JP2010025158A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両用駆動装置に関し、ポンプ駆動を減速後の回転速度で実現させつつ、そのポンプを収納するための専用のスペースを空けるのを不要とすることにある。
【解決手段】インホイルモータ１２と、インホイルモータ１２の回転を減速してアクスルハブ３２に伝達する減速機構３０としての内歯ギヤ４２と、を備える車両用駆動装置１０において、内歯ギヤ４２の回転に伴って駆動され、インホイルモータ１２を冷却する冷却オイルを吐出するギヤポンプ５２を備える。そして、ギヤポンプ５２を、内歯ギヤ４２の内周側かつアクスルハブ３２の車両内側に配置し、アクスルハブ３２の回転軸中心に結合されたシャフト部５４の周囲に設け、内歯ギヤ４２の回転に伴ってそのシャフト部５４が回転することにより駆動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用駆動装置に係り、特に、車両に搭載され、インホイルモータと、インホイルモータの回転を減速してアクスルハブに伝達する減速機構としての内歯ギヤと、を備える車両用駆動装置に関する。

従来、インホイルモータによりアクスルハブを回転させて車両の有する車輪を駆動する車両用駆動装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。この特許文献１記載の車両用駆動装置は、インホイルモータと、インホイルモータの回転を減速させる減速機構と、減速機構により減速されたインホイルモータの回転が伝達されるアクスルハブと、を備えていると共に、減速機構を潤滑すべくオイル溜まりから潤滑オイルを吸い上げて吐出するポンプを備えている。このポンプは、インホイルモータの回転軸上に設けられており、インホイルモータが回転することにより駆動される（段落［００２１］参照）。従って、上記した特許文献１記載の車両用駆動装置においては、インホイルモータが回転されてその回転が減速機構で減速されてアクスルハブに伝達される際に、ポンプが駆動されてその減速機構へ潤滑オイルが吐出されるので、減速機構をその作動時に潤滑することが可能である。

また、特許文献２記載の車両用駆動装置は、インホイルモータの回転を減速してアクスルハブに伝達する減速機構として、内周側全周に歯車が形成された内歯ギヤを備えている。そして、インホイルモータの出力軸には、内歯ギヤに噛合するピニオンギヤが形成されている。インホイルモータが回転されると、その回転が内歯ギヤを通して減速されてアクスルハブに伝達される。
特開２００６−２４０４２９号公報 特開２００７−２１８３８２号公報

ところで、上記した特許文献２記載の車両用駆動装置において減速機構を潤滑させるべく、上記した特許文献１記載のポンプを適用した場合、以下に示す不都合が生ずるおそれがある。すなわち、上記した特許文献１記載の車両用駆動装置において、ポンプは、インホイルモータの回転軸上に設けられる。このため、減速機構による減速前の回転速度でポンプ駆動がなされ、ポンプの最高回転数が高くなるので、その結果として、ポンプが焼き付き、キャビテーションが発生し易いものとなる。また、インホイルモータの回転軸上にポンプを設けるためのスペースが必要となるので、その結果として、インホイルモータの回転軸上にポンプのための専用のスペースを空けることが必要となる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ポンプ駆動を減速後の回転速度で実現させつつ、そのポンプを収納するための専用のスペースを空けるのを不要とした車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、インホイルモータと、インホイルモータの回転を減速してアクスルハブに伝達する減速機構としての内歯ギヤと、を備える車両用駆動装置であって、前記内歯ギヤの回転に伴って駆動され、インホイルモータ又は前記内歯ギヤを冷却し又は潤滑する液体を吐出するポンプを備える車両用駆動装置により達成される。

この態様の発明において、インホイルモータ又は前記内歯ギヤを冷却し又は潤滑する液体を吐出するポンプは、インホイルモータの回転を減速してアクスルハブに伝達する内歯ギヤの回転に伴って駆動される。この場合、ポンプの駆動は、内歯ギヤによる減速後の回転速度で実施されるので、ポンプの最高回転数が低く抑えられる。また、ポンプは内歯ギヤの回転に伴って駆動されるポンプであるので、そのポンプを内歯ギヤの内周側の空間に収めることが可能である。従って、本発明によれば、ポンプ駆動を減速後の回転速度で実現させつつ、そのポンプを収納するための専用のスペースを空けるのを不要とすることができる。

