JP5248255B2 - 駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、大型トラックなどの車両の車輪を回転させる駆動軸が収納されたアクスルケースなどからなる駆動ユニットに関する。

発電専用のエンジン（内燃機関）と、このエンジンが発電した電力を蓄電する蓄電体（二次電池など）とを搭載し、蓄電体に蓄電された電力によってモータを駆動させて車輪を回転させることにより走行するシリアルハイブリッド車が知られている。このシリアルハイブリッド車には、駆動軸の長手方向両端部に連結された車輪ごとに専用の駆動モータが備えられているものもある。これらの駆動モータはホイール内に配置されており、いわゆるホイールインモータと呼ばれている（例えば、特許文献１参照。）。

一般に乗用車や小型トラックのような比較的軽量の車両では、各車輪当たり（一輪当り）の駆動力は小さく、外径がホイールのリム径以下であって、長さが車輪の幅程度の小型の駆動モータを使用しても車輪を十分に駆動できるので、上記のホイールインモータのようなレイアウトが可能である。これに対し、大型トラックの駆動輪はタイヤ及びホイールを１つのハブに２個取付ける構造であり、ホイールのサイズに比較するとより大きな駆動力が必要とされる。このため、大型トラックをシリアルハイブリッド車にする場合、車輪を駆動させる駆動モータの外径をホイールのリム径よりも大きくするか、駆動モータの長さを車輪の幅よりも大きくする必要がある。従って、大型トラックでは、上記したホイールインモータのようなレイアウトは採用できず、より大型の駆動モータをエンジンの後方に配置しておき、プロペラシャフトや差動ギヤ、アクスルシャフト等を介して車輪を駆動するタイプが一般的である。このようなタイプの場合、駆動系はエンジン車のそれとほぼ同じ構成となる。
特開平１１−２６２１０１号公報

上述したように、大型トラックにシリアルハイブリッド方式を採用する構造では、乗用車のような小型車両に採用されるホイールインモータを利用できないので、差動ギヤやアクスルシャフトを無くした構造にはできない。このため、駆動軸などから構成される駆動ユニットを簡易な構造にはできない。

本発明は、上記事情に鑑み、シリアルハイブリッド方式を大型トラックに採用しても簡易な構造にできる駆動ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の駆動ユニットは、車輪を回転させる駆動軸が収納されたアクスルケースと、アクスルケースの長手方向両端部に回転自在に装着され、車輪と共に回転するブレーキドラムと、電力が蓄電される蓄電体と、アクスルケースの外周面のうちブレーキドラムの近傍に配置され、蓄電体に蓄電された電力によって駆動する駆動モータと、駆動モータの駆動力をブレーキドラムに伝達する動力伝達部材とを備え、動力伝達部材は、駆動モータの回転軸に固定されたピニオンギアと、ブレーキドラムの外周面に固定され、ピニオンギアに噛み合うリングギアとからなり、ピニオンギア及びリングギアを水密に覆うギアカバーを備え、ギアカバーは、車輪を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケットに固定されたブラケットを介してアクスルケースに固定された、ことを特徴とする駆動ユニットである。

また、本発明の駆動ユニットは、車輪を回転させる駆動軸が収納されたアクスルケースと、アクスルケースの長手方向両端部に回転自在に装着され、車輪と共に回転するブレーキドラムと、電力が蓄電される蓄電体と、アクスルケースの外周面のうちブレーキドラムの近傍に配置され、蓄電体に蓄電された電力によって駆動する駆動モータと、駆動モータの駆動力をブレーキドラムに伝達する動力伝達部材とを備え、動力伝達部材は、駆動モータの回転軸に固定されたピニオンギアと、ブレーキドラムの外周面に固定され、ピニオンギアに噛み合うリングギアとからなり、ピニオンギア及びリングギアを水密に覆うギアカバーを備え、ギアカバーは、車輪を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケットと一体的に形成されたブラケットを介してアクスルケースに固定された、ことを特徴とする駆動ユニットである。

前記ギアカバーの内部に、潤滑油が収容されていてもよい。

前記リングギアが、ブレーキドラムの材料とは異なる材料で構成されると共に、ブレーキドラムにスプラインを介して取り付けられていてもよい。

前記駆動モータが、アクスルケースを挟んだ両側に一対配置されていてもよい。

前記駆動モータが、モータ取付用ブラケットとギアカバーを介してアクスルケースに固定されていてもよい。

本発明によれば、アクスルケースの外周面のうちブレーキドラムの近傍に駆動モータが配置されており、この駆動モータの駆動力を動力伝達部材によってブレーキドラムに伝達して車輪が回転する。従って、プロペラシャフトや差動ギアが不要であり、従来のホイールインモータタイプと同等に簡単な構造の駆動ユニットを大型トラックに採用できることとなる。

