JP7226059B2 - Coupling device - Google Patents
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Description
本発明は、連結装置に関する。 The present invention relates to a coupling device.
電気自動車又はハイブリッド車等においては、モータの動力によりホイールが駆動する。モータのみによって大きな動力をホイールに伝える場合、モータ及び周辺機器が大型化する。このため、モータに減速機構が組み合わせられることが多い。特許文献1、2には、変速機構を有するインホイールモータの一例が記載されている。特許文献1、2のインホイールモータは、第1変速状態と、第1変速状態よりも出力軸のトルクが小さい第2変速状態とを実現することで、効率が高められている。
In an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, the wheels are driven by the power of a motor. If a large amount of power is transmitted to the wheel only by the motor, the size of the motor and peripheral equipment will increase. Therefore, a reduction mechanism is often combined with the motor.
ところで、電動化された車両では、湿式多板クラッチに代わり、高圧油圧を用いないブレーキ及びクラッチが求められる。噛み合い式のブレーキ及びクラッチは、締結時にはバックラッシュが存在する。このため、電動車両の駆動と回生の切替時などに振動が生じることがある。 By the way, electric vehicles require brakes and clutches that do not use high-pressure hydraulic pressure in place of wet multi-plate clutches. Mesh type brakes and clutches have backlash when engaged. Therefore, vibration may occur when switching between driving and regeneration of the electric vehicle.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、振動を抑制できる連結装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a connecting device capable of suppressing vibration.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様の連結装置は、第1部材と、前記第1部材に対して回転する第2部材と、前記第2部材の回転軸と平行な軸方向にスライドできるように前記第1部材に支持される可動部材と、前記軸方向において前記可動部材の隣りに配置される駆動部材と、前記可動部材を前記駆動部材に押し付けるための第1弾性部材と、前記可動部材を前記第2部材に押し付けるための第2弾性部材と、を備える。 In order to achieve the above object, the coupling device of one aspect of the present disclosure includes a first member, a second member that rotates with respect to the first member, and an axial direction parallel to the rotation axis of the second member. a movable member slidably supported by the first member; a driving member arranged next to the movable member in the axial direction; a first elastic member for pressing the movable member against the driving member; a second elastic member for pressing the movable member against the second member.
本開示の一態様の連結装置によれば、第2弾性部材によって可動部材と第2部材との間のバックラッシュが低減される。しがたって、連結装置は、振動を抑制できる。 According to the connecting device of one aspect of the present disclosure, the backlash between the movable member and the second member is reduced by the second elastic member. Accordingly, the coupling device can suppress vibration.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記第2弾性部材の伸縮方向は、前記第1弾性部材の伸縮方向と平行である。これにより、第1弾性部材の弾性力及び第2弾性部材の弾性力の設定が容易である。 As a desirable aspect of the connecting device, the direction of expansion and contraction of the second elastic member is parallel to the direction of expansion and contraction of the first elastic member. This makes it easy to set the elastic force of the first elastic member and the elastic force of the second elastic member.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材が前記第2部材から離れた状態で、前記第2弾性部材には弾性力が生じている。これにより、第2弾性部材のガタツキが抑制される。 As a desirable aspect of the connecting device, elastic force is generated in the second elastic member when the movable member is separated from the second member. This suppresses rattling of the second elastic member.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材が前記第2部材から離れた状態における前記第2弾性部材の弾性力は、前記可動部材が前記第2部材に接した状態における前記第1弾性部材の弾性力よりも大きい。 As a desirable aspect of the connecting device, the elastic force of the second elastic member in a state in which the movable member is separated from the second member is equal to that of the first elastic member in a state in which the movable member is in contact with the second member. greater than the elastic force of
これにより、駆動部材が可動部材を押すと、第2弾性部材よりも前に第1弾性部材が縮む。可動部材が第2部材に接した後、第2弾性部材が縮む。このため、第2弾性部材が可動部材を第2部材に押し付ける力の設定が容易である。 Accordingly, when the driving member pushes the movable member, the first elastic member contracts before the second elastic member. After the movable member contacts the second member, the second elastic member contracts. Therefore, it is easy to set the force with which the second elastic member presses the movable member against the second member.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記可動部材は、前記第2弾性部材を内蔵し且つ前記第1弾性部材を貫通するシリンダと、前記第2弾性部材及び前記駆動部材に接し且つ前記シリンダに対して移動可能なプランジャと、前記シリンダの内周面に設けられ、前記プランジャの前記駆動部材に近付く方向の移動を規制するストッパーと、を備える。 As a desirable aspect of the connecting device, the movable member includes a cylinder containing the second elastic member and penetrating the first elastic member, and a cylinder in contact with the second elastic member and the driving member and relative to the cylinder. and a stopper that is provided on the inner peripheral surface of the cylinder and restricts the movement of the plunger in the direction toward the driving member.
これにより、駆動部材が移動すると、プランジャが軸方向に向かって押される。プランジャに加わった力は、第2弾性部材を介して、シリンダに伝達される。第1弾性部材が縮みながら、シリンダが、軸方向に移動する。シリンダが第2部材に接した後、駆動部材がさらに移動すると、第2弾性部材が縮む。その結果、第2弾性部材の弾性力によってシリンダが第2部材に押し付けられる。このため、シリンダと第2部材との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置は、振動を抑制できる。 Thus, movement of the drive member pushes the plunger axially. A force applied to the plunger is transmitted to the cylinder via the second elastic member. The cylinder moves axially while the first elastic member contracts. Further movement of the drive member after the cylinder contacts the second member causes the second elastic member to contract. As a result, the cylinder is pressed against the second member by the elastic force of the second elastic member. Therefore, the backlash between the cylinder and the second member is reduced. Therefore, the coupling device can suppress vibration.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記第1部材に対して回転する環状の回転部材と、前記回転部材の内周面から突出するピンと、を備え、前記駆動部材は、前記ピンが嵌まるカム溝を備え、前記カム溝は、前記第2部材の回転軸を中心とする円周に沿う周方向における一端が他端に対して前記軸方向でずれている傾斜部を備える。 As a desirable aspect of the above coupling device, an annular rotating member that rotates with respect to the first member and a pin that protrudes from an inner peripheral surface of the rotating member are provided, and the driving member is a cam in which the pin is fitted. A groove is provided, and the cam groove is provided with an inclined portion in which one end in the circumferential direction along the circumference centered on the rotation axis of the second member is displaced from the other end in the axial direction.
これにより、回転部材が回転すると、ピンが傾斜部の中を移動する。その結果、駆動部材が軸方向に移動する。連結装置は、このため、駆動部材を移動させるための装置を、駆動部材に対する径方向の内側の空間に配置しなくてよい。連結装置は、駆動部材に対する径方向の内側の空間を広くできる。 This causes the pin to move within the ramp as the rotating member rotates. As a result, the drive member moves axially. The coupling device thus does not have to arrange the device for moving the drive member in the space radially inside the drive member. The coupling device can increase the radial inner space with respect to the drive member.
上記の連結装置の望ましい態様として、前記第2部材から離れていた前記可動部材が前記第2部材に接する時、前記ピンは、前記傾斜部の途中に位置している。 As a desirable aspect of the connecting device, when the movable member separated from the second member comes into contact with the second member, the pin is positioned in the middle of the inclined portion.
