(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機からの動力が同軸上に配したリングギア、サンギア及びキャリアを有する遊星減速歯車機構を経て入力される一方の歯車と、この歯車と回転自在に噛み合い、前記電動機に対してオフセット配置した差動機構に出力する他方の歯車とからなる平行減速歯車組を具えた車両の駆動装置において、
前記遊星減速歯車機構は、前記リングギアをケースに固定し、前記サンギアが電動機からの動力を伝達するシャフトに形成される一方、前記キャリアが出力としてなり、また、
前記平行減速歯車組は、一方の歯車を、前記シャフトが貫通する中空の歯車とし、前記キャリアに取り付けて前記電動機および前記遊星減速歯車機構の間に配置する一方、
他方の歯車を、前記差動機構に結合させたことを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
前記平行減速歯車組の一方の歯車の両端付近を軸受を介して支持することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機からの動力が同軸上に配した前記遊星減速歯車機構を経て一方の歯車に入力され、この歯車と回転自在に噛み合う他方の歯車を介して、前記電動機に対してオフセット配置した差動機構に出力する平行減速歯車組を具えた車両の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両の駆動装置としては、例えば、特開平１０−３２５４５６号公報に開示された図３，４の如きものがある。図３は、電気自動車のパワートレーンを例示した断面図であり、図４は、図３に示したパワートレーンの作用を説明するためのスケルトン図である。
【０００３】
符号１０は、動力源としてのモータであって、軸受Ｂ1 を介してケース１００に対して回転自在に支持された中空軸１１と、この中空軸１１を介してモータ１０に係合された遊星減速歯車機構１２と、後述の平行歯車減速組１３を構成する一方の小歯車１３ａとが同軸上に配置され、この小歯車１３ａと回転自在に噛み合う平行減速歯車組１３を構成する他方の大歯車１３ｂを介して、モータ１０とオフセット位置に差動機構１４が配置されている。
【０００４】
遊星減速歯車機構１２は、中空軸１１に形成されたサンギア１２ｓを入力とし、歯車１３ａと一体に取り付けられたキャリア１２ｃを出力とする。キャリア１２ｃは、複数のピニオンギア１２ｐを回転自在に支持する。遊星減速歯車機構１２は、第１の減速比ｒ1 を与え、サンギア１２ｓに入力されたモータ１０の回転は、ケースに固定されたリングギア１２ｒの内周をピニオンギア１２ｐが連れ回されることにより、キャリア１２ｃに出力される。
【０００５】
平行減速歯車組１３は、第２の減速比ｒ2 を与え、キャリア１２ｃに取り付けられた小歯車１３ａは、シャフト１３ｆが一体に設けられている。シャフト１３ｆの一方は中空軸１１内に貫通させて、２つの軸受Ｂ2 ，Ｂ3 を介して中空軸１１に対して回転自在に支持され、また、シャフト１３ｆの他方は、軸受Ｂ4 を介してケース１００に対して回転自在に支持される。小歯車１３ａに嵌合する大歯車１３ｂは、モータ１０に対してオフセット配置した差動機構１４の外周部に取り付けられている。
【０００６】
従って、上記駆動装置は、第１軸上のモータ１０の動力に遊星減速歯車機構１２で第１の減速比ｒ1 を与えた後、平行減速歯車組１３で第２の減速比ｒ2 を与えることにより、第１軸上のモータ１０の動力を減速して第２軸上の差動機構１４に伝達する。なお、装置全体の減速比ｒは、
ｒ＝（減速比ｒ1 ）×（減速比ｒ2 ）  ・・・（＊）
で与えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した駆動装置にあっては、小歯車１３ａに生じる軸直角方向の荷重に対抗するため、軸受を取り付ける必要がある。このため、小歯車１３ａの入力側にあっては、中空軸１１がケース１００に対して軸受Ｂ1 で支持され、シャフト１３ｆが中空軸１１に対して軸受Ｂ2 ，Ｂ3 で支持されている。また、小歯車１３ａの出力側にあっては、シャフト１３ｆがケース１００に対して軸受Ｂ4 で支持されている。
【０００８】
しかしながら、上記配列の結果として、２つの改善すべき課題が生じることが明らかになった。
【０００９】
第１の課題は、小歯車１３ａに生じる軸直角方向の荷重に対抗するために４つの軸受を必要とすることである。
【００１０】
この場合、軸受の個数が多いために装置自体がコスト高になるという不都合がある。また、上記装置にあっては、軸受に軸直角方向の荷重がかかることで生じるフリクションロスが、４つの軸受それぞれに生じることになるために、全体としてのフリクションロスが大きくなってしまうという不都合がある。
【００１１】
第２の課題は、小歯車１３ａに設けたシャフト１３ｆの一方が中空軸１１内を貫通し、２つの軸受Ｂ2 ，Ｂ3 を介して中空軸１１に対して回転自在に支持される二重筒構造であるため、中空軸１１に形成されたサンギア１２ｓの小径化、即ち、遊星減速歯車機構１２の小型化が困難なことである。
