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技術 独立車輪駆動装置および車両

出願人 三菱電機株式会社
発明者 橋本迪矩寺澤英男
出願日 2016年3月29日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2018-507867
公開日 2018年12月20日 (2年2ヶ月経過) 公開番号 WO2017-168547
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード シール円板 貫入孔 駆動コンポーネント 車輪走行装置 軽量車両 ボルト用穴 外筒部分 重ね板ばね
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題・解決手段

遊星歯車装置(2)は、内歯車(15)、内歯車(15)に噛み合う遊星歯車(16)、内歯車(15)の中心に位置し遊星歯車(16)に噛み合う太陽歯車(31)、遊星歯車(16)を回転可能に支持する遊星キャリア(18)、内歯車(15)を内周側に構成する軸受内筒(13)、軸受内筒(13)の外周に嵌合される軸受(12)、軸受(12)の外周に嵌合される出力軸外筒(11)、遊星キャリア(18)を固定支持して回転を出力軸外筒(11)に伝達する出力軸端板(14)から構成され、太陽歯車(31)が入力軸であり、出力軸外筒(11)が出力軸である。車輪(5)が出力軸外筒(11)の外周に回り止め嵌合される。軸受内筒(13)は支持枠(4)の一方の側に固定される。駆動モータ(3)は、支持枠(4)の軸受内筒(13)とは反対側に、遊星歯車装置(2)と同軸で固定され、回転軸(32)が太陽歯車(31)に結合される。

概要

背景

多くの鉄道車両においては、車軸の両側に車輪が嵌合された一体型車輪付き車軸2本を車両の進行方向の前後に配置して台車枠によって支持された台車が構成され、台車を前後に2台配置した上に車体が載せられて鉄道車両が構成されている。この台車内にモータ駆動装置を配置し、車軸を回転駆動することにより車両の走行を行なっている。

近年、低床式軽量車両都市交通として使用され、車体床面の低床化のために、左右の車輪が取り付けられた車軸を無くし、左右の車輪を独立に支持する機構が採用されている。この機構においては、左右の車輪が車軸で連結されていないため、左右独立に回転するように構成されている。車輪の駆動は左右別々のモータによって行なわれ、小形減速比を大きくできる遊星歯車装置が使用されている。

例えば、特許文献1には、連結棒を介して車体に対して装着される走行装置枠と、該走行装置枠の軸箱主軸を中心に水平方向に回動自在に支承された単独車輪と、該走行装置枠に対し車体を懸架する緩衝装置としての空気ばねとから成る軌条車両の単独車輪走行装置が記載されている。特許文献1の単独車輪走行装置では、ディスクブレーキ駆動モータを含む軸箱、車輪および歯車装置がこの順で車輪の回転軸上にならんで配置されている。

特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、モータの回転力は、遊星減速機にて減速され伝達部材を介して、車輪に伝達される。車輪には複数の貫入孔が形成されており、伝達部材のピン部材が貫入孔に貫入しており、貫入孔とピン部材との間に、リング状の防振部材が介在されている。モータからの回転力は、防振部材を圧縮して車輪に伝達される。特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、モータ、遊星減速機および車輪がこの順で車輪の回転軸上にならんで配置され、遊星減速機が台車枠に支持されている。

概要

遊星歯車装置(2)は、内歯車(15)、内歯車(15)に噛み合う遊星歯車(16)、内歯車(15)の中心に位置し遊星歯車(16)に噛み合う太陽歯車(31)、遊星歯車(16)を回転可能に支持する遊星キャリア(18)、内歯車(15)を内周側に構成する軸受内筒(13)、軸受内筒(13)の外周に嵌合される軸受(12)、軸受(12)の外周に嵌合される出力軸外筒(11)、遊星キャリア(18)を固定支持して回転を出力軸外筒(11)に伝達する出力軸端板(14)から構成され、太陽歯車(31)が入力軸であり、出力軸外筒(11)が出力軸である。車輪(5)が出力軸外筒(11)の外周に回り止め嵌合される。軸受内筒(13)は支持枠(4)の一方の側に固定される。駆動モータ(3)は、支持枠(4)の軸受内筒(13)とは反対側に、遊星歯車装置(2)と同軸で固定され、回転軸(32)が太陽歯車(31)に結合される。

目的

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、モータと遊星減速機を含む駆動装置全体の車輪回転軸方向の長さを小さくすることを目的とする

