JP2019039553A - 車両駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両駆動装置を高さ方向に大型化することなく、ケース内の油面の変動時におけるエアレーションを防止する。【解決手段】ケースの底壁321と側壁322とにより形成された油の貯留空間70は、シャフト支持部34の径方向内側の第1貯留空間71、シャフト支持部34とリングギア52との間の第2貯留空間72、およびリングギア52の径方向外側の第3貯留空間73を含む。車両駆動装置は、シャフト支持部34に設けられて第1貯留空間71と第2貯留空間72とを連通する貫通孔340と、リングギア52に設けられて第2貯留空間72と第3貯留空間73とを連通する貫通孔520と、一端部が第1貯留空間71に連通し、他端部がオイルポンプに連通する油路74,76を形成する油路形成部とを備える。【選択図】図7A
Description
本発明は、車両駆動装置に関する。
従来より、変速機のケーシングの底部に溜まった油をポンプが吸い込む際のエアレーションを防止するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、上下方向の軸線を中心にしてストレーナがオイルパン内に全周にわたって回転自在に配置される。これにより、車両の加速時や旋回時等にオイルパン内の油にオイルレベルを変動させる力が作用したときに、ストレーナが同時に回転し、ストレーナの端部の油の吸込口からの空気の吸込みを防ぐ。
しかしながら、上記特許文献1記載の装置では、変速機の底部にストレーナが回転するためのスペースを設ける必要があり、その分、変速機が高さ方向に大型化する。
本発明の一態様である車両駆動装置は、上下方向の軸線に沿って延在する回転軸と、回転軸の周囲に前記軸線を中心に回転軸に対しトルク伝達可能に配置された遊星歯車機構と、回転軸と遊星歯車機構とを収容するとともに、底壁部と側壁部とにより、オイルポンプから供給された油が貯留される貯留空間を形成するケース部と、底壁部の上面から突設され、回転軸を回転可能に支持する筒状の軸支持部と、を備える。遊星歯車機構のリングギアは軸支持部の周囲に配置されるとともに、リングギアの底部は、底壁部の上面に固定され、貯留空間は、軸支持部の径方向内側の第1貯留空間、軸支持部とリングギアとの間の第2貯留空間、およびリングギアの径方向外側の第3貯留空間を含む。車両駆動装置は、軸支持部に設けられ、第1貯留空間と第2貯留空間とを連通する第1連通部と、リングギアに設けられ、第2貯留空間と第3貯留空間とを連通する第2連通部と、一端部が第1貯留空間に連通し、他端部がオイルポンプに連通する油路を形成する油路形成部と、をさらに備える。
本発明によれば、車両駆動装置を高さ方向に大型化することなく、油面の変動時のオイルポンプのエアレーションを防ぐことができる。
以下、図1〜図11を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両駆動装置100の要部構成を展開して示す断面図である。この車両駆動装置100は、回転電機の一例である電動機MTを有し、電動機MTを駆動源とした走行駆動トルクを車両駆動輪に出力する。したがって、車両駆動装置100は、電気自動車やハイブリッド車両等、走行駆動源としての電動機MTを有する車両に搭載される。なお、電動機MTは発電機として用いることもできる。図1には、車両駆動装置100を車両に搭載した状態における車両の上下方向(高さ方向)および左右方向(車幅方向)を矢印で示す。
図1に示すように、車両駆動装置100は、電動機MTのトルクを左右方向の軸線CL2を中心としたトルクに変換して出力する第1駆動装置101と、第1駆動装置101から出力されたトルクを左右方向の軸線CL3を中心としたトルクに変換して出力する第2駆動装置102とを有する。なお、図1の展開図では、第1駆動装置101の上方に第2駆動装置102が示されるが、実際には、第1駆動装置101の前方または後方に第2駆動装置102が配置され、軸線CL3は軸線CL2よりも下方に位置する(図4A,4B参照)。
図1に示すように、車両駆動装置100は、電動機MTと、電動機MTの内部に上下方向の軸線CL1を中心に回転可能に支持された第1シャフト1と、軸線CL1と直交する軸線CL2を中心に回転可能に支持された第2シャフト2と、軸線CL2と平行な軸線CL3を中心に回転可能に支持された差動装置3とを有する。電動機MTのトルクは、第1シャフト1、第2シャフト2、および差動装置3を介して左右のドライブシャフト4,5に伝達され、これにより左右の駆動輪が駆動される。
図2は、図1の第1駆動装置101を斜め上方から見た外観斜視図であり、図3は、第1駆動装置101の要部構成を拡大して示す断面図(図2のIII-III線に沿った断面図)である。なお、図3には、図1とは異なる位置(位相)の第1駆動装置101の断面が示される。
