JPH06105516A - 電気自動車駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車駆動装置におけるモータロータの
位置検出精度を軸方向寸法の増大を避けながら向上させ
る。 【構成】 駆動装置ケース９内に収容した電動モータ１
ａ，１ｂのロータ１４ａ，１４ｂの位置検出センサ８
と、それを電動モータ１ａ，１ｂに駆動連結する被動ギ
ヤ（アイドラギヤ４４及びセンサギヤ８１）を専用ボデ
ィ４２に支持して駆動装置ケース９に組み込み、位置検
出センサ８を電動モータ１ａ，１ｂの外径より外側に配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータを動力とす
る電気自動車の駆動装置に関し、特に、ロータ位置検出
センサを配設した駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バッテリを動力源とする電気自動車にお
いては、一充電当たりの走行距離を如何に延ばすかが実
用化のための目下の課題となっている。そのためには、
駆動装置の小型軽量化による駆動効率の向上と併せて、
バッテリ搭載スペースの拡大が必要である。このような
見地から、コンパクトな電動モータを用いて通常走行時
の電力消費を少なく、急発進、登坂時等の重負荷走行時
にコイルの発熱を冷却により押さえて過負荷運転を可能
として、全走行を通じて電力消費を削減する駆動装置を
バッテリ搭載スペースの確保のために車両ホイールと同
軸にフロアパネル下に配置可能とする提案されている。
こうした構成を採る場合、駆動装置は、車両の最低地上
高確保の面から外径を制約され、左右両輪間への配置の
面から軸方向寸法を制約される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、駆動装置の
電動モータの制御には、該モータのロータ位置を検出す
る位置センサを必要とするが、上記のような構成の駆動
装置にロータ軸と同軸に位置センサを配設することは困
難であり、あえてそのような配置にすると、駆動装置の
軸方向寸法が増大し、配列上に大きな無駄を生じる。ま
た、ロータ軸と位置センサの軸のズレを吸収するため、
位置センサをカップリング等を介してロータ軸に連結し
た場合、位置センサの検出精度の低下やカップリングの
耐久性等が懸念される。

【０００４】このような事情に鑑み、本発明は、駆動装
置の軸方向寸法の増大を避けながら、高い検出精度を保
ち、しかも十分な耐久性を保証する位置センサ配置を実
現した電気自動車駆動装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、駆動装置ケースと、該駆動装置ケース内
に収容されたステータとロータとから成る電動モータ
と、前記ロータの回転動力を前記駆動装置ケース外に導
出する伝動機構と、前記ロータに被動ギヤを介して駆動
連結され、前記電動モータの外径より外側に配設された
位置検出センサとから成り、前記被動ギヤ及び位置検出
センサは、それらを共通の専用ボディに支持して前記駆
動装置ケースに組み込まれたことを構成とする。

【０００６】

【発明の作用及び効果】このような構成を採った本発明
では、専用ボディが被動ギヤと位置検出センサの配設位
置の精密な位置決め要素としての機能を果たすと共に、
それらを駆動装置ケースへ組付けるのに先立つサブアセ
ンブリ支持部材として機能する。

【０００７】したがって、本発明によれば、特に、位置
検出センサにおいて、偏心誤差の減少により検出精度が
向上する。また、位置検出センサの取付け位置をモータ
外径より外側としているため、電動モータと位置検出セ
ンサを軸線に対して横方向にラップさせるとができ、駆
動装置の軸方向寸法を増加させることのない位置検出セ
ンサ配置を実現でき、駆動装置の電動モータを複数とし
た場合、それら電動モータの間から被動ギヤを介した位
置検出センサの連結が可能となり、軸方向寸法の短縮効
果が大きくなる。また、被動ギヤをオイルポンプ等補機
の駆動に利用することもできる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づき説
明する。図１は、本発明の電気自動車駆動装置の全体構
成を軸方向断面（一部は展開断面）で示す。この駆動装
置は、駆動装置ケース９と、ケース内に収容され互いに
同軸上に配設された左右一対のステータ１１ａ，１１ｂ
とロータ１４ａ，１４ｂとから成る電動モータ１ａ，１
ｂと、それらの回転動力を駆動装置ケース外に導出して
図示しない車両の左右両輪に分配して伝達すべく電動モ
ータ１ａ，１ｂに連結されたディファレンシャル装置３
と、その差動回転を減速してトルク増幅すべくディファ
レンシャル装置３に連結された一対の減速装置２ａ，２
ｂとからなる伝動機構と、電動モータ１ａ，１ｂに被動
ギヤ即ちアイドラギヤ４４及びセンサギヤ８１を介して
駆動連結された位置検出センサとしてのレゾルバ８とか
ら構成されている。そして、レゾルバ８、アイドラギヤ
４４及びセンサギヤ８１は、それらを専用ボディ４２に
支持して駆動装置ケース９に組み込まれている。

