JP6380272B2 - 電気自動車、2段変速機構及びインホイールモータ - Google Patents

電気自動車、2段変速機構及びインホイールモータ Download PDF

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本発明は、電気自動車、2段変速機構及びインホイールモータに関する。
従来、パーキングブレーキを装着しているが、パーキングレンジを備えていないRR駆動の電気自動車が提案されている。パーキングブレーキはワイヤを作動することによりブレーキを行うものであるため、寒冷地においてはワイヤが凍結することにより、パーキングブレーキが作動しなくなる場合がある。このため、ユーザからは、上記車両にはパーキングレンジの装着が望まれている。
また、電気自動車の駆動輪であって、インホイールモータを有する駆動輪をパーキングロックするパーキングロック機構は、特許文献1で公知である。特許文献1では、インホイールモータと、駆動輪のブレーキロータの間の駆動軸上にクラッチ機構が設けられ、前記クラッチ機構と前記インホイールモータ間の駆動軸上には、ギヤ部が設けられ、パーキングロック時には、前記ギヤ部に係合する係合部材を備える構成としている。そして、パーキングロックを行う際には、前記クラッチ機構を解除することにより、クラッチ機構とインホイールモータ間の駆動軸を前記駆動輪から切り離し、この状態でアクチュエータにより前記係合部材を駆動して前記ギヤ部に係止する。この係止後にクラッチ機構を接続することにより、前記係合部材と駆動軸上の前記ギャ部により前記駆動軸を固定するようにしている。
特開2006−224819号公報
ところで、インホイールモータは変速機能がなくても任意のトルクを出力できるため、減速機能があっても、変速機能を有するものはない。
また、インホイールモータにおいて、低速で大トルクをするためには、大電流化、及び高出力化するしかなく、結果として、上記の低速で大トルク化を図るためには、インバータなどを大型化する必要があり、コストアップの原因ともなる。
上記では、駆動輪にインホイールモータを有する電気自動車を一例として説明したが、駆動源としてインホイールモータ以外のモータで駆動される電気自動車においても、同様の問題がある。
本発明の目的は、2速変速できる変速機能を有するとともに、パーキングレンジの機能を有する電気自動車、2段変速機構及びインホイールモータを提供することにある。
上記問題点を解決するために、本発明の電気自動車は、駆動源に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記駆動源の回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速部であって、前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有する2段変速部を備えるものである。
また、前記パーキングフォークが前記係合部と係合可能な位置は、前記スリーブが前記第2低速用歯車及び前記第2高速用歯車のドグクラッチと係合する2つの位置の間であって、前記スリーブが前記第2低速用歯車及び前記第2高速用歯車のドグクラッチのいずれにも非係合となっている位置であることが好ましい。
また、前記駆動源を、インホイールモータにしてもよい。
本発明の2段変速機構は、駆動源に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記駆動源の回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速機構であって、前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有するものである。
また、本発明のインホイールモータは、モータ軸を有するインホイールモータにおいて、前記モータ軸に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記駆動源の回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速機構であって、前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有する2段変速機構を備えるものである。
