JP6585682B2

JP6585682B2 - 回転体ユニットおよびベアリング予圧付与方法

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Publication number: JP6585682B2
Application number: JP2017207522A
Authority: JP
Inventors: アンドレイピディン
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2037-10-26
Also published as: US20190128316A1; JP2019078381A; CN110005790A

Description

本発明は、ベアリング予圧付与機能を有する回転体ユニットおよびベアリング予圧付与方法に関する。

一般に、ベアリングにより回転可能に支持された回転軸を有する回転体の組立時において、回転軸の振れ精度の向上や振動および騒音の低減を目的として、ベアリングに対し軸方向に所定の大きさの予圧が付与される。この点に関し、従来、予め回転軸が組み込まれた一方のケースを他方のケースにボルトで締結し、ボルトの締結力によって、回転軸を回転可能に支持する一対のベアリングに対し予圧を付与するようにした構造が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１５４８６６号公報

しかしながら、例えば回転軸と平行な方向ではなく垂直な方向にボルトの締結力が作用する場合においては、ボルトの締結力がベアリングに対する予圧の付与に寄与せず、ベアリングに対し適切な予圧を付与することが困難である。

本発明の一態様である回転体ユニットは、軸線に沿って延在する回転軸と、回転軸を回転可能に支持する、内輪および外輪をそれぞれ有する一対のベアリングと、一対のベアリングの内輪の間に軸方向に並んで配置されるとともに、回転軸と同軸に設けられ、回転軸を包囲する略円筒形状の一対のスペーサと、第１軸線を中心とした略円筒形状の第１ケース部と、第１軸線に直交する方向に延在する第１ケース部の端面から膨出され、第１軸線に直交する第２軸線を中心とした略円筒形状の第２ケース部と、を有するケースと、を備える。一対のスペーサは、第２ケース部内に収容されるとともに、第２軸線に垂直な基準面に対し傾斜して互いに当接する傾斜面をそれぞれ有し、これら傾斜面は、一対のスペーサに第２軸線を中心とした互いに反対方向のトルクが付与されて一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さが伸長された状態で、互いに溶接され、第２ケース部は、一対のベアリングの外輪を支持するように構成されるとともに、一対のスペーサが露出するような開口部を有し、開口部を塞ぐカバーをさらに備えている。

本発明の他の態様は、ベアリング予圧付与方法であって、第１軸線を中心とした略円筒形状の第１ケース部と、第１軸線に直交する方向に延在する第１ケース部の端面から膨出され、第１軸線に直交する第２軸線を中心とした略円筒形状の第２ケース部と、を有するケースのうち、第２ケース部に形成された開口部を介して第２ケースの内部に、第２軸線を中心として内輪および外輪をそれぞれ有する一対のベアリングを配置し、第２軸線を中心とした略円筒形状の一対のスペーサであって、軸線に垂直な基準面に対し傾斜する傾斜面をそれぞれ有する一対のスペーサを、開口部を介して一対のベアリングの内輪の間に、傾斜面同士を互いに当接させた状態で軸方向に並べて配置し、一対のベアリングの内輪の内部および一対のスペーサの内部に第２軸線に沿って回転軸を挿入し、一対のスペーサに第２軸線を中心とした互いに反対方向のトルクを付与して、一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さを伸長し、一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さが伸長された状態で、一対のスペーサの傾斜面同士を溶接することを含む。

本発明によれば、ケース同士をボルトで締結する際の締結力によらずに、回転軸を回転可能に支持するベアリングに対し適切な予圧を付与することができる。

本発明の実施形態に係る回転体ユニットが適用される車両駆動装置の全体構成を、比較例としての回転体ユニットを組み込んだ状態で示す断面図。図１の車両駆動装置の要部拡大図。図１の車両駆動装置の一部を斜め上方から見た斜視図。図１の車両駆動装置の車両への搭載例を示す側面図。図１の車両駆動装置の分解斜視図。本発明の実施形態に係る回転体ユニットを含む車両駆動装置の要部の分解斜視図。図６の回転体ユニットを構成するスペーサの斜視図。図７のスペーサを平面に展開した状態を示す展開図。図６の回転体ユニットを構成する一対のスペーサの使用状態を示す斜視図。本発明の実施形態に係るベアリング予圧付与方法の一工程を示す斜視図。図１０に続く工程を示す斜視図。図１１に続く工程を示す斜視図。本発明の実施形態に係るベアリング予圧付与装置の全体構成を概略的に示す図。図６の回転体ユニットを構成する一対のスペーサの側面図であり、スペーサにトルクが付与される前および後の状態をそれぞれ示す側面図。

以下、図１〜図１４を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る回転体ユニットは、例えば車両駆動装置に適用される。以下では、まず本実施形態に係る回転体ユニットの比較例を用いて、車両駆動装置の構成について説明する。

