JP2010223376A - 車両用電動式駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第２減速ギヤ対の潤滑性を確保しつつ、充分に攪拌損失を低減することができる車両用電動式駆動装置を提供する。
【解決手段】カウンタドリブンギヤ５０とファイナルドリブンギヤ５６とはその下部が少なくとも停車時にはトランスアクスルケース４４内の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設されるものであり、カウンタ軸３２はトランスアクスルケース４４内において車両最前方側に配設されるものであり、リザーバタンク８４はトランスアクスルケース４４内において車両最後方側に配設されるものであり、トランスアクスルケース４４は、カウンタドリブンギヤ５０により掻き上げられる潤滑油をリザーバタンク８４へ導くための第２油路８８を、ファイナルドリブンギヤ５６により掻き上げられる潤滑油をリザーバタンク８４へ導くための第１油路８６の上方に備えることから、作動油の攪拌損失が低減される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動機から二対の減速ギヤ対および差動歯車装置を介して出力されるトルクにより一対の車軸を回転駆動する車両用電動式駆動装置に係り、特に、その車両用電動式駆動装置のケース内の底部に貯溜される潤滑油を掻き上げて各潤滑部位に供給する掻き上げ潤滑方式が採用された車両用電動式駆動装置に関するものである。

駆動源としての電動機と、その電動機の出力軸とそれに平行なカウンタ軸との間に設けられた第１減速ギヤ対と、そのカウンタ軸とそれに平行なデファレンシャルケースとの間に設けられた第２減速ギヤ対と、そのデファレンシャルケース内に設けられた差動機構を有し、前記電動機から前記第１減速ギヤ対および第２減速ギヤ対を介して伝達されたトルクにより一対の車軸を回転駆動する差動歯車装置とをケース内に備え、そのケース内の底部に貯溜される潤滑油が掻き上げられて各潤滑部位に供給されるとともにその掻き上げられる潤滑油の一部がケース内に設けられたリザーバタンクに貯溜される形式の車両用電動式駆動装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたものがそれである。この特許文献１の車両用電動式駆動装置では、ケース内の底部に貯溜される潤滑油が第１減速ギヤ対の大径側であってカウンタ軸に固定されたカウンタドリブンギヤによって掻き上げられてケース内の各潤滑部位に供給されるようになっている。なお、リザーバタンクに潤滑油の一部を貯溜するのは、車速が上がるにつれて上昇するカウンタドリブンギヤによる潤滑油の攪拌抵抗を低減することを目的として、ケース内の底部に貯溜される潤滑油の油面位置を下げるためである。

特開２００５−２０１３１６号公報

ところで、上記従来の車両用電動式駆動装置では、第２減速ギヤ対は潤滑油に浸漬されておらず、この第２減速ギヤ対への潤滑油の供給は前記リザーバタンクからオーバーフローされる潤滑油により為されるようになっている。このため、少なくともリザーバタンクがオーバーフローするまでの間は充分な潤滑が為されないという問題があった。

これに対して、例えば第２減速ギヤ対の大径側であってデファレンシャルケースに固定されたファイナルドリブンギヤを潤滑油に浸漬させる高さ位置に配設することにより、第２減速ギヤ対（ファイナルドリブンギヤ）を直接的に潤滑させるようにすることが考えられる。しかしながら、上記ファイナルドリブンギヤを潤滑油に浸漬させることにより、潤滑油の攪拌抵抗による攪拌損失が増大するという問題が発生する。特に、中車速領域以降の攪拌抵抗の増大が問題となる。

本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、第２減速ギヤ対の潤滑性を確保しつつ、充分に攪拌損失を低減することができる車両用電動式駆動装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（１）駆動源としての電動機と、その電動機の出力軸とそれに平行なカウンタ軸との間に設けられた第１減速ギヤ対と、そのカウンタ軸とそれに平行なデファレンシャルケースとの間に設けられた第２減速ギヤ対と、そのデファレンシャルケース内に設けられた差動機構を有し、前記電動機から前記第１減速ギヤ対および第２減速ギヤ対を介して伝達されたトルクにより一対の車軸を回転駆動する差動歯車装置とをケース内に備え、そのケース内の底部に貯溜される潤滑油が掻き上げられて各潤滑部位に供給されるとともにその掻き上げられる潤滑油の一部がケース内に設けられたリザーバタンクに貯溜される形式の車両用電動式駆動装置であって、（２）前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記カウンタ軸に固定されたカウンタドリブンギヤと前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記デファレンシャルケースに固定されたファイナルドリブンギヤとは、その下部が少なくとも停車時には前記ケース内の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設されるものであり、（３）前記カウンタ軸は、前記デファレンシャルケースに比較して車両前方側に配設されるものであり、（４）前記リザーバタンクは、前記カウンタ軸に比較して車両後方側に配設されるものであり、（５）前記ファイナルドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くための第１油路と、前記カウンタドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くためにその第１油路の上方に配設された第２油路とが前記ケース内に備えられていることにある。

