JP7421369B2 - トランスアクスル - Google Patents

Description

本発明は、ギアが受ける回転抵抗を低減させることが可能なトランスアクスルに関する。

従来、トランスアクスルでは、ハウジング内のギアや軸などを潤滑するためにハウジング内に充填されたオイルを掻き上げて飛沫させることが行われている（例えば、特許文献１）。特許文献１のトランスアクスルは、デファレンシャルギア側のオイルとトランスミッション側のオイルが共有されている。

特開２０１６－１１７３４号公報

しかしながら、特許文献１のようなトランスアクスルは、デファレンシャルギアを潤滑するべく、高粘度のデフオイルが用いられている。したがって、トランスミッション側のギアの受ける回転抵抗が大きくなり、燃費や電気自動車等における電費が悪くなる問題があった。一方、トランスアクスルに用いるオイルを低粘度化した場合、デファレンシャルギアの焼き付きが発生する問題があった。

また、デファレンシャルギアが収容されるデフ室と、トランスミッション側のギアが収容される減速機構室とを分けることも考えられるが、それぞれの収容室が大型化する問題や注入するオイル量が増える問題がある。減速機構室が大型化した場合、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦとも称する）等の割高なオイルを多く用いなければならない問題があり、コストが増大する問題もある。

そこで、本発明は、オイルによる回転抵抗を低減することにより、燃費や電費の向上を図ることが可能なトランスアクスルを提供することを目的とする。

（１）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、トランスアクスルハウジングと、動力源から入力された回転動力を減速する減速機構と、デファレンシャル機構と、前記デファレンシャル機構と前記減速機構とを動力伝達可能に接続する駆動軸と、を有し、前記トランスアクスルハウジングが、前記デファレンシャル機構が収容されるデフ室と、前記減速機構が収容される減速機構室と、を内部に有し、前記デフ室及び前記減速機構室が、前記駆動軸の軸線方向中間部に設けられたオイルシールを介して隔てられていることを特徴とするものである。

本発明のトランスアクスルは、デフ室及び減速機構室が、駆動軸の軸線方向中間部に設けられたオイルシールを介して隔てられているので、デフ室と減速機構室とで異なるオイルを注入することが可能となる。そのため、本発明のトランスアクスルは、例えば、デフ室に高粘度のオイルを用い、減速機構室に低粘度のオイルを用いる等、減速機構及びデファレンシャル機構のそれぞれに適したオイルを使い分けることができる。従って、本発明のトランスアクスルによれば、減速機構室における回転抵抗を低減することができる。これにより、車両における燃費や電費を向上させることができる。

（２）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、前記駆動軸が、前記デフリングギアに接続されたデフ軸と、前記駆動ギアに接続された駆動ギア軸と、を有し、前記デフ軸と駆動ギア軸とをスプライン嵌め合いにより形成されたスプライン嵌合部を介して軸線方向に直列に接続されると共に、前記スプライン嵌合部において軸受で回転可能に支持されており、前記オイルシールが、前記スプライン嵌合部に対して前記駆動軸の軸線方向に隣接する位置に配置されていることを特徴とするものである。

本発明のトランスアクスルは、デフ軸と駆動ギア軸とを直列にスプライン嵌め合いにより連結させることにより、スプライン嵌合部が形成された駆動軸を有したものとされている。このような構成とした場合、スプライン嵌合部において、デフ軸と駆動ギア軸とのねじれが発生しやすくなる可能性がある。しかしながら、本発明のトランスアクスルは、スプライン嵌合部において前記駆動軸を軸受で回転可能に支持しているため、前述したような軸同士のねじれによる影響を最小限に抑制できる。

また、本発明のトランスアクスルは、スプライン嵌合部におけるねじれの影響を軸受によって解消しつつ、スプライン嵌合部に対して駆動軸の軸線方向に隣接する位置にオイルシールを配置したものとされている。かかる構成によれば、デフ軸と駆動ギア軸とのねじれによる影響がオイルシールにまで及ぶのを抑制できる。従って、本発明のトランスアクスルは、オイルシールのねじれ等によるシール性の低下を抑制し、オイルリークの発生を抑制することができる。

（３）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、前記デフ軸と前記駆動ギア軸が、それぞれが複数の軸受で回転可能に支持されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、軸受にかかる荷重を複数の軸受に分散させることができるので、それぞれの軸受を小型化することができる。これにより、軸受の無負荷損失トルクを低減することができる。したがって、車両の燃費や電費を向上させることができる。なお、軸受には、テーパローラベアリング（円すいころ軸受とも称する）を好ましく使用することができる。

