WO2020213646A1

WO2020213646A1 - モータユニット

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Publication number: WO2020213646A1
Application number: PCT/JP2020/016586
Authority: WO
Inventors: 慶介福永
Original assignee: 日本電産株式会社
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2020-10-22
Also published as: US11781635B2; DE112020002021T5; JPWO2020213646A1; CN113692504A; US20220196137A1

Abstract

本発明のモータユニットの一つの態様は、モータ軸を中心として回転する第１シャフトと、モータ軸に沿って延び第１シャフトの軸方向一方側で第１シャフトに軸方向に相対移動可能に連結される第２シャフトと、第１シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第１ベアリングと、第１シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第２ベアリングと、第２シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第３ベアリングと、第２シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第４ベアリングと、を有する。第１ベアリングの外輪の軸方向他方側を向く面には弾性部材が配置される。第１ベアリングおよび第２ベアリングの軸方向の残存隙間は、第３ベアリングおよび第４ベアリングの軸方向の残存隙間より大きい。

Description

モータユニット

　本発明は、モータユニットに関する。

　一般的に、モータにおいて、ステータとロータとの間隙を小さくして、ロータの回転効率を高めるために、ロータ軸を高い精度で支持することが求められる。このため、例えば、特許文献１では、モータのロータ軸の両端部をそれぞれベアリングで支持し、さらに、このロータ軸によって動力伝達される駆動軸の両端部をそれぞれベアリングで支持する構成が開示されている。この構成では、同軸上に並ぶロータ軸および駆動軸は、スプライン結合により互いに連結されている。

特開２０１１－２１４６４６号公報

　シャフト同士をスプライン結合によって連結する場合、シャフト間で軸方向の荷重が互いに伝わり難い。これは、スプライン結合において雄スプラインと雌スプラインとが、軸方向の荷重に対し相対的に滑りあうためである。しかしながら、シャフトの回転中に、一方のシャフトに対し他方側に近づく荷重が加わる場合、雄スプラインと雌スプラインとがこじることで、他方のシャフトに荷重が伝わる場合があり、当該シャフトを支持するベアリングに大きな負荷がかかる虞がある。

　本発明の一つの態様は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、モータ側およびギヤ部側のシャフトを連結する場合に、モータ側のシャフトを支持するベアリングを保護できるモータユニットの提供を目的の一つとする。

　本発明のモータユニットの一つの態様は、モータ軸を中心として回転する第１シャフトを有するモータと、前記モータに接続されるギヤ部と、前記モータおよび前記ギヤ部を収容するハウジングと、を備える。前記ギヤ部は、前記モータ軸に沿って延び前記第１シャフトの軸方向一方側で前記第１シャフトに軸方向に相対移動可能に連結される第２シャフトと、前記第２シャフトの外周面に設けられる第１のヘリカルギヤと、前記第１のヘリカルギヤに噛み合う第２のヘリカルギヤと、を有する。前記ハウジングは、前記第１シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第１ベアリングと、前記第１シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第２ベアリングと、前記第２シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第３ベアリングと、前記第２シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第４ベアリングと、を有する。前記第１ベアリングの外輪と、前記外輪の軸方向他方側を向く面に対向する前記ハウジングの対向面と、の間には、弾性部材が配置される。前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングの軸方向の残存隙間は、前記第３ベアリングおよび前記第４ベアリングの軸方向の残存隙間より大きい。

　本発明の一つの態様によれば、モータ側およびギヤ部側のシャフトを連結する場合に、モータ側のシャフトを支持するベアリングを保護できるモータユニットが提供される。

図１は、一実施形態のモータユニットの概念図である。図２は、一実施形態のモータユニットの断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図４は、一実施形態のモータユニットの第２シャフトの近傍の斜視図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数などを異ならせる場合がある。なお、図面においては、モータユニットが搭載される車両の幅方向（左右方向）と平行な適宜Ｙ軸を示す。

