JP2011252532A - 車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リングギヤが例えば楕円状に変形する振動モードが発生することで生じる放射音を効果的に抑制することができる車両の駆動装置を提供する
【解決手段】リングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生した際、リングギヤＲ１の外周歯７３において、補強部１２２と異なる部位が剛性が弱いため、振動モードの腹が発生することとなる。また、このリングギヤＲ１の補強部１２２と異なる部位は、有底円筒状ケース４４の内周歯７５に形成されている欠歯部１２４に嵌合されているため、前記振動モードの腹が欠歯部１２４で発生する。したがって、リングギヤＲ１の振動モードの腹が、有底円筒状ケース４４の欠歯部１２４で発生することから、その振動モードの腹が有底円筒状ケース４４の内周歯７５と接触しないため、その振動が有底円筒状ケース４４に伝達されることが抑制される。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両の駆動装置に係り、特に、駆動装置のケースに回転不能に嵌合されるリングギヤで発生する振動による放射音の抑制に関するものである。

ケース内部に単数また複数個の遊星歯車装置が内蔵されている車両の駆動装置がよく知られている。遊星歯車装置は、サンギヤと、サンギヤと同軸心上に配置されてピニオンギヤを介してサンギヤと噛み合うリングギヤと、ピニオンギヤを自転および公転可能に支持するキャリヤとを備えて構成されている。リングギヤは円環状に形成されており、その内周側にはピニオンギヤの外周歯と噛み合う内周歯が形成されている。また、前記リングギヤにおいて、リングギヤの外周側に外周歯が形成され、その外周歯がケースの内周側に形成されている内周歯と嵌合されることで、その回転が常時停止させられている構造を備えたものがある。

ところで、リングギヤは円環状に形成されているため、所定の共振周波数においてリングギヤが例えば楕円状に変形する振動モード（一次モードのたわみ振動）が発生する。ここで、リングギヤがケースに嵌合されている構造では、前記振動モードによる振動がケースに伝達されることによって、ケース外部に放射音（ギヤノイズ）が発生する。この振動モードで発生する放射音が音圧のピークとなり、特に、リングギヤが嵌合されるケースの剛性が低い場合、その放射音が顕著となる。これに対して、特許文献１に記載のリングギヤ３では、そのリングギヤ３の周方向に、第１肉厚部部３１および第１肉厚部３１よりも肉厚の大きい第２肉厚部３２をそれぞれ３箇所ずつ交互に形成することで、例えば楕円状に変形する振動モードの発生を抑制させている。

特開２００６−１４４９９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のリングギヤは、そのリングギヤの剛性によって、リングギヤが例えば楕円状に変形する振動モードの発生を抑制するものであるが、リングギヤの剛性をいくら高めても、その振動モードの発生を完全に抑制することは不可能であるため、その振動モードの発生による放射音を大幅に抑制することは困難であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、外周部に外周歯が形成されているリングギヤと、そのリングギヤの外周歯が嵌合される内周歯が形成されているケースとを、備える車両の駆動装置において、リングギヤが例えば楕円状に変形する振動モードが発生することで生じる放射音を効果的に抑制することができる車両の駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)遊星歯車装置を構成するリングギヤの外周部に形成されている外周歯が、非回転部材であるケース内に設けられた嵌合穴の内周部に形成されている内周歯と噛み合う状態で、そのリングギヤがその嵌合穴に相対回転不能に嵌め入れられている構造を有する車両の駆動装置であって、(b)前記リングギヤの前記外周歯には、そのリングギヤの剛性を局所的に増加させる補強部が形成されており、(c)前記ケースの嵌合穴には、前記内周歯の周方向の一部が欠歯されている欠歯部が形成されており、(d)前記リングギヤの外周歯に形成されている補強部が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯されていない部位に嵌合され、(e)そのリングギヤの外周歯においてその補強部と異なる部位が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯部に嵌合されることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両の駆動装置において、前記補強部は、周方向に隣り合う前記リングギヤの外周歯間を連結する板状のリブであり、且つ、そのリブはそのリングギヤの軸心方向において一方の端部に設けられていることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両の駆動装置において、前記駆動装置は、電動機を駆動源とする電気自動車に搭載されていることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項３の車両の駆動装置において、前記駆動装置は、前記電動機と、その電動機の回転を減速して出力する前記遊星歯車装置と、その遊星歯車装置の出力を左右の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを、同軸心上に備える一軸式構造であることを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１の車両の駆動装置において、前記リングギヤの内周歯は、ステップドピニオンの外周歯と噛み合うことを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両の駆動装置によれば、前記リングギヤの外周歯に形成されている補強部が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯されていない部位に嵌合され、リングギヤの外周歯において補強部と異なる部位が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯部に嵌合される。このようにリングギヤおよびケースが構成されると、例えばリングギヤが楕円状に変形する振動モードが発生した際、リングギヤの外周歯において、補強部と異なる部位の剛性が補強部よりも弱いため、振動モードの腹が補強部と異なる部位で発生することとなる。これに対して、リングギヤの前記補強部と異なる部位は、嵌合穴の内周歯に形成されている欠歯部に嵌合されているため、前記振動モードの腹が前記欠歯部で発生する。したがって、リングギヤの振動モードの腹が、嵌合穴の欠歯部で発生することから、その振動モードの腹がケースと接触しないため、その振動がケースに伝達されることが抑制されるに従い、ケース外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

