WO2021215453A1

WO2021215453A1 - 駆動装置

Info

Publication number: WO2021215453A1
Application number: PCT/JP2021/016096
Authority: WO
Inventors: 直大和田; 勇樹石川
Original assignee: 日本電産株式会社
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2021-10-28
Also published as: DE112021002417T5; CN115428308A

Abstract

駆動装置は、第１軸線を中心として回転するロータを有するモータと、前記モータの動力を伝達する伝達機構と、を備える。前記伝達機構は、前記モータの動力を伝達する減速装置と、前記減速装置を介して伝達される前記モータの動力を出力シャフトに伝達する差動装置と、前記減速装置に設けられる切り離し機構と、を有する。前記減速装置は、前記第１軸線周りを回転する第１ギヤと、前記第１軸線と平行な第２軸線周りを回転する第１軸部および第２軸部を有する中間シャフトと、前記第１軸部の外周面に設けられ、前記第１ギヤと噛み合う第２ギヤと、前記第２軸部の外周面に設けられ、前記差動装置のギヤに噛み合う第３ギヤと、を有する。前記切り離し機構は、前記第１軸部と前記第２軸部とを接続する接続状態と、前記第１軸部と前記第２軸部との接続を解除する切断状態と、を切り替える。

Description

駆動装置

　本発明は、駆動装置に関する。
　本願は、２０２０年４月２１日に、日本に出願された特願２０２０－０７５５６１に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、電気自動車に搭載される駆動装置の開発が盛んに行われている。特許文献１には、電動モータからデファレンシャル装置に至るトルクの伝達経路において、減速ギヤとデフケースとの間に動力断続装置を設けた電動モータ用動力伝達装置が開示されている。

特開２００３－１１３８７４号公報

　従来の電動モータ用動力伝達装置では、デファレンシャル装置の外周に動力断続装置が配置されているために動力断続装置が大型化しやすく小型化が進む近年の車両への搭載が難しい。そこで、モータに直結されたロータシャフトに切り離し機構を設けることで、切り離し機構の小型化を実現することが考えられるが、ロータシャフトは回転数が高く切り離し機構による円滑な接続が難しいという問題があった。

　本発明の一つの態様は、円滑な接続が可能な切り離し機構を有する駆動装置を目的の一つとする。

　本発明の駆動装置は、第１軸線を中心として回転するロータを有するモータと、モータの動力を伝達する伝達機構と、を備える。伝達機構は、モータの動力を伝達する減速装置と、減速装置を介して伝達されるモータの動力を出力シャフトに伝達する差動装置と、減速装置に設けられる切り離し機構と、を有する。減速装置は、第１軸線周りを回転する第１ギヤと、第１軸線と平行な第２軸線周りを回転する第１軸部および第２軸部を有する中間シャフトと、第１軸部の外周面に設けられ第１ギヤと噛み合う第２ギヤと、第２軸部の外周面に設けられ差動装置のギヤに噛み合う第３ギヤと、を有する。切り離し機構は、第１軸部と第２軸部とを接続する接続状態と、第１軸部と第２軸部との接続を解除する切断状態と、を切り替える。

　本発明の１つの態様によれば、円滑な接続が可能な切り離し機構を有する駆動装置を提供することができる。

図１は、一実施形態の駆動装置の概念図である。図２は、一実施形態の駆動装置の斜視図である。図３は、一実施形態の駆動装置の斜視図である。図４は、一実施形態の駆動装置のうち、モータ、伝達機構、およびインバータの平面図である。図５は、一実施形態の駆動装置のうち、モータ、伝達機構、およびインバータの斜視図である。図６は、一実施形態の駆動装置のうち、切り離し機構、および中間シャフトの側面図である。図７は、一実施形態の駆動装置のうち、切り離し機構、および中間シャフトの斜視図である。

　以下の説明では、駆動装置１が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。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、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側（重力方向の反対側）であり、－Ｚ方向が下側（重力方向）である。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって駆動装置１が搭載される車両の前後方向を示し、＋Ｘ方向が車両前方であり、－Ｘ方向が車両後方である。

　ただし、＋Ｘ方向が車両後方であり、－Ｘ方向が車両前方となることもありうる。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であって、車両の幅方向（左右方向）を示し、＋Ｙ方向が車両左方であり、－Ｙ方向が車両右方である。但し、＋Ｘ方向が車両後方となる場合には、＋Ｙ方向が車両右方であり、－Ｙ方向が車両左方となることもありうる。すなわち、Ｘ軸の方向に関わらず、単に＋Ｙ方向が車両左右方向の一方側となり、－Ｙ方向が車両左右方向の他方側となる。

　以下の説明において特に断りのない限り、モータ２のモータ軸線（第１軸線）Ｊ１に平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、軸方向のうち＋Ｙ側を単に軸方向一方側とよび、－Ｙ側を軸方向他方側と呼ぶ場合がある。さらに、以下の説明において、モータ軸線Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸線Ｊ１を中心とする周方向、すなわち、モータ軸線Ｊ１の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。

