JP2017129244A - モータ駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】車両のインボードブレーキとして機能するブレーキ機構を備え、車幅方向の重量バランスが良好なモータ駆動ユニットを提供する。
【解決手段】駆動用モータ２の出力トルクを、ユニットの中央に配置されたドライブギヤ２４を介して、左右の駆動軸６，７に分配して伝達するモータ駆動ユニット１において、駆動用モータ２の出力軸９と一体回転するブレーキロータ２８と、ブレーキロータ２８に対して相対回転するとともにブレーキロータ２８の回転方向での回転が制約されているブレーキステータ２９とを係合させることにより、出力軸９およびドライブギヤ２４を制動するブレーキ機構４を設けるとともに、ブレーキ機構４を、出力軸９の回転中心軸線上で、ドライブギヤ２４を挟んで駆動用モータ２の反対側に配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の駆動力源として駆動トルクを発生する駆動用モータ、および、駆動用モータと駆動輪との間でトルクを伝達する動力伝達機構を備えたモータ駆動ユニットに関するものである。

車両に搭載されるモータ駆動ユニットの一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された駆動歯車装置は、いわゆるトルクベクタリング装置であって、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に分配して伝達する差動機構と、差動機構から左右の駆動輪へ伝達するトルクの分配率を制御する制御用（差動用）モータとによって構成されている。差動機構は、２個のシングルピニオン型の遊星歯車機構を備え、各遊星歯車機構におけるサンギヤが、それぞれ、回転軸の両端に連結されている。回転軸の中央部には、駆動用モータからトルクが入力される入力ギヤが設けられている。各リングギヤは、互いに反対方向へ回転するように、２個の軸部材で構成された反転機構を介して連結されている。また、一方のリングギヤに、制御用モータが連結されている。そして、各キャリアに、それぞれ、ドライブシャフトを介して左右の駆動輪が連結されている。

国際公開第２０１５／００８６６１号

上記の特許文献１に記載されているようなトルクベクタリング装置をモータ駆動ユニットとして車両に搭載することにより、モータを駆動力源とする走行性能が良好な電動車両を容易に構成することができる。さらに、そのようなモータ駆動ユニットに、駆動輪へ制動トルクを付与するブレーキ機構を内蔵させることにより、車両の制動装置をインボードブレーキにすることができる。特に、電磁力を利用して制動トルクを発生させる電磁ブレーキでインボードブレーキを構成することにより、従来の制動装置で一般的に使用されているような油圧システムや、ブレーキキャリパのような反力受けとなる強度部材を省くことができる。そのため、装置の簡素化や小型・軽量化を図ることができる。また、従来車輪に装備されるブレーキ装置に代えて、上記のようなインボードブレーキを採用することにより、車両のばね下荷重を軽減することができる。

一方で、特許文献１に記載されているようなモータ駆動ユニットでは、モータ駆動ユニットの左右方向（車幅方向）における中央部分に配置された入力ギヤに対して駆動用モータの出力トルクを伝達する構成であるため、駆動用モータは、必然的にモータ駆動ユニットの車幅方向における片側に配置される。駆動用モータは、モータ駆動ユニットの中で相対的に重量が大きい部品である。したがって、駆動用モータが車幅方向の片側に配置されると、モータ駆動ユニットの車幅方向における重量バランスが偏ってしまう。上記のようにモータ駆動ユニットにブレーキ機構を内蔵する場合も、モータ駆動ユニットの車幅方向における重量バランスに配慮してブレーキ機構を配置することが望まれる。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、車両のインボードブレーキとして機能するブレーキ機構を備え、車幅方向の重量バランスが良好なモータ駆動ユニットを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の駆動力源として機能する駆動用モータと、第１入力要素ならびに第１出力要素および第１反力要素を有する第１差動機構と、第２入力要素ならびに第２出力要素および第２反力要素を有する第２差動機構と、前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結する結合軸と、前記第１入力要素と前記第２入力要素との間で前記結合軸の中央部分に固定された入力ギヤと、前記駆動用モータの出力軸に固定されるとともに前記入力ギヤと噛み合い前記出力軸と前記入力ギヤおよび前記結合軸との間でトルクを伝達する駆動ギヤと、前記第１反力要素と前記第２反力要素との間でいずれか一方の反力要素のトルクを反転させて他方の反力要素へ伝達する反転機構と、前記第１出力要素に連結された第１駆動軸と、前記第２出力要素に連結された第２駆動軸と、を備え、前記駆動用モータの出力トルクを前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とに分配して伝達するモータ駆動ユニットにおいて、前記出力軸と一体回転する少なくとも一つの回転部材と、前記回転部材に対して相対回転するとともに前記回転部材の回転方向での回転が制約されている少なくとも一つの制動部材とを係合させることにより、前記出力軸および前記駆動ギヤを制動するブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構は、前記出力軸の回転中心軸線上で、前記駆動ギヤを挟んで前記駆動用モータの反対側に配置されていることを特徴とするものである。

