WO2019167263A1 - 駆動装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a drive device using a motor as a drive source.
- Patent Document 1 discloses an in-wheel motor built in a wheel of an electric vehicle or the like. Since the in-wheel motor can control the driving of each axle independently, energy loss can be reduced.
- An in-wheel motor is mounted on each wheel in a vehicle, for example, so that a reduction in size and weight is required.
- This invention is made in view of the said subject,
- the objective is to implement
- a driving device of the present invention includes a motor that generates a driving force, and a power transmission unit that transmits the driving force of the motor to an output shaft.
- the transmission unit includes a brake mechanism that brakes the rotation of the output shaft, and a speed reduction mechanism that converts the torque of the motor and transmits the torque to the output shaft, and the brake mechanism is disposed in front of the speed reduction mechanism,
- the speed reduction mechanism is arranged in front of the output shaft.
- FIG. 1 the overall configuration of the driving apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, and 3.
- FIG. 1 the overall configuration of the driving apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, and 3.
- the direction approaching the motor is referred to as the input side or upstream side or front stage, and the direction away from the motor is referred to as the output side or downstream side or rear stage.
- FIG. 1 is an external view of the drive device 100 of the present embodiment.
- FIG. 2A is a perspective view of the configuration inside the housing of the driving apparatus 100 of the present embodiment as viewed from the input side.
- FIG. 2B is a view of the internal configuration of the housing of the driving apparatus 100 of this embodiment as viewed from the output side.
- FIG. 3 is a cross-sectional view in the axial direction showing the internal structure of the housing of the driving apparatus 100 of the present embodiment.
- the drive device 100 is a so-called in-wheel type power unit that is built into a working machine such as a lawnmower or an agricultural tool or a wheel hub of each wheel in an electric vehicle. .
- the driving device 100 includes a housing 10, a motor 20, a clutch mechanism 30, a brake mechanism 40, a speed reduction mechanism 50, and an output shaft 60.
- the clutch mechanism 30, the brake mechanism 40, and the speed reduction mechanism 50 constitute a power transmission mechanism that converts the driving force generated by the motor 20 into a predetermined torque and rotation speed and transmits the torque to the output shaft 60.
- the housing 10 includes an input-side housing 11 having a cylindrical outer shape with an input-side end portion 11 a opened, an output-side housing 12 having a cylindrical outer shape with an output-side end portion 12 a opened, and an input of the input-side housing 11.
- a dome-shaped input side cover portion 13 that closes the opening of the side end portion 11 a and a convex output side cover portion 14 that closes the opening of the output side end portion 12 a of the output side housing 12 are provided.
- the opening of the input side end portion 11a is closed by the input side cover portion 13 while the motor 20 is held inside.
- the input side cover portion 13 is fixed to the input side end portion 11 a of the input side housing 11 with a long bolt 17 or the like.
- the input side cover portion 13 includes a rod insertion hole 16 through which a clutch rod 32 of a clutch operation portion and a brake rod 43 of a brake operation portion, which will be described later, are slidably inserted, and a housing for supplying electric power to the motor 20.
- a wiring guide portion 18 for introducing a wiring is formed inside 10.
- the rod insertion hole 16 is inserted into the rod insertion hole 16 with the clutch rod 32 and the brake rod 43 sealed with a rubber bush or the like.
- the output-side housing 12 is closed by the output-side cover portion 14 with the output-side end portion 12a being closed while the clutch mechanism 30, the brake mechanism 40, and the speed reduction mechanism 50 are accommodated therein.
- the output side cover portion 14 is fixed to the output side end portion 12a of the output side housing 12 with a bolt 17 or the like.
- the motor 20 is a brushless motor having a stator portion 21 having a hollow cylindrical outer shape arranged coaxially and a columnar rotor portion 22, and the stator portion 21 is arranged on the outer periphery of the rotor portion 22.
- a plurality of coil portions 211 around which coils are wound are arranged at predetermined angles in the circumferential direction.
- the stator unit 21 is provided with a control unit 212 including an inverter circuit that controls a current flowing through each coil unit 211 according to the position of the rotor unit 22.
- the rotor unit 22 includes a motor shaft 221 that outputs a driving force and a columnar magnetic body 222.
- the magnetic body 222 is coaxially fixed to the motor shaft 221.
- a plurality of magnetic bodies 222 are arranged at predetermined angles in the circumferential direction in a state where a plurality of magnets alternately reverse the polarities.
- the magnet is a permanent magnet.
- the stator portion 21 has a hollow cylindrical stator core 213 in which coil portions 211 are arranged on both side surfaces in the axial direction, and is positioned and held inside the input-side housing 11 by the stator core 213.
- the stator core 213 is provided with a plurality of positioning holes 213a in the circumferential direction for positioning and holding the motor 20 inside the input side housing 11.
- the clutch rod 32 is inserted into one of the plurality of positioning holes 213a, and the brake rod 43 is inserted into the other one.
- the stator iron core 213 is inserted into the plurality of positioning holes 213a as long pins 17 as knock pins.
- the long bolt 17 that fixes the input side cover portion 13 to the opening of the input side end portion 11 a of the input side housing 11 is also used as a means for positioning the stator core 213.
- the clutch mechanism 30 switches the motor shaft 221 and the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 to a connected state (locked state) or a disconnected state (unlocked state).
- locked state the motor shaft 221 and the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 are directly connected, and the driving force output from the motor shaft 221 can be transmitted to the output shaft 60 via the speed reduction mechanism 50.
- unlocked state the motor shaft 221 and the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 are disconnected, and the driving force output from the motor shaft 221 cannot be transmitted to the output shaft 60.
- the locked state and the unlocked state are switched by the clutch operation unit.
- the clutch operation portion includes a clutch arm 31 that engages with the sleeve 303, a clutch rod 32 that operates the clutch arm 31, and a lever portion 33.
- the clutch operation unit can be operated by a user, and the sleeve 303 is displaced to a locked state or an unlocked state in accordance with the operation of the clutch rod 32.
- the clutch mechanism 30 can be easily moved manually by the user by setting the clutch mechanism 30 to an unlocked state.
- the brake mechanism 40 includes a brake plate 41 coupled to the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 and a movable plate 42 that presses the brake plate 41.
- the movable plate 42 switches between a braking state in which the movable plate 42 contacts and presses the brake plate 41 that rotates integrally with the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 and a non-braking state that is separated from the brake plate 41. In the braking state, the movable plate 42 presses the brake plate 41 from the input side to the output side to decelerate, stop, and inhibit (after stopping) the rotation of the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50.
- the brake operation unit includes a brake rod 43 that operates the movable plate 42 and a lever unit 44.
- the brake rod 43 can be operated by a user, and the movable plate 42 is displaced to a braking state or a non-braking state according to the operation of the brake rod 43.
- the brake mechanism 40 can decelerate or stop the rotation of the traveling wheel, for example, when the driving device 100 is mounted on a work machine.
