JP2019217880A - Coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連結装置に関する。 The present invention relates to a coupling device.
電気自動車又はハイブリッド車等においては、モータの動力によりホイールが駆動する。モータのみによって大きな動力をホイールに伝える場合、モータ及び周辺機器が大型化する。このため、モータに減速機構が組み合わせられることが多い。特許文献1、2には、変速機構を有するインホイールモータの一例が記載されている。特許文献1、2のインホイールモータは、第1変速状態と、第1変速状態よりも出力軸のトルクが小さい第2変速状態とを実現することで、効率が高められている。
In an electric vehicle or a hybrid vehicle, wheels are driven by the power of a motor. When large power is transmitted to the wheel only by the motor, the size of the motor and peripheral devices increases. For this reason, a reduction mechanism is often combined with a motor.
ところで、電動化された車両では、湿式多板クラッチに代わり、高圧油圧を用いないブレーキ及びクラッチが求められる。噛み合い式のブレーキ及びクラッチは、締結時にはバックラッシュが存在する。このため、電動車両の駆動と回生の切替時などに振動が生じることがある。 By the way, in a motorized vehicle, a brake and a clutch that do not use high-pressure oil pressure are required instead of a wet multi-plate clutch. The engagement type brake and clutch have backlash at the time of engagement. For this reason, vibration may occur at the time of switching between driving and regeneration of the electric vehicle.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、振動を抑制できる連結装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a connecting device that can suppress vibration.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様の連結装置は、第1部材と、前記第1部材に対して回転する第2部材と、前記第2部材の回転軸に対する直交方向である径方向にスライドできるように前記第1部材に支持される可動部材と、前記径方向において前記可動部材の外側に配置される駆動部材と、前記可動部材を前記駆動部材に押し付けるための第1弾性部材と、前記可動部材を前記第2部材に押し付けるための第2弾性部材と、を備える。 In order to achieve the above object, a connecting device according to an embodiment of the present disclosure includes a first member, a second member that rotates with respect to the first member, and a diameter that is orthogonal to a rotation axis of the second member. A movable member supported by the first member so as to be slidable in the direction, a driving member disposed outside the movable member in the radial direction, and a first elastic member for pressing the movable member against the driving member. And a second elastic member for pressing the movable member against the second member.
本開示の一態様の連結装置によれば、第2弾性部材によって可動部材と第2部材との間のバックラッシュが低減される。しがたって、連結装置は、振動を抑制できる。 According to the coupling device of one embodiment of the present disclosure, the backlash between the movable member and the second member is reduced by the second elastic member. Accordingly, the coupling device can suppress the vibration.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記第2弾性部材の伸縮方向は、前記第1弾性部材の伸縮方向と平行である。これにより、第1弾性部材の弾性力及び第2弾性部材の弾性力の設定が容易である。 As a desirable mode of the above-mentioned connection device, a direction of expansion and contraction of the second elastic member is parallel to a direction of expansion and contraction of the first elastic member. Thereby, it is easy to set the elastic force of the first elastic member and the elastic force of the second elastic member.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材が前記第2部材から離れた状態で、前記第2弾性部材には弾性力が生じている。これにより、第2弾性部材のガタツキが抑制される。 As a desirable mode of the above-mentioned connecting device, an elastic force is generated in the second elastic member in a state where the movable member is separated from the second member. Thereby, rattling of the second elastic member is suppressed.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材が前記第2部材から離れた状態における前記第2弾性部材の弾性力は、前記可動部材が前記第2部材に接した状態における前記第1弾性部材の弾性力よりも大きい。これにより、第1弾性部材の弾性力及び第2弾性部材の弾性力の大小関係が規定される。 As a desirable mode of the above-mentioned connecting device, the elastic force of the second elastic member when the movable member is separated from the second member is the first elastic member when the movable member is in contact with the second member. Greater than the elastic force of Thus, the magnitude relationship between the elastic force of the first elastic member and the elastic force of the second elastic member is defined.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記第2弾性部材のばね定数は、前記第1弾性部材のばね定数よりも大きい。これにより、第1弾性部材が変形した後に第2弾性部材が変形する。 As a desirable mode of the above-mentioned connecting device, a spring constant of the second elastic member is larger than a spring constant of the first elastic member. Thus, the second elastic member deforms after the first elastic member deforms.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材は、前記第2弾性部材を内蔵し且つ前記第1弾性部材を貫通するシリンダと、前記第2弾性部材に接し且つ前記シリンダに対して移動可能な第1プランジャと、前記駆動部材に接するローラと、前記ローラと接続され且つ前記第1プランジャを押す第2プランジャと、前記シリンダの内周面に設けられ、前記第1プランジャの前記第2プランジャに近付く方向の移動を規制するストッパーと、を備え、前記第2弾性部材のばね定数は、前記第1弾性部材のばね定数よりも大きく、前記駆動部材は、凸面と、前記凸面に対して前記径方向で外側に配置される凹面と、前記凸面と前記凹面とを接続する接続面と、を含む内周面を備え、前記第2部材から離れていた前記シリンダが前記第2部材に接する時、前記ローラは、前記接続面に接している。 As a desirable mode of the above-mentioned connection device, the above-mentioned movable member has a cylinder which incorporates the above-mentioned 2nd elastic member, and penetrates the above-mentioned 1st elastic member. A first plunger, a roller in contact with the drive member, a second plunger connected to the roller and pressing the first plunger, and a second plunger provided on an inner peripheral surface of the cylinder, the second plunger of the first plunger. A stopper for restricting movement in the approaching direction, wherein a spring constant of the second elastic member is larger than a spring constant of the first elastic member, and the driving member has a convex surface, and a diameter corresponding to the convex surface. A cylinder disposed apart from the second member, the cylinder including an inner peripheral surface including a concave surface arranged outward in a direction, and a connection surface connecting the convex surface and the concave surface. When interacting with said roller is in contact with the connection surface.
これにより、ローラが凹面に接する状態から駆動部材が回転すると、ローラが接続面に乗り上げる。これにより、ローラは、径方向の内側に向かって押される。ローラに加わった力は、第2プランジャ、第1プランジャ、及び第2弾性部材を介して、シリンダに伝達される。第2弾性部材のばね定数が第1弾性部材のばね定数よりも大きいので、第2弾性部材よりも前に第1弾性部材が縮む。第1弾性部材が縮みながら、シリンダが、径方向の内側に移動する。シリンダが第2部材に接した後、駆動部材がさらに回転すると、ローラが接続面にさらに乗り上げ、凸面に近付く。これにより、第2弾性部材が縮む。その結果、第2弾性部材の弾性力によってシリンダが第2部材に押し付けられる。このため、シリンダと第2部材との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置は、振動を抑制できる。 Thus, when the driving member rotates from a state where the roller contacts the concave surface, the roller rides on the connection surface. Thereby, the roller is pushed inward in the radial direction. The force applied to the roller is transmitted to the cylinder via the second plunger, the first plunger, and the second elastic member. Since the spring constant of the second elastic member is larger than the spring constant of the first elastic member, the first elastic member contracts before the second elastic member. The cylinder moves inward in the radial direction while the first elastic member contracts. When the drive member further rotates after the cylinder comes into contact with the second member, the roller further rides on the connection surface and approaches the convex surface. Thereby, the second elastic member contracts. As a result, the cylinder is pressed against the second member by the elastic force of the second elastic member. For this reason, the backlash between the cylinder and the second member is reduced. Therefore, the coupling device can suppress the vibration.
