(57)【要約】【課題】パークロック操作時の運転手の手間を軽減し、且つパークロックのための駆動源の付設に起因して低コスト化、及び省スペース化を困難にしてしまうことを抑える。【解決手段】パーキングギヤ部３６の歯間に介在して第２ギヤ３２の回転を阻止することでトランスアクスル３０内の各ギヤの回転を阻止する位置と、前記歯間に介在しない位置との間を移動可能な回転阻止アーム８６を備え、車両に搭載されるモータ駆動ユニット１であって、トランスアクスル３０のハウジング４０内のオイルを移送するための電動ポンプ６０のモータ軸の駆動力を回転阻止アーム８６に伝達する伝達機構７０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合って駆動力を原動側から従動側に伝達する複数のギヤと、
前記複数のギヤの何れか１つと単一の部材で構成され且つ前記１つと同じ軸線を中心に回転するパーキングギヤ部と、
前記パーキングギヤ部の歯間に介在して前記パーキングギヤ部の回転を阻止することで前記複数のギヤの回転を阻止する位置と、前記歯間に介在しない位置との間を移動可能な回転阻止部材と、を備え、
車両に搭載されるギヤボックスであって、
冷媒を移送するための電動ポンプと、
前記電動ポンプのモータ軸の駆動力を前記回転阻止部材に伝達する伝達機構とを備える、
ギヤボックス。
【請求項２】
前記モータ軸と前記伝達機構とを繋ぐクラッチを備える、
請求項１に記載のギヤボックス。
【請求項３】
前記クラッチを駆動するソレノイドを備える、
請求項２に記載のギヤボックス。
【請求項４】
前記ギヤボックスは、筐体を備え、
前記電動ポンプ、及び前記伝達機構は、前記筐体内に配置される、
請求項１、２又は３に記載のギヤボックス。
【請求項５】
前記伝達機構を収容するケースを備え
前記ケースは、貫通孔を備え、
前記伝達機構の複数の回転軸の一つは、前記ケース内から前記貫通孔を貫通して前記ケース外に突出し、
前記一つの回転軸と、前記貫通孔の内壁との間に隙間が設けられる、
請求項４に記載のギヤボックス。
【請求項６】
前記電動ポンプが、前記冷媒としてのオイルを前記ギヤボックスとオイルクーラとの間で循環させるためのオイルポンプである、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のギヤボックス。
【請求項７】
ギヤボックスと、前記ギヤボックスの駆動源であるモータとを備えるモータ駆動ユニットであって、
前記ギヤボックスは、請求項１乃至６の何れか一項に記載のギヤボックスである、
モータ駆動ユニット。
【請求項８】
ギヤボックスと、前記ギヤボックスの駆動源であるモータとを備えるモータ駆動ユニットであって、
前記ギヤボックスは、請求項１乃至５の何れか一項に記載のギヤボックスであり、
前記電動ポンプは、前記冷媒としてのオイルを前記モータとオイルクーラとの間で循環させるためのオイルポンプである、
モータ駆動ユニット。
【請求項９】
ギヤボックスと、前記ギヤボックスの駆動源であるモータとを備えるモータ駆動ユニットであって、
前記モータの駆動を制御するインバータを備え、
前記ギヤボックスは、請求項１乃至５の何れか一項に記載のギヤボックスであり、
前記電動ポンプは、前記冷媒を前記インバータと車両のラジエータとの間で循環させるためのポンプである、
モータ駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤボックス、及びモータ駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のギヤと、複数のギヤの何れか１つと単一の部材で構成されるパーキングギヤ部と、複数のギヤの回転を阻止する回転阻止部材とを備えるギヤボックスが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のトランスアクスルは、パーキングギヤ部と、カウンタドライブギヤと、カウンタドライブギヤに噛み合ってカウンタドライブギヤから駆動力を受けるカウンタドリブンギヤとを備える。パーキングギヤ部と、カウンタドライブギヤとは、同軸線上で一体的に回転する。パーキングギヤ部にロック部材が係合することで、各ギヤの回転が阻止され、駐車中の車両における駆動輪の回転がロックされる。特許文献１には明記されていないが、パーキングギヤ部にロック部材が係合することは、パーキングギヤ部の歯間にロック部材が介在することを意味すると考えられる。
