WO2019021965A1 - 電動トラックの駆動装置 - Google Patents

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WO2019021965A1
WO2019021965A1 PCT/JP2018/027317 JP2018027317W WO2019021965A1 WO 2019021965 A1 WO2019021965 A1 WO 2019021965A1 JP 2018027317 W JP2018027317 W JP 2018027317W WO 2019021965 A1 WO2019021965 A1 WO 2019021965A1
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WO
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drive unit
drive
motor
differential
support means
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PCT/JP2018/027317
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伊藤　真樹
松本　浩
Original Assignee
ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト
三菱ふそうトラック・バス株式会社
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present disclosure relates to a drive device for an electric truck that can travel by transmitting the driving force of a motor to wheels.
  • Patent Document 1 discloses a hybrid truck vehicle including an engine and a motor as a power source for traveling.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a schematic configuration of a typical electric powered truck 1 'from above.
  • the electric truck 1 ' includes a pair of left and right side rails 2 extending in the longitudinal direction of the vehicle, and a plurality of cross members 4 disposed between the side rails 2. (Not shown) is mounted.
  • the pair of side rails 2 is provided to have a predetermined interval in the vehicle width direction.
  • a plurality of cross members 4 extend in the vehicle width direction and both ends thereof are connected to the side rails 2, and a plurality of cross members 4 are provided at predetermined intervals in the vehicle longitudinal direction.
  • a motor 6 as a power source, a gear box 8 connected to the motor 6, a propeller shaft 10 connected to the gear box 8, and a differential connected to the propeller shaft 10
  • a device 12 and a drive shaft 14 coupled to the differential 12 are provided.
  • the output of the motor 6 is decelerated by the gearbox 8 and transmitted to the differential 12 through the propeller shaft 10.
  • the differential gear 12 transmits the power transmitted from the propeller shaft 10 to the left and right wheels 16 at a predetermined ratio via the drive shaft 14, whereby travel of the electric truck 1 'is realized.
  • the left and right drive shafts 14 are suspended relative to the rudder frame 3 by the left and right suspension devices 20, respectively.
  • the output of the motor 6 is transmitted to the wheel side via the gear box 8, the propeller shaft 10 and the differential gear 12, so there is not a small loss in power transmission efficiency. Occur.
  • the propeller shaft 10 is equipped with a universal joint and is prone to loss. As a solution for reducing such a loss, for example, it is conceivable to adopt a powertrain structure excluding the propeller shaft 10 which is a major cause of the loss.
  • the motor 6 and the gear box 8 are integrated with the differential gear 12, and therefore the ride quality is deteriorated due to the increase in unsprung weight, and the vibration input from the road surface
  • the durability may be reduced.
  • the weight of the vehicle is larger than that of a passenger car, and the weight is further increased when cargo is loaded. Therefore, the weight of the suspension system also increases from the viewpoint of ensuring reliability because a very large input occurs to the suspension system. Therefore, the unsprung weight may increase as compared to the suspension system of a passenger car.
  • At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and by improving power transmission efficiency, good fuel efficiency performance can be achieved, and the mountability of the battery can be improved, and the unsprung weight can be improved.
  • An object of the present invention is to provide a drive device for an electric truck that can prevent an increase.
  • the drive device for an electric truck has a cab mounted thereon and includes a rudder frame extending along the front-rear direction.
  • a drive unit for housing a motor as a power source, a gear box connected to the motor, and a differential device connected to the gear box; and flexible to the differential device of the drive unit A pair of drive shafts connected via joints and transmitting power generated by the motor to the wheels of the electric truck, a pair of hollow members accommodating the pair of drive shafts, and the pair of hollow members Connecting members for supporting the pair of wheels, and first supporting means for supporting the drive unit with respect to the rudder frame , Said hollow member, and a second support means for elastically supported with respect to the ladder frame.
  • the motor, the gear box, and the differential device are integrally configured as a drive unit. Therefore, the output of the motor is transmitted to the differential without the intervention of a long member such as a propeller shaft, and power transmission can be performed with little loss. As a result, power transmission efficiency is improved, and good fuel consumption performance can be obtained.
  • the drive unit does not include an elongated member such as a propeller shaft, the power train configuration can be made compact, so that a space for mounting other components such as a battery can be effectively secured when the vehicle is mounted. .
  • a drive unit in which the motor, the gear box, and the differential unit are integrally formed. Unlike a passenger car, especially when the vehicle is heavy, such as a truck, it is necessary to transmit power from the motor to the differential 12 through the gearbox to obtain sufficient motor torque. The weight also increases, and the unsprung weight may increase. In addition, when a rigid axle with a housing is adopted in a vehicle having a large weight such as a truck, there is a possibility that the unsprung weight may be further increased.
  • the differential device of the drive unit is connected to the drive shaft via the flexible joint, and the hollow member that houses the drive shaft is connected with the hollow member.
  • a connecting member for connecting and supporting the pair of wheels. Further, it further includes a first support means for supporting the drive unit with respect to the rudder frame, and a second support means for elastically supporting the hollow member with respect to the rudder frame.
  • the drive unit including the motor, the gear box, and the differential can be sprung support by being supported on the rudder frame by the first support means.
