JP5210094B2 - 潤滑構造および電動機ユニット並びにインホイールモータ - Google Patents

Description

本発明は、潤滑構造および電動機ユニット並びにインホイールモータに関し、詳しくは、回転軸の回転に伴って潤滑油を掻き上げ可能な掻き上げ部材を備え、該掻き上げ部材で掻き上げた前記潤滑油を用いて直接または間接的に動力機構の各部の少なくとも一部を潤滑する潤滑構造および回転軸としてのロータシャフトと、ロータシャフトと一体回転するロータとを有する電動機を含む動力機構としての電動機ユニット並びにこの電動機ユニットをホイール内に配置して駆動輪を駆動するインホイールモータに関する。

従来、この種の潤滑構造としては、駆動ユニットの回転軸の回転に伴って掻き上げリングを回転することにより、駆動ユニット内の潤滑油を掻き上げ、掻き上げた潤滑油を潤滑必要部位に供給するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この潤滑構造では、掻き上げリングに羽根状の掻き上げ部材を設けることで、効率よく潤滑油を掻き上げることができるものとしている。
特開２００５−８１４３号公報

しかしながら、こうした潤滑構造では、多量の潤滑油を掻き上げようとすると掻き上げ部材の数を多数設ける必要があり、潤滑油の掻き上げによるフリクションロスが大きなものとなってしまう。

本発明の潤滑構造および電動機ユニット並びにインホイールモータは、潤滑油の掻き上げによるフリクションロスを抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることを目的の一つとする。また、本発明の潤滑構造および電動機ユニット並びにインホイールモータは、潤滑性能の向上を目的の一つとする。

本発明の潤滑構造および電動機ユニット並びにインホイールモータは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の潤滑構造は、回転軸の回転に伴って潤滑油を掻き上げ可能な掻き上げ部材を備え、該掻き上げ部材で掻き上げた前記潤滑油を用いて直接または間接的に動力機構の各部の少なくとも一部を潤滑する潤滑構造であって、
前記掻き上げ部材は、前記潤滑油を掻き上げる掻き上げ部を有し、
該掻き上げ部は、内部が中空の歯形に形成されてなり、該内部へ前記潤滑油を導入可能な導入開口が前記掻き上げ部の歯筋方向に沿う歯側面に形成されてなるとともに該導入開口に対向する面が閉じた態様に形成されてなることを要旨とする。

この本発明の潤滑構造では、潤滑油を掻き上げる掻き上げ部材の掻き上げ部が内部が中空の歯形に形成され、この中空の歯形に形成された掻き上げ部内に潤滑油を導入可能な導入開口を掻き上げ部の歯筋方向に沿う歯側面に形成するから、掻き上げ部材が回転し潤滑油を掻き上げる際に、掻き上げ部内に潤滑油を取り込むことができ、しかも、取り込んだ潤滑油が導入開口に対向する面からこぼれ落ちるのを防止できる。この結果、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。また、掻き上げ部を中空の歯形に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。もとより、掻き上げ部で掻き上げた潤滑油を用いて動力機構の各部の少なくとも一部を潤滑することができる。

この導入開口が掻き上げ部の歯筋方向に沿う歯側面に形成された態様の本発明の潤滑構造において、前記導入開口は、前記歯側面のうち少なくとも前記掻き上げ部材の回転方向前側となる前側歯側面に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部内により効率良く潤滑油を導入することができる。

この態様の本発明の潤滑構造において、前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部として円周方向に第１掻き上げ部と第２掻き上げ部とを有し、前記導入開口は、前記第１掻き上げ部においては前記前側歯側面に形成されてなり、前記第２掻き上げ部においては前記歯側面のうち前記掻き上げ部材の回転方向後側となる後側歯側面に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部材の回転方向に関わらず掻き上げ部内に潤滑油を導入することができる。

この態様の本発明の潤滑構造において、前記掻き上げ部材は、前記第１掻き上げ部と前記第２掻き上げ部とが前記円周方向に交互に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部材の回転方向によらず同等の潤滑油を掻き上げ部内に取り込むことができる。

本発明の潤滑構造において、前記掻き上げ部は、前記導入開口から導入した前記潤滑油を導出可能な導出部が形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部内に導入した潤滑油を導出することができる。

この態様の本発明の潤滑構造において、前記導出部は、前記掻き上げ部のうち前記導入開口が形成された面よりも該面に対向する対向面寄りに形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、導入開口から導入された潤滑油は回転力を受けて導入開口が形成された面に対向する対向面側に移動するから、導入した潤滑油を導出しやすいものとなる。

こうした導出部が形成された態様の本発明の潤滑構造において、前記導出部は、前記導入開口から導入する前記潤滑油の量に比して導出される前記潤滑油の量が小さくなるよう形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部内に導入する潤滑油量に比較して導出する潤滑油量を少なくすることができる。この結果、掻き上げ部内に比較的長く潤滑油を保持することができる。

この態様の本発明の潤滑構造において、前記導出部は、前記導入開口に比して面積が小さい開口に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、掻き上げ部内に導入する潤滑油量に比較して導出する潤滑油量を少なくする構造を簡易に確保することができる。

この導出部が導入開口に比して面積が小さい開口に形成された態様の本発明の潤滑構造において、前記導出部は、チョークとして形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、導出する潤滑油量をチョーク長さを変えるだけで調整することができる。