請求項１にかかる発明の車両用電動式駆動装置によれば、前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記カウンタ軸に固定されたカウンタドリブンギヤと前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記デファレンシャルケースに固定されたファイナルドリブンギヤとは、その下部が少なくとも停車時には前記ケース内の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設されるものであり、前記カウンタ軸は、前記デファレンシャルケースに比較して車両前方側に配設されるものであり、前記リザーバタンクは、前記カウンタ軸に比較して車両後方側に配設されるものであり、前記ファイナルドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くための第１油路と、前記カウンタドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くためにその第１油路の上方に配設された第２油路とが前記ケース内に備えられていることから、比較的回転速度が速くて潤滑油の掻き上げ能力に優れる（掻き上げ量が多い）カウンタドリブンギヤの潤滑油の掻き上げ作動が円滑に行われるようにカウンタドリブンギヤ、リザーバタンク、および第２油路の配置が最適化されることで低車速領域における潤滑油の攪拌抵抗が低減され、ファイナルドリブンギヤの潤滑油の掻き上げ作動によりその掻き上げによるリザーバタンクへの潤滑油の供給が開始される中車速領域における潤滑油の攪拌抵抗が低減されるので、ファイナルドリブンギヤが潤滑油に浸漬されることで第２減速ギヤ対の潤滑性を確保しつつも、充分に攪拌損失を低減することができる。従来のカウンタドリブンギヤだけで潤滑油を掻き上げる形式のものに比較して、ファイナルドリブンギヤが潤滑油に浸漬される分は攪拌損失が増加するが、上記各部材の配置の最適化による攪拌損失の低減とファイナルドリブンギヤによる中車速領域の攪拌損失の低減とがそれを上回ることで、全体的には攪拌損失が低減される。

ここで、好適には、前記第１油路は、比較的低い位置すなわちファイナルドリブンギヤの上部に近い高さ位置に配設される。このようにすれば、前記カウンタドリブンギヤに比較して回転速度が遅いファイナルドリブンギヤであっても潤滑油の掻き上げ作動が可及的に低い車速から開始されるので、一層効率よく攪拌損失が低減される。

また、好適には、前記デファレンシャルケースは、前記電動機と同心に設けられる。このようにすれば、小型化された２軸式の車両用電動式駆動装置が得られる。

また、好適には、前記ケースは、前記出力軸の一端部における前記電動機と前記第１減速ギヤ対の小径側のカウンタドライブギヤとの間、前記カウンタ軸の一端部、および前記デファレンシャルケースの一端部をそれぞれ支持するための第１支持壁を有する第１分割ケース部と、前記出力軸の他端部を支持するための第２支持壁を有して前記第１分割ケース部に連結された第２分割ケース部と、前記カウンタ軸の他端部および前記デファレンシャルケースの他端部をそれぞれ支持するための第３支持壁を有して前記第１分割ケース部の前記第２分割ケース部とは反対側に連結された第３分割ケース部とを備える３分割式のものである。このようにすれば、２軸型の車両用電動式駆動装置のケース分割数が従来の４分割から本発明の３分割へ低減されるので、部品点数が削減されて製造コストが低減される。

また、好適には、前記第１分割ケース部の第１支持壁は、前記カウンタドリブンギヤおよびファイナルドリブンギヤにより掻き上げられた潤滑油が前記電動機に飛散しないようにその電動機と前記第１減速ギヤ対および第２減速ギヤ対との間を仕切るための仕切り壁としても機能する。このようにすれば、前記カウンタドリブンギヤおよびファイナルドリブンギヤにより掻き上げられた潤滑油が前記電動機に飛散することでその電動機の回転抵抗が増すことを防止できるので、上記回転抵抗が増すことによる駆動損失の発生を防止することができる。

また、好適には、前記第１支持壁は、前記出力軸の一端部を出力軸用軸受を介して支持する板状の第１支持部と、その出力軸用軸受を嵌め着けるために前記第１支持部に形成された円筒状嵌着面の内径よりも外径が小さく形成されて前記第１支持部に連結され、前記デファレンシャルケースの一端部をデファレンシャルケース用軸受を介して支持する板状の第２支持部とを備えて構成される。このようにすれば、第１分割ケース部の製造過程において、例えばダイカスト製等の粗材を製作する鋳造工程で置き中子等を用いずとも、また、その鋳造工程を経て製作された粗材に機械加工を施さずとも前記第１支持部および第２支持部の外形を成形することができるので、上記置き中子等を用いたり機械加工を施したりするような量産性に欠ける工法を取る必要がなく、製造コストが低減される。

