JP2015072054A - 駆動ユニット - Google Patents

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平野 弘之
Hiroyuki Hirano
弘之 平野
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Abstract

【課題】減速機室における潤滑油の掻き上げ量が多くなって潤滑油面が極端に低下した場合にも、減速歯車機構の潤滑油量を確保可能な駆動ユニットを提供すること。【解決手段】ユニットケース1に、モータ室14と減速機室15とが形成され、減速機室15の下部に、潤滑油を貯留するオイル貯留部101が設けられ、減速機室15にて従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油をモータ室14に供給するモータ室供給路220が形成された駆動ユニットであって、減速機7の潤滑対象部に、従動歯車71bによる掻き上げと並列に潤滑油を導く減速機潤滑油供給路210を設け、モータ室14の下部に、モータ室14の潤滑油をオイル貯留部101に導く第1連通路231と、モータ室14の潤滑油を減速機潤滑油供給路210に導く第2連通路232と、を設けたことを特徴とする駆動ユニットとした。【選択図】図1

Description

本発明は、ユニットケース内に駆動源としての電動モータと、この電動モータの回転を出力軸に減速して伝達する減速歯車機構と、を備えた駆動ユニットに関する。
従来、ユニットケース内に駆動源としての電動モータと、この電動モータの回転を出力軸に減速して伝達する減速歯車機構と、を備えた駆動ユニットが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来技術では、減速機室下部に貯留された潤滑油を減速歯車機構の歯車で掻き上げて減速歯車機構の潤滑を行なっている。さらに、減速機室にて掻き上げられた潤滑油を、電動モータのロータ軸内油路に流してロータ軸を支持するロータ軸受を潤滑し、さらに、ユニットケースの外周に沿って設けられた戻し油路を通って減速機室に還流させる構造となっている。
特開2001−190042号公報
しかしながら、上記従来技術では、高回転(高車速)時に、減速機室における潤滑油の掻き上げ量が多くなって一旦減速機室内の潤滑油面が極端に低下すると、それ以降の掻き上げ量が減少し、減速歯車機構に対する潤滑油供給量が不足するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、減速機室における潤滑油の掻き上げ量が多くなって潤滑油面が極端に低下した場合にも、減速歯車機構の潤滑油量を確保可能な駆動ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、
ユニットケースに、モータ室と減速機室とが形成され、前記減速機室の下部に、潤滑油を貯留するオイル貯留部が設けられ、前記減速機室にて従動歯車により掻き上げられた潤滑油を前記モータ室に供給する供給路が形成された駆動ユニットであって、
前記減速機の潤滑対象部に、前記従動歯車による掻き上げと並列に前記潤滑油を導く減速機潤滑油供給路を設け、
前記モータ室下部に、前記モータ室の潤滑油を前記オイル貯留部に導く第1連通路と、前記モータ室の潤滑油を前記減速機潤滑油供給路に導く第2連通路と、を設けたことを特徴とする駆動ユニットとした。
本発明の駆動ユニットでは、減速歯車機構の高回転時などのように、減速機室の掻き上げ量が増大した場合、モータ室側への潤滑油供給量も増大する。モータ室に供給された潤滑油は、減速機室に還流されるが、その際に、潤滑油は、第1連通路を介してオイル貯留部に戻されるのに加え、第2連通路を介して減速機潤滑油供給路に戻される。
したがって、減速機室内のオイル貯留部の潤滑油面が低下して掻き上げ量が不足した場合でも、第2連通路を介して減速機潤滑油供給路への潤滑油の供給が確保され、その分、減速歯車機構における潤滑対象部への潤滑油供給量を確保可能となる。
実施の形態1の駆動ユニットの全体構成を示す縦断面図である。 実施の形態1の駆動ユニットの車両への搭載状態の一例を示す、車両前後方向から見た状態の縦断面図である。 実施の形態1の駆動ユニットの要部を示す図であり、(a)はモータケースを図2の搭載状態で車幅方向の車内側((b)の矢印Ya方向)から見た正面図であり、(b)はモータケースを前記搭載状態で車両前後方向から見た縦断面図であり、(c)はモータケースを前記搭載状態で車幅方向の車外側((b)の矢印Yc方向)から見た背面図である。 実施の形態1の駆動ユニットにおけるモータカバーを、前記搭載状態で車幅方向の車外側から見た正面図である。 実施の形態1の駆動ユニットにおける減速機ケースを、前記搭載状態で車幅方向の車内側から見た正面図である。 実施の形態1の駆動ユニットの非駆動時の油面高さの説明図である。 実施の形態2の駆動ユニットにおけるモータケースを示す図であり、(a)はモータケースを前記搭載状態で車幅方向の車内側(図7(b)の矢印Yi方向)から見た正面図であり、(b)はモータケースを図7(a)のSb−Sb線の位置で切断した状態の縦断面図であり、(c)はモータケースを前記搭載状態で車幅方向の車外側(図7(b)の矢印Yo方向)から見た背面図であり、(d)はモータケースを図7(a)のSd−Sd線の位置で切断した状態の縦断面図である。
以下、本発明の駆動ユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
(実施の形態1)
(全体概略構造)
まず、実施の形態1の駆動ユニットAの車両への搭載状態を示す断面図である図2に基づいて、駆動ユニットAの全体構成について説明する。
図2に示すように、この駆動ユニットAは、ユニットケース1からユニット出力軸2が突出され、このユニット出力軸2に前輪30のタイヤ32の内周を支持するホイール31が一体的に回転可能に支持されている。
このユニット出力軸2へのホイール31への取り付けは、ユニット出力軸2の先端部にセレーション結合されたホイールハブ軸22に、ボルト止めした取り付け構造となっている。
なお、各図において矢印UPが車両上方を示し、矢印OUTが車幅方向で車外方向を示し、矢印INが車幅方向で車内方向を示している。
