JP3701014B2

JP3701014B2 - Vehicle drive device

Info

Publication number: JP3701014B2
Application number: JP2001324047A
Authority: JP
Inventors: 武典橋本
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: JP2003127680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機構を駆動源として駆動輪を駆動する電気自動車或いは電動機構と内燃機関とのハイブリッド車等の車両の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車或いは電動機構と内燃機関とのハイブリッド車等の車両の駆動装置としては、例えば特開平１０−７５５０６号公報に開示され、かつ図４に示すように電動機構１１０の出力が減速機構１１１により一定比で減速されて差動機構１１２に伝達される。更に、差動機構１１２によって差動分配されて各々のドライブシャフト１１３を介して左右の駆動輪１１４に伝達される。電動機構１１０の出力は、通常制御においては運転席のアクセルペダル１１５の操作量に応じて制御される。即ち、アクセルペダル１１５の操作量が制御部１１６によって検出され、制御部１１６はこの操作量に応じた電力を電動機構１１０に供給して電動機構１１０の出力を制御する。旋回走行時には、差動機構１１２によって左右の駆動輪１１４間の回転数差が吸収されて円滑な旋回走行が可能になる。
【０００３】
しかし、電動機構１１０に対して減速機構１１１、差動機構１１２が軸方向に直列配置されて、駆動装置の軸方向の寸法が大きくなる。このためドライブシャフト１１３が短くなり、ドライブシャフト１１３の作動角が増大して操縦安定性に影響を与えたり、シャシフレーム等との干渉やサスペンション装置の配置スペースが制限されて車両に種々の影響を与える要因となることが懸念される。
【０００４】
この対策として、例えば特開平７−１５６６７３号公報に開示され、かつ図５に示す駆動装置が提案されている。この駆動装置は、ハウジング１２１に円筒状のステータ１２３を配置し、ハウジング１２１にベアリング１２４を介在して回転自在に軸支された中空状の出力軸１２５の外周にロータ１２６を設けて電動機構１２２を構成する。一方、出力軸１２５内にベアリング１２７を介してデフケース１３１、一対のピニオンギヤ１３２、左右のアウトプットシャフト１２８に各々連結された一対のサイドギヤ１３３、及びピニオンギヤ１３２をデフケース１３１に回転自在に支持するピニオンシャフト１３４等によって構成されるベベルギヤ式の差動機構１３０及び、アウトプットシャフト１２８を囲むように円筒状に形成されたハウジング１２１のサンギヤ支持部１２１ａにスプライン嵌合されたサンギヤ１３６、出力軸１２５の内周に設けられたインターナルギヤ１３７、デフケース１３１に固定されたプラネタリキャリヤ１３８に回転自在に軸支されてサンギヤ１３６及びインターナルギヤ１３７に噛合するピニオン１３９を有するプラネタリギヤユニットによって構成された減速機構１３５を配置する。
【０００５】
電動機構１２２を作動させると、ロータ１２６に取り付けられた出力軸１２５が回転駆動される。出力軸１２５の回転が減速機構１３５のインターナルギヤ１３７に伝達され、プラネタリギヤユニットの歯車諸元に従って減速された回転がプラネタリキャリヤ１３８から差動機構１３０のデフケース１３１を回転駆動する。このときの減速比は、減速比をＲｅ、サンギヤ１３６の歯数をＳ、インターナルギヤ１３７の歯数をＩとすると次式
Ｒｅ＝（Ｓ＋Ｉ）／Ｉ
のようになる。
【０００６】
この減速機構１３５によって減速された出力が差動機構１３０のデフケース１３１に出力され、差動機構１３０によって左右の各アウトプットシャフト１２８に差動配分し、各アウトプットシャフト１２８からドライブシャフトを介して左右の駆動輪に伝達される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平７−１５６６７３号公報に開示される駆動装置によると、中空状に形成された電動機構１２２の出力軸１２５内に差動機構１３０及び減速機構１３５が内蔵されることから、駆動装置の軸方向Ａの短縮が得られ、車両への搭載時にドライブシャフトの作動角の減少が可能になり、操縦安定性への影響や、シャシフレーム等との干渉やサスペンション装置の配置スペース等の制限がある程度緩和される。
【０００８】
しかし、減速機構１３５のサンギヤ１３６が、アウトプットシャフト１２８を囲むように円筒状に形成されたハウジング１２１のサンギヤ支持部１２１ａにスプライン嵌合することからアウトプットシャフト１２８及びサンギヤ支持部１２１ａの径寸法の制約を受けて小径化が制限されて歯数の減少化が制約される。一方インターナルギヤ１３７が出力軸１２５の内径によって制約されて大径化が制約されて歯数が制限される。この結果、減速機構１３５による十分な減速比を確保することが困難である。
【０００９】
このため、車両諸元より要求される駆動力を確保するためには、出力の大きな電動機構１２２が必要になり、電動機構１２２の大型化が余儀なくされる。電動機構１２２の大型化に伴ってハウジング１２１の外形寸法が増大して径方向Ｂの配置スペースが増大して駆動装置の車載性に影響を及ぼすことが懸念される。また、電動機構１２２の大型化に伴ってインバータ等の制御素子のコストが増大して製造コストの増加を招くおそれがある。
【００１０】
一方、減速比を確保するためにインターナルギヤ１３７の歯数を増加させるには、大きなインターナルギヤ１３７が必要になり、インターナルギヤ１３７を収容する出力軸１２５が大径になる。出力軸１２５の大径化に伴ってロータ１２６が大径になり、ハウジング１２１の外形寸法が増大して径方向Ｂの配置スペースが増大して車載性に影響を及ぼすことが懸念される。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、十分な駆動力を確保し、かつ軸方向及び径方向の外形寸法が抑制されたコンパクトで車載性に優れた車両の駆動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記請求項１に記載の車両の駆動装置の発明は、ハウジング内に収容された電動機構と、該電動機構の出力を減速する減速機構と、該減速された出力を差動分配する差動機構と、該差動分配された出力を左右の駆動輪に各々伝達する一対のアウトプットシャフトとが同軸上に配置された車両の駆動装置において、上記ハウジングは、該ハウジング内を軸方向に電動機構収容部と減速機構収容部に区画すると共に軸孔が穿設された隔壁部を有し、上記電動機構は、上記電動機構収容部内に収容されて上記ハウジングの内周に固定されたステータと、該ステータ内に配置されたロータ内に配設され一端が上記軸孔との間にベアリングを介在して上記隔壁部に回転自在に支持された円筒状の出力軸とを備え、上記差動機構は、上記出力軸内に収容されて配置され、上記減速機構は、上記出力軸と同軸上で出力軸の外側において上記減速機構収容部内に配置され、上記出力軸の一端側からの出力が入力されるサンギヤと、上記ハウジングに回り止めされたインターナルギヤと、上記サンギヤ及びインターナルギヤに噛合するピニオンを回転自在に軸支し、かつ上記差動機構に出力伝達するプラネタリキャリヤとを備えたプラネタリギヤユニットであり、かつ上記出力軸の一端側からの出力を減速して上記差動装置に伝達し、上記ハウジングの隔壁部は、上記ハウジングに回り止めされたインターナルギヤの側面に当接して、インターナルギヤを保持するインターナルギヤ保持部が一体に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、隔壁部によって区画されたハウジング内の電動機構収容部内に収容された電動機構の出力軸内に差動機構が収容されて駆動装置の軸方向の短縮が得られ、かつ減速機構を出力軸の外側において減速機構収容部内に収容することから、出力軸の制限を受けることなく減速機構を設定することができて大きな減速比が確保できる。この結果、電動機構のロータを高速で回転駆動することが可能になり、電動機構による出力トルクの向上が得られ、電動機構の小型化が可能になり、駆動装置の径方向の縮小が得られて車載性が向上する。
【００１４】
また、隔壁部にベアリングを介して出力軸の減速機構への出力側となる一端が安定的に回転自在に支持され、出力軸から減速機構に良好に出力伝達できる。このベアリングは比較的小径のベアリングの使用が可能であり、該部の摺動抵抗が抑制されてより円滑な駆動装置の作動が確保できる。
【００１５】
更に、電動機構収容部内及び減速機構収容部内のオイル潤滑が互いに干渉することなく各々最適化が容易に確保できる。特に減速機構収容部に十分に潤滑油を貯留確保することができ、この貯留された潤滑油によって減速機構の各摺動部の発熱が抑制され、減速機構の損傷等を回避して耐久性が向上する。
【００１７】
