JP2017003026A - Motor drive device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電動モータの回転駆動力を減速機部に入力し回転数を減速して車輪側に伝達する車両用モータ駆動装置に関する。 The present invention relates to, for example, a vehicle motor drive device that inputs a rotational driving force of an electric motor to a reduction gear unit, decelerates the number of rotations, and transmits it to a wheel side.
従来の車両用モータ駆動装置として、例えば、特許文献1に開示されたインホイールモータ駆動装置がある。この特許文献1のインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの回転を減速して出力する平行軸歯車減速機と、その平行軸歯車減速機からの出力を車輪に伝達する車輪ハブとで構成されている。 As a conventional vehicle motor drive device, for example, there is an in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1. The in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1 includes an electric motor that generates a driving force, a parallel shaft gear reducer that decelerates and outputs the rotation of the electric motor, and outputs from the parallel shaft gear reducer. It consists of a wheel hub that transmits to.
このインホイールモータ駆動装置は、電動モータと平行軸歯車減速機との間に中間プレートを設け、その中間プレートのインボード側に、電動モータを収容するモータハウジングを設けると共に、中間プレートのアウトボード側に、平行軸歯車減速機を収容するギヤハウジングを設けた構造を具備する。 This in-wheel motor drive device is provided with an intermediate plate between the electric motor and the parallel shaft gear reducer, a motor housing for accommodating the electric motor is provided on the inboard side of the intermediate plate, and an outboard of the intermediate plate The structure which provided the gear housing which accommodates a parallel shaft gear reducer in the side is comprised.
電動モータは、モータハウジングに固定されたステータと、そのステータの内側でモータハウジングに回転自在に支持されたロータ軸とで構成されている。また、平行軸歯車減速機は、電動モータのロータ軸に同軸的に連結されたモータ入力歯車と、中間プレートおよびギヤハウジングに回転自在に支持されてモータ入力歯車と噛合する第1カウンタ歯車と、第1カウンタ歯車と同軸的に支持された第2カウンタ歯車と、車輪ハブの車軸に設けられて第2カウンタ歯車と噛合する出力歯車とで構成されている。 The electric motor includes a stator fixed to the motor housing and a rotor shaft that is rotatably supported by the motor housing inside the stator. The parallel shaft gear reducer includes a motor input gear coaxially connected to the rotor shaft of the electric motor, a first counter gear that is rotatably supported by the intermediate plate and the gear housing, and meshes with the motor input gear; The second counter gear is supported coaxially with the first counter gear, and the output gear is provided on the axle of the wheel hub and meshes with the second counter gear.
このインホイールモータ駆動装置の平行軸歯車減速機を構成する歯車、例えば、第1カウンタ歯車および第2カウンタ歯車は、中間プレートおよびギヤハウジングに対して転がり軸受により回転自在に支持されている。この平行軸歯車減速機の構造によっては、第1カウンタ歯車および第2カウンタ歯車以外のモータ入力歯車や出力歯車についても、中間プレートおよびギヤハウジングに対して転がり軸受により回転自在に支持された構造のものがある。 The gears constituting the parallel shaft gear reducer of the in-wheel motor drive device, for example, the first counter gear and the second counter gear are rotatably supported by the rolling bearings with respect to the intermediate plate and the gear housing. Depending on the structure of the parallel shaft gear reducer, motor input gears and output gears other than the first counter gear and the second counter gear may also be rotatably supported by the rolling bearings with respect to the intermediate plate and the gear housing. There is something.
ところで、特許文献1で開示されたインホイールモータ駆動装置は、前述したように、モータ入力歯車、第1カウンタ歯車、第2カウンタ歯車および出力歯車からなる複数の歯車で構成された平行軸歯車減速機を具備する。これらの歯車は、中間プレートおよびギヤハウジングに対して軸受により回転自在に支持された状態に組み付けられている。 By the way, as described above, the in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1 is a parallel shaft gear reduction composed of a plurality of gears including a motor input gear, a first counter gear, a second counter gear, and an output gear. Equipped with a machine. These gears are assembled so as to be rotatably supported by bearings with respect to the intermediate plate and the gear housing.
