JP4239702B2

JP4239702B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP4239702B2
Application number: JP2003173548A
Authority: JP
Inventors: 眞舟橋; 繁一余合; 充孝土田; 義紀前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP2005008009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の左右車輪を夫々独立して制御する電動式駆動装置を備える車両の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式モータなどを使用し、車両の車輪を駆動する電動式駆動装置が知られている。そのような電動式駆動装置に関する従来技術としては、電動モータの出力軸を中空に形成して、その出力軸に車軸を貫通させると共に、その電動モータを車軸と同一直線上に配置した車両の左右輪間の連結装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、左右の後輪の伝達軸と略平行に電動モータを配置し、その電動モータとギアケースとをエンドピースを介してボルト締めする車両用電動式駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、駆動モータ等を左右の後輪のドライブシャフトと同一直線上に配置して、走行アシストを行う車両の走行アシスト装置や（例えば、特許文献３参照）、車体に油圧モータを取り付け、ユニバーサルジョイントを介して車輪を駆動する車両の動力伝達機構や（例えば、特許文献４参照）、プロペラシャフトと同一軸上若しくは略平行に電動モータを配置する電気自動車の駆動装置が知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４０３４７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４３６６４号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７０８８１号公報
【特許文献４】
特公平７−７１８９８号公報
【特許文献５】
特開平９−２４０２９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような駆動装置では、駆動ユニットの出力軸は車軸と略平行に配置されている。従って、車両の旋回時などにジョイントの作動角度が大きくなるため、そのジョイントの許容範囲を大きくとっておく必要がある。また、車両の旋回時にジョイントの作動角度が大きくなると、そのジョイント部分の内部摩擦が大きくなり、車両に振動やトルク変動が生じるおそれがある。
【０００７】
また、左右の電動式駆動装置が車軸上で一体化されていると、車両や原動機等の種類によっては、エアコン等の補機類、及び排気管等の原動機周辺部品等を設置するためのスペースを確保することが困難になる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、原動機の両側に電動式駆動ユニットを設けた駆動装置において、車軸上に設けられるジョイントの作動角を小さくし、電動式駆動装置と原動機周辺部品との間に適切なスペースを確保することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、駆動装置は、左右車輪と、前記車輪に連結された出力軸を有する左右の駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットの前記出力軸は、車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前後方向又は水平面に対して上下方向の少なくとも一方に所定の傾斜角だけ傾斜しており、前記左右の駆動ユニットは、原動機を挟むようにして、前記原動機の車幅方向の左右側面に配置される。
上記の駆動装置によれば、車輪に連結された駆動ユニットの出力軸が、少なくとも車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して、又は、水平面に対して所定の傾斜角だけ傾斜しているので、その出力軸と車輪とを連結する、例えばジョイントの作動角を小さくすることができる。このため、可動範囲が小さいジョイントを使用することが可能となり、ジョイントを低コストとすることができる。また、ジョイントの作動角が小さくなるため、車両旋回時などにおいて、それらの可動部分の摩擦や振動を減少させることができる。また、補機類、排気管、及び原動機マウントなどの原動機周辺部品との間に一定のスペースを容易に確保できる。
