JP2024063554A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用駆動装置に関し、軽量化しつつスプライン係合部の潤滑性を改善する。【解決手段】開示の車両用駆動装置は、複数のギア８を収容するケース体３と入力シャフト４と潤滑油供給部２１、３１～３３とを含む。入力シャフト４の内部には、ベアリング支持部１１及びスプライン係合部１２を連通する中空経路１４が設けられる。潤滑油供給部２１、３１～３３は、ベアリング支持部１１側から中空経路１４内に供給する供給口２８を有しており、中空経路１４を介して潤滑油をスプライン係合部１２へ送油するためのものである。中空経路１４は、スプライン係合部１２側の開口部から第一の径で連通する第一通路１５と、ベアリング支持部１１側の開口部から第一の径よりも小さい第二の径で連通する第二通路２５と、第一通路１５及び第二通路２５を接続する段差部２７とから構成される。【選択図】図２

Description

本件は、モータ及び動力伝達部を備えた車両用駆動装置に関する。

従来、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、駆動輪に連結され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車両用駆動装置が知られている。このような車両用駆動装置では、モータの出力軸と動力伝達機構の入力シャフトとが例えばスプライン係合によって結合される。また、入力シャフトの内部には、ギアボックス内で掻き揚げられた潤滑油をスプライン係合部に供給するための中空経路が形成される。中空経路の内周面は軸方向に沿って直線状に形成されており、スプライン係合部とは反対側から中空経路内に流入した潤滑油が軸方向に沿って流れて、スプライン係合部へ供給される。これにより、スプライン係合部の潤滑性能が向上し、摩耗が抑制されうる（特許文献１参照）。

特開2020-085198号公報

上記のようなスプライン係合部への潤滑油の供給構造では、中空経路内に流入した潤滑油がスプライン係合部とは反対側へ流れることがある。中空経路の内周面が軸方向に沿って直線状に形成された従来の構造では、中空経路内の潤滑油がスプライン係合部とは反対側の端部から漏出して、スプライン係合部まで十分な潤滑油を供給できないことが懸念される。十分な潤滑油を供給できないと、スプライン係合部の潤滑性が不十分になるおそれがある。なお、このような潤滑油の漏出は、入力シャフトが高回転数で回転するほど顕著となる傾向がある。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、スプライン係合部の潤滑性を向上できるようにした車両用駆動装置を提供することを目的の一つとする。

本件は、上記の課題の少なくとも一部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できる。
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、前記複数のギア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及び前記スプライン係合部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、前記ケース体内において前記複数のギアによって掻き上げられた潤滑油を前記中空経路の前記ベアリング支持部側から前記中空経路内に供給する供給口を有しており、前記中空経路を介して前記供給された潤滑油を前記スプライン係合部へ送油するための潤滑油供給部と、を含み、前記入力シャフトの前記中空経路は、前記スプライン係合部側の開口部から第一の径で連通する第一通路と、前記ベアリング支持部側の開口部から前記第一の径よりも小さい第二の径で連通する第二通路と、前記第一通路及び前記第二通路を接続する段差部と、から構成される。

適用例に係る車両用駆動装置では、中空経路はスプライン係合部側の開口部から第一の径で連通する第一通路と、ベアリング支持部側の開口部から第一の径よりも小さい第二の径で連通する第二通路と、第一通路及び第二通路を接続する段差部とを含んでいる。この段差部により、中空経路内に導入された潤滑油がスプライン係合部とは反対側へ流れようとしても、堰き止められる。そのため、潤滑油の漏出を効果的に防止して、スプライン係合部へ流れる潤滑油の流量を増加させることができる。よって、スプライン係合部の潤滑性を向上できる。

適用例に係る車両用駆動装置によれば、スプライン係合部の潤滑性を向上できる。

適用例に係る車両用駆動装置の構成を示す図である。 図１に示す車両用駆動装置の入力シャフトの断面図である。 図２に示す入力シャフトの要部を拡大して示す拡大断面図である。 図２に示す入力シャフトの要部を拡大して示す拡大断面図である。 図２の入力シャフトにおける潤滑油の流れを示す断面図である。 （ａ）図２の入力シャフトにおける潤滑油の流れを示す拡大断面図であり、（ｂ）は比較例として図２の入力シャフトから段差部を除去した構造における潤滑油の流れを示す拡大断面図である。

図面を参照して、本件の適用例に係る車両用駆動装置について説明する。以下の適用例はあくまでも例示に過ぎず、この適用例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の適用例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、下記の適用例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは公知技術に含まれる各種構成と適宜組み合わせられる。