本発明によれば、電気自動車を、2速変速できる変速機能を有するとともに、パーキングレンジの機能を有することができる。
一実施形態の電気自動車の2段変速部の斜視図。 一実施形態の電気自動車の駆動輪の概略断面図。 (a)は回転軸の斜視図、(b)は第2低速用歯車の斜視図、(c)はクラッチハブの斜視図、(d)はスリーブの斜視図、(e)は第2高速用歯車の斜視図、(f)はシフトフォーク及びパーキングフォークを有するシフトロッドの斜視図。 ローギヤ時の2段変速部の作用の説明図。 パーキングレンジ時の2段変速部の作用の説明図。 ハイギヤ時の2段変速部の作用の説明図。 シフトチェンジの説明図。
以下、本発明の電気自動車、2段変速機構、インホイールモータを具体化した一実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
図2には、車両の前輪を駆動輪Wとした断面図が示されている。車両は4輪車両であって、同図に示すように、図示しない車体フレームに装着されたケース10の内部にはロータ21及びステータ22を有するインホイールモータ20が収容されている。該インホイールモータ20のロータ21を有するモータ軸23は、ケース10に対して軸受24を介して回転自在に支持されている。前記インホイールモータ20のモータ軸23に2段変速部30を介してドライブシャフト34が連結されている。該ドライブシャフト34にはハブ35が連結され、該ハブ35にホイール36がボルト37によって連結されている。前記ハブ35にはディスクロータ38を介してブレーキ装置39が装着されている。インホイールモータ20は、駆動源の一例である。
(2段変速部30)
2段変速部30を図1、図3(a)〜図3(f)、図4〜図6を参照して説明する。2段変速部30は2段変速機構に相当する。
2段変速部30は、図1、図4に示すように、モータ軸23に対して同軸となるように一体に連結された入力軸50と、前記入力軸50と同軸に配置された出力軸60と、前記入力軸50及び出力軸60と平行に配置された回転軸70とを備えている。
図4に示すように入力軸50は、一端がケース10(図2参照)に対して軸受51を介して回動自在に支持されるとともに、他端が出力軸60の一端に対して軸受52を介して相対回動自在に支持されている。また、出力軸60は、ケース10に対して軸受61、軸受62を介して回動自在に支持されるとともに、ドライブシャフト34に対して同軸となるように一体に連結して配置されている。
入力軸50には、第1高速用歯車53と、第1高速用歯車53の歯数よりも少ない歯数を有する第1低速用歯車54とが固定されている。
回転軸70は、両端が軸受71、72を介してケース10(図2参照)に対し回動自在に支持されている。図1、図4に示すように回転軸70には、第2高速用歯車73(図3(e)参照)と、第2高速用歯車73よりも歯数が多い歯数を有する第2低速用歯車74(図3(b)参照)が回転軸70の周りで回転自在に、かつ、回転軸70の軸方向に移動不能に取付けられている。また、第2高速用歯車73の歯数は、第1高速用歯車53よりも少なくされている。一方、第2低速用歯車74の歯数は、第1低速用歯車54の歯数よりも多くされている。
第1高速用歯車53と第2高速用歯車73、及び第1低速用歯車54と第2低速用歯車74とは常時噛合されている。
図1、図4に示すように第2高速用歯車73と第2低速用歯車74の間には、クラッチハブ76が配置されている。クラッチハブ76は回転軸70に対してスプライン嵌合により、回転軸70と一体に回転可能にクラッチハブ76が取付けられている。なお、図3(a)では、回転軸70のクラッチハブ76用のスプライン溝は省略されているとともに、図3(c)では、クラッチハブ76の回転軸70に嵌合される軸孔内面のスプライン溝は省略されている。図3(c)に示すようにクラッチハブ76の外周面には同一歯先円を有するスプライン歯76aが円周方向に同一のピッチで複数本形成されている。
図4に示すようにクラッチハブ76の外周面には、スリーブ75がスプライン嵌合されて、回転軸70の軸方向に摺動自在となっている。すなわち、図3(d)に示すようにスリーブ75の内周面には、スプライン歯76aと摺動自在に係合するスプライン歯75aが形成されている。
