(57)【要約】【課題】より良好な冷却性能を確保することができるインホイールモータを提供すること。【解決手段】本発明によるインホイールモータ１は、回転子７と固定子６とそれらを外包する外包部材５とを備える回転電機２と、回転電機２の駆動力を車輪に伝達する伝達手段３を、車輪の内周側に位置させて備え、回転電機２及び伝達手段３を冷却する冷却液を貯留する貯留手段１８と、貯留手段へ冷却液を運搬する運搬手段２０、２１、２２を備え、貯留手段１８の排出口を固定子６と伝達手段３のいずれか一方よりも上方に備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008228401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と固定子とそれらを外包する外包部材とを備える回転電機と、前記回転電機の駆動力を車輪に伝達する伝達手段を、前記車輪の内周側に位置させて備え、前記回転電機及び前記伝達手段を冷却する冷却液を貯留する貯留手段と、前記貯留手段へ冷却液を運搬する運搬手段を備え、前記貯留手段の排出口を前記固定子と前記伝達手段のいずれか一方よりも上方に備えることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
前記貯留手段が前記外包部材の少なくとも一部を外包する形態であることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
前記貯留手段が前記排出口を複数備えるとともに、少なくとも一の排出口を他の排出口よりも上方に位置させることを特徴とする請求項１又は２に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記排出口に開閉手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項５】
前記伝達手段の下方に前記冷却液を貯留する付加貯留手段を備え、前記運搬手段の吸入口を当該付加貯留手段に位置させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、バス、トラック等の自動車に適用されて好適な、インホイールモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両内部の駆動源であるモータを車両内部から車輪を構成するホイールの内周側に配置転換して、車両内部のスペースの有効活用、ホイールの内周側の余剰スペースの有効活用、車両の低床化やドライブシャフトやデファレンシャルギヤ等の駆動力伝達装置の省略や車輪毎の回転数やトルクのきめ細かい制御あるいは車両姿勢の制御等を目的として、特許文献１に記載されているように、車輪の内周側に車輪毎のモータ及びこのモータの駆動力を車輪に伝達する減速機構を備えたインホイールモータが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−７３３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなインホイールモータにおいては、インホイールモータ内部に設けられて、インホイールモータの駆動力を利用して回転されるポンプにより、インホイールモータの下部に設けられた冷却液のリザーバから冷却液をインホイールモータの上部に運搬して、インホイールモータを構成するがモータの発生する熱を吸収して、この冷却液を循環させて、インホイールモータの外周面に設けられたフィンに熱を伝達して、このフィンから熱を放熱することで、モータの冷却を行うことが行われている。
【０００４】
ところがこのようなインホイールモータにおいては、冷却液を上方に運搬するためのポンプが、車両の後退時すなわち逆転時において、又は、停止時においては冷却液を上方に運搬することができないため、例えば、坂路においてブレーキを動作させない状態で車両を停止状態に保つために、モータに駆動力を作用させ続ける必要がある場合等において、モータを十分に冷却することができないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、より良好な冷却性能を確保することができるインホイールモータ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】
上記の問題を解決するため、本発明によるインホイールモータは、
