特許 7517069 駆動装置用ハウジングおよび駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】駆動装置用ハウジングおよび駆動装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/033 20120101AFI20240709BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20240709BHJP

   H02K 5/04 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

F16H57/033

H02K7/116

H02K5/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020176302

(22)【出願日】2020-10-20

(65)【公開番号】P2022067552

(43)【公開日】2022-05-06

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100165962

【弁理士】

【氏名又は名称】一色 昭則

(74)【代理人】

【識別番号】100206357

【弁理士】

【氏名又は名称】角谷 智広

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 篤史

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－７５２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１４９５６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５６－０３２１６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５７－１０８６６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－２２３５５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５７／０３３

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

Ｈ０２Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータおよび速度変換装置を内蔵するための駆動装置用ハウジングであって、
前記モータおよび前記速度変換装置を内蔵する筐体と、
長さが可変な可変部と、
を有し、
前記筐体は、前記モータの軸方向に垂直な第１分割面によって第１筐体部と第２筐体部とに分割され、さらに第２筐体部は、前記モータの軸方向に平行な第２分割面によって第３筐体部と第４筐体部に分割され、
前記モータは前記第１筐体部内に配置され、
前記可変部は、前記第２分割面に挿入されていて、
前記速度変換装置は、
前記第２筐体部内に配置されており、
前記モータのモータ軸に接合された第１入力ギアと、
前記第１入力ギアと噛み合う第１出力ギアと、
前記第１出力ギアに接合された中間軸と、
前記中間軸に接合された第２入力ギアと、
前記第２入力ギアと噛み合う第２出力ギアと、
前記第２出力ギアに接合され、前記駆動装置用ハウジングから外部に突出する出力軸と、
を有し、
前記モータ軸の一方の軸受けは前記第１筐体部、他方の軸受けは前記第３筐体部に配置され、
前記中間軸は前記第４筐体部に配置され、
前記出力軸は前記第３筐体部に配置されている、
ことを特徴とする駆動装置用ハウジング。

【請求項2】

前記可変部は、蛇腹により長さが可変な構造である、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置用ハウジング。

【請求項3】

前記可変部は、ゴムからなる蛇腹構造の寸法調整部と、前記寸法調整部の長さを維持する寸法維持部とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置用ハウジング。

【請求項4】

モータと、
前記モータに取り付けられる速度変換装置と、
前記モータおよび前記速度変換装置を内蔵する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の駆動装置用ハウジングと、
を有することを特徴とする駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータおよび速度変換装置を内蔵するための駆動装置用筐体に関する。また、本発明は、モータおよび速度変換装置を内蔵する駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車や電気自動車などでは駆動用にモータと速度変換装置が用いられ、それらはハウジングに内蔵され保護されている。

【0003】

特許文献１には、速度変換装置ケースにモータとの接合面を複数設け、モータに対する速度変換装置の取り付け向きを替えることで減速比を替えることが可能な速度変換装置が記載されている。

【0004】

特許文献２には、モータのケースと速度変換装置のケースとを別々に設け、モータケースと速度変換装置ケースの接続部を共通化することで、速度変換装置の種類が異なる場合でもモータを共用できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１５９４１６号公報

【文献】特開２０１９－１２０２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、モータと速度変換装置の両方を１つのハウジングに内蔵する場合、モータや速度変換装置の種類ごとに異なる形状、大きさのハウジングを用意する必要があり、コストや手間がかかった。

【0007】

また、特許文献１の場合、速度変換装置の取り付け向きはある程度限られており、減速比のバリエーションも限られてしまう。

【0008】

また、特許文献２では、ある程度部品の共通化を図ることはできるが、速度変換装置の種類が異なるごとに異なる速度変換装置ケースを用意する必要がある。また、特許文献２はモータの共用化を図るための技術であり、モータの種類が変わることは想定していないので、モータの種類が異なればモータケースも速度変換装置ケースも替える必要がある。

