JPH0687336A - オイル循環式電気自動車駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車駆動装置において、回転要素のオ
イル攪拌による動力ロスを防ぐ。 【構成】 駆動装置ケース９内に電動モータ１ａ，１ｂ
を収容し、それらの回転動力をディファレンシャル装置
３と減速装置２を経て駆動装置ケース９外に導出して車
両の左右両輪を差動回転駆動する。駆動装置ケース９内
でその下方部をオイル溜めとしてオイルを循環させる。
ポンプ駆動ギヤ４４及びセンサギヤ８１を専用ケース４
２に収容して駆動装置ケース９内に配設し、これらギヤ
の回転によるオイル攪拌を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータを動力とす
る電気自動車の駆動装置に関し、特に、内部でオイル循
環を行なわせる駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動モータを駆動装置とする電気自動車
においては、バッテリー容量の制約下で走向距離を如何
に延ばすかが実用化のための目下の課題となっている。
そのために、従来、定格容量の小さな電動モータを用い
て通常走行時の電力消費を少なくし、冷却により重負荷
走行時のコイルの発熱を押さえた過負荷運転を可能とし
て、全走行を通じて電力消費を削減する提案が成されて
いる。こうした構成を採る場合、電動モータをケース内
に収容し、ケース内でオイル等の流体を循環させてコイ
ルを冷却する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動モータ
をケース内に収容してオイル循環状態で運転する場合、
電動モータのロータやその補機の回転要素によるオイル
攪拌抵抗が動力ロス要因となる。このような動力ロスを
防ぐには、これら回転要素を全て駆動装置ケースのオイ
ルレベル上に配設すればよいが、そのようにすると、駆
動装置の全高が高くなり、車両への搭載性を損ねるた
め、電動モータと補機の回転要素とはほぼ同一のレベル
に配設しなければなず、少なくとも一部はオイルに漬か
った状態とせざるを得ない。

【０００４】このような事情に鑑み、本発明は、電動モ
ータを駆動装置ケース内に収容して潤滑状態とした電気
自動車駆動装置において、駆動装置ケース内に配設され
た補機の回転要素によるオイル攪拌をなくして、それに
よる動力ロスの発生を極力押さえたオイル循環式電気自
動車駆動装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、駆動装置ケースと、該駆動装置ケース内
に収容された電動モータと、該電動モータの回転動力を
前記駆動装置ケース外に導出する伝動機構と、前記駆動
装置ケース内でその下方部をオイル溜めとしてオイルを
循環させるオイル循環系と、前記電動モータに被動ギヤ
を介して駆動連結された補機とから成り、前記被動ギヤ
は、それを専用ケースに収容して前記駆動装置ケース内
に配設されたことを構成とする。

【０００６】

【発明の作用及び効果】このような構成を採った本発明
では、専用ケースが該ケース内へのオイルの流入を阻止
する機能を果たすため、その内部の被動ギヤの回転によ
るオイル攪拌を防ぐことができる。したがって、本発明
によれば、駆動装置ケース内におけるオイル攪拌をなく
して、動力ロスの発生を極力押さえたオイル循環式電気
自動車駆動装置を提供することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づき説
明する。図１は、本発明の電気自動車駆動装置の全体構
成を軸方向断面（ただし、一部は展開断面）で示す。こ
の駆動装置は、駆動装置ケース９と、そのケース内に収
容され互いに同軸上に配設された左右一対の電動モータ
１ａ，１ｂと、それらの回転動力を駆動装置ケース外に
導出して図示しない車両の左右両輪に分配して伝達すべ
く電動モータ１ａ，１ｂに連結されたディファレンシャ
ル装置３と、その差動回転を減速してトルク増幅すべく
ディファレンシャル装置３に連結された一対の減速装置
２ａ，２ｂとからなる伝動機構と、駆動装置ケース９内
でその下方部をオイル溜めとしてオイルを循環させるオ
イル循環系４と、電動モータ１ａ，１ｂに被動ギヤ即ち
ポンプ駆動ギヤ４４及びセンサギヤ８１を介して駆動連
結された補機即ちオイルポンプ４０及びレゾルバ８とか
ら構成されている。ポンプ駆動ギヤ４４及びセンサギヤ
８１は、それらを専用ケース４２に収容して駆動装置ケ
ース９内に配設されている。

