(57)【要約】【課題】モータ室へのリーク油浸入を防止しながら、オイルシールによるフリクション損失を低減すること。【解決手段】モータ１のステータ１ａとロータ１ｂが存在するモータ室２と、モータ室２に隣接して配置され、クラッチパック３が存在するクラッチ室４と、を備える。このモータ＆クラッチユニットM&C/Uにおいて、モータ室２とクラッチ室４との間に設定されたオイルシール５と、モータ室２へ送風ファン６から送られる圧送空気量をコントロールするファンモータコントローラ７と、を設ける。ファンモータコントローラ７は、クラッチパック３がクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べて圧送空気量を多くする制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータとロータが存在するモータ室と、
前記モータ室に隣接して配置され、クラッチパックが存在するクラッチ室と、
を備えたモータ＆クラッチユニットにおいて、
前記モータ室と前記クラッチ室との間に設定されたオイルシールと、
前記モータ室へ送風ファンから送られる圧送空気量をコントロールする圧送空気量制御手段と、を設け、
前記圧送空気量制御手段は、前記クラッチパックがクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べて圧送空気量を多くする制御を行う
ことを特徴とするモータ＆クラッチユニット。
【請求項２】
請求項１に記載されたモータ＆クラッチユニットにおいて、
前記モータは、ハイブリッド駆動系に駆動源としてエンジンと共に設けられ、
前記クラッチパックは、油圧作動のクラッチ締結/解放により、前記モータのみを使用するモータ使用走行モードと、前記モータと前記エンジンを使用するモータ/エンジン併用走行モードと、を選択し、
前記圧送空気量制御手段は、車両停止時に圧送空気量を最小にし、前記モータ使用走行モードの選択時に圧送空気量を車両停止時よりも多くし、前記モータ/エンジン併用走行モードの選択時に前記モータ使用走行モードの選択時より多くする制御を行う
ことを特徴とするモータ＆クラッチユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたモータ＆クラッチユニットにおいて、
前記圧送空気量制御手段は、前記モータのロータ支持軸受の潤滑油量情報を入力し、潤滑油量が多いほど、車両状態により決められた圧送空気量を増大させる補正を行う
ことを特徴とするモータ＆クラッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ室とクラッチ室との間にオイルシールが設定されたモータ＆クラッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ内に圧力空気を送り込み、モータ内圧を高めてオイルシールの密封作用を補強する防液対策モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平８−７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、モータ内圧を高めてオイルシールの密封作用を補強する構成が開示されているだけである。よって、密封作用の補強効果を高めるように、常に必要以上の圧力空気をモータ内に送り込むと、送風ファンによる消費エネルギーや送風音が悪化する、という問題があった。一方、予めオイルシールによる接触圧を高めておき、モータ内圧を低く抑えると、送風ファンの問題は解消できるが、オイルシールによるフリクション損失が発生する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータ室へのリーク油浸入を防止しながら、オイルシールによるフリクション損失を低減することができるモータ＆クラッチユニット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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のモータ＆クラッチユニットは、モータのステータとロータが存在するモータ室と、前記モータ室に隣接して配置され、クラッチパックが存在するクラッチ室と、を備える。
このモータ＆クラッチユニットにおいて、前記モータ室と前記クラッチ室との間に設定されたオイルシールと、モータ室へ送風ファンから送られる圧送空気量をコントロールする圧送空気量制御手段と、を設ける。
前記圧送空気量制御手段は、前記クラッチパックがクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べて圧送空気量を多くする制御を行う。
【発明の効果】
【０００７】
