(57)【要約】【課題】レイアウト設計上、モータをホイール軸と一致する方向に配置できないとき、モータをホイール軸と直角をなす方向に配置して、モータの回転動力を車軸に容易に伝達できる電気自動車用動力伝達装置を提供する。【解決手段】軸が車両の横方向になるように配置されたホイール軸と、ホイール軸に対して所定の角度をなし、軸が車両の縦方向になるように配置されるモータと、ホイール軸とモータ軸との間を連結し、モータの回転力をホイール軸に伝達するカップリングと、を含んで構成される。【選択図】図３
2012041032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸が車両の横方向になるように配置されたホイール軸と、
前記ホイール軸に対して所定の角度をなし、軸が車両の縦方向になるように配置されるモータと、
ホイール軸とモータの軸との間に連結されてモータの回転力をホイール軸に伝達するカップリングと、
を含んで構成され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】
前記カップリングは、
一側端はモータ軸に一体に連結され、他側面には複数の動力入力孔が形成された入力軸と、
一側端はホイール軸に一体に連結され、他側面には複数の動力出力孔が形成された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸がなす角度に合わせて折曲された形状を備え、一側端は入力軸の各動力入力孔内を深さ方向に移動可能となるように挿入され、他側端は出力軸の各動力出力孔内を深さ方向に移動可能となるように挿入される複数の動力伝達バーと、で構成されることを特徴とする、請求項１記載の電気自動車用動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータ軸と前記ホイール軸の角度、入力軸と出力軸の角度、各動力伝達バーの折曲角度は、全て９０°であることを特徴とする、請求項２記載の電気自動車用動力伝達装置。
【請求項４】
前記入力軸と前記出力軸は円筒形で形成され、入力軸の動力入力孔及び出力軸の動力出力孔は同一の直径及び深さで形成されることを特徴とする、請求項２記載の電気自動車用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車用動力伝達装置に関し、更に詳しくは、ホイール軸に対してモータを直角方向に設置した場合に、モータの回転動力をホイール軸に容易に伝達可能にした電気自動車用動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、充電可能なバッテリーと、走行のためのモータが搭載された、モータを駆動源とするため排気ガスが排出されない環境に優しい車両である。
このような電気自動車の走行モードは、バッテリー電源によりモータが回転駆動して車両の走行がなされるＥＶ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モードと、車両の制動もしくは慣性による走行時に、制動及び慣性エネルギーをモータで発電してバッテリーに充電する回生制動（ＲＢ：ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ  ｂｒａｋｉｎｇ）モードとからなる。もちろん、回生制動による充電のみではバッテリーが満充電とならないため、定期的なバッテリーの充電が必要である。
【０００３】
通常の電気自動車のレイアウトは、バッテリーがエンジンルームまたはリアシートの後ろ側のトランク空間などに搭載され、モータが４つのホイールの側にそれぞれ連結される配置をしている。
電気自動車のモータは、動力伝達上、ホイール軸とモータ軸が同一方向になるように、ホイールの横に配置されることが多く、車輪のホイールハウス内にモータを設置するインハウス式のホイールモータが主流となってきている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、車輪のホイールハウスという限られた空間に制動装置とモータとを設置することは、レイアウト設計上困難なことが多く、サスペンションレイアウトにも制約が生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２７８４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、レイアウト設計上、モータをホイール軸と一致する方向に配置できないとき、モータをホイール軸と直角をなす方向に配置して、モータの回転動力を車軸に容易に伝達できる電気自動車用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の電気自動車用動力伝達装置は、軸が車両の横方向になるように配置されたホイール軸と、ホイール軸に対して所定の角度をなし、軸が車両の縦方向になるように配置したモータと、ホイール軸とモータ軸との間を連結し、モータの回転力をホイール軸に伝達するカップリングと、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明のカップリングは、一側端はモータの軸に連結され、他側面には複数の動力入力孔が形成された入力軸と、一側端はホイール軸に連結され、他側面には複数の動力出力孔が形成された出力軸と、入力軸と出力軸がなす角度に合わせて折曲された形状を備え、一側端は入力軸の各動力入力孔に孔内を深さ方向に移動可能となるように挿入され、他側端は出力軸の各動力出力孔に孔内を深さ方向に移動可能となるように挿入される複数の動力伝達バーと、で構成されることが好ましい。
