電気自動車用減速差動装置
【課題】電動モータ及び遊星ギヤ型の減速機と差動装置とからなる電気自動車用減速差動装置において、当該装置の両側において同軸上に配置されるモータ側及び差動側の等速ジョイント間の距離を短縮することにより、等速ジョイントの取付け角度を小さくし、もって当該等速ジョイントの耐久性を向上させることである。
【解決手段】差動側等速ジョイントに含まれる差動側外輪１７のステム１７ｂに軸方向の軸受穴１９が設けられ、前記軸受穴１９に挿入された出力シャフト１５の端部と前記軸受穴１9の内径面との間に出力シャフト支持軸受２２が介在された構成とした。
【解決手段】差動側等速ジョイントに含まれる差動側外輪１７のステム１７ｂに軸方向の軸受穴１９が設けられ、前記軸受穴１９に挿入された出力シャフト１５の端部と前記軸受穴１9の内径面との間に出力シャフト支持軸受２２が介在された構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを駆動源とした電気自動車用減速差動装置に関し、特に
軸方向の長さの短縮化を図ることによって車両のレイアウト上の制限を減少させ、等速ジョイントの取付け角度を小さくすることにより等速ジョイントの耐久性を向上するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車用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、遊星ギヤ型減速機、遊星ギヤ型差動装置の組み合わせにより構成されている（特許文献１、２）。前記減速機は前記電動モータのモータシャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動装置は前記減速機の減速出力を入力とする。
【０００３】
差動装置においては、遊星ギヤ機構を構成するサンギヤとキャリヤの２つの分配部材に出力が差動分配され、いずれか一方の分配部材（特許文献１の場合はサンギヤ、特許文献２の場合はキャリヤ）のセンターに挿入結合された出力シャフトが、減速機入力シャフト及びこれと一体のモータシャフトの内部を同軸状態に貫通する。その出力シャフトの先端部にモータ側等速ジョイントの外輪が連結される。また、他方の分配部材（特許文献１の場合はキャリヤ、特許文献２の場合はサンギヤ）のセンターに差動側等速ジョイントの外輪が連結される。
【０００４】
前記の各外輪はそれぞれ左右の等速ジョイントの駆動側となり、被駆動側となる内部部材との間に一定の取付け角度が設けられる。その取付け角度は、各ジョイントから対応する車輪までの距離が一定であるとすると、減速差動装置の左右に配置されたモータ側及び差動装置側のジョイントの間の距離が短くなる。ジョイントの取付け角度が小さくなることで、ジョイント内部の各接触部に負荷されるジョイント一回転あたりの荷重負荷が小さくなり、ジョイント寿命が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の場合は、差動側等速ジョイントにおいて、出力シャフトを支持する軸受（特許文献１の図１の軸受８Ｄ）と、キャリヤを支持する軸受（同じく図１の軸受８Ａ）との間に軸方向の一定の距離があるため、その距離分が等速ジョイント間の軸方向距離を長くする要因となっている。
【０００７】
特許文献２の場合は、差動装置のキャリヤが出力シャフトに結合され、サンギヤが差動側等速ジョイントに連結される構造である。前記サンギヤに軸方向に伸びたボスが設けられ、そのボスには等速ジョイントのステムを挿入するに必要な一定長さを確保するために、サンギヤよりさらに軸方向に延び出した延設部が設けられる。その延設部の内径面に等速ジョイントのステムが挿入され結合一体化される。そのため、前記延設部の軸方向長さだけ等速ジョイント間の軸方向距離が長くなる。
【０００８】
そこで、この発明は、等速ジョイント外輪の支持構造に改良を加え、左右の等速ジョイント間の距離を一層短縮することにより各等速ジョイントの取付け角度を小さくし、以って等速ジョイントの耐久性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明は、同軸状態に配置された電動モータ、遊星ギヤ型の減速機及び遊星ギヤ型の差動装置、並びに前記各部材を収納したケーシング、出力シャフト、前記電動モータ側と差動装置側に分かれて配置されたモータ側等速ジョイントの外輪及び差動側等速ジョイントの外輪の組み合わせからなり、前記出力シャフトは前記電動モータのモータシャフトを貫通して配置されその両端部が出力シャフト支持軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記電動モータの動力は前記減速機において減速され前記差動装置に出力され、減速された駆動力は前記差動装置において負荷の大きさに応じて差動分配されて２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は前記出力シャフトを介して前記モータ側等速ジョイントの外輪に連結され、他方の分配部材は前記差動側等速ジョイントの外輪と連結された電気自動車用減速差動装置において、前記差動側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向の軸受穴が設けられ、前記軸受穴に挿入された前記出力シャフトの端部と前記軸受穴の内径面との間に前記出力シャフト支持軸受が介在された構成としたものである。
【００１０】
前記差動装置の２つの分配部材の一方の分配部材が差動側遊星ギヤ機構を構成する差動側サンギヤであり、他方の分配部材が当該遊星ギヤ機構のピニオンシャフトに連結された差動側キャリヤであり、前記出力シャフトの一端部が前記差動側サンギヤに連結された構成を採ることができる。
【００１１】
その他、前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化された構成、前記差動側キャリヤのボスと前記ステムがセレーション結合により嵌合一体化された構成、前記差動側キャリヤのボスの外径面と前記ケーシングとの間に差動側キャリヤ支持軸受が介在された構成などを採ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明によれば、差動側等速ジョイント側の出力シャフト支持軸受を、当該出力シャフト端部と、当該等速ジョイントの外輪のステムに設けた軸受穴の内径面との間に介在した構成としたものであるから、左右の等速ジョイント間の距離を短縮することができる。その結果、等速ジョイントの取付け角度が小さくなり当該等速ジョイントの耐久性が向上する。
【００１３】
また、前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化された構成を採ることによって一層前記の距離が短縮され、等速ジョイントの耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図５】図５は、遊星ギヤ機構のギヤの一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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]
【００１６】
