JP7282451B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
モータと、
前記モータの下流に接続されたカウンタギアと、
前記カウンタギアの下流に接続された差動装置と、
前記モータ、前記カウンタギア及び前記差動装置を収容するケース部材と、を有し、
前記モータ、前記カウンタギア、前記差動装置は、前記モータの回転軸方向に沿ってこの順番で並んでおり、
前記カウンタギアは、中空軸部を有し、
前記中空軸部は、前記差動装置の外径側に配置されていると共に、前記差動装置側の一端部が前記ケース部材の第1の支持部で支持され、前記モータ側の他端部が前記ケース部材の第2の支持部で支持されており、
前記第1の支持部には、前記ケース部材の内部空間と、前記中空軸部の内部空間とを連通する連通路が設けられており、
前記第2の支持部には、前記モータの外周において前記回転軸方向に延在する潤滑油路が開口しており、
前記差動装置の回転によって掻き上げられた潤滑油の一部は、前記連通路から前記中空軸部内に流入し、前記潤滑油路を経由して、前記モータへ供給される構成の動力伝達装置とした。
図1は、本実施形態にかかる動力伝達装置1を説明する図である。
図2は、動力伝達装置1のカウンタギア5周りの拡大図である。
モータ2の出力回転は、カウンタギア5で減速されて差動装置6に入力された後、ドライブシャフト8(8A、8B)を介して、動力伝達装置1が搭載された車両の左右の駆動輪(図示せず)に伝達される。図1では、ドライブシャフト8Aが、動力伝達装置1を搭載した車両の左輪に回転伝達可能に接続されていると共に、ドライブシャフト8Bが、右輪に回転伝達可能に接続されている。
そして、モータハウジング10と、外側カバー11と、内側カバー12で、モータ2のケース(第1ケース部材)を構成している。
外側ケース13と内側ケース14で、カウンタギア5と差動装置6を収容するケース(第2ケース部材)を構成している。
外側ケース13と内側ケース14の間に形成される空間Sbは、カウンタギア5と差動装置6を収容するギア室となっている。
モータシャフト20の挿通孔200は、長手方向の一端20a側の連結部201と、他端20b側の被支持部202が、回転軸X方向における連結部201と被支持部202との間の中間領域203よりも大きい内径で形成されている。
この状態において、モータシャフト20は、ドライブシャフト8Bに対して相対回転可能に設けられている。
図2に示すように、ベアリングB1は、モータシャフト20の外周に設けた段部205により、ロータコア21側(図中、右側)への移動が規制されている。
そのため、モータシャフト20では、ロータコア21から見て一端20a側に離れた位置の外周が、ベアリングB1を介して、内側カバー12の円筒状のモータ支持部121で回転可能に支持されている。
モータシャフト20の他端20b側は、ベアリングB1を介して、外側カバー11の円筒状のモータ支持部111で回転可能に支持されている。
モータハウジング10の他端10bは、当該他端10bに設けたシールリングSにより、外側カバー11の環状の接合部110に隙間なく接合されている。
そして、外側カバー11側のモータ支持部111は、後記するコイルエンド253bの内径側で、ロータコア21の他端部21bに、回転軸X方向の隙間をあけて対向して配置される。
モータシャフト20の回転軸X方向から見て、珪素鋼板はリング状を成しており、珪素鋼板の外周側では、図示しないN極とS極の磁石が、回転軸X周りの周方向に交互に設けられている。
本実施形態では、巻線253を、複数のティース部252に跨がって分布巻きした構成のステータコア25を採用しており、ステータコア25は、回転軸X方向に突出するコイルエンド253a、253bの分だけ、ロータコア21よりも回転軸X方向の長さが長くなっている。
空間Sb内には、カウンタギア5と差動装置6が収容されていると共に、カウンタギア5と差動装置6を潤滑するための潤滑油OL(オイル)が貯留されている。
潤滑油OLは、動力伝達装置1の非駆動時に、重力方向における回転軸Xの下側に及ぶ高さ位置まで貯留されている。
カウンタギア5において大径歯車52は、円筒状の中空軸部51の外周にスプライン嵌合している。
カウンタギア5の中空軸部51は、モータ2の出力回転が大径歯車52を介して入力されると、軸線X1回りに回転する。
図2に示すように、中空軸部51では、パークギア53から見て一端部51a側(図中、左側)に離れた位置に、小径歯車部511が設けられている。小径歯車部511は、中空軸部51と一体に形成されていると共に、大径歯車52の外径R1よりも小さい外径R2で形成されている(図1参照:R1>R2)。
