JP2017141881A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機の歯車を構成する歯面に、効率よく潤滑油を供給することにより、油膜切れによる歯車損傷を防止して車両駆動装置の耐久性を向上させる。【解決手段】減速機を構成する歯車Ｇの側面に軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝４１を形成することにより、歯車Ｇによって跳ね掛け上げられ、歯車Ｇの側面に飛散した潤滑油が、油溝４１を通って軸心から歯車Ｇの外径部に向かって潤滑油が流れるため、歯車Ｇの側面に飛散した潤滑油も、歯車Ｇの歯面に効率よく給油することができるようにした。【選択図】図４

Description

この発明は、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を備えた車両駆動装置に係り、減速機を収容するハウジング内に封入された潤滑油を油浴方式で減速機の歯車と軸受に供給す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ものが特許文献１に開示されている。

この種の車両駆動装置は、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、一つの共通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ファレンシャルギア等が不要になる、という利点を有する。

特許文献１に開示された従来の２基の電動モータと減速機を備えた車両駆動装置は、図１３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１３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歯車軸１２３と、等速ジョイント１２６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歯車軸１２５とを備え、入力歯車軸１２３と出力歯車軸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の入力歯車軸１２３と出力歯車軸１２５との間には、1つ以上の中間歯車軸１２４（カウンター軸）が設けられる。

そして、左右の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、一室の減速機ハウジング１２８内に並列に収容されている。

車両駆動装置の減速機１０２Ｌ、１０２Ｒは、高回転・高出力で駆動されるため、減速機１０２Ｌ、１０２Ｒの歯車駆動減速機構には潤滑及び冷却を目的として、歯車の回転力を用いて減速機ハウジング１２８の底部の潤滑油溜りの潤滑油を掻き上げる跳ね掛け方式、ポンプを用いて強制循環させるポンプ方式がある。

特開平１１−２４３６６４号公報

ところで、減速機ハウジング１２８の底部の潤滑油溜りの潤滑油を掻き上げて潤滑を行う跳ね掛け方式では、歯車の歯面に潤滑油が十分に跳ね掛けられないと、油膜切れにより歯車損傷が起こるおそれがある。

そこで、この発明は、減速機の歯車歯面に効率よく潤滑油を供給することにより、油膜切れによる歯車損傷を防止して車両駆動装置の耐久性を向上させ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、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を備え、減速機は、モータ軸から動力が伝達される入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に駆動力を伝達する出力歯車を有する出力歯車軸と、入力歯車軸と出力歯車軸との間に設けられる中間歯車を有する１つ以上の中間歯車軸とを有し、減速機を収容する減速機ハウジングの底部に潤滑油溜りを設け、この潤滑油溜りの潤滑油を減速機の歯車によって掻き上げて歯車の潤滑と冷却を行う車両駆動装置において、前記歯車の側面に、軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝を設けたことを特徴とする。

前記放射状の油溝は、歯車の歯数と同数で、円周上に等分して配置することができる。

前記放射状の油溝は、歯車の片面にのみ設けてもよい。

前記歯車の側面には、軸心から歯車外径部に向かう油溝をカバーする側面板を装着してもよい。

前記放射状の油溝は、歯車外径端部が歯車の小径部に位置し、油溝の歯車外径端部と歯車の小径部とのコーナー部分に面取り部を設けるようにしてもよい。

以上のように、この発明は、減速機を構成する歯車の側面に軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝を形成しているので、歯車によって跳ね掛け上げられ、歯車の側面に飛散した潤滑油が、油溝を通って軸心から歯車外径部に向かって潤滑油が流れ、歯車の側面に飛散した潤滑油も、歯車の歯面に効率よく給油することができる。

油溝は、歯車の歯数と同数で、円周上に等分して配置することにより、歯車の側面の放射状の油溝を通る潤滑油を歯車の歯面に効率よく給油することができる。

また、放射状の油溝の歯車外径端部を歯車の小径部に位置させて、油溝の歯車外径端部と歯車の小径部とのコーナー部分に面取り部を設けることにより、油溝を通って歯車外径側に流れてきた潤滑油を、歯車の小径部に効果的に給油することができる。

