JP5262804B2

JP5262804B2 - モータケースの構造

Info

Publication number: JP5262804B2
Application number: JP2009034360A
Authority: JP
Inventors: 晴彦菅井; 智史村田; 一哉荒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010190299A

Description

本発明は、モータケースの構造に係り、特に、モータを収納するモータ室と、モータに噛合するギアを収納するギア室と、モータ室及びギア室の何れか一方の室に設けられた圧力調整を行うブリーザ機構と、を備えるモータケースの構造に関する。

従来、モータケース内の圧力を調整するブリーザ機構を備えるモータケース構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。このブリーザ機構は、モータケースの上部に設けられている。ブリーザ機構は、モータケース内の圧力が上昇した際にブリーザプラグが作動して、モータケース内と外気とが連通することで、モータケース内の圧力を下げる。従って、ブリーザ機構によれば、モータケース内の圧力を一定に保つことができる。

特開２００５−３２４７２２号公報

ところで、モータやベアリングなどの冷却・潤滑を行ううえで、モータケース内には作動油が封入される。作動油は、モータケース内の下部に溜まっており、モータやギアの作動によりモータケース内の上部に送られて、モータ、ギア、及びベアリングを冷却し或いは潤滑する。一方、モータやギアが高速で回転した際やモータケース内が高温になった際などにはモータケース内の圧力が上昇するため、ブリーザ機構が作動してモータケース内の圧力を一定に保とうとするが、この際、モータケース内の作動油がブリーザ機構に到達して外部へ漏れ出す可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、モータケース内からブリーザ機構を介して外部へ作動油が漏れ出すのを抑制することが可能なモータケースの構造を提供することを目的とする。

上記の目的は、モータを収納するモータ室と、モータに噛合するギアを収納するギア室と、前記モータ室及び前記ギア室の何れか一方の室に設けられた圧力調整を行うブリーザ機構と、を備えるモータケースの構造であって、前記一方の室と前記ブリーザ機構とを繋ぐ、該一方の室の開口端から該ブリーザ機構の先端にかけて略鉛直上方に延びる経路と、前記経路を前記モータ室及び前記ギア室のうち前記一方の室とは異なる他方の室に連通させる、略水平に延びる連通路と、を備え、前記連通路は、前記経路に前記ブリーザ機構の先端手前で接続されると共に、前記他方の室に該他方の室内のオイルに圧力がかからない位置で接続されるモータケースの構造により達成される。

この態様の発明において、モータケース内のモータ室又はギア室とブリーザ機構とを繋ぐ経路上には、一端がギア室又はモータ室に接続する連通路の他端が接続されている。すなわち、上記の経路とギア室又はモータ室とは、連通路を介して連通されている。かかる構造においては、モータ室又はギア室内から上記の経路に到達した作動油がブリーザ機構側へ移動する際に、その作動油が連通路を介してギア室又はモータ室側へ流入し易くなる。このため、本発明によれば、モータケース内からブリーザ機構を介して外部へ作動油が漏れ出すのを抑制することができる。

尚、上記したモータケースの構造において、前記連通路は、略水平に延びているので、モータ室又はギア室とブリーザ機構とを繋ぐ経路からギア室又はモータ室への作動油の流入を確保することができる。

また、上記したモータケースの構造において、前記経路は、前記一方の室から前記ブリーザ機構にかけて略鉛直上方に延びているので、経路でのブリーザ機構へのエアの流れと連通路への作動油の流れとを作り出すことができる。

上記したモータケースの構造において、前記経路は、前記一方の室の上面に接続されることとしてもよい。
更に、上記したモータケースの構造において、前記モータ室と前記ギア室とを連通させる、オイルが流れるオイル通路及び前記モータと前記ギアとを噛合するシャフトが貫通する貫通穴とは異なる空気穴を備えることとすれば、モータ室とギア室との圧力差を無くすことができるので、両室の圧力差に起因して一方の室からの作動油が連通路を介して他方の室へ流入し難くなるのを防止することができる。
この場合、前記空気穴は、モータケース内を循環するオイルに前記モータ室及び前記ギア室の圧力がかからない位置に設けられることとしてもよい。

