JP2005073382A - Motor driving unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両走行用に用いられるモータ駆動ユニットに関する。 The present invention relates to a motor drive unit used for vehicle travel.
車両駆動用電動機として、同軸機構を用いることによりインバータとモータと減速機とを一体としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この同軸機構ではモータ回転軸を中空構造とし、そのモータ回転軸内を貫通するように出力軸を配設している。モータ回転軸に連動して回転する出力軸はモータ回転軸の両端から外部に延在し、車両の左右両輪を駆動する構造となっている。 As a vehicle driving motor, an inverter, a motor, and a speed reducer are integrated by using a coaxial mechanism (for example, see Patent Document 1). In this coaxial mechanism, the motor rotation shaft has a hollow structure, and the output shaft is disposed so as to penetrate the motor rotation shaft. An output shaft that rotates in conjunction with the motor rotation shaft extends from both ends of the motor rotation shaft to the outside, and has a structure that drives both the left and right wheels of the vehicle.
このような同軸機構においては、モータ回転軸や出力軸をそれぞれ回転支持する各軸受に対して別個に給油機構を設けたり、または、各軸受にグリース封入型の軸受を用いるのが一般的であった。 In such a coaxial mechanism, it is common to provide a separate oil supply mechanism for each bearing that rotatably supports the motor rotation shaft and the output shaft, or to use a grease-filled bearing for each bearing. It was.
各軸受に対して個別に給油する場合には、油室を各々設けて潤滑油をオイルシール等により封止する構造となる。回転軸のシール部材として用いられるオイルシールには一般的にゴム素材が用いられており、シール部材と回転軸側の回転摺動部位でシール性を保つようにしている。 In the case of individually supplying oil to each bearing, an oil chamber is provided and the lubricating oil is sealed with an oil seal or the like. Generally, a rubber material is used for the oil seal used as the seal member of the rotating shaft, and the sealing performance is maintained between the seal member and the rotational sliding portion on the rotating shaft side.
しかしながら、ゴム素材の経時劣化や回転摺動部位への異物の混入などに起因して、シール性が劣化する場合がある。そのような場合、潤滑油がシール部材から漏れて隣接するモータ室内に浸入することがあり、その結果、巻線などの電気部品に潤滑油が付着して、絶縁性の退化を招くおそれがあった。また、このようなシール部材劣化によるモータ室への潤滑油の浸入は、外部から目視で検知することが困難であるため、不具合が生じるまで気付き難いという問題もあった。 However, the sealing performance may be deteriorated due to deterioration of the rubber material with the passage of time or mixing of foreign matters into the rotational sliding portion. In such a case, the lubricating oil may leak from the sealing member and enter the adjacent motor chamber, and as a result, the lubricating oil may adhere to electrical parts such as windings, leading to deterioration of the insulating properties. It was. Further, the intrusion of the lubricating oil into the motor chamber due to such deterioration of the seal member is difficult to detect visually from the outside, and thus has a problem that it is difficult to notice until a malfunction occurs.
請求項1の発明は、電動モータとその電動モータの回転を減速して出力する減速機とが直結され、減速機の潤滑油が電動モータに浸入するのを防止するシールを電動モータのモータ回転軸に備えたモータ駆動ユニットに適用される。シールは間隔をあけて設けられた一対のシール部材から成り、一対のシール部材の間には隙間空間が形成される。その隙間空間にはモータ駆動ユニットの外部空間と連通する排出孔が形成され、隙間空間に漏れ出た潤滑油は排出孔から外部空間へと排出される。
請求項3の発明は、電動モータとその電動モータの回転を減速して左右駆動軸に振り分ける差動減速機とが直結され、電動モータを挟んで差動減速機と反対側に設けられて左右駆動軸の一方の駆動軸の油潤滑を行う潤滑油室と、電動モータのモータ回転軸に装着されて差動減速機および潤滑油室の潤滑油が前記電動モータに浸入するのを防止するシールとを備えたモータ駆動ユニットに適用される。シールは間隔をあけて設けられた一対のシール部材から成り、一対のシール部材の間には隙間空間が形成される。その隙間空間にはモータ駆動ユニットの外部空間と連通する排出孔が形成され、隙間空間に漏れ出た潤滑油は排出孔から外部空間へと排出される。
According to the first aspect of the present invention, an electric motor and a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the electric motor are directly connected, and a seal that prevents the lubricant of the speed reducer from entering the electric motor is provided with a motor rotation of the electric motor. It is applied to the motor drive unit provided on the shaft. The seal is composed of a pair of seal members provided at an interval, and a gap space is formed between the pair of seal members. A discharge hole communicating with the external space of the motor drive unit is formed in the clearance space, and the lubricating oil leaking into the clearance space is discharged from the discharge hole to the external space.
