電気自動車用モータ付き減速差動装置
【課題】オイルシール部分における損失トルクの低減を図ることにより、モータの駆動力の伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことである。
【解決手段】電動モータ１１、減速差動部１４及びこれらを収納したケーシング１５からなり、減速差動部１４の減速機構１２は電動モータ１１のモータ出力シャフト１７と一体化された入力シャフト２２を備え、差動機構１３は減速機構１２の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフト３５，３６を備え、その一対の出力シャフト３５、３６に差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフト３５、３６がケーシング１５の両端部を貫通する部分にオイルシール６０ａ、６０ｂが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、電動モータ１１と減速差動部１４の各収納部の間に設けられたケーシング１５の隔壁４４に潤滑油が行き来する連通穴３０を設けた構成とした。
【解決手段】電動モータ１１、減速差動部１４及びこれらを収納したケーシング１５からなり、減速差動部１４の減速機構１２は電動モータ１１のモータ出力シャフト１７と一体化された入力シャフト２２を備え、差動機構１３は減速機構１２の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフト３５，３６を備え、その一対の出力シャフト３５、３６に差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフト３５、３６がケーシング１５の両端部を貫通する部分にオイルシール６０ａ、６０ｂが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、電動モータ１１と減速差動部１４の各収納部の間に設けられたケーシング１５の隔壁４４に潤滑油が行き来する連通穴３０を設けた構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車用モータ付き減速差動装置（以下、単に「モータ付き減速差動装置」という。）に関し、特に損失トルクを小さくすることでモータ出力の伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことに特長がある。
【背景技術】
【０００２】
モータ付き減速差動装置として従来から知られているものは、電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとにより構成されている。前記減速機構は電動モータの出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、差動機構は減速機構の減速出力を入力とするとともに同軸上で対向配置された左右一対の出力シャフトを備えている。この一対の出力シャフトに左右の車輪に作用する負荷の差に応じた回転を分配出力するように構成されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
前記した従来のモータ付き減速差動装置におけるオイルシール構造は、左右の出力シャフトとケーシングとの間、減速差動部とモータとの間、一方の出力シャフト（モータの出力シャフトを貫通した方の出力シャフト）とモータとの間の合計４個所にオイルシールを介在する構成がとられる（特許文献１〜３）。
【０００４】
各出力シャフトとケーシングの両端部の間に介在されるオイルシールは、潤滑油がケーシング外部へ流出するのを防止する。モータと減速差動部の間に介在されるオイルシールは、減速差動部の潤滑油がモータ側へ流出するのを防止する。さらに、前記一方の出力シャフトとモータの間に介在されるオイルシールは、当該出力シャフトの軸受の潤滑油がモータ側へ流出するのを防止する。
【０００５】
前記のように潤滑油がモータ側へ流出するのを防止するのは、以下の理由による。即ち、モータ側へ一旦移動した潤滑油は減速差動部側へ戻り難いため、次第にモータ側に溜まる油量が多くなり、逆に減速差動部側の油量が少なくなるという潤滑油の偏りの問題が生じる可能性がある。また、潤滑油はギヤや軸受の潤滑剤として必要であり、モータ部分には基本的には必要ない。この問題を解消するために、従来はモータ側へ流出する可能性がある２個所の部分にオイルシールを設けたのである。
【０００６】
また、前記の減速機構をはじめ、車両等の自動変速機に使用される遊星ギヤ機構において、ピニオンギヤの軸受として針状ころ軸受が使用され、その針状ころ軸受の軸方向の両端部にスラストワッシャを配置する構成がとられる（特許文献５、６）。
【０００７】
前記の針状ころ軸受は、ころ列の両側面が保持器の両側縁部によってカバーされる構成であるため、その両側縁部が障害になって潤滑油を軸受の外部から供給することが困難である。このため、針状ころ軸受に対する潤滑油の供給は、ピニオンシャフトの内部に設けた給油路から軸受内部に給油する構成がとられる。また、両端部のスラストワッシャは、針状ころ軸受の保持器端面及びピニオンギヤ端面がキャリヤと直接滑り接触することを避けるために介在される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−４２６５６号公報
【特許文献２】特開平６−３２３４０４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９０４１７号公報
【特許文献４】特開平７−３２３７４１号公報
【特許文献５】特開２００７−２９２１５２号公報
【特許文献６】特開２００９−２１６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のモータ付き減速差動装置においては、前記のように、オイルシールが４個所に設けられるため、オイルシールと軸との間に滑り接触が生じるため、損失トルクが大きくなる要因となっていた。
【００１０】
また、減速機構においてピニオンギヤの支持に使用される針状ころ軸受は、潤滑油の給油をピニオンシャフト内部の給油路に送り込む必要があるため、油浴潤滑の場合は、油面を比較的高く保つ必要がある。そのためケーシングの底面に溜められる潤滑油の油面が高くなり、油中を移動して潤滑油を掻き上げるピニオンギヤ等に与える攪拌トルクが高くなる問題がある。
【００１１】
さらに、針状ころ軸受の両端部に介在されるスラストワッシャは、針状ころ軸受がキャリヤと直接接触することは防止できるが、針状ころ軸受はピニオンギヤとともに全体が回転するので、スラストワッシャとの滑り接触が避けられず、損失トルクが発生する。
【００１２】
そこで、この発明は、オイルシール部分における損失トルク及び遊星ギヤ型式の減速機構における損失トルクの低減を図ることにより、モータの駆動力の伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、この発明は、電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとからなり、前記減速機構は前記電動モータのモータ出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動機構は前記減速機構の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフトを備え、その一対の出力シャフトに差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフトがケーシングの両端部を貫通する部分にオイルシールが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、前記電動モータと減速差動部の間に設けられたケーシングの隔壁に潤滑油を通過させる連通穴が設けられた構成とした。
【００１４】
前記の構成によると、電動モータと減速差動部の間が連通穴によって連通され、両方の収納部の潤滑油は自由に行き来できるので、油量がいずれかに一方に偏るという問題が解消される。その結果、従来潤滑油の行き来を防止するために設けられていた中間部２個所のオイルシールが不要となり、オイルシールはケーシングの両端部における２個所のオイルシールのみでよいことになる。
【００１５】
前記減速機構としては、遊星ギヤ型式のものを用いることができる。この場合、減速機構を構成するピニオンギヤの支持軸受として深溝玉軸受を用いる構成をとることが望ましい。
【００１６】
前記の深溝玉軸受を用いた場合、ピニオンシャフトの両端部が、それぞれ減速側キャリヤ及び当該減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材に固定され、当該深溝玉軸受の内輪の両端面と前記減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材との間にそれぞれ間座が介在された構成をとることが望ましい。ここに「差動機構側の部材」というのは、例えば、後述の実施形態１において「差動側リングギヤ４９」と称する部材をいう。
