JP6281660B1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪からモータに向けてトルクが入力される場合であっても、車両の走行のためのトルクを出力するモータの制御を精度よく行ったり、共振によるＮＶＨ特性の悪化を防止もしくは抑制したりすることができる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】モータ２で発生したモータトルクを車輪３に伝達して走行のための駆動力を発生する車両用駆動装置１において、モータ２は、車輪３ごとに設けられ、前記モータと前記車輪との間の動力伝達経路ＰＴにおけるトルクの変動を緩和するダンパ機構５が動力伝達経路ＰＴに設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、車輪をモータによって回転させて走行する車両用の駆動装置に関するものである。

モータを駆動力源とした車両は、従来の内燃機関（エンジン）や変速機をモータに置き換えた車両やホイールにモータを組み込んだインホイールモータを搭載した車両などがその例であり、特許文献１にはインホイールモータを搭載した車両における駆動装置の一例が記載されている。その装置では、ラビニョ型の遊星歯車機構がモータシャフトと同軸上に配置され、そのモータシャフトにサンギヤが一体化され、かつリングギヤがモータケースに固定されており、ホイールハブ軸にキャリヤが連結されている。その遊星歯車機構は減速機構として機能するように構成されており、したがってモータが出力したトルクが遊星歯車機構によって増幅されてホイールに伝達され、車両はモータが出力したトルクによって走行する。

特開２０１６−２０１９４５号公報

特許文献１に記載された構成では、トルクを出力するモータシャフトとタイヤホイールとが実質的に直接連結されており、しかもモータは電流に応じたトルクを出力し、かつ周波数に応じた回転数で回転するので、駆動力の制御応答性が良好であり、また駆動力が安定してスムーズな走行を行うことができる。しかしながら、モータには車両が走行することに伴う抵抗（走行抵抗）が掛かり、その走行抵抗は路面の凹凸などによって逐次かつ頻繁に変化する。また、運転者が加減速操作を行うと、その都度、モータの負荷が変化する。走行抵抗が変化したり、制動操作によってモータに掛かる負荷が増大したりした場合、その時点の駆動要求を充足するようにモータが制御される。特許文献１に記載されているようにタイヤホイールとモータとがいわゆる直結状態になっていると、タイヤに掛かる負荷あるいはタイヤからモータに向けて入力されるトルクの変化が直接モータに作用し、そのような変化に対応したモータの制御を行うことになる。そのため、例えば凹凸のある路面を走行していることにより、タイヤからモータに向けて入力されるトルクが繰り返し変化し、変動している状態になると、モータの制御がそのような振動に対して正確には追従できなくなり、その結果、駆動力が瞬間的もしくは一時的に不足したり、反対に過大になったりする可能性がある。また、同期モータにあってはタイヤから入力されるトルクの振動によって同期が乱れるなどの可能性がある。このようにモータによって車輪を駆動する車両用の駆動装置では、路面や運転者の操作などに起因してタイヤから入力されるトルクの影響を受けて制御性が悪化したり、エネルギ効率が低下したり、出力トルクの頻繁かつ大きい変化によって車両のＮＶＨ特性が悪化したりするなどの可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車輪からモータに向けてトルクが入力される場合であっても、車両の走行のためのトルクを出力するモータの制御を精度よく行ったり、共振によるＮＶＨ特性の悪化を防止もしくは抑制したりすることができる車両用駆動装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、モータで発生させたモータトルクを車輪に伝達して走行のための駆動力を発生する車両用駆動装置において、前記モータは、前記車輪ごとに設けられ、前記モータと前記車輪との間の動力伝達経路に、前記動力伝達経路におけるトルクの変動を低減するダンパ機構と、前記モータの回転数に対して前記車輪の回転数が低回転数となるように構成された減速機構とが設けられ、前記ダンパ機構は、前記モータトルクの伝達方向で前記モータの出力側に配置された第１部材と、前記モータトルクの伝達方向で前記第１部材の出力側に配置された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを相対回転可能に連結する弾性体とを有するばね式ダンパと、複数の回転要素によって差動作用を行う遊星回転機構とを備え、前記ばね式ダンパは、前記モータトルクの伝達方向で前記減速機構の出力側に設けられ、前記複数の回転要素のうちの第１回転要素に前記第１部材が連結され、前記複数の回転要素のうちの第２回転要素に前記第２部材が連結され、前記動力伝達経路における前記トルクの変動によって前記第１回転要素と前記第２回転要素とが相対回転させられて、前記複数の回転要素のうちの第３回転要素が回転して慣性トルクを生じることを特徴とするものである。

この発明によれば、路面の凹凸などによって車輪に掛かる負荷が変化し、それに伴って車輪とモータとの間の動力伝達経路上でトルク変動が生じた場合には、そのトルク変動はダンパ機構のねじれによって吸収もしくは低減される。したがって、モータの制御性や効率の悪化、車両のＮＶＨ特性の悪化などを回避もしくは抑制することができる。その結果、車両用駆動装置の全体としていわゆるロバスト性を向上することができる。また、モータの制御を精度よく行うことができるため、いわゆる電費を向上することができる。

