JP7107565B2

JP7107565B2 - 移動体駆動ユニット及び移動体

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Publication number: JP7107565B2
Application number: JP2018198605A
Authority: JP
Inventors: 尚史西澤; 晃司清岡; 佑井上
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: US20200122573A1; US11541749B2; JP2020066269A

Description

本発明は、移動体駆動ユニット及び移動体に関する。

従来から、特許文献１に記載されているように、車両（移動体）の前側に電動モータを配置し、その電動モータで発生した動力を、前側の差動ギア装置及び左右２つの車軸を介して左右２つの前輪に伝達し、前輪を回転させる構成が知られている。この構成では、前側の差動ギア装置より前側に電動モータを配置する。電動モータは、前側の差動ギア装置から前方に向かって上側に傾斜している。前側モータの動力は、歯車機構及びギア軸を介して差動ギア装置の差動ベベルギア機構に入力され、左右２つの出力側回転部材から左右２つの車軸に伝達される。

米国特許第８３９６１２０号明細書

特許文献１に記載された車両に用いられる前輪駆動用の装置では、電動モータの出力軸（モータ軸）と差動ギア装置の入力側に配置されるギア軸とが、左右方向に並んで配置される。これにより、電動モータ、差動ギア装置及びそれらを収容するケースを含む移動体駆動ユニットの左右方向寸法が出力軸及びギア軸の周囲で大きくなっている。これにより車両に移動体駆動ユニットを配置する場合に、差動ギア装置よりも後側に電動モータを配置することが、周囲の部品との干渉を避ける面から難しい。このために特許文献１に記載された構成では、電動モータが前側の差動ギア装置より前側に、前方に向かって上側に傾斜するように配置されているが、この構成では車両の重心が高くなり、かつ重心が前輪及び後輪の間の前後方向中央位置より車両の前側に配置されやすくなる。このため、車両の操縦性及び安定性が悪化する原因となる。

また、上記の移動体駆動ユニットを、電動モータの出力軸及びギア軸が車両の前後方向に延びるように配置した場合において、移動体駆動ユニットの上下方向の寸法が出力軸及びギア軸の周囲で大きくなる場合には、移動体駆動ユニットとその上側に配置される部品とが干渉しやすくなる。特に、ステアリング軸の下側に配置され、ステアリング軸の回転方向の力を、前輪を操舵する力に変換する操舵力変換機構が、移動体駆動ユニットに上側で干渉しやすくなる。これにより、車両に移動体駆動ユニットを、周囲の部品との干渉を避けるように配置することが難しい。

本発明の目的は、移動体の左右２つの前輪を駆動するために用いられる移動体駆動ユニット及び移動体において、モータ軸及びギア軸を移動体の前後方向に延びるように配置した場合に、移動体駆動ユニットにおけるモータ軸及びギア軸の周囲での左右方向及び上下方向の寸法を小さくすることである。

本発明に係る移動体駆動ユニットは、移動体の左右２つの前輪を駆動するために用いられる移動体駆動ユニットであって、ケースと、前記ケースの内側の所定の第１方向一方側に配置される電動モータであって、前記第１方向に延びるモータ軸を有する電動モータと、前記ケースの内側に、前記第１方向に延びるように前記モータ軸と並んで配置され前記第１方向他方側にベベルギアが形成されたギア軸と、前記モータ軸から前記ギア軸に動力を伝達する中間ギア機構と、前記ケースの内側の前記第１方向他方側に配置される差動ギア装置であって、前記ベベルギアに噛み合うリングギアを有し、前記第１方向に直交する第２方向の両側に分かれて配置され前記第２方向に延びる２つの出力軸に、前記ギア軸から動力を伝達する差動ギア装置と、を備え、前記モータ軸と前記ギア軸とは、前記第１方向及び前記第２方向の両方に直交する第３方向と、前記第２方向との両方について異なる位置に配置される、移動体駆動ユニットである。

