JP2018155327A - Vehicle drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、独立した二つの駆動源からの駆動トルクを左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達することができる車両駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle drive device capable of amplifying a torque difference and transmitting drive torque from two independent drive sources to left and right drive wheels.
電気自動車等の車両において、左右の駆動輪にそれぞれ電動モータを配置して、各電動モータを独立して制御することにより左右の駆動輪に適宜駆動トルク差を与え、これにより車両の旋回モーメントを制御することが知られている。例えば、各電動モータがそれぞれ減速機を介して左右の駆動輪に独立して接続されている場合、各電動モータの回転速度はそれぞれの減速機で減速され、かつ、各電動モータの出力トルクはそれぞれの減速機で増大されて左右の駆動輪に伝達される。ここで、車両の右旋回時と左旋回時の挙動を同様にするために、各電動モータは同じ出力特性にして、それぞれの減速機も同じ減速比にしている。 In a vehicle such as an electric vehicle, electric motors are arranged on the left and right drive wheels, respectively, and each electric motor is controlled independently to give an appropriate drive torque difference between the left and right drive wheels, thereby reducing the turning moment of the vehicle. It is known to control. For example, when each electric motor is independently connected to the left and right drive wheels via a reduction gear, the rotational speed of each electric motor is reduced by the respective reduction gear, and the output torque of each electric motor is It is increased by each reducer and transmitted to the left and right drive wheels. Here, in order to make the vehicle turn right and turn left in the same manner, each electric motor has the same output characteristics, and each reduction gear has the same reduction ratio.
ところで、左右の駆動輪の出力トルクに差を付けたい場合、左右の電動モータの出力トルクに差を付け、左右の駆動輪に左右の電動モータの出力トルクを減速機を介して伝達する。 By the way, when it is desired to make a difference between the output torques of the left and right drive wheels, a difference is made between the output torques of the left and right electric motors, and the output torques of the left and right electric motors are transmitted to the left and right drive wheels via a reduction gear.
左右の駆動輪に伝達される左右の電動モータの出力トルクは、減速機の減速比に応じて増大される。但し、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率は、左右の減速機の減速比が同じであるので、左右の電動モータの出力トルクの差の比率と同一であり、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率が増大されるわけではない。 The output torques of the left and right electric motors transmitted to the left and right drive wheels are increased according to the reduction ratio of the speed reducer. However, the ratio of the difference between the output torques of the left and right drive wheels is the same as the ratio of the difference between the output torques of the left and right electric motors because the reduction ratio of the left and right reduction gears is the same. The ratio of the torque difference is not increased.
ところが、車両のスムーズな旋回走行の実現や、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の電動モータから与えられる出力トルクの差の比率よりも左右の駆動輪に伝達される出力トルクの差の比率を大きくすることが有効な場合がある。 However, in order to achieve smooth turning of the vehicle and to suppress changes in vehicle behavior such as extreme understeer and extreme oversteer, the left and right drive is more than the ratio of the difference in output torque applied from the left and right electric motors. It may be effective to increase the ratio of the difference in output torque transmitted to the wheels.
特許文献1及び特許文献2には、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、3要素2自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置を備え、二つの駆動源から与えられるトルクの差を増幅して左右の駆動輪に与えることができる車両駆動装置が開示されている。
本願の出願人は、特許文献1と特許文献2におけるトルク差を増大する歯車装置よりも小型、軽量化を図った車両用駆動装置を、既に特許出願を行っている(特願2016−023529号)。
The applicant of the present application has already filed a patent application for a vehicle drive device that is smaller and lighter than the gear device that increases the torque difference in
この本願の出願人が特許出願している車両用駆動装置(先願例1)は、図9及び図10に示す構成である。 The vehicle drive device (prior application example 1) for which the applicant of the present application has applied for a patent has the configuration shown in FIGS.
先願例1の車両用駆動装置200における歯車装置300を構成する遊星歯車装置210L、210Rは、それぞれ内歯車RL、RRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、公転歯車としての複数の遊星歯車PL、PRとを有する。
歯車装置300は、一方の遊星キャリヤCLと他方の太陽歯車SRとを結合する第1結合部材211と、一方の太陽歯車SLと他方の遊星キャリヤCRとを結合する第2結合部材212を有し、第1結合部材211と第2結合部材212が同軸上に配置されると共に、第1結合部材211および第2結合部材212のうち、第2結合部材212が中空軸、第1結合部材211が中空軸の第2結合部材212に挿通される軸を有し、2つの遊星歯車装置210L、210Rの間を通る軸が二重構造となる構成であって、遊星歯車装置210L、210Rの内歯車RL、RRと減速機の入力歯車213とを、内歯車RL、RRに設けた外歯車217に係合して連結する構造である。
Gear 300, one of the planet carrier C L and the other of the
この先願例1の車両用駆動装置200は、左右輪を駆動する駆動モータ101L、101Rのトルク差を増幅して車輪に出力することができる。
The
即ち、駆動モータ101L、101Rの駆動力は、3軸2段減速機の減速ギヤ列で伝達され、2軸目に位置する2個の遊星歯車装置210L、210Rを同軸で結合した歯車装置300により、入力トルクの差が増幅され左右輪に出力される。
That is, the driving force of the
そして、車輪の回転速度に差がない場合には、歯車装置300の2個の遊星歯車装置210L、210Rの内部(太陽歯車SL、SR、遊星歯車PL、PR)は相対回転せず、遊星歯車装置210L、210Rが一体となり回転する。車輪の回転速度に差がある場合には、歯車装置300の2個の遊星歯車装置210L、210Rの内部が回転し、太陽歯車SL、SR、内歯車RL、RRは相対回転し、遊星歯車PL、PRが自転・公転する。
When there is no difference in the rotational speed of the wheels, the insides of the two
ところで、前記のように、第1結合部材211と第2結合部材212は、同軸上に配置されると共に、第2結合部材212が中空軸、他方の第1結合部材211が中空軸に挿通される軸からなる二重構造になっている。
By the way, as described above, the
二重構造の内側となる軸、即ち、第1結合部材211は、左側の遊星キャリヤCLと右側の太陽歯車SRを結合しており、第1結合部材211の左側の端部が遊星キャリヤCLに対してスプライン結合され、逆側、即ち、右側の端部が他方の遊星キャリヤCRのアウトボード側のキャリヤフランジ214の内周面に対して転がり軸受215(深溝玉軸受)によって回転自在に支持されている。
Axis as the inner double structure, i.e., the
そして、外側となる軸、即ち、第2結合部材212は、右側の遊星キャリヤCRと左側の太陽歯車SLを結合しており、第1結合部材211に対し2個のラジアル針状ころ軸受216a、216bにより径方向位置を、同じく第1結合部材211に対し2個のスラストころ軸受218a、218bにより軸方向位置を規制している。また、2個のラジアル針状ころ軸受216a、216bの間には、カラー219を収容している。
Then, the shaft comprising an outer, i.e., the
しかしながら、第2結合部材212を4個の転がり軸受216a、216b、218a、218bを使用して位置決めを行うことは、それらの軸受の転動面となる箇所を、転動面としてふさわしい良好な面粗度に仕上げる必要があると共に、2個のラジアル針状ころ軸受218a、218b間のカラー219も含めると、部品点数、加工工数、組立工数が多く、製作コストがかかるという課題がある。
However, positioning the
また、第1結合部材211と第2結合部材212との間に芯ずれがあると、歯車がミスアライメント、即ち、その軸心が理想の位置からずれて回転することになる。
Further, if there is a misalignment between the
これにより、歯車歯面の噛み合い状態が変わり、異音が発生したり、回転により発生する音(騒音)が大きくなったりする。 As a result, the meshing state of the gear tooth surfaces changes, and an abnormal noise is generated or a sound (noise) generated by the rotation is increased.
