WO2015174212A1 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an in-wheel motor drive device that is disposed in an inner space area of a wheel and drives the wheel.
- An in-wheel motor drive device having a motor unit has a plurality of rotating elements inside thereof and needs to be properly lubricated because it rotates at high speed.
- a lubrication structure of an in-wheel motor drive device for example, a technique described in Japanese Patent No. 4918051 (Patent Document 1) is conventionally known.
- the in-wheel motor drive device described in Patent Document 1 includes a motor unit, a cycloid reduction mechanism, and a hub bearing unit that are sequentially arranged coaxially from one to the other in the axial direction, and the cycloid reduction mechanism is provided by an axial lubrication system.
- Lubricate FIG. 7 is a cross-sectional view showing an oil tank described in Patent Document 1. With reference to FIG. 7, a lubricating oil passage 103 extending along the axis of the cycloid reduction mechanism 101 is provided, and a lubricating oil supply port 105 is provided in the eccentric portion 104 of the cycloid reduction mechanism 101.
- lubricating oil discharged from a rotary pump (not shown) is supplied to the lubricating oil passage 103, and the lubricating oil is injected from the lubricating oil supply port 105 in the outer diameter direction, thereby lubricating the cycloid reduction mechanism 101 from the center. .
- the lubricating oil that has lubricated the cycloid reduction mechanism 101 naturally falls and flows down to the oil tank 108 through the lubricating oil discharge port 107 provided in the lower part of the casing 106 (the lower side in the vehicle vertical direction).
- the lubricating oil is sucked into a rotary pump (not shown) from a suction oil passage 109 connected to the oil tank 108 and supplied again to the lubricating oil passage 103.
- the lubricating oil circulates inside the in-wheel motor drive device by the suction and discharge of the rotary pump.
- the present inventor has found that there is a point to be further improved in the in-wheel motor drive device based on the above-described axial center oil supply system. That is, when the vehicle travels forward at a constant speed, the oil level of the lubricating oil is horizontal as shown by a two-dot chain line L in FIG. 7, and the lubricating oil discharge port 107 and the suction oil passage 109 are completely below the oil level. . Accordingly, the lubricating oil flows down through the lubricating oil discharge port 107 without any stagnation and is sucked into the rotary pump from the suction oil passage 109, and the rotary pump does not suck in air.
- the oil level of the lubricating oil is inclined as shown by a two-dot chain line M in FIG.
- the lubricating oil discharge port 107 and the suction oil passage 109 appear above the oil level and flow down at the lubricating oil discharge port 107. Is interrupted, and air is sucked from the suction oil passage 109. If it does so, the lubricating oil injected from the lubricating oil supply port 105 will interrupt, and lubrication will be unsatisfactory.
- the torque output from the in-wheel motor drive device increases and the amount of heat generated increases, so a large amount of lubricating oil should flow, but the lubricating oil is interrupted as described above. It is not preferable to end up.
- the in-wheel motor drive device must be small and light because it is arranged in a narrow space called the inner space of the wheel, and cannot be enlarged with a margin. Moreover, when lubricating oil is increased, the subject of the stirring resistance and weight increase of lubricating oil will newly arise in connection with it. For this reason, it is not preferable to increase the lubricating oil.
- the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to eliminate the suction of air and stably supply lubricating oil even during sudden acceleration or climbing on a slope.
- an in-wheel motor drive device includes at least one of a hub wheel, a motor unit that drives the hub wheel, and a motor unit and a speed reduction unit that decelerates rotation of the motor unit and transmits the rotation to the hub wheel.
- an oil pump that sucks in and discharges the oil to the casing is provided, and the horizontal direction perpendicular to the axis of the hub wheel is the vehicle front-rear direction.
- the discharge port is arranged behind the axis of the hub wheel.
- the oil level of the oil is inclined in the casing, and the oil level at the rear of the vehicle is higher than the oil level at the front of the vehicle. Even so, the outlet is located below the oil level. Therefore, the oil in the casing can be discharged from the discharge port to the oil tank. As a result, the lubrication of the in-wheel motor drive device is not interrupted when the vehicle moves forward with a rapid acceleration and climbs the slope.
- the casing having the oil tank may contain both the motor part and the speed reduction part, or may contain either one of the motor part or the speed reduction part. This is because some in-wheel motor drive devices include a direct drive type in which a hub portion is directly driven by a motor portion without a speed reduction portion. When the vehicle moves forward with a sudden deceleration or descends a hill, the oil level becomes closer to the front and the oil level in front of the vehicle becomes higher than the oil level in the rear of the vehicle. Since the device does not output high torque and generates little heat, there is no problem even if lubrication is interrupted.
- the oil is, for example, a lubricating oil, but may be a cooling oil having a cooling function or an oil having another function.
- an intake oil passage extending from the oil tank to the suction port of the oil pump is further provided, and an end opening on the side of the intake oil passage that is connected to the oil tank is disposed behind the axis.
- the oil tank is disposed closer to the rear of the vehicle as viewed from the axis. According to this embodiment, it becomes easy to arrange
- An in-wheel motor drive device is a cylindrical shape that accommodates at least one of a hub wheel, a motor portion that drives the hub wheel, and a motor portion and a speed reduction portion that decelerates rotation of the motor portion and transmits it to the hub wheel.
- An oil pump that discharges to the casing, a suction oil passage that extends from the oil tank to the suction port of the oil pump, and a plate provided in the oil tank, and a horizontal direction perpendicular to the axis of the hub wheel is defined as the vehicle front-rear direction Assuming The plate divides the oil level of the oil stored in the oil tank into the vehicle front and the vehicle rear.
- the oil level of the oil stored in the oil tank is difficult to change. Therefore, even if the vehicle suddenly starts to accelerate or starts climbing up a slope, excessive fluctuations in the oil level can be suppressed, and even if it takes a short time.
- the end opening of the tubular end can be held below the oil level.
- the plate In order to divide the oil surface of the oil into the vehicle front and the vehicle rear, the plate may be held in a posture substantially parallel to the axis of the hub wheel.
- segmentation by a board does not interrupt
- the plate and the casing are formed integrally, or the plate and the inner wall surface of the oil tank are formed integrally. In any case, the plate is erected on the casing or the oil tank.
- the plate is held in a substantially vertical posture. According to this embodiment, the oil level change of oil can be more effectively suppressed than when the plate is held in an inclined posture. As another embodiment, the plate is held in an inclined posture.
- the end of the suction oil passage that is connected to the oil tank is formed along the plate. According to this embodiment, oil can be sucked from the two sections divided by the plate. Therefore, the end portion of the suction oil passage can suck the oil without interruption. As another embodiment, the end of the suction oil passage is arranged in one of two sections separated by a plate.
- the end of the suction oil passage that is connected to the oil tank is formed with a constant cross section regardless of the distance to the opening on the oil tank side.
- the present invention air is not sucked and the lubricating oil can be stably supplied. Accordingly, even during sudden acceleration or climbing on a hill, a sufficient amount of oil can be allowed to flow to the motor unit and / or the deceleration unit, and wear and temperature rise of the motor unit and / or the deceleration unit can be prevented.
- FIG. 1 is a front view showing an in-wheel motor drive device according to an embodiment of the present invention, and shows a state viewed from the outside in the vehicle width direction.
- FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the embodiment, which is cut along a virtual plane including the axis of the in-wheel motor drive device.
- FIG. 3 is a transverse cross-sectional view showing the speed reduction portion of the same embodiment.
- FIG. 4 is an explanatory view showing the oil tank shown in FIG.
- the in-wheel motor drive device 21 is attached to the body of an electric vehicle (not shown) via a shock absorber 11 and link members 12, 13, and 14 as a suspension device. . And the in-wheel motor drive device 21 is accommodated with the wheel 18 in the well-known wheel housing formed in the vehicle width direction both sides of a vehicle body. And the in-wheel motor drive device 21 advances a vehicle ahead by rotating the wheel 18 in the positive direction shown by the thick arrow in FIG.
- the outer ends in the vehicle width direction of the link members 12, 13, 14 extending in the vehicle width direction are brackets of the in-wheel motor drive device 21 via pivots 12a, 13a, 14a extending in the vehicle front-rear direction. 15, 16 and 17 are connected.
- the link members 12, 13, and 14 can swing in the vertical direction with the vehicle width direction inner end as the base end and the vehicle width direction outer end as the free end, so that the in-wheel motor drive device 21 can be bounced up and down. It is possible to rebound.
- the lower end of the shock absorber 11 extending in the vertical direction is connected to the bracket 17 of the in-wheel motor drive device 21, and the upper end (not shown) is connected to the vehicle body to absorb and attenuate the bound and rebound of the in-wheel motor drive device 21.
- the axis of the wheel 18 extends in the vehicle width direction perpendicular to the paper surface of FIG.
- the axis O of the in-wheel motor drive device 21 that coincides with the axis of the wheel 18 also extends in the vehicle width direction.
- the vehicle front-rear direction is a horizontal direction orthogonal to the axis O.
- a lubricating oil tank 53 is disposed behind the vehicle as viewed from the axis O. The reason why the lubricating oil tank 53 is arranged at the rear portion of the in-wheel motor drive device 21 will be described in detail later.
- the in-wheel motor drive device 21 includes a motor unit A that generates a driving force, a deceleration unit B that decelerates and outputs the rotation of the motor unit A, and outputs from the deceleration unit B to the wheels 18. It is composed of a wheel hub bearing C for transmission. And about the axial direction of the in-wheel motor drive device 21, it arranges coaxially in order of the motor part A, the deceleration part B, and the wheel hub bearing part C.
- the casing 22 has a cylindrical shape in which a cylindrical motor portion casing 22a and a speed reduction portion casing 22b having different outer diameters are connected in the axial direction, and constitutes an outline of the in-wheel motor drive device 21.
- the motor part A is accommodated in a motor part casing 22a having a large outer diameter.
- the inner space of the motor casing 22a is referred to as a motor housing space Sa.
- the speed reduction part B is accommodated in a speed reduction part casing 22b having a small outer diameter.
- the inner space area of the speed reduction part casing 22b is referred to as a speed reduction part accommodation space Sb.
- the wheel hub bearing portion C includes a wheel hub bearing 33 that serves as a rolling bearing, and a hub wheel 32 that is rotatably supported by the wheel hub bearing 33.
- the hub wheel 32 extends along the axis O of the in-wheel motor drive device 21.
- the extending direction of the hub wheel 32 is the vehicle width direction.
