(57)【要約】【課題】一対の回転軸の平行変位を吸収可能であって、素材費や加工費といった生産コストの低減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７０に形成された第２内歯部５７と、ギヤ連結軸部５１と、ギヤ連結軸部５１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５１の他端側に設けられて第２内歯部５７に噛合う第２外歯部５４と、ギヤ連結軸部５１の一端側に設けられて第１回転軸１０に球面接触可能な第１端部５３と、ギヤ連結軸部５１の他端側に設けられて第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、を備えた変位吸収機構Ｂにおいて、前記ギヤカップリング軸５０は、第１外歯部５２又は第２外歯部５４の少なくともいずれか一方を、ギヤ連結軸部５１に対して別体部品とする構成とした。【選択図】図４
2014206190.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、
前記ギヤカップリング軸は、前記第１外歯部又は前記第２外歯部の少なくともいずれか一方を、前記ギヤ連結部に対して別体部品とする
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、
前記ギヤカップリング軸は、前記第１端部及び前記第２端部を、前記ギヤ連結部に対して別体部品すると共に、
前記ギヤ連結部を、中空パイプで構成する
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、
前記ギヤカップリング軸は、前記第１端部又は前記第２端部の少なくとも一方を、前記ギヤ連結部に対して別体部品すると共に、
前記第１端部の外形寸法を、前記第１外歯部の内径寸法よりも大きい寸法に設定し、前記第２端部の外形寸法を、前記第２外歯部の内径寸法よりも大きい寸法に設定する
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。
しかも、このような変位吸収機構を製造する場合には、素材費等の生産コストをできるだけ低減しつつ、製品としての精度向上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、生産コストの低減しつつ製品精度の向上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。さらに、このギヤカップリング軸は、前記第１外歯部又は前記第２外歯部の少なくともいずれか一方を、前記ギヤ連結部に対して別体部品とする
【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、ギヤカップリング軸の第１外歯部又は第２外歯部の少なくとも一方を、ギヤ連結軸部に対して別体部品としたため、ギヤ連結軸部の製造工程において径方向寸法を必要以上に大きく確保しておく必要がなくなる。これにより、材料歩留まりを向上して素材費の抑制を図ることができる。さらに、別体部品とした第１外歯部又は第２外歯部は、ギヤ連結軸部の加工工程とは別に製造することができるため、歯切り加工時の支持剛性を高めて、製品精度の向上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、素材費といった生産コストを低減しつつ製品精度の向上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のギヤカップリング軸を示す断面図である。
【図５】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６】比較例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７】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)は外歯部取付工程を示し、(d)は端部取付工程を示す。
【図８】実施例１のギヤカップリング軸の他の例を示す断面図である。
【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詳細構成］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、設けて構成される。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、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。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、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、内歯の頂面と谷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、外歯の頂面と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詳細構成］
