(57)【要約】【課題】体格の小型化を図りつつ、電動モータのトルク変動により歯車減速機に伝わる振動を低減することができる駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置１は、駆動源である電動モータ２と、この電動モータ２の回転を減速して出力する歯車減速機３とを備えている。ロータシャフト６には、当該ロータシャフト６の長手方向（軸方向）に延びる中空部７が形成されている。中空部７には、電動モータ２で発生した振動を吸収するダンパーシャフト１８が配置されている。ダンパーシャフト１８の一端部は、入力ギア軸８と一体化されている。ダンパーシャフト１８の他端部は、ロータシャフト６にスプライン結合されている。ダンパーシャフト１８は、弾性変形可能な金属材料からなる円柱状の部材である。【選択図】図１
2015050797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの回転を減速して出力する歯車減速機とを備え、
前記歯車減速機は、前記電動モータのモータ出力軸と同軸上に設けられた入力ギア軸を有し、
前記モータ出力軸及び前記入力ギア軸の少なくとも一方には、軸方向に延びる中空部が設けられており、
前記中空部には、前記電動モータで発生した振動を吸収するダンパーシャフトが配置されており、
前記ダンパーシャフトは、前記モータ出力軸及び前記入力ギア軸と繋がっていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記中空部は、前記モータ出力軸に設けられており、
前記ダンパーシャフトは、前記入力ギア軸と一体化されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記中空部は、前記入力ギア軸に設けられており、
前記ダンパーシャフトは、前記モータ出力軸と一体化されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
前記歯車減速機は、前記入力ギア軸に平行に配置された伝達ギア軸と、前記入力ギア軸に取り付けられた第１ギアと、前記伝達ギア軸に取り付けられ、前記第１ギアと噛み合う第２ギアと、前記伝達ギア軸における前記第２ギアよりも前記電動モータ側に取り付けられた第３ギアとを更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ及び歯車減速機を備えた駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の駆動装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の駆動装置は、電動モータで駆動される歯車減速機を備え、この歯車減速機にはトルクリミッタ機構が設けられている。トルクリミッタ機構は、電動モータから一定以上のトルク（負荷）が加わったときに、歯車減速機の損傷を防ぐための機構である。歯車減速機は、電動モータのモータ軸ピニオンと平行に配設された第１のピニオン軸と、この第１のピニオン軸に設けられ、モータ軸ピニオンに噛合する入力歯車とを有している。トルクリミッタ機構は、第１のピニオン軸と入力歯車との間に設けられている。このようなトルクリミッタ機構を設けることにより、電動モータのトルク変動により電動モータに振動が発生したときに、電動モータから歯車減速機に伝わる振動を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７０９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両に搭載される駆動装置では、搭載性の向上を目的として小型化が要求されている。しかし、上記従来技術のようにトルクリミッタを設けると、駆動装置全体の体格が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、体格の小型化を図りつつ、電動モータのトルク変動により歯車減速機に伝わる振動を低減することができる駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の駆動装置は、電動モータと、電動モータの回転を減速して出力する歯車減速機とを備え、歯車減速機は、電動モータのモータ出力軸と同軸上に設けられた入力ギア軸を有し、モータ出力軸及び入力ギア軸の少なくとも一方には、軸方向に延びる中空部が設けられており、中空部には、電動モータで発生した振動を吸収するダンパーシャフトが配置されており、ダンパーシャフトは、モータ出力軸及び入力ギア軸と繋がっていることを特徴とするものである。