本開示によれば、振動を抑制できる連結装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a connection device that can suppress vibration.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、下記実施形態において、前述したものと同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略することがある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments). The components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in a so-called equivalent range. Furthermore, components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined. Further, in the following embodiments, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted as appropriate.
(実施形態)
図1は、実施形態の電動駆動装置の模式図である。図2は、実施形態の第1低速モードを示す模式図である。図3は、実施形態の第2低速モードを示す模式図である。図4は、実施形態の第3低速モードを示す模式図である。図5は、実施形態の第1高速モードを示す模式図である。図6は、実施形態の第2高速モードを示す模式図である。図7は、実施形態の第3高速モードにおいてクラッチが締結状態の場合を示す模式図である。図8は、実施形態の第3高速モードにおいてクラッチが分離状態の場合を示す模式図である。図9は、第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードにおける、第1モータ、第2モータ、ブレーキ及びクラッチの状態を示す図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of the electric drive device of the embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a first low-speed mode of the embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a second low-speed mode of the embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a third low-speed mode of the embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a first high-speed mode of the embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a second high-speed mode of the embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a case where the clutch is in the engaged state in the third high-speed mode of the embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a case where the clutch is in the disengaged state in the third high-speed mode of the embodiment. FIG. 9 shows states of the first motor, the second motor, the brake, and the clutch in the first low-speed mode, the second low-speed mode, the third low-speed mode, the first high-speed mode, the second high-speed mode, and the third high-speed mode. FIG.
図1に示すように、実施形態の電動駆動装置10は、第1モータ11と、第2モータ12と、第1遊星歯車機構3と、第2遊星歯車機構4と、出力軸15と、減速機構101と、出力軸18と、動力伝達切替装置2と、制御装置19と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
第1モータ11及び第2モータ12は、例えば、車両のホイール100の内部又は周辺に配置される。第1モータ11及び第2モータ12は、ホイール100に取り付けられたケースに固定されている。すなわち、第1モータ11及び第2モータ12は、インホイールモータである。第1モータ11は、第1遊星歯車機構3に接続されている。第2モータ12は、第2遊星歯車機構4に接続されている。以下の説明において、第1モータ11の軸方向に沿う方向は単に軸方向と記載される。軸方向に対して直交する方向は単に径方向と記載される。
The
図1に示すように、第1遊星歯車機構3は、第1サンギア31と、複数の第1ピニオンギア33と、第1リングギア35と、第1キャリア34と、を備える。第1サンギア31は、第1モータ11のシャフトに接続される。第1サンギア31は、第1サンギアシャフト30を含む。第1サンギアシャフト30は、別部材として第1サンギア31に固定されていてもよいし、第1サンギア31と一体に形成されていてもよい。第1サンギアシャフト30が第1モータ11のシャフトに接続される。第1ピニオンギア33は、第1サンギア31に対して径方向の外側に配置され、第1サンギア31に噛み合う。第1リングギア35は、第1ピニオンギア33に対して径方向の外側に配置され、第1ピニオンギア33に噛み合う。第1キャリア34は、第1ピニオンギア33に接続される。第1キャリア34は、複数の第1ピニオンギア33を、それぞれの第1ピニオンギア33が自転できるように支持する。第1キャリア34は、複数の第1ピニオンギア33を、第1サンギア31を中心に公転できるように支持する。第1キャリア34は、出力軸15に接続される。出力軸15は、ホイール100に接続される。
As shown in FIG. 1, the first
図1に示すように、第2遊星歯車機構4は、第2サンギア41と、複数の第2ピニオンギア43と、第2リングギア45と、第2キャリア44と、を備える。第2サンギア41は、第1リングギア35に接続されると共に第2モータ12のシャフトに接続される。第2サンギア41は、第2サンギアシャフト40を含む。第2サンギアシャフト40は、別部材として第2サンギア41に固定されていてもよいし、第2サンギア41と一体に形成されていてもよい。第2サンギアシャフト40が第2モータ12のシャフトに接続される。軸方向から見て、第2サンギアシャフト40の中心は第1サンギアシャフト30の中心に重なる。なお、図面においては、第2サンギアシャフト40が第1サンギアシャフト30に対して便宜上ずらされている。第2ピニオンギア43は、第2サンギア41に対して径方向の外側に配置され、第2サンギア41に噛み合う。第2リングギア45は、第2ピニオンギア43に対して径方向の外側に配置され、第2ピニオンギア43に噛み合う。第2リングギア45は、出力軸15に接続される。第2キャリア44は、第2ピニオンギア43に接続される。第2キャリア44は、複数の第2ピニオンギア43を、それぞれの第2ピニオンギア43が自転できるように支持する。第2キャリア44は、複数の第2ピニオンギア43を、第2サンギア41を中心に公転できるように支持する。
As shown in FIG. 1, the second
図1に示すように、減速機構101は、小ギア16と、大ギア17と、を備える。小ギア16は、出力軸15に接続される。大ギア17は、小ギア16に噛み合う。大ギア17の歯数は、小ギア16の歯数よりも多い。大ギア17は、出力軸18に接続される。出力軸18は、ホイール100に接続される。出力軸15と出力軸18とは、互いに異なる直線上に位置する。減速機構101によって、出力軸15に伝達されたトルクが増幅されて出力軸18から出力される。
As shown in FIG. 1, the
動力伝達切替装置2は、ブレーキ6(連結装置の一例)と、クラッチ7と、アクチュエータ5と、ハウジング8と、を備える。ブレーキ6及びクラッチ7は、アクチュエータ5によって駆動する。ハウジング8は、例えば第1モータ11及び第2モータ12を支持するケース等に固定される。
The power
ブレーキ6は、ハウジング8(第1部材の一例)と第2キャリア44(第2部材の一例)との間に配置される。ブレーキ6は、ハウジング8と第2キャリア44とを締結する締結状態、又はハウジング8と第2キャリア44とを分離する分離状態となる。締結状態においては、第2キャリア44の回転(公転)が規制される。分離状態においては、第2キャリア44の回転(公転)が許容される。
The
クラッチ7は、第2サンギア41と第2キャリア44との間に配置される。クラッチ7は、第2サンギア41と第2キャリア44とを締結する締結状態、又は第2サンギア41と第2キャリア44とを分離する分離状態となる。締結状態においては、第2サンギア41と第2キャリア44との間で動力が伝達される。分離状態においては、第2サンギア41及び第2キャリア44が互いに自由に回転し、第2サンギア41と第2キャリア44との間で動力が伝達されない。
The
制御装置19は、コンピュータであり、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力インターフェース、及び出力インターフェースを含む。制御装置19は、例えば車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)である。制御装置19は、第1モータ11、第2モータ12、及びアクチュエータ5を制御する。
The
