JP2019027512A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両重量を低減することができる車両用駆動装置を提供すること。
【解決手段】車両に搭載されたモータ２と、モータ２の駆動トルクを車両のディファレンシャルギア５に伝達する減速機構４と、を備える車両用駆動装置１であって、減速機構４とディファレンシャルギア５とを収容するハウジング構造６は、入力ギア７を収容する第１ハウジング１０、及び出力ギア９とディファレンシャルギア５とを第１ハウジング１０と協働して収容する第２ハウジング２０を備え、第２ハウジング２０は、出力ギア９の周囲を覆う形状を備え、第１ハウジング１０に複数の出力ギア囲繞ボス３０を介して固定され、複数の出力ギア囲繞ボス３０のうち少なくとも１つのボスは、出力ギア９がディファレンシャルギア５に駆動トルクを伝達する場合に生じる駆動反力が伝達される反力伝達領域２３に設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用の駆動装置に関する。

車両を走行させるための駆動源としてモータを使用する電気自動車は、一般的に、モータと複数のギアからなる減速機構とを含む駆動装置を備え、当該駆動装置及びディファレンシャルギアを介して、モータの駆動力を駆動輪に伝達する。例えば、特許文献１には、車両に搭載したバッテリからの電力により電気自動車を走行させる駆動装置が開示されている。

近年、環境負荷低減の観点から、乗用車のみならず、トラック等の中・大型車の分野においても内燃機関を備えない電気自動車の開発が行われている。例えば、上記のような駆動装置を利用することで、エンジンを搭載することなくバッテリによる電力だけで走行する電動トラックが注目されている。

国際公開第２０１４／１４８４１０号

しかしながら、電気自動車の中でも特に上記のような電動トラックは、乗用車と比較して車両重量が大きいことから、搭載したバッテリの電力容量の範囲で可能な限り航続距離を伸ばすため、及び荷台等に積載する積載物の上限重量を低下させないようにするためには、搭載コンポーネントの軽量化が求められる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両重量を低減することができる車両用駆動装置を提供することにある。

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、車両に搭載されたモータと、前記モータの駆動トルクを前記車両のディファレンシャルギアに伝達する減速機構と、を備える車両用駆動装置であって、前記減速機構と前記ディファレンシャルギアとを収容するハウジング構造を含み、前記ハウジング構造は、前記モータの前記駆動トルクが直接伝達される入力ギアを収容する第１ハウジング、及び前記入力ギアから伝達される前記駆動トルクを前記ディファレンシャルギアに直接伝達する出力ギアと前記ディファレンシャルギアとを前記第１ハウジングと協働して収容する第２ハウジングを備え、前記第２ハウジングは、前記出力ギアの周囲を覆う形状を備え、前記第１ハウジングに複数のボスを介して固定され、前記複数のボスのうち少なくとも１つのボスは、前記出力ギアが前記ディファレンシャルギアに前記駆動トルクを伝達する場合に生じる駆動反力が伝達される領域に設けられる、車両用駆動装置である。

車両用駆動装置は、第１ハウジングと第２ハウジングを備えるハウジング構造を含み、当該ハウジング構造により減速機構とディファレンシャルギアとを収容する。第２ハウジングは、複数のボスを介して第１ハウジングに固定され、第１ハウジングと協働して出力ギアとディファレンシャルギアとを収容する。ここで、減速機構からディファレンシャルギアへ駆動トルクを伝達する場合に、減速機構の最後段における出力ギアに特に大きな駆動反力が生じ、出力ギアを支持する第２ハウジングの一部に負荷が集中する領域が生じる。そのため、第２ハウジングは、駆動反力が伝達される領域に上記した複数のボスのうち少なくとも１つのボスを設けることにより補強する構造としている。これにより、車両用駆動装置は、第１ハウジングと第２ハウジングとの締結構造としてのボスにより、駆動反力に伴う負荷を受け持つことができ、別途新たな補強構造を追加する必要がなくなることになる。従って、本発明の第１の態様によれば、車両重量を低減することができる車両用駆動装置を提供することができる。

