JP2018028364A - Vehicle driving unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、独立した2基の電動モータからの駆動トルクを左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達することができる車両駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle drive device capable of amplifying a torque difference and transmitting drive torque from two independent electric motors to left and right drive wheels.
電気自動車等の車両において、左右の駆動輪にそれぞれ電動モータを配置して、各電動モータを独立して制御することにより左右の駆動輪間に適宜駆動トルク差を与え、これにより車両の旋回モーメントを制御することが知られている。例えば、各電動モータがそれぞれ減速機を介して左右の駆動輪に独立して接続されている場合、各電動モータの回転速度はそれぞれの減速機で減速され、かつ、各電動モータの出力トルク(駆動力)はそれぞれの減速機で増大されて左右の駆動輪に伝達される。ここで、車両の右旋回時と左旋回時の挙動を同様にするために、各電動モータは同じ出力特性にして、それぞれの減速機も同じ減速比にしている。 In vehicles such as electric vehicles, electric motors are arranged on the left and right drive wheels, respectively, and each electric motor is controlled independently to give an appropriate drive torque difference between the left and right drive wheels. It is known to control. For example, when each electric motor is independently connected to the left and right drive wheels via a speed reducer, the rotation speed of each electric motor is reduced by the speed reducer and the output torque of each electric motor ( The driving force is increased by each reduction gear and transmitted to the left and right drive wheels. Here, in order to make the vehicle turn right and turn left in the same manner, each electric motor has the same output characteristics, and each reduction gear has the same reduction ratio.
左右の駆動輪に伝達される左右の電動モータの出力トルクは、減速機の減速比に応じて増大される。但し、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率は、左右の減速機の減速比が同じであるので、左右の電動モータの出力トルクの差の比率と同一であり、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率が増大されるわけではない。 The output torques of the left and right electric motors transmitted to the left and right drive wheels are increased according to the reduction ratio of the speed reducer. However, the ratio of the difference between the output torques of the left and right drive wheels is the same as the ratio of the difference between the output torques of the left and right electric motors because the reduction ratio of the left and right reduction gears is the same. The ratio of the torque difference is not increased.
ところが、車両のスムーズな旋回走行の実現や、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の電動モータから与えられる出力トルクの差の比率よりも左右の駆動輪に伝達される出力トルクの差の比率を大きくすることが有効な場合がある。 However, in order to achieve smooth turning of the vehicle and to suppress changes in vehicle behavior such as extreme understeer and extreme oversteer, the left and right drive is more than the ratio of the difference in output torque applied from the left and right electric motors. It may be effective to increase the ratio of the difference in output torque transmitted to the wheels.
特許文献1及び特許文献2には、二つの電動モータと左右の駆動輪との間に、3要素2自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置を備え、二つの電動モータから与えられるトルクの差を増幅して左右の駆動輪に与えることができる車両駆動装置が開示されている。この特許文献1及び特許文献2に記載した車両駆動装置では、左右の電動モータから与えられる出力トルク差よりも大きな駆動トルク差を得ることができる。
また、特許文献1及び特許文献2では、車両駆動装置における歯車装置の配置について具体的に言及されていない。本願の出願人は、トルク差を増幅する歯車装置を小型、軽量化した車両駆動装置を、既に特許出願を行っている(特願2016−023529号)。
Moreover, in
本願の出願人が特許出願している車両駆動装置(先願例)は、図16及び図17に示す構成である。 The vehicle drive device (prior application example) for which the applicant of the present application has applied for a patent has the configuration shown in FIGS. 16 and 17.
先願例の車両駆動装置201は、図16に示すように、車両に搭載され独立して制御可能な二つの電動モータ202L、202Rと、二つの電動モータ202L、202Rと左右の駆動輪との間に設けられ、二つの電動モータ202L、202Rからのトルクを左右輪に分配する歯車装置300と、二つの電動モータ202L、202Rのトルクを駆動輪に伝達する減速機203L、203Rとを備えている。前記減速機203L、203Rは、電動モータ202L、202Rに連結し、入力歯車212aを有する入力歯車軸212L、212Rと、駆動輪に連結し、出力歯車214aを有する出力歯車軸214L、214Rと、入力歯車軸212L、212Rから出力歯車軸214L、214Rの間の動力伝達を行う中間歯車軸213L、213Rとを有する。中間歯車軸213L、213Rには、入力歯車212aと噛み合う入力側大径歯車213aと出力歯車214aと噛み合う出力側小径歯車213bとが設けられている。
As shown in FIG. 16, the
二つの電動モータ202L、202Rは、同一出力特性の電動モータが用いられ、モータハウジング204L、204R内に収容されている。
The two
そして、入力歯車軸212L、212R、中間歯車軸213L、213R、出力歯車軸214L、214Rは相互にオフセットして配置されている。
The
図16及び図17に示すように、二つの電動モータ202L、202Rからのトルクを左右輪に分配する歯車装置300は、同軸に配された左右の1対の中間歯車軸213L、213Rと同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構からなる。遊星歯車機構は、内歯車RL、RRと、前記内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、前記内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、公転歯車としての複数の遊星歯車PL、PRとを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤCLと他方の太陽歯車SRとを結合する第1結合部材231と、一方の太陽歯車SLと他方の遊星キャリヤCRとを結合する第2結合部材232とを有し、前記歯車装置300と同軸上にある中間歯車軸213L、213Rに、入力歯車212aと噛み合う入力側大径歯車213aと、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤCL、CRと連結され、出力歯車214aと噛み合う出力側小径歯車213bとを設け、前記遊星キャリヤCL、CRの両端が転がり軸受219a、219bによって歯車装置300を収容するハウジング209に対して回転自在に支持される構造である。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
この先願例では、上記のように、車両駆動装置201の中間歯車軸213L、213Rに歯車装置300を配置するため、前記歯車装置300の二つの遊星歯車機構を構成する太陽歯車SL、SR、遊星キャリヤCL、CR、遊星歯車PL、PR、及び内歯車RL、RRの設置スペースや、中間歯車軸213L、213Rを遊星キャリヤCL、CRの両端で支持する転がり軸受219a、219bの設置スペースが必要となり、軸方向寸法が大きくなる。
In this prior application example, as described above, the sun gears S L and S R constituting the two planetary gear mechanisms of the
また、電動モータ202L、202Rと出力歯車軸214L、214Rをオフセットさせる構造では、電動モータ202L、202Rの部分が軸方向に最も長くなる。上記した図16及び図17に示す車両駆動装置は、電動モータ202L、202Rと連結する入力歯車212aは、電動モータ202L、202Rのステータ径と比較して小さいため、電動モータ202L、202Rと中間歯車軸213L、213Rに設置された歯車装置300が軸方向に重なることになる。このため、電動モータ202L、202Rと歯車装置300は軸方向でずらして配置せざるを得なく、電動モータ202L、202Rの軸方向の長さが歯車装置300を設けていない減速機の構造に比べてより長くなる。
In the structure in which the
また、乗用車用にこれらの車両駆動装置を適用する場合には、電動モータの回転速度と車輪回転速度の関係より、2段減速で用いられることが多い。例えば、モータの最高回転速度を10000min-1、車輪直径を630mm、180km/hを最高車速とした際の車輪回転速度は1516min-1、この場合の減速比は10000/1516≒6.596となる。この様な高減速比を1段減速で達成しようとすると、大径歯車が大きなものとなり、常用角が大きくなることでドライブシャフトの寿命が短くなる、あるいは大径歯車部の減速機ハウジングの最低地上高が低くなり地面の凹凸で地面と当たりやすくなる、などのデメリットがある。そこで2段減速により大径歯車を小さくすることが一般的である。 Moreover, when these vehicle drive devices are applied to passenger cars, they are often used in two-stage deceleration because of the relationship between the rotation speed of the electric motor and the wheel rotation speed. For example, when the maximum rotation speed of the motor is 10000 min −1 , the wheel diameter is 630 mm, and the maximum vehicle speed is 180 km / h, the wheel rotation speed is 1516 min −1 , and the reduction ratio in this case is 10000 / 1516≈6.596. . If one tries to achieve such a high reduction ratio with a one-stage reduction, the large-diameter gear becomes large, and the service angle of the drive shaft is shortened by increasing the service angle, or the minimum of the reduction gear housing of the large-diameter gear section. There are disadvantages such as low ground clearance and easy contact with the ground due to unevenness of the ground. Therefore, it is common to reduce the large-diameter gear by two-stage reduction.
特許文献1及び2に記載の車両駆動装置及び先願例の車両駆動装置においても、減速機は2段減速としたものが開示されている。
Also in the vehicle drive device described in
上記したように、歯車装置300が軸方向長さを必要とし、この歯車装置300と電動モータ202L、202Rが軸方向で重なることにより、車両駆動装置201の体格が軸方向に長くなる。このため、車両における車両駆動装置の搭載スペースの車幅方向の長さを広く確保しなければならない。
As described above, the
搭載スペースを車幅方向に広く取ると、広い車幅となり、狭い路地などでの車両の取り回しが悪くなる。また、車両駆動装置を操舵輪へ搭載した場合、車両駆動装置が車幅方向に長いと操舵角に制限が生じ、車両の小回り性が悪くなる。さらに、懸架装置の構造・配置(特に車幅方向であるアーム長さ)に制限が生じ、乗り心地や操縦安定性が低下する等のデメリットとなる恐れがある。 If the mounting space is wide in the vehicle width direction, the vehicle width becomes wide and the handling of the vehicle in a narrow alley becomes worse. Further, when the vehicle drive device is mounted on the steering wheel, if the vehicle drive device is long in the vehicle width direction, the steering angle is limited, and the turning ability of the vehicle is deteriorated. Furthermore, the structure and arrangement of the suspension device (especially the arm length in the vehicle width direction) is limited, which may lead to disadvantages such as reduced ride comfort and handling stability.
また、上記した特許文献1及び2に記載の車両駆動装置及び先願例の車両駆動装置における減速機は、全て別々の歯車軸を平行且つオフセットした配置にしている。2段減速の全ての歯車軸を平行且つオフセットした配置にすると、減速機の歯車軸に垂直な方向の車両駆動装置の寸法が大きくなる。そのため、車体空間に占める車両駆動装置の設置空間が大きくなり、人が乗る或いは荷物を載せる車室空間が小さくなるなどの難点がある。車両駆動装置においては、軸に垂直方向(径方向)にも小さいことが望まれる。
Further, the reduction gears in the vehicle drive device described in
そこで、この発明は、車両駆動装置を軸方向に長くなることを抑制し、車幅方向の搭載スペースを狭めることができるとともに、減速機の歯車軸に垂直な方向(径方向)の寸法も小さくして車両駆動装置を小型化することを課題とする。 Therefore, the present invention suppresses the vehicle drive device from becoming longer in the axial direction, can reduce the mounting space in the vehicle width direction, and also reduces the dimension in the direction (radial direction) perpendicular to the gear shaft of the speed reducer. Thus, it is an object to reduce the size of the vehicle drive device.
