JP2017024613A - In-wheel motor driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電動モータの出力軸と車輪用軸受とを減速機を介して連結したインホイールモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device in which, for example, an output shaft of an electric motor and a wheel bearing are connected via a reduction gear.
従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特許文献1に開示された構造のものがある。この特許文献1のインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの回転を減速して出力する平行軸歯車減速機と、その平行軸歯車減速機からの出力を車輪に伝達する車輪ハブとで構成されている。 A conventional in-wheel motor drive device has a structure disclosed in Patent Document 1, for example. The in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1 includes an electric motor that generates a driving force, a parallel shaft gear reducer that decelerates and outputs the rotation of the electric motor, and outputs from the parallel shaft gear reducer. It consists of a wheel hub that transmits to.
このインホイールモータ駆動装置は、電動モータと平行軸歯車減速機との間に中間プレートを設け、その中間プレートのインボード側に、電動モータを収容するモータハウジングを設けると共に、中間プレートのアウトボード側に、平行軸歯車減速機を収容するギヤハウジングを設けた構造を具備する。 This in-wheel motor drive device is provided with an intermediate plate between the electric motor and the parallel shaft gear reducer, a motor housing for accommodating the electric motor is provided on the inboard side of the intermediate plate, and an outboard of the intermediate plate The structure which provided the gear housing which accommodates a parallel shaft gear reducer in the side is comprised.
電動モータは、モータハウジングに固定されたステータと、そのステータの内側でモータハウジングに回転自在に支持されたロータ軸とで構成されている。また、平行軸歯車減速機は、電動モータのロータ軸に同軸的に連結されたモータ入力歯車と、中間プレートおよびギヤハウジングに回転自在に支持されてモータ入力歯車と噛合する第1カウンタ歯車と、第1カウンタ歯車と同軸的に支持された第2カウンタ歯車と、車輪ハブの車軸に設けられて第2カウンタ歯車と噛合する出力歯車とで構成されている。 The electric motor includes a stator fixed to the motor housing and a rotor shaft that is rotatably supported by the motor housing inside the stator. The parallel shaft gear reducer includes a motor input gear coaxially connected to the rotor shaft of the electric motor, a first counter gear that is rotatably supported by the intermediate plate and the gear housing, and meshes with the motor input gear; The second counter gear is supported coaxially with the first counter gear, and the output gear is provided on the axle of the wheel hub and meshes with the second counter gear.
このインホイールモータ駆動装置の平行軸歯車減速機を構成する歯車、例えば、第1カウンタ歯車および第2カウンタ歯車は、中間プレートおよびギヤハウジングに対して転がり軸受により回転自在に支持されている。この平行軸歯車減速機の構造によっては、第1カウンタ歯車および第2カウンタ歯車以外のモータ入力歯車や出力歯車についても、中間プレートおよびギヤハウジングに対して転がり軸受により回転自在に支持された構造のものがある。 The gears constituting the parallel shaft gear reducer of the in-wheel motor drive device, for example, the first counter gear and the second counter gear are rotatably supported by the rolling bearings with respect to the intermediate plate and the gear housing. Depending on the structure of the parallel shaft gear reducer, motor input gears and output gears other than the first counter gear and the second counter gear may also be rotatably supported by the rolling bearings with respect to the intermediate plate and the gear housing. There is something.
ところで、特許文献1で開示されたインホイールモータ駆動装置は、前述したように、モータ入力歯車、第1カウンタ歯車、第2カウンタ歯車および出力歯車からなる複数の歯車で構成された平行軸歯車減速機を具備する。この平行軸歯車減速機の出力歯車は、第2カウンタ歯車と噛合し、車輪ハブの車軸に駆動力を伝達する。 By the way, as described above, the in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1 is a parallel shaft gear reduction composed of a plurality of gears including a motor input gear, a first counter gear, a second counter gear, and an output gear. Equipped with a machine. The output gear of the parallel shaft gear reducer meshes with the second counter gear and transmits the driving force to the axle of the wheel hub.