（４）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、前記デフ室には前記減速機構室よりも粘度が高いオイルが注入され、前記減速機構室には前記デフ室よりも粘度が低いオイルが注入されることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、デファレンシャルギアと駆動ギアとをそれぞれに適した粘度のオイルで潤滑させることができる。すなわち、デファレンシャルギアの潤滑は粘度の高いデフ用オイルを用い、駆動ギアの潤滑は粘度の低いオイルで潤滑させることができる。これにより、デファレンシャルギアの焼き付きを防止しながら、駆動ギアをＡＴＦ等の低粘度のオイルで潤滑させることができる。したがって、車両の燃費や電費を向上させることができる。

（５）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、前記駆動軸が、前記デフ室と前記減速機構室との間において、くびれ部が形成されており、前記オイルシールが、前記くびれ部上に位置するように配置されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、オイルシールを減速機構室とデフ室の間に設置することが容易となる。また、くびれ部上のいずれかの位置にオイルシールを設置できるので、減速機構室とデフ室とを仕切る位置の汎用性が高まり、トランスアクスルの設計の自由度が高まる。

（６）上述した課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、前記オイルシールを除去することにより、前記デフ室と前記減速機構室とを連通させ、注入されるオイルを共通化することを可能としたことを特徴とするものである。

かかる構成によれば、オイルシールを除去して、デフ室と減速機構室とのオイルを例えば低コストのデファレンシャルギア用のオイル（単にデフオイルとも称する）に共通化することにより、オイルのコストが低減できる。これにより、オイルシールを容易に除去することができるので、コスト重視の車両とするのか、燃費や電費の向上を図った車両とするのかといった用途に応じて、オイルシールの有無を選択することが可能となる。したがって、オイルシール以外のトランスアクスルの構造を共用することができるので、トランスアクスルを汎用化することができる。そのため、設計コストや製造コストを低減することができる。

本発明によれば、オイルによる回転抵抗を低減することにより、燃費や電費の向上を図ることが可能なトランスアクスルを提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係るトランスアクスルを平面方向から見た概略図である。 本発明のトランスアクスルを側面視した概念図である。 図１のＡ－Ａ方向断面矢視図である。 本発明のトランスアクスルにおいて、オイルシールを除去した場合の平面方向から見た概略図である。 本発明のトランスアクスルにおいて、オイルシールを除去した場合の側面視した概念図である。

以下では、本発明のトランスアクスル１０の一実施形態について、図１～図３を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明を容易にするため、形状については、簡略化して描いてあることに留意されたい。

図１に示すように、トランスアクスル１０は、車両１に搭載されている。トランスアクスル１０は、後方側にモータ２（動力源とも称する）等が接続されている。トランスアクスル１０とモータ２とは、車両１の駆動装置３を構成している。

駆動装置３は、例えば車両１の前方側に配置されており、モータ２から出力された回転動力を、減速機構５０を介して一対のドライブシャフト８２に伝達させることができる。それぞれのドライブシャフト８２は、一対の駆動輪８０に接続されており、ドライブシャフト８２を介して駆動輪８０が駆動されることにより車両１が走行する。モータ２は、車両走行用の動力を駆動輪８０に向けて出力するモータ機能に加え、発電機能をも有するモータジェネレータが用いられている。

図１に示すように、トランスアクスル１０は、トランスアクスルハウジング２０、減速機構５０、駆動軸６０、デファレンシャル機構７０等を備えている。減速機構５０、駆動軸６０及びデファレンシャル機構７０は、トランスアクスルハウジング２０内に収容されている。また、トランスアクスルハウジング２０は、減速機構５０を収容する減速機構室５１と、デファレンシャル機構７０を収容するデフ室７１とを備えている。なお、本実施形態では、モータ２とトランスアクスル１０が直列に配置された縦置き型のものを例に説明する。

減速機構５０は、トランスアクスルハウジング２０内の後方側に形成された減速機構室５１の内部に収容されている。また、減速機構５０は、入力ギア５２と、出力側ギアとしての駆動ギア５３と、デフリングギア７３等を備えている。

図１に示すように、入力ギア５２は、入力ギア軸５２ａの中間部において、軸線Ｌ１周りに形成されている。入力ギア軸５２ａは、減速機構室５１内の前後方向（図示左右方向）に沿って設けられている。入力ギア軸５２ａの両端側は、減速機構室５１内の支持壁に回転可能に支持されている。また、入力ギア軸５２ａは、後端側にモータ２のモータ軸（図示しない）が接続されている。そのため、モータ２の動力が入力ギア軸５２ａに入力される。

