JP2015027820A - In-wheel motor driving device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インホイールモータ駆動装置、特に、モータの回転を駆動源にして潤滑油を供給するオイルポンプを内蔵したインホイールモータ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device, and more particularly to an in-wheel motor drive device incorporating an oil pump that supplies lubricating oil using the rotation of a motor as a drive source.
インホイールモータ駆動装置101は、自動車のホイールの内側空間部分に設置されるものであり、図14に示すように、車体に取り付けられるハウジング102の内部に駆動力を発生させる電動モータ103と、車輪に接続される車輪ハブ104と、電動モータ103の回転を減速して車輪ハブ104に伝達する減速機105とを備える。
The in-wheel
上記構成のインホイールモータ駆動装置101において、装置のコンパクト化の観点から電動モータ103には低トルクで高回転のモータが採用される。一方、車輪ハブ104には、車輪を駆動するために大きなトルクが必要となる。このため、減速機105には、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機を採用することが多い。
In the in-wheel
サイクロイド減速機を適用した減速機105は、偏心部106a、106bを有する入力軸106と、偏心部106a、106bに配置される曲線板107a、107bと、曲線板107a、107bを入力軸106に対して回転自在に支持する転がり軸受106cと、曲線板107a、107bの外周面に係合して曲線板107a、107bに自転運動を生じさせる複数の外周係合部材108と、曲線板107a、107bの自転運動を車輪側回転部材110に伝達する複数の内ピン109とを含む。
A
上記構成のインホイールモータ駆動装置101においては、ハウジング102の下部に潤滑油のオイルタンク102dを設け、オイルタンク102d内の潤滑油を吸い込み通路102fから回転ポンプ113によって吸い込み、電動モータ103と減速機105に潤滑油を供給して潤滑と冷却を行う潤滑装置を設けている(特許文献1)。
In the in-wheel
潤滑装置は、モータ側回転部材112の内部に設けられる潤滑油路112aと、潤滑油路112aからモータ側回転部材112の外径面に向かって延びる潤滑油供給口112bと、ハウジング102に設けられ、減速機105から潤滑油を排出する潤滑油排出口102bと、潤滑油排出口102bと潤滑油路112aとを接続し、潤滑油排出口102bから排出された潤滑油を潤滑油路112aに還流する循環油路102cと、ハウジング102内に配置され、車輪側回転部材110の回転を利用して潤滑油を循環させる回転ポンプ113とを備える。
The lubricating device is provided in the
潤滑油排出口102bと回転ポンプ113との間には、潤滑油を一時的に貯留するオイルタンク102dを、減速機105の減速部ハウジング102eの下部に設けている。
Between the lubricating
図14のインホイールモータ駆動装置101では、回転ポンプ113によって吸い込んだ潤滑油を、ハウジング102の上部と背面側に設けた循環油路102cから電動モータ103のモータ側回転部材112を通して、減速機105に循環させている。そして、潤滑油はモータ側回転部材112の潤滑油供給口112bから減速機105内を潤滑・冷却し、さらに潤滑油供給口112cから電動モータ103内を潤滑・冷却している。なお、潤滑油の流れは、破線の矢印で示している。
In the in-wheel
ところで、インホイールモータ駆動装置101に使用される潤滑油は、電動モータ103を冷却する機能を担っている。
By the way, the lubricating oil used for the in-wheel
電動モータ103には、導電部分にも介在するため、レシプロエンジンに用いられるエンジンオイルに要求される性能に加え、電気の不導電性も重要な性能である。
Since the
ところが、潤滑油自体が酸化したり、潤滑油にスラッジ(金属粉)等が含まれたりすると、電動モータ103のコイルで短絡が発生し、車両故障に繋がりかねない。
However, if the lubricating oil itself is oxidized or if the lubricating oil contains sludge (metal powder) or the like, a short circuit occurs in the coil of the
そこで、この発明は、潤滑油の劣化や不純物の混入による不具合から生じるインホイールモータ駆動装置の故障を未然に防ぐことを課題とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to prevent a failure of an in-wheel motor drive device caused by a problem caused by deterioration of lubricating oil or contamination of impurities.
