KR20180121407A - 기어 전동 장치 - Google Patents

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KR20180121407A
KR20180121407A KR1020180049055A KR20180049055A KR20180121407A KR 20180121407 A KR20180121407 A KR 20180121407A KR 1020180049055 A KR1020180049055 A KR 1020180049055A KR 20180049055 A KR20180049055 A KR 20180049055A KR 20180121407 A KR20180121407 A KR 20180121407A
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gear
pinion
input
input shaft
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KR1020180049055A
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히로시 이소노
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도요타 지도샤（주）
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Publication date
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Abstract

[과제] 체격의 대형화를 억제하면서, 보다 큰 감속비 또는 증속비를 얻는 것이 가능한 기어 전동 장치를 제공한다.
[해결 수단] 입력축(2)과, 출력축(3)과, 유성 기어 기구(4)를 구비하고, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이에서 회전수를 감속하여 토크를 전달하는 기어 전동 장치(1)에 있어서, 링 기어(8)의 외주부에 외치 기어(11)를 형성하고, 선 기어(7)와 일체로 회전하는 센터 기어(15)와, 센터 기어(15) 및 선 기어(7)와 일체로 회전하는 선 기어축(12)과, 캐리어(9)와 일체로 회전하는 캐리어축(13)과, 외치 기어(11)에 맞물리는 제 1 피니언(18)과, 제 1 피니언(18)과 일체로 회전하는 제 2 피니언(19)과, 제 1 피니언(18) 및 제 2 피니언(19)과 일체로 회전하는 피니언축(20)과, 센터 기어(15) 및 제 2 피니언(19)의 양방에 맞물리는 카운터 기어(16)를 마련하고, 적어도 선 기어축(12) 또는 피니언축(20)을 입력축(2)으로 하고, 캐리어축(13)을 출력축(3)으로 한다.

Description

기어 전동 장치{GEARED TRANSMISSION UNIT}
이 발명은, 유성 기어 기구를 이용하여 동력을 전달하는 기어 전동(傳動) 장치에 관한 것이다.
종래, 유성 기어 기구를 이용하여 감속 또는 증속를 행하는 기어 전동 장치가 알려져 있다. 또한, 고감속비 또는 고증속비를 얻기 위하여, 복수의 유성 기어 기구를 조합한 복합 유성 기어 기구도 알려져 있다. 그와 같은 유성 기어 기구를 이용한 기어 전동 장치의 일례가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 기어 전동 장치는, 고감속 기구로서, 제 1 유성 기어 기구와 제 2 유성 기어 기구의 2세트의 유성 기어 기구를 조합한 복합 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 제 1 유성 기어 기구는, 서로 차동 회전하는 3개의 회전 요소로서, 제 1 선 기어, 제 1 링 기어 및 제 1 캐리어를 가지고 있다. 마찬가지로, 제 2 유성 기어 기구는, 서로 차동 회전하는 3개의 회전 요소로서, 제 2 선 기어, 제 2 링 기어 및 제 2 캐리어를 가지고 있다. 제 1 선 기어와 제 2 선 기어가 동일한 회전축선 상에서 연결되어 있다. 제 1 링 기어와 제 2 링 기어가 공용되어 일체화되어 있다. 제 2 캐리어는, 정지(靜止) 프레임에 회전 불가능하게 고정되어 있다. 그리고, 제 2 선 기어 및 제 1 선 기어가 입력축이 되고, 제 1 캐리어가 출력축이 되도록 구성되어 있다.
또한, 이 특허문헌 1에는, 회전이 멈춰진 제 2 캐리어에 의해 보지(保持)되는 복수의 플래너테리 기어를 비축(非軸) 대상으로(non-axisymmetrical manner) 배치함으로써, 톱니수 선택의 자유도를 플래너테리 기어의 개수(Np)배로 확대하는 것이 기재되어 있다. 톱니수 선택의 자유도가 Np배가 됨으로써, 종래의 구성과 비교하여 Np배의 고감속비를 얻는 것이 가능해진다고 되어 있다.
일본공개특허 특개2008-275112호 공보
상기의 특허문헌 1에 기재된 기어 전동 장치는, 복합 유성 기어 기구를 이용함으로써, 단체(單體)의 유성 기어 기구에 의한 감속 기구와 비교하여, 큰 감속비를 얻을 수 있다. 또한, 특허문헌 1의 기재에 의하면, 플래너테리 기어의 개수를 늘림으로써 감속비를 크게 할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 기어 전동 장치와 같이, 공통의 링 기어에 의해 2세트의 유성 기어 기구를 연결한 복합 유성 기어 기구에서는, 플래너테리 기어의 개수는, 내치(內齒) 기어인 링 기어의 톱니수나 내경에 의해 제약을 받는다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기어 전동 장치에서는, 장치의 소형화나 경량화를 고려하면, 링 기어의 톱니수 및 내경에 의해 플래너테리 기어의 개수가 제한되어 버린다. 그 결과, 감속비를 크게 하는 것도 제한되어 버린다.
이 발명은 상기의 기술적 과제에 착안하여 고안된 것으로서, 체격의 대형화를 억제하면서, 보다 큰 감속비 또는 증속비를 얻는 것이 가능한 기어 전동 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 이 발명은, 입력축과, 출력축과, 서로 차동 회전하는 3개의 회전 요소로서, 선 기어, 링 기어 및 캐리어를 가지는 유성 기어 기구를 구비하고, 상기 입력축과 상기 출력축의 사이에서 회전수를 감속 또는 증속함과 함께, 상기 입력축에 입력되는 토크를 상기 출력축에 전달하는 기어 전동 장치에 있어서, 상기 링 기어의 외주부에 외치(外齒) 기어가 형성되어 있고, 상기 선 기어와 동일한 회전축선 상에 배치되고, 상기 선 기어와 일체로 회전하는 센터 기어와, 상기 센터 기어 및 상기 선 기어와 일체로 회전하는 선 기어축과, 상기 캐리어와 일체로 회전하는 캐리어축과, 상기 외치 기어에 맞물리는 제 1 피니언과, 상기 제 1 피니언과 동일한 회전축선 상에 배치되고, 상기 제 1 피니언과 일체로 회전하는 제 2 피니언과, 상기 제 1 피니언 및 상기 제 2 피니언과 일체로 회전하는 피니언축과, 상기 센터 기어와 상기 제 2 피니언의 사이에 배치되고, 상기 센터 기어 및 상기 제 2 피니언의 양방에 맞물리는 카운터 기어를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 이 발명은, 상기 선 기어축, 상기 피니언축, 또는, 상기 카운터 기어축 중 적어도 어느 하나를, 상기 입력축 또는 상기 출력축 중 어느 일방으로 하고, 상기 캐리어축을, 상기 입력축 또는 상기 출력축 중 어느 타방으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 선 기어축을 상기 입력축으로 하고, 상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 피니언축을 상기 입력축으로 하고, 상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 복수의 상기 입력축을 구비하고, 상기 선 기어축 및 상기 피니언축을, 각각 상기 입력축으로 하고, 상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 복수의 상기 입력축과, 복수의 상기 제 1 피니언과, 복수의 상기 제 2 피니언과, 복수의 상기 피니언축을 구비하고, 적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 선 기어축 및 적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 복수의 상기 입력축을 구비하고, 적어도 하나의 상기 피니언축의 양단을, 각각 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 카운터 기어축을 상기 입력축으로 하고, 상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 복수의 상기 입력축과, 복수의 상기 카운터 기어와, 복수의 상기 카운터 기어축을 구비하고, 적어도 2개의 상기 카운터 기어축을, 각각 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 구동 토크를 발생시키는 구동용 액추에이터와, 제동 토크를 발생시키는 제동용 액추에이터를 구비하고, 복수의 상기 입력축 중의 제 1 입력축에, 상기 구동용 액추에이터가 결합되고, 복수의 상기 입력축 중의 제 2 입력축에, 상기 제동용 액추에이터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 출력축과 동일한 방향으로 돌출하는 상기 피니언축을 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 복수의 상기 입력축과, 복수의 상기 제 1 피니언과, 복수의 상기 제 2 피니언과, 복수의 상기 피니언축을 구비하고, 상기 출력축과 동일한 방향으로 돌출하는 적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 구동 토크를 발생시키는 구동용 액추에이터와, 제동 토크를 발생시키는 제동용 액추에이터를 구비하고, 복수의 상기 입력축 중의 제 1 입력축에, 상기 구동용 액추에이터가 결합되고, 복수의 상기 입력축 중의 제 2 입력축에, 상기 제동용 액추에이터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 이 발명은, 상기 캐리어축을 상기 입력축으로 하고, 상기 선 기어축, 상기 피니언축, 또는, 상기 카운터 기어축 중 적어도 어느 하나를 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 이 발명은, 상기 캐리어축을 상기 입력축으로 하고, 상기 선 기어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 발명의 기어 전동 장치에서는, 유성 기어 기구의 링 기어의 외주부에 외치 기어가 형성된다. 