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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-30
(45)【発行日】2023-11-08
(54)【発明の名称】駆動装置
(51)【国際特許分類】
   B60K 17/04 20060101AFI20231031BHJP
   B60L 9/18 20060101ALI20231031BHJP
   B60K 17/12 20060101ALI20231031BHJP
   B60T 1/06 20060101ALI20231031BHJP
   B60K 17/22 20060101ALI20231031BHJP
【FI】
B60K17/04 Z
B60L9/18 J
B60K17/12
B60T1/06 E
B60K17/22 Z
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2020028352
(22)【出願日】2020-02-21
(65)【公開番号】P2021130444
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2022-12-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000005463
【氏名又は名称】日野自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100192511
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 晃史
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 崇倫
【審査官】小川 克久
(56)【参考文献】
【文献】実開昭62-048839(JP,U)
【文献】特開2019-187100(JP,A)
【文献】特開2005-132222(JP,A)
【文献】特開2019-001399(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60K 17/04
B60L 9/18
B60K 17/12
B60T 1/06
B60K 17/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載される駆動装置であって、
原動機と、前記原動機から動力を入力されて前記車両の推進軸に動力を出力する変速機と、前記原動機の軸方向に平行する前記変速機の出力軸を制動する制動装置と、を備え、
前記出力軸の径方向において、前記出力軸から前記原動機までの離間距離は、前記制動装置の前記径方向の寸法よりも小さく、
前記出力軸は、前記出力軸における前記原動機側に動力を出力する第1出力部と、前記出力軸における前記原動機とは反対側に動力を出力する第2出力部と、を一体的に回転可能に互いに直結し、
前記推進軸は、前記第1出力部に取り付けられ、
前記制動装置は、前記第2出力部に取り付けられている、駆動装置。
【請求項2】
前記推進軸は、屈曲自在なジョイントを有するプロペラシャフトであり、
前記プロペラシャフトは、前記ジョイントが前記原動機と隣り合うように前記第1出力部に取り付けられている、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記原動機は、モータジェネレータであり、
前記車両の最後軸と前記変速機とで前記モータジェネレータを挟むように前記最後軸の後方に搭載されている、請求項1又は2に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、原動機と、原動機から動力を入力されて車両の推進軸に動力を出力する変速機と、を備える駆動装置として、例えば特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1には、エンジン、クラッチ装置、及びトランスミッションを含むパワーユニットが記載されている。エンジン、クラッチ装置、及びトランスミッションは、車幅方向に互いに並設されている。車両の推進軸は、トランスミッションの出力軸に取り付けられており、エンジン側に延びるようにトランスミッションの側方を延在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2004-203296号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来技術の場合、トランスミッション(変速機)の出力軸を制動する制動装置を駆動装置に設けようとすると、トランスミッション及びエンジン(原動機)の近傍を通すように配置された推進軸に制動装置を取り付けることが考えられる。しかしながら、制動装置の径方向の寸法によっては、制動装置がトランスミッション又はエンジン(原動機)と干渉するおそれがある。干渉を避けるためにトランスミッション又はエンジン(原動機)と制動装置との離間距離を拡大すると、駆動装置が大型化してしまう。
