JP6212839B2 - 車軸支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体に対して、車輪と一体に回転する車軸を支持する車軸支持構造に関するものである。

従来、モータによって回転する出力軸と、車輪と一体に回転する車軸とを、カップリングを介して屈曲自在に連結した車軸支持構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車軸支持構造では、内周面にギヤ歯が形成されたカップリングの中間シャフトが、出力軸の一端部と車軸の一端部のそれぞれの外周面のギヤ歯に噛み合うことで回転動力が伝達される。ここで、中間シャフトの軸方向（長手方向）への移動は、出力軸及び車軸の各外周に設けられた止め輪によって規制される。

特開2009-190440号公報

しかしながら、従来の車軸支持構造では、出力軸や車軸に対して中間シャフトを屈曲可能にするために、中間シャフトと止め輪との間に隙間を設けている。そのため、トルク起動時やトルク反動時等において中間シャフトが振動した際、中間シャフトが止め輪に接触し、接触打音が発生するおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、出力軸と車軸とを連結する中間シャフトが振動した際、接触打音の発生を防止することができる車軸支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車軸支持構造では、出力軸と、車軸と、中間シャフ
トと、規制部材と、緩衝部材と、を備える。
前記出力軸は、駆動源により回転すると共に、出力軸ギヤ面が形成されている。
前記車軸は、前記出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転すると共に、車軸ギヤ面
が形成されている。
前記中間シャフトは、前記出力軸ギヤ面に噛合する出力軸噛合面と、前記車軸ギヤ面に
噛合する車軸噛合面と、を有し、前記出力軸と前記車軸との間でトルクを伝達する。
前記規制部材は、前記出力軸及び前記車軸のそれぞれに設けられ、前記中間シャフトの
軸方向変位を規制する。
前記緩衝部材は、前記中間シャフトの軸方向外側に配置され、前記中間シャフトの軸方
向外側端面と、前記規制部材とに当接すると共に、弾性変形する。
そして、前記中間シャフトは、ねじ込み式のリテーナ機構によって軸方向変位が規制される。

本発明の車軸支持構造にあっては、出力軸と車軸の双方に噛合してトルクを伝達する中間シャフトの軸方向外側に、弾性変形する緩衝部材が配置される。
すなわち、中間シャフトの軸方向外側に緩衝部材を配置することで、この中間シャフトの軸方向外側に生じる隙間を、なくす或いは少なくすることができる。これにより、トルク起動時やトルク反転時、無負荷（惰性）回転時等において中間シャフトが振動しても、中間シャフトの軸方向の移動が規制される。そのため、中間シャフトが周辺部品に接触することが防止され、接触打音の発生を防止することができる。
また、中間シャフトの振動時に、中間シャフトが軸方向に移動した場合であっても、中間シャフトに接触した緩衝部材が弾性変形し、この中間シャフトからの衝撃を緩和して受け止めるため、接触打音の発生を防止することができる。
この結果、出力軸と車軸とを連結する中間シャフトが振動した際、接触打音の発生を防止することができる。

実施例１の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。 図１に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。 緩衝部材を示す外観斜視図である。 実施例１の車軸支持構造の組立説明図であり、(a)はホイールハブ連結工程を示し、(b)はギヤカップリング軸挿入工程を示し、(c)はリテーナ組付工程を示す。 実施例１の車軸支持構造における緩衝部材の反力作用方向の模式説明図であり、(a)は軸方向一致状態を示し、(b)は中間シャフト揺動状態を示す。 実施例１の車軸支持構造の第１変形例が適用されたインホイールモータユニットの要部を示す拡大縦断面図である。 実施例１の車軸支持構造の第２変形例が適用されたインホイールモータユニットの要部を示す拡大縦断面図である。 実施例１の車軸支持構造の第３変形例を示す要部拡大縦断面図である。

以下、本発明の車軸支持構造を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、実施例１の車軸支持構造における構成を、「車軸支持構造の適用例の構成」、「ギヤカップリング軸の構成」、「車軸支持構造の組立手順」に分けて説明する。

[車軸支持構造の適用例の構成]
図１は、実施例１の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図２は、図１に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。以下、図１及び図２に基づいて、実施例１の車軸支持構造の適用例について説明する。

図１に示すインホイールモータユニットMUは、車輪４０を駆動・制動する電動モータ（駆動源）２０を、車輪４０のホイール４１の内側に配置したものであり、モータケース１０と、電動モータ２０と、減速機３０と、を有している。

前記モータケース１０は、ケース本体１１と、カバー１２と、を備え、ケース本体１１の図１の左側面にカバー１２を合体させて構成する。このモータケース１０内には、駆動源となる電動モータ２０と、この電動モータ２０の回転を減速して出力する減速機３０とが同軸に配置収納される。また、このモータケース１０は、図示しないサスペンション機構を介して、サイドメンバ等の車体に対して揺動可能に保持されている。

