特開 2024-146425 作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024146425

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/02 20060101AFI20241004BHJP

   B60L 9/18 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B60K1/02

B60L9/18 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023059312

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 峻一

(72)【発明者】

【氏名】常 建卓

【テーマコード（参考）】

3D235

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D235AA11

3D235BB17

3D235CC12

3D235CC13

3D235DD13

3D235DD19

3D235FF32

3D235GB03

3D235HH52

5H125AA20

5H125AB01

5H125AC12

5H125FF01

5H125FF03

(57)【要約】

【課題】作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置において、薄型で厚み方向に直交する第１方向長さが大きいインバータを持つ構成で、インバータケースと車両側の他の部品との干渉を防止する。
【解決手段】作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置は、左右の車輪が互いに独立して異なる電気モータの一対で駆動される作業車両に用いられる。入力軸と歯車機構と車軸とを収容する車軸ケースは、前後方向両側の入力軸側部分と車軸側部分とを有する。モータケースの一方側は、入力軸側部分に固定される。モータケースの他端側の端面または外周面には、インバータケースが固定される。インバータケースは最大厚みが第１方向の最大長さより小さい扁平形状であり、モータケースから離れる第１方向である長手方向の一方側に延伸させるとともに末端部分は、車軸側部分に面する空間であって車軸突出側とは反対側の空間に配置される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右の車輪が互いに独立して異なる電気モータの一対で駆動される作業車両に用いられ、前記電気モータの動力が入力軸及び歯車機構を介して車軸に伝達される電気モータ付き車軸駆動装置であって、
前記入力軸と前記歯車機構と前記車軸とは、車軸ケースに収容され、
前記車軸ケースは、前後方向一方側の入力軸側部分と前後方向他方側の車軸側部分とを有し、
前記電気モータが収容されたモータケースの一方側は、前記入力軸側部分に固定され、
前記モータケースの他端側の端面または外周面には、内部に、前記電気モータに電力供給するインバータが配置されるインバータケースが固定され、
前記インバータケースは最大厚みが厚み方向に直交する第１方向の最大長さより小さい扁平形状であり、前記モータケースから離れる前記第１方向である長手方向の一方側に延伸させるとともに末端部分は、前記車軸側部分に面する空間であって車軸突出側とは反対側の空間に配置される、
作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置。

【請求項2】

前記電気モータを軸方向に見た場合に、前記インバータケースの長手方向一方側部分は、前記モータケースの外周面から径方向外側に突出しており、前記車軸ケースに近づく方向に厚みが大きくなっている、
請求項１に記載の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置。

【請求項3】

前記インバータケースの長手方向他方側が、前記モータケースの外周面の上方位置に固定される装着部分を有し、
前記インバータケースは、長手方向一方側の前記末端部分が前記装着部分より下側になるように上下方向に対し傾斜している、
請求項１に記載の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両に用いられる電気モータ付き車軸駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、芝刈装置を備える芝刈り車両等の作業車両において、車輪を電気モータで駆動し走行可能とすることが知られている。特許文献１には、左右車輪を互いに独立して駆動可能とし、左車輪を左電気モータで駆動し、右車輪を右電気モータで駆動する芝刈り車両が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１１７０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように２つの電気モータで左右車輪を駆動する車両では、車輪を装着可能な車軸にモータの動力を伝達する電気モータ付き車軸駆動装置が用いられる。この車軸駆動装置では、モータの動力が入力される入力軸と、歯車機構及び車軸とが車軸ケースに収容され、モータが収容されたモータケースを車軸ケースに固定することが考えられる。

【0005】

また、バッテリから供給される直流電流を複数相の交流電流に変換して電気モータに電力供給するためのインバータを、モータケースに固定することが考えられる。このとき、インバータは、厚み方向に直交する所定の第１方向長さを大きくすることにより、回路基板の面積を大きくし、それにより厚み方向に並んだ回路基板の枚数を少なくし、インバータ及びインバータを収容するインバータケースの厚みを小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、インバータは薄型であるが、厚み方向に直交する第１方向長さが大きくなる。これにより、インバータケースの第１方向端部と、車両側の搭載スペースに存在する他の部品とが干渉しやすくなる可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置において、回路基板の面積を大きくできる、薄型で厚み方向に直交する第１方向長さが大きいインバータを持つ構成で、インバータケースと、車両側の、電気モータ付き車軸駆動装置を搭載するスペースに存在する他の車両構成部品との干渉を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置は、左右の車輪が互いに独立して異なる電気モータの一対で駆動される作業車両に用いられ、前記電気モータの動力が入力軸及び歯車機構を介して車軸に伝達される電気モータ付き車軸駆動装置であって、前記入力軸と前記歯車機構と前記車軸とは、車軸ケースに収容され、前記車軸ケースは、前後方向一方側の入力軸側部分と前後方向他方側の車軸側部分とを有し、前記電気モータが収容されたモータケースの一方側は、前記入力軸側部分に固定され、前記モータケースの他端側の端面または外周面には、内部に、前記電気モータに電力供給するインバータが配置されるインバータケースが固定され、前記インバータケースは最大厚みが厚み方向に直交する第１方向の最大長さより小さい扁平形状であり、前記モータケースから離れる前記第１方向である長手方向の一方側に延伸させるとともに末端部分は、前記車軸側部分に面する空間であって車軸突出側とは反対側の空間に配置される、作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置によれば、インバータケースをモータケースから離れる第１方向である長手方向一方側に延伸させたことにより、回路基板の面積を大きくできる、薄型で厚み方向に直交する第１方向長さが大きいインバータを持つ構成において、インバータケースと、車両側の他の部品との干渉を防止できる。

