(57)【要約】【課題】コイルエンドを冷却する簡素な構成により大型化を抑制できる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】ロータ軸２２の軸方向の端部には、ロータ２０のその軸方向の位置決めを行うためのフランジ部３０が設けられている。ロータ軸２２の外周には、ロータ２０を相対回転不能に固定するための嵌合溝２８が形成され、嵌合溝２８はフランジ部３０まで延びるように形成されて溝部３４を形成している。トランスアクスルケース６８の内部には、ギヤ機構６０に設けられたファイナルドリブンギヤ５４によって底部８８から掻き上げられたオイルを溝部３４が形成されたフランジ部３０に供給するオイル流路Ｆが設けられている。溝部３４が形成されたフランジ部３０によってオイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０の第１コイルエンド１４ａに飛散される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源としてのモータと、前記モータから出力された駆動力を左右輪に接続される一対の駆動軸に伝達するギヤ機構と、底部にオイルが貯留され前記モータ及び前記ギヤ機構を収容するケースと、を備え、前記一対の駆動軸と同軸上に前記モータのロータに嵌合されたロータ軸が設けられた車両用駆動装置であって、
前記ロータ軸の軸方向の端部には、前記ロータの前記軸方向の位置決めを行うためのフランジ部が設けられ、
前記ロータ軸の外周には、前記ロータを相対回転不能に固定するための溝が前記フランジ部まで延びるように形成され、
前記ケースの内部には、前記ギヤ機構によって前記ケースの底部から掻き上げられたオイルを前記溝が形成された前記フランジ部に供給するオイル流路が設けられ、
前記溝が形成された前記フランジ部によって前記オイル流路から供給されたオイルが前記モータのコイルエンドに飛散されるように構成されている
ことを特徴とする車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動装置を構成する駆動力源としてのモータの冷却技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータから出力された駆動力を左右輪に接続される一対の駆動軸に伝達するギヤ機構と、モータ及びギヤ機構を収容し且つ底部にオイルを貯留したケースと、を備えた車両用駆動装置であって、一対の駆動軸とモータのロータ軸とが同軸上に設けられたものが知られている。例えば、特許文献１に記載の車両用駆動装置がそれである。特許文献１に記載の車両用駆動装置では、一対の駆動軸と同軸上にモータのロータ軸が設けられているため、モータのコイルエンドを冷却するにあたって、ロータ軸の内部からコイルエンドにオイルを供給する構成を採用することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３８９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の車両用駆動装置では、コイルエンドよりも高い位置にオイルを供給するパイプを設け、このパイプからオイルをコイルエンドに滴下してコイルエンドを冷却する構成が記載されている。しかしながら、コイルエンドよりも高い位置にパイプを設ける構成では、車両用駆動装置が上下方向（鉛直方向）に大型化してしまうため、車両における上下方向の搭載スペースの関係から車両用駆動装置を搭載するうえでの制約が大きい。