本発明が適用された車両の駆動系の概略構成を示す図である。 図１のリアトランスアクスルの概略構成を説明する骨子図である。 図２に示すリアトランスアクスルのIII-III矢視部を示す断面図である。 図２に示すリアトランスアクスルのIV-IV矢視部を示す断面図である。 図２に示すリアトランスアクスルのV矢視部を拡大して示す図である。 図２に示す第１分割ケースの製作工程のうち、仕上げ加工を施す前の粗材を製作する鋳造工程を説明する模式図である。 図２に示す第１分割ケースの製作工程のうち、仕上げ加工を施す前の粗材を製作する鋳造工程を説明する模式図である。 図４に示すトランスアクスルケースのVIII-VIII矢視部の断面図を示す図である。 図１のリアトランスアクスルを備えた車両における車速とリアトランスアクスルの各回転要素の総合的な引きずり抵抗との関係を示す図である。 図１のリアトランスアクスルと、従来のものとしてリザーバタンクが車両前方側すなわち例えばカウンタドリブンギヤの前方に設けられた場合と、従来のものとして第１油路が比較的上方に設けられた場合とで、それらを搭載した車両における車速と引きずり抵抗との関係を比較して示す図である。 トランスアクスルケースが４分割された従来の２軸型の車両用電動式駆動装置の概略構成を示す骨子図であって、本実施例の図２に対応する図である。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両の駆動系の概略構成を示す図である。図１において、この車両は、燃料を燃焼させて動力を出力するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関により構成されるエンジン１２と、電動機１４を内蔵し、上記エンジン１２および電動機１４のいずれか１または両方の動力を選択的に出力して左右一対の前方車軸１６および前輪１８を回転駆動するフロントトランスアクスル２０と、電動機２２を内蔵し、その電動機２２の動力により左右一対の後方車軸（車軸）２４および後輪２６を回転駆動するリアトランスアクスル２８とを備える電気式４輪駆動車両である。

このような電気式４輪駆動車両は、例えば、車両発進時には電動機１４および電動機２２の動力により走行し、また、エンジン１２の運転効率のよい走行領域の場合にはエンジン１２の動力により走行するようになっている。また、低速走行時あるいは緩やかな坂を下っているとき等のエンジン１２の運転効率の悪い場合には、エンジン１２の運転を停止して電動機１４の動力により走行するようになっている。また、加速走行時にはエンジン１２の動力により走行するとともに電動機１４および電動機２２の動力を補助的に用いるようになっている。また、減速時（アクセルオフ時も含む）には、電動機１４および電動機２２を発電機として作動させることで運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するようになっている。また、低摩擦路での走行時などにフロントタイヤがスリップした場合には、電動機１４を発電機として作動させることでエンジン動力を吸収して前輪１８の駆動力を低下させると同時に、電動機１４で発電した電力を利用して電動機２２を作動させて４輪駆動状態とすることにより車両の安定性を確保するようになっている。

上記リアトランスアクスル２８は、本発明における車両用電動式駆動装置に相当するものである。以下では、このリアトランスアクスル２８に関して詳しく説明する。

図２は、図１のリアトランスアクスル２８の構成を説明する骨子図である。図３は、図２のIII-III矢視部を示す断面図であり、図４は、図２のIV-IV矢視部を示す断面図である。図２乃至図４において、リアトランスアクスル２８は、駆動源としての電動機２２と、その電動機２２の出力軸３０とそれに平行なカウンタ軸３２との間に設けられた第１減速ギヤ対３４と、カウンタ軸３２とそのカウンタ軸に平行且つ電動機２２と同心のデファレンシャルケース３６との間に設けられた第２減速ギヤ対３８と、デファレンシャルケース３６内に設けられた差動機構４０を有し、電動機２２から第１減速ギヤ対３４および第２減速ギヤ対３８を介して伝達されたトルクにより一対の後方車軸２４を回転駆動する差動歯車装置４２とをトランスアクスルケース４４内に備えて構成される２軸型の車両用電動式駆動装置である。本実施例では、リアトランスアクスル２８の各構成要素は、トランスアクスルケース４４内において車両左側から電動機２２、第１減速ギヤ対３４、および第２減速ギヤ対３８（差動歯車装置４２）の順に配置されている。以下、車両左側と記載するときは、第２減速ギヤ対３８に対する電動機２２側を指し、また、車両右側と記載するときは、電動機２２に対する第２減速ギヤ対３８側を指すものとする。

上記出力軸３０は、その一端部（車両右側）が中央部および他端部に比べて大径化された段付中空円筒状部材である。この出力軸３０の長手方向の中央部には電動機２２のローター２２ａが連結され、一端部の中央部側と他端部とには一対の軸受（出力軸用軸受）４６が嵌め着けられている。出力軸３０は、それら一対の軸受４６を介してトランスアクスルケース４４により回転可能に支持されている。

前記第１減速ギヤ対３４は、小径側のカウンタドライブギヤ４８と、大径側のカウンタドリブンギヤ５０とから成る。カウンタドライブギヤ４８は、出力軸３０の一端部の先端側に一体的に固定されている。また、カウンタドリブンギヤ５０は、カウンタドライブギヤ４８と噛み合う状態でカウンタ軸３２の一端部（車両左側）に一体的に固定されている。