また、請求項２にかかる発明の車両の駆動装置によれば、前記補強部は、周方向に隣り合う前記リングギヤの外周歯間を連結する板状のリブであり、且つ、そのリブはそのリングギヤの軸心方向において一方の端部に設けられている。このようにすれば、外周歯の軸心方向の一方の端部にリブが設けられても、外周歯の軸心方向の他方側には、リブが設けられていないため、外周歯の軸心方向の他方側を、嵌合穴に形成されている内周歯と嵌合させることができる。

また、請求項３にかかる発明の車両の駆動装置によれば、前記駆動装置は、電動機を駆動源とする電気自動車に搭載されるため、電気自動車において、ケースに嵌合されるリングギヤにおいて例えば楕円状に変形する振動モードが発生しても、その振動がケースに伝達されることが抑制されるに従い、ケース外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

また、請求項４にかかる発明の車両の駆動装置によれば、前記駆動装置は、前記駆動装置は、前記電動機と、その電動機の回転を減速して出力する前記遊星歯車装置と、その遊星歯車装置の出力を左右の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを、同軸心上に備える一軸式構造であるため、駆動装置が軸方向に長くなり、例えばケースにリングギヤが嵌合される位置が、剛性の比較的高いケースのフランジから離れた位置とされるなど、構造上、ケースの剛性が低い部位にリングギヤが嵌合されることがある。すなわち、ケースの振動が伝達されやすい部位にリングギヤが嵌合されることがある。これに対して、振動モードの腹が欠歯部で発生するように構成されるため、その振動のケースへの伝達が抑制されるに従い、放射音が大幅に抑制される。

また、請求項５にかかる発明の車両の駆動装置によれば、前記リングギヤの内周歯は、ステップドピニオンの外周歯と噛み合うため、ステップドピニオンが所定の回転速度で回転すると、リングギヤが例えば楕円状に変形する振動モードが発生するが、その振動がケースに伝達されることが抑制されるに従い、ケース外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

本発明の一実施例の車両の駆動装置を備える車両の駆動系の構成を概念的に示す図である。 図１に示す車両の後方から見た駆動系の構成を概念的に示す図である。 図１の車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図３の車両の駆動装置の一部を拡大して示す断面図である。 図４のリングギヤの構造を簡略的に示す図である。 図５に示すリングギヤの一部であって、補強リブが形成されている状態を示す部分拡大図である。 周方向に補強リブが形成された状態のリングギヤを図６の矢印Ａ方向からみた矢視図である。 図４の有底円筒状ケースを開口側から見た図である。 図７のリングギヤが図８の有底円筒状ケースに嵌合された状態を示す図である。 図７のリングギヤが楕円状に変形する振動モードによって変形される状態を示す図である。 周波数に対するケース外部で発生する放射音（音圧レベル）を検出した実験結果である。 比較対象となる欠歯部が形成されない有底円筒状ケースの構造を示す図であり、図８に対応するものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例の車両の駆動装置１０を備える車両１２の駆動系の構成を概念的に示す図である。また、図２は、車両１２の後方から見た駆動系の構成を概念的に示す図である。図１および図２において、車両１２は、その前側および後側にそれぞれ設けられた左右一対の前輪１４および後輪１６と、車両１２の前側において図２に示すように車体１８にマウント部材２０を介して固定され、左右一対のドライブシャフト（車軸）２２を介して一対の前輪１４を回転駆動する車両用駆動装置１０とを備えている。

