インホイールモータ車両駆動装置
【課題】 潤滑油供給機構を含むインホイールモータ車両駆動装置において、潤滑油の漏れを防止することができるインホイールモータ車両駆動装置を提供する。
【解決手段】 このインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータ１と、このモータ１の回転を減速する減速機２と、減速機２の入力軸３と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、減速機２の潤滑およびモータ１の冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構４０とを備えている。潤滑油供給機構４０は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部４５を有し、モータ１から外方に引き出されるモータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けた。
【解決手段】 このインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータ１と、このモータ１の回転を減速する減速機２と、減速機２の入力軸３と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、減速機２の潤滑およびモータ１の冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構４０とを備えている。潤滑油供給機構４０は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部４５を有し、モータ１から外方に引き出されるモータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電気自動車等の駆動輪に用いられるインホイールモータ車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用軸受、モータ、およびこのモータと前記車輪用軸受との間に介在した減速機を有するインホイールモータ駆動装置が提案されている（特許文献１）。インホイールモータ駆動装置は、車両の足回りに配置されるため、インホイールモータ駆動装置と、この駆動装置を駆動する駆動源とを電気的に接続する動力ケーブルが必要になる。動力ケーブルは、モータコイルと接続するために、ねじ、半田付け、加締め等で締結される。またインホイールモータ駆動装置は、前記のように足回りに配置され、車内空間を広く確保するためには、軸方向寸法を小さくする必要がある。図８（Ａ）は、従来例のインホイールモータ駆動装置の正面図、図８（Ｂ）は、同インホイールモータ駆動装置を軸方向から見た側面図である。インホイールモータ駆動装置の軸方向寸法を小さくするため、同図に示すように、動力ケーブル１００の端子箱１０１を、モータ１０２のモータハウジング１０２ａの側面に配置する構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示す従来構造は、減速機１０３の潤滑およびモータ１０２の冷却に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構（図示せず）が設けられている。この場合、モータハウジング１０２ａの内部に貯留された潤滑油が、動力ケーブル１００の引き出し部１０４からこの動力ケーブル１００を伝って外部に漏れ出す可能性があった。
【０００５】
この発明の目的は、潤滑油供給機構を含むインホイールモータ車両駆動装置において、潤滑油の漏れを防止することができるインホイールモータ車両駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、モータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたため、潤滑油貯留部に貯留された潤滑油が、モータケーブルの引き出し部からこのモータケーブルを伝って外部に漏れ出すおそれがなくなる。このように潤滑油の漏れを防止できるため、減速機の潤滑やモータの冷却を確実に行うことができる。これにより、モータの高速回転化を図ることができるうえ、例えば、潤滑油貯留部の油面高さの確認などメンテナンスの容易化を図ることができる。
【０００８】
前記潤滑油供給機構は、モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、減速機に設けられ、潤滑油流路および潤滑油貯留部に連通して潤滑油を減速機に供給する減速機油路と、潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑油流路を経由して減速機油路およびモータ回転軸油路に循環させるポンプとを有する軸心給油機構であっても良い。この場合、潤滑油をポンプにより循環させることで、モータを冷却することができるため、例えば、モータハウジングに別の冷却剤通路を設ける必要がなくなる。またモータ回転軸内の空間等を有効に利用して潤滑油を循環させることができるため、潤滑油用の配管を新たに設けることなく、潤滑油を必要な箇所に供給することができる。このため、部品点数の低減を図り、インホイールモータ車両駆動装置全体の小型化を図ることができる。
【０００９】
前記モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さを、モータのモータロータに掛かる程度としても良い。この場合、モータロータの冷却を行うことができると共に、例えばモータロータ全体が潤滑油に漬かる場合と比べて、潤滑油の攪拌抵抗を少なくすることができる。これにより動力伝達の効率の向上を図ることができる。
【００１０】
前記モータの回転角を検出する角度センサを設け、前記モータケーブルは、モータを回転駆動する電力を供給する動力ケーブルと、角度センサ用の回転角度検出ケーブルとを含むものであっても良い。
前記モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、コイル温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。
前記モータのモータロータの温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。
【００１１】
前記モータに、モータケーブルの引き出し部を封止する封止手段を設けても良い。この場合、潤滑油が、モータケーブルの引き出し部から外部に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
前記減速機がサイクロイド減速機によって構成されているものであっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けた。このため、潤滑油供給機構を含むインホイールモータ車両駆動装置において、潤滑油の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は、この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置の正面図、（Ｂ）は同インホイールモータ車両駆動装置を軸方向から見た側面図、（Ｃ）は同インホイールモータ車両駆動装置の正面図である。
【図２】同インホイールモータ車両駆動装置の断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面となる減速機の断面図である。
【図４】同インホイールモータ車両駆動装置の端子ボックスの一部破断した平面図（図２のIV−IV線端面図）である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る制御系のブロック図である。
【図６】同インホイールモータ車両駆動装置を含む電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図７】同電気自動車の制御系のブロック図である。
【図８】（Ａ）は、従来例のインホイールモータ駆動装置の正面図、（Ｂ）は、同インホイールモータ駆動装置を軸方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置は、例えば、電気自動車に搭載される。図１（Ａ）は、この実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置の正面図（図１（Ｂ）のIA-IA線端面図）であり、図１（Ｂ）は、同インホイールモータ車両駆動装置を軸方向から見た側面図である。図１（Ｃ）は、同インホイールモータ車両駆動装置の正面図（図１（Ｂ）のIC-IC線端面図）である。
図１（Ａ），（Ｃ）に示すように、インホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータ１と、このモータ１の回転を減速する減速機２と、この減速機２の入力軸３（図２）と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、後述の潤滑油供給機構とを備えている。
【００１５】
