JP5354249B2 - Vehicle drive actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator with a simple constitution for driving a vehicle can adjust the vehicle height by using the power of an electric motor for driving wheels. <P>SOLUTION: The actuator A1 for driving the vehicle includes a motor generator 10 as an electric motor, and a wheel driving unit 30 for rotation-driving the wheels by transmitting the rotation of the motor generator 10 to an axle. The vehicle driving unit 30 includes a planetary gear deceleration mechanism 32 as a power distributing mechanism for distributing the power from the motor generator 10 into a plurality of powers. A lower seating face 3b of a spring 3 for suspension provided between a vehicle body 1 and the wheel driving unit 30 is vertically movable by the distributed powers via the planetary gear deceleration mechanism 32. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電動モータによって車輪を回転駆動する車両駆動用アクチュエータに関する。   The present invention relates to a vehicle drive actuator that rotationally drives wheels by an electric motor.

従来、車輪の駆動及びダブルウィッシュボーン式のサスペンションにおけるストローク制御を1つのホイールインモータ構造によって実現可能とすると共に、車両走行状態に応じてモータ出力の駆動成分及びサスペンションストローク制御成分の割合を任意に変化させることができるようにした車両駆動用アクチュエータが提案されている(例えば、特許文献1等参照。)。
特開2007−145071号公報
Conventionally, the wheel drive and stroke control in the double wishbone suspension can be realized by a single wheel-in motor structure, and the ratio of the drive component of the motor output and the suspension stroke control component can be arbitrarily set according to the vehicle running state. There has been proposed a vehicle drive actuator that can be changed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-145071 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載された従来技術では、各駆動輪に対して、独立に制御可能な2つの車輪駆動用モータをそれぞれ設ける必要があり、重量が増加したり、制御が複雑化したりするという問題がある。また、ロワーアームを上下することでサスペンション装置のストローク調整を行う構造であるため、軸方向に大きなスペースが必要になるという問題や、アクチュエータ軸とロワーアームの取付け位置とが離れているため、大きなトルクが必要になるという問題もある。   However, in the prior art described in Patent Document 1 described above, it is necessary to provide two wheel drive motors that can be controlled independently for each drive wheel, which increases the weight or complicates the control. There is a problem that. In addition, since the suspension device stroke is adjusted by moving the lower arm up and down, a large space is required in the axial direction, and the actuator shaft and the mounting position of the lower arm are separated, resulting in large torque. There is also a problem that it becomes necessary.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、車輪駆動用の電動モータの動力を利用して簡単な構成により車高調整を可能とした車両駆動用アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive actuator that can adjust the vehicle height with a simple configuration by using the power of an electric motor for driving wheels.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。   Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.

1.電動モータと、車体側に一端が接続される懸架バネの他端に接続され且つ前記電動モータの回転を車軸に伝達して車輪を回転駆動する車輪駆動ユニットとを備えた車両駆動用アクチュエータであって、
前記車両駆動ユニットは、前記電動モータからの動力を複数に分配可能な動力分配機構を備え、
前記動力分配機構を介して分配された動力によって、前記懸架バネの前記他端を上下駆動可能に構成され、
前記動力分配機構は、
前記電動モータの回転を減速して前記車軸へ伝達すると共に動力を分配可能な遊星ギア機構と、
前記遊星ギア機構による動力の分配状態を切換える切換え機構とからなり、
前記遊星ギア機構は、サンギアに前記電動モータの回転を入力し、プラネタリキャリアから前記車軸へ回転を出力すると共に、リングギアから出力される動力によって前記懸架バネの前記他端を上下駆動可能に構成されたことを特徴とする車両駆動用アクチュエータ。
1. An actuator for driving a vehicle comprising: an electric motor; and a wheel drive unit connected to the other end of a suspension spring having one end connected to the vehicle body side and transmitting the rotation of the electric motor to an axle to rotate the wheel. And
The vehicle drive unit includes a power distribution mechanism capable of distributing power from the electric motor to a plurality of units,
By the power distributed through the power distribution mechanism, the other end of the suspension spring can be driven up and down,
The power distribution mechanism is
A planetary gear mechanism capable of decelerating the rotation of the electric motor and transmitting it to the axle and distributing power;
Ri Do and a switching mechanism for switching the distribution state of the power by the planetary gear mechanism,
The planetary gear mechanism is configured to input rotation of the electric motor to a sun gear, output rotation from a planetary carrier to the axle, and drive the other end of the suspension spring up and down by power output from a ring gear. vehicle driving actuator, characterized in that it is.

手段1によれば、車両駆動ユニットに設けられた動力分配機構が、電動モータからの動力を複数に分配し、その分配された動力によって、車体側に一端が接続される懸架バネの他端が上下に駆動される。そして、懸架バネの他端が上下に駆動されることによって、車両バネ上側に設けられる車体の路面からの高さ(車高)が確実に調整される。例えば、車体側に上端が接続される懸架バネの下端に車両駆動ユニットが接続された車両において、乗車人員や積載量が増加して懸架バネが収縮する場合に、動力分配機構を介して分配された動力によって、懸架バネの下端を上方へ駆動することにより、空車時の車高と同等の高さに維持することができる。つまり、本発明によれば、各車輪に設けられた車輪駆動用の電動モータの動力を利用して簡単な構造で車高調整を行うことが可能であり、車体における積載荷重の変化に拘らずに良好な乗り心地性能を確保することができる。また、電動モータの出力軸と懸架バネの取付け位置とを近接させて配置可能であるため、装置サイズを小型化できると共に比較的小さなトルクで車高調整を行うことができる。
更に、遊星ギア機構は、サンギアに電動モータの回転が入力されると、プラネタリキャリアから車軸へ回転を出力することによって車輪を回転駆動する。また、切換え機構によって遊星ギア機構による動力の分配状態が切換えられた場合は、リングギアから出力される動力によって懸架バネの他端が上下に駆動されることにより車高が調整される。
According to the means 1, the power distribution mechanism provided in the vehicle drive unit distributes the power from the electric motor into a plurality of parts, and the other end of the suspension spring whose one end is connected to the vehicle body side by the distributed power. Driven up and down. Then, by driving the other end of the suspension spring up and down, the height (vehicle height) from the road surface of the vehicle body provided above the vehicle spring is reliably adjusted. For example, in a vehicle in which a vehicle drive unit is connected to the lower end of a suspension spring whose upper end is connected to the vehicle body side, when the number of passengers and load increases and the suspension spring contracts, the suspension spring is distributed via the power distribution mechanism. By driving the lower end of the suspension spring upward with the motive power, it can be maintained at a height equivalent to the vehicle height when empty. In other words, according to the present invention, it is possible to adjust the vehicle height with a simple structure using the power of the electric motor for driving the wheels provided on each wheel, regardless of the change in the load on the vehicle body. It is possible to secure a good ride comfort performance. Further, since the output shaft of the electric motor and the mounting position of the suspension spring can be arranged close to each other, the apparatus size can be reduced and the vehicle height can be adjusted with a relatively small torque.
Further, when the rotation of the electric motor is input to the sun gear, the planetary gear mechanism rotates the wheels by outputting the rotation from the planetary carrier to the axle. When the power distribution state by the planetary gear mechanism is switched by the switching mechanism, the vehicle height is adjusted by driving the other end of the suspension spring up and down by the power output from the ring gear.

