JP7399602B2 - ユニット - Google Patents
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Description
差動歯車機構を収容するハウジングを有し、
前記ハウジングはクーラントが流れる流路を有し、
径方向視において前記流路は前記差動歯車機構とオーバーラップする部分を有し、
前記流路は前記差動歯車機構の出力軸の軸心を通り且つ重力方向に直交する水平面よりも上方に位置する部分を有する。
「ユニット」は、「モータユニット」、「動力伝達装置」等とも呼ばれる。モータユニットは、少なくともモータを有するユニットである。動力伝達装置は、少なくとも動力伝達機構を有する装置であり、動力伝達装置は、例えば、歯車機構及び/又は差動歯車機構である。モータ及び動力伝達機構を有する装置であるユニットは、モータユニット及び動力伝達装置の双方の概念に属する。
図面上において複数の要素(部品、部分等)が所定方向に並んでいることが図示されている場合は、明細書の説明において、所定方向視においてオーバーラップしていることを説明した文章があるとみなして良い。
図面上において複数の要素(部品、部分等)が所定方向に並んでいないことが図示されている場合は、明細書の説明において、所定方向視においてオーバーラップしていないことを説明した文章があるとみなして良い。
例えば、第2要素と第1要素と第3要素とが、この順で軸方向に沿って並んでいる場合は、径方向視において、第1要素は第2要素と第3要素との間に位置しているといえる。図面上において、所定方向視において第1要素が第2要素と第3要素との間にあることが図示されている場合は、明細書の説明において所定方向視において第1要素が第2要素と第3要素との間にあることを説明した文章があるとみなして良い。
図1は、車両に搭載されるユニットを説明するスケルトン図である。
図2は、ユニットの外観図である。
図3は、ユニットの断面模式図である。図3は、インバータケースを取り除いた状態を示している。
図4は、遊星減速ギア周りの拡大図である。
図5は、モータケースを、第2ケース部材を取り外した状態で上方から見た図である。
図6は、ユニットにおける冷却水の循環システムを示す図である。
図7は、ギアケースのキャッチタンクを説明する図である。
ユニット1では、モータ2の回転軸X回りの出力回転の伝達経路に沿って、遊星減速ギア4と、差動機構5と、ドライブシャフトDA、DBと、が設けられている。ドライブシャフトDA、DBの軸線は、モータ2の回転軸Xと同軸であり、差動機構5はモータ2と同軸である。
ここで、遊星減速ギア4は、モータ2の下流に接続されている。差動機構5は、遊星減速ギア4を介してモータ2の下流に接続されている。ドライブシャフトDA、DBは、差動機構5の下流に接続されている。
インバータケース17内には、インバータ7を冷却する冷却水CL(図6参照)が通流する冷却路CP2が形成されている。
軸方向視において、モータ2は遊星減速ギア4(減速歯車機構)にオーバーラップする部分を有する。
軸方向視において、遊星減速ギア4(減速歯車機構)は差動機構5(差動歯車機構)にオーバーラップする部分を有する。
軸方向視において、遊星減速ギア4(減速歯車機構)はモータ2にオーバーラップする部分を有する。
軸方向視において、差動機構5(差動歯車機構)は遊星減速ギア4(減速歯車機構)にオーバーラップする部分を有する。
軸方向視において、差動機構5(差動歯車機構)はモータ2にオーバーラップする部分を有する。
軸方向視において、モータ2は差動機構5(差動歯車機構)とオーバーラップする部分を有する。
支持壁部111はモータ2の回転軸Xに沿わせた向きで設けられている。支持壁部111の内側には、モータ2が収容される。
第2ケース部材12の周壁部121は、第1ケース部材11の支持壁部111に外挿可能な内径で形成されている。
第1ケース部材11と第2ケース部材12は、第1ケース部材11の支持壁部111に、第2ケース部材12の周壁部121を外挿して互いに組み付けられている。
これらシールリング113は、支持壁部111に外挿された周壁部121の内周に圧接して、支持壁部111の外周と、周壁部121の内周との間の隙間を封止する。
モータ支持部125は、後記するコイルエンド253bの内側に挿入されている。モータ支持部125は、ロータコア21の端部21bに回転軸X方向の隙間をあけて対向している。モータ支持部125の内周には、ベアリングB1が支持されている。モータシャフト20の外周が、ベアリングB1を介してモータ支持部125で支持されている。
