(57)【要約】【課題】ピニオンシャフト３１に設けた径方向油穴５７からの給油が円滑に行われ、しかも複列の保持器５２の摩擦抵抗を減らすことができる保持器付き複列針状ころ軸受を提供する。【解決手段】ピニオンシャフト３１と遊星歯車２９との間に軸方向に複列に配置される針状ころ５１と、この複列の針状ころ５１を保持する保持器５２とを有し、ピニオンシャフト３１に、軸線に沿って軸方向油穴５６と、この軸方向油穴５６から径方向に延びる径方向油穴５７を設けた保持器付き複列針状ころ軸受において、各列の保持器５２を環状の中間連結部５３ｄによって連結し、この環状の中間連結部５３ｄとピニオンシャフト３１との間に環状の空間部５４を設け、この環状の空間部５４の位置に前記径方向油穴５７を開口させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンシャフトと遊星歯車との間に軸方向に複列に配置される針状ころと、この複列の針状ころを保持する保持器とを有し、ピニオンシャフトに、軸線に沿って軸方向油穴と、この軸方向油穴から径方向に延びる径方向油穴を設けた遊星歯車装置において、各列の保持器を環状の中間連結部によって連結し、この環状の中間連結部とピニオンシャフトとの間に環状の空間部を設け、この環状の空間部の位置に、前記径方向油穴を開口させたことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記中間連結部の内径が、針状ころのＰＣＤよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の保持器付き遊星歯車装置。
【請求項３】
前記中間連結部に、内径側と外径側を連通する連通穴を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の遊星歯車装置。
【請求項４】
前記中間連結部の外径面の両側に、周方向の油溝を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遊星歯車装置。
【請求項５】
前記中間連結部に設けた連通穴と、中間連結部の外径面の両側に設けた周方向の油溝とを接続する接続油溝を設けたことを特徴とする請求項３記載の遊星歯車装置。
【請求項６】
複列の針状ころを保持する保持器は、各列の針状ころ毎に一対の環状のフランジ部と一対のフランジ部を周方向に等間隔に連結する複数の柱部を有し、各列の一対のフランジ部のうち、中央側のフランジ部の外径よりも外側端部のフランジ部の外径を小さく設定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遊星歯車装置。
【請求項７】
電動モータと、前記電動モータの出力によって駆動される減速ユニット、前記減速ユニットの入力軸と同軸の出力部材によって回転されるハブユニット及び前記電動モータと前記減速ユニットを収納するハウジングからなるインホイールモータ駆動装置であって、前記減速ユニットが請求項１〜６のいずれかに記載の記載の遊星歯車装置を使用した遊星歯車減速機であることを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、インホイールモータ形式の電気自動車用駆動装置の減速ユニットを構成する遊星歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インホイールモータ形式の電気自動車用駆動装置として、電動モータと、そのモータ出力を入力とする減速ユニットと、その減速ユニットの減速出力によって回転されるハブユニットにより構成され、減速ユニットに遊星歯車機構を使用したものがある（特許文献１）。
【０００３】
遊星歯車形式の減速ユニットの一般的な構成は、入力軸にサンギヤが同軸状態に設けられ、その入力軸の周りにリングギヤが同軸状態に固定され、前記サンギヤとリングギヤの間に複数の遊星歯車を介在させ、各遊星歯車を支持するピニオンシャフトを共通のキャリヤに連結し、キャリヤを出力部材と一体化するというものである。
【０００４】
一般的な遊星歯車機構において遊星歯車を支持する転がり軸受としては、軸受内輪を兼ねるピニオンシャフトと軸受外輪を兼ねる遊星歯車の間に、針状ころを転動体として配置したものを使用することが多い。
【０００５】
近年の低燃費化の要請に伴う遊星歯車機構の小型化により、遊星歯車の回転速度が高速になり、遊星歯車機構の使用条件が厳しくなっている。総ころタイプの針状ころ軸受の場合、ころ同士のすべり接触による摩擦が大きく、潤滑条件が厳しいため、高速回転化には、保持器を使用する保持器付き針状ころ軸受が有利である。
