特許 6374758 インホイールモータ駆動装置のケーシング構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374758

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】インホイールモータ駆動装置のケーシング構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 7/00 20060101AFI20180806BHJP

   H02K 5/04 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   B60K7/00

   H02K5/04

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-215965(P2014-215965)

(22)【出願日】2014年10月23日

(65)【公開番号】特開2016-83948(P2016-83948A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】特許業務法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田村 四郎

(72)【発明者】

【氏名】石川 貴則

(72)【発明者】

【氏名】太向 真也

【審査官】 山尾 宗弘

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１１８６９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１４７２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ７／００

Ｈ０２Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ部および前記モータ部に駆動される車輪ハブ軸受部を備えるインホイールモータ駆動装置において、
前記インホイールモータ駆動装置の外郭をなすケーシングが、複数のボルト座部を有する第１ケーシングと、複数の雌ねじ孔を有する第２ケーシングと、前記複数のボルト座部にそれぞれ形成された貫通孔に通されつつ前記雌ねじ孔のそれぞれに螺合することにより前記第１ケーシングを前記第２ケーシングに接続固定する複数のボルトとを含み、
前記貫通孔の一端開口が形成されて前記ボルトの頭部から押し付け力を受けるボルト座面が前記第１ケーシングの表面から突出して形成され、
前記第１ケーシングの表面には、一つの前記ボルト座部から他の前記ボルト座部まで延びるリブが形成されることを特徴とする、インホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【請求項2】

前記第１ケーシングの表面から突出する前記リブの突出縁が、前記リブと接続する一方の前記ボルト座部の前記ボルト座面から他方の前記ボルト座部の前記ボルト座面まで直線状に延びる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【請求項3】

前記ボルト座部および前記雌ねじ孔は、円筒形状に形成された前記ケーシングの周方向に間隔を空けて配置される、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【請求項4】

前記雌ねじ孔および前記ボルト座部の前記貫通孔は、円筒形状に形成された前記ケーシングの軸方向と平行に延び、
前記リブは前記第１ケーシングの表面から前記軸方向に突出する、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【請求項5】

前記第２ケーシングは円筒形状であり、前記第１ケーシングは円板形状であり、前記リブは周方向に配置される前記複数のボルト座部を順次結ぶように周方向に連続して配置される、請求項３または４に記載のインホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【請求項6】

前記インホイールモータ駆動装置は、前記モータ部の出力回転を減速して前記車輪ハブ軸受部に伝達する減速部をさらに備え、
前記減速部は、前記モータ部の出力軸から回転を入力され、軸線方向に異なる位置に設けられた複数の偏心部を有する入力軸と、
前記偏心部に相対回転可能にそれぞれ保持され、前記入力軸の回転に伴って該入力軸の軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、
前記公転部材の外周に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記公転部材の自転運動を前記入力軸の軸線を中心とする回転運動に変換して前記車輪ハブ軸受部へ出力する運動変換機構とを有する、請求項１〜５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置のケーシング構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インホイールモータ駆動装置の外郭をなすケーシングに関する。

【背景技術】

【0002】

インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることから環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。インホイールモータ駆動装置としては従来、例えば、特開２０１１−１１１０５９号公報（特許文献１）に記載のごときものが知られている。特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置は、インホイールモータの外郭をなすケーシングと、このケーシングに収容される各種の部品、具体的にはモータ部のロータや、減速部の曲線板および内ピン等、を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１１１０５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インホイールモータ駆動装置のケーシングは複数のケーシング部材からなり、例えば円筒形状のケーシング部材と、円板形状のケーシング部材を含む。そして複数のケーシング部材は、ボルトによって互いに固定される。またインホイールモータ駆動装置は車重を支えるため、ケーシングには車重が作用する。特に自動車が旋回走行したり、急発進や急減速したりすると、車輪側からケーシングに大きな外力が作用する。もしケーシングの剛性が低ければ、ケーシングが変形してモータ部のロータが損傷したり、減速部の曲線板および内ピンが損傷したり、ケーシング部材同士の突き合わせ面が僅かに開いてケーシング内部から潤滑油が滲み出たりする虞がある。このためケーシングが変形をきたさない様、ケーシングの剛性を高くする必要がある。

【0005】

ところがインホイールモータ駆動装置は、サスペンション部材を介して車体に取り付けられることから、いわゆるバネ下荷重に含まれる。このため、ケーシングの肉厚を単に大きくしてケーシングの剛性を高める場合、いわゆるバネ下荷重が大きくなり、自動車の走行性能上好ましくない。

