(57)【要約】【課題】車輪駆動装置において、モータの回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることで潤滑性能の向上を図る。【解決手段】ホイール１２内に配設されるモータ２２の回転力を、減速機を構成するカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２により減速してホイール１２に伝達することで車輪１１を駆動可能に構成し、モータ２２を遊星歯車機構３２よりも車両後方側に配置することで、車両の後退時に、遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力によりオイルをかき上げられてモータ２２に供給可能とする。【選択図】        図１
2008184111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイール内に配設されるモータの回転力を減速機により減速して前記ホイールに伝達することで車輪を駆動する車輪駆動装置において、前記減速機は複数の歯車を有し、前記モータは、前記減速機の歯車よりも車両後方側に配置されることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪駆動装置において、車両後退時における前記減速機の歯車の回転によりかき上げられたオイルを貯留するオイル貯留部が、前記モータの駆動軸より上方側に設けられることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車輪駆動装置において、前記オイル貯留部は、前記モータを収容するモータハウジング内に中空形状をなして形成されると共に、前方側及び前記減速機の歯車側に開口して形成されることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の車輪駆動装置において、前記モータにより作動するオイルポンプが設けられると共に、前記モータのコイルエンド周りに沿って複数のオイル分配部を有するオイル搬送通路が設けられ、前記オイルポンプと前記オイル搬送通路がオイル供給通路により連通されることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車輪駆動装置において、前記オイル貯留部と前記オイル搬送通路がオイル連通路により連通されることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の車輪駆動装置において、前記減速機の外側に配設されるベアリングと、該ベアリングの内輪と前記減速機の外周との間に配置されて車両の懸架装置に対して固定される円筒形状をなす内輪側部材と、前記ベアリングの外輪及び前記ホイールに固定されて前記内輪側部材に対して回転可能に保持される円筒形状をなす外輪側部材と、前記減速機からの出力を前記外輪側部材に伝達する動力伝達部材とを設けることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の車輪駆動装置において、ラジエータの電動ファンにより冷却風を前記モータに導くエアダクトと、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、該車両走行状態検出手段が車両の後退走行を検出したときに前記電動ファンによる冷却風を前記エアダクトを通して前記モータに導入する制御手段を設けることを特徴とする車輪駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動装置に関し、特に、インホイールモータを有する車輪駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車及び燃料電池自動車などのように、車両推進用の駆動源として交流式モータを採用し、この交流式モータを駆動するモータ駆動装置を搭載する自動車が登場している。このような自動車では、左右の駆動輪または左右及び前後の４つの駆動輪に駆動用のモータをそれぞれ設ける、所謂、インホイールモータを搭載することが検討されている。
【０００３】
一般的なインホイールモータは、モータと、このモータにより回転する駆動軸と、この駆動軸の一端部に設けられて駆動軸の回転により駆動するオイルポンプと、このオイルポンプからのオイルをモータのステータコアの外周に供給するオイル通路とを有している。従って、オイルポンプは、オイル溜からオイルを汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路を通してモータのステータコアの外周に供給することで、このモータや減速機などの回転軸を支持するベアリングに対して、オイルを供給して適正な潤滑を行うことができる。
【０００４】
なお、このような車輪駆動装置としては下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０７３３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のインホイールモータでは、モータにより回転する駆動軸にオイルポンプが設けられ、この回転軸とタイヤ（ホイール）の回転軸とが同一軸線上に配置されている。そのため、車両の前進時には、モータにより駆動軸が正回転方向に回転することで、オイルポンプが適正に駆動し、オイル溜のオイルを吸入ポートから吸入し、吸入したオイルを吐出ポートからオイル通路に吐出し、このオイル通路を通してモータに供給することができる。ところが、車両の後退時には、モータにより駆動軸が逆回転方向に回転ため、オイルポンプが適正に駆動せず、オイル溜のオイルを吸入ポートから吸入することが困難となり、適量のオイルをモータに供給することが困難となってしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、モータの回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることで潤滑性能の向上を図った車輪駆動装置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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車輪駆動装置は、ホイール内に配設されるモータの回転力を減速機により減速して前記ホイールに伝達することで車輪を駆動する車輪駆動装置において、前記減速機は複数の歯車を有し、前記モータは、前記減速機の歯車よりも車両後方側に配置されることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の車輪駆動装置では、車両後退時における前記減速機の歯車の回転によりかき上げられたオイルを貯留するオイル貯留部が、前記モータの駆動軸より上方側に設けられることを特徴としている。