- the wheel 18 is fixed to the wheel mounting flange 32b formed at the tip end portion of the hub wheel 32 and protruding in the outer diameter direction via a bolt 32c.
- the in-wheel motor drive device 21 is disposed in the inner space region of the wheel 18, and the wheel hub bearing portion C and the speed reduction portion B are accommodated in the inner space region of the wheel 18.
- part or all of the motor part A protrudes from the wheel 18 in the vehicle width direction.
- the wheel 18 is disposed on the outermost side of the vehicle with respect to the vehicle width direction, and has a sufficiently larger outer diameter than the in-wheel motor drive device 21 and contacts the road surface. Thereby, the clearance from the ground contact surface of the wheel 18 to the casing 22 is ensured.
- the motor part casing 22 a serving as a part for housing the motor part A in the casing 22 has the largest outer diameter in the in-wheel motor drive device 21, and has a hollow cylindrical wall centered on the axis O. Including.
- the speed reduction part casing 22b which becomes a part which accommodates the speed reduction part B among the casings 22 has the next largest outer diameter, and includes a hollow cylindrical wall centering on the axis O.
- a motor cover 22d is attached and fixed to an axial end (also referred to as an inboard side) on the motor part A side of the axial direction portion of the casing 22.
- the motor cover 22d is a disk-shaped wall member that becomes a part of the casing 22, and seals one axial side opening of the motor section casing 22a.
- a partition wall 22e is provided between the motor part A and the speed reduction part B.
- the partition wall 22e is a disk-shaped part that becomes a part of the casing 22, and is formed so as to be continuous with the other end (also referred to as the outboard side) of the motor part casing 22a in the axial direction. Sa and the deceleration part accommodation space Sb are partitioned off.
- the outer ring member 33g of the wheel hub bearing portion C fixed to the axial end of the casing 22 has an outer diameter smaller than that of the speed reduction portion casing 22b.
- the motor unit A is connected to the stator 23 fixed to the inner peripheral surface of the motor unit casing 22 a, the rotor 24 disposed at a position facing the inner side of the stator 23 with a radial gap therebetween, and the inner side of the rotor 24.
- This is a radial gap motor including a motor rotating shaft 35 that is fixed and rotates integrally with the rotor 24.
- a coil 23 c is wound around the stator 23.
- the rotor 24 is formed so as to protrude radially outward from the outer periphery of the motor rotating shaft 35 and the rotor main body 24a having a hollow cylindrical shape in which a plurality of discs having a through hole in the center are stacked.
- a cylindrical rotor support 24b that is fixed to the inner periphery and supports the rotor main body 24a at the axial center of the motor rotation shaft 35 is provided.
- the axial end of the motor rotation shaft 35 located on the side opposite to the speed reduction portion B is rotatably supported by the central portion of the motor cover 22d via a rolling bearing 36a.
- the axial end of the motor rotation shaft 35 located on the speed reduction portion B side is passed through the center hole of the partition wall 22e and is rotatably supported by the center hole of the partition wall 22e via the rolling bearing 36b.
- the other end portion of the both ends of the motor rotating shaft 35 on the side close to the speed reduction portion B is connected and fixed to the input shaft 25 of the speed reduction portion B by, for example, serration fitting. Since the motor rotation shaft 35 of the motor part A and the input shaft 25 of the speed reduction part B extend along a substantially horizontal axis O and rotate integrally, the assembly of the motor rotation shaft 35 and the input shaft 25 is a motor side rotation member. Cal
- the speed reduction part B is a cycloid speed reduction mechanism, and includes an input shaft 25 and two eccentric members 25a and 25b provided eccentrically at the end of the input shaft 25 on the side far from the motor rotation shaft 35.
- Curved plates 26a and 26b serving as revolving members whose inner peripheries are attached to the outer peripheries of the eccentric members 25a and 25b so as to be rotatable relative to the outer periphery of the eccentric members 25a and 25b.
- a plurality of outer pins 27 as outer peripheral engagement members that engage with the outer peripheral portions of the curved plates 26a, 26b and cause the rotational motion of the curved plates 26a, 26b, and only the rotation of the curved plates 26a, 26b are taken out.
- the rotation conversion mechanism that transmits the rotation to the output shaft 28, the output shaft 28 that outputs the rotation that has been rotated and decelerated by the deceleration portion B to the wheel hub bearing portion C, and the eccentric members 25 a and 25 b, respectively. And a counterweight 29 attached to the input shaft 25 in location.
- the deceleration part B is supplied with lubricating oil by the lubricating oil circuit mentioned later. Lubricating oil is excellent in lubricating performance.
- the input shaft 25 has one end on the motor part A side supported by the rolling bearing 36c in the speed reducing part B, and the other end on the wheel hub bearing part C side supported by the rolling bearing 36d in the speed reducing part B. Further, the input shaft 25 has one end on the motor part A side engaged with the axial end of the motor rotation shaft 35.
- Eccentric members 25a and 25b integrally formed at the end of the input shaft 25 are disc-shaped eccentric members attached eccentrically from the axis O. Further, the two eccentric members 25a and 25b are provided with a phase difference of 180 ° in order to cancel the centrifugal force due to the eccentric motion.
- the output shaft 28 arranged coaxially with the motor rotation shaft 35 and the input shaft 25 extends from the speed reduction portion B to the wheel hub bearing portion C, and extends along the axis O to the speed reduction portion B of the shaft portion 28b. And a flange portion 28a formed at the end portion on the near side. The flange portion 28 a formed at the end portion of the output shaft 28 is disposed so as to abut on the outboard side axial direction end of the input shaft 25. A center hole is formed in the flange portion 28a. The center hole receives the end of the input shaft 25 in the axial direction on the outboard side, and can relatively rotate the end of the input shaft 25 in the axial direction of the input shaft 25 via the rolling bearing 36d. To support.
- a plurality of holes for fixing the inner pin 31 are formed at equal intervals along the circumference centering on the axis O that is the rotation axis of the output shaft 28 on the end face of the flange portion 28a. These holes extend parallel to the axis O of the output shaft 28.
- the hub wheel 32 of the wheel hub bearing portion C is fitted to the outer peripheral surface of the shaft portion 28b.
- the flange portion 28a has an annular step, the axial direction end portion on the speed reduction portion B side is formed with a large diameter, and the shaft portion 28b side portion is formed with a small diameter.
- the outer peripheral surface of the small-diameter portion is supported by the inner peripheral surface of the axial end portion on the wheel hub bearing portion C side of the outer pin holding portion 45 described later via a rolling bearing 36f.
- the curved plate 26 b has a plurality of corrugated waves composed of trochoidal curves such as epitrochoids on the outer peripheral portion, and a plurality of through holes 30 a and 30 b that penetrate from one end face to the other end face.
- a plurality of through-holes 30a are provided at equal intervals on the circumference that is the center (rotation axis) of the curved plate 26b, and receives an inner pin 31 described later.
- the through-hole 30b is provided in the rotating shaft center, and hold
- the curved plate 26 b is rotatably supported by the rolling bearing 41 with respect to the eccentric member 25 b.
- the rolling bearing 41 is fitted to the outer peripheral surface of the eccentric member 25b, and the outer ring formed directly on the inner peripheral surface of the inner ring member 42 having the inner raceway surface 42a on the outer peripheral surface and the through hole 30b of the curved plate 26b.
- the cylindrical roller bearing includes a surface 43, a plurality of cylindrical rollers 44 disposed between the inner raceway surface 42 a and the outer raceway surface 43, and a retainer (not shown) that holds an interval between adjacent cylindrical rollers 44. .
- it may be a deep groove ball bearing.
- the inner ring member 42 further includes a pair of flange portions 42f that face each other with the inner raceway surface 42a of the inner ring member 42 on which the cylindrical rollers 44, which are rolling elements roll, sandwiching in the axial direction, and the cylindrical rollers 44 are paired with a pair of flanges. Hold between the portions 42f, 42f.
- the outer pins 27 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the axis O that is the rotation axis of the input shaft 25.
- the outer pin 27 extends parallel to the axis O, and both ends thereof are held by the outer pin holding portion 45 that is fitted and fixed to the inner wall surface of the motor portion accommodation space Sa that accommodates the speed reduction portion B of the casing 22. Yes. More specifically, both end portions in the axial direction of the outer pin 27 are rotatably supported by needle roller bearings 27 a attached to the outer pin holding portion 45.
- the counterweight 29 (see FIG. 2) has a disk shape when viewed from the axial direction, has a through hole that fits the input shaft 25 at a position off the center of the disk, and is generated by the rotation of the curved plates 26a and 26b. In order to cancel out the unbalanced inertial couple, they are arranged at positions adjacent to the eccentric members 25a and 25b with a phase difference of 180 ° from that of the eccentric member.
- the motion conversion mechanism includes a plurality of inner pins 31 as inner engagement members implanted in the flange portion 28a of the output shaft 28 and a plurality of through holes 30a provided in the curved plates 26a and 26b.
- the inner pins 31 are provided at equal intervals on a circumferential orbit centering on the axis O serving as the rotation axis of the output shaft 28, extend in parallel with the axis O of the output shaft 28, and the proximal end of the inner pin 31 is It is fixed to the output shaft 28.
- a needle roller bearing 31 a made up of a hollow cylindrical body and needle rollers is provided on the outer periphery of the inner pin 31.
- the needle roller bearing 31a reduces the frictional resistance with the curved plates 26a and 26b when the inner pin 31 contacts the hole wall surface of the through hole 30a of the curved plates 26a and 26b.
- the inner diameter of the through hole 30a is sufficiently larger than the outer diameter of the hollow cylindrical body of the needle roller bearing 31a.
- the needle roller bearing 31 a may be considered to be included in the inner pin 31.
- an inner pin reinforcing member 31b for reinforcing the inner pin 31 is connected and fixed to the tip of each inner pin 31 by press fitting.
- the inner pin reinforcing member 31b is an annular flange portion 31c that connects the tips of the plurality of inner pins 31, and a cylindrical tube that is coupled to the inner diameter portion of the flange portion 31c and extends in the axial direction so as to be away from the inner pin 31. Part 31d.
- the inner pin reinforcing member 31 b that reinforces the plurality of inner pins 31 uniformly distributes the load applied to some of the inner pins 31 from the curved plates 26 a and 26 b to all the inner pins 31.
- the flange portion 31c has an annular step, has a small diameter size on the cylindrical portion 31d side, a large diameter size on the inner pin 31 side, and a cylindrical intermediate portion in the axial direction.
