(57)【要約】【課題】ブリーザ機能を有する車両駆動装置をコンパクトに構成する。【解決手段】車両駆動装置は、車両に搭載され、内部に油が貯留されるケースと、ケース内の収容空間ＳＰ０に鉛直方向の軸線ＣＬ１を中心に回転可能に配置された略円筒形状の回転軸１３を有する回転体と、回転軸１３の内部空間ＳＰ１０に連通して回転軸１３の上端部に設けられ、内部空間ＳＰ１０の空気を外部に排気するブリーザプラグ６０と、を備える。回転軸１３は、内部空間ＳＰ１０と回転体の周囲の収容空間ＳＰ０とを連通する貫通孔１３１を有する。【選択図】図４
2020133714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内部に油が貯留されるケースと、
前記ケース内の収容空間に鉛直方向の軸線を中心に回転可能に配置された略円筒形状の回転軸を有する回転体と、
前記回転軸の内部空間に連通して前記回転軸の上端部に設けられ、前記内部空間の空気を外部に排気するブリーザプラグと、を備え、
前記回転軸は、前記内部空間と前記回転体の周囲の前記収容空間とを連通する連通部を有することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両駆動装置において、
前記連通部に面して前記回転軸の前記内部空間に配置された隔壁部材をさらに備え、
前記隔壁部材は、上端部が前記回転軸の内周面に固定され、下端部が前記回転軸の内周面から離間して設けられることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両駆動装置において、
前記隔壁部材の下方における前記内部空間に配置され、上方から下方への液体の通過を許容し、下方から上方への気泡の通過を阻止する多孔質部材をさらに備えることを特徴とする車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリーザ機能を有する車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変速機ケース内を隔壁によって回転体収容空間と非回転体収容空間とに区画し、非回転体収容空間の上方にブリーザ室を配設してなる装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、隔壁の上端位置をブリーザ室の下端位置よりも下側に位置させ、隔壁の上側で回転体収容空間と非回転体収容空間とを連通させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、非回転体収容空間の上方にブリーザ室を設けるため、装置全体が大型化する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様である車両駆動装置は、車両に搭載され、内部に油が貯留されるケースと、ケース内の収容空間に鉛直方向の軸線を中心に回転可能に配置された略円筒形状の回転軸を有する回転体と、回転軸の内部空間に連通して回転軸の上端部に設けられ、内部空間の空気を外部に排気するブリーザプラグと、を備える。回転軸は、内部空間と回転体の周囲の収容空間とを連通する連通部を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、非回転体の収容空間の上方にブリーザ室を設ける必要がなく、装置全体をコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る車両駆動装置の駆動部の構成を模式的に示す側面図。
【図２】図１の車両駆動装置の車両への搭載例を示す側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る車両駆動装置の全体構成を示す断面図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】図４の隔壁部材の斜視図。
