JP7729282B2 - トランスアクスル - Google Patents

Description

本発明は、トランスアクスルに関する。

特許文献１のトランスアクスルは、サンギア、複数のピニオンギア、リングギア、キャリア、差動装置、及びアクスルケースを備えている。サンギアは、自転可能である。ピニオンギアは、サンギア及びリングギアの双方に噛み合っている。また、ピニオンギアは、サンギアを中心に公転可能である。キャリアは、複数の支持孔を備えている。各支持孔は、キャリアの回転軸線に沿う方向に、キャリアを貫通している。キャリアは、支持孔の内部でピニオンギアを支持している。ピニオンギアは、支持孔内で自転可能になっている。また、キャリアは、ピニオンギアの公転に従ってサンギアと同軸で自転可能である。差動装置は、キャリアに接続している。差動装置は、キャリアとともに自転可能である。アクスルケースは、サンギア、複数のピニオンギア、リングギア、キャリア、及び差動装置を収容している。また、アクスルケースは、オイルを貯留している。

特開２０２１－１１０３７４号公報

特許文献１のようなトランスアクスルでは、キャリア等が回転することにより、アクスルケース内のオイルが飛散する。飛散したオイルの一部が支持孔に至ると、例えば支持孔の内周面とピニオンギアの外周面との間がオイルにより潤滑される。しかしながら、キャリア等の回転に伴いオイルが飛散すると、アクスルケース内の特定の箇所でオイルが不足することがある。したがって、アスクルケース内で流通、飛散するオイルを、潤滑の必要なギアへと効率的に導くことができる構造が必要である。

上記課題を解決するためのトランスアクスルは、回転軸線を中心に自転するサンギアと、前記サンギアに噛み合っており、且つ、前記サンギアを中心に公転する複数のピニオンギアと、前記ピニオンギアに噛み合うリングギアと、前記ピニオンギアを自転可能に支持し、且つ、前記ピニオンギアの公転に従って前記サンギアと同軸で自転するキャリアと、前記サンギア、前記ピニオンギア、前記リングギア、及び前記キャリアを収容するアクスルケースと、を備えているトランスアクスルであって、前記キャリアは、前記ピニオンギアの端を含む一部分を支持するキャリア本体と、前記キャリア本体から前記ピニオンギアとは反対側に突出する案内突部と、を備え、前記キャリア本体は、前記回転軸線に沿う方向に延びて前記ピニオンギアの端を含む一部分を支持する支持孔と、前記支持孔から前記ピニオンギアとは反対側に延びるオイル孔と、を備え、前記回転軸線に沿う方向から視たときに、前記案内突部の縁のうち、前記回転軸線側の縁を内縁としたとき、前記オイル孔は、前記内縁に接続する箇所において開口しており、前記回転軸線に沿う方向から視たときに、前記内縁は、前記オイル孔に近づくほど前記回転軸線からの距離が大きくなっている。

上記構成によれば、キャリア等が回転することで飛散したオイルの一部は、案内突部に当たって当該案内突部で回収される。そして、回転するキャリアの遠心力により、案内突部で回収されたオイルは、当該案内突部の内縁に沿って回転軸線からの距離が大きい側へと流れる。すると、案内突部で回収されたオイルがオイル孔を介して支持孔へと至る。これにより、潤滑の必要なピニオンギアにオイルを効率的に導くことができる。

トランスアクスルの全体構成を示す断面図である。 図１における２－２線での断面図である。

＜トランスアクスルの全体構成＞
以下、本発明の一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。先ず、車両に適用されたトランスアクスル１００の全体的な構成を説明する。なお、以下では、車両の上下、前後、左右を基準として説明する。

図１に示すように、トランスアクスル１００は、アクスルケース１０、モータジェネレータ２０、遊星歯車機構３０、差動装置８０、及び複数の駆動軸９０を備えている。また、トランスアクスル１００は、複数のベアリング９５、及び複数のニードルベアリング９８を備えている。

アクスルケース１０は、ケース本体１１、及び仕切り壁１２を備えている。ケース本体１１は、内部に空間を有する略円筒状である。仕切り壁１２は、ケース本体１１の内部空間をモータ室１０Ａ、及びギア室１０Ｂに仕切っている。アクスルケース１０は、モータ室１０Ａに、モータジェネレータ２０を収容している。また、アクスルケース１０は、ギア室１０Ｂに、遊星歯車機構３０、及び差動装置８０を収容している。さらに、アクスルケース１０は、ギア室１０Ｂに、遊星歯車機構３０及び差動装置８０を潤滑するためのオイルを貯留可能である。

