JP2013124016A - Wheel drive device - Google Patents
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Abstract
【課題】車両停止時に確実に車輪をロックするロック機構を備えて小型化が可能な車輪駆動装置を提供すること。
【解決手段】車輪駆動装置10は、インホイールモータ13(すなわち、モータ本体16)と遊星歯車減速機20を備えている。又、装置10は、ロック機構40を備えている。ロック機構40は、モータ本体16の中空状に形成された出力軸16aの内部に収容されており、アクチュエータ42を介してモータハウジング17に回転不能に組み付けられた係止部材41と軸16aの内周面に一体的に組み付けられた係合部材43とを備えている。更に、装置10は、部材41,43との間に、車両停止時のみ部材41,43の係合を許可する誤作動防止機構44を備えている。防止機構44は、走行時に発生する遠心力によって半径方向に変位する遮蔽板44bにより走行時における部材41の部材43までの変位を禁止する。
【選択図】図1To provide a wheel drive device that can be downsized by including a lock mechanism that securely locks a wheel when the vehicle is stopped.
A wheel drive device includes an in-wheel motor (that is, a motor body) and a planetary gear reducer. Further, the device 10 includes a lock mechanism 40. The lock mechanism 40 is housed inside the hollow output shaft 16a of the motor main body 16, and includes an engagement member 41 and a shaft 16a that are non-rotatably assembled to the motor housing 17 via the actuator 42. And an engaging member 43 integrally assembled on the peripheral surface. Furthermore, the apparatus 10 includes a malfunction prevention mechanism 44 that permits the engagement of the members 41 and 43 only when the vehicle is stopped between the members 41 and 43. The prevention mechanism 44 prohibits displacement of the member 41 to the member 43 during traveling by the shielding plate 44b that is displaced in the radial direction by centrifugal force generated during traveling.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、駆動源からの出力を駆動力伝達機構を介して車輪に伝達する車輪駆動装置に関する。 The present invention relates to a wheel drive device that transmits an output from a drive source to a wheel via a drive force transmission mechanism.
従来から、インホイールモータを有した車輪駆動装置は盛んに提案されている。例えば、下記特許文献1には、ホイール内に配設されるモータの回転力を複数の減速機により減速してホイールに伝達することで車輪を駆動可能に構成し、車軸方向にて第1、第2減速機の間にモータを配置するとともに、モータの駆動軸と各減速機の出力軸を並列をなして配置する車輪駆動装置が開示されている。 Conventionally, a wheel drive device having an in-wheel motor has been actively proposed. For example, in Patent Document 1 described below, the rotational force of a motor disposed in a wheel is decelerated by a plurality of speed reducers and transmitted to the wheel so that the wheel can be driven. A wheel drive device is disclosed in which a motor is disposed between second reduction gears, and a drive shaft of the motor and an output shaft of each reduction gear are arranged in parallel.
又、従来から、例えば、下記特許文献2には、車両停止時に操作されるサイドブレーキの他に、インホイールモータ方式に用いられるモータの回転軸に対して回転を止めるロック機構を係脱可能に設けた電気自動車の駆動装置が示されている。この従来の電気自動車の駆動装置に設けられるロック機構は、モータの回転軸の外周面に形成された複数の係合溝と、回転軸に対して相対回転可能かつ回転軸の端部側から前進及び後進可能に設けられて係合溝に係合する係止体とを備えている。 Conventionally, for example, in Patent Document 2 below, in addition to a side brake operated when the vehicle is stopped, a lock mechanism for stopping rotation with respect to a rotating shaft of a motor used in an in-wheel motor system can be engaged and disengaged. An electric vehicle drive device provided is shown. The lock mechanism provided in the drive device of this conventional electric vehicle includes a plurality of engagement grooves formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft of the motor, and a relative rotation with respect to the rotating shaft and advancing from the end side of the rotating shaft. And a locking body provided so as to be able to move backward and engaging with the engaging groove.
ところで、上記従来の電気自動車の駆動装置に設けられるロック機構は、係脱可能とされていて、モータの回転軸の端部側から係止体を進退させるようになっている。このため、車輪駆動装置を構成する駆動軸や回転軸の軸方向にてロック機構の設置スペースやロック機構を係脱するためのスペースを確保する必要があり、車輪駆動装置の小型化を阻害する可能性がある。 By the way, the lock mechanism provided in the drive device of the conventional electric vehicle can be engaged and disengaged, and the locking body is advanced and retracted from the end side of the rotating shaft of the motor. For this reason, it is necessary to secure an installation space for the lock mechanism and a space for engaging and disengaging the lock mechanism in the axial direction of the drive shaft and the rotary shaft constituting the wheel drive device, which hinders downsizing of the wheel drive device. there is a possibility.
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両停止時に確実に車輪をロックするロック機構を備えて小型化が可能な車輪駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wheel drive device that can be miniaturized with a lock mechanism that securely locks the wheels when the vehicle is stopped. .