これにより、可動部材が第2部材に接した後、回転部材が回転すると、駆動部材がさらに移動する。これにより、第2弾性部材が縮む。その結果、第2弾性部材の弾性力によって可動部材が第2部材に押し付けられる。このため、可動部材と第2部材との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置は、振動を抑制できる。 Accordingly, when the rotating member rotates after the movable member comes into contact with the second member, the driving member moves further. This causes the second elastic member to contract. As a result, the elastic force of the second elastic member presses the movable member against the second member. Therefore, the backlash between the movable member and the second member is reduced. Therefore, the coupling device can suppress vibration.
本開示によれば、振動を抑制できる連結装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a coupling device capable of suppressing vibration.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、下記実施形態において、前述したものと同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略することがある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the following modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). In addition, components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that fall within a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate. Moreover, in the following embodiments, the same reference numerals are given to the same constituent elements as those described above, and redundant description may be omitted as appropriate.
(実施形態)
図1は、実施形態の電動駆動装置の模式図である。図2は、実施形態の第1低速モードを示す模式図である。図3は、実施形態の第2低速モードを示す模式図である。図4は、実施形態の第3低速モードを示す模式図である。図5は、実施形態の第1高速モードを示す模式図である。図6は、実施形態の第2高速モードを示す模式図である。図7は、実施形態の第3高速モードにおいてクラッチが締結状態の場合を示す模式図である。図8は、実施形態の第3高速モードにおいてクラッチが分離状態の場合を示す模式図である。図9は、第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードにおける、第1モータ、第2モータ、ブレーキ及びクラッチの状態を示す図である。
(embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric drive device according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing the first low speed mode of the embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the second low speed mode of the embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing the third low speed mode of the embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing the first high speed mode of the embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram showing the second high speed mode of the embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram showing a case where the clutch is engaged in the third high speed mode of the embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram showing a case where the clutch is disengaged in the third high speed mode of the embodiment. FIG. 9 shows the states of the first motor, second motor, brake and clutch in the first low speed mode, second low speed mode, third low speed mode, first high speed mode, second high speed mode and third high speed mode. It is a diagram.
図1に示すように、実施形態の電動駆動装置10は、第1モータ11と、第2モータ12と、第1遊星歯車機構3と、第2遊星歯車機構4と、出力軸15と、減速機構101と、出力軸18と、動力伝達切替装置2と、制御装置19と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
第1モータ11及び第2モータ12は、例えば、車両のホイール100の内部又は周辺に配置される。第1モータ11及び第2モータ12は、ホイール100に取り付けられたケースに固定されている。ケースは、例えば、トランスミッションケース又はデフケースである。すなわち、第1モータ11及び第2モータ12は、インホイールモータである。第1モータ11は、第1遊星歯車機構3に接続されている。第2モータ12は、第2遊星歯車機構4に接続されている。以下の説明において、第1モータ11の軸方向に沿う方向は単に軸方向と記載される。軸方向に対して直交する方向は単に径方向と記載される。第1モータ11の回転軸を中心とする円周に沿う方向は、周方向と記載される。
The
図1に示すように、第1遊星歯車機構3は、第1サンギア31と、複数の第1ピニオンギア33と、第1リングギア35と、第1キャリア34と、を備える。第1サンギア31は、第1モータ11のシャフトに接続される。第1サンギア31は、第1サンギアシャフト30を含む。第1サンギアシャフト30は、別部材として第1サンギア31に固定されていてもよいし、第1サンギア31と一体に形成されていてもよい。第1サンギアシャフト30が第1モータ11のシャフトに接続される。第1ピニオンギア33は、第1サンギア31に対して径方向の外側に配置され、第1サンギア31に噛み合う。第1リングギア35は、第1ピニオンギア33に対して径方向の外側に配置され、第1ピニオンギア33に噛み合う。第1キャリア34は、第1ピニオンギア33に接続される。第1キャリア34は、複数の第1ピニオンギア33を、それぞれの第1ピニオンギア33が自転できるように支持する。第1キャリア34は、複数の第1ピニオンギア33を、第1サンギア31を中心に公転できるように支持する。第1キャリア34は、出力軸15に接続される。出力軸15は、ホイール100に接続される。
As shown in FIG. 1 , the first
図1に示すように、第2遊星歯車機構4は、第2サンギア41と、複数の第2ピニオンギア43と、第2リングギア45と、第2キャリア44と、を備える。第2サンギア41は、第1リングギア35に接続されると共に第2モータ12のシャフトに接続される。第2サンギア41は、第2サンギアシャフト40を含む。第2サンギアシャフト40は、別部材として第2サンギア41に固定されていてもよいし、第2サンギア41と一体に形成されていてもよい。第2サンギアシャフト40が第2モータ12のシャフトに接続される。軸方向から見て、第2サンギアシャフト40の中心は第1サンギアシャフト30の中心に重なる。なお、図面においては、第2サンギアシャフト40が第1サンギアシャフト30に対して便宜上ずらされている。第2ピニオンギア43は、第2サンギア41に対して径方向の外側に配置され、第2サンギア41に噛み合う。第2リングギア45は、第2ピニオンギア43に対して径方向の外側に配置され、第2ピニオンギア43に噛み合う。第2リングギア45は、出力軸15に接続される。第2キャリア44は、第2ピニオンギア43に接続される。第2キャリア44は、複数の第2ピニオンギア43を、それぞれの第2ピニオンギア43が自転できるように支持する。第2キャリア44は、複数の第2ピニオンギア43を、第2サンギア41を中心に公転できるように支持する。第2キャリア44は、第1モータ11の回転軸と同じ回転軸を中心に回転する。
As shown in FIG. 1 , the second
図1に示すように、減速機構101は、小ギア16と、大ギア17と、を備える。小ギア16は、出力軸15に接続される。大ギア17は、小ギア16に噛み合う。大ギア17の歯数は、小ギア16の歯数よりも多い。大ギア17は、出力軸18に接続される。出力軸18は、ホイール100に接続される。出力軸15と出力軸18とは、互いに異なる直線上に位置する。減速機構101によって、出力軸15に伝達されたトルクが増幅されて出力軸18から出力される。
As shown in FIG. 1 , the
動力伝達切替装置2は、ブレーキ6(連結装置の一例)と、クラッチ7と、アクチュエータ5と、ハウジング8と、を備える。ブレーキ6及びクラッチ7は、アクチュエータ5によって駆動する。ハウジング8は、例えば第1モータ11及び第2モータ12を支持するケース等に固定される。
The power
