JP4551637B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のホイールを支持するホイールハブをモータの回転出力を用いて回転駆動する車両用駆動装置に関するものである。

従来から、モータの回転出力を平歯車減速機、及び遊星歯車減速機により減速し、その減速した回転出力を駆動シャフトを介してホイールハブに伝達して、ホイールハブを回転駆動する車両用駆動装置がある。この種の車両用駆動装置は、一般に、平歯車減速機、遊星歯車減速機、及び駆動シャフトがハウジング内に収納されており、ホイールハブがハウジング内部から駆動シャフトに連結された構成になっている。

平歯車減速機は、モータのシャフトに連結されるピニオン平歯車と、このピニオン平歯車に噛合される大平歯車とを有している。遊星歯車減速機は、平歯車減速機の大平歯車の回転に応じて大平歯車の回転軸と同軸上を自転する太陽歯車と、太陽歯車の周囲のハウジングに設けられたリング歯車と、太陽歯車及びリング歯車に噛合されて太陽歯車の自転により太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車と、この遊星歯車の公転により太陽歯車の自転軸と同軸上を自転する遊星キャリアとを有している。

このような車両用駆動装置は、ホイールハブの回転を制動するブレーキに湿式ディスクブレーキを用い、この湿式ディスクブレーキを平歯車減速機の大平歯車と遊星歯車減速機のリング歯車との間に配置したものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に記載の装置では、湿式ディスクブレーキは、インナーディスクとアウターディスクとプレッシャプレートとを備えており、これらが大平歯車と遊星歯車減速機との間に配置された構成となっている。インナーディスクとアウターディスクとは大平歯車の回転軸方向に交互に重ね合わせられており、インナーディスクは大平歯車に連結されていて大平歯車と共に回転し、一方、アウターディスクは回転しないようにリング歯車を経てハウジングに連結されている。プレッシャプレートは、大平歯車に連結されていて大平歯車と共に回転し、プレピストンによって押圧されることにより、インナーディスク及びアウターディスクを相互に押し付けるようになっている。

特許文献２に記載の装置では、湿式ディスクブレーキは、インナーディスクとアウターディスクとを備えており、これらが大平歯車と遊星歯車減速機との間に配置された構成となっている。特許文献１に記載の装置と同様に、インナーディスクとアウターディスクとは大平歯車の回転軸方向に交互に重ね合わせられており、インナーディスクは大平歯車に連結されており、アウターディスクはリング歯車を経てハウジングに連結されている。大平歯車は、プレピストンによって押圧されることにより、インナーディスク及びアウターディスクを相互に押し付けるようになっている。

また、特許文献１及び特許文献２の何れに記載の装置も、平歯車減速機の大平歯車と遊星歯車減速機の太陽歯車とは別部材であり、これら大平歯車と太陽歯車とをボルトで連結固定した構成となっている。
ＤＥ４３２１６９９Ｃ１ ＵＳＰ５，１４７，２５５

ところが、上述した従来の車両用駆動装置においては、平歯車減速機の大平歯車と遊星歯車減速機のリング歯車との間に湿式ディスクブレーキを配置している。すなわち、大平歯車と遊星歯車減速機との間に湿式ディスクブレーキを配置するためのエリアを設けて、そのエリアに湿式ディスクブレーキを配置している。このため、大きなハウジングが必要となり、車両用駆動装置が大型化していた。また、プレッシャプレートが回転するため、プレッシャプレートを押圧するプレピストンとの間に摩耗が発生する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、コンパクトなハウジング内に大きな減速比を持つ駆動機構とブレーキを組み込むことができると共に、プレッシャプレートとプレピストンとの間に摩耗が生じない車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、車両のホイールを支持するホイールハブを備え、原動機の回転出力を用いてホイールハブを回転駆動する車両用駆動装置において、原動機の回転出力を減速してホイールハブに伝達する平歯車減速機と、ホイールハブの回転を制動するブレーキとを備え、平歯車減速機は、原動機の出力がインプットされるピニオン平歯車と、このピニオン平歯車に噛合される大平歯車とを有し、ブレーキは、大平歯車のフランジ部に大平歯車の回転軸方向に隣接して配置されるブレーキディスクと、ブレーキディスクをフランジ部に押し付けるプレッシャプレートとを有し、ブレーキディスクをフランジ部に押し付けて大平歯車の回転を減速することによりホイールハブの回転を制動するものであり、ブレーキディスク及びプレッシャプレートは、大平歯車の内側に配置されており、ブレーキディスクは、大平歯車のフランジ部から大平歯車の回転軸方向に交互に重ねて配置される複数のインナーブレーキディスクとアウターブレーキディスクとを有して成り、インナーブレーキディスクは、大平歯車の内側にあって、平歯車減速機のハウジングカバーに固定されている支持部材に支持されており、アウターブレーキディスクは、大平歯車の内周面に取付けられているものである。