【０００８】この駆動装置は、ディファレンシャル装置
３を挟んで、その余の構成要素が実質上左右対称に配設
されているので、特に区別する必要がある場合を除き、
図面において左右を区別する意味で付されている添字英
符号の付記を省略し、以下それらのうちの何れか一方の
説明をもって両者の説明に代える。

【０００９】さらに各部の詳細について説明すると、駆
動装置ケース９は、それぞれ両端が開いた円筒状の一対
のセンタケース９１ａ，９１ｂを有し、それらの互いに
対向する端面を合わせてボルト締め結合されている。セ
ンタケース９１ａ，９１ｂの非結合側開口部にはそれぞ
れカップ状のサイドケース９２ａ，９２ｂがいんろう接
合されてボルト締めされている。両センタケース９１
ａ，９１ｂにはそれらの周壁から中心方向に延びる隔壁
９３ａ，９３ｂが形成され、これら隔壁の間にディファ
レンシャル装置室９０が画定され、そこにディファレン
シャル装置３が収容されている。

【００１０】隔壁９３とサイドケース９２の径方向壁９
４との間には電動機室９５が画定され、その中に電動モ
ータ１が収容されている。電動モータ１のステータ１１
は、センタケース９１の内周壁に固定されている。すな
わち、ステータ１１は、電機子鉄心１２と、コイル１３
からなり、電機子鉄心１２は、センタケース９１の内周
壁に形成された段部９６に内端（以下、センタケース９
１ａ，９１ｂの合わせ部を内側として内外関係を説明す
る）を当接させてセンタケース９１の周壁内側に回り止
め嵌合支持されている。

【００１１】一方、電動モータ１のロータ１４は、その
ロータドラム１５をディファレンシャル装置３に支持さ
れている。すなわち、ディファレンシャル装置３は、十
分な剛性を有する材料で形成されて互いにボルト締め一
体化された一対のディファレンシャルケース３１ａ，３
１ｂ、それらの合わせ部に配設されたピニオンシャフト
３０、ピニオンシャフト３０に対して回転自在に配設さ
れたピニオン３２、ピニオン３２と噛合するサイドギヤ
３３から成っている。

【００１２】サイドギヤ３３は、ディファレンシャルケ
ース３１にロータ１４から伝達される回転を差動して、
車両の左右に延びる駆動軸３４に伝達する。そして、デ
ィファレンシャルケース３１は、それらの本体部３５か
ら駆動軸３４を包囲して延びる筒状部３６を有してお
り、筒状部３６によってロータドラム１５を支持してい
る。

【００１３】筒状部３６の外周面とロータドラム１５の
内周面はスプライン係合し、また、筒状部３６の根元部
分の外周面と隔壁９３間にはベアリング６１が配設さ
れ、それらにデファレンシャル装置３が回転自在に支持
されて軸方向位置決めされている。そして、筒状部３６
と駆動軸３４は、その内外周間に適宜量のクリアランス
を保って相対回転自在とされている。したがって、ディ
ファレンシャル装置３が差動回転する際には、筒状部３
６に対して駆動軸３４が相対回転する。なお、一方のデ
ィファレンシャルケース３１ｂの本体部３５ｂ外周に
は、パーキングギヤ３７ｂが形成されている。

【００１４】駆動軸３４の外端近傍には、スラストカラ
ー３８が軸方向移動不能に嵌合され、それがスラストベ
アリングを介して筒状部３６に当接し、駆動軸３４の外
端は、スラストベアリングを介して後記する伝動軸２１
の内端に当接している。したがって、駆動軸３４は、内
方への移動をディファレンシャルケース３１を介してベ
アリング６１で支持され、外方への移動を伝動軸２１を
介して、ベアリング６４により支持されて位置決めされ
る。