本発明の潤滑構造において、前記導出部から導出される前記潤滑油の導出方向をガイドするガイド部材を備えるものとすることもできる。
こうすれば、導出される潤滑油を潤滑油が必要な部位にガイドすることができる。この結果、潤滑性能の向上を図ることができる。

この態様の本発明の潤滑構造において、前記ガイド部材は、前記導出部近傍に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、潤滑油を供給方向に確実にガイドすることができる。

本発明の電動機ユニットは、前記回転軸としてのロータシャフトと、該ロータシャフトと一体回転するロータとを有する電動機を含む前記動力機構としての電動機ユニットであって、前記ロータの内周面に前記掻き上げ部材を配置し、請求項１ないし１３いずれか記載の潤滑構造を用いて各部の少なくとも一部を潤滑することを要旨とする。

この本発明の電動機ユニットでは、ロータの内周面に掻き上げ部材を配置し、上述した各態様のいずれかの潤滑構造を用いて電動機ユニットの各部の少なくとも一部を潤滑するから、本発明の潤滑構造が奏する効果と同様の効果、例えば、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げる効果や潤滑性能の向上を図ることができる効果などを奏することができる。しかも、掻き上げ部材をロータの内周面に配置するだけだから、電動機ユニットの軸方向長を増加させることがなく、コンパクト化を図ることができる。

この掻き上げ部材をロータの内周面に配置してなる態様の本発明の電動機ユニットにおいて、前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部として周方向に歯を有するリング状部材を前記ロータの内周面に嵌合することにより形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、周方向に歯を有するリング状部材をロータの内周面に嵌合するだけだから、掻き上げ部材を簡易なものとすることができる。

また、この掻き上げ部材をロータの内周面に配置してなる態様の本発明の電動機ユニットにおいて、前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部が前記ロータの回転数を検出する回転数検出歯として形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、別途回転数検出歯を設ける必要がないから、部品点数増加を抑制できる。

また、本発明の電動機ユニットは、前記電動機を収納するとともに掻き上げられた前記潤滑油を貯留する貯留部を他の部材とともに形成する電動機ケースを備え、前記ロータシャフトは、前記潤滑油の流路としての潤滑油路が軸中心に形成されるとともに前記潤滑油の供給口としての貫通孔が前記潤滑油路から径方向に貫通して形成され、前記貯留部から前記潤滑油路に供給された潤滑油を回転により前記貫通孔から各部へ供給してなるものとすることもできる。
こうすれば、電動機ユニットの各部に潤滑油を供給する回路を簡易に確保することができる。

本発明のインホイールモータは、請求項１４ないし１６いずれか記載の電動機ユニットをホイール内に配置して駆動輪を駆動するインホイールモータであって、前記電動機ユニットは、前記電動機からの動力を減速して前記駆動輪に出力する遊星歯車機構を有し、該遊星歯車機構の３つの回転要素のうちの２つの回転要素に前記ロータシャフトと前記駆動輪に接続された出力軸とをそれぞれ接続し、他の１つの回転要素を前記電動機ユニットのケースに回転不能に支持してなることを要旨とする。

この本発明のインホイールモータでは、上述した本発明の電動機ユニットを備えるから、本発明の電動機ユニットが奏する効果と同様の効果を奏することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての潤滑構造を用いた電動機ユニット２０を搭載するインホイールモータ１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。
実施例のインホイールモータ１０は、図１に示すように、電動機ユニット２０と、この電動機ユニット２０の出力軸２に取り付けられたハブ４と、このハブ４にボルトＢにより固定されるホイール６に取り付けられる図示しないタイヤとを備える。

実施例の電動機ユニット２０は、図１に示すように、主として、電動機ＭＧと、出力軸２と、電動機ＭＧのロータシャフト２２と出力軸２とを接続するプラネタリギヤ６０とから構成されており、これらはケース３０に収容されている。
ケース３０は、電動機ＭＧおよびプラネタリギヤ６０を収容する第１ケース３２と、ロータシャフト２２をベアリングＢＲＧ１を介して回転可能に支持する第２ケース３４と、出力軸２をベアリングＢＲＧ２を介して回転可能に支持する第３ケース３６とがボルト３８等の締結部品によって結合されて構成されている。
また、ケース３０には、電動機ＭＧやプラネタリギヤ６０，各ベアリングＢＲＧ１，ＢＲＧ２などの潤滑を行なうための潤滑油が充填されている。

なお、第２ケース３４には、開口３４ａを塞ぐためのカバー部材４０がボルト４２によって結合され、第２ケース３４にカバー部材４０を取り付けることにより、図１および図２に示すように、第２ケース３４の面と共に潤滑油を導入可能な導入口４４を形成するとともに、導入された潤滑油を溜めることができるオイル貯留部４６を形成する。
第２ケース３４には、図２に示すように、飛散した潤滑油を導入口４４に導くためのガイド壁３４ｂが導入口４４から外方に向かって放射状に形成されている。

電動機ＭＧは、ロータシャフト２２と、このロータシャフト２２にボルト２２ａによって取り付けられるとともに永久磁石が貼り付けられたロータ２４と、三相コイルが巻回されたステータ２６とを備える同期発電電動機として構成されており、ロータ２４の内周面には、ケース３０に充填された潤滑油を掻き上げることができる掻き上げリング５０が圧入によって取り付けられている。