【0006】

本発明は、上述の実情に鑑み、ケーシングの肉厚をなるべく大きくすることなくケーシングの剛性を向上させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置のケーシング構造は、モータ部およびこのモータ部に駆動される車輪ハブ軸受部を備えるインホイールモータ駆動装置を前提とし、インホイールモータ駆動装置の外郭をなすケーシングが、複数のボルト座部を有する第１ケーシングと、複数の雌ねじ孔を有する第２ケーシングと、これら複数のボルト座部にそれぞれ形成された貫通孔に通されつつ雌ねじ孔のそれぞれに螺合することにより第１ケーシングを第２ケーシングに接続固定する複数のボルトとを含む。そして貫通孔の一端開口が形成されてボルトの頭部から押し付け力を受けるボルト座面が第１ケーシングの表面から突出して形成され、第１ケーシングの表面には、一つのボルト座部から他のボルト座部まで延びるリブが形成されることを特徴とする。

【0008】

かかる本発明によれば第１ケーシングの表面に、一つのボルト座部から他のボルト座部まで延びるリブが形成されることから、リブによって第１ケーシングの剛性を高めることができる。しかもボルト頭部からボルト座部に作用する押し付け力がリブを介して第１ケーシングに広がるよう伝達されて、第１ケーシングを第２ケーシングに確りと突き合わせて密着固定することができる。これにより第１ケーシングと第２ケーシングの突き合わせ面のシール性が向上する。なおリブが形成される第１ケーシングの表面は、全体的に平坦面であってもよいし、あるいは全体的に曲面であってもよいし、あるいは一部が相対的に低い平坦面であり他の一部が相対的に高い平坦面であってもよいし、あるいは凹凸形状であってもよいし、特に限定されない。

【0009】

第１ケーシングの表面から突出するリブの突出高さは特に限定されない。本発明の一実施形態として第１ケーシングの表面から突出するリブの突出縁が、このリブと接続する一方のボルト座部のボルト座面から他方のボルト座部のボルト座面まで直線状に延びる。かかる実施形態によればリブの突出高さを十分確保して、第１ケーシングの剛性を十分に高めることができる。本発明の他の実施形態として、リブの突出高さはケーシング表面からボルト座面までの高さよりも低くてもよい。

【0010】

互いに連結されるボルト座部および雌ねじ孔は、第１ケーシングと第２ケーシングの突き合わせ面の近傍に形成されればよく、その配置は特に限定されない。本発明の好ましい実施形態として、ボルト座部および雌ねじ孔は、円筒形状に形成されたケーシングの周方向に間隔を空けて配置される。かかる実施形態によれば、第１ケーシングの環状の突き合わせ面と、第２ケーシングの環状の突き合わせ面を、互いに突き合わせて密着固定することができる。本発明の他の実施形態としてボルト座部および雌ねじ孔を、ケーシングの軸方向に延びる突き合わせ面に沿って配置してもよい。

【0011】

本発明のさらに好ましい実施形態として雌ねじ孔およびボルト座部の貫通孔は、円筒形状に形成されたケーシングの軸方向と平行に延び、リブは第１ケーシングの表面から軸方向に突出する。かかる実施形態によれば、ケーシングの軸方向と直角な第１ケーシングの突き合わせ面および第２ケーシングの突き合わせ面を、軸方向に互いに突き合わせて密着固定することができる。本発明の他の実施形態として突き合わせ面同士を半径方向に突き合わせる場合、雌ねじ孔および貫通孔はケーシングの半径方向に延び、リブも第１ケーシングの表面から半径方向に突出してもよい。

【0012】

第１ケーシングおよび第２ケーシングの形状は特に限定されない。本発明の一実施形態として第２ケーシングは円筒形状であり、第１ケーシングは円板形状であり、リブは周方向に配置される複数のボルト座部を順次結ぶように周方向に連続して配置される。かかる実施形態によれば、円筒形状のケーシング部材の端部を円板形状のケーシング部材で封止する際に、両者の突き合わせ面同士を密着させることができる。本発明の他の実施形態として、第１ケーシングおよび第２ケーシングは共に円筒形状であってもよい。本発明のインホイールモータ駆動装置は、好ましくはモータ部の出力回転を減速して車輪ハブ軸受部に伝達する減速部をさらに備える。減速部は平行２軸式あるいは遊星歯車式の減速機であってもよいが、より好ましい実施形態として減速部は、モータ部の出力軸から回転を入力され、軸線方向に異なる位置に設けられた複数の偏心部を有する入力軸と、偏心部に相対回転可能にそれぞれ保持され、入力軸の回転に伴って該入力軸の軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、公転部材の外周に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、公転部材の自転運動を入力軸の軸線を中心とする回転運動に変換して車輪ハブ軸受部へ出力する運動変換機構とを有する。かかる実施形態によれば減速部にサイクロイド減速機を採用することから、軽量にして大きな減速効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0013】