【0005】
本発明は、駆動装置の大型化の抑制を図りつつ、変速機の出力軸を制動する制動装置を設けることが可能となる駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る駆動装置は、車両に搭載される駆動装置であって、原動機と、原動機から動力を入力されて車両の推進軸に動力を出力する変速機と、原動機の軸方向に平行する変速機の出力軸を制動する制動装置と、を備え、出力軸の径方向における出力軸から原動機までの離間距離は、制動装置の径方向の寸法よりも小さく、出力軸は、出力軸において、原動機側に動力を出力する第1出力部と、出力軸における原動機とは反対側に動力を出力する第2出力部と、を一体的に回転可能に互いに直結し、推進軸は、第1出力部に取り付けられ、制動装置は、第2出力部に取り付けられている。
【0007】
本発明の一態様に係る駆動装置では、制動装置は、第2出力部に取り付けられており、第1出力部と第2出力部とは、一体的に回転可能に互いに直結されている。変速機の出力軸が制動装置により制動されることで、第1出力部に取り付けられた推進軸を制動することができる。また、制動装置を第2出力部に取り付けるため、出力軸の径方向において、出力軸から原動機までの離間距離よりも大きい径方向の寸法を有する制動装置であっても、当該離間距離の拡大が不要となる。よって、この駆動装置では、駆動装置の大型化の抑制を図りつつ、変速機の出力軸を制動する制動装置を設けることが可能となる。
【0008】
一実施形態において、推進軸は、屈曲自在なジョイントを有するプロペラシャフトであり、プロペラシャフトは、ジョイントが原動機と隣り合うように第1出力部に取り付けられていてもよい。この場合、例えばジョイントの屈曲度合いの適正化を図るために、原動機と隣り合うスペースを用いることができる。
【0009】
一実施形態において、原動機は、モータジェネレータであり、駆動装置は、車両の最後軸と変速機とでモータジェネレータを挟むように最後軸の後方に搭載されていてもよい。この場合、モータジェネレータの車両後方に変速機が配置されるため、例えばモータジェネレータが高電圧系部品であっても、モータジェネレータを車両中央側に寄せて配置し易くなる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、駆動装置の大型化の抑制を図りつつ、変速機の出力軸を制動する制動装置を駆動装置に設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】一実施形態の駆動装置を備える車両の機能構成を示すブロック図である。
図2】駆動装置の縦断面図である。
図3】変形例の駆動装置を備える車両の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【0013】
図1は、一実施形態に係る車両Vの機能構成を示すブロック図である。図1に示す車両Vには、モータジェネレータ(原動機)2、変速機4、及び制動装置6を備える駆動装置10が搭載されている。車両Vは、モータジェネレータ2の駆動力によって走行する電気自動車であり、例えばバスである。図1の方向Frは、車両Vの前方向を示している。駆動装置10は、車両Vの最後軸RXと変速機4とでモータジェネレータ2を挟むように最後軸RXの後方に搭載されている。
【0014】
モータジェネレータ2は、電動機及び発電機の双方の機能を有する電動発電機である。モータジェネレータ2は、車両Vの走行時には、バッテリ(図示省略)からインバータ(図示省略)を介して供給された電力によって走行用の駆動力を生成する。モータジェネレータ2は、車両Vの減速時には、回生トルクを発生させて回生電力を生成する。モータジェネレータ2によって生成された回生電力は、インバータを介してバッテリに供給される。
【0015】
変速機4は、一例としてマニュアル式の電気自動車用変速機であり、モータジェネレータ2から動力を入力されて車両Vのプロペラシャフト(推進軸)12に動力を出力する。変速機4の入力シャフト21(図2参照)は、モータジェネレータ2の出力軸に接続されている。変速機4の出力シャフト(出力軸)31は、プロペラシャフト12に接続されている。変速機4は、プロペラシャフト12、差動装置14、ドライブシャフト16を介して左右の駆動輪18に接続されている。変速機4は、モータジェネレータ2によって生成された駆動力を車両Vの駆動輪18に伝達する。
【0016】
図2は駆動装置10の縦断面図である。図2に示されるように、変速機4は、入力シャフト21、固定ギヤ23、固定ギヤ25、出力シャフト31、遊転ギヤ33、遊転ギヤ35及びシフト機構37を有している。入力シャフト21、固定ギヤ23、固定ギヤ25、出力シャフト31、遊転ギヤ33、遊転ギヤ35及びシフト機構37は、トランスミッションケース28内に収容されている。
【0017】
入力シャフト21は、トランスミッションケース28内で一対の軸受27によって回転可能に支持されている。入力シャフト21は、車両Vの動力源であるモータジェネレータ2の出力軸に連結されており、モータジェネレータ2で生成された駆動力を受けて回転する。