【００１０】
本発明の車輪駆動装置では、前記オイル貯留部は、前記モータを収容するモータハウジング内に中空形状をなして形成されると共に、前方側及び前記減速機の歯車側に開口して形成されることを特徴としている。
【００１１】
本発明の車輪駆動装置では、前記モータにより作動するオイルポンプが設けられると共に、前記モータのコイルエンド周りに沿って複数のオイル分配部を有するオイル搬送通路が設けられ、前記オイルポンプと前記オイル搬送通路がオイル供給通路により連通されることを特徴としている。
【００１２】
本発明の車輪駆動装置では、前記オイル貯留部と前記オイル搬送通路がオイル連通路により連通されることを特徴としている。
【００１３】
本発明の車輪駆動装置では、前記減速機の外側に配設されるベアリングと、該ベアリングの内輪と前記減速機の外周との間に配置されて車両の懸架装置に対して固定される円筒形状をなす内輪側部材と、前記ベアリングの外輪及び前記ホイールに固定されて前記内輪側部材に対して回転可能に保持される円筒形状をなす外輪側部材と、前記減速機からの出力を前記外輪側部材に伝達する動力伝達部材とを設けることを特徴としている。
【００１４】
本発明の車輪駆動装置では、ラジエータの電動ファンにより冷却風を前記モータに導くエアダクトと、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、該車両走行状態検出手段が車両の後退走行を検出したときに前記電動ファンによる冷却風を前記エアダクトを通して前記モータに導入する制御手段を設けることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車輪駆動装置によれば、ホイール内にモータと減速機を配置して構成し、減速機を複数の歯車により構成し、モータをこの減速機の歯車よりも車両後方側に配置したので、車両の後退時には、減速機の歯車にオイルがかき上げられ、このかき上げられたオイルを所定の位置に供給することができ、その結果、モータの回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることで潤滑性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る車輪駆動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る車輪駆動装置を表す縦断面図、図２は、図１のII−II断面図、図３は、図１のIII−III断面図、図４は、実施例１の車輪駆動装置におけるハブベアリング周辺のオイルシール構造を表す断面図である。
【００１８】
本実施例の車輪駆動装置において、図１乃至図３に示すように、車輪１１は、ホイール１２の外周部に図示しないタイヤが装着されて構成される。この車輪１１（ホイール１２）は、懸架装置であるダブルウィッシュボーン式のサスペンションにより車両に支持されている。即ち、ホイール１２は、図示しないアッパアーム、ロアアーム、ナックル、ショックアブソーバなどにより車体に対して操舵可能で、且つ、回転可能に支持されている。
【００１９】
ホイール１２は、円筒形状をなし、車両外方（図１にて左方）に位置して環状をなすフランジ部１２ａが一体に形成され、このフランジ部１２ａにブレーキディスク１３の取付部１３ａが密着した状態で複数のハブボルト１４により固定されている。また、外輪側部材１５は、円筒形状をなし、外周側に一体に形成されたフランジ部１５ａがブレーキディスク１３の取付部１３ａに密着した状態で、複数のハブボルト１４によりこのブレーキディスク１３と共にホイール１２に固定されている。即ち、ハブボルト１４の先端ねじ部がホイール１２のフランジ部１２ａ及びブレーキディスク１３の取付部１３ａに形成された各貫通孔を貫通し、外輪側部材１５のフランジ部１５ａに形成されたねじ孔に螺合することで、ホイール１２とブレーキディスク１３と外輪側部材１５が一体に固定されている。
【００２０】
外輪側部材１５の内側には、ハブベアリング１６を介して内輪側部材１７が相対回転自在に設けられている。この場合、ハブベアリング１６を構成するアウターレースは、外輪側部材１５の一部により構成される一方、ハブベアリング１６を構成するインナーレースは、内輪側部材１７の一部により構成されており、外輪側部材１５と内輪側部材１７との間に複数のボール１６ａが支持されている。そして、外輪側部材１５と内輪側部材１７とにおけるボール１６ａの外側には、ベアリングシール１８，１９が設けられており、ハブベアリング１６内に充填されたグリースの外部漏洩が防止されている。
【００２１】
一方、中空形状をなすモータハウジング２１は、ナックルと一体に形成されており、内部にモータ２２が収容されている。このモータ２２は、駆動中心Ｏ1がホイール１２の回転中心Ｏ2に対して所定距離だけオフセット（偏心）した位置に配置されている。即ち、モータ２２の駆動中心Ｏ1は、ホイール１２の回転中心Ｏ2に対して、上方に所定高さＨだけオフセットすると共に、後方に所定長さＬだけオフセットして配置されている。
【００２２】
このモータ２２において、駆動軸２３は、軸方向における一端部がモータハウジング２１にベアリング２４を介して回転自在に支持されると共に、他端部がモータハウジング２１にボルトにより固定されたモータカバー２５にベアリング２６を介して回転自在に支持されている。この駆動軸２３の外周側には、ロータ２７が一体に形成される一方、モータハウジング２１には、ロータ２７の外周側に対向し、且つ、所定の隙間をもってステータコイルを巻装したステータコア２８がリング形状をなして固定されている。
【００２３】
