JP2019218989A

JP2019218989A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2019218989A
Application number: JP2018115967A
Authority: JP
Inventors: 昇悟竹田; Shogo Takeda
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-26
Also published as: WO2019244564A1

Abstract

【課題】部品点数、コスト、および減速機構における潤滑油の撹拌抵抗を抑制しつつ、ディファレンシャルギアの潤滑性を担保することができる車両用駆動装置を提供すること。【解決手段】車両に搭載されたモータと、前記車両の差動部に連結する出力ギアに連結ギアを介して前記モータからの駆動力を伝達する減速機構と、を備える車両用駆動装置であって、前記減速機構を収容するハウジングと、前記ハウジングにおいて、前記ハウジング内で前記減速機構の前記連結ギアにより掻き上げられた潤滑油を前記差動部のベベルギアに供給するように設けられた潤滑油供給路と、を含むこと。【選択図】図２

Description

本発明は、モータの駆動力を車両の差動部に伝達する車両用駆動装置に関する。

例えば、電気自動車等のモータを駆動源する車両において、モータと複数のギアからなる減速機構とを備え、駆動輪が連結するディファレンシャルギアにモータの駆動力を伝達することができる車両用駆動装置が知られている。

国際公開第２０１４／１４８４１０号

このような車両用駆動装置において、潤滑油の撹拌抵抗の増大を抑制しつつ、潤滑性を担保する観点から、ハウジングの内壁面を減速機構のギアに近接するように設計することが考えられる。ここで、車両用駆動装置の搭載性の観点から、ディファレンシャルギアを含むギア配列を車両前後方向に沿って配置する要求がある。

しかしながら、ギア配列を車両前後方向に沿って配置された車両用駆動装置においては、車両の走行状態に起因した油面変動によって、駆動装置内において、ディファレンシャルギアに対し十分な潤滑油を供給できず、ディファレンシャルギアが十分に潤滑されない虞がある。これに対し、潤滑油量を増加させることも考えられるが、減速機構内の潤滑油の撹拌抵抗が増大し、エネルギー効率の悪化や潤滑油の過度な温度上昇を招く虞がある。また、オイルポンプを設けて潤滑油を強制潤滑する設計を採用した場合、部品点数やコストの増加を招く。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数、コスト、および減速機構における潤滑油の撹拌抵抗を抑制しつつ、ディファレンシャルギアの潤滑性を担保することができる車両用駆動装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の一態様に係る車両用駆動装置は、車両に搭載されたモータと、前記車両の差動部に連結する出力ギアに連結ギアを介して前記モータからの駆動力を伝達する減速機構と、を備える車両用駆動装置であって、前記減速機構を収容するハウジングと、前記ハウジングにおいて、前記ハウジング内で前記減速機構の前記連結ギアにより掻き上げられた潤滑油を前記差動部のベベルギアに供給するように設けられた潤滑油供給路と、を含む。

当該車両用駆動装置においては、連結ギアにより掻き上げられた潤滑油を差動部のベベルギアに供給する潤滑油供給路が設けられているため、オイルポンプ等の潤滑油を強制潤滑させる装置を設けなくとも、種々の走行状況においても連結ギアが回転することによって差動部に対して潤滑油を供給することが可能となり、差動部の潤滑性を担保することができる。

また、上記車両用駆動装置において、前記潤滑油供給路は、前記連結ギアが回転する場合にギア歯端面により形成される仮想円の接面に沿って設けられてもよい。これにより、連結ギアの回転および重力を利用して、掻き揚げられた潤滑油を潤滑油供給路に向けて導入することができることになる。更には、潤滑油供給路を介して潤滑油を差動部に効率良く供給することが可能となり、差動部の潤滑性を更に向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置の上面図ある。本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置のハウジングを上下に切断した状態におけるハウジング内部の構成を示す上面図である。本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置のギアとギアを収容する内部空間との関係を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置の背面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

先ず、図１を参照しつつ、車両用駆動装置の概略構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る車両用駆動装置１の上面図である。また、図１においては、車長方向Ａとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の前後方向であり、車幅方向Ｂとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の左右方向である。すなわち、各方向は、車両用駆動装置１が車両に搭載された状態における方向を示している。

本実施形態において、車両用駆動装置１は、電動車両に搭載され、供給される電力を車両走行のための動力に変換する駆動源である。なお、電動車両とは、例えば、電動トラック等の電動商用車であるが、これに限定されることなく、一般乗用車を電動化した電動乗用車であってもよい。図１に示すように、車両用駆動装置１は、モータ２、減速機構３、差動部４、及びこれらを収容するハウジング５を備えている。

モータ２は、車両用駆動装置１と共に車両に搭載されるバッテリ（図示せず）から供給される電力を回転運動に変換して出力する。図１に示すように、モータ２は、本体部２ａ及び出力軸２ｂから構成されている。

