JP6793095B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用駆動装置に関し、特に電動商用車に好適な車両用駆動装置に関する。
従来から、車両用の駆動装置として、駆動用モータと減速機がディファレンシャルギアに一体的に設けられた駆動ユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。
国際公開第２０１４／１４８４１０号
トラック等の商用車においては車両仕様毎に様々な車格があり、その車格に応じて駆動装置が搭載可能な車幅も様々である。このような様々な車格に対応可能なアクスル構造として、車軸を格納するアクスルハウジングを用いたリジッドアクスル構造が挙げられる。
しかしながら、このようなリジッドアクスル構造において、前述の駆動ユニットを搭載する場合、駆動ユニットすべてがアクスルハウジングと共にバネ下支持となることから、駆動ユニットに搭載されるモータへの振動入力が大きくなり、モータの信頼性が低下する虞がある。
本発明はこのような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、様々な車格に対応可能であり、モータの信頼性を確保することができる車両用駆動装置を提供することにある。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
本適用例に係る車両用駆動装置は、車両を駆動するモータと、モータに連結する減速機と、減速機に連結し車両の駆動輪にモータの駆動力を伝達するディファレンシャルギアと、を一体的に収容する駆動ユニットハウジングを備える車両用駆動装置であって、駆動ユニットハウジングのディファレンシャル側ハウジングが連結され、駆動輪のドライブシャフトを一体的に収容するアクスルハウジングと、車両の車体に連結された第１回転支持軸とアクスルハウジングとを弾性的に連結し、第１回転支持軸を回転中心として揺動運動することによりアクスルハウジングを車体に支持する第１支持部と、車両の車体に連結された第２回転支持軸と駆動ユニットハウジングのモータ側ハウジングとを弾性的に連結し、第２回転支持軸を回転中心として揺動運動することによりモータ側ハウジングを車体に支持する第２支持部と、を含み、モータのモータ軸が第１回転支持軸の回転中心に近接するように駆動ユニットハウジングが支持されることを特徴とする。
このように、第１支持部において、第１回転支持軸を回転中心として揺動運動することによりアクスルハウジングを車体に支持する一方、第２支持部において、第２回転支持軸を回転中心として揺動運動することによりモータ側ハウジングを車体に支持することにより、モータ側ハウジングのみをバネ上支持とすることができる。これにより、駆動装置ひいては駆動ユニットハウジング全体の振動入力に対し、モータへの振動入力を低減することが可能である。従って、リジッドアクスル構造によって様々な車格に対応可能としつつ、モータの信頼性を確保することができる。
また、モータのモータ軸が第１回転支持軸の回転中心に近接するように駆動ユニットハウジングが支持される。駆動ユニットハウジングの揺動中心となる第１回転支持軸の回転中心では振動が生じ難いため、モータ軸を第１回転支持軸の回転中心に近接させることにより、モータ２に伝搬する振動をより一層低減し、モータ２の信頼性をさらに効果的に確保することができる。
前記適用例を用いる本発明の車両用駆動装置によれば、様々な車格に対応可能であり、モータの信頼性を確保することができる。
本発明の第１実施形態に係る車両用駆動装置の斜視図である。 図１の車両用駆動装置の支持構造を側面から模式的に示した図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用駆動装置の支持構造を側面から模式的に示した図である。
以下、本発明の各実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用駆動装置の斜視図である。この車両用駆動装置１（以下、単に駆動装置とも称する）は、例えば、電動トラック等の電動商用車（以下、車両とも称する）の後部に搭載されている。なお、図１の斜下側が車両前方である。
車両には走行駆動源としてのモータ２が搭載され、モータ２には減速機４が連結され、減速機４にはディファレンシャル６が連結されている。モータ２の駆動力は、減速機４、ディファレンシャル６、後述する一対のドライブシャフト８を順に介して、後述する左右の車輪（駆動輪）１０にそれぞれ伝達される。各車輪１０は、懸架装置１２を介して車両前後方向Ｙに亘って延設されるサイドレール（車体）１４にそれぞれ支持されている。
駆動装置１を構成するモータ２、減速機４、及びディファレンシャル６は、一体的に駆動ユニットハウジング１６に収容されている。駆動ユニットハウジング１６は、ディファレンシャル６を収容するディファレンシャル側ハウジング１８、モータ２及び減速機４を収容するモータ側ハウジング２０、及び一対のドライブシャフト８が一体的に収容される一対のアクスルハウジング２２から概略構成されている。ディファレンシャル側ハウジング１８は、モータ側ハウジング２０の車両前後方向Ｙの後側に連結され、一対のアクスルハウジング２２は、ディファレンシャル側ハウジング１８の車幅方向Ｘの両側に連結されている。