この発明の実施形態に係る車両用駆動装置を用いて構成した、いわゆるインホイールモータ車両の一部を模式的に示す図である。 この発明の第１参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第１実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第２実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第３実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第４実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第５実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第６実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第２参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 図９に示す振子式ダンパを模式的に示す図である。 この発明の第３参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第４参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の第５参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 この発明の実施形態に係る車両用駆動装置を車体に搭載した、いわゆるオンボードタイプの車両の一部を模式的に示す図である。

この発明の実施形態に係る車両用駆動装置は、車両の走行のための駆動力を発生させる装置であって、その車両用駆動装置は車両における車輪ごとに設けられる。図１は、この発明の実施形態に係る車両用駆動装置を用いて構成した、いわゆるインホイールモータ車両の一部を模式的に示す図である。図１に示す車両用駆動装置１は、駆動力源としてモータ２を備え、モータ２で発生したモータトルクを車輪３に伝達するように構成されている。つまり、各車輪３で発生させる駆動力を、それぞれ独立して制御できるように構成されている。なお、モータ２で発生したモータトルクを車輪３に伝達するトルクの伝達経路ＰＴが、この発明の実施形態における動力伝達経路に相当している。また、上述したモータトルクを、以下の説明では、単にトルクと記す。

モータ２で発生したトルクの伝達方向でモータ２の出力側に、モータ２の回転数に対して車輪３の回転数が低回転数となるように構成された減速機構４が設けられている。そのため、モータ２で発生したトルクは増大して車輪３に伝達され、モータ２として、低トルク・高回転型のもの、つまり、外径の小さいものを採用することができる。モータ２で発生したトルクの伝達方向で減速機構４の出力側に、つまり減速機構４と車輪３との間に、車両が走行する路面の凹凸や運転者の操作によって、車輪３からモータ２に向けて入力されるいわゆる逆入力トルクを低減もしくは緩和するダンパ機構５が設けられている。モータ２で発生したトルクの伝達方向でダンパ機構５の出力側に車輪３が連結されている。具体的には、ダンパ機構５の出力軸は、車輪３におけるタイヤ６が装着されるホイール７に連結されている。

上述したモータ２と、減速機構４と、ダンパ機構５とはケース８に収容されており、ケース８はホイール７に対して相対回転可能に取り付けられている。またケース８はサスペンション機構９とロアアーム１０とによって車体１１に支持されている。

図２は、この発明の第１参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。図２に示すように、モータ２のステータ２Ｓはケース８に固定され、ロータ２Ｒは減速機構４にトルク伝達可能に連結されている。モータ２は減速時にエネルギ回生を行うように構成されていてもよく、減速時にエネルギ回生を行うモータとしては、例えば、永久磁石式の同期電動機のような発電機能のあるモータを挙げることができる。なお、図２では、図面を簡単にするため、サスペンション機構９やロアアーム１０の記載は省略している。

減速機構４は、図２に示す例では、この発明の実施形態における遊星回転機構に相当する遊星歯車機構によって構成されており、モータ２と同一軸線上に並んで配置されている。減速機構４は、サンギヤ４Ｓと、サンギヤ４Ｓに噛み合う大径の第１ピニオンギヤ４Ｐ１と、第１ピニオンギヤ４Ｐ１と一体に回転すると共に第１ピニオンギヤ４Ｐ１より小径の第２ピニオンギヤ４Ｐ２と、第２ピニオンギヤ４Ｐ２に噛み合うと共にサンギヤ４Ｓに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ４Ｒと、第１ピニオンギヤ４Ｐ１と第２ピニオンギヤ４Ｐ２とを自転および公転可能に保持するキャリヤ４Ｃとを備えている。サンギヤ４Ｓにモータ２のロータ２Ｒが連結され、キャリヤ４Ｃにこの発明の実施形態におけるばね式ダンパに相当するトーショナルダンパ１２が連結されている。つまり、図２に示す例では、トーショナルダンパ１２によって上述したダンパ機構５が構成されている。リングギヤ４Ｒはケース８に固定されている。そのため、サンギヤ４Ｓに入力されたトルクが減速機構４のギヤ比に応じて増大されてキャリヤ４Ｃから出力される。また、このように減速機構４として遊星歯車機構を採用することにより、車両用駆動装置１の全体としてのコンパクト化が図られている。

トーショナルダンパ１２は、モータ２で発生したトルクの伝達方向で減速機構４の出力側に配置されている。トーショナルダンパ１２は入力側回転部材１２Ａと、モータ２で発生したトルクの伝達方向で入力側回転部材１２Ａの下流側に配置された出力側回転部材１２Ｂと、それらの入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとを相対回転可能に連結するコイルバネ１２Ｃとによって構成されている。入力側回転部材１２Ａに減速機構４のキャリヤ４Ｃが連結されており、出力側回転部材１２Ｂに車輪３が連結されている。なお、入力側回転部材１２Ａがこの発明の実施形態における第１部材に相当し、出力側回転部材１２Ｂがこの発明の実施形態における第２部材に相当し、コイルバネ１２Ｃがこの発明の実施形態における弾性体に相当している。

