JP6122119B2 - 駆動歯車装置 - Google Patents
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Description
またさらに、駆動歯車装置を容易に小型軽量化することができる。
上記構成によれば、逆回転部材は、結合部材に入力された駆動力を伝達しない。また、逆回転部材は、公転させる必要はない。そのため、駆動歯車装置は、構成が簡単で、容易に小型化することができ、駆動歯車装置において生じる摩擦損失が少ない。
また、逆回転部材同士の噛み合い箇所を減らして、構成を簡単にすることができる。さらに、径方向の寸法を小さくすることができる。
上記構成によれば、逆回転部材は、結合部材に入力された駆動力を伝達しない。また、逆回転部材は、公転させる必要はない。そのため、駆動歯車装置は、構成が簡単で、容易に小型化することができ、駆動歯車装置において生じる摩擦損失が少ない。
さらに、制御用モータを用いて、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させ、第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに分配される回転トルクや回転数の差を制御することができる。回転トルクを伝達するために回転する部分と、回転トルクの分配や回転数の差を制御するために制御用モータによって回転される部分とが、完全に分離されているため、制御性が極めて良い。さらに、制御用モータを駆動する電気系統や制御用モータの回転を伝達する機構が故障した場合、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させることができなくなるだけであり、逆回転部材によって回転トルクは第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに均等に分配され、回転トルクの配分は異常状態にはならない。そのため、故障しても安全であり、回転トルクを分配する機械的な動作は維持される。
またさらに、逆回転部材の組み付けが容易になる。
上記構成によれば、逆回転部材は、結合部材に入力された駆動力を伝達しない。また、逆回転部材は、公転させる必要はない。そのため、駆動歯車装置は、構成が簡単で、容易に小型化することができ、駆動歯車装置において生じる摩擦損失が少ない。
また、第1及び第2の遊星歯車機構の内歯車部材に外歯を形成することなく、第1及び第2の遊星歯車機構の内歯車部材同士が互いに逆方向に回転するように結合することができる。
この場合、制御用モータを用いて、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させ、第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに分配される回転トルクや回転数の差を制御することができる。回転トルクを伝達するために回転する部分と、回転トルクの分配や回転数の差を制御するために制御用モータによって回転される部分とが、完全に分離されているため、制御性が極めて良い。さらに、制御用モータを駆動する電気系統や制御用モータの回転を伝達する機構が故障した場合、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させることができなくなるだけであり、逆回転部材によって回転トルクは第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに均等に分配され、回転トルクの配分は異常状態にはならない。そのため、故障しても安全であり、回転トルクを分配する機械的な動作は維持される。
この発明では、前記結合部材は、前記第1対部材である前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合され、前記結合部材に固定され、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車と同軸に形成された外歯を有する中間歯車部材をさらに備えていてよい。
上記構成によれば、逆回転部材は、結合部材に入力された駆動力を伝達しない。また、逆回転部材は、公転させる必要はない。そのため、駆動歯車装置は、構成が簡単で、容易に小型化することができ、駆動歯車装置において生じる摩擦損失が少ない。
さらに、制御用モータを用いて、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させ、第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに分配される回転トルクや回転数の差を制御することができる。回転トルクを伝達するために回転する部分と、回転トルクの分配や回転数の差を制御するために制御用モータによって回転される部分とが、完全に分離されているため、制御性が極めて良い。さらに、制御用モータを駆動する電気系統や制御用モータの回転を伝達する機構が故障した場合、第1及び第2の遊星歯車機構の第2対部材を互いに逆方向に回転させることができなくなるだけであり、逆回転部材によって回転トルクは第1及び第2の遊星歯車機構の遊星キャリアに均等に分配され、回転トルクの配分は異常状態にはならない。そのため、故障しても安全であり、回転トルクを分配する機械的な動作は維持される。
