WO2019177104A1 - 車両駆動装置 - Google Patents

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WO2019177104A1
WO2019177104A1 PCT/JP2019/010584 JP2019010584W WO2019177104A1 WO 2019177104 A1 WO2019177104 A1 WO 2019177104A1 JP 2019010584 W JP2019010584 W JP 2019010584W WO 2019177104 A1 WO2019177104 A1 WO 2019177104A1
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gear
electric motor
drive device
chamber
lubricating oil
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PCT/JP2019/010584
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English (en)
French (fr)
Inventor
愛子 妙木
山本 哲也
Original Assignee
Ntn株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/08Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive device.
  • An in-wheel motor drive device which is a kind of vehicle drive device, includes an electric motor that generates a driving force, a speed reducer that reduces the rotation of the electric motor and transmits it to a drive wheel, and a casing that houses the electric motor and the speed reducer. Is provided. In order to stably drive this type of in-wheel motor drive device, it is necessary to efficiently cool the electric motor being driven. For this reason, the in-wheel motor drive device is usually provided with a lubrication mechanism that cools the electric motor by supplying lubricating oil to the electric motor.
  • the lubricating mechanism disclosed in Patent Document 1 is provided with lubricating oil that is sprung up along with the rotation of the gear reducer in the reducer chamber above the partition that separates the motor chamber and the reducer chamber. It supplies to the motor chamber side (the stator upper part of an electric motor, etc.) through the opened opening. Further, the lubrication mechanism disclosed in Patent Document 2 supplies the lubricating oil scraped up with the rotation of the gear reducer to the hollow portion of the motor rotation shaft, and the rotation of the motor rotation shaft causes the rotation of the motor rotation shaft. The lubricating oil is supplied to the electric motor by utilizing the centrifugal force acting on the lubricating oil supplied to the hollow portion.
  • the main object of the present invention is to provide an electric motor, a speed reducer, and a vehicle drive device including a casing that accommodates the electric motor.
  • the vehicle drive device can be stably driven over a long period of time.
  • the present invention devised to achieve the above object includes an electric motor unit, a gear reducer, a decelerator unit that decelerates and outputs the rotation of the electric motor unit, an electric motor unit, and a decelerator unit And a casing having a partition that separates a motor chamber that houses the electric motor portion and a reduction gear chamber that houses the reduction gear portion, and the rotation of the reduction gear portion is included in the reduction gear chamber.
  • the partition wall surrounds one or a plurality of through holes that allow the motor chamber and the reducer chamber to communicate with each other and a partial region in the circumferential direction of the through hole.
  • a guide wall that guides the lubricating oil scraped up with the rotation of the speed reducer to the through hole, and at least one through hole is below the rotation center of the electric motor unit.
  • the "gear reducer” here refers to a type of reducer that has a plurality of gears and that decelerates and outputs an input rotation by engaging gears having different numbers of teeth. The concept includes not only a parallel shaft gear reducer but also a planetary gear reducer.
  • the lubricating oil scraped up with rotation of a reduction gear part (gear gear reducer) (the lubricating oil which splashes with a scraping up, and the lubrication which moves below under the influence of gravity) Oil or the like) can be captured by the guide wall, and the captured lubricating oil can be guided toward the through hole. Since the at least one through hole (and the guide wall) is arranged in the above-described manner, the lubricating oil supplied to the motor chamber through the through hole is lower than the rotation center of the electric motor unit. It can be supplied to the part located on the side. For this reason, without incurring a particular increase in cost, it is possible to efficiently cool the portion of the electric motor portion located below the rotation center, which has been difficult to actively cool with the conventional configuration.
  • a unit provided with a radial gap type electric motor having a cylindrical stator fixed to the motor chamber and a rotor disposed on the inner periphery of the stator via a radial gap is adopted.
  • it is preferable that at least a part of the through hole is provided so as to overlap the stator in the radial direction of the stator.
  • the gear reducer is composed of a parallel shaft gear reducer having an input gear arranged coaxially with the rotation center of the electric motor unit, and an intermediate gear and an output gear whose rotation shaft is arranged parallel to the rotation shaft of the input gear. can do.
  • the through hole (and the guide wall) is arranged on the front side of the vehicle with respect to the input gear, the intermediate gear, and the output gear, during forward movement of the vehicle that may be driven in a high speed range, Lubricating oil stored in the reduction gear chamber can be efficiently supplied to the motor chamber through the through hole.
  • the guide wall can be provided so that at least a part of the guide wall overlaps the input gear in the axial direction (so that at least a part of the guide wall is located within the tooth width of the input gear).
  • the guide wall may be provided such that at least a part of the guide wall overlaps the output gear in the axial direction.
  • the guide wall is provided with a receiving portion located below the through hole, the guide wall is scraped up along with the rotation of the speed reducer and then moved downward due to the influence of gravity. Lubricating oil can be received by the receiving portion. Therefore, it is possible to increase the amount of lubricating oil guided to the through hole, and hence the amount of lubricating oil supplied to the electric motor unit.
  • the vehicle drive device may further include a flow dividing wall for diverting the lubricating oil guided to the through hole by the guide wall. In this way, the flow direction of the lubricating oil supplied to the electric motor unit (motor chamber) through the through hole can be adjusted, which is advantageous in efficiently cooling the electric motor unit.
  • the present invention it is possible to efficiently cool a portion of the electric motor portion that is particularly located below the rotation center. Thereby, the vehicle drive device which can be driven stably over a long period of time can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a vehicle drive device (in-wheel motor drive device) according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows an example of the arrangement
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA (A-O1-O3-A) in FIG. 2;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA (AO1-O3-A) in FIG. 2 according to a modification. It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the reduction gear chamber which concerns on other embodiment.
  • FIG. 8A It is a schematic plan view of the electric vehicle carrying an in-wheel motor drive device.
  • FIG. 10 is a rear sectional view of the electric vehicle shown in FIG. 9.
  • the electric vehicle 11 includes a chassis 12, a pair of front wheels 13 that function as steering wheels, a pair of rear wheels 14 that function as drive wheels, and an inner drive that drives the left and right rear wheels 14.
  • a wheel motor drive device 21 As shown in FIG. 10, the rear wheel 14 is accommodated in the wheel housing 15 of the chassis 12 and is fixed to the lower portion of the chassis 12 via the suspension device 16.
  • the suspension device 16 supports the rear wheel 14 by a suspension arm that extends to the left and right, and suppresses vibration of the chassis 12 by absorbing vibration received by the rear wheel 14 from the road surface by a strut including a coil spring and a shock absorber.
  • the suspension device 16 is preferably an independent suspension type in which the left and right wheels are moved up and down independently in order to improve the followability to the road surface unevenness and efficiently transmit the driving force of the rear wheel 14 to the road surface. A method may be adopted.
  • an in-wheel motor drive device 21 that rotates each of the left and right rear wheels 14 is incorporated in the left and right wheel housings 15, so that a motor, a drive shaft, a differential gear mechanism, and the like are mounted on the chassis 12. There is no need to provide it. Therefore, the electric vehicle 11 has an advantage that a large cabin space can be secured and the rotation of the left and right rear wheels 14 can be controlled.