本発明に係る移動体は、左右２つの操舵自在な前輪及び少なくとも１つの後輪を備える移動体であって、本発明に係る移動体駆動ユニットと、左の前記前輪及び左の前記出力軸の間と、右の前記前輪及び右の前記出力軸との間とにそれぞれ連結された左右２つの車軸と、ステアリングホイールに連結されたステアリング軸と、前記ステアリング軸の下側に配置され、前記ステアリング軸の回転方向の力を前記２つの前輪を操舵する力に変換する操舵力変換機構と、を備え、前記ケースは、前記第３方向一方側の外面としての上面において、前記第１方向としての前後方向の中間部に凹部が形成されており、前記操舵力変換機構の少なくとも一部が前記凹部の内側に配置される、移動体である。

本発明に係る移動体駆動ユニット及び移動体によれば、モータ軸及びギア軸を移動体の前後方向に延びるように配置した場合に、移動体駆動ユニットにおけるモータ軸及びギア軸の周囲での左右方向及び上下方向の寸法を小さくできる。

本発明に係る実施形態の移動体駆動ユニットを搭載する移動体である車両の側面図である。図１の車両の全体構成を示す図である。実施形態の移動体駆動ユニットを上側から見た図である。図３の移動体駆動ユニットを右側から見た図である。図４Ａにおいて、ラックピニオン機構を構成するラック部と、移動体駆動ユニットの位置関係を示す図である。図３の移動体駆動ユニットを後側から見た図である。図５のＡ－Ａ断面図である。図４ＡのＢ－Ｂ断面図である。図６のＣ－Ｃ断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、移動体駆動ユニットを搭載する移動体が、荷台を有し、森林、湿地、荒地、岩山等の不整地を走行するオフロード型多用途車両（Utility Vehicle）である場合を説明するが、移動体は、除雪作業、掘削作業、土木作業、農作業のいずれか１つ以上の作業を行う作業機を有する作業車両、あるいはバギーと呼ばれるAll Terrain Vehicle（ＡＴＶ）や、レクリエーショナルビークル（Recreational Vehicle（ＲＶ））や、レクリエーショナルオフハイウェイビークル（Recreational Off-highway Vehicle（ＲＯＶ））としてもよい。また、移動体は、左右２つの操舵自在な２つの前輪と、少なくとも１つの後輪とを備えるものであればよい。以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。

図１から図８は、実施形態を示している。図１は、実施形態の移動体駆動ユニット２０を搭載する移動体である車両１０の側面図である。図２は、車両１０の全体構成を示す図である。図３は、移動体駆動ユニット２０を上側から見た図である。図４Ａは、移動体駆動ユニット２０を右側から見た図である。図４Ｂは、図４Ａにおいて、ラックピニオン機構７０を構成するラック部７１と、移動体駆動ユニット２０の位置関係を示す図である。図５は、移動体駆動ユニット２０を後側から見た図である。以下で説明する図面では、前後方向をＸで示し、左右方向をＹで示し、上下方向をＺで示している。また、前側をＦで示し、左側をＬで示し、上側をＵで示している。前後方向Ｘは第１方向に相当し、左右方向Ｙは第２方向に相当し、上下方向Ｚは第３方向に相当する。Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する。

図１に示す車両１０は、車体を構成するフレーム１１の上側に基礎構造であるプラットフォーム１２が固定され、フレーム１１の前側（図１の左側）にはフロントカバー１３が固定される。プラットフォーム１２において、フロントカバー１３の後側には運転席１４が固定され、運転席１４の後側には荷台１９が固定される。車両１０は、進行方向である前後方向の両側にそれぞれ車輪を備える。具体的には、車両１０は、フレーム１１の前後方向両側に支持された車輪である左右２つの前輪１５、１６及び左右２つの後輪１７，１８と、前後両側に配置された移動体駆動ユニット２０、４０とを備える。

図２に示すように、前側の移動体駆動ユニット２０は、動力源である電動モータ３２の動力により、左右２つの前輪１５，１６を駆動するために用いられる。後側の移動体駆動ユニット４０は、動力源であるエンジン４１の動力により、左右２つの後輪１７，１８を駆動するために用いられる。各移動体駆動ユニット２０，４０は後で詳しく説明する。

