電気自動車用減速差動装置
【課題】遊星ギヤ型の減速機と差動装置を備えた電気自動車用減速差動装置において、装置内で発生する諸損失を小さくすることによって駆動力の伝達効率を向上させ、電気自動車の１充電当たりの走行距離を延ばすことである。
【解決手段】遊星ギヤ型の減速機１２及び差動装置１３を備えた電気自動車用減速差動装置において、減速機１２の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤ３８の内径面を減速側キャリヤ支持軸受４３によって支持することにより、歯面の当りが適正化され、損失トルクが減少する。
【解決手段】遊星ギヤ型の減速機１２及び差動装置１３を備えた電気自動車用減速差動装置において、減速機１２の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤ３８の内径面を減速側キャリヤ支持軸受４３によって支持することにより、歯面の当りが適正化され、損失トルクが減少する。
【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、特に損失トルクを小さくすることにより伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばす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、遊星ギヤ型の減速機、遊星ギヤ型の差動装置の組み合わせにより構成されている。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（特許文献１）。
【０００３】
前記差動装置においては、その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る。前記サンギヤのセンターに第一出力シャフトが挿入結合される。前記第一出力シャフトが、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し、さらにモータ側等速ジョイントを経て一方の車輪に連結される。また、前記キャリヤに第二出力シャフトが結合され、第二出力シャフトは差動側等速ジョイントを経て他方の車輪に連結される。
【０００４】
前記の減速機及び差動装置における遊星ギヤ機構におけるピニオンギヤの軸受としては、特許文献１、２に示されているように、一般に針状ころ軸受が用いられる。その具体例を図７示す。
【０００５】
図７は、減速機のピニオンギヤ１の支持構造に関するものであり、ピニオンギヤ１とピニオンシャフト２との間に針状ころ軸受３が介在され、前記ピニオンシャフト２の両端部がそれぞれキャリヤ４及び差動側リングギヤの円板部５によって支持される。ピニオンギヤ１の両端面とキャリヤ４及び円板部５との間にスラストワッシャ６、６が介在される。針状ころ軸受３に対する給油は、ピニオンシャフト２に設けた給油穴７から行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
前記特許文献１の減速機の遊星ギヤ機構におけるキャリヤの支持構造について見ると、減速側キャリヤは減速側ピニオンピンに連結されているのみであり、軸受を介してケーシングに支持される構成とはなっていない。減速側キャリヤは差動側リングギヤに一体化されているが、差動側リングギヤも差動側ピニオンギヤに噛み合っているだけである。
【０００８】
したがって、減速側キャリヤ及び差動側リングギヤはラジアル方向の位置が決まらず、偏心しながら回転する場合がある。また、傾きも発生するため、歯当たりが悪く、歯面の損失が大きくなる要因となる場合がある。
【０００９】
また、図７に示した減速機におけるピニオンギヤ１の支持構造においては、スラストワッシャ６、６が針状ころ軸受３の保持器の端面、ピニオンギヤ１の端面及びキャリヤ４及び円板部５と接触し、これらの接触部分においてすべり損失が発生する。
【００１０】
そこで、この発明は、前記のように装置内で発生する諸損失を小さくすることによって駆動力の伝達効率を向上させ、これによって電気自動車の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】
【００１１】
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、同軸上の第一及び第二出力シャフトの組み合わせからなり、前記第一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２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は第一出力シャフトに連結され、他方の分配部材は前記第二出力シャフトに連結された電気自動車用減速差動装置において、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤの支持軸受が介在された構成としたものである。
【００１２】
前記の構成によると、減速側キャリヤのラジアル方向の位置が決まり、偏心回転が防止される。そのため各ギヤの歯面の当りが適正化され、損失トルクが小さくなる。
【００１３】
具体的には、前記減速側キャリヤにボスが設けられ、前記減速側キャリヤ支持軸受が前記ボスの外径面と前記ケーシングとの間に介在され、前記ボスの内径面と前記電動モータのモータシャフトとの間にモータシャフト支持軸受が介在された構成を採ることができる。
【００１４】
さらに、前記ケーシングの内部が、区画壁によって前記電動モータ収納部と減速機及び差動装置の収納部に区分され、前記区画壁に設けた軸穴に前記モータシャフトが貫通され、前記減速側キャリヤのボスが前記軸穴とモータシャフトとの間に挿入され、前記ボスの外径面と軸穴との間に前記キャリヤ支持軸受が介在された構成を採ることができる。
【００１５】
また、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成するピニオンギヤとピニオンギヤシャフトとの間に深溝玉軸受が介在された構成を採ることにより、潤滑油を深溝玉軸受の幅面から供給することができる。これにより、針状ころ軸受を使用した場合のようにピニオンシャフトから供給する必要がなく、油浴潤滑とした場合には油面の高さを低く設定することができる。これにより潤滑油の攪拌トルクを小さくすることができる。
