(57)【要約】【課題】  燃料電池車又は電気自動車に適したドライブシャフトを提供する。【解決手段】  後輪の上方にモータが設置される。モータのトルクを後輪に伝達するドライブシャフトはほぼ鉛直方向を長手方向として設置される。ドライブシャフトは、両端に樽型の部材を有するシャフトと、一方の樽型の部材を収納する空間を内部に有する第１の中空円筒と、他方の樽型の部材を収納する空間を内部に有する第２の中空円筒とからなる。樽型の部材の外周面と第１及び第２の中空円筒の内周面とはスプラインをなして嵌合する。ドライブシャフトの回転は、ほぼ直角に交差するギアにより減速されて後輪に伝達される。【選択図】図１
2005249159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸の周りに回転可能に支持され内周に前記第１軸と平行な第１溝を有する第１中空円筒と、
前記第１軸と平行な第２軸の周りに回転可能に支持され前記第２軸と平行な第２溝を有する第２中空円筒と、
シャフトと、
前記シャフトの第１端に固定され、前記シャフトの周りに回転対称な樽型を有し、前記樽型の周方向に対して垂直に延長し前記第１溝と噛み合う第１突起を有する第１回転部材と、
前記シャフトの第２端に固定され、前記シャフトの周りに回転対称な樽型を有し、前記樽型の周方向に対して垂直に延長し前記第２溝と噛み合う第２突起を有する第２回転部材
とを具備する
ドライブシャフト。
【請求項２】
請求項１に記載されたドライブシャフトであって、
前記第１回転部材は、前記第１中空円筒に対して前記第１溝と平行な方向に摺動可能である
ドライブシャフト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたドライブシャフトと、
前記第１中空円筒にトルクを供給する原動機と、
前記第２中空円筒のトルクを車軸に伝達する伝達機構
とを具備する
ドライブユニット。
【請求項４】
請求項３に記載されたドライブユニットであって、
前記ドライブシャフトは前記第１軸がサスペンションのコイルスプリングの中心軸と平行な方向を向くように設置され、
前記伝達機構は、前記第２軸のトルクを前記車軸に取り付けられるホイールの中心軸まわりのトルクに変換するギアを備える
ドライブユニット。
【請求項５】
請求項３又は４に記載されたドライブユニットであって、
前記伝達機構は、前記車軸の回転速度を前記ドライブシャフトの回転速度よりも小さくする減速機構を備える
ドライブユニット。
【請求項６】
請求項３から５のうちのいずれか１項に記載されたドライブユニットであって、
前記原動機はモータである
ドライブユニット。
【請求項７】
請求項３から６のうちのいずれか１項に記載されたドライブユニットであって、
更に、前記ドライブシャフトを収納する第１外筒と、
前記第１外筒に平行に固定された第２外筒と、
前記第２外筒に収納されたサスペンション
とを具備する
ドライブユニット。
【請求項８】
請求項３から７のうちのいずれか１項に記載されたドライブユニットと、
前記車軸に取り付けられた車輪
とを具備する
自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライブシャフトに関する。本発明は特に、モータの駆動力を車輪に伝達するのに適したドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池又は燃料電池から供給される電力によりモータを駆動し、そのモータから車輪に供給されるトルクにより推進力を得る自動車の開発が行われている。
【０００３】
モータ効率を向上させると共に小型・軽量にし車体スペースを有効利用することを目的とした、交流のモータと減速歯車機構とブレーキが一体構造となったホイールインモータ方式の駆動機構が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２８９５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、モータの動力を車輪に伝達するのに適したドライブシャフトを提供することである。
本発明の他の目的は、ばね下重量が小さいモータ駆動の自動車を提供することである。