【００１７】
前記間座の存在により、深溝玉軸受及びピニオンギヤの各両側面が、それぞれ減速側キャリヤ及び差動機構側の部材と滑り接触することが防止される。
【００１８】
前記間座の外径が、前記内輪の外径と同等かそれより小さい構成をとることにより、深溝玉軸受の外方部から油浴潤滑等によって給油する場合に、その間座が障害になることが避けられる。
【００１９】
前記間座に代えて、深溝玉軸受の内輪の幅がその外輪及びピニオンギヤの幅より大に設定され、前記内輪の両端部がそれぞれ前記外輪の両端面から軸方向に所定幅突き出した構成をとってもよい。内輪の両端部が所定幅突き出した部分が間座と同様の機能を果たす。
【００２０】
装置の潤滑として油浴潤滑を採用した場合、前記の深溝玉軸受に対する給油は、軸受外部から行うことができ。これにより、針状ころ軸受を用いた場合に比べ油面を低くできるので、油中を移動する部材の攪拌トルクが低減される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、オイルシールの数が減少するので損失トルクが低減される結果、モータの駆動力の伝達効率が向上し、１充電当たりの走行距離が延びる効果がある。また、減速機構を構成するピニオンギヤの軸受として深溝玉軸受を用いることにより、針状ころ軸受を用いる場合に比べ、損失トルクが低減される。これにより前記の効果を一層助長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態１の断面図である。
【図２】図２は、同上の一部拡大断面図である。
【図３】図３は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図４】図４（ａ）は、減速側ピニオンギヤ部分の断面図、図４（ｂ）は、減速側ピニオンギヤ部分の他の例の断面図である。
【図５】図５は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２４】
図１から図５に示したように、実施形態１に係る電気自動車用モータ付き減速差動装置は、電動モータ１１、その電動モータ１１と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型式の減速機構１２及びその減速機構１２と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型式の差動機構１３とによって構成される。減速機構１２と差動機構１３を合わせたものを減速差動部１４と総称する。
【００２５】
これらの装置を収納したケーシング１５は、電動モータ１１を収納したモータケーシング１５ａ、減速差動部１４を収納した減速差動部ケーシング１５ｂ及びケーシング蓋１５ｃを組み合わせたものである。モータケーシング１５ａの一端部（図１に示した右側端部）は開放され、他端部は閉塞されている。開放端に減速差動部ケーシング１５ｂが当接されその開放端を閉塞するとともに、結合一体化されている。
【００２６】
減速差動部ケーシング１５ｂがモータケーシング１５ａの開放端を閉塞する部分は、電動モータ１１の収納部と減速差動部１４の収納部とを隔てる隔壁４４となる。
【００２７】
前記減速差動部ケーシング１５ｂの一端部（図１に示した右側端部）は開放され、その開放端がケーシング蓋１５ｃによって閉塞されている。
【００２８】
前記の隔壁４４において、車両搭載時に減速差動部ケーシング１５ｂの中心より下方となる位置に、連通穴３０が設けられる。連通穴３０は電動モータ１１側と減速差動部１４側を連通させ、両者の間において潤滑油の自由な移動を許容し、いずれか一方の側に油量が偏在することを防止する。
【００２９】
前記の連通穴３０は、ケーシング１５の内底面に溜めた潤滑油の油面Ｌより下位の位置に設定される。
【００３０】
電動モータ１１は、前記モータケーシング１５ａの内周面に固定されたステータ１６と、その内径側においてモータ出力シャフト１７に支持部材１８を介して一体に取り付けられたロータ１９によって構成される。
【００３１】
前記モータ出力シャフト１７は中空であり、その外端部（図１に示した左端部）はモータケーシング１５ａとの間に介在された出力シャフト支持軸受２１によって支持され、内端部（図１に示した右端部）は減速機構１２のセンターに挿入される。前記モータ出力シャフト１７のうち減速機構１２に挿入された部分は、減速機構入力シャフト２２となっている。即ち、モータ出力シャフト１７と減速機構入力シャフト２２は一体物である。減速機構入力シャフト２２の部分は、減速差動部ケーシング１５ｂとの間に介在された入力シャフト支持軸受２３によって支持される。
【００３２】
減速機構１２は、前記減速機構入力シャフト２２の先端部外周面に一体に設けられた減速側サンギヤ２７、その外径側において前記減速差動部ケーシング１５ｂの内径面に同軸状態に固定された減速側リングギヤ２８、前記サンギヤ２７とリングギヤ２８の間において周方向の３個所に等間隔をおいて介在された減速側ピニオンギヤ２９及び減速側キャリヤ３２により構成される。
【００３３】
減速側ピニオンギヤ２９はサンギヤ２７とリングギヤ２８に噛み合う。ピニオンギヤ２９は減速側ピニオンシャフト３１に深溝玉軸受３３（図１、図４参照）を介して支持される。ピニオンシャフト３１は、一端部が前記減速側キャリヤ３２に挿通固定され、他端部が後述の差動側リングギヤ４９の径方向のリングギヤ円板部４９ａに挿通固定される。
【００３４】
減速側ピニオンシャフト３１の軸芯には貫通穴３１ａ（図２参照）が設けられ、減速機構１２と差動機構１３の間を潤滑油が容易に移動できるようになっている。
【００３５】
前記減速側ピニオンギヤ２９を支持する深溝玉軸受３３は、図２及び図４に示したように、内輪３３ａと外輪３３ｂの間に玉３３ｃを介在し、玉３３ｃを保持器３３ｄによって等間隔に保持する構成をもったものである。
【００３６】
図４（ａ）に示したように、減速側キャリヤ３２の減速機構入力シャフト２２を中心とする外径Ｒは、望ましくはピニオンギヤ２９の公転時における内輪３３ａの外径の軌跡の最大径Ｒ１と同等かそれより小さく設定される。前記の最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉３３ｃのＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定される。
【００３７】
前記のように、減速側キャリヤ３２の外径Ｒを最大径Ｒ１と同等又はそれより小さく設定することにより、油浴潤滑による潤滑油（図４（ａ）の白抜き矢印ａ参照）が軸受の幅面から供給された場合の障害となることが避けられる。また、最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉３３ｃのＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定する場合（即ち、図４（ａ）の場合）は、潤滑油の供給に左程障害とならない範囲で軸受側面に油溜りとなる溝４０を形成することによって、給油効率を高めることができる。
【００３８】
また、前記内輪３３ａと減速側キャリヤ３２との間の軸方向すき間、及び内輪３３ａとリングギヤ円板部４９ａとの間の軸方向すき間にそれぞれ間座３７が介在される。間座３７の（ピニオンシャフト３１を中心とした）外径ｒは、内輪３３ａの外径と同等かそれ以下の大きさに設定されている。
【００３９】
間座３７の外径ｒを前記のように設定することにより、前記の場合と同様に、油浴潤滑による潤滑油（図４（ａ）の白抜き矢印ａ参照）が軸受の幅面から供給された場合の障害となることが避けられ、潤滑油はスムーズに深溝玉軸受３３の内部に供給される。
【００４０】
前記の間座３７の存在により、ピニオンギヤ２９が減速側キャリヤ３２やリングギヤ円板部４９ａと接触することがないのでトルク損失は生じない。また、内輪３３ａは自転しないので滑り接触することがなく、これに接した間座３７も自転しないので滑り接触することはない。
【００４１】
さらに、前記の間座３７が存在することにより、減速側ピニオンギヤ２９が両側に存在する減速側キャリヤ３２及びリングギヤ円板部４９ａとの間に一定の軸方向のすき間が生じるので、減速側ピニオンギヤ２９がモーメント荷重によって傾くことがあっても接触することが回避される。これにより滑り接触による損失トルクの増大を防ぐことができる。
【００４２】
図４（ｂ）に示したように、前記の間座３７に代えて内輪３３ａの幅を外輪３３ｂ又はピニオンギヤ２９の幅より軸方向に間座３７の厚さ程度の幅ｘだけ大きく設定した構成をとることができる。この場合も間座３７を使用した前記の場合と同様の作用効果がある。
【００４３】
前記のように、ピニオンギヤ２９の支持軸受として深溝玉軸受３３を用いることにより、ピニオンシャフト３１に給油通路を設ける必要がなく、また減速側キャリヤ３２等との滑り接触もなくなるので、損失トルクが小さくなる。
