JP5966912B2 - 車輪用オイル供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪に割り当てられるオイル供給装置に関する。

下記の特許文献１及び２にはいずれも、車輪に割り当てられるオイル供給装置が開示されている。特許文献１に開示のオイル供給装置では、オイルリザーバに貯留されているオイルが車輪を駆動するためのインホイールモータ及び減速機に供給されるとともに、ハブの車輪外側に設けられた冷却部材に供給される。特許文献２に開示のオイル供給装置では、オイルリザーバに貯留されているオイルがホイールを駆動するためのインホイールモータ及び減速機に供給されるとともに、ハブの車輪外側に設けられたハブベアリングやプラネタリギアに供給される。

特開２００９−２９２１８４号公報 特開２００８−０４４４３８号公報

上記の特許文献１及び２のオイル供給装置はいずれも、ハブの車輪外側に向けてオイルを流通させる流通路が必要であり、その結果、車軸方向の寸法が拡張するという問題を抱えている。とりわけ車輪の駆動源がインホイールモータである車輪駆動機構の場合には、車輪のディスクホイールとホイールキャップとの間に車軸方向の間隙（例えば、１０ｍｍ以上の空間）が必要であり、オイル供給装置の車軸方向の寸法を抑えることができないため不利である。従って、車輪に割り当てられるこの種のオイル供給装置の設計に際しては、当該オイル供給装置の車軸方向の寸法を極力抑えたいという要請がある。特に車輪の駆動源がインホイールモータである場合には、インホイールモータの配置に必要なスペースを確保することによって、車軸方向に関しインホイールモータを可能な限り車輪外側に配置したいという要請がある。

そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、車輪に割り当てられる車輪用オイル供給装置の車軸方向の寸法を抑えるのに有効な技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る車輪用オイル供給装置は、車両の車輪に割り当てられる装置であり、オイル流通路及びカバー部材を含む。オイル流通路は、車輪の中心部において車軸方向に延在し、車輪内側から車輪外側に向けてオイルが流通する通路となる。カバー部材は、オイル流通路からオイルが流出する開口部に対向して設けられた部材として構成される。特にこのカバー部材は、開口部を被覆する内側構成面が開口部から流出したオイルをオイル供給先へと供給するためのオイル供給経路の一部を構成する。また、このカバー部材は、内側構成面とは反対側の外側構成面が車輪の車外側意匠面をなす。即ち、このカバー部材がオイル供給経路の一部を構成する機能と、車輪の車外側意匠面を構成する機能とを兼務している。これにより、オイル供給装置の車軸方向の寸法を抑えることができる。この場合、カバー部材は、車輪の車外側意匠面を構成する本来の機能にオイル供給経路の一部を構成する別機能が付加されたものであってもよいし、或いはオイル供給経路の一部を構成する本来の機能に車輪の車外側意匠面を構成する別機能が付加されたものであってもよい。また、車輪に割り当てられるホイールキャップを不要とすることで部品点数を削減することができる。

更に、本発明に係る車輪用オイル供給装置では、カバー部材の内側構成面は、開口部に対向する中央領域と、この中央領域から放射状に延びる複数の誘導溝と、を備え、これら複数の誘導溝のそれぞれがオイル供給先に連通しているのが好ましい。この場合、開口部から流出したオイルは、カバー部材の中央領域に衝突した後、カバー部材の回転時の遠心力によってこの中央領域から各誘導溝に集められつつ当該誘導溝を流れ、最終的に当該誘導溝を通じてオイル供給先に供給される。これにより、オイル供給先へオイルを確実に供給することができる。

本発明に係る車輪用オイル供給装置の更なる形態では、複数の誘導溝はそれぞれ、中央領域から離間するにつれて溝断面積が縮小されるのが好ましい。この場合、各誘導溝の溝幅及び溝深さの少なくとも一方が中央領域から離間するにつれて小さくなるように構成することができる。これにより、開口部から流出したオイルを遠心力によって寄せ集める機能が高まるため、オイル供給先へオイルをより確実に供給することができる。

