本發(fā)明涉及例如通過減速器連結電動機的輸出軸和車輪用軸承的輪內電動機驅動裝置。
背景技術:
以往的輪內電動機驅動裝置例如有專利文獻1所公開的結構的輪內電動機驅動裝置。該專利文獻1所公開的輪內電動機驅動裝置101如圖12所示,具備:在經(jīng)由懸架裝置(懸架)安裝于車身的、在殼體102的內部產(chǎn)生驅動力的電動機部103;與車輪連接的車輪用軸承部104;以及配置在電動機部103與車輪用軸承部104之間使電動機部103的旋轉減速而向車輪用軸承部104傳遞的減速器部105。
在由上述結構構成的輪內電動機驅動裝置101中,從裝置小型化的觀點出發(fā),電動機部103采用低轉矩且高旋轉的小型電動機。該電動機部103是徑向間隙電動機,具備:固定于殼體102的定子106;在該定子106的徑向內側與該定子隔開間隙而對置配置的轉子107;以及配置于該轉子107的徑向內側且與轉子107一體旋轉的電動機旋轉軸108。
另一方面,由于通過車輪用軸承部104驅動車輪需要較大的轉矩,因此采用了緊湊且能夠得到高減速比的擺線減速器。擺線減速器的主要部分包括:具有一對偏心部109a、109b的減速器輸入軸110;配置于減速器輸入軸110的偏心部109a、109b的一對曲線板111a、111b;與曲線板111a、111b的外周面卡合而使曲線板111a、111b產(chǎn)生自轉運動的多個外銷112;以及與曲線板111a、111b的貫通孔的內周面卡合而將曲線板111a、111b的自轉運動向減速器輸出軸113傳遞的多個內銷114。
在專利文獻1所公開的輪內電動機驅動裝置101中,設置有向電動機部103以及減速器部105供給潤滑油的潤滑機構。潤滑機構具備用于加壓輸送潤滑油的旋轉泵115,具有使?jié)櫥驮陔妱訖C部103以及減速器部105的內部循環(huán)的結構。通過旋轉泵115在電動機部103以及減速器部105的內部循環(huán)的潤滑機構主要包括:旋轉泵115、殼體上部的油路116、電動機旋轉軸108的油路117、轉子107的油孔118、減速器輸入軸110的油路122、外銷殼體123的油路124、殼體下部的油路125、119、油罐120以及殼體下部的油路121。在潤滑機構內標注的空心箭頭表示潤滑油的流動。
在由前述結構構成的潤滑機構中,當旋轉泵115旋轉時,存積在油罐120中的潤滑油從殼體下部的油路121被吸入旋轉泵115而向電動機部103以及減速器部195的內部供給。從旋轉泵115加壓輸送的潤滑油通過殼體上部的油路116以及電動機旋轉軸108的油路117,在泵壓力以及離心力作用下從轉子107的油孔118排出而對定子106進行冷卻。另一方面,通過與電動機旋轉軸108的油路117連通的減速器輸入軸110的油路122而向減速器部105的內部排出的潤滑油通過外銷殼體123以及殼體下部的油路124、125到達電動機部103。對定子106進行冷卻后的潤滑油與從減速器部105進入電動機部103的潤滑油一起從殼體下部的油路119向油罐120排出。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2011-189919號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
然而,上述的現(xiàn)有的輪內電動機驅動裝置101必需收納于車輛的車輪的內部,另外,需要限制非簧載質量,并且為了確保較大的客室空間,小型化成為必需的條件。由于這種輪內電動機驅動裝置本身的小型化,對于配置在殼體102的下方的油罐120難以確保足夠的容積,因此在電動機部103的內部存積潤滑油。存積在該電動機部103的內部的潤滑油包括:進行電動機部103的冷卻后的潤滑油、進行減速器部105的潤滑而從殼體下部的油孔125進入電動機部103的潤滑油。
在此,若為了確保電動機部103以及減速器部105中所需的潤滑油量,而增大潤滑油的封入量,則存積在電動機部103的內部的潤滑油的油面M(參照圖12的雙點劃線)變高,而使轉子107的一部分浸漬于潤滑油。另外,旋轉泵115與減速器輸出軸113同步地旋轉,因此在電動機剛剛起動后,隨著電動機旋轉速度的增加,旋轉泵115的旋轉速度也增加,從旋轉泵115排出的潤滑油量也增加。因此,從轉子107的油孔118排出的潤滑油量也增加。