回転子と固定子とそれらを外包する外包部材とを備える回転電機と、前記回転電機の駆動力を車輪に伝達する伝達手段を、前記車輪の内周側に位置させて備え、前記回転電機及び前記伝達手段を冷却する冷却液を貯留する貯留手段と、前記貯留手段へ冷却液を運搬する運搬手段を備え、前記貯留手段の排出口を前記固定子と前記伝達手段のいずれか一方よりも上方に備えることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記回転電機はモータであり、前記回転子はロータであり、前記固定子はステータを指し、前記外包部材はハウジングを指す。また、前記伝達手段は典型的には歯車機構を示し、前記貯留手段は典型的にはリザーバを示す。さらに、前記運搬手段は、典型的には前記回転電機又は前記伝達手段により駆動されるポンプ及び当該ポンプに連通される通路を示す。また、前記冷却液は一般的には油であり、潤滑液を兼ねるものとする。
【０００８】
ここで、前記貯留手段が前記外包部材の少なくとも一部を外包する形態であることがこのましい。
【０００９】
これによれば、前記貯留手段に貯留された前記冷却液により前記回転電機を冷却することができるので、前記冷却液による冷却効果を高めることができる。
【００１０】
また、前記貯留手段の排出口を、前記固定子と前記伝達手段のいずれか一方よりも上方に備えることにより、前記貯留手段から、前記回転電機又は前記伝達手段に対して、前記冷却液を前記運搬手段の運搬能力によらず重力により供給することができる。これにより従来技術においては、前記運搬手段が車速に比例した運搬能力を備える場合に、前記インホイールモータの逆転時又は停止時には前記回転電機及び前記伝達手段に対して前記冷却液を供給できなかったところを、本発明においては前記貯留手段に前記冷却液が貯留されている間においては、逆転時又は停止時においても、前記回転電機又は前記伝達手段に対して前記冷却液を供給することができる。また、重力により前記回転電機又は前記伝達手段に対して前記冷却液を供給することができるので、車速によらずに前記冷却液の供給量を均一とすることができる。
【００１１】
また、重力により前記冷却液を前記回転電機及び前記伝達手段に供給するので、前記回転電機及び前記伝達手段のそれぞれの冷却が必要な部位に対して均等に前記冷却液を供給することができる。つまり、従来技術においては、前記運搬手段の車速に比例した運搬能力により前記冷却液を前記回転電機又は前記伝達手段のそれぞれの冷却が必要な部位に対して、それぞれ対応する供給通路を設けて、それらの供給通路にそれぞれの冷却が必要な部位の前記冷却液の必要量に応じて絞りを設ける必要が生じていたところを、本発明においてはそのような絞りを廃することができる。
【００１２】
これにより、従来技術においては、絞りの存在に起因して車速が高い領域において、前記冷却液の圧力が高まって前記運搬手段の運搬負荷が高くなり、前記運搬手段を駆動させるために前記インホイールモータの効率が低下するところを、この効率の低下を防止することができる。
【００１３】
また、前記伝達手段は前記回転電機に比して前記冷却液の必要な供給量が少ないが、従来技術においては、前記運搬手段の運搬能力が車速に比例して大きくなり、前記冷却液が前記伝達手段に対して過剰に供給されていたところを、本発明においては、重力により前記冷却液を供給するため、そのような過剰な供給を廃することができ、前記伝達手段に過剰な前記冷却液を供給することにより、前記伝達手段の抵抗が増大して前記インホイールモータの効率が低下することをも防止することができる。
【００１４】
さらに、重力により前記冷却液を供給することにより、車速が高速である場合と、車速が低速で前記インホイールモータが加減速状態にある場合とで、前記冷却液の供給量を同等とし、加減速状態において必要な前記冷却液の供給量に合わせて、前記排出口の開口面積等の設定を行うことができる。これにより前記運搬手段の運搬能力を必要最低限のものとすることができ、前記インホイールモータの小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、前記貯留手段を前記インホイールモータの上部に設けることにより、前記冷却液の液量が前記貯留手段の容積に比べて大きい場合に、前記貯留手段の上部に前記冷却液を逃がす流路を設けることにより、車速が高い場合に前記冷却液の流量が大きくなり圧力が高くなることに備えて、圧力を逃すためのリリーフ弁を従来技術においては設ける必要があったところを、このようなリリーフ弁を設けることを廃することができる。これにより前記インホイールモータの小型化、低コスト化を実現することができる。
【００１６】