  • the drive shaft connected to the wheel on the downstream side of the differential and the saddles, which are a pair of hollow members for accommodating the drive shafts, are connected to each other by a connecting member, which is an axle pipe, so-called dodion type Construct a rigid axle.
  • the power transmission efficiency is improved to achieve good fuel consumption performance, and the unsprung weight is reduced to obtain a good ride quality, and drive of the electric truck capable of improving the mountability of the battery. It can provide the device.
  • an electric truck in particular, it is necessary to protect a load from vibration during traveling as compared to a passenger car.
  • the unsprung weight can be effectively reduced and the load can be protected from vibration.
  • the road surface input from the wheel side is reduced, and the service life and reliability of the drive unit can be improved. Further, by reducing the road surface input to the drive unit, the structure of the housing or the like in the drive unit can be simplified and the weight can be reduced.
  • the first support means may elastically support the drive unit.
  • the drive unit side is also elastically supported by the first support means. Therefore, even when vibration input is applied from the rudder frame side, the reliability of the motor can be secured.
  • the second support means elastically supports the hollow member with respect to the ladder frame via a leaf spring.
  • elastic support with respect to the ladder frame of the hollow member by a 2nd support means is comprised using the leaf spring which comprises a suspension apparatus.
  • the second support means can be configured by using the suspension device that is the existing configuration of the truck vehicle, the above configuration can be realized while suppressing the complication of the vehicle structure. Particularly by having the above configuration, a good ride can be obtained without increasing the unsprung weight.
  • the differential includes a helical gear that engages with the final gear of the gearbox.
  • the differential gear by providing the differential gear with the helical gear engaged with the final gear of the gear box, the differential gear can be mounted on the gear box without using the propeller shaft which is a long member. Thus, it is possible to realize a configuration of direct connection.
  • an electric truck that achieves good fuel consumption performance by improving power transmission efficiency, improves the mountability of a battery, and can prevent an increase in unsprung weight.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of an electric powered truck according to at least one embodiment of the present invention from above. It is a schematic diagram which shows the power transmission path containing the drive unit of FIG. 1 simply. It is a perspective view which shows the drive unit vicinity of FIG. 1 from the vehicle rear side.
  • Figure 2 is a cross-sectional plan view through the drive shaft of the drive unit of Figure 1; It is a schematic diagram which shows schematic structure of a typical electrically driven truck from upper direction.
  • the expression expressing a shape such as a quadrilateral shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a rectangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion The shape including a chamfer etc. shall also be expressed.
  • the expressions “comprising”, “having”, “having”, “including” or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of the electric truck 1 according to at least one embodiment of the present invention from above
  • FIG. 2 is a schematic view schematically showing a power transmission path including the drive unit 15 of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the vicinity of the drive unit 15 of FIG. 1 from the rear side of the vehicle.
  • the motor-driven truck 1 has a cab 5 and a loading platform (not shown) on a rudder frame 3 provided with a pair of left and right side rails 2 extending in the longitudinal direction of the vehicle and a plurality of cross members 4 disposed between the side rails 2. ) Is mounted.
  • the pair of side rails 2 is provided to have a predetermined interval in the vehicle width direction.
  • a plurality of cross members 4 extend in the vehicle width direction and both ends thereof are connected to the side rails 2, and a plurality of cross members 4 are provided at predetermined intervals in the vehicle longitudinal direction.
  • a motor 6 as a power source
  • a gear box 8 connected to the motor 6
  • a differential device 12 connected to the gear box 8
  • a drive shaft 14 connected thereto.
  • the output of the motor 6 is decelerated by the gearbox 8 and transmitted to the differential 12.
  • the differential gear 12 transmits the power transmitted from the gear box 8 to the left and right wheels 16 at a predetermined ratio via the drive shaft 14, whereby the traveling of the electric truck 1 is realized.
  • the electric truck 1 having only the motor 6 is described as an example of a driving power source for driving the rear wheels.
  • the front wheels are driven by an engine that consumes fossil fuel and generates power.
  • the motor 6 generates power by being driven by power supplied from a battery (not shown) mounted on the electric truck 1. Direct current power is stored in advance in the battery, converted into alternating current power having a predetermined frequency by an inverter, and supplied to the motor 6.
  • the battery and the inverter are omitted in FIG.
  • the rotation shaft of the motor 6 is connected to the input side of the gearbox 8.
  • the gear box 8 is a speed reducing mechanism including a plurality of gears, and includes five gears 8a, 8b, 8c, 8d and 8e from the input side to the output side as shown in FIG. Among them, the gears 8b and 8c and the gears 8d and 8e are coaxially provided, and the gears 8a and 8b and the gears 8c and 8d are configured to be engaged with each other. The diameter of each gear is set such that the reduction ratio required for the gearbox 8 can be realized.
  • the gear box 8 is configured to be capable of converting to a low rotation high torque and outputting it by decelerating the high rotation low torque input from the motor 6 side.
  • the output decelerated by the gear box 8 is input to the differential gear 12 provided downstream.
  • the input side of the differential 12 is provided with a helical gear 13 engaged with the final gear 8 e of the gearbox 8.
  • the helical gear 13 receives an input from the final gear 8e of the gearbox 8 and distributes the power transmitted from the pair of left and right output shafts to the left and right drive shafts 14 at a predetermined ratio via the differential pinion 9a and the side gears 9b.
