CN110293826B - 动力传递装置的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在不伴有动力损失的情况下实现省空间化的动力传递装置的冷却结构。本发明是一种动力传递装置(1)的冷却结构，所述动力传递装置(1)包括筒状的输入轴(3)和穿插配置于此输入轴(3)的内部的输出轴(4R)，所述动力传递装置(1)将从电动机(驱动源)(2)输出至输入轴(3)的动力经由减速机构(T)和差动装置(D)而传递给输出轴(4R)，所述动力传递装置(1)的冷却结构的特征在于，相对于输入轴(3)的轴心在径向上偏移而配置输出轴(4R)，在此输出轴(4R)与输入轴(3)之间的空间(S)中，在形成于输出轴(4R)的偏移相反侧的广空间中沿着轴向配置供油管道(12)。

Description

动力传递装置的冷却结构
技术领域
本发明涉及一种动力传递装置的冷却结构。
背景技术
例如，在以电动机(马达)作为驱动源的电动车辆(EV(Electric Vehicle)车辆)中有时搭载有动力传递装置，此动力传递装置包括呈内外双重轴结构的输入轴与输出轴。这种动力传递装置中，从驱动源输出至输入轴的动力经由减速机构和差动(differential)装置而传递给输出轴，但电动机的转子中内置的磁铁因通电而发热，因而需要利用油等将转子冷却。此外，专利文献1中提出了一种向润滑油供给压缩空气以防止润滑油滴下的润滑装置，专利文献2中提出了一种防止漏油的油路连接结构。
此外，关于用于将同轴地配置有输入轴与输出轴的动力传递装置中的电动机的转子冷却的冷却结构，现有已知图6所示的结构。
即，图6是示意性地表示现有的冷却结构的图，图示的冷却结构中，在和电动机的转子102a一起旋转的圆筒状的输入轴(转子轴)103、与在其内部同轴地穿插的输出轴104之间，形成由密封构件130所划分的油室S1，对此油室S1供给冷却用的油。于是，此油如箭头所示那样流向作为转子102a的发热部的磁铁部102a1，将此磁铁部102a1冷却。
但是，图6所示的现有的冷却结构中，由输出轴104与密封构件130滑动接触所致的摩擦(fraction)、或油处于相对旋转的输入轴103与输出轴104之间的油的粘性阻力导致产生动力损失。
因此，也采用图7及图8所示的冷却结构。
即，图7是表示冷却结构的另一现有例的示意图，图8是图7的D-D线截面图，图示的冷却结构中，在形成于同轴地配置的输入轴203与输出轴204之间的圆筒状的空间S中，沿着轴向(图7的左右方向)配置供油管道212，将从未图示的油泵压送的油从供油管道212的前端喷射，如图7中箭头所示那样供给至电动机的转子202a，利用油将作为此转子202a的发热部的磁铁部202a1冷却。根据这种冷却结构，将图6所示的冷却结构的所述问题消除。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2011-080408号公报
[专利文献2]日本专利特开2013-100847号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，图7及图8所示的现有的冷却结构中，需要在输入轴203与输出轴204之间的空间S中配置供油管道212的空间，因而有输入轴203的内径D2变大，无法实现省空间化等问题。
本发明是鉴于所述问题而成，其目的在于提供一种能够在不伴有动力损失的情况下实现省空间化的动力传递装置的冷却结构。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，本发明是一种动力传递装置的冷却结构，所述动力传递装置包括筒状的输入轴和穿插配置于此输入轴的内部的输出轴，所述动力传递装置将从驱动源输出至所述输入轴的动力经由减速机构和差动装置而传递给所述输出轴，所述动力传递装置的冷却结构，其中，相对于所述输入轴的轴心在径向上偏移而配置所述输出轴，在此输出轴与所述输入轴之间的空间中，在形成于所述输出轴的偏移相反侧的广空间中沿着轴向配置有供油管道。
