JP2008006888A - ホイール駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機とホイールとの接合強度を向上でき、長期に渡って高信頼性を維持できるホイール駆動装置を提供することを目的とする。
【課題手段】減速機１０３が、ケース３２と、駆動モータ１０１の回転を受けて回転する第二太陽歯車２６と、第二太陽歯車２６の周囲に沿って間隙を介して配設された第二内歯車と２７、第二内歯車２７及び第二太陽歯車２６と噛合する第二遊星歯車２８と、第二遊星歯車２８を回動自在に支持するキャリア３０と、によって構成され、ケース３２に、キャリア３０が回転不能に固定されると共に第二内歯車２７が回動自在に支持され、第二内歯車２７がケース３２より軸方向に突出し、第二内歯車２７の外周にホイール１０４が一体に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動モータを駆動源としてホイールを回転させるホイール駆動装置に関する。

従来、車両を構成するホイールを回転させるために、駆動モータの回転を、減速機を介して減速すると共に回転トルクを高め、ホイールに伝達するホイール駆動装置が知られている。また、この際、減速機の出力側にホイールに向かって延出する出力軸を備え、この出力軸をホイールに接合しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５-２９１３１３号公報

そして、従来例のホイール駆動装置の構成によれば、ホイールに接合される出力軸の径がホイールの径に較べて小さいので、特殊な事情等によって許容値を超える応力が出力軸に加えられた場合、出力軸が破損し、ホイール駆動装置全体に多大な損傷が生じる虞があった。

そこで、本発明は、減速機を介して駆動モータの回転をホイールに伝達するホイール駆動装置において、減速機とホイールとの接合強度を向上でき、長期に渡って高信頼性を維持できるホイール駆動装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、駆動モータと減速機とを備え、該駆動モータの回転を減速して車両のホイールに伝達するホイール駆動装置であって、前記減速機が、ケースと、前記駆動モータの回転を受けて回転する太陽歯車と、前記太陽歯車の周囲に沿って間隙を介して配設された内歯車と、前記内歯車及び前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車を回動自在に支持するキャリアと、によって構成され、前記ケースに、前記キャリアが回転不能に固定されると共に前記内歯車が回動自在に支持され、前記内歯車が前記ケースより軸方向に突出し、該内歯車の外周に前記ホイールが一体に形成されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載のホイール駆動装置によれば、内歯車の外周にホイールが一体に形成されているので、出力軸を備えてこの出力軸をホイールに接合するよりも接合強度を向上でき、更には、当該ホイール駆動装置とは別にホイールを備える必要がなく、生産性を向上できる。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のホイール駆動装置において、前記駆動モータが、ステータの外周にロータが構成されたアウターロータ型の駆動モータであって、前記ロータの一端側に、前記減速機側に向かって延出する筒状部が形成され、前記筒状部に前記太陽歯車の軸部が挿通されて固定されている、ことを特徴とする。

請求項２に記載のホイール駆動装置によれば、駆動モータがアウターロータ型であるのでインナーロータ型に較べて大きな出力トルクを得ることができると共に、ロータの筒状部に太陽歯車の軸部を挿通して固定しているので、筒状部を介して太陽歯車の軸部を補強でき、且つ、動力伝達の精度及び効率を優れたものにすることができる。

また、請求項１又は請求項２に記載のホイール駆動装置は、請求項３に記載の発明のように、前記ホイールが、前記内歯車の外周に沿って形成された第一層部材と、前記第一層部材よりも弾性を有し、前記第一層部材の外周を覆う第二層部材と、によって構成されていることにより、ホイールに要求される弾性を維持しつつ、ホイールが路面を走行する際の耐久性を満足できる。

また、請求項１乃至請求項３の何れか記載のホイール駆動装置は、請求項４に記載の発明のように、前記内歯車には、前記太陽歯車とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁を有するように、有底筒状に形成されていることにより、内歯車の耐久性が向上し、延いては、ホイールの耐久性を向上でき、さらには、内歯車の軸方向外方から水滴が浸入することがないように、防水性を発現できる。

本発明のホイール駆動装置は、内歯車の外周にホイールが一体に形成されているので、出力軸を介してホイールに接合するよりも接合強度を向上でき、更には、当該ホイール駆動装置とは別にホイールを備える必要がなく、生産性を向上できる。

