CN109565216B - 马达单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达单元,其具有:马达,其具有以马达轴线为中心进行旋转的轴和定子;减速装置;以及壳体,收纳空间具有:收纳马达的马达室;以及收纳减速装置的齿轮室,壳体具有对马达室和齿轮室进行划分的间隔壁,轴具有:在同一轴线上排列的第1轴部、连接轴部和第2轴部;以及位于连接轴部与第2轴部之间的切断机构,第1轴部具有第1端部,该第1端部从马达室侧通过设置于间隔壁的贯穿插入孔,连接轴部具有:第2端部,其与第1端部连结;第3端部,其位于第2端部的相反侧;以及连接凸缘部,其向第3端部的径向外侧延伸,第2轴部具有第4端部,该第4端部位于连接轴部的第3端部侧,切断机构选择性地将连接凸缘部和第4端部切断。
Description
技术领域
本发明涉及马达单元。
背景技术
在日本特开2003-113874号公报中公开了一种电动马达用动力传递装置,其中,在从电动马达至差速装置的扭矩的传递路径中,在减速齿轮与差速器壳体之间设置有动力断续装置。
在以往的构造中,在从电动马达至差速装置的扭矩的传递路径中,对差速装置施加大扭矩,因此在差速装置设置有动力断续装置的情况下,存在动力断续装置大型化的问题。另一方面,当想要将动力传递装置设置于与马达直接连结的轴时,存在如下的问题:马达的组装步骤复杂化,导致部件的增加或部件的形状的复杂化,成为欠缺通用性的构造。
发明内容
本发明的一个方式鉴于上述问题点,其目的之一在于提供马达单元,该马达单元能够使切断机构小型化,并且抑制马达的组装工序的复杂化,通用性高。
本发明的马达单元的一个方式具有:马达,其具有以沿水平方向延伸的马达轴线为中心进行旋转的轴和从径向外侧包围所述轴的定子;减速装置,其与所述轴连接;以及壳体,其设置有收纳所述马达和所述减速装置的收纳空间,所述收纳空间具有:收纳所述马达的马达室;以及收纳所述减速装置的齿轮室,所述壳体具有对所述马达室和所述齿轮室进行划分的间隔壁,所述轴具有:在同一轴线上排列的第1轴部、连接轴部和第2轴部;以及位于所述连接轴部与所述第2轴部之间的切断机构,所述第1轴部具有第1端部,该第1端部从所述马达室侧通过设置于所述间隔壁的贯穿插入孔,所述连接轴部具有:第2端部,其与所述第1端部连结;第3端部,其位于所述第2端部的相反侧;以及连接凸缘部,其向所述第3端部的径向外侧延伸,所述第2轴部具有第4端部,该第4端部位于所述连接轴部的所述第3端部侧,所述切断机构选择性地将所述连接凸缘部和所述第4端部切断。
根据本发明的一个方式,提供马达单元,该马达单元能够使切断机构小型化,并且能够抑制马达的组装工序的复杂化。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是一个实施方式的马达单元的示意图。
图2是一个实施方式的马达单元的立体图。
图3是一个实施方式的马达单元的侧视图。
图4是沿着图3的IV-IV线的马达单元的剖视图。
图5是一个实施方式的转子的剖视图。
图6是端板的俯视图。
图7是沿着图6的VII-VII线的端板的剖视图。
图8是第1变形例的端板的剖视图。
图9是第2变形例的端板的俯视图。
图10是一个实施方式的马达单元的剖视图,是示出第2油路的图。
图11是省略了壳体的一部分的一个实施方式的马达单元的立体图。
图12是一个实施方式的第2储液器的俯视图。
图13是变形例的第2储液器的立体图。
图14是一个实施方式的马达单元的剖视图,是示出副储液器的概略的图。
图15是一个实施方式的间隔壁开口的主视图。
图16是示出在一个实施方式的马达单元中积存于马达室的下侧的油的液位的高度与第1区域的面积的关系的曲线图。
图17是变形例的间隔壁开口的主视图。
图18是示出在设置有变形例的间隔壁开口的马达单元中积存于马达室的下侧的油的液位的高度与第1区域的面积的关系的曲线图。
图19是示出在一个实施方式的马达单元中位于齿轮室的内部的各齿轮的配置的侧视图。
图20是能够在一个实施方式的马达单元中采用的驻车机构的俯视图。
图21是示出变形例1的马达单元的切断机构的局部剖视图。
图22是示出通过切断机构将马达和减速装置连接的状态的示意图。
图23是示出通过切断机构将马达和减速装置切断的状态的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的马达进行说明。另外,本发明的范围不限于以下的实施方式,可以在本发明的技术思想的范围内任意变更。另外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有时使各构造中的比例尺或数量等与实际的构造不同。
在以下的说明中,基于将马达单元1搭载在位于水平的路面上的车辆的情况下的位置关系来规定重力方向并进行说明。另外,在附图中,适当地示出XYZ坐标系作为三维直角坐标系。在XYZ坐标系中,Z轴方向表示铅垂方向(即上下方向),+Z方向为上侧(重力方向的相反侧),-Z方向为下侧(重力方向)。另外,X轴方向是与Z轴方向垂直的方向,表示搭载马达单元1的车辆的前后方向,+X方向为车辆前方,-X方向为车辆后方。但是,也可以是,+X方向为车辆后方,-X方向为车辆前方。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向这双方垂直的方向,是车辆的宽度方向(左右方向)。
在以下的说明中,只要没有特别声明,将与马达2的马达轴线J2平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”,将以马达轴线J2为中心的径向简称为“径向”,将以马达轴线J2为中心的周向、即绕马达轴线J2的方向简称为“周向”。另外,在以下的说明中,“俯视”是指沿轴向观察的状态。但是,上述的“平行的方向”也包含大致平行的方向。另外,上述的“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。
以下,根据附图对本发明例示的一个实施方式的马达单元(电动驱动装置)1进行说明。
图1是一个实施方式的马达单元1的示意图。图2是马达单元1的立体图。图3是马达单元1的侧视图。图4是沿着图3的IV-IV线的马达单元1的剖视图。另外,在图4中,省略了差动装置5的内部构造的一部分。
马达单元1搭载于混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)、电动汽车(EV)等以马达作为动力源的车辆,作为其动力源进行使用。
如图1所示,马达单元1具有:马达(主马达)2、减速装置4、差动装置5、壳体6、油O以及将油O供给至马达2的油路90。另外,马达单元1可以如图2中假想线所示那样具有驻车机构7。
如图1所示,马达2具有:转子20,其以沿水平方向延伸的马达轴线J2为中心进行旋转;以及定子30,其位于转子20的径向外侧。减速装置4与马达2的转子20连接。差动装置5经由减速装置4而与马达2连接。在壳体6的内部设置有对马达2、减速装置4以及差动装置5进行收纳的收纳空间80。油O用于减速装置4和差动装置5的润滑,并且用于马达2的冷却。油O积存于收纳空间80的铅垂方向下侧的区域。油O起到润滑油和冷却油的功能,因此优选使用与粘度低的自动变速器用润滑油(ATF:Automatic Transmission Fluid)同等的油。油路90是将油O从收纳空间80的下侧的区域供给至马达2的油O的路径。油路90具有第1油路91和第2油路92。
另外,在本说明书中,“油路”是指在收纳空间80中循环的油O的路径。因此,“油路”是如下的概念:不仅包含形成稳定地朝向一个方向的稳定的油的流动的“流路”,也包含将油暂时滞留的路径(例如储液器)以及油滴落的路径。
<壳体>
在设置于壳体6的内部的收纳空间80中收纳有马达2、减速装置4以及差动装置5。壳体6在收纳空间80中对马达2、减速装置4以及差动装置5进行保持。壳体6具有间隔壁61c。壳体6的收纳空间80被间隔壁61c划分成马达室81和齿轮室82。在马达室81中收纳有马达2。在齿轮室82中收纳有减速装置4和差动装置5。
在收纳空间80的下侧的区域设置有积存油O的贮油部P。在本实施方式中,马达室81的底部81a位于比齿轮室82的底部82a靠上侧的位置。另外,在对马达室81和齿轮室82进行划分的间隔壁61c的下侧的区域设置有间隔壁开口68。间隔壁开口68将马达室81与齿轮室82连通。间隔壁开口68将积存于马达室81的下侧的区域的油O移动至齿轮室82。因此,在本实施方式中,贮油部P设置于齿轮室82的下侧的区域。
差动装置5的一部分浸入于贮油部P。积存于贮油部P的油O由于差动装置5的动作而被提升,一部分供给至第1油路91,将一部分扩散至齿轮室82内。扩散至齿轮室82的油O被供给至齿轮室82内的减速装置4和差动装置5的各齿轮而使油O遍布至齿轮的齿面。用于减速装置4和差动装置5的油O滴下而回收至位于齿轮室82的下侧的贮油部P。收纳空间80的贮油部P的容量设定成在马达单元1的停止时差动装置5的轴承的一部分浸入至油O的程度。
壳体6例如是压铸铝制的。壳体6构成马达单元1的外框。壳体6具有:马达收纳部61、齿轮收纳部62以及封闭部63。齿轮收纳部62位于马达收纳部61的左侧。封闭部63位于马达收纳部61的右侧。
马达收纳部61具有:筒状的周壁部61a,其从径向外侧包围马达2;以及侧板部61b,其位于周壁部61a的轴向一侧。周壁部61a的内侧的空间构成马达室81。侧板部61b具有间隔壁61c和突出板部61d。间隔壁61c覆盖周壁部61a的轴向一侧的开口。在间隔壁61c上,除了上述的间隔壁开口68以外,还设置有供马达2的轴21贯穿插入的贯穿插入孔61f。侧板部61b具有间隔壁61c和相对于周壁部61a向径向外侧突出的突出板部61d。在突出板部61d上设置有供支承车轮的驱动轴(省略图示)通过的第1车轴通过孔61e。
封闭部63固定于马达收纳部61。封闭部63封住周壁部61a的轴向相反侧的开口。即,封闭部63封住筒状的马达收纳部61的开口。封闭部63具有封闭部主体63a和盖部件63b。封闭部主体63a具有筒状的突出部63d,该突出部63d向位于马达收纳部61的内侧的收纳空间80突出。突出部63d沿着周壁部61a的内周面延伸。另外,在封闭部主体63a上设置有沿轴向贯通的窗部63c。盖部件63b从收纳空间80的外侧封住窗部63c。
齿轮收纳部62固定于马达收纳部61的侧板部61b。齿轮收纳部62具有向侧板部61b侧开口的凹形状。齿轮收纳部62的开口被侧板部61b覆盖。齿轮收纳部62与侧板部61b之间的空间构成对减速装置4和差动装置5进行收纳的齿轮室82。在齿轮收纳部62设置有第2车轴通过孔62e。在沿轴向观察时,第2车轴通过孔62e与第1车轴通过孔61e重叠。
如图3所示,齿轮收纳部62具有第1储液器(Reservoir)93和轴供给流路94。第1储液器93位于齿轮收纳部62的轴向的朝向齿轮室82侧的面,沿着轴向延伸。第1储液器93接受被差动装置5提升的油O。轴供给流路94从第1储液器93的底部朝向马达2的轴21延伸。轴供给流路94是将在第1储液器93中接受的油O供给至轴21的中空部22的内侧的流路。
<减速装置>
如图4所示,减速装置4具有降低马达2的转速、根据减速比增大从马达2输出的扭矩的功能。减速装置4将从马达2输出的扭矩传递至差动装置5。
减速装置4具有:第1齿轮(中间驱动齿轮)41、第2齿轮(中间齿轮)42、第3齿轮(终传动驱动齿轮)43以及中间轴45。从马达2输出的扭矩经由马达2的轴21、第1齿轮41、第2齿轮42、中间轴45以及第3齿轮43而传递至差动装置5的环形齿轮(gear)51。各齿轮的齿轮比和齿轮的个数等可以根据所需的减速比进行各种变更。减速装置4是各齿轮的轴芯平行地配置的平行轴齿轮型的减速机。
第1齿轮41设置于马达2的轴21的外周面。第1齿轮41与轴21一起以马达轴线J2为中心进行旋转。
中间轴45沿着与马达轴线J2平行的中间轴线J4延伸。中间轴45是以中间轴线J4为中心的圆筒形状。中间轴45以中间轴线J4为中心进行旋转。中间轴45被一对中间轴保持轴承87支承为旋转自如。一对中间轴保持轴承87中的一方保持于间隔壁61c的朝向齿轮室82侧的面。一对中间轴保持轴承87中的另一方保持于齿轮收纳部62。
第2齿轮42和第3齿轮43设置于中间轴45的外周面。第2齿轮42和第3齿轮43经由中间轴45而连接。第2齿轮42和第3齿轮43以中间轴线J4为中心进行旋转。第2齿轮42与第1齿轮41啮合。第3齿轮43与差动装置5的环形齿轮51啮合。第3齿轮43相对于第2齿轮42位于间隔壁61c侧。在本实施方式中,中间轴45和第3齿轮43是单个的部件。
<差动装置>
差动装置5是用于将从马达2输出的扭矩传递至车辆的车轮的装置。差动装置5具有如下的功能:在车辆转弯时,吸收左右的车轮的速度差,并且对左右两轮的车轴55传递相同扭矩。差动装置5具有:环形齿轮51、齿轮壳体57、一对小齿轮(未图示)、小齿轮轴(未图示)以及一对半轴齿轮(未图示)。
环形齿轮51以与马达轴线J2平行的差动轴线J5为中心进行旋转。从马达2输出的扭矩经由减速装置4而传递至环形齿轮51。即,环形齿轮51经由其他齿轮而与马达2连接。环形齿轮51固定于齿轮壳体57的外周。
齿轮壳体57对一对小齿轮和一对半轴齿轮进行收纳。当对环形齿轮51传递扭矩时,齿轮壳体57与环形齿轮51一起绕差动轴线J5旋转。
一对小齿轮是相互面对的伞齿轮。一对小齿轮支承于小齿轮轴。