　＜駆動装置＞
　本実施形態の駆動装置１は、電気自動車（ＥＶ）に搭載され、その動力源として使用される。なお、駆動装置１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載されていてもよい。

　図１に示すように、駆動装置１は、モータ２と、伝達機構３と、ハウジング６と、ハウジング６内に収容されるオイルＯと、ポンプ部１０と、インバータユニット（インバータ）８と、を備える。伝達機構３は、モータ２の動力を一対の出力シャフト５５に伝達する。ハウジング６は、モータ２、伝達機構３、およびインバータユニット８を収容する。ハウジング６は、モータ２を収容するモータハウジング部６０と、伝達機構３を収容するギヤハウジング部６２と、インバータユニット８を収容するインバータハウジング部６８と、モータハウジング部６０とギヤハウジング部６２とを区画する壁部６３と、を有する。

　＜モータ＞
　図１に示すように、モータ２は、水平方向に延びるモータ軸線Ｊ１を中心として回転するロータ２０と、ロータ２０の径方向外側に位置するステータ３０と、ステータ３０を径方向外側から囲むステータ支持部材３３と、を備える。モータ２は、ステータ３０の内側にロータ２０が配置されるインナーロータ型モータである。

　ステータ３０は、ロータ２０を径方向外側から囲む。ステータ３０は、ステータコア３２と、コイル３１と、ステータコア３２とコイル３１との間に介在するインシュレータ（図示略）とを有する。ステータ３０は、モータハウジング部６０に保持される。本実施形態では、ステータ３０はステータ支持部材３３を介してモータハウジング部６０に保持される。

　ステータ支持部材３３は、モータ軸線Ｊ１を中心とする円筒状である。ステータ支持部材３３の内側面は、ステータコア３２の外周面に接触する。ステータ支持部材３３の内周面には溝３３ａが設けられる。溝３３ａは、周方向に沿って延びる。溝３３ａには、不図示のラジエータから供給される冷却水が流れる。すなわち、溝３３ａは、ステータ３０を冷却する冷却水の流路として機能する。なお、溝３３ａがステータ支持部材３３の外周面に設けられていてもよい。この場合、ステータ支持部材３３の外周面がモータハウジング部６０の内側面と接触し、溝３３ａとモータハウジング部６０の内側面とに囲まれる領域を流路として冷却水を流す。

　ロータ２０は、ロータシャフト２１と、ロータコア２４と、ロータマグネット（図示略）と、を有する。ロータシャフト２１は、水平方向かつ車両の幅方向に延びるモータ軸線Ｊ１を中心とする。ロータシャフト２１は、内部に中空部２２を有する中空シャフトである。ロータシャフト２１は、モータハウジング部６０からギヤハウジング部６２内へ突出する。ギヤハウジング部６２に突出するロータシャフト２１の端部は、伝達機構３に連結される。

　本実施形態では、ロータシャフト２１が単一の部材から構成されるものとして説明する。しかしながら、ロータシャフト２１は、モータハウジング部６０の内部に配置される部分と、ギヤハウジング部６２の内部に配置される部分とに分割されており、これらがモータ軸線Ｊ１上で互いに連結されたものであってもよい。

　＜インバータユニット＞
　図６に示すように、インバータユニット８は、主制御部（制御部）８１と、切り離し機構制御部８２と、電力供給部８３と、を有する。切り離し機構制御部８２は、切り離し機構７を制御する。また、電力供給部８３は、モータ２に供給される電力を制御する。これにより、電力供給部８３は、モータ２の回転数を制御する。主制御部８１は、切り離し機構制御部８２および電力供給部８３を制御する。

　＜伝達機構＞
　図１に示すように、伝達機構３は、減速装置４と、差動装置５と、切り離し機構７とを有する。伝達機構３は、モータ２の動力を伝達する。伝達機構３は、モータ軸線Ｊ１の軸方向他方側においてロータシャフト２１に接続される。モータ２から出力されるトルクは、減速装置４を介して差動装置５に伝達される。つまり、伝達機構３は、モータ２の回転を減速させつつ伝達する減速装置４と、減速装置４を介して伝達されるモータ２の動力を出力シャフト５５に伝達する差動装置５と、減速装置４に設けられる切り離し機構７とを有する。切り離し機構７は、モータ２と差動装置５との間において、動力を接続および切断する。

　減速装置４は、各ギヤの軸芯が平行に配置される平行軸歯車タイプの減速機である。減速装置４は、第１ギヤ４１と、中間シャフト４５と、第２ギヤ４２と、第３ギヤ４３と、を有する。

　第１ギヤ４１は、ロータシャフト２１の外周面に設けられる。第１ギヤ４１は、ロータシャフト２１ともに、モータ軸線Ｊ１周りを回転する。

　中間シャフト４５、第２ギヤ４２、および第３ギヤ４３は、モータ軸線Ｊ１と平行な中間軸線（第２軸線）Ｊ２を中心として配置される。中間シャフト４５は、ロータシャフト２１と並行して延びる。中間シャフト４５は、ギヤハウジング部６２の内側面に回転可能に支持される。中間シャフト４５には、切り離し機構７が設けられる。

