(57)【要約】      （修正有）【課題】一対の回転軸の平行変位を吸収可能であって、生産コストの低コスト化を図ることができる変位吸収機構を提供すること。【解決手段】駆動出力軸１０に形成された第１内歯部５６と、ホイールハブ軸に形成された第２内歯部と、ギヤ連結軸部と、ギヤ連結軸部の一端側に設けられて第１内歯部５６に噛合う第１外歯部５２と、ギヤ連結軸部の他端側に設けられて第２内歯部に噛合う第２外歯部と、を有するギヤカップリング軸５０と、を備えた変位吸収機構Ｂにおいて、第１回転軸１０に対するギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、第１外歯部５２の歯底面５２ｂと第１内歯部５６の歯先面５６ｃの間の寸法合わせで行い、第２回転軸に対するギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、第２外歯部の歯底面と第２内歯部の歯先面の間の寸法合わせで行う構成とした。【選択図】図４
2014206189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸に形成された第１内歯部と、
第２回転軸に形成された第２内歯部と、
ギヤ連結軸部と、前記ギヤ連結軸部の一端側に設けられて前記第１内歯部に噛合うと共に変位吸収構造を有する第１外歯部と、前記ギヤ連結軸部の他端側に設けられて前記第２内歯部に噛合うと共に変位吸収構造を有する第２外歯部と、前記ギヤ連結軸部の一端側に設けられて前記第１回転軸に球面接触可能な第１端部と、前記ギヤ連結軸部の他端側に設けられて前記第２回転軸に球面接触可能な第２端部と、を有するギヤカップリング軸と、を備え、
前記第１回転軸と前記第２回転軸を連結し、該第１，第２回転軸に対して変位を吸収しつつ駆動伝達する変位吸収機構において、
前記第１回転軸に対する前記ギヤカップリング軸の中心軸合わせを、前記第１外歯部の歯底面と前記第１内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行い、前記第２回転軸に対する前記ギヤカップリング軸の中心軸合わせを、前記第２外歯部の歯底面と前記第２内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行う
ことを特徴とする変位吸収機構。
【請求項２】
請求項１に記載された変位吸収機構において、
前記第１外歯部及び前記第２外歯部を、円筒の外周にねじ状に多くの切り刃を取り付けた切削工具を回転することで加工するホブ加工と、歯底面を研磨する歯研磨加工と、によって形成し、
前記第１内歯部及び前記第２内歯部を、鋸状に刃が配置された長尺の切削工具を引き抜くことで加工するブローチ加工と、歯先面を研磨するホーニング加工と、によって形成する
ことを特徴とする変位吸収機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された変位吸収機構において、
前記変位吸収構造は、前記第１内歯部及び前記第２内歯部の歯先面と歯底面を軸方向に直線で延びる円筒形状とした構成と、前記第１外歯部の歯先面と歯底面を球面形状にすると共に、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とした構成と、前記第２外歯部の歯先面と歯底面を球面形状にすると共に、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とした構成と、からなる
ことを特徴とする変位吸収機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された変位吸収機構において、
前記一方の回転軸を、駆動輪に設定される駆動ユニット本体からの駆動出力軸とし、
前記他方の回転軸を、前記駆動ユニット本体に対しハブベアリングにより支持されたホイールハブ軸とし、
前記駆動出力軸と前記ホイールハブ軸を有するインホイールモータユニットに適用する
ことを特徴とする変位吸収機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の回転軸を連結し、これらの回転軸に対して変位を吸収しつつ駆動伝達を行う変位吸収機構に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、一つの外筒と、一対の回転軸にそれぞれ固定された一対の内筒からなり、外筒の内歯車と、内筒の外歯車の噛合いによって動力を伝達する際、外歯車にクラウニングを形成したことで、一対の回転軸に対して変位を吸収する変位吸収機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-190440号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の変位吸収機構では、一対の内筒が一つの外筒に挿入されているため、一方の内筒の軸方向に対して他方の内筒が軸方向の平行を保ったまま変位する、いわゆる平行変位を吸収することができなかった。
また、このような変位吸収機構において、大量生産への対応、すなわち低コスト化を図るためには、タクトタイム（生産スピード）の短縮や切削工具寿命の延長等を図る必要があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、一対の回転軸の平行変位を吸収可能であって、低コスト化を図ることができる変位吸収機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の変位吸収機構は、第１回転軸に形成された第１内歯部と、第２回転軸に形成された第２内歯部と、ギヤカップリング軸と、を備え、前記第１回転軸と前記第２回転軸を連結し、該第１，第２回転軸に対して変位を吸収しつつ駆動伝達する。