  • the in-wheel motor drive device 21 is not only the rear wheel drive type electric vehicle 11 having the rear wheel 14 as the drive wheel, but also the front wheel drive type electric vehicle having the front wheel 13 as the drive wheel,
  • the present invention can also be applied to a four-wheel drive type electric vehicle in which the front wheels 13 and the rear wheels 14 are drive wheels.
  • an in-wheel motor drive device 21 as shown in FIG. 1 is employed.
  • An in-wheel motor drive device 21 shown in FIG. 1 has an electric motor part A that generates a driving force, a speed reducer part B that decelerates and outputs the rotation of the electric motor part A, and an output of the speed reducer part B as driving wheels. And a wheel bearing portion C for transmitting to the wheel.
  • the electric motor part A and the reduction gear part B are accommodated in the casing 22, and the wheel bearing part C is attached to the casing 22.
  • the in-wheel motor drive device 21 when the in-wheel motor drive device 21 is mounted in the wheel housing 15 (see FIG. 10), the outer side in the vehicle width direction and the inner side in the vehicle width direction are referred to as the outboard side and the inboard, respectively. Also called side. In FIG. 1, the left side of the drawing is the outboard side, and the right side of the drawing is the inboard side.
  • the casing 22 includes a motor chamber 22A in which the electric motor portion A is accommodated, a speed reducer portion B, a speed reducer chamber 22B disposed on the outboard side of the motor chamber 22A, and the motor chamber 22A and the speed reducer.
  • the machine room 22B is divided by a partition wall 22C.
  • the electric motor portion A includes a cylindrical (annular) stator 23 fixed to the motor chamber 22A of the casing 22, a rotor 24 disposed on the inner periphery of the stator 23 via a radial gap (not shown),
  • a radial gap type electric motor 26 including a motor rotating shaft 25 having a rotor 24 mounted on the outer periphery thereof is provided.
  • the motor rotating shaft 25 is rotatably supported with respect to the casing 22 by rolling bearings 40 and 41 disposed at two positions separated in the axial direction, and rotates at a rotational speed of about 10,000 to 1,000 times per minute. Is possible.
  • the speed reducer part B has a gear speed reducer having a plurality of gears
  • the gear speed reducer of this embodiment is a so-called parallel shaft in which the rotation axes of the gears are arranged in parallel to each other.
  • the gear reducer 30 is configured.
  • the parallel shaft gear reducer 30 includes an input gear shaft 31 ⁇ / b> A that is a rotation shaft of the input gear 31 and an intermediate gear that is a rotation shaft of the intermediate gear 32 (the large diameter gear 34 and the small diameter gear 35).
  • a shaft 32A and an output gear shaft 33A that is a rotation shaft of the output gear 33 are provided.
  • These three gear shafts 31A to 33A are arranged so that straight lines connecting the respective rotation centers O1 to O3 form a triangular shape. Yes. More specifically, the rotation center O3 of the output gear shaft 33A is disposed on the lowermost side, the rotation center O2 of the intermediate gear shaft 32A is disposed on the uppermost side, and the rotation center O1 of the input gear shaft 31A is the rotation center O2, Arranged between O3.
  • a compact speed reducer 30 can be realized.
  • the parallel shaft gear reducer 30 of the present embodiment decelerates and outputs the rotation of the motor rotation shaft 25 in two stages.
  • the input gear shaft 31A is arranged coaxially with the motor rotation shaft 25 and is connected to the motor rotation shaft 25 so as to be integrally rotatable by spline fitting. Therefore, the rotation center O of the motor rotation shaft 25 (electric motor 26) coincides with the rotation center O1 of the input gear shaft 31A.
  • the input gear shaft 31A is rotatably supported on the casing 22 by rolling bearings 42 and 43 that are spaced apart from each other in two axial directions.
  • the intermediate gear shaft 32A is provided by rolling bearings 44 and 45 spaced apart in two axial directions, and the output gear shaft 33A is provided by rolling bearings 46 and 47 spaced apart in two axial directions. Each is rotatably supported by the casing 22.
  • helical gears are used for the input gear 31 and the output gear 33, the large diameter gear 34, and the small diameter gear 35 of the present embodiment.
  • Helical gears have the advantage that the number of teeth engaged at the same time and the tooth contact are dispersed, so that the noise during engagement is quiet and the torque fluctuation is small. Therefore, using a helical gear is advantageous in realizing the speed reducer 30 that is quiet and excellent in torque transmission efficiency.
  • the wheel bearing portion C is constituted by a so-called inner ring rotation type wheel bearing 50.
  • the wheel bearing 50 is composed of a double-row angular ball bearing including an inner member 53 including a hub ring 51 and an inner ring 52, an outer ring 54, a ball 57, and a cage (not shown).
  • the internal space of the wheel bearing 50 is filled with grease as a lubricant. Seal members are provided at both axial ends of the wheel bearing 50 in order to prevent foreign matter from entering the bearing internal space and grease leakage to the outside of the bearing.
  • the hub wheel 51 is connected to a rotating shaft 33A of the output gear 33 constituting the parallel shaft gear reducer 30 by spline fitting so as to be integrally rotatable.
  • a flange portion 51a is provided on the outer periphery of the end portion of the hub wheel 51 on the outboard side, and a driving wheel (rear wheel 14 in the embodiment shown in FIG. 9) is attached to the flange portion 51a.
  • a caulking portion 51 b formed by caulking and fixing the inner ring 52 is formed at an end portion on the inboard side of the hub wheel 51. The caulking portion 51 b applies a preload to the wheel bearing 50.
  • the inner raceway surface 55 on the outboard side is formed on the outer periphery of the hub wheel 51, and the inner raceway surface 55 on the inboard side is formed on the outer periphery of the inner ring 52.
  • a double-row outer raceway surface 56 corresponding to both inner raceway surfaces 55, 55 is formed on the inner periphery of the outer ring 54, and a ball track formed by a pair of inner raceway surface 55 and outer raceway surface 56.
  • a plurality of balls 57 are incorporated in the.
  • the outer ring 54 integrally has a flange portion extending radially outward from the end portion on the outboard side, and is bolted to the casing 22 via an attachment 58 bolted to the flange portion.
  • the output gear 33, the large-diameter gear 34, and the small-diameter gear 35 constituting the speed reducer 30 only a part of the output gear 33 arranged at the lowermost side is always immersed in the lubricating oil 70.
  • Each part of the speed reducer part B is lubricated by using the lubricating oil 70 that is scraped as the output gear 33 is rotated.
  • the speed reducer 30 due to an increase in the stirring resistance of the lubricating oil 70. The reduction in efficiency can be avoided.
  • the lubricating oil 70 scooped up with the rotation of the output gear 33 is mainly supplied to the meshing portion Mp between the output gear 33 and the small-diameter gear 35, and the reduction gear chamber 22B. Is also supplied to the ceiling surface of the reduction gear chamber 22B (upper side of the intermediate gear shaft 32A) through a gap between the inner wall surface of the motor and the intermediate gear shaft 32A.