【０００９】この駆動装置は、中央部部を除き、ディフ
ァレンシャル装置３を挟んで、各構成要素が実質上左右
対称に配設されているので、特に区別する必要がある場
合を除き、図面において左右を区別する意味で付されて
いる添字英符号の付記を省略し、以下それらのうちの何
れか一方の説明をもって両者の説明に代える。

【００１０】以下、各部の詳細について説明すると、駆
動装置ケース９は、それぞれ両端が開いた円筒状の一対
のセンタケース９１を有し、それらの互いに対向する端
面を合わせてボルト締め結合されている。センタケース
９１の非結合側開口部にはそれぞれカップ状のサイドケ
ース９２がいんろう接合されてボルト締めされている。
両センタケース９１にはそれらの周壁から中心方向に延
びる隔壁９３が形成され、これら隔壁の間にディファレ
ンシャル装置室９０が画定され、そこにディファレンシ
ャル装置３が収容されている。

【００１１】隔壁９３とサイドケース９２の径方向壁９
４との間には電動機室９５が画定され、その中に電動モ
ータ１が収容されている。電動モータ１のステータ１１
は、センタケース９１の内周壁に固定されている。すな
わち、ステータ１１は、電機子鉄心１２と、コイル１３
からなり、電機子鉄心１２は、センタケース９１の内周
壁に形成された段部９６に内端（以下、センタケース９
１相互の合わせ部を内側として内外関係を説明する）を
当接させてセンタケース９１の周壁内側に回り止め嵌合
支持されている。

【００１２】一方、電動モータ１のロータ１４は、その
ロータドラム１５をディファレンシャル装置３に支持さ
れている。すなわち、ディファレンシャル装置３は、十
分な剛性を有する材料で形成されて互いにボルト締め一
体化された一対のディファレンシャルケース３１、それ
らの合わせ部に配設されたピニオンシャフト３０、ピニ
オンシャフト３０に対して回転自在に配設されたピニオ
ン３２、ピニオン３２と噛合するサイドギヤ３３から成
っている。サイドギヤ３３は、ディファレンシャルケー
ス３１にロータ１４から伝達される回転を差動して、車
両の左右に延びる駆動軸３４に伝達する機能を果たす。
そして、ディファレンシャルケース３１は、それらの本
体部３５から駆動軸３４を包囲して延びる筒状部３６を
有しており、筒状部３６によってロータドラム１５を支
持している。

【００１３】筒状部３６の外周面とロータドラム１５の
内周面はスプライン嵌合し、また、筒状部３６の根元部
分の外周面と隔壁９３間にはベアリング６１が配設さ
れ、それらにデファレンシャル装置３が回転自在に支持
されて軸方向位置決めされている。そして、筒状部３６
と駆動軸３４は、その内外周間に適宜量のクリアランス
を保って相対回転自在とされている。したがって、ディ
ファレンシャル装置３が差動回転する際には、筒状部３
６に対して駆動軸３４が相対回転する。なお、一方のデ
ィファレンシャルケース３１ｂの本体部３５ｂ外周に
は、パーキングギヤ３７が形成されている。

【００１４】駆動軸３４の外端近傍には、スラストカラ
ー３８が軸方向移動不能に嵌合され、それがスラストベ
アリングを介して筒状部３６に当接し、駆動軸３４の外
端は、スラストベアリングを介して後記する伝動軸２１
の内端に当接している。したがって、駆動軸３４は、内
方への移動をディファレンシャルケース３１を介してベ
アリング６１で支持され、外方への移動を伝動軸２１を
介して、後記するベアリング６４により支持されて位置
決めされる。

【００１５】また、スラストカラー３８の外側即ちホイ
ール側には、減速装置２のプラネタリギヤユニット２０
が配設されている。プラネタリギヤユニット２０は、サ
ンギヤＳ、サンギヤＳと噛合するピニオンＰ、ピニオン
Ｐを支持するキャリヤＣＲ、ピニオンＰと噛合するリン
グギヤＲから成り、サンギヤＳが駆動軸３４と一体形成
され、リングギヤＲがサイドケース９２に止めリング６
５を介してボルト止めされている。