また、減速機構をプラネタリギヤユニットによって構成することから、減速機構の配設による駆動装置の軸方向の増大が極力抑制できると共に、大径のインターナルギヤの使用が可能になり、かつ出力軸からサンギヤに入力してプラネタリキャリヤから差動機構に出力することによって、プラネタリギヤユニットの歯車諸元に従う大きな減速比が確保できる。
【００２１】
また、隔壁部に一体形成したインターナルギヤ保持部の当接によってハウジングに回り止めされたインターナルギヤの抜け止めがなされ、インターナルギヤの抜け止めをするためのスナップリング等が廃止されて、部品点数の削減が得られると共に組み立て作業が簡素化される。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の駆動装置において、上記隔壁は、位置センサ取付部が一体に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明によると、隔壁部に位置センサ取付部を一体に形成することによって、隔壁部に直接的に位置センサが固定でき、ハウジング内のスペースの有効活用が得られ、かつ組立作業性が向上すると共に、専用の位置センサの取付手段を配設が不要になり構造の簡素化が確保できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１或いは請求項２に記載の車両の駆動装置において、上記差動機構は、上記出力軸の内周にベアリングを介在して外周が回転自在に支持された中空状で両端に上記各アウトプットシャフトを各々軸支する軸方向延在部が各々形成され、かつ上記減速機構からの出力が伝達されるデフケースと、該デフケース内に収容されてピニオンシャフトを介してデフケースに回転自在に支持された一対のピニオンギヤと、上記各アウトプットシャフトの内方端に結合されて上記両ピニオンギヤに噛合する一対のサイドギヤとを有し、上記出力軸の他方端側に位置する上記デフケースの軸方向延在部がベアリングを介して上記ハウジングに回転自在に支持されたことを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、差動機構がベベルギヤ式の差動機構であって、差動機構のデフケースの外周と出力軸の内周の間にベアリングを介在させて互いに回転自在に保持することによって、出力軸とデフケースの相対位置が確実に維持されて、減速機構を介して出力軸からデフケースへの動力伝達が安定した状態で行われると共に、ハウジングにベアリングを介してデフケースの軸方向延在部を回転自在に支持することから、ハウジングに支持するベアリングの小径が可能になり、ベアリングの小径化に伴って軽量化及びベアリングの摺動抵抗の低減が得られ、電動機構に対する要求出力が小さくなる。この結果、電動機構を小型化でき、駆動装置の径方向の縮小が可能になり車載性が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明による車両の駆動装置の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２７】
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態による駆動装置１の概要を示す断面図であり、図２は図１の要部拡大図である。
【００２８】
駆動装置１は、中空状のハウジング１０と、ハウジング１０内に収容された電動機構２０と、電動機構２０内に同軸上でかつ同軸方向位置で配置された差動機構３０と、差動機構３０に隣接して同軸上に配置されて電動機構２０からの動力を減速して差動機構３０に伝達する減速機構４０と、同軸上に配置されて軸方向に延在するアウトプットシャフト５１及び５２を有している。
【００２９】
ハウジング１０は、ハウジング本体１１と、ハウジングカバー１２と、減速機構カバー１３によって中空状に形成されている。
【００３０】
ハウジング本体１１は、円筒部１１Ａ及び円筒部１１Ａの一端に外周が一体に連続形成された隔壁部１１Ｂを有し、隔壁部１１Ｂによってハウジング１０内を電動機構収容部１０Ａと減速機構収容部１０Ｂに区画している。隔壁部１１Ｂの中央部に軸孔１１ａが開口し、隔壁部１１Ｂには減速機構収容部１０Ｂ側に突出して後述する減速機構４０のインターナルギヤ４３の側面に先端が当接してインターナルギヤ４３を保持するインターナルギヤ保持部１１Ｃ、及び、後述する位置センサ２７を取り付ける位置センサ取付部１１Ｄが一体に形成されている。
【００３１】
ハウジングカバー１２は、ハウジング本体１１の円筒部１１Ａに形成される開口端に外周がボルト１５によって結合されて隔壁部１１Ｂと対向して電動機構収容部１０Ａを形成すると共に、中央部に軸孔１２ａが穿設され、かつ内部周縁近傍にステータ取付部１２Ａが形成されている。
【００３２】
減速機カバー１３は、外周がボルト１４によってハウジング本体１１の隔壁部１１Ｂ側に外周に結合された円筒部１３Ａ及び円筒部１３Ａに外周が一体形成された側壁部１３Ｂを有して軸方向Ａに膨出形成されて隔壁部１１Ｂと側壁部１３Ｂの間に減速機構収容部１０Ｂを形成すると共に、側壁部１３Ｂの中央部に軸孔１３ａが穿設され、更にプラネタリギヤユニット４１のインターナルギヤ４３の外周がスプライン嵌合するスプライン溝１３ｂが同心状に形成されている。
【００３３】
電動機構２０は、ハウジング本体１１の円筒部１１Ａの内周に沿って位置してハウジングカバー１２のステータ取付部１２Ａにボルト２１によって固定されたステータ２２と、ステータ２２内に配置された円筒状のロータ２３と、ロータ２３の内周に結合された円筒状の出力軸２４を有した同期モータとして形成されている。出力軸２４は、一端に小径部が形成され、該部が比較的小径のベアリング２５を介在して隔壁部１１Ｂの軸孔１１ａに回転自在に支持されると共に、後述する差動機構３０のデフケース３１の外周両端にベアリング２８及び２９を介して回転自在に保持されている。出力軸２４の一方端の外周には磁石２６が配設され、ハウジング本体１１の位置センサ取付部１１Ｄに設けられた位置センサ２７によって磁石２６の位置を検知することによってロータ２３の磁極位置を検出してベクトル制御することによって高効率の運転を行うように構成されている。また、出力軸２４の一端には減速機構４０のサンギヤ４２が一体的に形成されている。
【００３４】
差動機構３０は、ベベルギヤ式であって、出力軸２４の各端部内周にベアリング２８、２９を介在して各外周端が回転自在に支持された中空状で軸方向に延在する上記デフケース３１と、デフケース３１内に収容された一対のピニオンギヤ３２、３３及び一対のサイドギヤ３４、３５を有し、ピニオンギヤ３２、３３はピニオンシャフト３６によりデフケース３１に回転自在に支持されている。
【００３５】
サイドギヤ３４は、デフケース３１の軸方向延在部３１Ａに回転自在に軸支されたアウトプットシャフト５１の内方端５１ａにスプライン嵌合し、かつピニオンギヤ３２及び３３に噛合している。一方、サイドギヤ３５は、同様にデフケース３１の軸方向延在部３１Ｂに回転自在に軸支されたアウトプットシャフト５２の内方端５２ａにスプライン嵌合すると共にピニオンギヤ３２及び３３に噛合するように配置されている。更にデフケース３１の一方の軸方向延在部３１Ｂの外周には、スプライン溝３１ａが形成され、かつ他方の軸方向延在部３１Ａはベアリング３７を介してハウジングカバー１２の軸孔１２ａに回転自在に支持されている。
【００３６】
この構成により、デフケース３１と出力軸２４の各々の端部が互いにベアリング２８、２９を介在して互いに回転自在に保持され、出力軸２４の一方端がベアリング２５を介してハウジング本体１１の隔壁部１１Ｂに回転自在に支持され、かつ出力軸２４の他方端側に位置するデフケース３１の軸方向延在部３１Ａがベアリング３７を介してハウジングカバー１２の軸孔１２ａに回転自在に支持されて、出力軸２４とデフケース３１が同軸上でハウジング１０に互いに回転自在に支持される。
【００３７】
減速機構４０は、軸方向Ａの寸法が比較的小さく大きな減速比は得られるプラネタリギヤユニット４１によって構成され、電動機構２０及び差動機構３０と同軸上でかつ出力軸２４の端部外側で減速機構収容部１０Ｂ内に配置されている。
【００３８】
プラネタリギヤユニット４１は、出力軸２４の端部に外周が連続形成された円板状のフランジ４２Ａの内周から円筒状でデフケース３１の軸方向延在部３１Ｂの外周に沿って軸方向外側に突出する円筒部４２Ｂを有するサンギヤ４２と、減速機構カバー１３に形成されたスプライン溝１３ｂにスプライン嵌合して回り止めされると共にハウジング本体１１に突設されたインターナルギヤ保持部１１Ｃの当接によって抜け止めされて固定されたインターナルギヤ４３と、サンギヤ４２及びインターナルギヤ４３に噛合する複数のピニオン４４と、ピニオン４４をニードルベアリング４５を介在して回転自在に支持するプラネタリキャリヤ４６を有している。プラネタリキャリヤ４６は、ピニオン４４をニードルベアリング４５を介して回転自在に軸支するピニオンシャフト４７と、ピニオンシャフト４７に結合されて軸方向延在部３１Ｂの外周に形成されたスプライン溝３１ａにスプライン嵌合するキャリヤプレート４８を有している。
