JP7275633B2 - 動力伝達ユニット - Google Patents

Description

本出願において開示された技術は、動力伝達ユニットに関する。

従来から、モータを少なくとも一駆動源として、動力を駆動輪に伝達する動力伝達ユニット、及び当該動力伝達ユニットを搭載する車両やトラック等が知られている。

特許文献１には、モータを駆動源としつつ、当該モータの動力を駆動輪に伝達するフォークリフト用の動力伝達ユニットが開示されている。さらに、フォークリフトを制止する際に必要なブレーキトルクを発現すべく、特許文献１にかかる動力伝達ユニットにはドラムブレーキが用いられる旨が開示されている。

また、特許文献２には、モータを駆動源とするモータ駆動ユニットにおいて、ハウジング内に電磁ブレーキ機構を設ける旨が開示されている。

中国特許出願公開第１０３５２２８８５号明細書 特開２０１７－１４５９１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の動力伝達ユニットにおいては、駆動源としてのモータとブレーキトルクを発現するドラムブレーキとが常に連結されているため、モータから出力される動力をフォークリフトの駆動輪へと伝達する際に、ドラムブレーキの荷重が常に引き摺りトルクとして負荷されてしまい、動力伝達の効率性に問題がある。

また、特許文献２に記載のモータ駆動ユニットにおいては、電磁ブレーキ機構が用いられるため消費電力が増大してしまうとともに、ハウジング内に電磁ブレーキ機構が収容される結果、放熱性能が劣ってしまう。

そこで、様々な実施形態により、モータを駆動源としつつドラムブレーキを制動装置とし、動力伝達及び制動の効率性を高める動力伝達ユニットを提供する。さらに、ドラムブレーキによるブレーキトルクが効率的に発揮される動力伝達ユニットを提供する。

一態様に係る動力伝達ユニットは、駆動源と、前記駆動源に連結し、前記駆動源からの動力を出力する第１軸と、前記第１軸に対して平行に配置され、減速ギヤ対を介して、前記第１軸から前記動力が伝達される第２軸と、前記第１軸及び前記第２軸に対して平行に配置され、差動機構部を介して、前記第２軸から伝達される前記動力を駆動輪に伝達する第３軸と、クラッチを介して前記第１軸と連結自在な第４軸と、前記第４軸上に設けられるドラムブレーキ機構部と、前記第４軸上であって、前記ドラムブレーキ機構部を挟むように配置される一対の軸受と、を具備するものである。

この構成の動力伝達ユニットによれば、駆動源からの動力を車両等の駆動輪に伝達する際には、クラッチによって第１軸と第４軸とを切断することで、ドラムブレーキ機構部による引き摺りトルク（動力損失）の発生を抑制して動力伝達の効率を向上させることができる。他方、車両等を制動又は制止させる際には、クラッチによって第１軸と第４軸とを連結することで、ドラムブレーキ機構部によるブレーキトルクを第１軸に効率的に寄与させることができる。なお、第４軸上において、ドラムブレーキ機構部を挟むように一対の軸受が配置されるため、第４軸上でのドラムブレーキ機構部の揺れや振れを効率的に抑制することが可能となる。

また、一態様に係る前記動力伝達ユニットにおいて、前記減速ギヤ対におけるドライブギヤは、前記第１軸上において前記駆動源と前記クラッチの間に配置され、前記減速ギヤ対におけるドリブンギヤは、前記第２軸上に配置されることが好ましい。

この構成とすることによって、コンパクトな構成の動力伝達ユニットとすることができる。また駆動源からの動力を効率的に減速し、且つ伝達することが可能となる。

また、一態様に係る前記動力伝達ユニットにおいて、前記駆動源、前記減速ギヤ対、及び前記差動機構部を少なくとも収容する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに固定され、前記ドラムブレーキ機構部を少なくとも収容する第２ハウジングと、をさらに具備することが好ましい。

