(57)【要約】【課題】メンテナンス性を高く維持して製造コストをできるだけ抑えたまま、ノイズの伝達を防ぐことができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】電動機からシャフトへ動力を伝達する動力伝達装置であって、電動機の出力軸及びシャフトの何れか一方に接続される筒状のアウタ部材と、電動機の出力軸及びシャフトのうちアウタ部材に接続されていない部材に接続され、アウタ部材の内部に装着されるインナ部材と、アウタ部材の内表面に設けられた第１の溝と、インナ部材の外表面に設けられた第２の溝と、に嵌め合わされた絶縁性のボールと、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2008215565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の出力軸とシャフトとの間に設けられ、前記電動機から前記シャフトへ動力を伝達する動力伝達装置であって、
前記電動機の出力軸及びシャフトの何れか一方に接続される筒状のアウタ部材と、
前記電動機の出力軸及び前記シャフトのうち前記アウタ部材に接続されていない部材に接続され、前記アウタ部材の内部に装着されるインナ部材と、
前記アウタ部材の内表面に設けられた第１の溝と、前記インナ部材の外表面に設けられた第２の溝と、に嵌め合わされた絶縁性のボールと、を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
前記シャフトは、前記電動機を搭載した車両の車輪に接続されるドライブシャフトであることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の動力伝達装置であって、
前記第１の溝は、前記アウタ部材の軸方向に延びて形成され、
前記第２の溝は、前記インナ部材の軸方向に延びて形成され、
前記ボールを保持するためのボール保持穴を備え、前記インナ部材及び前記アウタ部材に対して相対移動可能なボール保持器が前記インナ部材と前記アウタ部材との間に配置され、
前記インナ部材が前記ボール保持器及び前記アウタ部材に対して傾くと、前記ボールは前記ボール保持器に保持されながら前記第１又は第２の溝に沿って移動できることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行用駆動力源として電動機を備えている電気自動車が知られている。電気自動車においては、電動機のステータに供給する電流を制御するために、インバータ内のスイッチング素子を動作させると、そのオンオフ動作に起因してロータにノイズが誘起される。かかるノイズはロータからドライブシャフトへと伝達する。ドライブシャフトは、電動機ケースの外部に配置されており、ドライブシャフトに伝達してきたノイズは、空気中へ放射される。そして、その放射されたノイズが自動車用ＴＶアンテナ等に混入して受信障害を引き起こすという不具合が起きる。
【０００３】
上記ノイズが外部に放射されることを防止する技術としては、金属製の電動機ケース内に導電性ブラシを設け、そのブラシと電動機のロータとを接触させることによって、ロータとケースとを電気的に接続し、ロータに誘起されたノイズをケースに逃がすという技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４４１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように導電性ブラシを介してロータとケースとを電気的に接続する場合は、ブラシはロータとの摺動によって摩耗し、微粉末がケース内に堆積してしまう恐れがある。また、電動機ケース内に上記ブラシを配置するためのスペースを確保する必要があるため、省スペース化の観点からすると好ましくない。さらに、導電性のブラシを設けることによってコストアップに繋がってしまう。
【０００６】
電動機の出力軸とドライブシャフトは、車両走行中において、車輪に接続されたドライブシャフトが電動機の出力軸に対して揺動することを許容する等速ジョイントを介して接続されている。ノイズが外部に放射されることを防止するためには、ロータで誘起されるノイズが等速ジョイントを通ってドライブシャフトに伝達しないようにすることが好ましい。
【０００７】