第1ケース部材11から見てカバー部材13は、差動機構5とは反対側(図中、右側)に位置している。カバー部材13の接合部132は、第1ケース部材11の接合部112に回転軸X方向から接合されている。カバー部材13と第1ケース部材11は、ボルト(図示せず)で互いに連結されている。この状態において第1ケース部材11は、支持壁部111の接合部122側(図中、右側)の開口が、カバー部材13で塞がれている。
挿通孔130aの内周には、リップシールRSが設けられている。リップシールRSは、図示しないリップ部をドライブシャフトDAの外周に弾発的に接触させている。挿通孔130aの内周と、ドライブシャフトDAの外周との隙間が、リップシールRSにより封止されている。
壁部130における第1ケース部材11側(図中、左側)の面には、挿通孔130aを囲む周壁部131が設けられている。周壁部131の内周には、ドライブシャフトDAがベアリングB4を介して支持されている。
モータ支持部135の外周には、円筒状の接続壁136が接続されている。接続壁136は、壁部130側(図中、右側)の周壁部131よりも大きい外径で形成されている。接続壁136は、回転軸Xに沿う向きで設けられており、モータ2から離れる方向に延びている。接続壁136は、モータ支持部135と接合部132とを接続している。
モータ支持部135の内周には、ベアリングB1が支持されている。モータシャフト20の外周が、ベアリングB1を介してモータ支持部135で支持されている。
ベアリングB1と隣り合う位置には、リップシールRSが設けられている。
ロータコア21から見てモータシャフト20の一端20a側(図中、右側)に位置するベアリングB1は、カバー部材13のモータ支持部135の内周に支持されている。他端20b側(図中、左側)に位置するベアリングB1は、第2ケース部材12の円筒状のモータ支持部125の内周に支持されている。
モータシャフト20の回転軸X方向から見て、珪素鋼板はリング状を成している。珪素鋼板の外周側では、図示しないN極とS極の磁石が、回転軸X周りの周方向に交互に設けられている。
電磁鋼板の各々は、支持壁部111の内周に固定されたリング状のヨーク部251と、ヨーク部251の内周からロータコア21側に突出するティース部252と、を有している。
モータシャフト20の他端20bは、ギアケース14の内側で、後記するサイドギア54Aに、回転軸X方向の隙間をあけて対向している。
ギアケース14の内径側には、遊星減速ギア4と差動機構5を潤滑するためのオイルOLが封入されている。
リップシールRSは、ギアケース14内のオイルOLがモータケース10内に流入することを阻止するために設けられている。
大径歯車部431と小径歯車部432は、回転軸Xに平行な軸線X1方向に並んで配置された、一体のギア部品である。
ピニオンメートシャフト51は、回転軸X上に配置された中心部材510と、中心部材510の外径側に連結されたシャフト部材511を有する。図示は省略するが、複数のシャフト部材511が回転軸X周りの周方向に等間隔で設けられている。シャフト部材511は、デフケース50の径方向に延びる支持孔69に挿通され、支持されている。
サイドギア54Aは、回転軸X方向における一方側から、ピニオンメートギア52に噛合している。サイドギア54Bは、回転軸X方向における他方側から、ピニオンメートギア52に噛合している。
開口部145aの内周には、リップシールRSが固定されている。リップシールRSの図示しないリップ部が、ドライブシャフトDBに外挿されたサイドギア54Bの筒壁部540の外周に弾発的に接触している。
これにより、サイドギア54Bの筒壁部540の外周と開口部145aの内周との隙間が封止されている。
ドライブシャフトDA、DBの先端部の外周に、デフケース50に支持されたサイドギア54A、54Bがスプライン嵌合している。サイドギア54A、54BとドライブシャフトDA、DBとが、回転軸X周りに一体回転可能に連結されている。
ピニオンメートギア52は、回転軸X方向の一方側に位置するサイドギア54Aおよび他方側に位置するサイドギア54Bに、互いの歯部を噛合させた状態で組み付けられている。
詳細な説明は省略するが、デフケース50、ピニオン軸44等には、デフケース50に掻き上げられたオイルOLを導入するための油路、油孔等が設けられている。これによって、ベアリングB2、ニードルベアリングNB等の回転部材にオイルOLが導入されやすくなっている。
