JPWO2020161979A1 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
Description
キャリア出力の遊星減速ギアと差動装置とを有する動力伝達装置のダウンサイジングが求められている。
遊星ギアのキャリアとデファレンシャルギアのデファレンシャルケースとが一体形成された動力伝達装置であって、
前記遊星ギアはピニオンギアを支持するピニオン軸を挿入するピニオン軸挿入孔を有し、
前記デファレンシャルケースは、一対の傘歯車を支持する傘歯車軸を挿入する傘歯車軸挿入孔を有し、
前記傘歯車軸挿入孔を貫通する直線が複数のピニオン軸挿入孔と周方向においてオーバーラップすると共に、前記傘歯車軸が複数のピニオン軸挿入孔を結ぶ円の中心を通る構成の動力伝達装置とした。
図1は、本実施形態にかかる動力伝達装置1を説明する図である。
図2および図3は、動力伝達装置1の遊星減速ギア5周りの拡大図である。
図3の(a)は、段付きピニオンギア53を、図1におけるA−A線に沿って切断した断面図である。図3の(b)は、図3の(a)におけるA−A線に沿って、段付きピニオンギア53を切断した断面図である。
図3の(a)では、差動装置6のシャフト61と、遊星減速ギア5の段付きピニオンギア53との位置関係を説明するために、シャフト61の位置を破線で示している。
モータ2の出力回転は、遊星減速ギア5で減速されて差動装置6に入力された後、ドライブシャフト8(8A、8B)を介して、動力伝達装置1が搭載された車両の左右の駆動輪(図示せず)に伝達される。図1では、ドライブシャフト8Aが、動力伝達装置1を搭載した車両の左輪に回転伝達可能に接続されていると共に、ドライブシャフト8Bが、右輪に回転伝達可能に接続されている。
モータシャフト20では、長手方向の一端20a側と他端20b側の外周に、ベアリングB1、B1が外挿されて固定されている。
モータシャフト20の一端20a側は、ベアリングB1を介して、中間ケース12の円筒状のモータ支持部121で回転可能に支持されている。
モータシャフト20の他端20b側は、ベアリングB1を介して、カバー11の円筒状のモータ支持部111で回転可能に支持されている。
モータハウジング10の他端10bは、当該他端10bに設けたシールリングSにより、カバー11の環状の接合部110に隙間なく接合されている。
本実施形態では、中間ケース12をモータハウジング10の一端10aに固定すると、モータ支持部121が、モータハウジング10の内側に挿入されるようになっている。
そして、図2に示すように、基部120とモータ支持部121とを接続する接続部123は、コイルエンド253aと後記する側板部551との接触を避けて、回転軸Xに沿う向きで設けられている。
ベアリングリテーナ125は、回転軸X方向から見てリング状を成している。ベアリングリテーナ125の内径側は、モータ支持部121で支持されたベアリングB1のアウタレースB1bの側面に回転軸X方向から当接している。ベアリングリテーナ125は、モータ支持部121からのベアリングB1の脱落を阻止している。
本実施形態では、カバー11の接合部110をモータハウジング10の他端10bに固定すると、モータ支持部111が、モータハウジング10の内側に挿入されるようになっている。
そして、接合部110と、カバー11の側壁部113とを接続する接続部115は、コイルエンド253bと後記する支持筒112との接触を避けて、回転軸Xに沿う向きで設けられている。
モータシャフト20の回転軸X方向から見て、珪素鋼板はリング状を成しており、珪素鋼板の外周側では、図示しないN極とS極の磁石が、回転軸X周りの周方向に交互に設けられている。
本実施形態では、巻線253を、複数のティース部252に跨がって分布巻きした構成のステータコア25を採用しており、ステータコア25は、回転軸X方向に突出するコイルエンド253a、253bの分だけ、ロータコア21よりも回転軸X方向の長さが長くなっている。