【００４４】
前記減速側リングギヤ２８は、減速差動部ケーシング１５ｂの内面に形成された段差部３４にその側面を当てることにより位置決めされ固定される。
【００４５】
前記減速側キャリヤ３２は、図１及び図２に示したように、減速差動部ケーシング１５ｂの径方向の閉塞部分（前記の隔壁４４）と、軸方向に対向した減速側ピニオンギヤ２９との間において、減速機構入力シャフト２２と同軸、かつ径方向のすき間をおいて嵌合される。
【００４６】
前記減速側キャリヤ３２の外周縁の周方向複数個所には、差動機構１３側に突き出した結合片３９（図１参照）が設けられる。その結合片３９を差動側リングギヤ４９のリングギヤ円板部４９ａに差し込んで固定することにより、減速側キャリヤ３２と差動側リングギヤ４９とが結合一体化される。この結合片３９は回転時に潤滑油を掻き上げる油浴潤滑作用の一部を担う。
【００４７】
また、前記減速側キャリヤ３２と、前記隔壁４４との間にスラスト軸受４２が介在される。スラスト軸受４２は、減速側キャリヤ３２に作用するスラスト力を受け、その減速側キャリヤ３２を円滑に回転させるようにしている。
【００４８】
次に、差動機構１３について説明する（図２参照）。差動機構１３は、前記の減速差動部ケーシング１５ｂの内部において、前記の減速機構１２の外側に同軸状態に設けられる。その構成部材は、差動側リングギヤ４９、その内径側において同軸状態に設けられた差動側サンギヤ５１、前記リングギヤ４９とサンギヤ５１の間に介在され相互に噛み合ったダブルピニオン式の差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ、これらのピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの差動側ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂを支持した差動側キャリヤ５４により構成される。
【００４９】
なお、減速差動装置において、ダブルピニオン式を採用することは従来公知である（特許文献４参照）。
【００５０】
前記差動側サンギヤ５１のシャフト穴５５に第一出力シャフト３５の内端部が貫通され、セレーション結合される。第一出力シャフト３５の外端部は、減速機構入力シャフト２２及びこれと一体のモータ出力シャフト１７に貫通され（図１参照）、深溝玉軸受でなる外端部支持軸受５７（図１参照）を介してモータケーシング１５ａによって支持される。
【００５１】
また、前記外端部支持軸受５７の軸方向外側において、モータケーシング１５ａにモータ側オイルシール６０ａが装着され、第一出力シャフト３５に押し当てられる。このオイルシール６０ａは、電動モータ１１の内部の潤滑油がモータケーシング１５ａの外部に漏れ出すことを防止する。
【００５２】
第一出力シャフト３５の外端部は、モータケーシング１５ａから外部に突き出し、その突き出し部分に一方の等速自在継手の外方部材５６ａが連結される。
【００５３】
第二出力シャフト３６は、後述のように、差動側キャリヤ５４のセンターに前記第一出力シャフト３５と同軸状態に一体に設けられ、第一出力シャフト３５と反対向きに突き出し、その突き出し部分に他方の等速自在継手の外方部材５６ｂが連結される。
【００５４】
前記の差動側リングギヤ４９は、第一出力シャフト３５の外周に径方向のすき間をおいて同軸状に設けられたリングギヤ円板部４９ａと、そのリングギヤ円板部４９ａの外周縁を外向き（図１の右方向）に屈曲してリングギヤ周縁部４９ｂが設けられたものである。リングギヤ円板部４９ａに減速側ピニオンシャフト３１の他端部が挿入支持され、また減速側キャリヤ３２の結合片３９もこれに差し込まれることによって、減速側キャリヤ３２と差動側リングギヤ４９が連結一体化される。これにより減速側ピニオンギヤ２９の公転に伴う減速出力が差動側リングギヤ４９に伝達される。
【００５５】
前記のダブルピニオン式のピニオンギヤ５２ａ、５２ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤであり、図５に示したように、相互に噛み合うとともに、一方のピニオンギヤ５２ａは他方のピニオンギヤ５２ｂより大きいＰＣＤを有しリングギヤ４９に噛み合い、ＰＣＤの小さい方のピニオンギヤ５２ｂがサンギヤ５１と噛み合う。
【００５６】
差動側キャリヤ５４は、キャリヤ円板部５８のセンター部外側面にセンターボス部５９が設けられる。そのセンターボス部５９の外端面に前記の第二出力シャフト３６が同軸状態に外向きに突き出して設けられ、またセンターボス部５９内部に内向きに開放された軸受凹部６２が設けられる。
【００５７】
前記センターボス部５９の外径面とケーシング蓋１５ｃとの間に深溝玉軸受でなる第二出力シャフト支持軸受６１が介在される（図１、図２参照）。この第二出力シャフト支持軸受６１は、第二出力シャフト３６及びこれと一体の差動側キャリヤ５４を支持する。また、軸受凹部６２に前記第一出力シャフト３５の内端部が挿入され、その内端部が針状ころ軸受でなる内端部支持軸受６３を介して相対回転自在に支持される。
【００５８】
前記の第二出力シャフト支持軸受６１の外側において、ケーシング蓋１５ｃと同軸のシール装着部材６４が、Ｏリング６５（図２参照）を挟み、ビス６６によって当該ケーシング蓋１５ｃの外側面に取り付けられる。そのシール装着部材６４の内径面に差動側オイルシール６０ｂが装着され第二出力シャフト３６に押し当てられる。このオイルシール６０ｂによって減速差動部１４内部の潤滑油が外部に漏れ出すことが防止される。
【００５９】
前記の差動側キャリヤ５４は、その円板部５８がケーシング蓋１５ｃと差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等のギヤ群の間に介在される。また、環状板状の差動側キャリヤ補助部材７０が、差動側リングギヤ４９の円板部４９ａと差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等のギヤ群の間に介在される。
【００６０】
各ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂに複列の針状ころ軸受６８ａ、６８ｂ（図５参照）を介して差動側ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂが挿通固定される。各ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂの両端部が差動側キャリヤ５４と差動側キャリヤ補助部材７０にそれぞれ支持固定される。
【００６１】
また、前記差動側キャリヤ５４の外周縁の複数個所には結合突部７４が差動側キャリヤ補助部材７０側に向けて設けられ（図１、図５参照）、その結合突部７４の先端に設けられた小突起７５が差動側キャリヤ補助部材７０の結合穴７６に挿入固定される。これによって、差動側キャリヤ５４と差動側キャリヤ補助部材７０が結合一体化される。
【００６２】
前記ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂに一端開放、他端閉塞の給油穴７１が設けられ（図２の破線参照）、各針状ころ軸受６８ａ、６８ｂに潤滑油を供給するようにしている。
【００６３】
なお、前記各差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの外端面と差動側キャリヤ５４との間、内端面とキャリヤ補助部材７０との間にそれぞれワッシャ６９が介在される。
【００６４】
また、前記差動側キャリヤ５４の円板部５８と差動側サンギヤ５１の間に針状ころを用いたスラスト軸受７２が介在される（図２参照）。同様に、リングギヤ円板部４９ａと差動側サンギヤ５１の間にも針状ころを用いたスラスト軸受７３が介在される。
【００６５】
なお、以上述べた実施形態１のモータ付き減速差動装置における潤滑方法は、油浴潤滑によるものとする。
【００６６】
次に、前記モータ付き減速差動装置の作用について説明する。
【００６７】
図１に示した電動モータ１１が駆動されると、そのモータ出力シャフト１７が回転し、同時にモータ出力シャフト１７と一体の減速機構入力シャフト２２及びその入力シャフト２２と一体の減速側サンギヤ２７が回転する。減速側サンギヤ２７に噛み合った減速側ピニオンギヤ２９は自転しつつ公転する。その公転によって減速側キャリヤ３２が減速回転され、その減速回転が差動機構１３側へ出力される。
【００６８】
減速側サンギヤ２７の歯数をＺｓ、減速側リングギヤ２８の歯数をＺｒとした場合の減速比は、周知のように、Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）となる。
【００６９】