ここで、前記ギヤカップリング軸は、ギヤ連結軸部と、前記ギヤ連結軸部の一端側に設けられて前記第１内歯部に噛合うと共に変位吸収構造を有する第１外歯部と、前記ギヤ連結軸部の他端側に設けられて前記第２内歯部に噛合うと共に変位吸収構造を有する第２外歯部と、前記ギヤ連結軸部の一端側に設けられて前記第１回転軸に球面接触可能な第１端部と、前記ギヤ連結軸部の他端側に設けられて前記第２回転軸に球面接触可能な第２端部と、を備えている。
そして、前記第１回転軸に対する前記ギヤカップリング軸の中心軸合わせを、前記第１外歯部の歯底面と前記第１内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行い、前記第２回転軸に対する前記ギヤカップリング軸の中心軸合わせを、前記第２外歯部の歯底面と前記第２内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の変位吸収機構では、第１内歯部に噛合った第１外歯部の自在継手作用と、第２内歯部に噛合った第２外歯部の自在継手作用の、２つの自在継手作用により、ギヤカップリング軸の傾斜を介して第１回転軸と第２回転軸の平行変位を吸収することができる。
また、本発明では、第１回転軸に対するギヤカップリング軸の中心軸合わせが、第１外歯部の歯底面と第１内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行われ、第２回転軸に対するギヤカップリング軸の中心軸合わせが、第２外歯部の歯底面と第２内歯部の歯先面の間の寸法合わせによって行われる。すなわち、第１,第２回転軸とギヤカップリング軸との中心軸合わせが、ギヤカップリング軸の小径合わせによって行われる。
これにより、第１内歯部と第２内歯部の歯底面の精度保証を緩和することができ、例えば第１,第２内歯部の歯底面をハードブリーチ加工するといった高精度の加工が不要になる。これにより、タクトタイム（生産スピード）の短縮や、切削工具寿命の延長等を図ることができ、生産コストの低減を図ることができる。
この結果、一対の回転軸の平行変位を吸収可能であって、タクトタイム（生産スピード）の短縮や切削工具寿命の延長等を図ることで、生産コストの低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の変位吸収機構を適用した車両用インホールモータユニットを示す全体断面図である。
【図２】実施例１における車両用インホールモータユニットを駆動ユニット本体と変位吸収機構とホイール構造に分けた構成を示す分解断面図である。
【図３】実施例１における車両用インホールモータユニットの要部である変位吸収機構を拡大して示した要部拡大断面図である。
【図４】実施例１の変位吸収機構における外歯部及び内歯部の基準断面歯形を示す要部断面図である。
【図５】実施例１のギヤカップリング軸の製造工程を示す説明図であり、(a)は素材設置工程を示し、(b)はブランク加工工程を示し、(c)はホブ切り・表面処理工程を示し、(d)は端面仕上げ工程を示す。
【図６】実施例１の内歯部の製造工程を示す説明図であり、(a)は素材設置工程を示し、(b)はブランク加工工程を示し、(c)はブローチ加工・表面処理工程を示し、(d)はホーニング加工工程を示す。
【図７】実施例１の変位吸収機構でのハブベアリングの変位/傾きを吸収する変位吸収作用を説明する図であり、(a)は変位無し時、(b)は平行変位時、(c)は傾き変位時、(d)は軸方向変位時を示す。
【図８】比較例の変位吸収機構における外歯部及び内歯部の基準断面歯形を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の変位吸収機構を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【００１０】
（実施例１）
まず、構成を説明する。
実施例１における変位吸収機構の構成を、［全体システムの概略構成］、［駆動ユニット本体の詳細構成］、［変位吸収機構の詳細構成］、［ホイール構造の詳細構成］、［ギヤカップリング軸の軸合わせ構成］に分けて説明する。
【００１１】
［全体システムの概略構造］
実施例１の変位吸収機構を適用した車両用インホールモータユニットの全体断面を示す図１に基づき、全体システムの概略構成を説明する。
【００１２】
前記車両用インホールモータユニットは、電気自動車の左右後輪等に適用され、図１に示すように、駆動ユニット本体Ａと、変位吸収機構Ｂと、ホイール構造Ｃと、を備えている。
【００１３】
前記駆動ユニット本体Ａは、左右後輪等のそれぞれに設定される駆動源としての機能を持ち、モータジェネレータMGと、ギヤトレインGTと、を有する。この駆動ユニット本体Ａでは、モータジェネレータMGの力行時には、三相交流の電流をステータ９に巻き付けたステータコイル９ｂに印加することで、ロータ８を一体に有するモータ軸６を回転し、モータ軸６の回転をギヤトレインGTにより減速して駆動出力軸１０から出力する。また、モータジェネレータMGの回生時には、駆動出力軸１０から入力される回転を、ギヤトレインGTにより増速してモータ軸６及びロータ８を回転することで、ロータ８にエアギャップを介して配置されたステータ９のステータコイル９ｂに三相交流の電流が発生する。
【００１４】