前記電動モータ２０は、ケース本体１１の内側に位置し、環状のステータ２１と、このステータ２１内に同心に配置したロータ２２と、を有している。

前記ステータ２１は、コイル２１ａを巻線して具え、ケース本体１１の内周に、外周面を焼き嵌めする等の方法で固定される。

前記ロータ２２は、ロータ回転軸２２ａと、フランジ部２２ｂと、積層鋼板２２ｃと、不図示の永久磁石と、を有している。
前記ロータ回転軸２２ａは、カバー１２に貫通させて形成した開口１２ａの内側に嵌着された第１ロータ軸受２３Ａに一端が回転自在に支持され、軸方向中間部が減速機３０の後述するキャリア３４の内側端に嵌着された第２ロータ軸受２３Ｂに回転自在に支持される。そして、このロータ回転軸２２ａの第１,第２ロータ軸受け２３Ａ,２３Ｂ間の外周面に、フランジ部２２ｂが突出固定される。このフランジ部２２ｂの外周には積層鋼板２２ｃが固設され、この積層鋼板２２ｃの外周に図示しない永久磁石が埋設される。
なお、このロータ２２は、積層鋼板２２ｃの外周に埋設した永久磁石がステータ２１の内周面と正対する軸線方向位置に配置され、この位置を保ってロータ回転軸２２ａが支持される。

前記減速機３０は、図１に示すように、ロータ回転軸２２ａ上に形成したサンギヤ３１と、ケース本体１１の車輪側開口の内側に形成したリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する大径ピニオン部分３３ａ及びリングギヤ３２に噛合する小径ピニオン部分３３ｂの一体成形になる３個（ここでは１個のみ図示）の段付きピニオン３３と、これら段付きピニオン３３を回転自在に支持したキャリア３４と、を有する遊星歯車組で構成する。

前記キャリア３４は、減速機３０の出力メンバであり、駆動源である電動モータ２０により回転する出力軸に相当する。このキャリア３４は、キャリア軸受３５を介して、ケース本体１１に固定されたシールリング１３の内側に回転自在に支持されている。また、このキャリア３４は、両端が開放した中空の中心円筒部３４ａを有すると共に、この中心円筒部３４ａの周囲に、３個の段付きピニオン３３を円周方向等間隔に配置して回転自在に支持する。ここで、この中心円筒部３４ａは、一端がケース本体１１の内側に配置され、他端がケース本体１１から突出している。

そして、ケース本体１１の内側に配置された中心円筒部３４ａの一端開口には、ロータ回転軸２２ａの先端部２２ｄが挿入されている。中心円筒部３４ａの内周面とロータ回転軸２２ａとの間には、隙間３６ａが形成され、キャリア３４の回転とロータ回転軸２２ａの回転が干渉しないようになっている。
また、ケース本体１１から突出した中心円筒部３４ａの他端開口には、後述するギヤカップリング軸５０の一端部５０ａが挿入されている。この中心円筒部３４ａの他端開口の内周面には、セレーションからなる第１接続部（出力軸ギヤ面）３６ｂが形成されている。ここで「セレーション」とは、軸方向に沿って延びると共に、周方向に並んだ複数の凹凸である。以下、同様である。

さらに、中心円筒部３４ａの内部には、ロータ回転軸２２ａとギヤカップリング軸５０との間を区画する区画壁３４ｂが設けられている。この区画壁３４ｂの外周部には、ロータ回転軸２２ａの先端部２２ｄを囲むフランジ部３４ｃが形成されている。さらに、このフランジ部３４ｃの周囲には、シールリング３４ｄが嵌合する環状溝が形成されている（図２参照）。
また、シールリング１３の開口１３ａに中心円筒部３４ａが嵌合し、この中心円筒部３４ａの周面と開口１３ａとの間には、環状のオイルシール１３ｂが設けられている。前記区画壁３４ｂ及び前記オイルシール１３ｂは、モータケース１０内に収納され、電動モータ２０の冷却や減速機３０の潤滑に用いられるオイルが外部に流出することを防止する。

前記車輪４０は、インホイールモータユニットMUによって駆動・制動される部材であり、タイヤ４０ａと、ホイール４１と、ホイールハブ４２と、を有している。

前記ホイール４１は、円板状のディスク部４１ａと、このディスク部４１ａの外周を取り囲むとリム部４１ｂと、を有している。前記タイヤ４０ａは、リム部４１ｂの外側に取り付けられる。

前記ホイールハブ４２は、ホイール４１のディスク部４１ａの内側、つまりリム部４１ｂに囲まれた車輪内側空間に配置される軸部材であり、車輪４０と一体に回転する車軸に相当する。このホイールハブ４２は、キャリア３４と同軸に配置され、両端が開放した中空円筒状をなすハブ軸４２ａと、ハブ軸４２ａの軸方向中間部から外側に突出したフランジ４２ｂと、を一体に有する。

前記ハブ軸４２ａは、一端がホイール４１のディスク部４１ａの中心に形成された貫通孔４１ｃに挿入され、他端が車輪内側空間に突出している。この車輪内側空間に突出したハブ軸他端には、環状シール部材４６が設けられており、キャリア３４の中心円筒部３４ａに接触している。
このハブ軸４２ａの内周面には、軸方向中間部にセレーションからなる第２接続部（車軸ギヤ面）４２ｃが形成され、ホイール４１側の端部にねじ溝４２ｄが形成されている。そして、このハブ軸４２ａは、内側にギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂが挿入され、ホイール４１側の開口４７に後述するリテーナ本体７１がねじ込まれている。
なお、第２接続部４２ｃのセレーション形状は、キャリア３４に形成した第１接続部３６ｂと同じ形状である。
また、ハブ軸４２ａの外周には、ハブベアリング４３が組み付けられ、ハブ軸４２ａは、このハブベアリング４３を介して、モータケース１０に回転可能に支持されている。

