JP2013200011A - 動力伝達装置及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向外方に第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２を有するものにあって、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向内方から供給される油を第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に供給し易い装置を提供する。
【解決手段】第１ブレーキ機構６１を、第１リングギヤ５４ａに対して第１フランジ５４ｂと反対側に軸方向にずれた位置に配置する。第２ブレーキ機構６２を、第２リングギヤ５５ａに対して第２フランジ５５ｂを跨ぐように軸方向にずれた位置に配置する。そして、第２フランジ５５ｂに軸方向に貫通する貫通孔５５ｆを設ける。油孔４ｅ、４ｆから供給される油は、矢印９ａ〜９ｆに示すように流れ、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力された回転駆動力を、変速比を変えて出力可能な動力伝達装置に係り、詳しくは、ステップドピニオン及びリングギヤを有するプラネタリギヤ装置と、リングギヤの回転を停止自在なブレーキ機構とを備えた動力伝達装置、及び、このような動力伝達装置と回転電機とを備えた駆動装置に関する。

例えば、車両などに搭載される動力伝達装置として、プラネタリギヤ装置とブレーキ機構とを備えたものがある。プラネタリギヤ装置は、ステップドピニオンと、このステップドピニオンの大径ピニオン及び小径ピニオンにそれぞれ噛合する２つのリングギヤを有する。ブレーキ機構は、それぞれのリングギヤの径方向外方に配置される。このような装置では、ブレーキ機構により何れかのリングギヤの回転を停止して、入力された回転駆動力を、変速比を変えて出力できる（特許文献１参照）。

特開２０１２−２３５３号公報

上述の特許文献１に記載された装置の場合、ステップドピニオンは、２つのリングギヤをそれぞれ支持する２つのフランジの間に配置されている。したがって、ステップドピニオンは、リングギヤと２つのフランジとで囲まれるように配置される。また、ブレーキ機構は、径方向から視て２つのリングギヤと重なるように配置されている。このため、２つのリングギヤの径方向内方から供給され、ステップドピニオンとリングギヤとの各噛合部などを潤滑する油を、更にブレーキ機構に供給しようとしても、２つのリングギヤと２つのフランジに阻まれて、この油をブレーキ機構に供給しにくい。

そこで本発明は、リングギヤの径方向外方にブレーキ機構を有するものにあって、リングギヤの径方向内方から供給される油をブレーキ機構に供給し易い装置を提供することを目的とするものである。

本発明は（図１参照）、軸方向に並設された大径ピニオン（５２ａ）及び小径ピニオン（５２ｂ）を有するステップドピニオン（５２）と、前記大径ピニオン（５２ａ）及び前記小径ピニオン（５２ｂ）にそれぞれ噛合する第１リングギヤ（５４ａ）及び第２リングギヤ（５５ａ）と、前記ステップドピニオン（５２）の軸方向一方に隣接して配置され、前記第１リングギヤ（５４ａ）を支持する第１フランジ（５４ｂ）と、前記ステップドピニオン（５２）の軸方向他方に隣接して配置され、前記第２リングギヤ（５５ａ）を支持する第２フランジ（５５ｂ）と、を有するプラネタリギヤ装置（５）と、前記第１リングギヤ（５４ａ）の径方向外方に配置され、摩擦係合により前記第１リングギヤ（５４ａ）の回転を停止自在な第１ブレーキ機構（６１）と、前記第２リングギヤ（５５ａ）の径方向外方で前記第１ブレーキ機構（６１）と軸方向に並設され、摩擦係合により前記第２リングギヤ（５５ａ）の回転を停止自在な第２ブレーキ機構（６２）と、を備え、前記第１フランジ（５４ｂ）と前記第２フランジ（５５ｂ）との間で、前記第１リングギヤ（５４ａ）及び前記第２リングギヤ（５５ａ）の径方向内方から油が供給される動力伝達装置（５０）であって、前記第１ブレーキ機構（６１）は、前記第１リングギヤ（５４ａ）に対して前記第１フランジ（５４ａ）と反対側に軸方向にずれた位置に配置され、前記第２ブレーキ機構（６２）は、前記第２リングギヤ（５５ａ）に対して前記第２フランジ（５５ｂ）を跨ぐように軸方向にずれた位置に配置され、前記第２フランジ（５５ｂ）に軸方向に貫通する貫通孔（５５ｆ）を設けた、ことを特徴とする。

また、本発明の動力伝達装置（図１参照）は、前記ステップドピニオン（５２）は、前記大径ピニオン（５２ａ）が前記第１リングギヤ（５４ａ）と、前記小径ピニオン（５２ｂ）が前記第２リングギヤ（５５ａ）と、それぞれ噛合するように配置されている、ことを特徴とする。

また、本発明の動力伝達装置（図１参照）は、前記大径ピニオン（５２ａ）及び前記小径ピニオン（５２ｂ）と、前記第１リングギヤ（５４ａ）及び前記第２リングギヤ（５５ａ）とは、それぞれの歯が、前記ステップドピニオン（５２）が所定方向に回転した場合に、それぞれの噛合部を通過する油が前記ステップドピニオン（５２）の前記軸方向一方から他方に向かって流れるように軸方向に対して傾斜している、ことを特徴とする。

