(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転する駆動源出力軸と、
前記駆動源出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転する車軸と、
周方向に並ぶ複数のプラネタリギヤと、該複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、を有し、前記プラネタリキャリアを介して前記駆動源出力軸からの回転を前記車軸に伝達する遊星歯車式変速機と、
前記プラネタリキャリアと前記車軸との間に設けられた隙間と、
前記複数のプラネタリギヤの間に配置され、前記プラネタリキャリアと前記車軸を連結する軸連結部材と、
を備え、
前記軸連結部材は、径方向及び軸方向のいずれの方向にもフレキシブルに変形すると共に、元の形状に戻ることが可能な軸ずれ吸収構造を有する
ことを特徴とする車軸連結構造。
【請求項２】
請求項１に記載された車軸連結構造において、
前記軸連結部材は、弾性変形可能な弾性部材により形成されたラバーカップリングであることを特徴とする車軸連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源により回転する駆動源出力軸が接続した遊星歯車式変速機と、車輪と一体に回転する車軸とを連結する車軸連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪と一体に回転する車軸を、車体に揺動可能に支持されたケースに対し、ハブベアリングを介して回転自在に支持する際、このハブベアリングと車軸の間に、ハブベアリングのブレや傾きを吸収する軸ずれ吸収構造を有する軸連結部材を設けた車軸連結構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この軸連結部材は、いわゆる等速ジョイントであり、車軸の周囲に配置された複数のボールと、このボールを環状に取り囲むと共にハブベアリングによって支持されるホイールハブと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-188153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、従来の車軸連結構造では、ハブベアリングと車軸の間、つまり、ハブベアリングの内側に軸連結部材を配置している。そのため、ハブベアリングが径方向に大型化してしまい、その結果、車軸連結構造全体の径方向寸法が拡大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、径方向寸法の大型化を抑制することができる車軸連結構造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、本発明の車軸連結構造では、駆動源出力軸と、車軸と、遊星歯車式変速機と、軸連結部材と、を備えている。
前記駆動源出力軸は、駆動源により回転する回転軸である。
前記車軸は、前記駆動源出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転する回転軸である。
前記遊星歯車式変速機は、周方向に並ぶ複数のプラネタリギヤと、該複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、を有し、前記プラネタリキャリアを介して前記駆動源出力軸からの回転を前記車軸に伝達する。
前記軸連結部材は、前記複数のプラネタリギヤの間に配置され、前記プラネタリキャリアと前記車軸を連結すると共に軸ずれ吸収構造を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車軸連結構造にあっては、プラネタリキャリアと車軸を連結すると共に軸ずれ吸収構造を有する軸連結部材が、周方向に並ぶ複数のプラネタリギヤの間に配置されている。