駆動ギア５３は、駆動ギア軸５３ａの中間部において、軸線Ｌ２周りに形成されている。駆動ギア軸５３ａは、入力ギア軸５２ａと平行となるように配置されている。駆動ギア軸５３ａは、後端側が減速機構室５１の支持壁に回転可能に支持されている。また、駆動ギア軸５３ａの前端側は、後述するスプライン嵌合部５６が形成されており、スプライン嵌合部５６が減速機構室５１の前端側の支持壁に回転可能に支持されている。駆動軸６０は、駆動ギア軸５３ａと、後述するデフ軸７４ａとが接続されることで形成されている。また、入力ギア５２と駆動ギア５３とが係合しており、モータ２の回転動力が入力ギア５２から駆動ギア５３に伝達される。

図２は、本発明のトランスアクスル１０を側面視した概念図である。図２に示すように、減速機構室５１は、収容された駆動ギア５３等を潤滑するように例えば、低粘度のＡＴＦのような第一オイル６２ａが注入されている。なお、詳細は後述するが、本実施形態においては、オイルシール６１によって減速機構室５１とデフ室７１とが仕切られており、第一オイル６２ａは、デフ室７１側に流入することが抑制されている。

図１に示すように、デファレンシャル機構７０は、減速機構室５１の前方側に形成されたデフ室７１の内部に収容されている。また、デファレンシャル機構７０は、デフ軸７４ａと、差動歯車機構７２と、デフリングギア７３等を備えている。

デフ軸７４ａには、前端側に中間ギア７４が設けられている。またデフ軸７４ａは、駆動ギア軸５３ａの軸線Ｌ２と同軸線上に設けられ、駆動ギア軸５３ａの前端側にスプライン嵌め合いにて接続されている。これにより、デフ軸７４ａの後端側にスプライン嵌合部５６が形成されている。また、デフ軸７４ａは、中間ギア７４とスプライン嵌合部５６との間において径が小さく形成されたくびれ部７４ｂを有している。また、デフ軸７４ａは、前端側と、中間部とが、それぞれテーパローラベアリング５５（円すいころ軸受５５とも称する）で回転可能に支持されている。このように、スプライン嵌め合いによって連結されたデフ軸７４ａや駆動ギア軸５３ａのいずれか一方又は双方をテーパローラベアリング５５で回転可能に支持することにより、スプライン嵌合部５６に発生する捻れの力を解消することができる。これにより、スプライン嵌合部５６の強度を維持することができ、デフ軸７４ａや駆動ギア軸５３ａの損傷も抑制することができる。

上述したように、複数のテーパローラベアリング５５や複数の軸受５７によって駆動軸６０を支持することにより、駆動軸６０を支持する荷重を分散させることができる。したがって、テーパローラベアリング５５や軸受５７を小型化することができ、これら軸受の無負荷時の損失トルクを減じることができる。これにより、車両１の燃費や電費を向上させることができる。

中間ギア７４は、差動歯車機構７２のデフリングギア７３と?み合っている。これにより、減速機構５０は、モータ２の出力を減速して差動歯車機構７２に伝達することができる。

差動歯車機構７２は、デフリングギア７３を備えている。また、差動歯車機構７２は、駆動軸６０と直交する軸周りに回転可能なように一対のドライブシャフト８２が支持されている。ドライブシャフト８２には、駆動輪８０が接続されている。差動歯車機構７２は、デフリングギア７３に伝達されたモータ２の動力を、一対の駆動輪８０のそれぞれに分配して伝達する。また、差動歯車機構７２は、一対の駆動輪８０の相互間に回転差が生じた場合に、当該回転差を吸収しながら動力伝達を行う。

スプライン嵌合部５６は、減速機構室５１と、デフ室７１との間において、回転可能に支持されている。また、スプライン嵌合部５６の外周部分には、オイルシール６１が嵌め込まれている。オイルシール６１は、駆動軸６０の軸線方向中間部に位置している。なお、オイルシール６１は、駆動軸６０に形成されたくびれ部７４ｂ上に位置するように設けても良い。これにより、オイルシール６１で仕切る位置を容易に変更できるので、トランスアクスル１０の汎用性を高めることができ、設計の自由度を高めることができる。

また、スプライン嵌合部５６は、デフ軸７４ａと駆動ギア軸５３ａとを一体化し、駆動軸６０を形成している。駆動軸６０は、入力ギア軸５２ａの回転を減速機構５０、差動歯車機構７２及びドライブシャフト８２を介して駆動輪８０に伝達することができる。