【０００４】
ロック部材をどのようにしてパーキングギヤ部に係合させるのかについて、特許文献１には記載がない。特許文献２に記載のトランスアクスルのパークロック装置では、運転席で所定の操作が行われると、ケーブル、アーム、及び操作ロッド等を介して力を付与されたパーキングポールが突起をパーキングギヤ部に係合させる位置まで移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３４５９３号公報
【特許文献２】特開平７−１３２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載のパークロック装置のように、運転手の手動操作によってパークロックを行う機構では、運転手に手間をかけてしまう。運転手の手間を軽減するために、パーキングポール等の回転阻止部材を電動で移動させる構成を採用すると、モータなどの駆動源の付設によって低コスト化及び省スペース化を困難にするという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、互いに噛み合って駆動力を原動側から従動側に伝達する複数のギヤと、前記複数のギヤの何れか１つと単一の部材で構成され且つ前記１つと同じ軸線を中心に回転するパーキングギヤ部と、前記パーキングギヤ部の歯間に介在して前記パーキングギヤ部の回転を阻止することで前記複数のギヤの回転を阻止する位置と、前記歯間に介在しない位置との間を移動可能な回転阻止部材と、を備え、車両に搭載されるギヤボックスであって、冷媒を移送するための電動ポンプと、前記電動ポンプのモータ軸の駆動力を前記回転阻止部材に伝達する伝達機構とを備える、ギヤボックスである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、パークロック操作時の運転手の手間を軽減し、且つパークロックのための駆動源の付設に起因して低コスト化、及び省スペース化を困難にしてしまうことを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るモータ駆動ユニットの背面図である。
【図２】同モータ駆動ユニットの伝達機構のアクチュエータを、電動ポンプとともに示す斜視図である。
【図３】同アクチュエータのケース内に収容される各ギヤを示す平面図である。
【図４】クラッチによってモータ軸の駆動力を出力ギヤに繋いでいる状態の同各ギヤを示す平面図。
【図５】同アクチュエータのケースと、出力軸とを示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るモータ駆動ユニットの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。このモータ駆動ユニットは、電動車両の駆動源及び駆動機構として用いられる。
【００１１】
以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。
【００１２】
また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、図１に示すモータ駆動ユニット１のモータ１０短手方向と平行な方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。
【００１３】
また、以下の説明においては、図１に示すＺ軸方向の正の側（モータ１０の側）を「リア側」と記し、Ｚ軸方向の負の側（トランスアクスル３０の側）を「フロント側」と記述する。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と記述し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（図１のθ方向）を単に「周方向」と記述する。
【００１４】
なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
【００１５】
＜全体構成＞
