JP2017163645A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】横置きの電動モータのステータコイルを、ハウジングの上部から供給される潤滑油によって効率良く冷却することができ、かつ供給される潤滑油およびハウジングの底部に溜まった潤滑油の影響を受けにくく、ステータコイルの最高温度を検出することができる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】電動モータ１は、ハウジング８とステータ９とロータ１０とを有する。ステータ９は、ステータコア３０とステータコイル３１からなる。ステータコイル３１は、ステータコア３０の各歯部３０ｂに設けられた複数の個別コイル３３からなる。ハウジング８に、上部に位置する個別コイル３３のコイルエンド３３ａ上に潤滑油を供給する潤滑油供給手段７０，７１を有する。ステータコイル３１の温度を検出する温度検出手段７５が、ロータ１０の軸心Ｏよりも下方で、かつハウジング８の底部に溜まった潤滑油の油面６６よりも上方に配置される。【選択図】図２

Description

この発明は、例えばインホイールモータ等の電動モータを用いた車両用駆動装置に関し、特にハウジングの上部から潤滑油を供給してステータの冷却を行う技術に関する。

電動モータは車両、産業用機械等に広く利用されており、小型、軽量で、高効率、高出力であることが求められる。一方、電動モータの出力は、電動モータの温度によって制限される。従って、電動モータの出力を向上させるためには、電動モータの温度上昇を抑えることが重要である。

電動モータの主となる発熱源は、ステータコイルである。このため、ステータコイルを冷却できる性能がモータ体格に大きく影響する。ステータの冷却性能を高めるために、潤滑油を冷却油として使用する構成が種々提案されている。

また、ロータを回転させるためにステータコイルに通電すると、ステータコイルにジュール熱が発生し、ステータコアに巻回されたステータコイルの絶縁被膜が溶けて絶縁不良が生じたり、高熱によってロータの磁石の磁力が低下したりする可能性がある。このような高熱によるダメージを受ける前のステータコイルの温度を検出して監視することが行われている。

ステータコイルの温度を検出するために、例えば以下の提案がなされている。

（１）特許文献１
回転電機のステータのコイル発熱を検出するために、ロータの掻き上げによる冷却油が循環しにくく、ステータコア上部の最高温度位置に配置されたコイル間にコイルの温度を検出する温度センサを配置する構造が提案されている。

（２）特許文献２
油冷されるステータコイルの温度を適切に検出する方法として、サーミスタとステータコイルの接触点に冷却液が流入しないようにするカバーに、位置決めするための機構を付加した構造について提案されている。

特開２０１４−２０４５２１号公報 特開２０１２−２２３０８５号公報

一般に、電動モータの冷却性能を向上させるためには、十分に冷却された冷却媒体を電動モータに供給すればよい。但し、電動モータが、車両の足回りに用いられるインホイールモータである場合、小型化、軽量化が不可欠であり、電動モータを冷却するために外部から冷却媒体を導くための配管を設置することは困難である。

そこで、インホイールモータ等の小型化、軽量化が求められる電動モータでは、電動モータの内部で潤滑油を循環させる内部循環方式が採用されている。内部循環方式には、ハウジングの底に溜まっている潤滑油を、ロータの回転に伴う遠心力で掻き上げたり、跳ね掛けたりする方式、ロータ軸から潤滑油を噴射して拡散させる方式等がある。しかし、いずれの構成であっても、掻き上げたり跳ね掛けたりされた潤滑油、または拡散された潤滑油のすべてがステータコイルに届いているか否かは不明である。

上記従来の内部循環方式よりも確実にステータコイルを冷却するために、ステータコイルのコイルエンド上部から潤滑油を供給する構成が考案されている（例えば、特願２０１４−２１６８８６）。この改良型の内部循環方式は、図１７、図１８に示すように、ロータ軸１０６からハウジング１０８内に潤滑油を拡散させることに加えて、ハウジング１０８の上部に油孔１７０，１７１を設け、内蔵ポンプ１５０により供給される潤滑油を、前記油孔１７０，１７１から上部に位置する個別コイル１３３のコイルエンド１３３ａに供給する。

また、特願２０１４−２１６８８６には、図１９、図２０に示すように、油孔１７０，１７１とコイルエンド１３３ａとの間に案内板１７２を設け、油孔１７０，１７１から供給された潤滑油を円周方向に分散してコイルエンド１３３ａに供給する構成も記載されている。案内板１７２には、円周方向に間隔を開けて複数箇所に連通孔１７３（図２０）が形成されている。

このように、コイルエンド１３３ａの上方から潤滑油を供給すると、コイルエンド１３３ａを外径面側からも冷却することができて、冷却効果が高い。なお、図１７、図１９は、電動モータ１０１と、減速機１０２と、車輪用軸受１０５とを組み合わせた車輪用駆動装置を示している。

ステータコイル１３１への電流を制御する場合には、複数ある個別コイル１３３のうち最高温度となる個別コイル１３３の温度を検出することが必要である。しかし、複数個の個別コイル１３３から最高温度となる個別コイル１３３を特定することは困難である。また、ステータコイル１３１の冷却に潤滑油を使用する場合、ステータコイル１３１の温度を検出する温度センサ１７５が潤滑油の影響を受けると、コイル本来の温度を検出することが困難である。

上記改良型の内部循環方式からなる冷却機構を備えた電動モータでは、例えば図１８、図２０に示すように、ステータコイルの温度を検出する温度センサ１７５が、各個別コイル１３３のコイルエンド１３３ａを流れる潤滑油の影響を受けにくいように、互いに円周方向に隣合う個別コイル１３３間の隙間１７６に配置される。但し、ハウジング１０８の底部に溜まった潤滑油の油面１６６よりも上方に配置することは経験的に決まっているが、どの個別コイル１３３とどの個別コイル１３３との間に配置するのが適切であるかについて深い考察がなされていなかった。

