JP2022175335A - Cooling apparatus of in-wheel motor - Google Patents

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Abstract

To improve a cooling efficiency of a motor while reducing the side and weight.SOLUTION: In a cooling apparatus of an in-wheel motor, in which a motor 3 for driving a wheel hub 2 is housed in an inner part of a housing 4 that rotatably supports the wheel hub 2, and an oil for cooling a motor by being contacted to the motor 3 is included in the inner part of the housing 4, the housing 4 includes: wall parts 411a and 412a each having an external surface exposed to an outer air; electrically insulative dielectric plates 25, 26 and 29 arranged on the inner surface side of the wall parts 411a and 412a so as to separately face inner surfaces of the wall parts 411a and 412a; oil paths 24a, 24b and 24c located between the inner surface and the dielectric plates 25, 26 and 29; an inflow entrance 26a which introduces an oil into the oil paths 24a, 24b and 24c; a flow outlet 26b making the oil exhaust from each oil path; and an oil pump 18 that pumps up the oil in the inner part of the housing 4 and supplies the oil into the inflow entrance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両用のインホイールモータに関し、特にモータなどの発熱部材を冷却するための装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an in-wheel motor for a vehicle, and more particularly to a device for cooling a heat-generating member such as a motor.

インホイールモータは、車輪を取り付けるホイールハブやアクスルシャフトなどと一体にモータを設け、これらをホイールと共に懸架装置(サスペンション機構)によって車体に取り付けた駆動装置である。その一例が特許文献1に記載されている。 An in-wheel motor is a driving device in which a motor is provided integrally with a wheel hub, an axle shaft, or the like to which a wheel is attached, and these are attached to the vehicle body together with the wheel by a suspension system (suspension mechanism). An example of this is described in Patent Document 1.

その構造を説明すると、アクスルシャフトを保持しているハウジングの内部には、減速機が収容されており、その減速機を挟んでアクスルシャフトとは反対側にモータが配置されている。モータは減速機と合わせてハウジングの内部に収容されており、ロータ軸が減速機の入力軸に連結されている。ハウジングの内部には減速機などの摺動部を潤滑するとともにモータを冷却する潤滑油が封入されており、ハウジングの底部にオイルパン(潤滑油貯留部)が設けられている。その潤滑油を汲み上げるポンプが、ロータ軸あるいは減速機の入力軸に取り付けられていて、減速機とモータとの間に配置されている。ポンプの吐出口に連通している油路は、ロータ軸や減速機の入力軸の内部、モータにおけるロータの内部、ハウジングの隔壁部や周壁部の内部などに形成されており、ポンプで加圧し、あるいは遠心力で減速機やロータやコイルエンドなどに供給するように構成されている。 To explain its structure, a speed reducer is housed inside a housing that holds an axle shaft, and a motor is arranged on the opposite side of the speed reducer from the axle shaft. The motor is housed inside the housing together with the speed reducer, and the rotor shaft is connected to the input shaft of the speed reducer. Lubricating oil for lubricating the sliding parts such as the speed reducer and cooling the motor is sealed inside the housing, and an oil pan (lubricating oil reservoir) is provided at the bottom of the housing. A pump for pumping the lubricating oil is attached to the rotor shaft or the input shaft of the speed reducer and is arranged between the speed reducer and the motor. The oil passages communicating with the discharge port of the pump are formed inside the rotor shaft, the input shaft of the reduction gear, the inside of the rotor of the motor, the inside of the partition wall and the peripheral wall of the housing, etc., and are pressurized by the pump. , or centrifugal force to supply the speed reducer, the rotor, the coil end, or the like.

特に特許文献1に記載された装置では、ハウジングのうちインボート側のリヤカバーが二枚の分割体を重ね合わせる構造になっていて、一方の分割体の他方の分割体を向く面に溝状の迂回路が形成されている。その迂回路の上端側の部分に流入口が形成され、また下端側の部分に流出口が形成されている。この迂回路は、二枚の分割体を重ねることにより閉じられて油路を形成する。そして、ハウジングの外表面のうちインボード側にはフィンが設けられており、ハウジングの表面から外気に対して積極的に放熱するようになっている。迂回路によって形成されている油路は、このように積極的に放熱する部分の内側にいわゆる埋め込んで形成した構造になっているので、迂回路の内部を重力で流れ落ちるオイルが外気によって冷却される。 In particular, in the device described in Patent Document 1, the rear cover on the inboard side of the housing has a structure in which two divided bodies are overlapped, and a groove-shaped surface is formed on the surface of one divided body facing the other divided body. A detour is formed. An inflow port is formed in the upper end side portion of the detour, and an outflow port is formed in the lower end side portion. This detour is closed by stacking two split bodies to form an oil passage. Fins are provided on the inboard side of the outer surface of the housing to actively radiate heat from the surface of the housing to the outside air. Since the oil passage formed by the detour is so-called embedded in the inside of the portion that positively dissipates heat, the oil flowing down the inside of the detour by gravity is cooled by the outside air. .

特開2015-116900号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-116900

特許文献1に記載された装置によれば、ポンプによって汲み上げられたオイルがモータ(特にステータコイル)に供給されてモータを冷却するだけでなく、オイルの一部は迂回路に導かれる。迂回路は、ケーシングのうちリヤカバーの内面側に設けられている油路であるから、ここを流れ落ちるオイルは、リヤカバーを介して外気に対して放熱し、その結果、オイルを冷却し、ひいてはモータや減速機の冷却する冷却効率が向上する。そのリヤカバーは、強度あるいは剛性を確保するために金属製とするのが一般的である。また、特許文献1の装置では、二枚の分割体を重ねてリヤカバーを構成し、それらの分割体の間に迂回路を形成しているから、リヤカバー自体の厚さが厚くなる。一方、インホイールモータでは、その全体の構成を可及的に小型軽量化する要請が強いから、リヤカバーの厚さが厚くなるのであれば、その分、ケーシング内のスペースを詰めることが求められる。しかしながら、ケーシング内のスペースを詰めるべくモータとリヤカバーとを近接させたとすると、放電などによって両者が導通してしまうおそれがある。結局、特許文献1に記載された構成では、オイルからの放熱を促進して冷却性能を高くする要請と、小型軽量化の要請とを両立させることは困難である。 According to the device described in Patent Literature 1, not only is the oil pumped by the pump supplied to the motor (especially the stator coil) to cool the motor, but part of the oil is led to a detour. Since the detour is an oil passage provided on the inner surface side of the rear cover in the casing, the oil flowing down here dissipates heat to the outside air through the rear cover. Cooling efficiency for cooling the speed reducer is improved. The rear cover is generally made of metal to ensure strength or rigidity. In addition, in the device of Patent Document 1, the rear cover is formed by stacking two divided bodies, and a detour is formed between the divided bodies, so the thickness of the rear cover itself is increased. On the other hand, in-wheel motors are strongly demanded to be as compact and lightweight as possible. However, if the motor and the rear cover are brought close to each other in order to reduce the space in the casing, electrical discharge or the like may cause electrical continuity between the two. Ultimately, with the configuration described in Patent Document 1, it is difficult to satisfy both the demand for enhancing the cooling performance by promoting heat dissipation from the oil and the demand for reducing the size and weight.

