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JP2007078174A - Power transmission device - Google Patents

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JP2007078174A
JP2007078174A JP2006206056A JP2006206056A JP2007078174A JP 2007078174 A JP2007078174 A JP 2007078174A JP 2006206056 A JP2006206056 A JP 2006206056A JP 2006206056 A JP2006206056 A JP 2006206056A JP 2007078174 A JP2007078174 A JP 2007078174A
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JP
Japan
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teeth
gear
internal
external
wheel
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Application number
JP2006206056A
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Japanese (ja)
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Minoru Suzuki
稔 鈴木
Hitohiro Ozawa
仁博 小澤
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmission device using a compact mechanism with a less number of components for giving speed reducing rotation to a wheel while transmitting thereto the rotating power of an electric motor at a great reduction ratio. <P>SOLUTION: An input wheel 7 is integrally fitted to the inside of a rotor 6 of the electric motor 4. External gears 10a, 10b are rotatably provided outside eccentric shaft portions 8a, 8b provided at the ends of the input wheel 7. The external gears 10a, 10b are meshed with fixed internal gears 11a, 11b provided outside and having a different number of teeth, and the external gears 10a, 10b are revolved by the rotation of the input wheel 7 while being meshed one by one with the internal teeth of the internal gears 11a, 11b and the external gears 10a, 10b are rotated by a difference in the number of teeth of the internal gears 11a, 11b per one rotation of the input wheel 7. The rotating motion of the external gears 10a, 10b is transmitted via a torque transmission mechanism 21 to flanges 18a, 18b of a hub shaft 16 inserted into the input wheel 7 to give speed reducing rotation to the hub shaft 16 and an output wheel 25 fixed to the hub shaft 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動モータと車輪の相互間において回転動力を伝達する動力伝達装置に関するものである。   The present invention relates to a power transmission device that transmits rotational power between an electric motor and wheels.

電動モータのロータの回転を減速して車両の車輪に伝達する動力伝達装置として、特許文献1および特許文献2に記載されたものが従来から知れている。特許文献1に記載されたインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生する電動モータと、車輪のホイールが接続される車輪軸と、上記電動モータの回転を減速して車輪軸に伝達する減速機とを有しており、上記減速機として、歯数の異なる複数の歯車を組み合わせてなる平行軸式歯車減速機を採用している。   As power transmission devices that decelerate the rotation of the rotor of the electric motor and transmit it to the wheels of the vehicle, those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are conventionally known. An in-wheel motor drive device described in Patent Document 1 includes an electric motor that generates a driving force, a wheel shaft to which a wheel of a wheel is connected, and a speed reducer that decelerates the rotation of the electric motor and transmits it to the wheel shaft. As the speed reducer, a parallel shaft type gear speed reducer in which a plurality of gears having different numbers of teeth is combined is employed.

一方、特許文献2に記載された電気自動車用減速装置においては、電動モータのロータと車輪のハブとの間に遊星歯車式減速機構を2段に設け、2段目の遊星歯車式減速機構からの出力をドライブシャフトを介してばね下の左右の車輪に分配している。   On the other hand, in the electric vehicle speed reduction device described in Patent Document 2, a planetary gear speed reduction mechanism is provided in two stages between the rotor of the electric motor and the wheel hub. Is distributed to the left and right unsprung wheels via the drive shaft.

特開2005−7914号公報JP 2005-7914 A 特開平5−332401号公報JP-A-5-332401

ところで、特許文献1に記載されたインホイールモータ駆動装置においては、プロペラシャフトやデファレンシャル等の大がかりな動力伝達機構が不要となるので、車両の軽量化やコンパクト化等の面から注目されているが、平行軸式歯車減速機は、その減速比が1/2乃至1/3程度であって、インホイールモータ駆動装置に搭載する減速機としては不十分であり、また、減速機の重量も重く、ばね下重量の増加によって乗り心地が悪くなる難点があり、未だ実用化には至っていない。   By the way, in the in-wheel motor drive device described in Patent Document 1, since a large-scale power transmission mechanism such as a propeller shaft and a differential is not necessary, attention has been paid from the viewpoint of reducing the weight and downsizing of the vehicle. The parallel shaft type gear reducer has a reduction ratio of about 1/2 to 1/3, and is not sufficient as a reducer mounted on an in-wheel motor drive device, and the weight of the reducer is heavy. However, the increase in unsprung weight has the disadvantage that the ride comfort becomes worse, and it has not yet been put into practical use.