また、この発明は、通電時にトルクを出力する制動用モータと、前記制動用モータの出力トルクが付与されることにより前記回転部材と前記制動部材とを摩擦係合させる係合力を発生するとともに、前記係合力を発生している状態で前記制動用モータへの通電が停止された場合にも、前記回転部材と前記制動部材とを摩擦係合させて前記出力軸を制動した状態を維持することが可能な係合力発生機構とを備え、前記制動用モータおよび係合力発生機構が、いずれも、前記回転中心軸線上で、前記駆動ギヤを挟んで前記駆動用モータの反対側に配置されていることを特徴としている。

そして、この発明は、前記ブレーキ機構が、通電時に発生する磁気吸引力を利用して前記回転部材と前記制動部材とを係合させる電磁ブレーキによって構成されていることを特徴としている。

この発明のモータ駆動ユニットは、車両の駆動力源となる駆動用モータ、および、その駆動用モータの出力トルクを２本の駆動軸に分配する２つの差動機構を、一式のユニットとして車両に搭載することができる。また、この発明のモータ駆動ユニットを車両に搭載すれば、ユニットに内蔵されるブレーキ機構によって車両の制動装置を構成することができる。すなわち、車両の制動装置を車体側に配置した、いわゆるインボードブレーキを構成することができる。したがって、車両のばね下荷重を軽減することができる。さらに、この発明のモータ駆動ユニットよれば、駆動用モータとブレーキ機構とが、それぞれ、出力軸の回転中心軸線上で、結合軸の中央部分に配置される入力ギヤと噛み合う駆動ギヤを挟んで、上記の回転中心軸線方向における左右両側に配置される。すなわち、ユニットの車幅方向における両端に分かれて対向するように配置される。そのため、モータ駆動ユニットの車幅方向における重量バランスを、偏りが少ない良好なものにすることができる。また、モータ駆動ユニットの車幅方向における形状のバランスも、左右対称に近い良好なものにすることができる。そのため、左右の駆動軸の長さを均等にするもしくは均等に近付けることができる。その結果、ユニットの車両への搭載性や設計の自由度を向上させることができる。

また、この発明のモータ駆動ユニットによれば、出力軸を制動した状態を維持することが可能な係合力発生機構と、その係合力発生機構を作動させる制動用モータとから電動のパーキングブレーキが構成される。そのため、例えば、この発明のモータ駆動ユニットを搭載した車両の電源が駐車時にＯＦＦにされる場合であっても、車両の制動状態を維持することができる。そして、制動用モータおよび係合力発生機構は、いずれも、出力軸の回転中心軸線上で、駆動ギヤを挟んで、駆動用モータの反対側に配置される。そのため、モータ駆動ユニットの車幅方向における重量バランスを、偏りが少ない良好なものにすることができる。

そして、この発明のモータ駆動ユニットよれば、磁気吸引力を利用して制動トルクを発生させる電磁ブレーキによってブレーキ機構が構成される。そのため、例えば、従来の制動装置で一般的に使用されているような油圧システムや、ブレーキキャリパのような反力受けとなる強度部材を省くことができる。したがって、従来の油圧式の制動装置などと比較して、装置の簡素化や小型・軽量化を図ることができる。

この発明のモータ駆動ユニットの一例を説明するための断面図である。 この発明のモータ駆動ユニットの他の例を説明するための断面図である。

この発明を、図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明を適用したモータ駆動ユニットの一例を示してある。図１に示すモータ駆動ユニット１は、主要な構成要素として、駆動用モータ２、差動機構３、ブレーキ機構４、パーキングブレーキ機構５、および、第１駆動軸６ならびに第２駆動軸７を備えている。

駆動用モータ２は、主に、車両の駆動力源として使用することが想定されていて、例えば、永久磁石式の同期モータ（ＰＭ）、あるいは、誘導モータ（ＩＭ）などによって構成されている。駆動用モータ２は、このモータ駆動ユニット１のケース８に固定されている。駆動用モータ２のロータ（図示せず）と一体に回転する出力軸９が、ケース８に形成された開口部１０からケース８の内部に挿入され、ケース８に収納されている。そして、出力軸９から駆動用モータ２が出力するトルクを差動機構３へ伝達するように構成されている。

差動機構３は、図１に示す例では、第１遊星歯車機構１１ならびに第２遊星歯車機構１２の構成が同じ一対の遊星歯車機構、第１遊星歯車機構１１と第２遊星歯車機構とを連結する結合軸１３、前述の駆動用モータ２と結合軸１３との間でトルクを伝達する伝動機構１４、および、第１遊星歯車機構１１と第２遊星歯車機構１２との間でトルクを反転させて伝達する反転機構１５から構成されている。