特許文献１でも、回転電機のステータのコイル発熱を検出するために、コイルの温度を検出する温度センサが設けられている。この温度センサは、ロータの掻き上げによる冷却油が循環しにくく、言い換えれば冷却油の影響を受けにくく、ステータコア上部の最高温度位置に配設されたコイルの間に配置される。このように、ステータの冷却として、ロータによる冷却油の掻き上げの影響については考慮している。しかし、図１７、図１８、または図１９、図２０のように、ステータコイルのコイルエンド上部から冷却油を供給した場合、ステータの上部が積極的に冷却されることとなり、ステータコア上部に設置された温度センサではステータコイルの最高温度を検出できない。

特許文献２では、油冷されるステータコイルの温度を適切に検出する方法として、サーミスタとステータコイルの接触点を覆い接触点に冷却液が流入しないようにするカバーに、位置決めするための機構を付加した構造について提案されている。ステータ上部から冷却液が供給された場合、ステータのコイル温度は、上部ほど冷却されて低くなり、下部に行くほど温度が高くなる。冷却油の流れの途中に温度センサを配置した場合には、コイル温度の最高温度部の検出としては好ましくない。

この発明の目的は、横置きの電動モータのステータコイルを、ハウジングの上部から供給される潤滑油によって効率良く冷却することができ、かつ供給される潤滑油およびハウジングの底部に溜まった潤滑油の影響を受けにくく、ステータコイルの最高温度を検出することができる車両用駆動装置を提供することである。

この発明の車両用駆動装置は、車輪を支持する車輪用軸受と、この車輪用軸受の回転輪を回転させる横置きの電動モータと、この電動モータを潤滑油により冷却する給油機構とを備える。
前記電動モータは、ハウジングと、このハウジング内に設けられたステータと、このステータに対して回転可能なロータとを有し、前記ステータはステータコアおよびステータコイルからなり、前記ステータコアは前記ロータの軸心回りに円周方向に並ぶ複数の歯部を有し、前記ステータコイルは前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、前記給油機構は、前記複数の個別コイルのうち上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を有し、前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油に前記ステータの下部が浸っており、前記ステータコイルの温度を検出する温度検出手段が、前記ロータの軸心よりも下方で、かつ前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油の油面よりも上方に配置されている。

この構成によると、潤滑油供給手段により、複数の個別コイルのうち上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に潤滑油を供給する。上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に供給された潤滑油は、各個別コイルのコイルエンドを伝いながら上部側の個別コイルから下部側の個別コイルへと順に流れる。この間に、各個別コイルを冷却する。潤滑油供給手段から供給されたままの熱を持っていない潤滑油によって冷却される上部の個別コイルは温度が低く、温度が上がった潤滑油によって冷却される下部の個別コイルの温度が高くなる。ロータの軸心よりも下方の適切な箇所に温度検出手段を配置することで、最高温度または最高温度に近い個別コイルの温度を検出することができる。

また、潤滑油に浸っているステータコイルは、潤滑油の温度に追従した温度となる。よって、複数ある個別コイルのうち潤滑油に浸っている個別コイルの温度を最高温度すると、正確な最高温度が求められない。ハウジングの底部に溜まった潤滑油の油面よりも上方に温度検出手段を配置することで、ステータコイルの最高温度を精度良く検出することができる。

この発明において、前記温度検出手段が、前記円周方向に隣合う前記個別コイル間の隙間におけるコイルエンド間を除く範囲内に位置するのが良い。
潤滑油は各個別コイルのコイルエンドを伝いながら流れるため、隣合う個別コイルのコイルエンド間に温度検出手段が配置されていると、温度検出手段が潤滑油の影響を受けやすい。この構成のように、円周方向に隣合う個別コイル間の隙間におけるコイルエンド間を除く範囲内に温度検出手段が位置すると、温度検出手段が潤滑油の影響を受けにくく、ステータコイルの最高温度を精度良く検出することができる。

この発明において、前記ロータの下端の高さが、常時は前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油に前記ロータが浸らず、車両の旋回時または急加減速時に前記潤滑油の油面が変動することによって前記ロータが前記潤滑油に触れる程度の高さである場合、前記温度検出手段が、前記ハウジング内で前記ロータの軸心に対し、車両の前進時における前記ロータの回転によって前記ロータの下端が移動する側と反対側の位置に配置されているのが良い。
ロータの下端が上記高さである場合、車両の旋回時または急加減速時に油面が変動することによって、ロータが潤滑油を掻き上げてしまう可能性がある。掻き上げられた潤滑油は、ロータの下端の移動方向に飛ばされる。ロータの軸心に対してロータの下端の移動する側と反対側の位置に温度検出手段が配置されていると、掻き上げられた潤滑油が温度検出手段にかからない。車両は前進の方が後進よりも圧倒的に頻度が高いから、ロータの軸心に対して前進時におけるロータの回転によってロータの下端が移動する側と反対側の位置に温度検出手段を配置すれば、掻き上げられた潤滑油が温度検出手段にかかることの多くを回避することができる。

この発明において、前記潤滑油供給手段が、前記ハウジングの上部に設けられ潤滑油を下方に吐出する油孔を有する場合、この油孔と前記上部に位置する個別コイルの前記外径側の端面との間に、前記油孔から吐出される潤滑油を前記円周方向に分配して前記上部に位置する個別コイルの前記コイルエンド上に供給する案内板が設けられていてもよい。
案内板が設けられていると、油孔から吐出された潤滑油が、案内板で一旦受けられ、円周方向に分配して上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に供給される。これにより、潤滑油を、油孔の直下だけでなく、上部に位置する個別コイルの広い範囲に万遍なく行き渡らせることができる。

この発明において、前記温度検出手段が絶縁部材で覆われているのが望ましい。前記絶縁部材は、例えば樹脂が好ましい。
温度検出手段が絶縁部材で覆われていると、例え温度検出手段に潤滑油がかかったとしても、その影響が少ない。樹脂は被覆性に優れ、加工が容易である。