図１は、車両駆動装置１００の全体構成を展開して示す断面図である。この車両駆動装置１００は、車両駆動輪に走行駆動トルクを出力するものであり、回転電機の一例である電動機ＭＴを有する。車両駆動装置１００は、電気自動車やハイブリッド車両等、走行駆動源としての電動機を有する車両に搭載される。なお、図１には、車両の上下方向（高さ方向）および左右方向（車幅方向）を矢印で示す。

図１に示すように、車両駆動装置１００は、電動機ＭＴのトルクを左右方向の軸線ＣＬ２を中心としたトルクに変換して出力する第１駆動装置１０１と、第１駆動装置１０１から出力されたトルクを左右方向の軸線ＣＬ３を中心としたトルクに変換して出力する第２駆動装置１０２とを有する。なお、電動機ＭＴは発電機として用いることも可能である。図１の展開図では、第１駆動装置１０１の上方に第２駆動装置１０２が示されるが、実際には、第１駆動装置１０１の前方または後方に第２駆動装置１０２が配置され、軸線ＣＬ３は軸線ＣＬ２よりも下方に位置する（図４参照）。

図１に示すように、車両駆動装置１００は、電動機ＭＴと、電動機ＭＴの内部に上下方向の軸線ＣＬ１を中心に回転可能に支持された第１シャフト１と、軸線ＣＬ１と直交する軸線ＣＬ２を中心に回転可能に支持された第２シャフト２と、軸線ＣＬ２と平行な軸線ＣＬ３を中心に回転可能に支持された差動装置３とを有する。電動機ＭＴのトルクは、第１シャフト１、第２シャフト２、および差動装置３を介して左右のドライブシャフト４，５に伝達され、これにより左右の駆動輪が駆動される。

図２は、図１の第１駆動装置１０１の要部拡大図である。図２に示すように、電動機ＭＴは、軸線ＣＬ１を中心に回転するロータ１０と、ロータ１０の周囲に配置されたステータ２０とを有する。ロータ１０とステータ２０とは、ケース３０内の第１収容空間ＳＰ１に収容される。

ロータ１０は、ロータハブ１１と、ロータコア１５とを有する。ロータハブ１１は、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の軸部１２と、軸部１２よりも大径かつ軸部１２と同軸の円筒部１３と、径方向に延在し、軸部１２と円筒部１３とを接続するプレート部１４とを有する。ロータコア１５は、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の回転子鉄心であり、ロータハブ１１の円筒部１３の外周面に嵌合して結合され、ロータハブ１１と一体に回転する。電動機ＭＴは埋込磁石同期モータであり、ロータコア１５には、周方向複数の永久磁石１６が埋め込まれる。

ステータ２０は、ロータコア１５の外周面から径方向所定長さのギャップ６を介して配置された、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のステータコア２１を有する。ステータコア２１は固定子鉄心であり、その内周面には径方向外側に向けて周方向複数のスロット２２が設けられる。各スロット２２には、集中巻または分布巻により巻線２３（コイル）が配置される。巻線２３は、ステータコア２１の上下端面よりもそれぞれ上方および下方に突出する。巻線２３に三相交流電流を流すことにより回転磁界が発生し、ロータ１０が回転する。

ケース３０は、上下に分解可能な上ケース３１と下ケース３２とを有する。下ケース３２には、ステータコア２１が貫通ボルト３０ａを介して固定される。上ケース３１の中央部と下ケース３２の中央部とには、それぞれ軸線ＣＬ１に沿って開口部３１ａ，３２ａが設けられる。上ケース３１の開口部３１ａには、下方かつ径方向内側に延設されたシャフト支持部３３が形成される。下ケース３２の開口部３２ａには、上方かつ径方向内側に延設されたシャフト支持部３４が形成される。

これらシャフト支持部３３，３４に、テーパローラベアリング４０，４１を介して第１シャフト１の外周面が回転可能に支持される。第１シャフト１の下端部にはナット４２が締結され、これにより第１シャフト１が軸方向に拘束される。なお、下ケース３２の底面には、開口部３２ａを塞ぐように外側からカバー３５が取り付けられる。ロータハブ１１の軸部１２の内周面は、ニードルベアリング４３を介して第１シャフト１の外周面に相対回転可能に支持される。

ロータ１０と第１シャフト１との間のトルク伝達経路には、遊星歯車機構５０が介装される。遊星歯車機構５０は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のサンギア５１およびリングギア５２と、サンギア５１とリングギア５２との間に配置された周方向複数のプラネタリギア５３と、プラネタリギア５３を回転可能に支持する軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のキャリア５４とを有する。シャフト支持部３４の上端面とキャリア５４の下端面との間にはニードルベアリング４４が介装され、キャリア５４はシャフト支持部３４に対し相対回転可能に支持される。キャリア５４の上端面とサンギア５１の下端面との間にはニードルベアリング４５が介装され、サンギア５１はキャリア５４に対し相対回転可能に支持される。

