WO2025196997A1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

電動モータ２と、車両の左右のドライブシャフト７、８にそれぞれ接続され、同軸上に配置された右出力軸および左出力軸と、右出力軸と左出力軸との間に介装された差動装置２と、電動モータ２の出力を減速して前記差動装置に入力する減速機３と、電動モータ２を駆動制御するインバータ１０と、インバータ１０、差動装置２及び減速機３を内蔵するケーシング１１と、を備えたリヤトランスアクスル１であって、電動モータ２の出力軸が中空状に形成され、当該出力軸の内部空間に左出力軸が回転可能に配置されており、電動モータ２は減速機３を挟んで差動装置４と第２出力軸の軸方向に並んで配置され、減速機３は、電動モータ２よりも第２出力軸の径方向である後方に突出し、インバータ１０は、減速機３の突出部に隣接し電動モータ２と軸方向位置が重なって配置される。

Description

車両用駆動装置

　本発明は、差動装置を備えた車両の走行駆動用の駆動装置に関する。

　車両の左右輪を駆動する駆動装置として、モータ等の駆動源、減速機、差動装置をまとめてユニット化した駆動装置が開発されている。
　例えば特許文献１に記載された駆動装置では、差動装置を有する車両のリヤトランスアクスルに、電動モータが内蔵されている。電動モータは、左ドライブシャフトの一方に差動装置に隣接して配置され、電動モータの出力軸と左ドライブシャフトが同軸上に配置されている。

　リヤトランスアクスルは、ドライブシャフトと平行にカウンタシャフト（中間軸）が備えられ、モータの出力軸とカウンタシャフトとの間、及びカウンタシャフトと差動装置のケース（デファレンシャルケースとの間に夫々一対の歯車が備えており、電動モータの出力軸からカウンタシャフトを介して２組の歯車によって減速して差動装置のケースを駆動する。これにより、１個の電動モータによって左右のドライブシャフトに差動を許容しつつ駆動力を伝達可能な構造になっている。この駆動装置では、電動モータを差動装置に隣接してドライブシャフトと同軸上に配置することで、コンパクトな構成になっている。

特開２０１４－１０１９５９号公報

　ところで、車両の走行駆動用の電動モータを駆動制御するためにインバータが必要である。インバータは、例えば電動モータの上部に隣接して配置される場合が多い。しかしながら、走行駆動用モータのような高出力のモータでは、インバータが大型化してしまう。電動モータの上部に大型のインバータを配置すると、インバータを含む駆動装置が特に上下高さが大型化し、車両への搭載性を損ねることになってしまう。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化した電動モータ及びインバータを含む駆動ユニットを提供することにある。

　上記の目的を達成するため、本発明の車両用駆動装置は、電動モータと、車両の車輪を駆動する駆動軸にそれぞれ接続され、同一軸線上に配置された第１出力軸および第２出力軸を含む出力軸と、前記第１出力軸と前記第２出力軸との間に介装された差動装置と、前記電動モータの出力を減速して前記差動装置に入力する減速機と、前記電動モータを駆動制御するインバータと、少なくとも前記インバータを内蔵するケーシングと、を備えた車両用駆動装置であって、前記電動モータの出力軸であるモータ出力軸が中空状に形成され、内部に前記第２出力軸が前記モータ出力軸に対して回転可能に配置されており、前記モータは前記減速機を挟んで前記差動装置と前記出力軸の軸方向に並んで配置され、前記減速機は、前記モータよりも前記第出力軸の径方向に突出する部位を有し、前記インバータは、前記減速機の突出部に隣接し前記モータと前記出力軸の軸方向位置が重なって配置されることを特徴とする。

　本発明の車両用駆動装置では、インバータは、減速機の突出部に隣接し電動モータと第２出力軸の軸方向位置が重なって配置されるので、インバータとまとめて車両用駆動装置をコンパクトに構成することができる。