ところで、上記した車両用駆動装置において、前記ポンプを前記内歯ギヤの内周側に配置することとすればよい。

また、上記した車両用駆動装置において、前記ポンプは、前記アクスルハブの回転軸中心に結合されたシャフト部の周囲に設けられており、前記内歯ギヤの回転に伴って前記シャフト部が回転することにより駆動されることとすればよい。

また、上記した車両用駆動装置において、前記ポンプを、前記アクスルハブの車両内側に配置することとすればよい。

更に、上記した車両用駆動装置において、前記ポンプは、前記内歯ギヤを収納するハウジング内に貯留される冷却液体又は潤滑液体を汲み上げて吐出するポンプであることとすればよい。

本発明によれば、ポンプ駆動を減速後の回転速度で実現させつつ、そのポンプを収納するための専用のスペースを空けるのを不要とすることができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である車両用駆動装置１０の全体構成図を示す。図２は、本実施例の車両用駆動装置１０の要部の拡大構成図を示す。また、図３は、図２に示す車両用駆動装置１０を直線III−IIIで切断した際の断面図を示す。本実施例の車両用駆動装置１０は、車両の有する駆動輪それぞれに設けられる駆動装置であり、いわゆるインホイルモータを有する電動車両に適用される装置である。尚、図１及び図２において、左側が車両外側であり、右側が車両中央側である。

車両用駆動装置１０は、インホイルモータ１２を備えている。インホイルモータ１２は、車体側（具体的にはナックル）に連結固定されたハウジング１４と、ハウジング１４に固定されたステータ１６と、ステータ１６の内周側にステータ１６に対して所定のエアギャップを介して対向して回転自在に配置されたロータ１８と、ロータ１８に取り付けられたモータ出力軸２０と、ハウジング１４にモータ出力軸２０を回転自在に支持する転がり軸受２２，２４と、を有している。ステータ１６は、車載電源からコイルに通電される。ロータ１８は、ステータ１６のコイルが通電された際にそのステータ１６との間に電磁力が作用することで回転される。

車両用駆動装置１０は、また、インホイルモータ１２に接続される減速機構３０と、減速機構３０に接続されるアクスルハブ３２と、を備えている。減速機構３０は、インホイルモータ１２のモータ出力軸２０とアクスルハブ３２との間に介在されており、インホイルモータ１２のモータ出力軸２０の回転を所定の減速比で減速してアクスルハブ３２に伝達する機能を有している。また、アクスルハブ３２には、ゴム状のタイヤ３４が取り付けられたホイール３６がボルト締結されていると共に、ブレーキ装置のブレーキディスク３７がボルト締結されている。アクスルハブ３２は、ハウジング１４に転がり軸受３８を介して回転自在に支持されている。

減速機構３０は、小径のピニオンギヤ４０と、大径の内歯ギヤ４２と、を有する平歯車機構である。ピニオンギヤ４０の外周面と内歯ギヤ４２の内周面とは噛合している。ピニオンギヤ４０は、軸方向に所定幅だけ延びている。また、内歯ギヤ４２は、径方向に広がる円盤部４２ａと、円盤部４２ａに接続して、軸方向にピニオンギヤ４０と同程度の幅だけ延びる本体部４２ｂと、からなる。内歯ギヤ４２の内周側には、円盤部４２ａと本体部４２ｂとにより仕切られてかつ開口したスペースが形成される。ピニオンギヤ４０の歯数は、内歯ギヤ４２の歯数よりも少なく設定されている。

