JP2005080397A - In-wheel motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インホイールモータに関し、特に、モータを効率的に冷却可能なインホイールモータに関するものである。 The present invention relates to an in-wheel motor, and more particularly to an in-wheel motor capable of efficiently cooling the motor.
従来のインホイールモータは、モータと、オイルポンプと、ケースと、ホイールディスクとを備える。ケースは、モータ室とポンプ室とからなる。モータは、ケースのモータ室に収納され、オイルポンプは、ケースのポンプ室に収納される。 A conventional in-wheel motor includes a motor, an oil pump, a case, and a wheel disc. The case is composed of a motor chamber and a pump chamber. The motor is housed in the motor chamber of the case, and the oil pump is housed in the pump chamber of the case.
モータおよびオイルポンプを収納したケースは、ホイールディスクに対向して配置される。そして、オイルポンプは、油溜に溜められた油を循環してモータのステータコイルを冷却する(特許文献1)。 A case housing the motor and the oil pump is disposed to face the wheel disc. And an oil pump circulates the oil stored in the oil reservoir, and cools the stator coil of a motor (patent documents 1).
このように、従来のインホイールモータにおいては、循環油によってモータを冷却する。
しかし、特許文献1に開示された冷却方法では、オイルポンプと反対側のステータコイルの冷却が不足するという問題がある。 However, the cooling method disclosed in Patent Document 1 has a problem that the cooling of the stator coil on the side opposite to the oil pump is insufficient.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、オイルポンプと反対側のコイルエンドを効率的に冷却可能なインホイールモータを提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an in-wheel motor capable of efficiently cooling the coil end on the side opposite to the oil pump.
この発明によれば、インホイールモータは、モータと、回転軸と、オイルポンプと、オイル圧送構造とを備える。モータは、ステータコイルを含む。回転軸は、モータの出力トルクにより回転する。オイルポンプは、回転軸の一方端に設けられる。オイル圧送構造は、モータの作動に応じて、ステータコイルのコイルエンドのうち回転軸の他方端側に設けられたコイルエンドへオイルポンプからのオイルを圧送する。 According to the present invention, the in-wheel motor includes a motor, a rotating shaft, an oil pump, and an oil pressure feeding structure. The motor includes a stator coil. The rotating shaft is rotated by the output torque of the motor. The oil pump is provided at one end of the rotating shaft. The oil pressure feeding structure pumps oil from the oil pump to the coil end provided on the other end side of the rotating shaft among the coil ends of the stator coil in accordance with the operation of the motor.
好ましくは、オイル圧送構造は、ネジ溝と、ケース部材とを含む。ネジ溝は、モータのロータシャフトに形成される。ケース部材は、ネジ溝に対向して設けられる。 Preferably, the oil pressure feeding structure includes a screw groove and a case member. The thread groove is formed in the rotor shaft of the motor. The case member is provided to face the screw groove.
好ましくは、ケース部材は、回転軸の他方端側に設けられたコイルエンドへのオイルの供給を促進する傾斜部を含む。 Preferably, the case member includes an inclined portion that promotes supply of oil to a coil end provided on the other end side of the rotating shaft.
この発明によるインホイールモータにおいては、モータが作動すると、オイル圧送構造は、オイルポンプからのオイルをオイルポンプと反対側のコイルエンドへ圧送する。 In the in-wheel motor according to the present invention, when the motor is operated, the oil pressure feeding structure pressure-feeds oil from the oil pump to the coil end on the side opposite to the oil pump.
したがって、この発明によれば、オイルポンプと反対側のコイルエンドを効率的に冷却できる。 Therefore, according to the present invention, the coil end opposite to the oil pump can be efficiently cooled.
また、この発明においては、オイル圧送構造は、ロータシャフトに形成されたネジ溝と、ネジ溝に対向して設けられたケース部材とからなる。そして、モータが作動すると、すなわち、ロータシャフトが回転すると、ネジ溝とケース部材との間に供給されたオイルは、ネジ溝のスクリュー作用によりオイルポンプと反対側のコイルエンドへ供給される。 In the present invention, the oil pressure feeding structure includes a thread groove formed in the rotor shaft and a case member provided to face the thread groove. When the motor operates, that is, when the rotor shaft rotates, the oil supplied between the screw groove and the case member is supplied to the coil end opposite to the oil pump by the screw action of the screw groove.