電動機ＭＧのロータシャフト２２は、中空構造となっており、軸中心に潤滑油の潤滑油路２２ｂを形成している。この潤滑油路２２ｂには、電動機ユニット２０の各部、例えば、プラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧに潤滑油を供給するための供給口として複数箇所に亘って径方向貫通孔２２ｃが形成されている。なお、潤滑油路２２ｂへは、オイル貯留部４６からオイルチャネルＯＣを用いて潤滑油が供給される。

図３は、掻き上げリング５０の構成を示す斜視図であり、図４は、掻き上げリング５０が取り付けられたロータ２４を拡大して示す拡大図であり、図５は、掻き上げリング５０が取り付けられたロータ２４を正面から見た正面図であり、図６は、図４のＸ−Ｘ断面を示す断面図である。
掻き上げリング５０は、図３に示すように、凹部５２と凸部５４とが交互に形成されたリング状に形成されており、図３，図４および図５に示すように、凸部５４の最外周面がロータ２４の内周面に圧入されることによって凹部５２が中空部を成す複数の掻き上げ歯５６が形成される。なお、凹部５２による中空部は、掻き上げリング５０がロータ２４内周面に取り付けられたときに、凹部５２の長手方向一端側はロータ２４のフランジ部２４ａによって塞がれるとともに、凹部５２のフランジ部２４ａとは反対側である長手方向他端側は開口部５６ｃとして開口された袋小路状となる。

掻き上げ歯５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ２４の正回転方向（図３ないし図５における矢印方向）に対して前側となる前側歯側面５６ａには、図３ないし図６に示すように、中空部としての凹部５２内外を連通する連通開口５８が形成されている。ここで、連通開口５８は、実施例では全ての掻き上げ歯５６の前側歯側面５６ａに形成するものとした。
また、掻き上げ歯５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ２４の正回転方向に対して後側となる後側歯側面５６ｂには、開口部５６ｃからフランジ部２４ａとは反対方向に突出するガイド部５９が連続して一体に設けられている。ここで、ガイド部５９は、実施例では全ての掻き上げ歯５６に対して形成するものとした。このガイド部５９は、掻き上げリング５０がロータ２４内周面に取り付けられたときに、導入口４４やオイル貯留部４６の方向を向くように設定されている。
なお、掻き上げリング５０の掻き上げ歯５６は、第２ケース３４に取り付けた回転数センサ８０によってロータ２４の回転位置を検出するための検出歯としても用いられる。これにより、回転位置を検出するための検出歯を別途設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制できる。また、図１に示すように、回転数センサ８０をロータ２４の内周面側に収容できるから、インホイールモータ１０自体をコンパクト化できる。

プラネタリギヤ６０は、図１に示すように、外歯歯車としてのサンギヤ６２と、このサンギヤ６２と同心円上に配置された内歯歯車としてのリングギヤ６４と、サンギヤ６２に噛合するとともにリングギヤ６４に噛合する複数のピニオンギヤ６６と、複数のピニオンギヤ６６を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備え、サンギヤ６２とリングギヤ６４とキャリア６８とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ６０は、サンギヤ６０がロータシャフト２２に一体形成され、キャリア６６が出力軸２に一体形成され、リングギヤ６２が第１ケース３２にその回転が禁止されるよう支持されている。

次に、こうして構成された電動機ユニット２０の動作、特にロータ２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際の動作について説明する。
インホイールモータ１０が作動して電動機ユニット２０の電動機ＭＧが駆動すると、これに伴ってロータ２４が回転する。これにより、ケース３０に充填されている潤滑油はロータ２４の内周面に取り付けられた掻き上げリング５０の掻き上げ歯５６によって掻き上げられる。このとき、掻き上げ歯５６は内部が中空に形成されているとともに、ロータ２４の正回転方向に対して前側となる前側歯側面５６ａに連通開口５８が形成されているから、潤滑油が連通開口５８を介して掻き上げ歯５６の中空部に流れ込む。ここで、ロータ２４の正回転方向に対して後側となる後側歯側面は閉じた形状に形成されているから、連通開口５８から流れ込む潤滑油を掻き上げ歯５６内に確実に溜め込むことができる。
このように、掻き上げリング５０は、掻き上げ歯５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げるから、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

こうして掻き上げ歯５６で掻き上げられた潤滑油は、一部は飛散により直接電動機ＭＧやプラネタリギヤ６０などの電動機ユニット２０の各部の潤滑や冷却を行い、残りは直接あるいは図２の矢印で示すように第２ケース３４のガイド壁３４を伝って導入口４４からオイル貯留部４６に導入され、オイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット２０の各部の潤滑や冷却を行う。
一方、掻き上げ歯５６内に溜め込まれた潤滑油は、ロータ２４の回転に伴い開口部５６ｃから排出され、ガイド部５９によって導入口４４の方向に誘導される。そして、導入口４４からオイル貯留部４６に導入されてオイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット２０の各部の潤滑や冷却を行う。
このように、より多くの潤滑油を掻き上げて電動機ユニット２０の各部の潤滑や冷却を行うことができるから、潤滑性能の向上を図ることができる。しかも、ガイド部５９により開口部５６ｃから排出する潤滑油を確実に導入口４４に誘導することができる。

以上説明した第１実施例の潤滑構造によれば、潤滑油を掻き上げる掻き上げリング５０の掻き上げ歯５６を中空に形成するから、ロータ２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際に、掻き上げ歯５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げることができる。この結果、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

