JP7408889B2 - 車両 - Google Patents
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-
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- F16H—GEARING
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Description
この遊星歯車機構は、ラージピニオンギアとスモールピニオンギアとを有するステップドピニオンギアを、備えている。
モータと、
前記モータの下流に接続する歯車機構と、
前記モータを収容するモータ室と、前記歯車機構及び潤滑油を収容するギア室と、を有
するボックスと、
内燃機関からの排気が通る排気管と、を有し、
前記モータの外周には、前記モータを冷却する冷却液が導入される第1冷却ボックスが
構成されており、
前記ボックスの外周には、前記第1冷却ボックスとの間で冷却液を流通可能に接続され
た第2冷却ボックスが構成されており、
前記モータ室は前記ギア室よりも前記排気管から離れた位置に配置され、
前記排気管は、前記モータから離れる方向に迂回する迂回部分を有し、
前記迂回部分は、前記第2冷却ボックスを囲うように配置されている。
図1は、本実施形態にかかる動力伝達装置1を説明するスケルトン図である。
図2は、本実施形態にかかる動力伝達装置1を説明する断面の模式図である。
図3は、動力伝達装置1の遊星減速ギア4周りの拡大図である。
図4は、動力伝達装置1の差動機構5周りの拡大図である。
動力伝達装置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、パークロック機構3と、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。
第1ボックス11は、支持壁部111をモータ2の回転軸Xに沿わせた向きで設けられている。モータ2は、支持壁部111の内側に収容される。
周壁部121は、第1ボックス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ボックス11と第2ボックス12は、第1ボックス11の支持壁部111に、第2ボックス12の周壁部121を外挿して互いに組み付けられている。
第1ボックス11では、支持壁部111の外周に複数の凹溝111bが設けられている。複数の凹溝111bは、回転軸X方向に間隔をあけて設けられている。凹溝111bの各々は、回転軸X周りの周方向の全周に亘って設けられている。
第1ボックス11の支持壁部111に、第2ボックス12の周壁部121が外挿される。凹溝111bの開口が周壁部121で閉じられている。支持壁部111と周壁部121との間に、冷却液CLが通流する複数の冷却路CP(第1冷却ボックス)が形成される。
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。
壁部120では、モータ2側(図中、右側)の面に、開口120aを囲む筒状のモータ支持部125が設けられている。
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。
この径方向の厚みが厚い領域には、回転軸X方向に貫通してオイル溜り部128が設けられている。
オイル溜り部128は、連通孔112aを介して、第3ボックス13の接合部132に設けた軸方向油路138に連絡している。連通孔112aは、第1ボックス11の接合部112に設けられている。
第1ボックス11から見て第3ボックス13は、差動機構5とは反対側(図中、右側)に位置している。第3ボックス13の接合部132は、第1ボックス11の接合部112に回転軸X方向から接合されている。第3ボックス13と第1ボックス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ボックス11は、支持壁部111の接合部122側(図中、右側)の開口が、第3ボックス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ボックス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と第3ボックス13の壁部130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。
第4ボックス14は、第2ボックス12から見て差動機構5側(図中、左側)に位置している。第4ボックス14の接合部142は、第2ボックス12の接合部123に回転軸X方向から接合されている。第4ボックス14と第2ボックス12は、ボルト(図示せず)で互いに連結されている。