前記フランジ４２ｂは、ホイール４１のディスク部４１ａに対向する円板形状を呈し、周方向に並ぶ複数のボルト穴が形成されている。各ボルト穴には、ホイールハブ４２をホイール４１のディスク部４１ａに固定するための複数のハブボルト４４が圧入されている。なおここでは、フランジ４２ｂとディスク部４１ａとの間に、ブレーキ４５のブレーキディスク４５ａが介装されている。

前記ハブベアリング４３は、外輪４３ａと、内輪４３ｂと、転動体４３ｃと、を有している。
前記外輪４３ａは、モータケース１０のケース本体１１に、シールリング１３と共にボルト固定されている。
前記内輪４３ｂは、ハブ軸４２ａの外周面に形成された小径部４２ｅに固定されている。
前記転動体４３ｃは、ハブ軸４２ａの軸周りに配置される多数の金属球体であり、外輪４３ａと内輪４３ｂとの間に摺動可能に保持された第１列と、外輪４３ａとハブ軸４２ａの外周面に形成された転走面４２ｆとの間に摺動可能に保持された第２列と、を有している。各転動体４３ｃは、保持器４３ｄによって間隔が一定に保持される。

［ギヤカップリング軸の構成］
図３は、緩衝部材を示す外観斜視図である。以下、図２及び図３に基づいて、実施例１のギヤカップリング軸の構成について説明する。

実施例１のインホイールモータユニットMUでは、出力軸であるキャリア３４と、車軸であるホイールハブ４２とは、ギヤカップリング軸５０を介して連結されている。

前記ギヤカップリング軸５０は、一端部５０ａの外周面にセレーションからなる出力軸噛合面５１が形成され、他端部５０ｂの外周面にセレーションからなる車軸噛合面５２が形成されている。
さらに、前記ギヤカップリング軸５０は、軸方向に貫通する貫通孔５３を有し、両端部５０ａ,５０ｂのそれぞれの軸方向外側端面（軸方向外側面）５０ｃに、軸方向外側に開放した開口５３ａを有する中空の軸部材である。このギヤカップリング軸５０の開口５３ａ,５３ａには、緩衝部材６０がそれぞれ嵌合固定されている。

前記出力軸噛合面５１は、ギヤカップリング軸５０の一端部５０ａがキャリア３４の中心円筒部３４ａ内に差し込まれた際、第１接続部３６ｂに噛合する。ここで、この出力軸噛合面５１は、セレーションの径方向端面（凸部の上面）の軸方向中央部位が外方に最も膨出した円弧形状となっている。

前記車軸噛合面５２は、ギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂがホイールハブ４２のハブ軸４２ａ内に差し込まれた際、第２接続部４２ｃに噛合する。ここで、この車軸噛合面５２は、セレーションの径方向端面（凸部の上面）の軸方向中央部位が外方に最も膨出した円弧形状となっている。
なお、出力軸噛合面５１のセレーション形状と、車軸噛合面５２のセレーション形状は、同一形状とする。つまり、出力軸噛合面５１の径方向端面における曲率半径と、車軸噛合面５２の径方向端面における曲率半径は、互いに一致している。

そして、出力軸噛合面５１がキャリア３４の第１接続部３６ｂに噛合し、車軸噛合面５２がホイールハブ４２の第２接続部４２ｃに噛合することで、例えばキャリア３４が回転駆動すると、第１接続部３６ｂから出力軸噛合面５１を介してギヤカップリング軸５０にトルク伝達がなされる。これにより、ギヤカップリング軸５０が回転駆動する。そしてさらに、ギヤカップリング軸５０の車軸噛合面５２から第２接続部４２ｃを介してホイールハブ４２にトルク伝達がなされ、ホイールハブ４２が回転駆動する。
すなわち、このギヤカップリング軸５０は、キャリア３４とホイールハブ４２との間でトルクを伝達する中間シャフトに相当する。

前記緩衝部材６０は、ここでは、高分子材料（例えば、樹脂、ゴム、ウレタン等）によって形成された弾性変形する部材であり、図３に示すように、嵌合部６１と、緩衝部６２と、を有している。

前記嵌合部６１は、ギヤカップリング軸５０の開口５３ａの内径寸法よりも僅かに小さい外径寸法を有する円柱形状を呈し、この開口５３ａに嵌合する。これにより、緩衝部材６０は、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに接合されることとなる。

前記緩衝部６２は、嵌合部６１の一端に一体的に形成された円柱形状を呈し、嵌合部６１の外径寸法よりも大きく、軸方向外側端面５０ｃの外径寸法よりも小さい外径寸法を有している。これにより、嵌合部６１が開口５３ａに嵌合すると、この緩衝部６２は、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃから軸方向外側に突出する。
そして、この緩衝部６２のギヤカップリング軸５０の軸方向外側に面した側面６２ａは、中心部が最も膨出した湾曲面となっている。この側面６２ａの曲率半径は、ギヤカップリング軸５０が軸方向中央位置Ｏを中心に回動した際の回動曲率半径に一致する。つまり、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに形成された出力軸噛合面５１及び車軸噛合面５２のそれぞれの径方向端面の曲率半径と、緩衝部６２の側面６２ａの曲率半径は一致する。
なお「ギヤカップリング軸５０の軸方向中央位置Ｏ」とは、図２において破線で示すギヤカップリング軸５０の軸線上の長さ方向の中央位置である。