第１遊星歯車機構１１は、第１サンギヤ１６、第１リングギヤ１７、および、第１キャリア１８を有している。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。具体的には、第１サンギヤ１６に対して同心円上に、内歯歯車の第１リングギヤ１７が配置されている。これら第１サンギヤ１６と第１リングギヤ１７とに噛み合っているピニオン１９が第１キャリア１８によって自転および公転が可能なように保持されている。第１サンギヤ１６には、後述する伝動機構１４および結合軸１３を介して、駆動用モータ２の出力トルクが入力される。第１リングギヤ１７は、後述する反転機構１５により、第２遊星歯車機構１２の第２リングギヤ２１と連結されている。第１キャリア１８には、第１駆動軸６が一体回転するように連結されている。第１リングギヤ１７の外周部には、後述する反転機構１５の第１ピニオン２６と噛み合う外歯歯車が形成されている。

このモータ駆動ユニット１では、上記の第１遊星歯車機構１１が、この発明における「第１差動機構」に相当する。したがって、第１サンギヤ１６が、この発明における「第１入力要素」に相当し、第１リングギヤ１７が、この発明における「第１反力要素」に相当し、第１キャリア１８が、この発明における「第１出力要素」に相当する。

第２遊星歯車機構１２は、上記の第１遊星歯車機構１１と同様に、第２サンギヤ２０、第２リングギヤ２１、および、第２キャリア２２を有している。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。具体的には、第２サンギヤ２０に対して同心円上に、内歯歯車の第２リングギヤ２１が配置されている。これら第２サンギヤ２０と第２リングギヤ２１とに噛み合っているピニオン２３が第２キャリア２２によって自転および公転が可能なように保持されている。第２サンギヤ２０には、上記の第１サンギヤ１６と共に、後述する伝動機構１４および結合軸１３を介して、駆動用モータ２の出力トルクが入力される。第２リングギヤ２１は、後述する反転機構１５により、第１リングギヤ１７と連結されている。第２キャリア２２には、第２駆動軸７が一体回転するように連結されている。第２リングギヤ２１の外周部には、後述する反転機構１５の第２ピニオン２７と噛み合う外歯歯車が形成されている。

このモータ駆動ユニット１では、上記の第２遊星歯車機構１２が、この発明における「第２差動機構」に相当する。したがって、第２サンギヤ２０が、この発明における「第２入力要素」に相当し、第２リングギヤ２１が、この発明における「第２反力要素」に相当し、第２キャリア２２が、この発明における「第２出力要素」に相当する。

なお、上記の第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２は同じ構成である。すなわち、第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２は、各ギヤの歯数や形状およびギヤ比などが全て同一に形成されている。また、図１では、上記のようにシングルピニオン型の遊星歯車機構を用いて第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２を構成した例を示しているが、それら第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いて構成することもできる。

結合軸１３は、駆動用モータ２の出力軸９と平行に配置され、第１遊星歯車機構１１の第１サンギヤ１６と、第２遊星歯車機構１２の第２サンギヤ２０とを連結している。図１に示す例では、結合軸１３の左側に、第１サンギヤ１６が結合軸１３と一体回転するように固定されている。一方、結合軸１３の右側に、第２サンギヤ２０が結合軸１３と一体回転するように固定されている。結合軸１３の中央部分には、後述する伝動機構１４のドリブンギヤ２５が取り付けられている。なお、上記のように結合軸１３によって一体に連結された第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２は、第１キャリア１８および第２キャリア２２にそれぞれ形成されたボス部１１ａおよびボス部１２ａで、ケース８に回転自在に支持されている。

伝動機構１４は、駆動用モータ２の出力軸９と第１遊星歯車機構１１および第２遊星歯車機構１２との間で動力伝達経路を形成している。図１に示す例では、伝動機構１４は、ドライブギヤ２４およびドリブンギヤ２５から構成されている。ドライブギヤ２４は、駆動用モータ２の出力軸９に、出力軸９と一体回転するように固定されている。ドリブンギヤ２５は、結合軸１３の中央部分に、結合軸１３と一体回転するように固定されている。それらドライブギヤ２４とドリブンギヤ２５とが、互いに噛み合っている。したがって、駆動用モータ２の出力トルクは、ドライブギヤ２４およびドリブンギヤ２５から構成される伝動機構１４を介して、結合軸１３へ伝達される。このモータ駆動ユニット１では、ドライブギヤ２４が、この発明における「駆動ギヤ」に相当し、ドリブンギヤ２５が、この発明における「入力ギヤ」に相当する。

