JP2021080953A

JP2021080953A - 駆動輪駆動装置

Info

Publication number: JP2021080953A
Application number: JP2019206689A
Authority: JP
Inventors: 竜之介古澤; Ryunosuke Furusawa
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: JP7327098B2

Abstract

【課題】車両の旋回性を調整可能にする駆動輪駆動装置を提供する。【解決手段】車両の一対の駆動輪を駆動させる駆動輪駆動装置は、一対の駆動輪を駆動させるための駆動力を与える第１駆動力源と、第１駆動力源からの駆動力を一対の駆動輪のそれぞれに分配するデファレンシャルギアであって、デフケースと、デフケース内に収容された一対のサイドギアと、デフケース内に収容され一対のサイドギアと噛み合うピニオンギアとを備えるデファレンシャルギアと、一対の駆動輪間のトルク差を調整するための駆動力を与える第２駆動力源と、第２駆動力源からの駆動力をデファレンシャルギアに伝達するための歯車機構とを備え、歯車機構は、デファレンシャルギアのピニオンギアに力を伝えるように設けられるとともに第２駆動力源からの駆動力によって回転可能に構成された回転部材と、回転部材の回転をピニオンギアに伝達する伝達部材とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、車両の一対の駆動輪を駆動させる駆動輪駆動装置に関する。

特許文献１には、左右の駆動輪の間にデファレンシャルギアと駆動力調整機構とを有し、左右の駆動輪への駆動力の配分を調整する車両用左右駆動力調整装置が記載されている。車両の旋回時には、左右の駆動輪間に適切なトルク差を与えることが必要である。

特開２０１３−１７３５２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用左右駆動力調整装置では、左右の駆動輪間に与えるトルク差を任意に調整して、車両の旋回性を調整することは困難であった。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、車両の旋回性を調整可能にする駆動輪駆動装置を提供することを目的とする。

本開示の少なくとも１つの実施形態に係る駆動輪駆動装置は、車両の一対の駆動輪を駆動させる駆動輪駆動装置であって、一対の駆動輪を駆動させるための駆動力を与える第１駆動力源と、第１駆動力源からの駆動力を一対の駆動輪のそれぞれに分配するデファレンシャルギアであって、デフケースと、デフケース内に収容された一対のサイドギアと、デフケース内に収容され一対のサイドギアと噛み合うピニオンギアとを備えるデファレンシャルギアと、一対の駆動輪間のトルク差を調整するための駆動力を与える第２駆動力源と、第２駆動力源からの駆動力をデファレンシャルギアに伝達するための歯車機構とを備え、歯車機構は、デファレンシャルギアのピニオンギアに力を伝えるように設けられるとともに第２駆動力源からの駆動力によって回転可能に構成された回転部材と、回転部材の回転をピニオンギアに伝達する伝達部材とを備える。この構成によると、車両の旋回時に、第２駆動力源からの駆動力を調整することにより一対の駆動輪間のトルク差を調整できるので、車両の旋回性を調整することができる。

いくつかの実施形態では、第１駆動力源とデファレンシャルギアとは、第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、第２駆動力源と歯車機構とは、第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、第１ドライブピニオンギアと第１リングギアとの組み合わせ、及び、第２ドライブピニオンギアと第２リングギアとの組み合わせがいずれも傘歯車であってもよい。この構成によると、第１駆動力源及び第２駆動力源がそれぞれモータである場合、モータの回転が車両の進行方向に対して垂直な方向になり、車両の加減速とは無関係になるので、車両のゆれを低減することができる。

いくつかの実施形態では、第１駆動力源とデファレンシャルギアとは、第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、第２駆動力源と歯車機構とは、第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、第１ドライブピニオンギアと第１リングギアとの組み合わせ、及び、第２ドライブピニオンギアと第２リングギアとの組み合わせがいずれも平歯車であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１駆動力源とデファレンシャルギアとは、第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、第２駆動力源と歯車機構とは、第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、第１ドライブピニオンギアと第１リングギアとの組み合わせ、及び、第２ドライブピニオンギアと第２リングギアとの組み合わせのいずれか一方が平歯車で他方が傘歯車であってもよい。

いくつかの実施形態では、第２駆動力源はモータであってもよい。第２駆動力源がエンジンである場合に比べて第２駆動力源からの駆動力の調整を迅速に行えるので、一対の駆動輪間のトルク差の調整、したがって、車両の旋回性の調整を迅速に行うことができる。