　図１は、一実施形態のモータユニット１０の概念図である。図２は、モータユニット１０の断面図である。図３は、第１ベアリング７１の近傍における図２の部分拡大図である。図４は、モータユニット１０の第２シャフトの近傍の斜視図である。

　後述するモータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３、出力軸Ｊ４は、実際には存在しない仮想軸である。モータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３、出力軸Ｊ４は、互いに平行でありＹ軸方向に沿って延びる。

　以下の説明において特に断りのない限り、モータ軸Ｊ１に平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、モータ軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸Ｊ１を中心とする周方向、すなわち、モータ軸Ｊ１の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。　また、本明細書では、モータ軸Ｊ１に沿った軸方向の両側のうち、＋Ｙ方向を軸方向一方側と呼び、－Ｙ方向を軸方向他方側と呼ぶ。

　モータユニット１０は、車両に搭載され車輪を回転させることで車両を駆動させる。モータユニット１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）に搭載される。なお、モータユニット１０は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、等、モータを動力源とする車両に搭載されていればよい。

　図１に示すように、モータユニット１０は、モータ３と、ギヤ部５と、モータ３およびギヤ部５を収容するハウジング６と、を備える。

＜モータ＞
　モータ３は、駆動装置としての機能と、発電装置としての機能と、を兼ね備えた電動発電機である。モータ３は、おもに駆動装置として機能して車両を駆動し、回生時には発電装置として機能する。

　モータ３は、インナーロータ型モータである。モータ３は、ロータ３１と、ロータ３１を径方向外側から囲むステータ３２と、を有する。

　ロータ３１は、図示略のバッテリからステータ３２に電力が供給されることでモータ軸Ｊ１を中心として回転する。ロータ３１は、第１シャフト１１と、ロータコア３１ａと、ロータマグネット３１ｂと、を有する。

　第１シャフト１１は、モータ軸Ｊ１に沿って延びる。第１シャフト１１は、モータ軸Ｊ１を中心として回転する。第１シャフト１１の内部には、モータ軸Ｊ１に沿って延び軸方向両端に開口する中空部が設けられる。

　第１シャフト１１の軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部には、雌スプライン１１ａが設けられる。雌スプライン１１ａは、中空部の内周面において、周方向に沿って並ぶ凸部および凹部を有する。

　ロータコア３１ａは、軸方向に沿って延びる円柱体である。ロータコア３１ａは、第１シャフト１１に固定される。ロータマグネット３１ｂは、永久磁石である。ロータマグネット３１ｂは、ロータコア３１ａに固定される。

　ステータ３２は、ステータコア３２ａと、コイル３２ｂとを有する。ステータ３２は、ハウジング６に保持される。ステータコア３２ａは、円環状のヨークの内周面から径方向内方に複数の磁極歯（図示略）を有する。磁極歯の間には、コイル線が掛けまわされることでコイル３２ｂが構成される。

＜ギヤ部＞
　ギヤ部５は、モータ３に対して軸方向一方側（＋Ｙ側）に位置する。ギヤ部５は、モータ３に接続されモータ３の動力を伝達し出力シャフト５５から出力する。ギヤ部５は、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。

　ギヤ部５は、第２シャフト１２と、ピニオンギヤ（第１のヘリカルギヤ）２１と、カウンタシャフト１３と、カウンタギヤ（第２のヘリカルギヤ）２３と、ドライブギヤ２４と、リングギヤ５１と、出力シャフト５５と、差動装置５０と、を有する。

　第２シャフト１２は、モータ軸Ｊ１に沿って延びる。第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、同軸上に配置される。第２シャフト１２の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部は、第１シャフト１１に連結される。すなわち、第２シャフト１２は、第１シャフト１１の軸方向一方側（＋Ｙ側）で第１シャフト１１に連結される。第２シャフト１２は、第１シャフト１１とともにモータ軸Ｊ１周りを回転する。

