JP2004360726A - 電動式駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】減速機の出力軸とドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑することが可能な電動式駆動装置を提供する。
【解決手段】電動式駆動装置は、例えばＦＲ車両の前輪側においてエンジンの両側に設けられる電動機と、電動機の回転を各車輪のドライブシャフトに伝達する減速機を備える。減速機はドライブシャフトとスプライン勘合するプラネタリキャリヤを備える。スプライン勘合部には、スプライン溝に潤滑油を供給するための油溜まりが設けられ、油溜まりに潤滑油を供給することによりスプライン勘合部を十分に潤滑することができる。油溜まりは、ドライブシャフトの全周においてスプライン溝の端部と連通するようにプラネタリキャリヤの内周面に形成された環状の凹部とする。油溜まりはドライブシャフトの軸方向に形成されたスプライン溝と連通し、全てのスプライン溝に十分に潤滑油を供給する。
【選択図】 図６
【解決手段】電動式駆動装置は、例えばＦＲ車両の前輪側においてエンジンの両側に設けられる電動機と、電動機の回転を各車輪のドライブシャフトに伝達する減速機を備える。減速機はドライブシャフトとスプライン勘合するプラネタリキャリヤを備える。スプライン勘合部には、スプライン溝に潤滑油を供給するための油溜まりが設けられ、油溜まりに潤滑油を供給することによりスプライン勘合部を十分に潤滑することができる。油溜まりは、ドライブシャフトの全周においてスプライン溝の端部と連通するようにプラネタリキャリヤの内周面に形成された環状の凹部とする。油溜まりはドライブシャフトの軸方向に形成されたスプライン溝と連通し、全てのスプライン溝に十分に潤滑油を供給する。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電動式駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両や４ＷＤ車両に搭載される電動式駆動装置が知られている。そのような電動式駆動装置は、一般的に電動式モータと、電動式モータの回転を車輪のドライブシャフトに伝達する減速機とを備える。減速機はプラネタリギヤやベアリングなどを用いて構成されるため、その潤滑が必要とされる。よって、電動式駆動装置内の回転部材の回転を利用し、もしくはオイルポンプなどを設けて、電動式駆動装置内に貯められた潤滑油を循環させて必要箇所の潤滑を行うものが知られている。
【０００３】
例えば、いわゆるインホイールタイプの電動式駆動装置において、中空のロータシャフト内部を油路とするとともに、ロータシャフトの端部に潤滑油を貯める油溜まりを形成するものが知られている（特許文献１及び２を参照）。特許文献１の電動式駆動装置では、油溜まりの一部を構成するベアリングから潤滑油が逃げないような形状に当該ベアリング近傍のケース構造を形成している。また、特許文献２の電動式駆動装置では、当該ベアリングの油溜まりと反対側の面に堰き止め部材を固定してベアリングから潤滑油が逃げることを防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０３２９１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７３７６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電動式駆動装置では、減速機の出力軸と車輪のドライブシャフトとをスプライン勘合により結合することが多い。しかし、そのようなスプライン勘合部は、車輪の運動に伴うドライブシャフトの軸方向の変位により、軸方向の摺動が大きくなる傾向がある。よって、潤滑油の供給が不足するとスプライン勘合部が摩耗するという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、減速機の出力軸とドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑することが可能な電動式駆動装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、電動式駆動装置は、電動機と、前記電動機の回転軸及び車輪のドライブシャフトと同軸に配置され、前記電動機の回転を前記車輪のドライブシャフトに伝達する減速機と、を備え、前記減速機は、内周にスプライン溝を有し、前記ドライブシャフトの外周に形成された前記スプライン溝との間でスプライン勘合されたプラネタリキャリヤと、前記スプライン溝と連通する位置に形成され、前記スプライン溝に潤滑油を供給する油溜まりと、を備える。
【０００８】
上記の電動式駆動装置は、例えばＦＲ車両の前輪側においてエンジンの両側に設けられる電動機を備え、さらに電動機の回転を各車輪のドライブシャフトに伝達する減速機が設けられる。ここで、減速機はドライブシャフトとスプライン勘合するプラネタリキャリヤを備える。スプライン勘合部の近傍には、スプライン溝に潤滑油を供給するための油溜まりが設けられる。よって、油溜まりに潤滑油を供給することにより、スプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。
【０００９】
上記の電動式駆動装置の一態様では、前記油溜まりは、前記ドライブシャフトの全周において前記スプライン溝の端部と連通するように前記プラネタリキャリヤの内周面に形成された環状の凹部とすることができる。これにより、油溜まりはドライブシャフトの軸方向に形成されたスプライン溝と連通し、全てのスプライン溝に潤滑油を供給し続けることができる。
【００１０】
上記の電動式駆動装置の他の一態様は、前記プラネタリキャリヤと前記ドライブシャフトの結合部近傍に形成され、前記潤滑油を保持する潤滑油保持部と、前記潤滑油保持部と前記油溜まりとを連結する潤滑油路と、を備え、前記潤滑油路は、前記ドライブシャフトの回転により前記潤滑油が前記油溜まりへと移動するように、前記プラネタリギヤの内周面に形成された前記潤滑油保持部から前記油溜まりに至るらせん状の溝とすることができる。この態様では、ドライブシャフト及びプラネタリキャリヤが一体的に回転することにより、潤滑油保持部内の潤滑油がらせん状の溝に侵入し、溝内を移動して油溜まりへと至る。よって、ドライブシャフトの回転を利用して潤滑油を油溜まりに供給し続け、スプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。なお、前記潤滑油保持部は、前記減速機の本体と、前記減速機の本体と前記プラネタリキャリヤとの間のベアリングと、前記ドライブシャフトの外周面と、前記減速機の本体と前記ドライブシャフトの外周面との間に設けられたオイルシールとにより構成される空間とすることができる。
【００１１】
上記の電動式駆動装置の他の一態様では、潤滑油を蓄積するオイルタンクと、前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、前記減速機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記潤滑油保持部へ供給する油路と、を備えることができる。これにより、減速機内の底部などに溜まった潤滑油をオイルタンクへ掻き上げて循環させ、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１２】
