JP2013167340A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーの必要強度を小さくでき、コンパクトな設計が可能で、質量の低減および材料コストの低減がなされ、設計自由度が向上した、動力伝達装置を提供する。
【解決手段】ドライブシャフト４１とインタミディエイトシャフト３９とが同軸上に設置される動力伝達装置であって、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４とインタミディエイトシャフト３９の他端部の端面５３とが接した状態で、軸方向においてホルダシャフト４０とドライブシャフト４１との間に隙間を設けた構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特にドライブシャフトの回転中心軸と、ディファレンシャル装置とドライブシャフトとを結ぶインタミディエイトシャフト（以下、「インタミシャフト」という。）の回転中心軸とが同軸上に設置される動力伝達装置に関する。

従来、自動車等の車両の動力伝達装置としては、ドライブシャフトの回転中心軸と、ディファレンシャル装置とドライブシャフトとを結ぶインタミシャフトの回転中心軸とが同軸上に設けられ、バッテリにより駆動される電動モータの駆動力を減速機構からディファレンシャル装置に伝達し、ディファレンシャル装置から左右駆動輪に分配するようにしたモータ式の動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、ドライブシャフトの軸芯と差動装置の出力軸（中間軸）の軸芯とが同軸上に設けられた車両用出力伝達装置が開示されているが、差動装置の出力軸（中間軸）とドライブシャフトとの支持構造および連結構造について記載されていない。

上記のような動力伝達装置において、インタミシャフトとドライブシャフトとの支持構造および連結構造としては、例えば、インタミシャフトとドライブシャフトが、軸受を介してそれぞれスプライン嵌合により連結する構造が採用される。このような構造の場合、インタミシャフトとドライブシャフトとの間には隙間（スラスト方向ガタ）が設けられている。

上記のような動力伝達装置では、ドライブシャフトからスラスト方向に荷重がかかった際、当該荷重は軸受を介してカバーが受けている。一方、インタミシャフトとドライブシャフトとの間には隙間が十分に設けられており、当該荷重がかかっても、ドライブシャフトのスラスト方向の端面と当該端面に対向するインタミシャフトの端面は接触することはない。従って、ドライブシャフトからスラスト方向への荷重がインタミシャフトにかかることはない。

以下、「ドライブシャフトからスラスト方向への荷重」およびこれに基づく荷重は「スラスト荷重」という。「これに基づく荷重」とは、例えば、ドライブシャフトからスラスト方向への荷重に基づいて、ドライブシャフトからインタミシャフトやケースに伝達される荷重をいう。スラスト荷重とは、例えば、スパイク入力である。スパイク入力とは、例えば、車の走行中にタイヤが障害物に乗り上げたときに発生する衝撃的なトルクで、スラスト方向に分力がある荷重をいう。「スラスト方向」とは、ドライブシャフトからディファレンシャル装置へ向かう方向をいう。

特開２００５−１２５９２０号公報

しかしながら、上記のごとく、従来の構造ではスラスト荷重を最終的にはカバーが受けるため、カバーにはスラスト荷重に耐えうる強度が要求される。

従って、必然的にカバーの形状は大きくなるため、動力伝達装置自体が大きくなるとともに、動力伝達装置内部のスペースが少なくなる。それ故に、動力伝達装置をコンパクトにすることができず、動力伝達装置内部の設計自由度が低くなる要因となっていた。

また、カバーの質量は大きくなるため、動力伝達装置が重くなるとともに、より多くの原材料が必要であった。それ故に、結果として車重が重くなるため、燃費を悪くする要因となったり、材料コスト高の要因となっていた。

本発明は、上述のような従来の問題に鑑みてなされたもので、カバーの必要強度を小さくでき、コンパクトな設計が可能で、質量の低減および材料コストの低減がなされ、設計自由度が向上した、動力伝達装置を提供することを目的としている。

本発明に係る動力伝達装置は、上記目的達成のため、（１）回転電機と、前記回転電機から伝達される動力を減速機構を介して左右駆動輪に分配するディファレンシャル装置と、前記回転電機と前記ディファレンシャル装置とを内部に固定するケースと、前記ケースの開口端を閉塞するカバーと、一端部が前記ディファレンシャル装置に連結されたインタミディエイトシャフトと、一端部が前記インタミディエイトシャフトとスプライン嵌合し、前記カバーに連結されたホルダシャフトと、一端部が前記ホルダシャフトとスプライン嵌合し、前記カバーを貫通する前記ドライブシャフトとを有し、前記ドライブシャフトと前記インタミディエイトシャフトとが同軸上に設置される動力伝達装置であって、前記ドライブシャフトの一端部の端面と前記インタミディエイトシャフトの他端部の端面とが接した状態で、軸方向において前記ホルダシャフトと前記ドライブシャフトとの間に隙間を設けた構成を有する。