図４は、変位吸収機構のギヤカップリング軸を示す断面図である。以下、図４に基づきギヤカップリング軸の詳細構成を説明する。
【００３２】
前記ギヤカップリング軸５０は、ギヤ連結軸部５１に対し、第１外歯部５２及び第２外歯部５４と、第１端部５３及び第２端部５５とを、それぞれ別体部品としている。
【００３３】
すなわち、前記ギヤ連結軸部５１は、両端が開放した中空鋼管から構成されている。このギヤ連結軸部５１の一端側の外周面には、外形寸法が中間部よりも小さくされた第１嵌着面５１ａが形成されている。また、このギヤ連結軸部５１の他端側の外周面には、外形寸法が中間部よりも小さくされた第２嵌着面５１ｂが形成されている。さらに、ギヤ連結軸部５１の両端に開放した開口端には、それぞれテーパ面５１ｃ,５１ｃが形成されている。
【００３４】
前記第１外歯部５２は、両端が開放した金属製の円環部材によって構成された歯部本体５２ａと、歯部本体５２ａの外周面に歯切り加工によって形成された歯部５２ｂと、歯部本体５２ａの内周面に形成された嵌合面５２ｃと、を有している。ここで、嵌合面５２ｃの径Ｒ１は、ギヤ連結軸部５１の第１嵌着面５１ａの径Ｒ２よりも僅かに大きい寸法に設定されており、この第１嵌着面５１ａに圧入による嵌合が可能となっている。また、歯部本体５２ａの軸方向寸法は、第１嵌着面５１ａの軸方向寸法と同じ長さに設定されており、ギヤ連結軸部５１と第１外歯部５２の端面は面一になっている。
【００３５】
前記第２外歯部５４は、両端が開放した金属製の円環部材によって構成された歯部本体５４ａと、歯部本体５４ａの外周面に歯切り加工によって形成された歯部５４ｂと、歯部本体５４ａの内周面に形成された嵌合面５４ｃと、を有している。ここで、嵌合面５４ｃの径Ｒ３は、ギヤ連結軸部５１の第２嵌着面５１ｂの径Ｒ４よりも僅かに大きい寸法に設定されており、この第２嵌着面５１ｂに圧入による嵌合が可能となっている。また、歯部本体５４ａの軸方向寸法は、第２嵌着面５１ｂの軸方向寸法と同じ長さに設定されており、ギヤ連結軸部５１と第２外歯部５４の端面は面一になっている。
【００３６】
前記第１端部５３は、固定軸部５３ａと、固定軸部５３ａの一端部に形成された頭部５３ｂと、を有している。前記固定軸部５３ａは、ギヤ連結軸部５１の一方の開口端に圧入して嵌着され、第１端部５３をギヤ連結軸部５１に対して固定する。前記頭部５３ｂは、上面が球面形状をなすと共に、ギヤ連結軸部５１の内径寸法Ｒ５及び第１外歯部５２の嵌合面５２ｃの径Ｒ１よりも大きい外形寸法Ｒ６を有している。すなわち、第１端部５３の頭部５３ｂの外形寸法Ｒ６は、第１外歯部５２の内径寸法Ｒ１よりも大きい寸法に設定されている。これにより、頭部５３ｂは、第１外歯部５２の歯部本体５２ａに干渉することとなる。
【００３７】
前記第２端部５５は、固定軸部５５ａと、固定軸部５５ａの一端部に形成された頭部５３ｂと、を有している。前記固定軸部５５ａは、ギヤ連結軸部５１の他方の開口端に圧入して嵌着され、第２端部５５をギヤ連結軸部５１に対して固定する。前記頭部５５ｂは、上面が球面形状をなすと共に、ギヤ連結軸部５１の内径寸法Ｒ５及び第２外歯部５４の嵌合面５４ｃの径Ｒ３よりも大きい外形寸法Ｒ７を有している。すなわち、第２端部５５の頭部５５ｂの外形寸法Ｒ６は、第２外歯部５４の内径寸法Ｒ３よりも大きい寸法に設定されている。これにより、頭部５５ｂは、第２外歯部５４の歯部本体５４ａに干渉することとなる。
【００３８】
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製造作用］、［実施例１のギヤカップリング軸の製造作用］に分けて説明する。
【００３９】
［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。
【００４０】
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５に基づき、変位吸収機構Ｂでの変位吸収作用を説明する。
【００４１】
ホイールハブ軸７０が、図５(a)の非変位状態から図５(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。
【００４２】
また、ホイールハブ軸７０が、図５(a)の非変位状態から図５(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。
【００４３】
さらに、ホイールハブ軸７０が、図５(a)の非変位状態から図５(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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
