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JP2005282646A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

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JP2005282646A
JP2005282646A JP2004094423A JP2004094423A JP2005282646A JP 2005282646 A JP2005282646 A JP 2005282646A JP 2004094423 A JP2004094423 A JP 2004094423A JP 2004094423 A JP2004094423 A JP 2004094423A JP 2005282646 A JP2005282646 A JP 2005282646A
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case
shaft
reduction mechanism
drive
speed reduction
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JP2004094423A
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Munenori Onizuka
宗徳 鬼塚
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Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
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Abstract

【課題】駆動力伝達装置の省スペース化を図るとともに、生産性向上及び製造コスト低減を確実とするほか、潤滑油の攪拌をなくして出力損失や潤滑油温度の上昇を防止することができる駆動力伝達装置の提供にある。
【解決手段】駆動モータ11の出力を駆動輪20、21に伝達する減速機構30、39が備えられ、駆動輪20、21の差動を調整する差動機構41が駆動モータ11と減速機構30との間に備えられ、減速機構30を収容する減速機構用ケース26が備えられ、減速機構用ケース26から駆動モータ11側に向けて突出されるドライブ軸31と接続されるモータ軸12が駆動モータ11に備えられ、ドライブ軸31と同芯のアクスル軸19がモータ軸12に内蔵され、差動機構41がドライブ軸31とアクスル軸19との間に備えられ、差動機構41を覆うケース部14がモータ軸12に一体形成され、ケース部14を密封するケースカバー48が備えられる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、駆動力伝達装置に関し、特に、駆動モータの出力を減速させて車両の駆動輪に伝達する減速機構と、車両の旋回時における駆動輪の差動を調整する差動機構とを備える駆動力伝達装置に関する。
一般的に、駆動モータを用いた電気駆動の車両では、駆動モータのモータ軸の出力を減速した上で左右の駆動輪に伝達する減速機構と、車両の旋回時に生じる左右の駆動輪の差動を吸収する差動機構を備えた駆動力伝達装置を備えることが多い(例えば、特許文献1を参照。)。
また、別の駆動力伝達装置としては、例えば、図7に示される駆動力伝達装置60が存在する。
この駆動力伝達装置60は、減速機構61を覆う減速機構用ケース62内に差動機構63が収容されており、差動機構63が備えるドライブ軸64も減速機構用ケース62内に収容されている。
この駆動力伝達装置60における駆動モータ65のモータ軸66は筒状となっており、モータ軸66にアクスル軸67が内蔵されている。
そして、このモータ軸66は減速機構ケース62内へ向けて備えられ、ドライブ軸64とアクスル軸67は減速機構用ケース62内において対向するように、互いに同芯となる関係にある。
さらに、複数の差動歯車から構成される差動機構63がドライブ軸64とアクスル軸67との間に設けられ、差動機構63を覆うケース68が備えられている。
このケース68とモータ軸66との接続はスプライン嵌合により実現されている。
そして、ドライブ軸64は複数の減速歯車から構成される減速機構61と接続され、駆動モータ65の出力を減速した上で、ハブ69に備えられる駆動輪(図示せず)に伝達することが可能となっている。
