却通路の供給口に接続し、分岐配管ボックスから分岐された吐出用配管を左右のモータケーシングの冷却通路の吐出口に接続し、ラジエターから中央の減速機ケーシングの分岐配管ボックスまでの吸入用配管と吐出用配管をそれぞれ単一の配管によって構成するようにしてもよい。

前記分岐配管ボックスとラジエターとを接続する冷却液の吸入用配管の途中に、インバータの冷却回路を設け、電動モータを冷却する前にインバータを冷却するようにしてもよい。

前記ラジエターを設置する場所は、走行風が当たり易い車体前方が好ましい。

前記ラジエターとモータケーシングの冷却通路間を接続する吸入用配管と吐出用配管の途中を弾性支持部材によって車体に固定することにより、配管の揺れ、捩れをより軽減することができる。

以上のように、この発明によれば、２基の減速機を中央にしてその左右に２基の電動モータを配置した場合に、２基の電動モータを冷却する冷却液の吸入用配管と吐出用配管が左右に離れた位置にあっても、冷却通路の冷却液供給口に接続された吸入用配管と冷却通路の冷却液吐出口は、配管係止具によって減速機ケーシングの中央部に纏めて支持されるので、吸入用配管と吐出用配管の走行中の揺れを最小限に抑制することができる。

車体に弾性支持された２モータ車両駆動装置が揺動しても、中央に纏められた吸入用配管と吐出用配管は、揺動しにくいので、配管のよじれも最小限に抑えられ、配管の耐久性も向上する。

また、吸入用配管と吐出用配管が車体の中央に纏めることができるので、配管のスペース効率が向上する。

この発明に係る２モータ車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 図１の実施形態の一部を断面で示した平面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置を使用する電気自動車の一例を示す概略平面図である。 図１の実施形態の減速機の部分を拡大した横断平面図である。 図１の実施形態における右側の減速機の内部構造を示す側面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の冷却用の配管の車体への支持構造を示す横断側面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の他の実施形態の一部を断面で示した平面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の他の実施形態を使用する電気自動車の一例を示す概略平面図である。 この発明に係る２モータ車両駆動装置の他の実施形態を使用する電気自動車の一例を示す概略平面図である。 図９の冷却液の配管例を示す概略側面図である。 ２モータ車両駆動装置の冷却液用配管の例を示す一部を断面で示した平面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａは、図１〜図５に示すように、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ケーシング２０を中央にし、その減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒを固定配置した構造を採用する。

この発明に係る電気自動車Ｂは、図３に示すように、シャーシ５１と、操舵輪としての前輪５２と、駆動輪（後輪）５３と、左右の駆動輪５３をそれぞれに独立に駆動する２モータ車両駆動装置Ａとを備え、２モータ車両駆動装置Ａは、左右の駆動輪５３の中央位置のシャーシ５１上に搭載され、２モータ車両駆動装置Ａの駆動力は、等速ジョイント１５とドライブシャフト１６を介して左右の駆動輪５３に伝達される。

２モータ車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図３で示した後輪駆動方式の他に、前輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。

左右２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒには、図１及び図２に示すように、冷却液を循環させる冷却通路４が周方向に形成されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４のアウトボード側（車両の外側）の端部には、図１、図２及び図３に示すように、走行風が当たり易いシャーシ５１の前方位置に設置されたラジエター９から供給される冷却液を吸入する冷却液吸入口５が設けられ、この冷却液吸入口５とラジエター９とは吸入用配管７によって接続されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４のインボード側（車両の中央側）の端部には、図１、図２及び図３に示すように、冷却通路４内を通過した冷却液を吐出する冷却液吐出口６が設けられ、この冷却液吐出口６とラジエター９とが吐出用配管８によって接続されている。

冷却液吸入口５と吸入用配管７との接続、あるいは冷却液吐出口６と吐出用配管８との接続には、ワンタッチで接続が可能なワンタッチ式の配管継手を使用すると便利である。

図３に示すように、ラジエター９によって冷却された冷却液は、吸入用配管７、冷却液吸入口５を経て冷却通路４に供給され、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４を通過してモータケーシング３Ｌ、３Ｒを冷却した後に、冷却液吐出口６から吐出され、吐出用配管８を通じてラジエター９に戻されて循環使用される。

図１〜図５に示す実施形態では、左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４に接続された吸入用配管７と吐出用配管８は、いずれも中央の減速機ケーシング２０に設けた配管係止具１０によって車体中央に纏められてラジエター９に接続されるように配管されている。