【００１６】
前記ピニオンシャフトの一方の端部を支持する減速側キャリヤと前記深溝玉軸受の内輪の端面の間、前記ピニオンシャフトの他方の端部を支持する差動側リングギヤの円板部と前記深溝玉軸受の内輪の端面の間にそれぞれ側板が介在された構成を採ることができる。
【００１７】
このような側板を配置することにより、減速側ピニオンギヤ及び軸受外輪とのすべり接触が生じることがないので、すべりによるトルク損失を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、装置内で発生する諸損失が小さくなるので、駆動力の伝達効率が向上し、電気自動車の１充電当たりの走行距離を延ばすことができる。
【００１９】
前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤの支持軸受が介在された構成とすると、減速側キャリヤのラジアル方向の位置が決まり、偏心回転が防止される。そのため各ギヤの歯面の当たりが適正化され、損失トルクが小さくなる。実際に伝達効率を測定したところ、最大で１％向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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、実施形態１の減速側ピニオン支持構造の一部拡大断面図である。
【図５】図５は、図４の場合の変形例の一部拡大断面図である。
【図６】図６は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図７】図７は、従来例の減速側ピニオン支持構造の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２２】
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、同軸上に配置された第一出力シャフト１５ａ及び第二出力シャフト１５ｂの組み合わせからなる。第一出力シャフト１５ａには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。）が連結され、第二出力シャフト１５ｂには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。）が連結される。
【００２３】
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及びステム１７ｂには軸方向に貫通したセレーション穴１８、１９が設けられる。
【００２４】
前記第一出力シャフト１５ａ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、その第一出力シャフト１５ａ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。さらに、ステム１６ｂに抜け止めピン２０が第一出力シャフト１５ａの挿入端部に径方向に貫通され、第一出力シャフト１５ａの抜け止めを図っている。
【００２５】
また、第一出力シャフト１５ａの差動装置１３側の端部は、後述の差動側キャリヤ４８のボス４８ａに設けられた軸受穴４８ｂに挿入される（図２参照）。第二出力シャフト１５ｂの挿入端部と軸受穴４８ｂ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端がケーシング１４の内部を区画する区画壁１４ｄとなっており、その区画壁１４ｄによって電動モータ１１の収納部と、減速機１２及び差動装置１３の収納部とに区画される。区画壁１４ｄのセンターに軸受穴１４ｅが設けられる。
【００２９】
モータケーシング１４ａの閉塞端部（左端）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。
【００３０】
前記モータシャフト支持軸受２５の部分でモータシャフト２１の端部から第一出力シャフト１５ａが抜け出し、モータケーシング１４ａの外側方に突き出し、その突き出した部分に前記のモータ側外輪１６のステム１６ｂが連結される。また、前記ボス２４の内径面と第一出力シャフト１５ａとの間に第一出力シャフト支持軸受２６及びその外側に並んでオイルシール２７が介在される。オイルシール２７は、モータケーシング１４ａ内の潤滑油をシールする。
【００３１】
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によって支持される。
【００３２】
モータシャフト２１の他端部は前記減速差動ケーシング１４ｂの閉塞壁である区画壁１４ｄ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の端部が減速機入力シャフト３０となっている。
【００３３】
前記の減速差動ケーシング１４ｂには、区画壁１４ｄ側から順に、減速機１２及び差動装置１３が同軸状態に収納される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。前記の減速側キャリヤ３８と深溝玉軸受３９の内輪３９ａ（図４参照）の端面の間、及び前記差動側リングギヤ４４の円板部４４ａとの間にそれぞれ側板３２、３３が介在される（図４参照）。
【００３７】
前記の側板３２、３３の外径は外輪３９ｂの外径未満の大きさに設定され、外輪３９ｂ及びピニオンギヤ３７に対する接触が避けられている。また、側板３２、３３に対し、内輪３９ａ、減速側キャリヤ３８及び差動側リングギヤ４４の相対回転は生じないので、側板３２、３３の部分においてすべり損失は生じない。
【００３８】
前記の側板３２、３３を使用しない場合は、図５に示したように、内輪３９ａの幅を減速側ピニオンギヤ３７の幅より大きく設定することにより、減速側キャリヤ３８と差動側リングギヤ４４の円板部４４ａとの接触を避け、すべり損失の発生を避ける手段もある。
【００３９】
