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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
2020-075561 , die am 21. April 2020 in Japan eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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In den letzten Jahren wurde die Entwicklung von Antriebsvorrichtungen, die an Elektrofahrzeugen anzubringen sind, aktiv betrieben. In der Patentliteratur 1 ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung für einen Elektromotor offenbart, bei der in einem Drehmomentübertragungsweg vom Elektromotor zu einer Differentialvorrichtung eine Leistungsunterbrechungsvorrichtung zwischen einem Untersetzungsgetriebe und einem Differentialgehäuse bereitgestellt ist.
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LITERATURSTELLENLISTE
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1:
JP 2003 - 113 874 A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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TECHNISCHE AUFGABE
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In der Leistungsübertragungsvorrichtung für einen Elektromotor aus der verwandten Technik ist die Leistungsunterbrechungsvorrichtung, da sie am äußeren Umfang der Differentialvorrichtung angeordnet ist, tendenziell groß, und es ist schwierig, die Leistungsunterbrechungsvorrichtung in den letzten Jahren, in denen die Miniaturisierung fortschreitet, an einem Fahrzeug zu montieren. Daher ist es denkbar, eine Verkleinerung des Trennmechanismus zu realisieren, indem der Trennmechanismus in der Rotorwelle bereitgestellt wird, die direkt mit dem Motor verbunden ist, aber es besteht das Problem, dass die Rotorwelle eine hohe Drehzahl aufweist und es schwierig ist, die Rotorwelle durch den Trennmechanismus sanft zu verbinden.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Antriebsvorrichtung gerichtet, die einen Trennmechanismus aufweist, der eine sanfte Verbindung ermöglicht.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Eine Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Motor, der einen Rotor aufweist, der sich um eine erste Achse dreht, und einen Getriebemechanismus, der die Leistung des Motors überträgt. Der Getriebemechanismus weist auf: ein Untersetzungsgetriebe, das die Leistung des Motors überträgt, eine Differentialvorrichtung, die die über das Untersetzungsgetriebe übertragene Leistung des Motors auf eine Abtriebswelle überträgt, und einen Trennmechanismus, der in dem Untersetzungsgetriebe bereitgestellt ist. Das Untersetzungsgetriebe weist auf: ein erstes Zahnrad, das sich um die erste Achse dreht, eine Zwischenwelle, die einen ersten Wellenabschnitt und einen zweiten Wellenabschnitt aufweist, die sich um eine zweite Achse, die parallel zur ersten Achse ist, drehen, ein zweites Zahnrad, das an einer Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnitts bereitgestellt ist und mit dem ersten Zahnrad kämmt, und ein drittes Zahnrad, das an einer Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts bereitgestellt ist und mit einem Zahnrad der Differentialvorrichtung kämmt. Der Trennmechanismus schaltet zwischen einem Verbunden-Zustand, in dem der erste Wellenabschnitt und der zweite Wellenabschnitt verbunden sind, und einem Nicht-Verbunden-Zustand, in dem der erste Wellenabschnitt und der zweite Wellenabschnitt entkoppelt sind.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die einen Trennmechanismus aufweist, der eine sanfte Verbindung ermöglicht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine konzeptionelle Ansicht einer Antriebsvorrichtung einer Ausführungsform.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung der Ausführungsform.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
- 4 ist eine Draufsicht auf einen Motor, einen Getriebemechanismus und einen Wechselrichter in der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors, eines Getriebemechanismus und eines Wechselrichters in der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
- 6 ist eine Seitenansicht eines Trennmechanismus und einer Zwischenwelle in der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht des Trennmechanismus und der Zwischenwelle in der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
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Bei der nachfolgenden Beschreibung wird die Richtung der Schwerkraft basierend auf einer Positionsbeziehung in einem Fall angegeben, in dem die Antriebsvorrichtung 1 in einem Fahrzeug montiert ist, das sich auf einer horizontalen Fläche befindet. Ferner ist in den Zeichnungen ein XYZ-Koordinatensystem als dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem dargestellt. Im XYZ-Koordinatensystem korrespondiert eine Z-Achse-Richtung mit einer vertikalen Richtung (d. h. einer Aufwärts-Abwärts-Richtung), und eine +Z-Richtung zeigt nach oben (d. h. in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Schwerkraft), während eine -Z-Richtung nach unten (d. h. in Richtung der Schwerkraft) zeigt. Ferner korrespondiert eine X-Achse-Richtung mit einer Front-Heck-Richtung eines Fahrzeugs, in dem die Antriebsvorrichtung 1 montiert ist, und ist eine Richtung, die orthogonal zur Z-Achse-Richtung ist, und eine +X-Richtung weist zur Frontseite des Fahrzeugs, während eine - X-Richtung zur Heckseite des Fahrzeugs zeigt.
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Es ist jedoch anzumerken, dass die +X-Richtung und die -X-Richtung in zugeordneter Weise zur Heckseite und zur Frontseite des Fahrzeugs weisen können. Eine Y-Achse-Richtung ist eine Richtung, die orthogonal sowohl zur X-Achse-Richtung als auch zur Z-Achse-Richtung ist und eine Breitenrichtung (Links-Rechts-Richtung) des Fahrzeugs anzeigt, und eine +Y-Richtung weist zur linken Seite des Fahrzeugs, während eine -Y-Richtung zur rechten Seite des Fahrzeugs weist. Wenn die +X-Richtung jedoch zur Heckseite des Fahrzeugs weist, kann die +Y-Richtung zur rechten Seite des Fahrzeugs und die -Y-Richtung kann zur linken Seite des Fahrzeugs weisen. Das heißt, die +Y-Richtung weist einfach zu einer Seite in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs, und die -Y-Richtung weist zu der anderen Seite in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs, unabhängig von der X-Achse-Richtung.
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In der folgenden Beschreibung kann, sofern nicht anders angegeben, eine Richtung (Y-Achse-Richtung) parallel zu einer Motorachse (erste Achse) J1 eines Motors 2 einfach als „axiale Richtung“ bezeichnet werden, kann eine +Y-Seite in der axialen Richtung einfach als eine Seite in der axialen Richtung bezeichnet werden, und kann eine -Y-Seite in der axialen Richtung als die andere Seite in der axialen Richtung bezeichnet werden. In der folgenden Beschreibung kann eine radiale Richtung um die Motorachse J1 einfach als „radiale Richtung“ bezeichnet werden, und wird eine um die Motorachse J1, d. h. um die Achse der Motorachse J1, umlaufende Richtung einfach als „Umfangsrichtung“ bezeichnet werden. Es ist jedoch anzumerken, dass der Begriff „parallel“, wie er oben verwendet wird, sowohl „parallel“ als auch „im Wesentlichen parallel“ umfasst.
