JP2016038086A - Wheel driving device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車の駆動車輪を駆動する車輪駆動装置に関する。 The present invention relates to a wheel drive device that drives a drive wheel of an automobile.
電動モータを駆動源とし、その電動モータの回転を減速機により減速して駆動車輪を回転させる車輪駆動装置には、減速機の出力軸の回転を、その出力軸上に設けたハブ輪に伝達して、そのハブ輪に支持した駆動車輪を駆動するようにしたインホイールモータ方式と、上記減速機の出力軸にジョイントを介して駆動軸を接続し、その駆動軸の回転をハブ輪に伝達して駆動車輪を駆動するオンボード方式とが存在する。 In a wheel drive device that uses an electric motor as a drive source and decelerates the rotation of the electric motor with a speed reducer to rotate the drive wheel, the rotation of the output shaft of the speed reducer is transmitted to a hub wheel provided on the output shaft. The in-wheel motor system that drives the drive wheel supported by the hub wheel, and the drive shaft is connected to the output shaft of the speed reducer via a joint, and the rotation of the drive shaft is transmitted to the hub wheel. And there is an on-board system that drives the driving wheel.
ここで、図1(a)は、車輪駆動装置Aによって駆動車輪としての後輪1を直接駆動するインホイールモータ方式を示し、図1(b)は、車輪駆動装置Aにおける減速機(図示省略)の出力軸にジョイント2を介して駆動軸3を接続し、その駆動軸3によって後輪1を駆動するようにしたオンボード方式を示している。
Here, FIG. 1A shows an in-wheel motor system that directly drives the
車輪駆動装置Aは、図11に示すように、駆動力を発生させるモータ部110と、モータ部110の回転を減速して出力する減速機120と、減速機120からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部130とを備える。図11の車輪駆動装置Aはインホイールモータ方式を示している。オンボード方式の場合は、車輪ハブ軸受部と減速機120との間に上述したジョイント2および駆動軸3を介して接続している
As shown in FIG. 11, the wheel drive device A includes a
インホイールモータ方式およびオンボード方式のいずれの車輪駆動装置Aもコンパクト化が要求される。また、後輪1を駆動するために大きな回転駆動トルクが要求される。
Both in-wheel motor type and on-board type wheel drive devices A are required to be compact. Further, a large rotational driving torque is required to drive the
その要求に応えるため、特許文献1に記載された車輪駆動装置においては、モータ部110の回転を減速する減速機120にサイクロイド減速機を採用している。
In order to meet this requirement, the wheel drive device described in
上記モータ部110および減速機120は、ケーシング111内に収容されている。ケーシング111は、モータ部110側のケーシング111aと、減速機120側のケーシング111bとからなり、ケーシング111aとケーシング111bとは、ボルト121によって軸方向に接続され、ケーシング111aとケーシング111bは、仕切壁111cによって仕切られている。
The
モータ部110は、ケーシング111aの内周面にステータ112を設け、このステータ112の内周に間隔をおいてロータ113を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。
The
ロータ113は、モータ軸114を中心部に有し、そのモータ軸114は減速機120の入力軸122と接続して減速機120のケーシング111b内に挿入され、軸受115によってケーシング111aに対して回転自在に支持されている。
The
サイクロイド式の減速機120は、入力軸122に設けられた偏心軸部123によって曲線板124を回転自在に支持し、その曲線板124の外周に形成された波形歯形を減速機120のケーシング111bの内側に配設された外ピン125に噛合し、上記入力軸122の回転により曲線板124を偏心揺動運動させ、その曲線板124の自転を入力軸122と同軸上に配置された出力軸126から出力し、車輪ハブ131を回転させている。
The
外ピン125は、減速機120のケーシング111bの内径面に隙間を介してフローティング支持された外ピンハウジング150に設けられている。外ピンハウジング150は、円筒部150aと、円筒部150aの軸方向両端部から径方向内側に延びる一対のリング部150bとを備え、ケーシング111bの内径面、あるいは幅面等にキー止め等により減速機120のケーシング111bに対して回り止めされている。
The
リング部150bには、それぞれ厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔150cが設けられ、この外ピン保持孔150cに、外ピン125の両端部が、針状ころ軸受151を介して回転可能に支持されている。
The
ケーシング111bの軸方向の内壁に対面する外ピンハウジング150のリング部150bには、外ピン保持孔150cに支持された外ピン125の針状ころ軸受151の軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレート160が設置されている。
The outer pin side of the
ところで、電気自動車の車輪駆動装置Aは、電気自動車らしい静粛性を実現するために、特に、NVH性能、即ち、「Noise」(雑音や騒音)、「Vibration」(エンジンやタイヤから伝わってくる振動)、「Harshness」(路面の段差などによってステアリングやシート、フロアに感じる振動)が少ないという性能が要求される。 By the way, the wheel drive device A of an electric vehicle is not limited to NVH performance, that is, “Noise” (noise and noise), “Vibration” (vibration transmitted from an engine or tire), in order to realize quietness like an electric vehicle. ), “Harshness” (vibration felt on the steering wheel, seat, and floor due to road surface differences) is required.