一对半轴齿轮是与一对小齿轮呈直角啮合的伞齿轮。一对半轴齿轮分别具有嵌合部。在嵌合部分别嵌合有车轴。嵌合至相互不同的嵌合部的一对车轴按照相同的扭矩绕差动轴线J5旋转。
<马达>
如图4所示,马达2是内转子型马达,其具有:定子30;以及转子20,其旋转自如地配置于定子30的内侧。转子20通过从省略图示的电池向定子30供给电力而进行旋转。马达2的扭矩经由减速装置4而传递至差动装置5。
(定子)
定子30具有:定子铁芯32、线圈31以及夹在定子铁芯32与线圈31之间的绝缘件(省略图示)。定子30保持于壳体6。
定子铁芯32从圆环状的轭的内周面向径向内侧具有多个磁极齿(省略图示)。在本实施方式的定子铁芯32中,形成于磁极齿与磁极齿之间的槽数为48。在磁极齿之间绕挂线圈线而构成线圈31。
线圈31具有从定子铁芯32的轴向端面突出的线圈端部31a。即,定子30具有线圈端部31a。线圈端部31a比转子20的转子铁芯24的端部沿轴向突出。线圈端部31a相对于转子铁芯24向轴向两侧突出。
(转子)
转子20具有:轴(马达轴)21、转子铁芯24、转子磁铁(永久磁铁)25、一对板状的端板26、螺母29以及垫圈(盖部)28。
(轴)
轴21以沿水平方向且沿车辆的宽度方向(与车辆的行进方向垂直的方向)延伸的马达轴线J2为中心延伸。轴21具有在同轴上相互连结的第1轴部21A和第2轴部21B。
轴21是在内部设置有具有沿着马达轴线J2延伸的内周面的中空部22的中空轴。中空部22包含:位于第1轴部21A的内部的第1中空部22A;以及位于第2轴部21B的内部的第2中空部22B。第1中空部22A和第2中空部22B沿着轴向排列,相互连通。
第1轴部21A配置于收纳空间80的马达室81。第1轴部21A位于定子30的径向内侧,沿着马达轴线J2贯通转子铁芯24。第1轴部21A具有:位于输出侧(即减速装置4侧)的第1端部21e;以及位于其相反侧的第2端部21f。
第1轴部21A被一对第1轴承89支承为旋转自如。一对第1轴承89对第1轴部21A的第1端部21e和第2端部21f进行支承。一对第1轴承89中的一方保持于封闭部63。一对第1轴承89中的另一方保持于间隔壁61c的朝向马达室81侧的面。
图5是转子20的剖视图。另外,在图5中,第2轴部21B通过假想线进行图示。
在第1轴部21A设置有一对连通孔23。连通孔23沿径向延伸而将轴21的外部与中空部22连通。即,在轴21设置有一对连通孔23。一对连通孔23沿着轴向排列。另外,在本说明书中,将从轴21的外周面通过中空部而到达外周面的孔作为一个连通孔23。
在第1轴部21A的外周面设置有沿着轴向排列的凸缘部(盖部)21c和螺纹部21d。即,在轴21的外周面设置有凸缘部21c和螺纹部21d。转子铁芯24在轴向上位于凸缘部21c与螺纹部21d之间。在螺纹部21d紧固有螺母29。
如图4所示,第2轴部21B与第1轴部21A位于同轴上。第2轴部21b具有位于第1轴部21A侧的第3端部21g以及位于其相反侧的第4端部21h。第2轴部21B在第3端部21g与第1轴部21A的第1端部21e连接。
第2轴部21B配置于收纳空间80的齿轮室82。第2轴部21B的第3端部21g经由设置于间隔壁61c的贯穿插入孔61f而向马达室81侧突出从而与第1轴部21A连接。在第2轴部21B的外周面设置有第1齿轮41。第1齿轮41是减速装置4的一部分。第1齿轮41与第2齿轮42啮合,将轴21的输出传递至第2齿轮。
第2轴部21B被一对第2轴承88支承为旋转自如。一对第2轴承88中的一方保持于间隔壁61c的朝向齿轮室82侧的面。一对第2轴承88中的另一方保持于齿轮收纳部62。
中空部22在第1轴部21A的第2端部21f和第2轴部21B的第4端部21h沿轴向开口。从第4端部21h的开口将油O供给至中空部22。供给至中空部22的油O从第4端部21h侧朝向第2端部21f侧流动。供给至中空部22的油O经由连通孔23而流出至轴21的外部。
另外,在以下的说明中,有时将第4端部21h侧称为中空部22的流动方向上游侧,将第2端部21f侧称为中空部22的流动方向下游侧。
如图5所示,第1中空部22A具有内周面的直径不同的第1区域22p、第2区域(小径中空部)22q以及第3区域(大径中空部)22r。第1区域22p、第2区域22q以及第3区域22r的内周面的直径依次增大。即,第2区域22q的内径大于第1区域22p,第3区域22r的内径大于第1区域22p和第3区域22r。第1区域22p、第2区域22q以及第3区域22r从流动方向下游侧朝向上游侧依次排列。第1区域22p位于第2端部21f侧。第2区域22q在轴向上位于第1区域22p与第3区域22r之间。第3区域22r位于第1端部21e侧。即,第3区域22r位于比第2区域22q靠第2轴部21B侧的位置。
一对连通孔23中的流动方向上游侧的一个连通孔23在第3区域22r开口。另外,一对连通孔23中的流动方向下游侧的另一个连通孔23在第2区域22q开口。
另外,第1中空部22A的内周面具有位于第1区域22p与第2区域22q之间的第1台阶面22s以及位于第2区域22q与第3区域22r之间的第2台阶面(台阶面)22t。第1台阶面22s和第2台阶面22t朝向第2轴部21B侧。另外,第1台阶面22s和第2台阶面22t随着朝向径向外侧而朝向流动方向上游侧倾斜。
第2轴部21B的第3端部21g插入至第1轴部21A的第3区域22r。在第3区域22r设置有内花键22e。另一方面,在第2轴部21B的第3端部21g的外周面设置有外花键22g。内花键22e和外花键22g相互嵌合。由此,第1轴部21A和第2轴部21B连接。
在第2轴部21B的朝向第1轴部21A侧的端面(即、第3端部21g的端面)与第2台阶面22t之间设置有间隙。第3端部21g的端面与第2台阶面22t之间的间隙在中空部22的内周面构成凹槽22u。即,在中空部22的内周面设置有沿着周向延伸的凹槽22u,凹槽22u由第2轴部21B的第3端部21g的端面、第3区域22r的内周面以及第2台阶面22t构成。
一对连通孔23中的位于油O的流动方向上游侧的一个连通孔23在凹槽22u中向中空部22开口。随着轴21的旋转而对提供至中空部22内的油O赋予离心力。在中空部22的内周面设置有凹槽22u,因此随着离心力而使油O积存于凹槽22u内。根据本实施方式,连通孔23在凹槽22u开口,因此能够有效地将积存于凹槽22u内的油O引导至连通孔23。
根据本实施方式,能够将第1轴部21A与第2轴部21B的连接部分的间隙用作凹槽22u而积存油O。因此,无需为了设置积存油O的凹槽22u而实施特殊的加工。
在设置有沿着轴向排列的多个连通孔23的情况下,有时油O容易流动至位于油O的流动方向下游侧的连通孔23,而流入至油O的流动方向上游侧的连通孔23的油O不足。根据本实施方式,位于流动方向上游侧的连通孔23在凹槽22u中开口,因此能够使油O充分地流入至位于流动方向上游侧的连通孔23。
根据本实施方式,中空部22的直径随着从流动方向上游侧朝向下游侧而阶段性地变小。由此,容易使油O从中空部22的上游侧遍布至下游侧。另外,一对连通孔23中的上游侧的一方在第3区域22r开口,下游侧的另一方在第2区域22q开口。即,与上游侧的连通孔23的开口相比,下游侧的连通孔23的开口设置于中空部22的直径较小的区域。因此,也能够使油O充分地流入至位于下游侧的连通孔23。
内花键22e的一部分位于第3端部21g的端面与第2台阶面22t之间的间隙。因此,在中空部22的内周面设置有源自内花键22e且沿着周向排列的凸部和凹部。在中空部的剖面形状是以马达轴线为中心的圆形的情况下,会担心即使轴进行旋转,中空部内的油O也相对于轴空转,无法对油O赋予离心力。与此相对,在中空部22内设置有沿着周向排列的凸部和凹部,从而能够使油O随着轴21的旋转而旋转,能够对中空部22的油O赋予离心力。由此,能够将油O顺利地引导至连通孔23。
根据本实施方式,在第2轴部21B的外周面和第3区域22r的内周面设置有相互花键嵌合的花键(外花键22g和内花键22e)。另外,第3区域22r的花键(内花键22e)的一部分位于凹槽22u内。因此,利用用于嵌合的内花键22e而能够对中空部22内的油O赋予离心力。即,无需为了对油O赋予离心力而对中空部22的内周面实施加工来设置凹凸形状。
(转子铁芯)
转子铁芯24是层叠硅钢板而构成的。转子铁芯24是沿着轴向延伸的圆柱体。转子铁芯24具有轴向上的分别朝向相反侧的一对轴向端面24a和朝向径向外侧的外周面24b。
转子铁芯24与一对端板26一起被夹入至螺母29与凸缘部21c之间。在螺母29与端板26之间夹有垫圈28。
在转子铁芯24设置有在沿轴向观察时位于中央且沿着轴向贯通的一个嵌合孔24c、多个磁铁保持孔24d以及多个铁芯贯通孔24e。嵌合孔24c、磁铁保持孔24d以及铁芯贯通孔24e在一对轴向端面24a开口。
嵌合孔24c是以马达轴线J2为中心的圆形。轴21贯穿插入至嵌合孔24c而嵌合。因此,转子铁芯24从径向外侧包围轴21。轴21与嵌合孔24c的嵌合是间隙嵌合。因此,可抑制由于轴21的嵌合所导致的转子铁芯24的变形。在嵌合孔24c的内周面设置有向径向内侧突出的突起(省略图示)。该突起嵌入至设置于轴21的外周面的键槽(省略图示)。由此,可抑制转子铁芯24与轴21的相对的旋转。
多个铁芯贯通孔24e配置成沿着周向排列。铁芯贯通孔24e位于比磁铁保持孔24d靠径向内侧的位置。铁芯贯通孔24e起到使油O在一对轴向端面24a彼此之间流动的作用。
多个磁铁保持孔24d配置成沿着周向排列。转子磁铁25插入至磁铁保持孔24d。磁铁保持孔24d对转子磁铁25进行保持。即,本实施方式的转子20是在转子铁芯24的内部埋入有转子磁铁25的埋入型磁铁(IPM(interior permanent magnet))。
转子磁铁25是永久磁铁。多个转子磁铁25分别插入至沿周向排列的多个磁铁保持孔24d而固定于转子铁芯24。多个转子磁铁25沿着周向排列。
(端板)
图6是端板26的俯视图。图7是沿着图6的VII-VII线的端板26的剖视图。另外,在图6和图7中,通过假想线示出马达单元1的其他部件。
如图6所示,端板26是俯视圆形。端板26是金属制的板。在端板26设置有沿着轴向贯通的圆形的中央孔26i。在中央孔26i的内周面设置有键部26q。键部26q嵌入至设置于轴21的键槽21k。端板26和轴21通过键部26q与键槽21k的嵌合而抑制相对的旋转。
如图5所示,端板26具有第1面26a和第2面26b。第1面26a与转子铁芯24的轴向端面24a对置。第2面26b朝向与第1面26a相反的一侧。
一对端板26分别位于转子铁芯24的轴向两侧。一对端板26分别与转子铁芯24的一对轴向端面24a接触。一对端板26中的一方(第1端板26A)位于转子铁芯24的一个轴向端面24a与凸缘部21c之间。一对端板26中的另一方(第2端板26B)位于转子铁芯24的另一个轴向端面24a与垫圈28之间。端板26在第1面26a上,与轴向端面24a接触。另外,端板26在第2面26b上与凸缘部21c或垫圈28接触。
根据本实施方式,转子铁芯24和一对端板26被夹入凸缘部21c与螺母29之间。由此,将一对端板26从轴向两侧向转子铁芯24的轴向端面24a按压。在端板26的第1面26a与转子铁芯24的轴向端面24a的接触部产生摩擦力,由此能够抑制转子铁芯24与轴21的相对的旋转。
当通过压入将转子铁芯和轴固定时,转子铁芯发生变形,在转子铁芯内通过的磁路发生变化而使铁损增大。特别是如本实施方式那样,在车辆驱动用的马达中,驱动力较大,因此需要确保压入的过盈量较大,容易使转子铁芯的铁损增大。根据本实施方式,转子铁芯24隔着端板26而固定于轴21。因此,能够使转子铁芯24的嵌合孔24c与轴21的嵌合为间隙嵌合,能够抑制转子铁芯24的变形,能够提供高效率的马达2。
如图7所示,在第1面26a设置有凹部26f和从径向外侧包围凹部26f的倾斜面26e。凹部26f俯视时是以马达轴线J2为中心的圆形。凹部26f具有凹部底面26g和凹部内周面26h。凹部底面26g是与马达轴线J2垂直的平面。凹部内周面26h位于凹部底面26g与倾斜面26e之间。凹部内周面26h随着从径向内侧朝向径向外侧而向使凹部26f变浅的方向倾斜。在凹部26f与转子铁芯24的轴向端面24a之间设置有间隙。在该间隙中积存有油O,从而对转子铁芯24的轴向端面24a进行冷却。
倾斜面26e在第1面26a上设置于位于最径向外侧的区域,沿着周向延伸。倾斜面26e随着朝向径向外侧而按照倾斜角度θ朝向转子铁芯24侧倾斜。另外,这里,倾斜角度θ是指与马达轴线J2垂直的平面与倾斜面26e所成的角度。
端板26在第1面26a的倾斜面26e上与转子铁芯24的轴向端面24a接触。倾斜面26e随着朝向径向外侧而向转子铁芯24侧倾斜,因此倾斜面26e在最径向外侧的区域与轴向端面24a接触。由此,能够尽可能地在径向外侧产生摩擦力,该摩擦力是通过倾斜面26e与轴向端面24a的接触而产生的。另外,能够使倾斜面26e与轴向端面24a的垂直应力随着朝向径向外侧而增大。由此,能够使静摩擦力的界限值随着朝向径向外侧而增大。抑制端板26与转子铁芯24的相对的旋转的保持扭矩与距旋转轴线的距离和摩擦力成比例。因此,根据本实施方式,能够增大抑制端板26与转子铁芯24的相对旋转的保持扭矩,能够相对于端板26牢固地保持转子铁芯24。为了起到这样的效果,优选倾斜面26e的倾斜角度θ为0.1°以上5°以下。
另外,本实施方式的端板26在倾斜面26e上与转子铁芯24的轴向端面24a接触。因此,能够使端板26与转子铁芯24的接触位置稳定。因此,能够抑制端板26与转子铁芯24的传递扭矩的偏差,能够相对于轴21可靠地固定转子铁芯24。