【０００６】
許容回転数の増大や寿命の延長を図ることができる針状ころ軸受として、ピニオンシャフトと遊星歯車との間に軸方向に複列に配置した針状ころと、この複列の針状ころを保持する保持器とを有する保持器付き複列針状ころ軸受がある。
【０００７】
ところで、この保持器付き複列針状ころ軸受の潤滑性を改善するために、特許文献２、特許文献３には、図８および図９に示すように、ピニオンシャフト１に軸方向の油穴２と、この軸方向の油穴２から径方向に向かう油穴３を設け、針状ころ４に対して潤滑油の供給油量を増加させるようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２８８８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１６６７号公報
【特許文献３】特開２００７−１１６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図８に示す特許文献２の保持器付き複列針状ころ軸受は、軸方向の油穴２から径方向に向かう油穴３を、複列に配置した針状ころ４の直下に設けている。
【００１０】
しかしながら、針状ころ４の直下に油穴３を設けると、油穴３の真上を針状ころ４が通過する際に給油が遮られるため、針状ころ４への潤滑油の供給が不十分になるおそれがある。
【００１１】
また、図９に示す特許文献２の保持器付き複列針状ころ軸受は、隣り合う複列の保持器５を近接させ、左右の保持器５のフランジ部６が突き合う部分に径方向に向かう油穴３を設けている。
【００１２】
しかしながら、径方向に向かう油穴３が、左右の保持器５のフランジ部６が突き合う部分に設けられていると、保持器５のフランジ部６の内径端面と径方向に向かう油穴３との間に、給油に必要な十分な空間を設けることができないため、潤滑油の排出が保持器５のフランジ部６によって阻害される可能性がある。
【００１３】
また、隣り合う保持器５のフランジ部６が突き合って当接すると、保持器５間の摩擦抵抗が大きくなるという問題が生じる。
【００１４】
そこで、この発明は、ピニオンシャフトに設けた径方向の油穴からの給油が円滑に行われ、しかも複列の保持器間の摩擦抵抗を減らすことができる保持器付き複列針状ころ軸受を使用した遊星歯車装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の課題を解決するために、この発明は、ピニオンシャフトと遊星歯車との間に軸方向に複列に配置される針状ころと、この複列の針状ころを保持する保持器とを有し、ピニオンシャフトに、軸線に沿って軸方向油穴と、この軸方向油穴から径方向に延びる径方向油穴を設けた遊星歯車装置において、各列の保持器を環状の中間連結部によって連結し、この環状の中間連結部とピニオンシャフトとの間に環状の空間部を設け、この環状の空間部の位置に、前記径方向油穴を開口させたことを特徴とする。
【００１６】
前記中間連結部の内径は、針状ころのＰＣＤよりも大きくし、環状の中間連結部とピニオンシャフトとの間に、十分な大きさの環状の空間部を設けるようにすることが好ましい。
【００１７】
前記中間連結部には、内径側と外径側を連通する連通穴を設けることが好ましい。
【００１８】
また、前記中間連結部の外径面の両側には、周方向の油溝を設け、円周方向の潤滑油の流れを確保することが好ましい。
【００１９】
さらに、前記中間連結部に設けた連通穴と、中間連結部の外径面の両側に設けた周方向の油溝とを接続する接続油溝を設けることにより、潤滑油の流れをより確保することができる。
【００２０】
複列の針状ころを保持する保持器は、各列の針状ころ毎に一対の環状のフランジ部と一対のフランジ部を周方向に等間隔に連結する複数の柱部を有し、各列の一対のフランジ部のうち、中央側のフランジ部の外径よりも外側端部のフランジ部の外径を小さく設定することにより、遠心力で張り付いた潤滑油を速やかに外部に排出することが可能になる。
【００２１】
この発明の遊星歯車装置は、インホイールモータ駆動装置の減速ユニットとして使用することができ、インホイールモータ駆動装置は、電動モータと、電動モータの出力によって駆動される減速ユニット、減速ユニットの入力軸と同軸の出力部材によって回転されるハブユニット及び電動モータと減速ユニットを収納するハウジングからなる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、この発明によると、各列の保持器を環状の中間連結部によって連結し、この環状の中間連結部とピニオンシャフトとの間に環状の空間部を設け、この環状の空間部の位置に、前記径方向油穴を開口させることにより、径方向油穴からの潤滑油の供給が針状ころや保持器の中央側のフランジ部によって阻害されずに、潤滑油の流れを適切に確保することができる。