［比較例のギヤカップリング軸の製造作用］
図６は、比較例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６に基づいて比較例のギヤカップリング軸１００の製造作用について説明する。なお、「比較例のギヤカップリング軸」とは、ギヤ連結軸部に１０１対し、第１外歯部１０２、第１端部１０３、第２外歯部１０４、第２端部１０５をすべて一体成型したギヤカップリング軸である。
【００４７】
比較例のギヤカップリング軸１００では、まず、図６(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。ここで、丸棒素材Ｓ１の軸長寸法Ｌ１は、ギヤ連結軸部１０１の両側位置に第１,第２端部１０３,１０５を形成することができるように、ギヤ連結軸部１０１の製品軸長寸法Ｌ２よりも十分に長くなっている。また、丸棒素材Ｓ１の外形寸法φ１は、ギヤ連結軸部１０１の周面に第１,第２外歯部１０２,１０４を形成することができるように、第１,第２外歯部１０２,１０４の外形寸法φ２と同程度になっている。
【００４８】
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Ｓ１を切削加工し、ギヤカップリング軸１００の輪郭形状を形成する。つまり、ギヤ連結軸部１０１及び第１,第２外歯部１０２,１０４の外径を丸棒素材Ｓ１から削り出す。この時、丸棒素材Ｓ１の両端面には、加工基準センター部Ｏを形成する。
【００４９】
図６(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に対して、ホブ盤を用いて第１,第２外歯部１０２,１０４を歯切り加工する。そして、第１,第２外歯部１０２,１０４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１０１の軸仕上げを行い、最後に第１,第２外歯部１０２,１０４の歯車研削を行う。なお、これによりギヤ連結軸部１０１及び第１,第２外歯部１０２,１０４の加工は完了する。
【００５０】
図６(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１０１及び第１,第２外歯部１０２,１０４が加工された丸棒素材Ｓ１に対し、第１,第２外歯部１０２,１０４の両側から突出した部分を切り落とす。そして、ギヤ連結軸部１０１の両側位置を研削加工することで、第１,第２端部１０３,１０５を形成する。これにより、比較例のギヤカップリング軸１００は完成する。
【００５１】
このように、比較例のギヤカップリング軸１００では、丸棒素材Ｓ１の軸長寸法Ｌ１をギヤ連結軸部１０１の製品軸長寸法Ｌ２よりも十分に長くする必要があるが、歯車研削後に余計な部分を切り落としてしまう。そのため、材料歩留まりが悪く、素材費が高くなるという問題があった。さらに、端面仕上げ工程において、加工基準センター部Ｏを切り落とす手順が必要になってしまい、加工の手間がかかって加工費も高くなっていた。
【００５２】
しかも、ギヤ連結軸部１０１の両側位置に、端面仕上げ工程において第１端部１０３及び第２端部１０５を形成するため、丸棒素材Ｓ１として中実材を使用する必要があった。つまり、中空鋼管を利用することができず、素材費がさらに高くなると共に、重量が大きくなってしまうという問題が生じていた。
【００５３】
また、第１,第２外歯部１０２,１０４には、第１,第２端部１０３,１０５を切削加工によって形成する以前に、表面硬化処理が施されている。そのため、第１,第２外歯部１０２,１０４の両側位置に形成される第１,第２端部１０３,１０５には、焼き入れ等の熱処理を含む表面硬化処理を行うことが困難であった。しかも、第１,第２端部１０３,１０５に十分な表面硬化処理ができないと、この第１,第２端部１０３,１０５が摺動した際に早期に摩耗してしまう懸念があった。
【００５４】
さらに、この比較例のギヤカップリング軸１００では、第１,第２外歯部１０２,１０４の両側部を切り落とした際に、加工基準センター部Ｏがギヤカップリング軸１００から切り離されることとなる。そのため、ギヤカップリング軸１００の完成品状態では、寸法測定の基準がなくなってしまい、完成後の第１,第２外歯部１０２,１０４における諸元の寸法測定が困難になっていた。
【００５５】
［実施例１のギヤカップリング軸の製造作用］
図７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)は外歯部取付工程を示し、(d)は端部取付工程を示す。以下、図７に基づいて実施例１のギヤカップリング軸５０の製造作用について説明する。
【００５６】