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、コイルエンドを冷却する簡素な構成により大型化を抑制できる車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨とするところは、駆動力源としてのモータと、前記モータから出力された駆動力を左右輪に接続される一対の駆動軸に伝達するギヤ機構と、底部にオイルが貯留され前記モータ及び前記ギヤ機構を収容するケースと、を備え、前記一対の駆動軸と同軸上に前記モータのロータに嵌合されたロータ軸が設けられた車両用駆動装置であって、（ａ）前記ロータ軸の軸方向の端部には、前記ロータの前記軸方向の位置決めを行うためのフランジ部が設けられ、（ｂ）前記ロータ軸の外周には、前記ロータを相対回転不能に固定するための溝が前記溝は前記フランジ部まで延びるように形成され、（ｃ）前記ケースの内部には、前記ギヤ機構によって前記ケースの底部から掻き上げられたオイルを前記溝が形成された前記フランジ部に供給するオイル流路が設けられ、（ｄ）前記溝が形成された前記フランジ部によって前記オイル流路から供給されたオイルが前記モータのコイルエンドに飛散されるように構成されていることにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、（ａ）前記ロータ軸の軸方向の端部には、前記ロータの前記軸方向の位置決めを行うためのフランジ部が設けられ、（ｂ）前記ロータ軸の外周には、前記ロータを相対回転不能に固定するための溝が前記フランジ部まで延びるように形成され、（ｃ）前記ケースの内部には、前記ギヤ機構によって前記ケースの底部から掻き上げられたオイルを前記溝が形成された前記フランジ部に供給するオイル流路が設けられ、（ｄ）前記溝が形成された前記フランジ部によって前記オイル流路から供給されたオイルが前記モータのコイルエンドに飛散されるように構成されている。このように、オイルをコイルエンドに滴下してコイルエンドを冷却する構成ではないため、コイルエンドを冷却する上で車両用駆動装置が上下方向に大型化してしまうことが抑制される。また、オイルポンプを設けることなく且つ前記ロータを相対回転不能に固定するための溝がフランジ部まで延びるように形成されてその溝が形成されたフランジ部を利用してコイルエンドを冷却するといった簡素な構成であるため、このことからも車両用駆動装置が大型化してしまうことが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る車両用駆動装置を備える電気自動車の駆動系の構成を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図３】図１に示す車両用駆動装置の断面図である。
【図４】図３に示すロータ軸の一部をその軸心に対する径方向外方から見た図である。
【図５】本発明の実施例２に係る車両用駆動装置を備える電気自動車の駆動系の構成を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１に係る車両用駆動装置９０を備える電気自動車１００の駆動系の構成を概念的に示す図である。電気自動車１００は、車両用駆動装置９０と、駆動輪である左前輪７４Ｌ及び右前輪７４Ｒ（以下、特に区別しない場合には「一対の前輪７４」という。）と、車両用駆動装置９０から出力された駆動力を一対の前輪７４に伝達する第１の左駆動軸７０Ｌ及び第１の右駆動軸７０Ｒ（以下、特に区別しない場合には「一対の第１の駆動軸７０」という。）と、従動輪である左後輪７６Ｌ及び右後輪７６Ｒ（以下、特に区別しない場合には「一対の後輪７６」という。）と、を備えるＦＦ方式（フロントエンジン・フロントドライブ）の車両である。なお、本実施例における一対の前輪７４は、本発明における「左右輪」に相当する。
【００１１】
車両用駆動装置９０は、モータ１０、ギヤ機構６０、及びトランスアクスルケース６８を備える。モータ１０は、電気自動車１００の駆動力源として機能する回転機である。ギヤ機構６０は、モータ１０から出力された駆動力を減速したり、その減速した駆動力を一対の前輪７４に接続された一対の第１の駆動軸７０に適宜差回転を与えつつ伝達したりする。トランスアクスルケース６８は、モータ１０及びギヤ機構６０を収容して車体に固定されている。
【００１２】
図２は、図１に示す車両用駆動装置９０の構成を説明する骨子図である。
【００１３】