また、第１実施例の潤滑構造によれば、掻き上げ歯５６内に溜め込んだ潤滑油を開口部５６ｃから排出する際にガイド部５９によって導入口４４の方向に誘導するから、潤滑油を効果的にオイル貯留部４６へ導入して電動機ユニット２０の各部へ供給することができる。この結果、潤滑性能が向上する。しかも、ガイド部５９は、潤滑油が排出される開口部５６ｃ近傍に形成されるから、潤滑油のガイドを確実に行うことができる。

さらに、第１実施例の潤滑構造によれば、凹部５２と凸部５４とが交互に形成された掻き上げリング５０をロータ２４の内周面に圧入するだけだから、より多くの潤滑油を掻き上げる構造を簡易に確保することができるとともに、電動機ユニット２０の軸方向長さが増加するのを抑えてコンパクト化を図ることができる。

また、第１実施例の潤滑構造によれば、掻き上げリング５０の掻き上げ歯５６をロータ２４の回転数を検出する検出歯としても用いるから、回転数検出歯を別途設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。

第１実施例の潤滑構造では、掻き上げ歯５６の前側歯側面５６ａに連通開口５８を形成するものとしたが、連通開口５８は形成しなくても差し支えない。この場合、開口部５６ｃが、潤滑油の掻き上げ歯５６内への流入口および排出口として用いられる。

第１実施例の潤滑構造では、開口部５６ｃから排出される潤滑油を導入口４４方向にガイドするガイド部５９を設けるものとしたが、ガイド部５９は設けなくても差し支えない。

次に、本発明の第２実施例としての潤滑構造を用いた電動機ユニット１２０を搭載するインホイールモータ１００について説明する。
第２実施例の潤滑構造を用いた電動機ユニット１２０を搭載するインホイールモータ１００は、掻き上げリング５０を掻き上げリング１５０に変えた点を除いて図１および図２を用いて説明した第１実施例の潤滑構造を用いた電動機ユニット２０を搭載するインホイールモータ１０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例のインホイールモータ１００の構成のうち第１実施例のインホイールモータ１０と同一の構成については同一の符号を付し、図示とその詳細な説明は、重複を避けるため省略する。

図７は、掻き上げリング１５０が取り付けられたロータ１２４を拡大して示す拡大図であり、図８は、掻き上げリング１５０が取り付けられたロータ１２４を正面から見た正面図であり、図９は、図７のＹ−Ｙ断面を示す断面図である。
掻き上げリング１５０は、凹部１５２と凸部１５４とが交互に形成されたリング状に形成されており、図７および図８に示すように、凸部１５４の最外周面がロータ１２４の内周面に圧入されることによって凹部１５２が中空部を成す複数の掻き上げ歯１５６が形成される。凹部１５２による中空部は、掻き上げリング１５０をロータ１２４内周面に取り付けたときに、凹部１５２の長手方向両端面が閉塞される。

掻き上げ歯１５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ１２４の正回転方向に対して前側となる前側歯側面１５６ａには、図７ないし図９に示すように、中空部としての凹部１５２内外を連通する連通開口１５８が形成されている。また、凹部１５２による中空部を閉塞する凹部１５２の長手方向両端面のうちフランジ部１２４ａとは反対方向側に形成された閉塞壁１５６ｃには、図示するように、連通開口１５８と比較して開口面積が小さいオリフィス１５６ｄが形成されている。ここで、連通開口１５８は、実施例では全ての掻き上げ歯１５６の前側歯側面１５６ａに形成するものとし、オリフィス１５６ｄは、実施例では全ての掻き上げ歯１５６の閉塞壁１５６ｃに形成するものとした。
オリフィス１５６ｄは、図８に示すように、閉塞壁１５６ｃのうち径方向最外方付近であって前側歯側面１５６ａに対向する面である後側歯側面１５６ｂ寄りに形成されている。なお、後側歯側面１５６ｂとは、掻き上げ歯１５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ１２４の正回転方向に対して後側となる面である。また、掻き上げリング１５０の掻き上げ歯１５６は、ロータ１２４の回転位置を検出するための検出歯としても用いられる。

次に、こうして構成された電動機ユニット１２０の動作、特にロータ１２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際の動作について説明する。
インホイールモータ１００が作動して電動機ユニット１２０の電動機ＭＧが駆動すると、これに伴ってロータ１２４が回転する。これにより、ケース３０に充填されている潤滑油はロータ１２４の内周面に取り付けられた掻き上げリング１５０の掻き上げ歯１５６によって掻き上げられる。このとき、掻き上げ歯１５６は内部が中空に形成されているとともに、ロータ１２４の正回転方向に対して前側となる前側歯側面１５６ａに連通開口１５８が形成されているから、潤滑油が連通開口１５８を介して掻き上げ歯１５６の中空部に流れ込む。ここで、ロータ１２４の正回転方向に対して後側となる後側歯側面１５６ｂは閉じた形状に形成されているから、連通開口１５８から流れ込む潤滑油を掻き上げ歯１５６内に確実に溜め込むことができる。
このように、掻き上げリング１５０は、掻き上げ歯１５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げるから、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯１５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯１５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

