JP2020058137A - Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit - Google Patents
Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020058137A JP2020058137A JP2018187250A JP2018187250A JP2020058137A JP 2020058137 A JP2020058137 A JP 2020058137A JP 2018187250 A JP2018187250 A JP 2018187250A JP 2018187250 A JP2018187250 A JP 2018187250A JP 2020058137 A JP2020058137 A JP 2020058137A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- electric motor
- axial
- bearing
- preload
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Description
本発明は、モータ支持軸受の予圧付与構造、これを備える電動モータ及びインホイールモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a preload applying structure for a motor support bearing, an electric motor including the structure, and an in-wheel motor driving device.
従来、電動モータの回転軸を支持する軸受に対して、ウェーブワッシャやスプリングなどの弾性部材を用いて軸方向の予圧を付与することにより、振動や騒音を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technology of reducing vibration and noise by applying an axial preload to a bearing supporting a rotating shaft of an electric motor using an elastic member such as a wave washer or a spring (for example, , Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、このような予圧付与構造において、弾性部材が軸方向に完全に圧縮される状態が繰り返されると、弾性部材が疲労して劣化するといった課題がある。劣化とは、弾性部材に亀裂や割れ等の損傷が生じたり、弾性部材が塑性変形して自由長が短くなるへたりが生じたりすることである。これに対して、特許文献3では、弾性部材が完全に圧縮されないように保護する保護部材としてのバッキングリングが設けられた予圧付与構造が提案されている。 However, in such a preload applying structure, when the state in which the elastic member is completely compressed in the axial direction is repeated, there is a problem that the elastic member is fatigued and deteriorated. The term “deterioration” means that the elastic member is damaged such as a crack or a crack, or that the elastic member is plastically deformed and the free length is shortened. On the other hand, Patent Document 3 proposes a preload applying structure provided with a backing ring as a protection member for protecting the elastic member from being completely compressed.
具体的には、図13に示すように、バッキングリング100は、軸受300とスプリング200との間に配置されるショルダ部100aと、ショルダ部100aから軸方向に突出し外周にスプリング200が配置される突出部100bとを有しており、スプリング200はショルダ部100aを介して軸受300を軸方向に付勢する。そして、モータ回転軸400と一緒に軸受300が図13の右側へ変位した場合は、この変位に伴ってスプリング200が完全に圧縮される前にバッキングリング100の突出部100bがモータハウジング600に設けられたストッパ500に突き当たることで、スプリング200のそれ以上の圧縮が防止される構成となっている。
More specifically, as shown in FIG. 13, the
図13に示すバッキングリング100やスプリング200は、モータハウジング600に設けられた凹部600a内に収容されている。ここで、バッキングリング100及びスプリング200は、軸方向の変位が許容されるように、凹部600aの内面に対してある程度の余裕(隙間)をもって収納される必要がある。このため、部品を組み付ける際に、凹部600aの開口が横向きになったり下向きになったりすると、バッキングリング100やスプリング200が凹部600aから脱落したり、倒れたりする虞がある。このように、従来の構成においては、モータハウジング600の凹部600aに対するバッキングリング100やスプリング200の組付け性に課題があり、対策が必要であった。
The
そこで、本発明は、部品の組付け性を向上させることができるモータ支持軸受の予圧付与構造、電動モータ及びインホイールモータ駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a preload applying structure of a motor support bearing, an electric motor, and an in-wheel motor drive device, which can improve the assemblability of parts.
上記課題を解決するため、本発明は、電動モータのモータ回転軸を支持する軸受を付勢して軸方向の予圧を付与する弾性部材と、弾性部材が軸方向に完全に圧縮されるのを防止する保護部材と、弾性部材及び保護部材が収容される凹部が設けられたケーシングとを備えるモータ支持軸受の予圧付与構造であって、保護部材は、弾性部材と軸受との間に配置されるリング部と、リング部から軸方向に突出すると共に外周又は内周に弾性部材が配置される筒部と、リング部から外径方向に突出する突起部とを有し、凹部は、その凹部開口端から凹部底面側に向かって軸方向に設けられた軸方向溝と、軸方向溝に対して凹部底面側で連通し周方向に設けられた周方向溝とを有し、突起部は、軸方向溝に沿って軸方向に移動可能に構成されると共に、周方向溝に沿って周方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an elastic member that urges a bearing that supports a motor rotation shaft of an electric motor to apply a preload in an axial direction, and that an elastic member is completely compressed in an axial direction. A preload applying structure for a motor support bearing, comprising: a protection member to be prevented; and a casing provided with a recess in which the elastic member and the protection member are housed, wherein the protection member is disposed between the elastic member and the bearing. A ring portion, a cylindrical portion protruding in the axial direction from the ring portion and having an elastic member disposed on an outer periphery or an inner periphery, and a protruding portion projecting from the ring portion in an outer radial direction; An axial groove provided in the axial direction from the end toward the concave bottom surface side, and a circumferential groove provided in the circumferential direction and communicating with the axial groove on the concave bottom surface side, While being configured to be movable in the axial direction along the direction groove, Characterized in that it is configured to be movable in the circumferential direction along the groove.