車輪用軸受５とモータ１との間に減速機２を介在させ、車輪用軸受５で支持される駆動輪である車輪のハブと、モータ１のモータ回転軸６（図２）とを同軸心上で連結してある。減速機２の減速機ハウジング７には、サスペンション８のアッパーアーム８ａおよびロアーアーム８ｂが連結される。なお、この明細書において、インホイールモータ車両駆動装置を車両に取り付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００１６】
図２に示すように、モータ１は、筒状のモータハウジング９に固定したモータステータ１０と、モータ回転軸６に取り付けたモータロータ１１との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（すなわち埋込磁石型同軸モータ）である。モータハウジング９には、軸方向に離隔して軸受１２，１３が設けられ、これら軸受１２，１３にモータ回転軸６が回転自在に支持されている。モータ回転軸６は、モータ１の駆動力を減速機２に伝達するものである。モータ回転軸６の軸方向中間付近部には、径方向外方に延びるフランジ部６ａが設けられ、このフランジ部６ａにロータ固定部材１４を介してモータロータ１１が取付けられている。
【００１７】
モータ１には、モータステータ１０とモータロータ１１の間の相対回転角度を検出する角度センサ１５が設けられる。角度センサ１５は、モータステータ１０とモータロータ１１の間の相対回転角度を表す信号を検出して出力する角度センサ本体１６と、この角度センサ本体１６の出力する信号から角度を演算する角度演算回路１７とを有する。角度センサ本体１６は、例えば、モータ回転軸６の外周面に設けられる被検出部１６ａと、モータハウジング９に設けられ前記被検出部１６ａに例えば径方向に対向して近接配置される検出部１６ｂとを有する。被検出部１６ａと検出部１６ｂは軸方向に対向して近接配置されるものであっても良い。角度センサ１５はレゾルバであっても良い。
【００１８】
モータハウジング９の上部には、端子ボックス１８が設けられる。図４に示すように、端子ボックス１８内には複数の端子１９が設けられている。図４は、図２のIV−IV線端面図である。この端子ボックス１８におけるインボード側の一端部１８ａには、モータケーブル２０の引き出し部２１が設けられている。端子ボックス１８の一端部１８ａに、引き出し部２１を封止する例えばグロメットなどの封止手段２２が設けられている。封止手段２２は、ゴム等の弾性体から円筒状に形成され、軸方向両端部にフランジ部２２ａ，２２ａがそれぞれ設けられている。端子ボックス１８の一端部１８ａにおける引き出し部２１に、封止手段２２の外周面が圧入されると共に、前記一端部１８ａの内外面を両フランジ部２２ａ，２２ａで挟持している。この封止手段２２の中空部にモータケーブル２０を密着させて通している。前記モータケーブル２０は、この例では、モータ１を回転駆動する電力を供給する動力ケーブル２０ａと、前述のモータ１の回転角を検出する角度センサ１５用の回転角度検出ケーブル２０ｂとを含む。モータハウジング９（図２）内において、モータ１内の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の配線が、それぞれ端子ボックス１８内の対応する各端子１９までそれぞれ延びて接続されている。これら各端子１９に動力ケーブル２０ａがそれぞれ接続されている。
【００１９】
これら動力ケーブル２０ａは、端子ボックス１８の引き出し部２１からモータ外に引き出され、車両に搭載された後述のインバータに接続されている。前記インバータは、バッテリの直流電流をモータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するものである。
また図２に示すように、モータハウジング９内において、前記角度センサ本体１６のうち検出部１６ｂから延びる配線が、端子ボックス１８内の対応する端子１９に接続されている。この端子１９に回転角度検出ケーブル２０ｂが接続されている。この回転角度検出ケーブル２０ｂは、端子ボックス１８の引き出し部２１からモータ外に引き出され、後述するモータコントロール部に接続されている。
【００２０】
減速機２の入力軸３は、軸方向一端がモータ回転軸６内に延びて、モータ回転軸６とスプライン嵌合されている。減速機ハウジング７に軸受２３が設けられ、入力軸３の軸方向他端が前記軸受２３によって支持される。したがって、減速機２の入力軸３およびモータ回転軸６は、軸受１２，１３，２３により一体に回転自在に支持される。減速機ハウジング７内における、入力軸３の軸方向他端寄りの外周面には、偏心部２４，２５が設けられる。これら偏心部２４，２５は、偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。
【００２１】
減速機２は、減速比が１／６以上のものであるのが良い。この減速機２は、曲線板２６，２７と、複数の外ピン２８と、運動変換機構２９と、カウンタウェイト３０，３０とを有するサイクロイド減速機である。図３に示すように、曲線板２６，２７は、偏心部２４，２５にそれぞれ回転自在に設けられる。モータハウジング９および減速機ハウジング７に渡って複数の外ピン２８が支持され、これら外ピン２８が曲線板２６，２７の外周に転接するようになっている。前記運動変換機構２９は、曲線板２６，２７の自転運動を、出力部材４に伝達する機構である。この運動変換機構２９は、出力部材４に設けられた複数の内ピン３１と、曲線板２６，２７に設けられた貫通孔３２とを有する。内ピン３１は、出力部材４の回転軸心を中心として円周方向に等間隔に配設されている。図２に示すように、減速機２の入力軸３における偏心部２４，２５に隣接する軸方向位置に、それぞれカウンタウェイト３０，３０が設けられている。
【００２２】
車輪用軸受５は、内周に複列の軌道面を形成した外方部材３３と、これら各軌道面に対向する軌道面を外周に設けた内方部材３４と、これら外方部材３３および内方部材３４の軌道面間に介在した複列の転動体３５とを有する。内方部材３４は、駆動輪を取付けるハブを兼用する。この車輪用軸受５は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、転動体３５はボールからなり、各列毎に保持器で保持されている。前記軌道面は断面円弧状であり、各軌道面は接触角が背面合わせとなるように形成されている。また外方部材３３と内方部材３４との間の軸受空間のアウトボード側端、インボード側端は、それぞれシール部材３６，３７でシールされている。
【００２３】
外方部材３３は静止側軌道輪となるものであって、減速機ハウジング７のアウトボード側端に取付けるフランジ３３ａを有し、外方部材３３および減速機ハウジング７が一体の部品とされている。フランジ３３ａには、周方向の複数箇所にボルト挿通孔が設けられ、減速機ハウジング７には、ボルト挿通孔に対応する位置に、雌ねじからなるボルト螺着孔が設けられている。ボルト挿通孔に挿通した取付ボルトをボルト螺着孔に螺着させることにより、外方部材３３が減速機ハウジング７に取付けられる。
【００２４】
内方部材３４は、回転側軌道輪となるものであって、出力部材４を挿通する中空部におけるインボード側の外周面に段部３４ａが形成され、この段部３４ａに内輪３８が嵌合固定されている。内方部材３４の外周面に一列の軌道面が一体形成され、前記内輪３８の外周面に他列の軌道面が形成されている。内方部材３４のアウトボード側端には、車輪取付用のハブフランジ３４ａが設けられている。内方部材３４の中空部にはスプライン孔が形成され、同中空部に出力部材４がスプライン嵌合されている。出力部材４の先端部には雄ねじが形成され、中空部から突出する出力部材４の先端部にナット３９を螺着することで、出力部材４と内方部材３４とが連結されている。
【００２５】
潤滑油供給機構４０について説明する。
潤滑油供給機構４０は、この例では、減速機２の潤滑およびモータ１の冷却の両方に用いられる潤滑油を供給する機構である。この潤滑油供給機構４０は、いわゆる軸心給油機構であって、潤滑油流路４１と、モータ回転軸油路４２と、減速機油路４３と、ポンプ４４と、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部４５とを有する。潤滑油流路４１は、モータハウジング９に設けられ、第１流路４１ａ〜第４流路４１ｄを含む。潤滑油貯留部４５からポンプ４４の吸入口４４ａまで第１流路４１ａが傾斜状に延び、ポンプ４４の吐出口４４ｂに、順次、径方向に延びる第２流路４１ｂ，軸方向に延びる第３流路４１ｃ，主に径方向に延びる第４流路４１ｄが連通する。第２流路４１ｂの流路途中に減速機油路４３が繋がっている。潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油が、ポンプ４４により吸い上げられて潤滑油流路４１および減速機油路４３に導かれるようになっている。
【００２６】
モータ回転軸油路４２は、モータ回転軸６内の軸心に沿って設けられ、潤滑油流路４１の第４流路４１ｄに連通している。モータ回転軸６において、ロータ固定部材１４が設けられる軸方向位置に、径方向に貫通する複数の貫通孔６ｂが設けられている。またロータ固定部材１４には、前記複数の貫通孔６ｂに連通して径方向外方に延びる油路１４ａが設けられている。この油路１４ａは、ロータ固定部材１４とモータロータ１１の内周面との環状隙間δ１に連通する。潤滑油は、順次、潤滑油流路４１、モータ回転軸油路４２、貫通孔６ｂ、および油路１４ａを経由して環状隙間δ１に導かれて、モータ１の冷却に供される。冷却に供された潤滑油は、ロータ固定部材１４のフランジ１４ｂと、モータロータ１１の端面との間のスリットからそれぞれ排出されて、潤滑油貯留部４５に貯留される。
