JPH05330352A - 電気自動車用駆動装置 - Google Patents

電気自動車用駆動装置

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JPH05330352A
JPH05330352A JP16698592A JP16698592A JPH05330352A JP H05330352 A JPH05330352 A JP H05330352A JP 16698592 A JP16698592 A JP 16698592A JP 16698592 A JP16698592 A JP 16698592A JP H05330352 A JPH05330352 A JP H05330352A
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JP
Japan
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automatic transmission
electric motor
gear
speed
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP16698592A
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English (en)
Inventor
Eiji Ichioka
英二 市岡
Kinya Yoshii
欣也 吉井
Hideaki Matsui
英昭 松井
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速型電動モータを動力源として採用するの
に拘わらず、自動変速機の耐久性や動力伝達効率が従来
と同様に得られる電気自動車用駆動装置を提供する。 【構成】 高回転型の電動モータ10の回転出力が、減
速機構14により数式1に示す所定の減速比γr にて減
速された後自動変速機16へ入力される。このため、そ
の自動変速機16の入力回転速度は、内燃機関を動力源
とする自動車の自動変速機と同様にたとえば最大でも7
000r.p.m.程度以下とされ得るので、従来の内燃機関
搭載車両に用いられていた自動変速機を流用しても、耐
久性や動力伝達効率が従来と同様に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車用駆動装置
に関し、特に、その電気自動車用駆動装置内の自動変速
機の効率および信頼性を高める技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電気自動車の駆動装置の一種に、電動モ
ータの出力を自動変速機を介して駆動輪へ伝達する形式
のものがある。たとえば、実開昭60−8548号公報
に記載された電気自動車の駆動装置がそれである。この
ような電気自動車用駆動装置によれば、登坂性能と高速
走行性能とが同時に得られるとともに煩雑な手動変速操
作が不要となる利点がある。
【0003】
【発明が解決すべき課題】ところで、一般に電動モータ
は、その出力トルクを得ようとするとその径方向寸法或
いは軸方向寸法が大きくなることが避けられず、車両の
搭載性が損なわれる傾向となるため、高回転型の電動モ
ータを用いることが望まれる。また、電動モータを高回
転駆動すると高い効率が得られる。このため、上記従来
の電気自動車用駆動装置では、電動モータの小型軽量化
および効率化を得つつ所定の出力を取り出すために、電
動モータを9000乃至12000r.p.m.程度の高速に
て回転駆動させるとともに、駆動輪へ至るまでに電動モ
ータの回転が適切な値に低下させられるように自動変速
機や差動歯車装置をそれぞれ大きな減速比を備えるよう
に構成することが考えられる。しかしながら、比較的出
力トルクの大きい内燃機関を駆動源とする従来の自動車
に用いられる自動変速機に比較して、自動変速機に対し
て高回転且つ低トルクの動力が入力されるため、自動変
速機の耐久性や動力伝達効率が充分に得られなくなると
いう不都合があった。
【0004】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、高速型電動モー
タを動力源として採用するのに拘わらず、自動変速機の
耐久性や動力伝達効率が従来と同様又はそれ以上に得ら
れる電気自動車用駆動装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、電動モータの出力が
自動変速機を介して駆動輪へ伝達される形式の電気自動
車用駆動装置において、上記電動モータと自動変速機と
の間に、その電動モータの回転を減速して自動変速機へ
入力させる減速機構を設けたことにある。
【0006】
【作用および発明の効果】このようにすれば、電動モー
タと自動変速機との間に減速機構が設けられているの
で、電動モータの回転が減速されてから自動変速機へ入
力される。このため、その自動変速機の入力回転速度
は、内燃機関を動力源とする自動車の自動変速機と同様
又はそれ以下とすることができるので、耐久性や動力伝
達効率が従来と同様またはそれ以上に得られるのであ
る。
【0007】ここで、上記減速機構は、電気自動車用駆
動装置全体を小型とするために、電動モータおよび自動
変速機と同心に配置される遊星歯車式減速機が好適に用
いられる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0009】図1は、電気自動車用駆動装置の一例を示
す骨子図である。また、図2および図3はその電気自動
車用駆動装置の要部を説明するために断面を展開した図
を分割して示す図である。図1において、電動モータ1
0から出力された動力は、トーショナルダンパ12、減
速機構14、自動変速機16、差動歯車装置18、等速
継手20、および車軸22を介して左右の駆動輪24へ
伝達されるようになっている。
【0010】上記電動モータ10は、たとえばインバー
タにより制御された交流電力が供給されることにより駆
動される誘導モータ或いは同期モータであり、変速機ハ
ウジング25を構成する3つの第1ハウジング部26、
第2ハウジング部27、第3ハウジング部28のうちの
第1ハウジング26に固定されている。この電動モータ
10は、その最大回転速度が9000乃至12000r.