一方、特許文献2に記載された電気自動車用減速装置の遊星歯車式減速機構は平行軸式歯車減速機に比較して大きな減速比を得ることができるものの、インホイールモータ駆動装置に搭載する減速機としてはまだ不十分である。十分な減速比を得るためには、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤおよびピニオンギヤのキャリヤとで構成される遊星歯車式減速機構を多段構成とする必要があり、部品点数が多くなってコンパクト化が困難となり、減速機の重量およびサイズの増大を招くという問題が発生する。   On the other hand, although the planetary gear type reduction mechanism of the reduction gear for electric vehicles described in Patent Document 2 can obtain a large reduction ratio as compared with the parallel shaft type gear reduction device, the reduction gear mounted on the in-wheel motor drive device. The machine is still inadequate. In order to obtain a sufficient reduction ratio, it is necessary to make a planetary gear type reduction mechanism composed of a sun gear, ring gear, pinion gear and pinion gear carrier in a multi-stage configuration, which increases the number of parts and makes it difficult to make it compact. The problem of increasing the weight and size of the reducer occurs.

この発明の課題は、電動モータの回転を大きな減速比でもって車輪に伝達することができるようにした部品点数の少ないコンパクトな構成の動力伝達装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power transmission device having a compact configuration with a small number of parts that can transmit rotation of an electric motor to a wheel with a large reduction ratio.

上記の課題を解決するために、この発明においては、車体側(懸架装置を含む車体)に固定されるケーシングと、そのケーシングの内周に固定されたステータ内にロータを回転自在に設けた電動モータと、その電動モータのロータ内部に組込まれてロータと一体に回転し、軸端部に偏心軸部が形成された入力輪と、前記ケーシングに固定されて入力輪と同軸上に配置された内歯車と、前記入力輪の偏心軸部に回転自在に支持されて前記内歯車と噛合し、前記ロータの回転により内歯車の内歯に対する噛み合いによって公転しつつ自転する内歯車より歯数が少ない外歯車と、前記入力輪内に挿通されて回転自在に支持され、前記外歯車と軸方向で対向するフランジを有するハブ軸と、前記外歯車と前記ハブ軸のフランジの相互間に設けられて外歯車の公転運動を吸収すると共に、外歯車の自転をフランジに伝達するトルク伝達機構と、前記ハブ軸の軸端部に嵌合されて回り止めされ、車輪取付け用フランジを外周に有する出力輪と、車体側取付け用フランジを外周に有し、複列の転動体を介して前記出力輪を回転自在に支持する外方部材とから成る構成を採用したのである。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, an electric motor in which a rotor is rotatably provided in a casing fixed to a vehicle body side (a vehicle body including a suspension device) and a stator fixed to the inner periphery of the casing. A motor, an input wheel that is incorporated in the rotor of the electric motor and rotates integrally with the rotor, and an eccentric shaft portion is formed at the shaft end, and is fixed to the casing and arranged coaxially with the input wheel The internal gear is rotatably supported by the eccentric shaft portion of the input wheel and meshes with the internal gear. The number of teeth is smaller than that of the internal gear that rotates while the rotor rotates and revolves by meshing with the internal teeth of the internal gear. An external gear, a hub shaft that is inserted into the input wheel and rotatably supported, and has a flange that faces the external gear in the axial direction, and is provided between the external gear and the flange of the hub shaft. External teeth A torque transmission mechanism that absorbs the revolving motion of the external gear and transmits the rotation of the external gear to the flange, an output wheel that is fitted to the shaft end of the hub shaft and is prevented from rotating, and has a wheel mounting flange on the outer periphery, The vehicle body side mounting flange is provided on the outer periphery, and a configuration comprising an outer member that rotatably supports the output wheel via double row rolling elements is adopted.

上記の構成からなる動力伝達装置において、ステータに対する通電によってロータを回転させると、そのロータと共に入力輪が回転し、その入力輪の軸端部に設けられた偏心軸部が偏心回転する。この偏心軸部の偏心回転により、その偏心軸部に支持された外歯車の外歯が内歯車の内歯と1つずつ噛み合いながら入力輪の回転軸心を中心に公転する。   In the power transmission device configured as described above, when the rotor is rotated by energizing the stator, the input wheel rotates together with the rotor, and the eccentric shaft portion provided at the shaft end portion of the input wheel rotates eccentrically. Due to the eccentric rotation of the eccentric shaft portion, the external teeth of the external gear supported by the eccentric shaft portion revolve around the rotational axis of the input wheel while meshing with the internal teeth of the internal gear one by one.

このとき、外歯車の外歯の数は内歯車の内歯の数より少ないため、外歯車は入力輪の1回転当たりに、内歯車と外歯車の歯数差分だけ入力輪の回転方向と逆方向に自転し、その自転運動がトルク伝達機構を介してフランジに伝達され、ハブ軸およびそのハブ軸に固定された出力輪が減速回転する。   At this time, since the number of external teeth of the external gear is smaller than the number of internal teeth of the internal gear, the external gear reverses the rotation direction of the input ring by the difference in the number of teeth between the internal gear and the external gear per rotation of the input ring. Rotating in the direction, the rotation motion is transmitted to the flange via the torque transmission mechanism, and the hub shaft and the output wheel fixed to the hub shaft rotate at a reduced speed.