このように本発明によれば、ケーシングの肉厚を大きくしてインホイールモータ駆動装置の重量が増えることなくケーシングの剛性を向上させることができる。したがってケーシングの剛性向上とインホイールモータ駆動装置の軽量化を両立させることが可能となり、自動車のバネ下重量が殆ど大きくならず、バネ下重量が走行に影響を及ぼすことが軽減される。さらに第１ケーシングと第２ケーシングの突き合わせ面のシール性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。

【図3】同実施形態を模式的に示す背面図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶにおける縦断面図である。

【図5】図３のＶ−Ｖにおける断面図である。

【図6】同実施形態のボルト１本当たりの押圧力の圧縮応力分布を模式的に示す説明図である。

【図7】同実施形態のケーシング部材同士の突き合わせ面において全てのボルトの押圧力が作用する範囲を模式的に示す説明図である。

【図8】比較例になるインホイールモータ駆動装置を模式的に示す背面図である。

【図9】図８のＩＸ−ＩＸにおける縦断面図である。

【図10】図８のＸ−Ｘにおける断面図である。

【図11】比較例のボルト１本当たりの押圧力の圧縮応力分布を模式的に示す説明図である。

【図12】比較例のケーシング部材同士の突き合わせ面において全てのボルトの押圧力が作用する範囲を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は同実施形態を示す横断面図である。この実施形態は車輪のロードホイール内空領域に配置されるインホイールモータ駆動装置である。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。モータ部Ａ、減速部Ｂ、および車輪ハブ軸受部Ｃはこの順序で、インホイールモータ駆動装置の軸線Ｏに沿って同軸に配置される。

【0016】

モータ部Ａはモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータリヤカバー２２ｔを有する。減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂを有する。これらモータリヤカバー２２ｔ、モータケーシング２２ａ、および減速部ケーシング２２ｂはボルト等により相互に結合し、さらにポンプケーシング２２ｐはモータケーシング２２ａに一体形成され、全体として１個のケーシング２２を構成する。このようにケーシング２２は複数のケーシング部材あるいはケーシング部分からなる。そしてケーシング２２には、車輪ハブ軸受部Ｃの外輪部材３３ａが取付固定される。インホイールモータ駆動装置２１は、例えば電気自動車のホイールハウジング内に配置され、図示しないサスペンション部材に取り付けられる。この電気自動車は乗用自動車であり、一般的なエンジン自動車と同様に公道を高速走行可能である。

【0017】

モータ部Ａは、円筒形状のモータケーシング２２ａ内周に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に連結固定されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。あるいは図示はしなかったが、モータ部Ａはアキシャルギャップモータであってもよい。

【0018】

モータケーシング２２ａは、モータ回転軸３５の軸線Ｏを中心とし、この軸線方向に延びる。ケーシング２２の一部であるポンプケーシング２２ｐは、略円板形状の隔壁であって、モータケーシング２２ａの一方端に一体形成され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方端で減速部Ｂとの境界を形成するとともに、転がり軸受３７を介してモータ回転軸３５の一方端部を回転自在に支持する。さらにポンプケーシング２２ｐの壁厚内部には、潤滑油回路の吸入油路５２、オイルポンプ５１、および吐出油路５４が形成される。潤滑油回路については後述する。ケーシング２２の一部であるモータリヤカバー２２ｔは、略円板形状であって、モータケーシング２２ａの他方端に突き合わされて固定され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向他方端でモータ部Ａの端面を形成するとともに、転がり軸受３６を介してモータ回転軸３５の他方端部を回転自在に支持する。モータリヤカバー２２ｔはモータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の車幅方向内側の端部でもある。

【0019】

モータ回転軸３５の一端は、減速部Ｂの内部に回転自在に設けられた減速部入力軸２５と結合する。この結合はスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下同じ）であり、管状に形成されたモータ回転軸３５の端部開口に、先細に形成された減速部入力軸２５が挿入係合される。