另外,根据本实施方式,在端板26设置有倾斜面26e,从而即使在端板26和转子铁芯24的轴向端面24a的接触部的平坦度存在偏差,也能够可靠地接触。如在后面的段落中所说明的那样,在倾斜面26e的径向内侧设置有油流路26t(参照图5)。通常,当油进入至转子铁芯与定子之间时,转子铁芯的旋转效率降低。通过倾斜面26e与转子铁芯24的轴向端面24a接触,能够抑制油流路26t的油O从端板26与转子铁芯24之间进入至转子铁芯24的外周面24b与定子30之间的间隙。
另外,倾斜面26e也可以是倾斜角随着朝向径向外侧而变化的结构。另外,倾斜面26e也可以是倾斜角度随着朝向径向外侧而变化的弯曲面。
如图5所示,倾斜面26e封住转子铁芯24的磁铁保持孔24d的开口。由此,可抑制保持于磁铁保持孔24d的内部的转子磁铁25从磁铁保持孔24d的开口飞出。由此,能够抑制转子磁铁25的一部分进入至收纳凹部内的驱动部分。
如图7所示,在第2面26b设置有平面部26c和位于平面部26c的外缘的倒角部26d。平面部26c与马达轴线J2垂直。倒角部26d随着朝向径向外侧而向第1面26a侧倾斜。
如图5所示,在端板26设置有两组板贯通孔26p、第1凹槽(第1凹部)26j以及第2凹槽(第2凹部)26k。以下,对两组的板贯通孔26p、第1凹槽26j以及第2凹槽26k中的一组进行说明,另一组也具有同样的结构。
板贯通孔26p沿着轴向延伸。第1凹槽26j位于第1面26a。第1凹槽26j从板贯通孔26p的开口向径向内侧延伸。第1凹槽26j在中央孔26i的内周面向径向内侧开口。第2凹槽26k位于第2面26b。第2凹槽26k从板贯通孔26p的开口向径向外侧延伸。第2凹槽26k在倒角部26d向径向外侧开口。
端板26的第1凹槽26j的沿着轴向的开口被转子铁芯24的轴向端面24a覆盖。另外,第1凹槽26j的径向的开口与轴21的连通孔23连接。
提供至轴21的中空部22的内部的油O经由连通孔23而流向径向外侧。另外,油O从连通孔23的径向外侧的开口流入至第1凹槽26j。另外,油O通过板贯通孔26p而流向第1面26a和第2面26b侧,经由第2凹槽26k而释放至转子20的外侧。如图4所示,在端板26的径向外侧设置有定子30的线圈端部31a。释放至转子20的外侧的油O提供至线圈端部31a而对线圈端部31a进行冷却。
端板26的第1凹槽26j、板贯通孔26p以及第2凹槽26k作为油流路26t发挥功能。即,油流路26t由第1凹槽26j、板贯通孔26p以及第2凹槽26k构成。在一对端板26分别设置有与连通孔23连通且沿着径向延伸而开口的油流路26t。
根据本实施方式的端板26,板贯通孔26p、第1凹槽26j以及第2凹槽26k构成油流路26t。因此,根据本实施方式,能够由通过模具成型而制造的便宜的部件(端板26)构成油流路26t。
一对端板26的第1凹槽26j与铁芯贯通孔24e连通。即,铁芯贯通孔24e将一对端板26各自的第1凹槽26j彼此连接。换言之,铁芯贯通孔24e将一对端板26各自的油流路26t彼此连接。另外,铁芯贯通孔的开口的至少一部分位于比板贯通孔26p靠径向外侧的位置。
根据本实施方式,铁芯贯通孔24e将一对端板26的第1凹槽26j彼此连接,因此能够使通过第1凹槽26j的油O的一部分流向铁芯贯通孔24e。由此,通过铁芯贯通孔24e的油O,能够从内部对转子铁芯24进行冷却。另外,能够隔着转子铁芯24而对保持于转子铁芯24的转子磁铁25进行冷却。
根据本实施方式,铁芯贯通孔24e的开口位于比一对端板26的板贯通孔26p靠径向外侧的位置。由此,能够通过转子20的离心力而将油O积存于铁芯贯通孔24e的内部,并将油O从铁芯贯通孔24e供给至两侧的端板26的第1凹槽26j。另外,当在一对端板26中的一侧的第1凹槽26j中油O不足的情况下,能够经由铁芯贯通孔24e而从另一侧供给油O。因此,能够从各个端板26将大致等量的油O释放至线圈端部31a,能够进行线圈31的稳定的冷却。
如图5所示,将一对端板26中的被夹入凸缘部21c与转子铁芯24之间的一方作为第1端板26A,将被夹入螺母29与转子铁芯24之间的另一方作为第2端板26B。
在第1端板26A中,板贯通孔26p的径向内侧的一部分被凸缘部21c覆盖。另外,在第1端板26A中,第2凹槽26k的沿着轴向的开口整体面向轴向外侧。换言之,在第1端板26A中,沿轴向观察,第2凹槽26k的沿着轴向的开口整体露出。即,第1端板26A的第2凹槽26k在沿着轴向的开口中与外部连通。在第1端板26A中,在第2凹槽26k中,板贯通孔26p的一部分和沿着轴向的开口的整体作为从垫圈28释放的第1开放部26s发挥功能。在第1端板26A中,通过板贯通孔26p的油O从第1开放部26s释放。
在第2端板26B与螺母29之间夹有垫圈28。在第2端板26B中,板贯通孔26p和第2凹槽26k的沿着轴向的开口的径向内侧的一部分被垫圈28覆盖。将第2凹槽26k的沿着轴向的开口中的被垫圈28覆盖的部分称为包覆部,将未被垫圈28覆盖的部分称为开放部。即,在第2端板26B中,第2凹槽26k的沿着轴向的开口具有被垫圈28覆盖的包覆部和未被垫圈覆盖的第2开放部26r。第2端板26B的第2凹槽26k在位于第2凹槽26k的径向外侧的端部的第2开放部26r面向轴向外侧。换言之,沿轴向观察时,第2端板26B的第2凹槽26k在第2开放部26r露出。即,第2端板26B的第2凹槽26k在第2开放部26r与外部连通。第2开放部26r位于第2凹槽26k的径向外侧的端部。在第2端板26B中,通过板贯通孔26p的油O从第2开放部26r释放。
根据本实施方式的第1端板26A和第2端板26B,在第2面26b设置有第2凹槽26k,从而能够使经由板贯通孔26p而流向第2面26b侧的油O沿着第2凹槽26k向径向外侧移动。因此,能够使油O稳定地流至第2开放部26r,能够将油O稳定地供给至定子30的线圈端部31a。
根据本实施方式,对于第1端板26A和第2端板26B的第2凹槽26k,凸缘部21c或垫圈28分别作为覆盖轴向的开口的盖部发挥功能。即,转子20具有隔着端板26而位于转子铁芯24的轴向端部的一对盖部(凸缘部21c和垫圈28)。盖部(凸缘部21c和垫圈28)从外侧覆盖板贯通孔26p的沿着轴向的开口,从而将从板贯通孔26p流向第2面26b侧的油O引导成沿着第2凹槽26k流动。根据本实施方式,通过盖部(凸缘部21c和垫圈28)控制油O的动作而能够抑制油O进入至转子铁芯24与定子30之间。
根据本实施方式的第2端板26B,第2凹槽26k的沿着轴向的开口被垫圈28局部地覆盖,在第2开放部26r中面向轴向外侧。即,在第2凹槽26k的直到第2开放部26r的区域中,油O不会沿轴向溢出,能够使油O可靠地移动至第2开放部26r。由此,能够使油O从第2开放部26r稳定地释放,能够将油O稳定地供给至线圈端部31a。
根据本实施方式,第2凹槽26k在位于径向端部的第2开放部26r沿轴向而面向轴向外侧。因此,能够使通过第2凹槽26k的油O从第2开放部26r沿轴向飞散。由此,能够使油O朝向比转子铁芯24的端部沿轴向突出的线圈端部31a飞散,能够有效地对线圈端部31a的线圈31进行冷却。
另外,在本实施方式的第1端板26A中,在板贯通孔26p的一部分和沿着轴向的开口的整体设置有第1开放部26s。但是,如图5中假想线所示,也可以是,凸缘部21c覆盖第2凹槽26k的沿着轴向的开口的一部分。在该情况下,第1端板26A的第1开放部26s与第2端板26B的第2开放部26r同样地,位于径向外侧的端部,能够起到与第2开放部26r同样的效果。
另外,在本实施方式中,在端板26设置有槽状的第1凹槽26j和第2凹槽26k。但是,即使是非槽状的凹部,也能够起到上述的一定的效果。另外,通过设置沿着径向延伸的第1凹槽26j和第2凹槽26k,能够沿着径向顺利地引导油O。
(端板的第1变形例)
图8是能够在本实施方式中采用的第1变形例的端板126的剖视图。另外,对于与上述实施方式相同的方式的结构要素,使用相同的标号进行说明。
第1变形例的端板126与上述实施方式同样地,具有与转子铁芯24对置的第1面126a和朝向与第1面126a相反的一侧的第2面126b。另外,在端板126设置有一对板贯通孔126p、一对第1凹槽126j以及一对第2凹槽126k。板贯通孔126p沿轴向延伸。第1凹槽126j位于第1面126a。第1凹槽126j从板贯通孔126p向径向内侧延伸。第2凹槽126k位于第2面126b。第2凹槽126k从板贯通孔126p向径向外侧延伸。第2凹槽126k的沿着轴向的开口被盖部128局部地覆盖,在开放部126r面向轴向外侧。另外,这里,盖部128是垫圈28或凸缘部21c(参照图5)。
在本变形例中,在第2凹槽126k的底部设置有使得第2凹槽126k的深度随着朝向径向外侧而变浅的倾斜面126u。在沿轴向观察时,倾斜面126u与开放部126r重叠。根据本变形例,通过在第2凹槽126k设置倾斜面126u,能够对油O的流动赋予轴向的成分。能够使油O沿轴向飞散而使油O朝向比转子铁芯24的端部沿轴向突出的线圈端部31a有效地飞散。
(端板的第2变形例)
图9是能够在本实施方式中采用的第2变形例的端板226的俯视图。另外,对于与上述实施方式相同的方式的结构要素,使用相同的标号进行说明。
第2变形例的端板226与上述实施方式同样地,具有第1面226a和朝向与第1面226a相反的一侧的第2面226b。另外,在端板226上具有一对板贯通孔226p、一对第1凹槽226j以及一对第2凹槽226k。板贯通孔226p沿轴向延伸。第1凹槽226j位于第1面226a。第1凹槽226j从板贯通孔226p向径向内侧延伸。第2凹槽226k位于第2面226b。第2凹槽226k从板贯通孔226p向径向外侧延伸。第2凹槽226k的沿着轴向的开口被盖部228局部覆盖,在开放部226r中面向轴向外侧。另外,这里,盖部228是垫圈28或凸缘部21c(参照图5)。
第2凹槽226k是沿着径向延伸的槽。另外,沿轴向观察,第2凹槽226k的延伸的方向相对于径向倾斜。另外,第2凹槽226k按照随着朝向径向外侧而相对于径向倾斜的角度增大的方式弯曲。根据本变形例,第2凹槽226k相对于径向倾斜,因此能够从倾斜的第2凹槽226k的壁面对通过第2凹槽226k的油O赋予离心力。由此,能够提高从开放部226r飞散的油O的速度,即使在到线圈端部31a为止的距离较远的情况下,也能够可靠地使油O与线圈端部31a接触。
本变形例的一对第2凹槽226k的沿轴向观察的形状相互不同。一对第2凹槽226k中的一个第2凹槽226kA相对于另一个第2凹槽226kB,在沿轴向观察时弯曲得小,相对于径向的倾斜角度较小。即,根据本实施方式,沿轴向观察时,多个第2凹槽226kA、226kB各自的槽的延伸的方向相对于径向的角度不同。因此,一对第2凹槽226kA、226kB对油O赋予的离心力的大小相互不同。相对于从一个第2凹槽226kA飞散的油O而言,从另一个第2凹槽226kB飞散的油O更高速,飞散至更远的范围。即,根据本变形例,在多个第2凹槽226kA、226kB中,能够使油O飞散至相互不同的区域,能够使油O与线圈端部31a的较宽的范围接触。
<油路>
如图1所示,油路90位于壳体6的内部、即收纳空间80。油路90构成为跨越收纳空间80的马达室81和齿轮室82。油路90是将油O从贮油部P(即、收纳空间80的下侧的区域)经由马达2而再次导入贮油部P的油O的路径。油路90具有通过马达2的内部的第1油路(油路)91和通过马达2的外部的第2油路(油路)92。油O在第1油路91和第2油路92中从内部和外部对马达2进行冷却。油路90构成油冷却机构。
第1油路91和第2油路92均是将油O从贮油部P供给至马达2并且再次回收至贮油部P的路径。在第1油路91和第2油路92中,油O从马达2滴下而积存于马达室的下侧的区域。积存于马达室81的下侧的区域的油O经由间隔壁开口68而移动至齿轮室82的下侧的区域(即、贮油部P)。
在第1油路91的路径中设置有对油O进行冷却的冷却器97。通过第1油路91并被冷却器97冷却的油O在贮油部P中与通过第2油路92的油O合流。在贮油部P中,通过第1油路91和第2油路92的油O相互混合而进行热交换。因此,也能够使配置于第1油路91的路径中的冷却器97的冷却效果影响到通过第2油路92的油O。根据本实施方式,使用设置于第1油路91和第2油路92中的一个油路中的一个冷却器97而对两个油路中的油O进行冷却。
通常,冷却器配置于液体稳定地流动的流路中。为了对两个油路进行冷却,也考虑在两个油路所包含的流路中分别配置冷却器的结构。在该情况下,需要使用两个冷却器,成本增高。另外,为了对两个油路进行冷却,考虑在使两个油路合流的区域设置流路并在该流路中设置冷却器的结构。在该情况下,需要在交流的区域设置流路,因此需要使油路中的流路的结构复杂化,作为结果,成本增高。
根据本实施方式,仅在第1油路91设置冷却器,将通过第1油路91和第2油路92的油O在贮油部P中混合,从而能够间接地对第2油路92进行冷却。由此,不使油路90中的流路的结构复杂化而能够通过一个冷却器97对第1油路91和第2油路92的油O进行冷却。
另外,这样的效果是当在第1油路91和第2油路92中的任意一方具有对油O进行冷却的冷却器97且在第1油路91和第2油路92中流动的油O在贮油部P合流的情况下能够起到的效果。
油O的热主要通过冷却器97散热。另外,由于油O与壳体6的内表面接触,因此油O的热的一部分也通过壳体6散热。另外,如图1所示,在壳体6的外侧面可以设置凹凸状的散热器部6b。散热器部6b促进经由壳体6的马达2的冷却。
(第1油路)
