特開 2024-179075 駆動装置

(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】P2024179075

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/04 20100101AFI20241219BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

F16H57/04 B

F16H57/04

F16H57/04 K

F16H57/04 Z

F16H57/04 N

H02K7/116

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097597

(22)【出願日】2023-06-14

(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】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 英司

(72)【発明者】

【氏名】奥田 弘一

(72)【発明者】

【氏名】田端 淳

【テーマコード（参考）】

3J063

5H607

【Ｆターム（参考）】

3J063AA04

3J063AB02

3J063AB04

3J063AC01

3J063BA11

3J063BB03

3J063BB11

3J063CA01

3J063CB01

3J063XD03

3J063XD15

3J063XD23

3J063XD32

3J063XD43

3J063XD62

3J063XD72

3J063XE15

5H607AA02

5H607AA12

5H607BB01

5H607DD03

5H607EE36

(57)【要約】

【課題】 駆動装置において、カウンタギヤとハイポイドギヤの両方を効率的に動作させる。
【解決手段】 車両に搭載される駆動装置であって、前記電動機室内に収容されている電動機と、前記電動機のロータシャフトと平行または同軸に配置されている第１シャフトと、前記ロータシャフトの回転を前記第１シャフトに伝えるカウンタギヤと、前記車両の車輪を回転させる第２シャフトと、前記第１シャフトの回転を前記第２シャフトに伝えるハイポイドギヤと、前記第１シャフトと前記ケースの間の隙間をシールするオイルシールと、電動機室及びカウンタギヤ室内に収容されている第１潤滑油と、ハイポイドギヤ室内に収容されている第２潤滑油、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される駆動装置であって、
電動機室、カウンタギヤ室、及び、ハイポイドギヤ室を有するケースと、
前記電動機室内に収容されている電動機と、
前記電動機のロータシャフトと平行または同軸に配置されており、前記カウンタギヤ室から前記ハイポイドギヤ室まで伸びる第１シャフトと、
前記カウンタギヤ室内に収容されており、前記ロータシャフトの回転を前記第１シャフトに伝えるカウンタギヤと、
前記ハイポイドギヤ室から前記ケースの外部まで伸びており、前記車両の車輪を回転させる第２シャフトと、
前記ハイポイドギヤ室内に収容されており、前記第１シャフトの回転を前記第２シャフトに伝えるハイポイドギヤと、
前記第１シャフトと前記ケースの間の隙間をシールするオイルシールと、
前記電動機室及び前記カウンタギヤ室内に収容されている第１潤滑油と、
前記ハイポイドギヤ室内に収容されている第２潤滑油、
を有する駆動装置。

【請求項2】

前記第１潤滑油の粘度が前記第２潤滑油の粘度よりも低い、請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記第１潤滑油を前記電動機室と前記カウンタギヤ室の間で循環させるオイルポンプをさらに有する請求項１または２に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、駆動装置に関する。

【0002】

特許文献１に開示の駆動装置は、電動機、ピニオンシャフト、車輪軸、カウンタギヤ、及び、ハイポイドギヤを有している。ピニオンシャフトは、電動機のロータシャフトと平行に配置されている。カウンタギヤは、ロータシャフトの回転をピニオンシャフトへ伝える。車輪軸は、ロータシャフトとは異なる方向に沿って伸びている。ハイポイドギヤは、ピニオンシャフトの回転を車輪軸へ伝える。電動機は、電動機室内に収容されている。カウンタギヤとハイポイドギヤは、共通のギヤ室内に収容されている。ギヤ室内には、潤滑油が貯留されている。ギヤ室と電動機室の間は、シール材等によって隔絶されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－０５０８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