【0020】

減速部Ｂは、サイクロイド減速機であって、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、円筒形状の減速部ケーシング２２ｂと、減速部ケーシング２２ｂの内周面に取り付け固定される外ピン保持部４５と、軸線Ｏに沿って延びる減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５に形成された一対の偏心部２５ａ，２５ｂと、それぞれの偏心部２５ａ，２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての一対の曲線板２６ａ，２６ｂと、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、軸線Ｏに沿って延びる減速部出力軸２８と、減速部出力軸２８と結合し、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内側係合部材としての複数の内ピン３１と、一対の曲線板２６ａ，２６ｂ間の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー２９と、複数の内ピン３１の端部同士を固定する補強部材６１とを有する。

【0021】

減速部入力軸２５は、モータ回転軸３５の軸線Ｏに沿って延び、その両端部のうちモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の端部がモータ回転軸３５の一端と結合する。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の端部は、転がり軸受３９を介して、後述する減速部出力軸２８の端部に回転自在に支持される。減速部入力軸２５の外周には、一対の偏心部２５ａ，２５ｂが軸線Ｏから偏心して形成される。減速部入力軸２５は、偏心部２５ａ，２５ｂよりもモータ部Ａに近い側で、転がり軸受３８によって補強部材６１に対し回転自在に支持される。

【0022】

各偏心部２５ａ，２５ｂは、円板形状であり、軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５に設けられる。また偏心部２５ａ，２５ｂは、２個で一対をなし、軸線Ｏ方向に離隔して配置され、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、周方向１８０°位相を変えて設けられている。モータ回転軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成し、一体に回転する。

【0023】

図２を参照して、曲線板２６ｂは円板形状であり、その外周部を波形に形成される。具体的には曲線板２６ｂの外周部は、エピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成されて径方向に窪んだ複数の曲線凹部であり、外ピン２７と噛合する。また曲線板２６ｂは、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。内ピン３１は、針状ころ軸受を含み、内ピン本体３１ａと、複数の針状ころ３１ｂと、軸受外輪３１ｃを有する。内ピン本体３１ａは軸受外輪３１ｃを貫通し、針状ころ３１ｂは内ピン本体３１ａおよび軸受外輪３１ｃ間の環状空間に配置される。軸受外輪３１ｃの外周面は、貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する。

【0024】

曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ｂに対して回転自在に支持されている。理解を容易にするため図２では転がり軸受４１の周方向一部を破断して示す。この転がり軸受４１は、外径面に内側軌道面４２ａを有する環状の内輪部材４２と、内側軌道面４２ａと外側軌道面になる貫通孔３０ｂの孔壁面との間に配置される複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ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。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２の内径面は偏心部２５ｂの外径面に嵌合する。内輪部材４２は内側軌道面４２ａに位置し径方向に貫通する孔４３および内側軌道面４２ａを挟んで向かい合う一対の鍔部をさらに有する。孔４３は、偏心部２５ｂ内部を軸線Ｏ直角方向に延びる分岐油路５８ｂと接続する。曲線板２６ａについても同様である。

【0025】

図１に示す外ピン２７は、モータ側回転部材の軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられ（図２参照）、軸線Ｏと平行に延びる。そして、２個で一対の曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏを中心として公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。

【0026】

なお、減速部ケーシング２２ｂ内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂの内壁面に直接連結固定されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁面に取付固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、図１に示すように、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａ（転がり軸受）によって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を転がり軸受を介して外ピン保持部４５に転がり回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。

【0027】

図１に示すように減速部出力軸２８は、モータ部Ａ側の端部に大径フランジ部２８ｂを、車輪ハブ軸受部Ｃ側に軸部２８ｄを有する。大径フランジ部２８ｂと軸部２８ｄとの接続箇所には小径フランジ部２８ｃが形成される。大径フランジ部２８ｂの中心には減速部入力軸２５の一端を受け入れる円形凹部３４が形成され、円形凹部３４に転がり軸受３９が配置される。

【0028】

大径フランジ部２８ｂには、減速部出力軸２８の軸線Ｏを中心とする円周上の等間隔に内ピン３１の一端部を固定する穴が形成されている。軸部２８ｄの外周面には、車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が連結固定されている。