本発明の更に他の目的は、車内スペースの設計の自由度が高い自動車を提供することである。
本発明の更に他の目的は、小型で走行の安定性が高いモータ駆動の自動車を提供することである。
本発明の更に他の目的は、空気の流出が容易な構造の車体を有する自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００６】
本発明によるドライブシャフト（３）は、第１軸の周りに回転自在に固定され内周に第１軸と平行な第１溝を有する第１中空円筒（３２）と、第１軸と平行な第２軸の周りに回転自在に固定され第２軸と平行な第２溝を有する第２中空円筒（３４）と、シャフト（３０）と、シャフトの第１端に固定され、シャフトの周りに回転対称な樽型を有し、樽型の周方向に対して垂直に延長し第１溝と噛み合う第１突起を有する第１回転部材（３６）と、シャフトの第２端に固定され、シャフトの周りに回転対称な樽型を有し、樽型の周方向に対して垂直に延長し第２溝と噛み合う第２突起を有する第２回転部材（３８）とを具備している。
【０００７】
本発明によるドライブシャフト（３）において、第１回転部材（３６）は、第１中空円筒（３２）に対して第１溝と平行な方向に摺動可能である。
【０００８】
本発明によるドライブユニット（２）は、本発明によるドライブシャフト（３）と、第１中空円筒にトルクを供給する原動機（１６）と、第２中空円筒のトルクを車軸（２９）に伝達する伝達機構（２６、２８）とを具備している。
【０００９】
本発明によるドライブユニット（２）において、ドライブシャフト（３）は第１軸がサスペンションのコイルスプリングの中心軸と概ね平行な方向を向くように設置されている。伝達機構（２６、２８）は、第２軸のトルクを車軸（２９）に取り付けられるホイール（４）の中心軸まわりのトルクに変換するギア（２６、２８）を備える。
【００１０】
本発明によるドライブユニット（２）において、伝達機構（２６、２８）は、車軸（２９）の回転速度をドライブシャフト（３）の回転速度よりも小さくする減速機構を備える。
【００１１】
本発明によるドライブユニット（２）において、原動機（１６）はモータである。
【００１２】
本発明によるドライブユニット（２）は、ドライブシャフト（３）を収納する第１外筒（１４）と、第１外筒に平行に固定された第２外筒（１８）と、第２外筒に収納されたサスペンションとを具備している。
【００１３】
本発明による自動車（１００）は、本発明によるドライブユニット（２）と、原動機（１６）と、車軸（２９）に取り付けられた車輪（４）とを具備している。
【００１４】
本発明による自動車（１００）において、車軸（２９）は、当該自動車の後輪を駆動する。
【００１５】
本発明による自動車（１００）は、蓄電池（１０６）を具備している。原動機（１６）は蓄電池から供給される電力によりトルクを発生する。
【００１６】
本発明による自動車（１００）は、燃料電池を具備している。原動機（１６）は燃料電池から供給される電力によりトルクを発生する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータの動力を車輪に伝達するのに適したドライブシャフトが提供される。
さらに本発明によれば、ばね下重量が小さいモータ駆動の自動車が提供される。
さらに本発明によれば、車内スペースの設計の自由度が高い自動車が提供される。
さらに本発明によれば、小型で走行の安定性が高いモータ駆動の自動車が提供される。
さらに本発明によれば、両側の後輪のリアサスペンションの間に車輪を駆動するための構造物が無いため、車体の後部で空気が流出することが可能な構造の自動車が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明におけるドライブシャフト、ドライブユニット及び自動車について詳細に説明する。
【００１９】
図１を参照すると、本発明による自動車１００が示されている。自動車１００の進行方向をｘ軸の正方向、鉛直方向上向きをｚ軸の正方向とする右手座標系を取ると、図１に示されているのはｙ軸の正方向から見た自動車１００の側面図である。
【００２０】
