JP2008141864A - Wheel drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ及びロータを含むモータによってホイールを駆動するホイール駆動装置に関し、特にそのモータの冷却性向上に関する。 The present invention relates to a wheel driving device that drives a wheel by a motor including a stator and a rotor, and more particularly to an improvement in cooling performance of the motor.
従来、懸架装置を介して車両に取付けられたケースと、そのケース内に設けられてステータ及びロータを含むモータと、上記ケース内に回転自在に設けられ、その一端が減速機を介して上記ロータに連絡されるとともに他端がホイールハブを介してホイールに連絡された出力軸と、上記ケースに隣接して取付けられたディスクブレーキと、上記ホイールハブに連結され、上記ディスクブレーキのブレーキパッドにより挟持可能に設けられたブレーキロータディスクとを備え、上記モータにより上記ホイールを駆動するホイール駆動装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a case attached to a vehicle via a suspension device, a motor provided in the case and including a stator and a rotor, and rotatably provided in the case, one end of the rotor via a speed reducer And the other end of the output shaft connected to the wheel via a wheel hub, a disc brake mounted adjacent to the case, and the wheel hub and clamped by a brake pad of the disc brake There is known a wheel drive device that includes a brake rotor disk that is provided so as to drive the wheel by the motor.
一般的にモータの効率は温度によって変化するため、モータの温度を最も効率の良い温度付近に維持しておくことが望ましい。しかし上記ホイール駆動装置に用いられるモータは、ステータに設けられたステータコイルに電流が流れることにより発熱するので、温度維持のためには冷却が必要とされる。 Generally, since the efficiency of a motor changes with temperature, it is desirable to maintain the temperature of the motor near the most efficient temperature. However, since the motor used in the wheel driving device generates heat when a current flows through a stator coil provided in the stator, cooling is required to maintain the temperature.
通常、モータの冷却は潤滑油と兼用のオイルによって行われる。特許文献1には、オイルの循環経路を工夫することによりモータの冷却効率を向上させたホイール駆動装置(インホイールモータ)が開示されている。
しかしながら、モータの温度は必ずしもモータ(特にステータ)自体の発熱によって上昇するとは限らず、外部からの熱伝達によっても上昇する場合がある。 However, the temperature of the motor does not necessarily increase due to heat generated by the motor (particularly the stator) itself, and may increase due to heat transfer from the outside.
その典型的な例はディスクブレーキの作動時である。周知のようにディスクブレーキは、ホイールと一体回転するブレーキロータディスクをブレーキパッドで強力に挟持し、その摩擦力によって制動力を得るものである。ディスクブレーキの作動時には摩擦力とともに多量の摩擦熱が発生する。ホイール駆動装置は、そのレイアウト上、ブレーキロータディスクに近接して設けられるので、ブレーキ時の摩擦熱がブレーキロータディスクからホイールハブ、出力軸、減速機等を経由してモータに伝達され、これを温度上昇させる虞がある。 A typical example is when a disc brake is activated. As is well known, a disc brake is a device in which a brake rotor disc that rotates integrally with a wheel is strongly held by a brake pad, and a braking force is obtained by the frictional force thereof. When the disc brake is activated, a large amount of frictional heat is generated along with the frictional force. Since the wheel drive device is provided close to the brake rotor disk due to its layout, friction heat during braking is transmitted from the brake rotor disk to the motor via the wheel hub, output shaft, reducer, etc. There is a risk of temperature rise.
本発明は、上記のような事情に鑑み、ディスクブレーキ作動時に、その摩擦熱の伝達によってモータ温度が上昇することを効率的に抑制することができるホイール駆動装置を提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a wheel drive device capable of efficiently suppressing an increase in motor temperature due to the transmission of frictional heat when a disc brake is operated.
上記課題を解決するための請求項1に係る発明は、懸架装置を介して車両に取付けられたケースと、上記ケース内に設けられてステータ及びロータを含むモータと、上記ケース内に回転自在に設けられ、その一端が減速機を介して上記ロータに連絡されるとともに他端がホイールハブを介してホイールに連絡された出力軸と、上記ケースに隣接して取付けられたディスクブレーキと、上記ホイールハブに連結され、上記ディスクブレーキのブレーキパッドにより挟持可能に設けられたブレーキロータディスクとを備え、上記モータにより上記ホイールを駆動するホイール駆動装置において、上記ケース内に注入されたオイルと、上記オイルを冷却するオイルクーラーと、上記オイルクーラーで冷却された上記オイルを上記出力軸のモータ側端面に供給するオイルポンプおよび出力軸冷却用油路と、上記ディスクブレーキの作動時に上記出力軸冷却用油路に供給されるオイル量を増量するオイル量調整手段とを備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1記載のホイール駆動装置において、上記ケースに回転自在に支持されるとともに、上記ロータの内周側に挿通されて該ロータに連結されたロータ軸を備え、上記出力軸冷却用油路は、上記ロータ軸内の軸心部に設けられたロータ軸油路を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the wheel drive device according to
請求項3に係る発明は、請求項2記載のホイール駆動装置において、上記出力軸と上記ロータ軸とは軸方向に並設され、上記出力軸の上記モータ側端面に、上記ロータ軸側に開口する凹部が形成され、上記凹部の内周部に上記出力軸冷却用油路の出口が位置することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the wheel drive device according to the second aspect, the output shaft and the rotor shaft are arranged side by side in the axial direction, and are opened on the motor side end surface of the output shaft on the rotor shaft side. A recess is formed, and the outlet of the output shaft cooling oil passage is located at an inner peripheral portion of the recess.