すなわち、軸連結部材は、複数のプラネタリギヤと周方向に沿って交互に配置される。そのため、この軸連結部材は、複数のプラネタリギヤによって囲まれる領域の内側に入り込む配置となる。これにより、軸連結部材を設けることによる径方向寸法の拡大が不要となり、車軸連結構造全体の径方向寸法の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の車軸連結構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。
【図２】図１に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
【図３】実施例１の車軸連結構造において、段付きピニオンとラバーカップリングとの配置関係を模式的に示す要部説明図である。
【図４】軸連結部材の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車軸連結構造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。
【実施例１】
【００１０】
まず、実施例１の車軸連結構造における構成を、「車軸連結構造の適用例の構成」、「キャリアの構成」、「ハブ軸の構成」、「ラバーカップリングの構成」に分けて説明する。
【００１１】
[車軸連結構造の適用例の説明]
図１は、実施例１の車軸連結構造が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図２は、図１に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。図３は、実施例１の車軸連結構造において、段付きピニオンとラバーカップリングとの配置関係を模式的に示す要部説明図である。
【００１２】
図１に示すインホイールモータユニットMUは、車輪５０を駆動・制動する電動モータ２０を、この車輪５０を支持するホイール５１の内側に配置したものであり、モータケース１０と、電動モータ２０と、減速機３０と、ラバーカップリング（軸連結部材）４０と、を有している。
【００１３】
前記モータケース１０は、ケース本体１１と、カバー１２と、を備え、ケース本体１１の図１の左側面にカバー１２を合体させて構成する。このモータケース１０内には、駆動源となる電動モータ２０と、この電動モータ２０の回転を減速して出力する減速機３０とが同軸に配置収納される。また、このモータケース１０は、図示しないサスペンション機構を介して、サイドメンバ等の車体に対して揺動可能に保持されている。
【００１４】
前記電動モータ２０は、カバー１２の内側に位置し、環状のステータ２１と、このステータ２１内に同心に配置したロータ２２と、を有している。
【００１５】
前記ステータ２１は、コイル２１ａを巻線して具え、カバー１２の内周に、外周面を焼き嵌めする等の方法で固定される。
【００１６】
前記ロータ２２は、ロータ回転軸（駆動源出力軸）２２ａと、フランジ部２２ｂと、積層鋼板２２ｃと、不図示の永久磁石と、を有している。
前記ロータ回転軸２２ａは、カバー１２に形成した開口１２ａの内側に嵌着された第１ロータ軸受２３Ａに一端が回転自在に支持され、減速機３０の後述するキャリア３４の内側に嵌着された第２ロータ軸受２３Ｂに他端が回転自在に支持される。そして、このロータ回転軸２２ａから径方向に突出したフランジ部２２ｂの外周に積層鋼板２２ｃが固設され、この積層鋼板２２ｃの外周に図示しない永久磁石が埋設される。また、このロータ回転軸２２ａの内部には、このロータ回転軸２２ａを軸方向に貫通し、図示しないオイルポンプから供給される冷却・潤滑用のオイルが流れるロータ油路２２ｄが形成されている。
なお、このロータ２２は、積層鋼板２２ｃの外周に埋設した永久磁石がステータ２１の内周面と正対する軸線方向位置に配置され、この位置を保ってロータ回転軸２２ａが支持される。
【００１７】
前記減速機３０は、図２に示すように、ロータ回転軸２２ａ上に形成したサンギヤ３１と、ケース本体１１内に突起爪等で多少の揺動のみ可能に固定したリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する大径ピニオン部分３３ａ及びリングギヤ３２に噛合する小径ピニオン部分３３ｂの一体成形になる３個（ここでは１個のみ図示）の段付きピニオン（プラネタリギヤ）３３と、これら３個の段付きピニオン３３を円周方向等間隔に配置して回転自在に支持するキャリア（プラネタリキャリア）３４と、を有する遊星歯車組で構成した遊星歯車式変速機である。
