(57)【要約】  【課題】  減速機２Ｌ、２Ｒの半径方向の大きさが小さく、減速機２Ｌ、２Ｒ内に充填される潤滑油のオイルシール３９の個数を最小限にし、オイルシール３９が最も低速回転する軸のみと接触する構造の２モータ車両駆動装置を提供する。  【解決手段】  電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータ軸１２ａは軸方向に貫通する中空構造であり、モータ軸１２ａの減速機２Ｌ、２Ｒ側端部には入力歯車２３が一体的に設けられ、出力軸２５は、前記中空のモータ軸１２ａの内部に同軸上に設けられ、前記出力軸２５の減速機２Ｌ、２Ｒ側端部には出力歯車２５ａが一体的に設けられ、減速機２Ｌ、２Ｒには1つ以上の中間軸２４が、モータ軸１２ａと出力軸２５に平行に回転自在に設けられ、中間軸２４に一体的に設けられる複数の歯車とモータ軸１２ａの入力歯車２３ならびに出力軸２５の出力歯車２５ａとの噛み合いによりモータ軸１２ａの回転が減速されて出力軸２５に伝達されるようにした。【選択図】図１
2016151347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右輪をそれぞれ駆動する２つの電動モータと、各々の電動モータのモータ回転を減速する２つの減速機を備え、減速機に対し２つの電動モータを各々の車輪寄りに配置する２モータ車両駆動装置において、電動モータのモータ軸は軸方向に貫通する中空構造であり、モータ軸の減速機側端部には入力歯車が一体的に設けられ、出力軸は、前記中空のモータ軸の内部に同軸上に設けられ、前記出力軸の減速機側端部には出力歯車が一体的に設けられ、減速機には1つ以上の中間軸が、モータ軸と出力軸に平行に回転自在に設けられ、中間軸に一体的に設けられる複数の歯車とモータ軸の入力歯車ならびに出力軸の出力歯車との噛み合いによりモータ軸の回転が減速されて出力軸に伝達されるようにしたことを特徴とする２モータ車両駆動装置。
【請求項２】
前記中空のモータ軸の内部に同軸上に配置された出力軸の端部を、電動モータを収容するモータケーシングの外側壁の開口部から引き出し、出力軸とモータケーシングの開口部との間をオイルシールによってシールしたことを特徴とする請求項１記載の２モータ車両駆動装置。
【請求項３】
前記減速機内の歯車が全て外歯車であることを特徴とする請求項１記載の２モータ車両駆動装置。
【請求項４】
前記出力軸の内部に減速機側が開口する軸方向油路が設けられ、さらに、その軸方向油路から軸外周まで連通する1つ以上の径方向油路が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２モータ車両駆動装置。
【請求項５】
電動モータのステータとロータとによって軸方向に分断されるモータケーシングの内部の空間を連通する油路を、ステータの外周部もしくはステータが嵌合するモータケーシングの内周部に形成したことを特徴とする１〜４のいずれかに記載の２モータ車両駆動装置。
【請求項６】
電動モータを収容するモータケーシングと減速機を収容する減速機ケーシングとを仕切る壁面に、モータケーシングと減速機ケーシングとを連通する貫通油路を、ロータの最下部よりも低い位置に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の２モータ車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のばね上側に搭載され、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置としては、特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。
【０００３】
この種の２モータ車両駆動装置は、左右の駆動輪のそれぞれについて独立に駆動用の電動モータを備えるので、一つの電動モータの駆動力を左右に振り分けて左右の駆動輪を駆動する場合よりも、２倍の駆動力を得ることができるので、電動モータを小型軽量化することができる。
【０００４】
また、２モータ車両駆動装置は、一つの共通の電動モータによって左右の駆動輪を駆動させる１モータ車両駆動装置のように、一つの電動モータの駆動力を左右に振り分けるデファレンシャルギア等も不要になる、という利点も有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４８３７９号公報
【特許文献２】特開平１１−２４３６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１あるいは特許文献２に開示された従来の２モータ車両駆動装置は、図５及び図６に示すように、左右の駆動輪を個別に駆動する電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒならびに電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの回転を減速する減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを備えている。
【０００７】
減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、図５及び図６に示すように、モータ軸１１２から動力が伝達される入力歯車を有する入力軸１２３と、ドライブシャフト１１６を介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸１２５とが平行かつオフセットした配置の平行軸歯車減速機である。
【０００８】
減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの入力軸１２３と出力軸１２５との間には、1つ以上の中間軸１２４（カウンター軸）が設けられる。
【０００９】