効果

実績

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請求項1

内歯車、前記内歯車に噛み合う遊星歯車、前記内歯車の中心に位置し前記遊星歯車に噛み合う太陽歯車、前記遊星歯車を前記内歯車および前記太陽歯車に噛み合った状態で回転可能に支持する遊星キャリア、前記内歯車を内周側に構成する軸受内筒、前記軸受内筒の外周に同軸に嵌合する軸受、前記軸受の外周に同軸に嵌合する出力軸外筒、前記遊星キャリアの回転を前記出力軸外筒に伝達する出力軸端板から構成され、前記太陽歯車が入力軸であり、前記出力軸外筒が出力軸である遊星歯車装置と、前記出力軸外筒の外周に回り止め嵌合される車輪と、前記軸受内筒の軸方向の一方の端部を前記遊星歯車装置の軸方向の一方の側で固定支持し、懸架装置を介して車体を支持する支持枠と、前記支持枠の前記軸受内筒とは反対側に、前記遊星歯車装置と同軸で前記支持枠に固定され、回転軸が前記太陽歯車に結合される駆動モータと、を備える独立車輪駆動装置

請求項2

前記遊星歯車装置の前記支持枠とは反対側で、前記遊星キャリアと前記軸受内筒との間にシール部材を備える、請求項1に記載の独立車輪駆動装置。

請求項3

前記内歯車は、前記出力軸端板の小径側に構成され、前記軸受内筒は、前記内歯車の半径方向外周側に前記内歯車から離隔して配置され、前記遊星キャリアは、前記内歯車より前記支持枠側で前記軸受内筒に固定される、請求項1に記載の独立車輪駆動装置。

請求項4

前記遊星歯車装置の前記支持枠側で、前記内歯車と前記遊星キャリアとの間にシール部材を備える、請求項3に記載の独立車輪駆動装置。

請求項5

前記軸受内筒と前記支持枠との間に介在して、前記軸受内筒を前記支持枠に固定し、前記駆動モータの回転軸が挿通され、該駆動モータに当接して該駆動モータの位置を決める面が形成されている、固定リングを備える請求項1から4のいずれか1項に記載の独立車輪駆動装置。

請求項6

前記軸受は、グリース潤滑される請求項1から5のいずれか1項に記載の独立車輪駆動装置。

請求項7

請求項1から6のいずれか1項に記載の独立車輪駆動装置を備え、前記車輪を前記独立車輪駆動装置で駆動する、車両。

請求項8

一方の側に入力軸が配置され、他方の側に出力軸が配置され、前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する遊星歯車装置と、前記遊星歯車装置の半径方向最外周を構成する前記出力軸外筒の外周に回り止め嵌合される車輪と、軸受内筒の軸方向の前記入力軸の側の端部を前記遊星歯車装置の前記入力軸の側で固定支持し、懸架装置を介して車体を支持する支持枠と、前記支持枠の前記軸受内筒とは反対側で前記支持枠に固定され、前記入力軸を回転させる駆動モータと、を備える独立車輪駆動装置。

技術分野

0001

この発明は、鉄道車両に用いる、左右の車輪を連結する車軸をもたない車輪を駆動するための独立車輪駆動装置に関する。

背景技術

0002

多くの鉄道車両においては、車軸の両側に車輪が嵌合された一体型車輪付き車軸2本を車両の進行方向の前後に配置して台車枠によって支持された台車が構成され、台車を前後に2台配置した上に車体が載せられて鉄道車両が構成されている。この台車内にモータと駆動装置を配置し、車軸を回転駆動することにより車両の走行を行なっている。

0003

近年、低床式軽量車両都市交通として使用され、車体床面の低床化のために、左右の車輪が取り付けられた車軸を無くし、左右の車輪を独立に支持する機構が採用されている。この機構においては、左右の車輪が車軸で連結されていないため、左右独立に回転するように構成されている。車輪の駆動は左右別々のモータによって行なわれ、小形減速比を大きくできる遊星歯車装置が使用されている。

0004

例えば、特許文献1には、連結棒を介して車体に対して装着される走行装置枠と、該走行装置枠の軸箱主軸を中心に水平方向に回動自在に支承された単独車輪と、該走行装置枠に対し車体を懸架する緩衝装置としての空気ばねとから成る軌条車両の単独車輪走行装置が記載されている。特許文献1の単独車輪走行装置では、ディスクブレーキ駆動モータを含む軸箱、車輪および歯車装置がこの順で車輪の回転軸上にならんで配置されている。

0005

特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、モータの回転力は、遊星減速機にて減速され伝達部材を介して、車輪に伝達される。車輪には複数の貫入孔が形成されており、伝達部材のピン部材が貫入孔に貫入しており、貫入孔とピン部材との間に、リング状の防振部材が介在されている。モータからの回転力は、防振部材を圧縮して車輪に伝達される。特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、モータ、遊星減速機および車輪がこの順で車輪の回転軸上にならんで配置され、遊星減速機が台車枠に支持されている。

