JP2021055739A - Drive device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device.
電気自動車等のモータを駆動源とする車両において、モータと複数のギアからなる動力伝達機構とを備え、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(特許文献1参照)。 In a vehicle such as an electric vehicle whose drive source is a motor, a vehicle drive device having a motor and a power transmission mechanism composed of a plurality of gears and capable of transmitting the driving force of the motor to a differential gear to which the drive wheels are connected is provided. It is known (see Patent Document 1).
このような車両用駆動装置においては、軽量化・小型化の観点から、モータの出力軸と動力伝達機構の入力ギアとがスプライン係合により結合される。 In such a vehicle drive device, the output shaft of the motor and the input gear of the power transmission mechanism are coupled by spline engagement from the viewpoint of weight reduction and miniaturization.
このようなスプライン係合部は、潤滑油の供給が不足すると、スプライン係合部が摩耗するという課題がある。当該課題に対し、例えば特許文献2においては、スプライン係合部において潤滑油溜まりを形成し、常時潤滑可能な構造が提案されている。
Such a spline engaging portion has a problem that the spline engaging portion wears when the supply of lubricating oil is insufficient. To solve this problem, for example,
しかしながら、スプライン係合部に潤滑油溜まりを設けた場合、モータの低速回転時においては、潤滑油の過剰供給となるおそれがある。モータの低速回転時においても潤滑油がスプライン係合部に供給されるシステムではエネルギー損失が大きくなることから、スプライン係合部が摩耗しやすいモータの高回転時に適宜潤滑油を供給できることが望ましい。 However, when the lubricating oil pool is provided in the spline engaging portion, the lubricating oil may be excessively supplied at the time of low speed rotation of the motor. In a system in which lubricating oil is supplied to the spline engaging portion even at low speed rotation of the motor, energy loss becomes large. Therefore, it is desirable to be able to appropriately supply lubricating oil at high rotation speed of the motor where the spline engaging portion is easily worn.
以上から、本願の解決すべき課題は、システムにおけるエネルギー損失の観点からモータの高回転時に適宜潤滑油を供給できる車両用駆動装置を提供することとする。 From the above, the problem to be solved in the present application is to provide a vehicle drive device capable of appropriately supplying lubricating oil at high rotation speed of the motor from the viewpoint of energy loss in the system.
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve such a problem, and can be realized as the following aspects or application examples.
本適用例に係る車両の車両用駆動装置は、車両に搭載されたモータと、前記モータの駆動トルクを前記車両の車輪に伝達する複数のギアからなる動力伝達部と、を備える車両用駆動装置であって、前記動力伝達部を収容するケース体と、前記動力伝達部を構成するシャフトであって、一方において前記ケース体にベアリング支持されるベアリング支持部と、他方において前記モータの回転出力シャフトとスプライン係合するスプライン係合部と、前記ベアリング支持部と前記スプライン係合部とをシャフト内部で連通する中空経路と、を備える入力シャフトと、前記入力シャフトの前記ベアリング支持部側において、前記ケース体の内壁および前記入力シャフトの中空内壁により形成される潤滑油貯留室と、前記ケース体内において前記複数のギアから掻き上げられた潤滑油を前記潤滑油貯留室に供給する供給経路と、を備える潤滑油貯留部と、を含み、前記中空経路は、前記潤滑油貯留室に所定量の潤滑油が貯留された場合に前記スプライン係合部に潤滑油が供給されるように、前記潤滑油貯留室と前記スプライン係合部とを連通することを特徴とする。 The vehicle drive device of the vehicle according to the present application example is a vehicle drive device including a motor mounted on the vehicle and a power transmission unit including a plurality of gears for transmitting the drive torque of the motor to the wheels of the vehicle. A case body that accommodates the power transmission unit, a shaft that constitutes the power transmission unit, a bearing support portion that is bearing-supported by the case body on one side, and a rotational output shaft of the motor on the other side. An input shaft including a spline engaging portion that engages with the spline, a hollow path that communicates the bearing support portion and the spline engaging portion inside the shaft, and the bearing support portion side of the input shaft. A lubricating oil storage chamber formed by the inner wall of the case body and the hollow inner wall of the input shaft, and a supply path for supplying the lubricating oil scraped up from the plurality of gears in the case body to the lubricating oil storage chamber. The hollow path includes the lubricating oil storage portion provided with the lubricating oil so that the lubricating oil is supplied to the spline engaging portion when a predetermined amount of the lubricating oil is stored in the lubricating oil storage chamber. It is characterized in that the storage chamber and the spline engaging portion are communicated with each other.
