(57)【要約】【課題】装置全体の体格の小型化を図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、電動モータ３と、この電動モータ３の回転を減速して出力する歯車減速機４と、電動モータ３のトルクが所定値以上のときに、電動モータ３から歯車減速機４への駆動力の伝達を遮断するトルクリミッタ５とを備えている。電動モータ３は、歯車減速機４とトルクリミッタ５との間に配置されている。つまり、トルクリミッタ５は、駆動装置１の一端側に配置されている。電動モータ３のロータシャフト９には、中空部１１が形成されている。歯車減速機４は、ロータシャフト９と同軸上に設けられた入力ギア軸１２を有している。入力ギア軸１２には、電動モータ３側に延びる連結シャフト１５が一体的に設けられている。連結シャフト１５は、ロータシャフト９の中空部１１を貫通してトルクリミッタ５に連結されている。【選択図】図２
2013234722.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、
前記電動モータのトルクが所定値以上のときに、前記電動モータから前記歯車減速機への駆動力の伝達を遮断するトルクリミッタとを備え、
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、
前記トルクリミッタは、装置一端側に配置されていると共に、前記モータ出力軸と前記入力ギア軸とに連結されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記電動モータは、前記歯車減速機と前記トルクリミッタとの間に配置されており、
前記モータ出力軸は、中空状となっており、
前記入力ギア軸には、前記電動モータ側に延びる連結シャフトが設けられており、
前記連結シャフトは、前記モータ出力軸を貫通して前記トルクリミッタに連結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】
前記歯車減速機は、前記電動モータと前記トルクリミッタとの間に配置されており、
前記入力ギア軸は、中空状となっており、
前記モータ出力軸には、前記歯車減速機側に延びる連結シャフトが設けられており、
前記連結シャフトは、前記入力ギア軸を貫通して前記トルクリミッタに連結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】
前記トルクリミッタは、前記入力ギア軸及び前記モータ出力軸のいずれか一方と連結された保持部と、前記入力ギア軸及び前記モータ出力軸の他方と連結された少なくとも１つの環状の摺動板と、前記摺動板を挟むように設けられた複数の環状の押さえ板と、前記摺動板と前記押さえ板との間に介在された摩擦材とを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。
【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、車両搭載向けの歯車減速機では、搭載性の向上を目的として小型化が要求されており、その方策として各ギア軸の軸間距離を可能な限り小さくする方向で検討が進められている。
【０００５】
しかし、上記従来技術のように歯車減速機内にトルクリミッタを設けると、各ギア軸（ピニオン軸に相当）の軸間距離がトルクリミッタの外径の制約を受けることになるため、各ギア軸の軸間距離の短縮が困難となる。特に出力トルクが大きい電動モータを使用する場合には、その分だけトルクリミッタが大きくなるため、歯車減速機の体格増大につながる。一方、各ギア軸の軸間距離に合わせてトルクリミッタの外径サイズを決定する場合には、同じ容量を確保するためにはトルクリミッタの幅サイズを大きくする必要があるため、やはり歯車減速機の体格増大につながる。その結果、駆動装置全体の体格が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、装置全体の体格の小型化を図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】
【０００７】
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、電動モータのトルクが所定値以上のときに、電動モータから歯車減速機への駆動力の伝達を遮断するトルクリミッタとを備え、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、トルクリミッタは、装置一端側に配置されていると共に、モータ出力軸と入力ギア軸とに連結されていることを特徴とするものである。
【０００８】