ピニオンギヤ４０は、インホイルモータ１２のモータ出力軸２０の先端（図１及び図２における左側）に形成され或いは一体的に取り付け固定されている。また、内歯ギヤ４２は、その円盤部４２ａがアクスルハブ３２にボルト締結されることによりアクスルハブ３２に連結固定されている。アクスルハブ３２の回転軸中心すなわちホイール３６の回転軸中心Ｈｃと、インホイルモータ１２のモータ出力軸２０の回転軸中心Ｍｃとは、距離Ｃだけオフセットされている。

上記した車両用駆動装置１０において、車載電源からインホイルモータ１２のステータ１６のコイルが通電されると、その通電状態に合わせてステータ１６とロータ１８との間に電磁力が作用し、ロータ１８の回転によりモータ出力軸２０が回転される。モータ出力軸２０が回転されると、その回転に合わせてピニオンギヤ４０が回転し、その回転がそのピニオンギヤ４０と噛合する内歯ギヤ４２に伝達されて、内歯ギヤ４２が所定の減速比で減速されて回転される。この際、内歯ギヤ４２に連結固定されたアクスルハブ３２がその内歯ギヤ４２と一体的に回転され、その回転がモータ出力軸２０の回転に対して所定の減速比で行われることとなる。

アクスルハブ３２は、モータ出力軸２０の回転方向が特定の一方向であるときは、ホイール３６を車両前進させるように回転され、一方、モータ出力軸２０の回転方向が他方向であるときは、ホイール３６を車両後退させるように回転される。

このように、本実施例の車両用駆動装置１０においては、インホイルモータ１２による回転を減速機構３０を介して所定の減速比でアクスルハブ３２に伝達することができ、これにより、ホイール３６、タイヤ３４、及びブレーキディスク３７を含む車輪をその回転軸中心で回転させることができ、いわゆるインホイルモータ１２を用いた車輪の回転駆動を実現することが可能となっている。

また、車両用駆動装置１０は、インホイルモータ１２を冷却する冷却装置５０を備えている。冷却装置５０は、内接型の回転ポンプであるギヤポンプ５２を有している。ギヤポンプ５２は、アクスルハブ３２に一体に形成されてそのアクスルハブ３２と一体的に回転するシャフト部５４を取り囲むようにその周囲に設けられている。シャフト部５４は、アクスルハブ３２の回転軸中心Ｈｃ上に延在しており、アクスルハブ３２の車両内側でその回転軸中心Ｈｃに結合されている。ギヤポンプ５２は、アクスルハブ３２の車両内側に配置されており、アクスルハブ３２の回転すなわち内歯ギヤ４２の回転に伴ってシャフト部５４が回転することにより回転駆動される。

ギヤポンプ５２は、車体側ハウジング１４の、アクスルハブ３２の車両内側の回転軸中心Ｈｃと対向する部位に空けられた円柱状の開口穴５６と、開口穴５６内でシャフト部５４に一体的に取り付け固定されたドライブロータ５８と、ドライブロータ５８の外周面と内周面が接するドリブンロータ６０と、開口穴５６を塞ぐようにハウジング１４にボルト締結されるポンプカバー６２と、を有している。

ギヤポンプ５２において、ドライブロータ５８及びドリブンロータ６０は、ハウジング１４の開口穴５６内に配置された状態で、ポンプカバー６２が車両外側からその開口穴５６を塞ぐようにハウジング１４に固定されることにより封止される。ギヤポンプ５２は、ポンプカバー５８を用いてドライブロータ５８及びドリブンロータ６０が封止された状態になることで駆動可能となる。

ハウジング１４には、減速機構３０の内歯ギヤ４２を回転自在に収納するギヤ収納室６４が設けられている。ギヤ収納室６４内には、その下部に冷却オイルが貯留されるオイル溜まり６６が形成されている。オイル溜まり６６には、ハウジング１４に形成されるサクションポート６８を介して上記の開口穴５６が連通している。また、開口穴５６には、ハウジング１４に形成されるプレッシャーポート７０を介して、インホイルモータ１２に連通する冷却路（図示せず）が連通している。