上記のように、モータ軸１１２と出力軸１２５とを平行かつオフセットした配置にすると、減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは半径方向に大型化し、２モータ車両駆動装置の質量増加と共に、車両搭載性の悪化を招く。
【００１０】
また、特許文献２の図６に示す構造のものは、電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒのモータ軸１１２と減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの入力軸１２３とが別体であり、それぞれの軸が個別に軸受支持されるとともに、モータ軸１１２とケーシング間にオイルシール１２６を設けている。そのために、２モータ車両駆動装置の軸方向寸法が増加するという問題がある。また、オイルシール１２６は、減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの歯車などを潤滑する潤滑油が、電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの内部に侵入することを防ぐためには有効であるが、最も高速回転するモータ軸１１２にオイルシール１２６のオイルシールリップ部が接触するため、２モータ車両駆動装置の伝達効率が低下すると共に、オイルシールリップ部の摩耗・焼付きといった損傷のリスクが高まる。
【００１１】
そこで、この発明は、減速機の半径方向の大きさが小さくて、しかも減速機内に充填される潤滑油のオイルシールの個数を最小限にすることができ、また、オイルシールが最も低速回転する軸のみと接触する構造にすることができる２モータ車両駆動装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、この発明は、左右輪をそれぞれ駆動する２つの電動モータと、各々の電動モータのモータ回転を減速する２つの減速機を備え、減速機に対し２つの電動モータを各々の車輪寄りに配置する２モータ車両駆動装置において、電動モータのモータ軸は軸方向に貫通する中空構造であり、モータ軸の減速機側端部には入力歯車が一体的に設けられ、出力軸は、前記中空のモータ軸の内部に同軸上に設けられ、前記出力軸の減速機側端部には出力歯車が一体的に設けられ、減速機には1つ以上の中間軸が、モータ軸と出力軸に平行に回転自在に設けられ、中間軸に一体的に設けられる複数の歯車とモータ軸の入力歯車ならびに出力軸の出力歯車との噛み合いによりモータ軸の回転が減速されて出力軸に伝達されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、この発明によれば、出力軸を中空のモータ軸の内部に同軸上に設けることにより、減速機の半径方向の大きさを小さくすることができる。
【００１４】
また、中空のモータ軸の内部に同軸上に配置された出力軸の端部を、電動モータを収容するモータケーシングの外側壁の開口部から引き出し、出力軸とモータケーシングの開口部との間をオイルシールによってシールすることにより、減速機内に充填される潤滑油のオイルシールの個数を最小限にすることができ、また、オイルシールが最も低速回転する軸のみと接触する構造とすることができる。
【００１５】
減速機内の歯車を全て外歯車にすることにより、減速機の内部空間の下部に滞留する潤滑油を歯車が掻き揚げて潤滑を行うことができる。
【００１６】
出力軸の内部に減速機側（装置中央側）が開口する軸方向油路を設け、さらに、この軸方向油路から出力軸を支持する軸受近傍の外周まで連通する径方向油路を設けることにより、減速機のケーシングの壁面を伝わり出力軸の内部に侵入した潤滑油を、出力軸の回転により作用する遠心力により、径方向油路を通り軸受近傍に給油することができ、車輪側方向の端部に設けられる軸受およびオイルシールの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る２モータ車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。
【図２】図１の一部を拡大した横断平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】この発明に係る２モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の一例を示す概略平面図である。
【図５】従来の２モータ車両駆動装置を示す横断平面図である。
【図６】従来の他の２モータ車両駆動装置を示す横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａは、図１に示すように、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ケーシング２０を中央にし、その減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒを固定配置した構造を採用する。
【００２０】
この発明に係る電気自動車Ｂは、図４に示すように、シャーシ５１と、駆動輪としての前輪５２と、後輪５３と、左右の前輪５２をそれぞれに独立に駆動する２モータ車両駆動装置Ａとを備え、２モータ車両駆動装置Ａは、左右の前輪５２の中央位置のシャーシ５１上に搭載され、２モータ車両駆動装置Ａの駆動力は、等速ジョイント１５とドライブシャフト１６を介して左右の前輪５２に伝達される。
【００２１】
２モータ車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図４で示した前輪駆動方式の他に、後輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。
【００２２】
図１に示すように、左右並列に設けられた２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０は、中央ケーシング２０ａとこの中央ケーシング２０ａの両側面に固定される左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲの３ピース構造になっている。