車両１０は、２つの前輪１５，１６を操舵するためにステアリングホイール６０、ステアリング軸６１、ラックピニオン機構７０（図４Ｂ）、及び左右２つのロッド部７２（図２）を含んでいる。ラックピニオン機構７０は、操舵力変換機構に相当する。ステアリングホイール６０は、車両の旋回を指示する部材である。ステアリング軸６１は、フロントカバー１３の上側で斜め後側に突き出ており、ステアリングホイール６０は、そのステアリング軸６１の上端部に連結される。ステアリング軸６１は、周知のラックピニオン機構７０及びロッド部７２を介して、左右２つの前輪１５，１６に、前輪１５，１６の操舵を可能に連結される。ラックピニオン機構７０は、ステアリング軸６１の下側に配置され、車体に固定される。具体的には、ラックピニオン機構７０は、ステアリング軸の下端部に連結されピニオンギアを有するピニオン部（図示せず）と、ピニオン部の下側に配置されラックギアを有するラック部７１とを有する。ラックギアは、左右方向Ｙに延び、左右方向Ｙに移動可能であり各々の左右方向Ｙ両外端部には左右２つのロッド部７２が連結される。２つのロッド部７２は、左右２つの前輪１５，１６の回転支持部から延伸したナックルアーム７３に連結される。ロッド部７２が左右方向Ｙに移動することで、左右２つの前輪１５，１６の操舵角度が変更される。これにより、ラックピニオン機構７０は、ステアリング軸６１の回転方向の力を２つの前輪１５，１６を操舵する力に変換する。このため、ユーザとしての運転者のステアリングホイール６０による指示に応じて２つの前輪１５、１６の方向が変化する。なお、ステアリング軸６１とラックピニオン機構７０との間には、油圧モータや電動モータのアシスト装置を介在した構成としてもよい。

上記のようにラックピニオン機構７０がステアリング軸６１の下側に配置されるが、前側の移動体駆動ユニット２０もステアリング軸６１の下側の周辺部に配置される。このため、後述のように、移動体駆動ユニット２０は、ラックピニオン機構７０との干渉を防止して配置している。

また、車両１０は、操作要素群８０と、電源であるバッテリ（図示せず）と、エンジン４１によって駆動されバッテリに蓄える電気を生成するための発電機４２（図２）と、制御装置（図示せず）とを含んでいる。

操作要素群８０は、運転席１４の前側に設けられた加速指示部であるアクセルペダル８２及び制動指示部であるブレーキペダル（図示せず）と、運転席１４の前側に設けられた前後進レバー８３とを有する。アクセルペダル８２は、運転者の操作によって加速を指示する部材である。制御装置は、始動スイッチ（図示せず）の操作に応じてエンジン４１を始動させるとともに、アクセルペダル８２の操作に応じて電動モータ３２（図２）及びエンジン４１のスロットル弁の開度を制御する。すなわち、アクセルペダル８２の操作量が大きくなるほど、電動モータ３２の回転速度が高くなり、スロットル弁の開度が大きくなるように制御される。

前後進レバー８３は、前進位置（Ｆ位置）と、中立位置（Ｎ位置）と、後進位置（Ｒ位置）との３つの位置の間で、操作位置を切換可能に構成される。前後進レバー８３は、前後方向への揺動移動を可能に車体に支持される。前後進レバー８３は、前進走行を、低速、高速等、複数段階の走行速度域に切換可能な変速レバーとして構成されてもよい。前後進レバー８３の位置はレバー位置センサ（図示せず）で検出され、その検出信号が制御装置に送信される。制御装置は、前後進レバー８３の位置に応じて電動モータ３２の回転方向を切り換える。また、前後進レバー８３には、後述の後側の移動体駆動ユニット４０におけるスライドギアＧ（図２）が連結されており、前後進レバー８３の切換によって、後側の差動ギア装置５０（図２）に伝達される動力の回転方向が切り替わる。

図２に示すように、後側の移動体駆動ユニット４０は、エンジン４１と、動力伝達部４３と、左右２つの出力軸５６とを含んで構成される。エンジン４１は、フレーム１１において運転席１４の後側で荷台１９の下側に固定される。エンジン４１として、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンを含む複数種類の形式のいずれかを用いることができる。エンジン４１の動力は、動力伝達部４３を介して左右２つの後輪１７，１８に伝達されることで、２つの後輪１７，１８が駆動される。

動力伝達部４３は、ベルト式無段変速装置であるＣＶＴ４４、歯車変速装置４５、及び差動ギア装置５０を含む。動力伝達部４３は、エンジン４１と後輪１７，１８との間に、エンジン４１から後輪１７，１８への動力の伝達可能に連結される。