前記カウンタ軸３２は、それぞれ同心に設けられた出力軸３０やデファレンシャルケース３６、およびそれらに固定されたカウンタドライブギヤ４８や後述のファイナルドリブンギヤ５６よりも車両前方側に設けられている。これにより、カウンタドリブンギヤ５０は、トランスアクスルケース４４内の最前方側に配置される。このカウンタ軸３２の一端部および他端部の先端側には、一対の軸受（カウンタ軸用軸受）５２が嵌め着けられている。このカウンタ軸３２は、これら一対の軸受５２を介してトランスアクスルケース４４により回転可能に支持されている。

前記第２減速ギヤ対３８は、小径側のファイナルドライブギヤ５４と、大径側のファイナルドリブンギヤ５６とから成る。ファイナルドライブギヤ５４は、カウンタ軸３２の他端部に一体的に固定されている。また、ファイナルドリブンギヤ５６は、ファイナルドライブギヤ５４と噛み合う状態でデファレンシャルケース３６の外周部に嵌め着けられて一体的に固定されている。

前記デファレンシャルケース３６は、差動機構４０を収容する本体部３６ａと、その本体部３６ａが回転軸心方向の両側にそれぞれ有する開口縁からその回転軸心方向へそれぞれ突き出す一対の円筒状端部３６ｂとを備えている。これら一対の円筒状端部３６ｂの外周面には、一対の軸受（デファレンシャルケース用軸受）６０が嵌め着けられている。デファレンシャルケース３６は、これら一対の軸受６０を介してトランスアクスルケース４４により回転可能に支持されている。

前記差動機構４０は、良く知られた所謂傘歯車式のものである。すなわち、デファレンシャルケース３６の本体部３６ａ内においてその回転軸心上で相対向する一対のサイドギヤ６２と、それら一対のサイドギヤ１６間においてデファレンシャルケース３６の回転軸心に直交する状態でそのデファレンシャルケース３６に固設されたピニオンシャフト６４により回転可能に支持されるとともに、上記一対のサイドギヤ６２とそれぞれ噛み合う一対のピニオンギヤ６６とを備えている。前記一対の後方車軸２４は、一対のサイドギヤ６２に一体的に連結されている。上記デファレンシャルケース３６と差動機構４０とを備えて構成される差動歯車装置４２は、電動機２２から第１減速ギヤ対３４および第２減速ギヤ対３８を介して伝達されたトルクにより、一対の後方車軸２４の回転速度差を許容しつつそれら一対の後方車軸２４を回転駆動するものである。なお、上記一対の後方車軸２４の車両左側の一方は、中空円筒状に形成された出力軸３０を挿通して一対の後輪２６の車両左側の一方に連結されている。

前記トランスアクスルケース４４は、後方車軸２４の軸心方向において３分割された複数の分割ケース部、すなわち主として第１減速ギヤ対３４を収容する筒状の第１分割ケース部６８と主として電動機２２を収容する蓋状の第２分割ケース部７０と主として第２減速ギヤ対３８を収容する蓋状の第３分割ケース部７２とが図示しないボルトによって相互に締着されることにより油密に構成されている。本実施例のトランスアクスルケース４４は、第１分割ケース部６８が車両の幅方向の中央付近に位置され、第２分割ケース部７０が第１分割ケース部６８の車両左側に連結され、第３分割ケース部７２が第１分割ケース部６８の車両右側すなわち第１分割ケース部６８の第２分割ケース部７０とは反対側に連結された３分割式のものである。これらの分割ケース部は、鋳造軽合金例えばアルミダイカスト等により形成されている。

上記第１分割ケース６８は、第１減速ギヤ対３４の外周側において筒状に形成された外周壁６８ａと、その外周壁６８ａの車両左側の開口を塞ぐように一体的に設けられた第１支持壁６８ｂとを備えている。この第１支持壁６８ｂには、前記出力軸３０の一端部における電動機２２とカウンタドライブギヤ４８との間を軸受４６を介して支持する第１支持部７４と、デファレンシャルケース３６の一端部すなわち一対の円筒状端部３６ｂの車両左側の一方を軸受６０を介して支持する第２支持部７６と、カウンタ軸３２の一端部を軸受５２を介して支持する第３支持部７８とが設けられている。図５は、図２のV矢視部を拡大して示す図である。図２および図５において、第２支持部７６は、第１支持部７４の開口縁からデファレンシャルケース３６側に向けて突設される一部円筒状の連結部８２を介して連結され、軸受４６を嵌め着けるためにその第１支持部７４に形成された円筒状嵌着面８０を含む開口部の最小の内径Ｄ１よりも外径Ｄ２が小さく形成されている。ここで、通常では、出力軸３０の一端部を支持するための軸受４６は軸受６０よりも強度容量が低くて済むために、上記軸受４６には軸受６０に比較して小径のものが採用される。しかし、本実施例では、第１分割ケース６８を第１支持部７４と第２支持部７６とを備えつつも後述のように量産性に優れた形状とするために、上記軸受４６は敢えて軸受６０およびそれを収容する第２支持部７６よりも大径のものとしている。

