JPH05305820A - 電気モータを駆動源とする車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ステータやロータが摺動し摩耗して損傷した
り、磁気回路が短絡したり、モータ効率が低下したりし
ないようにする。 【構成】モータ１２が発生した回転を駆動輪に伝達する
動力伝達手段を有している。また、前記モータ１２及び
動力伝達手段を収容する駆動装置ケース４１と、前記モ
ータ１２及び動力伝達手段を潤滑し、冷却するための油
を前記駆動装置ケース４１内に供給するとともに、駆動
装置ケース４１内から回収して再利用する手段を有す
る。モータ１２及び動力伝達手段を潤滑し、冷却した油
は駆動装置ケース４１内に溜まるが、該油は回収されて
再びモータ１２及び動力伝達手段に供給される。そし
て、前記モータ１２は、ステータ２１とロータ２２間の
間隙を密閉する密閉部材を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気モータを駆動源と
する車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンを電動機すなわちモータ
に置き換え、騒音や排気ガスの発生をなくした電気自動
車が提供されている。該電気自動車のモータを小型化、
高出力化しようとするためには、モータの冷却が必要不
可欠である。このために、特開平３−１１２７２４号公
報に示されるように、モータのコイルを油冷する構造が
採用されている。これは、モータの下部に、オイルポン
プモータを配設して、冷却用の油をこのオイルポンプモ
ータによって循環させて、モータを冷却しようとするも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動装
置ケース内に減速ギヤや変速装置などの動力伝達手段及
びモータが配設され、同じ潤滑・冷却系によってモータ
及び動力伝達手段の潤滑及び冷却を行うようになってい
るため、モータや動力伝達手段の組付時に各部品に付着
していた異物や、運転中に動力伝達手段から発生する摩
耗粉などが前記油内に混入する可能性がある。

【０００４】そして、異物や摩耗粉などが油内に混入し
たまま再び潤滑用及び冷却用としてモータに供給される
と、該油内の異物や摩耗粉などがモータの磁石に吸引さ
れたり、ステータとロータ間に噛み込まれたりする。そ
の場合、前記異物や摩耗粉などによってステータやロー
タが摺動（しゅうどう）し摩耗して損傷したり、磁気回
路が短絡したり、モータ効率が低下したりする。

【０００５】本発明は、モータや動力伝達手段の組付時
に各部品に付着していた異物や、運転中に動力伝達手段
から発生する摩耗粉などが油内に混入した場合でも、ス
テータやロータが摺動し摩耗して損傷したり、磁気回路
が短絡したり、モータ効率が低下したりすることのない
電気モータを駆動源とする車両を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電
気モータを駆動源とする車両においては、エンジンと、
ステータとロータを有するモータと、モータが発生した
回転を駆動輪に伝達する動力伝達手段を有している。ま
た、前記モータ及び動力伝達手段を収容する駆動装置ケ
ースと、前記モータ及び動力伝達手段を潤滑し、冷却す
るための油を前記駆動装置ケース内に供給するととも
に、駆動装置ケース内から回収して再利用する手段を有
する。

【０００７】そして、前記モータは、ステータとロータ
間の間隙を密閉する密閉部材を有する。

【０００８】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
ステータとロータを有するモータ及び動力伝達手段を収
容するために駆動装置ケースが設けられ、該駆動装置ケ
ースに前記モータ及び動力伝達手段を潤滑し、冷却する
ための油が供給される。そして、モータ及び動力伝達手
段を潤滑し、冷却した油は駆動装置ケース内に溜めら
れ、該油は回収されて再びモータ及び動力伝達手段に供
給される。

【０００９】また、前記モータは、ステータとロータ間
の間隙を密閉する密閉部材を有する。したがって、駆動
装置ケースから回収され、再利用される油の中に異物や
摩耗粉などが混入していても、該油がステータとロータ
間の間隙に進入するのが阻止される。したがって、油内
の異物や摩耗粉などがモータの磁石に吸引されたり、ス
テータとロータ間に噛み込まれたりすることがなくなる
ので、ステータやロータが摺動し摩耗して損傷したり、
磁気回路が短絡したり、モータ効率が低下したりするこ
とが防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例を
示す電気モータを駆動源とする車両の概略図である。図
において、１２は図示しない制御装置によって選択的に
駆動されるモータ、１４はディファレンシャル装置、３
１は流体伝動装置としてのトルクコンバータ、Ｃ１はエ
ンジン１１が発生したトルクによってハイブリッド型車
両を走行させる場合に係合される第１クラッチ、３３は
プラネタリギヤユニットである。