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両の車輪を駆動するための駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源からの出力を前記車輪に伝達する駆動力伝達機構とを備えた車輪駆動装置において、前記駆動力伝達機構を構成する少なくとも一つの回転軸を中空状に形成し、その中空部内に前記車輪の回転をロックするロック機構を設けたことにある。ここで、前記駆動源としては、例えば、前記車輪を形成するホイール内に設けられて駆動力を発生するインホイールモータを採用することができる。これによれば、車両停止時における車輪の回転をロックするロック機構を駆動力伝達機構を構成する回転軸の中空部内に設けることができる。これにより、別途、ロック機構を設けるためのスペースを確保する必要がなく、特に、インホイールモータを採用した場合における車輪駆動装置の小型化を図ることができる。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is provided with a drive source that generates a drive force for driving a wheel of a vehicle, and a drive force transmission mechanism that transmits an output from the drive source to the wheel. In the above wheel drive device, at least one rotating shaft constituting the driving force transmission mechanism is formed in a hollow shape, and a lock mechanism for locking the rotation of the wheel is provided in the hollow portion. Here, as the driving source, for example, an in-wheel motor that is provided in a wheel forming the wheel and generates a driving force can be employed. According to this, the lock mechanism for locking the rotation of the wheel when the vehicle is stopped can be provided in the hollow portion of the rotating shaft constituting the driving force transmission mechanism. Thereby, it is not necessary to secure a space for providing the lock mechanism separately, and it is possible to reduce the size of the wheel drive device particularly when an in-wheel motor is employed.
この場合、前記ロック機構を、車両の車体側に回転不能に固定された係止手段と、前記回転体と一体的に回転し、前記係止手段と係合する係合手段と、前記係止手段を前記係合手段に対して進退させる進退手段とから構成することができる。この場合、係止手段と係合手段との間の係合としては、例えば、スプライン嵌合等の歯合による機械的な係合や、摩擦部材を用いた摩擦係合、或いは、電磁的な力を利用した係合等を採用することができる。これにより、極めて簡略化した構成を採用することができ、係止手段と係合手段とが互いに係合した状態では、車輪の回転を確実にロックする(静止させる)ことができる。 In this case, the locking mechanism includes a locking means fixed to the vehicle body side of the vehicle so as not to rotate, an engaging means that rotates integrally with the rotating body and engages with the locking means, and the locking mechanism The means can be composed of advancing and retracting means for advancing and retracting the engaging means. In this case, as the engagement between the locking means and the engaging means, for example, mechanical engagement such as spline fitting, friction engagement using a friction member, or electromagnetic engagement Engagement using force can be employed. Thereby, a very simplified configuration can be adopted, and in a state where the locking means and the engaging means are engaged with each other, the rotation of the wheel can be reliably locked (stopped).
これらの場合、更に、前記車輪が回転しているときに前記ロック機構の作動を防止する誤作動防止機構を設けることができる。この誤作動防止機構は、前記車輪の回転に伴って作動して前記ロック機構の作動を防止するものであり、例えば、前記車輪の回転に伴って発生する遠心力により作動して前記ロック機構の作動を防止するものである。より具体的には、誤作動防止機構が、前記進退手段によって進退する前記係止手段を挿通させる挿通孔を有していて、車両が停止しているときには前記係止手段が前記挿通孔を介して係合手段まで移動して係合することを許容し、車両が走行しているときには発生した遠心力により前記挿通孔の半径方向に変位して前記係止手段が前記挿通孔を介して前記係合手段まで移動することを禁止する遮蔽手段を備えることができる。これらによれば、車両走行時においては、ロック機構の作動、例えば、係止手段と係合手段が誤って係合してしまうような誤動作を確実に防止(禁止)することができ、車両停止時にのみロック機構を適切に作動させて車輪の回転をロックする(静止させる)ことができる。 In these cases, a malfunction prevention mechanism that prevents the lock mechanism from operating when the wheel is rotating can be further provided. The malfunction prevention mechanism is operated in accordance with the rotation of the wheel to prevent the lock mechanism from being operated. For example, the malfunction prevention mechanism is operated by a centrifugal force generated in association with the rotation of the wheel to This prevents operation. More specifically, the malfunction prevention mechanism has an insertion hole through which the locking means that advances and retreats by the advance / retreat means, and the locking means passes through the insertion hole when the vehicle is stopped. When the vehicle is running, it is displaced in the radial direction of the insertion hole by the generated centrifugal force, and the locking means is moved through the insertion hole. Shielding means for prohibiting movement to the engaging means can be provided. According to these, when the vehicle travels, it is possible to reliably prevent (prohibit) the malfunction of the operation of the lock mechanism, for example, the erroneous engagement between the locking means and the engaging means. Only at times can the lock mechanism be properly actuated to lock (still) the rotation of the wheel.
