(57)【要約】【課題】リザーバタンクの液切れに伴う冷却効率の低下を防止することができる回転電機構造を提供すること。【解決手段】本発明による回転電機構造１は、回転電機２と、回転電機２よりも下方に位置して回転電機２の駆動力を伝達する伝達手段３と、回転電機２と伝達手段３を外包する外包部材５と、外包部材５の下端部に位置して回転電機２及び伝達手段３を冷却する潤滑油を貯留する貯留手段１８と、伝達手段３により回転されて伝達手段３及び回転電機２へ潤滑油を運搬する運搬手段１９と、回転電機２に運搬された潤滑油を回転電機２の下端部において貯留する付加貯留手段２１と、付加貯留手段２１と運搬手段１９の入口を短絡する短絡手段２２と、付加貯留手段２１に貯留された潤滑油の油面に浮遊して油面が低下した時に短絡手段２２の入口を閉塞する浮遊手段２３と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2010200548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、前記回転電機よりも下方に位置して前記回転電機の駆動力を伝達する伝達手段と、前記回転電機と前記伝達手段を外包する外包部材と、前記外包部材の下端部に位置して前記回転電機及び前記伝達手段を冷却する潤滑油を貯留する貯留手段と、前記伝達手段により回転されて前記伝達手段及び前記回転電機へ潤滑油を運搬する運搬手段と、前記回転電機に運搬された前記潤滑油を前記回転電機の下端部において貯留する付加貯留手段と、前記付加貯留手段と前記運搬手段の入口を短絡する短絡手段と、前記付加貯留手段に貯留された前記潤滑油の油面に浮遊して前記油面が低下した時に前記短絡手段の入口を閉塞する浮遊手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、バス、トラック等の自動車に適用されて好適な、回転電機構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体内のスペースを有効に活用して、ホイールの内周側の余剰スペースを有効に活用するとともに、車体の低床化して、ドライブシャフトやデファレンシャルギヤ等の駆動力伝達装置を省略し、車輪毎の回転数やトルクのきめ細かい制御あるいは車両姿勢の制御を行うこと等を目的として、特許文献１に記載されているように、車両の駆動源であるモータを車体側に位置させることに換えて、車輪毎の回転電機と回転電機の駆動力を車輪に伝達するギヤ機構とを、車輪を構成するホイールの内周側に配置した回転電機構造を有するインホイールモータが提案されている。
【０００３】
このようなインホイールモータにおいては、例えば特許文献１に記載されているように、インホイールモータのギヤ機構に駆動されて回転されるポンプにより、インホイールモータの下部に設けられたリザーバタンクから潤滑油を、インホイールモータを構成するモータ及びギヤ機構の各部に運搬して、インホイールモータを構成するモータ及びギヤ機構の発生する熱を吸収して、この潤滑油を循環させて、インホイールモータの外周面に設けられたフィンに熱を伝達して、このフィンから熱を放熱することで、モータの冷却を行うこと、及び、ギヤ機構の潤滑性を確保することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０４４４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところがこのようなインホイールモータにおける回転電機構造においては、モータを高速回転した場合に、ポンプが潤滑油を上方に運搬した後、再度リザーバタンクに潤滑油を戻すにあたって、潤滑油の推進力として重力を利用しているため、特には、ベアリングやギヤ機構を構成するギヤ機構及びモータの冷却に用いられる潤滑油に関しては、循環径路長が長くなるため、一度ポンプにより送出された潤滑油がリザーバタンクに戻るまでの時間が長くなり、リザーバタンク内の潤滑油がポンプの送出量に対して相対的に低下して、リザーバタンク内の潤滑油が枯渇して所謂液切れを発生してしまい、液切れに伴いモータの各部に十分に潤滑液を供給することができなくなり、冷却効率の低下を招くという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、リザーバタンクの液切れに伴う冷却効率の低下を防止することができる回転電機構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明による回転電機構造は、
