特開 2024-172411 トランスアクスル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172411

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】トランスアクスル

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/405 20071001AFI20241205BHJP

   B60K 6/36 20071001ALI20241205BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20241205BHJP

   F16H 57/04 20100101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

B60K6/405

B60K6/36 ZHV

B60K6/445

F16H57/04 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090115

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 英司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽介

(72)【発明者】

【氏名】茂木 太郎

【テーマコード（参考）】

3D202

3J063

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202EE00

3D202EE08

3D202EE19

3D202EE21

3D202EE23

3J063AA02

3J063AC03

3J063BA11

3J063XD03

3J063XD16

3J063XD23

3J063XD32

3J063XF14

(57)【要約】

【課題】デファレンシャルギヤにおける攪拌損失およびケース内の油量を低減化すると共に部品点数を削減しつつ、潤滑対象に油を良好に供給可能なトランスアクスルの提供。
【解決手段】本開示のトランスアクスルは、ケースの内部を電動機が配置されるモータ室とギヤ機構が配置されるギヤ室とに仕切る隔壁と、ポンプに接続されると共にモータ室内の下部に配置されるストレーナと、ギヤ室内でギヤ機構に含まれる少なくとも１つのギヤにより掻き上げられた油をモータ室内に導入するように隔壁に形成された油孔と、モータ室内の下部とギヤ室内の下部とを連通すると共に、車両が登坂路を走行するとき、車両が降坂路を走行するとき、車両が左旋回するとき、および車両が右旋回するときに、ストレーナの吸口を油没させるように隔壁に形成された連通孔とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機と、少なくともデファレンシャルギヤを含むと共に前記電動機に連結されるギヤ機構と、前記電動機および前記ギヤ機構を収容するケースと、前記ケース内に貯留される油を吸い込んで潤滑対象に圧送するポンプとを有し、車両に搭載されるトランスアクスルであって、
前記ケースの内部を前記電動機が配置されるモータ室と前記ギヤ機構が配置されるギヤ室とに仕切る隔壁と、
前記ポンプに接続されると共に前記モータ室内の下部に配置されるストレーナと、
前記ギヤ室内で前記ギヤ機構に含まれる少なくとも１つのギヤにより掻き上げられた油を前記モータ室内に導入するように前記隔壁に形成された油孔と、
前記モータ室内の下部と前記ギヤ室内の下部とを連通すると共に、前記車両が登坂路を走行するとき、前記車両が降坂路を走行するとき、前記車両が左旋回するとき、および前記車両が右旋回するときに、前記ストレーナの吸口を油没させるように前記隔壁に形成された連通孔と、
を備えるトランスアクスル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動機と、当該電動機に連結されるギヤ機構と、電動機およびギヤ機構を収容するケースとを有し、車両に搭載されるトランスアクスルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、入力軸と出力軸とを有する変速機と、出力軸上のギヤと噛み合うデファレンシャルギヤと、変速機およびデファレンシャルギヤを収容するケースとを含む動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この動力伝達装置では、デファレンシャルギヤのデフリングギヤ等により掻き上げられた油がギヤや軸受といった潤滑対象に供給される。また、ケース内には、入力軸上の回転体、出力軸上の回転体およびデフリングギヤと干渉しないようにストレーナが配置され、ストレーナの上部には、少なくともデフリングギヤにより掻き上げられた油を一時的に貯めるリザーブタンクが配置される。リザーブタンクは、連通部を介してストレーナに連通しており、ストレーナには、変速機の油圧制御等に利用される油を圧送するポンプが接続される。更に、ストレーナの底面には、ケースの底部に溜まっている油の流入を可能とする吸口が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－０６４４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の動力伝達装置では、潤滑対象への油の供給量を確保するために、油を掻き揚げるデフリングギヤの周辺に十分な量の油を溜めておくことが要求される。このため、デファレンシャルギヤにおける撹拌抵抗を良好に低減化することが困難となり、ケース内に溜めておく油の量も増加させざるを得ない。また、ケース内にリザーブタンクが配置される動力伝達装置では、油の戻りを遅くしてケース内の油面を下げることができるが、部品点数が増加してしまう。