【００１２】
この場合、遊星減速歯車機構１２は、車両搭載上の要件（例えば、レイアウト）や重量の制限などから、リングギア１２ｒの外径に自ずと限界が生じる。このため、サンギア１２ｓの径が大きいということは、α（サンギア歯数／リングギア歯数）の値が小さくできにくいため、大きな減速比が得られにくいことを意味する。
【００１３】
従って、上記装置にあっては、減速比ｒが小さい分だけモータで発生するトルクを大きくする必要があるため、使用されるモータは、サイズの大きな重いものとなるのに加えて、高価なものとなるという不都合がある。
【００１４】
本発明の解決すべき課題は、上述の事実に鑑みてなされたものであり、平行減速歯車組のうちの一方の歯車に生じる軸直角方向の荷重に対抗するために必要な軸受の数を軽減すると共に、遊星減速歯車機構の小型化を可能にすることにより、これらに起因する問題を解消することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、第１発明による車両の駆動装置は、電動機からの動力が同軸上に配したリングギア、サンギア及びキャリアを有する遊星減速歯車機構を経て入力される一方の歯車と、この歯車と回転自在に噛み合い、前記電動機に対してオフセット配置した差動機構に出力する他方の歯車とからなる平行減速歯車組を具えた車両の駆動装置において、前記遊星減速歯車機構は、リングギアをケースに固定し、サンギアが電動機からの動力を伝達するシャフトに形成される一方、キャリアが出力としてなり、また、前記平行減速歯車組は、一方の歯車を、前記シャフトが貫通する中空の歯車とし、前記キャリアに取り付けて前記電動機および前記遊星減速歯車機構の間に配置する一方、他方の歯車を、前記差動機構に結合させたことを特徴とするものである。
【００１６】
第２発明である車両の駆動装置は、上記第１発明において、前記平行減速歯車組の一方の歯車の両端付近を軸受を介して支持することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
第１発明による車両の駆動装置は、遊星減速歯車機構のリングギアをケースに固定し、サンギアが電動機からの動力を伝達するシャフトに形成される一方、キャリアが出力としてなり、また、前記平行減速歯車組の一方の歯車を、前記シャフトが貫通する中空の歯車とし、前記キャリアに取り付けて前記電動機および前記遊星減速歯車機構の間に配置する一方、当該平行減速歯車組の他方の歯車を、前記差動機構に結合させたことから、まず、電動機からの動力は、同軸上に配した遊星減速歯車機構を経て第１の減速比が与えられた後、該遊星減速歯車機構の前方に配した平行減速歯車組のうちの一方の歯車に入力され、この一方の歯車と回転自在に噛み合う他方の歯車を介して、前記電動機に対してオフセット配置した差動機構に第２の減速比を与えられた状態で出力される。
【００１８】
この場合、前記平行減速歯車機構に設けた軸部材を前記遊星減速歯車機構の内部に貫通させる構造ではないため、前記平行減速歯車組の一方の歯車を前記遊星減速歯車機構の内部で支持する必要がない。
【００１９】
つまり、前記遊星減速歯車機構では軸直角方向の力を生じないため、前記平行減速歯車組の一方の歯車を支持するだけよいから、軸受の数を軽減することができる。また、前記遊星減速歯車機構の大きさを変更することなくサンギアの小径化が図れるため、減速比の自由度が大きくなり、大きな減速比が得られる。
【００２０】
従って第１発明によれば、軸受の数が軽減された分、製造コストを抑えることができると共に、軸直角方向の荷重がかかるために軸受に対して生じるフリクションロスを小さく抑えることができる。
【００２１】
また第１発明によれば、前記遊星減速歯車機構を大きくすることなく大きな減速比が得られるため、従来と同じ最大駆動力を出力するに際して必要な最大電動機トルクを小さくすることができるから、使用される電動機は、サイズの小さな軽量のものになるのに加え、安価なもので済ませることができる。
【００２２】
第２発明による車両の駆動装置は、上記第１発明において、前記平行減速歯車組の一方の歯車の両端付近を軸受を介して支持するから、軸受の数を最小限に抑えることができる。従って第２発明によれば、上記第１発明の作用効果を最も効率的に得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
図１は、電気自動車のパワートレーンを例示した断面図であり、図２は、図１に示したパワートレーンの作用を説明するためのスケルトン図である。
【００２５】
符号１は、動力源としてのモータであって、ケース１００に対して回転自在に突き当てたシャフト２ｆと、このシャフト２ｆを介してモータ１に係合された遊星減速歯車機構２と、後述の平行歯車減速機構３を構成する一方の小歯車３ａとが同軸（第１軸）上に配置され、この小歯車３ａと嵌合して平行歯車減速機構３を構成する他方の大歯車３ｂを介して、モータ１とオフセット位置（第２軸）に差動機構４が配置されている。