また、本発明の動力伝達装置（図１参照）は、前記第１ブレーキ機構（６１）は、回転不能に支持された第１外摩擦板（６１ａ）と、前記第１リングギヤ（５４ａ）と共に回転し、前記第１外摩擦板（６１ａ）と摩擦係合して前記第１リングギヤ（５４ａ）の回転を停止する第１内摩擦板（６１ｂ）とを有し、前記第２ブレーキ機構（６２）は、回転不能に支持された第２外摩擦板（６２ａ）と、前記第２リングギヤ（５５ａ）と共に回転し、前記第２外摩擦板（６２ａ）と摩擦係合して前記第２リングギヤ（５５ａ）の回転を停止する第２内摩擦板（６２ｂ）とを有し、前記第１リングギヤ（５４ａ）から前記第１ブレーキ機構（６１）まで延在されて前記第１内摩擦板（６１ｂ）にスプライン係合するスプライン部（５４ｄ）に径方向に貫通する第１貫通孔（５４ｅ）を設けた第１延在部（５４ｃ）と、前記第２リングギヤ（５５ａ）から前記第２ブレーキ機構（６２）まで延在されて前記第２内摩擦板（６２ｂ）にスプライン係合するスプライン部（５５ｄ）に径方向に貫通する第２貫通孔（５５ｅ）を設けた第２延在部（５５ｃ）と、を有する、ことを特徴とする。

また、本発明の駆動装置（図１参照）は、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の動力伝達装置（５０）と、前記プラネタリギヤ装置（５）に駆動力を出力する回転電機（３）と、を備え、前記回転電機（３）は、軸方向から視て少なくとも一部が前記第１ブレーキ機構（６１）と重なり、前記第１リングギヤ（５４ａ）の径方向外方で径方向から視て少なくとも一部が前記第１リングギヤ（５４ａ）と重なるように配置された、ことを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、第１ブレーキ機構が第１リングギヤに対して軸方向にずれた位置に配置され、第２ブレーキ機構が第２リングギヤに対して第２フランジを跨ぐように軸方向にずれた位置に配置され、且つ、第２フランジに軸方向に貫通する貫通孔を設けているため、第１リングギヤ及び第２リングギヤの径方向内方から供給される油を、第１リングギヤ及び第２リングギヤの径方向外方にある第１ブレーキ機構及び第２ブレーキ機構に対して供給し易い。

請求項２に係る本発明によると、小径ピニオンの径方向外方に第１ブレーキ機構を配置でき、装置のコンパクト化を図れる。

請求項３に係る本発明によると、ステップドピニオンの回転により油が噛合部を流れるので、第１ブレーキ機構及び第２ブレーキ機構に対して油をより供給し易い。

請求項４に係る本発明によると、第１延在部の第１内摩擦板を係合する部分及び第２延在部の第２内摩擦板を係合する部分に、それぞれ第１貫通孔及び第２貫通孔を設けているため、第１内摩擦板と第１外摩擦板との間、及び、第２内摩擦板と第２外摩擦板との間に効率良く油を供給できる。

請求項５に係る本発明によると、ロータ及びステータが、軸方向から視て第１ブレーキ機構と、径方向から視て第１リングギヤと、それぞれ少なくとも一部が重なるように配置されているため、装置のコンパクト化を図れる。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えた駆動装置を、一部を省略して示す半部断面図。

本発明の実施形態について、図１を用いて説明する。本実施形態では、本発明に係る動力伝達装置を備えた駆動装置を、インホイールモータ駆動装置１に適用している。このようなインホイールモータ駆動装置１は、例えば電気車両用ホイールの駆動装置、ハイブリッド車両用ホイールの駆動装置等として用いることができる。なお、以下の説明では、「軸方向」は、図１の左右方向である。

本インホイールモータ駆動装置１は、図１に示すように、ケース（固定部材）２内に、大まかに、モータ・ジェネレータ（回転電機）３、中心軸４、減速プラネタリギヤ（プラネタリギヤ装置）５、ブレーキ装置６、ホイールハブ７が固定された出力軸８等を備えて構成されている。また、本実施形態では、減速プラネタリギヤ５とブレーキ装置６とで、動力伝達装置５０を構成する。出力軸８、減速プラネタリギヤ５、中心軸４、モータ・ジェネレータ３（以下、単に「モータ３」という）は、ホイールハブ７に固定されるホイール（図示省略）の中心と同軸上に配置されている。

ケース２は、ホイールハブ７に対して軸方向の反対側となる軸方向一方（図１の右方）が開口したメインケース２Ａと、メインケース２Ａにボルトなどの締結部材により締結され、メインケース２Ａの開口を閉塞するケースカバー２Ｂと、を有して構成されている。メインケース２Ａは、モータ３、減速プラネタリギヤ５、ブレーキ装置６を収納すると共に、軸方向他方（図１の左方）にホイールハブ７を、ハブベアリング７１を介して回転自在に支持している。このために、メインケース２Ａの軸方向他方に設けた側壁部２１に、ハブベアリング７１を支持するベアリング支持部２２を形成している。

ハブベアリング７１は、インナーレース７１ａと、アウターレース７１ｂと、インナーレース７１ａとアウターレース７１ｂとの間に転動自在に配置された複数のボール（転動体）７１ｃとから構成さる。そして、アウターレース７１ｂをベアリング支持部２２に内嵌すると共に、ベアリング支持部２２の軸方向他端部（図１の左端部）に形成された突き当て部２２ａと、ベアリング支持部２２の軸方向一方に固定されたスナップリング２２ｂとで、アウターレース７１ｂの軸方向位置を規制している。インナーレース７１ａには、ホイールハブ７の軸方向一端側に形成された支持部７２を内嵌している。これにより、ホイールハブ７がベアリング支持部２２にハブベアリング７１を介して回転自在に支持される。

