具体实施方式

实施例

将参考图1到图7描述本发明的实施例。以下描述的实施例被示意为适合于实施本发明的具体示例，并且具体地示意了各种技术上优选的技术事项。但是，本发明的技术范围不限于该特定方面。

图1示意了配备有根据本发明的实施例的辅助驱动装置的四轮驱动车辆的构造示例。在该四轮驱动车辆1中，右和左前轮11R、11L由作为主驱动源的发动机12驱动，并且右和左后轮16R、16L由具有电动马达3的辅助驱动装置2驱动。在本实施例中，右和左前轮11R、11L是主驱动轮，并且右和左后轮16R、16L是辅助驱动轮。在下文中，“右”和“左”指在四轮驱动车辆1的横向方向上的右和左。辅助驱动装置2对应于本发明的车辆驱动装置。

如图1中所示，发动机12的驱动力通过变速器13变换并传递到前差速器14的差速器壳141。前差速器14具有差速器壳141、小齿轮轴142、一对小齿轮143和一对侧齿轮144R、144L。小齿轮轴142的两端由差速器壳141支撑。小齿轮143由小齿轮轴142支撑。在侧齿轮144R、144L的轴线垂直于小齿轮143的轴线的情况下，侧齿轮144R、144L与小齿轮143啮合。

在侧齿轮144R、144L中，驱动轴15R联接到右侧齿轮144R，使得驱动轴15R相对于右侧齿轮144R不能够旋转，并且驱动轴15L联接到左侧齿轮144L，使得驱动轴15L相对于左侧齿轮144L不能够旋转。驱动轴15R将驱动力传递到右前轮11R，并且驱动轴15L将驱动力传递到左前轮11L。

辅助驱动装置2具有作为驱动源的电动马达3、减速齿轮机构4、差速器单元5和控制装置9。减速齿轮机构4降低电动马达3的旋转速度。差速器单元5将驱动力分配到作为一对驱动轴的右和左驱动轴18R、18L，并允许后轮16R、16L以不同的速度旋转。控制装置9被构造成控制电动马达3。

差速器单元5包括差速器壳51、小齿轮轴52、多个小齿轮53和一对侧齿轮54R、54L。差速器壳51由电动马达3的驱动力旋转。小齿轮轴52的两端由差速器壳51支撑。小齿轮53由小齿轮轴52支撑并随着差速器壳51旋转。侧齿轮54R、54L与小齿轮53啮合。

在本实施例中，单个小齿轮轴52由差速器壳51支撑，并且该一对小齿轮53由单个小齿轮轴52支撑。在侧齿轮54R、54L的轴线垂直于小齿轮53的轴线的情况下，该一对侧齿轮54R、54L与该一对小齿轮53啮合。小齿轮轴52的数目和小齿轮53的数目不限于此，并且该一对小齿轮53可以由两个小齿轮轴52支撑。

减速齿轮机构4由第一齿轮副41和第二齿轮副42构成。第一齿轮副41包括作为第一齿轮的小齿轮411，和作为第二齿轮的大直径齿轮412。小齿轮411和大直径齿轮412彼此啮合。第二齿轮副42包括作为第三齿轮的小直径齿轮421，和作为第四齿轮的环形齿轮422。小直径齿轮421和环形齿轮422彼此啮合。

小齿轮411联接到输入轴61，使得小齿轮411相对于输入轴61不能够旋转。输入轴61固定到作为驱动源的电动马达3的轴。大直径齿轮412联接到中间轴62，使得大直径齿轮412相对于中间轴62不能够旋转。中间轴62平行于输入轴61设置。小直径齿轮421在中间轴62的旋转轴线O₂的方向上邻近大直径齿轮412定位，并且联接到中间轴62，使得小直径齿轮421相对于中间轴62不能够旋转。环形齿轮422固定到差速器壳51。

控制装置9具有开关元件，该开关元件对安装在四轮驱动车辆1上的诸如电池的直流电源进行切换，以将直流电力输出到电动马达3。控制装置9通过脉宽调制(PWM)控制来控制供应到电动马达3的电流。电动马达3根据从控制装置9供应的电流来产生驱动力。