According to a third aspect of the present invention, an electric motor and a differential reducer that decelerates the rotation of the electric motor and distributes it to the left and right drive shafts are directly connected, and are provided on the opposite side of the differential reducer across the electric motor. A lubricating oil chamber for oil lubrication of one of the driving shafts, and a seal that is attached to the motor rotating shaft of the electric motor and prevents the lubricating oil in the differential reduction gear and the lubricating oil chamber from entering the electric motor. And is applied to a motor drive unit including The seal is composed of a pair of seal members provided at an interval, and a gap space is formed between the pair of seal members. A discharge hole communicating with the external space of the motor drive unit is formed in the clearance space, and the lubricating oil leaking into the clearance space is discharged from the discharge hole to the external space.
本発明によれば、潤滑油を封止しているシール部材に油漏れが生じた場合、漏れた潤滑油はそのシール部材に隣接する空間に浸入し、排出孔からモータ駆動ユニットの外部に排出される。そのため、潤滑油の排出を目視によって確認することにより、シール部材の油漏れを容易に検知することができる。また、潤滑油が漏れ出た空間とモータ室とは別のシール部材によって隔離されているため、空間からモータ室への潤滑油の浸入が防止される。 According to the present invention, when an oil leak occurs in the seal member sealing the lubricant, the leaked lubricant enters the space adjacent to the seal member and is discharged from the discharge hole to the outside of the motor drive unit. Is done. Therefore, the oil leakage of the seal member can be easily detected by visually confirming the discharge of the lubricating oil. Further, since the space where the lubricating oil has leaked and the motor chamber are separated from each other by the sealing member, the intrusion of the lubricating oil from the space into the motor chamber is prevented.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
−第1の実施の形態−
図1は、本発明によるモータ駆動ユニット1の断面図である。このモータ駆動ユニット1は車両駆動装置に用いられるものであり、図2に示すように車両2に水平に搭載される。図2に示す例では、モータ駆動ユニット1は左右の車輪3,4の駆動に用いられており、バッテリ5により電力が供給される。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
FIG. 1 is a sectional view of a
図1に示すように、モータ駆動ユニット1は中央部にモータ部6が設けられており、その左側に差動減速機部7が、右側にインバータ部8がそれぞれ設けられている。なお、図示していないが、モータ部6と差動減速機部7との取り付け部には油密用のシールが設けられている。また、図1において左右方向は水平方向に一致し、上下方向は天地方向に一致している。
As shown in FIG. 1, the