- the clutch rod 32 of the clutch mechanism 30 and the brake rod 43 of the brake mechanism 40 are disposed with an offset of 90 ° or more in the circumferential direction.
- the clutch rod 32 of the clutch mechanism 30 and the brake rod 43 of the brake mechanism 40 have a positional relationship in which the clutch rod 32 is disposed on the side inverted by 180 ° with the motor shaft 221 as the center.
- the reduction mechanism 50 has an input shaft 51 and reduction gear trains 52a to 52c.
- a brake plate 41 of the brake mechanism 40 is splined to the input shaft 51, and the motor shaft 221 is switched between a locked state and an unlocked state by the clutch mechanism 30.
- the input shaft 51 supports the input side end portion 61 of the output shaft 60 coaxially and rotatably by a hollow portion 51a formed in the shaft center.
- the input shaft 51 is provided with an input gear 52a.
- the output shaft 60 is provided with an output gear 52b.
- a plurality of reduction gears 52 c of the reduction mechanism 50 are arranged around the outer peripheral surface side corresponding to the hollow portion 51 a that supports the output shaft 60 in the input shaft 51.
- the driving force of the input shaft 51 is transmitted from the input gear 52a to the output gear 52b through the subsequent gear train 52c, converted into a predetermined torque and rotational speed, and transmitted to the output shaft 60.
- An input side end 61 of the output shaft 60 that is closer to the input side than the output gear 52b is rotatably supported by the hollow portion 51a of the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50, and an output side end 62 that is more output than the output gear 52b.
- a disc-shaped hub mounting portion 74 for fixing a wheel hub 71 of the wheel 70 described later in FIG. 4A is provided.
- the wheel 70 is rotationally driven by the driving force output from the motor shaft 221.
- FIG. 4A is a side view of the driving device 100 of the present embodiment fixed to the wheel 70.
- FIG. 4B is a cross-sectional view in the axial direction of FIG. 4A. 4A and 4B, the same components as those in FIGS. 1, 2A, 2B, and 3 are denoted by the same reference numerals.
- the motor chamber V1 and the clutch brake chamber V2 are partitioned by a partition wall W1.
- the opening of the input side end portion 11a of the input side housing 11 is closed by the input side cover portion 13 so that the inside is kept airtight.
- the clutch brake chamber V ⁇ b> 2 in which the input side end 51 b of the input shaft 51 of the clutch mechanism 30, the brake mechanism 40, and the speed reduction mechanism 50 is disposed, and the output side of the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50
- An end 51c and a gear chamber V3 in which a plurality of gears 52 are arranged are formed.
- the clutch brake chamber V2 and the gear chamber V3 are partitioned by a partition wall W2.
- the opening of the output side end portion 12a of the output side housing 12 is closed by the output side cover portion 14, and the inside is held in a fluid-tight state.
- the clutch brake chamber V2 and the gear chamber V3 are filled with lubricating oil.
- the motor shaft 221 has an input side end 221a rotatably supported by a bearing 111 provided on the input side cover 13, and an output side end 221b rotatable via bearings 112 and 113 provided on the partition wall W1. Supported by The input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 is rotatably supported by a bearing 121 provided on the partition wall W2.
- the output shaft 60 is rotatably supported at the input side end portion 61 by the hollow portion 51 a of the input shaft 51, and the vicinity of the output gear 52 b at the output side end portion 62 is rotated by a bearing 141 provided on the output side cover portion 14. It is supported freely.
- a hub mounting portion 74 for fixing the wheel hub 71 of the wheel 70 with a hub bolt 72 and a hub nut 73 is fixed to the output side end portion 62 of the output shaft 60.
- the hub attachment portion 74 is attached to the tip end portion exposed to the outside from the output side cover portion 14 in the output side end portion 62 of the output shaft 60.
- the hub attachment portion 74 is rotatably supported by a bearing 142 provided at the opening end of the output side cover portion 14.
- the drive device 100 of the present embodiment is coaxially arranged from the upstream side (input side) to the downstream side (output side) of the power transmission path, and is input shafts of the motor shaft 221, the clutch mechanism 30, the brake mechanism 40, and the speed reduction mechanism 50. 51 and the output shaft 60 are arranged in order.
- the device becomes large and requires a device to supply the lubricating oil.
- the shafts are arranged up and down, it is necessary to devise such that the lubricating oil is scooped up with gears and guided to the bearings of each shaft.
- the motor shaft 221, the clutch mechanism 30 and the brake mechanism 40, and the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50 are arranged coaxially, and the input shaft 51 and the output shaft 60 of the speed reduction mechanism 50 are connected.
- the layout is supported by the hollow portion 51a of the input shaft 51 so that the input side end portion 61 overlaps in the radial direction.
- the motor 20 is arranged upstream (preceding stage) of the clutch mechanism 30, and the brake mechanism 40 is arranged upstream (preceding stage) of the speed reduction mechanism 50 and the output shaft 60.
- the motor shaft 221 to the output shaft 60 can be arranged in a straight line in the axial direction, so the size in the radial direction of the shaft can be reduced and the layout efficiency can be improved. That is, a part of the output side housing 12 that holds the clutch mechanism 30, the brake mechanism 40, and the speed reduction mechanism 50 and the output side cover portion 14 that holds the output shaft 60 enter the inside of the rim 75 of the wheel 70, thereby Space saving in the direction becomes possible.
- the rotational drive unit such as the traveling wheel connected to the output shaft 60 is freely rotated.
- the operation when the motor is not driven, such as a working machine or a vehicle on which the rotation driving unit and the driving device 100 are mounted becomes easy.
- the torque before deceleration at the output shaft 60 (before the output gear 52b) is smaller than the torque after deceleration (after the output gear 52b)
- the brake capacity can be reduced, and the components of the brake mechanism 40 can be downsized. it can.
- the diameter of the brake on the traveling wheel side can be reduced and the capacity can be reduced.
- FIG. 5 is a diagram showing components of the clutch mechanism 30 in the drive device 100 of the present embodiment.
- the clutch mechanism 30 includes an inner clutch 301, an outer clutch 302, and a sleeve 303.
- the inner clutch 301 is splined to the output side end 221 b of the motor shaft 221.
- the outer clutch 302 is splined to the input side end 51 b of the input shaft 51 of the speed reduction mechanism 50.
- An inner spline 303 a that engages with outer splines 301 a and 302 a provided on the outer peripheral surfaces of the inner clutch 301 and the outer clutch 302 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 303.
- the sleeve 303 is movable in the axial direction between the outer spline 302a of the outer clutch 302 and the outer spline 301a of the inner clutch 301 by the clutch arm 31 and the clutch rod 32.
- the outer spline 302a of the outer clutch 302 is unlocked. In the locked state, it engages with both the outer spline 302a of the outer clutch 302 and the outer spline 301a of the inner clutch 301.
- the outer clutch 302 is accommodated so as to overlap in a radial direction with a large diameter hole 42a formed in the inner diameter portion of the movable plate 42 of the brake mechanism 40.