ホイールハブ７は、本体部７ａに軸方向に貫通したスプライン孔を有し、後述する出力軸８をこのスプライン孔に挿通し、出力軸８の外周面に形成されたスプライン部とスプライン係合することにより、出力軸８と共に回転する。本体部７ａの外周面には、不図示のブレーキディスクやホイールを支持するためのフランジ部７ｂが形成されている。また、本体部７ａのフランジ部７ｂに対して軸方向一端側（図１の右側）の外周面と、ベアリング支持部２２の突き当て部２２ａの内周面との間にシールリング７３を設けると共に、本体部７ａの内周面と出力軸８の外周面との間にＯリング７４を設けている。これにより、メインケース２Ａの軸方向他端側を密封している。

また、ホイールハブ７と出力軸８との固定は、出力軸８をホイールハブ７のスプライン孔を挿通させた状態で出力軸８の先端部にナット７５を螺合することにより行う。この際、インナーレース７１ａが、ホイールハブ７の支持部７２の軸方向他端部に形成された段差７２ａと、出力軸８と後述するキャリヤ５３との連結部８１との間に挟持される。この結果、ホイールハブ７がインナーレース７１ａを介して出力軸８の連結部８１とナット７５とで挟持され、ホイールハブ７の出力軸８に対する軸方向位置が規制される。

モータ３は、メインケース２Ａの軸方向一端側に配置され、メインケース２Ａに固定されるステータ３１と、中心軸４に支持されるロータハブ３２ａ上に固定されたロータ３２とを有して構成されており、ロータ３２に永久磁石が埋設された、いわゆるＩＰＭモータからなる。モータ３は、軸方向から視て少なくとも一部が後述する第１ブレーキ機構６１と重なり、後述する第１リングギヤ５４ａの径方向外方で径方向から視て少なくとも一部が第１リングギヤ５４ａと重なるように配置されている。本実施形態では、ロータ３２及びステータ３１の一部が、軸方向から視て第１ブレーキ機構６１と、径方向から視て第１リングギヤ５４ａと、それぞれ重なるようにしている。

ステータ３１は、多数の鋼板が積層されて構成され、ステータ巻線が埋設されるステータ鋼板３１ａを有しており、ステータ鋼板３１ａは、ボルトなどの締結部材によってメインケース２Ａに固定されている。また、ステータ３１は、ステータ鋼板３１ａの軸方向両側に、ステータ巻線を折り返すためにステータ鋼板３１ａから突出して形成されたコイルエンド３１ｂ，３１ｃを有している。

一方、上記ロータ３２は、ステータ鋼板３１ａと同様に鋼板が積層され、例えば永久磁石が埋設された円筒状のロータコア３２ｂを有している。ロータコア３２ｂの軸方向の両側は、エンドプレート３２ｃ，３２ｃを介してロータハブ３２ａにカシメられており、つまりロータ３２は、ロータハブ３２ａと一体的に回転する。なお、ロータハブ３２ａには羽根状のフィン（図示省略）が設けられ、ロータ３２が回転すると、フィンによりケース２内の下方に溜まった油を掻き上げて、モータ３の上部にも油をかけてモータ３を全体的に冷却する。

ロータハブ３２ａの軸方向におけるケースカバー２Ｂ側の内周側には、レゾルバ３３が配設されている。レゾルバ３３は、ロータハブ３２ａに固着されたレゾルバロータ３３ａと、ケースカバー２Ｂに固着されたレゾルバステータ３３ｂと、を有して構成されており、ロータ３２の回転位置（位相）を検出して、その信号がモータ制御に用いられる。なお、レゾルバ３３は、モータ３の回転数を検出することができるため、後述の減速プラネタリギヤ５の減速比を乗算することで、車輪の回転数も検出することが可能である。

中心軸４は、詳しくは後述する減速プラネタリギヤ５及びモータ３の中心上に軸方向に跨って配置されており、軸方向一端がボールベアリング４１によりケースカバー２Ｂに対して回転自在に支持されていると共に、軸方向他端がニードルベアリング４２により連結部８１に対して回転自在に支持されている。連結部８１は出力軸８と一体に形成され、出力軸８はホイールハブ７にスプライン係合され、ホイールハブ７はメインケース２Ａのベアリング支持部２２に対してハブベアリング７１により回転自在に支持されている。したがって、中心軸４の軸方向他端は、出力軸８、ホイールハブ７、ハブベアリング７１を介して、メインケース２Ａに回転自在に支持されている。

中心軸４は、外周面が段付き形状に形成されており、軸方向一端側の大径部４ａにロータハブ３２ａが外嵌固定されている。一方、中心軸４の軸方向他端側の小径部４ｂには、減速プラネタリギヤ５を構成するサンギヤ５１が形成されている。また、小径部４ｂのサンギヤ５１よりも軸方向一端側には、後述する第１フランジ５４ｂを、ブシュ４ｃを介して回転自在に支持している。

また、中心軸４の第１フランジ５４ｂを支持する部分と、サンギヤ５１と連結部８１を支持するニードルベアリング４２との間には、それぞれ中心軸４の中心部を貫通する中心孔４ｄと中心軸４の外周面とを連通する油孔４ｅ、４ｆが形成されている。ブシュ４ｃの内周面には、円周方向複数個所に軸方向に亙って溝が形成されており、油孔４ｅから供給される油を矢印９ａのように減速プラネタリギヤ５に供給可能としている。また、油孔４ｆから供給される油は、矢印９ｂに示すように、減速プラネタリギヤ５に供給される。そして、このように減速プラネタリギヤ５に供給された油は、減速プラネタリギヤ５を構成する各噛合部や摺動部などを潤滑する。また、この油は、後述するように、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に供給される。

中心孔４ｄには、ケース２内の下方に溜まった油が、上述したようにロータ３２の回転で掻き上げられることにより供給される。この油は、中心孔４ｄを通って油孔４ｅ、４ｆに供給され、中心軸４がロータ３２と共に回転することで発生する遠心力により、油孔４ｅ、４ｆから上述のように減速プラネタリギヤ５に供給される。なお、中心孔４ｄに供給される油は、車両側又はインホイールモータ駆動装置１に設けたオイルポンプから供給するようにしても良い。

