JP2019060480A - Reduction-gear integrated hub mechanism - Google Patents

Abstract

To reduce a cost and a size of a hub mechanism having a reduction gear.SOLUTION: A reduction-gear integrated hub mechanism has: a first sun gear 8 being an outer tooth gear which is integrated with an axle 1; a short pinion gear 10 engaged with the first sun gear 8; a long pinion gear 11 engaged with the short pinion gear 10; a sun gear 9 arranged coaxially with the first sun gear 8, engaged with the long pinion gear 11 at an internal peripheral side of a revolving circle at which the long pinion gear 11 revolves, and imparting a reaction force to the long pinion gear 11; a carrier 12 for holding the short pinion gear 10 and the long pinion gear 11 so as to be capable of rotating and revolving, and rotatably held by an axle housing 2 via a bearing 17; and a fastening member 16 attached to a carrier 12 for attaching a tire wheel 19 to the carrier 12. The carrier 12 serves a wheel hub.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、車両における駆動輪を車体もしくはサスペンションに対して連結するためのハブ機構に関し、特に駆動力源から出力された駆動力を増幅してタイヤホイールに伝達する減速機を一体化したハブ機構に関するものである。   The present invention relates to a hub mechanism for connecting a driving wheel in a vehicle to a vehicle body or a suspension, and more particularly to a hub mechanism integrated with a reduction gear for amplifying and transmitting the driving force output from a driving force source to a tire wheel. It is about

特許文献１には、駆動力発生機構から出力された駆動力を増幅するハブ減速機を備えた装置が記載されている。その装置は、駆動力発生機構のハウジングに一体化されているチューブをいわゆるアクスルハウジングとして備えており、そのチューブの内部に車軸が回転可能に挿入されている。車軸の前記チューブから突出している先端部にはサンギヤが形成されており、そのサンギヤと同心円上にリングギヤが配置されており、そのリングギヤはチューブの先端部の外周に取り付けられた円筒状部材の内周面に形成されている。サンギヤとリングギヤとに噛み合っていて自転および公転する複数のピニオンギヤが設けられており、各ピニオンギヤのピニオンピンは車軸の軸線方向で先端方向に突出している。各ピニオンピンには軸受が嵌合させられ、それらの軸受を介してキャリヤがピニオンピンに連結されている。前記チューブの外周側には軸受を介してブレーキハブが回転可能に取り付けられており、そのブレーキハブにキャリヤが連結されている。したがって特許文献１に記載された装置は、キャリヤがホイールハブとなっていて、車軸とホイールハブとの間に、シングルピニオン型遊星歯車機構からなる減速機を設けた構成となっている。   Patent Document 1 describes a device provided with a hub reduction gear that amplifies the driving force output from a driving force generation mechanism. The device comprises a tube integrated as a so-called axle housing in the housing of the drive force generating mechanism, in which the axle is rotatably inserted. A sun gear is formed at the tip end of the axle that protrudes from the tube, and a ring gear is disposed concentrically with the sun gear, and the ring gear is located inside the cylindrical member attached to the outer periphery of the tip of the tube. It is formed on the circumferential surface. A plurality of pinion gears meshing with the sun gear and the ring gear and rotating and revolving are provided, and the pinion pins of each pinion gear project in the tip direction in the axial direction of the axle. A bearing is fitted to each pinion pin, and the carrier is connected to the pinion pin through the bearings. A brake hub is rotatably attached to an outer peripheral side of the tube via a bearing, and a carrier is connected to the brake hub. Therefore, the device described in Patent Document 1 is configured such that the carrier is a wheel hub, and a reduction gear having a single pinion type planetary gear mechanism is provided between the axle and the wheel hub.

特開２００５−３０８１１１号公報JP 2005-308111 A

特許文献１に記載された装置では、駆動トルクに対する反力トルクを発生するための部材としてリングギヤを設けており、そのリングギヤはチューブの先端部に取り付ける円筒状部材の先端内周面に形成され、いわゆる内歯となっている。内歯歯車は、ホブなどの切削具を円筒状のワークの内側に挿入して加工を行うことにより製造するのが一般的であり、そのために加工しにくいこと、歯の仕様が限定されるなどのことにより、外歯歯車に対して高コストになり易い。特に、静粛性を向上させるためにはす歯歯車とした場合には尚更である。その結果、特許文献１に記載された構成では、駆動装置の全体としてのコストが高くなる可能性がある。   In the device described in Patent Document 1, a ring gear is provided as a member for generating a reaction torque against the driving torque, and the ring gear is formed on the inner peripheral surface of the tip of the cylindrical member attached to the tip of the tube It is a so-called internal tooth. Internal gears are generally manufactured by inserting a cutting tool such as a hob into the inside of a cylindrical workpiece and processing it. Therefore, it is difficult to process, tooth specifications are limited, etc. Is likely to be expensive for external gears. In particular, in the case of a helical gear in order to improve quietness, this is even more so. As a result, in the configuration described in Patent Document 1, the overall cost of the drive device may be high.

また、特許文献１に記載された装置では、車軸の外周側にピニオンギヤとリングギヤとを配置することになるので、全体としての外径が大きくなってしまう可能性がある。さらに、サンギヤおよびピニオンギヤならびにリングギヤをはす歯歯車とした場合にはトルクの伝達に伴ってスラスト方向の荷重が生じ、特許文献１に記載された装置では、そのスラスト荷重がピニオンギヤを支持している軸受やブレーキハブを支持している軸受に掛かる。これらの軸受は、車両が旋回する際のサイドフォースに起因するスラスト力も受けるので、結局、軸受に掛かるスラスト力が大きくなって、軸受の耐久性が低下したり、あるいはより大型もしくは高価な軸受が必要となったりする不都合がある。   Further, in the device described in Patent Document 1, since the pinion gear and the ring gear are disposed on the outer peripheral side of the axle, there is a possibility that the outer diameter as a whole becomes large. Furthermore, when the sun gear, the pinion gear and the ring gear are helical gears, a load in the thrust direction is generated as torque is transmitted, and in the device described in Patent Document 1, the thrust load supports the pinion gear. Hang on the bearing that supports the bearing and the brake hub. These bearings also receive a thrust force caused by a side force when the vehicle turns, and consequently, the thrust force applied to the bearings becomes large, the durability of the bearings decreases, or a larger or more expensive bearing There is a disadvantage that becomes necessary.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、減速機を一体化したハブ機構の小型化あるいは低コスト化を図ることを目的とするものである。   The present invention has been made focusing on the above technical problems, and has as its object to miniaturize or reduce the cost of a hub mechanism integrated with a reduction gear.

