(57)【要約】【課題】  走り始めや低速走行時に減速機に十分な量の潤滑油を供給することができるインホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】  モータ２１の回転力により作動し、潤滑油の給油通路２７に潤滑油を供給するオイルポンプ２６を備えるインホイール駆動装置において、ハウジング２４の下部に第１オイルタンク２５、減速機２２の上部に第２オイルタンク３４を設け、第２オイルタンク３４の底部に開閉弁３５を設け、走り始めや低速走行時に、開閉弁３５を開くことによって、第２オイルタンク３４内の潤滑油を減速機２２に供給することができるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、減速機と、車輪ハブと、これらを保持するハウジングとを備え、前記モータの回転力により作動し、潤滑油の給油通路を通じて前記減速機に潤滑油を供給するオイルポンプを備えるインホイール駆動装置において、インホイール駆動装置の回転軸より下部に第１オイルタンク、前記減速機周辺かつ回転軸より上部に第２オイルタンクを設け、走り始めや低速走行時に、第２オイルタンクから減速機に潤滑油を供給するようにしたことを特徴とするインホイール駆動装置。
【請求項２】
前記第２オイルタンクの底部に開閉弁が設け、開閉弁を開くことによって、第２オイルタンク内の潤滑油を減速機に供給することを特徴とする請求項１記載のインホイール駆動装置。
【請求項３】
前記オイルポンプの給油通路に流路方向制御弁を設け、この流路方向制御弁を切り替えることにより、オイルポンプの吐出口から吐出された潤滑油を第２オイルタンクに導入することを特徴とする請求項１または２記載のインホイール駆動装置。
【請求項４】
前記第２オイルタンク内にヒータを設置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインホイール駆動装置。
【請求項５】
前記第２オイルタンクを減速機のハウジングの外周に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインホイール駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インホイールモータ駆動装置、特に、モータの回転に同期して潤滑油を供給するオイルポンプを内蔵したインホイールモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インホイールモータ駆動装置は、自動車のホイールの内側空間部分に設置されるものであり、図５に示すように、駆動力を発生させるモータ１と、モータ１の回転を減速して出力する減速機２と、減速機２からの出力をホイールに伝える車輪ハブ３とを備え、モータ１と減速機２がハウジング４内に収容されている。
【０００３】
ハウジング４には、下部に潤滑油のオイルタンク５が設けられ、オイルタンク５内の潤滑油をオイルポンプ６によって吸い込み、モータ１と減速機２に潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている（特許文献１）。
【０００４】
潤滑油を減速機２の内部に供給する給油通路７は、モータ１の回転に同期して駆動されるオイルポンプ６の吐出口からハウジング４の内側に沿って後方に延び、モータ軸８の後端部からその内部通路９を経て、減速機２の入力軸１０の内部通路１１、その内部通路１１に連通するよう入力軸１０に径方向に設けられた入力軸給油孔１２ａ、１２ｂによって構成される。
【０００５】
潤滑油の帰還通路１３は、減速機２のハウジング４の底部に設けられた排出口１４、オイルタンク５を経てオイルポンプ６の吸入口に至る通路により構成される。
