JP6202891B2 - In-wheel motor drive device - Google Patents
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Description
この発明は、インホイールモータ駆動装置、特に、モータの回転に同期して潤滑油を供給するオイルポンプを内蔵したインホイールモータ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device, and more particularly to an in-wheel motor drive device incorporating an oil pump that supplies lubricating oil in synchronization with the rotation of the motor.
インホイールモータ駆動装置は、自動車のホイールの内側空間部分に設置されるものであり、図5に示すように、駆動力を発生させるモータ1と、モータ1の回転を減速して出力する減速機2と、減速機2からの出力をホイールに伝える車輪ハブ3とを備え、モータ1と減速機2がハウジング4内に収容されている。
The in-wheel motor drive device is installed in an inner space portion of a wheel of an automobile, and as shown in FIG. 5, a motor 1 that generates a driving force, and a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor 1. 2 and a
ハウジング4には、下部に潤滑油のオイルタンク5が設けられ、オイルタンク5内の潤滑油をオイルポンプ6によって吸い込み、モータ1と減速機2に潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている(特許文献1)。
The housing 4 is provided with an
潤滑油を減速機2の内部に供給する給油通路7は、モータ1の回転に同期して駆動されるオイルポンプ6の吐出口からハウジング4の内側に沿って後方に延び、モータ軸8の後端部からその内部通路9を経て、減速機2の入力軸10の内部通路11、その内部通路11に連通するよう入力軸10に径方向に設けられた入力軸給油孔12a、12bによって構成される。
An
潤滑油の帰還通路13は、減速機2のハウジング4の底部に設けられた排出口14、オイルタンク5を経てオイルポンプ6の吸入口に至る通路により構成される。
なお、潤滑油の流れは、破線の矢印で示している。
The
The flow of the lubricating oil is indicated by broken arrows.
ところで、上記のように、モータ1の回転と同期して駆動されるオイルポンプ6によって潤滑油を供給するインホイールモータ駆動装置では、発進時や低速走行時には、オイルポンプ6によって潤滑油を吸い上げて減速機2まで供給するのに時間がかかるため、走り始めや低速走行時に潤滑油供給が少なく、潤滑不足になり、焼き付きが生じる可能性がある。
By the way, in the in-wheel motor drive device that supplies the lubricating oil by the
そこで、この発明は、走り始めや低速走行時に減速機に十分な量の潤滑油を供給することができるようにし、潤滑油不足による焼き付き防止を図ることを課題とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to enable a sufficient amount of lubricating oil to be supplied to the speed reducer at the start of running or low speed running, and to prevent seizure due to lack of lubricating oil.
前記の課題を解決するために、この発明は、モータの回転力により作動し、潤滑油の給油通路に潤滑油を供給するオイルポンプを備えるインホイール駆動装置において、ハウジングの下部に第1オイルタンク、減速機の上部に第2オイルタンクを設け、走り始めや低速走行時に、第2オイルタンクから減速機に潤滑油を供給するようにしたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an in-wheel drive device including an oil pump that is operated by a rotational force of a motor and supplies lubricating oil to a lubricating oil supply passage. A second oil tank is provided in the upper part of the speed reducer, and lubricating oil is supplied from the second oil tank to the speed reducer at the start of running or at a low speed.
前記第2オイルタンクの底部に開閉弁が設けられ、開閉弁を開くことによって、第2オイルタンク内の潤滑油を減速機に供給することができる。 An opening / closing valve is provided at the bottom of the second oil tank, and the lubricating oil in the second oil tank can be supplied to the speed reducer by opening the opening / closing valve.
前記オイルポンプの給油通路に流路方向制御弁を設け、この流路方向制御弁を切り替えることにより、オイルポンプの吐出口から吐出された潤滑油を第2オイルタンクに導入することができる。 By providing a flow direction control valve in the oil supply passage of the oil pump and switching the flow direction control valve, the lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump can be introduced into the second oil tank.