自動車１００は、一人乗りの小型車である。自動車１００は、フレーム１０４により構造的に支えられている。フレーム１０４の下部には蓄電池１０６が搭載されている。自動車１００は、蓄電池１０６に代えて、又は蓄電池と共に燃料電池を備えていてもよい。
【００２１】
自動車１００は、２個の後輪（１個は図示されていない）を備えている。２個の後輪の各々にはドライブユニット２が取り付けられている。ドライブユニット２は、モータ１６を備えている。モータ１６はコントローラ１１０に接続されている。モータ１６は、コントローラ１１０の指令に応答してケーブル１０８を介して蓄電池１０６から電力を供給される。モータ１６は電力を供給されると動力を発生する。ドライブユニット２はモータ１６が発生する動力を後輪６に伝達し、後輪を回転する。
【００２２】
モータ１６が各々の後輪の上方に設置されているため、２つの後輪の間の空間には駆動のためのシャフト等がない。そのため、後輪の間の空間を人または荷物を積載するスペースとして利用することができる。または、後輪の間の空間を利用して、後輪の間の空間を空気が抜ける構造など、空力特性を改善した形状の車体を設計することができる。特に一人乗りで軽量な自動車１００の場合、車体を路面に押し付けて走行性を向上させる車体の設計をすることができる。
【００２３】
図２を参照すると、車体の右側の後輪を駆動するドライブユニット２の構成が示されている。車体の左側の後輪を駆動するドライブユニットは、図示されたドライブユニット２と車体に対して左右対称である。
【００２４】
ドライブユニット２は、ホイール４に取り付けられている。ホイール４にはタイヤ６が取り付けられている。ホイール４にはブレーキディスク８が取り付けられ、ブレーキディスク８はブレーキキャリパー１０に接続されている。
【００２５】
ドライブユニット２は、ボトムケース１１を備えている。ボトムケース１１はブレーキディスク８に対してホイール４と反対側に隣接している。ボトムケース１１はブレーキキャリパー１０を支持している。
【００２６】
ボトムケース１１は、ホイール４の車軸と概ね同じ中心軸を有する円盤型のギアケース１３と、ギアケース１３から上方に延長し、やや後方（ｘ軸負方向）に傾いたボトムケース上部１２とを有している。ボトムケース上部１２とギアケース１３とは一体に形成されている。
【００２７】
ボトムケース上部１２の上面には、ｘ軸方向に隣接した２個の円形の穴が設けられている。前方（ｘ軸正方向）の穴には円筒形のドライブシャフト外筒１４が差し込まれている。後方（ｘ軸負方向）の穴にはドライブシャフト外筒１４と平行に円筒形のサスペンション１８が差し込まれている。サスペンション１８は、衝撃を緩和するためのスプリングを内部に有している。
【００２８】
サスペンション１８はドライブシャフト外筒１４に固定されている。これにより、ドライブシャフト外筒１４が中心軸の周りに回転する運動が防止されている。
【００２９】
ドライブシャフト外筒１４は上部でモータ１６に接続している。ドライブシャフト外筒１４とサスペンション１８とはブラケット２０により車体に固定されている。ドライブユニット２はブラケット２０により車体に支持されている。
【００３０】
本発明のドライブユニット２は、ドライブシャフト、サスペンション、ギヤケースが一体となったモジュールとしてモジュール化されており、さまざまな設計の車体に適用可能である。さらに、ドライブユニット２に内臓されているドライブシャフト２、サスペンション１８は、傷つきにくく、錆びにくい。
【００３１】
図３を参照すると、ｘ軸の正方向から見たときのドライブユニット２の構成が示されている。図３においては、ブレーキディスク８、ブレーキキャリパー１０、ボトムケース１１は省略して描かれている。
【００３２】
モータ１６はモータ駆動軸１９に接続されている。モータ駆動軸１９は概ね鉛直方向を向いており、やや車体の内側の方に傾斜している。傾斜の角度は鉛直方向から５度以内、好ましくは３度程度である。モータ駆動軸１９の下端はドライブシャフト外筒１４の内部に位置する。
【００３３】
ドライブシャフト外筒１４の内部にはモータ側中空シャフト３２が収納されている。モータ駆動軸１９の下端はモータ側中空シャフト３２の上端に接続されている。モータ側中空シャフト３２は、モータ駆動軸１９と同軸の円筒形をなしている。モータ側中空シャフト３２は内側に中空の空間を有しており、その空間の下端は開放している。