また、歯車の軸方向の位置が大きく変位してしまったりすると、他の部品との接触や、歯面の噛み合い面積が減って過大な歯面圧となり早期破損に繋がることが懸念される。 In addition, if the position of the gear in the axial direction is greatly displaced, there is a concern that contact with other components or the meshing area of the tooth surface may be reduced, resulting in excessive tooth surface pressure and early damage.
そこで、この発明は、車両駆動装置に組み込む歯車装置の中空軸とその中空軸に挿通される軸の軸方向と径方向の位置ずれを生じ難くしつつ、部品点数、加工工数、組立工数を削減し、また、歯車軸の回転精度を確保し、騒音の低減、転がり軸受や歯車の長寿命化を図ることを課題とするものである。 Accordingly, the present invention reduces the number of parts, processing man-hours, and assembly man-hours while making it difficult for the gear shaft hollow shaft incorporated in the vehicle drive device and the shaft inserted through the hollow shaft to be displaced in the axial direction and the radial direction. It is another object of the present invention to ensure the rotational accuracy of the gear shaft, reduce noise, and extend the life of rolling bearings and gears.
前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、左右の駆動輪と、前記駆動源と前記駆動輪の間に設けられ、前記二つの駆動源からのトルクを左右輪に分配する歯車装置と、前記二つの駆動源のトルクを前記駆動輪に伝達する減速装置とを備える車両駆動装置において、前記減速装置は、駆動源に連結し、入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に連結し、出力歯車を有する出力歯車軸と、歯車の噛合いにより入力歯車軸から出力歯車軸の間のトルク伝達を行う中間歯車軸が少なくとも1つ以上配され、前記減速装置を構成する歯車が外歯車であり、前記二つの駆動源からのトルクを左右輪に分配する歯車装置は、同軸に配された左右の1対の歯車軸と同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構からなり、前記遊星歯車機構は、内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての複数の遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、第1結合部材は、中空軸である第2結合部材の内部に同軸に配置され、第1結合部材と第2結合部材は、いずれも一方の端部でトルク伝達可能に遊星キャリヤに対してスプライン嵌合により連結され、他方の端部で前記スプライン嵌合した遊星キャリヤではない方の遊星キャリヤに対して、それぞれの端部の外周面に嵌合した軸受を介して回転自在に支持されるようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is provided with two drive sources mounted on a vehicle and independently controllable, left and right drive wheels, and between the drive source and the drive wheels. In a vehicle drive device comprising: a gear device that distributes torque from one drive source to the left and right wheels; and a reduction device that transmits the torque of the two drive sources to the drive wheel, the reduction device is connected to the drive source. At least one input gear shaft having an input gear, an output gear shaft connected to a drive wheel and having an output gear, and an intermediate gear shaft for transmitting torque between the input gear shaft and the output gear shaft by meshing of the gears. One or more gears constituting the reduction gear are external gears, and the gear device that distributes torque from the two drive sources to the left and right wheels is coaxial with a pair of left and right gear shafts arranged coaxially. 3 elements 2 free combined above The planetary gear mechanism includes an internal gear, a planet carrier provided coaxially with the internal gear, a sun gear provided coaxially with the internal gear, and a plurality of revolution gears. A first coupling member for coupling one planet carrier and the other sun gear of the two planetary gear mechanisms, and a second coupling for coupling one sun gear and the other planet carrier. The first coupling member is coaxially disposed inside the second coupling member, which is a hollow shaft, and both the first coupling member and the second coupling member can transmit torque at one end. The planetary carrier is connected to the planetary carrier by spline fitting, and the planetary carrier which is not the planetary carrier which is spline-fitted at the other end is rotated via a bearing fitted to the outer peripheral surface of each end. To be supported freely Characterized in that it was.
前記遊星キャリヤに嵌合し、第1結合部材、第2結合部材を支持する転がり軸受は、いずれも遊星キャリヤの内周面と締まり嵌めとし、第1結合部材または第2結合部材の外周面とすきま嵌めとすることが好ましい。 The rolling bearings that fit into the planet carrier and support the first coupling member and the second coupling member both have an interference fit with the inner circumferential surface of the planet carrier, and the outer circumferential surface of the first coupling member or the second coupling member. A clearance fit is preferred.
また、第1結合部材、第2結合部材それぞれの一端に嵌合する転がり軸受としては、深溝玉軸受を使用することができる。 Moreover, a deep groove ball bearing can be used as a rolling bearing fitted to one end of each of the first coupling member and the second coupling member.
前記第2結合部材の外周面に凸部を設け、第2結合部材がスプライン嵌合している遊星キャリヤの端部に前記凸部が突き当たるようにすることで、第2結合部材がスプライン穴に入り込みすぎないように軸方向規制することができる。 A convex portion is provided on the outer peripheral surface of the second coupling member, and the second coupling member is brought into contact with the spline hole by causing the convex portion to abut the end of the planet carrier on which the second coupling member is spline-fitted. The axial direction can be restricted so as not to enter too much.
前記第1結合部材がスプライン嵌合している遊星キャリヤのスプライン穴に止め輪を設け、この止め輪と第1結合部材の端部とが突き当たるようにすることにより、第1結合部材がスプライン穴に入り込みすぎないように軸方向規制することができる。 A retaining ring is provided in the spline hole of the planetary carrier in which the first coupling member is spline-fitted, and the retaining ring and the end of the first coupling member abut against each other, so that the first coupling member is splined. The axial direction can be restricted so as not to go too far.
第1結合部材がスプライン嵌合する遊星キャリヤのスプライン部の近傍の第1結合部材の外径面、または、第2結合部材がスプライン嵌合する遊星キャリヤのスプライン部の近傍の第2結合部材の外径面の少なくとも一方の外径面と遊星キャリヤの内径面との間にインロー合わせとなるインロー部を設けることにより、第1結合部材、第2結合部材の調心性を高めることができる。
前記インロー部を、締まり嵌めではなくすきま嵌めにすることができる。
The outer diameter surface of the first coupling member in the vicinity of the spline portion of the planet carrier to which the first coupling member is spline-fitted, or the second coupling member in the vicinity of the spline portion of the planet carrier to which the second coupling member is spline-fitted. By providing an inlay portion for inlay alignment between at least one outer diameter surface of the outer diameter surface and the inner diameter surface of the planet carrier, alignment of the first coupling member and the second coupling member can be enhanced.
The spigot part can be a clearance fit rather than an interference fit.
以上のように、車両駆動装置に組み込む歯車装置の第1結合部材と第2結合部材は、いずれも一方の端部でトルク伝達可能に遊星キャリヤに対してスプライン嵌合により連結され、他方の端部で前記スプライン嵌合した遊星キャリヤではない方の遊星キャリヤに対して、それぞれの端部の外周面に嵌合した転がり軸受を介して回転自在に支持されているので、軸方向と径方向の位置ずれを生じ難く、調心性が高い。 As described above, the first coupling member and the second coupling member of the gear device incorporated in the vehicle drive device are both connected to the planet carrier by spline fitting so that torque can be transmitted at one end, and the other end The planetary carrier that is not the spline-fitted planet carrier is rotatably supported via the rolling bearings fitted to the outer peripheral surfaces of the respective end portions, so that the axial direction and the radial direction are supported. Misalignment hardly occurs and alignment is high.