モータ室Saは、第1ボックス11の内側で、第2ボックス12の壁部120と、第3ボックス13の壁部130との間に形成されている。
ギア室Sbは、第4ボックス14の内径側で、第2ボックス12の壁部120と、第4ボックス14の周壁部141との間に形成されている。
プレート部材8は、第4ボックス14にボルトBで固定されている。
プレート部材8は、ギア室Sbを、遊星減速ギア4と差動機構5を収容する第1ギア室Sb1と、パークロック機構3を収容する第2ギア室Sb2とに区画している。
回転軸X方向において第2ギア室Sb2は、第1ギア室Sb1と、モータ室Saとの間に位置している。
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、第3ボックス13のモータ支持部135の内周に支持されている。他端20b側に位置するベアリングB1は、第2ボックス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、第4ボックス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。
リップシールRSは、モータ2を収容するモータ室Saと、第4ボックス14内のギア室Sbとを区画している。
リップシールRSは、モータ室SaへのオイルOLの流入を阻止するために設けられている。
嵌合部202の外周には、パークギア30とサンギア41がスプライン嵌合している。
基部410の他端410bには、モータシャフト20の他端20bに螺合したナットNが、回転軸X方向から圧接している。
サンギア41とパークギア30は、ナットNと段部201との間に挟み込まれた状態で、モータシャフト20に対して相対回転不能に設けられている。
段付きピニオンギア43は、大径歯車部431と小径歯車部432が、回転軸Xに平行な軸線X1方向で並んで、一体に設けられたギア部品である。
大径歯車部431は、小径歯車部432の外径R2よりも大きい外径R1で形成されている。
段付きピニオンギア43は、軸線X1に沿う向きで設けられている。この状態において、大径歯車部431はモータ2側(図中、右側)に位置している。
リングギア42は、外周に設けた係合歯421を、第4ボックス14の支持壁部146に設けた歯部146aにスプライン嵌合している。リングギア42は、回転軸X回りの回転が規制されている。
段付きピニオンギア43は、貫通孔430を貫通したピニオン軸44の外周で、ニードルベアリングNB、NBを介して回転可能に支持されている。
ピニオン軸44には、軸内油路440とピニオン軸44の外周とを連通させる油孔442、443が設けられている。
油孔442は、小径歯車部432の内周を支持するニードルベアリングNBが設けられた領域に開口している。
ピニオン軸44において油孔443、442は、段付きピニオンギア43が外挿された領域内に開口している。
ピニオン軸44の外周において導入路441は、後記する第2ケース部7の支持孔71a内に位置する領域に開口している。導入路441は、軸内油路440とピニオン軸44の外周とを連通させている。
軸線X1に沿う断面視においてケース内油路781は、軸線X1に対して傾斜している。ケース内油路781は、回転軸X側に向かうにつれて、基部71に設けたスリット710に近づく向きで傾斜している。
ケース内油路781から導入路441に流入したオイルOLは、ピニオン軸44の軸内油路440に流入する。軸内油路440に流入したオイルOLは、油孔442、443から径方向外側に排出される。油孔442、443から排出されたオイルOLは、ピニオン軸44に外挿されたニードルベアリングNBを潤滑する。
ピニオン軸44は、貫通孔444と、後記する第2ケース部7側の挿入穴782との軸線X1回りの位相を合わせて設けられている。挿入穴782に挿入された位置決めピンPが、ピニオン軸44の貫通孔444を貫通する。これによって、ピニオン軸44は、軸線X1回りの回転が規制された状態で、第2ケース部7側で支持される。
ピニオン軸44の長手方向の他端44b側では、段付きピニオンギア43から突出した領域が第2軸部446となっている。第2軸部446は、デフケース50の第2ケース部7に設けた支持孔71aで支持されている。
ピニオン軸44では、第1軸部445よりも第2軸部446のほうが、軸線X1方向の長さが長くなっている。
図5は、差動機構5のデフケース50周りの斜視図である。
図6は、差動機構5のデフケース50周りの分解斜視図である。
図4から図6に示すように、差動機構5のデフケース50は、第1ケース部6と第2ケース部7を回転軸X方向で組み付けて形成される。本実施形態では、デフケース50の第1ケース部6と第2ケース部7が、遊星減速ギア4のピニオン軸44を支持するキャリアとしての機能を有している。