ここで、前記外歯車の外歯および内歯車の内歯はインボリュート歯形としてもよく、外歯車の外歯をトロコイド曲線歯形とし、内歯車の内歯を外ピンとしてもよい。後者のように、外歯車の外歯をトロコイド曲線歯形とし、内歯車の内歯を外ピンとすると、噛み合い率を高めることができると共に、歯が折損することの少ない耐久性に優れた動力伝達装置を得ることができる。   Here, the external teeth of the external gear and the internal teeth of the internal gear may be involute teeth, the external teeth of the external gear may be trochoidal curve teeth, and the internal teeth of the internal gear may be external pins. As in the latter case, when the external teeth of the external gear are trochoidal curved teeth and the internal teeth of the internal gear are external pins, the meshing rate can be increased and the power transmission device is excellent in durability with little damage to the teeth. Can be obtained.

この発明に係る動力伝達装置において、トルク伝達機構として、外歯車とフランジの対向面の一方に複数のピンを同心円上に等間隔に設け、各ピンを対向面の他方に形成されたピン径より大きな円形孔内に挿入して、各ピンを各円形孔の内周一部に接触させた構成からなるものを採用することができる。   In the power transmission device according to the present invention, as a torque transmission mechanism, a plurality of pins are provided on one of the opposed surfaces of the external gear and the flange at equal intervals on a concentric circle, and each pin is formed from a pin diameter formed on the other of the opposed surfaces. It is possible to employ a configuration in which each pin is inserted into a large circular hole and each pin is brought into contact with a part of the inner periphery of each circular hole.

上記のような動力伝達装置において、入力輪に形成された偏心軸部を2つとし、各偏心軸部で外歯車を回転自在に支持し、各外歯車に噛合する内歯車のそれぞれをケーシングに固定し、上記入力輪内に挿入されたハブ軸には偏心軸部のそれぞれに対向してフランジを設け、そのフランジと外歯車の対向面間に前記トルク伝達機構を設けることで、入力輪の回転動力を2つの経路からハブ軸および出力輪に伝達することができ、1つの経路から伝達される回転動力の負荷を低減し、より安定して回転動力を伝達することができる。   In the power transmission device as described above, there are two eccentric shaft portions formed on the input wheel, the external gears are rotatably supported by the eccentric shaft portions, and each of the internal gears meshed with the respective external gears is formed in the casing. The hub shaft that is fixed and inserted into the input wheel is provided with a flange facing each of the eccentric shaft portions, and the torque transmission mechanism is provided between the opposing surfaces of the flange and the external gear. The rotational power can be transmitted from the two paths to the hub shaft and the output wheel, the load of the rotational power transmitted from one path can be reduced, and the rotational power can be transmitted more stably.

ここで、上記2つの偏心軸部を周方向に180°位相をずらして設けると、偏心軸部の偏心回転によって発生する振動を互いに打ち消すことができるため、振動の発生の少ない動力伝達装置を得ることができる。   Here, if the two eccentric shaft portions are provided with a 180 ° phase shift in the circumferential direction, vibrations generated by the eccentric rotation of the eccentric shaft portions can be canceled out, so that a power transmission device that generates less vibration is obtained. be able to.

この発明に係る動力伝達装置において、トルク伝達機構を形成する複数のピンのそれぞれにローラを回転自在に嵌合し、各ローラを円形孔の内周一部に接触させるようにすると、ピンと円形孔の接触抵抗を低減することができ、トルク損失の低減化を図ることができる。   In the power transmission device according to the present invention, when a roller is rotatably fitted to each of a plurality of pins forming the torque transmission mechanism and each roller is brought into contact with a part of the inner periphery of the circular hole, the pin and the circular hole are Contact resistance can be reduced, and torque loss can be reduced.

また、前記入力輪の偏心軸部の内側に組込まれた転がり軸受によって入力輪とハブ軸とを相対的に回転自在に支持することにより、外歯車の支持剛性を高めることができる。   Further, the support rigidity of the external gear can be increased by relatively rotatably supporting the input wheel and the hub shaft by means of a rolling bearing incorporated inside the eccentric shaft portion of the input wheel.

上記のように、この発明に係る動力伝達装置においては、ロータの回転により固定の内歯車に噛合する外歯車を内歯車とその外歯車の歯数差分だけ自転させ、その自転運動をトルク伝達機構を介してハブ軸およびそのハブ軸に固定された出力輪に伝達するようにしたので、ステータおよびロータからなる電動モータの動力を大きな減速比でもって出力輪に伝達することができる。   As described above, in the power transmission device according to the present invention, the rotation of the rotor causes the external gear meshing with the fixed internal gear to rotate by the difference in the number of teeth between the internal gear and the external gear, and the rotational motion is a torque transmission mechanism. Thus, the power of the electric motor composed of the stator and the rotor can be transmitted to the output wheel with a large reduction ratio.

また、減速機構が、内歯車と外歯車とから成る部品点数の少ない構成であるため、小型、コンパクトな動力伝達装置を得ることができる。   In addition, since the speed reduction mechanism has a small number of parts including an internal gear and an external gear, a small and compact power transmission device can be obtained.