また、駆動ユニットAは、懸架装置4のナックルアーム42に支持されている。すなわち、ホイールハブ軸22がハブベアリング95を介してナックルアーム42に支持されている。そして、ナックルアーム42は、その上端部に連結されたアッパアーム43とその下端部に連結されたロアアーム44と、を介して、車体(図示省略)に対して、車両上下方向に平行移動可能に支持されている。そして、ナックルアーム42は、アッパピボット42aおよびロアピボット42bを通るキングピン軸Kpを中心として水平方向に転舵可能に支持されている。
ユニットケース1の内部には、電動モータ6と減速機7とが収容されており、電動モータ6の回転が減速機7により減速されてユニット出力軸2に伝達される。
以下に、駆動ユニットAの内部構造について説明するが、まず、ユニットケース1の構造について説明する。
[ユニットケースの構成]
また、ユニットケース1は、図1に拡大して示すように、モータケース11とモータカバー12と減速機ケース13との3部品で構成され、電動モータ6を収容するモータ室14と減速機7を収容する減速機室15とを備えている。
なお、電動モータ6およびモータ室14は、減速機7および減速機室15よりも車両上方(矢印UP方向)の位置に配置されている。
モータケース11は、図3に示すように、モータ室14側に、モータ室14の外周を形成し、後述するステータ63の外周を支持するモータ室円筒部11aを備えている。そして、モータ室円筒部11aに連続して、ステータ63の軸方向の一側面を支持する支持壁11sが形成されている。また、モータケース11の減速機室15側には、減速機室15の上部を形成する上部円筒部11kと、従動軸70と同軸の支持用円筒部11bとを備えている。
(駆動ユニット内部構造)
以下に、駆動ユニットAの内部構造について詳細に説明する。
電動モータ6は、モータ軸61と、ロータ62と、ステータ63と、を備えている。モータ軸61は、車内方向(矢印IN方向)の端部がモータカバー12に対しモータ軸支持軸受91を介して回転可能に支持され、車外方向(矢印OUT方向)の端部はモータケース11に対しモータ軸支持軸受92を介して回転可能に支持されている。
ロータ62は、モータ軸61の外周に固定され、永久磁石を埋設した積層鋼板により構成されている。
ステータ63は、ロータ62に対し径方向にエアギャップを介して配置され、モータケース11のモータ室円筒部11aの内周面に焼き嵌めなどの手段を用いて固定されている。そして、ステータ63は、図3にも示すように、ステータコア63aおよびこのステータコア63aに巻き付けた電気コイル63bを備えている。
なお、モータ軸61は、車内方向の先端部に回転検出器64を備えている。そして、この回転検出器64は、モータカバー12の内周部分に取り付けられた回転検出器カバー16により保持されている。
また、モータ軸61の車外方向の端部は、減速機室15まで延在され、この減速機室15に配置された先端部に、減速機7の減速歯車機構71を構成する駆動歯車71aが形成されている。
減速機7は、モータ軸61とユニット出力軸2との間に介在されており、減速歯車機構71および遊星歯車機構80を備えている。
減速歯車機構71は、前述の駆動歯車71aと従動歯車71bとを備えている。
従動歯車71bは、モータ軸61と平行に設置された従動軸70の外周に設けられ、駆動歯車71aと噛み合わされている。一般的に駆動ユニットは効率を重視した高回転型の電動モータ6を適度に減速して車輪の駆動に使用するため、従動歯車71bは駆動歯車71aと比較して大径に形成されており、後述する潤滑油の掻き上げに適した形状となっている。
遊星歯車機構80は、従動軸70の回転を、さらに減速してユニット出力軸2に伝達する。
この遊星歯車機構80は、サンギヤ81と、ピニオンギヤ82と、ピニオンキャリア83と、リングギヤ84と、を有する。
サンギヤ81は、入力部材として、従動軸70に一体に形成されている。
リングギヤ84は、減速機ケース13の内周に固定されている。
ピニオンギヤ82は、サンギヤ81およびリングギヤ84と噛み合い、ピニオンキャリア83に対して相対回転可能に支持されている。
ピニオンキャリア83は、遊星歯車機構80の出力部材としてユニット出力軸2と一体に形成されている。
なお、ユニット出力軸2は、出力軸支持軸受93を介して減速機ケース13に支持されている。また、従動軸70は、車内方向の端部が、モータケース11に従動軸支持軸受94aを介して支持され、車外方向の端部がユニット出力軸2の内周に他端が従動軸支持軸受94bを介して支持されている。
(潤滑構造)
次に、潤滑構造について説明する。
ユニットケース1の減速機室15の内部には、電動モータ6や減速機7を潤滑および冷却するための潤滑油が収容されている。そして、減速機室15の下部には、重力により潤滑油を貯留するオイル貯留部101が設けられている。
図3および図6において二点鎖線OILは、オイル貯留部101における潤滑油の油面の高さであるオイルレベルOIL1を示しており、両図では静止時のオイルレベルOIL1を示している。なお、この静止時とは、電動モータ6の非駆動状態で停車している時のことである。
このように、静止時のオイルレベルOIL1は、従動歯車71bの下端位置よりも高い位置に配置され、電動モータ6の駆動時に、従動歯車71bの回転により潤滑油を掻き上げることが可能な量の潤滑油がユニットケース1に収容されている。したがって、この従動歯車71bの回転による潤滑油の掻き上げにより、減速歯車機構71および遊星歯車機構80を潤滑することができる。
[潤滑油路]
駆動ユニットAは、上記掻き上げによる潤滑と並行して、潤滑油を、各軸受91〜93,94a,94bに供給するための潤滑油路200を備えている。
そして、この潤滑油路200は、図6において矢印により示す、減速機潤滑油供給路210とモータ室供給路220と還流路230とを備えている。
減速機潤滑油供給路210は、減速機7の潤滑対象としての従動軸支持軸受94bおよび出力軸支持軸受93に潤滑油を供給する潤滑油の経路である。
モータ室供給路220は、減速機室15で溜めた潤滑油を、モータ室14の各モータ軸支持軸受91,92に潤滑油を供給する経路である。
還流路230は、モータ室14の下部に落下した潤滑油を減速機室15に戻す経路である。
[減速機潤滑油供給路]
まず、減速機潤滑油供給路210について説明する。
減速機潤滑油供給路210は、減速機室15にて掻き上げられた潤滑油を受け止め、従動軸70の軸方向で車内側の端部に設けられた従動軸潤滑油供給部70bから従動軸70の軸心部に軸方向に形成された従動軸内油路70aに導くように形成されている。
なお、従動軸潤滑油供給部70bは、支持用円筒部11bの内周に形成されている。そして、支持用円筒部11bの内周位置において下部には、車幅方向で減速機室15側からモータ室14側に凹形状の凹部70cが形成されている(図3(b)参照)。