この構成により、本発明に係る動力伝達装置では、スラスト荷重はホルダシャフトにかからない。

従来の動力伝達装置では、スラスト荷重は、ドライブシャフト側スプライン嵌合部にかかり、ホルダシャフトを介して最終的にはカバーが受けていた。しかしながら、上記の構成により、本発明に係る動力伝達装置では、ホルダシャフトに連結したカバーはスラスト荷重を受けないので、カバーにスラスト荷重に耐えうるほどの強度は不要となる。よって、従来よりもカバーの必要強度を小さくすることが可能となる。

また、本発明に係る動力伝達装置では、スラスト荷重は、ホルダシャフトにかからず、ドライブシャフトからインタミシャフトにかかる。

この場合、インタミシャフトにかかったスラスト荷重は、ディファレンシャル装置を介して最終的にはケースが受ける。ケースは、回転電機とディファレンシャル装置とを内部に固定するものであり、そもそも非常に強度が大きいので、ケースの強度を補強することなく、スラスト荷重を十分に受けることが可能である。

上記の構成によれば、カバーの必要強度を小さくすることができるので、カバー自体を小さくできる。よって、動力伝達装置をコンパクトに設計できたり、カバーを小さくすることにより生じたスペースを活用して設計自由度を向上することができる。また、カバーの質量を減らすことにより、燃費を良くしたり、材料コストを低減することが可能となる。

また、本発明に係る動力伝達装置は、上記（１）に記載の動力伝達装置において、（２）軸方向における前記ホルダシャフトと前記ドライブシャフトとの間の隙間距離Ｘと、前記ドライブシャフトの一端部の端面と前記インタミディエイトシャフトの他端部の端面との間の隙間距離Ｙとの関係が、Ｘ＞Ｙを満たす構成を有する。

この構成により、ドライブシャフトの一端部の端面とインタミディエイトシャフトの他端部の端面とが接した状態（Ｙ＝０）で、隙間距離Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。言い換えれば、Ｙの値に関係なく、Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。

より具体的には、当初よりドライブシャフトの一端部の端面がインタミシャフトの他端部の端面に接触しているとき（Ｙ＝０）、またはスラスト荷重によりドライブシャフトの一端部の端面がスラスト方向へ移動して、インタミシャフトの他端部の端面に接触した直後（Ｙ＝０）、ドライブシャフトは軸方向においてホルダシャフトと接触しない（Ｘ＞０）。従って、ホルダシャフトに連結したカバーにスラスト荷重がかかることはないので、カバーの必要強度を小さくすることができる。

また、本発明に係る動力伝達装置は、上記（２）に記載の動力伝達装置において、（３）前記ドライブシャフトからスラスト方向に荷重がかかっていないとき、Ｙ＞０である構成を有する。

この構成により、スラスト荷重がかかっていないときは、ドライブシャフトの一端部の端面と、インタミシャフトの他端部の端面が接触していないことを規定する。

当初より両者が接触していない場合、回転時において、両者は干渉することがないので、インタミシャフトからドライブシャフトへの動力伝達を効率よく行うことができる。

本発明によれば、カバーの必要強度を小さくでき、コンパクトな設計が可能で、質量の低減および材料コストの低減がなされ、設計自由度が向上した、動力伝達装置を提供することができる。

本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、電気自動車両のトランスアクスルの断面図である。 本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す模式図であり、スラスト荷重がかかっていないときの、インタミシャフトとドライブシャフトとホルダシャフトとの関係を示した要部断面図である。 本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す模式図であり、スラスト荷重がかかったときの、インタミシャフトとドライブシャフトとホルダシャフトとの関係を示した要部断面図である。 従来の動力伝達装置を示す模式図であり、スラスト荷重がかかっていないときの、インタミシャフトとドライブシャフトとホルダシャフトとの関係を示した要部断面図である。 従来の動力伝達装置を示す模式図であり、スラスト荷重がかかったときの、インタミシャフトとドライブシャフトとホルダシャフトとの関係を示した要部断面図である。