本実施形態に係るリヤトランスアクスルの外形を示す斜視図である。 本実施形態に係るリヤトランスアクスルの内部構造を示す斜視図である。 本実施形態に係るリヤトランスアクスルの内部構造を示す横断面図である。 インバータの取り付け方法を示す説明図である。 側蓋を開けた状態でのリヤトランスアクスルの後面図である。

　以下、本発明を具体化した車両用駆動装置の一実施形態を説明する。
　図１は本発明の一実施形態の車両用駆動装置であるリヤトランスアクスル１の外形を示す斜視図である。図２は、リヤトランスアクスル１の内部構造を示す斜視図である。図３は、リヤトランスアクスル１の内部構造を示す横断面図である。
　なお、以降、リヤトランスアクスル１については、車両に搭載した際の車両方向を用いて説明する。

　図１、２に示すように、リヤトランスアクスル１は、車両の左右後輪の間に配置され、電動モータ２、減速機３、差動装置４を備えている。リヤトランスアクスル１には、車両の右車輪を駆動する右ドライブシャフト７（駆動軸）と、車両の左車輪を駆動する左ドライブシャフト８（駆動軸）が接続されている。リヤトランスアクスル１は、右後輪と左後輪との差動を許容しつつ、電動モータ２から右ドライブシャフト７及び左ドライブシャフト８を介して右後輪及び左後輪に駆動力を伝達して駆動する。

　また、リヤトランスアクスル１には、電動モータ２を駆動制御するインバータ１０が備えられている。インバータ１０は電動モータ２に隣接して配置されている。リヤトランスアクスル１は、電動モータ２、減速機３、差動装置４及びインバータ１０をまとめて矩形箱状に構成されている。

　リヤトランスアクスル１は、差動装置４から右方向に延びる右出力軸１２（第１出力軸）と、差動機構から左方向に延びる左出力軸１３（第２出力軸）を含む出力軸を備えている。右出力軸１２は、右ドライブシャフト７と一体化して形成され、一端部（左端部）が差動装置４に接続される。左出力軸１３は、一端部（右端部）が差動装置４に接続され、他端部（左端部）が左ドライブシャフト８に接続される。右出力軸１２と左出力軸１３とは同軸上に並んで配置されている。また、リヤトランスアクスル１には、左出力軸１３と平行に径方向（以下、単に「径方向」と称する）に離間してカウンタシャフト２０（中間軸）が備えられている。カウンタシャフト２０は、左出力軸１３の右端部と差動装置４とに軸方向位置が重なるように左右方向に延びている。

　電動モータ２は、差動装置４の左側に差動装置４と左出力軸１３の軸方向（以下、単に「軸方向」と称する）に沿って並んで配置される。電動モータ２の出力軸であるロータシャフト１５（モータ出力軸）は、中空状に形成され、内部に左出力軸１３が挿入されて互いに回転可能に配置されている。ロータシャフト１５の右端部には、はす歯歯車であるモータドライブギヤ部２１（第１歯車群）が形成されている。

　カウンタシャフト２０の左端部には、モータドライブギヤ部２１と噛み合うはす歯歯車であるカウンタドリブンギヤ２２（第１歯車群）が固定されている。カウンタシャフト２０の右端部には、例えばはす歯歯車であるファイナルドライブギヤ部２３（第２歯車群）が形成されている。ファイナルドライブギヤ部２３は、差動装置４の動力入力部位であるデフケース２４に固定されたファイナルドリブンギヤ２５（第２歯車群）と噛み合うように構成されている。なお、カウンタシャフト２０、モータドライブギヤ部２１、カウンタドリブンギヤ２２、ファイナルドライブギヤ部２３、ファイナルドリブンギヤ２５によって、減速機３が構成されている。電動モータ２の出力は、ロータシャフト１５からモータドライブギヤ部２１、カウンタドリブンギヤ２２、カウンタシャフト２０、ファイナルドライブギヤ部２３、ファイナルドリブンギヤ２５の順番に動力が伝達して差動装置４に入力され、右出力軸１２および左出力軸１３に出力される。