- the large diameter hole 42 a has an inner diameter larger than the outer diameter of the outer clutch 302.
- the inner clutch 301 is formed with a convex stepped portion 301b whose outer diameter portion on the input shaft 51 side is reduced in the inner diameter direction, and the inner diameter portion on the motor shaft 221 side is enlarged in the outer diameter direction on the outer clutch 302.
- a concave step 302b is formed, and the convex step 301b is slidably inserted into the concave step 302b.
- tapered taper portions 301 c and 303 c are formed on the end surface in the axial direction of the inner spline 303 a of the sleeve 303 and the end surface in the axial direction of the outer spline 301 a of the inner clutch 301.
- the clutch mechanism 30 is accommodated so as to overlap the large-diameter hole 42a formed in the movable plate 42 of the brake mechanism 40 in the radial direction.
- a compact structure can be realized in the axial direction while ensuring.
- the sleeve 303 is formed with a convex stepped portion 303b in which the outer diameter portion on the input shaft 51 side is reduced in the inner diameter direction.
- the convex stepped portion 303b is extended to the brake plate 41 side (output side) with an outer diameter smaller than the inner diameter of the large-diameter hole 42a of the movable plate 42.
- the convex stepped portion 301b of the inner clutch 301 that is splined to the motor shaft 221 is inserted into the concave stepped portion 302b of the outer clutch 302 that is splined to the input shaft 51.
- the structure is as follows. Thereby, since the axial center of the inner clutch 301 and the outer clutch 302 can be positioned, shaft shake can be suppressed and the clutch mechanism 30 can be switched smoothly.
- tapered taper portions 301c and 303c are formed on the axial end surface of the inner spline 303a of the sleeve 303 and the axial end surface of the outer spline 301a of the inner clutch 301, thereby assembling the parts and operating at the time of locking. (Ease of entering lock state) is improved.
- FIGS. 6A and 6B in addition to FIGS. 1, 2A, 2B, 3, 4A, and 4B, the clutch mechanism 30 and the brake mechanism 40 of the drive device 100 of this embodiment are described. A detailed configuration and arrangement of the clutch rod 32 and the brake rod 43 will be described. 6A and 6B, the same components as those in FIGS. 1, 2A, 2B, 3, 4A, and 4B are denoted by the same reference numerals.
- FIG. 6A is an external view of the clutch mechanism 30 in the drive device 100 of the present embodiment.
- FIG. 6B is an external view of the brake mechanism 40 in the drive device 100 of the present embodiment.
- the driving device 100 of the present embodiment is arranged such that the clutch rod 32 and the brake rod 43 penetrate the positioning hole 213a of the stator core 213 that holds the stator portion 21 of the motor 20.
- the plurality of positioning holes 213 a provided in the stator core 213 one is used for the clutch rod 32 and the other is used for the brake rod 43.
- the clutch rod 32 can rotate around the central axis via the lever portion 33, and the sleeve 303 is interlocked with the rotation of the clutch rod 32 between the locked state and unlocked state of the inner clutch 301 and the outer clutch 302. Move between.
- the clutch rod 32 has a cam portion 34, the clutch arm 31 is inserted into the output side end portion 32 a of the clutch rod 32, and the lever portion 33 is input side end portion 32 b of the clutch rod 32 exposed from the input side cover portion 13. Connected to.
- the clutch arm 31 includes a plate-shaped arm main body 35, a slide portion 36 that is slidably inserted into the outer peripheral surface of the clutch rod 32, and a spring 37 that urges the slide portion 36 in the locking direction. .
- the spring 37 is held in a compressed state between a flange portion 37 a provided in the vicinity of the output side end portion 32 a of the clutch rod 32 and the slide portion 36.
- the slide portion 36 has a hole portion 36 a through which the clutch rod 32 is inserted and a concavo-convex notch 36 b that is symmetrical about an axis that engages with the cam portion 34, and a cam in which the notch 36 b is fixed to the clutch rod 32.
- Engage with part 34 When the clutch rod 32 rotates around the central axis, the cam portion 34 pushes the notch 36b in the axial direction, and moves in the unlocking direction along the clutch rod 32 against the urging force of the spring 37.
- the output side end 32 a of the clutch rod 32 is supported by a rod support hole 12 d formed in the input side end 12 c of the output side housing 12.
- the brake rod 43 is rotatable around the central axis via the lever portion 44, and the movable plate 42 is displaced in a braking state or a non-braking state in conjunction with the rotation of the brake rod 43.
- the brake rod 43 has a cam portion 45 fixed in the vicinity of the output side end portion 43 a of the brake rod 43, and the movable plate 42 engages with the cam portion 45.
- the lever portion 44 is connected to the input side end portion 43 b of the brake rod 43 exposed from the input side cover portion 13.
- the movable plate 42 includes a plate main body 46 that contacts the brake plate 41 and a protrusion 47 that engages with the cam portion 45.
- the cam portion 45 is formed with a cam groove 45a inclined in the axial direction, and the protrusion 47 of the movable plate 42 engages with the cam groove 45a.
- the projection 47 moves in the axial direction along the cam groove 45a of the cam portion 45, and the movable plate 42 is displaced in the braking direction along the brake rod 43.
- the output side end 43 a of the brake rod 43 is supported by a rod support hole 12 e formed in the input side end 12 c of the output side housing 12.
- the seal rods 38 and 48 such as O-rings and oil seals are provided between the clutch rod 32 and the brake rod 43 and the input side housing 11. Sealed.
- the size of the driving device 100 in the radial direction is larger than when the clutch mechanism 30 and the brake mechanism 40 are not provided. End up.
- the clutch rod 32 and the brake rod 43 are passed through the positioning holes 213a of the stator iron core 213 so that the operation parts of the clutch mechanism 30 and the brake mechanism 40 are located inside the outer shape of the motor 20. Therefore, the radial size of the driving device 100 can be reduced.
- the clutch rod 32 and the brake rod 43 and the input side housing 11 are sealed with an O-ring or an oil seal, etc., but the O-ring and the oil seal maintain a sealing property against the movement of the shaft.
- the cam portion 34 is provided at the output side end portion 32a of the clutch rod 32 so that the clutch arm 31 moves in the axial direction by the rotation of the clutch rod 32. It is configured.
- lever portions 33 and 44 are spring pins 33a and 44a so that the clutch rod 32 and the brake rod 43 are passed through the positioning holes 213a of the stator iron core 213 and the input side cover portion 13 can be detached again at the time of maintenance. It is fixed. This makes it removable.
- the driving device 100 is A motor 20 for generating a driving force; Power transmission units 30, 40, 50 for transmitting the driving force of the motor 20 to the output shaft 60,
- the power transmission units 30, 40, 50 include a brake mechanism 40 that brakes rotation of the output shaft 60, and a speed reduction mechanism 50 that converts torque of the motor 20 and transmits the torque to the output shaft 60.