上記車両用駆動装置１０は、車両１２の駆動源として機能して車両１２に横置きされる電動機２４を含む駆動部２６と、その駆動部２６の出力回転を減速しつつ左右一対のドライブシャフト２２へ分配する動力伝達装置として機能するトランスアクスル部２８とを備えている。上記電動機２４は、例えば、車体１８の上に配設されるインバータ３０から供給される駆動電流によって作動させられる。車両１２は、その前側に配設された電動機２４によって駆動輪としての前輪１４が回転駆動されるＦＦ（フロントモーター・フロントドライブ）式の電気自動車である。

図３は、図１の車両用駆動装置１０の構成を説明する骨子図である。図３において、車両用駆動装置１０は、３分割式のトランスアクスルケース３２内に収容され、且つ、共通の軸心Ｃ１上に配設された電動機２４、その電動機２４の回転を減速して出力する減速機３４、および減速機３４の出力を左右の前輪１４（駆動輪）へ伝達する差動歯車装置３６を備える一軸式構造を有している。前記駆動部２６は主に電動機２４を備えて構成され、前記トランスアクスル部２８は主に減速機３４および差動歯車装置３６を備えて構成される。

上記トランスアクスルケース３２は、主として電動機２４を収容する円筒状ケース３８と、主として減速機３４および差動歯車装置３６を収容し、開口面４０（図４参照）が円筒状ケース３８の一方の開口面４２（図４参照）と組み合わされて例えば図示しないボルトにより相互に締着された有底円筒状ケース４４と、円筒状ケース３８の他方の開口面と組み合わされて例えば図示しないボルトにより相互に締着された円板状のケースカバー４８とから成る。前記円筒状ケース３８の有底円筒状ケース４４の開口側と電動機２４との間には、その内周面から内周側に向けて一体に突設された円環板状の隔壁５０が形成されている。また、有底円筒状ケース４４の鉛直下部には、オイルパン５２が固定されている。このオイルパン５２は、トランスアクスルケース３２内を循環する潤滑油が有底円筒状ケース４４の下部に環流する際にその潤滑油を受けるための油受けとして機能する。また、有底円筒状ケース４４の開口面４０には、円環板状の支持壁５４が例えばボルト等により固定されている。上記円筒状ケース３８、有底円筒状ケース４４、ケースカバー４８、および支持壁５４は、例えば、アルミニウム合金のダイカスト製である。

電動機２４は、円筒状ケース３８に例えば図示しないボルトなどにより一体に固定されたステータ５８と、そのステータ５８の内周側に配設されたロータ６０と、図１に示される前記車両１２の右側に配設された一方のドライブシャフト２２の外周側に設けられてロータ６０が固定され、両端部が円筒状ケース３８の隔壁５０に嵌め着けられたモーターサイドベアリング６２および例えばケースカバー４８に設けられたベアリング６３によってそれぞれ回転可能に支持された円筒状の出力軸６４とを備えている。出力軸６４は、前記インバータ３０からステータ５８に供給される駆動電流に応じて回転駆動される。このように構成される電動機２４は、その後段に連結される減速機３４の入力軸６６に連結されてそれを回転駆動する。

図４は、図３の車両の駆動装置１０の一部を拡大して示す断面図である。図３および図４に示すように、減速機３４は、前記一方のドライブシャフト２２の外周側に設けられて電動機２４の出力軸６４に例えばスプライン嵌合により相対回転不能に連結された円筒状の入力軸６６と、その入力軸６６の電動機２４とは反対側すなわち差動歯車装置３６側の軸端部６８に例えばスプライン嵌合により相対回転不能に嵌合されたサンギヤＳ１と、小径部７０および大径部７２を有してその大径部７２がサンギヤＳ１に噛み合わされたステップドピニオンＰ１と、そのステップドピニオンＰ１をピニオンシャフト７４を介して自転可能に且つサンギヤＳ１まわりに公転可能に支持するキャリヤＣＡ１と、サンギヤＳ１と同心且つ有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９に相対回転不能に嵌め入れられて内周歯７１がステップドピニオンＰ１の小径部７０の外周歯７７に噛み合わされたリングギヤＲ１とを備える遊星歯車式の減速機である。なお、減速機３４が本発明の遊星歯車装置に対応する。

図５は前記リングギヤＲ１の構造を簡略的に示している。なお、図５のリングギヤＲ１においては、ステップドピニオンＰ１の小径部７０の外周歯７７と噛み合う内周歯７１が省略されている。図５に示すように、円環状に形成されているリングギヤの外周部には、周方向に沿って外周歯７３が形成されている。このリングギヤＲ１の外周歯７３が、図４に示す有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９の内周部に形成されている内周歯７５に嵌め入れられることによって、リングギヤＲ１の回転が阻止される。