【００１６】そして、キャリヤＣＲの軸方向におけるホ
イール側には、伝動軸２１が連設され、伝動軸２１の外
周にはサイドケース９２にベアリング６４を介して回転
自在に支持されたフランジヨーク５がスプライン嵌合さ
れ、伝動軸２１とフランジヨーク５とはナット締めによ
りベアリング６４を挟持してサイドケース９２に軸方向
位置決めされている。このプラネタリギヤユニット２０
においては、駆動軸３４からサンギヤＳに回転が入力さ
れ、キャリヤＣＲから伝動軸２１及びフランジヨーク５
に減速された回転が出力される。

【００１７】この駆動装置において、専用ボディ４２
は、駆動装置の軸方向中央部に配設されている。すなわ
ち、センタケース９１の合わせ部において、ディファレ
ンシャル装置室９０に連接してその後方に張り出し形成
された室９７内にオイルポンプケースとセンササポート
を兼ねる専用ボディ４２が組付けられており、そのケー
ス側にオイルポンプ４０が配設され、サポート側にレゾ
ルバ８が配設されている。そして、レゾルバ８は、その
センサギヤ８１をアイドラギヤ４４を介してディファレ
ンシャルケース３１の本体部３５ａ外周に形成されたギ
ヤ３９に駆動連結されている。オイルポンプ４０のポン
プギヤ４３は、アイドラギヤ４４をポンプ駆動ギヤとす
べく、それに連結されている。

【００１８】図２に展開断面を拡大して示すように、専
用ボディ４２は、ポンプケースを構成する図示左側のケ
ース半分４２ｂと、センササポートを構成する図示右側
のケース半分４２ａとから成り、これらの合わせ部空間
内にアイドラギヤ４４とセンサギヤ８１を収納して相互
にボルト締め結合されている。アイドラギヤ４４は、そ
れぞれのケース半分にベアリング４５ａ，４５ｂを介し
て支持され、アイドラギヤ４４に該ギヤ逆転時のオイル
逆流を防ぐワンウェイクラッチ４６を介して連結された
ポンプ軸４７の端部にポンプギヤ４３が取付けられてい
る。

【００１９】アイドラギヤ４４に噛み合うセンサギヤ８
１は、それと一体のセンサ軸８２を一対のベアリング６
２ａ，６２ｂを介してケース半分４２ａの円筒状のサポ
ート４８の軸孔４９に片持ち支持されており、センサ軸
８２の外方にはレゾルバ８が配設されている。なお、レ
ゾルバ８は、センサ軸８２にスリーブを介して固定され
たセンサロータ８３と、レゾルバ本体８０に固定された
レゾルバステータ８４とを備えており、センササポート
４８の外周にはＯリングが５４嵌装され、駆動装置ケー
ス９におけるセンササポート挿通孔部をシールしてい
る。

【００２０】レゾルバ８のセンササポート４８への取付
けには、センサ軸８２とレゾルバ本体８０との同軸度を
向上させる手段が講じられている。すなわち、センササ
ポート４８の軸孔４９は、その外側（図示右側）から削
設加工され、センサ軸８２を支持する一対のベアリング
６２ａ，６２ｂは、スペーサ８８を介して軸孔４９内に
嵌装されている。したがって、レゾルバ８を支持する拡
径孔８９と軸孔４９とは、ケース半部４２ａに対して一
方側からの加工により精密な心合わせが可能となる。こ
の結果、レゾルバ８のロータ８３とステータ８４とは高
い同心性を保ってセンササポート４８に組付けられ、そ
れらの間のギャップが全周にわたり均一化するため、回
転位相の検出誤差が減少し、電動モータ１の制御の適性
化が可能となる。なお、スペーサ８８には放射方向に突
出するつば８８０が設けられ、組付時の心だしの効率化
が図られている。

【００２１】図３ないし図５は、専用ボディ４２の実際
の形状を示しており、このボディは、その２箇所に駆動
装置ケース９に対する位置決めのためのノックピン４２
１，４２２が打ち込まれている。専用ボディ４２にはス
トレーナ５０が取付けられ、潤滑油をストレーナ５０か
らセンタケース９１ｂの油路を経てポンプ４０に導く油
孔５６が形成されている。なお、図５における符号８６
はレゾルバ出力信号を取り出すリード線を示し、８７は
そのコネクタを示す。

