(57)【要約】【課題】  寒冷環境下で長時間停止した場合であっても、回転ポンプの始動時にモータ部および減速機部の潤滑を円滑に行う。【解決手段】  モータ部Ａと、減速機部Ｂと、車輪用軸受部Ｃと、モータ部Ａおよび減速機部Ｂを収容したケーシング２２と、回転ポンプ５６によりモータ部Ａおよび減速機部Ｂに潤滑油を供給する潤滑機構とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、潤滑機構は、ケーシング２２内の潤滑油の貯溜部位に配置され、潜熱蓄熱材７３を外装部材７４内に収納した潜熱蓄熱体７５と、その潜熱蓄熱体７５に近接配置され、外装部材７４内の潜熱蓄熱材７３に衝撃を付与する衝撃付与手段７６とを具備する。【選択図】    図１
2017032021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部と、減速機部と、前記モータ部および減速機部を収容したケーシングと、回転ポンプにより前記モータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構とを備えた車両用モータ駆動装置であって、
前記潤滑機構は、前記ケーシング内の潤滑油の貯溜部位に配置され、潜熱蓄熱材を外装部材内に収納した潜熱蓄熱体と、前記潜熱蓄熱体に近接配置され、前記外装部材内の潜熱蓄熱材に衝撃を付与する衝撃付与手段とを具備したことを特徴とする車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記潜熱蓄熱体は、前記回転ポンプの吸入口が潤滑油の貯溜部位で開口する部位付近に配置されている請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記減速機部は、複数の歯車からなる平行軸歯車減速機で構成されている請求項１又は２に記載の車両用モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電動モータの回転駆動力を減速機部に入力し回転数を減速して車輪側に伝達する車両用モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用モータ駆動装置として、例えば、特許文献１に開示されたインホイールモータ駆動装置がある。この特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪用軸受部と、モータ部と車輪用軸受部との間に配置され、モータ部の回転を減速して車輪用軸受部に伝達する減速機部とを備えている。モータ部および減速機部はハウジングに収容されている。
【０００３】
このインホイールモータ駆動装置では、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑とを目的として、モータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構が設けられている。潤滑機構は、潤滑油を圧送する回転ポンプと、ハウジングの下部に設けられた潤滑油貯溜部と、モータ部および減速機部に設けられた油路とを備え、潤滑油がモータ部および減速機部を循環する構造を有する。
【０００４】
この潤滑機構では、回転ポンプから吐出される潤滑油をハウジングの油路からモータ出力軸の油路を経由してモータ部に供給することにより、モータ部の冷却が行われる。また、モータ出力軸の油路と連通する減速機入力軸の油路を経由して減速機部に潤滑油を供給することにより、減速機部の冷却および潤滑が行われる。
【０００５】
このようにして、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑とを行った潤滑油は、ハウジング下部の潤滑油貯溜部に一旦貯溜される。この潤滑油貯溜部に貯溜された潤滑油は、ハウジングの油路から吸い上げられて回転ポンプへ還流する。
【０００６】
以上のように、このインホイールモータ駆動装置において、潤滑機構は、回転ポンプから吐出された潤滑油により、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑を行った後、その潤滑油を潤滑油貯溜部から回転ポンプへ吸入させる循環構造をなす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１８９９１９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で開示されたインホイールモータ駆動装置では、寒冷地での使用において長時間停止した場合、モータ部および減速機部の内部での潤滑油の温度が低下し、その粘度が高くなって潤滑油が流動し難くなる。このように、潤滑油が流動し難くなると、回転ポンプの始動時、潤滑油貯溜部に貯溜した潤滑油は、ハウジングの油路から回転ポンプへ吸い上げられ難くなる。そのため、回転ポンプの始動時、モータ部および減速機部の内部を潤滑油が正常に潤滑しない可能性がある。