実施例１のギヤカップリング軸５０では、まず、図７(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パイプ鋼材Ｓ２を所定の位置にセットする。ここで、パイプ鋼材Ｓ２の外形寸法φ３は、ギヤ連結軸部５１の両側位置に第１,第２外歯部５２,５４を形成する必要がないため、ギヤ連結軸部５１の製品外形寸法φ４と同程度になっている。さらに、このパイプ鋼材Ｓ２の軸長寸法Ｌ３は、ギヤ連結軸部５１の両側位置に第１,第２端部５３,５５を形成する必要がないため、ギヤ連結軸部５１の製品軸長寸法Ｌ４と同程度になっている。
【００５７】
図７(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パイプ鋼材Ｓ２を切削加工し、ギヤ連結軸部５１を形成する。つまり、パイプ鋼材Ｓ２の一端側の外周面を研削加工し、第１嵌着面５１ａを形成する。また、このパイプ鋼材Ｓ２の他端側の外周面を研削加工し、第２嵌着面５１ｂを形成する。さらに、両端に開放した開口端に、それぞれテーパ面５１ｃ,５１ｃを形成する。
【００５８】
図７(c)に示す外歯部取付工程では、ブランク加工工程において形成されたギヤ連結軸部５１に対し、別工程によって予め形成した第１,第２外歯部５２,５４を取り付ける。すなわち、第１嵌着面５１ａに歯部本体５２ａの嵌合面５２ｃを圧入嵌合し、第１外歯部５２をギヤ連結軸部５１に固定する。また、第２嵌着面５１ｂに歯部本体５４ａの嵌合面５４ｃを圧入嵌合し、第２外歯部５４に固定する。
ここで、第１,第２外歯部５２,５４には、別工程で製造する際に浸炭焼き入れ等の熱処理やショットピーニング等の表面硬化処理を行うと共に、歯車研削も行っておく。これにより、第１,第２外歯部５２,５４をギヤ連結軸部５１に取り付けることで、第１,第２外歯部５２,５４の加工は完了する。
【００５９】
図７(d)に示す端部取付工程では、外歯部取付工程において両側位置に第１,第２外歯部５２,５４が取り付けられたギヤ連結軸部５１に対し、別工程によって予め形成した第１,第２端部５３,５５を取り付ける。すなわち、ギヤ連結軸部５１の一方の開口端に第１端部５３の固定軸部５３ａを圧入嵌合し、第１端部５３をギヤ連結軸部５１に固定する。また、ギヤ連結軸部５１の他方の開口端に第２端部５５の固定軸部５５ａを圧入嵌合し、第２端部５５をギヤ連結軸部５１に固定する。
ここで、第１,第２端部５３,５５には、別工程で製造する際に浸炭焼き入れ等の熱処理やショットピーニング等の表面硬化処理を行っておく。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。
【００６０】
このように、実施例１のギヤカップリング軸５０では、ギヤ連結軸部５１の両側位置に第１,第２外歯部５２,５４を形成することがないので、パイプ鋼材Ｓ２の外形寸法φ３をギヤ連結軸部５１の製品外形寸法φ４と同程度にすることができる。また、ギヤ連結軸部５１の両側位置に第１,第２端部５３,５５を形成することがないので、パイプ鋼材Ｓ２の軸長寸法Ｌ３をギヤ連結軸部５１の製品軸長寸法Ｌ４と同程度にすることができる。そのため、比較例のギヤカップリング軸１００のようなギヤ連結軸部１０１の削り出し等を行うことがなく、材料に無駄がなくなる。これにより、材料歩留まりを向上し、素材費を抑制して生産コストの低減を図ることができる。
【００６１】
さらに、比較例のギヤカップリング軸１００の場合のように、端面仕上げ工程において、加工基準センター部Ｏを切り落とす手順がないので、加工費も抑制することができる。この結果、生産コストの更なる低減を図ることができる。
【００６２】
また、第１外歯部５２及び第２外歯部５４は、ギヤ連結軸部５１の加工工程とは別に製造している。そのため、比較例のギヤカップリング軸１００のように、ギヤ連結軸部１０１と一体に第１,第２外歯部１０２,１０４を形成する場合よりも、歯切り加工時の支持端間隔を短縮することができる。
つまり、比較例のギヤカップリング軸１００では、ホブ切りする際の支持端間隔は、丸棒素材Ｓ１の両端面に形成された加工基準センターＯの間の間隔となる。これに対し、実施例１では、第１外歯部５２又は第２外歯部５４をホブ切りする際の支持端間隔は、外歯部の軸方向長さとなる。
そのため、第１外歯部５２及び第２外歯部５４を比較的狭い間隔で支持することができ、歯切り加工時の支持剛性を高めて、歯切り加工時の振動や撓みを抑制することができる。この結果、製品精度の向上を図ることができる。
また、完成後の第１,第２外歯部５２,５４における諸元の寸法測定も容易に行うことができる。
【００６３】
さらに、実施例１では、第１,第２端部５３,５５を、第１,第２外歯部５２,５４とは別工程で製造するため、第１,第２端部５３,５５と、第１,第２外歯部５２,５４と、のそれぞれに表面硬化処理を施すことができる。これにより、第１,第２端部５３,５５が摺動した際の早期摩耗の懸念を払拭することができる。しかも、第１,第２端部５３,５５は、比較的小部品となるため、処理コストも低く抑えることができる。
