JP4346764B2 - Lubrication structure of electric motor rotor bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両用の電動駆動ユニットに用いる電動モータのロータ軸受の潤滑構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用の電動駆動ユニットは、電動モータと、電動モータのモータハウジングの軸方向一端に連設したケーシング内に、電動モータのロータ軸の軸方向一端に連結される入力軸と、入力軸に対し平行に配置される出力側の差動ギアと、入力軸と差動ギアとを連結する伝動機構とを収納して成る動力伝達装置とで構成されている(特開平8−230489号公報参照)。
【0003】
ここで、動力伝達装置はケーシング内の潤滑油で潤滑を行うが、電動モータは基本的にドライ構造であり、ロータ軸を軸支するロータ軸受をグリース封入型のものとして、ロータ軸受の潤滑を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記したグリース封入型の軸受は回転使用限界が比較的低く、電動モータの高回転域での使用が制限される不具合がある。
【0005】
本発明は、以上の点に鑑み、電動モータの高回転域での使用に耐えられるようにしたロータ軸受の潤滑構造を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明の特徴によれば、電動モータと、電動モータのロータ軸の軸方向一端に連結される動力伝達装置とから成る電動式駆動ユニットに用いる電動モータのロータ軸を軸支するロータ軸受の潤滑構造において、動力伝達装置のケーシング内の潤滑油を導く給油路をロータ軸内に形成すると共に、モータハウジングの軸方向他端の端壁部に形成するロータ軸受の装着穴に、ロータ軸受の軸方向両側に位置する1対のオイルシールを夫々ロータ軸受に対し軸方向に離間させて装着し、両オイルシールとの間に画成されるロータ軸受の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙に前記給油路を連通させ、他側の空隙に潤滑油を前記ケーシング内に戻す戻し油路を連通させている。
【0008】
上記特徴によれば、動力伝達装置のケーシング内の潤滑油がロータ軸→一側の空隙→ロータ軸受→他端の空隙→戻し油路の経路でケーシングとロータ軸受との間に循環される。かくして、電動モータをドライ構造としたままロータ軸受の潤滑油による潤滑を行うことができ、而も、ロータ軸受専用の潤滑油供給装置が不要となり、コストダウンを図れる。
【0011】
更に、車両用の電動駆動ユニットでは、動力伝達装置に出力側の差動ギアを設け、差動ギアの1対のサイドギアに夫々左右の各車輪に動力を伝達する等速ジョイントを連結している。ここで、電動モータの配置部側に位置する一方のサイドギアに等速ジョイントを直結する場合は、モータハウジングの周壁部に対する等速ジョイントの干渉を防止するために、入力軸と差動ギアとの軸間距離を大きく取る必要がある。そこで、一方のサイドギアに連結すべき等速ジョイントをモータハウジングの軸方向他端よりも軸方向外方に配置し、入力軸と差動ギアとの軸間距離を短縮し得るようにしたものも従来知られている。そして、このものでは、モータハウジングの軸方向他端の端壁部の外周部に軸承部を設け、等速ジョイントと一方のサイドギアとを連結する連結軸の等速ジョイント側の端部を軸承部に装着した軸受で軸支している。
【0012】
この軸受としては、一般に、グリース封入型のものを用いているが、グリース封入型の軸受はグリースシールドによるフリクションを生ずるため、連結軸用の軸受も潤滑油で潤滑することが望まれる。この場合、モータハウジングの周壁部に連結軸を挿通する筒部を形成し、筒部内の空間を軸承部内の空間を介して前記他側の空隙に連通させて、これら空間により前記戻し油路の一部を構成すれば、軸承部に装着する連結軸用の軸受を潤滑油で潤滑することができ、更に、ステータの熱を利用して低温時に潤滑油を早期に昇温することが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、電動モータ1と、電動モータ1の動力を車両の左右の車輪(図示せず)に伝達する動力伝達装置2とから成る車両用の電動駆動ユニットを示している。
【0014】
動力伝達装置2は、電動モータ1のモータハウジング10の軸方向一端(図示例では左端)に連設するケーシング20内に、電動モータ1のロータ軸11の左端に連結される入力軸21と、入力軸21に対し平行に配置される差動ギア22と、入力軸21と差動ギア22とを連結する伝動機構23とを収納して構成されている。
