(57)【要約】【課題】簡単な構成で電動機のハウジング内の油面の上昇を可能とする潤滑装置を提供する。【解決手段】エンジン３及びフロントモータ２を備えた車両に搭載され、ハウジング１０内の下部に潤滑油を貯留するオイルパン１９を有し、油圧ポンプによりハウジング１０内に供給された潤滑油によって、ハウジング１０内に配置されているモータシャフト１１を支持するフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６を潤滑するフロントモータ２の潤滑装置であって、オイルパン１９内にエンジン３の排気を導入する導入路３０を備え、導入路３０によってオイルパン１９内に排気を導入して、オイルパン１９内に貯留している潤滑油を泡立たせ、当該潤滑油の液面を上昇させ、フロントベアリング１５及びリヤベアリング１６を潤滑する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及び電動機を備えた車両に搭載され、
前記電動機のケーシング内に潤滑油を貯留する貯留部を有し、
油圧ポンプにより前記ケーシング内に供給された潤滑油によって、前記ケーシング内に配置されている回転軸の支持部を潤滑する電動機の潤滑装置であって、
前記貯留部にエンジンの排気を導入する導入路を備え、
前記導入路によって貯留部に排気を導入して、前記貯留部に貯留している潤滑油を泡立たせ、当該潤滑油の液面を上昇させることを特徴とする電動機の潤滑装置。
【請求項２】
前記導入路を開閉する開閉弁と、
前記油圧ポンプの作動不能を検出するポンプ作動不能検出部と、
前記開閉弁を作動制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンジンの作動中に、前記ポンプ作動不能検出部により前記油圧ポンプの作動不能が検出された場合に、前記開閉弁を開弁して、前記貯留部にエンジンの排気を導入することを特徴とする請求項１に記載の電動機の潤滑装置。
【請求項３】
前記ポンプ作動不能検出部は、前記潤滑油の温度が所定温度以下である場合に、前記油圧ポンプが作動不能であると検出することを特徴とする請求項２に記載の電動機の潤滑装置。
【請求項４】
前記電動機は、電動モータまたは発電機であって、
前記ケーシング内に供給された潤滑油の少なくとも一部は、前記電動機のケーシング内に備えられたロータ及びステータを冷却することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電動機の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機における潤滑技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車に用いられる電気モータやジェネレータのような電動機において、当該電動機を冷却液によって冷却する冷却装置が開発されている。
例えば、特許文献１には、モータのハウジング（ケーシング）内に冷却液を供給してロータやステータを冷却させる装置が開示されている。また、特許文献１に記載されたモータは、ハウジング内で冷却液を貯留可能な構造となっており、ハウジング内における冷却液の液面を変更可能とし、低速では液面を高くして冷却性能を向上させ、高速では液面を低くして冷却液とロータとの接触を抑えて冷却液の粘性抵抗によるモータの効率低下を抑制している。
【０００３】
また、特許文献１のように冷却液を用いて冷却される電動機において、潤滑油を冷却液として用いるものがある。潤滑油を用いることで、冷却性能を得られるだけでなく、電動機におけるベアリング等の摺動部に潤滑油を供給させて潤滑性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０６８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１ではシリンダを作動させて循環路中の潤滑油を増加させて電動機のハウジング内の潤滑油の液面を上昇させるように構成しているので、特許文献１の冷却装置を備えた電動機をハイブリッド車等に使用し、潤滑油を用いて電動機における潤滑性能を向上させようとすると、潤滑油の循環用ポンプの故障時や冷態始動時等には、油面を上昇させることが困難であり、潤滑性能が確保できなくなる虞がある。また、特許文献１では、油面を上昇させるために、シリンダやシリンダを駆動するアクチュエータといった部品を追加しなければならず、部品コストの上昇やシステムの大型化を招くといった問題点がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハイブリッド車に使用される電動機において、簡単な構成でハウジング内の油面の上昇を可能とする潤滑装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の電動機の潤滑装置は、エンジン及び電動機を備えた車両に搭載され、前記電動機のケーシング内の下部に潤滑油を貯留する貯留部を有し、油圧ポンプにより前記ケーシング内に供給された潤滑油によって、前記ケーシング内に配置されている回転軸の支持部を潤滑する電動機の潤滑装置であって、前記貯留部にエンジンの排気を導入する導入路を備え、前記導入路によって貯留部に排気を導入して、前記貯留部に貯留している潤滑油を泡立たせ、当該潤滑油の液面を上昇させることを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、前記導入路を開閉する開閉弁と、前記油圧ポンプの作動不能を検出するポンプ作動不能検出部と、前記開閉弁を作動制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ポンプ作動不能検出部により前記油圧ポンプの作動不能が検出された際に、前記開閉弁を開弁して、前記貯留部にエンジンの排気を導入するとよい。