従動軸潤滑油供給部70bには、図3(c)に示すように、モータケース11において、従動軸心C70の左右に設けられた従動軸潤滑油貯留部111,111から潤滑油が供給される。
この従動軸潤滑油貯留部111は、従動歯車71bが掻き上げた潤滑油を捕捉するもので、円筒状の支持用円筒部11bから外径方向に延在され、先端部が車両上方に折曲された下部キャッチ用フランジ11cにより形成されている。
なお、支持用円筒部11bは、図1に示すように、従動軸支持軸受94aの外周を支持するものであり、モータケース11から軸方向(車幅方向)で車外方向に突設されている。
また、従動軸潤滑油貯留部111から従動軸潤滑油供給部70bへは、図3(c)に示す支持用円筒部11bを貫通して形成された潤滑油供給孔11dにより連通されている。
さらに、従動軸潤滑油供給部70bには、潤滑油を効率的に従動軸内油路70aに導くオイルガイド部材11gが設けられている。
オイルガイド部材11gは、樹脂あるいは金属製のもので、図1に示すように、円盤部11hとチューブ部11jとを備えている。
円盤部11hは、ドーナツ円盤状に形成され、その外周部が、従動軸支持軸受94aと支持用円筒部11bの内周に位置するモータケース11の端面との間に、挟まれて固定されている。
チューブ部11jは、この円盤部11hの軸心部から、軸方向で車外方向に延在されて従動軸内油路70aに挿入されている。
よって、従動軸潤滑油供給部70bでは、円盤部11hにより実質的な潤滑油の貯留スペースが縮小されている。また、従動軸潤滑油供給部70bに供給された潤滑油は、従動軸70の回転に伴う遠心力により生じる負圧により従動軸内油路70aに導かれる。
したがって、従動軸70の回転時には、従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油が従動軸潤滑油貯留部111に捕捉される。この従動軸潤滑油貯留部111に捕捉された潤滑油は、潤滑油供給孔11dから、従動軸潤滑油供給部70bに流入し、さらに、オイルガイド部材11gにより、従動軸内油路70aに導かれる。
そして、従動軸内油路70aに導かれた潤滑油は、従動軸70の回転による遠心力で、従動軸内油路70aの車外側端部から、外径方向に飛び散って、従動軸支持軸受94bおよび出力軸支持軸受93に供給される。
なお、従動軸潤滑油貯留部111,111は、比較的低所に設けられているため、低車速時でも従動歯車71bが掻き上げた潤滑油が十分に貯留される。
[モータ室供給路]
次に、モータ室供給路220について説明する。
このモータ室供給路220は、減速機室15にて従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油を、図1に示す減速機室15の上部に設けられた駆動軸潤滑油供給部121で捕捉し、モータ軸内油路61aから両軸受け91,92に導く経路である。
モータ軸潤滑油貯留部122,122は、図3(c)、図5に示すように、モータケース11および減速機ケース13において減速機室15を形成する部分の上部に、軸方向でモータケース11と減速機ケース13とに跨って形成されている。
モータ軸潤滑油貯留部122,122は、図3(c)に示す第1上部キャッチ用フランジ11m,11mを備えている。第1上部キャッチ用フランジ11m,11mは、モータケース11の減速機室15の上部の上部円筒部11kにおいてモータ軸61のモータ軸心C61を挟んだ車両前後方向(矢印FRが車両前方を、矢印RRが車両後方を示している)両側に設けられている。そして、第1上部キャッチ用フランジ11mは、上部円筒部11kの内周から内径方向に突出し、さらに車両上方に折曲され、下部キャッチ用フランジ11cと同様の形状に形成されている。
さらに、減速機ケース13においてモータケース11の取り付け面を示す側面図である図5に示すように、減速機ケース13の上部の半筒部13kにも、第2上部キャッチ用フランジ13m,13mが形成されている。
そして、モータケース11と減速機ケース13とを相互に固定した際に、両上部キャッチ用フランジ11m,13mが、車幅方向に連続し、これにより、減速機室15の上部の前後に、モータ軸潤滑油貯留部122,122が形成される。
また、各モータ軸潤滑油貯留部122,122は、図5に示すように、減速機ケース13に形成された連通孔123を介して、前述したモータ軸61と同軸の駆動軸潤滑油供給部121に連通されている。
そして、図1に示すように、駆動軸潤滑油供給部121は、円筒状の上部オイルガイド部材124を介して、モータ軸内油路61aに連通されている。
さらに、モータ軸内油路61aは、第1潤滑油吐出孔125aを介してモータ軸支持軸受92の車外側位置に連通され、かつ、第2潤滑油吐出孔125bを介して、モータ軸支持軸受91と回転検出器カバー16との間の端部空間127に連通されている。
したがって、減速機室15にて従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油は、モータ軸潤滑油貯留部122,122にて捕捉され、連通孔123,123を介して駆動軸潤滑油供給部121に供給される。そして、この駆動軸潤滑油供給部121から上部オイルガイド部材124を通り、モータ軸内油路61aに供給される。さらに、モータ軸内油路61aから、第1潤滑油吐出孔125aから、モータ軸支持軸受92に供給されるとともに、潤滑油吐出孔125bから端部空間127を経て、モータ軸支持軸受91に供給される。その後、両モータ軸支持軸受91,92を潤滑させた潤滑油は、ステータ63の車幅方向両側を通り、モータ室14の下部に落下する。
なお、図1に示すように、モータケース11の上部円筒部11kの内周には、モータ軸支持軸受92に対して車幅方向で車外方向に間隔を空けた位置に、油止めフランジ11fが立設されている。したがって、第1潤滑油吐出孔125aから吐出された潤滑油の大部分は、減速機室15へは落下せずに、モータ軸支持軸受92を潤滑するのに用いられる。
[還流路]
次に、モータ室14の下部に溜まった潤滑油を減速機室15に還流させる還流路230について説明する。
この還流路230として、第1連通路231と第2連通路232とが並列に設けられている。第1連通路231は、モータ室14の下部の潤滑油を、オイル貯留部101に還流させる流路である。また、第2連通路232は、モータ室14の下部の潤滑油を減速機潤滑油供給路210の従動軸潤滑油供給部70bに還流させる流路である。