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図1に示すように、車体としてのナックル1のインボード側にはケーシング2が設けられている。このケーシング2は後述する外方部材32のフランジ34にボルト3の締付けにより固定され、その内部には電動モータ4が組込まれている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a casing 2 is provided on the inboard side of a knuckle 1 as a vehicle body. The casing 2 is fixed to a flange 34 of an outer member 32, which will be described later, by tightening bolts 3, and an electric motor 4 is incorporated therein.

電動モータ4は、ケーシング2の内径面に取付けられたステータ5と、そのステータ5の内側に組込まれたロータ6とからなり、上記ステータ5に対する電力の供給によってロータ6が回転するようになっている。   The electric motor 4 includes a stator 5 attached to an inner diameter surface of the casing 2 and a rotor 6 incorporated inside the stator 5, and the rotor 6 is rotated by supplying electric power to the stator 5. Yes.

ロータ6の内側には入力輪7が嵌合されてロータ6と一体化されている。入力輪7は、ロータ6の内径面に嵌合される外筒部7aと、内筒部7bを有し、上記内筒部7bの両端部に偏心軸部8a、8bが形成されている。この2つの偏心軸部8a、8bは周方向に180°位相がずれ、各偏心軸部8a、8bの外側に針状ころ軸受9を介して外歯車10a、10bが回転自在に支持されている。   An input wheel 7 is fitted inside the rotor 6 and integrated with the rotor 6. The input wheel 7 has an outer cylinder portion 7a fitted to the inner diameter surface of the rotor 6 and an inner cylinder portion 7b, and eccentric shaft portions 8a and 8b are formed at both ends of the inner cylinder portion 7b. The two eccentric shaft portions 8a and 8b are 180 ° out of phase in the circumferential direction, and external gears 10a and 10b are rotatably supported via needle roller bearings 9 outside the eccentric shaft portions 8a and 8b. .

外歯車10a、10bのそれぞれの外側には内歯車11a、11bが設けられている。内歯車11a、11bは、その一方の端部が入力輪7の外筒部7aと内筒部7b間に位置するようにして入力輪7と同軸上の配置とされ、上記入力輪7の側面から外部に位置する外側端に外向きの鍔12が形成され、その鍔12がケーシング2の端板2aに固定されている。   Internal gears 11a and 11b are provided on the outer sides of the external gears 10a and 10b, respectively. The internal gears 11a and 11b are arranged coaxially with the input wheel 7 so that one end thereof is positioned between the outer tube portion 7a and the inner tube portion 7b of the input wheel 7. An outward flange 12 is formed at the outer end located outside from the outer edge of the casing 2, and the flange 12 is fixed to the end plate 2 a of the casing 2.

図2に示すように、外歯車10a、10bの外歯13および内歯車11a、11bの内歯14はインボリュート歯形からなり、上記外歯13の歯数は内歯14の歯数より少なく、一部において内歯14と噛合している。   As shown in FIG. 2, the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b and the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b are involute teeth, and the number of teeth of the external teeth 13 is smaller than the number of teeth of the internal teeth 14. The portion meshes with the internal teeth 14.

図1に示すように、内歯車11a、11bの内側端部と入力輪7の内筒部7b間にはシール部材15が設置されており、ステータ5のコイル部分への潤滑油の漏れを防いでいる。   As shown in FIG. 1, a seal member 15 is installed between the inner ends of the internal gears 11 a and 11 b and the inner cylindrical portion 7 b of the input wheel 7 to prevent leakage of lubricating oil to the coil portion of the stator 5. It is out.

入力輪7の内側にはハブ軸16が挿入され、そのハブ軸16と入力輪7とは、各偏心軸部8a、8bの内側に組込まれた転がり軸受17によって相対的に回転自在に支持されている。   A hub shaft 16 is inserted inside the input wheel 7, and the hub shaft 16 and the input wheel 7 are relatively rotatably supported by rolling bearings 17 incorporated inside the eccentric shaft portions 8a and 8b. ing.

ハブ軸16には、外歯車10a、10bのそれぞれと軸方向で対向するフランジ18a、18bが設けられ、各フランジ18a、18bはその外径面に取付けられた転がり軸受19を介してケーシング2に回転自在に支持されている。   The hub axle 16 is provided with flanges 18a and 18b that are axially opposed to the external gears 10a and 10b. The flanges 18a and 18b are attached to the casing 2 via rolling bearings 19 attached to the outer diameter surfaces thereof. It is supported rotatably.

ここで、ハブ軸16の軸端部に設けられたフランジ18aは、上記ハブ軸16の軸端に形成された小径軸部16aに嵌合され、その小径軸部16aにねじ係合されたナット20の締付けにより固定されている。   Here, the flange 18a provided at the shaft end portion of the hub shaft 16 is fitted into a small diameter shaft portion 16a formed at the shaft end of the hub shaft 16, and is a nut engaged with the small diameter shaft portion 16a by screw engagement. It is fixed by 20 tightening.