ケーシングに対して保護部材及び弾性部材を組み付ける際は、弾性部材を保護部材に組み付けた状態、あるいは、弾性部材をケーシングの凹部内に挿入した状態で、保護部材をケーシングの凹部内に挿入する。このとき、保護部材の突起部を軸方向溝に沿って移動させて、保護部材を凹部内に軸方向に挿入する。次いで、突起部を周方向溝に沿って移動させて、保護部材を回転させる。これにより、突起部と軸方向溝との周方向位相がずらされることで、保護部材の軸方向移動が規制されるようになり、凹部からの保護部材及び弾性部材の脱落や倒れが防止される。このように、本発明によれば、ケーシングに対する保護部材及び弾性部材の脱落や倒れを防止できるので、保護部材と弾性部材とケーシングとを一体化した組付けユニットとして扱うことができるようになり、組付け作業性が向上する。 When assembling the protective member and the elastic member to the casing, the protective member is inserted into the concave portion of the casing with the elastic member attached to the protective member, or with the elastic member inserted into the concave portion of the casing. At this time, the protrusion of the protection member is moved along the axial groove, and the protection member is inserted into the recess in the axial direction. Next, the protection member is rotated by moving the protrusion along the circumferential groove. Thus, the circumferential phase of the protrusion and the axial groove is shifted, so that the axial movement of the protection member is regulated, and the protection member and the elastic member are prevented from falling off or falling down from the recess. . As described above, according to the present invention, since the protective member and the elastic member can be prevented from falling off or falling down with respect to the casing, the protective member, the elastic member, and the casing can be handled as an integrated unit. The assembly workability is improved.
振動などによりモータ回転軸が軸方向に変位した場合、弾性部材が完全に軸方向に圧縮される前に、保護部材の筒部が凹部底面に接触することで、それ以上の弾性部材の圧縮が防止される。このとき、突起部は周方向溝の凹部底面側の壁面に対して接触しないことが好ましい。このように、突起部が周方向溝の凹部底面側の壁面に対して接触しないようにすることで、突起部と凹部底面側の壁面との間で軸方向の荷重が作用するのが回避される。これにより、突起部及び周方向溝の変形や損傷を防止できるようになる。 When the motor rotation shaft is displaced in the axial direction due to vibration, etc., before the elastic member is completely compressed in the axial direction, the cylindrical portion of the protective member comes into contact with the bottom surface of the concave portion, so that further compression of the elastic member is prevented. Is prevented. At this time, it is preferable that the protrusion does not contact the wall surface on the concave bottom surface side of the circumferential groove. In this way, by preventing the protrusion from contacting the wall surface on the concave bottom surface side of the circumferential groove, an axial load is prevented from acting between the protrusion and the concave wall surface on the concave bottom surface side. You. This makes it possible to prevent deformation and damage of the protrusions and the circumferential grooves.
また、保護部材の内周に、凸状又は凹状の引っ掛け部を設けることで、保護部材を周方向溝に沿って回転させる際、引っ掛け部に工具などを引っ掛けて保護部材を回転させることができる。これにより、保護部材の回転が行いやすくなり、組付け作業性がより一層向上する。 Further, by providing a convex or concave hook portion on the inner periphery of the protection member, when rotating the protection member along the circumferential groove, a tool or the like can be hooked on the hook portion to rotate the protection member. . Thereby, rotation of the protection member is facilitated, and assembling workability is further improved.
弾性部材としては、例えば、円環状又は螺旋状のばね部材を用いることができる。 As the elastic member, for example, an annular or spiral spring member can be used.
また、本発明に係る予圧付与構造を、ケーシングと、ケーシングに固定されたステータと、モータ回転軸と、モータ回転軸と一体に回転するロータと、ケーシングに対してモータ回転軸を回転可能に支持する軸受と、軸受に対して軸方向の予圧を付与する予圧付与構造とを備える電動モータに適用することで、その組付け作業性が向上する。 Further, the preload applying structure according to the present invention supports a casing, a stator fixed to the casing, a motor rotation shaft, a rotor that rotates integrally with the motor rotation shaft, and a motor rotation shaft that is rotatable with respect to the casing. By applying the present invention to an electric motor including a bearing to be applied and a preload applying structure for applying an axial preload to the bearing, the assembling workability is improved.
また、本発明に係る予圧付与構造を、モータ回転軸の両端部側にそれぞれ設け、モータ回転軸を支持する一対の軸受に対して個別に予圧を付与するようにしてもよい。 Further, the preload applying structure according to the present invention may be provided on both ends of the motor rotation shaft, and individually apply a preload to a pair of bearings supporting the motor rotation shaft.