本実施例にて、減速機は、カウンターギア機構３１と遊星歯車機構３２とからなる２軸の減速機構である。カウンターギア機構３１において、駆動軸２３の一端部に駆動歯車３３がスプライン嵌合すると共に止め具３４により一体回転自在に連結されている。一方、ホイール１２の回転中心Ｏ2に位置する駆動連結軸３５は、一端部に従動歯車（カウンターギア）３６が一体に形成されており、従動歯車３６が駆動歯車３３と噛み合っている。この場合、駆動歯車３３に対して従動歯車３６が大径に形成されており、これによりカウンターギア機構３１の減速比が設定される。なお、モータ２２の駆動中心Ｏ1とホイール１２の回転中心Ｏ2とのオフセット量は、駆動歯車３３と従動歯車３６の半径の合計値となる。
【００２４】
一方、遊星歯車機構３２は、カウンターギア機構３１よりも車両外方側であって、内輪側部材１７の内側に配置されており、ホイール１２の回転中心Ｏ2と同軸上に位置している。この遊星歯車機構３２は、サンギア３７と、複数のプラネタリギア３８と、プラネタリキャリア３９と、リングギア４０とから構成されている。
【００２５】
駆動連結軸３５は、一端部がモータハウジング２１にベアリング４１を介して回転自在に支持され、他端部が外輪側部材１５に固定された動力伝達部材としてのアウトプットプレート４２にベアリング４３を介して回転自在に支持されている。サンギア３７は、この駆動連結軸３５の他端部に一体に形成されている。複数（本実施例では、４つ）のプラネタリギア３８は、支持軸４４にローラベアリング４５を介して相対回転自在に支持され、サンギア３７の外周辺に周方向に均等間隔で配置されると共に、サンギア３７に噛み合っている。そして、この支持軸４４は、各軸端部がプラネタリキャリア３９により支持されることで、複数のプラネタリギア３８は、このプラネタリキャリア３９と共に周方向における間隔が維持された状態で、サンギア３７の周囲を公転可能となっている。リングギア４０は、外周面に形成されたスプライン４０ａが内輪側部材１７の内周面に形成されたスプライン１７ａに嵌合して一体に連結されており、一対の止め具４６，４７により軸方向の相対移動が阻止されている。そして、複数のプラネタリギア３８がリングギア４０に噛み合っている。
【００２６】
なお、プラネタリギア３８の端面とプラネタリキャリア３９との間には、スラスト円筒ころ４８が介装され、両者の周方向に相対移動を許容する一方、軸方向の相対移動を防止している。また、プラネタリキャリア３９と駆動連結軸３５のフランジ部３５ａとの間には、スラスト円筒ころ４９が介装され、両者の周方向に相対移動を許容している。
【００２７】
アウトプットプレート４２は円板形状をなし、遊星歯車機構３２における車両外方側を被覆するように外周部が外輪側部材１５に嵌合し、且つ、カシメにより一体に連結されている。また、このアウトプットプレート４２は、その内面（遊星歯車機構３２）側にリング形状をなす外フランジ部４２ａが形成されており、この外フランジ部４２ａの内周面とプラネタリキャリア３９の外周面とがスプライン嵌合することで、一体に回転可能となっている。なお、アウトプットプレート４２は、その内面（遊星歯車機構３２）側にリング形状をなす内フランジ部４２ｂが形成されており、この内フランジ部４２ｂがプラネタリキャリア３９に接触することで、両者の軸方向の相対移動を防止している。
【００２８】
また、アウトプットプレート４２における車両外方側には、円板形状をなすカバー５０が設けられており、外周部がホイール１２フランジ部１２ａとアウトプットプレート４２及び外輪側部材１５の間に挿入されて一体に嵌合している。
【００２９】
なお、５１は、基端部が車体側に支持されたロアアームであり、ボールジョイント５２を介してナックルアーム５３が連結されており、このナックルアーム５３の前端部には、図示しないボールジョイントを介してタイロッドが連結されている。また、車体とロアアーム５１との間には、図示しないショックアブソーバ及びコイルスプリングが介装されている。
【００３０】
従って、モータ２２に通電すると、ステータコア２８に対してロータ２７と共に駆動軸２３が回転し、この駆動軸２３に固結される駆動歯車３３が回転し、この駆動歯車３３と噛み合う従動歯車３６が回転し、この従動歯車３６が固結される駆動連結軸３５が回転することで、１段目の減速が実現される。続いて、駆動連結軸３５が回転すると、この駆動連結軸３５に形成されるサンギア３７が回転し、複数のプラネタリギア３８がサンギア３７及びリングギア４０に噛み合ったまま回転しながら公転し、複数のプラネタリギア３８を支持するプラネタリキャリア３９が回転することで、２段目の減速が実現される。そして、プラネタリキャリア３９が回転すると、このプラネタリキャリア３９とスプライン嵌合されるアウトプットプレート４２が回転し、このアウトプットプレート４２に連結される外輪側部材１５及びホイール１２が回転し、車輪１１を回転駆動することができる。
【００３１】
また、オイルタンク６１は、モータハウジング２１の下部にカバー６２が固定されることで、所定容積の空間が形成されることで構成されている。このオイルタンク６１は、カウンターギア機構３１と遊星歯車機構３２に構成される減速機構より下方で、且つ、ボールジョイント５２より車両外方で、ブレーキディスク１３の内部空間を利用して配置されている。このオイルタンク６１は、モータ２２の冷却やカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２の潤滑に使用されるオイルを貯留することができる。また、オイルタンク６１は、上方に配置されるこのモータ２２、カウンターギア機構３１、遊星歯車機構３２の収容空間と連通しており、これらに供給して落下するオイルを受け止めることができる。
【００３２】
オイルポンプ６３は、歯車式オイルポンプであって、モータ２２と遊星歯車機構３２との間に配置されている。即ち、駆動連結軸３５の軸方向一方側に対向して、モータハウジング２１にポンプ室６４が形成されており、このポンプ室６４にインナーロータ６５とアウターロータ６６からなるオイルポンプ６３が収容されている。インナーロータ６５は、駆動連結軸３５における一方の軸端部から延出されたポンプ回転軸３５ａに一体に連結される一方、アウターロータ６６は、ポンプ室６４内に揺動自在に収容され、インナーロータ６５とアウターロータ６６は所定距離偏心した状態で噛み合っている。また、モータハウジング２１には、ポンプ室６４にインナーロータ６５及びアウターロータ６６が収容され、且つ、ポンプ回転軸３５ａが進入した状態で、内部をシールするシールカバー６７が固定されている。
