JP2022158060A

JP2022158060A - 駆動ユニット

Info

Publication number: JP2022158060A
Application number: JP2021062688A
Authority: JP
Inventors: 裕樹河原; Hiroki Kawahara
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-14
Also published as: US11535094B2; CN218094103U; US20220314767A1

Abstract

【課題】コンパクト化が可能な駆動ユニットを提供する。【解決手段】駆動ユニットは、回転電機と、第１流体継手と、差動装置とを備えている。第１流体継手は、回転電機から出力された動力を作動流体を介して伝達するように構成されている。差動装置は、第１流体継手と同軸に配置されている。差動装置は、一対の駆動輪の差動回転を可能にするように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動ユニットに関するものである。

近年、トルクコンバータを有する電気自動車が提案されている。例えば、特許文献１に記載の電気自動車の駆動ユニットは、電気モータ、トルクコンバータ、及びディファレンシャルギヤを有している。電気モータからの動力は、トルクコンバータによってトルク増幅される。そして、トルクコンバータによってトルク増幅された動力は、ディファレンシャルギヤを介して各駆動輪へと伝達される。

特開２０１１－２０５８３１号公報

上述したような駆動ユニットをコンパクト化したいという要望がある。そこで、本発明の課題は、コンパクト化が可能な駆動ユニットを提供することにある。

本発明のある側面に係る駆動ユニットは、一対の駆動輪を回転駆動させるように構成されている。駆動ユニットは、回転電機と、第１流体継手と、差動装置とを備えている。第１流体継手は、回転電機から出力された動力を作動流体を介して伝達するように構成されている。差動装置は、第１流体継手と同軸に配置されている。差動装置は、一対の駆動輪の差動回転を可能にするように構成されている。

この構成によれば、第１流体継手と差動装置とを同軸に配置することによって、コンパクト化することができる。

好ましくは、回転電機は、第１流体継手及び差動装置と同軸に配置される。

好ましくは、駆動ユニットは、減速機又は変速機をさらに備える。減速機は、回転電機からの動力を減速するように構成されている。変速機は、回転電機からの動力を変速するように構成されている。

好ましくは、減速機又は変速機は、第１流体継手及び差動装置と同軸に配置される。

好ましくは、減速機又は変速機は、動力伝達経路において、回転電機と第１流体継手との間に配置される。

好ましくは、減速機又は変速機は、動力伝達経路において、第１流体継手と差動装置との間に配置される。

好ましくは、駆動ユニットは、前後進切替装置をさらに備える。前後進切替装置は、回転電機から出力された動力の回転方向を切り替えるように構成されている。

好ましくは、前後進切替装置は、第１流体継手及び差動装置と同軸に配置される。

好ましくは、前後進切替装置は、動力伝達経路において、第１流体継手と差動装置との間に配置される。

好ましくは、差動装置は、軸方向において、回転電機と第１流体継手との間に配置される。

好ましくは、回転電機は、第１流体継手に対して径方向外側に配置される。

好ましくは、回転電機は、差動装置に対して径方向外側に配置される。

好ましくは、駆動ユニットは、カウンターシャフトをさらに備える。カウンターシャフトは、第１流体継手及び差動装置と別軸に配置される。カウンターシャフトは、動力伝達経路において、第１流体継手と差動装置との間に配置される。

好ましくは、カウンターシャフトは、第１流体継手からの動力を減速又は変速して差動装置に伝達するように構成される。

好ましくは、回転電機は、第１流体継手と別軸に配置される。

好ましくは、減速機又は変速機は、回転電機と同軸に配置される。

好ましくは、駆動ユニットは、第２流体継手をさらに備える。第２流体継手は、第１流体継手及び差動装置と同軸に配置される。第１流体継手は、差動装置から出力された動力を作動流体を介して第１駆動輪へと伝達するように構成されえいる。第２流体継手は、差動装置から出力された動力を作動流体を介して第２駆動輪へと伝達するように構成されている。