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、冷却性能の向上と小型軽量化とを両立させることのできるインホイールモータの冷却装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling device for an in-wheel motor that can achieve both improved cooling performance and reduced size and weight. be.

本発明は、上記の目的を達成するために、ホイールハブを回転可能に支持しているハウジングの内部に、前記ホイールハブを駆動するモータが収容され、前記モータに接触することにより前記モータを冷却するオイルが前記ハウジングの内部に封入されているインホイールモータの冷却装置において、前記ハウジングは、外表面が外気に曝される壁部を有し、前記壁部の内面側に前記壁部の内面に離隔しかつ対向した電気的に絶縁性の絶縁板が配置されて、前記内面と前記絶縁板との間の部分が油路とされ、前記油路に前記オイルを導き入れる流入口と、前記油路から前記オイルを排出させる流出口とが設けられ、前記ハウジングの内部のオイルを汲み上げて前記流入口に供給するオイルポンプを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has a motor for driving the wheel hub accommodated inside a housing that rotatably supports the wheel hub, and the motor is cooled by contact with the motor. In the cooling device for an in-wheel motor, in which oil is sealed inside the housing, the housing has a wall portion whose outer surface is exposed to the outside air, and the inner surface of the wall portion is on the inner surface side of the wall portion. an electrically insulative insulating plate spaced apart from and facing each other, and a portion between the inner surface and the insulating plate serving as an oil passage, an inlet for introducing the oil into the oil passage; An outflow port for discharging the oil from the oil passage is provided, and an oil pump is provided for pumping up the oil inside the housing and supplying it to the inflow port.

また、本発明では、前記モータは、回転中心軸線を前記ホイールハブの回転中心軸線と一致させ、もしくは平行にして配置されるとともに、前記壁部は、前記モータの側部に前記回転中心軸線方向で対向しており、前記絶縁板は、前記モータの側部と前記壁部との間に配置され、前記流入口は、前記油路の上部に設けられ、前記流出口は、前記油路の下部に設けられていることを特徴としている。 Further, in the present invention, the motor is arranged such that the center axis of rotation coincides with or is parallel to the center axis of rotation of the wheel hub, and the wall portion is provided on the side of the motor in the direction of the center axis of rotation. The insulating plate is arranged between the side portion of the motor and the wall portion, the inlet is provided in an upper portion of the oil passage, and the outlet is provided in the oil passage. It is characterized by being provided in the lower part.

さらに、本発明では、前記モータの上側の部分に、前記オイルポンプから前記オイルが供給される管路が、前記モータの回転中心軸線と平行な方向に向けて設けられ、前記管路に、前記モータの上側から前記オイルを流し掛ける第1流出口と、前記油路に向けて前記オイルを吐出する第2流出口とが設けられていることを特徴としている。 Further, in the present invention, a pipe line to which the oil is supplied from the oil pump is provided in the upper portion of the motor in a direction parallel to the rotation center axis of the motor, and the pipe line is provided with the A first outlet for pouring the oil from above the motor and a second outlet for discharging the oil toward the oil passage are provided.

本発明によれば、モータを冷却するオイルがハウジングの内部に封入されており、そのオイルはオイルポンプによって汲み上げられ、その少なくとも一部は、外気に曝される壁部の内面側に設けられている油路に導き入れられる。そのオイルは油路の内部を流れる間に、壁部を介して外気によって熱を奪われ、冷却される。その場合、オイルと外気との間に介在するのは実質的に壁部のみであるから、オイルから熱を奪う際の熱抵抗が小さく、効率よく放熱させることができる。こうして冷却されたオイルは、再度、モータの冷却のために使用されるので、結局、モータを含むインホイールモータ全体の冷却性能を向上させることができる。 According to the present invention, the oil for cooling the motor is sealed inside the housing, the oil is pumped up by the oil pump, and at least part of it is provided on the inner surface side of the wall exposed to the outside air. It is guided into the oil passage where it is. While the oil flows inside the oil passage, it is cooled by outside air through the wall. In this case, since only the wall portion is substantially interposed between the oil and the outside air, the heat resistance when removing heat from the oil is small, and the heat can be efficiently released. The oil cooled in this way is used again for cooling the motor, so that the cooling performance of the entire in-wheel motor including the motor can be improved.

また、上記の油路を構成する絶縁板は、電気的な絶縁性のある部材であるから、モータに接触もしくは接近していてもモータとの間で電気的に導通することはない。すなわち、油路をハウジングの内部に設けることにより、その分のスペースが必要となるとしても、油路とモータとの間隔を可及的に狭くすることができる。そのため、ハウジング内のスペースを有効に利用してインホイールモータの全体としての構成を小型化し、それに伴って軽量化することができる。 In addition, since the insulating plate forming the oil passage is an electrically insulating member, even if it is in contact with or close to the motor, it will not be electrically connected to the motor. In other words, by providing the oil passage inside the housing, the space between the oil passage and the motor can be made as narrow as possible, even if a corresponding space is required. Therefore, the space in the housing can be effectively used to reduce the size of the in-wheel motor as a whole, thereby reducing the weight of the in-wheel motor.