図2に示すように、ベアリングB1のインナレースB1aは、回転軸X方向の一方の側面が、モータシャフト20の外周に設けた段部204に当接している。インナレースB1aは、他方の側面に、モータシャフト20の外周に圧入されたリング状のストッパ205が当接している。
ストッパ205によりベアリングB1は、インナレースB1aを、段部204に当接させた位置で位置決めされている。
リップシールRSは、モータハウジング10の内径側の空間Saと、ケース13の内径側の空間Sbとを、区画するために設けられている。
凹部124の接続部123側(外径側)には、ベアリングB3のアウタレースB3bを位置決めする段部123aが設けられている。凹部124内において、ベアリングB3のインナレースB3aは、モータ支持部121との接触を避けて設けられており、インナレースB3aは、後記する筒状部552の外周を支持している。
本体ケース9の内部空間は、中間ケース12を境にして、モータハウジング10側の空間Saが、モータ2を収容するモータ室となっている。そして、ケース13側の空間Sb、Scが、遊星減速ギア5と差動装置6を収容するギア室となっている。
この一端20a側の連結部202の内側には、サンギア51の円筒状の連結部511が挿入されている。この状態において、モータシャフト20の一端20a側の連結部202と、サンギア51の連結部511とが、相対回転不能にスプライン嵌合している。
サンギア51は、貫通孔510を貫通したドライブシャフト8Bの外周で回転可能に支持されている。
図3の(b)の段付きピニオンギア53の部分の断面図に示すように、段付きピニオンギア53は、大径歯車部531と小径歯車部532が、回転軸Xに平行な軸線X1方向で並んで、一体に設けられたギア部品である。
段付きピニオンギア53は、貫通孔530を貫通したピニオン軸54の外周で、ニードルベアリングNBを介して回転可能に支持されている。
具体的には、ピニオン軸54の長手方向の一端と他端は、側板部651の支持孔651aと側板部551の支持孔551aに、それぞれ軸線X1方向から挿入されて、固定されている。
側板部651、551の間では、複数の段付きピニオンギア53が回転軸X周りの周方向に所定間隔で複数(例えば、3つ)設けられている(図3の(a)参照)。
また、小径歯車部532よりも紙面手前側に位置する後記するシャフト61の位置を、符号61を付した破線で示すと共に、シャフト61の一端と他端が挿入される軸孔60a、60bの位置を、符号60a、60bを付して示している。
接続梁56は、キャリア55の側板部651と側板部551とに跨がって、段付きピニオンギア53との干渉を避けて設けられている。
そのため、遊星減速ギア5のキャリア55(側板部551、651、ピニオン軸54)は、デフケース60と実質的に一体に形成されている。
サンギア51に入力された出力回転は、サンギア51に噛合する大径歯車部531を介して、段付きピニオンギア53に入力されて、段付きピニオンギア53が軸線X1回りに回転する。
ここで、小径歯車部532は、ケース13の内周に固定されたリングギア52に噛合している。そのため、小径歯車部532が軸線X1回りに回転すると、段付きピニオンギア53は、軸線X1回りに自転しながら、回転軸X周りに回転する。
そして、遊星減速ギア5では、サンギア51が、モータ2の出力回転の入力部となっており、段付きピニオンギア53を支持するキャリア55が、入力された回転の出力部となっている。
そうすると、遊星減速ギア5のサンギア51に入力された回転は、段付きピニオンギア53により大きく減速されたのちに、キャリア55の側板部651が一体に形成されたデフケース60に出力される。
図4に示すように、デフケース60は、シャフト61と、かさ歯車62A、62Bと、サイドギア63A、63Bとを、内部に収納する中空状に形成されている。
デフケース60では、回転軸X方向(図中、左右方向)の一方側に、筒状の支持部602が設けられており、他方側にリング状の当接部601が設けられている。
デフケース60の支持部602の外周には、ベアリングB2のインナレースB2aが圧入されている。