減速プラネタリギヤ５は、上述のサンギヤ５１と、サンギヤ５１に噛合する大径ピニオン５２ａ及び大径ピニオン５２ａよりも小径に形成された小径ピニオン５２ｂを有するステップドピニオン５２と、ステップドピニオン５２を回転自在に支持するキャリヤ５３と、大径ピニオン５２ａに噛合する第１リングギヤ５４ａと、小径ピニオン５２ｂに噛合する第２リングギヤ５５ａと、を有して構成されている。

キャリヤ５３は、出力軸８と連結する連結部８１の外周面の軸方向一端部に形成されたフランジ部５３ａと、側板５３ｂとを有して構成されており、ステップドピニオン５２を、側板５３ｂとフランジ部５３ａとに架け渡されたピニオンシャフト５２ｃによって回転自在に支持すると共に、出力軸８にフランジ部５３ａ及び連結部８１を介して駆動連結されている。

ステップドピニオン５２は、大径ピニオン５２ａを軸方向一端側（モータ３側）に、小径ピニオン５２ｂを軸方向他端側（ホイールハブ７側）に、それぞれ軸方向に並設された形で有している。そして、大径ピニオン５２ａにサンギヤ５１を噛合するようにしている。ステップドピニオン５２の軸方向一端面と側板５３ｂとの間、軸方向他端面とフランジ部５３ａとの間には、それぞれ円輪状のブシュ５３ｃ、５３ｄを配置し、ステップドピニオン５２を側板５３ｂ及びフランジ部５３ａに対して回転自在としている。ブシュ５３ｃ、５３ｄの少なくとも片側面には、それぞれ径方向に亙って溝を形成し、ステップドピニオン５２よりも中心軸４側を前述の矢印９ａ、９ｂのように流れる油を、矢印９ｃ、９ｄで示すように、ステップドピニオン５２の第１、第２リングギヤ５４ａ、５５ａ側に供給可能としている。

大径ピニオン５２ａに噛合する第１リングギヤ５４ａは、ステップドピニオン５２の軸方向一方に隣接して配置された第１フランジ５４ｂに支持されている。第１フランジ５４ｂは、上述のように、中心軸４の軸方向中間部にブシュ４ｃを介して回転自在に支持されている。また、第１フランジ５４ｂの内径側部分は、中心軸４の大径部４ａの段差とキャリヤ５３の側板５３ｂとの間にスラストニードルベアリング１０ａ、１０ｂを介して配置され、軸方向の位置が規制されると共に、大径部４ａの段差及び側板５３ｂに対して回転自在としている。

一方、小径ピニオン５２ｂに噛合する第２リングギヤ５５ａは、ステップドピニオン５２の軸方向他方に隣接して配置された第２フランジ５５ｂに支持されている。第２フランジ５５ｂは、出力軸８とキャリヤ５３との連結部８１の外周面にブシュ８２を介して回転自在に支持されている。また、第２フランジ５５ｂは、キャリヤ５３のフランジ部５３ａと、連結部８１の軸方向他端部外周に外嵌され、ハブベアリング７１のインナーレース７１ａの端面に当接するスペーサ８３との間に、スラストニードルベアリング１１ａ、１１ｂを介して配置され、軸方向の位置が規制されると共に、フランジ部５３ａ及びスペーサ８３に対して回転自在としている。

また、大径ピニオン５２ａ及び第１リングギヤ５４ａは、それぞれ、はすばギヤとし、それぞれのギヤを構成する歯を軸方向に対して傾斜させている。これに伴い、サンギヤ５１もはすばギヤとしている。同様に、小径ピニオン５２ｂ及び第２リングギヤ５５ａも、それぞれ、はすばギヤとし、それぞれのギヤを構成する歯を軸方向に対して傾斜させている。各ギヤの歯が傾斜する方向は、ステップドピニオン５２が所定方向に回転した場合に、それぞれの噛合部を通過する油がステップドピニオン５２の軸方向一方から他方に向かって、即ち、図の右から左に流れるようにする。ここで、所定方向とは、モータ３の駆動により車両を前進させる場合に、ステップドピニオンが回転する方向である。したがって、車両の通常走行中には、各噛合部を通過する油が軸方向一方から他方に向かって流れる。

ブレーキ装置６は、第１リングギヤ５４ａの径方向外方に配置され、摩擦係合により第１リングギヤ５４ａの回転を停止自在な第１ブレーキ機構６１と、第２リングギヤ５５ａの径方向外方で第１ブレーキ機構６１と軸方向に並設され、摩擦係合により第２リングギヤ５５ａの回転を停止自在な第２ブレーキ機構６２と、スプリング６３とを備える。本実施形態では、第１ブレーキ機構６１は、第１リングギヤ５４ａに対して第１フランジ５４ｂと反対側に軸方向にずれた位置に配置され、第２ブレーキ機構６２は、第２リングギヤ５５ａに対して第２フランジ５５ｂを跨ぐように軸方向にずれた位置に配置されている。以下、具体的に説明する。

第１ブレーキ機構６１は、回転不能に支持された複数のブレーキプレート（第１外摩擦板）６１ａと、第１リングギヤ５４ａと共に回転し、複数のブレーキプレート６１ａと摩擦係合して第１リングギヤ５４ａの回転を停止するブレーキディスク（第１内摩擦板）６１ｂと、油圧サーボ６４とを有する。これらブレーキプレート６１ａ及びブレーキディスク６１ｂは、それぞれが摩擦材で、軸方向に交互に配置され、後述するように、油圧サーボ６４とスプリング６３との作用により互いに摩擦係合したり、摩擦係合が解除されたりする。

