JP3064694B2 - プラネタリギヤユニット強制潤滑装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のドライブ
ユニット、自動変速トランスアクスル等におけるプラネ
タリギヤユニットを用いる伝動装置の強制潤滑装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸の外周にプラネタリギヤユニッ
トを配設した伝動装置において、プラネタリギヤユニッ
トを強制潤滑する場合、一般に、潤滑油を軸の一端側の
潤滑油供給部から軸内油孔に供給し、該油孔から軸と一
体形成されたキャリヤの油孔及びキャリヤに固定された
ピニオンシャフトの油孔を経てギヤユニット、具体的に
はピニオンを支持するニードルベアリング、スラストワ
ッシャ及びピニオンとリングギヤの噛み合い面に導く構
成が採られている。この種の潤滑装置は、特開平４−１
２５３４３号公報に従来例として記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところで、こうした
構成を採ると、キャリヤを一体形成した軸の端面と他の
軸の端面との間に介装したスラストベアリングとキャリ
ヤ内の径方向油孔との干渉を避けるため、それらの軸方
向幅を合わせた分だけの軸方向長さを確保しなければな
らないが、こうした寸法の確保は伝動装置の軸長短縮の
妨げとなり、特に、車両の左右両ホイール間に収まるよ
うに配設しなければならない電気自動車のドライブユニ
ットやフロントエンジンフロントドライブ用の自動変速
トランスアクスル等においては、これら僅かな寸法の削
減が車両への搭載性を向上させる上で重要な意味をもっ
ている。

【０００４】このような事情に鑑み、本発明は、軸の外
周にプラネタリギヤユニットを配設した伝動装置におい
て、スラストベアリングとキャリヤ内の径方向油孔とを
互いに干渉を生じることなく径方向に重合配置して軸長
を短縮可能としたプラネタリギヤユニット強制潤滑装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、軸端外周にプラネタリギヤユニットのキ
ャリヤを一体形成した第１の軸と、該第１の軸の外周に
相対回転不能に嵌合した第２の軸と、該第２の軸をラジ
アルベアリングを介して支持する支持部材と、軸端外周
に前記プラネタリギヤユニットのサンギヤを一体形成
し、前記第１の軸に軸端をスラストベアリングを介して
衝合させて前記第１及び第２の軸と同軸に配設された第
３の軸とから成り、前記キャリヤは、前記第１の軸の外
周と第２の軸の軸端とラジアルベアリングの内周とで囲
まれる空間に開口する潤滑油孔を形成され、前記空間
は、前記第１及び第２の軸の少なくとも一方に形成され
た潤滑油供給孔に連通することを構成とする。

【０００６】

【発明の作用及び効果】このような構成を採った本発明
では、第１の軸の外周と第２の軸の軸端とラジアルベア
リングの内周とで囲まれる空間が、ラジアルベアリング
の内周部に潤滑油供給孔からキャリヤの潤滑油孔に通じ
る軸方向油路を構成するため、キャリヤの内径部をスラ
ストベアリングの配設空間として、スラストベアリング
とキャリヤ内の径方向油孔とを互いに干渉を生じること
なく径方向内外に重合配置する構成が実現される。した
がって、本発明によれば、プラネタリギヤユニット強制
潤滑装置を配設した伝動装置の軸長を短縮することがで
きる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づき説
明する。図１ないし図３は、本発明を電気自動車のドラ
イブユニットに適用した第１実施例を示し、図１は、そ
の軸方向断面を示し、図２及び図３はその一部を拡大し
て示す。図１に示すように、ドライブユニットは、互い
に同軸上に配設された左右一対のモータ１ａ，１ｂと、
それらの回転トルクを図示しない車両の左右両輪に分配
して伝達すべくモータ１ａ，１ｂに連結されたディファ
レンシャル装置３と、その差動回転を減速してトルク増
幅すべくディファレンシャル装置３に連結された一対の
プラネタリギヤユニット２０ａ，２０ｂから成る減速装
置２ａ，２ｂと備え、さらに、これら各装置を潤滑する
潤滑系４を備えている。このドライブユニットは、ディ
ファレンシャル装置３を挟んで、その余の構成要素の構
成及び配列は、実質上左右対称とされているので、特に
区別する必要がある場合を除き、図面において左右を区
別する意味で付されている添字英符号の付記を省略し、
以下それらのうちの何れか一方の説明をもって両者の説
明に代える。