p.m.程度の高回転型であるため、最大回転速度が700
0r.p.m.程度の従来の電動モータに比較して、外形が小
型であっても高出力および高効率が得られるようになっ
ている。
【0011】トーショナルダンパ12は、第1ハウジン
グ部26内に収容されている。図2に詳しく示すよう
に、トーショナルダンパ12は、電動モータ10の出力
軸30とスプライン嵌合するハブ部材32と、このハブ
部材32から外周側へ突き出すフランジ部34を両側か
ら摩擦板材36を介して挟持することにより所定の相対
回転角度範囲で相対摺動するディスク部材38と、上記
フランジ部34に形成された貫通口40内に収容され且
つ上記ディスク部材38によって保持された状態で両端
部がフランジ部34およびディスク部材38に当接し、
ハブ部材32およびディスク部材38の相対回転に伴っ
て圧縮変形させられるコイル状のトーションスプリング
42と、上記ディスク部材38の外周部と連結プレート
44を介して連結されて第1スリーブ軸46とスプライ
ン嵌合される連結部材48とを備えている。トーショナ
ルダンパ12は、上記のように構成されていることか
ら、相対回転方向において適切な剛性およびヒステリシ
スを発生させるので、急激な回転変動を吸収するととも
に、軸方向の相対移動を所定の範囲で許容する。
【0012】前記減速機構14は、電動モータ10およ
びトーショナルダンパ12と同心の状態で、第1ハウジ
ング部26と記第2ハウジング部27との間に固定され
た隔壁50およびケーシング部材52の間の空間内に設
けられた1組の遊星歯車装置により構成されている。減
速機構14は、第1スリーブ軸46の軸端に設けられた
サンギヤ14Sと、隔壁50に固定されたリングギヤ1
4Rと、それらサンギヤ14Sおよびリングギヤ14R
と噛み合った状態でキャリヤ14Cにより回転可能に支
持されたピニオンギヤ14Pとから構成されている。キ
ャリヤ14Cは、第1中間軸54に連結されている。こ
れにより、電動モータ10の出力軸30の回転は、数式
1に示す減速比γr (=入力側回転速度/出力側回転速
度)に従って減速されて、第1中間軸54に伝達され
る。この減速比γr は、自動変速機16へ伝達される最
大回転速度が好適には内燃機関の最大回転速度に相当す
る7000r.p.m.程度以下となるように設定される。た
とえば、電動モータ10の最大定格回転速度が9000
r.p.m.であれば上記減速比γr は1.29以上に設定さ
れ、12000r.p.m.であれば上記減速比γr は1.7
1以上に設定される。なお、数式1において、ρ0 はZ
S0/ZR0であり、ZS0はサンギヤ14Sの歯数、ZR0
リングギヤ14Rの歯数である。
【0013】
【数1】 γr =ρ0 /(1+ρ0 ) ・・・・・(1)
【0014】上記第1スリーブ軸46は、ケーシング部
材52によりそれを貫通した状態で回転可能に支持され
ている。また、上記第1中間軸54は、その中央部が隔
壁50に固定された支持ブラケット56に嵌め通される
とともに、その一端部が第1スリーブ軸46に嵌め入れ
られており、それら支持ブラケット54および第1スリ
ーブ軸46により回転可能に支持されている。そして、
第2中間軸58は、その一端部が上記第1中間軸54の
他端部内に相対回転可能に嵌合され且つその他端部が第
2ハウジング部27および第3ハウジング部28により
回転可能に支持された第1連結歯車60と連結されてい
る。
【0015】前記自動変速機16は、所謂シンプソン歯
車列に従って、2組のシングルピニオン型の第1遊星歯
車装置62および第2遊星歯車装置64とそれらの構成
要素を相互に連結したり回転阻止したりするためのクラ
ッチK1、ブレーキB1、B2、B3、一方向クラッチ
F1、F2とを備えることにより、3段変速の自動変速
機として構成されている。
【0016】すなわち、第1遊星歯車装置62のリング
ギヤ62Rは第1連結ドラム66を介して第1中間軸5