.前記切換え機構は、前記リングギアを固定状態と解放状態とに切換えることを特徴
とする手段に記載の車両駆動用アクチュエータ。
2 . The vehicle drive actuator according to claim 1 , wherein the switching mechanism switches the ring gear between a fixed state and a released state.

手段によれば、切換え機構がリングギアを固定状態にした場合、遊星ギア機構は、サンギアに電動モータの回転が入力されると、プラネタリギアの公転によってプラネタリキャリアが回転し車軸へ回転を出力して車輪が回転駆動される。一方、切換え機構がリングギアを解放状態にした場合、プラネタリギアが自転してこれと噛合するリングギアが回転することにより懸架バネの他端が上下に駆動される。 According to the means 2 , when the switching mechanism makes the ring gear fixed, the planetary gear mechanism outputs the rotation to the axle by rotating the planetary gear when the rotation of the electric motor is input to the sun gear. Then, the wheel is driven to rotate. On the other hand, when the switching mechanism releases the ring gear, the planetary gear rotates and the ring gear meshing with it rotates to drive the other end of the suspension spring up and down.

.前記切換え機構は、電磁クラッチによって構成されたことを特徴とする手段に記載の車両駆動用アクチュエータ。 3 . The vehicle drive actuator according to claim 2 , wherein the switching mechanism is constituted by an electromagnetic clutch.

手段によれば、切換え機構が電磁クラッチによって構成されているので、簡単な構成でリングギアを固定状態と解放状態とに確実に切換えることができる。 According to the means 3 , since the switching mechanism is constituted by an electromagnetic clutch, the ring gear can be reliably switched between the fixed state and the released state with a simple configuration.

.前記懸架バネの他端側座面を支持する座面支持部材を備え、
前記座面支持部材は、前記リングギアの側面に突設するピンと係合していることを特徴とする手段乃至のいずれか1つに記載の車両駆動用アクチュエータ。
4 . A seat surface support member that supports the other end side seat surface of the suspension spring;
The vehicle driving actuator according to any one of means 1 to 3 , wherein the seating surface supporting member is engaged with a pin protruding from a side surface of the ring gear.

手段によれば、懸架バネの他端側座面を支持する座面支持部材がリングギアの側面に突設するピンと係合しているので、リングギアが回転することによって座面支持部材を介して懸架バネの他端が上下に駆動されることにより車高が調整される。 According to the means 4 , the seat surface support member that supports the seat surface on the other end side of the suspension spring is engaged with the pin protruding from the side surface of the ring gear. Thus, the vehicle height is adjusted by driving the other end of the suspension spring up and down.

以下、本発明の車両駆動用アクチュエータを具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。図1は、本発明の一実施形態の車両駆動用アクチュエータA1を示す概略構成図であり、車両の左後輪周辺を前方から視た図である。図2は、車両駆動用アクチュエータA1を示す側面図である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a vehicle drive actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle drive actuator A1 according to an embodiment of the present invention, and is a view of the vicinity of a left rear wheel of a vehicle as viewed from the front. FIG. 2 is a side view showing the vehicle drive actuator A1.

図1及び図2に示すように、車両駆動用アクチュエータA1は、モータジェネレータ10と、車輪駆動ユニット30と、サスペンション用バネ3と、ショックアブソーバ4とを備えて構成されている。尚、図1では、ショックアブソーバ4の図示を省略し、図2では、モータジェネレータ10の図示を省略している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle drive actuator A <b> 1 includes a motor generator 10, a wheel drive unit 30, a suspension spring 3, and a shock absorber 4. In FIG. 1, illustration of the shock absorber 4 is omitted, and illustration of the motor generator 10 is omitted in FIG. 2.

モータジェネレータ10は、モータとしての機能と発電機としての機能を併せもつ装置であって、径方向外側に三相電機子巻線をもつ電機子としてのモータステータ(図示せず)を、径方向内側に界磁磁石型回転子としてのモータロータ(図示せず)を有する内転型(インナーロータ型)回転電機である。   The motor generator 10 is a device having both a function as a motor and a function as a generator, and a motor stator (not shown) as an armature having a three-phase armature winding on the radially outer side. This is an internal rotation type (inner rotor type) rotating electrical machine having a motor rotor (not shown) as a field magnet type rotor inside.

車輪駆動ユニット30は、図2に示すように、ハブステイ31と、ハブステイ31の内部に収容される遊星ギア減速機構32とを備えている。   As shown in FIG. 2, the wheel drive unit 30 includes a hub stay 31 and a planetary gear reduction mechanism 32 that is accommodated in the hub stay 31.

