(57)【要約】【課題】左右駆動輪を駆動する第１電動モータ及び第２電動モータのいずれか一方が何らかの原因によってその回転トルク伝達機能を停止した場合であっても、走行の安定性を保持することにある。【解決手段】左駆動車輪１２ａ及び右駆動車輪１２ｂをそれぞれ回転駆動させる第１電動モータ１４ａ及び第２電動モータ１４ｂと、その駆動軸１６に連結される第１ドライブシャフト１８ａ及び第２ドライブシャフト１８ｂと、一組のインボード等速ジョイント２４ａ、２４ｂを介して前記第１電動モータ１４ａと第２電動モータ１４ｂの間に配設されるデファレンシャル機構２８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各電動モータを駆動させ、前記各電動モータの回転駆動力が車輪単位で伝達されることにより各駆動車輪を駆動させる電気自動車用駆動装置において、
左右駆動車輪に対して回転駆動トルクをそれぞれ伝達する第１電動モータ及び第２電動モータと、
前記第１電動モータと前記第２電動モータとの間に配置されるデファレンシャル機構と、
を備えることを特徴とする電気自動車用駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１電動モータ及び第２電動モータは、前記デファレンシャル機構と左右駆動車輪との間に配設される第１ドライブシャフト及び第２ドライブシャフトに設けられることを特徴とする電気自動車用駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記第１電動モータ及び第２電動モータは、前記デファレンシャル機構にそれぞれ連結される一組のアウトボード等速ジョイントと一体的に設けられることを特徴とする電気自動車用駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記第１電動モータ及び第２電動モータは、前記左右駆動車輪に組み込まれて一体的に設けられることを特徴とする電気自動車用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載される各電動モータを駆動させることにより、前記各電動モータの回転駆動力を車輪単位で伝達することが可能な電気自動車用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の電動機（電動モータ）を用いて車輪単位毎に駆動する電気自動車、例えば、各駆動輪毎に駆動機構をそれぞれ一体的に組み込んだインホイールモータを備える電気自動車が知られている。
【０００３】
この種の電気自動車に関し、特許文献１には、駆動用モータと、遊星歯車機構からなる減速歯車機構と、ホイールベアリングと、機械式ブレーキとを組み合わせて電気自動車の駆動装置を構成する電気自動車用インホイールモータが開示されている。
【０００４】
この場合、右駆動輪を駆動する第１駆動用モータと左駆動輪を駆動する第２駆動用モータとを設けて回転車輪単位毎にそれぞれ駆動制御される電気自動車では、旋回走行時における駆動輪間の回転数差、すなわち内輪と外輪との間における速度差が生じるということがないため、いわゆるデファレンシャル装置（差動装置）が不要となる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４４００８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示された車輪単位毎に駆動制御される電気自動車では、左右駆動輪をそれぞれ駆動する第１駆動用モータ又は第２駆動用モータのいずれか一方が故障しその回転駆動力伝達機能が停止した場合、例えば、制動トルクが発生して走行の安定性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、左右駆動輪を駆動する第１電動モータ及び第２電動モータのいずれか一方が何らかの原因によってその回転トルク伝達機能を停止した場合であっても、走行の安定性を保持することが可能な電気自動車用駆動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】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、各電動モータを駆動させ、前記各電動モータの回転駆動力が車輪単位で伝達されることにより各駆動車輪を駆動させる電気自動車用駆動装置において、
左右駆動車輪に対して回転駆動トルクをそれぞれ伝達する第１電動モータ及び第２電動モータと、
前記第１電動モータと前記第２電動モータとの間に配置されるデファレンシャル機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記第１電動モータ及び第２電動モータは、前記デファレンシャル機構と左右駆動車輪との間に配設される第１ドライブシャフト及び第２ドライブシャフトに設けられ、又は、前記デファレンシャル機構にそれぞれ連結される一組のアウトボード等速ジョイントと一体的に設けられ、或いは、前記左右駆動車輪に組み込まれて一体的に設けられるとよい。
【００１０】
本発明によれば、例えば、一方の第１電動モータが何らかの原因によってロック状態となった場合、デファレンシャル機構が作動し、他方の第２電動モータの回転駆動トルクが左右駆動車輪にそれぞれ同等の比率で分配されて走行の安定性が保持される。
【発明の効果】
【００１１】
左右駆動輪を駆動する第１電動モータ及び第２電動モータのいずれか一方が何らかの原因によってその回転トルク伝達機能を停止した場合であっても、デファレンシャル機構が作動することにより、走行の安定性を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る電気自動車用駆動装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置を示す。この電気自動車用駆動装置１０は、左駆動車輪１２ａ及び右駆動車輪１２ｂをそれぞれ回転駆動させる第１電動モータ１４ａ及び第２電動モータ１４ｂ（以下、単に、第１モータ１４ａ、第２モータ１４ｂという）を備える。前記第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂの駆動軸１６には、図示しないカップリング部材を介して第１ドライブシャフト１８ａ及び第２ドライブシャフト１８ｂが連結される。