また、左右の駆動ユニットは、原動機を挟むようにして、前記原動機の車幅方向の左右側面に配置されるので、駆動ユニットは原動機の幅分だけ車両の車幅方向の外側に押し出されるように配置されることになる。この場合、前記駆動ユニットと前記車輪の距離が近づき一般的にはジョイントの作動角が大きくなるため、前記駆動ユニットの出力軸を傾斜させる事がより効果的となる。
本発明の他の観点では、駆動装置は、左右車輪と、前記車輪に連結された出力軸を有する左右の駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットの前記出力軸は、車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前後方向又は水平面に対して上下方向の少なくとも一方に所定の傾斜角だけ傾斜しており、前記駆動ユニットは、前記原動機の側面に取付部材を介して取り付けられ、前記駆動ユニットと前記取付部材との合わせ面が前記出力軸の中心線に対して鉛直面内にある。
上記の駆動装置によれば、車輪に連結された駆動ユニットの出力軸が、少なくとも車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して、又は、水平面に対して所定の傾斜角だけ傾斜しているので、その出力軸と車輪とを連結する、例えばジョイントの作動角を小さくすることができる。このため、可動範囲が小さいジョイントを使用することが可能となり、ジョイントを低コストとすることができる。また、ジョイントの作動角が小さくなるため、車両旋回時などにおいて、それらの可動部分の摩擦や振動を減少させることができる。また、補機類、排気管、及び原動機マウントなどの原動機周辺部品との間に一定のスペースを容易に確保できる。
また、前記駆動ユニットは、前記原動機の側面に取付部材を介して取り付けられ、前記駆動ユニットと前記取付部材との合わせ面が前記出力軸の中心線に対して鉛直面内にあるので、駆動ユニットは、マウントボスなどの取付部材により、原動機の側面に取付られ、その取付部材のあわせ面を調整することにより、傾斜角を決定することができる。よって、車種毎に原動機周辺の設計などが異なり、駆動ユニットの傾斜角が異なる場合でも、取付部材の大きさや形状を変えることにより、共通の駆動ユニットを使用することが可能となる。これにより、車種毎に異なる駆動ユニットを用意する必要が無くなり、コストの低減を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
［車両の基本構成］
まず、本実施形態に係る車両１００の基本構成について説明する。なお、本実施形態に係る車両１００は、４ＷＤ（四輪駆動）仕様のＦＲ車両（原動機前置き後輪駆動方式）に本発明を適用したものである。但し、本発明の適用はこれに限られるものではなく、ＦＦ車両（原動機前置き前輪駆動方式）の後輪にも適用可能であり、原動機としてモータを使う電気自動車やハイブリット車にも適用できる。なお、以下に例示する車両１００は原動機としてエンジンを使用するものである。
【００２２】
図１は、本発明に係る駆動装置２００を備える車両１００の構成を示す平面図である。図１に示すように、車両１００は、主として、エンジン１１及び左右一対の駆動ユニット２を含む駆動装置２００と、トルクコンバータ１１２と、トランスミッション１１３と、プロペラシャフト１１４と、ディファレンシャルギヤ１１５と、ドライブシャフト１１６と、後輪１１７と、前輪７とを備える。
【００２３】
エンジン１１は、燃焼室内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。燃焼室内での混合気の燃焼によるピストンの往復運動は、コンロッド（図示略）を介してクランクシャフト（図示略）の回転運動に変換される。クランクシャフトの回転は、トルクコンバータ１１２、トランスミッション１１３、プロペラシャフト１１４、ディファレンシャルギヤ１１５、及びドライブシャフト１１６を介して後輪１１７に伝達される。
【００２４】
トルクコンバータ１１２は、エンジン１１とトランスミッション１１３との間に設けられる。トルクコンバータ１１２は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン１１から出力される回転トルクを断続的にトランスミッション１１３へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させてトランスミッション１１３へ伝達する機能とを有する。