遊星ギア減速機構32は、サンギア34とリングギア36とに噛み合う複数(4個)のプラネタリギア35をプラネタリキャリア37により保持するものであって、モータシャフト13の回転を減速して車軸シャフト33に伝達すると共に動力を分配可能な遊星ギア機構である。   The planetary gear speed reduction mechanism 32 holds a plurality (four) of planetary gears 35 meshing with the sun gear 34 and the ring gear 36 by a planetary carrier 37, and reduces the rotation of the motor shaft 13 to the axle shaft 33. It is a planetary gear mechanism that can transmit power and distribute power.

サンギア34は、ハウジング14の車両側方側の面から突出するモータシャフト13の端部に固定されている。   The sun gear 34 is fixed to an end portion of the motor shaft 13 protruding from the surface of the housing 14 on the side of the vehicle.

各プラネタリギア35は、サンギア34の外周に噛合するように配置され、プラネタリキャリア37の径方向端部に固定された各遊星シャフト38によってそれぞれ軸支されている。プラネタリキャリア37の中心には車軸シャフト33が固定され、車軸シャフト33は、ハブステイ31に固定された軸受39によって回転可能に支持されている。   Each planetary gear 35 is disposed so as to mesh with the outer periphery of the sun gear 34, and is supported by each planetary shaft 38 fixed to the radial end of the planetary carrier 37. An axle shaft 33 is fixed at the center of the planetary carrier 37, and the axle shaft 33 is rotatably supported by a bearing 39 fixed to the hub stay 31.

リングギア36は、内周部のギア歯面(内歯)が各プラネタリギア35の外周に噛合するように配置されている。また、リングギア36の外周部には、図3に示すように、摩擦板としての複数のプレート部36aがリング状に突設されている。さらに、リングギア36の車幅方向中央側側面には丸棒状のピン7が突設している。   The ring gear 36 is arranged so that the gear tooth surface (inner teeth) of the inner peripheral portion meshes with the outer periphery of each planetary gear 35. Further, as shown in FIG. 3, a plurality of plate portions 36 a as friction plates are provided in a ring shape on the outer peripheral portion of the ring gear 36. Further, a round bar-like pin 7 projects from the center side surface of the ring gear 36 in the vehicle width direction.

リングギア36の径方向外側には、図3に示すように、電磁クラッチ40が配置されている。図3は、電磁クラッチ40とリングギア36との配置を示す図である。電磁クラッチ40の内周部には、摩擦板としての複数のプレート部40aがリング状に突設されている。電磁クラッチ40の各プレート部40aとリングギア36の各プレート部36aとは交互に重ね合わせて配置される。そして、電磁クラッチ40は、非通電状態において、図示しないバネによって軸方向一方側へ付勢されており、各プレート部40aがリングギア36の各プレート部36aを押圧することによりリングギア36を固定している。一方、電磁クラッチ40が通電されると、軸方向他方側へ駆動され、各プレート部40aが各プレート部36aから離れることにより、リングギア36が解放されて回転可能となる。   As shown in FIG. 3, an electromagnetic clutch 40 is disposed outside the ring gear 36 in the radial direction. FIG. 3 is a view showing the arrangement of the electromagnetic clutch 40 and the ring gear 36. A plurality of plate portions 40 a serving as friction plates are provided in a ring shape on the inner peripheral portion of the electromagnetic clutch 40. The plate portions 40a of the electromagnetic clutch 40 and the plate portions 36a of the ring gear 36 are alternately stacked. The electromagnetic clutch 40 is biased in the axial direction by a spring (not shown) in a non-energized state, and the ring gear 36 is fixed by the plate portions 40a pressing the plate portions 36a of the ring gear 36. doing. On the other hand, when the electromagnetic clutch 40 is energized, it is driven to the other side in the axial direction, and each plate portion 40a is separated from each plate portion 36a, so that the ring gear 36 is released and can rotate.

サスペンション用バネ3は、公知のコイルバネであって、上側座面3aは車体1に取り付けられた上側押え6に固定され、下側座面3bはスライダ5に固定されている。   The suspension spring 3 is a known coil spring. The upper seat surface 3 a is fixed to the upper presser 6 attached to the vehicle body 1, and the lower seat surface 3 b is fixed to the slider 5.

スライダ5は、平板状の水平部5aと、水平部5aの一端から直角に立設された鉛直部5bとを有している。水平部5aの上面には、サスペンション用バネ3の下側座面3bが固定される。鉛直部5bには、水平方向且つ車両前後方向に長い長穴5cが形成されている。長穴5cは、リングギア36の車幅方向中央側側面に突設されたピン7が挿入されて係合する穴であって、上下幅がピン7の直径よりも僅かに大きく設定されている。従って、ピン7は、スライダ5の長穴5cに挿入された状態で、スライダ5に対して水平方向に相対移動可能である。   The slider 5 has a flat horizontal portion 5a and a vertical portion 5b erected at a right angle from one end of the horizontal portion 5a. A lower seat surface 3b of the suspension spring 3 is fixed to the upper surface of the horizontal portion 5a. A long hole 5c that is long in the horizontal direction and in the vehicle front-rear direction is formed in the vertical portion 5b. The elongated hole 5c is a hole into which the pin 7 protruding from the center side surface in the vehicle width direction of the ring gear 36 is inserted and engaged, and the vertical width is set slightly larger than the diameter of the pin 7. . Therefore, the pin 7 is movable relative to the slider 5 in the horizontal direction while being inserted into the long hole 5 c of the slider 5.

ショックアブソーバ4は、車体1と車輪駆動ユニット30との間に設けられて、サスペンション用バネ3による車体1と車輪駆動ユニット30との間の相対振動を吸収して車体1を安定させる働きを有する。ショックアブソーバ4は、例えば、筒体4aの内部が、オイルが満たされたオイル室と高圧のガスが充填されたガス室に分けられ(図示せず)、ピストンロッド4bの先端に設けられ筒体4a内を上下に移動可能なピストンによって仕切られた構造を有している。ピストンロッド4bは、その上端が車体1に取り付けられた上側押え6に固定され、筒体4aは、その下端がハブステイ31に固定されている。   The shock absorber 4 is provided between the vehicle body 1 and the wheel drive unit 30 and has a function of stabilizing the vehicle body 1 by absorbing relative vibration between the vehicle body 1 and the wheel drive unit 30 by the suspension spring 3. . For example, the shock absorber 4 is divided into an oil chamber filled with oil and a gas chamber filled with high-pressure gas (not shown), and the cylinder 4a is provided at the tip of the piston rod 4b. It has the structure partitioned off by the piston which can move the inside of 4a up and down. The upper end of the piston rod 4 b is fixed to the upper presser 6 attached to the vehicle body 1, and the lower end of the cylindrical body 4 a is fixed to the hub stay 31.