上記の目的を達成するために、この発明は、車軸のトルクを増幅してホイールハブに伝達する減速機が、前記車軸を回転可能に保持しているアクスルハウジングに組み付けられている減速機一体型ハブ機構において、前記車軸の前記アクスルハウジングから突出した先端側に配置され、前記車軸と一体化された外歯歯車である第１サンギヤと、前記第１サンギヤの外周側に配置されて前記第１サンギヤに噛み合っているショートピニオンギヤと、前記ショートピニオンギヤの外周側に配置されて前記ショートピニオンギヤに噛み合いかつ前記ショートピニオンギヤよりも軸長が長いロングピニオンギヤと、前記第１サンギヤと同一軸線上に設けられて前記ロングピニオンギヤが公転する旋回円の内周側で前記ロングピニオンギヤに噛み合いかつ前記ロングピニオンギヤに反力を付与する第２サンギヤと、前記ショートピニオンギヤおよび前記ロングピニオンギヤを自転および公転が可能に保持しかつ前記アクスルハウジングにより軸受を介して回転可能に保持されたキャリヤと、前記キャリヤにタイヤホイールを取り付ける、前記キャリヤに設けられた締結部材とを有し、前記キャリヤが前記ホイールハブになっていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a reduction gear integrated with an axle housing in which a reduction gear for amplifying torque of an axle and transmitting it to a wheel hub is assembled to an axle housing rotatably holding the axle. In the hub mechanism, a first sun gear, which is an external gear that is disposed on the tip end side of the axle that protrudes from the axle housing, and is integrated with the axle, and an outer circumferential side of the first sun gear. A short pinion gear meshing with a sun gear, a long pinion gear arranged on the outer peripheral side of the short pinion gear and meshing with the short pinion gear and having a longer axial length than the short pinion gear, and provided coaxially with the first sun gear Whether the long pinion gear meshes with the long pinion gear on the inner circumferential side of the turning circle around which the long pinion gear revolves A second sun gear for applying a reaction force to the long pinion gear, a carrier capable of rotating and revolving the short pinion gear and the long pinion gear and rotatably supported by the axle housing via a bearing, and the carrier And a fastening member provided on the carrier for attaching a tire wheel to the tire, wherein the carrier is the wheel hub.

この発明のハブ機構では、第１および第２のサンギヤ、各ピニオンギヤ、ならびにキャリヤが減速機を構成しており、車軸のトルクはこの減速機によって増幅されて、ホイールハブであるキャリヤから出力される。その減速機では、第１サンギヤがいわゆる入力要素であるのに対して第２サンギヤがいわゆる反力要素となり、第２サンギヤはロングピニオンギヤにその内周側で噛み合う外歯歯車である。したがって、減速機を構成している歯車は全て外歯歯車であるから、製造時などにおける制限要因が少なく、低コスト化を図ることができる。また、ロングピニオンギヤの外周側に歯車を配置する必要がないので、減速機構あるいはハブ機構の外径を小さくして、全体としての構成を小型化することができる。さらに、減速機構は、いわゆるサイドギヤタイプのダブルピニオン型の遊星歯車機構に相当するから、各ギヤをはす歯歯車によって構成した場合のスラスト荷重がキャリヤに作用してその内部応力がスラスト力に対する反力となるので、軸受に過剰なスラスト力が生じることを抑制もしくは回避して軸受の耐久性を向上させ、あるいは小型化もしくは低廉化することができる。   In the hub mechanism of the present invention, the first and second sun gears, the respective pinion gears, and the carrier constitute a reduction gear, and the torque of the axle is amplified by the reduction gear and output from the carrier which is a wheel hub . In the reduction gear, the first sun gear is a so-called input element while the second sun gear is a so-called reaction element, and the second sun gear is an external gear engaged with the long pinion gear on the inner peripheral side. Therefore, since all gears constituting the reduction gear are external gears, there are few limiting factors at the time of manufacture and the like, and cost reduction can be achieved. Further, since it is not necessary to arrange the gear on the outer peripheral side of the long pinion gear, the outer diameter of the speed reduction mechanism or the hub mechanism can be reduced, and the overall configuration can be miniaturized. Furthermore, since the speed reduction mechanism corresponds to a so-called side gear type double pinion type planetary gear mechanism, a thrust load when each gear is constituted by helical gears acts on the carrier and its internal stress counteracts against the thrust force. Since it becomes a force, it is possible to suppress or avoid the occurrence of an excessive thrust force on the bearing to improve the durability of the bearing or to miniaturize or reduce the cost.

この発明の実施形態を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing an embodiment of this invention. この発明の他の実施形態を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing other embodiments of this invention. この発明の更に他の実施形態を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing other embodiment of this invention.

図１にこの発明の実施形態を示してある。図１において符号１は車軸（アクスルシャフト）であって、図示しないジョイントを介して駆動トルクが伝達される。車軸１は、円筒状のアクスルハウジング２の内部に挿入され、軸受３を介してアクスルハウジング２によって回転可能に支持されている。なお、図１における符号４は、オイルシールであって、車軸１とアクスルハウジング２との間を液密状態にシールしている。   An embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is an axle (axle shaft), and a driving torque is transmitted through a joint (not shown). The axle 1 is inserted into a cylindrical axle housing 2 and rotatably supported by the axle housing 2 via a bearing 3. Reference numeral 4 in FIG. 1 denotes an oil seal, which seals between the axle 1 and the axle housing 2 in a fluid-tight manner.