本発明によれば、モータケース内からブリーザ機構を介して外部へ作動油が漏れ出すのを抑制することができる。

本発明の第１実施例であるモータケースの構造を表した図である。本実施例のモータケースの要部断面図である。本発明の変形例であるモータケースの構造を表した図である。本発明の変形例であるモータケースの構造を表した図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るモータケースの構造の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるモータケース１０の構造を表した図を示す。尚、図１（Ａ）及び（Ｂ）にはそれぞれ、法線の向きが互いに９０°異なる面で切断した際のモータケース１０の断面図を示す。また、図２は、本実施例のモータケース１０の要部断面図を示す。

本実施例のモータケース１０は、車両に搭載されるインホイルモータなどの電気モータ１２を収納するケースである。この電気モータ１２の軸は、減速機であるギア１４を介して対象（例えば、車輪ホイル）に連結されている。電気モータ１２の回転出力は、ギア１４を用いて減速されて対象に伝達される。

モータケース１０は、電気モータ１２を収納するモータ室１６と、ギア１４を収納するギア室１８と、を備えている。モータ室１６及びギア室１８は共に、モータケース１０内で円柱状に形成されている。モータ室１６及びギア室１８は、互いに水平方向に隣接して配置されているが、モータ室１６の上面及び下面が共にギア室１８の上面及び下面に比べて僅かに上方に配置されるように、モータ室１６とギア室１８とには段差が形成されている。

モータ室１６とギア室１８とは、その下端近傍でオイル通路２０を介して連通されている。モータ室１６及びギア室１８には、電気モータ１２やギア１４、その電気モータ１２やギア１４に関連・付随するベアリングを冷却・潤滑するための作動油であるオイルが封入されている。このオイルは、オイル通路２０を介してモータ室１６とギア室１８との間を移動することが可能である。

また、モータ室１６とギア室１８とは、貫通孔２２を介して連通されている。貫通孔２２は、ギア室１８の上部に接続されている。貫通孔２２には、モータ室１６内の電気モータ１２とギア室１８内のギア１４とを噛合させるためのシャフトが貫通されている。このシャフトには、ギアポンプが取り付けられていると共に、ギア室１８内の上部に配設されたカウンタギア１４ａが取り付けられている。ギアポンプは、シャフトの回転に伴って回転駆動されることで、ギア室１８の下部に貯留されているオイルを掻きあげてモータ室１６の上部へ送る。

かかる構成においては、電気モータ１２が回転してギア１４が作動する際、ギア室１８内のオイルがギアポンプにより掻きあげられてギア室１８内を通りその後にモータ室１６の上部へ吐出される。このため、電気モータ１２及びギア１４の作動時において、オイルがギア室１８内を通ることでそのギア室１８内のギア１４やベアリングを冷却し或いは潤滑することができ、その後、オイルがギア室１８からモータ室１６へ送られることでそのモータ室１６内の電気モータ１２やベアリングを冷却し或いは潤滑することができる。

ギア室１８からモータ室１６へ送られたオイルは、モータ室１６内を冷却し或いは潤滑した後、モータ室１６の下部へ流れ、オイル通路２０を介してギア室１８に戻る。モータケース１０内のオイルは、上記の如く、電気モータ１２、ギア１４、及びベアリングを冷却し或いは潤滑しながら、ギア室１８及びモータ室１６内を循環する。

ところで、モータケース１０がオイル循環のために密閉されていると、モータケース１０の内気が外気温の上昇などに起因して温まり、モータケース１０内の圧力が上昇する。モータケース１０内の圧力が高い状態に維持されると、モータケース１０のシール性が低下して、内部のオイルが構成部品の接合部やシール部から外部へ漏れるなどの事態が生ずる。

これに対して、本実施例において、モータケース１０は、ブリーザ機構２４を備えている。ブリーザ機構２４は、ギア室１８の上部に設けられており、ギア室１８内の圧力を調整する機構である。モータケース１０には、一端がギア室１８の上面に接続しかつ他端が大気接続されるブリーザ経路２６が設けられている。ブリーザ経路２６は、ギア室１８開口端から大気開放端にかけて略鉛直上方に延びており、ギア室１８と大気とを連通させている。