次に、上述した構成を有する車両駆動用アクチュエータA1における各部の作用について説明する。図4は、車両走行時における遊星ギア減速機構32の各部の作用を示す説明図である。   Next, the operation of each part in the vehicle drive actuator A1 having the above-described configuration will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of each part of the planetary gear speed reduction mechanism 32 during vehicle travel.

まず、車両走行時の作用について説明する。車両走行時は、電磁クラッチ40が通電されず、電磁クラッチ40の各プレート部40aとリングギア36の各プレート部36aとの摩擦によってリングギア36は固定されている。モータジェネレータ10が通電駆動されると、図4に示すように、モータロータが回転することによってモータシャフト13を介してサンギア34が回転する。サンギア34の回転によって各プラネタリギア35が公転するので、減速された回転がプラネタリキャリア37を介して車軸シャフト33に伝達され、車輪が回転することにより車両が走行する。   First, the operation during vehicle travel will be described. When the vehicle travels, the electromagnetic clutch 40 is not energized, and the ring gear 36 is fixed by friction between the plate portions 40 a of the electromagnetic clutch 40 and the plate portions 36 a of the ring gear 36. When the motor generator 10 is energized, the sun gear 34 rotates through the motor shaft 13 as the motor rotor rotates as shown in FIG. Since each planetary gear 35 revolves by the rotation of the sun gear 34, the decelerated rotation is transmitted to the axle shaft 33 via the planetary carrier 37, and the vehicle travels by rotating the wheels.

次に、車高調整時の作用について説明する。図5は、サスペンション用バネ3とショックアブソーバ4とからなる懸架装置のストローク変化を示す図であり、(a)は車両に乗員が一人も乗車していない場合(以下、「空車時」と称する)の状態を、(b)は車両における規定の定員の乗員が乗車している場合(以下、「フル乗車時」と称する)において車高調整が行われていない状態を、(c)はフル乗車時において車高調整が行われた状態をそれぞれ示している。尚、車高調整は、車両の走行停止状態において行われる。   Next, the effect | action at the time of vehicle height adjustment is demonstrated. FIG. 5 is a diagram showing a change in stroke of the suspension device composed of the suspension spring 3 and the shock absorber 4. FIG. 5A shows a case where no occupant is in the vehicle (hereinafter referred to as “when empty”). (B) shows a state in which the vehicle height is not adjusted when a prescribed number of passengers in the vehicle is on board (hereinafter referred to as “full ride”), and (c) shows a full state. Each figure shows a state in which the vehicle height adjustment is performed at the time of boarding. The vehicle height adjustment is performed when the vehicle is stopped.

最初に、空車時について説明する。空車時は、図5(a)に示すように、サスペンション用バネ3のストロークは変化していないので、車高センサ(図示せず)からの出力信号に基づいて車高が所定高さであることが制御装置(図示せず)によって検知され、車高調整は行われない。   First, the empty time will be described. When the vehicle is empty, as shown in FIG. 5A, the stroke of the suspension spring 3 is not changed, so the vehicle height is a predetermined height based on an output signal from a vehicle height sensor (not shown). Is detected by a control device (not shown), and the vehicle height is not adjusted.

次に、フル乗車時について説明する。図6は、フル乗車時に車高調整を行う場合における遊星ギア減速機構32の各部の作用を示す説明図である。フル乗車時は、車高調整を行わない場合には、図5(b)に示すように、車体1における積載荷重の増加に伴ってサスペンション用バネ3が収縮して懸架装置のストロークが短くなるため、車高が空車時の所定高さよりも低下している。この時、車高センサからの出力信号に基づいて車高が空車時の所定高さよりも低下していることが制御装置によって検知され、電磁クラッチ40が通電されて軸方向に駆動される。これにより、電磁クラッチ40の各プレート部40aがリングギア36の各プレート部40aから離間してリングギア36が解放される。   Next, the case of full boarding will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of each part of the planetary gear speed reduction mechanism 32 when the vehicle height is adjusted during full boarding. When the vehicle is fully ridden, if the vehicle height is not adjusted, the suspension spring 3 contracts as the load on the vehicle body 1 increases, and the stroke of the suspension device is shortened, as shown in FIG. Therefore, the vehicle height is lower than the predetermined height when the vehicle is empty. At this time, based on the output signal from the vehicle height sensor, it is detected by the control device that the vehicle height is lower than the predetermined height when the vehicle is empty, and the electromagnetic clutch 40 is energized and driven in the axial direction. Thereby, each plate part 40a of the electromagnetic clutch 40 is separated from each plate part 40a of the ring gear 36, and the ring gear 36 is released.

続いて、モータジェネレータ10が通電駆動されて、モータロータが反時計回りに回転することによって、図6に示すように、モータシャフト13を介してサンギア34が反時計回りに回転する。この時、プラネタリキャリア37は固定されているため、各プラネタリギア35は時計回りに自転し、各プラネタリギア35に噛合するリングギア36が時計回りに回転する。   Subsequently, when the motor generator 10 is energized and the motor rotor rotates counterclockwise, the sun gear 34 rotates counterclockwise via the motor shaft 13 as shown in FIG. At this time, since the planetary carrier 37 is fixed, each planetary gear 35 rotates clockwise, and the ring gear 36 meshing with each planetary gear 35 rotates clockwise.

