(57)【要約】【課題】電動モータの冷却効果を高めることができると共に、減速機構の潤滑性の向上も図ることができるようにしたインホイールモータ駆動装置を提供することである。【解決手段】モータケース１０内に組み込まれた電動モータ１６のロータ軸２５と同軸上に車輪駆動用の駆動車軸２８を設け、その駆動車軸２８と電動モータ１６のロータ軸２５間に、ロータ軸２５の回転を減速して駆動車軸２８に伝達する遊星歯車式の減速機構４５を設ける。モータケース１０の端板１２外側に減速機構４５を収容する密閉状の減速機構収容空間４２を設け、その減速機構収容空間４２内に潤滑用のオイルを収容する。モータケース１０の内部のモータ収容空間１５内に、潤滑用オイルより粘度の低い冷却用オイルを収容して、減速機構４５の潤滑用と電動モータ１６の冷却用に異種のオイルを用いるようにする。【選択図】図３
2013055804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定されるモータケースと、そのモータケース内に固定されたステータおよびそのステータ内に組み込まれたロータを有し、そのロータの中心軸上にロータ軸が設けられた電動モータと、前記ロータ軸と同軸上に配置された車輪駆動用の駆動車軸と、前記電動モータのロータ軸の回転を減速して前記駆動車軸に出力する遊星歯車式の減速機構とからなり、貯留オイルによって前記電動モータの冷却と減速機構の潤滑とを行なうようにしたインホイールモータ駆動装置において、
前記モータケースの端板外側に前記減速機構を収容する密閉状の減速機構収容空間を設け、その減速機構収容空間内に潤滑用のオイルを収容し、前記モータケースの内部のモータ収容空間内に、前記潤滑用オイルより粘度の低い冷却用オイルを収容して、減速機構の潤滑用と電動モータの冷却用に異種のオイルを用いたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記潤滑用オイルが、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ２２以上とされ、前記冷却用オイルが、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ１５以下とされた請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記減速機構収容空間の周壁下部およびモータ収容空間の周壁下部のそれぞれに着脱可能なドレンプラグによって閉塞されるドレン孔を形成した請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記モータケースの端板中央部に前記ロータの内側に入り込む円筒状の膨出部を設け、前記駆動車軸を回転自在に支持する車輪軸受の軸受外輪に車体取付フランジを設け、前記モータケースの端板外面に対する車体取付フランジの外周部の固定により前記膨出部の開口部を閉塞して、その膨出部の内側に減速機構収容空間を形成した請求項１乃至３のいずれかの項に記載のインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の駆動車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、インホイール式電気自動車の概略を示す。この電気自動車においては、駆動車輪としての左右一対の後輪１のそれぞれ内側に電動モータを駆動源とするモータ駆動装置Ａを収容し、そのモータ駆動装置Ａによって一対の後輪１のそれぞれを単独に駆動するようにしている。
【０００３】
上記のようなインホイール式電気自動車に採用されるモータ駆動装置Ａは、電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速する減速機構と、その減速機構からの出力により回転駆動される駆動車軸とを有し、上記駆動車軸により後輪を駆動するようにしている。
【０００４】
上記モータ駆動装置Ａにおいては、後輪の内側に収容する関係から、軸方向長さのコンパクト化が要求される。特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、電動モータのロータの内側に遊星歯車式の減速機構を配置して、モータ駆動装置の軸方向長さのコンパクト化を図るようにしている。
【０００５】
ここで、電動モータは、その回転により発熱するため、冷却する必要があり、また、遊星歯車式の減速機構においては、歯車の摩耗による耐久性の低下を抑制し、かつ、噛み合いによる異音の発生を抑制するため、潤滑する必要がある。