前記第2オイルタンク内にヒータを設置し、第2オイルタンク内の潤滑油の温度が低く、粘度が高い場合に、油温を高めることができる。 A heater is installed in the second oil tank, and the oil temperature can be increased when the temperature of the lubricating oil in the second oil tank is low and the viscosity is high.
前記第2オイルタンクを減速機のハウジングの外周に設けることにより、第2オイルタンクを簡単に設置することができ、オイル冷却にも効果がある。 By providing the second oil tank on the outer periphery of the housing of the speed reducer, the second oil tank can be easily installed, and oil cooling is also effective.
以上のように、この発明によれば、走り始めや低速走行時に減速機に十分な量の潤滑油を供給することができ、潤滑油不足による焼き付き防止を図ることができる。 As described above, according to the present invention, a sufficient amount of lubricating oil can be supplied to the speed reducer at the start of running or low speed running, and seizure prevention due to lack of lubricating oil can be achieved.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、図1に示すように、駆動力を発生させるモータ21と、モータ21の回転を減速して出力する減速機22と、減速機22からの出力をホイールに伝える車輪ハブ23とを備え、モータ21と減速機22がハウジング24内に収容されている。ハウジング24は、モータハウジング24aと減速機ハウジング24bとからなる。車輪ハブ23は、減速機ハウジング24bに保持される外輪と、その内周に内輪と、外輪内輪の間に複列のボールからなる複列アンギュラ玉軸受からなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the in-wheel motor drive device according to the present invention includes a
減速機ハウジング24bには、下部に潤滑油の第1オイルタンク25が設けられ、第1オイルタンク25内の潤滑油をオイルポンプ26によって吸い込み、モータ21と減速機22に潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
The
潤滑油を減速機22の内部に供給する給油通路27は、モータ21の回転に同期して駆動されるオイルポンプ26の吐出口からモータハウジング24aの内側に沿って後方に延び、モータ軸28の後端部からその内部通路29を経て、減速機22の入力軸30の内部通路31、その内部通路31に連通するよう入力軸30に径方向に設けられた入力軸給油孔32a、32bによって構成される。
An
潤滑油の帰還通路33は、減速機ハウジング24bの底部に設けられた排出口37、第1オイルタンク25を経てオイルポンプ26の吸入口に至る通路により構成される。潤滑油の流れは、破線の矢印で示す通りである。
The lubricating
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、減速機ハウジング24bの上部に、第2オイルタンク34を設置している。
In the in-wheel motor drive device according to the present invention, the
第2オイルタンク34の底部には、開閉弁35が設けられ、開閉弁35を開くことによって、第2オイルタンク34内の潤滑油を減速機22に供給することができるようにしている。
An opening /
第2オイルタンク34には、給油通路27に設けた流路方向制御弁36を切り替えることにより、オイルポンプ26の吐出口から吐出された潤滑油を第2オイルタンク34に導入することができる。
The lubricating oil discharged from the discharge port of the
第2オイルタンク34の底部の開閉弁35は、走り始めや低速走行時のように、第1オイルタンク25からの潤滑油の供給が減速機22に供給されにくい場合に開放され、第2オイルタンク34の潤滑油が減速機22に供給される。これにより、走り始めや低速走行時に、潤滑油が減速機22に供給され、潤滑油不足による焼付き防止を図ることができる。
The on-off
第1オイルタンク25と第2オイルタンク34の容積と油量は、第1オイルタンク25>第2オイルタンク34になっている。
The volume and the amount of oil of the
第2オイルタンク34への潤滑油の給油時間と、第2オイルタンク34から開閉弁35を開いて排出する排油時間の関係は、排油時間の方が長い。目安としては、第2オイルタンク34が満杯になるまでの給油時間が10秒、満杯の状態から空になるまでの排油時間が1分程度かかると想定して設計することができる。
The relationship between the oil supply time to the
第2オイルタンク34の底部の開閉弁35は、図2に示す制御フローに従って開閉され、第2オイルタンク34から減速機22に潤滑油が供給される。
The on-off