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をトルクリミッタに連結すると共に、歯車減速機における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トルクリミッタに連結することにより、電動モータの駆動力は、電動モータのモータ出力軸、トルクリミッタ及び歯車減速機の入力ギア軸の順に伝達されることになる。そして、電動モータのトルクが所定値以上になると、トルクリミッタによって電動モータから歯車減速機への駆動力の伝達が遮断される。ここで、トルクリミッタを駆動装置の一端側に配置することにより、トルクリミッタの外径サイズによる歯車減速機の入力ギア軸を含む各ギア軸の軸間距離への制約が無くなるため、各ギア軸の軸間距離を短縮化し、歯車減速機の体格増大を抑えることができる。また、電動モータと歯車減速機との間にトルクリミッタを配置する構成では、トルクリミッタの専用スペースが大きくとられてしまうが、トルクリミッタを駆動装置の一端側に配置することにより、トルクリミッタの専用スペースを大きくとらずに済む。以上により、駆動装置全体の体格の小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
好ましくは、電動モータは、歯車減速機とトルクリミッタとの間に配置されており、モータ出力軸は、中空状となっており、入力ギア軸には、電動モータ側に延びる連結シャフトが設けられており、連結シャフトは、モータ出力軸を貫通してトルクリミッタに連結されている。この場合には、電動モータと歯車減速機との間にトルクリミッタを配置しなくても、電動モータの駆動力を電動モータのモータ出力軸、トルクリミッタ及び歯車減速機の入力ギア軸の順に確実に伝達させることができる。
【００１０】
また、歯車減速機は、電動モータとトルクリミッタとの間に配置されており、入力ギア軸は、中空状となっており、モータ出力軸には、歯車減速機側に延びる連結シャフトが設けられており、連結シャフトは、入力ギア軸を貫通してトルクリミッタに連結されていても良い。この場合にも、電動モータと歯車減速機との間にトルクリミッタを配置しなくても、電動モータの駆動力を電動モータのモータ出力軸、トルクリミッタ及び歯車減速機の入力ギア軸の順に確実に伝達させることができる。
【００１１】
また、好ましくは、トルクリミッタは、入力ギア軸及びモータ出力軸のいずれか一方と連結された保持部と、入力ギア軸及びモータ出力軸の他方と連結された少なくとも１つの環状の摺動板と、摺動板と対向して配置された複数の環状の押さえ板と、摺動板と押さえ板との間に介在された摩擦材とを有する。この場合には、出力トルクが大きい電動モータを使用すると、その分だけトルクリミッタが大きくなるため、駆動装置全体の体格の小型化に対して特に効果的である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、駆動装置全体の体格の小型化を図ることができる。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】
【００１３】
【図１】本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した駆動装置の要部の断面図である。
【図３】図１に示したトルクリミッタの拡大断面図である。
【図４】本発明に係る駆動装置の他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す断面図であり、図２は、図１に示した駆動装置の要部の断面図である。各図において、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備えられた左右１対の駆動輪（図示せず）を駆動軸２を介して駆動する装置である。
【００１６】
駆動装置１は、駆動源である電動モータ３と、この電動モータ３の回転を減速して出力する歯車減速機４と、電動モータ３のトルクが所定値以上のときに、電動モータ３から歯車減速機４への駆動力の伝達を遮断する多板摩擦式のトルクリミッタ５とを備えている。これらの電動モータ３、歯車減速機４及びトルクリミッタ５は、ハウジング６に収容されている。
【００１７】
電動モータ３は、歯車減速機４とトルクリミッタ５との間に配置されている。電動モータ３としては、例えば出力トルクの大きいモータが使用される。この場合には、出力トルクの小さいモータを使用する場合に比べて、トルクリミッタ５の外径サイズが大きくなる。
【００１８】
電動モータ３は、ステータ（固定子）７と、このステータ７の内側に配置されたロータ（回転子）８とを有している。ロータ８には、ロータシャフト（モータ出力軸）９が固定されている。ロータシャフト９は、ハウジング６に２つのベアリング１０を介して回転可能に支持されている。ロータシャフト９には、当該ロータシャフト９の長手方向（軸方向）に延びる中空部１１が形成されている。