【００２６】
遊星減速歯車機構２は、シャフト２ｆに形成されたサンギア２ｓを入力とし、小歯車３ａと一体に取り付けられたキャリア２ｃを出力とする。キャリア２ｃは、複数のピニオンギア２ｐを回転自在に支持すると共に、軸受Ｂ4 を介してケース１００に対して回転自在に支持される。
【００２７】
遊星減速歯車機構２は、第１の減速比ｒ1 を与え、サンギア２ｓに入力されたモータ１の回転は、ケース１００に固定されたリングギア２ｒの内周をピニオンギア２ｐが連れ回されることにより、キャリア２ｃに出力される。
【００２８】
平行減速歯車組３は、第２の減速比ｒ2 を与え、キャリア２ｃに取り付けられた小歯車３ａは、中空のシャフト部３ｆと一体に設けられている。小歯車３ａは、シャフト部３ｆの内部にシャフト２ｆを貫通させることにより、モータ１と遊星減速歯車機構２の間に配置される。
【００２９】
また、シャフト部３ｆの一方は、軸受Ｂ1 を介してケース１００に対して回転自在に支持され、シャフト部３ｆの他方は、キャリア２ｃにスプライン嵌合（符号Ｓ）される。小歯車３ａと回転自在に噛み合う大歯車３ｂは、モータ１に対してオフセット配置した差動機構４の外周部にボルト結合されている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
モータ１からの動力は、同軸上に配した遊星減速歯車機構２を経て第１の減速比ｒ1 が与えられた後、遊星減速歯車機構２の前方に配した平行減速歯車組３のうちの一方の小歯車３ａに入力され、この小歯車３ａと回転自在に噛み合う他方の大歯車３ｂを介して、モータ１に対してオフセット配置した差動機構４に第２の減速比ｒ2 を与えられた状態で出力される。
【００３２】
従って、本駆動装置は、第１軸上のモータ１の動力に遊星減速歯車機構２で第１の減速比ｒ1 を与えた後、平行減速歯車組３で第２の減速比ｒ2 を与えることにより、第１軸上のモータ１の動力を減速して第２軸上の差動機構４に伝達する。なお、装置全体の減速比ｒは、
ｒ＝（減速比ｒ1 ）×（減速比ｒ2 ）  ・・・（＊）
で与えられる。
【００３３】
この場合、図３，４で説明した従来装置のように、平行減速歯車組３の小歯車３ａと一体に設けたシャフト３ｆを中空軸１１を介して遊星減速歯車機構２の内部に貫通させる構造ではないため、小歯車３ａを遊星減速歯車機構２の内部で支持する必要がない。
【００３４】
つまり、遊星減速歯車機構２では軸直角方向の力を生じないため、平行減速歯車組３の小歯車３ａを支持するだけでよいから、軸受Ｂの個数を軽減することができる。また、遊星減速歯車機構２の大きさを変更することなくサンギア２ｓの小径化が図れるため、減速比ｒ1 の自由度が大きくなり、大きな減速比が得られる。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、軸受Ｂの数が軽減された分、製造コストを抑えることができると共に、軸直角方向の荷重がかかるために軸受Ｂに対して生じるフリクションロスを小さく抑えることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、遊星減速歯車機構２を大きくすることなく大きな減速比が得られるため、従来と同じ最大駆動力を出力するに際して必要な最大電動機トルクを小さくすることができるから、使用されるモータ１は、サイズの小さな軽量のものになるのに加え、安価なもので済ませることができる。
【００３７】
特に本実施形態の場合、平行減速歯車組３の小歯車３ａの両端を軸受Ｂ1 ，Ｂ4 を介して支持することにより、従来装置では４つ必要であった軸受Ｂが最小個数である２つに抑えられるため、上記作用効果を効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明である車両の駆動装置の一実施形態を示した電気自動車のパワートレーンの断面図である。
【図２】  同実施形態におけるパワートレーンの作用を説明するためのスケルトン図である。
【図３】  従来技術である車両の駆動装置を例示した電気自動車のパワートレーンの断面図である。
【図４】  同例におけるパワートレーンの作用を説明するためのスケルトン図である。
【符号の説明】
１  モータ（電動機）
２  遊星減速歯車機構
２ｃ  キャリア
２ｆ  シャフト
２ｐ  ピニオンギア
２ｓ  サンギア
２ｒ  リングギア
３  平行減速歯車組
３ａ  小歯車（平行減速歯車組の一方）
３ｂ  大歯車（平行減速歯車組の他方）
４  差動機構
100   ケース
Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4   軸受
【図１】
0004349688.tif 000002
【図２】
0004349688.tif 000003
【図３】
0004349688.tif 000004
【図４】
0004349688.tif 000005