【0018】
入力シャフト21には、例えば互いに歯数の異なる固定ギヤ23及び固定ギヤ25が固定されている。固定ギヤ23及び固定ギヤ25は、入力シャフト21と一体的に回転可能に入力シャフト21に固定されており、モータジェネレータ2からの駆動力を受けて入力シャフト21と共に回転する。
【0019】
出力シャフト31は、トランスミッションケース28内で一対の軸受39によって回転可能に支持されている。出力シャフト31は、入力シャフト21に離間して設けられており、入力シャフト21に対して平行に配置されている。つまり、出力シャフト31の軸方向は、モータジェネレータ2の軸方向に平行している。
【0020】
出力シャフト31は、一例として、トランスミッションケース28を貫通するように、モータジェネレータ2の軸方向(入力シャフト21の軸方向)に平行して延在している。出力シャフト31の長さ寸法は、モータジェネレータ2の軸方向のトランスミッションケース28の長さ寸法よりも長い。出力シャフト31は、入力シャフト21の回転力を受けて、その回転力をプロペラシャフト12及び制動装置6に伝達する。
【0021】
出力シャフト31の一端部31aは、トランスミッションケース28の一端壁部28aから突出している。一端部31aは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2側の端部である。一端壁部28aは、トランスミッションケース28におけるモータジェネレータ2側の壁部である。一端部31aは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2側に動力を出力する第1出力部として機能する。
【0022】
一端壁部28aは、モータジェネレータ2が取り付けられる取付部28cを含む。一端壁部28aは、例えば、モータジェネレータ2の軸方向(入力シャフト21の軸方向)に直交する仮想面に沿うように延在している。
【0023】
出力シャフト31の一端部31aには、プロペラシャフト12が取り付けられている。プロペラシャフト12は、屈曲自在なジョイント12aを有している。プロペラシャフト12は、ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合うように出力シャフト31の一端部31aに取り付けられている。「ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合う」とは、出力シャフト31の軸方向において、一端壁部28aからジョイント12aまでの距離が、一端壁部28a(取付部28c)からモータジェネレータ2までの距離よりも小さいことを意味する。
【0024】
この場合、ジョイント12aから差動装置14までの距離を、ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合わない場合と比べて、長くすることができる。「ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合わない」とは、出力シャフト31の軸方向において、一端壁部28aからジョイント12aまでの距離が、一端壁部28a(取付部28c)からモータジェネレータ2までの距離よりも大きいことを意味する。ジョイント12aから差動装置14までの距離が大きくなることで、例えばジョイント12aから差動装置14までのプロペラシャフト12が出力シャフト31の軸方向に対して傾斜する場合であっても、その傾斜角度が小さくなるため、ジョイント12aの屈曲度を小さくし易くなる。よって、ジョイント12aの屈曲度合いの適正化が図られる。
【0025】
出力シャフト31の他端部31bは、トランスミッションケース28の他端壁部28bから突出している。他端部31bは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2とは反対側の端部である。他端壁部28bは、トランスミッションケース28におけるモータジェネレータ2とは反対側の壁部である。他端部31bは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2とは反対側に動力を出力する第2出力部として機能する。出力シャフト31の他端部31bには、制動装置6が取り付けられている。
【0026】
他端壁部28bは、入力シャフト21のモータジェネレータ2とは反対側の端部を支持する支持部28dを含む。他端壁部28bは、例えば、モータジェネレータ2の軸方向(入力シャフト21の軸方向)に直交する仮想面に沿うように延在している。他端壁部28bは、一端壁部28aと略平行となっている。
【0027】
支持部28dは、他端壁部28bにおいてモータジェネレータ2とは反対側に突出していてもよい。支持部28dの突出高さは、例えば、出力シャフト31の他端部31bに取り付けられた状態の制動装置6に支持部28dが干渉しない範囲とされていてもよい。ここでは、支持部28dの突出高さは、例えば制動装置6における最もモータジェネレータ2側のワイヤ取付部6cに支持部28dが干渉しない突出高さとされている。