【0009】

上記の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置において、前記電気モータを軸方向に見た場合に、前記インバータケースの長手方向一方側部分は、前記モータケースの外周面から径方向外側に突出しており、前記車軸ケースに近づく方向に厚みが大きくなっている構成としてもよい。

【0010】

上記の構成によれば、モータケースの端面にインバータケースを固定する構造で、インバータケースと他の部品との干渉をより有効に防止でき、かつ、回路基板を２段構成にするなどして、インバータケースのうち、モータケースに固定される部分の厚みを小さくできる。これにより、左右両側の車輪を駆動する左右２つの作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置が搭載された車両を全体として見た場合に、左右の車輪の接地面の中心間距離であるトレッドを可及的に狭くできる。

【0011】

上記の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置において、前記インバータケースの長手方向他方側が、前記モータケースの外周面の上方位置に固定される装着部分を有し、前記インバータケースは、長手方向一方側の前記末端部分が前記装着部分より下側になるように上下方向に対し傾斜している構成としてもよい。

【0012】

上記の構成によれば、モータケースの外周面にインバータケースを固定する構造で、インバータケースと他の部品との干渉をより有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る実施形態の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置を搭載する車両の一部を断面にして示す側面図である。

【図2】図１の車両の後部において、一部を省略して示す平面図である。

【図3】図１に示す作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置を取り出して示す斜視図である。

【図4】図３の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の動力伝達のための構成を示す概略図である。

【図5】図３の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の平面図である。

【図6】図３の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の車両内側に対応する方向から見た側面図である。

【図7】図３の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の後面図である。

【図8】図３からモータインバータ装置を取り出して、一部を断面にして示す平面図である。

【図9】本発明に係る実施形態の別例の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置を搭載する車両の一部を断面にして示す側面図である。

【図10】図９の車両の後部において、一部を省略して示す平面図である。

【図11】図９に示す作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置を取り出して示す斜視図である。

【図12】図１１の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の平面図である。

【図13】図１１の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の車両内側に対応する方向から見た一部を断面にして示す側面図である。

【図14】図１１の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置の後面図である。

【図15】図１１からモータインバータ装置を取り出して、一部を断面にして示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置が、作業車両であり芝刈り車両に搭載される場合を説明するが作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置が搭載される車両は、これに限定せず、除雪作業、掘削作業、土木作業、農作業のいずれか１つ以上の作業を行う作業機を有する他の作業車両、または荷台を有し、不整地を走行するオフロード型多用途車両（Utility Vehicle）、あるいはバギーと呼ばれるAll Terrain Vehicle（ＡＴＶ）や、レクリエーショナルビークル（Recreational Vehicle（ＲＶ））や、レクリエーショナルオフハイウェイビークル（Recreational Off-highway Vehicle（ＲＯＶ））としてもよい。また、以下では、車両が２つの後輪を２つのモータで駆動する場合を説明するが、車両は２つの前輪を２つのモータで駆動する構成としてもよい。以下ではすべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。

【0015】

（第１の実施形態）
図１から図８は、第１の実施形態を示している。以下で説明する図面では、車両について前側をＦｒで示し、左側をＬｈで示し、上側をＵｐで示している。

【0016】

まず、本実施形態の作業車両用電気モータ付き車軸駆動装置４０，４１を搭載する一例としての芝刈り車両１０の全体構成を説明し、その後、芝刈り車両１０に搭載した電気モータ付き車軸駆動装置４０，４１を詳しく説明する。図１は、電気モータ付き車軸駆動装置４０，４１を搭載する芝刈り車両１０の一部を断面にして示す側面図である。図２は、芝刈り車両１０の後部において、一部を省略して示す平面図である。

【0017】

エンジン非搭載型の乗用型の芝刈り車両１０は、車体を構成するメインフレーム１６と、左右２つの前輪であるキャスタ輪１８と、左右２つの後輪である車輪２２，２４と、作業機である芝刈装置２５と、右側の操作レバー３６及び左側の操作レバー（図示せず）と、バッテリを含む電源ユニット３８とを備える。図１では右側の車輪２４及び右側のキャスタ輪の図示を省略している。

【0018】

メインフレーム１６は、前後方向中間部の上側に運転席１７が固定される。左右のキャスタ輪１８は、メインフレーム１６の前側に支持される。各キャスタ輪１８は、上下方向の軸を中心とする３６０度以上の自由操向を可能とする。左右の車輪２２，２４は、メインフレーム１６の後側に支持される。左右の車輪２２，２４は、主駆動輪であり、後述する左右一対の走行用の電気モータ７０により、互いに独立して駆動される。

【0019】

キャスタ輪１８は、２つ以外、例えば、１つのみを芝刈り車両１０に設けることもでき、３つ以上の複数個を設けることもできる。キャスタ輪と駆動輪とは、本例の構成と前後で逆にしてもよい。

【0020】

芝刈装置(Mower)２５は、メインフレーム１６の前後方向中間部で下側に支持されている。芝刈装置２５は、モアデッキ２６と、モアデッキ２６の内側にそれぞれ鉛直方向の軸を中心として回転可能な芝刈り用回転工具である３つ等の複数の芝刈りブレード２７とを含む。芝刈りブレード２７が回転されることで芝等を破断して刈り取り可能とする。各芝刈りブレード２７は、モア用の電気モータ２８により駆動される。