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の閉塞端である区画壁１４ｄ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はその内径部に電動モータ１１側に突き出したボス３８ａを有し、そのボス３８ａが、モータシャフト２１と一体の減速機入力シャフト３０と、区画壁１４ｄの軸受穴１４ｅとの間に挿入される。
【００４０】
前記ボス３８ａの外径面と軸受穴１４ｅとの間に深溝玉軸受でなるキャリヤ支持軸受４３が介在される。また、ボス３８ａの内径面と減速機入力シャフト３０との間に前記のモータシャフト支持軸受３１が介在される。前記のキャリヤ支持軸受４３は減速側キャリヤ３８をケーシング１４に対して位置決めする。また、モータシャフト支持軸受３１は、モータシャフト２１をキャリヤ支持軸受４３を介してケーシング１４に対して位置決めする。
【００４１】
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。
【００４２】
前記差動装置１３は、図１、図２及び図６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。
【００４３】
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が第一出力シャフト１５ａ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。
【００４４】
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に第一出力シャフト１５ａが挿通され、セレーション結合によって第一出力シャフト１５ａと一体化される。
【００４５】
前記セレーション結合部から外方に突き出した第一出力シャフト１５ａの先端部は、差動側キャリヤ４８のボス４８ａの軸受穴４８ｂに挿入される。その挿入部分と軸受穴４８ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる第一出力シャフト支持軸受２２が介在される。ボス４８ａ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を含むケーシング１４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。
【００４６】
前記のダブルピニオン式のピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤである。図６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。
【００４７】
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６参照）、その結合突部５９の先端に設けられた小突起６０（図１参照）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。
【００４８】
前記差動側キャリヤ４８は、図１及び図２に示したように、そのセンターに外方に突き出したボス４８ａを有する。ボス４８ａの内端（差動装置１３側の端部）に軸方向の軸受穴４８ｂが設けられ、その軸受穴４８ｂに、前述のように第一出力シャフト１５ａの端部が挿入され、第一出力シャフト支持軸受２２を介して回転自在となっている。
【００４９】
前記ボス４８ａの閉塞された外端部のセンターに前記の第二出力シャフト１５ｂが一体に設けられる。第二出力シャフト１５ｂは、差動側外輪１７のステム１７ｂのセレーション穴１９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、ステム１７ｂには第二出力シャフト１５ｂを貫通する抜け止めピン７０が径方向に挿入され、抜け止めを図っている。
【００５０】
前記差動側キャリヤ４８のボス４８ａ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差動側キャリヤ支持軸受５４が介在され、差動側キャリヤ４８と第二出力シャフト１５ｂを、ケーシング蓋１４ｃを含むケーシング１４において支持するようにしている。
【００５１】
前記の差動側キャリヤ支持軸受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とボス４８ａ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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及び第一出力シャフト１５ａ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及び第二出力シャフト１５ｂ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、入力回転が差動側サンギヤ４５及び第一出力シャフト１５ａを経てモータ側外輪１６に、また差動側キャリヤ４８及び第二出力シャフト１５ｂを経て差動側外輪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。
【００５６】
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の自転と公転による入力回転は、負荷の差に応じて前記の経路を経てモータ側外輪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。
【００５７】
即ち、モータ側外輪１６を通じて第一出力シャフト１５ａ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、第二出力シャフト１５ｂ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。
【００５８】
逆に、差動側外輪１７を通じて第二出力シャフト１５ｂ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、第一出力シャフト１５ａが増速される。
【００５９】