　中間シャフト４５は、第１軸部４５ａおよび第２軸部４５ｂを有する。第１軸部４５ａおよび第２軸部４５ｂは、ともに中間軸線Ｊ２を中心として軸方向に延びる。第１軸部４５ａおよび第２軸部４５ｂは、中間軸線Ｊ２周りを回転する。

　第１軸部４５ａは、内部に中空部が設けられる中空シャフトである。一方で第２軸部４５ｂは、第１軸部４５ａの内径より外径が小さい中実シャフトである。第２軸部４５ｂは、第１軸部４５ａの軸方向一方側（＋Ｙ側）に配置される。第２軸部４５ｂの軸方向他方側（－Ｙ側）の端部は、第１軸部４５ａの軸方向一方側において中空部内に挿入される。第２軸部４５ｂの軸方向他方側の外周面と第１軸部４５ａの内周面との間には、例えばニードルベアリング（図示略）が介在する。第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとは、それぞれ独立して回転可能である。また後述するように、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとは、切り離し機構７によって接続可能である。第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとは、切り離し機構７によって接続された状態（接続状態）で、同期回転する。

　なお、本実施形態では、第２軸部４５ｂが、第１軸部４５ａの一端部においてのみ中空部内に挿通される場合について説明した。しかしながら、第２軸部４５ｂは、第１軸部４５ａの全長に亘って第１軸部４５ａの中空部に挿通されていてもよい。

　第２ギヤ４２は、第１軸部４５ａの外周面に設けられる。第２ギヤ４２は、第１軸部４５ａとともに中間軸線Ｊ２周りを回転する。第２ギヤ４２は、第１ギヤ４１と噛み合う。

　第３ギヤ４３は、第２軸部４５ｂの外周面に設けられる。第３ギヤ４３は、第２軸部４５ｂとともに中間軸線Ｊ２周りを回転する。第３ギヤ４３は、差動装置５のギヤ（具体的にはリングギヤ５１）に噛み合う。

　差動装置５は、モータ２から出力されるトルクを車両の出力シャフト５５に伝達する。差動装置５は、減速装置４の第３ギヤ４３に噛み合うリングギヤ５１の他、図示略のデフケース、ピニオンギヤ、ピニオンシャフト、およびサイドギヤ等を有する。リングギヤ５１は、モータ軸線Ｊ１と平行な出力軸線（第３軸線）Ｊ３周りに回転する。差動装置５は、出力シャフト５５に接続される。出力シャフト５５は、出力軸線Ｊ３に沿って延びる。一対の出力シャフト５５は、それぞれ車輪に連結される。差動装置５は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪の出力シャフト５５にトルクを伝達する。

　＜切り離し機構＞
　切り離し機構７は、中間シャフト４５に設けられる。切り離し機構７は、中間シャフト４５の第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとを接続する接続状態と、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとの接続を解除する切断状態と、を切り替える。

　第１軸部４５ａの軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部の外周には、第１雄スプライン４７が設けられる。一方で、第２軸部４５ｂの軸方向他方側（－Ｙ側）の端部の外周には、第２雄スプライン４８が設けられる。第１雄スプライン４７と第２雄スプライン４８とは、中間軸線Ｊ２の軸方向に沿って並ぶ。

　図７に示すように、切り離し機構７は、アクチュエータ７０と、スライドナット７６と、フォーク７７と、ガイドポスト７４と、スリーブ（中継部材）７３と、を有する。

　アクチュエータ７０は、駆動モータ７０１と、リードスクリュー（駆動シャフト）７５と、を有する。アクチュエータ７０は、モータ軸線Ｊ１と平行に延びる中心軸線Ｊ４を中心として配置される。アクチュエータ７０は、ギヤハウジング部６２に固定される。

　駆動モータ７０１には、リードスクリュー７５が接続される。駆動モータ７０１は、中心軸線Ｊ４を中心としてリードスクリュー７５を回転させる。駆動モータ７０１は、例えば、モータ本体と当該モータ本体の動力を減速する複数のギヤを有するギヤドモータであってもよい。

　リードスクリュー７５は、中心軸線Ｊ４に沿って延びる。リードスクリュー７５は、中心軸線Ｊ４周りに回転可能にハウジング６に支持される。リードスクリュー７５の外周には、雄ねじが設けられる。

　ガイドポスト７４は、軸方向に沿って延びる円柱状である。ガイドポスト７４は、モータ軸線Ｊ１と平行に延びるガイド軸線Ｊ５に沿って配置される。すなわち、ガイドポスト７４は、リードスクリュー７５と平行に延びる。ガイドポスト７４は、ハウジング６に支持される。

　スライドナット７６には、ナット孔７６ａとガイド孔７６ｂとが設けられる。ナット孔７６ａは、ナット孔７６ａの内周面には、リードスクリュー７５の雄ねじが嵌る雌ねじが設けられる。ナット孔７６ａには、リードスクリュー７５が挿入される。また、ガイド孔７６ｂには、ガイドポスト７４が挿入される。スライドナット７６、リードスクリュー７５、およびガイドポスト７４は、ボールねじ機構を構成する。スライドナット７６は、リードスクリュー７５の中心軸線Ｊ４周りの回転に伴い、ガイドポスト７４にガイドされながら軸方向に移動する。