これにより、部品点数、加工工数、組立工数を削減し、また、歯車軸の回転精度を確保し、騒音の低減、転がり軸受や歯車の長寿命化を図ることができる。 Thereby, the number of parts, processing man-hours, and assembly man-hours can be reduced, the rotation accuracy of the gear shaft can be ensured, noise can be reduced, and the life of the rolling bearings and gears can be extended.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図5に示す電気自動車AMは、後輪輪駆動方式であり、シャーシ60と、後輪としての駆動輪61L、61Rと、前輪62L、62Rと、この発明に係る2モータ式の車両駆動装置1、バッテリ63、インバータ64等を備える。図5では、車両駆動装置1の歯車構成をスケルトン図で示している。
The electric vehicle AM shown in FIG. 5 is a rear wheel drive system, and includes a
車両駆動装置1は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源としての電動モータ2L、2Rと、左右の駆動輪61L、61Rと二つの電動モータ2L、2Rとの間に設けられる左右2基の減速装置3L、3Rとを備える。
The
2モータ式の車両駆動装置1の駆動トルクは、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪61L、61Rに伝達される。
The drive torque of the two-motor type
なお、2モータ式の車両駆動装置1の搭載形態としては、図5に示す後輪駆動方式の他、前輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。
As a mounting form of the two-motor type
2モータ式の車両駆動装置1における左右の電動モータ2L、2Rは、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータが用いられ、図1に示すように、モータハウジング4L、4R内に収容されている。
The left and right
モータハウジング4L、4Rは、図1に示すように、円筒形のモータハウジング本体4aL、4aRと、このモータハウジング本体4aL、4aRの外側面を閉塞する外側壁4bL、4bRと、モータハウジング本体4aL、4aRの内側面に減速装置3L、3Rと隔てる内側壁4cL、4cRとからなる。モータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRには、モータ軸5aを引き出す開口部が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
電動モータ2L、2Rは、図1に示すように、モータハウジング本体4aL、4aRの内周面にステータ6を設け、このステータ6の内周に間隔をおいてロータ5を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。なお、電動モータ2L、2Rは、アキシャルギャップタイプのものを使用してもよい。
As shown in FIG. 1, the electric motors 2 </ b> L and 2 </ b> R are of a radial gap type in which a
ロータ5は、モータ軸5aを中心部に有し、そのモータ軸5aはモータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRの開口部からそれぞれ減速装置3L、3R側に引き出されている。モータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRの開口部とモータ軸5aとの間にはシール部材7が設けられている。
The
モータ軸5aは、モータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRと外側壁4bL、4bRとに転がり軸受8a、8bによって回転自在に支持されている(図1)。
The
左右並列に設けられた2基の減速装置3L、3Rを収容する減速装置ハウジング9は、減速装置3L、3Rの歯車軸と直交する方向に3ピースに分割され、図1に示すように、中央ハウジング9aとこの中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL、9bRの3ピース構造になっている。左右の側面ハウジング9bL、9bRは、中央ハウジング9aの両側の開口部に複数のボルト(図示省略)によって固定されている。
A
減速装置ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRのアウトボード側(車体外側)の側面と電動モータ2L、2Rのモータハウジング本体4aL、4aRの内側壁4cL、4cRとを、複数のボルト10によって固定することにより、減速装置ハウジング9の左右に2基の電動モータ2L、2Rが固定配置される(図1)。
A plurality of
中央ハウジング9aには、図1に示すように、中央に仕切り壁11が設けられている。減速装置ハウジング9は、この仕切り壁11によって左右に2分割され、2基の減速装置3L、3Rを収容する左右の収容室が並列に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
減速装置3L、3Rは、図1に示すように、概ね左右対称形に設けられ、モータ軸5aから動力が伝達される入力歯車12aを有する入力歯車軸12L、12Rと、この入力歯車12aに噛み合う入力側大径歯車13aと出力歯車14aに噛み合う出力側小径歯車13bを有する中間歯車軸13L、13Rと、出力歯車14aを有し、減速装置ハウジング9から引き出されて等速ジョイント65a、65b、中間シャフト65c(図5)を介して駆動輪61L、61Rにトルクを伝達する出力歯車軸14L、14Rとを備える平行軸歯車減速機である。左右2基の減速装置3L、3Rの各入力歯車軸12L、12R、各中間歯車軸13L、13R、各出力歯車軸14L、14Rは、それぞれが同軸上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the reduction gears 3L and 3R are provided substantially symmetrically and mesh with the
減速装置3L、3Rの入力歯車軸12L、12Rの両端は、中央ハウジング9aの仕切り壁11の左右両面に形成した軸受嵌合穴16aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴16bに転がり軸受17a、17bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴16a、16bは、転がり軸受17a、17bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Both ends of the
入力歯車軸12L、12Rのアウトボード側の端部は、側面ハウジング9bL、9bRに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力歯車軸12L、12Rの外側端部との間にはオイルシール18を設け、減速装置ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩を防止している。
The end portions on the outboard side of the
入力歯車軸12L、12Rは中空構造であり、この中空の入力歯車軸12L、12Rに、モータ軸5aの端部が挿入されている。入力歯車軸12L、12Rとモータ軸5aとは、スプライン(セレーションも含む以下同じ)結合されている。
The
中間歯車軸13L、13Rは、少なくとも一つ以上配置されており、図1に示す実施形態では、一対の中間歯車軸13L、13Rを有する。
At least one or more
中間歯車軸13L、13Rは、外周面に入力歯車12aに噛み合う入力側大径歯車13aと出力歯車14aに噛み合う出力側小径歯車13bを有する段付きの歯車軸である。この中間歯車軸13L、13Rの両端は、中央ハウジング9aの仕切り壁11の両面に形成した軸受嵌合穴19aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴19bとに転がり軸受20a、20bを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴19a、19bは、転がり軸受20a、20bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっており、軸受嵌合穴19aは、後述する第1結合部材31と第2結合部材32が通るように貫通している。
The
同軸上に配置された中間歯車軸13L、13Rには、この中間歯車軸13L、13Rと同軸上に、二つの電動モータ2L、2Rから与えられる駆動トルクを左右の駆動輪61L、61Rにトルク差を増幅して分配する歯車装置30が組み込まれている。
The
歯車装置30は、同軸に配された左右の1対の中間歯車軸13L、13Rと同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構39L、39Rからなる。
The
歯車装置30を構成する遊星歯車機構39L、39Rは、図2の拡大図に示すように、中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aにそれぞれ連結された内歯車RL、RRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた太陽歯車SL、SRと、内歯車RL、RRと太陽歯車SL、SRに噛み合う公転歯車としての複数の遊星歯車PL、PRと、内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRと、一方の遊星キャリヤCL(図2では図の左側)と他方の太陽歯車SR(図2では図の右側)とを結合する第1結合部材31と、一方の太陽歯車SL(図2では図の左側)と他方の遊星キャリヤCR(図2では図の右側)とを結合する第2結合部材32と、内歯車RL、RRに連結された、入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと噛み合う中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aと、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aと噛み合う中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bとを有し、中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bを、遊星キャリヤCL、CRに連結した構成である。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the