このような平行軸歯車減速機を備えたインホイールモータ駆動装置では、車両走行での旋回時、車輪前後方向だけでなく、横力による曲げモーメントが車輪ハブの車軸およびその車軸に連結された平行軸歯車減速機の出力歯車に加わることになる。このような横力による曲げモーメントが加わると、平行軸歯車減速機の出力歯車にこじり力が作用し、その出力歯車が第2カウンタ歯車に対して傾くことになる。 In an in-wheel motor drive device equipped with such a parallel shaft gear reducer, when turning during vehicle travel, not only the longitudinal direction of the wheel but also the bending moment due to the lateral force is applied to the axle of the wheel hub and the parallel connected to the axle. It will be added to the output gear of the shaft gear reducer. When a bending moment due to such a lateral force is applied, a twisting force acts on the output gear of the parallel shaft gear reducer, and the output gear tilts with respect to the second counter gear.
このように、第2カウンタ歯車に対して出力歯車が傾くと、第2カウンタ歯車と出力歯車との噛み合いが悪化し、第2カウンタ歯車と出力歯車との間で歯面の片当たりが生じて異音や摩耗が発生する。このような歯面の片当たりによる異音や摩耗は、騒音や振動の原因になり、車室内で搭乗者にとって不快な騒音および振動現象となる。 As described above, when the output gear is inclined with respect to the second counter gear, the meshing between the second counter gear and the output gear is deteriorated, and the tooth surface is partially contacted between the second counter gear and the output gear. Abnormal noise and wear occur. Such abnormal noise and wear due to the contact of the tooth surface causes noise and vibration, and becomes a noise and vibration phenomenon uncomfortable for the passenger in the passenger compartment.
このような問題を解決する対策として、平行軸歯車減速機の出力歯車と車輪ハブの車軸との間に磁力カップリングを設け、この磁力カップリングにより車輪ハブのこじりによる出力歯車の軸傾きを遮断する手段もある。しかしながら、このような磁力カップリングを設置することにより装置のコストアップを招くことになり、組み立て性が低下するおそれがある。また、磁力を利用することで異物の吸引などで汚染され、装置の寿命を低下するおそれもある。 As a measure to solve such problems, a magnetic coupling is provided between the output gear of the parallel shaft gear reducer and the axle of the wheel hub, and this magnetic coupling blocks the shaft inclination of the output gear due to the wheel hub twisting. There is also a means to do. However, the installation of such a magnetic coupling increases the cost of the apparatus, and the assemblability may be reduced. In addition, the use of magnetic force may cause contamination due to the suction of foreign matter and reduce the life of the apparatus.
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、横力による曲げモーメントが加わっても、平行軸歯車減速機を構成する歯車の噛み合いを良好な状態に維持し得るインホイールモータ駆動装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to achieve good meshing of the gears constituting the parallel shaft gear reducer even when a bending moment due to lateral force is applied. An object of the present invention is to provide an in-wheel motor drive device that can be maintained.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、モータ部と、複数の歯車からなる平行軸歯車減速機で構成された減速機部と、車輪用軸受部と、モータ部および減速機部を収容したケーシングとを備え、平行軸歯車減速機の各歯車をケーシングに対して軸受により回転自在に支持したインホイールモータ駆動装置であって、平行軸歯車減速機は、車輪用軸受部に駆動力を伝達する出力歯車と、その出力歯車と噛合する中間歯車とを備え、出力歯車およびその軸受と中間歯車およびその軸受とを結合部材によって一体化し、結合部材をケーシングに取り付けたことを特徴とする。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention provides a motor unit, a speed reducer unit composed of a parallel shaft gear reducer composed of a plurality of gears, a wheel bearing unit, a motor unit and a speed reducer. And an in-wheel motor drive device in which each gear of the parallel shaft gear reducer is rotatably supported by a bearing with respect to the casing. The parallel shaft gear reducer includes a wheel bearing portion. An output gear that transmits a driving force to the motor, and an intermediate gear that meshes with the output gear. The output gear and its bearing are integrated with the intermediate gear and the bearing by a coupling member, and the coupling member is attached to the casing. Features.