　フォーク７７は、軸方向と直交する平面に沿って延びる板状である。フォーク７７は、スライドナット７６と連結される。フォーク７７とスライドナット７６とは、コイルバネなどの弾性部材を介して互いに連結されていてもよい。フォーク７７は、スライドナット７６の軸方向への移動に伴い軸方向に移動する。フォーク７７には、円弧状の切欠部７７ａが設けられる。切欠部７７ａの内側には、スリーブ７３が配置される。切欠部７７ａの内側面は、スリーブ７３の外周面に沿って延びる。

　スリーブ７３は、出力軸線Ｊ３を中心とする円環状である。スリーブ７３は、中間シャフト４５を囲んで配置される。スリーブ７３の外周面には、周方向にそって延びる凹溝７３ｂが設けられる。凹溝７３ｂには、フォーク７７が挿入される。スリーブ７３は、フォーク７７とともに軸方向に沿って移動する。すなわち、スリーブ７３は、スライドナット７６、およびフォーク７７を介して、アクチュエータ７０に接続され、アクチュエータ７０によって駆動される。

　図１に示すように、スリーブ７３の内周面には、雌スプライン７３ａが設けられる。雌スプライン７３ａは、第１軸部４５ａの第１雄スプライン４７および第２軸部４５ｂの第２雄スプライン４８に嵌合可能である。

　接続状態において、スリーブ７３の雌スプライン７３ａは、第１軸部４５ａの第１雄スプライン４７と第２軸部４５ｂの第２雄スプライン４８との両方に嵌合する。スリーブ７３は、接続状態で第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとを連結する。接続状態において、第１軸部４５ａ、スリーブ７３、および第２軸部４５ｂは、同期回転する。接続状態において、中間シャフト４５は、モータ２の動力を差動装置５に伝達する。

　切断状態において、スリーブ７３の雌スプライン７３ａは、第１軸部４５ａの第１雄スプライン４７および第２軸部４５ｂの第２雄スプライン４８のうち何れか一方から離間する。すなわち、接続状態のスリーブ７３は、切断状態で第１軸部４５ａ又は第２軸部４５ｂの少なくとも一方から離間する。一例として、切断状態の雌スプライン７３ａは、第１雄スプライン４７にのみ嵌合し、第２雄スプライン４８からは離間する。この場合、スリーブ７３は、第１軸部４５ａと同期回転するが、第２軸部４５ｂとは独立して回転する。なお、切断状態の雌スプライン７３ａは、第２雄スプライン４８にのみ嵌合し、第１雄スプライン４７からは離間していてもよい。切断状態において、中間シャフト４５は、モータ２の動力を差動装置５に伝達しない。

　図６を基に、切り離し機構７の制御方法について説明する。なお、図６で配線を示す線のうち、破線は信号線を示し、実線は電源線を示す。
　アクチュエータ７０は、信号線および電源線を介してインバータユニット８の切り離し機構制御部８２に電気的に接続される。アクチュエータ７０は、切り離し機構制御部８２からの指令により動作する。切り離し機構制御部８２は、アクチュエータ７０を制御することで、切り離し機構７を、接続状態から切断状態、又は切断状態から接続状態に移行させることができる。

　切り離し機構７には、位置センサ７１と回転センサ７２とが設けられる。すなわち、駆動装置１は、位置センサ７１および回転センサ７２を備える。位置センサ７１および回転センサ７２は、それぞれギヤハウジング部６２に固定される。位置センサ７１と回転センサ７２とは、それぞれ信号線を介してインバータユニット８の切り離し機構制御部８２に電気的に接続される。

　位置センサ７１は、第１磁石７１１の磁束を検出することで第１磁石７１１の位置を測定する。本実施形態において、第１磁石７１１は、フォーク７７に固定される。より具体的には、第１磁石７１１は、フォーク７７に固定される磁石保持部７７ｂに取り付けられる。このため、第１磁石７１１は、フォーク７７と共に、軸方向に沿って移動する。位置センサ７１は、例えば、第１磁石７１１が、検出範囲内に配置された場合に第１磁石７１１の検出を切り離し機構制御部８２に送信し、検出範囲ないから外れた場合に切り離し機構制御部８２への送信を停止する。切り離し機構制御部８２は、位置センサ７１による第１磁石７１１の検出結果から、フォーク７７およびスリーブ７３の実際の位置を把握する。

　回転センサ７２は、第２磁石（磁石）７２１の磁束を検出する。本実施形態において、第２磁石７２１は、第２軸部４５ｂの外周面に固定される。このため、第２磁石７２１は、第２軸部４５ｂとともに中間軸線Ｊ２周りを回転する。回転センサ７２は、第２磁石７２１の検出結果を、切り離し機構制御部８２に送信する。切り離し機構制御部８２は、回転センサ７２による第２磁石７２１の検出周期を基に第２軸部４５ｂの回転数を把握する。すなわち、回転センサ７２は、第２軸部４５ｂに取り付けられた第２磁石７２１の磁束を検出することで第２軸部４５ｂの回転数を測定する。