回転電機と、
前記回転電機よりも下方に位置して前記回転電機の駆動力を伝達する伝達手段と、
前記回転電機と前記伝達手段を外包する外包部材と、
前記外包部材の下端部に位置して前記回転電機及び前記伝達手段を冷却する潤滑油を貯留する貯留手段と、
前記伝達手段により回転されて前記伝達手段及び前記回転電機へ潤滑油を運搬する運搬手段と、
前記回転電機に運搬された前記潤滑油を前記回転電機の下端部において貯留する付加貯留手段と、
前記付加貯留手段と前記運搬手段の入口を短絡する短絡手段と、
前記付加貯留手段に貯留された前記潤滑油の油面に浮遊して前記油面が低下した時に前記短絡手段の入口を閉塞する浮遊手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記回転電機はモータであり、前記外包部材はハウジングを指す。
【０００９】
また、前記伝達手段は典型的にはギヤ機構を示し例えば車輪に駆動力を伝達する。
【００１０】
さらに、前記貯留手段は典型的にはリザーバタンクを示す。
【００１１】
さらに、前記運搬手段は、典型的には前記伝達手段により駆動されるギヤポンプ等のポンプを示す。
【００１２】
また、前記潤滑油は一般的には油であり、冷却液を兼ねるものとする。
【００１３】
さらに、前記付加貯留手段は、モータ部液溜まりを指し、前記短絡手段はバイパス油路を指し、前記浮遊手段はフロートを指す。
【００１４】
本発明の前記回転電機構造によれば、前記回転電機が高回転時である場合において、前記回転電機を構成する固定子、回転子の冷却が必要な部分に運搬されている潤滑油の一部が前記貯留手段に戻ることなく、一旦前記付加貯留手段に貯留された後、貯留された前記潤滑油は、前記回転電機と前記運搬手段との間に設けられた前記短絡手段を通って、前記運搬手段に帰還して、前記回転電機内における前記潤滑油の循環経路の系においては、前記貯留手段を経由することを回避することができ、前記貯留手段内の前記潤滑油が枯渇して液切れを起こして、液切れに起因して冷却性能が低下することを防止することができる。
【００１５】
加えて、前記浮遊手段を具備することにより、前記付加貯留手段に貯留された前記潤滑油の量が低下して、油面が低下した場合には、当該浮遊手段により前記短絡手段の入口を閉塞することとなるため、前記短絡手段及び前記運搬手段に空気が混入されることを防止することができる。
【００１６】
なお、前記浮遊手段に換えて、調整弁等の調整手段を具備することもできる。これによっても、前記液面が低下して前記付加貯留手段に貯留された前記潤滑油の量が低下した場合には、前記短絡手段の入口から空気が混入することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リザーバタンクの液切れに伴う冷却効率の低下を防止することができる回転電機構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明に係るインホイールモータの一実施形態をモータの中心軸線を含む断面において示す模式図である。
【００２１】
インホイールモータ１は、図１に示すように、モータ２と、ギヤ機構３と、出力軸４と、図示しないホイールと、アッパーアームと、ロアアームと、ブレーキディスクロータと、キャリパブレーキとから構成される。モータ２、ギヤ機構３は円筒状のホイールの内周側に位置するように設けられている。
【００２２】
モータ２は、ハウジング５と、ステータ６と、ロータ７とから構成される同期電動機つまり回転電機であり、ここでは図示しないインバータにより駆動されるものである。ハウジング５はアルミ合金により構成されており、ステータ６の外周面を保持するととともに、ステータ６、ロータ７を外包する外包部材を構成するとともに、モータ２よりも下方に位置されるギヤ機構３をも外包する。
【００２３】
アッパーアームは車幅方向に延びるＡアームであり、その車幅方向外側は、ボールジョイントを介してハウジング５の上部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。
【００２４】
ロアアームは車幅方向に延びるＡアームであり、その車幅方向外側は、ボールジョイントを介してハウジング５の下部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。
【００２５】