  • the output of the motor 6 decelerated by the gearbox 8 is directly input to the differential 12 without the propeller shaft 10 (see FIG. 5). Therefore, there is no transmission loss due to the propeller shaft 10, and a good power transmission efficiency can be obtained.
  • a power train system can be realized in a compact configuration by removing long members such as the propeller shaft 10, for example, other components such as a battery for storing power supplied to the motor 6 are mounted. Space can be secured effectively.
  • the configuration of the differential 12 excluding the helical gear 13 conforms to a known example, and the details are omitted here.
  • the differential device 12 transmits the motive power input from the gearbox 8 side to the pair of left and right drive shafts 14 according to the traveling state of the electric truck 1.
  • Both ends of the drive shaft 14 consist of a flexible joint 30 covered by a boot.
  • the differential gear 12 is rotatably connected to the pair of left and right drive shafts 14 via one flexible joint 30. Therefore, the drive unit 15 can be separated from the unsprung support, and the road surface input inputted from the wheel 16 side can be mitigated by the flexible joint 30, and the vibration transmitted to the differential gear 12 can be alleviated. It is supposed to be.
  • the motive power input from the differential device 12 to the drive shaft 14 is transmitted to the left and right wheels 16 coupled to the drive shaft 14 via the other flexible joint 30, so that traveling of the electric truck 1 is realized.
  • the motor 6, the gear box 8 and the differential 12 are integrally configured as a drive unit 15.
  • a drive unit 15 is supported relative to the rudder frame 3 by the support means described below.
  • FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the drive unit 15 of FIG. 1 through the drive shaft 14.
  • a first support means 22 and a second support means 24 are provided as a support structure for the rudder frame 3 of the drive unit 15.
  • the first support means 22 supports the drive unit 15 with respect to the rudder frame 3, and the second support means 24 elastically provides the hollow member 19 (see FIG. 3) for supporting the drive shaft 14 with respect to the rudder frame 3. To support.
  • the specific configuration of the first support means 22 is not particularly limited as long as the drive unit 15 can be supported on the rudder frame 3.
  • the drive unit 15 and the frame of the ladder frame 3 may be connected, or the drive unit 15 and the cross member of the ladder frame 3 may be connected.
  • the first support means supports the drive unit 15 with respect to the cross member 4 located near the front of the drive unit 15.
  • first support means 22 may elastically support at least a part of the drive unit 15 with respect to the rudder frame 3.
  • the elasticity of the first support means 22 is configured, for example, as a rubber mount.
  • the second support means 24 elastically supports the pair of hollow members 19 connected to each other by the connection member 21 with respect to the rudder frame 3.
  • Such elastic support of the second support means 24 may be configured, for example, by mounting the hollow member 19 on the leaf spring 20a constituting the leaf spring type suspension device 20.
  • the leaf spring 20a is provided in a pair on the left and right so as to correspond to the pair of wheels 16, and a pair of hollow members 19 connected by the connecting member 21 are respectively mounted.
  • the hollow member 19 is mounted from above with respect to the leaf spring, but the hollow member 19 may be mounted from below with respect to the leaf spring. Moreover, although the case where a leaf spring type suspension system is applied to a vehicle is illustrated in this embodiment, it may replace with this and may use various publicly known suspension systems.
  • the drive shaft 14 comprises a flexible joint 30 covered by a boot at its ends.
  • One flexible joint 30 is coupled to the differential 12, and the other flexible joint 30 is coupled to a drive shaft coupled to the wheel 16.
  • vibrations generated at the wheel 16 during traveling can be prevented from being directly input to the drive unit 15 by being absorbed by the flexible joint 30. As a result, the risk of failure of the drive unit 15 can be reduced.
  • the drive shaft 14 connected to the output side of the differential 12 is accommodated by a hollow member (saddle) 19 disposed so as to cover the outer peripheral side thereof.
  • the hollow member 19 has a space in which the drive shaft 14 can be inserted, and the drive shaft (not shown) on the wheel side to which the drive shaft 14 is connected is rotated and rocked in the space by a bearing or the like. It supports possible.
  • Such a hollow member 19 is elastically supported with respect to the side rail 2 via the leaf spring 20a.
  • the hollow members 19 are connected to each other via a connecting member (axle pipe) 21 on the rear side of the vehicle to form a so-called dodion type rigid axle.
  • the motor 6, the gear box 8 and the differential gear 12 are integrally configured as the drive unit 15. Therefore, the output of the motor 6 is transmitted to the differential without the intervention of a long member such as a propeller shaft, and power transmission can be performed with less loss. As a result, power transmission efficiency is improved, and good fuel consumption performance can be obtained.
  • the drive unit 15 does not include an elongated member such as a propeller shaft, the power train configuration can be made compact, so that a space for mounting other components such as a battery can be effectively secured when mounted on a vehicle. it can.
  • a drive in which the motor 6, the gear box 8, and the differential gear 12 are integrally formed it is necessary to transmit power from the motor 6 to the differential gear 12 through the gear box 8 in order to obtain sufficient motor torque, unlike a passenger car, especially in a heavy vehicle such as a truck Therefore, the weight of the drive unit 15 itself is also increased, and the unsprung weight may be increased.