このとき、メンテナンス性を高く維持して製造コストをできるだけ抑えたまま、ノイズの伝達を防ぐことが望まれる。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決しつつ、ノイズが外部に放射されることを確実に防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電動機の出力軸とシャフトとの間に設けられ、電動機から前記シャフトへ動力を伝達する動力伝達装置であって、電動機の出力軸及びシャフトの何れか一方に接続される筒状のアウタ部材と、電動機の出力軸及びシャフトのうちアウタ部材に接続されていない部材に接続され、アウタ部材の内部に装着されるインナ部材と、アウタ部材の内表面に設けられた第１の溝と、インナ部材の外表面に設けられた第２の溝と、に嵌め合わされた絶縁性のボールと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、メンテナンス性を高く維持するとともに製造コストをできるだけ抑えたまま、ノイズの伝達を防ぐことが可能になる。
【００１１】
本発明の動力伝達装置であって、シャフトは、電動機を搭載した車両の車輪に接続されるドライブシャフトであることが好適である。
【００１２】
かかる構成によれば、ドライブシャフトから外部にノイズが放射されることを確実に防止することができるため、自動車用ＴＶアンテナ等にノイズが混入して受信障害を引き起こすということはない。
【００１３】
本発明の動力伝達装置であって、第１の溝は、アウタ部材の軸方向に延びて形成され、第２の溝は、インナ部材の軸方向に延びて形成され、ボールを保持するためのボール保持穴を備え、インナ部材及びアウタ部材に対して相対移動可能なボール保持器がインナ部材とアウタ部材との間に配置され、インナ部材がボール保持器及びアウタ部材に対して傾くと、ボールはボール保持器に保持されながら第１又は第２の溝に沿って移動できることが好適である。
【００１４】
かかる構成によれば、車両が凹凸のある路面を走行するときにも、走行安定性を確保しつつ、ノイズが電動機の出力軸からドライブシャフトに伝達されることを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、メンテナンス性を高く維持して製造コストをできるだけ抑えたまま、ノイズの伝達を確実に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る電気自動車の電動機１０から車輪１１，１２に至る動力伝達系の概略構成図を示している。電動機１０は、電動機ハウジング１３内に固定された円筒状のステータ１４と、そのステータ１４の内周面に対して僅かな隙間を隔て、ステータ１４と同心位置となるように回転軸１５に固定されたロータ１６を備えている。回転軸１５の両端はころがり軸受け１７によって回転可能に支持されている。
【００１８】
インバータ１８は、直流電源であるバッテリ１９から電力の供給を受け、インバータ１８内におけるスイッチング素子のオンオフ動作によって直流を三相交流に変換し、電動機１０を駆動するための駆動電流を電線５０を介してステータ１４に供給する。ステータ１４に駆動電流が供給されるとロータ１６が回転駆動される。
【００１９】
回転軸１５は、第１のギヤ２０を備えている。電動機ハウジング１３内にはその第１のギヤ２０と噛み合う第２のギヤ２１を備えたカウンタ軸２２が設けられ、そのカウンタ軸２２は、回転軸１５と平行に配置されている。カウンタ軸２２の両端は、ころがり軸受け２３によって回転可能に支持されている。図１においては、一方のころがり軸受け２３のみ図示している。
【００２０】
カウンタ軸２２は、第２のギヤ２１とは別に第３のギヤ２４を備えている。電動機ハウジング１３内には、その第３のギヤ２４と噛み合う減速ギヤ２５を備えている第１の出力軸２６が設けられている。第１の出力軸２６は、ディファレンシャルギヤ２７を介して第２の出力軸２８と接続されている。第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８は、ころがり軸受け２９によって回転可能に支持されている。
【００２１】
第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８の一端側は電動機ハウジング１３の外部に突出し、等速ジョイント３０を介してドライブシャフト３１の一端側と接続されている。ドライブシャフト３１の他端側は、等速ジョイント３２を介して車輪軸３３と接続されている。また、車輪軸３３はサスペンション３４によって懸架されている。
【００２２】
電動機１０の回転軸１５からの駆動力は、第１のギヤ２０及び第２のギヤ２１を介してカウンタ軸２２に伝達される。そして、カウンタ軸２２に伝達された駆動力は、第３のギヤ２４及び減速ギヤ２５を介して第１の出力軸２６に伝達されると共に、ディファレンシャルギヤ２７を介して第２の出力軸２８に伝達される。そして、第１及び第２の出力軸２６，２８に伝達された駆動力は、等速ジョイント３０を介してドライブシャフト３１に伝達される。ドライブシャフト３１に伝達された駆動力は、等速ジョイント３２を介して車輪軸３３に伝達され、車輪１１，１２を駆動させる。