【００１４】
なお、前記左右駆動車輪１２ａ、１２ｂは、図示しない電気自動車の左右前輪又は左右後輪、或いは左右前後輪のいずれであってもよい。
【００１５】
さらに、前記電気自動車用駆動装置１０は、前記駆動軸１６と反対側の端部であって前記第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂのモータハウジング２０に第１軸２２を介してそれぞれ連結される一組のインボード等速ジョイント２４ａ、２４ｂと、前記一組のインボード等速ジョイント２４ａ、２４ｂの第２軸２６にそれぞれ連結されるデファレンシャル機構（差動装置）２８と、前記第１ドライブシャフト１８ａ及び第２ドライブシャフト１８ｂの一端部に対して一組のアウトボード等速ジョイント３０ａ、３０ｂを介してそれぞれ連結される左右駆動車輪１２ａ、１２ｂとを備える。
【００１６】
この場合、前記インボード等速ジョイント２４ａ、２４ｂは、例えば、外輪部材の内壁に形成されたボール溝に沿って変位する複数のボール（図示せず）によって回転トルクが伝達されるバーフィールド型等速ジョイントが適用され、また、前記アウトボード等速ジョイント３０ａ、３０ｂは、例えば、アウタカップの内壁に形成された複数のトラック溝に沿って摺動変位するトラニオンによって回転トルクが伝達されるトリポート型等速ジョイントが適用されると好適である。
【００１７】
また、前記デファレンシャル機構２８は、一組のインボード等速ジョイント２４ａ、２４ｂの第２軸２６にそれぞれ連結される第１差動歯車３２及び第２差動歯車３４と、前記第１差動歯車３２と第２差動歯車３４との回転速度差に基づいて回転するピニオンギヤ３６とを含む、いわゆるオープンデフによって構成される。
【００１８】
本実施の形態に係る電気自動車用駆動装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００１９】
先ず、図示しない電源を付勢することにより第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂがそれぞれ回転駆動され、前記第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂの回転駆動トルクが第１ドライブシャフト１８ａ及び第２ドライブシャフト１８ｂ、一組のアウトボード等速ジョイント３０ａ、３０ｂを介して左右駆動車輪１２ａ、１２ｂにそれぞれ伝達される。従って、左右駆動車輪１２ａ、１２ｂが円滑に回転することにより電気自動車が好適に走行する。
【００２０】
なお、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂの回転駆動作用下に電気自動車が円滑に走行している場合、例えば、図示しない回転速度センサによって左右駆動車輪１２ａ、１２ｂの回転速度が検出されてその検出信号が図示しない制御部に導入されて前記第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂの回転数が好適に制御されており、左右駆動車輪１２ａ、１２ｂの間で回転速度差が発生してもデファレンシャル機構２８は、作動しない（図２参照）。
【００２１】
すなわち、図示しない制御部によって第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂが制御され、前記第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂの回転トルクが左右駆動車輪１２ａ、１２ｂに伝達される通常の場合には、デファレンシャル機構２８の第１差動歯車３２及び第２差動歯車３４に対して何ら負荷が付与されていない。従って、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂのモータハウジング２０、一組のアウトボード等速ジョイント３０ａ、３０ｂの第１軸２２及び第２軸２６、並びに前記第１差動歯車３２、第２差動歯車３４は、回転することがなく静止状態にある。
【００２２】
ところで、何らかの原因（例えば、図示しないモータコイルの焼き付き等）によって第１モータ１４ａの回転駆動力伝達機能が停止して前記第１モータ１４ａのみがロック状態となった場合について検討する。なお、その前提条件として左右駆動車輪１２ａ、１２ｂが地面に接触して共にグリップした状態にあるものとする。
【００２３】
第１モータ１４ａがロック状態となり左駆動車輪１２ａに対する前記第１モータ１４ａの回転駆動力伝達機能が停止することにより、デファレンシャル機構２８の第１差動歯車３２と第２差動歯車３４との間に回転速度差が発生し、前記デファレンシャル機構２８が作動する。
【００２４】
すなわち、図３に示されるように、正常に機能する第２モータ１４ｂの回転駆動トルクが、前記第２モータ１４ｂのモータハウジング２０、インボード等速ジョイント２４ｂを介してデファレンシャル機構２８にそれぞれ伝達される。第２モータ１４ｂの回転駆動トルクは、インボード等速ジョイント２４ｂの第１軸２２及び第２軸２６を介して第２差動歯車３４に伝達され、前記第２差動歯車３４が矢印Ａ方向に回転する。
【００２５】
そして、前記第２差動歯車３４と噛合するピニオンギヤ３６を介して第１差動歯車３２が前記第２差動歯車３４と反対の矢印Ｂ方向に回転し、その回転駆動トルクがインボード等速ジョイント２４ａを介してロック状態である第１モータ１４ａを含む第１ドライブシャフト１８ａに伝達され、最終的に左駆動車輪１２ａに回転トルクが伝達されて前記左駆動車輪１２ａが回転する。
【００２６】
従って、一方の第１モータ１４ａが何らかの原因によってロック状態となった場合であっても、他方の第２モータ１４ｂの回転駆動トルクが左右駆動車輪１２ａ、１２ｂにそれぞれ同等の比率で分配されて走行の安定性が保持される。
【００２７】