こうして掻き上げ歯１５６で掻き上げられた潤滑油は、一部は飛散により直接電動機ＭＧやプラネタリギヤ６０などの電動機ユニット１２０の各部の潤滑や冷却を行い、残りは直接あるいは第２ケース３４のガイド壁３４を伝って導入口４４からオイル貯留部４６に導入され、オイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット１２０の各部の潤滑や冷却を行う。一方、掻き上げ歯１５６内に溜め込まれた潤滑油は、ロータ１２４の回転に伴いオリフィス１５６ｄから導入口４４の方向に向かって排出される。ここで、オリフィス１５６ｄは、連通開口１５８よりも開口面積が小さく形成されているから、掻き上げ歯１５６内の潤滑油は排出され難いものとなっている。
これにより、掻き上げ歯１５６内に溜め込まれた潤滑油をより長い間保持することができ、比較的高い位置に形成された導入口４４の高さまで潤滑油を運搬できる。また、閉塞壁１５６ｃのうち径方向最外方付近であって後側歯側面１５６ｂ寄りの位置、即ち、ロータ２４の回転に伴う遠心力と回転力とにより掻き上げ歯１５６内の潤滑油に最も圧力が作用する位置にオリフィス１５６ｄを形成するから、オリフィス１５６ｄから勢い良く潤滑油を排出することができる。この結果、導入口４４への潤滑油供給をより確実なものとすることができる。

そして、導入口４４に供給された潤滑油は、オイル貯留部４６に導入されてオイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット１２０の各部の潤滑や冷却を行う。このように、より多くの潤滑油を掻き上げて電動機ユニット１２０の各部の潤滑や冷却を行うことができるから、潤滑性能の向上を図ることができる。

以上説明した第２実施例の潤滑構造によれば、潤滑油を掻き上げる掻き上げリング１５０の掻き上げ歯１５６を中空に形成するから、ロータ１２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際に、掻き上げ歯１５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げることができる。この結果、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯１５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯１５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

また、第２実施例の潤滑構造によれば、掻き上げ歯１５６内の潤滑油の出口としてのオリフィス１５９を、掻き上げ歯１５６内への潤滑油の入口としての導入開口１５８に比較して開口面積を小さくして、掻き上げ歯１５６内の潤滑油を排出し難いものとしたから、掻き上げ歯１５６内に溜め込まれた潤滑油をより長い間保持することができ、比較的高い位置に形成された導入口４４の高さまで運搬できる。しかも、オリフィス１５６ｄを閉塞壁１５６ｃのうち径方向最外方付近であって後側歯側面１５６ｂ寄りに形成するから、掻き上げ歯１５６内の潤滑油を、ロータ２４の回転に伴う遠心力と回転力とにより最も圧力が作用する位置から排出することができ、オリフィス１５６ｄから勢い良く潤滑油を排出することができる。この結果、導入口４４への潤滑油供給をより確実なものとすることができる。

さらに、第２実施例の潤滑構造によれば、凹部１５２と凸部１５４とが交互に形成された掻き上げリング１５０をロータ１２４の内周面に圧入するだけだから、より多くの潤滑油を掻き上げる構造を簡易に確保することができると共に、電動機ユニット１２０の軸方向長さが増加するのを抑えてコンパクト化を図ることができる。

また、第２実施例の潤滑構造によれば、掻き上げリング１５０の掻き上げ歯１５６をロータ１２４の回転数を検出する検出歯としても用いるから、回転数検出歯を別途設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。

次に、本発明の第３実施例としての潤滑構造を用いた電動機ユニット２２０を搭載するインホイールモータ２００について説明する。
第３実施例の潤滑構造を用いた電動機ユニット２２０を搭載するインホイールモータ２００は、掻き上げリング５０を掻き上げリング２５０に変えた点を除いて図１および図２を用いて説明した第１実施例の潤滑構造を用いた電動機ユニット２０を搭載するインホイールモータ１０と同一の構成をしている。したがって、第３実施例のインホイールモータ２００の構成のうち第１実施例のインホイールモータ１０と同一の構成については同一の符号を付し、図示とその詳細な説明は、重複を避けるため省略する。

図１０は、掻き上げリング２５０が取り付けられたロータ２２４を拡大して示す拡大図であり、図１１は、掻き上げリング２５０が取り付けられたロータ２２４を正面から見た正面図であり、図１２は、図１０のＺ−Ｚ断面を示す断面図である。
掻き上げリング２５０は、凹部２５２と凸部２５４とが交互に形成されたリング状に形成されており、図１０および図１１に示すように、凸部２５４の最外周面がロータ２２４の内周面に圧入されることによって凹部２５２が中空部を成す複数の掻き上げ歯２５６が形成される。凹部２５２による中空部は、掻き上げリング２５０をロータ２２４内周面に取り付けたときに、凹部２５２の長手方向両端面が閉塞される。

掻き上げ歯２５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ２２４の正回転方向に対して前側となる前側歯側面２５６ａには、図１０ないし図１２に示すように、中空部としての凹部２５２内外を連通する連通開口２５８が形成されている。また、凹部２５２による中空部を閉塞する凹部２５２の長手方向両端面のうちフランジ部２２４ａとは反対方向側に形成された閉塞壁２５６ｃには、図示するように、連通開口２５８と比較して開口面積が小さい連通孔２６０を有するオイル排出パイプ２５９が取り付けられている。ここで、連通開口２５８は、実施例では全ての掻き上げ歯２５６の前側歯側面２５６ａに形成するものとし、オイル排出パイプ２５９は、実施例では全ての掻き上げ歯２５６の閉塞壁２５６ｃに形成するものとした。
オイル排出パイプ２５９は、図１１に示すように、閉塞壁２５６ｃのうち径方向最外方付近であって前側歯側面２５６ａに対向する面である後側歯側面２５６ｂ寄りの位置に配設されており、閉塞壁２５６ｃから導入口４４やオイル貯留部４６の方向を向くように突出するとともに掻き上げ歯２５６内に突出している。なお、後側歯側面２５６ｂとは、掻き上げ歯２５６の歯筋方向に沿う歯側面のうちロータ２２４の正回転方向に対して後側となる面である。また、掻き上げリング２５０の掻き上げ歯２５６は、ロータ２２４の回転位置を検出するための検出歯としても用いられる。

