JP2009191903A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフト部材に形成されたオイル孔への応力集中を抑制する車両用駆動装置、を提供する。
【解決手段】車両用駆動装置は、ロータ軸３１と、ギヤ部品４６と、ロータ軸３１を回転自在に支持する軸受け４１とを備える。ロータ軸３１は、スプラインが形成されるスプライン部３６を有する。ギヤ部品４６は、ロータ軸３１の外周上に配置される。ギヤ部品４６は、スプライン部３６にスプライン係合され、ロータ軸３１とともに回転する。軸受け４１は、スプライン部３６からロータ軸３１の回転軸方向に距離を隔てて配置される。ロータ軸３１には、スプライン部３６および軸受け４１に供給するオイルが流通するオイル孔３４が形成される。オイル孔３４は、ロータ軸３１の回転軸方向においてスプライン部３６とギヤ部品４６とが係合する範囲に配置される。
【選択図】図４

Description

この発明は、一般的には、車両用駆動装置に関し、より特定的には、プラネタリーギヤを内蔵する車両用駆動装置に関する。

従来の車両用駆動装置に関して、たとえば、特開２００６−１７５９５１号公報には、潤滑のための油路を簡素化することを目的とした車両用駆動装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された車両用駆動装置は、スプラインにより連結されたロータ支持軸および変速機入力軸と、ロータ支持軸を回転自在に支持するベアリングとを有する。ベアリングは、ロータ支持軸および変速機入力軸のスプライン係合部と径方向に並んで設けられている。変速機入力軸には、スプラインが形成されている部分に開口する油路が形成されている。油路に供給された潤滑油が、スプラインを通って、その外周側に配置されたベアリングを潤滑する。
特開２００６−１７５９５１号公報

上述の特許文献に開示されるように、ベアリングに潤滑油を供給するためのオイル孔を、回転するロータ軸に形成する構造が知られている。しかしながら、トルクを伝達するロータ軸の経路上にオイル孔が形成される場合、ロータ軸に作用するねじりトルクが、オイル孔の周辺に応力集中を生じさせる。この場合、ロータ軸の強度を確保するために軸径を大きく設定する必要が生じ、駆動装置内においてレイアウト上の不利が生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、シャフト部材に形成されたオイル孔への応力集中を抑制する車両用駆動装置を提供することである。

この発明に従った車両用駆動装置は、回転するシャフト部材と、回転部材と、シャフト部材を回転自在に支持する軸受けとを備える。シャフト部材は、スプラインが形成されるスプライン部を有する。回転部材は、シャフト部材の外周上に配置される。回転部材は、スプライン部にスプライン係合され、シャフト部材とともに回転する。軸受けは、スプライン部からシャフト部材の回転軸方向に距離を隔てて配置される。シャフト部材には、スプライン部および軸受けに供給するオイルが流通するオイル孔が形成される。オイル孔は、シャフト部材の回転軸方向においてスプライン部と回転部材とが係合する範囲に配置される。

このように構成された車両用駆動装置によれば、シャフト部材によるトルク伝達時、スプライン部と回転部材とがスプライン係合する範囲にはねじりトルクがほとんど作用しない。このため、この範囲にオイル孔を配置することによって、ねじりトルクに起因した応力集中がオイル孔に作用することを抑制できる。

また好ましくは、シャフト部材には、シャフト部材の回転軸に沿って延び、オイルが供給される中空部がさらに形成される。オイル孔は、中空部からスプライン部まで貫通するように形成される。このように構成された車両用駆動装置によれば、シャフト部材の回転に伴って発生する遠心力により、中空部からオイル孔を通じてスプライン部にオイルを円滑に供給することができる。

また好ましくは、軸受けは、スプライン部よりも外周側に配置される。このように構成された車両用駆動装置によれば、シャフト部材の回転に伴って発生する遠心力により、スプライン部に供給されたオイルを円滑に軸受けに導くことができる。

また好ましくは、回転部材は、スプライン部から軸受けに向けて延在し、オイルを軸受けに導くガイド面を有する。このように構成された車両用駆動装置によれば、ガイド面による案内により、スプライン部から軸受けにオイルを円滑に導くことができる。

以上説明したように、この発明に従えば、シャフト部材に形成されたオイル孔への応力集中を抑制する車両用駆動装置を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態における車両用駆動装置を示す断面図である。図中に示す車両用駆動装置は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な２次電池（バッテリ）から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。

