(57)【要約】【課題】車両に搭載され、原動機の動力を駆動輪へ向けて送り出す動力伝達装置において、簡易な構造により、動力伝達装置の内部を効率よく冷却することができるようにする。【解決手段】動力伝達装置１８は、ギア列２８と、これを収容するケース５０と、このケース５０の内部を冷却する冷却部６４と、これを冷却する冷却ジャケット５２を有する。さらに、ギア列２８の回転動作により掻き上げられる潤滑油を冷却部６４に誘導する誘導路６２を有し、この誘導路６２により誘導された潤滑油が冷却部６４に接して冷却される。冷却された潤滑油は、ケース５０内部の発熱体に供給され、これを冷却する。このように、誘導路６２という簡易な構造を設けることにより、動力伝達装置１８の内部を効率よく冷却することができる。【選択図】図３
2008116018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、原動機の動力を駆動輪へ向けて送り出す動力伝達装置であって、
動力を伝達するギア列と、
前記ギア列を収容するケースと、
前記ケース内に設けられ、このケースの内部を冷却する冷却部と、
前記ケースの底部に前記ギア列の一部が浸るよう溜められ、前記ギア列の回転動作により掻き上げられる潤滑油を、受け止めて前記冷却部に誘導する誘導路と、
を有し、
前記誘導路により誘導された潤滑油が前記冷却部に接して冷却される、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記ケースの外面に接するように設けられ、前記冷却部を冷却する冷却ジャケットを有し、
前記冷却部は、前記冷却ジャケットが前記ケースに接触した外面の部分の裏側に相当する前記ケースの内面の部分である、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載の動力伝達装置であって、
前記冷却ジャケットは、前記ケースの側面に設けられている、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
前記ケースに、原動機としての電動機が収容され、この電動機が潤滑油により冷却される、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、原動機の動力を駆動輪へ向けて送り出す動力伝達装置に関し、特にその冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載され、原動機の動力を駆動輪に送り出す装置として、動力伝達装置が知られている。この動力伝達装置は、動力を伝達するギア列と、これの動作を潤滑にする潤滑油をケースに収容して構成される。ギア列が回転動作すると、このギア列から発生する熱がケースの内部の温度を上昇させてしまう。この温度上昇を防ぐため、ケース外側の側面に水冷式の冷却ジャケットを配置する技術が知られている。この冷却ジャケットがケースを介してこれの内部の主に空気の熱を除去することにより、ケースの内部を冷却することができる。
【０００３】
また、電動機の出力により走行するハイブリッド自動車及び電気自動車などにおいて、ケースに原動機としての電動機が収容される例がある。電動機が回転動作すると、この電動機から発生する熱が、ギア列からの熱に付加され、ケースの内部の温度をさらに上昇させてしまう。
【０００４】
この温度上昇を防ぐため、下記特許文献１には、潤滑油を冷却し、この潤滑油によって電動機を冷却する動力伝達装置が開示されている。この動力伝達装置には、ケースの外部に熱交換器と、この熱交換器に潤滑油を送るポンプが設けられている。ポンプの動作により、ケースの内部から熱交換器に送られた潤滑油が、熱交換器により冷却され、ケースの内部に戻される。戻された潤滑油が発熱した電動機に直接供給されることにより、電動機を冷却することができる。また、潤滑油がケースの内部の空気及びギア列を冷却し、ケースの内部全体を冷却することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１７７９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ケース外側に冷却ジャケットを設けた動力伝達装置においては、ケースの内部の主に空気を媒体にしてケースの内部を冷却する。しかし、空気の熱伝達率が悪いため、効率よく冷却することができない。
【０００７】
