JP2021109578A - 電動車両の駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電動車両の駆動装置に関し、電動車両への搭載性を改善する。【解決手段】開示の電動車両の駆動装置は、シャシフレーム1を有する電動車両10において左右一対のサイドメンバ2の内側に配置され、車長方向に延在する第一出力軸21から駆動力を供給する第一電動機4と、車長方向に延在する第二出力軸22から駆動力を供給する第二電動機5とを備える。第一電動機4と第二電動機5との間には、第一出力軸21に接続される第一変速入力軸23と、第二出力軸22に接続される第二変速入力軸24と、駆動力を変速する変速部25と、駆動力を出力する変速出力軸30とを有する変速機構6が設けられる。また、車長方向に延在して変速出力軸30に接続されるプロペラシャフト7と、左右の駆動輪9に駆動力を配分するデファレンシャル8とを備える。【選択図】図3

Description

本発明は、二つの駆動用電動機を搭載した電動車両の駆動装置に関する。
従来、EV(電気自動車)やPHEV(プラグインハイブリッド電気自動車)などの電動車両において、複数の電動モータ(電動機,回転電機)を駆動源として備えたものが知られている。例えば、左右の駆動輪の各々に対して個別に電動モータを接続し、左右の電動モータを鏡対称に配置した車両用駆動装置の構造が提案されている。このような構造は、車長方向(車両前後方向)についての駆動装置のサイズを小さくする上で有用であり、車両への搭載性を改善するのに寄与しうる(特許文献1参照)。
特開2010-048379号公報
ボディがフレームによって支持される形式の大型車両(例えばトラックやバスなど)においては、セダンやステーションワゴンなどの乗用車と比較して、高出力かつ大型の電動モータが搭載されうる。そのため、駆動装置のダウンサイジングが難しく、車両への搭載性が悪化しやすいという課題がある。一方、搭載性のみを重視してしまうと、高出力で大型の電動モータを採用することが困難になる。
また、車両の開発段階において、駆動源を内燃機関(エンジン)から電動モータへと変更するような場合には、コストの上昇を抑制する観点から変更箇所以外の機器のレイアウトや仕様をそのまま維持できるようにすることが好ましい。しかしこの場合、電動モータやこれに付随するインバータなどの各種装置のサイズが、変更前の内燃機関のサイズによって制限されてしまう。したがって、車両への搭載性はより厳しいものとなる。
開示の技術は、このような課題に鑑みて創案されたものであり、電動車両に搭載される駆動装置の搭載性を改善することを目的の一つとする。
(1)開示の電動車両の駆動装置は、シャシフレームを有する電動車両において左右一対のサイドメンバの内側に配置され、車長方向に延在する第一出力軸から駆動力を供給する第一電動機と、前記左右一対のサイドメンバの内側に配置され、車長方向に延在する第二出力軸から駆動力を供給する第二電動機と、前記第一出力軸に接続される第一変速入力軸と、前記第二出力軸に接続される第二変速入力軸と、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸から入力された駆動力を変速する変速部と、前記変速部で変速された駆動力を出力する変速出力軸とを有し、前記第一電動機と前記第二電動機との間に設けられる変速機構と、車長方向に延在し、前記変速出力軸に接続されるプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトに接続され、左右の駆動輪に駆動力を配分するデファレンシャルと、を備える。
前記第一電動機及び前記第二電動機の各々は、上面視で前記左右一対のサイドメンバに挟まれる範囲内に配置される。これにより、サイドメンバよりも外側に配置される車載装置と前記第一電動機及び前記第二電動機との干渉が防止され、前記駆動装置の搭載性が改善される。また、前記変速機構は、前記第一電動機及び前記第二電動機の各々に対して車長方向に隣接するように配置される。これにより、前記駆動装置の車幅方向における寸法の増大が抑制され、前記駆動装置の省スペース性が向上するとともに、前記駆動装置の搭載性がさらに改善される。
(2)好ましくは、前記第二電動機が、前記第一電動機に対し車長方向に並ぶ位置に配置される。これにより、前記駆動装置の車幅方向における寸法の増大がさらに抑制され、前記駆動装置の省スペース性及び搭載性がさらに改善される。
(3)上記の場合に、前記第一出力軸と前記第二出力軸とが同軸に配置されることが好ましい。換言すれば、前記第一変速入力軸と前記第二変速入力軸とが同軸に配置されることが好ましい。これにより、前記変速機構の構造が簡素化され、前記駆動装置のダウンサイジングが容易となり、前記駆動装置の省スペース性及び搭載性がさらに改善される。