このような平行軸歯車減速機では、歯車を中間プレートおよびギヤハウジングに組み付けるに際して、歯車の軸部に軸受の内輪を圧入し、中間プレートおよびギヤハウジングに軸受の外輪を取り付けることになる。この時、深溝玉軸受のように、内輪あるいは外輪の軌道面と転動体との間に隙間を設けている軸受では、組み付け時に各々の嵌合部寸法を測定した上で、軸受内部に適度な予圧を付与したり、あるいはガタを無くすことを目的として、シムによる軸方向の調整を行うようにしている。 In such a parallel shaft gear reducer, when the gear is assembled to the intermediate plate and the gear housing, the inner ring of the bearing is press-fitted into the shaft portion of the gear, and the outer ring of the bearing is attached to the intermediate plate and the gear housing. At this time, in bearings such as deep groove ball bearings where a clearance is provided between the raceway surface of the inner ring or outer ring and the rolling element, the dimensions of each fitting portion are measured during assembly, For the purpose of applying preload or eliminating backlash, axial adjustment by shims is performed.
しかしながら、歯車の中間プレートおよびギヤハウジングへの組み付けでは、軸受を組み付けるまでの測定工数や、各種の軸受部品に合わせるための種々のシムが必要となって、製品のコストアップを招くことになる。また、複数の歯車を個別に組み付ける作業は非常に煩雑であり、部品点数が多いために公差の総和が大きくなり、装置の設計も煩雑になるという問題がある。 However, when the gear is assembled to the intermediate plate and the gear housing, the measurement man-hours until the bearing is assembled and various shims for matching various bearing parts are required, resulting in an increase in the cost of the product. In addition, the work of individually assembling a plurality of gears is very complicated, and there are problems that the total sum of tolerances increases due to the large number of parts, and the design of the apparatus becomes complicated.
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、部品点数の低減を図って、平行軸歯車減速機を構成する歯車および軸受を簡単かつ容易に組み付け得る車両用モータ駆動装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to reduce the number of parts and to easily and easily assemble gears and bearings constituting a parallel shaft gear reducer. The object is to provide a vehicle motor drive device.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、モータ部と、複数の歯車からなる平行軸歯車減速機で構成された減速機部と、モータ部および減速機部を収容したケーシングとを備え、平行軸歯車減速機の各歯車をケーシングに対して軸受により回転自在に支持した車両用モータ駆動装置であって、平行軸歯車減速機を構成する歯車および軸受をキャリアによりユニット化し、そのキャリアをケーシングに取り付けたことを特徴とする。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention provides a motor part, a reduction gear part constituted by a parallel shaft gear reduction gear comprising a plurality of gears, and a casing containing the motor part and the reduction gear part. A motor drive unit for a vehicle in which each gear of the parallel shaft gear reducer is rotatably supported by a bearing with respect to the casing, and the gears and the bearing constituting the parallel shaft gear reducer are unitized by a carrier, The carrier is attached to the casing.
本発明の車両用モータ駆動装置では、平行軸歯車減速機を構成する歯車および軸受をキャリアによりユニット化し、そのキャリアをケーシングに取り付けたことから、複数の歯車および軸受を一つのユニットとして組み付けることができるのでその組み付け作業が簡素化できる。また、部品点数の低減が図れるので、公差の総和を小さくすることができ、装置の設計も簡易となる。さらに、軸受を組み付けるまでの測定やシムの選定が不要となるので、装置の低コスト化が図れる。 In the vehicle motor drive device of the present invention, since the gears and bearings constituting the parallel shaft gear reducer are unitized by the carrier and the carrier is attached to the casing, the plurality of gears and bearings can be assembled as one unit. As a result, the assembly work can be simplified. In addition, since the number of parts can be reduced, the total sum of tolerances can be reduced, and the design of the apparatus is simplified. Furthermore, since it is not necessary to measure and select shims until the bearing is assembled, the cost of the apparatus can be reduced.
本発明における軸受は、歯車の軸部の外周面に形成された内側軌道面と、キャリアの筒状部の内周面に形成された外側軌道面と、歯車の軸部の内側軌道面とキャリアの筒状部の外側軌道面との間に介在する転動体とで主要部が構成されていることが望ましい。このようにすれば、歯車と軸受との一体構造を容易に実現することができる。 The bearing according to the present invention includes an inner raceway surface formed on the outer peripheral surface of the shaft portion of the gear, an outer raceway surface formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the carrier, the inner raceway surface of the gear shaft portion, and the carrier. It is desirable that the main part is composed of a rolling element interposed between the outer raceway surface of the cylindrical part. In this way, an integral structure of the gear and the bearing can be easily realized.