サンギア５１の内周面はロータハブ１１の軸部１２の外周面にスプライン結合され、ロータ１０の回転がサンギア５１に伝達される。リングギア５２は、下ケース３２の上面に固定される。プラネタリギア５３はサンギア５１とリングギア５２とに噛合され、サンギア５１の回転はプラネタリギア５３を介してキャリア５４に伝達される。キャリア５４は、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の軸部５５を有する。軸部５５はサンギア５１よりも小径であり、軸部５５の内周面は、ニードルベアリング４３の下方かつテーパローラベアリング４１の上方において第１シャフト１の外周面にスプライン結合され、キャリア５４の回転は第１シャフト１に伝達される。

第１シャフト１の上端部には、シャフト支持部３３よりも上方においてシャフト支持部３３よりも大径の傘歯車（ベベルギア）１ａが形成される。第１シャフト１の外周面には、段部１ｂが設けられ、段部１ｂの下方で外周面の径が小さくなる。ロータハブ１１のプレート部１４の上端面と段部１ｂの下端面との間にはニードルベアリング４６が介装され、第１シャフト１はロータハブ１１に対し相対回転可能に支持される。上ケース３１内には、第１収容空間ＳＰ１の上方に第２収容空間ＳＰ２が形成される。

図１に示すように、第２シャフト２は、第１シャフト１の傘歯車１ａの右上方および左上方に配置された左右一対のテーパローラベアリング６１，６２と、テーパローラベアリング６２の右側に配置されたボールベアリング６３およびローラベアリング６４とを介して、第２収容空間ＳＰ２において上ケース３１に回転可能に支持される。

第２シャフト２は、左右のテーパローラベアリング６１，６２の間に配置された、軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状の傘歯車（ベベルギア）６５およびスペーサ６６の各内周面に挿入される。このとき、傘歯車６５の内周面は第２シャフト２の外周面にスプライン結合され、第２シャフト２は傘歯車６５と一体に回転する。これにより第１シャフト１の回転が傘歯車１ａ，６５を介して第２シャフト２に伝達される。第２シャフト２の外周面には、ボールベアリング６３とローラベアリング６４との間に平歯車（スパーギア）６７がスプライン結合され、平歯車６７が第２シャフト２と一体に回転する。

さらに第２シャフト２の外周面には、テーパローラベアリング６１の左方にオイルガイド６８が嵌合される。第２シャフト２の左端部にはナット６９が締結され、これにより第２シャフト２が軸方向に拘束される。上ケース３１（後述する第２上ケース３１Ｂ）の左端部には、ナット６９に面して開口部３１ｂが設けられ、開口部３１ｂを塞ぐようにキャップ７０が取り付けられる。

差動装置３は、デフケース３ａと、デフケース３ａ内に収納された複数のギア、すなわち左右一対のドライブシャフト４，５にそれぞれ結合された左右一対のサイドギア３ｂ，３ｃと各サイドギア３ｂ，３ｃに噛合する一対のピニオンギア３ｄ，３ｅとを有する。第２シャフト２の平歯車６７には、デフケース３ａに固定された入力ギア３ｆが噛合され、第２シャフト２のトルクは、平歯車６７と入力ギア３ｆとを介してデフケース３ａに伝達される。これにより軸線ＣＬ３を中心にデフケース３ａが回転し、左右のドライブシャフト４，５が回転駆動される。

図３は、第１駆動装置１０１の一部を斜め上方から見た斜視図である。なお、図３では、下ケース３２の内部の図示を省略する。図３に示すように、上ケース３１は、下ケース３２とともに第１収容空間ＳＰ１（図２）を形成する第１上ケース３１Ａと、第１上ケース３１Ａの上部に設けられて第２収容空間ＳＰ２（図２）を形成する第２上ケース３１Ｂとを一体に有する。

第１上ケース３１Ａは、上下方向の軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状を呈する側壁部３１０と、側壁部３１０の上面を覆う上壁部３１１とを有する。第２上ケース３１Ｂは、上壁部３１１の上端面３１１ａよりも上方において左右方向に延在する軸線ＣＬ２を中心として略円筒状に形成された膨出部３１２を有する。なお、膨出部３１２は、上壁部３１１から上方に膨らんで形成されるため、軸線ＣＬ２よりも下側における膨出部３１２の外周面３１２ａは、上壁部３１１から垂直に立ち上がる。このため、膨出部３１２は、厳密な円筒形状ではなく、略円筒形状ないし略半円筒形状である。