懸架装置１２は、一対のアクスルハウジング２２、一対のリーフスプリング２４等からリジッドアクスル構造により形成されている。一対のリーフスプリング２４は、車両前後方向Ｙに延設され、それぞれの両端が各サイドレール１４に第１ブラケット（第１支持部）２６でそれぞれ懸架されている。また、各アクスルハウジング２２は、それぞれ各リーフスプリング２４に懸架されている。これにより、各車輪１０が各リーフスプリング２４によって弾性的に支持される。
リーフスプリング２４の両端は、それぞれ第１ブラケット２６に第１ヒンジピン（第１回転支持軸）２８を介して回転可能に連結されている。モータ側ハウジング２０の前部には第２ブラケット（第２支持部）３０が固定されている。第２ブラケット３０は、第２ヒンジピン（第２回転支持軸）３２を介して第３ブラケット３４に対して回転可能となるように連結されている。
図２は駆動装置１の支持構造を側面から模式的に示した図である。各サイドレール１４間にはクロスメンバ（車体）３６が固定されている。第３ブラケット３４はクロスメンバ３６に固定されている。駆動ユニットハウジング１６内には、モータ２に連結された２つの減速ギア３８と、減速ギア３８の一つに連結されたディファレンシャルギア４０とが収容されている。なお、第３ブラケット３４はヒンジピンを介してクロスメンバ３６に固定しても良い。
図２の場合、リーフスプリング２４の下面の略最下部は、ドライブシャフト８の直上となる位置に位置付けられている。即ち、ドライブシャフト８を収容するアクスルハウジング２２は、リーフスプリング２４の下面に位置するサドル４２にて、ゴムプレート４４を介してリーフスプリング２４に懸架されている。なお、アクスルハウジング２２をリーフスプリング２４の上面に懸架するようにしても良い。
第１ブラケット２６に設けられた第１ヒンジピン２８は、ゴムブッシュ４６を介して第１ブラケット２６のピン孔に挿入されている。一方、第２ブラケット３０に設けられた第２ヒンジピン３２は、ゴムブッシュ４８を介して第３ブラケット３４のピン孔に挿入されている。これにより、リーフスプリング２４、アクスルハウジング２２、ひいては駆動ユニットハウジング１６の揺動が許容されると共に、車輪１０が受けた車高方向Ｚにおける上下振動等がゴムプレート４４、ゴムブッシュ４６、４８により吸収される。
ここで、トラック等の商用車においては車両仕様毎に様々な車格が存在する。アクスルハウジングを用いたリジッドアクスル構造では、車格に応じて駆動装置１を搭載可能な車幅を容易に確保可能である。しかしながら、このようなリジッドアクスル構造において駆動装置１を搭載する場合、従来、駆動装置１の構成機器のすべて、即ち、モータ２、減速機４、及びディファレンシャル６のすべてがアクスルハウジング２２と共に車高方向Ｚにおいてリーフスプリング２４を介して支持され、いわゆるバネ下支持とならざるを得なかった。
これでは、駆動装置１として搭載されるモータ２への振動入力が大きくなる。モータ２では、内部に電磁コイルが密集して配置され、電磁コイルとモータ側ハウジング２０の内壁とのクリアランスを数ｍｍ程度に維持しながらロータが高速回転する。従って、モータ２が大きな振動入力に起因した高振動により電磁コイルがモータ側ハウジング２０の内壁に接触、干渉すると、モータ２の信頼性が低下する虞がある。
一方、例えば、車両が走行しながら段差を乗り越えると、バネ下支持される部材は１０〜２０Ｈｚ程度の振動になるのに対し、バネ上支持される部材は２〜３Ｈｚ程度の振動となり、バネ上支持の振動はバネ下支持の約１／１０程度に抑制されることが知られている。
そこで、本実施形態では、モータ側ハウジング２０の前部を第２及び第３ブラケット３０、３４を介して車体側に支持させることにより、モータ側ハウジング２０の少なくとも前部をサイドレール１４から直接に懸架してバネ上支持としている。これにより、駆動装置１ひいては駆動ユニットハウジング１６全体の振動入力に対し、モータ２への振動入力を約１／１０近くまで低減することが可能である。従って、リジッドアクスル構造によって様々な車格に対応可能としつつ、モータ２の信頼性を確保することができる。
また、駆動ユニットハウジング１６は、車両前方においてリーフスプリング２４を支持する第１ブラケット２６に設けられた第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃを中心として主に揺動する。駆動ユニットハウジング１６は、主として、ピン中心Ｃを揺動中心とし、リーフスプリング２４が載置されるサドル４２を通過する揺動軌跡Ｔに沿って揺動することとなる。
駆動ユニットハウジング１６の揺動軌跡Ｔに沿った揺動に起因した振動は、少なからずモータ側ハウジング２０、ひいてはモータ２に伝搬する。しかし、揺動軌跡Ｔの揺動中心では、理論上、振動が生じ難いことを考慮すると、モータ２のモータ軸５０の中心と第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃとの距離Ｄを極力短くし、モータ軸５０を第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃに近接、或いは一致させるのが好ましい。
モータ２のモータ軸５０の中心と第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃとの距離Ｄを極力短くする具体的構造としては、図２に示すように、モータ２のモータ軸５０がリーフスプリング２４の車高方向Ｚ最下面よりも高い位置となるように駆動ユニットハウジング１６を配置すればよい。換言すれば、モータ２の回転軸５０の位置がディファレンシャルギア４０の回転軸よりも高い位置となるように、第２ブラケット３０及び第２ヒンジピン３２を配置すればよい。
