JP2020106096A - 駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】キャッチタンクの位置が十分に工夫された、駆動ユニットを提供する。【解決手段】モータジェネレータ３の回転軸は、第１ケース３１に回転可能に挿通される入力軸よりも下方の位置であって、入力軸に対してその軸線方向および上下方向の両方と直交する前後方向に位置をずらして配置されている。そのため、回転軸の上方には、回転軸の位置と入力軸の位置との高さの違いによるスペースが生じる。このスペースを利用して、第１ケース３１内の底部からデファレンシャルギヤ２３の回転により掻き上げられるオイルを受けるキャッチタンク５８が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載され、少なくとも駆動力を伝達する駆動ユニットに関する。

近年、エンジンおよび駆動モータを駆動源として備えるハイブリッドシステムを搭載した車両、いわゆるハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）が急速に普及している。

ハイブリッドシステムの一例では、エンジンの動力が発電機（発電用モータジェネレータ）で電力に変換され、発電機で発生する電力が電池に蓄えられて、駆動モータ（駆動用モータジェネレータ）の駆動に使用される。駆動モータの動力は、その回転軸に一体回転するように支持されたモータギヤからデファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤからドライブシャフトを介して駆動輪に伝達される。

発電機、駆動モータおよびデファレンシャルギヤは、ケース内に収容されて、駆動ユニットとして一体化されている。ケース内には、各部の潤滑や冷却のためのオイルが封入されている。ケース内の底部には、オイルが常に溜まっており、その溜まったオイルは、デファレンシャルギヤの回転により掻き上げられ、飛沫となって各部に供給される。

発電機などの回転電機にオイルを積極的に供給するため、ケース内の上部に、底部から掻き上げられたオイルを受けて貯留するキャッチタンクを形成し、そのキャッチタンクから回転電機にオイルを供給する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００５−８３４９１号公報

ところが、キャッチタンクの位置によっては、ケースの体格が大きくなってしまう。そのため、キャッチタンクの位置を工夫することは、駆動ユニットを設計する上で非常に重要である。

本発明の目的は、キャッチタンクの位置が十分に工夫された、駆動ユニットを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る駆動ユニットは、ケースと、ケースに回転可能に挿通されて、駆動力により回転する回転軸と、ケース内に設けられ、回転軸よりも下方の位置で回転軸に対して上下方向および回転軸の軸線方向の両方と直交する方向に位置をずらして配置された駆動軸を有する回転電機と、ケース内に設けられ、回転によりケース内の底部に溜まるオイルを掻き上げる回転体と、少なくとも一部が駆動軸の上方に配置され、回転体の回転によりケース内の底部から掻き上げられるオイルを受ける壁状のキャッチタンクとを含む。

この構成によれば、回転電機の駆動軸は、ケースに回転可能に挿通される回転軸よりも下方の位置であって、回転軸に対してその軸線方向および上下方向の両方と直交する方向に位置をずらして配置されている。そのため、駆動軸の上方には、駆動軸の位置と回転軸の位置との高さの違いによるスペースが生じる。このスペースを利用して、ケース内の底部から回転体の回転により掻き上げられるオイルを受けるキャッチタンクが設けられている。このように、キャッチタンクの位置が十分に工夫されることにより、ケース（駆動ユニット）の体格が大きくなることを抑制しつつ、キャッチタンクを設けることができ、キャッチタンクから回転電機に必要な量のオイルを良好に供給することができる。

駆動ユニットは、ケース内に設けられ、回転軸の回転により駆動されるオイルポンプをさらに含み、キャッチタンクは、オイルポンプの外面から突出する壁（ポンプリブ）をケースに突き合わせて形成されていてもよい。

オイルポンプの外面に壁が形成されることにより、その壁がオイルポンプの外面のリブとなって、オイルポンプの外面を補強することができる。その結果、オイルポンプの振動による騒音を低減することができる。

