JP2016180424A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機ケーシング内に封入される潤滑油に混入される不純物を捕獲して、不純物の噛み込みによる回転部品の摺接面の損傷を防ぐ車両駆動装置を提供することを課題とする【解決手段】左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒと、この２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機２Ｌ、２Ｒとを備え、この２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ケーシング２０を中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシング３Ｌ、３Ｒを固定配置した２モータ車両駆動装置Ａにおいて、減速機ケーシング２０内に、潤滑油内の不純物を捕獲する複数の捕獲溝７０を形成し、不純物の噛み込みによる回転部品の摺接面の損傷を防止した。【選択図】図１

Description

この発明は、減速機ケーシング内の潤滑油に混入する不純物を捕獲することができる車両駆動装置に関するものである。

車両駆動装置として、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと減速機を備える２モータ車両駆動装置が特許文献１に開示されている。

この種の２モータ車両駆動装置は、一つの電動モータによって左右の駆動輪を駆動させる1モータ車両駆動装置のように、一つの電動モータの駆動力を左右に振り分けるディファレンシャルギヤ等が不要になる、という利点を有する。

また、２モータ車両駆動装置は、左右の駆動輪のそれぞれについて独立に駆動用の電動モータを備えるので、左右の駆動輪の駆動力を異ならせることが容易であり、旋回時に旋回内側の車輪より旋回外側の車輪に多くの駆動力を発生させることで、旋回性能が向上する等の走行性能の向上が容易である。

特許文献１に開示された従来の２モータ車両駆動装置は、図８に示すように、左右の駆動輪を個別に駆動する左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒと電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの回転を減速する減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを備え、左右の電動モータ１０１Ｌ、１０１Ｒの中央に減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを配置している。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、図８に示すように、モータ軸１１２から動力が伝達される入力歯車を有する入力軸１２３と、等速ジョイント１２３および中間シャフト１２７からなるドライブシャフトを介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸１２５とが平行かつオフセットした配置の平行軸歯車減速機である。

減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの入力軸１２３と出力軸１２５との間には、1つ以上の中間軸１２４（カウンター軸）が設けられる。

出力軸１２５の車輪側の端部には、図８に示すように、等速ジョイント１２６が設けられ、等速ジョイント１２６から中間シャフト１２７を介して車輪に動力が伝達される。

そして、左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、一室の減速機ケーシング１２８内に並列に収容されている。

この減速機ケーシング１２８内には、左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒを構成する歯車列を潤滑するために、所定量の潤滑油が封入されている。この潤滑油は減速機ケーシング１２８の底面に溜まる構造になっている。

特許第３６７８９０４号公報

ところで、減速機ケーシング１２８内に封入された潤滑油には、歯車等の回転部品の摺動面や接触面から出る摩耗粉や金属粉などの不純物が混入する。歯車や軸受の摺動面のクリアランスより大きい不純物を噛み込むと、歯車や軸受の摺動面が損傷するなどの問題があった。

そこで、この発明は、減速機ケーシング内に封入された潤滑油に混入する不純物を捕獲して、不純物の噛み込みによる回転部品の摺接面の損傷を防ぐ車両駆動装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、駆動輪を駆動させる電動モータと、この電動モータの動力を減速して駆動輪に伝達する減速機と、この減速機を収容する減速機ケーシングとを備えた車両駆動装置において、前記減速機ケーシング内に、潤滑油内の不純物を捕獲する複数の捕獲溝が形成されていることを特徴とする。

また、前記車両駆動装置は、左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置している。

前記複数の捕獲溝は、減速機ケーシングの底面に設ければよい。

また、前記減速機は、平行歯車減速機であり、前記捕獲溝は、歯車の回転軸に対して平行に形成すればよい。

また、減速機ケーシングにドレン穴が設けられ、前記捕獲溝がドレン穴に繋がるように、前記捕獲溝の溝壁に連通口が設けられ、隣接する溝壁に形成される連通口は、互い対向しないようにその位置を変えて形成することが望ましい。