【００３３】
また、モータハウジング２１には、オイルタンク６１とオイルポンプ６３のポンプ室６４とを連通するサクション通路６８が形成されている。そして、ポンプ室６４側には、このサクション通路６８が連通する位置に吸入ポート６９が形成されている。
【００３４】
従って、駆動連結軸３５が回転すると、この駆動連結軸３５と一体のポンプ回転軸３５ａが回転し、インナーロータ６５が回転し、このインナーロータ６５と噛み合うアウターロータ６６が揺動回転する。すると、オイルタンク６１内のオイルが、サクション通路６８を通して汲み上げられ、このサクション通路６８から吸入ポート６９を通してポンプ室６４に吸入されたオイルが、インナーロータ６５とアウターロータ６６との間に入って圧送され、所定の箇所に供給することができる。
【００３５】
駆動連結軸３５は、その中心（ホイール１２の回転中心Ｏ2）部に、その長手方向に沿ってオイル孔７０が形成されており、このオイル孔７０の一端は、第１吐出ポート７１を介してポンプ室６４に連通し、他端は外部に開口している。また、駆動連結軸３５には、径方向に沿ってオイル孔７２が形成され、一端がオイル孔７０の中間位置に連通し、他端が外部に開口している。
【００３６】
モータ２２の外周辺、具体的には、ステータコア２８のコイルエンド２８ａ周りに沿ってオイルデリバリパイプ７３が配置され、このオイルデリバリパイプ７３の内部にオイル搬送通路７４が形成されている。このオイルデリバリパイプ７３は、角パイプにより円弧形状をなして形成されており、コイルエンド２８ａの外周面とモータハウジング２１の内周面との間の空間に配置され、モータハウジング２１に固定されている。
【００３７】
オイルデリバリパイプ７３は、その長手方向における一端部に入口孔７５が形成されており、この入口孔７５はプレッシャ通路（オイル供給通路）７６を介してポンプ室６４の第２吐出ポート７７に連通している。また、オイルデリバリパイプ７３は、その外周面に周方向に所定間隔で複数の分配孔（オイル分配部）７８が形成される一方、この各分配孔７８に対応するモータハウジング２１には、モータ２２の軸方向に沿ってオイル溝７９がそれぞれ形成されており、オイル搬送通路７４は、各分配孔７８を通してオイル溝７９と連通している。更に、オイルデリバリパイプ７３は、その内周面に周方向に所定間隔で複数の分配孔（オイル分配部）８０が形成されており、オイル搬送通路７４は、各分配穴８０を通してモータハウジング２１内と連通している。
【００３８】
また、本実施例では、上述したように、モータ２２（中心Ｏ1）は、オイルポンプ６３が装着された駆動連結軸３５（中心Ｏ2）よりも車両後方側に配置されており、モータハウジング２１には、車両後退時におけるオイルポンプ６３の作動時に、このオイルポンプ６３のインナーロータ（駆動ギヤ）６５によりかき上げられたオイルを貯留するオイル貯留部８１が、モータ２２の駆動軸２３より上方側に設けられている。
【００３９】
即ち、モータハウジング２１にて、駆動歯車３３の上方に位置して駆動歯車３３の歯面に沿った円弧形状をなす下部壁２１ａが形成されると共に、モータ２２のロータ２７の端面に対向する横壁２１ｂが形成されることで、中空形状をなすオイル貯留部８１が形成されている。そして、このオイル貯留部８１は、車両前方側がオイルポンプ６３のインナーロータ６５側に向けて開口している。また、オイル貯留部８１は、モータハウジング２１に形成されたオイル連通路８２を介してオイルデリバリパイプ７３のオイル搬送通路７４に連通している。なお、オイルデリバリパイプ７３は、下端部がオイル帰還通路８３を介してオイルタンク６１に連結されている。
【００４０】
従って、オイルポンプ６３によりオイルタンク６１から汲み上げられたオイルが第１吐出ポート７１に吐出されると、このオイルは、オイル孔７０を通ってその先端部からベアリング４３に供給され、駆動連結軸３５の遠心力によりオイル孔７２を通して各プラネタリギア３８やローラベアリング４５へ供給されることで、これらを潤滑することができる。そして、ベアリング４３、プラネタリギア３８、ローラベアリング４５を潤滑したオイルは、重力により落下してオイル帰還通路８３を通ってオイルタンク６１に戻される。
【００４１】
また、オイルポンプ６３により第２吐出ポート７７に吐出されたオイルは、プレッシャ通路７６を通って入口孔７５からオイルデリバリパイプ７３に入り、オイル搬送通路７４によりモータ２２のコイルエンド２８ａ周りに圧送される。すると、オイル搬送通路７４のオイルは、複数の分配孔７８，８０に吐出される。この各分配孔７８に吐出されたオイルは、各オイル溝７９に沿って流れ、ステータコア２８の外周面の全体に供給されることで、このステータコア２８を冷却することができる。一方、各分配孔８０に吐出されたオイルは、コイルエンド２８ａに直接供給され、ステータコイルを冷却することができる。また、各分配孔７８，８０に吐出されたオイルは、ステータコア２８を冷却した後、駆動軸２３に落下してベアリング２４，２６，４１に流れてこれらを潤滑することができる。
【００４２】
一方、車両が後退するとき、モータ２２の回転方向が逆になるため、インナーロータ６５も逆回転となり、オイルポンプ６３は、オイルタンク６１内のオイルを吸入ポート６９が吸入し、このオイルを適正に各吐出ポート７１，７７に吐出することができない。この場合、本実施例では、モータ２２が遊星歯車機構３２よりも車両後方側に配置されているため、遊星歯車機構３２を構成するサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力により遊星歯車機構３２に供給されたオイルが上後方にかき上げられ、このかき上げたオイルをモータ２２に供給することができると共に、オイル貯留部８１に供給して貯留することができる。そして、オイル貯留部８１に貯留されたオイルは、オイル連通路８２を通ってオイルデリバリパイプ７３のオイル搬送通路７４に供給されることとなり、このオイル搬送通路７４から、前述と同様に、所定の箇所にオイルを供給することができる。
【００４３】