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<Antriebsvorrichtung>
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Eine Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Elektrofahrzeug (EV) angebracht und wird als dessen Leistungsquelle verwendet. Es ist anzumerken, dass die Antriebsvorrichtung 1 an einem Fahrzeug montiert sein kann, das einen Motor als Leistungsquelle aufweist, wie z.B. ein Hybrid-Elektroauto (HEV) oder ein Plug-in-Hybrid-Elektroauto (PHV).
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Wie in 1 veranschaulicht, weist die Antriebsvorrichtung 1 einen Motor 2, einen Getriebemechanismus 3, ein Gehäuse 6, ein in dem Gehäuse 6 untergebrachtes Öl O, einen Pumpenabschnitt 10 und eine Wechselrichtereinheit (einen Wechselrichter) 8 auf. Der Getriebemechanismus 3 überträgt die Leistung des Motors 2 auf ein Paar von Abtriebswellen 55. Das Gehäuse 6 nimmt den Motor 2, den Getriebemechanismus 3 und die Wechselrichtereinheit 8 auf. Das Gehäuse 6 weist auf: eine Motorgehäuseeinheit 60, in der der Motor 2 untergebracht ist, eine Getriebegehäuseeinheit 62, in der der Getriebemechanismus 3 untergebracht ist, eine Wechselrichtergehäuseeinheit 68, in der die Wechselrichtereinheit 8 untergebracht ist, und eine Wand 63, die die Motorgehäuseeinheit 60 und die Getriebegehäuseeinheit 62 definiert.
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<Motor>
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Wie in 1 veranschaulicht, weist der Motor 2 auf: einen Rotor 20, der sich um eine in der horizontalen Richtung verlaufende Motorachse J1 dreht, einen Stator 30, der radial außerhalb des Rotors 20 angeordnet ist, und ein Stator-Trägerelement 33, das den Stator 30 von radial außen umgibt. Der Motor 2 ist ein Innenläufermotor, bei dem der Rotor 20 innerhalb des Stators 30 angeordnet ist.
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Der Stator 30 umgibt den Rotor 20 von der radialen Außenseite. Der Stator 30 weist einen Statorkern 32, eine Spule 31 und einen Isolator (nicht veranschaulicht) auf, der zwischen dem Statorkern 32 und der Spule 31 angeordnet ist. Der Stator 30 ist von der Motorgehäuseeinheit 60 gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Stator 30 von der Motorgehäuseeinheit 60 über das Stator-Trägerelement 33 gehalten.
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Das Stator-Trägerelement 33 weist eine zylindrische Form auf, die an der Motorachse J1 zentriert ist. Die Innenfläche des Stator-Trägerelements 33 steht in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Statorkerns 32. An der inneren Umfangsfläche des Stator-Trägerelements 33 ist eine Nut 33a bereitgestellt. Die Nut 33a erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Von einem Radiator (nicht veranschaulicht) zugeführtes Kühlwasser fließt durch die Nut 33a. Das heißt, die Nut 33a dient als Strömungspfad für das Kühlwasser zur Kühlung des Stators 30. Die Nut 33a kann an der Außenumfangsfläche des Stator-Trägerelements 33 bereitgestellt sein. In diesem Fall kommt die Außenumfangsfläche des Stator-Trägerelements 33 mit der inneren Fläche der Motorgehäuseeinheit 60 in Kontakt, und das Kühlwasser wird veranlasst zu strömen, wobei ein Bereich, der von der Nut 33a und der inneren Fläche der Motorgehäuseeinheit 60 umgeben ist, als Strömungspfad dient.
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Der Rotor 20 weist eine Rotorwelle 21, einen Rotorkern 24 und einen Rotormagneten (nicht veranschaulicht) auf. Die Rotorwelle 21 erstreckt sich um die Motorachse J1, die sich in der horizontalen Richtung und in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die Rotorwelle 21 ist eine Hohlwelle, die im Inneren einen hohlen Abschnitt 22 aufweist. Die Rotorwelle 21 steht von der Motorgehäuseeinheit 60 in die Getriebegehäuseeinheit 62 vor. Ein in die Getriebegehäuseeinheit 62 vorstehender Endabschnitt der Rotorwelle 21 ist mit dem Getriebemechanismus 3 verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Rotorwelle 21 als ein einzelnes Element beschrieben. Die Rotorwelle 21 kann jedoch in einen Abschnitt, der im Inneren der Motorgehäuseeinheit 60 angeordnet ist, und einen Abschnitt, der im Inneren der Getriebegehäuseeinheit 62 angeordnet ist, unterteilt sein, und diese Abschnitte können an der Motorachse J1 miteinander verbunden sein.
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<Wechselrichtereinheit>
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Wie in 6 veranschaulicht, weist die Wechselrichtereinheit 8 eine Hauptsteuereinheit (Steuereinheit) 81, eine Trennmechanismus-Steuereinheit 82 und eine Leistungszufuhreinheit 83 auf. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 steuert einen Trennmechanismus 7. Die Leistungszufuhreinheit 83 steuert dem Motor 2 zugeführte Leistung. Dementsprechend steuert die Leistungszufuhreinheit 83 die Drehzahl des Motors 2. Die Hauptsteuereinheit 81 steuert die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 und die Leistungszufuhreinheit 83.
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<Getriebemechanismus>
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Wie in 1 veranschaulicht, weist der Getriebemechanismus 3 ein Untersetzungsgetriebe 4, eine Differentialvorrichtung 5 und einen Trennmechanismus 7 auf. Der Getriebemechanismus 3 überträgt Leistung des Motors 2. Der Getriebemechanismus 3 ist auf der anderen Seite in der axialen Richtung der Motorachse J1 mit der Rotorwelle 21 verbunden. Ein vom Motor 2 abgegebenes Drehmoment wird über das Untersetzungsgetriebe 4 auf die Differentialvorrichtung 5 übertragen. Das heißt, der Getriebemechanismus 3 weist auf: das Untersetzungsgetriebe 4, das die Drehung des Motors 2 bei gleichzeitiger Abbremsung der Drehung überträgt, die Differentialvorrichtung 5, die die über das Untersetzungsgetriebe 4 übertragene Leistung des Motors 2 auf die Abtriebswelle 55 überträgt, und den im Untersetzungsgetriebe 4 bereitgestellten Trennmechanismus 7. Der Trennmechanismus 7 verbindet und unterbricht die Leistung zwischen dem Motor 2 und der Differentialvorrichtung 5.
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Bei dem Untersetzungsgetriebe 4 handelt es sich um ein Untersetzungsgetriebe vom Typ eines Parallelachsgetriebes, bei dem die Mittelachsen der Zahnräder parallel zueinander angeordnet sind. Das Untersetzungsgetriebe 4 weist ein erstes Zahnrad 41, eine Zwischenwelle 45, ein zweites Zahnrad 42 und ein drittes Zahnrad 43 auf.