図9に示すように、電動駆動装置10は、駆動モードとして第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードを備える。制御装置19は、車両に設けられた各種のセンサから得た情報に基づいて、第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードを切り替える。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、第1低速モードにおいては、第1モータ11が駆動し、第2モータ12が駆動せず、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第2低速モードにおいては、第1モータ11が駆動せず、第2モータ12が駆動し、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第3低速モードにおいては、第1モータ11及び第2モータ12の両方が駆動し、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第1高速モードにおいては、第1モータ11が駆動し、第2モータ12が駆動せず、ブレーキ6が分離状態となる。また、第1高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態となる。第2高速モードにおいては、第1モータ11が駆動せず、第2モータ12が駆動し、ブレーキ6が分離状態となる。また、第2高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態となる。第3高速モードにおいては、第1モータ11及び第2モータ12の両方が駆動し、ブレーキ6が分離状態となる。また、第3高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態又は分離状態(どちらでも可)となる。
As shown in FIG. 9, in the first low-speed mode, the
図2に示すように、第1低速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力される。第2モータ12からはトルクが出力されない。第2モータ12のシャフトは空転する。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1遊星歯車機構3においてトルクTaはトルクT1及びトルクT2に分配される。トルクT1は、第1キャリア34から出力軸15に伝達される。トルクT2は、第1リングギア35を介して第2サンギア41に伝達される。トルクT2は、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT3となる。トルクT3は、出力軸15に伝達される。トルクT3は、トルクT1と合流する。出力軸15に伝達されるトルクT4は、トルクT1及びトルクT3の和である。
As shown in FIG. 2, in the first low-speed mode, the
第1遊星歯車機構3の減速比(第1減速比)をi1とする。第1サンギア31の歯数をZs1とする。第1リングギア35の歯数をZr1とする。この時、第1減速比(i1)は下記式(1)で表される。
The reduction ratio (first reduction ratio) of the first
i1=Zr1/Zs1 ・・・(1) i1 = Zr1 / Zs1 (1)
第2遊星歯車機構4の減速比(第2減速比)をi2とする。第2サンギア41の歯数をZs2とする。第2リングギア45の歯数をZr2とする。この時、第2減速比(i2)は下記式(2)で表される。
The reduction ratio (second reduction ratio) of the second
i2=Zr2/Zs2 ・・・(2) i2 = Zr2 / Zs2 (2)
第1低速モードにおける電動駆動装置10の減速比(全体減速比)をI1とする。第1低速モードにおける全体減速比は、出力軸15の回転数に対する第1モータ11の回転数の比を意味する。この時、全体減速比(I1)は下記式(3)で表される。例えば、第1減速比(i1)が2.5であり第2減速比(i2)が1.8である場合、全体減速比(I1)は8である。
The reduction ratio (overall reduction ratio) of the
I1=i1(1+i2)+1 ・・・(3) I1 = i1 (1 + i2) +1 (3)
出力軸15に出力されるトルクT4は、下記式(4)で表される。例えば第1減速比(i1)が2.5であり第2減速比(i2)が1.8である場合、トルクT4はトルクTaの8倍となる。
The torque T4 output to the
T4={i1(1+i2)+1}Ta ・・・(4) T4 = {i1 (1 + i2) +1} Ta (4)
図3に示すように、第2低速モードにおいては、第2モータ12からトルクTbが出力される。第1モータ11からはトルクが出力されない。第1モータ11のシャフトは空転する。トルクTbは、第2サンギア41に入力される。トルクTbは、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT5となる。トルクT5は、出力軸15に伝達される。トルクT5は、下記式(5)で表される。
As shown in FIG. 3, in the second low-speed mode, the torque Tb is output from the
T5=i2×Tb ・・・(5) T5 = i2 × Tb (5)
図4に示すように、第3低速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力され、且つ第2モータ12からトルクTbが出力される。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1遊星歯車機構3においてトルクTaはトルクT1及びトルクT2に分配される。トルクT1は、第1キャリア34から出力軸15に伝達される。トルクT2は、第1リングギア35を介して第2サンギア41に伝達される。トルクT2は、トルクTbと合流してトルクT6となる。トルクT6は、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT7となる。トルクT7は、出力軸15に伝達される。トルクT7は、トルクT1と合流する。出力軸15に伝達されるトルクT8は、トルクT1及びトルクT7の和である。トルクT8は、下記式(6)で表される。
As shown in FIG. 4, in the third low-speed mode, the
T8={i1(1+i2)+1}Ta+i2×Tb ・・・(6) T8 = {i1 (1 + i2) +1} Ta + i2 × Tb (6)
図5に示すように、第1高速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力される。第2モータ12からはトルクが出力されない。第2モータ12のシャフトは空転する。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、第2キャリア44はハウジング8に固定されていない。これにより、第2遊星歯車機構4は、ハウジング8から反力を受けない。また、第1高速モードにおいては、クラッチ7は締結状態であり、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。
As shown in FIG. 5, in the first high-speed mode, the
この状態では、第1サンギア31に入力されたトルクTaは、第1ピニオンギア33でトルクTa1及びトルクTa2に分配される。トルクTa1は第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa2は、第1リングギア35と、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4とを介して、出力軸15に伝達される。トルクTa1及びトルクTa2は、出力軸15で合流してトルクTaとなる。このように、第1高速モードでは、第1モータ11から出力軸15にトルクTaが伝達される。第1高速モードにおいて、出力軸15の回転数は第1モータ11の回転数と一致する。
In this state, the torque Ta input to the
図6に示すように、第2高速モードにおいては、第2モータ12からトルクTbが出力される。第1モータ11からはトルクが出力されない。第1モータ11のシャフトは空転する。トルクTbは、第2サンギア41に入力される。第2高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、第2キャリア44はハウジング8に固定されていない。これにより、第2遊星歯車機構4は、ハウジング8から反力を受けない。また、第2高速モードにおいては、クラッチ7は締結状態であり、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。
As shown in FIG. 6, in the second high-speed mode, the torque Tb is output from the
この状態では、第2サンギア41に入力されたトルクTbは、第2サンギアシャフト40でトルクTb1及びトルクTb2に分配される。トルクTb1は、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して出力軸15に伝達される。トルクTb2は、第1リングギア35、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTb1及びトルクTb2は、出力軸15で合流してトルクTbとなる。このように、第2高速モードでは、第2モータ12から出力軸15にトルクTbが伝達される。第2高速モードにおいて、出力軸15の回転数は第2モータ12の回転数と一致する。
In this state, the torque Tb input to the
図7に示すように、第3高速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力され、且つ第2モータ12からトルクTbが出力される。上記したように、第3高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、クラッチ7は締結状態又は分離状態(どちらでも可)である。