また、本実施例にて、ハブベアリング１６は、上述したように、アウターレースが外輪側部材１５により構成され、インナーレースが内輪側部材１７により構成され、外輪側部材１５と内輪側部材１７との間に複数のボール１６ａが支持され、外輪側部材１５と内輪側部材１７とにおけるボール１６ａの両側に、それぞれベアリングシール１８，１９が設けられている。この場合、ハブベアリング１６内、つまり、ベアリングシール１８，１９により封止されるボール１６ａが配置されるベアリング内部に、第１潤滑材としてのグリースが充填される一方、このハブベアリング１６を除く他のベアリングや減速機に対して第２潤滑材としてのオイルが供給される。そのため、ハブベアリング１６を潤滑するグリースと他のベアリングや減速機を潤滑するオイルとの混合を防止する複数のシール部を有するシール部材９１が設けられている。
【００４４】
即ち、図４に詳細に示すように、シール部材９１は、遊星歯車機構３２とベアリングシール１８，１９とを連通する空間部、つまり、内輪側部材１７とアウトプットプレート４２の外フランジ部４２ａとの間に介装されている。このシール部材９１は、リング形状をなし、断面がＬ字形状をなす左右一対の金属環９２ａ，９２ｂの周囲がゴム部材９３ａ，９３ｂにより被覆され、内蔵されるばね９４ａ，９４ｂにより外側に付勢される２つのシール部を９５ａ，９５ｂが形成され、このシール部９５ａ，９５ｂの間に空洞部９６が形成されて構成されている。そして、シール部材９１は、金属環９２ａ，９２ｂが位置する２つの外周面９７ａ，９７ｂが内輪側部材１７の内周面に接触し、２つのシール部９５ａ，９５ｂがアウトプットプレート４２の外フランジ部４２ａの外周面に接触するように装着されている。
【００４５】
また、このシール部材９１における２つのシール部９５ａ，９５ｂの間に侵入したオイルを外部に排出する排出孔１０１が設けられている。この排出孔１０１は、車両外方側からカバー５０を貫通してアウトプットプレート４２に形成された車軸方向に沿う第１、第２孔部１０２，１０３と、この第２孔部１０３の奥部からアウトプットプレート４２の外フランジ部４２ａの外周面に開口する第３孔部１０４とから構成され、この第３孔部１０４は、シール部材９１における２つのシール部９５ａ，９５ｂの間に開口している。なお、この排出孔１０１は、カバー５０及びアウトプットプレート４２の周方向に均等間隔で複数（好適には、１８０度間隔で２つ）設けられている。
【００４６】
従って、遊星歯車機構３２に供給されたオイルが、リングギア４０の周辺に流れ、このリングギア４０からアウトプットプレート４２側に流動しても、シール部材９１によりリングギア４０からアウトプットプレート４２側へのオイルの流動が防止され、ハブベアリング１６へのオイルの流動を阻止することができる。また、リングギア４０からアウトプットプレート４２側に流動したオイルが、シール部材９１における一方のシール部９５ｂを越えて内部に侵入しても、この進入したオイルは、排出孔１０１を通って外部に排出されることとなり、ハブベアリング１６へのオイルの流動を阻止することができると共に、オイルの滞留を防止することができる。
【００４７】
また、図３に示すように、遊星歯車機構３２にて、リングギア４０は、外周面に形成されたスプライン４０ａが内輪側部材１７の内周面に形成されたスプライン１７ａに嵌合して一体に連結され、軸方向の端部が止め具４６，４７により係止されている。そして、リングギア４０のスプライン４０ａと内輪側部材１７のスプライン１７ａが嵌合するスプライン嵌合部にて、その下部に欠歯部４０ｂ，１７ｂが形成されることで、ここに所定の隙間Ｓが形成されている。この場合、リングギア４０及び内輪側部材１７における欠歯部４０ｂ，１７ｂは、周方向における所定角度範囲にわたって形成されている。なお、本実施例では、互いに噛み合うリングギア４０のスプライン４０ａと内輪側部材１７のスプライン１７ａの両方に欠歯部４０ｂ，１７ｂを形成したが、リングギア４０のスプライン４０ａまたは内輪側部材１７のスプライン１７ａのうちの少なくともいずれか一方に欠歯部４０ｂ，１７ｂを形成することで、ここに所定の隙間Ｓを形成すればよく、一方に欠歯部を設けた場合には加工コストを低減することができる。
【００４８】
従って、リングギア４０と内輪側部材１７をスプライン嵌合することで、車輪１１（ホイール１２）からの外力がスプライン嵌合部（スプライン４０ａ，１７ａ）を介してリングギア４０、つまり、遊星歯車機構３２に入力することとなり、車輪１１からの外力がスプライン嵌合部により緩和され、リングギア４０の変形を抑制することができる。また、リングギア４０及び内輪側部材１７におけるスプライン嵌合部の下部に欠歯部４０ｂ，１７ｂを設けたことで、遊星歯車機構３２のリングギア４０に供給されたオイルは、リングギア４０及び内輪側部材１７における欠歯部４０ｂ，１７ｂの隙間Ｓを通ってオイルタンク６１側に流れることとなり、ハブベアリング１６へのオイルの流動を阻止することができると共に、オイルの滞留を防止することができる。
【００４９】
ここで、上述したように構成された実施例１の車輪駆動装置の作動について説明する。
【００５０】
実施例１の車輪駆動装置にて、図１乃至図４に示すように、車両の前進時、モータ２２に通電し、ステータコア２８に対して、ロータ２７及び駆動軸２３を図２にて時計回り方向に回転すると、その回転力が駆動歯車３３及び従動歯車３６を介して駆動連結軸３５に伝達され、この駆動連結軸３５が図２にて反時計回り方向Ｆｒに回転し、１段目の減速が実現される。そして、駆動連結軸３５が回転するとサンギア３７が回転し、複数のプラネタリギア３８がサンギア３７及びリングギア４０に噛み合った状態で自転しながら公転し、プラネタリキャリア３９が回転することで、２段目の減速が実現される。その後、プラネタリキャリア３９の回転力がアウトプットプレート４２及び外輪側部材１５を介してホイール１２に伝達され、車輪１１を回転駆動して車両は前進することができる。
【００５１】
このとき、オイルポンプ６３にて、駆動連結軸３５の回転によりポンプ回転軸３５ａと共にインナーロータ６５が回転し、オイルタンク６１内のオイルをサクション通路６８を通して汲み上げ、吸入ポート６９からポンプ室６４に吸入する。そして、オイルポンプ６３からのオイルは、第１吐出ポート７１に吐出され、オイル孔７０を通ってベアリング４３に供給されると共に、オイル孔７２を通して各プラネタリギア３８やローラベアリング４５へ供給されることで、これらを潤滑することができる。
【００５２】