【0015】
差動ギア22は、ケーシング20内に左右両端の軸受220,220を介して軸支されるギアケース221内に、左右1対のサイドギア222,222と、両サイドギア222,222に噛合する複数のピニオン223とを軸支して成るもので、両サイドギア222,222に車両の左右の車輪に動力を伝達する等速ジョイント224,224を連結している。
【0016】
伝動機構23は、ケーシング20内に左右両端の軸受230,230を介して軸支される中間軸231に、入力軸21に形成した入力ギア210に噛合する大径の第1減速ギア232と、差動ギア22のギアケース221に取付けたファイナルギア225に噛合する小径の第2減速ギア233とを設けて成る減速ギア列で構成されており、電動モータ1からの動力を入力軸21から差動ギア22に減速して伝達する。尚、中間軸231には、第1と第2の両減速ギア232,233間に位置させてパーキングギア234が設けられている。
【0017】
モータハウジング10は、周壁部100と、左右両端の端壁部101,102とで構成されており、両端壁部101,102の中心の軸受用装着穴101a,102aに装着したロータ軸受110,111によりロータ軸11を軸支している。図中12はロータ軸11上に取付けたロータ、13は周壁部100の内面に取付けたステータである。また、周壁部100にはステータ13を冷却するための水冷ジャケット100aが形成されている。
【0018】
ケーシング20は、左右の2半部200,201で構成されており、右半部201にモータハウジング10の左端の端壁部101を一体に形成し、該端壁部101がケーシング20とモータハウジング10との隔壁となるようにしている。
【0019】
入力軸21は、左端部において軸受211を介してケーシング20に軸支され、右端部においてロータ軸11の左端部にスプライン嵌合されている。そして、入力軸21を中空に形成すると共に、ロータ軸11内に、入力軸21の中空部から成る油路21aを介してケーシング20内の潤滑油を導く、軸方向にのびる給油路11aを形成し、この給油路11aから各ロータ軸受110,111に潤滑油を供給するようにしている。
【0020】
これを詳述するに、モータハウジング10の左端の端壁部101の軸受用装着穴101aに、ロータ軸受110に対しモータハウジング10の軸方向内方(右方)に離間させてオイルシール110aを装着し、ロータ軸受110とオイルシール110aとの間の空隙に、ロータ軸11に形成した径方向の油孔11bを介して給油路11aを連通させている。これによれば、潤滑油が給油路11aから遠心力で前記空隙に供給され、ロータ軸受110を通過してケーシング20内に戻される。
【0021】
また、モータハウジング10の右端の端壁部102の軸受用装着穴102aに、ロータ軸受111の軸方向両側に位置する1対のオイルシール111a,111bを夫々ロータ軸受111に対し軸方向に離間させて装着し、両オイルシール111a,111bとの間に画成されるロータ軸受111の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙、例えば、軸方向内側の空隙に、ロータ軸11に形成した径方向の油孔11cを介して給油路11aを連通させ、軸方向外側の空隙に、潤滑油をケーシング20内に戻す後記詳述する戻し油路を連通させている。これによれば、潤滑油が給油路11aから遠心力で軸方向内側の空隙に供給され、ロータ軸受111を通過して、軸方向外側の空隙から戻し油路を介してケーシング20内に戻される。
【0022】
このように本実施形態によれば、電動モータ1をドライ構造としたまま、ロータ軸受110,111をケーシング20内の潤滑油で潤滑できるようになり、ロータ軸受110,111としてグリース封入型軸受を用いるものに比し、電動モータ1のより高回転域での使用にも耐えられるようになる。
【0023】
前記戻し油路は、モータハウジング10の右端の端壁部102に形成した、ロータ軸受111の軸方向外側の空隙に連通する油路102bと、モータハウジング10の周壁部100に形成した、油路102bに連通する油路100bと、モータハウジング10の左端の端壁部101に形成した、油路102bをケーシング20内に連通する油路101bとで構成されている。油路100bは、ロータ軸11より下方の周壁部100の部分に形成されており、潤滑油がケーシング20内に重力で円滑に戻されるようにしている。尚、周壁部100の水冷ジャケット100aは油路100bの形成部分を避けて形成する。