第２ブレーキ機構６２は、回転不能に支持された複数のブレーキプレート（第２外摩擦板）６２ａと、第２リングギヤ５５ａと共に回転し、複数のブレーキプレート６２ａと摩擦係合して第２リングギヤ５５ａの回転を停止するブレーキディスク（第２内摩擦板）６２ｂと、油圧サーボ６５とを有する。これらブレーキプレート６２ａ及びブレーキディスク６２ｂは、それぞれが摩擦材で、軸方向に交互に配置され、後述するように、油圧サーボ６５とスプリング６３との作用により互いに摩擦係合したり、摩擦係合が解除されたりする。

非回転板である複数のブレーキプレート６１ａ、６２ａは、それぞれメインケース２Ａに対して回転不能に、且つ、軸方向移動可能に支持されている。本実施形態では、メインケース２Ａのブレーキプレート６１ａ、６２ａがそれぞれ配置される部分の内周面にスプラインを形成し、このスプラインに、複数のブレーキプレート６１ａ、６２ａの外周面に形成した突起部をそれぞれ係合させている。

一方、回転板である複数のブレーキディスク６１ｂは、第１リングギヤ５４ａと一体に形成され、第１リングギヤ５４ａから第１ブレーキ機構６１まで延在された第１延在部５４ｃに対して回転不能に、且つ、軸方向移動可能に支持されている。本実施形態では、第１延在部５４ｃは、小径ピニオン５２ｂの径方向外方まで延在されている。そして、第１延在部５４ｃのブレーキディスク６１ｂが配置される部分の外周面にスプライン部５４ｄを形成し、このスプライン部５４ｄに、複数のブレーキディスク６１ｂの内周面に形成した突起部６１ｃをスプライン係合させている。

また、回転板である複数のブレーキディスク６２ｂは、第２リングギヤ５５ａと一体に形成され、第２リングギヤ５５ａから第２ブレーキ機構６２まで延在された第２延在部５５ｃに対して回転不能に、且つ、軸方向移動可能に支持されている。本実施形態では、第２延在部５５ｃは、第２リングギヤ５５ａよりも径方向外方に延出し、更に軸方向他方に向かうように形成することにより、ハブベアリング７１の径方向外方まで延在されている。そして、第２延在部５５ｃのブレーキディスク６２ｂが配置される部分の外周面にスプライン部５５ｄを形成し、このスプライン部５５ｄに、複数のブレーキディスク６２ｂの内周面に形成した突起部６２ｃをスプライン係合させている。

また、複数のブレーキプレート６１ａ、６２ａ及び複数のブレーキディスク６１ｂ、６２ｂを挟むように、これらプレート及びディスクの軸方向両側に、それぞれ油圧サーボ６４、６５が配置されている。油圧サーボ６４、６５は、それぞれ、シリンダ６４ａ、６５ａと、ピストン６４ｂ、６５ｂとを備え、シリンダ６４ａ、６５ａ内にそれぞれ油圧が供給されるように構成されている。ピストン６４ｂ、６５ｂは、シリンダ６４ａ、６５ａ内に供給される油圧により互いに近づく方向に付勢される。

なお、この油圧は、インホイールモータ駆動装置１内に配置された不図示のオイルポンプで発生させる。このため、インホイールモータ駆動装置１内には、図示は省略するが、オイルポンプや、このオイルポンプで発生した油圧を制御するバルブボディなどが配置される。但し、車両側に配置したオイルポンプで発生した油圧を導入するようにしても良い。この場合、インホイールモータ駆動装置１内のオイルポンプやバルブボディを省略できる。

第１ブレーキ機構６１を構成する複数のブレーキプレート６１ａ及び複数のブレーキディスク６１ｂの油圧サーボ６４と反対側には、スナップリング６６ａが固定されており、バックアッププレート６６ｂを介してこれらプレート６１ａ及びディスク６１ｂの軸方向の移動を規制している。スナップリング６６ａは、メインケース２Ａの内周面に軸方向移動不能に固定され、バックアッププレート６６ｂは、メインケース２Ａの内周面に軸方向移動可能に支持されている。複数のブレーキプレート６１ａと複数のブレーキディスク６１ｂとを摩擦係合させる場合には、油圧によりピストン６４ｂを軸方向他方（図の左方）に付勢し、ピストン６４ｂとスナップリング６６ａとで、各プレート６１ａと各ディスク６１ｂとをバックアッププレート６６ｂを介して挟持することにより行う。

同様に、第２ブレーキ機構６２を構成する複数のブレーキプレート６２ａ及び複数のブレーキディスク６２ｂの油圧サーボ６５と反対側には、スナップリング６７ａが固定されており、バックアッププレート６７ｂを介してこれらプレート６２ａ及びディスク６２ｂの軸方向の移動を規制している。スナップリング６７ａは、メインケース２Ａの内周面に軸方向移動不能に固定され、バックアッププレート６７ｂは、メインケース２Ａの内周面に軸方向移動可能に支持されている。複数のブレーキプレート６２ａと複数のブレーキディスク６２ｂとを摩擦係合させる場合には、油圧によりピストン６５ｂを軸方向一方（図の右方）に付勢し、ピストン６５ｂとスナップリング６７ａとで、各プレート６２ａと各ディスク６２ｂとをバックアッププレート６７ｂを介して挟持することにより行う。

