(57)【要約】      （修正有）【課題】オイルポンプが逆回転したときにも冷却対象部を冷却することができ、また、逆回転するオイルポンプの焼き付きを抑制することのできる冷却装置を提供する。【解決手段】正回転したときにオイル溜まりＡ１から吸入したオイルをポート７から吐出し、かつ、逆回転したときにオイル溜まりのオイルをポートから吸入することの可能なオイルポンプ４と、オイルポンプが正回転してポートから吐出されたオイルにより冷却される冷却対象部２とを備えた冷却装置において、オイルポンプが正回転すると開かれ、かつ、オイルポンプが逆回転すると閉じられる第１のバルブ１０と、オイルポンプのポートとオイル溜まりとを接続し、かつ、冷却対象部と並列に設けられた油路１３，１４と、油路に設けられ、かつ、オイルポンプが逆回転するときに開かれる一方、オイルポンプが正回転するときに閉じられる第２のバルブ１５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正回転したときにオイル溜まりから吸入したオイルをポートから吐出し、かつ、逆回転したときに前記オイル溜まりのオイルを前記ポートから吸入することの可能なオイルポンプと、このオイルポンプが正回転して前記ポートから吐出されたオイルにより冷却される冷却対象部とを備えた冷却装置において、
前記オイルポンプのポートから前記冷却対象部に至るオイルの供給経路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが正回転すると開かれ、かつ、前記オイルポンプが逆回転すると閉じられる第１のバルブと、
前記オイルポンプのポートと前記オイル溜まりとを接続し、かつ、前記冷却対象部と並列に設けられた油路と、
この油路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが逆回転するときに開かれる一方、前記オイルポンプが正回転するときに閉じられる第２のバルブと
を備えていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記オイルポンプから前記冷却対象部に供給されたオイルを前記オイル溜まりに戻す経路と、
この経路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが逆回転すると閉じられる第３のバルブと
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記オイルポンプを正回転および逆回転させるように正回転および逆回転が可能な電動モータを有し、この電動モータが車両の駆動輪の一部を構成するホイールの内側に配置されているとともに、前記冷却対象部には前記電動モータが含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルにより冷却対象部を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプから吐出されたオイルにより、冷却対象部としての電動モータを冷却する冷却装置が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された電動モータは、車両の駆動輪に取り付けられたインホイールモータである。この電動モータは、ロータおよびステータを有しており、その電動モータがケーシング内に設けられている。また、ケーシングには、電動モータを冷却するオイルが供給される冷却ジャケットが設けられている。また、ケーシングの内部には、冷却ジャケットに供給するオイルを吐出するオイルポンプが設けられており、そのオイルポンプが電動モータの動力により駆動されるように構成されている。また、オイルポンプの吐出口と冷却ジャケットとが供給配管により接続されており、オイルポンプと供給配管との間には逆止弁が設けられている。この逆止弁は、オイルポンプから吐出されたオイルが冷却ジャケットに供給される向きで開く一方、冷却ジャケットのオイルがオイルポンプに逆流する向きでは閉じられるように構成されている。
【０００３】
そして、特許文献１に記載された冷却装置においては、電動モータによりオイルポンプが駆動されると、リザーバタンクからオイルが吸入されるとともに、オイルポンプからオイルが吐出されると逆止弁が開き、オイルポンプから吐出されたオイルが供給配管を経由して冷却ジャケットに供給される。すると、電動モータがオイルにより冷却されるとともに、冷却ジャケットのオイル量が増加すると、冷却ジャケットの流出口から溢れたオイルがリザーバタンクに戻る。さらに、特許文献１に記載された冷却装置においては、オイルポンプの吐出口には、逆止弁と並列に潤滑油系配管が接続されており、オイルポンプが駆動して潤滑油系配管にオイルが供給され、その潤滑油系配管から滴下されたオイルにより可動部が潤滑され、可動部を潤滑したオイルが、リターン配管を経由してリザーバタンクに戻るように構成されている。
