JP6032181B2 - 車両用トランスアクスル - Google Patents

Description

本発明は、大径ギヤを有する歯車装置が収容されたギヤ室と、隔壁との間に所定の距離を隔てて設けられたカバーにより、そのギヤ室に隣接して形成されたブリーザ室とを有するケースを備える車両用トランスアクスルに関して、特に、その車両用トランスアクスルの冷却性能を向上させる技術に関する。

例えば大径ギヤ等を回転させてＡＴＦ(潤滑油)を掻き上げて潤滑を行うことで、トランスアクスル内のギヤ等の潤滑を行う、車両用トランスアクスルが知られている。例えば、特許文献１に示すような車両用トランスアクスルがそれである。

特開２００９−２５７５１９号公報

ところで、上記のような車両用トランスアクスルを例えば電気自動車(ＥＶ車両)等に適用させる場合には、電動機の確実な駆動を保証するために、従来に比べて電動機を含めたトランスアクスルの冷却性能を向上させることが求められる。このため、上記のような車両用トランスアクスルの冷却性能を向上させるために冷却系の冷却容量を増加させるために潤滑油の供給量を増加させることが考えられるが、上記冷却系の冷却容量を増加させると、上記のような車両用トランスアクスルの大型化やコストアップ等となる問題がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、従来に比較して冷却系の冷却容量を増加させずに冷却性能を向上させる車両用トランスアクスルを提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a) 大径ギヤを有する歯車装置が収容されたギヤ室と、隔壁との間に所定の距離を隔てて設けられたカバーにより、そのギヤ室に隣接して形成されたブリーザ室とを有するケースを備える車両用トランスアクスルであって、(b) 前記大径ギヤの外周歯よりも外側に位置する連通穴が前記隔壁に設けられ、(c) 前記カバーには、前記大径ギヤの回転により発生し且つ前記連通穴を通して前記ブリーザ室に流れ込む空気をそのブリーザ室内で周回させるための整流ガイドが設けられていることにある。

このように構成された車両用トランスアクスルによれば、前記大径ギヤが回転することにより前記連通穴を介して前記ギヤ室から前記ブリーザ室に流れ込む空気が、前記カバーに設けられた整流ガイドによって前記ブリーザ室内で周回させられるので、前記ギヤ室内で発生した熱が好適に前記ブリーザ室内の全体へ伝達される。また、前記ブリーザ室の熱は、大気に露出する前記カバー全体を通して外部へ放熱されるので、冷却系の冷却容量を増加させずに車両用トランスアクスルの冷却性能を従来に比較して向上させられる。

ここで、好適には、前記大径ギヤは、その外周歯の前記隔壁側の端部よりもその隔壁から離隔する側の端部が回転方向側となるように形成された斜歯歯車である。このため、前記大径ギヤが回転すると斜めの空気流が発生して前記連通穴に向かうので、その連通穴を通る空気量を好適に多くすることができ、前記ギヤ室内で発生した熱が好適に前記ブリーザ室内の全体へ伝達される。

また、好適には、前記連通穴は、前記隔壁の前記大径ギヤの回転軸線よりも上側位置に形成されている。このため、前記大径ギヤが回転することにより発生する空気流に含まれる潤滑油が好適に少なくなる。

また、好適には、(a) 前記整流ガイドは、前記カバーの中央部から前記隔壁側へ突き出して前記ブリーザ室内の前記空気流の周回路を形成する凸壁から構成されており、(b) 前記連通穴は、その凸壁の回りに形成された前記周回路に前記ギヤ室からの空気を導入させる位置に設けられている。このため、前記ブリーザ室内に流れ込んだ空気の周回が促進され、前記ギヤ室内で発生した熱が好適に前記ブリーザ室内の全体へ伝達される。

また、好適には、前記ブリーザ室は、前記隔壁の上部が局所的に前記歯車装置側へ凹んで形成された通気室を有し、その通気室は、前記ケースに取付けられたブリーザプラグを介して外部に連通している。このため、前記ブリーザ室内の前記空気流の周回路から外れた位置で前記ブリーザプラグを介して外部と連通しているので、前記車両用トランスアクスルからの潤滑油の漏れが抑制される。