(4)また、好ましくは、前記第二電動機が、前記第一電動機に対し車幅方向に並ぶ位置に配置される。これにより、前記駆動装置の車長方向における寸法の増大がさらに抑制され、前記駆動装置の省スペース性及び搭載性がさらに改善される。
(5)上記の場合に、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸が、前記変速機構の前側に配置され、前記変速出力軸が、前記変速機構の後側に配置されることが好ましい。換言すれば、前記第一電動機及び前記第二電動機が前記変速機構の前側に隣接配置され、前記プロペラシャフトが前記変速機構の後側に接続されることが好ましい。これにより、前記変速出力軸の位置を前記第一変速入力軸や前記第二変速入力軸の位置から移動させる(オフセットさせる,ずらす)ことが容易となり、駆動力伝達経路のレイアウトの自由度が増加する。また、前記第一電動機及び前記第二電動機と前記プロペラシャフトとの干渉が生じにくくなることから、前記駆動装置の省スペース性及び搭載性がさらに改善される。
(6)好ましくは、前記変速出力軸が、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸よりも下方に配置される。これにより、前記変速機構の車長方向の寸法を短縮しやすくなり、前記駆動装置の省スペース性及び搭載性がさらに改善される。また、前記変速出力軸の位置を下方に移動させることで、前記プロペラシャフトの傾斜角が減少し、動力伝達経路の回転変動(トルク変動)が抑制される。したがって、前記駆動装置の振動特性が改善される。
(7)好ましくは、前記プロペラシャフトが、両端に設けられる継手を介して前記変速機構の前記変速出力軸と前記デファレンシャルのデフ入力軸とに接続され、前記変速出力軸の軸線と前記デフ入力軸の軸線とが平行に配置される。これにより、前記動力伝達経路の回転変動(トルク変動)がさらに抑制され、前記駆動装置の振動特性がさらに改善される。
(8)好ましくは、前記第一電動機及び前記第二電動機が、前記サイドメンバを基準として後傾姿勢で配置される。これにより、前記シャシフレームに作用した荷重によって前記第一出力軸及び前記第二出力軸が前傾方向に傾斜した場合に、前記変速出力軸の軸線と前記デフ入力軸の軸線とが平行に近づくことになる。したがって、前記動力伝達経路の回転変動(トルク変動)が抑制されやすくなり、前記電動車両の走行時(前記シャシフレームに荷重が作用しているとき)における前記駆動装置の振動特性がさらに改善される。
開示の技術によれば、駆動装置の電動車両への搭載性を改善できる。
第一実施例としての駆動装置が適用された車両の斜視図である。 図1に示す駆動装置を示す図であり、(A)はシャシフレームを含む駆動装置の上面図、(B)は駆動装置の側面図(片方のサイドメンバが省略された図)である。 図1に示す駆動装置の構造を示す骨子図である。 (A)〜(C)は、図3に示す変速機構の構造を説明するための模式図である。 第二実施例としての駆動装置の上面図である。 図5に示す駆動装置の構造を示す骨子図である。 図5に示す変速機構の構造を説明するための模式図である。 (A)〜(B)は、変形例としての駆動装置を説明するための図であり、(A)はシャシフレームを含む駆動装置の上面図、(B)は駆動装置の側面図(片方のサイドメンバが省略された図)である。
図面を参照して、実施形態としての電動車両の駆動装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
[1.第一実施例]
(構成)
図1は、第一実施例としての駆動装置が適用された車両10の斜視図である。この車両10は、ボディがフレームによって支持される形式のトラックであり、シャシフレーム1(ラダーフレーム)に対してパワートレーンや車輪,キャブ11,荷室12などが取り付けられる。シャシフレーム1とは梯子状に形成されたフレーム部材であり、車長方向(車両前後方向)に延設される左右一対のサイドメンバ2の間をクロスメンバ3で車幅方向に連結した構造を持つ。なお、シャシフレーム1の前端部及び後端部には、例えばバンパやアンダーランプロテクタなどが取り付けられる場合がある。
左右一対のサイドメンバ2は、車幅方向に間隔をあけて配置される。車両10の上面視におけるサイドメンバ2の形状はほぼ直線状であり、左右のサイドメンバ2が車幅方向にほぼ一定の間隔をあけて配置される。サイドメンバ2は、車両10の前端部から後端部にかけて、車長方向のほぼ全長にわたる長さを持つ。また、クロスメンバ3は、左右のサイドメンバ2の間を車幅方向に連結する部材であり、車長方向に間隔をあけて複数箇所に配置される。