トランスアクスルケース６８は略円筒状のケースである。トランスアクスルケース６８は、その円筒状のケースの内周面から内周側へ突き出して一体に設けられた円環状の隔壁を有している。トランスアクスルケース６８は、その隔壁によって隔てられたモータ室８０及びギヤ室８２を備える。なお、トランスアクスルケース６８は、本発明における「ケース」に相当する。
【００１４】
モータ１０は、モータ室８０内に収容されている。モータ１０は、ステータ１２、ロータ２０、及びロータ軸２２を備える。モータ１０のステータ１２に回転磁界が生成され、この回転磁界に対してロータ２０が吸引・反発させられることによってロータ２０が回転させられる。後述するように、ロータ２０及びロータ軸２２は相対回転不能に固定されており、ロータ２０及びロータ軸２２は一体的に回転する。
【００１５】
ギヤ機構６０は、ギヤ室８２内に収容されている。ギヤ機構６０は、出力軸３８、カウンタギヤ対４０、ファイナルギヤ対５０、及び差動歯車装置６２を備える。カウンタギヤ対４０は、互いに噛み合うカウンタドライブギヤ４２及びカウンタドリブンギヤ４４で構成される。ファイナルギヤ対５０は、互いに噛み合うファイナルドライブギヤ５２及びファイナルドリブンギヤ５４で構成される。差動歯車装置６２は周知のディファレンシャルギヤである。出力軸３８は、例えばスプライン嵌合によりロータ軸２２に連結させられている。差動歯車装置６２のデフケース６４は、ファイナルドリブンギヤ５４と一体的に回転する。これにより、差動歯車装置６２には、出力軸３８、カウンタギヤ対４０、及びファイナルギヤ対５０を介してモータ１０から出力された駆動力が伝達される。差動歯車装置６２は、伝達された駆動力に適宜差回転を与えつつ、第２の左駆動軸７２Ｌ及び第２の右駆動軸７２Ｒ（以下、特に区別しない場合には「一対の第２の駆動軸７２」という。）を介して一対の第１の駆動軸７０及び一対の前輪７４にその駆動力を伝達する。一対の第２の駆動軸７２は、一対の第１の駆動軸７０を介して一対の前輪７４にそれぞれ接続される（図１参照）。ロータ軸２２及び一対の第２の駆動軸７２は、軸心Ｃにおいて同軸上に設けられている。ロータ軸２２は、その中空部において第２の左駆動軸７２Ｌが挿通されている。つまり、車両用駆動装置９０は、ロータ軸２２と一対の第２の駆動軸７２とが軸心Ｃの同軸上に設けられてロータ軸２２の中空部に一対の第２の駆動軸７２の一部が挿通された、所謂２軸式の駆動装置である。なお、一対の第２の駆動軸７２は、本発明における「一対の駆動軸」に相当する。
【００１６】
車両用駆動装置９０が２軸式の場合、車両用駆動装置９０の搭載スペースの低減のためにはオイルポンプ等でオイル（冷却用潤滑油）を強制的に循環させる、所謂強制冷却機構は設けられない方が良い。強制冷却機構が設けられない場合、ロータ軸２２の内部に設けられた油路にオイルを供給してそこから遠心力により第１コイルエンド１４ａに向けてオイルを飛散させる構造も考えられるが、ロータ軸２２内に一対の第２の駆動軸７２の一部が挿通されている２軸式の駆動装置では、この構造を採用することが困難である。また、強制冷却機構が設けられない場合、ギヤで掻き上げたオイルを第１コイルエンド１４ａに滴下する構造も考えられるが、ギヤで掻き上げたオイルを第１コイルエンド１４ａよりも高い位置に導くことは、上下方向（鉛直方向）の搭載スペースの増大を招いてしまう。
【００１７】
図３は、図１に示す車両用駆動装置９０の断面図である。図３の上側が電気自動車１００の車両上方側（鉛直上方側）であり、図３の左側が電気自動車１００の車両左方側である。
【００１８】