【0024】
戻し油路を以上の如く構成すると、潤滑油は油路100bを通過する際にステータ13の熱で加温されることになる。かくて、低温時、潤滑油を早期に昇温することが可能となり、潤滑油の粘性による動力伝達装置2のフリクションロスを低減できる。尚、周壁部100の油路100bをパイピングでロータ軸受111の軸方向外側の空隙に連通させることも可能であるが、上記の如く端壁部102に油路102bを形成した方が部品点数を削減でき、有利である。
【0025】
尚、動力伝達装置2は、図2に示す如く、入力軸21を上方、差動ギア22を下方に配置した直立型に構成されており、ケーシング20の底部たる差動ギア22の配置部に溜る潤滑油がファイナルギア225で掻き上げられることになる。車両の前進時におけるファイナルギア225の回転方向(正転方向)は図2の反時計方向であり、ファイナルギア225の正転で掻き上げられた潤滑油を入力軸21内の油路21aに効率良く供給できるよう以下の如く構成している。即ち、ファイナルギア225の正転で掻き上げられた潤滑油をファイナルギア225と第2減速ギア233との噛合部に導く第1オイルガイド241を設けると共に、ファイナルギア225と第2減速ギア233との噛合部から両ギア225,233のリード角によってパーキングギア234側に飛散される潤滑油を捕集する第2オイルガイド242をパーキングギア234の配置部を囲うように設け、更に、第2オイルガイド242からパーキングギア234で掻き上げられた潤滑油を捕集する第3オイルガイド243と、第3オイルガイド243で捕集された潤滑油を受ける樋状の第4オイルガイド244とを設け、第4オイルガイド244からケーシング20の左半部200の端壁部に形成した油孔200aを介して入力軸21内の油路21aに潤滑油が供給されるようにしている。
【0026】
尚、前記油孔200aに導かれた潤滑油の一部は入力軸21の左端外周の隙間を介して入力軸21用の軸受211に供給される。そして、ケーシング20の左半部200の端壁部に、入力軸21用の軸受211と中間軸231用の左端の軸受230との間及び軸受230とギアケース221用の左端の軸受220との間の油孔200b,200cを形成し、潤滑油が自然落下により油孔200bを介して軸受230と、更に、油孔200cを介して軸受220とに供給されるようにしている。また、モータハウジング10の左端の端壁部101に、ロータ軸受110と中間軸231用の右端の軸受230との間及び軸受230とギアケース221用の右端の軸受220との間の油孔101c,101dを形成し、ロータ軸受110を通過した潤滑油の一部が自然落下により油孔101cを介して軸受230と、更に、油孔101dを介して軸受220とに供給されるようにしている。尚、ロータ軸受111から戻される潤滑油の一部も軸受220に供給されるよう、油孔101dを油路101bに交差させている。
【0027】
ところで、上記第1実施形態では、差動ギア22の左右のサイドギア222,222に左輪用と右輪用の等速ジョイント224,224を直結している。この場合、電動モータ1の配置部側たる右側のサイドギア222に直結する等速ジョイント224がモータハウジング10の周壁部100に干渉しないよう、入力軸21と差動ギア22との軸間距離を大きく取ることが必要になる。そこで、図3に示す第2実施形態では、右側のサイドギア222に連結すべき等速ジョイント224をモータハウジング10の右端より軸方向外方に配置し、入力軸21と差動ギア22との軸間距離を短縮し得るようにしている。この場合、モータハウジング10の右端の端壁部102の外周部に、右側のサイドギア222と等速ジョイント224とを連結する連結軸226用の軸承部102cを設け、軸承部102cに装着する軸受227で連結軸226の等速ジョイント224側の端部を軸支する。
【0028】
更に、第2実施形態では、モータハウジング10の周壁部100に連結軸226を挿通する筒部100cを形成すると共に、軸承部102cに軸受227の軸方向外方に離間させてオイルシール227aを装着し、筒部100c内の空間をケーシング20内に連通させると共に、軸承部102c内の空間とモータハウジング10の右端の端壁部102に形成した油路102bとを介してロータ軸受111の軸方向外側の空隙に連通させている。かくて、ロータ軸11内の給油路11aからロータ軸受111の軸方向内側の空隙に供給され、ロータ軸受111を通過して軸方向外側の空隙に流れた潤滑油は、油路102bと軸承部102c内の空間と筒部100c内の空間とを介してケーシング20内に戻されることになる。そして、潤滑油が軸承部102c内を通過する際に軸受227が潤滑され、また、筒部100c内を通過する際にステータ13の熱で潤滑油が加温され、第1実施形態と同様に低温時の潤滑油の早期昇温が可能となる。また、第2実施形態の動力伝達装置2は第1実施形態と同様の直立型に構成されており、筒部100cの軸心を連結軸226の軸心に対し下方に偏心させ、筒部100cをケーシング20内の潤滑油を溜めるオイル溜りに兼用している。これによれば、油量を確保しつつケーシング20内の潤滑油の液面レベルを下げ、ファイナルギア225による潤滑油の撹拌抵抗を低減できる。