- the brake mechanism 40 is disposed in front of the speed reduction mechanism 50, and the speed reduction mechanism 50 is disposed in front of the output shaft 60.
- the radial size of the shaft from the motor 20 to the output shaft 60 can be reduced, and the layout efficiency can be increased. Further, since the torque before deceleration at the output shaft 60 is smaller than the torque after deceleration, the brake capacity can be reduced and the components of the brake mechanism 40 can be reduced in size. Further, when the driving device 100 is mounted on the work machine, the diameter of the brake on the traveling wheel side can be reduced and the capacity can be reduced.
- the clutch mechanism 30 that switches the motor 20 and the output shaft 60 to a connected state or a disconnected state is provided.
- the clutch mechanism 30 is disposed between the motor 20 and the brake mechanism 40.
- the rotational drive unit such as the traveling wheel connected to the output shaft 60 can freely rotate. become.
- the operation when the motor is not driven, such as a working machine or a vehicle on which the rotation driving unit and the driving device 100 are mounted becomes easy.
- the speed reduction mechanism 50 has an input shaft 51 that is connected to or disconnected from the motor shaft 221 of the motor 20 by the clutch mechanism 30.
- the motor shaft 221, the input shaft 51, and the output shaft 60 are arranged coaxially.
- the motor shaft 221 to the output shaft 60 can be arranged in a straight line in the axial direction, the size in the radial direction of the shaft can be reduced, and the layout efficiency can be increased.
- an end 61 of the output shaft 60 on the speed reduction mechanism 50 side is rotatably supported by the input shaft 51.
- a plurality of reduction gears 52 c of the reduction mechanism 50 are arranged around the outer peripheral side of the input shaft 51 that supports the output shaft 60.
- Convex stepped portion 301c ... Tapered portions 111-114, 121, 141, 142 ... Bearing V1 ... Motor chamber V2 ... Clutch brake chamber V3 ... Gear Chambers W1, W2 ... partition walls 33a, 44a ... spring pins
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Abstract
駆動装置100は、駆動力を発生するモータ20と、モータ20の駆動力を出力軸60に伝達する動力伝達部30、40、50と、を有し、動力伝達部30、40、50は、出力軸60の回転を制動するブレーキ機構40と、モータ20のトルクを変換して出力軸60に伝達する減速機構50と、を有し、減速機構50の前段にブレーキ機構40が配置され、出力軸60の前段に減速機構50が配置されている。
Description
本発明は、モータを駆動源とする駆動装置に関する。
特許文献1(図8)には、電気自動車などの車輪に内蔵されるインホイールモータが開示されている。インホイールモータは、各車軸の駆動を独立して制御できるので、エネルギー損失を低減できる。
インホイールモータは、例えば、車両における車輪ごとに搭載されるため、小型化や軽量化が要求される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、小型化が可能な駆動装置を実現することである。
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の駆動装置は、駆動力を発生するモータと、前記モータの駆動力を出力軸に伝達する動力伝達部と、を有し、前記動力伝達部は、前記出力軸の回転を制動するブレーキ機構と、前記モータのトルクを変換して出力軸に伝達する減速機構と、を有し、前記減速機構の前段に前記ブレーキ機構が配置され、前記出力軸の前段に前記減速機構が配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、小型化が可能な駆動装置を実現することができる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本実施形態の駆動装置の外観図である。
本実施形態の駆動装置のハウジング内部の構成を入力側から見た斜視図である。
本実施形態の駆動装置のハウジング内部の構成を出力側から見た斜視図である。
本実施形態の駆動装置のハウジング内部の構成を示す軸方向の断面図である。
本実施形態の駆動装置がホイールに固定された状態の側面図である。
図4Aの軸方向の断面図である。
本実施形態の駆動装置におけるクラッチ機構の構成要素を示す図である。
本実施形態の駆動装置におけるクラッチ操作部の外観図である。
本実施形態の駆動装置におけるブレーキ操作部の外観図である。
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
[装置構成]
まず、図1、図2A、図2Bおよび図3を参照して、本実施形態の駆動装置100の全体構成を説明する。
まず、図1、図2A、図2Bおよび図3を参照して、本実施形態の駆動装置100の全体構成を説明する。
なお、以下では、モータから出力軸までの動力伝達方向においてモータに近づく方向を入力側または上流側または前段、モータから遠ざかる方向を出力側または下流側または後段と呼ぶ。
図1は、本実施形態の駆動装置100の外観図である。図2Aは、本実施形態の駆動装置100のハウジング内部の構成を入力側から見た斜視図である。図2Bは、本実施形態の駆動装置100のハウジング内部の構成を出力側から見た図である。図3は、本実施形態の駆動装置100のハウジング内部の構成を示す軸方向の断面図である。