【００１１】該プラネタリギヤユニット３３はシンプル
プラネタリ型のものであり、リングギヤＲ、ピニオン
Ｐ、サンギヤＳ及び前記ピニオンＰを支持するキャリヤ
ＣＲから成る。また、Ｂ１は前記サンギヤＳを選択的に
係合する第１ブレーキ、Ｆ１は第１ワンウェイクラッチ
である。前記プラネタリギヤユニット３３、第１ブレー
キＢ１及び第１ワンウェイクラッチＦ１によってトラン
スミッション３８が構成される。

【００１２】また、４１は駆動装置ケースであり、該駆
動装置ケース４１内に前記モータ１２、ディファレンシ
ャル装置１４、トルクコンバータ３１、第１クラッチＣ
１及びトランスミッション３８が収容される。４２は前
記ディファレンシャル装置１４によって減速され、差動
させられた回転を左右の駆動輪に伝達するための駆動軸
である。４５はエンジン１１の出力軸、４６はトルクコ
ンバータ３１の出力軸、４７はプラネタリギヤユニット
３３の入力軸、４８は伝動軸である。そして、前記入力
軸４７がキャリヤＣＲに、伝動軸４８がリングギヤＲに
固定され、入力軸４７から入力された回転はトランスミ
ッション３８で変速され、伝動軸４８から出力される。

【００１３】前記モータ１２は、駆動装置ケース４１に
固定されたステータ２１及び伝動軸４８に連結されたロ
ータ２２から成っている。前記ステータ２１は鉄心２３
にコイル２４を巻装して形成される。そして、該コイル
２４に駆動電流を流すことによってロータ２２は回転す
る。そして、前記エンジン１１又はモータ１２の回転
は、前記伝動軸４８に固定されたカウンタドライブギヤ
５２に伝達される。

【００１４】前記伝動軸４８と平行にカウンタドライブ
シャフト５３が配設されていて、該カウンタドライブシ
ャフト５３にカウンタドリブンギヤ５４が設けられる。
該カウンタドリブンギヤ５４は前記カウンタドライブギ
ヤ５２と噛合しており、該カウンタドライブギヤ５２の
回転を出力ギヤ５５に伝達する。そして、該出力ギヤ５
５の回転は、出力ギヤ５５と噛合する出力大歯車５６に
伝達される。前記出力ギヤ５５の歯数に対して出力大歯
車５６の歯数は多く、前記出力ギヤ５５及び出力大歯車
５６は最終減速機を構成する。該最終減速機によって減
速された前記出力大歯車５６の回転は、ディファレンシ
ャル装置１４に伝達され、差動させられて左右の駆動軸
４２に伝達される。

【００１５】なお、本実施例において前記トランスミッ
ション３８は、エンジン１１が発生した回転を変速して
いるが、モータ１２が発生した回転を変速するようにし
てもよい。前記構成のハイブリッド型車両においては、
二つのモードで走行することができる。すなわち、前記
モータ１２に駆動電流を供給せず、エンジン１１を作動
させると、エンジン１１の回転は出力軸４５を介してト
ルクコンバータ３１に伝達され、さらに出力軸４６を介
して第１クラッチＣ１に伝達される。そして、該第１ク
ラッチＣ１が係合されると出力軸４６に伝達された回転
は、入力軸４７を介してプラネタリギヤユニット３３の
キャリヤＣＲに伝達される。

【００１６】前記プラネタリギヤユニット３３において
は、第１ブレーキＢ１が解放されると、キャリヤＣＲに
入力された回転によって第１ワンウェイクラッチＦ１が
ロックされて直結状態になる。したがって、入力軸４７
の回転がそのまま伝動軸４８に伝達される。また、第１
ブレーキＢ１が係合されるとサンギヤＳが固定され、リ
ングギヤＲから増速された回転が出力され、伝動軸４８
を介してカウンタドライブギヤ５２に伝達される。

【００１７】そして、前述したようにカウンタドライブ
ギヤ５２に伝達された回転は、カウンタドリブンギヤ５
４を介してカウンタドライブシャフト５３に伝達され、
出力ギヤ５５及び出力大歯車５６で構成される最終減速
機によって減速されてディファレンシャル装置１４に伝
達される。この時、エンジン１１のみによってハイブリ
ッド型車両を走行させることができる。