前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの電動モータと、前記二つの電動モータ間に配置される二つの減速機と、前記二つの減速機に組み込まれ、二つの電動モータからのトルクを左右輪に分配する歯車装置とを備えた車両駆動装置において、前記減速機は、前記電動モータのロータ軸と同軸に設けられる入力歯車を備える入力歯車軸と、駆動輪に連結する出力歯車を備える出力歯車軸と、入力歯車軸と出力歯車軸との間に設けられる、入力側大径歯車と出力側小径歯車を備える中間歯車軸とを有し、前記電動モータのロータ軸を軸方向に貫通する中空構造とし、この中空構造のロータ軸の車両のインボード側の端部外周に前記入力歯車を設け、前記駆動輪に連結する出力歯車軸を、前記入力歯車軸と同軸上に中空構造のロータ軸を貫通させるように設け、前記歯車装置は、前記入力側大径歯車と出力側小径歯車を有する左右一対の中間歯車軸と同軸上に設けられた3要素2自由度の遊星歯車機構からなり、前記左右の中間歯車軸の入力側大径歯車と入力歯車との間、前記左右の中間歯車軸の出力側小径歯車と出力歯車との間にそれぞれアイドラギヤを設けて、前記電動モータのロータ軸の中心から電動モータのステータの径方向端部までの距離より、前記電動モータのロータ軸の中心から歯車装置までの距離を大きくし、左右の中間歯車軸に設けられた歯車装置の一部を、前記電動モータの外径面にオーバーラップさせたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides two electric motors mounted on a vehicle and independently controllable, two speed reducers disposed between the two electric motors, and the two speed reducers. And a gear drive that distributes torque from two electric motors to the left and right wheels, wherein the speed reducer includes an input gear provided coaxially with a rotor shaft of the electric motor. An output gear shaft including an output gear coupled to the drive wheel, and an intermediate gear shaft provided between the input gear shaft and the output gear shaft and including an input-side large-diameter gear and an output-side small-diameter gear. A hollow structure that penetrates the rotor shaft of the electric motor in the axial direction, and the input gear is provided on the outer periphery of the end of the inboard side of the rotor shaft of the hollow structure, and an output gear shaft connected to the drive wheel The input gear The gear device is a three-element 2 provided coaxially with a pair of left and right intermediate gear shafts having the input-side large-diameter gear and the output-side small-diameter gear. It consists of a planetary gear mechanism with a degree of freedom, and idler gears are provided between the input side large gears and the input gears of the left and right intermediate gear shafts and between the output side small gears and the output gears of the left and right intermediate gear shafts, respectively. The distance from the center of the rotor shaft of the electric motor to the gear device is made larger than the distance from the center of the rotor shaft of the electric motor to the radial end of the stator of the electric motor. A part of the gear device is overlapped with the outer diameter surface of the electric motor.
また、前記歯車装置は、3要素2自由度の遊星歯車機構を二つ連結した構成であり、前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての複数の遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の1要素とを結合する第1結合部材と、一方の前記と同じ1要素と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の入力要素が同軸に連結され、前記中間歯車軸の出力側小径歯車が前記歯車装置の出力要素と連結されていることを特徴とする。 The gear device has a configuration in which two planetary gear mechanisms having three elements and two degrees of freedom are connected, and the planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, A first coupling member having a sun gear provided coaxially with an internal gear and a plurality of planetary gears as revolving gears, and coupling one planet carrier and the other one element of the two planetary gear mechanisms. And a second coupling member that couples one of the same one element and the other planetary carrier, and the input element of the gear device is coaxial with the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear. The output side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is connected to the output element of the gear device.
また、前記減速機は、入力歯車と中間歯車軸の入力側大径歯車からなる歯車列に対して、中間歯車軸の出力側小径歯車と出力歯車からなる歯車列が車両のインボード側に配置されるようにした。 In addition, the speed reducer is arranged on the inboard side of the vehicle with a gear train composed of an output side small diameter gear and an output gear of the intermediate gear shaft with respect to a gear train composed of an input gear and an input side large diameter gear of the intermediate gear shaft. It was made to be.
また、前記遊星歯車機構は、シングルピニオン遊星歯車機構であり、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の内歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されている。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism, and includes a first coupling member that couples one planet carrier of the two planetary gear mechanisms and the other sun gear, one sun gear, and the other planetary gear. A second coupling member coupled to the carrier, the internal gear of the gear device is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is It is connected coaxially with the planet carrier of the planetary gear mechanism.
また、前記歯車装置と同軸上にある前記減速機の中間歯車軸に、入力歯車とアイドラギヤを介して噛み合う入力側大径歯車と前記遊星歯車機構の内歯車とが、径方向に互いに重なり合う軸方向位置に配置されている。 An axial direction in which an input-side large-diameter gear meshed with an input gear and an idler gear and an internal gear of the planetary gear mechanism are radially overlapped with an intermediate gear shaft of the speed reducer that is coaxial with the gear device. Placed in position.
また、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤはキャリヤピンを介して遊星歯車を支持し、車両のインボード側およびアウトボード側に延設したキャリヤフランジを有し、前記遊星キャリヤが、減速機を収容する減速機ハウジングに対して2つの転がり軸受で回転自在に支持されている。 The planetary carrier of the planetary gear mechanism supports the planetary gear via a carrier pin and has carrier flanges extending on the inboard side and the outboard side of the vehicle, and the planetary carrier houses the speed reducer. It is rotatably supported by two rolling bearings with respect to the reduction gear housing.
また、遊星キャリヤの車両のインボード側に、出力歯車と噛み合う中間歯車軸の出力側小径歯車を同軸に設ければよい。 Further, an output side small-diameter gear of an intermediate gear shaft that meshes with the output gear may be provided coaxially on the inboard side of the planetary carrier vehicle.
また、前記遊星歯車機構の内歯車が、遊星キャリヤに対して転がり軸受によって回転自在に支持されるように構成することができる。 Further, the planetary gear mechanism can be configured such that the internal gear is rotatably supported by a rolling bearing with respect to the planet carrier.
また、前記二つの減速機を収容する減速機ハウジングが、中央ハウジングと左右の側面ハウジングからなる3ピース構成であり、前記中央ハウジングの中央部には左右を仕切る仕切り壁が設けられ、前記第1結合部材と前記第2結合部材が前記仕切り壁を貫通しているように構成することができる。 The speed reducer housing that houses the two speed reducers has a three-piece configuration including a central housing and left and right side housings, and a partition wall that partitions the left and right is provided at a central portion of the central housing. A coupling member and the second coupling member may be configured to penetrate the partition wall.
前記減速機の入力歯車と中間歯車軸の入力側大径歯車との間に設けたアイドラギヤは、前記減速機ハウジングの左右の側面ハウジングのモータ側壁面にブラケットによって固定されたシャフトに対して転がり軸受で回転自在に保持されているように構成することができる。 The idler gear provided between the input gear of the reduction gear and the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft is a rolling bearing with respect to a shaft fixed by brackets on motor side walls of the left and right side housings of the reduction gear housing. And can be configured to be held rotatably.
また、前記減速機の中間歯車軸の出力側小径歯車と出力歯車との間に設けたアイドラギヤは、前記減速機ハウジングの中央ハウジングの前記仕切り壁面にブラケットによって固定されたシャフトに対して転がり軸受で回転自在に保持されているように構成することができる。 The idler gear provided between the output side small gear and the output gear of the intermediate gear shaft of the reducer is a rolling bearing with respect to a shaft fixed by a bracket to the partition wall surface of the central housing of the reducer housing. It can be configured to be held rotatably.
また、歯車装置は、前記第1結合部材と第2結合部材が同軸上に配置されると共に、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる二重構造であり、前記第1結合部材および前記第2結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結がスプライン嵌合で構成することができる。 In the gear device, the first coupling member and the second coupling member are arranged coaxially, one coupling member is a hollow shaft, and the other coupling member is a shaft that is inserted into the hollow shaft. It has a heavy structure, and the connection between the first and second coupling members and the planet carrier to which the respective coupling members are coupled can be configured by spline fitting.
また、前記第1および第2結合部材の内、内径側の結合部材において、遊星キャリヤとのスプライン嵌合部とは反対の軸端を転がり軸受で回転自在に支持することができる。 Further, in the coupling member on the inner diameter side of the first and second coupling members, the shaft end opposite to the spline fitting portion with the planet carrier can be rotatably supported by the rolling bearing.
また、前記遊星歯車機構は、シングルピニオン遊星歯車機構であり、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の内歯車とを結合する第1結合部材と、一方の内歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の太陽歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されて構成することができる。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism, and includes a first coupling member that couples one planet carrier and the other internal gear of the two planetary gear mechanisms, one internal gear, and the other planetary gear. A second coupling member coupled to the carrier, the sun gear of the gear device is coaxially coupled to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is It can be configured to be connected coaxially with the planet carrier of the planetary gear mechanism.
また、前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての複数の二連の遊星歯車とを有し、前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の内歯車とを結合する第1結合部材と、一方の内歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の太陽歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されて構成することができる。 The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of double planets as revolving gears. And when the planetary carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear, and the first planetary carrier of the two planetary gear mechanisms and the other internal gear are coupled to each other. A coupling member, and a second coupling member for coupling one internal gear and the other planetary carrier, and the sun gear of the gear device is coaxially coupled to the input large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear In addition, the output side small-diameter gear of the intermediate gear shaft can be configured to be coaxially connected to the planet carrier of the planetary gear mechanism.
また、前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての複数の二連の遊星歯車とを有し、前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の遊星キャリヤが同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の内歯車と同軸に連結されて構成することができる。 The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of double planets as revolving gears. And when the planet carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear, and couples one planet carrier and the other sun gear of the two planetary gear mechanisms. A coupling member, and a second coupling member that couples one sun gear and the other planet carrier, and the planetary carrier of the gear device is coaxially coupled to the input large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear In addition, the output side small-diameter gear of the intermediate gear shaft can be configured to be coaxially connected to the internal gear of the planetary gear mechanism.
