JP2012042006A - Speed reduction differential device for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、モータを駆動源とした電気自動車用減速差動装置に関し、特に小型軽量化することで、レイアウト上の制限を減少し、1充電当たりの走行距離を延ばすことに特長がある。 The present invention relates to a reduction differential for an electric vehicle using a motor as a drive source, and is particularly advantageous in that it is reduced in size and weight, thereby reducing layout restrictions and extending the travel distance per charge.
電気自動車用減速差動装置として従来から知られているものは、電動モータ、遊星ギヤ型減速機、遊星ギヤ型差動装置及び潤滑手段の組み合わせにより構成されている。前記減速機は前記電動モータの出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動装置は前記減速機の減速出力を入力とするとともに同軸上で対向した2出力シャフトを備えている。前記の2出力シャフトに左右の車輪に作用する負荷の差に応じた回転を分配出力するように構成されている(特許文献1、2)。
A conventionally known reduction gear differential for an electric vehicle is composed of a combination of an electric motor, a planetary gear type reduction gear, a planetary gear type differential device, and a lubricating means. The speed reducer includes an input shaft that is integrated with an output shaft of the electric motor, and the differential device includes a 2-output shaft that receives the speed reduction output of the speed reducer as an input and is coaxially opposed. The two output shafts are configured to distribute and output the rotation corresponding to the difference in load acting on the left and right wheels (
前記減速機は、電気自動車においては、電動モータが小型軽量化され高速回転するため、これを減速して車輪に伝達する必要があることから設けられる。また、差動装置に遊星ギヤ機構が用いられるのは、傘歯車型のものに比べて軸方向の長さが小さくなり装置全体を小型化できることなどの理由による。さらに、小型化の要請から、前記差動装置に設けられる2出力シャフトのうち一方の出力シャフトを減速機入力シャフト及びモータ出力シャフトの内部を貫通させる構造が採られる。 In the electric vehicle, the speed reducer is provided because the electric motor is reduced in size and weight and rotates at high speed, and therefore it is necessary to reduce the speed and transmit it to the wheels. The planetary gear mechanism is used for the differential device because the axial length is smaller than that of the bevel gear type and the entire device can be downsized. Further, in order to reduce the size, a structure is adopted in which one of the two output shafts provided in the differential device passes through the inside of the speed reducer input shaft and the motor output shaft.
また、前記減速差動装置の潤滑手段として、油圧ポンプとその油圧ポンプ駆動用の電動モータを装備することも従来から知られている(特許文献3)。また、潤滑油の供給量に制限を受ける油浴潤滑の場合において、ギヤの耐久性を向上させるために、装置を構成する多数のギヤの歯面に粗面加工を施して油膜を形成し易くすることも知られている(特許文献4) In addition, it is conventionally known that a hydraulic pump and an electric motor for driving the hydraulic pump are provided as lubrication means of the deceleration differential device (Patent Document 3). Also, in the case of oil bath lubrication, where the amount of lubricating oil supplied is limited, in order to improve the durability of the gear, it is easy to form an oil film by roughening the tooth surfaces of a large number of gears constituting the device. It is also known to do (Patent Document 4)
潤滑手段として前記のような油圧ポンプを用いれば、各部に潤滑油を十分に供給できることはいうまでもないが、油圧ポンプを用いると、その容積分だけ装置が大型化し重量が増大する問題がある。また、油圧ポンプを駆動する電動モータが電力を消費することになるため、1充電当たりの走行距離を少しでも延ばしたい電気自動車にとっては好ましくない問題である。 Needless to say, if the hydraulic pump as described above is used as the lubricating means, the lubricating oil can be sufficiently supplied to each part. However, if the hydraulic pump is used, there is a problem in that the apparatus becomes larger by the volume and the weight increases. . In addition, since the electric motor that drives the hydraulic pump consumes electric power, it is an undesirable problem for an electric vehicle that wants to extend the travel distance per charge as much as possible.
このため、油圧ポンプに代わる潤滑手段として、油浴潤滑(いわゆる、跳ね掛け式潤滑)を採用することにより、装置の小型軽量化を図りレイアウト上の制限を減少させ、1充電当たりの走行距離を延ばすことが考えられる。 For this reason, oil bath lubrication (so-called splash-type lubrication) is adopted as a lubricating means in place of the hydraulic pump, thereby reducing the size and weight of the device and reducing the restrictions on the layout, and reducing the travel distance per charge. It can be extended.
しかし、油浴潤滑の場合は、前記の掻き上げ手段によって掻き上げた潤滑油を単に跳ね掛けるだけであるから、潤滑が必要な軸受やギヤ等のすべてに潤滑油を十分行き渡らせることが難しいという問題がある。 However, in the case of oil bath lubrication, it is difficult to sufficiently distribute the lubricating oil to all the bearings, gears, etc. that require lubrication because the lubricating oil that has been scraped up by the above-mentioned scraping means is simply splashed. There's a problem.
そこで、この発明は、前記の潤滑手段として油浴潤滑を採用して装置の小型軽量化を図りレイアウト上の制限を減少させ、1充電当たりの走行距離を延ばす一方、減速機と差動装置の両方において、掻き上げ手段として特別の部品を加える必要のない油浴潤滑を実現することを一つの課題とする。 Therefore, the present invention employs oil bath lubrication as the lubrication means to reduce the size and weight of the device, reduce the restrictions on the layout and extend the travel distance per charge, while reducing the speed reducer and the differential device. In both cases, it is an object to realize oil bath lubrication that does not require the addition of special parts as a scraping means.