この構成とすることによって、ドラムブレーキ機構部を第１ハウジング内に収容せず、第２ハウジング内に別個に収容することで、ドラムブレーキ機構部のメンテナンスを容易なものとすることができる。

また、一態様に係る前記動力伝達ユニットにおいて、前記第２ハウジングは、前記ドラムブレーキ機構部の一部のみを覆うことが好ましい。

この構成とすることによって、ドラムブレーキ機構部の放熱性が向上するため、ドラムブレーキ機構部によるブレーキトルクが効率的に発揮されることとなる。この結果、ドラムブレーキ機構部によるブレーキトルクを、例えば車両等の緊急停止時等にも使用することが可能となる。

また、一態様に係る前記動力伝達ユニットにおいて、一対の前記軸受のうちの一方は、前記第１ハウジングの第１壁部内に配置され、他方は、前記第２ハウジングの第２壁部内に配置されることが好ましい。

この構成とすることによって、第４軸上でのドラムブレーキ機構部の揺れや振れを効率的に抑制することが可能となる。

様々な実施形態によれば、モータを駆動源としつつドラムブレーキを制動装置とし、動力伝達及び制動の効率性を高める動力伝達ユニットを提供することができる。さらに、ドラムブレーキによるブレーキトルクが効率的に発揮される動力伝達ユニットを提供することができる。

一実施形態に係る動力伝達ユニットの構成を簡易的に示す概略図である。 一実施形態に係る動力伝達ユニットにおけるドラムブレーキ機構部及び第２ハウジングを拡大して示す概略図である。

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。

１．動力伝達ユニットの構成
一実施形態に係る動力伝達ユニットの全体構成の概要について、図１を参照しつつ説明する。図１は、一実施形態に係る動力伝達ユニット１の構成を簡易的に示す概略図である。

一実施形態に係る動力伝達ユニット１の基本的な構成は、図１に示すように、主に、駆動源としてのモータ１００と、減速ギヤ対２００と、クラッチ３００と、差動機構部４００と、ドラムブレーキ機構部５００と、モータ１００からの動力を出力する第１軸としてのモータシャフト１０と、モータシャフト１０に対して平行に配置される第２軸としてのセカンドシャフト２０と、モータシャフト１０及びセカンドシャフト２０に対して平行に配置され駆動輪（図示せず）に動力を伝達する第３軸としてのアウトプットシャフト３０と、クラッチ３００を介してモータシャフト１０と連結自在な第４軸としてのブレーキ用シャフト４０と、第１ハウジング５０と、第２ハウジング６０と、を含む。

１－１．モータ１００及びモータシャフト１０
モータ１００は、例えば、ロータ（図示せず）が、ステータ（図示せず）に対向する位置に配置されており、かかるロータがステータの周りを回転することで動力を発生させる、一般的な構成のものを使用することができる。また、かかるロータにはモータシャフト１０が連結されており、モータシャフト１０によってモータ１００の動力は出力される。なお、モータ１００における回転（ロータの回転）のＯＮ／ＯＦＦや回転数等は、動力伝達ユニット１が搭載される車両の走行状態や路面状況等に応じて、別途設けられる制御装置（図示せず）によって制御されている。

なお、動力伝達ユニット１における駆動源としては、モータ１００だけでなく、一般的な車両に用いられるエンジン（図示せず）をさらに追加して設けてもよい。この場合、例えば、モータ１００の上流側において、モータシャフト１０にエンジンも連結する構造を採用することができる。

１－２．減速ギヤ対２００及びセカンドシャフト２０
減速ギヤ対２００は、図１に示すように、モータシャフト１０に出力された動力を減速・増力させて、その増力された動力をセカンドシャフト２０に伝達するために設けられる。減速ギヤ対２００におけるドライブギヤ２０１は、モータシャフト１０上に設けられ、減速ギヤ対２００におけるドリブンギヤ２０２はセカンドシャフト２０上に設けられ、両者噛合している。

