(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、電動モータのロータ軸の軸方向一端に連結される動力伝達装置とから成る電動式駆動ユニットに用いる電動モータのロータ軸を軸支するロータ軸受の潤滑構造において、
動力伝達装置のケーシング内の潤滑油を導く給油路をロータ軸内に形成すると共に、
モータハウジングの軸方向他端の端壁部に形成するロータ軸受の装着穴に、ロータ軸受の軸方向両側に位置する１対のオイルシールを夫々ロータ軸受に対し軸方向に離間させて装着し、
両オイルシールとの間に画成されるロータ軸受の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙に前記給油路を連通させ、他側の空隙に潤滑油を前記ケーシング内に戻す戻し油路を連通させ、
前記動力伝達装置は出力側の差動ギアを備え、該差動ギアの１対のサイドギアのうち前記電動モータの配置部側に位置する一方のサイドギアに連結すべき等速ジョイントを前記モータハウジングの軸方向他端よりも軸方向外方に配置すると共に、モータハウジングの軸方向他端の端壁部の外周部に、等速ジョイントと一方のサイドギアとを連結する連結軸の等速ジョイント側の端部を軸支する軸受を装着した軸承部を設けるものにおいて、
モータハウジングの周壁部に連結軸を挿通する筒部を形成し、筒部内の空間を軸承部内の空間を介して前記他側の空隙に連通させて、これら空間により前記戻し油路の一部を構成する、
ことを特徴とする電動モータのロータ軸受の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両用の電動駆動ユニットに用いる電動モータのロータ軸受の潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動駆動ユニットは、電動モータと、電動モータのモータハウジングの軸方向一端に連設したケーシング内に、電動モータのロータ軸の軸方向一端に連結される入力軸と、入力軸に対し平行に配置される出力側の差動ギアと、入力軸と差動ギアとを連結する伝動機構とを収納して成る動力伝達装置とで構成されている（特開平８−２３０４８９号公報参照）。
【０００３】
ここで、動力伝達装置はケーシング内の潤滑油で潤滑を行うが、電動モータは基本的にドライ構造であり、ロータ軸を軸支するロータ軸受をグリース封入型のものとして、ロータ軸受の潤滑を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したグリース封入型の軸受は回転使用限界が比較的低く、電動モータの高回転域での使用が制限される不具合がある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、電動モータの高回転域での使用に耐えられるようにしたロータ軸受の潤滑構造を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明の特徴によれば、電動モータと、電動モータのロータ軸の軸方向一端に連結される動力伝達装置とから成る電動式駆動ユニットに用いる電動モータのロータ軸を軸支するロータ軸受の潤滑構造において、動力伝達装置のケーシング内の潤滑油を導く給油路をロータ軸内に形成すると共に、モータハウジングの軸方向他端の端壁部に形成するロータ軸受の装着穴に、ロータ軸受の軸方向両側に位置する１対のオイルシールを夫々ロータ軸受に対し軸方向に離間させて装着し、両オイルシールとの間に画成されるロータ軸受の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙に前記給油路を連通させ、他側の空隙に潤滑油を前記ケーシング内に戻す戻し油路を連通させている。
【０００８】
上記特徴によれば、動力伝達装置のケーシング内の潤滑油がロータ軸→一側の空隙→ロータ軸受→他端の空隙→戻し油路の経路でケーシングとロータ軸受との間に循環される。かくして、電動モータをドライ構造としたままロータ軸受の潤滑油による潤滑を行うことができ、而も、ロータ軸受専用の潤滑油供給装置が不要となり、コストダウンを図れる。
【００１１】
更に、車両用の電動駆動ユニットでは、動力伝達装置に出力側の差動ギアを設け、差動ギアの１対のサイドギアに夫々左右の各車輪に動力を伝達する等速ジョイントを連結している。ここで、電動モータの配置部側に位置する一方のサイドギアに等速ジョイントを直結する場合は、モータハウジングの周壁部に対する等速ジョイントの干渉を防止するために、入力軸と差動ギアとの軸間距離を大きく取る必要がある。そこで、一方のサイドギアに連結すべき等速ジョイントをモータハウジングの軸方向他端よりも軸方向外方に配置し、入力軸と差動ギアとの軸間距離を短縮し得るようにしたものも従来知られている。そして、このものでは、モータハウジングの軸方向他端の端壁部の外周部に軸承部を設け、等速ジョイントと一方のサイドギアとを連結する連結軸の等速ジョイント側の端部を軸承部に装着した軸受で軸支している。