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のホイール駆動装置において、上記オイルポンプと上記ステータとを連絡するステータ冷却用油路を備え、上記オイルクーラーで冷却された上記オイルが上記ステータ冷却用油路を経由して上記ステータに供給されるように構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the wheel drive device according to any one of
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載のホイール駆動装置において、上記オイル量調整手段は、車両前後方向に移動可能な移動体と、その移動体を車両後方側に付勢する付勢手段とを備えた切替弁であり、上記移動体が、車両前方側に切替えられているとき、車両後方側に切替えられているときに比べて上記出力軸冷却用油路に供給されるオイルが増量されるように構成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the wheel drive device according to any one of the first to fourth aspects, the oil amount adjusting means includes a movable body that is movable in the vehicle front-rear direction, and the movable body is arranged in the rear of the vehicle. A switching valve having a biasing means for biasing to the side, and the output shaft cooling oil when the moving body is switched to the vehicle front side compared to when the moving body is switched to the vehicle rear side. The oil supplied to the road is configured to be increased.
請求項1の発明によると、以下説明するように、ディスクブレーキ作動時に、その摩擦熱の伝達によってモータ温度が上昇することを効率的に抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, as will be described below, it is possible to efficiently suppress an increase in the motor temperature due to the transmission of frictional heat when the disc brake is operated.
本発明のホイール駆動装置は、オイル量調整手段によって、ディスクブレーキの作動時に出力軸冷却用油路に供給されるオイル量を増量する。これによって、摩擦熱の伝達経路である出力軸に対する冷却性が高められるので、モータに伝達される熱量が低減され、モータ温度の上昇が抑制される。しかもそのオイルは、オイルクーラーによって冷却されたオイルなので、高い冷却効果を得ることができる。 The wheel drive device of the present invention increases the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage when the disc brake is operated by the oil amount adjusting means. As a result, the cooling performance for the output shaft, which is the transmission path of the frictional heat, is enhanced, so that the amount of heat transmitted to the motor is reduced and the increase in the motor temperature is suppressed. Moreover, since the oil is oil cooled by an oil cooler, a high cooling effect can be obtained.
なお、ディスクブレーキの作動時に出力軸冷却用油路に供給されるオイル量を「増量」するとは、ディスクブレーキの非作動時に出力軸冷却用油路へのオイル供給を行わず、ディスクブレーキの作動時にそれを行うものと、ディスクブレーキの非作動時に出力軸冷却用油路へのオイル供給をある程度行い、ディスクブレーキの作動時にその量を増やすものとを含む。 Note that “increase” the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage when the disc brake is operating does not supply oil to the output shaft cooling oil passage when the disc brake is not operating, Some of them sometimes do this, and some supplies oil to the output shaft cooling oil passage to some extent when the disc brake is not operated, and increases the amount when the disc brake is operated.
また、ディスクブレーキの作動状況に拘わらず、上記増量時に相当するオイルを出力軸冷却用油路に常時供給しても高い冷却効果を得ることが一応はできる。しかし、摩擦熱の発生していないディスクブレーキ非作動時に、その侵入経路である出力軸を徒に冷却することは、冷却オイルの無駄な消費となり、不適正なオイル配分やオイルクーラーの大型化・大容量化を招く虞がある。本発明は、真に出力軸の積極的な冷却が必要とされるディスクブレーキの作動時に、その冷却を促進するので、冷却オイルを効率的に消費し、オイル配分の適正化やオイルクーラーの小型化・小容量化を図ることができる。 Regardless of the operating state of the disc brake, a high cooling effect can be obtained even if oil corresponding to the above increase is always supplied to the oil passage for cooling the output shaft. However, when the disc brake that does not generate frictional heat is not operating, the cooling of the output shaft, which is the intrusion route, is a wasteful consumption of cooling oil, resulting in improper oil distribution and an increase in the size of the oil cooler. There is a risk of increasing the capacity. The present invention promotes the cooling of the disc brake when the output shaft must be actively cooled, so that the cooling oil is consumed efficiently, the oil distribution is optimized, and the oil cooler is compact. Downsizing and capacity reduction.