そのため、モータ2の出力回転が、大径歯車52を介してカウンタギア5に入力されると、パークギア53と小径歯車部511とが、大径歯車52と共に軸線X1回りに回転する。
そして、カウンタギア5では、大径歯車52が、モータ2の出力回転の入力部となっており、小径歯車部511が、入力された回転の出力部となっている。
そうすると、カウンタギア5に入力された回転は、大きく減速されたのちに、デフケース60に出力される。
デフケース60では、回転軸X方向(図中、左右方向)の両側部に、筒状の支持部601、602が設けられている。支持部601、602は、シャフト61から離れる方向に、回転軸Xに沿って延出している。
開口部130の内周には、リップシールRSが固定されており、リップシールRSの図示しないリップ部が、ドライブシャフト8Aの外周に弾発的に接触することで、ドライブシャフト8Aの外周と開口部130の内周との隙間が封止されている。
支持部材15は、支持部151の外周から、モータ2側(図中、右側)に延びる筒状部152と、筒状部152の先端側の開口を全周に亘って囲むフランジ部153とを有している。支持部材15のフランジ部153は、当該フランジ部153を貫通したボルトBにより、内側ケース14の支持部141に固定されている。
ドライブシャフト8Bは、モータ2のモータシャフト20と、カウンタギア5の大径歯車52の内径側と、伝達ギア26の内径側を、回転軸X方向に横切って設けられており、ドライブシャフト8Bの先端側が、支持部601で回転可能に支持されている。
軸孔60a、60bは、回転軸Xに直交する軸線Y上に位置しており、軸孔60a、60bには、シャフト61が挿入されている。
かさ歯車62A、62Bは、シャフト61の長手方向(軸線Y方向)で間隔を空けて2つ設けられており、かさ歯車62A、62Bは、互いの歯部を対向させた状態で配置されている。
シャフト61においてかさ歯車62A、62Bは、当該かさ歯車62A、62Bの軸心を、シャフト61の軸心と一致させて設けられている。
デフケース60内において、回転軸X方向におけるかさ歯車62A、62Bの両側には、サイドギア63A、63Bが位置している。
サイドギア63A、63Bは、互いの歯部を対向させた状態で、回転軸X方向に間隔を空けて2つ設けられており、かさ歯車62A、62Bとサイドギア63A、63Bとは、互いの歯部を噛合させた状態で組み付けられている。
動力伝達装置1の駆動時には、モータ2において発熱すると共に、ギア列(カウンタギア5)と差動装置6では、ギア同士が互いに噛合する部分(ギアの噛み合い部分)で発熱が生じる。
そして、差動装置6が回転軸X回りに回転する際に、第2ケース部材内の潤滑油OLが、デフケース60により掻き上げられて、掻き上げられた潤滑油OLが、ギアの噛み合い部分に供給される。これにより、ギアの噛み合い部分で発生した熱を、掻き上げた潤滑油OLとの熱交換により回収して、ギアの噛み合い部分を冷却するようにしている。
そして、潤滑油路101を通流する潤滑油OLを、モータ2の外周側から第1ケース部材内に供給することで、モータ2の駆動時に発生した熱を、潤滑油OLとの熱交換により回収して、モータ2を冷却するようにしている。
図3は、動力伝達装置1におけるモータの冷却構造を説明する図である。図3の(a)は、動力伝達装置1のモータ2周りを拡大する図である。図3の(b)は、冷却用の潤滑油OLの流れを説明する図である。
潤滑油路101は、回転軸Xに対して平行に設けられている。潤滑油路101は、
モータハウジング10の一端10aから他端10bの近傍まで及んで形成されている。
なお、以下の説明においては、回転軸X方向における潤滑油路101の位置を説明する便宜上、モータハウジング10の一端10a側に位置する潤滑油路101の領域を「手前側」、他端10b側に位置する潤滑油路101の領域を「奥側」とも標記する。
ステータコア25では、リング状のヨーク部251の他端251bに、ステータコア25をモータハウジング10に固定するためのブラケット254が設けられている。
ブラケット254は、連結部254bを貫通したボルトBにより、モータハウジング10の他端10bに固定されている。
本実施形態では、ヨーク部251の外周251cと、モータハウジング10の内周10cとの間に、回転軸X方向の全長に亘って隙間CLが形成されている。
この隙間CLは、ヨーク部251の一端251a側がストッパ10dで閉じられていると共に、他端251b側が開口している。
油孔102(102a、102b、102c)の各々は、それぞれ同じ内径で形成されている。
具体的には、一例として、油孔102aの数が最も多い4つであり、手前側の油孔102bと、手前側と奥側の間の中間領域の油孔102cが、それぞれ2つである。
