(57)【要約】【課題】モータ等の駆動源からの回転動力を左右のアクスルシャフトに伝達するディファレンシャル装置において、駆動源の出力軸とデフケースとがスプライン等によって別体に結合されていたことに起因する種々の不具合を解消する。【解決手段】駆動源であるモータ５０から出力される回転動力を右アクスルシャフト１４及び左アクスルシャフト１２に回転差を与えつつ伝達可能なディファレンシャル装置１０において、モータ５０からの回転動力を出力するモータ出力軸５６とディファレンシャルケース２２の回転軸心とが同一軸線上に配置されるとともに、モータ出力軸５６とディファレンシャルケース２２とが一体に結合されているディファレンシャル装置１０を構成する。【選択図】    図１
2004316847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から出力される回転動力を右アクスルシャフト及び左アクスルシャフトに回転差を与えつつ伝達可能なディファレンシャル装置において、前記駆動源からの回転動力を出力する出力軸とディファレンシャルケースの回転軸心とが同一軸線上に配置されるとともに、前記出力軸と前記ディファレンシャルケースとが一体に結合されていることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディファレンシャル装置であって、
駆動源の出力軸とディファレンシャルケースとが鋳造により一体成形されていることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のディファレンシャル装置であって、
駆動源はモータであることを特徴とするディファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のディファレンシャル装置に関し、特に駆動源からの回転動力を出力する出力軸とディファレンシャルケースとの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動源であるエンジンからの回転動力をドライブギヤおよびリングギヤを介して左右のアクスルシャフト（車輪駆動軸）に伝達する車両のディファレンシャル装置として、例えば［特許文献１］に開示されたディファレンシャル装置が知られている。この［特許文献１］に開示されたディファレンシャル装置によれば、デフケースとリングギヤとが同一素材により一体成形されている。したがって、デフケースとリングギヤとの組立工程を必要としないので生産性が向上するとともに、デフケースの回転軸心に対するリングギヤの歯部の振れ等に起因する異音の発生等を防止することができる。
【０００３】
また、従来、駆動源であるモータからの回転動力を左右のアクスルシャフトに伝達する車両のディファレンシャル装置として、図２に示すディファレンシャル装置１００が知られている。
図２に示すディファレンシャル装置１００は、固定子鉄心１５２、回転子鉄心１５４等で構成されるモータ１５０からの回転動力を、左アクスルシャフト１０２及び右アクスルシャフト１０４に回転差を与えつつ伝達可能な差動機構を構成している。すなわち、ディファレンシャル装置１００は、左アクスルシャフト１０２及び右アクスルシャフト１０４のそれぞれの端部に設けられる一対のサイドギヤ１０６と、それら一対のサイドギヤ１０６に噛み合いながら自転運動により差動を付与することのできる上下一対のディファレンシャルピニオン１０８及びピニオンシャフト１１０と、ピニオンシャフト１１０が貫通して設けられることでモータ出力軸１５６からの回転動力を左アクスルシャフト１０２及び右アクスルシャフト１０４に伝達することのできるデフケース１１２とを備えている。このディファレンシャル装置１００によれば、モータ出力軸１５６からの回転動力をデフケース１１２に伝達するためのリングギヤがそもそも設けられていないので、デフケース１１２とリングギヤとの組立て工程を必要とせず、かつ、デフケース１１２の回転軸心に対するリングギヤの歯部の振れ等に起因する不具合等も生じない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２９１６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のディファレンシャル装置１００によれば、モータ出力軸１５６とデフケース１１２とが、相互の嵌合面に形成された内スプライン１１４及び外スプライン１１６によって別体に結合されている。したがって、モータ出力軸１５６の位置決めをする際には、それらの内外スプライン１１４，１１６を介して結合されたデフケース１１２の位置決めをも同時に行わなければならず、内外スプライン１１４，１１６の加工精度を向上しないと、モータ出力軸１５６の回転軸心とデフケース１１２の回転軸心とが振れることで異音等が生じてしまうという問題があった。
また、内スプライン１１４及び外スプライン１１６に必要な寸法だけ軸方向のスペースが制約されるので（図２中の記号Ｈに示す寸法だけスペースが制約されるので）、搭載できるモータ１５０の大きさがこれによって制限されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上述のような問題に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、モータ等の駆動源からの回転動力を左右のアクスルシャフトに伝達するディファレンシャル装置において、駆動源の出力軸とデフケースとがスプライン等によって別体に結合されていたことに起因する種々の不具合を解消することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、特許請求の範囲の各請求項に記載した発明が構成される。