【００３４】
モータ側中空シャフト３２の内側の空間には油、グリースなどの潤滑剤（図示せず）が塗布されている。モータ側中空シャフト３２の内側の壁面には、潤滑材が外に漏れ出すことを防止するオイルシール３３が設けられている。
【００３５】
モータ側中空シャフト３２の内部にはモータ側球面スプライン３６が収納されている。モータ側球面スプライン３６の下面にはシャフト３０が接続されている。シャフト３０はモータ側中空シャフト３２の開放端から外部に延長している。
【００３６】
ドライブシャフト外筒１４は、モータ側中空シャフト３２よりも下方にピニオンギア側中空シャフト３４を収納している。ピニオンギア側中空シャフト３４は、モータ側中空シャフト３２と同軸の円筒形をなしている。ピニオンギア側中空シャフト３２は内側に中空の空間を有しており、その空間の上端は開放している。
【００３７】
ピニオンギア側中空シャフト３４の内側の空間には油、グリースなどの潤滑剤（図示せず）が塗布されている。ピニオンギア側中空シャフト３４の内側の壁面には、潤滑材が外に漏れ出すことを防止するオイルシール３５が設けられている。
【００３８】
シャフト３０の下端はピニオンギア側中空シャフト３４の開放された上端から内部に入り込んでいる。シャフト３０の下端にはピニオンギア側球面スプライン３８が取り付けられている。ピニオンギア側球面スプライン３８はピニオンギア側中空シャフト３４の内部に収納されている。
【００３９】
ピニオンギア側中空シャフト３４の下端にはピニオンギア側中空シャフト３４と同軸にピニオンギア駆動軸２２がナット３９により固定されている。ナット３９は、上面に油溜まりを有している。
【００４０】
ドライブシャフト外筒１４の下端付近の内周には４点接触ベアリング２４が取り付けられている。４点接触ベアリング２４はピニオンギア駆動軸２２を支持している。
【００４１】
ピニオンギア駆動軸２２はドライブシャフト外筒１４の下端から外部に延長している。ピニオンギア駆動軸２２の下端はピニオンギア２６に接続している。ピニオンギア２６の回転軸はピニオンギア駆動軸２２と同軸である。
【００４２】
ピニオンギア２６は、リングギア２８に噛み合っている。リングギア２８の回転軸はピニオンギア２６の回転軸に対して概ね垂直であり、路面に対して概ね平行である。リングギア２８は回転軸２９に接続している。回転軸２９はホイール４に接続している。
【００４３】
ピニオンギア２６とリングギア２８により減速機構が実現されている。すなわち、リングギア２８の歯数は、ピニオンギア２６の歯数に比べて多い。例えばリングギア２８の歯数はピニオンギアの歯数の３倍である。
【００４４】
ドライブユニット２が後輪に設置されていることにより、こうした車輪内の減速機構を設置することが容易である。
【００４５】
図４を参照すると、ドライブシャフト３の構成が示されている。ドライブシャフト３は、モータ駆動軸１９、モータ側中空シャフト３２、モータ側球面スプライン３６、シャフト３０、ピニオンギア側球面スプライン３８、ピニオンギア側中空シャフト３８、及びピニオンギア側駆動軸２２からなる。
【００４６】
モータ側球面スプライン３６は、シャフト３０の中心軸に対して回転対称であり、中央が膨らんだ側面を有する樽型の形状をしている。サスペンション１８に負荷が掛けられていない状態のとき、モータ側球面スプライン３６の中心軸は、モータ側中空シャフト３２の中心軸と同軸である。サスペンション１８に負荷が掛けられていない状態のとき、モータ側球面スプライン３６は、側面の最も膨らんだ部分において、モータ側中空シャフト３２の内側の面にＡ−Ａ’に示される位置において接して（噛み合って）いる。
【００４７】
モータ側球面スプライン３６の樽型の側面は、球面の一部をなす形状でなくてもよい。モータ側球面スプライン３６は、シャフト３０の軸方向を上下方向として、上下に対称形でなくてもよい。
【００４８】