【００２７】
減速機油路４３は、減速機２に設けられ、潤滑油流路４１および潤滑油貯留部４５にそれぞれ連通して潤滑油を減速機２に供給する。この減速機内部を潤滑する潤滑油は、遠心力および重力によって径方向外方で且つ下方に移動し、潤滑油貯留部４５に戻される。
ポンプ４４は、潤滑油流路４１における第１流路４１ａと第２流路４１ｂとの間の流路途中に設けられ、潤滑油を強制的に循環させている。このポンプ４４は、例えば、出力部材４の回転により回転する図示外のインナーロータと、このインナーロータの回転に伴って従動回転するアウターロータと、ポンプ室と、前記吸入口４４ａと、前記吐出口４４ｂとを有するサイクロイドポンプである。前記インナーロータが内方部材３４の回転により回転すると、アウターロータは従動回転する。このときインナーロータおよびアウターロータはそれぞれ異なる回転中心を中心として回転することで、前記ポンプ室の容積が連続的に変化する。これにより、前記吸入口４４ａから流入した潤滑油が前記吐出口４４ｂから第２流路４１ｂに圧送される。
【００２８】
潤滑油貯留部４５は、減速機側貯留部４５ａとモータ側貯留部４５ｂとを有する。減速機側貯留部４５ａは、減速機ハウジング７の下部に設けられ、モータ側貯留部４５ｂは、モータハウジング９の下部に設けられる。モータハウジング９のうち、第１流路４１ａが形成される軸方向一端部における下部には、貫通孔４６が形成されている。減速機側貯留部４５ａとモータ側貯留部４５ｂとは、前記貫通孔４６により連通して同一の油面高さＨ１となる。減速機２において、減速機内部を潤滑する潤滑油が、遠心力および重力によって下方に移動し、前記減速機側貯留部４５ａに貯留される。またモータ１において、モータ１の冷却に供された潤滑油が、遠心力および重力によって下方に移動し、前記モータ側貯留部４５ｂに貯留されるようになっている。
【００２９】
端子ボックス１８におけるモータケーブル２０の引き出し部２１は、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けられている。前記油面高さＨ１とは、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さを言う。潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１は、モータ１の駆動停止状態において、モータロータ１１に掛かる程度、具体的には、モータロータ１１の外周面が潤滑油に漬かる程度に定められている。
【００３０】
潤滑油の油面高さＨ１を確認する油面高さ確認手段としては、例えば、モータハウジング９にレベルゲージを挿脱可能な挿入孔を設け、レベルゲージに付着する潤滑油の位置（レベル）によって油面高さＨ１を目視確認しても良いし、モータハウジング９に油面高さ確認用の光透過性の窓を設けてこの窓から油面高さＨ１を目視確認しても良い。このような油面高さ確認手段に代えて、または前記油面高さ確認手段と共に、油面高さＨ１を検出する液面レベルセンサをモータハウジング９内に設けても良い。前記液面レベルセンサは、液体の水位制御に用いられる磁気式、光学式、電極式、または超音波式の液面レベルセンサから成る。この場合、液面レベルセンサで検出された値が定められた油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっているか否かを判定する判定手段が、後述のモータコントロール部に設けられる。
【００３１】
作用効果について説明する。
モータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けたため、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油が、モータケーブル２０の引き出し部２１からこのモータケーブル２０を伝って外部に漏れ出すおそれがなくなる。このように潤滑油の漏れを防止できるため、減速機２の潤滑やモータ１の冷却を確実に行うことができる。これにより、モータ１の高速回転化を図ることができる。さらに、潤滑油貯留部４５の油面高さＨ１を油面高さ確認手段で目視確認する頻度を低減することができる。このためインホイールモータ車両駆動装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００３２】
潤滑油をポンプ４４により循環させることで、モータ１を冷却することができるため、例えば、モータハウジング９に別の冷却剤通路を設ける必要がなくなる。モータハウジング９に設けられる潤滑油流路４１のうち、第３流路４１ｃを流れる潤滑油、および潤滑油貯留部４５のうちモータ側貯留部４５ｂに貯留された潤滑油によって、モータステータ１０が冷却される。また潤滑油が環状隙間δ１に導かれてスリットから排出されることで、モータロータ１１の表面積の大部分が冷却される。このようにモータステータ１０およびモータロータ１１をそれぞれ冷却することで、モータ１を効果的に冷却し得る。またモータ回転軸６内の空間等を有効に利用して潤滑油を循環させることができるため、潤滑油用の配管を新たに設けることなく、潤滑油を必要な箇所に供給することができる。このため、部品点数の低減を図り、インホイールモータ車両駆動装置全体の小型化を図ることができる。
【００３３】
モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１を、モータ１のモータロータ１１に掛かる程度としたため、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油によってもモータロータ１１の冷却を行うことができる。これと共に、例えばモータロータ全体が潤滑油に漬かる場合と比べて、潤滑油の攪拌抵抗を少なくすることができる。これにより動力伝達の効率の向上を図ることができる。
端子ボックス１８に、引き出し部２１を封止する封止手段２２を設けたため、潤滑油が、モータケーブル２０の引き出し部２１から外部に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
インホイールモータ車両駆動装置における減速機２をサイクロイド減速機として減速比を例えば１／６以上に高くした場合、モータ１の小型化を図り、装置のコンパクト化を図ることができる。前記のようにモータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けたうえで、減速比を高くすることで、モータ１の高速回転化を図ることが可能となる。
【００３４】
他の実施形態について説明する。
図５に示すように、モータ１のコイル１ａの温度を検出するコイル温度検出手段Ｓａを設け、前記モータケーブル２０（図２）は、コイル温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。この場合、コイル温度検出手段Ｓａとして例えばサーミスタが使用される。このサーミスタを、コイル１ａに接触固定することで、コイル１ａの温度を検出し得る。コイル温度検出手段Ｓａで検出された検出値は、モータコントロール部において、アンプＡｐで増幅され、この増幅値が判定部４７にて判定される。判定部４７は、コイル温度検出手段Ｓａで検出される温度が定められた閾値を超えるか否かを常時判定する。前記閾値は、例えば、実験、シミュレーション等により、コイル１ａに絶縁を生じさせる、コイル１ａの温度および時間の関係に基づいて適宜に求められる。このようなコイル温度検出手段Ｓａ等を設けた場合、高速運転時においてモータコイル１ａの絶縁劣化等の異常を早期に検知し、適切な対処が迅速に行える。
モータロータ１１の温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブル２０は、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。ロータ温度検出手段としてもサーミスタ等が使用される。
【００３５】
図６は、いずれかの実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置を含む電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。この電気自動車は、車体５１の左右の後輪となる車輪５２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪５３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。駆動輪および従動輪となる車輪５２，５３は、いずれもタイヤを有し、それぞれ車輪用軸受５を介して車体５１に支持されている。車輪用軸受５は、図６ではハブベアリングの略称「Ｈ／Ｂ」を付してある。駆動輪となる左右の車輪５２，５２は、それぞれ独立の走行用のモータ１，１により駆動される。モータ１の回転は、減速機２および車輪用軸受５を介して車輪５２に伝達される。これらモータ１、減速機２、および車輪用軸受５は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ車両駆動装置５８を構成しており、インホイールモータ車両駆動装置５８は、一部または全体が車輪５２内に配置される。各車輪５２，５３には、電動式のブレーキ５９，６０が設けられている。