また、前記の油浴潤滑を採用した場合において、必要な個所に潤滑油を十分行き渡らせるようにすることを他の課題とする。 Further, when the above-described oil bath lubrication is employed, another object is to sufficiently distribute the lubricating oil to necessary portions.
前記の課題を解決するために、この発明は、電動モータ、遊星ギヤ型の減速機、遊星ギヤ型の差動装置及び潤滑手段の組み合わせからなり、前記減速機は前記電動モータのモータ出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動装置は前記減速機の減速出力を入力とし、同軸上で対向した2出力シャフトを備え、その2出力シャフトに差動回転を分配出力するように構成され、前記潤滑手段として油浴潤滑が採用され、その油浴潤滑によって前記減速機及び差動装置の可動部分に潤滑油を供給するようにした電気自動車用減速差動装置において、
前記減速機及び差動装置の構成部材である減速側キャリヤ及び差動側キャリヤの少なくとも一方の回転半径が装置底部に溜められた潤滑油の油面以下となる大きさに形成され、前記各キャリヤの外周面に凸部又は凹部より構成された掻き上げ手段が設けられ、
前記差動装置の2出力シャフトのうち一方の第一出力シャフトは、差動側サンギヤの中心にセレーション結合されるとともに前記減速機の入力シャフト及び電動モータの出力シャフトに貫通され、他方の第二出力シャフトは、前記差動側キャリヤと一体に設けられ
前記差動装置に前記差動側サンギヤとのセレーション結合部から突き出した第一出力シャフトの内端部を支持する内端部支持軸受が設けられ、前記セレーション結合部と内端部支持軸受の間に当該内端部支持軸受側が小径となる傾斜部が設けられた構成を採用したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a combination of an electric motor, a planetary gear type reduction gear, a planetary gear type differential device and a lubricating means, and the reduction gear includes a motor output shaft of the electric motor. An integrated input shaft is provided, and the differential device has a reduction output of the speed reducer as an input, and has two output shafts that are coaxially opposed to each other, and is configured to distribute and output differential rotation to the two output shafts. In the reduction differential for an electric vehicle, oil bath lubrication is adopted as the lubrication means, and lubricating oil is supplied to the movable parts of the reduction gear and the differential by the oil bath lubrication.
The rotation radius of at least one of the speed reduction carrier and the differential side carrier, which is a constituent member of the speed reducer and the differential device, is formed so as to be less than or equal to the oil level of the lubricating oil stored at the bottom of the device. Scraping means composed of convex portions or concave portions is provided on the outer peripheral surface of
One first output shaft of the two output shafts of the differential device is serrated to the center of the differential sun gear and penetrates the input shaft of the speed reducer and the output shaft of the electric motor, and the other second output shaft. The output shaft is provided integrally with the differential side carrier, and provided with an inner end support bearing that supports the inner end portion of the first output shaft protruding from the serration coupling portion with the differential side sun gear on the differential device. In addition, a configuration in which an inclined portion having a small diameter on the inner end support bearing side is provided between the serration coupling portion and the inner end support bearing.
減速側キャリヤ及び差動側キャリヤは、それぞれ減速機及び差動装置を構成する遊星ギヤ機構に必須の部材であり、これらのキャリヤの回転半径を前記のように形成し、その外周面に凸部又は凹部を設けるだけの簡単な構成によって潤滑油の掻き上げを行うことができる。したがって、新たな部品の追加は不要であるので、油浴潤滑の採用による装置の小型軽量化のメリットを損なうことがない。 The speed reduction carrier and the differential side carrier are essential members for the planetary gear mechanism constituting the speed reducer and the differential device, respectively, and the rotation radius of these carriers is formed as described above, and a convex portion is formed on the outer peripheral surface thereof. Alternatively, the lubricating oil can be scraped up with a simple configuration in which only the concave portion is provided. Therefore, it is not necessary to add new parts, so that the advantage of reducing the size and weight of the apparatus by using oil bath lubrication is not impaired.
また、前記セレーション結合部と内端部支持軸受の間に当該内端部支持軸受側が小径となる傾斜部を設けているので、セレーション結合部と内端部支持軸受の間に落下した潤滑油をその傾斜部によって当該内端部軸受側へ誘導することができる。 In addition, since an inclined portion having a small diameter is provided between the serration coupling portion and the inner end support bearing, the lubricating oil dropped between the serration coupling portion and the inner end support bearing is removed. The inclined portion can be guided to the inner end bearing side.
以上のように、この発明によれば、油浴潤滑を採用したことにより油圧ポンプが不要となり、装置の小型軽量化を図ることができ、これにより自動車のレイアウト上の制限を著しく減少させ、また、1充電当たりの走行距離を延ばすことができる。 As described above, according to the present invention, the use of oil bath lubrication eliminates the need for a hydraulic pump, thereby reducing the size and weight of the device, thereby significantly reducing the restrictions on the layout of the automobile, The travel distance per charge can be extended.
また、油浴潤滑のための掻き上げ手段としては、減速機及び差動装置に必須の部材である減速側及び差動側キャリヤに掻き上げ手段としての凹部又は凸部を設けた構成を採るため、部品の増加をもたらすことがなく、油浴潤滑を採用したことによる前記のメリットを損なうことがない。 Further, as the scraping means for oil bath lubrication, to adopt a configuration in which a concave portion or a convex portion as the scraping means is provided on the speed reduction side and the differential side carrier which are essential members for the speed reducer and the differential device. In addition, there is no increase in the number of parts and the above-mentioned merit due to the adoption of oil bath lubrication is not impaired.