图2是示意辅助驱动装置2的构造示例的截面视图。为了便于示意，在图2中未示出电动马达3和控制装置9。

如图2中所示，辅助驱动装置2包括输入轴61、中间轴62、第一输出轴631和第二输出轴632和壳体8。输入轴61接收电动马达3的驱动力并围绕旋转轴线O₁旋转。中间轴62平行于输入轴61设置并且围绕旋转轴线O₂旋转。第一输出轴631和第二输出轴632是输出轴，并且围绕旋转轴线O₃旋转。

壳体8容纳输入轴61、中间轴62、第一输出轴631和第二输出轴632和差速器单元5。壳体8由通过未示出的螺栓而固定到一起的壳81和盖82构成。

输入轴61与小齿轮411成一体，并用作小齿轮411的齿轮轴。滚珠轴承71设置在形成于盖82中的轴承装配孔82a中，并且滚珠轴承72设置在形成于壳81中的轴承装配孔81a中。输入轴61经由滚珠轴承71由盖82支撑，从而能够相对于盖82旋转，并且经由滚珠轴承72由壳81支撑，从而能够相对于壳81旋转。

滚珠轴承71的内圈712在旋转轴线O₁的方向上与小齿轮411接触，并受到随着输入轴61的旋转而产生的推力的作用。滚珠轴承71的外圈711装配在盖82的轴承装配孔82a中。

滚珠轴承72的内圈722在旋转轴线O₁的方向上与输入轴61的大直径部610接触，并受到随着输入轴61的旋转而产生的推力的作用。滚珠轴承72的外圈721装配在壳81的轴承装配孔81a中。

中间轴62与大直径齿轮412和小直径齿轮421成一体。滚珠轴承73装配在盖82的凸台部820上，并且滚珠轴承74装配在壳81的凸台部810上。中间轴62经由滚珠轴承73由盖82支撑，从而能够相对于盖82旋转，并且经由滚珠轴承74由壳81支撑，从而能够相对于壳81旋转。

图3A和图3B分别是滚珠轴承73、74和滚珠轴承73、74周围的部分的放大视图。如图3A中所示，滚珠轴承73位于中间轴62的左轴向端面中的第一凹进部62a中。滚珠轴承73的外圈731装配在中间轴62的左轴向端中的突出部611中。滚珠轴承73的内圈732装配在盖82的凸台部820上。由此，滚珠轴承73设置在中间轴62的第一凹进部62a中。

如图3B中所示，滚珠轴承74位于中间轴62的右轴向端面中的第二凹进部62b中。滚珠轴承74的外圈741间隙装配在中间轴62的右轴向端中的突出部612中，并且该间隙允许中间轴62在旋转轴线O₂的方向上移动。滚珠轴承74的内圈742装配在壳81的凸台部810上。由此，滚珠轴承74设置在中间轴62的第二凹进部62b中。

如图2中所示，差速器单元5的差速器壳体51经由圆锥滚子轴承75、76由壳81支撑，从而能够相对于壳81旋转。差速器壳体51和环形齿轮422被螺栓500固定在一起。

第一输出轴631联接到所述侧齿轮54L，并且经由滚珠轴承77由盖82支撑，从而能够相对于盖82旋转。第一输出轴631在其在旋转轴线O₃的方向上的左端处具有凸缘部631a，并且第一输出轴631也经由凸缘部631a联接到驱动轴18L。第二输出轴632联接到侧齿轮54R，并经由滚珠轴承78由壳81支撑，从而能够相对于壳81可旋转。第二输出轴632在其在旋转轴线O₃的方向上的右端处具有凸缘部632a，并且第二输出轴632也经由凸缘部632a联接到驱动轴18R。

在如上所述构造的辅助驱动装置2中，从电动马达3输入到输入轴61的旋转被减速齿轮机构4降低速度以增大扭矩，并且增大的扭矩经由第一输出轴631和第二输出轴632传递到驱动轴18L、18R。