まず、第1連通路231について説明する。
第1連通路231は、図1に示す第1収容室131を通る流路である。
第1収容室131は、モータケース11において、モータ室14の外周下部に、隔壁130を介して形成されている。さらに、モータケース11には、第1収容室131および第2収容室132の下側に、車両下方に突出されて車両前後方向に延在された放熱用のフィン11pが、車幅方向に間隔を空けて複数形成されている。
隔壁130は、図3(a)に示す、モータケース11にてステータ63の外周に沿うモータケース側隔壁130aと、図4に示すモータカバー12にてステータ63の外周に沿うカバー側隔壁130bとを、車幅方向に連続させて形成されている。
そして、図1に示すように、隔壁130のカバー側隔壁130bに、第1収容室131とモータ室14とを連通する車両上方から見てU字状の第1連通溝131aが形成されている。
一方、モータケース11において第1収容室131の減速機室15と区画する縦壁部分に、第1収容室131と減速機室15のオイル貯留部101とを連通する第1連通穴141が貫通して形成されている。
この第1連通穴141は、その軸心高さが、図3(c)に示すように、駆動ユニットAの静止状態においてオイル貯留部101に形成されるオイルレベルOIL1と略同じ高さに設けられている。また、第1連通穴141が配置された高さは、第1収容室131に、その容積の1/2を越える潤滑油を貯留可能な高さに設定されている。
以上の構成の第1連通路231は、モータ室14の下部から、第1連通溝131a、第1収容室131、第1連通穴141を経て、減速機室15のオイル貯留部101に至る流路である。
次に、図1に示す第2連通路232について説明する。
第2連通路232は、図3に示すように、第1収容室131と区画されてモータ室14の外周下部に設けられた第2収容室132と、この第2収容室132と従動軸潤滑油供給部70bの凹部70cとを連通する第2連通穴142とを備えている。
第2収容室132は、図3(a)および図4に示すように、第1収容室131の車両後方であって、車両上方位置であって、静止時のオイルレベルOIL1相当の第1収容室131のオイルレベルOIL2よりも高所に配置されている。この第2収容室132も、第1収容室131と同様に、モータケース11とモータカバー12とを車幅方向に結合することで形成されている。また、第2収容室132は、第1連通溝131aと同様に、図4に示すモータカバー12の端部を、上方から見てU字状に切り欠いた第2連通溝132aを介してモータ室14に連通されている。
一方、第2収容室132は、図3(a)(c)に示す第2連通穴142により、減速機室15の従動軸潤滑油供給部70bに連通されている。また、第2連通穴142は、図3(a)に示すように、第2収容室132において最も低い位置に配置されている。そして、第2連通穴142は、図3(c)に示すように、従動軸心C70と略等しい高さで、径方向で従動軸支持軸受94aよりも内径方向の位置、すなわち、従動軸潤滑油供給部70bと径方向に重なる位置に配置されている。
したがって、第2連通路232は、図1において点線にて示すように、モータ室14の下部から、第2連通溝132a、第2収容室132、第2連通穴142を経て、減速機室15の従動軸潤滑油供給部70bに至る流路である。
また、第2収容室132が第1収容室131よりも上方に配置されていることから、図4に示すように、第2連通溝132aは、第1連通溝131aよりも僅かに上方位置に配置されている。そして、モータカバー12において第2連通溝132aと第1連通溝131aとの間には、堤防壁133が、車両上方へ立ち上げられている。
したがって、モータ室14において、ステータ63よりも車幅方向で車内側に落ちてきた潤滑油のうち、図4に示すように車両前後方向でモータ軸心C61の第2連通溝132a側に落ちた潤滑油は、堤防壁133に堰き止められて第2収容室132に流入する。そして、堤防壁133を乗り越えた潤滑油、およびモータ軸心C61を挟んで第2連通溝132aとは反対側に落ちた潤滑油が、第1連通溝131aから第1収容室131に流入する。
(実施の形態1の作用)
[静止時]
駆動ユニットAの静止時は、第1収容室131とオイル貯留部101とが第1連通穴141により油面高さで連通され、図6に示すように、オイル貯留部101の静止時のオイルレベルOIL1と第1収容室131のオイルレベルOIL2とは同レベルとなる。
このように、減速機室15と第1収容室131が、共に潤滑油を収納するタンクとなるため、ユニットケース1内に比較的多量の潤滑油を収納でき、潤滑油の劣化や温度上昇を緩和できる。
なお、第2収容室132は、静止時のオイルレベルOIL1よりも高所に配置されているため、このときには、潤滑油は貯留されない。
[駆動時]
駆動ユニットAが駆動する車両走行時には、従動歯車71bや遊星歯車機構80により、減速機室15の潤滑油が上方に掻き上げられる。
この掻き上げられた潤滑油は、減速機室15の下部では、従動軸70の前後両側に設置された従動軸潤滑油貯留部111,111(図3(c)参照)に捕捉される。また、減速機室15の上部では、モータ軸61の前後両側に設置されたモータ軸潤滑油貯留部122,122(図3、図5参照)に捕捉される。
従動軸潤滑油貯留部111,111に捕捉された潤滑油は、減速機潤滑油供給路210を通り、潤滑対象である出力軸支持軸受93や遊星歯車機構80等を潤滑する。すなわち、従動軸潤滑油貯留部111,111に捕捉された潤滑油は、潤滑油供給孔11d,11dおよび従動軸潤滑油供給部70bを通り従動軸内油路70aに供給され、出力軸支持軸受93や遊星歯車機構80等を潤滑して減速機室15内に戻される。
従動軸潤滑油貯留部111は、比較的低所に設置されているため、低回転(低車速)時でも従動歯車71bが掻き上げた潤滑油を十分に利用できる。
一方、高回転(高車速)時には、潤滑油の掻き上げ量が増大するとともに、後述するモータ室14における滞留量が増加するため、減速機室15のオイルレベルOIL1が低下する。
このため、このオイルレベルOIL1の低下により従動歯車71bの回転によるフリクションロスは低減する。
しかしながら、この高回転時には、減速機7が必要とする潤滑油量が増加するにもかかわらず、減速機室15のオイルレベルOIL1が低下により減速機潤滑油供給路210による潤滑油供給量が不足するおそれがある。
すなわち、第1収容室131と減速機室15とを連通する第1連通穴141は、静止時のオイル貯留部101のオイルレベルOIL1の高さに配置しており、第1収容室131のオイルレベルOIL2は、高回転時もほぼ静止時の高さを保つ。