上記の電動式駆動装置の他の一態様では、前記ドライブシャフトは、前記プラネタリキャリヤと勘合する先端部において軸方向に形成された第１の油路と、前記油溜まりに対応する位置において前記第１の油路から前記ドライブシャフトの半径方向に外周面まで延びる第２の油路と、を備え、前記電動機は、内部に軸方向に形成された第３の油路を有するロータシャフトを備え、前記第２の油路と前記第３の油路は前記減速機内においてパイプにより連結することができる。この態様では、電動機のロータシャフト及びドライブシャフトの先端部を中空とし、両者をパイプで連結することにより、油路として使用する。この油路を用いて、潤滑油を油溜まりへ供給し、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１３】
上記の電動式駆動装置の他の一態様は、潤滑油を蓄積するオイルタンクと、前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、前記電動機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記ロータシャフト内の第３の油路へ供給する第４の油路と、を備えることができる。これにより、減速機内の底部などに溜まった潤滑油をオイルタンクへ掻き上げて循環させ、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［車両の基本構成］
まず、本実施形態に係る車両１００の基本構成について説明する。なお、本実施例に係る車両１００は、４ＷＤ（四輪駆動）仕様のＦＲ車両（エンジン前置き後輪駆動方式）に本発明を適用したものである。但し、本発明の適用はこれに限られるものではなく、一般的なＦＲ車両やＦＦ車両（エンジン前置き前輪駆動方式）にも適用可能である。また、本車両は既知の４ＷＤ仕様のＦＲ車両を前提とするため、４ＷＤについての説明は省略する。
【００１６】
図１に、本発明に係る駆動ユニット８を備える車両１００の構成を示す。図１は車両１００の平面図を示す。車両１００は、図１に示すように、主として、エンジン１と、トルクコンバータ２と、トランスミッション３と、プロペラシャフト４と、ディファレンシャルギヤ５と、ドライブシャフト６、９と、後輪７と、前輪１０と、駆動ユニット８と、エンジンマウント１１と、補機類１２とを備える。
【００１７】
エンジン１は、燃焼室内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。燃焼室内での混合気の燃焼によるピストンの往復運動は、コンロッド（図示略）を介してクランクシャフト（図示略）の回転運動に変換される。クランクシャフトは、トルクコンバータ２、トランスミッション３、プロペラシャフト４、ディファレンシャルギヤ５、及びドライブシャフト６を介して後輪７に動力を伝達する。
【００１８】
トルクコンバータ２は、エンジン１とトランスミッション３との間に設けられる。トルクコンバータ２は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン１から出力される回転トルクを断続的にトランスミッション３へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させてトランスミッション３へ伝達する機能とを有する。
【００１９】
トランスミッション３は、トルクコンバータ２とプロペラシャフト４との間に設けられ、前進４段（第１速〜第４速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。トランスミッション３は、ＥＣＵからの指令信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２０】
プロペラシャフト４は、トランスミッション３とディファレンシャルギヤ５との間に設けられ、エンジン１から得られる駆動力を後輪７側へ伝達する推進軸である。
【００２１】
ディファレンシャルギヤ５は、複数の傘歯歯車を組み合わせたものから構成され、車両旋廻時に内側の車輪と外側の車輪との回転速度を調整するギヤである。具体的には、車両１００が直線道路を走行するときは、ディファレンシャルギヤ５は、左右の前輪を同一の速度で回転させる。一方、車両１００が旋回運動をするときは左右の前輪の回転速度差が生じるため、ディファレンシャルギヤ５はそれらの回転速度を調整して、スムーズな旋回運動を可能とする。
【００２２】
ドライブシャフト６は、左右後輪７と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト６は、エンジン１からの駆動力によって回転し、後輪７へ動力を伝達する。
【００２３】
駆動ユニット８は、例えば電気エネルギーを機械エネルギーに変換する永久磁石型同期式モータなどを備え、左右の前輪を駆動させる位置に夫々設けられる。
【００２４】
ドライブシャフト９は左右独立にそれぞれ左右前輪１０と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト９は、それぞれ左右の駆動ユニット８の出力軸であり、各駆動ユニット８から独立に駆動力を与えられる。即ち、左右前輪１０の駆動は左右の駆動ユニット８により独立に行われる。このように左右輪の駆動ユニットを独立（非連結）とすることにより、駆動ユニット全体の小型化が可能となり、特にスペース制約の大きいＦＲ車両の前輪側への搭載が容易になる。
【００２５】
エンジンマウント１１は、車体とエンジン１とを連結する部材であり、エンジンルーム内に設けられる。補機類１２としては、例えば、エアコンのコンプレッサー等が挙げられる。
【００２６】
［駆動ユニットの基本構造］
次に、本発明にかかる駆動ユニット８の基本構造について、図２を参照して説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、駆動ユニット８の内部構造を模式的に示す。駆動ユニット８は、モータ部２０と、減速部４０とを備え、出力軸であるドライブシャフト９に連結されている。
【００２８】
モータ部２０は、ステータ２１と、ロータ２２と、ロータシャフト２３とを備える。ステータ２１は、コイル線を軟鋼等に巻回したものであり、外部からの電力供給を受けて磁界を刻々と変化させる。ロータ２２は、ステータ２１の磁界の変化に伴って回転する。ロータ２２の回転はロータシャフト２３により取り出され、減速部４０へ伝達される。
【００２９】
減速部４０は、第１のプラネタリギヤ４１と第２のプラネタリギヤ４２が組み合わされたギヤトレーンにより構成される。図２（ｂ）に、ギヤトレーンの構成を模式的に示す。図示のように、減速部４０のギヤトレーンは、第１のプラネタリギヤ４１及び第２のプラネタリギヤ４２の組み合わせにより構成される。
【００３０】
図示のギヤトレーンでは、モータ部２０からの出力はロータシャフト２３を介して第１のプラネタリギヤ４１のサンギヤ４１Ｓに与えられる。第１のプラネタリギヤ４１のプラネタリキャリヤ４１Ｃは第２のプラネタリギヤ４２のプラネタリキャリヤ４２Ｃに連結され、第２のプラネタリギヤ４２のリングギヤ４２Ｒは例えば減速部４０のケーシングなどに固定される。第２のプラネタリギヤ４２のプラネタリキャリヤ４２Ｃはドライブシャフト９により連結されており、ドライブシャフト９から減速後の出力が取り出される。
【００３１】
なお、詳細は後述するが、車両の走行中には、路面の影響などにより車輪がドライブシャフトの軸方向に変位するため、その変位を吸収できるように、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とはスプライン勘合されている。
【００３２】
図２（ｂ）からわかるように、このギヤトレーンでは、第１プラネタリギヤ４１のリングギヤ４１Ｒ及び第２プラネタリギヤ４２のサンギヤ４２Ｓは回転に寄与していないため省略することができる（破線で示している）。これにより、減速部４０の軽量化、小型化が可能となる。
【００３３】