そのため、ヨーク部251の外周251cと、モータハウジング10の内周10cとの間の隙間CLでは、潤滑油路101の奥側(油孔102aが設けられた領域)からの潤滑油OLの供給量が最も多くなる。そして、潤滑油路101の手前側(油孔102bが設けられた領域)からの潤滑油OLの供給量が次に多くなり、中間領域(油孔102cが設けられた領域)からの潤滑油OLの供給量が最も少なくなる。
図3の(a)に示すように、モータハウジング10の一端10aには、潤滑油路101を囲むボス部103が設けられている。ボス部103は、モータハウジング10における内側カバー12との接合部100から、カウンタギア5側(図中、左側)に突出している。
内側カバー12では、内側ケース14の第2支持部145との接合部120に、貫通孔120aが形成されている。貫通孔120aは、内側カバー12の接合部120を内側ケース14の第2支持部145に接合した際に、カウンタギア5の回転軸(軸線X1)と同心となる位置に設けられている。
図2に示すように、傾斜壁部136は、重力方向上側に延びていると共に、外径側(重力方向上側)に向かうにつれて内側ケース14に近づく方向(図中、右方向)に傾斜している。
環状壁139は、ベアリングB4を挿入可能な開口径で形成されている。環状壁139は、傾斜壁部136と第2支持部135との接続部から、モータ2側(図中、右側)に突出している。そのため、傾斜壁部136の内径側(軸線X1側)には、環状壁139が位置している。
油路134は、第2支持部135内をモータ2から離れる方向(図中、左方向)に延びる第1油路134aと、第1油路134aと、第2支持部135の内側の空間S1とを連通させる第2油路134bと、から構成される。
外周壁部137は、カウンタギア5の外径側で軸線X1を所定間隔で囲むように設けられている。外周壁部137は、軸線X1に対して平行に設けられており、外周壁部137の内側ケース14側の端部には、内側ケース14の接合部148との接合部138が設けられている。
図1に示すように、動力伝達装置1では、モータ2の出力回転の伝達経路に沿って、カウンタギア5と、差動装置6と、ドライブシャフト8(8A、8B)と、が設けられている。
そのため、カウンタギア5に入力された回転は、大きく減速されたのちに、小径歯車部511が噛合するファイナルギアFGを介して、デフケース60(差動装置6)に出力される。
そして、動力伝達装置1の時には、第2ケース部材内の潤滑油OLが、回転軸X回りに回転する差動装置6(デフケース60)により掻き上げられる。
前記したように外周壁部137、147は、動力伝達装置1の車両への搭載状態を基準とした重力方向で、上側に位置している。そのため、外周壁部137、147に到達した潤滑油OLは、自重により、第2ケース部材(外側ケース13、内側ケース14)内を差動装置6側の下方に向けて移動、または落下する。
傾斜壁部136と第2支持部135との接続部には、モータ2側(図中、右側)に突出した環状壁139が設けられており、環状壁139の外径側には、油路134が開口している。
空間S1には、カウンタギア5の軸内油路510が開口している。そのため、空間S1に流入した潤滑油OLは、軸内油路510を一端510aから他端510b側に向けて移動する。
そのため、軸内油路510を一端510aから他端510b側に向けて移動した潤滑油OLは、軸内油路510の延長上に位置する潤滑油路101に流入する。
油孔102は、モータハウジング10の内周とヨーク部251の外周との間の隙間CLと、潤滑油路101とを連通させている。
これにより、回転軸X回りに回転する差動装置6(デフケース60)が掻き上げた潤滑油OLの一部を、モータ2の外周側に供給して、モータ2の冷却に活用できる。
外側ケース13の油路134と、中空軸部51の軸内油路510と、モータハウジング10の潤滑油路101と、モータハウジング10の内周10cとヨーク部251の外周251cとの隙間CLと、潤滑油路101と隙間CLとを連通させる油孔102で、動力伝達装置1におけるモータの冷却構造を構成している。
(1)動力伝達装置1は、
モータ2と、
モータ2の下流に接続されたカウンタギア5と、
モータ2を収容する第1ケース部材(モータハウジング10、外側カバー11、内側カバー12)と、を有する。
カウンタギア5は、中空軸部51を有すると共に、中空軸部51の内部に、回転軸(軸線X1)方向に貫通する軸内油路510が設けられている。
第1ケース部材では、モータ2の外周を囲むモータハウジング10に、モータ2の外周において回転軸X方向に延在する潤滑油路101が設けられている。