本実施形態の駆動装置100は、例えば、ユーザが乗車して操作を行う芝刈り機や農機具などの作業機あるいは電気自動車における各車輪のホイールハブに内蔵される、いわゆるインホイール型のパワーユニットである。
駆動装置100は、ハウジング10と、モータ20と、クラッチ機構30と、ブレーキ機構40と、減速機構50と、出力軸60と、を備える。クラッチ機構30、ブレーキ機構40および減速機構50は、モータ20で発生した駆動力を所定のトルクおよび回転数に変換して出力軸60に伝達する動力伝達機構を構成する。
ハウジング10は、入力側端部11aが開口する円筒状の外形を有する入力側ハウジング11と、出力側端部12aが開口する円筒状の外形を有する出力側ハウジング12と、入力側ハウジング11の入力側端部11aの開口を閉じるドーム状の入力側カバー部13と、出力側ハウジング12の出力側端部12aの開口を閉じる凸状の出力側カバー部14とを有する。
入力側ハウジング11は、内部にモータ20が保持された状態で入力側端部11aの開口が入力側カバー部13により閉じられる。入力側カバー部13は、入力側ハウジング11の入力側端部11aに長尺のボルト17などで固定される。また、入力側カバー部13には、後述するクラッチ操作部のクラッチロッド32やブレーキ操作部のブレーキロッド43がスライド可能に挿通されるロッド挿通孔16と、モータ20に電力を供給するためにハウジング10の内部に配線を導入する配線案内部18が形成されている。ロッド挿通孔16は、クラッチロッド32やブレーキロッド43はゴムブッシュなどでシールされた状態でロッド挿通孔16に挿通される。出力側ハウジング12は、内部にクラッチ機構30、ブレーキ機構40および減速機構50が収容された状態で出力側端部12aの開口が出力側カバー部14により閉じられる。出力側カバー部14は、出力側ハウジング12の出力側端部12aにボルト17などで固定される。
モータ20は、同軸配置された中空円筒状の外形を有するステータ部21と円柱状のロータ部22を有し、ロータ部22の外周にステータ部21が配置されたブラシレスモータである。ステータ部21は、コイルが巻線されたコイル部211が周方向に所定の角度ごとに複数配置されている。また、ステータ部21には、ロータ部22の位置に応じて各コイル部211に流れる電流を制御するインバータ回路などを含む制御部212が設けられている。ロータ部22は、駆動力を出力するモータ軸221と円柱状の磁性体222とを有する。磁性体222は、モータ軸221に同軸に固定されている。磁性体222は、複数のマグネットが極性を交互に反転した状態で周方向に所定の角度ごとに複数配置されている。マグネットは永久磁石である。
ステータ部21は、軸方向両側面にコイル部211が配置された中空円筒状のステータ鉄心213を有し、ステータ鉄心213により入力側ハウジング11の内部に位置決め保持される。ステータ鉄心213には、モータ20を入力側ハウジング11の内部に位置決めして保持するための複数の位置決め孔213aが周方向に設けられている。そして、複数の位置決め孔213aの1つにクラッチロッド32が挿通され、他の1つにブレーキロッド43が挿通される。ステータ鉄心213は、入力側カバー部13を入力側ハウジング11の入力側端部11aの開口に固定する際に、複数の位置決め孔213aに長尺のボルト17がノックピンとして挿通されることで入力側ハウジング11に対して位置決めされる。つまり、入力側カバー部13を入力側ハウジング11の入力側端部11aの開口に固定する長尺のボルト17がステータ鉄心213を位置決めする手段として兼用されている。
クラッチ機構30は、モータ軸221と減速機構50の入力軸51とを接続状態(ロック状態)または切断状態(アンロック状態)に切り替える。ロック状態ではモータ軸221と減速機構50の入力軸51が直結され、モータ軸221から出力される駆動力を減速機構50を介して出力軸60に伝達可能である。アンロック状態ではモータ軸221と減速機構50の入力軸51が切断され、モータ軸221から出力される駆動力は出力軸60に伝達不能である。ロック状態とアンロック状態は、クラッチ操作部により切り替えられる。クラッチ操作部は、スリーブ303に係合するクラッチアーム31と、クラッチアーム31を操作するクラッチロッド32と、レバー部33とを有する。クラッチ操作部は、ユーザにより操作可能であり、クラッチロッド32の操作に応じてスリーブ303がロック状態またはアンロック状態に変位する。
クラッチ機構30は、例えば、駆動装置100を作業機に搭載した場合、クラッチ機構30をアンロック状態にすることでユーザが手動で作業機を容易に移動できるようになる。
ブレーキ機構40は、減速機構50の入力軸51に結合されたブレーキプレート41と、ブレーキプレート41を押圧する可動プレート42と有する。可動プレート42は、減速機構50の入力軸51と一体回転するブレーキプレート41に当接し押圧する制動状態と、ブレーキプレート41から離間した非制動状態のいずれかに切り替える。制動状態では可動プレート42がブレーキプレート41を入力側から出力側に押圧して減速機構50の入力軸51の回転を減速、停止および抑止(停止後)する。非制動状態では、可動プレート42はブレーキプレート41から離間しているので減速機構50の入力軸51は回転自在な状態となる。制動状態と非制動状態は、ブレーキ操作部により切り替えられる。ブレーキ操作部は、可動プレート42を操作するブレーキロッド43と、レバー部44とを有する。ブレーキロッド43は、ユーザにより操作可能であり、ブレーキロッド43の操作に応じて可動プレート42が制動状態または非制動状態に変位する。
ブレーキ機構40は、例えば、駆動装置100を作業機に搭載した場合、走行中の車輪の回転を減速または停止することができる。
クラッチ機構30のクラッチロッド32と、ブレーキ機構40のブレーキロッド43は、円周方向で90°以上オフセットして配置されている。本実施形態では、クラッチ機構30のクラッチロッド32と、ブレーキ機構40のブレーキロッド43は、モータ軸221を中心として180°反転した側に配置された位置関係となっている。
減速機構50は、入力軸51と減速ギア列52a~52cとを有する。入力軸51には、ブレーキ機構40のブレーキプレート41がスプライン結合され、クラッチ機構30によりモータ軸221に対してロック状態とアンロック状態に切り替えられる。入力軸51は、軸心に形成された中空部51aにより、出力軸60の入力側端部61を同軸に回転自在に支持する。また、入力軸51には入力ギア52aが設けられている。また、出力軸60には出力ギア52bが設けられている。また、入力軸51における出力軸60を軸支する中空部51aに対応する外周面側の周囲には減速機構50の複数の減速ギア52cが配置されている。これにより、入力軸51を中心とした軸まわりの省スペース化が可能になる。入力軸51の駆動力は、入力ギア52aから後段のギア列52cを介して出力ギア52bに伝達され、所定のトルクおよび回転数に変換されて出力軸60に伝達される。
出力軸60における出力ギア52bよりも入力側の入力側端部61は、減速機構50の入力軸51の中空部51aにより回転自在に支持され、出力ギア52bよりも出力側の出力側端部62には、図4Aおよび図4Bで後述するホイール70のホイールハブ71を固定するための円盤状のハブ取付部74が設けられる。
上述した構成により、モータ軸221から出力される駆動力でホイール70が回転駆動される。
<各機構のレイアウト>
次に、図1、図2A、図2Bおよび図3に加えて、図4Aおよび図4Bを参照して、本実施形態の駆動装置100のモータ20、クラッチ機構30、ブレーキ機構40、減速機構50、出力軸60の詳細な構成およびレイアウトについて説明する。
次に、図1、図2A、図2Bおよび図3に加えて、図4Aおよび図4Bを参照して、本実施形態の駆動装置100のモータ20、クラッチ機構30、ブレーキ機構40、減速機構50、出力軸60の詳細な構成およびレイアウトについて説明する。
図4Aは、本実施形態の駆動装置100がホイール70に固定された状態の側面図である。図4Bは、図4Aの軸方向の断面図である。なお、図4Aおよび図4Bにおいて、図1、図2A、図2Bおよび図3と同一の構成には同一の符号を付して示している。