こうして構成されたのが、図２（ａ）の減速部４０内部のギヤトレーンである。なお、図２（ａ）及び以下の説明においては、相互に連結された第１及び第２プラネタリギヤ４１及び４２のプラネタリキャリヤ４１Ｃ及び４２Ｃを、「連結キャリヤ部４４」と呼ぶことにする。プラネタリキャリヤ４１Ｃと４２Ｃの連結部にはステップドピニオン（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｐｉｎｉｏｎ）ギヤ４５が使用される。「ステップドピニオンギヤ」とは、径が異なる２つのピニオンギヤを同軸上に一体成形してなるピニオンギヤである。ステップドピニオンギヤ４５の例を図３（ａ）に示し、その構造を図３（ｂ）に模式的に示す。図３（ｂ）に模式的に示すように、ステップドピニオンギヤ４５は、第１プラネタリギヤ４１側のピニオンギヤ部４１ｐと第２プラネタリギヤ４２ｐ部を一体成形してなる。
【００３４】
以上の構成により、モータ部２０の回転はロータシャフト２３を介して第１プラネタリギヤ４２のサンギヤ４１Ｓへ伝達される。サンギヤ４１Ｓの回転はステップドピニオンギヤ４５に伝達される。第２プラネタリギヤ４２のリングギヤ４２Ｒは固定されており、ステップドピニオンギヤ４５の回転は、ステップドピニオンギヤ４５と一体化された連結キャリヤ部４４の回転としてドライブシャフト９へ伝達され、出力される。
【００３５】
本発明は、上述のごとき基本構成を有する駆動ユニットにおいて、減速機の出力軸とドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑するための構造に関する。
【００３６】
［第１実施例］
次に、本発明による駆動ユニットの第１実施例について説明する。図４に、第１実施例による駆動ユニット８ａの構造を模式的に示す。駆動ユニット８ａは、図２に示した駆動ユニット８の基本構造に基づいて構成されており、具体的には、図２に示す駆動ユニット８と同様のモータ部２０を備え、減速部４０のギヤトレーンも駆動ユニット８と同様である。但し、図４に示す駆動ユニット８ａは減速部４０の出力軸であるプラネタリキャリヤとドライブシャフトとのスプライン勘合部に対する潤滑油の供給構造を備えている。
【００３７】
図４に示すように、減速部４０において、連結キャリヤ部４４には掻き上げリング５５が固定されている。掻き上げリング５５の構造の一例を図５に示す。掻き上げリング５５は、整流リング５０と、整流リング５０の外周に取り付けられた複数の掻き上げ部材５４とを備える。図４に示すように、整流リング５０は、第１プラネタリギヤ４１のサンギヤ４１Ｓ及びピニオンギヤ部４１ｐの外周を覆うように連結キャリヤ部４４に対して固定され、連結キャリヤ部４４の回転に伴って回転する。ステップドピニオンギヤ４５のピニオンギヤ部４１ｐは整流リング５０内でサンギヤ４１Ｓの外周を自転しつつ公転することとなり、ピニオンギヤ部４１ｐにより生じる潤滑油の乱流は整流リング５０内に留められ、整流リング５０の外側に生じる潤滑油の主たる流れに影響を及ぼすことが防止される。
【００３８】
掻き上げ部材５４は減速部４０内に溜まった潤滑油をオイルタンク６０へ掻き上げる役割を有する。即ち、連結キャリヤ部４４の回転に伴って掻き上げリング５５が回転することにより、複数の掻き上げ部材５４が減速部４０内の底部に溜まった潤滑油を減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０へ掻き上げる。これにより、モータ部２０の作動中にはモータ部２０内の潤滑油のレベルが下がり、ロータ２２の回転時の引きずり抵抗を減少させる。
【００３９】
こうしてオイルタンク６０に貯められた潤滑油は、減速部４０内の出力軸であるプラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部の潤滑にも使用される。図４に示すように、オイルタンク６０内の潤滑油は、オイルタンク６０に設けられた穴６４から、減速部４０の本体に設けられた油路６３内を重力により下降し（矢印２００を参照）、減速部４０とドライブシャフト９の結合部に設けられた潤滑油保持部３０に供給される。
【００４０】
潤滑油保持部３０付近の断面構造を図６に示す。以下、図４及び図６を参照して説明を行う。図６によく示されるように、潤滑油保持部３０は、減速部４０の本体４０ａと、減速部本体４０ａとプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間のベアリング３１と、プラネタリキャリヤ４２Ｃと、ドライブシャフト９と、オイルシール３４とにより構成される空間である。ベアリング３１の潤滑油保持部３０と反対側にはＺ板３１ａが設けられている。Ｚ板３１ａは潤滑油保持部３０内の潤滑油がベアリング３１から外部へ漏れ出すことを防止する。一方、潤滑油保持部３０のドライブシャフト９側（図中右側）は、減速部本体４０ａとドライブシャフト９の外周面との間に設けられたオイルシール３４により潤滑油が外部へ漏れ出すことを防止している。よって、図６の矢印２１０に示すように油路６３から潤滑油保持部３０に導入された潤滑油は、ベアリング３１のＺ板３１ａ及びオイルシール３４により左右方向への移動を制限された結果、矢印２１２に示すようにドライブシャフト９とプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間隙３０ａへと移動する。
【００４１】
ドライブシャフト９は、その先端部においてプラネタリキャリヤ４２Ｃとスプライン勘合している。ドライブシャフトの先端部９ｂはその全周に渡り、図６における水平方向に複数のスプラインが形成されており、先端部９ａにはスプラインは形成されていない。一方、プラネタリキャリヤ４２Ｃは、先端部９ｂに対応する部分の内壁にスプラインが形成されている。よってプラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９は、ドライブシャフトの先端部９ｂの部分においてスプライン勘合している。ドライブシャフト９のスプラインとプラネタリキャリヤ４２Ｃのスプラインとの勘合により形成される空間（溝）をスプライン溝と呼ぶ。これにより、プラネタリキャリヤ４２Ｃの回転がドライブシャフト９に伝達され、ドライブシャフト９が回転する（矢印２０２を参照）。車両の走行中に路面の影響などによりドライブシャフト９に生じる矢印２０１方向の変位は、スプライン勘合により吸収される。
【００４２】
プラネタリキャリヤ４２Ｃの内壁には、ドライブシャフト９の先端部９ａに対応する部分にらせん溝３５が形成されており、また、先端部９ａと９ｂの境界に対応する部分に全周に渡り油溜まり３２が形成されている。潤滑油保持部３０から間隙３０ａへ侵入した潤滑油はらせん溝３５に入り、ドライブシャフト９及びプラネタリキャリヤ４２Ｃが一体的に矢印２０２の方向に回転すると、矢印２１３に示すようにらせん溝３５内を奥へ、即ち図中左方向へ進み（矢印２１３参照）、やがて油溜まり３２に至る。油溜まり３２はドライブシャフト９の全周に対応するように環状に設けられているので、ドライブシャフト９の先端部９ｂにおける全てのスプライン溝３７に潤滑油が供給される（矢印２１４参照）。ドライブシャフト９の先端部９ｂの外周にはＯリング３８が設けられ、スプライン溝３７内へ導入された潤滑油の漏れだしを防止している。
【００４３】
以上説明したように、第１実施例においては、減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０内の潤滑油を潤滑油保持部３０へ導入し、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９の結合部における間隙３０ａからスプライン勘合部へ導く。具体的には、プラネタリキャリヤ４２Ｃの内周に設けたらせん溝３５を通じて環状の油溜まり３２に移動した潤滑油が、ドライブシャフト９の全周に設けられたスプライン溝に供給される。よって、ドライブシャフト９とプラネタリキャリヤ４２Ｃの回転を利用して潤滑油を油溜まり３２へ供給し、安定的にスプライン勘合部の潤滑が行われる。
