(57)【要約】【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動力伝達装置を提供する。【解決手段】電動トラックの動力伝達装置は、モータと、モータに連結されるギアボックスと、ギアボックスに連結される差動装置と、一端が差動装置に連結されるとともに、他端が車輪に連結されるドライブシャフトと、を備える。モータ、ギアボックス、差動装置及びドライブシャフトは一体的に組み合わされることにより構成される動力ユニットを有し、動力ユニットは支持手段によってラダーフレームに対して支持されている。支持手段は、動力ユニットのうち第１の支持部を、ラダーフレームに対して支持する第１の支持手段と、動力ユニットのうち第１の支持部よりドライブシャフト側に設けられた第２の支持部を、ラダーフレームに対して支持する第２の支持手段と、を含む。【選択図】図３
2018016126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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動力伝達装置であって、
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、
一端が前記差動装置に連結されるとともに、他端が車輪に連結されるドライブシャフトと、
を備え、
前記モータ、前記ギアボックス、前記差動装置、及び、前記ドライブシャフトは一体的に組み合わされることにより動力ユニットを構成し、
前記動力ユニットを前記ラダーフレームに対して支持する支持手段を更に備え、
前記支持手段は、
前記動力ユニットのうち第１の支持部を、前記ラダーフレームに対して支持する第１の支持手段と、
前記動力ユニットのうち前記第１の支持部より前記ドライブシャフト側に設けられた第２の支持部を、前記ラダーフレームに対して支持する第２の支持手段と、
を含む電動トラックの動力伝達装置。
【請求項２】
前記第２の支持手段は、前記動力ユニット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に記載の電動トラックの動力伝達装置。
【請求項３】
前記第２の支持手段は、前記電動トラックの車体に前記車輪を懸架する懸架装置を介して、前記動力ユニットを前記ラダーフレームに支持する、請求項２に記載の電動トラックの動力伝達装置。
【請求項４】
前記ドライブシャフトは、
一端が第１のジョイント部を介して前記差動装置の出力軸に連結される第１のシャフトと、
一端が第２のジョイント部を介して前記第１のシャフトの他端に連結されるとともに、他端が前記車輪に連結される第２のシャフトと、
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動力伝達装置。
【請求項５】
前記第２の支持手段は、前記第２のシャフトを前記ラダーフレームに対して支持する、請求項４に記載の電動トラックの動力伝達装置。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載の電動トラックの動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで図４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４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。
【０００５】
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。
【０００６】
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に問題が生ずるおそれがある。
【０００７】
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４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。
【０００８】
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動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（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動力伝達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動力伝達装置であって、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、一端が前記差動装置に連結されるとともに、他端が車輪に連結されるドライブシャフトと、を備え、前記モータ、前記ギアボックス、前記差動装置、及び、前記ドライブシャフトは一体的に組み合わされることにより動力ユニットを構成し、前記動力ユニットを前記ラダーフレームに対して支持する支持手段を更に備える。前記支持手段は、前記動力ユニットのうち第１の支持部を、前記ラダーフレームに対して支持する第１の支持手段と、前記動力ユニットのうち前記第１の支持部より前記ドライブシャフト側に設けられた第２の支持部を、前記ラダーフレームに対して支持する第２の支持手段と、を含む。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、モータ、ギアボックス、差動装置、及び、ドライブシャフトは動力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。また動力ユニットは、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。
また、上記（１）の構成によれば、動力ユニットをラダーフレームに対して支持する支持手段を更に備えることから、動力ユニットは、異なる２箇所である第１の支持部及び第２の支持部にて、それぞれ第１の支持手段及び第２の支持手段によってラダーフレームに対して支持される。ここで第２の支持部は、第１の支持部よりドライブシャフト側に設けられており、ドライブシャフトから伝達される路面入力に対して、動力ユニットが少なからず揺動可能に構成されている。これにより、バネ下重量を軽減することができることから、良好な乗り心地が得られ、かつ、ドライブシャフトから伝達される路面入力による、動力ユニットの故障リスクを軽減できる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記第２の支持手段は、前記動力ユニットを前記ラダーフレームに対して弾性的に支持する。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、ラダーフレームに対して動力ユニットを弾性的に支持することで、ドライブシャフト側からの路面入力を減衰し、動力ユニットへの振動伝達を軽減できる。これにより、動力ユニットの故障リスクをより効果的に軽減できる。特に、第１の支持手段よりドライブシャフト側に設けられる第２の支持手段を弾性的に構成することで、上記効果をより効果的に享受できる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では上記（２）の構成において、前記第２の支持手段は、前記電動トラックの車体に前記車輪を懸架する懸架装置を介して、前記動力ユニットを前記ラダーフレームに支持する
【００１４】
上記（３）の構成によれば、電動トラックの車体に対する車輪の相対的変位を吸収可能な懸架装置を利用して、第２の支持手段を弾性的に構成できる。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の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。
【００１５】
（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、前記ドライブシャフトは、一端が第１のジョイント部を介して前記差動装置の出力軸に連結される第１のシャフトと、一端が第２のジョイント部を介して前記第１のシャフトの他端に連結されるとともに、他端が前記車輪に連結される第２のシャフトと、を備える。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、車輪に連結されるドライブシャフトは、第１及び第２のジョイント部を介して互いに回動可能に連結された第１及び第２のシャフトを備えて構成される。そのため、走行時に車輪側から伝達される路面入力は、第１及び第２のジョイント部によって吸収され、モータ、ギアボックス及び差動装置への振動入力を効果的に抑制できる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では上記（４）の構成において、前記第２の支持手段は、前記第２のシャフトを前記ラダーフレームに対して支持する。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）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。