膨出部３１２の径は側壁部３１０の径よりも小さく、上壁部３１１の上端面３１１ａは、膨出部３１２の前後両側等、水平方向に平坦に形成される。図１に示すように、第１傘歯車１ａの上端面１ｃは、第１上ケース３１Ａの上端面３１１ａよりも下方に位置する。第１傘歯車１ａと第２傘歯車６５とは、上端面３１１ａよりも下方において噛合する。

図３に示すように、第２上ケース３１Ｂの上面には、軸線ＣＬ１と軸線ＣＬ２との交差部を中心として半円筒状の開口部３１３（図５参照）が設けられる。開口部３１３は半円筒形状の板部材であるカバー３１４により覆われる。開口部３１３は平面視略矩形状であり、カバー３１４は、開口部３１３の前後両側に設けられた台座３１５に、ボルト３１６により固定される。なお、第２上ケース３１Ｂの右端部には、軸線ＣＬ２に沿って開口部３１ｃが設けられ、開口部３１ｃから第２シャフト２の右端部が突出する。

以上のように、車両駆動装置１００は、電動機ＭＴの回転軸線ＣＬ１を車両高さ方向に向けて配置される。このため、回転軸線ＣＬ１を水平方向に向けて車両駆動装置が配置される場合に比べ、車両駆動装置全体の高さを低く抑えることができる。特に、第１傘歯車１ａと第２傘歯車６５とが第１上ケース３１Ａの上端面３１１ａよりも下方において噛合するので、第２上ケース３１Ｂの上方への突出量を最小限に抑えることができる。このため、高出力を発揮するのに適した大径の電動機ＭＴを、車両の限られた高さスペースに容易に配置することができる。

図４は、車両駆動装置１００の車両への搭載例を示す側面図である。ここでは、車両駆動装置１００が左右の前輪１０３の間に配置され、前輪駆動装置として用いる例が示される。なお、車両駆動装置１００を左右の後輪１０４の間に配置し、後輪駆動装置として用いることもできる。図４に示すように、電動機ＭＴは、前輪１０３の回転中心（軸線ＣＬ３）の下方かつ後方に配置される。これにより、車両のボンネットの位置を降下させることができ、デザイン面等における優位性が高まる。また、図示は省略するが、車内の床面を上昇させることなく、シートの下方や左右の後輪１０４の間にも車両駆動装置１００を容易に配置することができ、車両駆動装置１００の配置の自由度が高い。

図５は、上ケース３１に組み込まれた車両駆動装置１００の各部の分解斜視図である。図５に示すように、第１上ケース３１Ａの第１収容空間ＳＰ１に、開口部３１３を介して上方からテーパローラベアリング４０および第１シャフト１が挿入される。次いで、第２上ケース３１Ｂの第２収容空間ＳＰ２に、開口部３１３を介してオイルガイド６８、テーパローラベアリング６１，６２、スペーサ６６および傘歯車６５が挿入される。

さらに第２収容空間ＳＰ２には、第２上ケース３１Ｂの右端の開口部３１ｃを介して第２シャフト２が挿入される。第２シャフト２は、テーパローラベアリング６２、傘歯車６５、スペーサ６６、テーパローラベアリング６１およびオイルガイド６８を貫通し、第２シャフト２の左端部に、第２上ケース３１Ｂの左端の開口部３１ｂを介してナット６９が締結される。その後、第２上ケース３１Ｂの左端部には、開口部３１ｂを塞ぐようにキャップ７０が取り付けられる。さらに、第２上ケース３１Ｂの台座３１５に、開口部３１３を塞ぐようにボルト３１６によりカバー３１４が取り付けられる。

以上の構成において、第２シャフト２、テーパローラベアリング６１，６２、傘歯車６５およびスペーサ６６などが、本実施形態の比較例としての回転体ユニット２００Ａを構成する。このような回転体ユニット２００Ａでは、第２シャフト２の振れ精度の向上や振動および騒音の低減を目的として、テーパローラベアリング６１，６２に対し軸方向に所定の予圧を付与する必要がある。そこで、本実施形態では、テーパローラベアリング６１，６２に対し所定の予圧を容易かつ精度よく付与することができるよう、以下のように回転体ユニットを構成する。

図６は、本発明の実施形態に係る回転体ユニット２００を含む車両駆動装置１００の要部の分解斜視図である。本発明の実施形態の回転体ユニット２００が、比較例としての回転体ユニット２００Ａと異なるのは、主に一対のテーパローラベアリング６１，６２の間に配置されるスペーサの構成である。すなわち、比較例（図５）では、略円筒形状の単一のスペーサ６６を用いたが、本実施形態（図６）では、軸方向（左右方向）に並べて配置される左右一対のスペーサ８０を用いる。

図７は、本実施形態に係る回転体ユニット２００を構成する左右一対のスペーサ８０のうちの左側のスペーサ８０の構成を示す斜視図であり、図８は、左側のスペーサ８０を平面に展開した状態を示す展開図である。なお、右側のスペーサ８０も左側のスペーサ８０と同様に構成される。図９は、一対のスペーサ８０の使用状態を示す斜視図である。本実施形態では、図９に示すように、同一構成の一対のスペーサ８０が互いに反対向きの姿勢で左右に並べて配置される。