この車両10は、少なくとも車両10を走行させるための駆動力を生成する複数の電動機(電動モータ)が搭載された電動車両である。ここでいう電動車両には、電動トラック,ハイブリッドトラック,電動バス,ハイブリッドバスなどが含まれる。図1に示す車両10は、第一電動機4と第二電動機5とが搭載されたEV(Electric Vehicle)式トラックである。第一電動機4及び第二電動機5は、いずれも左右一対のサイドメンバ2の内側に配置され、いずれも車長方向に延在する出力軸を有する。
第一電動機4及び第二電動機5は、それぞれが回転子と固定子とを具備した永久磁石同期型モータである。第一電動機4及び第二電動機5の作動状態は、第一電動機4及び第二電動機5の各々に内装されるインバータによって個別に制御されうる。インバータは、車両10に搭載される図示しないバッテリに蓄えられた直流電力を交流電力に変換して第一電動機4及び第二電動機5の各々に供給する変換器(DC-ACインバータ)である。なお、インバータは、第一電動機4及び第二電動機5の各々に別装されてもよい。
図2(A)は、車両10のシャシフレーム1を含む駆動装置の上面図であり、図2(B)は、片方のサイドメンバ2が省略された側面図である。これらの図では、第二電動機5が第一電動機4に対し車長方向に並ぶ位置に配置されている。また、第一電動機4及び第二電動機5のレイアウトは、上面視で回転対称形状とされている。例えば、車両10の前方側に位置する第一電動機4が後側のクロスメンバ3の略中央位置にラバーマウント15を介して固定され、後方側に位置する第二電動機5が前側のクロスメンバ3の略中央位置にラバーマウント15を介して固定される。これにより、上面視における第一電動機4及び第二電動機5の重心位置が、回転対称の中心位置にほぼ一致する。
図3は、駆動装置の構造を示す骨子図である。第一電動機4の駆動力が出力される第一出力軸21は、第一電動機4から後方に向かって延出するように配置される。一方、第二電動機5の駆動力が出力される第二出力軸22は、第二電動機5から前方に向かって延出するように配置される。これらの第一出力軸21及び第二出力軸22は平行に配置され、好ましくは同軸に配置される。また、第一電動機4と第二電動機5との間には、変速機構6が設けられる。変速機構6に入力された回転駆動力は、変速機構6の内部で変速(増速または減速)された後に出力される。このような変速により、回転駆動力の回転数及びトルクが変更される。
図3に示すように、変速機構6には、第一変速入力軸23,第二変速入力軸24,変速部25,変速出力軸30が設けられる。第一変速入力軸23は、第一電動機4の第一出力軸21に接続される軸であり、第二変速入力軸24は、第二電動機5の第二出力軸22に接続される軸である。第一変速入力軸23及び第二変速入力軸24は別設されうるが、図3に示す例では一体に形成されている。以下、第一変速入力軸23及び第二変速入力軸24を区別する必要がない場合には、単に変速入力軸23,24と表記する。変速入力軸23,24は、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシング(外装部材,ハウジング)に対して回転可能に枢支される。また、変速入力軸23,24と第一出力軸21,第二出力軸22との接続形態は、スプライン結合とされる。
車両10を前進させる駆動力の回転方向について、第一電動機4が出力する駆動力の回転方向(第一電動機4を基準としたときの回転方向)は、第二電動機5が出力する駆動力の回転方向(第二電動機5を基準としたときの回転方向)とは逆方向とされる。一方、二つの電動機4,5を対向させて、互いに逆回転する第一出力軸21及び第二出力軸22を同軸に配置することで、各々から供給される駆動力の回転方向が変速入力軸23,24で整合し、第一出力軸21及び第二出力軸22の各々から伝達されるトルクが加算されることになる。
変速部25は、変速入力軸23,24から入力された駆動力を変速するものである。変速部25には、例えば駆動力を変速(増速または減速)するためのギヤ列やクラッチなどが内蔵される。また、変速出力軸30は、変速部25で変速された駆動力を出力する軸であり、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシング対して回転可能に枢支される。図3に示す変速部25には、第一ギヤ26,変速中間軸27,第二ギヤ28,第三ギヤ29,第四ギヤ31が含まれる。
