車両用モータ駆動装置
【課題】電気自動車のモータ部に形成する潤滑油冷却用水路の加工を複雑にすることなく、部品点数を削減し、ユニット製造コストを低減する。
【解決手段】モータケース２２を、ステータ２３とロータ２４を収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、このモータハウジング２２ａの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバー２２ｂとによって形成し、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝６１ａを形成し、モータハウジング２２ａの筒状部とリヤカバー２２ｂの嵌め合せることにより、冷却用水路６１を形成した。
【解決手段】モータケース２２を、ステータ２３とロータ２４を収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、このモータハウジング２２ａの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバー２２ｂとによって形成し、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝６１ａを形成し、モータハウジング２２ａの筒状部とリヤカバー２２ｂの嵌め合せることにより、冷却用水路６１を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車もしくはハイブリッド電気自動車のモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車のモータ駆動装置１０１として、例えば、特開２００９−１７４５９３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００３】
このモータ駆動装置１０１は、インホイールモータ駆動装置であり、図１０に示すように、車体に取り付けられるモータケース１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを備える。
【０００４】
上記のようなモータ駆動装置１０１においては、モータケース１０２の外周に、潤滑油冷却用水路１０６を設け、冷却性能を向上させている。
【０００５】
上記モータケース１０２は、モータ部１０３のステータ１０７とロータ１０８を収容する有底円筒形状のモータハウジング１０２ａと、モータ出力軸１０９の支持部を有するリヤカバー１０２ｂと、モータハウジング１０２ａの外周に嵌められる円筒部材１０２ｃとからなる。
【０００６】
円筒部材１０２ｃは、モータハウジング１０２ａの外周に形成した螺旋状水路溝の蓋であり、潤滑油冷却用水路１０６を形成するために必要な部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１７４５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、モータケース１０２に潤滑油冷却用水路１０６を形成するためには、上記のように、モータケース１０２を、モータハウジング１０２ａ、リヤカバー１０２ｂ、円筒部材１０２ｃという３部材に分割して製作する必要があり、部品点数、アッセンブリ工程が増えるという課題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、潤滑油冷却用水路の加工を複雑にすることなく、部品点数を削減し、ユニット製造コストを低減することができるモータケースの構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、この発明は、冷却用水路を外周部に有するモータケースを、ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとによって形成し、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、冷却用水路を外周部に有するモータケースを、ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の外側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとによって形成し、上記モータハウジングの筒状部の外周面に水路溝を形成してもよい。
【００１２】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとには、潤滑油の油路を形成することができる。
【００１３】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーは、ダイカスト製法又は鋳造によって成形することができる。
【００１４】
この発明のモータケースは、インホイールモータ駆動装置のモータ部に使用することができる。
【００１５】
この発明のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を左右の車輪駆動軸に伝えるデファレンシャルとによって、１モータ構造のモータ駆動装置を構成することができる。
【００１６】
この発明のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、左右の等速ジョイントに伝えるデファレンシャルとによって１モータ構造のモータ駆動装置を構成することができる。
【００１７】
上記減速部は、サイクロイド減速機又は遊星歯車減速機によって構成することができる。
【００１８】
上記モータ部は、ラジアルギャップモータ又はアキシアルギャップモータによって構成することができる。
【００１９】
上記減速部のハウジングの下部に、潤滑油貯留部を設けてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係るモータケースは、内部に冷却水路を備える構造であるため、水冷方式の冷却システムを、省スペースに配置することができ、且つ効率の良い冷却性能を得ることができる。
【００２１】
この発明に係るモータケースは、２つの有底円筒形状の部材によって構成することができるので、ダイカストや鋳物等、無駄の少ない加工方法により、内部に水路を形成することが可能である。
【００２２】
この発明に係るモータケースは、水路外周を覆う円筒部材を、モータハウジング又はリヤカバーのケースに一体化することができるので、部品点数の削減と、製造・アッセンブリコストの削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施形態のモータケースを使用したインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図２】図１のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図３】図１のIII−III線の拡大断面図である。
【図４】図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。