反転機構１５は、第１リングギヤ１７と第２リングギヤ２１との間で、いずれか一方のリングギヤ１７（または２１）のトルクを反転させて他方のリングギヤ２１（または１７）へ伝達するように構成されている。図１に示す例では、反転機構１５は、第１ピニオン２６および第２ピニオン２７から構成されている。第１ピニオン２６および第２ピニオン２７は、いずれも、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１よりも歯幅が長い円筒歯車である。第１ピニオン２６の歯数と第２ピニオン２７の歯数とは同一である。第１ピニオン２６は、出力軸９および結合軸１３と平行に配置され、ケース８に回転自在に支持されている。第１ピニオン２６は、第２ピニオン２７と噛み合うとともに、第１リングギヤ１７の外周部に形成された外歯歯車とも噛み合っている。図１に示す例では、第１ピニオン２６の左側部分が第１リングギヤ１７の外歯歯車に噛み合い、第１ピニオン２６の右側部分が第２ピニオン２７の左側部分に噛み合っている。同様に、第２ピニオン２７は、第１ピニオン２６と噛み合うとともに、第２リングギヤ２１の外周部に形成された外歯歯車とも噛み合っている。図１に示す例では、第２ピニオン２７の右側部分が第２リングギヤ２１の外歯歯車に噛み合い、第２ピニオン２７の左側部分が第１ピニオン２６の右側部分に噛み合っている。このように第１ピニオン２６と第２ピニオン２６とから構成される反転機構１５は、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１の円周方向に等ピッチで複数（好ましくは３個以上）設けられている。

上記のように構成された差動機構３は、車両に搭載される従来のデファレンシャルギヤとして機能する。例えば、このモータ駆動ユニット１を搭載した車両が直進走行する場合、駆動用モータ２から第１サンギヤ１６および第２サンギヤ２０に入力されるトルクは、第１キャリア１８および第２キャリア２２に等分されて伝達される。その際、第１リングギヤ１７には、第１サンギヤ１２に作用するトルクとは反対の回転方向のトルクが作用する。また、第２リングギヤ２１には、第２サンギヤ１６に作用するトルクとは反対の回転方向のトルクが作用する。すなわち、駆動用モータ２から差動機構３に入力されるトルクは、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１に対してそれぞれ同一の回転方向のトルクとして作用する。ただし、第１リングギヤ１７と第２リングギヤ２１とは、上記のような反転機構１５によって連結されているので、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１にそれぞれ作用するトルクは相殺される。そのため、上記のように第１キャリア１８と第２キャリア２２とに等しくトルクが分配され、それら第１キャリア１８および第２キャリア２２が同じ回転速度で回転する場合には、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１は、いずれの回転方向へも回転しない状態となる。その結果、第１リングギヤ１７および第２リングギヤ２１は、それぞれの遊星歯車機構における反力要素として機能することになる。

なお、この発明のモータ駆動ユニットでは、上記の第１遊星歯車機構１１と第２遊星歯車機構１２との連結関係を変更して構成することもできる。例えば、この発明における「第１入力要素」および「第２入力要素」として、第１サンギヤ１６と第２サンギヤ２０とを結合軸１３によって連結し、この発明における「第１反力要素」および「第２反力要素」として、第１リングギヤ１７と第２リングギヤ２１とを反転機構１５によって連結することもできる。

モータ駆動ユニット１は、上記のような駆動用モータ２および差動機構３と共に、ブレーキ機構４を備えている。図１に示す例では、ブレーキ機構４は、通電されることにより作動して所定の回転部材を制動する励磁作動型の電磁ブレーキである。具体的には、ブレーキ機構４は、ブレーキロータ２８、ブレーキステータ２９、および、制動用ソレノイド３０から構成されている。ブレーキ機構４は、制動用ソレノイド３０に通電することにより、ブレーキロータ２８とブレーキステータ２９とを摩擦係合させるように作動し、制動トルクを発生するように構成されている。ブレーキ機構４は、制動用ソレノイド３０への通電がない状態では、上記のように作動することなく、制動トルクを発生しない。

ブレーキロータ２８は、円板状の磁性体によって形成されている。ブレーキロータ２８は、出力軸９の先端に、出力軸９と一体回転するように固定されている。ブレーキロータ２８のブレーキステータ２９と対向する面（図１の左側の面）の外周部分には、後述するブレーキステータ２９の摩擦面２９ａと接触して摩擦係合する摩擦面２８ａが形成されている。このモータ駆動ユニット１では、ブレーキロータ２８が、この発明における「回転部材」に相当する。