【００１９】
歯車減速機４は、ロータシャフト９と同軸上に設けられた入力ギア軸１２と、左右１対の駆動軸２と連結された出力ギア軸１３と、入力ギア軸１２と出力ギア軸１３との間に配置された中間ギア軸１４とを有している。出力ギア軸１３及び中間ギア軸１４は、入力ギア軸１２に対して平行に延びている。入力ギア軸１２には、電動モータ３側に延びる連結シャフト１５が一体的に設けられている。
【００２０】
入力ギア軸１２は、ハウジング６に２つのベアリング１６を介して回転可能に支持されている。中間ギア軸１４は、ハウジング６に２つのベアリング１７を介して回転可能に支持されている。出力ギア軸１３は、ハウジング６に２つのベアリング１８を介して回転可能に支持されている。
【００２１】
入力ギア軸１２の外周面には、ギア部１９が形成されている。中間ギア軸１４には、ギア部１９と噛み合うカウンタギア２０が固定されている。また、中間ギア軸１４の外周面におけるカウンタギア２０よりも電動モータ３側には、ギア部２１が形成されている。出力ギア軸１３には、ギア部２１と噛み合うデファレンシャルギア２２が固定されている。
【００２２】
入力ギア軸１２と一体化された連結シャフト１５は、ロータシャフト９の中空部１１を貫通してトルクリミッタ５に連結されている。ロータシャフト９と同軸の入力ギア軸１２を連結シャフト１５を介してトルクリミッタ５に連結することにより、トルクリミッタ５の容量を最小化することが可能となる。
【００２３】
トルクリミッタ５は、図１〜図３に示すように、円筒状のシャフト保持部２３と、このシャフト保持部２３の後端部から外側に張り出すようにシャフト保持部２３と一体形成された円筒状の取付ブラケット部２４とを有している。シャフト保持部２３は、ハウジング６にベアリング２５を介して回転可能に支持されている。連結シャフト１５の先端部（前端部）は、ロータシャフト９の中空部１１を貫通してシャフト保持部２３にスプライン結合されている。このとき、シャフト保持部２３と連結シャフト１５との間のガタを無くして摩耗を発生させないためには、テーパ状のスプライン結合とするのが好ましい。
【００２４】
また、トルクリミッタ５は、ロータシャフト９の外周面に結合された複数枚（ここでは３枚）の環状の摺動板２６と、各摺動板２６を挟むように取付ブラケット部２４に取り付けられた複数枚（ここでは４枚）の環状の押さえ板２７と、摺動板２６と押さえ板２７との間に介在された摩擦材２８と、各押さえ板２７を前端側（シャフト保持部２３側）に付勢することで、摩擦材２８により摺動板２６と押さえ板２７との間に摩擦力を与えるコーンスプリング２９とを有している。なお、摺動板２６の枚数としては、１枚でも良い。
【００２５】
このような駆動装置１において、電動モータ３のロータ８が回転すると、その回転がロータシャフト９を介してトルクリミッタ５に伝達されて、トルクリミッタ５が回転する。そして、トルクリミッタ５の回転が連結シャフト１５を介して歯車減速機４に伝達されて、歯車減速機４が回転する。そして、歯車減速機４の回転が駆動軸２を介して駆動輪（図示せず）に伝達されて、駆動輪が回転する。
【００２６】
具体的には、電動モータ３の駆動力は、図２中の矢印Ｐで示すように、ロータシャフト９からトルクリミッタ５の摺動板２６、押さえ板２７、取付ブラケット部２４、シャフト保持部２３を介して連結シャフト１５に伝達され、更に歯車減速機４の入力ギア軸１２、ギア部１９、カウンタギア２０、中間ギア軸１４、ギア部２１、デファレンシャルギア２２及び出力ギア軸１３を介して出力されることになる。つまり、電動モータ３の駆動力は、まずロータシャフト９からトルクリミッタ５に伝えられ、その後トルクリミッタ５で折り返されて、連結シャフト１５を介して電動モータ３に対してトルクリミッタ５の反対側の歯車減速機４に伝えられる。
【００２７】
このとき、電動モータ３からトルクリミッタ５に与えられるトルクが摺動板２６と押さえ板２７との間の摩擦力（コーンスプリング２９の付勢力）以下であるときは、摩擦力により押さえ板２７が摺動板２６と一緒に回転し、これに伴って連結シャフト１５が回転するため、電動モータ３の駆動力が歯車減速機４に伝達される。
【００２８】
一方、電動モータ３からトルクリミッタ５に与えられるトルクが摺動板２６と押さえ板２７との間の摩擦力よりも高いときは、摺動板２６が押さえ板２７に対して空回りし、押さえ板２７が回転しないため、連結シャフト１５も回転せず、電動モータ３から歯車減速機４への駆動力の伝達が遮断される。これにより、電動モータ３から歯車減速機４に過大なトルクが入力されることによる歯車減速機４の破損を防ぐことができる。
【００２９】