前記変位吸収機構Ｂは、ハブベアリング７１の変位/傾きを駆動ユニット本体ＡのモータジェネレータMGやギヤトレインGTへ伝達することを防止/抑制する機能を持ち、ギヤカップリング軸５０を有する。このギヤカップリング軸５０は、駆動ユニット本体Ａからの駆動出力軸１０と、アクスルケース７２に対しハブベアリング７１により支持されたホイールハブ軸７０を、変位吸収可能に連結する。
【００１５】
前記ホイール構造Ｃは、各輪のタイヤやブレーキ機構を取り付ける機能を持ち、ホイールハブ軸７０を有する。このホイールハブ軸７０は、アクスルケース７２に対し、複列アンギュラベアリング構造によるハブベアリング７１により回転可能に支持され、ホイールハブ軸７０のフランジ部７０ａには、ブレーキディスク７３及びタイヤホイール７４が固定される。また、ホイールハブ軸７０は、駆動ユニット本体Ａの駆動出力軸１０に対し、変位吸収機構Ｂを介して連結される。
【００１６】
［駆動ユニット本体の詳細構成］
図２は、車両用インホールモータユニットを駆動ユニット本体と変位吸収機構とホイール構造に分けた構成を示す。以下、図１及び図２に基づき、駆動ユニット本体Ａの詳細構成を説明する。
【００１７】
前記駆動ユニット本体Ａは、ユニットケース部材に、三相交流の埋込磁石同期モータ構造によるモータジェネレータMGと、遊星歯車式減速ギヤ機構によるギヤトレインGTと、を内蔵することで構成される。
【００１８】
前記ユニットケース部材は、ユニットケース１と、ユニットカバー２と、モータ軸側カバー３と、出力軸側カバー４と、を有して構成される。ユニットカバー２は、ユニットケース１の一端側にボルト固定され、モータ軸側カバー３は、モータ軸６の一端側を塞ぐようにユニットカバー２にボルト固定される。出力軸側カバー４は、駆動出力軸１０の一部を駆動ユニット本体Ａから突出させるようにユニットケース１の他端側にボルト固定される。
そして、出力軸側カバー４の端部位置にはオイルシール５が装着され、オイルシール５のシール部分を駆動出力軸１０の外周面に対して所定のシール圧にて接触させている。つまり、出力軸側カバー４とオイルシール５を、駆動ユニット本体Ａとハブベアリング７１を隔離する隔壁構造部材としている。
【００１９】
前記モータジェネレータMGは、モータ軸６と、ロータフランジ７と、ロータ８と、ステータ９と、を有して構成される。モータ軸６は、一端部がユニットカバー２に対し第１ベアリング１１を介して回転可能に支持され、他端部が駆動出力軸１０に対し第２ベアリング１２を介して相対回転可能に支持される。ロータ８は、モータ軸６に固定されたロータフランジ７に嵌装され、図外の永久磁石を埋設した積層鋼板により構成される。ステータ９は、ユニットケース１の内面に固定される共にロータ８に対しエアギャップを介して配置され、打ち抜き積層鋼板によるステータティース９ａのそれぞれにステータコイル９ｂを巻き付けることで構成される。
なお、ステータコイル９ｂには、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相に分けた接続端子１５を介してハーネスが接続される。また、モータ軸６には、ギヤトレインGTのギヤ噛み合い部やベアリング等の必要部位を潤滑する潤滑油が供給される軸芯油路１６が形成される。
【００２０】
前記ギヤトレインGTは、ロータフランジ７を挟んだ図１の右側スペースに配置され、サンギヤ１７と、大ピニオン１８と、小ピニオン１９と、ピニオンキャリア２０と、リングギヤ２１と、を有する。そして、入力回転を減速して出力する遊星歯車式減速ギヤ機構を、リングギヤ固定・サンギヤ入力・ピニオンキャリア出力とすることにより構成している。サンギヤ１７は、モータ軸６に一体に形成され、大ピニオン１８と噛み合う。大ピニオン１８と小ピニオン１９は、隣接して一体構成され、ピニオンキャリア２０に対して回転可能に支持される。リングギヤ２１は、ユニットケース１に対しセレーション結合により回転方向に固定され、小ピニオン１９と噛み合う。
【００２１】
そして、前記ピニオンキャリア２０と一体に駆動出力軸（第１回転軸）１０が設けられる。この駆動出力軸１０は、一端側が小ピニオン１９の内側まで軸方向に延び、他端側が出力軸側カバー４から突出するまで軸方向に延びた円筒スリーブ状に形成される。この駆動出力軸１０の回転支持構造は、ピニオンキャリア２０と共になされるもので、モータ軸６に対し第３ベアリング１３を介して相対回転可能に支持され、出力軸側カバー４に対し第４ベアリング１４を介して回転可能に支持される。
そして、駆動出力軸１０の内側には、モータ軸６とギヤカップリング軸５０とを隔てる位置に、隔壁シール部材２２が油密状態で配置されている。つまり、隔壁シール部材２２を、駆動ユニット本体Ａと変位吸収機構Ｂを隔離する隔壁構造部材としている。
なお、ロータフランジ７を挟んだ図１の左側スペースには、モータの回転角度を検出するレゾルバ２３と、図外のパーキングポールの噛み合いによりモータ軸６を固定するパークギヤ２４と、が配置される。
【００２２】
［変位吸収機構の詳細構成］
図２は、車両用インホールモータユニットを駆動ユニット本体と変位吸収機構とホイール構造に分けた構成を示し、図３は、要部である変位吸収機構の拡大断面図を示す。以下、図１〜図３に基づき、変位吸収機構Ｂの詳細構成を説明する。
【００２３】
前記変位吸収機構Ｂは、単独で交換可能なギヤカップリング軸５０を、駆動出力軸１０とホイールハブ軸７０に対し、変位を吸収しつつ駆動伝達可能に嵌合することで構成される。
【００２４】
前記ギヤカップリング軸５０は、ギヤ連結軸部５１の両側位置にそれぞれ、第１外歯部５２及び第１端部５３と、第２外歯部５４及び第２端部５５と、を設けて構成される。