さらに、第一出力シャフトのセレーション結合部と内端部支持軸受の間に当該内端部支持軸受側が小径となる傾斜部を設けたことにより、内端部軸受の潤滑が良好になる。 Further, by providing an inclined portion having a small diameter on the inner end support bearing side between the serration coupling portion of the first output shaft and the inner end support bearing, lubrication of the inner end bearing is improved.
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
図1から図10に示したように、実施形態1に係る電気自動車用減速差動装置は、電動モータ11、その電動モータ11と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型の減速機12、その減速機12と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型の差動装置13及び前記減速機12と差動装置13に共通の油浴潤滑手段14とによって構成される。
As shown in FIGS. 1 to 10, the electric vehicle deceleration differential apparatus according to the first embodiment includes an
これらの装置を収納したケーシング15は、電動モータ11を収納したモータケーシング15aと、減速機12及び差動装置13を収納した減速差動ケーシング15b並びにケーシング蓋15cを組み合わせたものである。モータケーシング15aの一端部が開放され、その開放端が減速差動ケーシング15bによって閉塞されている。減速差動ケーシング15bも一端が開放され、その開放端がケーシング蓋15cによって閉塞されている。
The
電動モータ11は前記モータケーシング15aの内周面に固定されたステータ16と、その内径側においてモータ出力シャフト17にコア18と一体に取り付けられたロータ19によって構成される。
The
前記モータ出力シャフト17は中空であり、その外端部はモータケーシング15aとの間に介在された出力シャフト支持軸受21によって支持され、内端部は減速機12のセンターに挿入される。前記出力シャフト支持軸受21はシール付き深溝玉軸受によって構成される。前記モータ出力シャフト17のうち減速機12に挿入された部分は、減速機入力シャフト22となっている。
The
前記減速機入力シャフト22の部分が減速差動ケーシング15bとの間に介在された入力シャフト支持軸受23によって支持される。この入力シャフト支持軸受23も深溝玉軸受によって構成される。
The speed
減速機12は、前記減速機入力シャフト22の先端部外周面に一体に設けられた減速側サンギヤ27(図3参照)、その外径側において前記減速差動ケーシング15bの内径面に同軸状態に固定された減速側リングギヤ28、前記サンギヤ27とリングギヤ28の間において周方向の3個所に等間隔をおいて介在された減速側ピニオンギヤ29及び減速側キャリヤ32(図1参照)により構成される。
The
減速側ピニオンギヤ29はサンギヤ27とリングギヤ28に噛み合う。また、
前記ピニオンギヤ29は減速側ピニオンシャフト31に針状ころ軸受33(図3参照)を介して支持され、そのピニオンシャフト31は一端部が前記減速側キャリヤ32に挿通され支持される。
Deceleration
The
前記減速側リングギヤ28は、減速差動ケーシング15bの内面に形成された段差部34(図1参照)にその側面を当てることにより位置決めされ固定される。
The reduction-
前記減速側ピニオンギヤ29は、図3及び図4に示したように、そのシャフト穴37の周りの3等分位置に軸方向に貫通された潤滑穴38が設けられる。各潤滑穴38は周方向に湾曲した長穴によって形成される。潤滑穴38は、後述のように、油浴潤滑によって掻き上げられ跳ね飛ばされた潤滑油の通り穴となる機能とともに、ピニオンギヤ29の軽量化を図る機能を有する。潤滑穴38は、ピニオンギヤ29の強度を維持する範囲内で前記の機能を最大限に発揮し得る大きさに形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the reduction-
なお、潤滑穴38の前記の機能は、後述の他の部材の潤滑穴(減速側キャリヤ32の潤滑穴45、差動側サンギヤ51の潤滑穴56、差動側キャリヤ54の潤滑穴65)についても同様である。
The function of the
前記減速側キャリヤ32は、モータケーシング15aを開放端に面した減速差動ケーシング15bの閉塞面と、減速側ピニオンギヤ29との間において、入力シャフト22の回りに径方向のすき間h(図2参照)をおいて嵌合される。減速側キャリヤ32は、図5に示したように、一定の中心穴39を有する環状板によって形成され、その回転半径は、減速差動ケーシング15bの内底面に溜められた潤滑油の油面L(図1参照)以下となる大きさに設定される。
The
前記減速側キャリヤ32の中心穴39と外周縁との間において、前記ピニオンシャフト31が挿通される3個所のシャフト穴41が同じPCD上に等間隔で設けられる。各シャフト穴41の径方向の外周縁に径方向と直角の切欠き面42が形成され、その切欠き面42からシャフト穴41に達するネジ穴43が径方向に設けられる。シャフト穴41に挿通されたピニオンシャフト31は、そのネジ穴43に挿入したピン44a(図2参照)と、ねじ込んだ止めネジ44bによって固定される。ピニオンシャフト31の固定手段として、ピニオンシャフト31にピン(図示省略)を径方向に挿入し、そのピンをネジ穴にねじ込んだネジによって固定する方法もある。
Three shaft holes 41 through which the
前記ネジ穴43の相互間の前記PCD上に、3個所の潤滑穴45が設けられる。各潤滑穴45は周方向に湾曲した長穴によって形成される。さらに、各潤滑穴45の外径側に対向した3個所において、外周縁から軸方向外向き(差動装置13の方向)に凸部46がそれぞれ設けられる。この凸部46は、後述のように、先端部が差動側リングギヤ49に結合され、回転時に潤滑油を掻き上げる作用を行うものであり、前述の油浴潤滑手段14の一部を構成する。
Three lubricating holes 45 are provided on the PCD between the screw holes 43. Each lubricating
また、前記減速差動ケーシング15bの閉塞面(モータケーシング15aの開放端を閉塞する径方向の面)に対向した減速側キャリヤ32の面に、前記中心穴39の周縁に沿った一定幅の段差部40(図2、図5参照)が設けられ、その段差部40に針状ころを用いたスラスト軸受47が取り付けられる。前記スラスト軸受47を前記の減速差動ケーシング15bの閉塞面に当接させることにより、減速側キャリヤ32に作用するスラスト力を受け、その減速側キャリヤ32を円滑に回転させるようにしている。
Further, a step with a constant width along the periphery of the