ベアリングB2のアウタレースB2bは、ケース13のリング状の支持部131で保持されており、デフケース60の支持部602は、ベアリングB2を介して、ケース13で回転可能に支持されている。
開口部130の内周には、リップシールRSが固定されており、リップシールRSの図示しないリップ部が、ドライブシャフト8Aの外周に弾発的に接触することで、ドライブシャフト8Aの外周と開口部130の内周との隙間が封止されている。
ドライブシャフト8Bは、モータ2のモータシャフト20と、遊星減速ギア5のサンギア51の内径側を回転軸X方向に横切って設けられており、ドライブシャフト8Bの先端側が、デフケース60内に挿入されている。
軸孔60a、60bは、回転軸Xに直交する軸線Y上に位置しており、シャフト61の一端61a側および他端61b側が挿入されている。
シャフト61は、デフケース60内において、サイドギア63A、63Bの間に位置しており、軸線Yに沿って配置されている。
かさ歯車62A、62Bは、シャフト61の長手方向(軸線Yの軸方向)で間隔を空けて2つ設けられており、かさ歯車62A、62Bは、互いの歯部を対向させた状態で配置されている。
シャフト61においてかさ歯車62A、62Bは、当該かさ歯車62A、62Bの軸心を、シャフト61の軸心と一致させて設けられている。
サイドギア63A、63Bは、互いの歯部を対向させた状態で、回転軸Xの軸方向に間隔を空けて2つ設けられており、かさ歯車62A、62Bとサイドギア63A、63Bとは、互いの歯部を噛合させた状態で組み付けられている。
デフケース60では、シャフト61の軸孔60a、60bに加えて、ピニオン軸54の支持孔651aを持つ側板部651が、一体的に設けられている。
前記したように、デフケース60へのシャフト61の組み付けは、軸孔60a、60bのうちの一方の軸孔に、シャフト61を軸線Y方向から挿入することで行われる。そのため、軸孔60a、60bが側板部551に隠れていると、シャフト61のデフケース60への組み付けに支障が生じる。
そのため、回転軸X方向から見て、軸線Yがピニオン軸54の支持孔651aと交差するように、軸孔60a、60bの位置が設定されている場合には、軸孔60a、60bの位置と、側板部651の位置を、回転軸X方向で離して設定する必要がある(図5の(a)、(b)参照)。
そのため、比較例にかかる動力伝達装置1Aでは、シャフト61のデフケース60への組み付けが阻害されないようにするために、支持孔651aを持つ側板部651の位置が、軸孔60a、60bの縁の位置から、回転軸X方向に所定距離La離間した位置に設定されている(図5の(a)参照)。
すなわち、支持孔651aを持つ側板部651が、回転軸Xの径方向から見たときに、デフケース60に設けた軸孔60a、60bと重ならない位置となるように、軸線Yと各支持孔651aとの位置関係が設定されている。
すなわち、デフケース60では、側板部651の位置と、軸孔60a、60bの位置が、回転軸X方向(図中、左右方向)で同じ位置に配置されているものの、軸孔60a、60bの位置と、側板部651の位置が、回転軸X周りの周方向で離れている。
これにより、支持部601Aに代えて当接部601を採用した分だけ、動力伝達装置1の回転軸X方向の長さが短くなっている。
そのため、シャフト61と、デフケース60の軸孔60a、60bと、支持孔651aを有する側板部551は、回転軸X方向から見たときの位置関係が固定されている。
他方側の支持孔651aが、軸線Yと回転軸Xに直交する軸線V上に位置している場合において、一方側の2つの支持孔651a、651aは、軸線Vを挟んで対称となる位置関係で設けられている。
そして、回転軸Xと、一方側の2つの支持孔651a、651aの中心とを結ぶ線分Lc、Lcが、それぞれ軸線Yに対して同じ交差角θとなるように、一方側の2つの支持孔651a、651aの位置が決められている。
そのため、図3の(b)に示すように、デフケース60のモータ2側(図中、右側)の領域を、段付きピニオンギア53の小径歯車部532の内径側(回転軸X)側に挿入して、モータ2に近づけて配置することができる。