図１を参照して、車両用駆動装置１０は、仮想軸である中心軸１０１の軸線上に配置されるモータジェネレータ１２、モータジェネレータ１３、動力分割プラネタリーギヤ１７およびリダクションプラネタリーギヤ１６を有する。モータジェネレータ１２とリダクションプラネタリーギヤ１６とは、中心軸１０１の軸方向において隣り合って配置されている。中心軸１０１の軸線上には、カウンタードライブギヤ１８が配置されている。カウンタードライブギヤ１８には、動力分割プラネタリーギヤ１７およびリダクションプラネタリーギヤ１６のリングギヤが一体に形成されている。

モータジェネレータ１２は、ロータコア６１およびステータコア６２を有する。ロータコア６１およびステータコア６２は、たとえば、中心軸１０１の軸方向に積層された電磁鋼板から形成されている。モータジェネレータ１２は、主にモータとして機能し、エンジン５１の出力を補助し、駆動力を高める。また、モータジェネレータ１２は、自動車の回生制動時に発電を行ない、図示しないバッテリを充電する。

モータジェネレータ１３は、主にジェネレータとして機能し、エンジン５１の出力により発電を行なう。また、モータジェネレータ１３は、エンジン５１の始動時にスタータとして作動する。動力分割プラネタリーギヤ１７は、エンジン５１の動力をモータ側と後述のカウンタードリブンギヤ２１とに分割する。リダクションプラネタリーギヤ１６は、モータジェネレータ１２を減速させる。

車両用駆動装置１０は、中心軸１０２の軸線上に配置され、減速機構部を構成するカウンタードリブンギヤ２１およびファイナルドライブギヤ２２を有する。カウンタードリブンギヤ２１とカウンタードライブギヤ１８とが噛み合う。車両用駆動装置１０は、中心軸１０３の軸線上に配置され、ディファレンシャル機構部を構成するファイナルドリブンギヤ２３およびディファレンシャル２４を有する。ファイナルドリブンギヤ２３とファイナルドライブギヤ２２とが噛み合う。ディファレンシャル２４は、車両旋回時の左右の駆動輪の回転速度を変えながら、両輪に均等な駆動力を伝達する。

エンジン５１またはモータジェネレータ１２から出力された駆動力が駆動輪に伝わる経路について説明すると、駆動力は、カウンタードライブギヤ１８を介してカウンタードリブンギヤ２１に伝達され、カウンタードリブンギヤ２１およびファイナルドライブギヤ２２を一体に回転させる。駆動力は、さらにファイナルドライブギヤ２２からファイナルドリブンギヤ２３へと伝達され、左右の駆動輪を回転させる。

図２は、モータ駆動時のリダクションプラネタリーギヤの機能を説明するための図である。図２を参照して、モータジェネレータ１２の駆動時、モータジェネレータ１２の回転は、リダクションプラネタリーギヤ１６を介してカウンタードリブンギヤ２１に伝達される。このとき、リダクションプラネタリーギヤ１６は、モータジェネレータ１２の回転を減速し、トルクを増幅させてカウンタードリブンギヤ２１に出力する。

図３は、減速時のリダクションプラネタリーギヤの機能を説明するための図である。図３を参照して、ハイブリッド自動車の減速時、駆動輪の回転がリダクションプラネタリーギヤ１６を介してモータジェネレータ１２に伝達される。このとき、リダクションプラネタリーギヤ１６は、駆動輪から伝わる回転を増速し、モータジェネレータ１２を高速で回転させる。

図４は、図１中の２点鎖線ＩＶで囲まれた位置を拡大して示す断面図である。図１および図４を参照して、車両用駆動装置１０は、ロータ軸３１を有する。ロータ軸３１は、モータジェネレータ１２とリダクションプラネタリーギヤ１６との間に渡って、中心軸１０１の軸線方向に延びて形成されている。ロータ軸３１は、モータジェネレータ１２のロータコア６１と一体に設けられている。ロータ軸３１は、中心軸１０１を中心に回転する。

ロータ軸３１は、スプラインが形成されたスプライン部３６を有する。スプライン部３６は、ロータ軸３１の外周面に形成されている。スプライン部３６は、中心軸１０１の軸線方向に延びるロータ軸３１の、リダクションプラネタリーギヤ１６側の一方端に形成されている。