【0029】
図4は第3実施形態を示しており、第2実施形態と相違するのは、筒部100cを形成せずに、連結軸226内に軸方向にのびる油路226aを形成し、この油路226aをケーシング20内に連通させると共に、軸承部102c内の空間とモータハウジング10の右端の端壁部102に形成した油路102bとを介してロータ軸受111の軸方向外側の空隙に連通させた点である。第3実施形態では、第2実施形態と同様に軸受227を潤滑油で潤滑でき、また、筒部100cを廃止し、且つ、連結軸226を中空にすることで軽量化を図れる利点がある。尚、軸承部102cには、軸受227の軸方向外側に位置するオイルシール227aに加えて軸方向内側に位置するオイルシール227bが装着されている。本実施形態では、軸受227と軸方向外側のオイルシール227aとの間の空隙に油路226aと油路102bとを連通させているが、この空隙に油路102bのみを連通させ、軸受227と軸方向内側のオイルシール227bとの間の空隙に油路226aを連通させても良い。また、本実施形態では、連結軸226内にスクリュープレート226bを設け、潤滑油をスクリュープレート226bによる推力で積極的にケーシング20内に戻せるようにしている。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロータ軸受を潤滑油で良好に潤滑でき、電動モータの高回転域での使用にも耐えられ、更に、電動モータと動力伝達装置とから成る電動駆動ユニットにおいて、動力伝達装置用の潤滑油でロータ軸受を潤滑することができ、ロータ軸受専用の潤滑油供給装置が不要となって、コストダウンを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した電動駆動ユニットの第1実施形態の断面図
【図2】 図1のII-II線截断面図
【図3】 電動駆動ユニットの第2実施形態の断面図
【図4】 電動駆動ユニットの第3実施形態の断面図
【符号の説明】
1 電動モータ
10 モータハウジング
100 周壁部
100b 周壁部に形成した油路
100c 筒部
101 軸方向一端の端壁部
102 軸方向他端の端壁部
101a,102a 軸受用装着穴
102c 軸承部
11 ロータ軸
11a 給油路
110,111 ロータ軸受
110a,111a,111b オイルシール
2 動力伝達装置
20 ケーシング
22 差動ギア
222 サイドギア
224 等速ジョイント
226 連結軸
227 軸受[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lubricating structure for a rotor bearing of an electric motor mainly used in an electric drive unit for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
An electric drive unit for a vehicle includes an electric motor, an input shaft connected to one axial end of the rotor shaft of the electric motor, a casing connected to one axial end of the motor housing of the electric motor, and an input shaft It comprises a power transmission device that houses a differential gear on the output side arranged in parallel and a transmission mechanism that connects the input shaft and the differential gear (see JP-A-8-230489). .
