JP2017124750A

JP2017124750A - インホイールモータ駆動装置の冷却構造

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Publication number: JP2017124750A
Application number: JP2016005318A
Authority: JP
Inventors: 真也太向; Masaya Taiko; 四郎田村; Shiro Tamura
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-07-20

Abstract

【課題】モータ部の冷却および減速部の潤滑に使用される潤滑油を効率よく冷却する。【解決手段】電動車両の車体１１に対してサスペンション１２により相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置１６を電動車両の車輪１３の内部に収容し、オイルポンプ２４によりインホイールモータ駆動装置１６に供給される潤滑油を冷却するインホイールモータ駆動装置１６の冷却構造であって、サスペンション１２は、車体１１に対してインホイールモータ駆動装置１６の上部に取り付けられたアッパアーム２１と、車体１１に対してインホイールモータ駆動装置１６の下部に取り付けられたロアアーム２２とを備え、オイルポンプ２４をサスペンション１２のロアアーム２２に載置固定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の車輪内部に収容配置されたインホイールモータ駆動装置に供給される潤滑油を冷却するインホイールモータ駆動装置の冷却構造に関する。

乗用自動車のうち、電力および燃料を併用して車輪を駆動するハイブリッド車両や、電力のみで車輪を駆動する電気自動車などの電動車両が知られている。この種の電動車両では、車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置を、電動車両における車輪の内部に収容配置した構造を具備する。

インホイールモータ駆動装置は、例えば、特許文献１に開示された構造のものがある。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、そのモータ部の回転を減速して車輪に伝達する減速部とを備えている。これらモータ部および減速部はハウジングに収容されている。

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部の潤滑とを目的として、モータ部および減速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、潤滑油を圧送するオイルポンプと、ハウジングの下部に設けられたオイルタンクと、モータ部および減速部のハウジング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部を循環する構造を有する。

この潤滑機構では、オイルポンプから吐出される潤滑油が油路を経由してモータ部および減速部に供給されることにより、モータ部の冷却および減速部の潤滑が行われる。モータ部の冷却および減速部の潤滑を行った潤滑油は、ハウジング下部のオイルタンクに一旦貯溜される。オイルタンクに貯溜された潤滑油は、オイルポンプへ還流する。

以上のように、このインホイールモータ駆動装置における潤滑機構は、オイルポンプから吐出された潤滑油により、モータ部の冷却および減速部の潤滑を行った後、その潤滑油をオイルタンクからオイルポンプへ吸入させる循環構造をなす。

特許第４９１８０５１号公報

ところで、前述の特許文献１で開示されたインホイールモータ駆動装置の潤滑機構では、オイルポンプをハウジングに内蔵させ、そのオイルポンプから吐出された潤滑油により、モータ部の冷却および減速部の潤滑を行った後、その潤滑油をオイルタンクからオイルポンプへ吸入させる循環構造をなす。

この循環構造において、モータ部の冷却や減速部の潤滑に使用される潤滑油が高温になると、潤滑油が劣化することから、潤滑油を冷却する必要がある。そのため、インホイールモータ駆動装置において、モータ部および減速部のハウジングに設けられた油路を循環する潤滑油は、ハウジングの外表面に走行風を当てることにより冷却している。

しかしながら、インホイールモータ駆動装置が車輪の内部に収容配置されているため、走行風がハウジングに当たり難く、そのハウジングに設けられた油路を循環する潤滑油の冷却効果が低いという懸念があった。

一方、インホイールモータ駆動装置の内部で高温となる潤滑油を冷却するためにオイルポンプをハウジングに内蔵させず、インホイールモータ駆動装置の外部である車体に設けることも考えられる。

しかしながら、車体に設けられたオイルポンプとハウジングの油路およびオイルタンクとを配管で接続しなければならない。その場合、オイルポンプと油路およびオイルタンクとを繋ぐ配管が長くなる。

このように、配管が長くなると、車体と車輪との間に存在するサスペンションの上下動や転舵等を考慮する必要があり、そのサスペンション等の周辺部品との干渉を防止するための配管引き回しが困難となる。

また、車体と車輪との間で露呈する配管が長くなると、飛び石などの飛来物により配管が損傷するおそれがある。

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、モータ部の冷却および減速部の潤滑に使用される潤滑油を効率よく冷却し得るインホイールモータ駆動装置の冷却構造を提供することにある。

本発明に係るインホイールモータ駆動装置の冷却構造は、電動車両の車体に対して懸架部材により相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置を電動車両の車輪の内部に収容配置し、オイルポンプによりインホイールモータ駆動装置に供給される潤滑油を冷却する構造を具備する。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明における懸架部材は、車体に対してインホイールモータ駆動装置の上部に取り付けられたアッパアームと、車体に対してインホイールモータ駆動装置の下部に取り付けられたロアアームとを備える。本発明は、オイルポンプを懸架部材のロアアームに載置固定したことを特徴とする。

本発明では、オイルポンプを懸架部材のロアアームに載置固定したことにより、車体床下に流れる走行風がオイルポンプに当たり易く、その走行風によりオイルポンプ内部の潤滑油を効率よく冷却することができる。