在第1油路91中,油O通过差动装置5从贮油部P提升而导入至转子20的内部。在转子20的内部对油O赋予伴随转子20的旋转的离心力。由此,油O朝向从径向外侧包围转子20的定子30均匀地扩散而对定子30进行冷却。
第1油路91具有:提升路径91a、轴供给路径(油流路)91b、轴内路径91c以及转子内路径91d。另外,在第1油路91的路径中设置有第1储液器93。第1储液器93设置于收纳空间80(特别是齿轮室82)。
提升路径91a是通过差动装置5的环形齿轮51的旋转而将油O从贮油部P提升并利用第1储液器93(参照图3)接受油O的路径。
如图3所示,第1储液器93在铅垂方向上位于马达轴线J2、中间轴线J4以及差动轴线J5的上侧。第1储液器93在车辆前后方向(水平方向、X轴方向)上位于中间轴线J4与差动轴线J5之间。第1储液器93在车辆前后方向(水平方向、X轴方向)上位于马达轴线J2与差动轴线J5之间。第1储液器93配置于第1齿轮41的侧部。第1储液器93向上侧开口。
在本说明书中,“储液器”是指具有在没有朝向一个方向的稳定的液体流动的状态下积存油的功能的构造体。“储液器”在没有稳定的液体流动这点上,与“流路”不同。在本实施方式的马达单元1的收纳空间80设置有第1储液器93、第2储液器98以及副储液器95。
在本实施方式中,作为环形齿轮51的旋转中心的差动轴线J5相对于减速装置4配置于车辆后方侧。差动装置5在车辆前进时在与减速装置4相反的一侧的区域朝向上侧旋转。通过差动装置5的环形齿轮51而提升的油O绕着与减速装置4相反的一侧而落到第1储液器93的上侧,积存于第1储液器93。即,第1储液器93接受由环形齿轮51提升的油O。另外,在马达2刚驱动之后等贮油部P的液面较高的情况下,第2齿轮42和第3齿轮43与贮油部P的油O接触而将油O提升。在这样的情况下,第1储液器93除了接受通过环形齿轮51提升的油O以外,还接受通过第2齿轮42和第3齿轮43提升的油O。
壳体6具有构成齿轮室82的上侧的壁的齿轮室顶部(顶部)64。齿轮室顶部64位于减速装置4和差动装置5的上侧。这里,从马达轴线J2的轴向观察,对将马达轴线J2与差动轴线J5假想地连结的假想线(后述段落中说明的第3线段)L3进行定义。齿轮室顶部64与假想线L3大致平行。通过使齿轮室顶部64与假想线L3大致平行,而能够充分确保利用环形齿轮51提升且向假想线L3延伸的方向飞散的油O所通过的区域,从而能够使油O与以马达轴线J为中心旋转的第1齿轮41有效地接触。另外,通过使齿轮室顶部64与假想线L3大致平行,能够抑制壳体6在铅垂方向上大型化。
另外,这里,齿轮室顶部64与假想线L3“大致平行”是指齿轮室顶部64与假想线L3所成的角为10°以内。在齿轮室顶部64弯曲的情况下,弯曲线的所有点的切线与假想线L3所成的角度为10°以内。
另外,若为10°以内的范围,则优选齿轮室顶部64随着从差动轴线J5侧朝向马达轴线J2侧而靠近假想线L3。由此,能够使壳体6小型化。
另外,齿轮室顶部64是随着从差动轴线J5侧朝向马达轴线J2侧而向靠近假想线L3侧的方向略微弯曲的曲面。齿轮室顶部64的弯曲形状是与通过环形齿轮51提升的油O所描绘的抛物线大致相同、或从环形齿轮51稍微分开的曲面。利用环形齿轮51提升的油O的一部分直接到达第1储液器93。另外,利用环形齿轮51提升的油O的另一部分沿着壳体6的齿轮室顶部64流动而到达第1储液器93。即,齿轮室顶部64起到将油O引导至第1储液器93的作用。
齿轮室顶部64具有向下侧突出的凸部65。凸部65位于第1储液器93的上侧。沿着齿轮室顶部64流动的油O在凸部65的下端成为较大的液滴,落到下方而积存于第1储液器93。即,凸部65将沿着齿轮室顶部64流动的油O引导至第1储液器93。
在本实施方式中,马达收纳部61和齿轮收纳部62通过螺栓67相互固定。凸部65在齿轮室顶部64中利用供螺栓67插入的螺纹孔周围的厚壁部分而设置。另外,在图3中,省略了对马达收纳部61和齿轮收纳部62进行固定的其他螺栓和螺纹孔周围的其他厚壁部分的图示。
齿轮室顶部64具有沿着轴向延伸的板状的檐部66。檐部66向下侧突出。檐部66的下端位于第1储液器93的上侧。通过环形齿轮51提升而飞散的油O的一部分与檐部66接触而沿着檐部66的表面流动。同样地,通过第2齿轮42和第3齿轮提升而飞散的油O被檐部66挡住而沿着檐部66的表面流动。油O在檐部66的下端成为较大的液滴,落到下方而积存于第1储液器93。即,檐部66将提升的油O引导至第1储液器93。
檐部66随着从上侧朝向下侧而从差动轴线J5侧朝向马达轴线J2侧倾斜。环形齿轮51比第2齿轮42和第3齿轮43大径,因此所飞散的油O的飞散角度接近水平。通过使檐部66向上述方向倾斜而配置,能够使从环形齿轮51飞散的油O顺利地附着于檐部66的表面而落到下侧。
第1储液器93位于环形齿轮51、第2齿轮42以及第3齿轮43的正上方。沿铅垂方向观察时,第1储液器93的开口与环形齿轮51、第2齿轮42以及第3齿轮43重叠。通过齿轮提升的油的大部分飞散至提升的齿轮的正上方。通过将第1储液器93配置于环形齿轮51、第2齿轮42以及第3齿轮43的正上方,能够有效地接受利用各齿轮提升的油O。
第1储液器93具有底部93a、第1侧壁部93b以及第2侧壁部93c。底部93a、第1侧壁部93b以及第2侧壁部93c在齿轮收纳部62和马达收纳部的突出板部61d的壁面之间沿着轴向延伸。第1侧壁部93b和第2侧壁部93c从底部93a向上侧延伸。第1侧壁部93b构成第1储液器93的差动装置5侧的壁面。第2侧壁部93c构成第1储液器93的减速装置4侧的壁面。即,第1侧壁部93b从底部93a的差动轴线J5侧的端部向上侧延伸,第2侧壁部93c从底部93a的马达轴线J2侧的端部向上侧延伸。第1储液器93在由底部93a、第1侧壁部93b、第2侧壁部93c、以及齿轮收纳部62和马达收纳部的突出板部61d的壁面包围的区域中暂时贮存油O。
第1侧壁部93b上端部的高度位于比第2侧壁部93c的上端部靠下侧的位置。油O通过差动装置5提升,而从减速装置4的相反侧朝向第1储液器93飞散。通过降低第1侧壁部93b的上端部的高度,能够将通过差动装置5提升的油O有效地贮存于第1储液器93。另外,能够使通过环形齿轮51提升而飞散的油O中的超过第1侧壁部93b的油O与第2侧壁部93c接触而引导至第1储液器93。
第2侧壁部93c沿着第1齿轮41的周向朝向斜上方延伸。即,第2侧壁部93c随着朝向上侧而朝向马达轴线J2倾斜。由此,第2侧壁部93c能够在较宽的范围接受通过差动装置5提升的油O。另外,第2侧壁部93c能够在较宽的范围接受沿着收纳空间80的顶部流动的油O的液滴。
在底部93a与第2侧壁部93c的边界部,轴供给流路94朝向第1储液器93的内部开口。底部93a俯视时随着朝向马达轴线J2侧而朝向下方略微倾斜。即,底部93a按照成为第2侧壁部93c侧下端的方式略微倾斜。因此,通过将轴供给流路94的开口设置于底部93a与第2侧壁部93c之间,能够将第1储液器93内的油O有效地供给至轴供给流路94。
轴供给路径91b将油O从第1储液器93引导至马达2。轴供给路径91b由轴供给流路94构成。轴供给流路94从第1储液器93朝向轴21端部延伸。轴供给流路94呈直线状延伸。轴供给流路94随着从第1储液器93朝向轴21的端部而朝向下侧倾斜。轴供给流路94通过在齿轮收纳部62加工贯通收纳空间80的内外的孔而形成。所加工的孔的外侧的开口被帽部(省略图示)封住。轴供给流路94将积存于第1储液器93的油O从轴21的端部引导至中空部22。
如图1所示,轴内路径91c是油O在轴21的中空部22内通过的路径。另外,转子内路径91d是从轴21的连通孔23通过位于转子铁芯24的轴向端面24a的端板26的内部而飞散至定子30的路径(参照图5)。即,第1油路91具有从轴21的内部通过转子铁芯24的路径。
在轴内路径91c中,随着转子20的旋转而对转子20的内部的油O赋予离心力。由此,油O从端板26向径向外侧连续地飞散。另外,随着油O的飞散,转子20内部的路径中成为负压,积存于第1储液器93的油O被吸引至转子20的内部,在转子20内部的路径充满油O。油O通过第1油路91中的毛细管力也可促进向转子20内部的移动。到达定子30的油O从定子30吸收热。
(第2油路)
如图1所示,在第2油路92中,油O从贮油部P提起至马达2的上侧而供给至马达2。供给至马达2的油O一边沿着定子30的外周面流动一边从定子30吸收热,从而对马达2进行冷却。沿着定子30的外周面流动的油O滴到下方而积存于马达室81的下侧的区域。第2油路92的油O与第1油路91的油O在马达室81的下侧的区域合流。积存于马达室81的下侧的区域的油O经由间隔壁开口68而移动至齿轮室82的下侧的区域(即、贮油部P)。
图10是马达单元1的剖视图。另外,图10的切断面在各区域中沿轴向偏移。
第2油路92具有第1流路92a、第2流路92b以及第3流路92c。在第2油路92的路径中设置有泵96、冷却器97以及第2储液器98。在第2油路92中,油O按照第1流路92a、泵96、第2流路92b、冷却器97、第3流路92c、第2储液器98的顺序通过各部而供给至马达2。
泵96是通过电进行驱动的电动泵。泵96安装于设置在壳体6的外侧面的泵安装凹部6c。泵96具有吸入口96a和泵出口96b。吸入口96a和泵出口96b经由泵96的内部流路而连接。另外,吸入口96a与第1流路92a连接。泵出口96b与第2流路92b连接。泵出口96b位于比吸入口96a靠上侧的位置。泵96经由第1流路92a而将油O从贮油部P吸起,并经由第2流路92b、冷却器97、第3流路92c以及第2储液器98而供给至马达2。
利用泵96对马达2的油O的供给量根据马达2的驱动状态而被适当地控制。因此,在需要长时间的驱动或高输出的情况等通过提高马达2的温度而提高泵96的驱动输出,从而增加对马达2的油O的供给量。
冷却器97具有流入口97a和流出口97b。流入口97a和流出口97b经由冷却器97的内部流路而连接。另外,流入口97a与第2流路92b连接。流出口97b与第3流路92c连接。流入口97a与流出口97b相比位于靠近泵96的一侧(即下侧)。另外,在冷却器97的内部设置有供从散热器供给的冷却水通过的冷却水用配管(省略图示)。通过冷却器97的内部的油O在与冷却水之间进行热交换而进行冷却。
泵96和冷却器97固定于壳体6的马达收纳部61的外周面。从马达轴线J2的轴向观察时,泵96和冷却器97夹着马达轴线J2而位于与差动装置5在水平方向上相反的一侧。另外,泵96和冷却器97在上下方向上排列。冷却器97位于泵96的上侧。沿铅垂方向观察,冷却器97与泵96重叠。
根据本实施方式,泵96和冷却器97与差动装置5夹着马达轴线J2而位于相反的一侧,从而能够有效地利用马达2周围的空间。由此,能够缩小马达单元1整体的沿着水平方向的尺寸,能够实现马达单元1的小型化。
根据本实施方式,泵96和冷却器97固定于壳体6的外周面。因此,与泵96和冷却器97设置于壳体6的外部的情况相比,能够有助于马达单元1的小型化。另外,将泵96和冷却器97固定于壳体6的外周面,从而能够利用通过壳体6的壁部6a的内部的第1流路92a、第2流路92b以及第3流路92c构成将收纳空间80与泵96和冷却器97连接的流路。
根据本实施方式,冷却器97固定于壳体6的外周面,因此能够使收纳空间80与冷却器97的距离接近。由此,能够缩短将冷却器97与收纳空间80连接的第3流路97c,从而能够将冷却后的油O以温度低的状态供给至收纳空间80。
第1流路92a、第2流路92b以及第3流路92c通过包围收纳空间80的壳体6的壁部6a的内部。对于第1流路92a,作为形成于壁部6a的孔,能够形成第1流路92a、第2流路92b以及第3流路92c。因此,无需另外准备管材而能够有助于减少部件数量。
另外,第1流路92a通过壁部6a中的位于马达2的下侧的部分的内部。第2流路92b通过壁部6a中的位于马达2的水平方向侧方的部分的内部。另外,第3流路92c通过壁部6a中的位于马达2的上侧的部分的内部。
第1流路92a将贮油部P与泵96连接起来。第1流路92a具有第1端部92aa和第2端部92ab。
第1端部92aa与第2端部92ab相比位于第2油路92的上游侧。第1端部92aa在差动装置5的下侧在收纳空间80开口。沿铅垂方向观察时,第1端部92aa与马达2重叠。
第2端部92ab在泵安装凹部6c内开口而与泵96的吸入口96a连接。
如上所述,差动装置5和泵96夹着马达轴线J2相互位于水平方向相反侧。第1流路92a按照夹着马达2而架设于水平方向相反侧的方式延伸。另外,第1流路92a通过马达2的下侧。
根据本实施方式,第1流路92a通过马达2的下侧,因此能够有效利用马达2的下侧的区域而能够缩小马达单元1的尺寸。由此,能够实现马达单元1的小型化。
沿轴向观察时,第1流路92a的至少一部分与第2齿轮42和环形齿轮51重叠。由此,能够缩小沿轴向观察的情况下的马达单元1的尺寸,能够实现马达单元1的小型化。
另外,在本实施方式中,对连接在马达2与差动装置5之间的多个齿轮(第1齿轮41、第2齿轮42、第3齿轮43以及环形齿轮51)中的第2齿轮42和环形齿轮51在沿轴向观察时与第1流路92a重叠的情况进行了说明。但是,只要连接在马达2与差动装置5之间的多个齿轮中的至少一个在沿轴向观察时与第1流路92a重叠,则能够起到上述的效果。
第1流路92a从差动装置5的下侧延伸至泵96的吸入口96a。第1流路92a随着从第1端部92aa朝向第2端部92ab而朝向上侧倾斜且呈直线状延伸。另外,泵96的吸入口96a位于比差动装置5的下端靠上侧且比马达轴线J2靠下侧的位置。