[0003]
Here, the power transmission device lubricates with the lubricating oil in the casing, but the electric motor basically has a dry structure, and the rotor bearing that supports the rotor shaft is a grease-filled type to lubricate the rotor bearing. Is going.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned grease-filled type bearing has a relatively low rotation use limit and has a problem that the use of the electric motor in a high rotation range is restricted.
[0005]
In view of the above, the present invention has an object to provide a lubrication structure for a rotor bearing that can withstand the use of an electric motor in a high rotation range.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to a feature of the present invention, a rotor shaft of an electric motor used in an electric drive unit including an electric motor and a power transmission device coupled to one axial end of the rotor shaft of the electric motor is provided. In the lubricating structure of the rotor bearing that supports the shaft, an oil supply passage for guiding the lubricating oil in the casing of the power transmission device is formed in the rotor shaft, and the rotor bearing is formed on the end wall portion at the other axial end of the motor housing. A pair of oil seals positioned on both sides in the axial direction of the rotor bearing are installed in the holes, respectively, spaced apart from the rotor bearing in the axial direction, and are formed on both sides in the axial direction of the rotor bearing defined between the two oil seals. The oil supply passage is communicated with one of the air gaps, and the return oil passage for returning the lubricating oil into the casing is communicated with the other air gap.
[0008]
According to the above feature, the lubricating oil in the casing of the power transmission device is circulated between the casing and the rotor bearing through the path of the rotor shaft → one side clearance → rotor bearing → the other end clearance → return oil path. Thus, it is possible to lubricate the rotor bearing with the lubricating oil while keeping the electric motor in a dry structure, which eliminates the need for a dedicated lubricating oil supply device for the rotor bearing, thereby reducing the cost.
[0011]
Further, in an electric drive unit for a vehicle, a differential gear on the output side is provided in the power transmission device, and a constant velocity joint that transmits power to the left and right wheels is connected to a pair of side gears of the differential gear. . Here, when the constant velocity joint is directly connected to one side gear located on the side where the electric motor is disposed, in order to prevent the constant velocity joint from interfering with the peripheral wall portion of the motor housing, the input shaft and the differential gear Ru need to take the inter-axial distance greater. Therefore, a constant velocity joint to be connected to one side gear is arranged axially outward from the other axial end of the motor housing so that the distance between the input shaft and the differential gear can be shortened. Conventionally known. And in this thing, a bearing part is provided in the outer peripheral part of the end wall part of the axial direction other end of a motor housing, and the edge part by the side of the constant velocity joint of the connecting shaft which connects a constant velocity joint and one side gear is a bearing part. It is supported by a bearing attached to
[0012]
As this bearing, a grease-filled type is generally used. However, since a grease-filled bearing generates friction due to a grease shield, it is desirable that the bearing for the connecting shaft is also lubricated with a lubricating oil. In this case, a cylindrical portion for inserting the connecting shaft is formed in the peripheral wall portion of the motor housing, and the space in the cylindrical portion is communicated with the gap on the other side via the space in the bearing portion, and the space of the return oil path is formed by these spaces. If a part is configured, the bearing for the connecting shaft attached to the bearing can be lubricated with lubricating oil, and the temperature of the lubricating oil can be raised quickly at low temperatures using the heat of the stator. Become.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an electric drive unit for a vehicle that includes an
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
In detail, the
[0021]
Also, a pair of
[0022]
Thus, according to the present embodiment, the
[0023]
The return oil passage includes an
[0024]
When the return oil path is configured as described above, the lubricating oil is heated by the heat of the
[0025]
As shown in FIG. 2, the
[0026]
A part of the lubricating oil guided to the
[0027]
In the first embodiment, the left and right
[0028]
Furthermore, in the second embodiment, a
[0029]
FIG. 4 shows the third embodiment, which is different from the second embodiment in that an
[0030]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the rotor bearing can be well lubricated with lubricating oil, can withstand use in the high rotation range of the electric motor, and further from the electric motor and the power transmission device. In the electric drive unit constructed as described above, the rotor bearing can be lubricated with the lubricating oil for the power transmission device, and a lubricating oil supply device dedicated to the rotor bearing is not required, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an electric drive unit to which the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment of the electric drive unit. FIG. 4 is a cross-sectional view of a third embodiment of the electric drive unit.