本発明に係る車輪用オイル供給装置の更なる形態では、オイル流通路は、車輪に割り当てられたインホイールモータの駆動力によって回転駆動される回転シャフト内に車軸方向に延在するように設けられるのが好ましい。また、カバー部材は、車輪のディスクホイールと連結されて回転シャフトの回転に伴って回転するハブに取り付けられているのが好ましい。この場合、インホイールモータを用いた車輪駆動機構に割り当てられる車輪用オイル供給装置においては、このオイル供給装置の車軸方向の寸法を抑えることによって、インホイールモータの配置に必要なスペースを確保することができる。その結果、車軸方向に関しインホイールモータを可能な限り車輪外側に配置することが可能になる。

本発明に係る車輪用オイル供給装置の更なる形態では、オイル供給先は、回転シャフトとハブとの間に介装されたプラネタリギアと、ハブを回転可能に支持するハブベアリングと、を含むのが好ましい。この場合、これらプラネタリギア及びハブベアリング以外の部位がオイル供給先に含まれてもよい。また、これらプラネタリギア及びハブベアリングのそれぞれに供給されたオイルがオイル排出路を通じてオイルリザーバに排出されるのが好ましい。これにより、オイル供給先とオイルリザーバとの間でオイルの循環経路を確立することができる。

以上のように、本発明によれば、車輪に割り当てられる車輪用オイル供給装置の車軸方向の寸法を抑えることが可能になった。

車輪１０１を駆動するための車輪駆動機構に設けられたオイル供給装置１００の概略構造を示す図である。 図１中のハブ１４０及びカバー部材１０３を車両外側から視た斜視図である。 図２中のカバー部材１０３の内側構成面１０３ａを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１には、車両に設けられた複数の車輪（「ホイール」ともいう）１０１のそれぞれを独立して駆動するための車輪駆動機構が示されている。この車輪駆動機構では、駆動源であるモータ（「インホイールモータ」ともいう）１１０の駆動力を用いて車輪１０１が駆動される。車輪１０１はタイヤ（図示省略）及びディスクホイール１０２によって構成される。ディスクホイール１０２は、タイヤを保持するリムとハブ１４０に連結されるディスクとを含む。また、ハブ１４０にカバー部材１０３が取り付けられている。このカバー部材１０３は、車輪１０１の車外側意匠面を形成する平板状の部材、所謂「ホイールキャップ」としての機能を果たす。なお、図１及びその他の図面において矢印Ｄ１は車両外側を示し、図中の矢印Ｄ２は車両内側を示している。

モータ１１０のモータハウジング１１１内には、ステータコイルが巻かれたステータコア１１２、ロータ１１３及びギア１１４等の構成要素が収容されている。ロータ１１３は長軸状に延在するとともに、その一端部１１３ａにはギア１１４が一体状に設けられている。また、ロータ１１３には永久磁石が取り付けられている。従って、ステータコア１１２に巻かれたステータコイルに交流電流が通電されることによって回転磁界が形成され、この回転磁界に引き付けられたロータ１１３がギア１１４とともに一体回転する。これにより、モータ１１０の駆動力は、ギア１１４に係合する回転シャフト（駆動軸）１２１に伝達され、この回転シャフト１２１が車軸Ａを中心に回転する。

また、回転シャフト１２１とハブ１４０との間にプラネタリギア（遊星歯車）１３０が介装されている。より具体的には、回転シャフト１２１にサンギア（太陽歯車）１２２が設けられており、このサンギア１２２と車体側に固定されたリングギア（図示省略）との間にプラネタリギア１３０が介装されている。このプラネタリギア１３０は、サンギア１２２及びリングギアの双方に歯合し、またハブ１４０に連結されている。プラネタリギア１３０は、回転シャフト１２１の回転駆動時にサンギア１２２の周りを公転することで、回転シャフト１２１の回転を減速してハブ１４０に伝達する減速機としての機能を果たす。これによりハブ１４０が回転駆動され、更にこのハブ１４０に連結された車輪１０１（タイヤ及びディスクホイール１０２）に駆動力が伝達される。

