JP2018167769A

JP2018167769A - 車両

Info

Publication number: JP2018167769A
Application number: JP2017068196A
Authority: JP
Inventors: 康夫木間; Yasuo Konoma
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01

Abstract

【課題】簡単な構造で駆動機構の差動機能を実現できる車両を提供すること。【解決手段】モータ４の回転軸４ａに連結されて第１方向に回転するサンギヤ１０と、サンギヤ１０と噛合してサンギヤ１０の周囲を第１方向に公転しながら第１方向と反対の第２方向に自転する複数のピニオンギヤ１１と、複数のピニオンギヤ１１を自転可能に軸支すると共に第２ドライブシャフト９に連結され第１方向に回転するプラネタリキャリア１２と、複数のピニオンギヤ１１を囲うように配置され、複数のピニオンギヤ１１と噛合して第２方向に回転するリングギヤ１３と、を有する遊星歯車機構５と、リングギヤ１３と一体に第２方向に回転するヘリカルギヤ６と、第１ドライブシャフト８に連結されると共にヘリカルギヤ６と噛合して第１方向に回転するヘリカルギヤ７と、を備える車両１である。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関する。より詳しくは、差動機能を有する駆動機構を備えた車両に関する。

従来、車両の駆動機構は、左右の駆動輪の回転差を吸収するために差動機能を有している。例えば、２つのプラネタリギヤ機構の組合せによって、差動機能を達成する構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開平０８−２８２３１４号公報

しかしながら、２つのプラネタリギヤ機構を用いることは、フリクションの増加により伝達効率の低下を招くと共に、プラネタリギヤ機構の性質上、減速比設定の自由度が低い。また、最低８枚のギヤが必要で部品点数が多いため、構造が複雑で嵩張り、高重量かつ高価である。さらには、左右の駆動輪の一方が圧雪路やぬかるみ等の滑り易い路面を走行した場合、滑った駆動輪が高回転となり、２つのプラネタリギヤ機構に過回転部分が発生して焼付き故障等の原因となる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で駆動機構の差動機能を実現できる車両を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、左右一対の車輪（例えば、後述の車輪ＬＦ，ＲＦ）のうちの一方の車輪（例えば、後述の左前輪ＬＦ）に連結される第１ドライブシャフト（例えば、後述のドライブシャフト８）と、前記第１ドライブシャフトの軸に対して車両の前後方向にずれた軸上に配置され、前記左右一対の車輪のうちの他方の車輪（例えば、後述の右前輪ＲＦ）に連結される第２ドライブシャフト（例えば、後述のドライブシャフト９）と、駆動源（例えば、後述のモータ４）からの駆動力が入力される入力軸（例えば、後述の回転軸４ａ）に連結されて第１方向に回転するサンギヤ（例えば、後述のサンギヤ１０）と、前記サンギヤと噛合して前記サンギヤの周囲を前記第１方向に公転しながら前記第１方向と反対の第２方向に自転する複数のピニオンギヤ（例えば、後述のピニオンギヤ１１）と、前記複数のピニオンギヤを自転可能に軸支すると共に前記第２ドライブシャフトに連結され前記第１方向に回転するプラネタリキャリア（例えば、後述のプラネタリキャリア１２）と、前記複数のピニオンギヤを囲うように配置され、前記複数のピニオンギヤと噛合して前記第２方向に回転するリングギヤ（例えば、後述のリングギヤ１３）と、を有する遊星歯車機構（例えば、後述の遊星歯車機構５）と、前記リングギヤと一体に前記第２方向に回転する１枚のギヤからなる第１ギヤ（例えば、後述のヘリカルギヤ６）と、前記第１ドライブシャフトに連結されると共に前記第１ギヤと噛合して前記第１方向に回転する１枚のギヤからなる第２ギヤ（例えば、後述のヘリカルギヤ７）と、を備える車両（例えば、後述の車両１）を提供する。