以下、本発明に係る動力伝達装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に示すとおり、自動車等の車両の動力伝達装置を構成するトランスアクスル１０は、有底筒状の第１のケース１２と、第１のケース１２の開口端を閉塞する円板状のカバー１３と、第１のケース１２に収容された回転電機としての電動モータＭと、第１のケース１２の閉塞端である仕切壁１２ａ側に位置し、第１のケース１２に固定された第２のケース１４と、第２のケース１４に収容されたプラネタリギヤ１５と、第２のケース１４に収容されたディファレンシャル装置としてのディファレンシャルギヤ１６とを含んで構成されている。ディファレンシャルギヤ１６は、電動モータＭから伝達される動力を減速機構を介して左右駆動輪に分配するものである。

本実施の形態では、第１のケース１２および第２のケース１４が、ケースとしてのトランスアクスルケース１１を構成している。カバー１３は、トランスアクスルケース１１とは別部材として位置付ける。

電動モータＭ、プラネタリギヤ１５およびディファレンシャルギヤ１６は、第１のケース１２、第２のケース１４およびカバー１３で覆われた空間に収容されている。そして、電動モータＭは第１のケース１２に固定され、ディファレンシャルギヤ１６は第２のケース１４に固定されている。

電動モータＭは、複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１７と、ロータ１７を取り囲むようにロータ１７の外周部に設けられ、回転磁界を形成するステータ１８とを含んで構成されており、ステータ１８は、ステータコア１９と、ステータコア１９に巻回されるステータコイルとしての三相コイル２０とを含んで構成される。

ロータ１７は、中空のロータシャフト２１に結合されており、ロータシャフト２１と一体的に回転するようになっている。ステータコア１９は、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、図示しないボルト等の固定手段によって第１のケース１２に固定されている。

また、第１のケース１２にはボルト２３によってガイド部材２２が固定されており、ロータシャフト２１は、軸受２４を介してガイド部材２２に回転自在に支持されているとともに、軸受２５を介して仕切壁１２ａの半径方向内周部に回転自在に支持されている。

また、ロータシャフト２１の内周面には中空のインプットシャフト２６の軸線方向一端部の外周部がスプライン嵌合されており、ロータシャフト２１とインプットシャフト２６とは一体回転するようになっている。

また、インプットシャフト２６の軸線方向他端部にはサンギヤ２７の内周面がスプライン嵌合しており、インプットシャフト２６はサンギヤ２７と一体回転するようになっている。

また、プラネタリギヤ１５は、サンギヤ２７と、インプットシャフト２６と同軸上に設けられ、第２のケース１４に回転不能に支持されているリングギヤ２８と、サンギヤ２７とリングギヤ２８との間に配置され、サンギヤ２７の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ２９と、ディファレンシャルギヤ１６のデフケース３１に結合され、各ピニオンギヤ２９のピニオンシャフト２９ａを支持するプラネタリキャリア３０とを含んで構成されている。

また、インプットシャフト２６は、軸受３３、３４を介して仕切壁１２ａおよびプラネタリキャリア３０に回転自在に支持されている。また、第２のケース１４には円板状のガイド部材３２が結合されており、プラネタリキャリア３０は、軸受３４、３５を介してガイド部材３２の半径方向内周部およびインプットシャフト２６の外周部に回転自在に支持されている。

また、ディファレンシャルギヤ１６は、プラネタリキャリア３０に結合されたデフケース３１と、デフケース３１内に設けられ、デフケース３１に結合されたピニオンシャフト３６ａに回転自在に支持されたピニオンギヤ３６と、ピニオンギヤ３６に噛合するサイドギヤ３７ａ、３７ｂとを含んで構成されている。

また、サイドギヤ３７ａの内周面には左側のドライブシャフト３８の一端部がスプライン嵌合しており、サイドギヤ３７ｂの内周面にはインタミディエイトシャフト（以下、インタミシャフトという）３９の一端部がスプライン嵌合している。つまり、インタミシャフトの一端部は、ディファレンシャルギヤ１６と連結されている。