ここでは、ギヤ連結軸部５１に対し、第１外歯部５２、第１端部５３、第２外歯部５４、第２端部５５が一体成型されている。
前記第１外歯部５２は、駆動出力軸１０の第１内歯部５６に対して変位吸収可能にセレーション嵌合され、前記第１端部５３は、隔壁シール部材２２に対して球面接触可能とされる。前記第２外歯部５４は、ホイールハブ軸７０の第２内歯部５７に対して変位吸収可能にセレーション嵌合され、前記第２端部５５は、エンドキャップシール部材７６に対して球面接触可能とされる。
【００２５】
前記駆動出力軸１０に形成された第１内歯部５６と、ホイールハブ軸７０に形成された第２内歯部５７は、内歯の歯先面と歯底面を軸方向に直線で延びる円筒形状としている。これに対し、ギヤカップリング軸５０に形成された第１外歯部５２と第２外歯部５４は、外歯の歯先面と歯底面を球面形状にしている。これに加え、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とし（図３参照）、傾斜中心点Ｄと傾斜中心点Ｅを中心とするあらゆる方向の傾きを吸収する構造としている（変位吸収構造）。第１端部５３と第２端部５５は、軸芯位置を最大突出面とする滑らかな球面形状とし、傾斜中心点Ｄと傾斜中心点Ｅの間に配置したハブベアリング７１の変位（剛性）中心点Ｆを中心とする変位に対しこれを吸収する構造としている。すなわち、第１外歯部５２と第１内歯部５６の噛み合いが、ギヤカップリング軸５０と駆動出力軸１０との出力軸側駆動伝達嵌合部５８となり、第２外歯部５４と第２内歯部５７の噛み合いが、ギヤカップリング軸５０とホイールハブ軸７０とのハブ軸側駆動伝達嵌合部５９となる（図３参照）。
なお、ギヤカップリング軸５０は、全周がシールされたカップリング空間に、図外の潤滑グリースと共に装着される。
【００２６】
［ホイール構造の詳細構成］
図２は、車両用インホールモータユニットを駆動ユニット本体と変位吸収機構とホイール構造に分けた構成を示し、図３は、要部である変位吸収機構の拡大断面図を示す。以下、図１〜図３に基づき、ホイール構造Ｃの詳細構成を説明する。
【００２７】
前記ホイール構造Ｃは、ホイールハブ軸（第２回転軸）７０と、ハブベアリング７１と、アクスルケース７２と、ブレーキディスク７３と、タイヤホイール７４と、を有して構成される。
【００２８】
前記ホイールハブ軸７０は、ギヤカップリング軸５０を介して駆動出力軸１０に連結される回転部材であり、ハブベアリング７１のインナーレース機能を持たせている。このホイールハブ軸７０のフランジ部７０ａには、ブレーキディスク７３及びタイヤホイール７４を図外のホイールナットにより共締めにて固定するホイールボルト７５が予め固定される。また、ホイールハブ軸７０の内側の端部位置には、ギヤカップリング軸５０の第２端部５５と接触するエンドキャップシール部材７６が、スプリングピン７７により固定される。なお、タイヤホイール７４の外周位置には、図外のタイヤが装着される。
【００２９】
前記ハブベアリング７１は、ホイールハブ軸７０をアクスルケース７２に対して支持するベアリングであり、２列のボールが背面合わせの接触角を持たせて配列させることで構成されている。このハブベアリング７１は、ホイールハブ軸７０をインナーレースとし、アクスルケース７２をアウターレースとするベアリングであるため、ホイールハブ軸７０とアクスルケース７２のボール接触面に対し、浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化処理を施している。なお、ハブベアリング７１には、潤滑のためのグリースが封入されている。
【００３０】
前記アクスルケース７２は、ボルト７８によりユニットケース１と出力軸側カバー４に対して共締めに固定されるケース部材であり、ハブベアリング７１のアウターレース機能を持たせている。このアクスルケース７２には、ブレーキ部品として、ホイールシリンダ７９が固定されると共に、一対のブレーキシュー８０，８０が支持されるブレーキキャリパ８１が一体に延設される。また、ブレーキディスク７３を覆うと共に、ハブベアリング７１への泥水の浸入を防止するスプラッシュガード８２が固定される。さらに、アクスルケース７２を出力軸側カバー４に固定することで、駆動ユニット本体Ａとハブベアリング７１との間に液体シール性を持たせた閉鎖空間９０を形成し、この閉鎖空間９０に車輪速を検出するＡＢＳセンサ９１を配置している。ＡＢＳセンサ９１は、センシング部品９１ａがアクスルケース７２の上部位置に閉鎖空間９０まで貫通して設けられ、ホイールハブ軸７０に被センシング部品９１ｂが圧入により固定される。
なお、閉鎖空間９０には、外気と連通するブリーザー９２が連結される（図３参照）。
【００３１】
［ギヤカップリング軸の軸合わせ構成］
図４は、実施例１の変位吸収機構における外歯部及び内歯部の基準断面歯形を示す要部断面図である。以下、図４に基づき、実施例１のギヤカップリング軸の軸合わせ構成を説明する。なお、図４では、互いに噛合った状態の第１内歯部と第１外歯部を示し、詳細な説明はこの第１内歯部及び第１外歯部について行う。しかしながら、第１外歯部と第２外歯部は同一形状であり、第１内歯部と第２内歯部は同一形状であるため、第２内歯部及び第２外歯部の詳細構成についても図４に示した構成と同様になっている。
【００３２】
前記ギヤカップリング軸５０は、カップリング空間に装着される際、図２に示すように、駆動出力軸１０の中心軸Ｏ１と、ホイールハブ軸７０の中心軸Ｏ２のそれぞれに対し、中心軸Ｏ３が一致した状態で配置される。
【００３３】