ＣＶＴ４４は、電動アクチュエータによってベルトの張り量を変化させて無段変速するベルトＣＶＴである。ＣＶＴ４４は、入力プーリＰ１と、出力プーリＰ２とに、ベルトＴが巻回されることにより構成される。各プーリＰ１は、ベルトＴを挟む可動シーブと固定シーブとを有する。入力プーリＰ１の可動シーブが、電動モータを含むアクチュエータ（図示せず）により軸方向に移動する。出力プーリＰ２の可動シーブは、出力プーリＰ２の固定シーブに近づくようにバネ（図示せず）により弾性力が付勢される。ＣＶＴ４４のアクチュエータは、エンジン４１の回転速度が高くなるほど、入力プーリＰ１の可動シーブを固定シーブに近づける。これにより、エンジン４１の回転速度に応じてＣＶＴ４４の減速比が制御される。

前後進レバー８３で中立位置が選択された場合には、制御装置によりＣＶＴ４４のアクチュエータが制御され、入力プーリＰ１のシーブ間幅が広がる。これによって、エンジン４１の出力軸とＣＶＴ４４のベルトＴとの間での動力伝達が阻止される。

歯車変速装置４５は、フレーム１１においてエンジン４１の後側に固定されたケース４６と、ケース４６内に回転可能に配置された複数の回転軸Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３とスライドギアＧとを含んでいる。複数の回転軸Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は、歯車機構により動力の伝達を可能とする。スライドギアＧは、回転軸Ｊ２の周囲に設けられる。スライドギアＧは、前後進レバー８３に連結される。前後進レバー８３の操作に応じて、スライドギアＧが軸方向に移動し、係合するギアが切り換わることで、入力側及び出力側の２つの回転軸Ｊ１，Ｊ３の回転方向の関係が切り換わる。回転軸Ｊ３に伝達された動力は、歯車機構を介して差動ギア装置５０に伝達される。差動ギア装置５０には、左右２つの出力軸５６が差動連結されている。差動ギア装置５０は、ケース４６の内部に配置される。２つの出力軸５６のそれぞれには、ユニバーサルジョイント５７及び車軸５８を介して後輪１７，１８が連結される。これにより、後輪１７，１８はエンジン４１によって駆動される。

図６は図５のＡ－Ａ断面図であり、図７は図４ＡのＢ－Ｂ断面図であり、図８は図６のＣ－Ｃ断面図である。前側の移動体駆動ユニット２０は、ケース２１と、電動モータ３２と、ギア軸９０と、中間ギア機構９４と、差動ギア装置９８と、左右２つの出力軸１１０とが一体に組み合わせられて形成される。

ケース２１は、前側に配置された前側ケース要素２２と、後側に配置された有底筒状の後側ケース要素２６と、カバー２９とを複数のボルトＢ１で結合することにより一体化されて形成される。前側ケース要素２２は、後側ケース要素２６の前端（図６の右端）に突き当てられ、カバー２９は、後側ケース要素２６の後端（図６の左端）に突き当てられる。そして、前側及び後側ケース要素２２，２６とカバー２９とを前後方向Ｘに延びる共通のボルトＢ１により結合することで、部品点数の削減を図ると共に、小型化を図っている。前側及び後側ケース要素２２，２６は、ボルトＢ２によっても結合される。カバー２９は、後側ケース要素２６の後端開口を塞いでいる。この状態でケース２１の内側には、モータ配置空間Ｓａと第１ギア配置空間Ｓ１と第２ギア配置空間Ｓ２とが形成される。

モータ配置空間Ｓａは、カバー２９で後端が塞がれた後側ケース要素２６の内側空間によって形成される。モータ配置空間Ｓａには、後述の電動モータ３２が配置される。第１ギア配置空間Ｓ１は、前側ケース要素２２の前後方向Ｘ中間部の内側に形成された仕切り部２３より後側（図６の左側）に形成される。第２ギア配置空間Ｓ２は、前側ケース要素２２の仕切り部２３より前側（図６の右側）に形成される。これにより、第１ギア配置空間Ｓ１は、モータ配置空間Ｓａと第２ギア配置空間Ｓ２との間に配置される。これら３つの配置空間Ｓａ、Ｓ１、Ｓ２は、冷却及び潤滑のための油が流れるようにする等のために、互いに連通している。第１ギア配置空間Ｓ１には、後述のモータ軸３３の前側部分（図６の右側部分）とギア軸９０とが配置される。第２ギア配置空間Ｓ２には、後述の差動ギア装置９８が配置される。