差動機構１３においては、第一出力シャフト３５が差動側サンギヤ５１と一体に結合され、また第二出力シャフト３６が差動側キャリヤ５４に一体化されている。このため、各出力シャフト３５、３６に取り付けられた左右の車輪（図示省略）に作用する負荷が均等である場合は、差動側サンギヤ５１、ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ、キャリヤ５４及びリングギヤ４９は一体となって回転し、相対回転することがない。言い換えれば、入力回転が第一及び第二出力シャフト３５、３６に均等に配分され、左右の車輪を等速回転させる。
【００７０】
これに対し、左右の車輪に作用する負荷に差が生じると、ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの自転と公転により、入力回転は負荷の差に応じて第一及び第二出力シャフト３５、３６に差動分配される。
【００７１】
即ち、第一出力シャフト３５に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体の差動側サンギヤ５１の回転数Ｎｓが、差動側リングギヤ４９の入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、差動側キャリヤ５４の回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｎｒ＋λ／（１−λ）・ΔＮ
となり、第二出力シャフト３６が増速される。但し、λは歯車比（＝Ｚｓ／Ｚｒ）、Ｚｓは差動側サンギヤ５１の歯数、Ｚｒは差動側リングギヤ４９の歯数である（特許文献４の段落００３２参照）。
【００７２】
逆に、第二出力シャフト３６に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体の差動側キャリヤ５４の回転数Ｎｃが、入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、差動側サンギヤ５１の回転数Ｎｓは、
Ｎｓ＝Ｎｒ＋（１−λ）／λ・ΔＮ
となり、第一出力シャフト３５が増速される。
【００７３】
前記ケーシング１５の内部において、電動モータ１１側及び減速差動部１４側に共通の潤滑油が油面Ｌで示す位置まで収納される。油面Ｌは前記の連通穴３０より高い位置に設定される。電動モータ１１のステータ１６は油面Ｌに浸かるが、ロータ１９は浸からないようにする。ロータ１９は回転するため、このようにすることで攪拌による損失を無くすることができる。
【００７４】
減速機構１２においては、減速側キャリヤ３２の外周部に設けられた結合片３９及び減速側ピニオンギヤ２９が、回転の途中において潤滑油の油面Ｌ以下の油中を通過することにより、潤滑油の掻き上げ作用を行う。掻き上げられた潤滑油は減速機構１２の内部に飛散され各部品に掛けられる。その一部は、減速側ピニオンシャフト３１の貫通穴３１ａを通過して軸方向に移動する。
【００７５】
差動機構１３においては、差動側キャリヤ５４の外周部に設けられた結合突部７４、差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等が、それぞれ潤滑油の掻き上げ作用を行う。掻き上げられた潤滑油は、第二出力シャフト支持軸受６１、差動側サンギヤ５１の両端面に介在されたスラスト軸受７２、７３、ダブルピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの複列の針状ころ軸受６８ａ、６８ｂ等に供給される。その一部は、差動側サンギヤ５１に設けられた３個所の長穴７７（図２、図５参照）を通過して軸方向に移動する。
【００７６】
前記の作動中、潤滑油がケーシング１５の外部に漏れ出すことは、２個所のオイルシール６０ａ、６０ｂによって防止される。また、ケーシング１５の内部において、減速差動部１４の収納部側と電動モータ１１の収納部側に溜まった潤滑油は、隔壁４４の連通穴３０を通って行き来するので、いずれかの収納部に偏在することが避けられる。
【００７７】
また、減速機構１２におけるピニオンシャフト３１を支持する深溝玉軸受３３の部分においては滑り接触が無く、油浴潤滑による潤滑油の供給もスムーズに行われる。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 電動モータ
１２ 減速機構
１３ 差動機構
１４ 減速差動部
１５ ケーシング
１５ａ モータケーシング
１５ｂ 減速差動部ケーシング
１５ｃ ケーシング蓋
１６ ステータ
１７ モータ出力シャフト
１８ 支持部材
１９ ロータ
２１ 出力シャフト支持軸受
２２ 減速機構入力シャフト
２３ 入力シャフト支持軸受
２７ 減速側サンギヤ
２８ 減速側リングギヤ
２９ 減速側ピニオンギヤ
３０ 連通穴
３１ 減速側ピニオンシャフト
３１ａ 貫通穴
３２ 減速側キャリヤ
３３ 深溝玉軸受
３３ａ 内輪
３３ｂ 外輪
３３ｃ 玉
３３ｄ 保持器
３４ 段差部
３５ 第一出力シャフト
３６ 第二出力シャフト
３７ 間座
３９ 結合片
４０ 溝
４１ 中心穴
４２ スラスト軸受
４４ 隔壁
４９ 差動側リングギヤ
４９ａ リングギヤ円板部
４９ｂ リングギヤ周縁部
５１ 差動側サンギヤ
５２ａ、５２ｂ 差動側ピニオンギヤ
５３ａ、５３ｂ 差動側ピニオンシャフト
５４ 差動側キャリヤ
５５ シャフト穴
５６ａ、５６ｂ 外方部材
５７ 外端部支持軸受
５８ キャリヤ円板部
５９ センターボス部
６０ａ モータ側オイルシール
６０ｂ 差動側オイルシール
６１ 第二出力シャフト支持軸受
６２ 軸受凹部
６３ 内端部支持軸受
６４ シール装着部材
６５ Ｏリング
６６ ビス
６８ａ、６８ｂ 針状ころ軸受
６９ ワッシャ
７０ 差動側キャリヤ補助部材
７１ 給油穴
７２、７３ スラスト軸受
７４ 結合突部
７５ 小突起
７６ 結合穴
７７ 長穴
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車用モータ付き減速差動装置（以下、単に「モータ付き減速差動装置」という。）に関し、特に損失トルクを小さくすることでモータ出力の伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことに特長がある。
【背景技術】
【０００２】
モータ付き減速差動装置として従来から知られているものは、電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとにより構成されている。前記減速機構は電動モータの出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、差動機構は減速機構の減速出力を入力とするとともに同軸上で対向配置された左右一対の出力シャフトを備えている。この一対の出力シャフトに左右の車輪に作用する負荷の差に応じた回転を分配出力するように構成されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
前記した従来のモータ付き減速差動装置におけるオイルシール構造は、左右の出力シャフトとケーシングとの間、減速差動部とモータとの間、一方の出力シャフト（モータの出力シャフトを貫通した方の出力シャフト）とモータとの間の合計４個所にオイルシールを介在する構成がとられる（特許文献１〜３）。
【０００４】
各出力シャフトとケーシングの両端部の間に介在されるオイルシールは、潤滑油がケーシング外部へ流出するのを防止する。モータと減速差動部の間に介在されるオイルシールは、減速差動部の潤滑油がモータ側へ流出するのを防止する。さらに、前記一方の出力シャフトとモータの間に介在されるオイルシールは、当該出力シャフトの軸受の潤滑油がモータ側へ流出するのを防止する。
【０００５】
前記のように潤滑油がモータ側へ流出するのを防止するのは、以下の理由による。即ち、モータ側へ一旦移動した潤滑油は減速差動部側へ戻り難いため、次第にモータ側に溜まる油量が多くなり、逆に減速差動部側の油量が少なくなるという潤滑油の偏りの問題が生じる可能性がある。また、潤滑油はギヤや軸受の潤滑剤として必要であり、モータ部分には基本的には必要ない。この問題を解消するために、従来はモータ側へ流出する可能性がある２個所の部分にオイルシールを設けたのである。
【０００６】
また、前記の減速機構をはじめ、車両等の自動変速機に使用される遊星ギヤ機構において、ピニオンギヤの軸受として針状ころ軸受が使用され、その針状ころ軸受の軸方向の両端部にスラストワッシャを配置する構成がとられる（特許文献５、６）。
【０００７】
前記の針状ころ軸受は、ころ列の両側面が保持器の両側縁部によってカバーされる構成であるため、その両側縁部が障害になって潤滑油を軸受の外部から供給することが困難である。このため、針状ころ軸受に対する潤滑油の供給は、ピニオンシャフトの内部に設けた給油路から軸受内部に給油する構成がとられる。また、両端部のスラストワッシャは、針状ころ軸受の保持器端面及びピニオンギヤ端面がキャリヤと直接滑り接触することを避けるために介在される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−４２６５６号公報