ここで、前記ギヤカップリング軸５０の駆動出力軸１０に対する中心軸合わせは、第１外歯部５２の周方向に並んだ各外歯５２ａの歯底面５２ｂと、第１内歯部５６の周方向に並んだ各内歯５６ａの歯先面５６ｃとの間の寸法合わせによって行う。また、ギヤカップリング軸５０のホイールハブ軸７０に対する中心軸合わせは、第２外歯部５４の各外歯の歯底面（ここでは図示せず）と、第２内歯部５７の各内歯の歯先面（ここでは図示せず）との間の寸法合わせによって行う。
【００３４】
すなわち、ギヤカップリング軸５０の駆動出力軸１０に対する中心軸合わせは、変位吸収機構Ｂの小径部で行う構造（いわゆる小径合わせ）となっている。このため、第１外歯部５２の歯底面５２ｂと第１内歯部５６の歯先面５６ｃとの間の寸法管理（寸法精度）は、第１外歯部５２の歯先面５２ｃと第１内歯部５６の歯底面５６ｂとの寸法管理（寸法精度）よりも厳しくなっている。
【００３５】
ここでは、外歯５２ａの歯底面５２ｂと内歯５６の歯先面５６ｃとの間の寸法Ｌ１は、ゼロに設定されている。
一方、外歯５２ａの歯先面５２ｃと内歯５６ａの歯底面５６ｂとの寸法Ｌ２は、ギヤカップリング軸５０が駆動出力軸１０に対して最大限傾斜し、中心軸Ｏ１に対して中心軸Ｏ３の傾斜角度が最大になったときであっても、外歯５２ａの歯先面５２ｃと内歯５６ａの歯底５５ｂの干渉を回避できる寸法に設定されている。
【００３６】
なお、実施例１では、第１外歯部５２は、外歯５２ａの歯底面５２ｂ及び歯先面５２ｃを、それぞれ球面形状としている。このため、歯底面５２ｂのうち第１内歯部５６に向かって最も突出した位置において寸法合わせを行っている。
また、第１外歯部５２の歯側面５２ｄのうち、図４においてＡ部で示す部分がインボリュートを保証している領域である。
【００３７】
［ギヤカップリング軸の製造工程］
図５は、実施例１のギヤカップリング軸の製造工程を示す説明図であり、(a)は素材設置工程を示し、(b)はブランク加工工程を示し、(c)はホブ切り・表面処理工程を示し、(d)は端面仕上げ工程を示す。以下、図５に基づき、実施例１のギヤカップリング軸の製造工程について説明する。
【００３８】
実施例１のギヤカップリング軸５０では、まず、図５(a)に示す素材設置工程により、ギヤカップリング軸になる金属製の丸棒素材Ｓ１を所定の位置にセットする。なお、この丸棒素材Ｓ１は、中実の金属棒材である。
【００３９】
図５(b)に示すブランク加工工程では、素材設置工程において所定の位置にセットされた丸棒素材Ｓ１の周面を切削加工し、ギヤカップリング軸５０の輪郭形状を形成する。つまり、ギヤ連結軸部５１及び第１,第２外歯部５２,５４の外形を丸棒素材Ｓ１から削り出す。このとき、第１,第２外歯部５２,５４の両側には、この丸棒素材Ｓ１を保持するための掴み部分１００,１００を残すと共に、この掴み部分１００,１００の両端面には、加工基準センター部Ｏを形成する。
【００４０】
図５(c)に示すホブ切り・表面処理工程では、ブランク加工工程において輪郭形状が形成された丸棒素材Ｓ１に対し、円筒の外周にねじ状に多くの切り刃を取り付けたホブ（切削工具）を回転させることで切削加工するホブ加工によって、丸棒素材Ｓ１の表面に第１,第２外歯部５２,５４を歯切り加工する。
そして、第１,第２外歯部５２,５４に対して浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化処理を施す。その後、ギヤ連結軸部５１の軸表面仕上げを行い、最後に第１,第２外歯部５２,５４の歯研磨加工を行う。
この歯研磨加工では、第１外歯部５２の各外歯５２ａの歯底面５２ｂを研磨し、高精度に仕上げる。このとき、各外歯５２ａの歯先面５２ｃは研磨しない。また、ここでは、ねじ状砥石を利用することでタクトタイムの短縮を図り、量産性を高める。
これにより、ギヤ連結軸部５１及び第１,第２外歯部５２,５４の加工は完了する。
【００４１】
図５(d)に示す端面仕上げ工程では、ホブ切り・表面処理工程においてギヤ連結軸部５１及び第１,第２外歯部５２,５４が加工された丸棒素材Ｓ１に対し、第１,第２外歯部５２,５４の両側から突出した掴み部分１００,１００を切り落とす。そして、ギヤ連結軸部５１の両側位置を研削加工することで、第１,第２端部５３,５５を形成する。これにより、実施例１のギヤカップリング軸５０は完成する。
【００４２】
［内歯部の製造工程］
図６は、実施例１の内歯部の製造工程を示す説明図であり、(a)は素材設置工程を示し、(b)はブランク加工工程を示し、(c)はブローチ加工・表面処理工程を示し、(d)はホーニング加工工程を示す。以下、図６に基づき、実施例１の内歯部の製造工程を説明する。なお、駆動出力軸１０に形成した第１内歯部５６と、ホイールハブ軸７０に形成した第２内歯部５７は、同一工程によって製造されるため、ここでは第１内歯部５６について説明する。
【００４３】
実施例１の第１内歯部５６では、まず、図６(a)に示す素材設置工程により、駆動出力軸１０になる金属製の丸棒素材Ｓ２を所定の位置にセットする。なお、この丸棒素材Ｓ２は、中実の金属棒材である。
【００４４】
図６(b)に示すブランク加工工程では、素材設置工程において所定の位置にセットされた丸棒素材Ｓ２の周面を切削加工し、駆動出力軸１０の輪郭形状を形成する。つまり、駆動出力軸１０の外形を、丸棒素材Ｓ２から削り出す。なお、図６(b)では図示しないが、ピニオンキャリア２０等を形成する。
【００４５】
図６(c)に示すブローチ加工・表面処理工程では、ブランク加工工程において輪郭形状が形成された丸棒素材Ｓ２に対し、鋸状に刃が配置された長尺のブローチ（切削工具）を引き抜くことで加工するブローチ加工によって、丸棒素材Ｓ２の内側に第１内歯部５６を歯切り加工する。