本発明の一例を概念的に示す断面図である。1 is a sectional view conceptually showing an example of the present invention; FIG. 油路を形成する絶縁板の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of an insulating plate forming oil passages; 他の油路を形成する他の絶縁板を模式的に示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically showing another insulating plate forming another oil passage; 更に他の油路を形成する更に他の絶縁板を模式的に示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically showing still another insulating plate forming still another oil passage; 本発明の他の例を概念的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view conceptually showing another example of the present invention; 本発明の更に他の例を概念的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view conceptually showing still another example of the present invention;

図1は、本発明の一例を模式的に示す断面図であって、ホイール1が取り付けられるホイールハブ(以下、ハブと記す)2と、ハブ2(ホイール1)を駆動するモータ3とが、ハウジング4の内部に収容されている。このハウジング4は、図示しないサスペンション機構によって車体に取り付けられており、したがってこのハブ2を備えた車両は、いわゆるインホールモータ車両である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the present invention. It is housed inside the housing 4 . This housing 4 is attached to the vehicle body by a suspension mechanism (not shown), and therefore the vehicle provided with this hub 2 is a so-called in-hole motor vehicle.

ハウジング4は、大きく分けて、モータケース41とハブケース42とによって構成されている。ハブケース42は、ハブ2およびこれと一体になっているアクスルシャフト5を回転可能に支持しており、ハブ2を外部に突出させた状態で、軸受6によってハブ2およびアクスルシャフト5を回転可能に支持している。アクスルシャフト5のハブ2側とは反対側の端部にドリブンギヤ7が取り付けられている。このドリブンギヤ7はドライブギヤ8が噛み合っており、これらドリブンギヤ7およびドライブギヤ8は、減速機構9を構成しており、ドライブギヤ8よりドリブンギヤ7が大径である。 The housing 4 is roughly divided into a motor case 41 and a hub case 42 . The hub case 42 rotatably supports the hub 2 and the axle shaft 5 integrated therewith. With the hub 2 protruding outside, the hub 2 and the axle shaft 5 are rotatable by the bearings 6 . Support. A driven gear 7 is attached to the end of the axle shaft 5 opposite to the hub 2 side. A drive gear 8 meshes with the driven gear 7 , and the driven gear 7 and the drive gear 8 constitute a reduction mechanism 9 , and the driven gear 7 has a larger diameter than the drive gear 8 .

ハブケース42は、ハブ2とは反対側で開口しており、これに対してモータケース41はハブケース42側で開口しており、ハブケース42はそのモータケース41の開口部を閉じるようにモータケース41に取り付けられている。減速機構9を構成しているドライブギヤ8は、これらハブケース42とモータケース41との境界部分を越えて両者のケース41,42に亘って配置されており、ドライブギヤ8の先端部が軸受10aを介してハブケース42によって支持され、中間部が軸受10bを介してモータケース41によって支持されている。 The hub case 42 is open on the side opposite to the hub 2, while the motor case 41 is open on the hub case 42 side. attached to the The drive gear 8 that constitutes the speed reduction mechanism 9 is arranged across the boundary between the hub case 42 and the motor case 41 and across the cases 41, 42. is supported by the hub case 42 via the , and the intermediate portion is supported by the motor case 41 via the bearing 10b.

モータケース41は、モータ3を収容するのに十分な内容積を有する円形に近い形状の中空体であり、軸線方向でのほぼ中央部で二分割した構成になっている。図1における右側の分割体411にハブケース42が取り付けられ、これとは反対の図1での左側の分割体412のほぼ中央部には、組み付けなどのために開口部が形成されており、その開口部を閉じるようにカバープレート11が取り付けられている。 The motor case 41 is a nearly circular hollow body having an internal volume sufficient to accommodate the motor 3, and is divided into two parts substantially at the center in the axial direction. The hub case 42 is attached to the split body 411 on the right side in FIG. 1, and an opening is formed in the substantially central portion of the split body 412 on the left side in FIG. A cover plate 11 is attached to close the opening.

モータ3は、一例として永久磁石式の同期電動機であり、その回転中心軸線が上記のハブ2やアクスルシャフト5の回転中心軸線と平行で、かつドリブンギヤ7の回転中心軸線と同一軸線上で一致するようにモータケース41の内部に配置されている。モータ3はいわゆるインナーロータタイプのモータであり、コイル12を備えた環状のステータ13がモータケース41に対して固定されており、そのステータ13の内周側にステータ13と同心円上にロータ14が配置され、そのロータ14の外周部に永久磁石(図示せず)が取り付けられている。ロータ軸15は、図示の例では、中空軸であり、そのロータ軸15の内部に上述したドライブギヤ8が挿入されてスプライン嵌合している。モータケース41を構成している各分割体411,412のそれぞれには、同一軸線上で対向するボス部16a,16bが形成されており、それぞれのボス部16a,16bの内周側に嵌め込んだ軸受17a,17bによってロータ軸15が回転可能に保持されている。なお、ドライブギヤ8の中間部を支持している軸受10bは、図1の右側の分割体411に形成されているボス部16bに嵌め込まれている。 The motor 3 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, and its center axis of rotation is parallel to the center axis of rotation of the hub 2 and the axle shaft 5 and coincides with the center axis of rotation of the driven gear 7 on the same axis. It is arranged inside the motor case 41 as shown. The motor 3 is a so-called inner rotor type motor. An annular stator 13 having a coil 12 is fixed to a motor case 41, and a rotor 14 is concentrically formed with the stator 13 on the inner peripheral side of the stator 13. A permanent magnet (not shown) is attached to the outer periphery of the rotor 14 . The rotor shaft 15 is a hollow shaft in the illustrated example, and the above-described drive gear 8 is inserted into the interior of the rotor shaft 15 and spline-fitted. Boss portions 16a and 16b facing each other on the same axis are formed in each of the divided bodies 411 and 412 constituting the motor case 41, and the boss portions 16a and 16b are fitted to the inner peripheral sides of the respective boss portions 16a and 16b. A rotor shaft 15 is rotatably held by bearings 17a and 17b. Note that the bearing 10b supporting the intermediate portion of the drive gear 8 is fitted in the boss portion 16b formed in the divided body 411 on the right side in FIG.

