CN113175518B - 电动发动机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

在对经由减速器和差动装置向驱动轴传递输出的电动发动机通过油进行冷却的冷却装置中，提高配置向电动发动机供给油的油路相关的空间效率，并且降低电动发动机的驱动损耗。油封(90)对差动装置(80)的壳体(81)与驱动轴(4)的外周面之间进行密封，油路(100)形成于驱动轴的内部。在相对于油封(90)的差动装置(80)侧的驱动轴(4)处，形成有将油从差动装置(80)向驱动轴内部油路(100)导入的油导入孔(101)。在相对于油封(90)的电动发动机(20)侧的驱动轴(4)处，形成有将油从驱动轴内部油路(100)向发动机轴(23)的内侧导出的油导出孔(102)。

Description

电动发动机的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种电动发动机的冷却装置，更具体地，涉及一种通过油对电动发动机进行冷却的冷却装置，所述电动发动机经由减速器和差动装置向插入发动机轴内的驱动轴传递输出。

背景技术

已知一种电动发动机与减速器及差动装置一体化的驱动装置。电动发动机与驱动轴同轴地配置，驱动轴穿过发动机轴的内部。在这种驱动装置中，能够将用于润滑减速器或差动装置的油用于电动发动机的冷却。

在专利文献1中记载了与向电动发动机供给油相关的现有技术的一例。在专利文献1记载的现有技术中，在将减速器和差动装置进行分隔的分隔部件上，形成有用于将减速器内的油向驱动轴的外周面引导的油路。驱动轴贯穿分隔部件，发动机轴的前端略微与分隔部件卡挂。从油路导入到驱动轴的外周面的油在驱动轴与发动机轴之间的间隙流动，从形成于发动机轴的孔向发动机的内部供给。另外，在分隔部件与驱动轴之间，在与油路相比的差动装置侧设置有阻止油流入差动装置的油封。此外，在分隔部件与发动机轴的前端之间，也设置有用于阻止油从油路流出的油封。

如现有技术那样在从发动机轴的内侧供给油的情况下，配置向电动发动机供给油的油路相关的空间效率具有优点。但是，驱动轴的转速为1000rpm左右，与此相对，电动发动机的转速为10000rpm以上。因此，在现有技术中，分隔部件与发动机轴之间的油封承受非常大的周向速度差。周向速度差越大则油封中的摩擦阻力就越大，使电动发动机的驱动损耗增加。驱动损耗的增加使车辆整体的效率降低。

专利文献1：日本特开2019-143667号公报。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，在对经由减速器和差动装置向驱动轴传递输出的电动发动机通过油进行冷却的冷却装置中，提高配置向电动发动机供给油的油路相关的空间效率，并且降低电动发动机的驱动损耗，其中，所述驱动轴插入发动机轴内。

本发明涉及的冷却装置，是经由减速器和差动装置向插入发动机轴内的驱动轴传递输出的电动发动机的冷却装置。本发明涉及的冷却装置具有：油封，其对差动装置的壳体与驱动轴的外周面之间进行密封；驱动轴内部油路，其形成于驱动轴的内部；油导入孔，其从差动装置向驱动轴内部油路导入油；以及油导出孔，其从驱动轴内部油路向发动机轴的内侧导出油。油导入孔相对于油封形成于差动装置侧的驱动轴处。油导出孔相对于油封形成于电动发动机侧的驱动轴处。

根据本发明涉及的冷却装置，用于冷却电动发动机的油从差动装置经由驱动轴内部油路向发动机轴内侧供给。通过在驱动轴内设置油路，针对油路的配置实现优异的空间效率。另外，油路设置在驱动轴内，因此油封的设置位置可以是差动装置的壳体与驱动轴的外周面之间。因此，抑制了油封承受的运转时的周向速度差，电动发动机的驱动损耗降低。