第一ギヤ26は、変速入力軸23,24に固定されるギヤである。変速中間軸27は、例えば変速入力軸23,24に対して平行に配置された軸であり、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシングに対して回転可能に枢支される。第二ギヤ28は、第一ギヤ26と噛み合い、変速中間軸27に対して固定されるギヤである。第一ギヤ26に対する第二ギヤ28のギヤ比(歯車比)は、例えば1.0よりも大きい値に設定される。これにより、変速中間軸27の回転速度が変速入力軸23,24の回転速度よりも減少するとともに、トルクが増大する。
第三ギヤ29は、第二ギヤ28とは異なる位置で変速中間軸27に対して固定されるギヤである。また、第四ギヤ31は、第三ギヤ29に噛み合い、変速出力軸30に固定されるギヤである。第三ギヤ29に対する第四ギヤ31のギヤ比は、例えば1.0よりも大きい値に設定される。これにより、変速出力軸30の回転速度が変速中間軸27の回転速度よりも減少し、トルクがさらに増大する。変速機構6を通過した駆動力は、プロペラシャフト7に伝達される。
図4(A)〜(C)は、変速機構6に内蔵される変速入力軸23,24と変速中間軸27と変速出力軸30との位置関係を例示する模式図である。第一実施例の変速出力軸30は、変速入力軸23,24よりも下方に配置される。図4(A)に示すように、変速入力軸23,24の鉛直下方に変速中間軸27と変速出力軸30とを整列させた場合には、変速機構6の車幅方向の寸法が削減されうる。図4(B),(C)に示すように、変速中間軸27の位置を車幅方向にずらした場合には、車幅方向の寸法だけでなく上下方向の寸法が削減されうる。また、図4(A),(B)に示すように、変速出力軸30を変速入力軸23,24の鉛直下方
に配置した場合には、変速入力軸23,24の車幅方向の重心位置が変速出力軸30の車幅方向の重心位置に一致し、重量バランスが良好となる。
プロペラシャフト7は、変速機構6の変速出力軸30に接続されて、車長方向に延在する軸状の部材である。図3に示すように、プロペラシャフト7の前端部には前方継手32が取り付けられ、プロペラシャフト7の後端部には後方継手33が取り付けられる。これらの継手32,33は回転駆動力の回転軸を可変とするための接続具であり、例えば、ユニバーサルジョイントなどである。変速出力軸30から伝達される回転駆動力は、前方継手32を介してプロペラシャフト7に入力される。また、プロペラシャフト7に入力された回転駆動力は、後方継手33を介してデファレンシャル8に伝達される。
デファレンシャル8は、左右の駆動輪9に駆動力を伝達して車両10を走行させつつ、左右輪の回転数差を吸収する差動装置である。デファレンシャル8には、駆動輪9に接続される二本の車軸とプロペラシャフト7とが接続される。二本の車軸は、プロペラシャフト7に対してほぼ垂直に配向される。図3に示すように、後方継手33を介してプロペラシャフト7に接続されるデフ入力軸34は、車長方向に延設される。好ましくは、デフ入力軸34の軸線が変速機構6の変速出力軸30の軸線に対して平行に配置される。また、図3中に、変速出力軸30に対するプロペラシャフト7の傾斜角θ1と、デフ入力軸34に対するプロペラシャフト7の傾斜角θ2とを図示する。これらの傾斜角θ1,θ2は、デフ入力軸34の軸線が変速機構6の変速出力軸30の軸線に対して平行である場合に同一角度となる。
(作用,効果)
(1)第一実施例では、第一電動機4及び第二電動機5の各々が、上面視で左右一対のサイドメンバ2に挟まれる範囲内に配置される。これにより、サイドメンバ2よりも外側に配置される車載装置と第一電動機4及び第二電動機5との干渉を防止することができる。したがって、駆動装置の車両10への搭載性を改善することができる。
また、変速機構6は、第一電動機4及び第二電動機5の各々に対して車長方向に隣接するように配置される。第一電動機4及び第二電動機5の各々は、車長方向に延在する第一出力軸21,第二出力軸22から駆動力を変速機構6へと出力する。これにより、駆動装置の車幅方向における寸法の増大を抑制することができ、省スペース性や空間利用効率を高めることができる。したがって、駆動装置の車両10への搭載性をさらに改善することができる。
(2)第一実施例では、第二電動機5が第一電動機4に対し車長方向に並ぶ位置に配置される。例えば、図2(A), (B)に示すように、車両10の前方側に第一電動機4が配置され、その後方側に第二電動機5が配置される。このようなレイアウトにより、駆動装置の車幅方向における寸法の増大をさらに抑制することができ、駆動装置の省スペース性及び搭載性をさらに改善することができる。例えば、他の車載装置がサイドメンバ2の外側だけでなく内側にも配置される場合であっても、車載装置と第一電動機4及び第二電動機5との干渉を防止することができ、駆動装置の車両10への搭載性を改善することができる。