請求項2の発明によると、ロータ内を出力軸冷却用油路が通るので、ロータを内部から冷却する効果が得られ、モータの冷却性をより向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the oil passage for cooling the output shaft passes through the rotor, the effect of cooling the rotor from the inside can be obtained, and the cooling performance of the motor can be further improved.
請求項3の発明によると、出力軸のモータ側端面に形成された凹部が、出力軸冷却用油路から供給されたオイルを受け止める受け皿のように作用し、そこにオイルが留まり易くなるので、一層出力軸の冷却性を高めることができる。すなわちモータの冷却性をより向上させることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によると、オイルクーラーで冷却されたオイルがステータ冷却用油路を経由してステータを冷却するので、ステータの発熱によるモータの温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to the invention of claim 4, since the oil cooled by the oil cooler cools the stator via the stator cooling oil passage, the temperature rise of the motor due to heat generation of the stator can be effectively suppressed.
また出力軸冷却用油路にオイルを供給するオイルポンプとステータ冷却用油路にオイルを供給するオイルポンプとを兼用することにより、ホイール駆動装置の構造を簡素化することができる。 Further, the structure of the wheel drive device can be simplified by combining the oil pump that supplies oil to the output shaft cooling oil passage and the oil pump that supplies oil to the stator cooling oil passage.
さらに、オイル量調整手段により、ディスクブレーキの非作動時にはステータ冷却用油路へのオイル供給割合が多く、ディスクブレーキの作動時には出力軸冷却用油路へのオイル供給割合が多くなるようにすれば、効率的なオイル配分を行うことができる。 Furthermore, the oil amount adjusting means can increase the oil supply ratio to the stator cooling oil passage when the disc brake is not operated, and increase the oil supply ratio to the output shaft cooling oil passage when the disc brake is operated. , Efficient oil distribution can be performed.
請求項5の発明によると、オイル量調整手段である切替弁の切替えを、ディスクブレーキ作動時の車両減速に伴う慣性力(いわゆる減速G)を利用して行うことができる。従ってオイル量調整手段を簡単な構造とすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the switching valve that is the oil amount adjusting means can be switched using the inertial force (so-called deceleration G) that accompanies vehicle deceleration when the disc brake is activated. Therefore, the oil amount adjusting means can have a simple structure.
切替弁はいかなる形式のものであっても良いが、例えばスプール弁が好適である。このとき、移動体はスプールとなる。ディスクブレーキの非作動時(定常走行時や加速時に相当)には、付勢手段の付勢力により切替弁の移動体は車両後方側に切替えられている。従って出力軸冷却用油路に供給されるオイルは増量されない。そしてディスクブレーキが作動して車両に減速Gが作用すると、切替弁の移動体にも減速Gが作用し、それが付勢手段の付勢力に打ち勝ったとき、移動体が車両前方側に切替えられる。すると出力軸冷却用油路に供給されるオイルが増量され、出力軸の冷却が促進される。 The switching valve may be of any type, but for example, a spool valve is suitable. At this time, the moving body becomes a spool. When the disc brake is not in operation (equivalent to steady running or acceleration), the moving body of the switching valve is switched to the vehicle rear side by the urging force of the urging means. Accordingly, the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage is not increased. When the disc brake is activated and the deceleration G acts on the vehicle, the deceleration G also acts on the moving body of the switching valve. When the deceleration G overcomes the urging force of the urging means, the moving body is switched to the vehicle front side. . Then, the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage is increased, and cooling of the output shaft is promoted.