カウンタギヤに適する潤滑油の種類とハイポイドギヤに適する潤滑油の種類は異なる。特許文献１では、カウンタギヤとハイポイドギヤに対して同じ潤滑油が用いられるので、カウンタギヤとハイポイドギヤの一方の性能を十分に活用することができない。本明細書では、カウンタギヤとハイポイドギヤの両方を適切に動作させる技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する駆動装置は、車両に搭載される。この駆動装置は、電動機室、カウンタギヤ室、及び、ハイポイドギヤ室を有するケースと、前記電動機室内に収容されている電動機と、前記電動機のロータシャフトと平行または同軸に配置されているとともに前記カウンタギヤ室から前記ハイポイドギヤ室まで伸びる第１シャフトと、前記カウンタギヤ室内に収容されているとともに前記ロータシャフトの回転を前記第１シャフトに伝えるカウンタギヤと、前記ハイポイドギヤ室から前記ケースの外部まで伸びているとともに前記車両の車輪を回転させる第２シャフトと、前記ハイポイドギヤ室内に収容されているとともに前記第１シャフトの回転を前記第２シャフトに伝えるハイポイドギヤと、前記第１シャフトと前記ケースの間の隙間をシールするオイルシールと、前記電動機室及び前記カウンタギヤ室内に収容されている第１潤滑油と、前記ハイポイドギヤ室内に収容されている第２潤滑油、を有する。

【0006】

この駆動装置では、オイルシールによってカウンタギヤ室がハイポイドギヤ室から隔絶されている。このため、カウンタギヤ室とハイポイドギヤ室とで異なる潤滑油を用いることができる。したがって、カウンタギヤとハイポイドギヤの両方を効率的に動作させることができる。また、電動機室とカウンタギヤ室には共通の第１潤滑油が使用される。電動機とカウンタギヤに共通の潤滑油を用いても、これらは効率的に動作することができる。また、電動機室とカウンタギヤ室に共通の潤滑油を用いることで、駆動装置内で使用される潤滑油の種類の増加を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】左右方向に沿う駆動装置の断面図。

【図2】左右方向に沿う左駆動系９０の断面図。

【図3】前後方向に沿う左駆動系９０の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本明細書が開示する駆動装置の付加的な特徴を列記する。

【0009】

第１潤滑油の粘度が第２潤滑油の粘度よりも低くてもよい。

【0010】

この構成によれば、粘度が高い第２潤滑油によってハイポイドギヤの歯面における油膜切れを防止できる。また、粘度が低い第１潤滑油によってロータとカウンタギヤを低損失で回転させることができる。

【0011】

駆動装置は、第１潤滑油を電動機室とカウンタギヤ室の間で循環させるオイルポンプをさらに有していてもよい。

【0012】

この構成によれば、電動機とカウンタギヤを冷却することができる。

【実施例0013】

図１に示す実施例の駆動装置１０は、電動車両に搭載されている。なお、図１において矢印ＦＲは車両前方向を示しており、矢印ＲＨは車両右方向を示している。駆動装置１０は、ケース１２を有している。ケース１２の内部に、左駆動系９０と右駆動系９１が設けられている。左駆動系９０は、電動車両の左後輪９２を駆動する。右駆動系９１は、電動車両の右後輪９３を駆動する。左駆動系９０と右駆動系９１は左右対称であるので、以下では左駆動系９０について説明する。

【0014】

ケース１２の内部には、左電動機室１３、左端子台室１４、左カウンタギヤ室１５及び左ハイポイドギヤ室１６が設けられている。左端子台室１４は左電動機室１３の後方に配置されている。左カウンタギヤ室１５は左端子台室１４の後方に配置されている。左ハイポイドギヤ室１６は左カウンタギヤ室１５の後方に配置されている。左電動機室１３には電動機２０が収容されている。左端子台室１４には、端子台２０ｅが収容されている。端子台２０ｅは、電動機２０に電力を供給する端子を備えている。左カウンタギヤ室１５には、カウンタギヤを構成するギヤセットが収容されている。左ハイポイドギヤ室１６には、ハイポイドギヤを構成するギヤセットが収容されている。電動機２０、左カウンタギヤ室１５内のギヤセット、及び、左ハイポイドギヤ室１６内のギヤセット等によって、左駆動系９０が構成されている。