  • a rigid axle with a housing is adopted in a vehicle having a large weight such as a truck, there is a possibility that the unsprung weight may be further increased.
  • the differential device 12 of the drive unit 15 is connected to the drive shaft 14 via the flexible joint 30, and a hollow member that accommodates the drive shaft 14 And 19 a connecting member 21 connecting and supporting the pair of wheels 16 by connecting the hollow members 19. Further, it further includes a first support means 22 for supporting the drive unit 15 with respect to the rudder frame, and a second support means 24 for elastically supporting the hollow member 19 with respect to the rudder frame.
  • the drive unit 15 including the motor 6, the gear box 8 and the differential gear 12 can be sprung on by being supported on the rudder frame 2 by the first support means 22. Further, the drive shaft 14 connected to the wheel 16 on the downstream side of the differential 12 and the saddles 19 which are a pair of hollow members for accommodating the drive shafts are connected to each other by a connecting member 21 which is an axle pipe.
  • the so-called dodion type rigid axle is constructed.
  • the drive unit 15 in which the motor 6, the gear box 8, and the differential gear 12 are integrally formed which has a possibility of an increase in unsprung weight, is provided. Even in the case of adopting this, it is possible to prevent the increase in unsprung weight.
  • the power transmission efficiency is improved to achieve good fuel consumption performance, and the unsprung weight is reduced to obtain a good ride quality, and drive of the electric truck capable of improving the mountability of the battery. It can provide the device.
  • the rear one-axle vehicle is exemplified as the electric truck 1, but in the case of the rear two-axle vehicle, the trunnion type suspension, the four back air suspension, and the Reiko suspension may be used as the suspension device 20. Good. Also, although a so-called one-diff electric truck 1 including a single differential gear 12 is illustrated in the present embodiment, the technical idea similar to that of the present application is also applied to the case where a plurality of differential gears 12 are provided like two-diff. Is applicable.
  • the present disclosure is applicable to a drive device of an electric truck that can travel by transmitting the driving force of a motor to wheels.

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Abstract

【課題】動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バネ下重量の軽減による良好な乗り心地が得られ、且つ、バッテリの搭載性を向上可能な電動トラックの駆動装置を提供する。 【解決手段】電動トラックの駆動装置は、モータ、ギアボックス及び差動装置を収容する駆動ユニットを有する。駆動ユニットは、第１支持手段によってラダーフレームに対して支持される。作動装置に連結されるドライブシャフトは、中空部材に収容されており、当該中空部材は第２支持手段によってラダーフレームに対して弾性的に支持される。