図１は、実施形態に係るモータ駆動ユニット１の背面図である。図１では、後カバーを取り外した状態のトランスアクスル３０を示す。図１に示されるように、モータ駆動ユニット１は、モータ１０と、モータの駆動を制御するインバータ５０と、モータ１０の駆動力を車両の車輪駆動軸に伝達するギヤボックスたるトランスアクスル３０とを備える。また、モータ駆動ユニット１は、電動ポンプ６０と、伝達機構７０と、回転阻止アーム８６とを備える。
【００１６】
なお、このモータ駆動ユニット１は、図１に示されるように、第２ギヤ３２を第１ギヤ３１よりも重力方向の下方に位置させる姿勢で車両に取り付けられることを前提に設計される。
【００１７】
＜トランスアクスル３０＞
図１において、トランスアクスル３０は、第１ギヤ３１と、第２ギヤ３２と、デファレンシャルギヤ３８とを備える。第１ギヤ３１は、第２ギヤ３２、及びデファレンシャルギヤ３８よりも原動側に配置され、モータ１０のモータ軸１１の駆動力を受けてモータ軸１１の軸線を中心に回転する。
【００１８】
第２ギヤ３２は、大径のギヤ部３４と、図示されない小径のギヤ部と、パーキングギヤ部３６と、ボールベアリング３５とを備える。小径のギヤ部は、大径のギヤ部３４よりもＺ軸方向のモータ１０側に配置される。大径のギヤ部３４、小径のギヤ部、及びパーキングギヤ部３６は、何れも第２ギヤ軸３３を中心にして回転する。第２ギヤ軸３３は、回転しない固定軸である。第２ギヤ３２は、第１ギヤ３１に噛み合う大径のギヤ部３４によって第１ギヤ３１から駆動力を受けて、ボールベアリング３５上で回転する。第２ギヤ３２は、小径のギヤ部によってデファレンシャルギヤ３８に駆動力を伝達する。
【００１９】
デファレンシャルギヤ３８は、作動機構を構成する。図１では、便宜上、デファレンシャルギヤ３８における最も大径のリングギヤ部だけを示す。デファレンシャルギヤ３８は、リングギヤ部の他に、ピニオンギヤ部、サイドギヤ部などを備える。リングギヤ部は、デファレンシャルギヤ軸３９を中心に回転する。車両の車輪駆動軸（ドライブシャフト）は、このデファレンシャルギヤ軸３９と同じ軸心で回転する。
【００２０】
第２ギヤ３２の下方には、揺動軸８４を中心にして揺動可能な回転阻止アーム８６が配置される。揺動軸８４は、回転阻止アーム８６におけるＸ軸方向の一方側端部に設けられる。回転阻止アーム８６は、バネ８５により、揺動軸８４を中心とする図１中の反時計回り方向に向けて付勢される。回転阻止アーム８６におけるＸ軸方向の他方側端部には、Ｘ軸方向の他方側に向けて開口する凹部８６ｂが設けられる。この凹部８６ｂ内には、Ｚ軸方向に移動可能なロッド８３が配置される。ロッド８３は、Ｚ軸方向に延びる裁頭円錐形の押し上げ部８３ａを有する。押し上げ部８３ａの径は、Ｚ軸方向のトランスアクスル３０側からモータ１０側に向けて徐々に小さくなる。図１では、押し上げ部８３ａの最も径の大きな部分がロッド８３の凹部８６ｂ内に位置し、ロッド８３をバネ８５の付勢力に抗して図１中の時計回り方向に向けて押し上げている状態である。この押し上げにより、回転阻止アーム８６の凸部８６ａが、第２ギヤ３２のパーキングギヤ部３６の歯間に介在して第２ギヤ３２の回転を阻止する。第２ギヤ３２の回転が阻止されることで、第１ギヤ３１、及びデファレンシャルギヤ３８の回転も阻止される。
【００２１】
＜インバータ５０＞
インバータ５０は、モータ１０の駆動を制御する。インバータ５０は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを搭載した電子回路基板を筐体内に収容する。
【００２２】
＜電動ポンプ６０＞
トランスアクスル３０のハウジング４０内には、各ギヤを冷却するためのオイルが収容される。ハウジング４０内のＹ軸方向のマイナス側の端部分である下部に溜まる冷媒としてのオイルは、回転する第２ギヤ３２、及びデファレンシャルギヤ３８によって汲み上げられて、各ギヤに付着する。電動ポンプ６０は、ハウジング４０内の下部から吸い上げたオイルを、ハウジング４０の外に配置されるオイルクーラに向けて送る。オイルクーラによって冷却されたオイルは、ハウジング４０内に戻される。
【００２３】
＜伝達機構７０＞
上述したロッド８３は、電動ポンプ６０のモータ軸６３の駆動力を回転阻止アーム８６に伝達する伝達機構７０の一部である。伝達機構７０は、アクチュエータ７１、ソレノイド７２、出力軸７６、アーム８１、連結ピン８２、及びロッド８３を備える。アクチュエータ７１は、ケース内に複数のギヤを備える。
