JP2019158119A - 電動駆動ユニットの軸配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向寸法を短縮して電動駆動ユニットの小型化を図ることができる電動駆動ユニットの軸配置構造を提供すること。【解決手段】同軸上に配置された左右の電動機２Ｌ，２Ｒからそれぞれ出力される回転駆動力を、互いに平行に配置された左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを経て、同軸上に配置された左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ独立して伝達する電動機駆動ユニット１において、前記左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを少なくとも上下方向にオフセットさせてタンデムに配置するとともに、これらの各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒの軸方向両端をそれぞれ回転可能に支持する複数の軸受１１，１２のうち、軸方向内側の２つの軸受１１を軸方向にオーバーラップさせて配置する。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源として電動機を備える電動駆動ユニットの軸配置構造に関する。

例えば、車両の動力伝達装置として、左右の車軸をディファレンシャル機構（差動機構）に連結するとともに、一方の車軸の外周に電動機を同軸に配置し、この電動機からの回転駆動力を減速機構を経てディファレンシャル機構に伝達するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記動力伝達装置によれば、１つの電動機からの回転動力がディファレンシャル機構によって左右の車軸に分配されるため、左右の駆動輪を独立して制御することができないという問題がある。

そこで、特許文献２には、車両の左右の車軸にそれぞれ独立して回転動力を出力可能な左右２つの電動機を設けるとともに、各電動機から左右の車軸への各動力伝達経路に遊星ギヤ機構などの減速機構をそれぞれ設ける構成が提案されている。ここで、かかる構成を採用する従来の電動駆動ユニットにおける軸配置構造を図８に示す。

すなわち、図８は従来の電動駆動ユニットの軸配置構造を示す展開平面図であり、図示の電動駆動ユニット１０１においては、駆動源である左右の電動機１０２Ｌ，１０２Ｒが同軸かつ左右対称に配置されている。

上記左右の電動機１０２Ｌ，１０２Ｒの各モータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒは、同軸上で相対向するように水平に配置されており、各モータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒの軸方向２箇所は、軸受（ボールベアリング）１０４，１０５によってハウジング１０７に回転可能に支持されている。そして、左右のモータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒには、小径のギヤ１０８が固定されている。

また、上記左右のモータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒと平行な左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒと出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒがそれぞれ水平に配置されており、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒは、同軸に配置され、左右の出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒも同軸に配置されている。ここで、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒは、その軸方向両端が軸受（ボールベアリング）１１１，１１２によってハウジング１０７にそれぞれ回転可能に支持されており、左右の出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒは、その軸方向２箇所が軸受（ボールベアリング）１１３，１１４によってハウジング１０７にそれぞれ回転可能に支持されている。

そして、同軸上に配置された上記左右の各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒには、大小異径のギヤ１１６，１１７がそれぞれ固定されており、大径側の各ギヤ１１６は、左右のモータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒにそれぞれ固定された前記ギヤ１０８にそれぞれ噛合している。ここで、左右の各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１１６は、各モータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１０８よりも大径であって、これらのギヤ１０８，１１６は、減速ギヤ列を構成している。

また、同軸上に配置された前記左右の出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒの軸受１１３と１１４との間には、大径のギヤ１１８がそれぞれ固定されており、各ギヤ１１８は、左右の各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒに固定された小径側のギヤ１１７にそれぞれ噛合している。ここで、左右の各出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１１８は、各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１１７よりも大径であって、これらのギヤ１１７，１１８は、減速ギヤ列を構成している。

以上のように構成された電動駆動ユニット１０１において、左右の電動機１０２Ｌ，１０２Ｒに給電されてこれらがそれぞれ起動されると、その各モータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒの回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ１０８とギヤ１１６を経て減速されて左右の各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒへと伝達されて各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒがそれぞれ所定の速度で回転駆動される。そして、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒの回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ１１７とギヤ１１８を経て減速されて左右の各出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒへと伝達されて各出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒがそれぞれ所定の速度で回転駆動される。このため、左右の電動機１０２Ｌ，１０２Ｒの各モータ軸１０３Ｌ，１０３Ｒの回転は、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒを経て２段減速されて左右の出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒにそれぞれ伝達され、当該電動駆動ユニット１０１が車両に搭載される場合、左右の出力軸１１０Ｌ，１１０Ｒから左右の不図示の車軸にそれぞれ独立して回転動力を伝達して左右の不図示の駆動輪を回転駆動することができる。