したがって、簡単な構造によりオイルポンプと反対側のコイルエンドへオイルを効率的に供給できる。 Therefore, oil can be efficiently supplied to the coil end opposite to the oil pump with a simple structure.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態によるインホイールモータを備えた電動輪の概略断面図である。図1を参照して、電動輪100は、ホイールディスク10と、ハブ20と、ケース30,31と、ブレーキロータ40と、ブレーキキャリパ50と、モータ60と、ベアリング73〜76と、プラネタリギア80と、オイルポンプ90と、シャフト110と、オイル通路130と、タイヤ140とを備える。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electric wheel provided with an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an
なお、電動輪100は、アッパーアームおよびロアアーム(図示せず)によって自動車本体のフレームに懸架される。
The
ホイールディスク10は、略カップ型形状を有し、低部10Aと筒状部10Bとからなる。そして、ホイールディスク10は、ハブ20、ケース30,31、ブレーキロータ40、ブレーキキャリパ50、モータ60、ベアリング73〜76、プラネタリギア80、オイルポンプ90、シャフト110、およびオイル通路130を収納する。ホイールディスク10は、低部10Aをネジ1,2によってハブ20に締結することによりハブ20と連結される。ハブ20は、シャフト110にスプライン嵌合される。そして、シャフト110にスプライン嵌合されたハブ20は、グリス潤滑71,72によってスムーズに回転する。
The
ブレーキロータ40は、内周端がネジ3,4によってハブ20に固定され、外周端がブレーキキャリパ50内を通過するように配置される。ブレーキキャリパ50は、ブレーキピストン51と、ブレーキパッド52,53とを含む。ブレーキパッド52,53は、ブレーキロータ40の外周端を挟み込む。
The
開口部50Aからブレーキオイルが供給されると、ブレーキピストン51は、紙面右側へ移動し、ブレーキパッド52を紙面右側へ押す。ブレーキパッド52がブレーキピストン51によって紙面右側へ移動すると、それに応答してブレーキパッド53が紙面左側へ移動する。これにより、ブレーキパッド52,53は、ブレーキロータ40の外周端を挟み込み、電動輪100にブレーキがかけられる。
When brake oil is supplied from the opening 50A, the
ハブ20の紙面左側には、ケース30,31が配置される。そして、ケース30は、ネジ5によってケース31と連結される。ケース30,31は、モータ60を収納する。
モータ60は、ステータコア61と、ステータコイル62と、ロータ63と、ロータシャフト64とを含む。ステータコア61は、ケース31に固定される。ステータコイル62は、ステータコア61に巻回される。モータ60が三相モータである場合、ステータコイル62は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルからなる。
The motor 60 includes a
ステータコイル62は、コイルエンド62A,62Bを有する。コイルエンド62Aは、オイルポンプ90側に配置され、コイルエンド62Bは、オイルポンプ90と反対側に配置される。
The
ロータシャフト64は、ロータ63を支持する。そして、ロータ63およびロータシャフト64は、ステータコア61およびステータコイル62の内周側に配置される。
The
プラネタリギア80は、サンギア軸81と、サンギア82と、ピニオンギア83と、プラネタリキャリア84と、リングギア85とを含む。サンギア軸81は、モータ60のロータシャフト64と連結される。そして、サンギア軸81は、ベアリング73,74により回転自在に支持される。サンギア82は、サンギア軸81に連結される。
ピニオンギア83は、サンギア82と噛合い、ベアリング75,76により回転自在に支持される。プラネタリキャリア84は、ピニオンギア83に連結され、シャフト110にスプライン嵌合される。リングギア85は、ケースに固定される。
The
オイルポンプ90は、シャフト110(回転軸)の一方端に設けられる。シャフト110は、上述したようにハブ20およびプラネタリキャリア84とスプライン嵌合されるため、ベアリング76によって回転自在に支持され、グリス潤滑71,72によってスムーズに回転する。そして、シャフト110は、オイル通路111およびオイル孔112を内蔵する。
The
オイル通路121は、プラネタリギア80のピニオンギア83の内部に設けられる。オイル通路130は、一方端がオイルポンプ90に連結され、他方端がオイル溜120に挿入される。
The
オイルポンプ90は、オイル溜120に溜まったオイルをオイル通路130を介して汲み上げ、その汲み上げたオイルをオイル通路111へ供給する。
The