【０００４】
一方、特許文献１に記載された冷却装置においては、オイルポンプが停止されると、オイルポンプによるリザーバタンクからのオイルの汲み上げが中止され、可動部へのオイルの滴下が生じなくなる。また、供給配管とオイルポンプとの間には逆止弁が設けられており、オイルポンプの停止後に逆止弁が閉じられるため、供給配管のオイルや冷却ジャケットのオイルがオイルポンプ側に逆流することなく、冷却ジャケットおよび供給配管内に保持される。したがって、オイルポンプが停止してもモータをオイルにより冷却することができるとされている。なお、インホイールモータの冷却装置は特許文献２にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４８４６４号公報
【特許文献２】特開２００８−０８７７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された冷却装置においては、車両が後退するために電動モータが逆回転するとオイルポンプも逆回転することとなるが、オイルポンプが逆回転するときについての冷却対象部の冷却について考慮がなされておらず、その点で改善の余地があった。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、オイルポンプが逆回転したときにも冷却対象部を冷却することができ、また、逆回転するオイルポンプの焼き付きを抑制することのできる冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、正回転したときにオイル溜まりから吸入したオイルをポートから吐出し、かつ、逆回転したときに前記オイル溜まりのオイルを前記ポートから吸入することの可能なオイルポンプと、このオイルポンプが正回転して前記ポートから吐出されたオイルにより冷却される冷却対象部とを備えた冷却装置において、前記オイルポンプのポートから前記冷却対象部に至るオイルの供給経路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが正回転すると開かれ、かつ、前記オイルポンプが逆回転すると閉じられる第１のバルブと、前記オイルポンプのポートと前記オイル溜まりとを接続し、かつ、前記冷却対象部と並列に設けられた油路と、この油路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが逆回転するときに開かれる一方、前記オイルポンプが正回転するときに閉じられる第２のバルブとを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記オイルポンプから前記冷却対象部に供給されたオイルを前記オイル溜まりに戻す経路と、この経路に設けられ、かつ、前記オイルポンプが逆回転すると閉じられる第３のバルブとを備えていることを特徴とする冷却装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記オイルポンプを正回転および逆回転させるように正回転および逆回転が可能な電動モータを有し、この電動モータが車両の駆動輪の一部を構成するホイールの内側に配置されているとともに、前記冷却対象部には前記電動モータが含まれていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、オイルポンプが正回転すると第１のバルブが開かれて、オイルポンプのポートから吐出されたオイルにより冷却対象部が冷却される一方、第２のバルブが閉じられる。また、オイルポンプが逆回転すると第１のバルブが閉じられるため、冷却対象部を冷却するオイルがオイルポンプに逆流することがなく、冷却対象部を冷却することができる。さらに、オイルポンプが逆回転すると第２のバルブが開かれて、オイル溜まりのオイルがポートを経由してオイルポンプに吸入されるため、オイルポンプの焼き付きを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、オイルポンプが逆回転すると、オイルポンプから冷却対象部にはオイルが供給されなくなるが、第３バルブが閉じられてオイルがオイル溜まりには排出されずに保持されるため、保持されたオイルにより冷却対象部を冷却することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、電動モータの動力によりオイルポンプが正回転および逆回転するとともに、オイルポンプのポートから吐出されたオイルにより電動モータが冷却される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の冷却装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、この発明の冷却装置を図１に基づいて具体的に説明する。