【０００７】
このような本発明の駆動装置においては、電動モータのモータ出力軸及び歯車減速機の入力ギア軸の少なくとも一方に軸方向に延びる中空部を設け、その中空部にモータ出力軸及び入力ギア軸と繋がるダンパーシャフトを配置することにより、電動モータのトルク変動により電動モータに振動が発生しても、ダンパーシャフトが弾性変形して当該振動を吸収するようになる。従って、特にトルクリミッタを設けなくても、電動モータのトルク変動により電動モータから歯車減速機に伝わる振動を低減することができる。これにより、駆動装置の体格の小型化を図ることができる。
【０００８】
好ましくは、中空部は、モータ出力軸に設けられており、ダンパーシャフトは、入力ギア軸と一体化されている。この場合には、入力ギア軸に中空部を設けなくても、電動モータのトルク変動により生じた振動をダンパーシャフトによって吸収することができる。また、ダンパーシャフトと入力ギア軸とを連結手段によって連結しなくて済む。以上により、駆動装置の製造にかかるコストを抑えることができる。
【０００９】
また、中空部は、入力ギア軸に設けられており、ダンパーシャフトは、モータ出力軸と一体化されていても良い。この場合には、モータ出力軸に中空部を設けなくても、電動モータにより生じた振動をダンパーシャフトによって吸収することができる。また、ダンパーシャフトとモータ出力軸とを連結手段によって連結しなくて済む。以上により、駆動装置の製造にかかるコストを抑えることができる。
【００１０】
また、好ましくは、歯車減速機は、入力ギア軸に平行に配置された伝達ギア軸と、入力ギア軸に取り付けられた第１ギアと、伝達ギア軸に取り付けられ、第１ギアと噛み合う第２ギアと、伝達ギア軸における第２ギアよりも電動モータ側に取り付けられた第３ギアとを更に有する。この場合には、伝達ギア軸における第２ギアよりも電動モータの反対側に第３ギアを取り付けた場合に比べて、入力ギア軸を長くすることができる。このため、入力ギア軸に中空部が設けられている場合には、ダンパーシャフト自体を長くすることができるし、モータ出力軸に中空部が設けられている場合には、ダンパーシャフト及びモータ出力軸の長さの合計を大きくすることができる。従って、ダンパーシャフトのねじれ量が同じでも、その分だけダンパーシャフトの単位長さ当たりのねじれ角度が少なくて済むため、ダンパーシャフトに加わる応力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動装置の体格の小型化を図りつつ、電動モータのトルク変動により歯車減速機に伝わる振動を低減することができる。これにより、駆動装置を車両に搭載する場合の搭載性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る駆動装置の第１実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る駆動装置の第２実施形態を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る駆動装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る駆動装置の第１実施形態を概略的に示す断面図である。同図において、本実施形態の駆動装置１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に具備された左右１対の駆動輪（図示せず）を駆動軸（図示せず）を介して駆動する装置である。
【００１５】
駆動装置１は、駆動源である電動モータ２と、この電動モータ２の回転を減速して出力する歯車減速機３とを備えている。これらの電動モータ２及び歯車減速機３は、ハウジング（図示せず）に収容されている。
【００１６】
電動モータ２は、ステータ（固定子）４と、このステータ４の内側に配置されたロータ（回転子）５とを有している。ロータ５の内周面には、ロータシャフト（モータ出力軸）６が固定されている。ロータシャフト６は、ハウジング（図示せず）に複数のベアリング（図示せず）を介して回転可能に支持されている。ロータシャフト６には、当該ロータシャフト６の長手方向（軸方向）に延びる中空部７が形成されている。
【００１７】
歯車減速機３は、ロータシャフト６と同軸上に設けられた入力ギア軸８と、左右１対の駆動軸（図示せず）と連結された出力ギア軸９と、入力ギア軸８と出力ギア軸９との間に配置された伝達ギア軸１０とを有している。出力ギア軸９及び伝達ギア軸１０は、入力ギア軸８に対して平行に延びるように配置されている。
【００１８】