次に、図２に示す構成の車両用駆動装置１の作用について説明する。モータ２が力行制御されてトルクを出力すると、モータ２の出力トルクは、減速機構４におけるギヤ比に応じて増大されてトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａに伝達され、コイルバネ１２Ｃを介してトーショナルダンパ１２の出力側回転部材１２Ｂに伝達される。その出力側回転部材１２Ｂには車輪３が連結されているため、コイルバネ１２Ｃには出力側回転部材１２Ｂや車輪３を回転させるためのトルクが反力として作用する。そのコイルバネ１２Ｃに反力として作用するトルクを、以下の説明では、単に反力トルクと記す。入力側回転部材１２Ａに伝達されたモータ２の出力トルクと反力トルクとによってコイルバネ１２Ｃを圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位がコイルバネ１２Ｃに生じる。その結果、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが所定角度、相対回転する。すなわち捩れる。モータ２の出力トルクや反力トルクすなわちモータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクに変動がない、あるいは、安定している場合には、上述した捩れが生じた状態でトーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。

車両が走行する路面の凹凸や運転者の操作によって、車輪３に逆回転方向のトルク、いわゆる逆入力トルクが作用した場合について説明する。例えば、路面における段差に車輪３が乗り上がったり衝突したりすると、車輪３に瞬間的あるいは衝撃的に逆入力トルクＴｉが作用する。逆入力トルクＴｉは車輪３を逆回転させるように作用するため、逆入力トルクＴｉによって出力側回転部材１２Ｂの角速度や角加速度が減少し、上述した反力トルクが増大する。その結果、コイルバネ１２Ｃを圧縮する荷重が増大してコイルバネ１２Ｃは更に圧縮される。これに対して逆入力トルクＴｉが小さくなりあるいは抜けたときには、反力トルクは減少する。その結果、コイルバネ１２Ｃを圧縮する荷重が減少してコイルバネ１２Ｃは伸張あるいは復元し、コイルバネ１２Ｃの弾性力は出力側回転部材１２Ｂの角速度または角加速度を増大させるように作用する。このようなコイルバネ１２Ｃの伸縮は逆入力トルクＴｉの振動に応じて繰り返し生じる。

したがって、上述した構成では、トーショナルダンパ１２におけるコイルバネ１２Ｃの伸縮によって入力側回転部材１２Ａには、逆入力トルクＴｉを低減したトルクＴ１が現れる。つまり、車輪３からモータ２に向けて入力される逆入力トルクＴｉや逆入力トルクＴｉに起因するトルクの変動などを低減もしくは緩和することができる。そのため、モータの制御を精度よく行ったり、効率を向上したりすることができ、いわゆる電費を向上することができる。また、動力伝達経路ＰＴにおけるトルクの変動を低減もしくは緩和することができるため、例えば、減速機構４におけるギヤ同士の噛み合い状態が変化して歯打ち音やそれに起因する振動が生じることを防止もしくは抑制することができる。さらに、モータ２が力行制御を行っていない、いわゆるフリーな状態であることにより、その固有振動数が低下している場合におけるモータ２の振動と逆入力トルクＴｉの振動との共振を抑制することができる。つまりＮＶＨ特性の悪化を回避もしくは抑制することができる。それらの結果、車両用駆動装置１の全体としていわゆるロバスト性を向上することができる。

（第１実施形態）
図３は、この発明の第１実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。図３に示す例は、この発明の実施形態におけるダンパ機構をトーショナルダンパ１２と遊星歯車機構１３とによって構成した例である。遊星歯車機構１３はシングルピニオンタイプのものであり、サンギヤ１３Ｓと、サンギヤ１３Ｓに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１３Ｒと、サンギヤ１３Ｓおよびリングギヤ１３Ｒに噛み合っているピニオンギヤ１３Ｐを保持しているキャリヤ１３Ｃとを有している。キャリヤ１３Ｃにトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａが連結され、サンギヤ１３Ｓにトーショナルダンパ１２の出力側回転部材１２Ｂが連結されている。リングギヤ１３Ｒに所定の質量を有する慣性質量体１４が一体に設けられている。その他の構成は図２に示す構成と同様であるため、図２に示す構成と同様の部分には、図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