【0009】

そこで本発明の目的は、駆動装置用ハウジングの共用化を図り、様々な種類のモータや速度変換装置に対応可能とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、モータおよび速度変換装置を内蔵するための駆動装置用ハウジングであって、モータおよび前記速度変換装置を内蔵する筐体と、長さが可変な可変部と、を有し、筐体は、モータの軸方向に垂直な第１分割面によって第１筐体部と第２筐体部とに分割され、さらに第２筐体部は、モータの軸方向に平行な第２分割面によって第３筐体部と第４筐体部に分割され、モータは第１筐体部内に配置され、可変部は、第２分割面に挿入されていて、速度変換装置は、第２筐体部内に配置されており、モータのモータ軸に接合された第１入力ギアと、第１入力ギアと噛み合う第１出力ギアと、第１出力ギアに接合された中間軸と、中間軸に接合された第２入力ギアと、第２入力ギアと噛み合う第２出力ギアと、第２出力ギアに接合され、駆動装置用ハウジングから外部に突出する出力軸と、を有し、モータ軸の一方の軸受けは第１筐体部、他方の軸受けは第３筐体部に配置され、中間軸は第４筐体部に配置され、出力軸は前記第３筐体部に配置されている、ことを特徴とする駆動装置用ハウジング。

【0011】

可変部は、蛇腹により長さが可変な構造であってもよい。

【0012】

可変部は、ゴムからなる蛇腹構造の寸法調整部と、寸法調整部の長さを維持する寸法維持部とを有するものであってもよい。

【0013】

分割面は、モータの軸方向に垂直な面であってもよい。

【0014】

速度変換装置は、モータのモータ軸に接合された第１入力ギアと、第１入力ギアと噛み合う第１出力ギアと、第１出力ギアに接合された中間軸と、中間軸に接合された第２入力ギアと、第２入力ギアと噛み合う第２出力ギアと、第２ギアに接合され、駆動装置用ハウジングから外部に突出する出力軸と、を有し、筐体は、モータの軸方向に垂直な３つの分割面によって第１筐体部、第２筐体部、第３筐体部、および第４筐体部の順に４つに分割され、モータ軸の一方の軸受けは第１筐体部、他方の軸受けは第３筐体部に配置され、中間軸の一方の軸受けは第２筐体部、他方の軸受けは第４筐体部に配置され、出力軸の一方の軸受けは第３筐体部、他方の軸受けは第４筐体部に配置されていてもよい。

【0015】

また他の本発明は、モータと、モータに取り付けられる速度変換装置と、モータおよび速度変換装置とを内蔵する本発明の駆動装置用ハウジングと、を有することを特徴とする駆動装置である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、寸法が可変な駆動装置用筐体を実現できるので、様々な種類のモータや速度変換装置に対応することができ、筐体の共用化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１の駆動装置の構成を示した図。

【図2】ハウジング３の構成を示した図。

【図3】実施例２の駆動装置の構成を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【実施例1】

【0019】

図１は、実施例１の駆動装置の構成を示した図である。図１のように、実施例１の駆動装置は、モータ１と、速度変換装置２と、モータ１および速度変換装置２を内蔵するハウジング３と、を有している。

【0020】

モータ１は、ロータ１０と、ステータ１１と、モータ軸１２と、によって構成されている。

【0021】

ステータ１１は、ステータコアとコイルにより構成されている。ステータコアは肉厚の円筒状であり、その円筒の軸方向に貫通するスロットが円周方向に等間隔で複数設けられている。ステータコアは、たとえば積層鋼板からなる。コイルは、ステータコアのスロットを通して分布巻きされている。

【0022】

ロータ１０は、円筒状であり、ステータ１１の円筒内に同軸に配置されている。ロータ１０は、内部に磁石が埋め込まれた積層鋼板からなる。ステータ１１のコイルに電流を流すと回転磁界が発生し、これによりロータ１０は回転軸回りに回転する。

【0023】

モータ軸１２は、ロータ１０の中心に通され、ロータ１０とモータ軸１２は接合されている。ロータ１０の回転によりモータ軸１２も回転し、速度変換装置２への出力となる。モータ軸１２の両端は軸受け１３、１４によって回転可能に支持されている。