モータ部6には巻線9の施されたステータ10とモータ回転軸11に固定されたロータ12とが設けられており、これらのステータ10およびロータ12により電動モータが構成される。ロータ12およびステータ10はそれぞれ電磁鋼板を軸方向に積層したものであり、焼嵌め等によりモータ回転軸11およびケーシング13に固定される。モータ回転軸11は中空の軸であって、中央のケーシング13に設けられた軸受14および右側のケーシング15に設けられた軸受16によって回転自在に支持されている。
The
17は右側の車輪3を駆動するドライブシャフトであり、モータ回転軸11の中空部を左右に貫通するように配設されている。ドライブシャフト17の左右両端部はモータ回転軸11の外側まで延在しており、その右端部はケーシング15に設けられた軸受18によって回転自在に支持されている。一方、モータ回転軸11の左端から差動減速機部7のケーシング19内に延在するドライブシャフト17の左端部は、ケーシング19内に設けられた軸受20によって回転自在に支持されている。
モータ回転軸11の右端部分は軸受16から右側に突出しており、その突出量はモータ回転軸11の右側先端が軸受18の設置位置近傍となるように設定されている。一方、モータ回転軸11の左端部は差動減速機部7のケーシング19内に延在し、その外周面には遊星歯車減速機構を構成するサンギヤが形成されている。このサンギヤの周囲には複数のプラネタリギヤ21が噛合しており、各プラネタリギヤ21はケーシング19に固定されたリングギヤ22と噛合している。これらのプラネタリギヤ21、リングギヤ22およびモータ回転軸11に形成されたサンギヤは、遊星歯車減速機構を構成している。
The right end portion of the
プラネタリギヤ21の公転軸出力は、軸受23によって回転自在に支持されたプラネタリキャリア24によって取り出される。このプラネタリキャリア24はデフケースを兼ねており、差動歯車機構25はプラネタリキャリア24の回転によって回転する。差動歯車機構25の一方の出力軸は左側の車輪3を駆動するためのドライブシャフト26を構成しており、他方の出力軸は右側の車輪4を駆動するドライブシャフト17を構成している。上述した軸受20はプラネタリキャリア24に設けられている。また、ドライブシャフト26は、差動減速機部7のケーシング19に設けられた軸受27とプラネタリキャリア24に設けられた軸受28とにより回転自在に支持されている。
The revolution shaft output of the
インバータ部8のケーシング15の外周にはカバー29が設けられていて、このカバー29とケーシング15とで形成される空間S7(以下では、インバータ室S7と呼ぶことにする)に電動モータを制御駆動するインバータユニット30が設けられている。上述したバッテリ5からの直流電力は、インバータユニット30に設けられたスイッチング素子等により電動モータに必要な駆動電圧に変換され、ステータ10の巻線9に給電される。
A
ケーシング19内には歯車や軸受を油潤滑するための潤滑油31が充填されており、その潤滑油31はケーシング19とドライブシャフト26およびモータ回転軸11との隙間に設けられたオイルシール等のシール部材40,41によって封止されている。また、右側のケーシング15内にも軸受16,18のための潤滑油31が充填されており、ケーシング15とドライブシャフト17およびモータ回転軸11との隙間に設けられたシール部材42,43によって潤滑油31の封止が行われている。
The
ケーシング19内の空間S1とケーシング15内の空間S3とは、モータ回転軸11とドライブシャフト17との隙間空間S4とによって連通している。ケーシング19内の潤滑油31とケーシング15内の潤滑油31とは繋がっており、共通の潤滑油31からなる油溜まりを形成している。
The space S <b> 1 in the
さらに、ステータ10が設けられたモータ室S2とシール部材41および43との間にも、シール部材44、45が設けられている。シール部材41とシール部材44とは軸方向に間隔を開けて配設されており、シール部材41,44により挟まれた空間S5は鉛直下方向に貫通する孔50によって外部空間と連通している。同様に、シール部材43,45も軸方向に間隔を開けて配設されており、シール部材43,45により挟まれた空間S6は鉛直下方向に貫通する孔51によって外部空間と連通している。
Further,
図1に示したモータ駆動ユニット1は、前述したように図示上下方向が車両2の天地方向と一致するように搭載される。そのため、万一、シール部材41,43に劣化が生じて油漏れが発生した場合には、空間S5,S6に漏れた潤滑油は孔50,51を通って地面に滴下する。その結果、ユーザは潤滑油の滴下を観察することにより、油漏れを目視により容易に検知することができる。
The
一般的に、モータ駆動ユニット1は車両2の比較的低い位置に配置されるため、例えば、冠水路を走行した際にはモータ駆動ユニット1自体も冠水する可能性がある。このような場合、孔50,51に水が浸入することになるが、空間S5,S6とモータ室S2との間にもシール部材44,45を設けているため、モータ室S2や差動減速機部7の空間S1への水の浸入を防止することができる。
In general, since the