ピニオンメートシャフト51は、回転軸X周りの周方向に等間隔で設けられている。
ピニオンメートシャフト51の各々の内径側の端部は、共通の連結部510に連結されている。
この状態においてピニオンメートギア52の各々は、ピニオンメートシャフト51で回転可能に支持されている。
サイドギア54Aは、回転軸X方向における一方側から、3つの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、3つのピニオンメートギア52に噛合している。
図4に示すように、基部61の中央部には、開口60が設けられている。基部61における第2ケース部7とは反対側(図中、右側)の面には、開口60を囲む筒壁部611が設けられている。筒壁部611の外周は、ベアリングB3を介して、プレート部材8で支持されている。
連結梁62は、回転軸X周りの周方向に、等間隔で設けられている。連結梁62は、基部61に対して直交する基部63と、基部63よりも幅広の連結部64と、を有している。
連結部64の内径側(回転軸X側)には、ピニオンメートギア52の外周に沿う形状で円弧部641が形成されている。
ピニオンメートギア52の外周が、球面状ワッシャ53を介して円弧部641に支持される。
サイドギア54Aの裏面には、円筒状の筒壁部541設けられており、ワッシャ55は筒壁部541に外挿されている。
基部61には、支持孔61aを囲むボス部616が設けられている。図3に示すように、ボス部616には、ピニオン軸44に外挿されたワッシャWcが、回転軸X方向から接触する。
第1ケース部6の連結部64には、第2ケース部7側の連結部74が回転軸X方向から接合される。ボルト穴67、67には、第2ケース部7側の連結部74を貫通したボルトB(図5参照)が螺入される。第1ケース部6と第2ケース部7は、ボルトBによって互いに接合される。
図4に示すように、基部71は、回転軸X方向に厚みW71を有する板状部材である。
基部71の中央部には、基部71を厚み方向に貫通する貫通孔70が設けられている。
基部71における第1ケース部6とは反対側(図中、左側)の面には、貫通孔70を囲む筒壁部72と、筒壁部72を間隔を空けて囲む周壁部73が設けられている。
周壁部73の先端には、回転軸X側に突出する突起部73aが設けられている。突起部73aは、回転軸X周りの周方向の全周に亘って設けられている。
周壁部73の内径側には、基部71を厚み方向に貫通するスリット710が設けられている。
回転軸X方向から見てスリット710は、周壁部73の内周に沿う弧状を成している。スリット710は、回転軸X周りの周方向に所定の角度範囲で形成されている。
ボルト収容部76の内側には、ボルトの挿通孔77が開口している。挿通孔77は、基部71を厚み方向(回転軸X方向)に貫通している。
連結部74は、第1ケース部6側の連結梁62と同数設けられている。
円弧部741では、ピニオンメートギア52の外周が、球面状ワッシャ53を介して支持される。
第2ケース部7では、基部71の表面71bに、サイドギア54Bの裏面を支持するリング状のワッシャ55が載置される。サイドギア54Bの裏面には、円筒状の筒壁部540が設けられている。ワッシャ55は筒壁部540に外挿されている。
この状態において、ピニオン軸44に外挿された段付きピニオンギア43の小径歯車部432が、ワッシャWcを間に挟んで、軸線X1方向からガイド部78に当接している。
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。
第1ケース部6の内部には、第3ボックス13の挿通孔130aを貫通したドライブシャフトDAが、回転軸方向から挿入されている。
ドライブシャフトDAは、モータ2のモータシャフト20と、遊星減速ギア4のサンギア41の内径側を回転軸X方向に横切って設けられている。
本実施形態では、3つのピニオンメートシャフト51が、連結部510から径方向外側に延びている。ピニオンメートシャフト51の各々に、ピニオンメートギア52が支持されている。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。
オイル貯留部OPのオイルOLは、モータ2の出力回転の伝達時に、回転軸X回りに回転するデフケース50により掻き上げられる。
図7は、第4ボックス14を第3ボックス13側から見た平面図である。
図8は、図7に示したオイルキャッチ部15を斜め上方から見た斜視図である。
図9は、第4ボックス14を第3ボックス13側から見た平面図であって、デフケース50を配置した状態を示した図である。
図10は、図9に示したオイルキャッチ部15を斜め上方から見た斜視図である。
図11は、図9におけるA-A断面の模式図である。
図12は、動力伝達装置1を上方から見た場合におけるオイルキャッチ部15と、デフケース50(第1ケース部6、第2ケース部7)との位置関係を説明する模式図である。