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、上記した本発明の第２の態様において、前記第２ハウジングは、前記出力ギア及び前記ディファレンシャルギアの周囲を覆う形状を備え、前記複数のボスのうち、前記出力ギアの周囲に設けられる出力ギア囲繞ボスは、前記ディファレンシャルギアの周囲に設けられるデフ囲繞ボスよりも大きい寸法を有する、車両用駆動装置である。

車両用駆動装置の動作に伴い、出力ギアには、ディファレンシャルギアと比較して大きな駆動反力が発生する。第２ハウジングは、出力ギア及びディファレンシャルギアの周囲を覆う形状を備えると共に、各ギアの周囲にそれぞれ設けられる出力ギア囲繞ボス及びデフ囲繞ボスにより第１ハウジングに固定されている。ここで、出力ギア囲繞ボスは、デフ囲繞ボスよりも大きい寸法を有する。これにより、第２ハウジングは、より効果的に上記した駆動反力の負荷を出力ギア囲繞ボスで受け持つことができる。従って、本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様と同様の作用効果をより効果的に奏することができる。

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、上記した本発明の第２の態様において、前記出力ギア囲繞ボスは、デフ囲繞ボスよりもボス締結方向に対して長い、車両用駆動装置である。

本発明の第３の態様によれば、デフ囲繞ボスよりもボス締結方向に対して長い出力ギア囲繞ボスにより上記した駆動反力による負荷を受け持つことができ、別途新たに補強構造を追加することなく第２ハウジングを補強することができるため、本発明の第２の態様と同様の作用効果を奏することができる。

＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、上記した本発明の第２の態様において、前記出力ギア囲繞ボスは、デフ囲繞ボスよりも大きい径を有する、車両用駆動装置。

本発明の第４の態様によれば、デフ囲繞ボスよりも径が大きい出力ギア囲繞ボスにより上記した駆動反力による負荷を受け持つことができ、別途新たに補強構造を追加することなく第２ハウジングを補強することができるため、本発明の第２の態様と同様の作用効果を奏することができる。

本発明に係る車両用駆動装置の概形を表す上面図である。 本発明に係る車両用駆動装置を第２ハウジング側から見た場合の側面図である。 第１ハウジングと第２ハウジングとの連結部における上面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

図１は、本発明に係る車両用駆動装置１の概形を表す上面図である。車両用駆動装置１は、電動車両に搭載され、供給される電力を車両走行のための動力に変換する駆動源である。車両用駆動装置１は、モータ２、モータハウジング３、減速機構４、ディファレンシャルギア５、及びハウジング構造６を備える。

モータ２は、車両用駆動装置１と共に車両に搭載されるバッテリ（図示せず）から供給される電力を回転運動に変換して出力する。

モータハウジング３は、内部に収容するモータ２を保護並びに支持すると共に、モータ２に使用される潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。

減速機構４は、互いに歯車機構として連結された入力ギア７、中間ギア８、及び出力ギア９からなり、モータ２から入力ギア７へ直接伝達される駆動トルクを車両の走行に適した回転速度に減速して出力ギア９から出力する。尚、減速機構４は、ギアの数が３つに限定されるものではなく、入力ギア７及び出力ギア９を含む２つ以上のギアを備えることができる。

ここで、本実施形態において、モータ２及び入力ギア７は、双方の回転軸が一直線上に並ぶように配置され、これによりモータ２の駆動トルクを入力ギア７に効率的に伝達している。また、本実施形態において、モータ２、入力ギア７、中間ギア８、出力ギア９、及び次に述べるディファレンシャルギア５は、車両用駆動装置１の内部において、いずれも回転軸が互いに平行になるように配置されている。

ディファレンシャルギア５は、回転軸が車両の駆動輪の車軸（図示せず）に連結され、出力ギア９から直接伝達される駆動トルクを、例えば旋回時に回転数差を吸収しながら、左右の駆動輪に伝達することにより、当該駆動輪を回転させる。これにより、車両用駆動装置１は、モータが発生させる駆動力を減速機構４及びディファレンシャルギア５を介して車両の駆動輪を回転させることで車両を走行させることができる。