そして、ハブ軸４２ａのホイール４１側の開口４７にリテーナ機構７０が配置され、前記ギヤカップリング軸５０は、このリテーナ機構７０によって軸方向変位（軸方向の移動）が規制されていわゆる抜け止めが行われる。ここでは、ギヤカップリング軸５０の一端部５０ａに設けられた緩衝部材６０の緩衝部６２は、区画壁３４ｂに当接する。また、ギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂに設けられた緩衝部材６０の緩衝部６２は、リテーナ機構７０に当接する。
前記リテーナ機構７０は、リテーナ本体７１と、座金７２と、を有している。

前記リテーナ本体７１は、外周面にねじ溝７１ａが形成された円柱部材である。このリテーナ本体７１は、ハブ軸４２ａのホイール４１側の開口４７に対して、ねじ溝７１ａとねじ溝４２ｄが螺合するねじ嵌合とする。
このリテーナ本体７１のギヤカップリング軸５０側の端面（以下、内側端面という）７１ｂには、緩衝部材６０の緩衝部６２の側面６２ａが当接する。また、このリテーナ本体７１のホイール４１側の端面（以下、外側端面という）７１ｃには、ホイール４１側に突出した突部７１ｄが形成されている。この突部７１ｄは、外側端面７１ｃの中央位置に形成されている。

前記座金７２は、ハブ軸４２ａ内にねじ込まれたリテーナ本体７１の回り止めを行う部材である。この座金７２は、リテーナ本体７１の外側端面７１ｃを覆う。そして、周縁部がハブ軸４２ａの外周面に沿って屈曲し、端部がハブ軸４２ａの外周面に形成された環状溝形状の座金加締め部４２ｇに差し込まれて、加締め固定される。

［車軸支持構造の組立手順］
図４は、実施例１の車軸支持構造の組立説明図であり、(a)はホイールハブ連結工程を示し、(b)はギヤカップリング軸挿入工程を示し、(c)はリテーナ組付工程を示す。以下、図４に基づいて、実施例１の車軸支持構造の組立手順について説明する。

ホイールハブ連結工程では、図４(a)に示すように、まず、モータケース１０のケース本体１１に対し、ホイールハブ４２のハブ軸４２ａの外周に組み付けられたハブベアリング４３を取り付ける。これは、ハブベアリング４３の外輪４３ａの周縁部を、シールリング１３を介してモータケース１０のケース本体１１にボルト固定することで行う。これにより、ホイールハブ４２が、ハブベアリング４３を介してモータケース１０に回転可能に支持される。また、このとき、モータケース１０内に予め電動モータ２０及び減速機３０を内蔵しておく。そのため、キャリア３４に向けられたハブ軸４２ａの先端に設けられた環状シール部材４６は、キャリア３４の中心円筒部３４ａに接触する。

そして、モータケース１０にハブベアリング４３が取り付けられたら、ホイールハブ４２のホイール４１側の開口４７から、キャリア３４の中心円筒部３４ａ内にグリースＧを充填する。このとき、キャリア３４の内部は、区画壁３４ｂによって区画されると共に、シールリング３４ｄによってロータ回転軸２２ａ側にグリースＧが漏れ出ることが防止される。さらに、キャリア３４とハブ軸４２ａとの間は、環状シール部材４６によってふさがれており、グリースＧが漏れ出ることが防止される。

ギヤカップリング軸挿入工程では、図４(b)に示すように、まず、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに形成された開口５３ａ,５３ａに、緩衝部材６０を嵌合固定する。これは、各開口５３ａに、緩衝部材６０の嵌合部６１を嵌合することで行う。これにより、ギヤカップリング軸５０と緩衝部材６０とが一体的に接合される。

そして、ギヤカップリング軸５０に緩衝部材６０が接合されたら、ホイールハブ４２のホイール４１側の開口４７から、ホイールハブ連結工程によりグリースＧが充填されたキャリア３４及びハブ軸４２ａの内側にギヤカップリング軸５０を挿入する。このとき、出力軸噛合面５１は、まずハブ軸４２ａに形成された第２接続部４２ｃと噛合する。その後、ギヤカップリング軸５０をキャリア３４に向けて押し込むことで、出力軸噛合面５１は第２接続部４２ｃから外れ、第１接続部３６ｂと噛合する。一方、車軸噛合面５２は、ギヤカップリング軸５０をキャリア３４に向けて押し込むことで、第２接続部４２ｃと噛合する。

なお、キャリア３４内に充填されたグリースＧは、ギヤカップリング軸５０の挿入時に、ギヤカップリング軸５０とキャリア３４及びハブ軸４２ａとの隙間に入り込む。このとき、緩衝部材６０がギヤカップリング軸５０の開口５３ａに嵌合しているため、この緩衝部材６０によるシール効果により、ギヤカップリング軸５０の貫通孔５３にグリースＧが流入することが防止される。

リテーナ組付工程では、図４(c)に示すように、ギヤカップリング軸挿入工程によりギヤカップリング軸５０が挿入されたホイールハブ４２のホイール４１側の開口４７から、リテーナ機構７０のリテーナ本体７１をねじ込んでいく。このとき、ハブ軸４２ａのねじ溝４２ｄとリテーナ本体７１のねじ溝７１ａが螺合する。そして、リテーナ本体７１は、少なくともギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂに嵌合固定した緩衝部材６０に接触するまでねじ込まれる。
これにより、ギヤカップリング軸５０は、ねじ込み式のリテーナ本体７１によって軸方向変位が規制される。