なお、中間歯車軸13L、13Rを複数対設けた場合には、入力側大径歯車13aに連結された内歯車RL、RRは、複数対の中間歯車軸13L、13Rの内、入力歯車12aと噛み合う入力側大径歯車13aに配置され、また、出力側小径歯車13bが、複数対の中間歯車軸13L、13Rの内の従動側の中間歯車軸13L、13Rに設けられた歯車と噛み合うように配置される。
Incidentally, in the case of providing the
また、図1及び図2に示す実施形態は、歯車装置30を中間歯車軸13L、13Rに組み合わせた例であるが、同軸に配置された歯車軸であれば、出力歯車軸14L、14R、あるいは入力歯車軸12L、12Rに組み合わせることもできる。
The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is an example in which the
図1及び図2に示す実施形態では、内歯車RL、RRに連結された入力側大径歯車13aは、内歯車RL、RRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the internal gear R L, the input-side
また、図1及び図2に示す実施形態では、遊星キャリヤCL、CRに連結された出力側小径歯車13bは、遊星キャリヤCL、CRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。なお、入力側大径歯車13a及び出力側小径歯車13bは、共に外周にギヤ歯を有する外歯歯車である。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the planet carrier C L, output-side small-
遊星キャリヤCL、CRは、図2に示すように、遊星歯車PL、PRを支持するキャリヤピン33と、キャリヤピン33のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側(車両外側)のキャリヤフランジ34aと、インボード側端部に連結されたインボード側(車両内側)のキャリヤフランジ34bを有する。
As shown in FIG. 2, the planetary carriers C L and C R are composed of a
アウトボード側のキャリヤフランジ34aは、アウトボード側に延びる中空軸部35を備えており、中空軸部35のアウトボード側の端部が、減速装置ハウジング9の側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴19bに転がり軸受20bを介して支持されている。
The
インボード側のキャリヤフランジ34bは、インボード側に延びる中空軸部36を備えており、中空軸部36のインボード側の端部が、中央ハウジング9aの仕切り壁11に形成した軸受嵌合穴19aに転がり軸受20aを介して支持されている。
The
図1及び図2に示す実施形態では、前記出力側小径歯車13bが、キャリヤフランジ34aの中空軸部35の外周面に一体に形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the output-side small-
遊星歯車PL、PRは、図2に示すように、針状ころ軸受37を介してキャリヤピン33によって支持されている。
As shown in FIG. 2, the planetary gears P L and P R are supported by
また、前記各キャリヤフランジ34a、34bの対向面と遊星歯車PL、PRの間にスラスト板38を挿入し、遊星歯車PL、PRの回転の円滑化を図っている。
Further, each
前記各キャリヤフランジ34a、34bの外周面と内歯車RL、RRとの間には、転がり軸受50a、50bを配置している。
Wherein each
また、インボード側のキャリヤフランジ34bのインボード側の外径面には、キャリヤフランジ34bの中空軸部36を支持する転がり軸受20aの内輪の端面に当接する段部40を形成している。
In addition, a stepped
車両駆動装置1の歯車装置30を構成する2つの遊星歯車機構39L、39Rを連結している第1結合部材31と第2結合部材32は、減速装置ハウジング9の中央ハウジング9aを左右に仕切る仕切り壁11を貫通して組み込まれている。
The
この第1結合部材31と第2結合部材32は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材(図1及び図2の実施形態では第2結合部材32)が中空軸、他方の結合部材(図1及び図2の実施形態では第1結合部材31)が中空軸に挿通される軸からなる2重構造になっている。
The
図1及び図2に示す実施形態では、中空軸で構成される第2結合部材32は、右側の遊星キャリヤCRのインボード側のキャリヤフランジ34bと別体に設けられている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
キャリヤフランジ34bと別体に設けられた第2結合部材32は、第2結合部材32の右側端部の外径面とキャリヤフランジ34bの内径面とにスプライン部41を設け、遊星キャリヤCRに対してスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。
The
第2結合部材32のスプライン部41近傍の外径面には、図2に示すように、遊星キャリヤCRのインボード側の中空軸部36の端面が突き当たる凸部79を形成している。第2結合部材32は、外径面の凸部79が遊星キャリヤCRのインボード側の中空軸部36の端面に突き当たることで、第2結合部材32がスプライン穴に入り込みすぎないように、軸方向右側への移動が規制されている。
The outer diameter surface of the
また、第2結合部材32の左側端部、即ち、前記スプライン嵌合した遊星キャリヤCRではない方の端部は、左側の遊星歯車機構39Lにおける遊星キャリヤCLのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの内径面に位置する転がり軸受72によって回転自在に支持されている。転がり軸受72は、深溝玉軸受によって構成されている。遊星キャリヤCLのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの内径面には、転がり軸受72の外輪のアウトボード側の端面が当たる肩部75が設けられている。
Further, the left end portion of the
また、第2結合部材32の左側端部の外径面には、転がり軸受72の内輪のインボード側の端面が当たる肩部76が設けられている。
Further, a
第2結合部材32は、転がり軸受72(深溝玉軸受)を介して第2結合部材32の肩部76と遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aの肩部75とが当たるため、左側への移動が規制されると共に、転がり軸受72(深溝玉軸受)に過度の予圧(軸方向に突っ張る)がかからないように、各部の加工公差が適切に許容される。
The
即ち、第2結合部材32の軸方向の抜け止めを、スプライン部41側の近傍の外径面の凸部79と、上記の転がり軸受72(深溝玉軸受)により行い、遊星キャリヤCLのフランジ34aの内径面と転がり軸受72(深溝玉軸受)の外径面とを、締まり嵌め(締代を持ったタイト嵌合)とし、第2結合部材32の外径面と転がり軸受72(深溝玉軸受)の内径面とを、すきま嵌め(すきまを持ったルーズ嵌合)とすることにより、第2結合部材32と転がり軸受72の嵌合部での加工公差による軸方向の位置ずれを許容することができる。
That is, the axial direction of the stopper of the
また、第2結合部材32のスプライン部41の外径面近傍には、遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34bに設けられた中空軸部36の内径面に対して芯出しを行うインロー部71を設けており、インロー部71によって遊星キャリヤCRに対しスプライン嵌合されたスプライン部41のガタ付きをなくし、第2結合部材32の調心性を高めている。
Further, the outer diameter surface vicinity of the
そして、第2結合部材32の左側端部の外径面には、左側の遊星歯車機構39Lの遊星歯車PLと噛み合う太陽歯車SLを、第2結合部材32と別体に設けている。
A sun gear S L that meshes with the planetary gear P L of the left
この別体の太陽歯車SLは、第2結合部材32の左側端部の外径面に対してスプライン部73によってスプライン嵌合されており、スプライン部73にはサークリップ74を設けて軸方向の抜け止めを行っている。
This separate sun gear S L is spline-fitted by a
第2結合部材32の左側端部の太陽歯車SLを第2結合部材32と別体に設けることにより、太陽歯車SLと第2結合部材32とが浮動状態になるので、インロー部71によって調心された第2結合部材32の回転精度を高く維持することできる。
By providing the sun gear S L at the left end of the
一方、中空の第2結合部材32の内部に挿通された第1結合部材31の右側端部は、右側の遊星歯車機構39Rの遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34aのアウトボード側に延びる中空軸部35の内径面に、深溝玉軸受によって構成される転がり軸受49を介して支持されている。
On the other hand, the right end portion of the
転がり軸受49は、その外径面を、右側の遊星歯車機構39Rの遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34aの内径面に対して締まり嵌め(締代を持ったタイト嵌合)とし、その内径面を、第1結合部材31の外径面に対してすきま嵌め(すきまを持ったルーズ嵌合)とすることにより、第1結合部材31と転がり軸受49の嵌合部における加工公差による軸方向の位置ずれを許容している。
Rolling bearing 49 has its outer diameter surface, an interference fit against the inner surface of the