ハウジング構造６は、例えばアルミからなる筐体であり、内部に収容する減速機構４及びディファレンシャルギア５を保護並びに支持すると共に、減速機構４及びディファレンシャルギア５に使用される潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。ここで、モータハウジング３は、上記したようにモータ２と入力ギア７との回転軸が一直線上に並ぶように、ハウジング構造６の所定の位置に接続されている。

また、ハウジング構造６は、内部に収容する入力ギア７、中間ギア８、出力ギア９、及びディファレンシャルギア５の各回転軸の長さ方向に並ぶ第１ハウジング１０と第２ハウジング２０とを備える。ここで、第１ハウジング１０は、入力ギア７及び中間ギア８を図示しない軸受機構を介して回転可能に支持しながら、これらを内部に収容する。また、第２ハウジング２０は、出力ギア９及びディファレンシャルギア５を図示しない軸受機構を介して回転可能に支持しながら、第１ハウジング１０と協働してこれらを内部に収容する。

次に、第２ハウジング２０の構成についてより詳しく説明する。図２は、車両用駆動装置１を第２ハウジング２０側から見た場合の側面図である。

図２に示すように、第２ハウジング２０は、出力ギア９の一部を収容する出力ギア収容部２１とディファレンシャルギア５の一部を収容するデフ収容部２２とが、ハウジング構造６の側面方向に突出するように形成されている。また、第２ハウジング２０は、側面から見た場合に、出力ギア収容部２１とデフ収容部２２とを一体的に囲む外周形状を有している。さらに、第２ハウジング２０は、デフ収容部２２の中心部において、ディファレンシャルギア５から左右の駆動輪へ駆動トルクを伝達するデフ開口部５０が形成されている。

そして、第２ハウジング２０は、複数の出力ギア囲繞ボス３０及び複数のデフ囲繞ボス４０からなる複数のボスを介して第１ハウジング１０に固定されている。複数の出力ギア囲繞ボス３０は、出力ギア９の周囲に設けられ、より具体的には、第２ハウジング２０を側面から見た場合に出力ギア９を支持する出力ギア収容部２１を囲むように、第２ハウジング２０の外周形状の周縁に沿って配置されている。また、複数のデフ囲繞ボス４０は、ディファレンシャルギア５の周囲に設けられ、より具体的には、第２ハウジング２０を側面から見た場合にディファレンシャルギア５を支持するデフ収容部２２を囲むように、第２ハウジング２０の外周形状の周縁に沿って配置されている。

ここで、第２ハウジング２０は、出力ギア収容部２１とデフ収容部２２との間においてはボスを形成することができないため、リブ２４を形成することにより補強する構造としている。リブ２４は、第２ハウジング２０を側面から見た場合に、出力ギア９の回転軸としてのギアシャフト９０とディファレンシャルギア５の回転軸に位置するデフ開口部５０とを結ぶ直線上において形成されている。これにより、リブ２４は、出力ギア９及びディファレンシャルギア５の駆動に伴って発生する力を纏めて支えることにより、最小限の補強構造で第２ハウジング２０における出力ギア収容部２１とデフ収容部２２との間を保護している。

ところで、減速機構４は、モータ２から入力される駆動トルクを入力ギア７及び中間ギア８を介して減速させ、出力ギア９からディファレンシャルギア５へ駆動トルクを伝達する。このため、出力ギア９は、車両用駆動装置１の動作に伴い、減速機構４の中で最も大きな駆動反力を受けることになる。この場合の駆動反力は、出力ギア９のギアシャフト９０を中心とした放射方向のうち、例えばヘリカルギアとして連結された減速機構４における各ギアの相対配置及び各ギアの歯スジ角度により決まる方向に生じる。本実施例においては、図２において矢印Ｄ１で示す方向に駆動反力が生じているものとし、出力ギア９を支持する出力ギア収容部２１に隣接する反力伝達領域２３に負荷が集中する。