よって、クラッチパックがクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べてモータ室への圧送空気量を多くする制御が行われる。
すなわち、クラッチ締結状態とクラッチ解放状態を比べると、クラッチ締結状態のときクラッチパックからのリーク油量が多く、クラッチ解放状態のときクラッチパックからのリーク油量が少ないというように変化する。この点に着目し、クラッチパックからのリーク油量に応じた最適な空気圧を圧送している。したがって、オイルシールにモータ室側から空気圧をかけることにより、クラッチ室から滲み出たリーク油を押し戻す。このため、モータ室へのリーク油浸入が防止される。そして、オイルシールの締め代を低く抑えることができることで、フリクション損失が低減される。
この結果、モータ室へのリーク油浸入を防止しながら、オイルシールによるフリクション損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のモータ＆クラッチユニットを示す全体システム構成図である。
【図２】実施例１のモータ＆クラッチユニットのオイルシールの構成を示す図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】実施例１のモータ＆クラッチユニットのファンモータコントローラで実行される圧送空気量制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のモータ＆クラッチユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１におけるモータ＆クラッチユニットM&C/Uの構成を、「全体システム構成」、「オイルシール構成」、「圧送空気量制御構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
以下、実施例１におけるモータ＆クラッチユニットM&C/Uの全体システム構成を、図１に基づいて説明する。
前記モータ＆クラッチユニットM&C/Uは、図１に示すように、モータ１と、モータ室２と、クラッチパック３と、クラッチ室４と、オイルシール５と、送風ファン６と、ファンモータコントローラ７（圧送空気量制御手段）と、ハイブリッドコントロールモジュール８と、を備えている。
【００１２】
前記モータ１は、ステータ１ａとロータ１ｂを有する。ステータ１ａは、ユニットケース９に固定され、複数のステータティースにコイルが巻き付けられる。ロータ１ｂは、ロータドラム１０に固定され、所定の配列により永久磁石が埋設されたもので、ステータ１ａに対しエアギャップを介して対向配置される。モータ１のステータ１ａ及びロータ１ｂは、ユニットケース９とロータドラム１０により画成されるモータ室２に存在する。
【００１３】
前記クラッチパック３は、エンジン１１からのエンジン出力軸１２に連結されるクラッチハブ１３と、クラッチドラムを兼用するロータドラム１０と、を断接する油圧作動の乾式多板摩擦クラッチである。クラッチパック３がクラッチ締結状態のとき、エンジン１１がロータドラム１０に連結され、クラッチパック３がクラッチ解放状態のとき、エンジン１１がロータドラム１０から切り離される。クラッチパック３は、モータ室２の内側（回転中心線CL側）に隣接して配置されるクラッチ室４に存在する。
【００１４】
前記オイルシール５は、モータ室２とクラッチ室４との間に設定され、クラッチパック３からモータ室２へのリーク油浸入を遮断する。このオイルシール５は、ユニットケース９の対向内面からロータ１ｂに向かって軸方向に突出するケース画成部９ａと、ロータドラム１０と、の間に一対配置される。
【００１５】
前記送風ファン６は、モータ＆クラッチユニットM&C/Uの外部に設けられ、ファンモータ６ａと、ファンモータ６ａにより回転駆動されるブロワファン６ｂと、ブロワファン６ｂを覆うファンケーシング６ｃと、を有する。ファンケーシング６ｃの吐出口には、送風ダクト１４が接続され、送風ファン６の吐出空気を、ユニットケース９の上部に開口された圧送空気入口９ｂからモータ室２へ圧送する。
【００１６】
前記ファンモータコントローラ７は、送風ファン６からモータ室２へ送られる圧送空気量を、ファンモータ６ａに対するモータ制御によりコントロールする。このファンモータコントローラ７では、基本的に、クラッチパック３がクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べて圧送空気量を多くする制御を行う。具体的に、車両停止時に圧送空気量を最小にし（風量小）、EV走行モード（モータ使用走行モード）の選択時に圧送空気量を車両停止時よりも多くし（風量中）、HEV走行モード（モータ/エンジン併用走行モード）の選択時にEV走行モードの選択時より多くする制御を行う（風量大）。さらに、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量情報を入力し、潤滑油量が多いほど、車両状態により決められた圧送空気量を増大させる補正を行う。なお、ロータ支持軸受１５は、ロータドラム１０に接続されたユニット出力軸１６とユニットケース９との間に介装される。