上記の車輪駆動機構には、本発明の「車輪用オイル供給装置」の一実施形態であるオイル供給装置１００が設けられている。このオイル供給装置１００が車輪１０１に割り当てられている。即ち、このオイル供給装置１００を車輪１０１の車輪駆動機構の一構成要素ということもできる。このオイル供給装置１００は、オイルポンプ１２０、オイルリザーバ１５０、吸入経路１６０、第１のオイル供給経路１７０、第１のオイル排出経路１７１、第２のオイル供給経路１８０、第２のオイル排出経路１８４を含む。オイルポンプ１２０は、回転シャフト１２１に内蔵されており、この回転シャフト１２１の回転駆動力によって作動する。オイルリザーバ（「リザーバタンク」ともいう）１５０は、潤滑用又は冷却用のオイル（「潤滑油」ともいう）を貯留する機能を果たす。オイルポンプ１２０の作動状態では、オイルリザーバ１５０に貯留されているオイルが吸入経路１６０を通じてオイルポンプ１２０に吸入され高圧化されて吐出される。

オイルポンプ１２０から吐出されたオイルは、第１のオイル供給経路１７０及び第２のオイル供給経路１８０のそれぞれを通じて車輪駆動機構の所定のオイル供給先へと供給される。これにより、オイル供給先ではオイルの潤滑機能及び冷却機能の少なくとも一方が果たされる。その後、第１のオイル供給経路１７０に対しては、第１のオイル排出経路１７１を通じてオイルリザーバ１５０へとオイルが排出されることで、オイル供給先とオイルリザーバ１５０との間でオイルの循環経路が確立される。同様に、第２のオイル供給経路１８０に対しては、第２のオイル排出経路１８４を通じてオイルリザーバ１５０へとオイルが排出されることで、オイル供給先とオイルリザーバ１５０との間でオイルの循環経路が確立される。

第１のオイル供給経路１７０は、オイルポンプ１２０をモータ１１０のモータハウジング１１１内の空間に接続するための経路であり、オイルポンプ１２０から吐出されたオイルは、この第１のオイル供給経路１７０を通じてモータ１１０のステータコイルや減速機等のオイル供給先に供給される。一方で、第２のオイル供給経路１８０は、オイルポンプ１２０とプラネタリギア１３０とを接続する経路であり、オイルポンプ１２０から吐出されたオイルは、この第２のオイル供給経路１８０を通じて、ハブ１４０と回転シャフト１２１との間に設けられてハブ１４０を回転可能に支持するハブベアリング１４１やプラネタリギア１３０等に供給される。この第２のオイル供給経路１８０は、特にオイル流通路１８１，１８２，１８３によって構成されている。

オイル流通路１８１は、車輪１０１の中心部において車軸方向（車軸Ａの延在方向）に延在し、車輪内側から車輪外側に向けてオイルが流通する流通路である。このオイル流通路１８１は、回転シャフト１２１内に車軸方向に延在するように設けられている。回転シャフト１２１の一方の端部には開口部１２１ａが設けられている。この開口部１２１ａは、オイル流通路１８１からオイルが流出する開口部或いは流出部として構成される。即ち、回転シャフト１２１によってオイル流通路１８１が構成されている。この回転シャフト１２１、開口部１２１ａ及びオイル流通路１８１がそれぞれ、本発明の「回転シャフト」、「開口部」及び「オイル流通路」に相当する。

オイル流通路１８２は、オイル流通路１８１及びオイル流通路１８３を接続するための流通路である。このオイル流通路１８２は、回転シャフト１２１の開口部１２１ａに対向して設けられたカバー部材１０３によって構成されている。具体的には、カバー部材１０３は車軸Ａに交差して延在しており、このカバー部材１０３のうち回転シャフト１２１の開口部１２１ａを被覆する内側構成面１０３ａ（カバー裏面）がオイル流通路１８２を構成している。即ち、この内側構成面１０３ａは、回転シャフト１２１の開口部１２１ａから流出したオイルを下流のオイル供給先へと供給するためのオイル供給経路の一部、即ちオイル流通路１８２，１８３（第２のオイル供給経路１８０）の一部を構成している。一方で、カバー部材１０３のうち内側構成面１０３ａとは反対側の外側構成面１０３ｂ（カバー表面）は、車輪１０１の車外側意匠面を形成する本来の機能を果たす。