図3(d)に示すように、スリーブ75は、略円環状に形成されるとともに、その外周には、後述するシフトフォーク81が摺動自在に係合する係合溝75bが円周方向に沿って形成されている。スリーブ75の外周面には、係合溝75bに隣接する第2高速用歯車73側の側部には同一歯先円を有する複数の係合歯75cが同一のピッチで形成されている。
また、スリーブ75の外周面には、係合溝75bに隣接する第2低速用歯車74側の側部には同一歯先円を有する複数の係合歯75dが同一のピッチで形成されている。本実施形態では、係合歯75cと係合歯75dのピッチは同一としているが、異なっていてもよい。
図3(e)に示すように、第2高速用歯車73は、クラッチハブ76側の側面が略円形状の凹部73aが形成され、その凹部73a内にクラッチハブ76の一部が挿入されている(図4参照)。凹部73aの内周面には、ドグクラッチ部73bが形成されている。ドグクラッチ部73bは、凹部73aの内周面に対して軸心方向に突出した複数のドグクラッチ歯73cを有する。複数のドグクラッチ歯73cは、同一の歯先円を有していて、等ピッチで配置され、それぞれがスリーブ75の係合歯75c間の歯溝に嵌合可能に形成されている。ドグクラッチ部73bはドグクラッチの一例に相当する。ドグクラッチ歯73cにスリーブ75が係合歯75c間の歯溝に嵌合(すなわち、係合)された状態では、第2高速用歯車73は、回転軸70と一体に回転可能となっている。また、スリーブ75が凹部73aから退出して、ドグクラッチ歯73cと係合歯75c間の歯溝とが係合していない状態では、第2高速用歯車73は回転軸70に対して自由回転する。
図3(b)に示すように、第2低速用歯車74は、クラッチハブ76側の側面が略円形状の凹部74aが形成され、その凹部74a内にクラッチハブ76の一部が挿入されている(図1参照)。凹部74aの内周面には、ドグクラッチ部74bが形成されている。ドグクラッチ部74bは、凹部74aの内周面に対して軸心方向に突出した複数のドグクラッチ歯74cを有する。ドグクラッチ部74bは、ドグクラッチの一例に相当する。複数のドグクラッチ歯74cは、同一の歯先円を有していて、等ピッチで配置され、それぞれがスリーブ75の係合歯75d間の歯溝に嵌合可能に形成されている。ドグクラッチ歯74cにスリーブ75が係合歯75d間の歯溝に嵌合(すなわち、係合)された状態では、第2低速用歯車74は、回転軸70と一体に回転可能となっている。また、スリーブ75が凹部74aから退出して、ドグクラッチ歯74cと係合歯75d間の歯溝とが係合していない状態では、第2低速用歯車74は回転軸70に対して自由回転する。
図1、図3(a)に示すように、回転軸70には、第2低速用歯車74に対して第2高速用歯車73とは反対側において隣接するように出力歯車77が一体回転可能に固定されている。図1、図4に示すように出力歯車77は出力軸60に一体に固定された入力歯車63と常時噛合されている。
図1、図3(a)、図4に示すように、回転軸70には、係合部材78が一体に固定されている。係合部材78は係合部に相当する。係合部材78は、略円板状に形成されるとともに、図1、図4に示すように、第2高速用歯車73の取付け位置よりも反第2低速用歯車74側に配置されている。図3(a)に示すように、係合部材78の外周面には、複数の係合歯78aが等間隔に配置されて放射方向に突出されている。複数の係合歯78aは同一の歯先円を有している。
図1に示すように、回転軸70と平行にシフトロッド80が配置されている。シフトロッド80は、シフト部材の一例に相当する。シフトロッド80には、その先端にシフトフォーク81が一体に固定されるとともに、シフトフォーク81と離間してパーキングフォーク82が一体に固定されている。図3(f)に示すようにシフトフォーク81の先端は、回転軸70に向かって延出されるとともに、半円状の嵌合凹部81aが形成されている。シフトフォーク81は、嵌合凹部81aがスリーブ75の係合溝75bに対して嵌合されていることにより、シフトロッド80の駆動によりスリーブ75を回転軸70の軸方向に作動可能としている。