【００２４】
図２は、伝達機構７０のアクチュエータ７１を、電動ポンプ６０とともに示す斜視図である。モータ部６２、及びポンプ部６１を備える電動ポンプ６０は、アクチュエータ７１のケースに固定される。また、伝達機構７０のソレノイド７２も、アクチュエータ７１のケースに固定される。
【００２５】
図３は、アクチュエータ７１のケース内に収容される各ギヤを示す平面図である。アクチュエータ７１は、原動ギヤ７３、アイドラギヤ７５、及び出力ギヤ７７を備える。原動ギヤ７３は、電動ポンプ６０のモータ軸６３に固定され、モータ軸６３とともに回転する。つまり、オイルを移送する電動ポンプ６０が駆動すると、原動ギヤ７３が回転する。
【００２６】
アイドラギヤ７５は、原動ギヤ７３から受けた駆動力を出力ギヤ７７に伝えるギヤであるが、図３において、アイドラギヤ７５は、原動ギヤ７３、及び出力ギヤ７７の両方に噛み合っていない。図３は、原動ギヤ７３、アイドラギヤ７５、及び出力ギヤ７７を上方（Ｙ軸方向のプラス側）から示す。出力ギヤ７７は、アイドラギヤ７５の下方に配置される。ソレノイド７２が駆動していない状態では、図３に示されるように、ソレノイド７２の軸７２ａに固定されるアイドラギヤ７５が、原動ギヤ７３と、出力ギヤ７７とのそれぞれに噛み合う位置から退避する。ソレノイド７２が駆動すると、図４に示されるように、アイドラギヤ７５がソレノイド７２の軸７２ａとともに移動して、原動ギヤ７３、及び出力ギヤ７７の両方に噛み合う。この噛み合いにより、モータ軸６３の回転力が、原動ギヤ７３、アイドラギヤ７５、及び出力ギヤ７７を介して、出力軸７６に伝えられる。
【００２７】
なお、実施形態に係るモータ駆動ユニット１においては、ソレノイド７２、及びアイドラギヤ７５の組み合わせが、電動ポンプ６０のモータ軸６３と、伝達機構７０とで駆動力を繋ぐクラッチとして機能する。
【００２８】
出力軸７６は、図５に示されるように、アクチュエータ７１のケースの貫通孔７１ａを貫通してケース外に突出する。その貫通孔７１ａの内壁と、出力軸７６との間には、所定のクリアランスＣＬが設けられる。
【００２９】
図１において、伝達機構７０の出力軸７６が所定の回転角度だけ正回転すると、アーム８１が連結ピン８２をＺ軸方向に沿ってトランスアスクル３０側からモータ１０側に向けて所定量だけ移動させる。この移動に伴ってＺ軸方向に沿って移動したロッド８３が押し上げ部８３ａの最大径の箇所を回転阻止アーム８６の凹部８６ｂ内に進入させて、回転阻止アーム８６を押し上げる。この押し上げにより、回転阻止アーム８６が凸部８６ａをパーキングギヤ部３６の歯間に介在させて第２ギヤ３２の回転を阻止する。
【００３０】
一方、伝達機構７０の出力軸７６が所定の回転角度だけ逆回転すると、アーム８１が連結ピン８２をＺ軸方向に沿ってモータ１０側からトランスアクスル３０側に向けて所定量だけ移動させる。この移動に伴ってＺ軸方向に沿って移動したロッド８３が押し上げ部８３ａの最小径の箇所を回転阻止アーム８６の凹部８６ｂ内に進入させて、回転阻止アーム８６を下げる。すると、回転阻止アーム８６の凸部８６ａがパーキングギヤ部３６の歯間から歯間の外に出て第２ギヤ３２の回転を許容する。
【００３１】
＜モータ駆動ユニット１の作用効果＞
（１）実施形態に係るモータ駆動ユニット１においては、トランスアクスル３０内のオイルをオイルクーラとハウジング４０との間で循環させる電動ポンプ６０のモータ軸６３の駆動力を、伝達機構７０を介して回転阻止アーム８６に伝える。実施形態に係るモータ駆動ユニット１によれば、車両に設けられる電動ポンプ６０のモータ軸６３の駆動力を回転阻止アーム８６に伝えることで、パーキングブレーキ動作を電動化して、運転手のパークロック操作時の運転手の手間を軽減することができる。
【００３２】
実施形態に係るモータ駆動ユニット１によれば、車両に備えられる電動ポンプ６０を、回転阻止アーム８６の駆動源として兼用することで、パークロックのための駆動源の付設に起因して低コスト化、及び省スペース化を困難にしてしまうことを抑えることができる。
【００３３】