［１．構成］
図１に示す車両用駆動装置１０は、例えば駆動源としてのモータ１が搭載された電動トラックやハイブリッドトラックなどの車両に適用され、図示しないフレームやボディに対して取り付けられる。この車両用駆動装置１０は、車両に搭載されるモータ１と、モータ１の駆動トルクを車輪に伝達する動力伝達部２とを備える。動力伝達部２には、モータ１で生成される駆動トルクや回転数（角速度、回転速度）を変更するための複数のギア８（歯車、ギヤ）が含まれる。複数のギア８は、ケース体３（ケーシング）の内部に収容される。

車両用駆動装置１０の動力伝達部２は、潤滑油が封入されたケース体３の内部にて回転可能に軸支される入力シャフト４と中間シャフト５と出力シャフト６とを備える。各シャフト４、５、６は、例えば車幅方向に延在するように互いに平行に配置され、ベアリング９を介してケース体３に支持される。また、各シャフト４、５、６は、複数のギア８を介して所定の変速比（減速比）で駆動力を伝達するように構成される。入力シャフト４は、モータ１の駆動力が入力される金属製の軸状部材であり、出力シャフト６は、車輪に伝達される変速後の駆動力が出力される軸状部材である。

中間シャフト５は、動力伝達経路において入力シャフト４と出力シャフト６との間に介装される軸状部材である。中間シャフト５の数は、動力伝達部２に求められる変速比や入力シャフト４及び出力シャフト６の位置に応じて設定され、例えば二本以上とされることもあれば、省略されることもある。出力シャフト６から出力される変速後の駆動力は、差動機構（ディファレンシャル装置）に入力された後、デフ出力シャフト７を介して左右の駆動輪（車軸、アクスル）に伝達される。

図２は、車両用駆動装置１０に内蔵される入力シャフト４の断面図である。入力シャフト４の一端側（延在方向の一方、図２中の左端部）は、ベアリング９Ａ（図１中符号９で示すベアリングの一つ）で支持されており、ベアリング９Ａを介してケース体３に支持されるベアリング支持部１１が設けられる。また、入力シャフト４の他端側（延在方向の他方、図２中の右端部）は、ベアリング９Ｂ（図１中符号９で示すベアリングの一つ）で支持されており、モータ１の駆動力が出力されるシャフトであるモータ軸３０（回転出力シャフト）に対してスプライン係合するスプライン係合部１２が設けられる。なお、ベアリング９Ｂに対し図中右側にはスラストプレートが介装されている。

スプライン係合部１２には、入力シャフト４の軸方向に延在する複数のスプライン（凸条）が形成される。これに対応するように、モータ軸３０にはその軸方向に延在する複数のスプライン溝（凹溝）が形成される。これらのスプライン及びスプライン溝を嵌合させながらモータ軸３０を入力シャフト４の軸方向に沿って滑動させることで、モータ軸３０及び入力シャフト４のスプライン係合が実現される。なお、入力シャフト４にスプライン溝（凹溝）が形成され、モータ軸３０にスプライン（凸条）が形成された構造であってもよい。入力シャフト４に係合したモータ軸３０の外周面側は、ベアリング９Ｃを介してケース体３に支持される。なお、モータ軸３０は左右両端でベアリング支持されているが、図２では図示の便宜上左端のベアリグン９Ｃ（図１中符号９で示すベアリングの一つ）のみを示し、他を省略した。

入力シャフト４のうち、ベアリング支持部１１とスプライン係合部１２とに挟まれる部位には、ギア８を固定するための軸部１３が設けられる。軸部１３の太さは、入力シャフト４に要求される強度や剛性を考慮して設定され、好ましくはベアリング支持部１１及びスプライン係合部１２よりもやや太めに形成される。
また、入力シャフト４の内部には、ベアリング支持部１１からスプライン係合部１２までのシャフト全体を連通する中空経路１４が設けられる。中空経路１４は、入力シャフト４を軸方向に貫通する通路であり、入力シャフト４の延在方向に対して垂直な断面において、入力シャフト４のほぼ中央に配設される。

図２に示すように、入力シャフト４のうちベアリング支持部１１側の端部には、キャップ２２が圧入（挿入）されている。すなわち、入力シャフト４のベアリング支持部１１側の端部には、キャップ２２を挿入可能とする凹部が設けられている。
キャップ２２は、入力シャフト４を構成する素材（金属）と同様な素材（金属）で形成された円筒状の部材であり、入力シャフト４と同軸に配置されている。このキャップ２２の内部には、キャップ２２を軸方向に貫通する通路が設けられている。キャップ２２に設けられた通路は中空経路１４の一部をなす。

