JPH04185939A - 減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、電気自動車に用いられる減速機に関する。

【従来の技術】

近年、環境問題の観点から電気自動車の開発が盛んに行
われている。これまで開発された電気自動車には、モー
タを従来のエンジンに置き換えてクランクシャフトに連
結し、あるいはモータを１対の前輪又は後輪の動力伝達
軸に連結して駆動する方式や、各車輪毎に減速機を介し
てモータを連結して駆動するという減速機付ホイールモ
ータを用いる方式等がある。 このうち、後者の減速機付ホイールモータの例としては
、ホイールの中においてモータの車体外側方向に減速機
を配設して所望の減速比を得るように構成したものが提
案されている。その１例に、鉱山用ダンプトラック等で
利用され、通常、ダブルタイヤ（２本タイヤ）で使われ
るもの（特開昭６２−１７５２１７号公報参照）がある
。このモータでは、駆動機構の全長方向の制約があまり
なく、一般の車両に適用しようとすると、ホイールが１
本のため、モータ部がホイールから突出し、脱輪時にモ
ータ部が破損したり、走行中であっても石が跳ねてモー
タ部に当たり破損するというような問題が生じる。その
他の例に、本出願人が提案（＃願平１−２９０８２７号
）したものがある。以下にその概要を説明する。 第４図は減速機付ホイールモータの１例を示す断面図で
ある。 第４図に示すホイールモータの概要を説明すると、ハウ
ジング８１ａ、８１ｂからなるケース本体８１内には、
電動モータ８２が収容され、その回転軸８２ａの一端は
、ハウジング８１ａの側壁にベアリング８４によって支
持されている。そして、電動モータ８２のロータ８２ｂ
は、回転軸８２ａに固定されると共に、該ロータ８２ｂ
に対向してステータ８２ｃかハウジング８１ａの内壁に
圧入固定され、該ステータ８２ｃにコイル８２ｄが巻回
されている。 ハウジング８１ｂの側壁には、復列アンギュラベアリン
グ８７を介してアウトプットフランジ８９が回転可能に
支持されており、このアウトプットフランジ８９には、
アウトプットキャリア９０がスプライン嵌合され、ナツ
ト９１により軸方向に移動不能に固定されキャリアアラ
シイを形成している。また、アウトプットフランジ８９
には、タイヤ９２を支持したホイール９３がボルト・ナ
ツト９５により取付けられている。 アウトプットキャリア９０の左端には、その軸心と同心
状の円形断面の凹部が形成され、該凹部内に前記モータ
の回転軸８２ａが嵌挿され、ベアリング８５．８６によ
り回転可能に支持されている。また、アウトプットキャ
リア９０には、キャリヤ８３ｄが取付けられ、該キャリ
ヤ８３ｄとアウトプットキャリア９０との間には、所要
数のピニオンシャフト８３ｃが周方向に等間隔に架設さ
れ、これら各ピニオンシャフト８３ｃにピニオンギヤ８
３ｂがそれぞれ回転可能に支持されている。ピニオンギ
ヤ８３ｂは、モータ回転軸８２ａの他端に形成されてい
るサンギヤ８３ａと、ハウジング８１ｂの内壁にボルト
８３ｆにて固定されているリングギヤ８３ｅに常時噛み
合うように配設されている。そして、キャリヤ８３ｄ１
ビニオンシヤフト８３ｃ１　ピニオンギヤ８３ｂ、サン
ギヤ８３ａおよびリングギヤ８３ｅによって、モータの
回転軸８２ａとアウトプットキャリア９０とを連結する
遊星歯車減速装置を構成している。

