CN111801237B - 轮毂电动机驱动装置 - Google Patents
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Abstract
轮毂电动机驱动装置的减速部包括与轮毂轴承部(11)的动圈(12)结合的输出轴(38)、与输出轴同轴地设置的作为斜齿轮的输出齿轮(37)、与输出齿轮啮合的作为斜齿轮的中间齿轮(36)、以及配置在比输出齿轮靠轴线方向的一侧并将输出轴支承为旋转自如的滚动轴承(38a)。在车轮驱动时在输出齿轮的啮合部(71)产生的轴向载荷(Fa)的朝向为轴线方向的一侧,滚动轴承(38a)的滚动体(73)的至少一部分配置在从输出齿轮的啮合部(71)的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷(Fa)与径向载荷(Fr)的合力(R)朝向的方向的区域(72)内。
Description
技术领域
本发明涉及具备具有多个齿轮的齿轮式的减速部的轮毂电动机驱动装置,特别是涉及将减速部的最终齿轮(输出齿轮)设为斜齿轮的轮毂电动机驱动装置。
背景技术
在车轮的内部配置的轮毂电动机驱动装置具备对车轮进行驱动的电动机部、安装车轮的轮毂轴承部、以及将电动机部的旋转减速而向轮毂轴承部传递的减速部。作为减速部中的减速机构,以往采用的是具有多个齿轮的平行轴齿轮减速机构。
在日本特开2017-165392号公报(专利文献1)中公开了如下的结构:轮毂电动机驱动装置的减速部包括与电动机部的电动机旋转轴结合的输入轴、与输入轴结合的输入齿轮、与轮毂轴承部的动圈结合的输出轴、设置于输出轴的输出齿轮(最终齿轮)、与输入轴及输出轴平行地延伸的中间轴以及设置于中间轴的中间齿轮,输出轴的两端由第一轴承及第二轴承分别进行旋转支承。而且,在专利文献1中也公开了通过将减速部的齿轮设为斜齿轮而使齿接触良好的内容。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2017-165392号公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
根据上述专利文献1公开的输出轴的支承结构,能够通过第一轴承及第二轴承稳定地对输出轴进行双支承,因此能得到如下的效果:即使从车轮轮子向轮毂轴承部的动圈施加外力,也能抑制输出轴的位移,从而防止减速部的齿轮的不均匀磨损等。而且,在专利文献1中,由于适用斜齿轮作为减速部的齿轮,因此可预料到高的安静性。
然而,斜齿轮具有根据齿向的旋向(螺旋角)而在啮合部产生轴向载荷(轴向力)这样的特性。因此,在设置于输出轴的输出齿轮适用斜齿轮的情况下,由于作用在与中间齿轮啮合的啮合部上的轴向载荷的影响而可能会导致输出齿轮自身倾斜。因此,为了实现高的安静性,希望抑制输出齿轮的倾斜的技术。
本发明是为了解决上述那样的课题而作出的发明,其目的在于提供一种能够在作为减速部的最终齿轮的输出齿轮适用了斜齿轮的情况下抑制输出齿轮自身的倾斜的轮毂电动机驱动装置。
【用于解决课题的方案】
本发明的一方案的轮毂电动机驱动装置具备:轮毂轴承部,其具有安装车轮的动圈;以及减速部。减速部包括与轮毂轴承部的动圈结合的输出轴、与输出轴同轴地设置的作为斜齿轮的输出齿轮、与输出轴平行地设置的中间轴、与中间轴同轴地设置并与输出齿轮啮合的作为斜齿轮的中间齿轮、以及配置在比输出齿轮靠轴线方向的一侧的位置并将输出轴支承为旋转自如的滚动轴承。在车轮驱动时在输出齿轮的啮合部产生的轴向载荷的朝向为轴线方向的一侧,上述滚动轴承的滚动体的至少一部分配置在从输出齿轮的啮合部的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷与径向载荷的合力朝向的方向的区域内。
输出齿轮具有螺旋角β及压力角α。合力朝向的方向的区域是由从输出齿轮的啮合部的轴线方向的一端相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的第一直线与从输出齿轮的啮合部的轴线方向的另一端相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的第二直线夹持的区域,角度θ由下式表示。
角度θ=atan{tanβ/(tanα/cosβ)}
优选的是,轮毂电动机驱动装置还具备收容减速部的壳体,滚动轴承配置在输出轴的外径面与形成于壳体的圆筒面之间。
可以是,在输出齿轮的轴线方向的一端面设有环状凸部,滚动轴承收容于环状凸部与壳体的圆筒面之间。
优选的是,减速部还包括配置在比输出齿轮靠轴线方向的另一侧并将输出轴支承为旋转自如的滚动轴承。
优选的是,轴线方向的一侧为车宽方向外侧,轴线方向的另一侧为车宽方向内侧。
【发明效果】
根据本发明,对输出轴进行旋转支承的滚动轴承的滚动体的至少一部分配置于在车轮驱动时从输出齿轮的啮合部的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷与径向载荷的合力朝向的方向的区域内,因此能够抑制输出齿轮自身的倾斜。
附图说明
图1是将本发明的实施方式的轮毂电动机驱动装置利用规定的平面剖切并展开表示的纵向剖视图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式的轮毂电动机驱动装置的减速部的内部结构的横向剖视图。
图3是表示本发明的实施方式中的输出齿轮的从斜上方观察的状态的立体图。
图4是示意性地表示在本发明的实施方式中输出齿轮与中间齿轮的啮合状态的立体图。
图5是表示在本发明的实施方式中分别在正转驱动时、反转驱动时输出齿轮及中间齿轮的旋转方向的图。
图6是概念性地表示在本发明的实施方式中在车轮驱动时(正转驱动时)输出齿轮上产生的轴向载荷的图。
图7是概念性地表示在本发明的实施方式中在车轮驱动时(正转驱动时)输出齿轮上产生的径向载荷的图。
图8是概念性地表示在本发明的实施方式中在车轮驱动时(正转驱动时)输出齿轮的啮合部上作用的轴向载荷与径向载荷的合力的朝向的图。
图9是概念性地表示在本发明的实施方式中对输出齿轮进行旋转支承的滚动轴承的配置范围的图。
图10是概念性地表示在本发明的实施方式中在反转驱动时输出齿轮的啮合部上产生的切线力及轴向载荷的朝向的图。
图11是概念性地表示在本发明的实施方式中在反转驱动时输出齿轮的啮合部上产生的切线力及径向载荷的朝向的图。
图12是表示使输出齿轮的压力角α恒定时的螺旋角α与合力角度θ的关系的一例的图表。
图13是表示本发明的实施方式的比较例的图。