入力ギア軸８は、ハウジング（図示せず）に２つのベアリング１１を介して回転可能に支持されている。出力ギア軸９は、ハウジング（図示せず）に２つのベアリング１２を介して回転可能に支持されている。伝達ギア軸１０は、ハウジング（図示せず）に２つのベアリング１３を介して回転可能に支持されている。
【００１９】
入力ギア軸８の外周面には、モータギア１４が設けられている。伝達ギア軸１０には、モータギア１４と噛み合うカウンタギア１５が取り付けられている。また、伝達ギア軸１０の外周面におけるカウンタギア１５よりも電動モータ２側には、中間ギア１６が設けられている。出力ギア軸９には、中間ギア１６と噛み合うデファレンシャルギア１７が取り付けられている。
【００２０】
ロータシャフト６の中空部７には、電動モータ２で発生した振動を吸収するダンパーシャフト１８が配置されている。ダンパーシャフト１８は、電動モータ２のロータシャフト６及び歯車減速機３の入力ギア軸８と繋がっている。具体的には、ダンパーシャフト１８の一端部は、入力ギア軸８と一体化されている。ダンパーシャフト１８の他端部は、ロータシャフト６における歯車減速機３とは反対側の端部の内壁にスプライン結合されている。このようにダンパーシャフト１８と入力ギア軸８とを一体構造とすることにより、部品点数の削減に寄与することができる。
【００２１】
ダンパーシャフト１８は、弾性変形可能な金属材料からなる円柱状の部材である。ダンパーシャフト１８は、歯車減速機３と同じ金属材料で形成されている。そのような金属材料としては、弾性変形量が比較的大きなクロム鋼や鉄鋼等が挙げられる。
【００２２】
また、ダンパーシャフト１８が弾性変形しやすくなるように、ロータシャフト６とダンパーシャフト１８との間には、例えば２ｍｍ程度の隙間が形成されていることが望ましい。
【００２３】
このような駆動装置１において、電動モータ２のロータ５が回転すると、その回転がロータシャフト６及びダンパーシャフト１８を介して歯車減速機３に伝達されて、歯車減速機３が回転する。
【００２４】
具体的には、電動モータ２の駆動力は、図１中の矢印Ｐで示すように、ロータシャフト６からダンパーシャフト１８に伝達され、更に歯車減速機３の入力ギア軸８、モータギア１４、カウンタギア１５、伝達ギア軸１０、中間ギア１６、デファレンシャルギア１７及び出力ギア軸９を介して出力されることになる。つまり、電動モータ２の駆動力は、ロータシャフト６とダンパーシャフト１８との連結部で折り返されて、ダンパーシャフト１８を介して歯車減速機３に伝えられる。
【００２５】
ここで、電動モータ２のトルクが変動すると、電動モータ２に振動が発生する。このとき、電動モータ２の振動がダンパーシャフト１８に伝えられるが、ダンパーシャフト１８が弾性変形することで、電動モータ２の振動が吸収される。このため、電動モータ２から歯車減速機３に伝わる振動が抑制されるようになる。
【００２６】
以上のように本実施形態によれば、電動モータ２のロータシャフト６に中空部７を形成し、その中空部７にダンパーシャフト１８を配置し、ダンパーシャフト１８とロータシャフト６及び歯車減速機３の入力ギア軸８とを繋ぐように構成したので、電動モータ２のトルク変動による振動をダンパーシャフト１８により吸収することができる。これにより、特にトルクリミッタを設けなくて済むため、駆動装置１の体格を増大させること無く、電動モータ２から歯車減速機３に伝わる振動を抑制することができる。その結果、駆動装置１を車両に搭載する場合の搭載性を向上させることが可能となる。
【００２７】
また、ダンパーシャフト１８と入力ギア軸８とは一体化されているため、入力ギア軸８はダンパーシャフト１８と一緒に弾性変形する。このとき、ダンパーシャフト１８と入力ギア軸８との一体物が長くなるほど、同じねじれ量でも単位長さ当たりのねじれ角度は少なくなり、せん断応力が小さくなる。歯車減速機３において、中間ギア１６は、カウンタギア１５よりも電動モータ２側に配置されている。このため、歯車減速機３が同じサイズである場合は、中間ギア１６がカウンタギア１５に対して電動モータ２の反対側に配置されている構造に比べて、入力ギア軸８が長くなり、その分だけダンパーシャフト１８と入力ギア軸８との一体物が長くなる。従って、ダンパーシャフト１８と入力ギア軸８との一体物の単位長さ当たりのねじれ角度が少なくて済むため、当該一体物に加わる応力が小さくなる。その結果、ダンパーシャフト１８及び入力ギア軸８を長持ちさせることができる。また、言い換えれば、入力ギア軸８を長くすることができるので、弾性変形する部分の長さを保ったまま、ロータシャフト６における入力ギア軸８の反対側の突出量を少なくすることができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、電動モータ２においてロータ５にロータシャフト６が直接固定されているが、ロータ５とロータシャフト６との間に他の環状部材を介在させても良い。