この駆動力伝達機構60における減速機構用ケース62内には潤滑油が充填されており、減速機構61及び差動機構63の潤滑を図るようにしている。
特開2001−39174号公報(第3−5頁、図1)
しかしながら、図7に示される駆動力伝達装置は、モータ軸とケースが互いに独立した別部品とする必要があり、モータ軸とケースとはスプライン嵌合によりを接続しなければならない。
モータ軸とケースをスプライン嵌合により接続する場合、軸方向のスペースが広くなるほか、煩雑な加工を必要とするから製造コストの増大や組付作業の煩雑さを招くという問題がある。
因みに、モータ軸とケースを一体化させようとすると、動力伝達装置の組付を可能とするために減速機構用ケース内にケースを挿通させることが可能な比較的大きな径の開口部を減速機構用ケースに設ける必要がある。
こうした、大きな径の開口部を設けることは、大口径の軸受やシール部材が必要となり、直ちに製造コストが削減される訳ではない。
また、差動機構を覆うケースはモータ軸等と比較して大きな径を有することから、潤滑油が充填されている減速機構用ケース内において高速回転させることは、潤滑油の攪拌により出力損失や潤滑油の温度上昇を招く等の問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、駆動力伝達装置における省スペース化を図るとともに、生産性の向上及び製造コストの低減を確実とするほか、差動機構による潤滑油の攪拌をなくして出力損失や潤滑油温度の上昇を防止することができる駆動力伝達装置の提供にある。
上記課題を達成するため、請求項1記載の発明は、駆動モータの出力を減速させて車両の駆動輪に伝達する減速機構が備えられ、車両の旋回時における駆動輪の差動を調整する差動機構が前記駆動モータと前記減速機構との間に備えられる駆動力伝達装置において、前記減速機構を収容する減速機構用ケースが備えられるとともに、前記減速機構が備えるドライブ軸が前記減速機構用ケースから前記駆動モータ側に向けて突出され、前記ドライブ軸に接続されるモータ軸が前記駆動モータに備えられ、前記ドライブ軸と同芯のアクスル軸が前記モータ軸に内蔵されるとともに、差動機構が前記ドライブ軸と前記アクスル軸との間に備えられ、前記差動機構を覆うケース部が前記モータ軸に一体形成され、前記ケース部を密封するケースカバーが備えられたことを特徴とする
請求項1記載の発明によれば、モータ軸内のアクスル軸とドライブ軸との間に備えられる差動機構を、潤滑油のない減速機構用ケースの外側に配置することにより、差動機構を覆うケース部をモータ軸に一体形成することが可能となり、駆動力伝達装置における軸方向の省スペース化が図られる。
また、ケース部を密封するケースカバーにより差動機構における潤滑油の漏洩を防止することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の駆動力伝達装置において、潤滑油が前記減速機構用ケース内に充填され、前記モータ軸の前記減速機構側の端部が前記減速機構用ケースに軸支されるとともに、前記減速機構から潤滑油を前記差動機構へ供給する潤滑油供給路が前記モータ軸に備えられていることを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、減速機構用ケース内の潤滑油が、モータ軸に備えられている潤滑油供給路を通じて差動機構へ供給されることから、差動機構に必要な潤滑油は減速機構用ケース内の潤滑油を利用することにより確保される。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の駆動力伝達装置において、前記ケース部と前記ケースカバーとの間に、前記差動機構の潤滑油を封止するシール部材が備えられたことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、ケース部とケースカバーとの間に備えられるシール部材は差動機構の潤滑油を封止するから、差動機構における潤滑油のケース部の外への漏洩を確実に防止することができる。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3記載のいずれか一項の駆動力伝達装置において、前記ケース部に対して前記ケースカバーを固定するカバー固定手段が備えられたことを特徴とする。