モータ室S2は、ケーシング15に形成された貫通孔52によってインバータ室S7と連通している。また、インバータ室S7のカバー29には鉛直上方向に貫通する孔53が形成されている。孔53には配管部品54によって樹脂製チューブ55が連結されている。同様に、差動減速機部7のケーシング19にも鉛直上方向に貫通する孔56が設けられており、孔56には配管部品57によって樹脂製チューブ58が連結されている。
The motor chamber S2 communicates with the inverter chamber S7 through a through
各樹脂製チューブ55,58の他端は車両の比較的高い位置にそれぞれ固定され、空間S1,S2,S7は大気開放されることになる。その結果、各シール部材40〜45を挟んだ前後の圧力は、いずれの場合も大気圧となっている。通常、オイルシール等のシール部材には、前後差圧に関してシール性を確保できる規定値があり、一般的には、「規定前後差圧=0.1MPa≒1気圧」程度である。本実施の形態では、上述したように前後差圧はゼロとなるように設定されているので、前後差圧に起因する油漏れを避けることができる。
The other end of each
上述したようにモータ駆動ユニット1は冠水する場合があるので、大気開放用のチューブ55,58の他端を車両2の高い位置に固定することにより、モータ駆動ユニット内に水が浸入するのを防止している。この場合、モータ室S2とインバータ室S7とを貫通孔52で連通して、インバータ室S7のみに大気開放用のチューブ58を設けるようにしたので、大気開放用チューブの本数を削減することができる。
As described above, since the
なお、モータ室S2とインバータ室S7との間の貫通孔52は、必ずしも上述したような専用の孔として形成する必要はない。例えば、ケーシング15にはインバータユニット30から巻線9への給電線を通す孔が形成されるが、その孔の径を給電線の太さよりも大きくすることにより貫通孔52と兼用させるようにしても良い。
Note that the through
図3は、図1に示すモータ駆動ユニット1の変形例を示す図である。図3に示す変形例では、モータ部6のケーシング13に貫通孔60を形成して、差動減速機部7の空間S1とモータ室S2とを連通するようにしている。そのため、インバータ室S7に大気開放用のチューブ55を設けるだけで、3つの空間S1,S2,S7を大気開放することができる。その結果、部品点数の減少によるコスト削減や、モータ駆動ユニット1を車両に搭載した際のレイアウト性の向上を図ることができる。
FIG. 3 is a view showing a modification of the
なお、貫通孔60には潤滑油や潤滑油ミストのモータ室S2への浸入を防止するためのフィルタ61を設ける。フィルタ61としては、例えば、空気を通過させ油等の液体を通過させないシート状のフィルタである樹脂系多孔質シートなどが用いられる。また、貫通孔60に潤滑油が直接入らないように、孔形状をラビリンス構造にしても良い。
The through
−第2の実施の形態−
図4は、本発明によるシール構造の第2の実施の形態を示す図である。図4に示すモータ駆動ユニット100は、モータ部101と減速機部102とからなり、出力軸71により回転駆動力が供給される。モータ回転軸76は、ケーシング77に設けられた軸受87とエンドプレート81に設けられた軸受82とによって回転自在に支持されている。ロータ79およびステータ78は前述したロータ12およびステータ10と同様に電磁鋼板を軸方向に積層したものである。80はステータ78に設けられた巻線である。
-Second Embodiment-
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the seal structure according to the present invention. A
モータ回転軸76の減速機側端部には、遊星歯車減速機を構成するサンギヤ88が形成されており、このサンギヤ88には複数のプラネタリギヤ74が噛合している。各プラネタリギヤ74はプラネタリキャリヤ91に固定され、ケーシング72に固定されたリングギヤ89と噛合している。これらのプラネタリギヤ74、リングギヤ89、プラネタリキャリヤ91およびモータ回転軸76に形成されたサンギヤ88は、遊星歯車減速機構を構成している。すなわち、モータ回転軸76の回転は減速されてプラネタリキャリア91から出力される。上述した出力軸71はプラネタリキャリア91に連結されており、それらはケーシング72に設けられた軸受92,93によって回転自在に支持されている。
A
出力軸71とケーシング72との隙間はオイルシール等のシール部材94によりシールされている。また、モータ回転軸76とケーシング77との隙間はシール部材84,86によってシールされている。ケーシング77によって形成される減速機室S10内には歯車や軸受を潤滑するための潤滑油が充填されており、シール部材94、86,84は減速機室S10内に充填された潤滑油がモータ駆動ユニット100の外部やモータ室S12に漏れるのを防止している。
A gap between the output shaft 71 and the