一方、複数のブレーキプレート６１ａと複数のブレーキディスク６１ｂとの摩擦係合、又は、複数のブレーキプレート６２ａと複数のブレーキディスク６２ｂとの摩擦係合を解除する場合には、複数のスプリング６３の付勢力により行う。複数のスプリング６３は、メインケース２Ａの内周面の円周方向複数個所に形成された溝にそれぞれ配置されている。また、ピストン６４ｂ、６５ｂには、それぞれ、スプリング６３が配置される溝に対応する位置に、それぞれ径方向に延出するように延出部６４ｃ、６５ｃが一体的に形成されている。したがって、各スプリング６３は、延出部６４ｃ、６５ｃの間に配置され、ピストン６４ｂとピストン６５ｂとの少なくとも何れかが油圧により付勢されることにより、そのピストンの延出部に押されて弾性的に圧縮される。一方、スプリング６３を弾性的に圧縮していた油圧が解除されることにより、スプリング６３が、付勢されていたピストンを延出部を介して弾性復元力により押し返し、このピストンにより付勢されていたプレートとディスクとの摩擦係合を解除する。

本実施形態では、このように、第１ブレーキ機構６１と第２ブレーキ機構６２との摩擦係合を解除するために、ピストン６４ｂ、６５ｂを付勢する付勢手段をスプリング６３で共用している。但し、それぞれのブレーキ機構ごとにスプリングを設けても良い。また、本実施形態では、第１ブレーキ機構６１と第２ブレーキ機構６２とを装置の径方向に関して同じ位置に配置し、各構成部品の外径や内径を同じとし、互いに共通の部品を使用できるようにしている。このために、第１リングギヤ５４ａと一体の第１延在部５４ｃの外径と、第２リングギヤ５５ａと一体の第２延在部５５ｃの外径とを同じとして、その外周面に形成するスプライン部５４ｄ、５５ｄに、共通の部品であるブレーキディスク６１ｂ、６２ｂとを係合可能としている。

また、本実施形態の場合、第１延在部５４ｃのブレーキディスク６１ｂをスプライン係合するスプライン部５４ｄに径方向に貫通する第１貫通孔５４ｅを設けている。また、第２延在部５５ｃのブレーキディスク６２ｂをスプライン係合するスプライン部５５ｄに径方向に貫通する第２貫通孔５５ｅを設けている。更に、第２フランジ５５ｂには、軸方向に貫通する貫通孔５５ｆを設けている。

上述したように、第１延在部５４ｃ及び第１ブレーキ機構６１は、第１リングギヤ５４ａに対して軸方向にずれた位置に配置される。また、第２延在部５５ｃ及び第２ブレーキ機構６２は、第２リングギヤ５５ａに対して第２フランジ５５ｂを跨ぐように配置される。したがって、前述したように、中心軸４の油孔４ｅ、４ｆから矢印９ａ、９ｂのように供給され、減速プラネタリギヤ５を潤滑した油は、矢印９ｃ、９ｄで示すように第１、第２リングギヤ５４ａ、５５ａ側に供給され、次のように、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に供給される。

即ち、矢印９ｃで示すように流れる油は、主として矢印９ｅで示すように、第１延在部５４ｃ側に流れて第１貫通孔５４ｅを通って、第１ブレーキ機構６１を構成する複数のブレーキプレート６１ａと複数のブレーキディスク６１ｂとの間に供給される。また、矢印９ｄで示すように流れる油は、主として矢印９ｆで示すように、第２フランジ５５ｂの貫通孔５５ｆを通って第２延在部５５ｃ側に流れ、第２貫通孔５５ｅを通って、第２ブレーキ機構６２を構成する複数のブレーキプレート６２ａと複数のブレーキディスク６２ｂとの間に供給される。

以上のように構成されたインホイールモータ駆動装置１にあって、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作等に基づきモータ３の力行制御を開始すると、電源（バッテリ）及びインバータ回路等からモータ３のステータ３１に電力が供給され、ロータ３２が回転駆動される。すると、ロータハブ３２ａを介して中心軸４が回転駆動され、サンギヤ５１が回転駆動されることで、減速プラネタリギヤ５においてキャリヤ５３が減速回転とされ、そのキャリヤ５３の減速回転が、出力軸８及びホイールハブ７に伝達され、駆動回転として車輪が回転駆動されることになる。

本実施形態の場合、第１ブレーキ機構６１と第２ブレーキ機構６２とのうち、作動させるブレーキを切り替えることにより、モータ３の出力を２段階に変速して出力できる。変速比は、サンギヤ５１と第１リングギヤ５４ａ又は第２リングギヤ５５ａとの歯数によって決まるが、例えば、第１ブレーキ機構６１により第１リングギヤ５４ａを固定して、第２リングギヤ５５ａを回転自在とすれば、ステップドピニオン５２が第１リングギヤ５４ａに沿って回転し、ステップドピニオン５２の公転運動が、高速側の変速段としてキャリヤ５３に出力される。一方、第２ブレーキ機構６２により第２リングギヤ５５ａを固定して、第１リングギヤ５４ａを回転自在とすれば、ステップドピニオン５２が第２リングギヤ５５ａに沿って回転し、ステップドピニオン５２の公転運動が、低速側の変速段としてキャリヤ５３に出力される。

反対に、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作やブレーキ操作等に基づき回生制御を開始した場合は、出力軸８及びホイールハブ７が車両の慣性力等により回転駆動され、減速プラネタリギヤ５のキャリヤ５３に逆入力される形で、回転が固定された第１リングギヤ５４ａ又は第２リングギヤ５５ａを介して中心軸４のサンギヤ５１が増速回転され、ロータハブ３２ａを介してロータ３２が回転駆動され、ステータ３１を負電圧とすることでロータ３２の回転がステータ３１に逆起電力が作用し、インバータ回路等を介して電源に電力として供給されて、電源の充電がなされる。