　リヤトランスアクスル１のケーシング１１は、左側から軸方向に並んで、第１ケーシング３１、第２ケーシング３２、第３ケーシング３３、第４ケーシング３４の４分割構造になっている。第１ケーシング３１は電動モータ２の左側部を覆う蓋形状であり、第２ケーシング３２は電動モータ２、モータドライブギヤ部２１およびカウンタドリブンギヤ２２を収納し、第３ケーシング３３はファイナルドライブギヤ部２３およびファイナルドリブンギヤ２５を収納し、第４ケーシング３４は差動装置４を収納するとともにケーシング１１の右側壁を兼ねている。

　第２ケーシング３２には、電動モータ２とモータドライブギヤ部２１との間およびインバータ１０とカウンタドリブンギヤ２２との間に、ケーシング１１の内部空間を区画する第１区画壁３７が備えられている。第３ケーシング３３には、モータドライブギヤ部２１およびカウンタドリブンギヤ２２と、ファイナルドライブギヤ部２３およびファイナルドリブンギヤ２５との間に、ケーシング１１の内部空間を区画する第２区画壁３８（センタープレート）が備えられている。第２区画壁３８には、左出力軸１３が貫通する貫通穴が設けられている。

　第１ケーシング３１には、左出力軸１３の左端部付近を回転可能に支持する第１ベアリング４１と、ロータシャフト１５の左端部を回転可能に支持する第２ベアリング４２が固定されている。第１ベアリング４１と第２ベアリング４２とは軸方向に隣接して配置されている。第２ケーシング３２の第１区画壁３７には、カウンタシャフト２０の左端部を回転可能に支持する第３ベアリング４３が固定されている。第３ケーシング３３の第２区画壁３８には、ロータシャフト１５の右端部を回転可能に支持する第４ベアリング４４と、デフケース２４の左端部付近を回転可能に支持する第５ベアリング４５とが固定されている。第４ベアリング４４は第２区画壁３８の左側に配置されている。第５ベアリング４５は第２区画壁３８の右側に配置されている。第４ケーシング３４には、カウンタシャフト２０の右端部を回転可能に支持する第６ベアリング４６と、デフケース２４の右端部付近を回転可能に支持する第７ベアリング４７が固定されている。

　また、リヤトランスアクスル１には、パーキングロック機構５１が備えられている。
　パーキングロック機構５１は、カウンタドリブンギヤ２２と一体的に構成されたパーキングギヤ５２と、パーキングギヤ５２に係止することでパーキングギヤ５２の回転を規制するスプラグ５３とを有し、電動アクチュエータ５６によってスプラグ５３を作動させることで、回転を規制するロックと回転を規制しないアンロックとを切り替える。

　本実施形態では、右出力軸１２及び左出力軸１３から径方向である後方に離間した位置にカウンタシャフト２０が備えられ、カウンタシャフト２０にカウンタドリブンギヤ２２及びファイナルドライブギヤ部２３が備えられているため、これらのギヤを覆うケーシング１１の部位である第２ケーシング３２、第３ケーシング３３、第４ケーシング３４がカウンタシャフト２０側に径方向（後方）に突出した構造になっている。

　左出力軸１３の周りに設けられた電動モータ２は、カウンタシャフト２０よりも径方向には突出していない。インバータ１０は、電動モータ２の後方に配置され、減速機３を覆う第２ケーシング３２及び第３ケーシング３３の後端よりも前方に配置されている。すなわち、インバータ１０は、上方から見てＬ字型に配置された電動モータ２と減速機３の凹みを利用して配置され、インバータ１０を含むリヤトランスアクスル１全体が上方から見て矩形状に構成されている。