上記した複数のボスのうち、少なくとも１つのボスは、第２ハウジング２０における反力伝達領域２３に設けられている。すなわち、本実施形態においては、複数の出力ギア囲繞ボス３０のうちの１つが、反力伝達領域２３に配置されていることにより、上記の駆動反力による負荷を受け持つよう構成されている。これにより、第２ハウジング２０は、補強構造を別途新たに追加することなく、第１ハウジング１０に固定するためのボスにより上記した駆動反力の負荷を受け持つことができる。これにより、本発明の車両用駆動装置１によれば、第２ハウジング２０の軽量化が可能となり、車両重量を低減することができる。

続いて、第２ハウジング２０が備える上記した複数のボスについてより詳しく説明する。図３は、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０との連結部における上面図である。ここで、第１ハウジング１０及び第２ハウジング２０は、上記した複数の出力ギア囲繞ボス３０及び複数のデフ囲繞ボス４０により連結面６０において連結されている。

出力ギア収容部２１の周囲には、上記した複数の出力ギア囲繞ボス３０が出力ギア９のギアシャフト９０と平行に配置されている。出力ギア囲繞ボス３０は、ボルト３１及びボルト挿通部３２からなる締結機構であり、ボルト３１がボルト挿通部３２を通って第１ハウジング１０まで延在することにより、第２ハウジング２０を第１ハウジング１０に固定する。

また、デフ収容部２２の周囲には、上記した複数のデフ囲繞ボス４０がディファレンシャルギア５の回転軸と平行に配置されている。デフ囲繞ボス４０は、ボルト４１及びボルト挿通部４２からなる締結機構であり、ボルト４１がボルト挿通部４２を通って第１ハウジング１０まで延在することにより、第２ハウジング２０を第１ハウジング１０に固定する。

ここで、出力ギア囲繞ボス３０のボルト３１は、デフ囲繞ボス４０のボルト４１よりも、ボス締結方向、すなわち第１ハウジング１０と第２ハウジング２０との連結面６０に垂直な方向に対して長い。また、出力ギア囲繞ボス３０のボルト挿通部３２は、デフ囲繞ボス４０のボルト挿通部４２よりもボス締結方向に対して長い。このため、第２ハウジング２０は、車両用駆動装置１の動作に伴いデフ収容部２２よりも大きな駆動反力を受ける出力ギア収容部２１を、デフ囲繞ボス４０よりも長い出力ギア囲繞ボス３０によって補強することができる。これにより、第２ハウジング２０は、補強構造を別途新たに追加することなく、上記した駆動反力の負荷を受け持つことができ、第２ハウジング２０の軽量化が可能となる。

また、出力ギア囲繞ボス３０のボルト３１は、デフ囲繞ボス４０のボルト４１よりも大きい径を有する。また、出力ギア囲繞ボス３０のボルト挿通部３２は、デフ囲繞ボス４０のボルト挿通部４２よりも大きい径を有する。このため、第２ハウジング２０は、車両用駆動装置１の動作に伴いデフ収容部２２よりも大きな駆動反力を受ける出力ギア収容部２１を、デフ囲繞ボス４０よりも大きい径を有する出力ギア囲繞ボス３０によって補強することができる。これにより、第２ハウジング２０は、補強構造を別途新たに追加することなく、上記した駆動反力の負荷を受け持つことができ、第２ハウジング２０の軽量化が可能となる。

ここで、出力ギア囲繞ボス３０は、本実施形態においては上記したようにデフ囲繞ボス４０に対してボス締結方向に長く且つ大きい径を有しているが、長さ又は太さのいずれか一方の寸法だけが大きくてもよい。また、出力ギア囲繞ボス３０は、本実施形態においては上記したようにデフ囲繞ボス４０に対してボルト３１及びボルト挿通部３２の両方が大きい径を有しているが、いずれか一方の径だけが大きくてもよい。