前記の課題を解決するために、この発明は、駆動力を発生させる電動モータと、電動モータの回転を減速して出力する減速機と、減速機からの出力をホイールに伝える車輪ハブとを備え、電動モータと減速機がハウジング内に収容され、電動モータと減速機の潤滑と冷却を行う潤滑油路を設けたインホイールモータ駆動装置において、前記潤滑油路の内部に、潤滑油の劣化や不純物の混入を検知する潤滑油監視装置を設置したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes an electric motor that generates a driving force, a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the electric motor, and a wheel hub that transmits the output from the speed reducer to the wheel. In the in-wheel motor drive device in which the electric motor and the speed reducer are accommodated in the housing and provided with a lubricating oil path for lubricating and cooling the electric motor and the speed reducer, the lubricating oil is deteriorated in the lubricating oil path. A lubricating oil monitoring device that detects contamination by impurities is installed.
前記潤滑油監視装置としては、電磁流量計や二電極方式の導電率測定装置を使用することができる。 As the lubricant monitoring device, an electromagnetic flow meter or a two-electrode conductivity measuring device can be used.
また、前記潤滑油監視装置として、流速計や圧力計を使用することもできる。 Moreover, a flowmeter and a pressure gauge can also be used as the lubricating oil monitoring device.
前記潤滑油監視装置の上流側又は下流側にオイルフィルタを設置してもよい。 An oil filter may be installed upstream or downstream of the lubricating oil monitoring device.
以上のように、この発明によれば、潤滑油の導電性を監視できるので、電動モータのコイルの短絡を未然に防止することができる。 As described above, according to the present invention, since the conductivity of the lubricating oil can be monitored, a short circuit of the coil of the electric motor can be prevented in advance.
オイルフィルタを設置することにより、潤滑油に混入したスラッジを除去することができる。 By installing the oil filter, sludge mixed in the lubricating oil can be removed.
また、流速計を設置することにより、潤滑油詰まりを検出することができる。
また、圧力計を設置することにより、潤滑油の劣化も検出することができる。
Moreover, it is possible to detect clogging of lubricating oil by installing an anemometer.
Moreover, deterioration of the lubricating oil can be detected by installing a pressure gauge.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車11は、図8に示すように、シャーシ12と、操舵輪としての前輪13と、駆動輪14と、左右の駆動輪14それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置21とを備える。駆動輪14は、図9に示すように、シャーシ12のホイールハウジング12aの内部に収容され、懸架装置(サスペンション)12bを介してシャーシ12の下部に固定されている。
As shown in FIG. 8, an
懸架装置12bは、左右に伸びるサスペンションアームによって駆動輪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って、駆動輪14が地面から受ける振動を吸収してシャーシ12の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。なお、懸架装置12bは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良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ことができる独立懸架式とするのが望ましい。
The
この電気自動車11は、ホイールハウジング12a内部に、左右の駆動輪14それぞれ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、シャーシ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等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、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
In this