入力側ハウジング11の内部には、モータ20が配置されるモータ室V1と、クラッチ機構30、ブレーキ機構40、減速機構50の入力軸51の入力側端部51bが配置されるクラッチブレーキ室V2とが形成されている。モータ室V1とクラッチブレーキ室V2とは隔壁W1で仕切られている。モータ室V1は、入力側ハウジング11の入力側端部11aの開口が入力側カバー部13により閉じられて内部が気密な状態に保持される。
出力側ハウジング12の内部には、クラッチ機構30、ブレーキ機構40、減速機構50の入力軸51の入力側端部51bが配置されるクラッチブレーキ室V2と、減速機構50の入力軸51の出力側端部51cおよび複数のギア52が配置されるギア室V3とが形成されている。クラッチブレーキ室V2とギア室V3は隔壁W2で仕切られている。ギア室V3は、出力側ハウジング12の出力側端部12aの開口が出力側カバー部14により閉じられて内部が流体密な状態に保持される。クラッチブレーキ室V2およびギア室V3は潤滑油で満たされている。
モータ軸221は、入力側端部221aが入力側カバー部13に設けられたベアリング111により回転自在に支持され、出力側端部221bが隔壁W1に設けられたベアリング112、113を介して回転自在に支持される。減速機構50の入力軸51は、隔壁W2に設けられたベアリング121により回転自在に支持される。出力軸60は、入力側端部61が入力軸51の中空部51aに回転自在に支持され、出力側端部62における出力ギア52bの近傍が出力側カバー部14に設けられたベアリング141により回転自在に支持される。
出力軸60の出力側端部62には、ホイール70のホイールハブ71をハブボルト72およびハブナット73で固定するハブ取付部74が固定される。ハブ取付部74は、出力軸60の出力側端部62における、出力側カバー部14から外部に露出する先端部に取り付けられている。ハブ取付部74は、出力側カバー部14の開口端に設けられたベアリング142により回転自在に支持される。
本実施形態の駆動装置100は、動力伝達経路の上流側(入力側)から下流側(出力側)に向かって同軸に、モータ軸221、クラッチ機構30、ブレーキ機構40、減速機構50の入力軸51および出力軸60が順に配置されている。
従来のようにモータ軸や出力軸が同軸に配置されていないレイアウトでは、装置が大型化し、潤滑油の供給に工夫を要する。例えば、軸が上下に配置されたレイアウトでは、ギアで潤滑油を掻き上げて各軸のベアリングに導くような工夫が必要になる。
これに対して、本実施形態では、モータ軸221と、クラッチ機構30およびブレーキ機構40と、減速機構50の入力軸51とを同軸に配置し、減速機構50の入力軸51と出力軸60の入力側端部61とが径方向に重なるように入力軸51の中空部51aで支持するレイアウトとしている。さらに、クラッチ機構30の上流側(前段)にモータ20を配置し、減速機構50および出力軸60の上流側(前段)にブレーキ機構40を配置している。
このようにレイアウトしたことで、モータ軸221から出力軸60までを軸方向に一直線に配置できるので、軸の径方向のサイズを小型化し、レイアウト効率を高めることができる。つまり、クラッチ機構30、ブレーキ機構40および減速機構50を保持する出力側ハウジング12の一部と、出力軸60を保持する出力側カバー部14とがホイール70のリム75の内側に入り込むことで軸方向の省スペース化が可能になる。
また、モータ20のコギングトルクの影響をブレーキ機構40と減速機構50に及ばせないことで、出力軸60に接続された走行輪などの回転駆動部が自由に回転することになる。その結果、回転駆動部と駆動装置100が搭載された作業機や車両などのモータ非駆動時の操作が容易となる。また、出力軸60での減速前(出力ギア52bの前段)のトルクが減速後(出力ギア52bの後段)のトルクより小さくなるので、ブレーキ容量を小さくでき、ブレーキ機構40の構成要素を小型化できる。また、駆動装置100を作業機に搭載した場合、走行輪側のブレーキを小径化、小容量化できる。
なお、本実施形態では、クラッチ機構30とブレーキ機構40が両方設けられている構成例を説明したが、用途に応じていずれか一方だけを設けた構成としてもよい。
<クラッチ機構>
次に、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bに加えて、図5を参照して、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30の詳細な構成を説明する。なお、図5において、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bと同一の構成には同一の符号を付して示している。
次に、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bに加えて、図5を参照して、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30の詳細な構成を説明する。なお、図5において、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bと同一の構成には同一の符号を付して示している。
図5は、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30の構成要素を示す図である。
クラッチ機構30は、インナークラッチ301と、アウタークラッチ302と、スリーブ303とを有する。インナークラッチ301は、モータ軸221の出力側端部221bにスプライン結合している。アウタークラッチ302は、減速機構50の入力軸51の入力側端部51bにスプライン結合している。そして、スリーブ303の内周面には、インナークラッチ301とアウタークラッチ302の外周面に設けられた外スプライン301a、302aに係合する内スプライン303aが形成されている。スリーブ303は、クラッチアーム31およびクラッチロッド32により、アウタークラッチ302の外スプライン302aとインナークラッチ301の外スプライン301aの間を軸方向に移動可能であり、アンロック状態ではアウタークラッチ302の外スプライン302aだけに係合し、ロック状態ではアウタークラッチ302の外スプライン302aとインナークラッチ301の外スプライン301aの両方に係合する。
また、アウタークラッチ302は、ブレーキ機構40の可動プレート42の内径部に形成された大径孔42aに径方向で重なるように収容されている。大径孔42aは、アウタークラッチ302の外径よりも大きい内径を有する。
インナークラッチ301には、入力軸51側の外径部が内径方向に縮小された凸状段差部301bが形成され、アウタークラッチ302には、モータ軸221側の内径部が外径方向に拡大された凹状段差部302bが形成され、凸状段差部301bが凹状段差部302bに摺動自在に挿入される。
また、スリーブ303の内スプライン303aの軸方向の端面と、インナークラッチ301の外スプライン301aの軸方向の端面に先細りのテーパ部301c、303cが形成されている。
クラッチ機構とブレーキ機構を分離して配置した場合、デッドスペースが存在し、レイアウト効率を低下させる要因となる。これに対して、本実施形態では、クラッチ機構30はブレーキ機構40の可動プレート42に形成された大径孔42aに径方向で重なるように収容されているので、クラッチ機構の噛合い長さを確保しつつ、軸方向によりコンパクトな構造が実現可能となる。
また、スリーブ303には、入力軸51側の外径部が内径方向に縮小された凸状段差部303bが形成されている。凸状段差部303bは、可動プレート42の大径孔42aの内径より小さい外径でブレーキプレート41側(出力側)に延設されている。このようにスリーブ303を構成したことで、スリーブ303を移動させても可動プレート42に干渉せずに、クラッチ機構30をロック状態またはアンロック状態に切り替えることができる。