在本发明涉及的冷却装置的一个实施方式中，油导入孔也可以在插入差动装置的壳体内的驱动轴的端面开口。在该情况下，差动装置内的油从在驱动轴的端面开口的油导入孔被向驱动轴内部油路导入。

在驱动轴的前端延伸至差动装置的小齿轮轴的情况下，也可以在驱动轴的端面形成将油引导至油导入孔的引导槽。根据这样的结构，在驱动轴的端面与小齿轮轴的周面之间的间隙中，油通过形成于端面的引导槽而汇集至油导入孔。

此外，在驱动轴的前端延伸至差动装置的小齿轮轴的情况下，也可以在小齿轮轴上形成将油供给至油导入孔的油供给孔。根据这种结构，在驱动轴的端面与小齿轮轴的周面之间的间隙中，从小齿轮轴的油供给孔向驱动轴内部油路供给油。

此外，在隔着差动装置与驱动轴相向的相对侧的驱动轴的前端延伸至差动装置的小齿轮轴的情况下，也可以在相对侧的驱动轴的内部形成向差动装置供给油的油供给通路。形成于小齿轮轴的油供给孔使该驱动轴的驱动轴内部油路与相对侧的驱动轴的油供给通路连通。根据这样的结构，从与该驱动轴相对侧的驱动轴经由小齿轮轴的油供给孔向该驱动轴的驱动轴内部油路供给油。

在本发明涉及的冷却装置的其他实施方式中，也可以是驱动轴由在周面形成有沿轴向延伸的槽的芯部构件、和与所述芯部构件的周面嵌合的圆筒部件构成。通过芯部构件的周面的槽被圆筒部件封盖，从而在驱动轴的表层附近形成沿轴向延伸的驱动轴内部油路。

形成于芯部构件的槽也可以具有未被圆筒部件封盖的开放部。相对于油封而位于差动装置侧的开放部成为油导入孔，相对于油封而位于电动发动机侧的开放部成为油导出孔。根据这种结构，从差动装置导入的油在驱动轴的表层附近流动而向发动机轴的内侧被供给。

发明的效果

如上所述，根据本发明所涉及的冷却装置，通过将向电动发动机供给油的油路设置于驱动轴内，从而能够针对油路的配置实现优异的空间效率。另外，根据本发明涉及的冷却装置，油封的设置位置可以为差动装置的壳体与驱动轴的外周面之间，因此抑制了油封承受的运转时的周向速度差，电动发动机的驱动损耗降低。

附图说明

图1是表示应用了本发明第一实施方式涉及的电动发动机的冷却装置的、驱动装置的构造的纵剖视图。

图2是图1所示的驱动装置中的内驱动轴的横剖视图。

图3是表示图1所示的驱动装置中的内驱动轴的端面的形状的变形例的立体图。

图4是表示向图1所示的驱动装置中的内驱动轴的驱动轴内部油路供给油的供给系统的结构的变形例的纵剖视图。

图5是表示应用了本发明第二实施方式涉及的电动发动机的冷却装置的、驱动装置的内驱动轴的构造的纵剖视图。

图6是图5所示的驱动装置中的内驱动轴的横剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下所示的实施方式中，在言及各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况下，除了特别明示的情况、原理上明确特定为该数值的情况以外，所言及的数值并不限定本发明。此外，在以下所示的实施方式中说明的构造等，除了特别明示的情况、原理上明确地特定的情况以外，也不是对于本发明必需的构造。

＜第一实施方式＞

参照图1，说明第一实施方式所涉及的电动发动机的冷却装置。图1是表示应用了第一实施方式所涉及的电动发动机的冷却装置的驱动装置的构造的纵剖视图。

驱动装置10是电动发动机20与减速器40及差动装置80一体化而构成的装置。电动发动机20输出的扭矩通过减速器40增加，由差动装置80左右分割而传递到左右驱动轴2、5。左驱动轴2和右驱动轴5从外侧连接到驱动装置10。在驱动装置10内收纳有与右驱动轴5结合的内驱动轴4。左驱动轴2与差动装置80直接连接，右驱动轴5经由内驱动轴4与差动装置80连接。另外，本说明书中的左右是指附图上的左右，并不意味着实际车辆上的左右的位置。