为了避免在将马达单元1搭载于车辆的状态下泵96被来自路面的飞石碰撞,优选将泵96配置于远离路面的位置。另一方面,泵96的吸入口96a配置于比贮油部P的油面靠下侧的位置,从而能够抑制卷入空气。
本实施方式的吸入口96a位于比马达轴线J2靠下侧的位置。由此,容易使吸入口96a配置于比贮油部P的油面靠下侧的位置。另外,本实施方式的吸入口96a位于比差动装置5的下端靠上侧的位置。由此,能够实现使泵96远离路面的构造。另外,将吸入口96a配置于比马达轴线J2靠下侧的位置,从而容易将第1流路92a构成为直线状。因此,在采用使第1流路92a通过壳体6的壁部6a的内部的构造的情况下,能够提高第1流路92a的加工容易性。
本实施方式的吸入口96a位于比收纳空间80的贮油部P的液面靠下侧的位置。另外,贮油部P的液面的高度因从贮油部P向第1油路91和第2油路92供给油O而发生变动。吸入口96a在贮油部P的液面的高度最低的情况下也位于比液面靠下侧的位置。
在图1中,将吸入口96a描绘成位于贮油部P的液面的上侧。但是,图1仅为示意图,实际的吸入口96a位于比贮油部P的液面靠下侧的位置。
第2流路92b将泵96与冷却器97连接起来。第2流路92b具有第1端部92ba和第2端部92bb。第1端部92ba在泵安装凹部6c内开口而与泵96的泵出口96b连接。第1端部92ba与第2端部92bb相比位于第2油路92的上游侧。第2端部92bb与冷却器97的流入口97a连接。第2端部92bb位于比第1端部92ba靠上侧的位置。
第2流路92b具有第1路92bd和第2路92be。第1路92bd从泵安装凹部6c向上侧延伸。第2路92be从第1路92bd的上端沿水平方向延伸。第1路92bd和第2路92be分别通过在壳体6的壁部6a上加工从不同方向延伸且相互交叉的孔而形成。
第3流路92c将冷却器97与收纳空间80连接起来。第3流路92c沿着水平方向呈直线状延伸。第3流路92c具有第1端部92ca和第2端部92cb。第1端部92ca与第2端部92cb相比位于第2油路92的上游侧。第1端部92ca与冷却器97的流出口97b连接。第2端部92cb在马达2的上侧在收纳空间80开口。即,第3流路92c在收纳空间80中在马达2的上侧开口。第3流路92c的第2端部92cb作为将油O供给至位于收纳空间80的第2储液器98的供给部99发挥功能。即,第2油路92在供给部99中将油O供给至第2储液器98。
冷却器97的流出口97b在马达轴线J2的轴向上与马达2重叠。即,冷却器97的流出口97b配置成沿径向观察时与马达2重叠。换言之,冷却器97的流出口97b在轴向上位于定子30的两端部之间。因此,能够缩短将冷却器97的流出口97b和收纳空间80连接的第3流路92c,能够将冷却后的油O以温度低的状态供给至收纳空间80。另外,通过将第3流路97c配置成与马达2在径向上重叠,能够缩小马达单元1的轴向尺寸,能够实现马达单元1的小型化。
(第2储液器)
图11是马达单元1的立体图。另外,图12是第2储液器98的俯视图。另外,在图11中,省略了壳体6的马达收纳部61和封闭部63的图示。
如图11所示,第2储液器(主储液器)98位于收纳空间80的马达室81。第2储液器98位于马达的上侧。第2储液器98具有底部(第1底部98c和第2底部98g)和从底部向上侧延伸的侧壁部(第1侧壁部98d、第2侧壁部98e、第3侧壁部98f、第4侧壁部98h、第5侧壁部98i、第6侧壁部98j以及第7侧壁部98n)。第2储液器98将经由第3流路92c的供给部99供给至马达室81的油O贮存于由底部和侧壁部包围的空间。第2储液器98具有多个流出口(第1流出口98r、第2流出口98o、第3流出口98x、第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v)。各流出口将积存于第2储液器98内的油O供给至马达2。即,第2储液器98将所贮存的油O经由流出口而从上侧供给至马达2的各部。
根据本实施方式,第2储液器98位于马达2的上侧,将所贮存的油O从多个流出口供给至马达2的上侧。油O从上侧朝向下侧沿着马达2的外周面流动而吸收马达2的热,因此能够对马达2整体进行冷却。
如图12所示,第2储液器98具有在轴向上位于齿轮室82侧的第1端部98p和在轴向上位于与第1端部98p相反的一侧的第2端部98q。另外,第2储液器98具有沿着轴向延伸的槽状的第1贮存部98A和相对于第1贮存部98A位于第2端部98q侧的第2贮存部98B。
第1贮存部98A具有第1底部98c、第1侧壁部98d、第2侧壁部98e以及第3侧壁部98f。另外,在第1贮存部98A设置有第1流出口98r、第2流出口98o以及第3流出口98x。
第1底部98c是以轴向为长度方向的矩形状。第1底部98c的轴向的两端部位于设置于定子30的两端部的线圈端部31a的上侧。在第1底部98c设置有第1流出口98r。第1流出口98r位于第1底部98c的第1端部98p侧的区域。
第1侧壁部98d和第2侧壁部98e沿着轴向延伸。另外,第1侧壁部98e和第2侧壁部98e在马达轴线J2的周向上对置。
在第1侧壁部98d设置有流入口98s。流入口98s是向上侧开口的U字状的缺口。流入口98s连接有供给部99。流入口98s位于第1侧壁部98d的轴向的中部。由此,流入口98s能够在第2储液器98中使油O分别流动至第1端部98p和第2端部98q侧。
在第2侧壁部98e设置有向第1侧壁部98d侧突出的凸部98w。凸部98w位于流入口98s的正面。凸部98w具有随着从中央朝向第1端部98p侧和第2端部98q侧而使突出高度变低的倾斜面。凸部98w使从流入口98s流至第2储液器98的油O顺利地分流至第1端部98p侧和第2端部98q侧。
在第2侧壁部98e设置有第2流出口98o。第2流出口98o位于第2侧壁部98e的第1端部98p侧的区域。第2流出口98o位于第1流出口98r的附近。
如图11所示,第3侧壁部98f位于第2储液器98的第1端部98p侧。第3侧壁部98f位于定子30的一个线圈端部31a的上侧。第3侧壁部98f的上端部的高度比第1侧壁部98d和第2侧壁部98e的上端部的高度低。另外,第3侧壁部98f的上端部的高度与第2流出口98o的开口下端的高度大致相等。第2侧壁部98e的上侧的空间在积存于第2储液器98的油O的液位变高的情况下作为供油O流出的第3流出口98x发挥功能。
第2贮存部98B沿着定子30的周向延伸。第2贮存部98B具有第2底部98g、第4侧壁部98h、第5侧壁部98i、第6侧壁部98j、第7侧壁部98n以及台阶部98k。
另外,在第2贮存部98B设置有第4流出口98t、第5流出口98u、第6流出口98v以及溢出部98y。
第2底部98g相对于第1底部98c位于第2端部98q侧。第2底部98g位于比第1底部98c靠下侧的位置。在第1底部98c和第2底部98g的边界设置有台阶部98k。第2贮存部98B位于比第1贮存部98A靠下侧的位置。在第1贮存部98A中流动至第2端部98q侧的油O积存于第2贮存部98B。
第2底部98g位于定子30的一个线圈端部31a的上侧。第2底部98g沿着马达2的外周面弯曲。由此,不增大马达单元1的尺寸,而能够增大贮存于第2储液器98的油O的容量。第2底部98g在沿上下方向观察时随着从与马达轴线J2重叠的部分朝向周向两侧而向下侧倾斜。第2贮存部98B在沿上下方向观察时夹着马达轴线J2而在一侧与第1贮存部98A连接。
如图12所示,关于第2贮存部98B,将沿上下方向观察时夹着马达轴线J2而在一侧的区域即与第1贮存部98A连接的区域划分成第1区域98gA,将夹着马达轴线J2而在另一侧的区域划分成第2区域98gB。在第1区域98gA和第2区域98gB的边界线上,第2底部98g最高。从第1贮存部98A流入至第2贮存部98B的油O首先积存于第1区域98gA,在积存于第1区域98gA的液位达到边界线的高度的时刻,油O流入至第2区域98gB。这样,边界线作为设置于第2底部98g的堰98gC发挥功能。即,在第2底部98g按照向上侧突出的方式设置有将第2储液器98的第2贮存部98B划分成第1区域98gA和第2区域98gB的堰98gC。油O流入至一个区域(第1区域98gA)而使液位超过堰98gC,从而流入至另一个区域(第2区域98gB)。
如后所述,在沿着周向延伸的第6侧壁部98j设置有沿着周向排列的第4流出口98t、第5流出口98u、第6流出口98v。另外,在第5侧壁部98i设置有溢出部98y。第4流出口98t和第5流出口98u在第1区域98gA开口,第6流出口98v和溢出部98y在第2区域98gB开口。即,第2储液器98在被堰98gC划分的多个区域(第1区域98gA和第2区域98gB)中分别设置有流出口。因此,油O在第1区域98gA的液位超过堰98gC之前,仅从第4流出口98t和第5流出口98u流出。另外,油O在第1区域98gA的液位超过堰98gC之后,从第4流出口98t、第5流出口98u、第6流出口98v以及溢出部98y流出。因此,根据本实施方式,在第2储液器98中,能够增加当油O的贮存量增多时而流出的流出口的数量。特别是,当马达2的负荷增大而使马达2成为高温时,通过泵96供给至第2储液器98的油O的供给量增多。因此,根据本实施方式,在马达2成为高温的情况下,能够增加对于马达2的油O的供给点而增宽冷却范围,并且能够增加马达2的供给的油O的供给量。
第4侧壁部98h和第5侧壁部98i位于第2贮存部98B的周向的两端部。第4侧壁部98h和第5侧壁部98i在周向上对置。第4侧壁部98h和第5侧壁部98i沿着轴向延伸。第4侧壁部98h与第1侧壁部98d连接而延伸至第2端部98q侧。
在第5侧壁部98i设置有溢出部98y。溢出部98y是设置于第5侧壁部98i的上端且高度局部较低的部分。溢出部98y位于比第2贮存部98B的第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v的开口的下端靠上侧的位置。因此,油O在第2贮存部98B中的液位变得比第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v高之后,从溢出部98y溢出。在溢出部的下侧设置有后述的副储液器95。从溢出部98y溢出的油O贮存于副储液器95。
另外,在本说明书中,“溢出”是指在储液器内的液体达到一定的液位的情况下从储液器流出。因此,液体从储液器的底部流出的情况等并不适于“溢出”。
第6侧壁部98j位于第2储液器98的第2端部98q侧。第6侧壁部96j沿着周向延伸。第6侧壁部98j位于定子30的一个线圈端部31a的上侧。在第6侧壁部98j设置有第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v。第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v是设置于第6侧壁部98j且贯通第2储液器98的内外的孔。第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v沿着周向排列。如图11所示,第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v的高度各不相同。因此,根据本实施方式,能够根据第2储液器98内的油O的液位,增加供油O流出的流出口的数量。由此,能够增加对于马达2的油O的供给点而增宽冷却范围,并且能够增加马达2的供给的油O的供给量。
另外,这样的效果是只要设置于第2储液器98的多个流出口中的至少两个流出口的高度相互不同就能够起到的效果。
第7侧壁部98n沿着周向延伸。第7侧壁部98n与第6侧壁部98j在轴向上对置。第7侧壁部98n与台阶部98k沿着周向连续。在第7侧壁部97n设置有对定子铁芯32的固定螺钉进行收纳的收纳部98na。
根据本实施方式,第2油路92将在第2储液器98中所贮存的油O从多个流出口供给至马达2。各个流出口将油O按照一定流量供给至马达2,因此能够提高油O对马达2的冷却效率。
根据本实施方式,第2储液器98具有多个流出口(第1流出口98r、第2流出口98o、第3流出口98x、第4流出口98t、第5流出口98u以及第6流出口98v)。因此,第2储液器98能够同时从多处对马达2供给油O,能够同时对马达2的各部分进行冷却。
根据本实施方式,第2储液器98沿着轴向延伸。另外,在第2储液器98中,在轴向的两端部分别设置有流出口。另外,位于第2储液器98的轴向两端部的流出口位于线圈端部31a的上侧。由此,能够对位于定子30的轴向两端的线圈端部31a施加油O而直接对线圈31进行冷却。更具体而言,施加至线圈31的油O从构成线圈31的导线彼此的间隙浸入。浸入至线圈31的油O一边通过作用于导线管的毛细管力和重力浸透至线圈31的整体一边从线圈吸收热。另外,油O积存于定子铁芯32的内周面的最下部,从线圈31的轴向两端滴落。
另外,通过直接对线圈端部31a供给油O而直接对油O进行冷却的效果是通过多个流出口中的至少两个流出口位于第2储液器98的轴向的两端部而能够起到的效果。
根据本实施方式,对第2储液器98供给油O的供给部99在轴向上位于分别位于第2储液器98的两端部的流出口之间。因此,从供给部99供给的油O能够从分别位于两端部的流出口分别流出。
(第2储液器的变形例)
图13是能够在本实施方式中采用的变形例的第2储液器198的立体图。另外,对于与上述实施方式相同的方式的结构要素,使用相同的标号进行说明。