【0015】

図２に示すように、電動機２０は、ロータ２０ａとステータ２０ｂを有している。ロータ２０ａは、ロータシャフト２０ｃを有している。ロータシャフト２０ｃは、シャフト２０ｃ－１とシャフト２０ｃ－２を有している。シャフト２０ｃ－１とシャフト２０ｃ－２は、それぞれ、円筒形状を有している。シャフト２０ｃ－１の一端がシャフト２０ｃ－２内に挿入されている。シャフト２０ｃ－１は、スプライン篏合によってシャフト２０ｃ－２に固定されている。ロータ２０ａは、ロータシャフト２０ｃが電動車両の前後方向に沿って伸びる向きで左電動機室１３内に収容されている。ロータシャフト２０ｃは、ケース１２の隔壁を貫通して左電動機室１３から左カウンタギヤ室１５まで伸びている。より詳細には、シャフト２０ｃ－１が左電動機室１３から左端子台室１４まで伸びており、シャフト２０ｃ－２が左端子台室１４から左カウンタギヤ室１５まで伸びている。ロータ２０ａは、ケース１２に設けられた軸受けによって回転可能に支持されている。ステータ２０ｂは、ロータ２０ａの周囲に配置されている。ステータ２０ｂは、端子台２０ｅに電気的に接続されている。端子台２０ｅを介してステータ２０ｂに電流が供給されると、ロータ２０ａが回転する。

【0016】

左カウンタギヤ室１５内には、カウンタシャフト２３とアウトプットシャフト２４が配置されている。カウンタシャフト２３は、ロータシャフト２０ｃと平行に配置されている。より詳細には、カウンタシャフト２３の中心軸は、ロータシャフト２０ｃの中心軸と平行である。カウンタシャフト２３は、ケース１２に設けられた軸受けによって回転可能に指示されている。アウトプットシャフト２４は、ロータシャフト２０ｃの後方に配置されている。アウトプットシャフト２４は、ロータシャフト２０ｃと同軸に伸びている。より詳細には、アウトプットシャフト２４の中心軸は、ロータシャフト２０ｃの中心軸の延長線と一致している。左カウンタギヤ室１５と左ハイポイドギヤ室１６の間の隔壁には、貫通孔１８が設けられている。アウトプットシャフト２４は、貫通孔１８を通って左カウンタギヤ室１５から左ハイポイドギヤ室１６まで伸びている。アウトプットシャフト２４の外周面と貫通孔１８の内周面の間の隙間は、オイルシール２５によってシールされている。アウトプットシャフト２４の前端部は、ロータシャフト２０ｃの後端からロータシャフト２０ｃの中心孔内に挿入されている。ロータシャフト２０ｃの内周面とアウトプットシャフト２４の外周面の間の隙間は、オイルシール２６によってシールされている。アウトプットシャフト２４は、ケース１２に設けられた軸受けによって回転可能に指示されている。

【0017】

左カウンタギヤ室１５内に設けられたギヤセットは、ギヤ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを有する。ギヤ２１ａは、円柱型の歯車であり、ロータシャフト２０ｃに固定されている。ギヤ２１ｂは、円柱型の歯車であり、カウンタシャフト２３に固定されている。ギヤ２１ａは、ギヤ２１ｂと係合している。ギヤ２１ａとギヤ２１ｂによって第１カウンタギヤ２１が構成されている。ギヤ２２ａは、円柱型の歯車であり、カウンタシャフト２３に固定されている。ギヤ２２ｂは、円柱型の歯車であり、アウトプットシャフト２４に固定されている。ギヤ２２ａは、ギヤ２２ｂと係合している。ギヤ２２ａとギヤ２２ｂによって第２カウンタギヤ２２が構成されている。

【0018】

ロータシャフト２０ｃが回転すると、ギヤ２１ａが回転し、ギヤ２１ａからギヤ２１ｂに駆動力が伝わる。このため、ギヤ２１ｂ、カウンタシャフト２３及びギヤ２２ａが回転する。ギヤ２２ａが回転すると、ギヤ２２ａからギヤ２２ｂに駆動力が伝わる。このため、ギヤ２２ｂとアウトプットシャフト２４が回転する。第１カウンタギヤ２１のギヤ比は、ロータシャフト２０ｃの回転速度よりもカウンタシャフト２３の回転速度が遅くなるように設定されている。また、第２カウンタギヤ２２のギヤ比は、カウンタシャフト２３の回転速度よりもアウトプットシャフト２４の回転速度が遅くなるように設定されている。したがって、アウトプットシャフト２４はロータシャフト２０ｃよりも低速で回転する。このように、左カウンタギヤ室１５内の駆動系によって減速機が構成されている。

