【手続補正書】
【提出日】平成16年10月12日(2004.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用モータのモータ軸に連結する入力軸と、
前記入力軸に対して平行に配置され駆動車輪側に連結される出力軸と、
前記入力軸から出力軸への動力伝達をなす少なくとも一組のギヤを備えたモータ用駆動装置であって、
前記モータ軸の出力側端と前記入力軸の入力側端とを同軸に保持してモータの駆動力を前記入力軸に伝達できるように接続させる接続部と、
該接続部をモータハウジングに対して回転自在に支持するベアリングとを備え、
さらに、前記少なくとも一組のギヤは、前記入力軸に駆動力が伝達されるときに、該入力軸の軸方向で前記モータハウジング側にスラスト力が発生するように構成されるヘリカルギヤで形成され、
前記入力軸は、該入力軸に発生したスラスト力を前記ベアリングのインナーレースに作用させる作用部を有し、該インナーレースに作用した前記スラスト力は前記ベアリングのアウターレースを介して前記モータハウジングに作用する、ことを特徴とするモータ用駆動装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記入力軸のモータハウジングと反対側端を支持する第１ベアリングと該入力軸のモータハウジング側端を支持する第２ベアリングとを備え、
前記少なくとも一組のギヤのうち前記入力軸に配置されるギヤは、第１ベアリング近傍に配置され、
さらに、前記第１ベアリングは、入力軸方向のスラスト力が作用しないように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモータ用駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車において車両駆動用モータの動力を駆動車輪に伝達するための駆動装置は、概ねモータの動力を出力する出力軸に連結される入力軸と、入力軸に伝達された動力を伝送するカウンタ軸と、カウンタ軸からの動力を車輪に伝達させる出力軸とで構成されている。これら駆動装置内に設けられた各軸は軸周りに付与されたギヤを介して互いに他の軸に接続されることによってモータの動力を車輪に伝達する。また、駆動装置は内部で上記各軸を回転可能に支持するために各軸の両側にベアリングを配列している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車両駆動用モータのモータ軸に連結する入力軸と、前記入力軸に対して平行に配置され駆動車輪側に連結される出力軸と、前記入力軸から出力軸への動力伝達をなす少なくとも一組のギヤを備えたモータ用駆動装置であって、前記モータ軸の出力側端と前記入力軸の入力側端とを同軸に保持してモータの駆動力を前記入力軸に伝達できるように接続させる接続部と、該接続部をモータハウジングに対して回転自在に支持するベアリングとを備え、前記少なくとも一組のギヤは前記入力軸に駆動力が伝達されるときに、該入力軸の軸方向で前記モータハウジング側にスラスト力が発生するように構成されたヘリカルギヤで形成され、前記入力軸は、該入力軸に発生したスラスト力を前記ベアリングのインナーレース（内輪）に作用させる作用部を有し、該インナーレースに作用した前記スラスト力は、前記ベアリングのアウターレース（外輪）を介して前記モータハウジングに作用する、ことを特徴とするモータ用駆動装置を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
モータを内包するモータハウジングに取り付けられる駆動装置においてモータ出力軸と駆動装置内の入力軸との接続部（例えば、図３の参照番号１０ａ）はスプライン嵌合により接続され、嵌合状態がルーズであるためモータが発生させる振動を抑えることができず、両軸の接続部に位置するベアリング（モータケースに設けられてモータハウジングを構成する）を介してモータケースに振動が増幅して伝達されることは上述した通りである。本発明の駆動装置によれば、モータから発生される高周波の振動や音によってモータケースが膜面振動を起こすことを防止することができる。具体的には、駆動装置の入力軸にモータハウジング方向のスラスト力を発生させ、該スラスト力を入力軸の作用部（例えば、図３のツバ要素１１参照）を介してモータ側に設けられるベアリングに作用させ、モータハウジングを押さえ付ける。