なお、潤滑油の流れは、破線の矢印で示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のように、モータ１の回転と同期して駆動されるオイルポンプ６によって潤滑油を供給するインホイールモータ駆動装置では、発進時や低速走行時には、オイルポンプ６によって潤滑油を吸い上げて減速機２まで供給するのに時間がかかるため、走り始めや低速走行時に潤滑油供給が少なく、潤滑不足になり、焼き付きが生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、この発明は、走り始めや低速走行時に減速機に十分な量の潤滑油を供給することができるようにし、潤滑油不足による焼き付き防止を図ることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明は、モータの回転力により作動し、潤滑油の給油通路に潤滑油を供給するオイルポンプを備えるインホイール駆動装置において、ハウジングの下部に第１オイルタンク、減速機の上部に第２オイルタンクを設け、走り始めや低速走行時に、第２オイルタンクから減速機に潤滑油を供給するようにしたものである。
【００１０】
前記第２オイルタンクの底部に開閉弁が設けられ、開閉弁を開くことによって、第２オイルタンク内の潤滑油を減速機に供給することができる。
【００１１】
前記オイルポンプの給油通路に流路方向制御弁を設け、この流路方向制御弁を切り替えることにより、オイルポンプの吐出口から吐出された潤滑油を第２オイルタンクに導入することができる。
【００１２】
前記第２オイルタンク内にヒータを設置し、第２オイルタンク内の潤滑油の温度が低く、粘度が高い場合に、油温を高めることができる。
【００１３】
前記第２オイルタンクを減速機のハウジングの外周に設けることにより、第２オイルタンクを簡単に設置することができ、オイル冷却にも効果がある。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、走り始めや低速走行時に減速機に十分な量の潤滑油を供給することができ、潤滑油不足による焼き付き防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】第２オイルタンクの開閉弁の制御フローを示す図である。
【図３】流路方向制御弁の制御フローを示す図である。
【図４】ヒータのＯＮ−ＯＦＦの制御フローを示す図である。
【図５】従来例のインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、図１に示すように、駆動力を発生させるモータ２１と、モータ２１の回転を減速して出力する減速機２２と、減速機２２からの出力をホイールに伝える車輪ハブ２３とを備え、モータ２１と減速機２２がハウジング２４内に収容されている。ハウジング２４は、モータハウジング２４ａと減速機ハウジング２４ｂとからなる。車輪ハブ２３は、減速機ハウジング２４ｂに保持される外輪と、その内周に内輪と、外輪内輪の間に複列のボールからなる複列アンギュラ玉軸受からなる。
【００１７】
減速機ハウジング２４ｂには、下部に潤滑油の第１オイルタンク２５が設けられ、第１オイルタンク２５内の潤滑油をオイルポンプ２６によって吸い込み、モータ２１と減速機２２に潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
【００１８】
潤滑油を減速機２２の内部に供給する給油通路２７は、モータ２１の回転に同期して駆動されるオイルポンプ２６の吐出口からモータハウジング２４ａの内側に沿って後方に延び、モータ軸２８の後端部からその内部通路２９を経て、減速機２２の入力軸３０の内部通路３１、その内部通路３１に連通するよう入力軸３０に径方向に設けられた入力軸給油孔３２ａ、３２ｂによって構成される。
【００１９】
潤滑油の帰還通路３３は、減速機ハウジング２４ｂの底部に設けられた排出口３７、第１オイルタンク２５を経てオイルポンプ２６の吸入口に至る通路により構成される。潤滑油の流れは、破線の矢印で示す通りである。
【００２０】
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、減速機ハウジング２４ｂの上部に、第２オイルタンク３４を設置している。
【００２１】
第２オイルタンク３４の底部には、開閉弁３５が設けられ、開閉弁３５を開くことによって、第２オイルタンク３４内の潤滑油を減速機２２に供給することができるようにしている。
【００２２】
第２オイルタンク３４には、給油通路２７に設けた流路方向制御弁３６を切り替えることにより、オイルポンプ２６の吐出口から吐出された潤滑油を第２オイルタンク３４に導入することができる。