図3に示すように、キャッチタンク15は、油路151aを介して、リップシールRSとベアリングB2との間の空間Rxに接続している。また、キャッチタンク15は、不図示の油路、配管等を介して、オイルクーラ83(図6参照)に接続している。オイルクーラ83は、不図示の配管、油路等を介して、接続壁136に形成された油孔136a(図3参照)に接続している。なお、図3は、説明のためにキャッチタンク15を仮想線で示しており、キャッチタンク15の実際の位置を反映したものではない。
ラジエータ82は、冷却水CLの熱を放熱して冷却する装置である。
傾斜部141cは、モータケース10から離れる方向に縮径する円錐台形状である。傾斜部141cの周囲のスペースは、ギアケース14が縮径している分だけ、ユニット1のモータケース10等の周囲のスペースと比べて大きい。実施の形態では、冷却室9を傾斜部141c周りのスペースに配置する。以下、冷却室9の構成について説明する。
図9は、図8におけるA-A線に沿って冷却室9の本体部90を切断した断面図である。なお、図9では、説明の便宜上、ギアケース14およびドライブシャフトDBを仮想線で示している。
図10は、冷却室9内部の冷却路CP3を説明する図である。図10では、冷却室9の内部を破線で示している。
図11は、図10のA-A断面の模式図である。図11では、ギアケース14の内部を簡略化して示している。
第1壁部91は、一方の端部91aが、傾斜部141cの一方の端部141dに接合される。第1壁部91は、回転軸X方向に沿って延びる。第1壁部91の他方の端部91bは、傾斜部141cと間隔を空けている。
第3壁部93、93は、第1壁部91と、第2壁部92と、傾斜部141cの壁面とに跨がって接続している。
導入部95は、本体部90の第1壁部91を貫通して設けられた開口部95aと、開口部95aの周りを囲み、鉛直線VL方向上方に延びる周壁部95bとを有する。導入部95は、開口部95aを介して、冷却路CP3の、回転軸X周りの周方向における一端側(図中、右側)に連通する。
一方、傾斜部141cの外表面は、冷却路CP3に導入された冷却水CLに接する。すなわち、壁部である傾斜部141cを介して、ギアケース14内部のオイルOLと、冷却路CP3の冷却水CLとが熱交換を行うことが可能である。
図1に示すように、ユニット1では、モータ2の出力回転の伝達経路に沿って、遊星減速ギア4と、差動機構5と、ドライブシャフトDA、DBと、が設けられている。
ここで、段付きピニオンギア43の小径歯車部432は、ギアケース14の内周に固定されたリングギア42に噛合している。そのため、段付きピニオンギア43は、軸線X1回りに自転しながら、回転軸X周りに公転する。
これにより、段付きピニオンギア43を支持するデフケース50が、モータ2側から入力された回転よりも低い回転速度で回転軸X回りに回転する。
そのため、遊星減速ギア4のサンギア41に入力された回転は、段付きピニオンギア43により、大きく減速されたのちに、デフケース50(差動機構5)に出力される。
図3および図4に示すように、掻き上げられたオイルOLにより、サンギア41と大径歯車部431との噛合部と、小径歯車部432とリングギア42との噛合部と、ピニオンメートギア52とサイドギア54A、54Bとの噛合部とが潤滑される。
ギアケース14の上部には、キャッチタンク15が設けられている。キャッチタンク15は、デフケース50の回転方向における下流側に位置しており、デフケース50で掻き上げられたオイルOLの一部が、キャッチタンク15内に流入する。
図10に示すように、冷却路CP3には、導入部95の周壁部95bおよび開口部95aを介して、冷却路CP2(図6参照)を通流した後の冷却水CLが導入される。冷却路CP3の長手方向の一端側に導入された冷却水CLは、冷却路CP3の他端側の排出部96に向かって流れる。
なお、車室VR内の空気Airが、空間SPに流入しやすいように、ファン等を設けても良い。
(1)ユニット1は、
差動機構5(差動歯車機構)を収容するハウジングHSを有する。
ハウジングHSは冷却水CL(クーラント)が流れる流路として冷却路CP3を有する。
回転軸Xの径方向視(径方向視)において、冷却路CP3は、差動機構5とオーバーラップする部分を有する。
冷却路CP3は、差動機構5の出力軸であるドライブシャフトDBの軸心と同軸の回転軸Xを通り且つ鉛直線VL方向(重力方向)に直交する水平面Sよりも上方に位置する部分を有する。