これにより、モータケースに生じる膜面振動を抑制することができる。また、駆動装置の入力軸に発生するスラスト力の作用方向をモータハウジング方向にさせるためには、駆動装置の入力軸に付与されカウンタ軸へモータの動力を伝達させるためのギヤをヘリカルギヤとしている。このヘリカルギヤは、歯スジが捩れているために回転時に互いに逆方向のスラスト力が作用されて噛み合い率を向上させる働きを有する。従って、互いに噛み合う入力軸のギヤとカウンタ軸のギヤとの構成において入力軸のギヤがモータハウジングのスラスト力を発生させ、カウンタ軸のギヤがモータハウジングと反対方向のスラスト力を発生させるように組み合わせることで、入力軸ではモータハウジング方向のみにスラスト力が作用することとなる。従って、本駆動装置によれば、駆動装置本来の機能を達成させ、別途の手段の付与又はモータケース等（モータハウジング）の重量増加をさせることなくモータケースの膜面振動を防止することができる、すなわち本駆動装置の構成はモータ動力伝達装置としての機能を果たすと同時に振動低減装置としての機能をも有することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の駆動装置は、前記入力軸のモータハウジングと反対側端を支持する第１ベアリングと該入力軸のモータハウジング側端を支持する第２ベアリングとを備え、前記少なくとも一組のギヤのうち前記入力軸に配置されるギヤは、第１ベアリング近傍に配置され、さらに、前記第１ベアリングは、入力軸方向のスラスト力が作用しないように配置されることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上述してきたように駆動装置の入力軸にモータハウジング方向のスラスト力を作用させるとモータケース（及びこれに取り付けられる駆動装置）の振動を防止することができるが、入力軸を駆動装置内で支持するために軸の両端に設けられたベアリングには大きな力が作用する。具体的にベアリングには、カウンタ軸にヘリカルギヤを介して動力伝達する際に入力軸に作用するラジアル力に加え、上述したようにスラスト力を作用させる。特に上述するようにモータ側に設けられたベアリング（「第２ベアリング」と称す）にはできるだけ大きなスラスト力を作用させる必要があり、その結果、大きなスラスト力を第２ベアリングに作用させようとするとベアリングの耐久性を向上させるべく大型のものを設ける必要が生じる。しかしながら、第２ベアリングの大型化は駆動装置内の他の必須部品配置スペースと連関して駆動装置全体の大型化、重量増加を招致させる結果となり好ましくない。この問題を解決するために好ましい本駆動装置として第２ベアリングにはスラスト力を全て受容させる一方、ラジアル力を最小限にする手段が講じられている。具体的には、入力軸に付与されカウンタ軸に動力伝達させるためのるギヤをモータと反対側の入力軸端近傍、すなわち第１ベアリング近傍に配置し、さらに第１ベアリングには入力軸からのスラスト力が作用しないように第１ベアリングに対して入力軸を軸方向に自由にさせる。このように構成すると、モータと反対側に位置する第１ベアリングには大きなラジアル力が作用するがスラスト力が作用せず、モータ側に位置する第２ベアリングには小さなラジアル力と大きなスラスト力が作用することとなる。なぜなら、ギヤの位置とラジアル力との関係を示す図４に参照する通り、ベアリングに作用するラジアル力はギヤに近くなると大きく作用し、ギヤに遠くなると小さく作用する性質を有するからである。換言すれば、ここにいう好ましい本駆動装置の場合には、第１ベアリングがラジアル力の大半を担持し、第２ベアリングがスラスト力を全て担持することとなり、両ベアリングがそれぞれラジアル力とスラスト力との略一方を担持することとなる。これにより、第１ベアリング又は第２ベアリングのどちらかが一方が過剰に大型化し、ラジアル力を担持可能なベアリングとスラスト力を担持可能なベアリングとを組み合わせて第１（又は第２）ベアリングを構成させたりする必要性を回避することができる。従って、モータケース及びこれに取り付けられる駆動装置の大型化、重量増加を防止することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の駆動装置の説明の前提として電気自動車用駆動装置の構成を示すスケルトン図２を参照しつつ説明する。この図に示すように、本実施形態の車両用駆動装置（以下、単に「駆動装置」と称す）１は、車両に搭載されたバッテリＢからの電力供給を受けて出力軸Ｓに回転動力を与える電動モータＭを原動機としており、いわゆる電気自動車に搭載される型の車両用駆動装置である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