【００２３】
第２オイルタンク３４の底部の開閉弁３５は、走り始めや低速走行時のように、第１オイルタンク２５からの潤滑油の供給が減速機２２に供給されにくい場合に開放され、第２オイルタンク３４の潤滑油が減速機２２に供給される。これにより、走り始めや低速走行時に、潤滑油が減速機２２に供給され、潤滑油不足による焼付き防止を図ることができる。
【００２４】
第１オイルタンク２５と第２オイルタンク３４の容積と油量は、第１オイルタンク２５＞第２オイルタンク３４になっている。
【００２５】
第２オイルタンク３４への潤滑油の給油時間と、第２オイルタンク３４から開閉弁３５を開いて排出する排油時間の関係は、排油時間の方が長い。目安としては、第２オイルタンク３４が満杯になるまでの給油時間が１０秒、満杯の状態から空になるまでの排油時間が１分程度かかると想定して設計することができる。
【００２６】
第２オイルタンク３４の底部の開閉弁３５は、図２に示す制御フローに従って開閉され、第２オイルタンク３４から減速機２２に潤滑油が供給される。
【００２７】
図２に示すように、まず、ステップＳ５の通り、車速が０ｋｍ／ｈ、即ち、車輌が停止すると、制御フローのスタート点に戻って、第２オイルタンク３４の底部の開閉弁３５の制御がスタートし、ステップＳ１の通り、車輌が前進する車速、後進する車速、即ち、車速の絶対値が、０ｋｍ／ｈがどうかを判定し、０ｋｍ／ｈ以上であると判定すると、即ち、車輌が走行を開始した時点で、第２オイルタンク３４の底部の開閉弁３５を開いて、第２オイルタンク３４から減速機２２に潤滑油を供給する（ステップＳ２）。
【００２８】
この後、ステップＳ３の通り、開閉弁３５を開いて１５秒経過し、かつ車速が２５ｋｍ／ｈを超えた時点で、ステップＳ４の通り、開閉弁３５を閉じる。
【００２９】
ステップＳ３の１５秒は、あくまで一例であるが、急加速時を想定し、走行開始から最低でも一定時間は開閉弁３５を開いて潤滑油を供給するのが望ましいからである。また、車速≧２５ｋｍ／ｈも一例であるが、走行開始時から低速走行時に第２オイルタンク３４から減速機２２へ潤滑油の補給を行っている。
【００３０】
ステップＳ５の通り、ステップＳ４において、第２オイルタンク３４の開閉弁３５を閉じた状態を車速が０ｋｍ／ｈになるまで、即ち、車輌が停止するまで継続し、車輌が停止すると、制御フローのスタート点に戻る。
【００３１】
次に、第２オイルタンク３４への潤滑油の補充は、図３の制御フローによって給油通路２７に設けた流路方向制御弁３６を切り替えによって行う。
【００３２】
流路方向制御弁３６をＯＮにして、給油通路２７を第２オイルタンク３４側に流路変更して第２オイルタンク３４に潤滑油を溜める条件設定は次の通りである。
【００３３】
図３に示すように、まず、ステップＳ６の通り、車輌が前進する車速、後進する車速、即ち、車速の絶対値が、０ｋｍ／ｈがどうかを判定し、０ｋｍ／ｈ以上であると判断すると、ステップＳ７に移行する。
【００３４】
ステップＳ７において、第２オイルタンク３４の潤滑油の油量が、最大量かどうかを判定し、最大量でなければステップＳ８に移行する。
【００３５】
ステップＳ８において、第２オイルタンク３４の潤滑油の油量が、最大容量の２／３以上かどうかを判定し、最大容量の２／３未満の油量の場合に、ステップＳ１２に移行し、流路方向制御弁３６をＯＮにして、給油通路２７を第２オイルタンク３４側に流路変更して第２オイルタンク３４に潤滑油を溜める。最大容量の２／３という閾値は、あくまでも一例である。
【００３６】
流路方向制御弁３６をＯＮにして、給油通路２７を第２オイルタンク３４側に流路変更した後、ステップＳ１３において、第２オイルタンク３４の油量が満タン（第２オイルタンク３４の油量＝ＭＡＸ）または１０秒経過後に流路方向制御弁３６をＯＦＦにして第２オイルタンク３４への潤滑油の供給を停止する。ステップＳ１３において、第２オイルタンク３４への潤滑油の供給を停止する１０秒間は、あくまでも一例であるが、１０ｋｍ／ｈで走行した場合、オイルポンプ２６が１００ｒｐｍで回転すると、１０秒程で第２オイルタンク３４に潤滑油が溜まると想定され、モータ２１側に潤滑油が長く供給されないことを防止して、モータ２１側を保護するためのである。
【００３７】