アクスルハウジング２は、車軸１だけでなく、後述するホイールハブや減速機などを支持するための部材であって、図１に示す例では、図１の左側（車幅方向での中央部側）にフランジ部５が一体に形成され、そのフランジ部５に差し通したボルト６によって、ナックルなどのサスペンション機構（それぞれ図示せず）によって保持されている所定の部材に連結されるようになっている。   The axle housing 2 is a member for supporting not only the axle 1 but also a wheel hub, a reduction gear, etc. described later, and in the example shown in FIG. 1, the left side of FIG. 1 (central side in the vehicle width direction) The flange portion 5 is integrally formed, and is connected to a predetermined member held by a suspension mechanism (not shown) such as a knuckle by a bolt 6 inserted through the flange portion 5 .

車軸１の先端部側に減速機７が設けられている。その減速機７は、二つのサンギヤ８，９と、互いに噛み合っているショートピニオンギヤ１０およびロングピニオンギヤ１１と、キャリヤ１２とを有するサイドギヤタイプのダブルピニオンギヤ型遊星歯車機構によって構成されている。第１のサンギヤ８は、車軸１の前記アクスルハウジング２から突出した先端部に設けられている。このサンギヤ８は、車軸１とは別部品として形成されていて車軸１に取り付けられていてもよく、あるいは車軸１の先端部に切削して形成されていてもよい。   A reducer 7 is provided on the tip end side of the axle 1. The reduction gear 7 is configured by a side gear type double pinion gear type planetary gear mechanism having two sun gears 8 and 9, a short pinion gear 10 and a long pinion gear 11 meshing with each other, and a carrier 12. The first sun gear 8 is provided at the tip of the axle 1 which protrudes from the axle housing 2. The sun gear 8 may be formed as a separate part from the axle 1 and attached to the axle 1, or may be cut at the tip of the axle 1.

この第１のサンギヤ８の外周側にショートピニオンギヤ１０が配置されてサンギヤ８に噛み合っている。ロングピニオンギヤ１１はショートピニオンギヤ１０よりも軸長（軸線方向での長さ）が長いピニオンギヤであって、ショートピニオンギヤ１０に噛み合った状態でショートピニオンギヤ１０より外周側に配置されている。また、ロングピニオンギヤ１１は、ショートピニオンギヤ１０に対して図１での右側（車幅方向では中央部側）に偏って配置されており、したがってロングピニオンギヤ１１の先端側（図１での左側）の部分にショートピニオンギヤ１０が噛み合っている。そして、ロングピニオンギヤ１１のうちショートピニオンギヤ１０が噛み合っていない余剰の部分（図１での右側の部分）に第２のサンギヤ９が噛み合っている。   A short pinion gear 10 is disposed on the outer peripheral side of the first sun gear 8 and meshes with the sun gear 8. The long pinion gear 11 is a pinion gear whose axial length (length in the axial direction) is longer than that of the short pinion gear 10, and is disposed on the outer peripheral side of the short pinion gear 10 while meshing with the short pinion gear 10. Further, the long pinion gear 11 is disposed to the right of the short pinion gear 10 in FIG. 1 (on the central side in the vehicle width direction), and accordingly, on the tip end side of the long pinion gear 11 (left side in FIG. 1) The short pinion gear 10 meshes with the part. The second sun gear 9 is engaged with an extra portion (a right side portion in FIG. 1) of the long pinion gear 11 in which the short pinion gear 10 is not engaged.

第２のサンギヤ９は外歯歯車であって、ショートピニオンギヤ１０に隣接して配置されている。すなわち、第２のサンギヤ９は、前述したアクスルハウジング２の先端部（図１における左側の端部）とショートピニオンギヤ１０との間で第１のサンギヤ８と同一軸線上に配置されている。図１に示す例では、第２のサンギヤ９は、いわゆる固定要素もしくは反力要素となっており、前述したアクスルハウジング２と一体化されている。したがって、第２のサンギヤ９はアクスルハウジング２の先端部に取り付けられていてもよく、あるいはアクスルハウジング２の先端部に切削などの加工によって形成されていてもよい。   The second sun gear 9 is an external gear and is disposed adjacent to the short pinion gear 10. That is, the second sun gear 9 is disposed on the same axis as the first sun gear 8 between the tip (the end on the left side in FIG. 1) of the axle housing 2 and the short pinion gear 10 described above. In the example shown in FIG. 1, the second sun gear 9 is a so-called fixed element or reaction element, and is integrated with the axle housing 2 described above. Therefore, the second sun gear 9 may be attached to the tip of the axle housing 2 or may be formed at the tip of the axle housing 2 by processing such as cutting.

キャリヤ１２は、上記のように互いに噛み合っているサンギヤ８，９および各ピニオンギヤ１０，１１を液密状態に収容する中空形状をなしており、サンギヤ８，９および各ピニオンギヤ１０，１１を包囲している収容部１２ａと、上述したアクスルハウジング２の円筒状の部分と同心円上に配置されてアクスルハウジング２の外周側を覆っているボス部１２ｂとを有している。前述したショートピニオンギヤ１０はその中心部を貫通しているピニオンピン１０Ａを備えており、そのピニオンピン１０Ａはキャリヤ１２の収容部１２ａに取り付けられている。このピニオンピン１０Ａに軸受１３を介してショートピニオンギヤ１０が回転可能に保持されている。   The carrier 12 has a hollow shape that accommodates the sun gears 8 and 9 and the pinion gears 10 and 11 engaged with each other in a fluid-tight manner as described above, and surrounds the sun gears 8 and 9 and the pinion gears 10 and 11. And a boss 12 b disposed concentrically with the cylindrical portion of the axle housing 2 described above and covering the outer peripheral side of the axle housing 2. The short pinion gear 10 described above is provided with a pinion pin 10A penetrating the center thereof, and the pinion pin 10A is attached to the housing portion 12a of the carrier 12. The short pinion gear 10 is rotatably held by the pinion pin 10A via a bearing 13.