外歯車10a、10bと、その各外歯車10a、10bと軸方向で対向するフランジ18a、18bの対向面間には、内歯車11a、11bとの噛み合いによって公転しつつ自転する外歯車10a、10bの公転運動を吸収して自転運動を各フランジ18a、18bに伝達するトルク伝達機構21が組込まれている。   External gears 10a and 10b that revolve while revolving by meshing with the internal gears 11a and 11b between the opposing surfaces of the external gears 10a and 10b and the flanges 18a and 18b that axially face the external gears 10a and 10b. A torque transmission mechanism 21 that absorbs the revolving motion and transmits the rotational motion to the flanges 18a and 18b is incorporated.

図1および図3に示すように、トルク伝達機構21は、外歯車10a、10bのフランジ18a、18bに対する対向面に複数のピン22を偏心軸部8a、8bの軸心を中心とする同一円上に等間隔に設け、各ピン22にローラ23を回転自在に嵌合し、各ローラ23をフランジ18a、18bに形成された円形孔24内に挿入して、その円形孔24の内周一部に接触させた構成としている。相対的にみて円形孔24内でのピン22の中心が描く回転軌道円の半径が、偏心軸部8a、8bの偏心量になるよう円形孔24の内径寸法とピン22の外径寸法が設定されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the torque transmission mechanism 21 has a plurality of pins 22 on the opposite surfaces of the external gears 10a and 10b to the flanges 18a and 18b, and the same circle centered on the axis of the eccentric shaft portions 8a and 8b. The rollers 23 are rotatably fitted to the pins 22 and are inserted into the circular holes 24 formed in the flanges 18a and 18b, and a part of the inner periphery of the circular holes 24 is provided. It is set as the structure made to contact. The inner diameter dimension of the circular hole 24 and the outer diameter dimension of the pin 22 are set so that the radius of the rotation orbit circle drawn by the center of the pin 22 in the circular hole 24 becomes the eccentric amount of the eccentric shaft portions 8a and 8b. Has been.

実施の形態では、ローラ23として、径方向の厚み寸法を小さくする観点から針状ころ軸受を用いるようにしているが、これに限られるものではない。例えば、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、アンギュラ玉軸受、4点接触玉軸受、自動調心ころ軸受等、転動体がころであるか玉であるかを問わず、あらゆる転がり軸受を採用することができる。   In the embodiment, a needle roller bearing is used as the roller 23 from the viewpoint of reducing the radial thickness, but the present invention is not limited to this. For example, any rolling bearing can be adopted regardless of whether the rolling element is a roller or a ball, such as a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, an angular ball bearing, a four-point contact ball bearing, and a self-aligning roller bearing. it can.

なお、上記とは逆に、フランジ18a、18bにピンを設け、外歯車10a、10bの側面に円形孔を形成するようにしてもよい。また、ローラ23を省略し、ピンを円形孔の内周一部に直接接触させるようにしてもよい。この場合、ピンを回転自在に支持しておくのが好ましい。   Contrary to the above, pins may be provided on the flanges 18a and 18b, and circular holes may be formed on the side surfaces of the external gears 10a and 10b. Further, the roller 23 may be omitted, and the pin may be brought into direct contact with a part of the inner periphery of the circular hole. In this case, it is preferable to support the pin rotatably.

ハブ軸16のアウトボード側の端部には出力輪25が嵌合されている。出力輪25は、ハブ輪26と、軸受内輪27とからなり、軸受内輪27は端部に筒部27aを有し、その筒部27aがハブ輪26内に嵌合され、内径部から拡径加締めによりハブ輪26に一体化されている。一方、ハブ輪26の外周には車輪取付け用フランジ28が形成され、その車輪取付け用フランジ28に車輪固定用のボルト29が取付けられている。   An output wheel 25 is fitted to the end of the hub shaft 16 on the outboard side. The output wheel 25 includes a hub wheel 26 and a bearing inner ring 27. The bearing inner ring 27 has a cylindrical portion 27a at the end, and the cylindrical portion 27a is fitted in the hub wheel 26, and the diameter of the inner ring portion is increased. It is integrated with the hub wheel 26 by caulking. On the other hand, a wheel mounting flange 28 is formed on the outer periphery of the hub wheel 26, and a wheel fixing bolt 29 is mounted on the wheel mounting flange 28.

上記出力輪25は、軸受内輪27の筒部27aとハブ軸16がスプライン30により結合されてハブ軸16と一体に回転するようになっている。また、出力輪25は、ハブ軸16の軸端部のねじ軸16bにねじ係合したナット31の締付けによりハブ軸16に固定されている。   The output wheel 25 is configured such that the cylindrical portion 27 a of the bearing inner ring 27 and the hub shaft 16 are coupled by a spline 30 so as to rotate integrally with the hub shaft 16. The output wheel 25 is fixed to the hub shaft 16 by tightening a nut 31 that is screw-engaged with the screw shaft 16 b at the shaft end of the hub shaft 16.