根据本发明的冷却结构，相对于输入轴的轴心在径向上偏移而配置输出轴，在此输出轴与输入轴之间的空间中，在形成于输出轴的偏移相反侧的广空间中沿着轴向配置有供油管道，因而能够将输入轴的内径抑制得小，由此能够实现省空间化。
而且，本发明的冷却结构中，在输入轴与输出轴之间不需要用于划分空间的密封构件，因而不会产生输出轴与密封构件滑动接触所致的摩擦的问题。进而，在经固定的供油管道内流动油，因而也不会产生位于相对旋转的输入轴与输出轴之间的油的粘性阻力。因此，根据本发明的冷却结构，能够在不伴有由摩擦或粘性阻力引起的动力损失的情况下实现省空间化。
而且，本发明中，也可设为所述驱动源为电动机，且利用从所述供油管道喷出的油将所述电动机的转子冷却。
而且，本发明中，也可在所述输入轴的向所述供油管道前端开设的油喷出口附近，在周向上形成多个在所述径向上贯穿的油孔，并且在所述电动机的转子中，沿着所述径向而形成与所述油孔连通的多个油路。
而且，本发明中，也可在所述输入轴内周的开设所述油孔的周缘，形成朝向所述径向内侧扩大的圆锥台状的导槽。
[发明的效果]
根据本发明，能够在不伴有动力损失的情况下实现动力传递装置的冷却结构的省空间化。
附图说明
图1是包括本发明的冷却结构的动力传递装置的示意图。
图2是表示本发明的动力传递装置的冷却结构的部分截面图。
图3是图2的A-A线截面图。
图4是图2的B部放大详细图。
图5是图2的C部放大详细图。
图6是表示动力传递装置的现有的冷却结构的示意图。
图7是表示动力传递装置的冷却结构的另一现有例的示意图。
图8是图7的D-D线截面图。
符号的说明
1：动力传递装置
2：电动机(驱动源)
2a：电动机的转子
2a1：转子的磁铁部
2b：电动机的定子
3：输入轴
4L、4R：输出轴
12：供油管道
12a：供油管道的油喷出口
13：壳体
14、17：油路
18：油孔
18a：导槽
19～21：油路
22：油孔
D：差动装置
S：输入轴与输出轴之间的空间
T：减速机构
ε：输出轴的偏移量
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是包括本发明的冷却结构的动力传递装置的示意图，图示的动力传递装置1搭载于以电动机2作为驱动源的电动车辆(EV车辆)。此动力传递装置1包括筒状的输入轴(转子轴)3和穿插配置于此输入轴3的内部的实心的左右的输出轴(车轴)4L、4R，将从电动机2输出至输入轴3的动力经由减速机构T和差动装置D而传递给左右的输出轴(车轴)4L、4R，将安装于左右的输出轴4L、4R的端部的左右的驱动轮W分别驱动。
此处，减速机构T是由安装于输入轴3的轴向一端(图1的左端)的小径的齿轮5、与此齿轮5啮合的大径的齿轮6、固定于固定有所述齿轮6的中间轴7的轴向端部(图1的左端)的小径的齿轮8、及与此齿轮8啮合的大径的内齿圈(ring gear)9所构成，内齿圈9固定于差动装置D的可旋转的未图示的齿轮箱(gear case)的外周。而且，彼此啮合的齿轮5与齿轮6及齿轮8与内齿圈9构成二段的减速齿轮列。
以上那样构成的动力传递装置1中，电动机2的旋转从输入轴3经由减速机构T二段减速并传递给差动装置D。更详细而言，输入轴3的旋转经由彼此啮合的齿轮5与齿轮6而减速并传递给中间轴7，此中间轴7的旋转经由彼此啮合的齿轮8与内齿圈9而减速并传递给差动装置D。而且，差动装置D中，传递到此差动装置D的旋转分别被传递给左右的输出轴4L、4R，而将安装于左右的输出轴4L、4R的左右的驱动轮W分别旋转驱动。此外，差动装置D中，将电动车辆拐弯时产生的左右的驱动轮W的旋转差(左右的驱动轮W的移动距离的差)吸收而电动车辆可顺利地拐弯。