また、本発明に係る予圧付与構造を備える電動モータを、電動モータ部と、車輪用軸受部と、電動モータ部の回転を車輪用軸受部へ減速して伝達する減速機部とを備えるインホイールモータ駆動装置に適用してもよい。 Also, an in-wheel including an electric motor having a preload applying structure according to the present invention, an electric motor unit, a wheel bearing unit, and a reduction gear unit that reduces the speed of the rotation of the electric motor unit and transmits the rotation to the wheel bearing unit. You may apply to a motor drive device.
本発明によれば、ケーシングに対する保護部材及び弾性部材の組付け性が向上するので、組付け作業が行いやすくなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the assembling property of the protective member and the elastic member to the casing is improved, the assembling work becomes easier.
以下、添付の図面に基づき、本発明の形態について、車輪の内空領域に配置されたインホイールモータ駆動装置を例に説明する。なお、本発明は、インホイールモータ駆動装置に限らず、駆動装置が車体に設けられた所謂オンボードタイプの電動車両駆動装置にも適用可能である。また、オンボードタイプとしては、1つの電動モータで左右の車輪を駆動する1モータ式、2つの電動モータで左右の車輪を駆動する2モータ式のいずれであってもよい。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking an in-wheel motor drive device arranged in an inner space area of a wheel as an example. The present invention is not limited to the in-wheel motor drive device, but is also applicable to a so-called on-board type electric vehicle drive device in which the drive device is provided on a vehicle body. Further, the on-board type may be either a one-motor type in which one electric motor drives left and right wheels and a two-motor type in which two electric motors drive left and right wheels.
図11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12は、電気自動車11を後方から見た概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic plan view of the
図11に示すように、電気自動車11は、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。図12に示すように、後輪14は、シャシー12のホイールケーシング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. 11, 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、ホイールケーシング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、ドライブシャフト及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
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の全体構成を図1に基づいて説明する。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、車両の車幅方向の外側寄りとなる側(図1において左側)をアウトボード側と称し、中央寄りとなる側(図1において右側)をインボード側と称する。
Before describing the characteristic configuration of this embodiment, the overall configuration of the in-wheel
図1に示すように、インホイールモータ駆動装置21は、駆動力を発生させる電動モータ部Aと、電動モータ部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に伝達する車輪用軸受部Cとを主な構成要素としている。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
電動モータ部Aは、ケーシング22と、ステータ23と、ロータ24と、モータ回転軸25と、2つの転がり軸受40,41と、予圧付与構造70とを備える電動モータで構成されている。
The electric motor section A is constituted by an electric motor including a
ステータ23は、磁性体コアにコイルを巻回することによって構成され、ケーシング22に固定されている。本実施形態では、組立の都合上、ケーシング22が軸方向に三分割されており、軸方向の両端部に開口部を有するケーシング本体部80と、ケーシング本体部80のインボード側(図1の右側)の開口部を閉鎖するインナカバー81と、ケーシング本体部80のアウトボード側(図1の左側)の開口部を閉鎖するアウタカバー82とで構成されている。ステータ23は、ケーシング本体部80の内面に対して固定されている。
The
ロータ24は、永久磁石等で構成され、ステータ23の径方向内側に隙間をもって配置されている。本実施形態では、ステータ23とロータ24とが径方向の隙間をもって対向するように配置されたラジアルギャップ型の電動モータを採用しているが、ステータ23とロータ24とが軸方向に隙間をもって対向するように配置されたアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。
The