また、サイドメンバ2に作用する第一電動機4及び第二電動機5の荷重が車長方向に分散されやすくなるため、第一電動機4及び第二電動機5の固定状態や取付状態を安定させることができる。したがって、駆動装置の車両10への搭載性をさらに改善することができる。
(3)第一実施例において、第一電動機4の第一出力軸21と第二電動機5の第二出力軸22とを同軸に配置すれば、第一出力軸21に接続される第一変速入力軸23と第二出力軸22に接続される第二変速入力軸24とを一体化することができる。これにより、変速機構6の構造を簡素化することができ、駆動装置を容易に小型化(ダウンサイジング)することができる。したがって、駆動装置の省スペース性及び搭載性をさらに改善することができる。
(4)第一実施例では、変速出力軸30が第一変速入力軸23及び第二変速入力軸24よりも下方に配置される。これにより、変速出力軸30に接続されるプロペラシャフト7の一部分を上面視で第一電動機4や第二電動機5とラップ(重複)するように配置することができる。したがって、駆動装置の車長方向の寸法を短縮しやすくすることができ、駆動装置の省スペース性や搭載性を改善することができる。また、変速出力軸30の位置を下方に移動させることで、プロペラシャフト7の傾斜角θ1,θ2を減少させることができる。これにより、動力伝達経路の回転変動(トルク変動)を抑制することができ、駆動装置の振動特性を改善することができる。
(5)また、変速出力軸30に対するプロペラシャフト7の傾斜角θ1と、デフ入力軸34に対するプロペラシャフト7の傾斜角θ2とを同一角度に設定することで、変速出力軸30の軸線とデフ入力軸34の軸線とを平行に配置させることができる。これにより、例えば継手32,33としてユニバーサルジョイントを使用した場合であっても、理論上の回転変動をゼロにすることができる。したがって、駆動装置の振動特性をさらに改善することができる。
(6)図2(A)に示す駆動装置は、第一電動機4及び第二電動機5が上面視で回転対称に配置され、駆動装置の前後に設けられるクロスメンバ3の各々に固定される。このようなレイアウトにより、上面視における駆動装置の重心を第一電動機4及び第二電動機5のほぼ中央に位置させることができ、容易に重量バランスをとることができる。これにより、駆動装置をシャシフレーム1に取り付ける際の作業性を向上させることができる。また、重量バランスの不均衡に起因する位置ズレを防止することができる。したがって、駆動装置の搭載性をさらに改善することができる。
[2.第二実施例]
(構成)
図5は、第二実施例としての駆動装置の上面図である。第二実施例では、第二電動機5が第一電動機4に対して車幅方向に並ぶ位置に配置される。言い換えれば、第一電動機4及び第二電動機5が、車幅方向に隣接するように配置される。例えば、第一電動機4と第二電動機5とが前側のクロスメンバ3にラバーマウント15を介して固定される。第一電動機4及び第二電動機5のレイアウトは、重量バランスを考慮して、好ましくは上面視で左右対称(鏡面対称)形状とされる。
図6は、駆動装置の構造を示す骨子図である。第一電動機4の駆動力が出力される第一出力軸21は、第一電動機4から後方に向かって延出するように配置される。同様に、第二電動機5の駆動力が出力される第二出力軸22も、第二電動機5から後方に向かって延出するように配置される。これらの第一出力軸21及び第二出力軸22は平行に配置される。第一出力軸21及び第二出力軸22は、変速機構6の前面側からその内部に向かって延設される。変速機構6に入力された回転駆動力は、変速機構6の内部で変速(増速または減速)された後に出力される。
車幅方向の位置について着目した場合、変速機構6は、第一電動機4と第二電動機5との間に設けられる。図5に示すように、変速機構6は第一電動機4及び第二電動機5の各々の後方に隣接するように配置され、変速機構6の後側のクロスメンバ3の中央位置にラバーマウント15を介して固定される。好ましくは、車幅方向における第一電動機4及び第二電動機5のほぼ中央に、変速機構6が配置される。第一電動機4及び第二電動機5が上面視で左右対称に配置される場合、変速機構6の位置を左右のサイドメンバ2のほぼ中央に設定すれば、重量バランスがさらに良好となる。
図6に示すように、変速機構6には、第一変速入力軸41,第二変速入力軸42,変速部43,変速出力軸50が設けられる。第一変速入力軸41は、第一電動機4の第一出力軸21に接続される軸であり、第二変速入力軸42は、第二電動機5の第二出力軸22に接続される軸である。これらの第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42は別設され、平行に配置される。第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42は、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシングに対して回転可能に枢支される。第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42は、変速機構6の内部において前側に配置される。