図３は、図１のＡ－Ａ方向から見た断面矢視図である。図３に示すように、オイルシール６１は、円形のドーナツ状に形成されており、スプライン嵌合部５６とトランスアクスルハウジング２０の内壁との間を仕切っている。これにより、デフ室７１と、減速機構室５１とは、オイルシール６１を介して隔てられる。ここで、オイルシール６１は、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等から形成されたものを使用できる。なお、オイルシール６１は、使用するオイル６２に対して耐油性のあるものを使用することが望ましい。

図２に示すように、デフ室７１は、差動歯車機構７２やデフ軸７４ａ等を潤滑するために例えば、比較的高粘度のデフオイル等の第二オイル６２ｂが注入されている。第二オイル６２ｂは、オイルシール６１により、減速機構室５１に流入することが抑制されている。なお、オイルシール６１は、トランスアクスルハウジング２０の内壁と接しながら回転することが許容されている。

また、減速機構室５１及びデフ室７１には、それぞれの部屋の上部にブリーザ６３が設けられている。ブリーザ６３は、減速機構室５１及びデフ室７１の内圧が高まった際に、外部と連通して、内圧を解放させることができる。なお、ブリーザ６３の設置個数や設置位置は、適宜変更することができる。

上述したように、本実施形態においては、オイルシール６１によって、減速機構室５１と、デフ室７１とが隔てられており、減速機構室５１とデフ室７１とで異なるオイルを収容することができる。したがって、減速機構室５１のように回転抵抗を減らしたい領域には低粘度の第一オイル６２ａを用い、デフ室７１のようにギアに負荷が大きくかかる領域には、高粘度の第二オイル６２ｂを用いることができる。これにより、トランスアクスル１０の回転抵抗を減じることができるので、車両１の燃費や電費を向上させることができる。また、デフ室７１側に高粘度の第二オイル６２ｂを用いることができるので、デファレンシャル機構７０の焼き付きを防止できる。

以上が、本発明のトランスアクスル１０の一実施形態である。次に、本発明のトランスアクスルにおいて、オイルシールを除去した場合の状態について、図４及び図５に基づいて以下に詳細を説明する。

図４及び図５は、本発明のトランスアクスル１０から、オイルシール６１を取り除いた状態を図示したものである。図示のように、本発明のトランスアクスル１０は、オイルシール６１を除去した場合であっても、他の構造を変更することなく、動作させることが可能である。すなわち、本使用例においては、オイルシール６１が取り除かれていることにより、減速機構室５１とデフ室７１とが連通している点が、上述の実施形態と異なっている。また、オイルシール６１を取り除くことにより、減速機構室５１とデフ室７１とは、同一のオイル６２が注入されている点が、上述の実施形態と異なっている。それ以外の構成は、第一の実施形態と同じものであるので、詳細な説明を省略する。また、図示において、同一の部材には同一の符号を用いていることに留意されたい。

オイルシール６１を除去して使用する場合は、減速機構室５１及びデフ室７１に、例えば、デフオイルのような低コストのオイル６２を用いることが望ましい。このように低コストのオイル６２を注入することにより、車両１の低コスト化を図ることができる。

また、減速機構室５１とデフ室７１とをオイルシール６１により隔てる構造とすることにより、車両１の使用目的に応じてオイルシール６１を取り除くことで、容易にトランスアクスル１０の構造を変更することができる。これにより、トランスアクスル１０を汎用化することができるので、車両１の設計を共用化できる。そのため、設計コストや製造コストを低減することができる。

以上が、本発明のトランスアクスル１０の実施形態であるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内で適宜の変更を行うことができる。

本実施形態では、オイルシール６１を介して減速機構室５１とデフ室７１とを仕切ることで隔てるようにしているが、オイルシール６１の形状や材質は上述の実施形態に限定されるものではない。オイルシール６１の形状は、トランスアクスルハウジング２０の内壁の形状や駆動軸６０の形状に応じて、適宜変更することができる。

トランスアクスルハウジング２０、減速機構室５１及びデフ室７１の形状も収容する入力ギア５２、駆動ギア５３、差動歯車機構７２の形状や構造に応じて、各種の形状のものが採用できる。また、減速機構室５１及びデフ室７１の配置や入力ギア５２、駆動ギア５３及び差動歯車機構７２の配置も発明の範囲内で適宜変更することができる。