また、オイルポンプ６３からのオイルは、第２吐出ポート７７に吐出され、プレッシャ通路７６を通ってオイルデリバリパイプ７３に入り、オイル搬送通路７４に圧送される。そして、このオイル搬送通路７４のオイルは、各分配孔７８から各オイル溝７９に沿って流れ、ステータコア２８の外周面の全体に供給されることで、このステータコア２８を冷却することができる。また、オイル搬送通路７４のオイルは、各分配孔８０からコイルエンド２８ａに直接供給され、ステータコイルを冷却することができる。また、各分配孔７８，８０に吐出されたオイルは、ステータコア２８を冷却した後、駆動軸２３に落下してベアリング２４，２６，４１に流れてこれらを潤滑することができる。その結果、モータ２２の全体を冷却することができる。
【００５３】
一方、車両の後退時、モータ２２に通電し、ステータコア２８に対して、ロータ２７及び駆動軸２３を図２にて反時計回り方向に回転すると、その回転力が駆動歯車３３及び従動歯車３６を介して駆動連結軸３５に伝達され、この駆動連結軸３５が図２にて時計回り方向Ｒｅに回転し、１段目の減速が実現される。そして、駆動連結軸３５が回転するとサンギア３７が回転し、複数のプラネタリギア３８がサンギア３７及びリングギア４０に噛み合った状態で自転しながら公転し、プラネタリキャリア３９が回転することで、２段目の減速が実現される。その後、プラネタリキャリア３９の回転力がアウトプットプレート４２及び外輪側部材１５を介してホイール１２に伝達され、車輪１１を回転駆動して車両は後退することができる。
【００５４】
このとき、モータ２２の回転方向が逆になるため、オイルポンプ６３が適正に作動することができないが、モータ２２が遊星歯車機構３２よりも車両後方側に配置されているため、サンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力により遊星歯車機構３２に供給されたオイルが上後方にかき上げられ、このかき上げたオイルがモータ２２に供給されると共に、オイル貯留部８１に供給して貯留される。そして、オイル貯留部８１に貯留されたオイルは、オイル連通路８２を通ってオイルデリバリパイプ７３のオイル搬送通路７４に供給されることとなり、このオイル搬送通路７４から、前述と同様に、所定の箇所にオイルを供給することができる。
【００５５】
また、カウンターギア機構３１や遊星歯車機構３２に供給されたオイルは、遠心力や自重により下部外周側に移動し、例えば、リングギア４０の周辺に流れ、この周辺に滞留しやすい。ところが、本実施例では、リングギア４０とハブベアリング１６との間にシール部材９１が設けられているため、このシール部材９１によりリングギア４０からアウトプットプレート４２側へのオイルの流動が阻止され、ハブベアリング１６内へのオイルの流入を阻止することができる。また、リングギア４０の周辺に滞留するオイルがシール部材９１における一方のシール部９５ｂを越えて内部に侵入しても、他方のシール部９５ａによりアウトプットプレート４２側へのオイルの流動が阻止されると共に、この進入したオイルは排出孔１０１を通って外部に排出されるため、ハブベアリング１６内へのオイルの流入を確実阻止することができると共に、オイルの滞留を防止することができる。
【００５６】
また、本実施例では、遊星歯車機構３２にて、リングギア４０と内輪側部材１７がスプライン嵌合しており、車輪１１からの外力がスプライン嵌合部（スプライン４０ａ，１７ａ）で緩和されてからリングギア４０、つまり、遊星歯車機構３２に入力することとなり、リングギア４０の変形を抑制することができる。そして、リングギア４０及び内輪側部材１７におけるスプライン嵌合部の下部に欠歯部４０ｂ，１７ｂが設けられており、リングギア４０の周辺に滞留するオイルは、この欠歯部４０ｂ，１７ｂの隙間Ｓを通ってオイルタンク６１側に流れることとなり、ハブベアリング１６側へのオイルの流動を阻止することができると共に、オイルの滞留を防止することができる。
【００５７】
このように実施例１の車輪駆動装置にあっては、ホイール１２内に配設されるモータ２２の回転力を、減速機を構成するカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２により減速してホイール１２に伝達することで車輪１１を駆動可能に構成し、モータ２２を遊星歯車機構３２よりも車両後方側に配置している。
【００５８】
従って、車両の後退時には、遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力によりオイルがかき上げられ、このかき上げられたオイルをモータ２２やカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２に供給することができ、その結果、モータ２２の回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることで、潤滑性能及び冷却性能を向上することができる。
【００５９】
また、実施例１の車輪駆動装置では、遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力によりかき上げられたオイルを貯留するオイル貯留部８１を、モータ２２の駆動軸２３より上方側に設けている。従って、車両の後退時に、遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力によりオイルがかき上げられ、このかき上げられたオイルをオイル貯留部８１に貯留することができ、このオイル貯留部８１からモータ２２やカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２にオイルを供給することで、モータ２２の回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることができる。
【００６０】
この場合、オイル貯留部８１を、モータ２２を収容するモータハウジング２１内に中空形状をなして形成すると共に、車両前方側及び遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９側に開口して形成している。従って、簡単な構成で容易にオイル貯留部８１を構成することができる。
【００６１】
