JP2018034713A - In-wheel motor drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インホイールモータ駆動装置に関し、特に、モータ部の回転に連動して作動するオイルポンプを備えたインホイールモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device, and more particularly, to an in-wheel motor drive device including an oil pump that operates in conjunction with rotation of a motor unit.
車輪を駆動するモータ部と、車輪ハブ軸受部と、複数の歯車を有しモータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを備えたインホイールモータ駆動装置が存在する。このようなインホイールモータ駆動装置において、モータ部における発熱要素(ステータ)の冷却、減速部における減速機構を構成する回転要素(歯車および軸受)の潤滑や冷却のために、潤滑油が利用される。 There is an in-wheel motor drive device that includes a motor unit that drives a wheel, a wheel hub bearing unit, and a reduction unit that has a plurality of gears and decelerates the rotation of the motor unit and transmits it to the wheel hub bearing unit. In such an in-wheel motor drive device, lubricating oil is used for cooling the heating element (stator) in the motor unit and for lubricating and cooling the rotating elements (gears and bearings) constituting the reduction mechanism in the reduction unit. .
モータ部の発熱要素および/または減速部の回転要素に潤滑油を供給するために、たとえば特開2015−107709号公報(特許文献1)、特開2008−48493号公報(特許文献2)、および特開2008−44438号公報(特許文献3)に示されるように、モータの回転に連動して作動するオイルポンプが広く採用されている。これらの文献では、オイルポンプは、遊星歯車機構を有する減速部におけるカウンターギアと同軸に配置され、カウンターギアの回転出力により駆動される。 In order to supply lubricating oil to the heat generating element of the motor unit and / or the rotating element of the speed reducing unit, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-107709 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-48493 (Patent Document 2), and As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-44438 (Patent Document 3), an oil pump that operates in conjunction with the rotation of a motor is widely employed. In these documents, the oil pump is arranged coaxially with the counter gear in the speed reduction unit having the planetary gear mechanism, and is driven by the rotation output of the counter gear.
潤滑油はインホイールモータ駆動装置のケーシング内に封入される。ケーシングは、製造上や整備上の観点から2以上の部材に分割して構成される。特許文献2では、ケーシングの2部材間の接合面に生じ得る僅かな隙間を介して潤滑油が漏出する可能性があることから、漏れた潤滑油がブレーキディスクに掛かるのを防止するためブレーキダストカバーを設ける技術が提案されている。 Lubricating oil is enclosed in the casing of the in-wheel motor drive. The casing is divided into two or more members from the viewpoint of manufacturing and maintenance. In Patent Document 2, since there is a possibility that the lubricating oil leaks through a slight gap that may occur on the joint surface between the two members of the casing, brake dust is prevented in order to prevent the leaked lubricating oil from being applied to the brake disc. Techniques for providing a cover have been proposed.
上述のようにオイルポンプをモータの回転に連動させる構成は、省スペース性の観点から有用である。しかしながら、このような構成においては、何らかの原因により車速が最高設計時速よりも高くなってしまった場合、すなわちオーバーランとなってしまった場合に、連動するオイルポンプも回転数の超過によって吐出量が急増する。そうすると、潤滑油を各部に供給する供給管が内圧過大により破損したり、モータ部および/または減速部への噴出量が過多となることによりケーシングの接合面から潤滑油が漏出したりするおそれがある。特許文献2では、潤滑油の漏出対策として、ブレーキディスクを覆うブレーキダストカバーを設けているが、この対策は潤滑油が漏出した後の対策であるため、潤滑油の漏出を根本的に改善する対策にはなっていない。 The configuration in which the oil pump is interlocked with the rotation of the motor as described above is useful from the viewpoint of space saving. However, in such a configuration, when the vehicle speed becomes higher than the maximum design speed for some reason, that is, when the overrun occurs, the discharge amount of the interlocking oil pump also exceeds the rotation speed. Increase rapidly. Then, there is a risk that the supply pipe for supplying the lubricating oil to each part may be damaged due to excessive internal pressure, or that the lubricating oil may leak from the joint surface of the casing due to excessive ejection amount to the motor part and / or the speed reducing part. is there. In Patent Document 2, a brake dust cover that covers the brake disk is provided as a countermeasure against leakage of the lubricating oil, but since this countermeasure is a countermeasure after the lubricating oil leaks, the leakage of the lubricating oil is fundamentally improved. It is not a countermeasure.
オーバーランとなった場合に起こり得るもう一つの不具合は、潤滑油が大量に吐出された後のオイルタンクの油面低下である。つまり、オイルタンクからの吸入油量が多くなるため、潤滑油の戻りが追い付かずにオイルタンクの油面が吸込口よりも低くなる可能性がある。そうすると、オイルポンプは潤滑油を吸込み不能となるため、潤滑油の循環が途切れ、高速回転する回転要素が継続的に無潤滑となり焼き付いてしまうおそれがある。 Another problem that can occur when an overrun occurs is a drop in the oil level of the oil tank after a large amount of lubricating oil has been discharged. In other words, since the amount of oil sucked from the oil tank increases, there is a possibility that the oil level of the oil tank becomes lower than the suction port without the return of the lubricating oil catching up. As a result, the oil pump cannot absorb the lubricating oil, and therefore the circulation of the lubricating oil is interrupted, and the rotating element that rotates at high speed may be continuously unlubricated and seized.
特許文献1では、車両の加速時や減速時に油面が傾斜することによる潤滑油の吸込み不能を防止するために、オイルタンクにバッフルプレート(仕切部材)を設けたオイル供給装置が提案されている。しかしながら、このようなオイル供給装置においては、一旦油面がバッフルプレートの下縁まで下がってしまうと、油面が再びバッフルプレートを完全に浸漬するまで潤滑油の吸入ができないため、潤滑油の循環が途切れる期間はむしろ長くなってしまう。 Patent Document 1 proposes an oil supply apparatus in which a baffle plate (partition member) is provided in an oil tank in order to prevent the inability to suck lubricating oil due to the oil surface being inclined during vehicle acceleration or deceleration. . However, in such an oil supply device, once the oil level drops to the lower edge of the baffle plate, the lubricating oil cannot be sucked in until the oil level completely immerses the baffle plate again. The period during which this is interrupted is rather long.