なお、減速側ピニオンギヤ29の軸方向の一方の端面と減速側キャリヤ32との間、及び同じく他方の端面と差動側リングギヤ49の円板部49aとの間において、それぞれピニオンシャフト31の回りにワッシャ20が介在され、これによって前記ピニオンギヤ29の回転を円滑に行うようにしている。
In addition, between one end surface of the reduction-
前記入力シャフト支持軸受23はスラスト軸受47よりも電動モータ11側に寄った位置に設けられているので、減速側キャリヤ32の中心穴39やスラスト軸受47によって当該軸受23への潤滑油の供給を妨げることが無いよう配慮しなければならない。
Since the input shaft support bearing 23 is provided at a position closer to the
このため、この実施形態1においては、キャリヤ32の内径及びスラスト軸受47の内径を、前記入力シャフト支持軸受23を構成する内輪23bの外径より大に設定する必要がある。この条件を満たすべく、図示の場合(図2参照)は、キャリヤ32の内径及びスラスト軸受47の内径を当該軸受23の外輪23aの内径と同一又はこれより大きく設定することにより、軸受23に対する給油すき間hを確保するようにしている。
Therefore, in the first embodiment, it is necessary to set the inner diameter of the
次に、差動装置13について説明する。差動装置13は、前記の減速差動ケーシング15bの内部において、前記の減速機12と同軸状態に設けられる。その構成部材は、差動側リングギヤ49、その内径側において同軸状態に設けられた差動側サンギヤ51、前記リングギヤ49とサンギヤ51の間に介在され相互に噛み合ったダブルピニオン式の差動側ピニオンギヤ52a、52b、これらのピニオンギヤ52a、52bの差動側ピニオンシャフト53a、53bを支持した差動側キャリヤ54である。
Next, the
なお、電気自動車用減速差動装置において、ダブルピニオン式を採用することは従来公知である(特許文献2参照)。 In addition, it is conventionally known that a double pinion type is adopted in a deceleration differential device for an electric vehicle (see Patent Document 2).
前記差動側サンギヤ51のシャフト穴55(図7参照)に第一出力シャフト35の内端部が貫通され、セレーション結合される。第一出力シャフト35の外端部は、減速機入力シャフト22及びこれと一体のモータ出力シャフト17に貫通され、深溝玉軸受でなる外端部支持軸受57(図1参照)を介してモータケーシング15aによって支持される。第一出力シャフト35の外端部は、モータケーシング15aから外部に突き出している。
The inner end portion of the
第二出力シャフト36は、後述のように、差動側キャリヤ54のセンターに前記第一出力シャフト35と同軸状態に一体に設けられ、第一出力シャフト35と反対向きに突き出している。
As will be described later, the
前記の差動側リングギヤ49は、第一出力シャフト35の外周に径方向のすき間をおいて同軸状に設けられた円板部49aと、その円板部49aの外周縁を外向き(軸方向かつ第二出力シャフト36の突き出す向き)に屈曲して周縁部49bが設けられたものである。前記円板部49aに減速側ピニオンシャフト31の他端部が挿入支持され、また減速側キャリヤ32の凸部46もこれに差し込まれることによって、減速側キャリヤ32と差動側リングギヤ49が連結される。これにより減速側ピニオンギヤ29の公転による減速出力が差動側リングギヤ49に伝達される。
The
前記の差動側サンギヤ51のシャフト穴55の周りにおいて、周方向に3個所の潤滑穴56が等間隔を保ち同一PCD上に設けられる(図7参照)。この潤滑穴56も周方向に湾曲した長穴である。
Around the
前記のダブルピニオン式のピニオンギヤ52a、52bは、同一歯数の同一サイズのギヤであり、図6に示したように、相互に噛み合うとともに、一方のピニオンギヤ52aは他方のピニオンギヤ52bより大きいPCDを有しリングギヤ49に噛み合い、PCDの小さい方のピニオンギヤ52bがサンギヤ51と噛み合う。
The double pinion type pinion gears 52a and 52b are gears of the same size with the same number of teeth. As shown in FIG. 6, one
差動側キャリヤ54は、図8に示したように、円板部58の外側面のセンターにセンターボス部59が設けられる。そのセンターボス部59の外端面に前記の第二出力シャフト36が同軸状態に外向きに突き出して設けられ、またセンターボス部59内部に内向きに開放された軸受凹部62が設けられる。
As shown in FIG. 8, the
前記センターボス部59の外径面とケーシング蓋15cとの間に深溝玉軸受でなる第二出力シャフト支持軸受61が介在される(図1、図2参照)。この第二出力シャフト支持軸受61は、差動側キャリヤ54の支持軸受でもある。また、軸受凹部62に前記第一出力シャフト35の内端部が挿入され、その内端部が針状ころ軸受でなる内端部支持軸受63を介して相対回転自在に支持される。
A second output shaft support bearing 61 formed of a deep groove ball bearing is interposed between the outer diameter surface of the
前記の第二出力シャフト支持軸受61は、図2(a)に示したように、ケーシング蓋15cの外部に面した端部にシール部材85が装着され、その反対面にはシール部材が装着されていない、いわゆる片側シール付きの深溝玉軸受である。また、その外輪とケーシング蓋15cとの間にOリング86が介在され、その部分のシールを図っている。これにより軸受がシール機能を兼ねることとなり、幅方向長さを小さくすることができる。
As shown in FIG. 2 (a), the second output shaft support bearing 61 has a
前記第一出力シャフト35のセレーション結合部30と内端部支持軸受63との間に当該内端部支持軸受63側が小径となる傾斜部87が設けられる。この傾斜部87は、セレーション結合部30と内端部支持軸受63間に落下した潤滑油を内端部支持軸受63側へ誘導する機能を有する。
An
前記内端部支持軸受63は、例えばシェル形針状ころ軸受によって構成される。この軸受は外輪の両側縁に内径側に屈曲された鍔を有するので、その内側に潤滑油を溜め込むことができる。 The inner end support bearing 63 is constituted by, for example, a shell needle roller bearing. Since this bearing has flanges bent toward the inner diameter side on both side edges of the outer ring, lubricating oil can be stored inside thereof.