またさらに、逆回転部材及び制御用モータの組み付けが容易になる。
駆動歯車装置10aは、特に、モータで駆動する自動車に好適である。すなわち、遊星歯車機構において、太陽外歯車を入力として、遊星キャリアを出力とした場合が、最も減速比が大きい。一般の自動車では、タイヤの1回転で1.8mから2m程度進み、車速は160Km/h程度であるので、遊星キャリアに必要とされる出力回転は、1200から1500rpm程度である。モータにとっては5,000rpmから10,000rpmが、最も効率的な回転数である。太陽外歯車が入力、遊星キャリアが出力とする遊星歯車機構の減速比ギア比は、一般に、3から8程度であるので、モータの最も効率的な回転数で、タイヤを回転させることができる。したがって、駆動歯車装置10aは、最も合理的で車両の要求に合ったモータ駆動系の構成を実現できる。
第1の遊星歯車機構11aの内歯車部材16の外歯16bの歯数:120
第4の補助歯車部材40の第1の歯車40aの歯数:12
第4の補助歯車部材40の第2の歯車40bの歯数:16
第3の補助歯車部材123の内歯122の歯数:160
第4の補助歯車部材40の配置個数:3
第1及び第2の遊星歯車機構11a,11bの外歯太陽歯車部材12a,12bの歯数:23
第1及び第2の遊星歯車機構11a,11bの遊星歯車部材14a,14bの歯数:46
第1及び第2の遊星歯車機構11a,11bの内歯部材16,17の内歯16a,17aの歯数:115
第1及び第2の補助歯車部材18,19の第1乃至第4の歯車18a,18b,19a,19bの歯数:13
この場合、第1及び第2の補助歯車部材18,19は3組配置することが可能であり、遊星歯車部材14a,14bの配置個数:3と同じにすることが可能である。
4 制御用モータ
4a 回転軸
5 制御用歯車部材
6 電動モータ
8 回転軸(結合部材)
10,10a〜10i 駆動歯車装置
10k,10m,10n ハウジング
11a 第1の遊星歯車機構
11b 第2の遊星歯車機構
12 結合軸(結合部材)
12a,12b 外歯太陽歯車部材
13 中間歯車部材
14a,14b 遊星歯車部材
15a,15b 遊星キャリア
15p,15q 支持軸
15s,15t 中心軸
16,17 内歯車部材
16a,17a 内歯
16b,17b 外歯
16q,17p,17q 内歯車部材
18 第1の補助歯車部材
18a 第1の歯車
18b 第2の歯車
19 第2の補助歯車部材
19a 第2の歯車
19b 第4の歯車
30,30a,30b 駆動入力歯車
31,31a,31b 駆動伝達歯車
40 第4の補助歯車部材、第6の補助歯車部材
50 歯車部材(結合部材)
100 二重構造モータ
100a 駆動用モータ
100b 制御用モータ
121 第5の補助歯車部材
123 第3の補助歯車部材
200 逆回転モータユニット
200a,200b 出力軸
Claims (7)
- ハウジングと、
外歯太陽歯車が形成された外歯太陽歯車部材と、前記外歯太陽歯車に噛み合う遊星歯車が形成された遊星歯車部材と、前記遊星歯車に噛み合う内歯が形成された内歯車部材と、前記外歯太陽歯車の周りを公転可能かつ自転可能に前記遊星歯車部材を支持する遊星キャリアとを有し、前記外歯太陽歯車部材と前記内歯車部材と前記遊星キャリアとが回転自在である第1及び第2の遊星歯車機構と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、いずれか一方の第1対部材が結合され、前記第1対部材のそれぞれの回転数及び回転方向を同じにする結合部材と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、他方の第2対部材が結合され、前記第2対部材のそれぞれの回転方向を互いに逆にする逆回転部材と、
を備え、
前記結合部材に入力された回転トルクが、前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構とに配分され、前記遊星キャリアから出力され、
前記第1の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記第2の遊星歯車機構の第2対部材と、前記逆回転部材との少なくとも一つを回転させる制御用モータをさらに備え、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材に外歯が形成され、
前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構との間に配置され、両端が前記第1の遊星歯車機構側と前記第2の遊星歯車機構側とに突出するインナーロータと、両端が前記第1の遊星歯車機構側と前記第2の遊星歯車機構側とに突出するアウターロータとを有し、前記インナーロータの前記両端に前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合され、前記アウターロータの前記第2の遊星歯車機構側が、前記第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材に同軸に結合された二重構造モータと、
前記アウターロータの前記第1の遊星歯車機構側に同軸に結合され、内歯を有する第3の補助歯車部材と、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記外歯に噛み合う第1の外歯と、前記第3の補助歯車部材の前記内歯に噛み合う第2の外歯とが同軸に形成され、前記ハウジングに回転自在に支持された第4の補助歯車部材と、