【００１８】次に、前記エンジン１１を停止させるか、
又は第１クラッチＣ１を解放してモータ１２を駆動する
と、該モータ１２がトルクを発生する。該トルクは伝動
軸４８に出力され、同様にカウンタドライブギヤ５２に
伝達される。この時、モータ１２のみによってハイブリ
ッド型車両を走行させることができる。また、前記エン
ジン１１を駆動し、第１クラッチＣ１を係合してモータ
１２を駆動すると、エンジン１１及びモータ１２が発生
したトルクによってハイブリッド型車両を走行させるこ
ともできる。

【００１９】さらに、前記エンジン１１を駆動し、第１
クラッチＣ１を係合することによって、モータ１２にお
いて回生電流を発生させることもできる。このように、
第１クラッチＣ１を解放しモータ１２を駆動すると、モ
ータ１２が発生したトルクによって、第１クラッチＣ１
を係合しモータ１２を停止させると、エンジン１１が発
生したトルクによってハイブリッド型車両を走行させる
ことができる。

【００２０】そして、市街地走行において排気ガスの発
生をなくすか、又は減少させるため、また、航続距離を
確保するために、低速及び中速で走行する場合にはモー
タ１２を、高速で走行する場合にはエンジン１１を駆動
するようにしている。ただし、モータ１２の駆動中にお
いても、補機を駆動するためエンジン１１にアイドル運
転をさせておくことも可能である。

【００２１】前記構成のハイブリッド型車両において、
トランスミッション３８はプラネタリギヤユニット３３
を有しており、サンギヤＳがベアリングを介して入力軸
４７に回転自在に支持され、ピニオンＰがサンギヤＳ及
びリングギヤＲと噛合するようになっている。また、前
記サンギヤＳとキャリヤＣＲ間には第１ワンウェイクラ
ッチＦ１が配設されている。さらに、サンギヤＳと駆動
装置ケース４１間には、交互に配列された薄板から成る
第１ブレーキＢ１が配設され、摩擦によって係合させら
れる。

【００２２】そして、トランスミッション３８から出力
された回転は、カウンタドライブギヤ５２、カウンタド
リブンギヤ５４、出力ギヤ５５及び出力大歯車５６を介
してディファレンシャル装置１４に伝達され、該ディフ
ァレンシャル装置１４内の左右のサイドギヤ及びピニオ
ンによって差動させられるようになっている。このよう
に、これら動力伝達手段においては、各部材が相対的に
摺動して作動するようになっていて、摺動時に摩擦熱が
発生するため、各ギヤの噛合部分、第１ブレーキＢ１の
摺動部分、ベアリングの摺動部分等に油を供給し、潤滑
するとともに冷却するようにしている。

【００２３】また、前記モータ１２が発生したトルクに
よってハイブリッド型車両を走行させるに当たり、比較
的低速で高負荷になる場合にコイル２４に大電流が供給
され、コイル２４の発熱量が大きくなってしまう。した
がって、前記モータ１２の上方の駆動装置ケース４１に
形成された油室２５ａ，２５ｂから油孔２６ａ，２６ｂ
を介して油を落下させ、該油によってモータ１２を冷却
するようにしている。

【００２４】ところで、前記動力伝達手段及びモータ１
２は同じ駆動装置ケース４１内に配設され、同じ潤滑・
冷却系から駆動装置ケース４１内に供給した油で潤滑さ
れ、冷却されるようになっている。そして、潤滑し、冷
却するのに使用された油は、駆動装置ケース４１内に溜
められ、ストレーナを介して回収されて繰り返し使用す
ることができるようになっている。したがって、モータ
１２や動力伝達手段の組付時に各部品に付着していた異
物や、運転中に動力伝達手段の摺動部分から発生する摩
耗粉などが前記油内に混入してしまう。

【００２５】すなわち、ストレーナで所定以上の大きさ
の異物はろ過することができても、それ以下の大きさの
異物は透過してしまう一方、前記モータ１２に用いられ
る永久磁石などの磁力によって、異物が堆積するおそれ
があるからである。また、最初にオイルポンプによって
供給される油は、オイル溜（だ）まりを経ておらず、ス
トレーナを通過していないため異物が混入しているおそ
れがある。

【００２６】そして、異物や摩耗粉などが油内に混入し
たまま再び潤滑用及び冷却用としてモータ１２に供給さ
れると、該油内の異物や摩耗粉などがモータ１２の磁石
に吸引されたり、ステータ２１とロータ２２間に噛み込
まれたりする。その場合、前記異物や摩耗粉などによっ
てステータ２１やロータ２２が摺動し摩耗して損傷した
り、磁気回路が短絡したり、モータ効率が低下したりす
る。