実施形態１に係る電気自動車用減速差動装置は、図１及び図２に示したように、同軸状態に配置された電動モータ１１、遊星ギヤ型の減速機１２及び遊星ギヤ型の差動装置１３、並びに前記各部材を収納したケーシング１４、出力シャフト１５、前記電動モータ１１側に配置されるモータ側等速ジョイントの外輪１６（以下、モータ側外輪１６と称する。）、及び差動装置１３側に配置される差動側等速ジョイントの外輪１７（以下、差動側外輪１７と称する。）の組み合わせからなる。
【００１７】
前記モータ側外輪１６及び差動側外輪１７はそれぞれカップ１６ａ、１７ａ及びステム１６ｂ、１７ｂを有し、それぞれカップ１６ａ、１７ａとステム１６ｂ、１７ｂの間はカップ底板１６ｃ、１７ｃによって区切られている。ステム１６ｂには軸方向に貫通したセレーション穴１８が設けられ、ステム１７ｂには軸方向に貫通した軸受穴１９が設けられる。
【００１８】
前記出力シャフト１５は電動モータ１１の中空のモータシャフト２１を貫通して配置され、その出力シャフト１５の電動モータ１１側の端部は、モータ側外輪１６のステム１６ｂのセレーション穴１８に挿入され、セレーション結合により一体に連結される。また、出力シャフト１５の差動装置１３側の端部は、差動側外輪１７のステム１７ｂの軸受穴１９に挿入される。出力シャフト１５の挿入端部とステム１７ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる出力シャフト支持軸受２２が介在される。
【００１９】
ケーシング１４は、電動モータ１１を収納したモータケーシング１４ａと、減速機１２及び差動装置１３を収納した減速差動ケーシング１４ｂ並びに差動装置１３側のケーシング蓋１４ｃを組み合わせたものである。
【００２０】
モータケーシング１４ａ及び減速差動ケーシング１４ｂは、それぞれ一端が閉塞され他端が開放されている。モータケーシング１４ａの開放端に減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端が同軸状態に密着・結合され、また減速差動ケーシング１４ｂの開放端にケーシング蓋１４ｃが密着・結合される。
なお、ケーシング１４の構造は、一例を示しているだけであり、これに限らずさらに分割した構造でもよい。
【００２１】
モータケーシング１４ａの閉塞端部のセンターに軸穴２３が設けられ、その軸穴２３の内側に軸方向に突き出したボス２４が設けられる。ボス２４の内端内径面にモータシャフト２１一端部が挿入され、両者の間に深溝玉軸受でなるモータシャフト支持軸受２５が介在される。
【００２２】
前記ボス２４の外側開放端部に前記モータ側外輪１６のステム１６ｂが挿入され、そのステム１６ｂとボス２４の間に深溝玉軸受でなる出力シャフト支持軸２６が介在される。その出力シャフト支持軸受２６の外側に並んでステム１６ｂとボス２４の間にオイルシール２７が装着され、モータケーシング１４ａ内の潤滑油をシールする。
【００２３】
前記のモータケーシング１４ａに収納された電動モータ１１は、モータケーシング１４ａの内周面に固定されたステータ２８と、その内径側においてモータシャフト２１に一体に取り付けられたロータ２９によって構成される。モータシャフト２１の一端部は前記のモータシャフト支持軸受２５によって支持され、他端部は減速差動ケーシング１４ｂとの間に介在された深溝玉軸受でなるモータシャフト支持軸受３１によって支持される。そのモータシャフト支持軸受３１から減速機１２側に突き出したモータシャフト２１の端部は減速機入力シャフト３０となっている。
【００２４】
前記の減速差動ケーシング１４ｂには、閉塞端部から順に、減速機１２及び差動装置１３が同軸状態に収納される。
【００２５】
減速機１２は、前記減速機入力シャフト３０の先端部外周面に一体に設けられた減速側サンギヤ３５（図２、図３参照）、その外径側において前記減速差動ケーシング１４ｂの内径面に同軸状態に固定された減速側リングギヤ３６、前記サンギヤ３５とリングギヤ３６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３７及び減速側キャリヤ３８（図１、図２参照）により構成される。この場合、ピニオンギヤ３７を３個使用する形式、即ち３ピニオン形式であるが、その数にはこだわらない。
【００２６】
減速側ピニオンギヤ３７はサンギヤ３５とリングギヤ３６に噛み合う。また、
前記ピニオンギヤ３７は深溝玉軸受３９（図２、図３参照）を介して減速側ピニオンシャフト４１によって支持される。ピニオンシャフト４１には、軸方向に貫通した通油穴４２が設けられる。
【００２７】
前記減速側ピニオンシャフト４１の両端部は、図２に示したように、それぞれ減速側キャリヤ３８と後述の差動側リングギヤ４４の円板部４４ａによって支持される。
【００２８】
前記減速側キャリヤ３８は、図２に示したように、減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端と、減速側ピニオンギヤ３７との間において、減速機入力シャフト３０の回りに径方向のすき間をおいて嵌合される。減速側キャリヤ３８と、前記閉塞端との間にスラスト軸受４３が介在される。
【００２９】
前記減速側キャリヤ３８の外周縁の周方向複数個所には、差動装置１３側に屈曲した結合片４０（図１、図３参照）が設けられる。その結合片４０を差動側リングギヤ４４のリングギヤ円板部４４ａに差し込んで固定することにより、減速側キャリヤ３８と差動側リングギヤ４４とが結合一体化される。
【００３０】
前記差動装置１３は、図１、図２及び図４示したように、差動側リングギヤ４４、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４５、前記リングギヤ４４とサンギヤ４５の間に介在され相互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４６ａ、４６ｂ、これらのピニオンギヤ４６ａ、４６ｂを支持する差動側ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂ、これらのピニオンシャフト４７ａ、４７ｂを支持した差動側キャリヤ４８によって構成される。
【００３１】
前記差動側リングギヤ４４は、円板部４４ａと、その円板部４４ａの外周縁を外向き（ケーシング蓋１４ｃの向き）に屈曲形成された周縁部４４ｂ及びその周縁部４４ｂの内径面に形成されたギヤ部４４ｃによって構成される。円板部４４ａが出力シャフト１５の外周に径方向のすき間をおいて同軸状態に嵌合・配置される（図２参照）。前記円板部４４ａと差動側サンギヤ４５との間にスラスト軸受６３が介在される。
【００３２】
前記差動側サンギヤ４５は、そのセンターに設けられたセレーション穴５０に出力シャフト１５が挿通され、セレーション結合によって当該出力シャフト１５と一体化される。そのセレーション結合部から外方に突き出した出力シャフト１５の先端部は、前記差動側外輪１７のステム１７ｂに挿入される。出力シャフト１５の先端部とステム１７ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる出力シャフト支持軸受２２が介在される。ステム１７ｂの部分は後述の差動側キャリヤ支持軸受５４を介してケーシング蓋１４ｃに支持される。差動側サンギヤ４５には軸方向の通油穴６２が設けられる。
なお、前記のセレーション結合の部分は、スプライン結合であってもよい。
【００３３】