本発明のインホイールモータ駆動装置では、出力歯車およびその軸受と、その出力歯車に噛合する中間歯車およびその軸受とを結合部材によって一体化したことにより、出力歯車と中間歯車の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことができる。そのため、旋回走行時などに横力による曲げモーメントが車輪用軸受部から平行軸歯車減速機の出力歯車に加わって、横力による曲げモーメントに基づくこじり力が作用しても、出力歯車と中間歯車の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことで、出力歯車と中間歯車との噛み合いを良好な状態に維持できる。 In the in-wheel motor drive device of the present invention, the output gear and the bearing thereof, and the intermediate gear and the bearing meshing with the output gear are integrated by the coupling member, so that the inter-shaft distance and the shaft of the output gear and the intermediate gear are integrated. The inclination can always be kept constant. Therefore, even if a bending moment due to lateral force is applied from the wheel bearings to the output gear of the parallel shaft gear reducer during turning, the output gear and the intermediate gear By keeping the inter-shaft distance and the shaft inclination constant at all times, the meshing between the output gear and the intermediate gear can be maintained in a good state.
本発明における結合部材は、出力歯車の軸部に取り付けられた軸受を収容する大径筒状部と、中間歯車の軸部に取り付けられた軸受を収容する小径筒状部と、大径筒状部と小径筒状部とを一体的に連結する連結部とで構成されていることが望ましい。このようにすれば、出力歯車と中間歯車との一体構造を容易に実現することができる。 The coupling member in the present invention includes a large-diameter cylindrical portion that accommodates a bearing attached to the shaft portion of the output gear, a small-diameter tubular portion that accommodates a bearing attached to the shaft portion of the intermediate gear, and a large-diameter cylindrical shape. It is desirable to be comprised by the connection part which connects a part and a small diameter cylindrical part integrally. In this way, an integrated structure of the output gear and the intermediate gear can be easily realized.
本発明における連結部は、大径筒状部と小径筒状部とを繋ぐ板状部と、大径筒状部の外周面と小径筒状部の外周面とを繋ぐリブ部とが一体的に形成された構成をなすことが望ましい。このようにすれば、結合部材の剛性を向上させることができ、出力歯車と中間歯車との高剛性の一体構造を容易に実現することができる。 In the connecting portion in the present invention, a plate-like portion connecting the large-diameter cylindrical portion and the small-diameter cylindrical portion, and a rib portion connecting the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion and the outer peripheral surface of the small-diameter cylindrical portion are integrated. It is desirable to make the structure formed in this. In this way, the rigidity of the coupling member can be improved, and a highly rigid integrated structure of the output gear and the intermediate gear can be easily realized.
本発明において、結合部材と軸受の外輪との間に、軸受に予圧を付与するためのシムを介在させた構造が望ましい。このようにすれば、出力歯車および中間歯車を支持する深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受に予圧を付与できるので、軸受の支持剛性を上げることができ、異音および振動の発生を抑制することができる。 In the present invention, a structure in which a shim for applying a preload to the bearing is interposed between the coupling member and the outer ring of the bearing is desirable. In this way, since the preload can be applied to the deep groove ball bearing and the angular ball bearing that support the output gear and the intermediate gear, the bearing support rigidity can be increased, and the generation of noise and vibration can be suppressed. .