【００３９】
ピニオンシャフト４７には一端がその軸端面に開口して軸方向に延在し、かつニードルベアリング４５が摺接する外周面に他端が開口する油孔４７ａが形成されると共に、油孔４７ａが開口するピニオンシャフト４７の軸端面を間隙をもって覆う潤滑カバー４９が配設されている。
【００４０】
従って、ハウジング１０内に収容された電動機構２０と、電動機構２０の出力を減速するプラネタリギヤユニット４１からなる減速機構４０と、減速機構４０によって減速された出力を差動分配するベベルギヤ式の差動機構３０と、差動機構３０によって差動分配された出力を左右の駆動輪に各々伝達する一対のアウトプットシャフト５１及び５２が同軸上に配置され、かつ電動機構２０と差動機構３０が同軸方向位置に配置されて隔壁部１１Ｂを隔てて減速機構４０が配置される。
【００４１】
そして、出力軸２４の回転が減速機構４０のサンギヤ４２に伝達され、プラネタリギヤユニット４１の歯車諸元に従って減速されてプラネタリキャリヤ４６に出力され、プラネタリキャリヤ４６にスプライン嵌合されたデフケース３１を回転する。このときの減速比は、減速比をＲｅ、サンギヤ４２の歯数をＳ、インターナルギヤ４３の歯数をＩとすると次式
Ｒｅ＝（Ｓ＋Ｉ）／Ｓ
のようになる。
【００４２】
ここで、インターナルギヤ４３の外径は出力軸２４に影響されることなく大径に形成でき、インターナルギヤ４３の歯数を増大させることができ、しかもプラネタリギヤユニット４１のインターナルギヤ４３をハウジング１０に固定し、出力軸２４の回転をサンギヤ４２に入力し、プラネタリキャリヤ４６からデフケース３１に出力することと相俟って極めて大きな減速比を確保することができる。
【００４３】
アウトプットシャフト５１及び５２は、デフケース３１内に突出する各々の内方端５１ａ、５２ａがサイドギヤ３４、３５にスプライン嵌合すると共に、外方端５１ｂ、５２ｂが各々ジョイントを介して左右の駆動輪に動力伝達するドライブシャフトに連結されている。また、ハウジングカバー１２の軸孔１２ａとアウトプットシャフト５１の間にオイルシール５３が配設され、かつ減速機構カバー１３の軸孔１３ａとアウトプットシャフト５２の間にオイルシール５４を配設して埃や水滴等の浸入を防止している。
【００４４】
次に、このように構成された駆動装置１の作用について説明する。
【００４５】
電動機構２０を作動させると、ロータ２３が取り付けられた出力軸２４が回転駆動される。出力軸２４の回転が減速機構４０のサンギヤ４２に伝達され、プラネタリギヤユニット４１の歯車諸元に従って減速されてプラネタリキャリヤ４６に出力され、プラネタリキャリヤ４６のキャリヤプレート４８がスプライン嵌合されたデフケース３１が回転駆動されて差動機構３０に伝達され、更に、差動機構３０によりアウトプットシャフト５１及び５２に分配伝達される。
【００４６】
これにより、電動機構２０の作動で減速機構４０によって減速されて、作動機構３０、アウトプットシャフト５１、５２によってジョイント及びドライブシャフトを介して左右の駆動輪が回転駆動される。また、この差動機構３０によって、旋回走行時における左右の駆動輪間の回転数差が吸収されて円滑な旋回走行ができる。
【００４７】
従って、このように構成された駆動装置１によると、電動機構２０内に差動機構３０が内蔵され、かつ同軸方向位置に配置されて駆動装置１の軸方向Ａの短縮が得られる。更に、電動機構２０と差動機構３０との間に減速機構４０を介在させ、しかもこの減速機構４０が電動機構２０の出力軸２４の端部外側に隔壁部１１Ｂを隔てて配置されることから、減速比を決定するインターナルギヤ４３が出力軸２４の径に制限されることなく大径に形成することができる。このインターナルギヤ４３の大径に伴ってインターナルギヤ４３の歯数を有効的に増加することができる。
【００４８】
更に、プラネタリギヤユニット４１のインターナルギヤ４３を固定し、入力軸２４によりサンギヤ４２を回転してプラネタリキャリヤ４６によってスプライン嵌合されたデフケース３１を回転駆動することから、仮にプラネタリギヤユニット４１のインターナルギヤ４３を回転駆動してプラネタリキャリヤ４６によってデフケース３１を回転駆動する場合に比べ大きな減速比が得られることと相俟って極めて大きな減速比を確保することができる。この結果、電動機構２０を高速で回転駆動することが可能になり電動機構２０の出力トルクの増大が効率的に達成できる。換言すると、電動機構２０の出力トルクの増大が得られることから出力が比較的小さい電動機構２０の使用が可能になり、その結果、駆動装置１の径方向Ｂの縮小が可能になりコンパクトで配置スペースの大幅な減少が可能になり、かつ軽量化が得られて車載性が向上する。
【００４９】
また、ハウジング１０内を隔壁部１１Ｂによって電動機構収容部１０Ａと減速機構収容部１０Ｂに区画して、各々電動機構２０及び減速機構４０を各々配置することから、電動機構収容部１０Ａ内及び減速機構収容部１０Ｂ内のオイル潤滑を互いに干渉することなく各々最適化が容易に確保できる。特に減速機構収容部１０Ｂに十分に潤滑油を貯留確保することができ、この貯留された潤滑油によってプラネタリギヤユニット４１のインターナルギヤ４３と各ピニオン４４の噛合部の潤滑が十分に確保できると共に、サンギヤ４２やピニオン４４の遠心力等によって飛散した潤滑油が潤滑カバー４９によって受け止められてピニオンシャフト４７の軸端面に開口する油孔４７ａに誘導され、油孔４７ａを経てピニオンシャフト４７とニードルベアリング４５との摺接面に供給され、ピニオンシャフト４７の外周面及びピニオン４４の内周面間に介在するニードルベアリング４５を潤滑してプラネタリギヤユニット４１の各摺動部の発熱が抑制され、かつプラネタリギヤユニット４１の損傷等を回避して耐久性が向上する。
【００５０】
更に、隔壁部１１Ｂに軸孔１１ａを形成し、該軸孔１１ａにベアリング２５を介して出力軸２４のサンギヤ４２が連結される側の端部を回転自在に支持することによって、出力軸２４の端部が安定的に支持され、サンギヤ４２を介して良好にプラネタリギヤユニット４１に出力伝達できる。また、ベアリング２５の設定自由度が確保でき、比較的小径のベアリング２５による支持が可能になり、ベアリング２５の小径化に伴って該部の摺動抵抗が抑制されてより円滑な駆動装置１の作動が確保できる。
【００５１】
また、隔壁部１１Ｂに一体形成したインターナルギヤ保持部１１Ｃの当接によって減速機構カバー１３にスプライン嵌合して回転止めされたインターナルギヤ４３の抜け止めをすることから、インターナルギヤ４３の抜け止めをするためのスナップリングが廃止され、部品点数の削減が得られると共に組み立て作業が簡素化される。
【００５２】
更に、隔壁部１１Ｂに位置センサ取付部１１Ｄを一体に形成することによって、位置センサ２７が固定でき、ハウジング内のスペースの有効活用が得られ、かつ組立作業性が向上すると共に、専用の位置センサ取付のための取付手段を配設することが不要になり構造の簡素化が確保できる。
【００５３】
（第２実施の形態）
図３は、本実施の形態による駆動装置２の概要を示す断面図である。なお、図１及び図２と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。本実施の形態は、上記第１実施の形態の減速機構４０に代えて、より大きな減速比が確保できる減速機構６０を配設したことを特徴とするものである。
【００５４】
減速機構６０は、この出力軸２４の内周端部に形成されたスプライン嵌合してスナップリング９１で固定されてデフケース３１の軸方向延在部３１Ｂに沿って延在する円筒状のサンギヤ６２と、減速機カバー１３の円筒部１３Ａの内周面に形成されたスプライン溝１３ｂに外周がスプライン嵌合して回り止めされてスナップリング９２によって固定されたインターナルギヤ６３と、デフケース３１の軸方向延在部３１Ｂの端部外周に形成されたスプライン溝３１ａにキャリヤプレート６６がスプライン嵌合してスナップリング９３で固定されたプラネタリキャリヤ６４と、プラネタリキャリヤ６４の複数のピニオンシャフト６５に各々ニードルベアリング６７を介して回転自在に軸支されたステップドピニオン６８とを有するプラネタリギヤユニット６１によって構成される。各ステップドピニオン６８はサンギヤ６２に噛合する大径ピニオン６９とインターナルギヤ６３に噛合する小径ピニオン７０が軸方向に一体に形成されている。従って、サンギヤ６２が出力軸２４によって回転駆動されると、インターナルギヤ６３を反力要素としてプラネタリキャリヤ６４がプラネタリギヤユニット６１の歯車諸元に従って減速比で回転され、デフケース３１を回転駆動する。なお、サンギヤ６２とキャリヤプレート６６の間にはスラストワッシャ７１が介装されている。
【００５５】
次に、このように構成された駆動装置２の作用について説明する。
【００５６】
電動機構２０を作動させると、ロータ２３が取り付けられた出力軸２４が回転駆動され、出力軸２４の回転が減速機構６０のサンギヤ６２に伝達され、プラネタリギヤユニット６１の歯車諸元に従って減速されてプラネタリキャリヤ６４に出力され、プラネタリキャリヤ６４のキャリヤプレート６６にスプライン嵌合されたデフケース３１が回転駆動されて差動機構３０に伝達され、更に、差動機構３０によりアウトプットシャフト５１及び５２に分配伝達される。