この構成においては、大平歯車の内側のスペースがブレーキディスク及びプレッシャプレートを配置するためのエリアとして利用されているため、ブレーキディスク及びプレッシャプレートを配置するためのエリアを別途設ける必要がない。これにより、平歯車減速機を有する大きな減速比を持つ駆動機構とホイールハブの回転を制動するブレーキとをコンパクトなハウジング内に組み込むことができる。また、プレッシャプレートをハウジングに固定することが可能となり、これにより、プレッシャプレートは、プレッシャプレートを押圧するプレピストン（回転しない）と摩擦することがない。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用駆動装置において、平歯車減速機の回転出力を減速してホイールハブに伝達する遊星歯車減速機をさらに備え、遊星歯車減速機は、大平歯車の回転に応じて大平歯車の回転軸と同軸上を自転する太陽歯車と、太陽歯車に噛合されて太陽歯車の自転により太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車と、遊星歯車を支持して遊星歯車の公転により太陽歯車の自転軸と同軸上を自転する遊星キャリアとを有し、遊星キャリアの回転出力がホイールハブに伝達されるものであり、大平歯車のフランジ部が太陽歯車と一体であるものである。

この構成においては、大平歯車のフランジ部が太陽歯車と一体であるため、大平歯車と太陽歯車とを連結固定する作業が不要であり、組立作業が簡素化される。また、大平歯車及び太陽歯車の強度が高まる。

請求項３の発明は、請求項１に記載の車両用駆動装置において、プレッシャプレートに開けられた孔にプレッシャプレートの回転を拘束するメンバーが挿入されているものである。

この構成においては、プレッシャプレートの孔にメンバーが挿入されることによりプレッシャプレートの回転が拘束されるため、プレッシャプレートの回転を拘束するための構造が簡単であり、組立作業が簡素化される。また、プレッシャプレートが回転しないため、プレッシャプレートは、プレッシャプレートを押圧するプレピストン（回転しない）と摩擦することがない。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用駆動装置において、大平歯車のフランジ部は大平歯車の歯車部と別部材で構成されており、歯車部とフランジ部とがボルトにより結合されているものである。

この構成においては、大平歯車のフランジ部と歯車部とは別部材で構成されているため、フランジ部と歯車部は別々の鍛造加工により製造され、各々の鍛造型の構造は簡単なものとなる。

請求項１の発明によれば、プレッシャプレートによりブレーキディスクを大平歯車のフランジ部に押し付ける構成であり、ブレーキディスク及びプレッシャプレートが大平歯車の内側に配置されていることにより、ブレーキを配置するためのエリアを別途設けることなくブレーキをハウジング内に配置することが可能となり、これにより、平歯車減速機を有する大きな減速比を持つ駆動機構とブレーキとをコンパクトなハウジング内に組み込んで、車両用駆動装置を小型化することができる。また、プレッシャプレートをハウジングに固定することが可能となり、これにより、プレッシャプレートはプレピストンと摩擦することがなく、プレッシャプレートとプレピストンとの間に摩耗が生じない。

請求項２の発明によれば、大平歯車のフランジ部が太陽歯車と一体であるため、組立て作業が簡素化し、製造コストを低減できると共に、大平歯車及び太陽歯車の強度が高まり、走行性能が向上する。

請求項３の発明によれば、プレッシャプレートに開けられた孔にプレッシャプレートの回転を拘束するメンバーを挿入する構成であるため、組立て作業が簡素化し、製造コストを低減できる。また、プレッシャプレートが回転しないため、プレッシャプレートはプレピストンと摩擦することがなく、プレッシャプレートとプレピストンとの間に摩耗が生じない。