【0028】
出力シャフト31の径方向において、出力シャフト31からモータジェネレータ2までの離間距離Lは、制動装置6の径方向の寸法D1よりも小さい。離間距離Lは、例えば、出力シャフト31の軸からモータジェネレータ2における最も出力シャフト31側の位置までの離間距離である。寸法D1は、例えば、制動装置6のブレーキドラム6aの半径である。
【0029】
出力シャフト31の径方向において、出力シャフト31から支持部28dまでの離間距離D2は、制動装置6の径方向の寸法D1よりも大きい。離間距離D2は、例えば、出力シャフト31の軸から支持部28dにおける最も出力シャフト31側の位置までの離間距離である。
【0030】
出力シャフト31は、一端部31aと他端部31bとを一体的に回転可能に互いに直結している。出力シャフト31は、一部品として構成されていてもよいし、2以上の部品が一体的に回転可能に構成されていてもよい。
【0031】
出力シャフト31には、互いに歯数の異なる遊転ギヤ33及び遊転ギヤ35(複数の遊転ギヤ)が設けられている。これら遊転ギヤ33及び遊転ギヤ35は、出力シャフト31に同軸に設けられたニードルベアリング40を介して出力シャフト31に対して回転自在に支持されている。したがって、遊転ギヤ33及び遊転ギヤ35は、固定ギヤ23及び固定ギヤ25にそれぞれ噛合した状態で、出力シャフト31に対して遊転(空転)可能に設けられている。
【0032】
シフト機構37は、出力シャフト31の遊転ギヤ33と遊転ギヤ35との間に設けられている。シフト機構37は、出力シャフト31と遊転ギヤ33,35との間の連結状態を切り替え可能に構成されている。ここでの連結状態には、入力シャフト21と出力シャフト31とが固定ギヤ23及び遊転ギヤ33を介して接続される状態と、入力シャフト21と出力シャフト31とが固定ギヤ25及び遊転ギヤ35を介して接続される状態と、出力シャフト31と遊転ギヤ33,35との連結が解除されて入力シャフト21と出力シャフト31との間で動力の伝達が行われない状態(ニュートラル状態)と、が含まれる。シフト機構37は、車両Vのシフトレバーの操作に応じて、これらの連結状態を切り替える。
【0033】
制動装置6は、変速機4の出力シャフト31を制動する。ここでの制動装置6は、いわゆるセンターブレーキ装置であり、パーキングブレーキ装置として機能する。制動装置6は、出力シャフト31の他端部31bに固定されたブレーキドラム6aと、ブレーキドラム6aの内周面に押し付けられるブレーキシュー6bと、を有する。この制動装置6は、一例として、ブレーキワイヤ(図示省略)を用いて制動装置6の作動及び非作動を切り替える機械式とされており、ブレーキワイヤが取り付けられるワイヤ取付部6cを有している。ワイヤ取付部6cは、例えばブレーキワイヤによって引っ張られることでブレーキシュー6bを拡開させる。なお、ブレーキドラム6aは、出力シャフト31と一体的に回転すればよいため、出力シャフト31に対して直接的に固定されてもよく、他部材を介して間接的に固定されもよい。
【0034】
[作用効果]
以上説明した駆動装置10では、制動装置6は、出力シャフト31の他端部31b(第2出力部)に取り付けられており、出力シャフト31の一端部31a(第1出力部)と他端部31bとは、一体的に回転可能に互いに直結されている。変速機4の出力シャフト31が制動装置6により制動されることで、一端部31aに取り付けられたプロペラシャフト12を制動することができる。また、制動装置6を他端部31bに取り付けるため、出力シャフト31の径方向において、出力シャフト31からモータジェネレータ2までの離間距離Lよりも大きい径方向の寸法D1を有する制動装置6であっても、当該離間距離Lの拡大が不要となる。よって、この駆動装置10では、駆動装置10の大型化の抑制を図りつつ、変速機4の出力シャフト31を制動する制動装置6を設けることが可能となる。
【0035】
駆動装置10では、プロペラシャフト12は、屈曲自在なジョイント12aを有しており、プロペラシャフト12は、ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合うように出力シャフト31の一端部31aに取り付けられている。これにより、例えばジョイント12aの屈曲度合いの適正化を図るために、モータジェネレータ2と隣り合うスペースを用いることができる。
【0036】
駆動装置10では、モータジェネレータ2が原動機として用いられており、駆動装置10は、車両Vの最後軸RXと変速機4とでモータジェネレータ2を挟むように最後軸RXの後方に搭載されている。ここで、例えばモータジェネレータ2がいわゆる高電圧系部品である場合、車両Vにおけるモータジェネレータ2の搭載位置に制約が生じることがある。高電圧系部品とは、電気自動車及びハイブリット車両の駆動用の電気系部品と意味し、作業における感電防止が法令等で定められるような部品を意味する。例えば、モータジェネレータの搭載位置が、車両Vの外表面から所定距離以上内側(車両Vの中央側)でなければならない等の制約が生じることがある。この場合、モータジェネレータを車両最後端に位置させるような駆動装置にあっては、制約の要件を満たすために駆動装置全体を前方に配置させることを強いられ、モータジェネレータの車両後方に余分なスペースが残ってしまう可能性がある。そこで、駆動装置10によれば、モータジェネレータ2の車両後方に変速機4が配置されるため、例えばモータジェネレータ2が高電圧系部品であっても、モータジェネレータ2を車両Vの中央側に寄せて配置し易くなる。その結果、モータジェネレータ2の車両後方に余分なスペースが残ってしまうことを抑制でき、車両Vにおけるスペース効率の向上を図り得る。