　第２シャフト１２の内部には、モータ軸Ｊ１に沿って延び軸方向両端に開口する中空部が設けられる。第２シャフト１２が第１シャフト１１に連結されることで、第２シャフト１２および第１シャフト１１の中空部は、互いに連通する。連通した中空部には、モータ３を冷却するオイルが通過する。

　第２シャフト１２の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部には、雄スプライン１２ａが設けられる。雄スプライン１２ａは、第２シャフト１２外周面において、周方向に沿って並ぶ凸部および凹部を有する。第２シャフト１２の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部は、第１シャフト１１の軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部の中空部に挿入される。これにより第１シャフト１１の雌スプライン１１ａと、第２シャフト１２の雄スプライン１２ａとが、互いに嵌合し、第１シャフト１１と第２シャフト１２とが連結される。

　ピニオンギヤ２１は、モータ３の第２シャフト１２の外周面に設けられる。ピニオンギヤ２１は、第２シャフト１２とともに、モータ軸Ｊ１を中心に回転する。ピニオンギヤ２１は、ヘリカルギヤである。

　カウンタシャフト１３は、モータ軸Ｊ１と平行なカウンタ軸Ｊ３に沿って延びる。カウンタシャフト１３は、カウンタ軸Ｊ３を中心として回転する。

　カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４は、カウンタシャフト１３の外周面に設けられる。カウンタギヤ２３とドライブギヤ２４は、カウンタシャフト１３を介して互いに接続される。カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４は、カウンタ軸Ｊ３を中心として回転する。カウンタギヤ２３は、ヘリカルギヤである。カウンタギヤ２３は、ピニオンギヤ２１に噛み合う。また、ドライブギヤ２４は、差動装置５０のリングギヤ５１と噛み合う。

　リングギヤ５１は、差動装置５０に固定される。リングギヤ５１は、ドライブギヤ２４に噛み合い、モータ軸Ｊ１と平行な出力軸Ｊ４を中心として回転する。リングギヤ５１は、ドライブギヤ２４を介して伝達されるモータ３の動力を差動装置５０に伝達する。

　差動装置５０は、モータ３から出力されるトルクを車両の車輪に伝達するための装置である。差動装置５０は、一対の出力シャフト５５に接続される。一対の出力シャフト５５には、それぞれ車輪が取り付けられる。差動装置５０は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、一対の出力シャフト５５に同トルクを伝える機能を有する。

　図４に示すように、互いに噛み合うピニオンギヤ２１およびカウンタギヤ２３は、ヘリカルギヤである。同様に、互いに噛み合うドライブギヤ２４およびリングギヤ５１は、ヘリカルギヤである。

＜ハウジング＞
　図１に示すように、ハウジング６は、モータ３およびギヤ部５を収容する。ハウジング６は、ハウジング本体６０と、第１ベアリング７１と、第２ベアリング７２と、第３ベアリング７３と、第４ベアリング７４と、を有する。

　第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４は、モータ軸Ｊ１上に並んで配置される。第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４は、軸方向他方側（－Ｙ側）から一方側（＋Ｙ側）に向かってこの順で配置される。

　第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、第１シャフト１１の両端部を支持する。より具体的には、第１ベアリング７１は、第１シャフト１１の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部を支持し、第２ベアリング７２は、第１シャフト１１の軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部を支持する。

　第３ベアリング７３および第４ベアリング７４は、第２シャフト１２の両端部を支持する。より具体的には、第３ベアリング７３は、第２シャフト１２の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部を支持し、第４ベアリング７４は、第２シャフト１２の軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部を支持する。

　ハウジング本体６０は、第１壁部６１と、第２壁部６２と、中間壁部６３と、モータ包囲部６４と、ギヤ包囲部６５と、を有する。第１壁部６１、第２壁部６２、および中間壁部６３は、モータ軸Ｊ１と直交する平面に沿って延びる。

　第１壁部６１は、モータ３を軸方向他方側（－Ｙ側）から覆う。第１壁部６１の軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面には、第１ベアリング保持部６１ｈが設けられる。第１ベアリング保持部６１ｈは、第１ベアリング７１の外輪を保持する。