図４に戻り、上記キャリヤＣＡ１は、非回転の支持壁５４の内周側に第１ベアリング７６を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持された円筒状の軸端部７８を有している。また、キャリヤＣＡ１は、減速機３４の後段に配設される差動歯車装置３６のデフケース８０に連結されており、減速機３４の出力部材として機能する。このように構成される減速機３４は、電動機２４から入力軸６６に入力された回転を減速して差動歯車装置３６に出力する。

上記入力軸６６は、軸端部７８により第１ベアリング７６と径方向において重なる第２ベアリング８２を介して内側に支持されてキャリヤＣＡ１に対して同心且つ相対回転可能に設けられている。また、入力軸６６は、軸心方向において第２ベアリング８２に所定間隔を隔てて外周側に突設された円板状のパーキングロックギヤ（ギヤ部）８４を備えている。また、入力軸６６は、パーキングロックギヤ８４の電動機２４側が隔壁５０に第３ベアリング８６を介して回転可能に支持されており、軸心方向においてパーキングロックギヤ８４の両側で第２ベアリング８２と第３ベアリング８６とを介して回転可能に支持されている。

図４に示すように、差動歯車装置３６は、２分割式のデフケース８０と、そのデフケース８０内の軸心Ｃ１上において相対向する一対のサイドギヤ９２と、それらサイドギヤ９２間において周方向の等間隔に配設されて一対のサイドギヤ９２にそれぞれ噛み合う３つのピニオン９４とを備えて構成され、軸心Ｃ１方向において入力軸６６の電動機２４とは反対側に隣接して設けられている。

上記デフケース８０は、軸心Ｃ１方向の電動機２４側に配設された円筒状の第１デフケース９６と、その第１デフケース９６の電動機２４とは反対側に配設され、第１デフケース９６と組み合わされて例えば図示しないボルトにより相互に締着された円筒状の第２デフケース９８から成り、軸心Ｃ１まわりに回転可能に設けられている。

第１デフケース９６は、前記キャリヤＣＡ１と一体に設けられており、このキャリヤＣＡ１および第１ベアリング７６を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。第１デフケース９６には、キャリヤＣＡ１を通じて減速機３４の出力回転が入力される。すなわち、第１デフケース９６は、差動歯車装置３６の入力部材でもある。また、第１デフケース９６には、オイルポンプ１００のピニオン１０２を回転駆動するための外周歯１１０が円周方向に連続的に形成されている。

第２デフケース９８は、有底円筒状ケース４４の円環板状の底壁１１２の内周側にデフサイドベアリング１１４を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。

前記一対のサイドギヤ９２のうち電動機２４側のサイドギヤ９２には、その内周側に前記一方のドライブシャフト２２の軸端部が例えばスプライン嵌合により相対回転不能に連結されている。また、前記一対のサイドギヤ９２のうち電動機２４とは反対側のサイドギヤ９２には、その内周側に他方のドライブシャフト２２の軸端部が例えばスプライン嵌合により相対回転不能に連結されている。上記一方のドライブシャフト２２は、例えば入力軸６６の内周面により軸心Ｃ１まわりの回転可能に支持されており、また、上記他方のドライブシャフト２２は、第２デフケース９８の内周面により軸心Ｃ１まわりの回転可能に支持されている。

このように構成される差動歯車装置３６は、減速機３４により回転駆動されることで軸心Ｃ１上に配設された一対のドライブシャフト２２にそれらの回転差を許容しつつ駆動力を伝達する。

上記のように構成される車両の駆動装置１０において、リングギヤＲ１は円環状に形成されているため、所定の周波数においてリングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モード（一次のたわみ振動モード、円環潰れ共振）が発生する。ここで、リングギヤＲ１は、有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９に嵌合されているため、リングギヤＲ１で発生する振動モードが有底円筒状ケース４４に伝達される結果、有底円筒状ケース４４の外部において放射音が発生する。この上記リングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生した際には、その放射音が最も大きくなる。