図３に示す構成の車両用駆動装置１の作用について説明する。モータ２がトルクを出力すると、その出力トルクは減速機構４におけるギヤ比に応じて増大されてトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａに伝達される。入力側回転部材１２Ａに伝達されたモータ２の出力トルクと、上述した反力トルクとによってコイルバネ１２Ｃを圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位がコイルバネ１２Ｃに生じる。その結果、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが所定角度、相対回転する。遊星歯車機構１３のサンギヤ１３Ｓは出力側回転部材１２Ｂに連結され、キャリヤ１３Ｃは入力側回転部材１２Ａに連結されているため、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転に伴ってサンギヤ１３Ｓとキャリヤ１３Ｃとは所定角度、相対回転する。モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がないあるいはトルクが安定している場合には、上述した捩れを生じた状態でトーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、これと同様に、サンギヤ１３Ｓとキャリヤ１３Ｃとは捩れを生じた状態で一体となって回転するので、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

路面の凹凸や運転者の操作によって、車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、コイルバネ１２Ｃに作用する圧縮力が変化する。例えば、コイルバネ１２Ｃを更に圧縮する荷重が生じ、その荷重によってコイルバネ１２Ｃが更に圧縮される。そして入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが相対回転する。これにより、逆入力トルクＴｉは低減されて入力側回転部材１２Ａに伝達される。このようにして、入力側回転部材１２Ａに現れるトルクを、以下の説明では、便宜上、ダンパ通過トルクＴ１と称する。さらに、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転に伴って、サンギヤ１３Ｓとキャリヤ１３Ｃとの相対回転が生じる。

入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転は逆入力トルクＴｉの振動によって繰り返し生じるため、サンギヤ１３Ｓとキャリヤ１３Ｃとの相対回転が逆入力トルクＴｉの振動に応じて繰り返し生じる。それに伴って遊星歯車機構１３のピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、リングギヤ１３Ｒが強制的に回転させられる。リングギヤ１３Ｒは逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。リングギヤ１３Ｒには慣性質量体１４が一体に設けられているため、リングギヤ１３Ｒの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。また、ここに示す例では、リングギヤ１３Ｒの回転速度はキャリヤ１３Ｃの回転速度に対してギヤ比に応じて増速される。そのため、リングギヤ１３Ｒと慣性質量体１４との回転角加速度が増大され、それに伴って慣性トルクＴ２が増大される。この慣性トルクＴ２が入力側回転部材１２Ａに作用する。また、上記の慣性トルクＴ２の振動の位相と、トーショナルダンパ１２を介して入力側回転部材１２Ａに伝達されたダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれる。そのため、慣性トルクＴ２は、ダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は慣性トルクＴ２によって低減されて滑らかになる。このように、第１実施形態では、入力側回転部材１２Ａに現れるダンパ通過トルクＴ１を慣性トルクＴ２によって低減することができるため、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルク変動を第１参考例よりも効果的に低減もしくは緩和することができる。その結果、モータ２の制御を精度よく行ったり、効率を向上したりすることができ、いわゆる電費を向上することができる。さらに、減速機構４や遊星歯車機構１３における互いに噛み合っているギヤ同士の噛み合い状態が変化して歯打ち音や振動が発生することを回避もしくは抑制することができる。このように第１実施形態であっても、第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第２実施形態）
図４は、この発明の第２実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。第３実施形態におけるダンパ機構は、図３に示すダンパ機構における遊星歯車機構の一部の構成を変更した装置であり、第２実施形態では、キャリヤ１３Ｃにトーショナルダンパ１２の出力側回転部材１２Ｂが連結され、リングギヤ１３Ｒに入力側回転部材１２Ａが連結され、サンギヤ１３Ｓに慣性質量体１４が設けられている。その他の構成は図３に示す構成と同様であるため、図３に示す構成と同様の部分には、図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態の作用について説明する。モータ２がトルクを出力している場合であってかつ、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述したように、トーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、コイルバネ１２Ｃに作用する圧縮力が変化する。コイルバネ１２Ｃは逆入力トルクＴｉの振動に応じて伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。それに伴って、遊星歯車機構１３におけるリングギヤ１３Ｒとキャリヤ１３Ｃとが相対回転する。また、遊星歯車機構１３におけるピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、サンギヤ１３Ｓが強制的に回転させられる。サンギヤ１３Ｓは逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。サンギヤ１３Ｓには慣性質量体１４が一体に設けられているため、サンギヤ１３Ｓの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。また、ここに示す例では、サンギヤ１３Ｓの回転速度はリングギヤ１３Ｒの回転速度に対してギヤ比に応じて増速される。そのため、サンギヤ１３Ｓと慣性質量体１４との回転角加速度が増大され、それに伴って慣性トルクＴ２が増大される。慣性トルクＴ２の振動の位相と、ダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれるため、慣性トルクＴ２は、ダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は慣性トルクＴ２によって低減されて滑らかになる。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第２実施形態であっても、第１実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図５は、この発明の第３実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。第３実施形態におけるダンパ機構は、図３に示すダンパ機構における遊星歯車機構の一部の構成を変更した装置であり、第３実施形態では、キャリヤ１３Ｃに慣性質量体１４が設けられ、リングギヤ１３Ｒにトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａが連結され、サンギヤ１３Ｓに出力側回転部材１２Ｂが連結されている。その他の構成は図３に示す構成と同様であるため、図３に示す構成と同様の部分には、図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