电动发动机20被收纳于变速器壳体11，该变速器壳体11固定于未图示的车身。电动发动机20具有：包含线圈24的定子21、相对于定子21自由旋转的转子22、与转子22一体化的发动机轴23。定子21固定于变速器壳体11。发动机轴23为筒状，在发动机轴23中插入有内驱动轴4。只是，发动机轴23与内驱动轴4不接触，发动机轴23相对于内驱动轴4自由旋转。

变速器壳体11是三段分割式壳体，由收容内驱动轴4的圆筒状壳体12、以堵塞圆筒状壳体12的左驱动轴2侧的开口的方式固定于圆筒状壳体12的有底圆筒状壳体13、以堵塞圆筒状壳体12的右驱动轴5侧的开口的方式固定于圆筒状壳体12的圆板状的壳体盖15构成。在圆筒状壳体12的内侧设置有将圆筒状壳体12内分割为两部分的分隔壁14。由该分隔壁14将变速器壳体11的内部划分为：从分隔壁14至壳体盖15的空间即发动机室16、和从分隔壁14至有底圆筒状壳体13的空间即齿轮室17。

发动机室16收纳有电动发动机20。在构成发动机室16的分隔壁14和壳体盖15上分别开设有通孔。分隔壁14的通孔设置有滚珠轴承33，该滚珠轴承33可自由旋转地支承发动机轴23。壳体盖15的通孔设置有滚珠轴承34和滚珠轴承35，该滚珠轴承34可自由旋转地支承发动机轴23，该滚珠轴承35可自由旋转地支承内驱动轴4。在穿过分隔壁14而从发动机室16凸出至齿轮室17内的发动机轴23的前端，形成有构成减速器40的太阳轮41。

在齿轮室17收纳有减速器40和差动装置80。减速器40是以太阳轮41为输入要素、以齿圈43为反作用力要素、以行星架60为输出要素的行星式的行星齿轮减速机构。齿圈43固定于有底圆筒状壳体13的内侧。齿圈43设置于与太阳轮41相比靠近左驱动轴2的一侧、即远离分隔壁14的一侧。与太阳轮41和齿圈43分别啮合的步进小齿轮50可自由旋转地支承于行星架60。另外，图1中仅描绘了一个步进小齿轮50，但减速器40具有的步进小齿轮50为多个(例如三个)，在周向上等间隔地配置。

步进小齿轮50具有小径小齿轮52和大径小齿轮53与小齿轮轴一体化而成的构造。大径小齿轮53与太阳轮41啮合，小径小齿轮52与齿圈43啮合。在由行星架60对步进小齿轮50的支承中，使用了滚珠轴承56和滚针轴承57。滚珠轴承56嵌入大径小齿轮53的外侧的轴面。滚针轴承57嵌入小径小齿轮52外侧的轴面。

行星架60由在驱动轴2、4的轴向上被分割为3段的第一分割体61、第二分割体62、以及第三分割体63构成。位于左驱动轴2侧的第一分割体61经由滚珠轴承31可自由旋转地支承于有底圆筒状壳体13的底部。有底圆筒状壳体13开设有通孔，第一分割体61形成有可自由旋转地保持于该通孔中的套筒。左驱动轴2的前端贯穿第一分割体61的套筒。

第二分割体62通过螺栓与第一分割体61结合。支承步进小齿轮50的滚针轴承57安装于第二分割体62。第二分割体62从第一分割体61向内驱动轴4侧以圆顶状隆起，该圆顶状的部分兼作为差动装置80的差动装置壳体81。在隆起成圆顶状的差动装置壳体81的顶部设置有开口部，内驱动轴4的前端从该开口部进入至差动装置壳体81的内侧。在差动装置壳体81与内驱动轴4的外周面之间，设置有阻止从差动装置壳体81内泄漏油的油封90。