　第２壁部６２は、ギヤ部５を軸方向一方側（＋Ｙ側）から覆う。第２壁部６２の軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面には、第４ベアリング保持部６２ｈが設けられる。第４ベアリング保持部６２ｈは、第４ベアリング７４の外輪を保持する。

　中間壁部６３は、軸方向において、第１壁部６１と第２壁部６２との間に位置する。中間壁部６３は、モータ３を軸方向一方側（＋Ｙ側）から覆うとともに、ギヤ部５を軸方向他方側（－Ｙ側）から覆う。

　中間壁部６３の一部は、ハウジング本体６０の内部空間をモータ室６Ａとギヤ室６Ｂとに区画する隔壁６３ａとして機能する。モータ室６Ａは、モータ３を収容する。ギヤ室６Ｂは、ギヤ部５を収容する。

　隔壁６３ａには、軸方向に貫通する挿通孔６３ｂが設けられる。挿通孔６３ｂは、モータ室６Ａとギヤ室６Ｂとを繋ぐ。挿通孔６３ｂには、第２シャフト１２の軸方向他方側（－Ｙ側）の端部が挿通される。

　隔壁６３ａの軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面には、第２ベアリング保持部６３ｈが設けられる。また、隔壁６３ａの軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面には、第３ベアリング保持部６３ｊが設けられる。第２ベアリング保持部６３ｈは、第２ベアリング７２の外輪を保持する。第３ベアリング保持部６３ｊは、第３ベアリング７３の外輪を保持する。

　モータ包囲部６４は、モータ３を径方向外側から囲む。モータ包囲部６４は、第１壁部６１と中間壁部６３とを繋ぐ。ギヤ包囲部６５は、ギヤ部５を径方向外側から囲む。ギヤ包囲部６５は、第２壁部６２と中間壁部６３とを繋ぐ。

＜各ベアリングの保持構造＞
　次に、第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の保持構造について図２および図３を基に具体的に説明する。

　図３に示すように、第１ベアリング７１を保持する第１ベアリング保持部６１ｈは、第１筒状部６１ｈａと、第１対向面（対向面）６１ｈｂと、を有する。第１筒状部６１ｈａは、モータ軸Ｊ１を中心とする筒状であり、第１ベアリング７１を径方向外側から囲む。第１対向面６１ｈｂは、第１筒状部６１ｈａの内側に位置する軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面である。第１対向面６１ｈｂは、第１ベアリング７１の外輪の軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面に対向する。第１ベアリングの外輪と、第１対向面６１ｈｂとの間には、ウェーブワッシャ（弾性部材）６９が配置される。なお、弾性部材の他の例として、コイルばねやゴム等が配置されてもよい。

　図２に示すように、第２ベアリング７２を保持する第２ベアリング保持部６３ｈは、第２筒状部６３ｈａと、第２対向面６３ｈｂと、を有する。第２筒状部６３ｈａは、モータ軸Ｊ１を中心とする筒状であり、第２ベアリング７２を径方向外側から囲む。第２対向面６３ｈｂは、第２筒状部６３ｈａの内側に位置する軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面である。第２対向面６３ｈｂは、第２ベアリング７２の外輪の軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面に対向する。第２ベアリングの外輪と、第２対向面６３ｈｂとの間には、第１の隙間調整シム６７が配置される。

　第１シャフト１１の両端部は、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２が挿入される部分の外径が小さくなっている。このため、第１シャフト１１の両端部には、それぞれ先端側を向く段差面が設けられる。第１ベアリング７１および第２ベアリング７２の内輪は、それぞれ第１シャフト１１の両端部の段差面に接触する。第１ベアリング７１の外輪は、第１対向面６１ｈｂと軸方向に対向する。第１ベアリング７１の外輪と第１対向面６１ｈｂとの間には、ウェーブワッシャ６９が挟み込まれる。第２ベアリング７２の外輪は、第２対向面６３ｈｂと軸方向に対向する。第２ベアリング７２と第２対向面６３ｈｂとの間には、第１の隙間調整シム６７が挟み込まれる。第１ベアリング７１および第２ベアリング７２への予圧の方向は、正面組み合わせ方向である。なお、第１の隙間調整シム６７は、第２ベアリング７２と第２対向面６３ｈｂとの間ではなく、第１ベアリング７１と第１対向面６１ｈｂとの間に挟み込まれてもよい。

