(57)【要約】【課題】  冷却性能が向上した車両用駆動ユニットを提供する。【解決手段】  ロータ６７３またはプラネタリギヤの回転を支持する軸受６１５，６１６は、モータハウジング５４４とギヤケース５４５室との境界壁に支持される。境界壁には、ギヤによって跳ね上げられた潤滑油をステータ上部に飛沫させるための開口部８２１が設けられる。潤滑油の一部は、シャフト７１０の中心部分のオイル通路７１１からプラネタリキャリアに設けられたオイル通路を通過して、開口部８２１からステータコイル６７２の外周側に跳ね上げられる。またピニオンギヤ６８３によっても潤滑油は跳ね上げられて、同様に開口部８２１からステータコイルおよびモータハウジングの内周壁面に飛散する。これによりステータコイル、ステータコアが冷却される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとロータとを収容するモータ室と、
前記ロータの回転軸方向に前記モータ室と並んで設けられ前記ロータの回転が伝達されるギヤを収容するギヤ室と、
前記ロータまたは前記ギヤの回転を支持する軸受と、
前記軸受を支持する、前記モータ室と前記ギヤ室との境界壁とを備え、
前記境界壁には、前記ギヤによって跳ね上げられた潤滑油をステータ上部に飛沫させるための開口部が設けられる、駆動ユニット。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、車両のホイール内に配置される、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項３】
前記ギヤは、前記ロータの回転を減速させてシャフトに伝達し、前記シャフトによって前記ホイールを回転させる減速ギヤであり、
前記減速ギヤは、
前記ギヤ室壁に固定されたリングギヤと、
前記ロータの回転が伝達されるサンギヤと、
前記シャフトに嵌合されたプラネタリキャリアと、
前記ブラネタリキャリアに回転軸が支持され前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛合うピニオンギヤとを含む、請求項１または２に記載の駆動ユニット。
【請求項４】
前記開口部を介して前記ギヤから飛沫した潤滑油が付着する部分の前記モータ室壁の外部に設けられた冷却フィンをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動ユニットに関し、より特定的には、モータによって車両を駆動する駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境の保護という観点および低燃費という観点から電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などの電動モータで車輪を駆動する車両が注目を浴びている。
【０００３】
このような車両に搭載される駆動ユニットの１つとして車輪毎に別々の駆動用モータを設け、このモータをホイール内に配置するインホイールモータが開発されている。車輪毎のトルク制御が容易となり、摩擦の低い雪道などの悪路において効果が期待されている。
【０００４】
しかしながら、走行風が当りにくい場所であることから、インホイールモータは効率よく放熱を行なう必要がある。
【０００５】
ホイール内の空間は限られているので、車両本体側に配置されたラジエータから冷却水または冷却オイルなどを循環させることも考えられるが、インホイールモータは、モータ用の電力ケーブルやセンサ信号ケーブルおよびブレーキ用の油圧伝達用ホース等を本体側から接続する必要があり、これ以上冷却水用等の他のホースを接続するのは困難である。
【０００６】
特開平９−７１１３９号公報（特許文献１）には、インホイールモータのコイルを十分冷却することができるとともに駆動装置を大型化してしまうことがないハイブリッド型車両に関する技術が開示されている。
【０００７】
この技術では、内燃エンジンと、内燃エンジンからの回転を伝達する伝達軸と、伝達軸に固定されたロータ、ケースに固定されたステータ、およびコイルを備えた発電機と、電流が供給されて駆動される電気モータと、係脱自在に配設され、係合させられたときに発電機のロータの回転を停止させるブレーキとを有する駆動装置が示されている。