ロータ24の内周には、モータ回転軸25が挿入されている。ロータ24とモータ回転軸25は、互いに固定され、一体に回転するように構成されている。モータ回転軸25の両端部には、それぞれ転がり軸受40,41が設けられており、これらの転がり軸受40,41によってモータ回転軸25はケーシング22に対して回転可能に支持されている。本実施形態では、2つの転がり軸受40,41のうち、アウトボード側(図1に左側)の転がり軸受40がケーシング本体部80に設けられ、インボード側(図1の右側)の転がり軸受41がインナカバー81に設けられている。
A
予圧付与構造70は、弾性部材としてのウェーブスプリング71と、ウェーブスプリング71の圧縮に伴う劣化を抑制する保護部材72と、これらを収容するインナカバー81とで構成されている。インナカバー81には、保護部材72と、ウェーブスプリング71と、さらにインボード側の転がり軸受41が収容される円筒状の凹部81aが設けられている。保護部材72は、円環状のリング部72aと、リング部72aの内径側から軸方向に突出する円筒状の筒部72bとを有する。ウェーブスプリング71は、波状の板材が螺旋状に巻かれて構成されたばね部材であり、保護部材72の筒部72bの外周に配置されている。
The
保護部材72のリング部72aは、ウェーブスプリング71とインボード側の転がり軸受41の外輪37(図2参照)との間に介在している。ウェーブスプリング71がインナカバー81内で軸方向に圧縮された状態で保持されていることで、ウェーブスプリング71はリング部72aを介してインボード側の転がり軸受41を軸方向に(図1の左側に)付勢している。なお、リング部72aは、モータ回転軸25の回転に伴って回転する内輪38や転動体39、保持器(図示省略)には接触しないように(摺動抵抗を生じさせないように)配置され、外輪37のみに接触している。インボード側の転がり軸受41に付与された軸方向の付勢力(予圧)は、モータ回転軸25を介してアウトボード側の転がり軸受40にも付与される。これにより、モータ回転軸25を支持する一対の転がり軸受40,41に対して軸方向の予圧が付与され、モータ回転軸25の振動が低減される。
The
また、転がり軸受41の外輪37に対して軸方向の予圧を効果的に与え、さらに、リング部72aに対しては変形に繋がる剪断力を与えないように、ウェーブスプリング71の外径φKは、外輪37の外径φHより小さく、外輪37の内径φGよりも大きく設定されていることが望ましい(図2参照)。
The outer diameter φK of the
図1に示すように、減速機部Bは、ケーシング22と、入力軸27と、中間軸28と、出力軸29と、これらの軸をケーシング22に対して回転可能に支持する複数の転がり軸受42〜47とで構成されている。入力軸27は、モータ回転軸25に対して、スプライン嵌合(セレーション嵌合を含む。)によって一体に回転可能に連結されている。一方、出力軸29は、車輪用軸受部Cの回転軸を構成するハブ輪60に対して、スプライン嵌合(セレーション嵌合も含む。)によって一体に回転可能に連結されている。
As shown in FIG. 1, the reduction gear unit B includes a
入力軸27には入力歯車30が一体に設けられ、出力軸29には出力歯車35が一体に設けられている。また、中間軸28には、入力歯車30と噛み合う入力側中間歯車31と、出力歯車35と噛み合う出力側中間歯車32とが一体に設けられている。入力歯車30、入力側中間歯車31、出力側中間歯車32及び出力歯車35は、はすば歯車(外歯車)で構成されている。はすば歯車は、平歯車に比べて、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。
An
入力軸27、中間軸28及び出力軸29は、互いに平行に配置されており、これらの軸に設けられた歯車が噛み合うことで、3軸2段の平行軸歯車減速機構を構成している。また、入力軸27、中間軸28及び出力軸29は、ケーシング本体部80に設けられたインボート側(図1の右側)の各転がり軸受42,44,46と、アウタカバー82に設けられたアウトボード側(図1の左側)の各転がり軸受43,45,47とによって回転可能に支持されている。これら減速機部Bの各軸を支持する転がり軸受42〜47や、上記モータ回転軸25を支持する一対の転がり軸受40,41としては、ラジアル荷重とスラスト荷重の双方を受けることができる軸受、例えば深溝玉軸受が用いられることが好ましい。
The
図1に示すように、車輪用軸受部Cは、内輪回転タイプの車輪用軸受で構成される。車輪用軸受部Cは、ハブ輪60と一対の内輪52とからなる内方部材61と、外輪53と、複数の玉56及び保持器(図示省略)を主な構成とする複列アンギュラ玉軸受である。各内輪52の外周には内側軌道面54が形成されている。一方、外輪53の内周には、各内輪52の内側軌道面54に対応して複列の外側軌道面55が形成されている。互いに対向する内側軌道面54と外側軌道面55との間に玉56が転動可能に配置されている。外輪53は、ボルトなどによりケーシング22(アウタカバー82)の取り付け部に対して締結固定されている。
As shown in FIG. 1, the wheel bearing portion C is formed of an inner ring rotating type wheel bearing. The wheel bearing portion C is a double-row angular ball bearing mainly including an
ハブ輪60のアウトボード側の外周には車輪取り付け用のフランジ部60aが形成されている。図示は省略するが、車輪取り付け用のフランジ部60aには、ブレーキディスク及びホイールが取り付けられる。一方、ハブ輪60のインボード側の小径段部には内輪52が嵌合され、内輪52に対してハブ輪60の加締め部60bが押し当てられている。加締め部60bは、ハブ輪60に対する内輪52の嵌合後にハブ輪60のインボード側端部が加締められることで形成される。加締め部60bが形成されることによって、内輪52の軸方向の位置決めを行うと共に車輪用軸受に予圧が付与されている。
A
本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21において、モータ回転軸25が回転すると、これと一体に入力軸27が回転し、その回転運動は、入力歯車30からこれよりも歯数の多い入力側中間歯車31に伝達されることで減速される。そして、回転運動は、出力側中間歯車32からこれよりも歯数の多い出力歯車35に伝達されることでさらに減速される。
In the in-wheel
このように、本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21では、モータ回転軸25の回転運動が減速機構部Bによって二段階に減速されることで、増幅されたトルクを後輪14へと伝達することができ、低トルクかつ高回転型の小型電動モータを使用することが可能である。例えば、減速機部Bの減速比を11とした場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の電動モータを使用することにより電動モータを小型化することができる。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置を実現することができ、ばね下重量を抑えて走行安定性及びNVH特性に優れた電気自動車を得ることができる。