　定位置予圧方式で組付けられるベアリングは、予め測定した寸法に応じて内輪に対し外輪を軸方向にずらした状態で固定される。これにより、内輪に対する外輪のがたつきを抑制し、回転支持の精度を高めることができる。この場合、鋼球に対する内輪および外輪の隙間を零とすると、使用時の発熱に起因した膨張により、鋼球に加わる荷重が大きくなり、ベアリングの著しい寿命低下を招く虞がある。このため、ベアリングに定位置予圧を付与する場合、内輪、鋼球および外輪の関係に、若干の隙間を設けた状態で、内輪および外輪を組み付けることがなされる。組付けられたベアリングは、この隙間分だけ、外輪が内輪に対し軸方向に移動可能である。本明細書において、この隙間を残存隙間と呼ぶ。言い換えると、外輪は、内輪に対し残存隙間分だけ移動が許容される。

　第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、定位置予圧方式により予圧が付与される。第１ベアリング７１および第２ベアリング７２の残存隙間は、第１の隙間調整シム６７の厚さによって調整される。第１ベアリング７１の外輪と第１対向面６１ｈｂとの間には、ウェーブワッシャ６９が挟み込まれる。ウェーブワッシャ６９は、第１ベアリング７１の外輪および第１対向面６１ｈｂに接触する。このため第１ベアリング７１は、ウェーブワッシャ６９の圧縮代だけ、外輪が内輪に対して軸方向一方側に移動可能である。すなわち、第１ベアリング７１の残存隙間は、ウェーブワッシャ６９の圧縮代と一致する。また、第２ベアリング７２の外輪は、第１ベアリング７１と同じだけ内輪に対して軸方向に移動可能である。したがって、第１ベアリング７１の軸方向の残存隙間と第２ベアリング７２の軸方向の残存隙間とは、略同寸法である。後述するように、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２の軸方向の残存隙間は、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の軸方向の残存隙間より大きくすることが好ましい。

　第３ベアリング７３を保持する第３ベアリング保持部６３ｊは、第３筒状部６３ｊａと、第３対向面６３ｊｂと、を有する。第３筒状部６３ｊａは、モータ軸Ｊ１を中心とする筒状であり、第３ベアリング７３を径方向外側から囲む。第３対向面６３ｊｂは、第３筒状部６３ｊａの内側に位置する軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面である。第３対向面６３ｊｂは、第３ベアリング７３の外輪の軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面に対向する。第３ベアリングの外輪と第３対向面６３ｊｂとは、直接的に接触する。

　第４ベアリング７４を保持する第４ベアリング保持部６２ｈは、第４筒状部６２ｈａと、第４対向面６２ｈｂと、を有する。第４筒状部６２ｈａは、モータ軸Ｊ１を中心とする筒状であり、第４ベアリング７４を径方向外側から囲む。第４対向面６２ｈｂは、第４筒状部６２ｈａの内側に位置する軸方向他方側（－Ｙ側）を向く面である。第４対向面６２ｈｂは、第４ベアリング７４の外輪の軸方向一方側（＋Ｙ側）を向く面に対向する。第４ベアリングの外輪と、第４対向面６２ｈｂとの間には、第２の隙間調整シム６８が配置される。