图14是表示本发明的实施方式的减速部的详细的构成例的图,是将轮毂电动机驱动装置利用规定的平面剖切并展开表示的纵向剖视图。
图15A是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从外部侧观察的状态的图。
图15B是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从外部侧且车辆后方侧观察的状态的立体图。
图15C是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从外部侧且车辆前方侧观察的状态的立体图。
图16A是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从内部侧观察的状态的图。
图16B是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从内部侧且车辆后方侧观察的状态的立体图。
图16C是示意性地表示图14所示的减速部的内部结构的从内部侧且车辆后方侧观察的状态的立体图。
图17是图14所示的减速部的齿轮组件的从外部侧观察的示意图。
图18是图14所示的减速部的齿轮组件的从内部侧观察的示意图。
图19是图14所示的减速部的齿轮组件的从车辆后方侧观察的示意性的图。
图20是图14所示的减速部的齿轮组件的从车辆前方侧观察的示意性的图。
图21是图14所示的减速部的齿轮组件的从车辆上方观察的示意性的图。
图22是图14所示的减速部的齿轮组件的从车辆下方观察的示意性的图。
图23是图14所示的减速部的齿轮组件的从外部侧且车辆前方侧观察的立体图。
图24是图14所示的减速部的齿轮组件的从内部侧且车辆前方侧观察的立体图。
图25是将图14所示的减速部的一部分放大表示的展开剖视图。
图26是将图14所示的减速部的一部分放大表示的展开剖视图。
图27的(A)、(B)是示意性地表示车辆静止时和加速时的油面的位置的图。
图28是示意性地表示图14所示的轮毂电动机驱动装置及其周边结构的从车辆后方观察的状态的图。
具体实施方式
关于本发明的实施方式,参照附图进行详细说明。需要说明的是,对于图中相同或相当的部分,标注同一符号而省略其说明。
<关于基本构成例>
首先,参照图1及图2,说明本发明的实施方式的轮毂电动机驱动装置1的基本构成例。轮毂电动机驱动装置1搭载于电动机动车及混合动力车辆等乘用车。
图1是将本发明的实施方式的轮毂电动机驱动装置1利用规定的平面剖切并展开表示的纵向剖视图。图2是表示轮毂电动机驱动装置1的减速部31的内部结构的横向剖视图,示意性地示出从车宽方向外侧观察的状态。需要说明的是,图1表示的规定的平面是将图2所示的包含轴线M及轴线N的平面和包含轴线N及轴线O的平面按顺序连接的展开平面。图1中,纸面左侧表示车宽方向外侧(外部侧),纸面右侧表示车宽方向内侧(内部侧)。图2中,减速部31的内部的各齿轮由齿顶圆表示,省略各个齿。
轮毂电动机驱动装置1具备在车轮轮子W的中心设置的轮毂轴承部11、对车轮进行驱动的电动机部21、以及将电动机部21的旋转减速之后向轮毂轴承部11传递的减速部31。
电动机部21及减速部31从轮毂轴承部11的轴线O偏置配置。轴线O沿车宽方向延伸,与车轴一致。在本实施方式中,轴线O方向的一侧为外部侧,轴线O方向的另一侧为内部侧。
关于轴线O方向位置,轮毂轴承部11配置在轮毂电动机驱动装置1的轴线方向的一侧,电动机部21配置在轮毂电动机驱动装置1的轴线方向的另一侧,减速部31配置在比电动机部21靠轴线方向的一侧的位置,减速部31的轴线方向位置与轮毂轴承部11的轴线方向位置重叠。
轮毂电动机驱动装置1是对电动车辆的车轮进行驱动的车辆用电动机驱动装置。轮毂电动机驱动装置1连结于未图示的车身。轮毂电动机驱动装置1能够使电动车辆以时速0~180km/h行驶。
轮毂轴承部11设为旋转内圈/固定外圈,具有与车轮轮子W结合的作为动圈(轮毂圈)的内圈12、同轴地配置在内圈12的外径侧的作为静圈的外圈13、以及配置于内圈12与外圈13之间的环状空间内的多个滚动体14。内圈12的旋转中心与通过轮毂轴承部11的中心的轴线O一致。
外圈13贯通主体壳体39的正面部分39f,并连结固定于该正面部分39f。正面部分39f是主体壳体39中的将减速部31的轴线O方向的一端覆盖的壳体壁部。例如,在外圈13的外周面上,在周向上不同的位置处竖立设置有向外径方向突出的多个外圈突出部,将螺栓从轴线O方向的一侧穿过在各外圈突出部设置的贯通孔。各螺栓的轴部与在主体壳体39的正面部分39f穿设的内螺纹孔螺合。
在外圈13连结固定有支架构件61。在外圈13的外周面上,在周向上不同的位置处设有向外径方向突出的多个外圈突出部13g。支架构件61位于外圈突出部13g的轴线O方向的另一侧,将螺栓62从轴线O方向的一侧穿过外圈突出部13g的贯通孔及支架构件61的内螺纹孔。支架构件61由从轴线O方向的另一侧穿过主体壳体39的螺栓63固定。
内圈12是比外圈13长的筒状体,并穿过外圈13的中心孔。在从外圈13向外部(外部侧)突出的内圈12的轴线O方向的一端部形成有结合部12f。结合部12f为凸缘,构成用于同轴地与制动盘BD及车轮结合的结合部。内圈12通过结合部12f与车轮轮子W结合,与车轮一体旋转。
在内圈12及外圈13之间的环状空间内配置有双列的滚动体14。内圈12的轴线O方向的中央部的外周面构成配置于第一列的多个滚动体14的内侧滚道面。内侧滚道圈12r嵌合于内圈12的轴线O方向的另一端部的外周。内侧滚道圈12r的外周面构成配置于第二列的多个滚动体14的内侧滚道面。外圈13的轴线O方向的一端部的内周面构成第一列的滚动体14的外侧滚道面。外圈13的轴线O方向的另一端部的内周面构成第二列的滚动体14的外侧滚道面。在内圈12及外圈13之间的环状空间内还夹设有密封件16。密封件16将环状空间的两端密封,阻止尘埃及杂质的侵入。将减速部31的输出轴38插入内圈12的轴线O方向的另一端的中心孔并进行花键嵌合。
电动机部21具有电动机旋转轴22、转子23及定子24,这些构件按顺序从电动机部21的轴线M向外径侧依次配置。电动机部21为内转子、外定子形式的径向间隙电动机,但也可以为其他的形式。例如虽然未图示但是电动机部21可以为轴向间隙电动机。
电动机部21收容于电动机壳体29。电动机壳体29将定子24的外周包围。电动机壳体29的轴线M方向的一端与主体壳体39的背面部分39b结合。电动机壳体29的轴线M方向的另一端由板状的电动机壳体罩29v密封。背面部分39b是主体壳体39中的将减速部31的轴线M方向(轴线O方向)的另一端覆盖的壳体壁部。