一方、上記特許文献１の動力伝達装置は、空気より熱伝達率が良好な潤滑油を媒体にして、ケースの内部及び電動機を冷却する。この動力伝達装置は、ケースの外部に、熱交換器とポンプを有しているので、設置スペースが大型化してしまう。しかし、車両内の設置スペースは限られており、動力伝達装置の設置スペースに余裕はない。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構造により、動力伝達装置の内部を効率よく冷却することができる動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両に搭載され、原動機の動力を駆動輪へ向けて送り出す動力伝達装置であって、動力を伝達するギア列と、前記ギア列を収容するケースと、前記ケース内に設けられ、このケースの内部を冷却する冷却部と、前記ケースの底部に前記ギア列の一部が浸るよう溜められ、前記ギア列の回転動作により掻き上げられる潤滑油を、受け止めて前記冷却部に誘導する誘導路とを有し、前記誘導路により誘導された潤滑油が前記冷却部に接して冷却されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記ケースの外面に接するように設けられ、前記冷却部を冷却する冷却ジャケットを有し、前記冷却部は、前記冷却ジャケットが前記ケースに接触した外面の部分の裏側に相当する前記ケースの内面の部分であることがよい。
【００１１】
また、前記冷却ジャケットは、前記ケースの側面に設けられていることがよい。
【００１２】
さらに、前記ケースに、原動機としての電動機が収容され、前記電動機は、潤滑油により冷却されることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の動力伝達装置によれば、簡易な構造により、動力伝達装置の内部を効率よく冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る動力伝達装置の実施形態について、図面に従って説明する。一例として内燃機関と電動機の出力により走行するハイブリッド車両を挙げ、これに搭載される動力伝達装置について説明する。
【００１５】
まず、本実施形態の動力伝達装置１８が適用されるハイブリッド車両１０の動力伝達系について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１０の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、原動機として内燃機関１２（以下、エンジン１２と記す）と第一モータジェネレータ１４（以下、第一ＭＧ１４と記す）及び第二モータジェネレータ１６（以下、第二ＭＧ１６と記す）を搭載し、また、これらの原動機１２，１４，１６の動力を駆動輪４２へ向けて送り出す装置として動力伝達装置１８を搭載している。
【００１６】
動力伝達装置１８は、エンジン１２と第一及び第二ＭＧ１４，１６の動力を分配、統合する遊星歯車機構からなる動力分配統合機構２０と、複数のギアにより動力を伝達するギア列２８と、これらを収容するケース５０を含む。動力分配統合機構２０は遊星歯車機構により構成され、この遊星歯車機構の三要素にエンジン１２と第一及び第二ＭＧ１４，１６がそれぞれ接続されている。すなわち、エンジン１２がダンパ４４を介して遊星歯車機構のプラネタリギア２４に、第一ＭＧ１４が遊星歯車機構のサンギア２２に、第二ＭＧ１６が遊星歯車機構のリングギア２６にそれぞれ接続されている。また、リングギア２６には、ギア列２８が接続され、ギア列２８には、車軸４０を介して駆動輪４２が接続されている。
【００１７】
ギア列２８は、遊星歯車機構のリングギア２６に連結されたカウンタドライブギア３０と、これに噛み合うカウンタドリブンギア３２と、このカウンタドリブンギア３２と結合されるファイナルドライブギア３４と、これに噛み合うファイナルドリブンギア３６と、このファイナルドリブンギア３６に連結された差動機構３８を有している。差動機構３８には、車軸４０を介して駆動輪４２が接続されている。差動機構３８は、左右の駆動輪４２の回転差を吸収する。
【００１８】
このようなギア列２６の構成により、動力分配統合機構２０により統合された各原動機１２，１４，１６の動力が、カウンタドライブギア３０、カウンタドリブンギア３２、ファイナルドライブギア３４、ファイナルドリブンギア３６を介し、その速度を変更されて差動機構３８に伝達され、さらに差動機構３８により左右に分配された動力が車軸４０を介して駆動輪４２に伝達される。