【００２５】
トランスミッション１１３は、トルクコンバータ１１２とプロペラシャフト１１４との間に設けられ、前進４段（第１速〜第４速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。トランスミッション１１３は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）からの指令信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２６】
プロペラシャフト１１４は、トランスミッション１１３とディファレンシャルギヤ１１５との間に設けられ、エンジン１１から得られる駆動力を後輪１１７へ伝達する推進軸である。
【００２７】
ディファレンシャルギヤ１１５は、複数の傘歯歯車を組み合わせたものから構成され、車両旋回時に内側の車輪と外側の車輪との回転速度を調整するギヤである。具体的には、車両１００が直線道路を走行するときは、ディファレンシャルギヤ１１５は、左右の前輪を同一の速度で回転させる。一方、車両１００が旋回運動をするときは左右の前輪の回転速度差が生じるため、ディファレンシャルギヤ１１５はそれらの回転速度を調整して、スムーズな旋回運動を可能とする。
【００２８】
ドライブシャフト１１６は、左右の後輪１１７と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト１１６は、エンジン１１側からの駆動力によって回転し、後輪１１７へ動力を伝達する。
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係る駆動装置２００の構成を説明する。図２は駆動装置２００の平面図であり、図３は図２の矢印Ａ方向から見た駆動装置２００の正面図である。なお、図３において符号Ｚ１は路面を示す。
【００３０】
図示のように、駆動装置２００は、車両の進行方向に向かって右側の右前輪系ＦＲ１と左側の左前輪系ＦＬ１とに大別される。右前輪系ＦＲ１は、電動式モータ及び変速機を備える右側の駆動ユニット２Ｒを備える。なお、図２及び図３から理解されるように、右前輪系ＦＲ１と左前輪系ＦＬ１の基本的構成要素は同一であるので、以下の説明では、左右を区別する必要がある場合は各構成要素の符号にＲ又はＬの文字を付すこととし、左右を区別する必要が無い場合はＲ又はＬの文字を省略する。例えば、「駆動ユニット２」は左右の駆動ユニット２Ｒ及び２Ｌを指し、「駆動ユニット２Ｒ」は右側の駆動ユニット２Ｒのみを指すこととする。
【００３１】
駆動ユニット２Ｒは、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲによりエンジン１１の右側面に取り付けられている。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒはインボードジョイント３Ｒを介して中間シャフト４Ｒに連結され、中間シャフト４Ｒはさらにアウトボードジョイント５Ｒを介して右前輪７Ｒに固定されている。インボードジョイント３Ｒは駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒの回転駆動力を中間シャフト４Ｒに伝達し、アウトボードジョイント５Ｒは中間シャフト４Ｒの回転駆動力を右前輪７Ｒに伝達する。こうして、駆動ユニット２Ｒが発生する回転駆動力が右前輪７Ｒを回転駆動する。
【００３２】
右前輪系ＦＲ１では、駆動ユニット２Ｒの後方に排気管９Ｒやエンジンマウント１０Ｒなどのエンジン周辺部品が配置されており、かつ駆動ユニット２Ｒの前方には補機類８が配置されている。
【００３３】
左前輪系ＦＬ１は基本的に右前輪系ＦＲ１と同一の構成を有し、各構成要素が車両の幅方向における中心線Ｌ１に対して略左右対称に配置されている。即ち、エンジン１１の左側面にはマウントボス１ＬＦ及び１ＬＲを介して左側の駆動ユニット２Ｌが取り付けられ、駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌはインボードジョイント３Ｌを介して中間シャフト４Ｌに連結されている。中間シャフト４Ｌはアウトボードジョイント５Ｌを介して左前輪７Ｌに連結されている。また、駆動ユニット２Ｌの後方には排気管９Ｌやエンジンマウント１０Ｌなどのエンジン周辺部品が配置されている。但し、左前輪系ＦＬ１においては、駆動ユニット２Ｌの前方に補機類は配置されていない。
【００３４】