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電動モータAと、電動モータAの回転を減速して出力する減速機Bと、減速機Bからの出力を駆動輪14に伝える車輪ハブCとを備え、電動モータAと減速機とはハウジング22に収納されて、図9に示すように電気自動車11のホイールハウジング12a内に取り付けられる。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
電動モータAは、ハウジング22に固定されるステータ23と、ステータ23の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ24と、ロータ24の内側に固定連結されてロータ24と一体回転するモータ側回転部材25とを備えるラジアルギャップモータである。ロータ24は、フランジ形状のロータ部24aと円筒形状の中空部24bとを有し、転がり軸受36a、36bによってハウジング22に対して回転自在に支持されている。
The electric motor A includes a
モータ側回転部材25は、電動モータAの駆動力を減速機Bに伝達するために電動モータAから減速機Bにかけて配置され、減速機B内に偏心部25a、25bを有する。このモータ側回転部材25は、一端がロータ24の中空部24bとスプライン嵌合すると共に、減速機B内で転がり軸受36c、36dによって支持される。さらに、2つの偏心部25a、25bは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、180°位相を変えて設けられている。
The motor-
減速機Bは、偏心部25a、25bに回転自在に保持される公転部材としての曲線板26a、26bと、ハウジング22上の固定位置に保持され、曲線板26a、26bの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン27と、曲線板26a、26bの自転運動を車輪側回転部材28に伝達する運動変換機構と、偏心部25a、25bに隣接する位置に一対のカウンタウェイト29とを備える。また、減速機Bには、減速機Bに潤滑油を供給する潤滑装置が設けられている。
The speed reducer B is held at a fixed position on the
車輪側回転部材28は、フランジ部28aと軸部28bとを有する。フランジ部28aの端面には、車輪側回転部材28の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン31を固定する穴が形成されている。また、軸部28bはハブ部材32に嵌合固定され、減速機Bの出力を駆動輪14に伝達する。車輪側回転部材28のフランジ部28aとモータ側回転部材25とは、転がり軸受36c、36dによって回転自在に支持されている。
The wheel
曲線板26a、26bは、図5に示すように、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔30aを有する。貫通孔30aは、曲線板26a、26bの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン31を受入れる。また、貫通孔30bは、曲線板26a、26bの中心に設けられており、偏心部25a、25bに嵌合する。
As shown in FIG. 5, the
曲線板26aは、転がり軸受41によって偏心部25aに対して回転自在に支持されている。図6に示すように、この転がり軸受41は、偏心部25aの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面42aを有する内輪部材42と、曲線板26aの貫通孔30bの内径面に直接形成された外側軌道面43と、内側軌道面42aおよび外側軌道面43の間に配置される複数の円筒ころ44と、隣接する円筒ころ44の間隔を保持する保持器(図示省略)とを備える円筒ころ軸受である。また、曲線板26aも同様に、転がり軸受41によって偏心部26aに対して回転自在に支持されている。
The
外ピン27は、図3に示すように、モータ側回転部材25の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板26a、26bが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン27とが係合して、曲線板26a、26bに自転運動を生じさせる。また、曲線板26a、26bとの摩擦抵抗を低減するために、外ピン27の両端の位置に針状ころ軸受27aを有する。
As shown in FIG. 3, the
カウンタウェイト29は、円板状で、中心から外れた位置にモータ側回転部材25と嵌合する貫通孔を有し、曲線板26a、26bの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、各偏心部25a、25bに隣接する位置に偏心部と180°位相を変えて配置される。
The
ここで、図6に示すように、2枚の曲線板26a、26b間の中心点をGとすると、図6の中心点Gの右側について、中心点Gと曲線板26aの中心との距離をL1、曲線板26a、転がり軸受41、および偏心部25aの質量の和をm1、曲線板26aの重心の回転軸心からの偏心量をε1とし、中心点Gとカウンタウェイト29との距離をL2、カウンタウェイト29の質量をm2、カウンタウェイト29の重心の回転軸心からの偏心量をε2とすると、L1×m1×ε1=L2×m2×ε2を満たす関係となっている。また、図6の中心点Gの左側の曲線板26bとカウンタウェイト29との間にも同様の関係が成立する。
Here, as shown in FIG. 6, when the center point between the two
運動変換機構は、図3に示すように、車輪側回転部材28に保持された複数の内ピン31と、曲線板26a、26bに設けられた貫通孔30aとで構成される。内ピン31は、車輪側回転部材28の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材28に固定されている。また、曲線板26a、26bとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板26a、26bの貫通孔30aの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受31aが設けられている。
As shown in FIG. 3, the motion conversion mechanism includes a plurality of