　次に、切り離し機構７を切断状態から接続状態に移行させる際の、主制御部８１による各部の制御について説明する。
　なお、ここでの車両の前輪、後輪の何れか一方は、本実施形態の駆動装置１によって駆動され、他方は、別途用意された駆動装置（例えばエンジンなど）によって駆動されている。また、車両は別途用意された駆動装置によって走行しており、走行中の車両に対して、切り離し機構７を切断状態から接続状態に移行させる。したがって、切り離し機構７の動作前において、第２軸部４５ｂは回転し、第１軸部４５ａは停止している。

　まず、主制御部８１は、切り離し機構制御部８２に第２軸部４５ｂの回転数を取得させる。切り離し機構制御部８２は、回転センサ７２から第２軸部４５ｂの回転数を取得し、主制御部８１に伝達する。

　次いで、主制御部８１は、電力供給部８３によってモータ２の回転数を制御する。主制御部８１が電力供給部８３に指令を出すことで、電力供給部８３は、バッテリ（図示略）からの電力を三相交流電流に変換しモータ２に供給する。主制御部８１は、電力供給部８３における三相交流電流の周波数を変化させることでモータ２の回転数を制御する。主制御部８１は、モータ２の回転数を徐々に上昇させることで、第１軸部４５ａの回転数を、回転センサ７２で測定した第２軸部４５ｂに近づける。

　主制御部８１は、モータ２の回転数が上昇し、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂの回転数が略一致した場合に、切り離し機構制御部８２に指令を出し、切り離し機構７を動作させる。より具体的には、切り離し機構制御部８２からアクチュエータ７０に電力を供給してスリーブ７３を移動させ、スリーブ７３によって第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとを接続する。

　次いで、主制御部８１は、切り離し機構制御部８２にスリーブ７３の位置情報を取得させる。切り離し機構制御部８２は、位置センサ７１からスリーブ７３の位置情報を取得し、主制御部８１に伝達する。これにより、主制御部８１は、接続状態への移行が完了しているか否かを確認する。本制御方法によれば、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂの回転数を一致させた後に接続状態に移行することで、接続に伴う衝撃を抑制することができ円滑な接続を行うことができる。

　本実施形態によれば、切り離し機構７は、中間シャフト４５に設けられる。中間シャフト４５は、ロータシャフト２１に対して減速されており、ロータシャフト２１より回転速度が遅い。このため、切り離し機構７を中間シャフト４５に設けることで、接続時の回転速度の同期の制御がしやすい。本実施形態によれば、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとの回転速度の同期制御を容易に行うことができ、円滑な接続が可能な切り離し機構７を有する駆動装置１を提供できる。

　本実施形態によれば、アクチュエータ７０のリードスクリュー７５は、中心軸線Ｊ４を中心として軸方向に沿って延びる。アクチュエータ７０の中心軸線Ｊ４は、モータ軸線Ｊ１、中間軸線Ｊ２、出力軸線Ｊ３と平行に延びる。したがって、駆動装置１を軸方向から見て、アクチュエータ７０を、モータ２および伝達機構３に重ねて配置しやすく、駆動装置１の軸方向への投影面積を小さくできる。本実施形態によれば、駆動装置１の小型化を図ることができる。

　なお、本実施形態において、アクチュエータ７０は、駆動シャフトとしてのリードスクリュー７５を中心軸線Ｊ４周りに回転させる。しかしながら、アクチュエータ７０は、駆動シャフトを軸方向に沿って動作させるものであってもよい。この場合に、アクチュエータ７０の駆動部としては、ソレノイドを採用できる。

　本実施形態によれば、主制御部８１は、回転センサ７２による第２軸部４５ｂの回転数の測定結果を基に、切り離し機構７を制御する。すなわち、主制御部８１は、回転センサ７２による第２軸部４５ｂの回転数の測定結果を基に、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとを接続するタイミングを計ることができ、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとを円滑に接続できる。

　本実施形態によれば、主制御部８１は、切り離し機構７のみならずモータ２をも制御する。このため、主制御部８１は、電力供給部８３を介してモータ２を制御して第１軸部４５ａの回転数を第２軸部４５ｂの回転数に近づけた後に、切り離し機構７によって切断状態から接続状態に移行させることができる。本実施形態の切り離し機構７によれば、車速を基に第２軸部４５ｂの回転数を予測する場合などと比較して、より正確に第２軸部４５ｂの回転数を把握できるため、接続時の同期を正確に行い、スムーズな接続を実現できる。また、切り離し機構７は、第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとの同期を容易に行うことができ、制御を簡素化できる。

　また、主制御部８１は、第１軸部４５ａの回転数を、第２軸部４５ｂの回転数より高めた状態から第２軸部４５ｂの回転数に近づけて切り離し機構を切断状態に移行させてもよい。切り離し機構７による第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとの接続時には、回転エネルギの損失が発生する。このため、第１軸部４５ａの回転数を第２軸部４５ｂの回転数より、若干高くした状態から、接続状態に移行することで、第１軸部４５ａの回転数は、接続に伴うエネルギ損失によって第２軸部４５ｂの回転数と一致し易くなり、より円滑な接続が可能になる。