この放射音に対して、例えば有底円筒状ケース４４の剛性を増加させると、有底円筒状ケース４４外部への振動伝達がある程度抑制される。しかしながら、本実施例の車両の駆動装置１０では、搭載上の制限等により、図４に示すように、有底円筒状ケース４４の厚み（肉厚）は、比較的薄く、また、駆動装置１０は一軸式構造であることなどから軸心方向の長さが長くなり、比較的剛性の高いフランジ１０４から離れた剛性の低い部位にリングギヤＲ１が嵌合されているため、リングギヤＲ１からの振動が伝達されやすい構造となっている。具体的には、リングギヤＲ１の内周歯７１がステップドピニオンＰ１の小径部７０に形成されている外周歯７７と噛み合うが、この小径部７０が有底円筒状ケース４４の開口側から比較的離れた位置に配置されているため、それに応じてリングギヤＲ１が有底円筒状ケース４４のフランジ１０４から離れた位置に嵌合される。

これに対して、本実施例のリングギヤＲ１には、周方向に隣り合う外周歯７３間を相互に連結する板状の補強リブ１２０（本発明のリブに対応する）が設けられている。図６は、図５に示すリングギヤＲ１の一部であって、前記補強リブ１２０が設けられている状態を示す部分拡大図であり、図７は、補強リブ１２０が設けられた状態のリングギヤＲ１を図６の矢印Ａ方向からみた矢視図である。なお、図６においても、リングギヤＲ１の内周歯７１が省略されている。図６に示すように、周方向に隣り合うように形成されている外周歯７３間を連結するように、板状の補強リブ１２０が嵌め着けられている。

また、図６に示すように、補強リブ１２０は、リングギヤＲ１の軸心方向において一方側の端部にのみ設けられることで、有底円筒状ケース４４の内周歯７５への嵌合が可能となる。具体的には、リングギヤＲ１を有底円筒状ケース４４の内周歯７５に嵌合する際には、有底円筒状ケース４４の開口側からリングギヤＲ１が嵌め付けられるが、補強リブ１２０が形成されない他方側が嵌め付けられる。すなわち、補強リブ１２０が設けられる側が、軸心Ｃ１方向において有底円筒状ケース４４の開口側に位置されるように嵌め入れられることによって、補強リブ１２０が設けられてもリングギヤＲ１の嵌合が可能となる。

また、補強リブ１２０は、図７に示すように、リングギヤＲ１の周方向において複数枚（図７においては４枚）隣り合うように設けられており、この補強リブ１２０が設けられることで、外周歯７３の剛性が局所的に増加した補強部１２２が形成される。この補強部１２２は、図７に示すように、周方向に等角度間隔で４箇所設けられている。したがって、リングギヤＲ１では、剛性の高い部位（補強部１２２）と通常の剛性を有する部位（補強リブ１２０が形成されない部位、補強部１２２と異なる部位）とが交互に４箇所ずつ形成される。

図８は、有底円筒状ケース４４（本発明のケースに対応する）を開口側から見た図であり、特に、リングギヤＲ１が嵌め入れられる嵌合穴７９の内周部に形成されている内周歯７５の形状を説明するためのものである。図８に示すように、有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９の内周部には、内周歯７５が周方向に形成されている。ここで、嵌合穴７９内には、内周歯７５の周方向の一部が欠歯されている欠歯部１２４が周方向に等角度間隔に４箇所形成されている。この欠歯部１２４は、内周歯７５が欠歯されることで周方向に形成される隙間であり、欠歯部１２４に嵌合されるリングギヤＲ１の外周歯７３との間に所定の隙間が形成される。なお、欠歯部１２４の軸心方向の長さは、リングギヤＲ１の外周歯７３の軸心方向の長さと同じかそれよりも僅かに長い寸法に形成されている。

図９に、有底円筒状ケース４４にリングギヤＲ１が嵌合された状態を示す。図９に示すように、リングギヤＲ１の外周歯７３が、有底円筒状ケース４４の内周歯７５と嵌合される際には、リングギヤＲ１の補強部１２２が、有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９の内周歯７５において、欠歯されていない部位と嵌合され、且つ、リングギヤＲ１の外周歯７３において補強部１２２と異なる部位（通常の剛性を有する部位）が、嵌合穴７９の内周歯７５の欠歯部１２４と嵌合される。なお、補強部１２２は、前述したように、補強リブ１２０がリングギヤＲ１の軸心方向において一方側の端部にのみ設けられることで構成されるため、有底円筒状ケース４４の内周歯７５との嵌合が可能となる。