【図６】図４の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図６を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両駆動装置１００の要部構成を模式的に示す側面図である。なお、図１は、主に動力伝達を行う部品の構成を示し、ケース等の図示を省略する。以下では、車両駆動装置１００を車両に搭載した状態における車両の前後方向（車両長さ方向）、上下方向（車両高さ方向）および左右方向（車幅方向）を用いて、車両駆動装置１００の各部の構成を説明する。
【０００９】
図１に示すように、車両駆動装置１００は、回転電機の一例である電動機１を有し、電動機１を駆動源とした走行駆動トルクを車両の駆動輪に伝達する。したがって、車両駆動装置１００は、電気自動車やハイブリッド車両等、走行駆動源としての電動機１を有する車両に搭載される。なお、電動機１は発電機として用いることもできる。
【００１０】
図２は、車両駆動装置１００の車両への搭載例を示す側面図である。ここでは、車両駆動装置１００が左右の前輪１０３の間に配置され、前輪駆動装置として用いる例が示される。なお、車両駆動装置１００を左右の後輪１０４の間に配置し、後輪駆動装置として用いることもできる。
【００１１】
図２に示すように、車両駆動装置１００は、車体の底面の近傍、かつ、車両の左右方向中央部に配置される。これにより、車両のボンネットの位置を降下させることができ、デザイン面等における優位性が高まる。また、図示は省略するが、車内の床面を上昇させることなく、すなわち車内の乗車スペースを犠牲にせずに、シートの下方や左右の後輪１０４の間にも車両駆動装置１００を容易に配置することができ、車両駆動装置１００の配置の自由度が高い。
【００１２】
図１に示すように、車両駆動装置１００は、電動機１と、電動機１の側方（例えば前方や左方）に配置された回転体２と、回転体２の側方に配置された回転体３とを有する。電動機１は、上下方向の軸線ＣＬ１を中心に回転するロータ１１と、ロータ１１の周囲に配置されたステータ１２とを有する。電動機１は、例えば埋込磁石同期モータであり、ロータ１１（ロータコア）には、周方向複数の永久磁石が埋め込まれる。なお、磁石を有しない同期リラクタンスモータやスイッチドリラクタンスモータ等を電動機１として用いることもできる。
【００１３】
ステータ１２は、ロータ１１（ロータコア）の外周面から径方向所定長さのギャップを介して配置された、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のステータコアを有する。ステータコアは固定子鉄心であり、その内周面には径方向外側に向けて周方向複数のスロットが設けられ、各スロットに、集中巻または分布巻により巻線（コイル）が配置される。巻線に三相交流電流を流すことにより回転磁界が発生し、ロータ１１が回転する。
【００１４】
電動機１のロータ１１の内部には、軸線ＣＬ１に沿って第１回転軸１３が配置される。第１回転軸１３は、例えばスプライン結合によりロータ１１に結合され、ロータ１１と一体に回転する。第１回転軸１３の上端部はロータ１１の上端面から突出し、その上端部に、ロータ１１よりも小径の第１ギア１４が設けられる。第１ギア１４の回転軸１４ａは、例えばスプライン結合により第１回転軸１３に結合され、第１回転軸１３と一体に回転する。第１ギア１４は例えば平歯車、または、はすば歯車により構成される。
【００１５】
回転体２は、上下方向の軸線ＣＬ２を中心にして延在する第２回転軸２１を有する。第２回転軸２１の上端部には第２ギア２２が設けられる。第２ギア２２の回転軸２２ａは、例えばスプライン結合により第２回転軸２１に連結され、第２回転軸２１と一体に回転する。
【００１６】
第２ギア２２は、第１ギア１４と同様、例えば平歯車、または、はすば歯車により構成され、第１ギア１４と第２ギア２２とは互いに噛合する。第２ギア２２の径は第１ギア１４の径よりも大きく、第１ギア１４と第２ギア２２とはロータ１１の上方（ステータ１２の内周面よりも内径側）において噛合する。第２ギア２２を第１ギア１４より大径に構成することで、減速比が大きくなり、第１回転軸１３から回転体２への伝達トルクを増大できる。
【００１７】