ブレーキステータ２９は、円環状の磁性体によって形成されている。ブレーキステータ２９は、出力軸９の軸線方向（図１の左右方向）に移動が可能であり、かつ、出力軸９の回転方向へは回転が不可能なように、ケース８に組み込まれている。図１に示す例では、ブレーキステータ２９の外周部に形成されたスプライン軸と、ケース８に形成されたスプライン穴とによってスプライン締結されている。したがって、ブレーキステータ２９は、出力軸９およびブレーキロータ２８の回転方向での回転が、ケース８に組み込まれることによって制約されている。ブレーキステータ２９のブレーキロータ２８と対向する面（図１の右側の面）、すなわち、ブレーキステータ２９の前述の摩擦面２８ａと対向する部分には、摩擦面２８ａと接触して摩擦係合する摩擦面２９ａが形成されている。このモータ駆動ユニット１では、ブレーキステータ２９が、この発明における「制動部材」に相当する。

制動用ソレノイド３０は、固定磁極として機能するブレーキロータ２８、可動磁極として機能するブレーキステータ２９、および、鉄心（図示せず）に巻かれたコイル３０ａから構成されている。コイル３０ａは、後述するパーキングブレーキ機構５の押圧部材３３に固定されている。上記のブレーキロータ２８およびブレーキステータ２９が、いずれも磁性体によって形成されているのに対して、コイル３０ａが取り付けられる押圧部材３３は、非磁性体によって形成されている。上記のブレーキステータ２９およびコイル３０ａは、コイル３０ａの外周面に対してブレーキステータ２９が摺動可能なように、または、コイル３０ａの外周面とブレーキステータ２９の内周面との間に所定の隙間が空くように、それぞれ配置されている。図１に示す例では、コイル３０ａで発生する磁気吸引力の影響が及ぶ範囲内のクリアランスが設けられて、コイル３０ａおよびブレーキステータ２９がそれぞれ配置されている。

コイル３０ａは、所定の電圧が印加されることによって磁気吸引力を発生する。そのため、ブレーキステータ２９には、コイル３０ａで発生させた磁気吸引力が作用する。すなわち、ブレーキ機構４は、コイル３０ａに通電して磁気吸引力を発生させることにより、その磁気吸引力をブレーキステータ２９に作用させ、ブレーキステータ２９をブレーキロータ２８側へ吸着させるように構成されている。したがって、このブレーキ機構４は、磁気吸引力によってブレーキロータ２８とブレーキステータ２９とを吸着させることにより、摩擦面２８ａと摩擦面２９ａとを摩擦係合させ、出力軸９を制動することができる。なお、図１では示していないが、コイル３０ａへの通電を遮断した場合に、摩擦面２８ａと摩擦面２９ａとの接触を避けるためのリターンスプリングを設けることもできる。

上記のように、モータ駆動ユニット１は、駆動用モータ２の出力軸９を制動するブレーキ機構４が内蔵されている。ブレーキ機構４によって出力軸９を制動することにより、伝動機構１４および連結軸１３を介して、差動機構３における第１サンギヤ１６および第２サンギヤ２０を制動することができる。第１サンギヤ１６および第２サンギヤ２０が制動されることにより、第１キャリア１８および第２キャリア２２が制動される、すなわち、第１駆動軸６および第２駆動軸７が制動される。したがって、このモータ駆動ユニット１を車両に搭載することにより、ブレーキ機構４で車両のインボードブレーキを構成することができる。

前述したように、このモータ駆動ユニット１は、車両に搭載した際に車幅方向の重量バランスが良好になるように構成されている。そのために、モータ駆動ユニット１では、上記の駆動用モータ２およびブレーキ機構４が、出力軸９の回転中心軸線上で、モータ駆動ユニット１の車幅方向（図１の左右方向）における両端に分かれて対向するように配置されている。すなわち、このモータ駆動ユニット１では、駆動用モータ２、ドリブンギヤ２５、および、ブレーキ機構４が、出力軸９の回転中心軸線上に並んで配置されている。そして、ブレーキ機構４が、結合軸１３の中央部分に配置されるドリブンギヤ２５と噛み合うドライブギヤ２４を挟んで、駆動用モータ２の反対側（図１の左側）に配置されている。

上記のようなモータ駆動ユニット１の主要な構成要素の中で、駆動用モータ２は相対的に重量が大きい部品である。また、ブレーキ機構４も、上記のようにブレーキロータ２８ならびにブレーキステータ２９および制動用ソレノイド３０から構成されることにより、相対的に重量が大きい部品である。このように重量物である駆動用モータ２とブレーキ機構４とが、それぞれ、モータ駆動ユニット１の車幅方向における左右に分かれて配置されている。そのため、モータ駆動ユニット１の車幅方向における重量バランスを、偏りが少ない良好なものにすることができる。

また、このモータ駆動ユニット１を車両に搭載する際には、第１駆動軸６および第２駆動軸７を介して、左右の駆動輪が連結される。上記のように駆動用モータ２とブレーキ機構４とがモータ駆動ユニット１の車幅方向における左右に分かれて配置されることにより、モータ駆動ユニット１の車幅方向における形状のバランスも、左右対称に近い良好なものにすることができる。したがって、左右の駆動軸６，７の長さを均等にするもしくは均等に近付けることができる。そのため、モータ駆動ユニット１の車両への搭載性や設計の自由度を向上させることができる。