油面高さ低下による吸込み不能を防止する対策として、潤滑油の封入量を単純に増やして油面高さに余裕を設けることも考えられる。しかし、封入量を増やすと、インホイールモータ駆動装置の重量を増加させるだけでなく、歯車等の回転要素の攪拌抵抗を引き起こす。したがって、このような対策は、インホイールモータ駆動装置の性能および効率に悪影響を与えるため望ましくない。 As a measure for preventing the inability to suck due to a decrease in the oil level, it is also conceivable to simply increase the amount of the lubricating oil and provide a margin for the oil level. However, increasing the amount of sealing not only increases the weight of the in-wheel motor drive device, but also causes stirring resistance of rotating elements such as gears. Accordingly, such measures are undesirable because they adversely affect the performance and efficiency of the in-wheel motor drive.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、潤滑油の漏出を未然に防ぐとともに、油面高さ低下による吸込み不能を効果的に防止または抑制することのできるインホイールモータ駆動装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to prevent the leakage of lubricating oil and to effectively prevent or suppress the inability to suck due to a decrease in oil level. It is providing the in-wheel motor drive device which can do.
この発明のある局面に従うインホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動するモータ部と、車幅方向に延在する車輪ハブ軸受部と、複数の歯車を有しモータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを備える。このインホイールモータ駆動装置は、潤滑油を貯留するオイルタンクと、モータ部の回転に連動して作動するオイルポンプと、吐出油路と、戻り油路と、圧力制御弁とを備える。オイルポンプは、オイルタンクから潤滑油を吸入する吸入口と、吸入した潤滑油を吐出する吐出口とを有する。吐出油路は、オイルポンプの吐出口に一方端が接続される。戻り油路は、吐出油路から分岐して設けられ、オイルポンプの吐出口から吐出された潤滑油の一部をオイルタンクに戻すように構成される。圧力制御弁は、オイルポンプの吐出口から吐出油路へ吐出される潤滑油の油圧に応じて戻り油路を開閉する。 An in-wheel motor drive device according to an aspect of the present invention includes a motor unit that drives a wheel, a wheel hub bearing unit that extends in a vehicle width direction, and a plurality of gears that decelerate the rotation of the motor unit to reduce the wheel hub. And a speed reducing portion that transmits to the bearing portion. The in-wheel motor drive device includes an oil tank that stores lubricating oil, an oil pump that operates in conjunction with the rotation of the motor unit, a discharge oil passage, a return oil passage, and a pressure control valve. The oil pump has a suction port for sucking lubricating oil from the oil tank and a discharge port for discharging the sucked lubricating oil. One end of the discharge oil passage is connected to the discharge port of the oil pump. The return oil passage is branched from the discharge oil passage, and is configured to return a part of the lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump to the oil tank. The pressure control valve opens and closes the return oil path according to the hydraulic pressure of the lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump to the discharge oil path.
このインホイールモータ駆動装置によれば、オイルポンプの吐出口から吐出油路へ吐出される潤滑油の油圧が設定圧以上となった場合に、吐出油路から分岐する戻り油路が開放されるため、吐出された潤滑油の一部をオイルタンクに戻すことができる。したがって、内圧過大が回避され、インホイールモータ駆動装置からの潤滑油の漏出を未然に防ぐことができる。また、オイルタンクの油面高さ低下による吸込み不能を効果的に防止または抑制することができる。 According to this in-wheel motor drive device, when the oil pressure of the lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump becomes equal to or higher than the set pressure, the return oil passage that branches from the discharge oil passage is opened. Therefore, a part of the discharged lubricating oil can be returned to the oil tank. Therefore, excessive internal pressure is avoided, and leakage of lubricating oil from the in-wheel motor drive device can be prevented beforehand. In addition, it is possible to effectively prevent or suppress the inability to suck due to a decrease in the oil level of the oil tank.
好ましくは、戻り油路の戻り口は、オイルタンクに接続する。 Preferably, the return port of the return oil path is connected to the oil tank.
好ましくは、戻り油路は、吐出油路の一方端部分から分岐して設けられる。 Preferably, the return oil passage is branched from one end portion of the discharge oil passage.
圧力制御弁は、弁体と、弁体を閉位置に付勢する弾性体と、弁体の作動圧を調整する調整手段とを含むリリーフバルブであることが望ましい。 The pressure control valve is preferably a relief valve including a valve body, an elastic body that urges the valve body to a closed position, and an adjusting unit that adjusts the operating pressure of the valve body.
インホイールモータ駆動装置は、オイルタンクを有して、潤滑油を封入するケーシングをさらに備える。この場合、吐出油路、戻り油路、および圧力制御弁が、ケーシングの壁厚内に設けられることが望ましい。 The in-wheel motor drive device further includes a casing that has an oil tank and encloses lubricating oil. In this case, it is desirable that the discharge oil passage, the return oil passage, and the pressure control valve are provided within the wall thickness of the casing.
本発明によれば、インホイールモータ駆動装置からの潤滑油の漏出を未然に防ぐことができる。また、オイルタンクの油面高さ低下による吸込み不能を効果的に防止または抑制することができる。 According to the present invention, leakage of lubricating oil from the in-wheel motor drive device can be prevented in advance. In addition, it is possible to effectively prevent or suppress the inability to suck due to a decrease in the oil level of the oil tank.
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.