このため、サイクロイド式の減速機120を採用した車輪駆動装置Aでは、減速機120の外ピンハウジング150を、ゴム部材を介してケーシング111b内にフローティング支持する構造にしている(特許文献1)
For this reason, in the wheel drive device A employing the
ところが、特許文献1に記載された車輪駆動装置Aは、減速機120の外ピンハウジング150を、ゴム部材を介してケーシング111b内にフローティング支持しているため、振動伝達の抑制には効果的であるものの、高温・油中環境でのゴム部材の長期品質保持や寸法管理が難しいという課題がある。
However, the wheel drive device A described in
また、モータ部110と、減速機120と、車輪ハブ軸受部130は、安定動作、音振低減、寿命の観点から同一軸線上に配置される必要があるが、ケーシング111b内にフローティング支持された減速機120を同一軸線上に配置するには、組み立て段階で同一軸線調整が必要になり、その調整が困難であるという課題がある。
Further, the
そこで、この発明は、長期信頼性と耐久性を向上させたNVH性能が高く、ケーシング内にフローティング支持された減速機の同一軸心調心機能を有する車輪駆動装置を提供しようとするものである。 Accordingly, the present invention is to provide a wheel drive device that has high NVH performance with improved long-term reliability and durability, and has the same axial centering function of a reduction gear that is floatingly supported in a casing. .
上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動力を発生させるモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速機と、減速機から出力される回転を駆動車輪に伝達する車輪ハブ軸受部とからなり、前記減速機が、前記モータ部によって回転駆動される一端が減速機のケーシングの内部に配置された入力軸と、入力軸に設けられた偏心軸部と、内周が偏心軸部の外周に相対回転可能に取り付けられ、外周に波形歯形を周方向等間隔に複数有する曲線板と、入力軸の軸線を中心として減速機のケーシングに周方向等間隔に複数配設され、偏心軸部の回転に伴って曲線板の波形歯形に噛合して曲線板を公転および自転させる外ピンと、曲線板の自転を取り出す出力軸とを備え、減速機のケーシングにフローティング状態で保持された外ピンハウジングに、外ピンの両端部を支持したサイクロイド減速機とされた車輪駆動装置において、前記外ピンハウジングを、減速機のケーシングの内径面に設けられた円筒部と、円筒部の両端から内向きに形成された、外ピンの両端部を保持する一対のリング部とによって構成し、外ピンハウジングのリング部の側面に外ピンサイドプレートを設け、この外ピンサイドプレートと減速機のケーシングの内壁との間に、外ピンハウジングを軸方向に弾性的に支持する弾性金属板を設け、この弾性金属板が、外ピンサイドプレート側に設けられる外ピンサイド側プレートと、減速機のケーシングの内壁面に設けられるケーシング側プレートと、外ピンサイド側プレートとケーシング側プレートとを繋ぐ弾性柱部からなり、外ピンサイド側プレートと外ピンサイドプレートとの間、またはケーシング側プレートと減速機のケーシングの内壁面との間を摩擦力による面接合としたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a motor unit that generates a driving force, a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor unit, and a wheel that transmits the rotation output from the speed reducer to a drive wheel A hub bearing part, and the speed reducer is rotationally driven by the motor part, an input shaft having one end disposed inside the casing of the speed reducer, an eccentric shaft part provided on the input shaft, and an inner circumference A curved plate is mounted on the outer periphery of the eccentric shaft portion so as to be relatively rotatable and has a plurality of corrugated tooth profiles on the outer periphery at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of gear plates are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis of the input shaft. And an outer pin for revolving and rotating the curved plate by meshing with the corrugated tooth profile of the curved plate as the eccentric shaft rotates, and an output shaft for taking out the rotation of the curved plate, and is held in a floating state in the casing of the speed reducer Outside In the wheel drive device that is a cycloid reduction gear that supports both ends of the outer pin on the inner housing, the outer pin housing is connected to the cylindrical portion provided on the inner diameter surface of the casing of the reduction gear and from the both ends of the cylindrical portion. The outer pin side plate is formed on the side surface of the ring portion of the outer pin housing, and the outer pin side plate and the casing of the reducer are provided. An elastic metal plate that elastically supports the outer pin housing in the axial direction is provided between the inner wall and the elastic metal plate. The elastic metal plate is provided between the outer pin side plate provided on the outer pin side plate side and the casing of the reduction gear. It consists of a casing side plate provided on the inner wall surface and an elastic column that connects the outer pin side plate and the casing side plate. And wherein the between the outer pin side plate or between the inner wall surface of the casing of the casing plate and reduction gear, and the interview if frictional force.
