(57)【要約】【課題】モータの回転を妨げることなく、モータ回転軸に発生したノイズを確実に除去する。【解決手段】モータの回転力をモータ回転軸からトランスミッションおよびディファレンシャル機構を介してドライブシャフトに伝達する。トランスミッションを遊星歯車７で構成し、遊星歯車７は、サンギア１５，リングギア１７またはプラネタリキャリア２１が、電気自動車の運転に必要なトランスミッションの変速比に応じて、入力要素，出力要素，固定要素となるよう切り替わる。サンギア１５，リングギア１７，プラネタリキャリア２１には、これらにそれぞれ接触可能なブラシ２５，２７，２９を設け、前記した切り替え時に、多板クラッチと一体化させたブラシ２５，２７，２９のいずれかを、固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触させる。【選択図】      図２
2004173335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転力をモータ回転軸からトランスミッションおよびディファレンシャル機構を介してドライブシャフトに伝達する電気自動車用動力伝達装置において、
前記トランスミッションを遊星歯車で構成し、
前記遊星歯車を構成する歯車またはプラネタリキャリアが、電気自動車の運転に必要なトランスミッションの変速比に応じて、入力要素，出力要素または固定要素となるよう切り替わり、
前記遊星歯車を構成する各歯車相互間を電気的に導通させ、
前記モータ回転軸を、前記遊星歯車の入力要素となる歯車またはプラネタリキャリアに機械的に固定して電気的に導通させるとともに、
前記遊星歯車の出力要素となる歯車またはプラネタリキャリアを、前記ディファレンシャル機構に機械的に固定して電気的に導通させ、
前記遊星歯車の固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアと、車体とを電気的に導通させる導通部材を設け、
前記モータ回転軸を、前記入力要素となる歯車またはプラネタリキャリア、前記固定要素となる歯車またはプラネタリキャリア、前記導通部材を介して、前記車体に電気的に導通させることを特徴とする電気自動車用動力伝達装置。
【請求項２】
前記遊星歯車を構成する各歯車相互の噛み合わせ部に、導電性グリースを設けたことを特徴とする請求項１記載の電気自動車用動力伝達装置。
【請求項３】
前記導通部材は、前記遊星歯車を構成する歯車またはプラネタリキャリア毎に、それぞれ設置することを特徴とする請求項１または２記載の電気自動車用動力伝達装置。
【請求項４】
前記導通部材を、前記遊星歯車を構成する複数の歯車またはプラネタリキャリアのうちの一つの歯車またはプラネタリキャリアを固定要素とするための連結固定手段に設け、この連結固定手段により、前記一つの歯車またはプラネタリキャリアを固定要素としたときに、前記導通部材をこの固定要素に接触させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電気自動車用動力伝達装置。
【請求項５】
前記導通部材は、前記固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに面接触するブラシであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電気自動車用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転力をモータ回転軸からトランスミッションおよびディファレンシャル機構を介してドライブシャフトに伝達する電気自動車用動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車に使用するモータは、モータ回転軸に電気的ノイズが発生することがあるが、その発生原因としては種々考えられる。
【０００３】
例えば、モータを駆動するインバータ装置内のスイッチング素子の動作に伴い発生するノイズが、何らかの経路を通じてモータ回転軸まで伝達される、あるいは、モータの固定子と回転軸との間の電磁気的作用によって発生する、などが考えられる。
【０００４】
モータ回転軸に発生したノイズは、例えばラジオ受信機などに悪影響を与え、ラジオの聴取が困難になったり、車内または車外の電子機器などの誤動作を招いたりする可能性がある。このため、各電子機器がノイズの影響を受けないようにする対策を講じる必要がある。
【０００５】