【００１９】
以上に説明したようなハイブリッド車両１０の動力伝達系を構成することで、各原動機１２，１４，１６の動力が、動力伝達装置１８、車軸４０を介して駆動輪４２に伝達され、ハイブリッド車両１０が走行することができる。
【００２０】
また、ハイブリッド車両１０は、走行状態に応じてエンジン１２と第一及び第二ＭＧ１４，１６の出力を制御することにより、各種モードによる走行を行うことができる。このモードは、例えば、エンジン１２または第二ＭＧ１６のどちらか一方で走行するモード、エンジン１２と第二ＭＧ１６を協調して走行するモード、またエンジン１２の出力の一部により第一ＭＧ１４で発電を行うモードなどである。さらに、減速時において、駆動輪４２から入力されるハイブリッド車両１０の運動エネルギにより第二ＭＧ１６で回生発電を行うことを許容するモードも含まれる。
【００２１】
第一及び第二ＭＧ１４，１６は、動力分配統合機構２０、ギア列２８と同じくケース５０に収容されている。このケース５０において、第一及び第二１４，１６、動力分配統合機構２０及びギア列２８が回転動作すると、これらの機構から発生する熱がケース５０の内部の温度を上昇させる。この温度上昇を防ぐため、以下に、ケース５０の内部を冷却する冷却系について図１、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るハイブリッド車両１０のエンジンルーム５４を示す側面図である。なお、この図の左側がハイブリッド車両１０の前方、すなわち車両の進行方向を示す。
【００２２】
エンジンルーム５４には、動力伝達装置１８と、これのケース５０に収容された第一及び第二ＭＧ１４，１６（図示せず）と、これらのＭＧ１４，１６と二次電池（図示せず）間の電力を変換するインバータ５８が搭載されている。エンジンルーム５４の最下部には、車軸４０と結合する動力伝達装置１８が配置され、この動力伝達装置１８の上方にインバータ５８が配置される。なお、エンジン１２は、動力伝達装置１８の奥に配置されているため、図示を省略する。
【００２３】
エンジンルーム５４において、動力伝達装置１８及びインバータ５８より進行方向側には、ケース５０の内部の主に第一及び第二ＭＧ１４，１６と、これらとバッテリ（図示せず）間の電力を変換するインバータ装置５８を冷却するハイブリッド冷却系６６が搭載されている。ハイブリッド冷却系６６は、冷却水が循環する循環路６８を有し、この循環路６８に冷却ジャケット５２、ラジエータ５６、インバータ５８、ポンプ６０が順に設けられている。
【００２４】
冷却ジャケット５２は、ケース５０外側の側面に接するように設けられ、ケース５０を介して、ケース５０の内部を冷却する。ラジエータ５６は、外気との熱交換により冷却水を冷却する装置であり、このラジエータ５６に取り付けられたラジエータファン５６ａは、ラジエータ５６へ外気を強制的に送り出す。ポンプ６０は、例えば冷却水の温度に基づいて、回転速度を変化させて冷却水を送り出す。
【００２５】
ポンプ６０の動作により、例えばラジエータ５６からの冷却水がインバータ５８に送られる。インバータ５８に送られた冷却水は、インバータ５８の内部の熱を除去することにより加熱される。そして、冷却水は冷却ジャケット５２に送られ、動力伝達装置１８の内部の熱を除去することによりさらに加熱され、ラジエータ５６に送られる。ラジエータ５６に送られた冷却水は外気との熱交換により冷却され、再びインバータ５８、冷却ジャケット５２に送られる。このように、循環路６８を循環する冷却水が動力伝達装置１８の内部の熱を除去することにより、動力伝達装置１８の内部、すなわちケース５０の内部を冷却することができる。
【００２６】
ケース５０の内部には、後述するように動力分配統合機構２０及びギア列２８の動作を潤滑にする潤滑油が貯留されており、この潤滑油が動力分配統合機構２０及びギア列２８を冷却する。さらに潤滑油は、機構２０，２８より発熱量の多い第一及び第二ＭＧ１４，１６に直接供給され、第一及び第二ＭＧ１４，１６の冷却も行う。このように、動力伝達装置１８においては、潤滑油を冷却媒体にしてケース５０の内部全体の冷却が行われる。
【００２７】