【００１９】
上記（６）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。
【発明の効果】
【００２０】
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動力伝達装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図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概略構成を上方から示す模式図である。
【図２】図１の動力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３】図１の動力ユニットのドライブシャフトを通る平断面図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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の動力ユニット１５を含む動力伝達経路を簡略的に示す模式図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
尚、本実施形態では、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、化石燃料を消費して動力を発生させるエンジンをモータ６と併用す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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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１７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４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。
【００３０】
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、所定比率で左右一対の出力軸１７を介して左右一対のドライブシャフト１４に伝達する。左右一対の出力軸１７は、第１のジョイント部１４ｃ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、車輪１６側から入力される路面入力は、第１のジョイント部１４ｃにて緩和され、モータ６及びギアボックス８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。
【００３１】
ここでモータ６、ギアボックス８、差動装置１２及びドライブシャフト１４は、動力ユニット１５として一体的に構成されている。動力ユニット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。
【００３２】
ここで図１乃至図３を参照して、動力ユニット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３は図１の動力ユニット１５のうちドライブシャフト１４を通る平断面図である。
【００３３】
本実施形態では、図１に示すように、動力ユニット１５のラダーフレーム３に対する支持構造として、第１の支持手段２２及び第２の支持手段２４を備える。第１の支持手段２２は動力ユニット１５のうち第１の支持部２３をラダーフレーム３に対して支持するとともに、第２の支持手段２４は動力ユニット１５のうち第２の支持部２５をラダーフレーム３に対して支持する。
第１の支持部２３及び第２の支持部２５は、動力ユニット１５のうち、第１の支持手段２２及び第２の支持手段２４にそれぞれ接続される部分であり、動力ユニット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、その構造は特に限定されない。例えば、図１に示すように、ラダーフレーム３のサイドレール間に設けられたクロスメンバ４を第１の支持手段２２とし、第１の支持部２３を介して動力ユニット１５を支持してもよい。また、例えば、図１に示すように、リーフスプリング２０ａ、ショックアブソーバ（不図示）、スタビライザ（不図示）等からなる懸架装置２０を第２の支持手段２４とし、第２の支持部２５を介して動力ユニット１５を支持してもよい。なお、懸架装置２０には公知の懸架装置を用いることができるため、その詳細な構成は割愛する。
【００３４】
ここで、図１に示すように、第２の支持部２５は、動力ユニット１５のうち第１の支持部２３よりドライブシャフト１４側に設けられる。図２において、モータ６からギアボックス８、差動装置１２等を介して車輪１６へトルクを伝達する動力伝達経路において、モータ６側を上流側、車輪１６を下流側とした場合、モータ６から第１のジョイント部１４ｃまでの上流側の構造体が第１の支持部２３を介する第１の支持手段２２によりラダーフレーム３に対して支持される。また、第１のジョイント部１４ｃから車輪１６までの下流側の構造体が第２の支持部２５を介する第２の支持手段２４によりラダーフレーム３に対して支持される。
【００３５】
図２に示すように、ドライブシャフト１４は、第１のシャフト１４ａと、第２のシャフト１４ｂと、を備える。第１のシャフト１４ａの一端は、第１のジョイント部１４ｃを介して差動装置１２の出力軸１７に連結されるとともに、他端が第２のジョイント部１４ｄを介して第２のシャフト１４ｂの一端に連結されている。第２のシャフト１４ｂの他端は、車輪１６に連結されている。このように差動装置の出力軸１７は、ドライブシャフト１４を介して車輪１６に連結されている。この動力伝達経路には、第１のジョイント部１４ｃ及び第２のジョイント部１４ｄが介在しているため、走行時に車輪１６側で生じた振動は、第１のジョイント部１４ｃ及び第２のジョイント部１４ｄによって吸収され、軽減される。その結果、車輪１６側で生じる振動が動力ユニット１５に伝達されることにより、動力ユニット１５の故障リスクが増大することを抑制できる。
【００３６】
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を備える場合や、独立懸架式（インディペンデント・サス）においても本願と同様の技術的思想を適用可能である。
【００３７】
また第２の支持手段２４は、上述したように、動力ユニット１５が揺動可能に弾性支持するため、第２の支持部２５でラダーフレーム３に対して相対的変位が生じた際に、第１の支持部２３において、その変異に応じた変形を許容するように、第１の支持手段２２は第１の支持部２３を支点に回動可能に構成される。これにより、第２の支持部２５で変位が生じた際に、第１の支持部２３で歪みが生じないようになっている。
【００３８】
以上説明したように本発明の少なくとも１実施形態によれば、モータ６、ギアボックス８、差動装置１２及びドライブシャフト１４は動力ユニット１５として一体的に構成されるため、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１２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。
【００３９】
また動力ユニット１５は第１の支持手段２２及び第２の支持手段２４によってラダーフレーム３に支持される。仮に動力ユニット１５をドライブシャフト１４に支持すると上述したようにバネ下重量の増加が問題となるが、支持対象をラダーフレーム３とすることで、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。また動力ユニット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。
【００４０】
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動力伝達装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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動力伝達装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
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
１４ａ  第１のシャフト
１４ｂ  第２のシャフト
１４ｃ  第１のジョイント部
１４ｄ  第２のジョイント部
１５  動力ユニット
１６  車輪
１７  出力軸
２０  懸架装置
２０ａ  リーフスプリング
２２  第１の支持手段
２３  第１の支持部
２４  第２の支持手段
２５  第２の支持部
【図１】
2018016126.tif 000003
【図２】
2018016126.tif 000004
【図３】
2018016126.tif 000005
【図４】
2018016126.tif 000006