そして、第１内歯部５６に対して浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化処理を施す。
【００４６】
図６(d)に示すホーニング加工工程では、ブローチ加工・表面処理工程において、第１内歯部５６が切削加工された駆動出力軸１０に対し、この第１内歯部５６が形成された内側面、つまり、第１内歯部５６の各内歯５６ａの歯先面５６ｃを研磨し、高精度に仕上げる。このとき、各内歯５６ａの歯底面５６ｂは研磨しない。これにより、実施例１の第１内歯部５６は完成する。
【００４７】
次に、作用を説明する。
実施例１の変位吸収機構における作用を、［変位吸収作用］、［比較例のギヤカップリング軸の軸合わせ構成］、［実施例１のギヤカップリング軸の軸合わせ作用］に分けて説明する。
【００４８】
［変位吸収作用］
例えば、高負荷での長期使用によりハブベアリング７１のレース面摩耗が進行すると、ハブベアリング７１に支持されるホイールハブ軸７０が変位したり傾いたりする。このホイールハブ軸７０の変位/傾きは、駆動ユニット本体ＡのギヤトレインGTやモータジェネレータMGへ伝達されることにより、
（１）異音・振動      ：ギヤ歯の片当たりによるギヤノイズ
（２）ギヤ寿命の低下  ：ギヤ歯の片当たりによる極部応力/面圧増加
（３）フリクション増加：ギヤ歯面間バックラッシ変化による損失増加
（４）モータ性能      ：モータエアーギャップ変化による出力低下やトルク変動
等の問題を生じさせる。
【００４９】
したがって、ホイールハブ軸７０の変位/傾きをギヤトレインGTやモータジェネレータMGへ伝達することを防止/抑制することにより、ギヤトレインGTのギヤ噛み合い部やモータジェネレータMGへの影響を防止/抑制する変位吸収機構Ｂが必要である。以下、図７に基づき、変位吸収機構Ｂでの変位吸収作用を説明する。
【００５０】
ホイールハブ軸７０が、図７(a)の非変位状態から図７(b)に示すように、軸直角方向へｙだけ平行変位する場合、この平行変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９による２つの自在継手作用によりギヤカップリング軸５０の図示した傾斜を介して吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の平行変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。
【００５１】
また、ホイールハブ軸７０が、図７(a)の非変位状態から図７(c)に示すように、変位中心点Ｆの周りにθだけ傾き変位（首振り変位）する場合も、この傾き変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９による２つの自在継手作用によりギヤカップリング軸５０の図示した傾斜を介して吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の傾き変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。
【００５２】
さらに、ホイールハブ軸７０が、図７(a)の非変位状態から図７(d)に示すように、軸線方向へXだけ軸方向変位した場合も、この軸方向変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９のうち、少なくとも一方によるスライド作用により吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の軸方向変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。
【００５３】
このように、変位吸収機構Ｂの変位中心点Ｆ（ハブベアリング７１の２列のボール中心位置）を、傾斜中心点Ｄ，Ｅの間の位置に配置する構成とすることで、ホイールハブ軸７０が平行変位・傾き変位・軸方向変位の何れの変位を生じても、これらの変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９が確実に吸収し得る。すなわち、ホイールハブ軸７０の変位が駆動出力軸１０に及んでこれを対応方向へ変位させるようなことがない。
【００５４】
したがって、車両用インホールモータユニットは、ホイールハブ軸７０の変位が、駆動出力軸１０からギヤトレインGT及びモータジェネレータMGに伝達されるのを、変位吸収機構Ｂによって防止することができる。この結果、上記（１）〜（４）の何れの問題をも生じさせることがない。
【００５５】
［比較例のギヤカップリング軸の軸合わせ構成］
図８は、比較例の変位吸収機構における外歯部及び内歯部の基準断面歯形を示す要部断面図である。以下、図８に基づき、比較例のギヤカップリング軸の軸合わせ構成について説明する。
【００５６】
比較例の変位吸収機構では、駆動出力軸１０に対してギヤカップリング軸１０１の中心軸合わせを行うには、ギヤカップリング軸１０１の第１外歯部１０２の各外歯１０２ａの歯先面１０２ｃと、第１内歯部１０６の各内歯１０６ａの歯底面１０６ｂの間の寸法合わせによって行う。
つまり、ギヤカップリング軸１０１の駆動出力軸１０に対する中心軸合わせは、変位吸収機構の大径部で行う構造（いわゆる大径合わせ）となっている。このため、第１外歯部１０２の歯先面１０２ｃと第１内歯部１６の歯底面１０６ｂとの間の寸法管理（寸法精度）が、第１外歯部１０２の歯底面１０２ｂと第１内歯部１０６の歯先面１０６ｃとの寸法管理（寸法精度）よりも厳しくなっている。
