JP2018087615A - 駆動装置 - Google Patents

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木村 豪
Takeshi Kimura
豪 木村
安晃 田原
Yasuaki Tahara
安晃 田原
淳 三上
Atsushi Mikami
淳 三上
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Abstract

【課題】駆動装置において、潤滑油の汲み上げ性能を向上させること。
【解決手段】駆動装置10は、電動モータ11の動力によって回転する出力軸12が配置されたケーシング20と、ケーシング20の内部に配置され、出力軸12と連動して回転するカウンタドリブンギヤ23と、ケーシング20の底部に設けられるとともに、カウンタドリブンギヤ23によって汲み上げられてケーシング20内の潤滑部位に供給される潤滑油を貯留する貯留部20dと、カウンタドリブンギヤ23の側方に羽根状に設けられ、カウンタドリブンギヤ23と一体回転して貯留部20dに貯留された潤滑油を汲み上げる汲上部33と、を備えている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、駆動装置に関する。
駆動装置の一形式として、特許文献1および特許文献2に示されているものが知られている。特許文献1および特許文献2の駆動装置は、車両に適用されている。駆動装置は、ケーシングの底部に貯留された潤滑油が、ギヤによって汲み上げられ、車輪を駆動する出力シャフトの軸受等の潤滑部位に供給されている。
特開2010−53997号公報 特開2012−172779号公報
上述した特許文献の駆動装置のように、ギヤによって潤滑油が汲み上げられる場合、汲み上げられる潤滑油の量は、ギヤの歯の歯厚等のギヤの諸元によって変化する。ギヤの諸元は、主としてケーシングの大きさ、減速比や強度によって設定されている。よって、ギヤの諸元によっては、汲み上げられた潤滑油の量(単位時間当たりの量)や高さが、目標とする量や高さと異なることが考えられる。
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、駆動装置において、潤滑油の汲み上げ性能を向上させることを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る駆動装置は、駆動源の動力によって回転する回転軸部材が配置されたケーシングと、ケーシングの内部に配置され、回転軸部材と連動して回転するギヤと、ケーシングの底部に設けられるとともに、ギヤによって汲み上げられてケーシング内の潤滑部位に供給される潤滑油を貯留する貯留部と、ギヤの側方に羽根状に設けられ、ギヤと一体回転して貯留部に貯留された潤滑油を汲み上げる汲上部と、を備えている。
これによれば、ギヤと一体回転する汲上部によって、潤滑油が汲み上げられる。汲上部は、ギヤの側方に羽根状に設けられているため、ギヤの諸元に関わらず、その形状を設定することができる。よって、汲上部の形状を調整することにより、汲み上げられる潤滑油の量や高さを、目標とする量や高さとすることができる。したがって、駆動装置は、潤滑油の汲み上げ性能を向上することができる。
本発明の第一実施形態に係る駆動装置の構成を示すスケルトン図である。 図1に示す駆動装置の要所部分を拡大した断面図である。 図1に示す駆動装置のIII-III線に沿った断面図である。 本発明の第二実施形態に係る駆動装置の要所部分を拡大した断面図である。 本発明の第三実施形態に係る駆動装置の要所部分を拡大した断面図である。 本発明の第四実施形態に係る駆動装置の要所部分を拡大した断面図である。
<第一実施形態>
以下、本発明の駆動装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本第一実施形態の駆動装置10は、電気式四輪駆動車両(以下、車両とする。)において後輪41,42を駆動させるリアトランスアクスルである。なお、本明細書においては説明の便宜上、図1における上側および下側をそれぞれ駆動装置10の前方および後方とし、同じく左側および右側をそれぞれ駆動装置10の左方および右方とし、同じく紙面手前側および紙面奥側をそれぞれ駆動装置10の上方および下方として説明する。