切替弁の切替タイミングは、ディスクブレーキ作動時の摩擦熱の発生量や減速Gの大きさを勘案し、移動体の質量や付勢手段の付勢力を調節することによって適宜設定することができる。 The switching timing of the switching valve can be appropriately set by adjusting the mass of the moving body and the biasing force of the biasing means in consideration of the amount of frictional heat generated when the disc brake is operated and the magnitude of the deceleration G.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るホイール駆動装置1の縦断面図である。また図2はホイール駆動装置1の横断面図である。図1においては図の上方が車両の上方を示し、図2においては図の上方が車両の前方を示す。また図1、図2は左前輪を示すものであるが、同様の構成が全ての駆動輪に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
ホイール駆動装置1は、懸架装置130(図1に示す上方のストラットアッセンブリ131および下方のロアアーム132と、図2に示す後方のタイロッド133)を介して車両に取付けられたケース3と、ケース3内に設けられたモータ20と、ケース3内に回転自在に設けられ、その一端がプラネタリギヤ30(減速機)を介してロータ22に連絡されるとともに他端がホイールハブ85を介してホイール120に連絡された出力軸80と、ケース3に隣接して取付けられたディスクブレーキ90(図2に示す)と、ホイールハブ85に連結され、ディスクブレーキ90のブレーキパッド93により挟持可能に設けられたブレーキロータディスク87とを備える。
The
モータ20は、主にステータ21とロータ22とからなる。ステータ21は、略円筒状のステータコアにコイルが巻回されたもので、ケース3に固設されている。ロータ22は、そのステータ21の内周側に設けられた略円筒状の部材である。またケースに回転自在に支持されるとともに、ロータ22の内周側に挿通されてロータ22に連結されたロータ軸25が設けられている。ロータ軸25の軸心部には軸方向にロータ軸25を貫通するロータ軸油路27が形成されている。ステータ21のコイルに所定の電流を流すことにより、電磁力によってロータ22が回転し、その駆動力がロータ軸25から出力されるように構成されている。
The
プラネタリギヤ30は、ロータ22(ロータ軸25)の回転を減速して出力軸80に伝達する減速機である。プラネタリギヤ30の主な構成は、中心に設けられたサンギヤ31と、このサンギヤ31に噛合し、サンギヤ31から放射状等距離の複数位置に配設されたピニオンギヤ32と、サンギヤ31と同軸のリング状部材の内周面で各ピニオンギヤ32と噛合するリングギヤ33と、各ピニオンギヤ32を、互いの相対位置を維持させつつ支持するキャリヤ34とからなる。
The
サンギヤ31はロータ軸25と連結されている。またキャリヤ34は出力軸80と連結されている。そしてリングギヤ33はケース3に固定されている。
The
出力軸80は、プラネタリギヤ30を挟んでモータ20と反対側に設けられている。また出力軸80とロータ軸25とは軸方向に並設されている。出力軸80の基端側(モータ側)は拡径され、その端面にはロータ軸25側に開口する凹部80aが形成されている。そしてその凹部80aにロータ軸25の先端が入り込み、凹部80aの内周にロータ軸油路27の出口が位置するように配置されている。
The
出力軸80の先端側はケース3から突出してホイール120と連結されている。詳しくは、出力軸80の先端側は、フランジ部を有する略円筒状のホイールハブ85に挿嵌され、ナット81で固定されている。ホイールハブ85のフランジ部には略円板状のブレーキロータディスク87と共にホイールディスク121がボルト・ナット103によって固定されている。ホイールディスク121の外周は、タイヤ122の内周面に嵌挿されている。ホイールディスク121とタイヤ122とが一体となってホイール120を構成している。以上の構成によって、出力軸80、ホイールハブ85、ブレーキロータディスク87およびホイール120は一体回転する。
The front end side of the
図2に示すように、ブレーキロータディスク87の前部にディスクブレーキ90が設けられている。ディスクブレーキ90は、ブレーキロータディスク87を表裏両面から挟持するブレーキパッド93と、ブレーキパッド93を支持するブレーキキャリパ91と、ブレーキキャリパ91を介してブレーキパッド93を移動させるブレーキピストン92とを含む。
As shown in FIG. 2, a
次にホイール駆動装置の潤滑、冷却系について説明する。ケース3内には所定量のオイルが注入されている。オイルはケース3の底部でオイル溜りを形成している。
Next, the lubrication and cooling system of the wheel drive device will be described. A predetermined amount of oil is injected into the
モータ20を挟んでプラネタリギヤ30と反対側に、オイルポンプ50が設けられている。オイルポンプ50は、ロータ軸25に連結されたオイルポンプロータの回転によってオイル溜りからオイルを吸い上げ、昇圧させて潤滑または冷却用の油路に吐出する。
An
図3は図1の右側面図である。図示の状態で右側が車両前方である。オイルポンプ50の吸入口58には、ケース3内で下方に延びる油路57が接続されており、油路57の下端にはオイル溜りの底部付近に開口するオイルストレーナ55が取付けられている。
FIG. 3 is a right side view of FIG. In the illustrated state, the right side is the front of the vehicle. An