  • Lubricating oil 70 supplied to the meshing part Mp lubricates the output gear 33 and the small-diameter gear 35, as well as an outboard-side rolling bearing 45 (see FIG. 1) that supports the intermediate gear shaft 32A, and an output gear shaft. It is also supplied to the rolling bearing 47 (see FIG. 1) on the outboard side that supports 33A, and lubricates these rolling bearings 45 and 47.
  • the lubricating oil 70 supplied to the meshing portion Mp is forward of the rotational directions of the gears 33 and 35 along the tangent line T of the meshing portion Mp (here, the output gear 33 and the small-diameter gear 35 are rotating). Splashes on the front side of the vehicle. Therefore, as shown in FIG. 2, in the present embodiment in which the input gear 31 (input gear shaft 31 ⁇ / b> A) is arranged so as to intersect the tangent line T on the vehicle front side with respect to the both gears 33 and 35, the both gears 33 and 35 are arranged. Is rotated, the lubricating oil 70 supplied to the meshing part Mp is also supplied to the input gear shaft 31A.
  • the lubricating oil 70 supplied to the input gear shaft 31A is a rolling bearing 43 (see FIG. 1) that supports the end portion on the outboard side of the input gear shaft 31A in addition to the meshing portion of the input gear 31 and the large-diameter gear 34. ) Are also supplied to lubricate them.
  • the lubricating oil 70 supplied to the input gear shaft 31A scatters and adheres to the inner wall surface of the casing 22 (reduction gear chamber 22B) as the input gear 31 rotates, and then flows down.
  • the lubricating oil 70 that flows down lubricates the rolling bearing 42 (see FIG. 1) that supports the end portion on the inboard side of the input gear shaft 31A.
  • the lubricating oil 70 supplied to the ceiling surface of the reducer chamber 22B supports the gears 31, 33, 34, 35 and the gear shafts 31A to 33A while moving downward due to the influence of gravity. Lubricate the rolling bearings 42-47.
  • the in-wheel motor drive device 21 of the present embodiment is mainly capable of cooling the electric motor portion A (electric motor 26) using the lubricating oil 70 stored in the speed reducer chamber 22B during the drive.
  • the in-wheel motor drive device 21 of the present embodiment is mainly capable of cooling the electric motor portion A (electric motor 26) using the lubricating oil 70 stored in the speed reducer chamber 22B during the drive.
  • FIGS. 3 is a longitudinal sectional view of the speed reducer chamber 22B constituting the casing 22, but the illustration of the speed reducer 30 is omitted for convenience in describing the characteristic configuration of the present invention.
  • the partition wall 22C that separates the motor chamber 22A and the reduction gear chamber 22B is one or a plurality (one in this embodiment) that connects the motor chamber 22A and the reduction gear chamber 22B.
  • a hole 27 and a guide wall 28 projecting on the speed reducer chamber 22B side (outboard side) so as to surround a partial region in the circumferential direction of the through hole 27 are provided.
  • the guide wall 28 can also be configured by being formed separately from the partition wall 22C.
  • the through-hole 27 is entirely below the rotation center O of the electric motor 26 in the vertical direction of the vehicle (the vertical direction of the drawing in FIGS. 2 and 3), and the lubricating oil 70 stored in the speed reducer chamber 22B. It arrange
  • the through hole 27 is provided so that at least a part thereof overlaps the stator 23 of the electric motor 26 and the stator 23 in the radial direction.
  • the entire through hole 27 is provided so as to overlap the stator 23 in the radial direction (so as to be positioned between the inner diameter surface 23a and the outer diameter surface of the stator 23).
  • the guide wall 28 is located on the vehicle front side of the through hole 27 and extends in a vertical direction (a direction inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction) and a receiving portion 28 a positioned on the lower side of the through hole 27. It has a substantially L-shaped cross section. Further, as shown in FIG. 4, the guide wall 28 has a free end (end on the outboard side) positioned within the range of the tooth width X 2 of the output gear 33 (a part of the guide wall 28 is It is provided so as to overlap the output gear 33 in the axial direction). In the present embodiment, since the input gear 31 is disposed on the inboard side with respect to the output gear 33, a part of the guide wall 28 also overlaps with the input gear 31 in the axial direction.
  • the lubricating oil 70 is supplied to the electric motor portion A (electric motor 26) as follows, whereby the electric motor 26 is cooled.
  • the lubricating oil stored in the speed reducer chamber 22B is accompanied by the rotation of the output gear 33. It is scraped up.
  • the scraped lubricating oil 70 is supplied to the meshing portion Mp between the output gear 33 and the small-diameter gear 35, and also passes through the gap between the reduction gear chamber 22B and the intermediate gear shaft 32A, and the ceiling of the reduction gear chamber 22B. It is also supplied to the surface (upper side of the intermediate gear shaft 32A).
  • the lubricating oil 70 supplied to the meshing part Mp is forward of the rotational direction of both gears 33 and 35 along the tangent line T of the meshing part Mp (the vehicle front) while the output gear 33 and the small-diameter gear 35 are rotating. To the side). Therefore, as shown in FIG. 2, in the present embodiment in which the through hole 27 and the guide wall 28 are arranged so as to intersect the tangent line T on the front side of the vehicle with respect to the gears 33 and 35, Lubricating oil 70 supplied to the meshing portion Mp is scattered toward the through hole 27 and the guide wall 28 and is captured by the guide wall 28. The lubricating oil 70 captured by the guide wall 28 is guided by the guide wall 28 toward the through hole 27, and is supplied to the motor chamber 22 ⁇ / b> A (the electric motor 26 accommodated therein) through the through hole 27.
  • a part of the guide wall 28 overlaps the output gear 33 and the input gear 31 in the axial direction.
  • the lubricating oil 70 scattered from the meshing portion Mp and the lubricating oil 70 scattered to the outside in the radial direction of the input gear 31 under the influence of the centrifugal force due to the rotation of the input gear 31 are efficiently guided to the through hole 27 ( Can be supplied to the motor chamber 22A).
  • the lubricating oil 70 supplied to the ceiling surface of the reduction gear chamber 22B flows down under the influence of gravity, and a part thereof is captured by the guide wall 28.
  • the lubricating oil 70 captured by the guide wall 28 is guided by the guide wall 28 toward the through hole 27 and supplied to the motor chamber 22A through the through hole 27 as described above. Since the guide wall 28 of this embodiment has the receiving part 28a located in the downward side of the through-hole 27, it can capture
  • the lubricating oil 70 supplied to 22 A of motor chambers via the through-hole 27 is the rotation center O of the electric motor 26 among the stators 23 of the electric motor 26.
  • it is supplied to the portion located on the lower side. Therefore, among the stators 23 that are particularly hot when the electric motor 26 is driven, it is possible to efficiently cool the portion located below the rotation center O of the electric motor 26 that has been difficult to properly cool in the conventional configuration. it can.
  • the portion of the stator 23 above the rotation center O of the electric motor 26 is mainly affected by the centrifugal force that the lubricating oil 70 supplied in the above-described manner acts as the rotor 24 rotates. It is cooled by moving (scattering) radially outward.