請求項4記載の発明によれば、カバー固定手段によりケースカバーがケース部に固定されるから、モータ軸が回転してもケースカバーが脱落することはなく、また、カバー固定手段を解除すれば差動機構に対する保守が可能となるから、差動機構に対する保守作業が容易となる。
本発明によれば、駆動力伝達装置における省スペース化を図るとともに、生産性の向上及び製造コストの低減を確実とするほか、差動機構による潤滑油の攪拌をなくして出力損失や潤滑油温度の上昇を防止することができる。
以下、この発明の実施形態の駆動力伝達装置について図1〜図3を参照して説明する。
この実施形態の駆動力伝達装置は、電気駆動の車両としてのバッテリフォークリフトに適用した例であり、図1は、この実施形態に係る駆動力伝達装置10を含むフロントアクスルの要部を破断して示した平面図である。
この駆動力伝達装置10は、車体前部の中央付近に配置された1台の駆動モータ11により左右の駆動輪20、21を駆動するとしている。
そして、駆動モータ11の一側(図1において左側)には、後述する差動機構41が配置されている。
さらに、差動機構41の外側に減速機構用ケース26に収容される減速機構30が配置され、減速機構30の外側に左駆動輪20が配置されている。
一方、駆動モータ11の他側(図1において右側)には、別の減速機構用ケース22に収容される減速機構39と、減速機構39の外側に右駆動輪21が配置されている。
駆動モータ11について説明すると、この駆動モータ11にはモータ軸12と、ロータ16(回転子)と、ステータ17(固定子)とが備えられており、駆動モータ11はモータカバー18に覆われている。
ロータ16とモータ軸12は一体となって回転するものであり、モータ軸12は車体の幅方向に一致する方向に配置されている。
モータ軸12の一側(図1において左側)の軸端部は、減速機構用ケース26に軸支され、モータ軸12の他側(図1において右側)の軸端部は、減速機構用ケース22に軸支されている。
また、モータ軸12には筒状となるように軸方向に貫通する中空部が形成されており、中空部にはモータ軸12の長さよりも長いアクスル軸19が内蔵されている。
アクスル軸19の一側(図1において左側)の端部はモータ軸12の中空部内に留まり、他側(図1において右側)の軸端部は、減速機構39が備えるドライブ軸40に接続されている。
そして、モータ軸12における一側(図1において左側)の軸端部と駆動モータ11との間には後述する差動機構を覆うケース部14が形成されている。
ここでは、図2に示すように、説明の便宜上、モータ軸12のケース部14を除く部位、すなわち、ケース部14よりも駆動モータ11側の部位を軸部13とし、ケース部14よりも減速機構30側の部位を軸止部15とする。
このケース部14は軸部13及び軸支部15の外径より大きな外径が設定されており、ケース部14内には後述する差動機構を覆う空間が中空部と連通するように形成されている。
ケース部14の両側には長孔状の開口窓14aが備えられており、開口窓14aを通じて差動機構14の各構成部材を組付けることができるものとなっている。
次に、減速機構用ケース22、26について説明すると、この実施形態では右駆動輪21側の減速機構用ケース22と左駆動輪20側の減速機構用ケース26が備えられている。
右駆動輪21側の減速機構用ケース22は、右駆動輪21用の減速機構39を収容するが、図1に示されるように、駆動モータ11に最も近いモータ側ケース23と、右駆動輪21に最も近い駆動輪側ケース25と、モータ側ケース23及び駆動輪側ケース25との間に設置される中間ケース24から構成されている。
また、左駆動輪20側の減速機構用ケース26も同様に、モータ側ケース27と、中間ケース28と、駆動輪側ケース29とから構成されている。
左駆動輪20側の減速機構用ケース26には、モータ側ケース27を貫通するモータ軸12に接続される減速機構30が収容されている。
左駆動輪20側の減速機構用ケース26のモータ側ケース27には、ドライブ軸31が収容されており、ドライブ軸31の駆動モータ11側の軸端部は、図2及び図3に示されるように、モータ側ケース27の隔壁27aの挿通孔27bを貫通してモータ軸12の中空部に嵌合され、アクスル軸19の軸端部と対峙している。
ドライブ軸31の駆動輪20側の軸端部には、図2に示されるとおり軸歯車32が備えられており、この軸歯車32は中間ケース28に収容され、かつ、回転自在に軸支される減速歯車33と噛合している。
減速歯車33の軸部には太陽歯車34が備えられており、太陽歯車34は駆動輪側ケース29内に収容される複数の遊星歯車35と噛合される。