【００４４】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例においては、モータ部２０のロータシャフト２３を中空とし、オイルタンク６０に貯められた潤滑油をロータシャフト２３内部を移動させて、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部を潤滑する。
【００４５】
図７に第２実施例による駆動ユニット８ｂの構成を模式的に示す。第２実施例の駆動ユニット８ｂも基本的に図２に示した基本構造を備える。モータ部２０はステータ２１とロータ２２を備え、ロータシャフト２３は内部に潤滑油を通過させるために中空に形成されている。減速部４０は図２と同様のギヤトレーンを備え、モータ部２０のロータシャフト２３がサンギヤ４１Ｓに連結されるとともに、プラネタリキャリヤ４２Ｃがドライブシャフト９にスプライン勘合により連結されている。
【００４６】
モータ部２０及び減速部４０の上部にはオイルタンク６０が設けられる。また、連結キャリヤ部４４のモータ部２０側には第１実施例と同様の掻き上げリング５５が設けられ、減速部４０の底部に溜まった潤滑油をオイルタンク６０へ掻き上げる。
【００４７】
図８に、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部付近の構造を示す。以下、図７及び図８を参照して説明を行う。プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９の結合部には、第１実施例と同様に潤滑油保持部３０が形成される。潤滑油保持部３０は、減速部本体４０ａと、ベアリング３１と、プラネタリキャリヤ４２Ｃと、ドライブシャフト９と、オイルシール３４により形成される空間である。ベアリング３１にはＺ板３１ａが取り付けられ、ベアリング３１を介して潤滑油保持部３０内の潤滑油が漏れ出ることを防止している。但し、本実施例では第１実施例とは異なり、潤滑油保持部３０への潤滑油の供給は、ロータシャフト２３及びドライブシャフト９内部の油路を通じて行われる。よって、第１実施例と異なり、潤滑油保持部３０へはオイルタンク６０からの油路（油路６３）は形成されていない。
【００４８】
本実施例では、前述のように中空に形成されたロータシャフト２３がサンギヤ４１Ｓの中心部を貫通してプラネタリキャリヤ４２Ｃ近傍まで延びている。一方、ドライブシャフト９の先端部９ａ及び９ｂも中空に形成されている。そして、図８によく示されるように、ロータシャフト２３又はドライブシャフト９のいずれか一方の内部に油路となるパイプ７０を固定する。なお、ロータシャフト２３とドライブシャフト９とは独立に回転するため、パイプ７０はいずれか一方のみに固定されるが、パイプ７０の接続部に潤滑油の漏れが生じないよう、パイプ７０は固定されない他方の内部に密閉状態で挿入される。
【００４９】
プラネタリキャリヤ４２Ｃは、ドライブシャフト９の先端部９ｂに対応する領域にスプラインが形成されており、かつ、先端部９ａと９ｂの境界に対応する部分に環状の油溜まり３２が形成されている。
【００５０】
ドライブシャフト９は、先端部９ｂにスプラインが形成されており、プラネタリキャリヤ４２Ｃのスプラインと勘合している。先端部９ａはスプラインが形成されていない。また、スプライン溝３７の先端（モータ部２０側端部）には潤滑油の漏れを防止するためのＯリング３８が設けられている。また、ドライブシャフト９には、先端部９ａと９ｂとの境界部に油路３９ａが形成されており、先端部９ａの端部には潤滑油保持部３０に通じる油路３９ｂが形成されている。
【００５１】
次に、各部の潤滑について説明する。モータ部２０及び減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０内の潤滑油は、重力により油路６１を通じてロータシャフト２３内部の油路２６へ侵入し、ロータシャフト２３内部を図８の矢印２１７に沿って移動する。ロータシャフト２３内部の油路２６とドライブシャフト９内部の油路２５とは前述のパイプ７０により連結されており、潤滑油はパイプ７０を通過してドライブシャフト９内部の油路２５へ侵入する。そして、潤滑油の一部はドライブシャフト９に形成された油路３９ａを通じて油溜まり３２へ侵入し、ドライブシャフト９の全周における各スプライン溝３７を潤滑する。これにより、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９のスプライン勘合部の潤滑が行われる。
【００５２】
また、ドライブシャフト９内部の油路２５に侵入した潤滑油の一部は、ドライブシャフト９に形成された油路３９ｂを通じて潤滑油保持部３０へ侵入し、矢印２１９に従って移動する。これにより、減速部本体４０ａとプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間のベアリング３１の潤滑が行われる。
【００５３】
なお、ドライブシャフト９に形成される油路３９ａ及び３９ｂは、周方向に１つとしてもよいし複数個としてもよい。ドライブシャフト９は例えば図中の矢印２０２方向へ高速回転するので、ドライブシャフト９の油路２５内に侵入した潤滑油は、ドライブシャフト９の回転による遠心力を受け、容易に油路３９ａ及び３９ｂを通過して油溜まり３２及び潤滑油保持部３０へ侵入する。
【００５４】
第１実施例と比較すると、本実施例ではオイルタンク６０から潤滑油保持部３０への油路６３を必要としないので、ドライブシャフト９側における減速部本体４０ａの形状を小型化することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電動式駆動装置では、専用のオイルポンプなどを使用する必要なく、減速部のプラネタリキャリヤとドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動式駆動装置を搭載する車両の構成を示す図である。
【図２】駆動ユニットの基本構造を示す図である。
【図３】ステップドピニオンギヤの構成を示す図である。
【図４】第１実施例に係る駆動ユニットの概略構成を示す図である。
【図５】掻き上げリングの例を示す図である。
【図６】第１実施例にかかる駆動ユニットの、プラネタリキャリヤとドライブシャフトのスプライン勘合部周辺の構成を示す図である。
【図７】第２実施例に係る駆動ユニットの概略構成を示す図である。
【図８】第２実施例にかかる駆動ユニットの、プラネタリキャリヤとドライブシャフトのスプライン勘合部周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
８ 駆動ユニット
２０ モータ部
２１ ステータ
２２ ロータ
２３ モータシャフト
３０ 潤滑油保持部
４０ 減速部
４４ 連結キャリヤ部
４５ ステップドピニオンギヤ
５０ 整流リング
５５ 掻き上げリング
６０ オイルタンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電動式駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両や４ＷＤ車両に搭載される電動式駆動装置が知られている。そのような電動式駆動装置は、一般的に電動式モータと、電動式モータの回転を車輪のドライブシャフトに伝達する減速機とを備える。減速機はプラネタリギヤやベアリングなどを用いて構成されるため、その潤滑が必要とされる。よって、電動式駆動装置内の回転部材の回転を利用し、もしくはオイルポンプなどを設けて、電動式駆動装置内に貯められた潤滑油を循環させて必要箇所の潤滑を行うものが知られている。