図１に示された冷却装置は、車両のインホイールモータを冷却することに用いた実施例である。車両のホイールハウス（図示せず）には駆動輪（図示せず）が設けられており、その駆動輪の一部を構成するホイールの内側空間に、中空のケーシング１が配置されている。このケーシング１は、車体（図示せず）により上下方向に移動可能に支持されており、そのケーシング１の内部に電動モータ２が設けられている。この電動モータ２は従来知られたものと同様に構成されており、電力が供給されるコイルを有するステータと、コイルへの通電により形成された磁界によりトルクを発生するロータとを有している。
【００１６】
この電動モータ２としては、例えば、三相交流型のモータ・ジェネレータを用いることができ、車体に設けられた電源（図示せず）と、電動モータ２との間で電力の授受をおこなうことを可能とする電気回路が設けられている。その電動モータ２は回転方向を正逆に変更可能であるとともに、電動モータ２のロータと、駆動輪（図示せず）とが動力伝達装置（図示せず）を介在させて接続されている。この動力伝達装置は、従来から知られているものと同様のものであり、例えば、回転軸およびトルク伝達機構などにより構成されている。このトルク伝達機構には、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置、ローラ伝動装置などが含まれる。そして、電動モータ２が正回転する向きのトルクが発生すると、車両を前進させる向きの駆動力が発生し、電動モータ２が逆回転する向きのトルクが発生すると、車両を後退させる向きの駆動力が発生する。
【００１７】
また、前記ケーシング１には、電動モータ２を冷却する冷媒としてのオイルが通る冷却油路３が設けられている。この冷却油路３は、オイルポンプ４のポート７よりも高い位置、またはポート７と同じ高さ、またはポート７よりも低い位置のいずれに設けられていてもよい。この冷却油路３には、電動モータ２が配置される収納室、この収納室を取り囲むようにケーシング１に設けられたジャケットなどのいずれであってもよい。前記収納室にオイルが供給されると、そのオイルが電動モータ２の部品に接触して熱交換がおこなわれて、電動モータ２が冷却される。また、ジャケットにオイルが供給されると、電動モータ２の熱がケーシング１を経由してオイルに伝達されることで、電動モータ２が冷却される。この場合、ケーシング１の一部が熱伝導性に優れた金属材料、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、鉄などで構成されていると、冷却性能が向上する。
【００１８】
前記ケーシング１の内部にはオイル溜まりＡ１が設けられている。このオイル溜まりＡ１は、ケーシング１の底部にオイルが溜まって形成されたものでもよいし、ケーシング１の内部に溜まったオイルが回転部材により掻き上げられ、その掻き上げられたオイルを保持するタンクに溜まったものでもよい。このオイル溜まりＡ１のオイルを吸入して吐出するオイルポンプ４が、ケーシング１の内部に設けられている。このオイルポンプ４は電動モータ２の動力により駆動されるように構成されており、電動モータ２が正逆回転可能であることと同様にオイルポンプ４も正逆回転が可能である。このオイルポンプ４のポート５は油路６を介してオイル溜まりＡ１に接続されている一方、オイルポンプ４のポート７には油路８が接続されている。
【００１９】
前記オイルポンプ４は、正回転したときにポート５からオイルを吸入し、かつ、ポート７からオイルを吐出する一方、逆回転したときにはポート７からオイルを吸入し、かつ、ポート５からオイルを吐出するように構成されている。このオイルポンプ４は、ベーンポンプ、ギヤポンプ、プランジャポンプなどのうちのいずれを用いてもよい。これらのオイルポンプは、電動モータ２のロータの回転運動により動作部材が回転することによりオイルを吸入および吐出する構造、または電動モータ２のロータの回転運動により動作部材が往復動することによりオイルを吸入および吐出する構造を有している。例えば、ギヤポンプであれば、回転運動する動作部材として一対のギヤを有している。また、ベーンポンプであれば、回転運動するロータを有している。さらに、プランジャポンプであれば往復運動するプランジャもしくはピストンを有している。
【００２０】