駆動ユニットは、ケース内において、キャッチタンクよりも上方の位置に配置されたパーキングロック機構をさらに含む構成であってもよい。

キャッチタンクの上方のスペースを有効に利用して、パーキングロック機構を配置することができる。

本発明によれば、ケースの体格が大きくなることを抑制しつつ、キャッチタンクを設けることができ、キャッチタンクから回転電機に必要な量のオイルを良好に供給することができる。

本発明の一実施形態に係る駆動ユニットの構成を示すスケルトン図である。 駆動ユニットの第１ケースの側面図である。 第１ケースの斜視図である。 第１ケースと結合される第２ケースの斜視図である。 第１ケースの斜視図であり、ポンプハウジングを併せて示す。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜駆動ユニット＞
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動ユニット１の構成を示すスケルトン図である。

駆動ユニット１は、ハイブリッド車に搭載されて、ハイブリッドシステムを構成するユニットであり、エンジン２、モータジェネレータ３，４を含む。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。

モータジェネレータ３（ＭＧ１）は、発電機として機能する。モータジェネレータ３には、インバータなどを内蔵する発電機コントローラが接続されている。発電機コントローラには、複数の二次電池を組み合わせた組電池からなる電池が接続されている。モータジェネレータ３から出力される交流電力は、発電機コントローラにより直流電力に変換されて、その直流電力が電池に供給されることにより、電池が充電される。

モータジェネレータ４（ＭＧ２）は、駆動モータとして機能する。モータジェネレータ４には、インバータなどを内蔵するモータコントローラが接続されている。モータコントローラには、電池が接続されている。電池から出力される直流電力がモータコントローラに供給され、その直流電力がモータコントローラにより交流電力に変換されて、交流電力がモータジェネレータ４に供給されることにより、モータジェネレータ４が駆動される。

エンジン２のクランクシャフトと一体に回転する入力軸１１には、エンジンギヤ１２が設けられている。また、モータジェネレータ３の回転軸１３と一体に回転するように、発電機ギヤ１４が設けられている。エンジンギヤ１２と発電機ギヤ１４とは、噛合している。発電機ギヤ１４は、エンジンギヤ１２よりもギヤ径が小さい。そのため、エンジン２の動力は、エンジンギヤ１２から発電機ギヤ１４に増速して伝達される。

モータジェネレータ４の回転軸１５と一体回転するように、モータギヤ１６が設けられている。

駆動ユニット１には、カウンタ軸２１、カウンタギヤ２２およびデファレンシャルギヤ２３が含まれる。カウンタ軸２１は、モータジェネレータ４の回転軸１５と平行に延びている。カウンタギヤ２２は、カウンタ軸２１と一体に回転するように設けられており、モータギヤ１６と噛合している。また、カウンタ軸２１と一体に回転するように、出力ギヤ２４が設けられている。出力ギヤ２４は、デファレンシャルギヤ２３のデフケース２５に結合されたリングギヤ２６と噛合している。

駆動ユニット１では、エンジン２の動力がエンジンギヤ１２から発電機ギヤ１４に入力され、モータジェネレータ３により、発電機ギヤ１４に入力されるエンジン２の動力が電力に変換される。

モータジェネレータ４の動力は、モータギヤ１６、カウンタギヤ２２および出力ギヤ２４を介して、デファレンシャルギヤ２３のリングギヤ２６に伝達され、デファレンシャルギヤ２３からドライブシャフト２７を介して、駆動ユニット１が搭載された車両の駆動輪２８に伝達される。これにより、駆動輪２８が回転し、ハイブリッド車が走行する。

＜要部構成＞
図２は、駆動ユニット１の第１ケース３１の側面図である。図３は、第１ケース３１の斜視図である。図４は、第１ケース３１と結合される第２ケース３２の斜視図である。図５は、第１ケース３１の斜視図であり、ポンプハウジング５６を併せて示す。

なお、駆動ユニット１がハイブリッド車に搭載された状態において、駆動ユニット１の「前側」および「後側」を規定し、以下の説明では、その規定に従って前後方向の「前」および「後」の語を使用する。

駆動ユニット１は、外殻をなす金属製の第１ケース３１および第２ケース３２を備えている。第１ケース３１および第２ケース３２は、互いに結合されてユニットケースを構成し、エンジンに隣接してエンジン側からこの順に並べて配置される。