この発明の車両用駆動装置は、車輪を支持する車輪用軸受と、この車輪用軸受の回転輪を回転させる横置きの電動モータと、この電動モータを潤滑油により冷却する給油機構とを備え、前記電動モータは、ハウジングと、このハウジング内に設けられたステータと、このステータに対して回転可能なロータとを有し、前記ステータはステータコアおよびステータコイルからなり、前記ステータコアは前記ロータの軸心回りに円周方向に並ぶ複数の歯部を有し、前記ステータコイルは前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、前記給油機構は、前記複数の個別コイルのうち上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を有し、前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油に前記ステータの下部が浸っており、前記ステータコイルの温度を検出する温度検出手段が、前記ロータの軸心よりも下方で、かつ前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油の油面よりも上方に配置されているため、横置きの電動モータのステータコイルを、ハウジングの上部から供給される潤滑油によって効率良く冷却することができ、かつ供給される潤滑油およびハウジングの底部に溜まった潤滑油の影響を受けにくく、ステータコイルの最高温度を検出することができる。

この発明の一実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。 図１のII−II断面図である。 図１のIII−III断面図である。 図３の部分拡大図である。 図１のＶ部拡大図である。 この発明の異なる実施形態に係る車両用駆動装置の要部の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態に係る車両用駆動装置の要部の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。 図８のIX−IX断面図である。 図８のＸ部拡大図である。 図１０のXI部拡大図である。 図９のXII部拡大図である。 同車両用駆動装置の電動モータにおけるステータの個別コイルの一部の平面図である。 同個別コイルの一部の斜視図である。 この発明のさらに異なる実施形態に係る車両用駆動装置の電動モータを軸方向から見た断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。 内部循環方式の車両用駆動装置の第１例の断面図である。 図１７のXVIII−XVIII断面図である。 内部循環方式の車両用駆動装置の第２例の断面図である。 図１９のXX−XX断面図である。

この発明の一実施形態に係る車両用駆動装置を図１ないし図５と共に説明する。
図１に示すように、車両用駆動装置は、車輪を駆動する電動モータ１と、この電動モータ１の回転を減速する減速機２と、この減速機２の入力軸３（減速機入力軸３と称す）と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、給油機構Ｋとを備える。車輪用軸受５と電動モータ１との間に減速機２を介在させ、車輪用軸受５で支持される駆動輪である車輪のハブと、ロータ軸６とを同軸心上で連結してある。この車輪用駆動装置は、一部または全体が車輪内に配置されるインホイール車輪用駆動装置である。

減速機２を収納する減速機ハウジング７には、車両における図示外のサスペンションが連結される。なお、この明細書において、車輪用駆動装置を車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

電動モータ１は、モータハウジング８に固定されたステータ９と、前記ロータ軸６を中心にして回転するロータ１０とを有する。この電動モータ１は、ステータ９とロータ１０との間にラジアルギャップを設けられたＩＰＭモータ（いわゆる埋込み磁石型同期モータ）である。ロータ軸６は、横向きに配置され、一対の転がり軸受（玉軸受）１２Ａ，１２Ｂによって回転自在に支持されている。一対の転がり軸受１２Ａ，１２Ｂは、互いにモータ軸方向に離隔した位置にある。なお、モータ軸方向は、ロータ１０の軸心Ｏの方向である。

ステータ９は、ステータコア３０と、このステータコア３０に巻かれたステータコイル３１とを有する。ステータコア３０は、例えば軟質磁性材料からなり、図１のII−II断面図である図２に示すように、円環状部３０ａの内径側に複数の歯部３０ｂがロータ１０の軸心Ｏの回りに放射状に並んでいる。ステータコイル３１は、ステータコア３０の各歯部３０ｂにそれぞれ導線３５が巻回された複数の個別コイル３３を有する。

ステータ９は、前記円環状部３０ａをモータハウジング８の内周面に嵌合して、ボルト（図示せず）にてモータ軸方向に締め付けて固定されている。ボルトは、円環状部３０ａの外周部に形成された固定用溝３０ａａにアウトボード側から挿通され、その先端をモータハウジング８のハウジング段部８ａ（図１参照）に形成された雌ねじ（図示せず）に螺合させる。

図１に示すように、ロータ１０は、前記ロータ軸６と、ロータコア１１と、このロータコア１１の内部の開口部に配置された磁石（図示せず）と、ロータコア１１をロータ軸６に固定する固定体１３とで構成される。この実施形態の固定体１３は、ロータ軸６と一体に形成されている。詳しくは、固定体１３は、ロータ軸６との接続部である基部１３ａと、この基部１３ａの外径端からアウトボード側およびインボード側に延びる円筒部１３ｂと、この円筒部１３ｂのアウトボード側端およびインボード側端から外径側に延びる一対の鍔部１３ｃ，１３ｃとからなる。ロータコア１１は、固定体１３の一対の鍔部１３ｃ，１３ｃ間に固定されている。

前記ロータ軸６は、電動モータ１の駆動力を減速機２に伝達する軸である。ロータ軸６は筒状であり、そのアウトボード側部分に減速機入力軸３のインボード側部分が嵌合している。ロータ軸６と減速機入力軸３とは、互いにスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下、同じ）している。減速機入力軸３は、ロータ軸６と同軸上に、転がり軸受１４ａ，１４ｂによって回転自在に支持されている。転がり軸受１４ａは出力部材４のカップ部内に嵌合し、転がり軸受１４ｂは筒状の連結部材４ａ内に嵌合している。出力部材４のカップ部と連結部材４ａとは、内ピン２２を介して連結されている。

減速機入力軸３の外周面には、偏心部１５，１６が設けられる。これら偏心部１５，１６は偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。減速機２は、曲線板１７，１８と、複数の外ピン１９と、カウンタウェイト２１とを有するサイクロイド減速機である。

図３は、図１のIII−III断面となる減速機部分の断面図である。減速機２は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板１７，１８が、それぞれ転がり軸受８５を介して、各偏心部１５，１６に装着してある。これら各曲線板１７，１８の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン１９を、それぞれ減速機ハウジング７の内側に設け、前記複数の内ピン２２を、各曲線板１７，１８の内部に設けられた複数の円形の貫通孔８９に挿入状態に係合させてある。