另外,潤滑油是具有粘性的流體,并且,轉子107以15000min-1以上的高速旋轉,因此,與轉子107接觸的潤滑油(存在于轉子附近的潤滑油)向轉子107的旋轉方向被拖帶而被刮起。另外,當轉子107的旋轉速度增加時,與轉子107接觸的潤滑油量增加,并且由于潤滑油的粘性而作用于轉子107與潤滑油之間的載荷也增加,因此潤滑油的攪拌阻力增加。
由于該攪拌阻力的增加,如圖13所示,存積在電動機部103的內部的潤滑油向轉子107的旋轉方向(參照圖中的實線箭頭)被刮起而使油面M與水平相比大幅度傾斜。在此,配置在殼體102的下方的油罐120為了應對車輛的懸架結構,車輛的加速以及減速時的慣性導致的潤滑油的偏置,上坡時的油面變化,而配置在車輛行進方向的后方(圖中的靠右側)。由此,當如上述那樣潤滑油的油面M大幅度傾斜時,潤滑油難以流入油罐120。
這樣,若存積在電動機部103的內部的潤滑油難以流入油罐120,則隨著旋轉泵115的旋轉,油罐120中的潤滑油量降低。其結果是,從旋轉泵115排出的潤滑油量降低,存在旋轉泵115難以排出電動機部103以及減速器部105所需的潤滑油量的可能性。
因此,本發(fā)明是鑒于上述的問題點而完成的,其目的在于通過改善減速器部的潤滑性能從而提供高品質且耐久性優(yōu)異的輪內電動機驅動裝置。
用于解決課題的手段
作為實現(xiàn)前述目的的技術手段,本發(fā)明涉及一種輪內電動機驅動裝置,其具備:電動機部;減速器部;車輪用軸承部;殼體;以及向電動機部以及減速器部供給潤滑油的潤滑機構,將電動機部的電動機旋轉減速而向減速器輸出軸傳遞,車輪用軸承部與減速器輸出軸連結,其特征在于,潤滑機構具備:將減速器部的內部的潤滑油向電動機部排出的減速器部的油路;以及將電動機部的內部的潤滑油與來自減速器部的潤滑油一起向油罐排出的電動機部的油路,在電動機部設置有擋板,該擋板將來自減速器部的潤滑油向電動機部的油路引導。
在本發(fā)明中,即便與電動機部的轉子接觸的潤滑油向轉子的旋轉方向拖帶而被刮起,其攪拌阻力增加,也能夠通過設置于電動機部的擋板,使從減速器部向電動機部排出的潤滑油與和轉子接觸的潤滑油分離。通過該分離,從而不受與轉子接觸的潤滑油的拖帶影響,能夠將來自減速器部的潤滑油向電動機部的油路引導,因此來自減速器部的潤滑油能夠容易流入油罐,能夠確保旋轉泵的排出量,從而能夠改善輪內電動機驅動裝置的減速器部的潤滑性能。
優(yōu)選為,本發(fā)明的減速器部的油路沿著軸向延伸而與電動機部連通,擋板配置為與減速器部的油路對置,在擋板的正下方配置有電動機部的油路。這樣一來,能夠使從減速器部向電動機部排出的潤滑油、與轉子接觸的潤滑油容易地分離,從而能夠將來自減速器部的潤滑油順暢地向電動機部的油路引導。
優(yōu)選為,本發(fā)明的電動機部包括:固定于殼體的定子;以及設置于所述電動機部的電動機旋轉軸的轉子,朝向轉子延伸設置的擋板在延伸部設置有多個小孔,延伸部以與設置于轉子的油孔對置的方式與轉子接近配置。這樣一來,與轉子接觸的潤滑油容易經(jīng)由小孔流出,能夠降低與轉子接觸的潤滑油的拖帶,因此能夠降低因轉子的旋轉而產(chǎn)生的潤滑油的攪拌阻力。
優(yōu)選為,本發(fā)明的擋板由絕緣材料構成。這樣一來,能夠將擋板配置為與電動機部的定子接近,因此能夠充分確保從減速器部的油路至電動機部的油路的電動機部的容積。由此,能夠容易地從減速器部將潤滑油向電動機部的油路引導。
優(yōu)選為,本發(fā)明的潤滑機構具有:用于加壓輸送潤滑油的泵;以及油罐。這樣一來,能夠容易地向電動機部供給潤滑油。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,即便與電動機部的轉子接觸的潤滑油向轉子的旋轉方向拖帶而被刮起,其攪拌阻力增加,也能夠通過設置于電動機部的擋板,使從減速器部向電動機部排出的潤滑油與和轉子接觸的潤滑油分離。通過該分離,從而不受與轉子接觸的潤滑油的拖帶影響,能夠將來自減速器部的潤滑油向電動機部的油路引導,因此從減速器部向電動機部排出的潤滑油能夠容易流入油罐,能夠確保旋轉泵的排出量。其結果是,能夠改善輪內電動機驅動裝置的減速器部的潤滑性能,能夠實現(xiàn)高品質且耐久性優(yōu)異的輪內電動機驅動裝置。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實施方式中輪內電動機驅動裝置的整體結構的縱剖視圖。