그리고, 외치 기어에 제 1 피니언이 맞물림으로써, 제 1 피니언과 일체로 회전하는 제 2 피니언 및 제 2 피니언과 맞물리는 카운터 기어를 개재하여, 링 기어와 센터 기어의 사이에서 토크가 전달된다. 센터 기어는, 선 기어축을 개재하여 유성 기어 기구의 선 기어에 연결하여, 선 기어와 일체로 회전한다. 따라서, 유성 기어 기구의 캐리어 또는 선 기어 중 어느 하나에 토크가 입력되면, 센터 기어로부터, 카운터 기어, 제 2 피니언 및 제 1 피니언을 개재하여, 링 기어에 토크가 전달된다. 그 때, 제 1 피니언은, 센터 기어 및 선 기어와 동일한 회전 방향으로 회전한다. 그 결과, 링 기어가, 선 기어 및 캐리어와 반대의 회전 방향으로 회전한다. 그 때문에, 예를 들어 링 기어의 회전을 멈추어 선 기어와 캐리어의 사이에서 감속 또는 증속를 행하는 유성 기어 기구와 비교하여, 링 기어를 역회전시키는 만큼, 감속비 또는 증속비를 크게 할 수 있다. 따라서, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 예를 들면 종래의 복합 유성 기어 기구와 비교하여, 현격한 대형화를 초래하지 하지 않고, 선 기어와 캐리어의 사이의 감속비 또는 증속비를 대폭 증대할 수 있다. 즉, 종래와 비교하여 대폭 높은 감속비를 얻는 것이 가능한 고감속 기능을 가진 고감속 기구, 또는, 종래와 비교하여 대폭 높은 증속비를 얻는 것이 가능한 고증속 기능을 가진 고증속 기구를 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에서는, 링 기어의 외주부에 마련한 외치 기어에 의해 유성 기어 기구와 입력축 또는 출력축의 사이에서 동력 전달하기 때문에, 링 기어의 내치에 의해 동력 전달하는 구성과 비교하여, 유성 기어 기구의 플래너테리 기어의 개수나 톱니수에 의한 제약이 완화된다. 또는, 그와 같은 제약을 받지 않는다. 그 때문에, 감속비 또는 증속비를 설정하는 자유도가 대폭 높아져, 보다 큰 감속비 또는 증속비를 얻을 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 선 기어축이 입력축으로서 기능하고, 선 기어축에 토크가 입력된다. 또한, 캐리어축이 출력축으로서 기능하고, 캐리어축에 토크가 전달된다. 그 때문에, 입력축의 회전수에 대하여 출력축의 회전수를 감속함과 함께, 입력축과 출력축의 사이의 감속비를 한층 크게 하는 고감속 기능을 가진 고감속 기구를 구성할 수 있다. 또한, 입력축과 출력축이 동일한 회전축선 상에 배치되기 때문에, 직선적인 동력 전달 계통을 가진 차량이나 산업 기계 등에 대하여, 이 발명의 기어 전동 장치를 용이하게 적용할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 제 1 피니언과 제 2 피니언을 연결시켜, 그들 제 1 피니언 및 제 2 피니언과 일체로 회전하는 피니언축이 입력축으로서 기능하고, 피니언축에 토크가 입력된다. 따라서, 입력축의 회전축선과, 캐리어축 즉 출력축의 회전축선을, 직경 방향에서 상이하게 할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치의 입력축과 출력축을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 선 기어축 및 피니언축이 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 선 기어축 및 피니언축에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 토크의 입력 위치가 상이한 2개의 입력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 제 1 피니언 및 제 2 피니언 및 피니언축의 세트가 복수 마련된다. 그리고, 복수의 피니언축이 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 복수의 피니언축에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 토크의 입력 위치가 상이한 복수의 입력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 제 1 피니언 및 제 2 피니언 및 피니언축의 세트가 복수 마련된다. 그리고, 선 기어축 및 복수의 피니언축이 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 선 기어축 및 복수의 피니언축에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 토크의 입력 위치가 상이한 복수의 입력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 피니언축의 양단이 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 피니언축의 양단에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 토크의 입력 위치, 및, 축의 돌출 방향이 상이한 복수의 입력축을 구비한 고감속 기능을 구성할 수 있다. 예를 들면, 소정의 피니언축에 대한 일방의 입력축에, 통상의 제동용 액추에이터를 결합하고, 타방의 입력축에, 제동력을 보지하는 것이 가능한 제동용 액추에이터를 결합함으로써, 파킹 브레이크 기능을 가지는 제동 장치를 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 카운터 기어와 일체로 회전하는 카운터 기어축이 입력축으로서 기능하고, 카운터 기어축에 토크가 입력된다. 따라서, 입력축의 회전축선과, 캐리어축 즉 출력축의 회전축선을, 직경 방향에서 상이하게 할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치의 입력축과 출력축을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 카운터 기어 및 카운터 기어축이 각각 복수 마련된다. 그리고, 복수의 카운터 기어축이 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 복수의 카운터 기어축에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 토크의 입력 위치가 상이한 복수의 입력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 따라서, 다양한 동력 전달 계통에 대하여 이 발명의 기어 전동 장치를 적용할 때의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 상기와 같이 복수의 입력축을 구비하는 경우에, 복수의 입력축 중의 제 1 입력축에, 예를 들면 모터 등의 구동용 액추에이터가 결합되고, 구동용 액추에이터가 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축에 부여된다. 또한, 복수의 입력축 중의 제 2 입력축에, 예를 들면 회생 제동용의 모터나 전자(電磁) 브레이크 등의 제동용 액추에이터가 결합되고, 제동용 액추에이터가 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축에 부여된다. 그 때문에, 이 발명의 기어 전동 장치를 이용하여, 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 피니언축의 일단으로서, 출력축의 돌출 방향과 동일한 측의 단부가 입력축으로서 기능하고, 그 피니언축에 토크가 입력된다. 그 때문에, 돌출 방향이 동일한 입력축 및 출력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 예를 들면, 입력축에 모터를 결합하고, 출력축에 구동축을 결합함으로써, 차량의 휠의 내측에 모터 및 구동축을 마련한 인휠 모터를 용이하게 구성할 수 있다. 또는, 상기와 같이 모터를 결합한 2개의 기어 전동 장치를, 입력축 및 출력축과 반대측의 배면끼리를 대향시켜 배치함으로써, 2기(基)의 모터를 구비한 구동 유닛을 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 제 1 피니언 및 제 2 피니언 및 피니언축의 세트가 복수 마련된다. 그리고, 복수의 피니언축의 일단으로서, 출력축의 돌출 방향과 동일한 측의 단부가 각각 입력축으로서 기능하고, 그들 복수의 피니언축에 각각 토크가 입력된다. 그 때문에, 모두 돌출 방향이 동일한 복수의 입력축 및 출력축을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 입력축에 모터 및 브레이크를 결합하고, 출력축에 구동축을 결합함으로써, 차량의 휠의 내부에 모터 및 구동축 및 브레이크를 마련한 인휠 모터를 용이하게 구성할 수 있다. 또는, 상기와 같이 모터 및 브레이크를 결합한 2개의 기어 전동 장치를, 입력축 및 출력축과 반대측의 배면끼리를 대향시켜 배치함으로써, 2기의 모터를 구비하고, 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 상기와 같이 복수의 입력축을 구비하는 경우에, 복수의 입력축 중의 제 1 입력축에, 예를 들면 모터 등의 구동용 액추에이터가 결합되고, 구동용 액추에이터가 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축에 부여된다. 또한, 복수의 입력축 중의 제 2 입력축에, 예를 들면 회생 제동용의 모터나 전자 브레이크 등의 제동용 액추에이터가 결합되고, 제동용 액추에이터가 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축에 부여된다. 따라서, 이 발명의 기어 전동 장치를 이용하여, 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다.