第２回転軸２１には、第２ギア２２の下方かつ電動機１の側方に、ウォームギアを構成するウォーム２３が設けられる。ウォーム２３は、螺旋状に連続的に歯が形成されたねじ状の歯車である。ウォーム２３は、例えばスプライン結合により第２回転軸２１に結合され、第２回転軸２１と一体に回転する。なお、第２回転軸２１の外周面にウォーム２３を加工することもできる。
【００１８】
ウォーム２３には、左右方向の軸線ＣＬ３を中心として回転可能なウォームホイール（斜歯歯車）３２が噛合される。ウォームホイール３２は、第２ギア２２の下方に配置される。ウォームホイール３２は、軸線ＣＬ３に沿って延在する第３回転軸３１とともに回転体３を構成する。回転体３は差動機構を構成し、ウォームホイール３２を介して入力された動力は、第３回転軸３１を介して左右の前輪１０３に伝達され、これにより車両が走行する。なお、第３回転軸３１は、電動機１の上下方向中央部とほぼ同一高さに位置する。
【００１９】
図３は、車両駆動装置１００の全体構成を示す断面図であり、特に電動機１と回転体２とがケース４内に収容された状態を示す断面図である。図３に示すように、ケース４は、ハウジング４１と、ハウジング４１の上面にボルト４２ａにより締結される上ケース４２と、ハウジング４１の下面にボルト４３ａにより締結される下ケース４３とを有する。ハウジング４１には、底面の一部に開口部４１ａが設けられ、開口部４１ａが下ケース４３により塞がれる。ケース４の内部には、密閉された収容空間ＳＰ０が形成され、収容空間ＳＰ０に、電動機１と回転体２の他、回転体３も収容される。これにより、車両駆動装置１００は、ケース４内に駆動部品が収容された車両駆動ユニットとして構成される。
【００２０】
第１回転軸１３は、軸線ＣＬ１を中心として略円筒状に構成される。ロータ１１の内径部には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒状の軸部１１ａが設けられる。軸部１１ａの内周面と第１回転軸１３の外周面とはスプラインを介して結合され、ロータ１１と第１回転軸１３とは一体に回転する。軸部１１ａの上方には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の内周面を有する第１ギア１４が配置される。第１ギア１４の回転軸１４ａの内周面と第１回転軸１３の外周面とはスプライン結合され、第１ギア１４と第１回転軸１３とは一体に回転する。
【００２１】
ハウジング４１の底部には、軸線ＣＬ１を中心とした略円形の膨出部４１４が上方に膨出して設けられ、膨出部４１４の上面に、軸線ＣＬ１を中心とした凹状のベアリング支持部４１５が設けられる。軸部１１ａよりも下方の第１回転軸１３の下端部は、ボールベアリング１６を介してハウジング４１のベアリング支持部４１５から回転可能に支持される。上ケース４２の下面には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のベアリング支持部４１６が突設される。第１ギア１４の回転軸１４ａよりも上方における第１回転軸１３の上端部は、ボールベアリング１５を介して上ケース４２のベアリング支持部４１６から回転可能に支持される。
【００２２】
ロータ１１の周囲には所定長さの隙間（エアギャップＧＰ）を介してステータ１２が配置される。ステータ１２のステータコア１２１には、巻線１２２が配置される。巻線１２２の下端部は、ロータ１１の底面よりも下方に延在し、膨出部４１４の径方向外側に位置する。
【００２３】
第２回転軸２１は、軸線ＣＬ２を中心として略円筒状に構成される。第２回転軸２１の上下方向中央部の外周面にはウォーム２３が形成される。ウォーム２３の上方には、軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状の内周面を有する第２ギア２２が配置される。第２ギア２２の回転軸２２ａの内周面と第２回転軸２１の外周面とはスプライン結合され、第２ギア２２と第２回転軸２１とは一体に回転する。第２ギア２２の外周面の歯部は第１ギア１４の外周面の歯部に噛合し、第１ギア１４から第２ギア２２にトルクが伝達される。
【００２４】