出力輪25の外側には外方部材32が設けられ、その外方部材32と出力輪25との間に組込まれた複列の転動体33によって出力輪25は回転自在に支持されている。   An outer member 32 is provided outside the output wheel 25, and the output wheel 25 is rotatably supported by double row rolling elements 33 incorporated between the outer member 32 and the output wheel 25.

外方部材32は、外周に車体取付け用フランジ34を有し、その車体取付け用フランジ34はナックル1のアウトボード側の側面に衝合されて、ボルト35の締付けによりナックル1に固定されている。そして、その車体取付け用フランジ34に前述のケーシング2が固定されている。   The outer member 32 has a vehicle body mounting flange 34 on the outer periphery, and the vehicle body mounting flange 34 is abutted against the side surface of the knuckle 1 on the outboard side and is fixed to the knuckle 1 by tightening bolts 35. . The casing 2 is fixed to the body mounting flange 34.

実施の形態で示す動力伝達装置は上記の構造からなり、図1に示す電動モータ4のステータ5のコイルに対する電力の供給によってロータ6を回転させると、そのロータ6と共に入力輪7が回転し、偏心軸部8a、8bが偏心回転する。   The power transmission device shown in the embodiment has the above structure. When the rotor 6 is rotated by supplying power to the coil of the stator 5 of the electric motor 4 shown in FIG. 1, the input wheel 7 rotates together with the rotor 6. The eccentric shaft portions 8a and 8b rotate eccentrically.

上記偏心軸部8a、8bの偏心回転により、その偏心軸部8a、8bで支持された外歯車10a、10bの外歯13は内歯車11a、11bの内歯14と1つずつ噛み合いながらハブ軸16を中心に公転する。   By the eccentric rotation of the eccentric shaft portions 8a and 8b, the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b supported by the eccentric shaft portions 8a and 8b are engaged with the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b one by one. Revolve around 16.

このとき、外歯車10a、10bの外歯13の歯数は内歯車11a、11bの内歯14の歯数より少ないため、外歯車10a、10bは内歯車11a、11bとの歯数差分だけ入力輪7の回転方向と逆方向に自転し、その自転運動はピン22を介してフランジ18a、18bに伝達され、ハブ軸16および出力輪25が減速回転する。   At this time, since the number of teeth of the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b is smaller than the number of teeth of the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b, the external gears 10a and 10b are input by a difference in the number of teeth from the internal gears 11a and 11b. The wheel 7 rotates in the direction opposite to the rotation direction, and the rotation motion is transmitted to the flanges 18a and 18b via the pin 22, and the hub shaft 16 and the output wheel 25 rotate at a reduced speed.

ここで、内歯車11a、11bの内歯14の歯数をZ、外歯車10a、10bの外歯13の歯数をZとすると、減速比は、(Z−Z)/Zで表すことができる。 Here, when the number of teeth of the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b is Z 1 and the number of teeth of the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b is Z 2 , the reduction ratio is (Z 1 −Z 2 ) / Z. 2 can be expressed.

このように、実施の形態で示す動力伝達装置においては、ロータ6と一体に回転する入力輪7の回転により固定の内歯車11a、11bに噛合する外歯車10a、10bが上記入力輪7の1回転当たりに内歯車11a、11bと外歯車10a、10bの歯数差分だけ自転し、その自転運動がトルク伝達機構21を介してハブ軸16および出力輪25に伝達されるため、ステータ5およびロータ6からなる電動モータ4の回転を大きな減速比でもって出力輪25に伝達することができる。   Thus, in the power transmission device shown in the embodiment, the external gears 10a and 10b meshing with the fixed internal gears 11a and 11b by the rotation of the input wheel 7 that rotates integrally with the rotor 6 are one of the input wheels 7. Since the rotation of the internal gears 11a, 11b and the external gears 10a, 10b rotates by the difference in the number of teeth per rotation and the rotation is transmitted to the hub shaft 16 and the output wheel 25 via the torque transmission mechanism 21, the stator 5 and the rotor 6 can be transmitted to the output wheel 25 with a large reduction ratio.

また、減速機構が、内歯車11a、11bと外歯車10a、10bとから成る部品点数の少ない構成であるため、小型、コンパクトな動力伝達装置を得ることができる。実施の形態で示すように、入力輪7に外筒部7aと内筒部7bを設け、その外筒部7aと内筒部7b間に内歯車11a、11bの一部を収容させるようにすることによって、動力伝達装置の軸方向長さのよりコンパクト化を図ることができる。   In addition, since the speed reduction mechanism has a small number of parts including the internal gears 11a and 11b and the external gears 10a and 10b, a small and compact power transmission device can be obtained. As shown in the embodiment, the outer ring part 7a and the inner cylinder part 7b are provided in the input wheel 7, and a part of the internal gears 11a and 11b is accommodated between the outer cylinder part 7a and the inner cylinder part 7b. As a result, the axial length of the power transmission device can be made more compact.