そして、リテーナ本体７１がねじ込まれたら、このリテーナ本体７１の外側端面７１ｃに座金７２を取り付け、この座金７２の端部を座金加締め部４２ｇに嵌め込んで加締め固定する。これにより、リテーナ本体７１が回り止めされ、リテーナ本体７１がホイールハブ４２に対して固定される。

次に、作用を説明する。
実施例１の車軸支持構造における作用を、「打音発生防止作用」、「がたつき発生時反力相殺作用」、「組立時における特徴的作用」に分けて説明する。

[打音発生防止作用]
駆動源によって回転する出力軸と、車輪と一体に回転する車軸との間に、両端部が各軸にそれぞれ噛合する中間シャフトを介装した場合では、中間シャフトの軸方向のへの移動は、出力軸及び車軸の各外周に設けられた止め輪によって規制される。そのため、中間シャフトが振動したことで、この中間シャフトが止め輪に接触すると、接触打音が発生するおそれがあった。特に、中間シャフトと止め輪が共に金属によって形成されている場合では、金属打音が生じてしまうという問題があった。以下、これを反映する打音発生防止作用を説明する。

実施例１の車軸支持構造では、図２に示すように、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂの各開口５３ａに、緩衝部材６０がそれぞれ嵌合固定されている。そして、この緩衝部材６０のうちの一方は、キャリア３４の内部を区画する区画壁３４ｂに接触し、他方はホイールハブ４２のハブ軸４２ａにねじ込まれたリテーナ本体７１に接触する。
つまり、ギヤカップリング軸５０の一方の軸方向外側端面５０ｃと、この一方の軸方向外側端面５０ｃに対向する区画壁３４ｂとの間に、緩衝部材６０が介装される。また、ギヤカップリング軸５０の他方の軸方向外側端面５０ｃと、この他方の軸方向外側端面５０ｃに対向するリテーナ本体７１との間にも、緩衝部材６０が介装される。

このため、ギヤカップリング軸５０は、緩衝部材６０により、このギヤカップリング軸５０の軸方向外側にある区画壁３４ｂやリテーナ本体７１に直接接触することが防止される。これにより、電動モータ２０からトルク伝達されるトルク起動時や、車輪４０からトルク伝達されるトルク反転時、さらに無負荷（惰性）回転時等においてギヤカップリング軸５０が振動しても、ギヤカップリング軸５０が区画壁３４ｂやリテーナ本体７１に直接接触することはない。この結果、接触打音の発生を防止することができる。

また、実施例１の車軸支持構造では、リテーナ本体７１をハブ軸４２ａにねじ込むことで、ギヤカップリング軸５０は、両端の緩衝部材６０と共にキャリア３４内の区画壁３４ｂに押圧される。つまり、一方の緩衝部材６０は区画壁３４ｂとギヤカップリング軸５０に対して圧接され、他方の緩衝部材６０はリテーナ本体７１とギヤカップリング軸５０に対して圧接される。
そのため、区画壁３４ｂとギヤカップリング軸５０の間の隙間、及び、リテーナ本体７１とギヤカップリング軸５０との隙間がそれぞれなくなり、ギヤカップリング軸５０が振動することが抑制される。これにより、ギヤカップリング軸５０による接触打音の発生を防止することができる。
なお、ギヤカップリング軸５０が、キャリア３４やホイールハブ４２に対して屈曲しても、緩衝部材６０が弾性変形するため、この屈曲を阻害することはない。

さらに、経時変化等で区画壁３４ｂとギヤカップリング軸５０の間の隙間や、リテーナ本体７１とギヤカップリング軸５０との隙間が拡大した場合には、ギヤカップリング軸５０が振動してしまう。これに対し、緩衝部材６０が弾性変形可能であることから、ギヤカップリング軸５０が振動した際の衝撃を緩衝部材６０が弾性変形して受け止め、衝撃を緩和・吸収することができる。すなわち、ギヤカップリング軸５０が振動しても、接触打音の発生を防止することができる。

さらに、緩衝部材６０が弾性変形することで、区画壁３４ｂとギヤカップリング軸５０の間の隙間寸法や、リテーナ本体７１とギヤカップリング軸５０との隙間寸法を変動することが可能となる。つまり、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側に緩衝部材６０を配置することによって、初期隙間寸法の管理や初期たわみの管理をルーズに行っても、緩衝部材６０が弾性変形してずれを吸収することができる。このため、ギヤカップリング軸５０や緩衝部材６０等の各部品の軸方向の寸法公差を緩和することができる。

［がたつき発生時反力相殺作用］
図５は、実施例１の車軸支持構造における緩衝部材の反力作用方向の模式説明図であり、(a)は軸方向一致状態を示し、(b)は中間シャフト揺動状態を示す。
実施例１のギヤカップリング軸５０では、出力軸噛合面５１及び車軸噛合面５２のセレーションの径方向端面（凸部の上面）の軸方向中央部位が、外方に最も膨出した円弧形状となっている。そのため、このギヤカップリング軸５０は、キャリア３４に対して屈曲可能であると共に、ホイールハブ４２に対して屈曲可能となっている。
ここで、ギヤカップリング軸５０が屈曲した（がたついた）際、径方向に偏った力がかかると、トルク変動やギヤ摩耗が発生するという問題があった。以下、これを反映するがたつき発生時反力相殺作用を説明する。