主体壳体39、电动机壳体29及电动机壳体罩(后罩)29v构成作为轮毂电动机驱动装置1的外廓的壳体10。
定子24包括圆筒形状的定子铁心25和卷绕于该定子铁心25的线圈26。定子铁心25通过将环状的钢板沿轴线M方向层叠而成。
电动机旋转轴22的两端部经由滚动轴承27、28旋转自如地支承于主体壳体39的背面部分39b、电动机壳体罩29v。成为电动机旋转轴22及转子23的旋转中心的轴线M与轮毂轴承部11的轴线O平行地延伸。即,电动机部21以从轮毂轴承部11的轴线O分离的方式偏置配置。例如图2所示,电动机部21的轴线M从轴线O向车辆前后方向偏置,具体而言配置在比轴线O靠车辆前方的位置。
减速部31具有:与电动机部21的电动机旋转轴22同轴地结合的输入轴32;同轴地设置在输入轴32的外周面上的输入齿轮33;多个中间齿轮34、36;与这些中间齿轮34、36的中心结合的中间轴35;与轮毂轴承部11的内圈12同轴地结合的输出轴38;以及同轴地设置在输出轴38的外周面上的输出齿轮37。减速部31的这多个齿轮及旋转轴收容于主体壳体39。主体壳体39构成减速部31的外廓,因此也称为减速部壳体。
输入齿轮33为外齿的斜齿轮。输入轴32为中空结构,将电动机旋转轴22的轴线方向的一端部插入输入轴32的中空部32h。由此,电动机旋转轴22与输入轴32花键嵌合(或锯齿嵌合)成无法相对旋转。输入轴32在输入齿轮33的两端侧经由滚动轴承32a、32b旋转自如地支承于主体壳体39的正面部分39f及背面部分39b。
成为减速部31的中间轴35的旋转中心的轴线N与轴线O平行地延伸。中间轴35的两端经由轴承35a、35b旋转自如地支承于主体壳体39的正面部分39f及背面部分39b。在中间轴35的中央部,与中间轴35的轴线N同轴地设有第一中间齿轮34及第二中间齿轮36。第一中间齿轮34及第二中间齿轮36为外齿的斜齿轮,第一中间齿轮34的直径大于第二中间齿轮36的直径。大径的第一中间齿轮34配置在比第二中间齿轮36靠轴线N方向的另一侧的位置,并与小径的输入齿轮33啮合。小径的第二中间齿轮36配置在比第一中间齿轮34靠轴线N方向的一侧的位置,并与大径的输出齿轮37啮合。
如图1所示,中间轴35的轴线N配置在比轴线O及轴线M靠上方的位置。而且,中间轴35的轴线N配置在比轴线O靠车辆前方且比轴线M靠车辆后方的位置。减速部31是具有沿车辆前后方向空出间隔地配置且相互平行地延伸的轴线O、N、M的三轴的平行轴齿轮减速器。
输出齿轮37为外齿的斜齿轮,同轴地设置于输出轴38的中央部。输出轴38沿轴线O延伸。输出轴38的轴线O方向的一端部插入内圈12的中心孔并嵌合成无法相对旋转。上述嵌合为花键嵌合或锯齿嵌合。输出轴38的轴线O方向的中央部(一端侧)经由滚动轴承38a旋转自如地支承于主体壳体39的正面部分39f。输出轴38的轴线O方向的另一端部(另一端侧)经由滚动轴承38b旋转自如地支承于主体壳体39的背面部分39b。
滚动轴承38a位于比输出齿轮37靠外部侧的位置,滚动轴承38b位于比输出齿轮37靠内部侧的位置。各滚动轴承38a、38b配置在输出轴38的外径面与形成于主体壳体39的圆筒面之间。具体而言,在主体壳体39的正面部分39f形成的圆筒面上固定滚动轴承38a的外圈,在主体壳体39的背面部分39b形成的圆筒面上固定滚动轴承38b的外圈。
减速部31通过小径的驱动齿轮与大径的从动齿轮的啮合、即输入齿轮33与第一中间齿轮34的啮合及第二中间齿轮36与输出齿轮37的啮合,将输入轴32的旋转减速之后向输出轴38传递。减速部31的从输入轴32至输出轴38的旋转要素构成将电动机部21的旋转向内圈12传递的驱动传递路径。输入轴32、中间轴35、输出轴38由上述的滚动轴承进行双支承。上述的滚动轴承32a、35a、38a、32b、35b、38b为径向轴承。
主体壳体39包括筒状部分和将该筒状部分的两端覆盖的板状的正面部分39f及背面部分39b。筒状部分以将相互平行地延伸的轴线O、N、M包围的方式覆盖减速部31的内部部件。板状的正面部分39f从轴线方向的一侧覆盖减速部31的内部部件。板状的背面部分39b从轴线方向的另一侧覆盖减速部31的内部部件。如图2所示,在主体壳体39的下部设有贮存润滑油的油罐40。
主体壳体39的背面部分39b与电动机壳体29结合,该背面部分39b还是将减速部31的内部空间与电动机部21的内部空间分隔的隔壁。电动机壳体29支承于主体壳体39,从主体壳体39向轴线方向的另一侧突出。
当从轮毂电动机驱动装置1的外部向电动机部21的定子24供给电力时,电动机部21的转子23旋转,从电动机旋转轴22向减速部31输出旋转。减速部31将从电动机部21向输入轴32输入的旋转减速之后从输出轴38向轮毂轴承部11输出。轮毂轴承部11的内圈12以与输出轴38相同的转速旋转,对安装固定于内圈12的未图示的车轮进行驱动。
<关于输出轴的旋转支承结构>
接下来,说明本实施方式的轮毂电动机驱动装置1的输出轴38的旋转支承结构。
如上所述,输出轴38由轴线方向位置不同的两个滚动轴承38a、38b进行双支承。由此,由于输出轴38被稳定地支承为旋转,因此即使与输出轴38结合的轮毂轴承部11的内圈12由于与转弯载荷相伴的外力而发生些许位移(变形),也能够极力抑制输出轴38的位移(倾斜)。
在此,在本实施方式中,如图3及图4所示,适用斜齿轮作为与输出轴38同轴地设置的输出齿轮37。图3示出从斜上方观察输出齿轮37的状态,图4示意性地示出输出齿轮37与中间齿轮36的啮合状态。
斜齿轮是齿向形成为螺旋线状的圆筒齿轮。因此,输出齿轮37具有螺旋角β及压力角α。需要说明的是,压力角α在齿面的一点(典型的是节点)处,相当于其半径线与齿形的切线所成的角度。这样,在输出齿轮37及中间齿轮36为斜齿轮的情况下,齿轮啮合部的齿接触变得良好,因此能够得到(理想性的)高的安静性。
另一方案,在车辆行驶时即车轮驱动时,在输出齿轮37的啮合部(与中间齿轮36啮合的啮合部)处会产生斜齿轮所特有的轴向载荷。因此,由于作用在输出齿轮37的啮合部上的轴向载荷的影响而可能会导致输出齿轮37倾斜。
关于该情况,参照图5~图8进行说明。图5是表示分别在正转驱动时、反转驱动时输出齿轮37及中间齿轮36的旋转方向的图。图6是概念性地表示在车轮驱动时在输出齿轮37产生的轴向载荷的图。图7是概念性地表示在车轮驱动时在输出齿轮37产生的径向载荷的图。图8是概念性地表示轴向载荷与径向载荷的合力的朝向的图。需要说明的是,图5及图7示出从外部侧观察齿轮36、37的状态,图6示出从上方观察图5所示的齿轮36、37的状态。图8将图1的纵向剖视图的一部分放大表示。