Description

電動トラックの駆動装置
　本開示は、モータの駆動力を車輪に伝達して走行可能な電動トラックの駆動装置に関する。
　電力で駆動されるモータ（電動機）から出力される駆動力を車輪に伝達することで走行可能な電動車両が知られている。この種の電動車両として、モータのみを動力源とする電気自動車や、モータとエンジンとを併用するハイブリッド電気自動車が知られており、乗用車を中心に普及が進んでいる。近年に至っては、トラックのような商用車両においても普及が進んでいる。
　例えば特許文献１には、走行用動力源としてエンジン及びモータを備えるハイブリッド方式のトラック車両が開示されている。
特開２０１２－１１１３６９号公報
　電気自動車は乗用車を中心に普及が進んでいるが、近年では、トラック等を含めた商用車においても開発及び研究が進められている。ここで図５を参照して、走行用動力源としてモータを備えるトラック車両（電動トラック）１’の概略構成について説明する。図５は典型的な電動トラック１’の概略構成を上方から示す模式図である。
　電動トラック１’は、車両前後方向に延在した左右一対のサイドレール２と、サイドレール２間に配設される複数のクロスメンバ４と、を備える、ラダーフレーム３上に、キャブ５及び荷台（不図示）が搭載されてなる。一対のサイドレール２は、車幅方向に所定間隔を有するように設けられる。クロスメンバ４は、車幅方向に延在して両端が各サイドレール２に接続され、車両前後方向に所定間隔を有するように複数設けられている。
　このようなラダーフレーム３上には、動力源であるモータ６と、モータ６に連結されるギアボックス８と、ギアボックス８に連結されるプロペラシャフト１０と、プロペラシャフト１０に連結される差動装置１２と、差動装置１２に連結されるドライブシャフト１４と、が設けられる。モータ６の出力はギアボックス８にて減速され、プロペラシャフト１０を介して差動装置１２に伝達される。差動装置１２はプロペラシャフト１０から伝達された動力を、ドライブシャフト１４を介して、所定比率で左右の車輪１６に伝達することにより、電動トラック１’の走行が実現される。尚、左右一対のドライブシャフト１４は、それぞれ左右の懸架装置２０によってラダーフレーム３に対して懸架されている。
　このような構成を有する電動トラック１’では、モータ６の出力は、ギアボックス８、プロペラシャフト１０及び差動装置１２を介して車輪側に伝達されるため、動力の伝達効率に少なからずロスが発生する。特にプロペラシャフト１０はユニバーサルジョイントを備え、ロスが発生しやすい。このようなロスを軽減するための解決策として、例えば、ロス発生の大きな要因であるプロペラシャフト１０を排除したパワートレイン構造を採用することが考えられる。しかしながら、プロペラシャフト１０を排除した構成では、モータ６やギアボックス８が差動装置１２に一体となるため、バネ下重量の増加による乗り心地の悪化や、路面から入力される振動がモータ６やギアボックス８に伝達しやすくなることで耐久性が低下するおそれがある。
　また電動トラックでは、航続距離を長く確保できるようにモータ６に供給する電力を蓄えるバッテリの容量増大が望まれる。このような要求に対応するために、バッテリの搭載スペースを拡大する必要があるが、図５に示されるようなフレーム構造では、長尺のプロペラシャフト１０によってパワートレインが大型となる傾向があり、十分な設置スペースの確保が難しい。
　加えて、トラックの場合、乗用車と比して車両重量が大きく、かつ貨物積載時にはよりその重量が増大する。よって、懸架装置に対して非常に大きな入力が生じることから、信頼性確保の観点から懸架装置の重量も増大する。そのため、乗用車の懸架装置に比してバネ下重量が増大する虞がある。
　本発明の少なくとも１実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バッテリの搭載性を向上し、且つ、バネ下重量の増加を防ぐことができる電動トラックの駆動装置を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも１実施形態に係る電動トラックの駆動装置は上記課題を解決するために、上方にキャブが搭載され、前後方向に沿って延在するラダーフレームを備える電動トラックの駆動装置であって、動力源であるモータと、前記モータに連結されるギアボックスと、前記ギアボックスに連結される差動装置と、を収容する駆動ユニットと、前記駆動ユニットの前記差動装置にフレキシブルジョイントを介して連結し、前記モータで生じる動力を前記電動トラックの車輪に伝達する一対のドライブシャフトと、前記一対のドライブシャフトを収容する一対の中空部材と、前記一対の中空部材を連結することにより、前記一対の車輪を支持する連結部材と、前記駆動ユニットを、前記ラダーフレームに対して支持する第１支持手段と、前記中空部材を、前記ラダーフレームに対して弾性的に支持する第２支持手段と、を含む。
　上記（１）の構成によれば、モータ、ギアボックス、及び、差動装置は駆動ユニットとして一体的に構成される。そのため、モータの出力は、プロペラシャフトのような長尺部材を介することなく差動装置に伝達され、少ないロスで動力伝達が可能になっている。その結果、動力伝達効率が向上し、良好な燃費性能が得られる。また駆動ユニットは、プロペラシャフトのような長尺部材を含まないため、パワートレイン構成をコンパクト化できるため、車両搭載時に、バッテリ等の他の構成要素を搭載するためのスペースを、有効に確保できる。
　しかしながら、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バッテリの搭載性の向上を目的とし、モータ、ギアボックス、及び、差動装置が一体的に構成される駆動ユニットを採用する場合、特にトラックのように重量が大きな車両では乗用車と異なり、十分なモータトルクを得るためにギアボックスを介してモータから差動装置１２に動力を伝達する必要があるため、駆動ユニット自体の重量も増大し、バネ下重量が増加する虞がある。また、トラックのように重量が大きな車両においてハウジングによるリジッド式アクスルを採用した場合、バネ下重量がさらに大きくなる虞がある。