オイルポンプ50の吐出口61には、ケース3の外部に導出される油路62(パイプ)の一端が接続され、油路62の他端にはオイルクーラー63の導入口63aが接続されている。オイルクーラー63はオイルを熱交換によって冷却させる装置であって、オイルの導入口63aから導出口63bまでの間に細管が配設されている。オイルがその細管内を通る間に細管壁面においてオイルと外気との熱交換が行われる。オイルクーラー63は、その熱交換が促進されるように、車両前進時の走行風Wが当たり易いケース3の前方に配設されている。
One end of an oil passage 62 (pipe) led out of the
オイルクーラー63の導出口63bには、油路64(パイプ)の一端が接続され、油路64の他端はケース3内に収納された切替弁70に接続されている。切替弁70の詳細構造については後に詳述するが、当実施形態の切替弁70は択一切替型であって、油路64から供給されたオイルを油路65(パイプ)か油路78かの何れか一方に導く弁である。
One end of an oil passage 64 (pipe) is connected to the
油路65の一端は切替弁70に接続され、他端はケース3の上部の油路66に接続されている。図1に示すように油路66は、ケース3の内部にあってステータ21の上方で軸方向に延びている。そしてケース3に、一端が油路66に開口し、他端がケース3の内部に開口する油穴67,68が形成されている。油穴67は油路66とステータ21のステータコアの上方とを連通させ、油穴68は油路66とステータ21のコイルの上方とを連通させる。オイルポンプ50の吐出口61からステータ21に至る油路62−オイルクーラー63−油路64−切替弁70−油路65,66−油穴67,68は、全体としてステータ冷却用油路69を形成する。ステータ冷却用油路69は、ステータ21を優先的に冷却するオイルの供給油路である。
One end of the
一方、図2に示すように油路78は、一端が切替弁70に接続され、他端がケース3を介してロータ軸油路27に連絡されている。オイルポンプ50の吐出口61から出力軸80の凹部80a付近に至る油路62−オイルクーラー63−油路64−切替弁70−油路78−ロータ軸油路27は、全体として出力軸冷却用油路79を形成する。出力軸冷却用油路79は、出力軸80を優先的に冷却するオイルの供給油路である。出力軸冷却用油路79のうち、オイルポンプ50の吐出口61から切替弁70までの経路はステータ冷却用油路69と共有である。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
図4は切替弁70の構造と切替弁70まわりの油路を模式的に示す図であって、(a)はディスクブレーキ非作動時の状態、(b)はディスクブレーキ作動時の状態を示す。以下、図4を参照して切替弁70の構造について説明する。なお図4に示す切替弁70については、図の上方が車両前方、図の下方が車両後方を示す。
4A and 4B are diagrams schematically showing the structure of the switching
切替弁70はスプールであって、主にシリンダ部71(ケース3の一部)、スプール72、スプリング73、リテーナ74からなる。シリンダ部71は車両前後方向を軸線とする有底円筒状である。シリンダ部71の側面には油路64に連通する第1ポート75及び油路65に連通する第2ポート76が設けられている。またシリンダ部71の後端面には油路78に連通する第3ポート77が設けられている。
The switching
シリンダ部71内に、移動体であるスプール72が前後移動可能に設けられている。スプール72は主に、シリンダ部71の内径と略同径でシリンダ部71の内周部に摺接するランド部72aと、ランド部72aから前方に突出し、ランド部72aよりも小径の軸部72bとからなる。軸部72bは後述するスプリング73のガイドとなるとともに、スプール72が前方に移動したときのストッパともなる。
A
シリンダ部71の前方開口部はリテーナ74によって閉じられている。スプール72のランド部72aとリテーナ74との間に、スプール72を常時後方に付勢するスプリング73(付勢手段)が設けられている。
The front opening of the
図4(a)に示すディスクブレーキ非作動時(車両の定常走行時や加速時に相当する。以下同じ)には、スプリング73の付勢力によりスプール72が図示のように車両後方側に切替えられている。このとき、第3ポート77はランド部72aの後端によって閉じられ、第1ポート75と第2ポート76とが連通する。
When the disk brake shown in FIG. 4 (a) is not operated (corresponding to the steady running or acceleration of the vehicle, the same applies hereinafter), the
一方、図4(b)に示すディスクブレーキ作動時には車両が減速するので、スプール72に減速Gがかかる。すなわち前向きの慣性力G1が作用する。スプール72の質量およびスプリング73の付勢力は、所定値以上の減速がなされたときに慣性力G1がスプリング73の付勢力に打ち勝ち、スプール72が図示のように車両前方側に切替わるように設定されている(当明細書では、「ディスクブレーキ作動時」を、この程度に強いブレーキ力で作動したときという意味でも用いる)。スプール72が車両前方側に切替えられているとき、ランド部72aによって第1ポート75と第2ポート76との連通が遮断されるとともに第1ポート75と第3ポート77とが連通する。
On the other hand, since the vehicle decelerates when the disc brake shown in FIG. 4B is operated, the deceleration G is applied to the
以上説明したように切替弁70は、ディスクブレーキ90の作動有無を所定値以上の慣性力G1が作用したか否かによって自動的に判定し、慣性力G1とスプリング73の付勢力とのバランスによってスプール72の切替えを自動的に行うように構成されている。従って、他にセンサやソレノイドバルブ等のアクチュエータを必要とせず、簡単な構造となっている。
As described above, the switching