したがって、従動歯車71bにより掻き上げられ減速機7の上部に飛散している潤滑油やモータ室14に回流している潤滑油量に見合う油量が、減速機室15のオイルレベルOIL1の低下量と釣り合う。
上述の減速機潤滑油供給路210による潤滑油供給量不足に対し、本実施の形態1では、モータ室14から減速機室15への潤滑油の還流の一部を減速機潤滑油供給路210に供給することにより、この潤滑油供給量不足が生じるのを抑制している。
そこで、以下に、減速機室15からモータ室14への潤滑油の供給およびモータ室14から減速機室15への還流の動作について説明する。
上述のように、従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油のうち、モータ軸潤滑油貯留部122,122に捕捉された潤滑油は、モータ室供給路220を介してモータ室14のモータ軸支持軸受91,92に供給される。
すなわち、モータ軸潤滑油貯留部122,122に捕捉された潤滑油は、連通孔123(図5参照)および上部オイルガイド部材124を通りモータ軸内油路61aに供給される。
モータ軸61は、回転しているため、潤滑油に遠心力が作用し、第1潤滑油吐出孔125aおよび第2潤滑油吐出孔125bからモータ室14へ吐出される。
そして、第1潤滑油吐出孔125bから吐出された潤滑油は、モータ軸支持軸受92を潤滑した後、モータ室14の下部に落下し、第2潤滑油吐出孔125bから吐出された潤滑油は、モータ軸支持軸受91を潤滑した後、モータ室14の下部に落下する。
減速機室15の上部のモータ軸潤滑貯留部122,122は、比較的高所に設置されているため、低車速では捕捉油量が少なく、高回転(高車速)になるにつれて捕捉油量が増大する。
したがって、高回転(高車速)になるにつれて、減速機室15内の潤滑油が多量にモータ室14へ移動し、図1に示すように、減速機室15内のオイルレベルOIL1が低下する一方、モータ室14に滞留する潤滑油量が増大する。
このように増大したモータ室14の潤滑油は、第1連通路231を介して減速機室15のオイル貯留部101に還流されるとともに、これと並列に第2連通路232を介して減速機潤滑油供給路210の従動軸潤滑油供給部70bに還流される。
すなわち、モータ室14の下部に溜まった潤滑油は、第1連通溝131aから第1収容室131に回収されるとともに、第2連通溝132aから第2収容室132に回収される。
ここで、第2連通路232を構成する第2収容室132に回収された潤滑油は、第2連通穴142を介して、直接、従動軸潤滑油供給部70bに供給される。そして、この従動軸潤滑油供給部70bは、オイルガイド部材11gによりオイル貯留部101とは区画されている。
したがって、高回転時に潤滑油量不足が生じるおそれがある減速機潤滑油供給路210は、従動歯車71bが掻き上げた潤滑油に加え、第2収容室132から還流される潤滑油が供給される。したがって、従動歯車71bが掻き上げた潤滑油のみにより潤滑する場合と比較して、従動軸70の安定した潤滑を行うことが可能である。
一方、第1収容室131では、第2収容室132よりも多量の潤滑油が回収されるため、オイルレベルOIL2は、静止時と同レベルで安定して貯留される。
よって、フィン11pによる走行風を利用した潤滑油冷却効果を安定して得ることができ、油温を効率良く低下させることができる。
一般的に、前輪30付近の風速は、図示を省略したホイールハウスの影響を受けないロアアーム44付近、図2において二点鎖線Wにより囲む領域近傍が高くなっている。本実施の形態1では、この風速が高く走行風による冷却が期待できる位置に、潤滑油を一時的に貯留する第1収容室131を配置しており、冷却効率の高い駆動ユニットAを提供できる。
さらに、高回転(高車速)時に、減速機室15内のオイルレベルOIL1が下がることで撹拌による発熱も減らすことができるため、減速機運転による効率も向上し安定した駆動ユニットAの運転継続が可能となる。
(実施の形態1の効果)
以下に、実施の形態1の駆動ユニットAの効果を列挙する。
1)実施の形態1の駆動ユニットAは、
ユニットケース1に、駆動源としての電動モータ6を収容するモータ室14と、前記電動モータ6の回転を減速してユニット出力軸2側に伝達する従動軸70を備えた減速歯車機構71を収容する減速機室15と、が形成され、
前記減速機室15の下部には、前記従動軸70の外周に設けられた従動歯車71bにより掻き上げ可能な量の潤滑油を貯留するオイル貯留部101が設けられ、
前記減速機室15と前記モータ室14の間に、前記減速機室15にて前記従動歯車71bにより掻き上げられた潤滑油を前記モータ室14に供給する供給路としてのモータ室供給路220が形成された駆動ユニットであって、
前記減速機7の潤滑対象部としての従動軸支持軸受94bなどに、前記従動歯車71bによる掻き上げと並列に前記潤滑油を導く減速機潤滑油供給路210を設け、
前記モータ室14下部に、前記モータ室14の潤滑油を前記オイル貯留部101に導く第1連通路231と、前記モータ室14の潤滑油を減速機潤滑油供給路210に導く第2連通路232と、を設けたことを特徴とする。
減速歯車機構71の高回転時などのように、減速機室15における掻き上げ量が増大した場合、モータ室14側への潤滑油供給量も増大することもあり、減速機室15のオイル貯留部101のオイルレベルOIL1が低下する。
このオイルレベルOIL1の低下時には、従動歯車71bによる潤滑油の掻き上げ量が減少するため、減速機室15における掻き上げによる潤滑油の供給量が不足するおそれがある。
このとき、本実施の形態1では、モータ室14に供給された潤滑油が減速機室15に還流される際に、第1連通路231を介してオイル貯留部101に供給されるのと並列に、第2連通路232を介して減速機潤滑油供給路210に供給される。
したがって、減速機室15内の潤滑油の掻き上げによる供給量が不足しても、第2連通路232を介して減速機潤滑油供給路210への潤滑油の供給が確保され、その分、減速機7構における潤滑対象部への潤滑油供給量を確保可能となる。これにより、駆動ユニットAの安定した高速運転が継続可能となる。
2)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第1連通路231は、前記モータ室14の外周下部に設けられて前記潤滑油を貯留可能であるとともに、前記ユニットケース1の外部に放熱可能な第1収容室131と、前記第1収容室131を前記オイル貯留部101に連通する第1連通穴141と、を備えていることを特徴とする。