モータジェネレータ２０は、ステータ２１、ロータ２２、及び回転シャフト２３を備えている。ステータ２１は、アクスルケース１０のケース本体１１に対して固定されている。ロータ２２は、ステータ２１に対して回転可能である。ロータ２２の回転軸線は、トランスアクスル１００の回転軸線１００Ｚと一致している。なお、回転軸線１００Ｚは、車両の左右に延びている。回転シャフト２３は、ロータ２２に対して固定されている。回転シャフト２３の形状は、略円筒形状である。アクスルケース１０の仕切り壁１２は、ベアリング９５を介して回転シャフト２３を支持している。回転シャフト２３の右端を含む一部分は、仕切り壁１２を貫通してギア室１０Ｂに位置している。モータジェネレータ２０は、遊星歯車機構３０及び差動装置８０を介して、左右の駆動軸９０へと駆動力を伝達可能である。

遊星歯車機構３０は、サンギア４０、複数のピニオンギア５０、リングギア６０、及びキャリア７０を備えている。サンギア４０は、モータジェネレータ２０の回転シャフト２３の右端を含む一部分の外周面から突出している。サンギア４０の形状は、外歯を有する円環形状である。サンギア４０は、回転軸線１００Ｚを中心に回転シャフト２３と一体に回転する。

リングギア６０は、アクスルケース１０のケース本体１１の内周面から突出している。すなわち、リングギア６０は、アクスルケース１０に対して固定されている。リングギア６０の形状は、内歯を有する円環形状である。リングギア６０の中心軸線は、回転軸線１００Ｚと一致している。また、リングギア６０は、サンギア４０に対して車両の右方に位置している。

ピニオンギア５０は、ピニオンシャフト５１、大径ギア５２、及び小径ギア５３を備えている。すなわち、ピニオンギア５０は、いわゆるステップドピニオンである。ピニオンシャフト５１の形状は、略円筒形状である。ピニオンシャフト５１の中心軸線は、回転軸線１００Ｚと平行である。大径ギア５２は、ピニオンシャフト５１の外周面から突出している。大径ギア５２は、サンギア４０と噛み合っている。小径ギア５３は、ピニオンシャフト５１の外周面のうち、大径ギア５２に対して右方の部分から突出している。小径ギア５３の外径は、大径ギア５２の外径に比べて小さくなっている。小径ギア５３は、リングギア６０と噛み合っている。なお、本実施形態において、遊星歯車機構３０は、３つのピニオンギア５０を備えている。図１では、１つのピニオンギア５０のみを代表して図示している。

キャリア７０は、第１キャリア７１、及び第２キャリア７９を備えている。第１キャリア７１は、キャリア本体７２を備えている。キャリア本体７２は、ピニオンギア５０の右端の近傍に位置している。キャリア本体７２の形状は、概ね円板形状である。キャリア本体７２は、３つの支持孔７２Ａを備えている。支持孔７２Ａは、キャリア本体７２の左端面から右方に向かって窪んでいる。換言すると、支持孔７２Ａは、回転軸線１００Ｚに沿う方向に延びている。支持孔７２Ａは、回転軸線１００Ｚから当該回転軸線１００Ｚに直交する方向に一定距離だけ離れた箇所に位置している。３つの支持孔７２Ａは、回転軸線１００Ｚを中心とする円周上において、１２０度毎に位置している。キャリア本体７２は、支持孔７２Ａにおいて、ニードルベアリング９８を介してピニオンギア５０の右端を含む一部分を支持している。したがって、ピニオンギア５０は、キャリア７０に対して回転可能である。換言すると、ピニオンギア５０は、自転可能である。また、アクスルケース１０は、ベアリング９５を介してキャリア本体７２を支持している。したがって、キャリア本体７２は、アクスルケース１０に対して回転可能である。キャリア本体７２の回転軸線は、回転軸線１００Ｚと一致している。その結果、ピニオンギア５０は、サンギア４０を中心に公転可能である。そして、キャリア本体７２は、ピニオンギア５０の公転に従ってサンギア４０と同軸で自転可能である。