本発明では、１つの遊星歯車機構と、いずれも１枚のギヤからなる第１ギヤ及び第２ギヤにより、車両の駆動機構を構成する。これにより、１つの遊星歯車機構の他に、第１ギヤと第２ギヤの２枚のギヤのみで駆動機構を構成するため、簡単な構造によりフリクションを低減でき、高い耐久性と高い信頼性を有する駆動機構の差動機能を実現することができる。また、軽量かつコンパクトで廉価な駆動機構の差動機能を実現することができる。

前記車輪は転舵輪であり、右に転舵された左右一対の転舵輪の各々の旋回中心を互いに一致させると共に、左に転舵された左右一対の転舵輪の各々の旋回中心を互いに一致させることが可能なアッカーマン式の左右非対称ステアリング機構（例えば、後述の左右非対称ステアリング機構３）をさらに備えることが好ましい。

本発明では、前記車両を、アッカーマン式の左右非対称ステアリング機構を備える構成とする。これにより、左右非対称ステアリング機構を備えるため、左右一対の車輪の各々の旋回中心を互いに一致させることができる。これにより、旋回フリクションが発生することを防止できる。

本発明によれば、簡単な構造で駆動機構の差動機能を実現できる車両を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両の概略図である。遊星歯車機構の入出力軸の回転速度の関係を示す共線図である。操舵時の車両を示す概略図である。左右一対の前輪の舵角の関係を示すアッカーマン理論曲線図である。

以下に図面を参照して本発明の一実施形態に係る車両について説明する。図１は、本実施形態に係る車両１の概略図である。なお、以下では、車両１が前進する場合のモータ４の回転方向を第１方向とし、第１方向と反対の方向を第２方向とする。

図１に示す車両１は、１モータ駆動式の前輪駆動の車両であり、駆動機構２と、左右非対称ステアリング機構３と、４つの車輪ＬＦ，ＲＦ，ＬＲ，ＲＲを備えている。
駆動機構２は、モータ４と、遊星歯車機構５と、２つのヘリカルギヤ６，７と、左右一対のドライブシャフト８，９と、パーキングギヤ２０と、を備えている。

遊星歯車機構５は、サンギヤ１０と、複数のピニオンギヤ１１と、プラネタリキャリア１２と、リングギヤ１３と、を有している。この遊星歯車機構５は、サンギヤ１０がモータ４からの入力を受けて、プラネタリキャリア１２がドライブシャフト（第２ドライブシャフト）９への出力を行うと共に、リングギヤ１３がドライブシャフト（第１ドライブシャフト）８への出力を行う。

サンギヤ１０は、モータ４の回転軸（入力軸）４ａに固定されており、回転軸４ａの回転に伴って第１方向に回転する。
複数のピニオンギヤ１１は、プラネタリキャリア１２に自転可能に等間隔に固定されており、サンギヤ１０と噛み合っていることで、サンギヤ１０の回転に伴ってサンギヤ１０の周囲をモータ４の回転軸４ａと同軸上で第１方向に公転しながら第２方向に自転する。
プラネタリキャリア１２は、複数のピニオンギヤ１１が自転可能に等間隔に固定されていると共に、ドライブシャフト９に固定されており、複数のピニオンギヤ１１の公転に伴ってモータ４の回転軸４ａと同軸上で第１方向に回転する。
リングギヤ１３は、複数のピニオンギヤ１１を囲うように配置されており、複数のピニオンギヤ１１と噛み合っていることで、複数のピニオンギヤ１１の公転及び自転に伴ってモータ４の回転軸４ａと同軸上で第２方向に回転する。

ヘリカルギヤ（第１ギヤ）６は、リングギヤ１３の回転に伴ってリングギヤ１３と一体にモータ４の回転軸４ａと同軸上で第２方向に回転する。
ヘリカルギヤ（第２ギヤ）７は、ドライブシャフト８に固定されており、ヘリカルギヤ６と噛み合っていることで、ヘリカルギヤ６の回転に伴ってモータ４の回転軸４ａと異なる軸上で第１方向に回転する。

左側のドライブシャフト８は、モータ４の回転軸４ａと異なる軸上に配置されていると共にヘリカルギヤ７が固定されており、ヘリカルギヤ７の回転に伴って第１方向に回転する。
右側のドライブシャフト９は、モータ４の回転軸４ａと同軸上に配置されていると共にプラネタリキャリア１２が固定されており、プラネタリキャリア１２の回転に伴って第１方向に回転する。