また、ケース２１は、上面において、前後方向Ｘの中間部に凹部２１ａが形成される。ケース２１の上面は、ケース２１の第３方向一方側の外面に相当する。ケース２１の前後方向Ｘの中間部は第１方向の中間部に相当する。凹部２１ａは、ケース２１の上面において、前後方向Ｘの中央位置Ｏ（図４Ｂ）を含むように形成される。後述するように、電動モータ３２のモータ軸３３と、ギア軸９０とが左右方向Ｙに異なる位置に配置される。これによって、ケース２１におけるモータ軸３３及びギア軸９０の周囲での上下方向Ｚの寸法を小さくできる。このことによって、ケース２１に凹部２１ａを形成することが、実現しやすくなっている。図４Ｂに示すように、凹部２１ａの内側には、ラックピニオン機構７０を構成するラック部７１の一部、具体的には下側部分が配置されている。

ケース２１は、フレーム１１の前側に、フレーム１１に固定されたブラケット（図示せず）と、ボルト等の締結部材とにより固定される。例えば、図４Ａに示すように、ケース２１の前側（図４Ａの右側）上端部と、後側（図４Ａの左側）下端部の左右両側２つの位置とにそれぞれネジ孔２１ｂ、２１ｃが形成されている。ブラケットに形成された孔を貫通したボルトのネジ部をネジ孔２１ｂ、２１ｃに結合することで、ケース２１がフレーム１１に固定される。

図６、図７に示すように、電動モータ３２は、例えば永久磁石式の３相モータである。電動モータ３２は、ケース２１の内側の後側（図６、図７の左側）に配置される。後側は、所定の第１方向一方側に相当する。具体的には、電動モータ３２は、前後方向Ｘに延びるモータ軸３３と、モータ軸３３の周囲に固定された円筒状のロータコア３４と、略円筒状のステータコア３５と、３相のステータコイル３７とを有する。ロータコア３４及びステータコア３５は、鉄、ケイ素鋼等の磁性材料により形成される。ステータコア３５は、後側ケース要素２６の内側に固定される。ステータコア３５の内周面の複数位置には、内周側に突出する複数のティース３６が形成される。３相のステータコイル３７は、複数のティース３６に、分布巻または集中巻で巻回される。

ロータコア３４は、ステータコア３５の径方向内側に対向するように配置される。ロータコア３４の周方向複数位置には、例えば径方向に磁化された永久磁石（図示せず）が固定される。

モータ軸３３の前後方向Ｘ両端部は、ロータコア３４の前後方向Ｘ両側面から突出する。モータ軸３３の後端部は、カバー２９の中心部にモータ配置空間Ｓａ側に突出するように形成された筒部３０の内側を貫通し、筒部３０の内側に固定された軸受Ｈ１により、ケース２１に対し回転可能に支持される。カバー２９において、後側面（図６の左側面）の筒部３０の内側に通じる孔３１の開口周辺部にはキャップ８５が固定される。キャップ８５は、フランジを有する有底筒状である。キャップ８５により、孔３１の内側がケース２１の外側から密封される。

さらに、モータ軸３３の後端部（図６の左端部）外周面とキャップ８５との間には、回転速度検出部８６が配置される。回転速度検出部８６は、モータ軸３３の回転速度を検出する。回転速度検出部８６の代わりに、モータ軸３３の回転角度を検出する角度検出部が配置されてもよい。回転速度検出部８６または角度検出部の検出信号は、ケーブルを介して制御装置に送信される。角度検出部の検出信号が制御装置に送信される場合には、制御装置でその検出信号に基づいてモータ軸３３の回転速度を算出する。回転速度検出部及び角度検出部は、例えばレゾルバを含んで構成される。