また、歯車の油溝の側面を側面板によってカバーすることにより、放射溝の油溝を通って流れる潤滑油が、軸心から歯車外径側に向かって流れる間に側方に飛散しないすることができるので、潤滑油が無駄なく歯車の外径部に供給することができる。

この発明を適用した車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 この発明に係る車両駆動装置を使用する電気自動車の一例を示す概略平面図である。 図１の減速機部分の横断側面図である。 減速機を構成する歯車の一例を示す斜視図である。 図４の歯車の正面図である。 図５のＥ−Ｏ−Ｆ線の断面図である。 減速機を構成する歯車の他の例を示す斜視図である。 図７の歯車の正面図である。 図８のＥ−Ｏ−Ｆ線の断面図である。 減速機を構成する歯車の他の例を示す斜視図である。 図１０の歯車の正面図である。 図１１のＥ−Ｏ−Ｆ線の断面図である。 従来の２モータ式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。

図１に示す第1の実施形態にかかる２モータ式の車両駆動装置Ａは、２基の減速機２Ｌ、２Ｒを左右並列に収容する減速機ハウジング２０を中央にし、その減速機ハウジング２０の左右に２基の電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータハウジング３Ｌ、３Ｒを固定配置したものである。

図２示す電気自動車は、前輪駆動方式であり、シャーシ５１と、駆動輪としての前輪５２と、後輪５３と、左右の駆動輪をそれぞれに独立に駆動する２モータ式の車両駆動装置Ａとを備え、２モータ式の車両駆動装置Ａは、駆動輪である左右の前輪５２の中央位置のシャーシ５１上に搭載され、２モータ式の車両駆動装置Ａの駆動力は、等速ジョイント１５と中間シャフト１６を介して左右の駆動輪である前輪５２に伝達される。

なお、２モータ式の車両駆動装置Ａの搭載形態としては、図２に示す前輪駆動方式の他、後輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。

２モータ式の車両駆動装置Ａにおける左右の電動モータ１Ｌ、１Ｒは、図１に示すように、モータハウジング３Ｌ、３Ｒ内に収容されている。

モータハウジング３Ｌ、３Ｒは、円筒形のモータハウジング本体３ａＬ、３ａＲと、このモータハウジング本体３ａＬ、３ａＲの外側面を閉塞する外側壁３ｂＬ、３ｂＲと、モータハウジング本体３ａＬ、３ａＲの内側面に減速機２Ｌ、２Ｒと隔てる内側壁３ｃＬ、３ｃＲとからなる。モータハウジング本体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、モータハウジング本体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、電動モータ１Ｌ、１Ｒは、アキシャルギャップタイプのものを使用してもよい。

ロータ１２は、モータ軸１２ａを中心部に有し、そのモータ軸１２ａはモータハウジング本体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。モータハウジング本体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、モータハウジング本体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（図１）。

左右並列に設けられた２基の減速機２Ｌ、２Ｒを収容する減速機ハウジング２０は、図１および図３に示すように、中央ハウジング２０ａとこの中央ハウジング２０ａの両側面に固定される左右の側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲの３ピース構造になっている。そして、減速機ハウジング２０は、減速機の歯車軸と直交する方向に３ピースに分割されて構成されている。左右の側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲは、中央ハウジング２０ａの両側の開口部に複数のボルト（図示しない）によって固定されている。

減速機ハウジング２０の側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲのアウトボード側（車体外側）の側面と電動モータ１Ｌ、１Ｒのモータハウジング本体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、減速機ハウジング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）。

中央ハウジング２０ａには、図１に示すように、中央に仕切り壁２１が設けられている。減速機ハウジング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が並列に設けられている。

