JP6967994B2 - 潤滑油供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸内の油路を介して潤滑油を供給する潤滑油供給装置に関する。

この種の装置として、従来、車両用の変速機の回転軸の内部に、軸方向に潤滑油供給孔を穿設するとともに、潤滑油供給孔と回転軸を径方向に貫通して潤滑油供給孔に連通する軸方向複数の供給孔とを介して、回転軸の周囲の軸方向複数の部品に潤滑油を供給するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３１０２７１号公報

このような装置では、回転軸の周囲の各部に必要十分な量のオイルを供給するために、回転軸内の滑油供給孔の全容積をオイルで満たしておく必要があり、多くの油量が必要となる。このため、ポンプ容量が大型化し、コストの上昇を招く。

本発明の一態様は、オイルポンプから供給された潤滑油を、回転軸に穿設された軸方向の第１孔と、第１孔に連通して回転軸を径方向に貫通する第２孔とを介して、回転軸の周囲の各部に供給する潤滑油供給装置であって、軸方向に沿って第１孔に収容され、オイルポンプから供給された潤滑油が導かれるとともに、径方向に貫通孔が穿設された管部材と、管部材の外周面から第１孔の周面にかけて径方向に延在し、第２孔と貫通孔とに連通する環状空間を形成する軸方向一対の板部材と、を備え、第２孔と貫通孔とは、それぞれ軸方向複数箇所に穿設され、一対の板部材は、軸方向複数の第２孔と貫通孔とに対応して軸方向複数箇所に設けられる。

本発明によれば、オイルポンプを大型化することなく、回転軸の周囲の各部に必要十分な量の潤滑油を容易に供給することができる。

本発明の実施形態に係る潤滑油供給装置が適用される車両駆動装置の全体構成を示す断面図。 本発明の実施形態に係る潤滑油供給装置の要部構成を示す図１の要部拡大図。 図２の潤滑油供給装置に含まれるパイプユニットの斜視図。

以下、図１〜図３を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る潤滑油供給装置は、回転軸内の油路を介して回転軸の周囲の各部に潤滑油を供給するように構成される種々の装置に適用することができるが、以下では、特に車両駆動装置に潤滑油供給装置を適用する例を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る潤滑油供給装置が適用される車両駆動装置の全体構成を示す断面図である。なお、以下では、便宜上、図示のように左右方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。

図１に示すように、車両駆動装置１００は、走行駆動源として電動の走行モータ１を有する。走行モータ１から出力されたトルクは、変速機構２および差動機構３を介して左右のドライブシャフト４に伝達され、これにより車両が走行する。このように車両は、走行モータ１を駆動源として備えており、例えば電気自動車として構成される。なお、車両は、エンジンを駆動源として走行するものでもよいし、エンジンと走行モータとを駆動源として走行するものであってもよい。

走行モータ１は、左右方向の軸線ＣＬ１を中心に回転する略円筒形状のロータ１１と、ロータ１１の周囲に配置されたステータ１２とを有し、全体がケース５の内部に収容される。走行モータ１は、例えば埋込磁石同期モータとして構成される。なお、磁石を有しない同期リラクタンスモータやスイッチドリラクタンスモータ等を、走行モータ１として用いることもできる。

ステータ１２は、ロータ１１の外周面から径方向所定長さのギャップを介して配置された、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のステータコア１３を有する。ステータコア１３は固定子鉄心であり、その周縁部が貫通ボルト１３ａによりケース５に固定される。ステータコア１３の内周面には径方向外側に向けて周方向複数のスロットが設けられ、各スロットに集中巻または分布巻により巻線１４（コイル）が配置される。巻線１４に三相交流電流を流すことにより回転磁界が発生し、ロータ１１が回転する。

ロータ１１は、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の軸部１５と、軸部１５の外周面に嵌合され、軸部１５と一体に回転するロータコア１６とを有する。軸部１５の内部には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の回転軸６０がスプラインを介して挿入（スプライン結合）され、軸部１５と回転軸６０とは一体に回転する。