图4概略地示意了根据本实施例的第一齿轮副41和第二齿轮副42的构造。为了示意清楚，第一输出轴631和第二输出轴632被视为单轴，并且在图4中被示意为输出轴63。

如图4中所示，第一齿轮副41的小齿轮411和大直径齿轮412是螺旋齿轮，并且第二齿轮副42的小直径齿轮421和环形齿轮422是双螺旋齿轮。

第二齿轮副42的双螺旋齿轮具有第一啮合部42a和第二啮合部42b，在第一啮合部42a和第二啮合部42b处，相反的旋向的螺旋齿轮彼此啮合。第一啮合部42a和第二啮合部42b在旋转轴线O₂的方向上彼此相邻地定位。在本实施例中，根据减速齿轮机构4的减速比，第一齿轮副41在旋转轴线O₁的方向上的长度小于第二齿轮副42在旋转轴线O₂的方向上的长度。

第一齿轮副41的小齿轮411具有啮合齿411a，它们的齿线相对于旋转轴线O₁的方向倾斜。大直径齿轮412具有与小齿轮411的啮合齿411a啮合的啮合齿412a。小齿轮411的啮合齿411a和大直径齿轮412的啮合齿412a具有相同但是旋向相反的螺旋角。

第二齿轮副42的小直径齿轮421具有在旋转轴线O₂的方向上彼此相邻地定位的且旋向相反的第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44。类似地，第二齿轮副42的环形齿轮422具有在旋转轴线O₃的方向上彼此相邻地定位的且旋向相反的第三螺旋齿轮部45和第四螺旋齿轮部46。

小直径齿轮421的第一螺旋齿轮部43具有啮合齿43a，它们的齿线相对于旋转轴线O₂的方向倾斜。小直径齿轮421的第二螺旋齿轮部44具有与第一螺旋齿轮部43的啮合齿43a旋向相反的啮合齿44a。

环形齿轮422的第三螺旋齿轮部45具有啮合齿45a，它们的齿线相对于旋转轴线O₃的方向倾斜。环形齿轮422的第四螺旋齿轮部46具有与第三螺旋齿轮部45的啮合齿45a旋向相反的啮合齿46a。

在如上所述构造的第一齿轮副41和第二齿轮副42中，当输入轴61由电动马达3驱动并围绕旋转轴线O₁旋转时，由于第一齿轮副41的小齿轮411和大直径齿轮412彼此啮合，因此中间轴62在与输入轴61的旋转方向相反的方向上围绕旋转轴线O₂旋转。由于第二齿轮副42的小直径齿轮421和环形齿轮422彼此啮合，因此输出轴63在与中间轴62的旋转方向相反的方向上围绕旋转轴线O₃旋转。由此，降低了电动马达3的输出的速度，并且增加的扭矩经由输出轴63被传递到右和左后轮16R、16L。

此时，第一齿轮副41和第二齿轮副42受到由齿轮上的啮合反作用力产生的推力(图4中所示的fa₁、fa₁'、fa₂、fa₂'、fa₃和fa₃')作用。将参考图5A、图5B、图6A和图6B详细描述这些推力。

图5A概略地示意了作用在第一齿轮副41的小齿轮411上的啮合反作用力，并且图5B概略地示意了作用在第一齿轮副41的大直径齿轮412上的啮合反作用力。图6A概略地示意了作用在第二齿轮副42的小直径齿轮421上的啮合反作用力，并且图6B概略地示意了作用在第二齿轮副42的环形齿轮422上的啮合反作用力。小齿轮411、大直径齿轮412、小直径齿轮421和环形齿轮422所有的啮合齿具有为β的螺旋角。

如图5A中所示，由于小齿轮411与大直径齿轮412啮合，因此啮合反作用力ft₁作用在第一齿轮副41的小齿轮411上。啮合反作用力ft₁的方向垂直于小齿轮411的啮合齿411a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₁作用在与输入轴61的旋转方向相反的方向上。由此，作为啮合反作用力ft₁在旋转轴线O₁的方向上的分量的推力fa₁，和作为啮合反作用力ft₁在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr₁作用在小齿轮411上。