【００２３】
図２は、図１のＡ部分の拡大図である。以下、図２を参照しながら、電動機１０の第１の出力軸２６とドライブシャフト３１とを接続する等速ジョイント３０の構成について説明する。
【００２４】
等速ジョイント３０は、アウタ部材３５と、インナ部材３６と、ボール３７と、を備える。
【００２５】
アウタ部材３５は、一方が開口された有底筒状の部材であって、図２に示すようにアウタ部材３５の底部の外面は第１の出力軸２６の一端と接続されている。図３は、図２のＡ−Ａ線断面を示すアウタ部材３５の断面図である。図３に示すように、アウタ部材３５の内壁面には、アウタ部材３５の軸方向に延びる第１の案内溝３８ａ〜３８ｆが形成されている。第１の案内溝３８ａ〜３８ｆは、アウタ部材３５の軸心の回りにそれぞれ６０度の間隔をおいて設けられ、その断面は円弧状に形成されている。
【００２６】
図２に戻って説明する。インナ部材３６は、筒状の部材であって、ドライブシャフト３１の一端がインナ部材３６の内部に嵌め込まれている。そして、そのインナ部材３６は、アウタ部材３５の内部に挿入される。図４は、図２のＢ−Ｂ線断面を示すインナ部材３６の断面図である。図４に示すように、インナ部材３６の外周面には、インナ部材３６の軸方向に延びる第２の案内溝３９ａ〜３９ｆが形成されている。第２の案内溝３９ａ〜３９ｆは、インナ部材３６の軸心の回りにそれぞれ６０度の間隔をおいて第１の案内溝３８ａ〜３８ｆに対応するように設けられている。第２の案内溝３９ａ〜３９ｆの断面は円弧状に形成されている。
【００２７】
再び図２に戻って説明する。ボール３７は、ジルコニア等の絶縁材料で構成されている。ボール３７は、ボール保持器４０によって保持されながら、第１の案内溝３８ａ〜３８ｆと第２の案内溝３９ａ〜３９ｆとの間にそれぞれ１個ずつ転動可能に嵌め合わせられる。ボール保持器４０は、ボール３７を保持するための保持穴が周方向に形成されているリング形状の部材であって、アウタ部材３５とインナ部材３６との間に配置される。また、ボール３７は、ボール保持器４０に保持されながら第１の案内溝３８ａ〜３８ｆ又は第２の案内溝３９ａ〜３９ｆに沿って移動することができる。すなわち、ボール保持器４０は、アウタ部材３５とインナ部材３６に対して相対移動可能である。
【００２８】
第１の出力軸２６が接続されたアウタ部材３５が回転すると、その回転トルクは、ボール３７からインナ部材３６に伝達され、インナ部材３６の内部に嵌め込まれたドライブシャフト３１へと伝達される。このとき、アウタ部材３５とインナ部材３６とは等速で回転する。
【００２９】
また、インナ部材３６はアウタ部材３５に対して軸方向に移動することができると共に、図５に示すようにインナ部材３６はアウタ部材３５に対して傾くこともできる。インナ部材３６がボール保持器４０及びアウタ部材３５に対して傾くと、ボール３７はボール保持器４０に保持されながら第１の案内溝３８ａ〜３８ｆ及び第２の案内溝３９ａ〜３９ｆに沿って移動することができる。インナ部材３６に嵌め込まれたドライブシャフト３１は、アウタ部材３５に接続された第１の出力軸２６に対して揺動することができるので、例えば、本実施形態に係る車両が凹凸のある路面を走行するときでも、そのときの車輪１２の上下動を吸収することができる。従って、車両の走行安定性を損なうことがない。
【００３０】
本発明は、アウタ部材３５とインナ部材３６との間で回転トルクを伝達するためのボール３７を絶縁体としたことを特徴とする。かかる構成によれば、インバータ１８内のスイッチング素子のオンオフ動作によって電動機１０のロータ１６に誘起されるノイズが等速ジョイント３０を通ってドライブシャフト３１に伝達することを確実に防止することができる。そうすると、ドライブシャフト３１から外部にノイズが放射されることを防止できるため、自動車用ＴＶアンテナ等にノイズが混入して受信障害を引き起こすということはない。
【００３１】
ここで、電動機１０のロータ１６で誘起されるノイズが等速ジョイント３０を通ってドライブシャフト３１に伝達しないようにするための方法としては、例えば電動機１０の出力軸、ドライブシャフト３１、等速ジョイント３０の何れかを絶縁材料で構成するという方法が考えられる。しかし、機械的耐久性に優れた絶縁材料は材料費が高いため、上記３つの部品のうちいずれかの部品全体を絶縁材料で構成すると、製造コストが大幅に増大してしまう。そこで、コスト低減のために、例えばドライブシャフト３１における等速ジョイント３０と接続される部分を部分的に絶縁材料で構成するという方法も考えられる。しかし、絶縁材料は加工が困難である上に、その絶縁材料で構成された部分を他の材料に接着することも困難であるため、その製作時の作業量は膨大なものとなる。また、その絶縁材料で構成された部分を交換するときにも、取り外し等の作業量は膨大になるため、メンテナンス性は著しく劣ってしまう。