減速機構３は、モータ２の出力軸２ｂに接続されたインプット部１１、インプット部１１に接続されたミドル部１２、及びミドル部１２と差動部４の間に位置するアウトプット部１３から構成された二段階減速機である。特に、インプット部１１、ミドル部１２、及びアウトプット部１３は、互いに歯車機構として連結されている。そして、減速機構３は、モータ２からインプット部１１へ入力される回転運動を車両の走行に適した回転速度に減速してアウトプット部１３から出力する。なお、インプット部１１、ミドル部１２、及びアウトプット部１３のより詳細な構成は後述する。

差動部４は、回転軸が車両の駆動輪の車軸（図示せず）に連結され、アウトプット部１３が出力する回転運動を、例えば旋回時に回転数差を吸収しながら、左右の駆動輪に伝達することにより、当該駆動輪を回転させる。これにより、車両用駆動装置１は、モータ２が発生させる駆動力を減速機構３及び差動部４を介して車両の駆動輪を回転させることで車両を走行させることができる。なお、差動部４のより詳細な構成は後述する。

ハウジング５は、モータ２を収容するモータハウジング５ａ、減速機構３及び差動部４を収容するギアハウジング５ｂから構成されている。モータハウジング５ａは、内部に収容するモータ２を保護及び支持すると共に、モータ２に使用される潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。また、モータハウジング５ａは、モータ２と減速機構３とが適切に連結されるように、ギアハウジング５ｂの所定の位置に接続される。

ギアハウジング５ｂは、内部に収容する減速機構３及び差動部４を保護並びに支持すると共に、減速機構３及び差動部４に使用される潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。尚、減速機構３及び差動部４は、本実施形態においては１つのギアハウジング５ｂに収容されているが、相互に連結されている限り２つのハウジングに個別に収容されてもよい。

次に、図２及び図３を参照しつつ、モータ２の駆動力を減速機構３を介して差動部４に伝達するまでの構成を詳細に説明する。ここで、図２は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置１のハウジング５を上下に切断し、上側のハウジングを取り除いた状態におけるハウジング５の内部構成を示す上面図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置１のギアとギアを収容する内部空間との関係を示す側面図である。なお、図２及び図３においても図１と同様に、車長方向Ａとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の前後方向であり、車幅方向Ｂとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の左右方向であり、車高方向Ｃとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の上下方向であり、各方向は、車両用駆動装置１が車両に搭載された状態における方向を示している。また、図３においては、便宜上のためギア歯は一部のみ図示している。

図２及び図３から分かるように、ミドル部１２は、入力ギアであるインプット部１１に噛み合う連結ギア２２、連結ギア２２よりも小さい径を備える連結ギア２３、並びに連結ギア２２及び連結ギア２３を連結して回転軸となるシャフト２４から構成されている。また、アウトプット部１３は、連結ギア２３に噛み合う連結ギア２５、連結ギア２５よりも小さい径を備える出力ギア２６、並びに連結ギア２５及び出力ギア２６を連結して回転軸となるシャフト２７から構成されている。このような減速機構３の構成により、モータ２における回転速度を２段階で減速して差動部４に伝達することになる。

そして、図２及び図３から分かるように、差動部４は、出力ギア２６と噛み合うファイナルギア３１、及び当該ファイナルギア３１の表面に一体的に設けられたデフケース３２を有している。また、差動部４は、デフケース３２の内部に収容された右デフサイドギア３３、左デフサイドギア３４、及び２つのデフピニオンギア３５,３６を備えている。ここで、右デフサイドギア３３、左デフサイドギア３４、及びデフピニオンギア３５,３６は、一般的なベベルギアである。これらの部材により、差動部４は、一般的なディファレンシャルギアを構成している。

図２及び図３から分かるように、本実施形態に係る車両用駆動装置１においては、減速機構３及び差動部４を構成する各ギアが、車長方向Ａに沿って配置されている。このため、電動車両に対する車両用駆動装置１の搭載性が向上されていることになる。すなわち、本実施形態に係る車両用駆動装置１は、一般的な電動トラックに対して搭載が容易となり、種々の車両使用にも対応することが可能になっている。

また、図３に示すように、ハウジング５の内壁面５ｃは、減速機構３及び差動部４を構成する各ギアに対し、車高方向Ｃにおいて近接している。このため、ギアハウジング５ｂの大部分が充満されるような量の潤滑油を入れなくても、各ギアが当該潤滑油に浸されやすくなり、当該潤滑油の撹拌抵抗の増大が抑制されつつも、各ギアに対する潤滑性が担保されることになる。

次に、図２乃至図４を参照しつつ、各ギアに対する潤滑油の供給について説明する。ここで、図４は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置１の背面図であり、減速機構３の一部及び差動部４を可視化して示している。なお、図４においても図１乃至図３と同様に、車長方向Ａとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の前後方向であり、車高方向Ｃとは、車両用駆動装置１が搭載される車両の上下方向であり、各方向は、車両用駆動装置１が車両に搭載された状態における方向を示している。