4と連結されており、第1遊星歯車装置62のサンギヤ
62Sは第2連結ドラム68およびクラッチK1を介し
て第1中間軸54と連結されている。そのサンギヤ62
Sは第2スリーブ軸70を介して第2遊星歯車装置64
のサンギヤ64Sと連結されている。第1遊星歯車装置
62の遊星ギヤ62Pを回転可能に支持するキャリヤ6
2Cは前記第2中間軸58に連結されている。また、第
2遊星歯車装置64のリングギヤ64Rも第2中間軸5
8に連結されており、第2遊星歯車装置64の遊星ギヤ
64Pを回転可能に支持するキャリヤ64Cは互いに並
列接続されたブレーキB3および一方向クラッチF2を
介して第2ハウジング部27に連結されている。そし
て、上記サンギヤ62Sおよびサンギヤ64Sを両端部
に備えた第2スリーブ軸70は互いに直列に接続された
ブレーキB2および一方向クラッチF1を介して第2ハ
ウジング部27に連結されている。さらに、サンギヤ6
2SとクラッチK1との間に設けられている第2連結ド
ラム68は、バンド形式のブレーキB1によって回転が
阻止されるようになっている。
【0017】上記クラッチK1、ブレーキB2、B3
は、環状のピストン72、74、76を有する油圧アク
チュエータにより作動させられるようになっている。ま
た、バンド形式のブレーキB1も図示しない油圧アクチ
ュエータによって作動させられるようになっている。な
お、それらの油圧アクチュエータへの油路や、各歯車お
よび軸受への潤滑のための潤滑油路は、図2および図3
において説明が省略されている。
【0018】上記のように構成された自動変速機16に
おいては、ブレーキB3または一方向クラッチF2が作
動させられてキャリヤ64Cの回転が拘束されることに
より、第1速ギヤ段が成立させられて数式2に示す減速
比γt が得られる。また、ブレーキB2および一方向ク
ラッチF1が作動させられてサンギヤ62Sおよび64
Sの回転が拘束されることにより、第2速ギヤ段が成立
させられて数式3に示す減速比γt が得られる。そし
て、クラッチK1が作動させられて第1遊星歯車装置6
2および第2遊星歯車装置64が一体化されることによ
り、第3速ギヤ段が成立させられて数式4に示す減速比
γt が得られる。但し、ρ1 =ZS1/ZR1、ρ2 =ZS2
/ZR2であり、ZS1はサンギヤ62Sの歯数、ZR1はリ
ングギヤ62Rの歯数である。ZS2はサンギヤ64Sの
歯数、ZR2はリングギヤ64Rの歯数である。
【0019】
【数2】 γt =(ρ1 +ρ2 +ρ1 ρ2 )/ρ2 ・・・(2)
【0020】
【数3】γt =1+ρ1 ・・・(3)
【0021】
【数4】γt =1 ・・・(4)
【0022】上記自動変速機16からの出力は、第2中
間軸58と連結された第1連結歯車60およびそれと噛
み合う第2連結歯車78を介してカウンタ軸80へ伝達
されるとともに、そのカウンタ軸80からは、差動歯車
装置18と噛み合う出力ギヤ82を介して駆動輪24へ
伝達される。図2に示すように、上記カウンタ軸80
は、ねじれによる弾性変形が発生するようにその中間部
分の径Dが細く形成されており、積極的にその剛性が低
下させられている。このようなカウンタ軸80のねじれ
による弾性変形は、前記トーショナルダンパ12ととも
に回転変動を吸収することから、自動変速機16の変速
ショックや電動モータ10の急激なトルク変動を一層緩
和することができる。
【0023】上述のように構成された本実施例の駆動装
置によれば、高回転型の電動モータ10の回転出力が、
減速機構14により数式1に示す所定の減速比γr にて
減速された後、自動変速機16へ入力される。このた
め、その自動変速機16の入力回転速度は、内燃機関を
動力源とする自動車の自動変速機と同様に、たとえば最
大でも7000r.p.m.程度以下とされ得るので、従来の
内燃機関搭載車両に用いられていた自動変速機を流用し
ても、耐久性や動力伝達効率が従来と同様に得られるの
である。すなわち、小型且つ高効率の高速型電動モータ