【００２７】そこで、前記油室２５ａ，２５ｂから供給
され、落下する油がステータ２１とロータ２２間に進入
しないように、ステータ２１とロータ２２によって形成
される間隙の両端に密閉部材が配設される。該密閉部材
はステータ２１に固定され、本実施例においては、径方
向内方に延びる環状プレート６１で構成される。

【００２８】図２は本発明の第１の実施例を示す電気モ
ータを駆動源とする車両におけるモータの要部拡大図、
図３は本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動源
とする車両におけるモータのステータの全体図、図４は
本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動源とする
車両におけるモータの樹脂シール部を示す図である。な
お、図３においては、一方の環状プレート６１のみが示
されている。

【００２９】図において、１２はモータ、２１はステー
タ、２２はロータである。前記ステータ２１は鉄心２３
及びコイル２４から成る。前記鉄心２３は中央にロータ
２２を収容するための開口を形成した多数のプレートを
重ねて形成され、円周方向の複数箇所には、コイル２４
の巻線を収容するための溝６３が形成される。また、前
記ロータ２２は、伝動軸４８にスプライン嵌合されるロ
ータ本体６４と、該ロータ本体６４の円周方向の複数箇
所に配設される永久磁石６５から成る。

【００３０】前記鉄心２３の内周面２３ａと永久磁石６
５の外周面６５ａ間には間隙６６が形成される。前記鉄
心２３及び永久磁石６５の取付精度を高くして前記間隙
６６を狭くすると、鎖交する磁束量が多くなってモータ
１２によって発生するトルクが大きくなる。前記環状プ
レート６１は、前記間隙６６内に異物や摩耗粉などが進
入するのを阻止するために配設されていて、外周が鉄心
２３の内周面２３ａに固定される。そのため、前記鉄心
２３を形成する多数のプレートのうち、両端のものは軸
方向外側に延びる筒状部６８を有しており、一方、前記
環状プレート６１の外周縁に筒状部６９が設けられ、該
筒状部６９を前記筒状部６８の内側に圧入することによ
って環状プレート６１の外周縁をステータ２１に支持す
るとともに、両者間を密封する。

【００３１】前記環状プレート６１は、樹脂などの非磁
性体で形成され、その内周縁にゴムリップ７０を有して
いる。そして、該ゴムリップ７０は、前記ロータ本体６
４の両端に形成された段部６４ａの表面に当接させら
れ、ロータ２２が回転した時に摺動するようになってい
る。したがって、ロータ２２と両ゴムリップ７０によっ
て閉鎖空間７１が形成され、該閉鎖空間７１にゴムリッ
プ７０の外側の油が進入するのが阻止される。

【００３２】また、前記鉄心２３の円周方向における複
数箇所には、コイル２４の巻線を収容するための溝６３
が形成され、各溝６３がそれぞれ内周面２３ａに開口し
ている。したがって、コイル２４の各巻線間を介して油
が前記間隙６６に進入するのを阻止するため、鉄心２３
の筒状部６８とコイル２４間、及び溝６３の開口７３に
シール剤７６が塗布される。

【００３３】このように、前記環状プレート６１は、モ
ータ１２を潤滑し、冷却するために油室２５ａ，２５ｂ
から供給され、落下する油が間隙６６に進入するのを阻
止するが、他の油、例えば、リングギヤＲが回転する時
に掻（か）き上げた油や、入力軸４７、伝動軸４８に形
成された径方向の油路を介して遠心力で噴射された油な
どにも異物や摩耗粉などが混入しており、これら油が間
隙６６内に進入するのも阻止している。

【００３４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図５は本発明の第２の実施例を示す電気モータを
駆動源とする車両におけるモータの要部拡大図、図６は
本発明の第２の実施例を示す電気モータを駆動源とする
車両におけるモータのステータの全体図である。図にお
いて、１２はモータ、２１はステータ、２２はロータで
ある。前記ステータ２１は鉄心２３及びコイル２４から
成り、前記ロータ２２は、伝動軸４８にスプライン嵌合
されるロータ本体６４と、該ロータ本体６４の円周方向
の複数箇所に配設される永久磁石６５から成る。８１は
密閉部材として配設される環状リングである。

【００３５】前記鉄心２３の内周面２３ａと永久磁石６
５の外周面６５ａ間には間隙６６が形成される。前記環
状リング８１は、前記間隙６６内に異物や摩耗粉などが
進入するのを阻止するために配設されていて、外周が鉄
心２３の内周２３ａ面に固定される。そのため、前記鉄
心２３を形成する多数のプレートのうち、両端のものは
軸方向外側に延びる筒状部６８を有しており、一方、前
記環状リング８１の外周縁に筒状部８２が設けられ、該
筒状部８２を前記筒状部６８の内側に圧入することによ
って環状リング８１の外周縁をステータ２１に支持する
とともに、両者間を密封する。