以上の動作中、減速側キャリヤ３８及びこれと一体化された差動側リングギヤ４４は、減速側キャリヤ支持軸受４３を介してケーシング１４によって支持され位置決め状態を保持して回転する。このため、減速機１２及び差動装置１３の各遊星ギヤ機構の各ギヤが偏心回転することが防止される。
【００６０】
また、減速側ピニオンギヤ３７は及びその支持軸受である深溝玉軸受３９は、側板３２、３３の存在によってすべり損失を生じることが避けられる。
【００６１】
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。こうすることで、ロータ２９が回転しても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。
【００６２】
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。
【００６３】
減速側ピニオンギヤ３７の支持軸受は深溝玉軸受３９であるから、掻き上げられた潤滑油はその深溝玉軸受３９の幅面から供給される。このため、減速側ピニオンシャフト４１の内部から給油する構成は不要である。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
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
１４ｄ 区画壁
１４ｅ 軸受穴
１５ａ 第一出力シャフト
１５ｂ 第二出力シャフト
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 セレーション穴
２０ 抜け止めピン
２１ モータシャフト
２２ 第一出力シャフト支持軸受
２３ 通油穴
２４ ボス
２５ モータシャフト支持軸受
２６ 第一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
３２ 側板
３３ 側板
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
３８ａ ボス
３９ 深溝玉軸受
３９ａ 内輪
３９ｂ 外輪
４０ 結合片
４１ 減速側ピニオンシャフト
４２ 通油穴
４３ 減速側キャリヤ支持軸受
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
４８ａ ボス
４８ｂ 軸受穴
４９ 差動側キャリヤ補助部材
５０ セレーション穴
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
６５ 連通穴
６６ 給油穴
７０ 抜け止めピン
【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、特に損失トルクを小さくすることにより伝達効率を向上させ、１充電当たりの走行距離を延ばす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、遊星ギヤ型の減速機、遊星ギヤ型の差動装置の組み合わせにより構成されている。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（特許文献１）。
【０００３】
前記差動装置においては、その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る。前記サンギヤのセンターに第一出力シャフトが挿入結合される。前記第一出力シャフトが、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し、さらにモータ側等速ジョイントを経て一方の車輪に連結される。また、前記キャリヤに第二出力シャフトが結合され、第二出力シャフトは差動側等速ジョイントを経て他方の車輪に連結される。
【０００４】
前記の減速機及び差動装置における遊星ギヤ機構におけるピニオンギヤの軸受としては、特許文献１、２に示されているように、一般に針状ころ軸受が用いられる。その具体例を図７示す。
【０００５】
図７は、減速機のピニオンギヤ１の支持構造に関するものであり、ピニオンギヤ１とピニオンシャフト２との間に針状ころ軸受３が介在され、前記ピニオンシャフト２の両端部がそれぞれキャリヤ４及び差動側リングギヤの円板部５によって支持される。ピニオンギヤ１の両端面とキャリヤ４及び円板部５との間にスラストワッシャ６、６が介在される。針状ころ軸受３に対する給油は、ピニオンシャフト２に設けた給油穴７から行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
前記特許文献１の減速機の遊星ギヤ機構におけるキャリヤの支持構造について見ると、減速側キャリヤは減速側ピニオンピンに連結されているのみであり、軸受を介してケーシングに支持される構成とはなっていない。減速側キャリヤは差動側リングギヤに一体化されているが、差動側リングギヤも差動側ピニオンギヤに噛み合っているだけである。
【０００８】
したがって、減速側キャリヤ及び差動側リングギヤはラジアル方向の位置が決まらず、偏心しながら回転する場合がある。また、傾きも発生するため、歯当たりが悪く、歯面の損失が大きくなる要因となる場合がある。
【０００９】
また、図７に示した減速機におけるピニオンギヤ１の支持構造においては、スラストワッシャ６、６が針状ころ軸受３の保持器の端面、ピニオンギヤ１の端面及びキャリヤ４及び円板部５と接触し、これらの接触部分においてすべり損失が発生する。
【００１０】
そこで、この発明は、前記のように装置内で発生する諸損失を小さくすることによって駆動力の伝達効率を向上させ、これによって電気自動車の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】
【００１１】
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、同軸上の第一及び第二出力シャフトの組み合わせからなり、前記第一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２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は第一出力シャフトに連結され、他方の分配部材は前記第二出力シャフトに連結された電気自動車用減速差動装置において、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤの支持軸受が介在された構成としたものである。