また、好適には、前記ギヤ室と前記ブリーザ室との間には、前記連通穴を通してそのブリーザ室へ流入した空気を前記ギヤ室へ戻すための戻し穴が設けられている。このため、前記ギヤ室から前記ブリーザ室へ流入した空気が再び前記ギヤ室へ戻るので、その空気の循環により、前記ギヤ室内の熱が前記ブリーザ室へ好適に循環させられ、前記ギヤ室内の熱が効率良く放熱される。

本発明が好適に適用された車両用トランスアクスルの構成を説明する骨子図である。 図１の車両用トランスアクスルのケース内のギヤ室を説明する図１のII-II視断面図である。 図１の車両用トランスアクスルのケース内のギヤ室とブリーザ室とを説明する断面図である。 図１の車両用トランスアクスルのケース内のブリーザ室を説明する図１のIV-IV視面図である。 ブリーザ室を形成するために車両用トランスアクスルのケースに固定されたカバーを説明する斜視図である。 図１の車両用トランスアクスルのケースに取り付けられたブリーザプラグの構造を説明する断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されたトランスアクスル(車両用トランスアクスル)１０の構成を説明する骨子図である。このトランスアクスル１０は例えば走行用の動力源として電動機ＭＧのみを用いる電気自動車に好適に適用されるものである。上記トランスアクスル１０において、電動機ＭＧの出力軸１２から出力された駆動力は、よく知られたリダクションプラネタリーギヤ１４および減速歯車装置１６を介して差動歯車装置１８に伝達され、車軸２０を介して左右一対の駆動輪２２が駆動するようになっている。

図１に示すように、トランスアクスル１０には、電動機ＭＧや、リダクションプラネタリーギヤ１４、減速歯車装置１６、差動歯車装置１８等の歯車装置を収容するトラスアクスルケース部材(ケース)２４が備えられている。また、トランスアクスルケース部材２４は、電動機ＭＧを回転可能に収容するトランスアクスルリヤカバー２６およびトランスアクスルケース２８と、そのトランスアクスルケース２８と共に、リダクションプラネタリーギヤ１４、減速歯車装置１６、差動歯車装置１８等の歯車装置を回転可能に収容するトランスアクスルハウジング３０とによって構成されている。また、図１に示すように、トランスアクスルケース部材２４では、トランスアクスルリヤカバー２６と、トランスアクスルケース２８と、トランスアクスルハウジング３０とが例えばボルト等の固定部材３２によって一体的に固定されている。

トランスアクスルケース部材２４は、図１に示すように、トランスアクスルリヤカバー２６とトランスアクスルケース２８とそのトランスアクスルケース２８の隔壁２８ａとにより形成された電動機ＭＧを収容する電動機収容室Ａと、トランスアクスルケース２８とそのトランスアクスルケース２８の隔壁２８ａとトランスアクスルハウジング３０とにより形成された、リダクションプラネタリーギヤ１４、減速歯車装置１６、差動歯車装置１８を収容するギヤ収容室(ギヤ室)Ｂと、トランスアクスルハウジング３０とそのトランスアクスルハウジング３０に固定されたカバー３４との間に形成されたブリーザ室Ｃとを有している。なお、上記ギヤ収容室Ｂはトランスアクスルケース２８の隔壁２８ａを介して電動機収容室Ａと隣接するように配設されており、上記ブリーザ室Ｃはトランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａを介してギヤ収容室Ｂと隣接するように配設されている。また、上記カバー３４は、トランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａとの間に所定の距離を隔てて設けられており、トランスアクスルハウジング３０に例えばボルト等の固定部材３６によって一体的に固定されている。

トランスアクスルケース部材２４内に形成されたギヤ収容空間Ｂでは、図２に示すように一定量の潤滑油ＬＦが底部に溜められており、差動歯車装置１８のリングギヤ(大径ギヤ)１８ａが回転すると、そのリングギヤ１８ａによりトランスアクスルケース部材２４内の底部側から潤滑油が掻き上げられて、その潤滑油が例えば各ギヤや軸受等に供給されるようになっている。なお、図２において、ギヤ収容空間Ｂ内に示された矢印Ｆ１は、リングギヤ１８ａの回転により掻き上げられた上記潤滑油の流れを示すものである。