【００２３】
この発明に係る２モータ車両駆動装置Ａにおける左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング３Ｌ、３Ｒ内に収容されている。
【００２４】
モータケーシング３Ｌ、３Ｒは、円筒形のモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲと、このモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの外側面を閉塞する外側壁３ｂＬ、３ｂＲとからなり、外側壁３ｂＬ、３ｂＲには、後述する出力軸２５を引き出す開口部５が設けられている。また、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの減速機２Ｌ、２Ｒ側の内側面は、減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲによって閉塞されている。
【００２５】
前記モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲには冷却用の配管４が配置され、配管４にはラジエター（図示省略）から冷却液が供給される。配管４は所謂ウォータジャケットを構成し、これにより電動モータ１Ｌ、１Ｒを効果的に冷却している。
【００２６】
電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内周面にステータ１１を設け、このステータ１１の内周に間隔をおいてロータ１２を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。
【００２７】
ロータ１２は、モータ軸１２ａを中心部に有する。そのモータ軸１２ａは、軸方向に貫通する中空構造であり、モータ軸１２ａの端部は、減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲを貫通して減速機ケーシング２０内に挿入されている。減速機ケーシング２０内に挿入されたモータ軸１２ａの端部外周面には、入力歯車２３が設けられている。
【００２８】
図１の実施形態においては、入力歯車２３をモータ軸１２ａの端部外周面に一体に形成しているが、入力歯車２３をスプライン等でモータ軸１２ａに嵌合するように形成してもよい。
【００２９】
モータ軸１２ａは、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの外側壁３ｂＬ、３ｂＲと、減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲとに、転がり軸受１４ａ、１４ｂによって回転自在に支持されている（図１）。
【００３０】
中空のモータ軸１２ａの内部には、出力軸２５が同軸上に配置されている。
【００３１】
出力軸２５は、減速機ケーシング２０内に大径の出力歯車２５ａを有し、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの外側壁３ｂＬ、３ｂＲの開口部５と中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３５とに、転がり軸受３７ａ、３７ｂによって回転自在に支持されている。出力歯車２５ａは、出力軸２５にスプライン結合されている。
【００３２】
出力軸２５を回転支持する転がり軸受３７ａ、３７ｂの外側には、出力軸２５とモータケーシング３Ｌ、３Ｒの外側壁３ｂＬ、３ｂＲの開口部５との間をシールするオイルシール３９が設けられている。
【００３３】
出力軸２５の車輪側の端部には、図４に示すように、等速ジョイント１５が嵌合され、ドライブシャフト１６を介して車輪５２に動力が伝達される。
【００３４】
出力軸２５の両端を支持する転がり軸受３７ａ、３７ｂの間隔が広いと、出力軸２５の撓みが大きくなり、歯車の耐久性や振動特性に悪影響を与えるおそれがある。このため、出力軸２５の支持剛性を高めて軸撓みを抑えることを目的に、中空のモータ軸１２ａの内周部には、モータ軸１２ａに対して出力軸２５を支持するためのサポート軸受３１を設けている。
【００３５】
サポート軸受３１は、円筒ころ軸受を使用している。また、図１では、サポート軸受３１は入力歯車２３の内周側で出力軸２５を回転支持している。そのため入力歯車２３の耐久性や振動特性に悪影響をより効果的に与えることがない。
【００３６】
また、前記の実施形態において、サポート軸受３１は、円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、深溝玉軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
【００３７】
サポート軸受３１と出力軸２５の転がり軸受３７ａ、３７ｂは、どちらか一方のみで十分な支持剛性が得られる場合には、どちらか一方を省略することができる。
【００３８】
減速機２Ｌ、２Ｒには、1つ以上の中間軸２４が、モータ軸１２ａと出力軸２５に平行に回転自在に設けられ、中間軸２４に一体的に設けられる複数の歯車とモータ軸１２ａの入力歯車２３ならびに出力軸２５の出力歯車２５ａとの噛み合いによりモータ軸１２ａの回転が減速されて出力軸２５に伝達される。
【００３９】
中間軸２４は、外周面に入力歯車２３に噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する段付き歯車である。この中間軸２４の両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３２と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３３とに転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して支持されている。