As described above, in the in-wheel
本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21の全体構成及び動作については以上の通りである。次に、本実施形態において組付け性に優れる点について説明する。
The overall configuration and operation of the in-wheel
図2は、本実施形態に係る予圧付与構造70及びその周辺部を拡大して示す断面図、図3は、保護部材72及びインナカバー81の斜視図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the
図2及び図3に示すように、保護部材72は、リング部72aと、リング部72aの内径側から軸方向に突出する筒部72bと、リング部72aから外径方向に突出する円弧状の突起部72cとを有している。本実施形態では、突起部72cが、リング部72aの周方向に等間隔に3つ設けられているが、突起部72cの数は2つでもよいし、4つ以上であってもよい。また、筒部72bの内周面には、工具などを引っ掛けるための引っ掛け部72dが軸方向に延びるように設けられている。本実施形態では、引っ掛け部72dが筒部72bの周方向に等間隔に2つ設けられているが、引っ掛け部72dの数は1つでもよいし、3つ以上であってもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
一方、インナカバー81の凹部81aには、その凹部開口端81bから凹部底面81c側に向かって軸方向に延びる複数の軸方向溝91と、軸方向溝91よりも奥側で周方向に延びる環状の周方向溝92とが設けられている。軸方向溝91は、保護部材72の各突起部72cに対応して、凹部81aの周方向に等間隔に3つ設けられている。突起部72cと同様、軸方向溝91の数も、3つに限らず、2つでもよいし、4つ以上であってもよい。周方向溝92は、各軸方向溝91に対して各軸方向溝91の凹部底面81c側で連通している。
On the other hand, the
続いて、本実施形態に係る予圧付与構造70の組付け方法について説明する。
Subsequently, a method of assembling the
まず、図4に示すように、ウェーブスプリング71を、保護部材72の筒部72bの外周に装着する。次に、保護部材72の各突起部72cがインナカバー81の軸方向溝91に対応するように、保護部材72とインナカバー81との位置合わせをし(図3参照)、保護部材72を、ウェーブスプリング71と一緒にインナカバー81の凹部81内に挿入する。このとき、図5に示すように、突起部72cが軸方向溝91に沿って移動することで、保護部材72及びウェーブスプリング71は凹部81a内で軸方向に案内される。なお、このときの保護部材72及びウェーブスプリング71の軸方向移動を円滑に行えるように、突起部72cの外径は軸方向溝91の内径よりも僅かに小さく設定され、リング部72a及びウェーブスプリング71のそれぞれの外径は、軸方向溝91及び周方向溝92を除く凹部81aの内径よりも僅かに小さく設定されている。
First, as shown in FIG. 4, the
そして、図6に示すように、突起部72cが軸方向溝91の奥側に移動し、周方向溝92の位置に達したときに、保護部材72を周方向に回転させ、突起部72cと軸方向溝91との周方向位相をずらす。その結果、突起部72cが周方向溝92のアウトボード側(凹部開口端81b側)の壁面92aに対向するように配置される。なお、このときの保護部材72の周方向回転を円滑に行えるように、突起部72cの外径は周方向溝92の内径よりも僅かに小さく設定されている。また、保護部材72に設けられた引っ掛け部72dに工具などを引っ掛けることで、保護部材72を周方向溝92内で回転させやすくなる。
Then, as shown in FIG. 6, when the
図6に示すように、突起部72cと軸方向溝91との周方向位相がずらされることで、突起部72cと周方向溝92のアウトボード側の壁面92aとが軸方向に係合するようになるので、保護部材72の凹部開口端81b側への移動が阻止される。これにより、凹部81aから保護部材72やウェーブスプリング71が脱落したり倒れたりするのが防止される。また、この状態で、ウェーブスプリング71はリング部72aと凹部底面81cとの間で軸方向に圧縮されているため、ウェーブスプリング71の付勢力によって突起部72cが周方向溝92のアウトボード側の壁面92aに押し当てられた状態となる。これにより、保護部材72は、突起部72cとアウトボード側の壁面92aとの間に生じる摩擦力によって周方向に回転しないように保持されるので、突起部72cと軸方向溝91との周方向位相が再び一致することによる、保護部材72及びウェーブスプリング71の脱落や倒れが防止される。
As shown in FIG. 6, by shifting the circumferential phase of the
なお、部品の組付け手順は、上述の手順に限らず、適宜変更可能である。例えば、先にウェーブスプリング71のみをインナカバー81内に挿入してから、保護部材72をインナカバー81内に挿入してもよい。
The procedure for assembling components is not limited to the above procedure, and can be changed as appropriate. For example, after inserting only the
このように、本実施形態においては、突起部72cと周方向溝92との係合により、インナカバー81に対するウェーブスプリング71及び保護部材72の脱落や倒れが防止されるので、ウェーブスプリング71と保護部材72とインナカバー81とを一体化した組付けユニットとして扱うことができるようになる。
As described above, in the present embodiment, the engagement between the
ところで、図1に示すようなラジアルギャップ型の電動モータを備える構成においては、ケーシング(ケーシング本体部80)の開口部を横向きにした組付け作業は行いにくいといった事情がある。すなわち、ケーシングを横向きにして、ステータの内周にロータ付きモータ回転軸を水平方向に挿入しようとすると、モータ回転軸が重力により傾きやすいため、ロータとステータとの間隔を一定に保ちながらモータ回転軸を挿入する作業が行いにくい。万が一、モータ回転軸が傾いた場合は、ステータとロータとが磁力で吸着してしまい、組付け作業の支障となる。従って、ラジアルギャップ型の電動モータを備える構成においては、図7に示すように、ステータ23が組み付けられたケーシング本体部80の開口部を上向きにした状態で、ロータ24や転がり軸受40,41が固定されたモータ回転軸25を垂直に挿入することが望ましい。一方で、ケーシングの開口部を上向きにした組付け方法を採用すると、図8に示すように、凹部開口端81bを下向きにしてインナカバー81を装着する必要があり、従来の構成では、インナカバー81の凹部81aからウェーブスプリング71や保護部材72が脱落するといった問題があった。