図3に示すように、電動機MTは、軸線CL1を中心に回転するロータ10と、ロータ10の周囲に配置されたステータ20とを有する。ロータ10とステータ20とは、ケース30内の収容空間SPに収容される。
ロータ10は、ロータハブ11と、ロータコア15とを有する。ロータハブ11は、軸線CL1を中心とした略円筒形状の軸部12と、軸部12よりも大径かつ軸部12と同軸の円筒部13と、径方向に延在し、軸部12と円筒部13とを接続するプレート部14とを有する。ロータコア15は、軸線CL1を中心とした略円筒形状の回転子鉄心であり、ロータハブ11の円筒部13の外周面に嵌合して結合され、ロータハブ11と一体に回転する。電動機MTは埋込磁石同期モータであり、ロータコア15には、周方向複数の永久磁石16が埋め込まれる。ロータコア15の上方には、ロータ10の回転位置(位相)を検出するセンサ17が設けられる。なお、磁石16を有しない同期リラクタンスモータやスイッチドリラクタンスモータ等を電動機MTとして用いることもできる。
ステータ20は、ロータコア15の外周面から径方向所定長さのギャップ6を介して配置された、軸線CL1を中心とした略円筒形状のステータコア21を有する。ステータコア21は固定子鉄心であり、その内周面には径方向外側に向けて周方向複数のスロット22が設けられる。各スロット22には、集中巻または分布巻により巻線23(コイル)が配置される。巻線23の上下端部は、ステータコア21の上下端面よりもそれぞれ上方および下方に突出する。巻線23に三相交流電流を流すことにより回転磁界が発生し、ロータ10が回転する。
図2,3に示すように、ケース30は、上下に分解可能な上ケース31と下ケース32とを有する。上ケース31は、略円形の上壁311と、上壁311の周縁部から下方に延在する略円筒形状の側壁312とを有する。上壁311の上面には、コネクタ311aが設けられ、コネクタ311aを介して上壁311の下方の巻線23に電流が供給される。下ケース32は、略円形の底壁321と、底壁321の周縁部から上方に延在する略円筒形状の側壁322とを有する。図2に示すように、上ケース31と下ケース32とは、上ケース31を上下方向に貫通して下ケース32に螺合された周方向複数のボルト81により結合される。
図3に示すように、底壁321の上面にはフランジ部321aが設けられ、フランジ部321aには、貫通ボルト30aを介してステータコア21が固定される。上ケース31の中央部と下ケース32の中央部とには、それぞれ軸線CL1を中心とした略円形の開口部31a,32aが設けられる。上ケース31の開口部31aには、下方かつ径方向内側に向け、略円錐台形状のシャフト支持部33が延設される。下ケース32の開口部32aには、上方かつ径方向内側に向け、略円錐台形状のシャフト支持部34が延設される。
シャフト支持部33,34には、テーパローラベアリング40,41を介して第1シャフト1の外周面が回転可能に支持される。第1シャフト1の下端部にはナット42が締結され、第1シャフト1が軸方向に拘束される。底壁321の下面には、開口部32aを塞ぐように外側から平板状のカバー35が取り付けられる。カバー35は、底壁321の下面の凹状のフランジ部に取り付けられ、カバー35の下面と底壁321の下面とはほぼ同一平面上に位置する。ロータハブ11の軸部12の内周面は、ニードルベアリング43を介して第1シャフト1の外周面に相対回転可能に支持される。
ロータ10と第1シャフト1との間のトルク伝達経路には、遊星歯車機構50が介装される。遊星歯車機構50は、それぞれ軸線CL1を中心とした略円筒形状のサンギア51およびリングギア52と、サンギア51とリングギア52との間に配置された周方向複数のプラネタリギア53と、プラネタリギア53の下方に軸線CL1を中心として回転可能に配置され、周方向複数のプラネタリギア53を回転可能に支持するキャリア54とを有する。シャフト支持部34の上端面とキャリア54の下端面との間にはニードルベアリング44が介装され、キャリア54はシャフト支持部34に対し相対回転可能に支持される。キャリア54の上端面とサンギア51の下端面との間にはニードルベアリング45が介装され、サンギア51はキャリア54に対し相対回転可能に支持される。
サンギア51の内周面はロータハブ11の軸部12の外周面にスプライン結合され、ロータ10の回転がサンギア51に伝達される。リングギア52は、水平方向に延在するフランジ部52aと、フランジ部52aの内径側縁部から上方に立ち上がる円筒状の側壁52bとを有し、側壁52bの上端部内周面にギア52cが形成される。下ケース32の底壁321の上面には、軸線CL1を中心としたリング状のフランジ部321bが設けられ、フランジ部321bにリングギア52のフランジ部52aがボルト30bにより固定される。