モータ軸３３の前側部分（図６の右側部分）は、後側ケース要素２６の底板部２７に形成された孔を貫通して、第１ギア配置空間Ｓ１に配置される。モータ軸３３の前側部分は、底板部２７の孔に固定された軸受Ｈ２と、前側ケース要素２２の内側に固定された軸受Ｈ３とによって、ケース２１に対し回転可能に支持される。モータ軸３３の前側部分において、２つの軸受Ｈ２，Ｈ３の間には第１ギア部３３ａが直接に形成される。第１ギア部３３ａは、例えばヘリカルギアである。第１ギア部３３ａには、後述のギア軸９０に固定された第２ギア部９５が噛み合う。

３相のステータコイル３７から導出された動力線は、後側ケース要素の上端部に突き出るように固定された３つのコネクタ８７に接続される。バッテリからの電力は、インバータ（図示せず）に出力され、インバータに接続された３相の電線（図示せず）が３つのコネクタ８７に接続される。バッテリは、例えば車両の運転席１４または荷台１９の下側に配置される。インバータは、直流電力を３相の交流電力に変換する。電動モータの駆動時には、インバータが制御装置により制御され、３つのコネクタ８７を介して３相のステータコイル３７に３相の交流電力が出力される。このため、ステータコア３５に回転磁界が発生し、その回転磁界によりロータコア３４及びモータ軸３３が回転する。なお、電動モータは、ＤＣモータ、誘導モータ等、３相の永久磁石式モータ以外としてもよい。

ギア軸９０は、前後方向Ｘに延びており、前端部（図６の右端部）に、ベベルギア９１が形成される。ギア軸９０の前側は、第１方向他方側に相当する。ベベルギア９１は、例えばスパイラルベベルギアである。ギア軸９０は、前側ケース要素２２の後側部分（図６の左側部分）の内側に、モータ軸３３の前側部分と平行に並んで配置される。特に、図６～図８に示すように、ギア軸９０は、モータ軸３３より下側で、かつ、モータ軸３３より右側（図７の下側、図８の右側）に配置される。これにより、モータ軸３３とギア軸９０とは、左右方向Ｙと上下方向Ｚとの両方について異なる位置に配置される。このため、本例のように、モータ軸３３及びギア軸９０を車両１０の前後方向Ｘに延びるように配置した場合に、後述のように移動体駆動ユニット２０におけるモータ軸３３及びギア軸９０の周囲での左右方向Ｙ及び上下方向Ｚの寸法を小さくできる。

ギア軸９０の後端部（図６の左端部）は、後側ケース要素２６の底板部２７に形成された孔に固定された軸受Ｈ４により、ケース２１に対し回転可能に支持される。ギア軸９０の前端部（図６の右端部）は、前側ケース要素２２の仕切り部２３から後側（図６の左側）に突出するように形成された筒部２４の内側に固定された軸受Ｈ５により、ケース２１に対し回転可能に支持される。

ギア軸９０において、２つの軸受Ｈ４，Ｈ５の間の外周面には雄スプライン部９２が形成される。雄スプライン部９２には、第２ギア部９５の内周面がスプライン係合されることにより、第２ギア部９５がギア軸９０に固定される。第２ギア部９５は、円筒状のカラー９６を介して２つの軸受Ｈ４，Ｈ５で前後方向Ｘに挟まれる。第２ギア部９５は、モータ軸３３に形成された第１ギア部３３ａと噛み合う。中間ギア機構９４は、第１ギア部３３ａと第２ギア部９５とを含んで形成される。これにより、中間ギア機構９４は、モータ軸３３からギア軸９０に動力を伝達する。

差動ギア装置９８は、前側ケース要素２２の第２ギア配置空間Ｓ２に配置される。差動ギア装置９８は、ギア軸９０のベベルギア９１に噛み合うリングギア９９、リングギア９９が固定された差動ギアケース１００、差動ギアケース１００に回転可能に支持されたピニオンギア（図示せず）、及び差動ギアケース１００内に配置されピニオンギアと噛み合う左右両側の２つのサイドギア１０１を含む。２つのサイドギア１０１は、左右２つの出力軸１１０の一端部に固定される。

２つの出力軸１１０は、左右方向Ｙの両側に分かれて配置され、それぞれ左右方向Ｙに延びている。２つの出力軸１１０の他端側部分は、ケース２１の左右方向Ｙ両側端から外側に突出する。これにより、差動ギア装置９８には、２つの出力軸１１０が差動連結される。図２に示すように、出力軸１１０には、ユニバーサルジョイント１１２及び車軸１１４を介して前輪１５，１６が連結される。これにより、電動モータ３２の動力が、ギア軸９０及び差動ギア装置９８を介して、２つの前輪１５，１６に伝達されることで、２つの前輪１５，１６が駆動される。