【0021】

芝刈りブレード２７の回転により芝の刈り取りが可能であり、刈り取られた芝は、モアデッキ２６の内側から車両の幅方向片側に排出される。

【0022】

芝刈装置２５は、芝刈り用回転工具として、地表に平行に回転軸を有するシリンダに例えばらせん状の刃を配置し、芝等を挟み取って刈り取る機能を有し、モア用の電気モータにより駆動される芝刈りリールを備える構成としてもよい。

【0023】

左右２つの操作レバー３６は、運転席１７の左右両側において、左右方向に向いた水平軸を中心に前後方向の揺動可能に設けられる。各操作レバー３６の下側部分が、直立した中立状態であれば走行用の電気モータ７０は回転停止し、揺動するように操作されることにより、揺動方向と揺動量に応じて、左右の対応する側の走行用の電気モータ７０を回転させることが指示される。これにより、芝刈り車両１０は、左右の車輪２２，２４が互いに独立して異なる電気モータ７０の一対で駆動される。

【0024】

操作レバー３６の前後方向の揺動位置が、レバーセンサ（図示せず）で検出される。レバーセンサの検出信号は、走行用の電気モータ７０の回転指示を表す信号として、車両に搭載された制御装置１００に入力され、制御装置１００が電気モータ７０をその指示に応じた回転方向に回転させる。各電気モータ７０の動力は、後述の車軸駆動装置４０，４１の歯車機構等を介して左右の車輪２２，２４に伝達される。これにより、操作レバー３６の操作に応じて、前側または後側に車両が走行し、左右の操作レバー３６で操作量を変えることで、左右の車輪２２，２４に回転速度差が生じて車両が旋回する。さらに、２つの操作レバー３６の一方の操作レバーを前側に、他方の操作レバーを後側にそれぞれ倒すことで、左右の車輪２２，２４が逆方向に回転し、旋回半径が小さくなることにより車両が急旋回する。

【0025】

さらに、芝刈り車両１０には、メインフレーム１６において、運転席に乗車した運転者の足下付近である前側部分の上側に、運転者が足で踏み込み操作可能なブレーキペダル（図示せず）が支持される。さらに、芝刈り車両１０には、運転席の近くに、運転者が手で操作可能な駐車ブレーキスイッチ（図示せず）が設けられる。ブレーキペダルが操作された場合には、後述の左右車輪用の第１ブレーキ装置が作動し、左右の車輪が制動、または回転停止が維持される。駐車ブレーキ装置が操作された場合には、後述の左右車輪用の第２ブレーキ装置が作動し、左右の車輪が制動、または回転停止が維持される。

【0026】

以上が芝刈り車両１０の全体構成であり、次にこの芝刈り車両１０に搭載され用いられる左右の電気モータ付き車軸駆動装置４０、４１を説明する。左の車輪２２に左の電気モータ付き車軸駆動装置４０が接続され、右の車輪２４に右の電気モータ付き車軸駆動装置４１が接続される。右の電気モータ付き車軸駆動装置４１の構造は、左の電気モータ付き車軸駆動装置４０の構造と、車両幅方向中央に関し対称である以外、同様である。このため、以下では、左の電気モータ付き車軸駆動装置４０を中心に説明する。

【0027】

図３は、左の電気モータ付き車軸駆動装置４０を取り出して示す斜視図である。電気モータ付き車軸駆動装置４０は、車軸ケース４２と、モータインバータ装置６０とを含む。モータインバータ装置６０は、モータケース６１と、インバータケース８０と、モータケース６１に収容された走行用の電気モータ７０と、インバータケース８０に収容されたインバータ９０とを有する。車軸ケース４２と、モータケース６１と、インバータケース８０とは、一体に組み合わされて固定される。

【0028】

図４は、電気モータ付き車軸駆動装置４０の動力伝達のための構成を示す概略図である。車軸ケース４２は、内側に入力軸１１０と、車軸１２０と、歯車機構１３０とが収容される。車軸ケース４２には、入力軸１１０と、車軸１２０とが回転可能に支持される。入力軸１１０は、電気モータ７０のモータ軸７２に連結され、モータ軸７２と同期して回転する。歯車機構１３０は、入力軸１１０及び車軸１２０間で動力を伝達する機構であり、かつ入力軸１１０から車軸１２０に動力を減速して伝達する。これにより、電気モータ７０の動力が入力軸１１０及び歯車機構１３０を介して車軸１２０に伝達される。入力軸１１０と車軸１２０とは平行に配置される。

【0029】

図５は、電気モータ付き車軸駆動装置４０の平面図である。図６は、車軸駆動装置４０の車両内側に対応する方向から見た側面図である。図７は、車軸駆動装置４０の後面図である。図８は、図３からモータインバータ装置６０を取り出して、一部を断面にして示す平面図である。

【0030】

車軸ケース４２は、例えば軸方向一方側である車幅方向内側（図５の紙面右側）を形成する第１ケース４４と、軸方向他方側である車幅方向外側（図５の紙面左側）を形成する第２ケース４８及び第３ケース５０とが複数のボルト５８で結合されることにより一体化される。ここで車軸駆動装置４０の軸方向とは、入力軸１１０及び車軸１２０に平行な方向であり、車幅方向と一致する。

【0031】

第１ケース４４は、車幅方向内側において前側部分である後述の入力軸側部分４５に、モータ軸７２(図４)を挿入するための内側開口を有すると共に、車幅方向外側で前方側から後方側にかけて外側開口を有するギヤケースである。第２ケース４８は、車幅方向内側が開口し、車幅方向外側面の後方箇所から軸方向に筒部４９が延出される。車軸１２０は、この筒部４９を貫通する。第１ケース４４と第２ケース４８とが車幅方向端部の外周縁部を突き合わせるように結合される。また、第２ケース４８の車幅方向外側において、前側部分には開口が設けられると共に、その開口を塞ぐように、開口の周縁部に第３ケース５０が固定される。これにより、第１ケース４４の外側開口が第２ケース４８及び第３ケース５０で塞がれ、内部にギヤ室が形成される。歯車機構１３０（図４）はギヤ室に収容される。