キャリア本体７２は、３つのオイル孔７２Ｂを備えている。オイル孔７２Ｂは、回転軸線１００Ｚに沿う方向において支持孔７２Ａの底面からキャリア本体７２の右端面まで延びている。換言すると、オイル孔７２Ｂは、支持孔７２Ａの底面からピニオンギア５０とは反対側に延びている。本実施形態において、オイル孔７２Ｂの内径は、支持孔７２Ａの内径よりも小さくなっている。

第２キャリア７９は、ピニオンギア５０の左端の近傍に位置している。第２キャリア７９の形状は、概ね円環形状である。第２キャリア７９の中心軸線は、回転軸線１００Ｚと一致している。第２キャリア７９は、図示しないボルト等を介して第１キャリア７１のキャリア本体７２に固定されている。したがって、第１キャリア７１及び第２キャリア７９は一体に回転可能である。

第２キャリア７９は、３つの支持孔７９Ａ、及び３つのオイル孔７９Ｂを備えている。第２キャリア７９における支持孔７９Ａ及びオイル孔７９Ｂは、回転軸線１００Ｚに直交する面に対して、第１キャリア７１における支持孔７２Ａ及びオイル孔７２Ｂと対称的な形状である。第２キャリア７９は、支持孔７９Ａにおいて、ニードルベアリング９８を介してピニオンギア５０の左端を含む一部分を支持している。

差動装置８０は、デフケース８１、デフピニオンシャフト８２、複数のデフピニオンギア８３、及び複数のデフサイドギア８４を備えている。デフケース８１は、第１キャリア７１のキャリア本体７２と第２キャリア７９との間に位置している。また、デフケース８１は、キャリア本体７２の左端面のうち中央部分から突出している。本実施形態において、デフケース８１は、鋳造によりキャリア本体７２と一体に成形されている。したがって、キャリア７０が回転すると、デフケース８１が回転する。なお、デフケース８１が回転することで、デフピニオンシャフト８２、デフピニオンギア８３、及びデフサイドギア８４を介して左右の駆動軸９０が回転する。また、上記の各ギアにより、差動装置８０は、左右の駆動軸９０の回転速度に差が生じることを許容する。

＜キャリアに関する構成＞
図１に示すように、第１キャリア７１は、キャリア本体７２に加えて、３つの案内突部７５、及び３つのカバー７８を備えている。案内突部７５は、キャリア本体７２の右端面から突出している。図２に示すように、案内突部７５の形状は、略円弧形状である。案内突部７５は、キャリア本体７２の右端面のうち、キャリア本体７２の外周縁に沿って延びている。回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、案内突部７５は、ピニオンギア５０と重なる箇所に位置している。本実施形態において、案内突部７５は、鋳造によりキャリア本体７２と一体に成形されている。

図１に示すように、案内突部７５は、接続孔７６、及び凹部７７を備えている。接続孔７６は、回転軸線１００Ｚに沿う方向においてキャリア本体７２のオイル孔７２Ｂの右端から右方に延びている。接続孔７６の右端は、回転軸線１００Ｚに沿う方向における案内突部７５の中央部分に位置している。本実施形態において、接続孔７６の内径は、オイル孔７２Ｂの内径と略同じである。

図１に示すように、凹部７７は、案内突部７５のうち回転軸線１００Ｚに近い側の端面から遠い側の端面に向かって窪んでいる。換言すると、凹部７７は、円弧形状の案内突部７５の内側の面から外側に向かって窪んでいる。凹部７７は、接続孔７６を介してオイル孔７２Ｂに接続している。凹部７７は、回転軸線１００Ｚに沿う方向において案内突部７５の左端から右端まで延びている。

図２に示すように、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、凹部７７の底の縁は、略円弧形状である。ここで、凹部７７の底の縁を、回転軸線１００Ｚに近い側の縁である内縁７７Ａとする。また、円弧形状の内縁７７Ａの中心軸線を、内縁中心７７Ｂとする。さらに、回転軸線１００Ｚに直交し、且つ、オイル孔７２Ｂの中心軸線と回転軸線１００Ｚとを通過する仮想の直線を、仮想直線７０Ｚとする。このとき、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視ると、接続孔７６及びオイル孔７２Ｂは、内縁７７Ａに接続する箇所において開口している。また、内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚに沿う方向においてオイル孔７２Ｂの中心軸線と回転軸線１００Ｚとの間に位置している。そして、内縁７７Ａは、オイル孔７２Ｂに近づくほど回転軸線１００Ｚからの距離が大きくなっている。