【００１８】
そして、減速機３０の出力メンバであるキャリア３４には、ラバーカップリング４０を介して、ホイール５１の中心に固定されたハブ軸（車軸）５２が揺動可能に連結されている。
【００１９】
[キャリアの構成]
前記キャリア３４は、キャリア本体３４ａと、一対のキャリアプレート３４ｂ,３４ｃと、３本のピニオンシャフト３４ｄと、を有している。
【００２０】
前記キャリア本体３４ａは、ロータ回転軸２２ａと同軸上に配置された両端が開放した中空軸であり、電動モータ２０側の内周面には、第２ロータ軸受２３Ｂが嵌着されている。
【００２１】
前記一方のキャリアプレート３４ｂは、キャリア本体３４ａの車輪５０側の端部周面から径方向に直接張り出した円盤状プレートである。
この一方のキャリアプレート３４ｂには、ピニオンシャフト３４ｄが挿入される複数の軸支持孔３４ｅと、ラバーカップリング４０が挿入される複数の貫通孔３４ｆと、が周方向に交互に並んで形成されている（図３参照）。ここで、貫通孔３４ｆは、内周面にラバーカップリング４０の回り止めのためのセレーション溝が形成されている。
また、この一方のキャリアプレート３４ｂの内部には、一端がキャリア本体３４ａの内側に開放し、他端が軸支持孔３４ｅの内側に開放するキャリア油路３４ｇが形成されている。このキャリア油路３４ｇは、キャリア本体３４ａの内側を介して、ロータ回転軸２２ａの内部に設けられたロータ油路２２ｄに連通し、ロータ油路２２ｄからの冷却・潤滑用のオイルが流れるオイル流路となる。さらに、この一方のキャリアプレート３４ｂの外周は、キャリア軸受３５を介してケース本体１１の内周面に回転自在に支持されている。
【００２２】
前記他方のキャリアプレート３４ｃは、ロータ回転軸２２ａを取り囲むリング状プレートであり、一方のキャリアプレート３４ｂに対して軸方向に並設されて互いに対向する。
この他方のキャリアプレート３４ｃは、キャリア本体３４ａの電動モータ２０側の端部周面から、さらに電動モータ２０側に延出した脚部３４ｈによって保持されている。また、この他方のキャリアプレート３４ｃには、ピニオンシャフト３４ｄが挿入される複数の軸支持孔３４ｅが周方向に並んで形成されている。
【００２３】
前記ピニオンシャフト３４ｄは、一対のキャリアプレート３４ｂ,３４ｃのそれぞれに軸支持孔３４ｅ,３４ｅを貫通した金属製の軸である。このピニオンシャフト３４ｄは、他方のキャリアプレート３４ｃを径方向に貫通するピン３４ｉによって、一端がキャリアプレート３４ｃに固定されている。また、このピニオンシャフト３４ｄは、一対のキャリアプレート３４ｂ,３４ｃの間に位置する中央部分において、軸受３４ｊを介して段付きピニオン３３を回転自在に保持する。
【００２４】
[ハブ軸の構成]
前記ハブ軸５２は、一端がホイールナット５３によりホイール５１に固定されると共に、電動モータ２０側に突出した他端にフランジ５４を有している。このフランジ５４は、キャリア３４の一方のキャリアプレート３４ｂと軸方向に重なり合う大きさであり、ラバーカップリング４０が挿入される複数の貫通孔５４ａが形成されている。そして、このフランジ５４の外周には、ケース本体１１の内周面との間を閉塞するオイルシール５５が設けられている。
【００２５】
さらに、ハブ軸５２の外周には円筒状のホイールハブ５６が嵌着され、ボルト５７ａ及びナット５７ｂを介してホイール５１に固定されることで、ハブ軸５２と一体回転可能となっている。一方、ケース本体１１の車輪５０に面した開口１１ａには、軸方向に突出した円筒状のハブ軸受外方部材１３が固定されている。そして、このハブ軸受外方部材１３とホイールハブ５６と間に複数の球状の転動体５８が回転可能に挟持され、ハブベアリングを形成している。そして、ハブ軸５２は、このハブ軸受外方部材１３とホイールハブ５６と複数の転動体５８からなるハブベアリングにより、ケース本体１１に対して回転自在に保持される。