ピニオンギア側球面スプライン３６は、シャフト３０を法線とする平面に対してモータ側球面スプライン３６と対称な樽型の形状をしている。自動車１００が静止した状態のとき、ピニオンギア側球面スプライン３６の中心軸は、ピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸と同軸である。自動車１００が静止した状態のとき、ピニオンギア側球面スプライン３６は、側面の最も膨らんだ部分においてモータ側中空シャフト３２の内側の面と接して（噛み合って）いる。自動車１００が静止した状態のとき、ピニオンギア側球面スプライン３６は下側の面がナット３９の上側の面に接することにより支持されている。
【００４９】
図５を参照すると、図４におけるＡ−Ａ’断面においてモータ側中空シャフト３２とモータ側球面スプライン３６とをモータ側中空シャフト３２の中心軸を法線とする平面で切断した断面図が示されている。モータ側中空シャフト３２は内周に、モータ側中空シャフト３２の中心軸と平行に設けられた多数の溝（又は突起）である内周ストレートスプライン４２を有している。内周ストレートスプライン４２と外周ストレートスプライン４０とは嵌合してスプラインを形成している。
【００５０】
図６を参照すると、モータ側球面スプライン３６の形状が示されている。モータ側球面スプライン３６の側面（樽型において中央が膨らんでいる面）には、樽型の周方向に対して垂直に、すなわちシャフト３０と概ね平行に設けられた多数の突起（又は溝）である外周ストレートスプライン４０を有している。
【００５１】
図７を参照すると、サスペンション１８の中心軸に垂直方向の負荷が掛けられたときのドライブシャフト３が示されている。サスペンション１８が有するスプリングが引き伸ばされる向きに負荷が掛けられているとき、モータ側球面スプライン３６は、側面の最も膨らんだ部分において、図５に示されたモータ側中空シャフト３２の内側のＡ−Ａ’の位置よりもピニオンギア側中空シャフト３４にｙ（ｙ＞０）だけ近いＢ−Ｂ’に示される位置でモータ側中空シャフト３２に接している。
【００５２】
サスペンション１８が有するスプリングが縮められる向きに負荷が掛けられたときは、ｙ＜０、すなわちモータ側球面スプライン３６は、側面の最も膨らんだ部分において、Ａ−Ａ’の位置よりもモータ駆動軸１９に近い位置でモータ側中空シャフト３２に接する。
【００５３】
ピニオンギア側球面スプライン３８は、ピニオンギア側中空シャフト３４に対して、ピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸の方向に所定の長さよりも短い範囲内で摺動可能である。
【００５４】
図８を参照すると、サスペンション１８の中心軸に直交する方向に負荷が掛けられたときのドライブシャフト３が示されている。モータ側中空シャフト３２の中心軸、及びピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸に対してシャフト３０の中心軸は傾いている。モータ側球面スプライン３６の中心軸はシャフト３０の中心軸と同軸であるため、モータ側中空シャフト３２の中心軸に対して傾いている。
【００５５】
モータ側球面スプライン３６の中心軸がモータ側中空シャフト３２に対して傾いたとき、モータ側球面スプライン３６が樽型の側面を有していることにより、モータ側球面スプライン３６の外周ストレートスプライン４０とモータ側中空シャフト３２の内周ストレートスプライン４２とは嵌合している。
【００５６】
すなわち、モータ側球面スプライン３６の側面の形状は、モータ側球面スプライン３６の中心軸がモータ側中空シャフト３２に対して所定の大きさ（例えば３度から５度）よりも小さい任意の角度で傾いたとき、外周ストレートスプライン４０と内周ストレートスプライン４２とが嵌合する形状（定幅な形状）に設計されている。
【００５７】
モータ側球面スプライン３６は、樽型の側面の最も膨らんだ太い部分よりも少しずれた部分でモータ側中空シャフト３２の内側の側面に接する。モータ側球面スプライン３６がモータ側中空シャフト３２に接する位置は、モータ側中空シャフト３２の内周の角度によって違うことが好ましい。その違いは図８においてｙ１とｙ２の差Δｙによって表されている。モータ側球面スプライン３６は、Δｙがゼロでないように形状が決められていることが好ましい。
【００５８】