(基本構成例について)
はじめに、図1および図2を参照して、本発明の実施の形態に係る潤滑油の供給構造を採用するインホイールモータ駆動装置10の基本構成例について説明する。インホイールモータ駆動装置10は、電気自動車およびハイブリッド車両などの乗用自動車に搭載される。
(Basic configuration example)
First, a basic configuration example of an in-wheel
図1は、本発明の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置10を所定の平面で切断し、展開して示す縦断面図である。図2は、インホイールモータ駆動装置10の減速部31の内部構造を示す横断面図であり、車幅方向外側からみた状態を模式的に表す。なお、図1で表される所定の平面は、図2に示す軸線Mおよび軸線Nfを含む平面と、軸線Nfおよび軸線Nlを含む平面と、軸線Nlおよび軸線Oを含む平面と、軸線Oおよび軸線Pを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。図2中、減速部31の内部の各歯車は歯先円で表され、個々の歯を図略する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an in-wheel
インホイールモータ駆動装置10は、図1に示すように仮想線で表される車輪ホイールWの中心と連結する車輪ハブ軸受部11と、車輪ホイールWを駆動するモータ部21と、モータ部21の回転を減速して車輪ハブ軸受部11に伝達する減速部31を備え、車両(乗用自動車)の車幅方向外側に形成されるホイールハウス(図示せず)に配置される。モータ部21および減速部31は、車輪ハブ軸受部11の軸線Oと同軸に配置されるのではなく、車輪ハブ軸受部11の軸線Oからオフセットして配置される。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
車輪ホイールWは周知のものであり、車輪ホイールWの外周に図示しないタイヤが嵌合し、車体の前後左右に配置される。かかる車体は車輪とともに乗用自動車を構成する。インホイールモータ駆動装置10は、公道で乗用自動車を時速0〜180km/hで走行させることができる。
The wheel wheel W is a well-known one, and tires (not shown) are fitted to the outer periphery of the wheel wheel W and are arranged on the front, rear, left and right sides of the vehicle body. Such a vehicle body constitutes a passenger car together with wheels. The in-wheel
車輪ハブ軸受部11は、図1に示すように車輪ホイールWと結合する車輪ハブとしての外輪12と、外輪12の中心孔に通される内側固定部材13と、外輪12と内側固定部材13との環状隙間に配置される複数の転動体14を有し、車軸を構成する。内側固定部材13は、非回転の固定軸15と、1対のインナーレース16と、抜け止めナット17と、キャリア18とを含む。固定軸15は根元部15rが先端部15eよりも大径に形成される。インナーレース16は、根元部15rと先端部15eの間で、固定軸15の外周に嵌合する。抜け止めナット17は固定軸15の先端部15eに螺合して、抜け止めナット17と根元部15rの間にインナーレース16を固定する。
As shown in FIG. 1, the wheel
固定軸15は軸線Oに沿って延び、減速部31の外郭をなす減速部ケーシング43を貫通する。固定軸15の先端部15eは、減速部ケーシング43の正面部分43fに形成される開口43pを貫通し、正面部分43fよりも車幅方向外側へ突出する。固定軸15の根元部15rは、減速部ケーシング43の背面部分43bよりも車幅方向内側から、背面部分43bに形成される開口43qを貫通する。なお正面部分43fと背面部分43bは軸線O方向(車軸方向)に間隔を空けて互いに向き合う壁部分である。根元部15rにはキャリア18が取付固定される。キャリア18は減速部ケーシング43の外部で図示しないサスペンション装置およびタイロッドと連結する。
The fixed
転動体14は、軸線O方向に離隔して複列に配置される。軸線O方向一方のインナーレース16の外周面は、第1列の転動体14の内側軌道面を構成し、外輪12の軸線O方向一方の内周面と対面する。軸線O方向他方のインナーレース16の外周面は、第2列の転動体14の内側軌道面を構成し、外輪12の軸線O方向他方の内周面と対面する。以下の説明において、車幅方向外側(アウトボード側)を軸線方向一方ともいい、車幅方向内側(インボード側)を軸線方向他方ともいう。図1の紙面左右方向は、車幅方向に対応する。外輪12の内周面は転動体14の外側軌道面を構成する。
The rolling
外輪12の軸線O方向一方端にはフランジ部12fが形成される。フランジ部12fはブレーキディスクBDおよび車輪ホイールWのスポーク部Wsと同軸に結合するための結合座部を構成する。外輪12はフランジ部12fでブレーキディスクBDおよび車輪ホイールWと結合して、車輪ホイールWと一体回転する。
A flange portion 12f is formed at one end of the
モータ部21は図1に示すように、モータ回転軸22、ロータ23、ステータ24、モータケーシング25を有し、この順序でモータ部21の軸線Mから外径側へ順次配置される。
As shown in FIG. 1, the
モータケーシング25は円筒形状であり、モータケーシング25の車幅方向内側端部はモータケーシングカバー25vと接続する。モータケーシング25とモータケーシングカバー25vとは分割されており、これらは製造時に接合される。モータケーシング25およびモータケーシングカバー25vは、減速部ケーシング43とともに、インホイールモータ駆動装置10のケーシング90を構成する。
The
モータ回転軸22およびロータ23の回転中心になる軸線Mは、車輪ハブ軸受部11の軸線Oと平行に延びる。つまりモータ部21は、車輪ハブ軸受部11の軸線Oから離れるようオフセットして配置される。モータ回転軸22の先端部を除いたモータ部21の大部分の軸線方向位置は、図1に示すように内側固定部材13の軸線方向位置と重ならない。
An axis M serving as the rotation center of the
モータケーシング25は筒状であり、軸線M方向一方端で減速部ケーシング43の背面部分43bと結合し、軸線M方向他方端で蓋状のモータケーシングカバー25vに封止される。このように、減速部ケーシング43の背面部分43bの一部分(上方部分)は、モータ部21の内部空間(以下「モータ室」という)21aと減速部31の内部空間(以下「減速室」という)31aとを区画する隔壁91として機能する。