前記円板部58には、前記のピニオンシャフト53a、53bの位置に対応してそれぞれシャフト穴64a、64bが一定のPCD上に設けられる(図8参照)。また、小径のPCDと前記センターボス部59の間に、周方向の4個所に等間隔をおいて潤滑穴65が設けられる。これらの潤滑穴65も湾曲した長穴によって形成される。
The
また、前記円板部58の外周に沿って前記大径のPCD上のシャフト穴64aの相互間に差動装置13の内部を向く方向に突き出した掻き上げ用の凸部66が設けられる。その凸部66の先端面に嵌合固定突起67が設けられる。
Further, along the outer periphery of the
前記の差動側キャリヤ54は、その円板部58がケーシング蓋15cと差動側ピニオンギヤ52a、52b等のギヤ群の間に介在される。各ピニオンギヤ52a、52bに複列の針状ころ軸受68a、68b(図6参照)を介してピニオンシャフト53a、53bが挿通される。各ピニオンシャフト53a、53bの外端部が前記キャリヤ54のシャフト穴64a、64bにそれぞれ挿通され支持される。
The
差動側ピニオンギヤ52a、52bは全体で8個となるので、これらを安定よく支持するために、環状板体の差動側キャリヤ補助部材70が、差動側リングギヤ49の円板部49aと差動側ピニオンギヤ52a、52b等のギヤ群の間に介在される。
Since the differential side pinion gears 52a and 52b are eight in total, in order to support them stably, the differential side carrier
前記キャリヤ補助部材70には、図9に示したように、ピニオンシャフト53a、53bに対応した位置にそれぞれPCDの異なった一対のシャフト穴71a、71bが設けられる。小径のPCD上にあるシャフト穴71bに径方向に対向した外周縁に掻き上げ用の凹部72が全周の4個所に設けられる。
As shown in FIG. 9, the
前記キャリヤ補助部材70の外周面から各シャフト穴71aに達し、また各凹部72の底部から各シャフト穴71bに達する径方向のネジ穴73a、73bがそれぞれ設けられる。また、大径のPCD上にあるシャフト穴71aの周方向の間に長穴でなる嵌合穴74が4個所に形成される。嵌合穴74に差動側キャリヤ54の嵌合固定突起67を嵌合したのち溶接によって固定し、キャリヤ補助部材70との一体化を図る。
Radial screw holes 73a and 73b reaching the shaft holes 71a from the outer peripheral surface of the
前記の各シャフト穴71a、71bにそれぞれピニオンシャフト53a、53bの内端部が挿入され、それぞれネジ穴73a、73bからねじ込んだ止めネジ75bによってピニオンシャフト53a、53bがキャリヤ補助部材70に固定される。この場合もピニオンシャフト53a、53bにピン(図示せず)を径方向に挿通し、そのピンをネジ穴にねじ込んだネジによって固定する方法もある。
Inner ends of the
なお、前記各差動側ピニオンギヤ52a、52bの外端面と差動側キャリヤ54との間、及び内端面とキャリヤ補助部材70との間にそれぞれピニオンギヤ52a、52bが円滑に回転するようにワッシャ50が介在される。
The
また、前記差動側キャリヤ54の円板部58と差動側サンギヤ51の間に針状ころを用いたスラスト軸受76が介在される(図2参照)。同様に、差動側リングギヤ49の円板部49aと差動側サンギヤ51の間にも針状ころを用いたスラスト軸受77が介在される。これらのスラスト軸受76、77はいずれも当該サンギヤ51の潤滑穴56の内径側に配置される。
A
なお、前記差動側キャリヤ54及びその補助部材70の回転半径の少なくとも一方は、減速差動ケーシング15bの内底面に溜められた油面L以下となるように設定される。
It should be noted that at least one of the rotation radii of the
実施形態1の電気自動車用減速差動装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
The electric vehicle deceleration differential apparatus of
図1に示した電動モータ11が駆動されると、そのモータ出力シャフト17が回転し、同時にモータ出力シャフト17と一体の減速機入力シャフト22及びその入力シャフト22と一体の減速側サンギヤ27が回転する。減速側サンギヤ27に噛み合った減速側ピニオンギヤ29は自転しつつ公転する。その公転によって減速側キャリヤ32が減速回転され、その減速回転が差動装置13側へ出力される。
When the
減速側サンギヤ27の歯数をZs、減速側リングギヤ28の歯数をZrとした場合の減速比は、周知のように、Zs/(Zs+Zr)となる。
As is well known, the reduction ratio is Zs / (Zs + Zr) when the number of teeth of the reduction-
差動装置13においては、第一出力シャフト35が差動側サンギヤ51と一体に結合され、また第二出力シャフト36が差動側キャリヤ54に一体化されているので、これらの各出力シャフト35、36に取り付けられた左右の車輪(図示省略)に作用する負荷が均等である場合は、差動側サンギヤ51、ピニオンギヤ52a、52b、キャリヤ54及びリングギヤ49は一体となって回転し、相対回転することがない。言い換えれば、入力回転が第一及び第二出力シャフト35、36に均等に配分され、左右の車輪を等速回転させる。