本発明によれば、出力歯車と中間歯車の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことができるため、旋回走行時などに横力による曲げモーメントが車輪用軸受部から平行軸歯車の出力歯車に加わって、横力による曲げモーメントに基づくこじり力が作用しても、出力歯車と中間歯車の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことで、出力歯車と中間歯車との噛み合いを良好な状態に維持できる。 According to the present invention, since the distance between the output gear and the intermediate gear and the shaft inclination of the intermediate gear can always be kept constant, the bending moment due to the lateral force is caused from the wheel bearing portion to the output gear of the parallel shaft gear during turning. In addition, even if a twisting force based on a bending moment due to a lateral force is applied, the distance between the output gear and the intermediate gear and the shaft inclination are always kept constant, so that the output gear and the intermediate gear have good meshing. It can be maintained in a state.
その結果、歯面の片当たりに基づく異音や摩耗を未然に防止でき、平行軸歯車減速機の組み付け性の向上が図れ、信頼性の高い長寿命のインホイールモータ駆動装置を容易に実現することができる。 As a result, it is possible to prevent abnormal noise and wear due to the contact of the tooth surface, improve the assembly of the parallel shaft gear reducer, and easily realize a reliable and long-life in-wheel motor drive device. be able to.
本発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。図7は、インホイールモータ駆動装置21を搭載した電気自動車11の概略平面図、図8は、電気自動車11を後方から見た概略断面図である。
An embodiment of an in-wheel motor drive device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic plan view of the
電気自動車11は、図7に示すように、シャシー12と、操舵輪としての前輪13と、駆動輪としての後輪14と、後輪14に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置21とを装備する。後輪14は、図8に示すように、シャシー12のホイールハウジング15の内部に収容され、懸架装置(サスペンション)16を介してシャシー12の下部に固定されている。
As shown in FIG. 7, the
懸架装置16は、左右に延びるサスペンションアームにより後輪14を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットにより、後輪14が地面から受ける振動を吸収してシャシー12の振動を抑制する。左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時などの車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられている。懸架装置16は、路面の凹凸に対する追従性を向上させ、後輪14の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させる独立懸架式としている。
The
電気自動車11は、ホイールハウジング15の内部に、左右それぞれの後輪14を駆動するインホイールモータ駆動装置21を設けることによって、シャシー12上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構などを設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の後輪14の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。
In the
電気自動車11の走行安定性およびNVH特性を向上させるためにばね下重量を抑える必要があり、さらに、広い客室スペースを確保するためにインホイールモータ駆動装置21の小型化が求められる。
In order to improve the running stability and NVH characteristics of the
そこで、図1に示す実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、以下の構造を具備する。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置21を実現し、ばね下重量を抑えることで、走行安定性およびNVH特性に優れた電気自動車11を得ることができる。
Therefore, the in-wheel
この実施形態の特徴的な構成を説明する前にインホイールモータ駆動装置21の全体構成を説明する。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置21を車両に搭載した状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側(図面左側)と称し、中央寄りとなる側をインボード側(図面右側)と称する。