【００１２】
前記の構成によると、減速側キャリヤのラジアル方向の位置が決まり、偏心回転が防止される。そのため各ギヤの歯面の当りが適正化され、損失トルクが小さくなる。
【００１３】
具体的には、前記減速側キャリヤにボスが設けられ、前記減速側キャリヤ支持軸受が前記ボスの外径面と前記ケーシングとの間に介在され、前記ボスの内径面と前記電動モータのモータシャフトとの間にモータシャフト支持軸受が介在された構成を採ることができる。
【００１４】
さらに、前記ケーシングの内部が、区画壁によって前記電動モータ収納部と減速機及び差動装置の収納部に区分され、前記区画壁に設けた軸穴に前記モータシャフトが貫通され、前記減速側キャリヤのボスが前記軸穴とモータシャフトとの間に挿入され、前記ボスの外径面と軸穴との間に前記キャリヤ支持軸受が介在された構成を採ることができる。
【００１５】
また、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成するピニオンギヤとピニオンギヤシャフトとの間に深溝玉軸受が介在された構成を採ることにより、潤滑油を深溝玉軸受の幅面から供給することができる。これにより、針状ころ軸受を使用した場合のようにピニオンシャフトから供給する必要がなく、油浴潤滑とした場合には油面の高さを低く設定することができる。これにより潤滑油の攪拌トルクを小さくすることができる。
【００１６】
前記ピニオンシャフトの一方の端部を支持する減速側キャリヤと前記深溝玉軸受の内輪の端面の間、前記ピニオンシャフトの他方の端部を支持する差動側リングギヤの円板部と前記深溝玉軸受の内輪の端面の間にそれぞれ側板が介在された構成を採ることができる。
【００１７】
このような側板を配置することにより、減速側ピニオンギヤ及び軸受外輪とのすべり接触が生じることがないので、すべりによるトルク損失を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、装置内で発生する諸損失が小さくなるので、駆動力の伝達効率が向上し、電気自動車の１充電当たりの走行距離を延ばすことができる。
【００１９】
前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤの支持軸受が介在された構成とすると、減速側キャリヤのラジアル方向の位置が決まり、偏心回転が防止される。そのため各ギヤの歯面の当たりが適正化され、損失トルクが小さくなる。実際に伝達効率を測定したところ、最大で１％向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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、実施形態１の減速側ピニオン支持構造の一部拡大断面図である。
【図５】図５は、図４の場合の変形例の一部拡大断面図である。
【図６】図６は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図７】図７は、従来例の減速側ピニオン支持構造の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２２】
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、同軸上に配置された第一出力シャフト１５ａ及び第二出力シャフト１５ｂの組み合わせからなる。第一出力シャフト１５ａには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。）が連結され、第二出力シャフト１５ｂには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。）が連結される。
【００２３】
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及びステム１７ｂには軸方向に貫通したセレーション穴１８、１９が設けられる。
【００２４】
前記第一出力シャフト１５ａ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、その第一出力シャフト１５ａ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。さらに、ステム１６ｂに抜け止めピン２０が第一出力シャフト１５ａの挿入端部に径方向に貫通され、第一出力シャフト１５ａの抜け止めを図っている。
【００２５】
また、第一出力シャフト１５ａの差動装置１３側の端部は、後述の差動側キャリヤ４８のボス４８ａに設けられた軸受穴４８ｂに挿入される（図２参照）。第二出力シャフト１５ｂの挿入端部と軸受穴４８ｂ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
減速差動ケーシング１４ｂの閉塞端がケーシング１４の内部を区画する区画壁１４ｄとなっており、その区画壁１４ｄによって電動モータ１１の収納部と、減速機１２及び差動装置１３の収納部とに区画される。区画壁１４ｄのセンターに軸受穴１４ｅが設けられる。
【００２９】
モータケーシング１４ａの閉塞端部（左端）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。
【００３０】
前記モータシャフト支持軸受２５の部分でモータシャフト２１の端部から第一出力シャフト１５ａが抜け出し、モータケーシング１４ａの外側方に突き出し、その突き出した部分に前記のモータ側外輪１６のステム１６ｂが連結される。また、前記ボス２４の内径面と第一出力シャフト１５ａとの間に第一出力シャフト支持軸受２６及びその外側に並んでオイルシール２７が介在される。オイルシール２７は、モータケーシング１４ａ内の潤滑油をシールする。
【００３１】