中空経路１４は、第一通路１５と第二通路２５と段差部２７とを含んで構成される。
第一通路１５は、入力シャフト４の一端側に位置する円筒状の通路であり、第二通路２５は、入力シャフト４の他端側に位置する円筒状の通路である。図２，図３及び図４に示すように、第一通路１５は、中空経路１４のスプライン係合部１２側（図中右側）の開口部から軸方向に沿って第一の径Ｒ_１で穿孔されている。第二通路２５は、中空経路１４のベアリング支持部１１側（図中左側）の開口部から軸方向に沿って第二の径Ｒ_２で穿孔される。第一通路１５及び第二通路１６は同軸に配置され、第二の径Ｒ_２は第一の径Ｒ_１よりも小さく設定される（Ｒ_２＜Ｒ_１）。

第一通路１５と第二通路２５との間は、段差部２７によって接続される。段差部２７は、中空経路１４の内径がＲ_１とＲ_２との間で変化する部分である。本実施形態の段差部２７は、入力シャフト４の中心軸を通る断面において、第一通路１５及び第二通路２５を直線状に接続する形状を有する。言い換えれば、本実施例の段差部２７は、第一通路１５の内周面から径方向内側へ向かって立ち上がる壁面をなす。この段差部２７は、第一通路１５の内部に供給された潤滑油が、入力シャフト４の一端側（図４中の左側）へと漏出することを抑制する堰部として機能する。

図２及び４に示すように、本実施形態の段差部２７はキャップ２２内に設けられている。すなわち、キャップ２２に設けられた通路（中空経路１４の一部）には、第一通路１５の一部と第二通路２５の全部とが含まれている。第二通路２５の内部には、潤滑油を中空経路１４の中に流入させるためのパイプインサート２１のノズル部２８が挿入される。
パイプインサート２１は、入力シャフト４のベアリング支持部１１側（図中左側）に配置されている。入力シャフト４の相対的な回転を許容するため、パイプインサート２１は、入力シャフト４及びキャップ２２に対してわずかな隙間を開けて配置されている。

パイプインサート２１の内部には、パイプインサート２１及びノズル部２８を軸方向に貫通する通路が設けられている。このパイプインサート２１内部の通路は、中空経路１４と同軸に配置されており、ケース体３の内部に封入された潤滑油を中空経路１４の中に流入させるための流路をなす。
ノズル部２８は、パイプインサート２１から入力シャフト４側（図２及び４中右側）へ向かって軸方向に突設された潤滑油の供給口である。ノズル部２８の外径は、第二通路２５の内径（第二の径Ｒ_２）とほぼ同一とされ、ノズル部２８の内径は、第二通路２５の内径（第二の径Ｒ_２）よりも小さく形成される。

ノズル部２８の先端（パイプインサート２１から離間した端部）は、潤滑油の供給性を確保する観点から、ノズル部２８が第二通路２５に挿入された状態で第二通路２５から第一通路１５側へ突出、言い換えれば段差部２７よりも第一通路１５側へ突出していることが好ましい。この場合、ノズル部２８の長さ（軸方向に沿う寸法）は、ノズル部２８の先端が第二通路２５から第一通路１５側へ突出し得る寸法に設定される。なお、ノズル部２８の先端は、入力シャフト４の中心軸を通る断面に沿って段差部２７と面一に設定されていてもよいし、あるいは、段差部２７よりも第二通路２５側に位置していてもよい。

図２及び図４に示すように、パイプインサート２１においてノズル部２８の基端部をなす面（すなわち、キャップ２２に向かい合う面）は、入力シャフト４の中心軸を通る断面に対して径方向の外側から径方向の内側へ向かって入力シャフト４の他端側（図２～４中左側）へ傾斜したテーパ形状を有している。そのため、この面が入力シャフト４の中心軸を通る断面に沿って直線状（平坦面）である場合に比べて、ノズル部２８の長さ（軸方向に沿う寸法）を短くすることができる。ノズル部２８の長さをできるだけ短くすることで、パイプインサート２１（特にノズル部２８）の剛性を確保するとともに、パイプインサート２１（ノズル部２８）と入力シャフト４の中空経路１４との軸芯出し精度を高めることができる。
なお、図２及び図４に示すように、キャップ２２は、パイプインサート２１に向かい合う面（図２及び４中左側の面）がパイプインサート２１のテーパ形状に対応するテーパ形状を有している。

図２に示すケース体３の内部には、複数のギア８によって掻き上げられた潤滑油を中空経路１４に供給する潤滑油供給部が設けられる。詳しくは、潤滑油供給部は、入力シャフト４のベアリング支持部１１側（図中左側）の端部とケース体３との間に設けられている。潤滑油供給部には、パイプインサート２１やプレートカバー３１、オイルキャッチャー３２、入力シャフト４の一端側（図２中の左端部）に対向するケース体３の内壁３３などが含まれる。オイルキャッチャー３２は、ケース体３の内部でギア８によって掻き上げられた潤滑油を回収する部材である。