図３に示すように、潤滑油は連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１のそれぞれの一部分を浸すように、ハウジング５の内部空間に存在している。すなわち、潤滑油の油面４０は、連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１の下端面よりも高く位置している。このため、連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１が回転することにより、連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１の各歯の潤滑性が担保されることになる。一方、入力ギアであるインプット部１１、連結ギア２３、及び出力ギア２６は潤滑油に浸っていないものの、潤滑油に浸っている連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１に噛み合っているため、連結ギア２２、連結ギア２５、及びファイナルギア３１を介して潤滑油が供給される。これにより、インプット部１１、連結ギア２３、及び出力ギア２６の各歯の潤滑性が担保されることになる。また、デフケース３２に収容されている各ベベルギアは、デフケース３２に設けられた開口（図示せず）を経由して、潤滑油が供給される。

そして、図２及び図４から分かるように、ギアハウジング５ｂには、連結ギア２５の上方から差動部４に向けて延在する潤滑油供給路４１が設けられている。より具体的に、当該潤滑油供給路４１は、連結ギア２５の最頂部の後方に位置するギアハウジング５ｂの壁に設けられた開口（導入口）から、差動部４の右側中央端部の上方に位置するギアハウジング５ｂの壁に設けられた開口（排出口）までに至る連通孔として形成されている。特に、潤滑油供給路４１の排出口となる開口は、デフケース３２から突出した右デフサイドギア３３の直上に位置している。

また、図３から分かるように、潤滑油供給路４１は、連結ギア２５が回転する場合に、ギア歯端面により形成される仮想円（連結ギア２５の円周部分）の接面に沿って設けられている。すなわち、車両用駆動装置１の側面において、潤滑油供給路４１は、連結ギア２５の外縁上の１点と接するように、その導入口が当該外縁上の１点と近接して設けられている。

このような潤滑油供給路４１が設けられることにより、連結ギア２５の周囲の潤滑油は、図３の矢印Ｄによって示すように、連結ギア２５の円周に沿って掻き上られた後、図３及び図４の矢印Ｅに示すように、潤滑油供給路４１を経由し、差動部４の右デフサイドギア３３に到達することになる。換言すると、連結ギア２５によって掻き揚げられた潤滑油は、ギアハウジング５ｂの壁内を伝わり、ベベルギアである右デフサイドギア３３に供給されることになる。

そして、右デフサイドギア３３に供給された潤滑油は、右デフサイドギア３３からデフケース３２内に伝わり、他のベベルギアである左デフサイドギア３４、デフピニオンギア３５,３６にも供給されることになる。このため、潤滑油に浸っていないデフケース３２内の各ベベルギアに対しても潤滑油を良好に供給することが可能となり、差動部４の潤滑性を向上することができる。特に、電動車両が下り坂または登り坂などの所定の勾配を有する経路を走行する場合において、潤滑油が減速機構３側に偏った場合であっても、連結ギア２５が回転して潤滑油を掻き揚げることにより、差動部４への潤滑油の供給が可能になる。

以上のように、本実施形態に係る車両用駆動装置１においては、オイルポンプ等の潤滑油を強制潤滑させる装置を設けることなく、種々の走行状況においても差動部４に対して潤滑油を供給することが可能となり、差動部４の潤滑性を担保することができる。また、減速機構３及び差動部４の各ギアに対して、ハウジング５の内壁面５ｃが近接しているため、減速機構における潤滑油の撹拌抵抗が抑制されることになる。

また、本実施形態において、潤滑油供給路４１は、連結ギア２５が回転する場合に、ギア歯端面により形成される仮想円の接面に沿って設けられているため、連結ギア２５の回転を利用して、掻き揚げられた潤滑油を潤滑油供給路４１の導入口に向けて導入することができる。これにより、潤滑油供給路４１を介して潤滑油を差動部４に効率良く供給することが可能となり、差動部４の潤滑性を更に向上させることができる。具体的には、潤滑油供給用ポンプ等を用いて差動部４を強制潤滑する必要がないことから、エネルギー負荷を増加させることなく、差動部４の潤滑性を向上させることができる。

１車両用駆動装置
２モータ
２ａ本体部
２ｂ出力軸
３減速機構
４差動部
５ハウジング
５ａモータハウジング
５ｂギアハウジング
５ｃ内壁面
１１インプット部（入力ギア）
１２ミドル部
１３アウトプット部
２２、２３、２５連結ギア
２４、２７シャフト
２６出力ギア
３１ファイナルギア
３２デフケース
３３右デフサイドギア（ベベルギア）
３４左デフサイドギア（ベベルギア）
３５、３６デフピニオンギア（ベベルギア）
４０油面
４１潤滑油供給路
Ａ車長方向
Ｂ車幅方向
Ｃ車高方向

Claims

車両に搭載されたモータと、前記車両の差動部に連結する出力ギアに連結ギアを介して前記モータからの駆動力を伝達する減速機構と、を備える車両用駆動装置であって、
前記減速機構を収容するハウジングと、
前記ハウジングにおいて、前記ハウジング内で前記減速機構の前記連結ギアにより掻き上げられた潤滑油を前記差動部のベベルギアに供給するように設けられた潤滑油供給路と、
を含む、車両用駆動装置。
前記潤滑油供給路は、前記連結ギアが回転する場合にギア歯端面により形成される仮想円の接面に沿って設けられる、請求項１に記載の車両用駆動装置。
。