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によって支持される。
【００３２】
モータシャフト２１の他端部は前記減速差動ケーシング１４ｂの閉塞壁である区画壁１４ｄ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の端部が減速機入力シャフト３０となっている。
【００３３】
前記の減速差動ケーシング１４ｂには、区画壁１４ｄ側から順に、減速機１２及び差動装置１３が同軸状態に収納される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。前記の減速側キャリヤ３８と深溝玉軸受３９の内輪３９ａ（図４参照）の端面の間、及び前記差動側リングギヤ４４の円板部４４ａとの間にそれぞれ側板３２、３３が介在される（図４参照）。
【００３７】
前記の側板３２、３３の外径は外輪３９ｂの外径未満の大きさに設定され、外輪３９ｂ及びピニオンギヤ３７に対する接触が避けられている。また、側板３２、３３に対し、内輪３９ａ、減速側キャリヤ３８及び差動側リングギヤ４４の相対回転は生じないので、側板３２、３３の部分においてすべり損失は生じない。
【００３８】
前記の側板３２、３３を使用しない場合は、図５に示したように、内輪３９ａの幅を減速側ピニオンギヤ３７の幅より大きく設定することにより、減速側キャリヤ３８と差動側リングギヤ４４の円板部４４ａとの接触を避け、すべり損失の発生を避ける手段もある。
【００３９】
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の閉塞端である区画壁１４ｄ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はその内径部に電動モータ１１側に突き出したボス３８ａを有し、そのボス３８ａが、モータシャフト２１と一体の減速機入力シャフト３０と、区画壁１４ｄの軸受穴１４ｅとの間に挿入される。
【００４０】
前記ボス３８ａの外径面と軸受穴１４ｅとの間に深溝玉軸受でなるキャリヤ支持軸受４３が介在される。また、ボス３８ａの内径面と減速機入力シャフト３０との間に前記のモータシャフト支持軸受３１が介在される。前記のキャリヤ支持軸受４３は減速側キャリヤ３８をケーシング１４に対して位置決めする。また、モータシャフト支持軸受３１は、モータシャフト２１をキャリヤ支持軸受４３を介してケーシング１４に対して位置決めする。
【００４１】
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。
【００４２】
前記差動装置１３は、図１、図２及び図６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。
【００４３】
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が第一出力シャフト１５ａ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。
【００４４】
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に第一出力シャフト１５ａが挿通され、セレーション結合によって第一出力シャフト１５ａと一体化される。
【００４５】
前記セレーション結合部から外方に突き出した第一出力シャフト１５ａの先端部は、差動側キャリヤ４８のボス４８ａの軸受穴４８ｂに挿入される。その挿入部分と軸受穴４８ｂの内径面との間に針状ころ軸受でなる第一出力シャフト支持軸受２２が介在される。ボス４８ａ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を含むケーシング１４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。
【００４６】
前記のダブルピニオン式のピニオンギヤ４６ａ、４６ｂは、同一歯数の同一サイズのギヤである。図６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。
【００４７】
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６参照）、その結合突部５９の先端に設けられた小突起６０（図１参照）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。
【００４８】
前記差動側キャリヤ４８は、図１及び図２に示したように、そのセンターに外方に突き出したボス４８ａを有する。ボス４８ａの内端（差動装置１３側の端部）に軸方向の軸受穴４８ｂが設けられ、その軸受穴４８ｂに、前述のように第一出力シャフト１５ａの端部が挿入され、第一出力シャフト支持軸受２２を介して回転自在となっている。
【００４９】
前記ボス４８ａの閉塞された外端部のセンターに前記の第二出力シャフト１５ｂが一体に設けられる。第二出力シャフト１５ｂは、差動側外輪１７のステム１７ｂのセレーション穴１９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、ステム１７ｂには第二出力シャフト１５ｂを貫通する抜け止めピン７０が径方向に挿入され、抜け止めを図っている。
【００５０】
前記差動側キャリヤ４８のボス４８ａ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差動側キャリヤ支持軸受５４が介在され、差動側キャリヤ４８と第二出力シャフト１５ｂを、ケーシング蓋１４ｃを含むケーシング１４において支持するようにしている。
【００５１】
前記の差動側キャリヤ支持軸受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とボス４８ａ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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及び第一出力シャフト１５ａ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及び第二出力シャフト１５ｂ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、入力回転が差動側サンギヤ４５及び第一出力シャフト１５ａを経てモータ側外輪１６に、また差動側キャリヤ４８及び第二出力シャフト１５ｂを経て差動側外輪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。
