JP2011047501A - モータ付デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータのロータ軸に支持させたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置において、簡易にモータ単体で性能検査できること。
【解決手段】 モータ付デファレンシャル装置１であって、デファレンシャル装置３０をモータケース１１の一端側に着脱可能にし、ピニオンギヤシャフト２０を軸受ユニット２０Ａに回転可能に組込み、該軸受ユニット２０Ａをモータケース１１の一端側に着脱可能にするとともに、該軸受ユニット２０Ａから突出しているピニオンギヤシャフト２０の基端をロータ軸１５の中空部に挿入させてセレーション結合させてなるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両に搭載されるモータ付デファレンシャル装置に関する。

従来、特許文献１に記載の如くのモータ付デファレンシャル装置がある。この従来のモータ付デファレンシャル装置は、モータのロータ軸にカウンタドライブギヤを設け、カウンタドライブギヤに噛合うカウンタドリブンギヤをカウンタシャフトの一端に連結し、他端にドライブピニオンギヤを取付け、ドライブピニオンギヤに噛合うリングギヤを含むデファレンシャル装置を有する。これにより、モータの出力をカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤの噛合いによる減速平歯車列と、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いによる減速平歯車列で減速し、ひいてはデファレンシャル装置を介して例えば後輪車軸に伝達して後輪を駆動する。

特開2007-32797

特許文献１に記載のモータ付デファレンシャル装置では、モータの小容量化を図りながら、大きな車軸駆動トルクを確保可能にするため、モータの出力を高減速比で減速してデファレンシャル装置に伝える必要がある。このため、モータとデファレンシャル装置との間に、カウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤの噛合いによる減速平歯車列と、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いによる減速平歯車列とからなる２段の減速歯車列を介装しており、モータ付デファレンシャル装置の全体サイズが大型、大重量になる。

そこで、本出願人は、モータ付デファレンシャル装置の小型、軽量を図るため、モータのモータケースに枢支されるロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿入させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸から突出する先端にドライブピニオンギヤを設け、このドライブピニオンギヤにデファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるものを提案している。モータの出力をドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いからなる唯１段で高減速比をなす減速歯車列を減速してデファレンシャル装置に伝えることができる。

ところが、上述の本出願人が提案しているモータ付デファレンシャル装置では、モータ単体での性能検査ができない。このため、モータの出荷性能検査はモータ付デファレンシャル装置の組立状態でしか実施できない。モータの性能不良があったときには、モータ付デファレンシャル装置の組みばらし（分解）が複雑で非常に手間がかかる。

本発明の課題は、モータのロータ軸に支持させたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置において、簡易にモータ単体で性能検査できるようにすることにある。

請求項１の発明は、モータのモータケースに枢支されるロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿入させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸から突出する先端にドライブピニオンギヤを設け、このドライブピニオンギヤにデファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、デファレンシャル装置をモータケースの一端側に着脱可能にし、ピニオンギヤシャフトを軸受ユニットに回転可能に組込み、該軸受ユニットをモータケースの一端側に着脱可能にするとともに、該軸受ユニットから突出しているピニオンギヤシャフトの基端をロータ軸の中空部に挿入させてセレーション結合させてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記モータケースと軸受ユニットの合面の間に介装されるシムの厚みを選択することにより、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合い状態を調整するようにしたものである。

（請求項１）
(a)ピニオンギヤシャフトを組込んだ軸受ユニットをモータケースの一端側に着脱可能にするとともに、該軸受ユニットから突出しているピニオンギヤシャフトの基端をロータ軸の中空部に挿入させてセレーション結合させるものにした。従って、軸受ユニットを外したモータ単体で性能検査できる。また、性能検査後のモータケースに軸受ユニットを取付け、更にデファレンシャル装置を取付けることにより、モータ付デファレンシャル装置の組立てが簡易になった。

（請求項２）
(b)ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合い状態を再調整するためのシムの変更も、モータケースに着脱される軸受ユニットと、該モータケースの合面の間で簡易に行なうことができる。