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Das erste Zahnrad 41 ist an der Außenumfangsfläche der Rotorwelle 21 bereitgestellt. Das erste Zahnrad 41 dreht sich zusammen mit der Rotorwelle 21 um die Motorachse J1.
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Die Zwischenwelle 45, das zweite Zahnrad 42 und das dritte Zahnrad 43 sind um eine Zwischenachse (zweite Achse) J2, die parallel zur Motorachse J1 ist, angeordnet. Die Zwischenwelle 45 erstreckt sich parallel zur Rotorwelle 21. Die Zwischenwelle 45 ist drehbar von der inneren Fläche der Getriebegehäuseeinheit 62 gelagert. Die Zwischenwelle 45 ist mit dem Trennmechanismus 7 bereitgestellt.
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Die Zwischenwelle 45 weist einen ersten Wellenabschnitt 45a und einen zweiten Wellenabschnitt 45b auf. Der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b erstrecken sich beide in der axialen Richtung um die Zwischenachse J2. Der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b drehen sich um die Zwischenachse J2.
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Der erste Wellenabschnitt 45a ist eine Hohlwelle, in der ein hohler Abschnitt bereitgestellt ist. Demgegenüber ist der zweite Wellenabschnitt 45b eine Vollwelle, die einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des ersten Wellenabschnitts 45a. Der zweite Wellenabschnitt 45b ist auf einer Seite (+Y-Seite) in der axialen Richtung des ersten Wellenabschnitts 45a angeordnet. Der Endabschnitt auf der anderen Seite in der axialen Richtung (-Y-Seite) des zweiten Wellenabschnitts 45b ist in den hohlen Abschnitt auf einer Seite in der axialen Richtung des ersten Wellenabschnitts 45a eingesetzt. Beispielsweise ist ein Nadellager (nicht veranschaulicht) zwischen der Außenumfangsfläche auf der anderen Seite in der axialen Richtung des zweiten Wellenabschnitts 45b und der inneren Umfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 45a angeordnet. Der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b sind unabhängig voneinander drehbar. Wie später beschrieben, können der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b durch den Trennmechanismus 7 verbunden sein. Der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b werden synchron gedreht, während sie durch den Trennmechanismus 7 verbunden sind (Verbunden-Zustand).
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In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem der zweite Wellenabschnitt 45b nur an einem Endabschnitt des ersten Wellenabschnitts 45a in den hohlen Abschnitt eingeführt ist. Der zweite Wellenabschnitt 45b kann jedoch auch über die gesamte Länge des ersten Wellenabschnitts 45a in den hohlen Abschnitt des ersten Wellenabschnitts 45a eingeführt sein.
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Das zweite Zahnrad 42 ist an der Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 45a bereitgestellt. Das zweite Zahnrad 42 dreht sich zusammen mit dem ersten Wellenabschnitt 45a um die Zwischenachse J2. Das zweite Zahnrad 42 kämmt mit dem ersten Zahnrad 41.
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Das dritte Zahnrad 43 ist an der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts 45b bereitgestellt. Das dritte Zahnrad 43 dreht sich zusammen mit dem zweiten Wellenabschnitt 45b um die Zwischenachse J2. Das dritte Zahnrad 43 kämmt mit einem Zahnrad (insbesondere dem Zahnkranz 51) der Differentialvorrichtung 5.
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Die Differentialvorrichtung 5 überträgt vom Motor 2 abgegebenes Drehmoment auf die Abtriebswelle 55 des Fahrzeugs. Die Differentialvorrichtung 5 weist neben dem Zahnkranz 51, das mit dem dritten Zahnrad 43 des Untersetzungsgetriebes 4 kämmt, ein Differentialgehäuse (nicht veranschaulicht), ein Ritzel, eine Ritzelwelle, ein Seitenrad und dergleichen auf. Der Zahnkranz 51 dreht sich um eine zur Motorachse J1 parallele Abtriebsachse (dritte Achse) J3. Die Differentialvorrichtung 5 ist mit der Abtriebswelle 55 verbunden. Die Abtriebswelle 55 erstreckt sich entlang der Abtriebsachse J3. Die beiden Abtriebswellen 55 sind jeweils mit dem Rad verbunden. Die Differentialvorrichtung 5 überträgt das Drehmoment auf die Abtriebswelle 55 des linken und rechten Rades, während sie einen Drehzahlunterschied zwischen dem linken und rechten Rad absorbiert, wenn sich das Fahrzeug dreht.
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<Trennmechanismus>
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Der Trennmechanismus 7 ist an der Zwischenwelle 45 bereitgestellt. Der Trennmechanismus 7 schaltet zwischen einem Verbunden-Zustand, in dem der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b der Zwischenwelle 45 verbunden sind, und einem Nicht-Verbunden-Zustand, in dem der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b entkoppelt sind.
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An dem Außenumfang des Endabschnitts ist auf einer Seite (+Y-Seite) in der axialen Richtung des ersten Wellenabschnitts 45a eine erste Außenverzahnung 47 bereitgestellt. Demgegenüber ist am Außenumfang des Abschnitts auf der anderen Seite (-Y-Seite) in der axialen Richtung des zweiten Wellenabschnitts 45b eine zweite Außenverzahnung 48 bereitgestellt. Die erste Außenverzahnung 47 und die zweite Außenverzahnung 48 sind entlang der axialen Richtung der Zwischenachse J2 angeordnet.
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Wie in 7 veranschaulicht, weist der Trennmechanismus 7 einen Aktuator 70, eine Gleitmutter 76, eine Gabel 77, eine Führungsstange 74 und eine Hülse (Übermittlungselement) 73 auf.
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Der Aktuator 70 weist einen Antriebsmotor 701 und eine Gewindespindel (Antriebswelle) 75 auf. Der Aktuator 70 ist um eine Mittelachse J4 angeordnet, die parallel zur Motorachse J1 verläuft. Der Aktuator 70 ist an der Getriebegehäuseeinheit 62 befestigt.
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Die Gewindespindel 75 ist mit dem Antriebsmotor 701 verbunden. Der Antriebsmotor 701 dreht die Gewindespindel 75 um die Mittelachse J4. Der Antriebsmotor 701 kann z.B. ein Getriebemotor sein, der einen Motorkörper und mehrere Zahnräder zur Reduzierung der Leistung des Motorkörpers aufweist.
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Die Gewindespindel 75 erstreckt sich entlang der Mittelachse J4. Die Gewindespindel 75 ist von dem Gehäuse 6 um die Mittelachse J4 drehbar gelagert. Am Außenumfang der Gewindespindel 75 ist ein Außengewinde bereitgestellt.
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Die Führungsstange 74 weist eine sich in der axialen Richtung erstreckende säulenartige Form auf. Die Führungsstange 74 ist entlang einer Führungsachse J5 angeordnet, die sich parallel zur Motorachse J1 erstreckt. Das heißt, die Führungsstange 74 erstreckt sich parallel zur Gewindespindel 75. Die Führungsstange 74 ist von dem Gehäuse 6 getragen.