また、前述したロングピニオンギヤ１１はその中心部を貫通しているピニオンピン１１Ａを備えており、そのピニオンピン１１Ａはキャリヤ１２の収容部１２ａを貫通した状態でキャリヤ１２に取り付けられている。このピニオンピン１１Ａに軸受１４を介してロングピニオンギヤ１１が回転可能に保持されている。そして、ピニオンピン１１Ａのキャリヤ１２から先端側（図１の左側）に突出した部分には、ホイールナット１５を取り付けるための雄ネジ部１６が形成されている。したがって、図１に示す構成では、ロングピニオンギヤ１１を保持しているピニオンピン１１Ａがホイールボルトとなり、またキャリヤ１２がホイールハブとなっている。また、雄ネジ部１６がこの発明の実施形態における締結部材に相当している。   Further, the long pinion gear 11 described above is provided with a pinion pin 11A penetrating the central portion thereof, and the pinion pin 11A is attached to the carrier 12 in a state of penetrating the housing portion 12a of the carrier 12. The long pinion gear 11 is rotatably held by the pinion pin 11A via a bearing 14. A male screw portion 16 for attaching the wheel nut 15 is formed in a portion of the pinion pin 11A protruding from the carrier 12 to the tip side (left side in FIG. 1). Therefore, in the configuration shown in FIG. 1, the pinion pin 11A holding the long pinion gear 11 is a wheel bolt, and the carrier 12 is a wheel hub. Further, the male screw portion 16 corresponds to the fastening member in the embodiment of the present invention.

また、キャリヤ１２におけるボス部１２ｂの内周面とアクスルハウジング２における円筒状部分の外周面との間に一対の軸受１７が配置されている。キャリヤ１２はこれらの軸受１７を介してアクスルハウジング２によって回転可能に保持されている。このボス部１２ｂの開口端（図１の右側端部）の内周部にはオイルシール１８が装着されている。したがってキャリヤ１２の内部は、前述した車軸１とアクスルハウジング２との間のオイルシール４と、ボス部１２ｂとアクスルハウジング２との間のオイルシール１８とによって液密状態に封止されている。   Further, a pair of bearings 17 is disposed between the inner circumferential surface of the boss 12 b of the carrier 12 and the outer circumferential surface of the cylindrical portion of the axle housing 2. The carrier 12 is rotatably held by the axle housing 2 via these bearings 17. An oil seal 18 is mounted on the inner peripheral portion of the open end (right end in FIG. 1) of the boss 12b. Therefore, the inside of the carrier 12 is sealed in a fluid tight state by the oil seal 4 between the axle 1 and the axle housing 2 and the oil seal 18 between the boss 12 b and the axle housing 2 described above.

図１において符号１９はタイヤホイールを示しており、タイヤホイール１９は、ホイールボルトに相当するピニオンピン１１Ａを取付孔２０に差し通し、さらにピニオンピン１１Ａの雄ネジ部１６にホイールナット１５をねじ込むことにより、キャリヤ１２からなるホイールハブに取り付けられる。その場合、タイヤホイール１９をキャリヤ１２（ホイールハブ）にインロー嵌合させるために、キャリヤ１２の先端面（図１の左側端面）に回転中心軸線を中心とした円筒状の凸部２１を形成しておくことが好ましい。   In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a tire wheel, and the tire wheel 19 inserts a pinion pin 11A corresponding to a wheel bolt into the mounting hole 20 and further screws the wheel nut 15 into the male screw portion 16 of the pinion pin 11A. Are attached to the wheel hub made of the carrier 12. In that case, in order to fit the tire wheel 19 into the carrier 12 (wheel hub), a cylindrical convex portion 21 centered on the rotation center axis is formed on the front end surface (left end surface in FIG. 1) of the carrier 12 It is preferable to keep the

つぎに上記のハブ機構の作用について説明すると、タイヤホイール１９は上述したようにホイールハブとなっているキャリヤ１２にホイールボルトであるピニオンピン１１Ａおよびホイールナット１５によって取り付けられる。走行するために車軸１にトルクを伝達すると車軸１が所定の走行方向に回転する。第１のサンギヤ８が車軸１と共に所定の方向に回転し、これに対して第２のサンギヤ９がアクスルハウジング２と共に固定されているので、キャリヤ１２は、入力要素となっている第１のサンギヤ８とは反対方向に回転する。減速機７は前述したようにサイドギヤタイプのダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されているので、キャリヤ１２の回転数は第１のサンギヤ８の回転数に対して、その遊星歯車機構におけるギヤ比（各サンギヤ８，９の歯数の比）に応じて減速された回転数で回転する。すなわち車軸１のトルクが減速機７による減速比に応じて増大させられて、ホイールハブであるキャリヤ１２およびこれと一体のタイヤ（図示せず）に伝達される。   Next, the operation of the above-mentioned hub mechanism will be described. The tire wheel 19 is attached to the carrier 12 as a wheel hub as described above by the pinion pin 11A and the wheel nut 15, which are wheel bolts. When torque is transmitted to the axle 1 for traveling, the axle 1 rotates in a predetermined traveling direction. Since the first sun gear 8 rotates with the axle 1 in a predetermined direction, while the second sun gear 9 is fixed with the axle housing 2, the carrier 12 is the first sun gear serving as an input element. Rotate in the opposite direction to 8 As described above, since the reduction gear 7 is constituted by the side gear type double pinion type planetary gear mechanism, the rotational speed of the carrier 12 is the gear ratio in the planetary gear mechanism relative to the rotational speed of the first sun gear 8 It rotates at the number of rotations reduced according to the ratio of the number of teeth of each sun gear 8, 9 That is, the torque of the axle 1 is increased according to the reduction ratio by the reduction gear 7, and is transmitted to the carrier 12 which is a wheel hub and a tire (not shown) integral therewith.