また、オイルポンプとインホイールモータ駆動装置とを繋ぐ配管を、オイルポンプを車体に設ける場合よりも短くすることができる。その結果、サスペンション等の周辺部品との干渉を防止するための配管引き回しが容易で、飛び石などの飛来物による配管の損傷を防止することができる。

オイルポンプを懸架部材のロアアームに載置固定した本発明において、インホイールモータ駆動装置に供給された潤滑油を貯溜するオイルタンクをインホイールモータ駆動装置のハウジングに付設し、オイルタンクの排出口とオイルポンプの吸入口とを繋ぐ配管を懸架部材のロアアームの内部に配設した構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、インホイールモータ駆動装置のハウジングに付設されたオイルタンクとロアアームに載置固定されたオイルポンプとを繋ぐ配管をロアアームで保護することができる。その結果、外部に露呈する配管を減らすことができ、飛来物による配管の損傷を抑制できる。

オイルポンプを懸架部材のロアアームに載置固定した本発明において、インホイールモータ駆動装置に供給された潤滑油を貯溜するオイルタンクを懸架部材のロアアームの内部に設けた構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、インホイールモータ駆動装置のハウジングに付設されたオイルタンクとロアアームに載置固定されたオイルポンプとを繋ぐ配管が不要となり、配管の数を減らすことができる。また、インホイールモータ駆動装置内部に設けられたオイルタンクにロアアームのオイルタンクを追加することで、タンク容量を増加させることが容易となる。

本発明によれば、オイルポンプを懸架部材のロアアームに載置固定したことにより、車体床下に流れる走行風がオイルポンプに当たり易く、その走行風によりオイルポンプ内部の潤滑油を効率よく冷却することができる。

本発明の実施形態で、インホイールモータ駆動装置の冷却構造を示す概略構成図である。図１のインホイールモータ駆動装置および懸架部材のロアアームを示す斜視図である。本発明の他の実施形態で、インホイールモータ駆動装置の冷却構造を示す概略構成図である。

本発明に係るインホイールモータ駆動装置の冷却構造の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

図１は、電動車両の車体１１に対して懸架部材であるサスペンション１２を介して装着された車輪１３を示す。この電動車両の車輪１３は、同図に示すように、金属製のホイール１４およびゴム製のタイヤ１５を備える。ホイール１４は円筒形状であり、その内部空間に、車輪１３を駆動するインホイールモータ駆動装置１６が収容配置されている。

インホイールモータ駆動装置１６は、駆動力を発生させるモータ部１７と、車輪１３に接続された軸受部１８と、モータ部１７の回転を減速して軸受部１８を介して車輪１３に伝達する減速部１９とを備えている。モータ部１７および減速部１９はハウジング２０に収容されている。

モータ部１７は、ステータおよびロータからなるラジアルギャップ型あるいはアキシャルギャップ型の電動モータで構成されている。軸受部１８は、内方部材、外方部材および転動体からなる車輪用軸受で構成されている。減速部１９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。なお、減速部１９は、平行軸歯車減速機３９以外の他の減速機、例えば、遊星歯車減速機やサイクロイド減速機等であってもよい。

モータ部１７と減速部１９との間では、電動モータのモータ回転軸が平行軸歯車減速機の入力歯車の軸部とスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。また、減速部１９と軸受部１８との間では、平行軸歯車減速機の出力歯車の軸部が車輪用軸受の内方部材とスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。

電動車両の車体１１に対して車輪１３を装着する懸架部材としてのサスペンション１２は、インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の上部と車体１１とを連結したアッパアーム２１と、インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部と車体１１とを連結したロアアーム２２とで主要部が構成されている。インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部と車体１１との間には、ダンパ２３が設けられている。

このインホイールモータ駆動装置１６では、モータ部１７の冷却と減速部１９の潤滑とを目的として、モータ部１７および減速部１９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、潤滑油を圧送するオイルポンプ２４と、ハウジング２０の下部に設けられたオイルタンク２５と、モータ部１７および減速部１９のハウジング２０に設けられた油路（図示せず）とを備え、潤滑油がモータ部１７および減速部１９を循環する構造を有する。

この潤滑機構では、オイルポンプ２４から吐出される潤滑油が油路を経由してモータ部１７および減速部１９に供給されることにより、モータ部１７の冷却および減速部１９の潤滑が行われる。モータ部１７の冷却および減速部１９の潤滑を行った潤滑油は、ハウジング２０下部のオイルタンク２５に一旦貯溜される。オイルタンク２５に貯溜された潤滑油は、オイルポンプ２４へ還流する。

以上のように、インホイールモータ駆動装置１６における潤滑機構は、オイルポンプ２４から吐出された潤滑油により、モータ部１７の冷却および減速部１９の潤滑を行った後、その潤滑油をオイルタンク２５からオイルポンプ２４へ吸入させる循環構造をなす。

この実施形態では、インホイールモータ駆動装置１６のモータ部１７および減速部１９に潤滑油を供給するオイルポンプ２４をサスペンション１２のロアアーム２２に載置固定している。オイルポンプ２４としては、例えば、トロコイド式、ギヤ式、ベーン式等の電動ポンプが好ましい。