減速機２Ｌ、２Ｒは、図１及び図３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を有する入力歯車軸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を有する中間歯車軸２４と、出力歯車２５ａを有し、減速機ハウジング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２）を介して駆動輪に駆動力を伝達する出力歯車軸２５とを備える平行軸歯車減速機である。左右２基の減速機２Ｌ、２Ｒの各入力歯車軸２３、中間歯車軸２４、出力歯車軸２５は、それぞれ同軸上に配置されている。

減速機２Ｌ、２Ｒの入力歯車軸２３の両端は、中央ハウジング２０ａの仕切り壁２１の左右両面に形成した軸受嵌合穴２７ａと側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した軸受嵌合穴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。軸受嵌合穴２７ａ、２７ｂの底部は、転がり軸受２８ａ、２８ｂの外輪が当接する壁部より内周側は肉厚が薄く形成されて段付き形状になっている。

入力歯車軸２３のアウトボード側の端部は、側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに設けた開口部２７ｃから外側に引き出されており、開口部２７ｃと入力歯車軸２３の外側端部との間にはオイルシール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。

モータ軸１２ａは中空構造であり、この中空のモータ軸１２ａに、入力歯車軸２３が挿入される。入力歯車軸２３とモータ軸１２ａとは、スプライン（セレーションも含む以下同じ）結合されている。

中間歯車軸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軸である。この中間歯車軸２４の両端は、中央ハウジング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成した軸受嵌合穴３２ａと側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した軸受嵌合穴３２ｂとに転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴３２ａ、３２ｂの底部は、転がり軸受３４ａ、３４ｂの外輪が当接する壁部より内周側は肉厚が薄く形成されて段付き形状になっている。

出力歯車軸２５は、大径の出力歯車２５ａを有し、中央ハウジング２０ａの仕切り壁２１の両面に形成した軸受嵌合穴３５ａと側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した軸受嵌合穴３５ｂに転がり軸受３７ａ、３７ｂによって支持されている。そして、軸受嵌合穴３５ａ、３５ｂの底部は、転がり軸受３７ａ、３７ｂの外輪が当接する壁部より内周側は肉厚が薄く形成されて段付き形状になっている。

出力歯車軸２５のアウトボード側の端部は、側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部３５ｃから減速機ハウジング２０の外側に引き出され、引き出された出力歯車軸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１５ａがスプライン結合されている。

出力歯車軸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（前輪５２）に接続される（図２）。

出力歯車軸２５のアウトボード側の端部と側面ハウジング２０ｂＬ、２０ｂＲに形成した開口部３５ｃ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侵入を防止している。

減速機ハウジング２０の底部には、図３に示すように、潤滑油溜り４０が設けられている。

この潤滑油溜り４０の潤滑油の油面高さは、図３に示すように、中間歯車軸２４Ｌ、２４Ｒの大径歯車２４ａと出力歯車軸２５Ｌ、２５Ｒの出力歯車２５ａが十分に浸かる高さに設定され、中間歯車軸２４Ｌ、２４Ｒの大径歯車２４ａと出力歯車軸２５Ｌ、２５Ｒの出力歯車２５ａが回転すると、その回転によって潤滑油溜り４０内の潤滑油が上方に掻き上げられて、掻き上げられた潤滑油が各歯車軸に滴下されて歯車の潤滑が行われる。

減速機２Ｌ、２Ｒを構成する歯車Ｇ、例えば、中間歯車軸２４の大径歯車２４ａと出力歯車軸２５の出力歯車２５ａの側面には、図４〜図５に示すように、軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝４１が形成されている。

減速機２Ｌ、２Ｒを構成する歯車Ｇによって跳ね掛け上げられる潤滑油は、歯車Ｇの側面にも飛散する。この歯車Ｇの側面にも飛散した潤滑油は、歯車Ｇの側面に軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝４１が形成されていると、この油溝４１を通って軸心から歯車外径部に向かって潤滑油が流れるので、歯車Ｇの側面に飛散した潤滑油も、歯車の歯面に効率よく給油することができる。