【００１２】
この軸受としては、一般に、グリース封入型のものを用いているが、グリース封入型の軸受はグリースシールドによるフリクションを生ずるため、連結軸用の軸受も潤滑油で潤滑することが望まれる。この場合、モータハウジングの周壁部に連結軸を挿通する筒部を形成し、筒部内の空間を軸承部内の空間を介して前記他側の空隙に連通させて、これら空間により前記戻し油路の一部を構成すれば、軸承部に装着する連結軸用の軸受を潤滑油で潤滑することができ、更に、ステータの熱を利用して低温時に潤滑油を早期に昇温することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、電動モータ１と、電動モータ１の動力を車両の左右の車輪（図示せず）に伝達する動力伝達装置２とから成る車両用の電動駆動ユニットを示している。
【００１４】
動力伝達装置２は、電動モータ１のモータハウジング１０の軸方向一端（図示例では左端）に連設するケーシング２０内に、電動モータ１のロータ軸１１の左端に連結される入力軸２１と、入力軸２１に対し平行に配置される差動ギア２２と、入力軸２１と差動ギア２２とを連結する伝動機構２３とを収納して構成されている。
【００１５】
差動ギア２２は、ケーシング２０内に左右両端の軸受２２０，２２０を介して軸支されるギアケース２２１内に、左右１対のサイドギア２２２，２２２と、両サイドギア２２２，２２２に噛合する複数のピニオン２２３とを軸支して成るもので、両サイドギア２２２，２２２に車両の左右の車輪に動力を伝達する等速ジョイント２２４，２２４を連結している。
【００１６】
伝動機構２３は、ケーシング２０内に左右両端の軸受２３０，２３０を介して軸支される中間軸２３１に、入力軸２１に形成した入力ギア２１０に噛合する大径の第１減速ギア２３２と、差動ギア２２のギアケース２２１に取付けたファイナルギア２２５に噛合する小径の第２減速ギア２３３とを設けて成る減速ギア列で構成されており、電動モータ１からの動力を入力軸２１から差動ギア２２に減速して伝達する。尚、中間軸２３１には、第１と第２の両減速ギア２３２，２３３間に位置させてパーキングギア２３４が設けられている。
【００１７】
モータハウジング１０は、周壁部１００と、左右両端の端壁部１０１，１０２とで構成されており、両端壁部１０１，１０２の中心の軸受用装着穴１０１ａ，１０２ａに装着したロータ軸受１１０，１１１によりロータ軸１１を軸支している。図中１２はロータ軸１１上に取付けたロータ、１３は周壁部１００の内面に取付けたステータである。また、周壁部１００にはステータ１３を冷却するための水冷ジャケット１００ａが形成されている。
【００１８】
ケーシング２０は、左右の２半部２００，２０１で構成されており、右半部２０１にモータハウジング１０の左端の端壁部１０１を一体に形成し、該端壁部１０１がケーシング２０とモータハウジング１０との隔壁となるようにしている。
【００１９】
入力軸２１は、左端部において軸受２１１を介してケーシング２０に軸支され、右端部においてロータ軸１１の左端部にスプライン嵌合されている。そして、入力軸２１を中空に形成すると共に、ロータ軸１１内に、入力軸２１の中空部から成る油路２１ａを介してケーシング２０内の潤滑油を導く、軸方向にのびる給油路１１ａを形成し、この給油路１１ａから各ロータ軸受１１０，１１１に潤滑油を供給するようにしている。
【００２０】
これを詳述するに、モータハウジング１０の左端の端壁部１０１の軸受用装着穴１０１ａに、ロータ軸受１１０に対しモータハウジング１０の軸方向内方（右方）に離間させてオイルシール１１０ａを装着し、ロータ軸受１１０とオイルシール１１０ａとの間の空隙に、ロータ軸１１に形成した径方向の油孔１１ｂを介して給油路１１ａを連通させている。これによれば、潤滑油が給油路１１ａから遠心力で前記空隙に供給され、ロータ軸受１１０を通過してケーシング２０内に戻される。
【００２１】
また、モータハウジング１０の右端の端壁部１０２の軸受用装着穴１０２ａに、ロータ軸受１１１の軸方向両側に位置する１対のオイルシール１１１ａ，１１１ｂを夫々ロータ軸受１１１に対し軸方向に離間させて装着し、両オイルシール１１１ａ，１１１ｂとの間に画成されるロータ軸受１１１の軸方向両側の空隙のうちの一側の空隙、例えば、軸方向内側の空隙に、ロータ軸１１に形成した径方向の油孔１１ｃを介して給油路１１ａを連通させ、軸方向外側の空隙に、潤滑油をケーシング２０内に戻す後記詳述する戻し油路を連通させている。これによれば、潤滑油が給油路１１ａから遠心力で軸方向内側の空隙に供給され、ロータ軸受１１１を通過して、軸方向外側の空隙から戻し油路を介してケーシング２０内に戻される。