- the axial intermediate portion of the flange portion 31c supports the rolling bearing 36c on its inner peripheral surface and is supported on the rolling bearing 36e on its outer peripheral surface.
- the rolling bearing 36e is supported on the inner peripheral surface of the end portion in the axial direction of the outer pin holding portion 45 on the motor portion A side.
- the inner pin 31 passes through a through hole 30a provided in a radial position between the outer peripheral portion of the curved plates 26a and 26b and the axis O of the input shaft 25.
- the through hole 30 a is provided at a position corresponding to each of the plurality of inner pins 31.
- the inner diameter dimension of the through hole 30a is set to be larger than the outer diameter dimension of the inner pin 31 (referred to as “maximum outer diameter including the needle roller bearing 31a”; the same applies hereinafter). Therefore, the inner pins 31 extending through the through holes 30a provided in the curved plates 26a and 26b become inner engagement members that respectively engage with the through holes 30a.
- the cylindrical portion 31d of the inner pin reinforcing member 31b is drivingly coupled to the lubricating oil pump 51.
- the cylindrical portion 31 d that is rotated by the inner pins 31 drives the lubricating oil pump 51.
- the lubricating oil pump 51 provided inside the casing 22 is driven by the output of the motor unit A, and circulates lubricating oil inside the in-wheel motor driving device 21.
- the wheel hub bearing portion C includes a hub wheel 32 that is connected and fixed to the output shaft 28 and a wheel hub bearing 33 that holds the hub wheel 32 rotatably with respect to the casing 22.
- the wheel hub bearing 33 is a double-row angular ball bearing, and an inner ring member 33 n is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the hub ring 32.
- the outer ring member 33g of the wheel hub bearing 33 is fixed to the end of the casing 22 in the axial direction of the speed reduction unit casing 22b.
- the hub wheel 32 includes a cylindrical hollow portion 32a that is coupled to the shaft portion 28b of the output shaft 28, and a wheel mounting flange 32b that is formed at an end portion of the hollow portion 32a that is far from the speed reduction portion B.
- a wheel (not shown) is connected and fixed to the wheel mounting flange 32b by a bolt 32c.
- the motor part A receives an electromagnetic force generated by supplying an alternating current to the coil 23c of the stator 23, and the rotor 24 composed of a permanent magnet or a magnetic material rotates.
- the motor rotating shaft 35 connected to the rotor 24 outputs rotation, and when the motor rotating shaft 35 and the input shaft 25 rotate, the curved plates 26a and 26b revolve around the axis O of the input shaft 25.
- the outer pin 27 is engaged so as to be in rolling contact with the curved waveform of the curved plates 26 a and 26 b to rotate the curved plates 26 a and 26 b in the direction opposite to the rotation of the input shaft 25.
- the hollow cylindrical body of the inner pin 31 and the needle roller bearing 31a inserted through the through hole 30a is sufficiently thinner than the inner diameter of the through hole 30a, and the rotational movement of the curved plates 26a and 26b is accompanied.
- the revolving motion of the curved plates 26 a and 26 b is not transmitted to the inner pin 31, and only the rotational motion of the curved plates 26 a and 26 b is transmitted to the wheel hub bearing portion C via the output shaft 28.
- the through hole 30a and the inner pin 31 serve as a motion conversion mechanism.
- the output shaft 28 arranged coaxially with the input shaft 25 takes out the rotation of the curved plates 26a and 26b as the output of the speed reduction unit B through this motion conversion mechanism. As a result, the rotation of the input shaft 25 is decelerated by the deceleration unit B and transmitted to the output shaft 28. Therefore, even when the low torque, high rotation type motor unit A is employed, it is possible to transmit the torque necessary for driving the wheels.
- the reduction ratio of the speed reduction unit B having the above-described configuration is calculated as (Z A ⁇ Z B ) / Z B where Z A is the number of outer pins 27 and Z B is the number of waveforms of the curved plates 26a and 26b.
- a lubricating oil tank 53 is attached to the lower part of the motor casing 22a.
- the lubricating oil tank 53 has a box shape and has side walls and a bottom wall, and protrudes radially outward from the outer periphery of the motor section casing 22a.
- a discharge port 61 that is a hole extending in the radial direction through the motor casing 22a is formed at the bottom of the motor housing space Sa.
- the discharge port 61 connects the motor unit accommodation space Sa and the lubricating oil tank 53.
- the discharge port 61 is disposed at the rear of the vehicle as viewed from the axis O. The reason for this will be described in detail later.
- the above-described lubricating oil pump 51 is provided on the partition wall 22 e which is the boundary between the motor part A and the speed reduction part B in the casing 22.
- the lubricating oil pump 51 is disposed coaxially with the axis O, and is driven by the inner pin reinforcing member 31b.
- a suction oil passage is provided inside the wall thickness of the partition wall 22e and the motor part casing 22a.
- the suction oil passage is composed of a tubular end portion 52s, a horizontal portion 52t, and an upper and lower portion 52u, and is a single passage extending in series in this order, and extends from the lubricating oil tank 53 to the suction port of the lubricating oil pump 51. .
- the tubular end portion 52s, the horizontal portion 52t, and the upper and lower portions 52u may be collectively referred to as a suction oil passage 52.
- the tubular end portion 52 s of the suction oil passage is provided inside the lubricating oil tank 53 and extends while being inclined up and down.
- the lower end of the tubular end portion 52 s opens in the lubricating oil tank 53.
- the bottom surface 67 which becomes the top surface of the bottom wall of the lubricating oil tank 53 is inclined so as to gradually increase from the rear to the front of the vehicle.
- the lower end opening of the tubular end portion 52s faces the lowest bottom surface 67 at the rear of the vehicle.
- the horizontal portion 52t of the suction oil passage is formed at the lower part of the hollow cylindrical wall constituting the motor casing 22a and extends parallel to the axis O between the inner and outer peripheral surfaces of the motor casing 22a. .
- One end of the horizontal portion 52t closer to the motor cover 22d (inboard side) is connected to the upper end of the tubular end portion 52s.
- the upper and lower portions 52u of the suction oil passage extend upward from the other end (outboard side) of the horizontal portion 52t, and are formed between both wall surfaces of the disks constituting the partition wall 22e. The upper ends of the upper and lower portions 52 u are connected to the suction port of the lubricating oil pump 51.
- the discharge oil passage 54 is formed between both wall surfaces of the disk walls constituting the partition wall 22e, extends in the vertical direction, is connected to the discharge port of the lubricating oil pump 51 at the lower end, and is formed in the motor section casing 22a at the upper end. Connected to one end of the casing oil passage 55.
- the casing oil passage 55 is formed on the upper part of the hollow cylindrical wall constituting the motor casing 22a, extends parallel to the axis O between the inner and outer peripheral surfaces of the motor casing 22a, and extends from the partition wall 22e to the motor cover 22d.
- the end of the casing oil passage 55 on the motor cover 22d side is connected to the upper end of the communication oil passage 56.
- the connection oil passage 56 is formed inside the wall thickness of the motor cover 22d of the casing 22 and extends in the vertical direction.
- the lower end of the communication oil passage 56 is connected to a motor rotation shaft oil passage 58 a provided on the motor rotation shaft 35 via an output shaft cover oil passage 57.
- the output shaft cover oil passage 57 is provided in the output shaft cover 22 f that becomes a part of the casing 22.
- the output shaft cover 22 f is a substantially disk-shaped wall member positioned opposite to one end of the motor rotation shaft 35.
- the output shaft cover oil passage 57 is formed inside the wall thickness of the output shaft cover 22f.
- One end of the output shaft cover oil passage 57 on the fixed side and one end of the motor rotation shaft oil passage 58a on the rotation side are arranged along the axis O and face each other through a slight gap. Such a gap is connected to the rolling bearing 36a.
- the motor rotation shaft oil passage 58a is provided inside the motor rotation shaft 35 and extends along the axis O.
- One end of the motor rotation shaft oil passage 58a on the side close to the speed reduction portion B is connected to a speed reduction portion input shaft oil passage 58b provided on the input shaft 25 and extending along the axis O.
- one end of the motor rotation shaft oil passage 58a on the side farther from the speed reduction portion B (inboard side) is connected to the output shaft cover oil passage 57 described above.
- the motor rotation shaft oil passage 58a is connected to the inner diameter side end of the rotor oil passage 64 at the middle in the axial direction.
- the speed reducer input shaft oil passage 58b is provided inside the input shaft 25 and extends along the axis O between both ends of the input shaft 25.
- a lubricating oil hole 60 is provided at one end of the output shaft 28 facing the flange portion 28a.
- the lubricating oil hole 60 is a hole having a smaller diameter than the cross section of the speed reduction part input shaft oil path 58b, and restricts the flow rate of the lubricating oil passing therethrough so as to communicate one end of the speed reduction part input shaft oil path 58b with the rolling bearing 36d. To do. Since the motor rotation shaft oil passage 58a and the speed reducer input shaft oil passage 58b continuously extend to form one straight line, they are collectively referred to as an axis oil passage 58. Only one axial oil passage is provided on the motor-side rotating member.
- the speed reducer input shaft oil passage 58b branches into a lubricating oil passage 59a extending radially outward in the eccentric member 25a and a lubricating oil passage 59b extending radially outward in the eccentric member 25b. Since the lubricating oil passages 59a and 59b have the same configuration, the lubricating oil passage 59b will be described as a representative example. Referring to FIG. 3, the lubricating oil passage 59b is in the eccentric direction of the eccentric member 25b, that is, from the axis O to the eccentric member 25b.
- the outer diameter side end of the lubricating oil passage 59b is connected to an annular groove 62 formed along the outer peripheral surface of the eccentric member 25b.
- the annular groove 62 is disposed between the outer peripheral surface of the eccentric member 25 b and the inner peripheral surface of the inner ring member 42, and is connected to a plurality of lubricating oil holes 63 drilled in the inner ring member 42.
- the lubricating oil hole 63 penetrates from the inner peripheral surface of the inner ring member 42 to the inner raceway surface 42a.
- the circumferential position of the lubricating oil hole 63 is, for example, an eccentric direction of the eccentric member 25b and a position 45 ° away from the eccentric direction to one and the other.
- the lubricating oil hole 63 can be arranged in a no-load region where the bearing load of the rolling bearing 41 becomes zero. It should be understood that the annular groove 62 and the lubricating oil hole 63 are included in the lubricating oil passage 59b.
- the rotor 24 is provided with a rotor oil passage 64.