この歯車Ｇの側面の放射状の油溝４１を通る潤滑油を歯車の歯面に効率よく給油するためには、油溝４１は、図４〜図５に示す実施形態のように、歯車の歯数と同数で、円周上に等分して配置することが好ましい。

また、放射状の油溝４１の歯車外径端部を歯車の小径部に位置させて、図４に示すように、油溝４１の歯車外径端部と歯車の小径部とのコーナー部分に面取り部４４を設けることにより、油溝４１通って歯車外径側に流れてきた潤滑油を、歯車の小径部に効果的に給油することができる。

前記放射状の油溝４１は、歯車Ｇの片面にのみ設けてもよい。

放射溝の油溝４１の幅は、図５に示すように、歯隙ａ〜ピッチｂまでとし、深さは１〜５ｍｍとする。

また、放射溝の油溝４１を通って流れる潤滑油が、軸心から歯車外径側に向かって流れる間に側方に飛散しないように、図７〜図９に示す実施形態と、図１０〜図１２に示す実施形態では、歯車Ｇの油溝４１の側面を側面板４３によってカバーすることにより、潤滑油が無駄なく歯車Ｇの外径部に供給できるようにしている。

図７〜図９に示す実施形態の側面板４３は、歯車Ｇの側面にビス等の止め具４５によって歯車Ｇに固定している。

また、図１０〜図１２に示す実施形態の側面板４３は、歯車Ｇの側面に設けた段部４６に圧入によって固定している。

放射溝の油溝４１は、鍛造成形によって歯車Ｇに形成することができる。

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 ：モータハウジング
３ａＬ、３ａＲ ：モータハウジング本体
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
１５ａ ：外側継手部
１６ ：中間シャフト
２０ ：減速機ハウジング
２０ａ ：中央ハウジング
２０ｂＬ、２０ｂＲ ：側面ハウジング
２１ ：仕切り壁
２３ ：入力歯車軸
２３ａ ：入力歯車
２４ ：中間歯車軸
２４ａ ：大径歯車
２４ｂ ：小径歯車
２５ ：出力歯車軸
２５ａ ：出力歯車
２７ａ、２７ｂ ：軸受嵌合穴
２７ｃ ：開口部
２８ａ、２８ｂ ：転がり軸受
２９ ：ボルト
３１ ：オイルシール
３２ａ、３２ｂ ：軸受嵌合穴
３４ａ、３４ｂ ：転がり軸受
３５ａ、３５ｂ ：軸受嵌合穴
３５ｃ ：開口部
３７ａ、３７ｂ ：転がり軸受
３９ ：オイルシール
４０ ：潤滑油溜り
４１ ：油溝
４３ ：側面板
４４ ：面取り部
４５ ：止め具
４６ ：段部
５１ ：シャーシ
５２ ：前輪
５３ ：後輪
Ａ ：車両駆動装置
Ｇ ：歯車

Claims (5)

1. 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を備え、減速機は、モータ軸から動力が伝達される入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に駆動力を伝達する出力歯車を有する出力歯車軸と、入力歯車軸と出力歯車軸との間に設けられる中間歯車を有する１つ以上の中間歯車軸とを有し、減速機を収容する減速機ハウジングの底部に潤滑油溜りを設け、この潤滑油溜りの潤滑油を減速機の歯車によって掻き上げて歯車の潤滑と冷却を行う車両駆動装置において、前記歯車の側面に、軸心から歯車外径部に向かう放射状の油溝を設けたことを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記放射状の油溝が、歯車の歯数と同数で、円周上に等分して配置さ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。
3. 前記放射状の油溝が、歯車の片面にのみ設け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. 前記歯車の側面に、軸心から歯車外径部に向かう油溝をカバーする側面板を装着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両駆動装置。
5. 前記放射状の油溝の歯車外径端部が、歯車の小径部に位置し、油溝の歯車外径端部と歯車の小径部とのコーナー部分に面取り部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両駆動装置。

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