さらに、前記貯留手段を前記インホイールモータの上部に設けることにより、前記貯留手段の容積を大きくすることができる。このため、前記運搬手段が車速の高い領域において運搬能力が高くなることに起因して、前記インホイールモータの下部に存在する前記冷却液が前記運搬手段により吸入される量が、前記貯留手段からの前記冷却液の排出量よりも大きくなるため、前記運搬手段の吸入口において前記冷却液が存在しなくなり、前記運搬手段は空転することとなり、前記運搬手段を駆動させるための前記回転電機の負担が小さくなって、前記インホイールモータとしての効率を高めることができる。
【００１７】
また、前記インホイールモータにおいては、下部よりも上部の方がスペース上の余裕があるため、上部に前記貯留手段を備えることにより、前記貯留手段の容量を大きくすることができ、前記冷却液の液量を大きくすることができる。これとともに、前記貯留手段を下部に備えることに比べて、飛石や着氷等による悪影響を極力廃することができ、前記貯留手段に必要な強度を低減することができる。
【００１８】
さらに、従来技術のように、前記運搬手段の運搬能力により直接的に前記回転電機又は前記伝達手段に対して前記冷却液を供給することに比べて、前記冷却液を一旦前記貯留手段に貯留することにより、前記冷却液内部に、前記運搬手段の吸入口において混入した空気を排除することができ、前記回転電機又は前記伝達手段へ前記冷却液を導く前記供給通路に空気が混入することを防止することができる。これによってもインホイールモータの冷却性能を高めることができる。
【００１９】
また、前記貯留手段を前記インホイールモータの上部に配置することにより、前記回転電機の前記外包部材から前記貯留手段を分離させて配置させることもでき、前記貯留手段にフィンを設けて熱交換器のように機能させることができるとともに、熱交換機の一部を前記貯留手段とすることも可能となる。これにより、冷却性能を高めることができ、前記運搬手段を小型化し、前記冷却液の液量も低減することができる。
【００２０】
さらに、前記貯留手段が前記排出口を複数備えるとともに、少なくとも一の排出口を他の排出口よりも上方に位置させることが好ましい。
【００２１】
ここで、前記運搬手段の前記冷却液の運搬能力が車速に比例したものである場合に、車速が高い場合において、前記貯留手段に貯留される前記冷却液の体積は大きくなることになり、前記少なくとも一の排出口からは車速が高い場合のみに前記冷却液が排出されることになる。そこで、上記構成によれば、前記少なくとも一の排出口の他の排出口に対する上方位置を調整することにより、車速の高低に応じて選択的に前記冷却液を排出して、所望の箇所に前記冷却液を供給することができる。
【００２２】
また、前記貯留手段が前記排出口を複数備えることにより前記冷却液の供給量を増やす必要がある箇所に選択的に前記排出口を設けて、冷却効率を高めることができる。また、前記排出口の形状変更により、車速の高低に応じて前記冷却液の供給量を調整することもできる。
【００２３】
加えて、前記排出口に開閉手段を備えることが好ましい。ここで前記開閉手段とは典型的には電磁弁を指す。
【００２４】
これによれば、前記運搬手段が、前記インホイールモータの停止時又は逆回転時に、前記貯留手段に前記冷却液を運搬できない場合において、この開閉手段を閉状態とすることにより、前記貯留手段内の前記冷却液を所定量以上に保持することができる。これにより、逆回転後に前進して急加速が必要となった場合等に備えて、前記貯留手段内に前記冷却液を保持することができる。さらに、停止時においても前記回転電機の駆動時においては、前記開閉手段を開とすることにより、前記回転電機に前記冷却液を供給することができる。
【００２５】
また、前記伝達手段に対しては前記インホイールモータの停止時において前記冷却液を供給する必要がないため、前記貯留手段から前記伝達手段に至る排出口に前記開閉手段を設けて、停止時には前記開閉手段を閉とすることにより、前記伝達手段に前記冷却液が供給されることを防止することができ、前記貯留手段内の前記冷却液の量を保持することができる。
【００２６】
また、逆回転時つまりは車両の後退時においては、なるべく前記冷却液の供給量を減らすために、前記開閉手段を逆回転開始後一定時間おいてから間欠的に開状態とすることもできる。
【００２７】
さらに、前記伝達手段の下方に前記冷却液を貯留する付加貯留手段を備え、前記運搬手段の吸入口を当該付加貯留手段に位置させることが好ましい。なお前記付加貯留手段とは典型的にはサブリザーバを示す。
【００２８】