図７，８に示すように、スペーサ８０は軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状を呈し、その軸方向一端面（左端面）は、軸線ＣＬ２に対する垂直な平坦面８１として構成される。一方、スペーサ８０の軸方向他端面（右端面）は、軸線ＣＬ２に垂直な基準面８３から所定角度で傾斜した一対の傾斜面８２を周方向にわたって有する。一対の傾斜面８２は、周方向対称に形成される。すなわち、基準面８３上の頂部８２ａと、頂部８２ａから周方向に１８０°離れ、かつ、基準面８３から所定距離だけ左方に位置する底部８２ｂとを結んだ平面により傾斜面８２が形成される。

さらにスペーサ８０は、同一位相の頂部８２ａと底部８２ｂとを結ぶ、軸線ＣＬ２に平行な一対の端面８４を有する。このようにスペーサ８０の右端部は、軸線ＣＬ２に平行な端面８４と傾斜面８２とにより、楔状に形成される。傾斜面８２と端面８４とにより構成される頂角αは、９０°よりも小さく、かつ、例えば６０°よりも大きい所定角度に設定される。

スペーサ８０の外周面には、軸線ＣＬ２を中心とした円の接線方向に、互いに平行な周方向一対の切り欠き８５が設けられる。一対の切り欠き８５間の距離、すなわち二面幅は、スパナなどの工具の寸法に対応した長さに形成される。これにより、切り欠き８５に係合した工具を用いて、スペーサ８０に対し軸線ＣＬ２を中心としたトルクを付与することができる。その結果、図９に示すように、隣り合うスペーサ８０，８０の傾斜面８２が互いに当接しながら摺動し、隣り合うスペーサ８０，８０の端面８４，８４の間に隙間８６が生じる。

次に、本発明の実施形態に係る回転体ユニットを組み込んだ第１駆動装置１０１の製造方法について説明する。まず、予め電動機ＭＴと遊星歯車機構５０とを、上ケース３１（第１上ケース３１Ａ）と下ケース３２との間の第１収容空間ＳＰ１に収容した状態で、第２上ケース３１Ｂの上面の開口部３１３を介して上方から第１収容空間ＳＰ１にテーパローラベアリング４０を挿入する。このテーパローラベアリング４０は、第１上ケース３１Ａのシャフト支持部３３（図２）に嵌合される。

次に、開口部３１３を介して開口部３１３よりも左側の第２収容空間ＳＰ２にオイルガイド６８を挿入する。なお、オイルガイド６８は、周面にシールリングが装着された状態で挿入される。

次に、開口部３１３を介して開口部３１３よりも左側の第２収容空間ＳＰ２および開口部３１３よりも右側の第２収容空間ＳＰ２にそれぞれテーパローラベアリング６１，６２を挿入する。これらのテーパローラベアリング６１，６２のアウタレースは、略円筒形状の膨出部３１２の内周面に嵌合され（図２）、アウタレースの軸方向外側への移動が阻止される。

次に、開口部３１３を介して上方から第１収容空間ＳＰ１に第１シャフト１を挿入する。このとき、第１シャフト１の外周面は、図２に示すようにテーパローラベアリング４０，４１の内周面に嵌合されるとともに、第１シャフト１の外周面のスプラインは、遊星歯車機構５０の軸部５５の内周面のスプラインに噛合される。その後、第１シャフト１の下端部にナット４２を締結して、第１シャフト１の軸方向の位置を拘束する。この状態では、第１傘歯車１ａの上端面は第１上ケース３１Ａの上端面３１１ａよりも下方に位置する（図１参照）。

次に、開口部３１３を介して上方から第２収容空間ＳＰ２に左右一対のスペーサ８０を挿入するとともに、第１傘歯車１ａと噛合するように第２傘歯車６５を挿入する。さらに、第２上ケース３１Ｂ（膨出部３１２）の右端の開口部３１ｃを介して第２収容空間ＳＰ２に右方から第２シャフト２を挿入する。このとき、第２シャフト２は、テーパローラベアリング６２、第２傘歯車６５の軸部６５ａ、一対のスペーサ８０、テーパローラベアリング６１およびオイルガイド６８を順次貫通し、左端部がオイルガイド６８よりも左方に突出する。第２シャフト２の挿入時には、第２シャフト２の外周面のスプラインが、第２傘歯車６５の内周面に設けられたスプラインに噛合する。