また、本発明のホイール駆動装置は、駆動モータがアウターロータ型であるのでインナーロータ型に較べて大きな出力トルクを得ることができると共に、ロータの筒状部に太陽歯車の軸部を挿通して固定しているので、筒状部を介して太陽歯車の軸部を補強でき、且つ、動力伝達の精度及び効率を優れたものにすることができる。

また、本発明のホイール駆動装置は、ホイールが、内歯車の外周に沿って連結する第一層部材と、第一層部材の外周を覆い、第一層部材よりも弾性を有する第二層部材と、によって構成されているので、第一層部材を介して内歯車の外周にホイールを強固に構成できると共にホイールに要求される弾性を維持でき、ホイールが路面を走行する際の耐久性を満足できる。

また、本発明のホイール駆動装置は、内歯車が、前記太陽歯車とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁を有するように、有底筒状に形成されていることにより、内歯車の耐久性が向上し、延いては、ホイールの耐久性を向上でき、さらには、内歯車の外方から水滴が浸入することないように、防水性を発現できる。

次に、本発明のホイール駆動装置の一実施例を図面にもとづいて説明する。図１は本実施例のホイール駆動装置１の構成を表す断面図である。

図１に表したように、ホイール駆動装置１は、駆動源となる駆動モータ１０１、駆動モータ１０１の回転を制動する電磁ブレーキ１０２、駆動モータ１０１の回転を減速してホイール１０４に伝達する減速機１０３、ホイール１０４等によって構成されている。

駆動モータ１０１は、図１に表したように、ステータ２と、ステータ２と同軸でその外側に配設されたロータ３とから構成されるアウターロータ型のＤＣブラシレス電気モータであって、回転軸４と、回転軸４と同軸状に接続され、その内周面に沿って複数の永久磁石６が並設されたロータ３と、ステータ２を支持すると共に回転軸４を回転自在に支持するハウジング７とを備えている。また、ステータ２は、その外周面からロータ３の内周面に向けて放射状に突出する複数の電機子コアに励磁コイル９が集中巻きされて構成されている。

また、駆動モータ１０１には、ステータ２の周囲に沿って、ロータ３の回転動作に伴ってロータ３の磁界の変化を検出し、ステータ２に対するロータ３の相対回転量を検出する速度検出器５が備えられている。そして、駆動モータ１０１は、励磁コイル９に通電することにより、ロータ３及び回転軸４を回転し、速度検出器５を介してロータ３の回転量を検出し、図示しない制御器によって回転速度や位置決めの制御を行うように構成されている。

ロータ３は、環状に打ち抜かれて両面が絶縁被覆された薄い電磁鋼板を軸方向に積層して形成された円筒状の界磁コアの内部に、複数の永久磁石６を備えて構成されている。永久磁石６は、フェライト系の異方性希土類磁石からなり、半径方向に（つまり、外周面側と内面周側とに）Ｓ極とＮ極とをもつ。そして、複数の永久磁石６は、夫々のＳ極とＮ極がロータ３の内周面側に交互に現れるように配設されている。

また、ロータ３には、一端に、減速機側に向かって延出する筒状部８が形成され、筒状部８に回転軸（第一太陽歯車２１の軸部である）４が挿通されて固定されている。また、回転軸４は、一端側が第一太陽歯車２１に固定され、他端側がベアリング１０を介してハウジング７に回動自在に支持されている。

次に、電磁ブレーキ１０２は、ハウジング７に固定されたヨーク（電磁石）１１と、ヨーク１１に収納された電磁コイル（図示せず）と、回転軸４に固定されたハブ１２と、ハブ１２に係合するディスクブレーキ１３と、ディスクブレーキ１３とヨーク１１との間に配設され、軸方向にスライド自在に支持されたアマチュア（制動板）１４と、サイドプレート１５、カバー１６とによって構成されている。また、カバー１６は、ハウジング７に固定されている。

電磁ブレーキ１０２は、アマチュア１４が、ヨーク１１に収納されたコイルスプリング（図示せず）によってディスクブレーキ１３に向かって付勢され、ヨーク１１及びサイドプレート１５が、ハウジング７に一体に固定されて、ヨーク１１内の電磁コイルがケーブルを介して図示されない制御機器に接続されている。