変速部43は、第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42から入力された駆動力を変速するものである。変速部43には、例えば駆動力を変速(増速または減速)するためのギヤ列やクラッチなどが内蔵される。変速出力軸50は、変速部43で変速された駆動力を出力する軸であり、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシング対して回転可能に枢支される。変速出力軸50は、変速機構6の内部において後側に配置される。図6に示す変速部43には、第一ギヤ44,第二ギヤ45,変速中間軸46,第三ギヤ47,第四ギヤ48,第五ギヤ49が含まれる。
第一ギヤ44は第一変速入力軸41に固定されるギヤであり、第二ギヤ45は第二変速入力軸42に固定されるギヤである。変速中間軸46は、例えば第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42に対して平行に配置された軸であり、ベアリング14を介して、変速機構6のケーシングに対して回転可能に枢支される。第三ギヤ47は第一ギヤ44及び第二ギヤ45の双方に対して噛み合い、変速中間軸46に対して固定されるギヤである。第一ギヤ44に対する第三ギヤ47のギヤ比は、例えば1.0よりも大きい値で、第二ギヤ45に対する第三ギヤ47のギヤ比と同一に設定される。これにより、変速中間軸46の回転速度が第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42の回転速度よりも減少し、トルクが増大する。
第四ギヤ48は、第三ギヤ47とは異なる位置で変速中間軸46に固定されるギヤである。また、第五ギヤ49は、第四ギヤ48に噛み合い、変速出力軸50に固定されるギヤである。第四ギヤ48に対する第五ギヤ49のギヤ比は、例えば1.0よりも大きい値に設定される。これにより、変速出力軸50の回転速度が変速中間軸46の回転速度よりも減少し、トルクがさらに増大する。変速機構6を通過した駆動力は、プロペラシャフト7に伝達される。
車両10を前進させる駆動力の回転方向について、本実施形態では第一電動機4が出力する駆動力の回転方向(第一電動機4を基準としたときの回転方向)と、第二電動機5が出力する駆動力の回転方向(第二電動機5を基準としたときの回転方向)とが同一方向に設定される。同一方向に回転する第一出力軸21及び第二出力軸22を平行に配置することで、各々から供給される駆動力の回転方向が変速中間軸46で整合し、第一出力軸21及び第二出力軸22の各々から伝達されるトルクが加算されることになる。
図7は、変速機構6に内蔵される第一変速入力軸41と第二変速入力軸42と変速中間軸46と変速出力軸50との位置関係を例示する模式図である。第二実施例の変速出力軸50は、第一変速入力軸41,第二変速入力軸42,変速中間軸46の各々よりも下方に配置される。変速中間軸46は、第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42の下方において、車幅方向について第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42のほぼ中央に配置される。変速出力軸50は、変速中間軸46の鉛直下方に配置される。このようなレイアウトにより、第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42の車幅方向の重心位置が変速出力軸50の車幅方向の重心位置に一致し、重量バランスが良好となる。
(作用,効果)
(1)第二実施例では、第二電動機5が第一電動機4に対して車幅方向に並ぶ位置に配置される。これにより、駆動装置の車長方向における寸法の増大をさらに抑制することができ、駆動装置の省スペース性及び搭載性をさらに改善することができる。
(2)第二実施例では、第一変速入力軸41及び第二変速入力軸42が変速機構6の前側に配置され、変速出力軸50が後側に配置される。このように、駆動力が入力される面と出力される面とを前後方向に離隔させることで、変速出力軸50の位置を第一変速入力軸41や前記第二変速入力軸42の位置から移動させる(オフセットさせる,ずらす)ことが容易となり、駆動力伝達経路のレイアウトの自由度を増加させることができる。また、第一電動機4及び第二電動機5とプロペラシャフト7との干渉が生じにくくなることから、駆動装置の省スペース性及び搭載性をさらに改善することができる。