【００４０】
減速機ケーシング２０の内部の歯車は、全て外歯車とし、減速機ケーシング２０の内部の歯車および軸受の潤滑は、減速機ケーシング２０の内部空間の下部に滞留する潤滑油を歯車が掻き揚げることにより行われる。
【００４１】
さらに、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの車輪側方向の端部に設けられる転がり軸受１４ａ、１４ｂ、３７ａおよびオイルシール３９に十分な給油を実現するため、出力軸２５の軸心から給油する構造を採用している。
【００４２】
即ち、出力軸２５の内部に、減速機ケーシング２０側（装置中央側）が開口する軸方向油路６を設け、さらに、この軸方向油路６から出力軸２５を支持する転がり軸受３７ａ、サポート軸受３１の軸受近傍の外周まで連通する径方向油路７を設けている。減速機ケーシング２０の壁面を伝わり出力軸２５の内部に侵入した潤滑油は、出力軸２５の回転により作用する遠心力により、径方向油路７を通り軸受近傍に給油される。この軸方向油路６と径方向油路７による給油方式により、車輪側方向の端部に設けられる軸受およびオイルシール３９の損傷を防止することができる。
【００４３】
なお、図示省略したが軸方向油路６に給油される潤滑油は、減速機ケーシング２０の内部空間の下部に滞留する潤滑油が歯車の掻き揚げられた後、仕切り壁２１をつたってきた潤滑油を軸方向油路６に流し込むようにしている。
【００４４】
一方、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの内部に侵入した潤滑油の排出が不十分であれば、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの内部の油面高さが上昇し、ロータ１２による油撹拌損失が増大する。このため、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの内部の潤滑油を適切に減速機ケーシング２０側に排出するために、次の構造を採用している。
【００４５】
モータケーシング３Ｌ、３Ｒの内部は、ステータ１１とロータ１２とによって軸方向に二つの空間９ａ、９ｂに分断されている。
【００４６】
この二つの空間９ａ、９ｂを連通する油路を、ステータ１１の最下部（下死点）近傍に設ける。例えば、ステータ１１の外周もしくはモータケーシング３Ｌ、３Ｒの内周部に、空間９ａ、９ｂを連通する油路として軸方向溝１０ａを設ける。
【００４７】
また、モータケーシング３Ｌ、３Ｒと減速機ケーシング２０とを仕切る側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに貫通油路１０ｂを設ける。図２に示すように、この貫通油路１０ｂは、ロータ１２の最下部（下死点）よりも低い位置に設ける。
【００４８】
空間９ａ、９ｂを連通する油路として軸方向溝１０ａを設け、さらに、貫通油路１０ｂをロータ１２の最下部（下死点）よりも低い位置に設けることにより、車輪側方向端部に設けられる軸受およびオイルシール３９に供給される潤滑油が、モータケーシング３Ｌ、３Ｒの空間９ａから空間９ｂに移動し、ロータ１２に掻き揚げられることなく、減速機ケーシング２０内に戻される。
【００４９】
図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。図３に示すように入力歯車２３から中間軸２４の大径歯車２４ａに回転が伝わり、中間軸の小径歯車２４ｂから出力軸２５に設けられた出力歯車２５ａに回転が伝わることで出力軸２５に電動モータ１Ｌ、１Ｒの回転が減速されて伝わり、大きなトルクで車輪５２を駆動する。ここで、入力歯車２３、大径歯車２４ａ、小径歯車２４ｂ、出力歯車２５ａは全て外歯車であるので、減速機の内部空間の下部に滞留する潤滑油を歯車が掻き揚げて潤滑を行うことができる。また外歯車は製造しやすく、２モータ車両駆動装置として低コスト化が可能となる。
【００５０】
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００５１】
１Ｌ、１Ｒ  ：電動モータ
２Ｌ、２Ｒ  ：減速機
３Ｌ、３Ｒ  ：モータケーシング
３ａＬ、３ａＲ  ：モータケーシング本体
３ｂＬ、３ｂＲ  ：外側壁
４        ：配管
５        ：開口部
６        ：軸方向油路
７        ：径方向油路
９ａ、９ｂ  ：空間
１０ａ    ：軸方向溝
１０ｂ    ：貫通油路
１１      ：ステータ
１２      ：ロータ
１２ａ    ：モータ軸
１４ａ、１４ｂ  ：転がり軸受
１５      ：等速ジョイント
１６      ：ドライブシャフト
２０      ：減速機ケーシング
２０ａ    ：中央ケーシング
２０ｂＬ、２０ｂＲ  ：側面ケーシング
２１      ：仕切り壁
２３      ：入力歯車
２４      ：中間軸
２４ａ    ：大径歯車
２４ｂ    ：小径歯車
２５      ：出力軸
２５ａ    ：出力歯車
３１      ：サポート軸受
３２      ：ボス部
３３      ：ボス部
３４ａ、３４ｂ  ：転がり軸受
３５      ：ボス部
３７ａ    ：転がり軸受
３７ｂ    ：転がり軸受
３９      ：オイルシール
５１      ：シャーシ
５２      ：前輪
５３      ：後輪
Ａ        ：２モータ車両駆動装置
Ｂ        ：電気自動車
【図１】
2016151347.tif 000003
【図２】
2016151347.tif 000004
【図３】
2016151347.tif 000005
【図４】
2016151347.tif 000006
【図５】
2016151347.tif 000007
【図６】
2016151347.tif 000008