ブレーキ6は、ハウジング8(第1部材の一例)と第2キャリア44(第2部材の一例)との間に配置される。ブレーキ6は、ハウジング8と第2キャリア44とを締結する締結状態、又はハウジング8と第2キャリア44とを分離する分離状態となる。締結状態においては、第2キャリア44の回転(公転)が規制される。分離状態においては、第2キャリア44の回転(公転)が許容される。
The
クラッチ7は、第2サンギア41と第2キャリア44との間に配置される。クラッチ7は、第2サンギア41と第2キャリア44とを締結する締結状態、又は第2サンギア41と第2キャリア44とを分離する分離状態となる。締結状態においては、第2サンギア41と第2キャリア44との間で動力が伝達される。分離状態においては、第2サンギア41及び第2キャリア44が互いに自由に回転し、第2サンギア41と第2キャリア44との間で動力が伝達されない。
制御装置19は、コンピュータであり、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力インターフェース、及び出力インターフェースを含む。制御装置19は、例えば車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)である。制御装置19は、第1モータ11、第2モータ12、及びアクチュエータ5を制御する。
The
図9に示すように、電動駆動装置10は、駆動モードとして第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードを備える。制御装置19は、車両に設けられた各種のセンサから得た情報に基づいて、第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードを切り替える。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、第1低速モードにおいては、第1モータ11が駆動し、第2モータ12が駆動せず、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第2低速モードにおいては、第1モータ11が駆動せず、第2モータ12が駆動し、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第3低速モードにおいては、第1モータ11及び第2モータ12の両方が駆動し、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が分離状態となる。第1高速モードにおいては、第1モータ11が駆動し、第2モータ12が駆動せず、ブレーキ6が分離状態となる。また、第1高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態となる。第2高速モードにおいては、第1モータ11が駆動せず、第2モータ12が駆動し、ブレーキ6が分離状態となる。また、第2高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態となる。第3高速モードにおいては、第1モータ11及び第2モータ12の両方が駆動し、ブレーキ6が分離状態となる。また、第3高速モードにおいては、クラッチ7が締結状態又は分離状態(どちらでも可)となる。
As shown in FIG. 9, in the first low speed mode, the
図2に示すように、第1低速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力される。第2モータ12からはトルクが出力されない。第2モータ12のシャフトは空転する。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1遊星歯車機構3においてトルクTaはトルクT1及びトルクT2に分配される。トルクT1は、第1キャリア34から出力軸15に伝達される。トルクT2は、第1リングギア35を介して第2サンギア41に伝達される。トルクT2は、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT3となる。トルクT3は、出力軸15に伝達される。トルクT3は、トルクT1と合流する。出力軸15に伝達されるトルクT4は、トルクT1及びトルクT3の和である。
As shown in FIG. 2, torque Ta is output from the
第1遊星歯車機構3の減速比(第1減速比)をi1とする。第1サンギア31の歯数をZs1とする。第1リングギア35の歯数をZr1とする。この時、第1減速比(i1)は下記式(1)で表される。
Let i1 be the reduction ratio (first reduction ratio) of the first
i1=Zr1/Zs1 ・・・(1) i1=Zr1/Zs1 (1)
第2遊星歯車機構4の減速比(第2減速比)をi2とする。第2サンギア41の歯数をZs2とする。第2リングギア45の歯数をZr2とする。この時、第2減速比(i2)は下記式(2)で表される。
The speed reduction ratio (second speed reduction ratio) of the second
i2=Zr2/Zs2 ・・・(2) i2=Zr2/Zs2 (2)
第1低速モードにおける電動駆動装置10の減速比(全体減速比)をI1とする。第1低速モードにおける全体減速比は、出力軸15の回転数に対する第1モータ11の回転数の比を意味する。この時、全体減速比(I1)は下記式(3)で表される。例えば、第1減速比(i1)が2.5であり第2減速比(i2)が1.8である場合、全体減速比(I1)は8である。
Let I1 be the reduction ratio (overall reduction ratio) of the
I1=i1(1+i2)+1 ・・・(3) I1=i1(1+i2)+1 (3)
出力軸15に出力されるトルクT4は、下記式(4)で表される。例えば第1減速比(i1)が2.5であり第2減速比(i2)が1.8である場合、トルクT4はトルクTaの8倍となる。
A torque T4 output to the
T4={i1(1+i2)+1}Ta ・・・(4) T4={i1(1+i2)+1}Ta (4)
図3に示すように、第2低速モードにおいては、第2モータ12からトルクTbが出力される。第1モータ11からはトルクが出力されない。第1モータ11のシャフトは空転する。トルクTbは、第2サンギア41に入力される。トルクTbは、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT5となる。トルクT5は、出力軸15に伝達される。トルクT5は、下記式(5)で表される。
As shown in FIG. 3, torque Tb is output from the
T5=i2×Tb ・・・(5) T5=i2×Tb (5)
図4に示すように、第3低速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力され、且つ第2モータ12からトルクTbが出力される。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1遊星歯車機構3においてトルクTaはトルクT1及びトルクT2に分配される。トルクT1は、第1キャリア34から出力軸15に伝達される。トルクT2は、第1リングギア35を介して第2サンギア41に伝達される。トルクT2は、トルクTbと合流してトルクT6となる。トルクT6は、第2ピニオンギア43及び第2リングギア45を介してトルクT7となる。トルクT7は、出力軸15に伝達される。トルクT7は、トルクT1と合流する。出力軸15に伝達されるトルクT8は、トルクT1及びトルクT7の和である。トルクT8は、下記式(6)で表される。
As shown in FIG. 4, in the third low speed mode, the torque Ta is output from the
T8={i1(1+i2)+1}Ta+i2×Tb ・・・(6) T8={i1(1+i2)+1}Ta+i2*Tb (6)
図5に示すように、第1高速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力される。第2モータ12からはトルクが出力されない。第2モータ12のシャフトは空転する。トルクTaは、第1サンギア31に入力される。第1高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、第2キャリア44はハウジング8に固定されていない。これにより、第2遊星歯車機構4は、ハウジング8から反力を受けない。また、第1高速モードにおいては、クラッチ7は締結状態であり、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。
As shown in FIG. 5, torque Ta is output from the
この状態では、第1サンギア31に入力されたトルクTaは、第1ピニオンギア33でトルクTa1及びトルクTa2に分配される。トルクTa1は第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa2は、第1リングギア35と、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4とを介して、出力軸15に伝達される。トルクTa1及びトルクTa2は、出力軸15で合流してトルクTaとなる。このように、第1高速モードでは、第1モータ11から出力軸15にトルクTaが伝達される。第1高速モードにおいて、出力軸15の回転数は第1モータ11の回転数と一致する。
In this state, the torque Ta input to the
図6に示すように、第2高速モードにおいては、第2モータ12からトルクTbが出力される。第1モータ11からはトルクが出力されない。第1モータ11のシャフトは空転する。トルクTbは、第2サンギア41に入力される。第2高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、第2キャリア44はハウジング8に固定されていない。これにより、第2遊星歯車機構4は、ハウジング8から反力を受けない。また、第2高速モードにおいては、クラッチ7は締結状態であり、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。
As shown in FIG. 6, torque Tb is output from the
この状態では、第2サンギア41に入力されたトルクTbは、第2サンギアシャフト40でトルクTb1及びトルクTb2に分配される。トルクTb1は、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して出力軸15に伝達される。トルクTb2は、第1リングギア35、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTb1及びトルクTb2は、出力軸15で合流してトルクTbとなる。このように、第2高速モードでは、第2モータ12から出力軸15にトルクTbが伝達される。第2高速モードにおいて、出力軸15の回転数は第2モータ12の回転数と一致する。