The
モータ回転軸22の両端部は、転がり軸受27,28を介して、モータケーシング25(隔壁91)およびモータケーシングカバー25vに回転自在に支持される。モータ部21は外輪12および車輪を駆動する。
Both ends of the
減速部31は、入力軸32、入力歯車33、中間歯車34、中間軸35、中間歯車36、中間歯車37、中間軸38、中間歯車39、出力歯車40、出力軸41、および減速部ケーシング43を有する。
The
入力軸32は、モータ回転軸22の先端部22eよりも大径の筒状体であって、モータ部21の軸線Mに沿って延びる。先端部22eは入力軸32の軸線M方向他方端部の中心孔に受け入れられて、入力軸32はモータ回転軸22と同軸に結合する。入力軸32の両端は転がり軸受42a,42bを介して、減速部ケーシング43(具体的には、正面部分43fおよび隔壁91)に支持される。入力歯車33は、モータ部21よりも小径の外歯歯車であり、入力軸32と同軸に結合する。具体的には入力歯車33は、入力軸32の軸線M方向中央部の外周に一体形成される。
The
出力軸41は、外輪12の円筒部分よりも大径の筒状体であって、車輪ハブ軸受部11の軸線Oに沿って延びる。外輪12の軸線O方向他方端は、出力軸41の軸線O方向一方端の中心孔に受け入れられて、出力軸41は外輪12と同軸に結合する。出力軸41の軸線O方向両端部外周には転がり軸受44,46が配置される。出力軸41の軸線O方向一方端は転がり軸受44を介して、減速部ケーシング43の正面部分43fに支持される。出力軸41の軸線O方向他方端は転がり軸受46を介して、減速部ケーシング43の背面部分43bに支持される。出力歯車40は外歯歯車であり、出力軸41と同軸に結合する。具体的には出力歯車40は出力軸41の軸線O方向他方端の外周に一体形成される。
The
2本の中間軸35,38は入力軸32および出力軸41と平行に延びる。つまり減速部31は四軸の平行軸歯車減速機であり、出力軸41の軸線Oと、中間軸35の軸線Nfと、中間軸38の軸線Nlと、入力軸32の軸線Mは互いに平行に延び、換言すると車幅方向に延びる。
The two
各軸の車両前後方向位置につき説明すると、図2に示すように入力軸32の軸線Mは出力軸41の軸線Oよりも車両前方に配置される。また中間軸35の軸線Nfは入力軸32の軸線Mよりも車両前方に配置される。中間軸38の軸線Nlは出力軸41の軸線Oよりも車両前方かつ入力軸32の軸線Mよりも車両後方に配置される。図示しない変形例として入力軸32の軸線Mと、中間軸35の軸線Nfと、中間軸38の軸線Nlと、出力軸41の軸線Oが、この順序で車両前後方向に配置されてもよい。この順序は駆動力の伝達順序でもある。
The vehicle longitudinal direction position of each axis will be described. As shown in FIG. 2, the axis M of the
各軸の上下方向位置につき説明すると、入力軸32の軸線Mは出力軸41の軸線Oよりも上方に配置される。中間軸35の軸線Nfは入力軸32の軸線Mよりも上方に配置される。中間軸38の軸線Nlは中間軸35の軸線Nfよりも上方に配置される。なお複数の中間軸35,38は、入力軸32および出力軸41よりも上方に配置されれば足り、図示しない変形例として中間軸35が中間軸38よりも上方に配置されてもよい。あるいは図示しない変形例として出力軸41が入力軸32よりも上方に配置されてもよい。
The vertical position of each axis will be described. The axis M of the
中間歯車34および中間歯車36は外歯歯車であり、図1に示すように中間軸35の軸線Nf方向中央部と同軸に結合する。中間軸35の両端部は、転がり軸受45a,45bを介して、減速部ケーシング43に支持される。中間歯車37および中間歯車39は外歯歯車であり、中間軸38の軸線Nl方向中央部と同軸に結合する。中間軸38の両端部は、転がり軸受48a,48bを介して、減速部ケーシング43に支持される。
The
減速部ケーシング43は、減速部31および車輪ハブ軸受部11の外郭をなし、筒状に形成されて、図2に示すように軸線O、Nf、Nl、Mを取り囲む。また減速部ケーシング43は、車輪ホイールWの内空領域に収容される。より具体的には、車輪ハブ軸受部11、減速部31、およびモータ部21の軸線方向一方領域が車輪ホイールWの内空領域に収容され、モータ部21の軸線方向他方領域が車輪ホイールWから軸線方向他方へはみ出す。このように車輪ホイールWはインホイールモータ駆動装置10の大部分を収容する。
The speed
図2を参照して減速部ケーシング43は、軸線Oの真下部分43cと、出力歯車40の軸線Oから車両前後方向に離れた位置、具体的には入力歯車33の軸線Mの真下で、下方へ突出する部分とを有する。この突出する部分はオイルタンク47を形成し、真下部分43cよりも下方に位置する。
Referring to FIG. 2, the speed
減速部ケーシング43は、図1に示すように入力軸32、入力歯車33、中間歯車34、中間軸35、中間歯車36、中間歯車37、中間軸38、中間歯車39、出力歯車40、出力軸41、および車輪ハブ軸受部11の軸線O方向中央部を収容する。
As shown in FIG. 1, the
減速部ケーシング43は、図2に示すように真下部分43cおよびオイルタンク47を含む筒状部分と、図1に示すように減速部31の筒状部分の軸線方向一方側を覆う略平坦な正面部分43fと、減速部31の筒状部分の軸線方向他方側を覆う略平坦な背面部分43bを有する。減速部ケーシング43の筒状部分と正面部分43fとは分割されており、これらは製造時に接合される。背面部分43bは、モータケーシング25と結合して隔壁91を構成する部分と、固定軸15と結合する部分とを含む。
The speed
減速部ケーシング43の正面部分43fには、外輪12が貫通するための開口43pが形成される。開口43pには、出力軸41との環状隙間を封止するシール材43sが設けられる。このため回転体になる外輪12は、軸線O方向一方端部を除いて減速部ケーシング43に収容される。出力軸41の軸線O方向他方端部内周面にはシール材43vが配置される。シール材43vは出力軸41と背面部分43bの環状隙間を封止する。
An opening 43p through which the