【００２３】
また、左右の保持器が環状の中間連結部によって連結されているので、左右の保持器が突き当たるということがないので、左右の保持器が分離した従来の保持器付き複列針状ころ軸受よりも保持器の摩擦抵抗を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の遊星歯車装置を減速ユニットに使用したインホイール車両駆動装置の断面図である。
【図２】同上の減速ユニットの一部拡大断面図である。
【図３】この発明の遊星歯車装置に使用する保持器付き複列針状ころ軸受の保持器の一例を示す斜視図である。
【図４】図３の保持器の部分拡大断面図である。
【図５】この発明の遊星歯車装置に使用する保持器付き複列針状ころ軸受の保持器の他の例を示す斜視図である。
【図６】図５の保持器の部分拡大断面図である。
【図７】この発明の遊星歯車装置に使用する保持器付き複列針状ころ軸受の保持器の他の例を示す斜視図である。
【図８】従来の保持器付き複列針状ころ軸受の断面図である。
【図９】従来の保持器付き複列針状ころ軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、この発明の実施形態にかかる遊星歯車装置を使用したインホールモータ車両駆動装置を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すインホイールモータ駆動装置は、電動モータ１１、その電動モータ１１の出力によって駆動される減速ユニット１２、減速ユニット１２の入力軸１３と同軸の出力部材１４によって回転されるハブユニット１５及び電動モータ１１と減速ユニット１２を収納するハウジング１６を主要な構成要素としている。
【００２８】
前記のハウジング１６は、円筒部１７とその前端（アウトボード側の端部、図１の左側の端部）に設けられた径方向の前端部１８を有する。前端部１８は中心部が開放穴が形成され、その開放穴にハブユニット１５の外方部材１９の後端部が嵌合され、外方部材１９のフランジがボルト２０により前端部１８に固定される。
【００２９】
前記ハウジング１６の前端部１８の内側に、前記開放穴と同芯状にこれより大径の隔壁基部２１を設けている。
【００３０】
電動モータ１１は、図示の場合、ラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータであり、ハウジング１６の円筒部１７の内径面に固定されたステータ２２と、そのステータ２２の内径面にラジアルギャップをおいて配置されたロータ２３とによって構成される。ロータ２３は、ロータ支持部材２４によって入力軸１３に嵌合固定されている。
【００３１】
ロータ支持部材２４は、ロータ２３の内径部に嵌合された支持部材円筒部２４ａと、支持部材円筒部２４ａの後端面から内径方向に屈曲された支持部材円板部２４ｂによって構成される。その支持部材円板部２４ｂの内径部にボス部２４ｃが設けられ、そのボス部２４ｃが入力軸１３に嵌合され、キー止め部２５により入力軸１３に固定されている。
【００３２】
減速ユニット１２は、遊星歯車形式のものであり、図１および図２に示すように、前記入力軸１３と出力部材１４、入力軸の外径面に設けられたサンギヤ２６、そのサンギヤ２６の外周において、前記隔壁基部２１の内径面に沿って配置され、固定部材２７によって取り付けられたリングギヤ２８、そのリングギヤ２８とサンギヤ２６の間に周方向に等間隔に設けられた遊星歯車２９とにより構成されている。遊星歯車２９は、保持器付き複列針状ころ軸受３０を介してピニオンシャフト３１によって支持されている。
【００３３】
出力部材１４は、そのアウトボード側端部に結合軸部１４ａを有する。結合軸部１４ａはハブユニット１５の内方部材３２にスプライン結合され、ナット３３によって固定されている。ここで、車両に組み付けた状態で車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼び、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼ぶ。
【００３４】
前記出力部材１４のインボード側には、軸方向にピニオンシャフト３１の幅より若干大きい間隔をおいて軸方向に対向する一対のフランジ１４ｃ、１４ｄが設けられている。これらのフランジ１４ｃ、１４ｄの相互を軸方向に連結するためのブリッジ１４ｅを周方向等配位置に設けている。フランジ１４ｃ、１４ｄは遊星歯車形式の減速ユニット１２におけるキャリヤとしての機能を有する。