また、前記ドレン穴は、自動車に車両駆動装置を搭載した際に、最も低い位置になる箇所に設ければよい。

以上のように、この発明によれば、減速機ケーシングの底面の捕獲溝に、歯車等の回転部品の摺動面や接触面から出る摩耗粉や金属粉などの不純物を捕獲して、回転部品に不純物が噛み込むのを防ぎ、回転部品の損傷を防ぐことができる。

この発明に係る車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 図１の減速機部分を拡大した横断平面図である。 図１の実施形態の平面図である。 図２のＡ−Ａ線で断面した説明図である。 図１の減速機ケーシングの底面部分を拡大した断面図である。 図４のＢ−Ｂ線で断面した説明図である。 この発明に係る車両駆動装置を搭載した電気自動車の一例を示す概略平面図である。 従来の車両駆動装置を示す横断平面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施形態に係る車両駆動装置Ａは、図１に示すように、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ケーシング２０を中央にし、その減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング３Ｌ、３Ｒを固定配置した構造を採用する。

この発明に係る電気自動車Ｂは、図７に示すように、シャーシ４１と、駆動輪としての前輪４２と、後輪４３と、左右の前輪４２をそれぞれに独立に駆動する車両駆動装置Ａとを備え、車両駆動装置Ａは、左右の前輪４２の中央位置のシャーシ４１上に搭載され、車両駆動装置Ａの駆動力は、ドライブシャフト、つまり、等速ジョイント１５と中間シャフト１６と等速ジョイント１５を介して左右の前輪４２に伝達される。

車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図７で示した前輪駆動方式の他に、後輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。

この発明に係る車両駆動装置Ａにおける左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング３Ｌ、３Ｒ内に収容されている。

モータケーシング３Ｌ、３Ｒは、円筒形のモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲと、このモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの外側面を閉塞する外側壁３ｂＬ、３ｂＲと、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲのモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側には減速機２Ｌ、２Ｒと隔てる内側壁３ｃＬ、３ｃＲからなる。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲには、モータ軸１２ａを引き出す開口部が設けられている。

電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内周面にステータ１１を設け、このステータ１１の内周に間隔をおいてロータ１２を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。なお、図示はしないがアキシャルギャップタイプの電動モータを使用してもよい。

ロータ１２は、モータ軸１２ａを中心部に有し、そのモータ軸１２ａはモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲの開口部からそれぞれ減速機２Ｌ、２Ｒ側に引き出されている。モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの開口部とモータ軸１２ａとの間にはシール部材１３が設けられている。

モータ軸１２ａは、モータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲと外側壁３ｂＬ、３ｂＲとに転がり軸受１４ａ、１４ｂによって回転自在に支持されている。

左右並列に設けられた２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ケーシング２０は、図１及び図３に示すように、中央ケーシング２０ａとこの中央ケーシング２０ａの両側面に固定される左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲの３ピース構造になっている。左右の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲは、左右対象形状に形成されている。

減速機ケーシング２０の側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲのアウトボード側の側面と電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータケーシング本体３ａＬ、３ａＲの内側壁３ｃＬ、３ｃＲとを、複数のボルト２９によって固定することにより、減速機ケーシング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒが固定配置される（図１、図３）。

中央ケーシング２０ａには、図１及び図２に示すように、中央に仕切り壁２１が設けられている。減速機ケーシング２０は、この仕切り壁２１によって左右に２分割され、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する独立した左右の収容室２２Ｌ、２２Ｒが並列に設けられている。

前記仕切り壁２１によって減速機ケーシング２０を左右２室に仕切ると、旋回時の潤滑油の片寄りを防止できる。

減速機ケーシング２０の左右の収容室２２Ｌ、２２Ｒには、潤滑油が封入される。左右２室の収容室２２Ｌ、２２Ｒに、それぞれ潤滑油を排出するドレン穴６１、６１を設け、２つのドレン穴６１から個別に潤滑油を排出する。このドレン穴６１は、車両駆動装置Ａをシャーシ４１に搭載した際に最も低い位置になる箇所に設けられている。