プラネタリギア53はサンギア51とリングギア52とに噛合され、サンギア51の回転はプラネタリギア53を介してキャリア54に伝達される。キャリア54は、軸線CL1を中心とした略円筒形状の軸部55を有する。軸部55はサンギア51よりも小径であり、軸部55の内周面は、ニードルベアリング43の下方かつテーパローラベアリング41の上方において第1シャフト1の外周面にスプライン結合され、キャリア54の回転は第1シャフト1に伝達される。
第1シャフト1の上端部には、シャフト支持部33よりも上方においてシャフト支持部33よりも大径の傘歯車(ベベルギア)1aが形成される。なお、傘歯車1aを第1シャフト1とは別体に設けるとともに、その傘歯車1aを第1シャフト1の外周面にスプライン結合等により一体に結合するようにしてもよい。第1シャフト1の外周面には段部1bが設けられ、これにより第1シャフト1の外周面は段付き状に形成され、段部1bの下方で外周面の径が小さくなる。ロータハブ11のプレート部14の上端面と段部1bの端面との間にはニードルベアリング46が介装され、第1シャフト1はロータハブ11に対し相対回転可能に支持される。
図1に示すように、第2シャフト2は、第1シャフト1の傘歯車1aの右上方および左上方に配置された左右一対のテーパローラベアリング61,62と、テーパローラベアリング62の右側に配置されたボールベアリング63およびローラベアリング64とを介して上ケース31に回転可能に支持される。第2シャフト2は、左右のテーパローラベアリング61,62の間に配置された、軸線CL2を中心とした略円筒形状の傘歯車(ベベルギア)65およびスペーサ66の内周面に挿入される。傘歯車65の内周面は第2シャフト2の外周面にスプライン結合され、第2シャフト2は傘歯車65と一体に回転する。これにより第1シャフト1の回転が傘歯車1a,65を介して第2シャフト2に伝達される。第2シャフト2の外周面には、ボールベアリング63とローラベアリング64との間に平歯車(スパーギア)67がスプライン結合され、平歯車67が第2シャフト2と一体に回転する。
差動装置3は、デフケース3aと、デフケース3a内に収納された複数のギア、すなわち左右一対のドライブシャフト4,5にそれぞれ結合された左右一対のサイドギア3b,3cと各サイドギア3b,3cに噛合する一対のピニオンギア3d,3eとを有する。第2シャフト2の平歯車67には、デフケース3aに固定された入力ギア3fが噛合され、第2シャフト2のトルクは、平歯車67と入力ギア3fとを介してデフケース3aに伝達される。これにより軸線CL3を中心にデフケース3aが回転し、左右のドライブシャフト4,5が回転駆動される。
以上のように本実施形態の車両駆動装置100は、電動機MTの回転軸線CL1を車両高さ方向に向けて構成される。このため、回転軸線CL1を水平方向に向けて車両駆動装置が構成される場合に比べ、車両駆動装置100全体の高さを抑えることができる。したがって、高出力を発揮するのに適した大径の電動機MTを、車両の限られた高さスペースに容易に配置することができる。
図4A,図4Bは、それぞれ車両駆動装置100の車両への搭載例を示す図である。図4Aは、車両駆動装置100が左右の前輪103の間に配置され、前輪駆動装置として用いられる例を示す。図4Bは、車両駆動装置100が左右の後輪104の間に配置され、後輪駆動装置として用いられる例を示す。いずれの例においても、電動機MTの上端面は、駆動輪103,104の回転軸線CL3よりも下方に位置する。したがって、図4Aに示すように車両駆動装置100を車両前方に配置する場合、車両のボンネットの位置を降下させることができ、デザイン面の優位性が高まる。また、図4Bに示すように車両駆動装置100を車両後方に配置する場合、車内の床面を上昇させる必要がないため、乗車スペースが狭まることを防止できる。
図5は、第1駆動装置101を図2とは左右反対方向から見た斜視図である。図5に示すように、下ケース32の側壁322には、ボルト82aによりオイルポンプ82が取り付けられる。オイルポンプ82は例えば電動トロコイドポンプにより構成される。図5の矢印に示すように、オイルポンプ82からパイプ83を介して吐出された油は、図示しないオイルクーラに供給されて冷却された後、図2の矢印に示すように、パイプ84を介して第1駆動装置101の各部に冷却油あるいは潤滑油として供給される。例えば電動機MTの巻線23の上端部に、図3に示すように上ケース31に設けられた油路31bを介して冷却油が供給される。