また、外ピンサイド側プレートと外ピンサイドプレートとの間、またはケーシング側プレートと減速機のケーシングの内壁面との間を軸間の偏芯・偏角・振れを許容するフレキシブルカップリングを介して締結してもよい。 Also, between the outer pin side plate and the outer pin side plate, or between the casing side plate and the inner wall surface of the reducer casing, through a flexible coupling that allows eccentricity, declination, and runout between the shafts. May be fastened.
前記フレキシブルカップリングとしては、オルダムカップリング、V溝ローラカップリングを用いることができる。 As the flexible coupling, an Oldham coupling or a V-groove roller coupling can be used.
前記外ピンサイドプレートと弾性金属板は、プレス加工により一体に成形することができる。 The outer pin side plate and the elastic metal plate can be integrally formed by pressing.
この発明に係る車輪駆動装置は、車輪の駆動方式が、出力軸によりハブ輪を直接回転させるインホイールモータ方式としたものであってもよく、あるいは、減速機の出力軸に駆動軸を接続し、その駆動軸にハブ輪を接続して、駆動軸によりハブ輪を駆動するオンボード方式としたものであってもよい。 In the wheel drive device according to the present invention, the wheel drive system may be an in-wheel motor system in which the hub wheel is directly rotated by the output shaft, or the drive shaft is connected to the output shaft of the speed reducer. Alternatively, an on-board system in which a hub wheel is connected to the drive shaft and the hub wheel is driven by the drive shaft may be used.
この発明に係る車輪駆動装置においては、上記のように、減速機のケーシングにフローティング支持された外ピンハウジングを、減速機のケーシングの内径面に設けられた円筒部と、円筒部の両端から内向きに形成された、外ピンの両端部を保持する一対のリング部とによって構成し、外ピンハウジングのリング部の側面に外ピンサイドプレートを設け、この外ピンサイドプレートと減速機のケーシングの内壁との間に、外ピンハウジングを軸方向に弾性的に支持する弾性金属板を設けることにより、振動抑制のためのゴム部材の使用を廃止することができるので、長期信頼性と耐久性の向上を図ることができる。また、部品点数の削減により低コスト化が可能となる。 In the wheel drive device according to the present invention, as described above, the outer pin housing that is floatingly supported by the casing of the speed reducer is connected to the cylindrical portion provided on the inner diameter surface of the casing of the speed reducer, and from both ends of the cylindrical portion. The outer pin side plate is formed on the side surface of the ring portion of the outer pin housing, and the outer pin side plate and the casing of the reducer are provided. By providing an elastic metal plate that elastically supports the outer pin housing in the axial direction between the inner wall and the use of a rubber member for vibration suppression can be abolished, so long-term reliability and durability Improvements can be made. Further, the cost can be reduced by reducing the number of parts.
また、外ピンハウジングは、ケーシングに対して弾性金属板を介して弾性的に保持されるので、外ピンハウジングの振動が車体に伝達されにくく、高いNVH性能が得られる。 Further, since the outer pin housing is elastically held with respect to the casing via the elastic metal plate, the vibration of the outer pin housing is not easily transmitted to the vehicle body, and high NVH performance is obtained.
