JP3600320B2 - 電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造 - Google Patents

電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータケースと変速機ケースとを、電動モータの出力軸及び変速機の入力軸間が、同一軸線上で駆動結合するよう合体させた構成の電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車とは、内燃機関自動車の燃料の代わりに蓄電池を、内燃機関の代わりに制御装置と電動モータを搭載したものである。
【0003】
電動モータは、磁界に置かれた導体間に、印加電圧を加えて電流を通電することよって、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、電磁力によるトルクを発生して回転する。この電動モータの回転は、電動モータの出力軸に駆動結合する変速機の入力軸へ伝達され、適切な出力の変速が行われる。
【0004】
ここで、電気自動車用モータは、高回転モータを採用するため、モータ及びモータケース内は高温高圧に成り易く、しかも、長期に渡る運転では、温度と気圧の上昇に伴い空気中の水分がケース内部で凝結して結露が発生し、熱や水に弱い電動モータに悪影響を与えることから、モータケース内に、ケース外部と連通するエアブリーザ室を設けている。
【0005】
また、電気自動車用パワートレーンは組付けの問題などから、モータケースと変速機ケースとは別体で構成するのが一般的で、組付け時に、電動モータの出力軸及び変速機の入力軸間を同一軸線上で駆動結合するよう合体させるため、前記モータケース及び前記減速機ケースの合わせ面近傍にそれぞれ、電動モータの出力軸支承壁及び変速機の入力軸支承壁を有している。
【0006】
こうした構成の場合、前記電動モータの出力軸支承壁及び、前記変速機の入力軸支承壁によって空間を形成することから、この空間内もモータ回転の影響を受けて温度や気圧の上昇が起こり、それに伴い結露も発生して、モータに悪影響を及ぼしたり、さらには、隣接するエアブリーザ室へ熱を伝導して、エアブリーザ室の機能を低下させることもあり得る。
【0007】
加えて、このエアブリーザ室の機能低下は、結果的に、エアブリーザ室の高温高圧化と、それに伴う結露の発生を引き起こして、モータにさらなる悪影響を及ぼす。
【0008】
そこで、電動モータに接するエアブリーザ室と併せて、ケース下部に、下孔(溝)を設けて、モータケース内に発生した高熱や、結露した水滴をケース外部に排出する構成が考えられた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したようなエアブリーザー構造では、水たまり等の悪路を走行したときの水撥ねによって、前記下孔から水が侵入し、電動モータに悪影響を及ぼすこともあり得るため、必ずしも有効な方法ではない。
【0010】
本発明は、こうした事実に鑑みなされたもので、モータケース及び、変速機ケースの合わせ面近傍における電動モータの出力軸支承壁及び、変速機の入力軸支承壁によって形成された空間と、前記電動モータに接するエアブリーザー室とを連通させる連通孔を、前記電動モータの出力軸支承壁に設けることによって、上述した問題を解消することを目的にするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的により、本発明である、請求項1に係る、電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造は、電動モータのモータケースと、変速機の変速機ケースとを、電動モータの出力軸及び、変速機の入力軸間が同一軸線上で駆動結合するよう合体させたときに、前記モータケース及び、前記変速機ケースの合わせ面近傍における電動モータの出力軸支承壁及び、変速機の入力軸支承壁によって形成された空間を、前記電動モータの出力軸支承壁に設けた連通孔を介して、電動モータに接するエアブリーザー室に連通させることで、前記空間内の空気を、エアブリーザー室を介してケース外部に排出して、前記空間内の温度及び気圧の上昇と、それに伴い結露した水滴の発生を軽減し、併せて、前記空間の温度上昇に起因するエアブリーザー室の機能低下を防止でき、熱や水に弱い電動モータに悪影響を及ぼすことがないようにできる。
【0012】
また、請求項2に係る、電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造において、前記連通孔は、前記電動モータの出力軸に対して上方側の、前記電動モータの出力軸支承壁に設け、配置範囲を運転中に起こり得る前記変速機ケース内の潤滑油の液面レベル変化に対応した扇形の範囲に設定したことから、電動モータの出力軸支承壁及び、変速機の入力軸支承壁によって形成された空間に、大気中の水分が凝結して結露を発生したり、前記変速機側からの潤滑液が侵入することがあっても、これらの液体が連通孔を介してエアブリーザー室に侵入して、電動モータに悪影響を及ぼすことがない。
【0013】
加えて、請求項3に係る、電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造は、前記エアブリーザー室にパイプを接続することによって、エアブリーザー室とケース外部とを連通することから、エアブリーザー室と連通するケース外部からの水の侵入を防止することでき、電動モータに悪影響を及ぼすことがない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1は、三相誘導モータを動力源として備え、本発明であるエアブリーザー構造を採用した電気自動車用パワートレーンの縦断面を示したものである。
【0016】
1は動力源である三相誘導モータ,2は三相誘導モータ1の出力を変速する遊星歯車減速機であり、三相誘導モータ1と遊星歯車減速機2との間に介在した入力軸3は、一端の内周にスプライン突起を形成して、三相誘導モータの出力軸4と嵌合し、他端の外周にはギアを形成して、遊星歯車減速機2と噛合して、三相誘導モータ1と遊星歯車減速機2を駆動結合する。
【0017】
5は三相誘導モータ1を収納するモータケースで、このモータケース5には、出力軸支承壁5h が形成してあり、出力軸支承壁5h とモータの出力軸4との間に軸受Bを介在して、モータの出力軸4を回転自在に支持している。