- the rotor oil passage 64 is an oil passage branched from the motor rotation shaft oil passage 58a, is formed inside the rotor support 24b, extends in the radial direction, and reaches the rotor main body 24a.
- the rotor oil passage 64 extends along the diameter of the rotor support 24b. That is, the rotor support 24b has two rotor oil passages 64 extending along the radius thereof.
- a return hole 66 is formed that extends through the partition wall 22e and extends from the bottom of the deceleration unit housing space Sb to the motor unit housing space Sa.
- a plurality of return holes 66 are provided at intervals in the circumferential direction of the in-wheel motor drive device 21 so as to avoid the upper and lower portions 52u of the suction oil passage.
- a plurality of return holes 66 are provided adjacent to the inner peripheral surface of the lower portion of the speed reduction unit casing 22b formed in the hollow cylindrical wall, and at least one of them is provided behind the axis O in the vehicle. It is done.
- a groove 65 extending in the axial direction is provided at the bottom of the motor unit accommodating space Sa.
- the groove 65 is disposed on the outer diameter side of the stator 23 and guides the lubricating oil to the discharge port 61.
- the operation of the lubricating oil circuit will be described.
- the lubricating oil pump 51 driven by the output shaft 28 via the inner pin reinforcing member 31b is connected to the lubricating oil tank 53 via the suction oil passage 52 as indicated by an arrow in FIG. Then, the stored lubricating oil is sucked and discharged to the discharge oil passage 54.
- the lubricating oil is pressurized by the lubricating oil pump 51 and flows from the discharge oil passage 54 through the casing oil passage 55, the communication oil passage 56, and the output shaft cover oil passage 57. A part of the lubricating oil lubricates the rolling bearing 36 a and moves toward the motor unit accommodating space Sa, and the remaining part flows into the axial oil passage 58.
- part of the lubricating oil flowing through the motor rotation shaft oil passage 58 a flows into the rotor oil passage 64 and is injected from the outer peripheral surface of the rotor 24 in the outer diameter direction toward the stator 23.
- the rotor 24 and the stator 23 are lubricated and cooled.
- the lubricating oil moves toward the bottom of the motor unit accommodating space Sa, collects in the groove 65, and returns to the lubricating oil tank 53 through the discharge port 61.
- the remaining portion of the lubricating oil flowing through the motor rotation shaft oil passage 58a flows into the speed reduction portion input shaft oil passage 58b.
- a part of the lubricating oil flowing through the speed reducing portion input shaft oil passage 58 b flows into the lubricating oil passages 59 a and 59 b, respectively, and is injected from the lubricating oil hole 63 to the inner raceway surface 42 a via the annular groove 62. .
- Such lubricating oil lubricates and cools the rolling bearing 41 provided on the eccentric member 25a and the rolling bearing 41 provided on the eccentric member 25b, respectively.
- the lubricating oil flows in the outer diameter direction of the speed reduction part B by the action of centrifugal force, and in the speed reduction part accommodating space Sb, the surface of the curved plates 26a and 26b, the contact point between the inner pin 31 and the hole wall surface of the through hole 30a
- the needle roller bearing 31a, the engagement portion between the outer pin 27 and the corrugated outer surfaces of the curved plates 26a and 26b, and the needle roller bearing 27a are sequentially lubricated and cooled.
- Lubricating oil lubricates and cools the speed reduction part B suitably by this axial center oil supply system.
- the remaining portion of the lubricating oil flowing through the speed reducing portion input shaft oil passage 58b is injected from the lubricating oil hole 60 toward the flange portion 28a, lubricates the rolling bearing 36d, and flows into the speed reducing portion accommodating space Sb.
- Lubricating oil that has flowed into the deceleration portion accommodating space Sb from the lubricating oil passages 59a and 59b and the lubricating oil hole 60 is stored in the lower portion of the deceleration portion accommodating space Sb, and the return hole 66, the bottom portion of the motor portion accommodating space Sa, the groove Then, the refrigerant passes through 65 and returns to the lubricating oil tank 53 via the discharge port 61.
- the discharge port 61 is arranged behind the axis O of the hub wheel 32.
- the oil level of the lubricating oil in the motor unit accommodating space Sa is inclined as indicated by M, so that the oil level behind the vehicle is the oil in front of the vehicle.
- the discharge port 61 is located below the oil level. Therefore, the lubricating oil in the motor unit accommodating space Sa can be discharged from the discharge port 61 to the lubricating oil tank 53.
- the lubrication of the in-wheel motor drive device 21 is not interrupted when the vehicle moves forward with a rapid acceleration and climbs the hill.
- the present embodiment further includes a suction oil passage 52 as shown in FIG. 2, and the end opening of the tubular end portion 52s connected to the lubricating oil tank 53 in the suction oil passage 52 as shown in FIG. Rather than behind the vehicle.
- the oil level of the lubricating oil in the lubricating oil tank 53 is inclined as indicated by M, so that the rear oil level of the vehicle is the front oil level.
- the end opening of the tubular end 52s is located below the oil level. Therefore, the lubricating oil pump 51 can always suck in lubricating oil, and air is prevented from being sucked.
- the lubrication of the in-wheel motor drive device 21 is not interrupted when the vehicle moves forward with a rapid acceleration and climbs the hill.
- the lubricating oil tank 53 of the present embodiment is disposed closer to the rear of the vehicle as viewed from the axis O as shown in FIG. As a result, it becomes easier to dispose the outlet 61 or the tubular end 52s behind the axis O.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention, in which a lubricating oil tank is cut.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing an oil tank according to another embodiment, as viewed from the outside in the vehicle width direction.
- the same reference numerals are given to the configurations common to the above-described embodiments, and the description thereof will be omitted, and different configurations will be described below.
- the lubricating oil tank 53 is provided with stepped bottom surfaces 68 and 69.
- the higher bottom surface 68 is disposed on the side closer to the speed reduction portion B, and the lower bottom surface 69 is disposed on the side closer to the motor cover 22d.
- the lower bottom surface 69 faces the end opening of the tubular end 52s. As a result, the bottom surface 69 becomes the lowest in the lubricating oil circuit, and the lubricating oil naturally gathers on the bottom surface 69 due to the action of gravity, and is sucked from the end opening of the tubular end portion 52s.
- a plate 71 is provided in the lubricating oil tank 53.
- the plate 71 extends so as to hang down from the lower portion of the cylindrical motor section casing 22a, and is parallel to the axis O.
- the plate 71 of the embodiment shown in FIG. 6 coincides with a virtual plane including the axis O. Further, the plate 71 is held in a vertical posture.
- the plate 71 is integrally formed with the motor casing 22a.
- the lower edge of the plate 71 is formed in two steps corresponding to the stepped bottom surfaces 68 and 69 of the lubricating oil tank 53.
- the lower lower edge 72 of the plate 71 faces the bottom surface 68 through a gap
- the lower lower edge 73 of the plate 71 is lower than the bottom surface 68 and faces the bottom surface 69 through the gap.
- both end portions in the axial direction of the plate 71 face the side wall surface of the oil tank through a gap.
- the plate 71 divides the lubricating oil tank 53 into a front section and a rear section as shown in FIG.
- the plate 71 does not completely divide the lubricating oil tank 53.
- the lubricating oil passes through a gap (FIG.
- a tubular end 52 s is integrally formed on the plate 71.
- the tubular end portion 52 s is thicker than the plate thickness of the plate 71.
- the end opening of the tubular end portion 52 s is disposed below the lower edge 73 of the lower plate 71.
- the end opening of the tubular end portion 52s can suck the lubricating oil from both the front section and the rear section of the lubricating oil tank 53 described above.
- the lower end of the discharge port 61 may be connected to the upper edge of the plate 71 as shown in FIG. Thereby, the lubricating oil flowing down the discharge port 61 is divided by the plate 71 and flows into both the front compartment and the rear compartment of the lubricating oil tank 53.
- the lubricating oil tank 53 includes the plate 71 held in a posture substantially parallel to the axis O of the hub wheel 32, and the plate 71 is provided in the lubricating oil tank 53. Divide the oil surface. This makes it difficult for the oil level of the lubricating oil to change. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6, even when the vehicle suddenly starts to accelerate or starts climbing a slope, the oil level of the lubricating oil does not suddenly incline, and the time is short. If so, the end opening of the tubular end 52s can be held below the oil level.
- the plate 71 of the embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6 is held in a substantially vertical posture, it is possible to more effectively suppress the oil level change of the lubricating oil than in the case of being held in an inclined posture. .
- the lubricating oil can be sucked from the two sections divided by the plate 71. Therefore, the tubular end portion 52s can continuously suck in the lubricating oil.
- a radial gap motor including a stator 23 fixed to the motor unit casing 22a of the motor unit A and a rotor 24 disposed at a position facing the inner side of the stator 23 with a radial gap therebetween.
- a motor having an arbitrary configuration can be applied.
- it may be an axial gap motor in which the stator and the rotor are arranged to face each other through a gap opened in the axial direction.
- the motor employed in the motor part A is preferably an embedded magnet type synchronous motor (that is, an IPM motor).
- the in-wheel motor drive device according to the present invention is advantageously used in electric vehicles and hybrid vehicles.