【0032】

一方、第１ケース４４の内側開口の周囲の端面には、モータケース６１の端面が重ねられた状態で、第１ケースとモータケース６１とが複数のボルト５９で結合される。これにより、モータケース６１の一方側端である車幅方向外側端は、車軸ケース４２の入力軸側部分４５に固定される。このため、第１ケース４４の内側開口が、モータケース６１で塞がれる。

【0033】

図４に示すように、モータ軸７２と入力軸１１０とは、連結部材７４を介在させた状態で互いに中心軸が一致する同軸に配置される。連結部材７４は、内周に雌スプラインを有する筒部７５を含む。筒部７５の一端部の外周面上には、直径方向に全周にわたって突出する単板状の第１ブレーキロータ７６が一体に設けられる。入力軸１１０及びモータ軸７２の両方には外周面に雌スプラインと嵌合する雄スプラインが形成される。筒部７５の雌スプラインの軸方向の両側のそれぞれには、入力軸１１０及びモータ軸７２の雄スプラインが相対回転を阻止するように嵌合する。これにより、入力軸１１０及びモータ軸７２に対する第１ブレーキロータ７６の相対回転が阻止される。

【0034】

第１ブレーキロータ７６は、機械式ブレーキである走行制動用第１ブレーキ装置を構成する。第１ブレーキロータ７６の軸方向両側面には、図示しないブレーキシューとブレーキパッドとが対向する。運転席１７に乗車した運転者が、ブレーキペダルを操作すると、左右の車輪用の第１ブレーキ装置の両方で、第１ブレーキロータ７６の両側には、ブレーキシューとブレーキパッドとから第１ブレーキロータ７６を挟むように押圧力が加わる。このため、第１ブレーキロータ７６と、入力軸１１０から動力が伝達される車輪２２，２４に至る伝動系が制動、または回転停止が維持される。このとき、運転者のブレーキペダルの踏み力の変化によって車速を調整することができる。芝刈り車両１０において、運転者がブレーキペダルを操作した場合に、電気モータ７０を発電機として作動させることにより回生制動力を発生させ、その回生制動力と第１ブレーキ装置の制動力との両方で車両を制動することもできる。

【0035】

一方、入力軸１１０のモータ軸７２とは反対側の外端部は、第２ブレーキロータ１４０が固定される。第２ブレーキロータ１４０は、電磁ブレーキである駐車用第２ブレーキ装置を構成する。第２ブレーキロータ１４０の軸方向両側面には、図示しないブレーキパッドが対向する。運転席１７に乗車した運転者が、駐車ブレーキスイッチをオン操作すると、左右の車輪用の第２ブレーキ装置の両方で、第２ブレーキロータ１４０の両側には、ブレーキパッドから第２ブレーキロータ１４０を挟むように押圧力が加わる。

【0036】

例えば、一方のブレーキパッドの外側面には電磁ソレノイドが対向配置される。電磁ソレノイドは、駐車ブレーキスイッチが非操作の場合に電力が供給され、一方のブレーキパッドを第２ブレーキロータから離すように電磁力で吸引する。これにより、第２ブレーキロータが制動されない。一方、電磁ソレノイドは、駐車ブレーキスイッチがオン操作された場合に電力供給が遮断され、一方のブレーキパッドを吸引しない。このとき、一方のブレーキパッドは、その外側面に配置された第１バネのバネ力により第２ブレーキロータ側に押される。また、他方のブレーキパッドの外側面には押圧部材が対向配置される。押圧部材は、その外側に設けられたバネにより、第２ブレーキロータ側に押圧される。これにより、駐車ブレーキスイッチのオン操作により一方のブレーキパッドが電磁ソレノイドに吸引されない状態で、第２ブレーキロータは、両側からブレーキパッドが押し付けられることにより制動または回転停止を維持する。このため、入力軸１１０から動力が伝達される車輪２２，２４に至る伝動系も制動または回転停止を維持する。本例の車両では、走行制動用の第１ブレーキ装置及び駐車用の第２ブレーキ装置の両方を備えているが、そのいずれか一方は車両の仕様に応じて除去することもできる。第１ブレーキ装置はその操作系を２系統に構成することにより走行制動用と駐車用の両方の機能を持たせることもできる。

【0037】

歯車機構１３０は、入力軸１１０に設けられた第１はすば歯車１１１と、入力軸１１０及び車軸１２０の間に配置され、外周面に第２はすば歯車１１３が係止された中間歯車軸１１２と、車軸１２０に固定された出力歯車１１４とを含む。中間歯車軸１１２は、車軸ケース４２に支持される。

【0038】

中間歯車軸１１２には、外周面に平歯車形の中間歯車部１１２ｂを有する外軸１１２ａが相対回転可能に支持されている。中間歯車部１１２ｂの一方側である右側の歯部には、出力歯車１１４が噛み合う。中間歯車部１１２ｂの他方側である左側の歯部には、第２はすば歯車１１３の内周面に形成された内歯１１３ａが噛合されて、互いに相対回転不能に係合している。

【0039】

第２はすば歯車１１３は、第１はすば歯車１１１に噛み合うことにより、はすば歯車機構を形成する。出力歯車１１４の歯数は中間歯車部１１２ｂの歯数より多く、第２はすば歯車１１３の歯数は第１はすば歯車１１１の歯数より多い。これにより、入力軸１１０の回転は、歯車機構１３０で２段に減速されて車軸１２０に伝達される。車軸１２０の車幅方向外端部には、ハブ１２１を介して車輪２２が固定される。