【0005】

そこで、本開示は、デファレンシャルギヤにおける攪拌損失およびケース内の油量を低減化すると共に部品点数を削減しつつ、潤滑対象に油を良好に供給することができるトランスアクスルの提供を主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のトランスアクスルは、電動機と、少なくともデファレンシャルギヤを含むと共に前記電動機に連結されるギヤ機構と、前記電動機および前記ギヤ機構を収容するケースと、前記ケース内に貯留される油を吸い込んで潤滑対象に圧送するポンプとを有し、車両に搭載されるトランスアクスルであって、前記ケースの内部を前記電動機が配置されるモータ室と前記ギヤ機構が配置されるギヤ室とに仕切る隔壁と、前記ポンプに接続されると共に前記モータ室内の下部に配置されるストレーナと、前記ギヤ室内で前記ギヤ機構に含まれる少なくとも１つのギヤにより掻き上げられた油を前記モータ室内に導入するように前記隔壁に形成された油孔と、前記モータ室内の下部と前記ギヤ室内の下部とを連通すると共に、前記車両が登坂路を走行するとき、前記車両が降坂路を走行するとき、前記車両が左旋回するとき、および前記車両が右旋回するときに、前記ストレーナの吸口を油没させるように前記隔壁に形成された連通孔とを含むものである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示のトランスアクスルを含む車両を示す概略構成図である。

【図2】本開示のトランスアクスルを示す模式図である。

【図3】本開示のトランスアクスルを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0009】

図１は、本開示のトランスアクスル２０を含む車両１を示す概略構成図である。同図に示す車両１は、エンジン１０と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を含む共にエンジン１０に連結される動力伝達装置としてのトランスアクスル２０と、図示しないインバータ等を介してトランスアクスル２０のモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取りする図示しないバッテリとを含む前輪駆動式のハイブリッド車両である。エンジン１０は、図示しないインジェクタから噴射される炭化水素系燃料と空気との混合気を複数の燃焼室内で燃焼させ、混合気の燃焼に伴うピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動へと変換する内燃機関である。

【0010】

トランスアクスル２０は、図１に示すように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に加えて、プラネタリギヤ３０と、デファレンシャルギヤ３９と、これらの要素を収容するケース４０とを含む。モータジェネレータＭＧ１（第１の電動機）は、ステータＳ１およびロータＲ１を含む同期発電電動機（三相交流電動機）であり、主に負荷運転されるエンジン１０からの動力の少なくとも一部を電力に変換する発電機として作動する。モータジェネレータＭＧ２（第２の電動機）は、ステータＳ２およびロータＲ２を含む同期発電電動機（三相交流電動機）であり、主にバッテリおよびモータジェネレータＭＧ１の少なくとも何れか一方からの電力により駆動されて駆動トルクを発生する電動機として作動する。

【0011】

プラネタリギヤ３０は、サンギヤ（第１回転要素）３１と、リングギヤ（第２回転要素）３２と、複数のピニオンギヤ３３を回転自在に支持するプラネタリキャリヤ（第３回転要素）３４とを含む差動回転機構である。図１に示すように、サンギヤ３１は、中空のロータシャフトＲＳを介してモータジェネレータＭＧ１のロータＲ１に連結される。プラネタリキャリヤ３４は、キャリヤシャフトＣＳに同軸に固定されており、当該キャリヤシャフトＣＳおよびダンパ機構２５を介してエンジン１０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ３２は、出力部材としてのカウンタドライブギヤ３５と一体化されており、両者は、同軸かつ一体に回転する。

【0012】

カウンタドライブギヤ３５は、当該カウンタドライブギヤ３５に噛合するカウンタドリブンギヤ３６、当該カウンタドリブンギヤ３６と一体に回転するドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）３７、ドライブピニオンギヤ３７に噛合すると共にデファレンシャルギヤ３９のデフケースと一体に回転するデフリングギヤ３９ｒ、デファレンシャルギヤ３９およびドライブシャフトＤＳを介して左右の車輪（駆動輪）Ｗに連結される。トランスアクスル２０のギヤ機構、すなわちプラネタリギヤ３０およびカウンタドライブギヤ３５からデファレンシャルギヤ３９までのギヤ列は、エンジン１０とモータジェネレータＭＧ１とを互いに連結すると共に、動力発生源としてのエンジン１０の出力トルクの一部をドライブシャフトＤＳおよび車輪Ｗに伝達する。

【0013】

また、モータジェネレータＭＧ２のロータＲ２には、モータシャフトＭＳを介してドライブギヤ３８が一体回転するように連結（固定）される。当該ドライブギヤ３８は、カウンタドリブンギヤ３６よりも少ない歯数を有し、当該カウンタドリブンギヤ３６に噛合する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、ドライブギヤ３８、カウンタドリブンギヤ３６、ドライブピニオンギヤ３７、デフリングギヤ３９ｒおよびデファレンシャルギヤ３９を介して左右のドライブシャフトＤＳおよび車輪Ｗに連結される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、単独あるいはエンジン１０と協働して、ドライブシャフトＤＳおよび車輪Ｗに駆動トルク（駆動力）を出力する動力発生源として機能すると共に、車両１の制動に際して回生制動トルクを出力する。