【0029】

図１に示すように、大径フランジ部２８ｂから離れた側にある内ピン３１の他端部には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、減速部Ｂ内部で複数の内ピン３１先端と結合固定するフランジ形状の大径円板部６１ｂと、大径円板部６１ｂに隣接して同軸に形成され、大径円板部６１ｂよりも小径の小径円板部６１ｃと、小径円板部６１ｃの内周縁からモータ部Ａへ延びるさらに小径の円筒部６１ｄとを含む。大径円板部６１ｂは軸線Ｏを中心とし、小径円板部６１ｃは大径円板部６１ｂよりもモータ部Ａ寄りに配置され、円筒部６１ｄは小径円板部６１ｃからモータ部Ａに向かって軸線Ｏに沿って延びる。

【0030】

２枚の曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は、補強部材６１の大径円板部６１ｂおよび減速部出力軸２８の大径フランジ部２８ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、各内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｄの先端は、オイルポンプ５１に差し込まれて、オイルポンプ５１を駆動する（図１参照）。小径円板部６１ｃの内周面には転がり軸受３８が取り付けられ、転がり軸受３８は減速部入力軸２５を回転自在に支持する。

【0031】

補強部材６１は、内ピン３１を介して減速部出力軸２８と連結することから、減速部出力軸２８と一体に回転する。減速部出力軸２８、補強部材６１、および車輪ハブ３２は、図１に示すように、減速部Ｂの駆動力を駆動輪（ボルト３２ｃと連結する図示しない駆動輪）に伝達する車輪側回転部材を構成する。

【0032】

外ピン保持部４５の両端部には転がり軸受６２，６４が配置される。転がり軸受６２，６４は車輪側回転部材を回転自在に支持する。具体的には、転がり軸受６２は、補強部材６１の大径円板部６１ｂの外径に嵌合し、転がり軸受６４は減速部出力軸２８の大径フランジ部２８ｂの外径に嵌合して外ピン保持部４５に減速部出力軸２８および補強部材６１を回転自在に支持する。転がり軸受６２はモータ部Ａに近い側に配置され、転がり軸受６４は車輪ハブ軸受部Ｃに近い側に配置される。

【0033】

オイルポンプ５１は、ポンプケーシング２２ｐの壁厚内部に設けられた吸入油路５２および吐出油路５４と接続し、減速部Ｂの下部に設けられたオイルタンク５３から吸入油路５２を経て潤滑油を吸い込み、吐出油路５４から高圧の潤滑油を吐き出す。吐出油路５４は、モータケーシング２２ａの壁厚内部に設けられて軸方向に延びる油路５５と、モータリヤカバー２２ｔの壁厚内部に設けられて径方向に延びる油路５６と、管状のモータ回転軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延びる軸線油路５７と、軸線Ｏから偏心部２５ａ内を径方向外側に向かって延びる分岐油路５８ａおよび偏心部２５ｂ内を同様に延びる分岐油路５８ｂと、偏心部２５ａ，２５ｂの外周にそれぞれ嵌合する内輪部材４２に穿設された孔４３（図２参照）と順次接続する。また軸線油路５７の先端には、円形凹部３４と接続する開口５８ｃが設けられる。

【0034】

そしてオイルポンプ５１から吐出した潤滑油は、これら油路５４，５５，５６，５７，５８ａ（５８ｂ）、開口５８ｃ、および孔４３を順次流れて、減速部Ｂ内部（転がり軸受３８，３９，４１，６２，６４、曲線板２６ａ，２６ｂ、内ピン３１、および外ピン２７等）を潤滑および冷却する。潤滑後の潤滑油は落下してオイルタンク５３に集まる。そしてオイルポンプ５１によって再び吸入されて、インホイールモータ駆動装置２１の内部を循環する。このように本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、軸心給油方式の潤滑油回路を備え、減速部入力軸２５から潤滑油を噴射する。そして潤滑油は、減速部入力軸２５から径方向外側に流れて減速部Ｂを潤滑および冷却する。

【0035】

また潤滑油は、軸線油路５７から分岐して、ロータ２４に形成されたロータ油路５９を流れ、モータ部Ａ内部を冷却するとともに、転がり軸受３６，３７を潤滑する。潤滑後の潤滑油は、モータ部Ａの内部空間Ｌの中を落下してオイルタンク５３に集まる。