ドライブシャフト３は、モータ側球面スプライン３６の中心軸がモータ側中空シャフト３２に対して傾いたときに、モータ側中空シャフト３２の中心軸とピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸とが平行となるように製作されている。こうしたドライブシャフト３において、モータ側球面スプライン３６の中心軸がモータ側中空シャフト３２に対して傾いたとき、ピニオンギア側球面スプライン３８の中心軸はピニオンギア側中空シャフト３４に対して傾く。
【００５９】
ピニオンギア側球面スプライン３８の中心軸がピニオンギア側中空シャフト３４に対して傾いたとき、ピニオンギア側球面スプライン３８が樽型の側面を有していることにより、ピニオンギア側球面スプライン３８の外周ストレートスプライン４０とピニオンギア側中空シャフト３４の内周ストレートスプライン４２とは嵌合している。
【００６０】
すなわち、ピニオンギア側球面スプライン３８の側面の形状は、ピニオンギア側球面スプライン３８の中心軸がピニオンギア側中空シャフト３４に対して所定の大きさよりも小さい任意の角度で傾いたとき、外周ストレートスプライン４０と内周ストレートスプライン４２とが嵌合する形状（定幅な形状）に設計されている。
【００６１】
以上の構成を備えたドライブシャフト、ドライブユニット、及び自動車は、以下のように動作する。
【００６２】
自動車１００の運転手が所定の操作を行うと、コントローラ１１０はケーブル１０８を介して蓄電池１０６からの電力をモータ１６に供給する。モータ１６は電力をトルクに変換し、モータ駆動軸１９を回転する。
【００６３】
モータ側中空シャフト３２は中心軸のまわりにモータ駆動軸１９と一体に回転する。モータ側球面スプライン３６の外周ストレートスプライン４２がモータ側中空シャフト３２のＡ−Ａ’の位置で内周ストレートスプライン４２と嵌合していることにより、モータ側球面スプライン３６はモータ側中空シャフト３２と同じ角速度で回転する。
【００６４】
シャフト３０とピニオンギア側球面スプライン３８とはモータ側球面スプライン３６と一体に回転する。ピニオンギア側球面スプライン３８の外周ストレートスプライン４２と中空シャフト３４の内周ストレートスプライン４２が嵌合していることにより、ピニオンギア側中空シャフト３４はピニオンギア側球面スプライン３８と同じ角速度で回転する。
【００６５】
ピニオンギア駆動軸２２とピニオンギア２６とはピニオンギア側中空シャフト３４と一体に回転する。リングギア２８はピニオンギア２６に噛み合って回転する。リングギア２８の歯数がピニオンギア２６の歯数よりも多いためにリングギア２８はピニオンギア２６よりも小さい角速度で回転する。
【００６６】
リングギア２８のトルクは回転軸２９を介してホイール４に伝達され、ホイール４及びタイヤ６を駆動する。
【００６７】
電力を回転運動に変換するモータは、エンジンと比較して、回転速度が小さいときに発生するトルクが大きいという特性を有する。そのため、モータの始動時、停止時にシャフトに大きなトルクがかかる。本発明のドライブユニットによれば、減速機構によりモータ駆動軸の回転数を下げてホイールに伝達しているため、ドライブシャフトのトルクが小さく抑えられる。そのため、所定の強度を保ちつつシャフトの材質、形状、寸法などの設計の自由度が大きくなる。特にシャフトがより軽量になると、乗り心地が向上する。
【００６８】
自動車１００が走行しているとき、路面の状態などによりホイール４が衝撃を受ける。サスペンション１８に格納されたメインスプリング、ブッシュ、ダンパにより、運転手が受ける衝撃は緩和される。
【００６９】
ホイール４が受ける衝撃によりサスペンション１８が有するスプリングが軸方向に伸縮すると、図７に示されるようにモータ側球面スプライン３６はモータ側中空シャフト３２の中心軸方向にＡ−Ａ’からずれた位置Ｂ−Ｂ’に移動する。Ｂ−Ｂ’の位置において内周ストレートスプライン４０と外周ストレートスプライン４２とは嵌合している。そのため、モータ側中空シャフト３２のトルクはシャフト３０に伝達される。
【００７０】