特開２００６−２６４６４７号公報 特開２０１０−２３６６７４号公報

しかしながら、図８に示す従来の電動駆動ユニット１０１の軸配置構造においては、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒが同軸に配置されているため、各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒを支持する軸受１１１，１１２のうち、相対向する内側の軸受１１１同士の軸方向における干渉を防ぐために、これら２つの軸受１１１を軸方向に並設する必要がある。このように内側の２つの軸受１１１を並設すると、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒの全体の軸方向寸法が長くなり、電動駆動ユニット１０１の幅寸法を縮小して小型化を図ることができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、軸方向寸法を短縮して電動駆動ユニットの小型化を図ることができる電動駆動ユニットの軸配置構造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、同軸上に配置された左右の電動機（２Ｌ，２Ｒ）からそれぞれ出力される回転駆動力を、互いに平行に配置された左右のカウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）を経て、同軸上に配置された左右の出力軸（１０Ｌ，１０Ｒ）にそれぞれ独立して伝達する電動機駆動ユニット（１）において、前記左右のカウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）を少なくとも上下方向にオフセットさせて配置するとともに、これらの各カウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）の軸方向両端をそれぞれ回転可能に支持する複数の軸受（１１，１２）のうち、軸方向内側の２つの軸受（１１）を軸方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とする。

本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造によれば、左右のカウンタ軸を従来の軸配置構造における左右のカウンタ軸に対して軸受の幅の１／２だけそれぞれ内側に配置することができ、これに伴って左右のモータ軸と出力軸も同様に同寸法だけ軸方向内側に配置することができる。この結果、電動駆動ユニットの幅寸法を１つの軸受の幅だけ短縮することができ、該電動駆動ユニット１の小型化を図ることができる。

また、本発明では、左右の前記カウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）を前後方向にもオフセットさせて配置してもよい。

また、本発明では、左右の前記電動機（２Ｌ，２Ｒ）の各モータ軸（３Ｌ，３Ｒ）から左右の前記カウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）への動力伝達および左右の前記カウンタ軸（９Ｌ，９Ｒ）から左右の前記出力軸（１０Ｌ，１０Ｒ）への動力伝達を、互いに噛合する減速ギヤ列（８，１６，１７，１８）を介して行うようにしてもよい。

本発明によれば、電動駆動ユニットの軸方向寸法を短縮して当該電動駆動ユニットの小型化を図ることができる。

電動駆動ユニットを備えるハイブリッド車両の基本構成を示す概略平面図である。 本発明にかかる軸配置構造を備える電動駆動ユニットの展開平面図である。 本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造を示す斜視図である。 本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造を示す正面図（図３の矢視Ａ方向の図）である。 本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造を示す平面図（図３の矢視Ｂ方向の図）である。 本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造を示す側面図（図３の矢視Ｃ方向の図）である。 本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造におけるカウンタ軸の配置を従来との比較において模式的に示す図であって、（ａ）は従来、（ｂ）は本発明をそれぞれ示す。 従来の軸配置構造を示す電動駆動ユニットの展開平面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は電動駆動ユニットを備えるハイブリッド車両の基本構成を示す概略平面図であり、図示のハイブリッド車両ＨＥＶは、内燃機関（エンジン）Ｅと電動機Ｍが直列に接続された駆動ユニットＵを車両前部に備え、この駆動ユニットＵから出力される動力がトランスミッションＴを介して左右の前輪ＷＦにそれぞれ伝達される。

また、ハイブリッド車両ＨＥＶは、上記駆動ユニットＵとは別に電動駆動ユニット１が後部に配置されており、この電動駆動ユニット１から出力される動力が左右の後輪ＷＲにそれぞれ伝達される。ここで、電動駆動ユニット１には、左右の後輪ＷＲを独立して駆動するための左右の電動機２Ｌ，２Ｒが備えられているが、これらの電動機２Ｌ，２Ｒと前記駆動ユニットＵの電動機Ｍは、パワードライブユニットＰＤＵを介してバッテリＢにそれぞれ電気的に接続されており、これらの電動機Ｍと２Ｌ，２Ｒには、バッテリＢから電力が供給されるとともに、電動機Ｍと２Ｌ，２Ｒにおいて発生して回生エネルギによるバッテリＢへの蓄電がＰＤＵを介してなされる。