In this state, torque Tb input to
図7に示すように、第3高速モードにおいては、第1モータ11からトルクTaが出力され、且つ第2モータ12からトルクTbが出力される。上記したように、第3高速モードにおいては、ブレーキ6は分離状態であり、クラッチ7は締結状態又は分離状態(どちらでも可)である。
As shown in FIG. 7, in the third high speed mode, the torque Ta is output from the
図7に示すように、第3高速モードにおいてクラッチ7が締結状態の場合、第2サンギアシャフト40を介して、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44が一体化している。これにより、第1リングギア35、第2サンギア41及び第2キャリア44は一体となって回転し、第1遊星歯車機構3と第2遊星歯車機構4とが一体的に回転する状態となっている。この状態では、第1モータ11から出力されたトルクTaは、第1ピニオンギア33でトルクTa1及びトルクTa2に分配される。トルクTa1は、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa2は、第1リングギア35と、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して、出力軸15に伝達される。第2モータ12から出力されたトルクTbは、第2サンギア41でトルクTb1及びトルクTb2に分配される。トルクTb1は、第1リングギア35と一体的に回転する第2遊星歯車機構4を介して出力軸15に伝達される。トルクTb2は、第1リングギア35、第1キャリア34を介して出力軸15に伝達される。トルクTa1、トルクTa2、トルクTb1及びトルクTb2は、出力軸15で合流してトルクT9となり、出力軸15に伝達される。
As shown in FIG. 7 , when the
一方、図8に示すように、第3高速モードにおいてクラッチ7が分離状態の場合、第2サンギアシャフト40と第2キャリア44は一体化しておらず、第2キャリア44はハウジング8から反力も受けない。これにより、第2遊星歯車機構4は動力を伝達しない。このため、第2モータ12から出力されたトルクTbは、第1リングギア35には伝達されるが、第2リングギア45には伝達されない。第1モータ11から出力されたトルクTaも、第1キャリア34には伝達されるが、第2リングギア45には伝達されない。第1モータ11から出力されたトルクTaと、第2モータ12から出力されたトルクTbは、第1ピニオンギア33で合流してトルクT9となり、出力軸15に伝達される。
On the other hand, when the
このように、第3高速モードにおいて、クラッチ7が締結状態、分離状態のいずれの場合も、トルクTa及びトルクTbは合流してトルクT9となる。トルクT9は、下記式(7)で表される。第3高速モードにおいては、第1モータ11の回転数に対する第2モータ12の回転数の比は一定である。第3高速モードにおいて、出力軸15の回転数は、第1モータ11の回転数に対する第2モータ12の回転数の比に依存する。
As described above, in the third high speed mode, the torque Ta and the torque Tb join to form the torque T9 regardless of whether the
T9=Ta1+Ta2+Tb1+Tb2=Ta+Tb ・・・(7) T9=Ta1+Ta2+Tb1+Tb2=Ta+Tb (7)
図10は、第1低速モード、第2低速モード及び第3低速モードにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係を示すグラフである。図11は、モータ回転数と出力トルクとの関係において効率が高くなる領域を示すグラフである。出力トルクは、出力軸15に出力されるトルクを意味する。図11は、一般的なモータにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係を示す。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between motor rotation speed and output torque in the first low speed mode, second low speed mode and third low speed mode. FIG. 11 is a graph showing a region where efficiency is high in the relationship between motor rotation speed and output torque. Output torque means torque output to the
図10に示すように、第1低速モード、第2低速モード及び第3低速モードにおけるモータ回転数と出力トルクとの関係は互いに異なる。図11の破線で示す領域Rは、モータの効率が高くなりやすい領域である。実施形態の電動駆動装置10においては、駆動モードを第1低速モード、第2低速モード、第3低速モード、第1高速モード、第2高速モード及び第3高速モードに切り替えられるので、図11の領域Rに相当する領域が比較的多くなる。このため、電動駆動装置10によれば効率が向上しやすい。
As shown in FIG. 10, the relationship between the motor rotation speed and the output torque in the first low speed mode, the second low speed mode and the third low speed mode are different. A region R indicated by a dashed line in FIG. 11 is a region where the efficiency of the motor tends to be high. In the
図9に示すように、電動駆動装置10は、パーキングモードを備える。パーキングモードでは、第1モータ11及び第2モータ12がそれぞれ停止する。また、ブレーキ6が締結状態となり、且つクラッチ7が締結状態となる。これにより、第1遊星歯車機構3及び第2遊星歯車機構4は、ハウジング8に締結されて回転不可となる。このため、電動駆動装置10は、出力軸15の回転をロックすることが可能である。
As shown in FIG. 9, the
上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータは、2つのモータと複数の遊星歯車機構とを組み合わせ、減速比の大きい低速モードと、減速比の小さい高速モードとの切替が可能となっている。上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータでは、遊星歯車機構の1つの要素と固定部材とが締結されていない状態で、高速モードとなる。この状態で1つのモータだけが駆動しても、遊星歯車機構は反力を受けることができない。このため、上述の特許文献1、2に開示されたインホイールモータは、高速モードでは2つのモータを駆動する必要がある。
The in-wheel motors disclosed in
これに対して、実施形態の電動駆動装置10では、クラッチ7が第2サンギア41と第2キャリア44とを締結することで、ブレーキ6が分離状態の場合でも、1つのモータでの運転を可能としている。電動駆動装置10は、高速走行時において必要な走行パワーが小さいときは、第1モータ11及び第2モータ12の一方のみを駆動して、車両を走行させることができる。このように、電動駆動装置10は、高速走行時においても、運転状態に合わせて最適なモータ数を選択することができるため、効率を向上させることができる。
On the other hand, in the
図12は、実施形態のブレーキの斜視図である。図13は、実施形態のブレーキの斜視図である。図14は、実施形態のブレーキの分解斜視図である。図15は、実施形態のブレーキの断面図である。図16は、図15の拡大図である。図17は、実施形態のハウジングの斜視図である。図18は、実施形態の回転部材の斜視図である。図19は、実施形態の駆動部材の斜視図である。図20は、実施形態の駆動部材の側面図である。図21は、実施形態のシリンダの斜視図である。図22は、締結状態における実施形態のブレーキの断面図である。図23は、図22の拡大図である。図24は、駆動部材の回転角度に対する第1弾性部材及び第2弾性部材の弾性力の推移を示すグラフである。 FIG. 12 is a perspective view of the brake of the embodiment. FIG. 13 is a perspective view of the brake of the embodiment. FIG. 14 is an exploded perspective view of the brake of the embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view of the brake of the embodiment. 16 is an enlarged view of FIG. 15. FIG. FIG. 17 is a perspective view of the housing of the embodiment. FIG. 18 is a perspective view of a rotating member of the embodiment; FIG. 19 is a perspective view of an embodiment drive member. FIG. 20 is a side view of an embodiment drive member; FIG. 21 is a perspective view of the cylinder of the embodiment. FIG. 22 is a cross-sectional view of an embodiment brake in the engaged state. 23 is an enlarged view of FIG. 22. FIG. FIG. 24 is a graph showing changes in the elastic forces of the first elastic member and the second elastic member with respect to the rotation angle of the driving member.