次に、スプール72が車両後方側に切替えられているとき(図4(a))のオイルの供給形態について説明する。オイル溜り10のオイル11が、オイルポンプ50によってオイルストレーナ55及び油路57を経由して吸い上げられる。このとき、オイルストレーナ55によって異物等が捕捉され、オイル11が浄化される。オイルポンプ50によって昇圧され、吐出されたオイル11は油路62を経由してオイルクーラー63で冷却される。冷却されたオイル11は油路64を経て切替弁70の第1ポート75から第2ポート76に導かれ、さらに油路65に導出される。すなわちオイル11はステータ冷却用油路69に供給される。なおロータ軸油路27へのオイルの供給は、切替弁70からはなされないが、オイルポンプ50からのリーク等により、若干のオイル供給がなされる。
Next, the oil supply mode when the
一方、スプール72が車両前方側に切替えられているとき(図4(b))のオイルの供給形態は次のようになる。オイル溜り10から切替弁70の第1ポート75に至るまでは図4(a)と同様である。第1ポート75に導かれたオイル11は第3ポート77に導かれ、さらに油路78を経由してロータ軸油路27に導かれる。すなわちオイル11は出力軸冷却用油路79に供給される。
On the other hand, when the
次に、ホイール駆動装置1の動作について説明する。まず図1を参照して各軸の回転動作について説明する。モータ20のロータ軸25は、前進時に、ホイール120側から見て左回りに回転する。ロータ軸25と連結されたプラネタリギヤ30のサンギヤ31も一体となって左回りに回転する。ピニオンギヤ32はサンギヤ31に噛合しているので軸周りに右回転するが、リングギヤ33がケース3に固定されていることから、その軸位置が左回りに回転する。つまりキャリヤ34が左回りに回転する。このときのキャリヤ34の回転数はロータ軸25の回転数よりも低回転となり、トルクが増幅されている(減速作用)。そしてキャリヤ34と一体の出力軸80およびホイール120も同じく左回りに回転し、車両が前進する。車両後退時には、ロータ22を逆回転(右回転)させることにより各部の回転方向が上記各方向と逆向きとなる。
Next, the operation of the
次に図2を参照してディスクブレーキ90の作動について説明する。運転者が図外のフットブレーキを踏むことにより、ブレーキピストン92が作動し、ブレーキキャリパ91に支持されたブレーキパッド93がブレーキロータディスク87を挟持・押圧する。ブレーキロータディスク87はホイール120と一体回転しているが、ブレーキパッド93に挟持・押圧されることにより強い摩擦力が発生し、その摩擦力によってホイール120の回転を抑制する制動力が得られる。
Next, the operation of the
次に、オイルの流れと各部の潤滑・冷却について説明する。図5は、切替弁70が図4(a)の状態にある、ディスクブレーキ非作動時におけるオイルの流れを矢印で示す説明図である。このとき、上述のように切替弁70を経由したオイルはステータ冷却用油路69の油路65に供給される。その後、オイルは油路66を経て油穴67,68からステータ21に落下し、これを冷却する。従ってステータ21の発熱によるモータ20の温度上昇が効果的に抑制される。ステータ21を冷却したオイルは、続いて各部に分散しつつ落下し、その他の部材の冷却や回転部材の潤滑を行った後、最終的にケース3の底部のオイル溜りに戻される。
Next, the flow of oil and lubrication / cooling of each part will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of oil with arrows when the disc brake is not in operation, with the switching
図6は、切替弁70が図4(b)の状態にある、ディスクブレーキ作動時におけるオイルの流れとディスクブレーキ90で発生した摩擦熱の伝達状態を矢印で示す説明図である。オイルの流れを実線(一部隠れ線)で示し、摩擦熱の伝達状態を破線で示す。このとき、上述のように切替弁70を経由したオイルは出力軸冷却用油路79の油路78からロータ軸油路27に供給される。そしてオイルはロータ軸油路27の先端から噴出し、出力軸80の凹部80aに当たって出力軸80を冷却する。凹部80aがオイルを受け止める受け皿のように作用し、そこにオイルが留まり易くなるので、一層冷却性が高められる。出力軸80を冷却したオイルは、続いて各部に分散しつつ落下し、その他の部材の冷却や回転部材の潤滑を行った後、最終的にケース3の底部のオイル溜りに戻される。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of oil and the state of transmission of frictional heat generated by the
一方、ブレーキパッド93とブレーキロータディスク87との間で発生した摩擦熱は各部に分散して伝達されるが、その一部はホイールハブ85を介して出力軸80に伝達され、モータ20に向かう。しかし、ロータ軸油路27から供給されるオイルによって凹部80aが積極的に冷却されるので、それよりモータ20側へ向かう熱伝達が大幅に抑制される。従って摩擦熱の伝達によるモータ20の温度上昇が効果的に抑制される。
On the other hand, the frictional heat generated between the
しかも、ロータ軸油路27がロータ22の内部に形成されているので、ロータ軸油路27を流れるオイルによってロータ22自体にも冷却作用が及ぶ。これによりモータ20の冷却性が一層高められる。
In addition, since the rotor
次に他の実施形態について説明する。以下の実施形態において、第1実施形態との共通部分についてはその説明を省略し、主に第1実施形態との相違点について説明する。また、以下の実施形態で参照する図7および図8において、図1〜図6を参照する第1実施形態と同一または同一相当の部材については同一の符号を付し、その重複説明を省略する。 Next, another embodiment will be described. In the following embodiments, descriptions of common parts with the first embodiment are omitted, and differences from the first embodiment are mainly described. In FIGS. 7 and 8 referred to in the following embodiment, the same or equivalent members as those in the first embodiment referring to FIGS. .