インタミシャフト３９は、ロータシャフト２１およびインプットシャフト２６の内周面に挿通されており、インタミシャフト３９の他端部は、ホルダシャフト４０の内周面にスプライン嵌合している。つまり、ホルダシャフト４０の一端部は、インタミシャフト３９の他端部とスプライン嵌合している。当該箇所をインタミシャフト側スプライン嵌合部５１（図２参照）とする。

なお、ホルダシャフトの一端部とは、インタミシャフトとドライブシャフトと同軸上に存するホルダシャフト本体部において、そのインタミシャフト側の端部をいう。一方、ホルダシャフトの他端部とは、前記ホルダシャフト本体部のドライブシャフト側の端部をいう。

このホルダシャフト４０の内周面には右側のドライブシャフト４１の一端部がスプライン嵌合している。つまり、ドライブシャフト４１の一端部は、ホルダシャフト４０の他端部とスプライン嵌合している。当該箇所をドライブシャフト側スプライン嵌合部５２（図２参照）とする。カバー１３にはドライブシャフト４１を挿入する開口部があり、ドライブシャフト４１はカバーを貫通している。

また、ホルダシャフト４０は、その支持部が軸受４２、４３を介してガイド部材２２およびカバー１３に回転自在に支持されている。つまり、ホルダシャフト４０は、カバー１３に連結されている。

このように構成されるトランスアクスル１０は、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル２０によって形成される磁界との相互作用によりロータ１７が回転駆動される。

ロータ１７が回転駆動されると、ロータ１７に結合されたロータシャフト２１を介してインプットシャフト２６が回転し、インプットシャフト２６を介してサンギヤ２７が回転する。

サンギヤ２７が回転すると、ロータ１７の駆動力がサンギヤ２７を介してピニオンギヤ２９に伝達され、ピニオンギヤ２９がサンギヤ２７の回りを公転しながら自転することにより、プラネタリキャリア３０によってロータ１７の駆動力が増幅される。

プラネタリキャリア３０が回転すると、プラネタリキャリア３０の回転がデフケース３１に入力されてデフケース３１が回転し、このデフケース３１と一体的にピニオンギヤ３６が公転することにより、一対のサイドギヤ３７ａ、３７ｂおよび一対のドライブシャフト３８およびインタミシャフト３９が回転駆動される。このため、ドライブシャフト３８およびインタミシャフト３９にホルダシャフト４０を介して結合されたドライブシャフト４１を介して左右の駆動輪が同一回転数で駆動される。

また、車両のカーブ走行等によって、左右の駆動輪間に回転抵抗差が生じたときに、ピニオンギヤ３６が自転することになって、サイドギヤ３７ａ、３７ｂが差動回転することになるので、デフケース３１に入力される回転動力が左右のドライブシャフト３８、４１を介して左右の駆動輪に差動分配される。

このように本実施の形態では、電動モータＭの回転中心軸Ｒ（ロータシャフト２１の回転中心軸）とディファレンシャルギヤ１６の回転中心軸Ｒ（デフケース３１の回転中心軸）が同軸上に設置されている。そのため、トランスアクスル１０は長尺となる。また、このように本実施の形態では、ドライブシャフト４１の回転中心軸Ｒとインタミシャフト３９の回転中心軸Ｒとが同軸上に設置されている。

ガイド部材２２は、電動モータＭの軸線方向に対して軸受４２の半径方向外方に延在するフランジ部２２ａと、フランジ部２２ａの半径方向内方にフランジ部２２ａと一体的に設けられたボス部２２ｂとを備えている。

ボス部２２ｂの半径方向内周部には軸受２４、４２が設けられており、軸受２４は、電動モータＭの軸線方向で電動モータＭに隣接するとともに、軸受４２は、軸受２４に対して電動モータＭの軸線方向外方に位置している。

また、カバー１３の半径方向内方には円筒部１３ａが形成されており、この円筒部１３ａの内周部とホルダシャフト４０の外周部との間には軸受４３が介装されている。この軸受４３は、軸受４２に対して電動モータＭの軸線方向外方に位置している。

また、ボス部２２ｂには連通孔２２ｃが形成されており、この連通孔２２ｃは、電動モータＭの軸線方向において軸受２４、４２の間に位置し、ボス部２２ｂの半径方向に延在している。

また、ガイド部材２２のフランジ部２２ａにはガイドリブ２２ｄが設けられており、このガイドリブ２２ｄは、フランジ部２２ａから電動モータＭの軸線方向の外方に延在している。