又、これらの場合、前記駆動力伝達機構を、前記駆動源からの出力を減速して前記車輪に伝達する減速機によって構成することができる。具体的には、前記減速機を、例えば、前記駆動源からの出力を受け取るサンギアと、前記車体側に固定されるリングギアと、前記サンギアと前記リングギアとの間に歯合して前記サンギアの周りを公転する複数のプラネタリギアと、車両外側に配置されて前記複数のプラネタリギアのキャリアピンに固定されるプラネタリキャリアとを含んで構成することができる。そして、この場合には、前記ロック機構を、例えば、前記駆動源からの出力を前記減速機に入力する入力軸の中空部内に設けることができる。これらによれば、ロック機構が車輪の回転をロックする(静止させる)ために必要な回転止め力を発生するときに、減速機による減速効果を有効に利用することができる。これにより、必要な回転止め力を小さくすることができ、その結果、例えば、必要となる強度等を抑えてロック機構を小型軽量化することが可能となる。 In these cases, the driving force transmission mechanism can be constituted by a speed reducer that decelerates the output from the driving source and transmits it to the wheels. Specifically, the reduction gear is engaged with, for example, a sun gear that receives an output from the drive source, a ring gear that is fixed to the vehicle body side, and the sun gear and the ring gear. A plurality of planetary gears revolving around the vehicle and a planetary carrier disposed outside the vehicle and fixed to carrier pins of the plurality of planetary gears. In this case, the lock mechanism can be provided, for example, in the hollow portion of the input shaft that inputs the output from the drive source to the speed reducer. According to these, when the lock mechanism generates a rotation stopping force necessary to lock (stop) the rotation of the wheel, the deceleration effect by the reduction gear can be effectively used. As a result, the necessary anti-rotation force can be reduced, and as a result, for example, the required strength and the like can be suppressed and the lock mechanism can be reduced in size and weight.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係り、車輪毎に電動モータを有する、所謂、インホイールモータ方式を採用した車輪駆動装置10の断面構造を概略的に示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of a
車輪駆動装置10は、タイヤ11が装着されるホイール12の内周側にインホイールモータ13を備えている。インホイールモータ13は、ナックル14を介して、車両のサスペンション機構を構成する図示省略のロワアームやアッパアーム、タイロッドと連結されるようになっている。又、車輪駆動装置10は、ブレーキ装置(例えば、ディスクブレーキ装置)を構成するブレーキディスクロータ15も備えており、このブレーキディスクロータ15は図示を省略するブレーキキャリパによって挟持されることによって摩擦による制動力を発生する。
The
インホイールモータ13は、図1に示すように、モータ本体16と、車体側であるナックル14に一体的に接続されてモータ本体16を収容する筒状のモータハウジング17とを備えている。モータ本体16は、ベアリングにより回転自在に軸支される中空状の出力軸16aを有しており、出力軸16aの外周面側には積層された電磁鋼板16bの外周に固定された複数の永久磁石16cからなるロータ16dが嵌挿されている。そして、ロータ16dの外周には、積層された電磁鋼板で形成される鉄心16eと、鉄心16eに形成された各ティース部に巻回配置される3相のコイルスロットに巻回されたコイル16fとから構成されるステータ16gが配置される。ロータ16dとステータ16gとは、所定のギャップを介して対面するとともにモータハウジング17により密閉されており、外部からの異物の侵入が防止されるようになっている。このように構成されるモータ本体16においては、コイル16fに順次所定のタイミングで電流を供給することにより、ステータ16gに回転磁界を発生させ、ロータ16dを回転させることができる。
As shown in FIG. 1, the in-
又、本実施形態に係る車輪駆動装置10は、インホイールモータ13による駆動力を車輪に伝達する駆動力伝達機構としての遊星歯車減速機20を備えている。遊星歯車減速機20は、モータ本体16(すなわち、インホイールモータ13)の出力軸16a、言い換えれば、モータ本体16の出力を同減速機20に入力する入力軸の先端側に配置された二段の遊星歯車機構21,22から構成される。尚、本実施形態においては、遊星歯車減速機20を二段の遊星歯車機構21,22から構成して実施するが、必要となる減速比に応じて、一段の遊星歯車機構や三段以上の遊星歯車機構から遊星歯車減速機20を構成して実施可能であることは言うまでもない。
Moreover, the
遊星歯車減速機20を形成する一段目の遊星歯車機構21の第1サンギア21aは、図2に示すように、インホイールモータ13を構成するモータ本体16の出力軸16a(すなわち入力軸)の先端部に一体的に形成されている。そして、第1サンギア21aは、複数(図2においては一つのみを図示)の第1プラネタリギア21bと歯合しており、複数の第1プラネタリギア21bは、更に、ナックル14に対して固定保持される内輪側部材23の内周面に形成さえている第1リングギア21cと歯合するようになっている。これにより、複数の第1プラネタリギア21bは、それぞれ、第1サンギア21aの周りを公転するようになっている。尚、遊星歯車機構21を構成する第1サンギア21a、複数の第1プラネタリギア21b及び第1リングギア21cははすば歯車であり、車軸方向のスラスト荷重を受けられるようになっている。
The