図４に拡大して示すように、各外ピン１９と各内ピン２２には針状ころ軸受９２，９３が装着される。各外ピン１９は、それぞれ針状ころ軸受９２で両端支持され、これら針状ころ軸受９２の外輪９２ａが減速機ハウジング７に固定され外ピン１９は回転自在に支持され、各曲線板１７，１８の外周面と転接し、それぞれ各曲線板１７，１８の外周との接触抵抗を低減する。また各内ピン２２は、針状ころ軸受９３の外輪９３ａが、それぞれ各曲線板１７，１８の各貫通孔８９の内周と各内ピン２２との接触抵抗を低減する。

よって、図１に示すように、各曲線板１７，１８の偏心運動をスムーズに車輪用軸受５の内方部材（回転輪）５ａに回転運動として伝達し得る。ロータ軸６が回転すると、このロータ軸６と一体回転する減速機入力軸３に設けられた各曲線板１７，１８が偏心運動を行う。このとき外ピン１９が偏心運動する各曲線板１７，１８の外周面と転がり接触するように係合すると共に、各曲線板１７，１８が、内ピン２２と貫通孔８９（図３）との係合によって、各曲線板１７，１８の自転運動のみが出力部材４および車輪用軸受５の内方部材５ａに回転運動として伝達される。ロータ軸６の回転に対して内方部材５ａの回転は減速されたものとなる。

車輪用軸受５は内方部材５ａと外方部材５ｂの間にボールを組み込んだ複列アンギュラ玉軸受であり、外方部材５ｂはフランジ５ｃにより減速機ハウジング７にボルト固定されている。内方部材５ａは、出力部材４にスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む）している。内方部材５ａに伝達された回転運動は、内方部材５ａにおけるアウトボード側の外周面に設けられた車輪取付フランジ５ｄからタイヤに伝達される。

次に、図１と共に給油機構Ｋについて説明する。
この給油機構Ｋは、電動モータ１および減速機２の冷却と、減速機２およびロータ軸６を支持する転がり軸受１２Ａ，１２Ｂ，１４ａ，１４ｂの潤滑とを兼ねている。給油機構Ｋは、減速機ハウジング７とモータハウジング８の境界部に設けられたポンプ５０と、減速機ハウジング７の底部に設けられた油溜り５１と、電動モータ１および減速機２の各部に設けられた油路５２〜６０とで構成される。

ポンプ５０は、例えばサイクロイドポンプである。ポンプ５０は、油溜り５１の潤滑油を、吸込み油路５２を介して吸い込み、送出し油路５３に送り出す。送出し油路５３は、モータハウジング８内に設けられ、上方へ延びている。送出し油路５３の上端は、軸方向油路５４のアウトボード側端に連通している。軸方向油路５４は、モータハウジング８の上部の内部を軸方向に沿って延びている。軸方向油路５４には、モータハウジング８の内部と連通する後述する潤滑油供給手段である油孔７０，７１が２箇所に設けられている。

軸方向油路５４のインボード側端は、モータハウジング８のモータカバー８ａに設けられた連絡油路５５の上端に連通している。連絡油路５５の下端はロータ１０の軸心Ｏの位置まで延び、その下端が、ロータ軸心油路５６に連通している。ロータ軸心油路５６は、ロータ１０の軸心Ｏに沿って、インボード側からアウトボード側へ延びている。連絡油路５５の下端は、ロータ軸心油路５６のインボード側に連通している。

ロータ軸心油路５６は、そのアウトボード側端で減速機入力軸３内の減速機軸心油路５７に連通すると共に、その軸方向中間部で吐出油路６０に連通している。

減速機軸心油路５７は、減速機入力軸３内に軸心に沿って設けられ、インボード側からアウトボード側へ延びている。そして、減速機軸心油路５７における前記偏心部１５，１６が設けられる軸方向位置から、減速機供給油路５８が減速機ハウジング７内へ延びている。また、減速機ハウジング７の内部と油溜り５１とが、排出油路５９で連通されている。

吐出油路６０は、径方向孔６１、間隙部６２、油溝（図示せず）、および油吐出孔（図示せず）で構成される。径方向孔６１は、ロータ軸６と固定体１３の基部１３ａとに亘ってモータ径方向に設けられ、内径端がロータ軸心油路５６に連通し、外径端が間隙部６２に開口している。間隙部６２は、固定体１３の円筒部１３ｂとロータコア１１の内周面との間に形成された空間である。油溝は、固定体１３の鍔部１３ｃにおけるロータコア１１の端面に接する内側面に沿って設けられ、モータ径方向の内径端が間隙部６２に連通している。油吐出孔は、油溝のモータ径方向の外径端からモータ軸方向外側かつモータ径方向の外径側に向かって斜めに延び、先端がモータハウジング８の内部空間に開口している。

潤滑油供給手段である前記油孔７０，７１は、軸方向油路５４に設けられ、上部に位置する個別コイル３３（図の例では最上部に位置する個別コイル３３）のアウトボード側およびインボード側のコイルエンド３３ａの上方にそれぞれ位置している。油孔７０，７１と上部に位置する個別コイル３３との間には、案内板７２が設けられている。案内板７２は、油孔７０，７１から吐出される潤滑油を、円周方向に分配して上部に位置する各個別コイル３３のコイルエンド３３ａ上に供給するためのものである。

具体的には、案内板７２は、図２に示すように、モータハウジング８の上部の内周に沿う円弧状の板材であり、かつ図１のＶ部拡大図である図５に示すように、立板部７２ａと円弧部７２ｂとを有するＬ字状の断面形状である。円弧部７２ｂに、円周方向適当間隔おきに複数（この例では５つ）の連通孔７３が設けられている。アウトボード側およびインボード側の各案内板７２はそれぞれの立板部７２ａで、ステータコア３０と共に、複数のボルト（図示せず）によってハウジング段部８ａに固定される。