【0014】

トランスアクスル２０のケース４０は、第１ケース４１、第２ケース４２およびカバー（第３ケース）４５を含む。第１および第２ケース４１，４２並びにカバー４５は、何れも例えばアルミ合金あるいは鋼材等により形成された鋳造品である。第１ケース４１は、複数のボルトを介してエンジン１０のエンジンブロックに締結（結合）される。第２ケース４２は、複数のボルトを介して第１ケース４１に締結（結合）され、当該第１ケース４１と共にケース本体を構成する。カバー４５は、第２ケース４２の第１ケース４１側とは反対側の開放端を覆うように複数のボルトを介して当該第２ケース４２に締結（結合）される。

【0015】

また。第２ケース４２は、ケース４０（ケース本体）の内部を２つに仕切る隔壁４２ｗを有する。これにより、ケース４０の内部には、隔壁４２ｗのエンジン１０側にギヤ室Ｃｇが画成されると共に、隔壁４２ｗのカバー４５側にモータ室Ｃｍが画成される。図１に示すように、ギヤ室Ｃｇには、ギヤ機構、すなわちプラネタリギヤ３０やカウンタドライブギヤ３５からデファレンシャルギヤ３９までのギヤ列が配置される。モータ室Ｃｍには、図１に示すように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が配置される。更に、モータ室Ｃｍの下部には、潤滑冷却媒体（潤滑油）としての作動油（ＡＴＦ）を貯留する作動油貯留部ＯＳが画成される。図２からわかるように、モータ室Ｃｍの下部の容積は、モータ室Ｃｍに大径のデフリングギヤ３９ｒを含むデファレンシャルギヤ３９が配置されないことから、当該デファレンシャルギヤ３９が配置されるギヤ室Ｃｇの下部の容積よりも小さく定められており、作動油貯留部ＯＳの容積も比較的小さくなっている。そして、作動油貯留部ＯＳには、ストレーナ５０および電動オイルポンプ６０が配置される。

【0016】

ストレーナ５０は、例えば底部に設けられた吸口５５が下方に開口するように作動油貯留部ＯＳ内に固定される。また、図３に示すように、電動オイルポンプ６０の吸入口は、ストレーナ５０の油流出口に接続され、電動オイルポンプ６０の吐出口には、中空のオイルパイプ６５が接続される。電動オイルポンプ６０により吐出される作動油は、当該オイルパイプ６５やカバー４５に形成された油路等を介して図示しない空冷式あるいは水冷式のオイルクーラに供給される。更に、作動油は、オイルクーラから第１および第２ケース４１，４２や各シャフト等に形成された油路等を介してケース４０すなわちギヤ室Ｃｇおよびモータ室Ｃｍ内の潤滑冷却対象に供給される。潤滑冷却対象には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、プラネタリギヤ３０，ギヤ３５－３９ｒ、デファレンシャルギヤ３９、キャリヤシャフトＣＳの軸受、ロータシャフトＲＳの軸受、カウンタシャフトの軸受、モータシャフトＭＳの軸受、ドライブギヤ３８と一体に回転するギヤシャフトＧＳの軸受、およびデファレンシャルギヤ３９の軸受等が含まれる。

【0017】

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２といったモータ室Ｃｍ内の潤滑冷却対象に供給された作動油は、当該潤滑冷却対象を通過してモータ室Ｃｍ内の作動油貯留部ＯＳに流下する。また、プラネタリギヤ３０やギヤ３５－３９ｒ、デファレンシャルギヤ３９といったギヤ室Ｃｇ内の潤滑冷却対象に供給された作動油は、当該潤滑冷却対象を通過してギヤ室Ｃｇ内の下部に流下する。更に、ギヤ室Ｃｇ内に流下した作動油は、デフリングギヤ３９ｒ、ドライブギヤ３８，カウンタドリブンギヤ３６、カウンタドライブギヤ３５等により上方に掻き揚げられる。

【0018】

また、第２ケース４２の隔壁４２ｗには、複数（本実施形態では、３つ）の油孔４２ｏと、複数（本実施形態では、２つ）の連通孔４２ｈとが形成されている。本実施形態では、図２に示すように、油孔４２ｏが、カウンタドライブギヤ３５、ドライブギヤ３８、およびデフリングギヤ３９ｒに対して１つずつ設けられる。更に、ギヤ室Ｃｇ内の各油孔４２ｏの周辺には、車両１の走行中にカウンタドライブギヤ３５、ドライブギヤ３８またはデフリングギヤ３９ｒにより掻き揚げられた作動油を対応する油孔４２ｏに導くためのリブ（ガイド）等が形成されている。

