JP5369763B2 - インホイールモータのブリーザ機構 - Google Patents

Description

この発明は、電動機を収容するハウジングの内部と外部との圧力を均衡させるインホイールモータのブリーザ機構に関するものである。

この種のインホイールモータにおけるブリーザ機構の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている装置は、インホイールモータのロータとステータとの間に形成される空隙部に冷却液を満たし、この空隙部と冷却液を貯留するリザーバタンクとをブリーザパイプによって連結するように構成されている。したがって、モータがジュール損によって発熱し、この熱によって冷却液が熱せられて体積膨張した場合に、その体積膨張した冷却液はブリーザパイプを流動してリザーバタンクに収容されるので、モータ内外の圧力差ΔＰが発生せず、冷却液が外部に漏出し難いように構成されている。

特許文献２には、ドラムブレーキの密閉空間をブリーザパイプを介して大気に開放されている車両Ｖｅのサイドフレームに連通することにより、制動にともなって摩擦熱を発生させるドラムブレーキに外気が供給できるようにし、また密閉空間への異物の混入を防止できるように構成された装置が記載されている。

一方、特許文献３には、密閉されたブレーキ室に外気を給排させるブリーザパイプを接続させるための構造が記載されている。

特開２００５−３３３７０６号公報 特開２００２−３９２３５号公報 実開平１ー１３１０３５号公報

周知のようにインホイールモータは、車輪のホイールの内部に車両Ｖｅの走行のための駆動力を発生させるモータが設けられているから、路面入力によってモータと併せて収容された潤滑油などが激しく撹拌される。したがって、車体に搭載される一般的なトランスミッションと比較してブリーザ機構などから潤滑油などが漏れ出すいわゆるブリーザ吹きを生じやすい。また、モータに近接して制動機構が設けられている。したがって、ブリーザ吹きによって吐出した潤滑油が制動機構に付着した場合に、車両Ｖｅの安全性を損なう虞がある。上述した特許文献１ないし３に記載された各発明では、ブリーザ吹きが生じた場合に、吐出した潤滑油が制動機構に付着しないようにすることについて着目していない。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、インホイールモータ車両Ｖｅにおけるいわゆるブリーザ吹きが生じた場合に、車両Ｖｅの安全性を確保することのできるブリーザ機構を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両の走行のための駆動力を発生させる電動機を収容するハウジングの外周側に設けられて前記車両に制動力を付与する制動機構と、前記ハウジングの内部と外部とを連通して前記ハウジングの内部の圧力を外部の圧力に均衡させるブリーザパイプとを備えているインホイールモータのブリーザ機構において、前記ブリーザパイプの開口端が、前記ハウジングを挟んで前記制動機構とは反対側であって前記車両の走行に伴う走行風を受けるように前記車両の前方に向かって配置されており、前記ブリーザパイプは、前記ハウジングの内部圧力と前記走行風の風圧との圧力差によって前記ブリーザパイプの内部における潤滑油の油面高さが変化するようにその少なくとも一部がＵ字形状に形成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、ブリーザパイプの開口端がハウジングを挟んで制動機構とは反対側に配置されているので、ブリーザ吹きを生じた場合であっても、吐出した潤滑油が制動機構に付着しにくい。

この発明におけるインホイールモータの要部構成を立体的に示す模式図である。 ブリーザパイプの少なくとも一部をＵ字形状に形成することによって、ブリーザ吹きを防止もしくは抑制することを原理的に示す図である。 ブリーザ吹きを防止もしくは抑制するためのブリーザパイプの他の形状を模式的に示す図である。 ブリーザ吹きを防止もしくは抑制するためのインホイールモータの制御例を説明するための制御フローチャートである。 この発明を適用できる車両Ｖｅの一例を模式的に示す図である。図５（ａ）は、ハイブリッド車とインホイールモータとを組み合わせた車両Ｖｅの一例を模式的に示す図であり、図５（ｂ）は、いわゆるインホイールモータ式四輪駆動車の一例を模式的に示す図である。

つぎに、この発明をより具体的に説明する。図５には、この発明を適用できる車両Ｖｅの一例を模式的に示してあり、いずれの車両Ｖｅのインホイールモータ１にも適用することができる。図５（ａ）は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関（以下、エンジンと記す。）２と電動機とを併用して主たる駆動力源とし、その主たる駆動力源から出力した動力を所定の二輪に伝達し、かつその駆動輪以外の二輪をモータ（インホイールモータ）１によって個別に回転させるように構成されており、ハイブリッド車とインホイールモータとを組み合わせた車両Ｖｅの一例を模式的に示し、図５（ｂ）は、各車輪をモータ１によって個別に回転させることのできるいわゆるインホイール式四輪駆動車の一例を模式的に示している。