図１０は、このときの一対のスペーサ８０の配置を示す斜視図である。図１０の状態では、左側のスペーサ８０の平坦面（左端面）８１がテーパローラベアリング６１のインナレースの端面に当接する。また、右側のスペーサ８０の平坦面（右端面）８１は、傘歯車６５の軸部６５ａの左端面に当接し、傘歯車６５の軸部６５ａの右端面は、テーパローラベアリング６２のインナレースの端面に当接する。なお、傘歯車６５の軸部６５ａとテーパローラベアリング６２との間には、ベアリング予圧を調整するためのシムを設ける必要はない。

次に、図１１に示すように、各スペーサ８０の外周面の切り欠き８５にそれぞれ工具９０の略Ｕ字状の部位を係合し、各工具９０のアーム９０ａの先端部に図１１の矢印に示すように、互いに反対方向のトルクを付与する。例えば両方の工具９０を矢印方向に駆動する。あるいは一方の工具９０を固定し、他方の工具９０を矢印方向に駆動する。これにより互いに対向する各スペーサ８０の傾斜面８２同士が摺動しながら、端面８４と端面８４との間に隙間８６が生じ、一対のスペーサ８０，８０の軸方向一端部から他端部までの長さが伸長する（図１４参照）。その結果、一対のテーパローラベアリング６１，６２のインナレースにそれぞれ軸方向外側への押圧力が作用し、一対のテーパローラベアリング６１，６２に対し軸方向内側から予圧を付与することができる。

次に、図１２に示すように、一対のスペーサ８０，８０の傾斜面８２，８２同士の当接部に溶接トーチ９１の先端部を近づけて、一対のスペーサ８０の外周面同士を互いに溶接する。これにより、一対のスペーサ８０，８０が伸長した状態で固定され、一対のテーパローラベアリング６１，６２に軸方向内側から予圧を付与し続けることができる。溶接が終了すると、工具９０を取り外す。なお、上述したようにテーパローラベアリング６１，６２に予圧が付与されると、テーパローラベアリング６１，６２が固定される。このため、図６に示すように、第２シャフト２の左端部には、ベアリング６１，６２を固定するためのナット６９を設ける必要はなく、したがって、第２上ケース３１Ｂの左端部に開口部３１ｂを設ける必要もない。

最後に、第２上ケース３１Ｂの上面の開口部３１３を塞ぐように上方からカバー３１４を取り付け、カバー３１４をボルト３１６により第２上ケース３１Ｂの台座３１５に固定する。以上により、回転体ユニット２００の組立とともに、第１駆動装置１０１の製造（組立）が完了する。

以上の製造工程のうち、スペーサ８０へトルクを付与する工程（図１１）は、ベアリング予圧付与装置を用いて実施することができる。図１３は、本発明の実施形態に係るベアリング予圧付与装置の全体構成を概略的に示す図である。図１３に示すように、バッテリ９２からの電力はインバータ９３を介してモータ９４に供給される。インバータ９３は、電流センサ９３ａにより検出された電流の検出値に基づいてパワーコントロールユニット９５により制御され、これによりモータ９４に所定の制御電流が供給される。

モータ９４の出力軸９４ａは、制御電流に応じたトルクで回転し、出力軸９４ａの回転は減速機９６で減速されて、ナット９７に伝達される。ナット９７はボールねじ９８に螺合し、ナット９７の回転に応じてボールねじ９８が矢印Ａ方向に移動する。ボールねじ９８の端部には工具９０のアーム９０ａが連結され、ボールねじ９８が矢印Ａ方向に移動すると、アーム９０ａは矢印Ｂ方向に揺動する。これにより工具９０が回転し、スペーサ８０にトルクを付与することができる。

この場合、スペーサ８０に付与されるトルクは、モータ９４への供給電流を制御することで調整できる。以下、この点について数式を用いて説明する。図１４は、一対のスペーサ８０，８０の側面図である。なお、図１４は、スペーサ８０にトルクが付与される前の状態およびトルクが付与された後の状態を、それぞれ上下に示す。図１４に示すように、左右の各スペーサ８０に軸線ＣＬ２を中心とした互いに反対方向のトルクが付与されると、左右のスペーサ８０，８０の端面８４と端面８４との間に隙間８６が生じ、一対のスペーサ８０，８０の一端部から他端部までの長さがＬ１からΔＬ１だけ伸長する。

このとき、スペーサ８０の半径をｒ、アーム９０ａの回転角度をθとすると、スペーサ全体の軸方向の歪εは、次式(I)で表される。
ε＝ΔＬ１／Ｌ１＝ｒ・θ／（Ｌ１・ｔａｎ（α））・・(I)

スペーサ８０の端面（平坦面８１）に作用する応力σと歪εとの関係より、上式(I)から次式(II)が成立する。
σ＝Ｅε＝Ｅ・ｒ・θ／（Ｌ１・ｔａｎ（α））・・(II)