ここで、上記のように構成される第１分割ケース６８が量産性に優れる点に関して説明する。前述のように、第１分割ケース６８は例えばアルミダイカスト等の鋳物である。鋳物は、量産性を確保する場合には、後述の所謂型抜きの関係で１ケースに仕切り壁を１つしか作ることができない。仕切り壁を２つ以上作ることは、例えば置き中子等を用いる或いは後工程にて機械加工を施すことで可能となるが、量産性に欠けることから採用し難い。図６および図７は、第１分割ケース６８の製作工程のうち、仕上げ加工を施す前の粗材を製作する鋳造工程を説明する模式図である。第１分割ケース６８の粗材は、先ず、図６に示すように相互に組み合わされた一対の金型８３の中のキャビティ内に例えばアルミニウム合金等の溶融金属が高圧力を用いて注湯され、次いで、その金属が充分に固まった後に、図７において矢印Ｃで示すように両金型８３がそれぞれ反対方向に引き抜かれて取り出されることにより製作される。本実施例の第１分割ケース６８の形状すなわち第１支持部７４の開口部の最小内径Ｄ１よりも第２支持部７６の外径Ｄ２が小さい形状であれば、例えば鋳造工程で置き中子等を用いずとも、また、鋳造工程を経て製作された粗材に機械加工を施さずとも、第１支持部７４および第２支持部７６の外形を鋳造工程において成形することが可能となる。したがって、本実施例の第１分割ケース６８は、第１支持部７４と第２支持部７６とを備えつつも量産性に優れている。

図２乃至図４に戻って、前記第２分割ケース７０は、電動機２２の外周側において筒状に形成された外周壁７０ａと、その外周壁７０ａの車両左側の開口を塞ぐように一体的に設けられた第２支持壁７０ｂとを備えている。この第２支持壁７０ｂは、電動機２２の車両左側の他端部を軸受５２を介して支持するようになっている。

前記第３分割ケース７２は、作動歯車装置４２および第２減速ギヤ対３８の外周側において筒状に形成された外周壁７２ａと、その外周壁７２ａの車両右側の開口を塞ぐように一体的に設けられた第３支持壁７２ｂとを備えている。この第３支持壁７２ｂは、デファレンシャルケース３６の他端部すなわち一対の円筒状端部３６ｂの車両右側の他方を軸受６０を介して支持するようになっている。

図２および図３に示すように、電動機２２のローター２２ａとカウンタドリブンギヤ５０とファイナルドリブンギヤ５６とは、その下部が少なくとも停車時にはトランスアクスルケース４４の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設される。そして、カウンタドリブンギヤ５０とファイナルドリブンギヤ５６とは、回転することによりそのトランスアクスルケース４４の底部に貯溜された潤滑油を掻き上げて各潤滑部位に供給するようになっている。すなわち、本実施例のリアトランスアクスル２８には、トランスアクスルケース４４内の底部に貯溜される潤滑油を掻き上げて各潤滑部位に供給する掻き上げ潤滑方式が採用されている。上記潤滑部位には、例えば第１減速ギヤ対３４および第２減速ギヤ対３８の噛合部、差動機構４０のギヤ噛合部や回転摺動部、および各軸受などが相当する。なお、本実施例では、前記第１分割ケース部６８の第１支持壁６８ｂは、カウンタドリブンギヤ５０やファイナルドリブンギヤ５６により掻き上げられた潤滑油が電動機２２に向けて飛散しないようにその電動機２２と第１減速ギヤ３４および第２減速ギヤ対３８との間を仕切るための仕切り壁としても機能する。

ここで、トランスアクスルケース４４には、車速Ｖが上がるにつれて上昇するカウンタドリブンギヤ５０による潤滑油の攪拌抵抗を低減することを目的として、トランスアクスルケース４４内の底部に貯溜される潤滑油の油面位置を下げるために、前記掻き上げられる潤滑油の一部を貯溜するためのリザーバタンク８４が設けられている。このリザーバタンク８４は、図２乃至図４に示すように、トランスアクスルケース４４の底部の油面位置よりも高い位置で潤滑油が貯溜できるように、各分割ケース部６８、７０、および７２の外周壁６８ａ、７０ａ、および７２ａの内周面から上方に向けて延設された板状のタンク壁６８ｃ、７０ｃ、および７２ｃを備えて構成されている。本実施例では、リザーバタンク８４は、トランスアクスルケース４４の最後方側（クランク軸３２を含む第１減速ギヤ対３４および第２減速ギヤ対３８よりも車両後方側）に配置されている。カウンタドリブンギヤ５０により掻き上げられる潤滑油の多くが図３中の矢印Ａのように上方且つ後方へ飛ばされるようになっているため、リザーバタンク８４は、上記飛ばされる潤滑油を効率的に収容可能な位置すなわちトランスアクスルケース４４の最後方側に配設されている。これにより、ファイナルドリブンギヤ５６に比較して回転速度が速くて潤滑油の掻き上げ能力に優れる（掻き上げ量が多い）カウンタドリブンギヤ５０の潤滑油の掻き上げ作動が円滑に行われるようになっている。なお、リザーバタンク８４に貯溜された潤滑油は、そのリザーバタンク８４に設けられた図示しない潤滑油供給口から他の潤滑部位へ供給されるか、所定量以上溜まることでリザーバタンク８４からオーバーフローされるか、あるいはトランスアクスルケース４４の底部の油面位置が低下することで潤滑油に浸漬されなくなったベアリングやオイルシール等の潤滑必要箇所にリザーバタンク８４の底部に設けられた図示しない排出口からの自然流出油が供給されることによって、トランスアクスルケース４４内の底部に戻されるようになっている。