前記のダブルピニオン形式のピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤである。図４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４６ａは他方のピニオンギヤ４６ｂより大きいＰＣＤを有しリングギヤ４４と噛み合い、ＰＣＤの小さいピニオンギヤ４６ｂがサンギヤ４５と噛み合う。各ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂと各ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂの間に、それぞれ針状ころ軸受５８ａ、５８ｂが介在される。各ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂには給油穴６６が設けられる。
【００３４】
差動側キャリヤ４８は、図２に示したように、ケーシング蓋１４ｃの内側面に沿って配置され、差動側リングギヤ４４の円板部４４ａに沿って配置された差動側キャリヤ補助部材４９との間で前記のピニオンシャフト４７ａ、４７ｂの各両端部を支持する。差動側キャリヤ４８の外周縁の複数個所には結合突部５９が差動側キャリヤ補助部材４９側に向けて設けられ（図１、図４参照）、その結合突部５９の先端に設けられた小突起６０が差動側キャリヤ補助部材４９の結合穴６１に挿入固定される。これによって、差動側キャリヤ４８と差動側キャリヤ補助部材４９が結合一体化される。
【００３５】
前記差動側キャリヤ４８は、センター穴の周りに外方に突き出したボス５１を有し、そのボス５１に差動側外輪１７のステム１７ｂが挿入される。ステム１７ｂの外径面とボス５１の内径面にはそれぞれセレーションが設けられ、両方のセレーションを強固に噛み合わせることによるセレーション結合部５２が構成され、いわゆる嵌め殺しによる一体化を図っている。差動側キャリヤ４８と差動側サンギヤ４５との間にスラスト軸受６４が介在される。
【００３６】
前記差動側キャリヤ４８のボス５１とケーシング蓋１４ｃのボス５３との間に深溝玉軸受によって構成されたキャリヤ支持軸受５４が介在され、差動側キャリヤ４８と差動側外輪１７をケーシング蓋１４ｃにおいて支持するようにしている。
【００３７】
前記のキャリヤ支持軸受５４の押さえリング５５が前記ケーシング蓋１４ｃのボス５３の外側面にボルト５６によって固定される。その押さえリング５５とステム１７ｂとの間にオイルシール５７が装着され、減速差動ケーシング１４ｂ内の潤滑油をシールする。
【００３８】
実施形態１の電気自動車用減速差動装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【００３９】
電動モータ１１（図１参照）が駆動されると、そのモータシャフト２１が回転し、同時にそのモータシャフト２１と一体の減速機入力シャフト３０及びその入力シャフト３０と一体の減速側サンギヤ３５が回転する。減速側サンギヤ３５に噛み合った減速側ピニオンギヤ３７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３８が減速回転され、その減速回転が差動装置１３側の差動側リングギヤ４４へ出力される。
【００４０】
減速側サンギヤ３５の歯数をＺｓ、減速側リングギヤ３６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。
【００４１】
車両の一方の車輪の負荷は、モータ側外輪１６を含むモータ側等速ジョイント、出力シャフト１５を介して差動側サンギヤ４５に加えられ、他方の車輪の負荷は、差動側外輪１７を含む差動側等速ジョイントを介して差動側キャリヤ４８に加えられる。両方の車輪に作用する負荷が均等である場合は、差動側サンギヤ４５、ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂ、キャリヤ４８は、リングギヤ４４の入力回転に伴って一体となって回転し、相対回転することがない。このため、入力回転がモータ側外輪１６及び差動側外輪１７に均等に配分され、それぞれの等速ジョイントを介して左右の車輪を等速回転させる。
【００４２】
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４６ａ、４６ｂの自転と公転によって入力回転は負荷の差に応じてモータ側外輪１６及び差動側外輪１７を経て左右の車輪に差動分配される。
【００４３】
即ち、モータ側外輪１６を通じて出力シャフト１５に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のサンギヤ４５の回転数Ｎｓが、リングギヤ４４の入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、キャリヤ４８の回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｎｒ＋λ／（１−λ）・ΔＮ
となり、キャリヤ４８及びこれと一体の差動側外輪１７が増速される。但し、λは歯車比（＝Ｚｓ／Ｚｒ）、Ｚｓはサンギヤ４５の歯数、Ｚｒはリングギヤ４４の歯数である。
【００４４】
逆に、差動側外輪１７に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のキャリヤ４８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、サンギヤ４５の回転数Ｎｓは、
Ｎｓ＝Ｎｒ＋（１−λ）／λ・ΔＮ
となり、出力シャフト１５が増速される。
【００４５】
以上述べた実施形態１の電気自動車用減速差動装置の潤滑方式は、油浴潤滑が採用される。即ち、ケーシング１４の内部において、モータケーシング１４ａ、減速差動ケーシング１４ｂに共通の潤滑油が油面Ｌで示す位置まで収納される。電動モータ１１のステータ２８は油面Ｌに浸かるが、ロータ２９は浸からないようにする。こうすると、ロータ２９が回転してもロータ２９によって潤滑油が攪拌されることはなく、攪拌による損失を小さくすることができる。
【００４６】
減速機１２においては、減速側キャリヤ３８の外周部に設けられた結合片４０及び減速側ピニオンギヤ３７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４１の通油穴４２を通過して軸方向に移動する。
【００４７】
差動装置１３においては、差動側キャリヤ４８の外周部に設けられた結合突部５９、差動側ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂ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、差動装置１３の内部に飛散され各部品に掛けられる。その一部は、差動側サンギヤ４５に設けられた通油穴６２を通過して軸方向に移動する。
【００４８】
前記の作動中、潤滑油がケーシング１４の外部に漏れ出すことは、左右２個所のオイルシール２７、５７によって防止される。また、ケーシング１４の内部において、モータケーシング１４ａと減速差動ケーシング１４ｂに溜まった潤滑油は、減速差動ケーシング１４ｂの閉塞壁に設けられた連通穴６５を通って行き来する。
【００４９】
前記の油浴潤滑によると、軸受部分への給油だけでなく、各種ギヤの噛み合い部分にも給油されるが、ギヤの歯面の潤滑性を一層向上させるために、ギヤの歯面に以下のような粗面加工を施すことが有効である。