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Die Gleitmutter 76 ist mit einem Mutterloch 76a und einem Führungsloch 76b bereitgestellt. In dem Mutterloch 76a ist an einer inneren Umfangsfläche des Mutterlochs 76a ein Innengewinde bereitgestellt, in die ein Außengewinde der Gewindespindel 75 angepasst ist. Die Gewindespindel 75 ist in das Mutterloch 76a eingesetzt. Die Führungsstange 74 ist in das Führungsloch 76b eingesetzt. Die Gleitmutter 76, die Gewindespindel 75 und die Führungsstange 74 bilden einen Kugelgewindetrieb. Die Gleitmutter 76 bewegt sich in der axialen Richtung und wird dabei von der Führungsstange 74 geführt, während sich die Gewindespindel 75 um die Mittelachse J4 dreht.
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Die Gabel 77 weist eine Plattenform auf, die sich entlang einer Ebene orthogonal zur axialen Richtung erstreckt. Die Gabel 77 ist mit der Gleitmutter 76 verbunden. Die Gabel 77 und die Gleitmutter 76 können über ein elastisches Element, wie z. B. eine Schraubenfeder, miteinander verbunden sein. Die Gabel 77 bewegt sich in der axialen Richtung zusammen mit der Bewegung der Gleitmutter 76 in der axialen Richtung. Die Gabel 77 ist mit einer bogenförmigen Einkerbung 77a versehen. Die Hülse 73 ist innerhalb der Einkerbung 77a angeordnet. Die Innenfläche der Einkerbung 77a erstreckt sich entlang der Außenumfangsfläche der Hülse 73.
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Die Hülse 73 weist eine ringförmige Form auf, die an der Abtriebsachse J3 zentriert ist. Die Hülse 73 ist um die Zwischenwelle 45 herum angeordnet. An der Außenumfangsfläche der Hülse 73 ist eine ausgesparte, sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut 73b bereitgestellt. Die Gabel 77 ist in die ausgesparte Nut 73b eingesetzt. Die Hülse 73 bewegt sich in der axialen Richtung zusammen mit der Gabel 77. Das heißt, die Hülse 73 ist über die Gleitmutter 76 und die Gabel 77 mit dem Aktuator 70 verbunden und wird vom Aktuator 70 angetrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, ist an der inneren Umfangsfläche der Hülse 73 eine Innenverzahnung 73a bereitgestellt. Die Innenverzahnung 73a kann an die erste Außenverzahnung 47 des ersten Wellenabschnitts 45a und an die zweite Außenverzahnung 48 des zweiten Wellenabschnitts 45b angepasst sein.
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Im Verbunden-Zustand ist die Innenverzahnung 73a der Hülse 73 sowohl an die erste Außenverzahnung 47 des ersten Wellenabschnitts 45a als auch an die zweite Außenverzahnung 48 des zweiten Wellenabschnitts 45b angepasst. Die Hülse 73 verbindet den ersten Wellenabschnitt 45a und den zweiten Wellenabschnitt 45b im Verbunden-Zustand. Im Verbunden-Zustand drehen sich der erste Wellenabschnitt 45a, die Hülse 73 und der zweite Wellenabschnitt 45b synchron. Im Verbunden-Zustand überträgt die Zwischenwelle 45 die Leistung des Motors 2 auf die Differentialvorrichtung 5.
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Im Nicht-Verbunden-Zustand ist die Innenverzahnung 73a der Hülse 73 von einer der ersten Außenverzahnung 47 des ersten Wellenabschnitts 45a und der zweiten Außenverzahnung 48 des zweiten Wellenabschnitts 45b getrennt. Das heißt, dass die Hülse 73 im Verbunden-Zustand von mindestens einem von dem ersten Wellenabschnitt 45a und dem zweiten Wellenabschnitt 45b im Nicht-Verbunden-Zustand getrennt ist. Beispielsweise passt die Innenverzahnung 73a im Nicht-Verbunden-Zustand nur auf die erste Außenverzahnung 47 und ist von der zweiten Außenverzahnung 48 getrennt. In diesem Fall dreht sich die Hülse 73 synchron mit dem ersten Wellenabschnitt 45a, aber dreht sich unabhängig von dem zweiten Wellenabschnitt 45b. Die Innenverzahnung 73a kann im Nicht-Verbunden-Zustand nur an die zweite Außenverzahnung 48 angepasst und von der ersten Außenverzahnung 47 getrennt sein. Im Nicht-Verbunden-Zustand überträgt die Zwischenwelle 45 die Leistung des Motors 2 nicht auf die Differentialvorrichtung 5.
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Ein Verfahren zur Steuerung des Trennmechanismus 7 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Unter den Linien, die die Verdrahtungsleitungen in 6 angeben, zeigt eine gestrichelte Linie eine Signalleitung und eine durchgezogene Linie eine Leistungsversorgungsleitung an.
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Der Aktuator 70 ist über eine Signalleitung und eine Leistungsversorgungsleitung elektrisch mit der Trennmechanismus-Steuereinheit 82 der Wechselrichtereinheit 8 verbunden. Der Aktuator 70 arbeitet entsprechend einem Befehl der Trennmechanismus-Steuereinheit 82. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 kann den Trennmechanismus 7 durch die Steuerung des Aktuators 70 vom Verbunden-Zustand in den Nicht-Verbunden-Zustand oder vom Nicht-Verbunden-Zustand in den Verbunden-Zustand überführen.
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Der Trennmechanismus 7 ist mit einem Positionssensor 71 und einem Rotationssensor 72 bereitgestellt. Das heißt, die Antriebsvorrichtung 1 weist den Positionssensor 71 und den Rotationssensor 72 auf. Der Positionssensor 71 und der Rotationssensor 72 sind an der Getriebegehäuseeinheit 62 befestigt. Der Positionssensor 71 und der Rotationssensor 72 sind über Signalleitungen elektrisch mit der Trennmechanismus-Steuereinheit 82 der Wechselrichtereinheit 8 verbunden.
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Der Positionssensor 71 misst die Position eines ersten Magneten 711 durch Erfassen des magnetischen Flusses des ersten Magneten 711. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Magnet 711 an der Gabel 77 befestigt. Genauer gesagt, ist der erste Magnet 711 an einem an der Gabel 77 befestigten Magnethalter 77b befestigt. Daher bewegt sich der erste Magnet 711 entlang der axialen Richtung zusammen mit der Gabel 77. Der Positionssensor 71 überträgt z.B. die Erfassung des ersten Magneten 711 an die Trennmechanismus-Steuereinheit 82, wenn sich der erste Magnet 711 innerhalb des Erfassungsbereichs befindet, und stoppt die Übertragung an die Trennmechanismus-Steuereinheit 82, wenn sich der erste Magnet außerhalb des Erfassungsbereichs befindet. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 erfasst die Ist-Positionen der Gabel 77 und der Hülse 73 aus dem Erfassungsergebnis des ersten Magneten 711 durch den Positionssensor 71.