その対策としては、モータ回転軸を車体に接地させる（いわゆるボディアースを取る）手法が有効である。モータ回転軸と車体とを電気的に導通させることによって、モータ回転軸のノイズを、車体および車輪を通じて地面に逃がすことができる。そのためにはモータ回転軸と車体との間の電気的導通を実現しなければならない。
【０００６】
以下に、モータ回転軸と車体との間の電気的導通を実現するための従来の技術について説明する。
【０００７】
第１の従来の技術としては以下のようなものがある。
【０００８】
モータからの回転力は、モータ回転軸からトランスミッション、ディファレンシャル機構を介してドライブシャフトに伝達される。その経路には、例えばモータ回転軸、トランスミッション中にある歯車の軸、ドライブシャフトなどが、それぞれベアリングを介してケースに支持される。ベアリングのケースは車体に固定されている。すなわちモータ回転軸は、ベアリングを介して車体と電気的導通が実現されている。
【０００９】
また、第２の従来の技術としては、以下のようなものがある。
【００１０】
モータ回転軸にブラシを接触させる。このブラシは車体との間で電気的導通を実現するために、例えばトランスミッションの筐体などに取り付けられている。すなわち、モータ回転軸にとってブラシを経由して車体との間で電気的導通が実現されている例である。
【００１１】
この場合は、モータ回転軸とブラシとの間の接触抵抗が小さいため、例えば第１の従来の技術のようなベアリングを介した場合と比較して、モータ回転軸と車体との間の電気的導通をより良好なものにすることが期待できる。
【００１２】
第３の従来の技術としては、特許文献１に記載されたものがある。
【００１３】
すなわち、第１の従来の技術に対して、ベアリング内に導電性グリースを充填し、第１の従来の技術の場合よりも、モータ回転軸と車体との間の電気的導通特性を向上させることが可能となる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−３１０２９６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術には、以下のような問題がある。
【００１６】
第１の従来の技術は、ベアリングにおける転動体と軌道盤は、それぞれ金属製であり、相互間の接触は、潤滑油などの油膜を介したものになっている。例えばベアリングが玉軸受の場合は、転動体と軌道盤との間の接触が、点または線接触、ころ軸受の場合は線接触である。したがって、転動体と軌道盤との間の接触面積が小さくなって接触抵抗が大きく、充分な電気的導通が実現しない。
【００１７】
第２の従来の技術は、モータ回転軸にブラシを直接それも面接触で接触させることから、その間の接触抵抗は小さくなる。
【００１８】
しかしながら、モータ回転軸という動きのある部分に対してブラシを接触させることから、モータ回転軸の回転に伴って騒音の発生やブラシの磨耗などの不具合が発生する。
【００１９】
そもそも、モータとしてブラシの磨耗や騒音を避けるためにブラシ付きモータではなく、ブラシレスモータを採用する場合には、モータ回転軸と車体との間の電気的導通を実現するためにモータ回転軸にブラシを接触させるということは、ナンセンスである。
【００２０】
また、回転しているモータ回転軸に対してブラシを接触させることは、回転を妨げることになり、損失を伴うことになる。回転が速ければ、すなわちトルクが大きければ、その損失が大きくなる。
【００２１】
第３の従来の技術は、第１の従来の技術と比較すれば、導電性グリースによってベアリングでの接触抵抗が低減される。しかしながら、第１の従来の技術の場合と同様、転動体と軌道盤との間の接触が点または線での接触である。
【００２２】
さらに言うと、そもそもベアリングとは、軸の回転が滑らかになるように、すなわち機械的な抵抗を小さくするために、接触面積をできるだけ小さくすることが望ましい。しかしながら、電気的抵抗を小さくするためには、接触面積を大きくすることが望ましく、したがって本来のベアリングが持つべき性質を維持しようとすると、電気的抵抗が大きくなってノイズの除去ができなくなる。
【００２３】