を備え、
前記二重構造モータの前記インナーロータが前記結合部材として機能し、
前記二重構造モータの前記アウターロータと前記第3及び第4の補助歯車部材とが前記逆回転部材として機能し、
前記二重構造モータが前記制御用モータとして機能し、かつ、前記結合部材を回転駆動する駆動用モータとして機能することを特徴とする、駆動歯車装置。 - ハウジングと、
外歯太陽歯車が形成された外歯太陽歯車部材と、前記外歯太陽歯車に噛み合う遊星歯車が形成された遊星歯車部材と、前記遊星歯車に噛み合う内歯が形成された内歯車部材と、前記外歯太陽歯車の周りを公転可能かつ自転可能に前記遊星歯車部材を支持する遊星キャリアとを有し、前記外歯太陽歯車部材と前記内歯車部材と前記遊星キャリアとが回転自在である第1及び第2の遊星歯車機構と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、いずれか一方の第1対部材が結合され、前記第1対部材のそれぞれの回転数及び回転方向を同じにする結合部材と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、他方の第2対部材が結合され、前記第2対部材のそれぞれの回転方向を互いに逆にする逆回転部材と、
を備え、
前記結合部材に入力された回転トルクが、前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構とに配分され、前記遊星キャリアから出力され、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材に外歯が形成され、
前記第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記第1の遊星歯車機構側に同軸に結合され、内歯を有する第5の補助歯車部材と、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記外歯に噛み合う第1の外歯と、前記第5の補助歯車部材の前記内歯に噛み合う前記第2の外歯とが同軸に形成され、前記ハウジングに回転自在に支持された第6の補助歯車部材と、
前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構との間に配置され、両端が前記第1の遊星歯車機構側と前記第2の遊星歯車機構側とに突出するインナーロータを有し、前記インナーロータの前記両端に前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合された駆動用モータと、
を備え、
前記第1対部材は、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材であり、
前記駆動用モータの前記インナーロータが前記結合部材として機能し、
前記第5及び第6の補助歯車部材が前記逆回転部材として機能することを特徴とする、駆動歯車装置。 - ハウジングと、
外歯太陽歯車が形成された外歯太陽歯車部材と、前記外歯太陽歯車に噛み合う遊星歯車が形成された遊星歯車部材と、前記遊星歯車に噛み合う内歯が形成された内歯車部材と、前記外歯太陽歯車の周りを公転可能かつ自転可能に前記遊星歯車部材を支持する遊星キャリアとを有し、前記外歯太陽歯車部材と前記内歯車部材と前記遊星キャリアとが回転自在である第1及び第2の遊星歯車機構と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、いずれか一方の第1対部材が結合され、前記第1対部材のそれぞれの回転数及び回転方向を同じにする結合部材と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、他方の第2対部材が結合され、前記第2対部材のそれぞれの回転方向を互いに逆にする逆回転部材と、
を備え、
前記結合部材に入力された回転トルクが、前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構とに配分され、前記遊星キャリアから出力され、
前記第1の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記第2の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記逆回転部材との少なくとも一つを回転させる制御用モータをさらに備え、
前記結合部材は、前記第1対部材である前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合され、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材に、外歯が形成され、
同軸に配置され互いに反対側に突出し互いに逆方向に回転駆動される第1及び第2の出力軸を有し、前記第1及び第2の出力軸に前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記外歯に噛み合う第1及び第2の外歯歯車が同軸に結合された逆回転モータユニットを備え、
前記逆回転モータユニットが前記逆回転部材及び前記制御用モータとして機能することを特徴とする、駆動歯車装置。 - ハウジングと、