図９に示すように、リングギヤＲ１が有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９に嵌め入れられることで、有底円筒状ケース４４の外部に伝達される放射音が大幅に抑制される。以下、上記構成によって放射音が抑制される理由について説明する。車両の駆動装置１０において、電動機２４が所定の回転速度で回転すると、上述したリングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モード（一次の振動モード）が発生する。このとき、その振動モードは、図１０の破線または一点鎖線に示すように、外周歯７３の補強リブ１２０が形成されていない部位において振動モードの腹が発生する。なお、破線および一点鎖線で示す振動モードの形は、その振動モードをわかりやすく示したものであって、実際には、マイクロ単位の大きさで変形するものである。

上記は、リングギヤＲ１では、補強部１２２が設けられていることで、周方向に剛性差が与えられおり、剛性が相対的に低い補強リブ１２０が形成されない部位で変形しやすく構成されているためである。すなわち、リングギヤＲ１において補強部１２２では、剛性が高いために変形しにくくなっている。一方、補強リブ１２０が形成されない部位は、補強部１２２に比べて剛性が相対的に低いため、補強部１２２に比べて相対的に変形しやすくなっている。したがって、剛性が相対的に高い補強部１２２において振動モードの節が発生し、リングギヤＲ１において、楕円状に変形する振動が発生すると、剛性が補強部１２２よりも相対的に低い補強リブ１２０が形成されていない部位で振動モードの腹が発生する。

また、図１０に示すように、リングギヤＲ１において、補強部１２２および補強リブ１２０が形成されない部位が、等角度間隔でそれぞれ交互に４箇所ずつ形成されるため、例えば補強部１２２と周方向において対向する位置（対角の位置）には、同じ補強部１２２が形成されると共に、補強リブ１２０が形成されない部位と周方向において対向する位置には、同じ補強リブ１２０が形成されない部位が形成される。すなわち、リングギヤＲ１の剛性が増加された部位（補強部１２２）が９０度間隔で４箇所形成されると共に、その間に剛性が相対的に低い部位が９０度間隔で４箇所形成されている。これより、特にリングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生した場合には、周方向に対向する剛性が相対的に低い部位にそれぞれ振動モードの腹が発生しやすくなる。したがって、リングギヤＲ１において楕円状に変形する振動モードの腹が、剛性の低い部位（補強リブ１２０が形成されない部位）で安定的に発生する。

上記より、楕円状に変形する振動モードが発生すると、リングギヤＲ１の補強リブ１２０が形成されない部位に振動モードの腹が発生するが、リングギヤＲ１の補強リブ１２０が形成されない部位は、有底円筒状ケース４４の嵌合穴７９に形成されている欠歯部１２４に嵌合されているため、この振動モードの腹は、図９に示すように有底円筒状ケース４４の内周歯７５において欠歯部１２４の位置で発生することとなる。したがって、振動モードの腹が発生しても欠歯部１２４が形成されているため、その振動モードの腹が有底円筒状ケース４４と接触しない。これより、その振動が有底円筒状ケース４４に殆ど伝達されないため、有底円筒状ケース４４外部で発生する放射音が抑制される。すなわち、リングギヤＲ１の振動モードの腹を、内周歯７５の欠歯部１２４で安定的に発生させることで、振動モードが発生した際の有底円筒状ケース４４への伝達が抑制される。

図１１は、周波数に対するトランスアクスルケース３２外部で発生する放射音（音圧レベル）を検出した実験結果である。ここで、実線は、本発明に対応する上述した補強部１２２および欠歯部１２４が設けられる場合の実験結果を示しており、一点鎖線は、図１２に示すように、有底円筒状ケース４４の内周歯に欠歯部１２４が形成されない有底円筒状ケース４４ａに、補強リブ１２０が設けられていないリングギヤＲ１が嵌合された従来構造の実験結果を示している。なお、実験では、車両の駆動装置１０において走行領域に対応する周波数範囲でリングギヤＲ１を加振させ、その際の音圧レベル（ｄＢ）をトランスアクスルケース３２外部の所定の位置に配設された図示しないマイクロフォンによって検出した。

図１１に示すように、一点鎖線で示す従来の場合では、周波数が２６００Ｈｚあたりで音圧レベルが最大（ピーク）となっている。この周波数が、リングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードの共振周波数と対応している。これに対して、本発明が適用されると、実線に示すように、２６００Ｈｚで発生した音圧レベルのピークが低減される。上記は、リングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生しても、その振動モードの腹が有底円筒状ケース４４の欠歯部１２４で発生するため、その振動が有底円筒状ケース４４に伝達されるのが抑制されるためである。すなわち、有底円筒状ケース４４の欠歯部１２４の位置で、リングギヤＲ１の振動モードの腹が発生するように、リングギヤＲ１の欠歯部１２４と嵌合される部位の剛性を相対的に低くする（すなわち、リングギヤＲ１の欠歯部１２４と嵌合されない部位に補強部１２２を設ける）ことで、振動モードの腹が欠歯部１２４の位置で安定的に生じ、有底円筒状ケース４４に伝達される振動が抑制される。