【００５７】
そして、このような比較例の変位吸収機構では、ギヤカップリング軸１０１の外周面に第１外歯部１０２を形成するホブ加工時、又は、歯研磨加工時に、第１外歯部１０２の歯先面１０２ｃを高精度に仕上げる。これにより、この第１外歯部１０２の歯先面１０２ｃの精度保証を行う。
【００５８】
また、第１内歯部１０６の歯底面１０６ｂの精度保証については、少量生産であれば、超硬カッターを用いた歯切り加工時に行う。しかしながら、大量生産を行う場合であれば、まず、第１内歯部１０６の各内歯１０６ａをブローチ加工によって形成する。次に、形成された各内歯１０６ａに対して浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化処理を施す。その後、焼き入れ後の高硬度を有する部品を高精度で仕上げるハードブローチ加工によって歯底面１０６ａの表面仕上げを行う。そして、このハードブローチ加工によって、第１内歯部１０６の歯底面１０６ｂの精度保証を行う。
【００５９】
なお、図示しないが、ホイールハブ軸７０に対してギヤカップリング軸１０１の中心軸合わせを行う場合では、ギヤカップリング軸１０１の第２外歯部の各外歯の歯先面と、第２内歯部の各内歯の歯底面の間の寸法合わせによって行う。
つまり、ギヤカップリング軸１０１のホイールハブ軸７０に対する中心軸合わせは、変位吸収機構の大径部で行う構造（いわゆる大径合わせ）となっている。詳細な構成については、図８に示す構造と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００６０】
このように、この比較例の変位吸収機構では、駆動出力軸１０やホイールハブ軸７０に対し、ギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、変位吸収機構の大径部で行う構造である。このため、第１内歯部１０６の歯底面１０６ｂの精度保証は、各内歯１０６ａを形成するブローチ加工とは別に行うハードブローチ加工によって行われる。
すなわち、各内歯１０６ａを形成するブローチ加工に対し、精度保証するためのハードブローチ加工を分ける必要があり、第１内歯部１０６を製造するタクトタイム（生産スピード）の増加、切削工具の寿命低下、さらにこれらに伴う生産コストの増加等の問題が生じていた。
【００６１】
［実施例１のギヤカップリング軸の軸合わせ作用］
実施例１の変位吸収機構Ｂでは、駆動出力軸１０に対するギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、第１外歯部５２の歯底面５２ｂと、第１内歯部５６の歯先面５６ｃの間の寸法合わせによって行う。また、ホイールハブ軸７０に対するギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、第２外歯部５４の歯底面と第２内歯部５７の歯先面の間の寸法合わせによって行う。
【００６２】
これにより、第１内歯部５６の歯底面５６ｂの精度保証が緩和され、この歯底面５６ｂに対する仕上げ工程が不要となる。つまり、比較例の変位吸収機構のように、大径合わせ（外歯１０２ａの歯先面１０２ｃと内歯１０６ａの歯底面１０６ｂ）では、内歯１０６ａの歯底面１０６ｂを高精度に仕上げるため、表面硬化処理後に行うハードブローチ加工が必要となっている。しかし、実施例１の変位吸収機構Ｂでは、この内歯５６ａの歯底面５６ｂを高精度に仕上げる必要がないため、このハードブローチ加工が不要になる。
【００６３】
この結果、第１内歯部５６を製造するタクトタイム（生産スピード）の低減、切削工具であるブローチの寿命向上、さらにこれらに伴う生産コストの低下を図ることができ、低コスト化を図って大量生産に対応することができる。
【００６４】
なお、実施例１の変位吸収機構Ｂでは、第１外歯部５２の各外歯５２ａの歯底面５２ｂに精度保証が必要であるが、この歯底面５２ｂは、ホブ切り・表面処理工程における歯研磨加工にて高精度に加工することができる。ここで、この歯研磨加工は、比較例の変位吸収機構であっても必要な工程であるため、新たに加工工程が増大することはなく、タクトタイムやコストの増大が生じることはない。
【００６５】
また、実施例１の変位吸収機構Ｂでは、第１内歯部５６の各内歯５６ａの歯先面５６ｃに精度保証が必要であるが、この歯先面５６ｃは、ブローチ加工・表面処理工程におけるブローチ加工と、この後行うホーニング加工工程での研磨によって高精度に加工することができる。ここで、ホーニング加工工程での研磨は、比較例の変位吸収機構におけるハードブローチ加工と比べると、タクトタイムが短く、低コストでの加工が可能である。そのため、タクトタイムの低減等を図ることができる。
【００６６】
さらに、実施例１の変位吸収機構では、第１外歯部５２が、外歯５２ａの歯底面５２ｂ及び歯先面５２ｃをそれぞれ球面形状とする変位吸収構造を有しているが、この歯底面５２ｂのうち第１内歯部５６に向かって最も突出した位置において寸法合わせを行っている。そのため、寸法合わせ位置の歯底面５２ａが第１内歯部５６に対して平行に対向することとなる。これにより、変位吸収構造を確保しながらも、ギヤカップリング軸５０の中心軸合わせの精度を容易に確保することができる。
【００６７】
次に、効果を説明する。
実施例１の変位吸収機構にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。  
【００６８】
(1) 第１回転軸（駆動出力軸）１０に形成された第１内歯部５６と、
第２回転軸（ホイールハブ軸）７０に形成された第２内歯部５７と、