【００５０】
即ち、減速機１２及び差動装置１３の遊星ギヤ機構を構成するギヤにおいては、図５に示したように、これらのギヤの歯面７１を形成する歯先部７２、歯たけ部７３及び歯底部７４に無数の微小なくぼみ７５をランダムに設ける。
【００５１】
前記歯面７１の表面粗さパラメータは、Ｒｙｎｉが２．０〜５．５μｍ、Ｒｙｍａｘが２．５〜７．０μｍ、Ｒｑｎｉが０．３〜１．１μｍ、Ｒｓｋが１．６以下に設定される。
【００５２】
前記の微小なくぼみ７５が油溜まりとなるので、油浴潤滑の場合であっても十分な耐久性を保つことができる。その結果、ギヤ自体の小型化、装置全体の小型化に資することができる。
【００５３】
前記の粗面加工は、減速機１２及び差動装置１３の各遊星ギヤ機構のうち、最も直径の小さいギヤの歯面に施すことが望ましい。減速機１２においてはサンギヤ３５、差動装置１３においては差動側ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、それぞれ他のギヤに比べて小さく、負荷回数が多くなることから、他のギヤに比べ前記の粗面加工を施すことが有効である。場合によっては、サンギヤ３５とピニオンギヤ４６ａ、４６ｂの両方に施した方がよい場合がある。
【００５４】
前記の微小なくぼみ７５をランダムに形成するには、歯面７１をジャイロ研磨、バレル研磨等によって平滑化したのち、平滑化した歯面にくぼみ形成手段を施すことにより行う。その場合のくぼみ形成手段としては、ショットピーニング加工、液体ホーニング加工等によって酸化アルミニウム等を主成分とした微小な硬質粒子を衝突させる方法により行う。
【符号の説明】
【００５５】
１１ 電動モータ
１２ 減速機
１３ 差動装置
１４ ケーシング
１４ａ モータケーシング
１４ｂ 減速差動ケーシング
１４ｃ ケーシング蓋
１５ 出力シャフト
１６ モータ側外輪
１６ａ カップ
１６ｂ ステム
１６ｃ カップ底板
１７ 差動側外輪
１７ａ カップ
１７ｂ ステム
１７ｃ カップ底板
１８ セレーション穴
１９ 軸受穴
２１ モータシャフト
２２ 出力シャフト支持軸受
２３ 軸穴
２４ ボス
２５ モータシャフト支持軸受
２６ 出力シャフト支持軸受
２７ オイルシール
２８ ステータ
２９ ロータ
３０ 減速機入力シャフト
３１ モータシャフト支持軸受
３５ 減速側サンギヤ
３６ 減速側リングギヤ
３７ 減速側ピニオンギヤ
３８ 減速側キャリヤ
３９ 深溝玉軸受
４０ 結合片
４１ 減速側ピニオンシャフト
４２ 通油穴
４３ スラスト軸受
４４ 差動側リングギヤ
４４ａ 円板部
４４ｂ 周縁部
４４ｃ ギヤ部
４５ 差動側サンギヤ
４６ａ、４６ｂ 差動側ピニオンギヤ
４７ａ、４７ｂ 差動側ピニオンシャフト
４８ 差動側キャリヤ
４９ 差動側キャリヤ補助部材
５０ セレーション穴
５１ ボス
５２ セレーション結合部
５３ ボス
５４ 差動側キャリヤ支持軸受
５５ 押さえリング
５６ ボルト
５７ オイルシール
５８ａ、５８ｂ 針状ころ軸受
５９ 結合突部
６０ 小突起
６１ 結合穴
６２ 通油穴
６３ スラスト軸受
６４ スラスト軸受
６５ 連通穴
６６ 給油穴
７１ 歯面
７２ 歯先部
７３ 歯たけ部
７４ 歯底部
７５ くぼみ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを駆動源とした電気自動車用減速差動装置に関し、特に
軸方向の長さの短縮化を図ることによって車両のレイアウト上の制限を減少させ、等速ジョイントの取付け角度を小さくすることにより等速ジョイントの耐久性を向上するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車用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、遊星ギヤ型減速機、遊星ギヤ型差動装置の組み合わせにより構成されている（特許文献１、２）。前記減速機は前記電動モータのモータシャフトと一体化された入力シャフトを備え、前記差動装置は前記減速機の減速出力を入力とする。
【０００３】
差動装置においては、遊星ギヤ機構を構成するサンギヤとキャリヤの２つの分配部材に出力が差動分配され、いずれか一方の分配部材（特許文献１の場合はサンギヤ、特許文献２の場合はキャリヤ）のセンターに挿入結合された出力シャフトが、減速機入力シャフト及びこれと一体のモータシャフトの内部を同軸状態に貫通する。その出力シャフトの先端部にモータ側等速ジョイントの外輪が連結される。また、他方の分配部材（特許文献１の場合はキャリヤ、特許文献２の場合はサンギヤ）のセンターに差動側等速ジョイントの外輪が連結される。
【０００４】
前記の各外輪はそれぞれ左右の等速ジョイントの駆動側となり、被駆動側となる内部部材との間に一定の取付け角度が設けられる。その取付け角度は、各ジョイントから対応する車輪までの距離が一定であるとすると、減速差動装置の左右に配置されたモータ側及び差動装置側のジョイントの間の距離が短くなる。ジョイントの取付け角度が小さくなることで、ジョイント内部の各接触部に負荷されるジョイント一回転あたりの荷重負荷が小さくなり、ジョイント寿命が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の場合は、差動側等速ジョイントにおいて、出力シャフトを支持する軸受（特許文献１の図１の軸受８Ｄ）と、キャリヤを支持する軸受（同じく図１の軸受８Ａ）との間に軸方向の一定の距離があるため、その距離分が等速ジョイント間の軸方向距離を長くする要因となっている。
【０００７】
特許文献２の場合は、差動装置のキャリヤが出力シャフトに結合され、サンギヤが差動側等速ジョイントに連結される構造である。前記サンギヤに軸方向に伸びたボスが設けられ、そのボスには等速ジョイントのステムを挿入するに必要な一定長さを確保するために、サンギヤよりさらに軸方向に延び出した延設部が設けられる。その延設部の内径面に等速ジョイントのステムが挿入され結合一体化される。そのため、前記延設部の軸方向長さだけ等速ジョイント間の軸方向距離が長くなる。
【０００８】
そこで、この発明は、等速ジョイント外輪の支持構造に改良を加え、左右の等速ジョイント間の距離を一層短縮することにより各等速ジョイントの取付け角度を小さくし、以って等速ジョイントの耐久性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明は、同軸状態に配置された電動モータ、遊星ギヤ型の減速機及び遊星ギヤ型の差動装置、並びに前記各部材を収納したケーシング、出力シャフト、前記電動モータ側と差動装置側に分かれて配置されたモータ側等速ジョイントの外輪及び差動側等速ジョイントの外輪の組み合わせからなり、前記出力シャフトは前記電動モータのモータシャフトを貫通して配置されその両端部が出力シャフト支持軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記電動モータの動力は前記減速機において減速され前記差動装置に出力され、減速された駆動力は前記差動装置において負荷の大きさに応じて差動分配されて２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は前記出力シャフトを介して前記モータ側等速ジョイントの外輪に連結され、他方の分配部材は前記差動側等速ジョイントの外輪と連結された電気自動車用減速差動装置において、前記差動側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向の軸受穴が設けられ、前記軸受穴に挿入された前記出力シャフトの端部と前記軸受穴の内径面との間に前記出力シャフト支持軸受が介在された構成としたものである。