【００２２】
このように本実施形態によれば、電動モータ１をドライ構造としたまま、ロータ軸受１１０，１１１をケーシング２０内の潤滑油で潤滑できるようになり、ロータ軸受１１０，１１１としてグリース封入型軸受を用いるものに比し、電動モータ１のより高回転域での使用にも耐えられるようになる。
【００２３】
前記戻し油路は、モータハウジング１０の右端の端壁部１０２に形成した、ロータ軸受１１１の軸方向外側の空隙に連通する油路１０２ｂと、モータハウジング１０の周壁部１００に形成した、油路１０２ｂに連通する油路１００ｂと、モータハウジング１０の左端の端壁部１０１に形成した、油路１０２ｂをケーシング２０内に連通する油路１０１ｂとで構成されている。油路１００ｂは、ロータ軸１１より下方の周壁部１００の部分に形成されており、潤滑油がケーシング２０内に重力で円滑に戻されるようにしている。尚、周壁部１００の水冷ジャケット１００ａは油路１００ｂの形成部分を避けて形成する。
【００２４】
戻し油路を以上の如く構成すると、潤滑油は油路１００ｂを通過する際にステータ１３の熱で加温されることになる。かくて、低温時、潤滑油を早期に昇温することが可能となり、潤滑油の粘性による動力伝達装置２のフリクションロスを低減できる。尚、周壁部１００の油路１００ｂをパイピングでロータ軸受１１１の軸方向外側の空隙に連通させることも可能であるが、上記の如く端壁部１０２に油路１０２ｂを形成した方が部品点数を削減でき、有利である。
【００２５】
尚、動力伝達装置２は、図２に示す如く、入力軸２１を上方、差動ギア２２を下方に配置した直立型に構成されており、ケーシング２０の底部たる差動ギア２２の配置部に溜る潤滑油がファイナルギア２２５で掻き上げられることになる。車両の前進時におけるファイナルギア２２５の回転方向（正転方向）は図２の反時計方向であり、ファイナルギア２２５の正転で掻き上げられた潤滑油を入力軸２１内の油路２１ａに効率良く供給できるよう以下の如く構成している。即ち、ファイナルギア２２５の正転で掻き上げられた潤滑油をファイナルギア２２５と第２減速ギア２３３との噛合部に導く第１オイルガイド２４1を設けると共に、ファイナルギア２２５と第２減速ギア２３３との噛合部から両ギア２２５，２３３のリード角によってパーキングギア２３４側に飛散される潤滑油を捕集する第２オイルガイド２４2をパーキングギア２３４の配置部を囲うように設け、更に、第２オイルガイド２４2からパーキングギア２３４で掻き上げられた潤滑油を捕集する第３オイルガイド２４3と、第３オイルガイド２４3で捕集された潤滑油を受ける樋状の第４オイルガイド２４4とを設け、第４オイルガイド２４4からケーシング２０の左半部２００の端壁部に形成した油孔２００ａを介して入力軸２１内の油路２１ａに潤滑油が供給されるようにしている。
【００２６】
尚、前記油孔２００ａに導かれた潤滑油の一部は入力軸２１の左端外周の隙間を介して入力軸２１用の軸受２１１に供給される。そして、ケーシング２０の左半部２００の端壁部に、入力軸２１用の軸受２１１と中間軸２３１用の左端の軸受２３０との間及び軸受２３０とギアケース２２１用の左端の軸受２２０との間の油孔２００ｂ，２００ｃを形成し、潤滑油が自然落下により油孔２００ｂを介して軸受２３０と、更に、油孔２００ｃを介して軸受２２０とに供給されるようにしている。また、モータハウジング１０の左端の端壁部１０１に、ロータ軸受１１０と中間軸２３１用の右端の軸受２３０との間及び軸受２３０とギアケース２２１用の右端の軸受２２０との間の油孔１０１ｃ，１０１ｄを形成し、ロータ軸受１１０を通過した潤滑油の一部が自然落下により油孔１０１ｃを介して軸受２３０と、更に、油孔１０１ｄを介して軸受２２０とに供給されるようにしている。尚、ロータ軸受１１１から戻される潤滑油の一部も軸受２２０に供給されるよう、油孔１０１ｄを油路１０１ｂに交差させている。
【００２７】