入力軸１０上に固定された第１ギヤ（メインギヤ）１２はカウンタ軸２０上に固定された第２ギヤ（カウンタギヤ）２２と常時噛み合い、電動モータＭより入力軸１０に入力された回転動力は、これら第１ギヤ１２及び第２ギヤ２２を介してカウンタ軸２０に伝達される。カウンタ軸２０上における第２ギヤ２２の右方位置には第３ギヤ（ファイナルドライブギヤ）２４が設けられており、この第３ギヤ２４は、ディファレンシャルケース３０に固定された第４ギヤ（ファイナルドリブンギヤ）３２と常時噛み合っている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ディファレンシャルケース３０の内部には２つのディファレンシャルピニオン３４及び２つのサイドギヤ３６ａ、３６ｂには左右の出力軸４２ａ、４２ｂが固定されている。これら左右の出力軸４２ａ、４２ｂの中心軸は入力軸１０及びカウンタ軸２０の回転軸と平行に配置されており、ディファレンシャルケース３０はこれら左右の出力軸４２ａ、４２ｂの中心軸を回転軸として回転できるように第５ベアリング５５及び第６ベアリング５６により支持されている。また、左右の出力軸４２ａ、４２ｂの端部には図示しない駆動車輪が取り付けられている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
ここで、図２に示すようにカウンタ軸２０上における第２ギヤ２２の左方位置にはパーキングギヤ２６が固定されているが本発明の内容とは直接関係しないため説明を省略する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
次に上記スラスト力をモータハウジング、すなわちモータケース５ａに伝達する手段について説明する。再び図１を参照すれば入力軸１０のモータ側端は第２ベアリング５２で支持されている。この第２ベアリング５２はモータケース５ａと一体に形成されており、モータ出力軸Ｓはベアリング５２のインナーレース５２ｂに接触して回転する。また、入力軸１０はモータ出力軸Ｓとは前者を雄部分、後者を雌部分としたスプライン嵌合で連結される。入力軸１０に作用するスラスト力を第２ベアリング端面５２ａのインナー側の端面に作用（第２ベアリング５２のインナーレース５２ｂに作用）させればモータケース５ａをモータ方向に押さえ付けることができる。すなわち、第２ベアリング端面５２ａのインナー側に作用されたスラスト力は、図示しない第２ベアリング５２のアウターレース５２ｃから第２ベアリング担持部分５ｃを介してモータケース５ａに伝達され、結果、モータケース５ａをモータ方向（図１の右方向）に押さえ付けることとなる。このようなスラスト力を用いた押さえ付けは出力軸１０と一体に付与されたツバ部（ツバ要素）１１により行う。具体的には、図３に示すようなツバ部１１の当接面１１ｂが第２ベアリング端面５２ａのインナー端面に当接するように形成される（図１も参照）。本実施形態においては図３に示すように当接面１１ｂ、特に第２ベアリング端面５２ａに当接する部分に潤滑油が流れる溝１１ａを設けている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
詳細に説明すれば、入力軸１０は潤滑油を通すための貫通穴１０ｂを設けた中空構造をなしている。入力軸１０内には図３の左方向から潤滑油が供給され、モータ出力軸Ｓとの接続部であるスプライン部１０ａに供給される。スプライン部１０ａを通った潤滑油は、ツバ部１１に設けられた溝部１１ａに流入し、入力軸１０の回転遠心力により外部に飛ばされる。これにより、潤滑油がスプライン部の磨耗を防止できると同時にツバ部１１の当接面１１ａとこれに当接する第２ベアリング端面５２ａのインナー側の端面との磨耗を防止することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