【０００３】
例えば、いわゆるインホイールタイプの電動式駆動装置において、中空のロータシャフト内部を油路とするとともに、ロータシャフトの端部に潤滑油を貯める油溜まりを形成するものが知られている（特許文献１及び２を参照）。特許文献１の電動式駆動装置では、油溜まりの一部を構成するベアリングから潤滑油が逃げないような形状に当該ベアリング近傍のケース構造を形成している。また、特許文献２の電動式駆動装置では、当該ベアリングの油溜まりと反対側の面に堰き止め部材を固定してベアリングから潤滑油が逃げることを防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０３２９１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７３７６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電動式駆動装置では、減速機の出力軸と車輪のドライブシャフトとをスプライン勘合により結合することが多い。しかし、そのようなスプライン勘合部は、車輪の運動に伴うドライブシャフトの軸方向の変位により、軸方向の摺動が大きくなる傾向がある。よって、潤滑油の供給が不足するとスプライン勘合部が摩耗するという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、減速機の出力軸とドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑することが可能な電動式駆動装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、電動式駆動装置は、電動機と、前記電動機の回転軸及び車輪のドライブシャフトと同軸に配置され、前記電動機の回転を前記車輪のドライブシャフトに伝達する減速機と、を備え、前記減速機は、内周にスプライン溝を有し、前記ドライブシャフトの外周に形成された前記スプライン溝との間でスプライン勘合されたプラネタリキャリヤと、前記スプライン溝と連通する位置に形成され、前記スプライン溝に潤滑油を供給する油溜まりと、を備える。
【０００８】
上記の電動式駆動装置は、例えばＦＲ車両の前輪側においてエンジンの両側に設けられる電動機を備え、さらに電動機の回転を各車輪のドライブシャフトに伝達する減速機が設けられる。ここで、減速機はドライブシャフトとスプライン勘合するプラネタリキャリヤを備える。スプライン勘合部の近傍には、スプライン溝に潤滑油を供給するための油溜まりが設けられる。よって、油溜まりに潤滑油を供給することにより、スプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。
【０００９】
上記の電動式駆動装置の一態様では、前記油溜まりは、前記ドライブシャフトの全周において前記スプライン溝の端部と連通するように前記プラネタリキャリヤの内周面に形成された環状の凹部とすることができる。これにより、油溜まりはドライブシャフトの軸方向に形成されたスプライン溝と連通し、全てのスプライン溝に潤滑油を供給し続けることができる。
【００１０】
上記の電動式駆動装置の他の一態様は、前記プラネタリキャリヤと前記ドライブシャフトの結合部近傍に形成され、前記潤滑油を保持する潤滑油保持部と、前記潤滑油保持部と前記油溜まりとを連結する潤滑油路と、を備え、前記潤滑油路は、前記ドライブシャフトの回転により前記潤滑油が前記油溜まりへと移動するように、前記プラネタリギヤの内周面に形成された前記潤滑油保持部から前記油溜まりに至るらせん状の溝とすることができる。この態様では、ドライブシャフト及びプラネタリキャリヤが一体的に回転することにより、潤滑油保持部内の潤滑油がらせん状の溝に侵入し、溝内を移動して油溜まりへと至る。よって、ドライブシャフトの回転を利用して潤滑油を油溜まりに供給し続け、スプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。なお、前記潤滑油保持部は、前記減速機の本体と、前記減速機の本体と前記プラネタリキャリヤとの間のベアリングと、前記ドライブシャフトの外周面と、前記減速機の本体と前記ドライブシャフトの外周面との間に設けられたオイルシールとにより構成される空間とすることができる。
【００１１】
上記の電動式駆動装置の他の一態様では、潤滑油を蓄積するオイルタンクと、前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、前記減速機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記潤滑油保持部へ供給する油路と、を備えることができる。これにより、減速機内の底部などに溜まった潤滑油をオイルタンクへ掻き上げて循環させ、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１２】
上記の電動式駆動装置の他の一態様では、前記ドライブシャフトは、前記プラネタリキャリヤと勘合する先端部において軸方向に形成された第１の油路と、前記油溜まりに対応する位置において前記第１の油路から前記ドライブシャフトの半径方向に外周面まで延びる第２の油路と、を備え、前記電動機は、内部に軸方向に形成された第３の油路を有するロータシャフトを備え、前記第２の油路と前記第３の油路は前記減速機内においてパイプにより連結することができる。この態様では、電動機のロータシャフト及びドライブシャフトの先端部を中空とし、両者をパイプで連結することにより、油路として使用する。この油路を用いて、潤滑油を油溜まりへ供給し、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１３】
上記の電動式駆動装置の他の一態様は、潤滑油を蓄積するオイルタンクと、前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、前記電動機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記ロータシャフト内の第３の油路へ供給する第４の油路と、を備えることができる。これにより、減速機内の底部などに溜まった潤滑油をオイルタンクへ掻き上げて循環させ、スプライン勘合部の潤滑を行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［車両の基本構成］
まず、本実施形態に係る車両１００の基本構成について説明する。なお、本実施例に係る車両１００は、４ＷＤ（四輪駆動）仕様のＦＲ車両（エンジン前置き後輪駆動方式）に本発明を適用したものである。但し、本発明の適用はこれに限られるものではなく、一般的なＦＲ車両やＦＦ車両（エンジン前置き前輪駆動方式）にも適用可能である。また、本車両は既知の４ＷＤ仕様のＦＲ車両を前提とするため、４ＷＤについての説明は省略する。
【００１６】
図１に、本発明に係る駆動ユニット８を備える車両１００の構成を示す。図１は車両１００の平面図を示す。車両１００は、図１に示すように、主として、エンジン１と、トルクコンバータ２と、トランスミッション３と、プロペラシャフト４と、ディファレンシャルギヤ５と、ドライブシャフト６、９と、後輪７と、前輪１０と、駆動ユニット８と、エンジンマウント１１と、補機類１２とを備える。
【００１７】
エンジン１は、燃焼室内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。燃焼室内での混合気の燃焼によるピストンの往復運動は、コンロッド（図示略）を介してクランクシャフト（図示略）の回転運動に変換される。クランクシャフトは、トルクコンバータ２、トランスミッション３、プロペラシャフト４、ディファレンシャルギヤ５、及びドライブシャフト６を介して後輪７に動力を伝達する。