Before describing the characteristic configuration of this embodiment, the overall configuration of the in-wheel
インホイールモータ駆動装置21は、図1に示すように、駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aの回転を減速して出力する減速機部Bと、減速機部Bからの出力を駆動輪としての後輪14(図7および図8参照)に伝達する車輪用軸受部Cとを備えている。モータ部Aと減速機部Bはケーシング22に収容されて、電気自動車11のホイールハウジング15(図8参照)内に取り付けられる。ケーシング22は、モータ部Aのモータハウジングと減速機部Bのギヤハウジングとからなる分割可能な構造でボルトにより締結一体化されている。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
モータ部Aは、ケーシング22に固定されたステータ23と、ステータ23の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ24と、ロータ24の径方向内側に配置されてロータ24と一体回転するモータ回転軸25とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ26で構成されている。モータ回転軸25は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ23は磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成され、ロータ24は永久磁石または磁性体が内部に配置されている。
The motor unit A is a
モータ回転軸25は、径方向外側へ一体的に延びるホルダ部27によりロータ24が保持されている。ホルダ部27は、ロータ24が嵌め込み固定された凹溝を環状に形成した構成としている。モータ回転軸25は、その軸方向一方側端部(図1の右側)が転がり軸受28に、軸方向他方側端部(図1の左側)が転がり軸受29によって、ケーシング22に対して回転自在に支持されている。
The
減速機部Bは、入力歯車である第1歯車30と、中間歯車である第2歯車31および第3歯車32と、出力歯車である第4歯車33とを有する。第1歯車30は、インボード側に延びる軸部34をモータ回転軸25にスプライン嵌合(セレーション嵌合を含む。以下、同じ)によって連結することにより、モータ回転軸25に同軸的に取り付け固定されている。第2歯車31は、中間軸35に取り付け固定されている。第3歯車32は、前述の中間軸35に一体的に形成されている。第4歯車33は、その軸部36を減速機出力軸37のインボード側軸部38にスプライン嵌合によって連結することにより、減速機出力軸37に同軸的に取り付け固定されている。
The reduction gear unit B includes a
この減速機部Bは、第1歯車30と第2歯車31とが噛合し、第3歯車32と第4歯車33とが噛合することにより、モータ回転軸25の回転運動を2段に減速する平行軸歯車減速機39で構成されている。
The reduction gear portion B decelerates the rotational movement of the
第1歯車30の軸部34は、転がり軸受40によりケーシング22に対して回転自在に支持されている。第2歯車31の軸部41は、転がり軸受42によりケーシング22に対して回転自在に支持されている。第2歯車31が取り付け固定され、第3歯車32が一体的に形成された中間軸35は、転がり軸受43,44により後述の結合部材59,60を介してケーシング22に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸37が取り付け固定された第4歯車33は、転がり軸受45,46により結合部材59,60を介してケーシング22に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸37のアウトボード側軸部47は、車輪用軸受部Cのハブ輪49にスプライン嵌合によって連結され、減速機部Bの出力を後輪14(図7および図8参照)に伝達する。
The
第1歯車30〜第4歯車33および各歯車の回転軸を図2に基づいて説明する。図2は、図1の平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30〜第4歯車33のみをアウトボード側から見た概要図である。
The 1st gearwheel 30-the
第1歯車30は、モータ回転軸25(図1参照)に取り付け固定され、その軸心C1を中心にして回転する。第2歯車31は、中間軸35(図1参照)に取り付け固定され、第3歯車32は、中間軸35に一体的に形成され、その軸心C2を中心にして回転する。第4歯車33は、減速機出力軸37(図1参照)に取り付け固定され、その軸心C3を中心にして回転する。なお、モータ回転軸25と減速機出力軸37は同軸上に配置されていることから、それぞれの軸心C1と軸心C3は一致している。
The
この実施形態では、モータ回転軸25、中間軸35および減速機出力軸37の各軸心C1,C2,C3が直線E−E上に配置され、減速機部Bの径方向のコンパクト化を図っている。ただし、各軸心C1,C2,C3の配置は、この実施形態のような配置に限らず、各歯車30〜33の噛合いを維持した状態で、ケーシング22のスペースなどを考慮して適宜ずらしてもよい。
In this embodiment, the shaft centers C1, C2, and C3 of the
ここで、平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30〜第4歯車33には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、モジュールは1〜3程度が好ましい。
Here, helical gears are used for the