[3.変形例]
本件の実施例(第一実施例及び第二実施例)では、変速出力軸30,50が変速入力軸23,24よりも下方に配置された構造を例示したが、変速出力軸30,50を変速入力軸23,24よりも上方に配置してもよいし、変速入力軸23,24に対して水平方向に隣接するように配置してもよい。少なくとも、変速入力軸23,24と変速部25,43と変速出力軸30,50とを有する変速機構6を第一電動機4と第二電動機5との間に配置することで、本件の実施例と同様の効果を奏する駆動装置を実現できる。
図8(A)〜(B)は、変形例としての駆動装置を説明するための図である。図8(A)に示すように、第一電動機4及び第二電動機5は、ラバーマウント15、ブラケット13を介して左右のサイドメンバ2に固定してもよい。このような構成によれば、駆動装置の車幅方向の変動を抑制する効果がある。
また、図8(B)に示すように、サイドメンバ2を基準として第一電動機4,第二電動機
5が後傾姿勢になるように配置してもよい。これにより、シャシフレーム1に作用した荷重によって第一出力軸21及び第二出力軸22が前傾方向に傾斜した場合に、変速出力軸30,50の軸線とデフ入力軸34の軸線とが平行に近づくことになる。したがって、動力伝達経路の回転変動を抑制しやすくすることができ、車両10の走行時(シャシフレーム1に荷重が作用しているとき)における駆動装置の振動特性をさらに改善することができる。この構成は、例えばトラック,ダンプカー,コンクリートミキサー車,飼料運搬車,タンクローリー,塵芥車など、乗用車と比較してシャシフレーム1に大きな荷重が作用しうる車両10に用いて好適である。
上述の実施形態に関連する発明の別形態として、以下の付記を開示する。
(付記1)
シャシフレームを有する電動車両において左右一対のサイドメンバの内側に配置され、第一出力軸から駆動力を供給する第一電動機と、
前記左右一対のサイドメンバの内側に配置され、第二出力軸から駆動力を供給する第二電動機と、
前記第一出力軸に接続される第一変速入力軸と、前記第二出力軸に接続される第二変速入力軸と、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸から入力された駆動力を変速する変速部と、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸よりも下方にオフセットした位置に配置されるとともに前記変速部で変速された駆動力を出力する変速出力軸とを有する変速機構と、
車長方向に延在し、前記変速出力軸に接続されるプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトに接続され、左右の駆動輪に駆動力を配分するデファレンシャルと、
を備えたことを特徴とする、電動車両の駆動装置。
(付記2)
前記プロペラシャフトが、両端に設けられる継手を介して前記変速機構の前記変速出力軸と前記デファレンシャルのデフ入力軸とに接続され、
前記変速出力軸の軸線と前記デフ入力軸の軸線とが平行に配置される
ことを特徴とする、付記1記載の電動車両の駆動装置。
(付記3)
前記変速出力軸が、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸に対して平行に配置されるとともに、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸の鉛直下方に配置される
ことを特徴とする、付記1または2記載の電動車両の駆動装置。
(付記4)
前記第一電動機及び前記第二電動機が、前記サイドメンバを基準として後傾姿勢で配置される
ことを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置。
付記1に記載の電動車両の駆動装置では、前記変速出力軸が前記第一出力軸及び前記第二出力軸に対して下方にオフセットした位置に配置される。これにより、前記変速出力軸を下方にオフセットさせない場合と比較して、前記変速出力軸に接続される前記プロペラシャフトの一端が下方へ移動する。したがって、路面に対する前記プロペラシャフトの傾斜角度が減少し、動力伝達経路の回転変動(トルク変動)が抑制され、前記駆動装置の振動特性が改善される。
付記2に記載の電動車両の駆動装置では、前記動力伝達経路の回転変動(トルク変動)がさらに抑制され、前記駆動装置の振動特性がさらに改善される。例えば、前記継手としてユニバーサルジョイントを使用した場合であっても、理論上の回転変動がゼロになり、駆動装置の振動特性がさらに改善される。