駆動装置10は、図1に示すように、電動モータ11(本発明の駆動源に相当)、出力軸12(本発明の回転軸部材に相当)、カウンタ軸13、第一減速ギヤ対14、デファレンシャルケース15、第二減速ギヤ対16、差動機構17、一対の駆動車軸18およびケーシング20を備えている。ケーシング20は、電動モータ11、出力軸12、カウンタ軸13、第一減速ギヤ対14、デファレンシャルケース15、第二減速ギヤ対16、一対の駆動車軸18および差動歯車装置19が内部に配置されている。
電動モータ11は、ケーシング20の内側面に固定されたステータ11aおよびステータ11aに対して相対回転可能に設けられたロータ11bを備えている。
出力軸12は、電動モータ11の動力によって回転するものである。出力軸12は、電動モータ11の出力軸である。出力軸12は、両端を開口する筒状に形成されている。出力軸12は、一対の駆動車軸18の軸線18aと同軸に配置されている。出力軸12の外周壁面中央部にはロータ11bが連結されている。出力軸12の両端部には一対の軸受21a,21bが装着されている。軸受21a,21bは、転がり軸受である。出力軸12は、一対の軸受21a,21bを介してケーシング20に回転可能に支持されている。
カウンタ軸13は、出力軸12の前方にて、出力軸12に対してカウンタ軸13の軸線13a(図2参照)を平行にして配置されている。カウンタ軸13の両端部には、一対の軸受24a,24bが嵌め着けられている。軸受24a,24bは、転がり軸受である。カウンタ軸13は、一対の軸受24a,24bを介してケーシング20に回転可能に支持されている。
第一減速ギヤ対14は、小径側のカウンタドライブギヤ22および大径側のカウンタドリブンギヤ23(本発明のギヤに相当)を備えている。カウンタドライブギヤ22は、出力軸12の右端部に一体的に固定されている。カウンタドリブンギヤ23は、カウンタドライブギヤ22と噛み合う状態でカウンタ軸13の左端部に一体的に固定されている。すなわち、カウンタドリブンギヤ23は、カウンタ軸13の軸線13aを回転軸として回転する。
デファレンシャルケース15は、後述する差動機構17を収納するものである。デファレンシャルケース15は、出力軸12の右方に配置されている。デファレンシャルケース15の左右方向両側には、筒状に形成され、軸線18aと同軸に配置されたボス部15a,15bが設けられている。
ボス部15a,15bの外周面には、一対の軸受27a,27bが嵌め着けられている。軸受27a,27bは、円すいころ軸受(テーパーベアリング)であり、与圧が加えられている。デファレンシャルケース15は、一対の軸受27a,27bを介してケーシング20に、軸線18aを回転軸として回転可能に支持されている。
第二減速ギヤ対16は、第一減速ギヤ対14に対して軸線18a方向(本第一実施形態においては左右方向)に沿って右方に配置されている。第二減速ギヤ対16は、小径側のファイナルドライブギヤ25および大径側のファイナルドリブンギヤ26を備えている。
ファイナルドライブギヤ25は、カウンタ軸13の右端部に一体的に固定されている。ファイナルドリブンギヤ26は、ファイナルドライブギヤ25と噛み合う状態でデファレンシャルケース15の外周部に嵌め着けられて一体的に固定されている。すなわち、ファイナルドリブンギヤ26は、一対の軸受27a,27bを介してケーシング20に回転可能に支持されている。
差動機構17は、傘歯車式の差動機構である。差動機構17は、一対のサイドギヤ28a,28b、ピニオンシャフト29、および、一対のピニオンギヤ30a,30bを備えている。
サイドギヤ28a,28bは、デファレンシャルケース15内に、回転軸(軸線18a)上で相対向するように配置されている。ピニオンシャフト29は、サイドギヤ28a,28b間においてデファレンシャルケース15の回転軸(軸線18a)に直交する状態でデファレンシャルケース15に固定されている。一対のピニオンギヤ30a,30bは、ピニオンシャフト29に回転可能に支持されるとともに、一対のサイドギヤ28a,28bとそれぞれ噛み合うように配置されている。
一対の駆動車軸18は、電動モータ11から伝達されたトルク(動力)により、ドライブシャフト51,52を介して後輪41,42を回転駆動するものである。一対の駆動車軸18は、軸線18aに沿ってそれぞれ配置された左駆動車軸18bおよび右駆動車軸18cを備えている。