このドレン穴６１にドレンボルト６２をねじ込むことにより、ドレン穴６１を閉塞する。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図１及び図２に示すように、左右対称形に設けられ、モータ軸１２ａから動力が伝達される入力歯車２３ａを有する入力軸２３と、この入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する中間軸２４と、出力歯車２５ａを有し、減速機ケーシング２０から引き出されて等速ジョイント１５、中間シャフト１６（図７参照）を介して駆動輪に駆動力を伝達する出力軸２５とを備える平行歯車減速機である。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３の両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の左右両面に形成したボス部２７ａと側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部２７ｂに転がり軸受２８ａ、２８ｂを介して回転自在に支持されている。

入力軸２３のアウトボード側の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力軸２３の外側端部との間にはシール部材３１を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの浸入を防止している。

入力軸２３は、中空構造であり、この中空の入力軸２３にモータ軸１２ａが挿入されている。入力軸２３とモータ軸１２ａとは、スプライン結合（セレーションを含む以下同じ）されている。

中間軸２４は、外周面に入力歯車２３ａに噛み合う大径歯車２４ａと出力歯車２５ａに噛み合う小径歯車２４ｂを有する段付き歯車である。この中間軸２４の両端は、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３２と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３３とに転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して支持されている。

出力軸２５は、大径の出力歯車２５ａを有し、中央ケーシング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成したボス部３５と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成したボス部３６に転がり軸受３７ａ、３７ｂによって支持されている。

出力軸２５のアウトボード側の端部は、側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部から減速機ケーシング２０の外側に引き出され、引き出された出力軸２５のアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント１５の外側継手部がスプライン結合されている。

出力軸２５に結合された等速ジョイント１５は、中間シャフト１６を介して駆動輪に接続される（図７）。

出力軸２５のアウトボード側の端部と側面ケーシング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部との間には、オイルシール３９を設け、減速機２Ｌ、２Ｒに封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの浸入を防止している。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力軸２３、中間軸２４、出力軸２５の歯車の配置は、図４に示すとおりである。出力軸２５の下方部近辺まで潤滑油が封入され、停止状態では、歯車２５ａの一部は潤滑油に浸かっている。そして、歯車２５ａの回転により、潤滑油が跳ね上げられ、各部に潤滑油が供給される。

図１〜図５に示すように、減速機ケーシング２０（２０ａ、２０ｂＬ、２０ｂＲ）の底面に、複数の捕獲溝７０…が設けられる。この実施形態では、歯車２５ａの出力軸２５と平行に、複数の捕獲溝７０…を減速機ケーシング２０（２０ａ、２０ｂＬ、２０ｂＲ）の底面に設けている（図２、図４、図５）。

減速機ケーシング２０（２０ａ、２０ｂＬ、２０ｂＲ）の底面の捕獲溝７０に、歯車等の回転部品の摺動面や接触面から出る摩耗粉や金属粉などの不純物が捕獲される。

車両駆動装置Ａの停止時には、不純物は重力沈殿し、捕獲溝７０に堆積する。捕獲溝７０は溝壁７１に囲まれているため、撹拌の影響を受けにくく、底面の捕獲溝７０内に堆積した不純物が浮き上がって、回転部品に噛み込むことが防止され、回転部品の損傷を防ぐことができる。また、捕獲溝７０を歯車２５ａの出力軸２５と平行に設けることにより、溝壁７１に囲まれる捕獲溝７０は、歯車２５ａの回転方向に対して直角方向に位置することになり、捕獲溝７０は、歯車２５ａの攪拌による影響を受けることが抑制される。

また、不純物を捕獲溝７０の底に分離することで、回転部品を潤滑する潤滑剤を清浄に保つことができ、潤滑剤交換の頻度を減らすことができる。

更に、減速機ケーシング２０の底面に捕獲溝７０を設けて不純物を堆積させて捕獲させるので、減速機ケーシング２０を不純物除去のために、大きくする必要はない。

また、重力沈殿により、不純物を捕獲するので、非鉄系の金属摩耗粉も分離できる。減速機ケーシング２０内の潤滑油よりも比重が重い異物も分離することができる。

また、この実施形態では、捕獲溝７０の幅は、溝壁７１の高さより狭くしている。即ち、捕獲溝７０の形状は、溝幅＜溝深さとし、捕獲溝７０に沈殿した不純物が浮き上がらないように構成している。