【００３６】前記環状リング８１は樹脂などの非磁性体
で形成され、その内周縁に、ロータ２２の方向に延びる
筒状部８３を有しており、該筒状部８３の先端にゴムリ
ップ８４を有している。一方、ロータ２２の両端面に
は、ロータ本体６４及び永久磁石６５を覆うように環状
板８６が設けられ、ボルト８７によってロータ本体６４
に固定されている。そして、前記ゴムリップ８４は、該
環状板８６の表面に当接させられ、ロータ２２が回転し
た時に摺動するようになっている。したがって、ロータ
２２とゴムリップ８４によって密閉室８８が形成され、
該密閉室８８にゴムリップ８４の外側の油が進入するの
が阻止される。

【００３７】また、前記鉄心２３の円周方向における複
数箇所には、コイル２４の巻線を収容するための溝６３
（図４）が形成され、各溝６３がそれぞれ内周面２３ａ
に開口している。したがって、コイル２４の各巻線間を
介して油が前記間隙６６に進入するのを阻止するため、
鉄心２３の筒状部６８とコイル２４間、及び溝６３の開
口７３にシール剤７６が塗布される。

【００３８】図７は本発明の電気モータを駆動源とする
車両における潤滑・冷却系を示す図である。図の破線は
エンジン駆動時の油の流れを、実線はモータ駆動時の油
の流れを示す。図において、１７はエンジン１１が回転
することによって作動するオイルポンプである。エンジ
ン駆動時において、該オイルポンプ１７から吐出された
油は、油路９１を介して油室２５ａ，２５ｂ及び入力軸
４７の軸心に形成された油路４７ａに供給される。前記
油室２５ａ，２５ｂに供給された油は重力で、前記油路
４７ａに供給された油は遠心力で駆動装置ケース４１内
に送られて、動力伝達手段の各ギヤの噛合部分、摩擦係
合要素の摺動部分、ベアリングの摺動部分、モータ１２
のコイル２４等を潤滑し、冷却する。

【００３９】また、モータ駆動時においては、エンジン
１１が停止させられる場合、前記オイルポンプ１７は作
動しない。したがって、モータ１２又は別に配設された
第２のモータ９２によって第２のオイルポンプ９３が作
動させられるようになっている。ストレーナ９４を通っ
てオイルポンプ９３から吐出された油は、オイルクーラ
９５及び油路９６を介して油室２５ａ，２５ｂ及び入力
軸４７の軸心に形成された油路４７ａに供給される。

【００４０】この場合も、同様に油室２５ａ，２５ｂに
供給された油は重力で、前記油路４７ａに供給された油
は遠心力で駆動装置ケース４１内に送られて、モータ１
２を潤滑し、冷却する。前記実施例においては、エンジ
ン１１とモータ１２を併せ持つハイブリッド型車両を例
に挙げたが、本発明を、例えば、モータ１２のみで駆動
される車両にも適用することが可能である。すなわち、
モータ１２の回転を減速ギヤによって減速し、同一の油
でモータ１２及び減速ギヤの潤滑、冷却を行う場合にも
適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両の概略図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両におけるモータの要部拡大図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両におけるモータのステータの全体図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両におけるモータの樹脂シール部を示す図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両におけるモータの要部拡大図である。

【図６】本発明の第２の実施例を示す電気モータを駆動
源とする車両におけるモータのステータの全体図であ
る。

【図７】本発明の電気モータを駆動源とする車両におけ
る潤滑・冷却系を示す図である。

【符号の説明】

１１ エンジン １２ モータ ２１ ステータ ２２ ロータ ４１ 駆動装置ケース ６１ 環状プレート ６６ 間隙 ８１ 環状リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）エンジンと、（ｂ）ステータとロ
   ータを有するモータと、（ｃ）モータが発生した回転を
   駆動輪に伝達する動力伝達手段と、（ｄ）前記モータ及
   び動力伝達手段を収容する駆動装置ケースと、（ｅ）前
   記モータ及び動力伝達手段を潤滑し、冷却するための油
   を前記駆動装置ケース内に供給するとともに、駆動装置
   ケース内から回収して再利用する手段を有し、（ｆ）前
   記モータは、ステータとロータ間の間隙を密閉する密閉
   部材を有することを特徴とする電気モータを駆動源とす
   る車両。