潤滑油はケース５０の底部に貯留されるので、その底部の外側に冷却ジャケット５２を設ければ、この冷却ジャケット５２がケース５０に接する潤滑油を積極的に冷却することができる。しかし、上述したように、車軸４０と結合する動力伝達装置１８はエンジンルーム５４の最下部に配置され、さらにこれより下方であるケース５０外側の底面に冷却ジャケット５２を設ける空間がない。このように、ケース５０外側の底面に冷却ジャケット５２を設けることができないため、ケース５０外側の底面以外、例えば側面や上面に冷却ジャケット５２を設けることになる。ケース５０外側の側面や上面に設けられる冷却ジャケット５２は、ケース５０に貯留される潤滑油ではなく、潤滑油より熱伝導率が悪い空気を主に冷却しなければならず、ケース５０の内部を冷却する冷却効率が悪い。しかし、本実施形態の動力伝達装置１８は、次に説明する構造にすることにより、この問題を解決している。
【００２８】
次に、動力伝達装置１８の冷却構造について図を用いて説明する。図３は、図１においてＡ−Ａから見たときの動力伝達装置１８の概略構成を示す断面図である。図３に示すように、ケース５０外側の側面には、冷却ジャケット５２が接するように設けられている。冷却ジャケット５２が接触したケース５０の外面の部分の裏側に相当するケース５０の内面の部分は、冷却ジャケット５２により最も冷却される部分であり、以降この部分を冷却部６４と記す。冷却ジャケット５２により冷却される冷却部６４は、ケース５０の内部の熱を除去し、ケース５０の内部を冷却することができる。
【００２９】
ケース５０の内部には、略中央に第一ＭＧ１４と、第一ＭＧ１４の右斜め上方にカウンタドリブンギア３２と、カウンタドリブンギア３２の下方にファイナルドリブンギア３６がそれぞれ配置されている。ケース５０の底部には、第一ＭＧ１４及びファイナルドリブンギア３６の一部が浸るよう潤滑油が溜められている。この溜められている潤滑油は、ファイナルドリブンギア３６が回転動作することにより、掻き上げられる。
【００３０】
また、ケース５０の内部には、掻き上げられた潤滑油を受け止めて冷却部６４に誘導する誘導路６２が設けられている。誘導路６２は、その端部に、掻き上げられた潤滑油と受け止める受止部６２ａを有している。この受止部６２ａから冷却部６４を介してケース５０の底部に向けて流路が形成されている。これにより、図に示すような矢印の向きに沿って、掻きあげられた潤滑油は誘導路６２により誘導される。すなわち、掻き上げられた潤滑油が受止部６２ａに受け止められ、受け止められた潤滑油が誘導路６２により冷却部６４に誘導される。誘導された潤滑油が冷却部６４に接して冷却され、ケース５０の底部に戻される。
【００３１】
次に、動力伝達装置１８を冷却する動作について説明する。まず、各原動機１２，１４，１６の動力が動力分配統合機構２０を介してギア列２８に伝達される。伝達される動力によりギア列２８が回転する。ギア列２８に含まるファイナルドリブンギア３６が回転動作することにより、ケース５０の底部に溜められた潤滑油が掻き上げられる。掻き上げられた潤滑油は、ケース５０の内部を第一及び第二ＭＧ１４，１６、ギア列２８、動力分配統合機構２０に向けて飛散し、各動作を潤滑にするとともに、それらから発生する熱を除去する。また、掻き上げられた潤滑油の一部は、受止部６２ａに受け止められ、受け止められた潤滑油は、誘導路６２により冷却部６４に誘導される。誘導された潤滑油は冷却部６４に接する。冷却部６４は、冷却ジャケット５２により冷却されるため、潤滑油を冷却することができる。そして、冷却された潤滑油は、ケース５０の底部に戻される。
【００３２】
次に、別の態様の動力伝達装置１８について図に従って説明する。図４は、図１においてＡ−Ａから見たときの別の動力伝達装置１８の概略構成を示す断面図である。なお、図４に示されるように、本実施形態に係るケース５０の内部の動力伝達系は、上記実施形態と同様であるため、これらの動力伝達系についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
この動力伝達装置１８において、ケース５０の内部に冷却ジャケット５２が設けられている。冷却ジャケット５２は、第一ＭＧ１４とケース５０内側の側面との間に、ともに間隔をおいて配置されている。冷却ジャケット５２の表面が、ケース５０の内部を冷却する冷却部６４に該当する。よって、冷却ジャケット５２の冷却部６４に潤滑油を誘導するように誘導路６２が設けられる。
【００３４】