上記のモータ3を冷却するための機構について次に説明すると、モータ3は、上記の軸受などの摺動部分を潤滑するオイルによって冷却するように構成されている。そのオイルを汲み上げるためのオイルポンプ18がドライブギヤ8における軸部に嵌合させて設けられている。オイルポンプ18は、ギヤポンプやサイクロイドポンプなどの従来車両で使用されているオイルポンプであり、インナーロータがドライブギヤ8の軸部に嵌合し、アウターロータが図1の右側の分割体411に形成されているボス部16bの内周部に嵌合している。 Next, a mechanism for cooling the motor 3 will be described. The motor 3 is configured to be cooled by oil that lubricates sliding portions such as the bearings. An oil pump 18 for pumping up the oil is fitted to the shaft of the drive gear 8 . The oil pump 18 is an oil pump such as a gear pump or a cycloid pump that is used in conventional vehicles. It is fitted to the inner peripheral portion of the boss portion 16b.

オイルポンプ18には、オイルを吸い上げる吸入管路19と、オイルを所定箇所に送り出す吐出管路20とが連通している。これらの管路19,20は、モータケース41に取り付けたパイプによって構成してもよいが、図1に示す例では、図1における右側の分割体411の肉部の内部に形成した鋳抜き孔あるいは旋削孔などの中空部によって構成されている。ハウジング4は、通常の使用状態では、モータ3の回転中心軸線がほぼ水平になるように保持され、そのような通常の使用状態での下側の部分がオイルパン21となっている。吸入管路19は、そのオイルパン21に連通しており、したがってオイルポンプ18はオイルパン21からオイルを汲み上げるようになっている。 The oil pump 18 communicates with a suction line 19 for sucking oil and a discharge line 20 for sending oil to a predetermined location. These pipes 19 and 20 may be constructed by pipes attached to the motor case 41, but in the example shown in FIG. Alternatively, it is configured by a hollow portion such as a turning hole. The housing 4 is held so that the rotation center axis of the motor 3 is substantially horizontal in normal use, and the lower portion in such normal use is an oil pan 21 . The suction line 19 communicates with the oil pan 21 , so that the oil pump 18 pumps up oil from the oil pan 21 .

また、吐出管路20は、オイルポンプ18から上方に向けて延びていて、モータ3の上端部に近い箇所でモータケース41の内部に向けて開口している。この吐出管路20の開口部に接続した冷却パイプ22がモータケース41の内部にほぼ水平に配置されている。この冷却パイプ22は、本発明における管路に相当しており、図1に示す例では、ステータ13を水平方向に貫通した状態になっている。その先端部は、図1における左側の分割体411の内面に接近した位置まで延びていて、その先端部の吐出口22aからオイルを吐出するように構成されている。また、冷却パイプ22の中間部(ステータ13の内部に位置する部分)には、ステータ13(モータ3)に対してオイルを流す複数の吐出口22bが形成されている。さらに、冷却パイプ22の根元側の部分(吐出管路20に対する接続部側の部分)に二本の分岐管23a,23bが設けられている。一方の分岐管23aは、その先端部の吐出口22cからモータケース41の内周面に沿うほぼ水平方向に向けてオイルを吐出するように構成されている。また、他方の分岐管23bは、その先端部の吐出口22dから図1における右側の分割体411の内壁面に沿う下向きにオイル吐出するように構成されている。なお、冷却パイプ22および各分岐管23a,23bが本発明における管路に相当し、それぞれの先端部の吐出口22a,22c,22dが本発明における第2流出口に相当し、冷却パイプ22の中間部に形成されている吐出口22bが本発明におる第1流出口に相当している。 The discharge pipe 20 extends upward from the oil pump 18 and opens into the motor case 41 at a location near the upper end of the motor 3 . A cooling pipe 22 connected to the opening of the discharge conduit 20 is arranged substantially horizontally inside the motor case 41 . This cooling pipe 22 corresponds to a pipe line in the present invention, and in the example shown in FIG. The tip portion extends to a position close to the inner surface of the left divided body 411 in FIG. 1, and is configured to eject oil from the ejection port 22a of the tip portion. In addition, a plurality of discharge ports 22b are formed in an intermediate portion of the cooling pipe 22 (a portion located inside the stator 13) to flow oil to the stator 13 (motor 3). Further, two branch pipes 23a and 23b are provided at the root side portion of the cooling pipe 22 (the portion at the connection portion side with respect to the discharge pipe line 20). One of the branch pipes 23 a is configured to discharge oil from a discharge port 22 c at its tip in a substantially horizontal direction along the inner peripheral surface of the motor case 41 . The other branch pipe 23b is configured to discharge oil downward along the inner wall surface of the right divided body 411 in FIG. The cooling pipe 22 and the branch pipes 23a and 23b correspond to the pipelines in the present invention, and the discharge ports 22a, 22c and 22d at the respective tip portions correspond to the second outlets in the present invention. The discharge port 22b formed in the intermediate portion corresponds to the first outflow port in the present invention.

