JP2013082368A - 車軸支持構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動源(電動モータ)により回転する駆動源出力軸35と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第1連結部61と、駆動源出力軸35と同軸に配置され、車輪と一体に回転する車軸(外輪回転部)51と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第2連結部62と、を有し、駆動源出力軸35から車軸51へと動力を伝達するフローティング軸60を備えている。
【選択図】図2
Description
前記駆動源出力軸は、駆動源より回転する回転軸である。
前記車軸は、駆動源出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転する回転軸である。
前記フローティング軸は、前記駆動源出力軸と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第1連結部と、前記車軸と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第2連結部と、を有し、駆動源出力軸から車軸へと動力を伝達する。
すなわち、フローティング軸を介して駆動源出力軸と車軸とを連結することで、駆動源出力軸とフローティング軸との間、及び、車軸とフローティング軸との間の2箇所で関節可能となる。
そのため、車軸が比較的大きな軸ズレを生じたり、軸心が平行に移動したりしても、軸方向及び軸直方向のズレは、第1連結部と第2連結部とにより吸収され、このズレが駆動源出力軸へと伝達されることはない。この結果、車軸の軸ブレが生じた場合に、この軸ブレが駆動源によって回転する駆動源出力軸に伝達することを防止できる。さらに、駆動源出力軸の上流側に接続した減速装置や駆動源の振れ回りを防止し、音振性能の悪化や耐久性の劣化を防止することができる。
図1は、実施例1の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図2は、図1に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
前記ロータ回転軸22aは、カバー12に貫通させて形成した開口12aの内側に嵌着された第1ロータ軸受23Aに一端が回転自在に支持され、他端が減速機30の後述するキャリア34の内側端に嵌着された第2ロータ軸受23Bに回転自在に支持される。そして、このロータ回転軸22aから径方向に突出したフランジ部22bの外周に積層鋼板22cが固設され、この積層鋼板22cの外周に図示しない永久磁石が埋設される。
なお、このロータ22は、積層鋼板22cの外周に埋設した永久磁石がステータ21の内周面と正対する軸線方向位置に配置され、この位置を保ってロータ回転軸22aが支持される。
また、出力軸部35の外周側には、ケース本体11の開口11aとの間を閉鎖する環状のオイルシール35aが設けられている。このオイルシール35aは、モータケース10内に収納され、電動モータ20の冷却や減速機30の潤滑に用いられるオイルが外部に流出することを防止する。
図3は、実施例1のフローティング軸を示す図であり、(a)は縦断面図を示し、(b)は第1連結部の外周面を示す側面図であり、(c)は第2連結部の外周面を示す側面図である。
実施例1のインホイールモータユニットMUにおいて、電動モータ20のロータ22が回転すると、この回転は、ロータ回転軸22aから減速機30のサンギヤ31を介してキャリア34へと伝達される。このキャリア34には出力軸部35が形成されており、キャリア34が回転することで出力軸部35が回転する。そして、この出力軸部35には、フローティング軸60を介して車輪40と一体に回転するハブ軸受50の外輪回転部51が連結されている。そのため、出力軸部35の回転に伴って外輪回転部51が回転し、出力軸部35から外輪回転部51へと動力が伝達されて車輪40が回転する。
実施例1の車軸支持構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
前記駆動源出力軸部35と同軸に配置され、車輪40と一体に回転する車軸(外輪回転部)51と、
前記駆動源出力軸部35と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第1連結部61と、前記車軸51と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第2連結部62と、を有し、前記駆動源出力軸部35から前記車軸51へと動力を伝達するフローティング軸60と、
を備えた構成とした。
このため、車軸(外輪回転部)51の軸ブレが生じた場合に、この軸ブレが駆動源出力軸(出力軸部)35に伝達することを防止できる。
このため、第1連結部61における連結自由度や、第2連結部62における連結自由度をさらに高めることができ、大きな軸ブレに対応することができる。
このため、組み付けの最終段階で、隙間を持った部品を簡単に組み付けることができ、組み付け性能の向上を図ることができる。
前記車輪用軸受50は、前記車体側部材11に固定される内方部材(内輪固定部)52と、前記車軸51に接続され、前記内方部材52に対して回転する外方部材(外輪回転部)51と、を有する構成とした。
このため、第2連結部62の軸方向長さを短縮することができ、軸方向寸法の短縮を図ることができる。
このため、フローティング軸60の軸方向位置とハブ軸受50の軸方向位置とが重複し、軸方向寸法の短縮を図ることができる。
図4は、実施例2の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図5は、図4に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。図6は、第1フローティングカラーを示す縦断面図である。図7は、ウェーブリングを示す図であり、(a)は平面図を示し、(b)は縦断面図を示す。
この皿バネ76により、第2フローティングカラー74は、外輪回転部51の第2接続部54と転走面55の間に形成された段部57に対して緊密に接触する。
図8は、第1フローティングカラー組付手順を示す説明図であり、(a)は組付前状態を示し、(b)は組付当初状態を示し、(c)は組付終盤状態を示し、(d)は組付完了状態を示す。
この実施例2の車軸支持構造において、過大な外力が車輪40を介してハブ軸受50に入力することで、外輪回転部51が振れ回る、いわゆる軸ブレが生じた場合を考える。
実施例2の車軸支持構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
前記セレーションは、前記第1フローティングカラー73の内周面(内側接続部)73a及び外周面(外側接続部)73c、及び、前記第2フローティングカラー74の内周面(内側接続部)74a及び外周面(外側接続部)74cに設けられる構成とした。
このため、第1連結部61における連結自由度や、第2連結部62における連結自由度をさらに高めることができ、フローティング軸70の移動自由度を大幅に増大して、大きな軸ブレに対応することができる。