さらに、図４Ａに示すように、ケース２１の前端部（図４Ａの右端部）の右面下端部には第１油路継手１１６が接続される。第１油路継手１１６の内側は、ケース２１の第２ギア配置空間Ｓ２に連通する。ケース２１の後端部（図４Ａの左端部）の上面には第２油路継手１１８が接続される。第２油路継手１１８の内側は、ケース２１のモータ配置空間Ｓａに連通する。第１油路継手１１６と第２油路継手１１８とには、ケース２１の外側で油路１２０を形成する配管が接続される。油路１２０は、油循環ポンプ１２１と、油クーラ１２３とを含んでいる。第１油路継手１１６から排出された油が、油循環ポンプ１２１で吸引され、油クーラ１２３で冷却された後、第２油路継手１１８に送られる。第２油路継手１１８からケース２１の内側に送られた油は、図６に示すモータ配置空間Ｓａの内側で、電動モータ３２のステータコア３５の上側から前後方向Ｘ両側を下側に流れる。このとき、油は、ステータコイル３７の前後方向Ｘ両端部であるコイルエンドを冷却する。モータ配置空間Ｓａの下部に流れた油は、第１ギア配置空間Ｓ１を通って、第２ギア配置空間Ｓ２に送られる。そして、第２ギア配置空間Ｓ２から第１油路継手１１６（図４Ａ）を通って油路１２０に戻る。これにより、油が、油路１２０、モータ配置空間Ｓａ、第１、及び第２ギア配置空間Ｓ１，Ｓ２を循環し、その循環によって、図６に示す電動モータ３２の冷却と、中間ギア機構９４、及び差動ギア装置９８の潤滑とが行われる。図４Ａで示す油路１２０、油循環ポンプ１２１、油クーラ１２３の位置は、油循環回路を説明するために示したものであり、実際には、図４Ｂに示したラックピニオン機構７０等の周囲の部品と干渉しないように配置される。また、図６では、第２油路継手１１８（図４Ａ）を取り外し、かつ、第２油路継手１１８を接続するためのポートＰの開口を封止部材１２５で塞いだ状態を示している。移動体駆動ユニット２０の製品を搬送する場合には、この封止部材１２５を取り付ける。第１油路継手１１６（図４Ａ）を接続するためのポート（図示せず）にも、移動体駆動ユニット２０の製品の搬送時には封止部材が取り付けられる。

上記の移動体駆動ユニット２０及び車両１０によれば、モータ軸３３とギア軸９０とが、左右方向Ｙ及び上下方向Ｚの両方について異なる位置に配置される。これにより、モータ軸３３及びギア軸９０を車両１０の前後方向Ｘに延びるように配置した場合に、移動体駆動ユニット２０におけるモータ軸３３及びギア軸９０の周囲での左右方向Ｙ及び上下方向Ｚの寸法を小さくできる。このため、移動体駆動ユニット２０と周囲の部品との干渉を防止しながら、移動体駆動ユニット２０を車両１０の狭い空間に配置しやすくなる。また、モータ軸３３及びギア軸９０を前後方向Ｘに沿って配置するとともに、差動ギア装置９８より後側に電動モータ３２を配置することにより、車両１０の重心を低くしやすくなり、かつ、その重心を前輪及び後輪の間の前後方向Ｘの中央位置に近づけやすくなる。これにより、車両１０の操縦性及び安定性を向上できる。

また、ケース２１の上側面の前後方向Ｘ中間部に凹部２１ａが形成され、この凹部２１ａの内側にラック部７１の一部が配置されるので、移動体駆動ユニット２０をラックピニオン機構７０に接近して配置しやすくなる。

さらに、中間ギア機構９４は、モータ軸３３に直接に形成された第１ギア部３３ａと、ギア軸９０に固定され、第１ギア部３３ａに噛み合う第２ギア部９５とを含んでいる。このため、第１ギア部３３ａと第２ギア部９５とを、より接近させることができるので、移動体駆動ユニット２０におけるモータ軸３３及びギア軸９０の周囲での外形をより小さくできる。