動力伝達装置1では、モータ2の出力回転の伝達経路に沿って、遊星減速ギアと、差動装置6と、ドライブシャフト8(8A、8B)と、が設けられている。
ここで、段付きピニオンギア53の小径歯車部532は、ケース13の内周に固定されたリングギア52に噛合している。そのため、段付きピニオンギア53は、軸線X1回りに自転しながら、回転軸X回りに回転する。
ここで、段付きピニオンギア53では、小径歯車部532の外径R2が大径歯車部531の外径R1よりも小さくなっている(図3参照)。
そのため、遊星減速ギア5のサンギア51に入力された回転は、段付きピニオンギア53により、大きく減速されたのちに、キャリア55の側板部651が一体に形成されたデフケース60(差動装置6)に出力される。
(1)動力伝達装置1では、遊星減速ギア5(遊星ギア)のキャリア55と、差動装置6(デファレンシャルギア)のデフケース60(デファレンシャルケース)と、が一体に形成されている。
遊星減速ギア5のキャリア55は、ピニオン軸54が挿入される支持孔651a、551a(ピニオン軸挿入孔)を有している。
ピニオン軸54は、段付きピニオンギア53(ピニオンギア)を回転可能に支持する。
デフケース60は、シャフト61(傘歯車軸)が挿入される軸孔60a、60b(かさ歯車軸挿入孔)を有する。
シャフト61は、一対のかさ歯車62A、62B(傘歯車)を回転可能に支持する。
軸孔60aと軸孔60bとを貫通する直線(軸線Y)が、複数の支持孔651aと、周方向におけるオーバーラップを避けて設定されている。
シャフト61が複数の支持孔651aを結ぶ仮想円Im(円)の中心を通る。
遊星減速ギア5のピニオン軸54は、回転軸X周りの周方向に複数設けられており、ピニオン軸54の支持孔651a、551aは、回転軸X周りの周方向で、ピニオン軸54と同数設けられている。
そのため、回転軸Xの径方向から見た動力伝達装置1の断面図において、支持孔651a、551a(ピニオン軸挿入孔)を延長した延長線(軸線X1)と、軸孔60a、60b(傘歯車軸挿入孔)を延長した延長線(軸線Y)と、が交差する(ぶつかる)ような配置とすると、以下のような問題が生じることがある。
そのため、ピニオン軸54を、対応する軸孔60a、60bに挿入する都合上、回転軸X方向で、軸孔60a、60bを、支持孔651aから離して配置する必要がある。そうすると、動力伝達装置1が回転軸X方向にサイズアップしてしまう。
これにより、シャフト61が挿入される軸孔60a、60bの位置を、回転軸X方向でピニオン軸54に近づけた奥側(モータ2側)に押し込むことができる。
その結果、軸孔60a、60bを貫通する直線(軸線Y)が、複数の支持孔651aと、回転軸X周りの周方向においてオーバーラップする配置となり、動力伝達装置1の回転軸X方向のサイズダウンが可能となる。
本実施形態にかかる動力伝達装置1のように、一対のかさ歯車62A、62Bを支持するシャフト61(傘歯車軸)が、複数の支持孔651a(ピニオン軸挿入孔)を結ぶ仮想円Im(円)の中心を通る位置(回転軸Xと交差する位置)に配置することで、デフケース60におけるシャフト61の支持を安定させて、シャフト61で支持されたかさ歯車62A、62Bの安定的な回転を得ることができる。
(2)回転軸X方向から見て、シャフト61の軸孔60a、60bを貫通する直線(軸線Y)が、回転軸X周りの周方向で所定間隔で配置された複数の支持孔651aのうちの一の支持孔651aの隣の領域と、他の一の支持孔651aの隣の領域とを通る。
一の支持孔651aの隣の領域は、図3の(a)において軸線Yの左側で、上側に位置するピニオン軸54の支持孔651aから見て、シャフト61側(図中、右側)の領域である。
他の支持孔651aの隣の領域は、図3の(a)において軸線Yの左側で、下側に位置するピニオン軸54の支持孔651aから見て、シャフト61側(図中、右側)の領域である。
これにより、デフケース60を、段付きピニオンギア53の小径歯車部532の内径側に挿入して、モータ2に近づけて配置することができる。これにより、動力伝達装置1の回転軸X方向のサイズダウンが可能となる。