【００２２】図６は専用ボディ４２の駆動装置ケース９
への組み付け状況を示す。上記ノックピン４２１，４２
２で位置決めされて、アイドラギヤ４４をディファレン
シャルケース３１ａのギヤ３９に噛合させた状態で、専
用ボディ４２はセンタケース９１ａにボルト締め固定さ
れる。

【００２３】ところで、この駆動装置には、その操作機
構も配設されている。操作機構は、ニュートラルセイフ
ティスイッチ７７とパーキング機構を操作すべく設けら
れており、ディテント機構も付設されている。すなわ
ち、センタケース９１ｂの外壁にニュートラルセイフテ
ィスイッチ７７がボルト締め取付けされ、それを回転さ
せるマニュアルシャフト７０が、その内端を前記専用ボ
ディ４２の支持孔４２０に支持し、中間部をセンタケー
ス９１ｂの支持孔９１０に支持して回転自在に取付けら
れており、マニュアルシャフト７０の外端にはアウタレ
バー７４が取付けられている。

【００２４】図７に示すように、マニュアルシャフト７
０のセンタケース内側部には、扇形のレバー周面に複数
のカムノッチ７１０を形成されたディテントレバー７１
がそのスリーブ部をマニュアルシャフト７０にピン止め
して回転不能に固定されている。そして、センタケース
９１ａ下方に基端を支持されたリーフスプリング７１１
がその先端をディテントレバー７１のカムノッチ７１０
が形成された周面に当接させて配設されている。

【００２５】ディテントレバー７１にはロッド７２の一
端が回転可能に連結され、ロッド７２に先端は、センタ
ケース９１ａの下壁にボルト止めされたガイド７２０に
左右方向への振れを規制さて支持されている。ロッド７
２の中間部には、先端方向にバネ７２１付勢されてカム
体７２２が嵌挿されており、その截頭円錐形のカム面は
パーキングポール７３に対峙している。パーキングポー
ル７３は、その中央部の突起７３０を前記パーキングポ
ール７３に対峙させてセンタケース９１ｂの下方に基端
側をピン止め支持され、該ピンに巻回された捩じりコイ
ルバネ７３１の戻し付勢力でパーキングギヤ３７から引
き離せれて先端側をガイド７２０で振れ止めされてロッ
ド７２に当接支持されている。

【００２６】一方、図８に示すように、前記マニュアル
シャフト７０の外端には、アウタレバー７４が連結さ
れ、アウタレバー７４の他端がシフトケーブル７５を介
してシフトレバー７６に連結されている。なお、図にお
いて、符号７８はシフトケーブル７５を支持するブラケ
ットを示す。かくして、駆動装置ケース９内下方後部に
シフトレバー７６の操作に節度感を生じさせるディテン
ト機構とシフトレバー７６の操作に連動するパーキング
機構とが内蔵され、駆動装置ケース外後部下方にシフト
レバー操作を検出するニュートラルセイフティスイッチ
７７が外付けされている。

【００２７】以上のように構成された駆動装置は、上記
シフト操作機構により操作される。このシフト操作機構
において、シフトレバー７６の動きは、マニュアルシャ
フト７０の回転としてニュートラルセイフティスタート
スイッチ７７により検出され、図に示す“Ｐ，Ｒ，Ｎ，
Ｄ，Ｌ”の各ポジションに応じた図示しないモータドラ
イバの制御が行なわれる。他方、これらのポジションに
応じて、図７に示すディテントレバー７１の各カムノッ
チ７１０がリーフスプリング７１１と係合し、ディテン
ト機構が生じる。そして、ディテントレバー７１が
“Ｐ”ポジションに回転したとき、パーキングポール７
３がカム体７２２に押し上げられて、その突起７３０が
パーキングギヤ３７に噛み合い、駆動装置ケース９にデ
ィファレンシャルーケース３１がロックされ、パーキン
グ状態となる。