【００１８】
トルクコンバータ２は、エンジン１とトランスミッション３との間に設けられる。トルクコンバータ２は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン１から出力される回転トルクを断続的にトランスミッション３へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させてトランスミッション３へ伝達する機能とを有する。
【００１９】
トランスミッション３は、トルクコンバータ２とプロペラシャフト４との間に設けられ、前進４段（第１速〜第４速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。トランスミッション３は、ＥＣＵからの指令信号に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、低速段から高速段への変速操作（シフトアップ）、或いは高速段から低速段への変速操作（シフトダウン）を行う。
【００２０】
プロペラシャフト４は、トランスミッション３とディファレンシャルギヤ５との間に設けられ、エンジン１から得られる駆動力を後輪７側へ伝達する推進軸である。
【００２１】
ディファレンシャルギヤ５は、複数の傘歯歯車を組み合わせたものから構成され、車両旋廻時に内側の車輪と外側の車輪との回転速度を調整するギヤである。具体的には、車両１００が直線道路を走行するときは、ディファレンシャルギヤ５は、左右の前輪を同一の速度で回転させる。一方、車両１００が旋回運動をするときは左右の前輪の回転速度差が生じるため、ディファレンシャルギヤ５はそれらの回転速度を調整して、スムーズな旋回運動を可能とする。
【００２２】
ドライブシャフト６は、左右後輪７と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト６は、エンジン１からの駆動力によって回転し、後輪７へ動力を伝達する。
【００２３】
駆動ユニット８は、例えば電気エネルギーを機械エネルギーに変換する永久磁石型同期式モータなどを備え、左右の前輪を駆動させる位置に夫々設けられる。
【００２４】
ドライブシャフト９は左右独立にそれぞれ左右前輪１０と回転自在に連結される車軸である。ドライブシャフト９は、それぞれ左右の駆動ユニット８の出力軸であり、各駆動ユニット８から独立に駆動力を与えられる。即ち、左右前輪１０の駆動は左右の駆動ユニット８により独立に行われる。このように左右輪の駆動ユニットを独立（非連結）とすることにより、駆動ユニット全体の小型化が可能となり、特にスペース制約の大きいＦＲ車両の前輪側への搭載が容易になる。
【００２５】
エンジンマウント１１は、車体とエンジン１とを連結する部材であり、エンジンルーム内に設けられる。補機類１２としては、例えば、エアコンのコンプレッサー等が挙げられる。
【００２６】
［駆動ユニットの基本構造］
次に、本発明にかかる駆動ユニット８の基本構造について、図２を参照して説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、駆動ユニット８の内部構造を模式的に示す。駆動ユニット８は、モータ部２０と、減速部４０とを備え、出力軸であるドライブシャフト９に連結されている。
【００２８】
モータ部２０は、ステータ２１と、ロータ２２と、ロータシャフト２３とを備える。ステータ２１は、コイル線を軟鋼等に巻回したものであり、外部からの電力供給を受けて磁界を刻々と変化させる。ロータ２２は、ステータ２１の磁界の変化に伴って回転する。ロータ２２の回転はロータシャフト２３により取り出され、減速部４０へ伝達される。
【００２９】
減速部４０は、第１のプラネタリギヤ４１と第２のプラネタリギヤ４２が組み合わされたギヤトレーンにより構成される。図２（ｂ）に、ギヤトレーンの構成を模式的に示す。図示のように、減速部４０のギヤトレーンは、第１のプラネタリギヤ４１及び第２のプラネタリギヤ４２の組み合わせにより構成される。
【００３０】
図示のギヤトレーンでは、モータ部２０からの出力はロータシャフト２３を介して第１のプラネタリギヤ４１のサンギヤ４１Ｓに与えられる。第１のプラネタリギヤ４１のプラネタリキャリヤ４１Ｃは第２のプラネタリギヤ４２のプラネタリキャリヤ４２Ｃに連結され、第２のプラネタリギヤ４２のリングギヤ４２Ｒは例えば減速部４０のケーシングなどに固定される。第２のプラネタリギヤ４２のプラネタリキャリヤ４２Ｃはドライブシャフト９により連結されており、ドライブシャフト９から減速後の出力が取り出される。
【００３１】
なお、詳細は後述するが、車両の走行中には、路面の影響などにより車輪がドライブシャフトの軸方向に変位するため、その変位を吸収できるように、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とはスプライン勘合されている。
【００３２】
図２（ｂ）からわかるように、このギヤトレーンでは、第１プラネタリギヤ４１のリングギヤ４１Ｒ及び第２プラネタリギヤ４２のサンギヤ４２Ｓは回転に寄与していないため省略することができる（破線で示している）。これにより、減速部４０の軽量化、小型化が可能となる。
【００３３】
こうして構成されたのが、図２（ａ）の減速部４０内部のギヤトレーンである。なお、図２（ａ）及び以下の説明においては、相互に連結された第１及び第２プラネタリギヤ４１及び４２のプラネタリキャリヤ４１Ｃ及び４２Ｃを、「連結キャリヤ部４４」と呼ぶことにする。プラネタリキャリヤ４１Ｃと４２Ｃの連結部にはステップドピニオン（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｐｉｎｉｏｎ）ギヤ４５が使用される。「ステップドピニオンギヤ」とは、径が異なる２つのピニオンギヤを同軸上に一体成形してなるピニオンギヤである。ステップドピニオンギヤ４５の例を図３（ａ）に示し、その構造を図３（ｂ）に模式的に示す。図３（ｂ）に模式的に示すように、ステップドピニオンギヤ４５は、第１プラネタリギヤ４１側のピニオンギヤ部４１ｐと第２プラネタリギヤ４２ｐ部を一体成形してなる。
【００３４】
以上の構成により、モータ部２０の回転はロータシャフト２３を介して第１プラネタリギヤ４２のサンギヤ４１Ｓへ伝達される。サンギヤ４１Ｓの回転はステップドピニオンギヤ４５に伝達される。第２プラネタリギヤ４２のリングギヤ４２Ｒは固定されており、ステップドピニオンギヤ４５の回転は、ステップドピニオンギヤ４５と一体化された連結キャリヤ部４４の回転としてドライブシャフト９へ伝達され、出力される。
【００３５】
本発明は、上述のごとき基本構成を有する駆動ユニットにおいて、減速機の出力軸とドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑するための構造に関する。
【００３６】
［第１実施例］
次に、本発明による駆動ユニットの第１実施例について説明する。図４に、第１実施例による駆動ユニット８ａの構造を模式的に示す。駆動ユニット８ａは、図２に示した駆動ユニット８の基本構造に基づいて構成されており、具体的には、図２に示す駆動ユニット８と同様のモータ部２０を備え、減速部４０のギヤトレーンも駆動ユニット８と同様である。但し、図４に示す駆動ユニット８ａは減速部４０の出力軸であるプラネタリキャリヤとドライブシャフトとのスプライン勘合部に対する潤滑油の供給構造を備えている。
【００３７】