【００１７】
前記ハイブリッドコントロールモジュール８は、クラッチ解放によりモータ１のみを使用するEV走行モードと、クラッチ締結によりモータ１とエンジン１１を使用するHEV走行モードと、を選択する走行モード選択制御、等を行う。そして、車両停止情報、選択されている走行モード情報、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量情報、等を、ファンモータコントローラ７に出力する。なお、潤滑油量情報は、例えば、クラッチパック３等の油圧を供給する油圧ユニットでのライン圧情報に基づいて推定される。
【００１８】
［オイルシール構成］
以下、図２に基づき、オイルシール構成を説明する。
前記オイルシール５は、図２に示すように、補強環部５ａと、シール基部５ｂと、Ｖ字シール部５ｃと、リップ部５ｄと、バネ部５ｅと、を備えている。
【００１９】
前記補強環部５ａは、オイルシール５の剛性や形状を確保するための強度部材であり、金属材によりリング状に形成される。この補強環部５ａは、ゴム材によるシール基部５ｂの内部に加硫接着等により埋め込み配置される。
【００２０】
前記Ｖ字シール部５ｃは、ロータドラム１０と接する側のシール構成部材であり、ゴム材により断面Ｖ字形状に形成される。このＶ字シール部５ｃは、シール基部５ｂをケース画成部９ａの内面に固定したとき、断面Ｖ字形状の頂部のリップ部５ｄが、ロータドラム１０と圧接する。
【００２１】
前記バネ部５ｅは、リップ部５ｄとロータドラム１０の圧接代（締め代）を調整する締め代調整部材であり、Ｖ字シール部５ｃのＶ字凹部に配置される。このバネ部５ｅは、小さい径のコイルスプリングを環状に繋いだ構成とし、バネ部５ｅにより規定されるオイルシール５の締め代は、圧送空気を用いることのない通常のオイルシールの締め代に比べて低減している。
【００２２】
［圧送空気量制御構成］
図３は、実施例１のファンモータコントローラ７にて実行される圧送空気量制御処理流れを示す（圧送空気量制御手段）。以下、圧送空気量制御処理構成をあらわす図３の各ステップについて説明する。
【００２３】
ステップＳ１では、車両停止であるか否かを判断する。YES（車両停止）の場合はステップＳ３へ進み、NO（車両走行）の場合はステップＳ２へ進む。
【００２４】
ステップＳ２では、ステップＳ１での車両走行であるとの判断に続き、EV走行モードの選択時であるか否かを判断する。YES（EV走行モード）の場合はステップＳ４へ進み、NO（HEV走行モード）の場合はステップＳ５へ進む。
【００２５】
ステップＳ３では、ステップＳ１での車両停止であるとの判断に続き、圧送空気の風量を風量小に設定し、ステップＳ６へ進む。
ここで、「風量小」とは、風量ゼロを含み、予め設定した小風量領域の値をいう。
【００２６】
ステップＳ４では、ステップＳ２でのEV走行モードであるとの判断に続き、圧送空気の風量を風量中に設定し、ステップＳ６へ進む。
ここで、「風量中」とは、予め設定した中風量領域の値であって、風量小よりも風量が多い値をいう。
【００２７】
ステップＳ５では、ステップＳ２でのHEV走行モードであるとの判断に続き、圧送空気の風量を風量大に設定し、ステップＳ６へ進む。
ここで、「風量大」とは、予め設定した大風量領域の値であって、風量中よりも風量が多い値をいう。
【００２８】
ステップＳ６では、ステップＳ３或いはステップＳ４或いはステップＳ５での風量設定に続き、潤滑油量に応じて風量補正量を演算し、ステップＳ７へ進む。
ここで、「風量補正量」は、ステップＳ６枠内の特性に示すように、ロータ支持軸受１５の潤滑油量が多いほど大きな値に設定される。
【００２９】
ステップＳ７では、ステップＳ６での風量補正量の演算に続き、ステップＳ３或いはステップＳ４或いはステップＳ５で設定された風量に、ステップＳ６で演算された風量補正量を加えて最終風量とし、この最終風量を得るファンモータ指令を、送風ファン６のファンモータ６ａに出力し、リターンへ進む。
【００３０】
次に、作用を説明する。
実施例１のモータ＆クラッチユニットM&C/Uにおける作用を、「圧送空気量制御処理作用」、「圧送空気量制御作用」、「圧送空気量制御の特徴作用」に分けて説明する。
【００３１】
［圧送空気量制御処理作用］
車両停止時は、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む。すなわち、ステップＳ３では小風量が設定され、ステップＳ６ではゼロに近い風量補正量が演算される。よって、ステップＳ３で設定された小風量に、ステップＳ６で演算された風量補正量を加えて最終風量とされ、この最終風量を得るファンモータ指令が、送風ファン６のファンモータ６ａに出力される。