そこで、この発明は、モータの回転を妨げることなく、モータ回転軸に発生したノイズを確実に除去することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、モータの回転力をモータ回転軸からトランスミッションおよびディファレンシャル機構を介してドライブシャフトに伝達する電気自動車用動力伝達装置において、前記トランスミッションを遊星歯車で構成し、前記遊星歯車を構成する歯車またはプラネタリキャリアが、電気自動車の運転に必要なトランスミッションの変速比に応じて、入力要素，出力要素または固定要素となるよう切り替わり、前記遊星歯車を構成する各歯車相互間を電気的に導通させ、前記モータ回転軸を、前記遊星歯車の入力要素となる歯車またはプラネタリキャリアに機械的に固定して電気的に導通させるとともに、前記遊星歯車の出力要素となる歯車またはプラネタリキャリアを、前記ディファレンシャル機構に機械的に固定して電気的に導通させ、前記遊星歯車の固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアと、車体とを電気的に導通させる導通部材を設け、前記モータ回転軸を、前記入力要素となる歯車またはプラネタリキャリア、前記固定要素となる歯車またはプラネタリキャリア、前記導通部材を介して、前記車体に電気的に導通させる構成としてある。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、モータ回転軸を、入力要素となる歯車またはプラネタリキャリア、固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアおよび、この固定要素に設けた導通部材を介して、車体に電気的に導通させるようにしたので、モータ回転軸に発生するノイズを、モータの回転を妨げることなく、確実に除去することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１は、この発明の一実施形態に係わる電気自動車用動力伝達装置の全体構成を示す概略図である。モータ１のモータ回転軸３から、トランスミッション５を構成する遊星歯車７に回転力を入力する。
【００２８】
遊星歯車７では、遊星歯車７を構成する歯車またはプラネタリキャリアの一つの部材が入力要素となり、この入力要素にモータ回転軸３の回転力が入力される。また、遊星歯車７の歯車またはプラネタリキャリアの他の一つの部材が固定要素となり、さらに他の一つの部材が出力要素となって回転力を出力する。出力要素からの出力は、プロペラシャフト９を介してディファレンシャル機構１１に伝達し、さらにドライブシャフト１３へと伝達する。
【００２９】
上記した遊星歯車７の歯車またはプラネタリキャリアは、電気自動車の運転に必要なトランスミッション５の変速比に応じて、入力要素，出力要素または固定要素となるよう切り替わる。
【００３０】
図２は、上記したトランスミッション５の内部構造を示す模式的な断面図である。トランスミッション５における遊星歯車７は、サンギア１５，リングギア１７，複数のピニオンギア１９および、各ピニオンギア１９を互いに連結しているプラネタリキャリア２１を、それぞれ備え、これらをトランスミッション５の筐体２３内に格納している。
【００３１】
上記したサンギア１５，リングギア１７およびプラネタリキャリア２１には、これらにそれぞれ接触させることが可能な導通部材としてのブラシ２５，２７，２９を設けている。これら各ブラシ２５，２７，２９は、トランスミッション５の筐体２３に、後述する金属製ばねなどを介して設置する。
【００３２】
サンギア１５，リングギア１７およびプラネタリキャリア２１のうちの一つの部材は、必ず固定要素となるが、固定要素となるときに、その固定要素に対応するブラシが、固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触する。
【００３３】
固定要素ではなく、入力要素および出力要素となる歯車またはプラネタリキャリアに対しては、各要素に対応するブラシは接触しない。
【００３４】
図３は、遊星歯車７における各歯車３１，３３相互の噛み合わせ部を示している。歯車３１，３３相互の噛み合わせ部には、導電性グリース３５を設けている。
【００３５】
次に、前記図２に示した各ブラシ２５，２７，２９を、それぞれ対応するサンギア１５，リングギア１７，プラネタリキャリア２１に接触させる方法について説明する。
【００３６】
ここでは、三つのブラシ２５，２７，２９のうちの例えばサンギア１５に対応するブラシ２５について説明するが、他のブラシ２７，２９についても同様の構造を採用できる。
【００３７】
図４は、上記したブラシ２５を連結固定手段としての多板クラッチ３７に一体化させた模式図である。ブラシ２５は、金属製ばね３９を介し、車体と電気的導通が実現しているトランスミッション５の筐体２３に接続する。
【００３８】