【０００９】
その結果、モータ部および減速機部は、潤滑が不十分な状態で駆動することになり、駆動部分の損傷や、その駆動部分を支持する軸受の摩耗が発生する原因となる。このような潤滑油の温度低下対策として、潤滑油を加熱するヒータを設ける手段も考えられる。しかしながら、ヒータを設けることにより、部品点数が増加すると共に、ヒータを駆動するための外部電源も必要となることから、最適な手段であるとは言えない。
【００１０】
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、寒冷環境下で長時間停止した場合であっても、回転ポンプの始動時にモータ部および減速機部の潤滑を円滑に行い得る車両用モータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、モータ部と、減速機部と、モータ部および減速機部を収容したケーシングと、回転ポンプによりモータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構とを備えた車両用モータ駆動装置であって、潤滑機構は、ケーシング内の潤滑油の貯溜部位に配置され、潜熱蓄熱材を外装部材内に収納した潜熱蓄熱体と、その潜熱蓄熱体に近接配置され、外装部材内の潜熱蓄熱材に衝撃を付与する衝撃付与手段とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、回転ポンプの始動時、潜熱蓄熱体に近接配置された衝撃付与手段により外装部材内の潜熱蓄熱材に衝撃を付与することで、潜熱蓄熱材を発熱させる。この潜熱蓄熱材の発熱により、寒冷環境下での長時間停止により温度低下していた潤滑油を昇温させることができる。この潤滑油の昇温により、潤滑油が粘度の低下で流動し易くなり、貯溜された潤滑油は、回転ポンプへ速やかに吸い上げられる。そのため、モータ部および減速機部の内部を潤滑油が正常に潤滑することができる。
【００１３】
本発明における潜熱蓄熱体は、回転ポンプの吸入口が潤滑油の貯溜部位で開口する部位付近に配置されていることが望ましい。このようにすれば、回転ポンプの吸入口が開口する部位付近に貯溜する潤滑油が潜熱蓄熱材の発熱により速やかに昇温する。そのため、回転ポンプによる潤滑油の吸い上げがより一層良好となり、寒冷環境下での長時間停止した場合であっても、回転ポンプの始動時に、モータ部および減速機部の内部を潤滑油で確実に潤滑することができる。
【００１４】
本発明における減速機部は、複数の歯車からなる平行軸歯車減速機で構成されていることが望ましい。このようにすれば、減速機部を構成する平行軸歯車減速機の各歯車および歯車を支持する軸受などの駆動部分を正常に潤滑することができる。その結果、平行軸歯車減速機で構成された減速機部を持つ車両用モータ駆動装置に対して有効な手段となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、寒冷環境下での長時間停止した場合であっても、衝撃付与手段により潜熱蓄熱体を発熱させることで、温度低下していた潤滑油を昇温させることができ、潤滑油の流動性の向上によって、モータ部および減速機部の内部を潤滑油が正常に潤滑することができる。その結果、モータ部の冷却性能、減速機部の冷却性能および潤滑性能の向上が図れ、信頼性の高い長寿命の車両用モータ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態で、インホイールモータ駆動装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の平行軸歯車減速機を構成する歯車のみをアウトボード側から見た概要図である。
【図３】図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。
【図４】図１の潜熱蓄熱体および衝撃付与手段で動作前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】図１の潜熱蓄熱体および衝撃付与手段で動作後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】図１の潜熱蓄熱体および衝撃付与手段による動作要領を示すフローチャートである。
【図７】インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略構成を示す平面図である。
【図８】図７の電気自動車を示す後方断面図である。
【図９】オンボードタイプの車両用モータ駆動装置の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る車両用モータ駆動装置の１つの実施形態としてインホイールモータ駆動装置を図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図７は、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車１１の概略平面図、図８は、電気自動車１１を後方から見た概略断面図である。