図１はモータ付デファレンシャル装置を示す断面図である。 図２は図１の分解図である。 図３は軸受ユニットを示す断面図である。

図１に示すモータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０（モータケース１１）の一端側にデファレンシャル装置３０を着脱可能に一体化したものである。本実施例のモータ付デファレンシャル装置１は、例えば、前輪駆動系の駆動源としてエンジン、後輪駆動系の駆動源としてモータ１０を用いるハイブリッド自動車に適用される。即ち、モータ付デファレンシャル装置１は、車両に搭載され、車両のエンジンにより駆動される発電機又はバッテリからの給電によりモータ１０を回転駆動し、モータ１０の回転をデファレンシャル装置３０により減速し、デファレンシャル装置３０に接続されている左右の後輪車軸を駆動する。

モータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０のモータケース１１と、モータケース１１の一端側に設けられるデファレンシャル装置３０のデフキャリヤ３１と、モータケース１１の他端側を塞ぐようにモータケース１１にボルト接合されるモータカバー１２と、デフキャリヤ３１とともに後述するデフケース３５を囲み支持するようにデフキャリヤ３１にボルト接合されるデフカバー３２を有する。モータ１０の外郭をモータケース１１とモータカバー１２で形成し、デファレンシャル装置３０の外郭をデフキャリヤ３１とデフカバー３２で形成する。本実施例において、モータケース１１とデフキャリヤ３１は一体物にして形成される。但し、モータケース１１とデフキャリヤ３１は別体物とされ、互いにボルト接合されるものでも良い。

モータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０のモータケース１１に枢支されるロータ軸１５の中空部にピニオンギヤシャフト２０を挿入させて固定し、ピニオンギヤシャフト２０のロータ軸１５の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤ２１を設け、このドライブピニオンギヤ２１にデファレンシャル装置３０の後述するリングギヤ３６を噛合いさせるものである。

モータ１０は、モータケース１１の一端側から延在されてモータ１０の側とデファレンシャル装置３０の側を仕切る仕切壁１１Ａの中心筒状部１１Ｂと、モータカバー１２の中心孔部のそれぞれに設けた軸受１３、１４に中空のロータ軸１５を枢支し、ロータ軸１５の外周に複数の永久磁石からなるロータ１６を取着してある。モータ１０は、モータケース１１の内周に、ロータ１６の外周を取り囲むコアのスロットにコイル部が組付けられたステータ１７を固定してある。ロータ軸１５の回転からロータ１６の磁極位置を検出するためのレゾルバ１８がモータカバー１２に取着されている。これにより、モータ１０は、ブラシレスモータを構成する。但し、モータ１０はブラシモータ（ロータ１６にコイル部を組付け、ステータ１７を磁石からなるものとする）からなるものでも良い。

ピニオンギヤシャフト２０は、図２、図３に示す如く、軸受ユニット２０Ａに回転可能に組込まれている。このとき、軸受ユニット２０Ａに組込まれるピニオンギヤシャフト２０はストレート状シャフト部２１Ａの先端に膨出状ドライブピニオンギヤ２１を一体状にして備え、ストレート状シャフト部２１Ａの外周に軸受２２を挿着するとともに、ナット２３を螺着し、ナット２３により軸受２２の内輪２２Ａをドライブピニオンギヤ２１のギヤ外径に交差する端面に対して挟圧固定保持して構成される。軸受２２の外輪２２Ｂの先端側外周には取付フランジ２２Ｆが設けられる。軸受ユニット２０Ａの軸受２２の外輪２２Ｂをモータケース１１の一端側の仕切壁１１Ａの中心筒状部１１Ｂの内周にデファレンシャル装置３０に臨むこととなる側から着脱可能に嵌入し、軸受２２の取付フランジ２２Ｆを筒状部１１Ｂのデファレンシャル装置３０に臨むこととなる端面にボルト２４で締結する。軸受ユニット２０Ａは、軸受２２の外輪２２Ｂをモータケース１１の筒状部１１Ｂの内周に嵌入したとき、該軸受ユニット２０Ａから突出しているピニオンギヤシャフト２０の基端がロータ軸１５の中空部に挿入されてセレーション結合される。ナット２３はロータ軸１５の一端側の端面に設けてある段差孔に納められる。

尚、軸受２２は、本実施例では複列アンギュラころ（又は玉）軸受からなるものとされる。但し、軸受２２は２個以上のアンギュラころ（又は玉）軸受を組合せた組合せアンギュラころ（又は玉）軸受からなるものでも良い。

モータケース１１の筒状部１１Ｂのデファレンシャル装置３０に臨むこととなる端面と、軸受ユニット２０Ａの軸受２２の取付フランジ２２Ｆの合面の間にはシム２５が介装される。シム２５の厚みを選択することにより、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合い状態を調整する。