【００５７】
これにより、電動機構２０の作動で減速機構６０によって減速されて、差動機構３０、アウトプットシャフト５１、５２によってジョイント及びドライブシャフトを介して左右の駆動輪が回転駆動される。また、この差動機構３０によって、旋回走行時における左右の駆動輪間の回転数差が吸収されて円滑な旋回走行ができる。
【００５８】
従って、このように構成された駆動装置６０によると、第１実施の形態と同様に電動機構２０内に差動機構３０が内蔵され、かつ同軸方向位置に配置されて駆動装置１の軸方向Ａの短縮が得られことに加え、更に、減速機構６０を構成するプラネタリギヤユニット６１のピニオンとしてサンギヤ６２と噛合する大径ピニオン６９とインターナルギヤ６２に噛合する小径ピニオン７０が軸方向に一体形成されたステップドピニオン６８を使用し、かつステップドピニオン６８の大径ピニオン６９及びインターナルギヤ６３が出力軸２４に影響されることなく大径にすることが可能になり、第１実施の形態の減速機構４０に対し軸方向Ａの寸法が若干増大するが、減速機４０に対してより大きな減速比が確保できる。
【００５９】
この結果、電動機構２０を更に高速で回転駆動することが可能になり電動機構２０の出力トルクの増大がより効率的に達成できる。換言すると、電動機構２０の出力トルクの増大が得られることから出力が更に小さい電動機構２０の使用が可能になり、その結果、駆動装置１の径方向Ｂの縮小が可能になりコンパクトで配置スペースの大幅な減少が可能になり、かつ軽量化が得られて車載性が大幅に向上する。
【００６０】
また、このように出力軸２４とサンギヤ６２を各々独立して形成することによって、出力軸２４とサンギヤ６２を一体に形成する比べ、形状の簡素化が得られてその加工が容易になると共に、サンギヤ４２の熱処理が容易になり生産性の向上が得られ、かつ製造コストの低減が期待できる。
【００６１】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施の形態では、電動機構２０の出力軸２４と減速機構４０のサンギヤ４２を一体に形成したが、第２実施の形態のように出力軸２４とサンギヤ４２を結合可能に別体に形成して、各々の形状の簡素化が得られてその加工が容易になると共に、サンギヤ４２の熱処理を容易にして生産性の向上を図り、製造コストの低減を得ることもできる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した本発明による車両に駆動装置によると、ハウジング内に収容された電動機構と、電動機構の出力を減速する減速機構と、減速された出力を差動分配する差動機構と、差動分配された出力を左右の駆動輪に各々伝達する一対のアウトプットシャフトとが同軸上に配置された車両の駆動装置において、ハウジング内を隔壁部によって電動機構収容部と減速機構収容部に区画し、電動機構の出力軸内に差動機構を収容して駆動装置の軸方向の短縮を図り、かつ減速機構を出力軸の外側で減速機構収容部内に収容することから、出力軸の制限を受けることなく減速機構を設定することができて大きな減速比が確保できる。この結果、電動機構のロータを高速で回転駆動することが可能になる。換言すると、電動機構の小型化が可能になり、駆動装置の径方向の縮小が得られて車載性が向上する。
【００６３】
また、隔壁部にベアリングを介して出力軸の減速機構への出力側となる一端が安定的に回転自在に支持されると共に、電動機構及び減速機構のオイル潤滑を互いに干渉することなく各々最適化が容易に確保できる。従って、潤滑油による減速機構の各摺動部の発熱が抑制し、減速機構の損傷等を回避して耐久性が向上する。
【００６４】
また、減速機構をプラネタリギヤユニットによって構成することによって、減速機構の配設による駆動装置の軸方向の増大が極力抑制できると共に、大径のインターナルギヤの使用が可能になり、かつ出力軸からサンギヤに入力してプラネタリキャリヤから差動機構に出力することによって、プラネタリギヤユニットの歯車諸元に従う大きな減速比が確保でき、電動機構の高速回転駆動による出力向上が効率的に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両の駆動装置の第１実施の形態の概要を示す断面図である。
【図２】同じく、図１の要部拡大図である。
【図３】本発明による車両の駆動装置の第２実施の形態の概要を示す断面図である。
【図４】従来の車両の駆動装置の概要説明図である。
【図５】同じく、従来の駆動装置の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１駆動装置
２駆動装置
１０ハウジング
１１ハウジング本体
１１Ａ円筒部
１１Ｂ隔壁部
１１Ｃインターナルギヤ保持部
１１Ｄ位置センサ取付部
１１ａ軸孔
１２ハウジングカバー
１２Ａステータ取付部
１３減速機カバー
１３ａ軸孔
１３ｂスプライン溝
２０電動機構
２２ステータ
２３ロータ
２４出力軸
２４ａスプライン溝
２５ベアリング
２８、２９ベアリング
３０差動機構
３１デフケース
３１Ａ、３１Ｂ軸方向延在部
３１ａスプライン溝
３２、３３ピニオンギヤ
３４、３５サイドギヤ
３６ピニオンシャフト
４０減速機構
４１プラネタリギヤユニット
４２サンギヤ
４３インターナルギヤ
４４ピニオン
４５ニードルベアリング
４６プラネタリキャリヤ
４７ピニオンシャフト
４８キャリヤプレート
５１、５２アウトプットシャフト
６０減速機構
６１プラネタリギヤユニット
６２サンギヤ
６３インターナルギヤ
６４プラネタリキャリヤ
６５ピニオンシャフト
６８ステップドピニオン
６９大径ピニオン
７０小径ピニオン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive device for a vehicle such as an electric vehicle that drives a drive wheel using an electric mechanism as a drive source, or a hybrid vehicle of an electric mechanism and an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a driving device for a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle of an electric mechanism and an internal combustion engine, for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-75506, and the output of the electric mechanism 110 is a reduction mechanism as shown in FIG. 111 is decelerated at a constant ratio and transmitted to the differential mechanism 112. Further, differential distribution is performed by the differential mechanism 112 and transmitted to the left and right drive wheels 114 via each drive shaft 113. The output of the electric mechanism 110 is controlled according to the operation amount of the accelerator pedal 115 in the driver's seat in the normal control. That is, the operation amount of the accelerator pedal 115 is detected by the control unit 116, and the control unit 116 supplies electric power corresponding to the operation amount to the electric mechanism 110 to control the output of the electric mechanism 110. During turning, the differential mechanism 112 absorbs the difference in rotational speed between the left and right drive wheels 114, thereby enabling smooth turning.