また、弾性金属板は、外ピンサイドプレート側に設けられる外ピンサイド側プレートと、減速機のケーシングの内壁面に設けられるケーシング側プレートと、外ピンサイド側プレートとケーシング側プレートとを繋ぐ弾性柱部からなり、外ピンサイド側プレートと外ピンサイドプレートとの間、またはケーシング側プレートと減速機のケーシングの内壁面との間に摩擦力によって面接合している。弾性金属板を摩擦力によって面接合すると、フローティング支持された減速機の調心が可能となり、モータ部と、減速機と、車輪ハブ軸受部が同一軸心上に配置することが可能になる。 The elastic metal plate is an elastic member that connects the outer pin side plate provided on the outer pin side plate side, the casing side plate provided on the inner wall surface of the reducer casing, and the outer pin side plate and the casing side plate. It consists of a pillar part, and is surface-bonded by frictional force between the outer pin side plate and the outer pin side plate, or between the casing side plate and the inner wall surface of the casing of the reduction gear. When the elastic metal plate is surface-joined by a frictional force, the reduction gear supported by floating can be aligned, and the motor portion, the reduction gear, and the wheel hub bearing portion can be arranged on the same axis.
また、外ピンサイド側プレートと外ピンサイドプレートとの間、またはケーシング側プレートと減速機のケーシングの内壁面との間を軸間の偏芯・偏角・振れを許容する、オルダムカップリング、V溝ローラカップリングなどのフレキシブルカップリングを介して締結することにより、フローティング支持された減速機が、モータ部と車輪ハブ軸受部に対して同一軸心上に調心配置される。 Also, Oldham coupling that allows eccentricity, declination, and runout between the shafts between the outer pin side plate and the outer pin side plate, or between the casing side plate and the inner wall surface of the reducer casing, By fastening through a flexible coupling such as a V-groove roller coupling, the reduction gear supported in a floating manner is aligned on the same axis with respect to the motor portion and the wheel hub bearing portion.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図2に示すように、駆動車輪としての後輪1におけるホイール1aの内側には、この発明に係る車輪駆動装置Aが設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, a wheel drive device A according to the present invention is provided inside a wheel 1a in a
車輪駆動装置Aは、図3に示すように、駆動力を発生させるモータ部10と、モータ部10の回転を減速して出力する減速機20と、減速機20からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部30とを備える。
As shown in FIG. 3, the wheel driving device A includes a
上記モータ部10および減速機20は、ケーシング11内に収容されている。ケーシング11は、モータ部10側のケーシング11aと、減速機20側のケーシング11bとからなり、ケーシング11aとケーシング11bとは、ボルト21によって軸方向に接続され、ケーシング11aとケーシング11bは、仕切壁11cによって仕切られている。
The
モータ部10は、ケーシング11aの内周面にステータ12を設け、このステータ12の内周に間隔をおいてロータ13を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。
The
ロータ13は、モータ軸14を中心部に有し、そのモータ軸14は減速機20の入力軸22と接続して減速機20のケーシング11b内に挿入され、軸受15によってケーシング11aに対して回転自在に支持されている。
The
減速機20のケーシング11bには、下部に潤滑油のオイルタンク41が設けられ、オイルタンク41内の潤滑油をオイルポンプ42によって吸い込み、モータ部10と減速機20に潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
The
潤滑油を減速機20の内部に供給する給油通路43は、モータ部10の回転により駆動されるオイルポンプ42の吐出口からケーシング11aの内側に沿って後方に延び、モータ軸14の後端部からその内部通路44を経て、減速機20の入力軸22の内部通路45、その内部通路45に連通するよう入力軸22に径方向に設けられた入力軸給油孔46a、46bによって構成される。また、モータ軸14の内部通路44には、モータ部10に潤滑油を給油するための給油孔47が設けられている。
An
潤滑油の帰還通路48は、減速機20のケーシング11bの底部に設けられた排出口49、オイルタンク41を経てオイルポンプ42の吸入口に至る通路により構成される。
The