なお、減速ギヤ対２００におけるドライブギヤ２０１は、モータシャフト１０上において、モータ１００と後述するクラッチ３００の間に配置される。この構成とすることで、動力伝達ユニット１は全体として、コンパクトなものとすることが可能となる。

１－３．クラッチ３００及びブレーキ用シャフト４０
クラッチ３００は、図１に示すように、モータシャフト１０とブレーキ用シャフト４０とを連結又は切断させるために設けられる。クラッチ３００としては、摩擦力を用いるクラッチや、ドグクラッチ等、ごく一般的なものを採用することができる。

クラッチ３００の動作（モータシャフト１０とブレーキ用シャフト４０との連結又は切断の動作）は、車速等に応じて、別途設けられる制御装置（図示せず）によって制御されている。具体的には、モータ１００からの動力を車両等の駆動輪へと伝達する際には、クラッチ３００によってモータシャフト１０とブレーキ用シャフト４０とは切断される。これにより、後述するドラムブレーキ機構部５００による引き摺りトルク（動力損失）の発生を抑制して、モータシャフト１０から駆動輪への動力伝達の効率を向上させることができる。

他方、車両等を制動又は制止させる際には、クラッチ３００によってモータシャフト１０とブレーキ用シャフト４０とを連結し、ドラムブレーキ機構部５００によるブレーキトルクをモータシャフト１０に効率的に寄与させることができる。

１－４．差動機構部４００及びアウトプットシャフト３０
図１に示すように、セカンドシャフト２０上に設けられるファイナルドライブギヤ２５と係合する差動機構部４００内のファイナルドリブンギヤ２６に動力が伝達されると、当該動力は、差動機構部４００内のディファレンシャルギヤ４０１に伝達され、かかるディファレンシャルギヤ４０１において、運転状況（直進や右左折等）に応じて差動制御（例えば、左右輪の回転差を制御）される。そして、ディファレンシャルギヤ４０１にはアウトプットシャフト３０が接続されており、前述の差動制御に基づいて、アウトプットシャフト３０に動力が配分され、最終的に各駆動輪（図示せず）へと配分された動力が伝達される。なお、差動機構部４００の構成は、一般的に知られる構成のものを採用することができる。

１－５．ドラムブレーキ機構部５００
ドラムブレーキ機構部５００は、ドラム５０１の内面にリーディングシュー５０５及びトレーリングシュー５０６を押しつけてブレーキトルクを発揮させる一般的なものを採用することができる。なお、リーディングシュー５０５及びトレーリングシュー５０６の作動は、ワイヤなどを用いた手動式でもよく、モータ等を用いた自動式としてもよい。

ドラムブレーキ機構部５００は、図１に示すように、ブレーキ用シャフト４０上に設けられることが好ましい。換言すれば、モータ１００の動力が減速ギヤ対２００によって減速・増力される前にブレーキトルクを発揮させる構成とすることが好ましい。これにより、ドラムブレーキ機構部５００の構成をコンパクトなものとすることができる（モータ１００の動力が減速・増力される前であるため、ドラムブレーキ機構部５００を大型化する必要がない）。

ところで、ブレーキ用シャフト４０上には、ドラム機構部５００を挟むように軸受５１０及び軸受５２０が一対に配置される。これにより、ブレーキ用シャフト４０上でのドラムブレーキ機構部５００の揺れや振れを効率的に抑制することが可能となる。なお、軸受５１０は、後述する第１ハウジング５０の第１壁部５１内に配置され、軸受５２０は、後述する第２ハウジング６０の第２壁部６１内に配置される。

１－６．第１ハウジング５０
第１ハウジング５０は、図１に示すように、モータ１００、減速ギヤ対２００、及び差動機構部４００を少なくとも内部に収容する。さらに、第１ハウジング５０は、クラッチ３００を内部に収容してもよい。なお、図１に示すように、モータシャフト１０、セカンドシャフト２０、アウトプットシャフト３０、及びブレーキ用シャフト４０の一部も、第１ハウジング５０の内部に収容される。