前記油路８と、前記冷却油路３の入口９との間に逆止弁１０が設けられている。この逆止弁１０は、従来知られているものと同様に、オイルが通るポートを開閉する弁体を有している。この逆止弁１０は、圧力差よりポートが開閉する構成のものである。具体的に説明すると逆止弁１０は、オイルポンプ４から吐出されたオイルが冷却油路３に流れる向きで開き、冷却油路３からオイルポンプ４に向けてオイルが逆流する向きで閉じられるように構成された一方向弁である。
【００２１】
また、前記冷却油路３のオイルをオイル溜まりＡ１に戻す経路、例えば、冷却流路３の出口１１には逆止弁（リリーフバルブ）１２が設けられている。この逆止弁１２は、従来から知られているものと同様に、ポートを開閉する弁体と、この弁体を押圧するバネとを有するものである。この逆止弁１２は、圧力差によりポートが開閉する構成のものである。具体的に説明すると、逆止弁１２は冷却油路３からオイル溜まりＡ１にオイルが流れる向きでは開き、オイル溜まりＡ１のオイルが冷却油路３に逆流する向きでは閉じられるように構成された一方向弁である。このように構成された逆止弁１２は、冷却油路３の油圧に基づいてポートの開閉がおこなわれる。具体的には、冷却油路３の油圧が所定値以下ではバネにより弁体が弁座に押し付けられてポートが閉じられる一方、冷却油路３の油圧が所定値を超えるとバネの力に抗して弁体が弁座から離れてポートが開く。このため、バネ定数が異なるバネを用いることにより、逆止弁１２が開くこととなる冷却油路３の油圧を変更可能である。
【００２２】
一方、前記油路８から分岐された油路１３が設けられており、さらに、前記オイル溜まりＡ１に接続された別の油路１４が設けられている。この油路１４と油路１３との間には逆止弁１５が介在されている。この油路１３，１４および逆止弁１５は、オイルポンプ４が逆回転したときに、オイル溜まりＡ１のオイルをオイルポンプ４に導く経路（バイパス油路）を構成するものである。また、逆止弁１５は従来から知られているものと同様に、オイルが通るポートを開閉する弁体を有している。この逆止弁１５は、圧力差によりポートが開閉されるように構成されている。具体的に説明すると、逆止弁１５は、オイル溜まりＡ１のオイルが油路１４を経由してオイルポンプ４に吸入される向きで開き、オイルポンプ４から吐出されたオイルが油路１４に排出される向きでは閉じられるように構成された一方向弁である。なお、この実施例で説明した油路６，７，１３，１４は、ケーシング１に穴を開けて形成されていてもよいし、金属またはゴムのパイプにより形成されていてもよい。
【００２３】
なお、前記車体には電動モータ２の回転および停止を制御し、かつ、電動モータ２の回転方向、回転数、トルクを制御する電子制御装置（図示せず）が設けられており、その電子制御装置には、車速、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、シフトポジションを検知するセンサやスイッチの信号が入力されるように構成されている。
【００２４】
この実施例においては、車両を前進させるシフトポジションが選択されると、電動モータ２が正回転するとともに、その電動モータ２のトルクが駆動輪に伝達されて駆動力が発生する。また、電動モータ２の動力によりオイルポンプ４が正回転すると、オイル溜まりＡ１のオイルが油路６を経由してオイルポンプ４に吸入されるとともに、オイルポンプ４から油路８にオイルが吐出されて逆止弁１０が開く一方、逆止弁１５が閉じられる。このため、オイルポンプ４から吐出されたオイルが冷却油路３に流れ込み、そのオイルにより電動モータ２が冷却される。ここで、冷却油路３の油圧が所定値以下であると逆止弁１２が閉じられており、電動モータ２を冷却するために十分なオイル量が冷却油路３に保持される。そして、冷却油路３の油圧が所定値を超えると逆止弁１２が開かれて、余剰分のオイルが冷却油路３からオイル溜まりＡ１に排出される。
【００２５】
これに対して、車両を後退させるシフトポジションが選択されると、電動モータ２が逆回転するとともに、その電動モータ２の動力によりオイルポンプ４が逆回転する。すると、油路８，１３が負圧となり、逆止弁１０が閉じられ、かつ、逆止弁１５が開いてオイル溜まりＡ１のオイルが油路１４を経由してオイルポンプ４に吸入されるとともに、オイルポンプ４のポーロ５から吐出されたオイルが油路６を経由してオイル溜まりＡ１に戻される。このため、オイルポンプ４を構成する動作部材の摺動部分、接触部分、噛み合い部分などが焼き付くことを防止できる。また、冷却油路３にオイルが供給されなくなると逆止弁１２が閉じられ、冷却油路３に保持されたオイルにより電動モータ２が冷却される。このため、冷却油路３に断熱層（空気層）が形成されることを抑制でき、電動モータ２の熱を外部に放出する熱伝導性能が向上する。さらに、オイルポンプ４が逆回転すると、オイル溜まりＡ１のオイルが油路１４を経由してオイルポンプ４に吸い込まれるため、オイルポンプ４の動作部分、摺動部分、噛み合い部分などの焼き付きを防止でき、かつ、空気を吸い込むことを回避できる。