これによれば、前記インホイールモータの逆回転時において、前記運搬手段の前記吸込口から排出される空気により、前記付加貯留手段内の前記冷却液を発泡させて、前記伝達手段を構成する要素に付着させて、前記伝達手段の潤滑性を向上させるとともに、冷却効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、より良好な冷却性能を確保することができるインホイールモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３１】
図１は、本発明に係るインホイールモータの一実施形態をモータの中心軸線を含む断面において示す模式図である。図２は、本発明に係わるインホイールモータの冷却液の流れを示す模式図である。図３は、本発明に係わるインホイールモータを車幅方向内側から視て示す模式図である。図４は、本発明に係わるインホイールモータのリザーバの一実施形態を示す模式図である。図５は、本発明に係わるインホイールモータを車幅方向内側から視て示す模式図である。
【００３２】
インホイールモータ１は、図１に示すように、モータ２と、減速機構３と、出力軸４と、図示しないホイールと、アッパーアームと、ロアアームと、ブレーキディスクロータと、キャリパブレーキとから構成される。モータ２、減速機構３は円筒状のホイールの内周側に位置するように設けられている。
【００３３】
モータ２は、ハウジング５と、ステータ６と、ロータ７とから構成される同期電動機つまり回転電機であり、ここでは図示しないインバータにより駆動されるものである。ハウジング５はアルミ合金により構成されており、ステータ６の外周面を保持するととともに、ステータ６、ロータ７を外包する外包部材を構成するとともに、減速機構３をも外包する。
【００３４】
アッパーアームは車幅方向に延びるＡアームであり、その車幅方向外側は、ボールジョイントを介してハウジング５の上部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。
【００３５】
ロアアームは車幅方向に延びるＡアームであり、その車幅方向外側は、ボールジョイントを介してハウジング５の下部に連結されており、その車幅方向内側は、ここでは図示しない車体側のサスペンションメンバに連結されている。
【００３６】
ロアアームの車幅方向中間部分にはここでは図示しないショックアブソーバのシリンダの下端部が連結され、このショックアブソーバのロッドはブッシュを介して車体側に連結されている。ショックアブソーバのロッドの外周側には図示しないコイルスプリングが設けられる。
【００３７】
ステータ６は、電磁鋼板を積層して構成されるステータコアの、内周側に形成される複数のティースにそれぞれコイルを巻装して構成されて固定子を構成するものであり、ロータ７は、電磁鋼板を積層して構成されるロータコアに、図示しない永久磁石を埋設して構成されて回転子を構成するものである。
【００３８】
このように構成されるモータ２において、ステータ６のコイルにインバータにより三相交流が供給されると回転磁界が形成されて、永久磁石を備えたロータ７が回転磁界に吸引されて回転されるものである。
【００３９】
減速機構３は、サンギヤ９、キャリア１０、ピニオン１１、リングギヤ１２から構成される周知の遊星歯車機構であり、伝達手段を構成するものであって、サンギヤ９の内周側部分は車幅方向内側に円筒状に延長されて拡径部ギヤを形成しており、その拡径部ギヤは、ロータ７に駆動結合されるギヤ８に噛み合わされており、キャリア１０の車幅方向外側は出力軸４に接合されている。
【００４０】
サンギヤ９の車幅方向内側はサンギヤインベアリング１３により、ハウジング５に対して回転自在に支持される。サンギヤ９の車幅方向外側はサンギヤアウトベアリング１４により、出力軸４に対して回転自在に支持される。リングギヤ１２はその車幅方向内側がハウジング５に接合される。
【００４１】
ロータ７の車幅方向内側は、ロータインベアリング１５によりハウジング５に対して回転自在に支持され、ロータ７の車幅方向外側は、ロータアウトベアリング１６によりハウジング５に対して回転自在に支持される。出力軸４は、出力軸ベアリング１７によりハウジング５に接合されたリングギヤ１２の外周側に対して回転自在に支持される。
【００４２】
出力軸４には、図示しないホイール及びブレーキディスクロータが接合されている。ホイールのビードシート部には図示しないタイヤのビード部が装着されて、ホイールの外周面とタイヤの内周面とにより画成される空間には所定の空気圧の空気が充填される。
【００４３】
キャリパブレーキは、その基部がハウジング５に固定され、そのブレーキパッドがブレーキディスクロータの両面に対向するように配置され、図示しないシリンダに油圧が供給されるとピストンが押し出されて、このピストンによりブレーキパッドがブレーキディスクロータの両面に押し付けられて、車両に制動力が作用する。