变形例的第2储液器198是上侧开口的矩形的较浅的箱型。第2储液器198具有中央贮油部198a和位于中央贮油部198a的周围的四个油供给部198b。中央贮油部198a和四个油供给部198b相互隔开。
中央贮油部198a积存从供给部99流入的油O。中央贮油部198a通过圆形的底面198ab和从底面198ab向上侧延伸的圆筒壁198aa而与油供给部198b隔开。
四个油供给部198b配置成包围中央贮油部198a。油供给部198b具有大致矩形状。在油供给部198b的沿着相互不同的方向延伸的两个外壁198ba彼此的角部附近设置有与油供给部198b的内外连通的流出口198c。两个流出口198c中的一个在马达2的轴向上开口,另一个在周向上开口。四个油供给部198b分别具有两个流出口198c,因此第2储液器198共计具有8个流出口198c。
第2储液器198被设置成底面在定子30的上侧水平。从供给部99供给的油O当充满中央贮油部198a时从圆筒壁198aa溢出而流入至四个油供给部198b。第2储液器198设置成水平且圆筒壁198aa在整个圆周均为相同的高度,因此油O均匀地流入至四个油供给部198b。油O积存于四个油供给部198b,并且从流出口198c向外部流出。
第2储液器198的沿着轴向的长度比定子铁芯32的沿着轴向的长度长。油O从一个油供给部198b经由沿着轴向和周向的两个流出口198c而供给至马达2。根据本变形例,第2储液器198能够从多个流出口朝向多个方向而对马达2供给油O。
(副储液器)
图14是示出副储液器95的概略的马达单元1的剖视图。另外,在图14中,通过假想线示出设置于壳体6的封闭部63的突出部63d。另外,在图14中,用点图案强调示出贮存于副储液器95的油O。
副储液器95在第2油路92中接受从第2储液器98溢出的油O。即,在第2油路92的路径中设置有贮存油O的副储液器95。第2储液器98相对于副储液器95作为主储液器发挥功能。第2储液器98相对于副储液器95位于第2油路92的上游侧。
副储液器95位于溢出部98y的正下方。即,副储液器95和溢出部98y沿铅垂方向观察时重叠。由此,能够通过副储液器95接受从第2储液器98溢出的油O。
副储液器95具有相对于第2储液器98位于周向一侧的第1部分95A和位于周向另一侧的第2部分95B。第1部分95A和第2部分95B相互连接。副储液器95在第1部分95A和第2部分95B中分别具有两个、共计四个流出口61k。四个流出口61k沿着马达2的周向排列。另外,多个流出口61k的高度互不相同。
副储液器95由马达收纳部61的内侧面61g和封闭部63的突出部63d的内壁面构成。马达收纳部61的内侧面61g具有朝向径向内侧的内周面61i和在轴向上朝向封闭部63侧的对置面61h。对置面61h与突出部63d的沿着轴向的面接触。油O不会从突出部63d与对置面61h的接触部流出。根据本实施方式,副储液器95作为其他部件之间的间隙构成,因此无需使用其他部件,能够抑制部件数量的增加。
在对置面61h设置有沿着周向排列且沿轴向凹陷的凹部61j。凹部61j朝向使马达收纳部61的内侧面61g和突出部63d的内壁面之间的间隙增大的方向凹陷。油O从凹部61j向下侧流出。即,凹部61j构成流出口61k。流出口61k位于定子30的线圈端部31a的上侧。因此,从流出口61k流出的油O对线圈端部31a的线圈31进行冷却。
另外,在本实施方式中,例示出在马达收纳部61的内侧面61g与突出部63d的内壁面的接触部分,在内侧面61g设置有凹部61j的情况。但是,也可以在突出部63d的内壁面设置有凹部。
根据本实施方式,除了第2储液器98以外,还设置有副储液器95,从而除了第2储液器98的流出口以外,还能够使油O从副储液器95的流出口61k流出,能够对马达2的宽范围进行冷却。另外,副储液器95的多个流出口61k配置成沿着周向排列。由此,能够在较宽的范围对定子30的线圈端部31a进行冷却。另外,多个流出口61k的高度互不相同,因此能够根据积存于副储液器95的油O的液位而使流出的时刻不同。
根据本实施方式,从第2储液器98溢出的油O贮存于副储液器95。泵96在马达2成为高负荷而使温度增高的情况下,增加供给至第2储液器98的油O的供给量。因此,在马达2成为高负荷的情况下,油O从第2储液器98溢出,在副储液器95的流出口61k中也能够将油O供给至马达2。根据本实施方式,在马达2成为高负荷的情况下,能够在油O中对马达2的宽范围进行冷却。即,通过设置副储液器95,在马达2的动作从稳定状态变化为高负荷状态的情况下,能够自动拓宽供给至马达2的油O的供给范围。
另外,本实施方式的副储液器95的下端位于比马达轴线J2靠上侧的位置。因此,副储液器95的流出口61k位于比马达轴线J2靠上侧的位置。马达2是大致圆柱形状。通过使副储液器95的下端处于比马达轴线J2靠上侧的位置,能够使从流出口61k流出的油O沿着马达2的表面流动而对马达2进行冷却。另外,马达2在通过马达轴线J2的水平方向剖面中最宽。副储液器95的下端位于比马达轴线J2靠上侧的位置,从而沿着马达2的表面流动的油O通过马达水平方向尺寸最宽的区域。由此,能够有效地对马达2进行冷却。
(第1油路和第2油路的共通部分)
如图1所示,在马达2的驱动状态下,油O经由第1油路91和第2油路92而供给至马达2。供给至马达2的油O一边对马达2进行冷却一边滴落至下侧,积存于马达室81的下侧的区域。积存于马达室81的下侧的区域的油O经由设置于间隔壁61c的间隔壁开口68而移动至齿轮室82。
图15是从马达室81侧观察的壳体6的间隔壁61c的主视图。
间隔壁开口68位于比供轴21贯穿插入的贯穿插入孔61f靠下侧的位置。间隔壁开口68具有第1开口部68a和位于比第1开口部68a靠上侧的位置的第2开口部68b。第1开口部68a和第2开口部68b分别将马达室81和齿轮室82连通。
如图19所示,间隔壁开口68的下端(即、第1开口部68a的下端)位于比马达2的静止状态下的齿轮室82的油O的液面的下限高度Lmin靠上侧的位置。因此,间隔壁开口68在马达2的驱动停止的停止状态下能够使极多的油O移动至贮油部P。
如图15所示,第1开口部68a在俯视时是圆形。第1开口部68a的下端位于比定子30的下端靠下侧的位置。第1开口部68a位于马达室81的底部81a的附近。因此,第1开口部68a使油O移动至齿轮室82,直至积存于马达室81的下侧的区域的油O大致枯竭为止。
沿上下方向观察,第1开口部68a与马达轴线J2重叠。另外,第1开口部68a位于设置于周壁部61a的内周面的凹部61q。这里,对周壁部61a和凹部61q进行说明。壳体6的马达收纳部61具有周壁部61a,该周壁部61a具有沿着定子30的外周面的圆筒形状。在周壁部61a的内周面设置有朝向径向外侧凹陷的凹部61q。凹部61q沿着轴向延伸。凹部61q位于马达轴线J2的正下方。即,沿上下方向观察时,凹部61q与马达轴线J2重叠。周壁部61a具有圆筒形状,因此马达室81内的油O沿着周壁部61a的内周面流动而汇集于凹部61q的内部。第1开口部68a位于凹部61q,因此能够将汇集于凹部61q内部的马达室81内的油O有效地移动至齿轮室82。
第2开口部68b位于比第1开口部68a靠上侧的位置。第2开口部68b俯视时是以水平方向为长度方向的矩形。第2开口部68b与第1开口部68a相比,开口面积较大。另外,第2开口部68b与第1开口部68a相比,沿着水平方向的宽度较大。第2开口部68b具有沿着水平方向延伸的下端68c。
通过马达2进行驱动,从油路90(即、第1油路91和第2油路92)供给至马达2的油O的每单位时间的供给量增加。由此,积存于马达室81的下侧的区域的油O的液位上升。在间隔壁开口68中,将位于比积存于马达室81的下侧的区域的油O的液面靠下侧的位置的区域称为第1区域S,将位于比液面靠上侧的位置的区域称为第2区域R。间隔壁开口68在第1区域S中使油O移动至齿轮室82。当积存于齿轮室82的下侧的区域的油O的液面上升时,第1区域S的面积增大,第2区域R的面积减小。当第1区域S的面积增大时,经由间隔壁开口68从马达室81向齿轮室82的油O的移动量增多。
本实施方式的间隔壁开口68配置成当马达室81的油O的液面增高时,经由间隔壁开口68从马达室81向齿轮室82的油O的移动量增多。因此,可抑制马达室81内的油O的液位过高。即,能够抑制马达室81内的转子20浸在油O中、或使油O过度提升。因此,能够抑制马达2的旋转效率因油O的流动阻力而降低。
另外,根据本实施方式,根据马达室81的油O的液面的高度,使马达室81内的油O移动至齿轮室82侧,从而能够有效地利用马达单元1内的油O。由此,不仅能够抑制油O的使用量且能够使马达单元1轻量化,而且能够提高油O的冷却所需的能量效率。
如图19所示,第2开口部68b的下端无论马达2的静止和驱动如何均位于比齿轮室82的油O的液面的高度(上限高度Lmin和下限高度Lmin)靠上侧的位置。因此,第2开口部68b不会在齿轮室82侧被淹没。第2开口部68b无论齿轮室82的液位如何,均能够使油O移动至齿轮室82,从而能够抑制转子20浸在油O中。
对随着积存于马达室81的下侧的油O的液面的提升,经由间隔壁开口68移动的油O的移动量的变化进行更具体的说明。这里,将积存于马达室81的下侧的油O的液位、即到达第2开口部68b的下端68c的液位作为第1液位OL。即,第2开口部68b的下端位于第1液位OL。第1液位OL位于比定子30的下端靠上侧且比转子20的下端靠下侧的位置。
图16是示出积存于马达室81的下侧的油O的液位的高度与第1区域S的面积的关系的曲线图。第1区域S的面积与从间隔壁开口68流出的油O的流量存在相关关系(大致成比例的关系)。
油O随着马达2的驱动而供给至马达2,开始积存于马达室81的下侧的区域。积存于马达室81的下侧的区域的油O经由第1开口部68a从马达室81移动至齿轮室82。当供给至马达2的每单位时间的油O的供给量超过经由第1开口部68a从马达室81移动至齿轮室82的油O的流量时,积存于马达室81的下侧的区域的油O的液位提升。当液位达到第1液位OL时,油O除了从第1开口部68a流出以外,还从第2开口部68b流出。第2开口部68b与第1开口部68a相比,沿着水平方向的宽度较大,因此在液位到达第1液位OL的前后,第1区域S的面积急剧增大。与此相伴,经由间隔壁开口68从马达室81流入至齿轮室82的油O的流量急剧增大。如上所述,第1液位OL被设定在比转子20的下端靠下侧的位置。因此,根据本实施方式,能够抑制马达室81内的转子20的旋转效率因油O的流动阻力而降低。
优选第2开口部68b的水平方向的宽度为使得在液位到达比第1液位OL靠上侧的位置时从间隔壁开口68流出的油O的流量比在油路90中供给至马达2的油O多的宽度。由此,能够抑制积存于马达室81的下侧的区域的油O的液位大幅超过第1液位OL,能够抑制转子20浸在油O中。
如图1所示,第1油路91包含提升路径91a和转子内路径91d。提升路径91a通过利用差动装置5使油O提升而使油O从齿轮室82移动至马达室81。通过差动装置5提升的油O的量依赖于差动装置5的转速。因此,提升路径91a按照车速来增减向马达室81的油O的移动量。另外,转子内路径91d通过转子20的离心力将油O从齿轮室82侧吸入至马达室81侧。离心力依赖于转子20的转速。因此,转子内路径91d按照车速来增减向马达室81的油O的移动量。即,第1油路91按照车速来增减向马达室81的油O的移动量。
另一方面,第2油路92通过泵(电动泵)96使油O从齿轮室82移动至马达室81。基于泵96的油O的供给量例如根据马达2的温度测定结果进行控制。因此,第2油路92不按照车速来增减向马达室81的油O的移动量。
第2油路92在马达2静止时,停止向马达2供给油O。另外,第2油路92在马达2启动时,开始向马达室81移动油O。因此,在停止时,能够增高齿轮室82的贮油部P的液面。作为结果,通过刚启动之后的马达2的旋转,使第2齿轮42、第3齿轮43以及环形齿轮51在贮油部P内旋转而能够使油O遍布至齿面。
根据本实施方式,第2油路92与车辆的速度无关系地将油O从贮油部P提起。因此,第2油路92即使在车辆低速行驶的情况下,也能够使贮油部P的油面的高度下降。由此,在低速行驶时,能够抑制齿轮室82内的齿轮的旋转效率因贮油部P的油O而降低。
(间隔壁开口的变形例)
图17是能够在本实施方式中采用的变形例的间隔壁开口168的主视图。另外,对与上述实施方式相同的方式的结构要素,使用相同的标号进行说明。
变形例的间隔壁开口168具有沿着上下方向延伸的长孔部168a和在长孔部168a的上侧与长孔部168a连接的宽幅的扩展部168b。长孔部168a的下端位于马达室81的底部81a的附近。沿上下方向观察时,长孔部168a与马达轴线J2重叠。扩展部168b相对于长孔部168a沿着水平方向较宽。扩展部168b俯视时是以水平方向为长度方向的矩形。扩展部168b具有沿着水平方向延伸的下端168c。下端168c位于上述第1液位OL。
在间隔壁开口168中,将位于比油O的液面靠下侧的位置的区域称为第1区域S,将位于比液面靠上侧的位置的区域称为第2区域R。
图18是示出在本变形例中积存于马达室81的下侧的油O的液位的高度与第1区域S的面积的关系的曲线图。
在本变形例中,当液位到达第1液位OL时,油O除了长孔部168a以外,还从扩展部168b流出,第1区域S的面积急剧增大。与此相伴,经由间隔壁开口168从马达室81流入至齿轮室82的油O的流量急剧增大。第1液位OL设定于比转子20的下端靠下侧的位置,因此能够抑制转子20的旋转效率因油O的流动阻力而降低。
(贮油部的液面高度)