本発明によれば、駆動ユニットをコンパクト化することができる。

本実施形態に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。変形例に係る駆動ユニットの概略図。

以下、本実施形態に係る駆動ユニットについて図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは、ディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏが延びる方向である。また、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向である。

＜駆動ユニット１００＞
図１に示すように、駆動ユニット１００は、電気モータ（回転電機の一例）２、第１トルクコンバータ（第１流体継手の一例）３、及びディファレンシャルギヤ４（差動装置の一例）を備えている。軸方向において、電気モータ２とディファレンシャルギヤ４との間に、第１トルクコンバータ３が配置されている。すなわち、軸方向において、電気モータ２，第１トルクコンバータ３、ディファレンシャルギヤ４の順で配置されている。

駆動ユニット１００は、電気自動車に搭載されている。なお、駆動ユニット１００は、ハイブリッド自動車に搭載されていてもよい。駆動ユニット１００は一対の駆動輪１０１を回転駆動するように構成されている。

＜電気モータ２＞
電気モータ２は、第１ステータ２１及びロータ２２を有している。第１ステータ２１は、フレーム又はハウジングなどに固定されている。第１ステータ２１は回転不能である。

ロータ２２は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。ロータ２２は、第１ステータ２１に対して径方向内側に配置されている。すなわち、電気モータ２は、インナーロータ型である。なお、電気モータ２は、アウターロータ型であってもよい。なお、ロータ２２は、ドライブシャフト１０３に対して、相対回転可能である。

電気モータ２は、ディファレンシャルギヤ４と同軸に配置されている。すなわち、電気モータ２の回転軸は、ディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと実質的に同一線上に配置されている。なお、電気モータ２の回転軸とは、ロータ２２の回転軸である。

＜第１トルクコンバータ３＞
第１トルクコンバータ３は、作動流体（例えば作動油）を介して、電気モータ２から出力された動力を伝達するように構成されている。第１トルクコンバータ３は、ディファレンシャルギヤ４と同軸に配置されている。すなわち、第１トルクコンバータ３の回転軸は、ディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと実質的に同一線上に配置されている。第１トルクコンバータ３は、ドライブシャフト１０３に対して、相対回転可能である。

第１トルクコンバータ３は、カバー３１、インペラ３２、タービン３３、及び第２ステータ３４を有している。

カバー３１は、電気モータ２からの動力が伝達される。カバー３１は、電気モータ２のロータ２２に取り付けられている。カバー３１は、電気モータ２のロータ２２と一体的に回転する。なお、カバー３１とロータ２２との間に別の部材が介在していてもよい。また、カバー３１は、ロータ２２と異なる回転数で回転してもよい。

インペラ３２は、カバー３１に固定されている。インペラ３２はカバー３１と一体的に回転する。

タービン３３は、インペラ３２と対向するように配置されている。タービン３３は、作動流体を介してインペラ３２から動力が伝達される。

第２ステータ３４は、インペラ３２とタービン３３との間に配置されている。第２ステータ３４は、ワンウェイクラッチ（図示省略）を介して固定シャフト１０４に取り付けられている。

＜ディファレンシャルギヤ４＞
ディファレンシャルギヤ４は、第１トルクコンバータ３からの動力が伝達される。すなわち、動力伝達経路において、電気モータ２、第１トルクコンバータ３、ディファレンシャルギヤ４の順に配置されている。

ディファレンシャルギヤ４は、第１トルクコンバータ３からの動力を２つの駆動輪１０１に分配して伝達するように構成されている。ディファレンシャルギヤ４は、一対の駆動輪１０１の差動回転を可能にするように構成されている。詳細には、ディファレンシャルギヤ４は、１対のドライブシャフト１０３の差動回転を可能にするように構成されている。

ディファレンシャルギヤ４は、第１トルクコンバータ３と同軸に配置されている。すなわち、ディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏは、第１トルクコンバータ３の回転軸と実質的に同一線上に配置されている。