デファレンシャル装置３０は、デフキャリヤ３１とデフカバー３２の合面間の左右両側のそれぞれに設けた軸受３３、３４にデフケース３５を枢支する。デファレンシャル装置３０は、デフケース３５の外周にボルト３６Ａにより取着してあるリングギヤ３６を、モータ１０のロータ軸１５の中空部に固定してあるピニオンギヤシャフト２０のドライブピニオンギヤ２１に噛合いさせる。

尚、デフケース３５内には、左右の後輪車軸につながる左右一対のサイドギヤ４１Ａ、４１Ｂと、このサイドギヤ４１Ａ、４１Ｂと噛合う前後一対のデフピニオン４２Ａ、４２Ｂとが設けられている。サイドギヤ４１Ａ、４１Ｂはデフケース３５に枢支され、デフピニオン４２Ａ、４２Ｂはデフケース３５のピニオンシャフト孔３５Ａに嵌挿されたピニオンシャフト４３に枢支されている。４４はピニオンシャフト４３をデフケース３５に固定するための抜け止めピンである。

デファレンシャル装置３０において、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６はそれらの中心軸が食い違うハイポイドギヤからなるものとする。但し、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６はそれらの中心軸が交差するベベルギヤ、フェイスギヤ等の直交ギヤからなるものでも良い。

しかるに、モータ付デファレンシャル装置１にあっては、モータ１０のステータ１７がロータ軸１５の中心軸まわりに形成する内周凹部１７Ａに、ロータ軸１５の一端に前述の如くに設けられる軸受ユニット２０Ａのドライブピニオンギヤ２１を配置するとともに、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６との噛合い部Ｋを配置する。

本実施例では、モータケース１１の仕切壁１１Ａをモータ１０のステータ１７がロータ軸１５の中心軸まわりに形成する内周凹部１７Ａに沿って椀状形成し、この椀状仕切壁１１Ａの凹部１１Ｃに、ロータ軸１５の一端に前述の如くに設けられる軸受ユニット２０Ａのドライブピニオンギヤ２１を配置するとともに、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６との噛合い部Ｋを配置する。

従って、モータ付デファレンシャル装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)ピニオンギヤシャフト２０を組込んだ軸受ユニット２０Ａをモータケース１１の一端側に着脱可能にするとともに、該軸受ユニット２０Ａから突出しているピニオンギヤシャフト２０の基端をロータ軸１５の中空部に挿入させてセレーション結合させるものにした。従って、軸受ユニット２０Ａを外したモータ１０単体で性能検査できる。また、性能検査後のモータケース１１に軸受ユニット２０Ａを取付け、更にデファレンシャル装置３０を取付けることにより、モータ付デファレンシャル装置１の組立てが簡易になった。

(b)ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合い状態を再調整するためのシム２５の変更も、モータケース１１に着脱される軸受ユニット２０Ａと、該モータケース１１の合面の間で簡易に行なうことができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のモータ付デファレンシャル装置１は、自動車の前輪駆動系に適用され、左右の前輪車軸をデファレンシャル装置３０に接続するものでも良い。

本発明によれば、モータのロータ軸に支持させたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置において、簡易にモータ単体で性能検査できる。

１ モータ付デファレンシャル装置
１０ モータ
１１ モータケース
１５ ロータ軸
２０ ピニオンギヤシャフト
２０Ａ 軸受ユニット
２１ ドライブピニオンギヤ
２５ シム
３０ デファレンシャル装置
３６ リングギヤ

Claims (2)

1. モータのモータケースに枢支されるロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿入させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸から突出する先端にドライブピニオンギヤを設け、このドライブピニオンギヤにデファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、
   デファレンシャル装置をモータケースの一端側に着脱可能にし、
   ピニオンギヤシャフトを軸受ユニットに回転可能に組込み、該軸受ユニットをモータケースの一端側に着脱可能にするとともに、該軸受ユニットから突出しているピニオンギヤシャフトの基端をロータ軸の中空部に挿入させてセレーション結合させてなるモータ付デファレンシャル装置。
2. 前記モータケースと軸受ユニットの合面の間に介装されるシムの厚みを選択することにより、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合い状態を調整する請求項１に記載のモータ付デファレンシャル装置。

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