図3〜図5に示すように、サイクロイド式の減速機20は、入力軸22に設けられた偏心軸部23によって曲線板24を回転自在に支持し、その曲線板24の外周に形成された波形歯形24aを減速機20のケーシング11bの内側に配設された外ピン25に噛合し、上記入力軸22の回転により曲線板24を偏心揺動運動させ、その曲線板24の自転を入力軸22と同軸上に配置された出力軸26から出力し、車輪ハブ31を回転させている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
減速機20のケーシング11bの内側に配設された外ピン25の数は、曲線板24の外周の波形歯形24aより多い。
The number of
外ピン25は、減速機20のケーシング11bの内径面に隙間を介してフローティング支持された外ピンハウジング50に設けられている。
The
入力軸22は、その一端部がスプライン嵌合によりロータ13のモータ軸14に接続されてモータ部10により回転駆動されるようになっており、その他端部に偏心軸部23が設けられている。
One end of the
偏心軸部23は、入力軸22の軸方向に一対設けられている。その一対の偏心軸部23は、円筒状外径面の中心が周方向に180°位相がずれるようにして設けられ、その一対の偏心軸部23のそれぞれの外径面に転がり軸受28が嵌合されている。
A pair of
一対の偏心軸部23を設けた入力軸22には、一対の偏心軸部23を挟むように一対のカウンタウェイト55を、周方向に180°位相をずらして設けている。
The
曲線板24は、転がり軸受28によって入力軸22に回転自在に支持され、その外周に形成された波形歯形24aはトロコイド曲線歯形とされている。図4に示すように、曲線板24には、回転軸心を中心とする一つの円上に複数のピン孔24bが等間隔に形成され、軸方向に並ぶ一対のピン孔24bのそれぞれに内ピン29が余裕をもって挿入され、その内ピン29に回転自在に支持されたころ29aの外周一部がピン孔24bの内周一部に接触している。
The
減速機20は、上記のように、偏心軸部23に回転自在に保持される公転部材としての曲線板24と、曲線板24の外周部の波形歯形24aに係合する複数の外ピン25と、曲線板24の自転運動を出力する出力軸26と、曲線板24の隙間に取り付けられてこれら曲線板24の端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー24cとを備える。
As described above, the
出力軸26は、フランジ部26aと軸部26bとを有する。フランジ部26aには、出力軸26の回転軸線Oを中心とする円周上に、内ピン29が等間隔に固定されている。軸部26bの外径面には、車輪ハブ31が固定されている。
The
外ピン25は、入力軸22の回転軸線Oの円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板24が公転運動すると、外周の波形歯形24aと外ピン25とが係合して、曲線板24に自転運動を生じさせる。
The outer pins 25 are provided at equal intervals on the circumferential path of the rotation axis O of the
ケーシング11bに配設された外ピン25は、ケーシング11bに直接保持されているわけではなく、図5に示すようにケーシング11bの内壁に対してフローティング支持された外ピンハウジング50に保持されている。より具体的には、外ピン25は、軸方向両端部を外ピンハウジング50に対して針状ころ軸受51によって回転自在に支持している。このように、外ピン25を外ピンハウジング50に対して回転自在にすることにより、曲線板24との係合による接触抵抗を低減することができる。
The
外ピンハウジング50は、円筒部50aと、円筒部50aの軸方向両端部から径方向内側に延びる一対のリング部50bとを備え、ケーシング11bに対してフローティング状態に保持されている。
The
外ピンハウジング50の一対のリング部50bの内周には、出力軸26が軸受52を介して回転自在に支持されている。また、出力軸26のフランジ部26aの内径面と入力軸22の外径面とは、軸受53を介して相対的に回転可能に支持されている。
The
曲線板24は、出力軸26の対向するフランジ部26a間に組み込まれている。また、出力軸26の対向するフランジ部26aには、組み込まれた曲線板24のピン孔24bを貫通する内ピン29の両端が支持されている。
The
出力軸26の対向するフランジ部26aに支持された複数の内ピン29は、入力軸22の回転軸線Oを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられ、曲線板24との摩擦抵抗を低減するために、曲線板24のピン孔24bの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受29aが設けられている。ピン孔24bの内径寸法は、内ピン29の外径寸法(「針状ころ軸受29aを含む最大外径」を指す。以下同じ。)より所定分大きく設定されている。
The plurality of
外ピンハウジング50の径方向内側に延びる一対のリング部50bには、それぞれ厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔50cが設けられている。外ピン保持孔50cは、それぞれ入力軸22の回転軸線Oと平行な方向に延びて、針状ころ軸受51の外輪51aを保持している。また、一対のリング部50bの対応する外ピン保持孔50cは、周方向の同位置に設けられて互いに対面している。即ち、1対の外ピン保持孔50cの中心軸線は一致し、外ピンハウジング50をケーシング11bに取り付けると、この外ピン保持孔50cの中心軸線は、入力軸22の回転軸線Oと平行になる。
A pair of
これにより、外ピン25を入力軸22の回転軸線Oと平行に保持することができる。なお、外ピン保持孔50cは同時加工で同時に形成することができるので、対向する外ピン保持孔50cの中心軸線を比較的簡単に一致させることができる。
Thereby, the
また、車輪駆動装置Aの軽量化の観点から、ケーシング11a、11bは、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピンハウジング50は、炭素鋼で形成するのが望ましい。
Further, from the viewpoint of reducing the weight of the wheel drive device A, the
外ピンハウジング50のリング部50bの側面には、外ピン25の軸方向の抜け出しを防止するために、外ピンサイドプレート60aが固定されている。
An outer