本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、車両の旋回時に、第２駆動力源からの駆動力を調整することにより一対の駆動輪間のトルク差を調整できるので、車両の旋回性を調整することができる。

本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置の構成を示す模式図である。本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置の変形例の構成を示す模式図である。本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置の別の変形例の構成を示す模式図である。本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置のさらに別の変形例の構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態の中から、サイドギアと噛み合うピニオンギアが２個の場合の例について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。更には、第１駆動力源と第２駆動力源とは、それぞれ別体であっても、筐体を共有する一体であってもよい。

図１には、車両の一対の駆動輪、すなわち左車輪１０１及び右車輪１０２を駆動させるための本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置１の構成が模式的に示されている。駆動輪駆動装置１は、左車輪１０１及び右車輪１０２を駆動させるための駆動力を与える第１駆動力源である第１モータ２と、第１モータ２からの駆動力を左車輪１０１及び右車輪１０２のそれぞれに分配するデファレンシャルギア４と、左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差を調整するための駆動力を与える第２駆動力源である第２モータ３と、第２モータ３からの駆動力をデファレンシャルギア４に伝達するための歯車機構５とを備えている。

デファレンシャルギア４は、第１モータ２の第１出力軸２１につながる第１ドライブピニオンギア２２と噛み合う第１リングギア１１と、第１リングギア１１が固定されたデフケース１２と、デフケース１２内に収容された一対のサイドギア１３，１４と、デフケース１２内に収容され一対のサイドギア１３，１４と噛み合うピニオンギア１５，１６とを備えている。

歯車機構５は、第２モータ３の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギア３２と噛み合う第２リングギア４１と、第２リングギア４１が固定された回転部材４２と、回転部材４２に固定された第３リングギア４３と、回転部材４２の回転をピニオンギア１５，１６に伝達する伝達部材４４，４５とを備えている。伝達部材４４は、第３リングギア４３と噛み合う第２ピニオンギア４６と、第２ピニオンギア４６とピニオンギア１５とを接続する伝達シャフト４８とを備えている。伝達部材４５は、第３リングギア４３と噛み合う第２ピニオンギア４７と、第２ピニオンギア４７とピニオンギア１６とを接続する伝達シャフト４９とを備えている。伝達シャフト４８，４９はそれぞれ、デフケース１２を貫通している。

デファレンシャルギア４の第１リングギア１１、サイドギア１３，１４、及びピニオンギア１５，１６はそれぞれ傘歯車である。回転部材４２の第２リングギア４１及び第３リングギア４３はそれぞれ傘歯車である。伝達部材４４，４５それぞれの第２ピニオンギア４６，４７はそれぞれ傘歯車である。第１モータ２の第１ドライブピニオンギア２２及び第２モータ３の第２ドライブピニオンギア３２はそれぞれ傘歯車である。また、回転部材４２は、筒状形状、例えば円筒形状を有し、その軸方向にデフケース１２の一部が回転部材４２の内部に挿入するように構成してもよい。

次に、本開示の一実施形態に係る駆動輪駆動装置１の動作について説明する。左車輪１０１及び右車輪１０２は、第１モータ２から与えられる駆動力によって駆動される。第１モータ２が稼働して、第１出力軸２１及び第１ドライブピニオンギア２２が図１における左方向（矢印Ａの方向）に回転すると、第１ドライブピニオンギア２２と噛み合う第１リングギア１１が矢印Ｂの方向に回転し、第１リングギア１１が固定されたデフケース１２も矢印Ｂの方向に回転する。これにより、左車輪１０１及び右車輪１０２は矢印Ｃの方向に回転するため、左車輪１０１及び右車輪１０２を駆動輪とする車両は矢印Ｄの方向に直進する。

駆動輪駆動装置１では、デファレンシャルギア４と歯車機構５とが連結されているので、デフケース１２の回転と共に歯車機構５も回転する必要がある。デフケース１２の回転によって歯車機構５が回転するようにすると、デフケース１２が回転する際の抵抗となってしまう。そのため、左車輪１０１及び右車輪１０２を駆動輪とする車両が直進する際には、第２モータ３から与えられる駆動力によって、歯車機構５がデフケース１２と供回りするように第２モータ３を駆動させる。