【０００６】
そのため、上記特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、電動モータを収容するモータケース内にオイルを収容し、そのオイルによって電動モータを冷却し、遊星歯車式の減速機構を潤滑するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２８６３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、上記のように、モータケース内に収容された一種のオイルによって電動モータの冷却と減速機構の潤滑とを行なうようにしているため、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、オイル量が多くなると、電動モータの回転抵抗が大きくなって効率が低下し、逆に、オイル量が少ない場合は、減速機構の潤滑性が低下し、耐久性の低下を抑制することができなくなる。
【００１０】
また、オイルとして、粘度の高いオイルを用いると、そのオイル粘度が電動モータの回転抵抗となって、電動モータの効率が低下し、粘度の低いオイルを用いると、減速機構の潤滑性が低下することになる。
【００１１】
さらに、減速機構における歯車の摩耗による金属粉がオイルに混入し、その金属粉の混入オイルにより電動モータが冷却されるため、電動モータ内に金属粉が侵入して電動モータに悪影響を与えることになる。
【００１２】
この発明の課題は、電動モータの冷却効果を高めることができると共に、減速機構の潤滑性の向上も図ることができるようにしたインホイールモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明においては、車体に固定されるモータケースと、そのモータケース内に固定されたステータおよびそのステータ内に組み込まれたロータを有し、そのロータの中心軸上にロータ軸が設けられた電動モータと、前記ロータ軸と同軸上に配置された車輪駆動用の駆動車軸と、前記電動モータのロータ軸の回転を減速して前記駆動車軸に出力する遊星歯車式の減速機構とからなり、貯留オイルによって前記電動モータの冷却と減速機構の潤滑とを行なうようにしたインホイールモータ駆動装置において、前記モータケースの端板外側に前記減速機構を収容する密閉状の減速機構収容空間を設け、その減速機構収容空間内に潤滑用のオイルを収容し、前記モータケースの内部のモータ収容空間内に、前記潤滑用オイルより粘度の低い冷却用オイルを収容して、減速機構の潤滑用と電動モータの冷却用に異種のオイルを用いた構成を採用したのである。
【００１４】
ここで、潤滑用オイルとして、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ２２以上とされた工業用潤滑油を用いることにより、これらの潤滑油の４０℃の動粘度は２２ｍｍ２／ｓ以上であるため、減速機構を良好に潤滑することができる。また、冷却用オイルとして、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ１５以下とされた工業用潤滑油を用いることにより、これら潤滑油の４０℃の中心値の動粘度が１５ｍｍ２／ｓ以下であるため、電動モータを効果的に冷却することができる。
【００１５】
上記のように、電動モータを収容するモータケースの端板外側に減速機構を収容する減速機構収容空間を設けることにより、減速機構収容空間内には減速機構の潤滑に適正なオイルを適量貯留することができ、また、モータ収容空間内には電動モータの冷却の適正なオイルを適量貯留することができる。
【００１６】
その結果、減速機構を良好に潤滑することができ、電動モータの効率を低下させることなく効果的に冷却することができる。
【００１７】
ここで、減速機構収容空間の周壁下部およびモータ収容空間の周壁下部のそれぞれにドレン孔を形成し、そのドレン孔を着脱可能なドレンプラグによって閉塞しておくことにより、オイルの劣化等によるオイル交換を可能とすることができる。
【００１８】