図7は第2実施形態における切替弁70aの構造と切替弁70aまわりの油路を模式的に示す図であって、(a)はディスクブレーキ非作動時の状態、(b)はディスクブレーキ作動時の状態を示す。
7A and 7B are diagrams schematically showing the structure of the switching
第1実施形態では切替弁70が択一切替型であったのに対し、当実施形態は切替弁70aがアドオン型である点が異なっている。すなわち切替弁70aは、ディスクブレーキ90の作動有無に係らず、常時ステータ冷却用油路69へのオイル供給を行いつつ、ディスクブレーキ作動時には、その一部を出力軸冷却用油路79に分配するように構成されている。
In the first embodiment, the switching
切替弁70aのシリンダ部71には、第1ポート75と第2ポート76とを連通する浅い溝部71aが形成されている。
A
図7(a)に示すディスクブレーキ非作動時におけるオイル11の供給形態は第1実施形態と同様であり、オイルクーラー63で冷却されたオイル11はステータ冷却用油路69に供給される。
The supply form of the
図7(b)に示すディスクブレーキ作動時におけるオイル11の供給形態は次のようになる。第1実施形態と同様に、スプール72が前方に切替えられることにより、第1ポート75と第3ポート77とが連通し、出力軸冷却用油路79にオイルが供給される。一方、第1ポート75から第2ポート76への連通路は、スプール72のランド部72aによって大部分遮られる。しかし溝部71aにおいて連通が確保されるので、ある程度のステータ冷却用油路69へのオイル供給がなされる。
The supply form of the
このように構成することにより、ディスクブレーキ作動時に出力軸80の冷却を優先しつつ、ステータ21の冷却も継続して行うことができる。このときのステータ冷却用油路69と出力軸冷却用油路79とに対するオイル分配比率は、溝部71aの幅や深さを適宜
調整することにより、適切な比率に設定することができる。
With this configuration, the
図8は第3実施形態における切替弁70bの構造と切替弁70bまわりの油路を模式的に示す図であって、(a)はディスクブレーキ非作動時の状態、(b)はディスクブレーキ作動時の状態を示す。
FIG. 8 is a diagram schematically showing the structure of the switching
第1実施形態では切替弁70が択一切替型、第2実施形態ではアドオン型であったのに対し、当実施形態は切替弁70bが流量調節型である点が異なっている。すなわち切替弁70bは、ディスクブレーキ90の作動有無に係らず、常時ステータ冷却用油路69及び出力軸冷却用油路79へのオイル供給を行いつつ、ディスクブレーキ作動時には、出力軸冷却用油路79への流量配分を増大させるように構成されている。
While the switching
切替弁70bのシリンダ部71には、第1ポート75と第2ポート76とを連通する浅い溝部71aが形成されている(第2実施形態と同様)。またシリンダ部71には、第1ポート75と第3ポート77とを連通する浅い溝部71bが形成されている。
A
図8(a)に示すディスクブレーキ非作動時におけるオイル11の供給形態は次のようになっている。第1実施形態と同様に、スプール72が後方に切替えられることにより、第1ポート75と第2ポート76とが連通し、ステータ冷却用油路69にオイル11が供給される。一方、第1ポート75から第3ポート77への連通路は、スプール72のランド部72aによって大部分遮られる。しかし溝部71bにおいて連通が確保されるので、ある程度の出力軸冷却用油路79へのオイル供給がなされる。
The supply form of the
図8(b)に示すディスクブレーキ作動時におけるオイル11の供給形態は図7(b)に示す第2実施形態の場合と同様であり、主に出力軸冷却用油路79にオイルを供給しつつ、ある程度のステータ冷却用油路69へのオイル供給がなされる。
8 (b) is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 7 (b) when the disc brake is operated, and the oil is mainly supplied to the output shaft cooling
このように構成することにより、ディスクブレーキ非作動時にステータ21の冷却を優先しつつ、出力軸80の冷却も継続して行うことができ、ディスクブレーキ作動時に出力軸80の冷却を優先しつつ、ステータ21の冷却も継続して行うことができる。このときのステータ冷却用油路69と出力軸冷却用油路79とに対するオイル分配比率は、溝部71a及び溝部71bの幅や深さを適宜調整することにより、適切な比率に設定することができる。
By configuring in this way, cooling of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment, It can change suitably in a claim.
例えば上記各実施形態では、オイル量調整手段として移動体(スプール72)や付勢手段(スプリング73)を備えた切替弁70,70a,70bとしたが、必ずしもこれらに限定するものではなく、ポペット弁タイプなど他の機械的な切替弁を用いても良い。その場合の移動体として、ボール等を用いても良い。
For example, in each of the above-described embodiments, the switching
また移動体を移動させる手段として、上記各実施形態ではディスクブレーキ作動時の慣性力G1を利用したが、必ずしもその必要はなく、他のセンサ(ブレーキセンサ等)やアクチュエータ(ソレノイドバルブ)等を用いても良い。ディスクブレーキ作動時の慣性力G1を利用しない場合には、そのオイル量調整手段の設置姿勢は車両前後方向に限定されることなく、自由に設定することができる。 Further, as the means for moving the moving body, in each of the above embodiments, the inertial force G1 at the time of operating the disc brake is used. However, this is not always necessary, and other sensors (brake sensors, etc.), actuators (solenoid valves), etc. are used. May be. When the inertia force G1 at the time of disc brake operation is not used, the installation posture of the oil amount adjusting means can be freely set without being limited to the vehicle front-rear direction.