本実施形態では、１つの遊星歯車機構５と一対のヘリカルギヤ６，７のみで駆動機構２を構成するため、左右一対のドライブシャフト８，９は、車両の前後方向にずれた軸上に配置される。より具体的には、右側のドライブシャフト９の方が左側のドライブシャフト８よりも車両前方にずれている。また、これら左右一対のドライブシャフト８，９は、遊星歯車機構５及びヘリカルギヤ６,７のギヤ比の設定によって、互いに同じ速度で回転する。

左前輪ＬＦは、左側のドライブシャフト８に固定されており、ドライブシャフト８の回転に伴ってドライブシャフト８と一体に第１方向に回転する。
右前輪ＲＦは、右側のドライブシャフト９に固定されており、ドライブシャフト９の回転に伴ってドライブシャフト９と一体に第１方向に回転する。

左右非対称ステアリング機構３は、右に操舵された左右一対の前輪ＬＦ，ＲＦの各々の旋回中心を互いに一致させると共に、左に操舵された左右一対の前輪ＬＦ，ＲＦの各々の旋回中心を互いに一致させるアッカーマン式の左右非対称ステアリング機構である。この左右非対称ステアリング機構３は、従動輪である左右一対の後輪ＬＲ，ＲＲが同軸上に配置されていることが前提となっている。なお、左右非対称ステアリング機構３による左右一対の前輪ＬＦ，ＲＦの各々の舵角Ａ，Ｂ（図３及び図４参照）の関係は、後述する。

次に、図面を参照して遊星歯車機構５の入出力軸の回転速度の関係を説明する。図２は、遊星歯車機構５の入出力軸の回転速度の関係を示す共線図であり、縦軸が回転速度を示す。なお、図２において、「ＭＯＴ」は入力軸であるモータ４の回転軸４ａを示し、「Ｄ／Ｓ２」は右側の出力軸であるドライブシャフト９を示し、「Ｒ／Ｇ」は左側の出力軸であるドライブシャフト８に繋がるリングギヤ１３を示す。

図２の共線図に示すように、モータ４の回転軸４ａが正の回転速度で回転した場合、右側の出力軸であるドライブシャフト９は正の回転速度で回転する一方で、左側の出力軸であるドライブシャフト８に繋がるリングギヤ１３は負の回転速度で回転する。すなわち、モータ４の回転軸４ａが第１方向に回転した場合、右側の出力軸であるドライブシャフト９は第１方向に回転する一方で、左側の出力軸であるドライブシャフト８に繋がるリングギヤ１３は第２方向に回転する。

そこで、リングギヤ１３とドライブシャフト８との間に２つのヘリカルギヤ６，７を介在させることで、ドライブシャフト８の回転方向をリングギヤ１３の回転方向と反対の方向にしている。また、２つのヘリカルギヤ６，７のギヤ比を設定することで、左側のドライブシャフト８の回転速度を、右側のドライブシャフト９の回転速度と同じ速度にしている。

次に、図面を参照して、左右非対称ステアリング機構３による左右一対の前輪ＬＦ，ＲＦの舵角Ａ，Ｂの関係を説明する。図３は、操舵（転舵）時の車両１を示す概略図である。図４は、左右一対の前輪ＬＦ，ＲＦの舵角Ａ，Ｂの関係を示すアッカーマン理論曲線図である。図３において、右に操舵（転舵）された場合の舵角Ａ，Ｂが正の値を示し、左に操舵（転舵）された場合の舵角Ａ、Ｂが負の値を示すものとする。

図３及び図４に示すように、右に操舵された場合は右前輪ＲＦの舵角Ｂが左前輪ＬＦの舵角Ａよりも大きくなるように左右非対称ステアリング機構３（図１参照）によって設定されている（このときの両者の舵角差をαとする）。また、左に操舵された場合は左前輪ＬＦの舵角Ａが右前輪ＲＦの舵角Ｂよりも絶対値が大きくなるように左右非対称ステアリング機構３によって設定されている（このときの両者の舵角差をβとする）。すなわち、旋回半径が小さいほど舵角が大きくなり、反対に旋回半径が大きいほど舵角が小さくなるように左右非対称ステアリング機構３によって設定されている。これにより、左右に転舵される一対の転舵輪の各々の旋回中心を互いに一致させることが可能となっている。