ディファレンシャルギヤ４は、ピニオンギヤ４１、及び一対のサイドギヤ４２を有している。ピニオンギヤ４１は、タービン３３からの動力が伝達される。ピニオンギヤ４１の回転軸は、径方向に延びている。また、ピニオンギヤ４１は、自転するとともに、回転軸Ｏ周りに公転するように配置されている。

各サイドギヤ４２は、ピニオンギヤ４１と噛み合っている。各サイドギヤ４２は、ピニオンギヤ４１から伝達された動力を、各ドライブシャフト１０３に伝達する。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

変形例１
図２に示すように、駆動ユニット１００は、減速機５をさらに備えていてもよい。減速機５は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４と同軸に配置されている。また、減速機５は、電気モータ２とも同軸に配置されている。なお、減速機５は、例えば、複数のギヤなどによって構成されている。

減速機５は、動力伝達経路において、電気モータ２と第１トルクコンバータ３との間に配置されている。すなわち、減速機５は、電気モータ２からの動力を減速して第１トルクコンバータ３へ出力する。

減速機５は、軸方向において、電気モータ２と第１トルクコンバータ３との間に配置されている。すなわち、軸方向において、電気モータ２、減速機５，第１トルクコンバータ３の順で配置されている。詳細には、軸方向において、電気モータ２、減速機５，第１トルクコンバータ３，ディファレンシャルギヤ４の順で配置されている。

図３に示すように、減速機５は、動力伝達経路において、第１トルクコンバータ３とディファレンシャルギヤ４との間に配置されていてもよい。すなわち、減速機５は、第１トルクコンバータ３からの動力を減速してディファレンシャルギヤ４へ出力してもよい。

減速機５は、軸方向において、第１トルクコンバータ３とディファレンシャルギヤ４との間に配置されている。すなわち、軸方向において、第１トルクコンバータ３、減速機５、ディファレンシャルギヤ４の順で配置されている。詳細には、軸方向において、電気モータ２、第１トルクコンバータ３、減速機５、ディファレンシャルギヤ４の順で配置されている。

上記各変形例において、駆動ユニット１００は、減速機５の代わりに変速機を備えていてもよいし、前後進切替装置を備えていてもよい。なお、前後進切替装置は、電気モータ２から出力された動力の回転方向を切り替えるように構成されている。前後進切替装置は、複数のギヤによって構成されている。

前後進切替装置は、好ましくは、動力伝達経路において、第１トルクコンバータ３とディファレンシャルギヤ４との間に配置されている。すなわち、前後進切替装置は、第１トルクコンバータ３が出力した動力の回転方向を切り替えるように構成されている。この構成によれば、前進時及び後進時のどちらにおいても、第１トルクコンバータ３に入力される動力の回転方向を同じとすることができる。

変形例２
図４に示すように、ディファレンシャルギヤ４は、軸方向において、電気モータ２と第１トルクコンバータ３との間に配置されていてもよい。すなわち、軸方向において、電気モータ２、ディファレンシャルギヤ４、第１トルクコンバータ３の順に配置されている。なお、動力伝達経路は、電気モータ２、第１トルクコンバータ３、ディファレンシャルギヤ４の順となっている。

変形例３
図５に示すように、電気モータ２は、第１トルクコンバータ３に対して径方向外側に配置されていてもよい。すなわち、電気モータ２は、径方向視において、第１トルクコンバータ３と重複していてもよい。軸方向において、電気モータ２と第１トルクコンバータ３とは同じ位置に配置されている。

電気モータ２は、第１トルクコンバータ３を囲むように配置されている。電気モータ２は、第１トルクコンバータ３の外周面に取り付けられている。詳細には、電気モータ２のロータ２２は、第１トルクコンバータ３のカバー３１又はインペラ３２の外周面に取り付けられている。なお、ロータ２２とカバー３１又はインペラ３２との間に別の部材が介在していてもよい。

変形例４
図６に示すように、電気モータ２は、ディファレンシャルギヤ４に対して径方向外側に配置されていてもよい。すなわち、電気モータ２は、径方向視において、ディファレンシャルギヤ４と重複していてもよい。軸方向において、電気モータ２とディファレンシャルギヤ４とは同じ位置に配置されている。