図１において、モータハウジング８の内部空間の下端となるモータハウジング８の底部には、排油溝６５が設けられている。この排油溝６５は、前記油溜り５１に連通している。モータハウジング８の底部に溜まった潤滑油の油面６６の高さ（油面高さｈ１、図２参照）は、ロータ１０の下端が潤滑油に浸らない程度とされている。これにより、高速で回転するロータ１０が潤滑油を掻き上げ撹拌することで、引き摺り抵抗が生じ、発熱する可能性を排除できる。
但し、静止時における油面６６の高さとロータ１０の下端の高さとの差が小さいので、車両の旋回時または急加減速時に潤滑油の油面６６が変動した場合、ロータ１０の下部が潤滑油に触れる可能性がある。

図２に示すように、モータハウジング８内に、ステータコイル３１の温度を検出する温度検出手段７５が設けられている。温度検出手段７５は図示しない制御装置に接続されている。温度検出手段７５としては、サーミスタ、熱電対等が用いられる。コストの観点からは、サーミスタが好ましい。

温度検出手段７５は絶縁部材（図示せず）で覆われているのが望ましい。絶縁部材としては、例えば樹脂が用いられる。温度検出手段７５が絶縁部材で覆われていると、潤滑油がかかったとしても、温度検出手段７５に与える影響が少なくなる。また、樹脂は被覆性に優れ、加工が容易である。

温度検出手段７５は、以下の条件を満たす位置に設けられる。
条件１：ロータ１０の軸心高さｈ２よりも下方である。
条件２：モータハウジング８の底部に溜まった潤滑油の油面高さｈ１よりも上方である。
条件３：円周方向に隣合う個別コイル３３間の隙間７６におけるコイルエンド３３ａ間を除く範囲内である。
条件４：ロータ１０の軸心Ｏに対して、車両の前進時にロータ１０の回転によってロータ１０の下端が移動する側と反対側である。図２において、車両が前進するときロータ１０の回転方向を時計回りとした場合、温度検出手段７５はロータ１０の軸心Ｏの右側に配置される。

条件１と条件２を満たすことが必須であり、条件３を満たすのがより好ましい。条件１と条件２から規定される適正高さ範囲は、図２にＨで示す範囲である。さらに、条件４を満たすと、より一層好ましい。

次に、電動モータ１を駆動したときに潤滑油の流れについて説明する。
図１に矢印で示すように、ポンプ５０から送り出された潤滑油は、送出し油路５３、軸方向油路５４、および連絡油路５５を順に通って、ロータ軸心油路５６へ流れる。この途中で、一部の潤滑油が、油孔７０，７１からモータハウジング８の内部に供給される。油孔７０，７１から供給される潤滑油は、連続流の流れとして供給してもよく、また滴下による供給としてもよい。さらに、油孔７０，７１から潤滑油を噴射して供給してもよい。ロータ軸心油路５６に流れた潤滑油の一部は減速機軸心油路５７に流れ、残りは吐出油路６０に流れる。

減速機軸心油路５７に流れた潤滑油は、ポンプ５０の圧力と減速機入力軸３の回転に伴う遠心力とによって、減速機供給油路５８を通って減速機ハウジング７の内部へ供給される。この潤滑油によって、減速機２内の各部が潤滑および冷却される。潤滑および冷却に供された潤滑油は重力によって下方に移動して、排出油路５９を介して油溜り５１に戻される。

吐出油路６０に流れた潤滑油は、径方向孔６１、間隙部６２、油溝、および油吐出孔を順に通って、モータハウジング８の内部に吐出される。ロータコア１１に接する間隙部６２および油溝を潤滑油が通る際に、ロータコア１１が冷却される。油吐出孔から吐出された潤滑油は、吐出時の圧力とロータ１０の回転による遠心力とによって外径側へ拡散し、ステータコイル３１を冷却する。

また、油孔７０，７１からモータハウジング８の内部に供給された潤滑油は、図２に矢印で示すように、案内板７２によって円周方向に分配されて、連通孔７３または案内板７２の円周方向両端から、上部に位置する個別コイル３３のコイルエンド３３ａに供給される。このように案内板７２によって潤滑油を円周方向に分配することにより、潤滑油が油孔７０，７１の直下だけでなく、上部に位置する各個別コイル３３のコイルエンド３３ａに万遍なく行き渡る。これにより、油孔７０，７１から供給される潤滑油によって、従来潤滑油がかかり難かったコイルエンド３３ａの上側の端面からも冷却することができる。

吐出油路６０の油吐出孔から吐出されて電動モータ１の冷却に供された潤滑油、および油孔７０，７１から供給されて電動モータ１の冷却に供された潤滑油は、重力によって下方に移動し、モータハウジング８の底部の排油溝６５に集められる。潤滑油が下方へ移動する過程で、転がり軸受１２Ａ，１２Ｂを潤滑および冷却する。排油溝６５に集められた潤滑油は、油溜り５１に戻される。

このように、個別コイル３３のコイルエンド３３ａをモータ径方向の内径側からも外径側からも潤滑油で冷却するため、電動モータ１の全体を万遍なく冷却することができる。電動モータ１が低速回転しているときには、ロータ１０の回転による遠心力が小さく、吐出油路６０から吐出された潤滑油が上部の個別コイル３３に十分届かない場合があるが、その場合でも油孔７０，７１から供給される潤滑油によって上部の個別コイル３３を確実に効率良く冷却することができる。これにより、電動モータ１を大型化することなく、出力を向上させることができる。

電動モータ１の回転中、温度検出手段７５（図２）によってステータコイル３１の温度が検出される。温度検出手段７５の検出結果は制御装置に送られる。送られてきたステータコイル３１の温度に基づき、制御装置がステータコイル３１への通電を制御する。例えば、ステータコイル３１の温度が予め定めた温度以上になると、ステータコイル３１にジュール熱が発生してコイル導線の絶縁被覆が溶ける可能性があるとして、通電量を低減させるか、または通電を遮断する。