【０００８】
そして、ブレーキが発電機のコイルの端部の内径側に配設され、ブレーキを支持する管状のブレーキ支持部に切欠が形成される。この切欠を介してブレーキを冷却した後の油がコイルの内周面に飛散する。このような構造により、コイルの内側が冷却されるので、コイルの内側に冷却装置を別途配設する必要がない。
【特許文献１】特開平９−７１１３９号公報
【特許文献２】特開２００１−１７３７６２号公報
【特許文献３】特開２０００−４６１５７号公報
【特許文献４】特許第２８９６２２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特開平９−７１１３９号公報（特許文献１）に開示された技術では、ブレーキを冷却した後の油をコイルの内周面に飛散させるので、コイルの外側については冷却が十分でないという問題点がある。またコイルの内側に潤滑油を飛散させると、ロータとステータの間のギャップ部分にも潤滑油が入り込む恐れがある。ロータとステータとの間のギャップ部分に潤滑油が入ると、この潤滑油を剪断するための抵抗力が発生し、ロータを回転させる際の力の損失が増大する恐れもある。
【００１０】
この発明の目的は、冷却性能が向上した車両用駆動ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、要約すると、駆動ユニットであって、ステータとロータとを収容するモータ室と、ロータの回転軸方向にモータ室と並んで設けられロータの回転が伝達されるギヤを収容するギヤ室と、ロータまたはギヤの回転を支持する軸受と、軸受を支持する、モータ室とギヤ室との境界壁とを備える。境界壁には、ギヤによって跳ね上げられた潤滑油をステータ上部に飛沫させるための開口部が設けられる。
【００１２】
好ましくは、駆動ユニットは、車両のホイール内に配置される。
【００１３】
好ましくは、ギヤは、ロータの回転を減速させてシャフトに伝達し、シャフトによってホイールを回転させる減速ギヤである。減速ギヤは、ギヤ室壁に固定されたリングギヤと、ロータの回転が伝達されるサンギヤと、シャフトに嵌合されたプラネタリキャリアと、ブラネタリキャリアに回転軸が支持されサンギヤおよびリングギヤに噛合うピニオンギヤとを含む。
【００１４】
好ましくは、駆動ユニットは、開口部を介してギヤから飛沫した潤滑油が付着する部分のモータ室壁の外部に設けられた冷却フィンをさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロータの回転が伝達されるギヤが跳ね上げた潤滑油が開口部から飛沫しステータ上部に供給されるので、放熱が良好になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である駆動ユニットの斜視図である。
【００１８】
図１を参照して、この駆動ユニットは、ホイール５１０と、ホイール内に配置されるインホイールモータ５２０と、インホイールモータの車体内側側方に配置され、ホイール５１０の上下動に応じて伸縮するショックアブソーバ５６０とを含む。ショックアブソーバ５６０は、オイルや窒素ガスなどが封入される外筒５６４と、先端に外筒の内部を摺動するピストンが取付けられるピストンロッド５６６と、ピストンロッドをカバーするアブソーバカバー５６８と、図示しないスプリングコイルがその上に配置されるスプリングシート５６２とを含む。
【００１９】
インホイールモータ５２０には、センサ用ケーブル５３４、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のパワーケーブル５３６，５３８，５４０のコネクタが配置される端子ボックス５３２と、ケーブル５３４，５３６，５３８，５４０をインホイールモータ５２０のケースに固定する配線クランプ５２２とブレーキディスクを加圧挟持するためのブレーキパッドが収容されるブレーキキャリバ５５０と、図示しないロアアームが取付けられるナックルスピンドル５９２とタイロッド取付け用ボールジョイント５２６とが設けられる。
【００２０】
ハンドル切れ角に応じて、タイロッドがタイロッド取付け用ボールジョイント５２６を押すことにより、ホイール５１０が操舵される。
【００２１】