さらに、本実施形態においては、複数の出力ギア囲繞ボス３０が全て同じ寸法とし、複数のデフ囲繞ボス４０が全て同じ寸法としているが、複数の出力ギア囲繞ボス３０のうち、例えば上記した反力伝達領域２３に設けられた出力ギア囲繞ボス３０を他の出力ギア囲繞ボス３０よりもさらに大きい寸法としてもよい。この場合には、複数の出力ギア囲繞ボス３０は、特に負荷が集中する反力伝達領域２３を最も大きい寸法の出力ギア囲繞ボス３０で受け持ち、他の出力ギア囲繞ボス３０の寸法を負荷に応じて小さくすることができる。これにより、複数の出力ギア囲繞ボス３０は、上記した駆動反力に対して第２ハウジング２０を補強しつつ軽量化が可能となる。

そして、第２ハウジング２０の反力伝達領域２３に設けられる出力ギア囲繞ボス３０は、図２に示すように、ボルト３１が出力ギア収容部２１から離れた位置に配置されると共に、ボルト３１と出力ギア収容部２１との間を繋ぐようにボルト挿通部３２が形成されている。これにより、反力伝達領域２３においてより効果的な補強が可能になり、必要最小限の補強構造により第２ハウジング２０のさらなる軽量化が可能となる。

以上のように、本発明に係る車両用駆動装置１によれば、第２ハウジング２０に第１ハウジング１０を固定する複数の出力ギア囲繞ボス３０のうちの少なくとも１つは、出力ギア９がディファレンシャルギア５へ駆動トルクを伝達する場合に生じる駆動反力が伝達される反力伝達領域２３に設けられる。これにより、車両用駆動装置１は、駆動反力による負荷を出力ギア囲繞ボス３０で受け持つことができ、補強構造を別途新たに追加することなく、第２ハウジング２０の軽量化が可能となる。従って、本発明に係る車両用駆動装置１は、車両重量を低減することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施例においては、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０とが出力ギア９の回転軸の長さ方向に並ぶ構成を例示したが、本願の作用効果を奏する限りにおいては、減速機構４の各ギア及びディファレンシャルギア５の相対的な配置や、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０との連結方向を適宜変更してもよい。

１ 車両用駆動装置
２ モータ
４ 減速機構
５ ディファレンシャルギア
６ ハウジング構造
７ 入力ギア
９ 出力ギア
１０ 第１ハウジング
２０ 第２ハウジング
２３ 反力伝達領域
３０ 出力ギア囲繞ボス
４０ デフ囲繞ボス

Claims (4)

1. 車両に搭載されたモータと、前記モータの駆動トルクを前記車両のディファレンシャルギアに伝達する減速機構と、を備える車両用駆動装置であって、
   前記減速機構と前記ディファレンシャルギアとを収容するハウジング構造を含み、
   前記ハウジング構造は、前記モータの前記駆動トルクが直接伝達される入力ギアを収容する第１ハウジング、及び前記入力ギアから伝達される前記駆動トルクを前記ディファレンシャルギアに直接伝達する出力ギアと前記ディファレンシャルギアとを前記第１ハウジングと協働して収容する第２ハウジングを備え、
   前記第２ハウジングは、前記出力ギアの周囲を覆う形状を備え、前記第１ハウジングに複数のボスを介して固定され、
   前記複数のボスのうち少なくとも１つのボスは、前記出力ギアが前記ディファレンシャルギアに前記駆動トルクを伝達する場合に生じる駆動反力が伝達される領域に設けられる、車両用駆動装置。
2. 前記第２ハウジングは、前記出力ギア及び前記ディファレンシャルギアの周囲を覆う形状を備え、
   前記複数のボスのうち、前記出力ギアの周囲に設けられる出力ギア囲繞ボスは、前記ディファレンシャルギアの周囲に設けられるデフ囲繞ボスよりも大きい寸法を有する、請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記出力ギア囲繞ボスは、デフ囲繞ボスよりもボス締結方向に対して長い、請求項２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記出力ギア囲繞ボスは、デフ囲繞ボスよりも大きい径を有する、請求項２に記載の車両用駆動装置。

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