As shown in FIG. 7, in the third high-speed mode, the torque Ta is output from the
図7に示すように、第3高速モードにおいてクラッチ7が締結状態の場合、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。この状態では、第1モータ11から出力されたトルクTaは、第1ピニオンギア33でトルクTa1及びトルクTa2に分配される。トルクTa1は、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa2は、第1リングギア35と、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して、出力軸15に伝達される。第2モータ12から出力されたトルクTbは、第2サンギア41でトルクTb1及びトルクTb2に分配される。トルクTb1は、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して出力軸15に伝達される。トルクTb2は、第1リングギア35、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa1、トルクTa2、トルクTb1及びトルクTb2は、出力軸15で合流してトルクT9となり、出力軸15に伝達される。
As shown in FIG. 7, when the
一方、図8に示すように、第3高速モードにおいてクラッチ7が分離状態の場合、第2サンギアシャフト40と第2キャリア44は一体化しておらず、第2キャリア44はハウジング8から反力も受けない。これにより、第2遊星歯車機構4は動力を伝達しない。このため、第2モータ12から出力されたトルクTbは、第1リングギア35には伝達されるが、第2リングギア45には伝達されない。第1モータ11から出力されたトルクTaも、第1キャリア34には伝達されるが、第2リングギア45には伝達されない。第1モータ11から出力されたトルクTaと、第2モータ12から出力されたトルクTbは、第1ピニオンギア33で合流してトルクT9となり、出力軸15に伝達される。
On the other hand, as shown in FIG. 8, when the
このように、第3高速モードにおいて、クラッチ7が締結状態、分離状態のいずれの場合も、トルクTa及びトルクTbは合流してトルクT9となる。トルクT9は、下記式(7)で表される。第3高速モードにおいては、第1モータ11の回転数に対する第2モータ12の回転数の比は一定である。第3高速モードにおいて、出力軸15の回転数は、第1モータ11の回転数に対する第2モータ12の回転数の比に依存する。
As described above, in the third high-speed mode, the torque Ta and the torque Tb merge and become the torque T9 regardless of whether the
T9=Ta1+Ta2+Tb1+Tb2=Ta+Tb ・・・(7) T9 = Ta1 + Ta2 + Tb1 + Tb2 = Ta + Tb (7)
図10は、第1低速モード、第2低速モード及び第3低速モードにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係を示すグラフである。図11は、モータ回転数と出力トルクとの関係において効率が高くなる領域を示すグラフである。出力トルクは、出力軸15に出力されるトルクを意味する。図11は、一般的なモータにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係を示す。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the motor speed and the output torque in the first low-speed mode, the second low-speed mode, and the third low-speed mode. FIG. 11 is a graph showing a region where the efficiency is high in the relationship between the motor rotation speed and the output torque. The output torque means a torque output to the
図10に示すように、第1低速モード、第2低速モード及び第3低速モードにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係は互いに異なる。図11の破線で示す領域Rは、モータの効率が高くなりやすい領域である。実施形態の電動駆動装置10においては、駆動モードを第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードに切り替えられるので、図11の領域Rに相当する領域が比較的多くなる。このため、電動駆動装置10によれば効率が向上しやすい。
As shown in FIG. 10, the relationship between the motor speed and the output torque in the first low-speed mode, the second low-speed mode, and the third low-speed mode is different from each other. A region R indicated by a broken line in FIG. 11 is a region where the efficiency of the motor tends to increase. In the
図9に示すように、電動駆動装置10は、パーキングモードを備える。パーキングモードでは、第1モータ11及び第2モータ12がそれぞれ停止する。また、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が締結状態となる。これにより、第1遊星歯車機構3及び第2遊星歯車機構4は、ハウジング8に締結されて回転不可となる。このため、電動駆動装置10は、出力軸15の回転をロックすることが可能である。
As shown in FIG. 9, the
上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータは、2つのモータと複数の遊星歯車機構とを組み合わせ、減速比の大きい低速モードと、減速比の小さい高速モードとの切替が可能となっている。上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータでは、遊星歯車機構の1つの要素と固定部材とが締結されていない状態で、高速モードとなる。この状態で1つのモータだけが駆動しても、遊星歯車機構は反力を受けることができない。このため、上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータは、高速モードでは2つのモータを駆動する必要がある。
The in-wheel motors disclosed in
これに対して、実施形態の電動駆動装置10では、クラッチ7が第2サンギア41と第2キャリア44とを締結することで、ブレーキ6が分離状態の場合でも、1つのモータでの運転を可能としている。電動駆動装置10は、高速走行時において必要な走行パワーが小さいときは、第1モータ11及び第2モータ12の一方のみを駆動して、車両を走行させることができる。このように、電動駆動装置10は、高速走行時においても、運転状態に合わせて最適なモータ数を選択することができるため、効率を向上させることができる。
On the other hand, in the
図12は、実施形態の動力伝達切替装置の斜視図である。図13は、実施形態の動力伝達切替装置の分解斜視図である。図14は、実施形態の動力伝達切替装置の断面図である。図15は、実施形態の可動部材の斜視図である。図16は、実施形態の可動部材の断面図である。図17は、実施形態の連結装置の一部を示す正面図である。図18は、図17の拡大図である。図19は、実施形態の連結装置の一部を示す正面図である。図20は、図19の拡大図である。図21は、駆動部材の回転角度に対する第1弾性部材及び第2弾性部材の弾性力の推移を示すグラフである。図22は、実施形態のクラッチの一部を示す斜視図である。図23は、実施形態のクラッチが締結状態である時の動力伝達切替装置の断面図である。 FIG. 12 is a perspective view of the power transmission switching device of the embodiment. FIG. 13 is an exploded perspective view of the power transmission switching device according to the embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view of the power transmission switching device according to the embodiment. FIG. 15 is a perspective view of the movable member according to the embodiment. FIG. 16 is a cross-sectional view of the movable member according to the embodiment. Drawing 17 is a front view showing a part of connection device of an embodiment. FIG. 18 is an enlarged view of FIG. FIG. 19 is a front view showing a part of the connecting device of the embodiment. FIG. 20 is an enlarged view of FIG. FIG. 21 is a graph showing transition of the elastic force of the first elastic member and the second elastic member with respect to the rotation angle of the driving member. FIG. 22 is a perspective view illustrating a part of the clutch according to the embodiment. FIG. 23 is a cross-sectional view of the power transmission switching device when the clutch according to the embodiment is in the engaged state.