【００１９】
電気自動車１１は、図７に示すように、シャシー１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、後輪１４に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを装備する。後輪１４は、図８に示すように、シャシー１２のホイールハウジング１５の内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１６を介してシャシー１２の下部に固定されている。
【００２０】
懸架装置１６は、左右に延びるサスペンションアームにより後輪１４を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットにより、後輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャシー１２の振動を抑制する。左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時などの車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられている。懸架装置１６は、路面の凹凸に対する追従性を向上させ、後輪１４の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させる独立懸架式としている。
【００２１】
電気自動車１１は、ホイールハウジング１５の内部に、左右それぞれの後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けることによって、シャシー１２上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構などを設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の後輪１４の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。
【００２２】
電気自動車１１の走行安定性およびＮＶＨ特性を向上させるためにばね下重量を抑える必要があり、さらに、広い客室スペースを確保するためにインホイールモータ駆動装置２１の小型化が求められる。
【００２３】
そこで、図１に示す実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、以下の構造を具備する。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置２１を実現し、ばね下重量を抑えることで、走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得ることができる。
【００２４】
この実施形態の特徴的な構成を説明する前にインホイールモータ駆動装置２１の全体構成を説明する。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置２１を車両に搭載した状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と称し、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と称する。
【００２５】
インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速機部Ｂと、減速機部Ｂからの出力を駆動輪としての後輪１４（図７および図８参照）に伝達する車輪用軸受部Ｃとを備えている。モータ部Ａと減速機部Ｂはケーシング２２に収容されて、電気自動車１１のホイールハウジング１５（図８参照）内に取り付けられる。ケーシング２２は、モータ部Ａのモータハウジングと減速機部Ｂのギヤハウジングとからなる分割可能な構造でボルトにより締結一体化されている。
【００２６】
モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されたステータ２３と、ステータ２３の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２４と、ロータ２４の径方向内側に配置されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸２５とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ２６で構成されている。モータ回転軸２５は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ２３は磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成され、ロータ２４は永久磁石または磁性体が内部に配置されている。