タイヤ140は、ホイールディスク10の筒状部10Bの外縁に固定される。
The
電動輪100が搭載された自動車の本体に備えられたスイッチング回路(図示せず)によりステータコイル62に交流電流が供給されると、ロータ63が回転し、モータ60は、所定のトルクを出力する。そして、モータ60の出力トルクは、サンギア軸81を介してプラネタリギア80へ伝達される。プラネタリギア80は、サンギア軸81から受けた出力トルクをサンギア82およびピニオンギア83によって変更、つまり、変速してプラネタリキャリア84へ出力する。プラネタリキャリア84は、プラネタリギア80の出力トルクをシャフト110に伝達し、シャフト110は、所定の回転数でハブ20およびホイールディスク10を回転する。これにより、電動輪100は、所定の回転数で回転する。
When an alternating current is supplied to the
一方、オイルポンプ90は、オイル通路130を介してオイル溜120からオイルを汲み上げ、その汲み上げたオイルをシャフト110の内部に設けられたオイル通路111へ供給する。
On the other hand, the
そうすると、オイル通路111へ供給されたオイルは、オイル通路111を移動中にシャフト110の回転により生じた遠心力によってオイル孔112から吐出される。そして、オイル通路121は、シャフト110から吐出されたオイルをプラネタリギア80に供給し、プラネタリギア80を潤滑する。また、シャフト110から吐出されたオイルは、ステータコイル62のコイルエンド62Aを冷却し、ベアリング73〜76を潤滑する。
Then, the oil supplied to the
図2は、図1に示すケース30,31、ステータコア61、ステータコイル62、ロータ63およびロータシャフト64の拡大図である。図2を参照して、シャフト110から吐出されたオイルがステータコイル62のコイルエンド62Bを冷却する機構について説明する。
FIG. 2 is an enlarged view of the
ケース30は、低部30Aと、側面部30Bと、傾斜部30Cと、結合部30Dとを有する。低部30Aは、ロータシャフト64とシャフト110との間にロータシャフト64およびシャフト110と略平行に配置される。
The
側面部30Bは、ステータコア61、ステータコイル62、ロータ63およびロータシャフト64のホイールディスク10側に配置される。そして、側面部30Bは、一方が低部30Aに繋がっており、他方が傾斜部30Cに繋がっている。
The
傾斜部30Cは、コイルエンド62Bのホイールディスク10側の斜め上方に配置される。そして、傾斜部30Cは、一方が側面部30Bに繋がっており、他方が結合部30Dに繋がっている。傾斜部30Cは、側面部30Bと結合部30Dとの間で斜面を形成する。結合部30Dは、ネジ5によってケース31に締結される。
The inclined portion 30C is disposed obliquely above the
このように、ケース30は、ステータコア61、ステータコイル62、ロータ63およびロータシャフト64のホイールディスク10側およびシャフト110側を覆う。
In this manner, the
ロータシャフト64は、ケース30の低部30Aに対向する面にネジ溝641を有する。そして、ネジ溝641とケース30の低部30Aとの間には、狭小な空間部11が形成される。
The
ロータ63およびロータシャフト64が回転し、上述した機構によりオイルがシャフト110から吐出されると、その吐出されたオイルは、ベアリング73を介して空間部11に供給され、空間部11を満たす。
When the
そして、ロータシャフト64が回転すると、空間部11に供給されたオイルは、ネジ溝641のスクリュー作用により紙面右方向へ移動し、空間部12へ押し出される。ロータシャフト64は高速で回転するため、オイルは、矢印6で示すようにコイルエンド62Bの方向へ圧送される。そして、圧送されたオイルは、矢印7で示すようにコイルエンド62Bへ供給され、コイルエンド62Bを冷却する。また、圧送されたオイルは、ケース30の傾斜部30Cによって矢印8で示すようにはねかえされ、コイルエンド62Bの上部に供給される。
When the
これにより、コイルエンド62Bは、オイルによって効率的に冷却される。
As a result, the
このように、この発明においては、ネジ溝641をロータシャフト64の表面に設け、ロータシャフト64の回転によるネジ溝641のスクリュー作用によりオイルをオイルポンプ90と反対側のコイルエンド62Bに供給する。
Thus, in the present invention, the
したがって、ロータシャフト64の表面にネジ溝641を形成するという簡単な構造により、オイルポンプ90と反対側のコイルエンド62Bへオイルを効率的に供給できる。
Therefore, oil can be efficiently supplied to the
また、コイルエンド62Bのホイールディスク10側の斜め上方に傾斜部30Cを設け、ネジ溝641のスクリュー作用により圧送されたオイルをコイルエンド62Bの上部に供給する。
In addition, an inclined portion 30C is provided obliquely above the
