JP5235824B2 - モータ付デファレンシャル装置 - Google Patents
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本発明は車両に搭載されるモータ付デファレンシャル装置に関する。
従来、特許文献１に記載の如くのモータ付デファレンシャル装置がある。この従来のモータ付デファレンシャル装置は、モータのロータ軸にカウンタドライブギヤを設け、カウンタドライブギヤに噛合うカウンタドリブンギヤをカウンタシャフトの一端に連結し、他端にドライブピニオンギヤを取付け、ドライブピニオンギヤに噛合うリングギヤを含むデファレンシャル装置を有する。これにより、モータの出力をカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤの噛合いによる減速平歯車列と、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いによる減速平歯車列で減速し、ひいてはデファレンシャル装置を介して例えば後輪車軸に伝達して後輪を駆動する。
特許文献１に記載のモータ付デファレンシャル装置では、モータの小容量化を図りながら、大きな車軸駆動トルクを確保可能にするため、モータの出力を高減速比で減速してデファレンシャル装置に伝える必要がある。このため、モータとデファレンシャル装置との間に、カウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤの噛合いによる減速平歯車列と、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いによる減速平歯車列とからなる２段の減速歯車列を介装しており、モータ付デファレンシャル装置の全体サイズが大型、大重量になる。
そこで、本出願人は、モータ付デファレンシャル装置の小型、軽量を図るため、モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、モータのロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものを提案している。ピニオンギヤシャフトの先端に設けたドライブピニオンギヤのギヤ外径に交差する端面をロータ軸の一端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの基端側に螺着したナットをロータ軸の他端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定するものである。モータの出力をドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いからなる唯１段で高減速比をなす減速歯車列で減速してデファレンシャル装置に伝えることができる。
ところが、上述の本出願人が提案しているモータ付デファレンシャル装置では、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保するため、ドライブピニオンギヤのギヤ外径が非常に小径になる。このとき、ドライブピニオンギヤのギヤ外径に交差する端面に、ロータ軸の一端の端面に対する十分な突き当て面積を確保できず、ドライブピニオンギヤの支持剛性が低下する。
本発明の課題は、モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせ、ロータ軸の一端から突出するピニオンギヤシャフトの先端にドライブピニオンギヤを設けたモータ付デファレンシャル装置において、ドライブピニオンギヤのギヤ外径を小径にして高減速比を確保しながら、ドライブピニオンギヤの支持剛性を向上することにある。
請求項１の発明は、モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、モータのロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定してなるようにしたものである。
請求項２の発明は、モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、モータは、モータケースに枢支されるロータ軸にロータを取付けるとともに、ロータの外周を取り巻くステータをモータケースに固定して構成され、デファレンシャル装置は、デフキャリヤに枢支されるデフケースにリングギヤを取付けて構成され、モータケース及び／又はデフキャリヤから延在されてモータの側とデファレンシャル装置の側を仕切る仕切壁を有し、モータのロータ軸の一端を該仕切壁からデファレンシャル装置の側に臨ませるとともに、該ロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定してなるようにしたものである。
（請求項１、２）
(a)モータのロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定した。ピニオンギヤシャフトの基端に突き当てつば部を設け、ドライブピニオンギヤが設けられる先端側にナットを螺着した。従って、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保するため、ピニオンギヤシャフトの先端に設けるドライブピニオンギヤのギヤ外径を小径にするときにも、この小径のギヤ外径がピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定するためのロータ軸の端面への突き当てに供されることがない。ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着されるナットがロータ軸の端面に確実に締結し、該ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に強固に固定するものになり、ドライブピニオンギヤの支持剛性を向上できる。
(a)モータのロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定した。ピニオンギヤシャフトの基端に突き当てつば部を設け、ドライブピニオンギヤが設けられる先端側にナットを螺着した。従って、ドライブピニオンギヤとリングギヤの噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保するため、ピニオンギヤシャフトの先端に設けるドライブピニオンギヤのギヤ外径を小径にするときにも、この小径のギヤ外径がピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定するためのロータ軸の端面への突き当てに供されることがない。ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着されるナットがロータ軸の端面に確実に締結し、該ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に強固に固定するものになり、ドライブピニオンギヤの支持剛性を向上できる。