以上のように、この発明によれば、左右の中間歯車軸の入力側大径歯車と入力歯車との間、前記左右の中間歯車軸の出力側小径歯車と出力歯車との間にそれぞれアイドラギヤを設けて、前記電動モータのロータ軸の中心から電動モータのステータの径方向端部までの距離より、前記電動モータのロータ軸の中心から歯車装置までの距離を大きくし、左右の中間歯車軸に設けられた歯車装置の一部を、前記電動モータの外径面にオーバーラップさせたことで、車両駆動装置の搭載スペースの車幅方向の寸法を小さくでき、車幅を狭くでき、狭い路地などでの車両の取り回し性が良い、また、操舵輪への車両駆動装置の搭載で、操舵輪の操舵角を大きく取れ車両の小回り性が良い、懸架装置の構造・配置の制限が少なく、車幅方向のアーム長さを長くとれ、乗り心地や操縦安定性が良い等の効果が得られる。 As described above, according to the present invention, idler gears are respectively provided between the input side large diameter gears of the left and right intermediate gear shafts and the input gear, and between the output side small diameter gears and the output gears of the left and right intermediate gear shafts. The distance from the center of the rotor shaft of the electric motor to the radial end of the stator of the electric motor is made larger than the distance from the center of the rotor shaft of the electric motor to the gear device, By overlapping a part of the provided gear device with the outer diameter surface of the electric motor, the dimension of the vehicle drive device mounting space in the vehicle width direction can be reduced, the vehicle width can be reduced, narrow alleys, etc. The vehicle is easy to handle, and the vehicle drive device is mounted on the steering wheel, so that the steering angle of the steering wheel can be increased, the vehicle can be turned easily, the structure and arrangement of the suspension system are less restricted, and the vehicle width Direction arm length Kutore, ride comfort and steering stability is obtained, the effect of good, or the like.
また、この発明によれば、出力歯車軸を中空のロータ軸の内部に同軸上に設けることにより、減速機の軸に垂直方向の寸法を小さくて、車両駆動装置の小型化を図ることができる。 Further, according to the present invention, the output gear shaft is coaxially provided inside the hollow rotor shaft, whereby the size in the direction perpendicular to the shaft of the reduction gear can be reduced and the vehicle drive device can be downsized. .
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モータ式の車両駆動装置1は、図1に示すように、2基の減速機3L、3Rを左右並列に収容する減速機ハウジング9を中央にし、その減速機ハウジング9の左右の車両のアウトボード側に2基の電動モータ2L、2Rのモータハウジング4L、4Rを固定配置した構造を採用する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the two-motor type
図6に示すこの発明の実施形態の電気自動車AMは、後輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての後輪61L、61Rと、前輪62L、62Rと、左右の後輪61L、61Rをそれぞれに駆動する2モータ式の車両駆動装置1とを備え、車両駆動装置1は、左右の後輪61L、61Rの中央位置のシャーシ60上に搭載され、車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cを介して左右の後輪61L、61Rに伝達される。図6では、車両駆動装置1の歯車構成はスケルトン図で示している。
The electric vehicle AM according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is a rear wheel drive system, and includes a
電動モータ2L、2Rのトルク(駆動力)は、減速機3L、3Rの入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rの外歯車からなる入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の内歯車RL、RRに伝達される。
The torque (driving force) of the
入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの間にはアイドラギヤ70が設けられる。上記したアイドラギヤ70は、図1に示すように、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から電動モータ2L、2Rのステータ6の径方向端部までの距離(L1)より、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から歯車装置30までの距離(L2)が大きくなるように前記アイドラギヤ70の径が規定される。そして、車両駆動装置1の軸方向の寸法を短くするために歯車装置30の一部が電動モータ2L、2Rの外径面にオーバーラップさせている。このように、アイドラギヤ70の径の大きさを決めることで、電動モータ2L、2Rの外径面と、減速機3L、3Rと一体に設けられた歯車装置30とが軸方向から見て重ならないように配置され、歯車装置30の一部が電動モータ2L、2Rの外径面にオーバーラップさせることができ、無駄なスペースを圧縮し、車両駆動装置1の軸方向寸法を縮小している。
An
そして、図6に示すように、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの外歯車からなる出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪61L、61Rに出力される。
As shown in FIG. 6, the output-side small-
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30L、30Rが同軸上の中間歯車軸13L、13Rに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構30L、30Rとして、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を採用している。
The
遊星歯車機構30L、30Rは、同軸上に設けられた太陽歯車SL、SR及び内歯車RL、RRと、これら太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとの間に位置する複数の遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRを回転可能に支持し太陽歯車SL、SR及び内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRとから構成される。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯車である。遊星歯車PL、PRは太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとに噛み合っている。
The
この歯車装置30は、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PL及び内歯車RLを有する第1の遊星歯車機構30Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PR及び内歯車RRを有する第2の遊星歯車機構30Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯車である。遊星歯車PL、PRは太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとに噛み合っている。
This
電動モータ2L、2Rからの出力は、二つの遊星歯車機構30L、30Rのそれぞれの内歯車RL、RRに与えられ、第1結合部材31、第2結合部材32からの出力が出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの間で増大されて、駆動輪61L、61Rに与えられる。
Outputs from the
後輪駆動方式において、トルク差を増幅する歯車装置30が、出力歯車軸14L、14Rに対し車体前側となっても後ろ側となってもよい。
In the rear wheel drive system, the
2モータ式の車両駆動装置1の搭載形態としては、図6で示した後輪駆動方式の他に、図7で示す前輪駆動方式でも図8で示す四輪駆動方式のいずれでも構わない。
As a mounting form of the two-motor type
図7に示す実施形態に係る電気自動車AMは、前輪駆動方式であり、シャーシ60と、後輪61L、61Rと、駆動輪としての前輪62L、62Rと、左右の前輪62L、62Rをそれぞれに駆動する2モータ式の車両駆動装置1とを備え、車両駆動装置1は、左右の前輪62L、62Rの中央位置のシャーシ60上に搭載され、車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cを介して左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The electric vehicle AM according to the embodiment shown in FIG. 7 is a front wheel drive system, and drives the
前輪駆動方式において、トルク差を増幅する歯車装置30が、出力歯車軸14L、14Rに対し車体前側となっても後ろ側となってもよい。
In the front wheel drive system, the
図8に示す実施形態に係る電気自動車AMは、4輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての後輪61L、61Rと、駆動輪としての前輪62L、62Rと、左右の後輪61L、61Rをそれぞれに駆動する2モータ式の車両駆動装置1、左右の前輪62L、62Rをそれぞれに駆動する2モータ式の車両駆動装置1とを備え、車両駆動装置1は、左右の後輪61L、61R、左右の前輪62L、62Rのそれぞれの中央位置のシャーシ60上に搭載され、車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cを介して左右の後輪61L、61R並びに左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The electric vehicle AM according to the embodiment shown in FIG. 8 is a four-wheel drive system, and includes a
図1及び図6に示す車両駆動装置1は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源としての電動モータ2L、2Rと、左右の駆動輪61L、61Rと二つの電動モータ2L、2Rとの間に設けられる左右2基の減速機3L、3Rとを備える。
1 and 6 includes two
図1に示すように、左右並列に設けられた2基の減速機3L、3Rを収容する減速機ハウジング9は、中央ハウジング9aとこの中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL、9bRの3ピース構造になっている。
As shown in FIG. 1, a speed reducer housing 9 that accommodates two
この発明にかかる車両駆動装置1における左右の電動モータ2L、2Rは、図1に示すように、モータハウジング4L、4R内に収容されている。
The left and right
モータハウジング4L、4Rは円筒形のモータハウジング本体4aL、4aRと、このモータハウジング本体4aL、4aRの外側面を閉塞する外側壁4bL、4bRとからなり、外側壁4bL、4bRには、後述する出力歯車軸14L、14Rを引き出す開口部40が設けられている。また、モータハウジング本体4aL,4aRの減速機3L、3R側の内側面は、減速機ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRによって閉塞されている。
The
前記モータハウジング本体4aL、4aRには冷却用の水路41が配置され、水路41にはラジエター(図示省略)から冷却液が供給される。水路41は所謂ウォータジャケットを構成し、これにより電動モータ2L、2Rを効果的に冷却している。
A cooling
電動モータ2L、2Rは、図1に示すように、モータハウジング本体4aL、4aRの内周面にステータ6を設け、このステータ6の内周に間隔をおいてロータ5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。
As shown in FIG. 1, the electric motors 2 </ b> L and 2 </ b> R are of a radial gap type in which a
ロータ5は、ロータ軸12L、12Rを中心部に有する。このロータ軸12L、12Rは入力歯車軸としての機能を有する。ロータ軸12L、12Rは、軸方向に貫通する中空構造であり、ロータ軸12L、12Rの車両のインボード側の端部は、減速機ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRを貫通して減速機ハウジング9内に挿入されている。減速機ハウジング9内に挿入されたロータ軸12L、12Rの端部外周面には、入力歯車12aが設けられている。この入力歯車12aがアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aにトルクを伝達する。
The
図4に示すように、アイドラギヤ70は、減速機ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRに設けた穴と側面ハウジング9bL、9bRにボルト74により取り付けられるブラケット75により支持されるシャフト73aに一対の深溝玉軸受からなる転がり軸受72a、72aを介して回転可能に支持されている。尚、アイドラギヤ70を支持する転がり軸受72a、72aは深溝玉軸受のみではなく、円筒ころ軸受や針状ころ軸受など、ラジアル軸受であれば、どれでもよい。
As shown in FIG. 4, the
図1の実施形態においては、入力歯車12aをロータ軸12L、12Rの端部外周面に一体に形成しているが、入力歯車12aをスプライン等でロータ軸12L、12Rに嵌合するように形成してもよい。
In the embodiment of FIG. 1, the
ロータ軸12L、12Rは、モータハウジング4L、4Rの外側壁4bL、4bRと、減速機ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRとに、転がり軸受10a、10bによって回転自在に支持されている(図1)。
The
中空のロータ軸12L、12Rの内部には、出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置されている。
出力歯車軸14L、14Rは、減速機ハウジング9内の車両のインボード側の中央ハウジング9aに仕切り壁11に近接して配置される大径の出力歯車14aを有し、仕切り壁11の両面に形成したボス部の軸受嵌合穴16aとモータハウジング4L、4Rの外側壁4bL、4bRの開口部40とに、転がり軸受17a、17bによって回転自在に支持されている。出力歯車14aは、出力歯車軸14L、14Rにスプライン嵌合されている。出力歯車14aには、中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して噛み合って、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪61L、61Rに出力される。
