JP2020139509A

JP2020139509A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2020139509A
Application number: JP2019032955A
Authority: JP
Inventors: 桂太渋口; Keita Shibukuchi
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2020-09-03

Abstract

【課題】ドライバビリティの悪化を招いたり燃料経済性に悪影響を与えたりすることなしにモータのコイル部を効率よく冷却することができる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】コイル部２３を有するモータ２を収容したモータ室１ａと、このモータ室１ａに隔壁１２を介して隣設され前記モータ２に連動するギヤ３２、３３、４２を収容したギヤ室１ｂとを具備してなる車両用駆動装置１において、前記ギヤ室１ｂ内の少なくとも一対のギヤ３３、４２を斜歯タイプのものにし、これらギヤ３３、４２が噛み合う部位と前記隔壁１２を隔て対応する位置に前記コイル部２３を配置し、前記隔壁１２に前記ギヤ３３、４２が噛み合う噛合部位ＳＳから吐出される潤滑油を前記コイル部２３に圧送するための穴１２ａを設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、モータの動力を利用して走行する自動車等の車両に用いられる駆動装置に関する。

近時、駆動源として少なくともモータを搭載した車両が種々開発されているが、この種の車両においては、電動走行中にモータが一定以上発熱してしまうと磁力低下を招いて動力性能が悪化してしまう。そのため、モータ過熱時には出力トルクをダウンさせる制御が行われることがあり、また、内燃機関を併用したいわゆるハイブリッドタイプの車両では、内燃機関を始動してオイルポンプを作動させ、このオイルポンプから供給される潤滑油によりモータを冷却することも行われている。

しかしながら、モータ過熱対応としてモータトルクを下げると、ドライバビリティが悪化する。また、内燃機関を始動して潤滑油をモータに供給する対策は、メカニカルロスが増加して燃料経済性に悪影響を及ぼす。

このような事情を勘案して、例えば、モータを収容したモータ室と、このモータ室に隣設され前記モータの動力を車輪側に伝達するための減速機構や差動機構を収容したギヤ室とを備えたものにおいて、前記差動機構を構成するデフリングギヤの潤滑油跳ね上げ作用を利用してモータを冷却するようにしたものも開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

ところが、ギヤ室の底からデフリングギヤにより跳ね上げられる潤滑油は強い指向性を有するものではないため、走行中に潤滑油を十分にモータに供給するのが難しく、何らかの改善が望まれている。

特許第５５０５２７０号公報

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、ドライバビリティの悪化を招いたり燃料経済性に悪影響を与えたりすることなしにモータのコイル部を効率よく冷却することができる車両用駆動装置を提供しようとするものである。

本発明者らは、モータのコイル部を潤滑油を利用して冷却するにはどのような方策があるのかを種々探求した結果、斜歯タイプのギヤ同士の噛合部位においては、各歯が歯幅方向に時間差を持って接触することから、この噛合部位からはギヤの側方に向かって歯に付着している潤滑油が搾り出されるようにして吐出されることを見出し、この潤滑油の流れを隔壁に設けた穴を通してポンプ室に導けば、モータのコイル部を効率よく冷却することができる点に到達して、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明に係る車両用駆動装置は、コイル部を備えたモータを収容したモータ室と、このモータ室に隔壁を介して隣設され前記モータの動力を車輪側に伝達するためのギヤを収容したギヤ室とを具備してなり、前記ギヤ室内の少なくとも一対のギヤを斜歯タイプのものにし、これらギヤが噛み合う部位と隔壁を隔て対応する位置に前記コイル部を配置し、前記隔壁に前記ギヤが噛み合う噛合部位から吐出される潤滑油を前記コイル部に導くための穴を設けたものである。

本発明によれば、斜歯タイプのギヤの噛み合う噛合部位から吐出される潤滑油を隔壁に設けた穴を通してモータのコイル部に圧送することができるため、メカニカルロスを招くことなしに前記コイル部の冷却性を向上させることができ、ドライバビリティの悪化や燃料経済性の低下を招くことなしに効率の良い電動走行を行うことができる車両用駆動装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置を示す概略断面図であり、図４のＸ−Ｘ線に対応する断面を示している。図１における要部を拡大して示す概略断面図。同実施形態における終減速ギヤが噛み合う噛合部位を示す斜視図。同実施形態におけるモータ及びギヤの噛合部位に対する潤滑油圧送用の穴の相対位置を側面から示す配置説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