そして、ピン7はリングギア36の回転に伴って上方へ移動し、長穴7cを介してピン7に係合するスライダ5が上方へ移動するので、スライダ5の水平部5aに固定されたサスペンション用バネ3の下側座面3bが上方へ駆動されることによって車体1が上昇していく。尚、リングギア36の回転に伴ってピン7の水平位置も変化するが、ピン7は長穴7c内を水平に移動可能であるので、サスペンション用バネ3は、ピン7の水平位置に拘ることなく鉛直姿勢を保つことができる。   Then, the pin 7 moves upward as the ring gear 36 rotates, and the slider 5 engaged with the pin 7 moves upward through the elongated hole 7c, so that the suspension fixed to the horizontal portion 5a of the slider 5 is moved. When the lower seat surface 3b of the spring 3 is driven upward, the vehicle body 1 is raised. Although the horizontal position of the pin 7 also changes as the ring gear 36 rotates, the pin 7 can move horizontally in the elongated hole 7 c, so that the suspension spring 3 is related to the horizontal position of the pin 7. Can maintain a vertical posture.

車高センサからの出力信号に基づいて車高が所定高さに達したことが制御装置によって検知されると、モータロータの回転を停止し、電磁クラッチ40への通電を停止してリングギア36が固定されて車高調整が完了し、図5(c)に示す状態となる。フル乗車時に車高調整が完了した状態では、図5(a),(c)に示されるように、懸架装置において空車時と同一の実ストロークが確保される。   When the control device detects that the vehicle height has reached a predetermined height based on the output signal from the vehicle height sensor, the rotation of the motor rotor is stopped, the energization to the electromagnetic clutch 40 is stopped, and the ring gear 36 is It is fixed and the vehicle height adjustment is completed, and the state shown in FIG. In the state where the vehicle height adjustment is completed at the time of full boarding, as shown in FIGS. 5A and 5C, the same actual stroke as that when the vehicle is empty is secured in the suspension device.

次に、フル乗車時で車高調整が行われた後に乗員が降車して空車となった場合の車高調整について説明する。図7は、フル乗車から空車に戻った後に車高調整を行う場合における遊星ギア減速機構32の各部の作用を示す説明図である。この場合、サスペンション用バネ3の下側座面3bが上方へ移動しており且つ車体1全体の重量低下に伴ってサスペンション用バネ3が伸張してストロークが長くなるため、車高が空車時の所定高さよりも上昇している(図示省略)。この時、車高センサからの出力信号に基づいて車高が所定高さよりも上昇していることが制御装置によって検知され、電磁クラッチ40が通電されて軸方向に駆動される。これにより、電磁クラッチ40の各プレート部40aがリングギア36の各プレート部40aから離間してリングギア36が解放される。   Next, a description will be given of the vehicle height adjustment when the occupant gets off and becomes empty after the vehicle height adjustment is performed at full boarding. FIG. 7 is an explanatory view showing the operation of each part of the planetary gear speed reduction mechanism 32 when the vehicle height is adjusted after returning from the full ride to the empty vehicle. In this case, the lower seat surface 3b of the suspension spring 3 moves upward, and the suspension spring 3 expands and the stroke becomes longer as the overall weight of the vehicle body 1 decreases. It is higher than a predetermined height (not shown). At this time, based on the output signal from the vehicle height sensor, it is detected by the control device that the vehicle height is higher than the predetermined height, and the electromagnetic clutch 40 is energized and driven in the axial direction. Thereby, each plate part 40a of the electromagnetic clutch 40 is separated from each plate part 40a of the ring gear 36, and the ring gear 36 is released.

続いて、モータジェネレータ10が通電駆動されて、モータロータが時計回りに回転することによって、モータシャフト13を介してサンギア34が時計回りに回転する。この時、プラネタリキャリア37は固定されているため、各プラネタリギア35は反時計回りに自転し、各プラネタリギア35に噛合するリングギア36が反時計回りに回転する。   Subsequently, the motor generator 10 is energized and the motor rotor rotates clockwise, whereby the sun gear 34 rotates clockwise via the motor shaft 13. At this time, since the planetary carrier 37 is fixed, each planetary gear 35 rotates counterclockwise, and the ring gear 36 that meshes with each planetary gear 35 rotates counterclockwise.

そして、ピン7はリングギア36の回転に伴って下方へ移動し、長穴7cを介してピン7に係合するスライダ5が下方へ移動するので、スライダ5の水平部5aに固定されたサスペンション用バネ3の下側座面3bが下方へ駆動されることによって車体1が下降していく。車高センサからの出力信号に基づいて車高が所定高さに達したことが制御装置によって検知されると、モータロータの回転を停止し、電磁クラッチ40への通電を停止してリングギア36が固定されて車高調整が完了し、図5(a)に示す状態となる。   Then, the pin 7 moves downward as the ring gear 36 rotates, and the slider 5 engaged with the pin 7 moves downward through the elongated hole 7c, so that the suspension fixed to the horizontal portion 5a of the slider 5 is moved. When the lower seat surface 3b of the spring 3 is driven downward, the vehicle body 1 is lowered. When the control device detects that the vehicle height has reached a predetermined height based on the output signal from the vehicle height sensor, the rotation of the motor rotor is stopped, the energization to the electromagnetic clutch 40 is stopped, and the ring gear 36 is The vehicle height adjustment is completed by being fixed, and the state shown in FIG.

以上詳述したことから明らかなように、車両駆動用アクチュエータA1は、電動モータとしてのモータジェネレータ10と、車体1側に上端(上側座面3a)が接続されるサスペンション用バネ3の下端(下側座面3b)に接続され且つモータジェネレータ10の回転を車軸シャフト33に伝達して車輪2を回転駆動する車輪駆動ユニット30とを備えるものであって、車両駆動ユニット30は、モータジェネレータ10からの動力を複数に分配可能な動力分配機構としての遊星ギア減速機構32を備え、遊星ギア減速機構32を介して分配された動力によって、サスペンション用バネ3の下側座面3bを上下に駆動可能に構成されたことを特徴とする。換言すれば、遊星ギア減速機構32を介して分配された動力によって、車輪駆動ユニット30を車体1に懸架するサスペンション用バネ3とショックアブソーバ4とからなる懸架装置のストロークを可変するように構成されたことを特徴とする。   As is clear from the above detailed description, the vehicle drive actuator A1 includes a motor generator 10 as an electric motor and a lower end (lower) of the suspension spring 3 whose upper end (upper seat surface 3a) is connected to the vehicle body 1 side. A wheel drive unit 30 connected to the side seating surface 3 b) and transmitting the rotation of the motor generator 10 to the axle shaft 33 to drive the wheels 2 to rotate. A planetary gear speed reduction mechanism 32 as a power distribution mechanism capable of distributing the power of the engine to a plurality of parts, and the lower seating surface 3b of the suspension spring 3 can be driven up and down by the power distributed via the planetary gear speed reduction mechanism 32 It is characterized by being configured. In other words, the stroke distributed by the suspension spring 3 for suspending the wheel drive unit 30 to the vehicle body 1 and the shock absorber 4 is varied by the power distributed via the planetary gear reduction mechanism 32. It is characterized by that.