　第２シャフト１２の両端部は、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４が挿入される部分の外径が小さくなっている。このため、第２シャフト１２の両端部には、それぞれ先端側を向く段差面が設けられる。第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の内輪は、それぞれ第２シャフト１２の両端部の段差面に接触する。第３ベアリング７３の外輪は、第３対向面６３ｊｂと軸方向に対向する。第３ベアリング７３の外輪と第３対向面６３ｊｂとは、直接的に接触する。第４ベアリング７４の外輪は、第４対向面６２ｈｂと軸方向に対向する。第４ベアリング７４と第４対向面６２ｈｂとの間には、第２の隙間調整シム６８が挟み込まれる。第３ベアリング７３および第４ベアリング７４への予圧の方向は、正面組み合わせ方向である。

　第３ベアリング７３および第４ベアリング７４は、定位置予圧方式により予圧が付与される。第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の残存隙間は、第２の隙間調整シム６８の厚さによって調整される。第３ベアリング７３の軸方向の残存隙間と第４ベアリング７４の軸方向の残存隙間とは、略同寸法である。なお、第２の隙間調整シム６８は、第４ベアリング７４と第４対向面６２ｈｂとの間ではなく、第３ベアリング７３と第３対向面ｊｂとの間に挟み込まれてもよい。

　上述したように、モータ３は、駆動装置としての機能と、発電装置としての機能と、を兼ね備える。以下の説明において、モータ３が駆動装置として車両を駆動する状態を駆動モードと呼び、モータ３が発電装置として発電する状態を回生モードと呼ぶ。

　モータ３が駆動モードであるとき、各シャフトおよび各ギヤには、回転方向と同方向（正転方向）のトルクが加わる。また、モータ３が回生モードであるとき、モータ３が車輪の回転を減速させる回生ブレーキとして機能するため、各シャフトおよび各ギヤには、回転方向と逆方向（逆転方向）のトルクが加わる。

　上述したように、第２シャフト１２の外周面に設けられたピニオンギヤ２１と当該ピニオンギヤ２１に噛み合うカウンタギヤ２３は、ヘリカルギヤである。このため、第２シャフト１２には、トルクの加わる方向に応じて、軸方向一方側又は他方側の応力が加わる。モータ３が駆動モードから回生モード又は回生モードから駆動モードに移行した瞬間に、第２シャフト１２には軸方向の反対側に応力が付与される。第２シャフトは、モータ３のモードの移行によって、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の残存隙間だけ軸方向に移動する。なお、本実施形態においては、駆動モードにおいて、軸方向一方側（＋Ｙ）方向に応力が加わるようにすることが望ましく、第１のヘリカルギヤおよび第２のヘリカルギヤの歯の傾斜方向は、駆動モードにおいて軸方向一方側に応力が加わる構成である。

　本実施形態によれば、第１シャフト１１と第２シャフト１２とが、スプライン結合によって連結される。したがって、モータ３のモードの移行に伴い第２シャフト１２が軸方向に移動する場合であっても、雄スプライン１２ａと雌スプライン１１ａとが軸方向に滑ることで、第１シャフト１１の軸方向の移動が抑制される。結果的に、第１シャフト１１を保持する第１ベアリング７１および第２ベアリング７２に軸方向に大きな荷重が加わることを抑制することができ、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２として耐荷重が小さい小型のベアリングを採用することができる。換言すれば、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の外径は、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２よりも大きい。

　しかしながら、本発明者らは、第１シャフト１１および第２シャフト１２が回転した状態で、第２シャフト１２が軸方向他方側（－Ｙ側）に移動する場合、雄スプライン１２ａと雌スプライン１１ａとがこじることで、第１シャフト１１に軸方向他方側（－Ｙ側）の荷重が伝わる場合があるという知見を得た。