ギヤ連結軸部５１と、前記ギヤ連結軸部５１の一端側に設けられて前記第１内歯部５６に噛合うと共に変位吸収構造を有する第１外歯部５２と、前記ギヤ連結軸部５１の他端側に設けられて前記第２内歯部５７に噛合うと共に変位吸収構造を有する第２外歯部５４と、前記ギヤ連結軸部５１の一端側に設けられて前記第１回転軸１０に球面接触可能な第１端部５３と、前記ギヤ連結軸部５１の他端側に設けられて前記第２回転軸７０に球面接触可能な第２端部５５と、を有するギヤカップリング軸５０と、を備え、
前記第１回転軸１０と前記第２回転軸７０を連結し、該第１，第２回転軸１０,７０に対して変位を吸収しつつ駆動伝達する変位吸収機構Ｂにおいて、
前記第１回転軸１０に対する前記ギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、前記第１外歯部５２の歯底面５２ｂと前記第１内歯部５６の歯先面５６ｃの間の寸法合わせによって行い、前記第２回転軸７０に対する前記ギヤカップリング軸５０の中心軸合わせを、前記第２外歯部５４の歯底面と前記第２内歯部５７の歯先面の間の寸法合わせによって行う構成とした。
これにより、一対の回転軸の平行変位を吸収可能であって、タクトタイム（生産スピード）の短縮や切削工具寿命の延長等を図ることで、生産コストの低コスト化を図ることができる。
【００６９】
(2) 前記第１外歯部５２及び前記第２外歯部５４を、円筒の外周にねじ状に多くの切り刃を取り付けた切削工具（ホブカッター）を回転することで加工するホブ加工と、歯底面５２ｂを研磨する歯研磨加工と、によって形成し、
前記第１内歯部５６及び前記第２内歯部５７を、鋸状に刃が配置された長尺の切削工具（ブローチ）を引き抜くことで加工するブローチ加工と、歯先面５６ｃを研磨するホーニング加工と、によって形成する構成とした。
これにより、生産コストの増大を抑制しつつ、第1外歯部５２及び第２外歯部５４の各歯底面、第１内歯部５６及び第２内歯部５７の各歯先面の精度保証を行うことができる。
【００７０】
(3) 前記変位吸収構造は、前記第１内歯部５６及び前記第２内歯部５７の歯先面と歯底面を軸方向に直線で延びる円筒形状とした構成と、前記第１外歯部５２の歯先面５２ｃと歯底面５２ｂを球面形状にすると共に、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とした構成と、前記第２外歯部５４の歯先面と歯底面を球面形状にすると共に、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とした構成と、からなる構成とした。
これにより、一対の回転軸（駆動出力軸１０,ホイールハブ軸７０）の変位を吸収することができる。
【００７１】
(4) 前記第１回転軸を、駆動輪に設定される駆動ユニット本体Ａからの駆動出力軸１０とし、
前記第２回転軸を、前記駆動ユニット本体Ａに対しハブベアリング７１により支持されたホイールハブ軸７０とし、
前記駆動出力軸１０と前記ホイールハブ軸７０を有するインホールモータユニットに適用する構成とした。
これにより、インホイールモータユニットにおいて、駆動出力軸１０とホイールハブ軸７０の平行変位を吸収可能であって、タクトタイム（生産スピード）の短縮や切削工具寿命の延長等を図ることで、生産コストの低コスト化を図ることができる。
【００７２】
以上、本発明の変位吸収機構を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７３】
上記実施例１では、外歯５２ａの歯底面５２ｂと内歯５６の歯先面５６ｃとの間の寸法Ｌ１を、ゼロに設定する例を示した。しかしながら、例えば、カップリング軸５０とともにカップリング空間に封入される潤滑グリースの粘度に応じて、この潤滑グリースが通過可能な隙間寸法に設定してもよい。これにより、潤滑グリースの粘度が高くても、ギヤカップリング軸５０の組付性を向上すると共に、グリスシールの圧力負担を抑制してシール変形を防止することができる。
【００７４】
また、上記各実施例では、ギヤ連結軸部５１に対し、第１外歯部５２、第１端部５３、第２外歯部５４、第２端部５５を、それぞれ一体に形成した例を示した。しかしながら、ギヤ連結軸部５１に対して第１外歯部５２等を別体部品としてもよい。
【００７５】
さらに、実施例１では、本発明の変位吸収機構を、駆動輪に設定されるインホールモータユニットに適用する例を示した。しかし、本発明の変位吸収機構は、相対変位する一対の回転軸間であれば適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ  駆動ユニット
Ｂ  変位吸収機構
１０  駆動出力軸（第１回転軸）
５０  ギヤカップリング軸
５１  ギヤ連結軸部
５２  第１外歯部
５２ａ  外歯
５２ｂ  歯底面
５２ｃ  歯先面
５３  第１端部
５４  第２外歯部
５５  第２端部
５６  第１内歯部
５６ａ  内歯
５６ｂ  歯底面
５６ｃ  歯先面
５７  第２内歯部
７０  ホイールハブ軸（第２回転軸）
７１  ハブベアリング
【図１】
2014206189.tif 000003
【図２】
2014206189.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014206189.tif 000006
【図５】
2014206189.tif 000007
【図６】
2014206189.tif 000008
【図７】
2014206189.tif 000009
【図８】
2014206189.tif 000010