【0024】

速度変換装置２は、モータ１の回転速度を減少させトルクを向上させる減速機である。他にも、モータ１の回転速度を増加させトルクを減少させる増速機であってもよいし、回転速度の調整が可能な変速機であってもよい。速度変換装置２は、第１入力ギア２０と、中間軸２１と、第１出力ギア２２と、第２入力ギア２３と、出力軸２４と、第２出力ギア２５と、を有している。第１入力ギア２０、第１出力ギア２２、第２入力ギア２３、第２出力ギア２５は、いずれも平歯車である。

【0025】

第１入力ギア２０は、モータ軸１２の一端に接合されている。中間軸２１は、その軸方向がモータ軸１２の軸方向と平行であり、モータ軸１２から所定の距離を空けて配置されている。中間軸２１の両端は軸受け２６、２７によって回転可能に支持されている。中間軸２１には第１出力ギア２２と第２入力ギア２３が所定間隔を空けて接合されている。また、第１入力ギア２０と第１出力ギア２２は互いに歯が噛み合うように配置されている。出力軸２４は、モータ軸１２と同軸であり、中間軸２１から所定の距離を空けて配置されている。出力軸２４の両端は、軸受け２８、２９によって回転可能に支持されている。出力軸２４の一端には第２出力ギア２５が接合されている。第２入力ギア２３と第２出力ギア２５は互いに歯が噛み合うように配置されている。また、出力軸２４の一端は、軸受け２９を介してハウジング３の外部に突出している。速度変換装置２では、ギア比を調整することでモータ１の回転速度を所望の値まで減速し、出力軸２４のトルクが所望の値となるように調整している。

【0026】

ハウジング３は、モータ１および速度変換装置２を内蔵する筐体３０と、可変部３１とによって構成されている。ハウジング３はモータ１および速度変換装置２を密閉しており、図示しない循環構造によってその内部に冷却オイルを循環可能に構成されている。

【0027】

筐体３０は、金属からなる中空の直方体状である。筐体３０の材料は、たとえばアルミニウムである。筐体３０は、互いに平行な３つの面、分割面Ａ、Ｂ、Ｃによって４つに分割されている。その４つの部分を順に筐体３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとする。なお、実施例１では筐体３０の形状を直方体状としているが、モータ１と速度変換装置２とを内蔵可能な任意の形状でよい。分割面Ａは、軸受け１３からモータ１のロータ１０（またはステータ１１）までの間の位置に設けられている。分割面Ｂは、ロータ１０（またはステータ１１）から軸受け１４までの間の位置に設けられている。分割面Ｃは、第２出力ギア２５から軸受け２９までの間の位置に設けられている。

【0028】

筐体３０ａと筐体３０ｂは、分割面Ａで合わされ、ボルト３２によって締結され固定されている。また、筐体３０ｂと筐体３０ｃは、分割面Ｂで間隔を空けて分離され、その分離位置に可変部３１が挿入され、筐体３０ｂと筐体３０ｃは可変部３１によって連結されている。また、筐体３０ｃと筐体３０ｄは、分割面Ｃで合わされ、ボルト３２によって締結され固定されている。

【0029】

可変部３１は、図１、２に示すように、軸方向の長さが可変な寸法調整部３３と、軸方向の長さを維持する寸法維持部３４とによって構成されている。

【0030】

寸法調整部３３は、長方形の角筒状で側面が蛇腹のゴムからなり、蛇腹の伸縮によって角筒の軸方向の寸法が変化する。また、寸法調整部３３は、角筒の上面および底面が分割面Ｂとおよそ一致するように配置されている。

【0031】

なお、実施例１では寸法調整部３３として蛇腹のゴムを用いているが、軸方向の長さが可変な構造であれば他の構造を用いてよい。たとえば、二重円筒状の構造とし、重畳部分で長さを調整することで全体としての長さが可変なインロー構造としてもよい。また、たとえば、複数の板を組み合わせて角筒状としたスペーサを複数用いて寸法を調整可能としたスペーサ構造としてもよい。実施例１のようにゴムを用いる場合、モータ１からの発熱を考慮すると、１００℃以上の耐熱性を有した材料が好ましい。また、モータ１から発生した磁界のハウジング３からの漏れを考慮すると、ゴム部分を金属材料で覆うように構成することが好ましい。