【００１０】
前記差動装置の２つの分配部材の一方の分配部材が差動側遊星ギヤ機構を構成する差動側サンギヤであり、他方の分配部材が当該遊星ギヤ機構のピニオンシャフトに連結された差動側キャリヤであり、前記出力シャフトの一端部が前記差動側サンギヤに連結された構成を採ることができる。
【００１１】
その他、前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化された構成、前記差動側キャリヤのボスと前記ステムがセレーション結合により嵌合一体化された構成、前記差動側キャリヤのボスの外径面と前記ケーシングとの間に差動側キャリヤ支持軸受が介在された構成などを採ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明によれば、差動側等速ジョイント側の出力シャフト支持軸受を、当該出力シャフト端部と、当該等速ジョイントの外輪のステムに設けた軸受穴の内径面との間に介在した構成としたものであるから、左右の等速ジョイント間の距離を短縮することができる。その結果、等速ジョイントの取付け角度が小さくなり当該等速ジョイントの耐久性が向上する。
【００１３】
また、前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化された構成を採ることによって一層前記の距離が短縮され、等速ジョイントの耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図５】図５は、遊星ギヤ機構のギヤの一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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]
【００１６】
実施形態１に係る電気自動車用減速差動装置は、図１及び図２に示したように、同軸状態に配置された電動モータ１１、遊星ギヤ型の減速機１２及び遊星ギヤ型の差動装置１３、並びに前記各部材を収納したケーシング１４、出力シャフト１５、前記電動モータ１１側に配置されるモータ側等速ジョイントの外輪１６（以下、モータ側外輪１６と称する。）、及び差動装置１３側に配置される差動側等速ジョイントの外輪１７（以下、差動側外輪１７と称する。）の組み合わせからなる。
【００１７】
前記モータ側外輪１６及び差動側外輪１７はそれぞれカップ１６ａ、１７ａ及びステム１６ｂ、１７ｂを有し、それぞれカップ１６ａ、１７ａとステム１６ｂ、１７ｂの間はカップ底板１６ｃ、１７ｃによって区切られている。ステム１６ｂには軸方向に貫通したセレーション穴１８が設けられ、ステム１７ｂには軸方向に貫通した軸受穴１９が設けられる。
【００１８】
前記出力シャフト１５は電動モータ１１の中空のモータシャフト２１を貫通して配置され、その出力シャフト１５の電動モータ１１側の端部は、モータ側外輪１６のステム１６ｂのセレーション穴１８に挿入され、セレーション結合により一体に連結される。また、出力シャフト１５の差動装置１３側の端部は、差動側外輪１７のステム１７ｂの軸受穴１９に挿入される。出力シャフト１５の挿入端部とステム１７ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる出力シャフト支持軸受２２が介在される。
【００１９】
ケーシング１４は、電動モータ１１を収納したモータケーシング１４ａと、減速機１２及び差動装置１３を収納した減速差動ケーシング１４ｂ並びに差動装置１３側のケーシング蓋１４ｃを組み合わせたものである。
【００２０】
モータケーシング１４ａ及び減速差動ケーシング１４ｂは、それぞれ一端が閉塞され他端が開放されている。モータケーシング１４ａの開放端に減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端が同軸状態に密着・結合され、また減速差動ケーシング１４ｂの開放端にケーシング蓋１４ｃが密着・結合される。
なお、ケーシング１４の構造は、一例を示しているだけであり、これに限らずさらに分割した構造でもよい。
【００２１】
モータケーシング１４ａの閉塞端部のセンターに軸穴２３が設けられ、その軸穴２３の内側に軸方向に突き出したボス２４が設けられる。ボス２４の内端内径面にモータシャフト２１一端部が挿入され、両者の間に深溝玉軸受でなるモータシャフト支持軸受２５が介在される。
【００２２】
前記ボス２４の外側開放端部に前記モータ側外輪１６のステム１６ｂが挿入され、そのステム１６ｂとボス２４の間に深溝玉軸受でなる出力シャフト支持軸２６が介在される。その出力シャフト支持軸受２６の外側に並んでステム１６ｂとボス２４の間にオイルシール２７が装着され、モータケーシング１４ａ内の潤滑油をシールする。
【００２３】
前記のモータケーシング１４ａに収納された電動モータ１１は、モータケーシング１４ａの内周面に固定されたステータ２８と、その内径側においてモータシャフト２１に一体に取り付けられたロータ２９によって構成される。モータシャフト２１の一端部は前記のモータシャフト支持軸受２５によって支持され、他端部は減速差動ケーシング１４ｂとの間に介在された深溝玉軸受でなるモータシャフト支持軸受３１によって支持される。そのモータシャフト支持軸受３１から減速機１２側に突き出したモータシャフト２１の端部は減速機入力シャフト３０となっている。
【００２４】
前記の減速差動ケーシング１４ｂには、閉塞端部から順に、減速機１２及び差動装置１３が同軸状態に収納される。
【００２５】
減速機１２は、前記減速機入力シャフト３０の先端部外周面に一体に設けられた減速側サンギヤ３５（図２、図３参照）、その外径側において前記減速差動ケーシング１４ｂの内径面に同軸状態に固定された減速側リングギヤ３６、前記サンギヤ３５とリングギヤ３６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３７及び減速側キャリヤ３８（図１、図２参照）により構成される。この場合、ピニオンギヤ３７を３個使用する形式、即ち３ピニオン形式であるが、その数にはこだわらない。
【００２６】
減速側ピニオンギヤ３７はサンギヤ３５とリングギヤ３６に噛み合う。また、
前記ピニオンギヤ３７は深溝玉軸受３９（図２、図３参照）を介して減速側ピニオンシャフト４１によって支持される。ピニオンシャフト４１には、軸方向に貫通した通油穴４２が設けられる。
【００２７】
前記減速側ピニオンシャフト４１の両端部は、図２に示したように、それぞれ減速側キャリヤ３８と後述の差動側リングギヤ４４の円板部４４ａによって支持される。
【００２８】
前記減速側キャリヤ３８は、図２に示したように、減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端と、減速側ピニオンギヤ３７との間において、減速機入力シャフト３０の回りに径方向のすき間をおいて嵌合される。減速側キャリヤ３８と、前記閉塞端との間にスラスト軸受４３が介在される。
【００２９】