【0018】
また、モータケース5には、モータ1に接したエアブリーザ室Ra が設けられており、ブリーザパイプ6に接続したブリーザホース7によって、エアブリーザ室Ra とケース外部とが相互に連絡している。
【0019】
8は遊星歯車減速機2を収納する変速機ケースで、この変速機ケース8には、入力軸支承壁8h を形成してあり、入力軸支承壁8h と入力軸3との間に軸受Bを介在して、入力軸3を回転自在に支持している。
【0020】
つまり、三相誘導モータ1と遊星歯車減速機2を収納するケースは、この2個のケースを合体して構成し、その合わせ面近傍には、出力軸支承壁5h と入力軸支承壁8h 及び、入力軸3で囲まれた空間Rが生じることになる。
【0021】
9は、三相誘導モータ1を駆動するための電源コードで、モータ回転は図示せぬロータリエンコーダで出力したパルス数によって制御している。
【0022】
10は、遊星歯車減速機の出力軸2c と駆動結合するギア付きシャフトで、内部に遊星歯車減速機2とオイルポンプ11を連通する油路10r を形成し、モータの側のシャフト外周面を入力軸3の内周面に、軸受12を介して、軸振れの起こらないよう回転自在に支持してある。
【0023】
次に、この作用を説明する。
【0024】
電気自動車の運転を開始すると、三相誘導モータ1の出力回転は、入力軸3を介して、遊星歯車減速機2に入力されて、ギア付きシャフト10に適切な減速出力として取り出される。
【0025】
取り出された減速出力は、ギア付きシャフト10と駆動結合するオイルポンプ11を駆動すると共に、ギア付きシャフト10のギア10g によって、図示せぬディファレンシャルギア装置に出力して車輪を駆動する。
【0026】
このとき、長時間の運転中などによって、三相誘導モータ1が高温となる場合は、エアブリーザ室Ra 内に放熱し、そのエアブリーザ室Ra 内の温度上昇によって、エアブリーザ室Ra 内の空気をブリーザホース7からモータケース外部に排気または吸気を非強制的に行って、三相誘導モータ1を冷却する。
【0027】
ここで、出力軸支承壁5h の側には、エアブリーザ室Ra と連通する連通孔13を設けてあり、ケース合わせ面近傍に形成した空間Rで高温高圧になった空気を、エアブリーザ室Ra を介してモータケース外部に逃がす構成であるから、空間R内の高温高圧化と、それに伴う結露の発生を低減して、熱や水に弱いモータの負担を軽減することができる。
【0028】
また、空間R内の温度及び気圧の上昇を低減することから、エアブリーザ室Ra の機能を悪化させず済み、空間R内の温度上昇に伴う、エアブリーザ室Ra での高温高圧化と、それに伴う結露も防止できる。
【0029】
図2は、図1に記載のモータケース5を、変速機ケース8との合わせ面方向から示したものである。
【0030】
図2には、出力軸支承壁5h に設けた連通孔13が示してあり、二点鎖線で包囲した扇形の領域Tは、連通孔13の好適な配置範囲を示したものである。
【0031】
この領域Tは、万一、空間Rで結露が起こって水滴を発生したり、オイルポンプ11からギア付きシャフト10の油路10r を経て遊星歯車減速機2に供給されたオイルが、何らかの原因で、ケース合わせ面近傍に形成した空間Rに流れ込むことを考慮して、入力軸3に対して上方に範囲に設定する。
【0032】
さらに、領域Tの配置範囲は、空間Rの水滴またはオイルなどの液体が、運転中に起こり得る液面レベルの変化、例えば、電気自動車が登降坂を走行したり、急ブレーキなどの前後加減速度や左右旋回時の左右加減速度による液面レベルの変化に影響を受けない扇形の範囲に設定すると、これら液体が、連通孔13を経て、エアブリーザ室Ra に侵入することを防止できて、水に弱いモータの負担軽減に有効である。
【0033】
加えて、エアブリーザ室Ra とケース外部とを相互に連絡するのは、モータ1に接したエアブリーザ室Ra のブリーザパイプ6に接続したブリーザホース7のみであるから、ケース外部と連通するエアブリーザー室からの水の侵入を防止することに有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明である電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造の一形態における構成を示す縦断面図である。
【図2】同例におけるモータケースを、変速機ケースとの合わせ面方向から示した図である。
【符号の説明】
1 三相誘導モータ
2 遊星歯車減速機
2c 遊星歯車減速機の出力軸
3 入力軸
4 モータの出力軸
5 モータケース
5h 出力軸支承壁
6 ブリーザパイプ
7 ブリーザホース
8 変速機ケース
8h 入力軸支承壁
9 電源コード
10 ギア付きシャフト
10g ギア
10r 油路
11 オイルポンプ
12 軸受
13 連通孔
B 軸受
R 空間
Ra エアブリーザ室

Claims (3)

  1. 電動モータと変速機とを有し、
    前記電動モータのモータケースと、
    前記変速機の変速機ケースとを、
    電動モータの出力軸及び、変速機の入力軸間が同一軸線上で駆動結合するよう合体させた構成の電気自動車用パワートレーンにおいて、
    前記モータケース及び、前記変速機ケースの合わせ面近傍における電動モータの出力軸支承壁及び、変速機の入力軸支承壁によって形成された空間と、前記電動モータ側に接するエアブリーザー室とを連通させる連通孔を、前記電動モータの出力軸支承壁に設けたことを特徴とする電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造。
  2. 請求項1において、前記連通孔は、前記電動モータの出力軸に対して上方側の、前記電動モータの出力軸支承壁に設け、その配置範囲を運転中に起こり得る前記変速機ケース内の潤滑油の液面レベルの変化に対応した扇形の範囲に設定したことを特徴とする電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造。
  3. 請求項1または2において、前記エアブリーザー室と、ケース外部との連通手段を、パイプ接続としたことを特徴とする電気自動車用パワートレーンのエアブリーザー構造。
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