圖2是沿著圖1的P-P線的剖視圖。
圖3是示出圖1的減速器部的主要部分放大剖視圖。
圖4是示出作用于圖1的曲線板的載荷的說明圖。
圖5是示出圖1的旋轉泵的橫剖視圖。
圖6是沿著圖1的Q-Q線的剖視圖。
圖7是沿著圖1的R-R線的剖視圖。
圖8是示出本發(fā)明的另一實施方式中輪內電動機驅動裝置的整體結構的縱剖視圖。
圖9是沿著圖8的S-S線的剖視圖。
圖10是搭載了輪內電動機驅動裝置的電動機動車的概要結構的俯視圖。
圖11是示出圖10的電動機動車的后方剖視圖。
圖12是示出以往的輪內電動機驅動裝置的整體結構的縱剖視圖。
圖13是沿著圖12的T-T線的剖視圖。
具體實施方式
根據(jù)附圖對本發(fā)明所涉及的輪內電動機驅動裝置的實施方式進行詳細說明。
圖10是搭載了輪內電動機驅動裝置21的電動機動車11的概要俯視圖,圖11是從后方觀察電動機動車11時的概要剖視圖。如圖10所示,電動機動車11具備:底盤12、作為轉向輪的前輪13、作為驅動輪的后輪14、以及向后輪14傳遞驅動力的輪內電動機驅動裝置21。如圖11所示,后輪14收容于底盤12的車輪罩12a的內部,經(jīng)由懸架裝置(懸架)12b而固定于底盤12的下部。
懸架裝置12b通過左右延伸的懸架臂支承后輪14,并且通過包括螺旋彈簧與減震器的支承件,吸收后輪14從地面受到的振動從而抑制底盤12的振動。并且,在左右的懸架臂的連結部分設置有抑制轉彎時等的車身的傾斜的穩(wěn)定器。為了提高對于路面的凹凸的隨動性,將后輪14的驅動力高效地向路面?zhèn)鬟f,懸架裝置12b采用能夠使左右的車輪獨立地上下運動的獨立懸架式。
電動機動車11在車輪罩12a內部設置有分別驅動左右的后輪14的輪內電動機驅動裝置21,從而無需在底盤12上設置電動機、驅動軸以及差動齒輪機構等,因此具有能夠將客室空間確保為較大,并且能夠分別控制左右的后輪14的旋轉優(yōu)點。為了提高電氣機動車11的行駛穩(wěn)定性以及NVH特性需要抑制非簧載質量,需要說明的是,為了確保較大的客室空間,要求輪內電動機驅動裝置21的小型化。
因此,該實施方式的輪內電動機驅動裝置21具備以下的結構。圖1是示出輪內電動機驅動裝置21的概要結構的縱剖視圖,圖2是沿著圖1的P-P線的剖視圖,圖3是示出減速器部B的放大剖視圖,圖4是示出作用于曲線板26a的載荷的說明圖,圖5是示出旋轉泵51的橫剖視圖。需要說明的是,在對該實施方式的特征結構進行說明之前,對輪內電動機驅動裝置21的整體結構進行說明。
如圖1所示,輪內電動機驅動裝置21具備:產(chǎn)生驅動力的電動機部A、使電動機部A的旋轉減速而輸出的減速器部B、以及將來自減速器部B的輸出向作為驅動輪的后輪14(參照圖10以及圖11)傳遞的車輪用軸承部C,電動機部A與減速器部B收納于殼體22,安裝于電動機動車11的車輪罩12a(參照圖11)內。殼體22采用包括收容電動機部A的電動機殼體與收容減速器部B的減速器殼體的分割結構,通過螺栓而被緊固一體化。
電動機部A是徑向間隙電動機,包括:固定于殼體22的定子23a;在定子23a的徑向內側與定子23a隔開間隙而對置配置的轉子23b;以及配置于轉子23b的徑向內側且與轉子23b一體旋轉的電動機旋轉軸24。定子23a通過在磁性體芯23c的外周卷繞線圈23d而構成,轉子23b由永磁鐵或者磁性體構成。通過向定子23a的線圈23d通電,轉子23b以15000min-1以上的高速旋轉。
電動機旋轉軸24通過向徑向外側一體地延伸的保持架部24d保持轉子23b。該保持架部24d采用將供轉子23b嵌入固定的凹槽形成為環(huán)狀的結構。電動機旋轉軸24的軸向一側端部(圖1的右側)被滾動軸承36a支承為相對于殼體22旋轉自如,軸向另一側端部(圖1的左側)被滾動軸承36b支承為相對于殼體22旋轉自如。
減速器輸入軸25的軸向一側大致中央部(圖1的右側)被滾動軸承37a支承為相對于減速器輸出軸28旋轉自如,軸向另一側端部(圖1的左側)被滾動軸承37b支承為相對于減速器輸出軸28旋轉自如。該減速器輸入軸25在減速器部B內具有偏心部25a、25b。為了相互抵消偏心運動產(chǎn)生的離心力,兩個偏心部25a、25b以偏離180°相位的方式設置。減速器輸入軸25與前述的電動機旋轉軸24通過花鍵嵌合而連結從而將電動機部A的驅動力傳遞至減速器部B。