左駆動車軸18bは、出力軸12の内側に、出力軸12に対して同軸に貫通するように配置されている。また、左駆動車軸18bは、ケーシング20の左側の開口部20aを貫通するように配置されている。左駆動車軸18bの左端部は、ケーシング20の外部に位置するように配置され、ドライブシャフト51を介して、後輪41が接続されている。左駆動車軸18bの右端部は、ボス部15aの内側を通って、サイドギヤ28aに一体的に接続されている。
左駆動車軸18bには、軸受31が嵌め着けられている。軸受31は、転がり軸受であり、開口部20aに配置されている。左駆動車軸18bは、デファレンシャルケース15のボス部15aを介して軸受27aと、軸受31とよってケーシング20に回転可能に支持されている。
右駆動車軸18cは、ケーシング20の右側の開口部20bを貫通するように配置されている。右駆動車軸18cの右端部は、ケーシング20の外部に位置するように配置され、ドライブシャフト52を介して後輪42が接続されている。右駆動車軸18cの左端部は、ボス部15bの内側を通って、サイドギヤ28bに一体的に接続されている。すなわち、一対の駆動車軸18は、差動機構17を介して一体的に連結されている。右駆動車軸18cは、デファレンシャルケース15のボス部15bを介して軸受27bよってケーシング20に回転可能に支持されている。
また、開口部20a,20bには、開口部20a,20bと一対の駆動車軸18との隙間を封止するシール部材32がそれぞれ配置されている。シール部材32は、ケーシング20内の潤滑油が開口部20a,20bから外部に漏れ出るのを防止するオイルシール機能、および、開口部20a,20bからケーシング20内への異物の侵入を防止するダストシール機能を備える。
差動歯車装置19は、差動機構17およびデファレンシャルケース15によって構成されている。差動歯車装置19は、電動モータ11の動力を、一対の駆動車軸18に配分するものである。具体的には、差動歯車装置19は、電動モータ11から第一減速ギヤ対14および第二減速ギヤ対16を介して減速されて伝達されたトルク(動力)を、一対の駆動車軸18の回転速度差を許容しつつ一対の駆動車軸18に伝達する。このように、カウンタドライブギヤ22、カウンタドリブンギヤ23、ファイナルドライブギヤ25、および、ファイナルドリブンギヤ26は、ケーシング20の内部に配置され、出力軸12と連動して回転する。一対の駆動車軸18が回転駆動することにより、ドライブシャフト51,52を介して、後輪41,42が回転駆動する。
また、ケーシング20には、ケーシング20内を左側と右側とに区画する側壁20cが設けられている。側壁20cは、第一減速ギヤ対14と第二減速ギヤ対16との間に配置されている。側壁20cには、カウンタ軸13が貫通する貫通穴20c1(図2参照)が設けられている。さらに、側壁20cには、軸受21b,27aが配置されている。
さらに、ケーシング20は、潤滑油を貯留する貯留部20d(図3参照)、および、潤滑油を一時的に貯留するキャッチタンク20e(図1および図3参照)を備えている。
貯留部20dは、図3に示すように、ケーシング20の底部に設けられるとともに、カウンタドリブンギヤ23によって汲み上げられてケーシング20内の潤滑部位に供給される潤滑油を貯留するものである。貯留部20dに貯留された潤滑油の上面Sは、カウンタドリブンギヤ23の下側部および後述する汲上部33の下側部が少なくとも浸漬する位置に設定されている。
カウンタドリブンギヤ23の下側部が貯留部20dに浸漬するため、カウンタドリブンギヤ23の回転により、潤滑油がカウンタドリブンギヤ23の歯面によって汲み上げられる。汲み上げられた潤滑油は、ケーシング20の内側面を伝ってキャッチタンク20eに供給される(図3の太線の矢印参照)。なお、本第一実施形態においては、カウンタドリブンギヤ23と同様に、ファイナルドリブンギヤ26の下側部が貯留部20dに浸漬しているため、ファイナルドリブンギヤ26の歯面によっても潤滑油が汲み上げられてキャッチタンク20eに供給される。
キャッチタンク20eは、ケーシング20の左側部に、貯留部20dの潤滑油の上面Sより上方に配置されている。キャッチタンク20eに供給された潤滑油は、一時的にキャッチタンク20eに貯留されるとともに、油路(図示なし)を介して潤滑部位に供給される。潤滑部位は、例えば第一減速ギヤ対14および第二減速ギヤ対16の噛合部、差動機構17のギヤ噛合部や回転摺動部、各軸受21a,21b,24a,24b,27a,27b、および出力軸12の内側などである。