The output gear shafts 14 </ b> L and 14 </ b> R have a large-
図5に示すように、アイドラギヤ71は、減速機ハウジング9の中央ハウジング9aの仕切り壁11に設けた穴と仕切り壁11にボルト74により取り付けられるブラケット76により支持されるシャフト73bに一対の深溝玉軸受からなる転がり軸受72b、72bを介して回転可能に支持されている。尚、アイドラギヤ71を支持する転がり軸受72b、72bは深溝玉軸受のみではなく、円筒ころ軸受や針状ころ軸受など、ラジアル軸受であれば、どれでもよい。
As shown in FIG. 5, the
出力歯車軸14L、14Rを回転支持する転がり軸受17bの車両のアウトボード側には、出力歯車軸14L、14Rとモータハウジング4L、4Rの外側壁4bL、4bRの開口部40との間をシールするオイルシール39が設けられている。
On the outboard side of the rolling
出力歯車軸14L、14Rの車輪側の端部には、等速ジョイント65aの外輪651が取り付けられたシャフト650がスプライン嵌合され、中間シャフト65cを介して駆動輪61L、61Rに動力が伝達される。等速ジョイント65aの内部にはトラニオン、ローラ、中間シャフト65c等が配置され、中間シャフト65cと外輪651との間にはブーツ653が嵌め込まれている。図示のトラニオンやローラを使用するトリポート型に限らず、鋼球を使用するダブルオフセット型等でもよい。
A
2モータ式の車両駆動装置1の駆動トルクは、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪61L、61Rに伝達される(図6)。
The drive torque of the two-motor type
2モータ式の車両駆動装置1における左右の電動モータ2L、2Rは、同一の出力特性の電動モータが用いられ、図1に示すように、モータハウジング4L、4R内に収容されている。図1のII−II線で断面とした図2に示すように、入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの内部には、出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置され、ロータ軸12L、12Rと中間歯車軸13L、13Rとは相互にオフセットして配置されている。
The left and right
減速機3L、3Rの1軸目のロータ軸12L、12Rと3軸目の出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置され、ロータ軸12L、12Rの内部を貫通して配置される。アイドラギヤ70、71を配することで車両駆動装置1の軸と垂直方向(径方向)の寸法は大きくなるが、1軸目と3軸目に対して2軸目の中間歯車軸13L、13Rがオフセットして配置される形となるので、1軸から3軸までオフセットして配置するものよりは軸方向に垂直な方向の大きさは小さくなり、軸方向に垂直な方向の寸法の増大をできる限り減らすことができる。さらに、電動モータ2L、2Rの外径面と歯車装置30とがオーバーラップして配置されるので、車両駆動装置1の軸方向寸法を小さくできる。
The
左右並列に設けられた2基の減速機3L、3Rを収容する減速機ハウジング9は、減速機3L、3Rの歯車軸と直交する方向に3ピースに分割され、図1に示すように、中央ハウジング9aとこの中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL、9bRの3ピース構造になっている。左右の側面ハウジング9bL、9bRは、中央ハウジング9aの両側の開口部に複数のボルト(図示省略)によって固定されている。
A reduction gear housing 9 that accommodates two
中央ハウジング9aには、図1に示すように、中央に仕切り壁11が設けられている。減速機ハウジング9は、この仕切り壁11によって左右に2分割され、2基の減速機3L、3Rを収容する左右の収容室が並列に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
減速機3L、3Rは、図1に示すように、概ね左右対称形に設けられ、入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rからトルクが伝達され、ロータ軸12L、12Rに設けられた入力歯車12aからのトルクが伝達される大径の入力側大径歯車13aと出力歯車14aに噛み合う出力側小径歯車13bを有する中間歯車軸13L、13Rと、出力歯車14aを有し、ロータ軸12L、12Rの内部に同軸上に配置された出力歯車軸14L、14Rとを備える平行軸歯車減速機である。ロータ軸12L、12Rの内部に同軸上に配置された出力歯車軸14L、14Rがモータハウジング4L、4Rから引き出されて等速ジョイント65a、65b、中間シャフト65c(図4)を介して駆動輪61L、61Rにトルクを伝達する。
As shown in FIG. 1, the
入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rに設けられた入力側大径歯車13aはアイドラギヤ70を介して噛み合い、入力歯車12aのトルクを入力側大径歯車13aに伝達する。
The input side
中間歯車軸13L、13Rは、外周面に入力歯車12aにアイドラギヤ70を介して噛み合う入力側大径歯車13aと出力歯車14aにアイドラギヤ71を介して噛み合う出力側小径歯車13bを有する歯車軸の組立体を構成している。この中間歯車軸13L、13Rの両端は、中央ハウジング9aの仕切り壁11の両面に形成した軸受嵌合穴19aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴19bに転がり軸受20a、20bを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴19aは、後述する第1結合部材31と第2結合部材32が通るように貫通している。
The intermediate gear shafts 13 </ b> L and 13 </ b> R have a gear shaft assembly having an input-side large-
同軸上に配置された中間歯車軸13L、13Rには、この中間歯車軸13L、13Rと同軸上に、二つの電動モータ2L、2Rから与えられるトルクを左右の駆動輪61L、61Rにトルク差を増幅して分配する歯車装置30が組み込まれている。歯車装置30は、同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構からなる。
The
上記したように、アイドラギヤ70、71により、トルク差増幅機構である歯車装置30と電動モータ2L、2Rの外径面とがオーバーラップして配置されている。このため、電動モータ2L、2Rを中間歯車軸13Lの転がり軸受20bと中間歯車軸13Rの転がり軸受20bとの間の距離よりも車両のインボード側に近づけて配置することができる。この結果、図16に示す先願例の車両駆動装置より軸方向の長さを短くすることができる。
As described above, the idler gears 70 and 71 are arranged so that the
歯車装置30は、図3の拡大図に示すように、中間歯車軸13L、13Rの大径の入力側大径歯車13aにそれぞれ連結された内歯車RL、RRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、内歯車RL、RRと太陽歯車SL、SRに噛み合う公転歯車としての遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRに連結され、内歯車RL、RR及び太陽歯車SL、SRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRとからなる遊星歯車機構30L、30Rと、一方の遊星キャリヤCL(図3では図の左側)と他方の太陽歯車SR(図3では図の右側)とを結合する第1結合部材31と、一方の太陽歯車SL(図3では図の左側)と他方の遊星キャリヤCR(図3では図の右側)とを結合する第2結合部材32と、入力歯車12aと噛み合う中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aと、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aと噛み合う中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bとを有し、中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bを、遊星キャリヤCL、CRに連結した構成である。
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the
図1及び図3に示す実施形態では、内歯車RL、RRに連結された入力側大径歯車13aは、内歯車RL、RRと一体に形成されている。入力側大径歯車13aと内歯車RL、RRとを、径方向に互いに重なり合う軸方向位置に配置することで、軸方向に並べて配置するより軸方向寸法を縮小することが可能である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the internal gear R L, the input side is connected to R R
遊星キャリヤCL、CRは、遊星歯車PL、PRを支持するキャリヤピン33と、キャリヤピン33のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側のキャリヤフランジ34aと、インボード側端部に連結されたインボード側のキャリヤフランジ34bを有する。
Planet carrier C L, C R is the planetary gears P L, a
アウトボード側のキャリヤフランジ34aは、アウトボード側に延びる中空軸部35を備えており、中空軸部35のアウトボード側の端部が、減速機ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴19bに転がり軸受20bを介して支持されている。
The
インボード側のキャリヤフランジ34bは、インボード側に延びる中空軸部36を備えており、中空軸部36のインボード側の端部が、中央ハウジング9aの仕切り壁11に形成した軸受嵌合穴19aに転がり軸受20aを介して支持されている。尚、図1及び図3に示す実施形態では、中間歯車軸13Rの中空軸部36は第2結合部材32とスプライン嵌合されている。
The
図1及び図3に示す実施形態では、前記出力側小径歯車13bが、キャリヤフランジ34bの中空軸部36の外周面にスプライン嵌合されている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the output-side small-
遊星歯車PL、PRは、針状ころ軸受37を介してキャリヤピン33によって支持されている。
The planetary gears P L and P R are supported by the
前記各キャリヤフランジ34a、34bの外周面と内歯車RL、RRとの間には、転がり軸受38a、38bを配置している。転がり軸受38a、38bにより支持されることで、内歯車RL、RRとそれに連結された入力側大径歯車13aは、精度よく回転することが出来る。
Wherein each
車両駆動装置1の歯車装置30を構成する二つの遊星歯車機構を連結している第1結合部材31及び第2結合部材32は、減速機ハウジング9の中央ハウジング9aを左右に仕切る仕切り壁11を貫通して組み込まれている。
The
この第1結合部材31と第2結合部材32は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材(図1及び図3の実施形態では第2結合部材32)が中空軸、他方の結合部材(図1及び図3の実施形態では第1結合部材31)が中空軸に挿通される軸からなる二重構造になっている。
The
図1及び図3に示す実施形態では、中空軸で構成される第2結合部材32の右側の遊星歯車機構30R側の端部と、遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bの中空軸部36とがスプライン嵌合されているが、一体に形成してもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, an end portion of the right side of the
また、図1及び図3に示す実施形態では、第1結合部材31の左側の遊星歯車機構30L側の端部と、遊星キャリヤCLのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35とにスプラインを設けて、第1結合部材31を遊星キャリヤCLに対しスプライン嵌合により連結している。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, an end portion of the left
第2結合部材32の遊星歯車機構30L側の端部は、その外周面に、遊星歯車機構30Lの遊星歯車PLと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLを構成している。
End of the
中空軸で構成される第2結合部材32に挿通される第1結合部材31は、遊星歯車機構30R側の端部に大径部43を有し、この大径部43の外周面に、遊星歯車機構30Rの遊星歯車PRと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRを構成している。
The
二つの遊星歯車機構を連結する二重構造の軸の内径側の結合部材(図1及び図3の実施形態では第1結合部材31)は、結合部材(図1及び図3の実施形態では第1結合部材31)と遊星キャリヤ(図1及び図3の実施形態ではCL)とのスプライン嵌合と反対側の軸端を、他方の遊星キャリヤ(図1及び図3の実施形態ではCR)に対して深溝玉軸受49によって支持している。
The coupling member (the
出力歯車軸14L、14Rは、図1及び図3に示すように、中空のロータ軸12L、12Rの内部に同軸上に配置されている。ロータ軸12L、12Rのインボード側端部の内周面と出力歯車軸14L、14Rの外周面の間には入力歯車12aの内周面ともなる軸方向位置に針状ころ軸受48が設けられ、入力歯車12aが入力側大径歯車13aとの噛み合いにより受けるラジアル荷重を支持している。この針状ころ軸受48により、ロータ軸12L、12Rのインボード側端部が片持ち梁となることがなくなり、ラジアル荷重によるたわみを防止し、入力歯車12aは精度よく回転できる。出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部の内周面に、等速ジョイント65aの外輪651が取り付けられたシャフト650がスプライン嵌合されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
出力歯車軸14L、14Rに結合された等速ジョイント65aは、中間シャフト65c、等速ジョイント65bを介して駆動輪61L、61Rに接続される(図6)。
The constant velocity joint 65a coupled to the
出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部と側面ハウジング9bL、9bRに形成した開口部40との間には、図1に示すように、オイルシール39を設け、減速機ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩及び外部からの泥水などの侵入を防止している。
As shown in FIG. 1, an
この入力側大径歯車13aのそれぞれが、遊星歯車機構30Lと遊星歯車機構30Rのそれぞれの太陽歯車SL、SR、遊星歯車PL、PR、内歯車RL、RRの遊星歯車列により軸方向に挟まれた位置(インボード側)に配置している。このように構成することで、入力側大径歯車13aへトルクを伝達するアイドラギヤ70、入力歯車12aを、車両駆動装置1の車両のインボード側に寄せて配置することが可能となり、二つの電動モータ2L、2Rを軸方向に近づけて配置することができる。このため、車両駆動装置1の軸方向寸法を縮小できる。
Each of the input side large-
減速機ハウジング9の内部の減速機3L、3Rを構成する歯車は、全て外歯車とし、減速機ハウジング9の内部の歯車および軸受の潤滑は、減速機ハウジング9の内部空間の下部に滞留する潤滑油を歯車が掻き揚げることにより行われる。 The gears constituting the reduction gears 3L and 3R in the reduction gear housing 9 are all external gears, and the gears and bearings in the reduction gear housing 9 are lubricated in the lower part of the internal space of the reduction gear housing 9. This is done by the oil being swirled by the gears.