小径の入力歯車33と大径の中間歯車34は、減速部31の軸線方向他方側(モータ部21側)に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車36と大径の中間歯車37は、減速部31の軸線方向一方側(フランジ部12f側)に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車39と大径の出力歯車40は、減速部31の軸線方向他方側に配置されて互いに噛合する。このようにして入力歯車33と複数の中間歯車34,36,37,39と出力歯車40は、互いに噛合し、入力歯車33から複数の中間歯車34,36,37,39を経て出力歯車40に至る駆動伝達経路を構成する。そして上述した小径歯車および大径歯車の噛合により、入力軸32の回転は中間軸35で減速され、中間軸35の回転は中間軸38で減速され、中間軸38の回転は出力軸41で減速される。これにより減速部31は減速比を十分に確保する。
The small-
図2に示すように、出力軸41、中間軸38、および入力軸32は、この順序で車両前後方向に間隔を空けて配置される。さらに中間軸35および中間軸38は、入力軸32および出力軸41よりも上方に配置される。かかる実施形態によれば、車輪ハブになる外輪12の上方に中間軸を配置し得て、外輪12の下方にオイルタンク47の配置スペースを確保したり、外輪12の真下にボールジョイント(図示せず)を受け入れる空間を確保したりすることができる。したがって上下方向に延びる転舵軸線を車輪ハブ軸受部11に交差して設けることができ、車輪ホイールWおよびインホイールモータ駆動装置10を転舵軸線回りに好適に転舵させることができる。
As shown in FIG. 2, the
また本実施形態によれば、図2に示すように複数の中間軸35,38は、入力軸32の上方に隣り合うよう配置されて入力軸32から駆動トルクを供給される最初の中間軸35、および出力軸41の上方に隣り合うよう配置されて出力軸41に駆動トルクを供給する最終の中間軸38を含み、入力軸32と最初の中間軸35と最終の中間軸38と出力軸41は、複数の中間軸35,38の軸線方向にみて、入力軸の中心(軸線M)と最初の中間軸35の中心(軸線Nf)と最終の中間軸38の中心(軸線Nl)と出力軸41の中心(軸線O)とを順次結ぶ基準線が逆U字を描くよう、配置される。これにより駆動伝達経路を構成する複数の軸および歯車の全体配置が小型化されて、複数の軸および歯車を車輪ホイールWの内部に収納することができる。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of
(潤滑油の供給構造について)
次に、図1〜図3を参照して、インホイールモータ駆動装置10における潤滑油の供給構造について説明する。図3は、インホイールモータ駆動装置10のモータ部21の内部構造を示す横断面図であり、車幅方向内側からみた状態を模式的に表す。
(Lubricating oil supply structure)
Next, a lubricating oil supply structure in the in-wheel
図1を参照して、インホイールモータ駆動装置10は、潤滑油の供給構造として、潤滑油を貯留するオイルタンク47と、オイルタンク47から潤滑油を汲み上げるオイルポンプ54と、上下方向に延びる吸入油路61および吐出油路64と、車軸方向に延びるオイル管70とを備える。なお、車軸方向は上記した軸線方向と同じ方向を指す。
Referring to FIG. 1, in-wheel
オイルタンク47は、モータ部21および減速部31の下部に配置されている。つまり、図3に示すように、オイルタンク47は、減速部ケーシング43およびモータケーシング25の双方に跨って配置されている。なお、オイルタンク47は、減速部31の下部にのみ設けられていてもよいし、モータ部21の下部にのみ設けられていてもよい。
The
図1および図2に示されるように、オイルポンプ54は、アウタロータ54jおよびインナロータ54kを有するトロコイドポンプである。アウタロータ54jは減速部ケーシング43に形成された円形の室に収納される。インナロータ54kの中心孔にはポンプ軸51が差し込まれ、インナロータ54kの内周面がポンプ軸51の外周面と係合し、両者は一体回転する。オイルポンプ54は、モータ部21のモータ回転軸22の回転に連動して作動する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施の形態において、ポンプ軸51は、駆動伝達経路とは異なる軸に設定されている。すなわち、ポンプ軸51が、減速部31の駆動伝達経路を構成する複数の軸(入力軸32、中間軸35、中間軸38、および出力軸41)から独立して設けられている。
In the present embodiment, the
具体的には、ポンプ軸51の軸線Pは、出力軸41の軸線Oと平行に延びる。またポンプ軸51は、出力軸41から車両前後方向に離れて配置され、軸線P方向両端で、転がり軸受52a,52bを介して回転自在に支持され、軸線P方向中央部でポンプギヤ53と同軸に結合する。ポンプギヤ53は、駆動伝達経路とは異なる位置に設けられ、出力歯車40と噛合する。これにより、オイルポンプ54は出力歯車40に駆動される。
Specifically, the axis P of the
オイルポンプ54は、たとえば、転がり軸受52aよりも軸線P方向一方側に配置され、ポンプ軸51の軸線P方向一方端に設けられる。オイルポンプ54は、ポンプ軸51と略同軸に配置される。図1に示すように、ポンプ軸51、転がり軸受52a,52b、ポンプギヤ53、およびオイルポンプ54は、減速部ケーシング43に収容される。
The
本実施の形態のように、ポンプギヤ53が出力歯車40と噛合する場合、オイルポンプ54を入力歯車33あるいは中間歯車34,36,37,39のうちのいずれかにより駆動する場合に比べて、オイルポンプ54の回転速度を低速化することができる。その結果、オイルポンプ54の耐久性を向上させることができる。
When the
また、ポンプギヤ53が出力歯車40と噛合する構成であるため、出力歯車40と同軸にオイルポンプを設ける場合に比べて、インホイールモータ駆動装置10のケーシング90(より特定的には減速部ケーシング43)の車軸方向寸法を小型化することができる。なお、ポンプギヤ53が出力歯車40と噛合する構成に限定されず、他の歯車33,34,36,37,39と噛合する構成であってもよいし、ポンプ軸51と歯車軸とが同軸に設けられる構成であってもよい。
Further, since the
また、本実施の形態では、オイルポンプ54がトロコイドポンプであることとするが、限定的ではなく、たとえば、サイクロイドポンプやインボリュートギヤポンプなどであってもよい。
In the present embodiment, the
図2に示されるように、吸入油路61は上下方向に延び、下端でオイルタンク47と接続し、上端でオイルポンプ54の吸入口62と接続する。吐出油路64は上下方向に延び、下端(一方端)でオイルポンプ54の吐出口63と接続し、上端(他方端)でオイル管70の一端と接続する。吐出油路64は、減速部ケーシング43の車幅方向外側の壁厚内部、すなわち正面部分43fに形成される。
As shown in FIG. 2, the