次に、エンジン１１に対する駆動ユニット２の取り付け方法について説明する。一般的に、車両旋回時などにおいては、車輪とシャフトとを連結するジョイントの作動角が大きくなると、ジョイントの可動部分の摩擦が大きくなりジョイントに発生する振動も大きくなる。また、ジョイントの作動角が大きくなると、作動範囲の大きなジョイントを搭載する必要が生じる。このため、車両旋回時などにジョイントの作動角をできる限り小さくする必要がある。そこで、本実施形態では、駆動ユニット２の出力軸２３を、車両１００の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して、又は水平面に対して、所定の傾斜角となるように傾斜させている。これによりインボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００３５】
ここで、図４及び図５を参照して、駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合と傾斜させた場合とにおけるジョイントの作動角の違いについて説明する。
【００３６】
図４は、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させない場合の駆動装置３００の右前輪系の平面図を示し、図５は、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前方に傾斜させた場合の駆動装置４００の右前輪系の平面図を示す。図４及び図５において、車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面は、符号Ｓ１により示されている。また、矢印Ｂで示される方向は車両の進行方向である。
【００３７】
まず、駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合について説明する。図４に示す駆動装置３００において、駆動ユニット５０は原動機５６の側面に対して傾斜させずに取り付けられている。よって、駆動ユニット５０の出力軸５１は、鉛直面Ｓ１内にある。駆動ユニット５０の出力軸５１はインボードジョイント５２に連結され、インボードジョイント５２はシャフト５３を介してアウトボードジョイント５４に連結され、アウトボードジョイント５４は右前輪５５と連結されている。シャフト５３の中心軸は、駆動ユニット５０の出力軸５１の中心軸Ｌ３５を反時計回りに角度θｉ1だけ回転させたラインＬ３１上にある。よって、インボードジョイント５２の作動角は、駆動ユニット５０の出力軸５１の中心軸Ｌ３５を基準にして角度θｉ1となっている。
【００３８】
車両が直進するときには右前輪５５は実線の位置にあり、右旋回するときには破線の位置になる。よって、ラインＬ３１を基準とすると、車両が直進するときのアウトボードジョイント５４の作動角はθo1であり、車両の右操舵時のアウトボードジョイント５４の作動角はθos1である。
【００３９】
次に、駆動ユニット５０の出力軸を、車両の車幅方向における中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させた場合について説明する。図５に示す駆動装置４００においては、原動機５６の側面は、車両の車幅方向における中心線と略平行であり、駆動ユニット５０はマウントボス５６、５７を介して原動機５６の側面に対して傾斜して取り付けられている。駆動ユニット５０の出力軸５１は鉛直面Ｓ１に対して所定の傾斜角αだけ前方へ傾斜している。
【００４０】
このように駆動ユニット５０の出力軸５１が鉛直面Ｓ１に対して所定の傾斜角αだけ傾斜した場合、インボードジョイント５２の作動角はθi2（＜θi1）となる。また、シャフト５３の中心軸に対応するラインＬ３１ａを基準とすると、車両が直進するときのアウトボードジョイント５４の作動角はθo2（＜θo1）であり、右操舵時のアウトボードジョイント５４の作動角はθos2（＜θos1）である。
【００４１】
このように、駆動ユニット５０の出力軸５１を、車両の幅方向の中心線に直角な鉛直面Ｓ１に対して傾斜させた場合は、傾斜させない場合よりも、インボードジョイント５２及びアウトボードジョイント５４のいずれの作動角も小さくなる。なお、上記の説明では、鉛直面Ｓ１に対して駆動ユニット５０の出力軸を傾斜させた場合について説明したが、水平面に対して駆動ユニット５０の出力軸を傾斜させた場合についても、同様のことが言える。
【００４２】