インホイールモータ駆動装置21は、ホイールハウジング15(図8参照)の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。平行軸歯車減速機39を電動モータ26と組み合わせることで電動モータ26の小型化を図ることができる。例えば、減速比11の平行軸歯車減速機39を用いた場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の電動モータ26を使用することにより電動モータ26を小型化することができる。この場合、ケーシング22のスペースなどを考慮すると、第1歯車30と第2歯車31からなる第1段の減速比は2〜4程度とし、第3歯車32と第4歯車33からなる第2段の減速比は3〜5程度とすることが好ましい。
Since the in-wheel
車輪用軸受部Cは、図1に示すように、以下のような構造の車輪用軸受48で構成されている。車輪用軸受48は、減速機出力軸37にトルク伝達可能に連結されたハブ輪49と、ハブ輪49の外周に嵌合された内輪50と、ハブ輪49および内輪50の外側に配置された外輪51と、ハブ輪49および内輪50と外輪51との間に配置された複数の玉52と、複数の玉52を保持する保持器53とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受48の軸方向両端部には、泥水または潤滑油などの侵入防止、および軸受内部に封入されたグリースの漏洩防止のためにシール部材54が設けられている。
As shown in FIG. 1, the wheel bearing portion C includes a
この車輪用軸受48は、減速機出力軸37のアウトボード側軸部47の端部に形成された雄ねじ部55にナット56を螺合させることにより、平行軸歯車減速機39に締め付け固定されている。車輪用軸受48の外輪51は、ケーシング22に取り付け固定されている。車輪用軸受48の内輪50は、減速機出力軸37のフランジ部57に当接することにより抜け止めされている。車輪用軸受48のハブ輪49にハブボルト58で後輪14(図7および図8参照)が連結される。
The
この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置21の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成を以下に詳述する。
The overall configuration of the in-wheel
このインホイールモータ駆動装置21は、図1に示すように、平行軸歯車減速機39における第2段目の減速部である第3歯車32およびその転がり軸受43,44と第4歯車33およびその転がり軸受45,46とを結合部材59,60によって一体化し、その結合部材59,60をケーシング22に取り付けた構造を具備する。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
図3は、第3歯車32および転がり軸受43,44と第4歯車33および転がり軸受45,46を結合部材59,60により一体化した歯車ユニット61の組立分解斜視図、図4は、図3の歯車ユニット61の組立完了斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
図3および図4に示すように、歯車ユニット61において、第3歯車32および転がり軸受43,44と第4歯車33および転がり軸受45,46を一体化するための結合部材59,60は、同一材質および同一形状を有する一対の金属製部材からなる。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
この結合部材59,60は、例えばプレス加工により製作される。結合部材59,60の素材としては、炭素鋼(S45C、S55C等)、一般構造用鋼(SS400等)、ステンレス鋼(SUS430、SUS304等)、プレス鋼板(SPCC材)およびSTKM鋼などの高剛性材料が有効である。
The
なお、第3歯車32の転がり軸受43,44および第4歯車33の転がり軸受45,46は、外周面に内側軌道面が形成された内輪62,63と、内周面に外側軌道面が形成された外輪64,65と、内輪62,63の内側軌道面と外輪64,65の外側軌道面との間に介在する複数の転動体66,67と、各転動体66,67を円周方向等間隔に保持する保持器(図示せず)とで構成された深溝玉軸受などの玉軸受である。
The rolling
各結合部材59,60は、第4歯車33の軸部36に取り付けられた転がり軸受45,46を収容する大径筒状部68と、第3歯車32の軸部35に取り付けられた転がり軸受43,44を収容する小径筒状部69と、大径筒状部68と小径筒状部69とを一体的に連結する連結部である板状部70とで構成されている。このような構造を有することにより、第4歯車33と第3歯車32との一体構造を容易に実現することができる。
Each of the
結合部材59,60の大径筒状部68は、その外側端部から径方向内側へ一体的に延在するフランジ部71を有し、そのフランジ部71の内側が開口している。この大径筒状部68に圧入された転がり軸受45,46の外輪65はフランジ部71に当接することにより抜け止めされている。同様に、結合部材59,60の小径筒状部69は、その外側端部から径方向内側へ一体的に延在するフランジ部72を有し、そのフランジ部72の内側が開口している。この小径筒状部69に圧入された転がり軸受43,44の外輪64はフランジ部72に当接することにより抜け止めされている。
The large-diameter
以上の構成からなる結合部材59,60を利用することにより、第4歯車33および転がり軸受45,46と第3歯車32および転がり軸受43,44とを以下のようにして組み付けることで歯車ユニット61が構成されている。
By using the
つまり、第4歯車33のインボード側およびアウトボード側の軸部36に転がり軸受45,46の内輪63を圧入すると共に、第3歯車32の中間軸35のインボード側およびアウトボード側に転がり軸受43,44の内輪62を圧入する。
That is, the
そして、第4歯車33に組み付けられた転がり軸受45,46の外輪65を結合部材59,60の大径筒状部68に圧入すると共に、第3歯車32に組み付けられた転がり軸受43,44の外輪64を結合部材59,60の小径筒状部69に圧入する。
Then, the
これら転がり軸受43〜46の外輪64,65を結合部材59,60の大径筒状部68および小径筒状部69に圧入するに際して、転がり軸受45,46の外輪65と大径筒状部68との間にリング状のシム73を介在させると共に(図5参照)、転がり軸受43,44の外輪64と小径筒状部69との間にリング状のシム74を介在させている。