ギヤポンプ５２は、ギヤ収納室６４内に配設されており、内歯ギヤ４２の内周側に配置されている。ギヤポンプ５２は、アクスルハブ３２の回転すなわち内歯ギヤ４２の回転に伴ってシャフト部５４が回転した時に、オイル溜まり６６からサクションポート６８を介して冷却オイルを汲み上げ、その冷却オイルをプレッシャーポート７０を介して冷却路へ吐出することにより、その冷却オイルをインホイルモータ１２へ供給する。

上記した車両用駆動装置１０において、インホイルモータ１２の回転が減速機構３０を介してアクスルハブ３２に伝達されると、そのアクスルハブ３２がモータ出力軸２０の回転に対して所定の減速比で回転され、シャフト部５４がそのアクスルハブ３２と一体的に回転される。シャフト部５４が回転されると、ギヤポンプ５２が回転駆動され、オイル溜まり６６から冷却オイルが吸い上げられて、その冷却オイルがインホイルモータ１２へ吐出される。

このように、本実施例の車両用駆動装置１０においては、減速機構３０によりインホイルモータ１２による回転が減速されてアクスルハブ３２に伝達される際、内歯ギヤ４２の回転と一体的にアクスルハブ３２すなわちシャフト部５４が回転することによりギヤポンプ５２を回転駆動させて、冷却オイルをその回転するインホイルモータ１２へ吐出することができ、これにより、その回転するインホイルモータ１２の冷却を実現することが可能となっている。

また、本実施例の車両用駆動装置１０において、インホイルモータ１２を冷却する冷却オイルを吐出するギヤポンプ５２は、シャフト部５４すなわちアクスルハブ３２の回転と一体的に回転駆動される。アクスルハブ３２の回転は、減速機構３０によりインホイルモータ１２の回転を減速した後の内歯ギヤ４２の回転と同じ回転速度でなされる。従って、ギヤポンプ５２の回転駆動は、減速機構３０による減速後の回転速度で実施されることとなる。

このため、本実施例によれば、ギヤポンプ５２を、減速機構３０による減速前の比較的高速なインホイルモータ１２の回転速度ではなく、その減速後の比較的低速なアクスルハブ３２の回転速度で回転駆動させることができるので、ギヤポンプ５２の最高回転数を低く抑えることが可能となっており、その結果として、ギヤポンプ５２の焼き付きを防止することが可能であり、冷却オイルのキャビテーションを抑制することが可能である。

また、本実施例の車両用駆動装置１０において、上記のギヤポンプ５２は、内歯ギヤ４２の回転軸中心すなわちアクスルハブ３２の回転軸中心Ｈｃに結合されてその軸方向に延在するシャフト部５４の周囲に設けられている。内歯ギヤ４２の内周側には、必然的に、円盤部４２ａと本体部４２ｂとにより仕切られたスペースが形成されるが、上記のギヤポンプ５２は、その内歯ギヤ４２の内周側の空間に配置される。このため、本実施例によれば、ギヤポンプ５２を収納するための空間を、内歯ギヤ４２の内周側の空間とは別個に設けることは不要であり、減速機構３０としての内歯ギヤ４２の内周側のスペースを有効活用することが可能であり、ホイール３６内の限られた空間を効率よく活用したポンプ配置を実現することが可能である。

従って、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、ギヤポンプ５２の回転駆動をその最高回転数が低く抑えられるように、インホイルモータ１２の回転を減速させた後の回転速度で実現させつつ、そのギヤポンプ５２を収納するための専用のスペースを空けるのを不要とすることが可能となっており、その結果として、インホイルモータ１２の回転によってアクスルハブ３２を回転させつつそのインホイルモータ１２を冷却させるために必要なすべての機構をホイール３６内に収めることが可能となっている。