【特許文献２】特開平６−３２３４０４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９０４１７号公報
【特許文献４】特開平７−３２３７４１号公報
【特許文献５】特開２００７−２９２１５２号公報
【特許文献６】特開２００９−２１６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のモータ付き減速差動装置においては、前記のように、オイルシールが４個所に設けられるため、オイルシールと軸との間に滑り接触が生じるため、損失トルクが大きくなる要因となっていた。
【００１０】
また、減速機構においてピニオンギヤの支持に使用される針状ころ軸受は、潤滑油の給油をピニオンシャフト内部の給油路に送り込む必要があるため、油浴潤滑の場合は、油面を比較的高く保つ必要がある。そのためケーシングの底面に溜められる潤滑油の油面が高くなり、油中を移動して潤滑油を掻き上げるピニオンギヤ等に与える攪拌トルクが高くなる問題がある。
【００１１】
さらに、針状ころ軸受の両端部に介在されるスラストワッシャは、針状ころ軸受がキャリヤと直接接触することは防止できるが、針状ころ軸受はピニオンギヤとともに全体が回転するので、スラストワッシャとの滑り接触が避けられず、損失トルクが発生する。
【００１２】
そこで、この発明は、オイルシール部分における損失トルク及び遊星ギヤ型式の減速機構における損失トルクの低減を図ることにより、モータの駆動力の伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、この発明は、電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとからなり、前記減速機構は前記電動モータのモータ出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動機構は前記減速機構の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフトを備え、その一対の出力シャフトに差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフトがケーシングの両端部を貫通する部分にオイルシールが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、前記電動モータと減速差動部の間に設けられたケーシングの隔壁に潤滑油を通過させる連通穴が設けられた構成とした。
【００１４】
前記の構成によると、電動モータと減速差動部の間が連通穴によって連通され、両方の収納部の潤滑油は自由に行き来できるので、油量がいずれかに一方に偏るという問題が解消される。その結果、従来潤滑油の行き来を防止するために設けられていた中間部２個所のオイルシールが不要となり、オイルシールはケーシングの両端部における２個所のオイルシールのみでよいことになる。
【００１５】
前記減速機構としては、遊星ギヤ型式のものを用いることができる。この場合、減速機構を構成するピニオンギヤの支持軸受として深溝玉軸受を用いる構成をとることが望ましい。
【００１６】
前記の深溝玉軸受を用いた場合、ピニオンシャフトの両端部が、それぞれ減速側キャリヤ及び当該減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材に固定され、当該深溝玉軸受の内輪の両端面と前記減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材との間にそれぞれ間座が介在された構成をとることが望ましい。ここに「差動機構側の部材」というのは、例えば、後述の実施形態１において「差動側リングギヤ４９」と称する部材をいう。
【００１７】
前記間座の存在により、深溝玉軸受及びピニオンギヤの各両側面が、それぞれ減速側キャリヤ及び差動機構側の部材と滑り接触することが防止される。
【００１８】
前記間座の外径が、前記内輪の外径と同等かそれより小さい構成をとることにより、深溝玉軸受の外方部から油浴潤滑等によって給油する場合に、その間座が障害になることが避けられる。
【００１９】
前記間座に代えて、深溝玉軸受の内輪の幅がその外輪及びピニオンギヤの幅より大に設定され、前記内輪の両端部がそれぞれ前記外輪の両端面から軸方向に所定幅突き出した構成をとってもよい。内輪の両端部が所定幅突き出した部分が間座と同様の機能を果たす。
【００２０】
装置の潤滑として油浴潤滑を採用した場合、前記の深溝玉軸受に対する給油は、軸受外部から行うことができ。これにより、針状ころ軸受を用いた場合に比べ油面を低くできるので、油中を移動する部材の攪拌トルクが低減される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、オイルシールの数が減少するので損失トルクが低減される結果、モータの駆動力の伝達効率が向上し、１充電当たりの走行距離が延びる効果がある。また、減速機構を構成するピニオンギヤの軸受として深溝玉軸受を用いることにより、針状ころ軸受を用いる場合に比べ、損失トルクが低減される。これにより前記の効果を一層助長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態１の断面図である。
【図２】図２は、同上の一部拡大断面図である。
【図３】図３は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図４】図４（ａ）は、減速側ピニオンギヤ部分の断面図、図４（ｂ）は、減速側ピニオンギヤ部分の他の例の断面図である。
【図５】図５は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２４】
図１から図５に示したように、実施形態１に係る電気自動車用モータ付き減速差動装置は、電動モータ１１、その電動モータ１１と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型式の減速機構１２及びその減速機構１２と同軸状態に軸方向に配置された遊星ギヤ型式の差動機構１３とによって構成される。減速機構１２と差動機構１３を合わせたものを減速差動部１４と総称する。
【００２５】
これらの装置を収納したケーシング１５は、電動モータ１１を収納したモータケーシング１５ａ、減速差動部１４を収納した減速差動部ケーシング１５ｂ及びケーシング蓋１５ｃを組み合わせたものである。モータケーシング１５ａの一端部（図１に示した右側端部）は開放され、他端部は閉塞されている。開放端に減速差動部ケーシング１５ｂが当接されその開放端を閉塞するとともに、結合一体化されている。
【００２６】
減速差動部ケーシング１５ｂがモータケーシング１５ａの開放端を閉塞する部分は、電動モータ１１の収納部と減速差動部１４の収納部とを隔てる隔壁４４となる。
【００２７】
前記減速差動部ケーシング１５ｂの一端部（図１に示した右側端部）は開放され、その開放端がケーシング蓋１５ｃによって閉塞されている。
【００２８】
前記の隔壁４４において、車両搭載時に減速差動部ケーシング１５ｂの中心より下方となる位置に、連通穴３０が設けられる。連通穴３０は電動モータ１１側と減速差動部１４側を連通させ、両者の間において潤滑油の自由な移動を許容し、いずれか一方の側に油量が偏在することを防止する。
【００２９】
前記の連通穴３０は、ケーシング１５の内底面に溜めた潤滑油の油面Ｌより下位の位置に設定される。
【００３０】
電動モータ１１は、前記モータケーシング１５ａの内周面に固定されたステータ１６と、その内径側においてモータ出力シャフト１７に支持部材１８を介して一体に取り付けられたロータ１９によって構成される。
【００３１】
前記モータ出力シャフト１７は中空であり、その外端部（図１に示した左端部）はモータケーシング１５ａとの間に介在された出力シャフト支持軸受２１によって支持され、内端部（図１に示した右端部）は減速機構１２のセンターに挿入される。前記モータ出力シャフト１７のうち減速機構１２に挿入された部分は、減速機構入力シャフト２２となっている。即ち、モータ出力シャフト１７と減速機構入力シャフト２２は一体物である。減速機構入力シャフト２２の部分は、減速差動部ケーシング１５ｂとの間に介在された入力シャフト支持軸受２３によって支持される。
【００３２】
減速機構１２は、前記減速機構入力シャフト２２の先端部外周面に一体に設けられた減速側サンギヤ２７、その外径側において前記減速差動部ケーシング１５ｂの内径面に同軸状態に固定された減速側リングギヤ２８、前記サンギヤ２７とリングギヤ２８の間において周方向の３個所に等間隔をおいて介在された減速側ピニオンギヤ２９及び減速側キャリヤ３２により構成される。
【００３３】
減速側ピニオンギヤ２９はサンギヤ２７とリングギヤ２８に噛み合う。ピニオンギヤ２９は減速側ピニオンシャフト３１に深溝玉軸受３３（図１、図４参照）を介して支持される。ピニオンシャフト３１は、一端部が前記減速側キャリヤ３２に挿通固定され、他端部が後述の差動側リングギヤ４９の径方向のリングギヤ円板部４９ａに挿通固定される。