一方、モータハウジング4L、4Rの内部に侵入した潤滑油の排出が不十分であれば、モータハウジング4L、4Rの内部の油面高さが上昇し、ロータ5による油撹拌損失が増大する。このため、モータハウジング4L、4Rの内部の潤滑油を適切に減速機ハウジング20側に排出するために、次の構造を採用している。
On the other hand, if the lubricating oil that has entered the
モータハウジング4L、4Rの内部は、図1に示すように、ステータ6とロータ5とによって軸方向に二つの空間4c、4dに分断されている。
As shown in FIG. 1, the interiors of the motor housings 4 </ b> L and 4 </ b> R are divided into two
この二つの空間4c、4dを連通する油路を、ステータ6の最下部(下死点)近傍に設ける。例えば、ステータ6の外周もしくはモータハウジング4L、4Rの内周部に、空間4c、4dを連通する油路として軸方向溝(図示しない)を設ける。
An oil passage communicating the two
また、モータハウジング4L、4Rと減速機ハウジング9とを仕切る側面ハウジング9bL、9bRに貫通油路90を設ける。図2に示すように、この貫通油路90は、減速機ハウジング9の最下部に低い位置に設ける。
Further, a through
空間4c、4dを連通する油路として軸方向溝を設け、さらに、貫通油路90をロータ5の最下部(下死点)よりも低い位置に設けることにより、車輪側方向端部に設けられる軸受10b、17bおよびオイルシール39に出力歯車軸14L、14Rの内部を通り、供給される潤滑油が、モータハウジング4L、4Rの空間4cから空間4dに移動し、ロータ5に掻き揚げられることなく、減速機ハウジング9内に戻される。
An axial groove is provided as an oil passage that communicates the
図1に示す実施形態の2モータ式の車両駆動装置1の歯車構成は、図6に示すスケルトン図の通りである。
The gear configuration of the two-motor
図6に示すように、左右の電動モータ2L及び電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ63からインバータ64を介して与えられた電力により動作する。そして、電動モータ2L、2Rは、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
As shown in FIG. 6, the left and right electric motors 2 </ b> L and 2 </ b> R are operated by electric power supplied from a
電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rのトルクは、減速機3L、3Rの入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの入力歯車12aとアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13L、13Rの外歯車からなる入力側大径歯車13aに伝達され、入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の内歯車RL、RRに伝達される。
The torques of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪61L、61Rに出力される。
Then, the output side
この歯車装置30は、前記のように、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PL及び内歯車RLを有する第1遊星歯車機構30Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PR及び内歯車RRを有する第2遊星歯車機構30Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。
As described above, the
そして、第1遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLと第2遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRとが結合されて第1結合部材31を形成し、第1遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLと第2遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRとが結合されて第2結合部材32を形成している。
Then, the planet carrier C L of the first
電動モータ2Lで発生したトルクTM1は、入力歯車軸となるロータ軸12Lの入力歯車12aとアイドラギヤ70とを介して入力側大径歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Lに伝達され、中間歯車軸13Lに伝達されたトルクが、第1遊星歯車機構30Lを介して中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14Lの出力歯車14aとが噛み合って、出力歯車軸14Lから駆動輪61Lに駆動トルクTLが出力される。
The torque TM1 generated by the
電動モータ2Rで発生したトルクTM2は、入力歯車軸となるロータ軸12Rの入力歯車12aとアイドラギヤ70と入力側大径歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Rに伝達され、中間歯車軸13Rに伝達されたトルクが第2遊星歯車機構30Rを介して中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14Rの出力歯車14aとが噛み合って、出力歯車軸14Rから駆動輪61Rに駆動トルクTRが出力される。
The torque TM2 generated by the
電動モータ2L、2Rからのトルクは、二つの遊星歯車機構のそれぞれの内歯車RL、RRに与えられ、第1結合部材31、第2結合部材32からの出力が駆動輪61L、61Rに与えられる。
Torques from the
第2結合部材32は、中空軸で構成されており、その内部に第1結合部材31が挿通され、第1結合部材31と第2結合部材32を構成する軸は二重構造になっている。
The
第1結合部材31は、その一端(図中右端)が太陽歯車SRの回転軸であり、他端(図中左端)が太陽歯車SLを貫通して設けられ、遊星キャリヤCLに接続されている。また、中空軸である第2結合部材32は、一端(図中左端)が太陽歯車SLの回転軸となっており、他端(図中右端)は遊星キャリヤCRと接続されている。この第1結合部材31と第2結合部材32によって、二つの遊星歯車機構が結合されている。
The
ところで、歯車装置30は、二つの同一のシングルピニオン形式の遊星歯車機構30L、30Rを組み合わせて構成されるため、図9に示すように二本の速度線図によって表すことができる。シングルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤCL、CRを固定した場合に太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとが逆方向に回転するため、図9に示す速度線図に表すと内歯車RL、RR及び太陽歯車SL、SRが遊星キャリヤCL、CRに対して反対側に配置される。
Incidentally, the
ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に左側の遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、下側に右側の遊星歯車機構30Rの速度線図を示す。また本来は、各電動モータ2L、2Rから出力されたトルクTM1及びTM2は、各ロータ軸12L、12Rの入力歯車12aとアイドラギヤ70と噛み合う入力側大径歯車13aを介して各内歯車RL、RRに入力されるため減速比が掛かる、また、歯車装置30から取り出された駆動トルクTL、TRは、出力側小径歯車13bとアイドラギヤ71と噛み合う出力歯車14aを介し左右の駆動輪61L、61Rへ伝達されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、図9に示す速度線図及び各計算式の説明においては、減速比を省略し、各内歯車RL、RRに入力されるトルクをTM1及びTM2のまま、駆動トルクはTL、TRのままとする。
Here, for easy understanding, the two speed diagrams are shifted up and down, the speed diagram of the left
歯車装置30を構成する二つの遊星歯車機構30L、30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離及び内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと遊星キャリヤCLとの距離及び太陽歯車SRと遊星キャリヤCRとの距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。
Since the two
RRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(1)式が算出される。なお、図9において、矢印方向がモーメントMの正方向である。
a・TR+(a+b)・TL−(b+2a)・TM1=0 …(1)
The following equation (1) is calculated from the balance of moment M with reference to the point of R R. In FIG. 9, the arrow direction is the positive direction of the moment M.
a * TR + (a + b) * TL- (b + 2a) * TM1 = 0 (1)
RLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(2)式が算出される。
−a・TL−(a+b)・TR+(b+2a)・TM2=0 …(2)
The following equation (2) is calculated from the balance of moment M with reference to point R L.
-A.TL- (a + b) .TR + (b + 2a) .TM2 = 0 (2)
(1)式+(2)式より、下記(3)式が得られる。
−b・(TR−TL)+(2a+b)・(TM2−TM1)=0
(TR−TL)=((2a+b)/b)・(TM2−TM1) …(3)
The following formula (3) is obtained from the formula (1) + formula (2).
-B. (TR-TL) + (2a + b). (TM2-TM1) = 0
(TR-TL) = ((2a + b) / b). (TM2-TM1) (3)
(3)式の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。 (2a + b) / b in the equation (3) is the torque difference amplification factor α. When a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (Zr + 2Zs) / Zr, and the following torque difference amplification factor α is obtained.