　本実施形態によれば、第１ベアリング７１の外輪とハウジング６の第１対向面６１ｈｂとの間には、弾性部材としてのウェーブワッシャ６９が配置される。したがって、モータ３のモードの移行に伴い、第２シャフト１２から第１シャフト１１に軸方向他方側（－Ｙ側）の荷重が加わった場合であっても、第１ベアリング７１に大きな荷重が加わることを抑制することができる。より具体的には、第２シャフト１２からの荷重により、第１シャフト１１が軸方向他方側（－Ｙ側）に移動した場合、ウェーブワッシャ６９が圧縮されることで、第１ベアリング７１の鋼球に加わる荷重を制限できる。これにより、第１ベアリング７１を保護することができ、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２による第１シャフト１１の回転支持の信頼を高めることができる。
　ここで、第４ベアリング７４の外径は、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２よりも大きい。さらに、第４ベアリング７４の外径は、第３ベアリング７３の外径よりも大きい。以上のようにすることにより、第４ベアリング７４を大径、すなわち高トルクに耐えられるベアリングとすることで、軸方向一方側（＋Ｙ）に応力が加わったとしても、第４ベアリング７４側には弾性部材を設ける必要がない。そのため、部品点数を少なくすることができる。また、第４ベアリング７４のみの径を第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、および第３ベアリング７３の径よりも大きくすることで、第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、および第３ベアリング７３の径を相対的に小さくすることができる。これにより、ベアリングの転がり抵抗を低く抑えることができる。また、第１ベアリング７１、第２ベアリング７２、および第３ベアリング７３が小型になるので、モータユニット全体として小型化することができる。

　なお、スプライン結合は、雄スプライン１２ａが雌スプライン１１ａから抜ける方向に移動する場合、こじりにくい。すなわち、モータ３のモードの移行に伴い、第２シャフト１２が軸方向一方側（＋Ｙ）側に移動する場合に、雄スプライン１２ａと雌スプライン１１ａとは、軸方向において円滑に滑りあう。このため、第２ベアリング７２には、モータ３のモードの移行に伴う荷重がかかりにくい。本実施形態では、第２ベアリング７２の外輪と第２対向面６３ｈｂとの間にウェーブワッシャを配置しない。このため、部品点数を削減して組み立て工程を簡素化できる。

　本実施形態において、第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、スプライン結合によって互いに連結される。このため、第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、軸方向に相対移動可能であり、第１シャフト１１の荷重が第２シャフト１２に伝わり難い。なお、本明細書においてスプライン結合とは、外周面に複数の溝が設けられたシャフトとそれに対応する形状の穴とを組み合わせて互いに連結する構成を意味する。

　第１シャフト１１と第２シャフト１２との連結構造は、本実施形態に限定されない。第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、軸方向に相対移動可能に連結されていればよい。第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、それぞれの周方向を向く面を互いに対向させて連結されていればよい。このような連結構造として、本実施形態のほかに、シャフトの外周面および穴の内周面にそれぞれ溝があり、これらの溝に嵌るキーによってシャフトと穴とが互いに連結される構造が例示できる。

　本実施形態によれば、第１ベアリング７１の外輪とハウジング６の第１対向面６１ｈｂとの間に配置される弾性部材は、ウェーブワッシャ６９である。このため、容易な組み立て工程で、第１ベアリング７１の外輪とハウジング６の第１対向面６１ｈｂとの間に弾性部材を介在させることができる。

　本実施形態において、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２の軸方向の残存隙間は、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の軸方向の残存隙間より大きいことが好ましい。上述したように、第２シャフト１２は、モータ３のモードの移行によって、第３ベアリング７３および第４ベアリング７４の残存隙間だけ軸方向に移動する。モータ３のモードの移行に伴い、第２シャフト１２とともに第１シャフト１１が軸方向に移動すると、ウェーブワッシャ６９が圧縮される。ここで、上述のように、ウェーブワッシャ６９の圧縮代は、第１ベアリング７１の残存隙間と一致する。本実施形態によれば、第３ベアリング７３および第４ベアリングの軸方向の残存隙間は、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２の残存隙間よりも小さいため、第２シャフト１２の移動量は、第１ベアリング７１の残存隙間であるウェーブワッシャ６９の圧縮代より小さい。ゆえに、第１シャフト１１の移動量は、第１ベアリングおよび第２ベアリングの残存隙間よりも小さい。このため、ウェーブワッシャ６９が完全に圧縮されることがなく、第１ベアリング７１および第２ベアリング７２に過度な負荷が加わることを抑制できる。