【００３６】
左右の前輪となる操舵輪である車輪５３，５３は、転舵機構６１を介して転舵可能であり、操舵機構６２により操舵される。転舵機構６１は、タイロッド６１ａを左右移動させることで、車輪用軸受５を保持した左右のナックルアーム１１ｂの角度を変える機構であり、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）モータ６３により、回転・直線運動変換機構（図示せず）を介して左右移動させられる。操舵機構６２は、タイロッド６１ａと機械的に連結されていないステアリングホイール６４の操舵角を操舵角センサ６５で検出し、その検出した操舵角である旋回指令によりＥＰＳモータ６３に駆動指令を与えるステアバイワイヤ式とされている。
【００３７】
制御系を説明する。
自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ７１と、このＥＣＵ７１の指令に従って走行用のモータ１の制御を行うインバータ装置７２と、ブレーキコントローラ７３とが、車体５１に搭載されている。ＥＣＵ７１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。
【００３８】
ＥＣＵ７１は、機能別に大別すると駆動制御部７１ａと一般制御部７１ｂとに分けられる。駆動制御部７１ａは、アクセル操作部６６の出力する加速指令と、ブレーキ操作部６７の出力する減速指令と、操舵角センサ６５の出力する旋回指令とから、左右輪の走行用モータ１，１に与える加速・減速指令を生成し、インバータ装置７２へ出力する。駆動制御部７１ａは、上記の他に、出力する加速・減速指令を、各車輪５２，５３の車輪用軸受５，５に設けられた回転センサ７４から得られるタイヤ回転数の情報や、車載の各センサの情報を用いて補正する機能を有していても良い。アクセル操作部６６は、アクセルペダルとその踏み込み量を検出して前記加速指令を出力するセンサ６６ａとでなる。ブレーキ操作部６７は、ブレーキペダルとその踏み込み量を検出して前記減速指令を出力するセンサ６７ａとでなる。
【００３９】
ＥＣＵ７１の一般制御部７１ｂは、前記ブレーキ操作部６７の出力する減速指令をブレーキコントローラ７３へ出力する機能、各種の補機システム７５を制御する機能、コンソールの操作パネル７６からの入力指令を処理する機能、表示装置７７に表示を行う機能などを有する。表示装置７７は、液晶表示装置等の画像を表示可能なものである。前記補機システム７５は、例えば、エアコン、ライト、ワイパー、ＧＰＳ、アエバッグ等であり、ここでは代表して一つのブロックとして示す。
【００４０】
ブレーキコントローラ７３は、ＥＣＵ７１から出力される減速指令に従って、各車輪５２，５３のブレーキ５９，６０に制動指令を与える手段である。ＥＣＵ７１から出力される制動指令には、ブレーキ操作部６７の出力する減速指令によって生成される指令の他に、ＥＣＵ７１の持つ安全性向上のための手段によって生成される指令がある。ブレーキコントローラ７３は、この他にアンチロックブレーキシステムを備える。ブレーキコントローラ７３は、電子回路やマイコン等により構成される。
【００４１】
インバータ装置７２は、各モータ１に対して設けられたパワー回路部７８と、このパワー回路部７８を制御するモータコントール部７９とで構成される。モータコントール部７９は、各パワー回路部７８に対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良いが、共通して設けられた場合であっても、各パワー回路部７８を、例えば互いにモータトルクが異なるように独立して制御可能なものとされる。モータコントール部７９は、このモータコントール部７９が持つインホイールモータ駆動装置５８に関する各検出値や制御値等の各情報（「ＩＷＭシステム情報」と称す）をＥＣＵに出力する機能を有する。
【００４２】
図７は、油面高さが定められた値に収まっているかを判定する判定手段４７Ａを、インバータ装置７２に設けた概念構成のブロック図である。パワー回路部７８は、バッテリ６９の直流電力をモータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ８１と、このインバータ８１を制御するＰＷＭドライバ８２とで構成される。モータ１は３相の同期モータ等からなる。インバータ８１は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ８２は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
【００４３】
モータコントール部７９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部８３を有している。モータ駆動制御部８３は、上位制御手段であるＥＣＵ７１から与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部７８のＰＷＭドライバ８２に電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部８３は、インバータ８１からモータ１に流すモータ電流値を電流センサ８５から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部８３は、モータロータ１１（図２）の回転角を角度センサ１５から得て、ベクトル制御を行う。
【００４４】
この実施形態では、油面高さを検出する液面レベルセンサＳｂをモータハウジング内に設けると共に、液面レベルセンサＳｂで検出された値が定められた油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっているか否かを判定する判定手段４７Ａを、インバータ装置７２における上記構成のモータコントロール部７９に設けている。判定手段４７Ａは、検出値が油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっていないと判定したとき、異常報告手段９１に出力する。このとき異常報告手段９１がＥＣＵ７１に異常の報告を行い、その異常の報告により、ＥＣＵ７１の異常表示手段９２が運転席の表示装置７７に異常の表示を行う。このため、運転者は、その異常を直ぐに認識することができて、車両の停止や徐行、修理工場への走行など、運転者により迅速に適切な処置を行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…モータ
２…減速機
３…入力軸
４…出力部材
５…車輪用軸受
６…モータ回転軸
９…モータハウジング
２０…モータケーブル
２１…引き出し部
４０…潤滑油供給機構
４５…潤滑油貯留部
５２…車輪
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電気自動車等の駆動輪に用いられるインホイールモータ車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪用軸受、モータ、およびこのモータと前記車輪用軸受との間に介在した減速機を有するインホイールモータ駆動装置が提案されている（特許文献１）。インホイールモータ駆動装置は、車両の足回りに配置されるため、インホイールモータ駆動装置と、この駆動装置を駆動する駆動源とを電気的に接続する動力ケーブルが必要になる。動力ケーブルは、モータコイルと接続するために、ねじ、半田付け、加締め等で締結される。またインホイールモータ駆動装置は、前記のように足回りに配置され、車内空間を広く確保するためには、軸方向寸法を小さくする必要がある。図８（Ａ）は、従来例のインホイールモータ駆動装置の正面図、図８（Ｂ）は、同インホイールモータ駆動装置を軸方向から見た側面図である。インホイールモータ駆動装置の軸方向寸法を小さくするため、同図に示すように、動力ケーブル１００の端子箱１０１を、モータ１０２のモータハウジング１０２ａの側面に配置する構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示す従来構造は、減速機１０３の潤滑およびモータ１０２の冷却に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構（図示せず）が設けられている。この場合、モータハウジング１０２ａの内部に貯留された潤滑油が、動力ケーブル１００の引き出し部１０４からこの動力ケーブル１００を伝って外部に漏れ出す可能性があった。
【０００５】
この発明の目的は、潤滑油供給機構を含むインホイールモータ車両駆動装置において、潤滑油の漏れを防止することができるインホイールモータ車両駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、モータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたため、潤滑油貯留部に貯留された潤滑油が、モータケーブルの引き出し部からこのモータケーブルを伝って外部に漏れ出すおそれがなくなる。このように潤滑油の漏れを防止できるため、減速機の潤滑やモータの冷却を確実に行うことができる。これにより、モータの高速回転化を図ることができるうえ、例えば、潤滑油貯留部の油面高さの確認などメンテナンスの容易化を図ることができる。