  • the in-wheel motor drive device 21 of the present embodiment efficiently cools the electric motor 26 of the electric motor portion A without installing an oil pump, an oil pipe, or the like in the motor chamber 22A or the reduction gear chamber 22B.
  • the speed reducer part B (speed reducer 30) can be efficiently lubricated. Thereby, it is possible to realize the in-wheel motor drive device 21 that can be stably driven over a long period of time while being low-cost and compact.
  • a part of the guide wall 28 overlaps the input gear 31 and the output gear 33 in the axial direction so that the free end of the guide wall 28 is located within the range of the tooth width X 2 of the output gear 33.
  • the guide wall 28 is axially overlapped with only the input gear 31 (the free end of the guide wall 28 has a tooth width X of the input gear 31). 1 ).
  • the through-hole 27 and the guide wall 28 can be provided at two or more locations on the partition wall 22C as long as the above-described conditions for the installation position of the through-hole 27 can be satisfied.
  • FIG. 6 shows an example of this, and the through holes 27 and the guide walls 28 are arranged at two locations spaced in the circumferential direction of the stator 23 so that the lubricating oil 70 can be directly supplied.
  • the installation position and shape of the guide wall 28 are set so that the lubricating oil 70 scattered from the meshing portion Mp between the output gear 33 and the small diameter gear 35 can be captured efficiently.
  • the guide wall 28 can also be shaped so that it can efficiently capture the lubricating oil 70 that flows downward under the influence of gravity after being supplied to the upper side of the intermediate gear shaft 32A.
  • FIG. 7 shows an example thereof, in which a guide wall 28 formed in a mortar shape is employed.
  • the guide wall 28 can be formed in an arbitrary shape as long as it does not interfere with the gears 31, 33, 34, 35 and the gear shafts 31A to 33A constituting the speed reducer 30.
  • the partition wall 22C may further be provided with a flow dividing wall 29 for diverting the lubricating oil 70 guided to the through hole 27 by the guide wall 28.
  • the flow direction of the lubricating oil 70 supplied to the motor chamber 22A through the through hole 27 can be adjusted, which is advantageous in efficiently cooling the electric motor 26.
  • the flow dividing walls 29 (29A to 29C) are provided at three positions spaced vertically, and the amount of protrusion of each flow dividing wall 29A to 29C toward the speed reducer chamber 22B is different from each other. ing. Specifically, the amount of protrusion of the flow dividing wall 29A located on the uppermost side is minimized, and the amount of protrusion of the flow dividing wall 29C located on the lowermost side is maximized.
  • the through hole 27 and the guide wall 28 may be additionally arranged in a region above the rotation center O of the electric motor 26 (motor rotation shaft 26). In this way, the electric motor 26 (particularly the stator 23) can be cooled more efficiently.
  • the parallel shaft gear having the input gear shaft 31A, the intermediate gear shaft 32A, and the output gear shaft 33A, decelerating the rotation of the motor rotating shaft 25 in two stages and transmitting it to the wheel bearing portion C.
  • the reduction gear 30 (three-axis type parallel shaft gear reduction gear 30) is employed, but the reduction gear portion B is provided with two or more intermediate gear shafts between the input gear shaft 31A and the output gear shaft 33A. It is also possible to employ a parallel shaft gear reducer 30 having four or more axes (not shown).