転がり軸受49(深溝玉軸受)によって右側の遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34aに支持された第1結合部材31の右側端部の外径部には、右側の遊星歯車機構39Rの遊星歯車PRと噛み合う太陽歯車SRを設けている。
Rolling bearing 49 on the outer diameter portion of the right end portion of the
第1結合部材31の左側端部は、左側の遊星歯車機構39Lの遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aの内径面にスプライン部42を設け、第1結合部材31を遊星キャリヤCLに対しスプライン嵌合により連結し、止め輪78によって軸方向の位置決めを行っている。
Left end of the
第1結合部材31のスプライン部42の近傍の外径面には、遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aの内径面に対して芯出しを行うインロー部90を設け、インロー部90によって遊星キャリヤCLに対しスプライン嵌合されたスプライン部42のガタ付きをなくし、第1結合部材31の調心性を高めている。
The outer diameter surface of the vicinity of the
この第1結合部材31は、第2結合部材32と同様に、右側の遊星歯車機構39Rの遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34aの内周面に位置する転がり軸受49(深溝玉軸受)と、左側の遊星歯車機構39Lの遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aの内周のスプライン部42に設けた止め輪78により、第1結合部材31の軸方向の移動が規制されると共に、転がり軸受49(深溝玉軸受)に過度の予圧がかからないように、各部の加工公差によるが位置ずれが許容される。
The
第1結合部材31、第2結合部材32は、いずれも一端のスプライン部41、42の近傍にインロー部71、90が設けられており、ごく僅かなすきまで同軸に近くなるように配置されていると共に、他端の転がり軸受49、72(深溝玉軸受)によって遊星キャリヤCL、CRに対して精度良く支持されている。これにより、遊星歯車機構39L、39Rの太陽歯車SL、SRが振れ回ることがなく、理想状態(軸心)近くで回転できるので、中空に形成された第2結合部材32の内径面と第1結合部材31の外径面との間に針状ころ軸受やカラーを設ける必要がなく、振れまわりや芯ずれによるミスアライメントが生じにくく、歯車の噛み合いに起因する騒音の低減や、偏荷重による歯面の早期破損(剥離、異常摩耗等)を防止することができる。
Both the
また、第2結合部材32の外周の凸部79、および第1結合部材31がスプライン嵌合する遊星キャリヤCLの内周のスプライン部42に装着される止め輪78により、軸方向の移動が規制されるので、第1結合部材31、第2結合部材32が嵌合しているスプライン部41、42に入り過ぎることがない。また、上記の転がり軸受49、72も遊星キャリヤCL、CRの嵌め合いによって軸方向の移動が規制されるので、抜け止めと、加工公差による軸方向の位置ずれの両方を許容することができる。
Further, the retaining
即ち、第1結合部材31、第2結合部材32と、それらを支持する転がり軸受49、72(深溝玉軸受)との嵌合が、すきま嵌めであるため、加工公差によるずれをすきま嵌めの嵌合部が軸方向にわずかに動いて許容することができる。
That is, since the fitting between the
以上のように、転がり軸受49、72(深溝玉軸受)に過大な荷重(予圧)がかかることがなく、また、歯車が軸方向に大きく動いて他部品と干渉して破損したり、歯面噛み合い面積が減って過大な歯面圧が生じたりしないので、早期破損を防止することができ、転がり軸受や歯車を長寿命化できる。
As described above, no excessive load (preload) is applied to the rolling
ところで、図1及び図2に示す実施形態では、歯車装置30の軸方向寸法を小さくするために、遊星キャリヤCL、CRのインボード側の側面に凹部80を設け、この凹部80内に、遊星キャリヤCL、CRの両端を支持する転がり軸受20a、20bのうち、インボード側の転がり軸受20aの一部が入り込み、インボード側の転がり軸受20aと、内歯車RL、RRを遊星キャリヤCL、CRに対して支持する転がり軸受50a、50bのインボード側の転がり軸受50bとが軸方向で一部が重なるように配置されている。
In the meantime, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, in order to reduce the axial dimension of the
このように、インボード側の転がり軸受20aの一部を、遊星キャリヤCL、CRのインボード側の側面の凹部80に入れ込むと、油浴潤滑や歯車の回転による跳ね掛け潤滑では、インボード側の転がり軸受20aに潤滑油が供給され難くなる。
As described above, when a part of the inboard
このため、図1及び図2に示す実施形態では、歯車装置30を支持する転がり軸受20a、20bのうち、油浴潤滑や歯車の回転による跳ね掛け潤滑によって潤滑油が供給され難いインボード側の転がり軸受20aに対し、潤滑油が供給されるように、潤滑油の供給経路を次のようにして確保している。
For this reason, in the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, of the rolling
まず、第1結合部材31に、軸心給油の油路となる、軸方向穴81と位相違いの複数の径方向穴82、83を設けている。
First, the
そして、中空軸で構成された第2結合部材32にも位相違いの複数の径方向穴84を設けている。
A plurality of
第1結合部材31に設ける軸方向穴81は、一端が、遊星キャリヤCLのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35に開口している。
Axial bore 81 provided in the
第1結合部材31に設けられた軸方向穴81は、その他端が、遊星キャリヤCLのインボード側のキャリヤフランジ34bのインボード側に延びる中空軸部36を越えるように設けられている。
Axial bore 81 provided in the
第1結合部材31に設けられる径方向穴82、83のうち、アウトボード側の径方向穴82は、第2結合部材32の左側端部と遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aのインボード側の端面との間に設けた流入隙間85に開口するように設けられている。
Of
第1結合部材31に設けられる他方の径方向穴83は、左右の遊星キャリヤCL、CRの中間位置に開口するように設けている。
The other
第1結合部材31に設けられる径方向穴83は、径方向穴83から供給された潤滑油が第2結合部材32の内周面へ飛散し、第2結合部材32の径方向穴84を経由して遊星キャリヤCL、CRのインボード側の転がり軸受20aへ飛散しやすいように、第1結合部材31の径方向穴83の軸方向位置は、第2結合部材32の径方向穴84の近傍に設けられる。
In the
第2結合部材32に設けられる径方向穴84は、左右の遊星キャリヤCL、CRのインボード側の中空軸部36の間に位置するように設けられている。
The
この第2結合部材32に設けられる径方向穴84の軸方向位置は、インボード側の転がり軸受20aの内部に潤滑油が流入し易いよう、転がり軸受20aの近傍の位置とする。
The axial position of the
次に、減速装置ハウジング9の内壁、リブ(図示省略)に沿って流れる潤滑油を、より多く受け止めて、遊星キャリヤCL、CRのアウトボード側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35内に供給できるように、中間歯車軸13L、13Rのアウトボード側の中空軸部35の開口が対向する左右の側面ハウジング9bL、9bRの内壁に沿って流れ込んだ潤滑油を受け、中空軸部35の内部に潤滑油を導く導油部材86を取付けている。
Then, the inner wall of the
導油部材86は、図3及び図4に示すように、側面ハウジング9bL、9bRにねじ固定(図示省略)され、上面に漏斗形状の受け部86aを有する受け板86bと、受け部86aの底部に連通し、受け部86aに流れ込んで集油された潤滑油を、中間歯車軸13L、13Rの中空軸部35の軸方向の内部に導く導油管86cとからなる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
左側の導油部材86の導油管86cは、図2に示すように、右側の端部が第1結合部材31に設けられた軸方向穴81内に挿入され、導油部材86によって集油した潤滑油を導油管86cによって第1結合部材31の軸方向穴81内に供給している。
As shown in FIG. 2, the
左側の遊星歯車機構39Lでは、減速装置ハウジング9の内壁、リブに沿って流れる潤滑油は、転がり軸受20bから側面ハウジング9bLに取付けた導油部材86の受け部86aに流入する。導油部材86の受け部86aに流入して集油された潤滑油は、導油管86cを通って、第1結合部材31の軸方向穴81の内部に導かれる。第1結合部材31の軸方向穴81の内部に供給された潤滑油は、その後、第1結合部材31の左側の径方向穴82から第2結合部材32の左側端部と遊星キャリヤCLのキャリヤフランジ34aのインボード側の端面との間に設けた流入隙間85から第2結合部材32の左側端部を支持する転がり軸受72内を通り、遊星歯車PLに供給され、遊星歯車PLの内部と外部の歯車の歯面を潤滑する。そして、第1結合部材31の軸方向穴81の内部に供給された潤滑油は、インボード側の径方向穴83から第2結合部材32の内周面に飛散し、第2結合部材32の内周面に飛散した潤滑油が、さらに第2結合部材32の径方向穴84から飛散し、二つの遊星歯車機構39L、39Rのインボード側のキャリヤフランジ34bを支持する転がり軸受20aに供給される。これにより、キャリヤフランジ34bを支持する転がり軸受20aが潤滑不良によって早期に破損したり、異音が生じたりするということを防止することができる。
In the left