【0036】

車輪ハブ軸受部Ｃは、図１に示すように内輪３３ｃ、回転軸としての車輪ハブ３２、転動体３３、外輪部材３３ａを有する転がり軸受である。車輪ハブ３２は減速部出力軸２８の軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、減速部出力軸２８に連結固定される。外輪部材３３ａは減速部ケーシング２２ｂの一端にボルト３３ｂで固定され、内輪３３ｃは車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ軸受部Ｃは多数の転動体３３を２列に有する複列アンギュラ玉軸受であって、第１列の転動体３３が減速部Ｂに近い側で、外輪部材３３ａおよび内輪３３ｃ間に配置され、第２列の転動体３３が減速部Ｂから遠い側で、外輪部材３３ａおよび車輪ハブ３２間に配置される。

【0037】

車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの一端から外径方向に突出する車輪取付けフランジ部３２ｂとを有する。中空部３２ａの中央孔には軸部２８ｄがスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下同じ）する。また中空部３２ａの外周面には第２列の転動体３３と転がり接触する内側軌道面が直接形成される。車輪取付けフランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。

【0038】

図１および図２を参照して、上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を詳しく説明する。

【0039】

モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。これにより、ロータ２４に接続されたモータ回転軸３５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材の軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの外周に形成された曲線凹部と転がりながら接触しつつ係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。

【0040】

各貫通孔３０ａに挿通される内ピン３１は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する（図２参照）。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動のみが減速部出力軸２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。なお内ピン３１の軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がる。このとき、軸受外輪３１ｃの一部が貫通孔３０ａの孔壁面と接触しつつ軸受外輪３１ｃの残部が貫通孔３０ａの孔壁面と非接触となる。そして軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面と接触状態と非接触状態を繰り返しながら転がり接触する。

【0041】

このとき、軸線Ｏと同軸に配置された減速部出力軸２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出す。これにより、減速部入力軸２５の回転が減速部Ｂによって減速されて減速部出力軸２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。ここで附言すると、貫通孔３０ａと、内ピン３１と、減速部出力軸２８は、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を減速部入力軸２５の軸線Ｏを中心とする回転運動に変換して車輪ハブ軸受部Ｃへ出力する運動変換機構を構成する。

【0042】

なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺ_Ａ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺ_Ｂとすると、（Ｚ_Ａ−Ｚ_Ｂ）／Ｚ_Ｂで算出される。図２に示す実施形態では、Ｚ_Ａ＝１２、Ｚ_Ｂ＝１１であるので、減速比は１／１１と、非常に大きな減速比を得ることができる。このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車に採用することにより、バネ下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車を得ることができる。

【0043】

次に、ケーシング２２につきさらに詳しく説明する。

【0044】

減速部ケーシング２２ｂの上部は、図示しないサスペンション装置のアッパアームと回動可能に連結する。また減速部ケーシング２２ｂの下部は、図示しないサスペンション装置のロアアームと連結する。これにより減速部ケーシング２２ｂ（インホイールモータ駆動装置２１）を自動車の車体に支持する。なお車重は、サスペンション装置と、減速部ケーシング２２ｂと、車輪ハブ軸受部Ｃと、車輪を介して、路面に伝達される。

【0045】

図１に示すように、ケーシング２２のモータリヤカバー２２ｔにはボルト座部２２ｓおよびリブ２２ｒが一体形成される。またモータケーシング２２ａには雌ねじ孔７６が形成される。各ボルト座部２２ｓには貫通孔２２ｖが貫通形成される。各貫通孔２２ｖは、雌ねじ孔７６とそれぞれ接続する。具体的には、各雌ねじ孔７６および各貫通孔２２ｖは、円筒形状に形成されたケーシング２２の軸線Ｏと平行に連続して延びる。なお貫通孔２２ｖの一端開口はボルト座部２２ｓのボルト座面２２ｗに形成される。また貫通孔２２ｖの他端開口は突き合わせ面２２ｍに形成される。

【0046】

各貫通孔２２ｖには、ケーシング２２の外方からボルト７１が通される。そしてボルト７１の雄ねじ部７２は雌ねじ孔７６に螺合する。またボルト７１の頭部７３は、ボルト座部２２ｓのボルト座面２２ｗを押圧する。なお頭部７３とボルト座面２２ｗの間にワッシャ７４を介在させてもよいこと勿論である。ワッシャ７４は、頭部７３の首下面およびボルト座面２２ｗと接触する。複数のボルト７１を確りと締め付けることによって、モータリヤカバー２２ｔはモータケーシング２２ａに接続固定される。