つまり、スプライン係合部に連通する入力シャフトの中空構造を利用したスプライン係合部の潤滑構造において、潤滑油の供給経路の途中に潤滑油貯留室を設けることで、動力伝達部のギアが回転して潤滑油が掻き上げられ、供給経路から潤滑油が潤滑油貯留室に供給される。そして、モータの高速回転時には、潤滑油の掻き上げ量が増加し、潤滑油貯留室に供給される潤滑油の貯留レベルが一定値を超えることで潤滑油がスプライン係合部に供給される。一方、モータが低速回転している間はスプライン係合部の潤滑油供給は行われず、スプライン係合部が摩耗しやすくなるモータ高速回転時に潤滑油が供給される。これにより、システムにおけるエネルギー損失の観点からモータの高回転時にスプライン係合部に適宜潤滑油を供給できる。 That is, in the lubricating structure of the spline engaging portion using the hollow structure of the input shaft communicating with the spline engaging portion, the gear of the power transmission portion rotates by providing the lubricating oil storage chamber in the middle of the lubricating oil supply path. Then, the lubricating oil is scraped up, and the lubricating oil is supplied to the lubricating oil storage chamber from the supply path. Then, when the motor rotates at high speed, the amount of the lubricating oil scraped up increases, and when the storage level of the lubricating oil supplied to the lubricating oil storage chamber exceeds a certain value, the lubricating oil is supplied to the spline engaging portion. On the other hand, while the motor is rotating at a low speed, the lubricating oil is not supplied to the spline engaging portion, and the lubricating oil is supplied when the motor is rotating at a high speed, which makes it easy for the spline engaging portion to wear. As a result, from the viewpoint of energy loss in the system, lubricating oil can be appropriately supplied to the spline engaging portion at the time of high rotation of the motor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態における車両用駆動装置を備える電動トラックの概略上面図である。 FIG. 1 is a schematic top view of an electric truck including a vehicle drive device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る車両1は、ラダーフレーム2、キャブ3、車輪機構4、駆動ユニット5を備える電動トラックである。
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 according to the present embodiment is an electric truck including a
ラダーフレーム2は、左右一対のサイドフレーム2aと複数のクロスメンバ2bを有している。サイドフレーム2aは、車両1の車両前後方向に沿って延在し、互いに車幅方向に対して平行に配置されている。複数のクロスメンバ2bは、車幅方向に延び一対のサイドフレーム2aを連結している。そして、ラダーフレーム2は、キャブ3、駆動ユニット5(車両用駆動装置)、及び車両1に搭載されるその他の重量物を支持している。
The
キャブ3は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム2の前部上方に設けられている。
The cab 3 is a structure including a driver's seat (not shown), and is provided above the front portion of the
車輪機構4は、車両後部に位置し、かつ左右に各2つ配置された後輪4a、及び後輪4aの車軸としての左右一対のリアアクスル4bを有している。本実施形態に係る車両1においては、後輪4aが駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、車両1が走行可能である。なお、車輪機構4は、図示しないが車両前部にて設けられる前輪も有している。
The wheel mechanism 4 has two
駆動ユニット5は、モータ10、減速機構20(動力伝達部)、及び差動機構30(動力伝達部)を有している。モータ10は、図示しないバッテリからインバータを介して交流電力が供給されることにより、車両1の走行に必要な駆動力を発生させる。減速機構20は、複数のギアを含み、モータ10から入力される回転駆動力を減速して差動機構30に出力する。差動機構30は、減速機構20から入力される回転駆動力を左右の後輪4aに対して振り分ける。すなわち、駆動ユニット5は、減速機構20及び差動機構30を介して、モータ10の回転駆動力を車両1の走行に適した回転速度に減速してリアアクスル4bに伝達する。これにより駆動ユニット5は、リアアクスル4bを介して後輪4aを回転させて車両1を走行させる。
The
次に図2は図1の車両用駆動装置の平断面図である。以下、同図に基づき駆動ユニットの内部構造について説明する。 Next, FIG. 2 is a plan sectional view of the vehicle drive device of FIG. Hereinafter, the internal structure of the drive unit will be described with reference to the figure.