第１ケース３１は、図２および図３に示されるように、収容空間３３を取り囲む周壁３４と、収容空間３３をエンジン２側（図２の紙面に対して奥側）から閉塞するように形成された隔壁３５とを一体に有している。収容空間３３の底部であって、後寄りとなる部分には、デファレンシャルギヤ２３が収容される空間３６が設定されている。

隔壁３５には、デファレンシャルギヤ２３からエンジン２側に延びるドライブシャフト２７が回転可能に挿通されるドライブシャフト挿通部４１が円形の開口として形成されている。また、隔壁３５には、ドライブシャフト挿通部４１に対して前側に離間した位置に、モータジェネレータ３の回転軸１３が回転可能に挿通される第１軸挿通部４２が円形の開口として形成され、ドライブシャフト挿通部４１に対して上側に離間した位置に、モータジェネレータ４の回転軸１５が回転可能に挿通される第２軸挿通部４３が円形の開口として形成されている。さらに、隔壁３５には、第１軸挿通部４２と第２軸挿通部４３との間であって、第１軸挿通部４２寄りの位置に、入力軸１１が回転可能に挿通される入力軸挿通部４４が円形の開口として形成されている。

隔壁３５には、オイル受け壁４５が収容空間３３側に突出して形成されている。オイル受け壁４５は、ドライブシャフト挿通部４１と第２軸挿通部４３との間を前後に延び、第２軸挿通部４３と同心となる円弧状に湾曲しつつ上側に延びている。さらに、オイル受け壁４５は、第２軸挿通部４３の中心よりも少し高い位置で前下側に折り返されて延び、周壁３４の前端付近で前上側に屈曲して延びている。オイル受け壁４５には、ドライブシャフト挿通部４１の上方に位置する部分および第１軸挿通部４２の上方に位置する部分に、それぞれ矩形状の切欠４６，４７が形成されている。

第２ケース３２は、図４に示されるように、収容空間５１を取り囲む第１周壁５２と、収容空間５１を第１ケース３１側と反対側から閉塞するように形成された隔壁５３と、隔壁５３に対して第１周壁５２と反対側に形成された第２周壁５４とを一体に有している。収容空間５１には、入力軸１１の回転により駆動される機械式のオイルポンプ５５が収容されている。第２周壁５４に取り囲まれる収容空間には、モータジェネレータ３，４が収容されている。

オイルポンプ５５は、ポンプギヤ（図示せず）を収容するポンプハウジング５６を備えている。ポンプハウジング５６の外面には、壁状のポンプリブ５７が第１ケース３１側に突出して設けられている。ポンプリブ５７は、第１ケース３１のオイル受け壁４５における第２軸挿通部４３の中心よりも少し高い位置で前下側に折り返されて延びる部分に対応した形状に形成されている。

第１ケース３１と第２ケース３２とが結合された状態では、第１ケース３１の周壁３４に取り囲まれる収容空間３３と第２ケース３２の第１周壁５２に取り囲まれる収容空間５１とが一体となる。そして、図５に示されるように、ポンプリブ５７がオイル受け壁４５における第２軸挿通部４３の中心よりも少し高い位置で前下側に折り返されて延びる部分に突き合わされて、オイル受け壁４５およびポンプリブ５７により、壁状のキャッチタンク５８が形成される。

収容空間３３，５１には、各部の潤滑や冷却のためのオイルが封入されている。収容空間３３，５１の底部には、オイルが常に溜まっており、その溜まったオイルは、デファレンシャルギヤ２３の回転により掻き上げられる。そして、掻き上げられたオイルは、飛沫となって各部に供給される。オイルの一部は、キャッチタンク５８に受けられて、オイル受け壁４５の切欠４６を通してデファレンシャルギヤ２３に戻され、また、オイル受け壁４５の切欠４７を通してモータジェネレータ３の回転軸１３に供給される。