図6(a)、(b)に示すように、外ピンサイドプレート60aと減速機20のケーシング11bの内壁との間には、外ピンハウジング50を軸方向に予圧を与えて弾性的に支持する弾性金属板60を設けている。図6(a)、(b)では一方の弾性金属板60はケーシング11bと接しており、他方の弾性金属板60は仕切壁11cと接しているが、これらを特許請求の範囲でのケーシング11bの内壁を意味する(以下、同じ)。
As shown in FIGS. 6A and 6B, between the outer
弾性金属板60は、外ピンサイドプレート60a側に設けられる外ピンサイド側プレート60bと、減速機20のケーシング11bの内壁面に設けられるケーシング側プレート60cと、外ピンサイド側プレート60bとケーシング側プレート60cとを繋ぐ弾性柱部60dからなる。
The
図3に示す実施形態では、減速機20のケーシング11bにフローティング支持された外ピンハウジング50の軸心を、モータ部10、車輪ハブ軸受部30の軸心とを同一軸心上に配置するために、ケーシング側プレート60cと減速機20のケーシング11bの内壁面との間を摩擦力による面接合にしている。
In the embodiment shown in FIG. 3, the shaft center of the
また、外ピンサイド側プレート60bと外ピンサイドプレート60aとの間を摩擦力による面接合にして調心を可能にしてもよい。
Further, the outer
次に、図7及び図9に示す実施形態では、軸間の偏芯・偏角・振れを許容する、オルダムカップリング70、V溝ローラカップリング80などのフレキシブルカップリングを使用して、モータ部10と減速機20と車輪ハブ軸受部30とが同一軸心上に調心可能に配置している。
Next, in the embodiment shown in FIG. 7 and FIG. 9, a motor using a flexible coupling such as
図7に示す実施形態では、外ピンサイドプレート60aと減速機20のケーシング11bの内壁との間に、外ピンハウジング50を軸方向に予圧を与えて弾性的に支持する弾性金属板60を設け、この弾性金属板60のケーシング側プレート60cを、オルダムカップリング70を介して減速機20のケーシング11bの内壁面に締結している。
In the embodiment shown in FIG. 7, an
オルダムカップリング70は、図8に示すように、ハブ板70aとハブ板70bとの間にスライダ板70cを設け、ハブ板70bに設けた突起72と、スライダ板70cに設けた溝73とを嵌め合い、スライダ板70cに設けた突起71と、ハブ板70aに設けた溝74とを嵌め合い、ハブ板70aとハブ板70bとの間のスライダ板70cを滑らせながら動力を伝達する継手であり、軸間の偏芯・偏角・振れを許容する機能を有している。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すオルダムカップリング70は、弾性金属板60のケーシング側プレート60cに、ハブ板70aを一体に形成した例である。
An
図7に示す実施形態では、オルダムカップリング70を、弾性金属板60のケーシング側プレート60cと減速機20のケーシング11bの内壁との間に配置したが、外ピンサイドプレート60aと弾性金属板60の外ピンサイド側プレート60bとの間に配置してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 7, the
次に、図9に示す実施形態では、外ピンサイドプレート60aと減速機20のケーシング11bの内壁との間に、外ピンハウジング50を軸方向に予圧を与えて弾性的に支持する弾性金属板60を設け、この弾性金属板60のケーシング側プレート60cを、V溝ローラカップリング80を介して減速機20のケーシング11bの内壁面に締結している。
Next, in the embodiment shown in FIG. 9, an elastic metal plate that elastically supports the
V溝ローラカップリング80は、図10に示すように、ハブ板80aとハブ板80bとの間にスライダ板80cを設け、ハブ板80aとスライダ板80cの対向面、ハブ板80bとスライダ板80cとの対向面にV溝80dを設け、このV溝80dにローラ80eを組込こむことにより、V溝80dとローラ80eとを滑らせながら動力を伝達する継手であり、軸間の偏芯・偏角・振れを許容する機能を有している。
As shown in FIG. 10, in the V-
図10に示すV溝ローラカップリング80は、弾性金属板60のケーシング側プレート60cに、ハブ板80aを一体に形成した例である。
A V-
弾性金属板60は、外ピンハウジング50の軸方向の両側に、外ピンハウジング50を挟むように設けられている。この両側の弾性金属板60によって外ピンハウジング50が、減速機20のケーシング11bのアウタ側の内壁面とインナ側の仕切壁11cに対して弾性的に保持され、減速機20の振動が車体に伝達されないように抑制されている。
The
図6に示すように、弾性金属板60の弾性柱部60dは、外ピンサイド側プレート60bとケーシング側プレート60cとを繋ぐ環状壁に周方向に貫通孔60eを所定間隔でプレス加工することにより形成することができる。なお、外ピンサイド側プレート60bはケーシング側プレート60cより外径側にあるので、弾性柱部60dは円すい形状に形成している。また、貫通孔60eの数を変えることで必要な弾性力を自由に得ることができるので、設計自由度が向上する。
As shown in FIG. 6, the
弾性金属板60の材質としては、冷間圧延鋼(SPCC)、みがき特殊帯鋼(ばね鋼SUP、SCM415、SCr420)、ステンレス鋼を使用することができる。
As a material of the
図3に示すように、車輪ハブ軸受部30は、出力軸26の軸部26bの外径面に固定連結された内輪部材32と、内輪部材32をケーシング11bに対して回転自在に保持する外輪部材33とを備える。内輪部材32と外輪部材33とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、内輪部材32と外輪部材33の間に複列の転動体34を設置している。内輪部材32には、フランジ部35が一体に設けられ、フランジ部35にはボルト36によって図示しない駆動輪が固定連結される。
As shown in FIG. 3, the wheel
上記構成の車輪駆動装置Aの作動原理を詳しく説明する。
モータ部10は、例えば、ステータ12のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ13が回転する。