ところで、上記第１実施形態では、差動ギア２２の左右のサイドギア２２２，２２２に左輪用と右輪用の等速ジョイント２２４，２２４を直結している。この場合、電動モータ１の配置部側たる右側のサイドギア２２２に直結する等速ジョイント２２４がモータハウジング１０の周壁部１００に干渉しないよう、入力軸２１と差動ギア２２との軸間距離を大きく取ることが必要になる。そこで、図３に示す第２実施形態では、右側のサイドギア２２２に連結すべき等速ジョイント２２４をモータハウジング１０の右端より軸方向外方に配置し、入力軸２１と差動ギア２２との軸間距離を短縮し得るようにしている。この場合、モータハウジング１０の右端の端壁部１０２の外周部に、右側のサイドギア２２２と等速ジョイント２２４とを連結する連結軸２２６用の軸承部１０２ｃを設け、軸承部１０２ｃに装着する軸受２２７で連結軸２２６の等速ジョイント２２４側の端部を軸支する。
【００２８】
更に、第２実施形態では、モータハウジング１０の周壁部１００に連結軸２２６を挿通する筒部１００ｃを形成すると共に、軸承部１０２ｃに軸受２２７の軸方向外方に離間させてオイルシール２２７ａを装着し、筒部１００ｃ内の空間をケーシング２０内に連通させると共に、軸承部１０２ｃ内の空間とモータハウジング１０の右端の端壁部１０２に形成した油路１０２ｂとを介してロータ軸受１１１の軸方向外側の空隙に連通させている。かくて、ロータ軸１１内の給油路１１ａからロータ軸受１１１の軸方向内側の空隙に供給され、ロータ軸受１１１を通過して軸方向外側の空隙に流れた潤滑油は、油路１０２ｂと軸承部１０２ｃ内の空間と筒部１００ｃ内の空間とを介してケーシング２０内に戻されることになる。そして、潤滑油が軸承部１０２ｃ内を通過する際に軸受２２７が潤滑され、また、筒部１００ｃ内を通過する際にステータ１３の熱で潤滑油が加温され、第１実施形態と同様に低温時の潤滑油の早期昇温が可能となる。また、第２実施形態の動力伝達装置２は第１実施形態と同様の直立型に構成されており、筒部１００ｃの軸心を連結軸２２６の軸心に対し下方に偏心させ、筒部１００ｃをケーシング２０内の潤滑油を溜めるオイル溜りに兼用している。これによれば、油量を確保しつつケーシング２０内の潤滑油の液面レベルを下げ、ファイナルギア２２５による潤滑油の撹拌抵抗を低減できる。
【００２９】
図４は第３実施形態を示しており、第２実施形態と相違するのは、筒部１００ｃを形成せずに、連結軸２２６内に軸方向にのびる油路２２６ａを形成し、この油路２２６ａをケーシング２０内に連通させると共に、軸承部１０２ｃ内の空間とモータハウジング１０の右端の端壁部１０２に形成した油路１０２ｂとを介してロータ軸受１１１の軸方向外側の空隙に連通させた点である。第３実施形態では、第２実施形態と同様に軸受２２７を潤滑油で潤滑でき、また、筒部１００ｃを廃止し、且つ、連結軸２２６を中空にすることで軽量化を図れる利点がある。尚、軸承部１０２ｃには、軸受２２７の軸方向外側に位置するオイルシール２２７ａに加えて軸方向内側に位置するオイルシール２２７ｂが装着されている。本実施形態では、軸受２２７と軸方向外側のオイルシール２２７ａとの間の空隙に油路２２６ａと油路１０２ｂとを連通させているが、この空隙に油路１０２ｂのみを連通させ、軸受２２７と軸方向内側のオイルシール２２７ｂとの間の空隙に油路２２６ａを連通させても良い。また、本実施形態では、連結軸２２６内にスクリュープレート２２６ｂを設け、潤滑油をスクリュープレート２２６ｂによる推力で積極的にケーシング２０内に戻せるようにしている。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロータ軸受を潤滑油で良好に潤滑でき、電動モータの高回転域での使用にも耐えられ、更に、電動モータと動力伝達装置とから成る電動駆動ユニットにおいて、動力伝達装置用の潤滑油でロータ軸受を潤滑することができ、ロータ軸受専用の潤滑油供給装置が不要となって、コストダウンを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した電動駆動ユニットの第１実施形態の断面図
【図２】  図１のII-II線截断面図
【図３】  電動駆動ユニットの第２実施形態の断面図
【図４】  電動駆動ユニットの第３実施形態の断面図
【符号の説明】
１  電動モータ
１０  モータハウジング
１００  周壁部
１００ｂ  周壁部に形成した油路
１００ｃ  筒部
１０１  軸方向一端の端壁部
１０２  軸方向他端の端壁部
１０１ａ，１０２ａ  軸受用装着穴
１０２ｃ  軸承部
１１  ロータ軸
１１ａ  給油路
１１０，１１１  ロータ軸受
１１０ａ，１１１ａ，１１１ｂ  オイルシール
２  動力伝達装置
２０  ケーシング
２２  差動ギア
２２２  サイドギア
２２４  等速ジョイント
２２６  連結軸
２２７  軸受
【図１】
0004346764.tif 000002
【図２】
0004346764.tif 000003
【図３】
0004346764.tif 000004
【図４】
0004346764.tif 000005