【００２８】こうしたシフト操作により、例えばＤ，
Ｌ，Ｒポジション時、図１に示す電動モータ１の何れか
一方又は双方が駆動されると、それらのロータ１４の回
転がそれらにスプライン係合するディファレンシャルケ
ース３１に伝わり、この回転がディファレンシャル装置
３において差動させられて、それぞれサイドギヤ３３を
介して駆動軸３４に伝達される。さらに、この回転は、
両プラネタリギヤユニット２０のサンギヤＳに入力さ
れ、そこで減速されて、キャリヤＣＲから出力される。
キャリヤＣＲの出力回転は、両伝動軸２１から両フラン
ジヨーク５を経てそれらに連結される図示しないホイー
ルに伝達される。このようなホイールの回転によって車
両が走行する。

【００２９】このような電動モータ１の制御は、シフト
レバー７６の各ポジション“Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌ”信号
がニュートラルセイフティスイッチ７７から電子制御装
置ＥＣＵに発信され、その信号を基に、電子制御装置Ｅ
ＣＵはモータ制御用ドライバに駆動指令を発し、ドライ
バの電流指令信号により成される。なお、“Ｌ”ポジシ
ョンでは、回生量を増加させる制御が成され、エンジン
ブレーキが達成される。

【００３０】最後に、この駆動装置における潤滑油の循
環について簡単に説明する。図１に示すように、オイル
ポンプ４０とフランジヨーク５の潤滑油供給部とをつな
ぐ供給油路４１は、センタケース９１からサイドケース
９２にかけて形成されており、それらの終端がフランジ
ヨーク５の周面に開口している。潤滑油供給部は、スウ
ィベルジョイント式に構成されており、サイドケース９
２の油路開口から回転するフランジヨーク５に連続的な
潤滑油の供給がなされる。

【００３１】この駆動装置では、上記供給油路４１の他
に、センタケース９１の上部に形成された電動モータ１
冷却用の油路９８も設けられており、この油路９８は、
電動モータ１の各コイル１３上方で電動機室９５に開口
しており、開口から流下する潤滑油でコイル１３を冷却
することができる。かくして、オイルポンプ４０を油圧
源とするオイル循環系４のオイルは、一方で伝動機構各
部を潤滑し、他方で電動モータ１を冷却して何れも駆動
装置ケース９の下方部に回収される。

【００３２】以上詳述したように、上記実施例に係る駆
動装置では、センサ部が駆動装置ケース９の外側に露出
しているので、外部より容易にセンサ取付け角を調整す
ることができる利点が得られる。また、レゾルバ８を駆
動するのに中間にアイドラギヤ４４を介在させた３軸構
成としているので、被動ギヤの径が小さくなり、レゾル
バ８の駆動系のコンパクト化が達成されている。そし
て、アイドラギヤ４４軸上にオイルポンプ４０を配設し
て、その駆動系とレゾルバ８の駆動系を共用して一層の
コンパクト化が図られている。さらに、マニュアルシャ
フト７０の内端を駆動装置ケース９１内に高い位置精度
を保って組み込まれた専用ボディ４２に支持したこと
で、軸長を短縮した両持ち支持を実現し、それによる専
有スペースの縮小と、軸の傾きによるケースのかじりや
オイル漏れの発生の防止と、軸の円滑な回転によるシフ
トフィーリングの向上を実現している。

【００３３】以上、本発明を実施例に基づいて詳説した
が、本発明は、この実施例に限定されることなく特許請
求の範囲の記載内で適宜各部の具体的構成を変更して実
施可能なものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る駆動装置を一部展開断面
で示す軸方向断面図である。

【図２】図１の専用ボディ部の拡大展開断面図である。

【図３】専用ボディの側面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】駆動装置とその操作機構を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ ２ 減速装置（伝動機構） ３ ディファレンシャル装置（伝動機構） ８ レゾルバ（位置検出センサ） ９ 駆動装置ケース １１ ステータ １４ ロータ ４０ オイルポンプ ４２ 専用ボディ ４４ アイドラギヤ（被動ギヤ） ８１ センサギヤ（被動ギヤ）

フロントページの続き (72)発明者 加藤 賢次 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 和久田 聡 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置ケースと、該駆動装置ケース内
   に収容されたステータとロータとから成る電動モータ
   と、前記ロータの回転動力を前記駆動装置ケース外に導
   出する伝動機構と、前記ロータに被動ギヤを介して駆動
   連結され、前記電動モータの外径より外側に配設された
   位置検出センサとから成り、前記被動ギヤ及び位置検出
   センサは、それらを共通の専用ボディに支持して前記駆
   動装置ケースに組み込まれたことを特徴とする電気自動
   車駆動装置。