第３実施形態の作用について説明する。モータ２がトルクを出力している場合であってかつ、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述したように、トーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、コイルバネ１２Ｃに作用する圧縮力が変化する。コイルバネ１２Ｃは逆入力トルクＴｉの振動に応じて伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。それに伴って、遊星歯車機構１３におけるサンギヤ１３Ｓとリングギヤ１３Ｒとが相対回転する。また、ピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、キャリヤ１３Ｃが強制的に回転させられ、逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。キャリヤ１３Ｃには慣性質量体１４が一体に設けられているため、キャリヤ１３Ｃの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。慣性トルクＴ２の振動の位相と、ダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれるため、慣性トルクＴ２は、ダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は慣性トルクＴ２によって低減されて滑らかになる。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第３実施形態であっても、上述した各実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図６は、この発明の第４実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。第４実施形態におけるダンパ機構は、図３に示すダンパ機構における遊星歯車機構の一部の構成を変更した装置である。第４実施形態では、キャリヤ１３Ｃにトーショナルダンパ１２の出力側回転部材１２Ｂが連結され、サンギヤ１３Ｓに入力側回転部材１２Ａが連結され、リングギヤ１３Ｒに慣性質量体１４が設けられている。その他の構成は図３に示す構成と同様であるため、図３に示す構成と同様の部分には、図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

第４実施形態の作用について説明する。モータ２がトルクを出力している場合であってかつ、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述したように、トーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、コイルバネ１２Ｃに作用する圧縮力が変化する。コイルバネ１２Ｃは逆入力トルクＴｉの振動に応じて伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。それに伴って、遊星歯車機構１３におけるキャリヤ１３Ｃとサンギヤ１３Ｓとが相対回転する。また、ピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、リングギヤ１３Ｒが強制的に回転させられ、逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。リングギヤ１３Ｒには慣性質量体１４が一体に設けられているため、リングギヤ１３Ｒの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。慣性トルクＴ２の振動の位相と、ダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれるため、慣性トルクＴ２はダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は低減されて滑らかになる。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第４実施形態であっても、各実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第５実施形態）
図７は、この発明の第５実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。第５実施形態におけるダンパ機構は、図３に示すダンパ機構における遊星歯車機構の一部の構成を変更した装置であり、第５実施形態では、キャリヤ１３Ｃに慣性質量体１４が設けられ、サンギヤ１３Ｓにトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａが連結され、リングギヤ１３Ｒに出力側回転部材１２Ｂが連結されている。その他の構成は図３に示す構成と同様であるため、図３に示す構成と同様の部分には、図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

第５実施形態の作用について説明する。モータ２がトルクを出力している場合であってかつ、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述したように、トーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、コイルバネ１２Ｃに作用する圧縮力が変化する。コイルバネ１２Ｃは逆入力トルクＴｉの振動に応じて伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。それに伴って、遊星歯車機構１３におけるリングギヤ１３Ｒとサンギヤ１３Ｓとが相対回転する。また、ピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、キャリヤ１３Ｃが強制的に回転させられ、逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。そして、リングギヤ１３Ｒの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。慣性トルクＴ２の振動の位相と、ダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれるため、慣性トルクＴ２は、ダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は慣性トルクＴ２によって低減されて滑らかになる。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第５実施形態であっても、上述した各実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図８は、この発明の第６実施形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。第６実施形態におけるダンパ機構は、図３に示すダンパ機構における遊星歯車機構の一部の構成を変更した装置であり、第６実施形態では、キャリヤ１３Ｃにトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａが連結され、リングギヤ１３Ｒに出力側回転部材１２Ｂが連結され、サンギヤ１３Ｓに慣性質量体１４が設けられている。その他の構成は図３に示す構成と同様であるため、図３に示す構成と同様の部分には、図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

第６実施形態の作用について説明する。モータ２がトルクを出力している場合であってかつ、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述したように、トーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、遊星歯車機構１３の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、逆入力トルクＴｉの振動に応じてコイルバネ１２Ｃが伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。それに伴って、遊星歯車機構１３におけるリングギヤ１３Ｒとキャリヤ１３Ｃとが相対回転する。また、ピニオンギヤ１３Ｐが所定の角度範囲内で回転し、サンギヤ１３Ｓが強制的に回転させられ、逆入力トルクＴｉの振動に応じて振動する。そして、サンギヤ１３Ｓの質量と慣性質量体１４の質量とを合算した質量（慣性モーメント）と、回転角加速度とに応じた慣性トルクＴ２が生じる。慣性トルクＴ２の振動の位相と、ダンパ通過トルクＴ１の振動の位相とは、ずれるため、慣性トルクＴ２は、ダンパ通過トルクＴ１に対して制振トルクとして作用し、ダンパ通過トルクＴ１は慣性トルクＴ２によって低減されて滑らかになる。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第６実施形態であっても、上述した各実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