具体的には、第２モータ３が稼働して、第２出力軸３１及び第２ドライブピニオンギア３２が図１における右方向（矢印Ｅの方向）に回転すると、第２ドライブピニオンギア３２と噛み合う第２リングギア４１が矢印Ｆの方向に回転し、第２リングギア４１が固定された回転部材４２も矢印Ｆの方向に回転する。第２モータ３から与えられる駆動力を調整することにより、歯車機構５がデフケース１２と供回りさせることができる。

次に、左車輪１０１及び右車輪１０２を駆動輪とする車両が左方向に旋回する際の駆動輪駆動装置１の動作について説明する。左方向に旋回する場合には、左車輪１０１の回転速度は減少し、右車輪１０２の回転速度は増加する。左車輪１０１及び右車輪１０２の回転速度の関係がこのようになるために、デファレンシャルギア４では、車両が左方向に旋回する際に、左車輪１０１は、路面から左車輪１０１を減速しようとする力を受け、その力を、左車輪１０１とつながるサイドギア１３へ、サイドギア１３が減速する回転方向（矢印Ｉの方向）の力として伝え、サイドギア１３が減速することで、ピニオンギア１５，１６が互いに反対方向、すなわちピニオンギア１５が図１における右方向（矢印Ｇの方向）に回転するとともにピニオンギア１６が図１における左方向（矢印Ｈの方向）に回転する。そして、そのピニオンギア１５とピニオンギア１６とをそのように回転させる力が、サイドギア１４へ、サイドギア１４が加速する回転方向（矢印Ｊの方向）の力として伝わり、サイドギア１４が加速することで、サイドギア１４とつながる右車輪１０２の回転速度が増加する。このようにして、デファレンシャルギア４は、左車輪１０１の回転速度を減少させて、右車輪１０２の回転速度を増加させる関係を作り出すことができる。

車両が左方向に旋回する際に、左車輪１０１及び右車輪１０２間に適切なトルク差を付与できれば、車両の旋回性を調整することができる。駆動輪駆動装置１では、第２モータ３からの駆動力を調整することにより左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差を調整して、車両の旋回性を調整することができる。

例えば、車両が左方向に旋回する場合に車両の旋回性をより向上させるためには、第２出力軸３１及び第２ドライブピニオンギア３２の矢印Ｅの方向の回転速度が増加するように第２モータ３の駆動力を調整する。そうすると、回転部材４２の矢印Ｆ方向の回転速度がデフケース１２の矢印Ｂ方向の回転速度よりも大きくなるので、第３リングギア４３と噛み合う第２ピニオンギア４６は、車両が左方向に旋回する際のピニオンギア１５の回転方向Ｇと同じ方向に回転して、ピニオンギア１５がより回転するようになるとともに、第３リングギア４３と噛み合う第２ピニオンギア４７も、車両が左方向に旋回する際のピニオンギア１６の回転方向Ｈと同じ方向に回転して、ピニオンギア１６がより回転するようになる。第２モータ３のこのような駆動力の調整により、伝達シャフト４８，４９を介して第２ピニオンギア４６，４７の回転がピニオンギア１５，１６に伝達されるので、第２モータ３の駆動力の調整に応じたトルク差が左車輪１０１及び右車輪１０２間に付与される。

また、第２モータ３の駆動力を上記とは逆にして、第２出力軸３１及び第２ドライブピニオンギア３２の矢印Ｅの方向の回転速度が減少するようにすることで、左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差を抑制し、車両の旋回性を抑制することもできる。

尚、車両が右方向に旋回する際のデファレンシャルギア４の動作は、車両が左方向に旋回する際の動作に対してサイドギア１３，１４及びピニオンギア１５，１６それぞれへの作用の回転方向を逆にすればよく、車両が右方向に旋回する際の旋回性を向上するための動作は、車両が左方向に旋回する際の動作に対して第２モータ３の駆動力の調整を逆にすればよい。

また更に、第２モータ３の駆動力の調整を上記とは逆にして、第２出力軸３１及び第２ドライブピニオンギア３２の矢印Ｅの方向の回転速度が増加するようにすることで、左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差を抑制し、車両の旋回性を抑制することもできる。

このように、車両の旋回時に、第２モータ３からの駆動力を調整することにより左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差を調整できるので、車両の旋回性を調整することができる。

図２に示されるように、駆動輪駆動装置１において、第１リングギア１１と第１ドライブピニオンギア２２との組み合わせ、及び、第２ドライブピニオンギア３２と第２リングギア４１との組み合わせをそれぞれ平歯車にしてもよいし、図３及び４に示されるように、いずれか一方の組み合わせを平歯車にし、他方の組み合わせを傘歯車にしてもよい。