このモータ駆動ユニット１は、ブレーキ機構４に対する通電が無くなった場合であっても、ブレーキステータ２９とブレーキロータ２８とを摩擦係合させて出力軸９を制動した状態を維持することが可能なように構成されている。そのために、モータ駆動ユニット１には、パーキングブレーキ機構５が設けられている。パーキングブレーキ機構５は、係合力発生機構、および、その係合力発生機構を作動させる制動用モータ３１から構成されている。

制動用モータ３１は、モータ駆動ユニット１のケース８に固定されている。制動用モータ３１のロータ（図示せず）と一体に回転するモータ軸３１ａが、ケース８の内部に挿入されている。この図１に示す例では、モータ軸３１ａの突出部分に、後述する送りねじ機構３２の雄ねじ部３２ｂが形成されている。

係合力発生機構は、例えば、回転力を軸力に変換するねじの作用を利用した送りねじ機構を用いて構成することができる。あるいは、制動用モータ３１で駆動されるピニオンおよびラックを用いた推力発生機構、制動用モータ３１で駆動される伝動アクチュエータ、もしくは、制動用モータ３１で駆動される回転式ポンプで発生する油圧を用いた油圧アクチュエータなどにより、係合力発生機構を構成することができる。図１に示す例では、制動用モータ３１で駆動される送りねじ機構３２を用いて係合力発生機構が構成されている。

送りねじ機構３２は、回転運動を直線運動に変換し、ブレーキステータ２９を出力軸９の軸線方向でブレーキロータ２８側へ押圧してブレーキステータ２９とブレーキロータ２８とを摩擦係合させるための軸力を発生する。それとともに、軸力を発生している状態で電源が消失した場合であっても、ブレーキステータ２９とブレーキロータ２８とを摩擦係合させて出力軸９を制動した状態を維持することが可能なように構成されている。送りねじ機構３２は、押圧部材３３、および、回転軸３４から構成されている。

押圧部材３３は、円板状の非磁性体によって形成されている。押圧部材３３の中央部分には、押圧部材３３の板厚方向（図１の左右方向）に貫通する送りねじの雌ねじ部３２ａが形成されている。押圧部材３３には、制動用ソレノイド３０のコイル３０ａが取り付けられている。コイル３０ａは押圧部材３３に対して移動不可能なように固定されている。押圧部材３３のコイル３０ａが取り付けられた部分の外周側に、ブレーキステータ２９と接触する押圧面３３ａが形成されている。また、押圧部材３３の外周部には、ブレーキステータ２９に形成されているものと同様のスプライン軸が形成されている。そして、押圧部材３３は、ブレーキステータ２９と共に、ケース８に形成されたスプライン穴にはめ込まれている。図１に示す例では、ブレーキロータ２８から遠い方（図１の左側）から、押圧部材３３、ブレーキステータ２９の順に、ケース８に組み付けられている。

回転軸３４は、制動用モータ３１のモータ軸３１ａに、モータ軸３１ａと一体回転するように連結されている。回転軸３４の外周部には、送りねじの雄ねじ部３２ｂが形成されている。そして、押圧部材３３の雌ねじ部３２ａに回転軸３４の雄ねじ部３２ｂがねじ込まれており、それによって送りねじ機構３２が構成されている。送りねじ機構３２の雌ねじ部３２ａおよび雄ねじ部３２ｂは、例えば、ボールねじ、あるいは、台形ねじや角ねじによって形成されている。

送りねじ機構３２は、制動用モータ３１によってモータ軸３１ａすなわち回転軸３４を所定の回転方向（正転方向）へ回転させることにより、押圧部材３３を回転軸３４の軸線方向でブレーキロータ２８に近付ける前進方向（図１の右方向）の軸力を発生する。また、送りねじ機構３２は、制動用モータ３１によって回転軸３４を正転方向と反対方向（逆転方向）へ回転させることにより、押圧部材３３を回転軸３４の軸線方向でブレーキロータ２８から遠ざける後退方向（図１の左方向）の軸力を発生する。

したがって、パーキングブレーキ機構５は、上記のように制動用モータ３１によって送りねじ機構３２に正転方向のトルクを付与することにより、ブレーキロータ２８とブレーキステータ２９とを摩擦係合させて出力軸９を制動することができる。また、制動用モータ３１によって送りねじ機構３２に逆転方向のトルクを付与することにより、このパーキングブレーキ機構５による出力軸９の制動を解除することができる。