図12に示すように、動力伝達切替装置2は、コントロールリング21と、アクチュエータ5と、ブレーキ6(連結装置の一例)と、クラッチ7と、を備える。コントロールリング21は、環状の部材であって、外周面に複数の歯を備える。すなわち、コントロールリング21は、外歯歯車である。
As shown in FIG. 12, the power
図12に示すように、アクチュエータ5は、ギア55を備える。ギア55は、シャフト52に固定されており、シャフト52と共に回転する。ギア55は、コントロールリング21と噛み合う。このため、モータ51が駆動すると、コントロールリング21が回転する。
As shown in FIG. 12, the
図12に示すように、ハウジング8は、第1プレート85と、第2プレート86と、を備える。第1プレート85及び第2プレート86は、ボルト等によって連結される。図13に示すように、第1プレート85は、略円筒状の取付部851を備える。
As shown in FIG. 12, the
図14に示すように、ブレーキ6は、駆動部材61と、可動部材63と、第1弾性部材67と、第2弾性部材68と、を備える。
As shown in FIG. 14, the
駆動部材61は、コントロールリング21と共に回転する環状の部材である。駆動部材61は、コントロールリング21に対して相対回転しないようにコントロールリング21に固定されている。図17及び図19に示すように、駆動部材61の内径は、周方向の位置によって異なる(一定でない)。駆動部材61は、カムリングである。駆動部材61の内周面610は、凸面611と、凹面612と、接続面613と、を含む。凸面611は、凹面612に対して径方向で内側に位置する。凸面611及び凹面612は、それぞれ周方向で等間隔に配置される。例えば実施形態においては、内周面610は、周方向で等間隔に配置される3つの凸面611と、周方向で等間隔に配置される3つの凹面612と、を含む。2つの凸面611の間に凹面612が配置される。すなわち、凸面611と凹面612が交互に配置される。接続面613は、凸面611と凹面612とを接続する。
The
図14に示すように、可動部材63は、第2キャリア44の外周面に面している。可動部材63は、径方向において、駆動部材61の内側に配置される。図16に示すように、可動部材63は、シリンダ631と、第1プランジャ632と、第2プランジャ636と、ローラ637と、ストッパー633と、を備える。
As shown in FIG. 14, the
図16に示すように、シリンダ631は、一端が閉じ且つ他端が開口する略円筒状の部材である。図14に示すように、シリンダ631は、取付部851の孔8510を径方向に貫通する。シリンダ631は、孔8510によって径方向に案内される。シリンダ631の周方向の移動は、ハウジング8によって規制されている。すなわち、シリンダ631は、ハウジング8に対して相対的に回転しない。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、シリンダ631は、本体部631aと、テーパー部631bと、フランジ部631cと、を備える。本体部631aは、略円筒状である。テーパー部631bは、径方向における本体部631aの内側端部に配置される。テーパー部631bは、先端に向かって細くなっている。テーパー部631bは、第2キャリア44の凹部441に面する。フランジ部631cは、径方向における本体部631aの外側端部に配置される。
As shown in FIG. 16, the
第1プランジャ632は、シリンダ631の内部に配置される。第1プランジャ632は、径方向に移動可能である。第1プランジャ632は、基部632aと、突出部632bと、を備える。基部632aは、シリンダ631の内周面に沿っており、略円柱状である。突出部632bは、基部632aから径方向の外側へ突出している。
The
図16に示すように、第2プランジャ636は、シリンダ631の径方向の外側端部に配置される。第2プランジャ636は、ローラ637と接続され、且つ第1プランジャ632を押すことができる。第2プランジャ636は、基部636aと、フランジ部636bと、ローラ支持部636cと、を備える。基部636aは、シリンダ631の内周面に沿っており、略円柱状である。基部636aの少なくとも一部は、シリンダ631の内側に配置される。フランジ部636bは、略円盤状であって、シリンダ631の端面に面する。ローラ支持部636cは、フランジ部636bに対して、基部636aとは反対側に配置される。ローラ支持部636cは、ローラ637を回転可能に支持する。ローラ637は、駆動部材61の内周面610に接する。
As shown in FIG. 16, the
ストッパー633は、第1プランジャ632の移動を規制する部材である。ストッパー633は、略円環状である。ストッパー633は、シリンダ631の内部に配置される。ストッパー633は、第1プランジャ632の基部632aと、第2プランジャ636の基部636aとの間に配置される。第1プランジャ632の突出部632bは、ストッパー633を貫通している。第1プランジャ632の基部632aがストッパー633に接することによって、第1プランジャ632の移動が規制される。
The
第1弾性部材67は、可動部材63を駆動部材61に押し付けるための部材である。第1弾性部材67は、可動部材63に、径方向の外側に向かう力を加える。図15に示すように、第1弾性部材67は、例えばコイルバネである。第1弾性部材67の一端は、取付部851に接する。第1弾性部材67の他端は、シリンダ631のフランジ部631cに接する。シリンダ631は、第1弾性部材67を貫通する。第1弾性部材67は、径方向に伸縮する。
The first
第2弾性部材68は、可動部材63を第2キャリア44に押し付けるための部材である。第2弾性部材68は、シリンダ631の内部に配置される。図15に示すように、第2弾性部材68は、例えばコイルバネである。第2弾性部材68の一端は、シリンダ631の底面に接する。第2弾性部材68の他端は、第1プランジャ632の基部632aに接する。第2弾性部材68は、径方向に伸縮する。第2弾性部材68の伸縮方向は、第1弾性部材67の伸縮方向と同じである。第2弾性部材68のばね定数は、第1弾性部材67のばね定数よりも大きい。
The second
図17に示すように、ローラ637が凹面612に接する時、シリンダ631は、第2キャリア44の凹部441の外側に位置する。このため、図17に示す状態において、第2キャリア44は、ハウジング8に対して自由に回転できる。すなわち、ブレーキ6は分離状態である。図17に示す状態において、第1プランジャ632のフランジ部631cと第2プランジャ636のフランジ部636bとの間には、図18に示すように隙間がある。図17に示す状態において、第1プランジャ632の基部632aは、ストッパー633に接する。図17に示す状態において、第1プランジャ632の突出部632bは、第2プランジャ636に接する。
As shown in FIG. 17, when the
図21においては、図17に示す状態における駆動部材61の回転角度を0°とする。図21に示すように、図17の状態において、第1弾性部材67及び第2弾性部材68には弾性力が生じている。すなわち、第1弾性部材67及び第2弾性部材68には予圧が与えられている。図17に示す状態における第1弾性部材67の弾性力F1は、ローラ637が凹面612から受ける反力と等しい。図17に示す状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、弾性力F1よりも大きい。第2弾性部材68の一端がシリンダ631の底面に接し且つ第2弾性部材68の他端がストッパー633に接するので、弾性力F3は、シリンダ631で相殺される。このため、図17に示す状態において、第2弾性部材68の弾性力は、第1弾性部材67の動作に影響を及ぼさない。第1弾性部材67の弾性力だけ調節すれば、ローラ637が凹面612から受ける反力を設定できる。したがって、ローラ637が凹面612から受ける反力の設定が容易である。
In FIG. 21, the rotation angle of the driving
図17に示すようにローラ637が凹面612に接する状態から駆動部材61が回転すると、ローラ637が接続面613に乗り上げる。これにより、ローラ637は、径方向の内側に向かって押される。ローラ637に加わった力は、第2プランジャ636、第1プランジャ632、及び第2弾性部材68を介して、シリンダ631に伝達される。第2弾性部材68のばね定数が第1弾性部材67のばね定数よりも大きいので、第2弾性部材68よりも前に第1弾性部材67が縮む。第1弾性部材67が縮みながら、シリンダ631が、径方向の内側に移動する。そして、シリンダ631の先端(テーパー部631b)が、第2キャリア44の凹部441の底面に接する。これにより、シリンダ631の径方向内側へ移動できなくなる。シリンダ631が凹部441に嵌まることによって、第2キャリア44がハウジング8に締結される。これにより、第2キャリア44の回転が規制される。すなわち、ブレーキ6が締結状態となる。
As shown in FIG. 17, when the driving
シリンダ631の先端が第2キャリア44の凹部441の底面に接した時、ローラ637は、接続面613に接している。シリンダ631の先端が第2キャリア44の凹部441の底面に接した後、駆動部材61がさらに回転すると、ローラ637が接続面613にさらに乗り上げ、凸面611に近付く。これにより、ローラ637は、径方向の内側に向かってさらに押される。第2プランジャ636が、シリンダ631に対して相対的に移動し、第1プランジャ632を径方向の内側に向かって押す。このため、第2弾性部材68が縮む。その結果、第2弾性部材68の弾性力によってシリンダ631が凹部441の底面に押し付けられる。シリンダ631と凹部441との間のバックラッシュが低減されるので、振動が抑制される。駆動部材61がさらに回転すると、図19に示すように、ローラ637が凸面611に接する。これにより、ブレーキ6の締結状態が保持される。