図１に示すモータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０（モータケース１１）の一端側にデファレンシャル装置３０を着脱可能に一体化したものである。本実施例のモータ付デファレンシャル装置１は、例えば、前輪駆動系の駆動源としてエンジン、後輪駆動系の駆動源としてモータ１０を用いるハイブリッド自動車に適用される。即ち、モータ付デファレンシャル装置１は、車両に搭載され、車両のエンジンにより駆動される発電機又はバッテリからの給電によりモータ１０を回転駆動し、モータ１０の回転をデファレンシャル装置３０により減速し、デファレンシャル装置３０に接続されている左右の後輪車軸を駆動する。
モータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０のモータケース１１と、モータケース１１の一端側に設けられるデファレンシャル装置３０のデフキャリヤ３１と、モータケース１１の他端側を塞ぐようにモータケース１１にボルト接合されるモータカバー１２と、デフキャリヤ３１とともに後述するデフケース３５を囲み支持するようにデフキャリヤ３１にボルト接合されるデフカバー３２を有する。モータ１０の外郭をモータケース１１とモータカバー１２で形成し、デファレンシャル装置３０の外郭をデフキャリヤ３１とデフカバー３２で形成する。本実施例において、モータケース１１とデフキャリヤ３１は一体物にして形成される。但し、モータケース１１とデフキャリヤ３１は別体物とされ、互いにボルト接合されるものでも良い。
モータ付デファレンシャル装置１は、モータ１０のモータケース１１に枢支されるロータ軸１５の中空部にピニオンギヤシャフト２０を挿入させて固定し、ピニオンギヤシャフト２０のロータ軸１５の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤ２１を設け、このドライブピニオンギヤ２１にデファレンシャル装置３０の後述するリングギヤ３６を噛合いさせるものである。
モータ１０は、モータケース１１の一端側から延在されてモータ１０の側とデファレンシャル装置３０の側を仕切る仕切壁１１Ａの中心筒状部１１Ｂと、モータカバー１２の中心孔部のそれぞれに設けた軸受１３、１４に中空のロータ軸１５を枢支し、ロータ軸１５の外周に複数の永久磁石からなるロータ１６を取着してある。モータ１０は、モータケース１１の内周に、ロータ１６の外周を取り囲むコアのスロットにコイル部が組付けられたステータ１７を固定してある。ロータ軸１５の回転からロータ１６の磁極位置を検出するためのレゾルバ１８がモータカバー１２に取着されている。これにより、モータ１０は、ブラシレスモータを構成する。但し、モータ１０はブラシモータ（ロータ１６にコイル部を組付け、ステータ１７を磁石からなるものとする）からなるものでも良い。
モータ１０は、ロータ軸１５の一端をモータケース１１の仕切壁１１Ａからデファレンシャル装置３０の側に臨ませており、ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の他端側から一端側に向けてその中空部に挿通させる。このとき、ピニオンギヤシャフト２０はストレート状シャフト部２１Ａの先端にドライブピニオンギヤ２１を一体状にして備え、ドライブピニオンギヤ２１はそのギヤ外径をストレート状シャフト部２１Ａの先端から縮径された小径状にし、結果としてドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保する。ピニオンギヤシャフト２０の基端に設けたつば部２２をロータ軸１５の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフト２０の先端側に螺着したナット２３をロータ軸１５の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に固定する。ピニオンギヤシャフト２０のつば部２２とロータ軸１５の他端の端面の間にはシム２４が介装され、シム２４の厚みを選択することにより、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合い状態を調整する。
尚、ロータ軸１５の軸受１４を設けてあるモータカバー１２の中心部には、ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に挿通させるための開口が設けられ、この開口を閉じる蓋１２Ａがモータカバー１２にボルト止めされる。
デファレンシャル装置３０は、デフキャリヤ３１とデフカバー３２の合面間の左右両側のそれぞれに設けた軸受３３、３４にデフケース３５を枢支する。デファレンシャル装置３０は、デフケース３５の外周にボルト３６Ａにより取着してあるリングギヤ３６を、モータ１０のロータ軸１５の中空部に固定してあるピニオンギヤシャフト２０のドライブピニオンギヤ２１に噛合いさせる。
尚、デフケース３５内には、左右の後輪車軸につながる左右一対のサイドギヤ４１Ａ、４１Ｂと、このサイドギヤ４１Ａ、４１Ｂと噛合う前後一対のデフピニオン４２Ａ、４２Ｂとが設けられている。サイドギヤ４１Ａ、４１Ｂはデフケース３５に枢支され、デフピニオン４２Ａ、４２Ｂはデフケース３５のピニオンシャフト孔３５Ａに嵌挿されたピニオンシャフト４３に枢支されている。４４はピニオンシャフト４３をデフケース３５に固定するための抜け止めピンである。
デファレンシャル装置３０において、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６はそれらの中心軸が食い違うハイポイドギヤからなるものとする。但し、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６はそれらの中心軸が交差するベベルギヤ、フェイスギヤ等の直交ギヤからなるものでも良い。
しかるに、モータ付デファレンシャル装置１にあっては、モータ１０のステータ１７がロータ軸１５の中心軸まわりに形成する内周凹部１７Ａに、ロータ軸１５の一端に前述の如くに設けられるドライブピニオンギヤ２１及びナット２３を配置するとともに、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６との噛合い部Ｋを配置する。