そして、電磁ブレーキ１０２は、ヨーク１１内の電磁コイルへの通電が遮断（ＯＦＦ）されている際に、コイルスプリングの付勢力によって、アマチュア１４がディスクブレーキ１３に摩擦係合してハブ１２を介して回転軸４の回転を制動し、一方、制御機器を介して電磁コイルに通電された際に、ヨーク１１に磁力が発現し、ヨーク１１がアマチュア１４を引き付けてディスクブレーキ１３から離間させ、回転軸４の回転の制動を解除するように構成されている。

次に、減速機１０３は、回転軸４と一体に形成され回転軸４と共に回動する第一太陽歯車２１、第一太陽歯車２１に空隙を介して同軸状に配設された第一内歯車２２、前記空隙に配設され第一太陽歯車２１及び第一内歯車２２に噛合する第一遊星歯車２３、第一連結ピン２４を介して第一遊星歯車２３を回転自在に支持すると共に第一太陽歯車２１と同軸状に回転自在に支持された第一回動体２５、第一回動体２５のボス部に一体に接合された第二太陽歯車２６、第二太陽歯車２６に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車２７、前記空隙に配設され第二太陽歯車２６及び第二内歯車２７に噛合する第ニ遊星歯車２８、第ニ連結ピン２９を介して第ニ遊星歯車２８を回転自在に支持するキャリア３０、潤滑剤をシールするためのシール部材３１、ケース３２等を備えている。

ケース３２、第一内歯車２２、キャリア３０等は、ボルト３９によって一体に固定されている。また、ケース３２には、当該ホイール駆動装置１を図示しない機器に取り付けるための取り付け孔３２ａが形成されている。

第一回動体２５は、開口部２５ａを備え、開口部２５ａの両壁に第一連結ピン２４の両端を支持すると共に、開口部２５ａを介してケース３２側に、軸方向に突出する筒状部２５ｂを備え、筒状部２５ｂの周囲にベアリング３４が装着され、ベアリング３４を介して、ケース３２に回動自在に支持されている。また、筒状部２５ｂの内周にベアリング３３を介してロータ３の筒状部８が回動自在に係合している。

第一連結ピン２４は、ベアリングを介して第一遊星歯車２３に回動自在に係合している。そして、第一遊星歯車２３は、その内周にベアリングが係合し、第一連結ピン２４を介して、第一回動体２５に回動自在に支持されている。

キャリア３０は、開口部３０ａを備え、開口部３０ａの両壁に第二連結ピン２９の両端を支持すると共に、開口部３０ａを介して回転軸４とは反対側に、軸方向に突出する筒状部３０ｂを備え、筒状部３０ｂの周囲にベアリング３５が装着され、ベアリング３５を介して第二内歯車２７を回動自在に支持している。

第二連結ピン２９は、ベアリングを介して第二遊星歯車２８に回動自在に係合している。そして、第二遊星歯車２８は、その内周にベアリングが係合し、第二連結ピン２９を介して、キャリア３０に回動自在に支持されている。

第二内歯車２７は、ベアリング３５、３６を介して、キャリア３０、第一内歯車２２、ケース３２等に回動自在に支持され、第二太陽歯車２６とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁２７ａを備えて有底筒状に形成されている。また、第二内歯車２７の第二太陽歯車２６側に位置する端部には、ベアリング３６を軸方向に係止する支持板３７がボルト３８を介して固定されている。

次に、ホイール１０４は、第二内歯車２７の外周に沿って形成された第一層部材４１と、第一層部材４１よりも弾性を有し、第一層部材４１の外周を覆う第二層部材４２とによって構成されている。

第一層部材４１は、端部が内径側に向かって屈曲するように形成され、ボルト４３を介して第二内歯車２７に固定されている。また、第一層部材４１は、圧縮強度や衝撃強度の優れた鋼材（例えば、クロムモリブテン鋼）によって形成されている。

第二層部材４２は、クロロプレンゴムから成り、第一層部材４１の外周に一体に成形されている。

次に、前述のように構成されたホイール駆動装置１は、駆動モータ１０１の回転駆動力が伝達されると以下のように動作する。

まず、回転軸４と一体に第一太陽歯車２１が回動し、第一遊星歯車２４が第一太陽歯車２１の周囲に沿って公転すると共に第一連結ピン２４を軸に自転する。そして、第一遊星歯車２４の公転に伴って第一回動体２５が回動する。

次いで、第一回動体２５と一体に第ニ太陽歯車２６が回動し、第ニ遊星歯車２８が第二連結ピン２９を軸に自転する。そして、第ニ遊星歯車２８の回動に伴って第二遊星歯車２８及びホイール１０４が回動する。