前記減速側キャリヤ３８の外周縁の周方向複数個所には、差動装置１３側に屈曲した結合片４０（図１、図３参照）が設けられる。その結合片４０を差動側リングギヤ４４のリングギヤ円板部４４ａに差し込んで固定することにより、減速側キャリヤ３８と差動側リングギヤ４４とが結合一体化される。
【００３０】
前記差動装置１３は、図１、図２及び図４示したように、差動側リングギヤ４４、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４５、前記リングギヤ４４とサンギヤ４５の間に介在され相互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４６ａ、４６ｂ、これらのピニオンギヤ４６ａ、４６ｂを支持する差動側ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂ、これらのピニオンシャフト４７ａ、４７ｂを支持した差動側キャリヤ４８によって構成される。
【００３１】
前記差動側リングギヤ４４は、円板部４４ａと、その円板部４４ａの外周縁を外向き（ケーシング蓋１４ｃの向き）に屈曲形成された周縁部４４ｂ及びその周縁部４４ｂの内径面に形成されたギヤ部４４ｃによって構成される。円板部４４ａが出力シャフト１５の外周に径方向のすき間をおいて同軸状態に嵌合・配置される（図２参照）。前記円板部４４ａと差動側サンギヤ４５との間にスラスト軸受６３が介在される。
【００３２】
前記差動側サンギヤ４５は、そのセンターに設けられたセレーション穴５０に出力シャフト１５が挿通され、セレーション結合によって当該出力シャフト１５と一体化される。そのセレーション結合部から外方に突き出した出力シャフト１５の先端部は、前記差動側外輪１７のステム１７ｂに挿入される。出力シャフト１５の先端部とステム１７ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる出力シャフト支持軸受２２が介在される。ステム１７ｂの部分は後述の差動側キャリヤ支持軸受５４を介してケーシング蓋１４ｃに支持される。差動側サンギヤ４５には軸方向の通油穴６２が設けられる。
なお、前記のセレーション結合の部分は、スプライン結合であってもよい。
【００３３】
前記のダブルピニオン形式のピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤである。図４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４６ａは他方のピニオンギヤ４６ｂより大きいＰＣＤを有しリングギヤ４４と噛み合い、ＰＣＤの小さいピニオンギヤ４６ｂがサンギヤ４５と噛み合う。各ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂと各ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂの間に、それぞれ針状ころ軸受５８ａ、５８ｂが介在される。各ピニオンシャフト４７ａ、４７ｂには給油穴６６が設けられる。
【００３４】
差動側キャリヤ４８は、図２に示したように、ケーシング蓋１４ｃの内側面に沿って配置され、差動側リングギヤ４４の円板部４４ａに沿って配置された差動側キャリヤ補助部材４９との間で前記のピニオンシャフト４７ａ、４７ｂの各両端部を支持する。差動側キャリヤ４８の外周縁の複数個所には結合突部５９が差動側キャリヤ補助部材４９側に向けて設けられ（図１、図４参照）、その結合突部５９の先端に設けられた小突起６０が差動側キャリヤ補助部材４９の結合穴６１に挿入固定される。これによって、差動側キャリヤ４８と差動側キャリヤ補助部材４９が結合一体化される。
【００３５】
前記差動側キャリヤ４８は、センター穴の周りに外方に突き出したボス５１を有し、そのボス５１に差動側外輪１７のステム１７ｂが挿入される。ステム１７ｂの外径面とボス５１の内径面にはそれぞれセレーションが設けられ、両方のセレーションを強固に噛み合わせることによるセレーション結合部５２が構成され、いわゆる嵌め殺しによる一体化を図っている。差動側キャリヤ４８と差動側サンギヤ４５との間にスラスト軸受６４が介在される。
【００３６】
前記差動側キャリヤ４８のボス５１とケーシング蓋１４ｃのボス５３との間に深溝玉軸受によって構成されたキャリヤ支持軸受５４が介在され、差動側キャリヤ４８と差動側外輪１７をケーシング蓋１４ｃにおいて支持するようにしている。
【００３７】
前記のキャリヤ支持軸受５４の押さえリング５５が前記ケーシング蓋１４ｃのボス５３の外側面にボルト５６によって固定される。その押さえリング５５とステム１７ｂとの間にオイルシール５７が装着され、減速差動ケーシング１４ｂ内の潤滑油をシールする。
【００３８】
実施形態１の電気自動車用減速差動装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【００３９】
電動モータ１１（図１参照）が駆動されると、そのモータシャフト２１が回転し、同時にそのモータシャフト２１と一体の減速機入力シャフト３０及びその入力シャフト３０と一体の減速側サンギヤ３５が回転する。減速側サンギヤ３５に噛み合った減速側ピニオンギヤ３７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３８が減速回転され、その減速回転が差動装置１３側の差動側リングギヤ４４へ出力される。
【００４０】
減速側サンギヤ３５の歯数をＺｓ、減速側リングギヤ３６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。
【００４１】
車両の一方の車輪の負荷は、モータ側外輪１６を含むモータ側等速ジョイント、出力シャフト１５を介して差動側サンギヤ４５に加えられ、他方の車輪の負荷は、差動側外輪１７を含む差動側等速ジョイントを介して差動側キャリヤ４８に加えられる。両方の車輪に作用する負荷が均等である場合は、差動側サンギヤ４５、ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂ、キャリヤ４８は、リングギヤ４４の入力回転に伴って一体となって回転し、相対回転することがない。このため、入力回転がモータ側外輪１６及び差動側外輪１７に均等に配分され、それぞれの等速ジョイントを介して左右の車輪を等速回転させる。
【００４２】
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４６ａ、４６ｂの自転と公転によって入力回転は負荷の差に応じてモータ側外輪１６及び差動側外輪１７を経て左右の車輪に差動分配される。
【００４３】
即ち、モータ側外輪１６を通じて出力シャフト１５に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のサンギヤ４５の回転数Ｎｓが、リングギヤ４４の入力回転数ＮｒよりΔＮだけ小さくなった場合、キャリヤ４８の回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｎｒ＋λ／（１−λ）・ΔＮ
となり、キャリヤ４８及びこれと一体の差動側外輪１７が増速される。但し、λは歯車比（＝Ｚｓ／Ｚｒ）、Ｚｓはサンギヤ４５の歯数、Ｚｒはリングギヤ４４の歯数である。
【００４４】
逆に、差動側外輪１７に作用する負荷が相対的に大きくなり、これと一体のキャリヤ４８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、サンギヤ４５の回転数Ｎｓは、