【００２７】
モータ回転軸２５は、径方向外側へ一体的に延びるホルダ部２７によりロータ２４が保持されている。ホルダ部２７は、ロータ２４が嵌め込み固定された凹溝を環状に形成した構成としている。モータ回転軸２５は、その軸方向一方側端部（図１の右側）が転がり軸受２８に、軸方向他方側端部（図１の左側）が転がり軸受２９によって、ケーシング２２に対して回転自在に支持されている。
【００２８】
減速機部Ｂは、入力歯車である第１歯車３０と、中間歯車である第２歯車３１および第３歯車３２と、出力歯車である第４歯車３３とを有する。
【００２９】
第１歯車３０は、インボード側に延びる軸部３４をモータ回転軸２５にスプライン嵌合（セレーション嵌合を含む。以下、同じ）によって連結することにより、モータ回転軸２５に同軸的に取り付け固定されている。第２歯車３１は、中間軸３５に取り付け固定されている。第３歯車３２は、中間軸３５に一体的に形成されている。第４歯車３３は、その軸部３６を減速機出力軸３７のインボード側軸部３８にスプライン嵌合によって連結することにより、減速機出力軸３７に同軸的に取り付け固定されている。
【００３０】
この減速機部Ｂは、第１歯車３０と第２歯車３１とが噛合し、第３歯車３２と第４歯車３３とが噛合することにより、モータ回転軸２５の回転運動を２段に減速する平行軸歯車減速機３９で構成されている。
【００３１】
第１歯車３０の軸部３４は、転がり軸受４０によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。第２歯車３１が取り付け固定され、第３歯車３２が一体的に形成された中間軸３５は、転がり軸受４１，４２によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸３７が取り付け固定された第４歯車３３は、転がり軸受４３，４４によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。減速機出力軸３７のアウトボード側軸部４５は、車輪用軸受部Ｃのハブ輪４７にスプライン嵌合によって連結され、減速機部Ｂの出力を後輪１４（図７および図８参照）に伝達する。
【００３２】
第１歯車３０〜第４歯車３３および各歯車の回転軸を図２に基づいて説明する。図２は、図１の平行軸歯車減速機３９を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３のみをアウトボード側から見た概要図である。
【００３３】
第１歯車３０は、モータ回転軸２５（図１参照）に取り付け固定され、その軸心Ｃ１を中心にして回転する。第２歯車３１は、中間軸３５（図１参照）に取り付け固定され、第３歯車３２は、中間軸３５に一体的に形成され、その軸心Ｃ２を中心にして回転する。第４歯車３３は、減速機出力軸３７（図１参照）に取り付け固定され、その軸心Ｃ３を中心にして回転する。なお、モータ回転軸２５と減速機出力軸３７は同軸上に配置されていることから、それぞれの軸心Ｃ１と軸心Ｃ３は一致している。
【００３４】
この実施形態では、モータ回転軸２５、中間軸３５および減速機出力軸３７の各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が直線Ｅ−Ｅ上に配置され、減速機部Ｂの径方向のコンパクト化を図っている。ただし、各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の配置は、この実施形態のような配置に限らず、各歯車３０〜３３の噛合いを維持した状態で、ケーシング２２のスペースなどを考慮して適宜ずらしてもよい。
【００３５】
ここで、平行軸歯車減速機３９を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、モジュールは１〜３程度が好ましい。
【００３６】
インホイールモータ駆動装置２１は、ホイールハウジング１５（図８参照）の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。平行軸歯車減速機３９を電動モータ２６と組み合わせることで電動モータ２６の小型化を図ることができる。
【００３７】
例えば、減速比１１の平行軸歯車減速機３９を用いた場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の電動モータ２６を使用することにより電動モータ２６を小型化することができる。この場合、ケーシング２２のスペースなどを考慮すると、第１歯車３０と第２歯車３１からなる第１段の減速比は２〜４程度とし、第３歯車３２と第４歯車３３からなる第２段の減速比は３〜５程度とすることが好ましい。
【００３８】