また、実施例１の車輪駆動装置では、モータ２２により作動するオイルポンプ６３を設けると共に、モータ２２のコイルエンド２８ａ周りに沿って複数のオイル分配孔７８，８０を有するデリバリパイプ７３を配置することでオイル搬送通路７４を設け、オイルポンプ６３とオイル搬送通路７４がプレッシャ通路７６により連通している。従って、車両の前進時には、オイルポンプ６３によりプレッシャ通路７６を通してオイル搬送通路７４にオイルが圧送され、オイルは複数のオイル分配孔７８，８０からモータ２２やカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２に供給することができ、その結果、常時所定の位置に適正にオイルを供給可能とすることで、潤滑性能及び冷却性能を向上することができる。
【００６２】
また、オイル貯留部８１とオイル搬送通路７４がオイル連通路８２により連通している。従って、車両の後退時には、遊星歯車機構３２のサンギア３７、プラネタリギア３８、プラネタリキャリア３９の回転力によりオイルがかき上げられ、このかき上げられたオイルをオイル貯留部８１に貯留され、オイル貯留部８１のオイルがオイル連通路８２を通してオイル搬送通路７４に供給されることとなり、このオイル搬送通路７４からオイル分配孔７８，８０によりモータ２２やカウンターギア機構３１及び遊星歯車機構３２に適正にオイルを供給することができる。
【００６３】
更に、実施例１の車輪駆動装置では、車両の懸架装置に対して内輪側部材１７を設け、内輪側部材１７の外側にハブベアリング１６を介して外輪側部材１５を回転自在に支持し、この外輪側部材１５にホイール１２を固定する一方、内輪側部材１７の内側に遊星歯車機構３２を収容し、この遊星歯車機構３２にアウトプットプレート４２を介してホイール１２と駆動連結している。従って、ハブベアリング１６と遊星歯車機構３２とを並列に配置することで、車軸（車幅）方向の長さを短縮することができる。
【００６４】
また、この場合、減速機をカウンターギア機構３１と遊星歯車機構３２により構成し、モータ２２の回転中心Ｏ1と遊星歯車機構３２におけるサンギア３７の回転中心Ｏ2とを所定量オフセットしている。従って、この公正にすることで、車軸（車幅）方向の長さを短縮することができる。
【実施例２】
【００６５】
図５は、本発明の実施例２に係る車輪駆動装置を表す概略構成、図６は、実施例２の車輪駆動装置におけるモータ冷却制御を表すフローチャート、図７及び図８は、実施例２の車輪駆動装置におけるモータ冷却制御の変形例を表すフローチャートである。なお、本実施例の車輪駆動装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１乃至図４を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６６】
実施例２の車輪駆動装置において、図５に示すように、車両における左右の前輪には、モータ２２を搭載した車輪１１が懸架装置により支持されている。また、車両の前部には、エンジン冷却水を走行風により冷却するラジエータ２０１が搭載されると共に、このラジエータ２０１の後方に電動ファン２０２が配置されている。そして、この電動ファン２０２により発生する冷却風を左右の車輪１１の各モータ２２に導くエアダクト２０３が設けられている。この電動ファン２０２は、制御手段としての電気制御ユニット（ＥＣＵ）２０４により駆動制御可能である。また、図示しない変速機の変速操作装置２０５には、車両走行状態検出手段としての変速操作位置検出センサ２０６が設けられており、変速操作位置検出センサ２０６の検出結果がＥＣＵ２０４に出力されており、ＥＣＵ２０４は、少なくとも変速操作位置検出センサ２０６が車両の後退走行を検出したときに、電動ファン２０２による冷却風をエアダクト２０３を通してモータ２２に導入するようにしている。また、車両には傾斜センサ２０７が設けられており、傾斜センサ２０７の検出結果がＥＣＵ２０４に出力される。
【００６７】
ここで、ＥＣＵ２０４によるモータ２２の冷却制御について、具体的に説明する。
【００６８】
モータ２２の冷却制御において、図６に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２０４は、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出したかどうかを判定し、変速操作位置がＲレンジにあると判定したら、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２にて、ＥＣＵ２０４は、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出したかどうかを判定し、傾斜２０７が登坂状態にあると判定したら、ステップ１３に移行する。そして、このステップＳ１３にて、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を駆動して冷却風をエアダクト２０３を通してモータ２２に導入する。そのため、車両の後退時で、オイルポンプによるオイル供給が十分でなく、且つ、モータ出力の大きいときにモータ２２を適正に冷却することができる。
【００６９】
一方、ステップＳ１１にて、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出しなかったり、ステップＳ１２にて、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出しなかったときには、ステップ１４に移行し、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を停止する。
【００７０】
なお、ＥＣＵ２０４によるモータ２２の冷却制御は、上述した方法に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、モータ２２の冷却制御において、図７に示すように、ステップＳ２１にて、ＥＣＵ２０４は、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出したかどうかを判定し、変速操作位置がＲレンジにあると判定したら、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２にて、ＥＣＵ２０４は、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出したかどうかを判定し、傾斜センサ２０７が登坂状態にあると判定したら、ステップ２３に移行する。そして、このステップＳ２３にて、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を最大駆動して冷却風の強風をエアダクト２０３を通してモータ２２に導入する。そのため、車両の後退時で、オイルポンプによるオイル供給が十分でなく、且つ、モータ出力の大きいときにモータ２２を効率良く冷却することができる。