（第２参考例）
図９にこの発明の第２参考例を示してある。図９に示す例は、この発明の実施形態におけるダンパ機構を、振子式のダンパ機構によって構成した例である。その振子式のダンパ機構を以下の説明では、振子式ダンパ１５と記す。その振子式ダンパ１５は、ここに示す例では、モータ２で発生したトルクの伝達方向でモータ２の出力側であってかつ減速機構４の入力側に設けられている。

図１０は、図９に示す振子式ダンパを模式的に示す図である。振子式ダンパ１５は、図１０に示すように、ロータ２Ｒと一体となって回転する回転体１６を備え、その回転体１６の外周部に、円周方向に一定の間隔で複数の転動室１７が形成されている。転動室１７は、回転体１６を板厚方向すなわち回転体１６の回転中心軸線に平行な方向に貫通して形成された貫通部であって、図１０に示す例では回転体１６の外周部における４箇所に形成されている。その形状は、図１０に示すように、回転体１６の外周面よりも大きく湾曲した形状であり、模擬的には楕円形もしくは長円形を湾曲させた形状となっている。各転動室１７には、回転体１６のトルクが変動した場合に慣性力で振り子運動を行う転動体１８が収容されている。その転動体１８は、回転体１６が回転した場合に遠心力によって転動室１７の内壁面のうち回転体１６の半径方向で外側の内壁面に押し付けられ、その内壁面に沿って転動するように構成されている。したがって当該内面が転動面１９となっている。また転動体１８のうち転動面１９に接触する部分は、断面が円形となるように構成されている。したがって、転動体１８は単純な円柱状もしくは円筒状の部材であってよく、あるいは両端部にフランジ部を有していてもよい。

この回転体１６の外周側の部分にはカバー２０が取り付けられている。カバー２０は転動室１７および転動体１８を塵埃から遮蔽して転動体１８の円滑な振り子運動を補償するためのものである。図９および図１０に示すように、カバー２０は全体として中空のリング状をなし、かつその中空部分が転動室１７および転動体１８を覆う箱形断面（矩形断面）を成している。その他の構成は上述した図２に示す構成と同様であるため、図２に示す構成と同様の部分には、図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

第２参考例の作用について説明する。モータ２がトルクを出力して回転体１６が回転すると、それに伴って転動体１８も回転する。転動体１８は遠心力によって転動室１７のうち回転体１６の中心から最も遠い箇所に移動する。すなわち、転動面１９における回転体１６の中心から最も遠い箇所に転動体１８が移動する。モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、転動体１８は、転動面１９における回転体１６の回転中心から最も遠い箇所に遠心力によって押し付けられている。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されて、モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴにおけるトルクつまり回転体１６のトルクが変化すると、回転体１６の回転速度が変化する。それに伴って、転動体１８は慣性力によって転動室１７の内部で振り子運動を行う。すなわち、遠心力によって転動面１９に押し付けられた状態で、転動面１９に沿って往復運動する。このような回転体１６の捩り振動と転動体１８の振り子運動とのずれによって、逆入力トルクＴｉやそれに起因する動力伝達経路ＰＴでのトルク変動が低減される。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第２参考例であっても、上述した各実施形態および第１参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

ところで、車両が高車速で走行する場合には、車両が走行する路面の凹凸などが要因となって、周期的に逆入力トルクが入力されることがある。上記構成の振子式ダンパ１５では、転動体１８は伝達されるトルクの変動によって往復動する。そのため、高車速で走行する際に入力される逆入力トルクの振動に応じて往復動するように、振り子運動する転動体１８の揺動支点から転動体１８の重心までの長さであるいわゆる振り子長さを変更する。高車速で走行する際に入力される逆入力トルクの振動に応じた振り子長さは、例えば、実験により予め求めることができる。高車速で走行する際に入力される逆入力トルクの振動に応じて往復動するように振り子長さを変更することにより、高車速で走行して逆入力トルクが周期的に入力される場合であっても、その周期的な逆入力トルクによる振動を低減することができる。その結果、上述した振動がモータ２に伝達されることを防止もしくは抑制することに加えて、上述した振動が車室に伝達されることを防止もしくは抑制することができる。いわゆるロードノイズを低減して静粛性を向上することができる。

（第３参考例）
図１１はこの発明の第３参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。図１１に示す例は、モータ２で発生したトルクの伝達方向でモータ２と減速機構４との間に振子式ダンパ１５を配置し、減速機構４の出力側にトーショナルダンパ１２を配置した例である。その他の構成は図９に示す構成と同様であるため、図９に示す構成と同様の部分には、図９と同様の符号を付してその説明を省略する。