インホイールモータ５２０の回転軸上には、インホイールモータ５２０に収容されている減速機を潤滑するためのオイルを送出するオイルポンプ５２４が設けられている。配線クランプ５２２はショックアブソーバ５６０とオイルポンプ５２４との間の隙間部分に収められており、これにより配線スペースをコンパクトにしている。
【００２２】
配線クランプ５２２は、端子ボックス５３２から車体側の機器に至る中間部分でインホイールモータ５２０にケーブル５３４，５３６，５３８，５４０を固定する。これにより、ホイールの操舵やショックアブソーバの伸縮時に端子ボックス取付け部分のコネクタにかかる応力を緩和することができ、配線が断線しにくくなる。
【００２３】
また、配線クランプ５２２は、ケーブル５３４，５３６，５３８，５４０の長手方向を車両進行方向に平行な方向に合せてこれらのケーブルを固定する。これにより、配線クランプ５２２から車体に至る配線部分の操舵時の変形が同一平面内で行なわれるようになり、ねじり方向の応力が配線に加わりにくくなる。
【００２４】
インホイールモータ５２０のハウジング上部にはショックアブソーバに取付けられるためのアームが設けられており、このアームはクランプバンド５８０およびナット５２８，５３０および図示しないボルトによってショックアブソーバ５６０の外筒５６４に固定される。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態の駆動ユニットの概略断面図である。
【００２６】
図１、図２を参照してホイール５１０は、ホイールディスク５１４と、リム部５１２とを含む。リム部５１２には図示しないタイヤが取付けられる。
【００２７】
ピストンロッド５６６の上端部は図示しない車体に固定されている。ナックルスピンドル５９２は、ロアアーム５９０にボルトおよびナットにより固定されている。車体とショックアブソーバ５６０との間の空間はセンサ用ケーブルやパワーケーブルが配設される配線空間として使用することができる。
【００２８】
図２でわかるように、インホイールモータ５２０のケースはホイールハブを回転自在に支持するナックルと一体化されている。
【００２９】
図２を参照して、インホイールモータ５２０は、モータハウジング５４４と、モータハウジング５４４にボルト５４８で取付けられるギヤケース５４５と、ギヤケースを車体側から覆うギヤケース蓋５４６と、モータハウジング５４４にボルト５４９で取付けられるモータハウジング蓋５４７とを含む。
【００３０】
モータハウジング５４４にはボールジョイント５９４が取付けられており、これによりモータハウジング５４４はナックルスピンドル５９２に対して上下動に伴う角度の変動が可能な状態で固定されている。
【００３１】
ホイールディスク５１４はボルト６０１によってホイールハブ６２０に固定されている。ホイールハブ６２０にはブレーキロータ５５２が取付けられている。ホイールハブ６２０はモータハウジング蓋５４７との間にボールベアリング６１１，６１２が設けられることによりナックルと一体化されたモータケースに対して回転自在に支持されている。
【００３２】
インホイールモータ５２０は、モータハウジング５４４に収容されるステータコア６７１と、ステータコア６７１に巻回されるステータコイル６７２とステータコア６７１の内側に収容されるロータ６７３とを含む。ロータ６７３には永久磁石が埋込まれている。
【００３３】
インホイールモータ５２０は、ギヤケース５４５の内部に収容されているサンギヤ６８２，リングギヤ６８５、プラネタリキャリア６８４，ピニオンギヤ６８３およびピニオンギヤ６８３の回転軸であるピン６８６をさらに含む。ピニオンギヤ６８３とピン６８６の隙間にはニードルベアリングが設けられている。
【００３４】
サンギヤ６８２の軸はロータ６７３の回転とともに回転する。サンギヤ６８２の軸はボールベアリング６１４によってモータハウジング蓋５４７との間で回転自在に支持されている。プラネタリキャリア６８４はボールベアリング６１７によってギヤケース蓋５４６に対して回転自在に支持されている。
【００３５】
同様にプラネタリキャリア６８４はボールベアリング６１６によってサンギヤ６８２の軸に対して回転自在に支持されており、またボールベアリング６１５によってギヤケース５４５に対して回転自在に支持されている。
【００３６】