次に、前記電動駆動ユニット１の構成と本発明にかかる軸配置構造を図２〜図７に基づいて以下に説明する。

図２は本発明にかかる軸配置構造を備える電動駆動ユニットの展開平面図、図３は同電動駆動ユニットの軸配置構造を示す斜視図、図４は同電動駆動ユニットの軸配置構造を示す正面図（図３の矢視Ａ方向の図）、図５は同電動駆動ユニットの軸配置構造を示す平面図（図３の矢視Ｂ方向の図）、図６は同電動駆動ユニットの軸配置構造を示す側面図（図３の矢視Ｃ方向の図）、図７は本発明にかかる電動駆動ユニットの軸配置構造におけるカウンタ軸の配置を従来との比較において模式的に示す図であって、（ａ）は従来、（ｂ）は本発明をそれぞれ示す。

図２に示すように、電動駆動ユニット１においては、駆動源である左右の前記電動機２Ｌ，２Ｒが同軸かつ左右対称に配置されている。

上記左右の電動機２Ｌ，２Ｒの左右のモータ軸３Ｌ，３Ｒは、同軸上で相対向するように水平に配置されており、各モータ軸３Ｌ，３Ｒの軸方向３箇所は、軸受（ボールベアリング）によってハウジング７にそれぞれ回転可能に支持されている。そして、左右のモータ軸３Ｌ，３Ｒには、小径のギヤ８がそれぞれ固定されている。

また、上記左右のモータ軸３Ｌ，３Ｒと平行な左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒと出力軸１０Ｌ，１０Ｒがそれぞれ水平に配置されており、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒは、後述のように上下及び前後方向にオフセットしてタンデムに配置され、左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒは、モータ軸３Ｌ，３Ｒと同様に同軸に配置されている。ここで、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒは、その軸方向両端が軸受（ボールベアリング）１１，１２によってハウジング７にそれぞれ回転可能に支持されており、左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒは、その軸方向３箇所が軸受（ボールベアリング）１３，１４，１５によってハウジング７にそれぞれ回転可能に支持されている。

そして、互いに上下及び前後方向にオフセットしてタンデムに配置された前記左右の各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒには、大小異径のギヤ１６，１７がそれぞれ固定されており、大径側の各ギヤ１６は、左右のモータ軸３Ｌ，３Ｒにそれぞれ固定された前記ギヤ８にそれぞれ噛合している。ここで、左右の各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１６は、各モータ軸３Ｌ，３Ｒにそれぞれ固定されたギヤ８よりも大径であって、これらのギヤ８，１６は、減速ギヤ列を構成している。

また、同軸上に配置された前記左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒの軸受１３と１４との間には、大径のギヤ１８がそれぞれ固定されており、各ギヤ１８は、左右の各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒに固定された小径側のギヤ１７にそれぞれ噛合している。ここで、左右の各出力軸１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１８は、各カウンタ軸１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ固定されたギヤ１７よりも大径であって、これらのギヤ１７，１８は、減速ギヤ列を構成している。

ここで、電動駆動ユニット１における本発明に係る軸配置構造の実際の状況を図３〜図６に示すが、これらの図に示すように、右側のカウンタ軸９Ｒは、左側のカウンタ軸９Ｌに対して下方にε１（図６参照）だけオフセットし、車両前方（図６の右方）にε２だけオフセットした位置に配置されている。なお、本実施の形態では、図３〜図５に示すように、各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒの軸方向外端部を支持する軸受１２は、ギヤ１６の内部に収容されて外部には露出していない。

以上のように構成された電動駆動ユニット１において、左右の電動機２Ｌ，２Ｒに給電されてこれらがそれぞれ起動されると、その各モータ軸３Ｌ，３Ｒの回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ８とギヤ１６を経て減速されて左右の各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒへと伝達されて各カウンタ軸９Ｌ，９Ｒがそれぞれ所定の速度で回転駆動される。そして、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒの回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ１７とギヤ１８を経て減速されて左右の各出力軸１０Ｌ，１０Ｒへと伝達されて各出力軸１０Ｌ，１０Ｒがそれぞれ所定の速度で回転駆動される。このため、左右の電動機２Ｌ，２Ｒの各モータ軸３Ｌ，３Ｒの回転は、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを経て２段減速されて左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ伝達され、当該電動駆動ユニット１が搭載された図１に示すハイブリッド車両ＨＥＶにおいては、電動駆動ユニット１の左右の出力軸１０Ｌ，１０Ｒから左右の車軸にそれぞれ独立して回転動力を伝達して左右の後輪ＷＲ（図１参照）を回転駆動することができる。

