JP7527751B2 - ユニット - Google Patents
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Description
モータと、
前記モータの下流に接続された差動歯車機構を収容するハウジングと、
前記ハウジング外に位置する熱交換器と、を有し、
前記ハウジングは前記差動歯車機構の出力軸の軸方向と直交する径方向を囲い前記モータから離れる方向に向かって縮径する傾斜面を有する部分を有し、
前記軸方向視において前記熱交換器は前記傾斜面とオーバーラップする部分を有し、
前記傾斜面は、前記差動歯車機構と前記熱交換器との間に位置する部分を有し、
前記径方向視において前記熱交換器は前記モータとオーバーラップしない。
デファレンシャルケースと、前記デファレンシャルケース内の差動歯車セットと、を有する差動歯車機構を収容するハウジングと、
前記ハウジング外に位置する熱交換器と、を有し、
前記差動歯車機構の出力軸の軸方向視において前記差動歯車機構はモータとオーバーラップする部分を有し、
前記軸方向視において前記熱交換器は前記ハウジングとオーバーラップする部分を有し、
前記熱交換器は前記デファレンシャルケースの重力方向上方に位置する。
「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。
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、オイルクーラ83を傾斜部141c周りのスペースに配置する。以下、オイルクーラ83の構成について説明する。
図9は、図8におけるA-A線に沿ってオイルクーラ83の本体部830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、オイルクーラ83を回転軸X方向から視た図である。
図11は、図10のA-A断面の模式図である。
図12は、図10のB-B断面の模式図である。
図11および図12では、ギアケース14とオイルクーラ83の間のオイルOLの流れを説明するために、ギアケース14は簡略化して示している。
第1壁部831は、オイルクーラ83をギアケース14に取り付けた際に、傾斜部141cの外周に対向配置される部位であり、回転軸Xに沿う向きで設けられている。回転軸X方向における第1壁部831の一方の端部831aは、他方の端部831bよりも内径側(回転軸X側)に位置しており、第1壁部831は、回転軸Xに対して傾いて配置される。第1壁部831は、一方の端部831aから、他方の端部831bに向かって外径側に傾斜する。
第3壁部833は、第1壁部831の端部831aから回転軸Xの径方向外側に延びている。第3壁部833は、オイルクーラ83をギアケース14に取り付けた状態で、回転軸Xに対して略直交する向きで設けられている。
導入部836は、本体部830の第2壁部832を貫通して設けられた開口部836aと、開口部836aの周りを囲み、鉛直線VL方向上方に延びる周壁部836bとを有する。導入部836は、開口部836aを介して、本体部830の内部空間Sdに設けられた冷却水CLの流路(不図示)に連通する。
孔部838a、孔部839aは、水平面Sより上方に位置する。孔部838aは、本体部830の、水平面Sより下方に位置する部分を介して、孔部839aに接続される。孔部838aから本体部830の内部空間Sdに導入されたオイルOLは、冷却水CLと同様に、本体部830の長手方向の一端側(図中、右側)から他端側(図中、左側)に向かって通流し、孔部839aから排出される。
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。
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、オイルクーラ83(熱交換器)と、差動機構5(差動歯車機構)を収容するハウジングHSと、を有する。
ハウジングHSは差動機構5の径方向を囲う傾斜部141c(傾斜面)を有する部分を有する。
回転軸X方向視(軸方向視)において、オイルクーラ83は傾斜部141cとオーバーラップする部分を有する。
回転軸X方向において、ギアケース14の傾斜部141cは、モータケース10から離れるにつれて、外径が小さくなる形状に形成されている。オイルクーラ83を上記のように配置すると、オイルクーラ83を、ハウジングHSの径方向に大きく突出させずに済むので、ユニット1の少なくとも回転軸Xの径方向における寸法の縮小に寄与する。
オイルクーラ83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。
差動機構5を収容するハウジングHSと、を有する。
回転軸X方向視において差動機構5はモータ2とオーバーラップする部分を有する。
回転軸X方向視においてオイルクーラ83はハウジングHSとオーバーラップする部分を有する。
オイルクーラ83は差動機構5の鉛直線VL方向上方に位置する。
また、モータ2と差動機構5が同軸のユニット1では、車高方向下方よりも車高方向上方が、レイアウト制約が緩くなる。そのため、車高方向上方にオイルクーラ83を配置することで、オイルクーラ83の表面積を大きくすることができる。オイルクーラ83は表面積が大きいほど熱交換率は高くなるため、オイルOLの冷却を効率的に行うことができる。
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(傾斜面)
83 :オイルクーラ(熱交換器)
830 :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)
Claims (6)
- モータと、
前記モータの下流に接続された差動歯車機構を収容するハウジングと、
前記ハウジング外に位置する熱交換器と、を有し、
前記ハウジングは前記差動歯車機構の出力軸の軸方向と直交する径方向を囲い前記モータから離れる方向に向かって縮径する傾斜面を有する部分を有し、
前記軸方向視において前記熱交換器は前記傾斜面とオーバーラップする部分を有し、
前記傾斜面は、前記差動歯車機構と前記熱交換器との間に位置する部分を有し、
前記径方向視において前記熱交換器は前記モータとオーバーラップしない、ユニット。 - 請求項1において、
前記径方向視において前記熱交換器は前記傾斜面とオーバーラップする部分を有する、ユニット。 - 請求項1において、
前記軸方向視において前記差動歯車機構は前記モータとオーバーラップする部分を有し、
前記熱交換器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。 - 請求項2において、
前記軸方向視において前記差動歯車機構は前記モータとオーバーラップする部分を有し、
前記熱交換器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。 - デファレンシャルケースと、前記デファレンシャルケース内の差動歯車セットと、を有する差動歯車機構を収容するハウジングと、
前記ハウジング外に位置する熱交換器と、を有し、
前記差動歯車機構の出力軸の軸方向視において前記差動歯車機構はモータとオーバーラップする部分を有し、
前記軸方向視において前記熱交換器は前記ハウジングとオーバーラップする部分を有し、
前記熱交換器は前記デファレンシャルケースの重力方向上方に位置する、ユニット。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
前記軸方向視において前記熱交換器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。
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