When the
このようなシム73,74を組み付けることにより、転がり軸受43〜46に予圧を付与することができる。これにより、転がり軸受43〜46を構成する深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受に予圧を付与することができるので、転がり軸受43〜46の支持剛性を上げることができ、異音および振動の発生を抑制することができる。
By assembling
以上のようにして、一対の結合部材59,60により、第3歯車32および転がり軸受43,44と第4歯車33および転がり軸受45,46を一体化した歯車ユニット61は、図1に示すように、一方の結合部材59をケーシング22の隔壁面75に形成された開口孔76に嵌合させて固定すると共に、他方の結合部材60をケーシング22の隔壁面77に形成された開口孔78に嵌合させて固定する。このようにして、歯車ユニット61がインホイールモータ駆動装置21の減速機部Bに組み込まれる。
The
このインホイールモータ駆動装置21では、第4歯車33および転がり軸受45,46と、その第4歯車33に噛合する第3歯車32および転がり軸受43,44とを結合部材59,60によって一体化した高剛性の歯車ユニット61を具備することにより、第4歯車33と第3歯車32の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことができる。
In the in-wheel
そのため、旋回走行時などに横力による曲げモーメントが車輪用軸受部Cから平行軸歯車減速機39の第4歯車33に加わって、横力による曲げモーメントに基づくこじり力が作用しても、歯車ユニット61の結合部材59,60により、第4歯車33と第3歯車32の軸間距離および軸傾きを常に一定に保つことで、第4歯車33と第3歯車32との噛み合いを良好な状態に維持できる。
Therefore, even when a bending moment due to a lateral force is applied from the wheel bearing portion C to the
その結果、歯車ユニット61において、第4歯車33の歯面と第3歯車32の歯面との片当たりに基づく異音や摩耗を未然に防止でき、騒音や振動を抑制して車室内で搭乗者にとって快適な環境を確保することができる。また、第4歯車33と第3歯車32の軸間距離をケーシング側で位置決めする必要がないので、第4歯車33と第3歯車32の組み付けが容易で組立コストの低減が図れる。
As a result, in the
以上の実施形態では、大径筒状部68と小径筒状部69とを繋ぐ連結部を板状部70とした結合部材59,60について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図6に示す連結部を有する結合部材79,80であってもよい。
In the above embodiment, the connecting
同図に示す結合部材79,80の連結部は、大径筒状部68と小径筒状部69とを繋ぐ板状部81と、大径筒状部68の外周面と小径筒状部69の外周面とを繋ぐリブ部82とが一体的に形成された構成をなしている。
The connecting parts of the
このように、大径筒状部68と小径筒状部69との連結部を板状部81とリブ部82とで構成したことにより、結合部材79,80の剛性をより一層向上させることができ、第4歯車33と第3歯車32の高剛性の一体構造を容易に実現することができる。
As described above, the connecting portion between the large-diameter
最後に、この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置21の全体的な作動原理を説明する。
Finally, the overall operation principle of the in-wheel
図1に示すように、モータ部Aにおいて、例えば、ステータ23に交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けてロータ24が回転する。これにより、減速機部Bにおいて、モータ回転軸25の回転が、平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30、第2歯車31、第3歯車32および第4歯車33によって減速され、減速機出力軸37を介して車輪用軸受部Cに伝達される。この時、モータ回転軸25の回転が減速機部Bによって減速されて減速機出力軸37に伝達されるので、モータ部Aにおいて、低トルク、高速回転型の電動モータ26を採用した場合でも、後輪14(図7および図8参照)に必要なトルクを伝達することが可能となる。
As shown in FIG. 1, in the motor part A, for example, the
減速機部Bの減速比は、第1歯車30と第2歯車31の第1段で1/2.5、第3歯車32と第4歯車33の第2段で1/4.5とすれば、減速比は約1/11と大きな減速比を得ることができる。このように、大きな減速比を得ることができる平行軸歯車減速機39を採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置21を得ることができる。また、平行軸歯車減速機39は、はすば歯車を用いているので、製造が容易で、コストの低減が図れ、性能面でも、静粛かつ効率のよいインホイールモータ駆動装置21を実現することができる。
The reduction ratio of the reduction gear section B is 1 / 2.5 at the first stage of the
この実施形態では、モータ部Aとしてラジアルギャップ型の電動モータ26を例示したが、任意の構成のモータを適用可能である。例えば、ケーシングに固定されたステータと、ステータの軸方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータとを備えるアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。