本発明は、タイヤ及びホイールを１つのハブに２個取付けた構造の大型トラックに実現された。

図１を参照して、本願発明の駆動ユニットが採用された大型トラックの概略構造を説明する。

図１は、大型トラックの概略構造を示す底面図である。

大型トラック１０は、２つの前輪（タイヤ）１２と、１つのハブに２つずつ（１４ａ，１４ｂと、１５ａ，１５ｂ）装着された後輪１４，１５を備えている。後輪１４と後輪１５は、アクスルケース３４に収容されたドライブシャフト３２（図２参照）に連結されている。運転席１７の下方には、発電専用のエンジン（内燃機関）１６が配置されている。このエンジン１６は発電機１９を駆動するだけであり、ここで得られた電力は、二次電池などの蓄電体（充電体）１８に蓄電されて（充電されて）、導電ケーブル（導電線）２０を通って駆動モータ３８，３９に供給される。なお、エンジン１６と蓄電体１８の間には、発電機１９が配置されている。上記の駆動モータ３８，３９の配置について図２から図４までを参照して説明する。

図２は、駆動モータを備えた駆動ユニットを内側（車内側）から示す斜視図であり、一部を破断して示している。図３は、駆動モータを備えた駆動ユニットを外側（車外側）から示す斜視図であり、一部を破断して示している。図４は、駆動ユニットのうち駆動モータ近傍を示す一部断面図である。

駆動ユニット３０は、後輪１４，１５が固定されたドライブシャフト３２が収納されたアクスルケース３４を備えている。アクスルケース３４の長手方向両端部には、後輪１４，１５と共に回転するブレーキドラム３６が回転自在に固定されている。アクスルケース３４の外周面のうちブレーキドラム３６の近傍には、蓄電体１８に蓄電された電力によって駆動する駆動モータ３８，３９が配置されている。駆動モータ３８，３９は、アクスルケース３４を挟んだ両側に配置された一対のものであり、ブレーキドラム３６よりも内側に位置している。駆動モータ３８，３９は、アクスルケース３４にＬ字状のブラケット４０及びギヤカバー４２を介して固定されている。なお、ブレーキがエア駆動である場合はブレーキ駆動エアチャンバーの前後反対側に駆動モータ３８（又は３９）を１個配置すればよく、ブレーキが油圧駆動である場合には駆動モータ３８，３９をアクスルケース３４の車両前後方向に各１個、合計２個配置してもよい。

駆動モータ３８，３９の回転軸３８ａ，３９ａはアクスルケース３４に平行に車外に向けて延びており、これらの回転軸３８ａ，３９ａにはそれぞれピニオンギア３８ｂ，３９ｂが固定されている。また、ブレーキドラム３６の外周面には、ピニオンギア３８ｂ，３９ｂに噛み合うリングギア３６ｂが固定されている。従って、駆動モータ３８，３９の駆動力（回転力）は、ピニオンギア３８ｂ，３９ｂとリングギア３６ｂによってブレーキドラム３６に伝達され、これにより、後輪１４，１５が回転する。なお、駆動モータ３８，３９の駆動力をブレーキドラム３６に無端ベルトで伝達してもよい。また、駆動モータ３８，３９の駆動力を所定の減速比でブレーキドラム３６に伝達するために、ピニオンギア３８ｂ，３９ｂとリングギア３６ｂは歯数が異なるが同一モジュールのものであってもよい。

上記したピニオンギア３８ｂ，３９ｂ及びリングギア３６ｂは、内部に空間が形成された円板状のギアカバー４２によって水密に覆われている。このギアカバー４２の内部に潤滑油などを収容しておくことにより、ピニオンギア３８ｂ，３９ｂ及びリングギア３６ｂを円滑に回転させて耐久性を高めることができる。ギアカバー４２は、後輪１４，１５を制動するブレーキ（図示せず）を取り付けるためのブレーキ取付用ブラケット４４に取り付けられている。なお、ギアカバー４２の一部をシール材で構成してもよい。このシール材やリングギア３６ｂをブレーキドラム３６と一体に構成してもよいが、制動に伴う摩擦熱の影響を回避するためと、シール材やリングギア３６ｂの耐久性を確保するために、ブレーキドラム３６の一般的な材料であるねずみ鋳鉄とは異なる材料で構成し、ブレーキドラム３６本体とはスプライン等のトルク伝達能力の高い構造で連結してもよい。

図５と図６を参照してギアカバーの取り付け方法の他の例を説明する。

図５は、アクスルケースにブラケットを介して固定されたギアカバーを示す斜視図であり、一部を破断して示している。図６は、ブレーキ取付用ブラケットに一体的に形成されたブラケットを介して固定されたギアカバーを示す斜視図であり、一部を破断して示している。これらの図では、図２と図３に示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。