또한, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 캐리어축이 입력축으로서 기능하고, 캐리어축에 토크가 입력된다. 또한, 선 기어축, 피니언축, 또는, 카운터 기어축 중 적어도 어느 하나가 출력축으로서 기능하고, 출력축에 토크가 전달된다. 그 때문에, 입력축의 회전수에 대하여 출력축의 회전수를 증속함과 함께, 입력축과 출력축의 사이의 증속비를 한층 크게 하는 고증속 기능을 가진 고증속 기구를 구성할 수 있다.
그리고, 이 발명의 기어 전동 장치에 의하면, 캐리어축이 입력축으로서 기능하고, 캐리어축에 토크가 입력된다. 또한, 선 기어축이 출력축으로서 기능하고, 선 기어축에 토크가 전달된다. 그 때문에, 입력축의 회전수에 대하여 출력축의 회전수를 증속함과 함께, 입력축과 출력축의 사이의 증속비를 한층 크게 하는 고증속 기능을 가진 고증속 기구를 구성할 수 있다. 예를 들면, 발전기의 구동 계통에, 동력원의 증속 기구로서 이 발명의 기어 전동 장치를 적용함으로써, 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 입력축과 출력축이 동일한 회전축선 상에 배치되기 때문에, 직선적인 동력 전달 계통에 대하여, 이 발명의 기어 전동 장치를 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은, 이 발명의 기어 전동 장치의 일례(제 1 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 기어 전동 장치의 구체적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 이 발명의 기어 전동 장치에서 이용되는 유성 기어 기구의 공선도로서, 이 발명의 기어 전동 장치에 있어서의 고감속 기능을 설명하기 위한 도이다.
도 4는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 2 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 5는, 도 4에 나타내는 기어 전동 장치의 구체적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 3 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 7은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 4 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 8은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 5 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 9는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 6 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 10은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 7 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 11은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 8 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 12는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 9 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 13은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 10 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 14는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 11 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 15는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 12 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 16은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 13 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 17은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 14 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 18은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 15 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 19는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 16 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 20은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 17 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 21은, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 18 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 22는, 이 발명의 기어 전동 장치의 다른 예(제 19 실시예)를 설명하기 위한 도이다.
도 23은, 이 발명의 기어 전동 장치에서 이용되는 유성 기어 기구의 공선도로서, 이 발명의 기어 전동 장치에 있어서의 고증속 기능을 설명하기 위한 도이다.
이 발명을 적용한 기어 전동 장치의 개요를 도 1에 나타내고 있다. 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)는, 대표적으로, 입력축(2), 출력축(3) 및 유성 기어 기구(4)를 구비하고 있다. 또한, 입력축(2) 또는 출력축(3)에 접속하는 카운터 기어 세트(5), 및, 유성 기어 기구(4)와 카운터 기어 세트(5)의 사이에서 토크를 전달하는 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 그리고, 이 기어 전동 장치(1)는, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이에서 회전수를 감속 또는 증속함과 함께, 입력축(2)에 입력되는 토크를 출력축(3)에 전달한다. 즉, 기어 전동 장치(1)는, 감속 기구 또는 증속 기구로서 구성되어 있다.
유성 기어 기구(4)는, 서로 차동 회전하는 3개의 회전 요소로서, 선 기어(7), 링 기어(8) 및 캐리어(9)를 가지고 있다. 또한, 캐리어(9)에 의해 보지되고, 선 기어(7) 및 링 기어(8)의 양방에 맞물리는 플래너테리 기어(10)를 가지고 있다. 즉, 도 1에는, 싱글 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성된 유성 기어 기구(4)의 예를 나타내고 있다. 그리고, 이 기어 전동 장치(1)에 있어서의 링 기어(8)의 외주부에는, 후술하는 외접 기어 세트(6)의 제 1 피니언(18)과 맞물리는 외치 기어(11)가 형성되어 있다.
상기의 유성 기어 기구(4)는, 선 기어축(12) 및 캐리어축(13)에 의해, 기어 전동 장치(1)의 케이스(14)에 지지되어 있다. 선 기어축(12)은, 선 기어(7)의 회전축으로서, 선 기어(7) 및 후술하는 센터 기어(15)와 일체로 회전한다. 캐리어축(13)은, 캐리어(9)의 회전축으로서, 캐리어(9)와 일체로 회전한다. 선 기어축(12)과 캐리어축(13)은, 동일한 회전축선 상에서 상대 회전 가능하게 배치되어 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)이 입력축(2)으로서 기능한다. 즉, 실질적으로 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또한, 캐리어축(13)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 또는, 캐리어축(13)이 출력축(3)으로서 기능한다. 즉, 실질적으로 캐리어축(13)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 따라서, 이 도 1에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 입력축(2)과 출력축(3)이 동일한 회전축선 상에 배치되어 있다.
또한, 도 1에서는, 유성 기어 기구(4)가 싱글 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성된 예를 나타내고 있지만, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 유성 기어 기구(4)는, 더블 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성할 수도 있다.
카운터 기어 세트(5)는, 센터 기어(15) 및 적어도 하나의 카운터 기어(16)로 구성되어 있다. 도 1에서는, 센터 기어(15) 및 2개의 카운터 기어(16)로 구성된 카운터 기어 세트(5)를 나타내고 있다. 센터 기어(15)는 선 기어축(12)에 장착되어 있다. 즉, 센터 기어(15)는, 선 기어(7)와 동일한 회전축선 상에 배치되어 있다. 카운터 기어(16)는 카운터 기어축(17)에 장착되어 있다. 카운터 기어(16)는, 센터 기어(15)와, 후술하는 외접 기어 세트(6)의 제 2 피니언(19)의 사이에 배치되어 있고, 센터 기어(15) 및 제 2 피니언(19)의 양방에 맞물려 있다.
외접 기어 세트(6)는, 제 1 피니언(18), 제 2 피니언(19) 및 피니언축(20)으로 구성되어 있다. 제 1 피니언(18)은, 전술한 외치 기어(11)보다 작은 직경의 기어로서, 외치 기어(11)에 맞물려 있다. 제 2 피니언(19)은, 제 1 피니언(18)과 동일하게 작은 직경의 기어로서, 카운터 기어(16)에 맞물려 있다. 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)는, 상기와 같은 외접 기어 세트(6)를 적어도 1세트 구비하고 있으면 된다. 도 1에서는, 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있다. 후술하는 바와 같이, 외접 기어 세트(6)로 링 기어(8)를 지지하는 것을 고려하면, 링 기어(8)의 원주 방향에서 등간격으로, 적어도 3세트의 외접 기어 세트(6)를 마련하는 것이 바람직하다.
도 1에서 나타낸 기어 전동 장치(1)의 구체적인 구성을 도 2에 나타내고 있다. 상기와 같이, 기어 전동 장치(1)는, 입력축(2), 출력축(3), 유성 기어 기구(4), 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)로 구성되어 있다. 도 1, 도 2에 나타내는 예에서는, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 입력축(2)과 선 기어축(12)이 일체로 형성되어 있다. 즉, 선 기어축(12)이 입력축(2)으로 되어 있다. 또한, 캐리어축(13)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 또는, 출력축(3)과 캐리어축(13)이 일체로 형성되어 있다. 즉, 캐리어축(13)이 출력축(3)으로 되어 있다.
입력축(2) 및 선 기어축(12)은, 케이스(14)에 결합된 베어링(21)에 의해, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 출력축(3) 및 캐리어축(13)은, 케이스(14)에 결합된 베어링(22)에 의해, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어축(13)의 케이스(14)의 내측의 단부에 베어링(23)이 결합되어 있다. 그 베어링(23)을 개재하여, 선 기어축(12)과 캐리어축(13)이 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 이와 같이, 입력축(2)과 출력축(3)은 동일한 회전축선(CL1) 상에 배치되어 있다.