カバー１３の円筒部１３ａには連通孔１３ｂが形成されており、この連通孔１３ｂの上方の開口端は、ガイドリブ２２ｄ側に開口し、連通孔１３ｂの下方の開口端は、軸受４３の軸線方向一端部側に開口している。

図２に示すとおり、ホルダシャフト４０の一端部はインタミシャフト３９の他端部とスプライン嵌合し、インタミシャフト側スプライン嵌合部５１を形成している。ホルダシャフト４０の他端部はドライブシャフト４１の一端部とスプライン嵌合し、ドライブシャフト側スプライン嵌合部５２を形成している。ドライブシャフト４１は、スナップリングにより、スラスト方向と逆側には抜けないようになっている。

軸方向におけるホルダシャフト４０とドライブシャフト４１との間の距離は、ドライブシャフト４１の段差面５６と、これに対向するホルダシャフト４０の切欠き面５５との間の隙間距離Ｘで表すことができる。軸方向においてホルダシャフト４０とドライブシャフト４１との間に隙間があるときは、Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。

ドライブシャフト４１とインタミシャフト３９との間の隙間の距離は、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４と、これに対向するインタミシャフト３９の他端部の端面５３との間の隙間距離Ｙで表すことができる。ドライブシャフト４１とインタミシャフト３９との間に隙間がないときは、Ｙ＝０である。

本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、軸方向におけるホルダシャフト４０とドライブシャフト４１との間の隙間距離Ｘと、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４とインタミシャフト３９の他端部の端面５３との間の隙間距離Ｙとの関係が、Ｘ＞Ｙを満たす。Ｙは０以上の値（Ｙ≧０）であり、Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）である。このとき、スラスト荷重がかかっていない状態で、インタミシャフト３９とドライブシャフト４１とが接触している場合（Ｙ＝０）もありうるが、駆動時にドライブシャフト４１およびインタミシャフト３９が周方向に回転することを考慮すれば、Ｙ＞０が好ましい。

次に、本実施の形態に係るトランスアスクル１０の作用について、図２および図３を参照して説明する。図２に示すとおり、スラスト荷重がかかっていない状態でＹ＞０の場合、ドライブシャフト４１へスラスト荷重がかかると、ドライブシャフト４１はスラスト方向（矢印ａ１方向）へ移動する。よって、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４は、これに対向するインタミシャフト３９の他端部の端面５３に近づくとともに、ドライブシャフト４１の段差面５６は、これに対向するホルダシャフト４０の切欠き面５５に近づく。このとき、ＸとＹの距離は、それぞれ同長さ分だけ短くなる。

図３に示すとおり、さらにドライブシャフト４１がスラスト方向（図２の矢印ａ１方向）へ移動すると、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４は、これに対向するインタミシャフト３９の他端部の端面５３と接触し、初めてＹ＝０の状態となる。このとき、本実施の形態ではＸ＞Ｙと規定されているので、Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。

スラスト荷重がかかっていない状態でＹ＝０の場合にも、本実施の形態ではＸ＞Ｙと規定されているので、同様にＸは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。

Ｙ＝０の状態から、スラスト荷重がかかると、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４が、対向するインタミシャフト３９の他端部の端面５３を押圧する。この押圧によりインタミシャフト３９にスラスト方向（矢印ａ２方向）へスラスト荷重がかかる。

図１に示すとおり、インタミシャフト３９にかかったスラスト荷重は、順次、インタミシャフト３９の一端部とスプライン嵌合するサイドギヤ３７ｂ、サイドギヤ３７ｂと噛合するピニオンギヤ３６、ピニオンギヤ３６に支持されたピニオンシャフト３６ａ、ピニオンシャフト３６ａが固定されたデフケース３１に伝達される。デフケース３１は、ディファレンシャルギヤ１６の構成単位であり、インタミシャフト３９にかかったスラスト荷重は、最終的にはディファレンシャルギヤ１６が固定されている第２のケース１４が受ける。

図３に示すとおり、上記のように押圧した際、本実施の形態ではＸ＞Ｙと規定されているので、同様にＸは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。よって、ドライブシャフト４１の段差面５６がホルダシャフト４０の切欠き面５５に接触することはない。

本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、いずれの場合にも、スラスト荷重が、ホルダシャフト４０および、ホルダシャフト４０に連結するカバー１３にかかることはない。