　＜ハウジング＞
　ハウジング６は、モータハウジング部６０、ギヤハウジング部６２、壁部６３、およびインバータハウジング部６８と、を有する。ギヤハウジング部６２、壁部６３、およびインバータハウジング部６８のうち、一部はモータハウジング部６０と一体の部材であり、他部はモータハウジング部６０にボルト固定される。

　図３に示すように、モータハウジング部６０は、モータ軸線Ｊ１に沿って筒状に延びる。モータハウジング部６０は、軸方向一方側（＋Ｙ側）に開口する。モータハウジング部６０の開口は、蓋部材６１３によって覆われる。

　図２に示すように、ギヤハウジング部６２は、モータハウジング部６０の軸方向他方側（－Ｙ側）に配置される。ギヤハウジング部６２は、ギヤハウジング部６２は、軸受３Ａ、軸受３Ｅ、およびポンプ部１０、を保持する。軸受３Ａは、ロータシャフト２１の軸方向他方側の端部を回転可能に支持する。軸受３Ｅは、差動装置５から回転が伝達される出力シャフト５５を支持する。ポンプ部１０は、中間シャフト４５の軸方向他方側に位置し、中間シャフト４５の回転に伴いオイルＯを圧送する。

　ギヤハウジング部６２には、アクチュエータ７０を収容するアクチュエータ収容部６２ａが設けられている。アクチュエータ収容部６２ａは、中心軸線Ｊ４を中心として軸方向に沿って延びる筒状である。アクチュエータ収容部６２ａは、軸方向他方側に開口する。アクチュエータ収容部６２ａの開口は、蓋６２ｂによって覆われる。

　図１に示すように、壁部６３は、モータ軸線Ｊ１と直交する平面に沿って延びる。壁部６３は、軸受３Ｂ、軸受３Ｃ、および軸受３Ｄを保持する。軸受３Ｂ、３Ｃは、ロータシャフト２１を回転可能に支持する。軸受３Ｄは、中間シャフト４５の軸方向一方側（＋Ｙ側）の端部を回転可能に支持する。

　図２に示すように、インバータハウジング部６８は、モータハウジング部６０の筒状部から前方側（－Ｘ側）に延びる。インバータハウジング部６８は、前側からみて矩形状の箱形である。インバータハウジング部６８は、一方向に向かって開口する開口部６８１を有する。本実施形態においては、インバータハウジング部６８は、車両前側に開口する。インバータハウジング部６８の開口部６８１に、インバータユニット８が装着される。インバータハウジング部６８の開口部６８１に、インバータユニットが装着されることにより、インバータハウジング部６８の開口部６８１が塞がれる。インバータユニット８は、モータハウジング部６０の内部において、ステータ３０のコイル３１と電気的に接続される。

　本実施形態において、インバータハウジング部６８とモータハウジング部６０とは、一体的に成形されたダイカスト部品である。このため、別体のインバータハウジング部６８をモータハウジング部６０にボルト固定する場合と比較して、モータ２およびインバータユニット８の振動を抑制することができる。結果的に、モータ２およびインバータユニット８の振動に起因する駆動装置１の騒音を低減できる。加えて、本実施形態によれば、インバータハウジング部６８をモータ２の近くに配置することができ、駆動装置１全体を小型化するとともに、モータ２とインバータユニット８とを繋ぐ配線を短くすることができる。

　図２および図３に示すように、ハウジング６の外側面には、第１車体固定部６４（図３参照）、第２車体固定部６５（図２参照）、および第３車体固定部６７（図３参照）が設けられる。第１車体固定部６４は、インバータハウジング部６８の軸方向一方側（＋Ｙ側）に配置される。第２車体固定部６５は、ギヤハウジング部６２の軸方向他方側（－Ｙ側）に配置される。第３車体固定部６７は、モータハウジング部６０の外周面に配置される。第１車体固定部６４、第２車体固定部６５、および第３車体固定部６７は、それぞれ複数のねじ孔６０１を有する。ハウジング６は、ねじ孔６０１に挿入されるボルトによって車両の内部空間に固定される。

　本実施形態によれば、駆動装置１の互いに異なる方向を向く外側面には、それぞれ車体固定部６４、６５、６７が設けられる。本実施形態の駆動装置１によれば、複数の車体固定部６４、６５、６７のうち何れか１つを選択して車両に固定することができる。このため、駆動装置１を異なる種類の複数の車両に取り付けることが可能である。

　図３に示すように、ハウジング６には、出力シャフト５５を覆うドライブシャフト保護部６６を有する。ドライブシャフト保護部６６は、出力シャフト５５に石等の異物がぶつかることを抑制する。

　＜オイルの経路＞
　図１に示すように、ハウジング６の内部には、オイルＯが貯留される。オイルＯは、ギヤハウジング部６２の下部領域に溜まる。すなわち、ギヤハウジング部６２内の下部領域には、オイル溜りＰが設けられる。