又、複数の第1プラネタリギア21bをそれぞれ回転可能に支持する第1キャリアピン21dは第1プラネタリキャリア21eに固定されており、一段目の遊星歯車機構21の公転運動が二段目の遊星歯車機構22に伝達される。具体的に、遊星歯車機構21の第1プラネタリキャリア21eの中心に車軸と同軸に延びるシャフト21fが接続されており、シャフト21fには遊星歯車機構22の第2サンギア22aが一体的に形成されている。尚、シャフト21fはベアリングにより回転可能に軸支されている。そして、第2サンギア22aは、複数(図2においては一つのみを図示)の第2プラネタリギア22bと歯合しており、複数の第2プラネタリギア22bは、更に、内輪側部材23の内周面に形成されている第2リングギア22cと歯合するようになっている。これにより、複数の第2プラネタリギア22bは、それぞれ、第2サンギア22aの周りを公転するようになっている。尚、遊星歯車機構22を構成する第2サンギア22a、複数の第2プラネタリギア22b及び第2リングギア22cははすば歯車であり、車軸方向のスラスト荷重を受けられるようになっている。
The
ここで、第2サンギア22aと歯合する第2プラネタリギア22bの数は、例えば、ホイール12に形成されたボルト孔(取付孔)の数に一致しており、ホイール12に形成されたボルト孔(取付孔)の配置に一致するようになっている。更に、第2サンギア22aの周囲に配置される複数の第2プラネタリギア22bの中心(すなわち、後述する第2キャリアピン22dの中心)を結んで形成される多角形に外接する円の半径は、ホイール12のP.C.D(Pitch Circle Diameter)と一致するようになっている。
Here, the number of second
複数の第2プラネタリギア22bをそれぞれ回転可能に支持する第2キャリアピン22dは動力伝達部材である第2プラネタリキャリア22eに固定される。複数の第2キャリアピン22dは、図2に示すように、車軸方向にて車両外側に延出して形成されており、第2プラネタリキャリア22eを貫通している。そして、複数の第2キャリアピン22dの延出した側の端部には、ホイール12を車軸に固定するためのホイールナットと螺着するネジ部22d1が形成されている。すなわち、第2キャリアピン22dのうち、第2プラネタリキャリア22eから車軸方向にて車両外側に突出した部分(先端側部分)は、所謂、ハブボルトとして機能するボルトが形成されている。ここで、第2キャリアピン22dは第2プラネタリギア22bを支持するものであるため、上述したように、ホイール12のボルト孔(取付孔)の配置及びP.C.Dと一致するように第2プラネタリギア22bが配設されることにより、第2キャリアピン22dの先端側部分(すなわち、ハブボルト部分)は、ホイールナットとともに汎用のホイール12を確実に車軸に対して固定することができる。
A
遊星歯車減速機20の外周には、アクスルベアリング30が配置される。アクスルベアリング30は、図2に示すように、ナックル14に固定されるつば部23aを一端に有する略円筒形状の内輪側部材23に形成されたインナーレース31と、外輪側部材32の内周面に形成されたアウターレース33と、インナーレース31とアウターレース33とによって画成される転動路内を転動するベアリング玉34とから主に構成される。このアクスルベアリング30によって、外輪側部材32が内輪側部材23に対して回転自在に保持される。尚、アクスルベアリング30のインナーレース31とアウターレース33を内輪側部材23や外輪側部材32と一体化することなく、別部品のインナーレースやアウターレースを内輪側部材23又は外輪側部材32に固定するようにしてもよい。又、図示を省略するが、アクスルベアリング30には、転動路内に異物が侵入しないようにシール部材が設けられるようになっている。
An axle bearing 30 is disposed on the outer periphery of the planetary
外輪側部材32は、図2に示すように、遊星歯車減速機20の遊星歯車機構22を構成する第2プラネタリキャリア22eと、例えば、ボルト締結やかしめ締結等によって一体的に連結されており、第2プラネタリキャリア22eが安定して回転するように支持している。ここで、このように第2プラネタリキャリア22eと外輪側部材32とを一体的にすなわちガタ付きが生じることなく連結することにより、インホイールモータ13による回転駆動力が伝達されて第2プラネタリキャリア22eと外輪側部材32とが回転を開始する際の異音(ガタ音)の発生を効果的に防止することができる。そして、一体的に連結された第2キャリアピン22dの先端側部分(すなわち、ハブボルト部分)をホイール12のボルト孔(取付孔)に挿通した状態でホイールナットを螺着することにより、ホイール12を確実に車軸に対して固定することができる。
As shown in FIG. 2, the outer
ここで、上記のように構成した車輪駆動装置10の作動、より詳しくは、インホイールモータ13により発生する出力としての駆動力の伝達経路について説明する。
Here, the operation of the
運転者によって、例えば、車両のアクセルペダルが操作されて加速指示がなされると、図示を省略した車両制御装置からの指令によりインホイールモータ13、より詳しくは、モータ本体16が回転駆動を開始して駆動力を発生する。すなわち、モータ本体16においては、ロータ16dがステータ16gに対して回転し、この回転駆動力が出力軸16a(すなわち駆動力伝達機構の一部を構成する入力軸)を介して遊星歯車減速機20に伝達される。遊星歯車減速機20の遊星歯車機構21においては、出力軸16aに一体的に形成された第1サンギア21aを介して複数の第1プラネタリギア21bに回転が伝達されることにより、ナックル14に固定された第1リングギア21cに歯合する第1プラネタリギア21bは、それぞれ自転しつつ第1サンギア21aの周りを公転運動する。そして、この第1プラネタリギア21bの公転運動は、第1キャリアピン21dを介して連結された第1プラネタリキャリア21eによって取り出され、第1プラネタリキャリア21eに接続されたシャフト21fを一体的に回転させる。
For example, when the driver operates the accelerator pedal of the vehicle to give an acceleration instruction, the in-
第1プラネタリギア21bの公転運動によってシャフト21fが一体的に回転すると、このシャフト21fの回転は遊星歯車機構22に伝達される。すなわち、遊星歯車機構22においては、シャフト21f(入力軸)に一体的に形成された第2サンギア22aを介して複数の第2プラネタリギア22bに回転が伝達される。これにより、ナックル14に固定された第2リングギア22cに歯合する第2プラネタリギア22bは、それぞれ自転しつつ第2サンギア22aの周りを公転運動する。この第2プラネタリギア22bの公転運動は、第2キャリアピン22dを介して、第2プラネタリキャリア22e、アクスルベアリング30の外輪側部材32、ブレーキ装置のブレーキディスクロータ15、ホイール12及びタイヤ11に直接的に伝達され、その結果、車輪が駆動される。