下ケース４３の上面には、軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状のベアリング支持部４３１が突設される。ウォーム２３よりも下方の第２回転軸２１の下端部は、ハウジング４１の開口部４１ａを貫通し、円錐ころベアリング２５を介して下ケース４３のベアリング支持部４３１から回転可能に支持される。すなわち、第２回転軸２１は第１回転軸１３よりもスラスト荷重（軸方向の荷重）が大きいので、スラスト荷重を支持するのに適した円錐ころベアリング２５が軸受として用いられる。上ケース４２の下面には、軸線ＣＬ２を中心とした略円筒形状のベアリング支持部４２１が突設される。第２ギア２２の回転軸２２ａよりも上方の第２回転軸２１の上端部は、円錐ころベアリング２４を介して上ケース４２のベアリング支持部４２１から回転可能に支持される。
【００２５】
ハウジング４１の底部には、開口部４１ａに隣接して上方に向けて隔壁４１７が突設され、隔壁４１７により、潤滑油の貯留空間（第１貯留空間ＳＰ１）が形成される。第１貯留空間ＳＰ１に貯留される潤滑油の油面ＯＬ１の高さは、隔壁４１７の高さによって規定される。隔壁４１７の上端部は巻線１２２の下端部よりも上方かつロータ１１の底面よりも下方に位置する。したがって、エアギャップＧＰへの潤滑油の浸入を防ぎつつ、巻線１２２の下端部は常時潤滑油に浸される。なお、隔壁４１７の内部には、ハウジング４１の底部に沿って油路４１７ａが形成される。
【００２６】
図示は省略するが、第１ハウジング部４１１の膨出部４１４には、ベアリング支持部４１５に到る切り欠きまたは貫通孔が設けられる。これにより、膨出部４１４の径方向外側とボールベアリング１６の径方向内側（第１回転軸１３の内部空間）とが連通する。なお、膨出部４１４に切り欠き等を設ける代わりに、膨出部４１４の高さを隔壁の高さよりも全体的に低く形成してもよい。
【００２７】
下ケース４３の上面には、ベアリング支持部４３１の周囲に凹部４３２が設けられ、凹部４３２の内側に潤滑油の貯留空間（第２貯留空間ＳＰ２）が形成される。第２貯留空間ＳＰ２には、第１貯留空間ＳＰ１の潤滑油が隔壁４１７を越えて導かれる。したがって、第２貯留空間ＳＰ２の潤滑油の油面ＯＬ２は、第１貯留空間ＳＰ１の油面ＯＬ１よりも低い。図示は省略するが、ベアリング支持部４３１には貫通孔が設けられ、貫通孔を介してベアリング支持部４３１の径方向外側と円錐ころベアリング２５の径方向内側（第２回転軸２１の内部空間）とが連通する。
【００２８】
図４は、図３の要部拡大図である。図４に示すように、第１回転軸１３は、上下両端面が開口された円筒形状を呈し、内側に上下方向細長の空間（内部空間ＳＰ１０）が形成される。第１回転軸１３と第１ギア１４の回転軸１４ａとには、互いに上下方向同一位置かつ同一位相に、それぞれ周方向複数の貫通孔１３１，１４１が穿設される。これにより、貫通孔１３１，１４１を介して収容空間ＳＰ０と内部空間ＳＰ１０とが連通する。第１回転軸１３の内周面１３０には、貫通孔１３１に面して隔壁部材５０が固設される。
【００２９】
図５は、隔壁部材５０の斜視図である。図５に示すように、隔壁部材５０は、それぞれ軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の上下一対の円筒部５１，５２を有する。円筒部５２は円筒部５１よりも小径であり、円筒部５１の下端部と円筒部５２の上端部とは、全周にわたって略リング状のプレート部５３により結合される。
【００３０】
図６は、図４の要部拡大図である。図６に示すように、第１回転軸１３の内周面１３０には、径が段状に変化する段部１３２が全周にわたって形成される。隔壁部材５０の円筒部５１の外径は、段部１３２の上側の第１回転軸１３の内周面１３０の径とほぼ等しい。第１回転軸１３の内部には上方から隔壁部材５０が嵌合され、プレート部５３が段部１３２に当接した状態で、溶接などにより隔壁部材５０が第１回転軸１３の内周面１３０に接合される。隔壁部材５０が接合された状態では、貫通孔１３１に面して円筒部５２が配置され、第１回転軸１３の内周面１３０と円筒部５２との間に、上方がプレート部５３により閉塞され、下方が開放された略円筒形状の空隙ＳＰ１１が全周にわたって形成される。