温度検出手段７５を前記位置、すなわちロータ１０の軸心高さｈ２と油面高さｈ１の間の高さ範囲Ｈ内で、かつ円周方向に隣合う個別コイル３３間のコイルエンド３３ａ間でない隙間７６に配置したことにより、ステータコイル３１のほぼ最高温度を精度良く検出することができる。以下に、その理由を説明する。

潤滑油供給手段である油孔７０，７１からモータハウジング８内に潤滑油を供給すると、潤滑油は、始めに上部に位置する個別コイル３３のコイルエンド３３ａ上に供給され、その後、各個別コイル３３のコイルエンド３３ａを伝いながら上部側の個別コイル３３から下部側の個別コイル３３へと順に流れる。この間に、各個別コイル３３を冷却する。油孔７０，７１から供給されたままの熱を持っていない潤滑油によって冷却された上部の個別コイル３３は温度が低く、温度が上がった潤滑油によって冷却される下部の個別コイル３３の温度が高くなる。このため、ロータ１０の軸心Ｏよりも下方に温度検出手段７５を配置することで、温度の高い個別コイル３３の温度を検出できる。

また、モータハウジング８の底部に溜まった潤滑油に浸っているステータコイル３１は、潤滑油の温度に追従した温度となる。よって、複数ある個別コイル３３のうち潤滑油に浸っている個別コイル３３の温度を最高温度すると、正確な最高温度が求められない。そこで、潤滑油の油面６６よりも上方に温度検出手段７５を配置することで、ステータコイル３１の最高温度を精度良く検出することができる。

さらに、潤滑油は各個別コイル３３のコイルエンド３３ａを伝いながら流れるため、コイルエンド３３ａ間に温度検出手段７５が配置されていると、温度検出手段７５が潤滑油の影響を受けやすい。この構成のように、温度検出手段７５が、円周方向に隣合う個別コイル３３間の隙間７６におけるコイルエンド３３ａ間を除く範囲内に配置されていると、温度検出手段７５が潤滑油の影響を受けにくく、ステータコイル３１の最高温度を精度良く検出することができる。

加えて、温度検出手段７５を、ロータ１０の軸心Ｏに対して車両の前進時にロータ１０の回転によってロータ１０の下端が移動する側と反対側の位置に配置したことにより、以下の作用効果が得られる。

この例の構成は、静止時における油面６６の高さとロータ１０の下端の高さとの差が小さいので、車両の旋回時または急加減速時に油面が変動することによって、ロータ１０が潤滑油を掻き上げてしまう可能性がある。掻き上げられた潤滑油は、ロータ１０の回転によるロータ１０の下端の移動方向に飛ばされる。例えば、図２において、ロータ１０の回転方向を時計回りとした場合、潤滑油はロータ１０の下端から左側（時計としてみた場合には６〜９時の領域）に掻き上げられる。

ロータ１０の軸心Ｏに対してロータ１０の下端が移動する側と反対側の位置に温度検出手段７５が配置されていると、掻き上げられた潤滑油が温度検出手段７５にかからない。車両は前進の方が後進よりも圧倒的に頻度が高いから、ロータ１０の軸心Ｏに対して前進時にロータ１０の下端が移動する側と反対側の位置に温度検出手段７５を配置すれば、掻き上げられた潤滑油が温度検出手段７５にかかることの多くを回避することができる。また、後進時のロータ１０の回転速度は遅いため、後進時にロータ１０によって潤滑油が掻き上げられる量は少ない。このため、後進時にロータ１０が潤滑油を掻き上げることによる温度検出手段７５への影響が少ない。

図６、図７に、油孔７０，７１から供給される潤滑油を円周方向に分配する案内板の他の形態を示す。
図６の構成は、モータハウジング８の内周面に、油孔７０，７１に連通する円弧状の溝７７が形成され、この溝７７を塞ぐように円弧形状の案内板７８が設けられている。円弧状の各溝７７は、油孔７０，７１のある軸方向位置で同油孔７０，７１のある位置を頂点として円弧状に形成されている。案内板７８は、モータハウジング８の内周面に固定されている。この案内板７８には、円周方向適当間隔おきに複数の連通孔７８ａが設けられている。

この構成によると、各油孔７０，７１から案内板７８の外周面に一旦落下させた潤滑油を、円弧状の溝７７に沿って円周方向に分散させて、案内板７８の複数の連通孔７８ａからそれぞれコイルエンド３３ａに供給させる。これにより、潤滑油を油孔７０，７１の直下だけでなく、上部に位置する個別コイル３３の各コイルエンド３３ａに万遍なく行き渡らせることができる。また、この場合、図５の構成よりも、モータハウジング８内のスペースをより広く確保でき、設計の自由度が高まる。

図７の構成は、案内板８０，８１が、モータハウジング８に一体的に形成されている。案内板８０，８１は、モータハウジング８内の油孔７０，７１付近からモータ軸方向に所定距離延び、油孔７０，７１に対して半径方向内方にやや離隔して形成されている。案内板８０，８１はモータ軸方向から見て円弧形状であって、円周方向適当間隔おきに複数の連通孔８０ａ，８１ａが設けられている。

この構成によると、油孔７０，７１から案内板８０，８１の外周面に一旦落下させた潤滑油を、案内板８０，８１の外周面に沿って円周方向に分散させて、この案内板８０，８１の複数の連通孔８０ａ，８１ａからそれぞれコイルエンド３３ａに供給させる。これにより、図５、図６の構成と同様に、潤滑油を油孔７０，７１の直下だけでなく、上部に位置する個別コイル３３の各コイルエンド３３ａに万遍なく行き渡らせることができる。また、この場合、図５、図６の構成よりも、部品点数を削減でき、装置の組立てを簡単化できる。