【０００８】図２に示すように、この例では、第１の軸
は、伝動軸２１とされ、それらの軸端外周にプラネタリ
ギヤユニット２０のキャリヤＣＲが一体形成されてい
る。第２の軸は、伝動軸２１の外周に相対回転不能に嵌
合したヨークフランジ５とされている。支持部材は、サ
イドケース９２とされ、このケースでヨークフランジ５
をラジアルベアリング６４を介して支持している。第３
の軸は、駆動軸３４とされ、その軸端外周にプラネタリ
ギヤユニット２０のサンギヤＳが一体形成され、伝動軸
２１に軸端をスラストベアリング６３を介して衝合させ
て、伝動軸２１及びヨークフランジ５と同軸に配設され
ている。そして、キャリヤＣＲは、伝動軸２１の外周と
ヨークフランジ５の軸端とラジアルベアリング６４の内
周とで囲まれる環状の空間Ｃに開口する潤滑油孔２３を
形成され、空間Ｃは、ヨークフランジ５に形成された潤
滑油供給孔５１に連通している。潤滑系４は、図１に示
す一対の減速装置２ａ，２ｂの軸方向中央部に配設され
た油圧発生手段４０を有し、油圧発生手段４０は、実質
上均等な長さの軸外供給油路４１ａ，４１ｂを介して軸
内油路即ち油孔５１ａ，５１ｂに接続されている。

【０００９】さらに各部の詳細について説明すると、ド
ライブユニットは、駆動装置ケースに収容されており、
駆動装置ケース９は、それぞれ両端が開いた円筒状の一
対のセンタケース９１ａ，９１ｂを有し、それらの互い
に対向する端面を合わせてボルト締め結合されている。
センタケース９１ａ，９１ｂの非結合側開口部にはそれ
ぞれカップ状のサイドケース９２ａ，９２ｂがいんろう
接合されてボルト締めされている。両センタケース９１
ａ，９１ｂにはそれらの周壁から中心方向に延びる隔壁
９３ａ，９３ｂが形成され、これら隔壁の間にディファ
レンシャル装置室９０が画定され、そこにディファレン
シャル装置３が収容されている。

【００１０】隔壁９３とサイドケース９２の径方向壁９
４との間には電動機室９５が画定され、その中にモータ
１が収容されている。モータ１のステータ１１は、セン
タケース９１の内周壁に固定されている。すなわち、ス
テータ１１は、電機子鉄心１２と、コイル１３からな
り、電機子鉄心１２は、センタケース９１の内周壁に形
成された段部９６に内端（以下、センタケース９１ａ，
９１ｂの合わせ部を内側として内外関係を説明する）を
当接させてセンタケース９１の周壁内側に回り止め嵌合
支持されている。

【００１１】一方、モータ１のロータ１４は、そのロー
タドラム１５をディファレンシャル装置３に支持されて
いる。すなわち、ディファレンシャル装置３は、十分な
剛性を有する材料で形成されて互いにボルト締め一体化
された一対のディファレンシャルケース３１ａ，３１
ｂ、それらの合わせ部に配設されたピニオンシャフト３
０、ピニオンシャフト３０に対して回転自在に配設され
たピニオン３２、ピニオン３２と噛合するサイドギヤ３
３からなっている。