【0047】

図３は、インホイールモータ駆動装置２１を車幅方向内側からみた状態を示す背面図であり、リブ２２ｒの全体配置を表す。図４は、ケーシング２２（モータケーシング２２ａ、減速部ケーシング２２ｂ、ポンプケーシング２２ｐ、モータリヤカバー２２ｔ）および外輪部材３３ａを取り出し、図３のＩＶ−ＩＶで切断し矢の向きにみた状態を模式的に示す縦断面図であり、リブ２２ｒの断面形状を表す。図５は、ケーシング２２および外輪部材３３ａを図３のＶ−Ｖで切断し矢の向きにみた状態を模式的に示す断面図であり、リブ２２ｒの縦断面を表す。

【0048】

図３に模式的に示すようにボルト座部２２ｓは、ケーシング２２の周方向に間隔を空けて複数配置される。各雌ねじ孔７６（図１参照）も同様に、各ボルト座部２２ｓに対応する位置に配置される。リブ２２ｒは、隣り合うボルト座部２２ｓ，２２ｓ間に配置され、一方のボルト座部２２ｓから他方のボルト座部２２ｓまで延びる。さらにリブ２２ｒは、複数のボルト座部２２ｓ，２２ｓ，２２ｓ・・・・を順次結ぶようにして周方向に連続して延び、モータリヤカバー２２ｔを周回して延びる。

【0049】

図１および図５に示すように、ボルト座面２２ｗはモータリヤカバー２２ｔのケーシング表面２２ｘから突出して形成される。ケーシング表面２２ｘは軸線Ｏと直角な平面である。リブ２２ｒはケーシング表面２２ｘから軸線Ｏ方向に突出する。図５に示すようにケーシング表面２２ｘから突出するリブ２２ｒの突出縁７７は、一方のボルト座面２２ｗから他方のボルト座面２２ｗまで直線状に延びる。モータリヤカバー２２ｔの突き合わせ面２２ｍは軸線Ｏと直角な平面である。突き合わせ面２２ｍからケーシング表面２２ｘまでの所定厚みとリブ２２ｒの突出高さの合計、すなわちボルト座面２２ｗから突き合わせ面２２ｍまでの距離をｈ_ｖとする。なおｈ_ｖは、貫通孔２２ｖの全長でもある。

【0050】

図６は、ボルトの頭部７３がボルト座面２２ｗを押圧する際に、当該押圧力がボルト座部２２ｓおよびリブ２２ｒに及ぼす応力分布を模式的に示したものである。この圧縮応力の分布は、頭部７３の外縁から図６に太矢印で示す押圧方向に広がる。この広がり具合は図６に角度αおよびドット状のハッチングで概念的に示すように、頭部７３から離れるほど広範囲に及ぶ。

【0051】

ところで本実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置２１の外郭をなすケーシング２２が、複数のボルト座部２２ｓを有するモータリヤカバー２２ｔと、複数の雌ねじ孔７６を有するモータケーシング２２ａと、複数のボルト座部２２ｓにそれぞれ形成された貫通孔２２ｖに通されつつ雌ねじ孔７６のそれぞれに螺合することによりモータリヤカバー２２ｔをモータケーシング２２ａに接続固定する複数のボルト７１とを含む。そして貫通孔２２ｖの一端開口が形成されるボルト座面２２ｗが、モータリヤカバー２２ｔのケーシング表面２２ｘから突出して形成される。さらにケーシング表面２２ｘには、一つのボルト座部２２ｓから他のボルト座部２２ｓまで延びるリブ２２ｒが形成される。これによりモータリヤカバー２２ｔの肉厚を大きくすることなくモータリヤカバー２２ｔの剛性を向上させることができるばかりでなく、ボルト７１からボルト座面２２ｗに与える押圧力を、モータリヤカバー２２ｔとモータケーシング２２ａの突き合わせ面２２ｍに広く及ぼすことができる。これによりモータリヤカバー２２ｔとモータケーシング２２ａが突き合わせ面２２ｍで互いに密着し、突き合わせ面２２ｍのシール性が向上する。

【0052】

また本実施形態によれば図５に示すように、ケーシング表面２２ｘから突出するリブ２２ｒの突出縁７７が、リブ２２ｒと接続する一方のボルト座部２２ｓのボルト座面２２ｗから他方のボルト座部２２ｓのボルト座面２２ｗまで直線状に延びることから、モータリヤカバー２２ｔの剛性を十分に高めることができる。