符号３Ｌ，３Ｒは、操舵輪であって、ステアリングホイールを含むステアリング機構（図示せず）によって操舵されるように構成されている。また左右の前輪３Ｌ，３Ｒには、前輪３Ｌ，３Ｒを個別に回転させることのできるインホイールモータ１が設けられている。符号４Ｌ，４Ｒはそれぞれ左右の後輪４Ｌ，４Ｒを示している。

図５（ａ）における符号５は、ハイブリッドトランスミッション５を示している。図５（ｂ）に示す例では、左右の後輪４Ｌ，４Ｒには、後輪４Ｌ，４Ｒを個別に回転させることのできるインホイールモータ１が設けられている。

図１は、この発明におけるインホイールモータ１の要部構成を立体的に示す模式図であって、そのインホイールモータ１は、ハウジング６の内部に図示しない電動機と変速機構とが収容されて構成されている。左右前輪３Ｌ，３Ｒもしくは左右後輪４Ｌ，４Ｒはハウジング６に収容された電気機によってそれぞれ駆動されるように構成されている。また、ハウジング６に収容された電気機は、電力が供給されてモータとして動作し、また外力によって強制的に回転させられることにより発電機として機能するいわゆるモータ・ジェネレータによって構成されている。

符号７は、ハウジング６の外周側に設けられたブレーキロータ７であって、ブレーキロータ７は図示しないブレーキキャリパによってブレーキパッド（図示せず）が押し付けられて制動力を発生させるように構成されている。

符号８は、ハウジング６の内部と外部とを連通して、その内部の圧力と外部の圧力とを均衡させるブリーザパイプ８を示している。そのブリーザパイプ８は、ハウジング６の上方からハウジング６の表面に沿って延出され、ブレーキロータ７よりも車両Ｖｅの内側に配置されている。また、ブリーザパイプ８は、その少なくとも一部がＵ字形状に形成されて配置されている。符号９は、ブリーザパイプ８の開口端９であって、ブレーキロータ７よりも車両Ｖｅの内側かつ車両Ｖｅの前方に向かって開口するように配置されている。

したがって、ブリーザパイプ８は、図示しないブレーキキャリパを避けられ、ブレーキ熱の影響を受けにくくすることができる。また、ハウジング６の表面積が増大するから、ハウジング６の放熱面積を増大させて、冷却効率を向上させることができる。

ブリーザパイプ８の開口端９は、車両Ｖｅの走行風を受けやすく、その走行風の風圧が開口端９からブリーザパイプ８の内部に導入されやすい。そのため、走行風の風圧によって、ブリーザ吹きを防止もしくは抑制することができる。また、ブリーザ吹きを生じる場合には、開口端９はブレーキロータ７よりも車両Ｖｅの内側かつ車両Ｖｅの前方に向かって開口して配置されているから、吐出したオイルは車両Ｖｅの内側後方に飛散させられて、吐出したオイルがブレーキロータ７に付着することが防止もしくは抑制される。

図２は、ブリーザパイプ８の少なくとも一部をＵ字形状に形成することによって、いわゆるブリーザ吹きを防止もしくは抑制することを原理的に示す図である。ハウジング６の内部の圧力と開口端９から導入される走行風の風圧もしくは大気圧との圧力差ΔＰをＵ字形状に形成されたＵ字形状部１０において吸収するように構成されている。すなわち、Ｕ字形状部１０において、ハウジング６の内部の圧力に抗するように走行風の風圧もしくは大気圧が掛かる。そのため、走行風の風圧もしくは大気圧がハウジング６の内部の圧力よりも相対的に高い場合には、ブリーザ吹きが防止もしくは抑制される。一方、ハウジング６の内部の圧力が走行風の風圧もしくは大気圧よりも相対的に高い場合には、いわゆるブリーザ吹きが生じる。しかしながら、ブリーザ吹きが生じた場合であっても、オイルが吐出する開口端９は、ブレーキロータ７よりも車両の内側に配置され、また走行風を受けやすい位置に配置されているから、吐出したオイルは走行風によって車両Ｖｅの内側後方に飛散させられ、吐出したオイルがブレーキロータ７に付着することが防止もしくは抑制される。