また、モータケースの端板中央部にロータの内側に入り込む円筒状の膨出部を設け、駆動車軸を回転自在に支持する車輪軸受の軸受外輪に車体取付フランジを設け、モータケースの端板外面に対する車体取付フランジの外周部を固定して、その車体取付フランジで上記膨出部の開口部を閉塞して、その膨出部の内側に減速機構収容空間を形成することにより、電動モータのロータの内側に減速機構が配置されることになるため、軸方向長さのコンパクトなインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る減速装置においては、上記のように、電動モータを収容するモータケースの端板外側に減速機構を収容する減速機構収容空間を設け、その減速機構収容空間内に潤滑用オイルを収容し、モータケース内のモータ収容空間内には潤滑用オイルより粘度の低い冷却用オイルを収容したことにより、減速機構を良好に潤滑することができ、また、電動モータの効率を低下させることなく効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動自動車の概略図
【図２】この発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施の形態を示す正面図
【図３】図２の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２に示すように、駆動車輪１におけるホイール２の内側には、この発明に係るインホイールモータ駆動装置Ａが設けられている。
【００２２】
図３に示すように、インホイールモータ駆動装置Ａは、モータケース１０を有している。モータケース１０は、端板１２を備える円筒状のケース本体１１と、そのケース本体１１の開口を閉塞するカバー１３とからなる。
【００２３】
カバー１３にはケース本体１１の開口端部内に嵌合される円筒部１３ａが形成され、その円筒部１３ａとケース本体１１の嵌合面間はシールリング１４の組込みよってシールされている。
【００２４】
モータケース１０は車体に固定される。そのモータケース１０の内部はモータ収容空間１５とされ、そのモータ収容空間１５内に電動モータ１６が組み込まれている。
【００２５】
電動モータ１６は、モータケース１０に固定されたステータ１７と、その内側に組み込まれたロータ１８と有し、上記ロータ１８はステータ１７のコイル１７ａに対する通電により回転する。
【００２６】
ロータ１８は、カバー１３と対向する軸方向端部に円板部１９を有し、その円板部１９に複数の抜き孔２０が周方向に等間隔に形成され、中心部にはボス部２１が設けられている。
【００２７】
ケース本体１１の端板１２には、ロータ１８の内側に入り込む円筒状の膨出部２２が形成され、その膨出部２２の中心部に形成された挿入孔２３に上記ボス部２１が挿入され、そのボス部２１の外径面と挿入孔２３の内径面間に組み込まれたシール部材２４によってモータ収容空間１５は密閉状とされている。
【００２８】
ロータ１８におけるボス部２１にはロータ軸２５が挿通されている。ロータ軸２５はキー２６によりロータ１８に回り止めされて、ロータ１８と共に回転するようになっている。
【００２９】
モータケース１０の外側方には車輪軸受２７が設けられ、その車輪軸受２７によって駆動車輪１を回転駆動する駆動車軸２８が回転自在に支持されている。
【００３０】
車輪軸受２７は、軸受外輪２９と、その内側に組み込まれた内方部材３０を有している。軸受外輪２９の外径面には車体取付フランジ３１が形成され、その車体取付フランジ３１はモータケース１０の端板１２の外側面に衝合され、上記端板１２にねじ込まれるボルト３２の締付けによりモータケース１０に取付けられている。
【００３１】
内方部材３０は、ハブ輪３３と、そのハブ輪３３のインナ側端部上に設けられた軸受内輪３４とからなり、軸受内輪３４はハブ輪３３のインナ側端部に形成された小径軸部３３ａに嵌合されている。ハブ輪３３および軸受内輪３４のそれぞれは軸受外輪２９との間に組み込まれた転動体３５により回転自在に支持され、その転動体３５のそれぞれ外側方に組み込まれたシール部材３６は、軸受外輪２９と内方部材３０の対向端部に形成された軸受空間の両端開口を閉塞している。
【００３２】
ハブ輪３３には、軸受外輪２９のアウタ側端面から外側に位置する端部外周に車輪取付フランジ３７が設けられ、その車輪取付フランジ３７に設けられた複数のボルト３８のそれぞれにナット３９がねじ係合され、そのナット３９の締付けにより、車輪取付フランジ３７にブレーキロータ４０と駆動車輪１のホイール２が取付けられている。
【００３３】
駆動車軸２８は、ハブ輪３３の内側に挿通され、セレーション４１による係合によってハブ輪３３に回り止めされている。その駆動車軸２８を支持する車輪軸受２７の端板１２への取付けにより、その端板１２に設けられた膨出部２２の開口が閉塞されて内側に密閉空間が形成され、その密閉空間が減速機構収容空間４２とされている。
【００３４】