図４に示すように、減速部４０において、連結キャリヤ部４４には掻き上げリング５５が固定されている。掻き上げリング５５の構造の一例を図５に示す。掻き上げリング５５は、整流リング５０と、整流リング５０の外周に取り付けられた複数の掻き上げ部材５４とを備える。図４に示すように、整流リング５０は、第１プラネタリギヤ４１のサンギヤ４１Ｓ及びピニオンギヤ部４１ｐの外周を覆うように連結キャリヤ部４４に対して固定され、連結キャリヤ部４４の回転に伴って回転する。ステップドピニオンギヤ４５のピニオンギヤ部４１ｐは整流リング５０内でサンギヤ４１Ｓの外周を自転しつつ公転することとなり、ピニオンギヤ部４１ｐにより生じる潤滑油の乱流は整流リング５０内に留められ、整流リング５０の外側に生じる潤滑油の主たる流れに影響を及ぼすことが防止される。
【００３８】
掻き上げ部材５４は減速部４０内に溜まった潤滑油をオイルタンク６０へ掻き上げる役割を有する。即ち、連結キャリヤ部４４の回転に伴って掻き上げリング５５が回転することにより、複数の掻き上げ部材５４が減速部４０内の底部に溜まった潤滑油を減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０へ掻き上げる。これにより、モータ部２０の作動中にはモータ部２０内の潤滑油のレベルが下がり、ロータ２２の回転時の引きずり抵抗を減少させる。
【００３９】
こうしてオイルタンク６０に貯められた潤滑油は、減速部４０内の出力軸であるプラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部の潤滑にも使用される。図４に示すように、オイルタンク６０内の潤滑油は、オイルタンク６０に設けられた穴６４から、減速部４０の本体に設けられた油路６３内を重力により下降し（矢印２００を参照）、減速部４０とドライブシャフト９の結合部に設けられた潤滑油保持部３０に供給される。
【００４０】
潤滑油保持部３０付近の断面構造を図６に示す。以下、図４及び図６を参照して説明を行う。図６によく示されるように、潤滑油保持部３０は、減速部４０の本体４０ａと、減速部本体４０ａとプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間のベアリング３１と、プラネタリキャリヤ４２Ｃと、ドライブシャフト９と、オイルシール３４とにより構成される空間である。ベアリング３１の潤滑油保持部３０と反対側にはＺ板３１ａが設けられている。Ｚ板３１ａは潤滑油保持部３０内の潤滑油がベアリング３１から外部へ漏れ出すことを防止する。一方、潤滑油保持部３０のドライブシャフト９側（図中右側）は、減速部本体４０ａとドライブシャフト９の外周面との間に設けられたオイルシール３４により潤滑油が外部へ漏れ出すことを防止している。よって、図６の矢印２１０に示すように油路６３から潤滑油保持部３０に導入された潤滑油は、ベアリング３１のＺ板３１ａ及びオイルシール３４により左右方向への移動を制限された結果、矢印２１２に示すようにドライブシャフト９とプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間隙３０ａへと移動する。
【００４１】
ドライブシャフト９は、その先端部においてプラネタリキャリヤ４２Ｃとスプライン勘合している。ドライブシャフトの先端部９ｂはその全周に渡り、図６における水平方向に複数のスプラインが形成されており、先端部９ａにはスプラインは形成されていない。一方、プラネタリキャリヤ４２Ｃは、先端部９ｂに対応する部分の内壁にスプラインが形成されている。よってプラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９は、ドライブシャフトの先端部９ｂの部分においてスプライン勘合している。ドライブシャフト９のスプラインとプラネタリキャリヤ４２Ｃのスプラインとの勘合により形成される空間（溝）をスプライン溝と呼ぶ。これにより、プラネタリキャリヤ４２Ｃの回転がドライブシャフト９に伝達され、ドライブシャフト９が回転する（矢印２０２を参照）。車両の走行中に路面の影響などによりドライブシャフト９に生じる矢印２０１方向の変位は、スプライン勘合により吸収される。
【００４２】
プラネタリキャリヤ４２Ｃの内壁には、ドライブシャフト９の先端部９ａに対応する部分にらせん溝３５が形成されており、また、先端部９ａと９ｂの境界に対応する部分に全周に渡り油溜まり３２が形成されている。潤滑油保持部３０から間隙３０ａへ侵入した潤滑油はらせん溝３５に入り、ドライブシャフト９及びプラネタリキャリヤ４２Ｃが一体的に矢印２０２の方向に回転すると、矢印２１３に示すようにらせん溝３５内を奥へ、即ち図中左方向へ進み（矢印２１３参照）、やがて油溜まり３２に至る。油溜まり３２はドライブシャフト９の全周に対応するように環状に設けられているので、ドライブシャフト９の先端部９ｂにおける全てのスプライン溝３７に潤滑油が供給される（矢印２１４参照）。ドライブシャフト９の先端部９ｂの外周にはＯリング３８が設けられ、スプライン溝３７内へ導入された潤滑油の漏れだしを防止している。
【００４３】
以上説明したように、第１実施例においては、減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０内の潤滑油を潤滑油保持部３０へ導入し、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９の結合部における間隙３０ａからスプライン勘合部へ導く。具体的には、プラネタリキャリヤ４２Ｃの内周に設けたらせん溝３５を通じて環状の油溜まり３２に移動した潤滑油が、ドライブシャフト９の全周に設けられたスプライン溝に供給される。よって、ドライブシャフト９とプラネタリキャリヤ４２Ｃの回転を利用して潤滑油を油溜まり３２へ供給し、安定的にスプライン勘合部の潤滑が行われる。
【００４４】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例においては、モータ部２０のロータシャフト２３を中空とし、オイルタンク６０に貯められた潤滑油をロータシャフト２３内部を移動させて、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部を潤滑する。
【００４５】
図７に第２実施例による駆動ユニット８ｂの構成を模式的に示す。第２実施例の駆動ユニット８ｂも基本的に図２に示した基本構造を備える。モータ部２０はステータ２１とロータ２２を備え、ロータシャフト２３は内部に潤滑油を通過させるために中空に形成されている。減速部４０は図２と同様のギヤトレーンを備え、モータ部２０のロータシャフト２３がサンギヤ４１Ｓに連結されるとともに、プラネタリキャリヤ４２Ｃがドライブシャフト９にスプライン勘合により連結されている。
【００４６】
モータ部２０及び減速部４０の上部にはオイルタンク６０が設けられる。また、連結キャリヤ部４４のモータ部２０側には第１実施例と同様の掻き上げリング５５が設けられ、減速部４０の底部に溜まった潤滑油をオイルタンク６０へ掻き上げる。
【００４７】
図８に、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９とのスプライン勘合部付近の構造を示す。以下、図７及び図８を参照して説明を行う。プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９の結合部には、第１実施例と同様に潤滑油保持部３０が形成される。潤滑油保持部３０は、減速部本体４０ａと、ベアリング３１と、プラネタリキャリヤ４２Ｃと、ドライブシャフト９と、オイルシール３４により形成される空間である。ベアリング３１にはＺ板３１ａが取り付けられ、ベアリング３１を介して潤滑油保持部３０内の潤滑油が漏れ出ることを防止している。但し、本実施例では第１実施例とは異なり、潤滑油保持部３０への潤滑油の供給は、ロータシャフト２３及びドライブシャフト９内部の油路を通じて行われる。よって、第１実施例と異なり、潤滑油保持部３０へはオイルタンク６０からの油路（油路６３）は形成されていない。