また、トランスアクスルケース４４には、ファイナルドリブンギヤ５６に掻き上げられる潤滑油を図４中の矢印Ｂで示すように効率よくリザーバタンク８４へ導くために後方に開口して後方へ導く第１油路８６と、カウンタドリブンギヤ５０により掻き上げられる潤滑油を効率よくリザーバタンク８４へ導くために前方に開口して後方へ導く第２油路８８とが設けられている。上記第２油路８８は、各タンク壁６８ｃおよび７２ｃからカウンタドリブンギヤ５０の上部近くまで延設された板状の導油壁６８ｄおよび７２ｄと各外周壁６８ａおよび７２ａとの間に構成されて第１油路８６の上側に位置して構成されている。図８は、図４のVIII-VIII矢視部の断面図を示す図である。図３、図４、および図８において、上記第１油路８６は、導油壁６８ｄおよび７２ｄの先端部からファイナルドリブンギヤ５６の上部近くまで延設された板状の導油壁６８ｅおよび７２ｅと上記導油壁６８ｄおよび７２ｄとの間の間隙、および例えば導油壁７２ｄを貫通して設けられた油流通孔９０により構成されている。本実施例では、第２油路８８は、トランスアクスルケース４４内の最上方（第１油路８６の上方）に配設され、また、第１油路８６は、比較的低い位置すなわち上記第２油路８８の下側であってファイナルドリブンギヤ５６の上部に近い高さ位置に配設されている。

図９および図１０は、車速Ｖとリアトランスアクスル２８の各回転要素の総合的な引きずり抵抗Ｒ（潤滑油の攪拌抵抗を含む）との関係を示す図である。図９および図１０において、横軸は車速Ｖを示し、縦軸は引きずり抵抗Ｒを示している。以下、この図９および図１０を用いて本実施例のリアトランスアクスル２８と従来のものとの引きずり抵抗Ｒの違いについて説明する。

図９は、本実施例のリアトランスアクスル２８を備えた車両における車速Ｖとリアトランスアクスル２８の各回転要素の総合的な引きずり抵抗Ｒとの関係を示す図である。図９において、車両停止状態から車速Ｖが上昇するにつれて引きずり抵抗Ｒが急激に増大する。しかし、図中のａ矢視部付近においてカウンタドリブンギヤ５０のリザーバタンク８４への潤滑油移動が開始されてトランスアクスルケース４４の底部の油面位置が徐々に低下させられるため、潤滑油の攪拌抵抗が減少して引きずり抵抗Ｒが低下する。そして、油面位置が電動機２２のローター２２ａの下部を下回ることでそのローター２２ａの潤滑油攪拌が終了するｂ矢視部付近から、車速Ｖの上昇に従って引きずり抵抗Ｒが上昇するが、ｃ矢視部付近においてファイナルドリブンギヤ５６のリザーバタンク８４への潤滑油移動が開始されてトランスアクスルケース４４の底部の油面位置がさらに徐々に低下させられるため、潤滑油の攪拌抵抗が減少して引きずり抵抗Ｒが大幅に低下する。そして、カウンタドリブンギヤ５０のリザーバタンク８４への潤滑油移動が終了するｄ矢視部付近から引きずり抵抗Ｒが徐々に上昇する。

図１０は、本実施例のリアトランスアクスル２８と、従来のものとしてリザーバタンク８４が車両前方側すなわち例えばカウンタドリブンギヤ５０の前方に設けられた場合と、従来のものとして潤滑油の掻き上げ作動がカウンタドリブンギヤ５０のみで行われる場合と、従来のものとして第１油路８６が比較的上方すなわち第２油路８８と同等の高さ位置に設けられた場合とで、それらを搭載した車両における車速Ｖと引きずり抵抗Ｒとの関係を比較して示す図である。図１０において、実線は、本実施例のリアトランスアクスル２８の車速Ｖと引きずり抵抗Ｒとの関係を示すものであって、図９に対応するものである。また、点線は、従来のものとしてリザーバタンク８４がカウンタドリブンギヤ５０の前方に設けられた場合の車速Ｖと引きずり抵抗Ｒとの関係を示すものである。また、一点鎖線は、従来のものとして潤滑油の掻き上げ作動がカウンタドリブンギヤ５０のみで行われる場合の車速Ｖと引きずり抵抗Ｒとの関係を示すものである。また、二点鎖線は、従来のものとして第１油路８６が比較的上方に設けられた場合の車速Ｖと引きずり抵抗Ｒとの関係を示すものである。