【０００８】
前記潤滑油供給機構は、モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、減速機に設けられ、潤滑油流路および潤滑油貯留部に連通して潤滑油を減速機に供給する減速機油路と、潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑油流路を経由して減速機油路およびモータ回転軸油路に循環させるポンプとを有する軸心給油機構であっても良い。この場合、潤滑油をポンプにより循環させることで、モータを冷却することができるため、例えば、モータハウジングに別の冷却剤通路を設ける必要がなくなる。またモータ回転軸内の空間等を有効に利用して潤滑油を循環させることができるため、潤滑油用の配管を新たに設けることなく、潤滑油を必要な箇所に供給することができる。このため、部品点数の低減を図り、インホイールモータ車両駆動装置全体の小型化を図ることができる。
【０００９】
前記モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さを、モータのモータロータに掛かる程度としても良い。この場合、モータロータの冷却を行うことができると共に、例えばモータロータ全体が潤滑油に漬かる場合と比べて、潤滑油の攪拌抵抗を少なくすることができる。これにより動力伝達の効率の向上を図ることができる。
【００１０】
前記モータの回転角を検出する角度センサを設け、前記モータケーブルは、モータを回転駆動する電力を供給する動力ケーブルと、角度センサ用の回転角度検出ケーブルとを含むものであっても良い。
前記モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、コイル温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。
前記モータのモータロータの温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。
【００１１】
前記モータに、モータケーブルの引き出し部を封止する封止手段を設けても良い。この場合、潤滑油が、モータケーブルの引き出し部から外部に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
前記減速機がサイクロイド減速機によって構成されているものであっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のインホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けた。このため、潤滑油供給機構を含むインホイールモータ車両駆動装置において、潤滑油の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は、この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置の正面図、（Ｂ）は同インホイールモータ車両駆動装置を軸方向から見た側面図、（Ｃ）は同インホイールモータ車両駆動装置の正面図である。
【図２】同インホイールモータ車両駆動装置の断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面となる減速機の断面図である。
【図４】同インホイールモータ車両駆動装置の端子ボックスの一部破断した平面図（図２のIV−IV線端面図）である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る制御系のブロック図である。
【図６】同インホイールモータ車両駆動装置を含む電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図７】同電気自動車の制御系のブロック図である。
【図８】（Ａ）は、従来例のインホイールモータ駆動装置の正面図、（Ｂ）は、同インホイールモータ駆動装置を軸方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置は、例えば、電気自動車に搭載される。図１（Ａ）は、この実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置の正面図（図１（Ｂ）のIA-IA線端面図）であり、図１（Ｂ）は、同インホイールモータ車両駆動装置を軸方向から見た側面図である。図１（Ｃ）は、同インホイールモータ車両駆動装置の正面図（図１（Ｂ）のIC-IC線端面図）である。
図１（Ａ），（Ｃ）に示すように、インホイールモータ車両駆動装置は、車輪を駆動するモータ１と、このモータ１の回転を減速する減速機２と、この減速機２の入力軸３（図２）と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、後述の潤滑油供給機構とを備えている。
【００１５】
車輪用軸受５とモータ１との間に減速機２を介在させ、車輪用軸受５で支持される駆動輪である車輪のハブと、モータ１のモータ回転軸６（図２）とを同軸心上で連結してある。減速機２の減速機ハウジング７には、サスペンション８のアッパーアーム８ａおよびロアーアーム８ｂが連結される。なお、この明細書において、インホイールモータ車両駆動装置を車両に取り付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００１６】
図２に示すように、モータ１は、筒状のモータハウジング９に固定したモータステータ１０と、モータ回転軸６に取り付けたモータロータ１１との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（すなわち埋込磁石型同軸モータ）である。モータハウジング９には、軸方向に離隔して軸受１２，１３が設けられ、これら軸受１２，１３にモータ回転軸６が回転自在に支持されている。モータ回転軸６は、モータ１の駆動力を減速機２に伝達するものである。モータ回転軸６の軸方向中間付近部には、径方向外方に延びるフランジ部６ａが設けられ、このフランジ部６ａにロータ固定部材１４を介してモータロータ１１が取付けられている。
【００１７】
モータ１には、モータステータ１０とモータロータ１１の間の相対回転角度を検出する角度センサ１５が設けられる。角度センサ１５は、モータステータ１０とモータロータ１１の間の相対回転角度を表す信号を検出して出力する角度センサ本体１６と、この角度センサ本体１６の出力する信号から角度を演算する角度演算回路１７とを有する。角度センサ本体１６は、例えば、モータ回転軸６の外周面に設けられる被検出部１６ａと、モータハウジング９に設けられ前記被検出部１６ａに例えば径方向に対向して近接配置される検出部１６ｂとを有する。被検出部１６ａと検出部１６ｂは軸方向に対向して近接配置されるものであっても良い。角度センサ１５はレゾルバであっても良い。
【００１８】
モータハウジング９の上部には、端子ボックス１８が設けられる。図４に示すように、端子ボックス１８内には複数の端子１９が設けられている。図４は、図２のIV−IV線端面図である。この端子ボックス１８におけるインボード側の一端部１８ａには、モータケーブル２０の引き出し部２１が設けられている。端子ボックス１８の一端部１８ａに、引き出し部２１を封止する例えばグロメットなどの封止手段２２が設けられている。封止手段２２は、ゴム等の弾性体から円筒状に形成され、軸方向両端部にフランジ部２２ａ，２２ａがそれぞれ設けられている。端子ボックス１８の一端部１８ａにおける引き出し部２１に、封止手段２２の外周面が圧入されると共に、前記一端部１８ａの内外面を両フランジ部２２ａ，２２ａで挟持している。この封止手段２２の中空部にモータケーブル２０を密着させて通している。前記モータケーブル２０は、この例では、モータ１を回転駆動する電力を供給する動力ケーブル２０ａと、前述のモータ１の回転角を検出する角度センサ１５用の回転角度検出ケーブル２０ｂとを含む。モータハウジング９（図２）内において、モータ１内の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の配線が、それぞれ端子ボックス１８内の対応する各端子１９までそれぞれ延びて接続されている。これら各端子１９に動力ケーブル２０ａがそれぞれ接続されている。
【００１９】
これら動力ケーブル２０ａは、端子ボックス１８の引き出し部２１からモータ外に引き出され、車両に搭載された後述のインバータに接続されている。前記インバータは、バッテリの直流電流をモータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するものである。
また図２に示すように、モータハウジング９内において、前記角度センサ本体１６のうち検出部１６ｂから延びる配線が、端子ボックス１８内の対応する端子１９に接続されている。この端子１９に回転角度検出ケーブル２０ｂが接続されている。この回転角度検出ケーブル２０ｂは、端子ボックス１８の引き出し部２１からモータ外に引き出され、後述するモータコントロール部に接続されている。