【００３１】
図４に示すように、第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０には、隔壁部材５０の下方に略円柱形状の多孔質部材５５が配置される。多孔質部材５５は、上方からのオイルの通過を許容し、下方からのオイルを含む気泡の通過を阻止するように例えば全体がメッシュ状に形成される。
【００３２】
図６に示すように、第１回転軸１３の内周面１３０には、貫通孔１３１よりも下方において、径が段状に変化する段部１３３が全周にわたって形成される。多孔質部材５５の外径は、段部１３３の下側の第１回転軸１３の内周面１３０の径とほぼ等しい。第１回転軸１３の内部には下方から多孔質部材５５が嵌合され、多孔質部材５５は段部１３３に当接した状態で溶接などにより第１回転軸１３の内周面１３０に接合される。
【００３３】
図４に示すように、第１回転軸１３の内周面１３０の上端部には、ブリーザプラグ６０が嵌合（例えば圧入）される。ブリーザプラグ６０は、第１回転軸１３の内周面１３０の形状に対応した略円筒形状のケース部６１と、ケース部６１に連なって上方に延設され、ケース部６１よりも小径の略円筒形状のケース部６２とを有する。ブリーザプラグ６０の上方の上ケース４２には、軸線ＣＬ１を中心に略円筒形状に構成されて、上ケース４２を上下方向に貫通する開口部４２ｂが設けられる。ケース部６２は、上ケース４２の開口部４２ｂの内周面にシールリング６３を介して嵌合される。
【００３４】
ケース部６１の底部には空気導入口６４が設けられ、ケース部６２の上端部に空気排出口６５が設けられる。ケース部６１の内部のブリーザ室６６には、水平方向に複数のプレートが延設され、ブリーザ室６６は、空気排出口６５からのオイルの流出を防ぐようにラビリンス構造を呈する。なお、第１回転軸１３の内周面１３０を段付き状に構成し、その段部に当接するようにブリーザプラグ６０を内周面１３０に嵌合してもよい。
【００３５】
以上のように構成された車両駆動装置１００において、車両が高速走行するときとき、電動機のロータ１１や第１ギア１４等が高速で回転するため、ケース４の収容空間ＳＰ０内のオイルが撹拌され、ケース４の収容空間ＳＰ０にオイルを含む気泡が発生する。発生した気泡は、図４の矢印Ａに示すように、貫通孔１４１，１３１を介して第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０（空隙ＳＰ１１内）に流入する。流入した気泡は、図４の矢印Ｂに示すように、隔壁部材５０の円筒部５２に衝突した後、遠心力によって第１回転軸１３の内周面１３０に向けて飛散し、液状のオイルとなる。このオイルは、空隙ＳＰ１１の上方が閉塞されているため、下方に向けて流れる。
【００３６】
下方に流れたオイルは、図４の矢印Ｃに示すように、多孔質部材５５を通過し、第１回転軸１３の下方におけるオイルの第１貯留空間ＳＰ１に到る。このとき、多孔質部材５５の下方において気泡が生じるおそれがあるが、多孔質部材５５により気泡の上方への移動は阻止される。これにより、多孔質部材５５の下方から多孔質部材５５の上方の内部空間ＳＰ１０へのオイルの流入を抑制することができる。その結果、ブリーザプラグ６０を介して上ケース４２の上面からオイルが流出することを防止できるとともに、収容空間ＳＰ０の内圧を所定値以下に保つことができる。
【００３７】
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両駆動装置１００は、車両に搭載され、内部に潤滑油や冷却油等のオイルが貯留されるケース４と、ケース４内の収容空間ＳＰ０に鉛直方向の軸線ＣＬ１を中心に回転可能に配置された略円筒形状の第１回転軸１３を有するロータ１１と、第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０に連通して第１回転軸１３の上端部に設けられ、内部空間ＳＰ１０の空気を外部に排気するブリーザプラグ６０と、を備える（図３，４）。第１回転軸１３および回転軸１４ａは、内部空間ＳＰ１０とロータ１１の周囲の収容空間ＳＰ０とを連通する貫通孔１３１，１４１を有する（図４）。