実施例１の車軸支持構造では、緩衝部材６０を、ギヤカップリング軸５０の軸方向の両端部５０ａ,５０ｂのそれぞれに配置し、各緩衝部材６０の側面６２ａを、ギヤカップリング軸５０が軸方向中央位置Ｏを中心に回動した際の回動曲率半径と一致するように湾曲している。

そのため、図５(a)に示すように、ギヤカップリング軸５０にがたつきが生じていない場合、すなわち、キャリア３４の軸方向と、ギヤカップリング軸５０の軸方向と、ホイールハブ４２の軸方向とがすべて一致しているときには、一方の緩衝部材６０は、キャリア３４に対し、最も軸方向外側に膨出した側面６２ａの中央部Ｑ１が接触する。また、他方の緩衝部材６０は、リテーナ本体７１に対し、最も軸方向外側に膨出した側面６２ａの中央部Ｑ２が接触する。

このとき、各緩衝部材６０は、リテーナ本体７１によって軸方向に押圧されるため、弾性変形によって生じる反力Ｆ１,Ｆ２は、それぞれギヤカップリング軸５０の軸方向中央位置Ｏに向けられる。つまり、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに配置された各緩衝部材６０の弾性変形によって生じた反力Ｆ１,Ｆ２は、互いに相殺し合う。これにより、ギヤカップリング軸５０が、各緩衝部材６０の弾性変形によって生じた反力Ｆ１,Ｆ２によって軸方向に移動したり、偏った力を受けることが防止され、トルク変動やギヤの摩耗が防止できる。

また、図５(b)に示すように、キャリア３４やホイールハブ４２にがたつきが生じ、キャリア３４及びホイールハブ４２に対してギヤカップリング軸５０が屈曲した場合には、ギヤカップリング軸５０は、軸方向中央位置Ｏを中心に回動する。ここで、各緩衝部材６０の側面６２ａの曲率半径が、ギヤカップリング軸５０回動曲率半径Ｒに一致するように湾曲している。このため、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに配置された各緩衝部材６０の弾性変形によって生じた反力Ｆ１,Ｆ２は、それぞれギヤカップリング軸５０の軸方向中央位置Ｏに向けられる。

これにより、キャリア３４及びホイールハブ４２に対してギヤカップリング軸５０が屈曲した際にも、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに配置された各緩衝部材６０の弾性変形によって生じた反力Ｆ１,Ｆ２は、互いに相殺し合う。そのため、ギヤカップリング軸５０に作用する径方向力の発生が相殺され、トルク変動やギヤの摩耗を抑制することができる。

［組立時における特徴的作用］
実施例１の車軸支持構造において、ギヤカップリング軸５０を介してキャリア３４とホイールハブ４２を連結する際、図４(b)に示すように、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに、予め緩衝部材６０を接合しておく。つまり、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに形成された軸方向外側に開放した開口５３ａに、緩衝部材６０の嵌合部６１を嵌合固定し、ギヤカップリング軸５０と緩衝部材６０とを一体化しておく。これにより、車軸支持構造の組み立て性を向上することができる。

特に、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに形成された開口５３ａに、緩衝部材６０の嵌合部６１を嵌合固定することで、キャリア３４内に充填したグリースＧが、ギヤカップリング軸５０の貫通孔５３内に流入することを防止できる。このため、安定した潤滑状態を維持することができる。

そして、図４(c)に示すように、ギヤカップリング軸５０の抜け止めは、リテーナ本体７１をホイールハブ４２のハブ軸４２ａにねじ込むことで行われる。つまり、ギヤカップリング軸５０は、ねじ込み式のリテーナ機構７０によって軸方向変位が規制される。
これにより、ギヤカップリング軸５０の軸方向変位を規制することで、緩衝部材６０が弾性変形して反力が生じても、組み立て性の悪化を抑制することができる。

すなわち、嵌合式のリテーナ機構では緩衝部材６０の反力によって軸方向に位置ずれし、組み立て性が悪化することが考えられる。しかし、ねじ込み式のリテーナ機構７０では、緩衝部材６０の反力に抗してリテーナ本体７１をねじ込むことが可能であるため、リテーナ本体７１を確実に組み付け、組み立て性の悪化を解消できる。しかも、実施例１では、座金７２を、加締め固定してリテーナ本体７１の回り止めを行うので、さらにリテーナ本体７１の組み立て性を向上することができる。

しかも、リテーナ本体７１のねじ込み量に応じて、緩衝部材６０に作用する軸方向の押圧力を調整することができ、緩衝部材６０に生じる弾性変形の反力を容易に調整することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車軸支持構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(1) 駆動源（電動モータ）２０により回転すると共に、出力軸ギヤ面（第１接続部）３６ｂが形成された出力軸（キャリア）３４と、
前記出力軸（キャリア）３４と同軸に配置され、車輪４０と一体に回転すると共に、車軸ギヤ面（第２接続部）４２ｃが形成された車軸（ホイールハブ）４２と、
前記出力軸ギヤ面（第１接続部）３６ｂに噛合する出力軸噛合面５１と、前記車軸ギヤ面（第２接続部）４２ｃに噛合する車軸噛合面５２と、を有し、前記出力軸（キャリア）３４と前記車軸（ホイールハブ）４２との間でトルクを伝達する中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０と、
前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０の軸方向外側に配置されると共に、弾性変形する緩衝部材６０と、
を備えた構成とした。
このため、出力軸（キャリア）３４と車軸（ホイールハブ）４２とを連結する中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０が振動した際、接触打音の発生を防止することができる。