如图1所示,在第1油路91中,在马达2的驱动状态下,泵96进行驱动而将油O从贮油部P供给至马达2。另外,第1油路91在马达2的驱动状态下,通过差动装置5的提升而使油O从贮油部P移动至第1储液器93,将油O供给至马达2的内部。即,第1油路91和第2油路92均在马达2的驱动状态下将油O从贮油部P供给至马达2。因此,在马达2的驱动状态下,位于齿轮室82的下侧的区域的贮油部P的液面下降。另外,供给至马达2的油O积存于马达室81的下侧的空间,因此在马达2的驱动状态下,积存于马达室81的下侧的区域的油O的液面提升。
另一方面,在马达2的停止状态下,第1油路91和第2油路92停止向马达2供给油O。由此,滴落到马达2的下方的油O暂时积存于马达室81的下侧的区域,经由间隔壁开口68而移动至齿轮室82的下侧的区域的贮油部P。因此,在马达2的停止状态下,积存于马达室的下侧的区域的油O的液面下降,位于齿轮室82的下侧的区域的贮油部P的液面提升。
图19是示出位于齿轮室82的内部的各齿轮的配置的侧视图。另外,在图19中,省略了对壳体6的齿轮收纳部62和各轴进行支承的轴承。
如图19所示,根据本实施方式,积存于贮油部P的油O的液面的高度通过将油O供给至油路90(第1油路91和第2油路92)而在上限高度Lmax与下限高度Lmin之间变动。如图1所示,在第1油路91设置有第1储液器93。另外,在第2油路92设置有第2储液器98和副储液器95(在图1中省略,参照图14)。另外,在第1油路91与第2油路92合流的马达室81的下侧的区域积存油O。这样,在第1油路91和第2油路92的路径中设置有多个积存油O的部位。由此,通过对马达2供给油O,积存于贮油部P的油O移动至上述路径中的储液器等,贮油部P的液面下降。作为结果,能够使齿轮室82内的齿轮从贮油部P的油O中露出而提高齿轮的旋转效率。
如图19所示,以中间轴线J4为中心进行旋转的一对齿轮(第2齿轮42和第3齿轮43)中的大径且与马达2连接的第2齿轮42的下端位于比液面的上限高度Lmax靠下侧的位置。另外,第2齿轮42的下端位于比液面的下限高度Lmin靠上侧的位置。
同样地,以中间轴线J4为中心进行旋转的一对齿轮(第2齿轮42和第3齿轮43)中的小径且与差动装置5连接的第3齿轮43的下端位于比液面的上限高度Lmax靠下侧的位置。另外,第3齿轮43的下端位于比液面的下限高度Lmin靠上侧的位置。
贮油部P的液面成为上限高度Lmax是指马达2停止而停止从贮油部P向马达2供给油O的状态。根据本实施方式,在马达2的停止状态下,能够成为第2齿轮42和第3齿轮43的一部分浸在贮油部P的油O中的状态。由此,当使马达2驱动时,能够立即使油O遍布第2齿轮42和第3齿轮43的齿面,能够提高齿轮之间的传动效率。
贮油部P的液面成为下限高度Lmin是指马达2在高负荷下驱动而最促进从贮油部P向马达2供给油O的状态。根据本实施方式,在马达2的驱动状态下,第2齿轮42和第3齿轮43位于比贮油部P的液面靠上侧的位置,因此能够抑制由于油O的流动阻力而使第2齿轮42和第3齿轮43的旋转效率降低。由此,能够提高马达单元1的驱动效率。
设置于差动装置5、与减速装置4连接且以差动轴线J5为中心进行旋转的环形齿轮51在液面的上限高度Lmax和下限高度Lmin时,下端位于比液面靠下侧的位置。
根据本实施方式,无论贮油部P的液面如何变动,环形齿轮51的至少一部分均位于比贮油部P的油O的液面靠下侧的位置。因此,即使在对马达2进行驱动而使贮油部P的液位降低的情况下,环形齿轮51也能够使油O从贮油部P提升,将油O供给至齿轮室82内的各齿轮的齿面,能够提高各齿轮之间的扭矩的传动效率。
(油路的总结)
参照图1,对伴随马达单元1的驱动的油路90中的油O的流动进行说明。
在马达单元1搭载于混合动力汽车或插电式混合动力汽车的情况下,按照仅利用发动机进行驱动的发动机模式、仅利用马达2进行驱动的马达模式以及利用发动机和马达这二者进行驱动的混合模式中的任意一个模式行驶。
在发动机模式中,马达2停止,但差动装置5通过发动机进行驱动,因此油O从贮油部P提升。所提升的油O积存于第1储液器93,但转子20未旋转,因此油O未朝向定子30飞散。另外,在发动机模式中,泵96未驱动,未对第2油路92供给油O。
在马达模式和混合模式中,在车辆爬坡的情况下,马达2的输出增加,马达2的发热量增多。在这样的情况下,增加泵96的喷出量而向定子30供给更多的油O,从而加速冷却。另一方面,在车辆下坡的情况下(即,不对马达2施加负荷的情况下)、或如在车辆启动时或在寒冷地域使用时那样马达2未达到高温状态的情况下,减少泵96的喷出量。
第2油路92能够根据马达2的温度、车辆的驱动模式等而调整泵96向马达2的供给量。根据本实施方式,能够使马达2的冷却所需的能量效率化。在泵96为电驱动式的泵的情况下能够起到这样的效果。
泵96的喷出量的管理能够根据设置于马达2的温度传感器所检测到的温度数据来进行。另外,当结合车辆的运行历史、运转状态、车辆的姿势、外部气体温度、乘员以及货物的重量等各数据时,能够预测马达2的温度变化。可以根据该温度变化的预测值,进行管理,以使得马达2不成为高温状态。
根据本实施方式,油路90将油O从多处供给至定子30,因此能够有效地对定子30整体进行冷却。另外,根据本实施方式,油O作为冷却油和润滑油发挥功能。因此,无需另外设置作为冷却油的路径和作为润滑油的路径,能够实现低成本化。
(油路中的污染物对策)
马达单元1的冷却中所用的油O用于差动装置5和减速装置4的润滑。因此,会担心在油O中混入因机械接触而产生的金属粉等污染物。会担心污染物在第1油路91和第2油路92中使油O的流动性劣化。污染物通过油O的定期更换而去除。另外,也可以在第1油路91和第2油路92中的任意一方或两者设置捕捉污染物的单元。作为一例,如图9所示,可以在第2储液器98设置永久磁铁98m而按照磁的方式捕捉污染物,抑制污染物的扩散。在该情况下,能够抑制油O的流动性的劣化。
(各轴线的配置)
马达轴线J2、中间轴线J4以及差动轴线J5沿着水平方向相互平行地延伸。相对于马达轴线J2,中间轴线J4和差动轴线J5位于下侧。因此,减速装置4和差动装置5位于比马达2靠下侧的位置。
从马达轴线J2的轴向观察时,以将马达轴线J2和中间轴线J4假想地连结的线段作为第1线段L1、以将中间轴线J4和差动轴线J5假想地连结的线段作为第2线段L2、以将马达轴线J2和差动轴线J5假想地连结的线段作为第3线段L3。
根据本实施方式,第2线段L2沿着大致水平方向延伸。即,中间轴线J4和差动轴线J5在大致水平方向上排列。因此,能够使减速装置4和差动装置5沿着水平方向排列,能够缩小马达单元1的上下方向的尺寸。另外,能够使通过差动装置5提升的油O有效地与减速装置4接触。由此,能够将油O供给至构成减速装置4的齿轮的齿面而提高齿轮的传动效率。另外,以中间轴线J4为中心进行旋转的齿轮(第2齿轮42和第3齿轮43)的直径小于以差动轴线J5为中心进行旋转的环形齿轮51的直径。根据本实施方式,第2线段L2沿着大致水平方向延伸,因此中间轴线J4和差动轴线J5沿着大致水平方向配置。因此,根据贮油部P的液面的高度,成为仅环形齿轮51浸在贮油部P中、第2齿轮42和第3齿轮43未浸在贮油部P中的状态。因此,能够通过环形齿轮51使贮油部P的油O提升,并且能够抑制第2齿轮42和第3齿轮43的旋转效率降低。
另外,在本实施方式中,第2线段L2为大致水平方向是指相对于水平方向处于±10°以内的方向。
根据本实施方式,第2线段L2与第3线段L3所成的角α为30°±5°。由此,能够使通过差动装置5提升的油O提高第1齿轮41和第2齿轮42的传动效率,并且能够实现期望的齿轮比。
当角α超过35°时,不容易将通过差动装置提升的油供给至以马达轴线为中心进行旋转的齿轮(第1齿轮)。由此,会担心第1齿轮与第2齿轮之间的传动效率降低。另一方面,当使角α小于25°时,无法充分增大传动过程中的输出侧的齿轮,在3轴线(马达轴线、中间轴线和差动轴线)中难以实现期望的齿轮比。
根据本实施方式,第1线段L1沿着大致铅垂方向延伸。即,马达轴线J2和中间轴线J4沿着大致铅垂方向排列。因此,能够使马达2和减速装置4沿着铅垂方向排列,能够缩小马达单元1的水平方向的尺寸。另外,通过使第1线段L1沿着大致铅垂方向,能够配置成马达轴线J2靠近差动轴线J5,能够对以马达轴线J2为中心进行旋转的第1齿轮41供给利用差动装置5提升的油O。由此,能够提高第1齿轮41与第2齿轮42的传动效率。
另外,在本实施方式中,第1线段L1沿着大致铅垂方向是指相对于铅垂方向处于±10°以内的方向。
第1线段的长度L1、第2线段的长度L2以及第3线段的长度L3满足以下的关系。
L1:L2:L3=1:1.4~1.7:1.8~2.0
另外,从马达2至差动装置5的减速机构中的减速比为8以上且11以下。
根据本实施方式,能够一边维持上述那样的马达轴线J2、中间轴线J4以及差动轴线J5的位置关系一边实现期望的齿轮比(8以上且11以下)。
<驻车机构>
图20是示出能够在本实施方式的马达单元1中采用的驻车机构7的图。
驻车机构7在马达单元1用于电动汽车(EV)的情况下有效。
在利用发动机进行驱动的手动变速车中,除了使侧制动器动作以外,还将变速器设定于空挡以外的位置,从而能够对发动机施加负荷而带来制动的作用。在自动变速车中,除了使侧制动器动作以外,还将变速杆设定于驻车位置,从而能够锁定变速器。
另一方面,在电动汽车中,除了侧制动器以外,没有对车辆施加制动的制动机构,因此在马达单元1中需要驻车机构7。
驻车机构7包含:环状的驻车齿轮71、驻车棘爪72、驻车杆73以及驻车操作杆74。驻车齿轮71与第2齿轮(中间齿轮)42和第3齿轮43以及中间齿轮配置成同轴。驻车齿轮71固定于中间轴45。驻车棘爪72具有突起部72a,该突起部72a咬入驻车齿轮71的槽而阻止驻车齿轮71的旋转。驻车杆73与驻车棘爪72连接,使突起部72a沿着驻车齿轮的径向移动。驻车操作杆74与驻车杆73连接,对驻车杆73进行驱动。
在马达2动作时,驻车棘爪72从驻车齿轮71退避。另一方面,在变速杆处于驻车的位置时,驻车棘爪72咬入驻车齿轮71而阻止驻车齿轮71的旋转。
驻车棘爪72的控制通过与驻车操作杆连接的驻车用马达(省略图示)来进行。当使用驻车用马达时,能够使驻车机构7电动化,因此能够使用于驱动驻车机构7的结构部件简略化。另外,当使用驻车用马达时,能够通过推入按钮或拨片杆等使驻车棘爪72驱动,因此提高驾驶员的操作性。将这样的机构称为线控换挡系统。
另外,在驻车机构7中,也可以代替使用了线控换挡系统的电动式,而采用手动式。即,驾驶员可以机械地拉伸与驻车操作杆连接的线而对驻车棘爪进行驱动。
根据本实施方式,驻车机构7设置于中间轴45。由此,在从马达2至车轴55的扭矩的传动过程中,与在比中间轴靠后段的齿轮设置驻车机构7的情况相比,能够缩小用于阻止驻车齿轮71的旋转的制动扭矩。由此,能够实现使驻车机构的构造小型化和轻量化。另外,在使驻车机构7为电动式的情况下,可以采用小型的马达作为驻车用马达。另外,在使驻车机构为手动式的情况下,能够减轻驾驶员的操作的负担。
另外,根据本实施方式,驻车机构7位于减速装置4的下侧。因此,驻车棘爪72成为浸在贮油部P的油O中的状态,在驻车齿轮71与驻车棘爪72的突起部72a之间夹有油O,从而能够顺利地进行突起部72a的装卸。
另外,本实施方式的驻车机构7为一例,也可以采用以往公知的其他构造。另外,驻车机构7也可以配置成对与马达2连接的轴21或环形齿轮51作用制动力。
<变形例1>
<切断机构>
图21是示出变形例1的马达单元101的切断机构107的局部剖视图。
作为变形例1,对在从马达2至车轴55的扭矩的传动路径中具有切断机构107的变形例的马达单元101进行说明。本变形例的马达单元101的主要不同点在于在马达2的轴121设置有切断机构107。另外,对与上述实施方式相同的方式的结构要素,使用相同的标号进行说明。
切断机构107在马达单元101搭载于混合动力汽车(HEV)和插电式混合动力汽车(PHV)的情况下进行设置。在混合动力汽车、插电式混合动力汽车中,按照仅利用发动机进行驱动的发动机模式、仅利用马达2进行驱动的马达模式以及利用发动机和马达这二者进行驱动的混合模式中的任意一个模式行驶。切断机构107在按照发动机模式行驶的汽车中按照使得停止中的马达2不成为负荷的方式,将马达单元101的动力传动机构(马达2的转子20、减速装置4、差动装置5)从车轴55切断。
如图21所示,在本变形例中,轴121具有在同轴上排列的第1轴部121A、连接轴部121C和第2轴部121B以及位于连接轴部121C与第2轴部121B之间的切断机构107。第1轴部121A、连接轴部121C和第2轴部121B沿着轴向依次排列。即,连接轴部121C位于第1轴部121A与第2轴部121B之间。
轴121是在内部设置有具有沿着马达轴线J2延伸的内周面的中空部122的中空轴。中空部122包含位于第1轴部121A的内部的第1中空部122A、位于第2轴部121B的内部的第2中空部122B以及位于连接轴部121C的内部的第3中空部122C。第1中空部122A、第2中空部122B以及第3中空部122C沿着轴向并列且相互连通。
第1轴部121A配置于收纳空间80的马达室81。第1轴部121A位于定子30的径向内侧,沿着马达轴线J2贯通转子铁芯24。
第1轴部121A具有位于输出侧(即、减速装置4侧)的第1端部121e。
第1端部121e从马达室81侧通过设置于间隔壁61c的贯穿插入孔61f。第1中空部(第2凹部)122A在第1端部121e的沿着轴向的面开口。第1端部121e被与间隔壁61c的朝向马达室81侧的面接触而保持的第1轴承89支承为旋转自如。