また、好ましくは、前記ポンプ作動不能検出部は、前記潤滑油の温度が所定温度以下である場合に、前記油圧ポンプが作動不能であると検出するとよい。
また、好ましくは、前記電動機は、電動モータまたは発電機であって、前記ケーシング内に供給された潤滑油の少なくとも一部は、前記電動機のケーシング内に備えられたロータ及びステータを冷却するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動機の潤滑装置によれば、導入路によって導入された排気によって、貯留部に貯留している潤滑油を泡立たせて、当該潤滑油の液面を上昇させるので、エンジンの排気を利用して簡単な構成でケーシング内の潤滑油の液面の上昇を図ることができる。
したがって、油圧ポンプが故障していたり潤滑油の温度が低温であったりしていても、排気の導入により潤滑油の液面を上昇させて、電動機の回転軸の支持部に潤滑油を供給し、潤滑性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る電動機の潤滑装置の構成図である。
【図２】本実施形態におけるフロントモータの構造及び潤滑装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した電動機の潤滑装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る電動機の潤滑装置１の構成図である。図２は、本実施形態におけるフロントモータ２の構造及び潤滑装置１の構成を示す図である。なお、図２には、フロントモータ２の縦断面を示している。
本実施形態の潤滑装置１は、フロントモータ２によって走行駆動可能であるとともに、エンジン３によって走行駆動可能なパラレル式のハイブリッド車（以下、車両という）に採用されている。潤滑装置１は、潤滑油によって車両の電動機を潤滑するとともに、電動機を冷却する油冷の冷却装置を兼ねている。潤滑及び冷却対象である電動機は、車両の前輪を駆動するフロントモータ２（電動モータ）、エンジン３によって駆動されて発電をするジェネレータ４（発電機）である。
【００１２】
なお、本実施形態に係る車両では、フロントモータ２は走行駆動輪とはクラッチを介さずに接続されており、エンジン３の出力軸はフロントモータ２や走行駆動輪とはクラッチを介して接続されている。
図１に示すように、本実施形態の潤滑装置１は、フロントモータ２及びジェネレータ４を並列に接続した潤滑油の循環路５を備えている。循環路５には、潤滑油の流通方向で順番に、電動の油圧ポンプ６、熱交換器７が設けられている。循環路５は、熱交換器７の下流で分岐して一方の分岐路５ａにはフロントモータ２が、他方の分岐路５ｂにはジェネレータ４が設けられている。
【００１３】
更に、フロントモータ２及びジェネレータ４の下流にはオイルタンク８が設けられ、オイルタンク８から油圧ポンプ６に戻るように循環路５が接続されている。
このような構成により、油圧ポンプ６を作動させることで循環路５内を潤滑油が循環し、熱交換器７によって冷却した潤滑油がフロントモータ２及びジェネレータ４に供給されて、フロントモータ２及びジェネレータ４を冷却する。フロントモータ２及びジェネレータ４を冷却した潤滑油は、オイルタンク８に集められ、油圧ポンプ６に供給される。
【００１４】
また、フロントモータ２、ジェネレータ４、及びオイルタンク８には、夫々潤滑油の温度を検出する温度センサ２１、２２、２３が設けられている。
図２に示すように、フロントモータ２は、ハウジング１０（ケーシング）、モータシャフト１１（回転軸）、ロータ１２、ステータ１３を備えている。
ハウジング１０は、例えばアルミニウム合金によって、両端部を閉じた略円筒状に形成されている。
【００１５】
モータシャフト１１は、ハウジング１０の両端部に設けられたフロントベアリング１５（支持部）及びリヤベアリング１６（支持部）によって、ハウジング１０に回転可能に支持されている。モータシャフト１１の一端は、ハウジング１０の端部から突出して、フロントモータ２の出力軸として車両のドライブシャフト等の回転駆動対象物に連結される。
ロータ１２は、モータシャフト１１に固定された円柱状の磁石であり、ハウジング１０内に配置されている。
【００１６】
ステータ１３は、ハウジング１０内にロータ１２の周囲を囲むように配置され、ステータコアに複数のコイルを巻き回して構成されている。
ステータ１３のコイルに電流が供給されることによって、ステータ１３に磁界が発生し、この磁界内で磁石からなるロータ１２が電磁力を受けて回転駆動する。
また、モータシャフト１１の他端部には、モータシャフト１１の回転角を検出するレゾルバ１７が設けられている。
【００１７】
更に、フロントモータ２のハウジング１０の上部には、分岐路５ａを介して熱交換器７から潤滑油が供給される油供給口１８が設けられている。図２中の矢印に示すように、油供給口１８からハウジング１０内に供給された潤滑油は、ロータ１２、ステータ１３に接触しつつ２ハウジング１０内を下方に移動して、ロータ１２やステータ１３を冷却し、またフロントベアリング１５やリヤベアリング１６に供給されて潤滑を行う。そして、これらの潤滑油は、ハウジング１０の下部のオイルパン１９（貯留部）内に落下する。