ロアアームの車幅方向中間部分にはここでは図示しないショックアブソーバのシリンダの下端部が連結され、このショックアブソーバのロッドはブッシュを介して車体側に連結されている。ショックアブソーバのロッドの外周側には図示しないコイルスプリングが設けられる。
【００２６】
ステータ６は、電磁鋼板を積層して構成されるステータコアの、内周側に形成される複数のティースにそれぞれコイルを巻装して構成されて固定子を構成するものであり、ロータ７は、電磁鋼板を積層して構成されるロータコアに、図示しない永久磁石を周方向に交互に極性が異なるように配列し埋設して構成されて回転子を構成するものである。
【００２７】
このように構成されるモータ２において、ステータ６のコイルにインバータにより三相交流が供給されると回転磁界が形成されて、永久磁石を備えたロータ７が回転磁界に吸引されて回転される。
【００２８】
ギヤ機構３は、サンギヤ９、キャリア１０、ピニオン１１、リングギヤ１２から構成される周知の遊星歯車機構であり、サンギヤ９の内周側部分は車幅方向外側に円筒状に延長される円筒状部を形成するとともに、サンギヤ９の車幅方向内側は拡径された拡径部ギヤを形成しており、その拡径部ギヤは、ロータ７に駆動結合されるロータギヤ８に噛み合わされており、キャリア１０の車幅方向外側は出力軸４に接合されている。
【００２９】
サンギヤ９の車幅方向内側はサンギヤインベアリング１３により、ハウジング５に対して回転自在に支持される。サンギヤ９の車幅方向外側はサンギヤアウトベアリング１４により、出力軸４に対して回転自在に支持される。リングギヤ１２はその車幅方向内側がハウジング５に接合される。
【００３０】
ロータ７の車幅方向内側は、ロータインベアリング１５によりハウジング５に対して回転自在に支持され、ロータ７の車幅方向外側は、ロータアウトベアリング１６によりハウジング５に対して回転自在に支持される。出力軸４は、出力軸ベアリング１７によりハウジング５に接合されたリングギヤ１２の外周側に対して回転自在に支持される。
【００３１】
出力軸４には、図示しないホイール及びブレーキディスクロータが接合されている。ホイールのビードシート部には図示しないタイヤのビード部が装着されて、ホイールの外周面とタイヤの内周面とにより画成される空間には所定の空気圧の空気が充填される。
【００３２】
キャリパブレーキは、その基部がハウジング５に固定され、そのブレーキパッドがブレーキディスクロータの両面に対向するように配置され、図示しないシリンダに油圧が供給されるとピストンが押し出されて、このピストンによりブレーキパッドがブレーキディスクロータの両面に押し付けられて、車両に制動力が作用する。
【００３３】
このような構成のインホイールモータ１において、モータ２が図示しないインバータにより駆動されると、モータ２の駆動力は、ギヤ機構３の所定の減速比の下にロータ７、ロータギヤ８、サンギヤ９、ピニオン１１、キャリア１０、出力軸４、図示しないホイールの順番に伝達されて、図示しないタイヤにより地面に駆動力が伝達されて、車両は駆動される。
【００３４】
以上の構成に加えて、ハウジング５のサンギヤ９の拡径部ギヤの下方及び車幅方向内側にはリザーバタンク１８が形成され、さらに、サンギヤ９の中心軸近傍とハウジング５との間には内接型のギヤポンプ１９が設けられ、このギヤポンプ１９を構成するドライブギヤはサンギヤ９の中心軸近傍に接合される。
【００３５】
このギヤポンプ１９の入口は運搬油路２０によりリザーバタンク１８に連通される。モータ２のロータ７を支持するロータアウトベアリング１６の下方には、モータ２のステータ６及びロータ７に運搬されて重力により下降した後の潤滑油を貯留するモータ部液溜まり２１が形成されており、モータ部液溜まり２１と図１中コの字状に形成された運搬油路２０のコの字状の右上の隅部とは図１中上下方向に延びるバイパス油路２２により短絡される。
【００３６】
バイパス油路２２の入口、つまりモータ部液溜まり２１との連通口には、フロート２３が設けられ、モータ部液溜まり２１に貯留された潤滑油の油面に浮遊して、潤滑油が少なくなって油面が低下した時には、バイパス油路２２の入口を閉塞し、モータ部液溜まり２１とギヤポンプ１９の入口との間を遮蔽する。
【００３７】
なお、本実施例において、本発明の回転電機構造はインホイールモータ１において実現され、モータ２は回転電機を構成し、ギヤ機構３は伝達手段を構成し、ハウジング５は外包部材を構成する。さらに、リザーバタンク１８は貯留手段を構成し、ギヤポンプ１９は運搬手段を構成する。また、モータ部液溜まり２１は付加貯留手段を構成し、バイパス油路２２は短絡手段を構成し、フロート２３は浮遊手段を構成する。