本実施例では、モータケース１１の仕切壁１１Ａをモータ１０のステータ１７がロータ軸１５の中心軸まわりに形成する内周凹部１７Ａに沿って椀状形成し、この椀状仕切壁１１Ａの凹部１１Ｃに、ロータ軸１５の一端に前述の如くに設けられるドライブピニオンギヤ２１及びナット２３を配置するとともに、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６との噛合い部Ｋを配置する。
従って、モータ付デファレンシャル装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)モータ１０のロータ軸１５を中空にし、該ロータ軸１５の中空部にピニオンギヤシャフト２０を挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフト２０のロータ軸１５の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤ２１を設けるものであり、ピニオンギヤシャフト２０の基端に設けたつば部２２をロータ軸１５の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフト２０の先端側に螺着したナット２３をロータ軸１５の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に固定した。ピニオンギヤシャフト２０の基端に突き当てつば部を設け、ドライブピニオンギヤ２１が設けられる先端側にナット２３を螺着した。従って、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保するため、ピニオンギヤシャフト２０の先端に設けるドライブピニオンギヤ２１のギヤ外径を小径にするときにも、この小径のギヤ外径がピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に固定するためのロータ軸１５の端面への突き当てに供されることがない。ピニオンギヤシャフト２０の先端側に螺着されるナット２３がロータ軸１５の端面に確実に締結し、該ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に強固に固定するものになり、ドライブピニオンギヤ２１の支持剛性を向上できる。
(a)モータ１０のロータ軸１５を中空にし、該ロータ軸１５の中空部にピニオンギヤシャフト２０を挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフト２０のロータ軸１５の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤ２１を設けるものであり、ピニオンギヤシャフト２０の基端に設けたつば部２２をロータ軸１５の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフト２０の先端側に螺着したナット２３をロータ軸１５の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に固定した。ピニオンギヤシャフト２０の基端に突き当てつば部を設け、ドライブピニオンギヤ２１が設けられる先端側にナット２３を螺着した。従って、ドライブピニオンギヤ２１とリングギヤ３６の噛合いからなる減速歯車列に高減速比を確保するため、ピニオンギヤシャフト２０の先端に設けるドライブピニオンギヤ２１のギヤ外径を小径にするときにも、この小径のギヤ外径がピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に固定するためのロータ軸１５の端面への突き当てに供されることがない。ピニオンギヤシャフト２０の先端側に螺着されるナット２３がロータ軸１５の端面に確実に締結し、該ピニオンギヤシャフト２０をロータ軸１５の中空部に強固に固定するものになり、ドライブピニオンギヤ２１の支持剛性を向上できる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のモータ付デファレンシャル装置１は、自動車の前輪駆動系に適用され、左右の前輪車軸をデファレンシャル装置３０に接続するものでも良い。
本発明によれば、モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせ、ロータ軸の一端から突出するピニオンギヤシャフトの先端にドライブピニオンギヤを設けたモータ付デファレンシャル装置において、ドライブピニオンギヤのギヤ外径を小径にして高減速比を確保しながら、ドライブピニオンギヤの支持剛性を向上することができる。
１ モータ付デファレンシャル装置
１０ モータ
１１ モータケース
１１Ａ 仕切壁
１５ ロータ軸
１６ ロータ
１７ ステータ
２０ ピニオンギヤシャフト
２１ ドライブピニオンギヤ
２２ つば部
２３ ナット
３０ デファレンシャル装置
３１ デフキャリヤ
３５ デフケース
３６ リングギヤ
１０ モータ
１１ モータケース
１１Ａ 仕切壁
１５ ロータ軸
１６ ロータ
１７ ステータ
２０ ピニオンギヤシャフト
２１ ドライブピニオンギヤ
２２ つば部
２３ ナット
３０ デファレンシャル装置
３１ デフキャリヤ
３５ デフケース
３６ リングギヤ
Claims (2)
- モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、
モータのロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、
ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定してなるモータ付デファレンシャル装置。 - モータのロータ軸の一端に設けたドライブピニオンギヤに、デファレンシャル装置のリングギヤを噛合いさせてなるモータ付デファレンシャル装置であって、
モータは、モータケースに枢支されるロータ軸にロータを取付けるとともに、ロータの外周を取り巻くステータをモータケースに固定して構成され、
デファレンシャル装置は、デフキャリヤに枢支されるデフケースにリングギヤを取付けて構成され、
モータケース及び／又はデフキャリヤから延在されてモータの側とデファレンシャル装置の側を仕切る仕切壁を有し、モータのロータ軸の一端を該仕切壁からデファレンシャル装置の側に臨ませるとともに、該ロータ軸を中空にし、該ロータ軸の中空部にピニオンギヤシャフトを挿通させて固定し、該ピニオンギヤシャフトのロータ軸の一端から突出する先端にドライブピニオンギヤを設けるものであり、
ピニオンギヤシャフトの基端に設けたつば部をロータ軸の他端の端面に突き当て、ピニオンギヤシャフトの先端側に螺着したナットをロータ軸の一端の端面に締結することにより、ピニオンギヤシャフトをロータ軸の中空部に固定してなるモータ付デファレンシャル装置。
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