車輪用軸受部Ｃは、図１に示すように、以下のような構造の車輪用軸受４６で構成されている。車輪用軸受４６は、減速機出力軸３７にトルク伝達可能に連結されたハブ輪４７と、ハブ輪４７の外周に嵌合された内輪４８と、ハブ輪４７および内輪４８の外側に配置された外輪４９と、ハブ輪４７および内輪４８と外輪４９との間に配置された複数の玉５０と、複数の玉５０を保持する保持器５１とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受４６の軸方向両端部には、泥水などの侵入防止のためにシール部材５２が設けられている。
【００３９】
この車輪用軸受４６は、減速機出力軸３７のアウトボード側軸部４５の端部に形成された雄ねじ部にナット５３を螺合させることにより、平行軸歯車減速機３９に締め付け固定されている。車輪用軸受４６の外輪４９は、ケーシング２２に取り付け固定されている。車輪用軸受４６の内輪４８は、減速機出力軸３７のフランジ部５４に当接することにより抜け止めされている。車輪用軸受４６のハブ輪４７にハブボルト５５で後輪１４（図７および図８参照）が連結される。
【００４０】
次に、このインホイールモータ駆動装置２１における全体的な潤滑機構を説明する。
【００４１】
潤滑機構は、モータ部Ａを冷却するために潤滑油を供給すると共に、減速機部Ｂを冷却および潤滑するために潤滑油を供給するものである。この実施形態の潤滑機構は、図１に示すように、回転ポンプ５６と、ケーシング２２に配設された油路５７，５８と、モータ回転軸２５に配設された油路５９，６０と、第１歯車３０およびその軸部３４に配設された油路６１，６２とを主な構成としている。この潤滑機構では、インホイールモータ駆動装置２１の始動時に第１歯車３０の潤滑を容易にするため、油路５９，６１，６２を経由して第１歯車３０に潤滑油を供給する軸心給油構造を採用している。
【００４２】
回転ポンプ５６は、押え板６３によりケーシング２２に組み込まれている。回転ポンプ５６の吐出口６４および吸入口６５がケーシング２２に設けられている。また、モータ部Ａと減速機部Ｂとを区画するケーシング２２の隔壁部６６には、潤滑油をモータ部Ａから減速機部Ｂへ流通させる排油孔６７（図３参照）が配設されている。
【００４３】
図１に示すように、回転ポンプ５６の吐出口６４から延びる油路５７は、ケーシング２２の内部を周回し、モータ回転軸２５のインボード側端部で油路５９と連通する。モータ回転軸２５の内部を軸線方向に沿って延びる油路５９は、その軸中央部でホルダ部２７に向かって延びる油路６０と連通し、アウトボード側端部で第１歯車３０の軸部３４の油路６１と連通する。
【００４４】
第１歯車３０の軸部３４の内部を軸線方向に沿って延びる油路６１は、第１歯車３０の内部で径方向に沿って延びる油路６２と連通する。モータ回転軸２５の軸中央部の油路６０は、ホルダ部２７の凹溝内を経由して外周端部で開口する。第１歯車３０の軸部３４の油路６１は、第１歯車３０のアウトボード側端部で開口する。第１歯車３０の内部の油路６２は、第１歯車３０の歯面で開口する。
【００４５】
回転ポンプ５６へ潤滑油を還流させるための油路５８は、一端が回転ポンプ５６の吸入口６５と連通し、他端がケーシング２２の隔壁部６６の下部で減速機部Ｂ側に開口する。潤滑油を強制的に循環させるための回転ポンプ５６は、吐出口６４と連通する油路５７と、吸入口６５と連通する油路５８との間に設けられている。
【００４６】
図１および図３に示すように、回転ポンプ５６は、中間軸３５のインボード側に取り付けられたインナロータ６８と、ケーシング２２に回転自在に支持されたアウタロータ６９と、ポンプ室７０（図３参照）と、油路５７に連通する吐出口６４と、油路５８に連通する吸入口６５とを備えるサイクロイドポンプである。
【００４７】
この回転ポンプ５６は、中間軸３５のインボード側端部と同軸的に連結されたポンプ駆動軸７２を備えている。ポンプ駆動軸７２は、転がり軸受４１によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。このポンプ駆動軸７２のインボード側端部にインナロータ６８が取り付けられている。回転ポンプ５６は、中間軸３５の回転で駆動することから、別の駆動機構を必要としないので、部品点数の低減が図れる。
【００４８】
インナロータ６８は、モータ回転軸２５の回転を第１歯車３０および第２歯車３１からなる第１段で減速して駆動されることにより、中間軸３５の回転と同期して回転する。一方、アウタロータ６９は、インナロータ６８の回転に伴って従動回転する。この回転ポンプ５６をケーシング２２内に配置することによって、インホイールモータ駆動装置２１の大型化を防止することができる。
【００４９】
インナロータ６８は、回転中心Ｃ４を中心として回転し、アウタロータ６９は、回転中心Ｃ５を中心として回転する。インナロータ６８およびアウタロータ６９は異なる回転中心Ｃ４，Ｃ５を中心として回転するので、ポンプ室７０の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口６５から流入した潤滑油が吐出口６４から油路５７に圧送される。インナロータ６８の歯数をｎとすると、アウタロータ６９の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝７としている。