付記3に記載の電動車両の駆動装置では、前記変速出力軸が前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸に対して平行に配置されるため、一般的なギヤを用いて駆動力の回転数及びトルクを変更することが可能であり、変速機構の内部構造が簡素化される。また、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸の車幅方向の重心位置が前記変速出力軸の車幅方向の重心位置に一致し、重量バランスがさらに改善される。
付記4に記載の電動車両の駆動装置では、前記シャシフレームに作用した荷重によって前記第一出力軸及び前記第二出力軸が前傾方向に傾斜した場合に、前記変速出力軸の軸線と前記デフ入力軸の軸線とが平行に近づくことになる。したがって、前記動力伝達経路の回転変動(トルク変動)が抑制されやすくなり、前記電動車両の走行時(前記シャシフレームに荷重が作用しているとき)における前記駆動装置の振動特性がさらに改善される。
1 シャシフレーム(ラダーフレーム)
2 サイドメンバ
3 クロスメンバ
4 第一電動機
5 第二電動機
6 変速機構
7 プロペラシャフト
8 デファレンシャル
9 駆動輪
10 車両
11 キャブ
12 荷室
13 ブラケット
14 ベアリング
15 ラバーマウント
21 第一出力軸
22 第二出力軸
23 第一変速入力軸
24 第二変速入力軸
25 変速部
26 第一ギヤ
27 変速中間軸
28 第二ギヤ
29 第三ギヤ
30 変速出力軸
31 第四ギヤ
32 前方継手
33 後方継手
34 デフ入力軸
41 第一変速入力軸
42 第二変速入力軸
43 変速部
44 第一ギヤ
45 第二ギヤ
46 変速中間軸
47 第三ギヤ
48 第四ギヤ
49 第五ギヤ
50 変速出力軸

Claims (8)

  1. シャシフレームを有する電動車両において左右一対のサイドメンバの内側に配置され、車長方向に延在する第一出力軸から駆動力を供給する第一電動機と、
    前記左右一対のサイドメンバの内側に配置され、車長方向に延在する第二出力軸から駆動力を供給する第二電動機と、
    前記第一出力軸に接続される第一変速入力軸と、前記第二出力軸に接続される第二変速入力軸と、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸から入力された駆動力を変速する変速部と、前記変速部で変速された駆動力を出力する変速出力軸とを有し、前記第一電動機と前記第二電動機との間に設けられる変速機構と、
    車長方向に延在し、前記変速出力軸に接続されるプロペラシャフトと、
    前記プロペラシャフトに接続され、左右の駆動輪に駆動力を配分するデファレンシャルと、
    を備えたことを特徴とする、電動車両の駆動装置。
  2. 前記第二電動機が、前記第一電動機に対し車長方向に並ぶ位置に配置される
    ことを特徴とする、請求項1記載の電動車両の駆動装置。
  3. 前記第一出力軸と前記第二出力軸とが同軸に配置される
    ことを特徴とする、請求項2記載の電動車両の駆動装置。
  4. 前記第二電動機が、前記第一電動機に対し車幅方向に並ぶ位置に配置される
    ことを特徴とする、請求項1記載の電動車両の駆動装置。
  5. 前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸が、前記変速機構の前面側に配置され、
    前記変速出力軸が、前記変速機構の後面側に配置される
    ことを特徴とする、請求項4記載の電動車両の駆動装置。
  6. 前記変速出力軸が、前記第一変速入力軸及び前記第二変速入力軸よりも下方に配置される
    ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置。
  7. 前記プロペラシャフトが、両端に設けられる継手を介して前記変速機構の前記変速出力軸と前記デファレンシャルのデフ入力軸とに接続され、
    前記変速出力軸の軸線と前記デフ入力軸の軸線とが平行に配置される
    ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置。
  8. 前記第一電動機及び前記第二電動機が、前記サイドメンバを基準として後傾姿勢で配置される
    ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置。
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