シール部材84,86は軸方向に間隔を開けて配設されており、シール部材84,86の間に形成された空間S11は、鉛直下方向に形成された貫通孔85により外部と連通している。また、ケーシング72には減速機室S10を大気開放するための貫通孔73が形成され、エンドプレート81にはモータ室S12を大気開放するための貫通孔83が形成されている。各貫通孔73,83には大気開放用チューブ103,104が配管部品105,106により接続されており、チューブ103,104の他端は車両の比較的高い位置に固定されている。
The
第2の実施の形態においても、シール部材86の劣化により潤滑油が空間S11に漏れた場合、その潤滑油が貫通孔85から滴下するのを目視することができるので、シール部材86からの油漏れを容易に検知することができる。また、シール部材86よりモータ室S12側に別のシール部材84を設けたことにより、漏れた潤滑油がモータ室12内に浸入するのを防止できる。また、モータ駆動ユニット100が冠水して空間S11に水が浸入した場合にも、シール部材84によってモータ室S12への水の浸入を防止することができる。さらに、各シール部材84,86,94の前後圧力はいずれも大気圧となっていて差圧がゼロとなるので、シール部材の前後差圧に起因する潤滑油漏れを避けることができる。
Also in the second embodiment, when the lubricating oil leaks into the space S11 due to the deterioration of the sealing
なお、上述した実施の形態では、ドライブシャフト17を右車輪4に接続しドライブシャフト26を左車輪3に接続したが、左右逆に接続するように車両2に搭載しても良い。また、図1に示すモータ駆動ユニットに限らず、同様の同軸機構であれば本発明の油潤滑構造を適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、プラネタリギヤ74,リングギヤ89およびプラネタリキャリア91は減速機を、空間S5,S6,S11は隙間空間を、孔50,51,85は排出孔を、孔53,56,73,83は貫通孔を、空間S1は差動減速機室を、ドライブシャフト17,26は左右駆動軸を、空間S4は空隙を、空間S3は潤滑油室を、孔52は請求項5の連通孔および請求項6の第1の連通孔を、孔60は第2の連通孔をそれぞれ構成する。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the
1,100 モータ駆動ユニット
2 車両
3,4 車輪
5 バッテリ
6,101 モータ部
7 差動減速機部
8 インバータ部
9,80 巻線
10,78 ステータ
11,76 モータ回転軸
12,79 ロータ
13,15,19,72,77 ケーシング
14,16,18,20,23,27,28,82,87,92,93 軸受
17,26 ドライブシャフト
21,74 プラネタリギヤ
22,89 リングギヤ
24,91 プラネタリキャリア
25 差動歯車機構
30 インバータユニット
40〜45,84,86,94 シール部材
50,51〜53,56,60,73,83,85 孔
61 フィルタ
71 出力軸
102 減速機部
S2,S12 モータ室
S1,S3〜S6,S11 空間
S7 インバータ室
S10 減速機室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
Claims (6)
前記シールは間隔をあけて設けられた一対のシール部材から成り、
前記一対のシール部材の間に形成された隙間空間とモータ駆動ユニットの外部空間とを連通して、前記隙間空間に漏れ出た前記潤滑油を前記外部空間へと排出する排出孔とを備えたことを特徴とするモータ駆動ユニット。 An electric motor and a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the electric motor are directly connected, and a seal that prevents the lubricant of the speed reducer from entering the electric motor is provided on the motor rotation shaft of the electric motor. In the motor drive unit,
The seal consists of a pair of seal members provided at intervals,
A gap hole formed between the pair of seal members communicates with an external space of the motor drive unit, and a discharge hole for discharging the lubricating oil leaked into the gap space to the external space is provided. A motor drive unit characterized by that.