このように本実施の形態では、隙間距離Ｘと隙間距離Ｙとの関係をＸ＞Ｙと規定することにより、ドライブシャフト４１からスラスト荷重がかかった際、ホルダシャフト４０を介してカバー１３にスラスト荷重がかからず、かつインタミシャフト３９を介してトランスアスクルケース１１にスラスト荷重がかかるようにした。

次に、従来の動力伝達装置の構成および作用について、図４および図５を参照して説明する。図４に示したとおり、従来の動力伝達装置が、本実施の形態に係るトランスアクスル１０（図２参照）と異なる点は、隙間距離Ｘと隙間距離Ｙとの関係が、Ｘ≦Ｙとなる点である。一般に、Ｘ＜Ｙである。

図４に示すとおり、スラスト荷重がかかっていない状態でＸ＞０の場合、ドライブシャフト６１へスラスト荷重がかかると、ドライブシャフト６１はスラスト方向（矢印ａ３方向）へ移動する。よって、ドライブシャフト６１の一端部の端面７４は、これに対向するインタミシャフト５９の他端部の端面７３に近づくとともに、ドライブシャフト６１の段差面７６は、これに対向するホルダシャフト６０の切欠き面７５に近づく。このとき、ＸとＹの距離は、それぞれ同長さ分だけ短くなる。

図５に示すとおり、さらにドライブシャフト６１がスラスト方向（図４の矢印ａ３方向）へ移動すると、ドライブシャフト６１の段差面７６は、これに対向するホルダシャフト６０の切欠き面５５と接触し、初めてＸ＝０の状態となる。このとき、従来の動力伝達装置ではＸ≦Ｙなので、Ｙは０以上の値（Ｙ≧０）をとる。一般に、Ｙは０を超える値（Ｙ＞０）をとる。

スラスト荷重がかかっていない状態でＸ＝０の場合にも、従来の動力伝達装置ではＸ≦Ｙなので、同様にＹは０以上の値（Ｙ≧０）をとる。このとき、Ｙ＝０の場合もありうるが、駆動時にドライブシャフト６１およびインタミシャフト５９が周方向に回転することを考慮すれば、一般に、Ｙは０を超える値（Ｙ＞０）をとる。

Ｘ＝０の状態から、スラスト荷重がかかると、ドライブシャフト６１の段差面７６が、対向するホルダシャフト６０の切欠き面７５を押圧する。この押圧によりドライブシャフト側スプライン嵌合部７２を介して、ホルダシャフト６０にスラスト荷重がかかる（矢印ａ４参照）。そして、スラスト荷重は、最終的には、ホルダシャフト６０に連結するカバーが受ける。

従来の動力伝達装置はＸ≦Ｙなので、Ｘ＝Ｙ＝０をとりうるが、この場合、スラスト荷重は、ホルダシャフト６０とインタミシャフト５９の両方にかかることになり、延いてはトランスアスクルケース１１とカバー１３の両方が受けることとなる。

よって、従来の動力伝達装置に係るカバーには、スラスト荷重に耐えうる強度が要求される。従って、カバーの形状を大きくしたり、カバーの質量を大きくする必要があった。

これに対して、本実施の形態に係るトランスアスクル１０は、スラスト荷重をカバー１３で受けることなく、トランスアスクルケース１１で受ける構造とした点で優れている。

以上のように、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、スラスト荷重はホルダシャフト４０にかからない。このため、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、カバー１３にスラスト荷重に耐えうるほどの強度は不要となる。よって、従来よりもカバー１３の必要強度を小さくすることが可能となる。

また、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、スラスト荷重はホルダシャフト４０にかからず、ドライブシャフト４１からインタミシャフト３９にかかる。このため、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、インタミシャフト３９にかかったスラスト荷重は、ディファレンシャルギア１６を介して最終的にはトランスアクスルケース１１が受ける。トランスアクスルケース１１は、電動モータＭとディファレンシャルギア１６とを内部に固定するものであり、そもそも非常に強度が大きいので、トランスアクスルケース１１の強度を補強することなく、スラスト荷重を十分に受けることが可能である。さらに、本実施の形態に係るトランスアスクル１０は、カバー１３の必要強度を小さくすることができるので、カバー自体を小さくできる。よって、トランスアスクル１０をコンパクトに設計できたり、カバー１３を小さくすることにより生じたスペースを活用して設計自由度を向上することができる。また、カバー１３の質量を減らすことにより、燃費を良くしたり、材料コストを低減することが可能となる。