また、駆動装置10は、汲上部33をさらに備えている。汲上部33は、貯留部20dに貯留された潤滑油を汲み上げるものである。汲上部33は、図2および図3に示すように、カウンタドリブンギヤ23の側方(本第一実施形態おいては右方)に設けられている。汲上部33は、軸線13a周りに全周に亘って設けられている。汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23と一体に設けられている。すなわち、汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23と一体回転可能に設けられている。
汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23の回転軸方向である軸線13a方向に延びる羽根状に設けられている。汲上部33は、具体的には、カウンタドリブンギヤ23の右側面から右方に向けて軸線13a方向に沿って延びる複数のフィン33aによって構成されている。
各フィン33aは、カウンタドリブンギヤ23の中央部から径方向外側に向けて延びるように設けられている。また、各フィン33aは、図3と同一の方向から見た断面視において、L字状に折り曲げられるように形成されている。各フィン33aは、互いに同一の断面形状となるように設けられている。
また、各フィン33aは、潤滑油が溜まる第一凹部33a1(本発明の凹部に相当)を備えている。第一凹部33a1は、フィン33aの折り曲げられた部位である。第一凹部33a1は、カウンタドリブンギヤ23が軸線回りに第一方向W1(図3における反時計回り方向)に回転した場合に、第一方向W1側に開放する凹状に形成されている。換言すれば、第一凹部33a1は、第一方向W1と反対方向の第二方向W2に突出するように折り曲げられるように形成されている。
また、各フィン33aの右端面は、側壁20cの左側面との距離が所定距離D(図2参照)となるように設けられている。所定距離Dは、各フィン33aによって汲み上げられた潤滑油の量のうち、フィン33aと側壁20cとの間から漏れる潤滑油の量が比較的少なくなる距離に設定されている。
次に、汲上部33が潤滑油を汲み上げる動作について説明する。汲上部33の下側部は、上述したように、貯留部20dに浸漬している。電動モータ11の動力によりカウンタドリブンギヤ23が第一方向W1に回転した場合、汲上部33においても第一方向W1に回転する。
このとき、汲上部33の回転によって、フィン33aが貯留部20dの潤滑油を汲み上げる。フィン33aに汲み上げられた潤滑油の一部は、第一凹部33a1に溜められた後、カウンタドリブンギヤ23の回転により生じる遠心力によってカウンタドリブンギヤ23の径方向外側かつ上方に向けて飛散する。また、フィン33aに汲み上げられた潤滑油の他の一部は、フィン33aと側壁20cとの間から貯留部20dに流れ落ちる。
上方に飛散した潤滑油の一部は、ケーシング20の内側面を伝ってキャッチタンク20eに供給されて、潤滑部位に供給される。上方に飛散した潤滑油の他の一部は、ケーシング20の内側面から落下して、各ギヤの噛合部等の潤滑部位に供給されるか、あるいは、貯留部20dに戻る。
また、カウンタドリブンギヤ23が第一方向W1と反対の第二方向W2(図3における時計回り方向)に回転した場合においても、貯留部20dに貯留された潤滑油は、フィン33aによって汲み上げられて、カウンタドリブンギヤ23の径方向外側かつ上方に飛散して、潤滑部位に供給される。なお、この場合、フィン33aによって汲み上げられた潤滑油は、第一凹部33a1に溜まらない。このように、汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23の側方に羽根状に設けられ、カウンタドリブンギヤ23と一体回転して貯留部20dに貯留された潤滑油を汲み上げる。
本第一実施形態によれば、駆動装置10は、電動モータ11の動力によって回転する出力軸12が配置されたケーシング20と、ケーシング20の内部に配置され、出力軸12と連動して回転するカウンタドリブンギヤ23と、ケーシング20の底部に設けられるとともに、カウンタドリブンギヤ23によって汲み上げられてケーシング20内の潤滑部位に供給される潤滑油を貯留する貯留部20dと、カウンタドリブンギヤ23の側方に羽根状に設けられ、カウンタドリブンギヤ23と一体回転して貯留部20dに貯留された潤滑油を汲み上げる汲上部33と、を備えている。