減速機９６の減速比をＮ、モータ９４のトルク定数をＫｉ、モータ９４の供給電流をＩ，アーム９０ａの長さをＬ２、スペーサ８０の断面関をＡとすると、モータ９４のトルクとスペーサ８０に作用する応力の関係は次式(III)となる。
Ｎ・Ｋｉ・Ｉ／Ｌ２＝Ａ・σ ・・(III)

上式(III)のσに上式(II)を代入すると、次式(IV)が得られる。
Ｉ＝Ｅ・Ａ・Ｌ２・ｒ・θ／（Ｎ・Ｋｉ・Ｌ１・ｔａｎ（α））・・(IV)

パワーコントロールユニット９５は、上述の演算を行って、モータ９４に所定の供給電流Ｉが供給されるようにインバータ９３を制御する。これによりテーパローラベアリング６１，６２に対し所定の予圧を、容易かつ精度よく付与することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本発明の実施形態に係る回転体ユニット２００は、軸線ＣＬ２に沿って延在する第２シャフト２と、第２シャフト２を回転可能に支持する一対のテーパローラベアリング６１，６２と、一対のテーパローラベアリング６１，６２の間に軸方向に並んで配置されるとともに、第２シャフト２と同軸に設けられ、第２シャフト２を包囲する略円筒形状の一対のスペーサ８０，８０と、を備える（図１，図６）。一対のスペーサ８０，８０は、軸線ＣＬ２に垂直な基準面８３に対し傾斜して互いに当接する傾斜面８２，８２をそれぞれ有し、これら傾斜面８２，８２は、一対のスペーサ８０，８０に軸線ＣＬ２を中心とした互いに反対方向のトルクが付与されて一対のスペーサ８０の軸方向一端部から軸方向他端部までの長さＬ１が伸長された状態で、互いに溶接されている（図６〜図９，図１２，図１４）。

この構成により、ケース同士をボルトで締結する際の締結力によらずに、第２シャフト２を回転可能に支持するテーパローラベアリング６１，６２に対し、軸方向内側から適切な予圧を付与することができる。また、テーパローラベアリング６１，６２には、スペーサ８０の回転量に応じた予圧が付与されるので、予圧調整用のシムを省略することができる。さらに、スペーサ８０の回転量を調整することで、予圧の大きさを精度よく調整することができる。

（２）回転体ユニット２００は、テーパローラベアリング６１，６２の外周面（アウタレース）を支持するとともに、一対のスペーサ８０が露出するような開口部３１３が形成された第２上ケース３１Ｂと、開口部３１３を塞ぐカバー３１４と、をさらに備える（図６）。これにより回転体ユニット２００を組み立てた後に、スペーサ８０に工具９０を係合してスペーサ８０を回転させることができ、テーパローラベアリング６１，６２に容易に予圧を付与することができる。

（３）回転体ユニット２００は、第２シャフト２と一体に回転可能に設けられ、一対のテーパローラベアリング６１，６２の間に一対のスペーサ８０に軸方向に隣接して配置された傘歯車６５をさらに備える（図５，図９）。このように傘歯車６５を有する回転体ユニット２００であっても、スペーサ８０の回転操作によりテーパローラベアリング６１，６２に対し必要十分な予圧を付与することができる。

（４）一対のスペーサ８０，８０は、それぞれ外周面に、工具寸法に対応した二面幅を形成する切り欠き８５を有する（図６）。これによりスペーサ８０に工具を係合することができ、スペーサ８０に対し予圧設定に必要な大きなトルクを付与することができる。

（５）本発明の実施形態に係るベアリング予圧付与方法は、開口部３１３を介して第２上ケース３１Ｂの内部に軸線ＣＬ２を中心として一対のテーパローラベアリング６１，６２を配置し、軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状の一対のスペーサ８０，８０、すなわち軸線ＣＬ２に垂直な基準面８３に対し傾斜する傾斜面８２をそれぞれ有する一対のスペーサ８０，８０を、開口部３１３を介して一対のテーパローラベアリング６１，６２の間に、傾斜面８２同士を互いに当接させた状態で軸方向に並べて配置し、一対のテーパローラベアリング６１，６２の内部および一対のスペーサ８０，８０の内部に軸線ＣＬ２に沿って第２シャフト２を挿入し、一対のスペーサ８０，８０に軸線ＣＬ２を中心とした互いに反対方向のトルクを付与して、一対のスペーサ８０，８０の軸方向一端部から軸方向他端部までの長さＬ１を伸長し、一対のスペーサ８０，８０の軸方向一端部から軸方向他端部までの長さが伸長された状態で、一対のスペーサ８０の傾斜面８２同士を溶接することを含む（図１０〜図１２）。これにより第２シャフト２を回転可能に支持するテーパローラベアリング６１，６２に対し適切な予圧を付与することができる。