In the
これに対し、左右の車輪に作用する負荷に差が生じると、ピニオンギヤ52a、52bの自転と公転によって入力回転は、負荷の差に応じて第一及び第二出力シャフト35、36に差動分配される。
On the other hand, when a difference occurs in the load acting on the left and right wheels, the input rotation is differentially distributed to the first and
即ち、第一出力シャフト35に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のサンギヤ51の回転数Nsが、リングギヤ49の入力回転数NrよりΔNだけ小さくなった場合、キャリヤ54の回転数Ncは、
Nc=Nr+λ/(1−λ)・ΔN
となり、第二出力シャフト36が増速される。但し、λは歯車比(=Zs/Zr)、Zsはサンギヤ51の歯数、Zrはリングギヤ49の歯数である(特許文献2の段落0032参照)。
That is, when the load acting on the
Nc = Nr + λ / (1-λ) · ΔN
Thus, the speed of the
逆に、第二出力シャフト36に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のキャリヤ54の回転数Ncが、入力回転数NrよりΔNだけ小さくなった場合、サンギヤ51の回転数Nsは、
Ns=Nr+(1−λ)/λ・ΔN
となり、第一出力シャフト35が増速される。
On the other hand, when the load acting on the
Ns = Nr + (1-λ) / λ · ΔN
Thus, the
次に、減速機12及び差動装置13の潤滑作用について、図10に基づいて説明する。
Next, the lubricating action of the
減速差動ケーシング15bの内底面の所定高さの油面Lまで収納された潤滑油は、減速機12及び差動装置13の油浴潤滑に共通に使用される。
The lubricating oil stored up to the oil level L at a predetermined height on the inner bottom surface of the speed reducing
減速機12においては、減速側キャリヤ32の外周部の3個所に設けられた凸部46及び減速側ピニオンギヤ29が、回転の途中において潤滑油の油面L以下の油中を通過することにより、潤滑油の掻き上げ作用を行う(図10の白抜き矢印参照)。掻き上げられた潤滑油は減速機12の内部に飛散され各部品に掛けられる。
In the
その一部は、減速側キャリヤ32の潤滑穴45、その中心穴39、ピニオンギヤ29の潤滑穴38のそれぞれを軸方向に通過するか(図10の矢印参照)、又はこれらを通過することなく直接、スラスト軸受47、入力シャフト支持軸受23、転がり軸受33等に供給される。
Some of them pass axially through the
この場合、前述の給油すき間hがあるので、このすき間hを軸方向に通過してスラスト軸受47及び入力シャフト支持軸受23への給油が行われる。
In this case, since there is the above-described oil supply gap h, the
なお、油面L以下の回転半径をもった減速側ピニオンギヤ29の一部も掻き上げ作用に寄与する。
A part of the speed
一方、差動装置13においては、差動側キャリヤ54の外周部の4個所に設けられた凸部66、差動側ピニオンギヤ52a、52b、差動側キャリヤ補助部材70の凹部72が、それぞれ潤滑油の掻き上げ作用を行う(図10の白抜き矢印参照)。
On the other hand, in the
掻き上げられた潤滑油は、キャリヤ54の潤滑穴65、サンギヤ51の潤滑穴56を軸方向に通過するか(図10の矢印参照)、又はこれらを通過することなく直接、第二出力シャフト支持軸受61、サンギヤ51の両端面に介在されたスラスト軸受76、77、ダブルピニオンギヤ52a、52bの複列の針状ころ軸受68a、68b等に供給される。
The scraped lubricating oil passes through the lubricating
前記差動側サンギヤ51の潤滑穴56は、当該サンギヤ51の両端面に介在されたスラスト軸受76、77への給油に有効である。
The
この場合も油面L以下の回転半径をもった差動側ピニオンギヤ52a、52bの一部も掻き上げ作用に寄与する。
[実施形態2]
Also in this case, part of the differential-side pinion gears 52a and 52b having a turning radius equal to or less than the oil level L also contributes to the scraping action.
[Embodiment 2]
実施形態2に係る電気自動車用減速差動装置は、前記実施形態1と同じ油浴潤滑を採用するものとする。 The deceleration differential for an electric vehicle according to the second embodiment employs the same oil bath lubrication as that of the first embodiment.