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Der Rotationssensor 72 detektiert einen magnetischen Fluss eines zweiten Magneten (Magnet) 721. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Magnet 721 an der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts 45b befestigt. Daher dreht sich der zweite Magnet 721 zusammen mit dem zweiten Wellenabschnitt 45b um die Zwischenachse J2. Der Rotationssensor 72 überträgt das Erfassungsergebnis des zweiten Magneten 721 an die Trennmechanismus-Steuereinheit 82. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 erfasst die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b basierend auf dem Erfassungszyklus des zweiten Magneten 721 durch den Rotationssensor 72. Das heißt, der Rotationssensor 72 misst die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b durch Erfassen des magnetischen Flusses des zweiten Magneten 721, der an dem zweiten Wellenabschnitt 45b angebracht ist.
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Als Nächstes wird die Steuerung jedes Abschnitts durch die Hauptsteuereinheit 81 beschrieben, wenn der Trennmechanismus 7 aus dem Nicht-Verbunden-Zustand in den Verbunden-Zustand geschaltet wird.
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Hier wird eines der Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs von der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform angetrieben, und das andere wird von einer separat vorbereiteten Antriebsvorrichtung (z.B. einem Motor) angetrieben. Das Fahrzeug fährt durch eine separat vorbereitete Antriebsvorrichtung, und der Trennmechanismus 7 wird vom Nicht-Verbunden-Zustand in den Verbunden-Zustand in Bezug auf das fahrende Fahrzeug versetzt. Daher dreht sich vor dem Betrieb des Trennmechanismus 7 der zweite Wellenabschnitt 45b und der erste Wellenabschnitt 45a bleibt stehen.
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Zunächst veranlasst die Hauptsteuereinheit 81 die Trennmechanismus-Steuereinheit 82, die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b zu erfassen. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 erfasst die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b von dem Rotationssensor 72 und überträgt die Drehzahl an die Hauptsteuereinheit 81.
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Als nächstes steuert die Hauptsteuereinheit 81 die Drehzahl des Motors 2 durch die Leistungszufuhreinheit 83. Wenn die Hauptsteuereinheit 81 einen Befehl an die Leistungszufuhreinheit 83 erteilt, wandelt die Leistungszufuhreinheit 83 Leistung aus einer Batterie (nicht veranschaulicht) in einen Dreiphasenwechselstrom um und liefert den Dreiphasenwechselstrom an den Motor 2. Die Hauptsteuereinheit 81 steuert die Drehzahl des Motors 2, indem sie die Frequenz des Dreiphasenwechselstroms in der Leistungszufuhreinheit 83 ändert. Die Hauptsteuereinheit 81 erhöht allmählich die Drehzahl des Motors 2, um die Drehzahl des ersten Wellenabschnitts 45a nahe an die vom Rotationssensor 72 gemessene Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b heranzuführen.
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Wenn die Drehzahl des Motors 2 ansteigt und die Drehzahlen des ersten Wellenabschnitts 45a und des zweiten Wellenabschnitts 45b im Wesentlichen miteinander übereinstimmen, gibt die Hauptsteuereinheit 81 einen Befehl an die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 aus, um den Trennmechanismus 7 zu betätigen. Genauer gesagt wird Leistung von der Trennmechanismus-Steuereinheit 82 an den Aktuator 70 geliefert, um die Hülse 73 zu bewegen, und der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b sind durch die Hülse 73 verbunden.
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Als nächstes veranlasst die Hauptsteuereinheit 81 die Trennmechanismus-Steuereinheit 82, die Positionsinformation der Hülse 73 zu erfassen. Die Trennmechanismus-Steuereinheit 82 erfasst die Positionsinformationen der Hülse 73 von dem Positionssensor 71 und überträgt die Positionsinformationen an die Hauptsteuereinheit 81. Daraufhin prüft die Hauptsteuereinheit 81, ob der Übergang in den Verbunden-Zustand abgeschlossen ist. Gemäß dem vorliegenden Steuerverfahren gehen der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b in den Verbunden-Zustand über, nachdem die Drehzahlen der ersten Welle und der zweiten Welle aneinander angepasst sind, so dass es möglich ist, einen durch die Verbindung verursachten Stoß zu unterdrücken und eine sanfte Verbindung durchzuführen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Trennmechanismus 7 an der Zwischenwelle 45 bereitgestellt. Die Zwischenwelle 45 ist in Bezug auf die Rotorwelle 21 verlangsamt und weist eine geringere Drehzahl als die Rotorwelle 21 auf. Durch Bereitstellen des Trennmechanismus 7 an der Zwischenwelle 45 kann daher die Synchronisierung der Drehzahl zum Zeitpunkt des Anschlusses leicht gesteuert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, auf einfache Weise eine synchrone Steuerung der Drehzahlen des ersten Wellenabschnitts 45a und des zweiten Wellenabschnitts 45b durchzuführen und die Antriebsvorrichtung 1 bereitzustellen, die den Trennmechanismus 7 aufweist, der eine sanfte Verbindung ermöglicht.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich die Gewindespindel 75 des Aktuators 70 entlang der axialen Richtung um die Mittelachse J4. Die Mittelachse J4 des Aktuators 70 erstreckt sich parallel zur Motorachse J1, zur Zwischenachse J2 und zur Abtriebsachse J3. Daher kann bei Betrachtung der Antriebsvorrichtung 1 aus der axialen Richtung der Aktuator 70 leicht so angeordnet werden, dass er den Motor 2 und den Getriebemechanismus 3 überlappt, und die Projektionsfläche der Antriebsvorrichtung 1 in der axialen Richtung kann reduziert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Größe der Antriebsvorrichtung 1 zu reduzieren.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform dreht der Aktuator 70 die Gewindespindel 75 als Antriebswelle um die Mittelachse J4. Der Aktuator 70 kann die Antriebswelle jedoch auch entlang der axialen Richtung betreiben. In diesem Fall kann eine Magnetspule als Antriebseinheit des Aktuators 70 verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert die Hauptsteuereinheit 81 den Trennmechanismus 7 basierend auf dem Messergebnis der Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b durch den Rotationssensor 72. Das heißt, die Hauptsteuereinheit 81 kann den Zeitpunkt des Verbindens des ersten Wellenabschnitts 45a und des zweiten Wellenabschnitts 45b auf der Grundlage des Messergebnisses der Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b durch den Rotationssensor 72 messen und kann den ersten Wellenabschnitt 45a und den zweiten Wellenabschnitt 45b sanft verbinden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert die Hauptsteuereinheit 81 nicht nur den Trennmechanismus 7, sondern auch den Motor 2. Daher kann die Hauptsteuereinheit 81, nachdem sie den Motor 2 über die Leistungszufuhreinheit 83 gesteuert hat, um die Drehzahl des ersten Wellenabschnitts 45a nahe an die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b heranzuführen, bewirken, dass der Trennmechanismus 7 von dem Nicht-Verbunden-Zustand in den Verbunden-Zustand übergeht. Gemäß dem Trennmechanismus 7 der vorliegenden Ausführungsform ist es, da die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b genauer erfasst werden kann als in einem Fall, in dem die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhergesagt wird, möglich, eine genaue Synchronisierung zum Zeitpunkt der Verbindung durchzuführen und eine sanfte Verbindung zu realisieren. Der Trennmechanismus 7 kann den ersten Wellenabschnitt 45a und den zweiten Wellenabschnitt 45b leicht synchronisieren und kann die Steuerung vereinfachen.