  • the present invention is applied to the in-wheel motor drive device 21 including the electric motor part A and the reduction gear part B housed in the casing 22 and the wheel bearing part C attached to the casing 22.
  • the present invention can also be applied to a so-called on-board type vehicle drive device that is transmitted to drive wheels (wheel bearings).

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Abstract

モータ室22Aと減速機室22Bとを区分する隔壁22Cに、モータ室22Aと減速機室22Bとを連通させる一又は複数の貫通孔27と、貫通孔27の周方向一部領域を取り囲むように減速機室側に突設され、減速機30の回転に伴って掻き上げられた潤滑油70を貫通孔27に誘導する誘導壁28とを設ける。少なくとも一つの貫通孔27は、電動モータ部A(電動モータ26)の回転中心Oよりも下方側で、かつ減速機室22Bに貯留された潤滑油70のモータ停止時における油面70aよりも上方側に配置する。

Description

車両駆動装置
 本発明は、車両駆動装置に関する。
 車両駆動装置の一種であるインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させる電動モータと、電動モータの回転を減速して駆動車輪に伝達する減速機と、電動モータおよび減速機を収容したケーシングとを備える。この種のインホイールモータ駆動装置を安定駆動するには、駆動中の電動モータを効率良く冷却することが必要となる。このため、インホイールモータ駆動装置には、通常、電動モータに潤滑油を供給することで電動モータを冷却する潤滑機構が設けられる。潤滑機構としては種々のものが提案されているが、ケーシングの内部空間(特に、減速機としての歯車減速機を収容した減速機室の内部空間)に貯留された潤滑油を利用するものとして、例えば下記の特許文献1,2に開示されたものがある。
 簡単に説明すると、特許文献1に開示された潤滑機構は、減速機室内で歯車減速機の回転に伴って跳ね上げられる潤滑油を、モータ室と減速機室とを区分する隔壁の上部に設けた開口部を介してモータ室側(電動モータのステータ上部等)に供給する、というものである。また、特許文献2に開示された潤滑機構は、歯車減速機の回転に伴って掻き上げられた潤滑油をモータ回転軸の中空部に供給し、モータ回転軸の回転に伴ってモータ回転軸の中空部に供給された潤滑油に作用する遠心力を利用して電動モータに潤滑油を供給する、というものである。
特開2006-240429号公報 特開2006-248417号公報
 特許文献1,2に開示された潤滑機構には、それぞれ以下のような問題がある。
 まず、特許文献1の潤滑機構では、主に、電動モータのステータ上部等に供給された潤滑油が重力の影響を受けて下方側に移動するのに伴って電動モータが冷却されるため、潤滑油が高温のステータの外周部に沿って流れ落ちる間に潤滑油の温度が上昇する。このため、ステータのうち、特にモータの回転中心よりも下方側に位置する部分を十分に冷却することができない。次に、特許文献2の潤滑機構は、電動モータの回転中心から径方向外側に向けて移動する潤滑油によってモータ各部を冷却するものであるため、電動モータのうち、径方向外側に位置する部分(ステータコイル)を冷却し難い。
 上記の実情に鑑み、本発明の主な目的は、電動モータ、減速機およびこれらを収容したケーシングを備えた車両駆動装置において、電動モータのうち、特にその回転中心よりも下方側に位置する部分を効率良く冷却可能とし、もって車両駆動装置を長期間に亘って安定駆動可能とすることにある。
 上記の目的を達成するために創案された本発明は、電動モータ部と、歯車減速機で構成され、電動モータ部の回転を減速して出力する減速機部と、電動モータ部および減速機部を収容したケーシングとを備え、ケーシングが、電動モータ部を収容したモータ室と減速機部を収容した減速機室とを区分する隔壁を有し、減速機室内に、減速機部の回転に伴って掻き上げられる潤滑油が貯留された車両駆動装置において、隔壁が、モータ室と減速機室とを連通させる一又は複数の貫通孔と、貫通孔の周方向一部領域を取り囲むように減速機室側に突設され、減速機部の回転に伴って掻き上げられた潤滑油を貫通孔に誘導する誘導壁とを有し、少なくとも一つの貫通孔が、電動モータ部の回転中心よりも下方側で、かつ減速機室に貯留された潤滑油の車両駆動装置の停止時における油面よりも上方側に位置していることを特徴とする。なお、ここでいう「歯車減速機」とは、複数の歯車を有し、歯数が相互に異なる歯車同士を噛合させることで入力回転を減速して出力するタイプの減速機を指し、後述する平行軸歯車減速機のみならず、遊星歯車減速機等も含む概念である。
 上記の構成によれば、減速機部(歯車減速機)の回転に伴って掻き上げられた潤滑油(掻き上げに伴って飛散する潤滑油や、重力の影響を受けて下方側に移動する潤滑油等)を誘導壁で捕捉し、この捕捉した潤滑油を貫通孔に向けて誘導することができる。そして、少なくとも一つの貫通孔(および誘導壁)が上記態様で配置されていることから、貫通孔を介してモータ室に供給された潤滑油を、電動モータ部のうち、その回転中心よりも下方側に位置する部分に供給することができる。そのため、特段のコスト増を招来することなく、従来構成では積極的に冷却することが難しかった、電動モータ部のうちその回転中心よりも下方側に位置する部分を効率良く冷却することができる。
 電動モータ部には、モータ室に固定された筒状のステータと、径方向隙間を介してステータの内周に配置されたロータとを有するラジアルギャップ型の電動モータを備えたものを採用することができる。このとき、貫通孔は、少なくとも一部が、ステータの径方向でステータとオーバーラップするように設けるのが好ましい。これにより、車両駆動装置(電動モータ部)の駆動時に特に高温となるステータのうち、電動モータ部の回転中心よりも下方側に位置する部分を効率良く冷却することができる。
 歯車減速機は、電動モータ部の回転中心と同軸に配置された入力歯車と、回転軸が入力歯車の回転軸と平行に配置された中間歯車および出力歯車とを有する平行軸歯車減速機で構成することができる。このとき、上記貫通孔(および誘導壁)を、入力歯車、中間歯車および出力歯車よりも車両の前方側に配置しておけば、高速域で運転走行される場合がある車両の前進移動時に、減速機室に貯留された潤滑油を、貫通孔を介してモータ室に効率良く供給することができる。
 このとき、誘導壁の少なくとも一部が入力歯車と軸方向でオーバーラップするように(入力歯車の歯幅の範囲内に誘導壁の少なくとも一部が位置するように)誘導壁を設けることができる。係る構成に加え、あるいは係る構成に替えて、誘導壁の少なくとも一部が出力歯車と軸方向でオーバーラップするように誘導壁を設けることもできる。上記の構成によれば、減速機の回転に伴って掻き上げられた潤滑油を誘導壁で効率良く捕捉することができるので、電動モータ部への潤滑油の供給量を増すことができる。
 以上の構成において、誘導壁に、貫通孔の下方側に位置する受け部を設けておけば、減速機部の回転に伴って掻き上げられた後、重力の影響を受けて下方側に移動する潤滑油を上記受け部で受け止めることができる。そのため、貫通孔への潤滑油の誘導量、ひいては電動モータ部への潤滑油の供給量を増すことができる。
 本発明に係る車両駆動装置は、誘導壁によって貫通孔に誘導される潤滑油を分流させる分流壁をさらに備えるものとすることができる。このようにすれば、貫通孔を介して電動モータ部(モータ室)に供給される潤滑油の流れ方向を調整することができるので、電動モータ部を効率良く冷却する上で有利となる。