これによれば、カウンタドリブンギヤ23と一体回転する汲上部33によって、潤滑油が汲み上げられる。汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23の側方に羽根状に設けられているため、カウンタドリブンギヤ23の諸元に関わらず、その形状を設定することができる。よって、汲上部33の形状を調整することにより、汲み上げられる潤滑油の量や高さを、目標とする量や高さとすることができる。したがって、駆動装置10は、潤滑油の汲み上げ性能を向上することができる。
また、汲上部33は、潤滑油が溜まる第一凹部33a1を備えている。
これによれば、汲上部33が潤滑油を溜める第一凹部33a1を備えているため、汲み上げる潤滑油の量および高さを比較的簡便に調整することができる。よって、潤滑油の汲み上げ性能を、比較的簡便に向上させることができる。
また、汲上部33は、カウンタドリブンギヤ23と一体に設けられている。
これによれば、カウンタドリブンギヤ23と汲上部33とが一体に設けられているため、カウンタドリブンギヤ23と汲上部33とが別体に設けられている場合に比べて、駆動装置10の部品点数を少なくすることができる。よって、駆動装置10の低コスト化を図ることができる。
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態に係る駆動装置10について、主として、上述した第一実施形態に係る駆動装置10と異なる部分について、図4を用いて説明する。
本第二実施形態の駆動装置10における駆動装置10は、上述した第一実施形態の駆動装置10と比べて、複数の第二凹部133a2をさらに備えている。第二凹部133a2は、カウンタドリブンギヤ23の右側面に凹むように形成されている。第二凹部133a2は、各フィン33aの第一凹部33a1と接続するように、それぞれ形成されている。よって、各フィン33aによって汲み上げられた潤滑油が第一凹部33a1および第二凹部133a2に溜まる。したがって、第二凹部133a2が設けられていない場合に比べて、汲上部33が汲み上げる潤滑油の量を、第二凹部133a2によって増加させることができる。
<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態に係る駆動装置10について、主として、上述した第一実施形態に係る駆動装置10と異なる部分について、図5を用いて説明する。
本第三実施形態の駆動装置10は、上述した第一実施形態の駆動装置10と比べて、障壁233a3がさらに設けられている。障壁233a3は、各フィン33aの右端部に、カウンタドリブンギヤ23の右側面とおよそ平行にそれぞれ設けられた側壁である。各フィン33aによって汲み上げられた潤滑油の各フィン33aと側壁20cとの間から漏れる量が、障壁233a3によって、せき止められることにより抑制される。なお、各フィン33aと側壁20cとの間から漏れる潤滑油の量が抑制されるため、各フィン33aと側壁20cとの距離を、所定距離Dより長くなるように設定するようにしても良い。
<第四実施形態>
次に、本発明の第四実施形態に係る駆動装置10について、主として、上述した第一実施形態に係る駆動装置10と異なる部分について、図6を用いて説明する。
上述した第一実施形態の駆動装置10は、カウンタドリブンギヤ23と汲上部33とが一体に設けられている。これに対して、本第四実施形態の駆動装置10は、カウンタドリブンギヤ23と汲上部333とが別体に設けられている。
本第四実施形態の汲上部333は、複数のフィン333aを有する水車状に設けられている。汲上部333は、カウンタドリブンギヤ23の右方に、カウンタ軸13と一体回転可能に、カウンタ軸13に直接取り付けられている。
<変形例>