減速機構20は、複数のギアがケース体21に収容されている。ケース体21内には、入力シャフト22、中間シャフト23、出力シャフト24の3つシャフトが回転自在に軸支されている。各シャフト22、23、24はそれぞれ車幅方向に平行に延びている。
In the
入力シャフト22は、一端がモータ10のモータ出力シャフト11と連結されており、第1ギア25aが設けられている。中間シャフト23には、第1ギア25aと噛合する第2ギア25bと、第3ギア25cが設けられている。出力シャフト24には第3ギア25cと噛合する第4ギア25dと、差動機構30のリングギア31と噛合する第5ギア25eが設けられている。各ギアの径は、減速機構20に要求される減速比が実現可能なように設定されている。減速機構20は、モータ10側から入力される高回転低トルクの回転駆動力を、低回転高トルクに変換して出力可能に構成されている。
One end of the
差動機構30は、減速機構20の最終ギアである第5ギア25eから入力される回転駆動力を、リングギア31から、ピニオンギア32及びサイドギア33を介して、左右一対のデフ出力シャフト34に分配する。各デフ出力シャフト34はそれぞれリアアクスル4bに接続されている。
The
減速機構20及び差動機構30の内部には潤滑油が封入されている。ここで、減速機構20に封入される潤滑油量は、各ギアの回転抵抗低減の観点から、各ギアの下端部が液面以下となる程度に調整される。このため、通常状態では、減速機構20の入力シャフト22に潤滑油は供給されない。しかしながら、本実施形態の駆動ユニット5においては、各ギアが回転することで、潤滑油が掻き上げられ、各部品の潤滑が行われる。これにより、本実施形態の駆動ユニット5においては、モータ10のモータ出力シャフト11と減速機構20の入力シャフト22との連結部分に対して、入力シャフト22の内部から潤滑油を供給可能となる。
Lubricating oil is sealed inside the
詳しくは、図3(a)にモータ低速回転時の図2のA−A線に沿う入力シャフト周辺部分を示す縦断面図が示され、図3(b)にモータ高速回転時の図2のA−A線に沿う入力シャフト周辺部分を示す縦断面図が示されており、以下同図に基づき減速機構20の入力シャフト22の構成及び作用効果について説明する。
Specifically, FIG. 3A shows a vertical cross-sectional view showing a portion around the input shaft along the line AA of FIG. 2 when the motor is rotating at a low speed, and FIG. 3B shows FIG. 2 when the motor is rotating at a high speed. A vertical cross-sectional view showing a portion around the input shaft along the line AA is shown, and the configuration and operation effect of the
モータ10は、モータケース12内に図示しないステータ及びロータを有し、当該ロータと連結したモータ出力シャフト11がモータケース12から突出している。
The
減速機構20の入力シャフト22は、一方(車幅方向左側)においてケース体21にベアリング40aにより支持されるベアリング支持部41が形成されている。また、入力シャフト22は、他方(車幅方向右側)においてモータ10のモータ出力シャフト11のスプライン係合出力部11aとスプライン係合するスプライン係合入力部42が形成されている。このスプライン係合により連結されている入力シャフト22とモータ出力シャフト11の連結部分は、内歯のスプライン係合出力部11a内に、外歯のスプライン係合入力部42が挿入されており、スプライン係合出力部11aがベアリング40bを介してケース体21により回転自在に支持されている。
On one side (left side in the vehicle width direction) of the
また、入力シャフト22には、ベアリング支持部41側とスプライン係合入力部42側とをシャフト内部で連通する中空経路43が形成されている。当該中空経路43は入力シャフト22の軸心に沿って延びる円管状をなしている。
Further, the
さらに、入力シャフト22には、ベアリング支持部41側において、主にケース体21の内壁21a及び入力シャフト22の中空内壁44により、潤滑油貯留室45が形成されている。潤滑油貯留室45の上面には、ケース体21内において複数のギアから掻き上げられた潤滑油が供給される供給経路46が形成されている。これら潤滑油貯留室45と、供給経路46により潤滑油貯留部が形成されている。
Further, in the
また、ベアリング支持部41を支持しているベアリング40aには、ケース体21の内壁21aとの対向面に、シール部材47が設けられている。これにより、入力シャフト22のベアリング支持部41側の端面とケース体21の内壁21aとの隙間から、潤滑油貯留室45に貯留された潤滑油がベアリング40a内を通って抜けていくのを抑えている。
Further, the
潤滑油貯留室45は、中空経路43よりも大径であり、入力シャフト22においてベアリング支持部41側の端面から軸心に沿って所定長さ延びた円管状をなし、中空経路43と連通している。つまり、中空経路43は、潤滑油貯留室45に所定量以上の潤滑油が貯留された場合にのみスプライン係合入力部42に潤滑油が供給されるように、潤滑油貯留室45とスプライン係合入力部42とを連通している。
The lubricating
このように構成された入力シャフト22を有する駆動ユニット5は、減速機構20の各ギアが回転してケース体21内部の潤滑油が掻き上げられると、供給経路46を通って入力シャフト22の潤滑油貯留室45に潤滑油が貯留される。なお、潤滑油貯留室45は、シール部材47等でシールされているが、貯留される潤滑油は部品間の僅かな隙間を通って少しずつ抜けていく。
The
図3(a)に示すように、車両1の低速走行時、即ちモータ出力シャフト11及び入力シャフト22の回転が低速回転であるときは、減速機構20の各ギアの回転も低速であるため、潤滑油の掻き上げ量も少ない。そのため、入力シャフト22の潤滑油貯留室45に供給される潤滑油も少なく、中空経路43に至らない程度に貯留される。
As shown in FIG. 3A, when the vehicle 1 is traveling at a low speed, that is, when the
一方、車両1の速度が上がり、即ちモータ出力シャフト11及び入力シャフト22の回転が高速回転になると、減速機構20の各ギアの回転も高速となり、潤滑油の掻き上げ量が増加する。そのため、入力シャフト22の潤滑油貯留室45に供給される潤滑油も増加して、貯留量が増加する。
On the other hand, when the speed of the vehicle 1 increases, that is, the rotation of the