なお、電動ポンプ６０（オイルポンプ）を回転阻止アーム８６の駆動源として兼用することに代えて、他の電動ポンプを回転阻止アーム８６の駆動源として兼用してもよい。例えば、モータ１０内とオイルクーラとの間でオイルを循環させるための電動ポンプ（オイルポンプ）を回転阻止アーム８６の駆動源として兼用してもよい。かかる構成によれば、モータ１０とオイルクーラとの間でオイルを循環させる電動ポンプを回転阻止アーム８６の駆動源として兼用することで、パークロックのための駆動源の付設に起因して低コスト化、及び省スペース化を困難にすることを抑えることができる。
【００３４】
また、インバータ５０と車両のラジエータとの間で水などの冷媒を循環させるための電動ポンプを回転阻止アーム８６の駆動源として兼用してもよい。かかる構成によれば、インバータ５０とラジエータとの間で冷媒を循環させる電動ポンプを回転阻止アーム８６の駆動源として兼用することで、パークロックのための駆動源の付設に起因して低コスト化、及び省スペース化を困難にすることを抑えることができる。
【００３５】
（２）実施形態に係るモータ駆動ユニット１においては、オイルを移送するために電動ポンプ６０の駆動が要求されるとともに、回転阻止アーム８６の駆動停止が要求される運転時に、それら２つの要求を何れも満たすことが可能である。具体的には、モータ駆動ユニット１は、電動ポンプ６０のモータ軸６３から伝達機構７０への駆動伝達をソレノイド７２等から構成されるクラッチによって遮断することで、電動ポンプ６０を駆動しながら、回転阻止アーム８６の駆動を停止させることが可能である。また、パーキングブレーキを解除するとき、及びパーキングブレーキを実行するときには、電動ポンプ６０を駆動しながら、モータ軸６３から伝達機構７０への駆動伝達をクラッチによって繋ぐ。この駆動伝達により、回転阻止アーム８６を回転阻止位置（凸部８６ａをパーキングギヤ部３６の歯間に介在させる位置）、又は解除位置（パーキングギヤ部３６の歯間から凸部８６ａを外す位置）に移動させることが可能である。
よって、実施形態に係るモータ駆動ユニット１によれば、必要に応じてクラッチを動作させることで、オイル冷却のための電動ポンプ６０の駆動要求の有無にかかわらず、回転阻止アーム８６を適切なタイミングで適切な位置に移動させることができる。
【００３６】
（３）実施形態に係るモータ駆動ユニット１によれば、クラッチをソレノイド７２によって駆動することで、クラッチ動作を電動化することができる。
【００３７】
（４）実施形態に係るモータ駆動ユニット１では、電動ポンプ６０、及び伝達機構７０をトランスアクスル３０のハウジング４０内に配置することで、電動ポンプ６０を有するトランスアクスル３０であっても、トランスアクスル３０の小型化を図ることができる。
【００３８】
（５）実施形態にモータ駆動ユニット１においては、アクチュエータ７１のケースの貫通孔７１ａの内壁と、貫通孔７１ａを貫通する出力軸７６との間にクリアランスＣＬが設けられる。ハウジング４０内のオイルは、アクチュエータ７１のケースの貫通孔７１ａの内壁と、出力軸７６との間のクリアランスＣＬから、ケース内に進入する。実施形態に係るモータ駆動ユニット１によれば、トランスアクスル３０のハウジング４０内のオイルを伝達機構７０のケース内に進入させることで、トランスアクスル３０のオイルを利用してアクチュエータ７１の各ギヤの潤滑性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：モータ駆動ユニット
１０：モータ
３０：トランスアクスル（ギヤボックス）
３１：第１ギヤ
３２：第２ギヤ
３３：第２ギヤ軸
３４：大径のギヤ部
３５：ボールベアリング
３６：パーキングギヤ部
３８：デファレンシャルギヤ
３９：デファレンシャルギヤ軸
４０：ハウジング（筐体）
５０：インバータ
６０：電動ポンプ
６１：ポンプ部
６２：モータ部
６３：モータ軸
７０：伝達機構
７１：アクチュエータ
７２：ソレノイド
７３：原動ギヤ
７５：アイドラギヤ
７６：出力軸（回転軸）
７７：出力ギヤ
８６：回転阻止アーム（回転阻止部材）
８６ａ：凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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