【００１２】サイドギヤ３３は、ディファレンシャルケ
ース３１にロータ１４から伝達される回転を差動して、
車両の左右に延びる駆動軸３４に伝達する。そして、デ
ィファレンシャルケース３１は、それらの本体部３５か
ら駆動軸３４を包囲して延びる筒状部３６を有してお
り、筒状部３６によってロータドラム１４を支持してい
る。

【００１３】筒状部３６の外周面とロータドラム１４の
内周面はスプライン係合し、また、筒状部３６の根元部
分の外周面と隔壁９３間にはベアリング６１が配設さ
れ、それらにデファレンシャル装置３が回転自在に支持
されて軸方向位置決めされている。そして、筒状部３６
と駆動軸３４は、その内外周間に適宜量のクリアランス
を保って相対回転自在とされている。したがって、ディ
ファレンシャル装置３が差動回転する際には、筒状部３
６に対して駆動軸３４が相対回転する。なお、一方のデ
ィファレンシャルケース３１ｂの本体部３５ｂ外周に
は、パーキングギヤ３７ｂが形成されている。

【００１４】図２に示すように、駆動軸３４の外端近傍
には、スラストカラー３８が軸方向移動不能に嵌合さ
れ、それと筒状部３６間にスラストベアリング６２が配
設され、駆動軸３４の外端は、スラストベアリング６３
を介して伝動軸２１の内端に当接している。したがっ
て、駆動軸３４は、内方への移動をディファレンシャル
ケース３１を介してベアリング６１で支持され（図１参
照）、外方への移動を伝動軸２１を介して、ラジアルベ
アリング６４により支持されて位置決めされる。

【００１５】また、スラストカラー３８の外側即ちホイ
ール側には、プラネタリギヤユニット２０が配設されて
いる。プラネタリギヤユニット２０は、サンギヤＳ、サ
ンギヤＳと噛合するピニオンＰ、ピニオンＰを支持する
キャリヤＣＲ、ピニオンＰと噛合するリングギヤＲから
成り、サンギヤＳが駆動軸３４と一体形成され、リング
ギヤＲがサイドケース９２に止めリング６５を介してボ
ルト止めされている。

【００１６】そして、キャリヤＣＲの軸方向におけるホ
イール側には、伝動軸２１が連設され、伝動軸２１の外
周にはサイドケース９２にラジアルベアリング６４を介
して回転自在に支持されたヨークフランジ５がスプライ
ン嵌合され、伝動軸２１とヨークフランジ５とはナット
締めによりラジアルベアリング６４のインナレース６６
を挟持してサイドケース９２に軸方向位置決めされてい
る。このプラネタリギヤユニット２０においては、駆動
軸３４からサンギヤＳに回転が入力され、キャリヤＣＲ
から伝動軸２１及びヨークフランジ５に減速された回転
が出力される。

【００１７】このドライブユニットにおいて、潤滑系４
の油圧発生手段を構成するオイルポンプ４０は、ドライ
ブユニットの軸方向中央部に配設されている。すなわ
ち、図１に示すように、センタケース９１ａ，９１ｂの
合わせ部において、ディファレンシャル装置室９０に連
接してその一側に張り出し形成された室９７内にオイル
ポンプケース４２が収容されており、このケース４２内
にオイルポンプ４０が配設されている。このオイルポン
プ４０のポンプギヤ４３は、駆動ギヤ４４を介してディ
ファレンシャルケース３１の本体部３５ａ外周に形成さ
れたギヤ３９に駆動連結されている。

【００１８】オイルポンプ４０と潤滑油供給部とをつな
ぐ図２に示す軸外供給油路４１は、センタケース９１か
らサイドケース９２にかけて形成されており、それらの
終端がヨークフランジ５の周面に開口している。潤滑油
供給部は、スウィベルジョイント式に構成されており、
ヨークフランジ５の外周には外周溝５２が形成され、外
周溝５２は、その軸方向両側をシールリングで軸周シー
ルされている。これらの構成により、サイドケース９２
の油路開口から回転するヨークフランジ５に連続的な潤
滑油の供給がなされる。