オイル管70は、潤滑油を各部に供給するための供給管であり、吐出油路64に連通して車軸方向に延びる油路を形成する。オイル管70は、モータ部21および減速部31の上部に取付け固定されている。つまり、オイル管70は、減速部ケーシング43およびモータケーシング25(以下、単に「ケーシング90」と称する)と一体的に設けられるものではなく、ケーシング90とは別体に設けられる。
The
図1に示されるように、オイル管70は、ケーシング90の上端壁部の直下に位置し、ケーシング90の隔壁91に挿通されて固定されている。つまり、オイル管70は、隔壁91に挿通された部分を境界として、モータ室21aに位置する第1部分71と、減速室31aに位置する第2部分72とを含む。
As shown in FIG. 1, the
図1〜図3に示されるように、オイル管70は、モータ部21の発熱要素であるステータ24、および、減速部31の回転要素である歯車33,34,36,37,39,40よりも上方に離れて配置される。また、図2に示されるように、オイル管70は、車両前後方向において入力軸32(モータ部21)の軸線Mと出力軸41の軸線Oとの間の範囲内に配置される。より具体的には、入力軸32および出力軸41よりも上方に位置する中間軸35の軸線Nfと中間軸38の軸線Nlとの間の範囲内に配置される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
オイル管70は、一端から他端まで真っ直ぐ延びる筒状部材であり、内部に油路79が形成される。オイル管70は、典型的には円形断面を有する円筒部材である。オイル管70は、たとえば金属などの剛性材料で形成される。
The
オイル管70は、潤滑油を流入する1つの流入口76と、流入口76から流入した潤滑油を下方に向けて流出する複数の流出口77とを有している。流入口76は、オイル管70の一端(車軸方向一方端)に設けられ、吐出油路64と連通する。オイル管70の他端(車軸方向他方端)には蓋部78が設けられており、複数の流出口77は、オイル管70の一端から他端までの間に設けられる。
The
各流出口77の径(最長内寸)は、オイル管70の内径、すなわち流入口76の径よりも小さい。典型的には蓋部78に孔はなく、流出口77のみから潤滑油が吐出される。複数の流出口77は、少なくとも車軸方向に沿って互いに間隔をあけて配置される。各流出口77は、取付け状態においてオイル管70の中心線よりも下方に位置する。これにより、流出口77を介して潤滑油が下方に吐出(噴射)される。
The diameter (longest inner dimension) of each outlet 77 is smaller than the inner diameter of the
本実施の形態において、オイル管70の一端は、減速部ケーシング43の正面部分43fに接続され、オイル管70の他端(つまり蓋部78)は、モータケーシングカバー25vに当接または近接する。オイル管70は、第1部分71および第2部分72の双方に複数個ずつ流出口77を有している。
In the present embodiment, one end of the
本実施の形態において、吐出油路64上端部は車幅方向内側(車軸方向他方側)に曲折しており、吐出油路64の上端の開口が車幅方向内側を向いている。オイル管70の一端側に形成された大径部75が、吐出油路64の上端の開口に圧入されて固定される。これにより、オイル管70の一端が、減速部ケーシング43の正面部分43fに取付けられる。大径部75には、Oリング82取付け用の環状溝が形成される。
In the present embodiment, the upper end portion of the
オイル管70は、第1部分71の他方側端部に設けられた大径部73と、大径部73から下方へ突出するフランジ部74とを含む。フランジ部74は、隔壁91に面接触する。フランジ部74は貫通孔を有し、貫通孔に挿通されたボルト80が隔壁91にねじ込まれることで、オイル管70の周方向位置が固定される。
The
本実施の形態の潤滑油の供給構造によれば、オイルポンプ54が出力歯車40に駆動されると、オイルタンク47内の潤滑油がオイルポンプ54により吸入される。吸入された潤滑油は、モータ部21および減速部31の上部に取付け固定されたオイル管70の複数の流出口77から、モータ部21の発熱要素および減速部31の回転要素に向けて下方に噴射される。これにより、モータ部21の発熱要素の冷却および減速部31の回転要素の潤滑が促進される。
According to the lubricating oil supply structure of the present embodiment, when the
ここで、本実施形態では、図2に示されるように、インホイールモータ駆動装置10には圧力調整機構60を備える。圧力調整機構60は、吐出油路64から分岐して設けられた戻り油路65と、戻り油路65に設けられた圧力調整弁としてのリリーフバルブ68とを含む。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the in-wheel
戻り油路65は吐出油路64の一方端部分(下端付近)から分岐して設けられている。つまり、吐出油路64に設けられた分岐用開口64aは、オイルポンプ54の吐出口63の近傍に設けられる。
The
リリーフバルブ68は、オイルポンプ54の吐出口63から吐出油路64へ吐出される潤滑油の油圧に応じて、戻り油路65を開閉する。これにより、吐出油路64の上端に接続されたオイル管70の内圧が一定圧を超えないように、潤滑油の圧力を調整することができる。
The
圧力調整機構60の具体的な構成および作用については、図4および図5を参照して説明する。なお、図4および図5には、吸入油路61、オイルポンプ54、吐出油路64、戻り油路65、およびリリーフバルブ68を通る切断面により切断された潤滑油供給構造の模式断面図が示される。
A specific configuration and operation of the
図4を参照して、戻り油路65およびリリーフバルブ68は、吐出油路64と同様に、減速部ケーシング43の車幅方向外側の壁厚内部、すなわち正面部分43fに形成される。戻り油路65は途中位置で曲折しており、吐出油路64に交差する第1油路66と第1油路66から下方に折れ曲がる第2油路67とで構成される。リリーフバルブ68は、戻り油路65の曲折部、すなわち第1油路66と第2油路67との交差部に設けられる。
Referring to FIG. 4, the
戻り油路65の先端(第2油路67の下端)の開口(以下「戻り口」という)65aは、オイルタンク47に接続される。言い換えると、戻り油路65の戻り口65aは、オイルタンク47内に位置するか、あるいは、オイルタンク47に向かって開口している。戻り油路65の戻り口65aは、吸入油路61の先端(下端)の吸込み口61aよりも上方に位置する。