In this embodiment, the radial gap type
この実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Aから後輪14に伝達される。従って、前述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。また、モータ部Aに電力を供給してモータ部を駆動させ、モータ部Aからの動力を後輪14に伝達させる場合を示したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、後輪14側からの動力を減速機部Bで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Aに伝達し、モータ部Aで発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Aを駆動させることや、車両に備えられた他の電動機器などの作動に用いてもよい。
The description of the operation in this embodiment has been made by paying attention to the rotation of each member, but in reality, power including torque is transmitted from the motor part A to the
以上の実施形態では、図7および図8に示すように、後輪14を駆動輪とした電気自動車11を例示したが、前輪13を駆動輪としてもよく、4輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等も含むものである。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
21 インホイールモータ駆動装置
22 ケーシング
32 中間歯車(第3歯車)
33 出力歯車(第4歯車)
35 中間歯車の軸部
36 出力歯車の軸部
39 平行軸歯車減速機
43〜46 軸受(転がり軸受)
59,60 結合部材
64,65 外輪
68 大径筒状部
69 小径筒状部
70 連結部(板状部)
73,74 シム
79,80 結合部材
81 板状部
82 リブ部
A モータ部
B 減速機部
C 車輪用軸受部
21 In-wheel
33 Output gear (4th gear)
35 Shaft of
59,60
73, 74
Claims (4)
前記平行軸歯車減速機は、前記車輪用軸受部に駆動力を伝達する出力歯車と、前記出力歯車と噛合する中間歯車とを備え、前記出力歯車およびその軸受と前記中間歯車およびその軸受とを結合部材によって一体化し、前記結合部材を前記ケーシングに取り付けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。 The parallel shaft gear reducer comprising: a motor unit; a reducer unit configured by a parallel shaft gear reducer including a plurality of gears; a wheel bearing unit; and a casing that houses the motor unit and the reducer unit. An in-wheel motor drive device in which each gear is rotatably supported by a bearing with respect to a casing,
The parallel shaft gear reducer includes an output gear that transmits a driving force to the wheel bearing portion, and an intermediate gear that meshes with the output gear, and the output gear and its bearing, and the intermediate gear and its bearing. An in-wheel motor drive device characterized by being integrated by a coupling member and attaching the coupling member to the casing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015146548A JP2017024613A (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | In-wheel motor driving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP (1) | JP2017024613A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022246054A1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-11-24 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Electric drive module for driving a vehicle wheel |
-
2015
- 2015-07-24 JP JP2015146548A patent/JP2017024613A/en active Pending
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WO2022246054A1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-11-24 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Electric drive module for driving a vehicle wheel |
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