請求項４の発明によれば、大平歯車のフランジ部は大平歯車の歯車部と別部材で構成されているため、簡単な鍛造型により大平歯車を作製することができ、生産性が向上する。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１及び図２において、車両用駆動装置１は、車両のホイール２を支持するホイールハブ３をモータ（モータシャフト１０のみを図示している）の回転出力を用いて回転駆動するものである。この車両用駆動装置１は、モータの回転出力を平歯車減速機４、及び遊星歯車減速機５により減速し、その減速した回転出力を駆動シャフト６を介してホイールハブ３に伝達することによりホイールハブ３を回転駆動し、また、湿式ディスクブレーキ７によりホイールハブ３の回転を制動する。平歯車減速機４、遊星歯車減速機５、駆動シャフト６、及び湿式ディスクブレーキ７は、ハウジング８内に収納されており、ホイールハブ３は、ハウジング８の外部から駆動シャフト６に連結されている。ハウジング８は、ハウジングカバー９によりカバーされている。

平歯車減速機４は、モータの回転出力を減速するものであり、ピニオン平歯車４１と、大平歯車４２とを有している。ピニオン平歯車４１は、モータの回転出力を大平歯車４２に伝達するものであり、モータシャフト１０に連結されている。大平歯車４２は、ピニオン平歯車４１に噛合されており、ピニオン平歯車４１の回転に応じて回転する。大平歯車４２の回転出力は、ピニオン平歯車４１と大平歯車４２とのギア比に応じてピニオン平歯車４１の回転出力を減速したものとなる。この大平歯車４２は、シャフト部４５及びフランジ部４６が歯車部４７と別部材で構成されている。また、フランジ部４６には、後述のブレーキディスク７１が押し付けられるストッパ４８が設けられている。ストッパ４８は、歯車部４７に大平歯車４２の回転軸方向に移動可能なように拘束されており、フランジ部４６と共に回転する。歯車部４７とフランジ部４６とは、ボルト４９により連結固定されている。

平歯車減速機４は、ピニオン平歯車４１の回転出力をギア比に応じて減速して大平歯車４２の回転出力とし、これにより、ピニオン平歯車４１に伝達されるモータシャフト１０の回転出力を減速する。

遊星歯車減速機５は、大平歯車４２の回転出力（すなわち平歯車減速機４により減速されたモータの回転出力）を減速するものであり、太陽歯車５１と、遊星歯車５２と、リング歯車５３と、遊星キャリア５４とを有している。太陽歯車５１は、大平歯車４２の回転出力を遊星歯車５２に伝達するものであり、大平歯車４２のシャフト部４５及びフランジ部４６と一体に形成されており、大平歯車４２の回転に応じて大平歯車４２の回転軸と同軸上を自転する。

遊星歯車５２は、太陽歯車５１及びリング歯車５３に噛合されている。リング歯車５３は、ハウジング８に固定されている。遊星歯車５２は、太陽歯車５１及びリング歯車５３に噛合されていることにより、太陽歯車５１の自転に応じて太陽歯車５１の周囲を公転する。遊星歯車５２の公転出力は、太陽歯車５１の自転出力を減速したものとなる。遊星キャリア５４は、遊星歯車５２を太陽歯車５１の周囲に公転可能に支持した構造となっており、遊星歯車５２の公転に応じて太陽歯車５１の自転軸と同軸上を自転する。遊星キャリア５４の自転出力は遊星歯車５２の公転方向と同じに（従って太陽歯車５１の自転出力を減速したものと）なる。遊星キャリア５４とハウジング８との間には、キャリアベアリング５９が設けられている。

遊星歯車減速機５は、太陽歯車５１の自転出力を用いて遊星歯車５２を公転させ、遊星歯車５２の公転出力を遊星キャリア５４の自転出力とすることにより、太陽歯車５１の自転出力を減速して遊星キャリア５４の自転出力とし、これにより、太陽歯車５１に伝達される大平歯車４２の回転出力（すなわち平歯車減速機４により減速されたモータの回転出力）を減速する。

駆動シャフト６は、遊星キャリア５４の自転出力（すなわち遊星歯車減速機５により減速されたモータの回転出力）をホイールハブ３に伝達するものである。この駆動シャフト６は、遊星キャリア５４と一体に形成されている。ホイールハブ３と駆動シャフト６とは、軸心周りの相互の回転を伝達するスプライン結合により連結されており、固定ボルト１１がホイールハブ３の外側からリテーナプレート１２を介して駆動シャフト６に螺合されていることにより、ホイールハブ３が駆動シャフト６から抜止されている。リテーナプレート１２には、固定ボルト１１の頭部を覆うようにボルトキャップ１３が装着されている。ホイールハブ３とハウジング８との間には、ハブベアリング１５が設けられている。ホイールハブ３は、駆動シャフト６の回転により回転駆動され、ホイール２及びタイヤ１６を回転させる。