回転軸６０の左右両端部は、軸部１５の左右両端面よりも右方および左方にそれぞれ突出する。回転軸６０は、軸部１５の左右両側において、ベアリング３１，３２を介してケース５から、すなわちケース５に設けられたベアリング支持部５１，５２から回転可能に支持される。ベアリング３１は、回転軸６０の左端部に設けられ、回転軸１７の外周面には、ベアリング３１と軸部１５の左端面との間に、コッター３３とレゾルバ３４とが左右に並べて設けられる。コッター３３は、回転軸６０に嵌合された部品（ロータ１１等）の抜け止めとして機能する。レゾルバ３４は、ロータ１１の回転数を検出する。

ベアリング３２は、ロータ１１の軸部１５の右端面に当接して配置される。回転軸６０の外周面には、ベアリング３２の右方において全周にわたってギヤ６１が設けられる。さらに、回転軸６０の外周面には、ギヤ６１の右方に、スプラインを介してパーキングギヤ３５が嵌合（スプライン結合）され、回転軸６０とパーキングギヤ３５とは一体に回転する。

パーキングギヤ３５には、ケース５に揺動可能に支持された図示しないパーキングポールの爪部が係合可能に設けられる。パーキングアクチュエータの駆動によりパーキングポールが揺動され、パーキングポールの爪部がパーキングギヤ３５に係合すると、パーキング装置が作動し、爪部の係合が解除されると、パーキング装置の作動が解除される。回転軸６０の右端部には、パーキングギヤ３５に隣接してナット３６が締結される。

走行モータ１の右方には、変速機構２を構成する回転体２０が配置される。回転体２０の軸部２１は、その左右両端部が左右方向の軸線ＣＬ２を中心にベアリング２２，２３を介してケース５から、すなわちケース５に設けられたベアリング支持部５３，５４から回転可能に支持される。軸部２１には大径ギヤ２４と小径ギヤ２５とが設けられ、大径ギヤ２４は回転軸６０の外周面のギヤ６１に噛合される。

小径ギヤ２５は差動機構３のリングギヤ３ａに噛合される。これにより、走行モータ１のトルクが、回転軸６０、ギヤ６１、大径ギヤ２４、小径ギヤ２５、リングギヤ３ａおよび差動機構３を介して左右のドライブシャフト４に入力される。その結果、図示しない左右の駆動輪が駆動され、車両が走行する。

このように構成された車両駆動装置１００の各部には、オイルポンプ６から吐出された潤滑油が油路を介して供給される。油路は、ケース５の右側壁に沿って延設された第１油路ＰＡ１と、軸線ＣＬ１に沿って左右方向に延在し、回転軸６０内を通過する第２油路ＰＡ２と、ケース５の左側壁に沿って延設された第３油路ＰＡ３とを含む。第１油路ＰＡ１にはオイルポンプ６が接続され、第１油路ＰＡ１の潤滑油は第２油路ＰＡ２を介して第３油路ＰＡ３へと流れる。回転軸６０内（第２油路ＰＡ２）を通過する潤滑油は、回転軸６０を径方向に貫通する孔を介して、回転軸６０の周囲に配置されたロータ１１などの部品に供給される。

ところで、車両が傾斜することにより、あるいは車両に前後方向や左右方向の加速度が作用することにより、回転軸６０内の潤滑油が偏るおそれがあり、その結果、回転軸６０の周囲の各部に十分な量の潤滑油を供給することが困難となるおそれがある。これを避けるためには、軸線ＣＬ１に沿った回転軸６０内の孔に潤滑油を充満させておく必要があるが、そのためには、ポンプ容量を増大する必要があり、オイルポンプ６が大型化して、コストの上昇を招く。そこで、本実施形態では、オイルポンプ６を大型化することなく回転軸６０の周囲の各部に必要十分な潤滑油を供給可能とするため、以下のように潤滑油供給装置を構成する。

図２は、本実施形態に係る潤滑油供給装置の要部構成を示す図（図１の要部拡大図）である。図２に示すように、回転軸６０の中心部には左端面から右端面にかけて軸線ＣＬ１に沿って略円筒面形状の貫通孔６２が開口される。回転軸６０には、軸方向所定位置にそれぞれ径方向複数の貫通孔６３が開口される。貫通孔６３は、潤滑油の供給箇所に対応して例えば軸方向４箇所（位置Ａ〜位置Ｄ）に設けられる。なお、位置Ａ〜位置Ｄの貫通孔６３をそれぞれ６３Ａ〜６３Ｄで表す。