これにより、モータ２に伝搬する振動をより一層低減し、モータ２の信頼性をさらに効果的に確保することができる。なお、駆動ユニットハウジング１６を支持構造において、第１及び第２ブラケット２６、３０の位置やモータ２のレイアウトを予め配慮することにより、モータ軸５０を第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃに近接、或いは一致させることが可能となる。
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る車両用駆動装置の支持構造を側面から模式的に示した図である。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。図３に示すように、懸架装置１２を構成する弾性支持をリーフスプリング２４とエアスプリング５２とを組み合わせて形成しても良い。図３の場合、エアスプリング５２はリーフスプリング２４の一端とサイドレール１４との間に配置されている。
駆動ユニットハウジング１６のモータ側ハウジング２０は図示しないヒンジピンおよびブラケットを介して回転可能となるように車体側に支持され、駆動ユニットハウジング１６のディファレンシャル側ハウジング１８はアクスルハウジング２２の図示しない支持領域を介してリーフスプリング２４の上面に支持される。駆動ユニットハウジング１６全体は、リーフスプリング２４の支持による揺動が許容されると共に、エアスプリング５２による上下動が許容される。この場合であっても、第１実施形態の場合と同様に、モータ側ハウジング２０の少なくとも前部をサイドレール１４に直接に懸架したバネ上支持とすることができるため、モータ２への振動入力を低減することが可能である。
従って、リジッドアクスル構造によって様々な車格に対応可能としつつ、モータ２の信頼性を確保することができる。また、モータ２のモータ軸５０の中心と第１ヒンジピンのピン中心Ｃとの距離Ｄを極力短くし、モータ軸５０を第１ヒンジピン２８のピン中心Ｃに近接、或いは一致させることにより、モータ２の信頼性をさらに効果的に確保することができる。
以上で本発明に係る駆動装置１の各実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記各実施形態に限られるものではない。
例えば第１実施形態では、第１ブラケット２６において、第１ヒンジピン２８を回転中心として揺動運動することによりアクスルハウジング２２を車体に支持する一方、第２ブラケット３０において、第２ヒンジピン３２を回転中心として揺動運動することによりモータ側ハウジング２０を車体に支持する。しかし、駆動装置１の支持構造は第１〜第３実施形態の形態に厳密に限定されず、少なくともモータ側ハウジング２０の前部がバネ上支持となれば良い。
また、駆動ユニットハウジング１６は、上述した揺動軌跡Ｔに沿った揺動のみならず、第２ヒンジピン３２のピン中心を揺動中心としても揺動する。この揺動の軌跡と、上述した揺動軌跡Ｔとの軌跡差は、ゴムプレート４４、ゴムブッシュ４６、４８により吸収される。また、車体のローリング方向のねじれも、ゴムプレート４４、ゴムブッシュ４６、４８により適宜吸収される。これにより、モータ２への振動入力をさらに低減することができるため、モータ２の信頼性をさらに効果的に確保することができる。
また、本実施形態の駆動装置１は、電動トラック等の電動商用車に限らず、乗用車を含む種々の車両に適用できるのは勿論である。
１ 車両用駆動装置
２ モータ
４ 減速機
８ ドライブシャフト
１０ 車輪（駆動輪）
１４ サイドレール（車体）
１６ 駆動ユニットハウジング
１８ ディファレンシャル側ハウジング
２０ モータ側ハウジング
２２ アクスルハウジング
２６ 第１ブラケット（第１支持部）
２８ 第１ヒンジピン（第１回転支持軸）
３０ 第２ブラケット（第２支持部）
３２ 第２ヒンジピン（第２回転支持軸）
３６ クロスメンバ（車体）
４０ ディファレンシャルギア
５０ モータ軸

Claims (1)

  1. 車両を駆動するモータと、前記モータに連結する減速機と、前記減速機に連結し前記車両の駆動輪に前記モータの駆動力を伝達するディファレンシャルギアと、を一体的に収容する駆動ユニットハウジングを備える車両用駆動装置であって、
    前記駆動ユニットハウジングのディファレンシャル側ハウジングが連結され、前記駆動輪のドライブシャフトを一体的に収容するアクスルハウジングと、
    前記車両の車体に連結された第１回転支持軸と前記アクスルハウジングとを弾性的に連結し、前記第１回転支持軸を回転中心として揺動運動することにより前記アクスルハウジングを前記車体に支持する第１支持部と、
    前記車両の車体に連結された第２回転支持軸と前記駆動ユニットハウジングのモータ側ハウジングとを弾性的に連結し、前記第２回転支持軸を回転中心として揺動運動することにより前記モータ側ハウジングを前記車体に支持する第２支持部と、
    を含み、
    前記モータのモータ軸が前記第１回転支持軸の前記回転中心に近接するように前記駆動ユニットハウジングが支持される、車両用駆動装置。
JP2017128452A 2017-06-30 2017-06-30 車両用駆動装置 Active JP6793095B2 (ja)

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