【００３２】
EV走行モード（クラッチパック３のクラッチ解放）の選択による走行時は、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む。すなわち、ステップＳ４では中風量が設定され、ステップＳ６では低回転数域での潤滑油量に応じた風量補正量が演算される。よって、ステップＳ４で設定された中風量に、ステップＳ６で演算された風量補正量を加えて最終風量とされ、この最終風量を得るファンモータ指令が、送風ファン６のファンモータ６ａに出力される。
【００３３】
HEV走行モード（クラッチパック３のクラッチ締結）の選択による走行時は、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む。すなわち、ステップＳ５では大風量が設定され、ステップＳ６では高回転数域での潤滑油量に応じた風量補正量が演算される。よって、ステップＳ５で設定された大風量に、ステップＳ６で演算された風量補正量を加えて最終風量とされ、この最終風量を得るファンモータ指令が、送風ファン６のファンモータ６ａに出力される。
【００３４】
このように、モータ室２への空気の圧送量は、
・クラッチの締結/解放
・走行モード（EV走行モード/HEV走行モード）
・ロータ支持軸受への潤滑油量
に応じて変化するように制御される。
【００３５】
［圧送空気量制御作用］
ハイブリッド車両のモータパックには、油・水の浸入を防ぐオイルシールが多用されている。このため、フリクションが高く、燃費を悪化させる、という問題があった。
【００３６】
これに対し、実施例１では、クラッチパック３がクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べてモータ室２への圧送空気量を多くする制御を行なう構成とした。
すなわち、クラッチ締結状態とクラッチ解放状態を比べると、クラッチ締結状態のときクラッチパック３からのリーク油量が多く、クラッチ解放状態のときクラッチパック３からのリーク油量が少ないというように変化する。この点に着目し、クラッチパック３からのリーク油量に応じた最適な空気圧を圧送している。
【００３７】
したがって、図２の矢印Ａに示すように、オイルシール５にモータ室２側から空気圧をかけることにより、図２の矢印Ｂに示すように、クラッチ室４から滲み出たリーク油がオイルシール５のリップ部５ｄに向かって浸入しようとすると、リーク油を押し戻す。このため、モータ室２へのリーク油浸入が防止される。そして、オイルシール５のバネ部５ｅによる締め代（図２の矢印Ｃ方向）を低く抑えることができることで、フリクション損失が低減される。
【００３８】
このように、オイルシール５のバネ部５ｅによる締め代を低く抑えると、フリクション損失が低減するだけでなく、オイルシール５のリップ部５ｄの摩耗量も小さく抑えられ、その結果として、オイルシール５の耐久性も向上する。さらに、モータ室に油が浸入すると、油が回転するモータロータに攪拌抵抗を与える。これに対し、オイルシール５によりモータ室２に油が浸入しない。そのため、油によるモータ攪拌抵抗が無くなる。
【００３９】
加えて、ファンモータ６ａにより圧送空気量を制御する場合、リーク油量が少ないときには、送風ファン６の回転数を低く抑えることができる。このため、リーク油量の多い時を基準として、ファンモータを常時回転する場合に比べ、送風ファン６の消費エネルギーが抑えられるし、送風音が低減される。
【００４０】
このように、モータ室２へのリーク油浸入を防止しながら、オイルシール５によるフリクション損失が低減される。そして、オイルシール５の締め代を低く抑えることで、シール耐久性も向上する。さらに、オイルシール５によりモータ室２に油が浸入しないため、油によるモータ攪拌抵抗が無くなる。加えて、リーク油量が少ないときに、送風ファン６の回転数を低く抑えることで、送風ファン６による消費エネルギーや送風音を抑えることができる。
【００４１】
［圧送空気量制御の特徴作用］
実施例１では、車両停止時に圧送空気量を最小にし、EV走行モードの選択時に圧送空気量を車両停止時よりも多くし、HEV走行モードの選択時にEV走行モードの選択時より多くする制御を行う構成とした。
すなわち、車両停止状態と車両走行状態を比べると、車両停止状態のときリーク油量がほとんど無いのに対し、車両走行状態ではリーク油量が発生する。そして、車両走行状態のうちEV走行モードとHEV走行モードを比べると、主に回転数が低い低車速域でEV走行モードが選択されるため、EV走行モードよりもHEV走行モードのリーク油量が多くなる。