【０００９】
更に好ましくは、モータの軸とホイール軸間の角度、入力軸と出力軸間の角度、各動力伝達バーの折曲角度は全て９０°で形成される。
【００１０】
また、入力軸と出力軸は円筒形で形成され、入力軸の動力入力孔及び出力軸の動力出力孔は同一な直径及び深さで形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電気自動車の動力伝達レイアウト上、モータをホイール軸と一致する方向に配置できないときは、ホイール軸に対してモータ軸を直角方向に配置し、所定の角度をなすモータ軸とホイール軸を直角に折曲された形態のカップリングにて連結して、モータの回転動力をホイール軸に容易に伝達することができ、電気自動車のレイアウト設計における自由度を大きく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置を表した平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置を表した斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置として、モータとホイール軸間に連結されるカップリングの構造を拡大して表した斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置の動力伝達動作を説明する斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置の動力伝達動作を説明する斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置の動力伝達動作を説明する斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電気自動車用動力伝達装置の動力伝達動作を説明する斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳述する。
【００１４】
本発明は、電気自動車のレイアウト上、モータを車軸と一致する方向に配置することができないとき、例えば、モータ軸がホイール軸と一致する方向にモータを配置すると、モータ及びその周辺部品が一軸上に配置されることになりモータの設置空間及び組立空間が著しく狭くなってしまうときなど、モータをホイール軸に対し直角となる方向に配置しても、モータの回転動力を車軸に容易に伝達できるようにしたものであり、電気自動車の開発時に、レイアウト設計の自由度を大きく高めるようにしたものである。
【００１５】
図１、２に示すように、本発明の好ましい実施形態は、軸が車両の横方向になるように配置した４つのホイール軸２０に対して、４つのモータ１０を軸が車両の縦方向になるように配置して、ホイール軸２０とモータ軸１２とが互いに直角をなす配置となっている。
【００１６】
そして、互いに直角に配置されたホイール軸とモータ軸１２との間には、モータ１０の回転動力をホイール軸２０に伝達するカップリング３０が装備されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態に係るカップリング３０の構成は、モータ軸１２と同軸方向で連結する入力軸３２と、ホイール軸２０と同軸方向で連結する出力軸３６と、互いに直角に配置された入力軸３２と出力軸３６との間に連結された複数の動力伝達バー３９からなる。
【００１８】
また、本発明の好ましい実施形態において、モータ軸１２とホイール軸２０の配置角度、入力軸３２と出力軸３６の配置角度、そして各動力伝達バー３９の折曲角度は、全て９０°になっている。
【００１９】
入力軸３２は、その一側端がモータ軸１２と同軸方向で連結し、他側面に複数の動力入力孔３４が形成された円筒形構造である。各動力入力孔３４は、円周方向に沿って等間隔で形成されており、それぞれ同一直径、同一深さで形成されている。
【００２０】
出力軸３６は、その一側端（外側端）がホイール軸２０と同軸方向で連結し、他側面（内側面）に複数の動力出力孔３８が形成された円筒形構造である。各動力出力孔３８は、円周方向に沿って等間隔で形成されており、それぞれ同一直径、同一深さで形成されている。
【００２１】
複数個の動力伝達バー３９は、円形断面の棒が直角に折曲された形状であり、その一側端は入力軸３２の各動力入力孔３４内に、孔内を深さ方向に移動可能なように挿入され、他側端は出力軸３６の各動力出力孔３８内に、孔内を深さ方向に移動可能なように挿入されている。
【００２２】
現在、入力軸と出力軸が角度を有して配列された状態で、入力軸の回転動力を出力軸に伝達する既存のカップラーとして、ユニバーサルジョイント（Ｕ／Ｊｏｉｎｔ）がある。
このユニバーサルジョイントは、入力軸が１周すると、出力軸も１周するが（回転数同一）、出力軸の１回転当りの角速度が一定でなく、早い区間と遅い区間に分かれてしまうという欠点がある。更に、ユニバーサルジョイントには、入力軸と出力軸の配列角度が、直角に近いぐらい大きくなると、角速度の変化が増すだけでなく、動力伝達のための回転が不自然となり、振動現象の発生や動力損失が増大するということが起こってしまう欠点もある。
【００２３】