配管係止具１０は、吸入用配管７と吐出用配管８を貫通させる板状部材からなり、減速機ケーシング２０にボルト３０によって固定されている。

このように、吸入用配管７と吐出用配管８が車体の中央部に纏めて配管すると、２モータ車両駆動装置Ａが揺動した場合でも、揺動が最小限に抑制されるので、配管の振動を極力抑制することができる。

この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａにおける左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング３Ｌ、３Ｒ内に収容されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒは、周方向に冷却液を流す冷却通路４を有する外側面が開口する設けた円筒形のモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲと、このモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの外側面を閉塞する外側壁３ｂＬ、３ｂＲと、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側には減速機２Ｌ、２Ｒと隔てる内側壁３ｃＬ、３ｃＲからなる。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲには、モータ軸１２ａを引き出す開口部が設けられている。

電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内周面にステータ１１を設け、このステータ１１の内周に間隔をおいてロータ１２を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。図示していないが、アキシャルギャップタイプの電動モータを使用してもよい。

ロータ１２は、モータ軸１２ａを中心部に有し、そのモータ軸１２ａはモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲの開口部からそれぞれ減速機２Ｌ、２Ｒ側に引き出されている。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの開口部とモータ軸１２ａとの間にはシール部材１３が設けられている。

モータ軸１２ａは、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲと外側壁３ｂＬ、３ｂＲとに転がり軸受１４ａ、１４ｂによって回転自在に支持されている（図１）。

左右並列に設けられた２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０は、中央ケーシング２０ａとこの中央ケーシング２０ａの両側面に固定される左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲの３ピース構造になっている。左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲは、おおよそ左右対象形状に形成されている。

左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲは、図２に示すように、中央ケーシング２０ａの両側面の開口部に、複数のボルト２６Ｌ、２６Ｒによって固定されている。

減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲのアウトボード側の側面と電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲとを、複数のボルト２９によって固定することにより、減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒが固定配置されている（図１及び図２）。

中央ケーシング２０ａには、図４に示すように、中央に仕切り壁２１が設けられている。減速機ケーシング２０は、この仕切り壁２１によって左右に２分割され、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する独立した左右の収容室２２Ｌ、２２Ｒが並列に設られている。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図１、図２及び図４に示すように、左右対称形に設けられ、モータ軸１２ａから動力が伝達される入力歯車２３ａを有する入力軸２３と、この入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する中間軸２４と、出力歯車２５ａを有し、減速機ケーシング２０から引き出されて等速ジョイント１５、ドライブシャフト１６を介して駆動輪５３に駆動力を伝達する出力軸２５とを備える平行歯車減速機である（図３参照）。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３の両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の左右両面に形成したボス部２７ａと側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部２７ｂに転がり軸受２８ａ、２８ｂを介して回転自在によって支持されている。

入力軸２３のアウトボード側の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力軸２３の外側端部との間にはシール部材３１を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩を防止している。

入力軸２３は、中空構造であり、この中空の入力軸２３にモータ軸１２ａが挿入されている。入力軸２３とモータ軸１２ａとは、スプライン結合されている。

中間軸２４は、外周面に入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する段付き歯車である。この中間軸２４の両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３２と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３３とに転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して支持されている。

出力軸２５は、大径の出力歯車２５ａを有し、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３５と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３６に転がり軸受３７ａ、３７ｂによって支持されている。

出力軸２５のアウトボード側の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部から減速機ケーシング２０の外側に引き出され、引き出された出力軸２５のアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント１５の外輪部材１５ａがスプライン結合されている。

出力軸２５に結合された等速ジョイント１５は、ドライブシャフト１６を介して駆動輪５３に接続される（図３）。

出力軸２５のアウトボード側の端部と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部との間には、シール部材３９を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩を防止している。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３、中間軸２４、出力軸２５の歯車の配置は、図５に示すとおりである。図５は、右側の減速機２Ｒを示している。

この発明では、前記ラジエター９と、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの冷却通路４とを接続する吸入用配管７と吐出用配管８を、図３に示すように、中央の減速機ケーシング２０の外面に設けた配管係止具１０によって係止することにより、車体の中央に纏めて支持し、吸入用配管７と吐出用配管８の揺れを軽減しているが、吸入用配管７と吐出用配管８は長いので、その揺れをさらに軽減するために、図６に示すように、その途中部分をバネ等の弾性支持部材４０によって車体のシャーシ５１に弾性的に支持することが好ましい。