By the way, in the configuration including the radial gap type electric motor as shown in FIG. 1, there is a situation that it is difficult to perform an assembling operation in which the opening of the casing (the casing main body 80) is turned sideways. In other words, when the casing is turned sideways and the rotor shaft with the rotor is to be inserted horizontally into the inner periphery of the stator, the motor shaft tends to tilt due to gravity. It is difficult to insert the shaft. If the motor rotation shaft is tilted, the stator and the rotor will be attracted by magnetic force, which hinders the assembling work. Therefore, in the configuration including the radial gap type electric motor, as shown in FIG. 7, the
これに対して、本実施形態に係る構成によれば、インナカバー81に対して保護部材72とウェーブスプリング71とを上述の手順で組み付けることで、これらの脱落及び倒れを防止することが可能である。従って、図8に示すように、インナカバー81の凹部開口端81bを下向きにしても、ウェーブスプリング71及び保護部材72がインナカバー81から脱落することがない。これにより、モータ回転軸25を垂直に組み付ける方法が好ましいラジアルギャップ型の電動モータを備える構成においても、保護部材72とウェーブスプリング71とをインナカバー81に組付けた状態で凹部開口端81bを下向きにして扱うことができるようになり、組付け作業性が向上する。
On the other hand, according to the configuration according to the present embodiment, by attaching the
また、ケーシング本体部80に対するインナカバー81の組付けが完了すると、図2に示すように、保護部材72がインボード側の転がり軸受41に対して接触することで、保護部材72が相対的に図2の右側へ押し動かされる。これにより、突起部72cと周方向溝92のアウトボード側の壁面92aとの接触(係合)が解除され、突起部72cはアウトボート側の壁面92aに対して非接触状態となる。また、この状態で、突起部72cは周方向溝92のインボード側(凹部底面81c側)の壁面92bに対しても非接触状態で保持される。すなわち、周方向溝92の軸方向幅W1は、突起部72cの軸方向幅W2よりも大きく、突起部72cは周方向溝92内での軸方向移動がある程度許容されるように保持されている。このように、組付け完了後の状態では、突起部72cが周方向溝92の両側の壁面92a,92bに対して非接触状態となっていることで、転がり軸受40,41に対してウェーブスプリング71による軸方向の定圧予圧が付与される。
When the assembly of the
また、この状態で、モータ回転軸25は所定の軸方向位置(図2に示す位置)で保持されており、保護部材72の筒部72bは、インナカバー81の凹部底面81cに対して隙間δを介して非接触状態となっている。しかしながら、車両走行時の振動などにより、モータ回転軸25が軸方向の力を受け、モータ回転軸25がウェーブスプリング71の付勢力に抗して軸方向に変位すると、図9に示すように、筒部72bが凹部底面81cに接触する。このとき、筒部72bは、ウェーブスプリング71が軸方向に完全に圧縮される前に凹部底面81cに接触するので、ウェーブスプリング71の圧縮に伴う疲労が抑制される。
In this state, the
一般的に、ばね部材の疲労を効果的に抑制するには、ばね部材の伸縮量を、ばね部材の自由長から密着長さを減算した値の80%以内に設定することが好ましい。また、ウェーブスプリング71の伸縮量は、筒部72bの軸方向長さT(図9参照)によって決まることからすれば、ばね部材の自由長F、密着長さUを用いて、筒部72bの軸方向長さTは、下記式(1)を満たす値に設定されることが好ましい。
Generally, in order to effectively suppress the fatigue of the spring member, it is preferable to set the amount of expansion and contraction of the spring member to within 80% of a value obtained by subtracting the contact length from the free length of the spring member. Further, since the amount of expansion and contraction of the
T>0.2*F+0.8*U・・・・・(1) T> 0.2 * F + 0.8 * U (1)
また、図9に示すように、本実施形態では、筒部72bが凹部底面81cに接触した状態で、突起部72cは周方向溝92のインボード側の壁面92bに対して接触しないように構成されている。このように、突起部72cがインボード側の壁面92bに対して接触しないように構成されていることで、突起部72cとインボード側の壁面92bとの間で軸方向の荷重が作用するのが回避され、突起部72c及び周方向溝92の変形や損傷を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 9, in the present embodiment, the
続いて、図10に示す本発明の他の実施形態に係る構成について説明する。 Subsequently, a configuration according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described.