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Die Hauptsteuereinheit 81 kann den Trennmechanismus in den Nicht-Verbunden-Zustand versetzen, indem sie die Drehzahl des ersten Wellenabschnitts 45a, die höher ist als die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b, näher an die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b bringt. Wenn der erste Wellenabschnitt 45a und der zweite Wellenabschnitt 45b durch den Trennmechanismus 7 verbunden sind, tritt ein Verlust an Rotationsenergie auf. Wenn man daher von einem Zustand, in dem die Drehzahl des ersten Wellenabschnitts 45a etwas höher ist als die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b, in den Verbunden-Zustand wechselt, passt sich die Drehzahl des ersten Wellenabschnitts 45a aufgrund des mit der Verbindung verbundenen Energieverlusts leicht an die Drehzahl des zweiten Wellenabschnitts 45b an, und eine sanftere Verbindung kann durchgeführt werden.
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<Gehäuse>
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Das Gehäuse 6 weist eine Motorgehäuseeinheit 60, eine Getriebegehäuseeinheit 62, eine Wand 63 und eine Wechselrichtergehäuseeinheit 68 auf. Ein Teil der Getriebegehäuseeinheit 62, der Wand 63 und der Wechselrichtergehäuseeinheit 68 ist ein mit der Motorgehäuseeinheit 60 integriertes Element, und die anderen Teile sind mit Schrauben an der Motorgehäuseeinheit 60 befestigt.
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Wie in 3 veranschaulicht, erstreckt sich die Motorgehäuseeinheit 60 in einer rohrförmigen Form entlang der Motorachse J1. Die Motorgehäuseeinheit 60 öffnet sich in der axialen Richtung zu einer Seite (+Y-Seite). Die Öffnung der Motorgehäuseeinheit 60 ist mit einem Deckelelement 613 abgedeckt.
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Wie in 2 veranschaulicht, ist die Getriebegehäuseeinheit 62 auf der anderen Seite (-Y-Seite) in der axialen Richtung der Motorgehäuseeinheit 60 angeordnet. In der Getriebegehäuseeinheit 62 hält die Getriebegehäuseeinheit 62 ein Lager 3A, ein Lager 3E und den Pumpenabschnitt 10. Das Lager 3A stützt den Endabschnitt auf der anderen Seite in der axialen Richtung der Rotorwelle 21 drehbar ab. Das Lager 3E stützt die Abtriebswelle 55, auf die die Drehung von der Differentialvorrichtung 5 übertragen wird. Der Pumpenabschnitt 10 befindet sich auf der anderen Seite in der axialen Richtung der Zwischenwelle 45 und fördert das Öl O unter Druck mit der Drehung der Zwischenwelle 45.
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Die Getriebegehäuseeinheit 62 ist mit einem Aktuatoraufnahmeabschnitt 62a bereitgestellt, der den Aktuator 70 aufnimmt. Der Aktuatoraufnahmeabschnitt 62a weist eine rohrförmige Form auf, die sich entlang der axialen Richtung mit der Mittelachse J4 als Zentrum erstreckt. Der Aktuatoraufnahmeabschnitt 62a öffnet sich in der axialen Richtung zur anderen Seite. Die Öffnung des Aktuatoraufnahmeabschnitts 62a ist mit einem Deckel 62b abgedeckt.
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Wie in 1 veranschaulicht, erstreckt sich die Wand 63 entlang einer Ebene orthogonal zur Motorachse J1. Die Wand 63 hält ein Lager 3B, ein Lager 3C und ein Lager 3D. Die Lager 3B und 3C stützen die Rotorwelle 21 drehbar ab. Das Lager 3D stützt einen Endabschnitt auf einer Seite (+Y-Seite) in der axialen Richtung der Zwischenwelle 45 drehbar ab.
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Wie in 2 veranschaulicht, erstreckt sich die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 von dem zylindrischen Abschnitt der Motorgehäuseeinheit 60 nach vorne (-X-Seite). Die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 weist, von der Vorderseite aus gesehen, eine rechteckige Kastenform auf. Die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 weist einen Öffnungsabschnitt 681 auf, der in einer Richtung geöffnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform öffnet sich die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 zur Vorderseite des Fahrzeugs hin. Die Wechselrichtereinheit 8 ist an dem Öffnungsabschnitt 681 der Wechselrichtergehäuseeinheit 68 befestigt. Wenn die Wechselrichtereinheit an dem Öffnungsabschnitt 681 der Wechselrichtergehäuseeinheit 68 befestigt ist, ist der Öffnungsabschnitt 681 der Wechselrichtergehäuseeinheit 68 geschlossen. Die Wechselrichtereinheit 8 ist elektrisch mit der Spule 31 des Stators 30 innerhalb der Motorgehäuseeinheit 60 verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 und die Motorgehäuseeinheit 60 einstückig gegossene Druckgusskomponenten. Daher können die Vibrationen des Motors 2 und der Wechselrichtereinheit 8 im Vergleich zu dem Fall, in dem die separate Wechselrichtergehäuseeinheit 68 mit Schrauben an der Motorgehäuseeinheit 60 befestigt ist, unterdrückt werden. Infolgedessen können die Geräusche der Antriebsvorrichtung 1, die durch die Vibrationen des Motors 2 und der Wechselrichtereinheit 8 verursacht werden, reduziert werden. Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 in der Nähe des Motors 2 angeordnet werden, kann die gesamte Antriebsvorrichtung 1 verkleinert werden, und kann die Verdrahtung, die den Motor 2 und die Wechselrichtereinheit 8 verbindet, verkürzt werden.