また上記各実施形態では別体型のオイルクーラー63を設けたが、必ずしもそれに限定するものではない。例えばケース3のオイル溜りとケース壁面との間で走行風Wによって冷却されるような簡易的オイルクーラーであっても良い。
In the above embodiments, the
1 ホイール駆動装置
3 ケース
11 オイル
20 モータ
21 ステータ
22 ロータ
25 ロータ軸
27 ロータ軸油路
30 プラネタリギヤ(減速機)
50 オイルポンプ
63 オイルクーラー
69 ステータ冷却用油路
70 切替弁(オイル量調整手段)
72 スプール(移動体)
73 スプリング(付勢手段)
79 出力軸冷却用油路
80 出力軸
80a 凹部
87 ブレーキロータディスク
90 ディスクブレーキ
93 ブレーキパッド
85 ホイールハブ
120 ホイール
DESCRIPTION OF
50
72 Spool (moving body)
73 Spring (biasing means)
79 Output shaft cooling
Claims (5)
上記ケース内に設けられてステータ及びロータを含むモータと、
上記ケース内に回転自在に設けられ、その一端が減速機を介して上記ロータに連絡されるとともに他端がホイールハブを介してホイールに連絡された出力軸と、
上記ケースに隣接して取付けられたディスクブレーキと、
上記ホイールハブに連結され、上記ディスクブレーキのブレーキパッドにより挟持可能に設けられたブレーキロータディスクとを備え、
上記モータにより上記ホイールを駆動するホイール駆動装置において、
上記ケース内に注入されたオイルと、
上記オイルを冷却するオイルクーラーと、
上記オイルクーラーで冷却された上記オイルを上記出力軸のモータ側端面に供給するオイルポンプおよび出力軸冷却用油路と、
上記ディスクブレーキの作動時に上記出力軸冷却用油路に供給されるオイル量を増量するオイル量調整手段とを備えることを特徴とするホイール駆動装置。 A case attached to the vehicle via a suspension,
A motor provided in the case and including a stator and a rotor;
An output shaft provided rotatably in the case, one end of which is connected to the rotor via a speed reducer and the other end of which is connected to a wheel via a wheel hub;
A disc brake mounted adjacent to the case;
A brake rotor disk connected to the wheel hub and provided to be clamped by a brake pad of the disk brake;
In the wheel driving device that drives the wheel by the motor,
Oil injected into the case,
An oil cooler for cooling the oil;
An oil pump for supplying the oil cooled by the oil cooler to the motor side end surface of the output shaft and an oil passage for cooling the output shaft;
An oil amount adjusting means for increasing the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage when the disc brake is operated.
上記出力軸冷却用油路は、上記ロータ軸内の軸心部に設けられたロータ軸油路を含むことを特徴とする請求項1記載のホイール駆動装置。 The rotor is rotatably supported by the case, and includes a rotor shaft that is inserted into the inner peripheral side of the rotor and connected to the rotor.
2. The wheel drive device according to claim 1, wherein the output shaft cooling oil passage includes a rotor shaft oil passage provided at a shaft center portion in the rotor shaft.
上記凹部の内周部に上記出力軸冷却用油路の出口が位置することを特徴とする請求項2記載のホイール駆動装置。 The output shaft and the rotor shaft are arranged side by side in the axial direction, and a recess opening to the rotor shaft side is formed on the motor side end surface of the output shaft,
The wheel driving device according to claim 2, wherein an outlet of the oil passage for cooling the output shaft is located at an inner peripheral portion of the recess.
上記オイルクーラーで冷却された上記オイルが上記ステータ冷却用油路を経由して上記ステータに供給されるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のホイール駆動装置。 A stator cooling oil passage connecting the oil pump and the stator;
4. The structure according to claim 1, wherein the oil cooled by the oil cooler is configured to be supplied to the stator via the stator cooling oil passage. 5. Wheel drive device.
上記移動体が、車両前方側に切替えられているとき、車両後方側に切替えられているときに比べて上記出力軸冷却用油路に供給されるオイルが増量されるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のホイール駆動装置。 The oil amount adjusting means is a switching valve including a moving body that is movable in the vehicle front-rear direction and an urging means that urges the moving body toward the vehicle rear side.
When the moving body is switched to the vehicle front side, the amount of oil supplied to the output shaft cooling oil passage is increased compared to when the vehicle is switched to the vehicle rear side. The wheel drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein
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