電気モータ２は、ディファレンシャルギヤ４を囲むように配置されている。なお、動力伝達経路は、電気モータ２、第１トルクコンバータ３、ディファレンシャルギヤ４の順である。

変形例５
図７に示すように、駆動ユニット１００は、カウンターシャフト６をさらに備えていてもよい。カウンターシャフト６は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４と別軸に配置されている。すなわち、カウンターシャフト６の回転軸は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと同一線上に配置されていない。カウンターシャフト６の回転軸は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと実質的に平行に延びている。

カウンターシャフト６は、動力伝達経路において、第１トルクコンバータ３とディファレンシャルギヤ４との間に配置されている。すなわち、第１トルクコンバータ３は、カウンターシャフト６を介して、ディファレンシャルギヤ４に動力を伝達する。

カウンターシャフト６は、第１トルクコンバータ３からの動力を減速してディファレンシャルギヤ４に伝達するように構成されている。すなわち、カウンターシャフト６は、減速機として機能する。例えば、カウンターシャフト６は、複数のギヤを有している。

この場合、例えば、ディファレンシャルギヤ４は、リングギヤ（図示省略）を有している。そして、カウンターシャフト６のギヤの一つが、ディファレンシャルギヤ４のリングギヤと噛み合い、リングギヤを回転させる。リングギヤが回転することによって、ピニオンギヤ４１が回転軸Ｏ周りに公転する。

なお、カウンターシャフト６は、第１トルクコンバータ３からの動力を変速してディファレンシャルギヤ４に伝達するように構成されていてもよい。すなわち、カウンターシャフト６は、変速機を有していてもよい。

変形例６
図８に示すように、電気モータ２は、第１トルクコンバータ３と別軸に配置されていてもよい。すなわち、電気モータ２の回転軸は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと同一線上に配置されていない。電気モータ２の回転軸は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと実質的に平行に延びている。

この場合、例えば、以下のようにして電気モータ２から第１トルクコンバータ３へ動力が伝達される。まず、電気モータ２は、出力シャフト２３及びギヤ２４を有している。ギヤ２４は出力シャフト２３に取り付けられている。

第１トルクコンバータ３は、リングギヤ３５を有している。リングギヤ３５は、例えば、カバー３１に設けられているが、インペラ３２などに設けられていてもよい。リングギヤ３５は、カバー３１と別部材であってもよいし、一つの部材であってもよい。このリングギヤ３５に電気モータ２のギヤ２４が噛み合うことで電気モータ２から第１トルクコンバータ３に動力が伝達される。なお、電気モータ２と第１トルクコンバータ３との間に別の部材が介在していてもよい。

この変形例において、図９に示すように、減速機５が電気モータ２と同軸に配置されていてもよい。また、減速機５は、ディファレンシャルギヤ４と同軸に配置されていてもよい。なお、減速機５の代わりに変速機が設けられていてもよい。

変形例７
図１０に示すように、駆動ユニット１００は、第２トルクコンバータ７をさらに備えていてもよい。第２トルクコンバータ７は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４と同軸に配置されている。すなわち、第２トルクコンバータ７の回転軸は、第１トルクコンバータ３及びディファレンシャルギヤ４の回転軸Ｏと実質的に同一線上に配置されている。

この変形例では、動力伝達経路において、トルクコンバータ３，７とディファレンシャルギヤ４との順番が逆になる。すなわち、動力伝達経路は、電気モータ２、ディファレンシャルギヤ４、トルクコンバータ３，７の順となる。

詳細には、第１トルクコンバータ３は、ディファレンシャルギヤ４から出力された動力を第１駆動輪１０１ａへと伝達するように構成される。より詳細には、ディファレンシャルギヤ４の第１サイドギヤ４２ａからの動力が、第１トルクコンバータ３のカバー３１に伝達される。

カバー３１に伝達された動力は、インペラ３２、作動流体、タービン３３の順で伝達される。そして、第１トルクコンバータ３は、タービン３３から第１駆動輪１０１ａへと動力を伝達する。