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Abstract
ハブ輪(32)の軸線(O)と直交する水平方向を車両前後方向として、ハブ輪を正方向に回転させることにより車両を前方へ前進させるインホイールモータ駆動装置(21)において、ケーシング(22a)を径方向に貫通するよう形成されてケーシング内部のオイルをオイルタンク(53)に排出する排出口(61)が、ハブ輪の軸線よりも車両の後方に配置されることを特徴とする。
Description
本発明は、車輪の内空領域に配置されて車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関する。
モータ部を有するインホイールモータ駆動装置は、その内部に複数の回転要素を有し、高速回転することから適切に潤滑する必要がある。インホイールモータ駆動装置の潤滑構造としては従来、例えば特許第4918051号公報(特許文献1)に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載のインホイールモータ駆動装置は、軸線方向一方から他方まで同軸に順次配置されるモータ部と、サイクロイド減速機構と、ハブ軸受部とを備え、軸心給油方式によりサイクロイド減速機構を潤滑する。図7は特許文献1に記載のオイルタンクを示す横断面図である。図7を参照して、サイクロイド減速機構101の軸線に沿って延びる潤滑油路103を設け、サイクロイド減速機構101の偏心部104に潤滑油供給口105を設ける。
そして、図示しない回転ポンプから吐出する潤滑油を潤滑油路103に供給して、潤滑油供給口105から潤滑油を外径方向へ噴射させることによりサイクロイド減速機構101を中心から潤滑するものである。サイクロイド減速機構101を潤滑した潤滑油は自然落下し、ケーシング106の下部(車両鉛直方向下側)に設けられた潤滑油排出口107を経て、オイルタンク108まで流下する。次に潤滑油は、オイルタンク108と接続する吸入油路109から回転ポンプ(図示せず)に吸入され、再び潤滑油路103に供給される。かくして潤滑油は、回転ポンプの吸入および吐出によって、インホイールモータ駆動装置の内部を循環する。
しかし、上記従来のような軸心給油方式によるインホイールモータ駆動装置にあっては、さらに改善すべき点があることを本発明者は見いだした。つまり車両が一定速度で前進走行する場合、潤滑油の油面は図7に二点鎖線Lで示すように水平であり、潤滑油排出口107および吸入油路109は完全に油面下にある。したがって潤滑油は滞りなく潤滑油排出口107を流下し、吸入油路109から回転ポンプに吸入され、回転ポンプがエアを吸い込むことはない。
ところが車両の急な加速時や坂道登攀時には、潤滑油の油面は図7に二点鎖線Mで示すように傾斜する。このように車両後方の油面が車両前方の油面よりも高くなるよう傾斜すると、潤滑油排出口107および吸入油路109は油面よりも上に現れてしまい、潤滑油排出口107における流下が途切れてしまい、吸入油路109からエアを吸い込んでしまう。そうすると、潤滑油供給口105から噴射される潤滑油が途切れてしまい、潤滑が不調になる。
特に急な加速時や坂道登攀時には、インホイールモータ駆動装置が出力するトルクが大きくなるとともに発熱量が多くなるため、大量の潤滑油を流すべきであるのに、上述したように潤滑油が途切れてしまうことは好ましくない。
インホイールモータ駆動装置は、車輪の内空領域という狭小な空間に配置されるため小型軽量でなければならず、余裕をみて大きくしたりすることができない。また潤滑油を増やすと、それに伴って潤滑油の撹拌抵抗および重量増という課題が新たに生じる。このため潤滑油を増やすことは好ましくない。
本発明は、上述の実情に鑑み、急な加速時や坂道登攀時であっても、エアの吸い込みを無くし、潤滑油を安定して供給することを目的とする。
この目的のため第1発明によるインホイールモータ駆動装置は、ハブ輪と、ハブ輪を駆動するモータ部と、モータ部およびモータ部の回転を減速してハブ輪に伝達する減速部の少なくとも一方を収容する筒状のケーシングと、ケーシングの下部に附設されたオイルタンクと、ケーシングを径方向に貫通するよう形成されてケーシング内部のオイルをオイルタンクに排出する排出口と、オイルタンクに貯留するオイルを吸入してケーシングに吐出するオイルポンプとを備え、ハブ輪の軸線と直交する水平方向を車両前後方向とすることを前提とする。そして排出口はハブ輪の軸線よりも車両後方に配置されることを特徴とする。
かかる本発明によれば、車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、ケーシング内でオイルの油面が傾斜して、車両後方の油面が車両前方の油面よりも高くなっても、排出口は油面下に位置する。したがってケーシング内のオイルを排出口からオイルタンクに排出することができる。この結果、車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、インホイールモータ駆動装置の潤滑が途切れることがない。
オイルタンクを有するケーシングは、モータ部および減速部の双方を収容するものであってもよいし、モータ部および減速部のいずれか一方を収容するものであってもよい。インホイールモータ駆動装置の中には、減速部を備えずモータ部でハブ輪を直接に駆動する直接駆動式もあるからである。なお車両が急な減速度で前進する時、および坂道を降下する時には、油面が前寄りになって車両前方の油面が車両後方の油面よりも高くなるが、この時インホイールモータ駆動装置は高トルクを出力せず、発熱も少ないので、潤滑が途切れても問題ない。オイルは例えば潤滑油であるが、冷却機能を有する冷却油、あるいは他の機能を有するオイルであってもよい。
本発明の一実施形態として、オイルタンクからオイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路をさらに備え、吸入油路のうちオイルタンクと接続する側の端部開口が、軸線よりも車両後方に配置される。かかる実施形態によれば、車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、オイルタンクでオイルの油面が傾斜して、車両後方の油面が車両前方の油面よりも高くなっても、吸入油路の端部開口は油面下に位置する。したがってオイルポンプは常にオイルを吸入することが可能となり、エアの吸い込みが防止される。
本発明の好ましい実施形態として、オイルタンクは軸線からみて車両後方寄りに配置される。かかる実施形態によれば、排出口ないし吸入油路の端部開口を軸線よりも車両後方に配置することが容易になる。なおオイルタンクは軸線からみて車両後方寄りに配置されるとは、オイルタンクが軸線よりも完全に車両後方に配置される場合と、オイルタンクの大部分が軸線よりも車両後方に配置されるとともに残りの一部が軸線よりも車両前方に配置され、オイルタンクが全体として車両後方寄りに偏って配置される場合を含むと理解されたい。他の実施形態として、オイルタンクは軸線からみて車両の前後方向に偏らないよう配置されつつ、排出口は軸線よりも車両後方に配置される。
第2発明によるインホイールモータ駆動装置は、ハブ輪と、ハブ輪を駆動するモータ部と、モータ部およびモータ部の回転を減速してハブ輪に伝達する減速部の少なくとも一方を収容する筒状のケーシングと、ケーシングの下部に付設されたオイルタンクと、ケーシングを径方向に貫通するよう形成されてケーシング内部のオイルをオイルタンクに排出する排出口と、オイルタンクに貯留するオイルを吸入してケーシングに吐出するオイルポンプと、オイルタンクからオイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路と、オイルタンク内に設けられる板とを備え、ハブ輪の軸線と直交する水平方向を車両前後方向とすることを前提とする。そして板は、オイルタンクに貯留するオイルの油面を車両前方と車両後方に分割することを特徴とする。
かかる第2発明によれば、オイルタンクに貯留するオイルの油面が変化し難くなる。したがって、車両が急に加速を開始し、あるいは坂道の登攀を開始するなどの急激な挙動がある場合であっても、オイルの油面の過大な変動を抑制することができ、短時間であれば、管状端部の端部開口を油面下に保持することができる。オイルの油面を車両前方と車両後方に分割するには、板をハブ輪の軸線と略平行な姿勢で保持するとよい。なお板に依る分割は前方区画と後方区画を完全に遮断するものではなく、多少の隙間を必要とする。前方区画と後方区画の間でオイルの若干の流動を許容するためである。板を保持する実施形態として、例えば板とケーシングを一体形成する、あるいは板とオイルタンクの内壁面を一体形成する。いずれにせよ板はケーシングまたはオイルタンクに立設される。
本発明の一実施形態として、板は略鉛直な姿勢で保持される。かかる実施形態によれば、板が傾斜する姿勢で保持される場合よりもオイルの油面変化を効果的に抑制することができる。他の実施形態として、板が傾斜する姿勢で保持される。
本発明の一実施形態として、吸入油路のうちオイルタンクと接続する側の端部が、板に沿って形成される。かかる実施形態によれば、板によって分割された2区画からオイルを吸い込むことができる。したがって吸入油路の端部はオイルを途切れることなく吸い込むことができる。他の実施形態として、吸入油路の端部が板で隔てられた2区画のうちいずれか一方に配置される。
本発明の一実施形態として、吸入油路のうちオイルタンクと接続する側の端部が、オイルタンク側の開口までの距離に係わらず断面一定に形成される。
このように本発明によれば、エアの吸い込みが無くなり、潤滑油を安定して供給することができる。したがって急な加速時や坂道登攀時においても、充分な量のオイルをモータ部および/または減速部に流すことができ、モータ部および/または減速部の摩耗および温度上昇を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す正面図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。図2は、同実施形態を示す縦断面図であり、インホイールモータ駆動装置の軸線を含む仮想平面で切断したものである。図3は、同実施形態の減速部を示す横断面図である。図4は、図1に表されるオイルタンクを破断して示す説明図である。
まず車両に設けられるインホイールモータ駆動装置につき説明すると、インホイールモータ駆動装置21は、懸架装置としてのショックアブソーバ11およびリンク部材12,13,14を介して、図示しない電気自動車の車体に取り付けられる。そしてインホイールモータ駆動装置21は、車体の車幅方向両側に形成される公知のホイールハウジングに、車輪18とともに収容される。そしてインホイールモータ駆動装置21は、車輪18を図1に太矢印で示す正方向に回転させることにより、車両を前方へ前進させる。
図1に示すように、車幅方向に延びるリンク部材12,13,14の車幅方向外側端は、車両前後方向に延びる枢軸12a,13a,14aを介して、インホイールモータ駆動装置21のブラケット15,16,17とそれぞれ連結する。リンク部材12,13,14は、車幅方向内側端を基端とし、車幅方向外側端を遊端として上下方向に揺動可能であり、これによりインホイールモータ駆動装置21は上下にバウンドおよびリバウンド可能とされる。上下方向に延びるショックアブソーバ11の下端はインホイールモータ駆動装置21のブラケット17と連結し、図示しない上端は車体と連結し、インホイールモータ駆動装置21のバウンドおよびリバウンドを吸収および減衰させる。