　図４は、インバータ１０の取り付け方法を示す説明図である。図５は、側蓋７１（第１蓋部材）を開けた状態でのリヤトランスアクスル１の後面図である。
　図１、３、４、５に示すように、インバータ１０は、ケーシング１１に詳しくは第２ケーシング３２に内蔵されている。第２ケーシング３２の後面には、リヤトランスアクスル１の組立時にインバータ１０を挿入するための開口部７０（第１開口部）が設けられている。また、第２ケーシング３２には、開口部７０を覆う側蓋７１（第１蓋部材）が備えられている。

　インバータ１０を第２ケーシング３２内に組み付ける際には、始めにインバータ１０を側蓋７１にボルト等によって固定し、側蓋７１に固定されたインバータ１０を開口部７０から第２ケーシング３２内に挿入し、側蓋７１を第２ケーシング３２にボルト７２ａ～７２ｄによって固定する。

　インバータ１０の上部には、電力ケーブルを接続するための端子台７５が備えられている。第２ケーシング３２上面には、インバータ１０の端子台７５を露出させる窓部７６（第２開口部）が設けられている。窓部７６は、第２ケーシング３２に例えば４個のボルト７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄによって四隅を固定される上蓋７８（第２蓋部材）によって覆われている。上蓋７８の左右方向長さは、インバータ１０の左右方向長さよりも大きい。

　第２ケーシング３２の上面には、ボルト７７ａ～７７ｄが締結される雌ねじ部が形成されている。
　４個のボルト７７ａ～７７ｄのうち、左側のボルト７７ａ、７７ｂが締結される雌ねじ部は、第２ケーシング３２の左側壁３２ａに設けたフランジ状のボス部７９に形成されている。右側のボルト７７ｃ、７７ｄが締結される雌ねじ部は、第２ケーシング３２に設けられたボス部８０に夫々形成されている。

　ボス部８０は第２ケーシング３２の上壁から下方に突出しているが、インバータ１０の上部を右方に避けた位置に設けられている。また、ボス部７９はインバータ１０の左上方に位置している。ボス部７９、８０の下端は、インバータ１０の上面よりも下方に位置している。

　以上のように、本実施形態のリヤトランスアクスル１は、インバータ１０、電動モータ２、減速機３、差動装置４をケーシング１１内に内蔵して構成されている。減速機３は電動モータ２の右部から電動モータ２よりも後方に突出しており、電動モータ２と減速機３が上方から見てＬ字型に配置され、インバータ１０はその凹部に配置されている。言い換えると、電動モータ２は減速機３を挟んで差動装置４と左出力軸１３の軸方向に並んで配置され、減速機３は電動モータ２よりも左出力軸１３の径方向に突出する部位を有し、インバータ１０は減速機３の突出部に隣接し電動モータ２と左出力軸１３の軸方向位置が重なって配置されている。したがって、インバータ１０を含むリヤトランスアクスル１を矩形箱状にコンパクトに構成することができる。特に、インバータ１０を電動モータ２の後方に配置することで、電動モータ２の上部に配置するよりもリヤトランスアクスル１全体の上下長さを抑えることができ、車両への搭載性を向上させることができる。また、ケーシング１１内に、大型のインバータ１０を縦型にして上下方向に大きく設置することが可能になる。

　また、インバータ１０を第２ケーシング３２に設けられた側蓋部材７１に固定してから、当該側蓋部材７１を第２ケーシング３２の後方から組み付けるように構成しており、インバータ１０の組付け性やメンテナンス性を向上させることができる。
　第２ケーシング３２には、インバータ１０の上方に端子台７５の上方に窓部７６を備え、当該窓部７６を覆う上蓋７８が設けられている。なお、上蓋７８は端子台７５が電源ケーブルを接続する際に使用する窓部７６を覆うものであり、窓部７６及び上蓋７８は少なくとも端子台７５が露出可能な大きさであればよい。しかしながら、例えばインバータ１０の上部にボス部７９、８０を設けると、ボス部７９、８０を避けるように上方に上蓋７８を配置させなければならない。