減速器部B具備:旋轉自如地保持于減速器輸入軸25的偏心部25a、25b的作為公轉構件的曲線板26a、26b;與曲線板26a、26b的外周部卡合的多個外銷27;將曲線板26a、26b的自轉運動向減速器輸出軸28傳遞的運動轉換機構;以及與偏心部25a、25b相鄰地設置于減速器輸入軸25的平衡重29。
減速器輸出軸28具有凸緣部28a與軸部28b。在凸緣部28a的以減速器輸出軸28的旋轉軸心為中心的圓周上等間隔地固定有多個內銷31。另外,軸部28b通過花鍵嵌合以能夠傳遞轉矩的方式與作為車輪用軸承部C的內側構件的輪轂32連結,將減速器部B的輸出向后輪14傳遞。該減速器輸出軸28通過滾動軸承46旋轉自如地支承于外銷殼體60。
如圖2以及圖3所示,曲線板26a、26b在外周部具有由圓外次擺線等次擺線系曲線構成的多個波形,且具有從一側端面向另一側端面貫通的貫通孔30a、30b。貫通孔30a在以曲線板26a、26b的自轉軸心為中心的圓周上等間隔地設置有多個,并收容前述的內銷31。另外,貫通孔30b設置于曲線板26a、26b的中心,與偏心部25a、25b嵌合。
曲線板26a、26b被滾動軸承41支承為相對于偏心部25a、25b旋轉自如。滾動軸承41是圓柱滾子軸承,具備:與偏心部25a、25b的外周面嵌合且在外周面形成有內側軌道面42a的內圈42;在曲線板26a、26b的貫通孔30b的內周面直接形成的外側軌道面43;配置在內側軌道面42a與外側軌道面43之間的多個圓柱滾子44;以及保持圓柱滾子44的保持器45。另外,內圈42具有從內側軌道面42a的軸向兩端部向徑向外側突出的鄂部42b。
外銷27在以減速器輸入軸25的旋轉軸心為中心的圓周上等間隔地設置。當曲線板26a、26b公轉運動時,曲線形狀的波形與外銷27卡合,從而使曲線板26a、26b產(chǎn)生自轉運動。外銷27通過滾針軸承27a旋轉自如地保持于外銷殼體60,該外銷殼體60以無法轉動且被彈性支承的浮動狀態(tài)(省略圖示)安裝于殼體22。由此,能夠降低與曲線板26a、26b之間的接觸阻力。
平衡重29呈大致扇形狀,具有與減速器輸入軸25嵌合的貫通孔,為了消除因曲線板26a、26b的旋轉而產(chǎn)生的不平衡慣性力偶,平衡重29在與各偏心部25a、25b相鄰的位置與偏心部25a、25b偏離180°相位地配置。當將兩個曲線板26a、26b之間的旋轉軸心方向的中心點設為G(參照圖3)時,對于該中心點G的右側,將中心點G與曲線板26a的中心的距離設為L1,將曲線板26a、滾動軸承41以及偏心部25a的質量之和設為m1,將曲線板26a的重心距旋轉軸心的偏心量設為ε1,將中心點G與平衡重29的距離設為L2,將平衡重29的質量設為m2,將平衡重29的重心距旋轉軸心的偏心量設為ε2時,滿足L1×m1×ε1=L2×m2×ε2的關系。L1×m1×ε1=L2×m2×ε2的關系允許不可避免產(chǎn)生的誤差。在中心點G的左側的曲線板26b與平衡重29之間同樣的關系也成立。
運動轉換機構包括保持于減速器輸出軸28且沿軸向延伸的多個內銷31、以及設置于曲線板26a、26b的貫通孔30a。內銷31在以減速器輸出軸28的旋轉軸心為中心的圓周上等間隔地設置,其軸向一側端部固定于減速器輸出軸28的凸緣28a。另外,為了降低與曲線板26a、26b的摩擦阻力,在與曲線板26a、26b的貫通孔30a的內壁面抵接的位置處設有滾針軸承31a。貫通孔30a設置在與多個內銷31分別對應的位置,貫通孔30a的內徑尺寸設定為比內銷31的外徑尺寸(包括滾針軸承31a的最大外徑)大規(guī)定尺寸。
在內銷31的軸向另一側端部設置有穩(wěn)定器31b。穩(wěn)定器31b包括圓環(huán)形狀的圓環(huán)部31c、以及從圓環(huán)部31c的內周面沿軸向延伸的圓筒部31d。多個內銷31的軸向另一側端部固定于圓環(huán)部31c。從曲線板26a、26b向一部分的內銷31施加的載荷經(jīng)由凸緣部28a以及穩(wěn)定器31b被所有的內銷31支承,因此能夠減小作用于內銷31的應力,從而提高耐久性。