通过使第1轴承89与间隔壁61c的朝向马达室81侧的面接触而保持,能够在壳体6的马达室81侧的部位进行第1轴部121A的轴对齐。由此,能够相对于定子30以高精度进行第1轴部121A的轴对齐。
连接轴部121C配置于贯穿插入孔61f的内侧。连接轴部121C被与间隔壁61c的朝向齿轮室82侧的面接触而保持的第2轴承188A支承为旋转自如。第2轴承188A是球轴承。在连接轴部121C设置有朝向间隔壁61c侧的台阶面121q。台阶面121q与第2轴承188A的内圈接触。
根据本变形例,将第2轴承188A保持于间隔壁61c的朝向齿轮室82侧的面。因此,在进行了第1轴部121A的轴对齐之后,能够将连接轴部121C组装于第1轴部121A。因此,能够使连接轴部121C的组装工序简化。
第2轴承188A的外径大于第1轴承89的外径。在切断机构107动作时,对第2轴承188A沿轴向和周向施加很大的负荷。根据本变形例的第2轴承188A,由于其与第1轴承89相比为大径,从而针对切断机构107动作时的负荷,能够确保充分的强度。
连接轴部121C具有第2端部121f、第3端部121g以及连接凸缘部121h。
第2端部121f向马达室81侧突出。第2端部121f位于第1轴部121A侧,与第1轴部121A的第1端部121e连结。第2端部121f收纳于在第1端部121e开口的第1中空部122A。第2端部121f的外周面与第1中空部122A的内周面嵌合。通过第2端部121f与第1中空部122A嵌合,能够使第1端部121e与第2端部121f的连结部在径向上小型化。由此,能够确保在第1端部121e的径向外侧配置第1轴承89的空间。
第3端部121g向齿轮室82侧突出。第3端部121g位于作为第2端部121f的相反侧的第2轴部121B侧。在第3端部121g的沿着轴向的端部设置有第1凹部121p。
连接凸缘部121h向第3端部121g的径向外侧延伸。连接凸缘部121h的直径比贯穿插入孔61f的直径最小的部分大。
根据本变形例,连接轴部121C与第1轴部121A是分体部件。因此,在马达2的组装工序之后,将连接轴部121C组装至第1轴部121A,从而能够按照与没有切断机构107的情况的组装顺序相同的顺序进行组装。与此相伴,能够使轴121以外的部件的形状与没有切断机构107的情况相同。即,根据本变形例,在具有切断机构107的马达单元101和不具有切断机构107的马达单元1之间,能够实现部件的共通化。另外,无论有无切断机构107,均能够使组装顺序相同,因此能够抑制部件形状的复杂化或部件件数的增加。因此,根据本变形例,能够提供通用性高、低成本的马达单元101。
第2轴部121B配置于收纳空间80的齿轮室82。
第2轴部121B具有第4端部121i和第5端部121j。
第4端部121i位于连接轴部121C的第3端部121g侧。第4端部121i与连接轴部121C的连接凸缘部121h通过切断机构107选择性地切断动力的传动。
第4端部121i收纳于设置在第3端部121g的第1凹部121p。在第3端部121g和第4端部121i的径向的间隙设置有滚针轴承(轴承)121n。即,根据本变形例,第2轴部121B在第4端部121i被连接轴部121C支承为旋转自如。因此,根据本变形例,在通过切断机构107将第2轴部121B和连接轴部121C切断的情况下,不阻碍相对的旋转而能够实现稳定的保持。另外,这样的效果是当在第3端部121g和第4端部121i中的任意一方经由滚针轴承121n设置有收纳另一方的第1凹部的情况下能够起到的效果。
在本变形例中,滚针轴承121n是圆柱状的部件呈环状配置有多个而成的,但也可以代替滚针轴承121n而是球轴承等其他轴承机构。但是,通过采用滚针轴承,能够缩小第3端部121g和第4端部121i的径向尺寸,能够实现马达单元101的小型化。
如上所述,在第1轴部121A、连接轴部121C以及第2轴部121B分别设置有沿轴向延伸且相互连通的中空部122。与上述实施方式同样地,对中空部122供给从第2轴部121B侧朝向第1轴部121A侧而对马达的内部进行冷却的油O。
根据本变形例,连接轴部121C和第2轴部121B经由滚针轴承121n连接。因此,能够使连接轴部121C的第3中空部122C和第2轴部121B的第2中空部122B相互连接。由此,能够对中空部122供给油O而作为油流路使用。
第5端部121j位于第4端部121i的相反侧。第5端部被保持于壳体的第3轴承188B支承为旋转自如。即,第2轴部121B在第5端部121j被第3轴承188B支承。
根据本变形例,第2轴部121B被在轴向上排列的两个轴承(滚针轴承121n和第3轴承188B)支承。同样地,连接轴部121C被在轴向上排列的两个轴承(第2轴承188A和滚针轴承121n)支承。第2轴部121B和连接轴部121C被在轴向上排列的两点支承为旋转自如,从而能够不产生轴偏移而稳定地旋转。
在第2轴部121B的外周面设置有第1齿轮41。第1齿轮41位于第4端部121i与第5端部121j之间。第1齿轮41对减速装置4的第2齿轮42传递动力。根据本变形例,第1齿轮41位于第2轴承188A与第3轴承188B之间。因此,第1齿轮41能够相对于马达轴线J2稳定地旋转,能够将利用马达2所产生的扭矩稳定地传动至第2齿轮42。
切断机构107从径向外侧包围连接轴部121C的连接凸缘部121h和第2轴部121B的第4端部121i。切断机构107使用驱动部175切换连接凸缘部121h和第4端部121i未机械连结的状态和两者连结的状态。
切断机构107在轴向上位于马达2的轴向端面与第1齿轮41之间。马达单元101采用马达轴线J2、中间轴线J4以及差动轴线J5的3轴线构造。另外,在轴向上第3齿轮43位于马达2的轴向端面与第1齿轮41之间。另外,第2齿轮42与连接于第1齿轮41的第2齿轮42同步旋转。在马达2的轴向端面与第1齿轮41之间设置有比第3齿轮43的厚度大的间隙。根据本变形例,将切断机构107配置于马达2的轴向端面与第1齿轮41之间。即,第3齿轮43和切断机构107配置于在轴向上重叠的位置。由此,能够有效利用齿轮室82的内部空间,从而能够实现马达单元101的小型化。
根据本变形例,切断机构设置于马达2的轴121。即,在从马达2至车轴55的动力的传动路径中,在扭矩最小的部分设置有切断机构107。根据本变形例,经由切断机构107所传动的扭矩较小,因此能够使切断机构小型化。
本变形例的切断机构107被称为旋转同步装置或同步啮合机构。另外,在本变形例中,切断机构107为一例。作为切断机构,例如可以采用爪型离合器机构或多级离合器机构。
切断机构107具有:套筒171、离合器毂172、同步环173、键174以及驱动部(省略图示)。
离合器毂172固定于第2轴部121B的外周面。离合器毂172与第2轴部121B一起以马达轴线J2为中心进行旋转。在离合器毂172的外周设置有外齿花键。
套筒171能够沿着轴向移动。套筒171与离合器毂172的外齿花键啮合,与套筒171一起地旋转。另外,在套筒171的内周面设置有花键。套筒171的花键在离合器毂172与连接凸缘部121h同步旋转之后,嵌入至设置于连接凸缘部121h的外周面的花键。由此,将第2轴部121B和连接轴部121C连结。
键174保持于套筒171。键174与套筒171一起沿轴向移动。键174使分别设置于套筒171和连接凸缘部121h的花键的相位一致。
同步环173与套筒171一起沿轴向移动。同步环173具有随着靠近连接凸缘部121h侧而使内径变大的锥面。另一方面,在连接凸缘部121h设置有沿着轴向向同步环173侧突出的凸部。在凸部上设置有与同步环173对置的锥面。同步环173与连接凸缘部121h通过相互的锥面彼此接触而同步旋转。
省略图示的驱动部与套筒171连接。驱动部使套筒171沿轴向移动。
图22是示出通过切断机构107将马达2和减速装置4连接的状态的示意图,图23是示出通过切断机构107将马达2和减速装置4切断的状态的示意图。
如上所述,具有切断机构107的马达单元101搭载于混合动力汽车或插电式混合动力汽车。在这样的车辆中,当按照仅利用发动机的动力行驶的模式和使用马达2的动力而行驶的模式进行切换时,驱动部175动作而切换连接轴部121C与第2轴部121B的连接和切断。
对与切断机构107相关的控制进行说明。切断机构107在从切断状态切换至连接状态时,首先根据车轴55的转速,计算出第2轴部121B的转速。接着,使马达2的转速上升至所计算出的第2轴部121B的转速。马达2的转速上升的过程中,通过驱动部175使套筒移动,从而实现第2轴部121B与连接轴部121C的连接。然后,根据驱动部175的累积转速,计算出完成第2轴部121B与连接轴部121C的连接的位置。最后,检测马达2的转速和根据车轴55的转速计算出的第2轴部121B的转速相同,最终判断出接合状态完成。
<控制>
马达单元1的马达2、泵96、切断机构107的驱动部175以及驻车机构7的驻车用马达等各要素通过微控制单元(MCU)一维地控制。微控制单元可以与马达单元1一体地设置,也可以设置于外部。
<向车辆的搭载性>
马达单元1能够应用于混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)、电动汽车(EV)中的任意一种。另外,马达单元1不限于乘用车,也能够应用于货车(卡车)等。马达单元1可以搭载于车辆的前侧和后侧中的任意一侧,优选搭载于后侧。本实施方式的马达单元1的上下方向的尺寸较小,因此即使在由于货物室和最小离地距离的制约而在设置空间上存在限制的后侧,也能够紧凑地设置。
以上,对本发明的实施方式和变形例进行了说明,但实施方式中的各结构和它们的组合等为一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外,本发明不被实施方式所限定。
只要不产生矛盾,则可以适当地组合上述优选实施例的特征及其变更。
虽然上面已经描述了本公开的优选实施例,但是应该理解,在不脱离本公开的范围和思想的情况下,对于本领域技术人员来说,变化和变更是显而易见的。因此,本公开的范围仅由权利要求书确定。
Claims (9)
1.一种马达单元,其具有:
马达,其具有以沿水平方向延伸的马达轴线为中心进行旋转的轴和从径向外侧包围所述轴的定子;
减速装置,其与所述轴连接;以及
壳体,其设置有收纳所述马达和所述减速装置的收纳空间,
所述收纳空间具有:
收纳所述马达的马达室;以及
收纳所述减速装置的齿轮室,
其特征在于,
所述壳体具有对所述马达室和所述齿轮室进行划分的间隔壁,
所述轴具有:
在同一轴线上排列的第1轴部、连接轴部和第2轴部;以及
位于所述连接轴部与所述第2轴部之间的切断机构,
所述第1轴部具有第1端部,该第1端部从所述马达室侧通过设置于所述间隔壁的贯穿插入孔,
所述连接轴部具有:
第2端部,其与所述第1端部连结;
第3端部,其位于所述第2端部的相反侧;以及
连接凸缘部,其向所述第3端部的径向外侧延伸,
所述第2轴部具有:
第4端部,该第4端部位于所述连接轴部的所述第3端部侧;以及
第5端部,该第5端部位于与所述第4端部相反的一侧,
所述切断机构选择性地将所述连接凸缘部和所述第4端部切断,
在所述第3端部和所述第4端部中的任意一方设置有收纳另一方的第1凹部,
在所述第3端部和所述第4端部的径向的间隙中设置有轴承,该轴承是将圆柱状的部件呈环状配置多个而成的滚针轴承,
所述第2轴部在所述第5端部被第3轴承支承。
2.根据权利要求1所述的马达单元,其特征在于,
在所述第1轴部、所述连接轴部以及所述第2轴部中分别设置有沿轴向延伸且相互连通的中空部,
从所述第2轴部侧朝向所述第1轴部侧向所述中空部供给对所述马达的内部进行冷却的油。
3.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,
在所述第1端部设置有供所述第2端部的外周面嵌合的第2凹部。
4.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,
所述第1轴部的所述第1端部被第1轴承支承,该第1轴承与所述间隔壁的朝向所述马达室侧的面接触而被保持。
5.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,
所述连接轴部被第2轴承支承,该第2轴承与所述间隔壁的朝向所述齿轮室侧的面接触而被保持。
6.根据权利要求5所述的马达单元,其特征在于,
所述第2轴承是球轴承,
在所述连接轴部上设置有朝向所述间隔壁侧的台阶面,所述台阶面与所述第2轴承的内圈接触。
7.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,
所述第1轴部的所述第1端部被第1轴承支承,该第1轴承与所述间隔壁的朝向所述马达室侧的面接触而被保持,
所述连接轴部被第2轴承支承,该第2轴承与所述间隔壁的朝向所述齿轮室侧的面接触而被保持,
所述第2轴承的外径比所述第1轴承的外径大。
8.根据权利要求1或2所述的马达单元,其特征在于,
在所述第2轴部上设置有第1齿轮,该第1齿轮位于所述第4端部与所述第5端部之间,向所述减速装置传递动力。
9.根据权利要求8所述的马达单元,其特征在于,
所述减速装置具有与所述第1齿轮连接的第2齿轮以及与所述第2齿轮同步旋转的第3齿轮,
所述第3齿轮和所述切断机构配置于在轴向上重叠的位置。
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