[0003]
However, the speed reduction mechanism 111 and the differential mechanism 112 are arranged in series in the axial direction with respect to the electric mechanism 110, and the axial dimension of the drive device is increased. For this reason, the drive shaft 113 is shortened, and the operating angle of the drive shaft 113 is increased to affect the steering stability, or the interference with the chassis frame and the arrangement space of the suspension device are limited, thereby causing various effects on the vehicle. There is concern that it will be a factor.
[0004]
As a countermeasure against this, for example, a driving device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-156673 and shown in FIG. 5 has been proposed. In this drive device, a cylindrical stator 123 is disposed in a housing 121, and a rotor 126 is provided on the outer periphery of a hollow output shaft 125 that is rotatably supported by a bearing 124 interposed in the housing 121. Configure. On the other hand, a differential case 131, a pair of pinion gears 132, a pair of side gears 133 respectively connected to the left and right output shafts 128, and a pinion shaft 134 that rotatably supports the differential case 131 in the output shaft 125 via a bearing 127. Bevel gear type differential mechanism 130 constituted by the like, a sun gear 136 spline-fitted to a sun gear support 121a of a housing 121 formed in a cylindrical shape so as to surround the output shaft 128, and an inner periphery of the output shaft 125 An internal gear 137 provided and a planetary gear unit having a pinion 139 rotatably supported by a planetary carrier 138 fixed to the differential case 131 and meshing with the sun gear 136 and the internal gear 137. Placing the reduction gear mechanism 135.
[0005]
When the electric mechanism 122 is operated, the output shaft 125 attached to the rotor 126 is rotationally driven. The rotation of the output shaft 125 is transmitted to the internal gear 137 of the reduction mechanism 135, and the rotation reduced according to the gear specifications of the planetary gear unit rotates the differential case 131 of the differential mechanism 130 from the planetary carrier 138. The reduction ratio at this time is represented by the following formula: Re = (S + I) / I where Re is the reduction ratio, S is the number of teeth of the sun gear 136, and I is the number of teeth of the internal gear 137.
become that way.
[0006]
The output decelerated by the speed reduction mechanism 135 is output to the differential case 131 of the differential mechanism 130, and is differentially distributed to the left and right output shafts 128 by the differential mechanism 130, and the left and right outputs from each output shaft 128 via the drive shaft. It is transmitted to the drive wheel.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the driving device disclosed in the above-mentioned JP-A-7-156673, the differential mechanism 130 and the speed reduction mechanism 135 are built in the output shaft 125 of the electric mechanism 122 formed in a hollow shape. A reduction in the axial direction A is obtained, and the operating angle of the drive shaft can be reduced when mounted on a vehicle, which has an effect on steering stability, interference with the chassis frame, etc., and restrictions on the layout space of the suspension device, etc. It is alleviated to some extent.
[0008]
However, since the sun gear 136 of the speed reduction mechanism 135 is spline-fitted to the sun gear support 121a of the housing 121 formed in a cylindrical shape so as to surround the output shaft 128, restrictions on the diameter dimensions of the output shaft 128 and the sun gear support 121a. As a result, the diameter reduction is restricted and the reduction of the number of teeth is restricted. On the other hand, the internal gear 137 is constrained by the inner diameter of the output shaft 125, so that the increase in diameter is constrained and the number of teeth is limited. As a result, it is difficult to ensure a sufficient reduction ratio by the reduction mechanism 135.
[0009]
For this reason, in order to ensure the driving force required from the vehicle specifications, the electric mechanism 122 having a large output is required, and the electric mechanism 122 must be enlarged. With the increase in size of the electric mechanism 122, there is a concern that the outer dimension of the housing 121 increases and the arrangement space in the radial direction B increases, which affects the on-vehicle performance of the drive device. Further, with the increase in size of the electric mechanism 122, the cost of a control element such as an inverter may increase, leading to an increase in manufacturing cost.
[0010]
On the other hand, in order to increase the number of teeth of the internal gear 137 in order to ensure the reduction ratio, a large internal gear 137 is required, and the output shaft 125 that accommodates the internal gear 137 has a large diameter. As the diameter of the output shaft 125 increases, the rotor 126 becomes larger in diameter, and there is a concern that the outer dimensions of the housing 121 increase and the arrangement space in the radial direction B increases, which affects the on-vehicle performance.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a vehicle drive device that has a sufficient driving force and is compact and excellent in in-vehicle performance with reduced axial and radial outer dimensions. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention of the vehicle drive device according to claim 1 includes an electric mechanism housed in a housing, a reduction mechanism that decelerates the output of the electric mechanism, and a differential mechanism that differentially distributes the reduced output. And a pair of output shafts that transmit the differentially distributed output to the left and right drive wheels, respectively, on the same axis, the housing includes an electric mechanism housing the housing in the axial direction. And a partition wall portion having a shaft hole formed therein, and the electric mechanism is housed in the electric mechanism housing portion and fixed to the inner periphery of the housing; A cylindrical output shaft that is disposed in a rotor disposed in the stator and is rotatably supported by the partition wall with one end interposed between the shaft hole and a bearing. Housed in the output shaft Disposed Te, the speed reduction mechanism is outside of the output shaft at the output shaft coaxially arranged on the speed reduction mechanism accommodating portion, a sun gear which output from one end of the output shaft is input, around the said housing A planetary gear unit comprising: a stopped internal gear; a planetary carrier that rotatably supports a pinion that meshes with the sun gear and the internal gear and that transmits an output to the differential mechanism; and the output shaft. The output from one end side of the motor is decelerated and transmitted to the differential device, and the partition wall portion of the housing is in contact with the side surface of the internal gear that is prevented from rotating around the housing to hold the internal gear. The gear holding portion is integrally formed .
[0013]
According to the invention of claim 1, the differential mechanism is accommodated in the output shaft of the electric mechanism accommodated in the electric mechanism accommodating portion in the housing partitioned by the partition wall portion, and the axial shortening of the drive device is obtained. In addition, since the speed reduction mechanism is accommodated in the speed reduction mechanism accommodating portion outside the output shaft, the speed reduction mechanism can be set without being restricted by the output shaft, and a large reduction ratio can be ensured. As a result, the rotor of the electric mechanism can be driven to rotate at high speed, the output torque of the electric mechanism can be improved, the electric mechanism can be reduced in size, and the radial reduction of the drive device can be obtained. This improves the in-vehicle performance.
[0014]
Further, one end of the output shaft on the output side of the output shaft to the speed reduction mechanism is supported in a stable and freely rotatable manner via the bearing, so that the output can be satisfactorily transmitted from the output shaft to the speed reduction mechanism. This bearing can use a relatively small-diameter bearing, and the sliding resistance of the portion is suppressed, so that smoother operation of the drive device can be ensured.
[0015]
Furthermore, optimization can be easily ensured without oil lubrication in the electric mechanism housing portion and the speed reduction mechanism housing portion interfering with each other. In particular, sufficient storage of lubricating oil can be ensured in the speed reduction mechanism accommodating portion, and heat generated at each sliding portion of the speed reduction mechanism is suppressed by the stored lubricating oil, and damage to the speed reduction mechanism is avoided and durability is improved. improves.
[0017]
In addition, since the speed reduction mechanism is constituted by a planetary gear unit, an increase in the axial direction of the drive device due to the arrangement of the speed reduction mechanism can be suppressed as much as possible, a large-diameter internal gear can be used, and a sun gear from the output shaft can be used. Is input to the planetary carrier and output from the planetary carrier to the differential mechanism, thereby ensuring a large reduction ratio according to the gear specifications of the planetary gear unit.
[0021]
In addition, the internal gear that is prevented from rotating around the housing by the contact of the internal gear holding part integrally formed with the partition wall is prevented from coming off, and the snap ring for preventing the internal gear from being removed is abolished. The number of parts can be reduced and the assembling work can be simplified.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle drive device according to the first aspect, the partition wall is integrally formed with a position sensor mounting portion.