オイル流通路１８３は、オイル流通路１８２を流通したオイルをハブベアリング１４１及びプラネタリギア１３０に誘導するための流通路である。このオイル流通路１８３は、回転シャフト１２１の回転駆動時にハブ１４０とともに一体回転する。これにより、オイルポンプ１２０から吐出されたオイルがオイル流通路１８１を流通した後にオイル流通路１８２を流通し、更にオイル流通路１８３を流通した後にオイル供給先（ハブベアリング１４１及びプラネタリギア１３０）に到達する。オイル流通路１８３は、プラネタリギア１３０内に設けられるのが好ましい。この場合、ハブベアリング１４１にはオイル流通路１８２から直接的にオイルが供給されてもよい。

ここで上記のオイル流通路１８２の具体的な構造について図２及び図３を参照しつつ説明する。

図２が参照されるように、カバー部材１０３は、その内側構成面１０３ａが回転シャフト１２１の開口部１２１ａに対向して配置された状態でハブ１４０に取り付けられる。この場合、ハブ１４０は、車輪１０１のディスクホイール１０２と連結されて回転シャフト１２１の回転に伴って回転する。このカバー部材１０３は、回転シャフト１２１の開口部１２１ａに対向して配置される構成であれば、ディスクホイール１０２に取り付けられてもよい。

図３が参照されるように、カバー部材１０３の内側構成面１０３ａは、回転シャフト１２１の開口部１２１ａに対向する中央領域１０４と、この中央領域１０４から放射状に延びる複数（図３中では４つ）の誘導溝１０５とを備えている。このカバー部材１０３が本発明の「カバー部材」に相当し、またこのカバー部材１０３の中央領域１０４及び誘導溝１０５がそれぞれ、本発明の「中央領域」及び「誘導溝」に相当する。これら中央領域１０４及び誘導溝１０５はいずれも、カバー部材１０３の内側構成面１０３ａに設けられた板厚方向の凹部によって構成されている。カバー部材１０３がハブ１４０に取り付けられた状態では、各誘導溝１０５が図２中の複数のオイル流通路１８３のそれぞれに対向して配置される。これにより、各誘導溝１０５が各オイル流通路１８３を通じてオイル供給先（ハブベアリング１４１及びプラネタリギア１３０）に連通することになる。なお、誘導溝１０５の数、形状、向き等は、図３に記載のものに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更され得る。

カバー部材１０３がハブ１４０に取り付けられた状態では、その中央領域１０４は、回転シャフト１２１の開口部１２１ａとともに車軸Ａ上に位置する。これにより、回転シャフト１２１の開口部１２１ａ（オイル流通路１８１）から流出したオイルは、オイル流通路１８２において車軸Ａに沿ってカバー部材１０３の中央領域１０４に衝突した後、カバー部材１０３の回転時の遠心力によってこの中央領域１０４から各誘導溝１０５に集められつつ当該誘導溝を流れ、最終的に当該誘導溝を通じてオイル流通路１８３に流入する。これにより、オイル流通路１８３の下流のオイル供給先へオイルを確実に供給することができる。

上記の各誘導溝１０５は、中央領域１０４から離間するにつれて溝断面積が縮小されるように構成されるのが好ましい。この場合、各誘導溝１０５の溝幅及び溝深さの少なくとも一方が中央領域１０４から離間するにつれて小さくなるように構成することで対応が可能である。これにより、回転シャフト１２１の開口部１２１ａ（オイル流通路１８１）から流出したオイルを遠心力によって寄せ集める機能が高まるため、当該オイルをより確実にオイル流通路１８３に流入させることができる。