図12に示すように、アクチュエータ5は、モータ51と、シャフト52と、ギア53と、を備える。ギア53は、シャフト52に固定されており、モータ51によってシャフト52と共に回転する。
As shown in FIG. 12, the
図17に示すように、ハウジング8は、環状の部材である。ハウジング8は、外周面に設けられる外歯81と、内周面に設けられる内歯82と、切欠き85と、を備える。複数の外歯81は、周方向に等間隔に配置される。外歯81は、ハウジング8を支持する部材(例えば、第1モータ11及び第2モータ12を支持するケース)に設けられる歯と噛み合う。これにより、ハウジング8の回転が規制される。複数の内歯82は、周方向に等間隔に配置される。切欠き85には、図12に示すアクチュエータ5のギア53が配置される。
As shown in FIG. 17, the
図15に示すように、ブレーキ6(連結装置の一例)は、回転部材60と、ピン62と、駆動部材61と、可動部材63と、保持部材66と、第1ストッパー64と、第2ストッパー65と、第1弾性部材67と、第2弾性部材68と、を備える。
As shown in FIG. 15, the brake 6 (an example of a coupling device) includes a rotating
図13に示すように、回転部材60は、環状の部材である。回転部材60は、ハウジング8の内側に配置される。回転部材60は、図15に示す回転軸Zを中心に回転する。回転軸Zは、第2キャリア44の回転軸(第1モータ11の回転軸)と平行である。図18に示すように、回転部材60は、本体部601と、ギア602と、を備える。本体部601には、ピン62が取り付けられる。
As shown in FIG. 13, the rotating
ギア602は、外歯歯車であって、本体部601の外周に配置される。ギア602は、ピン62に重なるように配置される。径方向から見て、ギア602の少なくとも一部が、ピン62に重なる。これにより、ピン62が抜け止めされる。例えば、本体部601にピン62が挿入された後、ギア602が本体部601に圧入される。ピン62は、本体部601の内周面から突出する。
The
ギア602は、図17に示すハウジング8の切欠き85に重なるように配置される。径方向から見て、ギア602は、ハウジング8から露出している。ギア602は、図12に示すアクチュエータ5のギア53と噛み合う。ギア53が回転すると、ギア602が回転する。
The
図13に示すように、駆動部材61は、環状の部材である。図15に示すように、駆動部材61は、軸方向において可動部材63の隣りに配置される。図19に示すように、駆動部材61は、本体部611と、歯612と、カム溝615と、を備える。本体部611は、回転部材60の内側に配置される。本体部611の少なくとも一部は、回転部材60の内周面に面する。歯612は、本体部611の外周に配置される。複数の歯612は、周方向に等間隔に配置される。歯612は、ハウジング8の内歯82と噛み合う。このため、駆動部材61は、ハウジング8に対して相対的に回転しない。一方、駆動部材61は、ハウジング8に対して軸方向に移動できる。
As shown in FIG. 13, the driving
図19に示すように、カム溝615は、本体部611に設けられる。カム溝615は、本体部611を径方向に貫通する穴である。カム溝615は、長穴である。図20に示すように、カム溝615は、周方向における一端618aが他端618bに対して軸方向でずれている傾斜部618を備える。図20に示すように、径方向から見て、一端618aと他端618bとを通る直線(傾斜部618の長手方向に沿う直線)が回転軸Zに対してなす角度は、90°未満である。本実施形態においては、カム溝615は、傾斜部618のみで構成される。カム溝615は、周方向における両端が軸方向でずれていない部分を含んでいてもよい。
As shown in FIG. 19, the
ピン62は、カム溝615に嵌まる。ピン62は、回転部材60に保持されているので、回転部材60の共に移動する。ピン62は、カム溝615に対して相対的に移動する。ピン62が傾斜部618の中を移動すると、傾斜部618の内壁がピン62から受ける反力によって、駆動部材61が軸方向に移動する。
図15に示すように、可動部材63は、ハウジング8の内側に配置される。図16に示すように、可動部材63は、シリンダ631と、プランジャ632と、第3ストッパー633と、を備える。
As shown in FIG. 15, the
図16に示すように、シリンダ631は、本体部631aと、第1歯631bと、第2歯631cと、を備える。本体部631aは、略円筒状の部材である。本体部631aの少なくとも一部は、ハウジング8の内側に配置される。第1歯631bは、本体部631aの軸方向の先端に配置される。複数の第1歯631bは、周方向に等間隔に配置される。第1歯631bは、第2キャリア44の凹部441に面する。可動部材63が軸方向に移動すると、第1歯631bは、凹部441に嵌まる。第1歯631bは、先端に向かって細くなっている。第1歯631bの幅(周方向の長さ)が、先端に向かって小さくなっている。すなわち、第1歯631bの側面は、根元に対して先端の方が隣りの第1歯631bから遠くなるように傾斜したテーパー面である。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、第2歯631cは、本体部631aの外周に配置される。図21に示すように、複数の第2歯631cは、周方向に等間隔に配置される。第2歯631cは、図17に示すハウジング8の内歯82と噛み合う。このため、シリンダ631は、ハウジング8に対して相対的に回転しない。一方、シリンダ631は、ハウジング8に対して軸方向に移動できる。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、プランジャ632は、シリンダ631の内部に配置される。プランジャ632は、環状の部材である。プランジャ632は、シリンダ631の本体部631aの内周面に沿っている。プランジャ632は、軸方向に移動できる。プランジャ632は、可動部材63の軸方向の端部に接する。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、第3ストッパー633は、シリンダ631の内周面に取り付けられる。第3ストッパー633は、例えば止め輪である。第3ストッパー633は、プランジャ632に接する。第3ストッパー633は、プランジャ632の、駆動部材61に近付く方向の移動を規制する。
As shown in FIG. 16, the
保持部材66は、第1弾性部材67を保持する部材である。保持部材66は、本体部661と、底面部662と、フランジ部663と、を備える。本体部661は、シリンダ631に沿う円筒状である。底面部662は、本体部661の一端から径方向の内側に向かって延びる。フランジ部663は、本体部661の他端から径方向の外側に向かって延びる。
The holding
図16に示すように、第1ストッパー64は、ハウジング8の内周面に取り付けられる。第1ストッパー64は、例えば止め輪である。第1ストッパー64は、回転部材60に接する。軸方向において、第1ストッパー64、回転部材60のギア602、駆動部材61の歯612の順に配置される。第1ストッパー64は、回転部材60の、可動部材63から遠ざかる方向の移動を規制する。
As shown in FIG. 16, the
図16に示すように、第2ストッパー65は、ハウジング8の内周面に取り付けられる。第2ストッパー65は、例えば止め輪である。第2ストッパー65は、保持部材66に接する。軸方向において、第2ストッパー65、保持部材66のフランジ部663、シリンダ631の第2歯631cの順に配置される。第2ストッパー65は、保持部材66の、駆動部材61から遠ざかる方向の移動を規制する。
As shown in FIG. 16, the
第1弾性部材67は、可動部材63を駆動部材61に押し付けるための部材である。第1弾性部材67は、可動部材63に、駆動部材61に向かう力を加える。第1弾性部材67は、例えばコイルバネである。第1弾性部材67の一端は、シリンダ631に接する。第1弾性部材67の他端は、保持部材66の底面部662に接する。シリンダ631は、第1弾性部材67を貫通する。第1弾性部材67は、軸方向に伸縮する。
The first
第2弾性部材68は、可動部材63を第2キャリア44に押し付けるための部材である。第2弾性部材68は、シリンダ631の内部に配置される。第2弾性部材68は、例えばコイルバネである。第2弾性部材68の一端は、プランジャ632に接する。第2弾性部材68の他端は、シリンダ631に接する。第2弾性部材68は、軸方向に伸縮する。第2弾性部材68の伸縮方向は、第1弾性部材67の伸縮方向と同じである。例えば、第2弾性部材68のばね定数は、第1弾性部材67のばね定数よりも大きい。
The second
図15に示すように、ピン62が傾斜部618(カム溝615)の一端618aにある時、シリンダ631の第1歯631bは、第2キャリア44の凹部441に嵌まっていない。このため、図15に示す状態において、第2キャリア44は、ハウジング8に対して自由に回転できる。すなわち、ブレーキ6は分離状態である。
As shown in FIG. 15, when the