【0040】

上記の車軸ケース４２は、前後方向一方側である前側の入力軸側部分４５と、前後方向他方側である後側の車軸側部分４６とを有する。

【0041】

次に、電気モータ７０が収容されたモータケース６１と、インバータ９０が収容されたインバータケース８０との配置構成を説明する。上記のように、モータケース６１の一方側端である車幅方向外側端は、車軸ケース４２の入力軸側部分４５に固定される。モータケース６１は、電気モータ７０が収容される筒状の本体部６２と、本体部６２の他端である車幅方向内側端の外周面に設けられた円環状のフランジ６３（図６、図８）とを含む。フランジ６３の内側には円形の開口６４（図６、図８）が形成される。フランジ６３の周方向複数位置にはネジ孔６５が形成される。そして、インバータケース８０の車幅方向外端部を貫通した複数のボルト６６が、モータケース６１のネジ孔６５に結合されることにより、モータケース６１の他端側である車幅方向内端側の端面に、インバータケース８０が固定される。

【0042】

電気モータ７０は、例えば永久磁石式の３相モータである。図８に示すように、電気モータ７０は、モータ軸７２の外周面に固定されたモータロータ７３と、モータロータ７３の外周面に対向するステータコア１３１と、ステータコア１３１に巻回して配置された３相のステータコイル１３２とを有する。モータロータ７３は、例えばロータコアの周方向複数位置に配置された永久磁石を有する。ステータコア１３１は、モータケース６１の内側に固定される。モータ軸７２は、モータケース６１の内側に回転可能に配置される。ステータコイル１３２に電源ユニット３８のバッテリから後述のインバータ９０を介して、３相の交流電流に変換された電力が供給されることにより、ステータコア１３１に発生した回転磁界と、モータロータ７３が生成する磁界との相互作用によりモータ軸７２が回転する。

【0043】

インバータケース８０の内部には、バッテリから供給される直流電流を３相の交流電流に変換して電気モータ７０に電力供給するインバータ９０が配置される。インバータ９０は、第１回路基板９１と、第１回路基板９１より面積が小さい第２回路基板９２とを含む。図８では、各回路基板９１，９２の詳細構造の図示を省略している。第１回路基板９１と、第２回路基板９２とは互いに配線の一部が接続される。これにより、インバータ９０は、例えば、電気的に直列接続した２つのスイッチング素子をそれぞれ有する３つのアームを含むインバータ回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御装置とを有する。図３～図８では、左の車輪２２を駆動する左車輪用の電気モータ７０を収容したモータケース６１と、この電気モータ７０を駆動する左車輪用のインバータ９０を収容したインバータケース８０とを示している。一方、図２に示すように、右の車輪２４の側には、右の車輪２４を駆動する右車輪用の電気モータ７０を収容したモータケース６１と、この電気モータ７０を駆動する右車輪用のインバータ９０を収容したインバータケース８０とが設けられる。

【0044】

各インバータ９０の作動は、制御装置１００により制御される。制御装置１００は、メインフレーム１６の上側で運転席１７の下側に配置される。制御装置１００とインバータ９０とは信号ケーブル９３により接続される。制御装置１００は、信号ケーブル９３を介して、インバータ９０のスイッチング素子のスイッチングを制御する。インバータ９０には、電源ユニット３８のバッテリから電力ケーブル９４を介して直流電流が供給される。制御装置１００が、インバータ制御装置１００を介してインバータ９０のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより、インバータ９０が直流電流を３相の交流電流に変換して電気モータ７０に電力供給することが可能となる。これにより、左車輪用の電気モータ７０は、左車輪用のインバータ９０を介して制御装置１００により制御される。右車輪用の電気モータ７０は、右車輪用のインバータ９０を介して制御装置１００により制御される。このため、左右の電気モータ７０は、制御装置１００により、回転方向及び回転数について、独立して制御される。したがって、左右の電気モータ７０は、回転方向及び回転数について、左右の車輪２２，２４を独立して駆動する。

【0045】

インバータケース８０は、最大厚みＴ（図５）が、厚み方向に直交する第１方向（図６の矢印Ａ１方向）の最大長さＬ１（図６）より小さい扁平形状である。インバータケース８０は、厚み方向に直交し、かつ互いに直交する第１方向及び第２方向（図６の矢印Ａ２方向）のそれぞれの最大長さＬ１，Ｌ２が、最大厚みＴより大きい。また、インバータケース８０において、第１方向の最大長さＬ１は第２方向の最大長さＬ２より大きい。このため、インバータケース８０は、厚み方向に直交する第１方向に長い扁平形状を有する。

【0046】

インバータケース８０は、車幅方向内端部に設けられた第１板部８１と、第１板部８１の外周縁から車幅方向外側に伸びる周壁部８２と、周壁部８２の車幅方向外端の開口を塞ぐ第２板部８３とを有し、図５に示すように平面視が略Ｌ字形状の略箱形状である。図６に示すように、第１板部８１は、車幅方向内側から見た状態で、長方形の第１方向である長手方向一方側端（図６の紙面の右端）の２つの角部が断面円弧形の曲線部で面取りされた外形を有する。図８に示すように、インバータケース８０は、例えば、モータケース６１と反対側の第１ケース８７と、モータケース６１側の第２ケース８８とがボルト６７によりネジ結合されることにより構成される。第１ケース８７と第２ケース８８とは内部で相互連通しており、第１ケース８７に配置された第１回路基板９１と、第２ケース８８に配置された第２回路基板９２とを相互接続する配線が行き交うようになっている。図３、図５～図７では、ボルト６７の図示を省略する。