上記構成によれば、カバー部材１０３が、オイル供給経路の一部を構成する機能と、車輪１０１の車外側意匠面を構成する機能とを兼務することができる。これにより、オイル供給装置１００の車軸方向の寸法を抑えることができる。例えば、車輪１０１のディスクホイール１０２と従来のホイールキャップとの間に形成される車軸方向の間隙（例えば、１０ｍｍ以上の空間）に相当する寸法分のコンパクト化を図ることができる。この場合、カバー部材１０３は、車輪１０１の車外側意匠面を構成する本来の機能にオイル供給経路の一部を構成する別機能が付加されたものであってもよいし、或いはオイル供給経路の一部を構成する本来の機能に車輪１０１の車外側意匠面を構成する別機能が付加されたものであってもよい。また、車輪１０１に割り当てられるホイールキャップを不要とすることで部品点数を削減することができる。特に、オイル供給装置１００の車軸方向の寸法を抑えることによって、モータ１１０の配置に必要なスペースを確保することができる。その結果、車軸方向に関しモータ１１０を可能な限り車輪外側に配置することが可能になる。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、車輪１０１の駆動源がモータ１１０である車輪駆動機構に割り当てられたオイル供給装置１００について記載したが、モータ１１０以外の駆動源（典型的には、内燃機関）を用いた車輪駆動機構に割り当てられるオイル供給装置に本発明を適用することもできる。

上記実施の形態では、平板状のカバー部材１０３について記載したが、本発明ではこのカバー部材１０３の形状はこれに限定されるものではなく、少なくとも内側構成面１０３ａ及び外側構成面１０３ｂに相当する部位を備えた形状のカバー部材を採用することができる。

上記実施の形態では、第２のオイル供給経路１８０のオイル流通路１８１を流通した後のオイルがオイル供給先であるハブベアリング１４１及びプラネタリギア１３０に供給される場合について記載したが、本発明ではこれらハブベアリング１４１及びプラネタリギア１３０に代えて或いは加えて、車輪駆動機構の別の部位を第２のオイル供給経路１８０に係るオイル供給先に設定することもできる。

１００…オイル供給装置、１０１…車輪、１０２…ディスクホイール、１０３…カバー部材、１０３ａ…内側構成面、１０３ｂ…外側構成面、１０４…中央領域、１０５…誘導溝、１１０…モータ（インホイールモータ）、１１１…モータハウジング、１１２…ステータコア、１１３…ロータ、１１４…ギア、１２０…オイルポンプ、１２１…回転シャフト、１２１ａ…開口部、１２２…サンギア、１３０…プラネタリギア、１４０…ハブ、１４１…ハブベアリング、１５０…オイルリザーバ、１６０…吸入経路、１７０…第１のオイル供給経路、１７１…第１のオイル排出経路、１８０…第２のオイル供給経路、１８１，１８２，１８３…オイル流通路、１８４…第２のオイル排出経路

Claims (4)

1. 車両の車輪に割り当てられる車輪用オイル供給装置であって、
   前記車輪の中心部において車軸方向に延在し、車輪内側から車輪外側に向けてオイルが流通するオイル流通路と、
   前記オイル流通路からオイルが流出する開口部に対向して設けられたカバー部材と、
   を備え、
   前記カバー部材は、前記開口部を被覆する内側構成面が前記開口部から流出したオイルをオイル供給先へと供給するためのオイル供給経路の一部を構成し、且つ前記内側構成面とは反対側の外側構成面が前記車輪の車外側意匠面をなす、車輪用オイル供給装置において、
   前記カバー部材の前記内側構成面は、前記開口部に対向する中央領域と、前記中央領域から放射状に延びる複数の誘導溝と、を備え、前記複数の誘導溝のそれぞれが前記オイル供給先に連通している、車輪用オイル供給装置。
2. 請求項１に記載の車輪用オイル供給装置であって、
   前記複数の誘導溝はそれぞれ、前記中央領域から離間するにつれて溝断面積が縮小される、車輪用オイル供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の車輪用オイル供給装置であって、
   前記オイル流通路は、前記車輪に割り当てられたインホイールモータの駆動力によって回転駆動される回転シャフト内に前記車軸方向に延在するように設けられ、
   前記カバー部材は、前記車輪のディスクホイールと連結されて前記回転シャフトの回転に伴って回転するハブに取り付けられている、車輪用オイル供給装置。
4. 請求項３に記載の車輪用オイル供給装置であって、
   前記オイル供給先は、前記回転シャフトと前記ハブとの間に介装されたプラネタリギアと、前記ハブを回転可能に支持するハブベアリングと、を含み、前記プラネタリギア及び前記ハブベアリングのそれぞれに供給されたオイルがオイル排出路を通じてオイルリザーバに排出される、車輪用オイル供給装置。
   

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