なお、この場合も、減速プラネタリギヤ５により２段階に変速を行える。変速段の切り替えは、モータ３の性能に応じてロータ３２の回転数を最適に制御するように行う。例えば、車両が低速時に回生制御を行った場合には、第１リングギヤ５４ａを固定して高速側の変速段によりロータ３２を回転駆動し、電力を効率良く発生させる。一方、車両が高速時に回生制御を行った場合には、第２リングギヤ５５ａを固定して低速側の変速段によりロータ３２を回転駆動し、電力を効率良く発生させる。

また、本実施形態の場合、第１ブレーキ機構６１が第１リングギヤ５４ａに対して軸方向にずれた位置に配置され、第２ブレーキ機構６２が第２リングギヤ５５ａに対して第２フランジ５５ｂを跨ぐように軸方向にずれた位置に配置され、且つ、第２フランジ５５ｂに軸方向に貫通する貫通孔５５ｆを設けているため、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向内方から供給される油を、上述の矢印９ａ〜９ｆに示すように、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向外方にある第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に対して供給し易い。

即ち、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向内方から供給される油は、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａに堰き止められずに軸方向に流れる。この際、ステップドピニオン５２の回転により、大径ピニオン５２ａと第１リングギヤ５４ａとの噛合部を通過する油が第１延在部５４ｃに向けて流れ、小径ピニオン５２ｂと第２リングギヤ５５ａとの噛合部を通過する油が貫通孔５５ｆを通じて第２延在部５５ｃに向けて流れるので、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２に対して油をより供給し易い。

また、本実施形態の場合、第１延在部５４ｃのブレーキディスク６１ｂを係合する部分及び第２延在部５５ｃのブレーキディスク６２ｂを係合する部分に、それぞれ第１貫通孔５４ｅ及び第２貫通孔５５ｅを設けているため、複数のブレーキプレート６１ａと複数のブレーキディスク６１ｂとの間、及び、複数のブレーキプレート６２ａと複数のブレーキディスク６２ｂとの間に効率良く油を供給できる。

ここで、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａにそれぞれ径方向に貫通する貫通孔を設けて、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａの径方向外方に存在するブレーキ機構に油を供給することが考えられる。但し、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａは、上述したように、歯の方向が傾斜している、はすばギヤとしているため、貫通孔を形成しにくい。そこで、本実施形態では、上述のように、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２を、それぞれ第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａから軸方向にずらして配置し、第１延在部５４ｃ及び第２延在部５５ｃにそれぞれ第１貫通孔５４ｅ及び第２貫通孔５５ｅを形成するようにしている。第１延在部５４ｃ及び第２延在部５５ｃの外周面に形成されたスプライン部５４ｄ、５５ｄは、歯が軸方向に形成されているため、隣り合う歯と歯の間に、第１貫通孔５４ｅ及び第２貫通孔５５ｅを形成し易い。

このように、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２をそれぞれ構成する、複数のブレーキプレート６１ａと複数のブレーキディスク６１ｂとの間、及び、複数のブレーキプレート６２ａと複数のブレーキディスク６２ｂとの間に効率良く油を供給できれば、各プレートと各ディスクとが摩擦係合し始めた場合に発生する摩擦熱を低減でき、各プレートと各ディスクとの耐久性を高くできる。

また、本実施形態の場合、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２を、ステップドピニオン５２の小径ピニオン５２ｂが存在する側にずらしているため、小径ピニオン５２ｂの径方向外方に第１ブレーキ機構６２を配置でき、装置のコンパクト化を図れる。即ち、図１でステップドピニオン５２の左側に大径ピニオン５２ａが配置されているとすると、小径ピニオン５２ｂと噛合する第２リングギヤ５５ａから延在させる第２延在部５５ｃを、大径ピニオン５２ａと噛合する第１リングギヤ５４ａの径方向外方に配置する必要があり、装置の径方向寸法が大きくなってしまう。これに対して本実施形態の場合、小径ピニオン５２ｂは径方向寸法が小さいため、この小径ピニオン５２ｂと噛合する第２リングギヤ５５ａの径方向外方に、第１リングギヤ５４ａから延在させる第１延在部５４ｃを、径方向寸法をそれ程大きくすることなく配置でき、装置のコンパクト化を図れる。なお、装置のコンパクトを考慮しなければ、ステップドピニオンの小径ピニオンと大径ピニオンとの位置を入れ替えても良い。

更に本実施形態の場合、モータ３を構成するロータ３２及びステータ３１が、軸方向から視て第１ブレーキ機構６１と、径方向から視て第１リングギヤ５４ａと、それぞれ少なくとも一部が重なるように配置されているため、装置のコンパクト化を図れる。即ち、第１ブレーキ機構６１及び第２ブレーキ機構６２を、第１リングギヤ５４ａ及び第２リングギヤ５５ａに対してそれぞれ軸方向にずらして配置しているため、第１リングギヤ５４ａの径方向外方に空間ができる。そこで、本実施形態では、この空間にロータ３２及びステータ３１の一部を挿入することで、この空間を有効利用して、装置のコンパクト化を図っている。

なお、以上説明した本実施形態においては、ステップドピニオン５２を有する減速プラネタリギヤ５がモータ３の回転を減速して出力軸８に出力するものを説明したが、例えばキャリヤ５３を中心軸４に駆動連結し、サンギヤ５１を出力軸８に駆動連結することで、モータ３の回転を増速するプラネタリギヤ装置としても本発明を適用し得る。

また、以上説明した本実施形態において、モータ３をＩＰＭモータで構成したものを説明したが、これに限らず、ＳＰＭモータやリラクタンスモータなどを用いても構わず、つまりモータ３はどのような種類のモータであっても構わない。