根據(jù)圖4對作用于曲線板26a、26b的載荷的狀態(tài)進行說明。偏心部25a的軸心O2從減速器輸入軸25的軸心O偏移偏心量e。在偏心部25a的外周安裝有曲線板26a,偏心部25a將曲線板26a支承為旋轉自如,因此軸心O2處于曲線板26a的軸心。曲線板26a的外周由波形曲線形成,在周向上等間隔地具有沿徑向凹陷的波形的凹部26c。在曲線板26a的周圍,以軸心O為中心而沿周向配設有多個與凹部26c卡合的外銷27。
在圖4中,當偏心部25a與減速器輸入軸25一起在紙面上向逆時針方向旋轉時,偏心部25a以軸心O為中心進行公轉運動,因此曲線板26a的凹部26c在周向上與外銷27依次抵接。其結果是,如箭頭所示,曲線板26a從多個外銷27受到載荷Fi,向順時針方向自轉。
另外,在曲線板26a上以軸心O2為中心在周向上配設有多個貫通孔30a。同與軸心O同軸地配置的減速器輸出軸28結合的內銷31穿過各貫通孔30a。貫通孔30a的內徑比內銷31的外徑大規(guī)定尺寸,因此內銷31不會成為曲線板26a的公轉運動的障礙,內銷31提取出曲線板26a的自轉運動而使減速器輸出軸28旋轉。此時,與減速器輸入軸25相比,減速器輸出軸28成為高轉矩且低轉速,如圖4中箭頭所示,曲線板26a從多個內銷31受到載荷Fj。上述多個載荷Fi、Fj的合力Fs施加于減速器輸入軸25。
合力Fs的方向根據(jù)曲線板26a的波形形狀、凹部26c的數(shù)量等幾何學的條件、離心力的影響而變化。具體而言,與連結自轉軸心O2與軸心O的直線Y成直角且通過自轉軸心O2的基準線X同合力Fs所成的角度α大致在30°~60°內變動。多個載荷Fi、Fj在減速器輸入軸25旋轉一周(360°)的期間,載荷的方向、大小變化,其結果是,作用于減速器輸入軸25的合力Fs的載荷的方向、大小也變動。當減速器輸入軸25向逆時針方向旋轉一周時,曲線板26a的波形的凹部26被減速向順時針方向旋轉一個間距,成為圖4的狀態(tài),重復上述情況。
如圖1所示,車輪用軸承部C的車輪用軸承33是雙列角接觸球軸承,該雙列角接觸球軸承通過在外周面直接形成有內側軌道面33f的輪轂32、與輪轂32的外周面的小徑臺階部32a嵌合且在外周面形成有內側軌道面33g的內圈33a構成內側構件,且具備:外圈33b,其嵌合固定于殼體22的內周面,在內周面形成有外側軌道面33h、33i;作為滾動體的多個滾珠33c,其配置在輪轂32與內圈33a的內側軌道面33f、33g以及外圈33b的外側軌道面33h、33i之間;保持器33d,其對相鄰的滾珠33c的間隔進行保持;以及密封構件33e,其對車輪用軸承33的軸向兩端部進行密封。后輪14通過螺栓34連結固定于該車輪用軸承33的輪轂32。
接下來,對整體的潤滑機構進行說明。該潤滑機構為了對電動機部A進行冷卻而向電動機部A供給潤滑油,并且向減速器部B供給潤滑油。如圖1所示,潤滑機構主要包括:旋轉泵51;配設于電動機部A的油路22a、24a、24b以及油孔24c;配設于減速器部B的油路25c以及油孔25d、25e;以及配置于殼體22的下方的油罐22d。前述的旋轉泵51的吸入口55以及排出口56設置于殼體22的電動機殼體。另外,油罐22d一體地設置于該殼體22的電動機殼體。
設置于殼體22的油路22a從旋轉泵51向徑向外側延伸彎曲后沿軸向延伸,進一步彎曲后向徑向內側延伸而與油路24a連接。油路24a在電動機旋轉軸24的內部沿軸線方向延伸而與油路25c連接。電動機旋轉軸24的油路24b與沿軸線方向延伸的油路24a連通,且朝向位于徑向外側的保持架部24d延伸而同保持架部24d與轉子23b的間隙24e連通。油孔24c形成于保持架部24d的內盤側以及外盤側的端面,同保持架部24d和轉子23b之間的間隙24e連通,在電動機部A的內部開口。
油路25c在減速器輸入軸25的內部沿著軸線方向延伸。油孔25d與沿著軸線方向延伸的油路25c連通,朝向減速器輸入軸25的外周面延伸而在減速器部B的內部開口。油孔25e與沿著軸線方向延伸的油路25c連通,從減速器輸入軸25的軸端向減速器部B的內部開口。