(2) 前記緩衝部材６０を、前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０の軸方向外側面（軸方向外側端面）５０ｃに接合した構成とした。
このため、ギヤカップリング軸５０の組み立て時に、予めギヤカップリング軸５０と緩衝部材６０を一体化しておくことができ、車軸支持構造における組み立て性を向上することができる。

(3) 前記出力軸ギヤ面（第１接続部）３６ｂと出力軸噛合面５１、及び、前記車軸ギヤ面（第２接続部）４２ｃと車軸噛合面５２は、それぞれ揺動可能に噛み合い、
前記緩衝部材６０を、前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０の軸方向の両端部５０ａ,５０ｂにそれぞれ配置すると共に、
各緩衝部材６０,６０は、弾性変形した際に生じる反力を、前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０の軸方向中央位置Ｏに向ける反力制御機構（側面６２ａ,６２ａ）を有する構成とした。
このため、ギヤカップリング軸５０の両端で発生する径方向力を相殺し、トルク変動やギヤの摩耗を抑制することができる。

(4) 前記反力制御機構は、前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０の軸方向外側に面し、前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０が軸方向中央位置Ｏを中心に回動した際の回動曲率半径Ｒと一致するように湾曲した前記緩衝部材６０の側面６２ａとした構成とした。
このため、簡易な構成で、緩衝部材６０,６０が弾性変形した際に生じる反力をギヤカップリング軸５０の軸方向中央位置Ｏに向けることができる。

(5) 前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０は、軸方向外側に開放した開口５３ａを有し、
前記緩衝部材６０を、前記開口５３ａに嵌合固定した構成とした。
このため、緩衝部材６０によってギヤカップリング軸５０の貫通孔５３内へのグリースＧの流出を防止し、安定した潤滑を維持することができる。

(6) 前記中間シャフト（ギヤカップリング軸）５０は、ねじ込み式のリテーナ機構７０によって軸方向変位が規制される構成とした。
このため、緩衝部材６０が弾性変形した際の反力による車軸支持構造の組み立て性の悪化を抑制することができる。

以上、本発明の車軸支持構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、緩衝部材６０を、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂに嵌合した例を示した。しかしながら、これに限らず、緩衝部材を、図６に示すように、区画壁３４ｂからギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに向けて突出した環状のラバー（ゴム）壁８１と、抜け止めキャップ７３からギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに向けて突出した環状の弾性壁８２と、から構成してもよい。ここで、抜け止めキャップ７３は、ハブ軸４２ａのホイール４１側端部に固定されたリテーナ７３ａによって固定される板部材である。

この場合であっても、ラバー壁８１によって、区画壁３４ｂとギヤカップリング軸５０との干渉を防止し、接触打音の発生を防止することができる。また、弾性壁８２によって、抜け止めキャップ７３とギヤカップリング軸５０との干渉を防止し、接触打音の発生を防止することができる。なお、弾性壁８２は、ラバー壁８１と同様のゴムによって形成してもよいし、例えばポリウレタン等によって形成してもよい。

そして、ラバー壁８１及び弾性壁８２による弾性変形時の反力線（図６において一点鎖線で示す）を、ギヤカップリング軸５０の軸方向中央位置Ｏに向けることで、キャリア３４及びホイールハブ４２に対してギヤカップリング軸５０が屈曲した際の、ギヤカップリング軸５０に作用する径方向力の発生が相殺され、トルク変動やギヤの摩耗を抑制することができる。
さらに、環状のラバー壁８１及び弾性壁８２を、全周にわたってギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに接触させることで、ギヤカップリング軸５０の貫通孔５３へのグリース（ここでは図示せず）の流入を防止することができる。

また、図７に示すように、緩衝部材を、ギヤカップリング軸５０とリテーナ本体７１の間に配置したコイルばね８３から構成してもよい。
このとき、ギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂの軸方向外側端面５０ｃと、これに対向するリテーナ本体７１の内側端面７１ｂのそれぞれに、互いに対向する凹部８４ａ,８４ｂを形成し、この凹部８４ａ,８４ｂによって区画された空間（ばね配置空間）にコイルばね８３を配置する。そして、リテーナ本体７１のハブ軸４２ａに対するねじ込み量によってばね配置空間の隙間管理を行う。

この場合であっても、コイルばね８３によって、リテーナ本体７１とギヤカップリング軸５０との干渉を防止し、接触打音の発生を防止することができる。なお、このとき、ギヤカップリング軸５０の一端部５０ａとキャリア３４内の区画壁３４ｂとは接触している。しかし、コイルばね８３によって、ギヤカップリング軸５０が区画壁３４ｂに向かって押圧されるので、ギヤカップリング軸５０と区画壁３４ｂは常に接触し、接触打音の発生を防止することができる。