【００２９】
図２は、本発明に係る駆動装置の第２実施形態を概略的に示す断面図である。図中、上述した第１実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の駆動装置１は、上記第１実施形態と同様に、電動モータ２及び歯車減速機３を備えている。電動モータ２のロータシャフト６には、歯車減速機３側に延びるダンパーシャフト２０が一体化されている。ダンパーシャフト２０は、電動モータ２で発生した振動を吸収するものである。ダンパーシャフト２０の外径は、ロータシャフト６の外径よりも小さくなっている。このようにダンパーシャフト２０とロータシャフト６とを一体構造とすることにより、部品点数の削減に寄与することができる。
【００３１】
歯車減速機３の入力ギア軸８には、当該入力ギア軸８の長手方向（軸方向）に延びる中空部２１が形成されている。中空部２１には、上記のダンパーシャフト２０が配置されている。ダンパーシャフト２０の先端部は、入力ギア軸８における電動モータ２とは反対側の端部の内壁にスプライン結合されている。ダンパーシャフト２０の形状及び材料は、上記第１実施形態におけるダンパーシャフト１８と同様である。
【００３２】
このような駆動装置１において、電動モータ２の駆動力は、図２中の矢印Ｑで示すように、ロータシャフト６からダンパーシャフト２０に伝達され、更に歯車減速機３の入力ギア軸８、モータギア１４、カウンタギア１５、伝達ギア軸１０、中間ギア１６、デファレンシャルギア１７及び出力ギア軸９を介して出力される。つまり、電動モータ２の駆動力は、ダンパーシャフト２０と入力ギア軸８との連結部で折り返されて伝えられる。
【００３３】
以上のように本実施形態においては、歯車減速機３の入力ギア軸８に中空部２１を形成し、その中空部２１にダンパーシャフト２０を配置し、ダンパーシャフト２０とロータシャフト６及び入力ギア軸８とを繋ぐように構成したので、電動モータ２のトルク変動による振動をダンパーシャフト２０により吸収することができる。これにより、上記第１実施形態と同様に、駆動装置１の体格を増大させること無く、電動モータ２から歯車減速機３に伝わる振動を抑制することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、電動モータ３のロータシャフト６のみに中空部７を形成し、その中空部７にダンパーシャフト１８を配置するか、或いは歯車減速機３の入力ギア軸８のみに中空部２１を形成し、その中空部２１にダンパーシャフト２０を配置するようにしたが、特にその構成には限られない。例えばロータシャフト６及び入力ギア軸８の双方に中空部をそれぞれ形成し、各中空部にわたってダンパーシャフトを配置しても良い。この場合には、例えばダンパーシャフトの一端部をロータシャフト６にスプライン結合し、ダンパーシャフトの他端部を入力ギア軸８にスプライン結合する。
【００３５】
また、上記実施形態では、歯車減速機３において、中間ギア１６がカウンタギア１５よりも電動モータ２側に配置されているが、特にその構成には限られず、カウンタギア１５を中間ギア１６よりも電動モータ２側に配置しても良い。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、ダンパーシャフト１８の一端部を入力ギア軸８に一体結合し、ダンパーシャフト１８の他端部をロータシャフト６にスプライン結合するか、或いはダンパーシャフト２０の一端部をロータシャフト６に一体結合し、ダンパーシャフト２０の他端部を入力ギア軸８にスプライン結合したが、ロータシャフト６及び入力ギア軸８に対するダンパーシャフトの連結手段としては、特にそれには限られず、ボルト締結等であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１…駆動装置、２…電動モータ、３…歯車減速機、６…ロータシャフト（モータ出力軸）、７…中空部、８…入力ギア軸、１０…伝達ギア軸、１４…モータギア（第１ギア）、１５…カウンタギア（第２ギア）、１６…中間ギア（第３ギア）、１８…ダンパーシャフト、２０…ダンパーシャフト、２１…中空部。
【図１】
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【図２】
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