参照图6~图8,在输出齿轮37的啮合部71产生径向载荷Fr和轴向载荷Fa。因此,作用在输出齿轮37的啮合部71上的载荷表示为轴向载荷Fa与径向载荷Fr的合力R。合力R朝向的方向从输出齿轮37的啮合部71的轴线方向的一端至另一端为相同朝向。如图8所示,在通过轴线O及N且与轴线O及N平行的剖切面中,合力R的相对于径向的倾斜角度θ由轴向载荷Fa与径向载荷Fr之比来确定。
如图6所示,通过切线力Ft、输出齿轮37的螺旋角β来求出轴向载荷Fa。即,轴向载荷Fa由下式(1)表示。需要说明的是,在图6中,圆周方向载荷的朝向由箭头f表示。
Fa=Ft×tanβ…(1)
如图7所示,通过切线力Ft、输出齿轮37的压力角α求出径向载荷Fr。即,径向载荷Fr由下式(2)表示。需要说明的是,在图7中,输出齿轮37的齿面与中间齿轮36的齿面的共同法线由双点划线表示。
Fr=Ft×(tanα/cosβ)…(2)
因此,合力R相对于径向的倾斜角度(以下也称为“合力角度”)θ由下式(3)表示。
θ=atan{tanβ/(tanα/cosβ)}…(3)
在本实施方式中,输出齿轮37的压力角α为例如20度。在该情况下,如果输出齿轮37的螺旋角β为例如30度,则合力角度θ为56.3度。作为一例而将压力角α设为20度时的螺旋角α与合力角度θ的关系如图12的图表所示。
本实施方式的输出齿轮37的齿向的旋向为所谓的右旋方向,如图3所示,输出齿轮37的齿顶37a以内部侧(轴线方向的另一侧)比外部侧(轴线方向的一侧)成为车辆前方的方式倾斜。因此,在本实施方式中,在正转驱动时在输出齿轮37的啮合部产生的轴向载荷Fa的朝向如图6所示为外部侧。在该情况下,在正转驱动时,合力R沿着相对于径向而向外部侧倾斜了角度θ的量的方向作用于输出齿轮37的啮合部71。正转驱动时的切线力Ft的朝向为车辆前方侧。
需要说明的是,在反转驱动时,如图10及图11所示,切线力Ft的朝向成为反方向(车辆后方侧),因此在反转驱动时,在输出齿轮37的啮合部71产生的轴向载荷Fa的朝向为内部侧。
这样,在输出齿轮37为斜齿轮的情况下,如图8所示,合力R沿着相对于径向倾斜了角度θ的方向作用于与中间齿轮36啮合的啮合部71。由此,由于向输出齿轮37施加弯曲力矩,因此输出齿轮37可能会倾斜。
因此,在本实施方式中,通过调整将输出轴38支承为旋转自如的两个滚动轴承38a、38b中的至少一方的配置位置,来减少向输出齿轮37施加的弯曲力矩。
<关于滚动轴承的配置位置>
如上所述,在正转驱动时朝向外部侧的轴向载荷Fa作用于输出齿轮37的啮合部71。因此,在本实施方式中,调整的是位于比输出齿轮37靠外部侧的位置的滚动轴承38a的配置位置。
具体而言,在本实施方式中,滚动轴承38a配置在对作用于输出齿轮37的啮合部71上的合力R进行承受的范围内。由此,能够通过滚动轴承38a来支承包含轴向分量的载荷(合力R)。
滚动轴承承受(能承受)合力R的范围相当于从输出齿轮37的啮合部71的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷Fa与径向载荷Fr的合力R朝向的方向的区域。图9概念性地示出合力R朝向的方向的区域72。即,滚动轴承38a配置在从输出齿轮37的啮合部71的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷Fa与径向载荷Fr的合力R朝向的方向的区域72内。
区域72由从输出齿轮37的啮合部71的轴线O方向的一端71a相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的第一直线L1与从输出齿轮37的啮合部71的轴线O方向的另一端71b相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的第二直线L2夹持。在图9中,为了便于理解而对区域72标有点。
在本实施方式中,在该区域72内配置有滚动轴承38a的滚动体73。该区域72的轴线O方向宽度相当于输出齿轮37的齿宽。因此,在沿着输出齿轮37从中间齿轮36承受的载荷方向(合力R的方向)进行观察时,输出齿轮37的啮合部71与滚动轴承38a的滚动体73重叠。
在本实施方式中,例如图8所示,滚动轴承38a配置于在输出齿轮37的轴线O方向的一端面上竖立设置的环状凸部37b的外周面与在主体壳体39的正面部分39f形成的圆筒面之间。正面部分39f的圆筒面由在正面部分39f的内壁面上竖立设置的环状凸部39i的内周面构成。这样,滚动轴承38a只要配置成能够对输出轴38进行旋转支承即可,可以不是直接支承输出轴38的外周面的结构。需要说明的是,在该实施方式的情况下,可以在输出齿轮37的环状凸部37b的内径侧的空间中收容轮毂轴承部11的内圈12及外圈13的轴线O方向的另一端部。
图13示出比较例。在比较例中,在由第一直线L1与第二直线L2夹持的区域72中不包含外部侧的滚动轴承138a的滚动体173,在比区域72向内部侧偏移(偏置)的位置配置滚动体173。即,滚动轴承138a的滚动体173未配置在合力R朝向的方向的区域72内。滚动轴承138a配置于在输出齿轮37的轴线O方向的一端面上形成的环状凹部内。
图13所示的距离D是相互平行的第二直线L2与直线L3的最短距离,相当于从区域72的偏置量。直线L3是滚动体173的内部侧的切线,在第二直线位于直线L3的位置的情况下,滚动体173配置在合力R朝向的方向的区域72内。
相对于此,在本实施方式中,以在合力R朝向的方向的区域、即由第一直线L1与第二直线L2夹持的区域72内包含滚动轴承38a的滚动体73的方式,决定输出齿轮37的螺旋角β及压力角α、沿载荷方向(合力R的方向)观察的滚动体73相对于输出齿轮37的啮合面的相对位置。在该情况下,齿轮载荷(合力R)与轴承支承的偏置量(力臂长)相较于上述比较例而言缩短,因此能够减少在输出齿轮37产生的弯曲力矩。因此,根据本实施方式,能够抑制输出齿轮37的弹性变形。
如以上说明所述,在正转驱动时作用于输出齿轮37的啮合部71上的轴向载荷Fa与径向载荷Fr的合力R朝向的方向的区域72内配置外部侧的滚动轴承38a的滚动体73,由此能够抑制正转驱动时的输出齿轮37的倾斜。
正转驱动的使用频度远高于反转驱动,因此通过在正转驱动时抑制输出齿轮37的倾斜,能够抑制车辆行驶时的齿轮啮合部的振动,因此能够防止或抑制与振动相伴的噪音的产生。