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Wie in 2 und 3 veranschaulicht, sind ein erster Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 64 (siehe 3), ein zweiter Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 65 (siehe 2) und ein dritter Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 67 (siehe 3) an der äußeren Fläche des Gehäuses 6 bereitgestellt. Der erste Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 64 ist auf einer Seite (+Y-Seite) in der axialen Richtung der Wechselrichtergehäuseeinheit 68 angeordnet. Der zweite Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 65 ist auf der anderen Seite (-Y-Seite) in der axialen Richtung der Getriebegehäuseeinheit 62 angeordnet. Der dritte Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 67 ist an der Außenumfangsfläche der Motorgehäuseeinheit 60 angeordnet. Jeder von dem ersten Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 64, dem zweiten Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 65 und dem dritten Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitt 67 weist mehrere Schraubenlöcher 601 auf. Das Gehäuse 6 wird durch eine in das Schraubenloch 601 eingesetzte Schraube im Innenraum des Fahrzeugs befestigt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind an den äußeren, in unterschiedliche Richtungen weisenden Seitenflächen der Antriebsvorrichtung 1 Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitte 64, 65 und 67 bereitgestellt. Gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform kann jeder der mehreren Fahrzeugkarosseriebefestigungsabschnitte (64, 65 und 67) ausgewählt und am Fahrzeug befestigt werden. Daher kann die Antriebsvorrichtung 1 an mehreren verschiedenen Fahrzeugtypen befestigt werden.
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Wie in 3 veranschaulicht, weist das Gehäuse 6 einen Antriebswellenschutzabschnitt 66 auf, der die Abtriebswelle 55 abdeckt. Der Antriebswellenschutzabschnitt 66 verhindert, dass Fremdkörper, wie z. B. ein Stein, mit der Abtriebswelle 55 kollidieren.
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<Ölpfad>
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Wie in 1 veranschaulicht, wird das Öl O im Inneren des Gehäuses 6 gespeichert. Das Öl O sammelt sich in einem unteren Bereich der Getriebegehäuseeinheit 62. Das heißt, die Ölwanne P ist in einem unteren Bereich der Getriebegehäuseeinheit 62 bereitgestellt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein unterer Abschnitt der Motorgehäuseeinheit 60 höher angeordnet als ein unterer Abschnitt der Getriebegehäuseeinheit 62. Bei dieser Konfiguration kann das Öl O nach dem Kühlen des Motors 2 leicht aus einem unteren Bereich der Motorgehäuseeinheit 60 in die Ölwanne P der Getriebegehäuseeinheit 62 zurückgeführt werden. Das Öl O wird zur Schmierung des Untersetzungsgetriebes 4 und der Differentialvorrichtung 5 verwendet. Das Öl O wird auch zur Kühlung des Motors 2 verwendet. Das Öl O sammelt sich in der Ölwanne P unterhalb der Getriebegehäuseeinheit 62. Als Öl O wird vorzugsweise ein Öl verwendet, das einem Schmieröl (ATF: Automatic Transmission Fluid) für ein Automatikgetriebe entspricht und eine niedrige Viskosität aufweist, damit das Öl O die Funktionen eines Schmieröls und eines Kühlöls erfüllen kann.
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Ein Abschnitt der Differentialvorrichtung 5 taucht in die Ölwanne P ein. Das in der Ölwanne P angesammelte Öl O wird durch Betätigung der Differentialvorrichtung 5 geschöpft. Das geschöpfte Öl O diffundiert in die Getriebegehäuseeinheit 62 und wird den Zahnrädern und Lagern des Untersetzungsgetriebes 4 und der Differentialvorrichtung 5 zugeführt. Das zur Schmierung des Untersetzungsgetriebes 4 und der Differentialvorrichtung 5 verwendete Öl O wird in die unterhalb der Getriebegehäuseeinheit 62 befindliche Ölwanne P abgelassen und aufgefangen.
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Das Öl O zirkuliert durch einen Öldurchgang 90, der im Gehäuse 6 bereitgestellt ist. Der Öldurchgang 90 ist ein Weg des Öls O für die Zufuhr des Öls O aus der Ölwanne P zum Motor 2. Durch den Öldurchgang 90 zirkuliert das Öl O zur Kühlung des Motors 2. Der Öldurchgang 90 ist ein Weg des Öls O, der das Öl von der Ölwanne P auf der unteren Seite der Getriebegehäuseeinheit 62 über den Motor 2 wieder zur Ölwanne P auf der unteren Seite der Getriebegehäuseeinheit 62 führt. Der Öldurchgang 90 weist auf: einen ersten Öldurchgang 91, der durch das Innere des Motors 2 führt, und einen zweiten Öldurchgang 92, der durch die Außenseite des Motors 2 führt. Das Öl O kühlt den Motor 2 von innen und von außen durch den ersten Öldurchgang 91 und den zweiten Öldurchgang 92. Der erste Öldurchgang 91 und der zweite Öldurchgang 92 teilen sich teilweise gegenseitig.
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Das Öl O wird von dem Pumpenabschnitt 10 aus der Ölwanne P angesaugt und durch den ersten Öldurchgang 91 in das Innere des Rotors 20 geleitet. Das Öl O wird aus dem Rotor 20 in Richtung der Spule 31 gespritzt, um den Stator 30 zu kühlen. Das Öl O, das den Stator 30 gekühlt hat, bewegt sich über den unteren Bereich der Motorgehäuseeinheit 60 in die Ölwanne P der Getriebegehäuseeinheit 62.
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In dem zweiten Öldurchgang 92 wird das Öl O durch den Pumpenabschnitt 10 aus der Ölwanne P angesaugt. Das Öl O wird zu einem oberen Abschnitt des Motors 2 hochgepumpt und dem Motor 2 von der oberen Seite des Motors 2 zugeführt. Das Öl O, das den Motor 2 gekühlt hat, bewegt sich über den unteren Bereich der Motorgehäuseeinheit 60 in die Ölwanne P der Getriebegehäuseeinheit 62.
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<Pumpenabschnitt>
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Wie in 1 veranschaulicht, ist der Pumpenabschnitt 10 eine mechanische Pumpe, die durch Leistung des Motors 2 angetrieben wird. Das heißt, ein Pumpenmechanismus 10a des Pumpenabschnitts 10 wird durch den Motor 2 gedreht. Der Pumpenmechanismus 10a dreht sich um die Zwischenachse J2. Der Pumpenabschnitt 10 ist z.B. eine Trochoidpumpe.
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Der Pumpenabschnitt 10 ist mit dem ersten Wellenabschnitt 45a der Zwischenwelle 45 verbunden. Die Leistung des Motors 2 wird über die Rotorwelle 21, das erste Zahnrad 41, das zweite Zahnrad 42 und den ersten Wellenabschnitt 45a auf den Pumpenabschnitt 10 übertragen.
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Der Pumpenabschnitt 10 weist einen Ansauganschluss und einen Auslassanschluss auf. Der Weg, der mit dem Ansauganschluss verbunden ist, erstreckt sich bis zur Ölwanne P. Der Weg, der zum Auslassanschluss führt, verzweigt sich in einen ersten Öldurchgang 91 und einen zweiten Öldurchgang 92. Der Pumpenabschnitt 10 saugt das Öl O aus der Ölwanne P an dem Ansauganschluss an und pumpt das Öl O zu dem ersten Öldurchgang 91 und dem zweiten Öldurchgang 92 an dem Auslassanschluss.