[0023]
According to the invention of claim 2 , by integrally forming the position sensor mounting portion on the partition wall, the position sensor can be directly fixed to the partition wall, the effective use of the space in the housing can be obtained, and the assembly workability can be obtained. In addition, it is not necessary to provide a dedicated means for attaching the position sensor , thereby simplifying the structure.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle drive device according to the first or second aspect, the differential mechanism is rotatably supported at the outer periphery with a bearing interposed on the inner periphery of the output shaft. A hollow case that is formed with axially extending portions that respectively support the output shafts at both ends, and that outputs from the speed reduction mechanism, and is housed in the differential case via a pinion shaft. A pair of pinion gears rotatably supported by the differential case, and a pair of side gears coupled to the inner ends of the output shafts and meshing with the pinion gears, and located on the other end side of the output shaft. The axially extending portion of the differential case is rotatably supported by the housing via a bearing.
[0025]
According to a third aspect of the present invention, the differential mechanism is a bevel gear type differential mechanism, and a bearing is interposed between the outer periphery of the differential case of the differential mechanism and the inner periphery of the output shaft to hold the differential mechanism rotatably. The relative position between the output shaft and the differential case is reliably maintained, and the power transmission from the output shaft to the differential case via the speed reduction mechanism is performed stably, and the axial extension portion of the differential case via the bearing in the housing Since the bearing is supported in a rotatable manner, the bearing supporting the housing can have a small diameter. As the diameter of the bearing decreases, the weight can be reduced and the sliding resistance of the bearing can be reduced, and the required output for the electric mechanism can be reduced. . As a result, the electric mechanism can be miniaturized, the drive device can be reduced in the radial direction, and the in-vehicle performance is improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a vehicle drive device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a drive device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
[0028]
The drive device 1 includes a hollow housing 10, an electric mechanism 20 accommodated in the housing 10, a differential mechanism 30 disposed coaxially and coaxially within the electric mechanism 20, and a differential mechanism 30. A speed reduction mechanism 40 that is coaxially disposed adjacent to and decelerates the power from the electric mechanism 20 and transmits it to the differential mechanism 30; and output shafts 51 and 52 that are disposed coaxially and extend in the axial direction. Have.
[0029]
The housing 10 is formed in a hollow shape by a housing body 11, a housing cover 12, and a speed reduction mechanism cover 13.
[0030]
The housing body 11 has a cylindrical portion 11A and a partition wall portion 11B whose outer periphery is integrally formed continuously at one end of the cylindrical portion 11A. The partition wall portion 11B forms an interior of the housing 10 into an electric mechanism housing portion 10A and a speed reduction mechanism housing portion 10B. It is partitioned. A shaft hole 11a is opened at the center of the partition wall portion 11B. The partition wall portion 11B protrudes toward the speed reduction mechanism housing portion 10B and the tip abuts against a side surface of an internal gear 43 of the speed reduction mechanism 40 described later. An internal gear holding portion 11C for holding the position sensor and a position sensor attaching portion 11D for attaching a position sensor 27 described later are integrally formed.
[0031]
The housing cover 12 has an outer periphery coupled to the opening end formed in the cylindrical portion 11A of the housing body 11 by a bolt 15 to form an electric mechanism housing portion 10A facing the partition wall portion 11B, and a shaft hole 12a in the central portion. And a stator attachment portion 12A is formed in the vicinity of the inner peripheral edge.
[0032]
The speed reducer cover 13 has a cylindrical portion 13A whose outer periphery is coupled to the outer periphery on the partition wall 11B side of the housing body 11 by a bolt 14 and a side wall portion 13B whose outer periphery is integrally formed with the cylindrical portion 13A. The speed reduction mechanism accommodating portion 10B is formed between the partition wall portion 11B and the side wall portion 13B, and a shaft hole 13a is formed in the central portion of the side wall portion 13B. Further, the internal gear 43 of the planetary gear unit 41 Spline grooves 13b whose outer periphery is spline-fitted are formed concentrically.
[0033]
The electric mechanism 20 includes a stator 22 positioned along the inner periphery of the cylindrical portion 11A of the housing main body 11 and fixed to the stator mounting portion 12A of the housing cover 12 by bolts 21, and a cylindrical shape disposed in the stator 22. It is formed as a synchronous motor having a rotor 23 and a cylindrical output shaft 24 coupled to the inner periphery of the rotor 23. The output shaft 24 is formed with a small diameter portion at one end, and this portion is rotatably supported by the shaft hole 11a of the partition wall portion 11B via a relatively small diameter bearing 25, and a differential case of the differential mechanism 30 described later. It is rotatably held at both ends of the outer periphery of 31 via bearings 28 and 29. A magnet 26 is disposed on the outer periphery of one end of the output shaft 24, and the magnetic pole position of the rotor 23 is detected by detecting the position of the magnet 26 by the position sensor 27 provided in the position sensor mounting portion 11 D of the housing body 11. Thus, high efficiency operation is performed by performing vector control. A sun gear 42 of the speed reduction mechanism 40 is integrally formed at one end of the output shaft 24.
[0034]
The differential mechanism 30 is a bevel gear type, and is a hollow and axially extending differential case in which each outer peripheral end is rotatably supported via bearings 28 and 29 on each inner peripheral portion of the output shaft 24. 31, a pair of pinion gears 32 and 33 and a pair of side gears 34 and 35 accommodated in the differential case 31, and the pinion gears 32 and 33 are rotatably supported by the differential case 31 by a pinion shaft 36.
[0035]
The side gear 34 is spline-fitted to the inner end 51 a of the output shaft 51 rotatably supported by the axially extending portion 31 A of the differential case 31 and meshed with the pinion gears 32 and 33. On the other hand, the side gear 35 is similarly spline-fitted to the inner end 52a of the output shaft 52 rotatably supported by the axially extending portion 31B of the differential case 31, and is arranged to mesh with the pinion gears 32 and 33. ing. Further, a spline groove 31a is formed on the outer periphery of one axially extending portion 31B of the differential case 31, and the other axially extending portion 31A is rotatable through the bearing 37 to the shaft hole 12a of the housing cover 12. It is supported.
[0036]
With this configuration, the end portions of the differential case 31 and the output shaft 24 are rotatably held with respect to each other via the bearings 28 and 29, and one end of the output shaft 24 is supported by the partition wall portion of the housing body 11 via the bearing 25. An axially extending portion 31A of the differential case 31 that is rotatably supported by 11B and is located on the other end side of the output shaft 24 is rotatably supported by the shaft hole 12a of the housing cover 12 via a bearing 37, and outputs The shaft 24 and the differential case 31 are coaxially supported by the housing 10 so as to be rotatable relative to each other.
[0037]
The speed reduction mechanism 40 includes a planetary gear unit 41 that has a relatively small dimension in the axial direction A and can provide a large speed reduction ratio. The speed reduction mechanism 40 is coaxial with the electric mechanism 20 and the differential mechanism 30 and outside the end of the output shaft 24. It arrange | positions in the accommodating part 10B.
[0038]
The planetary gear unit 41 is cylindrical from the inner periphery of the disc-shaped flange 42A whose outer periphery is continuously formed at the end of the output shaft 24 and protrudes outward in the axial direction along the outer periphery of the axially extending portion 31B of the differential case 31. By the contact between the sun gear 42 having the cylindrical portion 42 B and the spline groove 13 b formed in the speed reduction mechanism cover 13 so as to be prevented from rotating by being spline-fitted and protruding from the housing body 11. An internal gear 43 that is secured to be removed, a plurality of pinions 44 that mesh with the sun gear 42 and the internal gear 43, and a planetary carrier 46 that rotatably supports the pinion 44 via a needle bearing 45. ing. The planetary carrier 46 has a pinion shaft 47 that rotatably supports the pinion 44 via a needle bearing 45, and a spline fit in a spline groove 31a that is coupled to the pinion shaft 47 and formed on the outer periphery of the axially extending portion 31B. A mating carrier plate 48 is provided.
[0039]
The pinion shaft 47 is formed with an oil hole 47a having one end opened on its axial end surface and extending in the axial direction, and the other end opened on the outer peripheral surface with which the needle bearing 45 is slidably contacted, and the oil hole 47a is opened. A lubricating cover 49 is provided to cover the shaft end surface of the pinion shaft 47 with a gap.