この遊星歯車35はキャリア36に設けられたキャリアピン36aに備えられているが、キャリア36は駆動輪側ケース29に対して回転自在である。
そして、キャリア36の駆動輪20側の軸部は出力軸として、ハブ37が固定されており、このハブ37に左駆動輪20が装着されている。
このように、この実施形態の動力伝達装置10の減速機構30は、ドライブ軸31、軸歯車32、減速歯車33、太陽歯車34、遊星歯車35、キャリア36により構成されていると言える。
なお、ドライブ軸31には、ドライブ軸31の回転を制動させる制動手段(図示せず)が備えられており、制動手段を作動させることにより走行状態の車両を制動させることができるとしている。
また、減速機構用ケース22、26はほぼ密閉状態にあり、減速機構用ケース22、26には潤滑油が充填されている。
次に、差動機構41について説明する。
モータ軸12の中空部において、ドライブ軸31の駆動モータ11側の軸端部がアクスル軸19の軸端部と対峙していることを既に説明したが、アクスル軸19とドライブ軸31との間には差動機構41が備えられている。
モータ軸12内のアクスル軸19の軸端部には差動かさ歯車42が固定されており、また、ドライブ軸31の軸端部にも同様に別の差動かさ歯車43が固定されている。
そして、アクスル軸19とドライブ軸31の軸端部に挟まれるように、ピニオン軸44がモータ軸12に形成されたケース部14に軸支されており、ピニオン軸44の両側には一対の差動かさ歯車45が固定されており、この差動かさ歯車45は差動かさ歯車42、43と噛合する。
これらの差動かさ歯車42、43、45及びピニオン軸44は、図4に示されるケース部14の開口窓14aを通じて組付け可能となっている。
この実施形態の差動機構41は、これらの複数の差動かさ歯車42、43、45により構成され、車両の旋回時に生じる左右の駆動輪20、21の差動を吸収する。
この実施形態では、差動機構41へ減速機構用ケース26へ潤滑油を供給する潤滑油供給路46が備えられている。
モータ軸12の軸支部15とドライブ軸31との間に僅かな間隙が形成されており、この間隙が潤滑油供給路46として機能する。
なお、アクスル軸19と軸部13との間にも同様の間隙が形成されており、この間隙が別の潤滑油供給路47として機能し、差動機構41及び右駆動輪21側の減速機構用ケース22の潤滑油の通過を実現している。
この実施形態の駆動力伝達装置10では、ケース部14を密封するケースカバー48が備えられている。
ケースカバー48は、差動機構41における潤滑油をケース部14から漏洩させないようにするためのものである。
このケースカバー48は、両側が開放された円筒状の形態を呈し、ケース部14の外径に対応する内径が設定されている。
そして、ケースカバー48の左駆動輪20側の端部には、ケース部14と軸支部15との段差面14bに係止されるように屈曲された係止部48aが形成されている。
さらに、図4に示されるように、ケース部14と軸部13との段差面14cの外径端には、2個の切り欠き14dが形成されており、これらの切り欠き14dに対応するように、ケースカバー48の右駆動輪21側の端部には、加締め部48bが設けられている。
従って、この実施形態では、ケースカバー48の係止部48a及び加締め部48bが、ケース部14に対してケースカバー48を固定するケース固定手段を構成していると言える。
また、このケースカバー48には、差動機構41における潤滑油をケース部14からより確実に漏洩させないようにする工夫が施されている。
図3及び図4に示されるように、シール部材としての一対のOリング49が、ケース部14とケースカバー48との間に介装され、ケースカバー48をケース部14に装着した場合にケース部14の開口窓14aから漏れ出す潤滑油をケース部14とケースカバー48の間に封止することを可能としている。
なお、軸支部15はモータ側ケース27に装着される軸受27cに軸支されているが、軸受27cの左車輪20側にはオイルシールが27d装着され、減速機構用ケース26内の潤滑油がモータカバー18側へ漏洩しないように図られている。
次に、この実施形態に係る駆動力伝達装置10の作用について説明する。
駆動モータ11の駆動によりモータ軸12が回転されるが、モータ軸12の回転とともにアクスル軸19及びドライブ軸31、40が回転する。
アクスル19軸及びドライブ軸31、40の回転は夫々左右の減速機構30、39を介して減速され、減速された出力が各駆動輪20、21に伝達され、駆動輪20、21の回転により車両が走行する。