【0019】

各連通孔４２ｈは、モータ室Ｃｍ内の下部に画成される作動油貯留部ＯＳとギヤ室Ｃｇ内の下部とを連通する。本実施形態において、２つの連通孔４２ｈは、車両１が登坂路（例えば１５°の登り勾配、図２における一点鎖線参照）を走行するとき、車両１が降坂路（例えば１５°の下り勾配、図２における二点鎖線参照）を走行するとき、車両１が左旋回するとき（例えば傾斜角＝２０°、図３における一点鎖線参照）、および車両１が右旋回するときに（例えば傾斜角＝２０°、図３における二点鎖線参照）、ストレーナ５０の吸口５５を油没させるように、隔壁４２ｗの作動油貯留部ＯＳを画成する部分に車両１の前後方向に間隔をおいて形成される。

【0020】

上述のようなトランスアクスル２０を含む車両１の走行中、電動オイルポンプ６０は、ケース４０のモータ室Ｃｍ内の下部、すなわち作動油貯留部ＯＳに配置されるストレーナ５０を介して、当該作動油貯留部ＯＳに貯留された作動油や、隔壁４２ｗの連通孔４２ｈを介して作動油貯留部ＯＳ（モータ室Ｃｍ内の下部）に連通するギヤ室Ｃｇ内の下部に貯留された作動油を吸い込み、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２や、プラネタリギヤ３０、デファレンシャルギヤ３９といったギヤ機構を含む潤滑冷却対象に圧送する。また電動オイルポンプ６０からギヤ室Ｃｇ内のプラネタリギヤ３０等に供給された作動油は、ギヤ室Ｃｇ内の下部に流下すると共に、デフリングギヤ３９ｒ、ドライブギヤ３８、カウンタドライブギヤ３５等により掻き上げられ、隔壁４２ｗに形成された複数の油孔４２ｏを介してモータ室内Ｃｍに導入される。

【0021】

これにより、デフリングギヤ３９ｒの周辺の油量を減らしてデファレンシャルギヤ３９における撹拌抵抗を低減化すると共に、ギヤ室Ｃｇ内の油面を下げるためのリザーバタンクを省略することができる。更に、デファレンシャルギヤ３９が配置されないモータ室Ｃｍの下部すなわち作動油貯留部ＯＳの容積をデファレンシャルギヤ３９が配置されるギヤ室Ｃｇの下部の容積よりも小さくすることが可能になるので、ケース４０内の油量を低減化することができる。

【0022】

加えて、モータ室Ｃｍ内の下部に画成される作動油貯留部ＯＳとギヤ室Ｃｇ内の下部とは、隔壁４２ｗに形成された複数の連通孔４２ｈを介して、車両１が登坂路を走行するとき、車両１が降坂路を走行するとき、車両１が左旋回するとき、および車両１が右旋回するときに、ストレーナ５０の吸口５５を油没させるように連通させられる。これにより、図２および図３からわかるように、ストレーナ５０の周辺の油量を常時十分に確保することが可能になるので、エアの噛み込みを生じさせることなく、電動オイルポンプ６０から潤滑冷却対象に潤滑冷却媒体としての作動油を良好に供給することができる。この結果、トランスアクスル２０では、デファレンシャルギヤ３９における攪拌損失およびケース４０内の油量を低減化すると共に部品点数を削減しつつ、潤滑冷却対象に作動油を良好に供給することが可能になる。

【0023】

なお、電動オイルポンプ６０は、必ずしも作動油貯留部ＯＳ内に配置される必要はなく、モータ室Ｃｍ内等の任意の位置に配置され得る。また、電動オイルポンプ６０の代わりに、例えばデフリングギヤ３９ｒ等の回転要素に連動して回転するロータを含む機械式オイルポンプが採用されてもよい。更に、トランスアクスル２０は、電動オイルポンプ６０に加えて、キャリヤシャフトＣＳを介してエンジン１０により駆動される機械式オイルポンプを含むものであってもよく、当該機械式オイルポンプからの作動油が潤滑冷却対象の一部に供給されてもよい。また、トランスアクスル２０は、電気自動車（ＢＥＶ、ＦＣＥＶ）に搭載される電動トランスアクスルであってもよく、後輪駆動車両や、４輪駆動車両に搭載されるように改変されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0024】

本開示の発明は、トランスアクスルの製造産業等において利用可能である。

【符号の説明】

【0025】

１ 車両、２０ トランスアクスル、３０ プラネタリギヤ、３５ カウンタドライブギヤ、３８ ドライブギヤ、３９ デファレンシャルギヤ、３９ｒ デフリングギヤ、４０ ケース、４１，第１ケース、４２ 第２ケース、４２ｈ 連通孔、４２ｏ 油孔、４２ｗ 隔壁、４５ カバー、５０ ストレーナ、５５ 吸口、６０ 電動オイルポンプ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

【図1】

【図2】

【図3】