すなわち、本実施形態によれば、車両駆動ユニット30に設けられた遊星ギア減速機構32が、モータジェネレータ10からの動力を複数に分配し、遊星ギア減速機構32を介して分配された動力によって、サスペンション用バネ3の下側座面3bが上下に駆動される。そして、サスペンション用バネ3の下側座面3bが上下に駆動されることによって、車両バネ上側に設けられる車体1の路面からの高さ(車高)が確実に調整される。例えば、乗車人員や積載量が増加してサスペンション用バネ3が収縮する場合に、遊星ギア減速機構32を介して分配された動力によって、サスペンション用バネ3の下側座面3bを上方へ駆動することにより、空車時の車高と同等の高さに維持することができる。つまり、各車輪2に設けられた車輪駆動用のモータジェネレータ10の動力を利用して簡単な構造で車高調整を行うことが可能であり、車体1における積載荷重の変化に拘らずに良好な乗り心地性能を確保することができる。また、モータジェネレータ10の出力軸であるモータシャフト13とサスペンション用バネ3の取付け位置とを近接させて配置可能であるため、装置サイズを小型化できると共に比較的小さなトルクで車高調整を行うことができる。   That is, according to the present embodiment, the planetary gear reduction mechanism 32 provided in the vehicle drive unit 30 distributes the power from the motor generator 10 to a plurality of power, and the power distributed via the planetary gear reduction mechanism 32 The lower seat surface 3b of the suspension spring 3 is driven up and down. Then, by driving the lower seat surface 3b of the suspension spring 3 up and down, the height (vehicle height) from the road surface of the vehicle body 1 provided on the upper side of the vehicle spring is reliably adjusted. For example, when the number of passengers or the load increases and the suspension spring 3 contracts, the lower seating surface 3b of the suspension spring 3 is driven upward by the power distributed through the planetary gear reduction mechanism 32. Thus, it can be maintained at a height equivalent to the vehicle height when empty. In other words, it is possible to adjust the vehicle height with a simple structure using the power of the motor generator 10 for driving the wheels provided on each wheel 2, which is good regardless of changes in the load on the vehicle body 1. Riding comfort performance can be secured. Further, since the motor shaft 13 that is the output shaft of the motor generator 10 and the mounting position of the suspension spring 3 can be placed close to each other, the apparatus size can be reduced and the vehicle height can be adjusted with a relatively small torque. Can do.

特に、本発明の動力分配機構は、モータジェネレータ10の回転を減速して車軸シャフト33へ伝達すると共に動力を分配可能な遊星ギア減速機構32と、遊星ギア減速機構32による動力の分配状態を切換える切換え機構としての電磁クラッチ40とからなることを特徴とする。すなわち、遊星ギア減速機構32は、モータジェネレータ10の回転を減速して車軸シャフト33へ伝達する。また、電磁クラッチ40によって遊星ギア減速機構32による動力の分配状態が切換えられた場合は、遊星ギア減速機構32によって分配された動力によってサスペンション用バネ3の下側座面3bが上下に駆動されることにより車高調整を行うことができる。   In particular, the power distribution mechanism of the present invention switches the power distribution state by the planetary gear reduction mechanism 32 and the planetary gear reduction mechanism 32 that can reduce the rotation of the motor generator 10 and transmit it to the axle shaft 33 and distribute the power. It comprises an electromagnetic clutch 40 as a switching mechanism. That is, the planetary gear reduction mechanism 32 reduces the rotation of the motor generator 10 and transmits it to the axle shaft 33. Further, when the power distribution state by the planetary gear reduction mechanism 32 is switched by the electromagnetic clutch 40, the lower seat surface 3b of the suspension spring 3 is driven up and down by the power distributed by the planetary gear reduction mechanism 32. Thus, the vehicle height can be adjusted.

より具体的には、切換え機構としての電磁クラッチ40がリングギア36を固定状態にした場合、遊星ギア減速機構32において、サンギア34にモータジェネレータ10の回転が入力されると、各プラネタリギア35の公転によってプラネタリキャリア37が回転し車軸へ回転を出力して車輪が回転駆動される。一方、電磁クラッチ40がリングギア36を解放状態にした場合、各プラネタリギア35が自転してこれと噛合するリングギア36が回転することによりサスペンション用バネ3の下側座面3bが上下に移動される。尚、切換え機構が電磁クラッチ40によって構成されているので、簡単な構成でリングギア36を固定状態と解放状態とに確実に切換えることができる。   More specifically, when the rotation of the motor generator 10 is input to the sun gear 34 in the planetary gear reduction mechanism 32 when the electromagnetic clutch 40 as the switching mechanism fixes the ring gear 36, the planetary gears 35 of the planetary gear 35. Due to the revolution, the planetary carrier 37 rotates and outputs rotation to the axle to drive the wheels to rotate. On the other hand, when the electromagnetic clutch 40 releases the ring gear 36, each planetary gear 35 rotates and the ring gear 36 that meshes with the planetary gear 35 rotates, so that the lower seat surface 3b of the suspension spring 3 moves up and down. Is done. Since the switching mechanism is constituted by the electromagnetic clutch 40, the ring gear 36 can be reliably switched between the fixed state and the released state with a simple configuration.