　以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

３…モータ、５…ギヤ部、６…ハウジング、１０…モータユニット、１１…第１シャフト、１２…第２シャフト、２１…ピニオンギヤ（第１のヘリカルギヤ）、２３…カウンタギヤ（第２のヘリカルギヤ）、６１ｈｂ…第１対向面（対向面）、６９…ウェーブワッシャ（弾性部材）、７１…第１ベアリング、７２…第２ベアリング、７３…第３ベアリング、７４…第４ベアリング、Ｊ１…モータ軸

Claims

　モータ軸を中心として回転する第１シャフトを有するモータと、
　前記モータに接続されるギヤ部と、
　前記モータおよび前記ギヤ部を収容するハウジングと、を備え、
　前記ギヤ部は、
　　前記モータ軸に沿って延び前記第１シャフトの軸方向一方側で前記第１シャフトに軸方向に相対移動可能に連結される第２シャフトと、
　　前記第２シャフトの外周面に設けられる第１のヘリカルギヤと、
　　前記第１のヘリカルギヤに噛み合う第２のヘリカルギヤと、を有し、
　前記ハウジングは、
　　前記第１シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第１ベアリングと、
　　前記第１シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第２ベアリングと、
　　前記第２シャフトの軸方向他方側の端部を支持する第３ベアリングと、
　　前記第２シャフトの軸方向一方側の端部を支持する第４ベアリングと、を有し、
　前記第１ベアリングの外輪と、前記外輪の軸方向他方側を向く面に対向する前記ハウジングの対向面と、の間には、弾性部材が配置され、
　前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングの軸方向の残存隙間は、前記第３ベアリングおよび前記第４ベアリングの軸方向の残存隙間より大きい、
モータユニット。
　前記弾性部材は、ウェーブワッシャである、
請求項１に記載のモータユニット。
　前記ギヤ部は、
　　前記モータ軸と平行なカウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、
　　前記カウンタシャフトの外周面に設けられる前記第２のヘリカルギヤおよびドライブギヤと、
　　前記ドライブギヤに噛み合いモータ軸と平行な出力軸を中心として回転するリングギヤを有する差動装置と、
　　前記差動装置に接続される一対の出力シャフトと、を有する、
請求項１又は２に記載のモータユニット。
　前記第１ベアリング、前記第２ベアリング、前記第３ベアリングおよび前記第４ベアリングには、定位置予圧方式により予圧が付与される、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータユニット。
　前記ハウジングは、
　　前記第１ベアリングを保持する第１ベアリング保持部において、第１ベアリングの外輪の軸方向他方側に対向する第１対向面を有し、
　　前記第２ベアリングを保持する第２ベアリング保持部において、第２ベアリングの外輪の軸方向一方側に対向する第２対向面を有し、
　　前記第３ベアリングを保持する第３ベアリング保持部において、第３ベアリングの外輪の軸方向他方側に対向する第３対向面を有し、
　　前記第４ベアリングを保持する第４ベアリング保持部において、第４ベアリングの外輪の軸方向一方側に対向する第４対向面を有し、
　前記第１ベアリングの外輪と前記第１対向面との間に、前記弾性部材が挟み込まれる、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータユニット。
　前記第２ベアリングの外輪は前記第２対向面との間にシムが挟み込まれ、
　前記第３ベアリングの外輪は前記第３対向面と直接接触し、
　前記第４ベアリングの外輪は前記第４対向面との間にシムが挟み込まれ、
　前記第１ベアリングの内輪および前記第２ベアリングの内輪は、それぞれ前記第１シャフトに設けられた段差面と接触し、
　前記第３ベアリングの内輪および前記第４ベアリングの内輪は、それぞれ前記第２シャフトに設けられた段差面に接触する、請求項５記載のモータユニット。
　前記第４ベアリングの外径は、前記第１ベアリング、前記第２ベアリング、および前記第３ベアリングよりも大きい、請求項１から６のいずれか１項に記載のモータユニット。