プレートカバー３１は、オイルキャッチャー３２が回収した潤滑油をパイプインサート２１内部の通路に誘導するための油路を形成する円盤状の部材である。オイルキャッチャー３２の表面に掻き上げられた潤滑油は、プレートカバー３１と内壁３３との隙間を通ってパイプインサート２１の内部に導入され、キャップ２２の内部を通過して、ノズル部２８から中空経路１４に供給される。

［２．作用及び効果］
図５及び図６は、潤滑油の流れを説明するための断面図である。図５は、本適用例の構造を示す図である。図６（ａ）は図５の要部の拡大断面図である。図６（ｂ）は本適用例に対する比較例としての構造を示す拡大断面図である。これらの図中では、潤滑油が流れる方向を黒矢印で示している。

本適用例の車両用駆動装置１０では、図５に示すように、潤滑油供給部から供給された潤滑油は、第二通路２５に挿入されたノズル部２８から第一通路１５（中空経路１４）内に導入され、第一通路１５（中空経路１４）を通ってスプライン係合部１２へ供給される。
ここで、図６（ｂ）に示す中空経路１４′内部に段差部が設けられていない構造では、中空経路１４′内に導入された潤滑油がスプライン係合部とは反対側（図中左側）へ流れた場合、パイプインサート２１′と入力シャフト（キャップ２２′）との隙間から潤滑油が漏出してしまう。その場合、スプライン係合部へ流れる潤滑油の流量が減少するので、スプライン係合部の潤滑性が低下するおそれがある。

これに対して、本適用例の車両用駆動装置１０では、図６（ａ）に示すように中空経路１４内部には段差部２７が形成されるため、中空経路１４内に導入された潤滑油がスプライン係合部１２とは反対側へ流れようとしても、段差部２７によって堰き止められることになる。そのため、潤滑油の漏出を効果的に防止して、スプライン係合部１２へ流れる潤滑油の流量を増加させることができる。よって、スプライン係合部１２の潤滑性を向上できる。

本適用例の車両用駆動装置１０では、中空経路１４内部に段差部２７を設ける構造であるため、パイプインサート２１と入力シャフト４との間に潤滑油の流出を防止するためのオイルシールを設ける必要がない。そのため、潤滑油流出防止構造による抵抗増加を招くことなく、スプライン係合部１２の潤滑性を向上できる。

［３．その他］
上記の適用例では、キャップ２２及び入力シャフト４が別体に成形されているが、これらを一体に成形してもよい。この場合、入力シャフト４内の中空経路１４に段差部２７と同様の段差部分が形成されるとともに、入力シャフト４の一端側（図２中左端部）にパイプインサート２１のノズル部２８が差し込まれる。
また、パイプインサート２１は、ケース体３の内壁３３に向かい合う面（図２中左側の面）が円錐状の凹形状を有する漏斗状に形成されてもよい。この場合、オイルキャッチャー３２が回収した潤滑油がパイプインサート２１内部に進入しやすくなる。

１ モータ
２ 動力伝達部
３ ケース体
４ 入力シャフト
５ 中間シャフト
６ 出力シャフト
７ デフ出力シャフト
８ ギア
９ ベアリング
１０ 車両用駆動装置
１１ ベアリング支持部
１２ スプライン係合部
１３ 軸部
１４ 中空経路
１５ 第一通路
２１ パイプインサート（潤滑油供給部）
２２ キャップ
２５ 第二通路
２７ 段差部
２８ ノズル部（供給口）
３０ モータ軸（回転出力シャフト）
３１ プレートカバー（潤滑油供給部）
３２ オイルキャッチャー（潤滑油供給部）
３３ 内壁（潤滑油供給部）

Claims (1)

1. 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、
   前記複数のギア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及び前記スプライン係合部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、
   前記ケース体内において前記複数のギアによって掻き上げられた潤滑油を前記中空経路の前記ベアリング支持部側から前記中空経路内に供給する供給口を有しており、前記中空経路を介して前記供給された潤滑油を前記スプライン係合部へ送油するための潤滑油供給部と、を含み、
   前記入力シャフトの前記中空経路は、前記スプライン係合部側の開口部から第一の径で連通する第一通路と、前記ベアリング支持部側の開口部から前記第一の径よりも小さい第二の径で連通する第二通路と、前記第一通路及び前記第二通路を接続する段差部と、から構成される
   ことを特徴とする、車両用駆動装置。
   

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