図１０に示すように、本実施例を示す実線は、従来を示す点線に比較して全体的に大幅に引きずり抵抗Ｒが低くなっている。これは、カウンタドリブンギヤ５０により掻き上げられる潤滑油が円滑にリザーバタンク８４に導かれるようにそのリザーバタンク８４が配置されることにより、作動油の攪拌抵抗が効果的に低減されるためである。また、図１０に示すように、本実施例を示す実線は、従来を示す一点鎖線に比較して中車速領域以降の引きずり抵抗Ｒが大幅に低くなっている。これは、カウンタドライブギヤ５０に加えてファイナルドリブンギヤ５６によりリザーバタンク８４への潤滑油移動が行われることにより、作動油の攪拌抵抗が効果的に低減されるためである。また、図１０に示すように、本実施例を示す実線は、従来を示す二点鎖線に比較して中車速領域の引きずり抵抗Ｒが大幅に低くなっている。これは、ファイナルドリブンギヤ５６のリザーバタンク８４への潤滑油移動の開始がより低車速から行われるように第１油路８６が配置されることにより、作動油の攪拌抵抗が効果的に低減されるためである。

因みに、図１１は、従来のリアトランスアクスル１００の概略構成を示す骨子図であって、本実施例の図２に対応する図である。図１１に示すように、従来のリアトランスアクスル１００においては、リバーバタンク１０２および１０４の配置スペースを確保すること、電動機２２の配置空間とギヤ類の配置空間とを分けること、および充分な支持剛性を確保することのために、トランスアクスルケース４４内に２つの仕切り壁１０６および１０８が形成されている。前述のように鋳造工程の型抜きの関係で、トランスアクスルケース４４内に仕切り壁を２つ形成するにはトランスアクスルケース４４を４分割する必要があるため、従来のリアトランスアクスル１００には、本実施例のリアトランスアクスル２８の第１分割ケース部６８に代えて分割ケース部１１０および１１２が設けられている。従来のリアトランスアクスル１００では、トランスアクスルケース４４を３分割式にすることができないために部品点数が多くなって製造コストが高くなるという問題があった。

上述のように、本実施例のリアトランスアクスル（車両用電動式駆動装置）２８によれば、第１減速ギヤ対３４の大径側であってカウンタ軸３２に固定されたカウンタドリブンギヤ５０と第１減速ギヤ対３４の大径側であってデファレンシャルケース３６に固定されたファイナルドリブンギヤ５６とは、その下部が少なくとも停車時にはトランスアクスルケース４４内の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設されるものであり、カウンタ軸３２は、トランスアクスルケース４４内において車両最前方側（デファレンシャルケース３６の車両前方側）に配設されるものであり、リザーバタンク８４は、トランスアクスルケース４４内において車両最後方側（カウンタ軸３２に比較して車両後方側）に配設されるものであり、ファイナルドリブンギヤ５６により掻き上げられる潤滑油をリザーバタンク８４へ導くための第１油路８６と、カウンタドリブンギヤ５０により掻き上げられる潤滑油をリザーバタンク８４へ導くためにその第１油路８６の上方に配設された第２油路８８とがトランスアクスルケース４４内に備えられている。このことから、比較的回転速度が速くて潤滑油の掻き上げ能力に優れる（掻き上げ量が多い）カウンタドリブンギヤ５０の潤滑油の掻き上げ作動が円滑に行われるようにカウンタドリブンギヤ５０、リザーバタンク８４、および第２油路８８の配置が最適化されることで低車速領域における潤滑油の攪拌抵抗が低減され、ファイナルドリブンギヤ５６の潤滑油の掻き上げ作動によりその掻き上げによるリザーバタンク８４への潤滑油の供給が開始される中車速領域における潤滑油の攪拌抵抗が低減されるので、ファイナルドリブンギヤ５６が潤滑油に浸漬されることで第２減速ギヤ対３８の潤滑性を確保しつつも、充分に攪拌損失を低減することができる。従来のカウンタドリブンギヤ５０だけで潤滑油を掻き上げる形式のものに比較して、ファイナルドリブンギヤ５６が潤滑油に浸漬される分は攪拌損失が増加するが、上記各部材の配置の最適化による攪拌損失の低減とファイナルドリブンギヤ５６による中車速領域の攪拌損失の低減とがそれを上回ることで、全体的には攪拌損失が低減される。

また、本実施例のリアトランスアクスル２８によれば、第１油路８６は、比較的低い位置すなわちファイナルドリブンギヤ５６の上部に近い高さ位置に配設されることから、カウンタドリブンギヤ５０に比較して回転速度が遅いファイナルドリブンギヤ５６であっても潤滑油の掻き上げ作動が可及的に低車速から開始されるので、一層効率よく攪拌損失が低減される。

また、本実施例のリアトランスアクスル２８によれば、デファレンシャルケース３６は、電動機２２と同心に設けられることから、小型化された２軸式の車両用電動式駆動装置が得られる。