在殼體22的電動機部A與減速器部B之間,設置有與電動機部A的內部和減速器部B的內部連通的油路22b,在位于電動機部A的位置處的殼體22的底部,設置有用于將電動機部A的內部的潤滑油向油罐22d排出的油路22f。為了應對車輛的懸架結構,車輛的加速以及減速時的慣性所導致的潤滑油的偏置,上坡時的油面變化,油罐22d在殼體22的下方位置配置在車輛行進方向的后方(圖6的靠右側)。另外,用于使?jié)櫥蛷挠凸?2d向旋轉泵51回流的油路22e設置于殼體22。用于強制地使?jié)櫥脱h(huán)的旋轉泵51設置在殼體22的油路22e與油路22a之間。
如圖5所示,旋轉泵51是擺線泵,具備:利用減速器輸出軸28(參照圖1)的旋轉而進行旋轉的內轉子52;隨著內轉子52的旋轉而進行從動旋轉的外轉子53;泵室54;與油路22e連通的吸入口55;以及與油路22a連通的排出口56。通過將該旋轉泵51配置在殼體22內,能夠防止輪內電動機驅動裝置21的大型化。
內轉子52在外周面具有由擺線曲線構成的齒形。具體而言,齒頂部分52a的形狀為外擺線曲線,齒槽部分52b的形狀為內擺線曲線。內轉子52與設置于穩(wěn)定器31b的圓筒部31d(參照圖1以及圖3)的外周面嵌合而與減速器輸出軸28一體旋轉。外轉子53在內周面具有由擺線曲線構成的齒形。具體而言,齒頂部分53a的形狀為內擺線曲線,齒槽部分53b的形狀為外擺線曲線。外轉子53旋轉自如地支承于殼體22。
內轉子52以旋轉中心c1為中心而旋轉,另一方面,外轉子53以旋轉中心c2為中心而旋轉。內轉子52以及外轉子53分別以不同的旋轉中心c1、c2為中心而旋轉,因此泵室54的容積連續(xù)地變化。由此,從吸入口55流入的潤滑油從排出口56向油路22a加壓輸送。
對前述結構的潤滑機構的潤滑油的流動進行說明。在圖1中,在潤滑機構內標注的空心箭頭表示潤滑油的流動。作為電動機部A的冷卻,從旋轉泵51加壓輸送來的潤滑油經(jīng)由油路22a、24a,其一部分通過隨著電動機旋轉軸24的旋轉產(chǎn)生的離心力以及泵壓力流經(jīng)油路24b以及間隙24e對轉子23b進行冷卻。而且,從保持架部24d的油孔24c排出潤滑油而對定子23a進行冷卻。如此,進行電動機部A的冷卻。
另一方面,作為減速器部B的潤滑,從旋轉泵51加壓輸送來的潤滑油經(jīng)由油路22a、24a、25c,其一部分通過隨著減速器輸入軸25的旋轉產(chǎn)生的離心力以及泵壓力從油孔25d、25e向減速器部B排出。從油孔25d排出的潤滑油從在支承曲線板26a、26b的圓柱滾子軸承41的內圈42設置的油孔42c(參照圖3)向軸承內部供給。進而,一邊對曲線板26a、26b與內銷31以及外銷27的抵接部分等進行潤滑,一邊經(jīng)由設置于外銷殼體60的油路60a向徑向外側移動。從油孔25e排出的潤滑油向支承減速器輸入軸25的滾動軸承37b等供給。如此,進行減速器部B的潤滑。
進行了電動機部A的冷卻以及減速器部B的潤滑后的潤滑油流經(jīng)殼體22的內壁面而通過重力向下部移動。向減速器部B的下部移動的潤滑油從油路22b向電動機部A移動。另外,向電動機部A的下部移動的潤滑油與來自減速器部B的潤滑油一起從油路22f排出而暫時存積于油罐22d。這樣,由于設置有油罐22d,因此即便暫時產(chǎn)生無法被旋轉泵51排盡的潤滑油,也能夠預先存積于油罐22d中。其結果是,能夠防止減速器部B的轉矩損失的增加。
本實施方式的輪內電動機驅動裝置21的整體結構如上所述,以下對其特征結構進行詳細說明。
在該實施方式的輪內電動機驅動裝置21中構思為,在電動機部A設置有擋板80,該擋板80將來自減速器部B的潤滑油向電動機部A的油路22f引導。如圖6以及圖7所示,擋板80呈圓弧帶板形狀,且配置為與位于電動機部A和減速器部B之間的殼體22上設置的兩個油路22b在軸向上對置。在該擋板80的正下方且與一方的油路22b接近的部位,設置有延伸至油罐22d的油路22f。
該擋板80以其外周部沿著殼體22的內壁面接近配置且內周部與轉子23b的保持架部24d的油孔24c對置的方式,配置在轉子23b的保持架部24d的外盤側(參照圖1)。擋板80通過螺紋緊固等適當?shù)氖侄味潭ㄓ跉んw22的規(guī)定位置。需要說明的是,該擋板80的材料可以為具有非磁性的金屬或者具有絕緣性的樹脂的任一方。