【0047】

インバータケース８０の第２板部８３の外面には、モータケース６１を固定するためのボルト６６を貫通する複数の軸孔が形成される。第２板部８３の外面において、複数の軸孔を通る仮想円の内側には筒部８４が突出する。筒部８４の内側には、モータ軸７２の一端部を回転可能に支持する軸受８９が固定される。

【0048】

インバータケース８０は、モータケース６１から離れる第１方向である長手方向一方側に延伸しており、その末端部分は、車軸ケース４２の後側である車軸側部分４６に面する空間であって、車軸１２０突出側とは反対側の空間Ｓ（図３）に配置される。本例では、インバータケース８０の第１方向は車両前後方向に沿い、第２方向は上下方向に沿っている。

【0049】

これにより、本例の構成によれば、インバータケース８０をモータケース６１から離れる長手方向一方側に延伸させたことにより、インバータ回路の回路基板の面積を大きくできる、薄型で厚み方向に直交する第１方向長さが大きいインバータ９０を持つ構成において、インバータケース８０と、車両側の他の部品との干渉を防止できる。ここで、干渉する「他の部品」とは、例えば、車両側の搭載スペースに搭載された状態の電気モータ付き車軸駆動装置において、互いに向かい合うインバータケース８０もあり得る。

【0050】

さらに、図６に示すように、電気モータ７０を軸方向に見た場合に、インバータケース８０の長手方向一方側部分は、モータケース６１（図５）の外周面から径方向外側に突出している。さらに、インバータケース８０の長手方向一方側部分は、車軸ケース４２に近づく方向に、インバータケース８０の長手方向他方側部分より厚みが大きくなっている。これにより、インバータケース８０の全体の厚みが過度に大きくなることを防止できるので、モータケース６１の端面にインバータケース８０を固定する構造で、インバータケース８０と他の部品との干渉をより有効に防止できる。

【0051】

また、図８に示すように、インバータ９０の回路基板をインバータケース８０の長手方向一方側部分の内側で第１回路基板９１と第２回路基板９２との２段構成にするなどして、インバータケース８０のうち、モータケース６１に固定される部分の厚みを小さくできる。これにより、左右両側の車輪２２，２４を駆動する左右２つの車軸駆動装置４０、４１が搭載された車両１０を全体として見た場合に、左右の車輪２２，２４の接地面の中心間距離であるトレッドを可及的に狭くできる。

【0052】

図７、図８に示すように、モータケース６１の車軸ケース４２に対する複数の取付ボス６１ｂには、ボルト５９が挿通支持されている。車軸ケース４２には、モータケース６１に対する取付開口の周縁部において、前記ボルト５９に対応する位置にネジ孔（図示せず）が形成される。

【0053】

図８に示すように、モータケース６１の内側空間において、インバータケース８０側の端部には、４つの円環板状の導電部材であるバスバーを含むバスバーユニット９５が配置される。バスバーユニット９５では、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相のバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗと、中性点バスバー９７とが、軸方向に並ぶように略同軸上に配置される。３相のバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗは、電気モータ７０のＵ，Ｖ、Ｗ相の３相のステータコイル１３２のそれぞれに接続される。中性点バスバー３７は、３相のバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗと電気的に接続される。４つのバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗ、９７は、絶縁樹脂等の絶縁部材を介して互いに離れて配置されユニット化される。

【0054】

図６、図８に示すように、３相のバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗのそれぞれにおいて、周方向の互いに異なる位置からは、モータ軸７２と平行な車幅方向に沿ってインバータ９０側に突出するリード板９８が形成される。各リード板９８は、インバータケース８０の第２板部８３とインバータ９０の第１回路基板９１とを貫通し、第１回路基板９１のインバータ９０固定側とは反対側の広い空間において、第１回路基板９１に設けられて各相に対応する各接続端子９９に接続される。

【0055】

インバータケース８０の長手方向一方側端の端面には、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２とが外側に突出するように取り付けられる。第１コネクタ１０１には、電源ユニット３８に接続された電力ケーブル９４が接続される。これにより、インバータ９０は、第１コネクタ１０１を介して電源ユニット３８から電力が供給される。第２コネクタ１０２は、制御装置１００に接続された信号ケーブル９３が接続される。これにより、インバータ９０は、第２コネクタ１０２を介して制御装置１００との間で信号を送受信可能である。図１に示すように、車両を車幅方向に見た場合に、車両の運転席１７より後側には電源ユニット３８が配置される。車両前後方向について、電源ユニット３８と制御装置１００との間には、インバータケース８０が配置される。

【0056】

本例では、インバータケース８０は、各コネクタ１０１，１０２が後側に向く状態で車両前後方向に延びている。これにより、車両の運転席１７より後側に搭載した電源ユニット３８とインバータ９０とを接続する電力ケーブル９４が過度に長くなることを防止できる。また、インバータケース８０が車両に支持された状態で、インバータケース８０の長い方向である第１方向が車両前後方向に沿っているので、上下両端の最大高さである第２方向最大長さを小さくできる。これにより、インバータケース８０と、車両側の他の部品との干渉をより有効に防止できる。