図24の横軸は、駆動部材61の移動距離である。図24においては、図15に示す状態における駆動部材61の移動距離を0とする。図24に示すように、図15の状態において、第1弾性部材67及び第2弾性部材68には弾性力が生じている。すなわち、第1弾性部材67及び第2弾性部材68には予圧が与えられている。図15に示す状態における第1弾性部材67の弾性力F1は、プランジャ632が駆動部材61から受ける反力と等しい。図15に示す状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、弾性力F1よりも大きい。第2弾性部材68の一端がシリンダ631に接し且つ第2弾性部材68の他端が第3ストッパー633に接するので、弾性力F3は、シリンダ631で相殺される。このため、図15に示す状態において、第2弾性部材68の弾性力は、第1弾性部材67の動作に影響を及ぼさない。第1弾性部材67の弾性力だけ調節すれば、プランジャ632が駆動部材61から受ける反力を設定できる。したがって、プランジャ632が駆動部材61から受ける反力の設定が容易である。
The horizontal axis in FIG. 24 is the movement distance of the driving
図15に示す状態から回転部材60が回転すると、ピン62が傾斜部618の中を移動する。これにより、駆動部材61が軸方向に移動する。駆動部材61は、プランジャ632を押す。プランジャ632に加わった力は、第2弾性部材68を介して、シリンダ631に伝達される。第2弾性部材68の弾性力が第1弾性部材67の弾性力よりも大きいので、第2弾性部材68よりも前に第1弾性部材67が縮む。第1弾性部材67が縮みながら、シリンダ631が、軸方向に移動する。そして、シリンダ631の第1歯631bが、第2キャリア44の凹部441の底面に接する。これにより、シリンダ631が軸方向へ移動できなくなる。シリンダ631が凹部441に嵌まることによって、第2キャリア44がハウジング8に締結される。これにより、第2キャリア44の回転が規制される。すなわち、ブレーキ6が締結状態となる。
When the rotating
シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に接した時、ピン62は、傾斜部618の途中にある。シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に接した後、駆動部材61がさらに移動すると、プランジャ632は、軸方向に向かってさらに押される。プランジャ632が、シリンダ631に対して相対的に移動し、第2弾性部材68を押す。このため、第2弾性部材68が縮む。その結果、第2弾性部材68の弾性力によってシリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に押し付けられる。シリンダ631の第1歯631bと第2キャリア44の凹部441との間のバックラッシュが低減されるので、振動が抑制される。駆動部材61がさらに移動すると、図22に示すように、ピン62が傾斜部618の他端618bに位置する。図22及び図23に示す状態において、プランジャ632と第3ストッパー633との間には、隙間が生じている。
The
図24において、シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に接した時の駆動部材61の移動距離がA1である。ピン62が傾斜部618の他端618bに位置する時の駆動部材61の移動距離がA2である。
In FIG. 24, A1 is the moving distance of the driving
図22に示す状態において、第1弾性部材67及び第2弾性部材68が圧縮されている。第1弾性部材67の弾性力F2(図24参照)によって、シリンダ631が駆動部材61に向かって押される。第2弾性部材68の弾性力F4(図24参照)によって、シリンダ631が第2キャリア44に向かって押される。図22の状態から駆動部材61が第2キャリア44から遠ざかる方向に移動すると、まず第2弾性部材68の弾性力によって、プランジャ632が第3ストッパー633に接する。その後、第1弾性部材67の弾性力によってシリンダ631が軸方向に移動し第2キャリア44の凹部441から離脱する。上述したように第1歯631bは、先端に向かって細くなっている。これにより、第1歯631bが凹部441の内壁に押し付けられた場合に、凹部441の内壁から軸方向(第1歯631bが凹部441から抜ける方向)の反力を受ける。このため、シリンダ631が凹部441から離脱しやすくなっている。
In the state shown in FIG. 22, the first
図22に示すように、シリンダ631が第2キャリア44から離れた状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、シリンダ631が第2キャリア44に接した状態における第1弾性部材67の弾性力F2よりも大きい。すなわち、第2弾性部材68の弾性力の最小値は、第1弾性部材67の弾性力の最大値よりも大きい。
As shown in FIG. 22, the elastic force F3 of the second
なお、ブレーキ6は、連結装置の一例に過ぎない。ハウジング8は、第1部材の一例に過ぎない。第2キャリア44は、第2部材の一例に過ぎない。例えば、連結装置は、ハウジング8と第2遊星歯車機構4のその他の構成とを締結してもよいし、ハウジング8と第1遊星歯車機構3のその他の構成とを締結してもよい。クラッチ7は、上述したブレーキ6の構造と同じ構造を備えていてもよい。クラッチ7も、連結装置の一例である。また、連結装置は、必ずしも電動駆動装置10に用いられなくてもよい。連結装置は、第1部材と第2部材とを締結及び分離できる装置に広く適用できる。
Note that the
駆動部材61は、必ずしも回転部材60及びピン62によって移動しなくてもよい。駆動部材61を移動させる方法は、上述した方法に限定されない。例えば、駆動部材61は、直動機構等によって軸方向に移動させられてもよい。また、ピン62の数は、必ずしも3つでなくてもよく、4つ以上であってもよいし、2つ以下であってもよい。また、シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441に嵌まる時、第1歯631bは、凹部441の底面ではなく凹部441の側面に接してもよい。
以上で説明したように、連結装置(ブレーキ6)は、第1部材(ハウジング8)と、第1部材に対して回転する第2部材(第2キャリア44)と、第2部材(第2キャリア44)の回転軸Zと平行な軸方向にスライドできるように第1部材に支持される可動部材63と、軸方向において可動部材63の隣りに配置される駆動部材61と、可動部材63を駆動部材61に押し付けるための第1弾性部材67と、可動部材63を第2部材(第2キャリア44)に押し付けるための第2弾性部材68と、を備える。
As described above, the coupling device (brake 6) includes a first member (housing 8), a second member (second carrier 44) that rotates with respect to the first member, and a second member (second carrier). 44), a
電気自動車又はハイブリッド電気自動車においては、多板クラッチに代わり、高圧油圧を用いないブレーキ及びクラッチが求められる。噛み合い式のブレーキ及びクラッチを用いる場合、湿式多板クラッチと比較して、油圧を用いないため装置を簡略化でき且つ分離状態におけるドラッグトルクが低減できる。しかしながら、噛み合い式のブレーキ及びクラッチにおいては、締結状態においてバックラッシュが存在する。このため、電動駆動装置10の駆動と回生との切り替え時(トルクの方向が反転する時)等に振動が生じる可能性がある。 In electric vehicles or hybrid electric vehicles, there is a demand for brakes and clutches that do not use high-pressure hydraulic pressure in place of multi-disc clutches. When a mesh type brake and clutch are used, compared with a wet type multiple disc clutch, hydraulic pressure is not used, so the device can be simplified and the drag torque in the disengaged state can be reduced. However, in mesh type brakes and clutches, there is backlash in the engaged state. Therefore, vibration may occur when switching between driving and regeneration of the electric drive device 10 (when the direction of torque is reversed).