　これに対し、本発明に係る電動トラックの駆動装置によれば、駆動ユニットの差動装置はフレキシブルジョイントを介してドライブシャフトに連結され、かつ、ドライブシャフトを収容する中空部材と、中空部材を連結することにより、一対の車輪を連結支持する連結部材と、を備える。また、駆動ユニットをラダーフレームに対して支持する第１支持手段と、中空部材を、ラダーフレームに対して弾性的に支持する第２支持手段と、を更に含む。
　このような構成により、モータ、ギアボックス及び差動装置を含む駆動ユニットは第１支持手段によってラダーフレームに支持されることでバネ上支持とすることができる。また、差動装置より下流側において車輪に連結されるドライブシャフト、及び、ドライブシャフトを収容する一対の中空部材であるサドルは、アクスルパイプである連結部材によって互いに連結されることで所謂ドディオン式のリジッドアクスルを構成する。
　これにより、本実施形態に係る電気トラックにおいては、バネ下重量の増加の虞があるような、モータ、ギアボックス、及び差動装置が一体的に構成される駆動ユニットを電気トラックに採用する場合であっても、バネ下重量の増加を防ぐことができる。
　このようにして、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バネ下重量の軽減による良好な乗り心地が得られ、且つ、バッテリの搭載性を向上可能な電動トラックの駆動装置を提供できる。特に、電気トラックの場合、乗用車に比して、走行中の振動から積荷を保護する必要がある。よって、電気トラックにおいて本発明を適用することにより、バネ下重量を効果的に低減し、積荷を振動より保護することができる。
　また、このような構成により、車輪側からの路面入力は低減され、駆動ユニットの使用寿命や信頼性を向上させることができる。また、駆動ユニットへの路面入力が低減することにより、駆動ユニットにおけるハウジング等の構造を簡素化し重量軽減を図ることもできる。
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記第１支持手段は、前記駆動ユニットを弾性的に支持してもよい。
　上記（２）の構成によれば、駆動ユニット側も第１支持手段によって弾性的に支持される。これにより、ラダーフレーム側から振動入力が加えられた場合であっても、モータの信頼性を担保することができる。
（３）幾つかの実施形態では上記（１）または（２）の構成において、前記第２支持手段は、リーフスプリングを介して前記中空部材を、前記ラダーフレームに対して弾性的に支持する。
　上記（３）の構成によれば、第２支持手段による中空部材のラダーフレームに対する弾性的な支持は、懸架装置を構成するリーフスプリングを利用して構成される。このようにトラック車両の既存構成である懸架装置を利用して第２支持手段を構成できるので、車両構造の複雑化を抑制しつつ、上記構成を実現できる。特に上記構成を有することにより、バネ下重量を増大することなく、良好な乗り心地が得られる。
（４）幾つかの実施形態では上記（１）から（３）のいずれか１構成において、前記差動装置は、前記ギアボックスの最終ギアと係合するヘリカルギアを備える。
　上記（４）の構成によれば、差動装置がギアボックスの最終ギアと係合するヘリカルギアを備えることで、長尺部材であるプロペラシャフトを用いることなく、差動装置をギアボックスに対して直接連結する構成を実現できる。
　本発明の少なくとも１実施形態によれば、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バッテリの搭載性を向上し、且つ、バネ下重量の増加を防ぐことができる電動トラックの駆動装置を提供できる。
本発明の少なくとも１実施形態に係る電動トラックの概略構成を上方から示す模式図である。 図１の駆動ユニットを含む動力伝達経路を簡略的に示す模式図である。 図１の駆動ユニット近傍を車両後方側から示す斜視図である。 図１の駆動ユニットのドライブシャフトを通る平断面図である。 典型的な電動トラックの概略構成を上方から示す模式図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は本発明の少なくとも１実施形態に係る電動トラック１の概略構成を上方から示す模式図であり、図２は図１の駆動ユニット１５を含む動力伝達経路を簡略的に示す模式図であり、図３は図１の駆動ユニット１５近傍を車両後方側から示す斜視図である。
　電動トラック１は、車両前後方向に延在した左右一対のサイドレール２と、サイドレール２間に配設される複数のクロスメンバ４と、を備えるラダーフレーム３上に、キャブ５及び荷台（不図示）が搭載されてなる。一対のサイドレール２は、車幅方向に所定間隔を有するように設けられる。クロスメンバ４は、車幅方向に延在して両端が各サイドレール２に接続され、車両前後方向に所定間隔を有するように複数設けられている。
　このようなラダーフレーム３上には、動力源であるモータ６と、モータ６に連結されるギアボックス８と、ギアボックス８に連結される差動装置１２と、差動装置１２にフレキシブルジョイント３０を介して連結されるドライブシャフト１４と、が設けられる。モータ６の出力はギアボックス８にて減速され、差動装置１２に伝達される。差動装置１２はギアボックス８から伝達された動力を、ドライブシャフト１４を介して、所定比率で左右の車輪１６に伝達することにより、電動トラック１の走行が実現される。
　尚、本実施形態では、後輪駆動のための走行用動力源としてモータ６のみを有する電動トラック１を例に説明するが、例えば、化石燃料を消費して動力を発生させるエンジンにより前輪駆動させることができ、かつ、後輪駆動用のモータ６を備えるハイブリッド方式の電動トラック１についても特段の記載がない限りにおいて同様である。
　モータ６は、電動トラック１に搭載されたバッテリ（不図示）から供給される電力によって駆動することにより、動力を発生させる。バッテリには予め直流電力が蓄積されており、インバータによって所定周波数を有する交流電力に変換されて、モータ６に供給される。図１では、バッテリ及びインバータは省略されている。