一方、貫通孔30aは、複数の内ピン31それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔30aの内径寸法は、内ピン31の外径寸法(「針状ころ軸受31aを含む最大外径」を指す。以下同じ。)より所定分大きく設定されている。
On the other hand, the through
潤滑装置は、電動モータAと減速機Bに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路25cと、潤滑油供給口25dと、潤滑油排出口22bと、オイルタンク22dと、回転ポンプ51と、循環油路22eとを備える。
The lubricating device supplies lubricating oil to the electric motor A and the speed reducer B, and includes a lubricating
潤滑油路25cは、モータ側回転部材25の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口25dは、潤滑油路25cからモータ側回転部材25の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油供給口25dは、偏心部25a、25bにそれぞれ設けられている。
The lubricating
また、減速機Bを保持するハウジング22fの下部の少なくとも1箇所には、減速機B内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口22bが設けられている。また、潤滑油排出口22bは、減速機Bを保持するハウジング22fの下部に設けたオイルタンク22dに連通されている。
In addition, a lubricating
オイルタンク22dは、減速機Bのハウジング22fと電動モータAのハウジング22gとの間に設けた帰還油路22cを介して回転ポンプ51と接続され、オイルタンク22dの潤滑油を回転ポンプ51で吸い上げて、循環油路22eを経由して潤滑油路25cに強制的に還流させている。
The
ここで、回転ポンプ51は、図7に示すように、車輪側回転部材28の回転を利用して回転するインナーロータ52と、インナーロータ52の回転に伴って従動回転するアウターロータ53と、ポンプ室54と、帰還油路22cに連通する吸入口55と、循環油路22eに連通する吐出口56とを備えるサイクロイドポンプである。
Here, as shown in FIG. 7, the
インナーロータ52は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分52aの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分52bの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ52は、スタビライザ31bの円筒部31dの外径面に嵌合して内ピン31(車輪側回転部材28)と一体回転する(図1参照)。
アウターロータ53は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分53aの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分53bの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ53は、ハウジング22に回転自在に支持されている。
The
インナーロータ52は、回転中心c1を中心として回転する。一方、アウターロータ53は、インナーロータの回転中心c1と異なる回転中心c2を中心として回転する。また、インナーロータ52の歯数をnとすると、アウターロータ53の歯数は(n+1)となる。なお、この実施形態においては、n=5としている。
The
インナーロータ52とアウターロータ53との間の空間には、複数のポンプ室54が設けられている。そして、インナーロータ52が車輪側回転部材28の回転を利用して回転すると、アウターロータ53は従動回転する。このとき、インナーロータ52およびアウターロータ53はそれぞれ異なる回転中心c1、c2を中心として回転するので、ポンプ室54の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口55から流入した潤滑油が吐出口56から循環油路22eに圧送される。
A plurality of
なお、前記回転ポンプ51は、減速後の回転数でなく、電動モータAの回転数で駆動するようにしてもよい。
The
上記のように、オイルタンク22dを設けると、高速回転時においては、回転ポンプ51によって排出しきれない潤滑油を一時的にオイルタンク22dに貯留しておくことができる。その結果、減速機Bのトルク損失の増加を防止することができる。一方、低速回転時においては、潤滑油排出口22bに到達する潤滑油量が少なくなっても、オイルタンク22dに貯留されている潤滑油を潤滑油路25cに還流することができる。その結果、減速機Bに安定して潤滑油を供給することができる。
As described above, when the
減速機Bのハウジング22fには、下部に潤滑油のオイルタンク22dが設けられ、オイルタンク22d内の潤滑油を回転ポンプ51によって吸い込み、電動モータAと減速機Bに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
The
潤滑油を減速機Bの内部に供給する潤滑油路25cは、電動モータAの回転を減速機で減速した車輪側回転部材28の回転に同期して駆動される回転ポンプ51の吐出口から、電動モータAのハウジング22gの内側に沿って後方に延び、ロータ24の中空部24bの後端部からその潤滑油路25cを経て、減速機Bのモータ側回転部材25の潤滑油供給口25dによって構成される。また、図2に示すように、電動モータAのロータ24の中空部24bには、電動モータAに潤滑油を給油するための給油孔25eが設けられている。
A lubricating
潤滑油の帰還油路22cは、減速機Bのハウジング22fの底部に設けられた潤滑油排出口22b、オイルタンク22dを経て回転ポンプ51の吸入口に至る通路により構成される。潤滑油の流れは、破線の矢印で示す通りである。
The
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、電動モータAのハウジング22gのリヤカバー22h部分の循環油路22eの内部に、潤滑油への不純物の混入又は劣化を検知する潤滑油監視装置65を設置している。