図２に示すように、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚに対してずれている。具体的には、仮想直線７０Ｚに対して前方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚに対してやや前方に位置している。具体的には、前方の内縁７７Ａの内縁中心７７Ｂと仮想直線７０Ｚとの距離は、オイル孔７２Ｂの半径と同じである。また、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、仮想直線７０Ｚに対して後方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚに対してやや後方に位置している。具体的には、後方の内縁７７Ａの内縁中心７７Ｂと仮想直線７０Ｚとの距離は、オイル孔７２Ｂの半径と同じである。なお、本実施形態において、凹部７７は、切削加工により成形されている。

図１に示すように、カバー７８は、案内突部７５の右端面に固定されている。カバー７８は、凹部７７の右方を覆っている。本実施形態において、カバー７８は、鋳造により案内突部７５及びキャリア本体７２と一体に成形されている。

図１に示すように、アクスルケース１０は、複数の突出リブ１３を備えている。突出リブ１３は、ケース本体１１の内壁面から突出している。突出リブ１３は、キャリア本体７２に対して右方に位置している。また、突出リブ１３は、回転軸線１００Ｚから当該回転軸線１００Ｚに直交する方向に所定距離だけ離れた箇所に位置している。複数の突出リブ１３は、回転軸線１００Ｚを中心とする円周上において、所定の角度毎に位置している。突出リブ１３は、案内突部７５に対して回転軸線１００Ｚに近い箇所に位置している。突出リブ１３の突出端面は、回転軸線１００Ｚに直交する方向に延びている。

＜本実施形態の作用＞
トランスアクスル１００では、キャリア７０が回転すると、ギア室１０Ｂにおいてキャリア７０の下端近傍に位置するオイルが飛散する。そして、ギア室１０Ｂで飛散したオイルの一部は、アクスルケース１０の内壁面を伝ってキャリア７０の中央部分の近傍へと至る。すると、図１において破線矢印で示すように、キャリア７０の回転により、当該キャリア７０の中央部分の近傍に至ったオイルが飛散する。このとき、飛散したオイルの一部は、案内突部７５に当たって当該案内突部７５の凹部７７で回収される。すると、図２において破線矢印で示すように、回転するキャリア７０と共に回転するオイルに遠心力が作用することにより、案内突部７５の凹部７７で回収されたオイルは、内縁７７Ａに沿って回転軸線１００Ｚからの距離が大きい側へと流れる。そして、案内突部７５の凹部７７内のオイルが接続孔７６及びオイル孔７２Ｂを介して支持孔７２Ａへと至る。

＜本実施形態の効果＞
（１）上述したように、案内突部７５の凹部７７で回収されたオイルがオイル孔７２Ｂを介して支持孔７２Ａへと至るため、支持孔７２Ａには多くのオイルが供給される。その結果、例えば支持孔７２Ａの内周面とピニオンギア５０のピニオンシャフト５１の外周面との間が支持孔７２Ａに供給されたオイルで潤滑される。したがって、トランスアクスル１００では、潤滑の必要なピニオンギア５０にオイルを効率的に導くことができる。

（２）図２に示すように、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、仮想直線７０Ｚに対して前方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚに対してやや前方に位置している。そのため、例えば前方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂが仮想直線７０Ｚ上に位置する場合に比べて、凹部７７の開口が大きくなる。これにより、案内突部７５の凹部７７で回収されるオイルの量を増加できる。

（３）図１に示すように、アクスルケース１０は、突出リブ１３を備えている。そして、突出リブ１３の突出端面は、回転軸線１００Ｚに直交する方向に延びている。換言すると、突出リブ１３の突出端面は、キャリア７０の中央部分から案内突部７５の凹部７７に向かって延びている。そのため、キャリア７０の中央部分の近傍からのオイルは、突出リブ１３の突出端面に沿って飛散することで、案内突部７５の凹部７７へと向かいやすい。その結果、例えばアクスルケース１０の内壁面の形状に拘わらず、突出リブ１３により、キャリア７０の中央部分の近傍から飛散したオイルを案内突部７５の凹部７７へと案内できる。

（４）カバー７８は、凹部７７の右方を覆っている。これにより、案内突部７５の凹部７７で回収されたオイルが、凹部７７の右端から漏れ出ることは抑制される。その結果、案内突部７５の凹部７７で回収されたオイルを、より確実にオイル孔７２Ｂへと供給できる。