α=(Zr+2Zs)/Zr α = (Zr + 2Zs) / Zr
この発明の第1の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、内歯車RL、RRとなり、駆動輪61L、61Rへの出力は太陽歯車SRと遊星キャリヤCL、遊星キャリヤCRと太陽歯車SLとなる。
In the first embodiment of the present invention, the inputs from the
そして、二つの電動モータ2L、2Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(TM2−TM1))を与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、歯車装置30において上記したトルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができ、左駆動輪61Lと右駆動輪61Rとに伝達される駆動トルクTL、TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1))を与えることができる。
Then, when different torques TM1 and TM2 are generated by the two
この発明の第1の実施形態では、トルク差分配機構である歯車装置30を構成する二つの遊星歯車機構の接続は、太陽歯車SLと遊星キャリヤCR、太陽歯車SRと遊星キャリヤCLであるから、内歯車RL、RRよりも大径の接続部材を必要としない。そのため、トルク差分配機構を組み込んだ電気自動車用の車両駆動装置1を小さく軽量化することができる。
In the first embodiment of the present invention, the connection between the two planetary gear mechanisms constituting the
この発明の第1の実施形態では、減速機3L、3Rの1軸目のロータ軸12L、12Rと3軸目の出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置され、ロータ軸12L、12Rの内部を貫通して配置される。アイドラギヤ70、71を配することで車両駆動装置1の径寸法は大きくなるが、1軸目と3軸目に対して2軸目の中間歯車軸13L、13Rがオフセットして配置される形となるので、1軸から3軸までオフセットして配置するものよりは軸方向に垂直な方向(径方向)の大きさは小さくなり、軸方向に垂直な方向の寸法の増大をできる限り減らすことができる。さらに、電動モータ2L、2Rと歯車装置30とが軸方向から見て重ならないように配置されるので、車両駆動装置1の軸方向寸法を小さくできる。このように、車両駆動装置1を小型化し、車室空間を大きくすることができる。
In the first embodiment of the present invention, the
次に、この発明の第2の実施形態につき、図10及び図11を参照して説明する。図10はこの発明の第2の実施形態の車両駆動装置1の歯車構成を示すスケルトン図、図11はこの発明の第2の実施形態の車両駆動装置1に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a skeleton diagram showing the gear configuration of the
図10に示すように、車両駆動装置1は、車両に搭載された電動モータ2L及び電動モータ2Rと、左駆動輪及び右駆動輪(図示しない)と、これらの間に設けられる歯車装置30と減速機3L、3Rとを備えている。
As shown in FIG. 10, the
電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rに設けられた入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rに設けられた入力側大径歯車13aとの間にはアイドラギヤ70が設けられ、中間歯車軸13L、13Rに設けられた出力側小径歯車13bと出力歯車軸14L、14Rに設けられた出力歯車14aの間にはアイドラギヤ71が設けられている。アイドラギヤ70、71により、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から電動モータ2L、2Rのステータ6の径方向端部までの距離より、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から歯車装置30までの距離を大きくし、そして、電動モータ2L、2Rの外径面と減速機3L、3Rと一体に設けられた歯車装置30とをオーバーラップさせて配置することで、無駄なスペースを圧縮し、車両駆動装置1の軸方向寸法を縮小している。
An
電動モータ2L及び電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ(図示しない)からの電力により動作し、電子制御装置(図示しない)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65aとドライブシャフト(図示しない)を介して左右の駆動輪(図示しない)に伝達される。
The
電動モータ2L、2Rのトルクは、減速機3L、3Rの入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの入力歯車12aとアイドラギヤ70と中間歯車軸13L、13Rの大径の入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の太陽歯車SL、SRに伝達される。
The torque of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪に出力される。
Then, the output side
ロータ軸12L、12Rは、軸方向に貫通する中空構造であり、ロータ軸12L、12Rのインボード側端部には、入力歯車12aが設けられている。中空のロータ軸12L、12Rの内部には、出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置されている。
The
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30L、30Rが同軸上の中間歯車軸13L、13Rに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構30L、30Rとして、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を採用している。
The
そして、第1遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLと第2遊星歯車機構30Rの内歯車RRとが第1結合部材31によって結合され、第1遊星歯車機構30Lの内歯車RLと第2遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRとが第2結合部材32によって結合されている。
Then, the planet carrier C L of the first
電動モータ2Lで発生されたトルクTM1が入力歯車12aとアイドラギヤ70と中間歯車軸13Lの入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて第1遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLに入力され、電動モータ2Rで発生されたトルクTM2が入力歯車12aとアイドラギヤ70と中間歯車軸13Rの入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて第2遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRに入力される。
Input is increased by the gear ratio between the torque TM1 generated by the
また、第1結合部材31、第2結合部材32には出力側小径歯車13bが設けられ、出力側小径歯車13bとアイドラギヤ71と出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aとが噛み合い、等速ジョイント65aからドライブシャフトを介して左右の駆動輪に接続されて出力が取り出される。
The
この第2の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、太陽歯車SL、SRとなり、駆動輪への出力は、遊星キャリヤCLと内歯車RR、遊星キャリヤCRと内歯車RLとなる。
In the second embodiment, the input from the
ここで、第2の実施形態の歯車装置30によって伝達される駆動トルクについて、図11に示す速度線図を用いて説明する。
Here, the drive torque transmitted by the
図10に示す歯車装置30は、二つの同一のシングルピニオンの遊星歯車機構30L、30Rを組み合わせて構成されるため、図11に示すように、二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第1遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、下側に第2遊星歯車機構30Rの速度線図を示している。また、第1の実施形態での説明と同様に、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、各減速機3L、3Rでの減速比を省略し、各太陽歯車SL、SRに入力されるトルクをTM1及びTM2のままとする。
Since the
図10に示す歯車装置30では、遊星キャリヤCLと内歯車RRが、図11の図中破線で示すように、第1結合部材31によって結合され、遊星キャリヤCRと内歯車RLが、図中破線で示すように、第2結合部材32によって結合されている。
In the
そして、太陽歯車SL、SRにそれぞれ電動モータ2L及び電動モータ2Rから出力されたトルクTM1及びTM2が入力される。一方、速度線図上で中間に位置する第1結合部材31、第2結合部材32から左右の駆動輪に伝達される駆動トルクTL、TRが出力される。
The torques TM1 and TM2 output from the
このように構成された歯車装置30によっても、電動モータ2L及び電動モータ2Rで発生させる各モータトルクTM1、TM2にトルク差(入力トルク差)ΔTIN(=TM2−TM1)を与えることで、左駆動輪に伝達される駆動トルクTLと右駆動輪に伝達される駆動トルクTRとに駆動トルク差ΔTOUT(=TR−TL)を発生させることができる。
Also with the
この第2の実施形態に係る歯車装置30のトルク差増幅率αについて説明する。この第2の実施形態においても、二つのシングルピニオン形式の遊星歯車機構30L、30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離及び内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと遊星キャリヤCLとの距離及び太陽歯車SRと遊星キャリヤCRとの距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。
The torque difference amplification factor α of the
この図11の速度線図において、トルクの釣り合いを考えると、トルク差増幅率αを求めることができる。なお、図11において、矢印方向がモーメントMの正の方向を示している。 In the velocity diagram of FIG. 11, when considering the balance of torque, the torque difference amplification factor α can be obtained. In FIG. 11, the arrow direction indicates the positive direction of the moment M.
SRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(4)式が算出される。
b・TR+(a+b)・TL−(a+2b)・TM1=0 …(4)
The following equation (4) is calculated from the balance of the moment M with respect to the point of S R.
b.TR + (a + b) .TL- (a + 2b) .TM1 = 0 (4)
SLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(5)式が算出される。
−b・TL−(a+b)・TR+(a+2b)・TM2=0 …(5)
Following formula (5) is calculated from the balance of moment M relative to the points S L.
-B.TL- (a + b) .TR + (a + 2b) .TM2 = 0 (5)
(4)式+(5)式より、下記(6)式が算出される。
a・(TR−TL)―(a+2b)・(TM2−TM1)=0
(TR−TL)=((a+2b)/a)・(TM2−TM1) …(6)
The following equation (6) is calculated from the equation (4) + the equation (5).
a. (TR-TL)-(a + 2b). (TM2-TM1) = 0
(TR-TL) = ((a + 2b) / a). (TM2-TM1) (6)
(6)式の(a+2b)/aがトルク差増幅率αとなる。 (A + 2b) / a in the equation (6) is the torque difference amplification factor α.
a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(2Zr+Zs)/Zsとなる。 When a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (2Zr + Zs) / Zs.
この第2の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、太陽歯車SL、SR、駆動輪への出力は遊星キャリヤCLと内歯車RR、遊星キャリヤCRと内歯車RLとなり、トルク差増幅率αは、(2Zr+Zs)/Zsである。
In this second embodiment, the
上記のように、二つの電動モータ2L、2Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTINを与えると、トルク分配歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1))を得ることができる。
As described above, when different torques TM1 and TM2 are generated by the two
次に、この発明の第3の実施形態につき、図12及び図13を参照して説明する。図12はこの発明の第3の実施形態の車両駆動装置1の歯車構成を示すスケルトン図、図13はこの発明の第3の実施形態の車両駆動装置1に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a skeleton diagram showing a gear configuration of a
図12に示すように、車両駆動装置1は、車両に搭載された電動モータ2L及び電動モータ2Rと、左駆動輪及び右駆動輪(図示しない)と、これらの間に設けられる歯車装置30と減速機3L、3Rとを備えている。
As shown in FIG. 12, the
電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rに設けられた入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rに設けられた入力側大径歯車13aとのにはアイドラギヤ70が設けられ、中間歯車軸13L、13Rに設けられた出力側小径歯車13bと出力歯車軸14L、14Rに設けられた出力歯車14aの間にはアイドラギヤ71が設けられている。アイドラギヤ70、71により、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から電動モータ2L、2Rのステータ6の径方向端部までの距離より、前記電動モータ2L、2Rのロータ軸12L、12Rの中心から歯車装置30までの距離を大きくし、そして、電動モータ2L、2Rの外径面と減速機3L、3Rと一体に設けられた歯車装置30とをオーバーラップさせて配置することで、無駄なスペースを圧縮し、車両駆動装置1の軸方向寸法を縮小している。
An
電動モータ2L及び電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ(図示しない)からの電力により動作し、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65aを含むドライブシャフト(図示しない)を介して左右の駆動輪(図示しない)に伝達される。
The
電動モータ2L、2Rのトルクは、減速機3L、3Rの入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの入力歯車12aからアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aに伝達され、入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の太陽歯車SL、SRに伝達される。
The torque of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪に出力される。
Then, the output side
ロータ軸12L、12Rは、軸方向に貫通する中空構造であり、ロータ軸12L、12Rの端部には、入力歯車12aが設けられている。中空のロータ軸12L、12Rの内部には、出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置されている。
The
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30L、30Rが同軸上の中間歯車軸13L、13Rに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構30L、30Rとして、ダブルピニオン形式の遊星歯車機構を採用している。
The
そして、第1遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLと第2遊星歯車機構30Rの内歯車RRとが第1結合部材31によって結合され、第1遊星歯車機構30Lの内歯車RLと第2遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRとが第2結合部材32によって結合されている。
Then, the planet carrier C L of the first
電動モータ2Lで発生されたトルクTM1が入力歯車12aからアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13Lの入力側大径歯車13aに伝達され、入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて第1遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLに入力され、電動モータ2Rで発生されたトルクTM2が入力歯車12aからアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13Rの入力側大径歯車13aに伝達され、入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて第2遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRに入力される。
Torque TM1 generated by the
また、第1結合部材31、第2結合部材32には出力側小径歯車13bが設けられ、出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aと噛み合い、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で増大されたトルクが等速ジョイント65aを含むドライブシャフトを介して左右の駆動輪に接続されて取り出される。
The
この第3の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、太陽歯車SL、SRとなり、駆動輪への出力は、遊星キャリヤCLと内歯車RR、遊星キャリヤCRと内歯車RLとなる。
In the third embodiment, the input from the
ここで、第3の実施形態の歯車装置30によって伝達される駆動トルクについて、図13に示す速度線図を用いて説明する。
Here, the driving torque transmitted by the
図12に示す歯車装置30は、二つの同一のダブルピニオンの遊星歯車機構30L、30Rを組み合わせて構成されるため、図13に示すように、二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第1遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、下側に第2遊星歯車機構30Rの速度線図を示している。また、第1、第2の実施形態での説明と同様に、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、各減速機3L、3Rでの減速比を省略し、各太陽歯車SL、SRに入力されるトルクをTM1及びTM2のままとする。
Since the
図12に示す歯車装置30では、遊星キャリヤCLと内歯車RRが、図13の図中破線で示すように、第1結合部材31によって結合され、遊星キャリヤCRと内歯車RLが、図中破線で示すように、第2結合部材32によって結合されている。
In the
そして、太陽歯車SL、SRにそれぞれ電動モータ2L及び電動モータ2Rから出力されたトルクTM1及びTM2が入力される。一方、速度線図上で中間に位置する第1結合部材31、第2結合部材32から左右の駆動輪に伝達される駆動トルクTL、TRが出力される。
The torques TM1 and TM2 output from the
このように構成された歯車装置30によっても、電動モータ2L及び電動モータ2Rで発生させる各モータトルクTM1、TM2にトルク差(入力トルク差)ΔTIN(=TM2−TM1)を与えることで、左駆動輪に伝達される駆動トルクTLと右駆動輪に伝達される駆動トルクTRとに駆動トルク差ΔTOUT(=TR−TL)を発生させることができる。
Also with the
この第3の実施形態に係る歯車装置30のトルク差増幅率αについて説明する。この第3の実施形態において、二つのダブルピニオン遊星歯車機構30L、30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては、内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離及び内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと内歯車RLとの距離及び太陽歯車SRと内歯車RRとの距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、a+b=(1/Zs)である。
The torque difference amplification factor α of the
この図13の速度線図において、トルクの釣り合いを考えると、トルク差増幅率αを求めることができる。なお、図13において、矢印方向がモーメントMの正の方向を示している。 In the speed diagram of FIG. 13, when considering the balance of torque, the torque difference amplification factor α can be obtained. In FIG. 13, the arrow direction indicates the positive direction of the moment M.
SRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(7)式が算出される。
b・TL+(a+b)・TR−(a+2b)・TM1=0 …(7)
The following equation (7) is calculated from the balance of the moment M with respect to the point of S R.
b.TL + (a + b) .TR- (a + 2b) .TM1 = 0 (7)
SLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(8)式が算出される。
−b・TR−(a+b)・TL+(a+2b)・TM2=0 …(8)
The following equation (8) is calculated from the balance of the moment M with reference to the point of S L.
-B.TR- (a + b) .TL + (a + 2b) .TM2 = 0 (8)
(7)式+(8)式より、下記(9)式が算出される。
a・(TR−TL)−(a+2b)・(TM1−TM2)=0
(TR−TL)=((a+2b)/a)・(TM1−TM2) …(9)
The following equation (9) is calculated from the equation (7) + the equation (8).
a. (TR-TL)-(a + 2b). (TM1-TM2) = 0
(TR-TL) = ((a + 2b) / a). (TM1-TM2) (9)
(9)式の(a+2b)/aがトルク差増幅率αとなる。 In equation (9), (a + 2b) / a is the torque difference amplification factor α.
a=1/Zr、a+b=1/Zsを代入すると、α=(2Zr−Zs)/Zsとなる。 When a = 1 / Zr and a + b = 1 / Zs are substituted, α = (2Zr−Zs) / Zs.
この第3の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、太陽歯車SL、SR、駆動輪への出力は遊星キャリヤCLと内歯車RR、遊星キャリヤCRと内歯車RLとなり、トルク差増幅率αは、(2Zr−Zs)/Zsである。
In the third embodiment, the
上記のように、二つの電動モータ2L、2Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTINを与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM1−TM2))を得ることができる。
As described above, when different torques TM1 and TM2 are generated by the two
図14は、この発明の第4の実施形態に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図、図15はこの発明の第4の実施形態に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差の増幅率を説明するための速度線図である。 FIG. 14 is a skeleton diagram showing a gear configuration of a vehicle drive device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a torque difference by the gear device incorporated in the vehicle drive device according to the fourth embodiment of the present invention. It is a velocity diagram for demonstrating the amplification factor.
電動モータ2L及び電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ(図示省略)からの電力により動作し、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。車両駆動装置1の駆動力は、等速ジョイント65aを含むドライブシャフト(図示しない)を介して左右の駆動輪(図示しない)に伝達される。
The
電動モータ2L、2Rのトルクは、減速機3L、3Rの入力歯車軸となるロータ軸12L、12Rの入力歯車12aにアイドラギヤ70を介して中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aに噛み合い、入力歯車12aと入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の遊星キャリヤCLと太陽歯車SR、遊星キャリヤCRと太陽歯車SLに伝達される。
The torques of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bがアイドラギヤ71を介して出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って、出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのトルクがさらに増大されて、駆動輪に出力される。
Then, the output side
そして、電動モータ2L、2Rの外径面と減速機3L、3Rと一体に設けられたトルク分配歯車装置30とをオーバーラップさせて配置することで、無駄なスペースを圧縮し、車両駆動装置1の軸方向寸法を縮小している。
Then, by arranging the outer diameter surfaces of the
ロータ軸12L、12Rは、軸方向に貫通する中空構造であり、ロータ軸12L、12Rのインボード側端部には、入力歯車12aが設けられている。中空のロータ軸12L、12Rの内部には、出力歯車軸14L、14Rが同軸上に配置されている。
The
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30L、30Rが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。
The
遊星歯車機構30L、30Rには、二連の遊星歯車を有するダブルピニオン遊星歯車機構が採用されている。この遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車SL、SR及び内歯車RL、RRと、これら太陽歯車SL、SRを回転させた場合に、太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとの間にあって同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、この遊星キャリヤCL、CRに回転可能に支持され互いに噛み合う複数の二連の遊星歯車PL、PRから構成されている。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯車である。
The
二連の遊星歯車PL、PRは、二連の一方が太陽歯車SL、SRと、二連の他方が内歯車RL、RRとに噛み合っている。図14に示すようなダブルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤCL、CRを固定した場合に太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとが同方向に回転するため、図15に示す速度線図に表すと内歯車RL、RR及び太陽歯車SL、SRが遊星キャリヤCL、CRに対して同じ側に配置される。換言すると、遊星キャリヤCL、CRは内歯車RL、RRを挟んで太陽歯車SL、SRの反対側に配置され、内歯車RL、RRを固定した場合には、太陽歯車SL、SRと遊星キャリヤCL、CRとが逆方向に回転する。 In the two planetary gears P L and P R, one of the two gears meshes with the sun gears S L and S R, and the other of the two gears meshes with the internal gears R L and R R. In the double pinion planetary gear mechanism as shown in FIG. 14, when the planet carriers C L and C R are fixed, the sun gears S L and S R and the internal gears R L and R R rotate in the same direction. In the velocity diagram shown in FIG. 15, the internal gears R L and R R and the sun gears S L and S R are arranged on the same side with respect to the planetary carriers C L and C R. In other words, the planet carrier C L, C R is the internal gear R L, sun gear across the R R S L, located on the opposite side of the S R, the internal gear R L, when fixing the R R is the sun The gears S L and S R and the planet carriers C L and C R rotate in the opposite directions.
図15に示す速度線図においては、遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。 In the velocity diagram shown in FIG. 15, the ratio of the length from the planet carriers C L and C R to the internal gears R L and R R and the length from the planet carriers C L and C R to the sun gears S L and S R Is equal to the ratio of the reciprocal number (1 / Zr) of the number of teeth Zr of the internal gears R L and R R and the reciprocal number (1 / Zs) of the number of teeth Zs of the sun gears S L and S R.
この歯車装置30は、図14に示すように、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PL及び内歯車RLを有する第1遊星歯車機構30Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PR及び内歯車RRを有する第2遊星歯車機構30Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。
As shown in FIG. 14, the
そして、第1遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLと第2遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRとが第1結合部材31で結合され、第1遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLと第2遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRとが第2結合部材32で結合されている。
Then, the sun gear S L of the first
図14に示すように、第1結合部材31には、電動モータ2Rで発生されたトルクTM1が減速ギヤ列を介して入力され、第2結合部材32には、電動モータ2Lで発生されたトルクTM2が減速ギヤ列を介して入力される。また、第1遊星歯車機構30Lの内歯車RLは出力歯車軸14Lを介して左駆動輪に接続され、第2遊星歯車機構30Rの内歯車RRは出力歯車軸14Rを介して右駆動輪に接続される。
As shown in FIG. 14, the torque TM1 generated by the
ここで、歯車装置30によって伝達される駆動トルクについて、図15に示す速度線図を用いて説明する。歯車装置30は、二つの同一の遊星歯車機構30L、30Rを組み合わせて構成されるため、図15に示すように、二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第1遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、下側に第2遊星歯車機構30Rの速度線図を示す。
Here, the drive torque transmitted by the
また、第1遊星歯車機構30Lの速度線図と第2遊星歯車機構30Rの速度線図とは、太陽歯車SL、SRと遊星キャリヤCL、CRとが内歯車RL、RRを挟み左右反対に配置される。すなわち、図15において、第1遊星歯車機構30Lの太陽歯車SLの下に第2遊星歯車機構30Rの遊星キャリヤCRが配置され、第1遊星歯車機構30Lの遊星キャリヤCLの下に第2遊星歯車機構30Rの太陽歯車SRが配置される。
The speed diagram of the first
この歯車装置30は、図15に示す二本の速度線図の両端に位置する要素同士が、図中破線で示すようにそれぞれ結合されて第1結合部材31及び第2結合部材32が形成される。そして、第1結合部材31に電動モータ2Rから出力されたトルクTM1が減速ギヤ列を介して与えられる。この第1結合部材31に接続された太陽歯車SLには、電動モータ2Rから出力されたトルクTM1の一部が減速ギヤ列を介して与えられることになる。そして、電動モータ2Rから出力されたトルクTM1の残部は減速ギヤ列を介して遊星キャリヤCRに与えられる。
In the
第2結合部材32に電動モータ2Lから出力されたトルクTM2が減速ギヤ列を介して入力される。この第2結合部材32に接続された太陽歯車SRには、電動モータ2Lから出力されたトルクTM2の一部が減速ギヤ列を介して与えられることになる。そして、電動モータ2Lから出力されたトルクTM2の残部は減速ギヤ列を介して遊星キャリヤCLに与えられる。ここで本来は、各電動モータ2R、2Lから出力されたトルクTM1及びTM2は各減速ギヤ列を介し各結合部材31、32に入力されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、速度線図及び各計算式の説明においては減速比を省略し、各結合部材31、32に入力されるトルクをTM1及びTM2のままとする。
The torque TM2 output from the
速度線図上で中間に位置する内歯車RL、RRから左右の駆動輪に伝達される駆動トルクTL、TRが出力される。 Drive torques TL and TR transmitted from the internal gears R L and R R located in the middle of the speed diagram to the left and right drive wheels are output.
このように構成された歯車装置30によって、電動モータ2R及び電動モータ2Lで発生させる各モータトルクTM1、TM2にトルク差(入力トルク差)ΔTIN(=TM2−TM1)を与えることで、左駆動輪に伝達される駆動トルクTLと右駆動輪に伝達される駆動トルクTRとに駆動トルク差ΔTOUT(=TL−TR)を発生させることができる。すなわち、この歯車装置30によれば、以下の式(10)の関係が得られる。なお、係数αはトルク差増幅率である。
By providing the torque difference (input torque difference) ΔTIN (= TM2−TM1) to the motor torques TM1 and TM2 generated by the
(TL−TR)=α×(TM2−TM1) …(10) (TL-TR) = α × (TM2-TM1) (10)
この第4の実施形態に係る歯車装置30のトルク差増幅率αについて説明する。ここでは、二つのダブルピニオン遊星歯車機構30L、30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては、内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離及び内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと内歯車RLとの距離及び太陽歯車SRと内歯車RRとの距離も等しく、これをbとする。
The torque difference amplification factor α of the
左右両端の第1結合部材31、第2結合部材32に、それぞれ電動モータ2R、電動モータ2LのトルクTM1、TM2を入力し、内歯車RL、RRから駆動トルクTL、TRを取り出す。
The torques TM1 and TM2 of the
トルクの入力と出力の関係から、以下の式(11)が得られる。
TR+TL=TM1+TM2 …(11)
From the relationship between torque input and output, the following equation (11) is obtained.