When the tip of the
図21において、ローラ637が凹面612から接続面613に乗り上げた時の駆動部材61の回転角度がA1である。シリンダ631の先端が第2キャリア44の凹部441の底面に接した時の駆動部材61の回転角度がA2である。ローラ637が接続面613から凸面611に乗り上げた時の駆動部材61の回転角度がA3である。第1弾性部材67の弾性力は、回転角度がA1からA2の間で増加し、その後一定となる。第2弾性部材68の弾性力は、回転角度がA1からA2までの間一定であり、回転角度がA2からA3までの間で増加し、その後一定となる。
In FIG. 21, the rotation angle of the
図19に示す状態において、第1弾性部材67及び第2弾性部材68が圧縮されている。第1弾性部材67の弾性力F2(図21参照)によって、シリンダ631が径方向の外側に向かって押される。第2弾性部材68の弾性力F4(図21参照)によって、シリンダ631が凹部441に向かって押される。図19の状態から駆動部材61が回転すると、まず第2弾性部材68の弾性力によって、第1プランジャ632がストッパー633に接する。その後、第1弾性部材67の弾性力によってシリンダ631が径方向の外側に移動し凹部441から離脱する。上述したようにテーパー部631bは、先端に向かって細くなっている。これにより、テーパー部631bが凹部441の内壁に押し付けられた場合に、凹部441の内壁から径方向の外側に向かう反力を受ける。このため、シリンダ631が凹部441から離脱しやすくなっている。
In the state shown in FIG. 19, the first
図21に示すように、シリンダ631が第2キャリア44から離れた状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、シリンダ631が第2キャリア44に接した状態における第1弾性部材67の弾性力F2よりも大きい。すなわち、第2弾性部材68の弾性力の最小値は、第1弾性部材67の弾性力の最大値よりも大きい。
As shown in FIG. 21, the elastic force F3 of the second
図14に示すように、クラッチ7は、ピン保持部材71と、軸受72と、ピン73と、ハブ79と、第2カムリング75と、軸受77と、止め輪78と、を備える。
As shown in FIG. 14, the
ピン保持部材71は、コントロールリング21と共に回転する環状の部材である。実施形態においては、ピン保持部材71は、駆動部材61と一体である。すなわち、ピン保持部材71は、駆動部材61である。ピン保持部材71は、軸受72を介して第2プレート86に支持されている。ピン73は、ピン保持部材71の内周面から突出する。ピン73は、ピン保持部材71と共に回転する。例えば、複数のピン73が周方向で等間隔に配置されている。
The
図14に示すように、ハブ79は、第2サンギア41に取り付けられる。ハブ79は、内周面に設けられる複数の歯791と、外周面に設けられる複数の歯792と、を備える。歯791は、例えばスプラインであって、第2サンギア41の歯と噛み合う。ハブ79は、第2サンギア41に対して軸方向にスライドできる。歯792は、スプラインであって、径方向においてハブ79が第2キャリア44と重なる時に、第2キャリア44の内周面の歯と噛み合う。
As shown in FIG. 14, the
図14に示すように、第2カムリング75は、軸受77を介してハブ79に取り付けられる。第2カムリング75は、ハブ79に対して相対回転可能である。止め輪78は、軸受77を位置決めするための部材である。第2カムリング75、軸受77及びハブ79は、一体となって軸方向にスライドできる。図22に示すように、第2カムリング75は、カム溝750を外周面に備える。カム溝750にはピン73が嵌まる。図22に示すように、カム溝750は、凸部751と、凹部752と、接続部753と、を含む。凸部751は、凹部752に対して第2キャリア44とは反対側に位置する。凸部751及び凹部752は、それぞれ周方向で等間隔に配置される。例えば、カム溝750は、周方向で等間隔に配置される3つの凸部751と、周方向で等間隔に配置される3つの凹部752と、を含む。2つの凸部751の間に凹部752が配置される。すなわち、凸部751と凹部752が交互に配置される。接続部753は、凸部751と凹部752とを接続する。ピン73に対してカム溝750が移動することで、第2カムリング75が軸方向にスライドする。
As shown in FIG. 14, the
ピン73が、凹部752にある時、ハブ79は第2キャリア44の外側に位置する。ハブ79の歯792が第2キャリア44と噛み合わない。このため、第2キャリア44及び第2サンギア41は、互いに自由に回転できる。すなわち、クラッチ7は分離状態である。一方、ピン73が凸部751にあると、ハブ79が第2キャリア44と重なる。ハブ79の歯792が第2キャリア44と噛み合う。このため、第2キャリア44及び第2サンギア41は、締結される。すなわち、クラッチ7が締結状態となる。
When the
以下において、コントロールリング21の回転角度は、単に回転角度と記載される。実施形態においては、回転角度が30°変化するごとに、ブレーキ6の状態とクラッチ7の状態との組み合わせが変化する。例えば、ブレーキ6が締結状態であり且つクラッチ7が締結状態である時の回転角度を0°とする。回転角度が30°の時、ブレーキ6が締結状態であり且つクラッチ7が分離状態となる。回転角度が60°の時、ブレーキ6が分離状態であり且つクラッチ7が分離状態となる。回転角度が90°の時、ブレーキ6が分離状態であり且つクラッチ7が締結状態となる。回転角度が120°の時、ブレーキ6が締結状態であり且つクラッチ7が締結状態となり、回転角度が0°の状態に戻る。このため、動力伝達切替装置2は、1つのアクチュエータ5によって、図9に示す7つのモードを実現することができる。
Hereinafter, the rotation angle of the
なお、ブレーキ6は、連結装置の一例に過ぎない。ハウジング8は、第1部材の一例に過ぎない。第2キャリア44は、第2部材の一例に過ぎない。例えば、連結装置は、ハウジング8と第2遊星歯車機構4のその他の構成とを締結してもよいし、ハウジング8と第1遊星歯車機構3のその他の構成とを締結してもよい。連結装置は、クラッチ7としてもちいられてもよい。また、連結装置は、必ずしも電動駆動装置10に用いられなくてもよい。連結装置は、第1部材と第2部材とを締結及び分離できる装置に広く適用できる。
In addition, the
駆動部材61は、カムリングに限定されない。カムリングは、駆動部材61の一例に過ぎない。例えば、駆動部材61は、可動部材63に接続される直動機構等であってもよい。
The
以上で説明したように、連結装置(ブレーキ6)は、第1部材(ハウジング8)と、第1部材に対して回転する第2部材(第2キャリア44)と、第2部材の回転軸Zに対する直交方向である径方向にスライドできるように第1部材に支持される可動部材63と、径方向において可動部材63の外側に配置される駆動部材61と、可動部材63を駆動部材61に押し付けるための第1弾性部材67と、可動部材63を第2部材に押し付けるための第2弾性部材68と、を備える。
As described above, the coupling device (the brake 6) includes the first member (the housing 8), the second member (the second carrier 44) that rotates with respect to the first member, and the rotation axis Z of the second member. A
電気自動車又はハイブリッド電気自動車においては、多板クラッチに代わり、高圧油圧を用いないブレーキ及びクラッチが求められる。噛み合い式のブレーキ及びクラッチを用いる場合、湿式多板クラッチと比較して、油圧を用いないため装置を簡略化でき且つ分離状態におけるドラッグトルクが低減できる。しかしながら、噛み合い式のブレーキ及びクラッチにおいては、締結状態においてバックラッシュが存在する。このため、電動駆動装置10の駆動と回生との切り替え時(トルクの方向が反転する時)等に振動が生じる可能性がある。
In an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, a brake and a clutch that do not use high-pressure hydraulic pressure are required instead of a multi-plate clutch. When an engagement type brake and clutch are used, the device can be simplified and the drag torque in the disengaged state can be reduced because no hydraulic pressure is used, as compared with a wet multi-plate clutch. However, in the engagement type brake and clutch, backlash exists in the engaged state. For this reason, vibration may occur when switching between the driving of the
これに対して、本実施形態の連結装置(ブレーキ6)においては、第2弾性部材68によって可動部材63と第2部材(第2キャリア44)との間のバックラッシュが低減される。しがたって、連結装置(ブレーキ6)は、振動を抑制できる。
On the other hand, in the connecting device (brake 6) of the present embodiment, the backlash between the