位于内驱动轴4侧的第三分割体63经由滚珠轴承32可自由旋转地支承于分隔壁14。第三分割体63是环状的部件，发动机轴23和内驱动轴4穿过该第三分割体63的开口部。支承步进小齿轮50的滚珠轴承56安装于第三分割体63。第三分割体63通过支柱64与第二分割体62结合。支柱64在周向上以固定间隔设立与步进小齿轮50的设置数量相同的数量(例如3根)，通过螺栓与第三分割体63结合。

由上述三个分割体61、62、63结合而成的行星架60，在轴向的两端处经由滚珠轴承31、32可自由旋转地由有底圆筒状壳体13的底部和分隔壁14支承。电动发动机20输出的扭矩从发动机轴23前端的太阳轮41输入到步进小齿轮50，从步进小齿轮50输入到齿圈43。由于齿圈43被固定，所以从齿圈43向步进小齿轮50作用反作用力，使支承步进小齿轮50的行星架60沿与发动机轴23相同的方向旋转。

差动装置80具有固定于左驱动轴2的前端的左差动装置侧齿轮84、固定于内驱动轴4的前端的右差动装置侧齿轮85、以及将两者啮合的差动装置小齿轮83。差动装置小齿轮83和左右的差动装置侧齿轮84、85收容在差动装置壳体81中。左差动装置侧齿轮84和右差动装置侧齿轮85相向地位于同轴上，在两者之间，沿径向穿过小齿轮轴82。内驱动轴4的前端和左驱动轴2的前端接近小齿轮轴82的周面。小齿轮轴82固定于差动装置壳体81。小齿轮轴82上可自由旋转地支承有相向的一对差动装置小齿轮83。如果行星架60旋转，则与行星架60一体的差动装置壳体81与差动装置小齿轮83一起一体旋转，通过差动装置小齿轮83而驱动左右的差动装置侧齿轮84、85，由此左驱动轴2和内驱动轴4旋转。

在驱动装置10中，向减速器40、差动装置80的必要部位供给润滑用的油。并且，该油也被用于电动发动机20的冷却。以下，针对通过油冷却电动发动机20的冷却装置的结构进行说明。另外，图1中用箭头线段描绘的轨迹是示意性地表示驱动装置10中的电动发动机20的冷却用的油的流动的轨迹。

变速器壳体11形成有使油流动的壳体内部油路18。形成于有底圆筒状壳体13的壳体内部油路18延伸至有底圆筒状壳体13与第一分割体61的套筒之间的接触面，具有在该接触面开口的油出口18a。第一分割体61具有在与油出口18a对应的位置开口的油入口68a。第一分割体61形成有行星架内部油路68，其与油入口68a连通并延伸至差动装置壳体81的内侧。

壳体内部油路18的油出口18a和行星架内部油路68的油入口68a通过行星架60的旋转而反复地进行连通和切断。并且，在油入口68a与油出口18a连通时，通过施加于油的油压，油从壳体内部油路18向行星架内部油路68被加压输送，从行星架内部油路68向差动装置壳体81的内侧供给油。另外，在有底圆筒状壳体13与第一分割体61的套筒之间的接触面设置有油封91，该油封91防止油向变速器壳体11的外部泄漏。

在插入差动装置壳体81内的内驱动轴4的前端的端面，开设有油导入孔101。油导入孔101与形成于内驱动轴4的内部的驱动轴内部油路100连通。驱动轴内部油路100穿过内驱动轴4的轴心。内驱动轴4设置有在其周面开口并与驱动轴内部油路100连通的油导出孔102。油导出孔102位于发动机轴23的内侧。另外，在图1中，油导出孔102从驱动轴内部油路100向一个方向开口，但也可以如图2的横剖视图所示，从驱动轴内部油路100向多个方向开口。