先行技術

0006

特表平6−504502号公報
特開2000−309268号公報

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1の単独車輪走行装置では、駆動モータは走行装置枠に支承された軸箱内部に配置される。特許文献1の単独車輪走行装置では、駆動モータが小径となるため、必要な容量を確保するための軸方向の長さを確保することが必要となる。特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、駆動モータは車輪より外側で台車枠に支持される。特許文献2の独立車輪駆動コンポーネントでは、駆動装置が車輪の外側に配置されるため、車輪を含めた駆動装置の軸方向の長さが大きい。そのため、左右の車輪の外側部分に広いスペースを必要とし、車体幅が比較的狭い低床車両等においては、両側車輪の外側のスペースが狭い場合があり、駆動装置の構成が困難になる可能性があるという問題点があった。

0008

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、モータと遊星減速機を含む駆動装置全体の車輪回転軸方向の長さを小さくすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

この発明に係る独立車輪駆動装置は、遊星歯車装置、遊星歯車装置の半径方向最外周を構成する出力軸外筒の外周に回り止め嵌合される車輪、遊星歯車装置の軸方向の一方の側で固定支持し、懸架装置を介して車体を支持する支持枠、および、支持枠の遊星歯車装置と反対側に、遊星歯車装置と同軸で支持枠に固定される駆動モータ、を備える。遊星歯車装置は、内歯車内周側に構成する軸受内筒、内歯車に噛み合う遊星歯車、内歯車の中心に位置し遊星歯車に噛み合う太陽歯車、遊星歯車を内歯車および太陽歯車に噛み合った状態で回転可能に支持する遊星キャリア、軸受内筒の外周に同軸に嵌合される軸受、軸受の外周に同軸に嵌合される出力軸外筒、および、遊星キャリアの回転を出力軸外筒に伝達する出力軸端板、から構成され、太陽歯車が入力軸であり、出力軸外筒が出力軸である。

発明の効果

0010

この発明の独立車輪駆動装置は、遊星歯車装置を車輪の内周側に配置し、支持枠に遊星歯車装置と駆動モータとを固定することで、車輪を含めた駆動装置全体の車輪回転軸方向の長さを短縮できる。

図面の簡単な説明

0011

この発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動装置全体を示す図である。
実施の形態1に係る独立車輪駆動装置を備える車両の例を示す図である。
実施の形態1に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。
実施の形態1に係る独立車輪駆動装置の分解断面図である。
実施の形態1に係る遊星歯車装置の歯車の配置を示す図である。
実施の形態1に係る支持枠を遊星歯車装置側から見た斜視図である。
実施の形態1に係る支持枠を駆動モータ側から見た斜視図である。
この発明の実施の形態2に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。
この発明の実施の形態3に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。
この発明の実施の形態4に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。
この発明の実施の形態5に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。
この発明の実施の形態6に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。

実施例

0012

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付ける。なお、図の煩雑を避けて理解を容易にするために、ボルトナットおよびボルトを通す穴などを図から省略している場合がある。

0013

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動装置全体を示す図である。独立車輪駆動装置1は、遊星歯車装置2、駆動モータ3および支持枠4から構成される。遊星歯車装置2および駆動モータ3は、支持枠4に固定されている。車輪5は、遊星歯車装置2の出力軸外筒に回り止め嵌合される。したがって、支持枠4は、車輪5を回転可能に支持する。駆動モータ3の回転軸の回転は、遊星歯車装置2で減速されて、車輪5に伝達される。

0014

この発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動装置1は、平行に敷設された2本のレールからなる軌道の上を走行する車両に用いられる。図2は、実施の形態1に係る独立車輪駆動装置を備える車両の例を示す図である。ここでは、軌道に関して以下のように定義する。2本のレールの上面に接する平面を軌道面という。軌道面に直交する方向を上下方向という。軌道の上を走行する車両の進行方向に平行な方向を前後方向という。軌道面に平行で、車両の進行方向に直交する方向を左右方向という。

0015

図2の車両130は、2本のレールからなる軌道の上を走行する。車両130は、図1に示す独立車輪駆動装置1を2台、左右に対向して備える。車両130の車体131は、懸架装置132を介して、独立車輪駆動装置1の支持枠4に支持されている。車輪5は、それぞれレールの上を転動可能に支持されている。対向する2台の独立車輪駆動装置1は、支持枠4どうしが、例えば、支持枠4の前後に固定される2つのフレーム133で連結されている。支持枠4どうしを連結する構造は、図2のフレーム133に限らない。図2では、独立車輪駆動装置1と車体131との間で、前後方向(図2紙面に直交する方向)の力を伝達するための機構は省略されている。例えば、支持枠4と車体131とにそれぞれ左右方向の軸の周りに回動可能に結合される牽引リンクを用いて、独立車輪駆動装置1と車体131との間で前後方向の力を伝達することができる。