ユニット1における、差動機構5周辺の、水平面Sより上方側はレイアウト制約が緩く、スペースに余裕がある。このスペースを利用して、冷却路CP3を有する冷却室9を配置する。これによって、ハウジングHSと冷却路CP3を通流する冷却水CLとの接触面積が増加し、冷却水CLとハウジングHSとの熱交換効率が向上する。
歯車機構は、例えば、減速歯車機構、増速歯車機構、差動歯車機構(差動機構)等を有する。
減速歯車機構及び増速歯車機構は、例えば、遊星歯車機構、平行歯車機構等を有する。
環状機構は、例えば、無端環状部品等を有する。
無端環状部品等は、例えば、チェーンスプロケット、ベルトとプーリ等を有する。
差動機構5は、入力要素であるデファレンシャルケースと、出力要素である2つの出力軸と、差動要素である差動歯車セットと、を有する。
傘歯車式のデファレンシャルギアにおいて、差動歯車セットは傘歯車を有する。
遊星歯車式のデファレンシャルギアにおいて、差動歯車セットは遊星歯車を有する。
例えば、平行歯車機構のうちのファイナルギア(デフリングギア)は、デファレンシャルケースと一体に回転する。例えば、遊星歯車機構のキャリアとデファレンシャルケースとが接続している場合、ピニオンギアがデファレンシャルケースと一体に回転(公転)する。
シングルピニオン型の遊星歯車機構は、例えば、サンギアを入力要素とし、リングギアを固定要素とし、キャリアを出力要素とすることができる。
ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、例えば、サンギアを入力要素とし、リングギアを出力要素とし、キャリアを固定要素とすることができる。
シングルピニオン型又はダブルピニオン型の遊星歯車機構のピニオンギアは、例えば、ステップドピニオンギア、ノンステップドピニオンギア等を用いることができる。
ステップドピニオンギアは、ラージピニオンおよびとスモールピニオンとを有する。例えば、ラージピニオンをサンギアに噛合させると好適である。例えば、スモールピニオンをリングギアに嵌合させると好適である。
ノンステップドピニオンギアは、ステップドピニオンギアではない形式である。
2 :モータ
5 :差動機構(差動歯車機構)
14 :ギアケース
141c :傾斜部(壁部)
9 :冷却室
90 :本体部(弧状部分)
HS :ハウジング
DA、DB :ドライブシャフト(出力軸)
X :回転軸(軸心)
CL :冷却水(クーラント)
CP3 :冷却路(流路)
VL :鉛直線方向(重力方向)
S :水平面
Claims (8)
- 差動歯車機構を収容するハウジングを有し、
前記ハウジングはクーラントが流れる流路を有し、
径方向視において前記流路は前記差動歯車機構とオーバーラップする部分を有し、
前記流路は前記差動歯車機構の出力軸の軸心を通り且つ重力方向に直交する水平面よりも上方に位置する部分を有し、
前記クーラントは、前記差動歯車機構の上方に位置する壁部の上方を流れるように構成されている、ユニット。 - 請求項1において、
前記流路は前記差動歯車機構の出力軸の軸心を通り且つ重力方向に直交する水平面よりも下方に位置する部分を有する、ユニット。 - 請求項1において、
軸方向視において、前記流路は前記ハウジングとオーバーラップする部分を有する、ユニット。 - 請求項2において、
軸方向視において、前記流路は前記ハウジングとオーバーラップする部分を有する、ユニット。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
軸方向視において、前記流路は前記差動歯車機構の出力軸の軸心を囲うように配置された弧状部分を含む形状を有する、ユニット。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記ハウジングは、前記クーラントと接する外表面と、オイルと接する内表面と、を有する壁部を前記水平面よりも上方に有する、ユニット。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記流路は、前記ハウジング内に位置し且つ前記ハウジングの上部に設けられたキャッチタンクに隣接して配置されている、ユニット。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記流路において、前記クーラントの導入部および排出部が、前記水平面よりも上方に設けられている、ユニット。
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