また、このパーキングブレーキ機構５における送りねじ機構３２は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定されている。すなわち、送りねじ機構３２は、回転軸３４を正転方向へ回転させて押圧部材３３を前進方向へ移動させる場合の正効率よりも、押圧部材３３を後退方向へ移動させて回転軸３４を逆転方向へ回転させる場合の逆効率が低くなるように構成されている。したがって、送りねじ機構３２でブレーキステータ２９を前進方向へ押圧し、出力軸９を制動した状態を維持することができる。そのため、制動用モータ３１によって送りねじ機構３２を作動させ、出力軸９を制動した状態で、前述の電磁ブレーキ機構４および制動用モータ３１に対する通電が止められた場合であっても、パーキングブレーキ機構５による出力軸９の制動状態を維持することができる。

そして、このモータ駆動ユニット１では、上記のブレーキ機構４と同様に、パーキングブレーキ機構５も、ドライブギヤ２４を挟んで、駆動用モータ２の反対側（図１の左側）に配置されている。すなわち、送りねじ機構３２および制動用モータ３１が、ドライブギヤ２４を挟んで、駆動用モータ２の反対側に配置されている。

前述したように、モータ駆動ユニット１の主要な構成要素の中で、駆動用モータ２は相対的に重量が大きい部品であり、通常、駆動用モータ２が最も大きな重量物となることが想定される。また、モータ駆動ユニット１として要求される駆動力が大きくなるほど、一般に、駆動用モータ２の体格や重量が大きくなる。それに対して、ブレーキ機構４およびパーキングブレーキ機構５が、上記のようにドライブギヤ２４を挟んで駆動用モータ２の反対側に配置されることにより、モータ駆動ユニット１の車幅方向における重量バランスを、偏りが少ない良好なものにすることができる。また、モータ駆動ユニット１の車幅方向における形状のバランスも、左右対称に近い良好なものにすることができる。

図２に、この発明を適用したモータ駆動ユニットの他の例を示してある。図２に示すモータ駆動ユニット１０１は、前述の図１に示したモータ駆動ユニット１と同様に、主要な構成要素として、駆動用モータ２、差動機構３、ブレーキ機構４、パーキングブレーキ機構５、および、第１駆動軸６ならびに第２駆動軸７などを備えている。駆動用モータ２、差動機構３、電磁ブレーキ機構４、および、パーキングブレーキ機構５は、図１に示したモータ駆動ユニット１と同じ構成である。なお、以下の説明では、図１と同じ構成のものは、図１と同一の参照符号を付けて詳細な説明を省略する。

モータ駆動ユニット１０１は、差動機構３を収納するギヤケース１０２、駆動用モータ２を収納するモータケース１０３、および、ブレーキ機構４を収納するブレーキケース１０３を備えている。すなわち、前述したモータ駆動ユニット１が、差動機構３およびブレーキ機構４などの主要部品が、一体のケース８の中に収納される構成であるのに対して、このモータ駆動ユニット１０１では、差動機構３、駆動用モータ２、および、ブレーキ機構４が、それぞれ、ギヤケース１０２、モータケース１０３、および、ブレーキケース１０３の３つのケースに分かれて収納されている。

ギヤケース１０２の一方（図２の右側）の側面に、モータケース１０３が取り付けられている。また、ギヤケース１０２の他方（図２の左側）の側面に、ブレーキケース１０４が取り付けられている。このモータ駆動ユニット１０１では、上記のようにギヤケース１０２とモータケース１０３とが別体になることに伴い、駆動用モータ２の出力軸９が、第１出力軸１０５と第２出力軸１０６とに分かれて構成されている。

第１出力軸１０５は、駆動用モータ２のロータ（図示せず）と一体に回転する部分であり、先端（図２の左側の端部）が、モータケース１０３から突出している。第１出力軸１０５の先端には、後述する第２出力軸１０６のスプライン穴とスプライン締結するスプライン軸が形成されている。

第２出力軸１０６は、両端が軸受を介してギヤケース１０２に支持されるとともに、一方（図２の左側）の端部が、ギヤケース１０２から突出している。ギヤケース１０２内の第２出力軸１０６の中央部分に、ドライブギヤ２４が出力軸９と一体回転するように固定されている。また、第２出力軸１０６の一方の端部には、ブレーキロータ２８が出力軸９と一体回転するように固定されている。第２出力軸１０６の他方（図２の右側）の端部には、第１出力軸１０５のスプライン軸とスプライン締結するスプライン穴が形成されている。

また、モータ駆動ユニット１０１では、制動用モータ３１が、前述のモータ駆動ユニット１においてケース８に固定されているのと同様に、ブレーキケース１０４に固定されている。制動用モータ３１のモータ軸３１ａが、ブレーキケース１０４の内部に挿入されている。図２に示す例では、モータ軸３１ａの突出部分に送りねじ機構３２が構成されていて、押圧部材３３および制動用ソレノイド３０が取り付けられている。また、前述のモータ駆動ユニット１においてケース８に取り付けられているのと同様に、押圧部材３３は、ブレーキステータ２９と共に、ブレーキケース１０４に形成されたスプライン穴にはめ込まれている。