他方の右側の遊星歯車機構39Rでは、減速装置ハウジング9の内壁、リブに沿って流れる潤滑油は、転がり軸受20bから側面ハウジング9bRの内壁に取付けた導油部材86の受け部86aに流入する。導油部材86の受け部86aに流入した潤滑油は、導油管86cを通って、キャリヤフランジ34aの中空軸部35の内部に導かれ、その後、第1結合部材31の右側端部を支持する転がり軸受49内を通り、遊星キャリヤCRのキャリヤフランジ34aと遊星歯車PRの間に挿入したスラスト板38の外周に供給され、遊星歯車PRの内部と外部の歯車の歯面を潤滑する。
In the other
次に、出力歯車軸14L、14Rは、図1に示すように、大径の出力歯車14aを有し、中央ハウジング9aの仕切り壁11の両面に形成した軸受嵌合穴53aと側面ハウジング9bL、9bRに形成した軸受嵌合穴53bに転がり軸受54a、54bによって支持されている。そして、軸受嵌合穴53a、53bは、転がり軸受54a、54bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Next, as shown in FIG. 1, the
出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部は、側面ハウジング9bL、9bRに形成した開口部から減速装置ハウジング9の外側に引き出され、引き出された出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント65aの外側継手部がスプライン結合されている。
Outboard side ends of the
出力歯車軸14L、14Rに結合された等速ジョイント65aは、中間シャフト65c、等速ジョイント65bを介して駆動輪61L、61Rに接続される(図5)。
The constant velocity joint 65a coupled to the
出力歯車軸14L、14Rのアウトボード側の端部と側面ハウジング9bL、9bRに形成した開口部との間には、オイルシール55を設け、減速装置ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。
An
図1に示す実施形態の2モータ式の車両駆動装置1の歯車構成は、図5に示すスケルトン図の通りである。
The gear configuration of the two-motor
図5に示すように、左右の電動モータ2L及び電動モータ2Rは、車両に搭載されたバッテリ63からインバータ64を介して与えられた電力により動作する。そして、電動モータ2L、2Rは、電子制御装置(図示省略)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
As shown in FIG. 5, the left and right electric motors 2 </ b> L and 2 </ b> R are operated by electric power supplied from a
電動モータ2L、2Rのモータ軸5aのトルクは、減速装置3L、3Rの入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと中間歯車軸13L、13Rの入力側大径歯車13aとの歯数比で増大されて歯車装置30の内歯車RL、RRに伝達される。
The torque of the
そして、歯車装置30を介して中間歯車軸13L、13Rの出力側小径歯車13bが出力歯車軸14L、14Rの大径の出力歯車14aに噛み合って出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比で電動モータ2L、2Rのモータ軸5aのトルクがさらに増大されて、駆動輪61L、61Rに出力される。
Then, the output side
歯車装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構39L、39Rが同軸上の中間歯車軸13L、13Rに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構39L、39Rとして、シングルピニオン形式の遊星歯車機構を採用している。
The
遊星歯車機構39L、39Rは、同軸上に設けられた太陽歯車SL、SR及び内歯車RL、RRと、これら太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとの間に位置する複数の遊星歯車PL、PRと、遊星歯車PL、PRを回動可能に支持し太陽歯車SL、SR及び内歯車RL、RRと同軸上に設けられた遊星キャリヤCL、CRとから構成される。ここで、太陽歯車SL、SRと遊星歯車PL、PRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車RL、RRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。遊星歯車PL、PRは太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとに噛み合っている。
The
遊星歯車機構39L、39Rでは、遊星キャリヤCL、CRを固定した場合に太陽歯車SL、SRと内歯車RL、RRとが逆方向に回転するため、図6に示す速度線図に表すと内歯車RL、RR及び太陽歯車SL、SRが遊星キャリヤCL、CRに対して反対側に配置される。
In the
この歯車装置30は、前記のように、太陽歯車SL、遊星キャリヤCL、遊星歯車PL及び内歯車RLを有する第1の遊星歯車機構39Lと、同じく太陽歯車SR、遊星キャリヤCR、遊星歯車PR及び内歯車RRを有する第2の遊星歯車機構39Rとが同軸上に組み合わされて構成されている。
As described above, the
そして、第1の遊星歯車機構39Lの遊星キャリヤCLと第2の遊星歯車機構39Rの太陽歯車SRとが結合されて第1結合部材31を形成し、第1の遊星歯車機構39Lの太陽歯車SLと第2の遊星歯車機構39Rの遊星キャリヤCRとが結合されて第2結合部材32を形成している。
Then, coupled with the planet carrier C L of the first
第1の遊星歯車機構39Lの内歯車RLに電動モータ2Lで発生したトルクTM1は、入力歯車軸12Lの入力歯車12aと入力側大径歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Lに伝達され、中間歯車軸13Lに伝達されたトルクが、第1の遊星歯車機構39Lを介して中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13bと出力歯車軸14Lの出力歯車14aとが噛み合って出力歯車軸14Lから駆動輪61Lに駆動トルクTLが出力される。
Torque TM1 generated by the
第2の遊星歯車機構39Rの内歯車RRに電動モータ2Rで発生したトルクTM2は、入力歯車軸12Rの入力歯車12aと入力側大径歯車13aとが噛み合って中間歯車軸13Rに伝達され、中間歯車軸13Rに伝達されたトルクが、第2の遊星歯車機構39Rを介して中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bに伝達され、中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13bと出力歯車軸14Rの出力歯車14aとが噛み合って出力歯車軸14Rから駆動輪61Rに駆動トルクTRが出力される。
Torque TM2 generated by the
電動モータ2L、2Rからの出力は、二つの遊星歯車機構39L、39Rのそれぞれの内歯車RL、RRに与えられ、第1結合部材31、第2結合部材32からの出力が駆動輪61L、61Rに与えられる。
第2結合部材32は、中空軸で構成されており、その内部に第1結合部材31が挿通され、第1結合部材31と第2結合部材32を構成する軸は二重構造になっている。
The
第1結合部材31は、図1及び図2に示すように、その一端(図中右端)が太陽歯車SRの回転軸であり、他端(図中左端)が太陽歯車SLを貫通して設けられ、遊星キャリヤCLに接続されている。また、中空軸である第2結合部材32は、一端(図中左端)が太陽歯車SLの回転軸となっており、他端(図中右端)は遊星キャリヤCRと接続されている。この第1結合部材31と第2結合部材32によって、二つの遊星歯車機構39L、39Rが結合されている。
The
ところで、歯車装置30は、二つの同一のシングルピニオン形式の遊星歯車機構39L、39Rを組み合わせて構成されるため、図6に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に左側の遊星歯車機構39Lの速度線図を示し、下側に右側の遊星歯車機構39Rの速度線図を示す。また本来は、図1の実施形態では、各電動モータ2L、2Rから出力されたトルクTM1及びTM2は、各入力歯車軸12L、12Rの入力歯車12aと噛み合う入力側大径歯車13aを介して各内歯車RL、RRに入力されるため減速比がかかる、また、歯車装置30から取り出された駆動トルクTL、TRは、出力歯車14aと噛み合う出力側小径歯車13bを介し左右の駆動輪61L、61Rへ伝達されるため減速比がかかるが、以降、理解を容易にするため、図4に示す速度線図及び各計算式の説明においては、減速比を省略し、各内歯車RL、RRに入力されるトルクをTM1及びTM2のまま、駆動トルクはTL、TRのままとする。
By the way, the
歯車装置30を構成する二つの遊星歯車機構39L、39Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車RLと遊星キャリヤCLとの距離及び内歯車RRと遊星キャリヤCRとの距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車SLと遊星キャリヤCLとの距離及び太陽歯車SLと遊星キャリヤCRとの距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCL、CRから内歯車RL、RRまでの長さと遊星キャリヤCL、CRから太陽歯車SL、SRまでの長さの比は、内歯車RL、RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車SL、SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。
Since the two
RRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(1)式が算出される。なお、図6において、図中矢印方向がモーメントMの正方向である。
a・TR+(a+b)・TL−(b+2a)・TM1=0 …(1)
The following equation (1) is calculated from the balance of moment M with reference to the point of R R. In FIG. 6, the arrow direction in the figure is the positive direction of the moment M.