ブリーザ機構２４は、ブリーザプラグ２８を有している。ブリーザプラグ２８は、ブリーザ経路２６の経路上に装着される。ブリーザプラグ２８は、ギア室１８と大気との連通・遮断を切り替える開閉弁を有しており、ギア室１８内の圧力が所定未満である際にギア室１８を大気から遮断し、一方、ギア室１８内の圧力が所定以上に高くなった際にギア室１８と大気とをブリーザ経路２６を介して連通してギア室１８を大気開放する。従って、本実施例によれば、ギア室１８内の圧力が高くなった際にブリーザ機構２４が作動することで、そのギア室１８内の圧力を一定に保つことが可能であり、このため、モータケース１０のシール性を確保することが可能である。

しかし一方、ギア室１８内の圧力が上昇してブリーザ機構２４が作動する際には、ギア室１８内でポンプにより掻きあげられたオイルがブリーザ経路２６に到達することがあり、そのオイルがブリーザプラグ２８から噴き出して外部へ漏れ出す可能性がある。

そこで、本実施例においては、モータケース１０の構造をかかる不都合を回避するものとしている。具体的には、ギア室１８開口端からブリーザプラグ２８までの間のブリーザ経路２６上に、一端がモータ室１６に接続された連通路３０の他端が接続されている。すなわち、モータケース１０は、ブリーザ経路２６のギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端までのある位置をモータ室１６に連通させる連通路３０を備えている。連通路３０は、略水平に延びており、モータ室１６内のオイルに圧力がかからない位置でモータ室１６に接続されている。連通路３０は、モータ室１６側からブリーザ経路２６に貫通するように機械加工により形成される。

すなわち、ギア室１８側から見てブリーザプラグ２８手前のブリーザ経路２６は、連通路３０を介してモータ室１６に連通されていると共に、ギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端にかけて略鉛直上方に延びている。かかる構造においては、ギア室１８内からブリーザ経路２６に到達したオイルがブリーザプラグ２８側へ移動する際に、そのオイルが、重力作用や連通路３０の存在に起因してブリーザプラグ２８の先端まで到達し難くなっており、連通路３０を介してモータ室１６側へ流入し易くなっている。このため、本実施例のモータケース１０の構造によれば、ギア室１８内からブリーザ機構２４のブリーザプラグ２８を介して外部へオイルが噴き出して漏れ出すのを抑制することが可能となっている。

また、上記の構造においては、ブリーザ経路２６がギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端にかけて略鉛直上方に延びており、かつ、ブリーザプラグ２８先端手前のブリーザ経路２６で連通路３０が接続されているので、ギア室１８からブリーザ経路２６に到達した比較的比重の高いオイルが連通路３０に流れ易く、ギア室１８からブリーザ経路２６に到達した比較的比重の低いエアがブリーザプラグ２８に流れ易くなる。この点、ブリーザ経路２６でのブリーザプラグ２８へのエアの流れと連通路３０へのオイルの流れとを作り出すことができる。

そして、上記の如くギア室１８内からブリーザ経路２６に到達したオイルの全部又は一部が連通路３０を介してモータ室１６側へ流入すれば、ギア室１８開口端からブリーザプラグ２８までの間のブリーザ経路２６上にオイルが溜まり難くなる。このため、オイルがブリーザ機構２４を介して外部へ噴き出し難くなると共に、ギア室１８内のエアがブリーザ機構２４を介して外部へ吐出され易くなる。従って、本実施例のモータケース１０の構造によれば、ブリーザ機構２４のブリーズ機能を向上させることが可能となっている。

また、上記の如くギア室１８内からブリーザ経路２６に到達したオイルの全部又は一部が連通路３０を介してモータ室１６側へ流入すれば、その連通路３０が設けられていない構造に比べて、モータ室１６内に流入するオイルの量が増大する。従って、本実施例のモータケース１０の構造によれば、ギア室１８とモータ室１６との間のオイルの循環を効率的に行うことができ、モータ室１６における電気モータ１２やベアリングの冷却・潤滑性能を向上させることが可能となっている。

更に、本実施例において、ブリーザ経路２６とモータ室１６とを繋ぐ連通路３０は、両者間で略水平に延びている。このため、ブリーザ経路２６から連通路３０に到達したオイルがモータ室１６側へ流入し易くなっており、ブリーザ経路２６からモータ室１６へのオイルの流入を確保することが可能となっている。