湿式ディスクブレーキ７は、ホイールハブ３の回転を制動するものであり、平歯車減速機４の大平歯車４２の内側に配置されており、複数枚のブレーキディスク７１と、プレッシャプレート７２とを有している。複数枚のブレーキディスク７１は、複数枚のインナーブレーキディスク７３と、複数枚のアウターブレーキディスク７４とから構成されており、各インナーブレーキディスク７３とアウターブレーキディスク７４とが、大平歯車４２の回転軸方向に交互に重ね合わせられて、ストッパ４８に隣接する位置に配置されている。ストッパ４８は、上述のように大平歯車４２の歯車部４７に軸方向に移動可能なように拘束されている。

インナーブレーキディスク７３は、ハウジングカバー９に固定されているディスク支持部材７５に支持されており、アウターブレーキディスク７４は、大平歯車４２の歯車部４７の内周面に支持されている。インナーブレーキディスク７３は回転せず、アウターブレーキディスク７４は大平歯車４２と共に回転する。インナーブレーキディスク７３及びアウターブレーキディスク７４は、どちらも大平歯車４２の回転軸方向に移動可能に支持されており、各インナーブレーキディスク７３とアウターブレーキディスク７４との間にはオイルが介在されている。なお、ディスク支持部材７５は、ボルト７６によりハウジングカバー９に固定されており、ディスク支持部材７５と大平歯車４２のシャフト部４５との間には平歯車用ベアリング７７が設けられている。

プレッシャプレート７２は、ブレーキディスク７１をストッパ４８に押し付けるものである。このプレッシャプレート７２は、プレピストン８５によりハウジングカバー９の外部から押圧されることにより、ストッパ４８に向かって移動し、ブレーキディスク７１をストッパ４８に押し付けるようになっている。ハウジングカバー９と一体に形成された突出メンバー８１がプレッシャプレート７２に形成された孔８２に挿入されており、これにより、プレッシャプレート７２は、大平歯車４２の回転軸方向に移動可能に支持されていると共に、プレッシャプレート７２の回転が拘束されている。

湿式ディスクブレーキ７は、プレピストン８５によりプレッシャプレート７２が押圧されると、プレッシャプレート７２によりブレーキディスク７１をストッパ４８に押し付け、これにより、各インナーブレーキディスク７３とアウターブレーキディスク７４との間に摩擦力が生じ、この摩擦力により大平歯車４２の回転を減速して、ホイールハブ３の回転を制動する。

このような構成の車両用駆動装置１によれば、大平歯車４２の内側にブレーキディスク７１及びプレッシャプレート７２が配置されているため、ブレーキディスク７１及びプレッシャプレート７２を配置するためのエリアを別途設ける必要がない。これにより、ハウジング８をコンパクトにして、平歯車減速機４、遊星歯車減速機５、及び湿式ディスクブレーキ７を組み込むことができる。また、ハウジングカバー９と一体の突出メンバー８１をプレッシャプレート７２の孔８２に挿入することによりプレッシャプレート７２の回転を拘束しているため、プレッシャプレート７２の回転を拘束するための構造が簡単であり、湿式ディスクブレーキ７の組み込み作業が簡素化される。さらに、プレッシャプレート７２が回転しないので、プレッシャプレート７２とプレピストン８５との間には摩擦がなく、摩耗が生じない。

また、大平歯車４２のフランジ部４６が太陽歯車５１と一体であるため、組立作業が簡素化されると共に大平歯車４２及び太陽歯車５１の強度が高まる。また、大平歯車４２のフランジ部４６と歯車部４７とは別部材で構成されているため、フランジ部４６と歯車部４７は各々簡単な構造の鍛造型により製造され、これにより、大平歯車４２を簡単な構造の鍛造型を用いて作製することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３において、本実施形態の車両用駆動装置１では、大平歯車４２は、シャフト部４５、フランジ部４６、及び歯車部４７が一体に形成されている。また、太陽歯車５１は、大平歯車４２と一体に形成されている。すなわち、本実施形態の車両用駆動装置１では、大平歯車４２のシャフト部４５、フランジ部４６、歯車部４７、及び太陽歯車５１が一体に形成されている。本実施形態における他の構成については、第１の実施形態の構成と同様である。