【００５６】
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の自転と公転による入力回転は、負荷の差に応じて前記の経路を経てモータ側外輪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。
【００５７】
即ち、モータ側外輪１６を通じて第一出力シャフト１５ａ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、第二出力シャフト１５ｂ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。
【００５８】
逆に、差動側外輪１７を通じて第二出力シャフト１５ｂ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、第一出力シャフト１５ａが増速される。
【００５９】
以上の動作中、減速側キャリヤ３８及びこれと一体化された差動側リングギヤ４４は、減速側キャリヤ支持軸受４３を介してケーシング１４によって支持され位置決め状態を保持して回転する。このため、減速機１２及び差動装置１３の各遊星ギヤ機構の各ギヤが偏心回転することが防止される。
【００６０】
また、減速側ピニオンギヤ３７は及びその支持軸受である深溝玉軸受３９は、側板３２、３３の存在によってすべり損失を生じることが避けられる。
【００６１】
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。こうすることで、ロータ２９が回転しても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。
【００６２】
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。
【００６３】
減速側ピニオンギヤ３７の支持軸受は深溝玉軸受３９であるから、掻き上げられた潤滑油はその深溝玉軸受３９の幅面から供給される。このため、減速側ピニオンシャフト４１の内部から給油する構成は不要である。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
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
１４ｄ 区画壁
１４ｅ 軸受穴
１５ａ 第一出力シャフト
１５ｂ 第二出力シャフト
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 セレーション穴
２０ 抜け止めピン
２１ モータシャフト
２２ 第一出力シャフト支持軸受
２３ 通油穴
２４ ボス
２５ モータシャフト支持軸受
２６ 第一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
３２ 側板
３３ 側板
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
３８ａ ボス
３９ 深溝玉軸受
３９ａ 内輪
３９ｂ 外輪
４０ 結合片
４１ 減速側ピニオンシャフト
４２ 通油穴
４３ 減速側キャリヤ支持軸受
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
４８ａ ボス
４８ｂ 軸受穴
４９ 差動側キャリヤ補助部材
５０ セレーション穴
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
６５ 連通穴
６６ 給油穴
７０ 抜け止めピン
【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、同軸上に配置された第一及び第二出力シャフトの組み合わせからなり、前記第一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２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は第一出力シャフトに連結され、他方の分配部材は前記第二出力シャフトに連結された電気自動車用減速差動装置において、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤ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】
前記減速側キャリヤにボスが設けられ、前記減速側キャリヤ支持軸受が前記ボスの外径面と前記ケーシングとの間に介在され、前記ボスの内径面と前記電動モータのモータシャフトとの間にモータ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に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項３】
前記ケーシングの内部が、区画壁によって電動モータ収納部と減速機及び差動装置の収納部に区分され、前記区画壁に設けた軸穴に前記モータシャフトが貫通され、前記減速側キャリヤのボスが前記軸穴とモータシャフトとの間に挿入され、前記ボスの外径面と軸穴との間に前記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】
前記差動装置の遊星ギヤ機構を構成する差動側キャリヤがボスを有し、そのボスの内面側に軸方向の軸受穴、外面側に前記第二出力シャフトが一体に設けられ、前記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３のいずれか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軸受穴に前記第一出力シャフトの一端部が挿入され、その挿入端部と前記軸受穴の内径面との間に第一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４に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項６】