貫通孔６３Ａは、レゾルバ３４の径方向内側に位置する。貫通孔６３Ａを介して回転軸６０の外側に流出した潤滑油は、ロータ１１に沿って流れ、これによりロータ１１を冷却することができる。すなわち、位置Ａの貫通孔６３Ａは、主にロータ冷却用の油路を構成する。

貫通孔６３Ｂは、ロータ１１の軸部１５の径方向内側に位置する。貫通孔６３Ｂを介して回転軸６０の外側に流出した潤滑油は、回転軸６０の外周面と軸部１５の内周面との間の隙間に沿って流れた後、軸部１５とロータコア１６との間の嵌合面に沿って流れ、これによりロータ１１を潤滑する。すなわち、位置Ｂの貫通孔６３Ｂは、主にロータ潤滑用の油路を構成する。

貫通孔６３Ｃは、軸部１５とベアリング３２との境界部の径方向内側に位置する。貫通孔６３Ｃを介して回転軸６０の外側に流出した潤滑油は、ベアリング３２に供給され、ベアリング３２を潤滑する。すなわち、位置Ｃの貫通孔６３Ｃは、主にベアリング潤滑用の油路を構成する。

貫通孔６３Ｄは、パーキングギヤ３５の径方向内側に位置する。貫通孔６３Ｄを介して回転軸６０の外側に流出した潤滑油は、パーキングギヤ３５の嵌合部であるスプラインに供給され、スプラインを潤滑する。すなわち、位置Ｄの貫通孔６３Ｄは、主にスプライン潤滑用の油路を構成する。

貫通孔６２の内部には、軸線ＣＬ１に沿ってパイプユニット４０が挿入される。図３は、パイプユニット４０の一部の斜視図である。図３に示すように、パイプユニット４０は、軸線ＣＬ１に沿って左右方向に延在する貫通孔６２よりも小径の円環状のパイプ４１と、パイプ４１の外周面に取り付けられた左右一対のプレート（左プレート４２、右プレート４３）とを有する。図２に示すように、左右一対のプレート４２，４３は、潤滑油の供給箇所に対応して軸方向４箇所（位置Ａ〜位置Ｄ）に設けられる。パイプ４１の右端部には潤滑油が流入する流入口４１ａが開口され、左端部には潤滑油が流出する流出口４１ｂが開口される。

図２，３に示すように、各プレート４２，４３は、径方向に延在する略リング状の平板部４２ａ，４３ａと、平板部４２ａ，４３ａの内周面から軸方向に延在する略円筒形状の円環部４２ｂ，４３ｂと、平板部４２ａ，４３ａの外周面から軸方向に延在する略円筒形状の円環部４２ｃ，４３ｃとを有する。円環部４２ｂ、４３ｂの内周面は、ロウ付けまたは溶接などによりパイプ４１の外周面に接合され、これによりパイプユニット４０が形成される。

図２に示すように、パイプ４１の左右両端部は、それぞれケース５の左右側壁に設けられたパイプ支持孔５５，５６に、例えば圧入や軽圧入により嵌合される。パイプ支持孔５５，５６は、軸方向に段付き状に形成され、パイプ４１の軸方向両端面が段付き部５５ａ，５６ａに当接することで、パイプ４１の軸方向位置が規制される。パイプユニット４０の各プレート４２，４３の円環部４２ｃ、４３ｃの外周面の径は、回転軸６０の貫通孔６２の内周面の径よりもわずかに（例えば１〜２ｍｍ程度）小さい。これによりパイプユニット４０がケース５に固定された状態で、回転軸６０はパイプユニット４０に接触することなく回転することができる。

パイプユニット４０が貫通孔６２に挿入された状態で、位置Ａ〜位置Ｄのそれぞれにおいて、左プレート４２と右プレート４３との間に、パイプ４１と回転軸６０とによって包囲された略円環状のオイル空間４５Ａ〜４５Ｄが形成される。オイル空間４５Ａ〜４５Ｄには回転軸６０の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄがそれぞれ面しており、貫通孔６３Ａ〜６３Ｄはそれぞれオイル空間４５Ａ〜４５Ｄに連通する。

図２，３に示すように、パイプ４１には、左右一対のプレート４２，４３の間に、各オイル空間４５Ａ〜４５Ｄに面して周方向複数の略円形の貫通孔４４が開口される。これにより、貫通孔４４を介してパイプ４１の内部空間４６とオイル空間４５Ａ〜４５Ｄとが連通する。