【００３５】
ブリッジ１４ｅを周方向等配位置に設けることにより、出力部材１４の回転が円滑に行われ、ひいては、出力部材１４、入力軸１３を通じて電動モータ１１のロータ２３の回転精度を向上させることができる。
【００３６】
軸方向に対向した一対のフランジ１４ｃ、１４ｄ間には、遊星歯車２９が収容され、遊星歯車２９を支持するピニオンシャフト３１の両端が一対のフランジ１４ｃ、１４ｄに挿通固定されている。
【００３７】
各遊星歯車２９の両側面と各フランジ１４ｃ、１４ｄとの間に、遊星歯車２９の円滑な回転を確保するためにスラスト板３４、３５を介在させている。
【００３８】
前記の各フランジ１４ｃ、１４ｄの内径面と、それぞれの内径面に対向した入力軸１３の外径面との間において、入力軸１３を支持する一対の転がり軸受３６、３７をサンギヤ２６の両側に設けている。この構成を採ることにより各転がり軸受３６、３７が、共に同じ出力部材１４によって支持することができる。
【００３９】
減速ユニット１２は、径方向に見た場合、ハウジング１６の隔壁基部２１を挟んで電動モータ１１の内径側に収納された径方向の配置となっており、軸方向に配置する場合に比べ軸方向のコンパクト化が図られている。
【００４０】
ハウジング１６の隔壁基部２１は、径方向に配置された電動モータ１１と、減速ユニット１２の間に介在し、減速ユニット１２のリングギヤ２８を内径面に固定している。
【００４１】
電動モータ１１及び減速ユニット１２は、図１に示すように、入力軸１３の後端部（インボード側端部）を除き、ハウジング１６の円筒部１７の軸方向長さの範囲内に収まるので、その円筒部１７の後端部にシール部材３８を介してリヤカバー３９をボルト４４によって固定している。
【００４２】
ハブユニット１５は、図１に示すように、ハブフランジ４０が一体化された前記の内方部材３２と、その内方部材３２の外径面に嵌合された内輪４１と、フランジを有する外方部材１９と、その外方部材１９と内方部材３２の間に介在する複列の転動体４２とにより構成される。車輪４３はハブボルトによってハブフランジ４０に取り付けられる。
【００４３】
前記ハブユニット１５は、いわゆる第３世代と呼ばれる形式であるが、第１世代もしくは第２世代の形式のものを用いることができる。
【００４４】
前記ピニオンシャフト３１と遊星歯車２９の内径面との間には、保持器付き複列針状ころ軸受３０を配置している。
【００４５】
保持器付き複列針状ころ軸受３０は、図２に示すように、ピニオンシャフト３１と遊星歯車２９との間に軸方向に複列に配置される針状ころ５１と、この複列の針状ころ５１を保持する保持器５２とを有する。
【００４６】
図２に示す保持器付き複列針状ころ軸受３０は、遊星歯車２９の内径面が針状ころ５１の外側軌道面、ピニオンシャフト３１の外径面が針状ころ５１の内側軌道面になっている。
【００４７】
複列の針状ころ５１を保持する保持器５２は、図３および図４に示すように、各列の針状ころ５１毎に一対の環状のフランジ部５３ａ、５３ｂと一対のフランジ部５３ａ、５３ｂを周方向に等間隔に連結する複数の柱部５３ｃを有するＭ型保持器が軸方向に並び、この軸方向に並ぶ各列のＭ型保持器を環状の中間連結部５３ｄによって連結した構造であり、プレス加工によって一連に形成することができる。
【００４８】
環状の中間連結部５３ｄは、図２に示すように、その内径位置Ｄ3が針状ころ５１のＰＣＤよりも大きい位置にあり、中間連結部５３ｄとピニオンシャフト３１の外径面との間に大きな空間部５４を設けるようにしている。
【００４９】
保持器５２を形成する一対のフランジ部５３ａ、５３ｂは、外側端部のフランジ部５３ａの外径Ｄ1を、中央側のフランジ部５３ｂの外径Ｄ2よりも小さく設定している（図４および図６）。
【００５０】
外側端部のフランジ部５３ａの外径Ｄ1を、中央側のフランジ部５３ｂの外径Ｄ2よりも小さく設定するのは、外側端部のフランジ部５３ａの外周面と遊星歯車２９の内径面との間に隙間を形成するためである。外側端部のフランジ部５３ａの外周面と遊星歯車２９の内径面との間に隙間を形成すると、遠心力によって遊星歯車２９の内径面に張り付いた潤滑油が速やかに外部に排出するので、潤滑油の停滞による潤滑不良を改善することができる。
【００５１】
また、左右のＭ型保持器を繋ぐ環状の中間連結部５３ｄの外径面の両側には、周方向の油溝５５を設けている。
【００５２】
中間連結部５３ｄの外径面の両側に周方向の油溝５５を設けることにより、保持器５２の外径側に抜けた潤滑油を周方向の油溝５５に沿って周方向に流すことができるので、保持器５２の全周に潤滑油を流すことができる。
【００５３】