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Da der Pumpenabschnitt 10 der vorliegenden Ausführungsform durch den Motor 2 angetrieben wird, kann das Öl O angesaugt werden, ohne dass eine zusätzliche Hilfsvorrichtung, wie ein Pumpenantriebsmotor, bereitgestellt werden muss. Da der Pumpenabschnitt 10 ohne Änderung der Drehrichtung der Zwischenwelle 45 durch ein Kegelradgetriebe oder dergleichen angetrieben werden kann, kann die Abmessung der Antriebsvorrichtung 1 reduziert werden.
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Der Pumpenabschnitt 10 der vorliegenden Ausführungsform ist mit dem ersten Wellenabschnitt 45a verbunden. Daher kann in dem Nicht-Verbunden-Zustand, in dem die Verbindung zwischen dem ersten Wellenabschnitt 45a und dem zweiten Wellenabschnitt 45b durch den Trennmechanismus 7 gelöst ist, nur der Pumpenabschnitt 10 angetrieben werden, ohne die Leistung des Motors 2 auf die Differentialvorrichtung 5 zu übertragen. Dadurch kann z.B. nur der Pumpenabschnitt 10 vor dem Anfahren angetrieben werden, und die Zahnräder und die Lager können im Voraus geschmiert werden.
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<Positionsbeziehung der einzelnen Elemente>
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Als nächstes wird eine Positionsbeziehung der einzelnen Elemente in der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben.
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Wie in 4 veranschaulicht, überlappt gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Teil der Differentialvorrichtung 5 des Getriebemechanismus 3 bei Betrachtung aus der axialen Richtung der Motorachse J1 die Wechselrichtergehäuseeinheit 68. Dadurch kann die Differentialvorrichtung 5 in der Nähe der Wechselrichtereinheit 8 angeordnet werden, und die gesamte Antriebsvorrichtung 1 kann verkleinert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform überlappen sich der Motor 2 und die Differentialvorrichtung 5 bei Betrachtung aus der axialen Richtung der Motorachse J1. Dadurch können der Motor 2 und die Differentialvorrichtung 5 nahe beieinander angeordnet werden, und die gesamte Antriebsvorrichtung 1 kann verkleinert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform überlappt ein Teil des Untersetzungsgetriebes 4 des Getriebemechanismus 3 bei Betrachtung aus der axialen Richtung der Motorachse J1 die Wechselrichtergehäuseeinheit 68. Dadurch kann das Untersetzungsgetriebe 4 in der Nähe der Wechselrichtereinheit 8 angeordnet werden, und die gesamte Antriebsvorrichtung 1 kann verkleinert werden.
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Wie in 5 veranschaulicht, weist die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine rechteckige Kastenform auf, die den in eine Richtung geöffneten Öffnungsabschnitt 681 aufweist. Die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 überlappt einen Teil der Differentialvorrichtung 5 bei Betrachtung aus einer Richtung, die orthogonal ist zu der axialen Richtung der Motorachse J1. Ein Abschnitt der Wechselrichtergehäuseeinheit 68, der sich mit einem Teil der Differentialvorrichtung 5 überlappt, befindet sich in einer Richtung, in der sich die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 weiter öffnet als der andere Abschnitt der Wechselrichtergehäuseeinheit 68. Auf diese Weise können die Differentialvorrichtung 5 und der Wechselrichter nahe beieinander angeordnet werden, und die gesamte Antriebsvorrichtung 1 kann verkleinert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Differentialvorrichtung 5 auf: den Zahnkranz 51, der mit dem dritten Zahnrad 43 des Untersetzungsgetriebes 4 kämmt, und ein Differentialgehäuse 52, das eine kleinere Außenform als der Zahnkranz 51 aufweist. Wie in 5 veranschaulicht, überlappt die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 das Differentialgehäuse 52 bei Betrachtung aus einer Richtung, die orthogonal ist zu der axialen Richtung der Motorachse J1. Ein Abschnitt 682 der Wechselrichtergehäuseeinheit 68, der einen Teil der Differentialvorrichtung 5 überlappt, befindet sich in der Richtung, in der sich die Wechselrichtergehäuseeinheit 68 öffnet, d.h. auf der Seite des Öffnungsabschnitts 681 in Bezug auf den anderen Abschnitt der Wechselrichtergehäuseeinheit 68. Dadurch können die Differentialvorrichtung 5 und die Wechselrichtereinheit 8 nahe beieinander angeordnet werden, und die gesamte Antriebsvorrichtung 1 kann verkleinert werden. Insbesondere ist gemäß dieser Konfiguration die Form der Wechselrichtergehäuseeinheit 68, die den Anordnungsraum der Wechselrichtereinheit 8 darstellt, nicht rechteckig, und der Abschnitt zur Aufnahme des Differentialgehäuses 52 ist auf einen Teil des Rechtecks erweitert, so dass die Wechselrichtereinheit 8 und die Differentialvorrichtung 5 näher beieinander angeordnet werden können. Auf diese Weise kann die gesamte Antriebsvorrichtung 1 verkleinert werden.
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Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, sind die jeweiligen Konfigurationen in der Ausführungsform und Kombinationen davon lediglich Beispiele, und Hinzufügungen, Auslassungen, Substitutionen und andere Änderungen können in angemessener Weise innerhalb eines Bereichs vorgenommen werden, der nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweicht. Auch ist es anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Ausführungsform beschränkt ist.
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Beispielsweise wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform die Struktur beschrieben, in der der Aktuator 70 die Hülse 73 durch den Kugelgewindetrieb antreibt. Der Weg der Leistungsübertragung vom Aktuator 70 zur Hülse 73 ist jedoch nicht auf die Ausführungsform beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Motor
- 3
- Getriebemechanismus
- 4
- Untersetzungsgetriebe
- 5
- Differentialvorrichtung
- 6
- Gehäuse
- 7
- Trennmechanismus
- 20
- Rotor
- 41
- erstes Zahnrad
- 42
- zweites Zahnrad
- 43
- drittes Zahnrad
- 45
- Zwischenwelle
- 45a
- erster Wellenabschnitt
- 45b
- zweiter Wellenabschnitt
- 55
- Abtriebswelle
- 70
- Aktuator
- 72
- Rotationssensor
- 73
- Hülse (Übermittlungselement)
- 75
- Gewindespindel (Antriebswelle)
- 81
- Hauptsteuereinheit (Steuereinheit)
- 721
- zweiter Magnet (Magnet)
- J1
- Motorachse (erste Achse)
- J2
- Zwischenachse (zweite Achse)
- J3
- Abtriebsachse (dritte Achse)
- J4
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020075561 [0002]
- JP 2003113874 A [0004]