0016

図3は、実施の形態1に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。図3では、駆動モータ3は断面が示されていない。遊星歯車装置2は、内歯車15、内歯車15に噛み合う遊星歯車16、遊星歯車16に噛み合う太陽歯車31、遊星キャリア18、内歯車15を内周側に構成する軸受内筒13、軸受内筒13の外周に同軸に嵌合される軸受12、軸受12の外周に同軸に嵌合される出力軸外筒11、および、遊星キャリア18を固定し出力軸外筒11に支持される出力軸端板14から構成される。遊星歯車16は、遊星キャリア18に固定されている遊星歯車軸17の周りに軸受19を介して回転可能に支持されている。遊星歯車軸17の遊星キャリア18とは反対側の端部は、遊星軸支持円板20で支持されている。遊星キャリア18は、遊星歯車16を内歯車15および太陽歯車31に噛み合った状態で回転可能に支持する。

0017

遊星歯車装置2の軸受内筒13は、ボルト7で固定リング6に固定されている。固定リング6は、ボルト8で支持枠4に固定されている。

0018

遊星歯車装置2の軸受内筒13の外周に同軸に軸受12が嵌合している。例えば、軸受12は、ラジアル荷重支え円筒ころ軸受や、軸方向荷重を支えられる深溝玉軸受である。軸受12の外周に、同軸に出力軸外筒11が嵌合されている。出力軸外筒11の外周に、遊星歯車装置2と同軸に車輪5が回り止め嵌合されている。車輪5は、軸受12および出力軸外筒11を介して、回転可能に支持される。

0019

遊星歯車装置2の遊星キャリア18は、出力軸端板14にボルト29で、ボルト29の周囲にトルク伝達リング27を介挿して固定されている。出力軸端板14は、その外周側で出力軸外筒11にボルト28で固定されている。出力軸端板14は、遊星キャリア18を固定支持し、回転を出力軸外筒11に伝える伝達部材である。

0020

支持枠4の遊星歯車装置2とは反対側に、駆動モータ3がボルト9で固定される。駆動モータ3の回転軸32は、遊星歯車装置2の太陽歯車31に結合している。駆動モータ3の回転軸32が回転すると、太陽歯車31が回転し、遊星歯車16を内歯車15の内周に噛み合った状態で転動させる。内歯車15は、支持枠4に固定されている軸受内筒13の内周側に構成されているので、遊星歯車16が内歯車15の内周に噛み合った状態で転動すると、遊星歯車16は自転しながら太陽歯車31の周りを公転する。遊星歯車16を回転可能に支持している遊星歯車軸17は遊星キャリア18に固定されているので、遊星キャリア18は、駆動モータ3の回転軸32の回転と同じ方向に回転する。上述のとおり、遊星キャリア18の回転は、出力軸端板14で出力軸外筒11に伝えられ、出力軸外筒11に回り止め嵌合されている車輪5が回転する。

0021

遊星歯車装置2の内部では、太陽歯車31と遊星歯車16が噛み合い、遊星歯車16と内歯車15が噛み合っている。また、軸受19で遊星歯車軸17の周りに遊星歯車16を回転可能に支持している。さらに、出力軸外筒11を回転可能に支持する軸受12が配置されている。これらの歯車の噛み合いおよび軸受12、19の回転支持を円滑にするために、潤滑油による潤滑が必要であり、それぞれ適切な潤滑油が注油されている。

0022

遊星歯車装置2の内部に注油されている潤滑油が外部に洩れ出るのを防止するため、部品締結部には各種のシール部材が使用される。遊星歯車装置2の支持枠4側には、軸受内筒13と駆動モータ3の回転軸32との間に、シール円板21が配置される。軸受内筒13とシール円板21は相対回転せず、軸受内筒13とシール円板21の間には、Oリング26が介在して隙間をシールしている。シール円板21と回転軸32の間は、相対回転するので、オイルシール22が設けられる。

0023

遊星歯車装置2の支持枠4と反対側では、出力軸端板14と遊星キャリア18はボルト29で締結されているので、出力軸端板14と遊星キャリア18との間にはOリング25が使用される。出力軸外筒11と出力軸端板14はボルト28により締結されているため、Oリング24が使用される。出力軸外筒11と固定リング6は、出力軸外筒11の回転により相対的な移動が生じるため、オイルシール23が使用される。