実施形態1の場合、油浴潤滑によってもっぱら軸受部分に給油する場合について説明したが、同時に各種ギヤの噛み合い部分にも潤滑油が掛るのでその部分も潤滑される。しかし、油浴潤滑の場合は、前述のように、必要な部分に十分に潤滑油が行き届かない場合もある。そこで、この実施形態2においては、ギヤの歯面の潤滑性を向上させることによって、油浴潤滑であってもギヤの耐久性が十分発揮できるようにしたものである。 In the case of the first embodiment, the case where oil is supplied to the bearing portion exclusively by oil bath lubrication has been described. However, since the lubricating oil is also applied to the meshing portions of the various gears, the portions are also lubricated. However, in the case of oil bath lubrication, as described above, there is a case where the lubricating oil does not reach the necessary part sufficiently. Therefore, in the second embodiment, the durability of the gear can be sufficiently exhibited even by oil bath lubrication by improving the lubricity of the gear tooth surface.
即ち、対象となるギヤとしては、減速機12においては、減速側サンギヤ27、同ピニオンギヤ29及びリングギヤ28がある。また、差動装置13においては、差動側サンギヤ51、同ピニオンギヤ52a、52b及び同リングギヤ49がある。図11に示したように、これらのギヤの歯面79を形成する歯先部80、歯たけ部81及び歯底部82に無数の微小なくぼみ83がランダムに設けられる。
That is, as the target gears, the
前記歯面79の表面粗さパラメータは、Ryniが2.0〜5.5μm、Rymaxが2.5〜7.0μm、Rqniが0.3〜1.1μm、Rskが1.6以下である。
The surface roughness parameters of the
前記の微小なくぼみ83が油溜まりとなるので、油浴潤滑の場合であっても十分な耐久性を保つことができる。その結果、ギヤ自体の小型化、装置全体の小型化に資することができる。
Since the
差動側ピニオンギヤ52a、52bは、他のギヤに比べて小さく、負荷トルクが大きいため、他のギヤに比べ前記の微小なくぼみ83を無数に形成する加工を施すことが有効である。 Since the differential-side pinion gears 52a and 52b are smaller than the other gears and have a larger load torque, it is effective to perform a process for forming innumerable minute recesses 83 compared to the other gears.
前記の微小なくぼみ83をランダムに形成するには、歯面79をジャイロ研磨、バレル研磨等によって平滑化したのち、平滑化した歯面にくぼみ形成手段を施すことにより行う。その場合のくぼみ形成手段としては、ショットピーニング加工、液体ホーニング加工等によって酸化アルミニウム等を主成分とした微小な硬質粒子を衝突させる方法により行う。
In order to form the minute recesses 83 at random, the
11 電動モータ
12 減速機
13 差動装置
14 油浴潤滑手段
15 ケーシング
15a モータケーシング
15b 減速差動ケーシング
15c ケーシング蓋
16 ステータ
17 モータ出力シャフト
18 コア
19 ロータ
20 ワッシャ
21 出力シャフト支持軸受
22 減速機入力シャフト
23 入力シャフト支持軸受
23a 外輪
23b 内輪
27 減速側サンギヤ
28 減速側リングギヤ
29 減速側ピニオンギヤ
30 セレーション結合部
31 減速側ピニオンシャフト
32 減速側キャリヤ
33 転がり軸受
34 段差部
35 第一出力シャフト
36 第二出力シャフト
37 シャフト穴
38 潤滑穴
39 中心穴
40 段差部
41 シャフト穴
42 切欠き面
43 ネジ穴
44a ピン
44b 止めネジ
45 潤滑穴
46 凸部
47 スラスト軸受
49 差動側リングギヤ
49a 円板部
49b 周縁部
50 ワッシャ
51 差動側サンギヤ
52a、52b 差動側ピニオンギヤ
53a、53b 差動側ピニオンシャフト
54 差動側キャリヤ
55 シャフト穴
56 潤滑穴
57 外端部支持軸受
58 円板部
59 センターボス部
61 第二出力シャフト支持軸受
62 軸受凹部
63 内端部支持軸受
64a、64b シャフト穴
65 潤滑穴
66 凸部
67 嵌合固定突起
68a、68b 針状ころ軸受
70 差動側キャリヤ補助部材
71a、71b シャフト穴
72 凹部
73a、73b ネジ穴
74 嵌合穴
75a ピン
75b 止めネジ
76 スラスト軸受
77 スラスト軸受
79 歯面
80 歯先部
81 歯たけ部
82 歯底部
83 くぼみ
85 シール部材
86 Oリング
87 傾斜部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric motor 12 Reduction gear 13 Differential device 14 Oil bath lubrication means 15 Casing 15a Motor casing 15b Reduction differential casing 15c Casing lid 16 Stator 17 Motor output shaft 18 Core 19 Rotor 20 Washer 21 Output shaft support bearing 22 Reducer input shaft DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Input shaft support bearing 23a Outer ring 23b Inner ring 27 Decrease side sun gear 28 Deceleration side ring gear 29 Deceleration side pinion gear 30 Serration coupling part 31 Deceleration side pinion shaft 32 Deceleration side carrier 33 Rolling bearing 34 Step part 35 First output shaft 36 Second output shaft 37 Shaft hole 38 Lubrication hole 39 Center hole 40 Stepped portion 41 Shaft hole 42 Notch surface 43 Screw hole 44a Pin 44b Set screw 45 Lubrication hole 46 Convex portion 47 Thrust bearing 9 Differential side ring gear 49a Disk part 49b Peripheral part 50 Washer 51 Differential side sun gear 52a, 52b Differential side pinion gear 53a, 53b Differential side pinion shaft 54 Differential side carrier 55 Shaft hole 56 Lubrication hole 57 Outer end support Bearing 58 Disk portion 59 Center boss portion 61 Second output shaft support bearing 62 Bearing recess 63 Inner end support bearing 64a, 64b Shaft hole 65 Lubrication hole 66 Convex portion 67 Fitting fixing protrusion 68a, 68b Needle roller bearing 70 Difference Moving side carrier auxiliary member 71a, 71b Shaft hole 72 Recess 73a, 73b Screw hole 74 Fitting hole 75a Pin 75b Set screw 76 Thrust bearing 77 Thrust bearing 79 Tooth surface 80 Tooth part 81 Tooth part 82 Tooth bottom part 83 Indentation 85 Seal Member 86 O-ring 87 Inclined part
Claims (13)
前記減速機及び差動装置の構成部材である減速側キャリヤ及び差動側キャリヤの少なくとも一方の回転半径が装置底部に溜められた潤滑油の油面以下となる大きさに形成され、前記各キャリヤの外周面に凸部又は凹部が設けられ、
前記差動装置の2出力シャフトのうち一方の第一出力シャフトは、差動側サンギヤの中心にセレーション結合されるとともに前記減速機の入力シャフト及び電動モータの出力シャフトに貫通され、他方の第二出力シャフトは、前記差動側キャリヤと一体に設けられ