すなわち、図4に示すように、シフトフォーク81の作動により、スリーブ75を図4に示すローギヤ時の位置、図5に示すパーキングレンジ時の位置、及び図6に示すハイギヤ時の位置に位置させることが可能となっている。図4に示すローギヤ時の位置は、スリーブ75の一部が第2低速用歯車74の凹部74a内に係入して係合歯75d間の歯溝がドグクラッチ歯74cと嵌合する位置である。図5に示すパーキングレンジ時の位置は、スリーブ75の係合歯75c、75dが、それぞれ第2高速用歯車73の凹部73a、第2低速用歯車74の凹部74aから離脱した位置であって、第2高速用歯車73、及び第2低速用歯車74がともに自由回転可能な位置である。また、図6に示すハイギヤ時の位置は、スリーブ75の一部が第2高速用歯車73の凹部73a内に係入して係合歯75c間の歯溝がドグクラッチ歯73cと嵌合(係合)する位置である。
パーキングフォーク82は、シフトフォーク81と同様に回転軸70に向かって先端が延出されるとともに半円状の嵌合凹部83が形成されている。嵌合凹部83は、前記係合歯78aの歯先円よりも大きな曲率半径を有していて、シフトフォーク81がハイギヤ時の位置とローギヤ時の位置間を移動する際に、パーキングフォーク82が係合部材78と干渉しない大きさに形成されている。
図3(f)に示すように、パーキングフォーク82の嵌合凹部83の内面には、係合突部82aが前記曲率半径の中心に向かって突出されている。
パーキングフォーク82は、シフトフォーク81が、図5に示すパーキングレンジ時の位に位置する際に、同図に示すように係合部材78と嵌合する状態となる。
そして、この状態で、回転軸70(駆動輪W)がいずれか一方に回転した際に、係合部材78が回動すると、係合歯78aが、係合突部82aと係合してロックするようになっている。すなわち、パーキングフォーク82が係合突部82aにて係合可能な位置に位置していることになる。
シフトロッド80は、アクチュエータ90の作動により、前記シフトフォーク81を前記ローギヤ時の位置、パーキングレンジ時の位置、及びハイギヤ時の位置のいずれかの位置に選択することが可能である。アクチュエータ90は、例えば、ソレノイド、或いはシフトロッド80に図示しないラックを形成し、そのラックに噛合する図示しないピニオンをモータ出力軸に取付けられたモータにより構成することが可能である。
(実施形態の作用)
上記のように構成されたインホイールモータ搭載車両の作用を説明する。
図7は、本実施形態におけるローギヤ、ハイギヤ、パーキングレンジ、及び後進のシフトチェンジの説明図である。同図において、パーキングレンジをPとし、ローギヤをDとし、ハイギヤをSとし、後進をRとしている。本実施形態では、シフトチェンジは、車両が停止している状態で行うものである。
(1.パーキングレンジについて)
説明の便宜上、シフトフォーク81が、図5に示すパーキングレンジ時に位置している状態から説明する。なお、ブレーキ装置39によるブレーキは解除されている。図7に示すように、アクチュエータ90を作動することにのよりローギヤDまたはハイギヤSからシフトチェンジされてパーキングレンジPとなったものである。
パーキングレンジ時には、スリーブ75の両側部が第2低速用歯車74の凹部74a及び第2高速用歯車73の凹部73aから離脱した状態となっている。そして、この状態では係合歯75d間の歯溝とドグクラッチ歯74c、及び係合歯75c間の歯溝とドグクラッチ歯73cとの嵌合関係が成立しておらず、第2低速用歯車74及び第2高速用歯車73は回転軸70に対して自由回転可能な状態となっている。
また、図5に示すように、パーキングフォーク82は、シフトフォーク81が、図5に示すパーキングレンジ時の位に位置する際は、同図に示すように係合部材78と嵌合する状態となる。この状態では、回転軸70(駆動輪W)がいずれか一方に回転して係合部材78が回動すると、係合歯78aが係合突部82aと係合してロックする。すなわち、係合部材78に対して、パーキングフォーク82が係合突部82aにて係合可能な位置に位置することになる。
(2.ローギヤ時について)
前記パーキングレンジPからのシフトチェンジによりローギヤDとなる。
すなわち、図5に示す状態から、アクチュエータ90が作動して、シフトフォーク81を介してスリーブ75をローギヤ時の位置へ移動させる。この移動により、図4に示すようにスリーブ75の一部が第2低速用歯車74の凹部74a内に係入して係合歯75d間の歯溝がドグクラッチ歯74cと嵌合(係合)された状態となる。また、パーキングフォーク82は、係合部材78との嵌合状態が解消する。