　モータ６の回転軸は、ギアボックス８の入力側に連結されている。ギアボックス８は複数のギアを備える減速機構であり、図２に示されるように、入力側から出力側にかけて５つのギア８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ及び８ｅを備える。これらのうちギア８ｂ及び８ｃ、並びに、ギア８ｄ及び８ｅはそれぞれ同軸上に設けられており、ギア８ａ及び８ｂ、及びギア８ｃ及び８ｄが互いに係合するように構成されている。各ギアの径は、ギアボックス８に要求される減速比が実現可能なように設定されている。ギアボックス８では、モータ６側から入力される高回転低トルクを減速することで、低回転高トルクに変換して出力可能に構成されている。
　ギアボックス８で減速された出力は、下流側に設けられる差動装置１２に入力される。差動装置１２の入力側は、ギアボックス８の最終ギア８ｅと係合するヘリカルギア１３が設けられている。ヘリカルギア１３は、ギアボックス８の最終ギア８ｅからの入力を受け、デフピニオン９ａ及びサイドギア９ｂを介し、左右一対の出力軸から伝達された動力を所定比率で左右のドライブシャフト１４に分配する。このように、ギアボックス８によって減速されたモータ６の出力は、プロペラシャフト１０（図５を参照）を介することなく、差動装置１２に直接入力される。そのため、プロペラシャフト１０による伝達ロスがなく、良好な動力伝達効率が得られる。またプロペラシャフト１０のような長尺部材を排することにより、パワートレイン系をコンパクトな構成で実現できるため、例えばモータ６に供給される電力を蓄積するバッテリのような他の構成要素を搭載するためのスペースを、有効に確保できる。
　尚、ヘリカルギア１３を除く差動装置１２の構成については公知例に準ずるものとし、ここでは詳細を割愛する。
　差動装置１２は、電動トラック１の走行状態に応じて、ギアボックス８側から入力される動力を、左右一対のドライブシャフト１４に伝達する。ドライブシャフト１４の両端部はブーツに覆われたフレキシブルジョイント３０からなる。差動装置１２は、一方のフレキシブルジョイント３０を介して、左右一対のドライブシャフト１４に対して回動可能に連結されている。そのため、駆動ユニット１５をバネ下支持から切り離すことができるほか、車輪１６側から入力される路面入力は、フレキシブルジョイント３０にて緩和され、差動装置１２に伝達される振動を軽減することができるようになっている。そして、差動装置１２からドライブシャフト１４に入力された動力は、ドライブシャフト１４に他方のフレキシブルジョイント３０を介して連結された左右の車輪１６に伝達され、電動トラック１の走行が実現される。
　ここでモータ６、ギアボックス８及び差動装置１２は、駆動ユニット１５として一体的に構成されている。特にトラック車両のような商用車量では、車輪１６に対して大きな走行用動力を出力する必要があるため、良好な信頼性を得るためにモータ６、ギアボックス８及び差動装置１２が大型になり、その結果、駆動ユニット１５全体としてもサイズが大きくなる傾向がある。また乗用車では比較的駆動トルクが小さく済むためモータの出力をギアボックスを介することなく、直接、差動装置に入力する構成が一般的であるが、商用車では大きな駆動トルクを得るためにギアボックス８が必要となるため、この観点からも駆動ユニット１５は大型になる傾向がある。このような駆動ユニット１５は、以下に説明する支持手段によって、ラダーフレーム３に対して支持されている。
　ここで上述の図１乃至図３に加えて図４を参照して、駆動ユニット１５のラダーフレーム３に対する支持構造について説明する。図４は図１の駆動ユニット１５のうちドライブシャフト１４を通る平断面図である。
　本実施形態では、図１に示すように、駆動ユニット１５のラダーフレーム３に対する支持構造として、第１支持手段２２及び第２支持手段２４を備える。
　第１支持手段２２は駆動ユニット１５をラダーフレーム３に対して支持し、第２支持手段２４はドライブシャフト１４を支持する中空部材１９（図３を参照）をラダーフレーム３に対して弾性的に支持する。
　第１支持手段２２の具体的構成は、駆動ユニット１５をラダーフレーム３に対して支持することができる限り特に限定されない。例えば、駆動ユニット１５とラダーフレーム３のフレームとを連結してもよいし、駆動ユニット１５とラダーフレーム３のクロスメンバとを連結してもよい。本実施形態では、第１支持手段は駆動ユニット１５の前方近傍に位置するクロスメンバ４に対して、駆動ユニット１５を支持している。
　また、第１支持手段２２は駆動ユニット１５の少なくとも一部をラダーフレーム３に対して弾性的に支持してもよい。ここで第１支持手段２２の弾性は、例えばラバーマウントとして構成される。
　第２支持手段２４は、連結部材２１によって互いに接続される一対の中空部材１９を、ラダーフレーム３に対して弾性的に支持する。このような第２支持手段２４の弾性的な支持は、例えば、リーフスプリング式懸架装置２０を構成するリーフスプリング２０ａに中空部材１９をマウントすることにより構成してもよい。リーフスプリング２０ａは、一対の車輪１６に対応するように左右に一対設けられており、連結部材２１によって接続される一対の中空部材１９がそれぞれマウントされている。
　尚、本実施形態では、リーフスプリングに対して中空部材１９が上方からマウントされた場合を例示しているが、リーフスプリングに対して中空部材１９が下方からマウントされていてもよい。また本実施形態では、車両にリーフスプリング式懸架装置が適用された場合を例示しているが、これに代えて、公知の各種懸架装置を用いてもよい。
　図２に示すように、ドライブシャフト１４は、その両端においてブーツに覆われたフレキシブルジョイント３０を備える。一方のフレキシブルジョイント３０は、差動装置１２に連結されるとともに、他方のフレキシブルジョイント３０は、車輪１６に連結されたドライブシャフトに連結されている。これにより、バネ上側に支持される駆動ユニット１５とバネ下側に支持される車輪１６との間に相対的変位が生じる場合であっても、フレキシブルジョイント３０によって回転自在に連結されたドライブシャフト１４を介して、駆動ユニット１５からの動力を車輪１６に伝達できるように構成されている。
　また、このようなドライブシャフト１４を備えることで、走行時に車輪１６側で生じた振動は、フレキシブルジョイント３０によって吸収されることにより、駆動ユニット１５へ直接入力されることを防ぐことができる。その結果、駆動ユニット１５の故障リスクを低減できる。