そして、多板クラッチ３７を、サンギア１５の連結板部１５ａに対し、図中で右方向に押し付けることで、サンギア１５が固定要素となる。これと同時に、サンギア１５に対応するブラシ２５は、金属製ばね３９の作用で連結板部１５ａに弾性的に接触し、モータ回転軸３と車体との間で電気的導通が実現される。
【００３９】
上記した実施形態によれば、モータ回転軸３を、入力要素となる歯車またはプラネタリキャリア、固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアおよび、この固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触するブラシ２５（２７，２９）を介して、車体に電気的に導通させるようにしたので、モータ回転軸３に発生するノイズを、モータ１の回転を妨げることなく、確実に除去することができる。
【００４０】
また、この場合、ブラシ２５（２７，２９）が固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触するので、モータ１の損失の防止できるとともに、モータ１の回転に伴うブラシ２５（２７，２９）とモータ回転軸３との間の騒音やブラシ２５（２７，２９）の磨耗を回避することができる。
【００４１】
さらに、導通部材としてブラシ２５，２７，２９を使用することで、ブラシ２５，２７，２９と、歯車またはプラネタリキャリアとの接触を面接触とすることができ、ベアリングの場合のような点接触または線接触ではないため、低接触抵抗を期待でき、モータ回転軸３と車体との間の電気的導通特性が向上する。
【００４２】
また、各歯車またはプラネタリキャリア毎にブラシ２５，２７，２９を用いることで、構成を簡単にすることができる。例えば、一つのブラシを全ての歯車またはプラネタリキャリアに接触させようとする場合、すべてに接触させることができる距離だけブラシを移動させる仕掛けや、各歯車およびプラネタリキャリアの中から固定する部材を選択する仕掛けなどが必要となり、構成が複雑になる。
【００４３】
各歯車、プラネタリキャリア毎に接触するブラシを設けることで、ブラシの移動や接触させる対象部材の選択などの仕掛けが必要なく、ブラシを接触状態と非接触状態とに切り替える機構を簡素化することができる。
【００４４】
また、歯車またはプラネタリキャリアのうちの一つの部材を固定要素とするため機構（多板クラッチ３７）を利用して、ブラシを歯車またはプラネタリキャリアに接触させるようにしたため、別の機構、例えば固定要素とする歯車またはプラネタリキャリアがどれかを検出して、ブラシをその固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触させる仕掛けを駆動するという複雑な機構を追加する必要がない。
【００４５】
そもそも歯車およびプラネタリキャリアを固定するという仕掛けは、トランスミッション５に元々備わっている機構である。それを利用してブラシを固定要素となる歯車またはプラネタリキャリアに接触させれば、ブラシによる導電性確保のために追加する構成を最低限に抑えることが可能である。
【００４６】
また、図３に示すように、導電性グリース３５を設けることで、遊星歯車７における各歯車３１，３３相互間の電気的導通特性が向上する。これにより、本発明の目的であるモータ回転軸３と車体との間の電気的導通状態が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係わる電気自動車用動力伝達装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の電気自動車用動力伝達装置におけるトランスミッションの内部構造を示す模式的な断面図である。
【図３】図１の電気自動車用動力伝達装置の遊星歯車における歯車相互の噛み合わせ部を示す説明図である。
【図４】図１の電気自動車用動力伝達装置におけるブラシを多板クラッチに一体化させた模式図である。
【符号の説明】
１  モータ
３  モータ回転軸
５  トランスミッション
７  遊星歯車
１１  ディファレンシャル機構
１３  ドライブシャフト
１５  サンギア（歯車）
１７  リングギア（歯車）
２１  プラネタリキャリア
２５，２７，２９  ブラシ（導通部材）
３５  導電性グリース
３７  多板クラッチ（連結固定手段）
【図１】
2004173335.tif 000003
【図２】
2004173335.tif 000004
【図３】
2004173335.tif 000005
【図４】
2004173335.tif 000006