本発明における軸受は、歯車の軸端部の加締め、あるいは、歯車の軸端部でのナット締めにより予圧が付与されている複列のアンギュラ玉軸受構造を具備することが望ましい。このようなアンギュラ玉軸受構造を採用すれば、軸受の支持剛性を上げることができ、異音および振動の発生を抑制することができる。 The bearing according to the present invention preferably has a double row angular ball bearing structure in which preload is applied by caulking the shaft end of the gear or by nut tightening at the shaft end of the gear. By adopting such an angular ball bearing structure, it is possible to increase the support rigidity of the bearing and to suppress the generation of abnormal noise and vibration.
本発明における軸受は、歯車の側部に形成された環状凹部に収容されて組み付けられていることが望ましい。このように、軸受を歯車の環状凹部に収容することで、歯車および軸受の組み付け構造において軸方向幅を小さくすることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。 It is desirable that the bearing in the present invention is housed and assembled in an annular recess formed on the side of the gear. Thus, by housing the bearing in the annular recess of the gear, the axial width can be reduced in the assembly structure of the gear and the bearing, and the device can be made compact.
本発明によれば、平行軸歯車減速機を構成する歯車および軸受をキャリアによりユニット化し、そのキャリアをケーシングに取り付けたことから、複数の歯車および軸受を一つのユニットとして組み付けることができるのでその組み付け作業が簡素化できる。また、部品点数の低減が図れるので、公差の総和を小さくすることができ、装置の設計も簡易となる。さらに、軸受を組み付けるまでの測定やシムの選定が不要となるので、装置の低コスト化が図れる。その結果、平行軸歯車減速機の組み付け性の向上が図れ、低コストの車両用モータ駆動装置を容易に実現することができる。 According to the present invention, since the gears and bearings constituting the parallel shaft gear reducer are unitized by the carrier and the carrier is attached to the casing, a plurality of gears and bearings can be assembled as one unit. Work can be simplified. In addition, since the number of parts can be reduced, the total sum of tolerances can be reduced, and the design of the apparatus is simplified. Furthermore, since it is not necessary to measure and select shims until the bearing is assembled, the cost of the apparatus can be reduced. As a result, the ease of assembly of the parallel shaft gear reducer can be improved, and a low-cost vehicle motor drive device can be easily realized.
本発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。図7は、インホイールモータ駆動装置21を搭載した電気自動車11の概略平面図、図8は、電気自動車11を後方から見た概略断面図である。
An embodiment of an in-wheel motor drive device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic plan view of the
電気自動車11は、図7に示すように、シャシー12と、操舵輪としての前輪13と、駆動輪としての後輪14と、後輪14に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置21とを装備する。後輪14は、図8に示すように、シャシー12のホイールハウジング15の内部に収容され、懸架装置(サスペンション)16を介してシャシー12の下部に固定されている。
As shown in FIG. 7, the
懸架装置16は、左右に延びるサスペンションアームにより後輪14を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットにより、後輪14が地面から受ける振動を吸収してシャシー12の振動を抑制する。左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時などの車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられている。懸架装置16は、路面の凹凸に対する追従性を向上させ、後輪14の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させる独立懸架式としている。
The