a * TR + (a + b) * TL- (b + 2a) * TM1 = 0 (1)
RLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(2)式が算出される。
−a・TL−(a+b)・TR+(b+2a)・TM2=0 …(2)
The following equation (2) is calculated from the balance of moment M with reference to point R L.
-A.TL- (a + b) .TR + (b + 2a) .TM2 = 0 (2)
(1)式+(2)式より、下記(3)式が得られる。
−b・(TR−TL)+(2a+b)・(TM2−TM1)=0
(TR−TL)=((2a+b)/b)・(TM2−TM1) …(3)
The following formula (3) is obtained from the formula (1) + formula (2).
-B. (TR-TL) + (2a + b). (TM2-TM1) = 0
(TR-TL) = ((2a + b) / b). (TM2-TM1) (3)
(3)式の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。 (2a + b) / b in the equation (3) is the torque difference amplification factor α. When a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (Zr + 2Zs) / Zr, and the following torque difference amplification factor α is obtained.
α=(Zr+2Zs)/Zr α = (Zr + 2Zs) / Zr
この発明では、電動モータ2L、2Rからの入力は、RL、RRとなり、駆動輪61L、61Rへの出力はSR+CL、SL+CRとなる。
In the present invention, the
そして、二つの電動モータ2L、2Rで異なるトルクTM1、TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(TM2−TM1))を与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、歯車装置30において上記したトルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができ、左の駆動輪61Lと右の駆動輪61Rとに伝達される駆動トルクTL、TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1))を与えることができる。
Then, when different torques TM1 and TM2 are generated by the two
従来技術1及び従来技術2では、トルク差増幅機構である歯車装置の2つの遊星歯車機構の左右接続部材に内歯車が含まれるため、左右どちらかの内歯車と別部材を繋ぐ結合部材の1つが必ず他方の内歯車より大径にならなければならない。
In the
この発明では、トルク差分配機構である歯車装置30を構成する2つの遊星歯車機構39L、39Rの接続は、太陽歯車SLと遊星キャリヤCR、太陽歯車SRと遊星キャリヤCLであるから、内歯車RL、RRよりも大径の接続部材を必要としない。このため、この発明では、従来技術1及び従来技術2のものに比してトルク差分配機構を小さくすることができので、トルク差分配機構を組み込んだ電気自動車用の車両駆動装置1を小さく軽量化することができる。
In the present invention, the connection between the two
電気自動車用の車両駆動装置1を小さく軽量化することにより、車両駆動装置1の車体搭載レイアウトと共に、周辺補機類の車体搭載レイアウトの自由度が向上する。
By reducing the size and weight of the
また、車両駆動装置1が小型化することにより、車室空間が拡大する等のメリットがある。
Further, there is a merit that the vehicle interior space is expanded by downsizing the
以上、図1及び図2に示す実施形態では、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aは、減速装置3L、3Rのアウトボード側(車両の外側)に設けているが、図7及び図8に示すように、減速装置3L、3Rのインボード側(車両の内側)に、出力歯車軸14L、14Rの出力歯車14aを設けるようにしてもよい。
As described above, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
図1及び図2に示す実施形態と、図7及び図8に示す実施形態では、二つの駆動源として電動モータ2L、2Rを用い、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータである場合を例示したが、二つの駆動源はこれに限られない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. 7 and FIG. 8,
図1及び図2に示す実施形態と、図7及び図8に示す実施形態では、遊星キャリヤCL、CRに嵌合し、第1結合部材31、第2結合部材32を支持する転がり軸受を深溝玉軸受としているが、これに限らず、例えば針状ころ軸受や円筒ころ軸受のような他の形式の転がり軸受、さらには、滑り軸受のように回転軸を支持する軸受であればあらゆる形式のものであってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. 7 and FIG. 8, rolling bearings which are fitted to the planetary carriers C L and C R and support the
なお、車両駆動装置1が搭載される車両は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に限られず、例えば、第1の電動モータ2L及び第2の電動モータ2Rを駆動源とした燃料電池自動車であってもよい。
The vehicle on which the
この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、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be further implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
1:車両駆動装置、2L、2R:電動モータ、3L、3R:減速装置、
4L、4R:モータハウジング、4aL、4aR:モータハウジング本体、
4bL、4bR:外側壁、4cL、4cR:内側壁、5:ロータ、5a:モータ軸、
6:ステータ、7:シール部材、8a、8b:転がり軸受、
9:減速装置ハウジング、9a:中央ハウジング、
9bL、9bR:側面ハウジング、10:ボルト、11:仕切り壁、
12L、12R:入力歯車軸、12a:入力歯車、13L、13R:中間歯車軸、
13a:入力側大径歯車、13b:出力側小径歯車、14L、14R:出力歯車軸、
14a:出力歯車、16a、16b:軸受嵌合穴、17a、17b:転がり軸受、
18:オイルシール、19a、19b:軸受嵌合穴、20a、20b:転がり軸受、
30:歯車装置、31:第1結合部材、32:第2結合部材、33:キャリヤピン、
34a、34b:キャリヤフランジ、35、36:中空軸部、37:針状ころ軸受、
38:スラスト板、39L、39R:遊星歯車機構、40:段部、
41、42:スプライン部、49:転がり軸受、50a、50b:転がり軸受、
53a、53b:軸受嵌合穴、54a、54b:転がり軸受、55:オイルシール、
60:シャーシ、61L、61R:駆動輪、62L、62R:前輪、
63:バッテリ、64:インバータ、65a、65b:等速ジョイント、
65c:中間シャフト、71:インロー部、72:転がり軸受、
73:スプライン部、74:サークリップ、75、76:肩部、78:止め輪、
79:凸部、80:凹部、81:軸方向穴、82、83:径方向穴、
84:径方向穴、85:流入隙間、86:導油部材、86a:受け部、
86b:受け板、86c:導油管、90:インロー部、
AM:電気自動車、CL、CR:遊星キャリヤ、PL、PR:遊星歯車、
RL、RR:内歯車、SL、SR:太陽歯車
1: vehicle drive device, 2L, 2R: electric motor, 3L, 3R: reduction gear,
4L, 4R: Motor housing, 4aL, 4aR: Motor housing body,
4bL, 4bR: outer wall, 4cL, 4cR: inner wall, 5: rotor, 5a: motor shaft,
6: Stator, 7: Seal member, 8a, 8b: Rolling bearing,
9: Reduction gear housing, 9a: Central housing,
9bL, 9bR: side housing, 10: bolt, 11: partition wall,
12L, 12R: input gear shaft, 12a: input gear, 13L, 13R: intermediate gear shaft,
13a: input side large diameter gear, 13b: output side small diameter gear, 14L, 14R: output gear shaft,
14a: output gear, 16a, 16b: bearing fitting hole, 17a, 17b: rolling bearing,
18: Oil seal, 19a, 19b: Bearing fitting hole, 20a, 20b: Rolling bearing,
30: gear device, 31: first coupling member, 32: second coupling member, 33: carrier pin,
34a, 34b: carrier flange, 35, 36: hollow shaft portion, 37: needle roller bearing,
38: Thrust plate, 39L, 39R: Planetary gear mechanism, 40: Step portion,
41, 42: Spline part, 49: Rolling bearing, 50a, 50b: Rolling bearing,
53a, 53b: bearing fitting hole, 54a, 54b: rolling bearing, 55: oil seal,
60: Chassis, 61L, 61R: Drive wheel, 62L, 62R: Front wheel,
63: battery, 64: inverter, 65a, 65b: constant velocity joint,
65c: intermediate shaft, 71: spigot section, 72: rolling bearing,
73: Spline part, 74: Circlip, 75, 76: Shoulder part, 78: Retaining ring,
79: convex portion, 80: concave portion, 81: axial hole, 82, 83: radial hole,
84: radial hole, 85: inflow gap, 86: oil guide member, 86a: receiving part,