第２トルクコンバータ７は、ディファレンシャルギヤ４から出力された動力を第２駆動輪１０１ｂへと伝達するように構成される。詳細には、第２トルクコンバータ７は、カバー７１，インペラ７２，タービン７３，及び第２ステータ７４を有している。ディファレンシャルギヤ４の第２サイドギヤ４２ｂからの動力が、第２トルクコンバータ７のカバー７１に伝達される。

第２トルクコンバータ７のカバー７１に伝達された動力は、インペラ７２、作動流体、タービン７３の順で伝達される。そして、第２トルクコンバータ７は、タービン７３から第２駆動輪１０１ｂへと動力を伝達する。

変形例８
上記実施形態では、差動装置の一例としてディファレンシャルギヤ４を例示したが、差動装置はこれに限定されない。例えば、差動装置は、トルクベクタリング装置であってもよい。

２：電気モータ
３：第１トルクコンバータ
４：ディファレンシャルギヤ
５：減速機
６：カウンターシャフト
７：第２トルクコンバータ
１００：駆動ユニット
１０１：駆動輪

Claims

一対の駆動輪を回転駆動させる駆動ユニットであって、
回転電機と、
前記回転電機から出力された動力を作動流体を介して伝達するように構成された第１流体継手と、
前記第１流体継手と同軸に配置され、一対の駆動輪の差動回転を可能にするように構成された差動装置と、
を備える、
駆動ユニット。
前記回転電機は、前記第１流体継手及び前記差動装置と同軸に配置される、
請求項１に記載の駆動ユニット。
前記回転電機からの動力を減速するように構成された減速機、又は前記回転電機からの動力を変速するように構成された変速機をさらに備える、
請求項１または２に記載の駆動ユニット。
前記減速機又は変速機は、前記第１流体継手及び前記差動装置と同軸に配置される、
請求項３に記載の駆動ユニット。
前記減速機又は変速機は、動力伝達経路において、前記回転電機と前記第１流体継手との間に配置される、
請求項３又は４に記載の駆動ユニット。
前記減速機又は変速機は、動力伝達経路において、前記第１流体継手と前記差動装置との間に配置される、
請求項３又は４に記載の駆動ユニット。
前記回転電機から出力された動力の回転方向を切り替えるように構成された前後進切替装置をさらに備える、
請求項１から６のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記前後進切替装置は、前記第１流体継手及び前記差動装置と同軸に配置される、
請求項７に記載の駆動ユニット。
前記前後進切替装置は、動力伝達経路において、前記第１流体継手と前記差動装置との間に配置される、
請求項７又は８に記載の駆動ユニット。
前記差動装置は、軸方向において、前記回転電機と前記第１流体継手との間に配置される、
請求項１から９のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記回転電機は、前記第１流体継手に対して径方向外側に配置される、
請求項１から１０のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記回転電機は、前記差動装置に対して径方向外側に配置される、
請求項１から１０のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記第１流体継手及び前記差動装置と別軸に配置されるカウンターシャフトをさらに備え、
前記カウンターシャフトは、動力伝達経路において、前記第１流体継手と前記差動装置との間に配置される、
請求項１から１２のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記カウンターシャフトは、前記第１流体継手からの動力を減速又は変速して前記差動装置に伝達するように構成される、
請求項１３に記載の駆動ユニット。
前記回転電機は、前記第１流体継手と別軸に配置される、
請求項１から１２のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記減速機又は前記変速機は、前記回転電機と同軸に配置される、
請求項３に従属する請求項１５に記載の駆動ユニット。
前記第１流体継手及び前記差動装置と同軸に配置される第２流体継手をさらに備え、
前記第１流体継手は、前記差動装置から出力された動力を作動流体を介して第１駆動輪へと伝達するように構成され、
前記第２流体継手は、前記差動装置から出力された動力を作動流体を介して第２駆動輪へと伝達するように構成される、
請求項１から１６のいずれかに記載の駆動ユニット。