【発明が解決しようとする課題】

減速機付ホイールモータでは、車輪の上下動や旋回時に
、車体本体とモータや減速機とが互いに干渉することが
ないようにしなければならない。 そのため、モータや減速機の設置スペースが制約される
。そこで、制約されたスペース内にモータや減速機を配
設するためにこれらをできるだけ小型化することが求め
られる。 また、電気自動車においては、車体重量に対して高出力
を得るために、モータを小型軽量化しながらも出力トル
クを相当高くしなければならない。モータの出力を高く
する場合には、発熱による問題が大きくなる。 例えば上記第４図に示したホイールモータでは、キャリ
アアラシイ固定のベアリング８７が直接ハウジング８１
ｂに圧入、固定されている。しかも、鉄製のベアリング
８７に対してハウジング８１ｂはアルミ製である。その
ため、発熱した場合に熱膨張係数の違いによりアウター
レースが緩んで回転し、すりこぎ現象を起こす。その結
果、常時荷重がかかっているため、クリープ現象（アル
ミの摩耗）によるキャリアアラシイの同軸ズレか生じ、
振動やギヤ間の騒音の発生要因となるだけでなく、耐久
性の低下を招くという問題がある。 また、リングギヤとキャリアアラシイとが別体であるた
め、リングギヤのボルトの締め付は位置ズレによる同軸
ズレやリングギヤのセンタリング位置ズレによる同軸ズ
レが生じ、さらに、ギヤ故障時にはハウジング間のボル
トを緩めて分解する必要があるため、メンテナンスにも
困難を来′すという問題がある。 本発明は、上記の課題を解決するものであって、クリー
プ現象、同軸ズレをなくし、メンテナンスも容易な減速
機を提供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】

そのために本発明の減速機は、ハウジングにベアリング
で支持されたアウトプットフランジに原動機からの動力
を減速して伝達する減速機において、先端部に内歯を有
しハウジングに圧入固定される鉄製のリングギヤ、及び
アウトプットフランジにスプライン嵌合して固定される
アウトプットギヤを備えると共に、リングギヤのハウジ
ング側の内周壁にベアリングを固定し、該ベアリングに
アウトプットフランジを圧入するように構成したことを
特徴とするものである。

【作用および発明の効果】

本発明に係る減速機では、先端部に内歯を有する鉄製の
リングギヤをハウジングに圧入固定すると共に、該リン
グギヤのハウジング側の内周壁にベアリングを固定して
アウトプットフランジを圧入するので、リングギヤとキ
ャリアアラシイが一体になり、容易に同心性を確保する
ことができる。また、キャリアアラシイ固定のベアリン
グが鉄製のリングギヤに固定されるので、クリープ現象
もなくすことができる。