[0040]
Therefore, the electric mechanism 20 accommodated in the housing 10, the speed reduction mechanism 40 including the planetary gear unit 41 that reduces the output of the electric mechanism 20, and the bevel gear type differential that differentially distributes the output reduced by the speed reduction mechanism 40. The mechanism 30 and a pair of output shafts 51 and 52 for transmitting the output differentially distributed by the differential mechanism 30 to the left and right drive wheels, respectively, are coaxially arranged, and the electric mechanism 20 and the differential mechanism 30 are coaxially arranged. The speed reduction mechanism 40 is disposed at the position and across the partition wall 11B.
[0041]
Then, the rotation of the output shaft 24 is transmitted to the sun gear 42 of the speed reduction mechanism 40, is decelerated according to the gear specifications of the planetary gear unit 41, is output to the planetary carrier 46, and rotates the differential case 31 that is splined to the planetary carrier 46. . The reduction ratio at this time is represented by the following equation: Re = (S + I) / S where Re is the reduction ratio, S is the number of teeth of the sun gear 42, and I is the number of teeth of the internal gear 43.
become that way.
[0042]
Here, the outer diameter of the internal gear 43 can be formed large without being influenced by the output shaft 24, the number of teeth of the internal gear 43 can be increased, and the internal gear 43 of the planetary gear unit 41 can be increased. It is possible to secure a very large reduction ratio in combination with being fixed to the housing 10 and inputting the rotation of the output shaft 24 to the sun gear 42 and outputting it from the planetary carrier 46 to the differential case 31.
[0043]
In the output shafts 51 and 52, the inner ends 51a and 52a protruding into the differential case 31 are spline-fitted to the side gears 34 and 35, and the outer ends 51b and 52b are respectively connected to the left and right drive wheels via joints. It is connected to a drive shaft that transmits power. In addition, an oil seal 53 is disposed between the shaft hole 12a of the housing cover 12 and the output shaft 51, and an oil seal 54 is disposed between the shaft hole 13a of the reduction mechanism cover 13 and the output shaft 52 so as to prevent dust and dirt. Prevents ingress of water droplets.
[0044]
Next, the operation of the drive device 1 configured as described above will be described.
[0045]
When the electric mechanism 20 is operated, the output shaft 24 to which the rotor 23 is attached is rotationally driven. The rotation of the output shaft 24 is transmitted to the sun gear 42 of the speed reduction mechanism 40, decelerated according to the gear specifications of the planetary gear unit 41, output to the planetary carrier 46, and the differential case 31 in which the carrier plate 48 of the planetary carrier 46 is spline-fitted. It is rotationally driven and transmitted to the differential mechanism 30, and further distributed and transmitted to the output shafts 51 and 52 by the differential mechanism 30.
[0046]
As a result, the electric mechanism 20 is decelerated by the reduction mechanism 40 and the left and right drive wheels are rotationally driven by the operation mechanism 30 and the output shafts 51 and 52 via the joint and the drive shaft. Further, the differential mechanism 30 absorbs the difference in the rotational speed between the left and right drive wheels during turning, and enables smooth turning.
[0047]
Therefore, according to the drive device 1 configured as described above, the differential mechanism 30 is built in the electric mechanism 20 and is disposed at a coaxial position, so that the axial direction A of the drive device 1 can be shortened. Further, the speed reduction mechanism 40 is interposed between the electric mechanism 20 and the differential mechanism 30, and the speed reduction mechanism 40 is disposed outside the end of the output shaft 24 of the electric mechanism 20 with the partition wall 11 B interposed therebetween. The internal gear 43 that determines the reduction ratio can be formed with a large diameter without being limited by the diameter of the output shaft 24. As the internal gear 43 has a large diameter, the number of teeth of the internal gear 43 can be effectively increased.
[0048]
Further, the internal gear 43 of the planetary gear unit 41 is fixed, the sun gear 42 is rotated by the input shaft 24, and the differential case 31 that is spline-fitted by the planetary carrier 46 is rotationally driven. Compared with the case where 43 is rotationally driven and the differential case 31 is rotationally driven by the planetary carrier 46, a very large reduction ratio can be ensured in combination with the fact that a large reduction ratio can be obtained. As a result, the electric mechanism 20 can be rotationally driven at a high speed, and an increase in the output torque of the electric mechanism 20 can be achieved efficiently. In other words, since the output torque of the electric mechanism 20 can be increased, the electric mechanism 20 having a relatively small output can be used. As a result, the radial direction B of the drive device 1 can be reduced and the arrangement can be made compact. Space can be significantly reduced, and weight reduction can be achieved, improving onboard performance.
[0049]
Further, since the inside of the housing 10 is partitioned into the electric mechanism housing portion 10A and the speed reduction mechanism housing portion 10B by the partition wall portion 11B, and the electric mechanism 20 and the speed reduction mechanism 40 are respectively disposed, the inside of the electric mechanism housing portion 10A and the speed reduction mechanism. Each optimization can be easily ensured without interfering with the oil lubrication in the accommodating portion 10B. In particular, the lubricating oil can be sufficiently stored and secured in the speed reduction mechanism accommodating portion 10B, and the retained lubricating oil can sufficiently ensure the lubrication of the meshing portions of the internal gear 43 of the planetary gear unit 41 and each pinion 44, and Lubricating oil scattered by the centrifugal force of the sun gear 42 and the pinion 44 is received by the lubricating cover 49 and guided to the oil hole 47a that opens in the shaft end surface of the pinion shaft 47, and the pinion shaft 47 and the needle bearing 45 through the oil hole 47a. Is supplied to the sliding contact surface of the pinion shaft 47, and the needle bearing 45 interposed between the outer peripheral surface of the pinion shaft 47 and the inner peripheral surface of the pinion 44 is lubricated to suppress heat generation at each sliding portion of the planetary gear unit 41, and the planetary gear unit. Durability is improved by avoiding damage to 41 and the like.
[0050]
Furthermore, a shaft hole 11a is formed in the partition wall 11B, and an end of the output shaft 24 on the side where the sun gear 42 of the output shaft 24 is connected to the shaft hole 11a via a bearing 25 is rotatably supported. The end portion is stably supported, and the output can be transmitted to the planetary gear unit 41 through the sun gear 42. In addition, the degree of freedom of setting the bearing 25 can be secured, and the bearing 25 can be supported by a relatively small diameter bearing 25. The sliding resistance of the portion is suppressed as the diameter of the bearing 25 is reduced, so that the smoother drive device 1 can be provided. Operation can be secured.
[0051]
Further, since the internal gear 43 that is spun-fitted to the speed reduction mechanism cover 13 by the abutment of the internal gear holding portion 11C formed integrally with the partition wall portion 11B is prevented from coming off, the internal gear 43 is prevented from coming off. The snap ring for preventing the removal is eliminated, the number of parts can be reduced, and the assembling work is simplified.
[0052]
Further, by integrally forming the position sensor mounting portion 11D on the partition wall portion 11B, the position sensor 27 can be fixed, the space in the housing can be effectively used, the assembly workability is improved, and a dedicated position sensor is provided. Simplification of the structure can be ensured because it is not necessary to provide mounting means for mounting.
[0053]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of the driving apparatus 2 according to the present embodiment. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different portions will be mainly described. The present embodiment is characterized in that a speed reduction mechanism 60 capable of securing a larger speed reduction ratio is provided in place of the speed reduction mechanism 40 of the first embodiment.
[0054]
The speed reduction mechanism 60 is a cylindrical sun gear 62 that extends along the axially extending portion 31 B of the differential case 31 by being fitted with a spline formed on the inner peripheral end portion of the output shaft 24 and fixed by a snap ring 91. And an internal gear 63 fixed by a snap ring 92, the outer periphery of which is spline-fitted to the spline groove 13b formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 13A of the speed reducer cover 13, and the shaft of the differential case 31 A carrier plate 66 is spline-fitted into a spline groove 31a formed on the outer periphery of the end portion of the direction extending portion 31B, and a planetary carrier 64 fixed by a snap ring 93 and a plurality of pinion shafts 65 of the planetary carrier 64 are respectively needled. A planetary gear having a stepped pinion 68 rotatably supported via a bearing 67 Constituted by a knit 61. In each stepped pinion 68, a large-diameter pinion 69 meshing with the sun gear 62 and a small-diameter pinion 70 meshing with the internal gear 63 are integrally formed in the axial direction. Therefore, when the sun gear 62 is rotationally driven by the output shaft 24, the planetary carrier 64 is rotated at a reduction ratio according to the gear specifications of the planetary gear unit 61 using the internal gear 63 as a reaction force element, and the differential case 31 is rotationally driven. A thrust washer 71 is interposed between the sun gear 62 and the carrier plate 66.