また、本実施例の車両用駆動装置１０において、ギヤポンプ５２は、内歯ギヤ４２の内周側の空間に配置されると共に、そのギヤポンプ５２へ冷却オイルを導くオイル溜まり６６は、内歯ギヤ４２の内周側に具体的にはそのギヤポンプ５２が配設されるギヤ収納室６４内に形成される。かかる構造においては、オイル溜まり６６とギヤポンプ５２の開口穴５６とが近接するので、両者を繋ぐ経路を比較的短くすることが可能である。従って、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、インホイルモータ１２を冷却する冷却装置５０の、オイル溜まり６６からギヤポンプ５２までの吸入経路を単純化・簡略化することが可能となっている。

更に、本実施例の車両用駆動装置１０において、ギヤポンプ５２は、アクスルハブ３２の車両内側に配置される。かかる構造においては、ギヤポンプ５２からインホイルモータ１２へ至るまでの経路を設計し易くなり、その経路が単純化される。

尚、上記の実施例においては、ギヤポンプ５２が特許請求の範囲に記載した「ポンプ」に、冷却オイルが特許請求の範囲に記載した「液体」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、ギヤポンプ５２を、アクスルハブ３２の回転具体的にはアクスルハブ３２の回転軸中心Ｈｃに結合されたシャフト部５４の回転により一体的に回転駆動させるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インホイルモータ１２のモータ出力軸２０からアクスルハブ３２までの途中（すなわち、インホイルモータ１２の回転を減速させた減速後の回転速度の得られる部位）に、そのギヤポンプ５２を駆動するための駆動シャフトを設けたうえで、その駆動シャフトによりギヤポンプ５２を回転駆動させることとしてもよい。

また、上記の実施例においては、内歯ギヤ４２の回転すなわちアクスルハブ３２の回転に伴って一体的に回転駆動され、インホイルモータ１２を冷却する冷却オイルを吐出するポンプとして、ギヤポンプ５２を用いることとしたが、本発明はギヤポンプに限定されるものではなく、回転ポンプやベーンポンプであってもよい。

また、上記の実施例においては、内歯ギヤ４２の回転すなわちアクスルハブ３２の回転に伴って一体的に回転駆動されるギヤポンプ５２を、インホイルモータ１２を冷却する冷却オイルを吐出するポンプとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、減速機構３０の各部位を冷却する冷却オイルを吐出するポンプとしてもよいし、また、減速機構３０の各部位を潤滑する潤滑オイルを吐出するポンプとしてもよい。

更に、上記の実施例においては、ギヤポンプ５２が汲み上げて吐出する液体をオイルとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、オイル以外の水などの液体としてもよい。

本発明の一実施例である車両用駆動装置の全体構成図である。 本実施例の車両用駆動装置の要部の拡大構成図である。 図２に示す車両用駆動装置を直線III−IIIで切断した際の断面図である。

符号の説明

１０ 車両用駆動装置
１２ インホイルモータ
１４ ハウジング
２０ モータ出力軸
３０ 減速機構
３２ アクスルハブ
４０ ピニオンギヤ
４２ 内歯ギヤ
５２ ギヤポンプ
５４ シャフト部
６６ オイル溜まり

Claims (5)

1. インホイルモータと、インホイルモータの回転を減速してアクスルハブに伝達する減速機構としての内歯ギヤと、を備える車両用駆動装置であって、
   前記内歯ギヤの回転に伴って駆動され、インホイルモータ又は前記内歯ギヤを冷却し又は潤滑する液体を吐出するポンプを備えることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記ポンプを前記内歯ギヤの内周側に配置したことを特徴とする請求項１記載の車両用駆動装置。
3. 前記ポンプは、前記アクスルハブの回転軸中心に結合されたシャフト部の周囲に設けられており、前記内歯ギヤの回転に伴って前記シャフト部が回転することにより駆動されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用駆動装置。
4. 前記ポンプを、前記アクスルハブの車両内側に配置したことを特徴とする請求項２又は３記載の車両用駆動装置。
5. 前記ポンプは、前記内歯ギヤを収納するハウジング内に貯留される冷却液体又は潤滑液体を汲み上げて吐出するポンプであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の車両用駆動装置。