前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側ピニオンギヤと減速側ピニオンギヤシャフトと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】
前記減速側ピニオンシャフトの一方の端部を支持する減速側キャリヤと前記深溝玉軸受の内輪端面の間、前記減速側ピニオンシャフトの他方の端部を支持する差動側リングギヤの円板部と前記深溝玉軸受の内輪端面の間にそれぞれ側板が介在されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項８】
前記側板の外径が前記深溝玉軸受の外輪の内径未満の大きさに設定されていることを特徴とする請求項７に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項９】
前記深溝玉軸受の内輪の幅が前記減速側ピニオンギヤの幅より大きく設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１０】
前記減速機及び差動装置の潤滑方式が油浴潤滑であることを特徴とする請求項１から９のいずれか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、同軸上に配置された第一及び第二出力シャフトの組み合わせからなり、前記第一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２つの分配部材に出力され、一方の分配部材は第一出力シャフトに連結され、他方の分配部材は前記第二出力シャフトに連結された電気自動車用減速差動装置において、前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側キャリヤと前記ケーシングとの間に減速側キャリヤ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】
前記減速側キャリヤにボスが設けられ、前記減速側キャリヤ支持軸受が前記ボスの外径面と前記ケーシングとの間に介在され、前記ボスの内径面と前記電動モータのモータシャフトとの間にモータ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に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項３】
前記ケーシングの内部が、区画壁によって電動モータ収納部と減速機及び差動装置の収納部に区分され、前記区画壁に設けた軸穴に前記モータシャフトが貫通され、前記減速側キャリヤのボスが前記軸穴とモータシャフトとの間に挿入され、前記ボスの外径面と軸穴との間に前記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】
前記差動装置の遊星ギヤ機構を構成する差動側キャリヤがボスを有し、そのボスの内面側に軸方向の軸受穴、外面側に前記第二出力シャフトが一体に設けられ、前記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３のいずれか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軸受穴に前記第一出力シャフトの一端部が挿入され、その挿入端部と前記軸受穴の内径面との間に第一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４に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項６】
前記減速機の遊星ギヤ機構を構成する減速側ピニオンギヤと減速側ピニオンギヤシャフトと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】
前記減速側ピニオンシャフトの一方の端部を支持する減速側キャリヤと前記深溝玉軸受の内輪端面の間、前記減速側ピニオンシャフトの他方の端部を支持する差動側リングギヤの円板部と前記深溝玉軸受の内輪端面の間にそれぞれ側板が介在されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項８】
前記側板の外径が前記深溝玉軸受の外輪の内径未満の大きさに設定されていることを特徴とする請求項７に記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項９】
前記深溝玉軸受の内輪の幅が前記減速側ピニオンギヤの幅より大きく設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気自動車用減速差動装置。
【請求項１０】
前記減速機及び差動装置の潤滑方式が油浴潤滑であることを特徴とする請求項１から９のいずれか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６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４１８２１（Ｐ２０１２−２４１８２１Ａ）
【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２０１１−１１３３６４（Ｐ２０１１−１１３３６４）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【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２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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