 以上から、本発明によれば、電動モータ部のうち、特にその回転中心よりも下方側に位置する部分を効率良く冷却することが可能となる。これにより、長期間に亘って安定駆動可能な車両駆動装置を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る車両駆動装置(インホイールモータ駆動装置)の全体構造を示す横断面図である。 図1に示す減速機を構成する各歯車の配置態様の一例を示す概要図である。 減速機室の縦断面図である。 図2のA-A線(A-O1-O3-A線)矢視断面図である。 変形例に係る図2のA-A線(A-O1-O3-A線)矢視断面図である。 他の実施形態に係る減速機室の部分縦断面図である。 他の実施形態に係る減速機室の縦断面図である。 他の実施形態に係る減速機室の部分縦断面図である。 図8Aの部分斜視図である。 インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略平面図である。 図9に示す電気自動車の後方断面図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
 まず、図9および図10に基づき、車両駆動装置の一種であるインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車11の概要を説明する。図9に示すように、電気自動車11は、シャシー12と、操舵輪として機能する一対の前輪13と、駆動輪として機能する一対の後輪14と、左右の後輪14のそれぞれを駆動するインホイールモータ駆動装置21とを備える。図10に示すように、後輪14は、シャシー12のホイールハウジング15の内部に収容され、懸架装置16を介してシャシー12の下部に固定されている。
 懸架装置16は、左右に延びるサスペンションアームによって後輪14を支持すると共に、コイルスプリングおよびショックアブソーバを含むストラットによって、後輪14が路面から受ける振動を吸収してシャシー12の振動を抑制する。懸架装置16は、路面の凹凸に対する追従性を向上し、後輪14の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させる独立懸架式が好ましいが、その他の懸架方式が採用される場合もある。
 この電気自動車11では、左右のホイールハウジング15の内部に、左右の後輪14それぞれを回転駆動させるインホイールモータ駆動装置21が組み込まれるので、シャシー12上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構等を設ける必要がなくなる。そのため、この電気自動車11は、客室スペースを広く確保でき、しかも、左右の後輪14の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
 なお、インホイールモータ駆動装置21は、上記のように、後輪14を駆動輪とした後輪駆動タイプの電気自動車11のみならず、前輪13を駆動輪とした前輪駆動タイプの電気自動車や、前輪13および後輪14を駆動輪とした四輪駆動タイプの電気自動車に適用することもできる。
 電気自動車11の走行安定性およびNVH特性を向上するためには、ばね下重量を抑える必要がある。また、電気自動車11の客室スペースを拡大するためには、インホイールモータ駆動装置21をできるだけコンパクト化する必要がある。そこで、図1に示すようなインホイールモータ駆動装置21を採用する。
 図1に示すインホイールモータ駆動装置21は、駆動力を発生させる電動モータ部Aと、電動モータ部Aの回転を減速して出力する減速機部Bと、減速機部Bの出力を駆動輪に伝達する車輪用軸受部Cとを備えている。電動モータ部Aおよび減速機部Bはケーシング22に収容され、車輪用軸受部Cはケーシング22に取り付けられている。なお、以下の説明では、インホイールモータ駆動装置21をホイールハウジング15(図10参照)内に取り付けた状態で車幅方向外側および車幅方向内側となる側を、それぞれ、アウトボード側およびインボード側ともいう。図1においては、紙面左側がアウトボード側であり、紙面右側がインボード側である。
 ケーシング22は、電動モータ部Aを収容したモータ室22Aと、減速機部Bを収容し、モータ室22Aよりもアウトボード側に配置された減速機室22Bとを有し、モータ室22Aと減速機室22Bは隔壁22Cによって区分されている。
 電動モータ部Aは、ケーシング22のモータ室22Aに固定された筒状(環状)のステータ23と、径方向隙間(図示せず)を介してステータ23の内周に配置されたロータ24と、外周にロータ24を装着したモータ回転軸25とを備えるラジアルギャップ型の電動モータ26を備える。モータ回転軸25は、その軸方向に離間した二箇所に配置された転がり軸受40,41によってケーシング22に対して回転自在に支持されており、毎分1万数千回程度の回転速度で回転可能である。
 図1に示すように、減速機部Bは、複数の歯車を有する歯車減速機を有し、本実施形態の歯車減速機は、各歯車の回転軸が互いに平行に配置された、いわゆる平行軸歯車減速機30で構成される。平行軸歯車減速機30は、図2にも示すように、入力歯車31の回転軸である入力歯車軸31Aと、中間歯車32(大径歯車34および小径歯車35)の回転軸である中間歯車軸32Aと、出力歯車33の回転軸である出力歯車軸33Aとを備え、これら3つの歯車軸31A~33Aは、それぞれの回転中心O1~O3を結ぶ直線が三角形状をなすように配置されている。より具体的には、出力歯車軸33Aの回転中心O3が最も下側に配置され、中間歯車軸32Aの回転中心O2が最も上側に配置され、入力歯車軸31Aの回転中心O1が回転中心O2,O3の間に配置されている。係る態様で歯車軸31A~33Aを配置することにより、コンパクトな減速機30を実現できる。
 図1および図2に示すように、平行軸歯車減速機30では、入力歯車31と大径歯車34とが噛み合い、小径歯車35と出力歯車33とが噛み合っている。大径歯車34の歯数は、入力歯車31および小径歯車35の歯数よりも多く、出力歯車33の歯数は、小径歯車35の歯数よりも多い。係る構成から、本実施形態の平行軸歯車減速機30は、モータ回転軸25の回転を2段階で減速して出力する。
 図1に示すように、入力歯車軸31Aは、モータ回転軸25と同軸に配置され、スプライン嵌合によってモータ回転軸25と一体回転可能に連結されている。従って、モータ回転軸25(電動モータ26)の回転中心Oは、入力歯車軸31Aの回転中心O1と一致している。入力歯車軸31Aは、軸方向の二箇所に離間して配置された転がり軸受42,43によってケーシング22に回転自在に支持されている。中間歯車軸32Aは軸方向の二箇所に離間して配置された転がり軸受44,45により、また、出力歯車軸33Aは軸方向の二箇所に離間して配置された転がり軸受46,47により、それぞれ、ケーシング22に回転自在に支持されている。
 詳細な図示は省略しているが、本実施形態の入力歯車31および出力歯車33、並びに大径歯車34および小径歯車35には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が多く、歯当たりが分散されるため、噛合い時の音が静かでトルク変動が少ないという利点を有する。従って、はすば歯車を用いれば、静粛かつトルク伝達効率に優れた減速機30を実現する上で有利となる。
 図1に示すように、車輪用軸受部Cは、いわゆる内輪回転タイプの車輪用軸受50で構成される。車輪用軸受50は、ハブ輪51および内輪52からなる内方部材53と、外輪54と、ボール57と、図示外の保持器とを備えた複列アンギュラ玉軸受からなる。詳細な図示は省略しているが、車輪用軸受50の内部空間には、潤滑剤としてのグリースが充填されている。軸受内部空間への異物侵入および軸受外部へのグリース漏洩を防止するため、車輪用軸受50の軸方向両端部にはシール部材が設けられている。
 ハブ輪51は、スプライン嵌合によって平行軸歯車減速機30を構成する出力歯車33の回転軸33Aと一体回転可能に連結されている。ハブ輪51のアウトボード側の端部外周にフランジ部51aが設けられ、このフランジ部51aに駆動輪(図9に示す形態においては後輪14)が取り付けられる。また、ハブ輪51のインボード側の端部には、内輪52を加締め固定してなる加締め部51bが形成されている。この加締め部51bは、車輪用軸受50に対して予圧を付与する。
 ハブ輪51の外周にアウトボード側の内側軌道面55が形成され、内輪52の外周にインボード側の内側軌道面55が形成されている。外輪54の内周には、両内側軌道面55,55に対応する複列の外側軌道面56が形成されており、対をなす内側軌道面55と外側軌道面56とで形成されるボールトラックに複数のボール57が組み込まれている。外輪54は、そのアウトボード側の端部から径方向外向きに延びるフランジ部を一体に有し、このフランジ部にボルト止めされたアタッチメント58を介してケーシング22にボルト止めされている。