また、サスペンション用バネ3の下側座面3bを支持する座面支持部材としてのスライダ5がリングギア36の側面に突設するピン7と係合しているので、リングギア36が回転することによってスライダ5を介してサスペンション用バネ3の下側座面3bが上下に確実に駆動される。   Further, since the slider 5 as a seating surface supporting member for supporting the lower seating surface 3b of the suspension spring 3 is engaged with the pin 7 protruding from the side surface of the ring gear 36, the ring gear 36 rotates. Thus, the lower seat surface 3b of the suspension spring 3 is reliably driven up and down via the slider 5.

尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態ではモータジェネレータ10を車両バネ下に配置し、モータシャフト13に遊星ギア減速機構32のサンギアを直結させる構成としたが、これには限られない。以下、モータジェネレータ10を車両バネ上に配置した変形例の車両駆動用アクチュエータA2の構成について、図8を参照しつつ説明する。図8は、変形例の車両駆動用アクチュエータA2を示す概略構成図であり、車両の左後輪周辺を前方から視た図である。尚、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付し、それらについての説明を省略する。
For example, in the above embodiment , the motor generator 10 is disposed under the vehicle spring, and the sun gear of the planetary gear speed reduction mechanism 32 is directly connected to the motor shaft 13. However, the present invention is not limited to this. Hereinafter, a configuration of a modified vehicle driving actuator A2 in which the motor generator 10 is disposed on a vehicle spring will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a vehicle drive actuator A2 of a modified example, and is a view of the vicinity of the left rear wheel of the vehicle viewed from the front. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as embodiment mentioned above, and description about them is abbreviate | omitted.

本変形例では、モータジェネレータ10を車両バネ上の車体1側に配置し、モータジェネレータ10と遊星ギア減速機構30との間に駆動力伝達機構70が設けられている。以下、駆動力伝達機構70の構成を中心に説明する。   In this modification, the motor generator 10 is disposed on the vehicle body 1 side on the vehicle spring, and a driving force transmission mechanism 70 is provided between the motor generator 10 and the planetary gear reduction mechanism 30. Hereinafter, the configuration of the driving force transmission mechanism 70 will be mainly described.

駆動力伝達機構70は、モータジェネレータ10の駆動力を遊星ギア減速機構30へ伝達するための機構であって、スプライン軸72、マイタギア76,84、スプラインナット81等を備えている。ハウジング71の上部及び下部には、それぞれ軸受73及び軸受74が固定され、スプライン軸72は、上下両端にて軸受73,74によって回転可能に支持されている。車体1側に固定されたモータジェネレータ10から車両側方側に突出するモータシャフト13の端部にはマイタギア75が固定されており、スプライン軸72の上部には、マイタギア75に噛合するマイタギア76が固定されている。   The driving force transmission mechanism 70 is a mechanism for transmitting the driving force of the motor generator 10 to the planetary gear reduction mechanism 30, and includes a spline shaft 72, miter gears 76 and 84, a spline nut 81, and the like. A bearing 73 and a bearing 74 are respectively fixed to the upper and lower portions of the housing 71, and the spline shaft 72 is rotatably supported by the bearings 73 and 74 at both upper and lower ends. A miter gear 75 is fixed to the end of the motor shaft 13 that protrudes from the motor generator 10 fixed to the vehicle body 1 side to the vehicle side. A miter gear 76 that meshes with the miter gear 75 is located above the spline shaft 72. It is fixed.

スプライン軸72の外周部にはスプラインが設けられ、スプラインナット81と噛み合うことによって、直動可能に回転トルクを伝達することができる。スプラインナット81の外周部には、ハブステイ31に固定された軸受82が設けられ、スプラインナット81を回転可能に支持している。さらに、スプラインナット81の外周には、マイタギア84が固定されている。   A spline is provided on the outer peripheral portion of the spline shaft 72, and by engaging with the spline nut 81, rotational torque can be transmitted so as to be linearly movable. A bearing 82 fixed to the hub stay 31 is provided on the outer periphery of the spline nut 81, and the spline nut 81 is rotatably supported. Further, a miter gear 84 is fixed to the outer periphery of the spline nut 81.

また、左右方向に配置されるシャフト22は、軸受23によって回転可能に支持されている。シャフト22は、車両中央側端部にマイタギア24が固定されており、マイタギア24はマイタギア84と噛み合っている。シャフト22の車両側方側端部には、遊星ギア減速機構32のサンギア34が固定され、その外周に設けられた複数のプラネタリギア35に動力を伝達する。プラネタリギア35の公転成分のトルクは、遊星シャフト38、遊星プレート37を介し、車軸シャフト33に出力される。   Further, the shaft 22 disposed in the left-right direction is rotatably supported by a bearing 23. The shaft 22 has a miter gear 24 fixed to the vehicle center side end, and the miter gear 24 meshes with the miter gear 84. A sun gear 34 of the planetary gear reduction mechanism 32 is fixed to the vehicle side end portion of the shaft 22, and power is transmitted to a plurality of planetary gears 35 provided on the outer periphery thereof. The torque of the revolution component of the planetary gear 35 is output to the axle shaft 33 via the planetary shaft 38 and the planetary plate 37.

本変形例の車両駆動用アクチュエータA2においても、上記実施形態と同様に、各車輪に設けられた車輪駆動用のモータジェネレータ10の動力を利用して簡単な構造で車高調整を行うことが可能であり、車両における積載荷重の変化に拘らずに良好な乗り心地性能を確保することができる等の各作用効果を奏する。さらに、モータジェネレータ10が車両バネ上側に設けられているので、バネ下重量が軽量化されて、乗り心地性能をより一層向上させることができる。   Also in the vehicle drive actuator A2 of this modification, the vehicle height can be adjusted with a simple structure using the power of the wheel drive motor generator 10 provided on each wheel, as in the above embodiment. Thus, the present invention has various effects such as ensuring good riding comfort performance regardless of changes in the load on the vehicle. Furthermore, since the motor generator 10 is provided on the upper side of the vehicle spring, the unsprung weight is reduced and the riding comfort performance can be further improved.