このように車軸１からキャリヤ１２にトルクを伝達する場合、固定されている第２のサンギヤ９が反力要素として機能する。その第２のサンギヤ９はロングピニオンギヤ１１の内周側（ロングピニオンギヤ１１が公転する旋回円の内周側）に配置されているので、減速機７の外径が、ロングピニオンギヤ１１が公転する旋回円の半径およびロングピニオンギヤ１１の外径で決まる寸法に抑制され、ひいてはハブ機構の全体としての外径が小さい外径に抑制される。また、各ギヤ８，９，１０，１１がはす歯歯車によって構成されていると、歯面でのトルクの伝達に伴ってスラスト力が発生するが、減速機７はサイドギヤタイプのダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成されているので、スラスト力がキャンセルされてキャリヤ１２あるいはキャリヤ１２を支持している軸受１７にはトルクの伝達に伴うスラスト力が作用せず、そのためその軸受１７の耐久性を向上させることができ、また軸受１７の小型化を図ることができる。さらに、各ギヤ８，９，１０，１１の全てがいわゆる外歯歯車となっているので、その製造に特別な困難さはなく、そのために減速機７あるいはハブ機構の低廉化を図ることができる。   When torque is thus transmitted from the axle 1 to the carrier 12, the second sun gear 9 fixed functions as a reaction force element. Since the second sun gear 9 is disposed on the inner peripheral side of the long pinion gear 11 (inner peripheral side of the turning circle on which the long pinion gear 11 revolves), the outer diameter of the reduction gear 7 is the turning on which the long pinion gear 11 revolves. The dimensions are determined by the radius of the circle and the outer diameter of the long pinion gear 11, and as a result, the overall outer diameter of the hub mechanism is suppressed to a small outer diameter. In addition, when each gear 8, 9, 10, 11 is constituted by a helical gear, a thrust force is generated along with transmission of torque on the tooth surface, but the reduction gear 7 is a side gear type double pinion type Since it is constituted by the planetary gear mechanism, the thrust force is canceled and the thrust force accompanying the transmission of torque does not act on the carrier 12 or the bearing 17 supporting the carrier 12, so that the durability of the bearing 17 Thus, the bearing 17 can be miniaturized. Furthermore, since all of the gears 8, 9, 10 and 11 are so-called external gears, there is no particular difficulty in their manufacture, and hence the reduction gear 7 or the hub mechanism can be made inexpensive. .

図１に示す実施形態は、反力要素として機能する第２のサンギヤ９を固定した例であるが、この発明に掛かるハブ機構は第２のサンギヤ９を第１のサンギヤ８よりも低速で回転させるように構成することができる。その例を図２に示してある。図２に示す例は、キャリヤを固定したサイドギヤタイプのダブルピニオン型遊星歯車機構からなる他の減速機（以下仮に、入力側減速機と記す）７０を、車軸１と前記第２のサンギヤ９との間に設けて、第２のサンギヤ９を車軸１に対して減速して回転させるように構成した例である。したがって、図２において上述した図１に示す構成と同様の構成には図１に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。   The embodiment shown in FIG. 1 is an example in which the second sun gear 9 functioning as a reaction force element is fixed, but the hub mechanism according to the present invention rotates the second sun gear 9 at a lower speed than the first sun gear 8. Can be configured to An example is shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, another reduction gear (hereinafter referred to as an input-side reduction gear) 70 consisting of a double gear type planetary gear mechanism of a side gear type with a fixed carrier, an axle 1 and the second sun gear 9. , And the second sun gear 9 is decelerated and rotated relative to the axle 1. Therefore, in FIG. 2, the same components as those shown in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

図２に示す入力側減速機７０は、第１のサンギヤＳ１と、この第１のサンギヤＳ１の外周側に配置されて第１のサンギヤＳ１に噛み合っているショートピニオンギヤＰＳと、ショートピニオンギヤＰＳよりも軸長が長く、ショートピニオンギヤＰＳに噛み合った状態でショートピニオンギヤＰＳの外周側に配置されているロングピニオンギヤＰＬと、ショートピニオンギヤＰＳに軸線方向で隣接しかつロングピニオンギヤＰＬが公転する旋回円の内周側に配置されてロングピニオンギヤＰＬに噛み合っている第２のサンギヤＳ２と、ショートピニオンギヤＰＳおよびロングピニオンギヤＰＬを自転できるように保持しているキャリヤＣとを有している。   The input-side reduction gear 70 shown in FIG. 2 has a first sun gear S1, a short pinion gear PS disposed on an outer peripheral side of the first sun gear S1 and meshed with the first sun gear S1, and a short pinion gear PS. A long pinion gear PL disposed on the outer peripheral side of the short pinion gear PS with a long axial length and meshed with the short pinion gear PS, and an inner periphery of a turning circle axially adjacent to the short pinion gear PS and revolving by the long pinion gear PL A second sun gear S2 disposed on the side and engaged with the long pinion gear PL, and a carrier C holding the short pinion gear PS and the long pinion gear PL so as to be capable of rotating on its own.

そのキャリヤＣは、ホイールハブとして機能する前記キャリヤ１２と同様の形状あるいは構造の中空状の部材であり、各サンギヤＳ１，Ｓ２および各ピニオンギヤＰＳ，ＰＬを包囲している収容部Ｃａと、円筒状のボス部Ｃｂとを有している。この入力側減速機７０は、前述したキャリヤ１２がホイールハブとして機能する減速機７と同様な構成であり、図２には、先端側の減速機７の左右を反転させた構成として記載してある。   The carrier C is a hollow member having the same shape or structure as the carrier 12 functioning as a wheel hub, and a housing portion Ca surrounding each sun gear S1, S2 and each pinion gear PS, PL, and a cylindrical shape And the boss portion Cb. This input-side reduction gear 70 has the same configuration as the reduction gear 7 in which the above-described carrier 12 functions as a wheel hub, and in FIG. is there.