以上説明した電動駆動ユニット１における軸配置構造においては、前述のように左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを上下及び前後方向にオフセットさせてタンデムに配置したため、これらのカウンタ軸９Ｌ，９Ｒの各軸方向内端部を支持する軸受１１を図４，図５及び図７に示すように軸方向にオーバーラップさせて配置することができる。つまり、両軸受１１を軸方向に同じ位置に配置しても、これらが互いに干渉することがない。この結果、本発明に係る軸配置構造によれば、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒの長さを変化させることなく、これらの左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒのハウジング７内における軸方向寸法を１つの軸受１１の幅だけ短縮することができる。このことを図７に基づいて以下に説明する。

図７はカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを正面側から見た模式図であって、図８に示す従来の軸配置構造においては、図７（ａ）に示すように、左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒが同軸に配置されているため、これらを回転可能に支持する内側の２つの軸受１１１同士の干渉を避けてこれらを軸方向に併設する必要がある。このため、軸受１１１，１１２を含む左右の各カウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒの長さを図示のようにＬとすると、これらのカウンタ軸１０９Ｌ，１０９がハウジング１０９（図８参照）において占める軸方向の長さＬ２は、
Ｌ２＝Ｌ＋Ｌ＝２Ｌ …（１）
となる。

これに対して、本発明に係る軸配置構造においては、図７（ｂ）に示すように、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを上下方向にε１、前後方向にε２（図６参照）だけオフセットしてタンデムに配置したため、各カウンタ軸を支持する内側の軸受１１の軸方向における干渉を考慮することなく、これら２つの軸受１１を軸方向にオーバーラップさせて（軸方向において同位置に）配置することができる。従って、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒの長さを従来のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９Ｒと同様にＬとすると、これらのカウンタ軸９Ｌ，９Ｒがハウジング７（図２および図６参照）において占める長さＬ１は、１つの軸受１１の幅Ｗだけ短くなり、次式で示される関係が成立する。

Ｌ１＝Ｌ２−Ｗ …（２）
従って、本発明にかかる軸配置構造によれば、左右のカウンタ軸９Ｌ，９Ｒを従来の軸配置構造における左右のカウンタ軸１０９Ｌ，１０９に対して軸方向にＷ／２だけ内側に配置することができ（図７（ｂ）参照）、これに伴って図２〜図６に示す左右のモータ軸３Ｌ，３Ｒと出力軸１０Ｌ，１０Ｒも同様に軸方向にＷ／２だけ内側に配置することができる。この結果、ハウジング７を含む電動駆動ユニット１の幅寸法を１つの軸受１１の幅Ｗだけ短縮することができ、該電動駆動ユニット１の小型化を実現して図１に示すハイブリッド車両ＨＥＶへの当該電動機ユニット１の搭載性を高めることができる。

なお、以上の実施の形態では、ハイブリッド車両に搭載された電動駆動ユニットにおける軸配置構造について説明したが、本発明は、ハイブリッド車両以外の例えば電動車両（ＥＶ車両）に搭載された電動駆動ユニット、あるいは車両以外の装置に設けられた電動駆動ユニットの軸配置構造に対しても同様に適用可能である。

また、以上の実施の形態では、左右の電動機のモータ軸の回転を２段の減速ギヤ列によって減速して左右の出力軸へと伝達する構成を採用したが、減速機構としては、遊星ギヤ機構などを用いることもできる。

さらに、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

１ 電動駆動ユニット
２Ｌ，２Ｒ 電動機
３Ｌ，３Ｒ モータ軸
４〜６ 軸受
７ ハウジング
８ ギヤ
９Ｌ，９Ｒ カウンタ軸
１０Ｌ，１０Ｒ 出力軸
１１〜１５ 軸受
１６〜１８ ギヤ
ε１ カウンタ軸の上下方向のオフセット量
ε２ カウンタ軸の前後方向のオフセット量

Claims (3)

1. 同軸上に配置された左右の電動機からそれぞれ出力される回転駆動力を、互いに平行に配置された左右のカウンタ軸を経て、同軸上に配置された左右の出力軸にそれぞれ独立して伝達する電動機駆動ユニットにおいて、
   前記左右のカウンタ軸を少なくとも上下方向にオフセットさせて配置するとともに、これらの各カウンタ軸の軸方向両端をそれぞれ回転可能に支持する複数の軸受のうち、軸方向内側の２つの軸受を軸方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とする電動駆動ユニットの軸配置構造。
2. 左右の前記カウンタ軸を前後方向にもオフセットさせて配置したことを特徴とする請求項１に記載の電動駆動ユニットの軸配置構造。
3. 左右の前記電動機の各モータ軸から左右の前記カウンタ軸への動力伝達および左右の前記カウンタ軸から左右の前記出力軸への動力伝達を、互いに噛合する減速ギヤ列を介して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電動駆動ユニットの軸配置構造。