86b: backing plate, 86c: oil guide pipe, 90: spigot section,
AM: Electric vehicle, C L , C R : Planetary carrier, P L , P R : Planetary gear,
R L , R R : Internal gear, S L , S R : Sun gear
Claims (7)
左右の駆動輪と、
前記駆動源と前記駆動輪の間に設けられ、前記二つの駆動源からのトルクを左右輪に分配する歯車装置と、
前記二つの駆動源のトルクを前記駆動輪に伝達する減速装置とを備える車両駆動装置において、
前記減速装置は、
駆動源に連結し、入力歯車を有する入力歯車軸と、
駆動輪に連結し、出力歯車を有する出力歯車軸と、
歯車の噛合いにより入力歯車軸から出力歯車軸の間のトルク伝達を行う中間歯車軸が少なくとも1つ以上配され、
前記減速装置を構成する歯車が外歯車であり、
前記二つの駆動源からのトルクを左右輪に分配する歯車装置は、同軸に配された左右の1対の歯車軸と同軸上に二つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構からなり、
前記遊星歯車機構は、
内歯車と、
前記内歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、
前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、
公転歯車としての複数の遊星歯車とを有し、
前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、
一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
第1結合部材は、中空軸である第2結合部材の内部に同軸に配置され、
第1結合部材と第2結合部材は、
共に、一方の端部でトルク伝達可能に遊星キャリヤに対してスプライン嵌合により連結され、
他方の端部で前記スプライン嵌合した遊星キャリヤではない方の遊星キャリヤに対して、それぞれの端部の外周面に嵌合した軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とする車両駆動装置。 Two drive sources mounted on the vehicle and independently controllable,
Left and right drive wheels,
A gear device that is provided between the drive source and the drive wheel and distributes torque from the two drive sources to the left and right wheels;
A vehicle drive device comprising: a speed reducer that transmits torque of the two drive sources to the drive wheels;
The speed reducer is
An input gear shaft coupled to the drive source and having an input gear;
An output gear shaft coupled to the drive wheel and having an output gear;
At least one intermediate gear shaft for transmitting torque between the input gear shaft and the output gear shaft by meshing of the gears;
The gear constituting the reduction gear is an external gear,
The gear device that distributes the torque from the two drive sources to the left and right wheels comprises a planetary gear mechanism having three elements and two degrees of freedom that are coaxially combined with a pair of left and right gear shafts arranged coaxially.
The planetary gear mechanism is
An internal gear,
A planet carrier provided coaxially with the internal gear;
A sun gear provided coaxially with the internal gear;
Having a plurality of planetary gears as revolution gears,
A first coupling member that couples one planet carrier of the two planetary gear mechanisms and the other sun gear;
A second coupling member for coupling one sun gear and the other planet carrier;
The first coupling member is coaxially disposed inside the second coupling member that is a hollow shaft,
The first coupling member and the second coupling member are
Both are connected to the planet carrier by spline fitting so that torque can be transmitted at one end,
A vehicle that is rotatably supported by a planet carrier that is not a planet carrier that is spline-fitted at the other end via a bearing that is fitted to the outer peripheral surface of each end. Drive device.
第1結合部材、第2結合部材を支持する軸受は、
いずれも遊星キャリヤの内周面に対して締まり嵌めであり、
第1結合部材または第2結合部材の外周面に対してすきま嵌めであることを特徴とする請求項1に記載の車両駆動装置。 Mates with the planet carrier,
The bearings supporting the first coupling member and the second coupling member are:
Both are interference fits to the inner circumference of the planet carrier,
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the vehicle drive device is a clearance fit with respect to an outer peripheral surface of the first coupling member or the second coupling member.
深溝玉軸受であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両駆動装置。 Bearings fitted to one end of each of the first coupling member and the second coupling member are
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the vehicle drive device is a deep groove ball bearing.
第2結合部材がスプライン嵌合している遊星キャリヤの端部に前記凸部が突き当たることにより、
第2結合部材がスプライン部のスプライン穴に入り込みすぎないように軸方向規制されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両駆動装置。 A convex portion is provided on the outer peripheral surface of the second coupling member,
When the convex portion abuts against the end of the planet carrier on which the second coupling member is spline-fitted,
The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second coupling member is axially restricted so as not to enter the spline hole of the spline portion too much.
この止め輪に第1結合部材の端部を突き当てて、
第1結合部材がスプライン部のスプライン穴に入り込みすぎないように軸方向規制したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車両駆動装置。 Attach a retaining ring to the spline hole of the spline part of the planet carrier where the first coupling member is spline-fitted,
The end of the first coupling member is abutted against this retaining ring,
The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first coupling member is axially restricted so as not to enter the spline hole of the spline portion too much.
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WO2020179202A1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 三菱自動車工業株式会社 | Left-right wheel driving device |
CN113007283A (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 现代坦迪斯株式会社 | Planetary gear device |
CN113551012A (en) * | 2021-06-25 | 2021-10-26 | 浙江万里扬股份有限公司 | Transmission auxiliary box and vehicle |
WO2022210486A1 (en) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 株式会社アイシン | Drive device for vehicle |
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