前記減速機が収容されるとともに潤滑油が充填される減速機室と、
前記電動モータが収容されるモータ室と、
前記減速機室およびモータ室に個別に設けられ、前記外部空間と連通して前記減速機室およびモータ室をそれぞれ大気開放する貫通孔とを備えたことを特徴とするモータ駆動ユニット。 The motor drive unit according to claim 1,
A reducer chamber in which the reducer is accommodated and filled with lubricating oil;
A motor chamber in which the electric motor is accommodated;
A motor drive unit, comprising: a through hole provided separately in the reduction gear chamber and the motor chamber and communicating with the external space to open the reduction gear chamber and the motor chamber to the atmosphere.
前記シールは間隔をあけて設けられた一対のシール部材から成り、
前記一対のシール部材の間に形成された隙間空間とモータ駆動ユニットの外部空間とを連通して、前記隙間空間に漏れ出た前記潤滑油を前記外部空間へと排出する排出孔とを備えたことを特徴とするモータ駆動ユニット。 An electric motor and a differential reducer that decelerates the rotation of the electric motor and distributes it to the left and right drive shafts are directly connected, and is provided on the opposite side of the differential reducer across the electric motor, and one of the left and right drive shafts A lubricating oil chamber that performs oil lubrication of the drive shaft, and a seal that is attached to the motor rotation shaft of the electric motor and prevents the lubricating oil in the differential reduction gear and the lubricating oil chamber from entering the electric motor. In the motor drive unit with
The seal consists of a pair of seal members provided at intervals,
A gap hole formed between the pair of seal members communicates with an external space of the motor drive unit, and a discharge hole for discharging the lubricating oil leaked into the gap space to the external space is provided. A motor drive unit characterized by that.
前記差動減速機が収容される差動減速機室と、
前記電動モータが収容されるモータ室とを備え、
前記モータ回転軸を中空軸で構成して、前記左右駆動軸の一方を前記モータ回転軸の中空部分を空隙を設けて貫通させるとともに、前記空隙により前記差動減速機室と潤滑油室とを連通させ、前記シールを前記モータ回転軸の前記差動減速機室側および前記潤滑油室側にそれぞれ設けたことを特徴とするモータ駆動ユニット。 In the motor drive unit according to claim 3,
A differential reducer chamber in which the differential reducer is housed;
A motor chamber in which the electric motor is accommodated,
The motor rotation shaft is constituted by a hollow shaft, and one of the left and right drive shafts is passed through the hollow portion of the motor rotation shaft with a gap, and the differential reduction gear chamber and the lubricating oil chamber are separated by the gap. A motor drive unit characterized in that the seal is provided on the differential reduction gear chamber side and the lubricating oil chamber side of the motor rotation shaft, respectively.
前記モータ室に隣接して設けられ、前記電動モータを駆動するインバータユニットが収容されるインバータ室と、
前記モータ室と前記インバータ室とを連通する連通孔と、
前記差動減速機室および前記インバータ室をそれぞれ大気開放する貫通孔とを設けたことを特徴とするモータ駆動ユニット。 In the motor drive unit according to claim 4,
An inverter chamber that is provided adjacent to the motor chamber and accommodates an inverter unit that drives the electric motor;
A communication hole communicating the motor chamber and the inverter chamber;
A motor drive unit comprising a through hole that opens the differential reduction gear chamber and the inverter chamber to the atmosphere.
前記モータ室と前記インバータ室とを連通する第1の連通孔と、
前記差動減速機室と前記モータ室とを連通する第2の連通孔と、
前記第2の連通孔に設けられ、潤滑油または潤滑油ミストの前記差動減速機室から前記モータ室への浸入を阻止するフィルタと、
前記モータ室と前記差動減速機室および前記インバータ室をそれぞれ大気開放する貫通孔とを備えたことを特徴とするモータ駆動ユニット。
In the motor drive unit according to claim 4,
A first communication hole communicating the motor chamber and the inverter chamber;
A second communication hole communicating the differential reduction gear chamber and the motor chamber;
A filter that is provided in the second communication hole and prevents the lubricant or lubricant mist from entering the motor chamber from the differential reduction gear chamber;
A motor drive unit comprising: the motor chamber, a differential reduction gear chamber, and a through hole that opens the inverter chamber to the atmosphere.
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