【００１９】ヨークフランジ５には、外周溝５２から軸
端に達する潤滑油供給孔５１が形成されている。潤滑油
供給孔５１は、軸端面に開口する一方、端面よりやや手
前で内周溝５３に連通して分岐潤滑油路を構成してい
る。そして内周溝５３は、伝動軸２１内の油孔２２を経
て駆動軸３４の油孔７０に接続し、潤滑油供給孔５１が
開口する空間Ｃは、ラジアルベアリング６４のインナレ
ース６６内周と伝動軸２１の外周及びヨークフランジ５
の内端と伝動軸２１と一体のキャリアＣＲの外端面とに
囲まれて画定されている。この空間ＣはキャリアＣＲの
潤滑油孔２３に接続している。なお、油孔７０は、駆動
軸３４を全通してディファレンシャルケース３１内に開
口しており（図３参照）、油孔７０の途中からは、ギヤ
ユニット２０のサンギヤＳ歯面、駆動軸３４とディファ
レンシャルケース３１の筒状部３６の重合部に通じる径
方向油孔７１，７２も分岐している。

【００２０】キャリアＣＲの潤滑油孔２３は、それに交
差する軸方向孔２４で空間Ｃに開口し、キャリアＣＲに
支持されたピニオン軸ＰＳの径方向孔２５を経て軸方向
孔２６に接続されている。軸方向孔２６は、さらにそれ
と交差する油孔２７を介してピニオン軸ＰＳ周のニード
ルベアリング２８配設部に通じている。したがって、潤
滑油供給孔５１から空間Ｃに供給された潤滑油は、これ
ら各孔を通ってニードルベアリング２８に供給され、そ
れらを潤滑した後、ピニオンＰを軸方向支持するスラス
トワッシャ及び歯車噛み合い部を潤滑する。このよう
に、伝動軸２１の外周とヨークフランジ５の軸端との空
間Ｃを油路としてキャリアＣＲ内に潤滑油を導く構成
は、駆動軸３４と伝動軸２１のオーバラップ部外周に油
路を通すことを可能とするため、キャリヤＣＲに上記オ
ーバラップ部を避けて伝動軸２１の油孔２２から潤滑油
孔２３に通じる径方向油路を設ける構成に比して、軸方
向寸法の短縮に役立っている。

【００２１】このドライブユニットでは、上記軸外供給
油路４１の他に、図１に示すように、センタケース９１
の上部に形成されたモータ１冷却用の油路９８も設けら
れており、この油路９８は、モータ１の各コイル１３上
方で電動機室９５に開口しており、開口から流下する潤
滑油でコイル１３を冷却することができる。

【００２２】ところで、このドライブユニットでは、モ
ータ１による潤滑油の攪拌を防ぐ種々の工夫が施されて
いる。先ず第１に、図３に示すように、ディファレンシ
ャルケース３１を支持するベアリング６１への供給油の
ロータ１４側への流動を妨げるオイルリザーバ８０が設
けられている。オイルリザーバ８０は、ベアリング６１
のアウタレース６７外端に当接させてスリーブ６８を介
して隔壁９３にスナップリング６９止めされている。オ
イルリザーバ８０は、アウタレース６７に当付けられる
径方向フランジ部８１と、その内周から軸方向に延びる
筒部８２と、その外端から径方向内向きに延びるフラン
ジ部８３とを有し、外端側のフランジ部８３の内周面が
ロータドラム１５の軸部外周面に近接した配置とされて
いる。したがって、駆動軸３４の中心孔７０から放射方
向孔７２、駆動軸３４外周とディファレンシャルケース
３１の筒状部３６内周との間の間隙及び筒状部３６の径
方向孔７３、ロータドラム１５の軸内端切り欠き１６を
経てベアリング６１供給される潤滑油は、このフランジ
部８３に塞き止められてロータドラム１５方向へ流下す
ることはなくなる。