【００１５】また、スラストカラー３８の外側即ちホイ
ール側には、減速装置２のプラネタリギヤユニット２０
が配設されている。プラネタリギヤユニット２０は、サ
ンギヤＳ、サンギヤＳと噛合するピニオンＰ、ピニオン
Ｐを支持するキャリヤＣＲ、ピニオンＰと噛合するリン
グギヤＲから成り、サンギヤＳが駆動軸３４と一体形成
され、リングギヤＲがサイドケース９２に止めリング６
５を介してボルト止めされている。

【００１６】そして、キャリヤＣＲの軸方向におけるホ
イール側には、伝動軸２１が連設され、伝動軸２１の外
周にはサイドケース９２にベアリング６４を介して回転
自在に支持されたホイールシャフト５がスプライン嵌合
され、伝動軸２１とホイールシャフト５とはナット締め
によりベアリング６４を挟持してサイドケース９２に軸
方向位置決めされている。このプラネタリギヤユニット
２０においては、駆動軸３４からサンギヤＳに回転が入
力され、キャリヤＣＲから伝動軸２１及びホイールシャ
フト５に減速された回転が出力される。

【００１７】この駆動装置において、オイル循環系４の
オイルポンプ４０は、駆動装置の軸方向中央部に配設さ
れている。すなわち、センタケース９１ａ，９１ｂの合
わせ部において、ディファレンシャル装置室９０に連接
してその一側に張り出し形成された室９７内にオイルポ
ンプケースとセンササポートを兼ねる専用ケース４２が
収容されており、このケース４２内にオイルポンプ４０
が配設されている。このオイルポンプ４０のポンプギヤ
４３は、ポンプ駆動ギヤ４４を介してディファレンシャ
ルケース３１の本体部３５ａ外周に形成されたギヤ３９
に駆動連結されている。

【００１８】図２に展開断面を拡大して示すように、こ
の専用ケース４２は、ポンプケースを構成する図示左側
のケース半分４２ｂと、センササポートを構成する図示
右側のケース半分４２ａとからなり、これらの合わせ部
空間内にポンプ駆動ギヤ４４とセンサギヤ８１を収納し
て相互にボルト締め結合れている。ポンプ駆動ギヤ４４
は、それぞれのケース半分にベアリング４５ａ，４５ｂ
を介して支持され、ポンプ駆動ギヤ４４に該ギヤ逆転時
のオイル逆流を防ぐワンウェイクラッチ４６を介して連
結されたポンプ軸４７の端部にポンプギヤ４３が取付け
られている。

【００１９】ポンプ駆動ギヤ４４に噛み合うセンサギヤ
８１は、それと一体のセンサ軸８２を一対のベアリング
６２ａ，６２ｂを介してケース半分４２ａの円筒状のサ
ポート４８の軸孔４９に片持ち支持されており、センサ
軸８２の外方にはレゾルバ８が配設されている。なお、
レゾルバ８は、センサ軸８２にスリーブを介して固定さ
れたセンサロータ８３と、レゾルバ本体８０に固定され
たレゾルバステータ８４とを備えており、センササポー
ト４８の外周にはＯリングが５４嵌装され、駆動装置ケ
ース９におけるセンササポート挿通孔部をシールしてい
る。

【００２０】図３ないし図５は、専用ケース４２の実際
の形状を示しており、図６はその駆動装置ケース９への
組み付け状況を示す。このケースは、その上部のポンプ
駆動ギヤ４４の噛み合いのための開口、上面開口及びス
トレーナ５０が取付けられたオイル吸入油路５５を除い
て四囲を閉鎖されている。したがって、センササポート
４８より下方において、ポンプ駆動ギヤ４４とセンサギ
ヤ８１を収納する合わせ部に外部からオイルが直接流入
することはない。