【００６４】
さらに、実施例１では、第１端部５３の頭部５３ｂの外形寸法Ｒ６が、第１外歯部５２の内径寸法Ｒ１よりも大きい寸法に設定されたことで、頭部５３ｂが、第１外歯部５２の歯部本体５２ａに干渉する。これにより、第１端部５３によって、第１外歯部５２のギヤ連結軸部５１からの抜け止めを行うことができる。
また、第２端部５５の頭部５５ｂの外形寸法Ｒ６が第２外歯部５４の内径寸法Ｒ３よりも大きい寸法に設定されたことで、頭部５５ｂが、第２外歯部５４の歯部本体５４ａに干渉する。これにより、第２端部５５によって、第２外歯部５４のギヤ連結軸部５１からの抜け止めを行うことができる。
【００６５】
そして、実施例１では、ギヤ連結軸部６１を中空の金属鋼管によって構成しているので、中実の丸棒素材を利用する場合よりも素材費を抑制すると共に、重量の軽量化を図ることができる。
【００６６】
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。  
【００６７】
(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、
前記ギヤカップリング軸５０は、前記第１外歯部５２又は前記第２外歯部５４の少なくともいずれか一方を、前記ギヤ連結軸部５１に対して別体部品とする構成とした。
これにより、一対の回転軸１０,７０の平行変位を吸収可能であって、素材費といった生産コストを低減しつつ製品精度の向上を図ることができる。
【００６８】
(2) 前記ギヤカップリング軸５０は、前記第１端部５３及び前記第２端部５５を、前記ギヤ連結部５１に対して別体部品すると共に、
前記ギヤ連結部５１を、中空パイプで構成する構成とした。
これにより、ギヤカップリング軸５０の軽量化、コスト低減を図ることができる。
【００６９】
(3) 前記ギヤカップリング軸５０は、前記第１端部５３又は前記第２端部５５の少なくとも一方を、前記ギヤ連結部５１に対して別体部品すると共に、
前記第１端部５３の外形寸法Ｒ６を前記第１外歯部５２の内径寸法Ｒ１よりも大きい寸法に設定し、前記第２端部５５の外形寸法Ｒ７を前記第２外歯部５４の内径寸法Ｒ２よりも大きい寸法に設定する構成とした。
これにより、第１端部５３により第１外歯部５２の抜け止めを行うことができ、第２端部５５により第２外歯部５４の抜け止めを行うことができる。
【００７０】
(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、素材費や加工費といった生産コストの低減を図ることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
上記実施例１では、第１外歯部５２及び第２外歯部５４の取付構造を、圧入による嵌合固定とする例を示した。しかし、ギヤ連結軸部に対して別体部品とした第１,第２外歯部の取付構造は、これらに限られるものではなく、例えばレーザ溶接や摩擦溶接等の溶接によって取り付けてもよいし、焼き嵌めやスプライン嵌合による嵌合固定であってもよい。また、嵌合固定した場合には、嵌合爪やスナップリング等を用いた抜け止め構造を有してもよい。
【００７３】
また、実施例１では、ギヤ連結軸部５１に対して第１外歯部５２及び第２外歯部５４のいずれも別体部品とする例を示した。しかしながら、これに限らず、第１外歯部５２又は第２外歯部５４の少なくともいずれか一方を別体部品とすればよい。
この場合であっても、別体部品とした外歯部が取り付けられる方のギヤ連結軸部径を必要以上に大きく確保する必要がなくなり、素材費の抑制を図ることができる。
【００７４】
さらに、実施例１では、ギヤカップリング軸５０を中空鋼管によって構成すると共に、第１,第２端部５３,５５をギヤ連結軸部５１に対して別体部品とする例を示した。しかしながら、第１外歯部５２又は第２外歯部５４のいずれか一方がギヤ連結軸部５１に対して別体部品であればよいので、例えば、図８に示すギヤカップリング軸５０Ａのように、ギヤ連結軸部５１を中実丸棒部材によって構成すると共に、このギヤ連結軸部５１と、第１端部５３と、第２端部５５を一体に形成してもよい。さらに、第１端部５３又は第２端部５５のいずれか一方のみを別体部品とし、他方をギヤ連結軸部５１と一体に形成してもよい。
【００７５】
そして、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
Ｃ  ホイール構造
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
５３  第１端部
５４  第２外歯部
５５  第２端部
５６  第１内歯部
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014206190.tif 000009
【図８】
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