유성 기어 기구(4)는, 케이스(14)의 내부에서 카운터 기어 세트(5)와 병렬하도록 배치되어 있다. 선 기어(7)는, 선 기어축(12)에 장착되어 있고, 선 기어축(12)과 일체로 회전한다. 따라서, 선 기어(7) 및 선 기어축(12)은, 베어링(21)에 의해 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(9)는 캐리어축(13)에 장착되어 있다. 또는, 캐리어(9)와 캐리어축(13)이 일체로 형성되어 있다. 캐리어(9)는 캐리어축(13)과 일체로 회전한다. 따라서, 캐리어(9) 및 캐리어축(13)은, 베어링(22)에 의해 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 링 기어(8)의 외주부에 외치 기어(11)가 형성되어 있고, 그 외치 기어(11)와, 외접 기어 세트(6)의 제 1 피니언(18)이 맞물려 있다.
카운터 기어 세트(5)는, 상기와 같이 케이스(14)의 내부에서 유성 기어 기구(4)와 병렬하고, 유성 기어 기구(4)에 대향하도록 배치되어 있다. 센터 기어(15)는, 선 기어축(12)에 장착되어 있고, 선 기어축(12)과 일체로 회전한다. 카운터 기어(16)는, 카운터 기어축(17)에 장착되어 있고, 카운터 기어축(17)과 일체로 회전한다. 카운터 기어축(17)은, 선 기어축(12)과 평행하게 배치되어 있고, 케이스(14)에 결합된 베어링(24) 및 베어링(25)에 의해, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
외접 기어 세트(6)는, 유성 기어 기구(4) 및 카운터 기어 세트(5)의 외주측에 배치되어 있다. 제 1 피니언(18)은, 피니언축(20)에 장착되어 있고, 피니언축(20)과 일체로 회전한다. 제 1 피니언(18)은 외치 기어(11)에 맞물려 있다. 마찬가지로, 제 2 피니언(19)은, 피니언축(20)에 장착되어 있고, 피니언축(20)과 일체로 회전한다. 따라서, 제 1 피니언(18)과 제 2 피니언(19)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동일한 회전축선(CL2) 상에 배치되어 있다. 제 2 피니언(19)은 카운터 기어(16)에 맞물려 있다. 피니언축(20)은, 선 기어축(12)과 평행하게 배치되어 있고, 케이스(14)에 결합된 베어링(26) 및 베어링(27)에 의해, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 외접 기어 세트(6)는, 제 1 피니언(18), 제 2 피니언(19) 및 피니언축(20)이 모두 일체가 되어 회전하고, 외치 기어(11)와, 센터 기어(15) 및 카운터 기어(16)의 사이에서 토크를 전달한다.
상기와 같이, 외접 기어 세트(6)는, 외치 기어(11)와 센터 기어(15)의 사이에서 토크를 전달하기 위하여 마련되어 있다. 그 때문에, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)는, 적어도 1세트의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있으면 된다. 단, 복수의 외접 기어 세트(6)를 마련함으로써, 제 1 피니언(18)을 개재하여, 링 기어(8)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 따라서, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6)를 링 기어(8)의 원주 방향에서 등간격으로 마련함으로써, 링 기어(8)를 안정적으로 밸런스 좋게 지지할 수 있다. 또한, 마련되는 외접 기어 세트(6)의 세트수에 대응하여, 카운터 기어(16)가 마련된다. 예를 들면, 4세트의 외접 기어 세트(6)가 마련되는 경우에는, 그에 대응하여 4개의 카운터 기어(16)가 마련된다. 즉, 4세트의 외접 기어 세트(6)에 있어서의 4개의 제 2 피니언(19)에 각각 맞물리는, 4개의 카운터 기어(16)가 마련된다. 또한, 도 1, 도 2에서는, 2세트의 외접 기어 세트(6) 및 그에 대응하는 2개의 카운터 기어(16)를 나타내고 있지만, 상기와 같이, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6) 및 그에 대응하는 3개 이상의 카운터 기어(16)를 마련할 수 있다.
이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)에서는, 상기와 같이 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)가 마련됨으로써, 외치 기어(11)와 센터 기어(15)의 사이에서 토크를 전달할 수 있다. 즉, 센터 기어(15)에 입력된 토크를 외치 기어(11)에 전달하여, 링 기어(8)를 구동할 수 있다. 또는, 캐리어(9)에 입력된 토크를, 링 기어(8)를 개재하여 센터 기어(15)에 전달하여, 센터 기어(15) 및 선 기어(7)를 구동할 수 있다. 도 1, 도 2에 나타내는 예에서는, 선 기어축(12)과 입력축(2)이 일체로 회전한다. 따라서, 입력축(2)에 입력된 토크는, 선 기어축(12)으로부터 선 기어(7)에 직접 전달된다. 그와 함께, 센터 기어(15)와 외치 기어(11)의 사이에서, 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)를 경유하여, 토크가 전달된다. 외치 기어(11)에 전달된 토크는, 외치 기어(11) 즉 링 기어(8)를, 센터 기어(15) 및 선 기어(7)의 회전 방향과 반대의 회전 방향으로 회전시킨다. 그 결과, 유성 기어 기구(4)의 차동 작용에 의해, 선 기어(7)의 회전수에 대하여 캐리어(9)의 회전수가 크게 감속된다. 즉, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)는, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이에서 극히 높은 감속비를 얻는 것이 가능한 고감속 기능을 가지고 있다.
상기와 같이 입력축(2) 및 선 기어축(12)에 토크가 입력되어 선 기어(7)가 회전하는 경우에, 유성 기어 기구(4)에 있어서의 각 회전 요소의 회전 상태를 도 3의 공선도에 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 도 1, 도 2에 나타내는 유성 기어 기구(4)는 싱글 피니언형의 유성 기어 기구이며, 선 기어축(12)이 입력축(2)으로 되어 있고, 캐리어축(13)이 출력축(3)으로 되어 있다. 즉, 선 기어(S)(7)에 입력축(2)이 연결되고, 캐리어(C)(9)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 따라서, 선 기어(7)가 입력 요소(IN)로 되고, 캐리어(9)가 출력 요소(OUT)로 되어 있다.
상기와 같은 싱글 피니언형의 유성 기어 기구를 이용하여, 종래, 감속 장치가 구성되어 있다. 예를 들면, 이 도 3의 공선도에 파선으로 나타내는 바와 같이, 선 기어(S)를 입력 요소(IN), 캐리어(C)을 출력 요소(OUT)로 하고, 링 기어(R)의 회전을 멈춘 상태로 고정함으로써, 입력 요소의 회전수에 대하여 출력 요소의 회전수를 감속시키는 감속 장치가 구성된다. 그에 비하여, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)에서는, 상기와 같은 종래의 감속 장치와 동일하게, 선 기어(7)를 입력 요소로 하고, 캐리어(9)를 출력 요소로 한 경우에, 링 기어(R)(8)가, 선 기어(7) 및 캐리어(9)의 회전 방향과 반대의 회전 방향으로 회전한다. 즉, 센터 기어(15) 및 선 기어(7)에 토크가 입력되고, 선 기어(7)가, 소정의 회전수로 도 3의 공선도에 있어서의 「정」 방향으로 회전하는 경우, 링 기어(8)는, 센터 기어(15)와 외치 기어(11)의 사이에서, 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)를 개재하여 전달되는 토크에 의해, 도 3의 공선도에 있어서의 「역」 방향으로 회전한다. 이와 같이, 선 기어(7)가 「정」 방향으로 회전할 때에, 링 기어(8)가 「역」 방향으로 회전함으로써, 캐리어(9)의 회전수가 인하되어, 선 기어(7)의 회전수에 대하여 캐리어(9)의 회전수가 대폭 감속된다. 도 3의 공선도에 파선으로 나타내는 종래의 감속 장치와 비교하여, 입력 요소와 출력 요소의 사이의 감속비가 보다 커져 있다.