【0019】

左ハイポイドギヤ室１６内には、駆動シャフト２７が配置されている。駆動シャフト２７は、電動車両の左右方向に沿って伸びている。駆動シャフト２７は、左ハイポイドギヤ室１６からケース１２の左側壁を貫通してケース１２の外部まで伸びている。図１に示すように、駆動シャフト２７の左側の端部には、左後輪９２が接続されている。駆動シャフト２７は、ケース１２に設けられた軸受けによって回転可能に指示されている。

【0020】

図２に示すように、左ハイポイドギヤ室１６内に設けられたギヤセットは、ギヤ２８ａ、２８ｂを有する。ギヤ２８ａは、円錐台型の歯車であり、アウトプットシャフト２４に固定されている。ギヤ２８ｂは、円錐台型の歯車であり、駆動シャフト２７に固定されている。ギヤ２８ａは、ギヤ２８ｂと係合している。ギヤ２８ａとギヤ２８ｂによってハイポイドギヤ２８が構成されている。

【0021】

電動機２０が駆動すると、ロータシャフト２０ｃが回転する。上述したように、ロータシャフト２０ｃが回転すると、アウトプットシャフト２４が回転する。アウトプットシャフト２４が回転すると、ギヤ２８ａが回転し、ギヤ２８ａからギヤ２８ｂに駆動力が伝わる。このため、ギヤ２８ｂと駆動シャフト２７が回転する。駆動シャフト２７が回転すると、左後輪９２が回転する。このように、左駆動系９０は、電動機２０の駆動力によって左後輪９２を回転させる。

【0022】

図３に示すように、左カウンタギヤ室１５の底部には、第１潤滑油８０が貯留されている。また、左ハイポイドギヤ室１６の底部には、第２潤滑油８２が貯留されている。第１潤滑油８０は第２潤滑油８２とは異なる種類の潤滑油である。第１潤滑油８０の粘度は、第２潤滑油８２の粘度よりも低い。左カウンタギヤ室１５と左ハイポイドギヤ室１６は、貫通孔１８を除いて、隔壁によって分離されている。また、貫通孔１８はオイルシール２５によってシールされている。オイルシール２５によって、左カウンタギヤ室１５と左ハイポイドギヤ室１６の間で潤滑油が漏れることが防止される。このように、左カウンタギヤ室１５と左ハイポイドギヤ室１６は、潤滑油が混ざらないように分離されている。

【0023】

ギヤ２８ｂの下部は、第２潤滑油８２に浸漬されている。したがって、ギヤ２８ｂが回転するときに、ハイポイドギヤ２８が第２潤滑油８２によって潤滑される。一般に、ハイポイドギヤの歯面には、カウンタギヤ（すなわち、ヘリカルギヤ、スパーギヤ等）の歯面よりも高い圧力が加わり易い。このため、ハイポイドギヤの歯面では油膜切れが生じやすい。本実施例では、ハイポイドギヤ２８の歯面に加わる圧力は、第１カウンタギヤ２１及び第２カウンタギヤ２２の歯面に加わる圧力よりも高い。しかしながら、本実施例では、粘度が高い第２潤滑油８２によってハイポイドギヤ２８が潤滑されるので、ハイポイドギヤ２８の歯面での油膜切れが防止される。

【0024】

左カウンタギヤ室１５の底部には、オイル吸引口３４が設けられている。図２に示すように、駆動装置１０は、オイル循環流路３５を有している。オイル循環流路３５の上流端は、オイル吸引口３４に接続されている。上述したように、ロータシャフト２０ｃは円筒形状を備えている。ロータシャフト２０ｃの中心孔によってシャフト流路３６が構成されている。オイル循環流路３５の下流端は、シャフト流路３６の前端に接続されている。オイル循環流路３５には、オイルポンプ３０が設けられている。オイルポンプ３０は、オイル循環流路３５内の第１潤滑油８０をオイル吸引口３４からシャフト流路３６へ向かって送り出す。左電動機室１３内のロータシャフト２０ｃ（すなわち、シャフト２０ｃ－１）には、シャフト流路３６からロータシャフト２０ｃの外周面まで伸びる複数のオイル吐出口４０が設けられている。左カウンタギヤ室１５内のロータシャフト２０ｃ（すなわち、シャフト２０ｃ－２）には、シャフト流路３６からロータシャフト２０ｃの外周面まで伸びる複数のオイル吐出口４２が設けられている。アウトプットシャフト２４の内部には、その中心軸に沿って伸びるシャフト流路３８が設けられている。シャフト流路３８の前端は、シャフト流路３６に接続されている。アウトプットシャフト２４には、シャフト流路３８からアウトプットシャフト２４の外周面まで伸びる複数のオイル吐出口４４が設けられている。