これに対して、本実施形態の連結装置(ブレーキ6)においては、第2弾性部材68によって可動部材63と第2部材(第2キャリア44)との間のバックラッシュが低減される。しがたって、連結装置(ブレーキ6)は、振動を抑制できる。また、駆動部材61が可動部材63から離れる方向に移動すると、第1弾性部材67によって可動部材63が第2部材(第2キャリア44)から自動的に離脱する。
In contrast, in the coupling device (brake 6) of the present embodiment, the second
さらに、連結装置(ブレーキ6)によれば、駆動部材61及び可動部材63に対する径方向の内側の空間が広くなりやすい。例えば、径方向における内側の空間に、上述した第1遊星歯車機構3又は第2遊星歯車機構4の構成部材を配置することができる。このため、連結装置(ブレーキ6)は、電動駆動装置10の軸方向の長さを小さくできる。
Furthermore, according to the connecting device (brake 6), the radially inner space with respect to the driving
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)において、第2弾性部材68の伸縮方向は、第1弾性部材67の伸縮方向と平行である。これにより、第1弾性部材67の弾性力及び第2弾性部材68の弾性力の設定が容易である。
In the coupling device (brake 6 ) of this embodiment, the direction of expansion and contraction of the second
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)において、可動部材63が第2部材(第2キャリア44)から離れた状態で、第2弾性部材68には弾性力が生じている。これにより、第2弾性部材68のガタツキが抑制される。
In the coupling device (brake 6) of this embodiment, elastic force is generated in the second
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)において、可動部材63が第2部材(第2キャリア44)から離れた状態における第2弾性部材68の弾性力F3は、可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に接した状態における第1弾性部材67の弾性力F2よりも大きい。
In the coupling device (brake 6) of this embodiment, the elastic force F3 of the second
これにより、駆動部材61が可動部材63を押すと、第2弾性部材68よりも前に第1弾性部材67が縮む。可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に接した後、第2弾性部材68が縮む。このため、第2弾性部材68が可動部材63を第2部材(第2キャリア44)に押し付ける力の設定が容易である。
Accordingly, when the driving
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)において、可動部材63は、シリンダ631と、プランジャ632と、ストッパー(第3ストッパー633)と、を備える。シリンダ631は、第2弾性部材68を内蔵し且つ第1弾性部材67を貫通する。プランジャ632は、第2弾性部材68及び駆動部材61に接し且つシリンダ631に対して移動可能である。ストッパー(第3ストッパー633)は、シリンダ631の内周面に設けられ、プランジャ632の駆動部材61に近付く方向の移動を規制する。
In the coupling device (brake 6) of this embodiment, the
これにより、駆動部材61が移動すると、プランジャ632が軸方向に向かって押される。プランジャ632に加わった力は、第2弾性部材68を介して、シリンダ631に伝達される。第1弾性部材67が縮みながら、シリンダ631が、軸方向に移動する。シリンダ631が第2部材(第2キャリア44)に接した後、駆動部材61がさらに移動すると、第2弾性部材68が縮む。その結果、第2弾性部材68の弾性力によってシリンダ631が第2部材(第2キャリア44)に押し付けられる。このため、シリンダ631と第2部材(第2キャリア44)との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置(ブレーキ6)は、振動を抑制できる。
As a result, when the
仮に第3ストッパー633が設けられない場合、シリンダ631に作用する第1弾性部材67の弾性力と、シリンダ631に作用する第2弾性部材68の弾性力とが釣り合う。このため、シリンダ631には駆動部材61からの反力が加わらなくなる。また、第2弾性部材68の弾性力の分だけ第1弾性部材67が縮むので、シリンダ631が軸方向に移動する可能性がある。このため、意図せず分離状態から締結状態切り替わる可能性がある。なお、シリンダ631に駆動部材61からの反力を伝えるために、第1弾性部材67の弾性力を第2弾性部材68の弾性力よりも大きくすることが考えられる。しかし、第2弾性部材68のみ縮まった後にシリンダ631が軸方向に移動することになるため、可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に押し付けられなくなり、振動が抑制されなくなる。
If the
これに対して本実施形態においては、第2弾性部材68が第3ストッパー633に接する時、第2弾性部材68の2方向の弾性力の両方がシリンダ631に作用する。このため、第2弾性部材68の弾性力が、シリンダ631で相殺される。このため、第2弾性部材68の弾性力は、第1弾性部材67の動作に影響を及ぼさない。第1弾性部材67の弾性力だけ調節すれば、プランジャ632が駆動部材61から受ける反力を設定できる。したがって、プランジャ632が駆動部材61から受ける反力の設定が容易である。また、第2弾性部材68の弾性力を第1弾性部材67の弾性力に対して十分に大きく設定することによって、細かな寸法管理又は第1弾性部材67及び第2弾性部材68の個体差の管理が不要となる。これにより、連結装置(ブレーキ6)を製造するコストが低減される。
On the other hand, in this embodiment, when the second
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)は、第1部材に対して回転する環状の回転部材60と、回転部材60の内周面から突出するピン62と、を備える。駆動部材61は、ピン62が嵌まるカム溝615を備える。カム溝615は、第2部材(第2キャリア44)の回転軸Zを中心とする円周に沿う周方向における一端618aが他端618bに対して軸方向軸でずれている傾斜部618を備える。
The coupling device (brake 6 ) of this embodiment includes an annular rotating
これにより、回転部材60が回転すると、ピン62が傾斜部618の中を移動する。その結果、駆動部材61が軸方向に移動する。連結装置(ブレーキ6)は、このため、駆動部材61を移動させるための装置を、駆動部材61に対する径方向の内側の空間に配置しなくてよい。連結装置(ブレーキ6)は、駆動部材61に対する径方向の内側の空間を広くできる。
This causes the
本実施形態の連結装置(ブレーキ6)において、第2部材(第2キャリア44)から離れていた可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に接する時、ピン62は、傾斜部618の途中に位置している。
In the connecting device (brake 6) of this embodiment, when the
これにより、可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に接した後、回転部材60が回転すると、駆動部材61がさらに移動する。これにより、第2弾性部材68が縮む。その結果、第2弾性部材68の弾性力によって可動部材63が第2部材(第2キャリア44)に押し付けられる。このため、可動部材63と第2部材(第2キャリア44)との間のバックラッシュが低減される。したがって、連結装置(ブレーキ6)は、振動を抑制できる。
Accordingly, when the rotating
(変形例)
図25は、変形例の駆動部材の斜視図である。図26は、変形例の駆動部材の斜視図である。図27は、変形例の駆動部材の側面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification)
FIG. 25 is a perspective view of a modified driving member. FIG. 26 is a perspective view of a modified drive member. FIG. 27 is a side view of a modified drive member. The same reference numerals are given to the same components as those described in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.