또한, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)에서는, 상기와 같이, 링 기어(8)에 형성한 외치 기어(11)에 토크를 전달함으로써, 링 기어(8)를 「역」 방향으로 회전시키고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 전술한 특허문헌 1에 기재된 복합 유성 기어 기구와 같이, 링 기어의 내치에 의해 동력 전달하는 구성과 비교하여, 기어비의 설정의 자유도가 대폭 높아진다. 그 결과, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이의 감속비를 대폭 증대시킬 수 있다.
일반적으로, 선 기어를 입력 요소, 캐리어를 출력 요소로 하고, 링 기어를 고정한 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 감속 장치를 구성한 경우, 감속비(γ)는, 선 기어의 톱니수를 Zs라 하고, 링 기어(내치)의 톱니수를 Zr이라 하면,
γ=1+Zr/Zs
가 된다. 또한, 이 경우의 감속비(γ)는, 출력 요소의 회전수(NOUT)에 대한 입력 요소의 회전수(NIN)의 비율(즉, γ=NIN/NOUT)이다. 이와 같은 종래의 유성 기어 기구에서는, 단체로 실현 가능한 감속비(γ)는, 4 내지 10 정도라고 한다. 한편, 예를 들면, 외경이 300㎜ 정도인 체격을 상정하여 비교하면, 전술한 특허문헌 1에 기재된 복합 유성 기어 기구에서는, 얻어지는 감속비(γ)는, 최대 대략 100 정도이다. 그에 비하여, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)에서는, 상기와 같이 링 기어(8)의 내치의 톱니수나 내경에 의한 제약을 받지 않아, 기어비의 설정의 자유도가 높은 점으로부터, 이론상 대략 10000 정도의 매우 큰 감속비(γ)를 얻을 수 있다.
이와 같이, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)에 의하면, 종래의 구성과 비교하여 상당히 큰 감속비를 설정하는 고감속 기능을 구비한 감속 기구를 구성할 수 있다. 또한, 상기의 도 1, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)는, 1세트의 유성 기어 기구(4)와, 1세트의 평행축 기어쌍인 카운터 기어 세트(5)를 병렬시킨 구성이다. 그 때문에, 예를 들면, 전술한 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 종래의 복합 유성 기어 기구에 의한 감속 장치나, 2단의 기어열에 의한 감속 장치 등과 비교하여, 동등한 체격으로, 감속비를 대폭 증대시킨 감속 기구를 구성할 수 있다. 또는, 체격을 보다 소형화한 감속 기구를 구성할 수 있다.
도 4 내지 도 22에, 이 발명의 실시 형태에 있어서의 기어 전동 장치(1)의 다른 구성을 나타내고 있다. 상기의 도 1, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 이 기어 전동 장치(1)는, 유성 기어 기구(4)의 링 기어(8)를 선 기어(7)에 대하여 역회전시키기 위하여, 외접 기어 세트(6)가 마련되어 있다. 외접 기어 세트(6)는, 제 1 피니언(18) 및 제 2 피니언(19)이 피니언축(20)에 장착되어 있고, 외접 기어 세트(6)로서 일체로 회전한다. 그 때문에, 피니언축(20)에 직접 토크를 입력할 수 있다. 즉, 피니언축(20)을 기어 전동 장치(1)의 입력축(2)으로 할 수 있다. 예를 들면, 피니언축(20)과 입력축(2)을 일체로 형성하거나, 또는 피니언축(20)과 입력축(2)을 연결하여, 피니언축(20)을 입력축(2)으로서 기능시킬 수 있다. 또한, 도 4 내지 도 22에 있어서, 전술한 도 1, 도 2에서 나타낸 기어 전동 장치(1)의 예와 구성 및 기능이 동일한 부재나 부품에 대해서는, 도 1, 도 2와 동일한 참조 부호를 부여하고 있다.
도 4, 도 5에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 복수의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 복수의 제 1 피니언(18), 복수의 제 2 피니언(19) 및 복수의 피니언축(31)을 구비하고 있다. 도 4, 도 5에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있지만, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있어도 된다. 복수의 피니언축(31)에는, 각각 제 1 피니언(18) 및 제 2 피니언(19)이 장착되어 있다. 또한, 도 4, 도 5에 나타내는 기어 전동 장치(1)는 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 그리고, 복수의 피니언축(31)은, 모두 양단에 각각 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 피니언축(31)의 양단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그러한 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(31)이 입력축(2)으로 되어 있다. 도 4, 도 5에 나타내는 예에서는, 선 기어축(12)에 더하여, 2개의 피니언축(31)의 양단에 각각 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 2개의 피니언축(31)의 양단이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 2개의 피니언축(31)의 양단이 입력축(2)으로 되어 있다.
이와 같이, 도 4, 도 5에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 토크의 입력 위치 및 축의 돌출 방향이 상이한 복수의 입력축(2)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 도 4, 도 5에 나타내는 예와 같이, 2개의 피니언축(31)을 구비하고 있는 경우에는, 선 기어축(12)에 의해 형성되는 입력축(2)과 합하여, 최대 5개의 입력축(2)을 마련할 수 있다. 가령, 3개의 피니언축(31)을 구비하고 있으면, 최대 7개의 입력축(2)을 마련할 수 있다. 4개의 피니언축(31)을 구비하고 있으면, 최대 9개의 입력축(2)을 마련할 수 있다. 복수의 입력축(2)에는, 예를 들면 구동용 액추에이터, 제동용 액추에이터, 또는, 클러치 등의 각종의 액추에이터를 결합할 수 있다. 그 때문에, 기어 전동 장치(1)에 있어서의 복수의 입력축(2)에, 구동 토크나 제동 토크 등, 용도에 따른 여러가지 토크를 부여할 수 있다. 따라서, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
또한, 상기와 같이 피니언축(31)의 양단에 각각 입력축(2)이 연결됨으로써, 동일한 회전축에 대하여 기능이나 용도가 상이한 2개의 액추에이터를 결합할 수 있다. 예를 들면, 소정의 피니언축(31)의 일방의 단부에, 통전됨으로써 작동하는 통상의 제동용 액추에이터를 결합하고, 타방의 단부에, 통전이 정지된 상태에서도 제동력을 보지하는 것이 가능한 제동용 액추에이터를 결합할 수 있다. 그와 같은 기어 전동 장치(1)를 차량에 적용함으로써, 예를 들면, 파킹 브레이크 기능을 가지는 제동 장치를 용이하게 구성할 수 있다.
도 6에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 적어도 1세트의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 도 6에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 2개의 제 1 피니언(18), 2개의 제 2 피니언(19), 및, 피니언축(20) 및 피니언축(41)을 구비하고 있다. 도 6에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있지만, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있어도 된다. 이 도 6에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 피니언축(20)은, 전술한 도 1, 도 2에서 나타낸 피니언축(20)과 동일하게, 양단이 케이스(14)의 내부에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 피니언축(41)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 6의 좌측)의 단부(41a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(41a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(41)이 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 6에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 입력축(2)의 회전축선과 출력축(3)의 회전축선을 직경 방향에서 상이하게 한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치(1)의 입력축(2)과 출력축(3)을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 7에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 2개의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 상기의 도 6에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 피니언축(41)을 구비하고 있다. 그리고, 피니언축(41)에 더하여, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 선 기어축(12) 및 피니언축(41)이 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 7에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 토크의 입력 위치가 상이한 2개의 입력축(2)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 8에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 도 8에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 2개의 제 1 피니언(18), 2개의 제 2 피니언(19), 및, 피니언축(51) 및 피니언축(52)을 구비하고 있다. 도 8에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있지만, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있어도 된다. 이 도 8에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 피니언축(51)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 8의 좌측)의 단부(51a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(51a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 마찬가지로, 피니언축(52)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 8의 좌측)의 단부(52a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(52a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(51) 및 피니언축(52)이 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 8에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 복수의 입력축(2)의 회전축선과 출력축(3)의 회전축선을 직경 방향에서 상이하게 한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치(1)의 복수의 입력축(2)과 출력축(3)을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 9에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 도 8에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 피니언축(51) 및 피니언축(52)을 구비하고 있다. 그리고, 피니언축(51) 및 피니언축(52)에 더하여, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(51) 및 피니언축(52), 및, 선 기어축(12)이, 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 9에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 토크의 입력 위치가 상이한 복수의 입력축(2)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
상기와 같은 기어 전동 장치(1)를 이용하여, 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 구동용 액추에이터(61) 및 제동용 액추에이터(62)를 구비하고 있다. 구동용 액추에이터(61)는 구동 토크를 발생시키는 액추에이터이다. 구동용 액추에이터(61)는, 예를 들면, 영구 자석식의 동기 모터, 또는, 유도 모터 등에 의해 구성되어 있다. 제동용 액추에이터(62)는 제동 토크를 발생시키는 액추에이터이다. 제동용 액추에이터(62)는, 예를 들면, 통전됨으로써 발생하는 자기(磁氣) 흡인력을 이용하여 소정의 회전 부재를 제동하는 여자(勵磁) 작동형의 전자 브레이크, 또는, 전동(電動) 모터에 의해 구동되는 이송 나사 기구를 이용하여 마찰 제동력을 발생시키는 전동(電動) 브레이크, 또는, 모터로 발전할 때에 발생하는 저항력을 이용하여 소정의 회전 부재를 제동하는 회생 브레이크 등에 의해 구성되어 있다.