 以上の構成からなるインホイールモータ駆動装置21の全体的な作動態様を簡単に説明する。まず、電動モータ部Aにおいて、ステータ23に交流電流が供給されると、これに伴って生じる電磁力によりロータ24およびモータ回転軸25が一体回転する。モータ回転軸25の回転は、減速機部Bにおいて平行軸歯車減速機30によって減速された上で車輪用軸受部Cを構成する車輪用軸受50に伝達される。このように、モータ回転軸25の回転が、平行軸歯車減速機30によって減速された上で車輪用軸受50に伝達されるので、低トルクで高速回転型の電動モータ26を採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することができる。
 図2に示すように、インホイールモータ駆動装置21の駆動時(ここでは、電気自動車11を前進移動させる方向に電動モータ26が回転駆動された時。本実施形態において以下同様。)には、減速機30を構成する歯車軸31A~33Aが図中黒塗り矢印で示す方向に回転するのに伴って減速機室22B内に貯留された潤滑油70が掻き上げられることにより、減速機30を含む減速機部Bの各部が潤滑される。ここでは、減速機30を構成する入力歯車31、出力歯車33、大径歯車34および小径歯車35のうち、最も下側に配置される出力歯車33の一部のみを常時潤滑油70に浸漬させた油浴状態とし、出力歯車33の回転に伴って掻き上げられる潤滑油70を利用して減速機部Bの各部が潤滑される。このように、減速機30を構成する歯車のうち、出力歯車33のみを減速機室22B内に貯留された潤滑剤70と接触させたことにより、潤滑油70の撹拌抵抗の増大による減速機30の効率低下を避けることができる。
 より具体的に説明すると、出力歯車33の回転に伴って掻き上げられた潤滑油70は、主に、出力歯車33と小径歯車35との噛合い部Mpに供給される他、減速機室22Bの内壁面と中間歯車軸32Aの間の隙間を通って減速機室22Bの天井面(中間歯車軸32Aの上側)にも供給される。
 噛合い部Mpに供給された潤滑油70は、出力歯車33と小径歯車35とを潤滑する他、中間歯車軸32Aを支持するアウトボード側の転がり軸受45(図1参照)や、出力歯車軸33Aを支持するアウトボード側の転がり軸受47(図1参照)にも供給され、これら転がり軸受45,47を潤滑する。
 噛合い部Mpに供給された潤滑油70は、出力歯車33および小径歯車35が回転している間、噛合い部Mpの接線Tに沿って両歯車33,35の回転方向前方側(ここでは車両前方側)に飛散する。そのため、図2に示すように、入力歯車31(入力歯車軸31A)が両歯車33,35よりも車両前方側で上記接線Tと交わるように配置された本実施形態では、両歯車33,35が回転すると、噛合い部Mpに供給された潤滑油70は入力歯車軸31Aにも供給される。入力歯車軸31Aに供給された潤滑油70は、入力歯車31と大径歯車34との噛合い部の他、入力歯車軸31Aのアウトボード側の端部を支持する転がり軸受43(図1参照)にも供給されてこれらを潤滑する。入力歯車軸31Aに供給された潤滑油70は、入力歯車31の回転に伴ってケーシング22(減速機室22B)の内壁面に飛散して付着し、その後流れ落ちる。この流れ落ちる潤滑油70により、入力歯車軸31Aのインボード側の端部を支持する転がり軸受42(図1参照)が潤滑される。
 一方、減速機室22Bの天井面に供給された潤滑油70は、重力の影響を受けて下方側に移動しながら、各歯車31、33、34、35や、歯車軸31A~33Aを支持する転がり軸受42~47を潤滑する。
 本実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、その駆動中に、減速機室22B内に貯留された潤滑油70を利用して電動モータ部A(電動モータ26)を冷却可能としたことに主たる特徴がある。以下、その具体的な一例を図2~図4を参照しながら説明する。なお、図3は、ケーシング22を構成する減速機室22Bの縦断面図であるが、本発明の特徴的構成を説明する上での便宜から、減速機30の図示を省略している。
 図2~図4に示すように、モータ室22Aと減速機室22Bを区分する隔壁22Cは、モータ室22Aと減速機室22Bとを連通させる一又は複数(本実施形態では一つ)の貫通孔27と、貫通孔27の周方向一部領域を取り囲むように減速機室22B側(アウトボード側)に突設された誘導壁28とを有する。誘導壁28は、隔壁22Cと一体に設けることができる他、隔壁22Cとは別に形成されたもので構成することもできる。
 貫通孔27は、車両上下方向(図2,3の紙面上下方向)において、その全体が電動モータ26の回転中心Oよりも下方側で、かつ減速機室22B内に貯留された潤滑油70の油面(インホイールモータ駆動装置21の停止時における油面)70aよりも上方側に位置するように配置される(図3参照)。また、貫通孔27は、車両前後方向(図2,3の紙面左右方向)において、減速機30を構成する歯車軸31A~33Aよりも車両前方側であって、出力歯車33と小径歯車35との噛合い部Mpの接線Tと交わる位置に配置される(図2参照)。さらに、ラジアルギャップ型の電動モータ26を採用した本実施形態において、貫通孔27は、少なくとも一部が電動モータ26のステータ23とステータ23の径方向でオーバーラップするように設けられている。ここでは、貫通孔27の全体が、ステータ23と径方向でオーバーラップするように(ステータ23の内径面23aと外径面との間に位置するように)設けられている。以上を小括すると、貫通孔27は、図3中にクロスハッチングで示す領域内に配置される。
 誘導壁28は、貫通孔27の車両前方側に位置し、上下方向(上下方向に対して所定角度傾斜した方向)に延びた部分と、貫通孔27の下方側に位置した受け部28aとを有する断面略L字状をなす。また、図4に示すように、誘導壁28は、その自由端(アウトボード側の端部)が出力歯車33の歯幅X2の範囲内に位置するように(誘導壁28の一部が出力歯車33と軸方向でオーバーラップするように)設けられている。本実施形態では、入力歯車31が出力歯車33よりもインボード側に配設されていることから、誘導壁28の一部は入力歯車31とも軸方向でオーバーラップしている。
 以上の構成により、インホイールモータ駆動装置21の駆動時には、電動モータ部A(電動モータ26)に以下のようにして潤滑油70が供給されることにより、電動モータ26冷却される。
 まず、前述したとおり、電動モータ26が回転駆動されるのに伴って減速機30の歯車軸31A~33Aが回転すると、減速機室22B内に貯留された潤滑油が出力歯車33の回転に伴って掻き上げられる。掻き上げられた潤滑油70は、出力歯車33と小径歯車35との噛合い部Mpに供給される他、減速機室22Bと中間歯車軸32Aの間の隙間を通って減速機室22Bの天井面(中間歯車軸32Aの上側)にも供給される。
 噛合い部Mpに供給された潤滑油70は、出力歯車33および小径歯車35が回転している間、噛合い部Mpの接線Tに沿って両歯車33,35の回転方向前方側(車両前方側)に飛散する。そのため、図2に示すように、貫通孔27および誘導壁28が両歯車33,35よりも車両前方側で上記接線Tと交わるように配置された本実施形態では、減速機30の回転中に噛合い部Mpに供給された潤滑油70が貫通孔27および誘導壁28に向けて飛散し、誘導壁28で捕捉される。誘導壁28に捕捉された潤滑油70は、誘導壁28に誘導されて貫通孔27に向かい、貫通孔27を介してモータ室22A(に収容された電動モータ26)に供給される。
 特に本実施形態では、図4を参照して説明したように、誘導壁28の一部が出力歯車33および入力歯車31と軸方向でオーバーラップしていることから、出力歯車33の回転に伴って噛合い部Mpから飛散する潤滑油70、さらには入力歯車31の回転による遠心力の影響を受けて入力歯車31の径方向外側に飛散する潤滑油70を効率良く貫通孔27に誘導する(モータ室22Aに供給する)ことができる。
 また、減速機室22Bの天井面(中間歯車軸32Aの上側)に供給された潤滑油70は、重力の影響を受けて流れ落ち、その一部が誘導壁28に捕捉される。誘導壁28に捕捉された潤滑油70は、上記同様、誘導壁28に誘導されて貫通孔27に向かい、貫通孔27を介してモータ室22Aに供給される。本実施形態の誘導壁28は、貫通孔27の下方側に位置する受け部28aを有することから、下方側に流れ落ちる潤滑油70を効率良く捕捉することができる。そのため、モータ室22Aに対する潤滑油70の供給量を増すことができる。