【0053】

また本実施形態によれば図３に示すように、ボルト座部２２ｓが図３に図示しない雌ねじ孔７６とともに、円筒形状に形成されたケーシング２２の周方向に間隔を空けて配置されることから、モータリヤカバー２２ｔの環状の突き合わせ面２２ｍと、モータケーシング２２ａの環状の突き合わせ面２２ｍを、互いに突き合わせて密着固定することができる。

【0054】

また本実施形態によれば図１に示すように、雌ねじ孔７６およびボルト座部２２ｓの貫通孔２２ｖが、円筒形状に形成されたケーシング２２の軸線Ｏと平行に延びる。またリブ２２ｒはモータリヤカバー２２ｔのケーシング表面２２ｘから軸線方向に突出する。これにより、軸線Ｏと直角なモータリヤカバー２２ｔの突き合わせ面２２ｍおよびモータケーシング２２ａの突き合わせ面２２ｍを、互いに突き合わせて密着固定することができる。

【0055】

図７は、本実施形態のケーシング部材同士の突き合わせ面２２ｍにおいて全てのボルト７１の押圧力が作用する範囲にハッチングを付して模式的に示す説明図である。図７にドット状のハッチングで示すように、ボルト７１の押圧力は、リブ２２ｒの中央で途切れることなく、突き合わせ面２２ｍの全周に亘って及ぶことがわかる。

【0056】

本願発明の理解を容易にするため、比較例につき説明する。図８は比較例になるインホイールモータ駆動装置を模式的に示す背面図であり、車幅方向内側からモータリヤカバー２２ｔをみた状態を表す。図９は、図８のＩＸ−ＩＸにおける縦断面図であり、ケーシング２２を取り出して示す。図１０は、図８のＸ−Ｘにおける断面であり、隣り合うボルト座部同士の間を表す。図１１は、比較例のボルト１本当たりの押圧力の圧縮応力分布を模式的に示す説明図である。図１２は、比較例のケーシング部材同士の突き合わせ面において全てのボルトの押圧力が作用する範囲を模式的に示す説明図である。

【0057】

比較例では、リブ２２ｒが設けられていない。またボルト座部２２ｓがケーシング表面２２ｘから突出するように形成されていない。このためボルト７１の全長も短い。なお頭部７３の幅寸法Ｗ_Hは、図６および図１１に示すように、前述した実施形態と比較例で共通する。他の点は本実施形態と同一であるため、共通する部品に同一符号を付して説明を省略する。

【0058】

比較例では図１０に示すように、モータリヤカバー２２ｔのケーシング表面２２ｘから突き合わせ面２２ｍまでの寸法ｈ_ｃが、ボルト座部２２ｓおよび貫通孔２２ｖの長さになる（ｈ_ｃ＜ｈ_ｖ）。

【0059】

比較例のボルトの頭部７３の押圧力が突き合わせ面２２ｍに及ぶ広がり範囲Ｗ_ｃは、図１１に示すように、寸法ｈ_ｃに比例して小さくなる（Ｗ_ｃ＜Ｗ_ｖ）。

【0060】

この結果、比較例のケーシング部材同士の突き合わせ面２２ｍにおいて全てのボルト７１の押圧力が作用する範囲は、図１２にドット状のハッチングで示すように、隣り合うボルト座部２２ｓ同士の間で途切れてしまうことがわかる。

【0061】

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。

【産業上の利用可能性】

【0062】

この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

【符号の説明】

【0063】

２１ インホイールモータ駆動装置、 ２２ ケーシング、
２２ａ モータケーシング、 ２２ｂ 減速部ケーシング、
２２ｍ 突き合わせ面、 ２２ｐ ポンプケーシング、
２２ｒ リブ、 ２２ｓ ボルト座部、 ２２ｔ モータリヤカバー、
２２ｖ 貫通孔、 ２２ｗ ボルト座面、 ２２ｘ ケーシング表面、
２８ 減速部出力軸、 ３１ 内ピン、 ３２ 車輪ハブ、
３５ モータ回転軸、 ５１ オイルポンプ、 ５３ オイルタンク、
７１ ボルト、 ７２ 雄ねじ部、 ７３ 頭部、
７４ ワッシャ、 ７６ 雌ねじ孔、 ７７ 突出縁、
Ａ モータ部、 Ｂ 減速部、 Ｃ 車輪ハブ軸受部、
Ｏ 軸線、 Ｘ 自転軸心。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】