以下、この発明の異なる実施形態について説明する。
図８〜図１４に示す車輪用駆動装置は、ステータコイル３１の各個別コイル３３（図９）が、ステータコア３０の歯部３０ｂに絶縁ボビン３４を介して導線３５を巻いた構成である。ステータコイル３１の違いを除けば、図１〜図５の実施形態と同じである。構成が同じ箇所については、同一符号を付して表し、説明を省略する。

図１０は図８のＸ部拡大図である。絶縁ボビン３４は、ステータコア３０の歯部３０ｂが挿入される貫通孔３６が形成された筒状の導線巻回部３４ａと、この導線巻回部３４ａのモータ径方向の外径端および内径端からそれぞれ導線３５の積層方向（図１４参照）に沿って突出する外径側フランジ部３４ｂおよび内径側フランジ部３４ｃとを有する。

図１０では、外径側フランジ部３４ｂとして、導線巻回部３４ａからモータ軸方向に延びるコイルエンド上側部位３４ｂＡが図示されている。同様に、内径側フランジ部３４ｃとして、導線巻回部３４ａからモータ軸方向に延びるコイルエンド下側部位３４ｃＡが図示されている。外径側フランジ部３４ｂのコイルエンド上側部位３４ｂＡ、および内径側フランジ部３４ｃのコイルエンド下側部位３４ｃＡは、アウトボード側とインボード側共に、導線３５の積層範囲よりもモータ軸方向に突出している。

図１０のXI部拡大図である図１１に示すように、外径側フランジ部３４ｂのコイルエンド上側部位３４ｂＡは、導線３５が積層した範囲である導線積層部分３４ｂａと、この導線積層部分３４ｂａからモータ軸方向に突出した突出部分３４ｂｂとからなる。前記２つの油孔７０，７１（図１０）は、絶縁ボビン３４の外径側フランジ部３４ｂにおけるアウトボード側およびインボード側の突出部分３４ｂｂの真上にそれぞれ位置している。

突出部分３４ｂｂには、モータ径方向の外径側に開口する油導入切欠き３７が形成されている。この実施形態の油導入切欠き３７は、モータ径方向の外径側から内径側に連通するスリット状である。導線積層部分３４ｂａの内径側の面である下面には、油導入切欠き３７と連通する外径側油案内溝３８が形成されている。この実施形態の外径側油案内３８は、油導入切欠き３７に近づくに従い溝深さが深い形状である。

図１２は図９のXII部拡大図、図１３は個別コイルの一部の平面図、図１４は個別コイルの一部の斜視図である。これら各図に図示されているように、外径側フランジ部３４ｂの突出部分３４ｂｂは、導線積層部分３４ｂａからモータ軸方向に延びる複数の柱部３９で構成されている。各柱部３９間の部分が油導入切欠き３７となっている。柱部３９の断面は、そのモータ径方向の外径側部分３９ａが、外径側に行くに従い円周方向の幅が狭くなる突起形状、例えば山形である。

図１１、図１３、図１４に示すように、内径側フランジ部３４ｃは、外径側フランジ部３４ｂよりも大きくモータ軸方向に突出している。内径側フランジ部３４ｃのコイルエンド下側部位３４ｃＡの外径面には、モータ軸方向に延びる複数の内径側油案内溝４１が形成されている。この内径側油案内溝４１は、内径側フランジ部３４ｃのコイルエンド下側部位３４ｃＡの外径面におけるモータ軸方向の基端から先端に亘って形成されている。

この構成によると、潤滑油供給手段である油孔７０，７１からモータハウジング８の内部に供給された潤滑油は、以下の経路を経てステータコイル３１を冷却する。
図１０において、モータハウジング８の内部に供給された潤滑油は、一旦案内板７２で受けられ、案内板７２の各連通孔７３から直接に下方に落下するか、または各連通孔７３を通って回り込んだ案内板７２の下面の各部から分散して下方に落下する。案内板７２から落下した潤滑油は、上部に位置する個別コイル３３の絶縁ボビン３４の油導入切欠き３７に導入される。図１２、図１４のように、油導入切欠き３７間の部分である柱部３９の外径側部分３９ａが山形の突起形状であるため、柱部３９ａに当たった潤滑油が跳ね返り難く、潤滑油が柱部３９の外径側部分３９ａに沿って下方に案内され易い。これにより、潤滑油が油導入切欠き３７に円滑に導入される。

図１１、図１４において、油導入切欠き３７に導入された潤滑油の一部は、油導入切欠き３７に連通する外径側油案内溝３８に浸入する。外径側油案内溝３８は、油導入切欠き３７に近づくに従い溝深さが深くなる形状であり、油導入切欠き３７と連通する入口部分の断面積が大きい。このため、油導入切欠き３７に導入された潤滑油の多くを外径側油案内溝３８に取り込むことができる。また、外径側油案内溝３８の底面（下向きの面）が奥へ行くほど下方に位置するため、外径側油案内溝３８の入口付近に付着した潤滑油が外径側油案内溝３８の底面を伝って外径側油案内溝３８の奥側へ浸入し易い。

外径側油案内溝３８は、外径側フランジ部３４ｂの導線積層部分３４ｂａの下面に設けられ、個別コイル３３のコイルエンド３３ａの上面に面している。各外径側油案内溝３８は、断面円形である導線３５間に形成された隙間７４Ａ（図１４）を介して互いに連通している。このため、外径側油案内溝３８に浸入した潤滑油は、隙間７４Ａを伝ってコイルエンド３３ａの上面全体に良く行き渡り、コイルエンド３３ａが効率良く冷却される。

油導入切欠き３７に導入された潤滑油のうち外径側油案内溝３８に浸入しなかった残りの潤滑油は、スリット状である油導入切欠き３７を通り抜けて落下する。この落下した潤滑油は、内径側フランジ部３４ｃで受けられ、この内径側フランジ部３４ｃに形成された内径側油案内溝４１に案内されてコイルエンド３３ａの下側まで浸入する。各内径側油案内溝４１は、導線３５間に形成された隙間７４Ｂ（図１４）を介して互いに連通している。このため、内径側油案内溝４１に浸入した潤滑油は、隙間７４Ｂを伝ってコイルエンド３３ａの下面全体に良く行き渡り、コイルエンド３３ａが効率良く冷却される。