【００２１】図１に示すように、オイルポンプ４０とホ
イールシャフト５の潤滑油供給部とをつなぐ供給油路４
１は、センタケース９１からサイドケース９２にかけて
形成されており、それらの終端がホイールシャフト５の
周面に開口している。潤滑油供給部は、スウィベルジョ
イント式に構成されており、ホイールシャフト５の外周
には外周溝５２が形成され、外周溝５２は、その軸方向
両側をシールリングで軸周シールされている。これらの
構成により、サイドケース９２の油路開口から回転する
ホイールシャフト５に連続的な潤滑油の供給がなされ
る。

【００２２】ホイールシャフト５には、外周溝５２から
軸端に達する潤滑油供給孔５１が形成されている。潤滑
油供給孔５１は、軸端面に開口する一方、端面よりやや
手前で内周溝５３に連通して分岐潤滑油路を構成してい
る。そして内周溝５３は、伝動軸２１内の油孔２２を経
て駆動軸３４の油孔７０に接続し、潤滑油供給孔５１が
開口する空間Ｃは、ベアリング６４のインナレース内周
と伝動軸２１の外周及びホイールシャフト５の内端と伝
動軸２１と一体のキャリアＣＲの外端面とに囲まれて画
定されている。この空間ＣはキャリアＣＲの潤滑油孔に
接続している。なお、油孔７０は、駆動軸３４を全通し
てディファレンシャルケース３１内に開口しており、油
孔７０の途中からは、ギヤユニット２０のサンギヤＳ歯
面、駆動軸３４とディファレンシャルケース３１の筒状
部３６の重合部に通じる径方向油孔７１，７２も分岐し
ている。

【００２３】この駆動装置では、上記供給油路４１の他
に、センタケース９１の上部に形成された電動モータ１
冷却用の油路９８も設けられており、この油路９８は、
電動モータ１の各コイル１３上方で電動機室９５に開口
しており、開口から流下する潤滑油でコイル１３を冷却
することができる。

【００２４】かくして、オイルポンプ４０を油圧源とす
るオイル循環系４のオイルは、一方で伝動機構各部を潤
滑し、他方で電動モータ１を冷却して駆動装置ケース９
の下方部に回収され、そこで図７に示すオイルレベルＬ
を形成する。オイルポンプ４０へのオイルの吸い込み
は、オイルレベル下にあるストレーナ５０（図３ないし
図６参照）、専用ケース４２の半分４２ｂに設けられた
吸入油路５５、半分４２ａの吸入油路５６及びセンタケ
ース９１ａの吸入油路５７を経て行なわれ、オイルポン
プ４０で加圧された吐き出されるオイルは、センタケー
ス９１ａの吐き出し油路５８から供給油路に導かれて循
環を継続する。

【００２５】ところで、この駆動装置では、補機の構成
に関して種々の工夫が施されている。先ず第１に、図１
及び図８に示すように、レゾルバ保護カバー８５内にレ
ゾルバ８のリード線８６とコネクタ８７をセンサ軸８２
端部との干渉を避けつつ収納した点である。このような
構成に伴い、コネクタ８７を信号ケーブル側のコネクタ
１００と接続後に保護カバー８５を閉じた際に、保護カ
バー８５内において、回転するセンサ軸８２とリード線
８６との干渉が懸念されるが、この例では、保護カバー
８５から軸線方向に突出してセンサ軸８２の周囲を覆う
環状のフランジ８５０を一体的に形成してこの問題を解
決している。なお、図８において、符号１０１は、信号
ケーブルの保護カバー挿通部のシール材を示す。

【００２６】第２に、レゾルバ保護カバー８５をセンサ
軸８２に対して偏心位置に配置し、駆動軸３４とセンサ
軸８２との軸間距離を短縮し、全体のコンパクト化を図
った点である。すなわち、図８に示すように、レゾルバ
軸８２は、サポート４８の外周に嵌合するレゾルバ保護
カバー８５の中心Ｑより駆動軸３４に接近した軸心Ｏ位
置に配置されている。したがって、この構成によれば、
レゾルバ８をセンタケース９１の外周に接する位置まで
近接配置することが可能となり、駆動装置の車両前後方
向寸法を短縮することができる。