　本実施形態では、モータハウジング部６０の底部は、ギヤハウジング部６２の底部より上側に位置する。この構成により、モータ２を冷却した後のオイルＯを、モータハウジング部６０の下部領域からギヤハウジング部６２のオイル溜りＰに容易に回収できる。オイルＯは、減速装置４および差動装置５の潤滑用として使用される。また、オイルＯは、モータ２の冷却用として使用される。オイルＯは、ギヤハウジング部６２下部のオイル溜りＰに溜る。オイルＯは、潤滑油および冷却油の機能を奏するため、粘度の低いオートマチックトランスミッション用潤滑油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）と同等のものを用いることが好ましい。

　オイル溜りＰには、差動装置５の一部が浸かる。オイル溜りＰに溜るオイルＯは、差動装置５の動作によってかき上げられる。かき上げられたオイルＯは、ギヤハウジング部６２内に拡散され、減速装置４および差動装置５の各ギヤやベアリングに供給される。減速装置４および差動装置５の潤滑に使用されたオイルＯは、滴下してギヤハウジング部６２の下側に位置するオイル溜りＰに回収される。

　オイルＯは、ハウジング６に設けられた油路９０内を循環する。油路９０は、オイル溜りＰからオイルＯをモータ２に供給するオイルＯの経路である。油路９０は、オイルＯを循環させモータ２を冷却する。油路９０は、ギヤハウジング部６２の下側のオイル溜りＰからモータ２を経て、再びギヤハウジング部６２の下側のオイル溜りＰに導くオイルＯの経路である。油路９０は、モータ２の内部を通る第１の油路９１と、モータ２の外部を通る第２の油路９２と、を有する。オイルＯは、第１の油路９１および第２の油路９２において、モータ２を内部および外部から冷却する。また、第１の油路９１と第２の油路９２は一部を共用する。

　第１の油路９１において、オイルＯは、オイル溜りＰからポンプ部１０により吸い上げられてロータ２０の内部に導かれる。オイルＯは、ロータ２０からコイル３１に向かって噴射され、ステータ３０を冷却する。ステータ３０を冷却したオイルＯは、モータハウジング部６０の下部領域を経由してギヤハウジング部６２のオイル溜まりＰに移動する。

　第２の油路９２において、オイルＯは、ポンプ部１０によってオイル溜りＰから吸い上げられる。オイルＯは、モータ２の上部に汲み上げられ、モータ２の上側からモータ２に供給される。モータ２を冷却したオイルＯは、モータハウジング部６０の下部領域を経由してギヤハウジング部６２のオイル溜まりＰに移動する。

　＜ポンプ部＞
　図１に示すように、ポンプ部１０は、モータ２に動力によって駆動されるメカニカルポンプである。すなわち、ポンプ部１０のポンプ機構１０ａは、モータ２によって回転させられる。ポンプ機構１０ａは、中間軸線Ｊ２を中心として回転する。ポンプ部１０は、例えばトロコイドポンプである。

　ポンプ部１０は、中間シャフト４５の第１軸部４５ａに接続される。モータ２の動力は、ロータシャフト２１、第１ギヤ４１、第２ギヤ４２、および第１軸部４５ａを介してポンプ部１０に伝達される。

　ポンプ部１０は、吸入口と吐出口とを有する。吸入口に繋がる経路は、オイル溜りＰに延びる。吐出口に繋がる経路は、第１の油路９１および第２の油路９２に分岐する。ポンプ部１０は、吸入口においてオイル溜りＰからオイルＯを吸い上げて、吐出口において第１の油路９１および第２の油路９２にオイルＯを圧送する。

　本実施形態のポンプ部１０は、モータ２により駆動させられるため、ポンプ駆動用モータ等の追加の補機を設けることなくオイルＯを吸い上げることができる。また、中間シャフト４５の回転方向を傘歯車等で変えることなくポンプ部１０を駆動させられるので、駆動装置１の寸法を小型化することができる。

　本実施形態のポンプ部１０は、第１軸部４５ａに接続される。このため、切り離し機構７により第１軸部４５ａと第２軸部４５ｂとの接続が解除される切断状態では、モータ２の動力を差動装置５に伝えることなく、ポンプ部１０のみを駆動することができる。これにより、たとえば、始動前などにポンプ部１０のみを駆動させ、予めギヤやベアリングを潤滑させることができる。

　＜各要素の位置関係＞
　次に、図４および図５を用いて、本実施形態における各要素の位置関係について説明する。
　図４に示すように、本実施形態によれば、モータ軸線Ｊ１の軸方向から見て、伝達機構３の差動装置５の一部は、インバータハウジング部６８に重なる。これにより、差動装置５を、インバータユニット８に近づけて配置することができ、駆動装置１全体を小型化できる。

　本実施形態によれば、モータ軸線Ｊ１の軸方向から見て、モータ２と差動装置５とは、互いに重なる。これにより、モータ２と差動装置５とを近くに配置することができ、駆動装置１全体を小型化できる。

　本実施形態によれば、モータ軸線Ｊ１の軸方向から見て、伝達機構３の減速装置４の一部は、インバータハウジング部６８に重なる。これにより、減速装置４を、インバータユニット８に近づけて配置することができ、駆動装置１全体を小型化できる。