したがって、このモータ駆動ユニット１０１では、ギヤケース１０２にモータケース１０３を取り付け、第１出力軸１０５と第２出力軸１０６とをスプライン締結することにより、出力軸９が構成されている。また、ギヤケース１０２にブレーキケース１０４を取り付け、第−２出力軸１０６に固定されたブレーキロータ２８と、ブレーキケース１０４に組み付けられたブレーキステータ２９および制動用ソレノイド３０とを対向させることにより、ブレーキ機構４が構成されている。

上記のように、図２に示すモータ駆動ユニット１０１においても、ブレーキ機構４およびパーキングブレーキ機構５が、出力軸９の回転中心軸線上で、ドライブギヤ２４を挟んで、駆動用モータ２の反対側（図２の左側）に配置されている。そのため、前述のモータ駆動ユニット１と同様に、モータ駆動ユニット１０１の車幅方向における重量バランスを、偏りが少ない良好なものにすることができる。また、モータ駆動ユニット１０１の車幅方向における形状のバランスも、左右対称に近い良好なものにすることができる。

１，１０１…モータ駆動ユニット、 ２…駆動用モータ、 ３…差動機構、 ４…ブレーキ機構、 ５…パーキングブレーキ機構、 ６…第１駆動軸、 ７…第２駆動軸、 ９…出力軸、 １１…第１遊星歯車機構（第１差動機構）、 １２…第２遊星歯車機構（第２差動機構）、 １３…結合軸、 １４…伝動機構、 １５…反転機構、 １６…第１サンギヤ（第１入力要素）、 １７…第１リングギヤ（第１反力要素）、 １８…第１キャリア（第１出力要素）、 ２０…第２サンギヤ（第２入力要素）、 ２１…第１リングギヤ（第２反力要素）、 ２２…第２キャリア（第２出力要素）、 ２４…ドライブギヤ（駆動ギヤ）、 ２５…ドリブンギヤ（入力ギヤ）、 ２８…ブレーキロータ（回転部材）、 ２９…ブレーキステータ（制動部材）、 ３０…制動用ソレノイド、 ３１…制動用モータ、 ３２…送りねじ機構。

Claims (3)

1. 車両の駆動力源として機能する駆動用モータと、第１入力要素ならびに第１出力要素および第１反力要素を有する第１差動機構と、第２入力要素ならびに第２出力要素および第２反力要素を有する第２差動機構と、前記第１入力要素と前記第２入力要素とを連結する結合軸と、前記第１入力要素と前記第２入力要素との間で前記結合軸の中央部分に固定された入力ギヤと、前記駆動用モータの出力軸に固定されるとともに前記入力ギヤと噛み合い前記出力軸と前記入力ギヤおよび前記結合軸との間でトルクを伝達する駆動ギヤと、前記第１反力要素と前記第２反力要素との間でいずれか一方の反力要素のトルクを反転させて他方の反力要素へ伝達する反転機構と、前記第１出力要素に連結された第１駆動軸と、前記第２出力要素に連結された第２駆動軸と、を備え、前記駆動用モータの出力トルクを前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とに分配して伝達するモータ駆動ユニットにおいて、
   前記出力軸と一体回転する少なくとも一つの回転部材と、前記回転部材に対して相対回転するとともに前記回転部材の回転方向での回転が制約されている少なくとも一つの制動部材とを係合させることにより、前記出力軸および前記駆動ギヤを制動するブレーキ機構を備え、
   前記ブレーキ機構は、前記出力軸の回転中心軸線上で、前記駆動ギヤを挟んで前記駆動用モータの反対側に配置されている
   ことを特徴とするモータ駆動ユニット。
   
2. 請求項１に記載のモータ駆動ユニットにおいて、
   通電時にトルクを出力する制動用モータと、前記制動用モータの出力トルクが付与されることにより前記回転部材と前記制動部材とを摩擦係合させる係合力を発生するとともに、前記係合力を発生している状態で前記制動用モータへの通電が停止された場合にも、前記回転部材と前記制動部材とを摩擦係合させて前記出力軸を制動した状態を維持することが可能な係合力発生機構とを備え、
   前記制動用モータおよび係合力発生機構は、いずれも、前記回転中心軸線上で、前記駆動ギヤを挟んで前記駆動用モータの反対側に配置されている
   ことを特徴とするモータ駆動ユニット。
   
3. 請求項１または２に記載のモータ駆動ユニットにおいて、
   前記ブレーキ機構は、通電時に発生する磁気吸引力を利用して前記回転部材と前記制動部材とを係合させる電磁ブレーキによって構成されていることを特徴とするモータ駆動ユニット。

Images