輪內電動機驅動裝置21必需收納于車輛的車輪內部,另外,需要限制非簧載質量,并且為了確保較大的客室空間,小型化成為必需的條件。為了這種輪內電動機驅動裝置本身的小型化,對于配置在殼體22的下方的油罐22d難以確保足夠的容積,因此潤滑油存積在電動機部A的內部。存積在該電動機部A的內部的潤滑油包括:進行電動機部A的冷卻后的潤滑油;進行減速器部B的潤滑而從油孔22b進入電動機部A的潤滑油。
在此,若為了確保電動機部A以及減速器部B中所需的潤滑油量,而增大潤滑油的封入量,則如圖1所示,存積在電動機部A的內部的潤滑油的油面N變高,而使轉子23b的一部分浸漬于潤滑油。另外,旋轉泵51與減速器輸出軸28同步地旋轉,因此在電動機剛剛起動后,隨著電動機旋轉速度的增加,旋轉泵51的旋轉速度也增加,從旋轉泵51排出的潤滑油量也增加。因此,從轉子23b的保持架部24d的油孔24c排出的潤滑油量也增加。
另外,潤滑油是具有粘性的流體,并且,轉子23b以15000min-1以上的高速旋轉,因此與轉子23b的保持架部24d接觸的潤滑油(存在于保持架部附近的潤滑油)向轉子23b的旋轉方向拖帶而被刮起,其油面N相對于水平大幅傾斜。這樣,若與轉子23b的保持架部24d接觸的潤滑油的油面N大幅傾斜,則潤滑油難以流入油罐22d。
在該實施方式的輪內電動機驅動裝置21中,在轉子23b的保持架部24d以及定子23a、與位于減速器部B和電動機部A之間的油路22b之間夾設有擋板80,因此能夠使從減速器部B通過油路22b進入電動機部A的潤滑油與和轉子23b的保持架部24d接觸的潤滑油分離。通過該分離,從而不受與轉子23b的保持架部24d接觸的潤滑油的拖帶影響,能夠將來自減速器部B的潤滑油順暢地向電動機部A的油路22f引導。其結果是,即便將油罐22d配置在車輛行進方向的后方(圖6的靠右側),來自減速器部B的潤滑油也容易流入油罐22d,能夠確保旋轉泵51的排出量,從而能夠確保輪內電動機驅動裝置21的減速器部B的潤滑性能。
擋板80還配置為與定子23a的線圈23d接近。在將擋板80的材料設為非磁性的金屬的情況下,需要將與定子23a的線圈23d的軸向間隙設定為電流不流向擋板80的最小限度尺寸。因此,將擋板80的材料設為絕緣性的樹脂是有效的。若由樹脂構成擋板80,則容易將擋板80與定子23a的線圈23d接近配置,能夠充分確保從減速器部B的油路22b至電動機部A的油路22f的電動機部A的容積。由此,容易將來自減速器部B的潤滑油向電動機部A的油路22f引導。
圖8示出本發(fā)明的另一實施方式的輪內電動機驅動裝置21的整體結構,其特征結構如下。
在該實施方式的輪內電動機驅動裝置21中,使前述的擋板80的內周部向徑向內側延伸設置,將該延伸部81與轉子23b的保持架部24d接近配置。如圖9所示,該擋板80的延伸部81呈與轉子23b的下半部分對置的半圓形帶板形狀。這樣,通過將擋板80的延伸部81配置為與轉子23b的保持架部24d接近,將被轉子23b的旋轉拖帶的潤滑油量限制為夾在轉子23b的保持架部24d與擋板80的延伸部81之間的潤滑油而變少,從而能夠降低潤滑油的拖帶。
這樣,能夠降低潤滑油的拖帶,因此能夠降低因轉子23b的旋轉產(chǎn)生的潤滑油的攪拌阻力。通過降低該潤滑油的攪拌阻力,即便存積在電動機部A的內部的潤滑油向轉子23b的旋轉方向被刮起,也能夠減小該潤滑油的油面N的傾斜。其結果是,即便將油罐22d配置在車輛行進方向的后方(圖中的靠右側),潤滑油也容易流入油罐22d,通過充分確保該油罐22d的潤滑油量,能夠確保旋轉泵51的排出量,從而能夠改善輪內電動機驅動裝置21的電動機部A的潤滑性能。
在將該擋板80的延伸部81在軸向上與轉子23b的保持架部24d接近配置時,需要考慮高速旋轉的轉子23b的軸向振動。以避免因該轉子23b的軸向振動而與轉子23b干涉的程度,設定轉子23b的保持架部24d與擋板80的延伸部81之間的軸向間隙即可。
另外,在該擋板80的延伸部81呈散點狀形成有多個小孔82。這樣,通過在擋板80的延伸部81形成多個小孔82,從而從轉子23b的保持架部24d的油孔24c排出而存在于擋板80的延伸部81的轉子側的潤滑油容易經(jīng)由小孔82向擋板80的延伸部81的轉子相反側即電動機部A的內部流動。其結果是,夾在轉子23b的保持架部24d與擋板80的延伸部81之間的潤滑油量不會增加,有助于潤滑油的拖帶的降低以及攪拌阻力的降低。