In the in-wheel motor drive device according to the present invention, a lubricating
潤滑油監視装置65としては、例えば、電磁流量計65aを使用することができる。
As the
電磁流量計65aは、電磁誘導に関するファラデーの法則を利用して、導電性の流体の流量を測定するものであり、不導体の流体は流量を検知することができないが、不純物(金属粉)が混入すると、流量が検知されるので、電磁流量計65aにより、潤滑油への導電性の不純物(金属粉)の混入状態を検知することができる。また、電磁流量計65aとして、静電容量方式のを使用することにより、潤滑油への微量の不純物の混入も検知することができる。
The
潤滑油監視装置65としては、例えば、二電極方式の導電率測定装置65bを用いることができる。
As the
図10は、二電極方式の導電率測定装置65bの概略構成図であり、循環油路22eの内部に、二つの電極65cを離して設置し、二つの電極65c間の電流を電流計68によって潤滑油の導電率の変化を測定することにより、潤滑油への不純物(金属粉)の混入を検知することができる。検知した結果、潤滑油の交換が必要な場合等には、運転手に表示して知らせる等して、車両故障を未然に防止する。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a two-electrode type
また、潤滑油監視装置65としては、例えば、図11に示すような、歪ゲージ65eを貼り付けた電極65dにより流速を検知する装置を使用することができる。
Moreover, as the lubricating
潤滑油の流速を検知することにより、潤滑油詰まりを検出することができる。 By detecting the flow rate of the lubricating oil, it is possible to detect clogging of the lubricating oil.
また、図1、2に示すように、潤滑油監視装置65にオイルフィルタ66を併設し、オイルフィルタ66によって潤滑油に含まれる不純物を除去するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
潤滑油監視装置65とオイルフィルタ66は、潤滑油の流れ方向に対して、図12に示すように、オイルフィルタ66を潤滑油監視装置65の上流側に設置してもよいし、図13に示すように、オイルフィルタ66を潤滑油監視装置65の下流側に設置してもよい。
As shown in FIG. 12, the lubricating
図12に示す例では、オイルフィルタ66の下流側に、潤滑油監視装置65を構成する二電極方式の導電率測定装置65bと電磁流量計65aを設置し、さらに、圧力計67を設置している。圧力計67を設置することにより、潤滑油の劣化を検出することができる。
In the example shown in FIG. 12, a two-electrode
図13に示す例では、オイルフィルタ66の上流側に、潤滑油監視装置65を構成する二電極方式の導電率測定装置65bと電磁流量計65aと圧力計67を設置している。
In the example shown in FIG. 13, a two-electrode
図12又は図13に示す実施形態では、オイルフィルタ66、潤滑油監視装置65、圧力計67等をユニット化し、循環油路22eに対して交換可能に設置することができるようにしている。
In the embodiment shown in FIG. 12 or FIG. 13, the
車輪ハブCは、図4に示すように、車輪側回転部材28に固定連結されたハブ部材32と、ハブ部材32を減速機Bのハウジング22fに対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受33とを備える。ハブ部材32は、円筒形状の中空部32aとフランジ部32bとを有する。フランジ部32bにはボルト32cによって駆動輪14が固定連結される。また、車輪側回転部材28の軸部28bの外径面にはスプラインおよび雄ねじが形成されている。また、ハブ部材32の中空部32aの内径面にはスプライン穴が形成されている。そして、ハブ部材32の内径面に車輪側回転部材28を嵌合し、その先端の雌ねじにナット32dで螺合することによって、両者を締結している。
As shown in FIG. 4, the wheel hub C includes a
車輪ハブ軸受33は、ハブ部材32の中空部32aの車両アウター側の外径面に一体形成されたアウター側軌道面とハブ部材32の中空部32aの車両インナー側の外径面に嵌合された外面にインナー側軌道面を有する内輪33bとからなる内方部材33aと、この内方部材33aのアウター側軌道面とインナー側軌道面に配置される複列の玉33cと、内方部材33aのアウター側軌道面とインナー側軌道面に対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面を内周面に有する外方部材33dと、隣接する玉33cの間隔を保持する保持器33eと、車輪ハブ軸受33の軸方向両端部を密封する密封部材33f、33gとを備える複列アンギュラ玉軸受である。
The wheel hub bearing 33 is fitted to the outer raceway surface formed integrally with the outer diameter surface of the
車輪ハブ軸受33の外方部材33dは、ハウジング22fに対して締結ボルト37によって固定される。
The
上記構成のインホイールモータ駆動装置21の動作について説明する。
電動モータAは、例えば、ステータ23のコイル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、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ24が回転する。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ24は高速回転する。
The operation of the in-wheel