サンギヤ６８２は中空であり、その内部にはホイールハブ６２０およびプラネタリキャリア６８４にスプライン嵌合されているシャフト７１０が配置されている。シャフト７１０のギヤケース側にはオイル通路７１１が設けられている。
【００３７】
インホイールモータ５２０に含まれるロータ６７３は中空であり、減速機はインホイールモータ５２０の回転を減速させてロータ６７３の中空部に貫通するシャフト７１０に減速させた回転を伝達する。そしてこのシャフト７１０によってホイールハブ６２０およびホイール５１０が回転される。
【００３８】
減速機の動作について少し詳細に説明する。ロータ６７３が回転すると、これに応じてサンギヤ６８２が回転する。リングギヤ６８５はギヤケース５４５に固定されている。ピニオンギヤ６８３はサンギヤ６８２とリングギヤ６８５の両方に噛み合う。サンギヤ６８２が回転すると、これによってピニオンギヤ６８３も回転する。リングギヤ６８５はギヤケース５４５に固定されているのでリングギヤは回転しない。したがって、サンギヤ６８２の回転が減速され、プラネタリキャリア６８４を回転させる。プラネタリキャリア６８４はシャフト７１０とスプライン嵌合されており、この回転がシャフト７１０を介してホイールハブ６２０を回転させホイール５１０が回転することになる。
【００３９】
減速機部分を潤滑するために、ギヤケース下部に溜まった潤滑油をオイル通路７２１から吸い上げてオイル通路７１１に送出するオイルポンプ５２４が、ギヤケース蓋５４６に取付けられている。減速後の大きいトルクで回転されるシャフト７１０によってオイルポンプ５２４を回転させるのが好ましいので、オイルポンプ５２４はシャフト７１０の軸上の車体側に突出して設けられる。
【００４０】
図３は、図２におけるギヤケース５４５とモータハウジング５４４とを組合せた状態を示す斜視図である。
【００４１】
図４は、図３に示した状態からギヤケース５４５を取外した状態を示す斜視図である。
【００４２】
図３、図４を参照して、ギヤケース５４５とモータハウジング５４４とはボルト孔８４２に挿入されるボルトを締結することにより組付けられている。
【００４３】
ギヤケース５４５に設けられたモータハウジングとの間の仕切り壁８２０にはプラネタリギヤユニットによって跳ね上げられた潤滑油をモータハウジング５４４の上部およびステータコイルの外周側に飛散させるための開口部８２１，８２２が設けられている。
【００４４】
この仕切り壁８２０は、図２に示したボールベアリング６１６，６８６を支持するギヤ室に設けられる境界壁である。
【００４５】
ギヤケース５４５を取外すとモータハウジング５４４の内部にステータコア６７１が収容されている状態を見ることができる。ステータコア６７１は、ボルト孔８４４に挿入されるボルトによってモータハウジング５４４に固定される。
【００４６】
モータハウジング５４４の外側部分にはショックアブソーバ５６０に取付けるためのアーム５４２と、センサ用ケーブル５３４およびＵ，Ｖ，Ｗ層のパワーケーブル５３６，５３８，５４０を接続するための端子ボックス５３２と、ブレーキキャリパ５５０を取付けるためのボルト孔８３１，８３２と、ロアアーム５９０にモータハウジング５４４を接続するための接続部８０２とが設けられている。
【００４７】
接続部８０２には重量を軽減するための空洞８０６，８０８と、ボールジョイントを嵌め込むための孔８０４と、ボールジョイントを押える蓋を締結するためのボルト孔８１１〜８１４とが設けられている。
【００４８】
図５は、減速ギヤによって跳ね上げられた潤滑油の流れについて説明するための図である。なお、図５では潤滑油の飛散経路を理解しやすくするために、境界壁８２０部分については、図３における開口部８２１、８２２の間の強度保持用の壁部分は示さずに、開口部８２１部分の特徴的な断面が示されている。
【００４９】
図５を参照して、ステータとロータとを収容するモータハウジング５４４とロータの回転が伝達されるプラネタリギヤを収容するギヤケース５４５とは、ロータの回転軸方向に並んで設けられる。ロータ６７３またはプラネタリギヤの回転を支持する軸受６１５，６１６は、モータハウジング５４４とギヤケース５４５室との境界壁に支持される。境界壁には、ギヤによって跳ね上げられた潤滑油をステータ上部に飛沫させるための開口部８２１が設けられる。
【００５０】