DESCRIPTION OF
Claims (1)
動力伝達装置のケーシング内の潤滑油を導く給油路をロータ軸内に形成すると共に、
モータハウジングの軸方向他端の端壁部に形成するロータ軸受の装着穴に、ロータ軸受の軸方向両側に位置する1対のオイルシールを夫々ロータ軸受に対し軸方向に離間させて装着し、
両オイルシールとの間に画成されるロータ軸受の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙に前記給油路を連通させ、他側の空隙に潤滑油を前記ケーシング内に戻す戻し油路を連通させ、
前記動力伝達装置は出力側の差動ギアを備え、該差動ギアの1対のサイドギアのうち前記電動モータの配置部側に位置する一方のサイドギアに連結すべき等速ジョイントを前記モータハウジングの軸方向他端よりも軸方向外方に配置すると共に、モータハウジングの軸方向他端の端壁部の外周部に、等速ジョイントと一方のサイドギアとを連結する連結軸の等速ジョイント側の端部を軸支する軸受を装着した軸承部を設けるものにおいて、
モータハウジングの周壁部に連結軸を挿通する筒部を形成し、筒部内の空間を軸承部内の空間を介して前記他側の空隙に連通させて、これら空間により前記戻し油路の一部を構成する、
ことを特徴とする電動モータのロータ軸受の潤滑構造。 In the lubricating structure of the rotor bearing that supports the rotor shaft of the electric motor used in the electric drive unit composed of the electric motor and a power transmission device coupled to one axial end of the rotor shaft of the electric motor,
An oil supply passage for guiding the lubricating oil in the casing of the power transmission device is formed in the rotor shaft, and
A pair of oil seals positioned on both sides of the rotor bearing in the axial direction are mounted in the mounting holes of the rotor bearing formed in the end wall portion at the other end in the axial direction of the motor housing, respectively, spaced apart from the rotor bearing in the axial direction,
A return oil passage that connects the oil supply passage to a gap on one side of the gaps on both sides in the axial direction of the rotor bearing defined between both oil seals and returns the lubricating oil to the gap on the other side into the casing. Communicate
The power transmission device includes an output-side differential gear, and a constant velocity joint to be connected to one of the pair of side gears on the side where the electric motor is disposed is connected to the motor housing. The axially outer side of the other end in the axial direction of the motor housing and the outer peripheral portion of the end wall of the other end of the motor housing in the axial direction on the constant velocity joint side of the connecting shaft connecting the constant velocity joint and one side gear. In providing a bearing part with a bearing that supports the end part,
A cylindrical portion that inserts the connecting shaft is formed in the peripheral wall portion of the motor housing, and a space in the cylindrical portion is communicated with the gap on the other side through the space in the bearing portion, and a part of the return oil passage is formed by these spaces. Constitute,
A lubrication structure for a rotor bearing of an electric motor.
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