本実施形態に係る潤滑油供給装置の主要な動作を説明する。オイルポンプ６の駆動により第１油路ＰＡ１、第２油路ＰＡ２（パイプ４１）、第３油路ＰＡ３を潤滑油が流れる。このとき、流入口４１ａおよび流出口４１ｂを介してパイプ４１内を通過する潤滑油の一部は、図２の矢印に示すようにパイプ４１の貫通孔４４を通過して径方向外側のオイル空間４５Ａ〜４５Ｄ内に導かれる。オイル空間４５Ａ〜４５Ｄの潤滑油は、貫通孔６３Ａ〜６３Ｄを介してそれぞれロータ１１やベアリング３２等に供給される。

ところで、回転軸６０の各貫通孔６３Ａ〜６３Ｄの開口面積は、各オイル空間４５Ａ〜４５Ｄの外周面の面積よりも小さい。このため、オイル空間４５Ａ〜４５Ｄから回転軸６０の外側への潤滑油の流れにおいて、貫通孔６３Ａ〜６３Ｄは絞りとして機能し、オイル空間４５Ａ〜４５Ｄは潤滑油で満たされる。これにより、車両が傾斜した場合や車両に前後方向や左右方向の加速度が作用した場合であっても、オイル空間４５Ａ〜４５Ｄに潤滑油の偏りが生じることを防止でき、回転軸６０の周囲の各部に必要十分な量の潤滑油を供給することができる。

パイプ４１内の内部空間４６の容積とオイル空間４５Ａ〜４５Ｄの容積との和は、回転軸６０の貫通孔６２の全容積よりも小さい。このため、貫通孔６２にパイプユニット４０を設けた場合に必要とされる潤滑油量を、パイプユニット４０を設けない場合に必要とされる潤滑油量よりも、低減することができる。これによりポンプ容量を低減することができ、オイルポンプ６を小型化できる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）潤滑油供給装置は、オイルポンプ６から供給された潤滑油を、回転軸６０に軸方向に穿設された貫通孔６２と、貫通孔６２に連通して回転軸６０を径方向に貫通する貫通孔６３とを介して、回転軸６０の周囲の各部（ロータ１１、ベアリング３２等）に供給するように構成される（図１）。この潤滑油供給装置は、軸方向に沿って貫通孔６２に収容され、オイルポンプ６から供給された潤滑油が導かれるとともに、径方向に貫通孔４４が穿設されたパイプ４１と、パイプ４１の外周面から回転軸６０の内周面にかけて径方向に延在し、回転軸６０の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄとパイプ４１の貫通孔４４とに連通する環状のオイル空間４５Ａ〜４５Ｄを形成する左右一対のプレート４２，４３とを備える（図１〜３）。

この構成により、回転軸６０の内部の潤滑油で満たされるべきオイル空間４５Ａ〜４５Ｄの容積を、貫通孔６２により形成される回転軸６０内の容積よりも低減することができる。このため、ポンプ容量を低減することができ、オイルポンプ６を小型化できる。すなわち、車両の傾斜や車両に加速度が作用する場合に回転軸６０の周囲の各部に十分な潤滑油を供給するためには、回転軸６０の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄの上流側空間を潤滑油で満たしておく必要がある。この点、本実施形態では、パイプ４１と左右一対のプレート４２，４３とにより、貫通孔６３Ａ〜６３Ｄの上流側空間（オイル空間４５Ａ〜４５Ｄ）を貫通孔６２の容積よりも狭く構成したので、必要な潤滑油量が抑えられ、オイルポンプ６が小型化し、コストの上昇を防ぐことができる。また、必要潤滑油量が抑えられることで、潤滑および冷却を要する部位までの潤滑油の到達時間を短くすることができ、耐摩耗性や冷却性を向上することができる。さらに、潤滑油の迅速な供給によりフリクションを低減することもでき、燃費向上に資する。

（２）回転軸６０には軸方向に貫通して貫通孔６２が設けられ、パイプ４１は、貫通孔６２を貫通し、その軸方向両端部は、回転軸６０の軸方向両側に配置されたケース５のパイプ支持孔５５，５６に支持される（図２）。これにより回転軸６０の内部にパイプ４１およびパイプ４１と一体の左右一対のプレート４２，４３を容易に配置することができる。