このとき、ケース部14を含むモータ軸12は、減速機構用ケース26の外側に位置することから、モータ軸12が回転しても減速機構用ケース26内の潤滑油を攪拌することはない。
また、走行する車両が旋回する場合には、差動機構41が左右の駆動輪20、21の差動を吸収する。
そして、軸支部15とドライブ軸31との間隙を通じて減速機構用ケース26の潤滑油が差動機構41に供給される。
ケース部14に装着されるケースカバー48はモータ軸12の回転と共に回転されるが、シール部材としてのOリング49が装着されていることにより、ケース部14の開口窓14aから潤滑油がモータカバー18側へ漏洩することはない。
この実施形態に係る駆動力伝達装置によれば以下の効果を奏する。
(1)モータ軸12内のアクスル軸19とドライブ軸31との間に備えられる差動機構41を、潤滑油のない減速機構用ケース26の外側に配置することにより、差動機構41を覆うケース部14をモータ軸12に一体形成することが可能となるほか、ケース部14を密封するケースカバー48により差動機構41における潤滑油の漏洩を防止することができる。
(2)減速機構用ケース26内の潤滑油が、モータ軸12に備えられている潤滑油供給路46を通じて差動機構41へ供給されることから、差動機構41に必要な潤滑油は減速機構用ケース26内の潤滑油を利用することにより確保される。
(3)ケース部14とケースカバー48との間に備えられるシール部材49は差動機構41の潤滑油を封止するから、差動機構41における潤滑油のケース部14の外へ漏洩を確実に防止することができる。
(4)カバー固定手段によりケースカバー48がケース部14に固定されるから、モータ軸12が急回転又は急停止してもケースカバー48がケースカバー14に対して脱落あるいは位置ずれすることはなく、また、ケースカバー48のカバー固定手段を解除すれば差動機構41に対する保守が可能となるから、差動機構41に対する保守作業が容易となる。
(5)モータ軸12と差動機構41を覆うケース部14との一体化を図ることにより、駆動力伝達装置10の生産性の向上及び製造コストの低減を確実とするほか、差動機構41を減速機構用ケース26の外側へ配置することにより、差動機構41による潤滑油の攪拌をなくしてエネルギー損失や潤滑油温度の上昇を抑制することができる。
(6)モータ軸12と差動機構41を覆うケース部14との一体化を図ることにより、差動機構41を駆動モータ11のロータ16に入り込むように接近させて配置することが可能となり、駆動力伝達装置の軸方向(車体の幅方向)の省スペース化を図ることができ、フロントアクスル周辺の設計自由度が向上する。
(別例1)
次に、ケースカバー51の別例1について説明する。
先の実施形態のケースカバー48は、潤滑油の封止のためにOリング49を用い、カバー固定手段として加締め部48bを形成したが、例えば、図5に示されるケースカバー51としてもよい。
この別例1は、説明の便宜上、先の実施形態で用いた符号を一部共通して用い、共通又は類似する構成についてはその説明を省略し、先の実施形態の説明を援用する。
ここでは、シール部材とカバー固定手段としての機能を兼ね備えたゴムシール52、53がケース部14の両端付近に固定されている。
減速機構30側のゴムシール52には、モータ軸12を横断する方向と一致する係止溝52aが備えられており、一方、駆動モータ11側のゴムシール53には、モータ軸12の軸芯方向と一致する係止溝52aが設けられている。
他方、このケースカバー51の減速機構30側には係止溝52aに対応する屈曲された係止部51aが備えられ、ケースカバー51の駆動モータ11側には係止溝52aに対応する係止部51bが形成されている。
従って、ケースカバー51の係止部51a、51bが対応する係止溝52a、53aに装着されると、ケースカバー51がケース部14に固定されるとともに、潤滑油はケースカバー51の外側へ漏れ出さず封止される。
このゴムシール52、53を用いる場合、ケース部14に切り欠き14dを設ける必要がなく、ゴムシール52、53をケース部14に固着することで、ケースカバー51を取り付けることができる。
(別例2)
次に、別例2に係るケースカバー55について説明する。
先の実施形態に係るケースカバー48及び別例1に係るケースカバー51は、単一部材としたが、例えば、図6に示されるように複数の部材から構成される複合型ケースカバー55としてもよい。