上述の動作説明では、電動モータ4に電力を供給して電動モータ4を駆動し、その電動モータ4からの動力を車輪が取り付けられる出力輪25に伝達したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときには、車輪からの動力を減速部で高回転低トルクに変換して電動モータ4に伝達し、電動モータ4で発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリィに一時蓄電した後に電動モータ4や車両に備えられた他の電気機器に用いてもよい。   In the above description of the operation, electric power is supplied to the electric motor 4 to drive the electric motor 4, and the power from the electric motor 4 is transmitted to the output wheel 25 to which the wheels are attached. When decelerating or going down a hill, the power from the wheels may be converted to high rotation and low torque by the deceleration unit and transmitted to the electric motor 4, and the electric motor 4 may generate power. Further, the electric power generated here may be used for the electric motor 4 or other electric devices provided in the vehicle after temporarily storing in the battery.

なお、実施の形態で示す動力伝達装置の制御は、例えば、アクセルペダル位置センサ、ブレーキ踏込み量センサ、車速センサ、バッテリィ温度検出センサ、バッテリィの端子間に接続された電圧センサ、バッテリィからの電力ラインに設置された電流センサ、モータの回転位置検出センサ等の様々なセンサからの信号を電子制御ユニットに入力し、これらの信号に基いてインバータを介してバッテリィと電動モータとの間でやりとりする電力の調節をすることによって行う。   The control of the power transmission device shown in the embodiment includes, for example, an accelerator pedal position sensor, a brake depression amount sensor, a vehicle speed sensor, a battery temperature detection sensor, a voltage sensor connected between battery terminals, and a power line from the battery. Electric power is exchanged between the battery and the electric motor via the inverter based on these signals after inputting signals from various sensors such as current sensors and motor rotation position detection sensors installed in the electronic control unit. It is done by adjusting.

制御には、例えば、ハンドルの操舵角に応じて左右または前後左右の各々の位置に設置された本動力伝達装置で駆動する車輪の回転数を各々独立に制御して、車両を安定して旋回させたり、前後車輪の各々の車輪速センサの信号から車輪の空転を検出し、この検出結果に基いて本動力伝達装置の回転数を制御して車両の姿勢を安定させるものなどが考えられる。   For the control, for example, the number of rotations of the wheels driven by the power transmission device installed at each of the left and right or front and rear, left and right positions is independently controlled according to the steering angle of the steering wheel, thereby turning the vehicle stably. Or the idling of the wheel is detected from the signals of the wheel speed sensors of the front and rear wheels, and the rotational speed of the power transmission device is controlled based on the detection result to stabilize the posture of the vehicle.

図2では、外歯車10a、10bの外歯13および内歯車11a、11bの内歯14をインボリュート歯形としたが、図4に示すように、外歯車10a、10bの外歯13をトロコイド曲線歯形とし、内歯車11a、11bの内歯14を外ピンとしてもよい。   In FIG. 2, the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b and the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b are involute teeth, but as shown in FIG. 4, the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b are trochoidal curve tooth shapes. The internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b may be external pins.

図4に示すように、外歯車10a、10bの外歯13をトロコイド曲線歯形とし、内歯車11a、11bの内歯14を外ピンとすると、噛み合い率を高めることができると共に、歯が折損することの少ない耐久性に優れた動力伝達装置を得ることができる。   As shown in FIG. 4, when the external teeth 13 of the external gears 10a and 10b are trochoidal curved teeth and the internal teeth 14 of the internal gears 11a and 11b are external pins, the meshing rate can be increased and the teeth can be broken. It is possible to obtain a power transmission device with less durability and excellent durability.

この発明に係る動力伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図A longitudinal front view showing an embodiment of a power transmission device according to the present invention 図1のII−II線に沿った断面図Sectional view along the line II-II in FIG. 図1のIII−III線に沿った断面図Sectional view along line III-III in FIG. 歯車式減速機構の他の例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of a gear-type reduction mechanism

符号の説明Explanation of symbols

1 ナックル
2 ケーシング
4 電動モータ
5 ステータ
6 ロータ
7 入力輪
8a 偏心軸部
8b 偏心軸部
10a 外歯車
10b 外歯車
11a 内歯車
11b 内歯車
13 外歯
14 内歯
16 ハブ軸
18a フランジ
18b フランジ
21 トルク伝達機構
22 ピン
23 ローラ
24 円形孔
25 出力輪
26 ハブ輪
28 車輪取付け用フランジ
32 外方部材
33 転動体
34 フランジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Knuckle 2 Casing 4 Electric motor 5 Stator 6 Rotor 7 Input wheel 8a Eccentric shaft part 8b Eccentric shaft part 10a External gear 10b External gear 11a Internal gear 11b Internal gear 13 External tooth 14 Internal tooth 16 Hub shaft 18a Flange 18b Flange 21 Torque transmission Mechanism 22 Pin 23 Roller 24 Circular hole 25 Output wheel 26 Hub wheel 28 Wheel mounting flange 32 Outer member 33 Rolling element 34 Flange

Claims (8)