以上の考察に基づいて、本実施形態では、図２及び図３に示すように、駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒは、車両の車幅方向における中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して、傾斜角θ４だけ前方へ傾斜して取り付けられている。これは、左前輪径ＦＬ１の駆動ユニット２Ｌについても同様である。即ち、駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌは鉛直面Ｓ１に対して傾斜角θ３だけ前方へ傾斜して取り付けられている。このように、鉛直面Ｓ１に対して駆動ユニット２の出力軸２３を前方へ傾斜させて取り付けることにより、インボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００４３】
本実施形態では、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲの長さ及び形状を調整することにより、駆動ユニット２Ｒの傾斜角θ４を実現している。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒを、車両の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して傾斜させて取り付ける方法としては２つの方法が考えられる。第１の方法は、駆動ユニット自体はエンジン側面に対して傾斜させずにエンジン側面に取り付け、駆動ユニットの出力軸の方向を駆動ユニット本体に対して傾斜させる方法である。第２の方法は、駆動ユニットの出力軸を駆動ユニット本体に対して所定角度、好ましくは垂直に形成し、駆動ユニット自体を原動機側面に対して傾斜させて取り付ける方法である。本実施形態では、第２の方法を採用している。第１の方法では、駆動ユニットの出力軸の傾斜角を所望の角度とするためには、駆動ユニット本体に対する出力軸の方向を駆動ユニット毎に変える必要が生じる。よって、例えば車種毎に好ましい駆動ユニットの出力軸の傾斜角が異なるような場合には、車種毎に対応する駆動ユニットを製作する必要が生じる。これに対し、第２の方法では、車種が異なる場合でも駆動ユニット自体は同一のものでよく、適切な長さや形状（座面の角度など）のマウントボスを用いることにより、駆動ユニットの出力軸の傾斜を調整してエンジンに取り付けることができる。従って、マウントボスを変えるだけで、同一の駆動ユニットを異なる車種に共通に使用することができる。
【００４４】
具体的には、車両の車幅方向の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対する駆動ユニットの出力軸の傾斜は、マウントボスの座面と駆動ユニットの取り付け面との合わせ面の角度（以下、「あわせ面角」とも呼ぶ。）により規定される。図２において、マウントボス１ＲＦ及び１ＲＲの座面１５ＲＦ及び１５ＲＲと、駆動ユニット２Ｒの取り付け面２１Ｒとの合わせ面を含む鉛直面をＳ３とする。駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒは駆動ユニット２Ｒの取り付け面２１Ｒに対して垂直であるので、車両中心軸Ｌ１を含む鉛直面と鉛直面Ｓ３とがなすあわせ面角θ２と、傾斜角θ４とは等しい。よって、駆動ユニット２Ｒの実装時には、適切な形状のマウントボス１ＲＦ及び１ＲＲを使用し、マウントボス座面と駆動ユニットの取り付け面の合わせ面がなすあわせ面角θ２を、所望の傾斜角θ４と等しくすればよい。
【００４５】
以上は、左前輪系ＦＬ１に関しても同様である。即ち、適切な形状のマウントボス１ＬＦ及び１ＬＲを使用し、マウントボス１ＬＦ及び１ＬＲの座面１５ＬＦ及び１５ＬＲと、駆動ユニット２Ｌの取り付け面２１Ｌとの合わせ面を含む鉛直面Ｓ２が、車両中心軸Ｌ１を含む鉛直面となすあわせ面角θ１を、所望の傾斜角θ３と等しくなるように駆動ユニット２Ｌを取り付ければよい。
【００４６】
また、本実施形態では、図３に示されるように、駆動ユニット２Ｒ及び２Ｌは水平面Ｓ１０に対して車両の上下方向にそれぞれ傾斜角θ８及びθ７だけ傾斜して取り付けられる。これにより、上下方向におけるインボードジョイント３及びアウトボードジョイント５の作動角を小さくすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、右前輪系ＦＲ１における駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒの傾斜角θ４及びθ８を、左前輪系ＦＬ１における駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌの傾斜角θ３及びθ７とそれぞれ異ならせている。これにより、駆動ユニット２、ジョイント３及び５、中間シャフト４などを含む駆動装置を、右前輪系ＦＲ１と左前輪系ＦＬ１とで独立に設計することが可能となる。
【００４８】