ステップＳ８において、第２オイルタンク３４の潤滑油の油量が、最大容量の２／３以上であると判定した場合には、ステップＳ９に移行し、加速度が０より大きいかどうかを判断し、加速度が０以下の場合にはステップＳ１０に移行し、車速が１５ｋｍ／ｈ以上（車速≧１５ｋｍ／ｈ）がどうかを判定し、車速が１５ｋｍ／ｈ未満であると判断した場合には、流路方向制御弁３６をＯＮにして、給油通路２７を第２オイルタンク３４側に流路変更して、第２オイルタンク３４に潤滑油を溜める。
【００３８】
ステップＳ１０において、車速が１５ｋｍ／ｈ以上（車速≧１５ｋｍ／ｈ）であると判定されると、ステップＳ９で加速度が０以下であることから、渋滞時の流路方向制御弁３６のＯＮ−ＯＦＦの繰り返しを防止するために、流路方向制御弁３６をＯＦＦのまま維持する。
【００３９】
ステップＳ１１で車速が３５ｋｍ／ｈ以上（車速≧３５ｋｍ／ｈ）であると判断されると、加速中で車速が３５ｋｍ／ｈ以上であることから、軸心給油で十分であるとして、流路方向制御弁３６をＯＦＦのまま維持する。
【００４０】
次に、車輌がバック走行する際には、流路方向制御弁３６はＯＦＦになるほうが好ましい。理由はオイルポンプの逆回転により第２オイルタンク３４内が負圧になり、オイルが吸い取られることを防ぐためである。
【００４１】
また、第２オイルタンク３４の底部の開閉弁３５を開いて、減速機２２に潤滑油を供給する場合、第２オイルタンク３４内の潤滑油の油温が低いと、潤滑油の粘度が高く、潤滑油が供給されにくい。
【００４２】
このため、第２オイルタンク３４内にヒータを設置して、潤滑油の油温を高くすることにより、潤滑油の粘度を下げ、潤滑油を供給しやすくしてもよい。
【００４３】
第２オイルタンク３４内のヒータは、例えば、図４に示す制御フローによってＯ−ＯＦＦされる。
【００４４】
第２オイルタンク３４内の潤滑油の油量が、第２オイルタンク３４の容量の１／４に満たない場合には、潤滑油の油温が上昇しすぎないように、ステップＳ１７の通り、ヒータをＯＦＦにしておく。
【００４５】
ステップＳ１５において、第２オイルタンク３４内の潤滑油の油量が、第２オイルタンク３４の容量の１／４以上の場合に、ステップＳ１６に移行し、油温が閾値以上であるかどうかを判定し、油温が閾値よりも低ければステップＳ１８においてヒータをＯＮにし、油温が閾値よりも高ければ、ステップＳ１７においてヒータをＯＦＦにする。
【００４６】
なお、油温の閾値は、季節や地域によって設定を変更する。
【００４７】
以上述べた第１の実施形態においては、モータハウジング２４ａの内部に給油通路２７を設けた例を示したが、これに限ることなく、例えば、インホイールモータ駆動装置の外側に循環油路を設けてもよい。
【００４８】
また、オイルポンプ２６としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、モータ２１の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
【００４９】
また、モータ２１にラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばハウジングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。
【００５０】
また、減速機２２にサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。
【００５１】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２１  モータ
２２  減速機
２３  車輪ハブ
２４  ハウジング
２４ａ  モータハウジング
２４ｂ  減速機ハウジング
２５  第１オイルタンク
２６  オイルポンプ
２７  給油通路
２８  モータ軸
２９  内部通路
３０  入力軸
３１  内部通路
３２ａ、３２ｂ  入力軸給油孔
３３  帰還通路
３４  第２オイルタンク
３５  開閉弁
３６  流路方向制御弁
３７  排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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