【００３４】
減速側ピニオンシャフト３１の軸芯には貫通穴３１ａ（図２参照）が設けられ、減速機構１２と差動機構１３の間を潤滑油が容易に移動できるようになっている。
【００３５】
前記減速側ピニオンギヤ２９を支持する深溝玉軸受３３は、図２及び図４に示したように、内輪３３ａと外輪３３ｂの間に玉３３ｃを介在し、玉３３ｃを保持器３３ｄによって等間隔に保持する構成をもったものである。
【００３６】
図４（ａ）に示したように、減速側キャリヤ３２の減速機構入力シャフト２２を中心とする外径Ｒは、望ましくはピニオンギヤ２９の公転時における内輪３３ａの外径の軌跡の最大径Ｒ１と同等かそれより小さく設定される。前記の最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉３３ｃのＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定される。
【００３７】
前記のように、減速側キャリヤ３２の外径Ｒを最大径Ｒ１と同等又はそれより小さく設定することにより、油浴潤滑による潤滑油（図４（ａ）の白抜き矢印ａ参照）が軸受の幅面から供給された場合の障害となることが避けられる。また、最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉３３ｃのＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定する場合（即ち、図４（ａ）の場合）は、潤滑油の供給に左程障害とならない範囲で軸受側面に油溜りとなる溝４０を形成することによって、給油効率を高めることができる。
【００３８】
また、前記内輪３３ａと減速側キャリヤ３２との間の軸方向すき間、及び内輪３３ａとリングギヤ円板部４９ａとの間の軸方向すき間にそれぞれ間座３７が介在される。間座３７の（ピニオンシャフト３１を中心とした）外径ｒは、内輪３３ａの外径と同等かそれ以下の大きさに設定されている。
【００３９】
間座３７の外径ｒを前記のように設定することにより、前記の場合と同様に、油浴潤滑による潤滑油（図４（ａ）の白抜き矢印ａ参照）が軸受の幅面から供給された場合の障害となることが避けられ、潤滑油はスムーズに深溝玉軸受３３の内部に供給される。
【００４０】
前記の間座３７の存在により、ピニオンギヤ２９が減速側キャリヤ３２やリングギヤ円板部４９ａと接触することがないのでトルク損失は生じない。また、内輪３３ａは自転しないので滑り接触することがなく、これに接した間座３７も自転しないので滑り接触することはない。
【００４１】
さらに、前記の間座３７が存在することにより、減速側ピニオンギヤ２９が両側に存在する減速側キャリヤ３２及びリングギヤ円板部４９ａとの間に一定の軸方向のすき間が生じるので、減速側ピニオンギヤ２９がモーメント荷重によって傾くことがあっても接触することが回避される。これにより滑り接触による損失トルクの増大を防ぐことができる。
【００４２】
図４（ｂ）に示したように、前記の間座３７に代えて内輪３３ａの幅を外輪３３ｂ又はピニオンギヤ２９の幅より軸方向に間座３７の厚さ程度の幅ｘだけ大きく設定した構成をとることができる。この場合も間座３７を使用した前記の場合と同様の作用効果がある。
【００４３】
前記のように、ピニオンギヤ２９の支持軸受として深溝玉軸受３３を用いることにより、ピニオンシャフト３１に給油通路を設ける必要がなく、また減速側キャリヤ３２等との滑り接触もなくなるので、損失トルクが小さくなる。
【００４４】
前記減速側リングギヤ２８は、減速差動部ケーシング１５ｂの内面に形成された段差部３４にその側面を当てることにより位置決めされ固定される。
【００４５】
前記減速側キャリヤ３２は、図１及び図２に示したように、減速差動部ケーシング１５ｂの径方向の閉塞部分（前記の隔壁４４）と、軸方向に対向した減速側ピニオンギヤ２９との間において、減速機構入力シャフト２２と同軸、かつ径方向のすき間をおいて嵌合される。
【００４６】
前記減速側キャリヤ３２の外周縁の周方向複数個所には、差動機構１３側に突き出した結合片３９（図１参照）が設けられる。その結合片３９を差動側リングギヤ４９のリングギヤ円板部４９ａに差し込んで固定することにより、減速側キャリヤ３２と差動側リングギヤ４９とが結合一体化される。この結合片３９は回転時に潤滑油を掻き上げる油浴潤滑作用の一部を担う。
【００４７】
また、前記減速側キャリヤ３２と、前記隔壁４４との間にスラスト軸受４２が介在される。スラスト軸受４２は、減速側キャリヤ３２に作用するスラスト力を受け、その減速側キャリヤ３２を円滑に回転させるようにしている。
【００４８】
次に、差動機構１３について説明する（図２参照）。差動機構１３は、前記の減速差動部ケーシング１５ｂの内部において、前記の減速機構１２の外側に同軸状態に設けられる。その構成部材は、差動側リングギヤ４９、その内径側において同軸状態に設けられた差動側サンギヤ５１、前記リングギヤ４９とサンギヤ５１の間に介在され相互に噛み合ったダブルピニオン式の差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ、これらのピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの差動側ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂを支持した差動側キャリヤ５４により構成される。
【００４９】
なお、減速差動装置において、ダブルピニオン式を採用することは従来公知である（特許文献４参照）。
【００５０】
前記差動側サンギヤ５１のシャフト穴５５に第一出力シャフト３５の内端部が貫通され、セレーション結合される。第一出力シャフト３５の外端部は、減速機構入力シャフト２２及びこれと一体のモータ出力シャフト１７に貫通され（図１参照）、深溝玉軸受でなる外端部支持軸受５７（図１参照）を介してモータケーシング１５ａによって支持される。
【００５１】
また、前記外端部支持軸受５７の軸方向外側において、モータケーシング１５ａにモータ側オイルシール６０ａが装着され、第一出力シャフト３５に押し当てられる。このオイルシール６０ａは、電動モータ１１の内部の潤滑油がモータケーシング１５ａの外部に漏れ出すことを防止する。
【００５２】
第一出力シャフト３５の外端部は、モータケーシング１５ａから外部に突き出し、その突き出し部分に一方の等速自在継手の外方部材５６ａが連結される。
【００５３】
第二出力シャフト３６は、後述のように、差動側キャリヤ５４のセンターに前記第一出力シャフト３５と同軸状態に一体に設けられ、第一出力シャフト３５と反対向きに突き出し、その突き出し部分に他方の等速自在継手の外方部材５６ｂが連結される。
【００５４】
前記の差動側リングギヤ４９は、第一出力シャフト３５の外周に径方向のすき間をおいて同軸状に設けられたリングギヤ円板部４９ａと、そのリングギヤ円板部４９ａの外周縁を外向き（図１の右方向）に屈曲してリングギヤ周縁部４９ｂが設けられたものである。リングギヤ円板部４９ａに減速側ピニオンシャフト３１の他端部が挿入支持され、また減速側キャリヤ３２の結合片３９もこれに差し込まれることによって、減速側キャリヤ３２と差動側リングギヤ４９が連結一体化される。これにより減速側ピニオンギヤ２９の公転に伴う減速出力が差動側リングギヤ４９に伝達される。
【００５５】
前記のダブルピニオン式のピニオンギヤ５２ａ、５２ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤであり、図５に示したように、相互に噛み合うとともに、一方のピニオンギヤ５２ａは他方のピニオンギヤ５２ｂより大きいＰＣＤを有しリングギヤ４９に噛み合い、ＰＣＤの小さい方のピニオンギヤ５２ｂがサンギヤ５１と噛み合う。
【００５６】
差動側キャリヤ５４は、キャリヤ円板部５８のセンター部外側面にセンターボス部５９が設けられる。そのセンターボス部５９の外端面に前記の第二出力シャフト３６が同軸状態に外向きに突き出して設けられ、またセンターボス部５９内部に内向きに開放された軸受凹部６２が設けられる。
【００５７】
前記センターボス部５９の外径面とケーシング蓋１５ｃとの間に深溝玉軸受でなる第二出力シャフト支持軸受６１が介在される（図１、図２参照）。この第二出力シャフト支持軸受６１は、第二出力シャフト３６及びこれと一体の差動側キャリヤ５４を支持する。また、軸受凹部６２に前記第一出力シャフト３５の内端部が挿入され、その内端部が針状ころ軸受でなる内端部支持軸受６３を介して相対回転自在に支持される。
【００５８】
前記の第二出力シャフト支持軸受６１の外側において、ケーシング蓋１５ｃと同軸のシール装着部材６４が、Ｏリング６５（図２参照）を挟み、ビス６６によって当該ケーシング蓋１５ｃの外側面に取り付けられる。そのシール装着部材６４の内径面に差動側オイルシール６０ｂが装着され第二出力シャフト３６に押し当てられる。このオイルシール６０ｂによって減速差動部１４内部の潤滑油が外部に漏れ出すことが防止される。