また、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４とインタミシャフト３９の他端部の端面５３とが接した状態（Ｙ＝０）で、隙間距離Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。言い換えれば、Ｙの値に関係なく、Ｘは０を超える値（Ｘ＞０）をとる。これにより、本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、当初よりドライブシャフト４１の一端部の端面５４がインタミシャフト３９の他端部の端面５３に接触しているとき（Ｙ＝０）、またはスラスト荷重によりドライブシャフト４１の一端部の端面５４がスラスト方向へ移動して、インタミシャフト３９の他端部の端面５３に接触した直後（Ｙ＝０）、ドライブシャフト４１は軸方向においてホルダシャフト４０と接触しない（Ｘ＞０）。従って、ホルダシャフト４０に連結したカバー１３にスラスト荷重がかかることはないので、カバー１３の必要強度を小さくすることができる。

また、本実施の形態に係るトランスアスクル１０は、スラスト荷重がかかっていないときは、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４と、インタミシャフト３９の他端部の端面５３が接触していないことを規定する。これにより本実施の形態に係るトランスアスクル１０では、当初より両者が接触していない場合、回転時において、両者は干渉することがないので、インタミシャフト３９からドライブシャフト４１への動力伝達を効率よく行うことができる。

なお、本発明は、端的には１軸構造のトランスアスクルにおいて、ドライブシャフト４１からディファレンシャル装置１６を介してトランスアスクルケース１１に、スラスト荷重を伝達する新機構を有するトランスアスクルを提供するものである。

本実施の形態に係るトランスアクスル１０は、従来の動力伝達装置よりも、ドライブシャフト４１とインタミシャフト３９との隙間を狭く（スラスト方向ガタを小さく）設計されている。このように設計することにより、ドライブシャフト４１からのスラスト荷重が、インタミシャフト３９にかかる構造とするものである。

従って、別の観点からすれば、本実施の形態に係るトランスアクスル１０は、ドライブシャフト４１からスラスト方向に荷重がかかった際、ホルダシャフト４０に荷重がかかることなく、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４が、インタミシャフト３９の他端部の端面５３を押圧することによりインタミシャフト３９に前記荷重がかかるように、スラスト荷重がかかっていない状態における、軸方向におけるドライブシャフト３１とインタミシャフト３９との位置関係を規定したとも解釈できる。

さらに、別の観点からすれば、本実施の形態に係るトランスアクスル１０は、軸方向におけるホルダシャフト４０とドライブシャフト４１との間の隙間距離Ｘと、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４とインタミシャフト３９の他端部の端面５３との間の隙間距離Ｙとの関係をＸ＞Ｙとするように、スラスト荷重がかかっていない状態における、軸方向におけるドライブシャフト４１とインタミシャフト３９とホルダシャフト４０との位置関係を規定したとも解釈できる。

インタミシャフト３９とドライブシャフト４１との隙間を狭く（スラスト方向ガタを小さく）設計する方法は特に限定はない。例えば、インタミシャフト３９およびドライブシャフト４１の一方または両方を、互いに近接する方向に延ばすことで設計できる。さらに、最終的にスラスト荷重をトランスアスクルケース１１で受け、カバー１３で受けないようにするため、インタミシャフト３９、ホルダシャフト４０およびドライブシャフト４１に連結する各部品の交差バラツキを累積し、最もバラツキが大きいときでも、スラスト荷重が他の部品にかからないように、上記の構成をとるよう各部材を配置することが好ましい。

また、本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、ホルダシャフト４０の切欠き面５５と、これに対向するドライブシャフト４１の段差面５６を有する構成を説明したが、本発明の動力伝達装置はこれに限定されるものではない。当該切欠き面５５および段差面５６がなくとも、本発明の動力伝達装置は実現可能である。

例えば、ドライブシャフト４１の段差面５６がなく、ホルダシャフト４０の内周面にあるスプライン溝が途中で終わっている場合が挙げられる。この場合、ドライブシャフト４１とホルダシャフト４０との関係では、ドライブシャフト４１がスラスト方向へ移動していくと、ドライブシャフト４１の端面たるスプライン溝始面と、これに対向するホルダシャフト４０のスプライン溝終面（長手方向に見て、スプライン溝が途中で終わる面）が接触する。よって、Ｘは、ドライブシャフト４１のスプライン溝始面と、これに対抗するホルダシャフト４０のスプライン溝終面との距離となる。