如图5B中所示，由于大直径齿轮412与小齿轮411啮合，因此啮合反作用力ft₁'作用在第一齿轮副41的大直径齿轮412上。啮合反作用力ft₁'的方向垂直于大直径齿轮412的啮合齿412a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₁'作用在中间轴62的旋转方向上。由此，作为啮合反作用力ft₁'在旋转轴线O₂的方向上的分量的推力fa₁'，和作为啮合反作用力ft₁'在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr₁'，作用在大直径齿轮412上。在大直径齿轮412上的啮合反作用力ft₁'的大小和在小齿轮411上的啮合反作用力ft₁的大小相同(ft₁＝ft₁')。

如图6A中所示，由于第一螺旋齿轮部43与环形齿轮422的第三螺旋齿轮部45啮合，因此啮合反作用力ft₂作用在第二齿轮副42的小直径齿轮421的第一螺旋齿轮部43上。啮合反作用力ft₂的方向垂直于第一螺旋齿轮部43的啮合齿43a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₂作用在与中间轴62的旋转方向相反的方向上。由此，作为啮合反作用力ft₂在旋转轴线O₂的方向上的分量的推力fa₂，和作为啮合反作用力ft₂在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr2作用在第一螺旋齿轮部43上。

由于第二螺旋齿轮部44与环形齿轮422的第四螺旋齿轮部46啮合，因此啮合反作用力ft₃作用在第二齿轮副42的小直径齿轮421的第二螺旋齿轮部44上。啮合反作用力ft₃的方向垂直于第二螺旋齿轮部44的啮合齿44a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₃在与中间轴62的旋转方向相反的方向上作用。由此，作为啮合反作用力ft₃在旋转轴线O₂的方向上的分量的推力fa₃，和作为啮合反作用力ft₃在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr₃作用在第二螺旋齿轮部44上。

在本实施例中，第一螺旋齿轮部43在旋转轴线O₂的方向上的长度d₁大于第二螺旋齿轮部44在旋转轴线O₂的方向上的长度d₂(d₁>d₂)。因此，在第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44上产生的推力不相等。

在第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44之间存在预定的间隙430。例如是2mm到3mm的该间隙430是在刮削期间用于刮削齿的间隙。

如图6B中所示，由于第三螺旋齿轮部45与小直径齿轮421的第一螺旋齿轮部43啮合，因此啮合反作用力ft₂'作用在第二齿轮副42的环形齿轮422的第三螺旋齿轮部45上。啮合反作用力ft₂'的方向垂直于第三螺旋齿轮部45的啮合齿45a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₂'作用在输出轴63的旋转方向上。由此，作为啮合反作用力ft₂'在旋转轴线O₃的方向上的分量的fa₂'，和作为啮合反作用力ft₂'在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr2'作用在第三螺旋齿轮部45上。

由于第四螺旋齿轮部46与小直径齿轮421的第二螺旋齿轮部44啮合，因此啮合反作用力ft₃'作用在第二齿轮副42的环形齿轮422的第四螺旋齿轮部46上。啮合反作用力ft₃'的方向垂直于第四螺旋齿轮部46的啮合齿46a的齿线方向，并且啮合反作用力ft₃'作用在输出轴63的旋转方向上。由此，作为啮合反作用力ft₃'在旋转轴线O₃的方向上的分量的推力fa₃'，和作为啮合反作用力ft₃'在圆周方向上的分量的扭矩传递力fr₃'作用在第四螺旋齿轮部46上。

在本实施例中，与参考图6A描述的第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44相同，第三螺旋齿轮部45在旋转轴线O₃的方向上的长度d₃大于第四螺旋齿轮部46在旋转轴线O₃的方向上的长度d₄(d₃＞d₄)。因此，在第三螺旋齿轮部45和第四螺旋齿轮部46上产生的推力不相等。