変形例のブレーキ6(連結装置の一例)は、図25から図27に示す駆動部材61Aを備える。駆動部材61Aは、カム溝615Aと、を備える。カム溝615Aは、本体部611に設けられる。カム溝615Aは、本体部611を径方向に貫通する穴である。カム溝615Aは、長穴である。図25に示すように、カム溝615Aは、平坦部616と、傾斜部617と、を備える。平坦部616は、傾斜部617と繋がっている。
A modified brake 6 (an example of a coupling device) includes a driving
図27に示すように、平坦部616においては、周方向における一端616aの軸方向の位置は、他端616bの軸方向の位置と同じである。すなわち、平坦部616においては、周方向における一端616aが他端616bに対して軸方向でずれていない。径方向から見て、一端616aと他端616bとを通る直線(平坦部616の長手方向に沿う直線)が回転軸Zに対してなす角度は、90°である。
As shown in FIG. 27, in the
図27に示すように、傾斜部617においては、周方向における一端617aが他端617bに対して軸方向でずれている。径方向から見て、一端617aと他端617bとを通る直線(傾斜部617の長手方向に沿う直線)が回転軸Zに対してなす角度は、90°未満である。
As shown in FIG. 27, in the
図18に示すピン62は、カム溝615Aに嵌まる。ピン62は、カム溝615Aに対して相対的に移動する。ピン62が平坦部616の中を移動しても、駆動部材61Aは軸方向に移動しない。ピン62が傾斜部617の中を移動すると、傾斜部617の内壁がピン62から受ける反力によって、駆動部材61Aが軸方向に移動する。
The
ピン62が平坦部616にある時、シリンダ631の第1歯631bは、第2キャリア44の凹部441に嵌まっていない。このため、第2キャリア44は、ハウジング8に対して自由に回転できる。すなわち、ブレーキ6は分離状態である。回転部材60が回転すると、ピン62が傾斜部617に移動する。ピン62が傾斜部617の中を移動すると、駆動部材61Aが軸方向に移動する。シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に接した時、ピン62は、傾斜部617の途中にある。シリンダ631の第1歯631bが第2キャリア44の凹部441の底面に接した時の駆動部材61Aの移動距離が、図24のA1である。ピン62が傾斜部617の他端617bに位置する時の駆動部材61Aの移動距離が、図24のA2である。
When the
10 電動駆動装置
100 ホイール
101 減速機構
11 第1モータ
12 第2モータ
15、18 出力軸
16 小ギア
17 大ギア
19 制御装置
2 動力伝達切替装置
3 第1遊星歯車機構
30 第1サンギアシャフト
31 第1サンギア
33 第1ピニオンギア
34 第1キャリア
35 第1リングギア
4 第2遊星歯車機構
40 第2サンギアシャフト
41 第2サンギア
43 第2ピニオンギア
44 第2キャリア(第2部材)
441 凹部
45 第2リングギア
5 アクチュエータ
51 モータ
52 シャフト
53 ギア
6 ブレーキ(連結装置)
60 回転部材
601 本体部
602 ギア
61、61A 駆動部材
611 本体部
612 歯
615 カム溝
616 平坦部
616a 一端
616b 他端
617、618 傾斜部
617a、618a 一端
617b、618b 他端
62 ピン
63 可動部材
631 シリンダ
631a 本体部
631b 第1歯
631c 第2歯
632 プランジャ
633 第3ストッパー(ストッパー)
64 第1ストッパー
65 第2ストッパー
66 保持部材
661 本体部
662 底面部
663 フランジ部
67 第1弾性部材
68 第2弾性部材
7 クラッチ
8 ハウジング(第1部材)
81 外歯
82 内歯
Z 回転軸
10
441
60 Rotating
64
81
Claims (7)
前記第1部材に対して回転する第2部材と、
前記第2部材の回転軸と平行な軸方向にスライドできるように前記第1部材に支持される可動部材と、
前記軸方向において前記可動部材の隣りに配置される駆動部材と、
前記可動部材を前記駆動部材に押し付けるための第1弾性部材と、
前記可動部材を前記第2部材に押し付けるための第2弾性部材と、
を備え、
前記可動部材は、
前記第2弾性部材を内蔵し且つ前記第1弾性部材を貫通するシリンダと、
前記第2弾性部材及び前記駆動部材に接し且つ前記シリンダに対して移動可能なプランジャと、
前記シリンダの内周面に設けられ、前記プランジャの前記駆動部材に近付く方向の移動を規制するストッパーと、
を備える
連結装置。 a first member;
a second member that rotates relative to the first member;
a movable member supported by the first member so as to be slidable in an axial direction parallel to the rotation axis of the second member;
a driving member arranged next to the movable member in the axial direction;
a first elastic member for pressing the movable member against the drive member;
a second elastic member for pressing the movable member against the second member;
with
The movable member is
a cylinder containing the second elastic member and passing through the first elastic member;
a plunger in contact with the second elastic member and the drive member and movable with respect to the cylinder;
a stopper provided on the inner peripheral surface of the cylinder for restricting movement of the plunger in a direction approaching the driving member;
have
Coupling device.
前記回転部材の内周面から突出するピンと、 a pin protruding from the inner peripheral surface of the rotating member;
を備え、 with
前記駆動部材は、前記ピンが嵌まるカム溝を備え、 The driving member has a cam groove in which the pin fits,
前記カム溝は、前記第2部材の回転軸を中心とする円周に沿う周方向における一端が他端に対して前記軸方向でずれている傾斜部を備える The cam groove has an inclined portion in which one end in the circumferential direction along the circumference centered on the rotation axis of the second member is displaced from the other end in the axial direction.
請求項1に記載の連結装置。 2. The coupling device according to claim 1.
前記第1部材に対して回転する第2部材と、
前記第2部材の回転軸と平行な軸方向にスライドできるように前記第1部材に支持される可動部材と、
前記軸方向において前記可動部材の隣りに配置される駆動部材と、
前記可動部材を前記駆動部材に押し付けるための第1弾性部材と、
前記可動部材を前記第2部材に押し付けるための第2弾性部材と、
を備え、
前記第1部材に対して回転する環状の回転部材と、
前記回転部材の内周面から突出するピンと、
を備え、
前記駆動部材は、前記ピンが嵌まるカム溝を備え、
前記カム溝は、前記第2部材の回転軸を中心とする円周に沿う周方向における一端が他端に対して前記軸方向でずれている傾斜部を備える
連結装置。 a first member;
a second member that rotates relative to the first member;
a movable member supported by the first member so as to be slidable in an axial direction parallel to the rotation axis of the second member;
a driving member arranged next to the movable member in the axial direction;
a first elastic member for pressing the movable member against the drive member;
a second elastic member for pressing the movable member against the second member;
with
an annular rotating member that rotates with respect to the first member;
a pin protruding from the inner peripheral surface of the rotating member;
with
The driving member has a cam groove in which the pin fits,
The cam groove has an inclined portion in which one end in the circumferential direction along the circumference centered on the rotation axis of the second member is displaced from the other end in the axial direction.
Coupling device.
請求項2又は請求項3に記載の連結装置。 4. A coupling device according to claim 2 or claim 3.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の連結装置。 The connecting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the expansion and contraction direction of the second elastic member is parallel to the expansion and contraction direction of the first elastic member.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の連結装置。 The coupling device according to any one of claims 1 to 5 , wherein elastic force is generated in the second elastic member when the movable member is separated from the second member.
請求項6に記載の連結装置。 7. The elastic force of the second elastic member when the movable member is separated from the second member is greater than the elastic force of the first elastic member when the movable member is in contact with the second member. 4. The coupling device according to .
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