次に、こうして構成された電動機ユニット２２０の動作、特にロータ２２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際の動作について説明する。
インホイールモータ２００が作動して電動機ユニット２２０の電動機ＭＧが駆動すると、これに伴ってロータ２２４が回転する。これにより、ケース３０に充填されている潤滑油はロータ２２４の内周面に取り付けられた掻き上げリング２５０の掻き上げ歯２５６によって掻き上げられる。このとき、掻き上げ歯２５６は内部が中空に形成されているとともに、ロータ２２４の正回転方向に対して前側となる前側歯側面２５６ａに連通開口２５８が形成されているから、潤滑油が連通開口２５８を介して掻き上げ歯２５６の中空部に流れ込む。ここで、ロータ２２４の正回転方向に対して後側となる後側歯側面２５６ｂは閉じた形状に形成されているから、連通開口２５８から流れ込む潤滑油を掻き上げ歯２５６内に確実に溜め込むことができる。
このように、掻き上げリング２５０は、掻き上げ歯２５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げるから、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯２５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯２５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

こうして掻き上げ歯２５６で掻き上げられた潤滑油は、一部は飛散により直接電動機ＭＧやプラネタリギヤ６０などの電動機ユニット２２０の各部の潤滑や冷却を行い、残りは直接あるいは第２ケース３４のガイド壁３４を伝って導入口４４からオイル貯留部４６に導入され、オイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット２２０の各部の潤滑や冷却を行う。
一方、掻き上げ歯２５６内に溜め込まれた潤滑油は、ロータ２２４の回転に伴い排出パイプ２５９の連通孔２６０から導入口４４の方向に向かって排出される。ここで、排出パイプ２５９は、連通孔２６０が連通開口２５８よりも開口面積が小さく所定長さを有するチョークとして形成されているから、掻き上げ歯１５６内の潤滑油は、閉塞壁２５６ｃに単に排出孔（オリフィス）を形成したものよりもより排出され難いものとなっている。これにより、掻き上げ歯２５６内に溜め込まれた潤滑油をより長い間保持することができ、比較的高い位置に形成された導入口４４の高さまで潤滑油を運搬できる。また、閉塞壁２５６ｃのうち径方向最外方付近であって後側歯側面２５６ｂ寄りの位置、即ち、ロータ２２４の回転に伴う遠心力と回転力とにより掻き上げ歯２５６内の潤滑油に最も圧力が作用する位置に排出パイプ２５９を配設するから、連通孔１６０から潤滑油を排出する際には勢い良く排出することができる。しかも、排出パイプ２５９は、閉塞壁２５６ｃから導入口４４の方向に向かって突出しているから、導入口４４へより確実に潤滑油を供給することができる。

そして、導入口４４に供給された潤滑油は、オイル貯留部４６に導入されてオイルチャネルＯＣやロータシャフト２２の潤滑油路２２ｂ，径方向貫通孔２２ｃなどを介してプラネタリギヤ６０やニードルベアリングＮＢＲＧなどの電動機ユニット２２０の各部の潤滑や冷却を行う。このように、より多くの潤滑油を掻き上げて電動機ユニット２２０の各部の潤滑や冷却を行うことができるから、潤滑性能の向上を図ることができる。

以上説明した第３実施例の潤滑構造によれば、潤滑油を掻き上げる掻き上げリング２５０の掻き上げ歯２５６を中空に形成するから、ロータ２２４の回転に伴う潤滑油掻き上げの際に、掻き上げ歯２５６内に潤滑油を溜め込みながら潤滑油を掻き上げることができる。この結果、より多くの潤滑油を掻き上げることができる。しかも、掻き上げ歯２５６を中空に形成するだけだから、潤滑油を掻き上げる際のフリクション増加を抑えながら潤滑油を効率良く掻き上げることができる。また、掻き上げ歯２５６内に潤滑油を溜め込んだ分だけケース３０に貯留される潤滑油の液面を下げることができるから、電動機ＭＧの攪拌抵抗を小さくすることができる。

また、第３実施例の潤滑構造によれば、掻き上げ歯２５６内の潤滑油の出口を排出パイプを用いてチョークとするから、掻き上げ歯２５６内の潤滑油が閉塞壁２５６ｃに単に排出孔（オリフィス）を形成するものよりもより排出され難いものとなる。この結果、掻き上げ歯２５６内に溜め込まれた潤滑油をより長い間保持することができ、比較的高い位置に形成された導入口４４の高さまで潤滑油を運搬できる。また、閉塞壁２５６ｃのうち径方向最外方付近であって後側歯側面２５６ｂ寄りの位置、即ち、ロータ２２４の回転に伴う遠心力と回転力とにより掻き上げ歯２５６内の潤滑油に最も圧力が作用する位置に排出パイプ２５９を配設するから、連通孔１６０から潤滑油を排出する際には勢い良く排出することができる。しかも、排出パイプ２５９は、閉塞壁２５６ｃから導入口４４の方向に向かって突出しているから、導入口４４へより確実に潤滑油を供給することができる。この結果、潤滑性能が向上する。