このように、外径側油案内溝３８に浸入した潤滑油と、内径側油案内溝４１に浸入した潤滑油とによって、個別コイル３３のコイルエンド３３ａの上面および下面の両方を同時に冷却することができる。上部の個別コイル３３を冷却した潤滑油は、前記隙間７４Ａ，７４Ｂを伝って下部に位置する個別コイル３３にも行き渡り、これら下部に位置する個別コイル３３も冷却する。これにより、電動モータ１の出力を向上させることができる。

この車輪用駆動装置も、図９に示すように、ステータコイル３１の温度を検出する温度検出手段７５が、前記条件１〜３を満たす箇所に設けられている。すなわち、温度検出手段７５を設ける位置は、ロータ１０の軸心高さｈ２（図２参照）よりも下方、かつ潤滑油の油面６６よりも上方で、円周方向に隣合う個別コイル３３間の隙間７６におけるコイルエンド３３ａ間を除く範囲内とされる。上記位置に温度検出手段７５を設けることで、前記同様の理由により、ステータコイル３１のほぼ最高温度を精度良く検出することができる。

図１５は、図２の車輪用駆動装置よりも個別コイル３３の数が多い、言い換えるとスロット数が多い車輪用駆動装置を示す。このようにスロット数が多い場合、ロータ１０の軸心高さｈ２と油面高さｈ１との間に、個別コイル３３間の隙間７６が存在する多くなる。よって、前記条件１，２を満たす隙間７６の数が増えるが、その場合でも、モータハウジング８の底部に溜まった潤滑油に浸っていない個別コイル３３間の隙間７６に温度検出手段７５を配置するのが望ましい。すなわち、潤滑油に浸っている個別コイル３３の一つ上の個別コイル３３と、その上側の個別コイル３３との間の隙間７６に温度検出手段７５を配置するとよい。

図１５の例では、隙間７６Ａ，７６Ｂが前記条件１，２を満たす。しかし、隙間７６Ｂは、両側の２つの個別コイル３３のうち下側の個別コイル３３が潤滑油に浸っている。一方、隙間７６Ａは、両側の２つの個別コイル３３のどちらも潤滑油に浸っていない。このため、隙間７６Ａに温度検出手段７５を配置するのが好ましい。このように温度検出手段７５を配置することにより、潤滑油に浸っている個別コイル３３の油温による影響を抑えつつ、最も温度が高い個別コイル３３の温度を検出することができる。

図１６に示す車輪用駆動装置は、図１に示す車輪用駆動装置と比べて、減速機の構成が異なる。図１に示す車輪用駆動装置の減速機２がサイクロイド方式であるのに対し、図１６に示す車輪用駆動装置の減速機２０２は多段歯車方式である。多段歯車方式の減速機２０２は、サイクロイド方式の減速機２のように、強制的に冷却および潤滑を行う必要がないため、電動モータ１のみに給油するようになっている。電動モータ１への給油機構は図１の車輪用駆動装置と同じである。この場合も、ステータコイル３１の温度を検出する温度検出手段（図示せず）が、図１の車輪用駆動装置の場合と同様の配置で設けられる。
他は、図１に示す車輪用駆動装置と同じである。構成が同じ箇所については、同一符号を付して表し、説明を省略する。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…電動モータ
５…車輪用軸受
８…ハウジング
９…ステータ
１０…ロータ
３０…ステータコア
３０ｂ…歯部
３１…ステータコイル
３３…個別コイル
３３ａ…コイルエンド
７０，７１…油孔（潤滑油供給手段）
７２…案内板
７５…温度検出手段
７６，７６Ａ，７６Ｂ…隙間
Ｏ…軸心
Ｋ…給油機構

Claims (6)

1. 車輪を支持する車輪用軸受と、この車輪用軸受の回転輪を回転させる横置きの電動モータと、この電動モータを潤滑油により冷却する給油機構とを備えた車両用駆動装置であって、
   前記電動モータは、ハウジングと、このハウジング内に設けられたステータと、このステータに対して回転可能なロータとを有し、前記ステータはステータコアおよびステータコイルからなり、前記ステータコアは前記ロータの軸心回りに円周方向に並ぶ複数の歯部を有し、前記ステータコイルは前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、
   前記給油機構は、前記複数の個別コイルのうち上部に位置する個別コイルのコイルエンド上に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を有し、前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油に前記ステータの下部が浸っており、
   前記ステータコイルの温度を検出する温度検出手段が、前記ロータの軸心よりも下方で、かつ前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油の油面よりも上方に配置されている車両用駆動装置。
2. 請求項１に記載の車両用駆動装置において、前記温度検出手段が、前記円周方向に隣合う前記個別コイル間の隙間におけるコイルエンド間を除く範囲内に位置する車両用駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用駆動装置において、前記ロータの下端の高さは、常時は前記ハウジングの底部に溜まった潤滑油に前記ロータが浸らず、車両の旋回時または急加減速時に前記潤滑油の油面が変動することによって前記ロータが前記潤滑油に触れる程度の高さであり、前記温度検出手段が、前記ハウジング内で前記ロータの軸心に対し、車両の前進時における前記ロータの回転によって前記ロータの下端が移動する側と反対側の位置に配置されている車両用駆動装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、前記潤滑油供給手段は、前記ハウジングの上部に設けられ潤滑油を下方に吐出する油孔を有し、この油孔と前記上部に位置する個別コイルの前記外径側の端面との間に、前記油孔から吐出される潤滑油を前記円周方向に分配して前記上部に位置する個別コイルの前記コイルエンド上に供給する案内板が設けられた車両用駆動装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、前記温度検出手段が絶縁部材で覆われている車両用駆動装置。
6. 請求項５に記載の車両用駆動装置において、前記絶縁部材が樹脂である車両用駆動装置。

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