【００５０】
前述した潤滑機構による潤滑油の流れを以下に説明する。図１において、インホールモータ駆動装置２１の内部に付した白抜き矢印は潤滑油の流れを示す。
【００５１】
モータ部Ａの冷却として、回転ポンプ５６の吐出口６４から圧送された潤滑油は、油路５７，５９を経由し、その一部がモータ回転軸２５の回転に伴う遠心力およびポンプ圧力によって油路６０を経てロータ２４を冷却する。さらに、ホルダ部２７から潤滑油が吐出されてステータ２３を冷却する。このようにして、電動モータ２６の冷却が行われる。
【００５２】
減速機部Ｂの冷却および潤滑として、油路５９から流入する潤滑油は、第１歯車３０の軸部３４の回転に伴う遠心力およびポンプ圧力によって油路６１，６２を経由して第１歯車３０の歯面に流出し、第１歯車３０を潤滑する。第２〜第４歯車３１〜３３は、ケーシング２２の下部に貯留した潤滑油を跳ね掛けて潤滑される。このようにして、平行軸歯車減速機３９および転がり軸受４０〜４４の冷却および潤滑が行われる。
【００５３】
なお、第１歯車３０から流出した潤滑油は、隔壁部７１側に飛散することから、この隔壁部７１の上部に孔（図示せず）を設けておけば、第４歯車３３に潤滑油を供給することが容易となる。
【００５４】
モータ部Ａの冷却、減速機部Ｂの冷却および潤滑を行った潤滑油は、ケーシング２２の内壁面を伝って重力により下部へ移動する。モータ部Ａの下部へ移動してケーシング２２の下部で貯溜した潤滑油は、排油孔６７（図３参照）から減速機部Ｂの下部へ流入する。減速機部Ｂの下部へ移動および流入してケーシング２２の下部で貯溜した潤滑油は、その潤滑油の貯溜部位で開口する油路５８から吸い上げられて回転ポンプ５６の吸入口６５へ還流する。
【００５５】
この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置２１の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成を以下に詳述する。
【００５６】
この実施形態では、図１および図４に示すように、前述した潤滑機構において、潜熱蓄熱材７３を外装部材７４に収納した潜熱蓄熱体７５を、減速機部Ｂの下部で潤滑油が貯溜する部位に設けると共に、その潜熱蓄熱体７５に近接配置され、外装部材７４内の潜熱蓄熱材７３に衝撃を付与する衝撃付与手段７６を潜熱蓄熱体７５に近接配置している。前述の潜熱蓄熱体７５は、回転ポンプ５６の吸入口６５と連通する油路５８が潤滑油の貯溜部位で開口する部位付近に配置されている。
【００５７】
ここで、潜熱蓄熱材７３とは、融点を含む狭い温度領域に温度上昇を伴うことなく大量の熱エネルギーを貯蔵するもので、物質の相変態時に熱（潜熱）を発生する。例えば、過冷却型の潜熱蓄熱材７３では、液体状態（過冷却状態）で大量の熱エネルギーを貯蔵し、その液体に衝撃を付与することで結晶に種を生成し、不規則に浮遊していた分子やイオンの結晶化により結合（凝固）する際に大きな熱（凝固熱）を一気に放出する。
【００５８】
この潜熱蓄熱材７３は、物質単体で用いられることはなく、例えば、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物やチオ硫酸ナトリウム水和物などの無機水和塩系素材（下表参照）に対して、用途に応じた最適な相変態温度を得るために融点調整剤を添加したり、耐久性を高めるために過冷却防止剤や相分離防止剤などを添加した混合物がある。このような混合物をポリプロピレン等の合成樹脂製の外装部材７４である容器に充填することにより潜熱蓄熱体７５を構成する。また、パラフィン系素材に対して、パラフィンをゴムまたは合成樹脂に練り込み、板状に成形したものを外装部材７４であるアルミラミネート材で被覆することにより潜熱蓄熱体７５を構成する。
【表１】
2017032021.tif 000003
【００５９】
一方、衝撃付与手段７６は、減速機部Ｂの下部に位置するケーシング２２の底部に潜熱蓄熱体７５と対向するように近接配置されている。この衝撃付与手段７６は、回転ポンプ５６の始動による通電で駆動されるソレノイド７７と、そのソレノイド７７の駆動により上方に向けて直動するピン状部材７８とで構成されている。ピン状部材７８は、ケーシング２２に設けられた孔７９に対して突出退入自在に配置されている。
【００６０】
図５に示すように、回転ポンプ５６の始動時、衝撃付与手段７６のソレノイド７７を通電により駆動させる。このソレノイド７７の駆動によりピン状部材７８を上方に向けて直動させてケーシング２２の底部から突出させる。このピン状部材７８の突出により、潜熱蓄熱体７５の外装部材７４内の潜熱蓄熱材７３に衝撃を付与する。この衝撃の付与により、液体状態（図４の散点模様）の潜熱蓄熱材７３が凝固して固体状態（図５のハッチング）に変態することにより、貯蔵されていた熱エネルギーが一気に放出されて潜熱蓄熱材７３が発熱する。
【００６１】