さらに、第３実施例の潤滑構造によれば、凹部２５２と凸部２５４とが交互に形成された掻き上げリング２５０をロータ２２４の内周面に圧入するだけだから、より多くの潤滑油を掻き上げる構造を簡易に確保することができるとともに、電動機ユニット２２０の軸方向長さが増加するのを抑えてコンパクト化を図ることができる。

また、第３実施例の潤滑構造によれば、掻き上げリング２５０の掻き上げ歯２５６をロータ２２４の回転数を検出する検出歯としても用いるから、回転数検出歯を別途設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。

第１実施例や第２実施例，第３実施例の潤滑構造では、連通開口５８，１５８，２５８は、全ての掻き上げ歯５６，１５６，２５６の前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａに形成するものとしたが、全ての掻き上げ歯５６，１５６，２５６の前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａに形成する必要はなく、例えば、一つの掻き上げ歯５６，１５６，２５６の前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａだけに形成するものとしたり、一つおきの掻き上げ歯５６，１５６，２５６の前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａに形成するものとしても構わない。

第１実施例や第２実施例，第３実施例の潤滑構造では、連通開口５８，１５８，２５８は、前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａにのみ形成するものとしたが、ある掻き上げ歯５６，１５６，２５６には、連通開口５８，１５８，２５８は前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａに形成し、他の掻き上げ歯５６，１５６，２５６には、連通開口５８，１５８，２５８は後側歯側面５６ｂ，１５６ｂ，２５６ｂに形成するものとしても構わない。こうすれば、ロータ２４，１２４，２２４が正回転するときだけでなく、逆回転するときにも潤滑油を掻き上げ歯５６，１５６，２５６内の中空部に溜め込むことができる。この場合、図１３，図１４および図１５の変形例の潤滑構造に例示するように、連通開口５８，１５８，２５８は前側歯側面５６ａ，１５６ａ，２５６ａと後側歯側面５６ｂ，１５６ｂ，２５６ｂとに交互に設けるものとしても良い。このとき、ガイド部５９やオリフィス１５６ｄ，オイル排出パイプ２５９の形状や配置位置は、連通開口５８，１５８，２５８に対応して変えるものとすれば良い。こうすれば、ロータ２４，１２４，２２４が正回転するときと逆回転するときとでほぼ同等の潤滑性能を得ることができる。

第１実施例や第２実施例，第３実施例の潤滑構造では、掻き上げリング５０，１５０，２５０をロータ２４，１２４，２２４の内周面に圧入によって取り付けるものとしたが、溶接やボルト締結など、取り付け方は如何なるものであっても構わない。

第１実施例や第２実施例，第３実施例の潤滑構造では、掻き上げリング５０，１５０，２５０をロータ２４，１２４，２２４の内周面に圧入によって取り付けることにより掻き上げ歯５６，１５６，２５６を形成するものとしたが、掻き上げ歯５６，１５６，２５６はロータ２４，１２４，２２４の内周面に一体形成するものであっても構わない。

第２実施例や第３実施例では、オリフィス１５６ｄおよびオイル排出パイプ２５９は、閉塞壁１５６ｃ，２５６ｃのうち後側歯側面１５６ｂ，２５６ｂ寄りに形成するものとしたが、オリフィス１５６ｄおよびオイル排出パイプ２５９は、閉塞壁１５６ｃ，２５６ｃのうち前側歯側面１５６ａ，２５６ａ寄りに形成するものとしたり、前側歯側面１５６ａ，２５６ａと後側歯側面１５６ｂ，２５６ｂとの間のほぼ中央部に形成するものしても差し支えない。

第２実施例や第３実施例では、オリフィス１５６ｄおよびオイル排出パイプ２５９は、閉塞壁１５６ｃ，２５６ｃのうち径方向最外方付近に形成するものとしたが、オリフィス１５６ｄおよびオイル排出パイプ２５９は、閉塞壁１５６ｃ，２５６ｃのうち径方向最内方付近に形成するものとしたり、径方向最内方付近と径方向最外方付近との間のほぼ中央部に形成するものしても差し支えない。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施形態としての潤滑構造を用いた電動機ユニット２０を搭載するインホイールモータ１０の構成の概略を示す構成図である。 図１のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。 掻き上げリング５０の構成を示す斜視図である。 掻き上げリング５０が取り付けられたロータ２４を拡大して示す拡大図である。 掻き上げリング５０が取り付けられたロータ２４を正面から見た正面図である。 図４のＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 掻き上げリング１５０が取り付けられたロータ１２４を拡大して示す拡大図である。 掻き上げリング１５０が取り付けられたロータ１２４を正面から見た正面図である。 図７のＹ−Ｙ断面を示す断面図である。 掻き上げリング２５０が取り付けられたロータ２２４を拡大して示す拡大図である。 掻き上げリング２５０が取り付けられたロータ２２４を正面から見た正面図である。 図１０のＺ−Ｚ断面を示す断面図である。 変形例の潤滑構造を用いた電動機ユニット２０における掻き上げリング５０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の潤滑構造を用いた電動機ユニット１２０における掻き上げリング１５０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の潤滑構造を用いた電動機ユニット２２０における掻き上げリング２５０の構成の概略を示す構成図である。