【0032】

寸法維持部３４は、スタッドボルト３６とスペーサ３７で構成されている。スタッドボルト３６は、寸法調整部３３の角筒の角部内側にそれぞれ配置されている。また、スタッドボルト３６は両端がオスねじであり、筐体３０ｂ、３０ｃの角部に設けられたメスねじ３８と噛み合っている。スタッドボルト３６とメスねじ３８との噛み合い幅を変えることで筐体３０ｂと筐体３０ｃの離間距離が調整できるとともに、寸法調整部３３の長さを維持することができる。また、筐体３０ｂと筐体３０ｃとを固定するボルト３２にスペーサ３７が噛まされることで、筐体３０ｂと筐体３０ｃの離間距離が維持され、それにより寸法調整部３３の長さも維持されている。

【0033】

なお、実施例１では寸法維持部３４としてスタッドボルト３６とスペーサ３７の両方を用い、可変部３１の強度を確保しているが、一方のみでもよい。また、寸法調整部３３の長さを維持できる構造であればスタッドボルト３６やスペーサ３７以外の構造を用いてよい。

【0034】

このように、ハウジング３は、分割面Ｂに可変部３１が挿入された構造であり、スタッドボルト３６とスペーサ３７の長さを変えることで可変部３１の軸方向の長さを変えることが可能である。そのため、負荷容量の違いによりモータ１の軸長（ロータ１０やステータ１１の軸長）や、第１入力ギア２０および第１出力ギア２２の軸長が変わったとしても、それに対応した専用のハウジングを設計する必要がなく、ハウジング３の共用を図ることができる。

【0035】

次に、筐体３０内の軸受けの配置について説明する。モータ軸１２の一端を回転可能に支持する軸受け１３は、筐体３０ａ内に配置されている。モータ軸１２の他端（第１入力ギア２０側）を回転可能に支持する軸受け１４は、筐体３０ｃに配置されている。そのため、可変部３１によってハウジング３の軸方向の長さが変化しても軸受け１３、１４の位置は変化しない。

【0036】

また、中間軸２１の一端（第１出力ギア２２側）を回転可能に支持する軸受け２６は、筐体３０ｂに配置され、中間軸２１の他端（第２入力ギア２３側）を回転可能に支持する軸受け２７は、筐体３０ｄに配置されている。そのため、可変部３１によってハウジング３の軸方向の長さが変化しても、軸受け２６、２７の位置は変化しない。なお、軸受け２６を筐体３０ａに配置したり、軸受け２７を筐体３０ｃに配置した場合も、同様に軸受け２６、２７の位置が変化しないようにすることができる。

【0037】

また、出力軸２４の一端（第２出力ギア２５側）を回転可能に支持する軸受け２８は、筐体３０ｃに配置され、出力軸２４の他端（ハウジング３の外部に取り出される側）を回転可能に支持する軸受け２９は、筐体３０ｄに配置されている。この場合、軸受け２８と軸受け２９の間に可変部３１が位置しない。そのため、可変部３１によってハウジング３の軸方向の長さが変化したとしても、当然に軸受け２８、２９の位置は変化しない。

【0038】

このように、実施例１の駆動装置は、筐体３０を３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの４分割とし、筐体３０ａにモータ軸１２の一方の軸受け１３を配置し、筐体３０ｂに中間軸２１の一方の軸受け２６を配置し、筐体３０ｃにモータ軸１２の他方の軸受け１４と出力軸２４の一方の軸受け２８を配置し、筐体３０ｄに中間軸２１の他方の軸受け２７と出力軸２４の他方の軸受け２９を配置している。そのため、モータ１やギアの軸長が変わっても、軸受けの配置を替えることなく、ハウジング３の軸方向の寸法を可変とすることができる。その結果、ハウジング３のさらなる共用化を図ることができる。

【0039】

なお、実施例１では分割面Ｂにのみ可変部３１を挿入しているが、分割面Ａや分割面Ｃに可変部３１を挿入してもよいし、分割面Ａ、Ｂ、Ｃのうち２か所以上に可変部３１を挿入してもよい。分割面Ａに可変部３１を挿入した場合は、モータ１の軸長の変化に対応することができる。また、分割面Ｃに可変部３１を挿入した場合は、第２入力ギア２３や第２出力ギア２５の軸長の変化に対応可能となる。