本実施形態の連結装置において、第2弾性部材68の伸縮方向は、第1弾性部材67の伸縮方向と平行である。これにより、第1弾性部材67の弾性力及び第2弾性部材68の弾性力の設定が容易である。
In the connecting device of the present embodiment, the direction of expansion and contraction of the second
本実施形態の連結装置において、可動部材63が第2部材から離れた状態で、第2弾性部材68には弾性力が生じている。これにより、第2弾性部材68のガタツキが抑制される。
In the connection device of the present embodiment, an elastic force is generated in the second
本実施形態の連結装置において、可動部材63が第2部材から離れた状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、可動部材63が第2部材に接した状態における第1弾性部材67の弾性力F2よりも大きい。これにより、第1弾性部材67の弾性力及び第2弾性部材68の弾性力の大小関係が規定される。
In the connection device of the present embodiment, the elastic force F3 of the second
本実施形態の連結装置において、第2弾性部材68のばね定数は、第1弾性部材67のばね定数よりも大きい。これにより、第1弾性部材67が変形した後に第2弾性部材68が変形する。
In the connection device of the present embodiment, the spring constant of the second
本実施形態の連結装置において、可動部材63は、第2弾性部材68を内蔵し且つ第1弾性部材67を貫通するシリンダ631と、第2弾性部材68に接し且つシリンダ631に対して移動可能な第1プランジャ632と、駆動部材61に接するローラ637と、ローラ637と接続され且つ第1プランジャ632を押す第2プランジャ636と、前記シリンダ631の内周面に設けられ、第1プランジャ632の第2プランジャ636に近付く方向の移動を規制するストッパー633と、を備える。第2弾性部材68のばね定数は、第1弾性部材67のばね定数よりも大きい。駆動部材61は、凸面611と、凸面611に対して径方向で外側に配置される凹面612と、凸面611と凹面612とを接続する接続面613と、を含む内周面610を備える。第2部材から離れていたシリンダ631が第2部材に接する時、ローラ637は、接続面613に接している。
In the connecting device according to the present embodiment, the
これにより、ローラ637が凹面612に接する状態から駆動部材61が回転すると、ローラ637が接続面613に乗り上げる。これにより、ローラ637は、径方向の内側に向かって押される。ローラ637に加わった力は、第2プランジャ636、第1プランジャ632、及び第2弾性部材68を介して、シリンダ631に伝達される。第2弾性部材68のばね定数が第1弾性部材67のばね定数よりも大きいので、第2弾性部材68よりも前に第1弾性部材67が縮む。第1弾性部材67が縮みながら、シリンダ631が、径方向の内側に移動する。シリンダ631が第2部材に接した後、駆動部材61がさらに回転すると、ローラ637が接続面613にさらに乗り上げ、凸面611に近付く。これにより、第2弾性部材68が縮む。その結果、第2弾性部材68の弾性力によってシリンダ631が第2部材に押し付けられる。このため、シリンダ631と第2部材との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置は、振動を抑制できる。
Thus, when the driving
仮にストッパー633が設けられない場合、ローラ637が凹面612に接する状態において、第1弾性部材67の弾性力及び第2弾性部材68の弾性力は、シリンダ631に作用して釣り合う。このため、シリンダ631には駆動部材61からの反力が加わらなくなる。また、第2弾性部材68の弾性力の分だけ第1弾性部材67が縮むので、シリンダ631が径方向内側に移動する可能性がある。このため、意図せず分離状態から締結状態切り替わる可能性がある。なお、シリンダ631に駆動部材61からの反力を伝えるために、第1弾性部材67の弾性力を第2弾性部材68の弾性力よりも大きくすることが考えられる。しかし、第2弾性部材68のみ縮まった後にシリンダ631が径方向内側に移動することになるため、可動部材63が第2部材に押し付けられなくなり、振動が抑制されなくなる。
If the
これに対して本実施形態においては、第2弾性部材68がストッパー633に接する時、第2弾性部材68の2方向の弾性力の両方がシリンダ631に作用する。このため、第2弾性部材68の弾性力が、シリンダ631で相殺される。このため、第2弾性部材68の弾性力は、第1弾性部材67の動作に影響を及ぼさない。第1弾性部材67の弾性力だけ調節すれば、ローラ637が駆動部材61から受ける反力を設定できる。したがって、ローラ637が駆動部材61から受ける反力の設定が容易である。また、第2弾性部材68の弾性力を第1弾性部材67の弾性力に対して十分に大きく設定することによって、細かな寸法管理又は第1弾性部材67及び第2弾性部材68の個体差の管理が不要となる。これにより、連結装置を製造するコストが低減される。
On the other hand, in the present embodiment, when the second
(変形例)
図24は、変形例の連結装置の分解斜視図である。図25は、変形例の連結装置の一部を示す斜視図である。図26は、変形例の連結装置の一部を示す斜視図である。図27は、変形例の連結装置の一部を示す正面図である。図28は、図27のA−A断面図である。図29は、変形例のレバーの斜視図である。図30は、変形例のレバーの正面図である。図31は、変形例のレバーの正面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification)
FIG. 24 is an exploded perspective view of a connection device according to a modification. FIG. 25 is a perspective view showing a part of a connection device according to a modification. FIG. 26 is a perspective view showing a part of a connection device according to a modification. FIG. 27 is a front view showing a part of the connection device of the modified example. FIG. 28 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 29 is a perspective view of a lever according to a modification. FIG. 30 is a front view of a lever according to a modification. FIG. 31 is a front view of a lever according to a modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図24に示すように、変形例のブレーキ6Aは、駆動部材61Aと、可動部材63Aと、第1弾性部材67Aと、レバー9と、第2弾性部材68Aと、を備える。
As shown in FIG. 24, the
駆動部材61Aは、レバー固定部615を備える。レバー固定部615は、駆動部材61Aの外周面に設けられる。レバー固定部615にはレバー9が取り付けられる。
The driving
可動部材63Aは、ピン635を備える。ピン635は、取付部851の孔8510を径方向に貫通する棒状の部材である。ピン635は、例えば中実部材である。ピン635は、孔8510によって径方向に案内される。ピン635は、ハウジング8に対して相対的に回転しない。ピン635は、ローラ637を回転可能に支持する。
The
第1弾性部材67Aは、可動部材63Aを駆動部材61Aに押し付けるための部材である。第1弾性部材67Aは、可動部材63Aに、径方向の外側に向かう力を加える。図24に示すように、第1弾性部材67Aは、例えばコイルバネである。第1弾性部材67Aの一端は、取付部851に接する。第1弾性部材67Aの他端は、ピン635に接する。ピン635は、第1弾性部材67Aを貫通する。第1弾性部材67Aは、径方向に伸縮する。
The first
レバー9は、駆動部材61Aを回転させるための部材である。レバー9は、例えばアクチュエータ等によって駆動される。図25及び図26に示すように、レバー9は、カバー93と、ロッド91と、ピン99と、を備える。
The
図25及び図26に示すように、カバー93は、ピン99によってレバー固定部615に取り付けられる。カバー93は、レバー固定部615に対して回転可能である。ピン99は、スナップピン(Rピン)98によって抜け止めされる。
As shown in FIGS. 25 and 26, the
図31に示すように、ロッド91は、カバー93を貫通する。図29に示すように、ロッド91は、突起911と、突起912と、を備える。突起912は、カバー93を挟んで突起911とは反対側に配置される。
As shown in FIG. 31, the
第2弾性部材68Aは、可動部材63Aを第2キャリア44に押し付けるための部材である。第2弾性部材68Aは、ロッド91の外周に配置される。第2弾性部材68Aは、例えばコイルバネである。第2弾性部材68Aの一端は、カバー93に接する。第2弾性部材68Aの他端は、突起911に接する。第2弾性部材68Aは、ロッド91の軸方向に伸縮する。第2弾性部材68Aのばね定数は、第1弾性部材67Aのばね定数よりも大きい。
The second
ローラ637が凹面612に接する時、第1弾性部材67A及び第2弾性部材68Aには弾性力が生じている。すなわち、第1弾性部材67A及び第2弾性部材68Aには予圧が与えられている。
When the