なお、上記実施形態では、基準面８３に対し傾斜した傾斜面８２と軸線ＣＬ２に平行な端面８４とを有する一対のスペーサ８０，８０を設けたが、例えば端面８４は軸線に対し傾斜してもよい。また、傾斜面は、周方向２箇所ではなく、周方向１箇所または３箇所以上設けてもよく、一対のスペーサの構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、一対のテーパローラベアリング６１，６２に予圧を付与するように回転体ユニット２００を構成したが、ベアリングの構成はこれに限らず、アンギュラベアリング等、他のベアリングを有する回転体ユニットとすることもできる。上記実施形態では、第２シャフト２に傘歯車６５を一体に回転可能に設けたが、他の歯車等を設けるようにしてもよく、回転軸の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、開口部３１３が形成された第２上ケース３１Ｂにテーパローラベアリング６１，６２を収容するようにしたが、ベアリングの外周面を支持するケースの構成はこれに限らない。ケースの開口部を塞ぐカバーの構成も上述したものに限らない。上記実施形態では、スペーサ８０の外周面に工具寸法に対応した切り欠き８５を設けるようにしたが、切り欠きの構成は工具の形状に応じて適宜変更してもよい。

上記実施形態では、回転体ユニット２００を車両駆動装置１００に適用したが、本発明の回転体ユニットは、車両駆動装置に限らず種々の装置に同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

２第２シャフト、３１Ｂ第２上ケース、６１，６２テーパローラベアリング、６５傘歯車、８０スペーサ、８２傾斜面、８４端面、８５切り欠き、９０工具、２００回転体ユニット、３１３開口部、３１４カバー

Claims

軸線に沿って延在する回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持する、内輪および外輪をそれぞれ有する一対のベアリングと、
前記一対のベアリングの前記内輪の間に軸方向に並んで配置されるとともに、前記回転軸と同軸に設けられ、前記回転軸を包囲する略円筒形状の一対のスペーサと、
第１軸線を中心とした略円筒形状の第１ケース部と、前記第１軸線に直交する方向に延在する前記第１ケース部の端面から膨出され、前記第１軸線に直交する第２軸線を中心とした略円筒形状の第２ケース部と、を有するケースと、を備え、
前記一対のスペーサは、前記第２ケース部内に収容されるとともに、前記第２軸線に垂直な基準面に対し傾斜して互いに当接する傾斜面をそれぞれ有し、これら傾斜面は、前記一対のスペーサに前記第２軸線を中心とした互いに反対方向のトルクが付与されて前記一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さが伸長された状態で、互いに溶接され、
前記第２ケース部は、前記一対のベアリングの前記外輪を支持するように構成されるとともに、前記一対のスペーサが露出するような開口部を有し、
前記開口部を塞ぐカバーをさらに備えることを特徴とする回転体ユニット。
請求項１に記載の回転体ユニットにおいて、
前記開口部を介して前記第２ケース部の内部に収容されるとともに、前記第２軸線を中心として前記回転軸と一体に回転可能に設けられ、前記一対のベアリングの間に前記一対のスペーサに軸方向に隣接して配置された傘歯車をさらに備えることを特徴とする回転体ユニット。
請求項２に記載の回転体ユニットにおいて、
前記傘歯車は第２傘歯車であり、
前記開口部を介して前記第１ケース部に前記第１軸線を中心として回転可能に収容されるとともに、前記第２傘歯車に噛合する第１傘歯車をさらに備えることを特徴とする回転体ユニット。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転体ユニットにおいて、
前記一対のスペーサは、それぞれ外周面に工具寸法に対応した二面幅を形成する切り欠きを有することを特徴とする回転体ユニット。
第１軸線を中心とした略円筒形状の第１ケース部と、前記第１軸線に直交する方向に延在する前記第１ケース部の端面から膨出され、前記第１軸線に直交する第２軸線を中心とした略円筒形状の第２ケース部と、を有するケースのうち、前記第２ケース部に形成された開口部を介して前記第２ケース部の内部に、前記第２軸線を中心として内輪および外輪をそれぞれ有する一対のベアリングを配置し、
前記第２軸線を中心とした略円筒形状の一対のスペーサであって、前記軸線に垂直な基準面に対し傾斜する傾斜面をそれぞれ有する一対のスペーサを、前記開口部を介して前記一対のベアリングの前記内輪の間に、前記傾斜面同士を互いに当接させた状態で軸方向に並べて配置し、
前記一対のベアリングの前記内輪の内部および前記一対のスペーサの内部に前記第２軸線に沿って回転軸を挿入し、
前記一対のスペーサに前記第２軸線を中心とした互いに反対方向のトルクを付与して、前記一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さを伸長し、
前記一対のスペーサの軸方向一端部から軸方向他端部までの長さが伸長された状態で、前記一対のスペーサの前記傾斜面同士を溶接することを含むベアリング予圧付与方法。