在本实施例中，在第一齿轮副41的大直径齿轮412和第二齿轮副42的小直径齿轮421上产生的推力彼此抵消。由此减小了中间轴62上的推力。

更具体地，在第二齿轮副42的小直径齿轮421中，由于第二齿轮副42的第一啮合部42a上的啮合反作用力ft₂而作用在中间轴62上的推力fa₂和由于第二啮合部42b上的啮合反作用力ft₃而作用在中间轴62上的推力fa₃在使得推力fa₂、fa₃彼此抵消的方向上产生。在推力fa₂、fa₃抵消之后剩余的残余推力(fa₂-fa₃)抵消了第一齿轮副41的大直径齿轮412上的推力fa₁'。在第一螺旋齿轮部43上的推力fa₂对应于第一推力，并且在第二螺旋齿轮部44上的推力fa₃对应于第二推力。

由于第二螺旋齿轮部44在旋转轴线O₂的方向上的长度d₂小于第一螺旋齿轮部43在旋转轴线O₂的方向上的长度d₁，因此在第二螺旋齿轮部44上的推力fa₃小于在第一螺旋齿轮部43上的推力fa₂(fa₃＜fa₂)。因此，残余推力(fa₂-fa₃)在与第一齿轮副41的大直径齿轮412的推力fa₁'相反的方向上产生，并且残余推力(fa₂-fa₃)和推力fa₁'彼此抵消。

在本实施例中，由于在小直径齿轮421上产生的残余推力(fa₂-fa₃)的大小和在大直径齿轮412上产生的推力fa₁'的大小相同，因此这些推力在中间轴62上完全地彼此抵消。由此，减小了作用在中间轴62上的推力，并且减小了受到中间轴62上的推力作用的滚珠轴承73、74上的载荷。

如上所述，在本实施例中，在由双螺旋齿轮构成的第二齿轮副42中，第一啮合部42a在旋转轴线的方向上的长度和第二啮合部42b在旋转轴线的方向上的长度彼此不同，并且第二齿轮副42的小直径齿轮421上的残余推力(fa₂-fa₃)和第一齿轮副41的大直径齿轮412上的推力fa₁'彼此抵消。由此减小了作用在中间轴62上的推力。

比较示例

接下来，将参考图7和图8描述根据比较示例的辅助驱动装置2A。图7是示意根据比较示例的辅助驱动装置2A的构造示例的截面视图。图8概略地示意了第一齿轮副41和第二齿轮副47的构造。在比较示例的描述中，与实施例中的那些相同的部分用相同的附图标记表示，并且将省略其描述。

根据比较示例的辅助驱动装置2A与根据实施例的辅助驱动装置2的不同之处在于，第二齿轮副47由螺旋齿轮构成。即，在根据比较示例的辅助驱动装置2A中，第一齿轮副41和第二齿轮副47均由螺旋齿轮构成。

如图7中所示，根据比较示例的辅助驱动装置2A的中间轴62在其左轴向端中具有第一凸台部621，并且在其右轴向端中具有第二凸台部622。第一凸台部621装配在滚珠轴承700的内圈700a中，并且第二凸台部622装配在滚珠轴承701的内圈701a中。滚珠轴承700在盖82中支撑中间轴62，使得中间轴62能够相对于盖82旋转，并且滚珠轴承701在壳81中支撑中间轴62，使得中间轴62能够相对于壳81旋转。

在根据比较示例的辅助驱动装置2A中，支撑中间轴62的滚珠轴承700、701径向设置在中间轴62的轴向端外侧。因为比较示例的滚珠轴承700、701比实施例的滚珠轴承73、74更大，所以将辅助驱动装置2A以此方式构造。这些大型滚珠轴承700、701的使用是减小辅助驱动装置2A的总体尺寸的瓶颈。

由于实施例的滚珠轴承73、74比比较示例的滚珠轴承700、701小，因此滚珠轴承73、74能够设置在中间轴62的两个轴向端中的第一凹进部62a和第二凹进部62b中。由此，实施例的构造实现了总体装置尺寸的减小。