【0040】

以上、実施例１の駆動装置は、ハウジング３に軸方向の長さが可変な可変部３１を有し、可変部３１によってハウジング３の軸方向の寸法を変更可能となっている。よって、モータ１や速度変換装置２の軸方向の寸法が変わっても、可変部３１によってハウジング３の軸方向の寸法を調整することでモータ１と速度変換装置２を内蔵でき、ハウジング３の共用化を図ることができる。そのため、駆動装置の低コスト化を図ることができる。

【実施例2】

【0041】

図３は、実施例２の駆動装置の構成を示した図である。実施例２の駆動装置は、実施例１と同様の構造のモータ１、速度変換装置２と、モータ１および速度変換装置２を内蔵するハウジング２０３と、によって構成されている。

【0042】

ハウジング２０３は、筐体２３０と可変部２３１を有している。筐体２３０は、筐体２３０ａ～２３０ｆの６つの部分で構成されている。モータ１の軸方向に分割面Ａ、Ｂで筐体２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃの３つに分割されている。さらに筐体２３０ｃの側面を分割面Ｃ、Ｄとして、筐体２３０ｄ、２３０ｅが接合され、さらに筐体２３０ｅの側面を分割面Ｅとして筐体２３０ｆが接合されている。また、分割面Ｃ、Ｄ、Ｅには、実施例１の可変部３１と同様の構造の可変部２３１が挿入されている。

【0043】

モータ１のロータ１０、ステータ１１は筐体２３０ｂ内に配置され、モータ軸１２の一方の軸受け１３は筐体２３０ａ、他方の軸受け１４は筐体２３０ｃ内に配置されている。また、速度変換装置２の第１入力ギア２０は筐体２３０ｃ内に配置され、第１出力ギア２２は筐体２３０ｃから筐体２３０ｅにまたがって配置されている。また、中間軸２１の軸受け２６、２７は筐体２３０ｅ内に配置されている。また、第２入力ギア２３は筐体２３０ｅ内に配置されている。また、第２出力ギア２５は筐体２３０ｅから筐体２３０ｃにまたがって配置され、出力軸２４の軸受け２８、２９は筐体２３０ｃ内に配置されている。

【0044】

以上、実施例２の駆動装置は、ハウジング２０３に径方向の長さが可変な可変部２３１を有し、可変部２３１によってハウジング２０３の径方向の寸法を変更可能となっている。よって、速度変換装置２の径方向の寸法が変わっても、可変部２３１によってハウジング２０３の径方向の寸法を調整することでモータ１と速度変換装置２を内蔵でき、ハウジング２０３の共用化を図ることができる。そのため、駆動装置の低コスト化を図ることができる。

【0045】

なお、モータ１や速度変換装置２の構成は実施例１に示した構造に限らず、本発明は任意の構成のモータ１、速度変換装置２に対して適用可能である。たとえば、実施例１ではモータ軸１２と出力軸２４を同軸としたが、平行軸とした構成や、モータ軸１２と出力軸２４が直交するような構成であっても本発明は適用可能である。

【0046】

また、実施例１ではモータの軸方向、実施例２ではモータの径方向に長さが可変な可変部を設けたが、もちろん両方設けてもよい。たとえば実施例２のハウジング２０３の分割面Ｂに、モータの軸方向に長さが可変な可変部を設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明の駆動装置用ハウジングは、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に適用できる。

【符号の説明】

【0048】

１：モータ
２：速度変換装置
３：ハウジング
１０：ロータ
１１：ステータ
１２：モータ軸
２０：第１入力ギア
２１：中間軸
２２：第１出力ギア
２３：第２入力ギア
２４：出力軸
２５：第２出力ギア
１３、１４、２６～２９：軸受け
３０、３０ａ～３０ｄ：筐体
３１：可変部
３３：寸法調整部
３４：寸法維持部

【図1】

【図2】

【図3】