したがって、車両状態が車両停止であるかEV走行モードであるかHEV走行モードであるかに対応し、モータ室２への圧送空気量の最適化が図られる。
【００４２】
実施例１では、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量が多いほど、車両状態により決められた圧送空気量を増大させる補正を行う構成とした。
すなわち、オイルシール５へのリーク油の油量は、モータ１のロータ支持軸受１５への潤滑油量に比例して増大する。
したがって、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量に対応し、モータ室２への圧送空気量の最適化が図られる。
【００４３】
次に、効果を説明する。
実施例１のモータ＆クラッチユニットM&C/Uにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４４】
(1) モータ１のステータ１ａとロータ１ｂが存在するモータ室２と、
モータ室２に隣接して配置され、クラッチパック３が存在するクラッチ室４と、
を備えたモータ＆クラッチユニットM&C/Uにおいて、
モータ室２とクラッチ室４との間に設定されたオイルシール５と、
モータ室２へ送風ファン６から送られる圧送空気量をコントロールする圧送空気量制御手段（ファンモータコントローラ７）と、を設け、
圧送空気量制御手段（ファンモータコントローラ７）は、クラッチパック３がクラッチ締結状態のとき、クラッチ解放状態のときに比べて圧送空気量を多くする制御を行う（図１）。
このため、モータ室２へのリーク油浸入を防止しながら、オイルシール５によるフリクション損失を低減することができる。
【００４５】
(2) モータは、ハイブリッド駆動系に駆動源としてエンジン１１と共に設けられ、
クラッチパック３は、油圧作動のクラッチ締結/解放により、モータ１のみを使用するモータ使用走行モード（EV走行モード）と、モータ１とエンジン１１を使用するモータ/エンジン併用走行モード（HEV走行モード）と、を選択し、
圧送空気量制御手段（ファンモータコントローラ７）は、車両停止時に圧送空気量を最小にし、モータ使用走行モード（EV走行モード）の選択時に圧送空気量を車両停止時よりも多くし、モータ/エンジン併用走行モード（HEV走行モード）の選択時にモータ使用走行モード（EV走行モード）の選択時より多くする制御を行う（図３）。
このため、(1)の効果に加え、車両状態が車両停止であるかモータ使用走行モード（EV走行モード）であるかモータ/エンジン併用走行モード（HEV走行モード）であるかに対応し、モータ室２への圧送空気量の最適化を図ることができる。
【００４６】
(3) 圧送空気量制御手段（ファンモータコントローラ７）は、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量情報を入力し、潤滑油量が多いほど、車両状態により決められた圧送空気量を増大させる補正を行う（図３）。
このため、(2)の効果に加え、モータ１のロータ支持軸受１５の潤滑油量に対応し、モータ室２への圧送空気量の最適化を図ることができる。
【００４７】
以上、本発明のモータ＆クラッチユニットを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４８】
実施例１では、クラッチパック３として、油圧作動の乾式多板摩擦クラッチを用いる例を示した。しかし、クラッチパックとしては、油圧作動の湿式多板摩擦クラッチを用いる例であっても良い。
【００４９】
実施例１では、本発明のモータ＆クラッチユニットをハイブリッド車両の駆動系に適用する例を示した。しかし、本発明のモータ＆クラッチユニットは、他の電動車両に対しても適用することができる。要するに、モータ室とクラッチ室との間にオイルシールが設定されたモータ＆クラッチユニットであれば適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
M&C/U  モータ＆クラッチユニット
１  モータ
１ａ  ステータ
１ｂ  ロータ
２  モータ室
３  クラッチパック
４  クラッチ室
５  オイルシール
５ａ  補強環部
５ｂ  シール基部
５ｃ  Ｖ字シール部
５ｄ  リップ部
５ｅ  バネ部
６  送風ファン
６ａ  ファンモータ
７  ファンモータコントローラ（圧送空気量制御手段）
８  ハイブリッドコントロールモジュール
９  ユニットケース
９ａ  ケース画成部
１０  ロータドラム
１１  エンジン
１２  エンジン出力軸
１３  クラッチハブ
１４  送風ダクト
１５  ロータ支持軸受
１６  ユニット出力軸
【図１】
2015231282.tif 000003
【図２】
2015231282.tif 000004
【図３】
2015231282.tif 000005