車輪18の軸線は、図1の紙面に直角な車幅方向に延びる。車輪18の軸線と一致するインホイールモータ駆動装置21の軸線Oも、車幅方向に延びる。車両前後方向は、軸線Oと直交する水平方向になる。軸線Oからみて車両の後方には潤滑油タンク53が配置される。潤滑油タンク53をインホイールモータ駆動装置21の後部に配置する理由については後で詳しく説明する。
図2に示すようにインホイールモータ駆動装置21は、駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aの回転を減速して出力する減速部Bと、減速部Bからの出力を車輪18に伝える車輪ハブ軸受部Cから構成される。そして、インホイールモータ駆動装置21の軸線方向に関し、モータ部A、減速部B、車輪ハブ軸受部Cの順に同軸配置される。
ケーシング22は、外径寸法が異なる筒状のモータ部ケーシング22aおよび減速部ケーシング22bを軸線方向に接続した筒状であって、インホイールモータ駆動装置21の外郭を構成する。モータ部Aは外径の大きなモータ部ケーシング22aに収容される。モータ部ケーシング22aの内空領域をモータ部収容空間Saという。減速部Bは外径の小さな減速部ケーシング22bに収容される。減速部ケーシング22bの内空領域を減速部収容空間Sbという。車輪ハブ軸受部Cは、転がり軸受になる車輪ハブ軸受33と、かかる車輪ハブ軸受33に回転自在に支持されるハブ輪32とを有する。ハブ輪32はインホイールモータ駆動装置21の軸線Oに沿って延びる。そしてハブ輪32の延在方向が車幅方向になる。ハブ輪32の先端部に形成されて外径方向に突出する車輪取付けフランジ32bには、ボルト32cを介して車輪18が固定される。インホイールモータ駆動装置21は車輪18の内空領域に配置され、車輪ハブ軸受部Cおよび減速部Bは車輪18の内空領域に収容される。これに対しモータ部Aの一部または全部が車輪18から車幅方向内側にはみ出す。
車輪18は、車幅方向に関し車両の最も外側に配置され、インホイールモータ駆動装置21よりも充分大きな外径を有して路面に接地する。これにより、車輪18の接地面からケーシング22までのクリアランスが確保される。
ケーシング22につき説明すると、ケーシング22のうちモータ部Aを収容する部位になるモータ部ケーシング22aは、インホイールモータ駆動装置21の中で最も外径が大きく、軸線Oを中心とする中空円筒壁を含む。ケーシング22のうち減速部Bを収容する部位になる減速部ケーシング22bは、次に外径が大きく、軸線Oを中心とする中空円筒壁を含む。ケーシング22の軸線方向部位のうちモータ部A側にある軸線方向端(インボード側ともいう)には、モータカバー22dが取付固定される。モータカバー22dは、ケーシング22の一部になる円板形状の壁部材であって、モータ部ケーシング22aの軸線方向一方側開口を封止する。モータ部Aと減速部Bとの間には隔壁22eが設けられる。隔壁22eは、ケーシング22の一部になる円板形状部分であって、モータ部ケーシング22aの軸線方向他方側(アウトボード側ともいう)端部と連続するように形成されて、モータ部収容空間Saと減速部収容空間Sbを仕切る。なおケーシング22の軸線方向端に固定される車輪ハブ軸受部Cの外輪部材33gは、減速部ケーシング22bよりも外径が小さい。
モータ部Aは、モータ部ケーシング22aの内周面に固定されるステータ23と、ステータ23の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ24と、ロータ24の内側に連結固定されてロータ24と一体回転するモータ回転軸35とを備えるラジアルギャップモータである。ステータ23にはコイル23cが巻回される。ロータ24は、中央に貫通孔を有する複数枚の円盤を積層してなる中空円筒形状のロータ本体24aと、モータ回転軸35の外周から径方向外側に突出するよう形成されるとともにロータ本体24aの内周に固定されて、ロータ本体24aをモータ回転軸35の軸線方向中央部に支持する円筒形状のロータ支持体24bとを有する。減速部Bとは反対側に位置するモータ回転軸35の軸線方向端は、転がり軸受36aを介してモータカバー22dの中心部に回転自在に支持されている。減速部B側に位置するモータ回転軸35の軸線方向端は、隔壁22eの中心孔に通されて、転がり軸受36bを介して隔壁22eの中心孔に回転自在に支持されている。さらにモータ回転軸35の両端部のうち、減速部Bに近い側にある他端部は、減速部Bの入力軸25と、例えばセレーション嵌合によって連結固定される。モータ部Aのモータ回転軸35および減速部Bの入力軸25は、略水平な軸線Oに沿って延び、一体回転することから、モータ回転軸35および入力軸25の組立体はモータ側回転部材と呼ばれる。
減速部Bは、サイクロイド減速機構であって、その内部に入力軸25と、モータ回転軸35から遠い側にある入力軸25の端部に偏心して設けられた2個の偏心部材25a,25bと、内周が偏心部材25a,25bの外周に相対回転可能に取り付けられ、入力軸25の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う公転部材としての曲線板26a,26bと、波形状にされた曲線板26a,26bの外周部に係合して曲線板26a,26bの自転運動を生じさせる外周係合部材としての複数の外ピン27と、曲線板26a,26bの自転のみを取り出して出力軸28に伝達する運動変換機構と、かかる自転であって減速部Bで減速された回転を車輪ハブ軸受部Cに出力する出力軸28と、偏心部材25a,25bにそれぞれ隣接する位置で入力軸25に取り付けられたカウンタウェイト29とを有する。また、減速部Bは、後述する潤滑油回路により、潤滑油を供給される。なお潤滑油は潤滑性能に優れたオイルである。
入力軸25は、モータ部A側の一端が減速部B内で転がり軸受36cによって支持され、車輪ハブ軸受部C側の他端が減速部B内で転がり軸受36dによって支持される。また入力軸25は、モータ部A側の一端がモータ回転軸35の軸線方向端と嵌合する。入力軸25の端部に一体形成された偏心部材25a,25bは、軸線Oから偏心して取り付けられた円盤形状の偏心部材である。さらに、2つの偏心部材25a,25bは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、180°位相を変えて設けられている。
モータ回転軸35および入力軸25と同軸配置された出力軸28は、減速部Bから車輪ハブ軸受部Cまで延び、軸線Oに沿って延びる軸部28bと、この軸部28bの減速部Bに近い側にある端部に形成されたフランジ部28aとを有する。出力軸28の端部に形成されたフランジ部28aは、入力軸25のアウトボード側軸線方向端と突き合わせて配置される。フランジ部28aには中心穴が形成され、かかる中心穴は、入力軸25のアウトボード側軸線方向端を受け入れるとともに、転がり軸受36dを介して入力軸25のアウトボード側軸線方向端を相対回転自在に支持する。またフランジ部28aの端面には、出力軸28の回転軸線である軸線Oを中心とする円周に沿って、内ピン31を固定する穴が等間隔に複数形成されている。これらの穴は、出力軸28の軸線Oと平行に延在する。軸部28bの外周面には、車輪ハブ軸受部Cのハブ輪32が嵌合する。
またフランジ部28aは、環状段差を伴い、減速部B側の軸線方向端部が大径に形成され、軸部28b側部分が小径に形成される。かかる小径部分の外周面は転がり軸受36fを介して、後述する外ピン保持部45の車輪ハブ軸受部C側の軸線方向端部の内周面に支持される。
図3を参照して、曲線板26bは、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔30a,30bを有する。貫通孔30aは、曲線板26bの中心(自転軸心)とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン31を受入れる。また、貫通孔30bは、自転軸心に設けられており、偏心部材25bの外周面を同心円となるように保持する。
曲線板26bは、転がり軸受41によって偏心部材25bに対して回転自在に支持されている。この転がり軸受41は、偏心部材25bの外周面に嵌合し、その外周面に内側軌道面42aを有する内輪部材42と、曲線板26bの貫通孔30bの内周面に直接形成された外側軌道面43と、内側軌道面42aおよび外側軌道面43の間に配置される複数の円筒ころ44と、隣り合う円筒ころ44の間隔を保持する保持器(図示省略)とを備える円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材42は、転動体になる円筒ころ44が転走する内輪部材42の内側軌道面42aを軸線方向に挟んで向かい合う1対の鍔部42fをさらに有し、円筒ころ44を1対の鍔部42f,42f間に保持する。
外ピン27は、入力軸25の回転軸線である軸線Oを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。外ピン27は、軸線Oと平行に延び、その両端が、ケーシング22のうち減速部Bを収容するモータ部収容空間Saの内壁面に嵌合固定されている外ピン保持部45に保持されている。より具体的には、外ピン27の軸線方向両端部を外ピン保持部45に取り付けられた針状ころ軸受27aによって回転自在に支持されている。
曲線板26a,26bが入力軸25の回転軸線である軸線Oを中心に公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン27とが係合して、曲線板26a,26bに自転運動を僅かに生じさせる。また外ピン27の両端に設けられた針状ころ軸受27aにより、外ピン27が曲線板26a,26bの外周面に当接する際、曲線板26a,26bとの摩擦抵抗が低減される(図2参照)。
カウンタウェイト29(図2参照)は、軸線方向からみると円板状で、円板中心から外れた位置に入力軸25と嵌合する貫通孔を有し、曲線板26a,26bの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、各偏心部材25a,25bに隣接する位置に偏心部材と180°位相を変えて配置される。
運動変換機構は、出力軸28のフランジ部28aに植設された内側係合部材としての複数の内ピン31と、曲線板26a,26bに設けられた複数の貫通孔30aとで構成される。内ピン31は、出力軸28の回転軸線になる軸線Oを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、出力軸28の軸線Oと平行に延び、内ピン31の基端が出力軸28に固定されている。また内ピン31の外周には中空円筒体および針状ころからなる針状ころ軸受31aが設けられている。かかる針状ころ軸受31aにより、内ピン31が曲線板26a,26bの貫通孔30aの孔壁面に当接する際、曲線板26a,26bとの摩擦抵抗が低減される。貫通孔30aの内径は、針状ころ軸受31aの中空円筒体の外径よりも十分に大きく、曲線板26が公転する際に中空円筒体は貫通孔30aの孔壁面に沿って転がりながら移動する。針状ころ軸受31aは内ピン31に含まれると考えてもよい。
図2に示すように、各内ピン31の先端には、内ピン31を補強する内ピン補強部材31bが圧入で連結固定されている。内ピン補強部材31bは、複数の内ピン31先端同士を連結する円環形状のフランジ部31cと、フランジ部31cの内径部と結合し内ピン31から離れるよう軸線方向に延びる円筒形状の筒状部31dとを含む。複数の内ピン31を補強する内ピン補強部材31bは、曲線板26a,26bから一部の内ピン31に負荷された荷重を全ての内ピン31に均一に分散する。フランジ部31cは環状段差を伴い、筒状部31d側の径寸法が小さく、内ピン31側の径寸法が大きく形成され、軸線方向中間部分が筒状に形成されている。フランジ部31cの軸線方向中間部分は、その内周面で転がり軸受36cを支持し、その外周面で転がり軸受36eに支持される。転がり軸受36eは外ピン保持部45のモータ部A側の軸線方向端部の内周面に支持される。