冷却パイプ22および各分岐管23a,23bを介して供給されたオイルをモータケース41の内面に沿わせて流す油路が設けられている。図1に示す例では三つの油路24a,24b,24cが設けられている。すなわち、図1の左側の分割体412の円板状の側壁部412aの内面に沿いかつ所定の間隔をあけて対向する絶縁板25が配置されている。この絶縁板25は、図2に示すように、合成樹脂板などの電気的に絶縁性の円板状の部材であって、前記側壁部412aの内面の径と同程度もしくは幾分小さい外径の環状を成しており、分割体412に形成されているボス部16aに嵌合させた状態で分割体412に取り付けられている。また、絶縁板25は、外周部が直角に曲がった円筒部分を有する形状であり、したがってその円筒部分の先端縁が側壁部412aの内面に密着することにより、当該内面と絶縁板25との間に幅の狭い閉じた環状の空間部が形成され、その空間部が第1の油路24aとなっている。なお、その円筒部分の上端部は、一部開口していて流入口26aとなっており、また下端部(オイルパン21側の端部)も同様に一部開口していて流出口26bとなっている。また、前記側壁部412aの外表面には、外気との接触面積(すなわち放熱面積)を増大させるためのフィンFが設けられている。 An oil passage is provided through which oil supplied through the cooling pipe 22 and the branch pipes 23a and 23b flows along the inner surface of the motor case 41. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 1, three oil passages 24a, 24b, 24c are provided. That is, the insulating plates 25 are arranged along the inner surface of the disk-shaped side wall portion 412a of the divided body 412 on the left side in FIG. As shown in FIG. 2, the insulating plate 25 is an electrically insulating disc-shaped member such as a synthetic resin plate, and has an outer diameter which is approximately the same as or slightly smaller than the inner diameter of the side wall portion 412a. , and is attached to the divided body 412 in a state of being fitted to the boss portion 16 a formed on the divided body 412 . In addition, the insulating plate 25 has a cylindrical portion whose outer periphery is bent at a right angle. A closed annular space having a narrow width is formed in the opening, and the space serves as the first oil passage 24a. The upper end of the cylindrical portion is partially open to form an inflow port 26a, and the lower end (the end on the oil pan 21 side) is also partially open to form an outflow port 26b. ing. The outer surface of the side wall portion 412a is provided with fins F for increasing the contact area with the outside air (that is, heat dissipation area).

第2の油路24bは、図1における右側の分割体411の側壁部411aの内面に沿って設けられている。すなわち、当該側壁部411aの内面には、電気的に絶縁性の絶縁板27が取り付けられている。この絶縁板27は、モータ3の回転中心軸線を中心としたほぼ半円弧状を成し、外周部と内周部とに前記側壁部412aに向けてほぼ直角に曲がった円筒部分を有している。それらの円筒部分の先端を前記側壁部411aに密着させることにより、前記側壁部411aの内面と絶縁板27の内面との間に幅の狭い空間部が形成され、その空間部が第2の油路24bとなっている。したがって、この第2の油路24bは、図3に模式的に示すように、ほぼ半円弧状であって、左右の両端部が下向きに開口し、その開口部が流出口28bとなっている。また、上端部は開口していて、図1に示すように、分岐管23bの吐出口22dに対向し、あるいは挿入された流入口28aとなっている。なお、前記側壁部411aの外表面には、外気との接触面積(すなわち放熱面積)を増大させるためのフィンFが設けられている。 The second oil passage 24b is provided along the inner surface of the side wall portion 411a of the right divided body 411 in FIG. That is, an electrically insulating insulating plate 27 is attached to the inner surface of the side wall portion 411a. The insulating plate 27 has a substantially semicircular arc shape centered on the rotation center axis of the motor 3, and has cylindrical portions on the outer and inner peripheral portions that are bent substantially at right angles toward the side wall portion 412a. there is By bringing the tips of these cylindrical portions into close contact with the side wall portion 411a, a narrow space is formed between the inner surface of the side wall portion 411a and the inner surface of the insulating plate 27, and the space is filled with the second oil. 24b. Therefore, as schematically shown in FIG. 3, the second oil passage 24b has a substantially semicircular arc shape, and both left and right ends are opened downward, and the openings serve as outlets 28b. . Moreover, the upper end is open, and as shown in FIG. 1, it serves as an inflow port 28a facing or inserted into the discharge port 22d of the branch pipe 23b. The outer surface of the side wall portion 411a is provided with fins F for increasing the contact area with the outside air (that is, heat dissipation area).

さらに、第3の油路24cは、モータケース41の内周面のほぼ上半分の範囲に形成されている。すなわち、モータ3のステータ13の外周側には、そのほぼ上半分を覆うように円弧状の絶縁板29が配置されている。絶縁板29の概略的な形状を図4に示してある。この絶縁板29は、円弧状に湾曲した電気的に絶縁性の板材であり、モータケース41の内周面との間に僅かな間隔を空け、かつほぼ平行に配置されている。絶縁板29とモータケース41の内周面との間に空間部分が形成され、この空間部分が第3の油路24cとなっている。したがって第3の油路24cは、軸線方向の両端側で開口しており、その一方の開口部に前述した分岐管23aが挿入されていて、この開口部が流入口となっている。この分岐管23aから供給されたオイルは、重力によって絶縁板29の円周方向に流れ落ちる。その第3の油路24cは、円弧状であって、円周方向の両端部が途切れて開口しているから、オイルはその開口部から流れ落ちる。すなわち、この円周方向の両端側の開口部が流出口となっている。このようにオイルが流れる第3の油路24cを形成しているモータケース41の外周壁には、外気との接触面積(すなわち放熱面積)を増大させるためのフィンFが設けられている。 Further, the third oil passage 24c is formed in a substantially upper half range of the inner peripheral surface of the motor case 41. As shown in FIG. That is, an arc-shaped insulating plate 29 is arranged on the outer peripheral side of the stator 13 of the motor 3 so as to cover the upper half thereof. A schematic shape of the insulating plate 29 is shown in FIG. The insulating plate 29 is an electrically insulating plate material curved in an arc shape, and is arranged substantially parallel to the inner peripheral surface of the motor case 41 with a slight gap therebetween. A space is formed between the insulating plate 29 and the inner peripheral surface of the motor case 41, and this space serves as the third oil passage 24c. Therefore, the third oil passage 24c is open at both ends in the axial direction, and the above-described branch pipe 23a is inserted into one of the openings, and this opening serves as an inlet. The oil supplied from the branch pipe 23a flows down in the circumferential direction of the insulating plate 29 due to gravity. The third oil passage 24c has an arcuate shape and is open at both ends in the circumferential direction, so oil flows down through the openings. That is, the openings at both ends in the circumferential direction serve as outlets. The outer peripheral wall of the motor case 41 forming the third oil passage 24c through which the oil flows is provided with fins F for increasing the contact area with the outside air (that is, the heat radiation area).