【００２６】
[軸連結部材の構成]
前記ラバーカップリング４０は、キャリア３４の貫通孔３４ｆとハブ軸５２の貫通孔５４ａに挿入されて、このキャリア３４とハブ軸５２を連結する軸連結部材であり、硬質ゴム等の弾性変形可能な弾性部材により形成された円柱形を呈している。
ここで、「弾性変形」とは、径方向及び軸方向いずれも方向にもフレキシブルに変形すると共に、元の形状に戻ることが可能な性質であり、この弾性変形可能なことでキャリア３４とハブ軸５２との軸ずれを吸収する軸ずれ吸収構造となっている。
【００２７】
ここで、キャリア３４の一方のキャリアプレート３４ｂに形成された貫通孔３４ｆは、ピニオンシャフト３４ｄが挿入される複数の軸支持孔３４ｅと周方向に交互に並んで形成されている。そのため、ラバーカップリング４０は、図３に示すように、複数の段付きピニオン３３の間に配置され、複数の段付きピニオン３３と周方向に交互に位置することとなる。
【００２８】
さらに、このラバーカップリング４０の貫通孔３４ｆに挿入される部分には、貫通孔３４ｆの内周面に形成したセレーション溝に噛合する溝が形成されている。また、このラバーカップリング４０は、図示しない抜抜け止め機構を介して、貫通孔３４ｆ及び貫通孔５４ａから抜けないように保持されている。
【００２９】
次に、実施例１の車軸連結構造の作用を「軸ずれ吸収作用」、「径寸法拡大抑制作用」に分けて説明する。
【００３０】
[軸ずれ吸収作用]
実施例１のインホイールモータユニットMUにおいて、ハブ軸５２を保持するハブ軸受外方部材１３とホイールハブ５６と複数の転動体５８からなるハブベアリングに過大な外力の入力や泥水等の浸入があり、このハブベアリグにがたつきが発生して、ハブ軸５２が傾いたり振れ回ったりする場合を考える。
【００３１】
このとき、ハブ軸５２は、ラバーカップリング４０を介してキャリア３４の一方のキャリアプレート３４ｂに連結されている。そのため、ハブ軸５２の傾き等により、ハブ軸５２の軸方向とキャリア３４との軸方向とがずれると、この軸ずれに伴ってラバーカップリング４０が弾性変形する。
【００３２】
これにより、ハブ軸５２が傾いたりしても、ラバーカップリング４０が弾性変形することでキャリア３４の軸方向位置は変動せず、キャリア３４にハブ軸５２の傾きやずれが伝達されることはない。つまり、このラバーカップリング４０の弾性変形で、ハブ軸５２の傾きやずれを吸収することができる。
【００３３】
[径寸法拡大抑制作用]
実施例１の車軸連結構造では、図３に示すように、ラバーカップリング４０が周方向に並ぶ段付きピニオン３３の間に配置され、複数のラバーカップリング４０と複数の段付きピニオン３３とが周方向に交互に位置している。そのため、このラバーカップリング４０は、複数の段付きピニオン３３によって囲まれる領域、すなわちリングギヤ３２の内側に入り込む配置となる。
【００３４】
このため、実施例１の車軸連結構造では、複数の段付きピニオン３３の間のスペースを有効利用でき、軸連結部材を設けることによる径方向寸法の拡大が不要となり、車軸連結構造全体の径方向寸法の大型化を抑制することができる。
【００３５】
なお、実施例１の車軸連結構造では、車軸連結部材として弾性変形可能な弾性部材により形成されたラバーカップリング４０を用いている。
そのため、等速ジョイントやギヤカップリング等の高価な部品を使用することなく、径方向寸法の大型化を抑制しつつ、軸ずれを吸収することができるため、製造コストの増大を抑制することができる。
【００３６】
次に、効果を説明する。
実施例１の車軸連結構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００３７】
(1) 駆動源（電動モータ）２０により回転する駆動源出力軸（ロータ回転軸）２２ａと、
前記駆動源出力軸２２ａと同軸に配置され、前記車輪５０と一体に回転する車軸（ハブ軸）５２と、
周方向に並ぶ複数のプラネタリギヤ（段付きピニオン）３３と、該複数のプラネタリギヤ３３を回転自在に支持するプラネタリキャリア（キャリア）３４と、を有し、前記プラネタリキャリア３４を介して前記駆動源出力軸２２ａからの回転を前記車軸５２に伝達する遊星歯車式変速機（減速機）３０と、