ロアアーム２２は、図２に示すように、例えばアルミニウム合金等の軽金属を素材とする鋳造品である中空状部材であり、中央部２６から車輪側へ延びる二股状の車輪取付部２７と、中央部２６から車体側へ延びる二股状の車体取付部２８とを有する。このロアアーム２２の中央部２６にオイルポンプ２４をねじ止め等により固定する。

オイルポンプ２４の吐出口から延びるフレキシブルなゴムホース等の吐出側配管２９は、配管継手３０によりインホールモータ駆動装置１６のハウジング２０に連結されてモータ部１７の油路（図示せず）と連通する。

オイルポンプ２４の吸入口から延びるフレキシブルなゴムホース等の吸入側配管３１は、配管継手３２によりインホールモータ駆動装置１６のハウジング２０に接続されてオイルタンク２５の排出口（図示せず）と連通する。この吸入側配管３１は、図１に示すように、オイルタンク２５との接続部分を除いてロアアーム２２の内部に配設している。

以上のように、この実施形態における潤滑機構では、オイルポンプ２４をサスペンション１２のロアアーム２２に載置固定している。これにより、車体床下に流れる走行風がロアアーム２２上のオイルポンプ２４に当たり易く、その走行風によりオイルポンプ２４内部の潤滑油を効率よく冷却することができる。

また、オイルポンプ２４とインホイールモータ駆動装置１６とを繋ぐ配管２９，３１を、オイルポンプ２４を車体１１に設ける場合よりも短くすることができる。その結果、サスペンション１２等の周辺部品との干渉を防止するための配管引き回しが容易で、飛び石などの飛来物による配管２９，３１の損傷を防止することができる。

この実施形態における潤滑機構では、オイルタンク２５の排出口とオイルポンプ２４の吸入口とを繋ぐフレキシブルな吸入側配管３１をサスペンション１２のロアアーム２２の内部に配設している。

これにより、オイルタンク２５の排出口とオイルポンプ２４の吸入口とを繋ぐ吸入側配管３１をロアアーム２２で保護することができる。その結果、外部に露呈する配管を減らすことができ、飛び石などの飛来物による配管３１の損傷を抑制できる。

図１に示す実施形態では、インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部にオイルタンク２５を設けた場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、図３に示す実施形態のような潤滑機構であってもよい。

図３に示す実施形態は、インホイールモータ駆動装置１６のオイルタンク２５に加えて、オイルタンク３３をサスペンション１２のロアアーム２２の内部に設けた構造を具備する。ロアアーム２２は、中空状に成形された鋳造品であるため、その内部空間をオイルタンク３３とする。

鋳造時に使用する中子（砂）を出すための孔にゴムホース等の配管３４，３５を通すことで、ロアアーム２２のオイルタンク３３と、インホイールモータ駆動装置１６内部のオイルタンク２５およびオイルポンプ２４とを繋ぐ。

これにより、インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部に付設されたオイルタンク２５とロアアーム２２に載置固定されたオイルポンプ２４とを繋ぐ配管３１（図１参照）が不要となり、配管の数を減らすことができる。

インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部に付設されたオイルタンク２５は、インホイールモータ駆動装置１６を車輪１３の内部空間という限られた空間に収容配置しなければならない。このスペース的な制約のため、オイルタンク２５のみではタンク容量が不足する可能性がある。

これに対して、図３の実施形態のように、インホイールモータ駆動装置１６のハウジング２０の下部に付設されたオイルタンク２５に加えて、ロアアーム２２にオイルタンク３３を設けることにより、タンク容量を増加させることができ、十分なタンク容量を確保することが容易となる。

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。

１１車体
１２懸架部材（サスペンション）
１３車輪
１６インホイールモータ駆動装置
２０ハウジング
２１アッパアーム
２２ロアアーム
２４オイルポンプ
２５オイルタンク
３１配管
３３オイルタンク

Claims

電動車両の車体に対して懸架部材により相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置を前記電動車両の車輪の内部に収容配置し、オイルポンプにより前記インホイールモータ駆動装置に供給される潤滑油を冷却するインホイールモータ駆動装置の冷却構造であって、
前記懸架部材は、車体に対してインホイールモータ駆動装置の上部に取り付けられたアッパアームと、車体に対してインホイールモータ駆動装置の下部に取り付けられたロアアームとを備え、前記オイルポンプを懸架部材の前記ロアアームに載置固定したことを特徴とするインホイール駆動装置の冷却構造。
前記インホイールモータ駆動装置に供給された潤滑油を貯溜するオイルタンクをインホイールモータ駆動装置のハウジングに付設し、前記オイルタンクの排出口と前記オイルポンプの吸入口とを繋ぐ配管を前記懸架部材のロアアームの内部に配設した請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置の冷却構造。
前記インホイールモータ駆動装置に供給された潤滑油を貯溜するオイルタンクを前記懸架部材のロアアームの内部に設けた請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置の冷却構造。