外歯太陽歯車が形成された外歯太陽歯車部材と、前記外歯太陽歯車に噛み合う遊星歯車が形成された遊星歯車部材と、前記遊星歯車に噛み合う内歯が形成された内歯車部材と、前記外歯太陽歯車の周りを公転可能かつ自転可能に前記遊星歯車部材を支持する遊星キャリアとを有し、前記外歯太陽歯車部材と前記内歯車部材と前記遊星キャリアとが回転自在である第1及び第2の遊星歯車機構と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、いずれか一方の第1対部材が結合され、前記第1対部材のそれぞれの回転数及び回転方向を同じにする結合部材と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、他方の第2対部材が結合され、前記第2対部材のそれぞれの回転方向を互いに逆にする逆回転部材と、
を備え、
前記結合部材に入力された回転トルクが、前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構とに配分され、前記遊星キャリアから出力され、
前記結合部材は、前記第1対部材である前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合され、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記内歯は、前記第2の遊星歯車機構側に延長された内歯延長部分を含み、
前記第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記内歯は、前記第1の遊星歯車機構側に延長された内歯延長部分を含み、
前記第1の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記内歯延長部分に噛み合う第1の歯車と、第2の歯車とが同軸に形成され、前記ハウジングに回転自在に支持された第1の補助歯車部材と、
前記第1の補助歯車部材の前記第2の歯車に噛み合う第3の歯車と、前記第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材の前記内歯延長部分に噛み合う第4の歯車とが同軸に形成され、前記ハウジングに回転自在に支持された第2の補助歯車部材と、
を備え、
前記第1及び第2の補助歯車部材が前記逆回転部材として機能することを特徴とする、駆動歯車装置。 - 前記第1の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記第2の遊星歯車機構の第2対部材と、前記逆回転部材との少なくとも一つを回転させる制御用モータをさらに備えたことを特徴とする、請求項2又は4に記載の駆動歯車装置。
- 前記結合部材は、前記第1対部材である前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合され、
前記結合部材に固定され、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車と同軸に形成された外歯を有する中間歯車部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の駆動歯車装置。 - ハウジングと、
外歯太陽歯車が形成された外歯太陽歯車部材と、前記外歯太陽歯車に噛み合う遊星歯車が形成された遊星歯車部材と、前記遊星歯車に噛み合う内歯が形成された内歯車部材と、前記外歯太陽歯車の周りを公転可能かつ自転可能に前記遊星歯車部材を支持する遊星キャリアとを有し、前記外歯太陽歯車部材と前記内歯車部材と前記遊星キャリアとが回転自在である第1及び第2の遊星歯車機構と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、いずれか一方の第1対部材が結合され、前記第1対部材のそれぞれの回転数及び回転方向を同じにする結合部材と、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材と、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材とのうち、他方の第2対部材が結合され、前記第2対部材のそれぞれの回転方向を互いに逆にする逆回転部材と、
を備え、
前記結合部材に入力された回転トルクが、前記第1の遊星歯車機構と前記第2の遊星歯車機構とに配分され、前記遊星キャリアから出力され、
前記第1の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記第2の遊星歯車機構の前記第2対部材と、前記逆回転部材との少なくとも一つを回転させる制御用モータをさらに備え、
前記第1対部材は、前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記内歯車部材であり、
前記第1及び第2の遊星歯車機構の間に配置され、同軸かつ互いに反対側に突出し互いに逆方向に回転する第1及び第2の出力軸を有し、前記第1及び第2の出力軸に前記第1及び第2の遊星歯車機構の前記外歯太陽歯車部材が同軸に結合された逆回転モータユニットを備え、
前記逆回転モータユニットは、前記逆回転部材及び前記制御用モータとして機能することを特徴とする、駆動歯車装置。
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