이 도 10에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 예를 들면, 전술한 도 7에서 나타낸 2개의 입력축(2) 중, 선 기어축(12)에 연결하는 입력축(2)이 제 1 입력축(2a)으로 되어 있고, 그 제 1 입력축(2a)에 구동용 액추에이터(61)가 결합되어 있다. 따라서, 구동용 액추에이터(61)에서 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축(2a)에 부여된다. 또한, 전술한 도 7에서 나타낸 2개의 입력축(2) 중, 피니언축(41)에 연결하는 입력축(2)이 제 2 입력축(2b)으로 되어 있고, 그 제 2 입력축(2b)에, 제동용 액추에이터(62)가 결합되어 있다. 따라서, 제동용 액추에이터(62)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2b)에 부여된다.
따라서, 이 도 10에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 구동용 액추에이터(61)에 의해 구동되는 제 1 입력축(2a)의 회전수에 대하여, 출력축(3)의 회전수를 대폭 감속할 수 있다. 즉, 구동용 액추에이터(61)가 출력하는 구동 토크를, 대폭 증폭하여 출력축(3)으로부터 출력할 수 있다. 그 때문에, 구동용 액추에이터(61)로서 고회전·저토크형의 모터를 이용할 수 있다. 그 결과, 구동용 액추에이터(61)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 제동용 액추에이터(62)에서 발생하는 제동 토크를 제 2 입력축(2b)에 부여함으로써, 출력축(3)을 제동할 수 있다. 그 때문에, 이 기어 전동 장치(1)를 이용하여, 콤팩트한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다.
또한 도 11, 도 12에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 제동용 액추에이터로서, 통상의 제동 시에 작동시키는 제동용 액추에이터(63), 및, 회전 정지 시에 제동력을 보지하는 제동용 액추에이터(64)가 마련되어 있다. 제동용 액추에이터(63)는, 예를 들면, 전술한 여자 작동형의 전자 브레이크, 또는 회생 브레이크 등에 의해 구성되어 있다. 제동용 액추에이터(64)는, 예를 들면, 전술한 이송 나사 기구를 이용한 전동 브레이크 등에 의해 구성되어 있다. 제동용 액추에이터(64)는, 제동력을 발생시킨 상태에서 통전을 멈춘 경우라도, 그 제동력을 발생시킨 상태를 유지하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
도 11에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 예를 들면, 전술한 도 7에서 나타낸 2개의 입력축(2)에 더하여, 피니언축(41)의 출력축(3)의 돌출 방향과 동일한 측(도 11의 우측)의 단부(41b)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)을 구비하고 있다. 그와 같은 3개의 입력축(2) 중, 선 기어축(12)에 형성된 입력축(2)이 제 1 입력축(2c)으로 되어 있고, 그 제 1 입력축(2c)에 구동용 액추에이터(61)가 결합되어 있다. 따라서, 구동용 액추에이터(61)에서 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축(2c)에 부여된다. 또한, 3개의 입력축(2) 중, 피니언축(41)의 단부(41a)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2d)으로 되고, 피니언축(41)의 단부(41b)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2e)으로 되어 있다. 그리고, 제 2 입력축(2d)에 제동용 액추에이터(63)가 결합되고, 제 2 입력축(2e)에 제동용 액추에이터(64)가 결합되어 있다. 따라서, 제동용 액추에이터(63)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2d)에 부여된다. 또한, 제동용 액추에이터(64)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2e)에 부여된다.
도 12에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 예를 들면, 전술한 도 9에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 선 기어축(12)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 1 입력축(2f)으로 되어 있고, 그 제 1 입력축(2f)에 구동용 액추에이터(61)가 결합되어 있다. 따라서, 구동용 액추에이터(61)에서 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축(2f)에 부여된다. 또한, 전술한 도 9에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 피니언축(51)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2g)으로 되고, 피니언축(52)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2h)으로 되어 있다. 그리고, 제 2 입력축(2g)에 제동용 액추에이터(63)가 결합되고, 제 2 입력축(2h)에 제동용 액추에이터(64)가 결합되어 있다. 따라서, 제동용 액추에이터(63)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2g)에 부여된다. 또한, 제동용 액추에이터(64)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2h)에 부여된다.
따라서, 상기의 도 11, 도 12에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 콤팩트한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다. 또한, 그와 같은 기어 전동 장치(1)를 차량에 적용함으로써, 파킹 브레이크를 구비한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다.
도 13에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 센터 기어(15) 및 적어도 하나의 카운터 기어(16)로 구성되는 카운터 기어 세트(5)를 구비하고 있다. 도 13에서는, 센터 기어(15) 및 2개의 카운터 기어(16)로 구성되는 카운터 기어 세트(5)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 센터 기어(15), 카운터 기어(16), 및, 카운터 기어축(17) 및 카운터 기어축(71)을 구비하고 있다. 도 13에서는 2개의 카운터 기어(16)를 나타내고 있지만, 3개 이상의 카운터 기어(16)를 구비하고 있어도 된다. 이 도 13에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 카운터 기어축(17)은, 전술한 도 1, 도 2에서 나타낸 카운터 기어축(17)과 동일하게, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 카운터 기어축(71)은, 케이스(14)에 회전 가능하게 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 13의 좌측)의 단부(71a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(71a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 카운터 기어축(71)이 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 13에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 예를 들면 전술한 도 6에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 입력축(2)의 회전축선과 출력축(3)의 회전축선을 직경 방향에서 상이하게 한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치(1)의 입력축(2)과 출력축(3)을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 14에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 2개의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 상기의 도 13에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 카운터 기어축(71)을 구비하고 있다. 그리고, 카운터 기어축(71)에 더하여, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 선 기어축(12) 및 카운터 기어축(71)이 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 14에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 예를 들면 전술한 도 7에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 토크의 입력 위치가 상이한 2개의 입력축(2)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 15에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 카운터 기어(16)를 구비하고 있다. 도 15에서는 2개의 카운터 기어(16)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 2개의 카운터 기어(16), 및, 카운터 기어축(81) 및 카운터 기어축(82)을 구비하고 있다. 도 15에서는 2개의 카운터 기어(16)를 나타내고 있지만, 3개 이상의 2개의 카운터 기어(16)를 구비하고 있어도 된다. 이 도 15에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 카운터 기어축(81)은, 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 15의 좌측)의 단부(81a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(81a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 마찬가지로, 카운터 기어축(82)은, 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 반대측(도 15의 좌측)의 단부(82a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(82a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 카운터 기어축(81) 및 카운터 기어축(82)이 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 15에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 예를 들면 전술한 도 8에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 복수의 입력축(2)의 회전축선과 출력축(3)의 회전축선을 직경 방향에서 상이하게 한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 즉, 기어 전동 장치(1)의 복수의 입력축(2)과 출력축(3)을 편심시켜 배치할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
도 16에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 도 15에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 카운터 기어축(81) 및 카운터 기어축(82)을 구비하고 있다. 그리고, 카운터 기어축(81) 및 카운터 기어축(82)에 더하여, 선 기어축(12)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 카운터 기어축(81) 및 카운터 기어축(82), 및, 선 기어축(12)이 각각 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 16에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 예를 들면 전술한 도 9에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 토크의 입력 위치가 상이한 복수의 입력축(2)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 그 때문에, 다양한 동력 전달 계통을 대상으로 하여, 높은 자유도로 이 기어 전동 장치(1)를 적용할 수 있다.