【００１８】
ハウジング１０の下部には、オイルパン１９内から潤滑油を排出するための油排出口２０が設けられており、当該油排出口２０から分岐路５ａを介してオイルタンク８へ潤滑油が排出される。
本実施形態の潤滑装置１は、排気導入路３０と、開閉バルブ３１（開閉弁）と、温度センサ２１と、コントロールユニット３２（ポンプ作動不能検出部、制御部）と、を有する。
【００１９】
排気導入路３０は、車両のエンジン３の排気通路３３から分岐してフロントモータ２の下部のオイルパン１９内に開口するように接続されている。
開閉バルブ３１は、導入路３０に設けられた常閉弁であり、導入路３０を開閉する。
温度センサ２１は、ハウジング１０の下部に設けられ、オイルパン１９内に貯留している潤滑油の温度を検出する。
【００２０】
コントロールユニット３２は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。コントロールユニット３２は、図示しないエンジンコントロールユニットからエンジン３の作動信号を入力するとともに、温度センサ２１から潤滑油の温度を入力して、開閉バルブ３１の作動を制御する。
【００２１】
詳しくは、コントロールユニット３２は、エンジン３の作動中において、潤滑油の温度Ｔが所定温度Ｔ1以下の場合には、開閉バルブ３１を所定時間ｔ1開弁する。所定温度Ｔ1は、油圧ポンプ６による潤滑油の循環が十分に行われないような低温に設定すればよい。
以上の構成により、本実施形態の電動機（フロントモータ２）の潤滑装置では、フロントモータ２の潤滑油の温度Ｔが油圧ポンプ６による潤滑油の循環が十分に行われないような低温である場合には、開閉バルブ３１を所定時間ｔ1開閉することで、エンジン３の排気の一部が導入路３０を介して、オイルパン１９内に導入される。これにより、オイルパン１９内に貯留している潤滑油が泡立ち、潤滑油面が上昇する。ここで、所定時間ｔ1は、潤滑油面がフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６まで確実に上昇するような時間に設定すればよい。これにより、例え、油圧ポンプ６による潤滑油の供給が不十分になるような低温であっても、急速にフロントモータ２内の潤滑油面を上昇させ、フロントベアリング１５及びリヤベアリング１６の潤滑を可能にする。
【００２２】
また、コントロールユニット３２は、油圧ポンプ６の故障を判定し、油圧ポンプ６の故障時に、上記のように開閉バルブ３１を所定時間ｔ1開弁するように設定してもよい。油圧ポンプ６の故障判定については、例えば油圧ポンプ６の作動を検出するセンサ（吐出圧センサ等）を備え、油圧ポンプ６を作動指示しても油圧が上昇しない場合に、油圧ポンプ６が故障であると判定すればよい。
【００２３】
本実施形態のように、エンジン３によって走行駆動可能なパラレル式のハイブリッド車においては、フロントモータ２の故障等により駆動が不能であってもエンジン３によって走行駆動可能である。このようにフロントモータ２の作動が不能であった場合に、上記のように潤滑油面を上昇させてフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６に到達させることで、フロントモータ２のモータシャフト１１の回転抵抗を低減し、エンジン駆動による走行への影響を低減させることができる。
【００２４】
また、図１に示すように、ジェネレータ４を潤滑油で冷却する場合には、上記フロントモータ２と同様に、ジェネレータ４のオイルパン１９内に排気を導入して潤滑油の油面を上昇させるようにするとよい。この場合、ジェネレータ４のオイルパン１９内の油温を検出する温度センサ２２を設け、コントロールユニット３２はこの油温に基づいて、開閉バルブ３１の作動を制御すればよい。
【００２５】
また、図１に示すように、オイルタンク８に温度センサ２３を設け、この検出した温度が所定温度Ｔ1以下ならば、フロントモータ２及びジェネレータ４の両方に排気を導入して潤滑油の油面を上昇させるようにするとよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、開閉バルブ３１の開弁時間を一定時間（所定時間ｔ1）としているが、エンジン回転速度や潤滑油の温度等に応じて変化させてもよい。詳しくは、エンジン回転速度が高い場合には、排気流量が大きいので、開弁時間を短くする。潤滑油の温度については、あらかじめ潤滑油の各温度による泡立ち度合いを確認しておき、油面がフロントベアリング１５及びリヤベアリング１６まで十分に上昇できるような時間に適宜設定すればよい。
【００２６】
本発明は、ケーシング（ハウジング）内に貯留した潤滑油によって潤滑を行う電動機に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    潤滑装置
２    フロントモータ（電動モータ、電動機）
３    エンジン
４    ジェネレータ（発電機、電動機）
１０    ハウジング（ケーシング）
１１    モータシャフト（回転軸）
１５  フロントベアリング（支持部）
１６  リヤベアリング（支持部）
１９    オイルパン（貯留部）
３０    導入路
３１    開閉バルブ（開閉弁）
３２    コントロールユニット（ポンプ作動不能検出部、制御部）
【図１】
2018134904.tif 000003
【図２】
2018134904.tif 000004