0024

図4は、実施の形態1に係る独立車輪駆動装置の分解断面図である。上述のとおり、支持枠4に固定リング6がボルト8で固定される。遊星歯車装置2の軸受内筒13は、ボルト7で固定リング6に固定される。支持枠4の遊星歯車装置2とは反対側に、駆動モータ3がボルト9で固定される。例えば、固定リング6を固定するボルト8は、固定リング6の外周に等間隔に配置される。駆動モータ3を支持枠4に固定するボルト9は、例えば、駆動モータ3のフランジの外周に、ボルト8とは1つおきに配置される。駆動モータ3のフランジ部には、ボルト8を逃がすように、U字切り欠きが形成されている。

0025

駆動モータ3は、ボルト9で固定されているので、ボルト9を緩めれば、回転軸32に太陽歯車31が結合した状態で、駆動モータ3を支持枠4および遊星歯車装置2からはずすことができる。駆動モータ3をはずしても、遊星歯車装置2は、支持枠4に固定されているので、図2の車両130の車体131は、レール上に車輪5で支持されている状態を保つ。すなわち、車両130をレール上に静止させた状態で、駆動モータ3をとりはずし、また取り付けることができる。

0026

遊星歯車装置2の軸方向の位置は、固定リング6の遊星歯車装置2を取り付ける当接面33で規定される。遊星歯車装置2の軸に直交する方向の位置は、軸受内筒13が嵌合される固定リング6の小径側の外周面34で規定される。駆動モータ3の軸方向の位置は、固定リング6の駆動モータ3側の端面35で規定される。駆動モータ3の軸に直交する方向の位置は、固定リング6の大径側の内周面36で規定される。遊星歯車装置2と駆動モータ3の相対的な位置は固定リング6で決められるので、固定リング6を精度よく加工すれば、遊星歯車装置2と駆動モータ3の軸心を傾きなく一致させて組み立てるのを、容易に再現できる。

0027

図5は、実施の形態1に係る遊星歯車装置の歯車の配置を示す図である。図5は、遊星歯車16が3個の場合を示す。各歯車の歯数の選択の仕方により、2個あるいは4個の遊星歯車16を配置させることも可能である。原理的には、遊星歯車装置2の遊星歯車16は、1つでもよい。駆動モータ3の回転軸32と、遊星キャリア18の軸にかかる、軸に直交する方向の力を相殺するために、2個以上の遊星歯車16を、太陽歯車31の周りに等間隔に配置することが好ましい。

0028

図6は、実施の形態1に係る支持枠を遊星歯車装置側から見た斜視図である。図7は、実施の形態1に係る支持枠を駆動モータ側から見た斜視図である。支持枠4は、遊星歯車装置2と駆動モータ3を固定支持するための支持枠主板41と、その両側に直角に固定される支持枠側板42を一体形状で有し、上下方向に見てH型形状に構成される。支持枠主板41の中央部には、固定リング6の位置決めができる嵌合穴46が形成されている。図4に示される固定リング6は、嵌合穴46に嵌合されて、例えば複数のボルト8で支持枠4に固定される。

0029

支持枠4には、走行中に車輪5から軸方向に横荷重が作用するため、支持枠4の車輪5側には補強板43および44が固定されており、駆動モータ3側には補強板50、51が固定されている。支持枠4には、懸架装置132が取り付けられる取付台48が駆動モータ3側に固定されている。車体131は、取付台48に取り付けられる懸架装置132を介して支持される。懸架装置132は、例えば、空気ばねから構成される。空気ばねの支持枠4への取付固定は、例えば、取付台48に設けられたボルト用穴取付ボルトを通して下側からねじ止めされる。懸架装置132としては、空気ばねの他に、例えば、重ね板ばね、または、コイルばね減衰装置の組み合わせなどを用いることができる。

0030

支持枠4は、上部支持部45と下部支持部52の計4箇所で、遊星歯車装置2の軸心方向である車両130の左右方向に支持される。支持枠4は、上部牽引リンク支持部53と下部牽引リンク支持部54で車体前後方向に支持される。なお、支持枠4の上部牽引リンク支持部53および下部牽引リンク支持部54は、それぞれ2箇所ずつ配置されているが、どちらか一方を使用して支持する。

0031

上述のように構成される実施の形態1の独立車輪駆動装置1に対して、従来の独立車輪駆動装置では以下のように構成されている。例えば特許文献1の場合には、特許文献1の図2に示されるように、主軸(4)を中心に上下方向の軸の周りに回動自在に支持された軸箱(7)を有し、単独車輪(5)は軸箱(7)によって回転自在に支持される。歯車装置(10)は単独車輪(5)に対して主軸(4)と反対側に配置され、駆動モータ(9)は軸箱(7)の内部に配置されている。単独車輪(5)を含め、歯車装置(10)と駆動モータ(9)が内蔵された軸箱(7)の全体の軸方向長さを短縮することは困難である。また、車体(3)は空気ばね(6)を介して、主軸(4)上に支持されているので、車体(3)を支持した状態で、軸箱(7)から駆動モータ(9)を取り外しできるように構成するのは困難である。