前記ピニオンシャフト３１には、図２に示すように、軸線に沿って軸方向油穴５６と、この軸方向油穴５６から径方向に延びる径方向油穴５７を設けている。
【００５４】
そして、この発明においては、径方向油穴５７を、環状の中間連結部５３ｄとピニオンシャフト３１との間に環状の空間部５４の位置に開口させている。
【００５５】
径方向油穴５７を環状の中間連結部５３ｄとピニオンシャフト３１との間の環状の空間部５４の位置に開口させることにより、径方向油穴５７からの潤滑油の供給が針状ころ５１や保持器５２の中央側のフランジ部５３ｂによって阻害されないので、潤滑油の流れを適切に確保することができる。
【００５６】
潤滑油の流れは、図２に破線の矢印で示している。ピニオンシャフト３１の両側から軸方向油穴５６に流入した潤滑油は、遠心力によって径方向油穴５７を通って環状の空間部５４に流入し、左右の針状ころ５１の軌道面である遊星歯車２９の内径面とピニオンシャフト３１の外径面に供給される。
【００５７】
そして、径方向油穴５７から環状の空間部５４に供給された潤滑油を、保持器５２の外径側により良く流れるようにするために、図５および図６に示すように、環状の中間連結部５３ｄに内径側と外径側を連通する連通穴５８を設けることが好ましい。
【００５８】
さらに、図７に示すように、前記中間連結部５３ｄに設けた連通穴５８と、中間連結部５３ｄの外径面の両側に設けた周方向の油溝５５とを接続する接続油溝５９を設けることにより、連通穴５８を通って供給される潤滑油を周方向の油溝５５によって円周方向に導くことができる。
【００５９】
この発明に係る遊星歯車装置の使用例としてインホイールモータ駆動装置を説明したが、この発明はインホイールモータに限定するものではなく、例えば、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、この発明に係る遊星歯車の軸芯給油を行う遊星歯車装置を同軸上に二つ組み合わせ、一方の遊星歯車装置の特定の要素と、他方の遊星歯車装置の特定の要素とを、第１結合部材と第２結合部材により相互に連結して二つの駆動源からの動力を左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達する歯車装置を設け、遊星歯車装置の内歯車に減速装置としての外歯車を連結した車両用駆動装置にも使用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１１      ：電動モータ
１２      ：減速ユニット
１３      ：入力軸
１４      ：出力部材
１４ａ    ：結合軸部
１４ｃ、１４ｄ    ：フランジ
１４ｅ    ：ブリッジ
１５      ：ハブユニット
１６      ：ハウジング
１７      ：円筒部
１８      ：前端部
１９      ：外方部材
２０      ：ボルト
２１      ：隔壁基部
２２      ：ステータ
２３      ：ロータ
２４      ：ロータ支持部材
２４ａ    ：支持部材円筒部
２４ｂ    ：支持部材円板部
２４ｃ    ：ボス部
２５      ：キー止め部
２６      ：サンギヤ
２７      ：固定部材
２８      ：リングギヤ
２９      ：遊星歯車
３０      ：針状ころ軸受
３１      ：ピニオンシャフト
３２      ：内方部材
３３      ：ナット
３４、３５      ：スラスト板
３６、３７      ：転がり軸受
３８      ：シール部材
３９      ：リヤカバー
４０      ：ハブフランジ
４１      ：内輪
４２      ：転動体
４３      ：車輪
４４      ：ボルト
５１      ：ころ
５２      ：保持器
５３ａ、５３ｂ    ：フランジ部
５３ｃ    ：柱部
５３ｄ    ：中間連結部
５４      ：空間部
５５      ：油溝
５６      ：軸方向油穴
５７      ：径方向油穴
５８      ：連通穴
５９      ：接続油溝
Ｄ1      ：外径
Ｄ2      ：外径
【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】
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【図８】
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【図９】
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