ピニオンギア側球面スプライン３８は、サスペンションの伸縮に応じて、ナット３９に支持された状態の位置からずれて、ピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸方向に摺動する。摺動した位置において、ピニオンギア側球面スプライン３８の外周ストレートスプライン４２とピニオンギア側中空シャフト３４の内周ストレートスプライン４０とは嵌合している。そのため、シャフト３２のトルクはピニオンギア側中空シャフト３４に伝達される。
【００７１】
図７を参照して以上に説明された動作により、ドライブシャフト３はサスペンションの伸縮と一致して伸縮し、伸縮した状態でモータ駆動軸１９の回転は等速にピニオンギア駆動軸２２に伝達される。
【００７２】
ホイール４が衝撃を受けサスペンションが中心軸に直交する方向に負荷を受けると、図８に示されるようにシャフト３０がモータ側中空シャフト３２、及びピニオンギア側中空シャフト３４に対して傾く。モータ側中空シャフト３２の中心軸とピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸とは平行である。
【００７３】
傾いた状態において、モータ側中空シャフト３２の内周ストレートスプライン４２とモータ側球面スプライン３６の外周ストレートスプライン４０とは噛み合っている。傾いた状態において、ピニオンギア側中空シャフト３４の内周ストレートスプライン４２とピニオンギア側球面スプライン３８の外周ストレートスプライン４０とは噛み合っている。さらに、モータ側中空シャフト３２の中心軸とピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸とが平行であることにより、モータ駆動軸１９の回転は等速にピニオンギア駆動軸２２に伝達される。
【００７４】
傾いた状態で回転しているモータ側球面スプライン３６は、側面が樽型であることにより、中心軸がモータ側中空シャフト３２の中心軸と一致する向きに力を発生する。傾いた状態で回転しているピニオンギア側球面スプライン３８は、側面が樽型であることにより、中心軸がピニオンギア側中空シャフト３４の中心軸と一致する向きに力を発生する。この力により、樽型の球面スプラインを用いたドライブシャフト３は、自ずからモータ駆動軸１９、シャフト３０、ピニオンギア駆動軸２２が同軸になる向きの力を有する。こうしたドライブシャフト３を使用した自動車１００は、走行の安定性が高い。
【００７５】
本発明によるドライブユニットによれば、モータ１６はサスペンション１８の上方に位置している。そのため、本発明の自動車１００はばね下重量が小さく、乗り心地が良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、自動車の側面図である。
【図２】図２は、ドライブユニットの構成を示す。
【図３】図３は、ドライブユニットの構成を示す。
【図４】図４は、ドライブシャフトの構成を示す。
【図５】図５は、球面スプラインを示す。
【図６】図６は、スプラインの断面を示す。
【図７】図７は、ドライブシャフトを示す。
【図８】図８は、ドライブシャフトを示す。
【符号の説明】
【００７７】
２…ドライブユニット
３…ドライブシャフト
４…ホイール
６…タイヤ
８…ブレーキディスク
１０…ブレーキキャリパー
１１…ボトムケース
１２…ボトムケース上部
１３…ギアケース
１４…ドライブシャフト外筒
１６…モータ
１８…サスペンション
１９…モータ駆動軸
２０…ブラケット
２２…ピニオンギア駆動軸
２４…ベアリング
２６…ピニオンギア
２８…リングギア
２９…回転軸
３０…シャフト
３２…モータ側中空シャフト
３４…ピニオンギア側中空シャフト
３６…モータ側球面スプライン
３８…ピニオンギア側球面スプライン
４０…外周ストレートスプライン
４２…内周ストレートスプライン
１００…自動車
１０４…フレーム
１０６…蓄電池
１０８…ケーブル
１１０…コントローラ
【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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【図７】
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【図８】
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