【0037】
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
【0038】
上記実施形態では、車両Vの最後軸RXと変速機4とでモータジェネレータ2を挟むように最後軸RXの後方に搭載されている駆動装置10を例示したが、これに限定されない。例えば、図3に示されるように、車両Vの最後軸RXと変速機4とでモータジェネレータ2を挟むように、車両Vの最後軸RXの前方に駆動装置10Aを搭載する態様であってもよい。
【0039】
上記実施形態では、出力シャフト31は、トランスミッションケース28を貫通していたが、これに限定されない。出力シャフト31の一端部31aが、トランスミッションケース28の一端壁部28aから突出していなくてもよい。例えば一端部31aに出力シャフト31と同軸に雌ネジが形成され当該雌ネジを利用してプロペラシャフト12が取り付けられる構成であっても、一端部31aは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2側に動力を出力する第1出力部として機能し得る。出力シャフト31の他端部31bが、トランスミッションケース28の他端壁部28bから突出していなくてもよい。例えば他端部31bに出力シャフト31と同軸に雌ネジが形成され当該雌ネジを利用して制動装置6が取り付けられる構成であっても、他端部31bは、出力シャフト31におけるモータジェネレータ2とは反対側に動力を出力する第2出力部として機能し得る。
【0040】
上記実施形態では、寸法D1は、制動装置6のブレーキドラム6aの半径であったが、制動装置6の径方向に沿うワイヤ取付部6cなど、ブレーキドラム6a以外の制動装置6の構成の寸法を、寸法D1に含めてもよい。
【0041】
上記実施形態では、出力シャフト31の径方向において、出力シャフト31から支持部28dまでの離間距離D2は、制動装置6の径方向の寸法D1よりも大きかったが、これに限定されない。出力シャフト31の他端部31bに取り付けられた状態の制動装置6に支持部28dが干渉しない限りにおいて、離間距離D2は寸法D1よりも小さくてもよい。
【0042】
上記実施形態では、支持部28dの突出高さは、モータジェネレータ2の軸方向(入力シャフト21の軸方向)において支持部28dと制動装置6とが重複しないような突出高さとされていたが、これに限定されない。出力シャフト31から支持部28dまでの離間距離D2が制動装置6の径方向の寸法D1よりも大きい限りにおいて、支持部28dの突出高さは、モータジェネレータ2の軸方向において支持部28dと制動装置6とが重複するような突出高さとされてもよい。
【0043】
上記実施形態では、ジョイント12aがモータジェネレータ2と隣り合うように一端部31aに取り付けられていたが、これに限定されない。例えば、ジョイント12aがトランスミッションケース28の一部と隣り合っていてもよいし、モータジェネレータ2及びトランスミッションケース28のいずれにも隣り合わなくてもよい。
【0044】
上記実施形態では、制動装置6は、ブレーキワイヤを用いた機械式を例示したが、例えば、車両Vのキャビン内に配置されたボタンの操作等に基づく電動制御により動作される電動パーキングブレーキであってもよい。
【0045】
上記実施形態では、制動装置6は、パーキングブレーキとして用いられていたが、この用途に限定されない。例えば、制動装置6は、変速機4の変速時等に入力シャフト21と出力シャフト31との回転をギヤ比に応じて同期させるための、いわゆるカウンタブレーキ装置として用いられてもよい。
【0046】
上記実施形態では、駆動装置10では、モータジェネレータ2が原動機として用いられていたが、モータジェネレータ2に加えて又は代えて、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン等の内燃機関が原動機として用いられてもよい。
【0047】
上記実施形態では、車両Vとしてバスを例示したが、これに限定されず、トラック等の大型車両であってもよいし、乗用車等の小型又は中型の車両であってもよい。
【符号の説明】
【0048】
2…モータジェネレータ(原動機)、4…変速機、6…制動装置、10,10A…駆動装置、12…プロペラシャフト(推進軸)、12a…ジョイント、31…出力シャフト(出力軸)、31a…一端部(第1出力部)、31b…他端部(第2出力部)、D1…寸法、D2,L…離間距離、RX…最後軸、V…車両。
図1
図2
図3