When the
一方、アクスルベアリング30の外輪側部材32、ブレーキディスクロータ15、ホイール12及びタイヤ11は、上述した伝達経路に従って駆動力がインホイールモータ13から伝達されることによって一体的に回転している。このため、ブレーキ装置のブレーキキャリパがブレーキパッドを回転しているブレーキディスクロータ15に押圧することにより、車体側に一体的に固定されたブレーキパッドとブレーキディスクロータ15とが摩擦係合すると、この摩擦係合による摩擦力(制動力)がホイール12及びタイヤ11に伝達され、その結果、車輪が制動される。
On the other hand, the outer
又、本実施形態における車輪駆動装置10は、図1に示すように、車両が停止しているときに車輪をロックするロック機構40を備えている。本実施形態におけるロック機構40は、図3に拡大して詳細に示すように、モータ本体16の中空状に形成された出力軸16a、すなわち、駆動力伝達機構である遊星歯車減速機20の一部を構成する中空状の入力軸(回転軸)の内部に収容されていて、係止手段としての係止部材41と、進退手段としてのアクチュエータ42と、係合手段としての係合部材43とを備えている。
Moreover, the
係止部材41は、図3に示すように、アクチュエータ42を介して車体側に固着されたモータハウジング17に組み付けられている。そして、本実施形態における係止部材41の外周面上には、例えば、ギア形状に形成された外歯が複数形成されている。アクチュエータ42は、例えば、ソレノイドを主要構成部品とするものであり、一端部が車体側に固着されたモータハウジング17に対して回転不能に固定され、他端部に係止部材41が一体的に組み付けられている。これにより、アクチュエータ42は、例えば、所定の正の電流が供給されると伸張して出力軸16aの軸方向にて係止部材41を係合部材43と係合するように前進させ、所定の負の電流が供給されると縮小して係止部材41を係合部材43から離間するように後退させるようになっている。又、アクチュエータ42は、例えば、所定の電流の供給が遮断されるとその位置にて停止するようになっており、車両が停止しているときの電力消費を防止できるようになっている。係合部材43は、図3に示すように、出力軸16aの内周面に対して一体的に固着されている。そして、係合部材43の内周面上には、係止部材41の外周面上に形成された外歯と歯合可能となるように、例えば、ギア形状に形成された内歯が複数形成されている。
As shown in FIG. 3, the locking
又、ロック機構40は、車両が停止しているときにアクチュエータ42の伸張動作に伴って前進した係止部材41が係合部材43と係合することを許容する一方で、車両が走行しているときに仮にアクチュエータ42の伸張動作に伴って係止部材41が前進したとしても係止部材41と係合部材43との歯合を防止する(禁止する)誤作動防止機構44が設けられている。誤作動防止機構44は、図3に示すように、モータ本体16の出力軸16a(入力軸)に収容されていて、係止部材41と係合部材43との間に配置されている。
The
本実施形態における誤作動防止機構44は、図3ないし図5に示すように、ケーシング44aと、遮蔽手段としての遮蔽板44bと、スプリング44cとを備えている。ケーシング44aは円環状に形成されていて、外周面側が出力軸16aの内周面に対して一体的に固着されるとともに内周面側にて遮蔽版44bを半径方向に変位可能かつ軸方向及び周方向に変位不能に収容している。遮蔽板44bは、図3及び図4に示すように、その略中央部分に係止部材41の外径よりも僅かに大きな内径を有する挿通孔44b1が形成されている。又、遮蔽板44bは、図3ないし図5に示すように、例えば、挿通孔44b1の直径上にて半径方向外方に延出する突部44b2及び突部44b3を備えている。突部44b2及び突部44b3は、それぞれ、ケーシング44aに形成された収容部44a1及び収容部44a2内にて、ケーシング44aの半径方向に変位可能に収容されるようになっている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
そして、例えば、突部44b2は、図3ないし図5に示すように、収容部44a1に対してスプリング44cを介して収容される。これにより、スプリング44cは、その付勢力によって突部44b2及び挿通孔44b1を突部44b3方向に付勢するようになっている。又、例えば、突部44b3は、収容部44a2に収容され、スプリング44cの付勢力によって突部44b2及び挿通孔44b1とともに付勢された状態では、図3及び図4に示すように、その先端部分が収容部44a2の底部分に当接するようになっている。更に、突部44b2は、図3に示すように、突部44b3に比してその重さが大きくなるように形成されている。
For example, as shown in FIGS. 3 to 5, the protrusion 44b2 is accommodated in the accommodating portion 44a1 via a
このように構成されたロック機構40においては、車両が停止し車輪が回転していないときには、図4に示すように、誤動作防止機構44の遮蔽板44bに形成された突部44b3の先端部分がケーシング44aに形成された収容部44a2の底部分に当接した状態に維持される。この状態においては、遮蔽板44bに形成された挿通孔44b1の軸線とアクチュエータ42に一体的に組み付けられた係止部材41の軸線とが同軸となるようになっている。このため、図示を省略した車両制御装置からの指令により、アクチュエータ42が伸張動作に伴って係止部材41を係合部材43に向けて前進させると、係止部材41は、遮蔽板44bの挿通孔44b1と接触することなく(すなわち、遮蔽板44bが係止部材41の前進を阻害することなく)係合部材43まで移動して互いに歯合(例えば、スプライン嵌合等)し、車輪の回転をロックするロック状態を実現する。
In the
一方、車両が走行していて車輪が回転しているときには、誤動作防止機構44の遮蔽板44bに形成された突部44b2の重さが突部44b3の重さよりも重いために、突部44b2に発生する遠心力の大きさは突部44b3に発生する遠心力の大きさよりも大きくなる。このため、遮蔽板44bは、図5に示すように、スプリング44cの付勢力に抗して、突部44b2方向すなわちケーシング44aに形成された収容部44a1方向に向けて(言い換えれば、突部44b3の先端部分が収容部44a2の底部分から離間する方向に向けて)変位する。この結果、遮蔽板44bに形成された挿通孔44b1の軸線とアクチュエータ42に一体的に組み付けられた係止部材41の軸線とがずれる、所謂、芯ずれが生じ、アクチュエータ42の伸張動作に伴って係止部材41が係合部材43に向けて前進すると、係止部材41は、遮蔽板44bの挿通孔44b1と接触して(すなわち、遮蔽板44bが係止部材41の前進を阻害して)、遮蔽板44bの挿通孔44b1を通過することができなくなる。これにより、車輪が回転しているときに、例えば、運転者による誤操作に基づき、図示を省略した車両制御装置からの指令によってアクチュエータ42が係止部材41を係合部材43に向けて前進させてしまっても、係止部材41が遮蔽板44bと当接することによってその前進が阻害される。このため、車両走行時に車輪が回転している状態で係止部材41が係合部材43まで移動して互いに歯合してしまう誤動作を確実に防止し、車輪の回転をロックしないアンロック状態を実現する。