【００２６】
また、上記の実施例において、逆止弁１０，１２，１５は共に油路の圧力差によりポートが開閉されるバルブであるが、これらの逆止弁１０，１２，１５に代えて、アクチュエータの制御によりポートが開閉されるバルブを用いることもできる。まず、逆止弁１５に代えて、通電および非通電を制御してポートを開閉する公知のソレノイドバルブを用い、オイルポンプ４の回転方向に基づいて、電子制御装置によりソレノイドバルブを制御してポートを開閉する制御をおこなうこともできる。具体的には、オイルポンプ４が正回転するときにはポートを閉じる一方、オイルポンプ４が逆回転するときにはポートを開くようにソレノイドバルブへの通電および非通電を制御する。
【００２７】
また、逆止弁１０に代えて、通電および非通電を制御してポートを開閉する公知のソレノイドバルブを用い、オイルポンプ４の回転方向に基づいて、電子制御装置によりソレノイドバルブを制御してポートを開閉する制御をおこなうこともできる。具体的には、オイルポンプ４が正回転するときにはポートを開く一方、オイルポンプ４が逆回転するときにはポートを閉じるようにソレノイドバルブへの通電および非通電を制御する。
【００２８】
さらに、逆止弁１２に代えて、通電および非通電を制御してポートを開閉する公知のソレノイドバルブを用い、冷却油路３の油圧が予め定めた所定値以下である場合はポートが閉じられる一方、冷却油路３の油圧が予め定めた所定値を超えている場合はポートが開かれるように電子制御装置によりソレノイドバルブを制御することもできる。この場合、冷却油路３の油圧を検知するセンサの信号が電子制御装置に入力されるように構成される。なお、逆止弁１２の開閉、もしくはその逆止弁１２に代えて用いられるソレノイドバルブの開閉を決定する所定圧は、電動モータ２の回転数、トルク、通電電流値から発熱量を求め、その発熱量を冷却できるオイル量を確保できる圧力に設定すればよい。さらにまた、逆止弁１２に代えて用いるソレノイドバルブを、オイルポンプ４が正回転しているときにポートが開くか、または冷却油路３の油圧が予め定めた所定値を超えている場合にはポートが開く一方、オイルポンプ４が逆回転するときに閉じるように、電子制御装置により制御することも可能である。なお、上記の説明において、オイルポンプ４が正回転するか否かは、電動モータ２の回転方向から間接的に判断することができる。このように、逆止弁１０，１２，１５に代えてソレノイドバルブをそれぞれ用いても、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、冷却油路３の出口１１が、冷却油路３において最も低い位置よりも高い位置であり、かつ、電動モータ２の発熱部分を冷却できる位置に設けられていれば、オイルポンプ４から冷却油路３にオイルが供給されなくなったとしても、冷却油路３には所定量のオイルが確保されるため、逆止弁１２を設けなくてもよい。
【００２９】
ここで、上記の具体例に基づいて説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、オイルポンプ４が、この発明のオイルポンプに相当し、ポート７が、この発明のポートに相当し、オイル溜まりＡ１が、この発明のオイル溜まりに相当し、電動モータ２、回転軸、歯車機構などが、この発明における冷却対象部に相当し、逆止弁１０が、この発明における第１のバルブに相当し、逆止弁１５が、この発明における第２のバルブに相当し、逆止弁１２が、この発明における第３のバルブに相当し、油路１３，１４が、この発明の油路に相当する。
【００３０】
さらに、上記実施例においては、各駆動輪に電動モータを取り付けたインホイールモータの冷却装置について説明しているが、車体の下方に電動モータを収容したケーシングが設けられており、その電動モータのトルクを各駆動輪に伝達するように構成された車両においても、この発明の冷却装置を用いることも可能である。さらに冷却対象部は、電動モータに限らず、回転軸を支持する軸受、トルクを伝達する歯車伝動装置またはローラ伝動装置または巻き掛け伝動装置であってもよい。すなわち、この発明における冷却対象部には、通電により発熱する機構、トルク伝達により発熱する機構、摺動または転動により発熱する機構、噛み合いにより発熱する機構などが含まれる。さらにこの発明における冷却には、これらの機構を潤滑する機能も含まれる。つまり、この発明の冷却装置は、冷却または潤滑の少なくとも一方をおこなうことのできる装置であればよい。
【符号の説明】
【００３１】
２…電動モータ、  ３…冷却油路、  ４…オイルポンプ、  ７…ポート、  １０，１２，１５…逆止弁、  １３，１４…油路、  Ａ１…オイル溜まり。
【図１】
2011185102.tif 000003