内ピン31は、曲線板26a,26bのうち外周部と入力軸25の軸線Oとの間の径方向部位に設けられた貫通孔30aを貫通する。貫通孔30aは、複数の内ピン31それぞれに対応する位置に設けられる。また、貫通孔30aの内径寸法は、内ピン31の外径寸法(「針状ころ軸受31aを含む最大外径」を指す。以下同じ。)より所定分大きく設定されている。したがって、曲線板26a,26bに設けられた貫通孔30aを貫通して延びる内ピン31は、貫通孔30aとそれぞれ係合する内側係合部材になる。
内ピン補強部材31bの筒状部31dは、潤滑油ポンプ51と駆動結合する。複数の内ピン31が出力軸28とともに回転すると、内ピン31に連れ回される筒状部31dが潤滑油ポンプ51を駆動する。ケーシング22の内部に設けられる潤滑油ポンプ51は、モータ部Aの出力によって駆動され、インホイールモータ駆動装置21の内部に潤滑油を循環させる。
車輪ハブ軸受部Cは、出力軸28に連結固定されたハブ輪32と、ハブ輪32をケーシング22に対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受33とを備える。車輪ハブ軸受33は複列アンギュラ玉軸受であって、その内輪部材33nがハブ輪32の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ軸受33の外輪部材33gは、ケーシング22のうち減速部ケーシング22bの軸線方向端に固定される。ハブ輪32は、出力軸28の軸部28bと結合する円筒形状の中空部32aと、中空部32aのうち減速部Bから遠い側の端部に形成される車輪取付けフランジ32bとを有する。車輪取付けフランジ32bにはボルト32cによって図示しない車輪が連結固定される。
上記構成のインホイールモータ駆動装置21の作動原理を詳しく説明する。
モータ部Aは、ステータ23のコイル23cに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ24が回転する。
これにより、ロータ24に接続されたモータ回転軸35は回転を出力し、モータ回転軸35および入力軸25が回転すると、曲線板26a,26bは入力軸25の軸線Oを中心として公転運動する。このとき、外ピン27が、曲線板26a,26bの曲線形状の波形と転がり接触するよう係合して、曲線板26a,26bを入力軸25の回転とは逆向きに自転運動させる。
図3に示すように、貫通孔30aに挿通される内ピン31および針状ころ軸受31aの中空円筒体は、貫通孔30aの内径よりも十分に細く、曲線板26a,26bの自転運動に伴って貫通孔30aの孔壁面と当接する。これにより、曲線板26a,26bの公転運動が内ピン31に伝わらず、曲線板26a,26bの自転運動のみが出力軸28を介して車輪ハブ軸受部Cに伝達される。かくして、貫通孔30aおよび内ピン31は運動変換機構としての役目を果たす。
この運動変換機構を介して、入力軸25と同軸に配置された出力軸28は、曲線板26a,26bの自転を減速部Bの出力として取り出す。この結果、入力軸25の回転が減速部Bによって減速されて出力軸28に伝達される。したがって、低トルク、高回転型のモータ部Aを採用した場合でも、車輪の駆動に必要なトルクを伝達することが可能となる。
なお、上記構成の減速部Bの減速比は、外ピン27の数をZA、曲線板26a,26bの波形の数をZBとすると、(ZA-ZB)/ZBで算出される。図3に示す実施例では、ZA=12、ZB=11であるので、減速比は1/11と、非常に大きな減速比を得ることができる。
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができるサイクロイド減速機構を減速部Bに採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置21を得ることができる。
次に図2を参照して潤滑油回路につき説明すると、モータ部ケーシング22aの下部には潤滑油タンク53が附設される。潤滑油タンク53は、箱状であって側壁および底壁を有し、モータ部ケーシング22aの外周よりも径方向外側へ突出する。またモータ部収容空間Saの底部には、モータ部ケーシング22aを径方向に貫通して上下に延びる孔である排出口61が形成される。これにより排出口61はモータ部収容空間Saと潤滑油タンク53を接続する。排出口61は、図4に示すように軸線Oからみて車両後方に配置される。この理由については後で詳しく説明する。
説明を図2に戻すと、ケーシング22のうちモータ部Aと減速部Bとの境界になる隔壁22eには、前述した潤滑油ポンプ51が設けられている。潤滑油ポンプ51は、軸線Oと同軸に配置され、内ピン補強部材31bによって駆動される。潤滑油タンク53に貯留した潤滑油を潤滑油ポンプ51が吸入するため、隔壁22eおよびモータ部ケーシング22aの壁厚内部に吸入油路が設けられる。
吸入油路は、管状端部52s、水平部分52t、および上下部分52uからなり、この順序で直列接続して延びる1本の通路であり、潤滑油タンク53から潤滑油ポンプ51の吸入口まで延びる。このため管状端部52s、水平部分52t、および上下部分52uをまとめて吸入油路52と呼ぶ場合がある。
具体的には図2に示すように、吸入油路の管状端部52sは潤滑油タンク53の内部に設けられて上下に傾斜して延びる。管状端部52sの下端が潤滑油タンク53内で開口する。潤滑油タンク53の底壁上面になる底面67は、図4に示すように車両の後方から前方に向かって徐々に高くなるよう傾斜する。そして管状端部52sの下端開口は、車両の後方の最も低い底面67と対面する。
説明を図2に戻して、吸入油路の水平部分52tは、モータ部ケーシング22aを構成する中空円筒壁の下部に形成されて、モータ部ケーシング22aの内外周面間で軸線Oと平行に延びる。水平部分52tのうちモータカバー22dに近い側(インボード側)の一端が管状端部52sの上端と接続する。吸入油路の上下部分52uは、水平部分52tの他端(アウトボード側)から上方へ延び、隔壁22eを構成する円板の両壁面間に形成される。上下部分52uの上端が潤滑油ポンプ51の吸入口と接続する。
吐出油路54は、隔壁22eを構成する円板壁の両壁面間に形成されて上下方向に延び、その下端で潤滑油ポンプ51の吐出口と接続し、その上端でモータ部ケーシング22aに形成されたケーシング油路55の一端と接続する。
ケーシング油路55は、モータ部ケーシング22aを構成する中空円筒壁の上部に形成されて、モータ部ケーシング22aの内外周面間で軸線Oと平行に延び、隔壁22eからモータカバー22dまで延びる。ケーシング油路55のモータカバー22d側の端部は、連絡油路56の上端と接続する、連絡油路56は、ケーシング22のモータカバー22dの壁厚内部に形成されて、上下方向に延びる。連絡油路56の下端は、出力軸カバー油路57を介して、モータ回転軸35に設けられるモータ回転軸油路58aと接続する。
出力軸カバー油路57は、ケーシング22の一部になる出力軸カバー22fに設けられる。出力軸カバー22fは、モータ回転軸35の一端と対向位置される略円板状の壁部材である。そして出力軸カバー油路57は出力軸カバー22fの壁厚内部に形成される。固定側になる出力軸カバー油路57の一端と、回転側になるモータ回転軸油路58aの一端は、軸線Oに沿って配置され、僅かな隙間を介して対面する。かかる隙間は転がり軸受36aと接続する。
モータ回転軸油路58aは、モータ回転軸35の内部に設けられて軸線Oに沿って延びる。そして、モータ回転軸油路58aの減速部Bに近い側の一端が、入力軸25に設けられて軸線Oに沿って延びる減速部入力軸油路58bと接続する。また、モータ回転軸油路58aの減速部Bから遠い側(インボード側)の一端が、上述した出力軸カバー油路57と接続する。さらにモータ回転軸油路58aは、途中の軸線方向中央部でロータ油路64の内径側端と接続する。
減速部入力軸油路58bは、入力軸25の内部に設けられて、入力軸25の両端間を軸線Oに沿って延びる。出力軸28のフランジ部28aと対向する一端には、潤滑油孔60が設けられる。潤滑油孔60は、減速部入力軸油路58bの断面よりも小径の孔であり、通過する潤滑油の流量を規制して、減速部入力軸油路58bの一端と転がり軸受36dとを連通する。モータ回転軸油路58aおよび減速部入力軸油路58bは連続して延び1本の直線を構成することから、これらをまとめて軸線油路58とも呼ぶ。軸線油路はモータ側回転部材に1本のみ設けられる。
減速部入力軸油路58bは、偏心部材25a内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路59aと、偏心部材25b内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路59bとに分岐する。潤滑油路59a,59bは同一構成であるため、代表的に潤滑油路59bを説明すると、図3を参照して、潤滑油路59bは偏心部材25bの偏心方向、つまり軸線Oから偏心部材25bの外周面に最も遠い方向と、偏心部材25bの反偏心方向、つまり軸線Oから偏心部材25bの外周面に最も近い方向と、にそれぞれ直線状に延びる。潤滑油路59bの外径側端は、偏心部材25bの外周面に沿って形成された環状溝62と接続する。環状溝62は、偏心部材25bの外周面と内輪部材42の内周面との間に配置されており、内輪部材42に穿設された複数の潤滑油孔63と接続する。潤滑油孔63は内輪部材42の内周面から内側軌道面42aまで貫通する。潤滑油孔63の周方向位置は、例えば偏心部材25bの偏心方向と、この偏心方向から一方および他方に45°離れた位置にされる。これにより潤滑油孔63を、転がり軸受41の軸受荷重が0になる無負荷領域に配置することができる。環状溝62および潤滑油孔63は潤滑油路59bに含まれると理解されたい。
図2を参照して、ロータ24には、ロータ油路64が設けられる。ロータ油路64は、モータ回転軸油路58aから分岐する油路であり、ロータ支持体24bの内部に形成されて径方向に延び、ロータ本体24aまで達する。本実施形態では、ロータ油路64がロータ支持体24bの直径に沿って延びる。つまりロータ支持体24bは、その半径に沿って延びる2本のロータ油路64を有する。
隔壁22eには、隔壁22eを貫通して減速部収容空間Sbの底部からモータ部収容空間Saまで延びるリターン孔66が形成される。リターン孔66は、吸入油路の上下部分52uを回避するように、インホイールモータ駆動装置21の周方向に間隔を空けて複数本設けられる。本実施形態のリターン孔66は、中空円筒壁に形成される減速部ケーシング22bの下部の内周面に隣接して複数本設けられ、このうち少なくとも1本が、軸線Oよりも車両後方に設けられる。
モータ部収容空間Saの底部には軸線方向に延びる溝65が設けられる。溝65はステータ23よりも外径側に配置され、潤滑油を排出口61へ導く。
潤滑油回路の作用につき説明すると、内ピン補強部材31bを介して出力軸28によって駆動される潤滑油ポンプ51は、図2に矢印で示すように、吸入油路52を介して潤滑油タンク53に貯留した潤滑油を吸入し、吐出油路54に潤滑油を吐出する。潤滑油は、潤滑油ポンプ51によって加圧され、吐出油路54からケーシング油路55と、連絡油路56と、出力軸カバー油路57とを流れる。そして潤滑油の一部が転がり軸受36aを潤滑してモータ部収容空間Saへ向かい、残部が軸線油路58に流入する。