この実施形態は、本発明をシリーズハイブリッドタイプの自動車に用いられる車両用駆動装置に適用した場合のものである。

すなわち、この自動車には、図示しない内燃機関を用いて発電を行う発電装置と、この発電装置により発電された電力や回生制動時に回収された電力を用いて図示しない車輪を駆動するための駆動装置１が搭載されている。

駆動装置１は、図１に示すように、コイル部２３を備えたモータ２を収容したモータ室１ａと、このモータ室１ａに隔壁１２を介して隣設され前記モータ２に連動して回転する複数のギヤ３１〜３３、４２〜４４を収容したギヤ室１ｂとを具備している。

モータ室１ａとギヤ室１ｂは、図１及び図２に示すように、トランスアクスル用のケース１１内に形成されたもので、そのケース１１は、モータ室１ａとギヤ室１ｂを隔離する共通の隔壁１２と、この隔壁１２の一面側を包囲してモータ室１ａを形成する第１の外壁１３と、隔壁１２の他面側を包囲してギヤ室１ｂを形成する第２の外壁１４とを備えている。

モータ２は、図１に示すように、コイル部２３を有するステータ２１と、このステータ２１の内側に配されたロータ２２とを備えたもので、ロータ２２の中心部には入出力軸２４が一体回転可能に接続されている。このモータ２は、モータジェネレータと称し得る構成のもので、入出力軸２４を介して車両走行用の回転動力を出力するとともに、回生制動時には入出力軸２４を通して入力される逆駆動力を電力に変換する機能をも発揮する。このモータ２は、ステータ２１を隔壁１２の一面側に止着した状態でモータ室１ａ内に収容されており、ロータ２２と共に回転する入出力軸２４は、隔壁１２を貫通してギヤ室１ｂに延出している。

ギヤ室１ｂには、図１に示すように、モータ２の入出力軸２４の回転動力を車輪側に伝達するための減速機構３及び差動機構４を構成する複数のギヤ３１〜３３、４２〜４４が収容されている。減速機構３は、モータ２の入出力軸２４に設けられた初段のドライブピニオンギヤ３１と、この入出力軸２４に平行に配されたアイドラ軸３０に一体回転可能に軸装され初段のドライブピニオンギヤ３１に噛み合う中間ギヤ３２と、このアイドラ軸３０に設けられた終段のドライブピニオンギヤ３３とを備えている。差動機構４は、アイドラ軸３０と平行な軸心回りに回転可能なデファレンシャルケース４１と、このデファレンシャルケース４１に一体回転可能に設けられたデファレンシャルリングギヤ４２とを備えたもので、デファレンシャルケース４１内には、図示しない左右のドライブシャフトにそれぞれ接続される左右のサイドギヤ４３と、これらサイドギヤ４３に噛み合ってデファレンシャルリングギヤ４２の回転を左右のサイドギヤ４３に差動分配する遊星ピニオンギヤ４４が配されている。なお、５１、５４は入出力軸２４を隔壁１２及び第２の外壁１４に回転可能に支持させるベアリング、５２、５５はアイドラ軸３０を隔壁１２及び第２の外壁１４に回転可能に支持させるベアリング、５３、５６はデファレンシャルケース４１を隔壁１２及び第２の外壁１４に回転可能に支持させるベアリングである。

以上のような駆動装置１において、ギヤ室１ｂ内の少なくとも一対のギヤ、この実施形態の場合には、図３に示すように、終減速ギヤであるデファレンシャルリングギヤ４２とドライブピニオンギヤ３３とを斜歯タイプのものにし、図２及び図４に示すように、これらのギヤ３３、４２が噛み合う噛合部位ＳＳと隔壁１２を隔て対応する位置にモータ２のコイル部２３を配置している。そして、隔壁１２にそれらのギヤ３３、４２が噛み合う噛合部位ＳＳから吐出される潤滑油をコイル部２３に圧送するための穴１２ａを設けている。