　差動装置１２の出力側に接続されるドライブシャフト１４は、その外周側を覆うように配置された中空部材（サドル）１９によって収容される。中空部材１９は、その内部にドライブシャフト１４が挿入可能な空間を有しており、当該空間においてドライブシャフト１４が連結される車輪側のドライブシャフト（図示せず）をベアリング等により回転及び揺動可能に支持している。
　このような中空部材１９は、リーフスプリング２０ａを介して、サイドレール２に対して弾性的に支持される。また中空部材１９は、車両後方側にて、互いに連結部材（アクスルパイプ）２１を介して接続されることにより、所謂ドディオン式のリジッドアクスルを構成している。
　以上説明したように本実施形態によれば、モータ６、ギアボックス８及び差動装置１２は駆動ユニット１５として一体的に構成される。そのため、モータ６の出力は、プロペラシャフトのような長尺部材を介することなく差動装置に伝達され、少ないロスで動力伝達が可能になっている。その結果、動力伝達効率が向上し、良好な燃費性能が得られる。また駆動ユニット１５は、プロペラシャフトのような長尺部材を含まないため、パワートレイン構成をコンパクト化できるため、車両搭載時に、バッテリ等の他の構成要素を搭載するためのスペースを、有効に確保できる。
　しかしながら、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バッテリの搭載性の向上を目的とし、モータ６、ギアボックス８、及び、差動装置１２が一体的に構成される駆動ユニット１５を採用する場合、特にトラックのように重量が大きな車両では乗用車と異なり、十分なモータトルクを得るためにギアボックス８を介してモータ６から差動装置１２に動力を伝達する必要があるため、駆動ユニット１５自体の重量も大きくなり、バネ下重量が増加する虞がある。また、トラックのように重量が大きな車両においてハウジングによるリジッド式アクスルを採用した場合、バネ下重量がさらに大きくなる虞がある。
　これに対し、本実施形態に係る電動トラックの駆動装置によれば、駆動ユニット１５の差動装置１２はフレキシブルジョイント３０を介してドライブシャフト１４に連結され、かつ、ドライブシャフト１４を収容する中空部材１９と、中空部材１９を連結することにより、一対の車輪１６を連結支持する連結部材２１と、を備える。また、駆動ユニット１５をラダーフレームに対して支持する第１支持手段２２と、中空部材１９を、ラダーフレームに対して弾性的に支持する第２支持手段２４と、を更に含む。
　このような構成により、モータ６、ギアボックス８及び差動装置１２を含む駆動ユニット１５は第１支持手段２２によってラダーフレーム２に支持されることでバネ上支持とすることができる。また、差動装置１２より下流側において車輪１６に連結されるドライブシャフト１４、及び、ドライブシャフトを収容する一対の中空部材であるサドル１９は、アクスルパイプである連結部材２１によって互いに連結されることで所謂ドディオン式のリジッドアクスルを構成する。
　これにより、本実施形態に係る電気トラックにおいては、バネ下重量の増加の虞があるような、モータ６、ギアボックス８、及び差動装置１２が一体的に構成される駆動ユニット１５を電気トラックに採用する場合であっても、バネ下重量の増加を防ぐことができる。
　このようにして、動力伝達効率を向上することで良好な燃費性能を達成するとともに、バネ下重量の軽減による良好な乗り心地が得られ、且つ、バッテリの搭載性を向上可能な電動トラックの駆動装置を提供できる。
　尚、本実施形態では電動トラック１として後１軸車を例示しているが、後２軸車の場合には、懸架装置２０としてトラニオン式サスペンション、４バックエアサスペンション及びレイコサスペンションが用いられてもよい。また本実施形態では単一の差動装置１２を備える、いわゆるワンデフの電動トラック１が例示されているが、ツーデフのように複数の差動装置１２を備える場合においても本願と同様の技術的思想を適用可能である。
　本開示は、モータの駆動力を車輪に伝達して走行可能な電動トラックの駆動装置に利用可能である。
１　電動トラック
２　サイドレール
３　ラダーフレーム
４　クロスメンバ
５　キャブ
６　モータ
８　ギアボックス
９ａ　デフピニオン
９ｂ　サイドギア
１０　プロペラシャフト
１２　差動装置
１３　ヘリカルギア
１４　ドライブシャフト
１５　駆動ユニット
１６　車輪
１９　中空部材
２０　懸架装置
２０ａ　リーフスプリング
２１　連結部材（アクスルパイプ）
２２　第１支持手段
２４　第２支持手段
３０　フレキシブルジョイント

Claims (4)

  1. 　上方にキャブが搭載され、前後方向に沿って延在するラダーフレームを備える電動トラックの駆動装置であって、
    　動力源であるモータと、前記モータに連結されるギアボックスと、前記ギアボックスに連結される差動装置と、を収容する駆動ユニットと、
    　前記駆動ユニットの前記差動装置にフレキシブルジョイントを介して連結し、前記モータで生じる動力を前記電動トラックの車輪に伝達する一対のドライブシャフトと、
    　前記一対のドライブシャフトを収容する一対の中空部材と、
    　前記一対の中空部材を連結することにより、前記一対の車輪を支持する連結部材と、
    　前記駆動ユニットを、前記ラダーフレームに対して支持する第１支持手段と、
    　前記中空部材を、前記ラダーフレームに対して弾性的に支持する第２支持手段と、を含む電動トラックの駆動装置。
  2. 　前記第１支持手段は、前記第２支持手段よりも低い弾性で前記駆動ユニットを支持する請求項１に記載の電動トラックの駆動装置。
  3. 　前記第２支持手段は、リーフスプリングを介して前記中空部材を、前記ラダーフレームに対して弾性的に支持する請求項１または２に記載の電動トラックの駆動装置。
  4. 　前記差動装置は、前記ギアボックスの最終ギアと係合するヘリカルギアを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の電動トラックの駆動装置。
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