例えば、図２及び図３に示すように、右前輪系ＦＲ１では、駆動ユニット２Ｒの前方に補機類８を配置する必要があり、駆動ユニット２Ｒの後方には排気管９Ｒや原動機マウント１０Ｒが存在する。よって、右側の駆動ユニット２Ｒは、補機類８と排気管９Ｒや原動機マウント１０Ｒとの間に設ける必要があり、かつ、インボードジョイント３Ｒやアウトボードジョイント５Ｒの作動時に中間シャフト４Ｒが付近の原動機周辺部品と干渉しないように駆動ユニット２Ｒの傾斜角θ４及びθ８を決める必要がある。
【００４９】
一方、左前輪系ＦＬ１では、駆動ユニット２Ｌの前方には補機類などの障害物がないので、駆動ユニット２Ｌのエンジン１１への取り付け位置自体を右前輪系ＦＲ１と比較して前方へシフトすることができる。また、駆動ユニット２Ｌの前方に障害物が無いので、傾斜角θ３を大きくし、出力軸２Ｌをより前方へ傾けることができる。
【００５０】
［駆動ユニット］
次に、駆動ユニット２の構造について、図６を参照して説明する。図６は、駆動ユニット２の内部構造を模式的に示す。駆動ユニット２は、モータ部２０と、変速部２６とを備え、出力軸２３に連結されている。尚、本例に係る駆動ユニット２では、図６に示すように、モータ部２０のロータシャフト２５と、出力軸２３とは同一軸Ｌ５０上に設けられる。
【００５１】
モータ部２０は、ステータ２１と、ロータ２２と、ロータシャフト２５とを備える。ステータ２１は、コイル線を軟鋼等に巻回したものであり、外部からの電力供給を受けて磁界を刻々と変化させる。ロータ２２は、ステータ２１の磁界の変化に伴って回転する。ロータ２２の回転はロータシャフト２５により取り出され、変速部２６へと伝達される。変速部２６は、複数のプラネタリギヤが組み合わされたギヤトレーン２７により構成される。変速部２６は、ロータシャフト２５からの回転を変速し、変速後の回転駆動力を出力軸２３に出力する。
【００５２】
本実施形態に係る駆動ユニット２は、モータ部２０と変速部２６などによって構成されるため、車両の走行状態に応じて回転駆動力／回転トルクを変化させることができ、それらを出力軸２３に出力することができる。これにより、駆動ユニット２は、車両の走行状態に応じて左右の前輪の回転速度や回転トルクを適切に調整することができる。駆動ユニット２は左右に個別に設けられているので、左右の駆動ユニット２の回転駆動力を独立に制御することができる。
【００５３】
ここで、前述のように、左前輪系ＦＬ１の駆動ユニット２Ｌの出力軸２３Ｌと、右前輪系ＦＲ１の駆動ユニット２Ｒの出力軸２３Ｒとを、それぞれ車両の車幅方向の中心線Ｌ１に直角な鉛直面Ｓ１に対して異なる傾斜角とした場合には、車両旋回時における左前輪系ＦＬ１の前輪と右前輪系ＦＲ１の前輪の伝達ラインは夫々異なってくる。
【００５４】
図７を参照して、駆動ユニットの出力軸からの回転駆動力がジョイントを介してシャフトへ伝達されるときに左右の車輪の回りに発生するモーメントＭについて説明する。図７（ａ）は、ジョイント７１に屈曲角がついた状態で入力軸７０に回転トルクＴが付与されたとき、ジョイントの回りに発生するモーメントＭの大きさを説明するための図である。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、入力軸７０が矢印の方向に回転トルクＴで回転すると、その回転トルクＴがジョイント７１を介してシャフト７２へと伝達される。上述のようにジョイント７１に屈曲角θがついた状態で入力軸７０に回転トルクＴが付与されると、Ｙ軸回りには２次偶力によるモーメントが発生する。このモーメントの大きさＭは、
Ｍ＝Ｔｔａｎθ／２（Ｎ・ｍ）（式１）
で表される。
【００５６】
図７（ｂ）は、左右不等長のシャフトＳＹ１、ＳＹ２を有する車両５００の左右の車輪回りに発生するモーメントの大きさを説明するための図である。なお、図７（ｂ）に示される符号Ｚ２の部分は路面である。図７（ｂ）に示すように、原動機５０１の左右側面に、ジョイントＪ１、Ｊ２を介して、シャフトＳＹ１、ＳＹ２が取り付けられる。同図に示すように、車両５００のシャフトＳＹ１、ＳＹ２の長さが左右の車輪で夫々異なる場合には、ジョイントＪ１、Ｊ２の屈曲角も夫々異なってくる。即ち、紙面に向かって、左のシャフトＳＹ１に回転自在に連結されるジョイントＪ１は、路面と平行な水平面Ｌ７０から反時計回りに角度θＬだけ屈曲している。一方、紙面に向かって、右のシャフトＳＹ２に回転自在に連結されるジョイントＪ２は、路面と平行な水平面Ｌ７０から時計回りに角度θＲだけ屈曲している。ここで、角度θＬ＞角度θＲである。
【００５７】