【００２３】図４は上記オイルリザーバの変形例を示す
もので、この例では、内端側の径方向外向きに延びるフ
ランジ８１Ａがその最外周部分で折り返されてスリーブ
６８Ａの外周溝にスナップ止めされている。これは、オ
イルリザーバの取付けをより簡単にするためである。図
５は上記オイルリザーバの他の変形例を示すもので、こ
の例では、オイルリザーバ８０Ｂは前記スリーブ６８と
一体化され、組付けのより一層の簡単化が図られてい
る。

【００２４】第２に、図１に示すように、モータ１の発
熱部すなわちコイル１３を冷却する潤滑油の軸方向への
流動を妨げる段差２９（図２参照）がギヤユニット２０
のリングギヤＲ外周に設けられている。これらは、コイ
ル１３冷却後の潤滑油のロータ１４方向への流動を阻止
しつつ潤滑油を円滑にケース下部のオイル溜へ戻し、ロ
ータ１４による攪拌を防ぐ機能を果たすばかりでなく、
サイドケース９２にオーバーハングを設けて同様の機能
を果たさせる構造に比して、ケース形状の単純化による
加工性の向上と、装置全体の小型、軽量化に役立ってい
る。

【００２５】以上のように構成されたドライブユニット
では、モータ１ａ，１ｂの何れか一方又は双方が作動す
ると、それらのロータ１３ａ，１３ｂの回転がそれらに
スプライン係合するディファレンシャルケース３１ａ，
３１ｂに伝わり、この回転がディファレンシャル装置３
において差動させられて、それぞれサイドギヤ３３ａ，
３３ｂを介して駆動軸３４ａ，３４ｂに伝達される。そ
して、この回転は、プラネタリギヤユニット２０ａ，２
０ｂのサンギヤＳ_a ，Ｓ_b に入力され、そこで減速され
て、キャリヤＣＲ_a ＣＲ_b から出力される。キャリヤＣ
Ｒ_a ，ＣＲ_b の出力回転は、伝動軸２１ａ，２１ｂから
ヨークフランジ５ａ，５ｂを経てそれらに連結される図
示しないホイールに伝達される。このようなホイールの
回転によって車両が走行する。

【００２６】上記実施例に係るドライブユニットでは、
伝動軸２１の外周とヨークフランジ５とラジアルベアリ
ング６４の内周とで囲まれる空間Ｃが、ラジアルベアリ
ング６４の内周部に潤滑油供給孔５１からキャリヤＣＲ
の潤滑油孔２３に通じる軸方向油路を構成するため、キ
ャリヤＣＲの内径部をスラストベアリング６３の配設空
間として、スラストベアリング６３とキャリヤＣＲ内の
径方向油孔とを互いに干渉を生じることなく径方向内外
に重合配置する構成が実現される。

【００２７】 次に、図６は、本発明をトランスアクス
ル、具体的にはそのアンダドライブ機構部に適用した第
２実施例を軸方向断面で示す。この例では、第１の軸
は、カウンタシャフト２１Ａとされ、その軸端外周にプ
ラネタリギヤユニット２０ＡのキャリヤＣＲＡが一体形
成されている。第２の軸は、カウンタシャフト２１Ａの
外周に相対回転不能にスプライン嵌合した減速ギヤ５Ａ
の軸部５５Ａとされている。支持部材は、カウンタドリ
ブンギヤ９２Ａとされ、このギヤで前記軸部５５Ａをラ
ジアルベアリング６４Ａを介して支持している。第３の
軸は、クラッチ兼ブレーキドラムのハブ３４Ａとされ、
その軸端外周にプラネタリギヤユニット２０Ａのサンギ
ヤＳＡが一体形成され、カウンタシャフト２１Ａに軸端
をスラストベアリング６３Ａを介して衝合させて、減速
ギヤ５Ａ及びカウンタシャフト２１Ａと同軸に配設され
ている。そして、キャリヤＣＲＡは、カウンタシャフト
２１Ａ外周と減速ギヤ５Ａの軸部５５Ａの軸端とラジア
ルベアリング６４Ａの内周とで囲まれる空間ＣＡに開口
する潤滑油孔２３Ａを形成され、空間ＣＡは、カウンタ
シャフト２１Ａに形成された潤滑油供給孔２２Ａに連通
している。