電気自動車11は、ホイールハウジング15の内部に、左右それぞれの後輪14を駆動するインホイールモータ駆動装置21を設けることによって、シャシー12上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構などを設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の後輪14の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。
In the
電気自動車11の走行安定性およびNVH特性を向上させるためにばね下重量を抑える必要があり、さらに、広い客室スペースを確保するためにインホイールモータ駆動装置21の小型化が求められる。
In order to improve the running stability and NVH characteristics of the
そこで、図1に示す実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、以下の構造を具備する。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置21を実現し、ばね下重量を抑えることで、走行安定性およびNVH特性に優れた電気自動車11を得ることができる。
Therefore, the in-wheel
この実施形態の特徴的な構成を説明する前にインホイールモータ駆動装置21の全体構成を説明する。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置21を車両に搭載した状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側(図面左側)と称し、中央寄りとなる側をインボード側(図面右側)と称する。
Before describing the characteristic configuration of this embodiment, the overall configuration of the in-wheel
インホイールモータ駆動装置21は、図1に示すように、駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aの回転を減速して出力する減速機部Bと、減速機部Bからの出力を駆動輪としての後輪14(図7および図8参照)に伝達する車輪用軸受部Cとを備えている。モータ部Aと減速機部Bはケーシング22に収容されて、電気自動車11のホイールハウジング15(図8参照)内に取り付けられる。ケーシング22は、モータ部Aのモータハウジングと減速機部Bのギヤハウジングとからなる分割可能な構造でボルトにより締結一体化されている。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
モータ部Aは、ケーシング22に固定されたステータ23と、ステータ23の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ24と、ロータ24の径方向内側に配置されてロータ24と一体回転するモータ回転軸25とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ26で構成されている。モータ回転軸25は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ23は磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成され、ロータ24は永久磁石または磁性体が内部に配置されている。
The motor unit A is a
モータ回転軸25は、径方向外側へ一体的に延びるホルダ部27によりロータ24が保持されている。ホルダ部27は、ロータ24が嵌め込み固定された凹溝を環状に形成した構成としている。モータ回転軸25は、その軸方向一方側端部(図1の右側)が転がり軸受28に、軸方向他方側端部(図1の左側)が転がり軸受29によって、ケーシング22に対して回転自在に支持されている。
The
減速機部Bは、入力歯車である第1歯車30と、中間歯車である第2歯車31および第3歯車32と、出力歯車である第4歯車33とを有する。第1歯車30は、インボード側に延びる軸部34をモータ回転軸25にスプライン嵌合(セレーション嵌合を含む。以下、同じ)によって連結することにより、モータ回転軸25に同軸的に取り付け固定されている。第2歯車31は、中間軸35に取り付け固定されている。第3歯車32は、中間軸35に一体的に形成されている。第4歯車33は、その軸部36を減速機出力軸37のインボード側軸部38にスプライン嵌合によって連結することにより、減速機出力軸37に同軸的に取り付け固定されている。
The reduction gear unit B includes a
この減速機部Bは、第1歯車30と第2歯車31とが噛合し、第3歯車32と第4歯車33とが噛合することにより、モータ回転軸25の回転運動を2段に減速する平行軸歯車減速機39で構成されている。
The reduction gear portion B decelerates the rotational movement of the
第1歯車30の軸部34は、転がり軸受40によりケーシング22に対して回転自在に支持されている。第2歯車31の軸部41は、転がり軸受42により後述のキャリア59に対して回転自在に支持されている。第2歯車31が取り付け固定され、第3歯車32が一体的に形成された中間軸35は、転がり軸受44によりキャリア59に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸37が取り付け固定された第4歯車33は、転がり軸受45によりキャリア59に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸37のアウトボード側軸部47は、車輪用軸受部Cのハブ輪49にスプライン嵌合によって連結され、減速機部Bの出力を後輪14(図7および図8参照)に伝達する。
The
第1歯車30〜第4歯車33および各歯車の回転軸を図2に基づいて説明する。図2は、図1の平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30〜第4歯車33のみをアウトボード側から見た概要図である。
The 1st gearwheel 30-the