誘導路６２は、誘導路６２は、第一ＭＧ１４の上方において、掻き上げられた潤滑油と受け止める受止部６２ａを有し、この受止部６２ａから冷却ジャケット５２上側の表面に接続するよう形成されている。冷却ジャケット５２は、ケース５０内側の側面と間隔をおいて配置されているため、その間隔に潤滑油が誘導される。これにより、掻き上げられた潤滑油が、受止部６２ａに受け止められ、誘導路６２により冷却ジャケット５２に誘導される。誘導路６２からの潤滑油が冷却ジャケット５２のケース５０内側の側面に対向する表面、すなわち冷却部６４に接しながら流れる。冷却部６４は、冷却ジャケット５２により冷却されるため、潤滑油を冷却することができる。そして、冷却された潤滑油は、ケース５０の底部に戻される。
【００３５】
上記の各実施形態に係る動力伝達装置１８によれば、簡易な構造である誘導路６２を設けることにより、冷却媒体である潤滑油を冷却部６４に誘導し、誘導された潤滑油を冷却部６４により冷却することができる。冷却された潤滑油が発熱する機器及び機構に供給されることにより、これらを冷却し、ケース５０の内部全体を効率よく冷却することができる。また、ファイナルドリブンギア３６の回転動作により、掻き上げられた潤滑油が誘導路６２に供給され、その供給される分だけケース５０の底面に溜められる潤滑油の油面が低下するので、ファイナルドリブンギア３６による潤滑油の攪拌抵抗を減少させることができる。
【００３６】
また、別の実施形態に係る動力伝達装置１８によれば、冷却ジャケット５２をケース５０の内部に設けることにより、潤滑油を冷却することができるとともに、潤滑油が誘導されない冷却ジャケット５２の表面においては、主に空気を冷却することができる。冷却された潤滑油及び空気により、ケース５０の内部全体をより効率よく冷却することができる。
【００３７】
上記の図３により説明した実施形態では、冷却ジャケット５２がケース５０外側に接するよう設けられる部分がケース５０の側面である場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。冷却ジャケット５２がケース５０外側の上面に設けられてもよい。冷却ジャケット５２がケース５０外側の上面に設けられる場合、冷却ジャケット５２がケース外側５０の側面に設けられるときと同様に、潤滑油より熱伝達率が悪い空気を主に冷却しなければならない。この問題を解決するために、冷却ジャケット５２がケース５０の外面に接した部分の裏側に相当するケース５０の内面の部分、すなわち冷却部６４に潤滑油を誘導する誘導路６２を設ければ、潤滑油を冷却することができる。
【００３８】
上記の図３により説明した実施形態では、冷却部６４を冷却するのは、ハイブリッド冷却系６６の冷却ジャケット５２である場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。ケース５０の外面に取り付けられた空冷用のフィンでもよい。
【００３９】
上記の各実施形態では、動力伝達装置１８がハイブリッド車両１０に搭載される場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。ギア列２８などの動力を伝達する機構を冷却する潤滑油を含む動力伝達装置を搭載する車両であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るハイブリッド車両のエンジンルームを示す側面図である。
【図３】図１においてＡ−Ａから見たときの動力伝達装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３の別の動力伝達装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ハイブリッド車両、１２  エンジン、１４  第一ＭＧ、１６  第二ＭＧ、１８  動力伝達装置、２０  動力分配統合機構、２２  サンギア、２４  プラネタリギア、２６  リングギア、２８  ギア列、３０  カウンタドライブギア、３２  カウンタドリブンギア、３４  ファイナルドライブギア、３６  ファイナルドリブンギア、３８  差動機構、４０  車軸、４２  駆動輪、４４  ダンパ、５０  ケース、５２  冷却ジャケット、５４  エンジンルーム、５６  ラジエータ、５８  インバータ、６０  ポンプ、６２  誘導路、６４  冷却部、６６  ハイブリッド冷却系、６８  循環路。
【図１】
2008116018.tif 000003
【図２】
2008116018.tif 000004
【図３】
2008116018.tif 000005
【図４】
2008116018.tif 000006