On the other hand, when the vehicle is running and the wheels are rotating, the weight of the protrusion 44b2 formed on the
ここで、モータ本体16の出力軸16aから遊星歯車減速機20に入力される回転は減速機20の作用によって減速される。すなわち、遊星歯車減速機20によって回転が減速されることにより、減速機20の上流側で入力される回転力が下流側から出力される際には所定の比率(詳しくは、減速比)に応じて増力される。これにより、出力軸16a(入力軸)の中空部内に設けられたロック機構40の係止部材41と係合部材43とが互いに歯合することによって回転止め力を発生させ、この回転止め力が出力軸16a(入力軸)を介して遊星歯車減速機20に入力されると、減速機20による減速効果によって入力された回転止め力が所定の比率により増大されて車輪すなわちタイヤ11及びホイール12にてより大きな静止力が発生することになる。言い換えれば、停止している車両の車輪の回転を止めておくために必要な静止力が予め定められている状況において、この静止力を発生させるためにロック機構40が発生すべき回転止め力は、遊星歯車減速機20よりも上流側で発生させることによって小さくすることができる。従って、小さな回転止め力を発生させることで停止している車両の車輪を回転させない静止力を発生させることができるため、例えば、ロック機構40の係止部材41及び係合部材43の必要な強度を抑えることによって小さくすることができ、その結果、アクチュエータ42の小型化や、各部材の軽量化等を達成することができる。
Here, the rotation input to the planetary
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、車両停止時における車輪の回転をロックするロック機構40を、遊星歯車減速機20の一部を構成するモータ本体16の出力軸16aの中空部内に設けることができる。これにより、別途、ロック機構40を設けるためのスペースを確保する必要がなく、特に、インホイールモータ13を採用した場合における車輪駆動装置10の小型化を図ることができる。又、誤作動防止機構44を設けることができるため、車両走行時においては、ロック機構40の作動、すなわち、係止部材41と係合部材43が誤って歯合してしまうような誤動作を確実にを防止(禁止)することができ、車両停止時にのみロック機構40を適切に作動させて車輪の回転をロックする(静止させる)ことができる。この場合、遮蔽板44bがスプリング44cの付勢力と車両走行時に作用する遠心力とのバランスに応じて機械的に芯ずれを生じさせることにより、極めて簡略化したシンプルな構造によってロック機構の誤作動を確実に防止することができる。従って、これによっても、車輪駆動装置10の小型化を図ることができる。
As can be understood from the above description, according to the above-described embodiment, the
上記実施形態においては、ロック機構40を構成する誤動作防止機構44を係止機構41と係合部材43との間に配置するようにした。そして、車両が停止しているときには係止部材41が遮蔽板44bの挿通孔44b1を通過して係合部材43と歯合することを許容し、車両が走行しているときには係止部材41が遮蔽板44bの挿通孔44b1を通過できないようにして係合部材43と歯合することを禁止するようにした。
In the above embodiment, the
この場合、図6に示すように、ロック機構40のアクチュエータ42において、進退部分(例えば、ソレノイドピン)がアクチュエータ42を貫通した構造を有するときには、例えば、一端部側(基端部側)に形成された切り欠き部44eと、車両走行時にはこの切り欠き部44eをに対してソレノイドピンを引っ掛けるように伸縮動作するソレノイド44dとから誤動作防止機構44を構成して実施することも可能である。この変形例においても、車両走行時においては、アクチュエータ42の進退動作が禁止されるために、係止部材41と係合部材43とが互いに歯合することを確実に防止することができる。
In this case, as shown in FIG. 6, in the
本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、例えば、走行中にロック機構40のアクチュエータ42が誤動作して仮に係止部材41を係合部材43に向けて前進させたとしても、誤動作防止機構44の遮蔽板44bが係止部材41の前進を禁止することにより、走行中に係止部材41と係合部材43とが歯合(係合)することを確実に防止するように実施した。ところで、このような伸張動作を伴うアクチュエータ42の誤動作が継続される状況においては、車両が停止すると、誤動作しているアクチュエータ42の伸張動作によって係止部材41が遮蔽板44bの挿通孔44b1と接触することなく(すなわち、遮蔽板44bが係止部材41の前進を阻害することなく)係合部材43まで移動して互いに歯合(係合)してしまう可能性がある。このような歯合(係合)は、車両が停止しているときの歯合(係合)ではあるものの、運転者が意図したものではないため、違和感を覚える可能性がある。
For example, in the above embodiment, for example, even if the
このため、ロック機構40のアクチュエータ42の機能として、例えば、所定の電流を供給しているにもかかわらず、伸張動作又は収縮動作が不能である状況(具体的には、遮蔽板44bと接触して係止部材41を変位させることが不能である状況)が生じた場合には、ある一定時間後に所定の電流の供給を遮断する機能を有することができる。これにより、走行中において、アクチュエータ42の誤動作によって前進しようとする係止部材41と遮蔽板44bとが接触(当接)する状況が一定時間継続した場合には、アクチュエータ42への所定の電力の供給を遮断することができるため、係止部材41をその位置にて停止させることができる。その結果、車両が停止しても、意図しない係止部材41と係合部材43との歯合(係合)を防止することができる。その他の効果については、上記実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。ここで、上述したようにアクチュエータ42への電力の供給を遮断して係止部材41を停止させた場合には、ロック機構40のアクチュエータ42の機能として、更に、電力の供給を遮断してから一定の時間の経過後に係止部材41を原位置(すなわち、アクチュエータ42を収縮動作させた初期位置)に戻す機能を有することができる。
For this reason, as a function of the