The electric motor A receives, for example, electromagnetic force generated by supplying an alternating current to the coil of the
これにより、ロータ24に接続されたモータ側回転部材25が回転すると、曲線板26a、26bはモータ側回転部材25の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン27が、曲線板26a、26bの曲線形状の波形と係合して、曲線板26a、26bをモータ側回転部材25の回転とは逆向きに自転運動させる。
Thereby, when the motor
貫通孔30aに挿通する内ピン31は、曲線板26a、26bの自転運動に伴って貫通孔30aの内壁面と当接する。これにより、曲線板26a、26bの公転運動が内ピン31に伝わらず、曲線板26a、26bの自転運動のみが車輪側回転部材28を介して車輪ハブCに伝達される。
The
このとき、モータ側回転部材25の回転が減速機Bによって減速されて車輪側回転部材28に伝達されるので、低トルク、高回転型の電動モータAを採用した場合でも、駆動輪14に必要なトルクを伝達することが可能となる。
At this time, since the rotation of the motor-
なお、上記構成の減速機Bの減速比は、外ピン27の数をZA、曲線板26a,26bの波形の数をZBとすると、(ZA−ZB)/ZBで算出される。図5に示す実施形態では、ZA=12、ZB=11であるので、減速比は1/11と、非常に大きな減速比を得ることができる。
Note that the reduction ratio of the reduction gear B configured as described above is calculated as (ZA−ZB) / ZB, where ZA is the number of
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速機B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、外ピン27および内ピン31の曲線板26a、26bに当接する位置に針状ころ軸受27a、31aを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速機Bの伝達効率が向上する。
Thus, by adopting the reduction gear B that can obtain a large reduction ratio without using a multi-stage configuration, a compact and high reduction ratio in-wheel
上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21を図8、9に示す電気自動車11に採用することにより、ばね下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車11を得ることができる。
By adopting the in-wheel
なお、上記の実施形態においては、ハウジング22の内部に循環油路22eを設けた例を示したが、これに限ることなく、例えば、インホイールモータ駆動装置21の外側に循環油路を設けてもよい。
In the above embodiment, the example in which the circulating
また、上記の実施形態においては、潤滑油供給口25dを偏心部25a、25bに設けた例を示したが、これに限ることなく、モータ側回転部材25の任意の位置に設けることができる。ただし、転がり軸受41に安定して潤滑油を供給する観点からは、潤滑油供給口25dは偏心部25a、25bに設けるのが望ましい。
In the above-described embodiment, the example in which the lubricating
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ51を車輪側回転部材28の回転を利用して駆動した例を示したが、回転ポンプ51はモータ側回転部材25の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ側回転部材25の回転数は車輪側回転部材28と比較して大きい(上記の実施形態では11倍)ので、回転ポンプ51の耐久性が低下するおそれがある。また、車輪側回転部材28に接続しても十分な排出量を確保することができる。これらの観点から、回転ポンプ51は車輪側回転部材28の回転を利用して駆動するのが望ましい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ51としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材28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。
Moreover, in said embodiment, although the example of the cycloid pump was shown as the
また、上記の実施形態においては、減速機Bの曲線板26a、26bを180°位相を変えて2枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を3枚設ける場合は、120°位相を変えて設けるとよい。
In the above embodiment, the two
また、上記の実施形態における運動変換機構は、車輪側回転部材28に固定された内ピン31と、曲線板26a、26bに設けられた貫通孔30aとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速機Bの回転をハブ部材32に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。
In addition, although the motion conversion mechanism in the above-described embodiment has been shown as an example including the