另外,由于能抑制输出齿轮37的倾斜,因此能够有效地防止或抑制输出齿轮37的齿面的磨损。其结果是,能够提高输出齿轮37的齿面的耐久性。而且,能够抑制输出齿轮37的力矩载荷,因此也能够实现输出齿轮37的轻量化。
此外,输出轴38的旋转支承和输出齿轮37的倾斜抑制由共用的滚动轴承38a来实现,因此能够避免部件个数的增加及重量化。
需要说明的是,如图9所示,虽然优选成为滚动轴承38a的对象的滚动体73整体包含于合力R朝向的方向的区域72中,但是也可以如图9中的假想线所示的滚动体74、75那样,仅滚动体的一部分包含于合力R朝向的方向的区域72中。即,只要滚动轴承38a的滚动体的至少一部分配置在合力R朝向的方向的区域72内即可。
(变形例)
在上述实施方式中,输出齿轮37的齿向为右旋,但是输出齿轮的齿向也可以为左旋。即,输出齿轮的齿顶可以是以外部侧(轴线方向的一侧)比内部侧(轴线方向的另一侧)成为车辆前方的方式倾斜。在该情况下,在正转驱动时在输出齿轮的啮合部产生的轴向载荷的朝向成为内部侧,因此与上述实施方式相反,优选将内部侧的滚动轴承38b的滚动体的至少一部分配置在合力R朝向的方向的区域72内。
这样,在车轮驱动时(典型的是正转驱动时),将在输出齿轮的啮合部产生的轴向载荷的朝向设为“轴线方向的一侧”的情况下,只要将位于比输出齿轮靠轴线方向的一侧的位置的滚动轴承的滚动体的至少一部分配置在合力R朝向的方向的区域72内即可。
<关于减速部的详细的构成例>
以上说明那样的由三轴的平行轴式齿轮减速器构成的减速部的详细的构成例如图14、图15A~图15C及图16A~图16C所示。图14是与图1对应的图,是将本发明的实施方式的轮毂电动机驱动装置1A利用规定的平面剖切并展开表示的纵向剖视图。图15A~图15C是表示轮毂电动机驱动装置1A的减速部31A的内部结构的图,示意性地表示从外部侧观察的状态。图16A~图16C是表示轮毂电动机驱动装置1A的减速部31A的内部结构的图,示意性地表示从内部侧观察的状态。
需要说明的是,如这些图所示,壳体10通过将包含电动机壳体29的整体及主体壳体39的背面部分39b的第一外壳部10A与包含主体壳体39的正面部分39f的第二外壳部10B沿轴向结合而形成,主体壳体39的筒状部分39c在轴向上被分割成第一外壳部10A和第二外壳部10B。图15A~图15C示出从外部侧观察第一外壳部10A的状态,图16A~图15C示出从内部侧观察第二外壳部10B的状态。图15A及图16A是主视图,图15B及图16B是从车辆后方侧观察的立体图,图15C及图16C是从车辆前方侧观察的立体图。
图14所示的轮毂电动机驱动装置1A的基本结构自身与图1及图2所示的轮毂电动机驱动装置1同样。需要说明的是,如图28所示,在车轮轮子W的内空区域配置的轮毂电动机驱动装置1A经由悬架装置100而连结于车身(未图示)。悬架装置100例如为撑杆式悬架装置,包括沿车宽方向延伸的下臂101和配置在比下臂101靠上方的位置且沿上下方向延伸的减振器102。
轮毂电动机驱动装置1A的减速部31A也与上述同样地包括输入轴32、中间轴35、输出轴38、设置于输入轴32的输入齿轮33、设置于中间轴35的中间齿轮34、36、设置于输出轴38的输出齿轮37、对上述的轴32、35、38进行支承的滚动轴承32a、35a、38a、32b、35b、38b。在以下的说明中,将沿着轴线M、N、O的方向称为“轴向”。
参照图17~图27,具体说明与构成减速部31A的齿轮及齿轮轴相关的特征、与齿轮周边部件相关的特征、与齿轮的配置相关的特征以及与壳体10相关的特征。
图17~图24是示意性地表示通过减速部31A的齿轮33、34、36、37及齿轮轴32、35、38构成的齿轮组件的图。图17对应于图15A,是从外部侧观察齿轮组件的图。图18对应于图16A,是从内部侧观察齿轮组件的图。图19是从车辆后方观察齿轮组件的图,相当于从图18的XIX方向观察的图。图20是从车辆前方观察齿轮组件的图,相当于从图18的XX方向观察的图。图21是从车辆上方观察齿轮组件的图,相当于从图18的XXI方向观察的图。图22是从车辆下方观察齿轮组件的图,相当于从图18的XXII方向观察的图。图23对应于图15C,是从外部侧且车辆前方观察齿轮组件的立体图。图24对应于图16C,是从内部侧且车辆前方观察齿轮组件的立体图。
图25及图26是将减速部31A的一部分放大表示的展开剖视图,相当于图14的一部分。需要说明的是,图25是包含输入轴32及中间轴35的部分的放大图,图26是包含输出轴38的部分的放大图。图27是示意性地表示车辆静止时和加速时的油面的位置的图,(A)表示静止时的状态,(B)表示加速时的状态。
·与齿轮及齿轮轴相关的特征
在以下的(1)~(10)中,具体说明与齿轮33、34、36、37及齿轮轴32、35、38相关的特征。
(1)齿轮的旋向
轮毂电动机驱动装置1A搭载于车辆的左右两侧的车轮(左轮及右轮)。减速部31A包含的各齿轮的旋向优选在左轮和右轮为左右对称。由此,分别在左轮及右轮中,轴向载荷沿相同侧(外部侧或内部侧)作用于各齿轮的啮合部,因此成为左右对称的载荷条件。因此,能够使轮毂电动机驱动装置1A紧凑。
例如,在左轮的各齿轮的旋向是输入齿轮33为左旋、中间齿轮34为右旋、中间齿轮36为右旋且输出齿轮37为左旋的情况下,右轮的各齿轮的旋向是输入齿轮33为右旋、中间齿轮34为左旋、中间齿轮36为左旋且输出齿轮37为右旋。
(2)齿轮的模数
参照图17,构成减速部31A的齿轮33、34、36、37的模数在第二级比第一级大。即,构成第二级的小径的中间齿轮36及大径的输出齿轮37的模数比构成第一级的输入齿轮33及大径的中间齿轮34的模数大。模数是齿轮的分度圆直径除以齿轮的个数所得的数值,大致表示齿的大小。
由于第二级比第一级的转矩大,因此需要提高构成第二级的齿轮36、37的强度。齿轮的强度(齿面、抗弯强度)由基准分度圆直径决定。为了提高强度而使齿轮为大径时,齿数增加而振动频率成为高频。因此,通过使第二级的齿轮36、37的模数比第一级的齿轮33、34大来减少齿数,由此能够使振动频率成为低频。由此,能够抑制刺耳的高频的振动。
例如,第二级的齿轮36、37的模数为第一级的齿轮33、34的模数的1.5倍以上且小于2.0倍。作为一例,将第一级的中间齿轮34的模数设定为1.75,将第二级的输出齿轮37的模数设定为2.73。
(3)各轴的齿轮的齿数