【００４４】
これらのことにより、モータ２が図示しないインバータにより駆動されると、モータ２の駆動力は、減速機構３の所定の減速比の下にロータ７、ギヤ８、サンギヤ９、ピニオン１１、キャリア１０、出力軸４、図示しないホイールの順番に伝達されて、図示しないタイヤにより地面に駆動力が伝達されて、車両は駆動される。
【００４５】
以上の構成に加えて、ハウジング５のモータ２の外包部材を構成する部分の上部のさらに外周側にはハウジング５と一体をなすアウタシェル５ａが設けられ、このアウタシェル５ａとハウジング５との間にはリザーバ１８が画成されて、このリザーバ１８は貯留手段を構成する。
【００４６】
このリザーバ１８は、図３に示すように、車幅方向視において、モータ２の外包部材を構成するハウジング５の上部を外包する三日月状の形態を有する。また、リザーバ１８は、図１に示すように、モータ２の中心軸線を含む断面内において、右に倒れたＬ字状を形成し、ハウジング５のギヤ８を外包する部分の下底面と、運搬通路２２の出口から車幅方向両側に位置するハウジング５の部分の上底面と、これらの底面を連結する壁面を構成する。なお、上底面は、運搬通路２２の出口から運搬される冷却液を車幅方向両側にスムーズに振り分けるように、運搬通路２２の出口から車幅方向両側に下方に傾斜する傾斜面を形成している。
【００４７】
さらに、ハウジング５のサンギヤ９の拡径部ギヤの下方にはサブリザーバ１９が形成され、このサブリザーバ１９は付加貯留手段を構成する。さらに、サンギヤ９の中心軸近傍とハウジング５との間には内接型のギヤポンプ２０が設けられ、このギヤポンプ２０を構成するドライブギヤはサンギヤ９の中心軸近傍に接合される。
【００４８】
このギヤポンプ２０は運搬通路２１によりサブリザーバ１９に連通され、運搬通路２２によりリザーバ１８に連通される。このギヤポンプ２０と運搬通路２１と運搬通路２２とで、運搬手段を構成する。なお運搬通路２２はその一部をハウジング５の外部に配置されるパイプにより構成される。
【００４９】
ステータ６の最外周側の車幅方向外側には中空リング状のオイルジャケット２３が設けられ、同様に、ステータ６の最外周側の車幅方向内側には中空リング状のオイルジャケット２４が設けられる。
【００５０】
リザーバ１８とリングギヤ１２の内周面とは供給通路２５により連通され、リザーバ１８とギヤ８の外周側に位置するハウジング５の内周面とは供給通路２６により連通される。さらに、リザーバ１８と、オイルジャケット２３とは供給通路２７により連通され、リザーバ１８とオイルジャケット２４とは供給通路２８により連通される。
【００５１】
供給通路２５とリザーバ１８との接続部分はリザーバ１８の排出口Ａを、供給通路２６とリザーバ１８との接続部分はリザーバ１８の排出口Ｂを、供給通路２７とリザーバ１８との接続部分は排出口Ｃを、供給通路２８とリザーバ１８との接続部分は排出口Ｄを構成する。
【００５２】
このように構成される本実施例のインホイールモータ１において、モータ２が図示しないインバータにより駆動されると、ギヤポンプ２０のドライブギヤはサンギヤ９の駆動力により回転されて、停止時においてインホイールモータ１の下部のサブリザーバ１９において貯留されている冷却液を、ギヤポンプ２０及び運搬通路２１、運搬通路２２により構成される運搬手段は、図２に示すように、リザーバ１８に運搬する。なお、冷却液はここでは油であり、潤滑液を兼ねるものとする。
【００５３】
このようにしてリザーバ１８に運搬されて貯留された冷却液は、重力の作用に基づいて、図２に示すように、排出口Ａから供給通路２５を介して歯車機構３に供給され、排出口Ｂから供給通路２６を介して歯車機構３のサンギヤ９の拡径部ギヤとギヤ８に供給される。さらに、冷却液は、排出口Ｃから供給通路２７を介してオイルジャケット２３に供給され、排出口Ｄから供給通路２８を介してオイルジャケット２４に供給される。このようにしてモータ２が冷却され、歯車機構３の潤滑性が確保される。
【００５４】
ここで排出口Ａ及び排出口Ｂはリザーバ１８の下底面に設けられているため、歯車機構３及び、歯車機構３のサンギヤ９の拡径部ギヤとギヤ８にはリザーバ１８に冷却液が貯留されている限りは常に供給される。また、排出口Ｄは、リザーバ１８に連通する運搬通路２２の出口からリザーバ１８の上底面に沿って直接冷却液が供給されるため、リザーバ１８にギヤポンプ２０から冷却液が運搬されている間は常に、オイルジャケット２４に冷却液が供給される。
【００５５】