この別例2では、説明の便宜上、先の実施形態で用いた符号を一部共通して用い、共通又は類似する構成についてはその説明を省略し、先の実施形態の説明を援用する。
ここでは、左右対象な一対のカバー部材56を、締結用のボルト57及びナット58により互いに接続することによりケースカバー55が形成されるものとなっている。
カバー部材56について説明すると、カバー部材56は筒状であり一方の端部には内側に屈曲された係止部56aが形成され、他方の端部にはフランジ状に外側へ屈曲された接続部56bが形成されている。
接続部56bにはボルトを挿通させるための複数の通孔56cが穿設されている。
ケース部14にカバー部材56を装着する状態では、カバー部材56の係止部56aの内側であってケース部14の外周に位置するように、シール部材としてのOリング59が装着される。
相対するカバー部材56の通孔56cの位置を合わせ、ボルト57を通孔56cに通してボルト57にナット58を螺入して締め付けることにより、カバー部材56の接続が図られてケースカバー55として機能する。
従って、別例2に係るケース固定手段は、ボルト57及びナット58と、カバー部材56における係止部56aと、接続部56b、通孔56cとから構成される。
この複合型のケースカバー55によれば、モータ軸12のケース部14にケースカバー55を係止するための切り欠き14dを設ける必要がない。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の実施形態では、バッテリフォークリフトの駆動力伝達装置としたが、電気駆動の車両の駆動力伝達装置に適用することも可能である。
○ 上記の実施形態では、減速機構として遊星歯車を用いた減速機構としたが、減速機構の種類や形式は特に限定されず、少なくとも駆動モータの出力を減速するために好適な減速機構であればよい。
第1の実施形態に係る駆動力伝達装置を含むフロントアクスルの要部を破断して示した平面図である。 第1の実施形態に係る駆動力伝達装置の要部を破断して示す平面図である。 第1の実施形態の差動機構を破断して示す平面図である。 第1の実施形態のケース部及びケースカバーを破断して示す斜視図である。 別例2に係るケースカバー及びケース部を破断して示す平面図である。 別例3に係るケースカバー及びケース部を破断して示す平面図である。 従来の駆動力伝達装置を破断して示す平面図である。
符号の説明
10、60 駆動力伝達装置
11、65 駆動モータ
12、66 モータ軸
14 ケース部
14d 切り欠き
19、67 アクスル軸
22、26、62 減速機構用ケース
30、39、61 減速機構
31、64 ドライブ軸
41 差動機構
46、47 潤滑油供給路
48、51、55 ケースカバー
48a、51a、51b 係止部
48b 加締め部
49、59 Oリング
52、53 ゴムシール
57 ボルト
58 ナット
68 ケース

Claims (4)

  1. 駆動モータの出力を減速させて車両の駆動輪に伝達する減速機構が備えられ、車両の旋回時における駆動輪の差動を調整する差動機構が前記駆動モータと前記減速機構との間に備えられる駆動力伝達装置において、
    前記減速機構を収容する減速機構用ケースが備えられるとともに、前記減速機構が備えるドライブ軸が前記減速機構用ケースから前記駆動モータ側に向けて突出され、前記ドライブ軸に接続されるモータ軸が前記駆動モータに備えられ、
    前記ドライブ軸と同芯のアクスル軸が前記モータ軸に内蔵されるとともに、差動機構が前記ドライブ軸と前記アクスル軸との間に備えられ、
    前記差動機構を覆うケース部が前記モータ軸に一体形成され、前記ケース部を密封するケースカバーが備えられたことを特徴とする駆動力伝達装置。
  2. 潤滑油が前記減速機構用ケース内に充填され、前記モータ軸の前記減速機構側の端部が前記減速機構用ケースに軸支されるとともに、前記減速機構から潤滑油を前記差動機構へ供給する潤滑油供給路が前記モータ軸に備えられていることを特徴とする請求項1記載の駆動力伝達装置
  3. 前記ケース部と前記ケースカバーとの間に、前記差動機構の潤滑油を封止するシール部材が備えられたことを特徴とする請求項2記載の駆動力伝達装置。
  4. 前記ケース部に対して前記ケースカバーを固定するカバー固定手段が備えられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の駆動力伝達装置。
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