【図５】この発明の第２の実施形態のモータケースを使用したインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図６】図５のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図７】１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図８】図７の実施形態のモータ部の背面図である。
【図９】図７のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図１０】従来のインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
インホイールモータ駆動装置のモータ部に使用するこの発明の第１の実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２５】
インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。
【００２６】
モータ部Ａのモータケース２２は、外周部に冷却用水路６１を設けている。
【００２７】
このモータケース２２は、ステータ２３とロータ２４を収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、このモータハウジング２２ａの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバー２２ｂとによって形成されている。
【００２８】
上記リヤカバー２２ｂの筒状部の外周面には、水路溝６１ａが形成され、モータハウジング２２ａの筒状部と、リヤカバー２２ｂの筒状部とを嵌め合わせることにより、水路溝６１ａの部分に冷却用水路６１が形成される。
【００２９】
有底円筒形状のモータハウジング２２ａの底部分は、ポンプハウジングとして機能し、内部に潤滑油流路２２ｃを形成している。
【００３０】
リヤカバー２２ｂの筒状部に形成した水路溝６１ａを囲う位置には、シール溝６２ａ、６２ｂが設けてあり、モータハウジング２２ａとリヤカバー２２ｂを嵌め合わせて冷却用水路６１を形成した際に、冷却水の漏れを防止している。
【００３１】
モータハウジング２２ａの円筒部には、リヤカバー２２ｂの外周面に形成した水路溝６１ａの始点・終点にあたる位置に、冷却水入口６３と冷却水出口６４を設けている。この冷却水入口６３と冷却水出口６４から冷却水を、駆動ユニットとは別に設けたポンプにより循環させ、この水冷システムにより、モータ部Ａの発熱部（コイル）を冷却している。
【００３２】
また、リヤカバー２２ｂには、冷却用水路６１の円周方向内側に潤滑油流路２２ｄが形成され、冷却用水路６１によって潤滑油流路２２ｄを循環する油が冷却される構造にしている。
【００３３】
減速部Ｂに供給される潤滑油は、減速部Ｂの下部に設けた油溜り２２ｅから、モータハウジング２２ａの底部のポンプハウジングに形成した潤滑油流路２２ｃ、潤滑油流路２２ｄ、モータ側回転部材２４ｂの中空路、減速機入力軸２５の中空路を通り、減速部Ｂに循環され、減速部Ｂが冷却される。
【００３４】
モータ部Ａは、リヤカバー２２ｂの円筒部に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２４ｂとを備えるラジアルギャップモータである。モータ側回転部材２４ｂは、中空路を有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってリヤカバー２２ｂに対して回転自在に支持されている。
【００３５】
モータ側回転部材２４ｂには、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する減速機入力軸２５が接続されている。
【００３６】
２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０°位相を変えて設けられている。
【００３７】
減速部Ｂは、偏心部２５ａ、２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ、２６ｂと、減速部Ｂのハウジングに固定された外ピンハウジング４５に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構とを備える。
【００３８】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａと減速機入力軸２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
【００３９】
曲線板２６ａ、２６ｂは、図３に示すように、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ、２６ｂの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂに嵌合する。
【００４０】
曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図３に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
【００４１】
外ピン２７は、減速機入力軸２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００４２】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００４３】
減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２５ｅと、潤滑油貯留部２２ｅと、回転ポンプ５１と、循環油路２２ｃ、２２ｄとを備える。
【００４４】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
【００４５】
また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｆの下部の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２５ｅが設けられている。また、潤滑油排出口２５ｅは、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの下部に接続され、ハウジング２２ｆの下部に設けた潤滑油貯留部２２ｅに連通されている。
【００４６】
潤滑油貯留部２２ｅには、潤滑油を吸い上げるパイプが設けられ、潤滑油貯留部２２ｅの潤滑油を回転ポンプ５１で吸い上げて、循環油路２２ｃを経由して潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
【００４７】
ここで、回転ポンプ５１は、図４に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、パイプに連通する吸入口５５と、循環油路２２ｃに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。
【００４８】
インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、スタビライザの円筒部の外径面に嵌合して内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。
【００４９】
アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２ａに回転自在に支持されている。
【００５０】
インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
【００５１】
インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から循環流路２２ｃに圧送される。
【００５２】
次に、モータケース２２の構成が異なるこの発明の第２の実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。
【００５３】
この第２の実施形態は、モータケース２２を、有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、リヤカバー２２ｂの２部材によって構成する点は同じであるが、この実施形態では、モータハウジング２２ａの筒状部の外周に、リヤカバー２２ｂの筒状部が嵌まり合うようにし、冷却用水路６１を形成する水路溝６１ａをモータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成している。
【００５４】
その他、モータ部Ａ、減速部Ｂ及び車輪ハブ軸受部Ｃの構成は、第１の実施形態と基本的に同じであるので、これらの構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
次に、図７〜図９は、この発明のモータケースを用いたモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を、左右の等速ジョイント７１に伝えるデファレンシャルＤとによって１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態である。
【００５６】
この実施形態のモータケース２２は、第２の実施形態と同様に、有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、リヤカバー２２ｂの２部材によって構成し、モータハウジング２２ａの筒状部の外周に、リヤカバー２２ｂの筒状部が嵌まり合うようにし、冷却用水路６１を形成する水路溝６１ａをモータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成している。
【００５７】
モータハウジング２２ａの水路溝６１ａを囲う位置にシール溝６２ａ、６２ｂが設けてあり、モータハウジング２２ａとリヤカバー２２ｂを嵌め合わせて冷却用水路６１を形成した際に、冷却水の漏れを防止している。
【００５８】
モータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成された水路溝６１ａは、図９に示すように、らせん状溝であり、このらせん状溝の始点と終点には、図８に示すように、冷却水入口６３と冷却水出口６４が設けてあり、駆動ユニットとは別に設けられたポンプにより冷却水を循環させている。
【００５９】
この水冷システムにより、モータ部Ａの発熱部（コイル）を冷却している。
【００６０】
１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態において、第１の実施形態のように、上記リヤカバー２２ｂの筒状部の外周面には、水路溝６１ａを形成し、モータハウジング２２ａの筒状部と、リヤカバー２２ｂの筒状部とを嵌合することにより、水路溝６１ａの部分に冷却用水路６１を形成することもできる。
【００６１】
以上の実施形態において、モータケース２２を構成する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、有底円筒形状のリヤカバー２２ｂは、ダイカスト、鋳造により製作することができる。
【００６２】
また、モータケース２２に設ける冷却用水路６１の形状は、らせん状のほか、Ｃ型断面、Ｏ型断面など、冷却水入口６３から冷却水出口６４に向かって循環可能な形状であれば、どのような形状でもよい。
また、以上の実施形態では、２つの有底円筒形状部材のうち、一方の外周面に彫られた水路溝と、他方の円筒部内径が勘合することで冷却用水路６１が形成されるものであるが、一方の円筒部内周面に彫られた水路溝と、他方の円筒部外径が嵌合することで水路が形成されるものでも良い。
【００６３】
なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。
【００６４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
２１ インホイールモータ駆動装置
２２ モータケース
２２ａ モータハウジング
２２ｂ リヤカバー
２２ｃ、２２ｄ 潤滑油流路
２３ ステータ
２４ ロータ
２４ｂ モータ側回転部材
２５ 減速機入力軸
５１ 回転ポンプ
６１ 冷却用水路
６１ａ 水路溝
６２ａ、６２ｂ シール溝
６３ 冷却水入口
６４ 冷却水出口
７１ 等速ジョイント
Ａ モータ部
Ｂ 減速部
Ｃ 車輪ハブ軸受部
Ｄ デファレンシャル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車もしくはハイブリッド電気自動車のモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車のモータ駆動装置１０１として、例えば、特開２００９−１７４５９３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００３】
このモータ駆動装置１０１は、インホイールモータ駆動装置であり、図１０に示すように、車体に取り付けられるモータケース１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを備える。
【０００４】
上記のようなモータ駆動装置１０１においては、モータケース１０２の外周に、潤滑油冷却用水路１０６を設け、冷却性能を向上させている。
【０００５】
上記モータケース１０２は、モータ部１０３のステータ１０７とロータ１０８を収容する有底円筒形状のモータハウジング１０２ａと、モータ出力軸１０９の支持部を有するリヤカバー１０２ｂと、モータハウジング１０２ａの外周に嵌められる円筒部材１０２ｃとからなる。
【０００６】
円筒部材１０２ｃは、モータハウジング１０２ａの外周に形成した螺旋状水路溝の蓋であり、潤滑油冷却用水路１０６を形成するために必要な部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１７４５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、モータケース１０２に潤滑油冷却用水路１０６を形成するためには、上記のように、モータケース１０２を、モータハウジング１０２ａ、リヤカバー１０２ｂ、円筒部材１０２ｃという３部材に分割して製作する必要があり、部品点数、アッセンブリ工程が増えるという課題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、潤滑油冷却用水路の加工を複雑にすることなく、部品点数を削減し、ユニット製造コストを低減することができるモータケースの構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、この発明は、冷却用水路を外周部に有するモータケースを、ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとによって形成し、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、冷却用水路を外周部に有するモータケースを、ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の外側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとによって形成し、上記モータハウジングの筒状部の外周面に水路溝を形成してもよい。