【００４８】
本実施例では、前述のように中空に形成されたロータシャフト２３がサンギヤ４１Ｓの中心部を貫通してプラネタリキャリヤ４２Ｃ近傍まで延びている。一方、ドライブシャフト９の先端部９ａ及び９ｂも中空に形成されている。そして、図８によく示されるように、ロータシャフト２３又はドライブシャフト９のいずれか一方の内部に油路となるパイプ７０を固定する。なお、ロータシャフト２３とドライブシャフト９とは独立に回転するため、パイプ７０はいずれか一方のみに固定されるが、パイプ７０の接続部に潤滑油の漏れが生じないよう、パイプ７０は固定されない他方の内部に密閉状態で挿入される。
【００４９】
プラネタリキャリヤ４２Ｃは、ドライブシャフト９の先端部９ｂに対応する領域にスプラインが形成されており、かつ、先端部９ａと９ｂの境界に対応する部分に環状の油溜まり３２が形成されている。
【００５０】
ドライブシャフト９は、先端部９ｂにスプラインが形成されており、プラネタリキャリヤ４２Ｃのスプラインと勘合している。先端部９ａはスプラインが形成されていない。また、スプライン溝３７の先端（モータ部２０側端部）には潤滑油の漏れを防止するためのＯリング３８が設けられている。また、ドライブシャフト９には、先端部９ａと９ｂとの境界部に油路３９ａが形成されており、先端部９ａの端部には潤滑油保持部３０に通じる油路３９ｂが形成されている。
【００５１】
次に、各部の潤滑について説明する。モータ部２０及び減速部４０の上部に設けられたオイルタンク６０内の潤滑油は、重力により油路６１を通じてロータシャフト２３内部の油路２６へ侵入し、ロータシャフト２３内部を図８の矢印２１７に沿って移動する。ロータシャフト２３内部の油路２６とドライブシャフト９内部の油路２５とは前述のパイプ７０により連結されており、潤滑油はパイプ７０を通過してドライブシャフト９内部の油路２５へ侵入する。そして、潤滑油の一部はドライブシャフト９に形成された油路３９ａを通じて油溜まり３２へ侵入し、ドライブシャフト９の全周における各スプライン溝３７を潤滑する。これにより、プラネタリキャリヤ４２Ｃとドライブシャフト９のスプライン勘合部の潤滑が行われる。
【００５２】
また、ドライブシャフト９内部の油路２５に侵入した潤滑油の一部は、ドライブシャフト９に形成された油路３９ｂを通じて潤滑油保持部３０へ侵入し、矢印２１９に従って移動する。これにより、減速部本体４０ａとプラネタリキャリヤ４２Ｃとの間のベアリング３１の潤滑が行われる。
【００５３】
なお、ドライブシャフト９に形成される油路３９ａ及び３９ｂは、周方向に１つとしてもよいし複数個としてもよい。ドライブシャフト９は例えば図中の矢印２０２方向へ高速回転するので、ドライブシャフト９の油路２５内に侵入した潤滑油は、ドライブシャフト９の回転による遠心力を受け、容易に油路３９ａ及び３９ｂを通過して油溜まり３２及び潤滑油保持部３０へ侵入する。
【００５４】
第１実施例と比較すると、本実施例ではオイルタンク６０から潤滑油保持部３０への油路６３を必要としないので、ドライブシャフト９側における減速部本体４０ａの形状を小型化することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電動式駆動装置では、専用のオイルポンプなどを使用する必要なく、減速部のプラネタリキャリヤとドライブシャフトとのスプライン勘合部を安定的に潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動式駆動装置を搭載する車両の構成を示す図である。
【図２】駆動ユニットの基本構造を示す図である。
【図３】ステップドピニオンギヤの構成を示す図である。
【図４】第１実施例に係る駆動ユニットの概略構成を示す図である。
【図５】掻き上げリングの例を示す図である。
【図６】第１実施例にかかる駆動ユニットの、プラネタリキャリヤとドライブシャフトのスプライン勘合部周辺の構成を示す図である。
【図７】第２実施例に係る駆動ユニットの概略構成を示す図である。
【図８】第２実施例にかかる駆動ユニットの、プラネタリキャリヤとドライブシャフトのスプライン勘合部周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
８ 駆動ユニット
２０ モータ部
２１ ステータ
２２ ロータ
２３ モータシャフト
３０ 潤滑油保持部
４０ 減速部
４４ 連結キャリヤ部
４５ ステップドピニオンギヤ
５０ 整流リング
５５ 掻き上げリング
６０ オイルタンク
Claims (7)
- 電動機と、
前記電動機の回転軸及び車輪のドライブシャフトと同軸に配置され、前記電動機の回転を前記車輪のドライブシャフトに伝達する減速機と、を備え、
前記減速機は、
内周にスプライン溝を有し、前記ドライブシャフトの外周に形成された前記スプライン溝との間でスプライン勘合されたプラネタリキャリヤと、
前記スプライン溝と連通する位置に形成され、前記スプライン溝に潤滑油を供給する油溜まりと、を備えることを特徴とする電動式駆動装置。 - 前記油溜まりは、前記ドライブシャフトの全周において前記スプライン溝の端部と連通するように前記プラネタリキャリヤの内周面に形成された環状の凹部であることを特徴とする請求項１に記載の電動式駆動装置。
- 前記プラネタリキャリヤと前記ドライブシャフトの結合部近傍に形成され、前記潤滑油を保持する潤滑油保持部と、
前記潤滑油保持部と前記油溜まりとを連結する潤滑油路と、を備え、
前記潤滑油路は、前記ドライブシャフトの回転により前記潤滑油が前記油溜まりへと移動するように、前記プラネタリギヤの内周面に形成された前記潤滑油保持部から前記油溜まりに至るらせん状の溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式駆動装置。 - 前記潤滑油保持部は、前記減速機の本体と、前記減速機の本体と前記プラネタリキャリヤとの間のベアリングと、前記ドライブシャフトの外周面と、前記減速機の本体と前記ドライブシャフトの外周面との間に設けられたオイルシールとにより構成される空間であることを特徴とする請求項３に記載の電動式駆動装置。
- 潤滑油を蓄積するオイルタンクと、
前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、
前記減速機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記潤滑油保持部へ供給する油路と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動式駆動装置。 - 前記ドライブシャフトは、前記プラネタリキャリヤと勘合する先端部において軸方向に形成された第１の油路と、前記油溜まりに対応する位置において前記第１の油路から前記ドライブシャフトの半径方向に外周面まで延びる第２の油路と、を備え、
前記電動機は、内部に軸方向に形成された第３の油路を有するロータシャフトを備え、
前記第２の油路と前記第３の油路は前記減速機内においてパイプにより連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式駆動装置。 - 潤滑油を蓄積するオイルタンクと、
前記プラネタリキャリヤに固定され、当該プラネタリキャリヤの回転に伴って前記減速機内の潤滑油を前記オイルタンクへ掻き上げる掻き上げリングと、
前記電動機内に設けられ、前記オイルタンク内の潤滑油を前記ロータシャフト内の第３の油路へ供給する第４の油路と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の電動式駆動装置。
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