【００２０】
減速機２の入力軸３は、軸方向一端がモータ回転軸６内に延びて、モータ回転軸６とスプライン嵌合されている。減速機ハウジング７に軸受２３が設けられ、入力軸３の軸方向他端が前記軸受２３によって支持される。したがって、減速機２の入力軸３およびモータ回転軸６は、軸受１２，１３，２３により一体に回転自在に支持される。減速機ハウジング７内における、入力軸３の軸方向他端寄りの外周面には、偏心部２４，２５が設けられる。これら偏心部２４，２５は、偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。
【００２１】
減速機２は、減速比が１／６以上のものであるのが良い。この減速機２は、曲線板２６，２７と、複数の外ピン２８と、運動変換機構２９と、カウンタウェイト３０，３０とを有するサイクロイド減速機である。図３に示すように、曲線板２６，２７は、偏心部２４，２５にそれぞれ回転自在に設けられる。モータハウジング９および減速機ハウジング７に渡って複数の外ピン２８が支持され、これら外ピン２８が曲線板２６，２７の外周に転接するようになっている。前記運動変換機構２９は、曲線板２６，２７の自転運動を、出力部材４に伝達する機構である。この運動変換機構２９は、出力部材４に設けられた複数の内ピン３１と、曲線板２６，２７に設けられた貫通孔３２とを有する。内ピン３１は、出力部材４の回転軸心を中心として円周方向に等間隔に配設されている。図２に示すように、減速機２の入力軸３における偏心部２４，２５に隣接する軸方向位置に、それぞれカウンタウェイト３０，３０が設けられている。
【００２２】
車輪用軸受５は、内周に複列の軌道面を形成した外方部材３３と、これら各軌道面に対向する軌道面を外周に設けた内方部材３４と、これら外方部材３３および内方部材３４の軌道面間に介在した複列の転動体３５とを有する。内方部材３４は、駆動輪を取付けるハブを兼用する。この車輪用軸受５は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、転動体３５はボールからなり、各列毎に保持器で保持されている。前記軌道面は断面円弧状であり、各軌道面は接触角が背面合わせとなるように形成されている。また外方部材３３と内方部材３４との間の軸受空間のアウトボード側端、インボード側端は、それぞれシール部材３６，３７でシールされている。
【００２３】
外方部材３３は静止側軌道輪となるものであって、減速機ハウジング７のアウトボード側端に取付けるフランジ３３ａを有し、外方部材３３および減速機ハウジング７が一体の部品とされている。フランジ３３ａには、周方向の複数箇所にボルト挿通孔が設けられ、減速機ハウジング７には、ボルト挿通孔に対応する位置に、雌ねじからなるボルト螺着孔が設けられている。ボルト挿通孔に挿通した取付ボルトをボルト螺着孔に螺着させることにより、外方部材３３が減速機ハウジング７に取付けられる。
【００２４】
内方部材３４は、回転側軌道輪となるものであって、出力部材４を挿通する中空部におけるインボード側の外周面に段部３４ａが形成され、この段部３４ａに内輪３８が嵌合固定されている。内方部材３４の外周面に一列の軌道面が一体形成され、前記内輪３８の外周面に他列の軌道面が形成されている。内方部材３４のアウトボード側端には、車輪取付用のハブフランジ３４ａが設けられている。内方部材３４の中空部にはスプライン孔が形成され、同中空部に出力部材４がスプライン嵌合されている。出力部材４の先端部には雄ねじが形成され、中空部から突出する出力部材４の先端部にナット３９を螺着することで、出力部材４と内方部材３４とが連結されている。
【００２５】
潤滑油供給機構４０について説明する。
潤滑油供給機構４０は、この例では、減速機２の潤滑およびモータ１の冷却の両方に用いられる潤滑油を供給する機構である。この潤滑油供給機構４０は、いわゆる軸心給油機構であって、潤滑油流路４１と、モータ回転軸油路４２と、減速機油路４３と、ポンプ４４と、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部４５とを有する。潤滑油流路４１は、モータハウジング９に設けられ、第１流路４１ａ〜第４流路４１ｄを含む。潤滑油貯留部４５からポンプ４４の吸入口４４ａまで第１流路４１ａが傾斜状に延び、ポンプ４４の吐出口４４ｂに、順次、径方向に延びる第２流路４１ｂ，軸方向に延びる第３流路４１ｃ，主に径方向に延びる第４流路４１ｄが連通する。第２流路４１ｂの流路途中に減速機油路４３が繋がっている。潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油が、ポンプ４４により吸い上げられて潤滑油流路４１および減速機油路４３に導かれるようになっている。
【００２６】
モータ回転軸油路４２は、モータ回転軸６内の軸心に沿って設けられ、潤滑油流路４１の第４流路４１ｄに連通している。モータ回転軸６において、ロータ固定部材１４が設けられる軸方向位置に、径方向に貫通する複数の貫通孔６ｂが設けられている。またロータ固定部材１４には、前記複数の貫通孔６ｂに連通して径方向外方に延びる油路１４ａが設けられている。この油路１４ａは、ロータ固定部材１４とモータロータ１１の内周面との環状隙間δ１に連通する。潤滑油は、順次、潤滑油流路４１、モータ回転軸油路４２、貫通孔６ｂ、および油路１４ａを経由して環状隙間δ１に導かれて、モータ１の冷却に供される。冷却に供された潤滑油は、ロータ固定部材１４のフランジ１４ｂと、モータロータ１１の端面との間のスリットからそれぞれ排出されて、潤滑油貯留部４５に貯留される。
【００２７】
減速機油路４３は、減速機２に設けられ、潤滑油流路４１および潤滑油貯留部４５にそれぞれ連通して潤滑油を減速機２に供給する。この減速機内部を潤滑する潤滑油は、遠心力および重力によって径方向外方で且つ下方に移動し、潤滑油貯留部４５に戻される。
ポンプ４４は、潤滑油流路４１における第１流路４１ａと第２流路４１ｂとの間の流路途中に設けられ、潤滑油を強制的に循環させている。このポンプ４４は、例えば、出力部材４の回転により回転する図示外のインナーロータと、このインナーロータの回転に伴って従動回転するアウターロータと、ポンプ室と、前記吸入口４４ａと、前記吐出口４４ｂとを有するサイクロイドポンプである。前記インナーロータが内方部材３４の回転により回転すると、アウターロータは従動回転する。このときインナーロータおよびアウターロータはそれぞれ異なる回転中心を中心として回転することで、前記ポンプ室の容積が連続的に変化する。これにより、前記吸入口４４ａから流入した潤滑油が前記吐出口４４ｂから第２流路４１ｂに圧送される。
【００２８】
潤滑油貯留部４５は、減速機側貯留部４５ａとモータ側貯留部４５ｂとを有する。減速機側貯留部４５ａは、減速機ハウジング７の下部に設けられ、モータ側貯留部４５ｂは、モータハウジング９の下部に設けられる。モータハウジング９のうち、第１流路４１ａが形成される軸方向一端部における下部には、貫通孔４６が形成されている。減速機側貯留部４５ａとモータ側貯留部４５ｂとは、前記貫通孔４６により連通して同一の油面高さＨ１となる。減速機２において、減速機内部を潤滑する潤滑油が、遠心力および重力によって下方に移動し、前記減速機側貯留部４５ａに貯留される。またモータ１において、モータ１の冷却に供された潤滑油が、遠心力および重力によって下方に移動し、前記モータ側貯留部４５ｂに貯留されるようになっている。
【００２９】
端子ボックス１８におけるモータケーブル２０の引き出し部２１は、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けられている。前記油面高さＨ１とは、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さを言う。潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１は、モータ１の駆動停止状態において、モータロータ１１に掛かる程度、具体的には、モータロータ１１の外周面が潤滑油に漬かる程度に定められている。
【００３０】
潤滑油の油面高さＨ１を確認する油面高さ確認手段としては、例えば、モータハウジング９にレベルゲージを挿脱可能な挿入孔を設け、レベルゲージに付着する潤滑油の位置（レベル）によって油面高さＨ１を目視確認しても良いし、モータハウジング９に油面高さ確認用の光透過性の窓を設けてこの窓から油面高さＨ１を目視確認しても良い。このような油面高さ確認手段に代えて、または前記油面高さ確認手段と共に、油面高さＨ１を検出する液面レベルセンサをモータハウジング９内に設けても良い。前記液面レベルセンサは、液体の水位制御に用いられる磁気式、光学式、電極式、または超音波式の液面レベルセンサから成る。この場合、液面レベルセンサで検出された値が定められた油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっているか否かを判定する判定手段が、後述のモータコントロール部に設けられる。
【００３１】
作用効果について説明する。
モータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けたため、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油が、モータケーブル２０の引き出し部２１からこのモータケーブル２０を伝って外部に漏れ出すおそれがなくなる。このように潤滑油の漏れを防止できるため、減速機２の潤滑やモータ１の冷却を確実に行うことができる。これにより、モータ１の高速回転化を図ることができる。さらに、潤滑油貯留部４５の油面高さＨ１を油面高さ確認手段で目視確認する頻度を低減することができる。このためインホイールモータ車両駆動装置のメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００３２】
潤滑油をポンプ４４により循環させることで、モータ１を冷却することができるため、例えば、モータハウジング９に別の冷却剤通路を設ける必要がなくなる。モータハウジング９に設けられる潤滑油流路４１のうち、第３流路４１ｃを流れる潤滑油、および潤滑油貯留部４５のうちモータ側貯留部４５ｂに貯留された潤滑油によって、モータステータ１０が冷却される。また潤滑油が環状隙間δ１に導かれてスリットから排出されることで、モータロータ１１の表面積の大部分が冷却される。このようにモータステータ１０およびモータロータ１１をそれぞれ冷却することで、モータ１を効果的に冷却し得る。またモータ回転軸６内の空間等を有効に利用して潤滑油を循環させることができるため、潤滑油用の配管を新たに設けることなく、潤滑油を必要な箇所に供給することができる。このため、部品点数の低減を図り、インホイールモータ車両駆動装置全体の小型化を図ることができる。
【００３３】
モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１を、モータ１のモータロータ１１に掛かる程度としたため、潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油によってもモータロータ１１の冷却を行うことができる。これと共に、例えばモータロータ全体が潤滑油に漬かる場合と比べて、潤滑油の攪拌抵抗を少なくすることができる。これにより動力伝達の効率の向上を図ることができる。
端子ボックス１８に、引き出し部２１を封止する封止手段２２を設けたため、潤滑油が、モータケーブル２０の引き出し部２１から外部に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
インホイールモータ車両駆動装置における減速機２をサイクロイド減速機として減速比を例えば１／６以上に高くした場合、モータ１の小型化を図り、装置のコンパクト化を図ることができる。前記のようにモータケーブル２０の引き出し部２１を、モータ１の駆動停止状態における潤滑油貯留部４５に貯留された潤滑油の油面高さＨ１よりも上方に設けたうえで、減速比を高くすることで、モータ１の高速回転化を図ることが可能となる。
【００３４】
他の実施形態について説明する。
図５に示すように、モータ１のコイル１ａの温度を検出するコイル温度検出手段Ｓａを設け、前記モータケーブル２０（図２）は、コイル温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。この場合、コイル温度検出手段Ｓａとして例えばサーミスタが使用される。このサーミスタを、コイル１ａに接触固定することで、コイル１ａの温度を検出し得る。コイル温度検出手段Ｓａで検出された検出値は、モータコントロール部において、アンプＡｐで増幅され、この増幅値が判定部４７にて判定される。判定部４７は、コイル温度検出手段Ｓａで検出される温度が定められた閾値を超えるか否かを常時判定する。前記閾値は、例えば、実験、シミュレーション等により、コイル１ａに絶縁を生じさせる、コイル１ａの温度および時間の関係に基づいて適宜に求められる。このようなコイル温度検出手段Ｓａ等を設けた場合、高速運転時においてモータコイル１ａの絶縁劣化等の異常を早期に検知し、適切な対処が迅速に行える。
モータロータ１１の温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブル２０は、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むものであっても良い。ロータ温度検出手段としてもサーミスタ等が使用される。
【００３５】
図６は、いずれかの実施形態に係るインホイールモータ車両駆動装置を含む電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。この電気自動車は、車体５１の左右の後輪となる車輪５２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪５３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。駆動輪および従動輪となる車輪５２，５３は、いずれもタイヤを有し、それぞれ車輪用軸受５を介して車体５１に支持されている。車輪用軸受５は、図６ではハブベアリングの略称「Ｈ／Ｂ」を付してある。駆動輪となる左右の車輪５２，５２は、それぞれ独立の走行用のモータ１，１により駆動される。モータ１の回転は、減速機２および車輪用軸受５を介して車輪５２に伝達される。これらモータ１、減速機２、および車輪用軸受５は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ車両駆動装置５８を構成しており、インホイールモータ車両駆動装置５８は、一部または全体が車輪５２内に配置される。各車輪５２，５３には、電動式のブレーキ５９，６０が設けられている。
【００３６】
左右の前輪となる操舵輪である車輪５３，５３は、転舵機構６１を介して転舵可能であり、操舵機構６２により操舵される。転舵機構６１は、タイロッド６１ａを左右移動させることで、車輪用軸受５を保持した左右のナックルアーム１１ｂの角度を変える機構であり、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）モータ６３により、回転・直線運動変換機構（図示せず）を介して左右移動させられる。操舵機構６２は、タイロッド６１ａと機械的に連結されていないステアリングホイール６４の操舵角を操舵角センサ６５で検出し、その検出した操舵角である旋回指令によりＥＰＳモータ６３に駆動指令を与えるステアバイワイヤ式とされている。
【００３７】
制御系を説明する。
自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ７１と、このＥＣＵ７１の指令に従って走行用のモータ１の制御を行うインバータ装置７２と、ブレーキコントローラ７３とが、車体５１に搭載されている。ＥＣＵ７１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。
【００３８】
ＥＣＵ７１は、機能別に大別すると駆動制御部７１ａと一般制御部７１ｂとに分けられる。駆動制御部７１ａは、アクセル操作部６６の出力する加速指令と、ブレーキ操作部６７の出力する減速指令と、操舵角センサ６５の出力する旋回指令とから、左右輪の走行用モータ１，１に与える加速・減速指令を生成し、インバータ装置７２へ出力する。駆動制御部７１ａは、上記の他に、出力する加速・減速指令を、各車輪５２，５３の車輪用軸受５，５に設けられた回転センサ７４から得られるタイヤ回転数の情報や、車載の各センサの情報を用いて補正する機能を有していても良い。アクセル操作部６６は、アクセルペダルとその踏み込み量を検出して前記加速指令を出力するセンサ６６ａとでなる。ブレーキ操作部６７は、ブレーキペダルとその踏み込み量を検出して前記減速指令を出力するセンサ６７ａとでなる。
【００３９】
ＥＣＵ７１の一般制御部７１ｂは、前記ブレーキ操作部６７の出力する減速指令をブレーキコントローラ７３へ出力する機能、各種の補機システム７５を制御する機能、コンソールの操作パネル７６からの入力指令を処理する機能、表示装置７７に表示を行う機能などを有する。表示装置７７は、液晶表示装置等の画像を表示可能なものである。前記補機システム７５は、例えば、エアコン、ライト、ワイパー、ＧＰＳ、アエバッグ等であり、ここでは代表して一つのブロックとして示す。
【００４０】
ブレーキコントローラ７３は、ＥＣＵ７１から出力される減速指令に従って、各車輪５２，５３のブレーキ５９，６０に制動指令を与える手段である。ＥＣＵ７１から出力される制動指令には、ブレーキ操作部６７の出力する減速指令によって生成される指令の他に、ＥＣＵ７１の持つ安全性向上のための手段によって生成される指令がある。ブレーキコントローラ７３は、この他にアンチロックブレーキシステムを備える。ブレーキコントローラ７３は、電子回路やマイコン等により構成される。
【００４１】
インバータ装置７２は、各モータ１に対して設けられたパワー回路部７８と、このパワー回路部７８を制御するモータコントール部７９とで構成される。モータコントール部７９は、各パワー回路部７８に対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良いが、共通して設けられた場合であっても、各パワー回路部７８を、例えば互いにモータトルクが異なるように独立して制御可能なものとされる。モータコントール部７９は、このモータコントール部７９が持つインホイールモータ駆動装置５８に関する各検出値や制御値等の各情報（「ＩＷＭシステム情報」と称す）をＥＣＵに出力する機能を有する。