　図５に示すように、本実施形態によれば、インバータハウジング部６８は、一方向に開口する開口部６８１を有する矩形状の箱型である。また、インバータハウジング部６８は、モータ軸線Ｊ１の軸方向と直交する方向から見て差動装置５の一部と重なる。インバータハウジング部６８における差動装置５の一部と重なる部位は、インバータハウジング部６８の他の部位よりもインバータハウジング部６８が開口する方向に位置する。これにより、差動装置５とインバータとを近くに配置でき、駆動装置１全体を小型化できる。

　本実施形態によれば、差動装置５は、減速装置４の第３ギヤ４３とかみ合うリングギヤ５１と、リングギヤ５１よりも外形の小さいデフケース５２を含む。図５に示すように、インバータハウジング部６８は、モータ軸線Ｊ１の軸方向と直交する方向から見てデフケース５２と重なる。インバータハウジング部６８における差動装置５の一部と重なる部位６８２は、インバータハウジング部６８の他の部位よりもインバータハウジング部６８が開口する方向、すなわち、開口部６８１側に位置する。これにより、差動装置５とインバータユニット８とを近くに配置でき、駆動装置１全体を小型化できる。特に、当該構成によれば、インバータユニット８の配置スペースであるインバータハウジング部６８の形状を矩形でなく、矩形の一部にまでデフケース５２を収容するための部位を進出させることにより、インバータユニット８と差動装置５とをさらに近くに配置することができる。これにより、駆動装置１全体を小型化できる。

　以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

　例えば、上述の実施形態では、アクチュエータ７０がボールねじ機構によってスリーブ７３を駆動する構造について説明した。しかしながら、アクチュエータ７０からスリーブ７３までの動力伝達の経路は、実施形態に限定されない。

　１…駆動装置、２…モータ、３…伝達機構、４…減速装置、５…差動装置、６…ハウジング、７…切り離し機構、２０…ロータ、４１…第１ギヤ、４２…第２ギヤ、４３…第３ギヤ、４５…中間シャフト、４５ａ…第１軸部、４５ｂ…第２軸部、５５…出力シャフト、７０…アクチュエータ、７２…回転センサ、７３…スリーブ（中継部材）、７５…リードスクリュー（駆動シャフト）、８１…主制御部（制御部）、７２１…第２磁石（磁石）、Ｊ１…モータ軸線（第１軸線）、Ｊ２…中間軸線（第２軸線）、Ｊ３…出力軸線（第３軸線）、Ｊ４…中心軸線

Claims

　第１軸線を中心として回転するロータを有するモータと、
　前記モータの動力を伝達する伝達機構と、を備え、
　前記伝達機構は、
　　前記モータの動力を伝達する減速装置と、
　　前記減速装置を介して伝達される前記モータの動力を出力シャフトに伝達する差動装置と、
　　前記減速装置に設けられる切り離し機構と、を有し、
　前記減速装置は、
　前記第１軸線周りを回転する第１ギヤと、
　前記第１軸線と平行な第２軸線周りを回転する第１軸部および第２軸部を有する中間シャフトと、
　前記第１軸部の外周面に設けられ、前記第１ギヤと噛み合う第２ギヤと、
　前記第２軸部の外周面に設けられ、前記差動装置のギヤに噛み合う第３ギヤと、を有し、
　前記切り離し機構は、
　　前記第１軸部と前記第２軸部とを接続する接続状態と、
　　前記第１軸部と前記第２軸部との接続を解除する切断状態と、を切り替える、
駆動装置。
　前記モータおよび前記伝達機構を収容するハウジングを備え、
　前記切り離し機構は、
　　前記接続状態で前記第１軸部と前記第２軸部とを連結し、前記切断状態で前記第１軸部又は前記第２軸部の少なくとも一方から離間する中継部材と、
　　前記中継部材を駆動するアクチュエータと、を有し、
　前記アクチュエータは、前記ハウジングに固定される、
請求項１に記載の駆動装置。
　前記アクチュエータは、前記中継部材に接続される駆動シャフトを有し、
　前記駆動シャフトの中心軸線は、前記第１軸線と平行に延びる、
請求項２に記載の駆動装置。
　前記切り離し機構を制御する制御部と、
　前記第２軸部の回転数を測定する回転センサと、を備え、
　前記制御部は、前記回転センサによる前記第２軸部の回転数の測定結果を基に、前記切り離し機構を制御する、
請求項１～３の何れか一項に記載の駆動装置。
　前記回転センサは、前記第２軸部に取り付けられた磁石の磁束を検出することで前記第２軸部の回転数を測定する、
請求項４に記載の駆動装置。
　前記制御部は、前記モータを制御して前記第１軸部の回転数を前記第２軸部の回転数に近づけた後に、前記切り離し機構によって前記切断状態から前記接続状態に移行させる、
請求項５に記載の駆動装置。
　前記制御部は、前記第１軸部の回転数を、前記第２軸部の回転数より高めた状態から前記第２軸部の回転数に近づけて前記切り離し機構を前記切断状態に移行させる、
請求項６に記載の駆動装置。