ケース30内の各部に供給された油はケース30の底部に溜まり、オイルポンプ82により吸い込まれて循環する。したがって、例えば車両の旋回時等に、底部に溜まった油に油面OLを変動させる力(遠心力等)が作用すると、オイルポンプ82に連通する油の吸込口が油中から露出し、オイルポンプ82がエアを吸い込む現象、すなわちエアレーションが生じるおそれがある。
これを避けるために、例えばケース30の底壁321を下方に膨出させて、車両旋回等に拘わらず常に油が貯留されるような貯留空間を設けるとともに、その貯留空間に油の吸込口を連通させるように構成すると、車両駆動装置100が高さ方向に大型化する。その結果、図4A,4Bに示すような車両駆動装置100の配置が困難となる。そこで本実施形態では、エアレーションを防止し、かつ、高さ方向の大型化を防ぐように車両駆動装置100を構成する。
図6は、下ケース32とリングギア52の要部構成を示す斜視図(斜め上方から見た図)である。図3,6に示すように、リングギア52の側壁52bの下端部には、リングギア52の側壁52bを水平方向に貫通する周方向複数の貫通孔520が開口される。図3に示すように、シャフト支持部34は、底壁321から径方向内側かつ上方に向けて傾設された傾斜部34aを有する。傾斜部34aの下端部には、その外周面から内周面にかけて斜め下方に貫通する周方向複数の貫通孔340が開口される。貫通孔340は、貫通孔520よりも下方に位置する。
図7A、7Bは、それぞれケース30内の底部に溜まった油の油面OLの位置を示す図である。なお、図7Aは油面OLが変動する前の状態を、図7Bは車両旋回等により油面OLが変動した後の状態をそれぞれ示す。
図7Aに示すように、下ケース32の内部(収容空間SP)には、底壁321と側壁322とにより、オイルポンプ82から供給された油が溜まる貯留空間70が形成される。貯留空間70は、シャフト支持部34の径方向内側の略円形の第1貯留空間71、シャフト支持部34とリングギア52の側壁52bとの間の略円環状の第2貯留空間72、および側壁52bの径方向外側の略円環状の第3貯留空間73に分けられる。第1貯留空間71と第2貯留空間72とは貫通孔340を介して連通し、第2貯留空間72と第3貯留空間73とは貫通孔520を介して連通する。
下ケース32の底壁321の底面に取り付けられたカバー35の上面には、軸線CL1を中心とした略円筒状のプレート部35aが突設され、プレート部35aの内側に、第1シャフト1の下端部のナット42が配置される。プレート部35aはバッフルプレートとして機能し、プレート部35aを介して第1貯留空間71は、内径側第1貯留空間71aおよび外径側第1貯留空間71bに分けられる。
図6に示すように、底壁321の上面には、中央のシャフト支持部34から周縁の側壁322にかけて径方向に延在する膨出部323が上方に向けて突設される。図7Aに示すように、膨出部323の内部には、油路74が形成される。油路74の一端部は、開口部75を介して第1貯留空間71(外径側第1貯留空間71b)に連通する。
図8は、図6の下ケース32を、油路74を含む水平面で切断した下ケース32の要部断面図である。図8に示すように、下ケース32の側壁322には径方向に厚みがある厚肉部324が形成され、厚肉部324に、側壁322の周方向に沿って油路76が形成される。油路76の一端部は、油路74の端部に連通し、油路76の他端部は、オイルポンプ82に連通する。油路76の一端部には、ストレーナ収容部76aが設けられ、ストレーナ収容部76aに、側壁322の開口部322aを介してストレーナ77が挿入される。開口部322aはキャップ78により閉塞される。
側壁322のフランジ部321aには、ボルト30a(図3)が螺合する複数(図では6個)のねじ孔321cが同一円上に周方向等間隔に設けられる。油路76は、ねじ孔321cの径方向外側を通って形成される。ストレーナ収容部76aは、ねじ孔321cと干渉しないように開口部322aとねじ孔321cとの間に設けられる。なお、膨出部323と厚肉部324は、第1貯留空間71からオイルポンプ82に至る油路74,76を形成する油路形成部80を構成する。
このように構成された車両駆動装置100においては、オイルポンプ82の駆動により第1貯留空間71(図7A)の油が、図8の矢印に示すように開口部75、油路74、ストレーナ77、油路76を介してオイルポンプ82の給油口82bに吸い込まれる。吸い込まれた油はオイルポンプ82の吐出口82cから吐出され、側壁322に設けられた油路79、および側壁322から突出したパイプ83(図5)を順次流れる。
このとき、例えば車両が左旋回すると、図7Bに示すように貯留空間70に溜まった油に遠心力が作用し、油面OLが傾く。これにより図7Bの矢印A1,A2に示すように、貫通孔340を介して第1貯留空間71から第2貯留空間72、および貫通孔520を介して第2貯留空間72から第3貯留空間73へと油が流れる。同時に、矢印B1,B2に示すように、貫通孔520を介して第3貯留空間73から第2貯留空間72、および貫通孔340を介して第2貯留空間72から第1貯留空間71へと油が流れる。