プラネタリギヤは、ロータ６７３の回転を減速させてシャフト７１０に伝達し、シャフト７１０によってホイール５１０を回転させる減速ギヤである。減速ギヤは、ギヤケース５４５の壁に固定されたリングギヤ６８５と、ロータ６７３の回転が伝達されるサンギヤ６８２と、シャフト７１０に嵌合されたプラネタリキャリア６８４と、ブラネタリキャリア６８４に回転軸が支持されサンギヤ６８２およびリングギヤ６８５に噛合うピニオンギヤ６８３とを含む。
【００５１】
冷却フィン８５２は、開口部８２１を介してプラネタリギヤから飛沫した潤滑油が付着する部分のモータ室壁の外部に設けられる。
【００５２】
ステータコア６７１の内周面よりもやや低い部分にオイル液面８９０がくるようにオイル量が設定されている。オイルポンプ５２４によって、オイル液面８９０の下からオイル通路７２１を通って潤滑油が汲み上げられる。
【００５３】
潤滑油の一部は、シャフト７１０の中心部分のオイル通路７１１からプラネタリキャリアに設けられたオイル通路を通過して、開口部８２１からステータコイル６７２の外周側に跳ね上げられる。またピニオンギヤ６８３によっても潤滑油は跳ね上げられて、同様に開口部８２１からステータコイルおよびモータハウジングの内周壁面に飛散する。
【００５４】
これによりステータコイル、ステータコアが冷却される。また開口部８２１から潤滑油が飛散するモータハウジングの壁面の外部には放熱用のフィン８５２が設けられており、フィン８５２から潤滑油の熱が空気に逃がされる。
【００５５】
併せて飛散した潤滑油は、ステータコイルとモータハウジングの壁面との間の隙間に染み込んでいく。これによりこの隙間が空気で満たされている場合よりもステータコイルからモータハウジング壁面への熱伝達が良好になされるようになり、これによっても放熱が改善される。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態である駆動ユニットの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の駆動ユニットの概略断面図である。
【図３】図２におけるギヤケース５４５とモータハウジング５４４とを組合せた状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した状態からギヤケース５４５を取外した状態を示す斜視図である。
【図５】減速ギヤによって跳ね上げられた潤滑油の流れについて説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
５１０  ホイール、５１２  リム部、５１４  ホイールディスク、５２０  インホイールモータ、５２２  配線クランプ、５２４  オイルポンプ、５２６，５９４  ボールジョイント、５２８，５３０  ナット、５３２  端子ボックス、５３４  センサ用ケーブル、５３６，５３８，５４０  パワーケーブル、５４２  アーム、５４４  モータハウジング、５４５  ギヤケース、５４６  ギヤケース蓋、５４７  モータハウジング蓋、５４８，５４９，６０１  ボルト、５５０  ブレーキキャリパ、５５２  ブレーキロータ、５６０  ショックアブソーバ、５６２  スプリングシート、５６４  外筒、５６６  ピストンロッド、５６８  アブソーバカバー、５８０  クランプバンド、５９０  ロアアーム、５９２  ナックルスピンドル、６１１，６１２，６１４，６１５，６１６，６１７，６８６  ボールベアリング、６２０  ホイールハブ、６７１  ステータコア、６７２  ステータコイル、６７３  ロータ、６８２  サンギヤ、６８３  ピニオンギヤ、６８４  プラネタリキャリア、６８５  リングギヤ、６８６  ピン、７１０  シャフト、７１１，７２１  オイル通路、８０２  接続部、８０４  孔、８０６，８０８  空洞、８１１〜８１４，８３１，８３２，８４２，８４４  ボルト孔、８２０  境界壁、８２１，８２２  開口部、８５２  フィン、８９０  オイル液面。
【図１】
2006240429.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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