 そして、貫通孔27が上記態様で配置されていることにより、貫通孔27を介してモータ室22Aに供給された潤滑油70は、電動モータ26のステータ23のうち、電動モータ26の回転中心Oよりも下方側に位置する部分に最初に供給される。そのため、電動モータ26の駆動時に特に高温となるステータ23のうち、従来構成では適切に冷却するのが難しかった電動モータ26の回転中心Oよりも下方側に位置する部分を効率良く冷却することができる。なお、ステータ23のうち、電動モータ26の回転中心Oよりも上側の部分は、主に、上記態様で供給された潤滑油70がロータ24の回転に伴って作用する遠心力の影響を受けて径方向外側に移動(飛散)することで冷却される。
 以上から、本実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、モータ室22Aや減速機室22Bにオイルポンプやオイル配管等を設置せずとも、電動モータ部Aの電動モータ26を効率良く冷却しつつ、減速機部B(減速機30)を効率良く潤滑することができる。これにより、低コストかつコンパクトでありながら、長期間に亘って安定駆動可能なインホイールモータ駆動装置21を実現することができる。
 以上、本発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21について説明したが、インホイールモータ駆動装置21には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。
 例えば、以上では、誘導壁28の自由端が出力歯車33の歯幅X2の範囲内に位置するように(誘導壁28の一部が入力歯車31および出力歯車33と軸方向でオーバーラップするように誘導壁28を設けたが、誘導壁28は、図5に示すように、入力歯車31のみと軸方向でオーバーラップするように(誘導壁28の自由端が入力歯車31の歯幅X1の範囲内に位置するように)設けても良い。
 また、貫通孔27および誘導壁28は、以上で説明した貫通孔27の設置位置の条件を満足し得る限りにおいて、隔壁22Cの二箇所以上に設けることもできる。図6はその一例であり、ステータ23の周方向に離間した二箇所に潤滑油70を直接的に供給可能に貫通孔27および誘導壁28を配置している。
 また、特に図2および図3に示す実施形態では、出力歯車33と小径歯車35との噛合い部Mpから飛散する潤滑油70を効率良く捕捉できるように、誘導壁28の設置位置と形状に工夫を凝らしているが、誘導壁28は、中間歯車軸32Aの上側に供給された後、重力の影響を受けて下方側に流れ落ちる潤滑油70を効率良く捕捉できるような形状にすることもできる。図7がその一例であり、すり鉢状に形成された誘導壁28を採用している。要するに、誘導壁28は、減速機30を構成する各歯車31、33、34、35や歯車軸31A~33Aと干渉しない限りにおいて、任意の形状に形成することができる。
 また、図8Aおよび図8Bに示すように、隔壁22Cには、誘導壁28によって貫通孔27に誘導される潤滑油70を分流させる分流壁29をさらに設けても良い。このようにすれば、貫通孔27を介してモータ室22Aに供給される潤滑油70の流れ方向を調整することができるので、電動モータ26を効率良く冷却する上で有利となる。なお、同図に示す実施形態では、上下に離間した三箇所に分流壁29(29A~29C)を設け、かつ各分流壁29A~29Cの減速機室22B側への突出量を相互に異ならせている。具体的には、最も上側に位置する分流壁29Aの突出量を最も小さくし、最も下側に位置する分流壁29Cの突出量を最も大きくしている。
 また、図示は省略しているが、貫通孔27および誘導壁28は、電動モータ26(モータ回転軸26)の回転中心Oよりも上側の領域に追加的に配置しても良い。このようにすれば、電動モータ26(特にステータ23)を一層効率良く冷却することが可能となる。
 以上で説明した実施形態では、入力歯車軸31A、中間歯車軸32Aおよび出力歯車軸33Aを有し、モータ回転軸25の回転を2段階で減速して車輪用軸受部Cに伝達する平行軸歯車減速機30(三軸タイプの平行軸歯車減速機30)を採用したが、減速機部Bには、入力歯車軸31Aと出力歯車軸33Aとの間に二以上の中間歯車軸が設けられた、四軸以上の平行軸歯車減速機30を採用することも可能である(図示省略)。
 また、以上では、ケーシング22に収容された電動モータ部Aおよび減速機部Bと、ケーシング22に取り付けられた車輪用軸受部Cとを備えたインホイールモータ駆動装置21に本発明を適用したが、本発明は、インホイールモータ駆動装置21以外の車両駆動装置、例えば、電動モータ部Aおよび減速機部Bを収容したケーシングが車体に取り付けられ、減速機部Bの出力がドライブシャフトを介して駆動輪(車輪用軸受)に伝達される、いわゆるオンボードタイプの車両駆動装置にも適用することができる。
 本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得る。すなわち、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
21   インホイールモータ駆動装置
22   ケーシング
22A  モータ室
22B  減速機室
22C  隔壁
23   ステータ
24   ロータ
25   モータ回転軸
26   電動モータ
27   貫通孔
28   誘導壁
28a  受け部
29   分流壁
30   減速機(平行軸歯車減速機)
31   入力歯車
31A  入力歯車軸
32   中間歯車
32A  中間歯車軸
33   出力歯車
33A  出力歯車軸
34   大径歯車
35   小径歯車
70   潤滑油
70a  油面(インホイールモータ駆動装置の停止時における油面)
A    電動モータ部
B    減速機部
C    車輪用軸受部
Mp   噛合い部
O    回転中心(電動モータの回転中心)
T    接線

Claims (7)

  1.  電動モータ部と、歯車減速機で構成され、電動モータ部の回転を減速して出力する減速機部と、ケーシングとを備え、該ケーシングが、前記電動モータ部を収容したモータ室と前記減速機部を収容した減速機室とを区分する隔壁を有し、前記減速機室に、前記減速機部の回転に伴って掻き上げられる潤滑油が貯留された車両駆動装置において、
     前記隔壁が、前記モータ室と前記減速機室とを連通させる一又は複数の貫通孔と、該貫通孔の周方向一部領域を取り囲むように前記減速機室側に突設され、前記減速機部の回転に伴って掻き上げられた前記潤滑油を前記貫通孔に誘導する誘導壁とを有し、
     少なくとも一つの前記貫通孔が、前記電動モータ部の回転中心よりも下方側で、かつ前記減速機室に貯留された前記潤滑油の前記車両駆動装置の停止時における油面よりも上方側に配置されていることを特徴とする車両駆動装置。
  2.  前記電動モータ部が、前記モータ室に固定された筒状のステータと、径方向隙間を介して前記ステータの内周に配置されたロータとを有するラジアルギャップ型の電動モータを備え、
     前記貫通孔は、少なくとも一部が前記ステータと前記ステータの径方向でオーバーラップするように設けられている請求項1に記載の車両駆動装置。
  3.  前記歯車減速機が、前記電動モータ部の回転中心と同軸に配置された入力歯車と、回転軸が前記入力歯車の回転軸と平行に配置された中間歯車および出力歯車とを有する平行軸歯車減速機であり、
     少なくとも一つの前記貫通孔が、前記入力歯車、前記中間歯車および前記出力歯車よりも車両の前方側に配置されている請求項1又は2に記載の車両駆動装置。
  4.  前記誘導壁の少なくとも一部が、前記入力歯車と軸方向でオーバーラップするように設けられている請求項3に記載の車両駆動装置。
  5.  前記誘導壁の少なくとも一部が、前記出力歯車と軸方向でオーバーラップするように設けられている請求項3又は4に記載の車両駆動装置。
  6.  前記誘導壁が、前記貫通孔の下方側に位置する受け部を有する請求項1~5の何れか一項に記載の車両駆動装置。
  7.  前記貫通孔に誘導される前記潤滑油を分流させる分流壁をさらに備える請求項1~6の何れか一項に記載の車両駆動装置。
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