【００３８】
これにより第１回転軸１３の上方にブリーザ室が設けられるため、非回転体の収容空間の上方にブリーザ室を設ける必要がなく、装置全体のレイアウトの自由度が高まり、装置全体をコンパクトに構成できる。すなわち、ブリーザ室からのオイルの吹き出しを防ぐために、回転体の収容空間から離れた非回転体の収容空間の上部にブリーザ室を設けようとすると、非回転体の収容空間を回転体の収容空間よりも上方に膨出させる等の構成が必要となって、装置全体のレイアウト上の制約が大きく、装置全体が大型化する。これに対し、本実施形態のように回転体の収容空間にブリーザ室を設ける場合には、そのような制約を受けず、装置全体を小型化できる。また、本実施形態のようにケース４の上下方向の高さを低く構成した場合であっても、ブリーザ室を容易に設定することができる。
【００３９】
（２）車両駆動装置１００は、貫通孔１３１に面して第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０に配置された隔壁部材５０をさらに備える（図４）。隔壁部材５０は、上端部が第１回転軸１３の内周面１３０に固定され、下端部が第１回転軸１３の内周面１３０から離間して設けられる（図４）。これにより、貫通孔１３１を介して流入した気泡が内部空間ＳＰ１０の下方に導かれるため、ブリーザ室６６からオイルが吹き出ることを防止できる。
【００４０】
（３）車両駆動装置１００は、隔壁部材５０の下方における第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０に配置され、上方から下方への液体の通過を許容し、下方から上方への気泡の通過を阻止する多孔質部材５５をさらに備える（図４）。これにより、内部空間ＳＰ１０の下方から上方へのオイルの流れが遮断され、ブリーザ室６６からのオイルの吹き出しを良好に防ぐことができる。
【００４１】
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、ロータ１１（回転体）の軸部１１ａと一体に回転する第１回転軸１３の上端部にブリーザプラグ６０を設けたが、ブリーザプラグ６０が設けられる回転軸の構成はこれに限らず、回転体はロータ１１以外であってもよい。上記実施形態では、ロータ１１が収容される収容空間ＳＰ０と第１回転軸１３の内部空間ＳＰ１０とを貫通孔１３１を介して連通するようにしたが、連通部は貫通孔以外であってもよい。
【００４２】
上記実施形態では、貫通孔１３１に面して内部空間ＳＰ１０に略円筒状の隔壁部材５０を配置したが、上端部が第１回転軸１３の内周面１３０に固定され、下端部が第１回転軸１３の内周面１３０から離間して設けられるのであれば、隔壁部材の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、内部空間ＳＰ１０の隔壁部材５０の下方に多孔質部材５５を配置したが、上方から下方への液体の通過を許容し、下方から上方への気泡の通過を阻止するように構成されるのであれば、多孔質部材の構成はいかなるもでもよい。
【００４３】
上記実施形態では、電動機１を駆動源とする車両駆動装置１００にブリーザを設ける例を説明したが、本発明は、ケース内の収容空間に鉛直方向の軸線を中心に回転可能に配置された略円筒形状の回転軸を有する他の車両駆動装置に対しても同様に適用することができる。
【００４４】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電動機、４  ケース、１１  ロータ、１３  第１回転軸、１４  第１ギア、５０  隔壁部材、５５  多孔質部材、６０  ブリーザプラグ、１００  車両駆動ユニット、１３１  貫通孔、ＳＰ０  収容空間、ＳＰ１０  内部空間
【図１】
2020133714.tif 000003
【図２】
2020133714.tif 000004
【図３】
2020133714.tif 000005
【図４】
2020133714.tif 000006
【図５】
2020133714.tif 000007
【図６】
2020133714.tif 000008