これに対し、本発明に係るカップリング３０は、モータ軸１２に連結された入力軸３２と、ホイール軸２０に連結された出力軸３６が、互いに９０°で配列された状態でも、動力伝達バー３９の回転及び直線移動により、振動現象や動力損失の増大がなく入力軸の回転動力を出力軸に伝達できる。
【００２４】
次に、本発明に係る電気自動車用動力伝達装置における、動力伝達動作を説明する。
本発明の一実施形態として、入力軸３２に形成された動力入力孔３４、及び出力軸３６に形成された動力出力孔３８の数が、それぞれ４個の場合を、図３に示す。
図３において、動力入力孔３４は、第１動力入力孔３４ａ、第２動力入力孔３４ｂ、第３動力入力孔３４ｃ、第４動力入力孔３４ｄの４個であり、動力出力孔３８は、第１動力出力孔３８ａ、第２動力出力孔３８ｂ、第３動力出力孔３８ｃ、第４動力出力孔３８ｄの４個である。
【００２５】
そして、各動力入力孔と各動力出力孔に、両端が孔内を深さ方向に移動可能なように挿入された動力伝達バーは、第１動力伝達バー３９ａ、第２動力伝達バー３９ｂ、第３動力伝達バー３９ｃ、第４動力伝達バー３９ｄの４個である。
【００２６】
動力伝達は、まず、モータ１０が回転駆動し、その回転力がモータ軸１２からカップリング３０の入力軸３２に入力される。
【００２７】
図４〜図７は、入力軸３２及び出力軸３６が１回転する状態を区分動作として、順次図示したものである。入力軸３２が、動力入力孔３４の方向から見て時計回りに回転すると、出力軸３６、ホイール軸２０、ホイール軸２０に連結したホイール２２、そしてホイール２２に装着されたタイヤ２４が、動力出力孔３８の方向から見て反時計回りに回転する。
【００２８】
動力入力孔３４の方向から見て時計回りに回転した入力軸３２の回転動力は、入力軸３２の動力入力孔３４に挿入された動力伝達バーに伝えられ、第１〜第４の各動力伝達バー３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄの一側端部は、入力軸３２の円周に沿って動力入力孔３４の方向から見て時計回りに移動し、同時に、出力軸３６の動力出力孔３８に挿入された動力伝達バーの他端が、出力軸３６の円周に沿って動力出力孔３８の方向から見て反時計回りに移動し、入力軸３２の回転動力が出力軸３６に伝達される。
【００２９】
次に、図４〜図７を参照して、入力軸３２の第１動力入力孔３４ａと出力軸３６の第１動力出力孔３８ａに両端を挿入した第１動力伝達バー３９ａの動きから、上記動作を説明する。
【００３０】
図４に示した状態は、第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａ間の直角を形成した距離が最大となった状態であり、この時、第１動力伝達バー３９ａの両端部は、それぞれ第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａから最大に引き抜かれた状態になっている。
【００３１】
図４に示した状態から、モータ１０の回転駆動によって入力軸３２が、動力入力孔３４の方向から見て時計回りに回転すると、図５及び図６に示すように、第１動力入力孔３４ａの円周上の位置が時計回りに変化し、同時に第１動力入力孔３４ａ及び第１動力出力孔３８ａ内に挿入された第１動力伝達バー３９ａの両端部の孔内挿入深さも同様に変化する。また、第１動力伝達バー３９ａの一側端部は入力軸３２の第１動力入力孔３４ａに挿入され、他側端部は出力軸３６の第１動力出力孔３８ａに挿入された状態であるため、出力軸３６は動力出力孔３８の方向から見て反時計回りに回転するようになる。
【００３２】
図５及び図６に示す状態は、第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａ間の直角を形成した距離が最小となった状態であり、この時、第１動力伝達バー３９ａの両端部は、それぞれ第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａ内に最大に押し込まれた状態になっている。
【００３３】
図７に示すように、入力軸３２が動力入力孔３４の方向から見て時計回りに更に回転すると、再び、第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａ間の直角を形成した距離が最大となり、第１動力伝達バー３９ａの両端部が、それぞれ第１動力入力孔３４ａと第１動力出力孔３８ａから最大に引き抜かれた状態となる。
【００３４】
以上、本発明の説明として、第１動力伝達バー３９ａの動作についてのみ述べてきたが、第２、３、４動力伝達バー３９ｂ，３９ｃ，３９ｄも、第１動力伝達バー３９ａと同様な動作をし、入力軸３２の回転動力が直角をなしている出力軸３６に容易に伝達されることになる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  モータ
１２  モータ軸
２０  ホイール軸
２２  ホイール
２４  タイヤ
３０  カップリング
３２  入力軸
３４  動力入力孔
３６  出力軸
３８  動力出力孔
３９  動力伝達バー
【図１】
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【図２】
2012041032.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012041032.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012041032.tif 000008
【図７】
2012041032.tif 000009