如图8中所示，比较示例的第二齿轮副47由单螺旋齿轮构成。第二齿轮副47包括随着中间轴62旋转的小直径齿轮471和随着输出轴63旋转的环形齿轮472。小直径齿轮471的啮合齿471a和环形齿轮472的啮合齿472a具有相同但是旋向相反的螺旋角。第二齿轮副47在旋转轴线的方向上的长度大于第一齿轮副41在旋转轴线的方向上的长度。

在电动马达3运行的情况下，小直径齿轮471受到在与环形齿轮472啮合的部分上产生的推力fa₄的作用，并且环形齿轮472在与小直径齿轮471上的推力fa₄的方向相反的方向上受到推力fa₄'的作用。

由于第二齿轮副47在旋转轴线的方向上的长度大于第一齿轮副41在旋转轴线的方向上的长度，因此小直径齿轮471上的推力fa₄大于第一齿轮副41的大直径齿轮412上的推力fa₁'。因此，第一齿轮副41的小直径齿轮471上的推力fa₄和大直径齿轮412上的推力fa₁'彼此抵消，并且在推力fa₄、fa₁'抵消之后剩余的残余推力(fa₄-fa₁')作用在中间轴62上。

由于滚珠轴承701受到该残余推力(fa₄-fa₁')的作用，因此使用大滚珠轴承701，使得它能够承受该载荷。当电动马达3在相反的方向上旋转时(当四轮驱动车辆1向后移动时)，在每个齿轮上的推力的方向变为相反，并且滚珠轴承700受到残余推力的作用。因此，大轴承700、701用于支撑中间轴62，使得中间轴62能够旋转。

在另一个方面，在本实施例中，减小了在中间轴62上的推力。因此，小轴承73、74用于支撑中间轴62，使得中间轴62能够旋转。轴承73、74设置在中间轴62的轴向长度的范围内。这种构造实现了总体装置尺寸和重量的减小。

根据上述实施例，通过减小作用在中间轴62上的推力来减小支撑中间轴62的轴承73、74的尺寸。这种构造实现了总体装置尺寸和重量的减小。

根据实施例，第一齿轮副41由螺旋齿轮构成。与两个齿轮副均由双螺旋齿轮构成的情况相比，该构造实现了制造成本的降低。

补充注释

尽管以上基于实施例描述了本发明，但是该实施例并非旨在限制如在权利要求书中限定的本发明。应当注意的是，并非在实施例中描述的特征的所有组合对于解决该问题来说都是必不可少的。

在以上实施例中，第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44在旋转轴线的方向上具有不同的长度，从而产生残余推力，该残余推力抵消了在第一齿轮副41的大直径齿轮412上的推力fa₁。但是，产生残余推力的方式不限于此。

例如，可以调节在第二齿轮副42的第一啮合部42a和第二啮合部42b中的齿轮的螺旋角，从而产生残余推力。更具体地，第二齿轮副42的第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44在旋转轴线的方向上可以具有相同的长度，但是具有不同的螺旋角。同样通过这种构造，在第一螺旋齿轮部43和第二螺旋齿轮部44上的推力不相等，并且因此产生了残余推力。在这种情况下，能够使得第三螺旋齿轮部45和第四螺旋齿轮部46在旋转轴线的方向上具有相同的长度。因此，在第三螺旋齿轮部45和第四螺旋齿轮部46上的推力彼此抵消，从而没有推力作用在第一输出轴631和第二输出轴632上。这种构造减小了在传递大扭矩的第一输出轴631和第二输出轴632上的推力。

在以上实施例中，第一齿轮副41由螺旋齿轮构成。但是，本发明不限于此，并且第一齿轮副41可以由具有零度螺旋角的正齿轮构成。可替代地，第一齿轮副41可以由双螺旋齿轮构成，并且第二齿轮副42可以由正齿轮构成。

在以上实施例中，第一齿轮副41和第二齿轮副42的构造被设置在四轮驱动车辆1的后轮侧上的驱动系统中。但是，本发明不限于此，并且第一齿轮副41和第二齿轮副42的构造可以被设置在四轮驱动车辆1的前轮侧上的驱动系统中。