かかる車両５００では、図７（ａ）に示すように、左右の車輪回りに所定の大きさのモーメントＭが発生する。即ち、車両５００では、図７（ｂ）に示すように、左右のジョイントＪ１、Ｊ２の屈曲角が夫々異なるため、左右の車輪の回りに発生するモーメントＭ（式１を参照）の大きさも異なってくる。このように、大きさの異なるモーメントＭが左右の車輪に発生すると、いわゆるトルクステアが発生する。
【００５８】
しかし、本実施形態では、必要に応じて左右の前輪７の大きさの異なるモーメントＭによるトルクステアを修正するように左右の駆動ユニット２の一方又は両方を適切なトルクで駆動することにより、左右の前輪７の回転速度／回転トルクを調整し、車両の拳動を安定させることができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る駆動ユニット２は、図６に示すように、モータ部２０のロータシャフト２５と出力軸２３とをギヤトレーン２７を介して同一軸Ｌ５０上に設けている。このため、左前輪系ＦＬ１及び右前輪系ＦＲ１の駆動ユニット２は、ロータシャフト２５及び出力軸２３の長さ分だけ車両１００の車幅方向の外側に配置される。一般的に、駆動ユニットと車輪との距離が近づくとジョイント作動角が大きくなるので、本発明のように駆動ユニットの出力軸を傾斜させてジョイントの作動角を小さくすることがより効果的となる。
【００６０】
[変形例]
上記の実施形態においては、左右前輪を対象に、駆動ユニットの出力軸を車両の車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して傾斜させ、インボードジョイント及びアウトボードジョイントの作動角を小さくするようにしたが、これに限らず、左右の後輪に対してのみ、又は左右前後輪の全てに対して、本発明を適用するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る駆動装置によれば、駆動ユニットの出力軸を車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して所定の傾斜角だけ傾斜させて配置しているので、その出力軸と車輪とを連結するジョイントの作動角を小さくすることができる。このため、作動角の範囲が小さいジョイントを使用することが可能となり、低コスト化が可能となる。また、ジョイントの作動角が小さくなるため、車両旋回時などにおいて、それらの可動部分の摩擦や振動を減少させることができる。さらに、ジョイントの作動角を小さくすることにより、中間シャフトなどの作動範囲が小さくなるので、補機類、排気管及び原動機マウントなどの原動機周辺部品との間に一定のスペースを容易に保つことができる。よって、原動機及び駆動ユニットを含む駆動装置の設計自由度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動装置を備える車両の平面図を示す。
【図２】本発明に係る駆動装置の平面図を示す。
【図３】本発明に係る駆動装置の正面図を示す。
【図４】駆動ユニットの出力軸を傾斜させない場合のジョイントの作動角の大きさを説明する図である。
【図５】駆動ユニットの出力軸を傾斜させた場合のジョイントの作動角の大きさを説明する図である。
【図６】本発明に係る駆動ユニットの基本構造を示す。
【図７】ジョイントの作動角の大きさに応じて発生するモーメントの大きさを説明する図である。
【符号の説明】
２駆動ユニット
３インボードジョイント
４中間シャフト
５アウトボードジョイント
６アウトシャフト
７前輪
８補機類
９排気管
１０原動機マウント
１１原動機
１１２トルクコンバータ
１１３トランスミッション
１１４プロペラシャフト
１１５ディファレンシャルギヤ
１１６ドライブシャフト
１１７後輪
２０モータ部
２３出力軸
２６変速部
１００、５００車両
２００、３００、４００駆動装置

Claims

左右車輪と、
前記車輪に連結された出力軸を有する左右の駆動ユニットと、を備え、
前記駆動ユニットの前記出力軸は、車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前後方向又は水平面に対して上下方向の少なくとも一方に所定の傾斜角だけ傾斜しており、
前記左右の駆動ユニットは、原動機を挟むようにして、前記原動機の車幅方向の左右側面に配置されることを特徴とする駆動装置。
左右車輪と、
前記車輪に連結された出力軸を有する左右の駆動ユニットと、を備え、
前記駆動ユニットの前記出力軸は、車幅方向の中心線に直角な鉛直面に対して前後方向又は水平面に対して上下方向の少なくとも一方に所定の傾斜角だけ傾斜しており、
前記駆動ユニットは、前記原動機の側面に取付部材を介して取り付けられ、前記駆動ユニットと前記取付部材との合わせ面が前記出力軸の中心線に対して鉛直面内にあることを特徴とする駆動装置。