The operation principle of the wheel drive device A having the above configuration will be described in detail.
For example, the
これにより、ロータ13に接続されたモータ軸14が回転すると、曲線板24はモータ軸14の回転軸線Oを中心として公転運動する。このとき、外ピン25が、曲線板24の曲線形状の波形と転がり接触するよう係合して、曲線板24をモータ軸14の回転とは逆向きに自転運動させる。
Thereby, when the
曲線板24のピン孔24bに挿通する内ピン29の外径は、ピン孔24bの内径よりも小さく、曲線板24の自転運動に伴ってピン孔24bの内壁面と当接する。これにより、曲線板24の公転運動が内ピン29に伝わらず、曲線板24の自転運動のみが出力軸26を介して車輪ハブ軸受部30に伝達される。
The outer diameter of the
このとき、回転軸線Oと同軸に配置された出力軸26は、減速機20の出力軸として曲線板24の自転を取り出し、モータ軸14の回転が減速機20によって減速されて出力軸26に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部10を採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
At this time, the
なお、上記構成の減速機20の減速比は、外ピン25の数をZA、曲線板24の波形の数をZBとすると、(ZA−ZB)/ZBで算出される。図4に示す実施形態では、ZA=12、ZB=11であるので、減速比は1/11と、非常に大きな減速比を得ることができる。
Note that the reduction ratio of the
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速機20を採用することにより、コンパクトで高減速比の車輪駆動装置Aを得ることができる。また、外ピン25を外ピンハウジング50に対して回転自在とし、内ピン29の曲線板24に当接する位置に針状ころ軸受29aを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速機20の伝達効率が向上する。
Thus, by adopting the
この発明に係る車輪駆動装置Aを電気自動車に採用することにより、ばね下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車を得ることができる。 By employing the wheel drive device A according to the present invention for an electric vehicle, the unsprung weight can be suppressed. As a result, an electric vehicle with excellent running stability can be obtained.
また、前記の実施形態においては、減速機20の曲線板24を180°位相を変えて2枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を3枚設ける場合は、120°位相を変えて設けるとよい。
Further, in the above-described embodiment, two
なお、前記の実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部10から駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。
In addition, although description of the action | operation in the said embodiment was performed paying attention to rotation of each member, the motive power containing a torque is actually transmitted from the
また、前記の実施形態における作動の説明では、モータ部10に電力を供給してモータ部10を駆動させ、モータ部10からの動力を駆動輪に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪側からの動力を減速機20で高回転低トルクの回転に変換してモータ部10に伝達し、モータ部10で発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部10を駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
In the description of the operation in the above-described embodiment, power is supplied to the
また、前記の実施形態においては、モータ部10にケーシング11aに固定されるステータ12と、ステータ12の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ13とを備えるラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the radial gap motor provided with the
さらに、この発明に係る車輪駆動装置Aを搭載した電気自動車は、後輪を駆動輪としてもよく、また、前輪を駆動輪としてもよく、4輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。 Furthermore, the electric vehicle equipped with the wheel drive device A according to the present invention may have the rear wheels as drive wheels, the front wheels as drive wheels, or a four-wheel drive vehicle. In the present specification, “electric vehicle” is a concept including all vehicles that obtain driving force from electric power, and should be understood as including, for example, a hybrid vehicle.