Ｎｓ＝Ｎｒ＋（１−λ）／λ・ΔＮ
となり、出力シャフト１５が増速される。
【００４５】
以上述べた実施形態１の電気自動車用減速差動装置の潤滑方式は、油浴潤滑が採用される。即ち、ケーシング１４の内部において、モータケーシング１４ａ、減速差動ケーシング１４ｂに共通の潤滑油が油面Ｌで示す位置まで収納される。電動モータ１１のステータ２８は油面Ｌに浸かるが、ロータ２９は浸からないようにする。こうすると、ロータ２９が回転してもロータ２９によって潤滑油が攪拌されることはなく、攪拌による損失を小さくすることができる。
【００４６】
減速機１２においては、減速側キャリヤ３８の外周部に設けられた結合片４０及び減速側ピニオンギヤ３７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４１の通油穴４２を通過して軸方向に移動する。
【００４７】
差動装置１３においては、差動側キャリヤ４８の外周部に設けられた結合突部５９、差動側ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂ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、差動装置１３の内部に飛散され各部品に掛けられる。その一部は、差動側サンギヤ４５に設けられた通油穴６２を通過して軸方向に移動する。
【００４８】
前記の作動中、潤滑油がケーシング１４の外部に漏れ出すことは、左右２個所のオイルシール２７、５７によって防止される。また、ケーシング１４の内部において、モータケーシング１４ａと減速差動ケーシング１４ｂに溜まった潤滑油は、減速差動ケーシング１４ｂの閉塞壁に設けられた連通穴６５を通って行き来する。
【００４９】
前記の油浴潤滑によると、軸受部分への給油だけでなく、各種ギヤの噛み合い部分にも給油されるが、ギヤの歯面の潤滑性を一層向上させるために、ギヤの歯面に以下のような粗面加工を施すことが有効である。
【００５０】
即ち、減速機１２及び差動装置１３の遊星ギヤ機構を構成するギヤにおいては、図５に示したように、これらのギヤの歯面７１を形成する歯先部７２、歯たけ部７３及び歯底部７４に無数の微小なくぼみ７５をランダムに設ける。
【００５１】
前記歯面７１の表面粗さパラメータは、Ｒｙｎｉが２．０〜５．５μｍ、Ｒｙｍａｘが２．５〜７．０μｍ、Ｒｑｎｉが０．３〜１．１μｍ、Ｒｓｋが１．６以下に設定される。
【００５２】
前記の微小なくぼみ７５が油溜まりとなるので、油浴潤滑の場合であっても十分な耐久性を保つことができる。その結果、ギヤ自体の小型化、装置全体の小型化に資することができる。
【００５３】
前記の粗面加工は、減速機１２及び差動装置１３の各遊星ギヤ機構のうち、最も直径の小さいギヤの歯面に施すことが望ましい。減速機１２においてはサンギヤ３５、差動装置１３においては差動側ピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、それぞれ他のギヤに比べて小さく、負荷回数が多くなることから、他のギヤに比べ前記の粗面加工を施すことが有効である。場合によっては、サンギヤ３５とピニオンギヤ４６ａ、４６ｂの両方に施した方がよい場合がある。
【００５４】
前記の微小なくぼみ７５をランダムに形成するには、歯面７１をジャイロ研磨、バレル研磨等によって平滑化したのち、平滑化した歯面にくぼみ形成手段を施すことにより行う。その場合のくぼみ形成手段としては、ショットピーニング加工、液体ホーニング加工等によって酸化アルミニウム等を主成分とした微小な硬質粒子を衝突させる方法により行う。
【符号の説明】
【００５５】
１１ 電動モータ
１２ 減速機
１３ 差動装置
１４ ケーシング
１４ａ モータケーシング
１４ｂ 減速差動ケーシング
１４ｃ ケーシング蓋
１５ 出力シャフト
１６ モータ側外輪
１６ａ カップ
１６ｂ ステム
１６ｃ カップ底板
１７ 差動側外輪
１７ａ カップ
１７ｂ ステム
１７ｃ カップ底板
１８ セレーション穴
１９ 軸受穴
２１ モータシャフト
２２ 出力シャフト支持軸受
２３ 軸穴
２４ ボス
２５ モータシャフト支持軸受
２６ 出力シャフト支持軸受
２７ オイルシール
２８ ステータ
２９ ロータ
３０ 減速機入力シャフト
３１ モータシャフト支持軸受
３５ 減速側サンギヤ
３６ 減速側リングギヤ
３７ 減速側ピニオンギヤ
３８ 減速側キャリヤ
３９ 深溝玉軸受
４０ 結合片
４１ 減速側ピニオンシャフト
４２ 通油穴
４３ スラスト軸受
４４ 差動側リングギヤ
４４ａ 円板部
４４ｂ 周縁部
４４ｃ ギヤ部
４５ 差動側サンギヤ
４６ａ、４６ｂ 差動側ピニオンギヤ
４７ａ、４７ｂ 差動側ピニオンシャフト
４８ 差動側キャリヤ
４９ 差動側キャリヤ補助部材
５０ セレーション穴
５１ ボス
５２ セレーション結合部
５３ ボス
５４ 差動側キャリヤ支持軸受
５５ 押さえリング
５６ ボルト
５７ オイルシール
５８ａ、５８ｂ 針状ころ軸受
５９ 結合突部
６０ 小突起
６１ 結合穴
６２ 通油穴
６３ スラスト軸受
６４ スラスト軸受
６５ 連通穴
６６ 給油穴
７１ 歯面
７２ 歯先部
７３ 歯たけ部
７４ 歯底部
７５ くぼみ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸状態に配置された電動モータ、遊星ギヤ型の減速機及び遊星ギヤ型の差動装置、並びに前記各部材を収納したケーシング、出力シャフト、前記電動モータ側と差動装置側に分かれて配置されたモータ側等速ジョイントの外輪及び差動側等速ジョイントの外輪の組み合わせからなり、前記出力シャフトは前記電動モータのモータシャフトを貫通して配置されその両端部が出力シャフト支持軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記電動モータの動力は前記減速機において減速され前記差動装置に出力され、減速された駆動力は前記差動装置において負荷の大きさに応じて差動分配されて２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は前記出力シャフトを介して前記モータ側等速ジョイントの外輪に連結され、他方の分配部材は前記差動側等速ジョイントの外輪と連結された電気自動車用減速差動装置において、前記差動側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向の軸受穴が設けられ、前記軸受穴に挿入された前記出力シャフトの端部と前記軸受穴の内径面との間に前記出力シャフト支持軸受が介在されたことを特徴とする電気自動車用減速差動装置。
【請求項２】
前記差動装置の２つの分配部材の一方の分配部材が差動側遊星ギヤ機構を構成する差動側サンギヤであり、他方の分配部材が当該遊星ギヤ機構のピニオンシャフトに連結された差動側キャリヤであり、前記出力シャフトの一端部が前記差動側サンギヤに連結されたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項３】
前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項４】
前記差動側キャリヤのボスと前記ステムがセレーション結合により嵌合一体化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減速差動装置。