また、本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置１は、基本的に車両進行方向に対する左側の車輪に搭載されるものとなるが、当然に左右車輪にそれぞれ搭載されるべきものであり、右側の車輪に搭載されるインホイールモータ駆動装置１は、図１では左右方向が逆（鏡面に写した形）になるものである。

また、以上説明した本実施形態においては、動力伝達装置として、車輪のホイールの内側に取付けられるインホイールモータ駆動装置に使用して例について説明したが、例えば、オートマチックトランスミッションの一部など、入力された回転駆動力を、変速比を変えて出力可能な他の動力伝達部分にも、本発明を適用し得る。

また、以上説明した本実施形態においては、駆動装置として、車輪のホイールの内側に取付けられるインホイールモータ駆動装置を一例として説明したが、ハイブリッド車両用のハイブリッド駆動装置や電気車両用の電動駆動装置など、ステップドピニオンを有するプラネタリギヤ装置と回転電機とを備えた駆動装置であれば、どのような駆動装置であっても本発明を適用し得る。

１ インホイールモータ駆動装置（駆動装置）
３ モータ（回転電機）
３１ ステータ
３２ ロータ
４ 中心軸
５ 減速プラネタリギヤ（プラネタリギヤ装置）
５０ 動力伝達装置
５１ サンギヤ
５２ ステップドピニオン
５２ａ 大径ピニオン
５２ｂ 小径ピニオン
５３ キャリヤ
５４ａ 第１リングギヤ
５４ｂ 第１フランジ
５４ｃ 第１延在部
５４ｄ スプライン
５４ｅ 第１貫通孔
５５ａ 第２リングギヤ
５５ｂ 第２フランジ
５５ｃ 第２延在部
５５ｄ スプライン
５５ｅ 第２貫通孔
５５ｆ 貫通孔
６ ブレーキ装置
６１ 第１ブレーキ機構
６１ａ ブレーキプレート（第１外摩擦板）
６１ｂ ブレーキディスク（第１内摩擦板）
６２ 第２ブレーキ機構
６２ａ ブレーキプレート（第２外摩擦板）
６２ｂ ブレーキディスク（第２内摩擦板）
６３ スプリング
６４ 油圧サーボ
６４ａ シリンダ
６４ｂ ピストン
６５ 油圧サーボ
６５ａ シリンダ
６５ｂ ピストン
７ ホイールハブ
８ 出力軸

Claims (5)

1. 軸方向に並設された大径ピニオン及び小径ピニオンを有するステップドピニオンと、前記大径ピニオン及び前記小径ピニオンにそれぞれ噛合する第１リングギヤ及び第２リングギヤと、前記ステップドピニオンの軸方向一方に隣接して配置され、前記第１リングギヤを支持する第１フランジと、前記ステップドピニオンの軸方向他方に隣接して配置され、前記第２リングギヤを支持する第２フランジと、を有するプラネタリギヤ装置と、
   前記第１リングギヤの径方向外方に配置され、摩擦係合により前記第１リングギヤの回転を停止自在な第１ブレーキ機構と、
   前記第２リングギヤの径方向外方で前記第１ブレーキ機構と軸方向に並設され、摩擦係合により前記第２リングギヤの回転を停止自在な第２ブレーキ機構と、を備え、
   前記第１フランジと前記第２フランジとの間で、前記第１リングギヤ及び前記第２リングギヤの径方向内方から油が供給される動力伝達装置であって、
   前記第１ブレーキ機構は、前記第１リングギヤに対して前記第１フランジと反対側に軸方向にずれた位置に配置され、
   前記第２ブレーキ機構は、前記第２リングギヤに対して前記第２フランジを跨ぐように軸方向にずれた位置に配置され、
   前記第２フランジに軸方向に貫通する貫通孔を設けた、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ステップドピニオンは、前記大径ピニオンが前記第１リングギヤと、前記小径ピニオンが前記第２リングギヤと、それぞれ噛合するように配置されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記大径ピニオン及び前記小径ピニオンと、前記第１リングギヤ及び前記第２リングギヤとは、それぞれの歯が、前記ステップドピニオンが所定方向に回転した場合に、それぞれの噛合部を通過する油が前記ステップドピニオンの前記軸方向一方から他方に向かって流れるように軸方向に対して傾斜している、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
4. 前記第１ブレーキ機構は、回転不能に支持された第１外摩擦板と、前記第１リングギヤと共に回転し、前記第１外摩擦板と摩擦係合して前記第１リングギヤの回転を停止する第１内摩擦板とを有し、
   前記第２ブレーキ機構は、回転不能に支持された第２外摩擦板と、前記第２リングギヤと共に回転し、前記第２外摩擦板と摩擦係合して前記第２リングギヤの回転を停止する第２内摩擦板とを有し、
   前記第１リングギヤから前記第１ブレーキ機構まで延在されて前記第１内摩擦板にスプライン係合するスプライン部に径方向に貫通する第１貫通孔を設けた第１延在部と、
   前記第２リングギヤから前記第２ブレーキ機構まで延在されて前記第２内摩擦板にスプライン係合するスプライン部に径方向に貫通する第２貫通孔を設けた第２延在部と、を有する、
   ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の動力伝達装置。
5. 請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の動力伝達装置と、前記プラネタリギヤ装置に駆動力を出力する回転電機と、を備え、
   前記回転電機は、軸方向から視て少なくとも一部が前記第１ブレーキ機構と重なり、前記第１リングギヤの径方向外方で径方向から視て少なくとも一部が前記第１リングギヤと重なるように配置された、
   ことを特徴とする駆動装置。

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