【００７２】
一方、ステップＳ２２にて、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出しなかったときには、ステップ２４に移行し、ここで、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を最小駆動して冷却風の弱風をエアダクト２０３を通してモータ２２に導入する。そのため、車両の後退時で、オイルポンプによるオイル供給が十分でないときにモータ２２を適正に冷却することができる。
【００７３】
そして、ステップＳ２１にて、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出しなかったときには、ステップ２５に移行し、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を停止する。
【００７４】
また、モータ２２の冷却制御において、図８に示すように、ステップＳ３１にて、ＥＣＵ２０４は、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出したかどうかを判定し、変速操作位置がＲレンジにあると判定したら、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２にて、ＥＣＵ２０４は、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出したかどうかを判定し、傾斜センサ２０７が登坂状態にあると判定したら、ステップ３３に移行する。ステップＳ３３にて、ＥＣＵ２０４は、モータ２２の昇温速度が予め設定された所定値より高いかどうかを判定し、モータ２２の昇温速度が所定値より高いと判定したら、ステップ３４に移行する。そして、このステップＳ３４にて、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を駆動して冷却風の強風をエアダクト２０３を通してモータ２２に導入する。そのため、車両の後退時で、オイルポンプによるオイル供給が十分でなく、且つ、モータ出力の大きいときにモータ２２を効率良く冷却することができる。
【００７５】
一方、ステップＳ３１にて、変速操作位置検出センサ２０６がＲレンジを検出しなかったり、ステップＳ３２にて、傾斜センサ２０７が車両の登坂状態を検出しなかったり、ステップＳ３３にて、モータ２２の昇温速度が所定値より高くないときには、ステップ３５に移行し、ＥＣＵ２０４は、電動ファン２０２を停止する。
【００７６】
このように実施例２の車輪駆動装置にあっては、車両後退時であって、モータ２２に対して、オイルポンプによるオイルの供給が十分でないとき、電動ファン２０２による冷却風をモータ２２に強制的に供給することで、このモータ２２を適正に冷却することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係る車輪駆動装置は、ホイール内に配設されるモータの回転力を減速機により減速してホイールに伝達することで車輪を駆動可能とし、モータの回転状態に拘らず所定の位置に適正にオイルを供給可能としたものであり、いずれの車両にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１に係る車輪駆動装置を表す縦断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】実施例１の車輪駆動装置におけるハブベアリング周辺のオイルシール構造を表す断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る車輪駆動装置を表す概略構成図である。
【図６】実施例２の車輪駆動装置におけるモータ冷却制御を表すフローチャートである。
【図７】実施例２の車輪駆動装置におけるモータ冷却制御の変形例を表すフローチャートである。
【図８】実施例２の車輪駆動装置におけるモータ冷却制御の変形例を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１１  車輪
１２  ホイール
１５  外輪側部材
１６  ハブベアリング
１６ａ  ボール
１７  内輪側部材
１７ａ  スプライン
１７ｂ  欠歯部
１８，１９  ベアリングシール
２１  モータハウジング
２２  モータ
２３  駆動軸
２７  ロータ
２８  ステータコア
２８ａ  コイルエンド
３１  カウンターギア機構（減速機）
３２  遊星歯車機構（減速機）
３３  駆動歯車
３５  駆動連結軸
３６  従動歯車
３７  サンギア
３８  プラネタリギア
３９  プラネタリキャリア
４０  リングギア
４０ａ  スプライン
４０ｂ  欠歯部
４２  アウトプットプレート（動力伝達部材）
６１  オイルタンク
６３  オイルポンプ
６８  サクション通路
６９  吸入ポート
７３  オイルデリバリパイプ
７４  オイル搬送通路
７６  プレッシャ通路（オイル供給通路）
７８，８０  分配孔（オイル分配部）
８１  オイル貯留部
８２  オイル連通路
９１  シール部材
９５ａ，９５ｂ  シール部
１０１  排出孔
２０１  ラジエータ
２０２  電動ファン
２０３  エアダクト
２０４  電気制御ユニット、ＥＣＵ（制御手段）
２０６  変速操作位置検出センサ（車両走行状態検出手段）
【図１】
2008184111.tif 000003
【図２】
2008184111.tif 000004
【図３】
2008184111.tif 000005
【図４】
2008184111.tif 000006
【図５】
2008184111.tif 000007
【図６】
2008184111.tif 000008
【図７】
2008184111.tif 000009
【図８】
2008184111.tif 000010