さらに、排出口Ｃについては、リザーバ１８の断面Ｌ字状をなす空間の垂直な壁面の、下底面から上方にオフセットさせた位置に設けられているため、リザーバ１８に排出口Ｃを越える位置まで冷却液の液面が保持されている場合に、冷却液がオイルジャケット２３に冷却液が供給される。
【００５６】
上述した実施例のインホイールモータ１によれば以下のような作用効果を得ることができる。まず、リザーバ１８がモータ２を外包する外包部材を構成するハウジング５の上部を外包する形態を有することにより、リザーバ１８に貯留された冷却液によりモータ２を冷却することができる。これにより、冷却液による冷却効果を高めることができる。
【００５７】
さらに、リザーバ１８の排出口Ａ及び排出口Ｂを、歯車機構３の上方に備えることにより、リザーバ１８から歯車機構３に対して、冷却液をギヤポンプ２０の運搬能力によらずに、重力により供給することができる。同様に、リザーバ１８の排出口Ｃ及び排出口Ｄをモータ２のステータ６よりも上方に備えることにより、リザーバ１８から、モータ２に対して、冷却液をギヤポンプ２０の運搬能力によらず重力により供給することができる。
【００５８】
これにより、リザーバ１８に冷却液が貯留されている間においては、逆転時又は停止時においても、モータ２及び歯車機構３に対して冷却液を供給することができる。また、重力によりモータ２及び歯車機構３に対して冷却液を供給することができるので、車速によらずに冷却液の供給量を均一とすることができる。
【００５９】
また、重力により冷却液をモータ２及び歯車機構３に供給するので、モータ２及び歯車機構３のそれぞれの冷却が必要な部位に対して均等に冷却液を供給することができる。つまり、リザーバ１８をインホイールモータ１の上部に有しない構成においては、ギヤポンプ２０の車速に比例した運搬能力により冷却液をモータ２又は歯車機構３のそれぞれの冷却が必要な部位に対して、それぞれ対応する供給通路を設けて、それらの供給通路にそれぞれの冷却が必要な部位の冷却液の必要量に応じて絞りを設ける必要が生じていたところを、本実施例においてはそのような絞りを廃することができる。
【００６０】
これにより、リザーバ１８を上部に備えていない構成において絞りの存在に起因して車速が高い領域において、冷却液の圧力が高まってギヤポンプ２０の運搬負荷が高くなり、ギヤポンプ２０を駆動させるためにインホイールモータ１の効率が低下するところを、この効率の低下を防止することができる。
【００６１】
また、歯車機構３はモータ２に比べて、冷却液の必要な供給量を少なくすることができるが、リザーバ１８を上部に有しない従来のインホイールモータにおいては、ギヤポンプ２０の運搬能力が車速に比例して大きくなり、冷却液が歯車機構３に対して過剰に供給されていたところを、本実施例のインホイールモータ１においては、重力により冷却液を歯車機構３に供給するため、そのような過剰な供給を廃することができ、歯車機構３に適切な量の冷却液を供給することができる。これにより、歯車機構３の抵抗が増大してインホイールモータ１の効率が低下することをも防止することができる。
【００６２】
さらに、重力により冷却液を供給することにより、車速が高速である場合と、車速が低速でインホイールモータ１が加減速状態にある場合とで、冷却液の供給量を同等とし、加減速状態において必要な冷却液の供給量に合わせて、排出口Ａ〜Ｄのそれぞれの開口面積等の設定を行うことができる。これによりギヤポンプ２０の運搬能力を必要最低限のものとすることができ、インホイールモータ１を小型化するとともに、低コスト化を図ることができる。
【００６３】
また、リザーバ１８をインホイールモータ１の上部に設けることにより、冷却液の液量がリザーバ１８の容積に比べて大きい場合に、図４に示すように、リザーバ１８の上部に冷却液を逃がす流路Ｅを設けることにより、車速が高い場合に冷却液の流量が大きくなり圧力が高くなることに備えて、圧力を逃すためのリリーフ弁を設ける必要性を廃することができる。これによりインホイールモータ１の小型化、低コスト化を実現することができる。
【００６４】
さらに、リザーバ１８をインホイールモータ１のスペース上の制約の少ない上部に設けることにより、リザーバ１８の容積を大きくすることができる。このため、ギヤポンプ２０が車速の高い領域において運搬能力が高くなることに起因して、インホイールモータ１の下部に存在する冷却液がギヤポンプ２０により吸入される量が、リザーバ１８からの冷却液の排出量よりも大きくなるため、ギヤポンプ２０の吸入口において冷却液が存在せず、ギヤポンプ２０は空転することとなり、ギヤポンプ２０を駆動させるためのモータ２の負担が小さくなって、インホイールモータ１全体としての効率を高めることができる。
【００６５】