【００１２】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとには、潤滑油の油路を形成することができる。
【００１３】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーは、ダイカスト製法又は鋳造によって成形することができる。
【００１４】
この発明のモータケースは、インホイールモータ駆動装置のモータ部に使用することができる。
【００１５】
この発明のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を左右の車輪駆動軸に伝えるデファレンシャルとによって、１モータ構造のモータ駆動装置を構成することができる。
【００１６】
この発明のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、左右の等速ジョイントに伝えるデファレンシャルとによって１モータ構造のモータ駆動装置を構成することができる。
【００１７】
上記減速部は、サイクロイド減速機又は遊星歯車減速機によって構成することができる。
【００１８】
上記モータ部は、ラジアルギャップモータ又はアキシアルギャップモータによって構成することができる。
【００１９】
上記減速部のハウジングの下部に、潤滑油貯留部を設けてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係るモータケースは、内部に冷却水路を備える構造であるため、水冷方式の冷却システムを、省スペースに配置することができ、且つ効率の良い冷却性能を得ることができる。
【００２１】
この発明に係るモータケースは、２つの有底円筒形状の部材によって構成することができるので、ダイカストや鋳物等、無駄の少ない加工方法により、内部に水路を形成することが可能である。
【００２２】
この発明に係るモータケースは、水路外周を覆う円筒部材を、モータハウジング又はリヤカバーのケースに一体化することができるので、部品点数の削減と、製造・アッセンブリコストの削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施形態のモータケースを使用したインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図２】図１のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図３】図１のIII−III線の拡大断面図である。
【図４】図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。
【図５】この発明の第２の実施形態のモータケースを使用したインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図６】図５のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図７】１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図８】図７の実施形態のモータ部の背面図である。
【図９】図７のモータケースを分離した状態を示す概略断面図である。
【図１０】従来のインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
インホイールモータ駆動装置のモータ部に使用するこの発明の第１の実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２５】
インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。
【００２６】
モータ部Ａのモータケース２２は、外周部に冷却用水路６１を設けている。
【００２７】
このモータケース２２は、ステータ２３とロータ２４を収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、このモータハウジング２２ａの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバー２２ｂとによって形成されている。
【００２８】
上記リヤカバー２２ｂの筒状部の外周面には、水路溝６１ａが形成され、モータハウジング２２ａの筒状部と、リヤカバー２２ｂの筒状部とを嵌め合わせることにより、水路溝６１ａの部分に冷却用水路６１が形成される。
【００２９】
有底円筒形状のモータハウジング２２ａの底部分は、ポンプハウジングとして機能し、内部に潤滑油流路２２ｃを形成している。
【００３０】
リヤカバー２２ｂの筒状部に形成した水路溝６１ａを囲う位置には、シール溝６２ａ、６２ｂが設けてあり、モータハウジング２２ａとリヤカバー２２ｂを嵌め合わせて冷却用水路６１を形成した際に、冷却水の漏れを防止している。
【００３１】
モータハウジング２２ａの円筒部には、リヤカバー２２ｂの外周面に形成した水路溝６１ａの始点・終点にあたる位置に、冷却水入口６３と冷却水出口６４を設けている。この冷却水入口６３と冷却水出口６４から冷却水を、駆動ユニットとは別に設けたポンプにより循環させ、この水冷システムにより、モータ部Ａの発熱部（コイル）を冷却している。
【００３２】
また、リヤカバー２２ｂには、冷却用水路６１の円周方向内側に潤滑油流路２２ｄが形成され、冷却用水路６１によって潤滑油流路２２ｄを循環する油が冷却される構造にしている。
【００３３】
減速部Ｂに供給される潤滑油は、減速部Ｂの下部に設けた油溜り２２ｅから、モータハウジング２２ａの底部のポンプハウジングに形成した潤滑油流路２２ｃ、潤滑油流路２２ｄ、モータ側回転部材２４ｂの中空路、減速機入力軸２５の中空路を通り、減速部Ｂに循環され、減速部Ｂが冷却される。
【００３４】
モータ部Ａは、リヤカバー２２ｂの円筒部に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２４ｂとを備えるラジアルギャップモータである。モータ側回転部材２４ｂは、中空路を有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってリヤカバー２２ｂに対して回転自在に支持されている。
【００３５】
モータ側回転部材２４ｂには、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する減速機入力軸２５が接続されている。
【００３６】