なお、ハウジング６の内部の圧力が上昇する要因には、モータ・ジェネレータがジュール損によって発熱し、その熱によってハウジング６の内部の空気が膨張する場合、また、その熱によってオイルが蒸気化する場合、あるいは路面入力によってオイルが激しく撹拌されることによりブリーザ吹きを生じやすい場合などが挙げられる。

図３は、ブリーザ吹きを防止もしくは抑制するためのブリーザパイプ８の他の形状を模式的に示す図である。前述したＵ字形状部１０を連続して形成することによって、ハウジング６の内部の圧力によってオイルが流動するブリーザパイプ８の体積を増大させることができる。換言すれば、圧力差ΔＰに相当するブリーザパイプ８の体積を増大させることができる。したがって、より高い圧力までブリーザ吹きが生じることを防止もしくは抑制することができる。

ところで、前述したハウジング６の内部の圧力が走行風の風圧もしくは大気圧よりも相対的に高く、すなわちＵ字形状部１０によって圧力を均衡できない場合に、ブリーザ吹きが生じる虞がある。このような場合は、ハウジング６の内部に貯留されているオイルのオイルレベルが上昇しており、ブリーザ吹きが生じる一因となっている。そのため、オイルレベルの上昇を抑えることによりブリーザ吹きによるオイルの噴出を防止もしくは抑制することが好ましい。

図４は、ブリーザ吹きを防止もしくは抑制するためのインホイールモータ１の制御の一例を説明するための制御フローチャートを示している。先ず、ハウジング６の内部の圧力が検出される（ステップＳ１）。このハウジング６の内部の圧力は、Ｕ字形状部１０に介在された圧力センサもしくは油温センサによって検出される。

そのステップＳ１の制御に続けて、検出されたハウジング６の内部の圧力からオイルレベルの推定がおこなわれる（ステップＳ２）。このオイルレベルの推定は、ハウジング６の内部の圧力とオイルレベルとの相関関係に基づいておこなわれる。そのハウジング６の内部の圧力とオイルレベルとの相関関係は、実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。

そしてステップＳ２の制御に続けて、推定されたオイルレベルが前回推定されたオイルレベルと比較して、すなわち一回前に推定されたオイルレベルと比較して、今回推定されたオイルレベルが上昇傾向にあるか否かが判断される（ステップＳ３）。推定されたオイルレベルが前回推定されたオイルレベルと比較して上昇傾向にある場合には、ステップＳ３で肯定的に判断される。これとは反対に、推定されたオイルレベルが前回推定されたオイルレベルと比較して上昇傾向にない場合には、ステップＳ３で否定的に判断されてステップＳ１に戻り、ハウジング６の内部の圧力の検出が継続される。

オイルレベルが上昇傾向にあることにより、ステップＳ３で肯定的に判断されると、オイルレベルの上昇によってブリーザ吹きが生じる虞があるとしてインホイールモータ１の駆動が停止される（ステップＳ４）。

したがって、ハウジング６の内部の圧力の上昇によってオイルレベルが上昇した場合に、インホイールモータ１の駆動が停止されるので、ハウジング６の内部の圧力の上昇が防止もしくは抑制される。そして、ブリーザ吹きの発生を防止もしくは抑制することができる。

１…インホイールモータ、 ６…ハウジング、 ７…ブレーキロータ、 ８…ブリーザパイプ、 ９…開口端、 １０…Ｕ字形状部。

Claims (1)

1. 車両の走行のための駆動力を発生させる電動機を収容するハウジングの外周側に設けられて前記車両に制動力を付与する制動機構と、前記ハウジングの内部と外部とを連通して前記ハウジングの内部の圧力を外部の圧力に均衡させるブリーザパイプとを備えているインホイールモータのブリーザ機構において、
   前記ブリーザパイプの開口端が、前記ハウジングを挟んで前記制動機構とは反対側であって前記車両の走行に伴う走行風を受けるように前記車両の前方に向かって配置されており、
   前記ブリーザパイプは、前記ハウジングの内部圧力と前記走行風の風圧との圧力差によって前記ブリーザパイプの内部における潤滑油の油面高さが変化するようにその少なくとも一部がＵ字形状に形成されている
   ことを特徴とするインホイールモータのブリーザ機構。

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