また、本実施例のリアトランスアクスル２８によれば、トランスアクスルケース４４は、出力軸３０の一端部における電動機２２とカウンタドライブギヤ４８との間、カウンタ軸３２の一端部、およびデファレンシャルケース３６の一端部をそれぞれ支持するための第１支持壁６８ｂを有する第１分割ケース部６８と、出力軸３０の他端部を支持するための第２支持壁７０ｂを有して第１分割ケース部６８に連結された第２分割ケース部７０と、カウンタ軸３２の他端部およびデファレンシャルケース３６の他端部をそれぞれ支持するための第３支持壁７２ｂを有して第１分割ケース部６８の第２分割ケース部７０とは反対側に連結された第３分割ケース部７２とを備える３分割式のものであることから、ケース分割数が従来のリアトランスアクスル１００の４分割から本実施例のリアトランスアクスル２８の３分割へ低減されるので、部品点数が削減されて製造コストが低減される。

また、本実施例のリアトランスアクスル２８によれば、第１分割ケース部６８の第１支持壁６８ｂは、カウンタドリブンギヤ５０およびファイナルドリブンギヤ５６により掻き上げられた潤滑油が電動機２２に飛散しないようにその電動機２２と第１減速ギヤ対３４および第２減速ギヤ対３８との間を仕切るための仕切り壁としても機能することから、カウンタドリブンギヤ５０およびファイナルドリブンギヤ５６により掻き上げられた潤滑油が電動機２２に飛散することでその電動機２２の回転抵抗が増すことを防止できるので、上記回転抵抗が増すことによる駆動損失の発生を防止することができる。

また、本実施例のリアトランスアクスル２８によれば、第１支持壁６８ｂは、出力軸２２の一端部を軸受４６を介して支持する板状の第１支持部７４と、その軸受４６を嵌め着けるために第１支持部７４に形成された円筒状嵌着面８０の内径Ｄ１よりも外径Ｄ２が小さく形成されて第１支持部７４に連結され、デファレンシャルケース３６の一端部を軸受５２を介して支持する板状の第２支持部７６とを備えて構成されることから、第１分割ケース部６８の製造過程において、例えば鋳造工程で置き中子等を用いずとも、また、鋳造工程を経て製作された粗材に機械加工を施さずとも第１支持部７４および第２支持部７６の外形を鋳造工程において一度に成形することが可能となるので、上記置き中子等を用いたり機械加工を施したりするような量産性に欠ける工法を取る必要がなく、製造コストが低減される。

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。

たとえば、前述の実施例において、本発明は、電気式４輪駆動車両のリアトランスアクスル２８に適用されていたが、これに限らず、例えば、電気自動車において主動力源として用いられる駆動装置に適用されてもよい。

また、前述の実施例において、本発明は、２軸式の車両用電動式駆動装置であるリアトランスアクスル２８に適用されていたが、これに限らず、例えば電動機２２が差動歯車装置４２と同心に設けられていない３軸式の車両用電動式駆動装置にも適用され得る。

また、前述の実施例において、各分割ケース部は、鋳造軽合金であるアルミダイカスト等により形成されていたが、これに限らず、例えば、鋳鉄等の他の金属製の鋳物であってもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２２：電動機
２４：後方車軸（車軸）
２８：リアトランスアクスル（車両用電動式駆動装置）
３０：出力軸
３２：カウンタ軸
３４：第１減速ギヤ対
３６：デファレンシャルケース
３８：第２減速ギヤ対
４０：差動機構
４２：差動歯車装置
４４：トランスアクスルケース
５０：カウンタドリブンギヤ
５６：ファイナルドリブンギヤ
８４：リザーバタンク
８６：第１油路
８８：第２油路

Claims (1)

1. 駆動源としての電動機と、該電動機の出力軸とそれに平行なカウンタ軸との間に設けられた第１減速ギヤ対と、該カウンタ軸とそれに平行なデファレンシャルケースとの間に設けられた第２減速ギヤ対と、該デファレンシャルケース内に設けられた差動機構を有し、前記電動機から前記第１減速ギヤ対および第２減速ギヤ対を介して伝達されたトルクにより一対の車軸を回転駆動する差動歯車装置とをケース内に備え、該ケース内の底部に貯溜される潤滑油が掻き上げられて各潤滑部位に供給されるとともに該掻き上げられる潤滑油の一部がケース内に設けられたリザーバタンクに貯溜される形式の車両用電動式駆動装置であって、
   前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記カウンタ軸に固定されたカウンタドリブンギヤと前記第１減速ギヤ対の大径側であって前記デファレンシャルケースに固定されたファイナルドリブンギヤとは、その下部が少なくとも停車時には前記ケース内の底部に貯溜される潤滑油に浸漬される高さ位置に配設されるものであり、
   前記カウンタ軸は、前記デファレンシャルケースに比較して車両前方側に配設されるものであり、
   前記リザーバタンクは、前記カウンタ軸に比較して車両後方側に配設されるものであり、
   前記ファイナルドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くための第１油路と、前記カウンタドリブンギヤにより掻き上げられる潤滑油を前記リザーバタンクへ導くために該第１油路の上方に配設された第２油路とが前記ケース内に備えられていることを特徴とする車両用電動式駆動装置。

Images