接下来，基于图2～图5对本发明的冷却结构作以下说明。
图2是表示本发明的动力传递装置的冷却结构的部分截面图，图3是图2的A-A线截面图，图4是图2的B部放大详细图，图5是图2的C部放大详细图，其中的图2、图4、图5中的箭头为油的流向。
本发明的冷却结构利用冷却用的油将电动机2的转子2a(主要是作为发热部的磁铁部2a1)冷却，但本实施方式中，如图2及图3所示，相对于贯穿电动机2的转子2a的中心部且与此转子2a一起旋转的圆筒状的输入轴(转子轴)3的轴心，在径向上(向图2及图3的下方)偏移图示的ε而配置有实心的输出轴(车轴)4R。此处，本实施方式中，电动机2是由三相的无刷马达所构成，包括可旋转地收容于其马达壳体(未图示)内的中空的转子2a、及固设于此转子2a的周围的环状的定子2b。而且，转子2a中内置有多个永磁铁，定子2b上卷绕有三相的线圈。
此外，如图2所示，输入轴(转子轴)3的隔着转子2a的左右两处经滚珠轴承10可旋转地支撑于未图示的马达壳体，在其轴向一端(图2的左端)，安装有小径的所述齿轮5(参照图1)，大径的所述齿轮6(参照图1)与此齿轮5啮合。而且，左右的滚珠轴承10是由圆筒状的间隔块(distance piece)11进行输入轴3的外周的轴向的定位。
此外，在呈内外双重轴结构的输入轴3与输出轴4R之间形成有圆筒状的空间S，本实施方式中，如上文所述，相对于输入轴3的轴心在径向上(向图2及图3的下方)偏移图示的ε而配置有输出轴4R，因而在空间S中，在输出轴4R的偏移相反侧(图2及图3的上侧)确保广空间。因此，本实施方式中，在空间S的确保广空间的部分(图2及图3的上侧部分)中沿着轴向(图2的左右方向)配置有供油管道12。
如图4中详细所示，所述供油管道12的向输入轴3的外侧延伸的轴向一端(图2的左端)嵌插到水平地形成于壳体13中的油路14中，此嵌插部分由嵌接于壳体13的O形环15所密封。另外，此供油管道12通过利用螺杆16将固定于其外周部的凸缘12A安装于壳体13，而固定于壳体13。此外，在形成于壳体13中的水平的油路14上，连通着同样地在壳体13中在纵向(图4的上下方向)上形成的油路17，纵向的油路17连接于由电动机2的一部分动力驱动的未图示的油泵的喷出侧。
而且，所述供油管道12的前端部(图2的右端部)作为油喷出口12a而向输入轴3与输出轴4R之间的空间S开设，在输入轴3的接近油喷出口12a的部位，如图2及图5所示，在径向(图2及图5的上下方向)上穿设有圆孔状的多个油孔18(图5中仅图示一个)。此外，多个油孔18以等角度间距形成于输入轴3的周向上。
而且，如图5所示，在输入轴3的内周的开设所述各油孔18的周缘，分别形成有向径向内侧(图5的下方)扩径的圆锥台状的导槽18a。而且，如图2所示，在电动机2的转子2a的单侧(图2的左侧)，沿着径向(图2的上下方向)放射状地形成有与多个所述油孔18分别连通的多个油路19(图2中仅图示两个)，这些油路19与将转子2a在轴向(图2的左右方向)上贯穿的多个(数量与油孔18及油路19相同)的油路20分别连通。而且，各油路20与形成于转子2a的另一侧(图2的右侧)的油路21和向此油路21开设的圆孔状的多个各油孔22分别连通。
以上那样构成的冷却结构中，当启动电动机2并利用其一部分动力来驱动未图示的油泵时，经此油泵升压的油如图2中箭头所示那样，经过壳体13的油路17、14而供给至供油管道12。而且，被供给至供油管道12的油在此供油管道12内沿着轴向流动，从在此供油管道12的前端开设的油喷出口12a喷出，但此时，因输入轴3的旋转离心力而此输入轴3的导槽18a附近成为负压，因而从供油管道12的油喷出口12a喷出的油被负压所吸引而从导槽18a导入油孔18。此外，此时，导槽18a呈朝向供油管道12的前端的油喷出口12a而扩大的锥状(圆锥台状)，因而从所述油喷出口12a喷出的油被导槽18a高效率地承接并导向油孔18。