又、上記実施形態及び変形例においては、ロック機構40の係合部材43を出力軸16aの内周面に対して一体的に固着するように実施した。これにより、車両が停止しているときに、係止部材41と係合部材43とが歯合(係合)することによって、車輪の回転を確実にロックするロック状態を実現するようにした。この場合、例えば、ロック状態にてアクチュエータ42が縮小動作不能となったり、或いは、走行中にて誤動作防止機構44の遮蔽板44b(又は、ソレノイド44d)が動作不能となった場合等を想定し、係合部材43を、トレランスリングを介して出力軸16aの内周面に対して組み付けるように実施することも可能である。これにより、仮に誤動作により係止部材41と係合部材43とが歯合(係合)する状態が発生したとしても、トレランスリングを設けることにより、大きな回転力が発生した場合には係合部材43と出力軸16aとの相対的な回転を許容することが可能となり、その結果、ロック状態であっても車輪を回転させることができる。その他の効果については、上記実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。
Moreover, in the said embodiment and modification, it implemented so that the engaging
又、上記実施形態及び変形例においては、係止部材41に複数の外歯を形成しておくとともに係合部材43に複数の内歯を形成し、係止部材41と係合部材43とが互いに歯合することによって回転止め力を発生するように実施した。この場合、例えば、係止部材41と係合部材43とが互いに摩擦係合することによって回転止め力を発生させるように実施することも可能である。又、回転止め力を発生させることに関しては、例えば、車両が停止しているときにモータ本体16(より詳しくは、例えば、ロータ16d等)を電磁力によって固定することによって回転止め力を発生させたり、係止部材41と係合部材43との間で磁力による係合を生じさせて回転止め力を発生させるように実施することも可能である。これらの場合であっても、上記実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。
In the embodiment and the modification, a plurality of external teeth are formed on the locking
又、上記実施形態及び変形例においては、モータ本体16の出力軸16aを中空状に形成しておき、この出力軸16aの内部にロック機構40を収容するように実施した。この場合、例えば、モータ本体16の出力軸16aに対して駆動力伝達機構である遊星歯車減速機20が並列的に配置されている場合には、減速機20を構成する回転軸のうちのいずれかを中空状に形成しておき、この回転軸の内部にロック機構40を収容して実施可能であることは言うまでもない。この場合においても、回転不能に設けられた係止部材41と回転軸と一体的に回転する係合部材43とが互いに係合することによって、上記実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。
Moreover, in the said embodiment and modification, it implemented so that the
又、上記実施形態及び変形例においては、モータ本体16の回転駆動力を遊星歯車減速機20を介してホイール12及びタイヤ11すなわち車輪に伝達する車輪駆動装置10を用いて実施した。この場合、モータ本体16が発生する回転駆動力を直接的に制御することにより、遊星歯車減速機20(すなわち、減速機構)を省略した、所謂、ダイレクトドライブ方式を採用した車輪駆動装置を用いて実施することも可能である。この場合においては、モータ本体16の出力(駆動力)をホイール12及びタイヤ11からなる車輪に伝達する駆動力伝達機構が出力軸16a(回転軸)に相当する。このため、この場合においても、モータ本体16の駆動力を伝達する駆動力伝達機構を構成する中空状の回転軸の内部にロック機構40を設けることができるため、上記実施形態及び変形例と同様の効果が期待できる。尚、この場合、回転止め力に作用する減速効果が得られないため、ロック機構40によって発生する回転止め力を上記実施形態及び変形例に比して大きくする必要がある。
Moreover, in the said embodiment and modification, it implemented using the
又、上記実施形態においては、誤動作防止機構44を構成する遮蔽板44bがスプリング44cの付勢力と車両走行時に作用する遠心力とのバランスに応じて機械的に芯ずれを生じさせるように実施した。この場合、例えば、アクチュエータ等を利用して電気的に遮蔽板44bを変位させて芯ずれを生じさせるように実施可能であることは言うまでもない。この場合においても、上記実施形態及び変形例と同様の効果が期待できる。
In the above embodiment, the shielding
更に、上記実施形態及び変形例においては、駆動源としてインホイールモータ13を採用して実施した。しかしながら、駆動源としては、車両の車輪を駆動する駆動力を発生するものであれば如何なるものであってもよく、例えば、ドライブシャフト等を介して車輪に駆動力を伝達する内燃機関や電動モータを採用して実施可能であることは言うまでもない。この場合であっても、駆動力が駆動力伝達機構を構成する減速機としての遊星歯車減速機20を介してタイヤ11及びホイール12に伝達されるため、上記実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。
Furthermore, in the said embodiment and modification, it implemented by employ | adopting the in-
10…制駆動装置、11…タイヤ、12…ホイール、13…インホイールモータ、14…ナックル、15…ブレーキディスクロータ、16…モータ本体、17…モータケース、20…遊星歯車減速機、21,22…遊星歯車機構、21a,22a…第1サンギア,第2サンギア、21b,22b…第1プラネタリギア,第2プラネタリギア、21c,22c…第1リングギア,第2リングギア、21d,22d…第1キャリアピン,第2キャリアピン、21e,22e…第1プラネタリキャリア,第2プラネタリキャリア、21f…シャフト、23…内輪側部材、23a…つば部、30…アクスルベアリング、31…インナーレース、32…外輪側部材、33…アウターレース、34…ベアリング玉、40…ロック機構、41…係止部材41…アクチュエータ、43…係合部材、44…誤動作防止機構、44a…ケーシング、44b…遮蔽板、44c…スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記駆動力伝達機構を構成する少なくとも一つの回転軸を中空状に形成し、その中空部内に前記車輪の回転をロックするロック機構を設けたことを特徴とする車輪駆動装置。 In a wheel drive device comprising: a drive source that generates a drive force for driving a wheel of a vehicle; and a drive force transmission mechanism that transmits an output from the drive source to the wheel.