このような構成の車両用駆動装置１によっても、第１の実施形態と同様に、ハウジング８をコンパクトにして平歯車減速機４、遊星歯車減速機５、及び湿式ディスクブレーキ７を組み込むことができると共に、湿式ディスクブレーキ７の組み込み作業が簡素化される。また、このような構成の車両用駆動装置１によれば、大平歯車４２のシャフト部４５、フランジ部４６、歯車部４７、及び太陽歯車５１が一体であるため、組立作業が簡素化されると共に大平歯車４２及び太陽歯車５１の強度が高まり、また、大量生産によりコストが低減される。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、ストッパ４８は、フランジ部４６と一体に形成したものであってもよい。また、太陽歯車５１は、大平歯車４２（大平歯車４２のフランジ部４６）と一体であるものに限られず、別部材のものであってもよい。さらに、大平歯車４２は、ヘリカルギヤ、ウォームギヤ等であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す断面図。 同車両用駆動装置の構成を示す一部破断した斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る車両用駆動装置の概略構成を示す断面図。

符号の説明

１ 車両用駆動装置
２ ホイール
３ ホイールハブ
４ 平歯車減速機
５ 遊星歯車減速機
６ 駆動シャフト
７ 湿式ディスクブレーキ
８ ハウジング
９ ハウジングカバー
１０ モータシャフト
１６ タイヤ
４１ ピニオン平歯車
４２ 大平歯車
４６ 大平歯車のフランジ部
４７ 大平歯車の歯車部
４８ ストッパ
５１ 太陽歯車
５２ 遊星歯車
５４ 遊星キャリア
７１ ブレーキディスク
７２ プレッシャプレート
７３ インナーブレーキディスク
７４ アウターブレーキディスク
７５ ディスク支持部材
８１ 突出メンバー
８２ 孔
８５ プレピストン

Claims (4)

1. 車両のホイールを支持するホイールハブを備え、原動機の回転出力を用いて前記ホイールハブを回転駆動する車両用駆動装置において、
   前記原動機の回転出力を減速して前記ホイールハブに伝達する平歯車減速機と、
   前記ホイールハブの回転を制動するブレーキとを備え、
   前記平歯車減速機は、前記原動機の出力がインプットされるピニオン平歯車と、このピニオン平歯車に噛合される大平歯車とを有し、
   前記ブレーキは、前記大平歯車のフランジ部に前記大平歯車の回転軸方向に隣接して配置されるブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを前記フランジ部に押し付けるプレッシャプレートとを有し、前記ブレーキディスクを前記フランジ部に押し付けて前記大平歯車の回転を減速することにより前記ホイールハブの回転を制動するものであり、
   前記ブレーキディスク及びプレッシャプレートは、前記大平歯車の内側に配置されており、
   前記ブレーキディスクは、前記大平歯車のフランジ部から前記大平歯車の回転軸方向に交互に重ねて配置される複数のインナーブレーキディスクとアウターブレーキディスクとを有して成り、
   前記インナーブレーキディスクは、前記大平歯車の内側にあって、前記平歯車減速機のハウジングカバーに固定されている支持部材に支持されており、
   前記アウターブレーキディスクは、前記大平歯車の内周面に取付けられていることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記平歯車減速機の回転出力を減速して前記ホイールハブに伝達する遊星歯車減速機をさらに備え、
   前記遊星歯車減速機は、前記大平歯車の回転に応じて前記大平歯車の回転軸と同軸上を自転する太陽歯車と、前記太陽歯車に噛合されて前記太陽歯車の自転により前記太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車と、前記遊星歯車を支持して前記遊星歯車の公転により前記太陽歯車の自転軸と同軸上を自転する遊星キャリアとを有し、前記遊星キャリアの回転出力が前記ホイールハブに伝達されるものであり、
   前記大平歯車のフランジ部が前記太陽歯車と一体である請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記プレッシャプレートに開けられた孔に前記プレッシャプレートの回転を拘束するメンバーが挿入されている請求項１に記載の車両用駆動装置。
4. 前記大平歯車のフランジ部は前記大平歯車の歯車部と別部材で構成されており、前記歯車部とフランジ部とがボルトにより結合されている請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用駆動装置。

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