【0057】

なお、実施形態の別例として、各電気モータ付き車軸駆動装置４０，４１の前後方向の向きを、図３とは逆にしてもよい。具体的には、図３では、車軸１２０に対し前側に電気モータ７０が配置されているが、車軸１２０に対し後側に電気モータ７０が配置されてもよい。この場合には、車軸ケース４２の入力軸側部分４５は後側部分となり、車軸側部分４６は前側部分となる。また、モータケース６１に固定されるインバータケース８０の向きも、図３の場合と前後方向で逆になり、インバータケース８０のモータケース６１から離れる長手方向の一方側の末端部分は、前側の車軸側部分に面する空間であって車軸突出側とは反対側の空間に配置される。この場合には、インバータケース８０に設けられた第１コネクタ１０１及び第２コネクタ１０２が車両前側に向く。これにより、インバータ９０と電源ユニット３８とを接続する電力ケーブルは長くなるが、インバータ９０と制御装置１００とを接続する信号ケーブルを短くできる。

【0058】

（第２の実施形態）
図９から図１５は、実施形態の別例である第２の実施形態を示している。図９は、第２の実施形態の電気モータ付き車軸駆動装置４０ａを搭載する芝刈り車両１０ａの一部を断面にして示す側面図である。図１０は、図９の車両の後部において、一部を省略して示す平面図である。図１１は、図９の電気モータ付き車軸駆動装置４０ａを取り出して示す斜視図である。図１２は、車軸駆動装置４０ａの平面図である。図１３は、電気モータ付き車軸駆動装置４０ａの車両内側に対応する方向から見た一部を断面にして示す側面図である。図１４は、電気モータ付き車軸駆動装置４０ａの後面図である。図１５は、図１１からモータインバータ装置６０ａを取り出して、一部を断面にして示す平面図である。

【0059】

本例の構成では、図１～図８の構成と異なり、電気モータ付き車軸駆動装置４０ａは、車軸ケース４２と、モータインバータ装置６０ａとを含む。モータインバータ装置６０ａは、モータケース６１ａと、インバータケース８０ａと、モータケース６１ａに収容された走行用の電気モータ７０と、インバータケース８０ａに収容されたインバータ９０とを有する。

【0060】

本例の場合には、モータケース６１ａの本体部６２の他端側の端面には、インバータケースは固定されていない。その代わりに本体部６２の車幅方向内端面には、モータカバー６８がボルトにより結合されることにより、本体部６２の他端側開口が塞がれている。さらに、モータケース６１ａの外周面には、インバータケース８０ａが固定される。

【0061】

具体的には、本体部６２及びモータカバー６８の外周面で、後側上部に向いた外壁面にはインバータ固定部６９（図１３）が設けられる。図１３に示すように、インバータ固定部６９は、インバータケース８０ａの底面の長手方向他方側に設けられた後述の装着部分８１ｂを突き当て可能である。例えば、インバータ固定部６９は、モータケース６１の外周面の後側上部に向いた部分から径方向外側に突出したブロック状の突部の先端面に設けられた平坦面により構成される。平坦面は、突部の突出方向に対し直交する。

【0062】

インバータケース８０ａは、最大厚みＴａ（図１３）が、厚み方向に直交する第１方向（図１３の矢印Ａ３方向）の最大長さＬ３（図１３）より小さい扁平形状である。インバータケース８０ａは、厚み方向に直交し、かつ互いに直交する第１方向及び第２方向（図１４の矢印Ａ４方向）のそれぞれの最大長さＬ３，Ｌ４が、最大厚みＴａより大きい。また、インバータケース８０ａにおいて、第１方向の最大長さＬ３は第２方向の最大長さＬ４より大きい。このため、インバータケース８０ａは、厚み方向に直交する第１方向に長い扁平形状を有する。

【0063】

インバータケース８０ａは、底部に設けられた第１板部８１ａ（図１３）と、第１板部８１ａの外周縁から車幅方向外側に伸びる周壁部８２ａと、周壁部８２ａの上端の開口を塞ぐ第２板部８３ａとを有し、図１３に示すように平面視が略Ｌ字形状の略箱形状である。例えば、インバータケース８０ａは、長尺で厚みが小さい直方体状である第１部分８５の片側上部に、第１部分８５の長手方向長さより短い長さの直方体状である第２部分８６が連結された形状を有する。第１部分８５の内側に第１回路基板９１が収容され、第２部分８６の内側に第２回路基板９２が収容される。例えば、第２部分８６の四隅を貫通したボルトが、第１部分８５の片側部分に形成されたネジ孔に結合されることにより、第２部分８６が第１部分８５に固定される。第１部分８５の底部の長手方向他方側端部の平坦面により、インバータ固定部６９に突き当て可能な装着部分８１ｂが形成される。

【0064】

インバータケース８０ａは、複数のボルトによりモータケース６１ａの上部の後側部分に固定される。このとき、インバータケース８０ａの第２部分と第１部分とを結合するのに用いたボルトの一部を用いて、インバータケース８０ａがモータケース６１ａにネジ結合で固定されてもよい。

【0065】

図１３、図１５に示すように、モータケース６１ａの内側空間において、モータカバー６８側の端部に設けられたバスバーユニット９５を構成する３相のバスバー９６ｕ、９６ｖ、９６ｗの周方向に異なる位置には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応する３つのリード板９８ａの一端が接続される。各リード板９８ａは、モータケース６１ａの径方向外側に導出される。各リード板９８ａの導出された他端部は、各リード板９８ａの中間部を屈曲させた状態で、モータカバー６８の周方向一部に設けられたインバータ固定部６９内の径方向通路を介して、インバータケース８０ａの第１部分８５内に導かれる。この状態で、各リード板９８ａの他端部は、第１部分８５内の第１回路基板９１に設けられた対応する相の接続端子９９（図１５）に接続される。