また、上述したように左右一対のドライブシャフト８，９が車両の前後方向にずれた軸上に配置されており、より具体的には右側のドライブシャフト９の方が左側のドライブシャフト８よりも車両前方にずれているため、左側のホイールベースＷＢ１が右側のホイールベースＷＢ２よりも短い。そのため、上述の舵角差αは舵角差βよりも大きく、左右非対称に設定されており、図４中、太実線で示すような曲線となっている。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、１つの遊星歯車機構５と、２枚のヘリカルギヤにより、車両の駆動機構を構成した。これにより、簡単な構造によりフリクションを低減でき、高い耐久性と高い信頼性を有する駆動機構の差動機能を実現することができる。また、軽量かつコンパクトで廉価な駆動機構の差動機能を実現することができる。

また本実施形態では、車両１を、アッカーマン式の左右非対称ステアリング機構３を備える構成とした。これにより、左右非対称ステアリング機構３を備えるため、左右一対の車輪の各々の旋回中心を互いに一致させることができる。これにより、旋回フリクションが発生することを防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、左側のドライブシャフト８にヘリカルギヤ７が連結され、かつ右側のドライブシャフト９にプラネタリキャリア１２が連結されるように構成したが、これに限定されない。左右反対にして左側のドライブシャフト８にプラネタリキャリア１２が連結され、かつ左側のドライブシャフト９にヘリカルギヤ７が連結されるように構成してもよい。

１車両
２駆動機構
３左右非対称ステアリング機構
４モータ（駆動源）
４ａ回転軸（入力軸）
５遊星歯車機構
６ヘリカルギヤ（第１ギヤ）
７ヘリカルギヤ（第２ギヤ）
８ドライブシャフト（第１ドライブシャフト）
９ドライブシャフト（第２ドライブシャフト）
１０サンギヤ
１１ピニオンギヤ
１２プラネタリキャリア
１３リングギヤ
２０パーキングギヤ
ＬＦ車輪（左前輪、一方の車輪）
ＲＦ車輪（右前輪、他方の車輪）
ＬＲ車輪（左後輪）
ＲＲ車輪（右後輪）
Ａ，Ｂ舵角
Ｏ旋回中心
ＷＢ１，ＷＢ２ホイールベース

Claims

左右一対の車輪のうちの一方の車輪に連結される第１ドライブシャフトと、
前記第１ドライブシャフトの軸に対して車両の前後方向にずれた軸上に配置され、前記左右一対の車輪のうちの他方の車輪に連結される第２ドライブシャフトと、
駆動源からの駆動力が入力される入力軸に連結されて第１方向に回転するサンギヤと、前記サンギヤと噛合して前記サンギヤの周囲を前記第１方向に公転しながら前記第１方向と反対の第２方向に自転する複数のピニオンギヤと、前記複数のピニオンギヤを自転可能に軸支すると共に前記第２ドライブシャフトに連結され前記第１方向に回転するプラネタリキャリアと、前記複数のピニオンギヤを囲うように配置され、前記複数のピニオンギヤと噛合して前記第２方向に回転するリングギヤと、を有する遊星歯車機構と、
前記リングギヤと一体に前記第２方向に回転する１枚のギヤからなる第１ギヤと、
前記第１ドライブシャフトに連結されると共に前記第１ギヤと噛合して前記第１方向に回転する１枚のギヤからなる第２ギヤと、を備える車両。
前記車輪は転舵輪であり、
右に転舵された左右一対の転舵輪の各々の旋回中心を互いに一致させると共に、左に転舵された左右一対の転舵輪の各々の旋回中心を互いに一致させることが可能なアッカーマン式の左右非対称ステアリング機構をさらに備える請求項１に記載の車両。