【実施例】

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 第１図は本発明に係る減速機付ホイールモータの１実施
例を示す断面図である。 第１図において、ケース本体１０は、円筒状のサポート
側ハウジング１１とホイール側ハウジング１２からなる
２分割構造であり、両者は図示しないホルトで固定され
ている。さらに、サポート側ハウジング１１は、ホイー
ル側ハウジング１２とは反対側にプレート１３、カバー
１４か図示しないボルトで固定され、サボー）６１にボ
ルト６２で固定されている。また、底部にはオイルポン
プモータ１６が設けられ、プレート１３とカバー１４と
の間で構成する油路を通して底部のオイル溜１８からオ
イルか循環冷却されるように構成されている。さらに、
オイルの冷却のためカバー１４の外周面には、多数の冷
却用フィン１５とヒートバイブか１７か設けられている
。そして、このケース本体１０の内部には、偏平、中空
にしたロータ２３を有する電動モータ２０か収容され、
そのロータ２３の中空部に遊星歯車減速装置３０か収容
されている。 電動モータ２０のステータ２１は、ノ１ウジング１２の
内壁に圧入固定され、ステータ２１にコイル２２が巻回
されている。電動モータ２０のロータ２３は、中空の鉄
心で構成され外周に永久磁石２４が保持バンド２５で固
定されると共に、その−万端に永久磁石２４から軸方向
へ突き出た薄肉部２６が設けられ、この薄肉部２６及び
その反対働の両端で回転自在に支持されている。図示の
例では、その一端がハウジングｌｌ側でボールベアリン
グ４１により支持され、他端が遊星歯車減速装置３０の
リングギヤ３１側でボールベアリング４２により支持さ
れており、そして、遊星歯車減速装置３０のリングギヤ
３１がハウジング１２に圧入、ボルトにより固定されて
いる。したがって、リングギヤ３１がボールベアリング
４２により薄肉部２６を支持するハウジング１２側を兼
ね、その先端からのボールベアリング４２取付は位置が
ロータ２３とステータ２１との対向幅以上となっている
。そして、ロータ２３を図示左側から挿入して組付ける
際に、ロータ２３かボールベアリング４２を介してケー
ス側延長部先端、つまりリングギヤ３１の先端よりガイ
ドされるようになっている。そのため、そのガイド面と
なるリングギヤ３１の外周部は、途中に段差を設は先端
側の径をやや小さくしている。 また、遊星歯車減速装置３０のサンギヤ３３は、ハウジ
ング１１側にボールベアリング４３により支持されると
共に、ロータ２３の中空内側にスプライン嵌合されてい
る。ビニオンシャフト３４は、出力回転軸となるアウト
プットキャリア５１に連結され、ピニオンギヤ３２は、
ピニオンシャフト３４にニードルベアリング４５で回転
可能に支持され、リングギヤ３１とサンギヤ３３に常時
噛み合うように配設されている。 アウトプットフランジ５２は、アウトプットキャリア５
１の外周にスプライン嵌合されてナツト５３により軸方
向に移動不能に固定され、リングギヤ３１のピニオンギ
ヤ３２と噛み合う外側で複列アンギュラベアリング４４
によって支持されている。そして、このアウトプットフ
ランジ５２には、ブレーキのディスク板５６がスプライ
ン嵌合されると共に、タイヤ５５を保持したホイール５
４がボルト・ナツトにより取り付けられる。 サポート６１は、上部に外歯を有する筒状部材であって
、アンギュラベアリング４６とナツト６４によりナック
ル６３に回転自在に支持され、スラスト力が支持される
ようになっている。さらにこのナックル６３にカバーイ
ンターナル６６がボルトで固定されている。そして、内
歯を有するインターナルギヤ６５が操舵レバー６７にボ
ルトで固定され、ボールベアリング４７とニードルロー
ラベアリング４８によりカバーインターナル６６に回転
自在に支持されると共に、サボー）６１の外歯とインタ
ーナルギヤ６５が噛み合うように配設され、増速ギヤを
構成している。このようにしてレバー６７の操舵に伴い
インターナルギヤ６５が回転すると、その回転角を例え
ば２倍に増幅してサポート６１が回転する。 上記のように鉄製のリングギヤ３１は、ハウジング１２
に圧入固定され、その内側で複列アンギュラベアリング
４４によりアウトプットフランジ５２、アウトプットキ
ャリア５１を支持すると共に、外周側でボールベアリン
グにより電動モータ２０のロータ２３を支持している。 つまり、リングギヤ３１は、アルミ性のハウジング１２
と鉄製の複列アンギュラベアリング４４との間で鉄製ス
リーブを兼用した構成となっている。そのため、リング
ギヤ３１とキャリアアラシイが一体となり、同窓性が保
たれると共に、キャリアアラシイ固定の複列アンギュラ
ベアリング４４が鉄製のリングギヤ３１に固定され、ク
リープ現象をなくすことができる。しかも、ギヤ故障時
には一体で取り外しできるため、メンテナンスも容易に
なる。また、ロータ２３と遊星歯車減速装置３０のサン
ギヤ３３とはスプライン嵌合するので、複列アンギュラ
ベアリング４４との芯ズレによるシャフトの傾きをなく
し、遊星歯車減速装置３０の同窓性を高めることができ
る。 さらに、ロータ２３の中空部を利用して遊星歯車減速装
置３０を配置したので、軸方向の長さを短縮して偏平、
小型化し、高速回転を可能にして加減速性能を良好にす
ることができる。この場合、ロータは、偏平で径が大き
くなるため、２点支持してもその支持間隔が短くなって
、ハウジング間の芯ずれの影響が出やすくなり、ロータ
の傾きによりステータとロータの磁石との間隔のバラツ
キが生じトルク特性にバラツキが生じる。この問題に対
して、ロータの横に薄肉部を設けその両端のロータ外周