【００２８】このトランスアクスルでは、図示しないエ
ンジンの回転がトルクコンバータＴＣ、主変速機構部の
出力部材を構成するカウンタドライブギヤ、アンダドラ
イブ機構部の入力部材を構成するカウンタドリブンギヤ
９２Ａを経てリングギヤＲＡに入力される。そして、ブ
レーキ係止及びクラッチ解放によるサンギヤＳＡの回転
拘束でプラネタリギヤユニット２０Ａを経た減速回転
が、また、ブレーキ解放及びクラッチ係合によるキャリ
ヤＣＲＡとサンギヤＳＡの一体化による直結回転がキャ
リヤＣＲＡ即ちカウンタシャフト２１Ａ及び減速ギヤ５
Ａを経て、減速ギヤ５Ａに噛み合うデフキャリヤに出力
され、ディファレンシャル装置に連結されたホイールの
回転で車両が走行する。このトランスアクスルにおいて
も、前記第１実施例のドライブユニットと同様の軸長短
縮効果が得られる。

【００２９】以上、本発明を電気自動車のドライブユニ
ット及び自動変速トランスアクスルに適用した２つの実
施例に基づいて詳説したが、本発明は、これら実施例に
限定されることなく特許請求の範囲の記載内で適宜各部
の具体的構成を変更して実施可能なものであることは言
うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をドライブユニットに適用した第１実施
例の軸方向断面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】図１の異なる部分の拡大図である。

【図４】オイルリザーバの変形例を示す軸方向部分断面
図である。

【図５】オイルリザーバの他の変形例を示す軸方向部分
断面図である。

【図６】本発明をトランスアクスルに適用した第２実施
例の一部を示す軸方向断面図である。

【符号の説明】

５ ヨークフランジ（第２の軸） ２０，２０Ａ プラネタリギヤユニット ２１ 伝動軸（第１の軸） ２１Ａ カウンタシャフト（第１の軸） ２２Ａ，５１ 潤滑油供給孔 ２３，２３Ａ 潤滑油孔 ３４ 駆動軸（第３の軸） ３４Ａ ハブ（第３の軸） ５５Ａ 軸部（第２の軸） ６３，６３Ａ スラストベアリング ６４，６４Ａ ラジアルベアリング ９２ サイドケース（支持部材） ９２Ａ カウンタドリブンギヤ（支持部材） Ｓ，ＳＡ サンギヤ ＣＲ，ＣＲＡ キャリヤ Ｃ，ＣＡ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 芳彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 和久田 聡 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−125343（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296058（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296056（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146342（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 57/00 - 57/12 F16H 3/44 - 3/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸端外周にプラネタリギヤユニットのキ
   ャリヤを一体形成した第１の軸と、該第１の軸の外周に
   相対回転不能に嵌合した第２の軸と、該第２の軸をラジ
   アルベアリングを介して支持する支持部材と、軸端外周
   に前記プラネタリギヤユニットのサンギヤを一体形成
   し、前記第１の軸に軸端をスラストベアリングを介して
   衝合させて前記第１及び第２の軸と同軸に配設された第
   ３の軸とから成り、前記キャリヤは、前記第１の軸の外
   周と第２の軸の軸端とラジアルベアリングの内周とで囲
   まれる空間に開口する潤滑油孔を形成され、前記空間
   は、前記第１及び第２の軸の少なくとも一方に形成され
   た潤滑油供給孔に連通することを特徴とするプラネタリ
   ギヤユニット強制潤滑装置。