【００４２】
図７は、油面高さが定められた値に収まっているかを判定する判定手段４７Ａを、インバータ装置７２に設けた概念構成のブロック図である。パワー回路部７８は、バッテリ６９の直流電力をモータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ８１と、このインバータ８１を制御するＰＷＭドライバ８２とで構成される。モータ１は３相の同期モータ等からなる。インバータ８１は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ８２は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
【００４３】
モータコントール部７９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部８３を有している。モータ駆動制御部８３は、上位制御手段であるＥＣＵ７１から与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部７８のＰＷＭドライバ８２に電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部８３は、インバータ８１からモータ１に流すモータ電流値を電流センサ８５から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部８３は、モータロータ１１（図２）の回転角を角度センサ１５から得て、ベクトル制御を行う。
【００４４】
この実施形態では、油面高さを検出する液面レベルセンサＳｂをモータハウジング内に設けると共に、液面レベルセンサＳｂで検出された値が定められた油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっているか否かを判定する判定手段４７Ａを、インバータ装置７２における上記構成のモータコントロール部７９に設けている。判定手段４７Ａは、検出値が油面高さＨ１の上限値と下限値との間に収まっていないと判定したとき、異常報告手段９１に出力する。このとき異常報告手段９１がＥＣＵ７１に異常の報告を行い、その異常の報告により、ＥＣＵ７１の異常表示手段９２が運転席の表示装置７７に異常の表示を行う。このため、運転者は、その異常を直ぐに認識することができて、車両の停止や徐行、修理工場への走行など、運転者により迅速に適切な処置を行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…モータ
２…減速機
３…入力軸
４…出力部材
５…車輪用軸受
６…モータ回転軸
９…モータハウジング
２０…モータケーブル
２１…引き出し部
４０…潤滑油供給機構
４５…潤滑油貯留部
５２…車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するモータと、
このモータの回転を減速する減速機と、
この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、
前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構と、
を備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたことを特徴とするインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、前記潤滑油供給機構は、
モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、
モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、
減速機に設けられ、潤滑油流路および潤滑油貯留部に連通して潤滑油を減速機に供給する減速機油路と、
潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑油流路を経由して減速機油路およびモータ回転軸油路に循環させるポンプと、
を有する軸心給油機構であるインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さを、モータのモータロータに掛かる程度としたインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記モータの回転角を検出する角度センサを設け、前記モータケーブルは、モータを回転駆動する電力を供給する動力ケーブルと、角度センサ用の回転角度検出ケーブルとを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、コイル温度検出手段用のケーブルを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記モータのモータロータの温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記モータに、モータケーブルの引き出し部を封止する封止手段を設けたインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記減速機がサイクロイド減速機によって構成されているインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項１】
車輪を駆動するモータと、
このモータの回転を減速する減速機と、
この減速機の入力軸と同軸の出力部材によって回転される車輪用軸受と、
前記減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられる潤滑油を供給する潤滑油供給機構と、
を備えたインホイールモータ車両駆動装置において、
前記潤滑油供給機構は潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有し、前記モータから外方に引き出されるモータケーブルの引き出し部を、モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さよりも上方に設けたことを特徴とするインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、前記潤滑油供給機構は、
モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、
モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、
減速機に設けられ、潤滑油流路および潤滑油貯留部に連通して潤滑油を減速機に供給する減速機油路と、
潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑油流路を経由して減速機油路およびモータ回転軸油路に循環させるポンプと、
を有する軸心給油機構であるインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記モータの駆動停止状態における潤滑油貯留部に貯留された潤滑油の油面高さを、モータのモータロータに掛かる程度としたインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記モータの回転角を検出する角度センサを設け、前記モータケーブルは、モータを回転駆動する電力を供給する動力ケーブルと、角度センサ用の回転角度検出ケーブルとを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記モータのコイルの温度を検出するコイル温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、コイル温度検出手段用のケーブルを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記モータのモータロータの温度を検出するロータ温度検出手段を設け、前記モータケーブルは、ロータ温度検出手段用のケーブルを含むインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記モータに、モータケーブルの引き出し部を封止する封止手段を設けたインホイールモータ車両駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記減速機がサイクロイド減速機によって構成されているインホイールモータ車両駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０４５３２（Ｐ２０１３−１０４５３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０７６８（Ｐ２０１１−２５０７６８）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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