当如所述那样油被导入输入轴3的油孔18中时，与输入轴3一起旋转的油因作用于其的离心力而向形成于电动机2的转子2a中的油路19流入。而且，流入此转子2a的油路19中的油与转子2a一起旋转，因而因离心力而向径向外侧(图2及图5的上方)流动，如图2中箭头所示那样，从转子2a的油路19流向油路20，在此油路20中沿着轴向流动，经过转子2a的油路21而最终从油孔22向转子2a外排出。
通过连续地反复以上的作用，电动机2的转子2a利用在形成于其中的油路19、20、21中流动的油而将作为发热部的磁铁部2a1冷却，因而其温度上升得到抑制，结果对电动机2确保高的动作安定性和耐久性。
如以上那样，本实施方式的冷却结构中，相对于输入轴3的轴心在径向上偏移ε而配置输出轴4R，在此输出轴4R与输入轴3之间的空间S中，在形成于输出轴4R的偏移相反侧的广空间中沿着轴向配置供油管道12，因而能够使输入轴3的内径D1小于图7及图8所示的现有的冷却结构(在经同轴地配置的输入轴203与输出轴204之间的空间S中配置供油管道212的结构)中的输入轴203的内径D2(D1＜D2)，由此能够实现省空间化。
而且，本实施方式的冷却结构中，不需要图6所示的现有的冷却结构中所用的密封构件130，因而不会产生现有的冷却结构中产生的输出轴104与密封构件130滑动接触所致的摩擦的问题。
进而，本实施方式的冷却结构中，在固定于壳体13的供油管道12内流动油，因而不会如图6所示的现有的冷却结构那样，在油相对旋转的输入轴103与输出轴104之间不存在油，因而也不会产生伴随油的搅拌的粘性阻力。因此，根据本实施方式的冷却结构，能够在不伴有由摩擦或粘性阻力引起的动力损失的情况下，利用油将作为电动机2的转子2a的发热部的磁铁部2a1高效地冷却，将其温度上升抑制得低。
此外，以上关于对用于将使用电动机作为驱动源的动力传递装置的电动机的转子冷却的冷却结构应用本发明的实施方式进行了说明，但本发明对于用于将并用电动机和发动机作为驱动源的动力传递装置、或仅以发动机作为驱动源的动力传递装置的电动机的转子以外冷却的冷却结构，也可同样地应用。
除此以外，本发明不限定于应用于以上说明的实施方式，可在权利要求及说明书及附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。

Claims (2)

1.一种动力传递装置的冷却结构，所述动力传递装置包括筒状的输入轴和穿插配置于所述输入轴的内部的输出轴，所述动力传递装置将从驱动源输出至所述输入轴的动力经由减速机构和差动装置而传递给所述输出轴，所述动力传递装置的冷却结构的特征在于，
相对于所述输入轴的轴心在径向上偏移而配置所述输出轴，在所述输出轴与所述输入轴之间的空间中，在形成于所述输出轴的偏移相反侧的广空间中沿着轴向配置供油管道，
其中，所述驱动源为电动机，利用从所述供油管道喷出的油将所述电动机的转子冷却，
且在所述输入轴的向所述供油管道前端开设的油喷出口附近，在周向上形成多个在所述径向上贯穿的油孔，并且在所述电动机的转子中，沿着所述径向而形成与所述油孔连通的多个油路。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置的冷却结构，其中，在所述输入轴内周的开设所述油孔的周缘，形成朝向所述径向内侧扩大的圆锥台状的导槽。
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