インホイールモータ駆動装置２１が寒冷地での使用において長時間停止した場合であっても、前述した潜熱蓄熱材７３の発熱により、寒冷環境下での長時間停止により温度低下していた潤滑油を昇温させることができる。この潤滑油の昇温により、潤滑油が粘度の低下で流動し易くなり、減速機部Ｂの底部に貯溜された潤滑油は、回転ポンプ５６へ速やかに吸い上げられる。そのため、回転ポンプ５６の始動時、モータ部Ａおよび減速機部Ｂの内部を潤滑油が正常に潤滑することができる。
【００６２】
特に、潜熱蓄熱体７５は、回転ポンプ５６の吸入口６５が潤滑油の貯溜部位で開口する部位付近に配置されていることから、回転ポンプ５６の吸入口６５が開口する部位付近に貯溜する潤滑油が潜熱蓄熱材７３の発熱により速やかに昇温する。そのため、回転ポンプ５６による潤滑油の吸い上げがより一層良好となり、寒冷環境下での長時間停止した場合であっても、回転ポンプ５６の始動時、モータ部Ａおよび減速機部Ｂの内部を潤滑油で確実に潤滑することができる。
【００６３】
なお、潜熱蓄熱材７３は凝固した後、車両走行時に潤滑油の温度が一定値以上になることで液体に戻るので、再度利用することが可能である。この潜熱蓄熱材７３は、衝撃が付与される前の初期状態では液体であるので、外装部材７４の形状次第で自由に配置することができる。また、熱源である潜熱蓄熱体７５をケーシング２２の内部に設けたことで、外部温度の影響を受け難く、潤滑油を効率よく昇温することができる。さらに、潤滑油の昇温は、ソレノイド７７を駆動させる電力だけで済むため、ヒータ加熱よりも少ない電力で行うことができる。
【００６４】
以上のような潤滑油の温度に基づくソレノイド７７の制御は、図６に示すフローチャートに従って行われる。例えば、モータ駆動指令に基づいて（STEP1）、潤滑油の温度が０℃以下であると（STEP2）、ソレノイド７７を作動させ（STEP3）、そのソレノイド７７の停止後（STEP4）、５秒経過した時点で潤滑油の温度が１０℃以上であれば（STEP5）、電動モータ２６を駆動する（STEP6）。なお、ソレノイド７７の作動を５回以上繰り返した場合（STEP7）、無限ループを回避するために電動モータ２６を駆動する（STEP6）。
【００６５】
このソレノイド７７の制御は、電気自動車１１の左右の後輪１４（図７および図８参照）を駆動するインホイールモータ駆動装置２１について共通して行えばよいが、左側の後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１と、右側の後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１とで、潤滑油の温度が大きく異なる場合には、以下のような制御が有効である。
【００６６】
つまり、図６に示すように、左右の後輪１４のインホイールモータ駆動装置２１で、潤滑油の温度差が１０℃以上ある場合（STEP8）、低温側のインホイールモータ駆動装置（ＩＷＭ）２１のソレノイド７７を作動させ（STEP9）、そのソレノイド７７の停止後（STEP10）、５秒経過した時点で左右の後輪１４のインホイールモータ駆動装置２１における潤滑油の温度差が５℃以内になれば（STEP11）、電動モータ２６を駆動する（STEP6）。なお、ソレノイド７７の作動を５回以上繰り返した場合（STEP12）、無限ループを回避するために電動モータ２６を駆動する（STEP6）。
【００６７】
このように、左右の後輪１４のインホイールモータ駆動装置２１における潤滑油の温度差をなくすことで、左右の後輪１４のインホイールモータ駆動装置２１で伝達効率を同等にすることができる。
【００６８】
最後に、この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置２１の全体的な作動原理を説明する。
【００６９】
図１に示すように、モータ部Ａにおいて、例えば、ステータ２３に交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けてロータ２４が回転する。これにより、減速機部Ｂにおいて、モータ回転軸２５の回転が、平行軸歯車減速機３９を構成する第１歯車３０、第２歯車３１、第３歯車３２および第４歯車３３によって減速され、減速機出力軸３７を介して車輪用軸受部Ｃに伝達される。
【００７０】
この時、モータ回転軸２５の回転が減速機部Ｂによって減速されて減速機出力軸３７に伝達されるので、モータ部Ａにおいて、低トルク、高速回転型の電動モータ２６を採用した場合でも、後輪１４（図７および図８参照）に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００７１】
減速機部Ｂの減速比は、第１歯車３０と第２歯車３１の第１段で１／２．５、第３歯車３２と第４歯車３３の第２段で１／４．５とすれば、減速比は約１／１１と大きな減速比を得ることができる。
【００７２】