潤滑油路101は、モータ2のステータコア25(ヨーク部251)の外径側を回転軸X方向に横切って設けられている。
モータハウジング10には、潤滑油路101とモータハウジング10の内周10cとを連通させる油孔102が設けられている。
潤滑油OLが、中空軸部51内の軸内油路510と潤滑油路101と油孔102とを介して、モータ2の外周に供給されて、モータ2を冷却する。
これにより、ステータコア25の特に高温になりやすい箇所に向けて、油孔102を設けることで、高温になりやすい箇所を効率的に潤滑(冷却)できる。
このように配置された軸内油路510と潤滑油路101を介して、潤滑油OLがモータ2側に供給されるようにすると、軸内油路510と潤滑油路101の内部に、潤滑油OLが常に滞留する状態を作り出すことができる。
これにより、外側ケース13と内側ケース14との間の空間Sb(ギア室)に貯留される潤滑油OLの量が、軸内油路510と潤滑油路101の内部に滞留した分だけ少なくなる。すなわち、軸内油路510と潤滑油路101の両方を、潤滑油OLのキャッチタンクとして用いることができる。
これにより、回転軸X回りに回転する差動装置6(デフケース60)で撹拌される潤滑油OLの量が少なくなる。
そうすると、動力伝達装置1を搭載した車両の走行時のデフケース60の撹拌抵抗を下げることができるので、モータ2に対する負荷が低減されて電費の向上が期待できる。
(2)モータハウジング10(第1ケース部材)には、潤滑油路101と、モータハウジング10の内周10cとを連通させる油孔102a(奥側油孔)が設けられている。
潤滑油路101において油孔102aは、潤滑油路101における潤滑油OLの通流方向の下流側の領域(カウンタギア5側から見て奥側の領域)に設けられている。
油孔102aからモータハウジング10内に排出される潤滑油OLは、カウンタギア5側から見て奥側に位置するモータ2のステータコア25の奥側端部に供給されて、奥側端部を冷却する。
カウンタギア5は、潤滑油路101における潤滑油の通流方向で、潤滑油路101よりも上流側(手前側)に位置している。
上記のように、潤滑油路101における潤滑油OLの通流方向の下流側の領域(カウンタギア5側から見て奥側の領域)に油孔102aを設けることで、冷却され難いモータ2の奥側の領域に、潤滑油OLを積極的に供給できる。これにより、冷却され難いモータ2の奥側の領域の冷却効率を高めることができる。
(3)モータハウジング10(第1ケース部材)には、潤滑油路101と、モータハウジング10の内周10cとを連通させる油孔102b(手前側油孔)が設けられている。
潤滑油路101において油孔102bは、潤滑油路101における潤滑油OLの通流方向の上流側の領域(カウンタギア5側から見て手前側の領域)に設けられている。
油孔102bからモータハウジング10内に排出される潤滑油OLは、カウンタギア5側から見て手前側に位置するモータ2のステータコア25の手前側端部に供給されて、手前側端部を冷却する。
(4)モータ2のステータコア25(ヨーク部251)と、モータハウジング10(第1ケース部材)との間に、回転軸Xの径方向の隙間CL(クリアランス)が設けられている。
油孔102(102a、102b、102c)から排出される潤滑油OLは、ヨーク部251の外周251cと、モータハウジング10の内周10cとの間の隙間CLに供給されて、ステータコア25(ヨーク部251)を外径側から冷却する。
さらに、隙間CL(クリアランス)に潤滑油OLを供給することで、ステータコア25の外周を通過する潤滑油OLで、ステータコア25を冷却できるので、モータ2の冷却効率が向上する。
加えて、隙間CL(クリアランス)に潤滑油OLを供給して、隙間CL内を潤滑油OLで満たすことで、モータ2の振動に対するダンピング効果を与えることにつながるので好ましい。
そのため、油孔102bから隙間CLに排出された潤滑油OLは、カウンタギア5側から見て手前側の領域から奥側の領域に移動したのちに、隙間CLから排出される。
これにより、油孔102bから隙間CLに排出された潤滑油OLが、カウンタギア5側から見て手前側の領域から奥側の領域に移動する過程で、モータ2を冷却する。
油孔102a、102bを併用することで、冷却され難いモータ2の奥側の領域の冷却効率を確保しつつ、モータ2の全体を冷却できる。
例えば、モータ2の下流に接続されたカウンタギア5という場合は、モータ2からカウンタギア5へと動力が伝達されることを意味する。
また、本明細書における用語「直接接続」とは、他の減速機構、増速機構、変速機構などの減速比が変換される部材を介さずに部材同士が動力伝達可能に接続されていることを意味する。