２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０°位相を変えて設けられている。
【００３７】
減速部Ｂは、偏心部２５ａ、２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ、２６ｂと、減速部Ｂのハウジングに固定された外ピンハウジング４５に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構とを備える。
【００３８】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａと減速機入力軸２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
【００３９】
曲線板２６ａ、２６ｂは、図３に示すように、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ、２６ｂの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂに嵌合する。
【００４０】
曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図３に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
【００４１】
外ピン２７は、減速機入力軸２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００４２】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００４３】
減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２５ｅと、潤滑油貯留部２２ｅと、回転ポンプ５１と、循環油路２２ｃ、２２ｄとを備える。
【００４４】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
【００４５】
また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｆの下部の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２５ｅが設けられている。また、潤滑油排出口２５ｅは、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの下部に接続され、ハウジング２２ｆの下部に設けた潤滑油貯留部２２ｅに連通されている。
【００４６】
潤滑油貯留部２２ｅには、潤滑油を吸い上げるパイプが設けられ、潤滑油貯留部２２ｅの潤滑油を回転ポンプ５１で吸い上げて、循環油路２２ｃを経由して潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
【００４７】
ここで、回転ポンプ５１は、図４に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、パイプに連通する吸入口５５と、循環油路２２ｃに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。
【００４８】
インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、スタビライザの円筒部の外径面に嵌合して内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。
【００４９】
アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２ａに回転自在に支持されている。
【００５０】
インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
【００５１】
インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から循環流路２２ｃに圧送される。
【００５２】
次に、モータケース２２の構成が異なるこの発明の第２の実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。
【００５３】
この第２の実施形態は、モータケース２２を、有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、リヤカバー２２ｂの２部材によって構成する点は同じであるが、この実施形態では、モータハウジング２２ａの筒状部の外周に、リヤカバー２２ｂの筒状部が嵌まり合うようにし、冷却用水路６１を形成する水路溝６１ａをモータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成している。
【００５４】
その他、モータ部Ａ、減速部Ｂ及び車輪ハブ軸受部Ｃの構成は、第１の実施形態と基本的に同じであるので、これらの構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
次に、図７〜図９は、この発明のモータケースを用いたモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を、左右の等速ジョイント７１に伝えるデファレンシャルＤとによって１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態である。
【００５６】
この実施形態のモータケース２２は、第２の実施形態と同様に、有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、リヤカバー２２ｂの２部材によって構成し、モータハウジング２２ａの筒状部の外周に、リヤカバー２２ｂの筒状部が嵌まり合うようにし、冷却用水路６１を形成する水路溝６１ａをモータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成している。
【００５７】
モータハウジング２２ａの水路溝６１ａを囲う位置にシール溝６２ａ、６２ｂが設けてあり、モータハウジング２２ａとリヤカバー２２ｂを嵌め合わせて冷却用水路６１を形成した際に、冷却水の漏れを防止している。
【００５８】
モータハウジング２２ａの筒状部の外周面に形成された水路溝６１ａは、図９に示すように、らせん状溝であり、このらせん状溝の始点と終点には、図８に示すように、冷却水入口６３と冷却水出口６４が設けてあり、駆動ユニットとは別に設けられたポンプにより冷却水を循環させている。
【００５９】
この水冷システムにより、モータ部Ａの発熱部（コイル）を冷却している。
【００６０】
１モータ構造のモータ駆動装置の実施形態において、第１の実施形態のように、上記リヤカバー２２ｂの筒状部の外周面には、水路溝６１ａを形成し、モータハウジング２２ａの筒状部と、リヤカバー２２ｂの筒状部とを嵌合することにより、水路溝６１ａの部分に冷却用水路６１を形成することもできる。
【００６１】
以上の実施形態において、モータケース２２を構成する有底円筒形状のモータハウジング２２ａと、有底円筒形状のリヤカバー２２ｂは、ダイカスト、鋳造により製作することができる。
【００６２】
また、モータケース２２に設ける冷却用水路６１の形状は、らせん状のほか、Ｃ型断面、Ｏ型断面など、冷却水入口６３から冷却水出口６４に向かって循環可能な形状であれば、どのような形状でもよい。