第1収容室131に収納される潤滑油量が駆動ユニットAに収納される潤滑油量として増加するため、潤滑油の耐久性が向上する。
加えて、減速機室15において潤滑油の掻き上げが行われた際に、モータ室供給路220からモータ室14に供給された潤滑油が、第1収容室131に滞留されている間に放熱されるため、潤滑油の冷却効率が向上する。
3)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第1連通穴141を、ユニット静止時の前記オイル貯留部101の静的オイルレベルOIL1の高さの位置に設けたことを特徴とする。
したがって、駆動ユニットAの静止時には、第1収容室131に、オイル貯留部101と同レベルの潤滑油を確実に貯留することができる。
一方、駆動ユニットAの運転時には、第1収容室131では、静止時と、同レベルの潤滑油を貯留できるため、高回転時には、確実に減速機室15のオイルレベルOIL1を下げることが可能となり、回転部品によるフリクションロスを低減できる。なお、上記1)のように、減速機室15のオイルレベルOIL1を低下させても、第2連通路232の潤滑油の供給により潤滑性能は確保できる。
4)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第1連通穴141を、前記第1収容室131の容積の1/2の油面高さよりも高い位置に設けたことを特徴とする。
したがって、潤滑油が、モータ室14から第1収容室131を経由して減速機室15に還流される際に、例えば、第1連通穴141を第1収容室131の下部に設けた場合と比較して、第1収容室131における滞留量および滞留時間を長くできる。
よって、走行風による冷却効果を確実に得ることができる。
5)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第2連通路232は、前記第1収容室131と区画されて前記モータ室14の外周下部に設けられた第2収容室132と、この第2収容室132と前記減速機潤滑油供給路210とを連通する第2連通穴142と、を備えていることを特徴とする。
第2連通路232に第2収容室132を設けることにより、第2連通路232を経由して減速機潤滑油供給路210に供給する潤滑油量を、より確実に確保することができる。加えて、実施の形態1では、第2収容室132の外周にもフィン11pを設けて、放熱を行なうようにしているため、第2収容室132における潤滑油の滞留時に、放熱を確実に行うことができ、冷却効率の向上を図ることが可能となる。
6)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第1収容室131の容積を、前記第2収容室132の容積よりも大きく設定したことを特徴とする。
放熱可能な第1収容室131の潤滑油量を大きく設定し、冷却効率の向上を図ることができる。
7)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第1収容室131を、前記第2収容室132よりも低い位置に配置したことを特徴とする。
容積が相対的に多く放熱も可能な第1収容室131の容積を、より低所に配置することにより、第2連通路232から溢れた潤滑油を確実に第1収容室131に導くことができる。これにより、第1連通路231を通過する潤滑油量を増加させ、より冷却効率の向上を図ることが可能となる。
8)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記モータ室14に開口されて前記第1連通路231に連通された第1流入口としての第1連通溝131aと、前記モータ室14の前記第1連通溝131aよりも高所に配置されて前記第2連通路232に連通された第2流入口としての第2連通溝132aと、を設け、
前記第1流入口としての第1連通溝131aと前記第2流入口としての第2連通溝132aとの間に堤防壁133を設けたことを特徴とする。
モータ室14を落下する潤滑油が堤防壁133により堰き止められて、第2連通溝132aから第2連通路232へ供給される。
したがって、潤滑油が第2連通溝132aの上を素通りすることが無いようにでき、第2連通路232への潤滑油の供給量を確保できる。
加えて、実施の形態1では、両流入口をU字状の両連通溝131a,132aにより形成したため、穴を形成する場合と比較して、加工が容易である。
9)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記モータ室14を形成する部材として、前記電動モータ6のステータ63の外周部を固定支持するとともに、前記ステータ63の側面の一方を保持するモータケース11と、前記ステータ63の側面の他方を保持するモータカバー12と、を備え、
両流入口としての両連通溝131a,132aおよび前記堤防壁133を、前記モータカバー12に設けたことを特徴とする。
ステータ63が設置されるモータケース11は、ステータ63の設置固定時に、焼き嵌めなどを用いることにより、過大な残留応力を持つ場合がある。
そこで、モータ室14を形成する部材において、ステータ63が設置されないモータカバー12に、両連通溝131a,132aおよび堤防壁133を設けることにより、応力の分散化を図ることができる。
これにより、例えば、モータケース11に両連通溝131a,132aおよび堤防壁133を設けた場合と比較して、モータケース11およびユニットケース1の全体の薄肉化を図ることが可能となり、これにより駆動ユニットAの軽量化を図ることができる。
10)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記減速機潤滑油供給路210は、前記従動軸70の軸心部に形成されて、回転時の遠心力により前記潤滑油を前記減速機7の潤滑対象部としての従動軸支持軸受94bなどに導く従動軸内油路70aと、前記従動軸70の軸方向で前記モータ室14側の端部に設けられ、前記従動軸内油路70aに前記潤滑油を供給する従動軸潤滑油供給部70bと、備え、
前記第2連通路232の前記減速機室15への開口としての第2連通穴142を、少なくともその一部が、前記従動軸70の軸心を中心とする径方向で、前記従動軸内油路70aと重なる位置に配置したことを特徴とする。
モータ室14から第2連通路232を通って減速機室15へ還流される潤滑油を、確実に減速機潤滑油供給路210の従動軸内油路70aに供給し、減速機7の潤滑対象部としての従動軸支持軸受94bの潤滑をより確実に行なうことが可能となる。