ケース30の側面部30Bと結合部30Dとの間を湾曲構造により作製すると、空間部11から圧送されたオイルは、湾曲部に溜まり易いが、側面部30Bと結合部30Dとの間を傾斜部30Cにより作製することにより、空間部11から圧送されたオイルをコイルエンド62Bの方向へはねかえすことができ、コイルエンド62Bの上部へのオイルの供給を促進できる。
When the space between the
上述したように、オイルポンプ90側のコイルエンド62Aは、シャフト110から吐出されたオイルにより冷却されるので、ネジ溝641のスクリュー作用を用いてオイルをオイルポンプ90と反対側のコイルエンド62Bへ圧送することによりステータコイル62の両側のコイルエンド62A,62Bを効率的に冷却できる。
As described above, since the
なお、上記においては、ネジ溝をロータシャフト64に設けると説明したが、この発明においては、これに限らず、ネジ溝をケース30の低部30Aに設けてもよい。また、ネジ溝をロータシャフト64およびケース30の低部30Aの両方に設けてもよい。
In the above description, the thread groove is provided in the
また、ホイールディスク10、ハブ20、ケース30,31、モータ60、ベアリング73〜76、プラネタリギア80、オイルポンプ90、シャフト110、オイル溜120およびオイル通路130は、この発明による「インホイールモータ」を構成する。
Further, the
さらに、ケース30の低部30Aおよびネジ溝641は、「オイル圧送構造」を構成する。
Further, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、冷却効率の良いインホイールモータに適用される。 The present invention is applied to an in-wheel motor with good cooling efficiency.
1〜5 ネジ、6〜8 矢印、10 ホイールディスク、10A 低部、10B 筒状部、20 ハブ、30,31 ケース、30A 低部、30B 側面部、30C 傾斜部、30D 結合部、40 ブレーキロータ、50 ブレーキキャリパ、50A 開口部、51 ブレーキピストン、52,53 ブレーキパッド、60 モータ、61 ステータコア、62 ステータコイル、62A,62B コイルエンド、63 ロータ、64 ロータシャフト、71,72 グリス潤滑、73〜76 ベアリング、80 プラネタリギア、81 サンギア軸、82 サンギア、83 ピニオンギア、84 プラネタリキャリア、85 リングギア、90 オイルポンプ、100 電動輪、110 シャフト、111,121,130 オイル通路、112 オイル孔、120 オイル溜、140 タイヤ。
1-5 screw, 6-8 arrow, 10 wheel disc, 10A low part, 10B cylindrical part, 20 hub, 30, 31 case, 30A low part, 30B side face part, 30C inclined part, 30D joint part, 40
Claims (3)
前記モータの出力トルクにより回転する回転軸と、
前記回転軸の一方端に設けられたオイルポンプと、
前記モータの作動に応じて、前記ステータコイルのコイルエンドのうち前記回転軸の他方端側に設けられたコイルエンドへ前記オイルポンプからのオイルを圧送するオイル圧送構造とを備えるインホイールモータ。 A motor including a stator coil;
A rotating shaft that rotates by the output torque of the motor;
An oil pump provided at one end of the rotating shaft;
An in-wheel motor comprising: an oil pumping structure that pumps oil from the oil pump to a coil end provided on the other end side of the rotating shaft among the coil ends of the stator coil according to the operation of the motor.
前記モータのロータシャフトに形成されたネジ溝と、
前記ネジ溝に対向して設けられたケース部材とを含む、請求項1に記載のインホイールモータ。 The oil pumping structure is
Thread grooves formed in the rotor shaft of the motor;
The in-wheel motor of Claim 1 containing the case member provided facing the said thread groove.
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