TR + TL = TM1 + TM2 (11)
また、図中の左端(CL、SR部)を基準としたモーメントの式は以下の式(12)となる。なお、図において、矢印方向がモーメントMの正の方向を示している。 Further, expression of the left end (C L, S R portion) moment relative to the in the figure become the following equation (12). In the figure, the arrow direction indicates the positive direction of the moment M.
0=aTL+bTR−(a+b)TM1 …(12) 0 = aTL + bTR− (a + b) TM1 (12)
これら式(11)、(12)からTL、TRについてまとめると、以下の(13)、(14)式となる。 Summarizing TL and TR from these equations (11) and (12), the following equations (13) and (14) are obtained.
TL=((a/(b−a))+1)・TM2−(a/(b−a))・TM1…(13)
TR=((a/(b−a))+1)・TM1−(a/(b−a))・TM2…(14)
TL = ((a / (ba)) + 1) .TM2- (a / (ba)). TM1 (13)
TR = ((a / (ba)) + 1) .TM1- (a / (ba)). TM2 (14)
これら(13)、(14)式から駆動トルク差(TL−TR)は以下の(15)式となる。 From these equations (13) and (14), the drive torque difference (TL-TR) is the following equation (15).
(TL−TR)=((a+b)/(b−a))・(TM2−TM1)…(15) (TL-TR) = ((a + b) / (ba)). (TM2-TM1) (15)
ダブルピニオン遊星歯車機構の場合、長さaは内歯車Rの歯数Zrの逆数(1/Zr)、長さa+bは太陽歯車Sの歯数Zsの逆数(1/Zs)となるため、上記の式は(16)式のように書き換えられる。 In the case of the double pinion planetary gear mechanism, the length a is the reciprocal (1 / Zr) of the number of teeth Zr of the internal gear R, and the length a + b is the reciprocal (1 / Zs) of the number of teeth Zs of the sun gear S. Is rewritten as equation (16).
(TL−TR)=(Zr/(Zr−2Zs))・(TM2−TM1)…(16) (TL-TR) = (Zr / (Zr-2Zs)). (TM2-TM1) (16)
上記(10)、(16)式よりトルク差増幅率αは、Zr/(Zr−2Zs)となる。 From the above equations (10) and (16), the torque difference amplification factor α is Zr / (Zr−2Zs).
上記したように、この第4の実施形態では、電動モータ2L、2Rからの入力は、太陽歯車SRと遊星キャリヤCL、太陽歯車SLと遊星キャリヤCRとなり、駆動輪への出力は内歯車RL、RRとなる。
As described above, in the fourth embodiment, the inputs from the
二つの電動モータ2R、2Lで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=TM2−TM1)を与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、歯車装置30において所定のトルク差増幅率αで入力トルク差ΔTINを増幅することができ、左駆動輪と右駆動輪とに伝達される駆動トルクTL、TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1)=TL−TR)を与えることができる。
When different torques TM1 and TM2 are generated by the two
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. The scope of the present invention is claimed. The equivalent meanings recited in the claims, and all modifications within the scope.
1 :車両駆動装置
2L、2R :電動モータ
3L、3R :減速機
4L、4R :モータハウジング
4aL、4aR :モータハウジング本体
4bL、4bR :外側壁
5 :ロータ
6 :ステータ
9 :減速機ハウジング
9a :中央ハウジング
9bL、9bR :側面ハウジング
11 :仕切り壁
12L、12R :ロータ軸
12a :入力歯車
13L、13R :中間歯車軸
13a :入力側大径歯車
13b :出力側小径歯車
14L、14R :出力歯車軸
14a :出力歯車
30 :トルク分配歯車装置
30L :第1の遊星歯車機構
30R :第2の遊星歯車機構
31 :第1結合部材
32 :第2結合部材
65a、65b :等速ジョイント
65c :中間シャフト
70、71 :アイドラギヤ
90 :貫通油路
CL、CR :遊星キャリヤ
PL、PR :遊星歯車
RL、RR :内歯車
SL、SR :太陽歯車
1:
Claims (16)
前記減速機は、前記電動モータのロータ軸と同軸に設けられる入力歯車を備える入力歯車軸と、駆動輪に連結する出力歯車を備える出力歯車軸と、入力歯車軸と出力歯車軸との間に設けられる、入力側大径歯車と出力側小径歯車を備える中間歯車軸とを有し、前記電動モータのロータ軸を軸方向に貫通する中空構造とし、この中空構造のロータ軸の車両のインボード側の端部外周に前記入力歯車を設け、前記駆動輪に連結する出力歯車軸を、前記入力歯車軸と同軸上に中空構造のロータ軸を貫通させるように設け、前記歯車装置は、前記入力側大径歯車と出力側小径歯車を有する左右一対の中間歯車軸と同軸上に設けられた3要素2自由度の遊星歯車機構からなり、前記左右の中間歯車軸の入力側大径歯車と入力歯車との間、前記左右の中間歯車軸の出力側小径歯車と出力歯車との間にそれぞれアイドラギヤを設けて、前記電動モータのロータ軸の中心から電動モータのステータの径方向端部までの距離より、前記電動モータのロータ軸の中心から歯車装置までの距離を大きくし、左右の中間歯車軸に設けられた歯車装置の一部を、前記電動モータの外径面にオーバーラップさせたことを特徴とする車両駆動装置。 Two electric motors mounted on the vehicle and independently controllable, two speed reducers arranged between the two electric motors, and the torques from the two electric motors are incorporated into the two speed reducers. In a vehicle drive device comprising a gear device that distributes to wheels,
The speed reducer includes an input gear shaft including an input gear provided coaxially with a rotor shaft of the electric motor, an output gear shaft including an output gear coupled to a drive wheel, and an input gear shaft and an output gear shaft. An inboard of a vehicle having a hollow structure that has an input side large-diameter gear and an intermediate gear shaft that includes an output-side small-diameter gear and that penetrates the rotor shaft of the electric motor in the axial direction. The input gear is provided on the outer periphery of the side end, and an output gear shaft connected to the drive wheel is provided so as to pass through a rotor shaft having a hollow structure coaxially with the input gear shaft. A three-element two-degree-of-freedom planetary gear mechanism provided coaxially with a pair of left and right intermediate gear shafts having a large-side gear and an output-side small gear. Between the left and right gears An idler gear is provided between the output-side small-diameter gear and the output gear of the axle, and the center of the rotor shaft of the electric motor is determined from the distance from the center of the rotor shaft of the electric motor to the radial end of the stator of the electric motor. A vehicle drive device characterized in that the distance from the gear device to the gear device is increased and a part of the gear device provided on the left and right intermediate gear shafts is overlapped with the outer diameter surface of the electric motor.
前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての複数の遊星歯車とを有し、
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の1要素とを結合する第1結合部材と、一方の前記と同じ1要素と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の入力要素が同軸に連結され、前記中間歯車軸の出力側小径歯車が前記歯車装置の出力要素と連結されていることを特徴とする請求項1に記載の車両駆動装置。 The gear device has a configuration in which two planetary gear mechanisms having three elements and two degrees of freedom are connected,
The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of planetary gears as revolution gears. ,
A first coupling member that couples one planet carrier and the other one element of the two planetary gear mechanisms; and a second coupling member that couples the same one element to the other planet carrier. ,
The input element of the gear device is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the speed reducer, and the output-side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is connected to the output element of the gear device. The vehicle drive device according to claim 1.
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の内歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されていることを特徴とする請求項2及び3に記載の車両駆動装置。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism,
A first coupling member that couples one planetary carrier and the other sun gear of the two planetary gear mechanisms, and a second coupling member that couples one sun gear and the other planetary carrier,
The internal gear of the gear device is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is coaxially connected to the planet carrier of the planetary gear mechanism. The vehicle drive device according to claim 2 or 3, characterized by the above.
前記遊星キャリヤが、減速機を収容する減速機ハウジングに対して2つの転がり軸受で回転自在に支持されていることを特徴とする請求項4に記載の車両駆動装置。 The planetary carrier of the planetary gear mechanism has a carrier flange that supports the planetary gear via a carrier pin and extends on the inboard side and the outboard side of the vehicle,
5. The vehicle drive device according to claim 4, wherein the planetary carrier is rotatably supported by two rolling bearings with respect to a reduction gear housing that houses the reduction gear.
前記第1結合部材および前記第2結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結がスプライン嵌合であることを特徴とする請求項4〜11のいずれか1項に記載の車両駆動装置。 In the gear device, the first coupling member and the second coupling member are arranged coaxially, one coupling member is a hollow shaft, and the other coupling member is a double shaft that is inserted into the hollow shaft. Structure,
The vehicle according to any one of claims 4 to 11, wherein the connection between the first coupling member and the second coupling member and a planet carrier to which the respective coupling members are coupled is spline fitting. Drive device.
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の内歯車とを結合する第1結合部材と、一方の内歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記遊星歯車機構の太陽歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の車両駆動装置。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism,
A first coupling member that couples one planet carrier and the other internal gear of the two planetary gear mechanisms, and a second coupling member that couples one internal gear and the other planet carrier;
The sun gear of the planetary gear mechanism is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small gear of the intermediate gear shaft is coaxially connected to the planet carrier of the planetary gear mechanism. The vehicle drive device according to claim 2, wherein:
前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の内歯車とを結合する第1結合部材と、一方の内歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記遊星歯車機構の太陽歯車が同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと同軸に連結されていることを特徴とする請求項2の車両駆動装置。 The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of double planetary gears as revolution gears. Have
When the planet carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear,
A first coupling member that couples one planet carrier and the other internal gear of the two planetary gear mechanisms, and a second coupling member that couples one internal gear and the other planet carrier;
The sun gear of the planetary gear mechanism is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small gear of the intermediate gear shaft is coaxially connected to the planet carrier of the planetary gear mechanism. The vehicle drive device according to claim 2.
前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
前記減速機の中間歯車軸の入力側大径歯車に前記歯車装置の遊星キャリヤが同軸に連結され、中間歯車軸の出力側小径歯車が前記遊星歯車機構の内歯車と同軸に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の車両駆動装置。 The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of double planetary gears as revolution gears. Have
When the planet carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear,
A first coupling member that couples one planetary carrier and the other sun gear of the two planetary gear mechanisms, and a second coupling member that couples one sun gear and the other planetary carrier,
The planetary carrier of the gear device is coaxially connected to the input-side large-diameter gear of the intermediate gear shaft of the reduction gear, and the output-side small-diameter gear of the intermediate gear shaft is coaxially connected to the internal gear of the planetary gear mechanism. The vehicle drive device according to claim 2.
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