次に、図７及び図８は、この発明の他の実施形態を示している。

この実施形態は、左右の２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒの中央に位置する２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０の外面に、吸入用配管７と吐出用配管８をそれぞれ分岐する分岐配管ボックス４１を配管係止具１０にした例である。

この分岐配管ボックス４１の分岐した配管を左右２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒの冷却通路４の冷却液吸入口５と冷却液吐出口６に接続することにより、分岐配管ボックス４１とラジエター９間の配管を、単一の吸入用配管７と吐出用配管８にして、吸入用配管７と吐出用配管８の本数を軽減することができる。

次に、図９及び図１０は、この発明の他の実施形態を示している。

この実施形態は、図７及び図８の実施形態における分岐配管ボックス４１とラジエター９間を繋ぐ吸入用配管７の途中に、左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒに電力を供給するインバータ４２の冷却回路を設け、電動モータ１Ｌ、１Ｒを冷却する前に、許容温度が低いインバータ４２を先に冷却している。

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１Ｌ、１Ｒ ：電動モータ
２Ｌ、２Ｒ ：減速機
３Ｌ、３Ｒ ：モータケーシング
３ａＬ、３ａＲ ：モータケーシング本体
３ｂＬ、３ｂＲ ：外側壁
３ｃＬ、３ｃＲ ：内側壁
４ ：冷却通路
５ ：冷却液吸入口
６ ：冷却液吐出口
７ ：吸入用配管
８ ：吐出用配管
９ ：ラジエター
１０ ：配管係止具
１１ ：ステータ
１２ ：ロータ
１２ａ ：モータ軸
１３ ：シール部材
１４ａ、１４ｂ ：転がり軸受
１５ ：等速ジョイント
１５ａ ：外輪部材
１６ ：ドライブシャフト
２０ ：減速機ケーシング
２０ａ ：中央ケーシング
２０ｂＬ、２０ｂＲ ：側面ケーシング
２１ ：仕切り壁
２２Ｌ、２２Ｒ ：収容室
２３ ：入力軸
２３ａ ：入力歯車
２４ ：中間軸
２４ａ ：大径歯車
２４ｂ ：小径歯車
２５ ：出力軸
２５ａ ：出力歯車
２６Ｌ、２６Ｒ ：ボルト
２７ａ、２７ｂ ：ボス部
２８ａ、２８ｂ ：転がり軸受
２９ ：ボルト
３０ ：ボルト
３１ ：シール部材
３２、３３ ：ボス部
３４ａ、３４ｂ ：転がり軸受
３５、３６ ：ボス部
３７ａ、３７ｂ ：転がり軸受
３９ ：シール部材
４０ ：弾性支持部材
４１ ：分岐配管ボックス
４２ ：インバータ
５１ ：シャーシ
５２ ：前輪
５３ ：駆動輪
Ａ ：２モータ車両駆動装置
Ｂ ：電気自動車

Claims (4)

1. 左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置した２モータ車両駆動装置において、前記左右のモータケーシングにそれぞれ冷却液を流す冷却通路を設け、この冷却通路の冷却液供給口とラジエターとを吸入用配管によって接続し、冷却通路の冷却液吐出口とラジエターとを吐出用配管によって接続し、冷却通路の冷却液供給口に接続された吸入用配管と冷却通路の冷却液吐出口とを配管係止具によって減速機ケーシングの中央部に纏めて支持したことを特徴とする車両駆動装置。
2. 前記配管係止具を、吸入用配管と吐出用配管をそれぞれ分岐する分岐配管を備える分岐配管ボックスによって構成し、この分岐配管ボックスから分岐された吸入用配管を左右のモータケーシングの冷却通路の供給口に接続し、分岐配管ボックスから分岐された吐出用配管を左右のモータケーシングの冷却通路の吐出口に接続し、ラジエターから中央の減速機ケーシングの分岐配管ボックスまでの吸入用配管と吐出用配管をそれぞれ単一の配管によって構成したことを特徴とする請求項１記載の車両駆動装置。
3. 前記２基の電動モータに電力を供給するインバータを備え、前記ラジエターと中央の減速機ケーシングとの間の冷却液の吸入用配管の途中にインバータの冷却回路を設けたことを特徴とする請求項２に記載の車両駆動装置。
4. 前記ラジエターが車体の前方に設置されている請求項１〜３のいずれかに記載の車両駆動装置。

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