参照图15A及图16A,在构成减速部31A的各齿轮轴中,对齿轮轴的两端进行支承的滚动轴承的钢珠数比与齿轮轴同轴设置的齿轮的齿数少。具体而言,就作为第一轴的输入轴32而言,外部侧的滚动轴承32a的滚动体的个数(例如9个)及内部侧的滚动轴承32b的滚动体的个数(例如9个)比输入齿轮33的齿数(例如17个)少。就作为第二轴的中间轴35而言,外部侧的滚动轴承35a的滚动体的个数(例如8个)及内部侧的滚动轴承35b的滚动体的个数(例如18个)比小径的中间齿轮36的齿数(例如19个)及大径的中间齿轮34的齿数(例如76个)中的任一者少。
就作为第三轴的输出轴38而言,外部侧的滚动轴承38a的滚动体的个数(例如26个)及内部侧的滚动轴承38b的滚动体的个数(例如7个)比输出齿轮37的齿数(例如47个)少。
这样,按齿轮轴地使支承轴承的钢珠数比齿轮的齿数少,使受迫振动分量的次数分离,由此能够减少驱动时的振动。
(4)第一轴的齿轮的齿顶圆直径
与输入轴32同轴设置的输入齿轮33的齿顶圆直径比输入轴32的支承轴承32a、32b的外圈内径小。在本实施方式中,滚动轴承32a、32b为相同的结构及大小。
具体而言,参照图25,输入齿轮33的齿顶圆直径(最大外径)D1比滚动轴承32a、32b的外圈的(最小)内径尺寸D2小。即,滚动轴承32a、32b的外圈整体位于比输入齿轮33的齿顶靠径向外侧的位置。因此,如图15A所示,从外部侧观察减速部31A的情况下,输入齿轮33成为被滚动轴承32a遮挡的状态。同样,如图16A所示,在从内部侧观察减速部31A的情况下,输入齿轮33也成为被滚动轴承32b遮挡的状态。
通过这样减小输入齿轮33的齿顶圆直径,由此容易向滚动轴承32a、32b的滚动体供给润滑油,因此能够防止滚动轴承32a、32b的润滑不良。
(5)第一轴的花键嵌合部
参照图25,输入轴32与电动机旋转轴22花键嵌合的部分即花键嵌合部81的轴向位置与输入齿轮33的齿的轴向位置重叠。具体而言,花键嵌合部81的轴向位置与输入齿轮33的齿的轴向位置大体一致,输入轴32与电动机旋转轴22的突出部22e在输入齿轮33的齿宽D3的范围内嵌合。
在减速部31A中,输入齿轮33的齿宽D3比图1所示的形态大,与输入轴32的滚动轴承32a、32b之间的距离(轴向间隔)大致相等(比之稍小)。在该情况下,电动机旋转轴22的突出部22e的前端位置位于输入齿轮33与外部侧的滚动轴承32a的交界位置附近。
由此,花键嵌合部81的载荷点在轴向上成为两轴承32a、32b的中央位置L14附近,因此输入轴32难以倾斜。通过减小输入轴32的倾斜而使输入齿轮33的未对准减少,因此能够减少驱动时的振动。
(6)第二轴的中空结构
参照图25,中间轴35为中空结构。即,中间轴35具有沿轴向贯通的中空孔86。由此,能够使中空孔86成为润滑油的通路。具体而言,能够使润滑油通过中空孔86从内部侧向外部侧流动。因此,能够对接近制动盘的容易成为高温的外部侧的滚动轴承35a进行冷却。
(7)第二轴的减重部结构
参照图25,在中间轴35的内部侧端面设置凹部(减重部)87。如图18及图24所示,从内部侧观察时,凹部87绕着中空孔86以轴线N为中心形成为圆环状。凹部87以随着接近中心(轴线N侧)而从壳体10的背面部分39b分离的方式设为锥形状。
由此,与未设置凹部87的方式相比,能够实现中间轴35的轻量化。其结果是,能够实现轮毂电动机驱动装置1A的轻量化,因此能够减少簧下重量,防止乘坐舒适度的恶化。
另外,通过将凹部87设为锥形状,能够有效地回收润滑油。回收的润滑油通过中空孔86被导向外部侧的滚动轴承35a。
(8)第二轴与两个中间齿轮的连结结构
大径的中间齿轮34和小径的中间齿轮36同轴地连结于中间轴35。如图25所示,大径的中间齿轮34与中间轴35一体形成,相对于此,小径的中间齿轮36与中间轴35为分体且被花键嵌合(压入)于中间轴35。
这样,通过使中间齿轮34、36中的一方花键嵌合于中间轴35,由此能够独立地加工中间齿轮34、36,因此中间齿轮34、36的加工变得容易。因此,能够降低轮毂电动机驱动装置1A的制造成本。
(9)第三轴(齿轮)的减重部结构
参照图26,在与输出轴38一体形成的输出齿轮37的内部侧端面上设置凹部(减重部)88。如图18及图24所示,从内部侧观察时,凹部89绕着输出轴38以轴线O为中心形成为圆环状。
由此,在凹部88的位置处,输出齿轮37与其他部件(中间齿轮34及壳体10)的空间变宽。因此,润滑油容易进入凹部88,因此即使是为了减速部31A的轴向尺寸缩短而堵塞部件间的间隙,也能够确保润滑性能。
另外,与未设置凹部88的方式相比,能够实现输出齿轮37的轻量化。其结果是,能够实现轮毂电动机驱动装置1A的轻量化,因此能够减少簧下重量,防止乘坐舒适度的恶化。
(10)第三轴与泵轴的一体结构
参照图26,在输出轴38的内部侧端部安装油泵42。即,安装油泵42的泵轴43与输出轴38一体成型。泵轴43位于比内部侧的滚动轴承38b更靠内部侧的位置。这样,通过将泵轴43与输出轴38设为一体,由此能够削减部件个数,因此能够降低轮毂电动机驱动装置1A的制造成本。
另外,通过将泵轴43与输出轴38一体成型,由此在加工时,两轴的同轴度容易实现,因此能够减少油泵42的旋转损失而提高泵效率。由此,能够确保油泵42的喷出量,因此能够使油泵42紧凑。
需要说明的是,油泵42是例如具有外转子及内转子的次摆线泵。参照图15A~图15C,油泵42经由吸入油路41从油罐40吸入润滑油,并将吸入的润滑油向喷出油路(未图示)喷出。喷出油路包括形成在电动机壳体罩29v的壁厚内的上升油路(未图示)。需要说明的是,电动机壳体罩29v位于第一外壳部10A的内部侧,构成与第一外壳部10A在轴向上连结的第三外壳部。
上升油路沿上下方向延伸,且在上端与供油管44的一端连接。供油管44在壳体10的上部贯通背面部分39b且沿轴向延伸。即,供油管44具有配置在电动机室20内的部分和配置在减速室30内的部分,供油管44的另一端配置在减速室30内。需要说明的是,电动机室20是电动机壳体29内的空间,位于比背面部分39b靠内部侧的位置。减速室30是主体壳体39内的空间,位于比背面部分39b靠外部侧的位置。
在供油管44的电动机室20侧及减速室30侧这两方设有用于喷出润滑油的贯通孔(以下称为“油孔”)。由此,在供油管44中流动的润滑油在各室内从油孔沿径向喷出。需要说明的是,供油管44可以由一根管状构件构成,也可以由多根管状构件构成。
·与齿轮周边部件相关的特征
在以下的(11)~(14)中,具体说明与齿轮33、34、36、37的周边部件相关的特征。
(11)供油构件
参照图25,在输入轴32的外部侧设置供油构件65。供油构件65由以轴线M为中心形成为圆环状的盘状构件构成。供油构件65包括:与输入轴32的外部侧端面相面对且沿径向延伸的圆环状的底面部65a;从底面部65a的内径端缘朝向电动机旋转轴22侧(内部侧)而沿轴向延伸的内侧圆筒部65b;以及从底面部65a的外径端缘朝向滚动轴承32a侧(内部侧)而沿轴向延伸的外侧圆筒部65c。