そうすると、図3(b)に示すように、潤滑油貯留室45の潤滑油の貯留レベルが一定値を超え、貯留された潤滑油が中空経路43を通って、スプライン係合入力部42側に流入する。これにより、入力シャフト22のスプライン係合入力部42及びモータ出力シャフト11のスプライン係合出力部11aが潤滑される。
Then, as shown in FIG. 3B, the storage level of the lubricating oil in the lubricating
このように駆動ユニット5は、入力シャフト22の一方に潤滑油貯留室45を形成し、モータ10の低速回転時にはスプライン係合入力部42側に潤滑油を供給しないことで、潤滑油の過剰供給を抑制し、エネルギー損失を低減することができる。加えて、本実施形態に係る駆動ユニット5によらず、スプライン係合入力部42への潤滑油供給量を可変に制御したい場合、新規なポンプ構造等が必要となる。故に、本実施形態に係る駆動ユニット5によれば、ユニットサイズおよびコストの増大も抑制することができる。一方、スプライン係合部分が摩耗しやすいモータ10の高速回転時には、潤滑油貯留室45から中空経路43を介してスプライン係合入力部42側に潤滑油を供給することで、スプライン係合入力部42及びスプライン係合出力部11aの摩耗を抑えることができる。
In this way, the
これにより本実施形態に係る駆動ユニット5は、システムにおけるエネルギー損失の観点からモータ10の高速回転時に適宜潤滑油を供給することができる。
As a result, the
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。 Although the description of the embodiment of the present invention is completed above, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、上記実施形態では、駆動ユニット5の入力シャフト22に中空経路43や潤滑油貯留室45を形成しているが、中間シャフト23や出力シャフト24に当該構成を適用してもよい。
For example, in the above embodiment, the
1 車両
4 車輪機構
4a 後輪
4b リアアクスル
5 駆動ユニット
10 モータ
11 モータ出力シャフト
11a スプライン係合出力部
12 モータケース
20 減速機構
21 ケース体
21a 内壁
22 入力シャフト
23 中間シャフト
24 出力シャフト
30 差動機構
40a、40b ベアリング
41 ベアリング支持部
42 スプライン係合入力部
43 中空経路
44 中空内壁
45 潤滑油貯留室
46 供給経路
47 シール部材
1 Vehicle 4
Claims (1)
前記動力伝達部を収容するケース体と、
前記動力伝達部を構成するシャフトであって、一方において前記ケース体にベアリング支持されるベアリング支持部と、他方において前記モータの回転出力シャフトとスプライン係合するスプライン係合部と、前記ベアリング支持部と前記スプライン係合部とをシャフト内部で連通する中空経路と、を備える入力シャフトと、
前記入力シャフトの前記ベアリング支持部側において、前記ケース体の内壁および前記入力シャフトの中空内壁により形成される潤滑油貯留室と、前記ケース体内において前記複数のギアから掻き上げられた潤滑油を前記潤滑油貯留室に供給する供給経路と、を備える潤滑油貯留部と、
を含み、
前記中空経路は、前記潤滑油貯留室に所定量の潤滑油が貯留された場合に前記スプライン係合部に潤滑油が供給されるように、前記潤滑油貯留室と前記スプライン係合部とを連通することを特徴とする、車両用駆動装置。
A vehicle drive device including a motor mounted on a vehicle and a power transmission unit including a plurality of gears for transmitting the drive torque of the motor to the wheels of the vehicle.
A case body accommodating the power transmission unit and
A shaft that constitutes the power transmission unit, one is a bearing support portion that is bearing-supported by the case body, and the other is a spline engagement portion that splines engages with the rotational output shaft of the motor, and the bearing support portion. An input shaft comprising a hollow path that communicates the spline engaging portion with the spline engaging portion inside the shaft.
On the bearing support side of the input shaft, the lubricating oil storage chamber formed by the inner wall of the case body and the hollow inner wall of the input shaft, and the lubricating oil scraped up from the plurality of gears in the case body are said to be the same. A lubricating oil storage unit including a supply path for supplying to the lubricating oil storage chamber,
Including
The hollow path connects the lubricating oil storage chamber and the spline engaging portion so that the lubricating oil is supplied to the spline engaging portion when a predetermined amount of lubricating oil is stored in the lubricating oil storage chamber. A vehicle drive device characterized by communication.
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