【0066】

本例の場合も、図１～図８の構成と同様に、インバータケース８０ａをモータケース６１ａから離れる長手方向一方側に延伸させるとともに末端部分は、車軸ケース４２の車軸側部分４６に面する空間であって車軸突出側とは反対側の空間に配置される。そして、本例の構成では、インバータケース８０ａの底面の長手方向他方側が、モータケース６１ａの外周面の上方位置に固定される装着部分８１ｂを有する。このとき、モータケース６１ａにおけるインバータケース８０ａのインバータ固定部６９は、外周面の上方後側に向いた部分となる。さらに、インバータケース８０ａは、長手方向一方側の末端部分が上記の装着部分８１ｂより下側になるように、上下方向に対し傾斜している。これにより、インバータケース８０ａは、モータケース６１から離れる後側に向かって下方に傾斜している。このため、インバータケース８０ａの長手方向に延びる部分が大きくなるのにもかかわらず、インバータケース８０ａを車幅方向に見て車軸ケース４２の外周縁より外側にはみ出す量を小さくできる。

【0067】

したがって、モータケース６１ａの外周面にインバータケース８０ａを固定する構造で、インバータケース８０ａと他の部品との干渉をより有効に防止できる。

【0068】

また、インバータケース８０ａの長手方向一方側端の端面からは第１コネクタ１０１が突出し、インバータケース８０ａの長手方向他方側端の端面からは第２コネクタ１０２が突出する。インバータ９０は、第１コネクタ１０１と、第１コネクタ１０１に接続された電力ケーブル９４ａとを介して、電源ユニット３８から電力が供給される。一方、インバータ９０は、第２コネクタ１０２と、第２コネクタ１０２に接続された信号ケーブル９３ａとを介して、制御装置１００との間で信号を送受信可能である。

【0069】

本例では、電気モータ付き車軸駆動装置４０ａ、４１ａが車両に搭載された状態で、インバータケース８０ａの前後方向両側の端面には、第１コネクタ１０１及び第２コネクタ１０２が異なる向きで（反対方向に）突出するように取り付けられる。これにより、車両の運転席１７より後側に搭載した電源ユニット３８とインバータ９０とを接続する電力ケーブル９４ａが過度に長くなることを防止できる。また、車両の運転席１７の下側に搭載した制御装置１００とインバータ９０とを接続する信号ケーブル９３ａが過度に長くなることを防止できる。

【0070】

上記では、左車輪用の電気モータ付き車軸駆動装置４０ａを説明したが、右車輪用の電気モータ付き車軸駆動装置４１ａの構造は、左車輪用の電気モータ付き車軸駆動装置４０ａの構造と、車両幅方向中央に関し対称である以外、同様である。本例において、その他の構成及び作用は、図１～図８の構成と同様である。

【0071】

なお、実施形態の別例として、各電気モータ付き車軸駆動装置４０ａ、４１ａの前後方向の向きを、図１１とは逆にしてもよい。具体的には、図１１では、車軸１２０に対し前側に電気モータ７０が配置されているが、車軸１２０に対し後側に電気モータ７０が配置されてもよい。この場合には、車軸ケース４２の入力軸側部分４５は後側部分となり、車軸側部分４６は前側部分となる。また、モータケース６１ａに固定されるインバータケース８０ａは、図１１の場合と前後方向で逆になる。また、モータケース６１ａにおけるインバータケース８０ａの固定部は、上方前側に向いた部分となり、インバータケース８０ａは、モータケース６１ａから離れる前側に向かって下方に傾斜する。

【符号の説明】

【0072】

１０，１０ａ 芝刈り車両、１６ メインフレーム、１７ 運転席、１８ キャスタ輪、２２，２４ 車輪、２５ 芝刈装置、２６ モアデッキ、２７ 芝刈りブレード、２８ 電気モータ、３０ 軸部材、３６ 操作レバー、３８ 電源ユニット、４０，４１，４０ａ、４１ａ 電気モータ付き車軸駆動装置、４２ 車軸ケース、４４ 第１ケース、４５ 入力軸側部分、４６ 車軸側部分、４８ 第２ケース、５０ 第３ケース、５８，５９ ボルト、６０，６０ａ モータインバータ装置、６１，６１ａ モータケース、６１ｂ 取付ボス、６２ 本体部、６３ フランジ、６４ 開口、６５ ネジ孔、６６、６７ ボルト、６８ モータカバー、６９ インバータ固定部、７０ 電気モータ、７２ モータ軸、７３ モータロータ、７４ 連結部材、７５ 筒部、７６ 第１ブレーキロータ、８０，８０ａ インバータケース、８１，８１ａ 第１板部、８１ｂ 装着部分、８２，８２ａ 周壁部、８３，８３ａ 第３板部、８４ 筒部、８５ 第１部分、８６ 第２部分、８７ 第１ケース、８８ 第２ケース、８９ 軸受、９０ インバータ、９１ 第１回路基板、９２ 第２回路基板、９３，９３ａ 信号ケーブル、９４，９４ａ 電力ケーブル、９５ バスバーユニット、９６ｕ、９６ｖ、９６ｗ バスバー、９７ 中性点バスバー、９８、９８ａ リード板、９９ 接続端子、１００ 制御装置、１０１ 第１端子、１０２ 第２端子、１１０ 入力軸、１１１ 第１はすば歯車、１１２ 中間歯車軸、１１２ａ 外軸、１１２ｂ 中間歯車部、１１３ 第２はすば歯車、１１３ａ 内歯、１１４ 出力歯車、１２０ 車軸、１２１ ハブ、１３０ 歯車機構、１３１ ステータコア、１３２ ステータコイル、１４０ 第２ブレーキロータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】