より具体的には、第１のサンギヤＳ１は、前述した車軸１のうち図示しないジョイントなどの入力側に寄った箇所に一体に設けられている。この第１のサンギヤＳ１は車軸１とは別のギヤを車軸１に取り付けたものであってよく、あるいは車軸１に切削などの加工によって一体に形成したものであってもよい。この第１のサンギヤＳ１にショートピニオンギヤＰＳが噛み合っている。このショートピニオンギヤＰＳに軸線方向で隣接して第２のサンギヤＳ２が配置され、これらショートピニオンギヤＰＳおよび第２のサンギヤＳ２にロングピニオンギヤＰＬが噛み合っている。さらに、各ピニオンギヤＰＳ，ＰＬはキャリヤＣにおける収容部Ｃａによって回転可能に保持されている。これらのピニオンギヤＰＳ，ＰＬの収容部Ｃａによる保持構造は、前述した先端側の減速機７における各ピニオンギヤ１０，１１のキャリヤ１２による保持構造と同様である。   More specifically, the first sun gear S1 is integrally provided at a position closer to the input side such as a joint (not shown) of the axle 1 described above. The first sun gear S1 may be one in which a gear different from the axle 1 is attached to the axle 1, or may be integrally formed on the axle 1 by processing such as cutting. The short pinion gear PS is in mesh with the first sun gear S1. A second sun gear S2 is disposed adjacent to the short pinion gear PS in the axial direction, and a long pinion gear PL meshes with the short pinion gear PS and the second sun gear S2. Further, each pinion gear PS, PL is rotatably held by the housing portion Ca of the carrier C. The holding structure of the pinion gears PS and PL by the housing portion Ca is the same as the holding structure of the pinion gears 10 and 11 in the reduction gear 7 on the tip end side described above by the carrier 12.

なお、ロングピニオンギヤＰＬを回転可能に支持しているピニオンピンＰＰは、キャリヤＣ（収容部Ｃａ）を貫通してキャリヤＣの外部に突出しており、その突出端に雄ネジ部３０が形成されている。キャリヤＣは、この雄ネジ部３０によって、ナックルなどのサスペンション機構（それぞれ図示せず）によって保持されている所定の部材に連結されるようになっている。したがって、図２に示す入力側減速機７０では、キャリヤＣが固定要素（反力要素）となり、アクスルハウジング２を構成している。   The pinion pin PP rotatably supporting the long pinion gear PL penetrates the carrier C (the housing portion Ca) and protrudes to the outside of the carrier C, and the male screw 30 is formed at the protruding end thereof. There is. The carrier C is connected by the male screw 30 to a predetermined member held by a suspension mechanism (not shown) such as a knuckle. Therefore, in the input-side reduction gear 70 shown in FIG. 2, the carrier C is a fixed element (reaction force element), and constitutes the axle housing 2.

第２のサンギヤＳ２は、ロングピニオンギヤＰＬよりも先端側（図２での左側）に配置されており、先端側の減速機７における第２のサンギヤ９に一体となって回転するように連結されている。すなわち、図１に示す例でアクスルハウジング２とされていた円筒状の部分（以下、連結チューブと記す）３１の両端部に第２のサンギヤ９，Ｓ２がそれぞれ設けられている。したがって、先端側の減速機７におけるキャリヤ１２の一部であるボス部１２ｂは連結チューブ３１の外周側に嵌合していてそれらボス部１２ｂと連結チューブ３１との間に軸受３２が配置されている。   The second sun gear S2 is disposed closer to the tip end (left side in FIG. 2) than the long pinion gear PL, and is coupled to the second sun gear 9 in the reduction gear 7 on the tip end so as to rotate integrally. ing. That is, second sun gears 9 and S2 are respectively provided at both ends of a cylindrical portion (hereinafter referred to as a connection tube) 31 which is the axle housing 2 in the example shown in FIG. Therefore, the bosses 12b which are a part of the carrier 12 in the reduction gear 7 on the tip side are fitted on the outer peripheral side of the connecting tube 31, and the bearing 32 is disposed between the bosses 12b and the connecting tube 31 There is.

さらに、ボス部１２ｂの外周側に、キャリヤＣにおけるボス部Ｃｂが嵌合しており、これらのボス部１２ｂ，Ｃｂの間に軸受１７が配置されている。また、ボス部Ｃｂの先端部の内周側にはオイルシール１８が配置され、このオイルシール１８によって各ボス部１２ｂ，Ｃｂの間が液密状態に封止されている。なお、車軸１を回転可能に支持する軸受３は、車軸１の先端部側（図２の左端部側）で、第２のサンギヤ９との間に設けられ、また車軸１の後端部側（図２の右端部側）で、キャリヤＣにおける収容部Ｃａの開口端との間に設けられている。この車軸１の後端部側の軸受３に隣接してオイルシール４が配置されていて、キャリヤＣと車軸１との間が液密状態に封止されている。   Furthermore, the boss Cb of the carrier C is fitted on the outer peripheral side of the boss 12b, and the bearing 17 is disposed between the bosses 12b and Cb. In addition, an oil seal 18 is disposed on the inner peripheral side of the tip of the boss Cb, and the oil seal 18 seals the space between the bosses 12b and Cb in a fluid-tight manner. The bearing 3 rotatably supporting the axle 1 is provided between the second sun gear 9 on the tip end side (left end side in FIG. 2) of the axle 1 and on the rear end side of the axle 1 (The right end side in FIG. 2) is provided between the carrier C and the opening end of the housing portion Ca. An oil seal 4 is disposed adjacent to the bearing 3 on the rear end side of the axle 1 to seal between the carrier C and the axle 1 in a fluid-tight manner.