なお、前述のようにパーキングフォーク82と係合部材78との嵌合状態が解消し、かつ、スリーブ75がローギヤ時の位置に達する前の状態はニュートラルN(図7参照)の状態である。すなわち、パーキングレンジPからローギヤDになる間には、ニュートラルNの状態が生ずる。なお、図4、図5及び図6では、説明の便宜上、スリーブ75において、係合歯75dを有する軸方向の幅を長くして図示されており、実際はパーキングフォーク82が係合部材78から脱した時点では、スリーブ75と第2低速用歯車74とは離間した状態(すなわち、スリーブ75が凹部74a内に入っていない状態)がある。
一方、スリーブ75は第2高速用歯車73とは、嵌合関係が成立しておらず、すなわち、ドグクラッチ歯73c(図3(e)参照)と係合歯75c間の歯溝とが嵌合していない状態となっていて、第2高速用歯車73は回転軸70に対して自由回転可能な状態となる。従って、スリーブ75をローギヤ時の位置に位置している状態で、インホイールモータ20が正転すると、モータ軸23の回転により入力軸50が回転されて、第1低速用歯車54と常時噛合する第2低速用歯車74が、回転軸70と一体回転する。この回転軸70に回転により、出力歯車77、入力歯車63を介して出力軸60が低速で回転され、さらに、ドライブシャフト34を介して駆動輪Wを低速で回転駆動する。走行負荷が大きくなる登坂時には、このような駆動輪Wをローギヤで回転駆動するとよい。
(3.ハイギヤ時について)
前記パーキングレンジPからのシフトチェンジによりハイギヤSとなる。
すなわち、図5に示す状態から、アクチュエータ90が作動して、シフトフォーク81を介してスリーブ75をハイギヤ時の位置へ移動させる。この移動により、図6に示すようにスリーブ75の一部が第2高速用歯車73の凹部73a内に係入して係合歯75c間の歯溝がドグクラッチ歯73cと嵌合された状態となる。また、パーキングフォーク82は、係合部材78との嵌合状態が解消する(図6参照)。
なお、前述のようにパーキングフォーク82と係合部材78との嵌合状態が解消し、かつ、スリーブ75がハイギヤ時の位置に達する前の状態はニュートラルN(図7参照)の状態である。すなわち、パーキングレンジPからハイギヤSになる間には、ニュートラルNの状態が生ずる。なお、図4、図5及び図6では、説明の便宜上、スリーブ75において、係合歯75cを有する軸方向の幅を長くして図示されており、実際はパーキングフォーク82が係合部材78から脱した時点では、スリーブ75と第2高速用歯車73とは離間した状態(すなわち、スリーブ75が凹部73a内に入っていない状態)がある。
一方、スリーブ75は第2低速用歯車74とは、嵌合関係が成立しておらず、すなわち、ドグクラッチ歯74c(図3(b)参照)と係合歯75d間の歯溝とが嵌合していない状態となっていて、第2低速用歯車74は回転軸70に対して自由回転可能な状態となる。従って、スリーブ75をハイギヤ時の位置に位置している状態で、インホイールモータ20が正転すると、モータ軸23の回転により入力軸50が回転されて、第1高速用歯車53と常時噛合する第2高速用歯車73が、回転軸70と一体回転する。この回転軸70に回転により、出力歯車77、入力歯車63を介して出力軸60が高速で回転され、さらに、ドライブシャフト34を介して駆動輪Wを高速で回転駆動する。走行負荷が小さい平坦な道路ではこのような駆動輪Wをハイギヤで回転駆動するとよい。
また、ローギヤDとハイギヤS間のシフトチェンジは、パーキングレンジPを通過して行うことになる。すなわち、変速する時は強制的にパーキングレンジ状態を経過することになる。このため、本実施形態では、ギヤ比変更時には、パーキング状態となるため、シフトチェンジは車両が停止している状態で行われる。
なお、パーキングレンジPから後進Rにシフトチェンジする場合、パーキングレンジPから、ローギヤDまたはハイギヤSにした状態で、インホイールモータ20を逆転すればよい。
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態のインホイールモータ搭載車両、2段変速機構としての2段変速部、及びインホイールモータでは、下記の特徴がある。