また、本実施形態では、駆動軸６０が駆動ギア軸５３ａとデフ軸７４ａとをスプライン嵌め合いにより連結したものとしたが、本発明のトランスアクスル１０はこれに限定されず、駆動軸６０が一体に形成されているものであっても良い。また、駆動軸６０は、２以上の複数の軸の連結によるものとすることもできる。また、駆動ギア軸５３ａとデフ軸７４ａとの連結は、スプライン嵌め合いによるものだけではなく、各種の連結方法を採用することができる。

本実施形態では、オイルシール６１が、スプライン嵌合部５６に対して駆動ギア軸５３ａの軸線方向に隣接する位置に配置されているが、オイルシール６１は、減速機構室５１とデフ室７１とを隔てることができるものであれば各種の位置に配置することができる。オイルシール６１は、例えば、デフ軸７４ａのくびれ部７４ｂ上に配置されるものであっても良い。

本実施形態では、デフ軸７４ａと駆動ギア軸５３ａとが、それぞれが複数の軸受で回転可能に支持されているが、軸受は、１つであっても良い。なお、軸受にかかる荷重を分散させて、軸受を小さくし、これにより、無負荷時のトルク損失を減じる上では、２以上の軸受を用いることが望ましい。また、スプライン嵌合部５６を設ける場合には、テーパローラベアリング５５を用いることが望ましい。テーパローラベアリング５５を用いることにより、スプライン嵌合部５６の接続部における捻れの力を解消することができる。また、ベアリング５７の位置にオイルシール６１が配置されても良い。

本実施形態では、デフ室７１には減速機構室５１よりも粘度が高いオイルが注入され、減速機構室５１にはデフ室７１よりも粘度が低いオイルが注入されたものとしているが、デフ室７１と減速機構室５１に注入するオイルは、車両１の使用目的に応じて適宜の粘度のオイルを用いることができる。車両１の使用目的は、例えば、コスト重視、あるいは、燃費・電費重視等が挙げられる。また、オイルの注入量も適宜変更することができる。

また、本実施形態では、オイルシール６１を除去することにより、デフ室７１と減速機構室５１とが連通するようにして、注入されるオイル６２を共通化している。これに対し、オイルシール６１を除去するだけではなく、位置をずらすなどして、デフ室７１と減速機構室５１とが連通するようにしても良い。

なお、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明は、トランスアクスルを備えたガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド車、電気自動車等の各種の車両において好適に利用することが可能である。本発明は、縦置き型のトランスアクスルを採用する車両において好適に利用することが可能である。

１ ：車両
２ ：モータ（動力源）
３ ：駆動装置
１０ ：トランスアクスル
２０ ：トランスアクスルハウジング
５０ ：減速機構
５１ ：減速機構室
５３ ：駆動ギア
５３ａ ：駆動ギア軸
５５ ：テーパローラベアリング（円すいころ軸受）
５６ ：スプライン嵌合部
５７ ：軸受
６０ ：駆動軸
６１ ：オイルシール
６２ ：オイル
６２ａ ：第一オイル
６２ｂ ：第二オイル
７０ ：デファレンシャル機構
７１ ：デフ室
７２ ：差動歯車機構
７３ ：デフリングギア
７４ａ ：デフ軸
７４ｂ ：くびれ部

Claims (2)

1. トランスアクスルハウジングと、
   動力源から入力された回転動力を減速する減速機構と、
   デファレンシャル機構と、
   前記デファレンシャル機構と前記減速機構とを動力伝達可能に接続する駆動軸と、
   を有し、
   前記トランスアクスルハウジングは、
   前記デファレンシャル機構が収容されるデフ室と、
   前記減速機構が収容される減速機構室と、
   を内部に有し、
   前記デフ室及び前記減速機構室が、前記駆動軸の軸線方向中間部に設けられたオイルシールを介して隔てられており、
   前記駆動軸は、
   デフリングギアに接続されると共に、テーパローラベアリングを介して回転可能に支持されたデフ軸と、
   駆動ギアに接続された駆動ギア軸と、を有し、
   前記デフ軸と前記駆動ギア軸とが、スプライン嵌め合いにより形成されたスプライン嵌合部を介して軸線方向に直列に接続されると共に、前記スプライン嵌合部において軸受で回転可能に支持されており、
   前記オイルシールは、前記スプライン嵌合部の外周に設けられると共に、前記テーパローラベアリング及び前記軸受の間であって、前記軸受の近傍に設けられていることを特徴とするトランスアクスル。
2. 前記駆動軸が、前記デフ室と前記減速機構室との間に形成されたくびれ部を有しており、
   前記オイルシールは、前記くびれ部上に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスアクスル。

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