（３）回転軸６０は、車両駆動装置１００の一部を構成するとともに、略水平方向（左右方向）に延設される（図１）。このような構成の下では、回転軸６０内で潤滑油が偏るおそれがあり、それを避けるためにオイルポンプ６が大型化する傾向にあるが、本実施形態では、回転軸６０内にパイプユニット４０を収容するので、オイルポンプ６を大型化することなく、回転軸６０内の潤滑油の偏りを抑制することができる。

（４）回転軸６０の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄとパイプ４１の貫通孔４４とは、それぞれ軸方向複数箇所（位置Ａ〜位置Ｄ）に穿設され、左右一対のプレート４２，４３は、軸方向複数の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄ，４４に対応して軸方向複数箇所に設けられる（図２）。これにより、回転軸６０の周囲の軸方向複数個所の部品（ロータ１１やベアリング３２など）に対し、パイプ４１を流れる潤滑油の一部を同時に供給することができる。

なお、上記実施形態では、回転軸６０に対し軸方向に貫通孔６２（第１孔）を穿設したが、例えば軸方向一端部を閉塞するなどして第１孔を、回転軸６０を貫通させずに設けてもよい。この場合、パイプユニットの軸方向一端側をケースで片持ち支持するようにしてもよい。上記実施形態では、それぞれのオイル空間４５Ａ〜４５Ｄに面して回転軸６０に軸方向単一の貫通孔６３Ａ〜６３Ｄ（第２孔）を穿設したが、少なくともいずれかのオイル空間４５Ａ〜４５Ｄに面して軸方向複数の貫通孔を第２孔として設けてもよい。

上記実施形態では、パイプ４１の外周面に左右一対のプレート４２，４３を固定してパイプユニット４０を構成したが、パイプユニットの構成はこれに限らない。すなわち、軸方向に沿って第１孔に収容され、オイルポンプから供給された潤滑油が導かれるのであれば、管部材の構成は上述したものに限らず、この管部材の外周面から第１孔の周面にかけて径方向に延在し、第２孔と貫通孔とに連通する環状空間を形成するのであれば、板部材の構成も上述したものに限らない。

上記実施形態では、走行モータ１の回転軸６０の軸方向貫通孔６２にパイプユニット４０を収容するようにしたが、他の回転軸の内部にパイプユニットを収容するようにしてもよい。この場合、パイプおよび回転軸を径方向に貫通する貫通孔の軸方向における配置は、回転軸の周囲の部品の配置によって適宜定められる。上記実施形態では、潤滑油供給装置を車両駆動装置１００に適用したが、本発明は、車両駆動装置以外にも同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

５ ケース、６ オイルポンプ、４０ パイプユニット、４１ パイプ、４２，４３ プレート、４４ 貫通孔、４５Ａ〜４５Ｄ オイル空間、６０ 回転軸、６２ 貫通孔、６３Ａ〜６３Ｄ 貫通孔、１００ 車両駆動装置

Claims (3)

1. オイルポンプから供給された潤滑油を、回転軸に穿設された軸方向の第１孔と、前記第１孔に連通して前記回転軸を径方向に貫通する第２孔とを介して、前記回転軸の周囲の各部に供給する潤滑油供給装置であって、
   軸方向に沿って前記第１孔に収容され、前記オイルポンプから供給された潤滑油が導かれるとともに、径方向に貫通孔が穿設された管部材と、
   前記管部材の外周面から前記第１孔の周面にかけて径方向に延在し、前記第２孔と前記貫通孔とに連通する環状空間を形成する軸方向一対の板部材と、を備え、
   前記第２孔と前記貫通孔とは、それぞれ軸方向複数箇所に穿設され、前記一対の板部材は、軸方向複数の前記第２孔と前記貫通孔とに対応して軸方向複数箇所に設けられることを特徴とする潤滑油供給装置。
2. 請求項１に記載の潤滑油供給装置において、
   前記第１孔は、前記回転軸を軸方向に貫通して設けられ、
   前記管部材は、前記第１孔を貫通し、その軸方向両端部は、前記回転軸の軸方向両側に配置されたケースに支持されることを特徴とする潤滑油供給装置。
3. 請求項１または２に記載の潤滑油供給装置において、
   前記回転軸は、車両駆動装置の一部を構成するとともに、略水平方向に延設されることを特徴とする潤滑油供給装置。

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