(a)油孔102(102a、102b、102c)の各々を、それぞれ同じ内径で形成すると共に、奥側の油孔102aの数を、他の油孔102b、102cよりも多くした。
この構成に代えて、潤滑油路101の奥側に位置する油孔102程、内径が大きくなるようにして、より多くの潤滑油OLが潤滑油路101の奥側から排出されるようにしても良い。
例えば、動力伝達装置1が、オイルポンプOPを搭載している場合には、以下のような構成としても良い。
・外側ケース13内に、オイルポンプOPと、外側ケース13の第2支持部135で囲まれた空間S1とを連通させる油路を設ける。
・オイルポンプOPが吐出する潤滑油OLを、軸内油路510を介して潤滑油路101に供給して、モータ2を冷却する。
10 モータハウジング
100 接合部
101 潤滑油路
102(102a、102b、102c) 油孔
103 ボス部
10c 内周
10d ストッパ
11 外側カバー
110 接合部
111 モータ支持部
114 開口部
12 内側カバー
120 接合部
120a 貫通孔
121 モータ支持部
13 外側ケース
130 開口部
131 第1支持部
134 油路
134a 第1油路
134b 第2油路
135 第2支持部
136 傾斜壁部
137 外周壁部
138 接合部
139 環状壁
14 内側ケース
141 支持部
145 第2支持部
145a 開口
146 凹部
147 外周壁部
148 接合部
15 支持部材
151 支持部
152 筒状部
153 フランジ部
2 モータ
20 モータシャフト
200 挿通孔
201 連結部
202 被支持部
203 中間領域
204 大径部
21 ロータコア
25 ステータコア
251 ヨーク部
251c 外周
252 ティース部
253 巻線
253a、253b コイルエンド
254 ブラケット
26 伝達ギア
5 カウンタギア
51 中空軸部
510 軸内油路
511 小径歯車部
52 大径歯車
6 差動装置
60 デフケース
601、602 支持部
61 シャフト
62A、62B かさ歯車
63A、63B サイドギア
8(8A、8B) ドライブシャフト
9 本体ケース
B ボルト
B1、B2、B3、B4 ベアリング
CL 隙間
FG ファイナルギア
N ナット
NB ニードルベアリング
OL 潤滑油
P ピン
RS リップシール
S シールリング
Sa 空間(モータ室)
Sb 空間(ギア室)
X 回転軸
X1、Y 軸線
Claims (4)
- モータと、
前記モータの下流に接続されたカウンタギアと、
前記カウンタギアの下流に接続された差動装置と、
前記モータ、前記カウンタギア及び前記差動装置を収容するケース部材と、を有し、
前記モータ、前記カウンタギア、前記差動装置は、前記モータの回転軸方向に沿ってこの順番で並んでおり、
前記カウンタギアは、中空軸部を有し、
前記中空軸部は、前記差動装置の外径側に配置されていると共に、前記差動装置側の一端部が前記ケース部材の第1の支持部で支持され、前記モータ側の他端部が前記ケース部材の第2の支持部で支持されており、
前記第1の支持部には、前記ケース部材の内部空間と、前記中空軸部の内部空間とを連通する連通路が設けられており、
前記第2の支持部には、前記モータの外周において前記回転軸方向に延在する潤滑油路が開口しており、
前記差動装置の回転によって掻き上げられた潤滑油の一部は、前記連通路から前記中空軸部内に流入し、前記潤滑油路を経由して、前記モータへ供給されることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1において、
前記カウンタギア側から見た奥側に位置する前記モータのステータの奥側端部に、前記潤滑油路を介して潤滑油を供給する奥側油孔が前記ケース部材に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1又は2において、
前記カウンタギア側から見た手前側に位置する前記モータのステータの手前側端部に、前記潤滑油路を介して潤滑油を供給する手前側油孔が前記ケース部材に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記モータのステータと前記ケース部材とは径方向にクリアランスを有し、
前記潤滑油路を介して前記クリアランスに潤滑油を供給する油孔が前記ケース部材に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
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Citations (3)
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