なお、図7および図9では、第4ボックス14の接合部142と、支持壁部146の位置を明確にするために、ハッチングを付して示している。
図7および図9における鉛直線VLは、動力伝達装置1の車両での設置状態を基準とした鉛直線VLである。回転軸X方向から見て鉛直線VLは、回転軸Xと直交している。また、水平線HLは、動力伝達装置1の車両での設置状態を基準とした水平線HLである。回転軸X方向から見て水平線HLは、回転軸Xおよび鉛直線VLと直交している。
第4ボックス14内の上部には、オイルキャッチ部15の空間と、ブリーザ室16の空間が形成されている。
オイルキャッチ部15は、デフケース50の回転中心(回転軸X)を通る鉛直線VLからオフセットした位置に配置されている。図12に示すように、上方からオイルキャッチ部15を見ると、オイルキャッチ部15は、デフケース50の真上からオフセットした位置に配置されている。
回転軸X方向から見て連通口147は、鉛直線VLをブリーザ室16側(図中、右側)から、オイルキャッチ部15側(図中、左側)に横切る範囲に設けられている。
そのため、オイルキャッチ部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いる。そして、連通口147の周方向の幅は、鉛直線VLを挟んだ左側のほうが、右側よりも広くなっている。鉛直線VLを挟んだ左側は、デフケース50の回転方向における下流側であり、右側が上流側である。これにより、回転軸X回りに回転するデフケース50で掻き上げられたオイルOLの多くが、オイルキャッチ部15内に流入できるようになっている。
そのため、第2軸部446の外径側に空間的な余裕がある。この空間を利用して、オイルキャッチ部15を設けることで、本体ボックス10内の空間スペースの有効利用が可能となっている。
よって、当該周辺部材からオイルキャッチ部15へのオイルOL(潤滑油)の供給をスムーズに行うことができる。
図2に示すように、支持部145において油孔151aの内径側の端部は、リップシールRSとベアリングB2との間に開口している。
オイルガイド152は、キャッチ部153と、キャッチ部153から第1ボックス11側(図10における紙面手前側)に延びるガイド部154とを有している。
回転軸Xの径方向から見て、キャッチ部153は、ピニオン軸44の第2軸部446と重なる位置に設けられている。さらにガイド部154は、ピニオン軸44の第1軸部445と大径歯車部431と重なる位置に設けられている。
切欠部155は、油孔151aに対向する領域に設けられている。キャッチ部153に貯留されたオイルOLの一部が、切欠部155の部分から油孔151aに向けて排出される。
そのため、キャッチ部153に貯留されたオイルOLの一部が、ガイド部154側にも排出される。
壁部120の外周には、油孔126aを囲むボス部126が設けられている。ボス部126には、回転軸X方向から配管127の一端が嵌入している。
径方向油路137は、内部空間Scから径方向下側に延びる。径方向油路137は、接合部132内に設けた軸方向油路138に連通する。
オイル溜り部128は、周壁部121内を回転軸X方向に貫通している。オイル溜り部128は、第4ボックス14に設けたギア室Sbのオイル貯留部OPに連絡する。
図13は、第4ボックス14の下部の、冷却室CR周りの拡大図である。
図14は、冷却室CRを第4ボックス14の周壁部141側(図2の紙面左側)から視た図である。
図15は、冷却室CRの蓋部9を取り外した状態を示す図である。
図16は、冷却液CLの流れを説明する図である。
図17は、蓋部9の構成を示す図である。
図18は、スペーサ94の蓋部9への組み付けを説明する図である。
図19は、冷却室CRにおける冷却液CLの流れを説明する図である。
なお、この取り付け態様はあくまで一例であり、ボルト固定等の他の取り付け方法によってもスペーサ94を蓋部9に取り付けることができる。
図20は、シリーズハイブリッドの車両VHを示す模式図である。
図21および図22は動力伝達装置1と排気管104の配置関係を示す模式図である。図21は動力伝達装置1を上方から視た図である。図22は動力伝達装置1を回転軸X方向から視た図である。
エンジン100によって駆動された発電機101が発電した電力は、インバータ102を介してモータ2に供給されるか、あるいはバッテリ103に蓄えられる。
動力伝達装置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、第4ボックス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(第1ケース部6、第2ケース部7)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、大きく減速される。減速された回転は、デフケース50(差動機構5)に出力される。