請求項１に記載した発明は、駆動源から出力される回転動力を右アクスルシャフト及び左アクスルシャフトに回転差を与えつつ伝達可能なディファレンシャル装置において、前記駆動源からの回転動力を出力する出力軸とディファレンシャルケースの回転軸心とが同一軸線上に配置されるとともに、前記出力軸と前記ディファレンシャルケースとが一体に結合されていることを特徴とするディファレンシャル装置である。
ここで、「駆動源」とあるのは、車輪等を動かすための駆動源となるもの全般のことを指しており、例えば、電動モータ、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等のことを指している。また、「右アクスルシャフト」及び「左アクスルシャフト」とあるのは、駆動源からの回転動力が同一軸線上に配置された２本のシャフトにそれぞれ分配されることを示すために便宜的に用いた用語であって、ある特定の視点から見たときの両シャフトの位置が右及び左側にあるなどと限定する趣旨で用いた用語ではない。また、前記出力軸と前記デフケースとが「一体に結合されている」とあるのは、両機能を果たすべき２つの部分が継ぎ目の無い状態で溶接等により一体に結合されている状態、あるいは、両機能を果たすべき２つの部材が鋳造等により一体に成形されている状態の両方を含む趣旨である。
【０００８】
したがって、請求項１に記載したディファレンシャル装置によれば、駆動源の出力軸とデフケースとが一体に結合されているので、それらを結合するためのスプライン等を必要としない。このため、駆動源の出力軸の位置決めが容易であり、駆動源の出力軸の回転軸心とデフケースの回転軸心とが振れることで異音等が生じることがない。また、スプラインに必要な寸法だけ軸方向のスペースが制約されることもないので、搭載できるモータやエンジンの大きさがこれによって制限されることもない。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したディファレンシャル装置であって、駆動源の出力軸とディファレンシャルケースとが鋳造により一体成形されていることを特徴とするディファレンシャル装置である。
したがって、駆動源の出力軸とディファレンシャルケースとを別々に成形する手間が省けるので、ディファレンシャル装置を製造する際の手間やコストを大幅に低減できるという効果がある。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載したディファレンシャル装置であって、駆動源はモータであることを特徴とするディファレンシャル装置である。
したがって、駆動源であるモータの大きさがスプラインに必要な寸法によって制限されることがないので、モータの固定子の巻き線スペース等を大きく確保することができ、モータの出力を増大させることが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるディファレンシャル装置１０の平断面図である。
図１に示すように、ディファレンシャル装置１０は、例えばバッテリ式のフォークリフトに搭載されてモータ５０からの回転動力を左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４に差動を付与しつつ伝達可能な差動機構を構成するものである。左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４はそれぞれフォークリフトの左右の前輪に連結されており、これによってフォークリフトがカーブを曲がる際に生ずる両輪の差動を吸収するものである。
【００１２】
モータ５０は、図１に示すように、通電により回転動力を生じさせる公知の三相誘導電動機等で構成されるものであり、回転磁界を形成するための固定子巻線５１及び固定子鉄心５２と、二次電流を通ずるための回転子となる回転子導体５３及び回転子鉄心５４と、それらの固定子や回転子を収容する円筒状の収容ケース５５等を備えている。このモータ５０からの回転動力はモータ出力軸５６を介して出力されるようになっており、このモータ出力軸５６は円筒状に形成されてその内部には右アクスルシャフト１４が回転自在な状態で軸方向に挿通されている。モータ出力軸５６が、本発明の「出力軸」に対応している。
【００１３】
ディファレンシャル装置１０は、図１に示すように、左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４のそれぞれの端部に設けられる一対のサイドギヤ１６と、それら一対のサイドギヤ１６に噛み合いながら自転運動により差動を付与することのできる上下一対のディファレンシャルピニオン１８及びピニオンシャフト２０と、このピニオンシャフト２０が上下に貫通して設けられることでモータ出力軸５６からの回転動力を左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４に伝達することのできるデフケース２２とを備えている。