モータ１０のステータ１２は軸心Ｃを中心とする円筒状であり、ステータコア部１２ａ、ステータ歯部１２ｂ、スロット１２ｃ、及び巻線１４を備える。ステータコア部１２ａ及びステータ歯部１２ｂは、高透磁率の磁性材料である。ステータコア部１２ａは環状の部材である。ステータコア部１２ａの内周面から径方向の内方側に、ステータ歯部１２ｂが複数個突出している。ステータ歯部１２ｂは、その軸方向すなわち軸心Ｃ方向に伸びている。周方向に互いに隣接するステータ歯部１２ｂの間には、溝状の空間であるスロット１２ｃが形成されている。それぞれのスロット１２ｃには、それらスロット１２ｃ間のステータ歯部１２ｂを電磁石とするためにリボン状銅板などの長手状導体板が絶縁被覆された巻線１４が巻装されてコイルが形成されている。ステータ１２に形成されたスロット１２ｃから巻線１４が軸心Ｃ方向に突出している部分のうち、一方側に位置するのが第１コイルエンド１４ａであり、他方側に位置するのが第２コイルエンド１４ｂである。なお、第１コイルエンド１４ａは、本発明における「コイルエンド」に相当する。
【００１９】
ロータ２０は、ステータ１２の径方向の内方側に空隙を介してステータ１２の軸心Ｃと同軸心に配置されている。
【００２０】
ロータ軸２２は、ロータ２０の径方向中心部を貫通し且つロータ２０の両端から軸心Ｃ方向にそれぞれ伸びている。ロータ２０及びロータ軸２２は、スプライン嵌合されている。ロータ軸２２の軸心Ｃ方向における一端部側には、ロータ軸２２の外周にフランジ部３０が配設されている。フランジ部３０は、ロータ２０に当接してロータ軸２２に嵌合されたロータ２０の軸心Ｃ方向における位置決め機能を有する。すなわち、ロータ２０に対してロータ軸２２がスプライン嵌合されるように挿入される際に、フランジ部３０はストッパの役割を担っており、ロータ２０は軸心Ｃ方向における一端部側がフランジ部３０により位置決めされる。そして、ロータ２０は軸心Ｃ方向における他端部側から締め付け部材３６により一端部側に配設されたフランジ部３０に向けて締め付けられて固定される。
【００２１】
非回転部材であるトランスアクスルケース６８は、ステータ１２、ロータ２０、及びロータ軸２２をそのモータ室８０に収容している。トランスアクスルケース６８は、ステータ１２を連結して固定している。トランスアクスルケース６８は、軸受を介してロータ軸２２を支持している。
【００２２】
出力軸３８は、ロータ軸２２に連結されており、ロータ軸２２と一体的に回転する。出力軸３８の両端部のそれぞれは、軸受を介してトランスアクスルケース６８の隔壁で支持されている。図３では図示されていないが、出力軸３８に伝達された駆動力は、カウンタドライブギヤ４２、カウンタドリブンギヤ４４、及びファイナルドライブギヤ５２を介してファイナルドリブンギヤ５４に伝達される。ファイナルドリブンギヤ５４に伝達された駆動力は、差動歯車装置６２を介して一対の第２の駆動軸７２に伝達される。
【００２３】
トランスアクスルケース６８のギヤ室８２の底部８８には、オイルが貯留されている。この貯留されたオイルは、トランスアクスルケース６８内を循環するオイルがトランスアクスルケース６８の底部８８に環流する際にそれを受けるための油受けとして機能する。モータ室８０及びギヤ室８２を隔てるトランスアクスルケース６８の隔壁の下部には、モータ室８０及びギヤ室８２を連通させて各室のオイルレベルを一致させるための図示しない開口が形成されている。
【００２４】
ギヤ機構６０の一部を構成するファイナルドリブンギヤ５４は、トランスアクスルケース６８のギヤ室８２の底部８８に貯留されたオイルを掻き上げる。掻き上げられたオイルは、不図示の連通穴を介してオイル導入室８４に導入される。オイル導入室８４に導入されたオイルは、連通穴８６を経由してモータ室８０内に収容されたモータ１０のロータ軸２２に設けられたフランジ部３０に供給される。図３において、このオイル導入室８４からフランジ部３０に至るオイル流路Ｆが矢印で示されている。後述するように、溝部３４が形成されたフランジ部３０によってオイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０の第１コイルエンド１４ａに飛散されるように構成されている。
【００２５】
図４は、図３に示すロータ軸２２の一部をその軸心Ｃに対する径方向外方から見た図である。
【００２６】