第1歯車30は、モータ回転軸25(図1参照)に取り付け固定され、その軸心C1を中心にして回転する。第2歯車31は、中間軸35(図1参照)に取り付け固定され、第3歯車32は、中間軸35に一体的に形成され、その軸心C2を中心にして回転する。第4歯車33は、減速機出力軸37(図1参照)に取り付け固定され、その軸心C3を中心にして回転する。なお、モータ回転軸25と減速機出力軸37は同軸上に配置されていることから、それぞれの軸心C1と軸心C3は一致している。
The
この実施形態では、モータ回転軸25、中間軸35および減速機出力軸37の各軸心C1,C2,C3が直線E−E上に配置され、減速機部Bの径方向のコンパクト化を図っている。ただし、各軸心C1,C2,C3の配置は、この実施形態のような配置に限らず、各歯車30〜33の噛合いを維持した状態で、ケーシング22のスペースなどを考慮して適宜ずらしてもよい。
In this embodiment, the shaft centers C1, C2, and C3 of the
ここで、平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30〜第4歯車33には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、モジュールは1〜3程度が好ましい。
Here, helical gears are used for the
インホイールモータ駆動装置21は、ホイールハウジング15(図8参照)の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。平行軸歯車減速機39を電動モータ26と組み合わせることで電動モータ26の小型化を図ることができる。例えば、減速比11の平行軸歯車減速機39を用いた場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の電動モータ26を使用することにより電動モータ26を小型化することができる。この場合、ケーシング22のスペースなどを考慮すると、第1歯車30と第2歯車31からなる第1段の減速比は2〜4程度とし、第3歯車32と第4歯車33からなる第2段の減速比は3〜5程度とすることが好ましい。
Since the in-wheel
車輪用軸受部Cは、図1に示すように、以下のような構造の車輪用軸受48で構成されている。車輪用軸受48は、減速機出力軸37にトルク伝達可能に連結されたハブ輪49と、ハブ輪49の外周に嵌合された内輪50と、ハブ輪49および内輪50の外側に配置された外輪51と、ハブ輪49および内輪50と外輪51との間に配置された複数の玉52と、複数の玉52を保持する保持器53とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受48の軸方向両端部には、泥水などの侵入防止およびグリースの漏洩防止のためにシール部材54が設けられている。
As shown in FIG. 1, the wheel bearing portion C includes a
この車輪用軸受48は、減速機出力軸37のアウトボード側軸部47の端部に形成された雄ねじ部55にナット56を螺合させることにより、平行軸歯車減速機39に締め付け固定されている。車輪用軸受48の外輪51は、ケーシング22に取り付け固定されている。車輪用軸受48の内輪50は、減速機出力軸37のフランジ部57に当接することにより抜け止めされている。車輪用軸受48のハブ輪49にハブボルト58で後輪14(図7および図8参照)が連結される。
The
この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置21の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成を以下に詳述する。
The overall configuration of the in-wheel
このインホイールモータ駆動装置21では、図1に示すように、平行軸歯車減速機39を構成する第1〜第4歯車30〜33のうち、第1歯車30は、モータ回転軸25に連結されて高速回転するために第1歯車30および転がり軸受40のユニット化が困難である。よって、この実施形態では、平行軸歯車減速機39を構成する第1〜第4歯車30〜33および転がり軸受40,42,44,45のうち、第1歯車30を除く第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45をキャリア59によりユニット化し、そのキャリア59をケーシング22に取り付けた構造を具備する。
In the in-wheel
図3は、第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45をキャリア59によりユニット化した減速機ユニット60の側面図、図4は、図3のP−P線に沿う断面図、図5は、減速機ユニット60の組立完了斜視図、図6は、減速機ユニット60の組立分解斜視図である。
3 is a side view of a
図3〜図6に示すように、減速機ユニット60において、第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45をユニット化するためのキャリア59は、入力側に位置する第1キャリア部材61と、出力側に位置する第2キャリア部材62の二部材からなる分割構造をなす。なお、キャリアの素材としては、炭素鋼(S45C、S55C等)、一般構造用鋼(SS400等)、ステンレス鋼(SUS430、SUS304等)、プレス鋼板(SPCC材)およびSTKM鋼などが有効である。
As shown in FIGS. 3 to 6, in the
第1キャリア部材61は、上部筒状部63と下部筒状部64とで構成された略楕円形状の段付き筒状部材である。この上部筒状部63は、第4歯車33の環状凹部75に収容され、内周に第4歯車33を支持する転がり軸受45の外輪87が一体的に形成されている。下部筒状部64は、第2歯車31の環状凹部74に収容され、内周に第2歯車31を支持する転がり軸受42の外輪77が一体的に形成されている。上部筒状部63の側方で下部筒状部64の上方には第1歯車30が配置されることから(図1参照)、下部筒状部64の上部には、第1歯車30と第2歯車31が噛合可能なように開口部65が設けられている(図5および図6参照)。
The