10を採用しても、リングギヤ入力であるので強度上有
利であること、動力循環がないので動力伝動効率が高い
こと、構成要素の回転数が低いため耐久性が高いことな
どのシンプソン歯車列を採用する自動変速機16の特徴
をそのまま享受できるのである。
【0024】また、本実施例によれば、ねじれによる弾
性変形が発生するようにカウンタ軸80の径Dが細く形
成されているので、動力伝達系の回転変動がトーショナ
ルダンパ12およびカウンタ軸80の回転変動吸収作用
により抑制され、自動変速機16の変速ショックや電動
モータ10の急激なトルク変動が一層好適に緩和される
利点がある。また、トーショナルダンパ12だけでなく
カウンタ軸80にも回転変動を吸収する機能が備えられ
ているので、カウンタ軸80の径Dを細くしない場合に
比較してトーショナルダンパ12を小型化することがで
きるとともに、駆動装置を軽量化することができる。
【0025】以上、本発明の一実施例を示す図面に基づ
いて説明したが、本発明はその他の態様においても適用
される。
【0026】たとえば、前述の実施例では、減速機構1
4が電動モータ10と同心の遊星歯車装置により構成さ
れていたが、平行多軸式の減速機であっても差し支えな
い。
【0027】また、前述の実施例の自動変速機16は、
所謂シンプソン歯車列を採用していたが、ラビニヨオ歯
車列などを採用した他の形式の自動変速機であってもよ
いのである。
【0028】また、前述の実施例では、差動歯車装置1
8が自動変速機16と共通のハウジング内に設けられて
いたが、別体に設けられていてもよいのである。
【0029】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を説明する骨子図であ
る。
【図2】図1の実施例の要部を図3とともに分割して説
明する断面図である。
【図3】図1の実施例の要図を図2とともに分割して説
明する断面図である。
【符号の説明】
10:電動モータ 14:減速機構 16:自動変速機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータの出力が自動変速機を介して
    駆動輪へ伝達される形式の電気自動車用駆動装置におい
    て、 前記電動モータと自動変速機との間に、該電動モータの
    回転を減速して該自動変速機へ入力させる減速機構を設
    けたことを特徴とする電気自動車用駆動装置。
JP16698592A 1992-06-01 1992-06-01 電気自動車用駆動装置 Pending JPH05330352A (ja)

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JP16698592A JPH05330352A (ja) 1992-06-01 1992-06-01 電気自動車用駆動装置

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JP (1) JPH05330352A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7201690B2 (en) * 2003-05-29 2007-04-10 Aisin Aw Co., Ltd. Drive unit for vehicle
WO2015088785A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-18 Textron Inc. Using ac and dc generators with controllers as a regenerative power burn off device
JPWO2020183787A1 (ja) * 2019-03-10 2020-09-17

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