2段変速部30は、インホイールモータ20(駆動源)に接続されるとともに第1低速用歯車54及び第1高速用歯車53とを備える入力軸50と、駆動輪Wに接続された出力軸60を有する。また、2段変速部30は、入力軸50と出力軸60に平行に配置されていて、インホイールモータ20の回転力を出力軸60に伝達するとともに、係合部材78(係合部)を有する回転軸70を備える。また、回転軸70には、第1低速用歯車54及び第1高速用歯車53とそれぞれ噛合する第2低速用歯車74及び第2高速用歯車73が回転自在に支持されるとともにドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)をそれぞれ有する。また、回転軸70には、ドグクラッチ部74b、73bに対して選択的に係合するように回転軸70の軸方向に移動自在に支持されたスリーブ75を有する。また、シフトロッド80(シフト部材)は、スリーブ75を各ドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)と係合させる2位置に作動させるシフトフォーク81を備えている。
また、シフトロッド80(シフト部材)は、スリーブ75が各ドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)とは係合していない、すなわち非係合の位置に位置するときは、係合部材78(係合部)と係合可能な位置に位置する。また、スリーブ75がいずれか一方のドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)と係合する位置に位置するときは、係合部材78(係合部)に対して係合していない、すなわち非係合に位置するパーキングフォーク82を備える。また、スリーブ75を各位置を選択的に駆動するアクチュエータ90を備える。
この結果、本実施形態によれば、2速変速できる変速機能を有するとともに、パーキングレンジの機能を有する電気自動車にすることができる。
(2)また、本実施形態では、パーキングフォーク82が、係合部材78(係合部)と係合可能な位置は、スリーブ75が第2低速用歯車74及び第2高速用歯車73のドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)と係合する2つの位置の間である。また、この位置は、スリーブ75が第2低速用歯車74及び第2高速用歯車73のドグクラッチ部74b、73b(ドグクラッチ)のいずれにも非係合となっている位置としている。
この結果、本実施形態によれば、ローギヤとハイギヤ間を移行する際は、パーキングレンジの状態となり得るため、シフトチェンジ時のフェールセーフ機能を別に設ける必要がない。なお、ドグタイプでシフトチェンジする場合は、車両が停止しているときに行う必要があるが、一般にこのような場合は、フェールセーフ機能を別途設ける必要があり、高価となる問題がある。また、駆動源が回転中に、シフトチェンジができるようにシンクロタイプの減速機を採用すると、シンクロ機構部が必要となるため、コストアップの原因となる。本実施形態によれば、シンクロ機構部を必要としないため、本実施形態によれば、コストはかからない利点がある。
(3)また、本実施形態では、駆動源をインホイールモータとしている。この結果、上記構成により、インホイールモータを備える電気自動車において、上記(1)の効果を容易に実現することができる。
また、一般にインホイールモータを駆動源とした場合、インホイールモータには低速・大トルクが必要となるため、大電流をインホイールモータに流す必要があるが、大電流を付与するためには、インバータも大型化してしまい、コストアップの原因となる。これに対して、本実施形態では、駆動源にインホイールモータを使用しても、2段変速ができるため、必要な速度域のみ、大トルクを出力できることになる。このため、インホイールモータ及びインバータを大型化する必要がなくなる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、駆動源としてインホイールモータ20としたが、駆動源はインホイールモータに限定するものではない。例えば、インホイールモータの代りにドライブシャフト等を介して駆動輪に駆動力を伝達する電動モータを搭載した電気自動車や、内燃機関と電動モータを組み合わせたハイブリッド車で具体化してもよい。