駆動車軸２８はロータ軸２５と同軸上の配置とされ、その駆動車軸２８のロータ軸２５と対向する端部には軸挿入孔４３が形成されている。軸挿入孔４３内には軸受４４が組み込まれ、その軸受４４によってロータ軸２５の端部が回転自在に支持されている。
【００３５】
ロータ軸２５と駆動車軸２８の相互間には、ロータ軸２５の回転を減速して駆動車軸２８に伝達する減速機構４５が設けられている。減速機構４５は、ロータ軸２５の軸端部に設けられた太陽歯車４６と、膨出部２２の内径面に嵌合固定された内歯歯車４７と、その内歯歯車４７の内周の内歯と太陽歯車４６の外周の外歯のそれぞれに噛合する遊星歯車４８とからなる遊星歯車式のものからなり、上記遊星歯車４８は、駆動車軸２８のインナ側端部の外周に設けられた円盤状のキャリヤ部４９に支持されたギヤ軸５０を中心にして回転自在に支持されている。
【００３６】
上記の構成からなるインホイールモータ駆動装置において、ステータ１７のコイル１７ａに対する通電によってロータ１８を回転駆動すると、そのロータ１８と共にロータ軸２５が回転する。
【００３７】
ロータ軸２５の回転は遊星歯車式の減速機構４５により減速されて駆動車軸２８に伝達され、その駆動車軸２８により駆動車輪１が回転駆動される。
【００３８】
上記のような駆動車輪１の駆動により、電動モータ１６には負荷がかかるため、発熱し、また、減速機構４５は遊星歯車式のものであるため、歯車の噛み合いにより摩耗が生じて耐久性が低下する。そのような不都合を発生を抑制するため、図３に示すように、モータ収容空間１５内にオイルを貯留し、その貯留オイルで電動モータ１６を冷却している。また、減速機構収容空間４２内にオイルを貯留し、その貯留オイルで減速機構４５を潤滑するようにしている。
【００３９】
ここで、冷却用オイルと潤滑用オイルが同種のものであると、電動モータ１６の効率に影響を与え、あるいは、減速機構４５の潤滑に影響を与えることになる。
【００４０】
そこで、実施の形態では、モータ収容空間１５内に粘度の低いオイルを収容して電動モータ１６を冷却している。冷却に適したオイルとして、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ１５以下の工業用潤滑油を挙げることができる。
【００４１】
一方、減速機構収容空間４２内には粘度の高いオイルを収容して、減速機構４５を潤滑している。潤滑に適したオイルとして、ＩＳＯ粘度グレード番号ＶＧ２２以上の工業用潤滑油を挙げることができる。
【００４２】
モータ収容空間１５内に収容するオイル量が必要以上に多くなると、電動モータ１６の回転抵抗が大きくなって効率が低下することになる。そこで、冷却用オイルのオイル量は、図３のｌ１で示すように、ロータ１８の外周下部が浸かる程度としている。
【００４３】
一方、減速機構収容空間４２内に収容するオイル量が必要以上に少ない場合には、減速機構４５を効果的に潤滑することができなくなる。そこで、潤滑用オイルのオイル量は、図３のｌ２で示すように、ロータ軸２５の中心軸とほぼ同レベルとしている。
【００４４】
実施の形態においては、上記のように、電動モータ１６を収容するモータケース１０の端板１２外側に減速機構４５を収容する減速機構収容空間４２を形成して、その減速機構収容空間４２とモータ収容空間１５とを端板１２により区画する構成であるため、減速機構収容空間４２内には減速機構４５の潤滑に適正なオイルを適量貯留することができ、また、モータ収容空間１５内には電動モータ１６の冷却の適正なオイルを適量貯留することができる。
【００４５】
その結果、減速機構４５を良好に潤滑することができ、電動モータ１６の効率を低下させることなく効果的に冷却することができる。
【００４６】
ここで、図３に示すように、減速機構収容空間４２の周壁下部およびモータ収容空間１５の周壁下部のそれぞれにドレン孔５１を形成し、そのドレン孔５１を着脱可能なドレンプラグ５２によって閉塞しておくことにより、オイルの劣化等によるオイル交換を可能とすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  モータケース
１５  モータ収容空間
１６  電動モータ
１７  ステータ
１８  ロータ
２２  膨出部
２５  ロータ軸
２７  車輪軸受
２８  駆動車軸
２９  軸受外輪
３１  車体取付フランジ
４２  減速機構収容空間
４５  減速機構
５１  ドレン孔
５２  ドレンプラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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