上述したインホイールモータでは、モータ3に通電してモータ3を駆動すると、ロータ14が回転することによるトルクが減速機構9によって増幅されてアクスルシャフト5およびハブ2(ホイール1)に伝達され、車両が走行する。その場合、減速機構9を構成しているドライブギヤ8が回転することにより、その外周側に取り付けられているオイルポンプ18が駆動されるので、オイルパン21からオイルが汲み上げられる。オイルポンプ18によって加圧されたオイルは、吐出管路20およびこれに接続されている冷却パイプ22および分岐管23a,23bを介してモータ3および各油路24a,24b,24cに供給される。 In the above-described in-wheel motor, when the motor 3 is energized to drive the motor 3, the torque generated by the rotation of the rotor 14 is amplified by the speed reduction mechanism 9 and transmitted to the axle shaft 5 and the hub 2 (wheel 1), thereby driving the vehicle. runs. In this case, when the drive gear 8 that constitutes the speed reduction mechanism 9 rotates, the oil pump 18 attached to the outer periphery thereof is driven, so that oil is pumped up from the oil pan 21 . The oil pressurized by the oil pump 18 is supplied to the motor 3 and the oil passages 24a, 24b, 24c via the discharge pipe 20, the cooling pipe 22 connected thereto, and the branch pipes 23a, 23b.

冷却パイプ22の中間部にステータ13に向けた吐出口22bが形成されているので、冷却パイプ22の内部を流れるオイルの一部がその吐出口22bからステータ13に供給され、ステータ13(すなわちモータ3)がそのオイルによって熱を奪われて冷却される。そのオイルは、重力によってオイルパン21に流れ落ち、その後、再度、オイルポンプ18によって汲み上げられる。 Since a discharge port 22b directed toward the stator 13 is formed in the intermediate portion of the cooling pipe 22, part of the oil flowing inside the cooling pipe 22 is supplied to the stator 13 from the discharge port 22b, and the stator 13 (that is, the motor) 3) is cooled by taking heat by the oil. The oil flows down to the oil pan 21 by gravity and is then pumped up by the oil pump 18 again.

一方、冷却パイプ22や各分岐管23a,23bから吐出されたオイルは、第1ないし第3の油路24a,24b,24cの内部を重力によって流れ落ちる。第1の油路24aは、前述したように一方の分割体412の側壁部412aに沿って形成された幅の狭い流路であるから、ここを流れるオイルは、その側壁部412aに接触して外気によって熱を奪われ、冷却される。こうして温度の低下したオイルは、流出口26bからオイルパン21に戻る。 On the other hand, the oil discharged from the cooling pipe 22 and the branch pipes 23a, 23b flows down inside the first to third oil passages 24a, 24b, 24c due to gravity. Since the first oil passage 24a is a narrow passage formed along the side wall portion 412a of one of the divided bodies 412 as described above, the oil flowing through the first oil passage 24a contacts the side wall portion 412a. Heat is taken away by the outside air and cooled. The oil whose temperature has been lowered in this manner returns to the oil pan 21 through the outflow port 26b.

また同様に、第2の油路24bにおいては、分岐管23bによって流入口28aに供給されたオイルが他方の分割体411の側壁部411aに接触して重力によって流れ落ちる。その側壁部411aは、外気に曝されて熱が奪われているから、その内側の第2の油路24bを流れるオイルは、側壁部411aを介して外気によって熱を奪われて冷却される。こうして温度の低下したオイルは、流出口28bからオイルパン21に戻る。 Similarly, in the second oil passage 24b, the oil supplied to the inlet 28a through the branch pipe 23b comes into contact with the side wall portion 411a of the other divided body 411 and flows down due to gravity. Since the side wall portion 411a is exposed to the outside air and is deprived of heat, the oil flowing through the second oil passage 24b inside thereof is cooled by being deprived of heat by the outside air via the side wall portion 411a. The oil whose temperature has been lowered in this manner returns to the oil pan 21 through the outlet 28b.

さらに、第3の油路24cに分岐管23aから供給されたオイルは、流入口が最も高い位置に設けられていることにより、円周方向での両側に分かれて第3の油路24cの内部を重力によって流れ落ちる。第3の油路24cはモータケース41の内周面に沿って形成された幅の狭い油路であるから、オイルは、外気に曝されて外気によって冷却されているモータケース41の周壁部に接触しつつ流れ落ち、したがってオイルはその周壁部を介して外気によって熱を奪われて冷却される。こうして温度の低下したオイルは、第3の油路24cの円周方向での両端部における流出口からオイルパン21に戻る。 Further, the oil supplied from the branch pipe 23a to the third oil passage 24c is divided into both sides in the circumferential direction and flows inside the third oil passage 24c because the inlet is provided at the highest position. flow down by gravity. Since the third oil passage 24c is a narrow oil passage formed along the inner peripheral surface of the motor case 41, the oil flows through the peripheral wall portion of the motor case 41 exposed to the outside air and cooled by the outside air. The oil flows down while being in contact, so that the oil is cooled by being deprived of heat by the outside air through the peripheral wall portion. The oil whose temperature has been lowered in this way returns to the oil pan 21 from outlets at both ends in the circumferential direction of the third oil passage 24c.

このように上述した冷却装置によれば、ハウジング4の内部に封入されているオイルは、モータ3を冷却し、また軸受などの摺動部分を潤滑ならびに冷却することにより温度が上昇する。そのオイルは、オイルポンプ18によって各油路24a,24b,24cに供給し、その内部を流れる間に外気によって冷却することができる。特にその冷却は、外気に曝されている側壁部411a,412aやハウジング4の周壁部にオイルを導いて積極的に接触させて行うから、モータ3やギヤによって飛散するオイルをハウジング4の内面に接触させるいわゆる受動的な冷却と比較して効率よくオイルを冷却することができる。 Thus, according to the cooling device described above, the temperature of the oil enclosed inside the housing 4 is increased by cooling the motor 3 and lubricating and cooling the sliding parts such as the bearings. The oil can be supplied to each of the oil passages 24a, 24b, 24c by the oil pump 18 and cooled by outside air while flowing therein. In particular, the cooling is performed by guiding the oil to the side walls 411a and 412a and the peripheral wall of the housing 4 exposed to the outside air and positively bringing them into contact with each other. The oil can be efficiently cooled compared to so-called passive cooling by contact.