加えて、第2連通路232の流量を確保することにより、従動軸70の回転に伴う潤滑油の掻き上げ時に、オイル貯留部101のオイルレベルOIL1の低下を図り、フリクションロスの低減を図ることも、より確実となる。
11)実施の形態1の駆動ユニットAは、
前記第2連通路232の前記減速機室15への開口(第2連通穴142)を、少なくともその一部が、高さ方向で前記従動軸の軸心に重なるように配置したことを特徴とする。
したがって、上記10)に記載した第2連通路232から減速機潤滑油供給路210の従動軸内油路70aへの供給が、より確実となり、その分、減速機7の潤滑対象部としての従動軸支持軸受94bの潤滑をより確実に行なうことが可能となる。
12)実施の形態1の駆動ユニットAは、
モータケース11の従動軸潤滑油供給部70bに導入された潤滑油を、従動軸内油路70aに導くオイルガイド部材11gを設け、
オイルガイド部材11gは、従動軸潤滑油供給部70bの潤滑油貯留容積を狭める円盤部11hと、従動軸潤滑油供給部70bから従動軸内油路70aに導くチューブ部11jと、を有することを特徴とする。
したがって、従動軸潤滑油供給部70bに滞留される潤滑油量を減らして、効率の良い潤滑が可能となる。
(他の実施の形態)
次に、他の実施の形態の駆動ユニットについて説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態1と共通する構成には実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点のみ説明する。
(実施の形態2)
図7に基づいて、実施の形態2の駆動ユニットについて説明する。
実施の形態2では、モータケース11は、モータ室14と減速機室15との間の隔壁204と、ステータ63を固定する部位205との軸方向の間隔を、実施の形態1よりも広げている。
そして、モータケース11のモータ室円筒部11aの内周において、実施の形態1で説明したモータカバー12に設けた堤防壁133と周方向で重なる位置に、ケース側分離壁201が形成されている。そして、モータ室円筒部11aの内周部の周方向で、ケース側分離壁201の車両上方側に隣接してモータ室14と、減速機室15の従動軸潤滑油供給部70bとを連通する、連通穴202がモータケース11を貫通して形成されている。
さらに、実施の形態2では、モータケース11において、ステータ63よりも車幅方向で車外側位置に、モータ室14と第1収容室131とを連通する連通穴203を形成している。
したがって、実施の形態2では、モータ室14に潤滑油が多量に流入した際に、ステータ63よりも減速機室15側を落下した潤滑油も、2系統に分留される。すなわち、ケース側分離壁201により溜められた潤滑油は、連通穴202を通り、直接、従動軸潤滑油供給部70bに供給される。よって、このモータ室14の第1収容室131よりも上方の潤滑油は、第2収容室132のみを経由して供給される場合と比較して、経路面積が拡大されるとともに、経路長さを大幅に短縮できる。このため、モータ室14側への流量が増大した場合に、高い応答性で従動軸潤滑油供給部70bへの流量を増加できる。
また、連通穴202を経由しない潤滑油は、連通穴203を経由して第1収容室131に供給される。よって、第1収容室131を経由する経路についても、経路面積の拡大を図り、減速機室15へ還流される時間を長くし、冷却性能を向上できる。
2−1)実施の形態2の駆動ユニットは、
前記ユニットケース1に、前記モータ室14内の前記ステータ63を挟んで軸方向で前記減速機室15側位置に、落下する潤滑油の流れを2つの流れに分離するケース側分離壁201を設け、
このケース側分離壁201により分離した前記2つの流れのうちの一方を、前記モータ室14から前記従動軸潤滑油供給部70bに導く第3連通路としての連通穴202を設け、前記2つの流れのもう一方を、前記第1連通路231に導く第4連通路としての連通穴203を設けたことを特徴とする。
モータ室14においてステータ63を挟んで減速機室15側を落下する潤滑油を、第3連通路としての連通穴202と第4連通路としての連通穴203を介して、早期に確実に減速機室15に還流させることができる。
これにより、従動軸潤滑油供給部70bを介して減速機7の潤滑対象部としての従動軸支持軸受94bの潤滑をより確実に行うことができる。
さらに、実施の形態2では、第3連通路としての連通穴202を、減速機室15の従動軸潤滑油供給部70bに開口した。
よって、このモータ室14の第1収容室131よりも上方の潤滑油は、第2収容室132のみを経由して供給される場合と比較して、経路面積が拡大されるとともに、経路長さを大幅に短縮できる。このため、モータ室14側への流量が増大した場合に、高い応答性で従動軸潤滑油供給部70bへの流量を増加できる。
また、実施の形態2では、第4連通路としての連通穴203を第1収容室131に開口した。よって、第1収容室131を経由する潤滑油の経路についても、経路面積の拡大を図ることにより、減速機室15へ還流される時間を長くして、冷却性能を向上させることができる。
以上、本発明の駆動ユニットを実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、モータ室下部に、モータ室の潤滑油をオイル貯留部に導く第1連通路を、第1収容室および第1連通穴により形成し、モータ室の潤滑油を減速機潤滑油供給路に導く第2連通路を、第2収容室および第2連通穴により形成した例を示した。しかしながら、両連通路は、モータ室を2系統の流路で、オイル貯留部と減速機潤滑油供給路とに導くことができればよく、上記の各収容室と各連通穴により形成したものに限定されない。例えば、単にモータ室の下部から2系統の長穴を形成した構造としてもよい。
実施の形態では、第1連通穴を、ユニット静止時のオイル貯留部の静的潤滑油面高さの位置に設けたが、これよりも高い位置あるいは低い位置に設けることもできる。静的潤滑油面高さよりも高い位置に設けた場合は、第1収容室に貯留する潤滑油量を確保し、冷却性能を確保することができる。静的潤滑油面高さよりも低い位置に設けた場合でも、静止時の第1収容室における容量を確保できる。なお、このように低い位置に設けた場合であっても、第1連通穴の断面積を適宜設定することにより、走行時の第1収容室の滞留量を確保することが可能である。
実施の形態では、第1流入口および第2流入口として、溝形状のものを示したが、穴形状としてもよい。