ロータ２０と嵌合するロータ軸２２の外周には、周方向に所定の間隔（所定の角度）毎に軸心Ｃ方向に伸びる複数の嵌合溝２８が形成されている。この嵌合溝２８の形成により、周方向に隣接する嵌合溝２８の間のそれぞれには突部２６が形成されている。突部２６及び嵌合溝２８は、ロータ軸２２における嵌合部２４を構成し、この嵌合部２４は、嵌合部２４に嵌るようにように形成されたロータ２０の嵌合部にスプライン嵌合される。ロータ軸２２の外周に形成された嵌合溝２８は、ロータ２０を相対回転不能に固定するための溝であって所謂固定用キー溝である。
【００２７】
嵌合溝２８はフランジ部３０まで延びるように形成されている。フランジ部３０の外周には、周方向に所定の間隔毎に軸心Ｃ方向に延びる複数の溝部３４（嵌合溝２８がフランジ部３０まで延びている部分）が形成されている。この溝部３４の形成により、フランジ部３０の周方向に隣接する溝部３４の間のそれぞれには突部３２が形成されている。なお、嵌合溝２８及び溝部３４は、本発明における「溝」に相当する。
【００２８】
前述したように、オイル流路Ｆからオイルがフランジ部３０に供給される。フランジ部３０の外周には複数の溝部３４が形成されており、複数の溝部３４が形成されたフランジ部３０が回転することによってオイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０の第１コイルエンド１４ａに向けて飛散される。これにより、第１コイルエンド１４ａが飛散されたオイルにより冷却される。
【００２９】
本実施例によれば、（ａ）ロータ軸２２の軸心Ｃ方向の一端部には、ロータ２０の軸心Ｃ方向の位置決めを行うためのフランジ部３０が設けられ、（ｂ）ロータ軸２２の外周には、ロータ２０を相対回転不能に固定するための嵌合溝２８が形成されている。嵌合溝２８はフランジ部３０に延びており、フランジ部３０には溝部３４が形成されている。（ｃ）トランスアクスルケース６８の内部には、ギヤ機構６０に設けられたファイナルドリブンギヤ５４によってトランスアクスルケース６８の底部８８から掻き上げられたオイルをフランジ部３０に供給するオイル流路Ｆが設けられている。（ｄ）電気自動車１００の走行に伴ってロータ軸２２が回転させられると、溝部３４が形成されたフランジ部３０によって、オイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０の第１コイルエンド１４ａに遠心力により飛散されるように構成されている。このように、オイルを第１コイルエンド１４ａに滴下して第１コイルエンド１４ａを冷却する構成ではないため、第１コイルエンド１４ａを冷却する上で車両用駆動装置９０が上下方向に大型化してしまうことが抑制される。また、オイルポンプを設けることなく且つロータ２０を相対回転不能に固定するための嵌合溝２８がフランジ部３０まで延びるように形成されてその延びるように形成された溝部３４が形成されたフランジ部３０を利用して第１コイルエンド１４ａを冷却するといった簡素な構成であるため、このことからも車両用駆動装置９０が大型化してしまうことが抑制される。
【実施例２】
【００３０】
図５は、本発明の実施例２に係る車両用駆動装置９０及び車両用駆動装置９０ａを備える電気自動車１００ａの駆動系の構成を概念的に示す図である。電気自動車１００ａは、前述の実施例１の電気自動車１００の構成と略同じであるが、一対の後輪７６の間に車両用駆動装置９０ａが設けられている点が異なる。そのため、異なる部分を中心に説明することとし、前述の実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００３１】
車両用駆動装置９０ａの構成は、車両用駆動装置９０の構成と略同じである。車両用駆動装置９０ａが備えるモータ１０ａ、ギヤ機構６０ａ、及びトランスアクスルケース６８ａのそれぞれは、車両用駆動装置９０が備えるモータ１０、ギヤ機構６０、及びトランスアクスルケース６８と機能的に同じである。車両用駆動装置９０ａから出力された駆動力は、第３の左駆動軸７８Ｌ及び第３の右駆動軸７８Ｒ（以下、特に区別しない場合には「一対の第３の駆動軸７８」という。）を介して一対の後輪７６に伝達される。一対の前輪７４が二輪駆動状態（２ＷＤ状態）及び四輪駆動状態（４ＷＤ状態）のいずれでも駆動輪となる主駆動輪とされ、一対の後輪７６が２ＷＤ状態のときに従動輪となり且つ４ＷＤ状態のときに駆動輪となる副駆動輪とされる場合、電気自動車１００ａは、ＦＦ方式の車両をベースとした四輪駆動方式の電気自動車である。