ギヤ収容室Ｂとブリーザ室Ｃとの間のトランスアクスルハウジング３０の壁部３０ａには、図２および図３に示すように、差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａの外周歯１８ｂよりも外側位置であって鉛直方向最上部よりも下側位置であり、且つ差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａの回転軸線Ｅよりも鉛直方向上側位置に貫通する円形状の連通穴３０ｂが形成されている。上記連通穴３０ｂを介して、トランスアクスルケース部材２４内においてギヤ収容室Ｂとブリーザ室Ｃとが連通している。

また、トランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａには、図３および図４に示すように、その隔壁３０ａから電動機ＭＧ側とは反対側に環状に突出された第１環状壁３０ｃと、その第１環状壁３０ｃの内側に配設され、隔壁３０ａから電動機ＭＧ側とは反対側に環状に突出された第２環状壁３０ｄとが形成されている。なお、図３に示すように、カバー３４は第２環状壁３０ｄの先端部に固定されており、第１環状壁３０ｃの内側は大気に露出されている。

カバー３４には、図３乃至図５に示すように、そのカバー３４の中央部からトランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａ側へ突き出された凸壁(整流ガイド)３４ａが形成されている。また、トランスアクスルケース部材２４内では、トランスアクスル１０が駆動して差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａが回転すると、図２に示すように連通穴３０ｂを通してブリーザ室Ｃ内に空気(風)Ｋが流れ込むようになっており、ブリーザ室Ｃ内に流れ込まれた空気Ｋは、図４および図５の矢印に示すように整流ガイドとして機能するカバー３４の凸壁３４ａによってブリーザ室Ｃ内で周回させられる。つまり、ブリーザ室Ｃでは、図４に示すように、連通穴３０ｂを通してブリーザ室Ｃに流れ込む空気Ｋをブリーザ室Ｃ内で周回させるために、トランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａとその第２環状壁３０ｄとカバー３４の凸壁３４ａ等とにより形成された環状の周回路Ｃ１が形成されている。なお、連通穴３０ｂは、カバー３４の凸壁３４ａの回りに形成された周回路Ｃ１に直接ギヤ室Ｂからの空気Ｋを効率良く導入させる位置に設けられている。また、図２乃至図５において示された矢印は、差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａが回転することによって発生した空気Ｋの流れを示している。

差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａは、図３に示すように、そのリングギヤ１８ａの外周歯１８ｂのトランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａ側の端部よりもその隔壁３０ａから離隔する側の端部がリングギヤ１８ａの回転方向Ｆ２側となるように形成された斜歯歯車である。このため、斜歯歯車であるリングギヤ１８ａが回転すると、そのリングギヤ１８ａの外周歯１８ｂの回転方向Ｆ２に対して隔壁３０ａへ向かう斜めの空気Ｋの流れが発生すなわち円板形状のリングギヤ１８ａの接線・歯先のねじれ角方向に空気流(強制風)が発生して、その空気Ｋの流れが連通穴３０ｂへ向かうようになっている。

図１に示すように、トランスアクスル１０では、円筒形状の出力軸１２の内側を挿通してトランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａを貫通し、オイルポンプＯＰに連結されたオイルポンプ駆動軸３８が、トランスアクスルハウジング３０に取り付けられた第１軸受４０およびカバー３４に取り付けられた第２軸受４２により回転可能にトランスアクスルケース部材２４内に設けられている。なお、オイルポンプ駆動軸３８は、リダクションプラネタリーギヤ１４のカウンタードライブギヤ１４ａと一方向クラッチ４４を介して連結されている。また、上記第１軸受４０では、円環状の外レース(outer race)と、オイルポンプ駆動軸３８と共に回転する内レース(inner race)との間の隙間(戻し穴)が形成されており、トランスアクスルケース部材２４内ではその隙間を介してギヤ収容室Ｂとブリーザ室Ｃとが連通している。すなわち、上記第１軸受４０の隙間は、隔壁３０ａに形成された連通穴３０ｂを通してブリーザ室Ｃに流入した空気Ｋをギヤ収容室Ｂへ還流させるための戻し穴として機能している。

トランスアクスルケース部材２４内に形成されたブリーザ室Ｃは、図１および図４に示すようにトランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａの上部が局所的に差動歯車装置１８等を収容するギヤ収容室Ｂ側へ凹んで形成された通気室Ｃ２を有し、その通気室Ｃ２は、トランスアクスルハウジング３０に取り付けられたブリーザプラグ４６を介してトランスアクスルケース部材２４の外部に連通している。