なお、第１ハウジング５０には、セカンドシャフト２０の一端を支持する第３壁部５２が設けられる。これにより、セカンドシャフト２０を必要最低限のコンパクトな長さに設定することが可能となる。

また、図１に示すように、第１ハウジング５０における第１壁部５１、第３壁部５２、及び第４壁部５３内には、前述の軸受５１０及び軸受５２０に加えて、モータシャフト１０を支持する軸受１１及び軸受１２、セカンドシャフト２０を支持する軸受２１及び軸受２２、アウトプットシャフト３０を支持する軸受３１及び軸受３２が、それぞれ配置されている。

１－７．第２ハウジング６０
第２ハウジング６０は、図１に示すように、ドラムブレーキ機構部５００を収容する。

第２ハウジング６０の詳細について、図２を参照しつつ説明する。図２は、一実施形態に係る動力伝達ユニット１におけるドラムブレーキ機構部５００及び第２ハウジング６０を拡大して示す概略図である。

図２に示すように、第２ハウジング６０は、第１ハウジング５０の側面に固定される。
そして、ドラムブレーキ機構部５００を第１ハウジング５０内に収容せず、第２ハウジング６０内に別個に収容することで、ドラムブレーキ機構部５００のメンテナンスを容易なものとすることができる。

また、第２ハウジング６０は、側面略コ字型の形状を有していることが好ましい。これにより、第２ハウジング６０は、ドラムブレーキ機構部５００の一部のみを覆うことで、ドラムブレーキ機構部５００の放熱性を向上させている。

以上、前述のとおり、一実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、配置順、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。

１ 動力伝達ユニット
１０ モータシャフト（第１軸）
２０ セカンドシャフト（第２軸）
３０ アウトプットシャフト（第３軸）
４０ ブレーキ用シャフト（第４軸）
５０ 第１ハウジング
５１ 第１壁部
６０ 第２ハウジング
６１ 第２壁部
１００ モータ（駆動源）
２００ 減速ギヤ対
２０１ ドライブギヤ
２０２ ドリブンギヤ
３００ クラッチ
４００ 差動機構部
５００ ドラムブレーキ機構部
５１０、５２０ 一対の軸受

Claims (5)

1. 駆動源と、
   前記駆動源に連結し、前記駆動源からの動力を出力する第１軸と、
   前記第１軸に対して平行に配置され、減速ギヤ対を介して、前記第１軸から前記動力が伝達される第２軸と、
   前記第１軸及び前記第２軸に対して平行に配置され、差動機構部を介して、前記第２軸から伝達される前記動力を駆動輪に伝達する第３軸と、
   クラッチを介して前記第１軸と連結自在な第４軸と、
   前記第４軸上に設けられるドラムブレーキ機構部と、
   前記第４軸上であって、前記ドラムブレーキ機構部を挟むように配置される一対の軸受と、
   を具備する、動力伝達ユニット。
2. 前記減速ギヤ対におけるドライブギヤは、前記第１軸上において前記駆動源と前記クラッチの間に配置され、前記減速ギヤ対におけるドリブンギヤは、前記第２軸上に配置される、請求項１に記載の動力伝達ユニット。
3. 前記駆動源、前記減速ギヤ対、及び前記差動機構部を少なくとも収容する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに固定され、前記ドラムブレーキ機構部を少なくとも収容する第２ハウジングと、をさらに具備する、請求項１又は２に記載の動力伝達ユニット。
4. 前記第２ハウジングは、前記ドラムブレーキ機構部の一部のみを覆う、請求項３に記載の動力伝達ユニット。
5. 一対の前記軸受のうちの一方は、前記第１ハウジングの第１壁部内に配置され、他方は、前記第２ハウジングの第２壁部内に配置される、請求項３又は４に記載の動力伝達ユニット。

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