　これに対し、本実施形態では、上蓋７８をインバータ１０よりも左右長さを長くして、上蓋７８を固定するボルト用のボス部７９、８０が、インバータ１０の上部を左右方向に避けるように、すなわち上面視においてインバータ１０の外方に配置されている。

　これにより、インバータ１０の上面と上蓋７８とを上下方向に近接して配置することができ、インバータ１０の収納部付近の第２ケーシング３２の上下方向の突出を抑えることができる。これにより、ケーシング１１及びリヤトランスアクスル１全体の上下方向の大きさを抑制することができる。

　なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　本実施形態では、リヤトランスアクスル１に本発明を適用しているが、車両の前輪を駆動するフロントトランスアクスルにも適用可能である。

　１　リヤトランスアクスル（車両用駆動装置）
　２　電動モータ（モータ）
　３　　減速機
　４　差動装置
　７　右ドライブシャフト（駆動軸）
　８　左ドライブシャフト（駆動軸）
　１１　ケーシング
　１２　右出力軸（第１出力軸）
　１３　左出力軸（第２出力軸）
　１５　ロータシャフト（モータ出力軸）
　２０　カウンタシャフト（中間軸）
　２１　モータドライブギヤ部（第１歯車群）
　２２　カウンタドリブンギヤ（第１歯車群）
　２３　ファイナルドライブギヤ部（第２歯車群）
　２５　ファイナルドリブンギヤ（第２歯車群）
　７０　開口部（第１開口部）
　７１　側蓋（第１蓋部材）
　７５　端子台
　７６　窓部（第２開口部）
　７８　上蓋（第２蓋部材）
　７９、８０　ボス部

Claims (5)

1. 　電動モータと、
   　車両の車輪を駆動する駆動軸にそれぞれ接続され、同一軸線上に配置された第１出力軸および第２出力軸を含む出力軸と、
   　前記第１出力軸と前記第２出力軸との間に介装された差動装置と、
   　前記電動モータの出力を減速して前記差動装置に入力する減速機と、
   　前記電動モータを駆動制御するインバータと、
   　少なくとも前記インバータを内蔵するケーシングと、
   を備えた車両用駆動装置であって、
   　前記電動モータの出力軸であるモータ出力軸が中空状に形成され、内部に前記第２出力軸が前記モータ出力軸に対して回転可能に配置されており、
   　前記モータは前記減速機を挟んで前記差動装置と前記出力軸の軸方向に並んで配置され、
   　前記減速機は、前記モータよりも前記出力軸の径方向に突出する部位を有し、
   　前記インバータは、前記減速機の突出部に隣接し前記モータと前記出力軸の軸方向位置が重なって配置される
   ことを特徴とする車両用駆動装置。
2. 　前記減速機は、
   　前記出力軸と平行かつ径方向に離間して配置された中間軸と、
   　前記モータ出力軸と前記中間軸とに備えられた一対の第１歯車群と、
   　前記中間軸と前記差動装置との間に備えられた一対の第２歯車群と、を備え、
   　前記インバータは、前記出力軸の軸方向視において前記中間軸と重なって配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 　前記ケーシングは、前記インバータを挿入可能な第１開口部が形成されているとともに、前記第１開口部を覆う第１蓋部材を有し、
   　前記インバータは前記第１蓋部材に固定される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用駆動装置。
4. 　前記インバータの一側面に、前記インバータに電気ケーブルを接続する端子台が備えられ、
   　前記ケーシングには、前記インバータの前記一側面に隣接した位置で前記端子台を露出する第２開口部が形成されており、
   　前記ケーシングに設けられたボス部にボルトによって固定されて前記第２開口部を覆う第２蓋部材を有し、
   　前記ボス部は、前記一側面視において前記インバータの外方に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
5. 　前記一側面は、車両上方側の面である
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置。