前記複数のプラネタリギヤ３３の間に配置され、前記プラネタリキャリア３４と前記車軸５２を連結すると共に軸ずれ吸収構造を有する軸連結部材（ギヤカップリング）４０と、
を備えた構成とした。
このため、車軸連結構造全体の径方向寸法の拡大を抑制することができる。
【００３８】
(2) 前記軸連結部材４０は、弾性変形可能な弾性部材により形成されたラバーカップリングである構成とした。
このため、高価な部品を使用しなくとも径方向寸法の大型化を抑制しつつ、軸ずれを吸収することができ、製造コストの増大を抑制することができる。
【００３９】
以上、本発明の車軸連結構造を実施例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。
【００４０】
上記実施例１では、軸連結部材として弾性変形可能な弾性部材により形成されたラバーカップリング４０を用いたがこれに限らない。
例えば、図４に示す軸連結部材１００であってもよい。この軸連結部材１００は、キャリア３４に固定されるキャリア側固定軸１０１と、ハブ軸５２のフランジ５４に固定されるハブ軸側固定軸１０２と、このキャリア側固定軸１０１とハブ軸側固定軸１０２とを連結する弾性連結部１０３と、を有している。ここで、キャリア側固定軸１０１及びハブ軸側固定軸１０２は、ともに金属等の硬質材料で形成されている。一方、弾性連結部１０３は、弾性変形可能な弾性部材により形成された円筒体である。
この場合では、弾性連結部１０３が変形することでキャリア３４とハブ軸５２との軸ずれを吸収する軸ずれ吸収構造となっている。
【００４１】
さらに、軸連結部材として、等速ジョイントやギヤカップリング、たわみ軸継ぎ手等を用いることも可能である。いずれの継ぎ手を用いる場合であっても、複数の段付きピニオン３３の間に配置することで、径方向寸法の大型化を抑制することができる。
【００４２】
そして、上記実施例１では、本発明の車軸連結構造をインホイールモータユニットMUに適用した例を示したが、これに限らない。駆動源により回転する駆動源出力軸と、この駆動源出力軸と同軸に配置され、車輪と一体に回転する車軸と、その間に配置された遊星歯車式変速機と、を有する車両であれば、エンジン自動車やハイブリッド自動車、１つの駆動用モータによって走行する電気自動車等の車両一般に適用することができる。つまり、駆動源としても電動モータ２０に限らない。
【００４３】
また、遊星歯車式変速機として、減速機３０としたがこれに限らず、例えば駆動源出力軸の回転を反転させて車軸に伝達するいわゆる前後進切替え装置の機能を有する遊星歯車式変速機や、複数の遊星歯車セットを有する遊星歯車式変速機であってもよい。
【００４４】
さらに、実施例１のプラネタリギヤとして、段付きピニオン３３としたが、サンギヤ３１に噛合する部分のプラネタリギヤ径と、リングギヤ３２に噛合する部分でのプラネタリギヤ径を同一の大きさにした通常のプラネタリギヤであってもよい。
【００４５】
この場合であっても、軸連結部材（実施例１ではラバーカップリング４０）を、複数のプラネタリギヤの間に配置することで、径方向寸法の大型化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  モータケース
１１  ケース本体
１２  カバー
１３  ハブ軸受外方部材
２０  電動モータ（駆動源）
２２ａ  ロータ回転軸（駆動源出力軸）
３０  減速機（遊星歯車式変速機）
３３  段付きピニオン（プラネタリギヤ）
３３ａ  大径ピニオン部分
３３ｂ  小径ピニオン部分
３４  キャリア（プラネタリキャリア）
３４ａ  キャリア本体
３４ｂ  一方のキャリアプレート
３４ｅ  軸支持孔
３４ｆ  貫通孔
４０  ラバーカップリング（軸連結部材）
５０  車輪
５１  ホイール
５２  ハブ軸（車軸）
５４  フランジ
５４ａ  貫通孔
【図１】
0005866951.tif 000002
【図２】
0005866951.tif 000003
【図３】
0005866951.tif 000004
【図４】
0005866951.tif 000005