A wheel drive device characterized in that at least one rotating shaft constituting the driving force transmission mechanism is formed in a hollow shape, and a lock mechanism for locking the rotation of the wheel is provided in the hollow portion.
前記ロック機構を、
車両の車体側に回転不能に固定された係止手段と、
前記回転体と一体的に回転し、前記係止手段と係合する係合手段と、
前記係止手段を前記係合手段に対して進退させる進退手段とから構成したことを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 1,
The locking mechanism;
Locking means fixed non-rotatably to the vehicle body side of the vehicle;
Engaging means for rotating integrally with the rotating body and engaging with the locking means;
A wheel drive device comprising: an engaging / retracting means for advancing and retracting the locking means relative to the engaging means.
前記車輪が回転しているときに前記ロック機構の作動を防止する誤作動防止機構を設けたことを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 1 or 2,
A wheel drive device comprising a malfunction prevention mechanism for preventing the lock mechanism from operating when the wheel is rotating.
前記誤作動防止機構は、
前記車輪の回転に伴って作動して、前記ロック機構の作動を防止することを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 3,
The malfunction prevention mechanism is
A wheel drive device that operates with the rotation of the wheel to prevent the lock mechanism from operating.
前記誤作動防止機構は、
前記車輪の回転に伴って発生する遠心力により作動して、前記ロック機構の作動を防止することを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 4,
The malfunction prevention mechanism is
A wheel driving device that operates by a centrifugal force generated with the rotation of the wheel to prevent the lock mechanism from operating.
前記駆動力伝達機構は、
前記駆動源からの出力を減速して前記車輪に伝達する減速機によって構成されることを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to any one of claims 1 to 5,
The driving force transmission mechanism is
A wheel drive device comprising a speed reducer that decelerates an output from the drive source and transmits the output to the wheel.
前記減速機を、
前記駆動源からの出力を受け取るサンギアと、前記車体側に固定されるリングギアと、前記サンギアと前記リングギアとの間に歯合して前記サンギアの周りを公転する複数のプラネタリギアと、車両外側に配置されて前記複数のプラネタリギアのキャリアピンに固定されるプラネタリキャリアとを含んで構成したことを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 6,
The speed reducer,
A sun gear that receives an output from the drive source, a ring gear fixed to the vehicle body side, a plurality of planetary gears that revolve around the sun gear by meshing between the sun gear and the ring gear, and a vehicle A wheel driving device comprising: a planetary carrier disposed outside and fixed to a carrier pin of the plurality of planetary gears.
前記ロック機構を、
前記駆動源からの出力を前記減速機に入力する入力軸の中空部内に設けたことを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to claim 7,
The locking mechanism;
A wheel drive device characterized by being provided in a hollow portion of an input shaft for inputting an output from the drive source to the speed reducer.
前記駆動源が、
前記車輪を形成するホイール内に設けられて駆動力を発生するインホイールモータであることを特徴とする車輪駆動装置。 In the wheel drive device according to any one of claims 1 to 8,
The drive source is
A wheel drive device comprising an in-wheel motor provided in a wheel forming the wheel and generating a driving force.
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