図10に示す実施形態では、上述の実施形態とは異なり、ウェーブスプリング71が保護部材72の内周に配置されている。すなわち、本実施形態では、保護部材72の筒部72bをリング部72aの外径側に設け、筒部72bの内周にウェーブスプリング71を配置している。それ以外は、上述の実施形態と同様の構成である。
In the embodiment shown in FIG. 10, unlike the above-described embodiment, a
図10に示す実施形態においても、上述の実施形態と同様に、保護部材72にウェーブスプリング71を組み付け、その保護部材72をインナカバー81の軸方向溝91に沿って挿入すると共に、周方向溝92に沿って回転させることで、インナカバー81に対する保護部材72及びウェーブスプリング71の脱落や倒れを防止することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 10, similarly to the above-described embodiment, the
以上のように、本発明によれば、ケーシングに対する保護部材や弾性部材の脱落や倒れを防止できるので、これらの部品を一体化した組付けユニットとして扱うことができるようになり、組付け作業性が向上する。また、組付け方向の選択肢が多様化することで、製品設計の自由度も向上する。特に、組付け方向に制約のあるラジアルギャップ型の電動モータにおいては、本発明の構成を採用することで、組付け作業性の大幅な向上が期待できる。また、本発明は、ラジアルギャップ型の電動モータに限らず、アキシャルギャップ型の電動モータやその他の電動モータに対しても適用可能であり、これらの電動モータにおいても組付け作業性の向上を図ることが可能である。 As described above, according to the present invention, since the protective member and the elastic member can be prevented from falling off or falling down with respect to the casing, these components can be handled as an integrated assembly unit, and the assembly workability can be improved. Is improved. In addition, the variety of options in the mounting direction increases the degree of freedom in product design. In particular, in a radial gap type electric motor having a restriction in the mounting direction, by adopting the configuration of the present invention, a great improvement in the mounting workability can be expected. Further, the present invention is applicable not only to the radial gap type electric motor but also to an axial gap type electric motor and other electric motors, and improves the assembling workability in these electric motors. It is possible.
また、本発明は上述の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る。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the gist of the present invention.
例えば、周方向溝92は、上述の実施形態のような凹部81aの全周に渡って連続して設けられた環状の溝に限らず、周方向の一部に渡って設けられた部分円弧状の溝であってもよい。また、保護部材72のリング部72aと筒部72bの一方は、軸方向のスリットを有するなど、周方向の一部で分断された構成とすることも可能である。また、保護部材72を回転させる際に工具等を引っ掛ける引っ掛け部72dは、凹状に形成されている場合に限らず凸状に形成されていてもよい。また、ウェーブスプリング71に代えて、コイルばねやウェーブワッシャなど、他の螺旋状又は円環状のばね部材を用いることも可能である。
For example, the
また、上述の実施形態では、モータ回転軸25を支持する一対の転がり軸受40,41のうち、一方の転がり軸受41側にのみ予圧付与構造70が設けられているが、モータ回転軸25の両側に本発明に係る予圧付与構造70を設け、両方の転がり軸受40,41に対して個別に軸方向の予圧を付与するようにしてもよい。さらに、本発明は、電動モータにおけるモータ支持軸受の予圧付与構造に限らず、減速機部における支持軸受の予圧付与構造にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the
21 インホイールモータ駆動装置
22 ケーシング
23 ステータ
24 ロータ
25 モータ回転軸
40 転がり軸受
41 転がり軸受
70 予圧付与構造
71 ウェーブスプリング(弾性部材)
72 保護部材
72a リング部
72b 筒部
72c 突起部
72d 引っ掛け部
81a 凹部
81b 凹部開口端
81c 凹部底面
91 軸方向溝
92 周方向溝
92a アウトボード側の壁面(凹部開口端側の壁面)
92b インボード側の壁面(凹部底面側の壁面)
A 電動モータ部
B 減速機部
C 車輪用軸受部
72
92b Inboard side wall (recess bottom side)
A Electric motor section B Reduction gear section C Wheel bearing section
Claims (7)
前記保護部材は、前記弾性部材と前記軸受との間に配置されるリング部と、前記リング部から軸方向に突出すると共に外周又は内周に前記弾性部材が配置される筒部と、前記リング部から外径方向に突出する突起部とを有し、
前記凹部は、その凹部開口端から凹部底面側に向かって軸方向に設けられた軸方向溝と、前記軸方向溝に対して前記凹部底面側で連通し周方向に設けられた周方向溝とを有し、
前記突起部は、前記軸方向溝に沿って軸方向に移動可能に構成されると共に、前記周方向溝に沿って周方向に移動可能に構成されていることを特徴とするモータ支持軸受の予圧付与構造。 An elastic member that urges a bearing that supports a motor rotation shaft of the electric motor to apply a preload in the axial direction; a protection member that prevents the elastic member from being completely compressed in the axial direction; A casing provided with a recess in which the protection member is accommodated, and a preload applying structure for the motor support bearing,