第３参考例の作用について説明する。モータ２がトルクを出力して回転体１６が回転すると、それに伴って転動体１８も回転する。転動体１８は遠心力によって転動面１９における回転体１６の中心から最も遠い箇所に移動する。また、入力側回転部材１２Ａに伝達されたモータ２の出力トルクと、上述した反力トルクとによってコイルバネ１２Ｃが圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位がコイルバネ１２Ｃに生じる。その結果、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが所定角度、相対回転する。モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴにおけるトルク変動がない、あるいは、安定している場合には、転動体１８は、転動面１９における回転体１６の中心から最も遠い箇所に遠心力によって押し付けられた状態を維持する。また、トーショナルダンパ１２は、上述した捩れを生じた状態でトーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、逆入力トルクＴｉの振動に応じてコイルバネ１２Ｃが伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。このようなコイルバネ１２Ｃの伸縮によって逆入力トルクＴｉは低減されて入力側回転部材１２Ａに伝達される。入力側回転部材１２Ａに現れるダンパ通過トルクＴ１は減速機構４を介して振子式ダンパ１５に伝達される。ダンパ通過トルクＴ１によって回転体１６の回転速度が変化すると、転動体１８は慣性力によって転動室１７の内部で振り子運動を行う。すなわち、遠心力によって転動面１９に押し付けられた状態で、転動面１９に沿って往復運動する。このような回転体１６の捩り振動と転動体１８の振り子運動とのずれによって、ダンパ通過トルクＴ１が低減される。つまり、第３参考例では、逆入力トルクＴｉはトーショナルダンパ１２と振子式ダンパ１５とによって２段階に低減される。したがって、第３参考例であっても、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、各実施形態および各参考例と同様の作用・効果を得ることができる。また、第２参考例と同様に、高車速で走行する際に入力される周期的な逆入力トルクに応じて転動体１８が往復動するように、振子式ダンパ１５における振り子長さを調整することにより、高車速で走行する際における周期的な逆入力トルクＴｉによる振動を低減することができる。

（第４参考例）
図１２はこの発明の第４参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。図１２に示す例は、図１１に示す振子式ダンパ１５の配置を変更した例である。すなわち、モータ２で発生したトルクの伝達方向で減速機構４の出力側に振子式ダンパ１５が配置され、振子式ダンパ１５の出力側にトーショナルダンパ１２が配置されている。その他の構成は図１１に示す構成と同様であるため、図１１に示す構成と同様の部分には、図１１と同様の符号を付してその説明を省略する。

第４参考例の作用について説明する。モータ２がトルクを出力すると、そのトルクは減速機構４のギヤ比に応じて増大されて振子式ダンパ１５に伝達される。伝達されたトルクによって回転体１６が回転すると、それに伴って転動体１８も回転する。転動体１８は遠心力によって転動面１９における回転体１６の中心から最も遠い箇所に移動する。また、入力側回転部材１２Ａに伝達されたモータ２の出力トルクと、上述した反力トルクとによってコイルバネ１２Ｃが圧縮され、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが所定角度、相対回転する。モータ２と車輪３との間の動力伝達経路ＰＴで伝達されるトルク変動がない、あるいは、安定している場合には、転動体１８は、転動面１９における回転体１６の中心から最も遠い箇所に遠心力によって押し付けられた状態を維持する。また、トーショナルダンパ１２は、上述した捩れを生じた状態でトーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、逆入力トルクＴｉの振動に応じてコイルバネ１２Ｃが伸縮し、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとの相対回転が繰り返し生じる。このようなコイルバネ１２Ｃの伸縮によって逆入力トルクＴｉは低減されて入力側回転部材１２Ａに伝達される。入力側回転部材１２Ａにはダンパ通過トルクＴ１が現れ、そのダンパ通過トルクＴ１は振子式ダンパ１５に伝達される。振子式ダンパ１５では、伝達されたダンパ通過トルクＴ１の振動によって、回転体１６の回転速度が変化する。そして、転動体１８は遠心力によって転動面１９に押し付けられた状態で、転動面１９に沿って往復運動する。このような回転体１６の捩り振動と転動体１８の振り子運動とのずれによって、ダンパ通過トルクＴ１が低減される。つまり、第４参考例では、逆入力トルクＴｉはトーショナルダンパ１２と振子式ダンパ１５とによって２段階に低減され、その２段階に低減されたトルクが減速機構４に伝達される。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第４参考例であっても、上述した各実施形態および各参考例と同様の作用・効果を得ることができる。また、振子式ダンパ１５が設けられているため、第２参考例や第３参考例と同様に、高車速で走行する際に入力される周期的な逆入力トルクに応じて転動体１８が往復動するように、振子式ダンパ１５における振り子長さを調整することにより、高車速で走行する際における周期的な逆入力トルクＴｉによる振動を低減することができる。