キャッチタンク５８の上方には、図２に示されるように、パーキングロック機構６１が配置されている。駆動ユニット１が搭載されるハイブリッド車の車室内には、運転者が操作可能な位置にシフトレバー（セレクトレバー）が設けられており、パーキングロック機構６１は、シフトレバーがＰ（パーキング）ポジションに位置するときにモータジェネレータ４の回転軸１５をロックする。パーキングロック機構６１は、公知の構成であり、回転軸１５に相対回転不能に支持されるパーキングギヤ６２と、パーキングギヤ６２の歯溝６３に対して係合および離脱する噛合部６４を有するパーキングポール６５と、パーキングポール６５を噛合部６４が歯溝６３から離脱する離脱方向に付勢するリターンスプリング６６と、パーキングポール６５を噛合部６４が歯溝６３に係合する方向に変位させるパーキングロッド６７と、シフトレバーから延びるコントロールケーブルが接続されるコントロールシャフト６８と、コントロールシャフト６８の回転をパーキングロッド６７の直動に変換するインナレバー６９とを含む。

＜作用効果＞
以上のように、モータジェネレータ３の回転軸１３は、第１ケース３１に回転可能に挿通される入力軸１１よりも下方の位置であって、入力軸１１に対してその軸線方向および上下方向の両方と直交する前後方向に位置をずらして配置されている。そのため、回転軸１３の上方には、回転軸１３の位置と入力軸１１の位置との高さの違いによるスペースが生じる。このスペースを利用して、第１ケース３１内の底部からデファレンシャルギヤ２３の回転により掻き上げられるオイルを受けるキャッチタンク５８が設けられている。このように、キャッチタンク５８の位置が十分に工夫されることにより、第１ケース３１（駆動ユニット１）の体格が大きくなることを抑制しつつ、キャッチタンク５８を設けることができ、キャッチタンク５８からモータジェネレータ３の回転軸１３に必要な量のオイルを良好に供給することができる。

駆動ユニット１は、第１ケース３１および第２ケース３２内に設けられ、入力軸１１の回転により駆動されるオイルポンプ５５をさらに含み、キャッチタンク５８は、オイルポンプ５５の外面から突出するポンプリブ５７を第１ケース３１のオイル受け壁４５に突き合わせて形成されている。

オイルポンプ５５のポンプハウジング５６の外面にポンプリブ５７が形成されることにより、そのポンプリブ５７がポンプハウジング５６のリブとなって、ポンプハウジング５６を補強することができる。その結果、オイルポンプ５５の振動による騒音を低減することができる。

第１ケース３１内において、キャッチタンク５８よりも上方の位置には、パーキングロック機構６１が配置されている。これにより、キャッチタンク５８の上方のスペースを有効に利用して、パーキングロック機構６１を配置することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：駆動ユニット
３：モータジェネレータ（回転電機）
１１：入力軸（回転軸）
１３：回転軸（駆動軸）
３１：第１ケース（ケース）
５５：オイルポンプ
５６：ポンプハウジング
５７：ポンプリブ（壁）
５８：キャッチタンク
６１：パーキングロック機構

Claims (3)

1. ケースと、
   前記ケースに回転可能に挿通されて、駆動力により回転する回転軸と、
   前記ケース内に設けられ、前記回転軸よりも下方の位置で前記回転軸に対して上下方向および前記回転軸の軸線方向の両方と直交する方向に位置をずらして配置された駆動軸を有する回転電機と、
   前記ケース内に設けられ、回転により前記ケース内の底部に溜まるオイルを掻き上げる回転体と、
   少なくとも一部が前記駆動軸の上方に配置され、前記回転体の回転により前記ケース内の底部から掻き上げられるオイルを受ける壁状のキャッチタンクとを含む、駆動ユニット。
2. 前記ケース内に設けられ、前記回転軸の回転により駆動されるオイルポンプをさらに含み、
   前記キャッチタンクは、前記オイルポンプの外面から突出する壁を前記ケースに突き合わせて形成されている、請求項１に記載の駆動ユニット。
3. 前記ケース内において、前記キャッチタンクよりも上方の位置に配置されたパーキングロック機構をさらに含む、請求項１または２に記載の駆動ユニット。

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