図2に示すように、まず、ステップS5の通り、車速が0km/h、即ち、車輌が停止すると、制御フローのスタート点に戻って、第2オイルタンク34の底部の開閉弁35の制御がスタートし、ステップS1の通り、車輌が前進する車速、後進する車速、即ち、車速の絶対値が、0km/hがどうかを判定し、0km/h以上であると判定すると、即ち、車輌が走行を開始した時点で、第2オイルタンク34の底部の開閉弁35を開いて、第2オイルタンク34から減速機22に潤滑油を供給する(ステップS2)。
As shown in FIG. 2, first, as shown in step S5, when the vehicle speed is 0 km / h, that is, when the vehicle stops, the control flow returns to the start point of the control flow, and the control of the on-off
この後、ステップS3の通り、開閉弁35を開いて15秒経過し、かつ車速が25km/hを超えた時点で、ステップS4の通り、開閉弁35を閉じる。
Thereafter, as shown in step S3, when the on-off
ステップS3の15秒は、あくまで一例であるが、急加速時を想定し、走行開始から最低でも一定時間は開閉弁35を開いて潤滑油を供給するのが望ましいからである。また、車速≧25km/hも一例であるが、走行開始時から低速走行時に第2オイルタンク34から減速機22へ潤滑油の補給を行っている。
The 15 seconds of step S3 is merely an example, but it is desirable to supply the lubricating oil by opening the on-off
ステップS5の通り、ステップS4において、第2オイルタンク34の開閉弁35を閉じた状態を車速が0km/hになるまで、即ち、車輌が停止するまで継続し、車輌が停止すると、制御フローのスタート点に戻る。
As in step S5, in step S4, the on / off
次に、第2オイルタンク34への潤滑油の補充は、図3の制御フローによって給油通路27に設けた流路方向制御弁36を切り替えによって行う。
Next, replenishment of lubricating oil to the
流路方向制御弁36をONにして、給油通路27を第2オイルタンク34側に流路変更して第2オイルタンク34に潤滑油を溜める条件設定は次の通りである。
The conditions for setting the flow
図3に示すように、まず、ステップS6の通り、車輌が前進する車速、後進する車速、即ち、車速の絶対値が、0km/hがどうかを判定し、0km/h以上であると判断すると、ステップS7に移行する。 As shown in FIG. 3, first, as in step S6, it is determined whether the vehicle speed at which the vehicle moves forward, the vehicle speed at which the vehicle moves backward, that is, the absolute value of the vehicle speed is 0 km / h, and is determined to be 0 km / h or more. The process proceeds to step S7.
ステップS7において、第2オイルタンク34の潤滑油の油量が、最大量かどうかを判定し、最大量でなければステップS8に移行する。
In step S7, it is determined whether or not the amount of lubricating oil in the
ステップS8において、第2オイルタンク34の潤滑油の油量が、最大容量の2/3以上かどうかを判定し、最大容量の2/3未満の油量の場合に、ステップS12に移行し、流路方向制御弁36をONにして、給油通路27を第2オイルタンク34側に流路変更して第2オイルタンク34に潤滑油を溜める。最大容量の2/3という閾値は、あくまでも一例である。
In step S8, it is determined whether the amount of lubricating oil in the
流路方向制御弁36をONにして、給油通路27を第2オイルタンク34側に流路変更した後、ステップS13において、第2オイルタンク34の油量が満タン(第2オイルタンク34の油量=MAX)または10秒経過後に流路方向制御弁36をOFFにして第2オイルタンク34への潤滑油の供給を停止する。ステップS13において、第2オイルタンク34への潤滑油の供給を停止する10秒間は、あくまでも一例であるが、10km/hで走行した場合、オイルポンプ26が100rpmで回転すると、10秒程で第2オイルタンク34に潤滑油が溜まると想定され、モータ21側に潤滑油が長く供給されないことを防止して、モータ21側を保護するためのである。
After the flow
ステップS8において、第2オイルタンク34の潤滑油の油量が、最大容量の2/3以上であると判定した場合には、ステップS9に移行し、加速度が0より大きいかどうかを判断し、加速度が0以下の場合にはステップS10に移行し、車速が15km/h以上(車速≧15km/h)がどうかを判定し、車速が15km/h未満であると判断した場合には、流路方向制御弁36をONにして、給油通路27を第2オイルタンク34側に流路変更して、第2オイルタンク34に潤滑油を溜める。
If it is determined in step S8 that the amount of lubricating oil in the