図２に示すハブ機構の作用について説明する。図２には、各減速機７，７０を構成している遊星歯車機構についての共線図を併記してあり、先ず、入力側減速機７０の作用について説明すると、キャリヤＣが固定された状態で第１のサンギヤＳ１が回転することにより、第２のサンギヤＳ２が第１のサンギヤＳ１よりも低速でかつ同方向に回転する。また、ホイールハブとして機能するキャリヤ１２を有する減速機７では、第１のサンギヤ８が車軸１と共に回転し、かつ第２のサンギヤ９が入力側減速機７０における第２のサンギヤＳ２と共に車軸１よりも低回転数で回転する。そのためホイールハブであるキャリヤ１２は車軸１とは反対の方向に回転し、その回転数は第２のサンギヤ９を固定している場合よりも低回転数になる。すなわち、図２に示す構成では、車軸１の回転数とホイールハブの回転数との比である減速比が、図１に示す構成によるよりも大きくなる。言い換えれば、トルクの増幅率が大きくなる。   The operation of the hub mechanism shown in FIG. 2 will be described. FIG. 2 also shows an alignment chart of the planetary gear mechanism constituting each reduction gear 7, 70. First, the operation of the input reduction gear 70 will be described. As the first sun gear S1 rotates, the second sun gear S2 rotates at a lower speed and in the same direction as the first sun gear S1. In the reduction gear 7 having the carrier 12 functioning as a wheel hub, the first sun gear 8 rotates with the axle 1 and the second sun gear 9 with the second sun gear S2 in the input side reduction gear 70 Also rotates at low speed. Therefore, the carrier 12, which is a wheel hub, rotates in the direction opposite to that of the axle 1, and the number of rotations is lower than when the second sun gear 9 is fixed. That is, in the configuration shown in FIG. 2, the reduction ratio, which is the ratio of the number of rotations of the axle 1 to the number of rotations of the wheel hub, is larger than in the configuration shown in FIG. 1. In other words, the torque amplification factor is increased.

図２に示す構成であっても、全てのギヤが外歯歯車であって、製造性の悪い内歯歯車を備えていないから、ハブ機構を全体として低廉化することができる。また、各減速機７，７０はダブルピニオン型遊星歯車機構であっても、リングギヤに替えて第２のサンギヤ９，Ｓ２を備えたいわゆるサイドギヤタイプのものであるから、その外径を小さくしてハブ機構を全体として小型化することができる。さらに、各ギヤをはす歯歯車とした場合であっても、キャリヤ１２，Ｃに作用するスラスト力を低減してその軸受の耐久性を向上させ、また小型化を図ることができる。   Even in the configuration shown in FIG. 2, the hub mechanism can be reduced in cost as a whole because all the gears are external gears and there is no internal gear which is not easily manufactured. Further, even if each reduction gear 7, 70 is a double pinion type planetary gear mechanism, since it is a so-called side gear type having a second sun gear 9, S2 instead of the ring gear, the outer diameter is reduced The hub mechanism can be miniaturized as a whole. Furthermore, even when each gear is a helical gear, it is possible to reduce the thrust force acting on the carriers 12 and C, improve the durability of the bearing, and achieve miniaturization.

図３はこの発明の更に他の実施形態を示しており、ここに示すハブ機構は、上述した図２に示す構成における入力側減速機をシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した例である。したがって、図３に示す構成で前述した図２に示す構成と同様の部分には図３に図２と同様の符号を付してその説明を省略する。図３において、入力側減速機８０は、車軸１と一体のサンギヤＳ８０と、そのサンギヤＳ８０と同心円上に設けられた内歯歯車であるリングギヤＲ８０と、サンギヤＳ８０とリングギヤＲ８０とに噛み合っているピニオンギヤＰ８０と、ピニオンギヤＰ８０を自転できるように保持しているキャリヤＣ８０とを有している。   FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, and the hub mechanism shown here is an example in which the input-side reduction gear in the configuration shown in FIG. 2 described above is constituted by a single pinion type planetary gear mechanism. Therefore, in the configuration shown in FIG. 3, the same parts as those shown in FIG. 2 described above are assigned the same reference numerals as in FIG. In FIG. 3, the input-side reduction gear 80 has a sun gear S80 integral with the axle 1, a ring gear R80 which is an internal gear provided concentrically with the sun gear S80, and a pinion gear meshing with the sun gear S80 and the ring gear R80. P80 and a carrier C80 holding the pinion gear P80 so as to be capable of rotating on its own.

そのリングギヤＲ８０は連結チューブ３１によって先端側の減速機７における第２のサンギヤ９に一体となって回転するように連結されている。また、キャリヤＣ８０は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されている減速機８０の部分の全体を包囲している収容部Ｃ８０ａと円筒状のボス部Ｃ８０ｂとを有している。このキャリヤＣ８０はいわゆる固定要素であって、ナックルなどのサスペンション機構（それぞれ図示せず）によって保持されている所定の部材に連結されるようになっている。具体的には、収容部Ｃ８０ａにはフランジ部８１が形成され、そのフランジ部８１に固定ボルト８２が設けられている。したがって、キャリヤＣ８０がアクスルハウジング２を構成している。   The ring gear R80 is connected by a connecting tube 31 so as to rotate integrally with the second sun gear 9 in the reduction gear 7 on the front end side. Further, the carrier C80 has a housing portion C80a and a cylindrical boss portion C80b which surround the entire portion of the reduction gear 80 constituted by a single pinion type planetary gear mechanism. The carrier C80 is a so-called fixed element and is connected to a predetermined member held by a suspension mechanism (not shown) such as a knuckle. Specifically, a flange portion 81 is formed in the housing portion C80a, and a fixing bolt 82 is provided on the flange portion 81. Thus, the carrier C 80 constitutes the axle housing 2.