尚、上記した実施例においては、ギア室１８が特許請求の範囲に記載した「一方の室」に、モータ室１６が特許請求の範囲に記載した「他方の室」に、ブリーザ経路２６が特許請求の範囲に記載した「経路」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、ギア室１８とモータ室１６とを、オイルが流れるオイル通路２０及びシャフトが貫通する貫通孔２２を介して連通させることとしており、かかるオイル通路２０及び貫通孔２２以外に両室１６，１８を繋ぐ連通穴を設けていないが、しかし、図３に示す如く、ギア室１８とモータ室１６とを繋ぐ連通穴４０を設けることとしてもよい。かかる連通穴４０は、ギア室１８の上部に接続されており、モータケース１０内を循環するオイルに両室１６，１８の圧力がかからない位置に設けられた空気穴である。

ギア室１８内の圧力がモータ室１６内の圧力よりも低くなると、ギア室１８内でポンプにより掻きあげられたオイルがモータ室１６側へ流入し難くなるおそれがある。これに対して、上記した連通穴４０を設けた変形例の構造によれば、ギア室１８内の圧力とモータ室１６内の圧力との差が生じ難くなる。このため、両室１６，１８の圧力差に起因してギア室１８からのオイルが連通路３０などを介してモータ室１６へ流入し難くなるのを防止することができ、ギア室１８内で掻きあげたオイルを確実にモータ室１６側へ流すことができる。

また、上記の実施例においては、ブリーザ経路２６が、ギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端にかけて略鉛直上方に延びているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示す如く、ギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端にかけて斜め上方に延びるブリーザ経路５０を設けることとしてもよい。また、このブリーザ経路５０は、ギア室１８の側方から斜めに連通路３０に貫通するように切削加工により形成されることとすればよい。かかる変形例によれば、モータケース１０にブリーザ経路５０を設けるうえで切削加工を容易に行うことができる。

また、斜め上方に延びるブリーザ経路５０をブリーザ経路全体の一部とし、ブリーザ経路全体についてギア室１８開口端からブリーザプラグ２８先端にかけて段差を設けることとしてもよい（ラビリンス構造）。かかる変形例によれば、ギア室１８内で掻きあげられるオイルがブリーザ経路を介してブリーザプラグ２８に到達し難くなるので、ブリーザ機構２４から外部へのオイルの噴き出しを更に抑制することが可能となる。この場合には、ブリーザ経路５０が特許請求の範囲に記載した「経路」に相当する。

また、上記の実施例においては、ブリーザ経路２６とモータ室１６とを繋ぐ連通路３０が略水平に延びているが、その連通路３０が、ブリーザ経路２６からモータ室１６にかけて斜め下方に延びていることとしてもよい。かかる変形例によれば、ブリーザ経路２６から連通路３０に進入したオイルがモータ室１６へ流入し易くなるので、連通路３０でのオイル溜まりを解消させることができ、ブリーザ機構２４から外部へのオイルの噴き出しを確実に抑制することができる。

更に、上記の実施例においては、ブリーザ機構２４をギア室１８側に設けたが、モータ室１６側に設けることとしてもよい。

１０モータケース
１６モータ室
１８ギア室
２４ブリーザ機構
２６，５０ブリーザ経路
２８ブリーザプラグ
３０連通路
４０空気穴

Claims

モータを収納するモータ室と、モータに噛合するギアを収納するギア室と、前記モータ室及び前記ギア室の何れか一方の室に設けられた圧力調整を行うブリーザ機構と、を備えるモータケースの構造であって、
前記一方の室と前記ブリーザ機構とを繋ぐ、該一方の室の開口端から該ブリーザ機構の先端にかけて略鉛直上方に延びる経路と、
前記経路を前記モータ室及び前記ギア室のうち前記一方の室とは異なる他方の室に連通させる、略水平に延びる連通路と、を備え、
前記連通路は、前記経路に前記ブリーザ機構の先端手前で接続されると共に、前記他方の室に該他方の室内のオイルに圧力がかからない位置で接続されることを特徴とするモータケースの構造。
前記経路は、前記一方の室の上面に接続されることを特徴とする請求項１記載のモータケースの構造。
前記モータ室と前記ギア室とを連通させる、オイルが流れるオイル通路及び前記モータと前記ギアとを噛合するシャフトが貫通する貫通穴とは異なる空気穴を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のモータケースの構造。
前記空気穴は、モータケース内を循環するオイルに前記モータ室及び前記ギア室の圧力がかからない位置に設けられることを特徴とする請求項３記載のモータケースの構造。