詳述すれば、デファレンシャルリングギヤ４２とドライブピニオンギヤ３３とが噛み合う噛合部位ＳＳと隔壁１２との間には、図２及び図３に示すように、アイドラ軸３０を支持するベアリング５２が配されているが、このベアリング５２のアウターレース５２１とインナーレース５２２との間に形成される隙間Ｓが噛合部位ＳＳの側方近傍に位置するように各部の寸法が設定されている。なお、かかる隙間Ｓには、複数のボール５２３と、これらのボール５２３を保持するリテーナ５２４が存在するが、これらボール５２３及びリテーナ５２４によって隙間Ｓが完全に塞がれることのない構造のベアリングが用いられている。

このような構成のものであれば、モータ２が作動して入出力軸２４が回転すると、その回転動力が初段のドライブピニオンギヤ３１、中間ギヤ３２、及び終段のドライブピニオンギヤ３３を介してデファレンシャルリングギヤ４２に伝達され、このデファレンシャルリングギヤ４２の回転が図示しない左右の車輪に伝達されて自動車が走行する。

その際、ギヤ室１ｂに貯留されている潤滑油がデファレンシャルリングギヤ４２等の回転により跳ね上げられてギヤ室１ｂ内に飛び散って、従来通り各ギヤ３１〜３３の潤滑が行われる。さらに、図２に示すように、ドライブピニオンギヤ３３やデファレンシャルリングギヤ４２の歯３３ａ、４２ａに順次付着する潤滑油がその噛合部位ＳＳにおいてギヤ３３、４２の側方に絞り出されて吐出される。この実施形態の場合には、前述した噛合部位ＳＳから隔壁１２に向かう方向に吐出されるよう各ギヤ３３、４２の歯３３ａ、４２ａの傾斜方向およびギヤ３３、４２の回転方向が設定されている。噛合部位ＳＳから側方に吐出される潤滑油は、図２における矢印Ａに示すように、ベアリング５２の隙間Ｓを通過して当該ベアリング５２と隔壁１２との間の空間Ｓ２に導かれ、隔壁１２に設けられた穴１２ａを通過してモータ２のコイル部２３に圧送される。その結果、モータ２は作動中絶え間なく圧送される潤滑油によって冷却されることになる。

そのため、この駆動装置１によれば、モータ２の過熱を、モータトルクの抑制制御や、格別なオイルポンプの追加を行うことなしに抑制することができ、ドライバビリティの悪化や燃料経済性の低下を招くことなしに効率の良い電動走行を行うことができるものである。

特に、この実施形態では、デファレンシャルリングギヤ４２を含む終減速ギヤの噛合部位ＳＳから吐出される潤滑油を用いてモータ２の冷却を行っているので、高い冷却効果を得ることができる。すなわち、デファレンシャルリングギヤ４２は、潤滑油に触れる機会が他のギヤ３１〜３３に比べて多いため、その歯４２ａに付着している潤滑油の量も豊富である。そのため、デファレンシャルリングギヤ４２とドライブピニオンギヤ３３との噛合部位ＳＳから吐出される潤滑油は特に量が多く勢いもある。したがって、この潤滑油の流れをモータ２に導けば効率の良い冷却が可能になる。

なお、以上説明した実施形態では、本発明をシリーズハイブリッドシステムを備えた自動車に適用した場合について説明したが、本発明は、内燃機関を一切有しない純粋な電気自動車の駆動装置をはじめ、モータの動力を利用して走行する自動車等の車両に用いられる種々の車両用駆動装置に適用が可能である。

また、隔壁に設ける穴の形状や大きさ、あるいは、ギヤの噛合部位に対する相対位置も図示例のものに限定されないのは勿論であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…駆動装置
１ａ…モータ室
１ｂ…ギヤ室
１２…隔壁
１２ａ…（潤滑油圧送用の）穴
２…モータ
２３…コイル部
３１〜３３、４２〜４４…ギヤ
ＳＳ…噛合部位

Claims

コイル部を有するモータを収容したモータ室と、このモータ室に隔壁を介して隣設され前記モータに連動するギヤを収容したギヤ室とを具備してなり、
前記ギヤ室内の少なくとも一対のギヤを斜歯タイプのものにし、これらギヤが噛み合う部位と前記隔壁を隔て対応する位置に前記コイル部を配置し、前記隔壁に前記ギヤが噛み合う噛合部位から吐出される潤滑油を前記コイル部に圧送するための穴を設けた車両用駆動装置。