図３にハブ機構の作用を説明する。図３には各減速機７，８０を構成している遊星歯車機構についての共線図を併記してある。入力側減速機８０では、その共線図で示してあるように、キャリヤＣ８０が固定されていることにより、リングギヤＲ８０が車軸１とは反対方向に回転する。これに対して、キャリヤ１２がホイールハブとなっている先端側の減速機７では、第１のサンギヤ８が車軸１と共に回転し、かつ第２のサンギヤ９が入力側減速機８０におけるリングギヤＲ８０と共に車軸１とは反対方向に回転する。そのためホイールハブであるキャリヤ１２が車軸１とは反対方向に回転する。その回転数は各減速機７，８０を構成している遊星歯車機構のギヤ比によって決まり、それらのギヤ比を適宜に設定することにより、ハブ機構全体として減速作用が生じる。   The operation of the hub mechanism will be described with reference to FIG. The alignment chart about the planetary gear mechanism which comprises each reduction gear 7 and 80 is written together in FIG. In the input side reduction gear 80, as shown in the alignment chart, the ring gear R80 is rotated in the opposite direction to the axle 1 by the carrier C80 being fixed. On the other hand, in the reduction gear 7 on the tip side where the carrier 12 is a wheel hub, the first sun gear 8 rotates with the axle 1 and the second sun gear 9 with the ring gear R80 in the input side reduction gear 80 It rotates in the opposite direction to the axle 1. Therefore, the carrier 12 which is a wheel hub rotates in the opposite direction to the axle 1. The number of rotations is determined by the gear ratio of the planetary gear mechanism constituting each of the reduction gears 7 and 80, and by setting the gear ratio appropriately, a reduction action is generated in the entire hub mechanism.

図３に示すように構成した例では入力側減速機８０におけるリングギヤＲ８０が内歯歯車となるが、その減速機８０はシングルピニオン型遊星歯車機構であるから、既存の一般的な遊星歯車機構を使用することによって低廉化を図ることができ、またサンギヤＳ８０の外周側にピニオンギヤを半径方向に重ねて複数配置することがないので、入力側減速機８０の外径を小さくしてハブ機構全体としての小径化を図ることができる。さらに、キャリヤ１２，Ｃ８０に作用するスラスト力を抑制できることは、前述した図１や図２に示す例と同様である。   In the example configured as shown in FIG. 3, the ring gear R80 in the input side reduction gear 80 is an internal gear, but since the reduction gear 80 is a single pinion type planetary gear mechanism, the existing general planetary gear mechanism By using it, cost reduction can be achieved, and since a plurality of pinion gears are not overlapped in the radial direction on the outer peripheral side of the sun gear S80, there is no need to reduce the outer diameter of the input side reduction gear 80 Can be reduced in diameter. Further, the thrust force acting on the carriers 12 and C80 can be suppressed, as in the examples shown in FIGS. 1 and 2 described above.

１…車軸、 ２…アクスルハウジング、 ３…軸受、 ４…オイルシール、 ５…フランジ部、 ６…ボルト、 ７…減速機、 ８…サンギヤ、 ９…サンギヤ、 １０…ショートピニオンギヤ、 １０Ａ…ピニオンピン、 １１…ロングピニオンギヤ、 １１Ａ…ピニオンピン、 １２…キャリヤ、 １２ａ…収容部、 １２ｂ…ボス部、 １３…軸受、 １４…軸受、 １５…ホイールナット、 １６…雄ネジ部、 １７…軸受、 １８…オイルシール、 １９…タイヤホイール、 ２０…取付孔、 ２１…凸部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Axle, 2 ... Axle housing, 3 ... Bearing, 4 ... Oil seal, 5 ... Flange part, 6 ... Bolt, 7 ... Reduction gear, 8 ... Sun gear, 9 ... Sun gear, 10 ... Short pinion gear, 10 A ... Pinion pin, 11 long pinion gear 11 pinion pin 12 carrier 12 a housing 12 b boss portion 13 bearing 14 bearing 15 wheel nut 16 male thread 17 bearing 18 oil Seal, 19: tire wheel, 20: mounting hole, 21: convex portion.

Claims (1)

車軸のトルクを増幅してホイールハブに伝達する減速機が、前記車軸を回転可能に保持しているアクスルハウジングに組み付けられている減速機一体型ハブ機構において、
前記車軸の前記アクスルハウジングから突出した先端側に配置され、前記車軸と一体化された外歯歯車である第１サンギヤと、
前記第１サンギヤの外周側に配置されて前記第１サンギヤに噛み合っているショートピニオンギヤと、
前記ショートピニオンギヤの外周側に配置されて前記ショートピニオンギヤに噛み合いかつ前記ショートピニオンギヤよりも軸長が長いロングピニオンギヤと、
前記第１サンギヤと同一軸線上に設けられて前記ロングピニオンギヤが公転する旋回円の内周側で前記ロングピニオンギヤに噛み合いかつ前記ロングピニオンギヤに反力を付与する第２サンギヤと、
前記ショートピニオンギヤおよび前記ロングピニオンギヤを自転および公転が可能に保持しかつ前記アクスルハウジングにより軸受を介して回転可能に保持されたキャリヤと、
前記キャリヤにタイヤホイールを取り付ける、前記キャリヤに設けられた締結部材とを有し、
前記キャリヤが前記ホイールハブになっている
ことを特徴とする減速機一体型ハブ機構。 A reducer-integrated hub mechanism in which a reducer for amplifying torque of an axle and transmitting it to a wheel hub is assembled to an axle housing rotatably holding the axle,
A first sun gear, which is an external gear disposed on the tip side of the axle protruding from the axle housing, and integrated with the axle;
A short pinion gear disposed on an outer peripheral side of the first sun gear and meshed with the first sun gear;
A long pinion gear disposed on an outer peripheral side of the short pinion gear so as to mesh with the short pinion gear and having a longer axial length than the short pinion gear;
A second sun gear provided coaxially with the first sun gear, meshing with the long pinion gear on the inner circumferential side of a turning circle on which the long pinion gear revolves, and applying a reaction force to the long pinion gear;
A carrier capable of rotating and revolving the short pinion gear and the long pinion gear and rotatably supported by the axle housing via a bearing;
A fastening member provided on the carrier for attaching a tire wheel to the carrier;
The reducer-integrated hub mechanism, wherein the carrier is the wheel hub.

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