第2キャリア部材62は、上部に形成された開口部66と、下部に形成された凹陥部67とで構成された略楕円形状の板状部材である。この第2キャリア部材62の開口部66には、第4歯車33の軸部36のアウトボード側端部が挿通される。第2キャリア部材62の凹陥部67には、中間軸35のアウトボード側端部を回転自在に支持する転がり軸受44が嵌め込まれている。
The
以上の構成からなる第1キャリア部材61と第2キャリア部材62とは、以下のような連結構造を具備する。
The
つまり、第2キャリア部材62には2本のロッド68が突設され、これに対応させて第1キャリア部材61には2個の孔69が設けられている(図6参照)。第2キャリア部材62のロッド68を第1キャリア部材61の孔69に挿通させ、溶接などの適宜の手段により固着することにより、第1キャリア部材61と第2キャリア部材62と一体化する(図5参照)。なお、第2キャリア部材62のロッド68は、第2歯車31および第4歯車33との干渉を回避するために略三角形の断面形状を有する。
That is, two
以上のようにして、第1キャリア部材61と第2キャリア部材62とを連結したキャリア59により、第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45をユニット化した減速機ユニット60は、図1に示すように、第1キャリア部材61をケーシング22の減速機入力側に位置する壁面70に固定すると共に、第2キャリア部材62をケーシング22の減速機出力側に位置する壁面71に固定することにより、インホイールモータ駆動装置21の減速機部Bに組み込まれる。
As described above, the
このインホイールモータ駆動装置21では、平行軸歯車減速機39を構成する第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45をキャリア59によりユニット化し、そのキャリア59をケーシング22に取り付けたことから、第2〜第4歯車31〜33および転がり軸受42,44,45を一つのユニットとして組み付けることができるのでその組み付け作業が簡素化できる。また、部品点数の低減が図れるので、公差の総和を小さくすることができ、装置の設計も簡易となる。さらに、転がり軸受を組み付けるまでの測定やシムの選定が不要となるので、装置の低コスト化が図れる。
In this in-wheel
この減速機ユニット60において、図1および図4に示すように、第2歯車31が転がり軸受42と一体構造をなすと共に、第4歯車33が転がり軸受45と一体構造をなす。
As shown in FIGS. 1 and 4, in the
第2歯車31は、中間軸35に嵌合された軸部41と、第1歯車30と噛合する歯部72とで構成されている。第2歯車31のインボード側側部で軸部41と歯部72との間に環状凹部74を形成し、この環状凹部74に転がり軸受42を収容して組み付けている。また、第4歯車33は、減速機出力軸37のインボード側軸部38に嵌合された軸部36と、第3歯車32と噛合する歯部73とで構成されている。第4歯車33のインボード側側部で軸部36と歯部73との間に環状凹部75を形成し、この環状凹部75に転がり軸受45を収容して組み付けている。
The
このように、転がり軸受42を第2歯車31の環状凹部74に収容すると共に、転がり軸受45を第4歯車33の環状凹部75に収容することで、第2歯車31と転がり軸受42および第4歯車33と転がり軸受45の組み付け構造において、軸方向幅を小さくすることができて転がり軸受42,45の軸方向外側への出っ張りを抑えることができ、インホイールモータ駆動装置21のコンパクト化を図ることができる。
As described above, the rolling
ここで、第4歯車33は、平行軸歯車減速機39において減速後に高トルクとなる出力歯車であることから、歯の強度を確保するために第2歯車31よりも軸方向幅が大きい歯車となっている。従って、この第4歯車33の環状凹部75は、第2歯車31の環状凹部74よりも軸方向で深く形成することが可能である。その結果、第2歯車31では、転がり軸受42の略半分程度を環状凹部74に収容しているのに対して、第4歯車33では、転がり軸受45の略全体を環状凹部75に収容することができる。
Here, since the
なお、この実施形態では、軸方向幅の大きな第4歯車33について、第4歯車33の軸部36と減速機出力軸37のインボード側軸部38との嵌合構造での剛性を確保することができることから、第4歯車33をインボード側の転がり軸受45のみで支持する片持ち構造としているが、第4歯車33のアウトボード側にも転がり軸受を設け、第4歯車33をインボード側の転がり軸受45とアウトボード側の転がり軸受の両方で支持する両持ち構造とすることも可能である。
In this embodiment, the
この減速機ユニット60において、第2歯車31を回転自在に支持する転がり軸受42は、第2歯車31の軸部41、内輪76、外輪77、転動体78,79および保持器(図示せず)で構成されている。第2歯車31の軸部41は、図4に示すように、その外周面に一方の内側軌道面80が形成されている。内輪76は、第2歯車31の軸部41の小径段部81に圧入されている。第2歯車31の軸部41の外周面に形成された一方の内側軌道面80と、内輪76の外周面に形成された他方の内側軌道面82とで複列の軌道面80,82を構成する。
In the
この内輪76が圧入された軸部41の小径段部81の端部を揺動加締めにより外側に加締め、その加締め部83でもって内輪76を抜け止めして軸部41と一体化し、転がり軸受42に予圧を付与している。外輪77は、第1キャリア部材61の下部筒状部64の内周に一体的に形成されている。外輪77の内周面には、軸部41および内輪76の内側軌道面80,82と対向する複列の外側軌道面84,85が形成されている。
The end portion of the small
前述の軸部41、内輪76および外輪77を備えた転がり軸受42は、軸部41および内輪76の外周面に形成された内側軌道面80,82と外輪77の内周面に形成された外側軌道面84,85との間に転動体78,79を介在させ、各列の転動体78,79を保持器(図示せず)により円周方向等間隔に支持した複列のアンギュラ玉軸受構造を有する。このようにして、第2歯車31は転がり軸受42と一体構造をなす。
The rolling