に近い方で両側から挟み込むように２点支持するので、
支持部の径を大きくすることができ、さらに同窓性を高
め、ロータの傾き、ステータとの間隙の変動を少なくす
ることができる。さらに、リングギヤの外周側にベアリ
ングで薄肉部を支持するので、減速装置との同窓性も高
めることができる。したがって、ロータのカタギによる
性能のバラツキをなくすことができる。 次に、ロータの組付は手順を説明する。 第２図はステータ側とロータ偶のそれぞれの構成を示す
図、第３図はロータの組付は手順を説明するための図で
ある。 まず、ロータの組付けに至る前に、一方では、第２図（
ａ）に示すようにハウジング１２にリングギヤ３１、ス
テータ２１の圧入固定、さらにその内側にピニオンギヤ
３２、複列アンギュラベアリング４４、アウトプットキ
ャリア５１、アウトプットフランジ５２等の組み込みが
行われる。また、他方では、同図（ｂ）に示すようにロ
ータ２３にサンギヤ３３、ボールベアリング４１．４２
等の組み込みが行われる。 しかる後、第３図（ａ）に示すように組付治具７２をボ
ルト７３でロータアラシイに取付け、組付治具７１をボ
ルト７４でハウジング１２に取付ける。そして、ボルト
７５を締めることによってロータアラシイをハウジング
１２に組付ける。このボルト７５を締め始めでは、まず
、ロータ２３の薄肉部２６に取付けたボールベアリング
４２が同図（ａｌに示すようにリングギヤ３１の先端と
接触してロータ２３をガイドする。ここでは、まだ、ロ
ータ２３の永久磁石２４がステータと対向しない位置で
あり、サンギヤとピニオンギヤが噛み合う前てもある。 さらにボルト７５を締めると、同図（ｂ）に示すように
永久磁石２４とステータ２１が重なり、永久磁石２４と
ステータ鉄心との間に吸引力が働くが、ボールベアリン
グ４２とリングギヤ３１との接触点、組付治具７１とポ
ルト７５との接触点の２点てロータ２３が支持されるの
で、永久磁石２４とステータ２工との間のクリアランス
によって永久磁石２４とステータ２１との接触を回避し
ながらロータ２３を挿入することができる。 その後、同図（Ｃ１に示すようにサンギヤ３１とピニオ
ンギヤ３２が噛み合いながらロータ２３かハウジング１
２内に完全に組付けられる。 なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、ホイールモータに適用したが、他の原動機の減速に用
いる場合にも同様に適用できる。 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、鉄製
のリングギヤにベアリングを固定してアウトプットフラ
ンジを圧入し、それにキャリアアラシイをセンタリング
しスプライン嵌合してナツトでタイトに締め上げるので
、リングギヤとキャリアアラシイとの一体化か可能にな
った。そのため、これらの同窓性を保ことかできる。ま
た、キャリアアラシイ固定のベアリングか鉄製のリング
ギヤに固定されるため、クリープ現象をなくすことがで
きる。さらに、ギヤ故障時には一体で取り外すことかで
き、メンテナンスが容易になる。 さらには、偏平中空ロータを採用し、その中空部に減速
装置を配設したので、軸方向の長さを短縮することがで
きる。そのため、シングルタイヤの一般車両に適用して
も、大きくはみ出ることがなく、脱輪時や走行中にはね
る石によるモータの損傷を防止することができる。 しかも、ロータの端部に薄肉部を設けてこの薄肉部と反
対側の端部とのロータの外周に近い方で両側から挟むよ
うにベアリングを配置して回転自在にロータを２点支持
するので、ステータとロータとの間隙の変化を抑えるこ
とかでき、モータ性能を安定化させることができる。そ
して、この薄肉部側にハウジングの延長部分を設け、こ
の延長部分に沿ってベアリングでロータをガイドし、組
付けるようにするので、組付けの際にロータの永久磁石
とステータの鉄心との吸引力で永久磁石とステータが接
触するのを防ぐことができ、永久磁石の破損を防ぐこと
ができる。 ・また、ロータとステータとの間隙を狭くすることがで
きるので、モータの出力性能の向上、安定化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【第１図］ 本発明に係る減速機付ホイールモータの１実施例を示す
断面図である。 【第２図】 ステータ側とロータ側のそれぞれの構成を示す図である
。

【第３図】 ロータの組付は手順を説明するための図である

【第４図
】 減速機付ホイールモータの１例を示す断面図である。

【符号の説明】

ＩＯ・・・ケース本体 １６・・・オイルポンプモータ １７・・・ヒートバイブ ２０・・・モータ ３０・・・遊星歯車減速装置 ３１・・・リングギヤ ５１・・・アウトプットキャリア ５２・・・アウトプットフランジ ５４・・・ホイール ５５・・・タイヤ ６１・・・サポート ６３・・・ナックル ６５・・・インターナルギヤ ６６・・・カバーインターナル ６７・・・レバー 憾 厭 報　　　　　　　　　　　　　　　　」販

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングにベアリングで支持されたアウ
   トプットフランジに原動機からの動力を減速して伝達す
   る減速機において、先端部に内歯を有しハウジングに圧
   入固定される鉄製のリングギヤ、及びアウトプットフラ
   ンジにスプライン嵌合して固定されるアウトプットギヤ
   を備えると共に、リングギヤのハウジング側の内周壁に
   ベアリングを固定し、該ベアリングにアウトプットフラ
   ンジを圧入するように構成したことを特徴とする減速機
   。