【００２７】第３に、センサ軸８２を支持するベアリン
グ６２ａ，６２ｂの位置決めを精密化し、レゾルバ８の
検出精度を向上させた点である。すなわち、図２に示す
ように、センササポート４８の軸孔４９は、その外側
（図示右側）から削設加工され、センサ軸８２を支持す
る一対のベアリング６２ａ，６２ｂは、スペーサ８８を
介して軸孔４９内に嵌装されている。したがって、レゾ
ルバ８を支持する拡径孔８９と軸孔４９とは、ケース半
部４２ａに対して一方側からの加工により精密な心合わ
せが可能となる。この結果、レゾルバ８のロータ８３と
ステータ８４とは精密な心合わせ状態でセンササポート
４８に組付けられ、それらの間のギャップが全周にわた
り均一化するため、回転位相の検出誤差が減少し、電動
モータ１の制御の適性化が可能となる。なお、スペーサ
８８には放射方向に突出するつば８８０が設けられ、組
付時の心だしの効率化が図られている。

【００２８】以上のように構成された駆動装置は、図８
にその車両への搭載態様を例示するように、車両のアン
ダパネルＵＰの下部にサスペンションメンバＭＦ，ＭＲ
を介して懸吊される。そして、図１に示す電動モータ１
ａ，１ｂの何れか一方又は双方が駆動されると、それら
のロータ１３ａ，１３ｂの回転がそれらにスプライン係
合するディファレンシャルケース３１ａ，３１ｂに伝わ
り、この回転がディファレンシャル装置３において差動
させられて、それぞれサイドギヤ３３ａ，３３ｂを介し
て駆動軸３４ａ，３４ｂに伝達される。さらに、この回
転は、両プラネタリギヤユニット２０のサンギヤＳに入
力され、そこで減速されて、キャリヤＣＲから出力され
る。キャリヤＣＲの出力回転は、両伝動軸２１から両ホ
イールシャフト５を経てそれらに連結される図示しない
ホイールに伝達される。このようなホイールの回転によ
って車両が走行する。なお、電動モータ１の回転は、レ
ゾルバ８の回転位相検出に基づく電流指令信号により制
御される。

【００２９】上記実施例に係る駆動装置では、電動モー
タ１ａ，１ｂの運転中にその回転により、図７に示すよ
うに、ディファレンシャルケース３１を介してポンプ駆
動ギヤ４４とセンサギヤ８１が被動回転するが、専用ケ
ース４２がこれらの回転部へのオイル溜めからのオイル
流入を阻止する機能を果たすため、特にセンサギヤ８１
の回転によるオイル攪拌を防ぐことができる。したがっ
て、駆動装置ケース９１内におけるオイル攪拌をなくし
て、動力ロスの発生を極力押さえることができる。

【００３０】以上、本発明を実施例に基づいて詳説した
が、本発明は、この実施例に限定されることなく特許請
求の範囲の記載内で適宜各部の具体的構成を変更して実
施可能なものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動装置の一実施例の軸方向断面図で
ある。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】専用ケース部の側面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面を駆動装置ケースへの組
み込み状態で示す軸方向断面図である。

【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図８】図１のＩＩＸ−ＩＩＸ矢視図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ ２ 減速装置（伝動機構） ３ ディファレンシャル装置（伝動機構） ４ オイル循環系 ８ レゾルバ（補機） ９ 駆動装置ケース ４０ オイルポンプ（補機） ４２ 専用ケース ４４ ポンプ駆動ギヤ（被動ギヤ） ８１ センサギヤ（被動ギヤ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置ケースと、該駆動装置ケース内
   に収容された電動モータと、該電動モータの回転動力を
   前記駆動装置ケース外に導出する伝動機構と、前記駆動
   装置ケース内でその下方部をオイル溜めとしてオイルを
   循環させるオイル循環系と、前記電動モータに被動ギヤ
   を介して駆動連結された補機とから成り、前記被動ギヤ
   は、それを専用ケースに収容して前記駆動装置ケース内
   に配設されたことを特徴とするオイル循環式電気自動車
   駆動装置。