また、第4歯車33を回転自在に支持する転がり軸受45は、第4歯車33の軸部36、内輪86、外輪87、転動体88,89および保持器(図示せず)で構成されている。第4歯車33の軸部36は、その外周面に一方の内側軌道面90が形成されている。内輪86は、第4歯車33の軸部36の小径段部91に圧入されている。第4歯車33の軸部36の外周面に形成された一方の内側軌道面90と、内輪86の外周面に形成された他方の内側軌道面92とで複列の軌道面90,92を構成する。
The rolling
この内輪86が圧入された軸部36の小径段部91の端部を揺動加締めにより外側に加締め、その加締め部93でもって内輪86を抜け止めして軸部36と一体化し、転がり軸受45に予圧を付与している。外輪87は、第1キャリア部材61の上部筒状部63の内周に一体的に形成されている。外輪87の内周面には、軸部36および内輪86の内側軌道面90,92と対向する複列の外側軌道面94,95が形成されている。
The end of the small-
前述の軸部36、内輪86および外輪87を備えた転がり軸受45は、軸部36および内輪86の外周面に形成された内側軌道面90,92と外輪87の内周面に形成された外側軌道面94,95との間に転動体88,89を介在させ、各列の転動体88,89を保持器(図示せず)により円周方向等間隔に支持した複列のアンギュラ玉軸受構造を有する。このようにして、第4歯車33は転がり軸受45と一体構造をなす。
The rolling
このように、第2歯車31の転がり軸受42および第4歯車33の転がり軸受45に、予圧が付与されたアンギュラ玉軸受構造を採用することにより、転がり軸受42,45の支持剛性を上げることができ、異音および振動の発生を抑制することができる。なお、この実施形態では、複列のアンギュラ玉軸受構造について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、単列のアンギュラ玉軸受構造であってもよい。
Thus, by adopting the angular ball bearing structure in which preload is applied to the rolling
なお、この実施形態において、転がり軸受42,45は、加締め部83,93でもって内輪76,86を抜け止めして軸部41,36と一体化した加締め構造としているが、第2歯車31および第4歯車33の軸部41,36の端部外周面に雄ねじ部を形成し、この雄ねじ部にナットを螺合させ、このナットによる締め付けでもって内輪76,86を抜け止めして軸部41,36と一体化し、転がり軸受42,45に予圧を付与するナット締め付け構造としてもよい。
In this embodiment, the rolling
最後に、この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置21の全体的な作動原理を説明する。
Finally, the overall operation principle of the in-wheel
図1に示すように、モータ部Aにおいて、例えば、ステータ23に交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けてロータ24が回転する。これにより、減速機部Bにおいて、モータ回転軸25の回転が、平行軸歯車減速機39を構成する第1歯車30、第2歯車31、第3歯車32および第4歯車33によって減速され、減速機出力軸37を介して車輪用軸受部Cに伝達される。この時、モータ回転軸25の回転が減速機部Bによって減速されて減速機出力軸37に伝達されるので、モータ部Aにおいて、低トルク、高速回転型の電動モータ26を採用した場合でも、後輪14(図7および図8参照)に必要なトルクを伝達することが可能となる。
As shown in FIG. 1, in the motor part A, for example, the
減速機部Bの減速比は、第1歯車30と第2歯車31の第1段で1/2.5、第3歯車32と第4歯車33の第2段で1/4.5とすれば、減速比は約1/11と大きな減速比を得ることができる。このように、大きな減速比を得ることができる平行軸歯車減速機39を採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置21を得ることができる。また、平行軸歯車減速機39は、はすば歯車を用いているので、製造が容易で、コストの低減が図れ、性能面でも、静粛かつ効率のよいインホイールモータ駆動装置21を実現することができる。
The reduction ratio of the reduction gear section B is 1 / 2.5 at the first stage of the
この実施形態では、モータ部Aとしてラジアルギャップ型の電動モータ26を例示したが、任意の構成のモータを適用可能である。例えば、ケーシングに固定されたステータと、ステータの軸方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータとを備えるアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。
In this embodiment, the radial gap type
この実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Aから後輪14に伝達される。従って、前述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。また、モータ部Aに電力を供給してモータ部を駆動させ、モータ部Aからの動力を後輪14に伝達させる場合を示したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、後輪14側からの動力を減速機部Bで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Aに伝達し、モータ部Aで発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Aを駆動させることや、車両に備えられた他の電動機器などの作動に用いてもよい。