また、それらの油路24a,24b,24cを区画して形成している部材は、前述した絶縁板25,27,29であり、これらはモータ3に接近させてもモータ3と電気的に導通することがない。すなわち、各油路24a,24b,24cをモータ3に近接させて設けることができる。そのため、本発明による上記の冷却装置では、油路24a,24b,24cのための必要スペースを小さくでき、それに伴いインホイーモータの全体として構成を小型化し、また軽量化することができる。 Also, the members that divide and form these oil passages 24a, 24b, 24c are the aforementioned insulating plates 25, 27, 29, and these are electrically connected to the motor 3 even when they are brought close to the motor 3. I have nothing to do. That is, each oil passage 24a, 24b, 24c can be provided close to the motor 3. As shown in FIG. Therefore, in the above-described cooling device according to the present invention, the space required for the oil passages 24a, 24b, 24c can be reduced, and accordingly the size and weight of the in-wheel motor can be reduced as a whole.

本発明に係る冷却装置は、所定量のオイルを油路24a,24b,24cに確実に流し込む必要があるので、オイルポンプ18を備えている。そのオイルポンプ18は、何らかの動力で駆動できればよいので、前述したドライブギヤ8の軸部の外周側に設ける代わりに、例えば図5に示すように、アクスルシャフト5の外周側に設けてアクスルシャフト5によって駆動するように構成してもよい。すなわち図5において、オイルポンプ18はアクスルシャフト5の後端部にアクスルシャフト5と同心円状に配置されており、そのインナーロータがアクスルシャフト5に嵌合する一方、アウターロータがモータケース41を構成している分割体411に形成されている軸受用のボス部の内周側に嵌合している。他の構成は、図1に示す構成と同様である。したがって、ホイールが回転すれば、オイルポンプ18が駆動させられてオイルをオイルパン21から汲み上げ、モータ3や各油路24a,24b,24cにオイルを供給できる。 The cooling device according to the present invention is provided with the oil pump 18 because it is necessary to reliably flow a predetermined amount of oil into the oil passages 24a, 24b, 24c. Since the oil pump 18 only needs to be driven by some kind of power, instead of being provided on the outer peripheral side of the shaft portion of the drive gear 8 described above, for example, as shown in FIG. may be configured to be driven by 5, the oil pump 18 is arranged concentrically with the axle shaft 5 at the rear end of the axle shaft 5, and its inner rotor is fitted to the axle shaft 5, while its outer rotor constitutes a motor case 41. It is fitted to the inner peripheral side of the bearing boss portion formed on the divided body 411 . Other configurations are the same as those shown in FIG. Therefore, when the wheels rotate, the oil pump 18 is driven to pump up oil from the oil pan 21 and supply the oil to the motor 3 and the oil passages 24a, 24b and 24c.

また、オイルを各油路24a,24b,24cに流すことによる冷却は、オイルの温度が予め定めた温度以上のときに行えばよく、常時冷却する必要は特にはない。図6に示す例は、必要に応じてオイルポンプを駆動してオイルの冷却を行うように構成した例である。すなわち図6に示す例は、電動オイルポンプ181をハウジング4の内部に設けた例である。図6において、オイルパン21に近い箇所に電動オイルポンプ181が収容されており、その吸入口に前述した吸入管路19が連通し、また吐出口に前述した吐出管路20が連通している。この電動オイルポンプ181は図示しない電源部に接続されるとともに、オン・オフや回転数を制御する図示しないコントローラに接続されており、オイルの温度が予め定めた温度以上になることにより電動オイルポンプ181が駆動されてオイルを汲み上げるように構成されている。 Cooling by flowing the oil through the oil passages 24a, 24b, and 24c may be performed when the temperature of the oil is equal to or higher than a predetermined temperature, and constant cooling is not particularly necessary. The example shown in FIG. 6 is an example in which the oil pump is driven to cool the oil as required. That is, the example shown in FIG. 6 is an example in which the electric oil pump 181 is provided inside the housing 4 . In FIG. 6, an electric oil pump 181 is accommodated at a location near the oil pan 21, the suction port of which communicates with the aforementioned suction pipe line 19, and the discharge port of which communicates with the aforementioned discharge pipe line 20. . The electric oil pump 181 is connected to a power source (not shown) and to a controller (not shown) that controls on/off and rotation speed. 181 is configured to be driven to pump oil.

なお、図6に示す例では、減速機構9が遊星歯車機構91によって構成されている。この遊星歯車機構91は、ロータ軸15と同一軸線上に配置されており、サンギヤ91sと一体のサンギヤ軸92がロータ軸15に嵌合して一体化されている。遊星歯車機構91は、ハブケース42の内部に収容されており、サンギヤ91sと同心円上に配置されているリングギヤ91rはハブケース42の内周部に固定されている。これらサンギヤ91sおよびリングギヤ91rに噛み合っている複数のピニオンギヤ91pがキャリヤ91cによって自転および公転できるように保持されており、そのキャリヤ91cがハブ2(もしくはこれと一体のアクスルシャフト)に連結されている。したがって、出力要素であるキャリヤ91c(すなわちハブ2)は、入力要素であるサンギヤ91s(すなわちモータ3)の回転数を、遊星歯車機構91のギヤ比(サンギヤ91sの歯数とリングギヤ91rの歯数との比)に応じて減速した回転数で回転する。他の構成は、図1に示す構成と同様である。 In addition, in the example shown in FIG. 6 , the speed reduction mechanism 9 is configured by a planetary gear mechanism 91 . The planetary gear mechanism 91 is arranged on the same axis as the rotor shaft 15, and the sun gear shaft 92 integrated with the sun gear 91s is fitted to the rotor shaft 15 to be integrated. The planetary gear mechanism 91 is accommodated inside the hub case 42 , and a ring gear 91 r arranged concentrically with the sun gear 91 s is fixed to the inner peripheral portion of the hub case 42 . A plurality of pinion gears 91p meshing with the sun gear 91s and ring gear 91r are held by a carrier 91c so as to rotate and revolve, and the carrier 91c is connected to the hub 2 (or an axle shaft integrated therewith). Therefore, the carrier 91c (i.e. hub 2), which is an output element, changes the rotation speed of the sun gear 91s (i.e., motor 3) which is an input element to the gear ratio of the planetary gear mechanism 91 (the number of teeth of the sun gear 91s and the number of teeth of the ring gear 91r). ratio). Other configurations are the same as those shown in FIG.