なお、上述した各実施形態において、駆動装置の一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、上述した各実施形態において、駆動装置10は、リアトランスアクスルであるが、これに代えて、車両に用いられる変速機とするようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、汲上部33,333は、カウンタドリブンギヤ23の右方に設けられているが、これに代えて、汲上部33,333をカウンタドリブンギヤ23の左方に、または左右両方に設けるようにしても良い。また、汲上部33,333をカウンタドリブンギヤ23以外のギヤであって、下側部が貯留部20dに浸漬しているギヤであるファイナルドリブンギヤ26の側方に設けるようにしても良い。この場合、カウンタドリブンギヤ23およびファイナルドリブンギヤ26が本発明のギヤに相当する。さらに、複数の汲上部33を、各ギヤ22,23,25,26の各々の側方にそれぞれ設けるようにしても良い。この場合、各ギヤ22,23,25,26の各々が本発明のギヤに相当する。このように、汲上部33,333を複数のギヤにそれぞれ設けるようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、各フィン33a,333aには、第一凹部33a1,333a1がそれぞれ設けられているが、これに代えて、各フィン33a,333aに第一凹部33a1,333a1を設けないようにしても良い。この場合、各フィン33a,333aが、平板状に設けられるようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、各フィン33a,333aの右端面と側壁20cの左側面との距離が所定距離Dとなるように設定されているが、これに代えて、各フィン33a,333aの右端面と側壁20cの左側面との距離を所定距離Dより長く、または、短くなるように設定するようにしても良い。また、汲上部33,333が回転したときに、各フィン33a,333aの右端面と側壁20cの左側面とが摺動するように、汲上部33,333を設けるようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、電動モータ11は、ケーシング20の内側に配置されているが、これに代えて、ケーシング20の外側に配置するようにしても良い。
また、上述した各実施形態において、駆動装置10は、差動歯車装置19を備えているが、これに代えて、差動歯車装置19を備えないようにしても良い。この場合、一対の駆動車軸18を連結し、ファイナルドリブンギヤ26によって一対の駆動車軸18を一体的に回転駆動させると良い。
また、上述した各実施形態において、駆動装置10は、電動モータ11を駆動源としているが、これに代えて、エンジンを駆動源としても良い。この場合、駆動装置10が電動モータ11を備えずに、エンジンの動力を出力軸12に伝達するようにしても良い。
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、ケーシング20内のギヤの個数、汲上部33,333の配置位置、各フィン33a,333aの形状および位置等を変更しても良い。
10…駆動装置、11…電動モータ(駆動源)、12…出力軸(回転軸部材)、13…カウンタ軸、13a…軸線、14…第一減速ギヤ対、16…第二減速ギヤ対、18…一対の駆動車軸、19…差動歯車装置、20…ケーシング、20d…貯留部、22…カウンタドライブギヤ(ギヤ)、23…カウンタドリブンギヤ(ギヤ)、25…ファイナルドライブギヤ(ギヤ)、26…ファイナルドリブンギヤ(ギヤ)、33…汲上部、33a…フィン、33a1…第一凹部(凹部)。

Claims (3)

  1. 駆動源の動力によって回転する回転軸部材が配置されたケーシングと、
    前記ケーシングの内部に配置され、前記回転軸部材と連動して回転するギヤと、
    前記ケーシングの底部に設けられるとともに、前記ギヤによって汲み上げられて前記ケーシング内の潤滑部位に供給される潤滑油を貯留する貯留部と、
    前記ギヤの側方に羽根状に設けられ、前記ギヤと一体回転して前記貯留部に貯留された前記潤滑油を汲み上げる汲上部と、を備えている駆動装置。
  2. 前記汲上部は、前記潤滑油が溜まる凹部を備えている請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記汲上部は、前記ギヤと一体に設けられている請求項1または請求項2に記載の駆動装置。






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