図５に示すように、ギアカバー４２は、後輪１４，１５を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケット４４に固定されたブラケット４６を介してアクスルケース３４に固定されている。図５に示す構造に代えて、図６に示すように、後輪１４，１５を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケット４４に一体的にブラケット４８を形成しておき、このブラケット４８を介してギアカバー４２をアクスルケース３４に固定してもよい。

上述したように、アクスルケース３４に駆動モータ３８，３９を固定して後輪１４，１５を駆動するように構成したのでプロペラシャフトや差動ギアが不要であり、従来のホイールインモータタイプと同等に簡単な構造の駆動ユニットを大型トラックに採用できることとなる。また、エンジン１６は発電専用であるので小型で済み、蓄電体１８も小さくて済む。

なお、本発明は駆動モータを蓄電体に蓄電された電力によって駆動するものであるが、車両の運転条件によってはエンジンで発電した電力単独またはこれらの電力を同時に両方用いて駆動しても良い。

さらに、本発明では大型トラック等、ダブルタイヤ用駆動ユニットを想定しているが、小型トラック等、シングルタイヤ用駆動ユニットに適用しても良い。

大型トラックの概略構造を示す底面図である。 駆動モータを備えた駆動ユニットを内側（車内側）から示す斜視図であり、一部を破断して示している。 駆動モータを備えた駆動ユニットを外側（車外側）から示す斜視図であり、一部を破断して示している。 駆動ユニットのうち駆動モータ近傍を示す一部断面図である。 アクスルケースにブラケットを介して固定されたギアカバーを示す斜視図であり、一部を破断して示している。 ブレーキ取付用ブラケットに一体的に形成されたブラケットを介して固定されたギアカバーを示す斜視図であり、一部を破断して示している。

符号の説明

１０ 大型トラック
１４，１５ 後輪
１６ エンジン
１８ 蓄電体
３０ 駆動ユニット
３４ アクスルケース
３６ ブレーキドラム
３６ｂ リングギア
３８，３９ 駆動モータ
３８ｂ，３９ｂ ピニオンギア
４０ ブラケット
４２ ギアカバー

Claims (6)

1. 車輪を回転させる駆動軸が収納されたアクスルケースと、
   該アクスルケースの長手方向両端部に回転自在に装着され、前記車輪と共に回転するブレーキドラムと、
   電力が蓄電される蓄電体と、
   前記アクスルケースの外周面のうち前記ブレーキドラムの近傍に配置され、前記蓄電体に蓄電された電力によって駆動する駆動モータと、
   該駆動モータの駆動力を前記ブレーキドラムに伝達する動力伝達部材とを備え、
   該動力伝達部材は、
   前記駆動モータの回転軸に固定されたピニオンギアと、前記ブレーキドラムの外周面に固定され、前記ピニオンギアに噛み合うリングギアとからなり、
   前記ピニオンギア及び前記リングギアを水密に覆うギアカバーを備え、
   該ギアカバーは、
   前記車輪を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケットに固定されたブラケットを介して前記アクスルケースに固定された、ことを特徴とする駆動ユニット。
2. 車輪を回転させる駆動軸が収納されたアクスルケースと、
   該アクスルケースの長手方向両端部に回転自在に装着され、前記車輪と共に回転するブレーキドラムと、
   電力が蓄電される蓄電体と、
   前記アクスルケースの外周面のうち前記ブレーキドラムの近傍に配置され、前記蓄電体に蓄電された電力によって駆動する駆動モータと、
   該駆動モータの駆動力を前記ブレーキドラムに伝達する動力伝達部材とを備え、
   該動力伝達部材は、
   前記駆動モータの回転軸に固定されたピニオンギアと、前記ブレーキドラムの外周面に固定され、前記ピニオンギアに噛み合うリングギアとからなり、
   前記ピニオンギア及び前記リングギアを水密に覆うギアカバーを備え、
   該ギアカバーは、
   前記車輪を制動するブレーキを取り付けるためのブレーキ取付用ブラケットと一体的に形成されたブラケットを介して前記アクスルケースに固定された、ことを特徴とする駆動ユニット。
3. 前記ギアカバーの内部に、潤滑油が収容された請求項１又は２に記載の駆動ユニット。
4. 前記リングギアが、前記ブレーキドラムの材料とは異なる材料で構成されると共に、前記ブレーキドラムにスプラインを介して取り付けられた請求項１から３の何れか１項に記載の駆動ユニット。
5. 前記駆動モータが、前記アクスルケースを挟んだ両側に一対配置された請求項１から４の何れか１項に記載の駆動ユニット。
6. 前記駆動モータが、モータ取付用ブラケットと前記ギアカバーを介して前記アクスルケースに固定された請求項１から５の何れか１項に記載の駆動ユニット。

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