【0025】

電動機２０の動作中に、オイルポンプ３０が動作する。オイルポンプ３０が作動すると、左カウンタギヤ室１５内に貯留されている第１潤滑油８０がオイル吸引口３４とオイル循環流路３５を介してロータシャフト２０ｃ内のシャフト流路３６に供給される。第１潤滑油は、シャフト流路３６内を後方に向かって流れる。シャフト流路３６内を流れる第１潤滑油によって電動機２０が冷却される。シャフト流路３６内の第１潤滑油の一部は、オイル吐出口４０から左電動機室１３内に吐出される。左電動機室１３内に吐出された第１潤滑油によって電動機２０が潤滑される。左電動機室１３内に吐出された第１潤滑油は、図示しないオイル流路と左端子台室１４を通って左カウンタギヤ室１５へ流れる。シャフト流路３６内の第１潤滑油の一部は、オイル吐出口４２から左カウンタギヤ室１５内に吐出される。オイル吐出口４２から吐出される第１潤滑油によって、第１カウンタギヤ２１が潤滑されるとともに冷却される。シャフト流路３６内を後端まで流れた第１潤滑油は、アウトプットシャフト２４内のシャフト流路３８内へ流入する。シャフト流路３８内の第１潤滑油は、オイル吐出口４４から左カウンタギヤ室１５内に吐出される。オイル吐出口４４から吐出された第１潤滑油によって、第２カウンタギヤ２２が潤滑されるとともに冷却される。

【0026】

以上に説明したように、第１潤滑油が左電動機室１３と左カウンタギヤ室１５の間で循環することで、電動機２０、第１カウンタギヤ２１及び第２カウンタギヤ２２が冷却されるとともに潤滑される。第１カウンタギヤ２１及び第２カウンタギヤ２２の歯面に加わる圧力が低いので、第１潤滑油の粘土が低くても第１カウンタギヤ２１及び第２カウンタギヤ２２の歯面における油膜切れを防止できる。また、第１潤滑油の粘土が低いので、ロータ２０ａ、第１カウンタギヤ２１及び第２カウンタギヤ２２が低損失で回転することができる。また、第１潤滑油の粘土が低いので、オイルポンプ３０によって第１潤滑油を効率的に循環させることができる。このように、電動機２０及びカウンタギヤに対して粘土が低い第１潤滑油を使用されることで、損失が抑制される。

【0027】

なお、上述した実施例では、左カウンタギヤ室１５内に第１カウンタギヤ２１と第２カウンタギヤ２２が設けられていた。しかしながら、左カウンタギヤ室１５内に設けられるカウンタギヤが１組であってもよい。この場合、左カウンタギヤ室１５から左ハイポイドギヤ室１６まで伸びるようにカウンタシャフトを配置し、ハイポイドギヤを介してカウンタシャフトから駆動シャフトに駆動力が伝わるように各シャフト及び各ギヤを配置することができる。

【0028】

また、上述した実施例では、左カウンタギヤ室１５が第１潤滑油を貯留する貯留槽として機能した。しかしながら、左カウンタギヤ室１５とは別に第１潤滑油を貯留する貯留槽が設けられていてもよい。この場合、左カウンタギヤ室１５が第１潤滑油を貯留しなくてもよい。

【0029】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0030】

１０：駆動装置
１２：ケース
１３：左電動機室
１５：左カウンタギヤ室
１６：左ハイポイドギヤ室
２０：電動機
２０ｃ：ロータシャフト
２１：第１カウンタギヤ
２２：第２カウンタギヤ
２３：カウンタシャフト
２４：アウトプットシャフト
２５：オイルシール
２７：駆動シャフト
２８：ハイポイドギヤ
８０：第１潤滑油
８２：第２潤滑油

【図1】

【図2】

【図3】