以上のように本実施形態にあっては、トルクリミッタ５を歯車減速機４内に設けるのでは無く、トルクリミッタ５を歯車減速機４の外部に配置したので、入力ギア軸１２と中間ギア軸１４との軸間距離、中間ギア軸１４と出力ギア軸１３との軸間距離がトルクリミッタ５の外径サイズにより制約を受けることが無く、それらの軸間距離を最小限に抑えることができる。従って、歯車減速機４の体格の大型化を防ぐことができる。
【００３０】
また、トルクリミッタ５を電動モータ３と歯車減速機４との間に配置するのではなく、トルクリミッタ５を駆動装置１の一端側に配置し、歯車減速機４の入力ギア軸１２と一体化された連結シャフト１５をロータシャフト９の中空部１１を貫通してトルクリミッタ５に連結するようにしたので、トルクリミッタ５の専用スペースを大きくとらなくて済む。
【００３１】
以上により、駆動装置１全体の体格を小型化することができる。その結果、駆動装置１を車両に搭載する際の搭載性を向上させることが可能となる。
【００３２】
図４は、本発明に係る駆動装置の他の実施形態の要部を示す断面図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の駆動装置４０は、上記実施形態と同様に、電動モータ３、歯車減速機４及びトルクリミッタ５を備えている。歯車減速機４は、電動モータ３とトルクリミッタ５との間に配置されている。
【００３４】
電動モータ３は、ロータ８に固定されたロータシャフト（モータ出力軸）４１を有している。ロータシャフト４１には、歯車減速機４側に延びる連結シャフト４２が一体的に設けられている。連結シャフト４２の外径は、ロータシャフト４１の外径よりも小さくなっている。
【００３５】
歯車減速機４は、ロータシャフト４１と同軸上に設けられた入力ギア軸４３を有している。入力ギア軸４３には、当該入力ギア軸４３の長手方向（軸方向）に延びる中空部４４が形成されている。連結シャフト４２は、入力ギア軸４３の中空部４４を貫通してトルクリミッタ５のシャフト保持部２３に連結されている。連結シャフト４２の連結手段は、上記実施形態における連結シャフト１５の連結手段と同様である。
【００３６】
このような駆動装置４０において、電動モータ３の駆動力は、図４中の矢印Ｑで示すように、ロータシャフト４１から連結シャフト４２、トルクリミッタ５のシャフト保持部２３、取付ブラケット部２４、押さえ板２７、摺動板２６、歯車減速機４の入力ギア軸４３、ギア部１９、カウンタギア２０、中間ギア軸１４、ギア部２１、デファレンシャルギア２２及び出力ギア軸１３を介して出力される。つまり、電動モータ３の駆動力は、まずロータシャフト４１から連結シャフト４２を介してトルクリミッタ５に伝えられ、その後トルクリミッタ５で折り返されて、電動モータ３に隣接する歯車減速機４に伝えられる。
【００３７】
本実施形態においては、トルクリミッタ５を歯車減速機４の外部に配置したので、上記実施形態と同様に、歯車減速機４の入力ギア軸４３と中間ギア軸１４との軸間距離、中間ギア軸１４と出力ギア軸１３との軸間距離を最小限に抑え、歯車減速機４の体格の大型化を防ぐことができる。また、トルクリミッタ５を駆動装置４０の一端側に配置し、電動モータ３のロータシャフト４１と一体化された連結シャフト４２を歯車減速機４の入力ギア軸４３の中空部４４を貫通してトルクリミッタ５に連結したので、上記実施形態と同様に、トルクリミッタ５の専用スペースを大きくとらなくて済む。さらに、電動モータ３を駆動装置４０の他端側に配置したので、電動モータ３の専用スペースも大きくとらなくて済む。以上により、駆動装置４０全体の体格を十分に小型化することができる。
【００３８】
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、歯車減速機４の入力ギア軸１２と一体化された連結シャフト１５や、電動モータ３のロータシャフト４１と一体化された連結シャフト４２をトルクリミッタ５にスプライン結合するようにしたが、トルクリミッタ５に対する連結シャフト１５，４２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。
【００３９】
また、上記実施形態では、多板摩擦式のトルクリミッタ５を使用したが、トルクリミッタのタイプとしては、特に摩擦式には限られず、マグネット式やラチェット式等であっても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１…駆動装置、３…電動モータ、４…歯車減速機、５…トルクリミッタ、９…ロータシャフト（モータ出力軸）、１１…中空部、１２…入力ギア軸、１５…連結シャフト、２３…シャフト保持部、２６…摺動板、２７…押さえ板、２８…摩擦材、４０…駆動装置、４１…ロータシャフト（モータ出力軸）、４２…連結シャフト、４３…入力ギア軸、４４…中空部。
【図１】
2013234722.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013234722.tif 000006