상기의 도 13, 도 14, 도 15, 도 16에서 나타낸 바와 같은 기어 전동 장치(1)에 있어서도, 제동 기능을 구비한 구동 유닛을 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 17에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 전술한 도 16에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 선 기어축(12)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 1 입력축(2i)으로 되어 있고, 그 제 1 입력축(2i)에 구동용 액추에이터(61)가 결합되어 있다. 따라서, 구동용 액추에이터(61)에서 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축(2i)에 부여된다. 또한, 전술한 도 16에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 카운터 기어축(81)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2j)으로 되고, 카운터 기어축(82)에 형성된(또는 연결된) 입력축(2)이 제 2 입력축(2k)으로 되어 있다. 그리고, 제 2 입력축(2j)에 제동용 액추에이터(63)가 결합되고, 제 2 입력축(2k)에 제동용 액추에이터(64)가 결합되어 있다. 따라서, 제동용 액추에이터(63)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2j)에 부여된다. 또한, 제동용 액추에이터(64)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2k)에 부여된다.
따라서, 상기의 도 17에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 예를 들면 전술한 도 12에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 콤팩트한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다. 또한, 그와 같은 기어 전동 장치(1)를 차량에 적용함으로써, 파킹 브레이크를 구비한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다.
도 18에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 전술한 도 6에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 적어도 1세트의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 도 18에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 2개의 제 1 피니언(18), 2개의 제 2 피니언(19), 및, 피니언축(20) 및 피니언축(91)을 구비하고 있다. 그리고, 피니언축(91)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 동일한 측(도 18의 우측)의 단부(91a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(91a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(91)이 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 18에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 돌출 방향이 동일한 입력축(2) 및 출력축(3)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 예를 들면, 입력축(2)에 모터를 결합하고, 출력축(3)에 구동축을 결합함으로써, 차량의 휠의 내측에 모터 및 구동축을 마련한 인휠 모터를 구성할 수 있다. 또는, 상기와 같이 모터를 결합한 2개의 기어 전동 장치(1)를, 입력축(2) 및 출력축(3)과 반대측(도 18의 좌측)의 배면끼리를 대향시켜 배치함으로써, 2기의 모터를 구비한 구동 유닛을 구성할 수 있다.
도 19에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 전술한 도 8에서 나타낸 기어 전동 장치(1)와 동일하게, 복수의 입력축(2)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있다. 도 19에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있다. 구체적으로는, 2개의 제 1 피니언(18), 2개의 제 2 피니언(19), 및, 피니언축(91) 및 피니언축(92)을 구비하고 있다. 도 19에서는 2세트의 외접 기어 세트(6)를 나타내고 있지만, 3세트 이상의 외접 기어 세트(6)를 구비하고 있어도 된다. 이 도 19에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 피니언축(91)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 동일한 측(도 19의 우측)의 단부(91a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(91a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(91)이 입력축(2)으로 되어 있다. 마찬가지로, 피니언축(92)은, 양단이 회전 가능하게 케이스(14)에 지지됨과 함께, 출력축(3)의 돌출 방향과 동일한 측(도 19의 우측)의 단부(92a)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 단부(92a)가 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 피니언축(92)이 입력축(2)으로 되어 있다.
따라서, 도 19에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 돌출 방향이 동일한 복수의 입력축(2) 및 출력축(3)을 구비한 고감속 기구를 구성할 수 있다. 그와 같은 기어 전동 장치(1)를 이용하여, 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 20에 나타내는 기어 전동 장치(1)는 구동용 액추에이터(61) 및 제동용 액추에이터(62)를 구비하고 있다. 이 도 20에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 상기의 도 19에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 피니언축(91)의 단부(91a)에 연결하는 입력축(2)이 제 1 입력축(2l)으로 되어 있고, 그 제 1 입력축(2l)에, 구동용 액추에이터(61)가 결합되어 있다. 따라서, 구동용 액추에이터(61)에서 발생하는 구동 토크가 제 1 입력축(2l)에 부여된다. 또한, 상기의 도 19에서 나타낸 복수의 입력축(2) 중, 피니언축(92)의 단부(92a)에 연결하는 입력축(2)이 제 2 입력축(2m)으로 되어 있고, 그 제 2 입력축(2m)에 제동용 액추에이터(62)가 결합되어 있다. 따라서, 제동용 액추에이터(62)에서 발생하는 제동 토크가 제 2 입력축(2m)에 부여된다.
따라서, 이 도 20에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 구동용 액추에이터(61)에 의해 구동되는 제 1 입력축(2l)의 회전수에 대하여, 출력축(3)의 회전수를 감속할 수 있다. 즉, 구동용 액추에이터(61)가 출력하는 구동 토크를, 증폭하여 출력축(3)으로부터 출력할 수 있다. 그 때문에, 구동용 액추에이터(61)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 제동용 액추에이터(62)에서 발생하는 제동 토크를 제 2 입력축(2m)에 부여함으로써, 출력축(3)을 제동할 수 있다. 그 때문에, 이 기어 전동 장치(1)를 이용하여, 콤팩트한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 구성할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기어 전동 장치(1)를 이용한 구동 유닛을 차량에 적용하는 경우, 예를 들면, 차량의 휠의 내측에 구동용 액추에이터(61) 및 제동용 액추에이터(62) 및 구동축을 마련한 인휠 모터를 용이하게 구성할 수 있다. 또는, 도 20에 나타내는 바와 같이 구동용 액추에이터(61) 및 제동용 액추에이터(62)를 결합한 2개의 기어 전동 장치(1)를, 입력축(2) 및 출력축(3)과 반대측(도 20의 좌측)의 배면끼리를 대향시켜 배치함으로써, 2기의 구동용 액추에이터(61)를 구비한 제동 기능을 갖춘 구동 유닛을 용이하게 구성할 수 있다.
도 21, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 증속 기구로서 구성되어 있다. 즉, 이들 도 21, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 캐리어축(13)에 입력축(2)이 연결되어 있다. 또는, 캐리어축(13)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 입력축(2)을 형성하고 있다. 즉, 캐리어축(13)이 입력축(2)으로 되어 있다. 그리고, 선 기어축(12), 피니언축(20), 또는 카운터 기어축(17) 중 적어도 어느 하나가 출력축(3)으로 되어 있다. 예를 들면, 도 21에 나타내는 예에서는, 카운터 기어축(82)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 또는, 카운터 기어축(82)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 출력축(3)을 형성하고 있다. 즉, 카운터 기어축(82)이 출력축(3)으로 되어 있다. 또한, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 선 기어축(12)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 또는, 선 기어축(12)의 선단이 케이스(14)의 외부까지 연장되어 있고, 그 연장 부분이 출력축(3)을 형성하고 있다. 즉, 선 기어축(12)이 출력축(3)으로 되어 있다.
예를 들면, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 입력축(2)에 입력된 토크는, 캐리어축(13)으로부터, 캐리어(9) 및 선 기어(7)를 개재하여 선 기어축(12) 즉 출력축(3)에 전달된다. 그와 함께, 센터 기어(15)와 외치 기어(11)의 사이에서, 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)를 경유하여 토크가 전달된다. 외치 기어(11)에 전달된 토크는, 외치 기어(11) 즉 링 기어(8)를, 선 기어(7) 및 센터 기어(15)의 회전 방향과 반대의 회전 방향으로 회전시킨다. 그 결과, 유성 기어 기구(4)의 차동 작용에 의해, 캐리어(9)의 회전수에 대하여 선 기어(7)의 회전수가 크게 증속된다. 즉, 이 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)는, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이에서 극히 높은 증속비를 얻는 것이 가능한 고증속 기능을 가지고 있다. 도 21에서 나타낸 기어 전동 장치(1)도, 동일하게 고증속 기능을 가지고 있다.