内侧圆筒部65b配置在比输入轴32与电动机旋转轴22的嵌合位置(花键嵌合部81)靠内径侧的位置。外侧圆筒部65c配置在比滚动轴承32a的内圈靠外径侧的位置。内侧圆筒部65b比外侧圆筒部65c在轴向上长,内侧圆筒部65b的内部侧端部位于输入轴32的中空孔32h内。外侧圆筒部65c与滚动轴承32a的外圈之间具有间隙地配置。
供油构件65嵌入于在主体壳体39(第二外壳部10B)的正面部分39f的内侧端面上形成的凹部。这样,通过在输入轴32的外部侧设置供油构件65,由此能够有效地对接受制动盘的热量而容易成为高温的外部侧的滚动轴承32a进行冷却。而且,由于能够向花键嵌合部81供给润滑油,因此能够减少输入轴32及电动机旋转轴22的花键部的磨损。
(12)供油管
在输入轴32的上方配设有滴下润滑油的供油管44。参照图15A~图15C,在减速室30中,供油管44配置在比大径的中间齿轮34靠车辆前方且比输入齿轮33靠上方的位置。由此,经由供油管44从上方(从外径侧)向输入齿轮33供给润滑油,因此能够防止进行高速旋转的输入齿轮33的齿面的烧结。因此,能够防止减速部31A的故障。
(13)O形环
参照图26,在输出轴38的花键部82的跟前(内部侧)设置O形环66。花键部82设置于输出轴38的外部侧端部的外周面,具有与轮毂轴承部11的内圈12(动圈)嵌合的花键槽。
输出轴38与内圈12为松嵌合,在花键嵌合部83封入有润滑脂。O形环66配置在比输出轴38与内圈12的花键嵌合部83靠内部侧的位置,将输出轴38与内圈12的环状间隙密封,由此能够使润滑脂留在花键嵌合部83。即,能够防止润滑脂从花键嵌合部83向减速室30流出。因此,能够防止输出轴38的花键部82及内圈12的花键部的磨损。
(14)间隔件
在各齿轮轴的内部侧设有间隔件。具体而言,参照图25及图26,在输入轴32的内部侧设有间隔件67。在中间轴35的内部侧设有间隔件68。在输出轴38的内部侧设有间隔件69。间隔件67~69通过以各轴线为中心沿径向延伸的环状的圆板构件形成。
间隔件67配置在对输入轴32的内部侧端部进行支承的滚动轴承32b的外圈与主体壳体39的背面部分39b之间。间隔件68配置在对中间轴35的内部侧端部进行支承的滚动轴承35b的外圈与主体壳体39的背面部分39b之间。间隔件69配置在对输出轴38的内部侧端部进行支承的滚动轴承38b的外圈与主体壳体39的背面部分39b之间。
即,间隔件67~69以与滚动轴承32b、35b、38b的外圈的内部侧端面分别接触的方式设置在滚动轴承32b、35b、38b的外圈与形成于背面部分39b的轴承嵌合部32c、35c、38c的外部侧端面之间。
由此,能够按齿轮轴地填埋部件之间的轴向间隙(防止松动),因此能够减少驱动时的振动。而且,通过调整间隔件67~69的厚度,能够吸收轴向间隙的差异。在该情况下,能够将减速部31A的结构部件所要求的精度设定得低,因此也能够降低减速部31A的制造成本。
另外,在轮毂电动机驱动装置1A组装时,在将第一外壳部10A的(与第二外壳部10B对合的)对合面91(图15A~图15C)朝上的状态下,从上方将减速部31A的部件组装到第一外壳部10A内。因此,能够从上方将间隔件67~69以放倒的状态插入于在第一外壳部10A的背面部分39b形成的轴承嵌合部32c、35c、38c,因此间隔件67~69难以偏离,组装性良好。
·与齿轮、齿轮轴及轴承的配置相关的特征
在以下的(15)~(18)中,具体说明与齿轮33、34、36、37、齿轮轴32、35、38以及对齿轮轴进行支承的滚动轴承的配置相关的特征。
(15)第一轴的外部侧轴承的位置
参照图25,输入轴32的外部侧的滚动轴承32a比其他的轴35、38的外部侧的滚动轴承35a、38a靠近内部。具体而言,输入轴32的滚动轴承32a的轴向位置L11比中间轴35的滚动轴承35a的轴向位置L12及输出轴38的滚动轴承38a的轴向位置L13靠内部侧。在图示的例子中,输入轴32的滚动轴承32a的轴向位置L11包含在中间齿轮36与输出齿轮37的啮合部的轴向范围内。
因此,输入轴32的滚动轴承32a、32b之间的轴向间隔比中间轴35的滚动轴承35a、35b之间的轴向间隔及输出轴38的滚动轴承38a、38b之间的轴向间隔小。由此,在输入轴32中,能够使通过内部侧的滚动轴承32b承受的载荷由外部侧的滚动轴承32a分担。因此,能够使内部侧的滚动轴承32b的尺寸(宽度尺寸)比较小。而且,其结果是,能够抑制与输入轴32嵌合的电动机旋转轴22的突出部22e的突出量。
此外,能够使输入轴32的滚动轴承32a比其他的外部侧的滚动轴承35a、38a从制动盘远离,因此能够使高速旋转的滚动轴承32a难以受到热量的影响。由此,能够防止滚动轴承32a的硬度下降引起的滚道面的剥离,因此能够防止在驱动时产生噪音或振动的情况。
(16)第一轴的上下方向位置
参照图15A,输入轴32位于比车轴靠上方的位置。即,输入轴32的轴线M位于比输出轴38的轴线O靠上方的位置。在图15A中,轴线O的上下方向位置(高度)由单点划线L21表示。
通过这样将输入轴32配置在比轴线O高的位置而使输入轴32从油罐40贮存的润滑油的油面远离,由此能够减少高速旋转的输入轴32的搅拌阻力。由此,能够提高轮毂电动机驱动装置1A的效率。
(17)第一轴的支承轴承和第二轴的大径齿轮
参照图14、图15A及图16A,输入轴32的外部侧的滚动轴承32a及内部侧的滚动轴承32b在沿轴向观察时与大径的中间齿轮34重叠。由此,能够使减速部31A的体型在径向上紧凑。其结果是,能够使轮毂电动机驱动装置1A紧凑。
(18)第三轴的内部侧轴承和第二轴的大径齿轮
参照图14及图16A,输出轴38的内部侧的滚动轴承38b在沿轴向观察时(从内部侧观察时)与大径的中间齿轮34重叠。由此,与(17)同样,能够使减速部31A及具备减速部31A的轮毂电动机驱动装置1A紧凑。
·与壳体相关的特征
在以下的(19)~(21)中,具体说明与收容减速部31A的壳体10(第一外壳部10A及第二外壳部10B)相关的特征。
(19)第二轴的内部侧的轴承嵌合部
参照图25,中间轴35的内部侧的滚动轴承35b的轴承嵌合部35c成为厚壁。即,构成轴承嵌合部35c的圆筒部的径向的厚度比较大。由此,能够提高轴承嵌合部35c的强度及刚性,因此能够抑制中间轴35的倾斜。因此,能够减少与中间轴35同轴地设置的中间齿轮34、36的未对准,抑制中间齿轮34、36各自的啮合部的振动。