また、本実施例のインホイールモータ１においては、下部よりも上部の方がスペース上の余裕があるため、上部にリザーバ１８を備えることにより、リザーバ１８の容量を大きくすることができ、冷却液の液量を大きくすることができる。これとともに、リザーバ１８をインホイールモータ１の下部に備えることに比べて、飛石や着氷等による悪影響をリザーバ１８が受けることを極力廃することができ、リザーバ１８を構成するアウタシェル５ａに必要な強度を低減することができる。
【００６６】
さらに、従来のインホイールモータのように、ギヤポンプ２０の運搬能力により直接的にモータ２又は歯車機構３に対して冷却液を供給することに比べて、冷却液を一旦リザーバ１８に貯留してから供給することにより、供給される冷却液内部に、ギヤポンプ２０に連通される運搬通路２１のサブリザーバ１９における吸入口において混入した空気を排除することができる。これにより、モータ２又は歯車機構３へ冷却液を導く供給通路Ａ〜Ｄに空気が混入することを防止することができ、インホイールモータ１の冷却性能を高めることができる。
【００６７】
また、リザーバ１８をインホイールモータ１の上部に配置することにより、図４に示すように、モータ２の外包部材を構成するハウジング５から、リザーバ１８を分離させて配置させることもでき、リザーバ１８にフィンを設けて熱交換器のように機能させることができる。これとともに、熱交換機の一部をリザーバ１８とする構成を採用することも可能となる。これにより、冷却性能を高めることができ、ギヤポンプ２０を小型化し、冷却液の液量も低減することができる。
【００６８】
さらに、リザーバ１８が複数の排出口Ａ〜Ｄを備えて、排出口Ｃを他の排出口Ａ及びＢよりも上方に位置させることにより以下の作用効果を得ることができる。ここで、ギヤポンプ２０の冷却液の運搬能力が車速に比例することに起因して、車速が高い場合において、リザーバ１８に貯留される冷却液の体積は大きくなることになる。このため、排出口Ｃからは車速が高い場合のみに冷却液が排出されることになり、排出口Ｃの他の排出口Ａ及びＢに対する上方位置を調整することにより、車速が高い場合に選択的に冷却液を排出して、モータ２のステータ６に冷却液を重点的に供給することができる。
【００６９】
また、リザーバ１８が複数の排出口Ａ〜Ｄを備えることにより、冷却液の供給量を増やす必要がある箇所、ここではモータ２のステータ６に排出口Ｃ及びＤを設けて、冷却効率を高めることができる。また、排出口Ｃ又はＤの形状変更により、車速の高低に応じて変化するリザーバ１８内の冷却液の液面高さに応じて、供給量を調整することもできる。
【００７０】
例えば、図５に示すように、排出口Ｃを排出口Ｃ１と排出口Ｃ２に分離して、排出口Ｃ１を上下方向に長い長方形状とし、排出口Ｃ２と上底が下底よりも大きい台形状として、排出口Ｃ１を排出口Ａ、Ｂよりも上方に位置させ、排出口Ｃ２を排出口Ｃ１よりも高く位置させたとする。
【００７１】
この場合において、インホイールモータ１が低速回転をしている場合には、排出口Ａ及びＢのみから冷却液が排出され、中速回転している場合には、リザーバ１８内の冷却液の液面が排出口Ｃ１に到達して、排出口Ａ及びＢと排出口Ｃ１から冷却液が排出される。この中速回転の場合において、回転数が増加すると、排出口Ｃ１が上下方向に長い長方形状であるため、液面を排出口Ｃ１の下部から上部に移動させて、排出口Ｃ１から排出される冷却液の量を徐々に増加させることができる。
【００７２】
さらに、インホイールモータ１が高速回転している場合には、冷却液の液面が排出口Ｃ２に到達し、排出口Ａ及びＢ、排出口Ｃ１、排出口Ｃ２から冷却液が排出される。この高速回転の場合においても、回転数が増加すると、排出口Ｃ２が、上底が下底よりも長い台形状であるため、液面を排出口Ｃ２の下部から上部に移動させて、排出口Ｃ１から排出される冷却液の量を徐々に増加させることができ、かつ、長方形状のものに比べて、その増加率を高めることができる。さらに超高速回転している場合には、流路Ｅから冷却液をあふれさせて排出する。
【００７３】
さらに、本実施例のインホイールモータ１において以下のような構成を採用することができる。図６は本発明に係わるインホイールモータの他の実施形態を示す模式図である。図６に示すように、排出口Ｂ及びＤに、ここでは排出口Ｂに連通する供給通路２６に開閉手段としての電磁弁２９を、排出口Ｄに連通する供給通路２７に開閉手段としての電磁弁３０を備え、ここでは図示しない、排出口Ａに連通する供給通路２５に図示しない電磁弁を設ける。
【００７４】