（第５参考例）
図１３はこの発明の第５参考例に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図である。図１３に示す例では、モータ２から車輪３に向けたトルクの伝達方向でモータ２の出力側に、トーショナルダンパ１２が配置されており、モータ２の出力軸あるいは減速機構４の図示しない入力軸にトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａが連結されている。その入力側回転部材１２Ａにコイルバネ１２Ｃを介して出力側回転部材１２Ｂが連結されている。出力側回転部材１２Ｂに、所定の質量を有する慣性質量体１４が一体に設けられている。その他の構成は図２に示す構成と同様であるため、図２に示す構成と同様の部分には、図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

第５参考例の作用について説明する。モータ２がトルクを出力すると、そのトルクはトーショナルダンパ１２の入力側回転部材１２Ａに伝達され、コイルバネ１２Ｃを介して出力側回転部材１２Ｂに伝達される。コイルバネ１２Ｃには、出力側回転部材１２Ｂと慣性質量体１４とを回転させるためのトルクが反力として作用する。この出力側回転部材１２Ｂと慣性質量体１４とを回転させるいわゆる反力トルクと、入力側回転部材１２Ａに伝達されたモータ２の出力トルクとによってコイルバネ１２Ｃを圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位がコイルバネ１２Ｃに生じる。その結果、入力側回転部材１２Ａと出力側回転部材１２Ｂとが所定角度、相対回転する。すなわち捩れる。動力伝達経路ＰＴにおけるトルクの変動がない、あるいは、安定している場合には、上述した捩れが生じた状態でトーショナルダンパ１２の全体が一体となって回転する。また、モータ２の出力トルクは減速機構４のギヤ比に応じて増大されて車輪３に伝達される。

車輪３に逆入力トルクＴｉが入力されると、逆入力トルクＴｉの振動に応じてコイルバネ１２Ｃが伸縮し、入力側回転部材１２Ａと、出力側回転部材１２Ｂおよび当該出力側回転部材１２Ｂに一体の慣性質量体１４との相対回転が繰り返し生じる。すなわち振動する。出力側回転部材１２Ｂおよび当該出力側回転部材１２Ｂに一体の慣性質量体１４は、コイルバネ１２Ｃを介して入力側回転部材１２Ａに連結されているため、出力側回転部材１２Ｂおよびこれに一体の慣性質量体１４の振動の位相と、入力側回転部材１２Ａの振動の位相とはずれる。第５参考例では、このような入力側回転部材１２Ａの振動と出力側回転部材１２Ｂおよび当該出力側回転部材１２Ｂに一体の慣性質量体１４の振動とのずれによって、逆入力トルクＴｉに起因する動力伝達経路ＰＴの振動が低減される。したがって、モータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、第５参考例であっても、上述した各実施形態および各参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、この発明は上記の各実施形態に限定されないのであって、この発明の実施形態に係る車両用駆動装置１は車体１１に搭載されていてもよい。図１４に、この発明の実施形態に係る車両用駆動装置を車体に搭載した、いわゆるオンボードタイプの車両の一部を模式的に示している。図１４に示す構成では、車体１１に車両用駆動装置１が搭載されるため、いわゆるばね下荷重を低減することができ、車両の乗り心地や路面に対するタイヤ６の接地性を向上することができる。また、このような構成であっても、ダンパ機構５によってモータ２に伝達される逆入力トルクＴｉやそれに起因するトルクの変動が低減もしくは緩和されるため、上述した各実施形態および各参考例と同様の作用・効果を得ることができる。

１…車両用駆動装置、 ２…モータ、 ３…車輪、 ５…ダンパ機構、 １２…トーショナルダンパ（ダンパ機構）、 １３…遊星歯車機構（ダンパ機構）、 ９…振子式ダンパ（ダンパ機構）、 ＰＴ…動力伝達経路。

Claims (1)

1. モータで発生させたモータトルクを車輪に伝達して走行のための駆動力を発生する車両用駆動装置において、
   前記モータは、前記車輪ごとに設けられ、
   前記モータと前記車輪との間の動力伝達経路に、前記動力伝達経路におけるトルクの変動を低減するダンパ機構と、前記モータの回転数に対して前記車輪の回転数が低回転数となるように構成された減速機構とが設けられ、
   前記ダンパ機構は、前記モータトルクの伝達方向で前記モータの出力側に配置された第１部材と、前記モータトルクの伝達方向で前記第１部材の出力側に配置された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを相対回転可能に連結する弾性体とを有するばね式ダンパと、複数の回転要素によって差動作用を行う遊星回転機構とを備え、
   前記ばね式ダンパは、前記モータトルクの伝達方向で前記減速機構の出力側に設けられ、
   前記複数の回転要素のうちの第１回転要素に前記第１部材が連結され、前記複数の回転要素のうちの第２回転要素に前記第２部材が連結され、
   前記動力伝達経路における前記トルクの変動によって前記第１回転要素と前記第２回転要素とが相対回転させられて、前記複数の回転要素のうちの第３回転要素が回転して慣性トルクを生じる
   ことを特徴とする車両用駆動装置。

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