そして、実施例１では、区画壁３４ｂやリテーナ本体７１と緩衝部材６０とを別部材によって形成した例を示しているが、これに限らない。ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに対向する周辺部材（区画壁３４ｂやリテーナ本体７１）を、弾性変形する合成樹脂等で形成することで、この周辺部材に緩衝部材としての機能を持たせることもできる。
すなわち、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側端面５０ｃに対向する周辺部材を、ギヤカップリング軸５０の軸方向外側に配置されると共に、弾性変形する緩衝部材とすることもできる。

さらに、実施例１では、ギヤカップリング軸５０の両端部５０ａ,５０ｂの両方の軸方向外側に緩衝部材６０をそれぞれ配置した例を示しているが、図７に示すように、ギヤカップリング軸５０の他端部５０ｂ側のみに緩衝部材を配置してもよいし、図示しないが、ギヤカップリング軸５０の一端部５０ａのみに緩衝部材を配置してもよい。

さらに、実施例１では、ギヤカップリング軸５０がキャリア３４の中心円筒部３４ａに挿入されると共に、ホイールハブ４２のハブ軸４２ａに挿入される例を示している。つまり、実施例１のギヤカップリング軸５０は、キャリア３４及びホイールハブ４２に対してそれぞれ内接している。そして、緩衝部材６０も、キャリア３４及びホイールハブ４２の内側に配置されている。しかしながら、これに限らず、図８に示すように、中間シャフト５５の内側にキャリア３４及びホイールハブ４２を挿入し、キャリア３４及びホイールハブ４２の外周に設けた止め輪５６ａ,５６ｂによって中間シャフト５５の軸方向の移動を規制するものであってもよい。この場合、緩衝部材８５は、キャリア３４及びホイールハブ４２の外周であって、中間シャフト５５の軸方向外側端面５５ａ,５５ａと止め輪５６ａ,５６ｂの間に配置される。
このときにも、中間シャフト５５の軸方向外側に配置された緩衝部材８５によって、中間シャフト５５と止め輪５６ａ,５６ｂとの干渉が防止され、接触打音の発生を防止することができる。

そして、実施例１では、本発明の車軸支持構造をインホイールモータユニットMUに適用した例を示したが、これに限らない。駆動源により回転する出力軸と、この出力軸と同軸に配置されると共に車輪と一体に回転する車軸と、を有する車両であれば、エンジン自動車やハイブリッド自動車、１つの駆動用モータによって走行する電気自動車等の車両一般に適用することができる。

MU インホイールモータユニット
１０ モータケース
２０ 電動モータ（駆動源）
２２ａ ロータ回転軸
３０ 減速機
３４ キャリア（出力軸）
３４ａ 中心円筒部
３４ｂ 区画壁
３６ｂ 第１接続部（出力軸ギヤ面）
４０ 車輪
４１ ホイール
４２ ホールハブ（車軸）
４２ａ ハブ軸
４２ｃ 第２接続部（車軸ギヤ面）
４２ｄ ねじ溝
４２ｇ 座金加締め部
５０ ギヤカップリング軸（中間シャフト）
５０ａ 一端部
５０ｂ 他端部
５０ｃ 軸方向外側端面
５１ 出力軸噛合面
５２ 車軸噛合面
５３ 貫通孔
５３ａ 開口
６０ 緩衝部材
６１ 嵌合部
６２ 緩衝部
６２ａ 側面
７０ リテーナ機構
７１ リテーナ本体
７１ａ ねじ溝
７２ 座金

Claims (5)

1. 駆動源により回転すると共に、出力軸ギヤ面が形成された出力軸と、
   前記出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転すると共に、車軸ギヤ面が形成された車軸と、
   前記出力軸ギヤ面に噛合する出力軸噛合面と、前記車軸ギヤ面に噛合する車軸噛合面と、を有し、前記出力軸と前記車軸との間でトルクを伝達する中間シャフトと、
   前記出力軸及び前記車軸のそれぞれに設けられ、前記中間シャフトの軸方向変位を規制する規制部材と、
   前記中間シャフトの軸方向外側に配置され、前記中間シャフトの軸方向外側端面と、前記規制部材とに当接すると共に、弾性変形する緩衝部材と、
   を備え、
   前記中間シャフトは、ねじ込み式のリテーナ機構によって軸方向変位が規制されることを特徴とする車軸支持構造。
2. 請求項１に記載された車軸支持構造において、
   前記緩衝部材を、前記中間シャフトの軸方向外側面に接合した
   ことを特徴とする車軸支持構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載された車軸支持構造において、
   前記出力軸ギヤ面と出力軸噛合面、及び、前記車軸ギヤ面と車軸噛合面は、それぞれ揺動可能に噛み合い、
   前記緩衝部材を、前記中間シャフトの軸方向の両端部にそれぞれ配置すると共に、
   各緩衝部材は、弾性変形した際に生じる反力を、前記中間シャフトの軸方向中央位置に向ける反力制御機構を有する
   ことを特徴とする車軸支持構造。
4. 請求項３に記載された車軸支持構造において、
   前記反力制御機構は、前記中間シャフトの軸方向外側に面し、前記中間シャフトが軸方向中央位置を中心に回動した際の回動曲率半径と一致するように湾曲した前記緩衝部材の側面とした
   ことを特徴とする車軸支持構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
   前記中間シャフトは、軸方向外側に開放した開口を有し、
   前記緩衝部材を、前記開口に嵌合固定した
   ことを特徴とする車軸支持構造。