(20)壳体的筒状部的形状
参照图15A及图16A,壳体10(主体壳体39)的筒状部(外廓部)中的位于车辆后方侧的壁部成为与大径的中间齿轮34及输出齿轮37的齿面(外周面)接近且沿着上述的齿轮34、38的共同切线的形状。
具体而言,如图15A所示,第一外壳部10A的筒状部的车辆后方侧的壁部84的形状成为沿着大径的中间齿轮34与输出齿轮37的共同切线L22的形状。同样,如图16A所示,第二外壳部10B的筒状部的车辆后方侧的壁部85的形状成为沿着大径的中间齿轮34与输出齿轮37的共同切线L23的形状。需要说明的是,只要至少第一外壳部10A的壁部84成为沿着共同切线L22的形状即可。即,至少第一外壳部10A的壁部84未成为沿着大径的中间齿轮34及输出齿轮37的外周面的弯曲形状。
由此,第一外壳部10A的壁部84成为润滑油的引导面,能够将由输出齿轮37溅起的润滑油顺着壁部84向中间齿轮34有效地供给。
(21)第一外壳部与第二外壳部的对合面
如图14所示,第一外壳部10A的筒状部与第二外壳部10B的筒状部在各自的对合面91、92处沿轴向对接,并通过螺栓64相互固定。第一外壳部10A的对合面91相当于筒状部的外部侧端面,第二外壳部10B的对合面92相当于筒状部的内部侧端面。
第一外壳部10A与第二外壳部10B的对合面91、92的位置L10是大径的中间齿轮34与小径的中间齿轮36的交界位置附近。例如,大径的中间齿轮34的整体位于比对合面的位置L10靠内部侧的位置。与小径的中间齿轮36啮合的大径的输出齿轮37的整体位于比对合面的位置L10靠外部侧的位置。
由此,能够使第一外壳部10A的筒状部的径向的大小与大径的中间齿轮34的外径一致,能够使第二外壳部10B的筒状部的径向的大小与大径的输出齿轮37的外径一致。因此,能够使各外壳部10A、10B的外廓形状紧凑。而且,其结果是,减速部31A的内部部件与各外壳部10A、10B的壁部(内壁面)接近,因此内部部件的润滑性能提高。
(22)油罐
如图15A及图16A等所示,在主体壳体39(第一外壳部10A及第二外壳部10B)的下部形成的油罐40配置在比车轴(轴线O)靠车辆前方的位置。油罐40由比输出齿轮37的下端位置向下方突出的突出部分构成,位于输入轴32的下方。
关于油罐40中贮存的润滑油的油面的位置,参照图27进行说明。图27的(A)是示意性地表示车辆静止时的油面的位置的图,图27(B)是示意性地表示车辆加速时的油面的位置的图。车辆静止时的油面的位置由单点划线L31表示,车辆加速时的油面的位置由单点划线L32表示。图27的(A)、(B)是相当于图15A的图。
如图27的(A)所示,车辆静止时的油面的位置位于比输出齿轮37的下端位置靠下方的位置。相对于此,如图27(B)所示,在车辆加速时,轮毂电动机驱动装置1A向车辆后方侧倾斜,因此油面向后方倾斜。更具体而言,在静止时通过轴线O的铅垂线LO比在加速时通过轴线O的铅垂线LO′向后方倾斜。因此,加速时的油面的位置与输出齿轮37的下端位置相比成为上方。即,除了加速时以外,输出齿轮37成为难以浸渍于润滑油的结构。
因此,能够仅在需要时(加速时)向输出齿轮37供给润滑油,因此能够减少输出齿轮37的旋转阻力。其结果是,能够提高减速部31A的效率。
(其他的变形例)
在上述实施方式中,轮毂轴承部11的动圈设为内圈,但是动圈也可以为外圈。
另外,在上述实施方式中,示出了减速部31为三轴的平行轴式齿轮减速器的例子,但是减速部可以为例如四轴的平行轴式齿轮减速器等其他种类的齿轮减速器。
应想到本次公开的实施方式在全部的点上为例示,本发明不限于此。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书示出,并包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
【符号说明】
1、1A轮毂电动机驱动装置,10壳体,11轮毂轴承部,12内圈,13外圈,14、73、74、173滚动体,21电动机部,22电动机旋转轴,23转子,24定子,25定子铁心,26线圈,27、28、32a、32b、35a、35b、38a、38b、138a滚动轴承,29电动机壳体,29v电动机壳体罩,31减速部,32输入轴,33输入齿轮,34、36中间齿轮,35中间轴,37输出齿轮,38输出轴,39主体壳体,M、N、O轴线,W车轮轮子。
Claims (6)
1.一种轮毂电动机驱动装置,其具备:
轮毂轴承部,其具有安装车轮的动圈;以及
减速部,其包括与所述轮毂轴承部的所述动圈结合的输出轴、与所述输出轴同轴地设置的作为斜齿轮的输出齿轮、与所述输出轴平行地设置的中间轴、与所述中间轴同轴地设置并与所述输出齿轮啮合的作为斜齿轮的中间齿轮、以及配置在比所述输出齿轮靠轴线方向的一侧的位置并将所述输出轴支承为旋转自如的滚动轴承,
在所述车轮驱动时在所述输出齿轮的啮合部产生的轴向载荷的朝向为轴线方向的一侧,
所述滚动轴承的滚动体的至少一部分配置在从所述输出齿轮的啮合部的轴线方向的一端至另一端地作用的轴向载荷与径向载荷的合力朝向的方向的区域内。
2.根据权利要求1所述的轮毂电动机驱动装置,其中,
所述输出齿轮具有螺旋角β及压力角α,
所述合力朝向的方向的区域是由第一直线与第二直线夹持的区域,所述第一直线是从所述输出齿轮的啮合部的轴线方向的一端相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的直线,所述第二直线是从所述输出齿轮的啮合部的轴线方向的另一端相对于径向以角度θ的倾斜角度延伸的直线,
角度θ=atan{tanβ/(tanα/cosβ)}。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂电动机驱动装置,其中,
所述轮毂电动机驱动装置还具备收容所述减速部的壳体,
所述滚动轴承配置在所述输出轴的外径面与形成于所述壳体的圆筒面之间。
4.根据权利要求3所述的轮毂电动机驱动装置,其中,
在所述输出齿轮的轴线方向的一端面设有环状凸部,
所述滚动轴承收容于所述环状凸部与所述壳体的所述圆筒面之间。
5.根据权利要求1所述的轮毂电动机驱动装置,其中,
所述减速部还包括配置在比所述输出齿轮靠轴线方向的另一侧并将所述输出轴支承为旋转自如的滚动轴承。
6.根据权利要求1所述的轮毂电动机驱动装置,其中,
所述轴线方向的一侧为车宽方向外侧。
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