なお、本実施例のリングギヤＲ１においては、外周歯７３間を連結するように補強リブ１２０を設けることによって補強部１２２が形成されているが、外周歯７３の剛性を局所的に高める構成であれば、補強リブ１２０に限定されない。例えば、外周歯の剛性を高くしたい部位のみ、径方向或いは軸心方向の肉厚を増加することで、補強部１２２を構成しても構わない。

上述のように、本実施例によれば、リングギヤＲ１の外周歯７３に形成されている補強部１２２が、嵌合穴７９の内周部に形成されている内周歯７５の欠歯されていない部位に嵌合され、リングギヤＲ１の外周歯７３において補強部１２２と異なる部位が、嵌合穴７９の内周歯７５の欠歯部１２４に嵌合される。このようにリングギヤＲ１および有底円筒状ケース４４が構成されると、例えばリングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生した際、リングギヤＲ１の外周歯７３において、補強部１２２と異なる部位が補強部１２２よりも剛性が弱いため、振動モードの腹が補強部１２２と異なる部位で発生することとなる。これに対して、このリングギヤＲ１の補強部１２２と異なる部位は、嵌合穴７９の内周歯７５に形成されている欠歯部１２４に嵌合されているため、前記振動モードの腹が欠歯部１２４で発生する。したがって、リングギヤＲ１の振動モードの腹が、有底円筒状ケース４４の欠歯部１２４で発生することから、その振動モードの腹が有底円筒状ケース４４と接触しないため、その振動が有底円筒状ケース４４に伝達されることが抑制されるに従い、有底円筒状ケース４４外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

また、本実施例によれば、補強部１２２は、周方向に隣り合うリングギヤＲ１の外周歯７３間を連結する板状の補強リブ１２０であり、且つ、その補強リブ１２０は、そのリングギヤＲ１の軸心方向において一方の端部に設けられる。これより、外周歯７３の軸心方向の一方の端部に補強リブ１２０が形成されていても、外周歯７３の軸心方向の他方側には、補強リブ１２０が設けられていないため、外周歯７３の軸心方向の他方側を、嵌合穴７９に形成されている内周歯７５と嵌合させることができる。

また、本実施例によれば、車両の駆動装置１０は、電動機２４を駆動源とする電気自動車に搭載されるため、電気自動車において、有底円筒状ケース４４に嵌合されるリングギヤＲ１において例えば楕円状に変形する振動モードが発生しても、その振動が有底円筒状ケース４４に伝達されることが抑制されるに従い、有底円筒状ケース４４外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

また、本実施例によれば、車両の駆動装置１０は、電動機２４と、その電動機２４の回転を減速して出力する減速装置３４と、その減速装置３４の出力を左右の前輪１４へ伝達する差動歯車装置３６とを、同軸心上に備える一軸式構造であるため、駆動装置１０が軸方向に長くなり、例えば有底円筒状ケース４４にリングギヤＲ１が嵌合される位置が、剛性の比較的高い有底円筒状ケース４４のフランジ１０４から離れた位置とされるなど、構造上、有底円筒状ケース４４の剛性が低い部位にリングギヤＲ１が嵌合されることがある。すなわち、有底円筒状ケース４４の振動が伝達されやすい部位にリングギヤＲ１が嵌合されることがある。これに対して、振動モードの腹が欠歯部１２４で発生するように構成されるため、その振動の有底円筒状ケース４４への伝達が抑制されるに従い、放射音が大幅に抑制される。

また、本実施例によれば、リングギヤＲ１の内周歯７１は、ステップドピニオンＰ１の外周歯７７と噛み合うため、ステップドピニオンＰ１が所定の回転速度で回転すると、リングギヤＲ１が例えば楕円状に変形する振動モードが発生するが、その振動が有底円筒状ケース４４に伝達されることが抑制されるに従い、有底円筒状ケース４４外部で発生する放射音が大幅に抑制される。

また、本実施例によれば、有底円筒状ケース４４の剛性が比較的低い部位にリングギヤＲ１が嵌合されても、上記構成より有底円筒状ケース４４に伝達される振動が大幅に抑制されて、放射音が抑制される。