【００５９】
前記の差動側キャリヤ５４は、その円板部５８がケーシング蓋１５ｃと差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等のギヤ群の間に介在される。また、環状板状の差動側キャリヤ補助部材７０が、差動側リングギヤ４９の円板部４９ａと差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等のギヤ群の間に介在される。
【００６０】
各ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂに複列の針状ころ軸受６８ａ、６８ｂ（図５参照）を介して差動側ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂが挿通固定される。各ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂの両端部が差動側キャリヤ５４と差動側キャリヤ補助部材７０にそれぞれ支持固定される。
【００６１】
また、前記差動側キャリヤ５４の外周縁の複数個所には結合突部７４が差動側キャリヤ補助部材７０側に向けて設けられ（図１、図５参照）、その結合突部７４の先端に設けられた小突起７５が差動側キャリヤ補助部材７０の結合穴７６に挿入固定される。これによって、差動側キャリヤ５４と差動側キャリヤ補助部材７０が結合一体化される。
【００６２】
前記ピニオンシャフト５３ａ、５３ｂに一端開放、他端閉塞の給油穴７１が設けられ（図２の破線参照）、各針状ころ軸受６８ａ、６８ｂに潤滑油を供給するようにしている。
【００６３】
なお、前記各差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの外端面と差動側キャリヤ５４との間、内端面とキャリヤ補助部材７０との間にそれぞれワッシャ６９が介在される。
【００６４】
また、前記差動側キャリヤ５４の円板部５８と差動側サンギヤ５１の間に針状ころを用いたスラスト軸受７２が介在される（図２参照）。同様に、リングギヤ円板部４９ａと差動側サンギヤ５１の間にも針状ころを用いたスラスト軸受７３が介在される。
【００６５】
なお、以上述べた実施形態１のモータ付き減速差動装置における潤滑方法は、油浴潤滑によるものとする。
【００６６】
次に、前記モータ付き減速差動装置の作用について説明する。
【００６７】
図１に示した電動モータ１１が駆動されると、そのモータ出力シャフト１７が回転し、同時にモータ出力シャフト１７と一体の減速機構入力シャフト２２及びその入力シャフト２２と一体の減速側サンギヤ２７が回転する。減速側サンギヤ２７に噛み合った減速側ピニオンギヤ２９は自転しつつ公転する。その公転によって減速側キャリヤ３２が減速回転され、その減速回転が差動機構１３側へ出力される。
【００６８】
減速側サンギヤ２７の歯数をＺｓ、減速側リングギヤ２８の歯数をＺｒとした場合の減速比は、周知のように、Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）となる。
【００６９】
差動機構１３においては、第一出力シャフト３５が差動側サンギヤ５１と一体に結合され、また第二出力シャフト３６が差動側キャリヤ５４に一体化されている。このため、各出力シャフト３５、３６に取り付けられた左右の車輪（図示省略）に作用する負荷が均等である場合は、差動側サンギヤ５１、ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ、キャリヤ５４及びリングギヤ４９は一体となって回転し、相対回転することがない。言い換えれば、入力回転が第一及び第二出力シャフト３５、３６に均等に配分され、左右の車輪を等速回転させる。
【００７０】
これに対し、左右の車輪に作用する負荷に差が生じると、ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの自転と公転により、入力回転は負荷の差に応じて第一及び第二出力シャフト３５、３６に差動分配される。
【００７１】
即ち、第一出力シャフト３５に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体の差動側サンギヤ５１の回転数Ｎｓが、差動側リングギヤ４９の入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、差動側キャリヤ５４の回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｎｒ＋λ／（１−λ）・ΔＮ
となり、第二出力シャフト３６が増速される。但し、λは歯車比（＝Ｚｓ／Ｚｒ）、Ｚｓは差動側サンギヤ５１の歯数、Ｚｒは差動側リングギヤ４９の歯数である（特許文献４の段落００３２参照）。
【００７２】
逆に、第二出力シャフト３６に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体の差動側キャリヤ５４の回転数Ｎｃが、入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、差動側サンギヤ５１の回転数Ｎｓは、
Ｎｓ＝Ｎｒ＋（１−λ）／λ・ΔＮ
となり、第一出力シャフト３５が増速される。
【００７３】
前記ケーシング１５の内部において、電動モータ１１側及び減速差動部１４側に共通の潤滑油が油面Ｌで示す位置まで収納される。油面Ｌは前記の連通穴３０より高い位置に設定される。電動モータ１１のステータ１６は油面Ｌに浸かるが、ロータ１９は浸からないようにする。ロータ１９は回転するため、このようにすることで攪拌による損失を無くすることができる。
【００７４】
減速機構１２においては、減速側キャリヤ３２の外周部に設けられた結合片３９及び減速側ピニオンギヤ２９が、回転の途中において潤滑油の油面Ｌ以下の油中を通過することにより、潤滑油の掻き上げ作用を行う。掻き上げられた潤滑油は減速機構１２の内部に飛散され各部品に掛けられる。その一部は、減速側ピニオンシャフト３１の貫通穴３１ａを通過して軸方向に移動する。
【００７５】
差動機構１３においては、差動側キャリヤ５４の外周部に設けられた結合突部７４、差動側ピニオンギヤ５２ａ、５２ｂ等が、それぞれ潤滑油の掻き上げ作用を行う。掻き上げられた潤滑油は、第二出力シャフト支持軸受６１、差動側サンギヤ５１の両端面に介在されたスラスト軸受７２、７３、ダブルピニオンギヤ５２ａ、５２ｂの複列の針状ころ軸受６８ａ、６８ｂ等に供給される。その一部は、差動側サンギヤ５１に設けられた３個所の長穴７７（図２、図５参照）を通過して軸方向に移動する。
【００７６】
前記の作動中、潤滑油がケーシング１５の外部に漏れ出すことは、２個所のオイルシール６０ａ、６０ｂによって防止される。また、ケーシング１５の内部において、減速差動部１４の収納部側と電動モータ１１の収納部側に溜まった潤滑油は、隔壁４４の連通穴３０を通って行き来するので、いずれかの収納部に偏在することが避けられる。
【００７７】
また、減速機構１２におけるピニオンシャフト３１を支持する深溝玉軸受３３の部分においては滑り接触が無く、油浴潤滑による潤滑油の供給もスムーズに行われる。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 電動モータ
１２ 減速機構
１３ 差動機構
１４ 減速差動部
１５ ケーシング
１５ａ モータケーシング
１５ｂ 減速差動部ケーシング
１５ｃ ケーシング蓋
１６ ステータ
１７ モータ出力シャフト
１８ 支持部材
１９ ロータ
２１ 出力シャフト支持軸受
２２ 減速機構入力シャフト
２３ 入力シャフト支持軸受
２７ 減速側サンギヤ
２８ 減速側リングギヤ
２９ 減速側ピニオンギヤ
３０ 連通穴
３１ 減速側ピニオンシャフト
３１ａ 貫通穴
３２ 減速側キャリヤ
３３ 深溝玉軸受
３３ａ 内輪
３３ｂ 外輪
３３ｃ 玉
３３ｄ 保持器
３４ 段差部
３５ 第一出力シャフト
３６ 第二出力シャフト
３７ 間座
３９ 結合片
４０ 溝
４１ 中心穴
４２ スラスト軸受
４４ 隔壁
４９ 差動側リングギヤ
４９ａ リングギヤ円板部
４９ｂ リングギヤ周縁部
５１ 差動側サンギヤ
５２ａ、５２ｂ 差動側ピニオンギヤ
５３ａ、５３ｂ 差動側ピニオンシャフト
５４ 差動側キャリヤ
５５ シャフト穴
５６ａ、５６ｂ 外方部材
５７ 外端部支持軸受
５８ キャリヤ円板部
５９ センターボス部
６０ａ モータ側オイルシール
６０ｂ 差動側オイルシール
６１ 第二出力シャフト支持軸受
６２ 軸受凹部
６３ 内端部支持軸受
６４ シール装着部材
６５ Ｏリング
６６ ビス
６８ａ、６８ｂ 針状ころ軸受
６９ ワッシャ
７０ 差動側キャリヤ補助部材
７１ 給油穴
７２、７３ スラスト軸受
７４ 結合突部
７５ 小突起
７６ 結合穴