また、上記ブリーザプラグ４６には、図６に示すように、トランスアクスルハウジング３０の上部３０ｅに形成された通気穴３０ｆの内周面に形成された雌ねじと油密に螺合する雄ねじ部４８ａおよびトランスアクスルハウジング３０の内外部が連通するように貫通した円柱形状の貫通穴４８ｂを有し、上記通気穴３０ｆの内周面に形成された雌ねじに取り付けられた略長手円筒状のブリーザ本体４８と、そのブリーザ本体４８の貫通穴４８ｂのトランスアクスルハウジング３０の外部側の開口４８ｃを塞ぐようにその開口４８ｃの周辺部に着座する円板形状の弁子５０と、その弁子５０とブリーザ本体４８のトランスアクスルハウジング３０の外部側の端部に装着されたキャップ５２の底面５２ａとの間に予圧状態で介在されたコイル状のスプリング５４とが備えられている。このため、ブリーザプラグ４６では、温度変化に伴ってブリーザ室Ｃ内の圧力が所定値以上に上昇しようとすると、通気室Ｃ２内の圧縮された空気Ｋにより弁子５０がスプリング５４の付勢力に抗してキャップ５２の底面５２ａ側に押し上げられて、その圧縮された空気Ｋがトランスアクスルケース部材２４の外部に導出されるので、ブリーザ室Ｃ内すなわちトランスアクスルケース部材２４内の圧力上昇が抑制される。

以上のように構成されたトランスアクスル１０では、差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａが回転すると、そのリングギヤ１８ａの回転によって発生した空気Ｋの流れが隔壁３０ａに形成された連通穴３０ｂを介してギヤ収容室Ｂからブリーザ室Ｃに流れ込み、そのブリーザ室Ｃに流れ込まれた空気Ｋがカバー３４に設けられた整流ガイドの機能を有する凸壁３４ａによってブリーザ室Ｃ内で周回させられる。このため、トランスアクスル１０において、ギヤ収容室Ｂ内で発生した熱が好適にブリーザ室Ｃ内の全体へ伝達される。すなわち、トランスアクスルハウジング３０の隔壁３０ａが放熱板の役割となりギヤ収容室Ｂ内に溜められた潤滑油およびそのギヤ収容室Ｂ内の空気Ｋから熱をブリーザ室Ｃへ伝達させる共に、ギヤ収容室Ｂ内で発生した熱で温度上昇した空気Ｋを連通穴３０ｂを介してブリーザ室Ｃへ流れ込ませる。また、トランスアクスル１０では、ブリーザ室Ｃに流れ込まれた空気Ｋがそのブリーザ室Ｃ内で周回させられることによって、そのブリーザ室Ｃ内の空気Ｋが好適に攪拌されてブリーザ室Ｃ内全体の空気Ｋの温度が略一定となるので、ブリーザ室Ｃ内の熱が大気に露出するカバー３４全体を通してトランスアクスル１０の外部へ好適に放熱される。なお、ブリーザ室Ｃ内の温度が上昇してそのブリーザ室Ｃ内の圧力が上昇すると、その圧力の上昇を抑制するためにブリーザプラグ４６を介してブリーザ室Ｃ内の空気Ｋがトランスアクスル１０の外部に排出される。

上述のように、本実施例のトランスアクスル１０によれば、差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａが回転することにより連通穴３０ｂを介してギヤ収容室Ｂからブリーザ室Ｃに流れ込む空気Ｋが、カバー３４に設けられた整流ガイドとして機能する凸壁３４ａによってブリーザ室Ｃ内で周回させられるので、ギヤ収容室Ｂ内で発生した熱が好適にブリーザ室Ｃ内の全体へ伝達される。また、ブリーザ室Ｃの熱は、大気に露出するカバー３４全体を通して外部へ放熱されるので、冷却系の冷却容量を増加させずにトランスアクスル１０の冷却性能を従来に比較して向上させられる。