本発明は、電動モータを備えた車両駆動用アクチュエータを搭載した車両に利用可能である。   The present invention is applicable to a vehicle equipped with a vehicle driving actuator equipped with an electric motor.

本発明の一実施形態の車両駆動用アクチュエータを示す概略構成図であり、車両の左後輪周辺を前方から視た図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle drive actuator according to an embodiment of the present invention, and is a view of the vicinity of a left rear wheel of a vehicle as viewed from the front. 車両駆動用アクチュエータを示す側面図である。It is a side view which shows a vehicle drive actuator. 電磁クラッチとリングギアとの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of an electromagnetic clutch and a ring gear. 車両走行時における遊星ギア減速機構の各部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of each part of the planetary gear reduction mechanism at the time of vehicle travel. サスペンション用バネとショックアブソーバとからなる懸架装置のストローク変化を示す図であり、(a)は空車時の状態を、(b)はフル乗車時において車高調整が行われていない状態を、(c)はフル乗車時において車高調整が行われた状態をそれぞれ示している。It is a figure which shows the stroke change of the suspension apparatus which consists of a spring for a suspension, and a shock absorber, (a) is the state at the time of an empty vehicle, (b) is the state where vehicle height adjustment is not performed at the time of full boarding, ( c) shows a state in which the vehicle height is adjusted during full boarding. フル乗車時に車高調整を行う場合における遊星ギア減速機構の各部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of each part of the planetary gear reduction mechanism in the case of performing vehicle height adjustment at the time of full boarding. フル乗車から空車に戻った後に車高調整を行う場合における遊星ギア減速機構の各部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of each part of the planetary gear reduction mechanism in the case of performing vehicle height adjustment after returning from a full boarding to an empty vehicle. 変形例の車両駆動用アクチュエータを示す概略構成図であり、車両の左後輪周辺を前方から視た図である。It is a schematic block diagram which shows the vehicle drive actuator of a modification, and is the figure which looked at the left rear-wheel periphery of the vehicle from the front.

符号の説明Explanation of symbols

A1 車両駆動用アクチュエータ(実施の形態)
A2 車両駆動用アクチュエータ(変形例)
1 車体
2 車輪
3 サスペンション用バネ(懸架バネ、懸架装置)
3b 下側座面(懸架バネの他端、他端側座面)
4 ショックアブソーバ(懸架装置)
5 スライダ(座面支持部材)
7 ピン
10 モータジェネレータ(電動モータ)
30 車輪駆動ユニット
32 遊星ギア減速機構(遊星ギア機構、動力分配機構)
33 車軸シャフト(車軸)
34 サンギア
35 プラネタリギア
36 リングギア
37 プラネタリキャリア
40 電磁クラッチ(切換え機構、動力分配機構)
A1 Vehicle drive actuator (embodiment)
A2 Vehicle drive actuator (modification)
1 Car body 2 Wheel 3 Suspension spring (suspension spring, suspension system)
3b Lower seat surface (the other end of the suspension spring, the other end seat surface)
4 Shock absorber (suspension system)
5 Slider (seat surface support member)
7-pin 10 motor generator (electric motor)
30 wheel drive unit 32 planetary gear reduction mechanism (planetary gear mechanism, power distribution mechanism)
33 Axle shaft (axle)
34 Sun gear 35 Planetary gear 36 Ring gear 37 Planetary carrier 40 Electromagnetic clutch (switching mechanism, power distribution mechanism)

Claims (4)

電動モータと、車体側に一端が接続される懸架バネの他端に接続され且つ前記電動モータの回転を車軸に伝達して車輪を回転駆動する車輪駆動ユニットとを備えた車両駆動用アクチュエータであって、
前記車両駆動ユニットは、前記電動モータからの動力を複数に分配可能な動力分配機構を備え、
前記動力分配機構を介して分配された動力によって、前記懸架バネの前記他端を上下駆動可能に構成され、
前記動力分配機構は、
前記電動モータの回転を減速して前記車軸へ伝達すると共に動力を分配可能な遊星ギア機構と、
前記遊星ギア機構による動力の分配状態を切換える切換え機構とからなり、
前記遊星ギア機構は、サンギアに前記電動モータの回転を入力し、プラネタリキャリアから前記車軸へ回転を出力すると共に、リングギアから出力される動力によって前記懸架バネの前記他端を上下駆動可能に構成されたことを特徴とする車両駆動用アクチュエータ。
An actuator for driving a vehicle comprising: an electric motor; and a wheel drive unit connected to the other end of a suspension spring having one end connected to the vehicle body side and transmitting the rotation of the electric motor to an axle to rotate the wheel. And
The vehicle drive unit includes a power distribution mechanism capable of distributing power from the electric motor to a plurality of units,
By the power distributed through the power distribution mechanism, the other end of the suspension spring can be driven up and down,
The power distribution mechanism is
A planetary gear mechanism capable of decelerating the rotation of the electric motor and transmitting it to the axle and distributing power;
A switching mechanism for switching the power distribution state by the planetary gear mechanism,
The planetary gear mechanism is configured to input rotation of the electric motor to a sun gear, output rotation from a planetary carrier to the axle, and drive the other end of the suspension spring up and down by power output from a ring gear. An actuator for driving a vehicle.
前記切換え機構は、前記リングギアを固定状態と解放状態とに切換えることを特徴とする請求項1に記載の車両駆動用アクチュエータ。   2. The vehicle drive actuator according to claim 1, wherein the switching mechanism switches the ring gear between a fixed state and a released state. 前記切換え機構は、電磁クラッチによって構成されたことを特徴とする請求項2に記載の車両駆動用アクチュエータ。   The vehicle drive actuator according to claim 2, wherein the switching mechanism is configured by an electromagnetic clutch. 前記懸架バネの他端側座面を支持する座面支持部材を備え、
前記座面支持部材は、前記リングギアの側面に突設するピンと係合していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の車両駆動用アクチュエータ。
A seat surface support member that supports the other end side seat surface of the suspension spring;
4. The vehicle drive actuator according to claim 1, wherein the seating surface support member is engaged with a pin protruding from a side surface of the ring gear. 5.
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