【請求項５】
前記差動側キャリヤのボスの外径面と前記ケーシングとの間に差動側キャリヤ支持軸受が介在されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項６】
前記モータ側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向のセレーション穴が設けられ、そのセレーション穴に挿入された出力シャフトの端部と前記ステムとがセレーション結合により一体化され、前記ステムと前記ケーシングとの間に出力シャフト支持軸受が介在されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項７】
前記他方の出力シャフト支持軸受の軸方向外側において、当該ステムとケーシングの間にオイルシールが介在されたことを特徴とする請求項６に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項８】
前記減速機及び差動装置の遊星ギヤ機構を構成する歯車の歯面に微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に設け、この面の面粗さパラメータを、Ｒｙｎｉが２．０〜５．５μｍ、Ｒｙｍａｘが２．５〜７．０μｍ、Ｒｑｎｉが０．３〜１．１μｍ、Ｒｓｋが１．６以下に設定し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減速差動装置。
【請求項９】
前記微小な凹形状のくぼみを、少なくとも減速機の遊星ギヤ機構のうち直径が最も小さいギヤの歯面に設けたことを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１０】
前記微小な凹形状のくぼみを、少なくとも差動装置の遊星ギヤ機構のうち直径が最も小さいギヤの歯面に設けたことを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１１】
前記歯面をジャイロ研磨によって平滑化し、この平滑化した歯面に、前記無数のくぼみを、酸化アルミニウムを主成分とした微小な硬質粒子を衝突させるくぼみ形成手段でランダムに形成したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１】
同軸状態に配置された電動モータ、遊星ギヤ型の減速機及び遊星ギヤ型の差動装置、並びに前記各部材を収納したケーシング、出力シャフト、前記電動モータ側と差動装置側に分かれて配置されたモータ側等速ジョイントの外輪及び差動側等速ジョイントの外輪の組み合わせからなり、前記出力シャフトは前記電動モータのモータシャフトを貫通して配置されその両端部が出力シャフト支持軸受を介して前記ケーシングに支持され、前記電動モータの動力は前記減速機において減速され前記差動装置に出力され、減速された駆動力は前記差動装置において負荷の大きさに応じて差動分配されて２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は前記出力シャフトを介して前記モータ側等速ジョイントの外輪に連結され、他方の分配部材は前記差動側等速ジョイントの外輪と連結された電気自動車用減速差動装置において、前記差動側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向の軸受穴が設けられ、前記軸受穴に挿入された前記出力シャフトの端部と前記軸受穴の内径面との間に前記出力シャフト支持軸受が介在されたことを特徴とする電気自動車用減速差動装置。
【請求項２】
前記差動装置の２つの分配部材の一方の分配部材が差動側遊星ギヤ機構を構成する差動側サンギヤであり、他方の分配部材が当該遊星ギヤ機構のピニオンシャフトに連結された差動側キャリヤであり、前記出力シャフトの一端部が前記差動側サンギヤに連結されたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項３】
前記軸受穴が設けられた部分のステム外径面に前記差動側キャリヤのボスが嵌合一体化されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項４】
前記差動側キャリヤのボスと前記ステムがセレーション結合により嵌合一体化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減速差動装置。
【請求項５】
前記差動側キャリヤのボスの外径面と前記ケーシングとの間に差動側キャリヤ支持軸受が介在されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項６】
前記モータ側等速ジョイントの外輪のステムに軸方向のセレーション穴が設けられ、そのセレーション穴に挿入された出力シャフトの端部と前記ステムとがセレーション結合により一体化され、前記ステムと前記ケーシングとの間に出力シャフト支持軸受が介在されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項７】
前記他方の出力シャフト支持軸受の軸方向外側において、当該ステムとケーシングの間にオイルシールが介在されたことを特徴とする請求項６に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項８】
前記減速機及び差動装置の遊星ギヤ機構を構成する歯車の歯面に微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に設け、この面の面粗さパラメータを、Ｒｙｎｉが２．０〜５．５μｍ、Ｒｙｍａｘが２．５〜７．０μｍ、Ｒｑｎｉが０．３〜１．１μｍ、Ｒｓｋが１．６以下に設定し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減速差動装置。
【請求項９】
前記微小な凹形状のくぼみを、少なくとも減速機の遊星ギヤ機構のうち直径が最も小さいギヤの歯面に設けたことを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１０】
前記微小な凹形状のくぼみを、少なくとも差動装置の遊星ギヤ機構のうち直径が最も小さいギヤの歯面に設けたことを特徴とする請求項８に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１１】
前記歯面をジャイロ研磨によって平滑化し、この平滑化した歯面に、前記無数のくぼみを、酸化アルミニウムを主成分とした微小な硬質粒子を衝突させるくぼみ形成手段でランダムに形成したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気自動車用減速差動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４１７７０（Ｐ２０１２−２４１７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１１５４（Ｐ２０１１−１１１１５４）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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