車体側に固定されるケーシングと、
前記ケーシングの内周に固定されたステータ内にロータを回転自在に設けた電動モータと、
前記ロータの内部に組込まれてロータと一体に回転し、軸端部に偏心軸部が形成された入力輪と、
前記ケーシングに固定されて入力輪と同軸上に配置された内歯車と、
前記入力輪の偏心軸部に回転自在に支持されて前記内歯車と噛合し、前記ロータの回転により内歯車の内歯に対する噛み合いによって公転しつつ自転する内歯車より歯数が少ない外歯車と、
前記入力輪内に挿通されて回転自在に支持され、前記外歯車と軸方向で対向するフランジを有するハブ軸と、
前記外歯車と前記ハブ軸のフランジの相互間に設けられて外歯車の公転運動を吸収すると共に、外歯車の自転をフランジに伝達するトルク伝達機構と、
前記ハブ軸の軸端部に嵌合されて回り止めされ、車輪取付け用フランジを外周に有する出力輪と、
車体側取付け用フランジを外周に有し、複列の転動体を介して前記出力輪を回転自在に支持する外方部材と、
から成る動力伝達装置。
A casing fixed to the vehicle body side;
An electric motor in which a rotor is rotatably provided in a stator fixed to the inner periphery of the casing;
An input wheel that is incorporated into the rotor and rotates integrally with the rotor, and an eccentric shaft portion is formed at the shaft end; and
An internal gear fixed to the casing and arranged coaxially with the input wheel;
An external gear that is rotatably supported by the eccentric shaft portion of the input wheel and meshes with the internal gear, and has a smaller number of teeth than an internal gear that rotates while revolving by meshing with the internal teeth of the internal gear by rotation of the rotor;
A hub shaft that is inserted into the input wheel and rotatably supported, and has a flange facing the external gear in the axial direction;
A torque transmission mechanism provided between the outer gear and the flange of the hub shaft to absorb the revolution movement of the outer gear and transmit the rotation of the outer gear to the flange;
An output wheel fitted to the shaft end of the hub shaft and prevented from rotating, and having a wheel mounting flange on the outer periphery;
An outer member having a flange for mounting on the vehicle body on the outer periphery, and rotatably supporting the output wheel via a double row rolling element;
A power transmission device comprising:
前記外歯車の外歯および内歯車の内歯がインボリュート歯形からなる請求項1に記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to claim 1, wherein the external teeth of the external gear and the internal teeth of the internal gear are involute teeth. 前記外歯車の外歯がトロコイド曲線歯形からなり、前記内歯車の内歯が、外ピンからなる請求項1に記載の動力伝達装置。   2. The power transmission device according to claim 1, wherein the external teeth of the external gear are trochoidal curved teeth, and the internal teeth of the internal gear are external pins. 前記トルク伝達機構が、外歯車とフランジの対向面の一方に複数のピンを同心円上に等間隔に設け、各ピンを対向面の他方に形成されたピン径より大きな円形孔内に挿入して、各ピンを各円形孔の内周一部に接触させた構成からなる請求項1乃至3のいずれかに記載の動力伝達装置。   In the torque transmission mechanism, a plurality of pins are provided concentrically on one of the opposing surfaces of the external gear and the flange, and each pin is inserted into a circular hole larger than the pin diameter formed on the other of the opposing surfaces. The power transmission device according to any one of claims 1 to 3, comprising a configuration in which each pin is in contact with a part of the inner periphery of each circular hole. 前記入力輪に形成された偏心軸部を2つとし、各偏心軸部で外歯車を回転自在に支持し、各外歯車に噛合する内歯車のそれぞれをケーシングに固定し、前記ハブ軸には偏心軸部のそれぞれに対向してフランジを設け、そのフランジと外歯車の対向面間に前記トルク伝達機構を設けた請求項1乃至4のいずれかに記載の動力伝達装置。   There are two eccentric shaft portions formed on the input wheel, each of the eccentric shaft portions rotatably supports an external gear, each of the internal gears meshed with each external gear is fixed to the casing, and the hub shaft has The power transmission device according to any one of claims 1 to 4, wherein a flange is provided to face each of the eccentric shaft portions, and the torque transmission mechanism is provided between the flange and the facing surface of the external gear. 前記2つの偏心軸部を、周方向に180°位相をずらして設けた請求項5に記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to claim 5, wherein the two eccentric shaft portions are provided with a 180 ° phase shift in the circumferential direction. 前記各ピンにローラを回転自在に嵌合し、各ローラを円形孔の内周一部に接触させるようにした請求項1乃至6のいずれかに記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to any one of claims 1 to 6, wherein a roller is rotatably fitted to each pin, and each roller is brought into contact with a part of the inner periphery of the circular hole. 前記入力輪の偏心軸部の内側に組込まれた転がり軸受により入力輪とハブ軸とを相対的に回転自在に支持した請求項1乃至7のいずれかに記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to any one of claims 1 to 7, wherein the input wheel and the hub shaft are relatively rotatably supported by a rolling bearing incorporated inside an eccentric shaft portion of the input wheel.
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