これにより、ギヤポンプ２０が、インホイールモータ１の停止時又は逆回転時に、リザーバ１８に冷却液を運搬できない場合において、電磁弁２９、３０及び図示しない電磁弁を閉状態とすることにより、リザーバ１８内の冷却液を所定量以上に保持することができる。これにより、逆回転後に前進して急加速が必要となった場合等に備えて、リザーバ１８内に冷却液を保持することができる。さらに、停止時においても例えば停止保持用にモータ２を駆動している場合においては、モータ２を冷却する必要が生じるため、電磁弁３０を開とすることにより、モータ２に冷却液を供給することができる。
【００７５】
また、歯車機構３に対してはインホイールモータ１の停止時において冷却液を供給する必要がないため、リザーバ１８から歯車機構３に至る排出口Ａに対応する図示しない電磁弁を停止時には閉状態とすることにより、歯車機構３に冷却液が供給されることを防止することができ、リザーバ１８内の冷却液の量を保持することができる。
【００７６】
また、インホイールモータ１の逆回転時つまりは車両の後退時においては、なるべく冷却液の供給量を減らすために、電磁弁２９、３０及び図示しない電磁弁を逆回転開始後一定時間経過してから間欠的に開状態とすることもできる。
【００７７】
なお、これらの機能を実現するために、インホイールモータ１の正逆回転とモータ２の通電状態を検出し、それぞれの電磁弁の開閉状態を制御するＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)が必要となるが、ここでは図示は省略する。また、このＥＣＵがインホイールモータ１のモータ２の回転数や温度を検出し、その検出結果に基づいてそれぞれの電磁弁の開閉状態を制御しても良い。
【００７８】
さらに、歯車機構３の下方に冷却液を貯留するサブリザーバ１９を備え、ギヤポンプ２０に連通する運搬通路２１の吸入口をサブリザーバ１９に位置させることにより、以下のような作用効果を得ることができる。
【００７９】
図７は本発明に係わるインホイールモータの作用効果を示す模式図である。図７に示すように、インホイールモータ１の逆回転時において、運搬通路２２のリザーバ１８への排出口から吸い込まれて、運搬通路２１の吸入口から排出される空気により、サブリザーバ１９内の冷却液を発泡させて、歯車機構３を構成する要素つまりはサンギヤ９の拡径部ギヤに付着させて、歯車機構３の冷却効率を高めることができる。
【００８０】
なお、ギヤポンプ２０の運搬機能と運搬される冷却液の液量を確認するために、運搬通路２２の中途にオイルプレッシャースイッチを設けて、このオイルプレッシャースイッチが所定の圧力を検出しない場合には故障と検出することが従来から行われているが、インホイールモータ１が逆回転又は停止している場合には、所定の圧力が検出されないため、誤って故障検出とされてしまうため、インホイールモータ１が逆回転又は停止している場合にはこの故障検出機能をオフとする。
【００８１】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、車輪毎のモータと減速機構を備えるインホイールモータに適用して、より良好な冷却性能及び潤滑性能を確保することができるので、インホイールモータを使用した乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明に係るインホイールモータの一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      インホイールモータ
２      モータ
３      減速機構
４      出力軸
５      ハウジング
６      ステータ
７      ロータ
８      ギヤ
９      サンギヤ
１０      キャリア
１１      ピニオン
１２      リングギヤ
１３      サンギヤインベアリング
１４      サンギヤアウトベアリング
１５      ロータインベアリング
１６      ロータアウトベアリング
１７      出力軸ベアリング
１８      リザーバ
１９      サブリザーバ
２０      ギヤポンプ
２１      運搬通路
２２      運搬通路
２３      オイルジャケット
２４      オイルジャケット
２５      供給通路
２６      供給通路
２７      供給通路
２８      供給通路
２９      電磁弁
３０      電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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