なお、上記の実施形態における動作の説明は、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電動モータAから駆動輪に伝達される。したがって、上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。 In addition, although description of the operation | movement in said embodiment was performed paying attention to rotation of each member, the motive power containing a torque is actually transmitted from the electric motor A to a driving wheel. Therefore, the power decelerated as described above is converted into high torque.
また、上記の実施形態における動作の説明では、電動モータAに電力を供給して電動モータAを駆動させ、電動モータAからの動力を駆動輪14に伝達させたが、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、駆動輪14側からの動力を減速機Bで高回転低トルクの回転に変換して電動モータAに伝達し、電動モータAで発電しても良い。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、後で電動モータAを駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いたりしてもよい。
In the description of the operation in the above embodiment, electric power is supplied to the electric motor A to drive the electric motor A, and the motive power from the electric motor A is transmitted to the
さらに、上記の実施形態の構成にブレーキを加えることもできる。例えば、図1の構成において、ハウジング22を軸方向に延長してロータ24の図中右側に空間を形成し、ロータ24と一体的に回転する回転部材と、ハウジング22に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピストンと、このピストンを作動させるシリンダとを配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを嵌合させてロータ24をロックするパーキングブレーキであってもよい。
Further, a brake can be added to the configuration of the above embodiment. For example, in the configuration of FIG. 1, the
または、ロータ24と一体的に回転する回転部材の一部に形成されたフランジおよびハウジング22側に設置された摩擦板をハウジング22側に設置されたシリンダで挟むディスクブレーキであってもよい。さらに、この回転部材の一部にドラムを形成すると共に、ハウジング22側にブレーキシューを固定し、摩擦係合およびセルフエンゲージ作用で回転部材をロックするドラムブレーキを用いることができる。
Alternatively, it may be a disc brake that sandwiches a flange formed on a part of a rotating member that rotates integrally with the
また、上記の実施形態において、曲線板26a、26bを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、4点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
In the above embodiment, an example of a cylindrical roller bearing is shown as a bearing for supporting the
ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝玉軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置21のコンパクト化の観点からは、転がり軸受41には円筒ころ軸受が好適である。
However, the deep groove ball bearing has a higher allowable limit speed than the cylindrical roller bearing, but has a low load capacity. Therefore, in order to obtain a necessary load capacity, a large deep groove ball bearing must be employed. Therefore, from the viewpoint of making the in-wheel
また、上記の各実施形態においては、電動モータAにラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばハウジングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which a radial gap motor is adopted as the electric motor A has been described. However, the present invention is not limited to this, and a motor having an arbitrary configuration can be applied. For example, it may be an axial gap motor including a stator fixed to the housing and a rotor disposed at a position facing the inner side of the stator with a gap in the axial direction.