[0055]
Next, the operation of the drive device 2 configured as described above will be described.
[0056]
When the electric mechanism 20 is operated, the output shaft 24 to which the rotor 23 is attached is rotationally driven, and the rotation of the output shaft 24 is transmitted to the sun gear 62 of the speed reduction mechanism 60, and is decelerated according to the gear specifications of the planetary gear unit 61. The differential case 31 output to the carrier 64 and spline-fitted to the carrier plate 66 of the planetary carrier 64 is rotationally driven and transmitted to the differential mechanism 30, and further distributed and transmitted to the output shafts 51 and 52 by the differential mechanism 30. The
[0057]
As a result, the electric mechanism 20 is decelerated by the reduction mechanism 60 and the right and left drive wheels are rotated by the differential mechanism 30 and the output shafts 51 and 52 via the joint and the drive shaft. Further, the differential mechanism 30 absorbs the difference in the rotational speed between the left and right drive wheels during turning, and enables smooth turning.
[0058]
Therefore, according to the drive device 60 configured as described above, the differential mechanism 30 is built in the electric mechanism 20 and arranged at the coaxial position as in the first embodiment, and the axial direction A of the drive device 1 is set. In addition, a large-diameter pinion 69 that meshes with the sun gear 62 and a small-diameter pinion 70 that meshes with the internal gear 62 are integrally formed in the axial direction as a pinion of the planetary gear unit 61 that constitutes the speed reduction mechanism 60. The stepped pinion 68 is used, and the large-diameter pinion 69 and the internal gear 63 of the stepped pinion 68 can be increased in diameter without being affected by the output shaft 24. Although the dimension in the axial direction A slightly increases with respect to the speed reduction mechanism 40, a larger speed reduction ratio can be ensured for the speed reducer 40.
[0059]
As a result, the electric mechanism 20 can be rotationally driven at a higher speed, and an increase in the output torque of the electric mechanism 20 can be achieved more efficiently. In other words, since the output torque of the electric mechanism 20 can be increased, the electric mechanism 20 having a smaller output can be used. As a result, the radial direction B of the drive device 1 can be reduced, and the arrangement space can be reduced. Can be drastically reduced, and the weight reduction can be obtained, so that the in-vehicle performance is greatly improved.
[0060]
In addition, by forming the output shaft 24 and the sun gear 62 independently of each other in this way, the output shaft 24 and the sun gear 62 are integrally formed, so that the simplification of the shape is obtained and the processing becomes easy. The heat treatment of the sun gear 42 is facilitated, productivity can be improved, and a reduction in manufacturing cost can be expected.
[0061]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the first embodiment, the output shaft 24 of the electric mechanism 20 and the sun gear 42 of the speed reduction mechanism 40 are integrally formed. However, as in the second embodiment, the output shaft 24 and the sun gear 42 can be coupled separately. Thus, simplification of each shape can be obtained to facilitate the processing, and heat treatment of the sun gear 42 can be facilitated to improve the productivity and to reduce the manufacturing cost.
[0062]
【The invention's effect】
According to the driving apparatus for the vehicle according to the present invention described above, the electric mechanism housed in the housing, the reduction mechanism for reducing the output of the electric mechanism, the differential mechanism for differentially distributing the reduced output, and the differential In a vehicle drive device in which a pair of output shafts that respectively transmit the distributed output to the left and right drive wheels are coaxially arranged, the inside of the housing is partitioned into an electric mechanism housing portion and a speed reduction mechanism housing portion by a partition wall, Since the differential mechanism is accommodated in the output shaft of the electric mechanism to shorten the axial direction of the drive device, and the speed reduction mechanism is accommodated in the speed reduction mechanism accommodating portion outside the output shaft, the output shaft is restricted. A reduction mechanism can be set without any problem, and a large reduction ratio can be secured. As a result, the rotor of the electric mechanism can be rotationally driven at high speed. In other words, the electric mechanism can be miniaturized, and the drive device can be reduced in the radial direction, thereby improving the onboard performance.
[0063]
In addition, one end on the output side of the output shaft to the speed reduction mechanism is supported by the partition wall through a bearing so as to be stably rotatable, and the oil lubrication of the electric mechanism and the speed reduction mechanism is optimized without interfering with each other. Can be secured easily. Therefore, heat generation at each sliding portion of the speed reduction mechanism due to the lubricant is suppressed, and damage to the speed reduction mechanism is avoided and durability is improved.
[0064]
In addition, by configuring the speed reduction mechanism with a planetary gear unit, an increase in the axial direction of the drive device due to the arrangement of the speed reduction mechanism can be suppressed as much as possible, a large-diameter internal gear can be used, and a sun gear from the output shaft can be used. Is input to the planetary carrier and output from the planetary carrier to the differential mechanism, a large reduction ratio according to the gear specifications of the planetary gear unit can be secured, and the output improvement by the high-speed rotation drive of the electric mechanism can be efficiently achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a first embodiment of a vehicle drive apparatus according to the present invention;
2 is an enlarged view of the main part of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of a second embodiment of a vehicle drive apparatus according to the present invention;
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a conventional vehicle drive device.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a conventional drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive apparatus 2 Drive apparatus 10 Housing 11 Housing main body 11A Cylindrical part 11B Bulkhead part 11C Internal gear holding part 11D Position sensor attaching part 11a Shaft hole 12 Housing cover 12A Stator attaching part 13 Reducer cover 13a Shaft hole 13b Spline groove 20 Electric Mechanism 22 Stator 23 Rotor 24 Output shaft 24a Spline groove 25 Bearing 28, 29 Bearing 30 Differential mechanism 31 Differential case 31A, 31B Axial extending portion 31a Spline groove 32, 33 Pinion gear 34, 35 Side gear 36 Pinion shaft 40 Reduction mechanism 41 Planetary gear Unit 42 Sun gear 43 Internal gear 44 Pinion 45 Needle bearing 46 Planetary carrier 47 Pinion shaft 48 Carrier plates 51 and 52 Output shaft DOO 60 reduction mechanism 61 planetary gear unit 62 the sun gear 63 the internal gear 64 planetary carrier 65 the pinion shaft 68 Step pinion 69 diameter pinion 70 small pinion

Claims

An electric mechanism housed in the housing, a speed reduction mechanism that decelerates the output of the electric mechanism, a differential mechanism that differentially distributes the decelerated output, and the differentially distributed output to the left and right drive wheels In a vehicle drive device in which a pair of output shafts for transmission are arranged coaxially,
The housing is
Partitioning the inside of the housing in an axial direction into an electric mechanism housing portion and a speed reduction mechanism housing portion and having a partition wall with a shaft hole bored;
The electric mechanism is
A stator housed in the electric mechanism housing portion and fixed to the inner periphery of the housing;
A cylindrical output shaft disposed in the rotor disposed in the stator and having one end rotatably supported by the partition wall with a bearing interposed between the shaft hole,
The differential mechanism is
Housed in the output shaft,
The deceleration mechanism is
A sun gear disposed coaxially with the output shaft and outside the output shaft in the speed reduction mechanism housing portion, to which an output from one end side of the output shaft is input, an internal gear that is prevented from rotating by the housing, and A planetary gear unit that includes a planetary carrier that rotatably supports a pinion that meshes with a sun gear and an internal gear, and that transmits an output to the differential mechanism, and decelerates an output from one end of the output shaft. To the above differential device ,
The partition of the housing is
A drive device for a vehicle, wherein an internal gear holding portion for holding the internal gear is formed integrally with a side surface of the internal gear that is prevented from rotating by the housing .

The partition is
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the position sensor mounting portion is integrally formed .

The differential mechanism is
The output shaft is hollow and the outer periphery is rotatably supported with a bearing interposed therebetween, and axially extending portions that respectively support the respective output shafts are formed at both ends, and from the speed reduction mechanism. A differential case to which the output is transmitted,
A pair of pinion gears housed in the differential case and rotatably supported by the differential case via a pinion shaft;
A pair of side gears coupled to the inner ends of the output shafts and meshing with the pinion gears;
3. The vehicle according to claim 1, wherein an axially extending portion of the differential case located on the other end side of the output shaft is rotatably supported by the housing via a bearing . Drive device.