（５）案内突部７５は、鋳造によりキャリア本体７２と一体に成形されている。これにより、案内突部７５を採用するにあたって、キャリア７０の部品点数が増加することを抑制できる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態において、案内突部７５の形状は変更してもよい。
例えば、凹部７７の内縁中心７７Ｂの位置は変更してもよい。具体例として、凹部７７で回収されるオイルの量が十分に多い場合には、図２において仮想直線７０Ｚに対して前方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚ上に位置していてもよい。同様に、仮想直線７０Ｚに対して後方に位置する内縁７７Ａに対応する内縁中心７７Ｂは、仮想直線７０Ｚ上に位置していてもよい。

・例えば、凹部７７の内縁７７Ａの形状は変更してもよい。具体例として、回転軸線１００Ｚに沿う方向から視たときに、凹部７７の内縁７７Ａは、直線状であってもよい。この構成であっても、内縁７７Ａがオイル孔７２Ｂに近づくほど回転軸線１００Ｚからの距離が大きくなっていれば、凹部７７で回収されたオイルがオイル孔７２Ｂへと流れやすい。

・上記実施形態において、キャリア７０の構成は変更してもよい。
例えば、案内突部７５は、必ずしもキャリア本体７２と一体に成形されていなくてもよい。この構成であっても、本件の案内突部７５に関する技術を適用できる。

・例えば、カバー７８は、案内突部７５と一体に成形されていなくてもよい。また、例えば、案内突部７５の凹部７７で回収されるオイルの量が十分に多いのであれば、カバー７８を省略しても差し支えない。

・例えば、案内突部７５は、第２キャリア７９の左端面から突出していてもよい。すなわち、本件の案内突部７５に関する技術は、第１キャリア７１のオイル孔７２Ｂに加えて、又は代えて第２キャリア７９のオイル孔７９Ｂに適用してもよい。

・上記実施形態において、アクスルケース１０の構成は変更してもよい。
例えば、キャリア７０の中央部分の近傍から飛散したオイルのうち、案内突部７５の凹部７７で回収されるオイルの量が十分に多い場合には、突出リブ１３を省略してもよい。

１０…アクスルケース
２０…モータジェネレータ
３０…遊星歯車機構
４０…サンギア
５０…ピニオンギア
６０…リングギア
７０…キャリア
７０Ｚ…仮想直線
７１…第１キャリア
７２…キャリア本体
７２Ａ…支持孔
７２Ｂ…オイル孔
７５…案内突部
７６…接続孔
７７…凹部
７７Ａ…内縁
７７Ｂ…内縁中心
７８…カバー
７９…第２キャリア
８０…差動装置
８１…デフケース
８２…デフピニオンシャフト
８３…デフピニオンギア
８４…デフサイドギア
９０…駆動軸
１００…トランスアクスル
１００Ｚ…回転軸線

Claims (1)

1. 回転軸線を中心に自転するサンギアと、
   前記サンギアに噛み合っており、且つ、前記サンギアを中心に公転する複数のピニオンギアと、
   前記ピニオンギアに噛み合うリングギアと、
   前記ピニオンギアを自転可能に支持し、且つ、前記ピニオンギアの公転に従って前記サンギアと同軸で自転するキャリアと、
   前記サンギア、前記ピニオンギア、前記リングギア、及び前記キャリアを収容するアクスルケースと、
   を備えているトランスアクスルであって、
   前記キャリアは、前記ピニオンギアの端を含む一部分を支持するキャリア本体と、前記キャリア本体から前記ピニオンギアとは反対側に突出する案内突部と、を備え、
   前記キャリア本体は、前記回転軸線に沿う方向に延びて前記ピニオンギアの端を含む一部分を支持する支持孔と、前記支持孔から前記ピニオンギアとは反対側に延びるオイル孔と、を備え、
   前記回転軸線に沿う方向から視たときに、前記案内突部の縁のうち、前記回転軸線側の縁を内縁としたとき、
   前記オイル孔は、前記内縁に接続する箇所において開口しており、
   前記回転軸線に沿う方向から視たときに、前記内縁は、前記オイル孔に近づくほど前記回転軸線からの距離が大きくなっており、
   前記内縁のうち前記回転軸線からの距離が最も大きい部分は、前記オイル孔のうち前記回転軸線からの距離が最も大きい部分に対して前記回転軸線側に位置している
   トランスアクスル。