２ 出力軸
１０，１００，２００ インホイールモータ
２０，１２０，２２０ 電動機ユニット
２２ ロータシャフト
２２ａ ボルト
２２ｂ 潤滑油路
２２ｃ 貫通孔
２４，１２４，２２４ ロータ
２４ａ，１２４ａ，２２４ａ フランジ部
２６ ステータ
３０ ケース
３２ 第１ケース
３４ 第２ケース
３４ａ 開口
３４ｂ ガイド壁
３６ 第３ケース
３８ ボルト
４０ カバー部材
４２ ボルト
４４ 導入口
４６ オイル貯留部
５０，１５０，２５０ 掻き上げリング
５２，１５２，２５２ 凹部
５４，１５４，２５４ 凸部
５６，１５６，２５６ 掻き上げ歯
５６ａ，１５６ａ，２５６ａ 前側歯側面
５６ｂ，１５６ｂ，２５６ｂ 後側歯側面
５６ｃ 開口部
５８，１５８，２５８ 連通開口
５９ ガイド部
６０ プラネタリギヤ
６２ サンギヤ
６４ リングギヤ
６６ ピニオンギヤ
６８ キャリア
８０ 回転数センサ
１５６ｃ，２５６ｃ 閉塞壁
１５６ｄ オリフィス
２５９ オイル排出パイプ
２６０ 連通孔
ＭＧ 電動機
ＢＲＧ１ ベアリング
ＢＲＧ２ ベアリング
ＯＣ オイルチャネル
ＮＢＲＧ ニードルベアリング

Claims (16)

1. 回転軸の回転に伴って潤滑油を掻き上げ可能な掻き上げ部材を備え、該掻き上げ部材で掻き上げた前記潤滑油を用いて直接または間接的に動力機構の各部の少なくとも一部を潤滑する潤滑構造であって、
   前記掻き上げ部材は、前記潤滑油を掻き上げる掻き上げ部を有し、
   該掻き上げ部は、内部が中空の歯形に形成されてなり、該内部へ前記潤滑油を導入可能な導入開口が前記掻き上げ部の歯筋方向に沿う歯側面に形成されてなるとともに該導入開口に対向する面が閉じた態様に形成されてなる
   潤滑構造。
2. 前記導入開口は、前記歯側面のうち少なくとも前記掻き上げ部材の回転方向前側となる前側歯側面に形成されてなる請求項１記載の潤滑構造。
3. 前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部として円周方向に第１掻き上げ部と第２掻き上げ部とを有し、
   前記導入開口は、前記第１掻き上げ部においては前記前側歯側面に形成されてなり、前記第２掻き上げ部においては前記歯側面のうち前記掻き上げ部材の回転方向後側となる後側歯側面に形成されてなる請求項２記載の潤滑構造。
4. 前記掻き上げ部材は、前記第１掻き上げ部と前記第２掻き上げ部とが前記円周方向に交互に形成されてなる請求項３記載の潤滑構造。
5. 前記掻き上げ部は、前記導入開口から導入した前記潤滑油を導出可能な導出部が形成されてなる請求項１ないし４いずれか記載の潤滑構造。
6. 前記導出部は、前記掻き上げ部のうち前記導入開口が形成された面よりも該面に対向する対向面寄りに形成されてなる請求項５記載の潤滑構造。
7. 前記導出部は、前記導入開口から導入する前記潤滑油の量に比して導出される前記潤滑油の量が少なくなるよう形成されてなる請求項５または６記載の潤滑構造。
8. 前記導出部は、前記導入開口に比して面積が小さい開口に形成されてなる請求項７記載の潤滑構造。
9. 前記導出部は、チョークとして形成されてなる請求項８記載の潤滑構造。
10. 前記導出部から導出される前記潤滑油の導出方向をガイドするガイド部材を備える請求項５ないし９いずれか記載の潤滑構造。
11. 前記ガイド部材は、前記導出部近傍に形成されてなる請求項１０記載の潤滑構造。
12. 前記回転軸としてのロータシャフトと、該ロータシャフトと一体回転するロータとを有する電動機を含む前記動力機構としての電動機ユニットであって、
    前記ロータの内周面に前記掻き上げ部材を配置し、請求項１ないし１１いずれか記載の潤滑構造を用いて各部の少なくとも一部を潤滑する
    電動機ユニット。
13. 前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部として周方向に歯を有するリング状部材を前記ロータの内周面に嵌合することにより形成されてなる請求項１２記載の電動機ユニット。
14. 前記掻き上げ部材は、前記掻き上げ部が前記ロータの回転数を検出する回転数検出歯として形成されてなる請求項１２または１３記載の電動機ユニット。
15. 前記電動機を収納するとともに掻き上げられた前記潤滑油を貯留する貯留部を他の部材とともに形成する電動機ケースを備え、
    前記ロータシャフトは、前記潤滑油の流路としての潤滑油路が軸中心に形成されるとともに前記潤滑油の供給口としての貫通孔が前記潤滑油路から径方向に貫通して形成され、前記貯留部から前記潤滑油路に供給された潤滑油を回転により前記貫通孔から各部へ供給してなる
    請求項１２ないし１４いずれか記載の電動機ユニット。
16. 請求項１２ないし１５いずれか記載の電動機ユニットをホイール内に配置して駆動輪を駆動するインホイールモータであって、
    前記電動機ユニットは、前記電動機からの動力を減速して前記駆動輪に出力する遊星歯車機構を有し、
    該遊星歯車機構の３つの回転要素のうちの２つの回転要素に前記ロータシャフトと前記駆動輪に接続された出力軸とをそれぞれ接続し、
    他の１つの回転要素を前記電動機ユニットのケースに回転不能に支持してなる
    インホイールモータ。

Images