以下に、前記の構成を有する実施例のホイール駆動装置１の作用効果を記載する。

本実施例に記載のホイール駆動装置１の構成によれば、第二内歯車２７の外周にホイール１０４が一体に形成されているので、ホイール１０４の接合強度を向上でき、さらには、当該ホイール駆動装置１とは別にホイールを備える必要がなく、生産性を向上できる。

また、本実施例のホイール駆動装置１は、駆動モータ１０１がアウターロータ型であるのでインナーロータ型に較べて大きな出力トルクを得ることができると共に、ロータ３の筒状部８に第一太陽歯車２１の軸部となる回転軸４を挿通して固定しているので、筒状部８を介して第一太陽歯車２１の軸部を補強でき、且つ、動力伝達の精度及び効率を優れたものにすることができる。

また、本実施例のホイール駆動装置は、ホイール１０４が、第二内歯車２７の外周に沿って連結する第一層部材４１と、第一層部材４１の外周を覆い、第一層部材４１よりも弾性を有する第二層部材４２とによって構成されているので、第一層部材４１を介して第二内歯車２７の外周にホイール１０４を強固に構成できると共に、ホイール１０４に要求される弾性を維持しつつ、ホイール１０４が路面を走行する際の耐久性を満足できる。

また、本発明のホイール駆動装置１は、第二内歯車３０が、第二太陽歯車２６とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁３２ｂを有して有底筒状に形成されていることにより、第二内歯車３０の耐久性が向上し、延いては、ホイール１０４の耐久性を向上でき、さらには、第二内歯車３０の外方から水滴が浸入することないように、防水性を発現できる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、種各の態様を取ることができる。

本発明の一実施例の、ホイール駆動装置の構成を表す断面図である。

符号の説明

１…ホイール駆動装置、２…ステータ、３…ロータ、４…回転軸、５…速度検出器、６…永久磁石、７…ハウジング、８…筒状部、９…励磁コイル、１０，３３，３４，３５，３６…ベアリング、１１…ヨーク（電磁石）、１２…ハブ、１３…ディスクブレーキ、１４…アマチュア（制動板）、１５…サイドプレート、１６…カバー、２１…第一太陽歯車、２２…第一内歯車、２３…第一遊星歯車、２４…第一連結ピン、２５…第一回動体、２５ａ…開口部、２５ｂ…筒状部、２６…第二太陽歯車、２７…第二内歯車、２７ａ…底壁、２８…第ニ遊星歯車、２９…第ニ連結ピン、３０…キャリア、３０ａ…開口部、３０ｂ…筒状部、３１…シール部材、３２…ケース、３２ｂ…底壁、３７…支持板、３８，３９，４３…ボルト、４１…第一層部材、４２…第二層部材１０１…駆動モータ、１０２…電磁ブレーキ、１０３…減速機、１０４…ホイール。

Claims (4)

1. 駆動モータと減速機とを備え、該駆動モータの回転を減速して車両のホイールに伝達するホイール駆動装置であって、
   前記減速機が、
   ケースと、
   前記駆動モータの回転を受けて回転する太陽歯車と、
   前記太陽歯車の周囲に沿って間隙を介して配設された内歯車と、
   前記内歯車及び前記太陽歯車と噛合する遊星歯車と、
   前記遊星歯車を回動自在に支持するキャリアと、
   によって構成され、
   前記ケースに、前記キャリアが回転不能に固定されると共に前記内歯車が回動自在に支持され、
   前記内歯車が前記ケースより軸方向に突出し、該内歯車の外周に前記ホイールが一体に形成されている、
   ことを特徴とするホイール駆動装置。
2. 前記駆動モータが、ステータの外周にロータが構成されたアウターロータ型の駆動モータであって、
   前記ロータの一端側に、前記減速機側に向かって延出する筒状部が形成され、
   前記筒状部に前記太陽歯車の軸部が挿通されて固定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のホイール駆動装置。
3. 前記ホイールが、前記内歯車の外周に沿って形成された第一層部材と、前記第一層部材よりも弾性を有し、前記第一層部材の外周を覆う第二層部材と、
   によって構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホイール駆動装置。
4. 前記内歯車が、
   前記太陽歯車とは反対側に位置する軸方向の端部に底壁を有するように、有底筒状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載のホイール駆動装置。

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