これらの部材によって差動が生ずる仕組みについて詳しく説明すると、上下一対のディファレンシャルピニオン１８が全く自転をしていない状態では、モータ出力軸５６からの回転動力は、サイドギヤ１６、ディファレンシャルピニオン１８、及びピニオンシャフト２０を介して、左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４をモータ出力軸５６と同じ方向に同じ回転数で回転させることのできる回転動力として伝達される。その一方、上下一対のディファレンシャルピニオン１８が左右いずれか一方向に自転をしている状態では、左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４は相対的に互いに反対方向に回転することとなり、全体として見ると、モータ出力軸５６からの回転動力は、サイドギヤ１６、ディファレンシャルピニオン１８、及びピニオンシャフト２０を介して、左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４をモータ出力軸５６と同じ方向でかつ異なる回転数で回転させることのできる回転動力として伝達される。これらの動作によって、左アクスルシャフト１２及び右アクスルシャフト１４に作用する両輪からのトルク差に応じた差動を生じさせることができる。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態におけるディファレンシャル装置１０では、モータ出力軸５６とデフケース２２とが鋳造により一体に成形されている。したがって、従来のようにモータ出力軸５６とデフケース２２とをスプライン等を介して結合させる必要がないので、モータ出力軸５６とデフケース２２との結合部の加工や組立工程を必要とせず、ディファレンシャル装置１０の製造コストを大幅に低減することができる。なお、このモータ出力軸５６とデフケース２２とを一体に鋳造する材料としては、例えば鋳造が可能な鋳鉄系の材料が用いることができ、好ましくはＦＣＤ（ダクタイル鋳鉄）等の粘りが強く機械的強度が高い鋳鉄系材料を用いることができる。
【００１５】
また、図１に示すように、モータ出力軸５６とデフケース２２とは左右のベアリング３０ａ，３０ｂによって円滑に回転できるように支持されている。モータ出力軸５６とデフケース２２とを左右のベアリング３０ａ，３０ｂに対して組み付ける際には、通常の場合、モータ出力軸５６の回転軸心とデフケース２２の回転軸心とを正確に一致させた状態で組み付けを行わないと、軸心の振れが発生し、モータ５０を高速回転させたときに左右のベアリング３０ａ，３０ｂとの間で異音や摩擦熱等が発生させてしまう。しかしながら、本実施の形態におけるディファレンシャル装置１０では、モータ出力軸５６とデフケース２２が鋳造により一体に成形されているので、ベアリング３０ａ，３０ｂへの組み付けの際にそれらの回転軸心を一致させる面倒な作業が不要であり、モータ５０を高速回転させたときでも回転軸心の振れが発生することでベアリング３０ａ，３０ｂとの間で異音や摩擦熱等を生じさせることがない。
【００１６】
また、本実施の形態におけるディファレンシャル装置１０によれば、スプラインを形成するのに必要な寸法によってモータ５０内の軸方向のスペースが制限されることがないので、モータ５０のサイズを大きくすることができる。これにより、固定子巻線５１の巻き線スペース等を大きく確保することができ、モータ５０の出力を増大させることが可能である。
【００１７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
上記実施の形態では、モータ出力軸５６とデフケース２２とが鋳造により一体成形されている例を示したが、このような態様に限るものではない。例えば、モータ出力軸５６とデフケース２２とを別々に製造しておき、これら２つの部品の回転軸心を一致させた状態で溶接等により一体に結合した場合であっても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００１８】
また、上記実施の形態では、モータ出力軸５６とモータ５０が直結されている例を示したが、このような態様に限定するものではない。例えば、モータ５０とモータ出力軸５６との間に１つあるいは複数の変速ギヤ等が介在されている場合であっても本発明を適用することができる。
【００１９】
また、上記実施の形態では、アクスルシャフトを回転させる回転動力の駆動源がモータ５０である例を示したが、このような態様に限定するものではない。例えば、駆動源がガソリンエンジンやディーゼルエンジンであっても本発明を適用することができる。
【００２０】
また、上記実施の形態では、バッテリフォークリフトの前輪駆動用に搭載されるディファレンシャル装置１０に対して本発明が適用される例を示したが、このような態様に限定するものではない。例えば、他の産業車両や自動車等の後輪駆動用に搭載されるディファレンシャル装置に対しても本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モータ等の駆動源からの回転動力を左右のアクスルシャフトに伝達するディファレンシャル装置において、駆動源の出力軸とデフケースとがスプライン等によって別体に結合されていたことに起因する種々の不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるディファレンシャル装置の平断面図である。
【図２】従来のディファレンシャル装置の平断面図である。
【符号の説明】
１０    ディファレンシャル装置
１２    左アクスルシャフト
１４    右アクスルシャフト
１６    サイドギヤ
１８    ディファレンシャルピニオン
２０    ピニオンシャフト
２２    デフケース
５０    モータ（駆動源）
５５    収容ケース
５６    モータ出力軸（出力軸）
【図１】
2004316847.tif 000003
【図２】
2004316847.tif 000004