図５および図６に示すように、捕獲溝７０に堆積した不純物をドレン穴６１から排出するために、溝壁７１の一部に切欠きからなる連通口７２を設け、各捕獲溝７０は、連通口７２を介してドレン穴６１と繋がるように形成している。そして、ドレン穴６１に連通する捕獲溝７０の経路が歯車２５ａの回転方向に対して、平行に一直線になると、攪拌の影響を受けやすくなる。このため、この実施形態においては、この連通口７２が一直線にならないように、隣り合う連通口７２が対向して連続しないように、互い違いにその位置を変えている。このように、連通口７２を互い違いに繋ぐことで、歯車２５ａの撹拌による影響を防ぐことができる。

また、捕獲溝７０を形成する溝壁７１は、アルミ鋳造からなる減速機ケーシング２０（２０ａ、２０ｂＬ、２０ｂＲ）を成形する際に同時に形成される。そのため、溝壁７１は金型（鋳型）から取り外しやすくするために1°以上の抜き勾配を付けるとよい。

上記した実施形態では、２モータによる２輪駆動方式とした例を示したが、この発明は、これに限ることなく、１モータによる駆動、インホイールモータ等の任意の車輪駆動方式にも採用することができる。

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１Ｌ、１Ｒ ：電動モータ
２Ｌ、２Ｒ ：減速機
３Ｌ、３Ｒ ：モータケーシング
３ａＬ、３ａＲ ：モータケーシング本体
３ｂＬ、３ｂＲ ：外側壁
３ｃＬ、３ｃＲ ：内側壁
１１ ：ステータ
１２ ：ロータ
１２ａ ：モータ軸
１３ ：シール部材
１４ａ、１４ｂ ：転がり軸受
１５ ：等速ジョイント
１６ ：中間シャフト
２０ ：減速機ケーシング
２０ａ ：中央ケーシング
２０ｂＬ、２０ｂＲ ：側面ケーシング
２１ ：仕切り壁
２２Ｌ、２２Ｒ ：収容室
２３ ：入力軸
２３ａ ：入力歯車
２４ ：中間軸
２４ａ ：大径歯車
２４ｂ ：小径歯車
２５ ：出力軸
２５ａ ：出力歯車
２７ａ、２７ｂ ：ボス部
２８ａ、２８ｂ ：転がり軸受
２９ ：ボルト
３１ ：シール部材
３２、３３ ：ボス部
３４ａ、３４ｂ ：転がり軸受
３５、３６ ：ボス部
３７ａ、３７ｂ ：転がり軸受
３９ ：オイルシール
４１ ：シャーシ
４２ ：前輪
４３ ：後輪
６１ ：ドレン穴
６２ ：ドレンボルト
７０ ：捕獲溝
７１ ：溝壁
７２ ：連通口
Ａ ：車両駆動装置
Ｂ ：電気自動車

Claims (7)

1. 駆動輪を駆動させる電動モータと、この電動モータの動力を減速して駆動輪に伝達する減速機と、この減速機を収容する減速機ケーシングとを備えた車両駆動装置において、前記減速機ケーシング内に、潤滑油内の不純物を捕獲する複数の捕獲溝が形成されていることを特徴とする車両駆動装置。
2. 左右の駆動輪をそれぞれ独立して駆動させる２基の電動モータと、この２基の電動モータの動力を個別に減速して左右の駆動輪に伝達する２基の減速機とを備え、この２基の減速機を左右並列に収容する減速機ケーシングを中央にしてその左右に２基の電動モータのモータケーシングを固定配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 前記複数の捕獲溝は、減速機ケーシングの底面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動装置。
4. 前記減速機は、平行歯車減速機であり、前記捕獲溝は、歯車の回転軸に対して平行に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
5. 前記減速機ケーシングにドレン穴が設けられ、前記捕獲溝がドレン穴に繋がるように、前記捕獲溝の溝壁に連通口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
6. 隣接する溝壁に形成される連通口は、互い対向しないようにその位置を変えていることを特徴とする請求項５に記載の車両駆動装置。
7. 前記ドレン穴は、自動車に車両駆動装置を搭載した際に、最も低い位置になる箇所に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両駆動装置。

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