【００３８】
このように構成される本実施例のインホイールモータ１において、モータ２が図示しないインバータにより駆動されると、ギヤポンプ１９のドライブギヤはサンギヤ９の駆動力により回転されて、停止時においてインホイールモータ１の下部のリザーバタンク１８において貯留されている潤滑油を、ギヤポンプ１９によりギヤ機構３を構成するギヤの歯面、モータ２のステータ６、ロータ７に運搬して、それらを冷却する。なお、潤滑油はここでは油であり、冷却液を兼ねるものとする。
【００３９】
このようにしてリザーバタンク１８から、モータ２に運搬されてステータ６、ロータ７を冷却した潤滑油は、重力の作用に基づいて下方に移動され、潤滑油の一部はモータ部液溜まり２１に貯留されて、貯留された潤滑油はバイパス油路２２の入口から、リザーバタンク１８を経由せずに、ギヤポンプ１９の入口に直接的にバイパスされて供給される。このようにしてモータ２が冷却され、ギヤ機構３の潤滑性が確保されて、ギヤ機構３も冷却される。
【００４０】
上述した実施例のインホイールモータ１によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、本発明のインホイールモータ１において実現される回転電機構造によれば、モータ２が高回転で運転されている場合において、モータ２を構成するステータ６、ロータ７等の冷却が必要な部分に運搬されている潤滑油の一部が重力の作用に基づいてリザーバタンク１８に戻ることなく、一旦モータ部液溜まり２１に貯留された後、モータ部液溜まり２１に貯留された潤滑油は、モータ２とギヤポンプ１９との間に設けられたバイパス油路２２を通って、ギヤポンプ１９に帰還して、再度ギヤポンプ１９によりモータ２の各部に運搬されることとなる。
【００４１】
つまり、モータ２内における潤滑油の循環経路の系においては、リザーバタンク１８を経由することを回避して省略することができ、リザーバタンク１８内の潤滑油が枯渇して液切れを起こしても、モータ部液溜まり２１内に貯留された潤滑油によりモータ２内部における潤滑油の循環経路の系において、潤滑油がギヤポンプ１９、モータ２各部、モータ部液溜まり２１の順番に運搬されることとなり、リザーバタンク１８内の液切れに起因してモータ２の冷却性能が低下することを防止することができる。
【００４２】
加えて、フロート２３を具備することにより、モータ部液溜まり２１に貯留された潤滑油の量が低下して、油面が低下した場合には、液面とともに低下するフロート２３によりバイパス油路２２の入口を閉塞することとなるため、バイパス油路２２及びギヤポンプ１９に空気が混入されることを防止することができる。
【００４３】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００４４】
例えば、フロート２３に換えて、調整弁を設けることもできる。これによっても、油面が低下した場合には、調整弁がバイパス油路２２を通過する空気を制限して、バイパス油路２２の入口を閉塞することとなるため、バイパス油路２２及びギヤポンプ１９に空気が混入されることを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、車輪毎のモータとギヤ機構を備えるインホイールモータに適用して好適な回転電機構造に関するものであり、リザーバタンクの液切れに伴う冷却効率の低下を防止することができるので、インホイールモータを使用した乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００４６】
１      インホイールモータ（回転電機構造）
２      モータ（回転電機）
３      ギヤ機構（伝達手段）
４      出力軸
５      ハウジング（外包部材）
６      ステータ
７      ロータ
８      ロータギヤ
９      サンギヤ
１０      キャリア
１１      ピニオン
１２      リングギヤ
１３      サンギヤインベアリング
１４      サンギヤアウトベアリング
１５      ロータインベアリング
１６      ロータアウトベアリング
１７      出力軸ベアリング
１８      リザーバタンク（貯留手段）
１９      ギヤポンプ（運搬手段）
２０      運搬油路
２１      モータ部液溜まり部（付加貯留手段）
２２      バイパス油路（短絡手段）
２３      フロート（浮遊手段）
【図１】
2010200548.tif 000003