An opening (hereinafter referred to as “return port”) 65 a at the tip of the return oil passage 65 (the lower end of the second oil passage 67) is connected to the
リリーフバルブ68は、円柱状の弁体83と、弁体83を閉位置に付勢するバネ84と、弁体83の作動圧を調整する調整ネジ85とを含む。弁体83が閉位置に位置する場合に戻り油路65が閉鎖され、弁体83が開位置に位置する場合に戻り油路65が開放される。
The
リリーフバルブ68のこれら構成部品は、たとえば減速部ケーシング43に設けられた円筒状の空洞部430に組み込まれる。空洞部430は第1油路66の長さ方向に沿って延び、空洞部430の一端が第1油路66と第2油路67との交差部に接続される。弁体83は空洞部430の一端側に配置され、調整ネジ85が空洞部430の他端側に配置される。
These components of the
本実施形態では、空洞部430の内周面に雌ネジ部87が設けられており、調整ネジ85の外周面に設けられた雄ネジ部86とこの雌ネジ部87とが螺合する。そのため、空洞部430内における調整ネジ85の相対位置は、調整ネジ85を回転させることで調整可能である。調整ネジ85の相対位置を調整することにより、戻り油路65を開状態とする潤滑油の圧力の閾値を設定することができる。調整ネジ85の操作は、ケーシング90の組み立ての際に空洞部430の他端側から行うことができる。
In the present embodiment, a
車両が停止している際、リリーフバルブ68の弁体83は閉位置に位置する。つまり、弁体83は、バネ84の弾性力により空洞部430の一端側へ押し付けられ、戻り油路65を閉鎖する。
When the vehicle is stopped, the
車両走行時、オイルポンプ54の吐出口63から吐出された潤滑油は、吐出油路64を通過してオイル管70から各部に供給される。本実施形態では、吐出油路64から分岐する戻り油路65が設けられているため、戻り油路65の第1油路66にも潤滑油が流入する。車速が設計時速以下の場合、戻り油路65に流入する潤滑油の圧力によりリリーフバルブ68の弁体83を他端側へ押圧する力が、バネ84の弾性力により弁体83を一端側へ押圧する力よりも小さい。そのため、図4に示されるように、リリーフバルブ68の弁体83が戻り油路65を閉じる状態となる。つまり、オイルポンプ54の吐出口63から吐出された潤滑油の全てがオイル管70へ供給される。
When the vehicle travels, the lubricating oil discharged from the
これに対し、オイルポンプ54がモータ回転軸22の回転に連動して作動することから、車両がオーバーランとなった場合などには、モータ回転軸22の回転速度の増大に伴いオイルポンプ54の回転数が急増する。そうすると、オイルポンプ54の吐出口63から吐出される潤滑油の流量(流速)が増加するため、潤滑油の圧力が高くなる。このような場合、吐出油路64から戻り油路65に流入する潤滑油の高圧力によりリリーフバルブ68の弁体83を他端側へ押圧する力が、バネ84の弾性力により弁体83を一端側へ押圧する力よりも大きくなる。その結果、図5に示すように、リリーフバルブ68の弁体83が他端側へ移動するため、戻り油路65を開く状態となる。
On the other hand, since the
リリーフバルブ68の弁体83が開位置となって戻り油路65が開放されると、オイルポンプ54から吐出された潤滑油の一部が戻り油路65を介してオイルタンク47に戻る。これにより、オイル管70の内圧過大による破損を防止することができる。また、オイル管70からの潤滑油の噴出量が過多となることを防止することができるため、ケーシング90の接合面(図示せず)からの潤滑油の漏出を未然に防ぐことができる。
When the
さらに、戻り油路65の戻り口65aがオイルタンク47に接続されているため、オイルポンプ54が吸い過ぎた潤滑油をオイルタンク47に直接戻すことができる。したがって、オーバーランの際に起こり得る油面470の低下を抑制することができる。
Furthermore, since the
また、戻り油路65が、吐出油路64の下端部分(一方端部分)から分岐するため、オイルポンプ54により余分に吸入された潤滑油がオイルタンク47に戻るまでに要する時間を短くすることができる。したがって、オイルポンプ54が潤滑油を吸込み不能となることを効果的に防止することができる。
Further, since the
また、本実施形態において、リリーフバルブ68は調整ネジ85を有するため、弁体83の作動圧を調整することができる。したがって、吐出油路64から流出する潤滑油の圧力を簡易に調整することができる。
In this embodiment, since the
なお、本実施形態では、リリーフバルブ68が戻り油路65の途中位置に設けられることとしたが、戻り油路65の端部(一端側または他端側)に設けられてもよい。
In the present embodiment, the
また、リリーフバルブ68の弁体83の作動圧を調整するための調整手段が、調整ネジ85以外の部材により実現されてもよい。また、弁体83を閉位置に付勢する弾性体が、バネ84以外の部材により実現されてもよい。
Further, the adjusting means for adjusting the operating pressure of the
あるいは、圧力制御弁として、戻り油路65を機械的に開閉するリリーフバルブ68を採用したが、限定的ではなく、たとえば、戻り油路65を電気的に開閉する電磁制御弁を採用してもよい。
Alternatively, the
以上説明したインホイールモータ駆動装置10の減速部31は2つの中間軸35,38を有する四軸式の減速機としたが、限定的ではなく、たとえば1つの中間軸を有する三軸式の減速機であってもよい。あるいは、減速部31は、歯車を有する減速機構であればよく、たとえば、平行軸式歯車と遊星歯車とを組み合わせた減速機であってもよい。