前記差動装置に前記差動側サンギヤとのセレーション結合部から突き出した第一出力シャフトの内端部を支持する内端部支持軸受が設けられ、前記第一出力シャフトのセレーション結合部と内端部支持軸受までの間に当該内端部支持軸受側が小径となる傾斜部が設けられたことを特徴とする電気自動車用減速差動装置。 It comprises a combination of an electric motor, a planetary gear type reduction gear, a planetary gear type differential device and a lubrication means, the reduction gear comprising an input shaft integrated with the motor output shaft of the electric motor, and the differential device Is provided with two output shafts that are coaxially opposed to each other, and is configured to distribute and output differential rotation to the two output shafts, and oil bath lubrication is employed as the lubricating means, In the reduction differential for an electric vehicle in which lubricating oil is supplied to the movable parts of the reduction gear and the differential by the oil bath lubrication,
The rotation radius of at least one of the speed reduction carrier and the differential side carrier, which is a constituent member of the speed reducer and the differential device, is formed so as to be less than or equal to the oil level of the lubricating oil stored at the bottom of the device. Protrusions or recesses are provided on the outer peripheral surface of the
One first output shaft of the two output shafts of the differential device is serrated to the center of the differential sun gear and penetrates the input shaft of the speed reducer and the output shaft of the electric motor, and the other second output shaft. The output shaft is provided integrally with the differential side carrier, and provided with an inner end support bearing that supports the inner end portion of the first output shaft protruding from the serration coupling portion with the differential side sun gear on the differential device. And an inclined portion having a small diameter on the inner end support bearing side between the serration coupling portion of the first output shaft and the inner end support bearing.
前記差動装置は、前記減速側キャリヤに連結された差動側リングギヤ、そのリングギヤの内径側において同軸状態に設けられた差動側サンギヤ、前記リングギヤとサンギヤとの間に介在されこれらのギヤにそれぞれ噛み合わされた差動側ダブルピニオンギヤ、前記ダブルピニオンギヤの各シャフトを支持した差動側キャリヤ、前記差動側サンギヤの中心に結合され前記減速機の入力シャフト及び電動モータの出力シャフトに貫通された第一出力シャフト、前記差動側キャリヤと一体に設けられ前記第一出力シャフトと同軸状態に配置された第二出力シャフトにより構成され、
前記減速機に入力シャフトを支持する入力シャフト支持軸受及び前記差動装置に前記第一出力シャフトの内端部を支持する内端部支持軸受、第二出力シャフトを支持する第二シャフト支持軸受が設けられたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。 The reduction gear includes a reduction-side sun gear integrally provided on the input shaft, a reduction-side ring gear fixed coaxially to the casing on the outer diameter side of the sun gear, and interposed between the sun gear and the ring gear. It is constituted by a reduction-side pinion gear engaged with each other and a reduction-side carrier that supports a shaft of the pinion gear,
The differential device includes a differential side ring gear coupled to the speed reduction side carrier, a differential side sun gear provided coaxially on the inner diameter side of the ring gear, and interposed between the ring gear and the sun gear. The differential-side double pinion gear meshed with each other, the differential-side carrier supporting each shaft of the double-pinion gear, and the center of the differential-side sun gear are coupled to the input shaft of the speed reducer and the output shaft of the electric motor. The first output shaft is constituted by a second output shaft provided integrally with the differential side carrier and arranged coaxially with the first output shaft,
An input shaft support bearing that supports the input shaft on the speed reducer, an inner end support bearing that supports the inner end of the first output shaft, and a second shaft support bearing that supports the second output shaft on the differential. The speed-reduction differential apparatus for electric vehicles according to claim 1, wherein the speed-reduction differential apparatus is provided.
Priority Applications (2)
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KR102373668B1 (en) * | 2021-07-21 | 2022-03-11 | 김몽룡 | Planetary gear system for electric motor |
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2010
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CN112879509B (en) * | 2020-12-31 | 2023-10-31 | 南京晨光集团有限责任公司 | Coaxial multi-output transmission mechanism |
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