７７ 長穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとからなり、前記減速機構は前記電動モータのモータ出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動機構は前記減速機構の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフトを備え、その一対の出力シャフトに差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフトがケーシングの両端部を貫通する部分にオイルシールが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、前記電動モータと減速差動部の各収納部の間に設けられたケーシングの隔壁に潤滑油を通過させる連通穴が設けられたことを特徴とする電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項２】
前記減速機構が、遊星ギヤ型式の減速機構であることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項３】
前記遊星ギヤ型式の減速機構を構成するピニオンギヤとこれを支持するピニオンシャフトの間に深溝玉軸受が介在されたことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項４】
前記ピニオンシャフトの両端部が、それぞれ減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材に固定され、前記深溝玉軸受の内輪の両端面と前記減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材との間にそれぞれ間座が介在されたことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項５】
前記間座の外径が、前記内輪の外径と同等かそれより小さいことを特徴とする請求項４に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項６】
前記深溝玉軸受の内輪の幅がその外輪及びピニオンギヤの幅より大に設定され、前記内輪の両端部がそれぞれ前記外輪の両端面から軸方向に所定幅突き出したことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項７】
前記減速側キャリヤの外径Ｒが、ピニオンギヤの公転時おける内輪の外径面の軌跡の最大径Ｒ１と同等かそれより小さく設定され、前記最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉のＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定されたことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項８】
前記減速機構が、電動モータ、電動モータのモータ出力シャフト、モータ出力シャフトと一体の減速機構入力シャフト、前記入力シャフトに取り付けられた減速側サンギヤ、減速側サンギヤと噛み合った減速側ピニオンギヤ、減速側ピニオンギヤと噛み合った固定状態の減速側リングギヤ、前記減速側ピニオンギヤのピニオンシャフトと結合された減速側キャリヤを有する遊星ギヤ型式の減速機構であり、
前記差動機構が、前記減速側キャリヤと一体化された内歯形式の差動側リングギヤ、差動側リングギヤに噛み合ったダブルピニオン形式の差動側ピニオンギヤ、差動側ピニオンギヤに噛み合った差動側サンギヤ、前記差動側ピニオンギヤのピニオンシャフトと結合された差動側キャリヤとにより構成された遊星ギヤ型式の差動機構であり、
前記差動側サンギヤと同軸状態に第一出力シャフト、前記差動側キャリヤと同軸状態に第二出力シャフトがそれぞれ連結され、前記第一出力シャフトが前記入力シャフト及びモータシャフトに貫通され、前記第一出力シャフトと第二出力シャフトがそれぞれ前記ケーシングの両端部から外部に突き出されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項９】
前記ケーシング底部に収納された潤滑油を油浴潤滑によって回転部分に供給することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項１】
電動モータ、減速機構と差動機構の組み合わせからなる減速差動部及びこれらを収納したケーシングとからなり、前記減速機構は前記電動モータのモータ出力シャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動機構は前記減速機構の減速出力を入力とし、同軸上で対向した一対の出力シャフトを備え、その一対の出力シャフトに差動回転を分配出力するように構成され、前記一対の出力シャフトがケーシングの両端部を貫通する部分にオイルシールが介在された電気自動車用モータ付き減速差動装置において、前記電動モータと減速差動部の各収納部の間に設けられたケーシングの隔壁に潤滑油を通過させる連通穴が設けられたことを特徴とする電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項２】
前記減速機構が、遊星ギヤ型式の減速機構であることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項３】
前記遊星ギヤ型式の減速機構を構成するピニオンギヤとこれを支持するピニオンシャフトの間に深溝玉軸受が介在されたことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項４】
前記ピニオンシャフトの両端部が、それぞれ減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材に固定され、前記深溝玉軸受の内輪の両端面と前記減速側キャリヤ及びその減速側キャリヤと結合された差動機構側の部材との間にそれぞれ間座が介在されたことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項５】
前記間座の外径が、前記内輪の外径と同等かそれより小さいことを特徴とする請求項４に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項６】
前記深溝玉軸受の内輪の幅がその外輪及びピニオンギヤの幅より大に設定され、前記内輪の両端部がそれぞれ前記外輪の両端面から軸方向に所定幅突き出したことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項７】
前記減速側キャリヤの外径Ｒが、ピニオンギヤの公転時おける内輪の外径面の軌跡の最大径Ｒ１と同等かそれより小さく設定され、前記最大径Ｒ１より大きい場合でも、玉のＰＣＤの軌跡の最大径Ｒ２を越えない大きさに設定されたことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項８】
前記減速機構が、電動モータ、電動モータのモータ出力シャフト、モータ出力シャフトと一体の減速機構入力シャフト、前記入力シャフトに取り付けられた減速側サンギヤ、減速側サンギヤと噛み合った減速側ピニオンギヤ、減速側ピニオンギヤと噛み合った固定状態の減速側リングギヤ、前記減速側ピニオンギヤのピニオンシャフトと結合された減速側キャリヤを有する遊星ギヤ型式の減速機構であり、
前記差動機構が、前記減速側キャリヤと一体化された内歯形式の差動側リングギヤ、差動側リングギヤに噛み合ったダブルピニオン形式の差動側ピニオンギヤ、差動側ピニオンギヤに噛み合った差動側サンギヤ、前記差動側ピニオンギヤのピニオンシャフトと結合された差動側キャリヤとにより構成された遊星ギヤ型式の差動機構であり、
前記差動側サンギヤと同軸状態に第一出力シャフト、前記差動側キャリヤと同軸状態に第二出力シャフトがそれぞれ連結され、前記第一出力シャフトが前記入力シャフト及びモータシャフトに貫通され、前記第一出力シャフトと第二出力シャフトがそれぞれ前記ケーシングの両端部から外部に突き出されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【請求項９】
前記ケーシング底部に収納された潤滑油を油浴潤滑によって回転部分に供給することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電気自動車用モータ付き減速差動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１７７４３０（Ｐ２０１２−１７７４３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４０６５７（Ｐ２０１１−４０６５７）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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