最后,對該實施方式的輪內電動機驅動裝置21的整體的工作原理進行說明。
如1~圖3所示,電動機部A例如受到因向定子23a的線圈供給交流電流而產(chǎn)生的電磁力,從而由永磁鐵或者磁性體構成的轉子23b旋轉。由此,當與電動機旋轉軸24連結的減速器輸入軸25旋轉時,曲線板26a、26b以減速器輸入軸25的旋轉軸心為中心而進行公轉運動。此時,外銷27與曲線板26a、26b的曲線形狀的波形卡合,使曲線板26a、26b向與減速器輸入軸25的旋轉相反的方向進行自轉旋轉。
貫穿于貫通孔30a的內銷31伴隨曲線板26a、26b的自轉運動而與貫通孔30a的內壁面抵接。由此,曲線板26a、26b的公轉運動不向內銷31傳遞,僅曲線板26a、26b的自轉運動經(jīng)由減速器輸出軸28向車輪用軸承部C傳遞。此時,減速器輸入軸25的旋轉通過減速器部B被減速而向減速器輸出軸28傳遞,因此,即使在采用低轉矩、高旋轉型的電動機部A的情況下,也能夠向后輪14傳遞所需的轉矩。
對于該減速器部B的減速比而言,當將外銷27的數(shù)量設為ZA,將曲線板26a、26b的波形的數(shù)量設為ZB時,通過(ZA-ZB)/ZB來計算。在圖2所示的實施方式中,ZA=12,ZB=11,因此能夠得到減速比為1/11的非常大的減速比。這樣,通過采用能夠在不采用多段結構的情況下獲得大減速比的減速器部B,能夠得到緊湊且高減速比的輪內電動機驅動裝置21。另外,在外銷27以及內銷31上設置有滾針軸承27a、31a(參照圖3),從而與曲線板26a、26b之間的摩擦阻力減小,因此減速器部B的傳遞效率提高。
在該實施方式中,例示了將油路24b設置于電動機旋轉軸24,將油孔25d設置于偏心部25a、25b,將油孔25e設置于減速器輸入軸25的軸端的情況,但不限于此,也可以設置在電動機旋轉軸24、減速器輸入軸25的任意的位置。另外,作為旋轉泵51,示出了擺線泵的例子,但不限于此,能夠采用利用減速器輸出軸28的旋轉進行驅動的任意旋轉型泵。并且,也可以省略旋轉泵51,僅通過離心力而使?jié)櫥脱h(huán)。
雖然示出了將減速器部B的曲線板26a、26b偏離180°相位而設置兩個的例子,但該曲線板的個數(shù)可以任意地設定,例如,在設置三個曲線板的情況下,可以偏離120°相位而設置。對于運動轉換機構,示出了由固定于減速器輸出軸28的內銷31以及設置于曲線板26a、26b的貫通孔30a構成的例子,但不限于此,可以采用能夠將減速器部B的旋轉向輪轂32傳遞的任意的結構。例如,也可以采用由固定于曲線板26a、26b的內銷與形成于減速器輸出軸28的孔構成的運動轉換機構。在該實施方式的輪內電動機驅動裝置21中,示出了采用擺線式的減速器的例子,但不限于此,也可以應用行星減速器、兩軸并聯(lián)減速器、其他減速器。
本實施方式的動作的說明著眼于各構件的旋轉而進行,實際上包括轉矩在內的動力從電動機部A向后輪14傳遞。因此,如上所述,減速的動力被變換成高轉矩。另外,示出了向電動機部A供給電力而驅動電動機部,將來自電動機部A的動力向后輪14傳遞的情況,但也可以與之相反,在車輛減速或者下坡時,將來自后輪14側的動力通過減速器部B轉換為高旋轉低轉矩的旋轉而向電動機部A傳遞,通過電動機部A進行發(fā)電。并且,這里發(fā)出的電力可以存儲于蓄電池中,之后用于驅動電動機部A、或者車輛所配備的其他電動設備等的動作。
在本實施方式中,示出了電動機部A采用徑向間隙電動機的例子,但不限于此,可以應用任意結構的電動機。例如,也可以采用軸向間隙電動機,該軸向間隙電動機具備:固定于殼體的定子;以及配置在定子的內側的與定子隔開軸向間隙而對置的位置的轉子。并且,對于圖9以及圖10所示的電動機動車11示出了以后輪14作為驅動輪的例子,但不限于此,也可以將前輪13作為驅動輪,也可以為四輪驅動車。需要說明的是,在本說明書中,“電動機動車”包括通過電力得到驅動力的全部的機動車的概念,例如,應當理解為也包括混合動力車。
本發(fā)明不受上述的實施方式任何限定,無需言及在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內,還能夠以各種方式實施,本發(fā)明的范圍由專利請求的范圍示出,并且包括與專利請求的范圍的記載等同的含義以及范圍內的全部變更。