差动装置壳体81内的油在小齿轮轴82的周面与内驱动轴4的端面之间的间隙中，从油导入孔101被导入驱动轴内部油路100。差动装置壳体81和内驱动轴4的外周面之间的空间被油封90密封，因此抑制了从差动装置壳体81的油泄漏。并且，被导入至驱动轴内部油路100的油从油导出孔102向发动机轴23的内侧导出。在发动机轴23的周面上，在多个位置开设有将内侧与外侧连通的、未图示的孔。被向发动机轴23内侧导出的油，对发动机轴23进行冷却，并且一部分从周面的孔向发动机轴23的外侧流出，对转子22、定子21、特别是作为发热部的线圈24进行冷却。

通过设置具有上述结构的冷却装置，用于冷却电动发动机20的油从差动装置80经由驱动轴内部油路100被向发动机轴23的内侧供给。通过在内驱动轴4的内部设置油路100而并非在发动机室16内设置，由此针对电动发动机20的冷却用的油路的配置实现优异的空间效率。此外，油路100设置于内驱动轴4的内部，在内驱动轴4的前端的端面设置有油导入孔101，因此油封90的设置位置可以是差动装置80的差动装置壳体81与内驱动轴4的外周面之间。因此，与在发动机轴23之间实施密封的情况相比，油封90承受的运转时的周向速度差被抑制，电动发动机20的驱动损耗降低。

本实施方式涉及的冷却装置能够进行各种变形。图3是表示图1所示的驱动装置10中的内驱动轴4的端面4a的形状的变形例的立体图。在该变形例中，在内驱动轴4的端面4a形成有将油向油导入孔101引导的引导槽104。此外，在内驱动轴4的周面4b形成有与引导槽104相连续的槽106。

根据这种结构，在内驱动轴4的端面4a与小齿轮轴82的周面之间的间隙处，通过形成于端面4a的引导槽104，油汇集至油导入孔101。另外，图3所示的引导槽104为十字状，但只要以与油导入孔101相连接的方式形成即可，其形状并不限定。

图4是表示向图1所示的驱动装置10中的驱动轴内部油路100供给油的供给系统的结构的变形例的纵剖视图。在该变形例中，左驱动轴2的周面与有底圆筒状壳体13开设的通孔接触。形成于有底圆筒状壳体13的壳体内部油路18延伸至有底圆筒状壳体13与左驱动轴2之间的接触面为止，具有在该接触面开口的油出口18b。在有底圆筒状壳体13与左驱动轴2的接触面处，设置有阻止油向变速器壳体11的外部泄漏的油封92。

在左驱动轴2上，在与油出口18b对应的位置处形成有油导入孔111。油导入孔111与形成于左驱动轴2的内部的油供给通路110连通。油供给通路110穿过左驱动轴2的轴心而延伸至端面。左驱动轴2的前端延伸至小齿轮轴82，在左驱动轴2的前端端面开设有与油供给通路110连通的油导出孔112。小齿轮轴82形成有从左驱动轴2侧贯穿至内驱动轴4侧的油供给孔116。油供给孔116将左驱动轴2的油导出孔112与内驱动轴4的油导入孔101连通。

根据这样的结构，差动装置80的润滑用的油穿过左驱动轴2的内部被供给至差动装置壳体81内。并且，从左驱动轴2的油供给通路110，经由小齿轮轴82的油供给孔116向内驱动轴4的驱动轴内部油路100供给用于冷却电动发动机20的油。

＜第二实施方式＞

接下来，使用图5和图6，说明第二实施方式涉及的电动发动机的冷却装置。图5是表示应用了第二实施方式涉及的电动发动机的冷却装置的、驱动装置的内驱动轴的构造的纵剖视图。图6是图5所示的内驱动轴的横剖视图。第二实施方式与第一实施方式相比，在内驱动轴的内部形成的驱动轴内部油路的结构上存在不同。