次に入力軸１０に付与される第１ギヤ１２の配列位置と入力軸１０に作用するラジアル力（入力軸の半径周囲方向に作用する力）との関係について説明する。
図４は駆動装置１内部に配置された各ギヤ１２、２２、２４、３２と、各軸１０、２０、４２に付与された各ベアリング５１〜５６との位置関係を示した模式図である。この図のうち入力軸１０に関して説明すれば、例えば第１ギヤ１２が第１ベアリング５１から距離ｂで第２ベアリング５２から距離ａに位置する場合、第１及び第２ベアリングに作用する第１ギヤでのラジアル力Ｆ１、Ｆ２は、
Ｆ１：Ｆ２ ＝ ｂ：ａ
の関係を有することとなる。
従って、入力軸１０の両端を支持する第１及び第２ベアリング５１、５２へのラジアル力の伝達分配は第１ギヤ１２が近づくほど大きくなり、遠ざかれば遠ざかるほど小さくなる。この関係は、出力軸４２を支持する第５及び第６ベアリング５５、５６についても同様である。但し、カウンタ軸２０を支持する第３及び第４ベアリング５３、５４については逆方向のラジアル力が第２及び第３ギヤ２２、２４から作用するために各ギヤから分配された逆方向のラジアル力がそれぞれのベアリング５３、５４で相殺されて差の分配ラジアル力が作用する。従って、第１及び第２ベアリング５１、５２に注目すれば、本実施形態では第１ギヤ１２が第１ベアリング５１近傍に配置されるためラジアル力の大部分は第１ベアリング５１に分配され、第２ベアリング５２への分配は小さいものとなることが判る。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図５〜７を参照すれば、駆動装置１の考えうる各ギヤ及び軸の構成の模式図である。なお、図５（ａ）においては参照番号を付した要素は番号を付すことを略した他の図でも同様に存在し、参照するものとする。また、図５〜７に示す例では出力軸に作用するスラスト力が出力と反対側の場合を除いている。上述したようにギヤをベアリング近傍に配置すると大きなラジアル力が分配作用し、第６ベアリング５６にスラスト力と大きなラジアル力とが作用する。しかしながら、駆動装置はモータの回転速度を減速しつつ回転動力を増幅させるものであるため、このようなギヤ配置をすれば第６ベアリングに過大な力が作用する。従って、ここでいう各ギヤ及び軸の構成を検討するまでもないため、図５〜７から除いている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図５（ａ）に示す構成は上述した本発明の実施形態と同様の場合である。この構成の場合、既に説明したようにモータケースの膜振動を防止でき、さらに入力側（モータ側）と逆に出力軸４２が延びているため大きなモータＭを配置するスペースを確保することができる。図５（ｂ）の場合、第１ベアリング５１と第３ベアリング５３とにそれぞれに大きなラジアル力とスラスト力が作用、すなわち作用する負荷が大きいため、第１及び第２ベアリング５１、５３を大型化する必要がある、又は大出力のモータを備えることができない。図５（ｃ）の場合も、同様に第１ベアリング５１への負荷が大きく、大型化を招く。さらにこの場合、出力軸４２がモータ側（図中右方向）に延びているため出力軸４２とモータＭの下部とを所定距離ｄ以上離間させる必要があり、モータＭを大型化（大出力化）することができない。図６（ｄ）の場合、カウンタ軸２０に作用するスラスト力が同方向であり相殺されず第３ベアリング５３への負荷が大きいために第３ベアリング５３の大型化を招く。またこの場合にも図６（ｃ）の場合と同様にモータＭを大出力化できない。図６（ｅ）の場合、力のバランスは良好であるが第２ベアリング５２に大きなラジアル力が印加され、駆動装置の大型化を招くという問題がある。図６（ｆ）の場合にも第２ベアリング５２に大きなラジアル力及びスラスト力が印加され駆動装置の大型化を招くと同時にカウンタ軸２０に作用するスラスト力が相殺されず第４ベアリング５４への負荷が過大になる。図７（ｇ）の場合にも、図６（ｅ）と同様、第２ベアリング５２に大きなラジアル力を受容することになり、大型化、重量増を招くと同時にカウンタ軸２０に作用するスラスト力が相殺されない。さらに、図７（ｈ）の場合も、第２ベアリング５２がスラスト力と大きなラジアル力とを受容することとなり、大型化、重量増を招く。従って、図５〜７に示す構成において好ましい構成は、本発明の実施形態として例示された駆動装置と同様の場合である（ａ）の構成であることが理解されよう。