レバー9のロッド91がカバー93に向かって押されると、突起911が第2弾性部材68Aを介してカバー93を押す。これにより、駆動部材61Aが回転する。ローラ637が凹面612に接する状態から駆動部材61Aが回転すると、ローラ637が接続面613に乗り上げる。ローラ637は、径方向の内側に向かって押される。第2弾性部材68Aのばね定数が第1弾性部材67Aのばね定数よりも大きいので、第2弾性部材68Aよりも前に第1弾性部材67Aが縮む。第1弾性部材67Aが縮みながら、ピン635が、径方向の内側に移動する。そして、ピン635の先端が、第2キャリア44の凹部441の底面に接する。これにより、ピン635の径方向内側へ移動できなくなる。ピン635が凹部441に嵌まることによって、第2キャリア44がハウジング8に締結される。これにより、第2キャリア44の回転が規制される。すなわち、ブレーキ6が締結状態となる。
When the
ピン635の先端が第2キャリア44の凹部441の底面に接した時、ローラ637は、接続面613に接している。ピン635の先端が第2キャリア44の凹部441の底面に接した後、駆動部材61Aがさらに回転すると、ローラ637が接続面613にさらに乗り上げ、凸面611に近付く。これにより、第2弾性部材68Aが縮む。その結果、第2弾性部材68Aの弾性力によってピン635が凹部441の底面に押し付けられる。ピン635と凹部441との間のバックラッシュが低減されるので、振動が抑制される。駆動部材61Aがさらに回転すると、図27に示すように、ローラ637が凸面611に接する。これにより、ブレーキ6の締結状態が保持される。
When the tip of the
ピン635が第2キャリア44から離れた状態における第2弾性部材68Aの弾性力は、ピン635が第2キャリア44に接した状態における第1弾性部材67Aの弾性力よりも大きい。すなわち、第2弾性部材68Aの弾性力の最小値は、第1弾性部材67Aの弾性力の最大値よりも大きい。
The elastic force of the second
10 電動駆動装置
100 ホイール
101 減速機構
11 第1モータ
12 第2モータ
15、18 出力軸
16 小ギア
17 大ギア
19 制御装置
2 動力伝達切替装置
21 コントロールリング
30 第1サンギアシャフト
31 第1サンギア
33 第1ピニオンギア
34 第1キャリア
35 第1リングギア
4 第2遊星歯車機構
40 第2サンギアシャフト
41 第2サンギア
43 第2ピニオンギア
44 第2キャリア(第2部材)
441 凹部
45 第2リングギア
5 アクチュエータ
51 モータ
52 シャフト
55 ギア
6、6A ブレーキ(連結装置)
61、61A 駆動部材
610 内周面
611 凸面
612 凹面
613 接続面
615 レバー固定部
63、63A 可動部材
631 シリンダ
632 第1プランジャ
633 ストッパー
636 第2プランジャ
637 ローラ
67、67A 第1弾性部材
68、68A 第2弾性部材
7 クラッチ
71 ピン保持部材
73 ピン
75 第2カムリング
750 カム溝
751 凸部
752 凹部
753 接続部
77 軸受
78 止め輪
79 ハブ
8 ハウジング(第1部材)
85 第1プレート
851 取付部
8510 孔
86 第2プレート
441
61,
85
Claims (6)
前記第1部材に対して回転する第2部材と、
前記第2部材の回転軸に対する直交方向である径方向にスライドできるように前記第1部材に支持される可動部材と、
前記径方向において前記可動部材の外側に配置される駆動部材と、
前記可動部材を前記駆動部材に押し付けるための第1弾性部材と、
前記可動部材を前記第2部材に押し付けるための第2弾性部材と、
を備える連結装置。 A first member;
A second member that rotates with respect to the first member;
A movable member supported by the first member so as to be slidable in a radial direction that is a direction orthogonal to a rotation axis of the second member;
A driving member disposed outside the movable member in the radial direction;
A first elastic member for pressing the movable member against the driving member;
A second elastic member for pressing the movable member against the second member;
A coupling device comprising:
請求項1に記載の連結装置。 The connecting device according to claim 1, wherein a direction of expansion and contraction of the second elastic member is parallel to a direction of expansion and contraction of the first elastic member.
請求項1又は2に記載の連結装置。 The connecting device according to claim 1, wherein an elastic force is generated in the second elastic member in a state where the movable member is separated from the second member.
請求項3に記載の連結装置。 The elastic force of the second elastic member when the movable member is separated from the second member is greater than the elastic force of the first elastic member when the movable member is in contact with the second member. The coupling device according to claim 1.
請求項1から4のいずれか1項に記載の連結装置。 The connection device according to claim 1, wherein a spring constant of the second elastic member is larger than a spring constant of the first elastic member.
前記第2弾性部材を内蔵し且つ前記第1弾性部材を貫通するシリンダと、
前記第2弾性部材に接し且つ前記シリンダに対して移動可能な第1プランジャと、
前記駆動部材に接するローラと、
前記ローラと接続され且つ前記第1プランジャを押す第2プランジャと、
前記シリンダの内周面に設けられ、前記第1プランジャの前記第2プランジャに近付く方向の移動を規制するストッパーと、
を備え、
前記第2弾性部材のばね定数は、前記第1弾性部材のばね定数よりも大きく、
前記駆動部材は、凸面と、前記凸面に対して前記径方向で外側に配置される凹面と、前記凸面と前記凹面とを接続する接続面と、を含む内周面を備え、
前記第2部材から離れていた前記シリンダが前記第2部材に接する時、前記ローラは、前記接続面に接している
請求項1に記載の連結装置。 The movable member,
A cylinder containing the second elastic member and penetrating the first elastic member;
A first plunger in contact with the second elastic member and movable with respect to the cylinder;
A roller in contact with the driving member,
A second plunger connected to the roller and pushing the first plunger;
A stopper provided on the inner peripheral surface of the cylinder, for restricting movement of the first plunger in a direction approaching the second plunger;
With
A spring constant of the second elastic member is larger than a spring constant of the first elastic member;
The driving member includes an inner peripheral surface including a convex surface, a concave surface arranged outside in the radial direction with respect to the convex surface, and a connection surface connecting the convex surface and the concave surface,
The connection device according to claim 1, wherein the roller is in contact with the connection surface when the cylinder that has been separated from the second member contacts the second member.
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2018
- 2018-06-19 JP JP2018116046A patent/JP2019217880A/en active Pending
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