図2に矢印で示すように、モータ回転軸油路58aを流れる潤滑油は、一部がロータ油路64に流入し、ロータ24の外周面から外径方向に噴射されて、ステータ23に向かい、ロータ24およびステータ23を潤滑および冷却する。次に潤滑油は、モータ部収容空間Saの底部へ向かい、溝65に集まって、排出口61を経て潤滑油タンク53に還流する。
またモータ回転軸油路58aを流れる潤滑油の残部は、減速部入力軸油路58bに流入する。そして減速部入力軸油路58bを流れる潤滑油の一部が、潤滑油路59a、59bにそれぞれ分岐して流れ、環状溝62を経由して潤滑油孔63から内側軌道面42aに噴射される。かかる潤滑油は、偏心部材25aに設けられた転がり軸受41と、偏心部材25bに設けられた転がり軸受41とをそれぞれ潤滑および冷却する。潤滑油は遠心力の作用によって減速部Bの外径方向へ流れ、減速部収容空間Sbにおいて曲線板26a,26bの表面と、内ピン31と貫通孔30aの孔壁面との当接箇所と、針状ころ軸受31aと、外ピン27と曲線板26a,26bの波状外周面との係合箇所と、針状ころ軸受27aとを順次潤滑および冷却する。かかる軸心給油方式により潤滑油は、減速部Bを好適に潤滑および冷却する。
また減速部入力軸油路58bを流れる潤滑油の残部は、潤滑油孔60からフランジ部28aに向かって噴射されて転がり軸受36dを潤滑し、減速部収容空間Sbに流入する。潤滑油路59a,59bおよび潤滑油孔60から減速部収容空間Sbに流入した潤滑油は、減速部収容空間Sbの下部に貯留し、リターン孔66と、モータ部収容空間Saの底部と、溝65を順次経由し、排出口61を経て潤滑油タンク53に還流する。
ところで本実施形態によれば、図4に示すように排出口61はハブ輪32の軸線Oよりも車両の後方に配置される。これにより車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、モータ部収容空間Saで潤滑油の油面がMで示すように傾斜して、車両後方の油面が車両前方の油面よりも高くなっても、排出口61は油面下に位置する。したがってモータ部収容空間Saの潤滑油を排出口61から潤滑油タンク53に排出することができる。この結果、車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、インホイールモータ駆動装置21の潤滑が途切れることがない。
また本実施形態は図2に示すように吸入油路52をさらに備え、図4に示すように吸入油路52のうち潤滑油タンク53と接続する管状端部52sの端部開口が、軸線Oよりも車両の後方に配置される。これにより車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、潤滑油タンク53で潤滑油の油面がMで示すように傾斜して、車両の後方の油面が前方の油面よりも高くなっても、管状端部52sの端部開口は油面下に位置する。したがって潤滑油ポンプ51は常に潤滑油を吸入することが可能となり、エアの吸い込みが防止される。この結果、車両が急な加速度で前進する時、および坂道を登攀する時に、インホイールモータ駆動装置21の潤滑が途切れることがない。
また本実施形態の潤滑油タンク53は、図4に示すように軸線Oからみて車両後方寄りに配置される。これにより排出口61ないし管状端部52sを軸線Oよりも車両の後方に配置することが容易になる。
次に本発明の他の実施形態を説明する。図5は本発明の他の実施形態を示す縦断面図であり、潤滑油タンクを切断して表す。図6は、他の実施形態のオイルタンクを示す横断面図であり、車幅方向外側からみた状態になる。他の実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では図5に示すように、潤滑油タンク53に段付きの底面68,69を設ける。高い方の底面68は減速部Bに近い側に配置され、低い方の底面69はモータカバー22dに近い側に配置される。低い方の底面69は管状端部52sの端部開口と対面する。これにより底面69は潤滑油回路の中で最も低くなり、潤滑油が重力の作用で自然に底面69に集まって、管状端部52sの端部開口から吸い込まれる。
潤滑油タンク53内には板71が設けられる。板71は筒状のモータ部ケーシング22a下部から垂れ下がるように広がり、軸線Oと平行である。特に図6に示す実施形態の板71は、軸線Oを含む仮想平面に一致する。さらに板71は鉛直な姿勢で保持される。また板71はモータ部ケーシング22aと一体形成される。
板71の下縁は、潤滑油タンク53の段付きの底面68,69に対応して、2段階に形成される。そして板71の高い方の下縁72は隙間を介して底面68と対向し、板71の低い方の下縁73は、底面68よりも低く、隙間を介して底面69と対向する。板71の軸線方向両端部は、図5に示すように、隙間を介してオイルタンクの側壁面と対向する。かくして板71は図6に示すように、潤滑油タンク53を前方区画および後方区画に分割する。ただし板71は潤滑油タンク53を完全に分断するものではない。潤滑油は、板71と潤滑油タンク53の側壁の内壁面との隙間(図5)を経由して、また板71の下縁72,73と潤滑油タンク53の底壁の底面68,69との隙間(図5)を経由して、一方の区画から他方の区画に少しずつ流動することができる。
板71には管状端部52sが一体形成される。管状端部52sは板71の板厚よりも太い。管状端部52sの端部開口は板71の低い方の下縁73よりも下方に配置される。管状端部52sの端部開口は、上述した潤滑油タンク53の前方区画および後方区画の双方から潤滑油を吸い込むことができる。
ここで附言すると、排出口61の下端は図5に示すように板71の上縁と接続するとよい。これにより、排出口61を流下する潤滑油が板71で分割され、潤滑油タンク53の前方区画および後方区画の双方に流入する。
ところで図5および図6に示す実施形態によれば、潤滑油タンク53内で、ハブ輪32の軸線Oと略平行な姿勢で保持される板71を備え、板71は潤滑油タンク53内で潤滑油の油面を分割する。これにより潤滑油の油面が変化し難くなる。したがって図5および図6に示す実施形態において、車両が急に加速を開始し、あるいは坂道の登攀を開始する場合であっても、潤滑油の油面が唐突に傾斜することがなく、短時間であれば、管状端部52sの端部開口を油面下に保持することができる。
また図5および図6に示す実施形態の板71は略鉛直な姿勢で保持されることから、傾斜する姿勢で保持される場合よりも潤滑油の油面変化を効果的に抑制することができる。
また図5および図6に示す実施形態の管状端部52sは、板71に沿って形成されることから、板71によって分割された2区画から潤滑油を吸い込むことができる。したがって管状端部52sは潤滑油を連続して吸い込むことができる。
本実施形態においては、モータ部Aのモータ部ケーシング22aに固定されるステータ23と、ステータ23の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ24とを備える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。例えばステータとロータとが軸線方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。モータ部Aに採用されるモータは埋込磁石型同期モータ(すなわちIPMモータ)がよい。
さらに、この発明に係るインホイールモータ駆動装置21においては、サイクロイド式の減速機を採用した例を示したが、これに限ることなく、遊星減速機、2軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。
この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
18 車輪、 21 インホイールモータ駆動装置、 22 ケーシング、 22a モータ部ケーシング、 22b 減速部ケーシング、 22d モータカバー、 22e 隔壁、 22f 出力軸カバー、 23 ステータ、 23c コイル、 24 ロータ、 24a ロータ本体、 24b ロータ支持体、 25 入力軸、 25a,25b 偏心部材、 26a,26b 曲線板、 27 外ピン、 28 出力軸、 31 内ピン、 31b 内ピン補強部材、 31d 筒状部、 32 ハブ輪、 33 車輪ハブ軸受、 35 モータ回転軸、 45 外ピン保持部、 51 潤滑油ポンプ、 52 吸入油路、 52s 管状端部、 52t 水平部分、 52u 上下部分、 53 潤滑油タンク、 54 吐出油路、 55 ケーシング油路、 56 連絡油路、 57 出力軸カバー油路、 58 軸線油路、 58a モータ回転軸油路、 58b 減速部入力軸油路、 59a,59b 潤滑油路、 60,63 潤滑油孔、 61 排出口、 62 環状溝、 64 ロータ油路、 66 リターン孔、 67,68,69 底面、 71 板、 72,73 縁、 A モータ部、 B 減速部、 C 車輪ハブ軸受部、 L,M 油面、 O 軸線Sa モータ部収容空間、 Sb 減速部収容空間。
Claims (6)
- ハブ輪と、
前記ハブ輪を駆動するモータ部と、
前記モータ部および前記モータ部の回転を減速して前記ハブ輪に伝達する減速部の少なくとも一方を収容する筒状のケーシングと、
前記ケーシングの下部に附設されたオイルタンクと、
前記ケーシングを径方向に貫通するよう形成されてケーシング内部のオイルを前記オイルタンクに排出する排出口と、
前記オイルタンクに貯留するオイルを吸入して前記ケーシングに吐出するオイルポンプとを備え、
前記ハブ輪の軸線と直交する水平方向を車両前後方向とするインホイールモータ駆動装置において、
前記排出口は、前記ハブ輪の軸線よりも車両後方に配置されることを特徴とする、インホイールモータ駆動装置。 - 前記オイルタンクから前記オイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路をさらに備え、
前記吸入油路のうち前記オイルタンクと接続する側の端部開口が、前記軸線よりも車両後方に配置される、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。 - 前記オイルタンクは前記軸線からみて車両後方寄りに配置される、請求項1または2に記載のインホイールモータ駆動装置。
- ハブ輪と、
前記ハブ輪を駆動するモータ部と、
前記モータ部および前記モータ部の回転を減速して前記ハブ輪に伝達する減速部の少なくとも一方を収容する筒状のケーシングと、
前記ケーシングの下部に付設されたオイルタンクと、
前記ケーシングを径方向に貫通するよう形成されてケーシング内部のオイルを前記オイルタンクに排出する排出口と、前記オイルタンクに貯留するオイルを吸入して前記ケーシングに吐出するオイルポンプと、前記オイルタンクから前記オイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路と、
前記オイルタンク内に設けられる板とを備え、
前記ハブ輪の軸線と直交する水平方向を車両前後方向とするインホイールモータ駆動装置において、
前記板は、オイルタンクに貯留するオイルの油面を車両前方と車両後方に分割することを特徴とする、インホイールモータ駆動装置。 - 前記板は略鉛直な姿勢で保持される、請求項4に記載のインホイールモータ駆動装置。
- 前記吸入油路のうち前記オイルタンクと接続する側の端部が、前記板に沿って形成される、請求項4または5に記載のインホイールモータ駆動装置。
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