0032

以上説明したように、実施の形態1によれば、遊星歯車装置2を車輪5の内周側に配置し、遊星歯車装置2および車輪5と駆動モータ3を、支持枠4の両側に配置して支持枠4に固定するので、車輪5を含めた駆動装置全体の車輪回転軸方向の長さを短縮できる。

0033

さらに、駆動モータ3を固定リング6の内面に嵌合させることで、駆動モータ3と遊星歯車装置2の軸心を合わせることが容易であり、支持枠4にボルト締め固定するため、駆動モータ3の保守のために必要な駆動モータ3の取外しおよび取付けが容易にできるという効果がある。

0034

実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。実施の形態2に係る独立車輪駆動装置1は、遊星歯車装置61の出力軸端板14側で、軸受内筒13の内周と遊星キャリア18の間にシール部材を備える。その他の構成は、実施の形態1に係る独立車輪駆動装置1の構成と同じである。

0035

実施の形態2の独立車輪駆動装置1は、低速側の軸受12の潤滑と、高速側の遊星歯車16を回転支持する軸受19、ならびに、内歯車15、遊星歯車16および太陽歯車31の噛み合いの潤滑を分離し、遊星歯車装置61の内部の潤滑を効率的に行なうようにしたものである。

0036

図8に示すように、軸受内筒13の出力軸端板14側に、円環状のシール保持板62をボルト65で固定する。シール保持板62と軸受内筒13との間にはOリング64を介在させる。シール保持板62と遊星キャリア18との間には、相対的な回転移動が生じるため、シール部材であるオイルシール63を配置する。シール保持板62、オイルシール63およびOリング64は、遊星歯車装置61の支持枠4とは反対側で、軸受内筒13と遊星キャリア18との間をシールする。

0037

実施の形態2では、軸受12が嵌合されている低速回転領域と、内歯車15、遊星歯車16および太陽歯車31が噛み合っている高速回転領域とを分けて潤滑を行なえるようにしている。それぞれの領域に適切な種類と量の潤滑油を封入することで、それぞれの領域で適切な潤滑を行うことができる。そして、低速回転領域と高速回転領域の潤滑油が混じり合ったり、それぞれの潤滑油の過不足が生じたりするのを低減できるという効果が期待できる。

0038

実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。実施の形態3に係る独立車輪駆動装置1は、出力軸外筒73の支持枠4側で、出力軸外筒73と固定リング72との間にラビリンスシール74を構成する。その他の構成は、実施の形態2に係る独立車輪駆動装置1の構成と同じである。

0039

図9に示すように、出力軸外筒73の支持枠4側で、固定リング72に対向する面に環状の溝を形成し、対向する固定リング72の面に出力軸外筒73の環状溝と凹と凸が対向して隙間を隔てて嵌まり合うように、固定リング72の環状溝を形成する。軸受内筒13を固定リング72に締結固定することにより、出力軸外筒73と固定リング72の環状溝がラビリンスシール74を構成するようにしたものである。

0040

この実施の形態3では、オイルシール23に代えて、出力軸外筒73と固定リング72とに設けられた環状溝により、互いに接触することなくラビリンスシール74を構成するので、出力軸外筒73(または、固定リング72)にオイルシール23が接触することによる摩擦抵抗がない。その結果、遊星歯車装置71の回転エネルギー損失の低減と温度上昇の軽減が可能になる。

0041

出力軸外筒73を回転可能に支持する軸受12は比較的低速で回転するため、潤滑油による潤滑ではなく、グリースによる潤滑も可能である。グリースで潤滑する場合には、実施の形態1および2に示すオイルシール23よりも、ラビリンスシール74の方が適している。

0042

実施の形態4.
図10は、この発明の実施の形態4に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。実施の形態4に係る独立車輪駆動装置1は、遊星歯車装置101の遊星キャリアを兼ねる軸受内筒104が固定リング102にボルト7で固定され、固定リング102は、支持枠4にボルト8で固定されている。軸受内筒104の半径方向外周に軸受12が嵌合され、軸受12の半径方向外周に出力軸外筒11が嵌合されている。軸受内筒104は、軸受12が嵌合される外筒部分が、内歯車103の歯車部分半径方向外周側に、内歯車103から離隔して配置されている。