車両用駆動装置１０は、ギヤ部品４６を有する。ギヤ部品４６は、リダクションプラネタリーギヤ１６のサンギヤを構成する。ギヤ部品４６は、筒形状を有し、ロータ軸３１の外周上に配置されている。ロータ軸３１の外周上には環状のスナップリング４２が係止されており、このスナップリング４２によって、ギヤ部品４６の中心軸１０１の軸方向における位置が規制されている。

ギヤ部品４６は、スプラインが形成されたスプライン部４８を有する。スプライン部４８は、ギヤ部品４６の内周面に形成されている。スプライン部３６とスプライン部４８とのスプライン係合によって、ギヤ部品４６がロータ軸３１に連結されている。ギヤ部品４６は、ロータ軸３１と一体となって中心軸１０１を中心に回転する。

車両用駆動装置１０は、ロータ軸３１を回転自在に支持する軸受け４１を有する。軸受け４１は、ロータ軸３１の外周上に配置されている。軸受け４１は、中心軸１０１の軸方向においてスプライン部３６から距離を隔てた位置に配置されている。軸受け４１は、中心軸１０１の軸方向においてギヤ部品４６と並んで配置されている、軸受け４１は、スプライン部３６とスプライン部４８とが係合する位置よりも外周側に配置されている。中心軸１０１の軸方向において、軸受け４１は、ロータコア６１およびステータコア６２と、ギヤ部品４６との間に配置されている。

ロータ軸３１には、中空部３３およびオイル孔３４が形成されている。中空部３３は、中心軸１０１に沿って延び、ロータ軸３１を貫通する。オイル孔３４は、中心軸１０１の軸線方向において、スプライン部３６とスプライン部４８とが係合する範囲に形成されている。オイル孔３４は、中空部３３から中心軸１０１を中心とする半径方向に延び、スプライン部３６に貫通する。オイル孔３４は、中空部３３からスプライン部３６まで延びる間、中心軸１０１の軸線方向においてスプライン部３６とスプライン部４８とが係合する範囲に完全に収まるように形成されている。

本実施の形態では、オイル孔３４が、中心軸１０１を中心に１８０°位相がずれた２箇所に形成されている。オイル孔３４は、スプライン部３６に形成されたスプラインの歯底に貫通するように形成されている。なお、オイル孔３４は、１箇所のみに形成されてもよいし、３以上の複数箇所に形成されてもよい。オイル孔３４は、スプライン部３６に形成されたスプラインの歯先に貫通するように形成されてもよい。

ギヤ部品４６は、中心軸１０１の軸方向において、スプライン部４８と軸受け４１との間で筒状に延びる延長部４９を有する。延長部４９の内周面には、ガイド面４７が形成されている。ガイド面４７は、スプライン部４８に係合するスプライン部３６から軸受け４１に向かって延在する。ガイド面４７は、スプライン部３６から軸受け４１に近づくに従って拡径する傾斜面により形成されている。

車両用駆動装置１０の駆動に伴って、中空部３３にオイルが供給される。このオイルは、オイル孔３４を通じてスプライン部３６に供給され、スプライン部３６とスプライン部４８との係合位置を潤滑する。オイルは、さらにガイド面４７に導かれて、スプライン部３６から軸受け４１に供給される。

本実施の形態では、軸受け４１が、スプライン部３６に対して中心軸１０１の軸方向にずれた位置であって、スプライン部３６よりも外周側の位置に配置されている。このような構成により、ロータ軸３１の回転に伴って発生する遠心力を利用して、オイルをスプライン部３６から軸受け４１に円滑に供給することができる。

また、スプライン部３６に対するオイルの必要供給量は、ロータ軸３１の低速回転時にロータ軸３１およびギヤ部品４６間で伝達されるトルクが増大するため、多くなる。また、軸受け４１に対するオイルの必要供給量は、ロータ軸３１の高速回転時に軸受け４１で発生する発熱が大きくなるため、多くなる。本実施の形態では、ロータ軸３１の低速回転時に、遠心力が小さくなるため、軸受け４１に供給されるオイル量が少なくなり、スプライン部３６を十分に潤滑することができる。また、ロータ軸３１の高速回転時に、遠心力が大きくなるため、軸受け４１に供給されるオイル量を増大させることができる。このため、スプライン部３６および軸受け４１の特性に応じたオイル量の供給が可能となる。