【００３２】
そこで、等速ジョイント３０を構成する一部品であるボール３７を絶縁材料で構成することにより、メンテナンス性を高く維持して製造コストを極力低減することが可能になる。すなわち、ボール３７は球状であって、その形状は複雑ではないため、加工が困難な絶縁材料を使用してもボール３７の制作は容易であり、形状が複雑なアウタ部材３５やインナ部材３６は絶縁材料で構成しないため、製造コストを極力抑えることができる。また、ボール３７の交換は容易であるため、そのメンテナンス性も高く維持することができる。本実施形態の構成によれば、メンテナンス性を高く維持して製造コストをできるだけ抑えたまま、ノイズの伝達を確実に防ぐことが可能になる。
【００３３】
また、本実施形態においては、ドライブシャフト３１と電動機１０の出力軸とを接続する等速ジョイント３０のボール３７を絶縁体としているので、例えば車両の凹凸路面走行時にドライブシャフト３１が電動機１０の出力軸に対して揺動しても、走行安定性を確保しつつ、ノイズがドライブシャフト３１に伝達することを確実に防止できる。
【００３４】
また、本実施形態においては、第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８の一端は電動機ハウジング１３の外部に突出して等速ジョイント３０に接続されている。ここで、電動機１０のロータ１６に誘起されるノイズは、ギヤなどの金属部品を伝達して第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８に伝達されるが、第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８における電動機ハウジング１３の外部に突出した部分が大きいと、その部分からノイズが空気中に放出され、自動車用ＴＶアンテナ等にノイズが混入する恐れがある。そうすると、第１の出力軸２６及び第２の出力軸２８における電動機ハウジング１３の外部に突出する部分は、極力小さいことが好ましく、等速ジョイント３０は、電動機ハウジング１３に極力近接して配置されることが好適である。
【００３５】
かかる構成によれば、等速ジョイント３０の動力を伝達するためのボール３７を絶縁体とすることと併せて、ノイズが外部に放射されることをより効果的に防止できる。
【００３６】
また、本実施形態においては、等速ジョイント３０の動力を伝達するためのボール３７は、ジルコニア等の絶縁材料で構成しているが、これに限らず種々の変更が可能である。例えば、ボール３７の表面を絶縁材料でコーティングするという態様であっても良い。かかる態様によれば、高価な絶縁材料の使用量が一層低減されるため、製造コストを更に低減することができる。
【００３７】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、電動機１０の出力軸２６，２８をインナ部材３６の内部に嵌め込み、ドライブシャフト３１の一端をアウタ部材３５に接続するという態様であっても良い。また、等速ジョイント３０は、本実施形態のものに限らず、種々の変更が可能である。例えば、バーフィールド形継手であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の動力伝達系の概略構成図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図である。
【図３】本実施形態に係るアウタ部材の断面図である。
【図４】本実施形態に係るインナ部材の断面図である。
【図５】本実施形態に係るインナ部材がアウタ部材に対して傾いたときの図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  電動機、１１，１２  車輪、１３  電動機ハウジング、１４  ステータ、１５  回転軸、１６  ロータ、１７  ころがり軸受け、１８  インバータ、１９  バッテリ、２０  第１のギヤ、２１  第２のギヤ、２２  カウンタ軸、２３  ころがり軸受け、２４  第３のギヤ、２５  減速ギヤ、２６  第１の出力軸、２７  ディファレンシャルギヤ、２８  第２の出力軸、２９  ころがり軸受け、３０  等速ジョイント、３１  ドライブシャフト、３２  等速ジョイント、３３  車輪軸、３４  サスペンション、３５  アウタ部材、３６  インナ部材、３７  ボール、３８ａ〜３８ｆ  第１の案内溝、３９ａ〜３９ｆ  第２の案内溝、４０  ボール保持器、５０  電線。
【図１】
2008215565.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008215565.tif 000007