このように、大きな減速比を得ることができる平行軸歯車減速機３９を採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、平行軸歯車減速機３９は、はすば歯車を用いているので、製造が容易で、コストの低減が図れ、性能面でも、静粛かつ効率のよいインホイールモータ駆動装置２１を実現することができる。
【００７３】
この実施形態では、モータ部Ａとしてラジアルギャップ型の電動モータ２６を例示したが、任意の構成のモータを適用可能である。例えば、ケーシングに固定されたステータと、ステータの軸方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータとを備えるアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。
【００７４】
また、この実施形態では、回転ポンプ５６としてサイクロイドポンプを例示したが、これに限定されることなく、減速機部Ｂの中間軸３５の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
【００７５】
さらに、この実施形態では、第１〜第４歯車３０〜３３からなる平行軸歯車減速機３９を例示したが、減速機入力軸の偏心部に回転自在に保持される曲線板と、その曲線板の外周部に係合する複数の外ピンと、曲線板の自転運動を減速機出力軸に伝達する運動変換機構と、偏心部に隣接して減速機入力軸に設けられたカウンタウェイトとを備えたサイクロイド減速機であってもよい。
【００７６】
この実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから後輪１４に伝達される。従って、前述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。また、モータ部Ａに電力を供給してモータ部を駆動させ、モータ部Ａからの動力を後輪１４に伝達させる場合を示したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、後輪１４側からの動力を減速機部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させることや、車両に備えられた他の電動機器などの作動に用いてもよい。
【００７７】
なお、以上の実施形態では、ホイールハウジング１５（図８参照）の内部に、左右それぞれの後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けた車両用モータ駆動装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図９に示すオンボードタイプと呼ばれる車両用モータ駆動装置８１にも適用可能である。なお、図９において、図１と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００７８】
このオンボードタイプの車両用モータ駆動装置８１は、図９に示すように、左右のドライブシャフト８２を介して後輪１４を駆動する。車両用モータ駆動装置８１は、平行軸歯車減速機３９を有する減速部Ｂと、減速部Ｂを回転駆動するモータ部Ａを備えている。この車両用モータ駆動装置８１は左右にモータ部Ａと減速部Ｂとをそれぞれ２個ずつ備えている。
【００７９】
２個のモータ部Ａは、同軸に背中合わせで隣接して配設されている。また、減速部Ｂはモータ部Ａと同軸に配設されている。ドライブシャフト８２は、後輪１４側の固定式等速自在継手８３と減速機側の摺動式等速自在継手８４と、両等速自在継手８３，８４間を連結する中間シャフト８５を主な構成とする。減速機出力軸３７は、摺動式等速自在継手８４にスプライン嵌合によって連結され、減速部Ｂの出力を後輪１４に伝達する。
【００８０】
この実施形態では、図７および図８に示すように、後輪１４を駆動輪とした電気自動車１１を例示したが、前輪１３を駆動輪としてもよく、４輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等も含むものである。
【００８１】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００８２】
２１  車両用モータ駆動装置（インホイールモータ駆動装置）
２２  ケーシング
３９  平行軸歯車減速機
５６  回転ポンプ
６５  吸入口
７３  潜熱蓄熱材
７４  外装部材
７５  潜熱蓄熱体
７６  衝撃付与手段
Ａ  モータ部
Ｂ  減速機部
Ｃ  車輪用軸受部
【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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【図８】
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【図９】
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