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。
第4ボックス14の上部には、オイルキャッチ部15が設けられている。オイルキャッチ部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いる。デフケース50で掻き上げられたオイルOLの多くが、オイルキャッチ部15内に流入する。オイルOLは、オイルキャッチ部15内で支持台部151に載置されたオイルガイド152に供給される。
(1)動力伝達装置1は、
モータ2と、
モータ2の下流に接続する遊星減速ギア4および差動機構5(歯車機構)と、
遊星減速ギア4、差動機構5及びオイルOL(潤滑油)を収容する第4ボックス14(ボックス)と、を有する。
モータ2の外周には、モータ2を冷却する冷却液CLが導入される冷却路CP(第1冷却ボックス)が構成されている。
第4ボックス14の外周には、冷却路CPとの間で冷却液CLを流通可能に接続された冷却室CR(第2冷却ボックス)が構成されている。
冷却路CPと冷却室CRは、例えば、本体ボックス10の外周に一体的に形成しても良いが、実施形態では、離間して別体で形成する。これによって、動力伝達装置1のレイアウトの自由度を高めることができる。
冷却室CRを、円筒状の第4ボックス14の周囲に沿って包み込むように形成できるので装置の大型化を抑制することができる。また、冷却室CRによる外部の熱からの保護効果も向上させることができる。
モータ2の冷却液CLをギア室SbのオイルOLの冷却にも用いることで、新たな冷却液CLを準備する必要が無い。また、冷却液CLは、モータ2を冷却した後に、ギア室SbのオイルOLを冷却する。これによって、実施形態の動力伝達装置1は、モータ2を優先して冷却することができるので、装置全体としての熱マネジメントを好適に行うことができる。
モータ2を外部の熱から保護することを優先するため、熱源は、モータ2から離して配置する。これによって、熱源は、ギア室Sb側の近くに配置されるが、冷却室CRによってギア室Sbを熱から保護する構造とすることができる。
排気管104は、モータ2から離れる方向に迂回する湾曲部104a(迂回部分)を有する。
湾曲部104aは、冷却室CRを囲うように配置されている。
このような構成によって、モータ2とオイルOLの熱マネジメントの優先度を考慮した位置に排気管104を配置することができる。また、モータ2を迂回する湾曲部104aを設けることで、排気管104をコンパクトに配置することができる。
14:第4ボックス(ボックス)
2:モータ
4:遊星減速ギア
5:差動機構
100:エンジン(内燃機関)
104:排気管(熱源)
104a湾曲部(迂回部分)
CL:冷却液
CP:冷却路(第1冷却ボックス)
CR:冷却室(第2冷却ボックス)
VH:車両
X:回転軸(軸)
Claims (5)
- モータと、
前記モータの下流に接続する歯車機構と、
前記モータを収容するモータ室と、前記歯車機構及び潤滑油を収容するギア室と、を有するボックスと、
内燃機関からの排気が通る排気管と、を有し、
前記モータの外周には、前記モータを冷却する冷却液が導入される第1冷却ボックスが構成されており、
前記ボックスの外周には、前記第1冷却ボックスとの間で冷却液を流通可能に接続された第2冷却ボックスが構成されており、
前記モータ室は前記ギア室よりも前記排気管から離れた位置に配置され、
前記排気管は、前記モータから離れる方向に迂回する迂回部分を有し、
前記迂回部分は、前記第2冷却ボックスを囲うように配置されている、車両。 - 請求項1において、
前記第2冷却ボックスは、前記第1冷却ボックスと離間されて配置されている、車両。 - 請求項1又は2において、
前記第2冷却ボックスは、前記ボックスの下部に、前記ボックスの一部として形成されている、車両。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記第2冷却ボックスは、軸方向から視たときに弧状の形状として構成されている、車両。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第1冷却ボックスから排出された冷却液が前記第2冷却ボックスに導入される、車両。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020018994 | 2020-02-06 | ||
JP2020018994 | 2020-02-06 | ||
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