また、本実施例によれば、リングギヤＲ１の補強部１２２は、周方向に等角度間隔で４箇所形成されているため、リングギヤＲ１が楕円状に変形する振動モードが発生した場合において、リングギヤＲ１の補強部１２２と異なる部位において、安定的に振動モードの腹を発生させることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、車両の駆動装置１０として、電動機２４によって駆動される電気自動車を一例に説明が為されているが、本発明は、電気自動車に限定されず、ハイブリッド車両や従来の自動変速機を備えた車両等においても適用することができる。すなわち、ケースにリングギヤが嵌合されるものであれば、車両の形式は特に限定されない。

また、前述の実施例では、電気自動車であって、特に一軸式構造の車両の駆動装置１０に本発明が適用されているが、本発明は必ずしも一軸式構造に限定されない。

また、前述の実施例では、リングギヤＲ１において、周方向に等角度間隔に４箇所の補強部１２２が設けられているが、必ずしも４箇所に限定されず、少なくとも一箇所形成されるものであっても構わない。例えば、車両が駆動される周波数範囲において、リングギヤＲ１が三角形状に変形される振動モードが存在し、且つ、その振動モードで発生する放射音が問題になる場合には、補強部１２２を周方向に等角度間隔に３箇所設けることで、三角形状に変形するリングギヤＲ１の振動モードの腹を、有底円筒状ケース４４の欠歯部の位置に安定的に発生させることができる。すなわち、リングギヤＲ１の発生する振動モードに応じて、振動モードの腹が安定的に欠歯部１２４で発生するように、リングギヤＲ１の補強部１２２および欠歯部１２４を設けることで、振動の有底円筒状ケース４４への伝達が抑制される。

また、前述の実施例では、リングギヤＲ１の補強部１２２として、隣り合う外周歯７３の隙間に板状の補強リブ１２０が形成されているが、補強部１２２は、必ずしも補強リブ１２０に限定されない。例えば、補強部１２２のみ径方向或いは軸心方向の厚みを増加させるなどして、外周歯７３の剛性を増加させても構わない。

また、前述の実施例では、リングギヤＲ１の内周歯７１にステップドピニオンＰ１の外周歯７７が噛み合わされているが、必ずしもステップドピニオンＰ１に限定されず、従来のピニオンギヤの外周歯が噛み合わされている構造であっても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両の駆動装置
１４：前輪（左右の駆動輪）
２４：電動機
３４：減速機（遊星歯車装置）
３６：差動歯車装置
４４：有底円筒状ケース（ケース）
７１：リングギヤの内周歯
７３：外周歯
７５：内周歯
７７：ステップドピニオンの外周歯
７９：嵌合穴
１２０：補強リブ（リブ）
１２２：補強部
１２４：欠歯部
Ｐ１：ステップドピニオン
Ｒ１：リングギヤ

Claims (5)

1. 遊星歯車装置を構成するリングギヤの外周部に形成されている外周歯が、非回転部材であるケース内に設けられた嵌合穴の内周部に形成されている内周歯と噛み合う状態で、該リングギヤが該嵌合穴に相対回転不能に嵌め入れられている構造を有する車両の駆動装置であって、
   前記リングギヤの前記外周歯には、該リングギヤの剛性を局所的に増加させる補強部が形成されており、
   前記ケースの嵌合穴には、前記内周歯の周方向の一部が欠歯されている欠歯部が形成されており、
   前記リングギヤの外周歯に形成されている補強部が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯されていない部位に嵌合され、
   該リングギヤの外周歯において該補強部と異なる部位が、前記嵌合穴の内周歯の欠歯部に嵌合されることを特徴とする車両の駆動装置。
2. 前記補強部は、周方向に隣り合う前記リングギヤの外周歯間を連結する板状のリブであり、且つ、該リブは該リングギヤの軸心方向において一方の端部に設けられていることを特徴とする請求項１の車両の駆動装置。
3. 前記駆動装置は、電動機を駆動源とする電気自動車に搭載されていることを特徴とする請求項１または２の車両の駆動装置。
4. 前記駆動装置は、前記電動機と、該電動機の回転を減速して出力する前記遊星歯車装置と、該遊星歯車装置の出力を左右の駆動輪へ伝達する差動歯車装置とを、同軸心上に備える一軸式構造であることを特徴とする請求項３の車両の駆動装置。
5. 前記リングギヤの内周歯は、ステップドピニオンの外周歯と噛み合うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１の車両の駆動装置。

Images