0043

内歯車103は、歯車部分の支持枠4の反対側が半径周方向に拡がって、出力軸外筒11にボルト28で固定されている。内歯車103の半径外周方向に拡がる円環板部分は、内歯車部分を、遊星歯車装置101の軸方向の支持枠4とは反対側で出力軸外筒11に固定し、内歯車部分の回転を出力軸外筒11に伝える伝達部材を構成する。遊星歯車16は、内歯車103に噛み合った状態で、軸受19を介して遊星歯車軸17に回転可能に支持される。遊星歯車軸17は、一端が軸受内筒104の遊星キャリア部分に固定され、他端が遊星軸支持円板107で支持される。遊星キャリアを兼ねる軸受内筒104は、固定リング102に固定されているので、遊星歯車軸17は、支持枠4に対して移動しない。

0044

図10に示す実施の形態4の独立車輪駆動装置1では、実施の形態1の内歯車15を軸受内筒13から分離し、遊星キャリア18と遊星軸支持円板20を入れ替えて、遊星キャリア18を遊星歯車装置2の支持枠4側で、軸受内筒13に固定し軸受内筒104とし、分離した内歯車部分を支持枠4の反対側で出力軸端板である円環板部分と一体に形成したものとみることができる。

0045

支持枠4の遊星歯車装置101とは反対側に、駆動モータ3がボルト9で固定される。駆動モータ3の回転軸32は、遊星歯車装置101の遊星歯車16に噛み合う太陽歯車31に結合している。実施の形態4では、駆動モータ3の回転軸32が回転して、太陽歯車31が回転すると、遊星歯車軸17の位置は変わらないため、遊星歯車16は自転して、太陽歯車31の周りを公転せず、いわば遊び歯車として作用し、内歯車103が回転する。内歯車103は、駆動モータ3の回転軸32の回転とは逆向きに回転する。内歯車103は、半径外周方向に拡がる円環板部分が出力軸外筒11に固定されているので、内歯車103の回転は、出力軸外筒11に伝えられ、出力軸外筒11に回り止め嵌合されている車輪5が回転する。

0046

実施の形態1と同様に、遊星歯車装置101の内部および軸受12に注油されている潤滑油が外部に洩れ出るのを防止するため、部品締結部には各種のシール部材が使用される。遊星歯車装置101の支持枠4側には、軸受内筒104の遊星キャリア部分にシール保持板105がボルト106で固定される。シール保持板105と回転軸32の間は、相対回転するので、オイルシール22が設けられる。

0047

遊星歯車装置101の支持枠4と反対側では、出力軸外筒11と内歯車103の円環板部分はボルト28により締結されているため、Oリング24が使用される。内歯車103の内周側をシールするため、内歯車103の内周に遊星軸支持円板107から離隔して、シール円板108が嵌合される。シール円板108の外周面と内歯車103の内周面との間に、Oリング109を配置する。

0048

実施の形態4では、遊星歯車装置101の軸受内筒104が、ボルト7で固定リング102に固定される。遊星歯車装置101の軸方向の位置は、固定リング102の遊星歯車装置101を取り付ける当接面125で規定される。遊星歯車装置101の軸に直交する方向の位置は、軸受内筒104が嵌合される固定リング102の小径側の内周面126で規定される。駆動モータ3の固定と位置決めは、実施の形態1と同様である。実施の形態4でも、遊星歯車装置101と駆動モータ3の相対的な位置は固定リング102で決められるので、固定リング102を精度よく加工すれば、遊星歯車装置101と駆動モータ3の軸心を傾きなく一致させて組み立てるのを、容易に再現できる。

0049

以上説明したように、実施の形態4によれば、遊星歯車装置101を車輪5の内周側に配置し、遊星歯車装置101および車輪5と駆動モータ3を、支持枠4の両側に配置して支持枠4に固定するので、車輪5を含めた駆動装置全体の車輪回転軸方向の長さを短縮できる。

0050

実施の形態5.
図11は、この発明の実施の形態5に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。実施の形態5に係る独立車輪駆動装置1は、遊星歯車装置111の内歯車112と、軸受内筒113の遊星キャリア部分との間にシール部材116を備える。その他の構成は、実施の形態4に係る独立車輪駆動装置1の構成と同じである。

0051

実施の形態5の独立車輪駆動装置1は、低速側の軸受12の潤滑と、高速側の遊星歯車16を回転支持する軸受19、ならびに、内歯車112、遊星歯車16および太陽歯車31の噛み合いの潤滑を分離し、遊星歯車装置111の内部の潤滑を効率的に行なうようにしたものである。

0052

図11に示すように、内歯車112の支持枠4側端面にシールリング114をボルト115で締結固定し、シールリング114の内径側にオイルシール116を嵌合する。軸受内筒113の、遊星歯車軸17の固定部より大径側に環状溝を設け、この環状溝とオイルシール116とでシール構造を構成している。