・前記実施形態では、アクチュエータ90をソレノイド等により構成したが、油圧回路で構成してもよく、或いは、外部操作をワイヤで連係して該ワイヤで駆動するシフトロッド80を直線駆動する作動部材により構成してもよい。
10…ケース、20…インホイールモータ(駆動源)、
21…ロータ、22…ステータ、23…モータ軸、24…軸受、
30…2段変速部、34…ドライブシャフト、35…ハブ
36…ホイール、37…ボルト、38…ディスクロータ、
39…ブレーキ装置、50…入力軸、51…軸受、52…軸受、
53…第1高速用歯車、54…第1低速用歯車、
60…出力軸、61…軸受、62…軸受、63…入力歯車、
70…回転軸、73…第2高速用歯車、73a…凹部、
73b…ドグクラッチ部(ドグクラッチ)、73c…ドグクラッチ歯、
74…第2低速用歯車、74a…凹部、
74b…ドグクラッチ部(ドグクラッチ)、74c…ドグクラッチ歯、
75…スリーブ、75a…スプライン歯、
75b…係合溝、75c…係合歯、75d…係合歯、76…クラッチハブ、
76a…スプライン歯、77…出力歯車、78…係合部材(係合部)、
78a…係合歯、80…シフトロッド(シフト部材)、
81…シフトフォーク、81a…嵌合凹部、82…パーキングフォーク、
82a…係合突部、83…嵌合凹部、
P…パーキングレンジ、S…ハイギヤ、D…ローギヤ、R…後進、
W…駆動輪。

Claims (5)

  1. 駆動源に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記駆動源の回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速部であって、
    前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有する2段変速部を備える電気自動車。
  2. 前記パーキングフォークが前記係合部と係合可能な位置は、前記スリーブが前記第2低速用歯車及び前記第2高速用歯車のドグクラッチと係合する2つの位置の間であって、前記スリーブが前記第2低速用歯車及び前記第2高速用歯車のドグクラッチのいずれにも非係合となっている位置である請求項1に記載の電気自動車。
  3. 前記駆動源が、インホイールモータである請求項1または請求項2に記載の電気自動車。
  4. 駆動源に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記駆動源の回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速機構であって、
    前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有する2段変速機構。
  5. モータ軸を有するインホイールモータにおいて、
    前記モータ軸に接続されるとともに第1低速用歯車及び第1高速用歯車とを備える入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に平行に配置されていて、前記インホイールモータの回転力を前記出力軸に伝達するとともに、係合部を有する回転軸とを備えた2段変速機構であって、
    前記回転軸には、前記第1低速用歯車及び第1高速用歯車とそれぞれ噛合する第2低速用歯車及び第2高速用歯車が回転自在に支持されるとともにドグクラッチをそれぞれ有し、前記回転軸には、両ドグクラッチに対して選択的に係合するように前記回転軸の軸方向に移動自在に支持されたスリーブを有し、前記スリーブを各ドグクラッチと係合させる2位置に作動させるシフトフォークを備えたシフト部材を有し、前記シフト部材には、前記スリーブが両ドグクラッチとは非係合の位置に位置するときは、前記係合部と係合可能な位置に位置し、前記スリーブがいずれか一方のドグクラッチと係合する位置に位置するときは、前記係合部に対して非係合に位置するパーキングフォークを備え、前記スリーブの各位置を選択的に駆動するアクチュエータとを有する2段変速機構を備えるインホイールモータ。
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