実施の形態では、第1流入口として第1連通溝と、第2流入口としての第2連通溝との間に堤防壁を設け、潤滑油が第2連通溝から第2収容室に確実に流入するようにしたが、例えば、堤防壁を廃止してもよい。また、この場合、第2流入口としての第2連通溝の開口面積を拡大し、確実な流入量を確保してもよい。
実施の形態では、従動軸潤滑油供給部に導入された潤滑油を、従動軸内油路に導くオイルガイド部材を設けた例を示したが、このオイルガイド部材を設けない構成とすることもできる。
1 ユニットケース
2 ユニット出力軸
6 電動モータ
7 減速機
11 モータケース
11p フィン
12 モータカバー
14 モータ室
15 減速機室
70 従動軸
70a 従動軸内油路
70b 従動軸潤滑油供給部
71 減速歯車機構
71a 駆動歯車
71b 従動歯車
101 オイル貯留部
131 第1収容室
131a 第1連通溝(第1流入口)
132 第2収容室
132a 第2連通溝(第2流入口)
133 堤防壁
141 第1連通穴
142 第2連通穴
200 潤滑油路
201 ケース側分離壁
202 連通穴(第3連通路)
203 連通穴(第4連通路)
210 減速機潤滑油供給路
220 モータ室供給路(供給路)
231 第1連通路
232 第2連通路
A 駆動ユニット

Claims (12)

  1. ユニットケースに、駆動源としての電動モータを収容するモータ室と、前記電動モータの回転を減速して出力軸側に伝達する従動軸を備えた減速歯車機構を収容する減速機室と、が形成され、
    前記減速機室の下部には、前記従動軸の外周に設けられた従動歯車により掻き上げ可能な量の潤滑油を貯留するオイル貯留部が設けられ、
    前記減速機室と前記モータ室の間に、前記減速機室にて前記従動歯車により掻き上げられた潤滑油を前記モータ室に供給する供給路が形成された
    駆動ユニットであって、
    前記減速機の潤滑対象部に、前記従動歯車による掻き上げと並列に前記潤滑油を導く減速機潤滑油供給路を設け、
    前記モータ室下部に、前記モータ室の潤滑油を前記オイル貯留部に導く第1連通路と、前記モータ室の潤滑油を前記減速機潤滑油供給路に導く第2連通路と、を設けたことを特徴とする駆動ユニット。
  2. 請求項1に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第1連通路は、前記モータ室外周下部に設けられて前記潤滑油を貯留可能であるとともに、前記ユニットケース外部に放熱可能な第1収容室と、前記第1収容室を前記オイル貯留部に連通する第1連通穴と、を備えていることを特徴とする駆動ユニット。
  3. 請求項2に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第1連通穴を、ユニット静止時の前記オイル貯留部の静的潤滑油面高さの位置に設けたことを特徴とする駆動ユニット。
  4. 請求項2または請求項3に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第1連通穴を、前記第1収容室の容積の1/2の油面高さよりも高い位置に設けたことを特徴とする駆動ユニット。
  5. 請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第2連通路は、前記第1収容室と区画されて前記モータ室外周下部に設けられた第2収容室と、この第2収容室と前記減速機潤滑油供給路とを連通する第2連通穴と、を備えていることを特徴とする駆動ユニット。
  6. 請求項5に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第1収容室の容積を、前記第2収容室の容積よりも大きく設定したことを特徴とする駆動ユニット。
  7. 請求項5または請求項6に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第1収容室を、前記第2収容室よりも低い位置に配置したことを特徴とする駆動ユニット。
  8. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記モータ室に開口されて前記第1連通路に連通された第1流入口と、前記モータ室の前記第1流入口よりも高所に配置されて前記第2連通路に連通された第2流入口と、を設け、
    前記第1流入口と前記第2流入口との間に堤防壁を設けたことを特徴とする駆動ユニット。
  9. 請求項8に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記モータ室を形成する部材として、前記電動モータのステータ外周部を固定支持するとともに、前記ステータ側面の一方を保持するモータケースと、前記ステータ側面の他方を保持するモータカバーと、を備え、
    両流入口および前記堤防壁を、前記モータカバーに設けたことを特徴とする駆動ユニット。
  10. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記減速機潤滑油供給路は、前記従動軸の軸心部に形成されて、回転時の遠心力により前記潤滑油を前記減速機の潤滑対象部に導く従動軸内油路と、前記従動軸の軸方向で前記モータ室側の端部に設けられ、前記従動軸内油路に前記潤滑油を供給する従動軸潤滑油供給部と、備え、
    前記第2連通路の前記減速機室への開口を、少なくともその一部が、前記従動軸の軸心を中心とする径方向で、前記従動軸内油路と重なる位置に配置したことを特徴とする駆動ユニット。
  11. 請求項10に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記第2連通路の前記減速機室への開口を、少なくともその一部が、高さ方向で前記従動軸の軸心に重なるように配置したことを特徴とする駆動ユニット。
  12. 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記ユニットケースに、前記モータ室内の前記ステータを挟んで軸方向で前記減速機室側位置に、落下する潤滑油の流れを2つの流れに分離する分離壁を設け、
    この分離壁による前記2つの流れのうちの一方を、前記モータ室から前記従動軸潤滑油供給部に導く第3連通路を設け、前記2つの流れのもう一方を、前記第1連通路に導く第4連通路を設けたことを特徴とする駆動ユニット。
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