このため第1貯留空間71が常に必要量の油で満たされ、開口部75が露出することを防止できる。特に、シャフト支持部34およびリングギア52の側壁52bは、第1貯留空間71からの油の流出を抑制するバッフルプレートとして機能するため、車両の旋回等により油面OLの短期的な変動(傾き)が生じたとしても、開口部75は油に浸され続ける。これにより、オイルポンプ82にエアレーションが生じることを防止できる。
図9は、下ケース32のフランジ部321aにステータ20を組み付けた状態を示す平面図である。図9に示すように、ステータコア21の外周面は、軸線CL1を中心とした円の一部である円弧部21aと、円弧部21aよりも径方向外側に向けて周方向等間隔に突設された複数(6個)のフランジ部21bとを有する。下ケース32の側壁322は、軸線CL1を中心とした略正十二角形状を呈し、第1側面325と第2側面326とを交互に有する。ステータ取付用のボルト30aは、第1側面325の周方向の中点と軸線CL1とを接続する仮想線CL4上に位置する。
側壁322の内周面は、ストレーナ77のキャップ78の取付部322cを除き、ステータコア21の外周面の形状に対応して凹凸状に形成される。すなわち、第1側面325の内側に凹部325aが設けられ、凹部325aにフランジ部321aが形成される。第2側面326の内側に凸部326aが設けられ、凸部326aは円弧部21aに沿って略円弧状に形成される。なお、ストレーナ77のキャップ78の取付部322cは、凸部326aとはならず凹状に形成される。側壁322の上端面には、各フランジ部321aの周方向両側に、全周にわたって等間隔に複数(12個)のねじ孔322bが穿設される。ねじ孔322bにボルト81(図2)が螺合され、上ケース31と下ケース32とが結合される。なお、ねじ孔322bの下端部はストレーナ77よりも上方に位置し、ストレーナ77と干渉することなく、ケース31,32同士を締結できる。
図6に示すように、側壁322の外周面は、内周面と同様に凹凸状に形成される。すなわち、第1側面325に凸部325bが設けられ、第2側面326に凹部326bが設けられる。ねじ孔322bは、凸部325bの周方向両端部に設けられる。図6に示すように、凹部326bには径方向外側に向けて放熱用のフィン327が突設される。図9に示すように、厚肉部324に隣接する第2側面326には、オイルポンプ82の取付面320が形成され、取付面320にボルト82a(図5)を介してオイルポンプ82が取り付けられる。
図5に示すように、上ケース31の側壁312も側壁322と同様に凹凸状に形成される。すなわち、側壁312は、凹部326bの上方に凹部316bを、凸部325bの上方に凸部315bをそれぞれ有し、凹部316bにフィン317が設けられる。軸線CL1(図9)からフィン317,327の径方向外側端面までの距離は、軸線CL1から凸部315b,325bまでの距離と同一ないしほぼ同一である。このため、ケース30の最大外径は、オイルポンプ82とストレーナ77の取付部(厚肉部324)とを除き、軸線CL1から第1側面325および第2側面326までの距離によって規定される。
図10Aは、第1駆動装置101の平面図であり、図10Bは、その比較例である第1駆動装置301の平面図である。図10Aに示すように、本実施形態では、上ケース31および下ケース32の側壁312,322の外周面を凹凸状に形成し、凸部315bの周方向両端部に貫通孔を、凸部325bの周方向両端部にねじ孔322bをそれぞれ設けて上ケース31と下ケース32とをボルト81で締結する(図5)。すなわちボルト締結部をケース30の外周面(第1側面325、第2側面326)の内側に設ける。また、下ケース32の側壁322の第2側面326にオイルポンプ82の取付面320を設け、隣接する凸部325b(第1側面325)を厚肉部324として構成し、この厚肉部324にねじ孔321cと干渉しないように油路76を設ける(図8)。これによりオイルポンプ82の側壁322からの突出量を小さくすることができ、第1駆動装置101を径方向に小型化できる。
これに対し、図10Bに示すように側壁302の外周面を円形状に形成する場合、油路303と干渉しないようにケース304の外周面から径方向外側にボルト締結部305を突設する必要がある。このため、側壁302からのオイルポンプ82の突出量が増大し、第1駆動装置301が径方向に大型化する。
なお、図10Aに示すように、周方向に隣り合うボルト81,81間のピッチは、第2シャフト2を包囲する上ケース31の円筒部31cの外径とほぼ等しい。したがって、ボルト81を全周にわたって等ピッチで配置することができ、ケース31,32間に全周にわたって均等なボルト締結力を及ぼすことができる。