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 defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 インホイールモータ駆動装置、11 車輪ハブ軸受部、12 外輪、13 内側固定部材、14 転動体、15 固定軸、18 キャリア、21 モータ部、22 モータ回転軸、23 ロータ、24 ステータ、25 モータケーシング、25v モータケーシングカバー、27,28,42a,42b,44,46,45a,45b,48a,48b,52a,52b 軸受、31 減速部、32 入力軸、33,34,36,37,39,40 歯車、35,38 中間軸、41 出力軸、43 減速部ケーシング、47 オイルタンク、51 ポンプ軸、53 ポンプギヤ、54 オイルポンプ、54j アウタロータ、54k インナロータ、60 圧力調整機構、61 吸入油路、62 吸入口、63 吐出口、64 吐出油路、65 戻り油路、66 第1油路、67 第2油路、68 リリーフバルブ、70 オイル管、76 流入口、77 流出口、78 蓋部、79 油路、80 ボルト、82 Oリング、83 弁体、84 バネ、85 調整ネジ、86 雄ネジ部、87 雌ネジ部、90 ケーシング、91 隔壁、430 空洞部、470 油面、BD ブレーキディスク、M,Nf,Nl,O,P 軸線、W 車輪ホイール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 In-wheel motor drive device, 11 Wheel hub bearing part, 12 Outer ring, 13 Inner fixing member, 14 Rolling body, 15 Fixed shaft, 18 Carrier, 21 Motor part, 22 Motor rotating shaft, 23 Rotor, 24 Stator, 25 Motor casing , 25v Motor casing cover, 27, 28, 42a, 42b, 44, 46, 45a, 45b, 48a, 48b, 52a, 52b Bearing, 31 Reduction part, 32 Input shaft, 33, 34, 36, 37, 39, 40 Gear, 35, 38 Intermediate shaft, 41 Output shaft, 43 Reduction gear casing, 47 Oil tank, 51 Pump shaft, 53 Pump gear, 54 Oil pump, 54j Outer rotor, 54k Inner rotor, 60 Pressure adjustment mechanism, 61 Suction oil passage, 62 Suction Port, 63 Discharge port, 64 Discharge oil passage, 65 Return oil passage , 66 First oil passage, 67 Second oil passage, 68 Relief valve, 70 Oil pipe, 76 Inlet, 77 Outlet, 78 Lid, 79 Oil passage, 80 bolt, 82 O-ring, 83 Valve body, 84 Spring , 85 adjustment screw, 86 male thread part, 87 female thread part, 90 casing, 91 partition wall, 430 cavity part, 470 oil level, BD brake disc, M, Nf, Nl, O, P axis, W wheel wheel.
Claims (5)
潤滑油を貯留するオイルタンクと、
前記オイルタンクから潤滑油を吸入する吸入口と、吸入した潤滑油を吐出する吐出口とを有し、前記モータ部の回転に連動して作動するオイルポンプと、
前記オイルポンプの前記吐出口に一方端が接続された吐出油路と、
前記吐出油路から分岐して設けられ、前記オイルポンプの前記吐出口から吐出された潤滑油の一部を前記オイルタンクに戻す戻り油路と、
前記オイルポンプの前記吐出口から前記吐出油路へ吐出される潤滑油の油圧に応じて前記戻り油路を開閉する圧力制御弁とを備える、インホイールモータ駆動装置。 A motor unit for driving the wheel, a wheel hub bearing unit extending in the vehicle width direction, and a reduction unit that has a plurality of gears and decelerates the rotation of the motor unit and transmits it to the wheel hub bearing unit. An in-wheel motor drive device,
An oil tank for storing lubricating oil;
An oil pump having a suction port for sucking lubricating oil from the oil tank and a discharge port for discharging the sucked lubricating oil, and operating in conjunction with rotation of the motor unit;
A discharge oil passage having one end connected to the discharge port of the oil pump;
A return oil path that is branched from the discharge oil path and returns a part of the lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump to the oil tank;
An in-wheel motor drive device comprising: a pressure control valve that opens and closes the return oil passage according to a hydraulic pressure of lubricating oil discharged from the discharge port of the oil pump to the discharge oil passage.
前記吐出油路、前記戻り油路、および前記圧力制御弁が、前記ケーシングの壁厚内に設けられる、請求項1〜4のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。 The oil tank at the bottom, further comprising a casing enclosing lubricating oil;
The in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge oil passage, the return oil passage, and the pressure control valve are provided within a wall thickness of the casing.
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