また、モータ軸221と入力軸51の中心軸からのずれ量が大きいと回転によって軸ぶれが発生し、モータ軸221と入力軸51の間で直接スリーブ303を移動させると、スリーブ303の摩耗やスムーズに切り替わらないといった不具合が発生する場合がある。これに対して、本実施形態では、モータ軸221にスプライン結合しているインナークラッチ301の凸状段差部301bが、入力軸51にスプライン結合しているアウタークラッチ302の凹状段差部302bに挿入される構造とした。これにより、インナークラッチ301とアウタークラッチ302の軸心の位置決めができるので、軸ぶれを抑制でき、クラッチ機構30の切り替えをスムーズに行うことができる。
また、スリーブ303の内スプライン303aの軸方向の端面と、インナークラッチ301の外スプライン301aの軸方向の端面に先細りのテーパ部301c、303cを形成したことで、部品の組み立て性とロック時の操作性(ロック状態への入りやすさ)を向上させている。
<クラッチロッド、ブレーキロッドの配置>
次に、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bに加えて、図6Aおよび図6Bを参照して、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30およびブレーキ機構40の詳細な構成、クラッチロッド32およびブレーキロッド43の配置について説明する。なお、図6Aおよび図6Bにおいて、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bと同一の構成には同一の符号を付して示している。
次に、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bに加えて、図6Aおよび図6Bを参照して、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30およびブレーキ機構40の詳細な構成、クラッチロッド32およびブレーキロッド43の配置について説明する。なお、図6Aおよび図6Bにおいて、図1、図2A、図2B、図3、図4Aおよび図4Bと同一の構成には同一の符号を付して示している。
図6Aは、本実施形態の駆動装置100におけるクラッチ機構30の外観図である。図6Bは、本実施形態の駆動装置100におけるブレーキ機構40の外観図である。
本実施形態の駆動装置100は、クラッチロッド32およびブレーキロッド43が、モータ20のステータ部21を保持するステータ鉄心213の位置決め孔213aを貫通するように配置されている。ステータ鉄心213に設けられた複数の位置決め孔213aのうち、1つがクラッチロッド32に使用され、他の1つがブレーキロッド43に使用される。
まず、クラッチ機構30について説明する。
クラッチロッド32は、レバー部33を介して中心軸まわりに回転可能であり、クラッチロッド32の回転に連動してスリーブ303がロック状態とアンロック状態との間でインナークラッチ301とアウタークラッチ302の間を移動する。クラッチロッド32は、カム部34を有し、クラッチアーム31はクラッチロッド32の出力側端部32aに挿通され、レバー部33は入力側カバー部13から露出したクラッチロッド32の入力側端部32bに接続される。
クラッチアーム31は、プレート状のアーム本体部35と、クラッチロッド32の外周面にスライド可能に挿通されるスライド部36と、スライド部36をロック方向に付勢するスプリング37とを有している。スプリング37は、クラッチロッド32の出力側端部32aの近傍に設けられたフランジ部37aとスライド部36との間に圧縮された状態で保持される。スライド部36は、クラッチロッド32を挿通する孔部36aとカム部34に係合する軸まわりに対称な凹凸状の切欠き36bを有し、この切欠き36bがクラッチロッド32に固定されたカム部34に係合する。そして、クラッチロッド32が中心軸まわりに回転すると、カム部34が切欠き36bを軸方向に押し出すことで、スプリング37の付勢力に抗してクラッチロッド32に沿ってアンロック方向に移動する。
クラッチロッド32の出力側端部32aは、出力側ハウジング12の入力側端部12cに形成されたロッド支持孔12dに支持される。
次に、ブレーキ機構40について説明する。
ブレーキロッド43は、レバー部44を介して中心軸まわりに回転可能であり、ブレーキロッド43の回転に連動して可動プレート42が制動状態または非制動状態に変位する。ブレーキロッド43は、ブレーキロッド43の出力側端部43aの近傍に固定されるカム部45を有し、可動プレート42はカム部45に係合する。レバー部44は、入力側カバー部13から露出したブレーキロッド43の入力側端部43bに接続される。可動プレート42は、ブレーキプレート41に当接するプレート本体46と、カム部45に係合する突起部47とを有する。カム部45には、軸方向に傾斜するカム溝45aが形成されており、このカム溝45aに可動プレート42の突起部47が係合する。そして、ブレーキロッド43が中心軸まわりに回転すると、カム部45のカム溝45aに沿って突起部47が軸方向に移動し、可動プレート42がブレーキロッド43に沿って制動方向に変位する。
ブレーキロッド43の出力側端部43aは、出力側ハウジング12の入力側端部12cに形成されたロッド支持孔12eに支持される。
また、クラッチブレーキ室V2からモータ室V1に潤滑油が侵入するのを防止するため、クラッチロッド32およびブレーキロッド43と入力側ハウジング11の間はOリングやオイルシール等のシール材38、48でシールされる。
クラッチロッド32やブレーキロッド43をモータ20のステータ鉄心213の径方向の外側に配置した場合、駆動装置100の径方向のサイズは、クラッチ機構30やブレーキ機構40を持たない場合よりも大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態では、クラッチロッド32およびブレーキロッド43をステータ鉄心213の位置決め孔213aに貫通させることで、クラッチ機構30やブレーキ機構40の各操作部をモータ20の外形よりも内側に収めることができるので、駆動装置100の径方向のサイズを小型化できる。
また、クラッチロッド32およびブレーキロッド43と入力側ハウジング11の間はOリングやオイルシール等でシールされるが、Oリングやオイルシールは、軸が回転する動きに対してはシール性を保持するが、軸方向に移動する動きを繰り返すとシール性が保持されなくなるので、クラッチロッド32における出力側端部32aにカム部34を設け、クラッチロッド32の回転によりクラッチアーム31が軸方向に動くように構成している。
また、クラッチロッド32やブレーキロッド43をステータ鉄心213の位置決め孔213aに通し、かつメンテナンスの際には再び入力側カバー部13を脱着できるように、レバー部33、44がスプリングピン33a、44aで固定されている。これにより取り外し可能となっている。
[実施形態のまとめ]
<第1の態様>
駆動装置100は、
駆動力を発生するモータ20と、
前記モータ20の駆動力を出力軸60に伝達する動力伝達部30、40、50と、を有し、
前記動力伝達部30、40、50は、前記出力軸60の回転を制動するブレーキ機構40と、前記モータ20のトルクを変換して出力軸60に伝達する減速機構50と、を有し、
前記減速機構50の前段に前記ブレーキ機構40が配置され、前記出力軸60の前段に前記減速機構50が配置されている。
<第1の態様>
駆動装置100は、
駆動力を発生するモータ20と、
前記モータ20の駆動力を出力軸60に伝達する動力伝達部30、40、50と、を有し、
前記動力伝達部30、40、50は、前記出力軸60の回転を制動するブレーキ機構40と、前記モータ20のトルクを変換して出力軸60に伝達する減速機構50と、を有し、
前記減速機構50の前段に前記ブレーキ機構40が配置され、前記出力軸60の前段に前記減速機構50が配置されている。
第1の態様によれば、モータ20から出力軸60までの軸の径方向のサイズを小型化し、レイアウト効率を高めることができる。また、出力軸60での減速前のトルクが減速後のトルクより小さくなるので、ブレーキ容量を小さくでき、ブレーキ機構40の構成要素を小型化できる。また、駆動装置100を作業機に搭載した場合、走行輪側のブレーキを小径化、小容量化できる。
<第2の態様>
第1の態様において、前記モータ20と前記出力軸60とを接続した状態または切断した状態に切り替えるクラッチ機構30を有し、
前記クラッチ機構30は、前記モータ20と前記ブレーキ機構40の間に配置されている。