この発明に係る車輪駆動装置Aは、サイクロイド式の減速機20のケーシング11bの内径面に隙間を介してフローティング支持された外ピンハウジング50を、ケーシング11bに対して弾性金属板60を介して軸方向に弾性的に保持しているため、外ピンハウジング50の振動が車体に伝達されにくく、高いNVH性能が得られる。
The wheel drive device A according to the present invention has an
したがって、振動抑制のためのゴム部材の使用を廃止できるため、長期信頼性と耐久性の向上する。 Therefore, the use of a rubber member for suppressing vibration can be eliminated, so that long-term reliability and durability are improved.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
1 :後輪
1a :ホイール
10 :モータ部
11 :ケーシング
11a :ケーシング
11b :ケーシング
11c :仕切壁
12 :ステータ
13 :ロータ
14 :モータ軸
15 :軸受
20 :減速機
21 :ボルト
22 :入力軸
23 :偏心軸部
24 :曲線板
24a :波形歯形
24b :ピン孔
24c :センターカラー
25 :外ピン
26 :出力軸
26a :フランジ部
26b :軸部
28 :転がり軸受
29 :内ピン
29a :針状ころ軸受
30 :車輪ハブ軸受部
31 :車輪ハブ
32 :内輪部材
33 :外輪部材
34 :転動体
35 :フランジ部
36 :ボルト
41 :オイルタンク
42 :オイルポンプ
43 :給油通路
44 :内部通路
45 :内部通路
46a :入力軸給油孔
46b :入力軸給油孔
47 :給油孔
48 :帰還通路
49 :排出口
50 :外ピンハウジング
50a :円筒部
50b :リング部
50c :外ピン保持孔
51 :針状ころ軸受
51a :外輪
52 :軸受
53 :軸受
55 :カウンタウェイト
60 :弾性金属板
60a :外ピンサイドプレート
60b :外ピンサイド側プレート
60c :ケーシング側プレート
60d :弾性柱部
60e :貫通孔
70 :オルダムカップリング
70a :ハブ板
70b :ハブ板
70c :スライダ板
71 :突起
72 :突起
73 :溝
80 :V溝ローラカップリング
80a :ハブ板
80b :ハブ板
80c :スライダ板
80d :V溝
80e :ローラ
A :車輪駆動装置
O :回転軸線
1: Rear wheel 1a: Wheel 10: Motor unit 11: Casing 11a: Casing 11b: Casing 11c: Partition wall 12: Stator 13: Rotor 14: Motor shaft 15: Bearing 20: Reducer 21: Bolt 22: Input shaft 23: Eccentric shaft portion 24: curved plate 24a: corrugated tooth profile 24b: pin hole 24c: center collar 25: outer pin 26: output shaft 26a: flange portion 26b: shaft portion 28: rolling bearing 29: inner pin 29a: needle roller bearing 30 : Wheel hub bearing part 31: Wheel hub 32: Inner ring member 33: Outer ring member 34: Rolling element 35: Flange part 36: Bolt 41: Oil tank 42: Oil pump 43: Oil supply passage 44: Internal passage 45: Internal passage 46a: Input shaft oil supply hole 46b: Input shaft oil supply hole 47: Oil supply hole 48: Return passage 49: Discharge port 50: Outer pin Housing 50a: Cylindrical part 50b: Ring part 50c: Outer pin holding hole 51: Needle roller bearing 51a: Outer ring 52: Bearing 53: Bearing 55: Counterweight 60: Elastic metal plate 60a: Outer pin side plate 60b: Outer pin side Side plate 60c: Casing side plate 60d: Elastic column part 60e: Through hole 70: Oldham coupling 70a: Hub plate 70b: Hub plate 70c: Slider plate 71: Protrusion 72: Protrusion 73: Groove 80: V-groove roller coupling 80a : Hub plate 80b: Hub plate 80c: Slider plate 80d: V groove 80e: Roller A: Wheel drive device O: Rotation axis
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CN113032923A (en) * | 2021-03-23 | 2021-06-25 | 武汉理工大学 | Flexible gear, tooth shape design method thereof and harmonic reducer |
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