また、本実施例のトランスアクスル１０によれば、差動歯車装置１８のリングギヤ１８ａは、そのリングギヤ１８ａの外周歯１８ｂの隔壁３０ａ側の端部よりもその隔壁３０ａから離隔する側の端部がリングギヤ１８ａの回転方向Ｆ２側となるように形成された斜歯歯車である。このため、リングギヤ１８ａが回転するとそのリングギヤ１８ａの外周歯１８ｂの回転方向Ｆ２に対して斜めの空気Ｋの流れが発生して隔壁３０ａに形成された連通穴３０ｂに向かうので、その連通穴３０ｂを通る空気量を好適に多くすることができ、ギヤ収容室Ｂ内で発生した熱が好適にブリーザ室Ｃ内の全体へ伝達される。

また、本実施例のトランスアクスル１０によれば、連通穴３０ｂは、隔壁３０ａのリングギヤ１８ａの回転軸線Ｅよりも鉛直方向上側位置に形成されている。このため、リングギヤ１８ａが回転することにより発生する空気Ｋの流れに含まれる潤滑油が好適に少なくなる。

また、本実施例のトランスアクスル１０によれば、連通穴３０ｂを通してブリーザ室Ｃに流れ込む空気Ｋをそのブリーザ室Ｃで周回させるための整流ガイドは、カバー３４の中央部から隔壁３０ａ側へ突き出してブリーザ室Ｃ内の空気流の周回路Ｃ１を形成する凸壁３０ａから構成されており、連通穴３０ｂは、その凸壁３０ａの回りに形成された周回路Ｃ１にギヤ収容室Ｂからの空気Ｋを導入させる位置に設けられている。このため、ブリーザ室Ｃ内に流れ込んだ空気Ｋの周回が促進され、ギヤ収容室Ｂ内で発生した熱が好適にブリーザ室Ｃ内の全体へ伝達される。

また、本実施例のトランスアクスル１０によれば、ブリーザ室Ｃは、隔壁３０ａの上部が局所的に差動歯車装置１８側へ凹んで形成された通気室Ｃ２を有し、その通気室Ｃ２は、トランスアクスルケース部材２４のトランスアクスルハウジング３０に取付けられたブリーザプラグ４６を介してトランスアクスル１０の外部に連通している。このため、ブリーザ室Ｃ内の空気流の周回路Ｃ１から外れた位置でブリーザプラグ４６を介してトランスアクスル１０の外部と連通しているので、トランスアクスル１０からの潤滑油の漏れが抑制される。

また、本実施例のトランスアクスル１０によれば、ギヤ収容室Ｂとブリーザ室Ｃとの間には、連通穴３０ｂを通してそのブリーザ室Ｃへ流入した空気Ｋをギヤ収容室Ｂへ戻すための戻し穴すなわち第１軸受４０における円環状の外レースと内レースとの間の隙間が設けられている。このため、ギヤ収容室Ｂからブリーザ室Ｃへ流入した空気Ｋが再びギヤ収容室Ｂへ戻るので、その空気Ｋの循環により、ギヤ収容室Ｂ内の熱がブリーザ室Ｃへ好適に循環させられ、ギヤ収容室Ｂ内の熱が効率良く放熱される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適応される。

たとえば、本実施例のトランスアクスル１０において、そのトランスアクスル１０は電気自動車に適用されていたが、電気自動車以外の自動車例えばハイブリッド車両等に適用されても良い。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：トランスアクスル(車両用トランスアクスル)
１８：差動歯車装置(歯車装置)
１８ａ：リングギヤ(大径ギヤ)
１８ｂ：外周歯
２４：トランスアクスルケース部材(ケース)
３０ａ：隔壁
３０ｂ：連通穴
３４：カバー
３４ａ：凸壁(整流ガイド)
Ｂ：ギヤ収容室(ギヤ室)
Ｃ：ブリーザ室

Claims (1)

1. 大径ギヤを有する歯車装置が収容されたギヤ室と、隔壁との間に所定の距離を隔てて設けられたカバーにより、該ギヤ室に隣接して形成されたブリーザ室とを有するケースを備える車両用トランスアクスルであって、
   前記大径ギヤの外周歯よりも外側に位置する連通穴が前記隔壁に設けられ、
   前記カバーには、前記大径ギヤの回転により発生し且つ前記連通穴を通して前記ブリーザ室に流れ込む空気を該ブリーザ室内で周回させるための整流ガイドが設けられていることを特徴とする車両用トランスアクスル。

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