【００３２】
例えば、電気自動車１００ａが小型車であると、一対の前輪７４側に搭載される車両用駆動装置９０についての搭載スペース上の制約が小さく、且つ、一対の後輪７６側に搭載される車両用駆動装置９０ａについての搭載スペース上の制約が大きい場合がある。この場合には、車両用駆動装置９０に比較して、車両用駆動装置９０ａは小型化される必要性が大きい。そのため、車両用駆動装置９０ａのモータ１０ａの溝部３４が形成されたフランジ部３０によってオイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０ａの第１コイルエンド１４ａに飛散されるように構成されることで、車両用駆動装置９０ａが上下方向に大型化してしまうことが抑制される。一方、搭載スペース上の制約が小さい車両用駆動装置９０においては、オイルポンプ等でオイル（潤滑油）を強制的に循環させる、所謂強制冷却機構やギヤで掻き上げたオイルを第１コイルエンド１４ａに滴下する構造など他の冷却構造が採用されても良い。
【００３３】
なお、本実施例における一対の後輪７６は、本発明における「左右輪」に相当する。
【００３４】
本実施例によれば、前述の実施例１と同様に、溝部３４が形成されたフランジ部３０によってオイル流路Ｆから供給されたオイルがモータ１０やモータ１０ａのそれぞれの第１コイルエンド１４ａに飛散される構成が採用されることで、一対の前輪７４側に搭載される車両用駆動装置９０や一対の後輪７６側に搭載される車両用駆動装置９０ａが大型化してしまうことが抑制される。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３６】
前述の実施例１では、嵌合溝２８の全てがフランジ部３０に延びて溝部３４が形成されていたが、これに限られない。例えば、嵌合溝２８のうちの一部がフランジ部３０に延びて溝部３４が形成されても良い。
【００３７】
前述の実施例１では、オイルを掻き上げてオイル流路Ｆ経由でフランジ部３０にオイルを供給するのはギヤ機構６０に設けられたファイナルドリブンギヤ５４であったが、これに限られない。例えば、ギヤ機構６０に設けられたカウンタドリブンギヤ４４など他のギヤでも良い。
【００３８】
前述の実施例１、実施例２では、車両用駆動装置９０や車両用駆動装置９０ａが搭載されたのは電気自動車１００や電気自動車１００ａであったが、これに限られない。例えば、プラグイン・ハイブリッド車や駆動力源がモータ及び内燃機関のエンジンであるハイブリッド車のように駆動力源としてのモータを備える車両であれば、本発明が適用され得る。
【００３９】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０、１０ａ：モータ
１４ａ：第１コイルエンド（コイルエンド）
２０：ロータ
２２：ロータ軸
２８：嵌合溝（溝）
３０：フランジ部
３４：溝部（溝）
６０、６０ａ：ギヤ機構
６８、６８ａ：トランスアクスルケース（ケース）
７２：一対の第２の駆動軸（一対の駆動軸）
７４：一対の前輪（左右輪）
７６：一対の後輪（左右輪）
８８：底部
９０、９０ａ：車両用駆動装置
Ｆ：オイル流路
【図１】
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【図２】
2020156190.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020156190.tif 000006
【図５】
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