一方で、図１の構成では、第１モータ２及び第２モータ３のそれぞれの回転が車両の進行方向に対して垂直な方向になり、車両の加減速とは無関係になるので、車両のゆれを低減することができる。

上記実施形態では、第１駆動力源及び第２駆動力源はともにモータであったが、いずれか一方がエンジン又は両方がエンジンであってもよい。ただし、第２モータ３はモータであることが好ましい。第２駆動力源がモータである場合はエンジンである場合に比べて、第２駆動力源からの駆動力の調整を迅速に行えるので、左車輪１０１及び右車輪１０２間のトルク差の調整、したがって、車両の旋回性の調整を迅速に行うことができる。また、第１出力軸２１及び第２出力軸３１それぞれの回転方向の変更は、第１駆動力源及び第２駆動力源がそれぞれモータであれば、各モータへ供給される電流の流れる方向を逆にするだけで実現可能であるが、第１駆動力源及び第２駆動力源がそれぞれエンジンである場合には、ギア等が必要になり構成が複雑になるため、第１駆動力源及び第２駆動力源は両方ともモータであることが好ましい。

１駆動輪駆動装置
２第１モータ（第１駆動力源）
３第２モータ（第２駆動力源）
４デファレンシャルギア
５歯車機構
１１第１リングギア
１２デフケース
１３サイドギア
１４サイドギア
１５ピニオンギア
１６ピニオンギア
２１第１出力軸
２２第１ドライブピニオンギア
３１第２出力軸
３２第２ドライブピニオンギア
４１第２リングギア
４２回転部材
４３第３リングギア
４４伝達部材
４５伝達部材
４６第２ピニオンギア
４７第２ピニオンギア
４８伝達シャフト
４９伝達シャフト
１０１左車輪（駆動輪）
１０２右車輪（駆動輪）

Claims

車両の一対の駆動輪を駆動させる駆動輪駆動装置であって、
前記一対の駆動輪を駆動させるための駆動力を与える第１駆動力源と、
前記第１駆動力源からの前記駆動力を前記一対の駆動輪のそれぞれに分配するデファレンシャルギアであって、デフケースと、該デフケース内に収容された一対のサイドギアと、前記デフケース内に収容され前記一対のサイドギアと噛み合うピニオンギアとを備えるデファレンシャルギアと、
前記一対の駆動輪間のトルク差を調整するための駆動力を与える第２駆動力源と、
前記第２駆動力源からの駆動力を前記デファレンシャルギアに伝達するための歯車機構と
を備え、
前記歯車機構は、
前記デファレンシャルギアの前記ピニオンギアに力を伝えるように設けられるとともに前記第２駆動力源からの前記駆動力によって回転可能に構成された回転部材と、
前記回転部材の回転を前記ピニオンギアに伝達する伝達部材と
を備える駆動輪駆動装置。
前記第１駆動力源と前記デファレンシャルギアとは、前記第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、前記デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第２駆動力源と前記歯車機構とは、前記第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、前記回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第１ドライブピニオンギアと前記第１リングギアとの組み合わせ、及び、前記第２ドライブピニオンギアと前記第２リングギアとの組み合わせがいずれも傘歯車である、請求項１に記載の駆動輪駆動装置。
前記第１駆動力源と前記デファレンシャルギアとは、前記第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、前記デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第２駆動力源と前記歯車機構とは、前記第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、前記回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第１ドライブピニオンギアと前記第１リングギアとの組み合わせ、及び、前記第２ドライブピニオンギアと前記第２リングギアとの組み合わせがいずれも平歯車である、請求項１に記載の駆動輪駆動装置。
前記第１駆動力源と前記デファレンシャルギアとは、前記第１駆動力源の第１出力軸につながる第１ドライブピニオンギアと、前記デフケースに固定された第１リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第２駆動力源と前記歯車機構とは、前記第２駆動力源の第２出力軸につながる第２ドライブピニオンギアと、前記回転部材に固定された第２リングギアとが噛み合うことで接続され、
前記第１ドライブピニオンギアと前記第１リングギアとの組み合わせ、及び、前記第２ドライブピニオンギアと前記第２リングギアとの組み合わせのいずれか一方が平歯車で他方が傘歯車である、請求項１に記載の駆動輪駆動装置。
前記第２駆動力源はモータである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動輪駆動装置。