0053

実施の形態5では、軸受12が嵌合されている低速回転領域と、内歯車112、遊星歯車16および太陽歯車31が噛み合っている高速回転領域とを分けて潤滑を行なえるようにしている。それぞれの領域に適切な種類と量の潤滑油を封入することで、それぞれの領域で適切な潤滑を行うことができる。そして、低速回転領域と高速回転領域の潤滑油が混じり合ったり、それぞれの潤滑油の過不足が生じたりするのを低減できるという効果が期待できる。

0054

実施の形態6.
図12は、この発明の実施の形態6に係る独立車輪駆動装置の内部構成を示す断面図である。実施の形態6に係る独立車輪駆動装置1は、出力軸外筒123の支持枠4側で、出力軸外筒123と固定リング122との間にラビリンスシール124を構成する。その他の構成は、実施の形態5に係る独立車輪駆動装置1の構成と同じである。

0055

図12に示すように、出力軸外筒123の支持枠4側で、固定リング122に対向する面に環状の溝を形成し、対向する固定リング122の面に出力軸外筒123の環状溝と凹と凸が対向して隙間を隔てて嵌まり合うように、固定リング122の環状溝を形成する。軸受内筒113を固定リング122に締結固定することにより、出力軸外筒123と固定リング122の環状溝がラビリンスシール124を構成するようにしたものである。

0056

この実施の形態6では、オイルシール23に代えて、出力軸外筒123と固定リング122とに設けられた環状溝により、互いに接触することなくラビリンスシール124を構成するので、出力軸外筒123(または、固定リング122)にオイルシール23が接触することによる摩擦抵抗がない。その結果、遊星歯車装置121の回転エネルギー損失の低減と温度上昇の軽減が可能になる。

0057

出力軸外筒123を回転可能に支持する軸受12は比較的低速で回転するため、潤滑油による潤滑ではなく、グリースによる潤滑も可能である。グリースで潤滑する場合には、実施の形態4および5に示すオイルシール23よりも、ラビリンスシール124の方が適している。

0058

上述の実施の形態に係る独立車輪駆動装置1は、いずれも、図2に示されるように、車両130に用いることができる。この発明の実施の形態に係る独立車輪駆動装置1は、低床車両用の動輪用駆動装置として採用するのに好適である。

0059

なお、出力軸外筒11、73、123を回転可能に支持する軸受12は、主にラジアル荷重を支える円筒ころ軸受と、軸方向荷重を支えられる深溝玉軸受の組み合わせに限らない。軸方向荷重を支えられる軸受、例えば円錐ころ軸受つば付き円筒ころ軸受等を使用してもよい。

0060

また、遊星歯車装置内部の潤滑油の外部への漏れを防止するためのシールに関して、相対的動きのない締結部はOリングの使用に限らない。漏れを防止できる他のシール部材、例えば、ガスケットや液状パッキン等を使用してもよい。また、相対的動きのある可動部はオイルシールの使用に限らない。漏れを防止できる摺動可能な他のシール部材を使用してもよい。

0061

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

0062

1独立車輪駆動装置、2遊星歯車装置、3駆動モータ、4支持枠、5車輪、6固定リング、7ボルト、8 ボルト、9 ボルト、11出力軸外筒、12軸受、13 軸受内筒、14 出力軸端板、15内歯車、16遊星歯車、17遊星歯車軸、18遊星キャリア、19 軸受、20遊星軸支持円板、21シール円板、22オイルシール、23 オイルシール、24 Oリング、25 Oリング、26 Oリング、27トルク伝達リング、28 ボルト、29 ボルト、31太陽歯車、32回転軸、33 当接面、34外周面、35 端面、36内周面、41 支持枠主板、42 支持枠側板、43補強板、44 補強板、45 上部支持部、46 嵌合穴、48取付台、50 補強板、51 補強板、52 下部支持部、53 上部牽引リンク支持部、54 下部牽引リンク支持部、61 遊星歯車装置、62シール保持板、63 オイルシール、64 Oリング、65 ボルト、71 遊星歯車装置、72 固定リング、73 出力軸外筒、74ラビリンスシール、101 遊星歯車装置、102 固定リング、103 内歯車、104 軸受内筒、105 シール保持板、106 ボルト、107 遊星軸支持円板、108 シール円板、109 Oリング、111 遊星歯車装置、112 内歯車、113 軸受内筒、114シールリング、115 ボルト、116 オイルシール、121 遊星歯車装置、122 固定リング、123 出力軸外筒、124 ラビリンスシール、125 当接面、126 内周面、130 車両、131 車体、132懸架装置、133フレーム。

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