なお、中間ギア機構は、ギア軸に直接に形成された第１ギア部と、モータ軸に固定され、第１ギア部に噛み合う第２ギア部とを含む構成としてもよい。

また、上記では、操舵力変換機構がラックピニオン機構７０である場合を説明したが、操舵力変換機構は、ボールナットとネジ軸とを含むボールネジ機構とし、そのボールネジ機構を用いて、ステアリング軸の回転方向の力を２つの前輪を操舵する力に変換する構成としてもよい。また、操舵力変換機構は、電動モータで操舵力をアシストするパワーステアリング装置を含む構成としてもよい。ボールネジ機構またはパワーステアリング装置の少なくとも一部が、移動体駆動ユニット２０のケース２１の凹部２１ａの内側に配置されてもよい。

また、上記では、移動体駆動ユニット２０において、ギア軸９０がモータ軸３３より右側で、モータ軸３３より下側に配置されているが、ギア軸とモータ軸との、上下方向の位置関係と、左右方向の位置関係とは、一方の関係または両方の関係で逆にしてもよい。

１０車両、１１フレーム、１２プラットフォーム、１３フロントカバー、１４運転席、１５，１６前輪、１７，１８後輪、１９荷台、２０移動体駆動ユニット、２１ケース、２１ａ凹部、２２前側ケース要素、２３仕切り部、２４筒部、２６後側ケース要素、２７底板部、２９カバー、３０筒部、３１孔、３２電動モータ、３３モータ軸、３３ａ第１ギア部、３４ロータコア、３５ステータコア、３６ティース、３７ステータコイル、４０移動体駆動ユニット、４１エンジン、４２発電機、４３動力伝達部、４４ＣＶＴ、４５歯車変速装置、４６ケース、５０差動ギア装置、５６出力軸、５７ユニバーサルジョイント、５８車軸、６０ステアリングホイール、６１ステアリング軸、７０ラックピニオン機構、７１ラック部、７２ロッド部、７３ナックルアーム、８０操作要素群、８２アクセルペダル、８３前後進レバー、８５キャップ、８６回転速度検出部、８７コネクタ、９０ギア軸、９１ベベルギア、９２雄スプライン部、９４中間ギア機構、９５第２ギア部、９６カラー、９８差動ギア装置、９９リングギア、１００差動ギアケース、１０１サイドギア、１１０出力軸、１１２ユニバーサルジョイント、１１４車軸、１１６第１油路継手、１１８第２油路継手、１２０油路、１２１油循環ポンプ、１２３油クーラ、１２５封止部材。

Claims

左右２つの操舵自在な前輪及び少なくとも１つの後輪を備える移動体であって、
移動体駆動ユニットと、
ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの回転操作方向の力を左右２つの前記前輪を操舵する力に変換する操舵力変換機構と、を備え、
前記移動体駆動ユニットは、
左右２つの前記前輪を駆動するために用いられる移動体駆動ユニットであって、
ケースと、
前記ケースの内側の所定の第１方向一方側に配置される電動モータであって、前記第１方向に延びるモータ軸を有する電動モータと、
前記ケースの内側に、前記第１方向に延びるように前記モータ軸と並んで配置され前記第１方向他方側にベベルギアを備えたギア軸と、
前記モータ軸から前記ギア軸に動力を伝達する中間ギア機構と、
前記ケースの内側の前記第１方向他方側に配置される差動ギア装置であって、前記ベベルギアに噛み合うリングギアを有し、前記第１方向に直交する第２方向としての左右方向の両側に分かれて配置され前記左右方向に延びる２つの出力軸に、前記ギア軸から動力を伝達する差動ギア装置と、を備え、
前記モータ軸と前記ギア軸とは、前記第１方向及び前記左右方向の両方に直交する第３方向と、前記左右方向との両方について異なる位置に配置され、
前記２つの出力軸は左右の対応する側の前記前輪にそれぞれ連結され、
前記ケースは、前記第３方向一方側の外面としての上面において、前記第１方向としての前後方向の中間部に凹部が形成されており、
前記操舵力変換機構の少なくとも一部が前記凹部の内側に配置される、
移動体。
請求項１に記載の移動体において、
前記操舵力変換機構は、ラックピニオン機構である、
移動体。