また、上記の各実施形態においては、減速機Bにサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置21の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。
Moreover, in each said embodiment, although the example of the in-wheel
さらに、図8に示した電気自動車11は、後輪を駆動輪14とした例を示したが、これに限ることなく、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をも含むものとして理解すべきである。
Furthermore, although the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
11 電気自動車
12 シャーシ
12a ホイールハウジング
12b 懸架装置
13 前輪
14 駆動輪
21 インホイールモータ駆動装置
22 ハウジング
22b 潤滑油排出口
22c 帰還油路
22d オイルタンク
22e 循環油路
22f ハウジング
22g ハウジング
23 ステータ
24 ロータ
24a ロータ部
24b 中空部
25 モータ側回転部材
25a 偏心部
25b 偏心部
25c 潤滑油路
25d 潤滑油供給口
25e 給油孔
26a 曲線板
26b 曲線板
27 外ピン
27a 軸受
28 車輪側回転部材
28a フランジ部
28b 軸部
29 カウンタウェイト
30a 貫通孔
30b 貫通孔
31 内ピン
31a 軸受
31b スタビライザ
31d 円筒部
32 ハブ部材
32a 中空部
32b フランジ部
32c ボルト
32d ナット
33 車輪ハブ軸受
33a 内方部材
33b 内輪
33c 玉
33d 外方部材
33e 保持器
33f 密封部材
33g 密封部材
36a 転がり軸受
36b 転がり軸受
36c 転がり軸受
37 締結ボルト
41 転がり軸受
42 内輪部材
42a 内側軌道面
43 外側軌道面
51 回転ポンプ
52 インナーロータ
52a 歯先部分
52b 歯溝部分
53 アウターロータ
53a 歯先部分
53b 歯溝部分
54 ポンプ室
55 吸入口
56 吐出口
65 潤滑油監視装置
65a 電磁流量計
65b 導電率測定装置
65c 電極
65d 電極
65e 歪ゲージ
66 オイルフィルタ
67 圧力計
68 電流計
A 電動モータ
B 減速機
C 車輪ハブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric vehicle 12 Chassis 12a Wheel housing 12b Suspension device 13 Front wheel 14 Drive wheel 21 In-wheel motor drive device 22 Housing 22b Lubricating oil discharge port 22c Return oil path 22d Oil tank 22e Circulation oil path 22f Housing 22g Housing 23 Stator 24 Rotor 24a Rotor Portion 24b hollow portion 25 motor side rotating member 25a eccentric portion 25b eccentric portion 25c lubricating oil passage 25d lubricating oil supply port 25e oil supply hole 26a curved plate 26b curved plate 27 outer pin 27a bearing 28 wheel side rotating member 28a flange portion 28b shaft portion 29 Counterweight 30a Through hole 30b Through hole 31 Inner pin 31a Bearing 31b Stabilizer 31d Cylindrical part 32 Hub member 32a Hollow part 32b Flange part 32c Bolt 32d Nut 33 Wheel hub bearing 33a Inner member 3 b Inner ring 33c Ball 33d Outer member 33e Cage 33f Sealing member 33g Sealing member 36a Rolling bearing 36b Rolling bearing 36c Rolling bearing 37 Fastening bolt 41 Rolling bearing 42 Inner ring member 42a Inner raceway surface 43 Outer raceway surface 51 Rotary pump 52 Inner rotor 52a Tooth tip portion 52b Tooth groove portion 53 Outer rotor 53a Tooth tip portion 53b Tooth groove portion 54 Pump chamber 55 Suction port 56 Discharge port 65 Lubricating oil monitoring device 65a Electromagnetic flow meter 65b Conductivity measuring device 65c Electrode 65d Electrode 65e Strain gauge 66 Oil Filter 67 Pressure gauge 68 Ammeter A Electric motor B Reducer C Wheel hub
Claims (6)
The in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein an oil filter is installed upstream or downstream of the lubricating oil monitoring device.
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2013
- 2013-07-30 JP JP2013157351A patent/JP2015027820A/en active Pending
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