(3)回転軸X方向から見て、シャフト61の軸孔60a、60bを貫通する直線(軸線Y)が、ピニオン軸54の支持孔651aの何れとも交差しないように、シャフト61の軸孔60a、60bの位置が設定されている。
すなわち、軸孔60a、60bの位置と、側板部651の位置を、図3の(a)に示すように、回転軸X周りの周方向で離すことができる。
これにより、デフケース60において、側板部651の位置と、軸孔60a、60bの位置を、回転軸X方向(図2における、左右方向)で同じ位置に配置できる。これにより、図3の(b)に示すように、デフケース60のモータ2側(図中、右側)の領域を、段付きピニオンギア53の小径歯車部532の内径側(回転軸X)側に挿入して、モータ2に近づけて配置することができる。
(4)キャリア55とデフケース60とが一体に形成されている。
(5)遊星減速ギア5の上流にモータ2が接続されている。
差動装置6の下流に、モータ2の内周を貫通して配置されるドライブシャフト8Bが接続されている。
例えば、モータ2の下流に接続された遊星減速ギア5という場合は、モータ2から遊星減速ギア5へと動力が伝達されることを意味する。
また、本明細書における用語「直接接続」とは、他の減速機構、増速機構、変速機構などの減速比が変換される部材を介さずに部材同士が動力伝達可能に接続されていることを意味する。
モータ2の出力部(モータシャフト20)と遊星減速ギア5の入力部(サンギア51)との連結態様は、別のギア部品などを介して回転伝達可能に連結した構成としても良い。
本発明は、この態様にのみに限定されない。モータ2の出力回転の伝達経路上に、複数の遊星減速ギアが直列に配置されている構成としても良い。
遊星ギアのキャリアとデファレンシャルギアのデファレンシャルケースとが一体形成された動力伝達装置であって、
前記遊星ギアはピニオンギアを支持するピニオン軸を挿入するピニオン軸挿入孔を有し、
前記デファレンシャルケースは、一対の傘歯車を支持する傘歯車軸を挿入する傘歯車軸挿入孔を有し、
前記傘歯車軸挿入孔を貫通する直線が複数のピニオン軸挿入孔と周方向においてオーバーラップすると共に、前記傘歯車軸が複数のピニオン軸挿入孔を結ぶ円の中心を通り、
前記遊星ギアの軸方向からみたときに、前記ピニオン軸は前記一対の傘歯車と噛合するサイドギアとオーバーラップせず、
前記軸方向からみたときに、前記サイドギアは前記ピニオン軸よりも内周に位置する。
Claims (5)
- 遊星ギアのキャリアとデファレンシャルギアのデファレンシャルケースとが一体形成された動力伝達装置であって、
前記遊星ギアはピニオンギアを支持するピニオン軸を挿入するピニオン軸挿入孔を有し、
前記デファレンシャルケースは、一対の傘歯車を支持する傘歯車軸を挿入する傘歯車軸挿入孔を有し、
前記傘歯車軸挿入孔を貫通する直線が複数のピニオン軸挿入孔と周方向においてオーバーラップすると共に、前記傘歯車軸が複数のピニオン軸挿入孔を結ぶ円の中心を通る動力伝達装置。 - 請求項1において、
前記傘歯車軸挿入孔を貫通する直線が、一の前記ピニオン軸挿入孔の隣の領域と、他の一の前記ピニオン軸挿入孔の隣の領域と、を通る動力伝達装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記傘歯車軸挿入孔を貫通する直線は、前記ピニオン軸挿入孔のいずれも通らない位置に前記傘歯車軸挿入孔が配置されている動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記キャリアと前記デファレンシャルケースとが一体形成されている動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記遊星ギアの上流にモータが接続され、
前記デファレンシャルギアの下流に、前記モータの内周を貫通して配置されるドライブシャフトが接続されている動力伝達装置。
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