次に、何らかの原因（例えば、図示しないモータコイルの断線等）によって第１モータ１４ａの回転駆動力伝達機能が停止して前記第１モータ１４ａが空転状態（無負荷状態、或いは空回り状態）となった場合について検討する。なお、左右駆動車輪１２ａ、１２ｂが地面に接触して共にグリップした状態にあることは前記と同一である。
【００２８】
第１モータ１４ａが空転状態となり左駆動車輪１２ａに対する前記第１モータ１４ａの回転駆動力伝達機能が停止することにより、デファレンシャル機構２８の第１差動歯車３２と第２差動歯車３４との間に回転速度差が発生し、前記デファレンシャル機構２８が作動する。
【００２９】
すなわち、図４に示されるように、正常に機能する第２モータ１４ｂの回転駆動トルクが、前記第２モータ１４ｂのモータハウジング２０、インボード等速ジョイント２４ｂを介してデファレンシャル機構２８にそれぞれ伝達される。第２モータ１４ｂの回転駆動トルクは、インボード等速ジョイント２４ｂの第１軸２２及び第２軸２６を介して第２差動歯車３４に伝達され、前記第２差動歯車３４が矢印Ａ方向に回転する。
【００３０】
そして、前記第２差動歯車３４と噛合するピニオンギヤ３６を介して第１差動歯車３２が前記第２差動歯車３４と反対の矢印Ｂ方向に回転し、その回転駆動トルクが空転状態である第１モータ１４ａのモータハウジング２０に伝達される。この場合、第１モータ１４ａが空転状態にありトルク反力を受容することがないため、第２モータ１４ｂも空転状態となり、前記第２モータ１４ｂの駆動軸１６に連結された第２ドライブシャフト１８ｂ及び右駆動車輪１２ａも空転状態となる。
【００３１】
従って、一方の第１モータ１４ａが何らかの原因によって空転状態となった場合であっても、他方の第２モータ１４ｂも共に空転状態となり、左右駆動車輪１２ａ、１２ｂがフリー状態となって走行の安定性が保持される。
【００３２】
本実施の形態では、各電動モータによって各駆動車輪毎に駆動される電気自動車において本質的に不要とされるデファレンシャル機構２８を敢えて用い、一方の第１モータ１４ａの回転トルク伝達機構が停止した場合であっても前記デファレンシャル機構２８を作動させて、左右駆動車輪１２ａ、１２ｂの回転速度差を吸収することにより、電気自動車を安定走行させることができる。
【００３３】
次に、本発明の他の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置１０ａを図５に示す。なお、前記実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
この他の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置１０ａでは、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂがそれぞれ一体的に組み込まれた第１インボード等速ジョイント３８ａ及び第２インボード等速ジョイント３８ｂを設けている点で前記実施の形態と相違している。
【００３５】
他の実施の形態では、いわゆる、ばね下荷重が軽くなるという利点が得られる。
【００３６】
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置１０ｂを図６に示す。
【００３７】
このさらに他の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置１０ｂでは、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂがそれぞれ一体的に組み込まれた左右駆動車輪４０ａ、４０ｂを設け、インホイールモータ構造とした点で前記実施の形態と相違している。
【００３８】
さらに他の実施の形態では、車体中心部周辺に有効スペースが設けられ、レイアウトの自由度が向上するという利点が得られる。
【００３９】
なお、他の実施の形態及びさらに他の実施の形態では、図２〜図４に示される前記実施の形態と同一の作用効果が得られるため、その詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す電気自動車用駆動装置の第１モータ及び第２モータから回転駆動トルクが左右駆動車輪にそれぞれ伝達されている状態を示す概略構成図である。
【図３】図１に示す電気自動車用駆動装置の第１モータがロック状態となり、第２モータの回転駆動トルクが左右駆動車輪にそれぞれ分配された状態を示す概略構成図である。
【図４】図１に示す電気自動車用駆動装置の第１モータが空転状態となり、第２モータも共に空転状態となった状態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る電気自動車用駆動装置の概略構成図である。
【図６】本発明のさらに実施の形態に係る電気自動車用駆動装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ａ、１０ｂ…電気自動車用駆動装置
１２ａ…左駆動車輪                      １２ｂ…右駆動車輪
１４ａ…第１電動モータ                  １４ｂ…第２電動モータ
１６…駆動軸                            １８ａ…第１ドライブシャフト
１８ｂ…第２ドライブシャフト            ２０…モータハウジング
２２…第１軸                            ２４ａ、２４ｂ…インボード等速ジョイント
２６…第２軸                            ２８…デファレンシャル機構
３０ａ、３０ｂ…アウトボード等速ジョイント
３２…第１差動歯車                      ３４…第２差動歯車
３６…ピニオンギヤ                      ３８ａ…第１インボード等速ジョイント
３８ｂ…第２インボード等速ジョイント    ４０ａ…左駆動車輪                      ４０ｂ…右駆動車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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