図11は、車両駆動装置100の第2シャフト2とドライブシャフト4との位置関係を示す平面図である。図11に示すように、ステータコア21のフランジ部21bの各ねじ孔を順次結ぶと、ステータ20は略正六角形となり、ケース30の外周面は正十二角形となる。このとき、正六角形の一辺25と平行に、第2シャフト2(軸線CL2)とドライブシャフト4(軸線CL3)とが配置される。これにより車両駆動装置100の高さを抑えることができるとともに、水平方向の長さも抑えることができる。
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)車両駆動装置100は、上下方向の軸線CL1に沿って延在する第1シャフト1と、第1シャフト1の周囲に軸線CL1を中心に第1シャフト1に対しトルク伝達可能に配置された遊星歯車機構50と、第1シャフト1と遊星歯車機構50とを収容するとともに、底壁321と側壁322とカバー35とにより、オイルポンプ82から供給された油が貯留される貯留空間70を形成するケース30およびカバー35と、底壁321の上面から突設され、第1シャフト1を回転可能に支持するシャフト支持部34とを備える(図3)。遊星歯車機構50のリングギア52は、シャフト支持部34の周囲に配置されるとともに、リングギア52の底部は、底壁321の上面に固定される(図3)。貯留空間70は、シャフト支持部34の径方向内側の第1貯留空間71、シャフト支持部34とリングギア52との間の第2貯留空間72、およびリングギア52の径方向外側の第3貯留空間73を含む(図7A)。車両駆動装置100は、シャフト支持部34に設けられて第1貯留空間71と第2貯留空間72とを連通する貫通孔340と、リングギア52に設けられて第2貯留空間72と第3貯留空間73とを連通する貫通孔520と、一端部が第1貯留空間71に連通し、他端部がオイルポンプ82に連通する油路74,76を形成する油路形成部80とをさらに備える(図7A,8)。
(1)車両駆動装置100は、上下方向の軸線CL1に沿って延在する第1シャフト1と、第1シャフト1の周囲に軸線CL1を中心に第1シャフト1に対しトルク伝達可能に配置された遊星歯車機構50と、第1シャフト1と遊星歯車機構50とを収容するとともに、底壁321と側壁322とカバー35とにより、オイルポンプ82から供給された油が貯留される貯留空間70を形成するケース30およびカバー35と、底壁321の上面から突設され、第1シャフト1を回転可能に支持するシャフト支持部34とを備える(図3)。遊星歯車機構50のリングギア52は、シャフト支持部34の周囲に配置されるとともに、リングギア52の底部は、底壁321の上面に固定される(図3)。貯留空間70は、シャフト支持部34の径方向内側の第1貯留空間71、シャフト支持部34とリングギア52との間の第2貯留空間72、およびリングギア52の径方向外側の第3貯留空間73を含む(図7A)。車両駆動装置100は、シャフト支持部34に設けられて第1貯留空間71と第2貯留空間72とを連通する貫通孔340と、リングギア52に設けられて第2貯留空間72と第3貯留空間73とを連通する貫通孔520と、一端部が第1貯留空間71に連通し、他端部がオイルポンプ82に連通する油路74,76を形成する油路形成部80とをさらに備える(図7A,8)。
この構成により、車両旋回時のケース30内の底部の油面OLの変動に拘らず、第1貯留空間71を十分な油で満たすことができる。このため、ケース30を下方に膨出させて油の貯留空間を設ける必要がなく、車両駆動装置100を高さ方向に大型化させずにエアレーションを防ぐことができる。
(2)側壁322は、オイルポンプ82が取り付けられる取付面320を有する(図8)。油路形成部80は、第1貯留空間71から側壁322にかけて底壁321に沿って油路74を形成する膨出部323と、膨出部323の端部からオイルポンプ82にかけて側壁322に沿って油路76を形成する厚肉部324とを有する(図8)。厚肉部324は、油路76の途中に、ストレーナ77を収容するストレーナ収容部76aを有する(図8)。これによりケース30を大型化せずに、ケース30の外側のオイルポンプ82まで効率的に流路を形成することができる。
(3)車両駆動装置100は、ケース30の内部に収容された電動機MTをさらに備える(図3)。電動機MTは、軸線CL1を中心に回転し、遊星歯車機構50にトルク伝達可能に接続されたロータ10と、ロータ10の周囲に配置されたステータ20とを有する(図3)。これによりケース30内に上下方向の軸線CL1を中心として電動機MTが配置されるため、オイルポンプ82からの吐出油を電動機MT(巻線23)に供給して電動機MTを冷却しながら、電動機MTの高さを抑えることができ、車両駆動装置100を小型化できる。