ステップS10において、車速が15km/h以上(車速≧15km/h)であると判定されると、ステップS9で加速度が0以下であることから、渋滞時の流路方向制御弁36のON−OFFの繰り返しを防止するために、流路方向制御弁36をOFFのまま維持する。
If it is determined in step S10 that the vehicle speed is 15 km / h or more (vehicle speed ≧ 15 km / h), the acceleration is 0 or less in step S9. In order to prevent repetition, the flow
ステップS11で車速が35km/h以上(車速≧35km/h)であると判断されると、加速中で車速が35km/h以上であることから、軸心給油で十分であるとして、流路方向制御弁36をOFFのまま維持する。
If it is determined in step S11 that the vehicle speed is 35 km / h or more (vehicle speed ≧ 35 km / h), the vehicle speed is 35 km / h or more during acceleration. The
次に、車輌がバック走行する際には、流路方向制御弁36はOFFになるほうが好ましい。理由はオイルポンプの逆回転により第2オイルタンク34内が負圧になり、オイルが吸い取られることを防ぐためである。
Next, when the vehicle travels back, the flow
また、第2オイルタンク34の底部の開閉弁35を開いて、減速機22に潤滑油を供給する場合、第2オイルタンク34内の潤滑油の油温が低いと、潤滑油の粘度が高く、潤滑油が供給されにくい。
Also, when the on-off
このため、第2オイルタンク34内にヒータを設置して、潤滑油の油温を高くすることにより、潤滑油の粘度を下げ、潤滑油を供給しやすくしてもよい。
For this reason, a heater may be installed in the
第2オイルタンク34内のヒータは、例えば、図4に示す制御フローによってO−OFFされる。
The heater in the
第2オイルタンク34内の潤滑油の油量が、第2オイルタンク34の容量の1/4に満たない場合には、潤滑油の油温が上昇しすぎないように、ステップS17の通り、ヒータをOFFにしておく。
When the amount of lubricating oil in the
ステップS15において、第2オイルタンク34内の潤滑油の油量が、第2オイルタンク34の容量の1/4以上の場合に、ステップS16に移行し、油温が閾値以上であるかどうかを判定し、油温が閾値よりも低ければステップS18においてヒータをONにし、油温が閾値よりも高ければ、ステップS17においてヒータをOFFにする。
In step S15, when the amount of lubricating oil in the
なお、油温の閾値は、季節や地域によって設定を変更する。 Note that the oil temperature threshold is changed depending on the season and region.
以上述べた第1の実施形態においては、モータハウジング24aの内部に給油通路27を設けた例を示したが、これに限ることなく、例えば、インホイールモータ駆動装置の外側に循環油路を設けてもよい。
In the first embodiment described above, the example in which the
また、オイルポンプ26としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、モータ21の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
Moreover, although the example of the cycloid pump was shown as the
また、モータ21にラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばハウジングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。
Moreover, although the example which employ | adopted the radial gap motor as the
また、減速機22にサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。
Moreover, although the example of the in-wheel motor drive device which employ | adopted the cycloid reduction mechanism as the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
21 モータ
22 減速機
23 車輪ハブ
24 ハウジング
24a モータハウジング
24b 減速機ハウジング
25 第1オイルタンク
26 オイルポンプ
27 給油通路
28 モータ軸
29 内部通路
30 入力軸
31 内部通路
32a、32b 入力軸給油孔
33 帰還通路
34 第2オイルタンク
35 開閉弁
36 流路方向制御弁
37 排出口
DESCRIPTION OF
Claims (3)
In-wheel drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that a second oil tank on the outer periphery of the housing of the speed reducer.
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