A ring portion disposed between the elastic member and the bearing; a tubular portion projecting in the axial direction from the ring portion and having the elastic member disposed on an outer or inner periphery thereof; And a projection protruding in the outer diameter direction from the portion,
The concave portion has an axial groove provided in the axial direction from the concave portion opening end toward the concave bottom surface, and a circumferential groove provided in the circumferential direction so as to communicate with the axial groove on the concave bottom surface side. Has,
The projecting portion is configured to be movable in the axial direction along the axial groove, and is configured to be movable in the circumferential direction along the circumferential groove. Grant structure.
前記予圧付与構造として、請求項1から4いずれか1項に記載の予圧付与構造を用いたことを特徴とする電動モータ。 A casing, a stator fixed to the casing, a motor rotating shaft, a rotor that rotates integrally with the motor rotating shaft, a bearing that rotatably supports the motor rotating shaft with respect to the casing, and a bearing. An electric motor having a preload applying structure for applying an axial preload to the electric motor,
An electric motor, wherein the preload applying structure according to any one of claims 1 to 4 is used as the preload applying structure.
前記電動モータ部は、請求項5又は6に記載の電動モータを備えることを特徴とするインホイールモータ駆動装置。 An in-wheel motor drive device including an electric motor unit, a wheel bearing unit, and a speed reducer unit that transmits the rotation of the electric motor unit to the wheel bearing unit by reducing the speed.
An in-wheel motor drive device, wherein the electric motor unit includes the electric motor according to claim 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018187250A JP2020058137A (en) | 2018-10-02 | 2018-10-02 | Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018187250A JP2020058137A (en) | 2018-10-02 | 2018-10-02 | Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020058137A true JP2020058137A (en) | 2020-04-09 |
Family
ID=70107868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018187250A Pending JP2020058137A (en) | 2018-10-02 | 2018-10-02 | Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020058137A (en) |
-
2018
- 2018-10-02 JP JP2018187250A patent/JP2020058137A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4920456B2 (en) | In-wheel motor drive device | |
WO2013054638A1 (en) | Axle support structure | |
JP6794211B2 (en) | In-wheel motor drive | |
JP6914635B2 (en) | In-wheel motor drive | |
JP6781608B2 (en) | In-wheel motor drive | |
US10933737B2 (en) | In-wheel motor drive device | |
JP2020051503A (en) | Pre-load application structure of motor support bearing, electric motor, and in-wheel motor drive device | |
US11679663B2 (en) | In-wheel motor drive device | |
JP2020058137A (en) | Motor support bearing for pre-load imparting structure, electric motor, and in-wheel motor drive unit | |
JP2005212656A (en) | Motorized wheel driving device | |
JP6647930B2 (en) | In-wheel motor drive | |
CN108290491B (en) | In-wheel motor driving device | |
JP2020100343A (en) | In-wheel motor driving device | |
JP7126908B2 (en) | Electric vehicle drive device and in-wheel motor drive device | |
JP2020046055A (en) | In-wheel motor drive device | |
JP2017032006A (en) | In-wheel motor drive unit | |
JP2017003048A (en) | Motor drive device for vehicle | |
JP2016223554A (en) | In-wheel motor drive unit | |
JP2017024613A (en) | In-wheel motor driving device | |
WO2019065712A1 (en) | In-wheel motor drive device | |
JP2007239928A (en) | In-wheel motor drive unit | |
JP2021075201A (en) | In-wheel motor driving device | |
JP2019059287A (en) | In-wheel motor driving device |