このため、軸ブレ発生時の音振性能の向上を図り、フローティング軸70や、第1,第2フローティングカラー73,74が動くことにより発生するいわゆるコトコト音の発生を防止できる。
図9は、実施例3の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図10は、図9に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
すなわち、補助軸受84がフローティング軸80を支持することで、ハブ軸受50における負荷能力が増大する。これにより、がたつきの進行を抑制する効果を期待できる。
このため、フローティング軸80が振れ回った際に、フローティング軸80の第1連結部81における変位量が規制され、第1連結部81の損傷を防止することができる。
このため、補助軸受84がフローティング軸80に接触することで、補助軸受84によって車輪40から入力する荷重の一部が支持され、ハブ軸受50によって支持する車輪40からの荷重が低減して、ハブ軸受50におけるがたつきが進行することを抑制できる。
図11は、実施例4の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図12は、図11に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
このため、通常の玉軸受よりも、径方向寸法を取らずに負荷支持能力を高めることができ、ハブ軸受50の外径寸法を相対的に小さくして径方向寸法の小型化を図ることができる。
このため、メタル軸受94により軸ブレを規制しても、なお増大するような大きな軸ブレが生じたときであっても、最弱部97が変形することで出力軸部35の第1接続部36へと伝達される軸ブレを緩和することができる。そして、減速機30等の出力軸部35よりも上流側への過大な入力によるダメージを防止することができる。
図13は、実施例4の車軸支持構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図14は、図13に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
このため、駆動源出力軸である出力軸部35側に収納されたオイルによって第1連結部101の潤滑を行うことができ、第1連結部101の摩耗低減を図って、保守管理を容易にすることができる。
しかしながら、弾性部材の配置位置はこれらに限らず、弾性部材が必ずしも配置される必要はない。また、弾性部材の材質もウェーブリングや皿バネに限らない。
10 モータケース
11 ケース本体(車体側部材)
20 電動モータ(駆動源)
22a ロータ回転軸
30 減速機
34 キャリア
35 出力軸部(駆動源出力軸)
36 第1接続部
40 車輪
41 ホイール
50 ハブ軸受(車輪用軸受)
51 外輪回転部(外方部材、車軸)
52 内輪固定部(内方部材)
54 第2接続部
60 フローティング軸
61 第1連結部
62 第2連結部
63 第1フローティング接続部
64 第2フローティング接続部
Claims (12)
- 駆動源により回転する駆動源出力軸と、
前記駆動源出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転する車軸と、
前記駆動源出力軸と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第1連結部と、前記車軸と回転方向以外の方向の自由度を持って連結する第2連結部と、を有し、前記駆動源出力軸から前記車軸へと動力を伝達するフローティング軸と、
を備えたことを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1に記載された車軸支持構造において、
前記フローティング軸は、前記第1連結部又は前記第2連結部の少なくとも一方に、クラウニング加工を施したセレーションを設けたことを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項2に記載された車軸支持構造において、
前記駆動源出力軸と前記第1連結部との間に第1フローティングカラーを介在し、又は、前記車軸と前記第2連結部と間に第2フローティングカラーを介在し、
前記セレーションは、前記第1フローティングカラーの内周面及び外周面、及び、前記第2フローティングカラーの内周面及び外周面に設けられることを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記フローティング軸は、前記第1連結部の径寸法よりも、前記第2連結部の径寸法の方を大きく設定することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記車軸は、車輪用軸受を介して車体に揺動可能に設けた車体側部材に回転自在に支持され、
前記車輪用軸受は、前記車体側部材に固定される内方部材と、前記車軸に接続され、前記内方部材に対して回転する外方部材と、を有することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記フローティング軸は、前記第1連結部を前記駆動源出力軸に向けて付勢する弾性部材、又は、前記第2連結部を前記車軸に向けて付勢する弾性部材、の少なくとも一方を有することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
車体に揺動可能に設けた車体側部材に、前記フローティング軸の外周面との間に、径方向に所定の間隙をあけて対向し、前記フローティング軸の振れ回りを規制する軸支持部を設けたことを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項7に記載された車軸支持構造において、
前記軸支持部は、前記フローティング軸が接触した際に、前記車体側部材に対して、前記フローティング軸を回転自在に支持する補助軸受により構成することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項8に記載された車軸支持構造において、
前記補助軸受は、メタル軸受で構成することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項7から請求項9のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記軸支持部と、前記フローティング軸の前記第2連結部との間に、前記フローティング軸の曲げ方向負荷に対する最弱部を設けたことを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記フローティング軸は、中間部から径方向に延在し、前記第1連結部が配置された領域と、前記第2連結部が配置された領域とを区画する区画壁を有することを特徴とする車軸支持構造。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載された車軸支持構造において、
前記車軸は、車輪用軸受を介して車体に揺動可能に設けた車体側部材に回転自在に支持され、
前記フローティング軸は、前記車輪用軸受の内側に配置することを特徴とする車軸支持構造。
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