また、ホルダシャフト４０のある面と、軸方向において、その面に対向するドライブシャフト４１の面が、上記の例示よりも複雑な形状をしていることにより、距離の異なる、複数の隙間距離Ｘが存する場合が考えられる。その場合でも、本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、常にＸ＞Ｙが満たされるので、複数の隙間距離Ｘから、どの隙間の距離を隙間距離Ｘと認定しても構わない。

また、本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、ドライブシャフト４１の段差面として、ドライブシャフト４１の一端部に向かって細くなるように斜面を有しているが、これに限定されない。例えば、ホルダシャフト４０の切欠き面５５がなく、ドライブシャフト４１の段差面５６を回転中心軸Ｒに対して垂直な面としても構わない。

また、本実施の形態に係るトランスアクスル１０では、第１のケース１２と第２のケース１４の二つのケースを要したが、これを一体のケースとすることも可能である。また、トランスアスクルケース１１には、少なくとも開口端が一つ必要だが、両端が開口していても構わない。

また、ドライブシャフト４１の一端部の端面５４とインタミシャフト３９の他端部の端面５３との間（隙間）にスペーサーを入れ、事実上、隙間距離Ｙ＝０とすることもできる。

また、本実施の形態では、本発明に係る動力伝達装置を電気自動車両のトランスアクスル１０に適用した例について説明したが、燃料電池によって駆動輪を駆動する燃料電池自動車両や、モータと発電機とからなる回転電機および内燃機関を有するハイブリッド車両等のトランスアクスルに適用してもよい。

以上説明したように、本発明に係る動力伝達装置は、カバーの必要強度を小さくでき、コンパクトな設計が可能で、質量の低減および材料コストの低減がなされ、設計自由度が向上することができ、ドライブシャフトの回転中心軸と、ディファレンシャル装置とドライブシャフトとを結ぶインタミシャフトの回転中心軸とが同軸上に設置される動力伝達装置に有用である。

１０ トランスアクスル（動力伝達装置）
１１ トランスアクスルケース（ケース）
１２ 第１のケース
１３ カバー
１４ 第２のケース
１６ ディファレンシャルギヤ（ディファレンシャル装置）
３９、５９ インタミディエイトシャフト
４０、６０ ホルダシャフト
４１、６１ ドライブシャフト
５３、７３ インタミシャフトの他端部の端面
５４、７４ ドライブシャフトの一端部の端面
Ｍ 電動モータ（回転電機）
Ｒ ドライブシャフトの回転中心軸、インタミディエイトシャフトの回転中心軸
Ｘ 軸方向におけるホルダシャフトとドライブシャフトとの間の隙間距離
Ｙ 前記ドライブシャフトの一端部の端面と前記インタミディエイトシャフトの他端部の端面との間の隙間距離

Claims (3)

1. 回転電機と、前記回転電機から伝達される動力を減速機構を介して左右駆動輪に分配するディファレンシャル装置と、前記回転電機と前記ディファレンシャル装置とを内部に固定するケースと、前記ケースの開口端を閉塞するカバーと、一端部が前記ディファレンシャル装置に連結されたインタミディエイトシャフトと、一端部が前記インタミディエイトシャフトとスプライン嵌合し、前記カバーに連結されたホルダシャフトと、一端部が前記ホルダシャフトとスプライン嵌合し、前記カバーを貫通する前記ドライブシャフトとを有し、前記ドライブシャフトと前記インタミディエイトシャフトとが同軸上に設置される動力伝達装置であって、
   前記ドライブシャフトの一端部の端面と前記インタミディエイトシャフトの他端部の端面とが接した状態で、軸方向において前記ホルダシャフトと前記ドライブシャフトとの間に隙間を設けたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 軸方向における前記ホルダシャフトと前記ドライブシャフトとの間の隙間距離Ｘと、前記ドライブシャフトの一端部の端面と前記インタミディエイトシャフトの他端部の端面との間の隙間距離Ｙとの関係が、Ｘ＞Ｙを満たす、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記ドライブシャフトからスラスト方向に荷重がかかっていないとき、Ｙ＞０である請求項２に記載の動力伝達装置。

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