また、以上の実施形態では、２つの有底円筒形状部材のうち、一方の外周面に彫られた水路溝と、他方の円筒部内径が勘合することで冷却用水路６１が形成されるものであるが、一方の円筒部内周面に彫られた水路溝と、他方の円筒部外径が嵌合することで水路が形成されるものでも良い。
【００６３】
なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。
【００６４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
２１ インホイールモータ駆動装置
２２ モータケース
２２ａ モータハウジング
２２ｂ リヤカバー
２２ｃ、２２ｄ 潤滑油流路
２３ ステータ
２４ ロータ
２４ｂ モータ側回転部材
２５ 減速機入力軸
５１ 回転ポンプ
６１ 冷却用水路
６１ａ 水路溝
６２ａ、６２ｂ シール溝
６３ 冷却水入口
６４ 冷却水出口
７１ 等速ジョイント
Ａ モータ部
Ｂ 減速部
Ｃ 車輪ハブ軸受部
Ｄ デファレンシャル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとからなり、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする冷却用水路を外周部に有するモータケース。
【請求項２】
ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の外側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとからなり、上記モータハウジングの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする冷却用水路を外周部に有するモータケース。
【請求項３】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとに、潤滑油の油路を形成している請求項１又は２記載のモータケース。
【請求項４】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとを、ダイカスト製法又は鋳造によって成形したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータケース。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部とを備えるインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、デファレンシャルを介して左右の車輪駆動軸に伝える１モータ構造のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、デファレンシャルを介して左右の等速ジョイントに伝える１モータ構造のモータ駆動装置。
【請求項８】
上記減速部が、サイクロイド減速機によって構成されている請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
上記減速部が、遊星歯車減速機によって構成されている請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
上記モータ部が、ラジアルギャップモータである請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
上記モータ部が、アキシアルギャップモータである請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
潤滑油貯留部が、減速部のハウジングの下部に設けられている請求項５〜１１のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１】
ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の内側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとからなり、上記リヤカバーの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする冷却用水路を外周部に有するモータケース。
【請求項２】
ステータとロータを収容する背面側が開口する有底円筒形状のモータハウジングと、このモータハウジングの筒状部の外側に背面側から嵌合する筒状部を一体に形成した有底円筒形状のリヤカバーとからなり、上記モータハウジングの筒状部の外周面に水路溝を形成したことを特徴とする冷却用水路を外周部に有するモータケース。
【請求項３】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとに、潤滑油の油路を形成している請求項１又は２記載のモータケース。
【請求項４】
上記有底円筒形状のモータハウジングとリヤカバーとを、ダイカスト製法又は鋳造によって成形したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータケース。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部とを備えるインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、デファレンシャルを介して左右の車輪駆動軸に伝える１モータ構造のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータケースを用いたモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速部と、減速部からの出力を、デファレンシャルを介して左右の等速ジョイントに伝える１モータ構造のモータ駆動装置。
【請求項８】
上記減速部が、サイクロイド減速機によって構成されている請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
上記減速部が、遊星歯車減速機によって構成されている請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
上記モータ部が、ラジアルギャップモータである請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
上記モータ部が、アキシアルギャップモータである請求項５〜７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
潤滑油貯留部が、減速部のハウジングの下部に設けられている請求項５〜１１のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３４４８１（Ｐ２０１２−３４４８１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１２９３（Ｐ２０１０−１７１２９３）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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