상기의 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)와 같이, 입력축(2) 및 캐리어축(13)에 토크가 입력되어 캐리어(9)가 회전하는 경우에, 유성 기어 기구(4)에 있어서의 각 회전 요소의 회전 상태를 도 23의 공선도에 나타내고 있다. 상기의 도 22에 나타내는 유성 기어 기구(4)도 싱글 피니언형의 유성 기어 기구이며, 캐리어축(13)이 입력축(2)으로 되어 있고, 선 기어축(12)이 출력축(3)으로 되어 있다. 즉, 캐리어(C)(9)에 입력축(2)이 연결되고, 선 기어(S)(7)에 출력축(3)이 연결되어 있다. 따라서, 캐리어(9)가 입력 요소(IN)로 되고, 선 기어(7)가 출력 요소(OUT)로 되어 있다.
예를 들면, 이 도 23의 공선도에 파선으로 나타내는 바와 같이, 캐리어(C)를 입력 요소(IN), 선 기어(S)를 출력 요소(OUT)로 하고, 링 기어(R)의 회전을 멈춘 상태에서 고정함으로써, 입력 요소의 회전수에 대하여 출력 요소의 회전수를 증속 시키는 증속 기구가 구성된다. 그에 비하여, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에서는, 상기와 같은 증속 기구와 동일하게, 캐리어(9)를 입력 요소로 하고, 선 기어(7)를 출력 요소로 한 경우에, 링 기어(R)(8)가, 캐리어(9) 및 선 기어(7)의 회전 방향과 반대의 회전 방향으로 회전한다. 즉, 캐리어(9)가 소정의 회전수로 도 23의 공선도에 있어서의 「정」 방향으로 회전하는 경우, 링 기어(8)는, 센터 기어(15)와 외치 기어(11)의 사이에서, 카운터 기어 세트(5) 및 외접 기어 세트(6)를 개재하여 전달되는 토크에 의해, 도 23의 공선도에 있어서의 「역」 방향으로 회전한다. 이와 같이, 캐리어(9)가 「정」 방향으로 회전할 때에, 링 기어(8)가 「역」 방향으로 차동 회전함으로써, 선 기어(7)의 회전수가 인상되어, 캐리어(9)의 회전수에 대하여 선 기어(7)의 회전수가 대폭 증속된다. 도 23의 공선도에 파선으로 나타내는 종래의 증속 기구와 비교하여, 입력 요소와 출력 요소의 사이의 증속비가 보다 커져 있다.
따라서, 상기의 도 21, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 입력축(2)의 회전수에 대하여 출력축(3)의 회전수를 증속함과 함께, 입력축(2)과 출력축(3)의 사이의 증속비를 한층 크게 하는 고증속 기능을 가진 고증속 기구를 구성할 수 있다. 그 때문에, 종래의 증속 기구와 비교하여, 동등한 체격으로, 증속비를 대폭 증대시킨 증속 기구를 구성할 수 있다. 또는, 체격을 보다 소형화한 증속 기구를 구성할 수 있다. 또한, 특히, 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)에 의하면, 입력축(2)과 출력축(3)이 동일한 회전축선 상에 배치되기 때문에, 직선적인 동력 전달 계통에 대하여, 이 도 22에 나타내는 기어 전동 장치(1)를 용이하게 적용할 수 있다.
1 : 기어 전동 장치
2 : 입력축
2a, 2c, 2f, 2i, 2l : 제 1 입력축
2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2j, 2k, 2m : 제 2 입력축
3 : 출력축
4 : 유성 기어 기구
5 : 카운터 기어 세트
6 : 외접 기어 세트
7 : 선 기어(S)
8 : 링 기어(R)
9 : 캐리어(C)
10 : 플래너테리 기어
11 : 외치 기어
12 : 선 기어축
13 : 캐리어축
14 : 케이스
15 : 센터 기어
16 : 카운터 기어
17, 71, 81, 82 : 카운터 기어축
71a, 81a, 82a : (카운터 기어축의) 단부
18 : 제 1 피니언
19 : 제 2 피니언
20, 31, 41, 51, 52, 91, 92 : 피니언축
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 : 베어링
41a, 51a, 52a, 91a, 92a : (피니언축의) 단부
61 : 구동용 액추에이터
62, 63, 64 : 제동용 액추에이터
CL1 : (선 기어축 및 캐리어축의) 회전축선
CL2 : (피니언축의) 회전축선

Claims (16)

  1. 입력축과, 출력축과, 서로 차동 회전하는 3개의 회전 요소로서, 선 기어, 링 기어 및 캐리어를 가지는 유성 기어 기구를 구비하고, 상기 입력축과 상기 출력축의 사이에서 회전수를 감속 또는 증속함과 함께, 상기 입력축에 입력되는 토크를 상기 출력축에 전달하는 기어 전동 장치에 있어서,
    상기 링 기어의 외주부에 외치 기어가 형성되어 있고,
    상기 선 기어와 동일한 회전축선 상에 배치되고, 상기 선 기어와 일체로 회전하는 센터 기어와,
    상기 센터 기어 및 상기 선 기어와 일체로 회전하는 선 기어축과,
    상기 캐리어와 일체로 회전하는 캐리어축과,
    상기 외치 기어에 맞물리는 제 1 피니언과,
    상기 제 1 피니언과 동일한 회전축선 상에 배치되고, 상기 제 1 피니언과 일체로 회전하는 제 2 피니언과,
    상기 제 1 피니언 및 상기 제 2 피니언과 일체로 회전하는 피니언축과,
    상기 센터 기어와 상기 제 2 피니언의 사이에 배치되고, 상기 센터 기어 및 상기 제 2 피니언의 양방에 맞물리는 카운터 기어와,
    상기 카운터 기어와 일체로 회전하는 카운터 기어축을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선 기어축, 상기 피니언축, 또는, 상기 카운터 기어축 중 적어도 어느 하나를, 상기 입력축 또는 상기 출력축 중 어느 일방으로 하고,
    상기 캐리어축을, 상기 입력축 또는 상기 출력축 중 어느 타방으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 선 기어축을 상기 입력축으로 하고,
    상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 피니언축을 상기 입력축으로 하고,
    상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    복수의 상기 입력축을 구비하고,
    상기 선 기어축 및 상기 피니언축을, 각각, 상기 입력축으로 하고,
    상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 입력축과,
    복수의 상기 제 1 피니언과,
    복수의 상기 제 2 피니언과,
    복수의 상기 피니언축을 구비하고,
    적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각, 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선 기어축 및 적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각, 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 입력축을 구비하고,
    적어도 하나의 상기 피니언축의 양단을, 각각, 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터 기어축을 상기 입력축으로 하고,
    상기 캐리어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    복수의 상기 입력축과,
    복수의 상기 카운터 기어와,
    복수의 상기 카운터 기어축을 구비하고,
    적어도 2개의 상기 카운터 기어축을, 각각, 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  11. 제 5 항 내지 제 8 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 토크를 발생시키는 구동용 액추에이터와,
    제동 토크를 발생시키는 제동용 액추에이터를 구비하고,
    복수의 상기 입력축 중의 제 1 입력축에, 상기 구동용 액추에이터가 결합되고,
    복수의 상기 입력축 중의 제 2 입력축에, 상기 제동용 액추에이터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 출력축과 동일한 방향으로 돌출하는 상기 피니언축을 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 입력축과,
    복수의 상기 제 1 피니언과,
    복수의 상기 제 2 피니언과,
    복수의 상기 피니언축을 구비하고,
    상기 출력축과 동일한 방향으로 돌출하는 적어도 2개의 상기 피니언축을, 각각, 상기 입력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    구동 토크를 발생시키는 구동용 액추에이터와,
    제동 토크를 발생시키는 제동용 액추에이터를 구비하고,
    복수의 상기 입력축 중의 제 1 입력축에, 상기 구동용 액추에이터가 결합되고,
    복수의 상기 입력축 중의 제 2 입력축에, 상기 제동용 액추에이터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어축을 상기 입력축으로 하고,
    상기 선 기어축, 상기 피니언축, 또는, 상기 카운터 기어축 중 적어도 어느 하나를 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어축을 상기 입력축으로 하고,
    상기 선 기어축을 상기 출력축으로 하는 것을 특징으로 하는 기어 전동 장치.
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