(4)ケース30は、上下に分割可能な上ケース31と下ケース32とを有する(図3)。側壁322の外側面は、軸線CL1を中心とした略正十二角形状を呈するとともに、周方向に交互に配置された第1側面325と第2側面326とを有する(図9)。側壁322は、第1側面325の径方向内側に、ステータ20を支持するフランジ部321aを有するとともに、第1側面325の周方向両端部に、上ケース31および下ケース32の結合用のボルト81が取り付けられるねじ孔322bを有する(図9)。これによりケース30が軸線CL1を中心とした対称形状に形成されるとともに、ケース30の側面325,326の内側にボルト81が配置されるようになるため、車両駆動装置100を径方向に小型化できる。
(5)第2側面326は径方向内側に向けて凹状に形成され、側壁322は、第2側面326、すなわち凹部326bに放熱フィン327を有する(図6)。これによりケース30からの放熱性を高めることができる。
(6)第1シャフト1は、上端部に傘歯車1aを有する(図1)。車両駆動装置100は、水平方向の軸線CL2に沿って延在し、傘歯車1aに噛合する傘歯車65を有する第2シャフト2をさらに備える(図1)。フランジ部321aは、正六角形の頂点に対応する位置にそれぞれ設けられ、第2シャフト2は、正六角形の1つの辺25と平行に延在する(図11)。これにより車両駆動装置全体の高さを低く、かつ水平方向の長さを短く抑えることができる。
なお、上記実施形態では、傘歯車1aを有する第1シャフト1を上下方向の軸線CL1に沿って延在させたが、回転軸の構成はこれに限らない。上記実施形態では、電動機MTのトルクを遊星歯車機構50を介して第1シャフト1に伝達するようにしたが、第1シャフト1のトルクを遊星歯車機構50を介して電動機MTに伝達することもできる。上記実施形態では、ケース30(底壁321、側壁322)とカバー35とにより、オイルポンプ82から供給された油が貯留される貯留空間70を形成したが、ケース部の構成はこれに限らない。側壁322だけでなく上下一対の側壁312,322で側壁部を構成してもよい。底壁321とカバー35とではなく、底壁のみでカバーを構成することもできる。上記実施形態では、底壁321の上面からシャフト支持部34を延設したが、底壁321とシャフト支持部34とを別々に設けて両者をボルト等により一体化するようにしてもよく、軸支持部の構成は上述したものに限らない。
上記実施形態では、シャフト支持部34の貫通孔340を介して第1貯留空間71と第2貯留空間72とが連通するようにしたが、貫通孔ではなく切り欠き等により両空間が連通するようにしてもよく、第1連通部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、リングギア52の貫通孔520を介して第2貯留空間72と第3貯留空間73とが連通するようにしたが、貫通孔ではなく切り欠き等により両空間が連通するようにしてもよく、第2連通部の構成は上述したものに限らない。
上記実施形態では、ケース30の底壁321の膨出部323とケース30の側壁322の厚肉部324とにより油路形成部80を構成したが、一端部が第1貯留空間に連通し、他端部がオイルポンプに連通する油路を形成するのであれば、油路形成部はいかなるものでもよい。すなわち、第1油路形成部としての膨出部323や第2油路形成部としての厚肉部324を設けずに、底壁321に沿った油路74(第1油路)および側壁322に沿った油路76(第2油路)を形成してもよい。上記実施形態では、下ケース32の側壁322にオイルポンプ82の取付面320を設けたが、ポンプ取付部を他の位置に設けてもよい。上記実施形態では、油路76の途中にストレーナ収容部76aを設けたが、第2油路ではなく第1油路の途中にストレーナ収容部を設けてもよい。
上記実施形態では、ケース30の外周面を略正多角形状、具体的には略十二角形状に形成したが、ケース部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、側壁322の第1側面325の径方向内側にフランジ部321aを設けるとともに周方向両端部にねじ孔322bを設けたが、ステータ支持部およびボルト取付部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、側壁312,322の第2側面326にフィン317,327を設けたが、放熱フィンの構成は上述したものに限らない。
上記実施形態では、第1シャフト1(第1回転軸)の傘歯車1a(第1傘歯車)と第2シャフト2(第2回転軸)の傘歯車65(第2傘歯車)とを互いに噛合させて車両駆動装置100を構成したが、車両駆動装置の構成はこれに限らない。すなわち、傘歯車を有しない車両駆動装置に対しても、本発明を同様に適用することができる。回転電機としての電動機をケース内に有しない変速機等にも、本発明を同様に適用することができる。以上では、車両駆動装置を走行用の駆動装置として用いたが、本発明の車両駆動装置は他の用途の駆動装置とすることもできる。