The description of the operation in this embodiment has been made by paying attention to the rotation of each member, but in reality, power including torque is transmitted from the motor part A to the
なお、以上の実施形態では、ホイールハウジング15(図8参照)の内部に、左右それぞれの後輪14を駆動するインホイールモータ駆動装置21を設けた車両用モータ駆動装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図9に示すオンボード型と呼ばれる車両用モータ駆動装置101にも適用可能である。なお、図9において、図1と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
In the above embodiment, the vehicle motor drive device in which the in-wheel
このオンボード型の車両用モータ駆動装置101は、図9に示すように、左右のドライブシャフト102を介して後輪14を駆動する。車両用モータ駆動装置101は、平行軸歯車減速機39を有する減速機ユニット60が組み込まれた減速部Bと、減速部Bを回転駆動するモータ部Aを備えている。この車両用モータ駆動装置101は左右にモータ部Aと減速部Bとをそれぞれ2個ずつ備えている。
As shown in FIG. 9, the on-board type vehicle
2個のモータ部Aは、同軸に背中合わせで隣接して配設されている。また、減速部Bはモータ部Aと同軸に配設されている。ドライブシャフト102は、後輪14側の固定式等速自在継手103と減速機側の摺動式等速自在継手104と、両等速自在継手103,104間を連結する中間シャフト105を主な構成とする。減速機出力軸37は、摺動式等速自在継手104にスプライン嵌合によって連結され、減速部Bの出力を後輪14に伝達する。
The two motor parts A are coaxially arranged adjacent to each other back to back. Further, the speed reduction part B is arranged coaxially with the motor part A. The
以上の実施形態では、図7および図8に示すように、後輪14を駆動輪とした電気自動車11を例示したが、前輪13を駆動輪としてもよく、4輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等も含むものである。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
21 インホイールモータ駆動装置
22 ケーシング
31〜33 歯車
36,41 軸部
39 平行軸歯車減速機
42,44,45 軸受
59 キャリア
63,64 筒状部
74,75 環状凹部
77,78,88,89 転動体
80,82,90,92 内側軌道面
84,85,94,95 外側軌道面
83,93 加締め部
A モータ部
B 減速機部
C 車輪用軸受部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記平行軸歯車減速機を構成する歯車および軸受をキャリアによりユニット化し、前記キャリアを前記ケーシングに取り付けたことを特徴とする車両用モータ駆動装置。 A motor unit, a speed reducer unit composed of a parallel shaft gear reducer composed of a plurality of gears, and a casing that houses the motor unit and the speed reducer unit, wherein each gear of the parallel shaft gear reducer is a casing A vehicle motor drive device that is rotatably supported by a bearing,
A vehicle motor drive device characterized in that gears and bearings constituting the parallel shaft gear reducer are unitized by a carrier, and the carrier is attached to the casing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015118206A JP2017003026A (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Motor drive device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015118206A JP2017003026A (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Motor drive device for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017003026A true JP2017003026A (en) | 2017-01-05 |
Family
ID=57751774
Family Applications (1)
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JP2015118206A Pending JP2017003026A (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Motor drive device for vehicle |
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-
2015
- 2015-06-11 JP JP2015118206A patent/JP2017003026A/en active Pending
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