減速機構9を図6に示すように構成すれば、ロータ14やロータ軸15ならびに減速機構9およびハブ2を同一軸線上に並べて配置でき、それに伴いオイルパン21側にスペースを空けやすくなるので、そのスペースに電動オイルポンプ181を配置できる。したがって、図6に示す構成では、オイルを必要時に限って汲み上げて冷却できるので、電動オイルポンプ181を過度に駆動することがないことによりエネルギ効率(もしくは電費)を向上させることができる。また、スペースの確保とその有効利用を図ることができるので、冷却装置あるいはインホイーモータの全体としての構成を小型化し、また軽量化することができる。 If the speed reduction mechanism 9 is constructed as shown in FIG. 6, the rotor 14, the rotor shaft 15, the speed reduction mechanism 9, and the hub 2 can be arranged side by side on the same axis. The electric oil pump 181 can be arranged in that space. Therefore, in the configuration shown in FIG. 6, the oil can be pumped up and cooled only when necessary, so that the electric oil pump 181 is not excessively driven, thereby improving energy efficiency (or electricity consumption). In addition, since the space can be secured and effectively used, the overall configuration of the cooling device or the in-wheel motor can be reduced in size and weight.

以上、本発明の具体例を説明したが、本発明は上述した具体例に限定されないのであり、油路を形成するための絶縁板の形状や位置などは、対象とするハウジングの形状に応じて適宜に変更してよい。また、外気による冷却のためにオイルを流す油路は、上述した三つの油路に限らないのであり、その位置や数は、必要に応じて決めることができる。 Although specific examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above specific examples. You may change it as appropriate. Also, the oil passages through which oil flows for cooling by the outside air are not limited to the three oil passages described above, and the positions and number thereof can be determined according to need.

1 ホイール
2 ホイールハブ
3 モータ
4 ハウジング
5 アクスルシャフト
9 減速機構
12 コイル
13 ステータ
14 ロータ
15 ロータ軸
16a,16b ボス部
18 オイルポンプ
19 吸入管路
20 吐出管路
21 オイルパン
22 冷却パイプ
22a,22b,22c,22d 吐出口
23a,23b 分岐管
24a,24b,24c 油路
25,27,29 絶縁板
26a,28a 流入口
26b,28b 流出口
91 遊星歯車機構
181 電動オイルポンプ
411a,412a 側壁部
F フィン
1 Wheel 2 Wheel Hub 3 Motor 4 Housing 5 Axle Shaft 9 Reduction Mechanism 12 Coil 13 Stator 14 Rotor 15 Rotor Shaft 16a, 16b Boss Portion 18 Oil Pump 19 Suction Line 20 Discharge Line 21 Oil Pan 22 Cooling Pipe 22a, 22b, 22c, 22d outlet 23a, 23b branch pipe 24a, 24b, 24c oil passage 25, 27, 29 insulating plate 26a, 28a inlet 26b, 28b outlet 91 planetary gear mechanism 181 electric oil pump 411a, 412a side wall F fin

Claims (3)

ホイールハブを回転可能に支持しているハウジングの内部に、前記ホイールハブを駆動するモータが収容され、前記モータに接触することにより前記モータを冷却するオイルが前記ハウジングの内部に封入されているインホイールモータの冷却装置において、
前記ハウジングは、外表面が外気に曝される壁部を有し、
前記壁部の内面側に前記壁部の内面に離隔しかつ対向した電気的に絶縁性の絶縁板が配置されて、前記内面と前記絶縁板との間の部分が油路とされ、
前記油路に前記オイルを導き入れる流入口と、前記油路から前記オイルを排出させる流出口とが設けられ、
前記ハウジングの内部のオイルを汲み上げて前記流入口に供給するオイルポンプを備えている
ことを特徴とするインホイールモータの冷却装置。
A motor for driving the wheel hub is accommodated inside a housing that rotatably supports the wheel hub, and oil that cools the motor by coming into contact with the motor is sealed inside the housing. In the wheel motor cooling device,
The housing has a wall portion whose outer surface is exposed to the outside air,
an electrically insulating insulating plate is disposed on the inner surface side of the wall portion so as to be separated from and opposed to the inner surface of the wall portion, and a portion between the inner surface and the insulating plate serves as an oil passage;
An inlet for introducing the oil into the oil passage and an outlet for discharging the oil from the oil passage are provided,
A cooling device for an in-wheel motor, comprising an oil pump that pumps up oil inside the housing and supplies the oil to the inlet.
請求項1に記載のインホイールモータの冷却装置において、
前記モータは、回転中心軸線を前記ホイールハブの回転中心軸線と一致させ、もしくは平行にして配置されるとともに、
前記壁部は、前記モータの側部に前記回転中心軸線方向で対向しており、
前記絶縁板は、前記モータの側部と前記壁部との間に配置され、
前記流入口は、前記油路の上部に設けられ、
前記流出口は、前記油路の下部に設けられている
ことを特徴とするインホイールモータの冷却装置。
In the in-wheel motor cooling device according to claim 1,
The motor is arranged such that its center axis of rotation is aligned with or parallel to the center axis of rotation of the wheel hub,
The wall faces a side portion of the motor in the rotation center axis direction,
the insulating plate is disposed between the side of the motor and the wall;
The inflow port is provided in an upper part of the oil passage,
A cooling device for an in-wheel motor, wherein the outflow port is provided in a lower portion of the oil passage.
請求項2に記載のインホイールモータの冷却装置において、
前記モータの上側の部分に、前記オイルポンプから前記オイルが供給される管路が、前記モータの回転中心軸線と平行な方向に向けて設けられ、
前記管路に、前記モータの上側から前記オイルを流し掛ける第1流出口と、前記油路に向けて前記オイルを吐出する第2流出口とが設けられている
ことを特徴とするインホイールモータの冷却装置。
In the in-wheel motor cooling device according to claim 2,
A pipe line to which the oil is supplied from the oil pump is provided in the upper portion of the motor in a direction parallel to the rotation center axis of the motor,
The in-wheel motor, wherein the pipeline is provided with a first outlet through which the oil is poured from above the motor, and a second outlet through which the oil is discharged toward the oil path. cooling system.
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