図２および図３を用いて説明したように、車両用駆動装置１０においては、ハイブリッド自動車の走行状態に合わせて、モータジェネレータ１２からリダクションプラネタリーギヤ１６に回転が伝わる場面と、リダクションプラネタリーギヤ１６からモータジェネレータ１２に回転が伝わる場面とが存在する。このため、ロータ軸３１は、図４中の矢印１１１に示すようにモータジェネレータ１２とリダクションプラネタリーギヤ１６との間でトルクの伝達を繰り返し、このときロータ軸３１に中心軸１０１を中心とするねじりトルクが作用する。この場合、たとえば、ベアリング４１とスプライン部３６との間にオイル孔３４を形成すると、ねじりトルクの発生によってオイル孔３４に応力集中が生じる。

一方、スプライン部３６とスプライン部４８とが係合する範囲では、スプラインが歯すじ方向に噛み合ってトルクが伝達されるため、ロータ軸３１にほとんどねじりトルクが作用することがない。このため、このスプライン部３６とスプライン部４８とが係合する範囲にオイル孔３４を形成することによって、オイル孔３４に対する応力集中を抑制することができる。

この発明の実施の形態における車両用駆動装置１０は、回転するシャフト部材としてのロータ軸３１と、回転部材としてのギヤ部品４６と、ロータ軸３１を回転自在に支持する軸受け４１とを備える。ロータ軸３１は、スプラインが形成されるスプライン部３６を有する。ギヤ部品４６は、ロータ軸３１の外周上に配置される。ギヤ部品４６は、スプライン部３６にスプライン係合され、ロータ軸３１とともに回転する。軸受け４１は、スプライン部３６からロータ軸３１の回転軸方向に距離を隔てて配置される。ロータ軸３１には、スプライン部３６および軸受け４１に供給するオイルが流通するオイル孔３４が形成される。オイル孔３４は、ロータ軸３１の回転軸方向においてスプライン部３６とギヤ部品４６とが係合する範囲に配置される。

このように構成された、この発明の実施の形態における車両用駆動装置１０によれば、オイル孔３４に対する応力集中を抑制することで、ロータ軸３１のねじり強度を向上させることができる。

特にハイブリッド自動車に搭載される車両用駆動装置１０の場合、ロータ軸３１の外周上に動力分割プラネタリーギヤ１７やリダクションプラネタリーギヤ１６などのプラネタリーギヤが配置される。このため、ロータ軸３１の軸径を大きくすることができないという事情がある。これに対して、本実施の形態によれば、ねじり強度を確保しつつロータ軸３１の軸径を小さくすることができる。

なお、図１中に示す車両用駆動装置１０の構造は、一例であり、たとえばリダクションプラネタリーギヤ１６を備えないハイブリッド自動車用の駆動装置に対しても本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態における車両用駆動装置を示す断面図である。 モータ駆動時のリダクションプラネタリーギヤの機能を説明するための図である。 減速時のリダクションプラネタリーギヤの機能を説明するための図である。 図１中の２点鎖線ＩＶで囲まれた位置を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０ 車両用駆動装置、３１ ロータ軸、３３ 中空部、３４ オイル孔、３６ スプライン部、４１ 軸受け、４６ ギヤ部品、４７ ガイド面。

Claims (4)

1. スプラインが形成されるスプライン部を有し、回転するシャフト部材と、
   前記シャフト部材の外周上に配置され、前記スプライン部にスプライン係合され、前記シャフト部材とともに回転する回転部材と、
   前記スプライン部から前記シャフト部材の回転軸方向に距離を隔てて配置され、前記シャフト部材を回転自在に支持する軸受けとを備え、
   前記シャフト部材には、前記スプライン部および前記軸受けに供給するオイルが流通するオイル孔が形成され、
   前記オイル孔は、前記シャフト部材の回転軸方向において前記スプライン部と前記回転部材とが係合する範囲に配置される、車両用駆動装置。
2. 前記シャフト部材には、前記シャフト部材の回転軸に沿って延び、オイルが供給される中空部がさらに形成され、
   前記オイル孔は、前記中空部から前記スプライン部まで貫通するように形成される、請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記軸受けは、前記スプライン部よりも外周側に配置される、請求項１または２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記回転部材は、前記スプライン部から前記軸受けに向けて延在し、オイルを前記軸受けに導くガイド面を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。

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