在第二实施方式中，内驱动轴120由芯部构件121和与芯部构件121的周面嵌合的圆筒部件122构成。在芯部构件121的周面形成有沿轴向延伸的多个槽123。在图6所示的例子中，等间隔地形成有三条槽123。圆筒部件122是厚度为0.5mm左右的钢管，相对于芯部构件121被压入。槽123例如具有宽度2mm、深度2mm左右的尺寸。通过压入圆筒部件122，芯部构件121的周面的槽123被圆筒部件122的内周面封盖。也就是说，在第二实施方式中，通过槽123和圆筒部件122的内周面，构成在内驱动轴120的轴向上延伸的驱动轴内部油路。

槽123的轴向的前端部和后端部分别成为未被圆筒部件122封盖的开放部124、126。圆筒部件122的前端部接有油封90，该油封90对差动装置壳体81与内驱动轴120的外周面之间进行密封。相对于油封90而位于差动装置80侧的开放部124成为从差动装置80向驱动轴内部油路导入油的油导入孔。此外，相对于油封90而位于电动发动机20侧的开放部126成为将油从驱动轴内部油路向发动机轴23内侧导出的油导出孔。在第二实施方式中，从差动装置80被导入的油在内驱动轴120的表层附近流动并向发动机轴23的内侧被供给。

标号的说明

2 左驱动轴

4 内驱动轴

5 右驱动轴

10 驱动装置

20 电动发动机

23 发动机轴

40 减速器

80 差动装置

81 差动装置壳体

82 小齿轮轴

90 油封

100 驱动轴内部油路

101 油导入孔

102 油导出孔

104 引导槽

110 油供给通路

116 油供给孔

120 内驱动轴

121 芯部构件

122 圆筒部件

123 槽(驱动轴内部油路)

124 开放部(油导入孔)

126 开放部(油导出孔)

Claims (7)

1.一种电动发动机的冷却装置，该电动发动机经由减速器和差动装置向插入发动机轴内的驱动轴传递输出，

所述电动发动机的冷却装置的特征在于，具有：

油封，其对所述差动装置的壳体与所述驱动轴的外周面之间进行密封；

驱动轴内部油路，其形成于所述驱动轴的内部；

油导入孔，其相对于所述油封形成于所述差动装置侧的所述驱动轴处，从所述差动装置向所述驱动轴内部油路导入油；以及

油导出孔，其相对于所述油封形成于所述电动发动机侧的所述驱动轴处，从所述驱动轴内部油路向所述发动机轴的内侧导出油。

2.根据权利要求1所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

所述油导入孔在插入所述差动装置的所述壳体内的所述驱动轴的端面开口。

3.根据权利要求2所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

所述驱动轴的前端延伸至所述差动装置的小齿轮轴，

在所述驱动轴的所述端面形成将油引导至所述油导入孔的引导槽。

4.根据权利要求2所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

所述驱动轴的前端延伸至所述差动装置的小齿轮轴，

在所述小齿轮轴上形成将油供给至所述油导入孔的油供给孔。

5.根据权利要求4所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

隔着所述差动装置与所述驱动轴相向的相对侧的所述驱动轴的前端延伸至所述小齿轮轴，

在所述相对侧的驱动轴的内部形成向所述差动装置供给油的油供给通路，

所述油供给孔使所述油供给通路与所述驱动轴内部油路连通。

6.根据权利要求1所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

所述驱动轴由在周面上形成有沿轴向延伸的槽的芯部构件、和与所述芯部构件的所述周面嵌合的圆筒部件构成，

通过所述槽被所述圆筒部件封盖，从而形成所述驱动轴内部油路。

7.根据权利要求6所述的电动发动机的冷却装置，其特征在于，

所述槽具有未被所述圆筒部件封盖的开放部，

所述油导入孔是相对于所述油封位于所述差动装置侧的所述开放部，

所述油导出孔是相对于所述油封位于所述电动发动机侧的所述开放部。