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
1 第1シャフト、1a 傘歯車、2 第2シャフト、4 ドライブシャフト、10 ロータ、20 ステータ、25 辺、30 ケース、31 上ケース、32 下ケース、34 シャフト支持部、35 カバー、50 遊星歯車機構、52 リングギア、65 傘歯車、70 貯留空間、71 第1貯留空間、72 第2貯留空間、73 第3貯留空間、74,76 油路、76a ストレーナ収容部、77 ストレーナ、80 油路形成部、82 オイルポンプ、317,327 フィン、320 取付面、321 底壁、321a フランジ部、322b ねじ孔、322 側壁、323 膨出部、324 厚肉部、325 第1側面、326 第2側面、340,520 貫通孔、MT 電動機
Claims (6)
- 上下方向の軸線に沿って延在する回転軸と、
前記回転軸の周囲に前記軸線を中心に前記回転軸に対しトルク伝達可能に配置された遊星歯車機構と、
前記回転軸と前記遊星歯車機構とを収容するとともに、底壁部と側壁部とにより、オイルポンプから供給された油が貯留される貯留空間を形成するケース部と、
前記底壁部の上面から突設され、前記回転軸を回転可能に支持する筒状の軸支持部と、を備え、
前記遊星歯車機構のリングギアは前記軸支持部の周囲に配置されるとともに、前記リングギアの底部は、前記底壁部の上面に固定され、
前記貯留空間は、前記軸支持部の径方向内側の第1貯留空間、前記軸支持部と前記リングギアとの間の第2貯留空間、および前記リングギアの径方向外側の第3貯留空間を含み、
前記軸支持部に設けられ、前記第1貯留空間と前記第2貯留空間とを連通する第1連通部と、
前記リングギアに設けられ、前記第2貯留空間と前記第3貯留空間とを連通する第2連通部と、
一端部が前記第1貯留空間に連通し、他端部が前記オイルポンプに連通する油路を形成する油路形成部と、をさらに備えることを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項1に記載の車両駆動装置において、
前記側壁部は、前記オイルポンプが取り付けられるポンプ取付部を有し、
前記油路形成部は、前記第1貯留空間から前記側壁部にかけて前記底壁部に沿って第1油路を形成する第1油路形成部と、前記第1油路形成部の端部から前記オイルポンプにかけて前記側壁部に沿って第2油路を形成する第2油路形成部とを有し、
前記第2油路形成部は、前記第2油路にストレーナを収容するストレーナ収容部を有することを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項1に記載の車両駆動装置において、
前記ケース部の内部に収容された回転電機をさらに備え、
前記回転電機は、前記軸線を中心に回転し、前記遊星歯車機構にトルク伝達可能に接続されたロータと、前記ロータの周囲に配置されたステータと、を有することを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項3に記載の車両駆動装置において、
前記ケース部は、上下に分割可能な上ケースと下ケースとを有し、
前記側壁部の外側面は、前記軸線を中心とした略正多角形状を呈するとともに、周方向に交互に配置された第1側面と第2側面とを有し、
前記側壁部は、前記第1側面の径方向内側に、前記ステータを支持するステータ支持部を有するとともに、前記第1側面の周方向両端部に、前記上ケースおよび前記下ケースの結合用のボルトが取り付けられるボルト取付部を有することを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項4に記載の車両駆動装置において、
前記第2側面は、径方向内側に向けて凹状に形成され、前記側壁部は、前記第2側面に放熱フィンを有することを特徴とする車両駆動装置。 - 請求項4または5に記載の車両駆動装置において、
前記回転軸は、上端部に第1傘歯車を有する第1回転軸であり、
水平方向の軸線に沿って延在し、前記第1傘歯車に噛合する第2傘歯車を有する第2回転軸をさらに備え、
前記ステータ支持部は、正六角形の頂点に対応する位置にそれぞれ設けられ、
前記第2回転軸は、前記正六角形の1つの辺と平行に延在することを特徴とする車両駆動装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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