第1の態様において、前記モータ20と前記出力軸60とを接続した状態または切断した状態に切り替えるクラッチ機構30を有し、
前記クラッチ機構30は、前記モータ20と前記ブレーキ機構40の間に配置されている。
第2の態様によれば、モータ20のコギングトルクの影響をブレーキ機構40と減速機構50に及ばせないことで、出力軸60に接続された走行輪などの回転駆動部が自由に回転することになる。その結果、回転駆動部と駆動装置100が搭載された作業機や車両などのモータ非駆動時の操作が容易となる。
<第3の態様>
第2の態様において、前記減速機構50は、前記クラッチ機構30により前記モータ20のモータ軸221と接続または切断される入力軸51を有し、
前記モータ軸221と、前記入力軸51と、前記出力軸60が同軸に配置されている。
第2の態様において、前記減速機構50は、前記クラッチ機構30により前記モータ20のモータ軸221と接続または切断される入力軸51を有し、
前記モータ軸221と、前記入力軸51と、前記出力軸60が同軸に配置されている。
第3の態様によれば、モータ軸221から出力軸60までを軸方向に一直線に配置できるので、軸の径方向のサイズを小型化し、レイアウト効率を高めることができる。
<第4の態様>
第3の態様において、前記出力軸60における前記減速機構50側の端部61は、前記入力軸51に回転自在に支持される。
第3の態様において、前記出力軸60における前記減速機構50側の端部61は、前記入力軸51に回転自在に支持される。
第4の態様によれば、軸方向の省スペース化が可能になる。
<第5の態様>
第4の態様において、前記出力軸60を軸支する前記入力軸51における外周側の周囲には前記減速機構50の複数の減速ギア52cが配置されている。
第4の態様において、前記出力軸60を軸支する前記入力軸51における外周側の周囲には前記減速機構50の複数の減速ギア52cが配置されている。
第5の態様によれば、入力軸51を中心とした軸まわりの省スペース化が可能になる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
100…駆動装置
10…ハウジング
11…入力側ハウジング
11a…入力側端部
12…出力側ハウジング
12a…出力側端部
12c…出力側ハウジングの入力側端部
12d、12e…ロッド支持孔
13…入力側カバー部
14…出力側カバー部
16…ロッド挿通孔
17…ボルト
18…配線案内部
20…モータ
21…ステータ部
22…ロータ部
30…クラッチ機構
31…クラッチアーム
32…クラッチロッド
32a…クラッチロッドの出力側端部
32b…クラッチロッドの入力側端部
33…レバー部
33a…スプリングピン
34…カム部
35…アーム本体部
36a…孔部
36b…切欠き
37…スプリング
37a…フランジ部
38…シール材
40…ブレーキ機構
41…ブレーキプレート
42…可動プレート
42a…大径孔
43…ブレーキロッド
43a…ブレーキロッドの出力側端部
43b…ブレーキロッドの入力側端部
44…レバー部
44a…スプリングピン
45…カム部
45a…カム溝
46…プレート本体
47…突起部
48…シール材
50…減速機構
51…入力軸
51b…入力軸の入力側端部
51c…入力軸の出力側端部
52a…入力ギア
52b…出力ギア
52c…ギア列
60…出力軸
61…出力軸の入力側端部
62…出力軸の出力側端部
70…ホイール
71…ホイールハブ
72…ハブボルト
73…ハブナット
74…ハブ取付部
75…リム
211…コイル部
212…制御部
221…モータ軸
221b…モータ軸の出力側端部
222…磁性体
213…ステータ鉄心
213a…取付孔
301…インナークラッチ
301a…外スプライン
301b…凸状段差部
301c…テーパ部
302…アウタークラッチ
302a…外スプライン
302b…凹状段差部
303…スリーブ
303a…内スプライン
303b…凸状段差部
301c…テーパ部
111~114、121、141、142…ベアリング
V1…モータ室
V2…クラッチブレーキ室
V3…ギア室
W1、W2…隔壁
33a、44a…スプリングピン
10…ハウジング
11…入力側ハウジング
11a…入力側端部
12…出力側ハウジング
12a…出力側端部
12c…出力側ハウジングの入力側端部
12d、12e…ロッド支持孔
13…入力側カバー部
14…出力側カバー部
16…ロッド挿通孔
17…ボルト
18…配線案内部
20…モータ
21…ステータ部
22…ロータ部
30…クラッチ機構
31…クラッチアーム
32…クラッチロッド
32a…クラッチロッドの出力側端部
32b…クラッチロッドの入力側端部
33…レバー部
33a…スプリングピン
34…カム部
35…アーム本体部
36a…孔部
36b…切欠き
37…スプリング
37a…フランジ部
38…シール材
40…ブレーキ機構
41…ブレーキプレート
42…可動プレート
42a…大径孔
43…ブレーキロッド
43a…ブレーキロッドの出力側端部
43b…ブレーキロッドの入力側端部
44…レバー部
44a…スプリングピン
45…カム部
45a…カム溝
46…プレート本体
47…突起部
48…シール材
50…減速機構
51…入力軸
51b…入力軸の入力側端部
51c…入力軸の出力側端部
52a…入力ギア
52b…出力ギア
52c…ギア列
60…出力軸
61…出力軸の入力側端部
62…出力軸の出力側端部
70…ホイール
71…ホイールハブ
72…ハブボルト
73…ハブナット
74…ハブ取付部
75…リム
211…コイル部
212…制御部
221…モータ軸
221b…モータ軸の出力側端部
222…磁性体
213…ステータ鉄心
213a…取付孔
301…インナークラッチ
301a…外スプライン
301b…凸状段差部
301c…テーパ部
302…アウタークラッチ
302a…外スプライン
302b…凹状段差部
303…スリーブ
303a…内スプライン
303b…凸状段差部
301c…テーパ部
111~114、121、141、142…ベアリング
V1…モータ室
V2…クラッチブレーキ室
V3…ギア室
W1、W2…隔壁
33a、44a…スプリングピン
Claims (5)
- 駆動力を発生するモータと、
前記モータの駆動力を出力軸に伝達する動力伝達部と、を有し、
前記動力伝達部は、前記出力軸の回転を制動するブレーキ機構と、前記モータのトルクを変換して出力軸に伝達する減速機構と、を有し、
前記減速機構の前段に前記ブレーキ機構が配置され、前記出力軸の前段に前記減速機構が配置されていることを特徴とする駆動装置。 - 前記モータと前記出力軸とを接続した状態または切断した状態に切り替えるクラッチ機構を有し、
前記クラッチ機構は、前記モータと前記ブレーキ機構の間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記減速機構は、前記クラッチ機構により前記モータのモータ軸と接続または切断される入力軸を有し、
前記モータ軸と、前記入力軸と、前記出力軸が同軸に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。 - 前記出力軸における前記減速機構側の端部は、前記入力軸に回転自在に支持されることを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
- 前記出力軸を軸支する前記入力軸における外周側の周囲には前記減速機構の複数の減速ギアが配置されていることを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
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2018
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-
2020
- 2020-08-27 US US17/004,436 patent/US12044291B2/en active Active
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Also Published As
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