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(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】
(24)【登録日】2022-03-08
(45)【発行日】2022-03-16
(54)【発明の名称】インホイールモータ駆動装置
(51)【国際特許分類】
B60K 7/00 20060101AFI20220309BHJP
F16C 19/18 20060101ALI20220309BHJP
【ＦＩ】
B60K7/00
F16C19/18
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018012416
(22)【出願日】2018-01-29
(65)【公開番号】P2019130930
(43)【公開日】2019-08-08
【審査請求日】2020-12-25
(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】柄澤 英範
【審査官】中島 昭浩
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３７７３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－７６７７５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ ７／００
Ｆ１６Ｃ １９／００ － １９／５６
Ｆ１６Ｈ ５７／００ － ５７／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内輪、外輪、および前記内輪と前記外輪の環状隙間に複数配置される転動体を有する車輪ハブ軸受部と、先端部が前記内輪の中心孔に差し込まれて当該内輪に嵌合し、根元部が前記内輪との間に環状隙間を区画する出力軸と、
前記出力軸を駆動するモータ部と、
前記環状隙間に配置されて当該環状隙間を封止するシール部材と、
前記根元部の外周面または前記根元部と対面する前記内輪の内周面に取り付けられて周方向に延び、周方向両端が互いに近接し、前記シール部材の軸線方向位置を規制するバックアップ部材とを備える、インホイールモータ駆動装置。
【請求項2】
前記バックアップ部材の前記両端が互いに係合する、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項3】
前記バックアップ部材は、前記シール部材の軸線方向両側にそれぞれ設けられる、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。
【請求項4】
前記出力軸は、前記根元部と結合するフランジ部を有し、前記フランジ部のフランジ面には、前記バックアップ部材と当接する段差または突起が形成される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項5】
前記バックアップ部材は、径方向の締め代を伴って前記出力軸と密着し、前記内輪との間に隙間を区画する、請求項１～４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪の内部に配置されるインホイールモータ駆動装置に関し、特にハブ輪と出力軸の連結箇所に関する。
【背景技術】
【0002】
インホイールモータは、主にモータ部、減速部、車輪ハブ軸受部により構成される。車輪ハブ軸受部は、ハブ輪を回転自在に支持する。モータ部はハブ輪を駆動する。ハブ輪は、車輪と結合する。減速部は、モータ部の回転軸が出力する回転数を減速してハブ輪に伝達する。なお減速部を省略してモータ部の回転軸を車輪ハブ軸受部のハブ輪に直結することも可能である。
【0003】
特開２０１５―１３７７３３号（特許文献１）において、減速部の出力軸と車輪ハブ軸受部のハブ輪は互いにスプライン嵌合される。これにより減速部とハブ輪は軸線方向に相対移動可能とされる。特許文献１の一実施形態におけるスプライン嵌合は、スプラインの摩耗を防止するため、グリースが封入される。
【0004】
図１３に、特許文献１に記載されるグリース封入構造の一例を示す。この構造では、減速部の出力軸の一方端部外周面にスプライン溝１００が形成される（スプライン軸部１０２）。またハブ輪１０１の内周面にもスプライン溝１００が形成される。スプライン軸部１０２はハブ輪１０１の他方端開口に差し込まれて、ハブ輪１０１およびスプライン軸部１０２がスプライン嵌合する。
【0005】
ハブ輪１０１の一方端開口は、キャップ１０３で封止される。これによりスプライン溝１００内のグリースはハブ輪１０１内部から軸線方向一方端への流出を防止される。スプライン軸部１０２の根元にはフランジ部１０４が形成される。フランジ部１０４はハブ輪１０１の他方端１０５と対面する。フランジ部１０４および他方端面１０５間にはＯリング等のシール部材１０６が介在する。さらにスプライン軸部１０２とフランジ部１０４が結合する隅部にはＯリング等のシール部材１０７が配置される。シール部材１０７はスプライン軸部１０２の他方端１０５によって上記の隅部に三角止めされる。これによりスプライン溝１００内のグリースはハブ輪１０１内部から軸線方向他方端への流出を防止される。
【0006】
図１４に、特許文献１に記載されるグリース封入構造の他の例を示す。この構造では、減速部の出力軸に関し、出力軸の一方端部をスプライン軸部１０２とし、スプライン軸部１０２よりも根元側（軸線方向他方側）の出力軸外周面に環状溝１０８を形成する。環状溝１０８にはＯリング等のシール部材１０９を配置する。シール部材１０９はスプライン軸部１０２の外周面およびハブ輪１０１の軸線方向他方端部の内周面に接触する。これによりスプライン溝１００内のグリースはハブ輪１０１内部から軸線方向他方端への流出を防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１５―１３７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上記従来のようなハブ輪およびスプライン軸部間の封止構造にあってはさらに改善すべき点があることを本発明者は見いだした。つまり図１３の従来例では、シール部材１０６，１０７が軸線方向に開いた隙間に介在する。ところがハブ輪１０１およびスプライン軸部１０２が軸線方向に相対移動するため、シール部材１０６，１０７がハブ輪１０１またはスプライン軸部１０２から一時的に離れ、密封性が損なわれる虞がある。このためシール部材１０６，１０７の密封性能に改善の余地がある。
【0009】
図１４の従来例では、スプライン軸部１０２の根元部外周面にシール部材１０９を位置決めする環状溝１０８を設けることから、スプライン軸部１０２の根元部の断面積が小さくなる。そうするとスプライン軸部１０２の根元部に応力が集中して強度が低下する懸念がある。あるいは、この懸念を回避しようとしてスプライン軸部の軸径を大径にして強度を確保しようとすれば、構造の大型化を招き、車輪の内空領域にインホイールモータを配置することの制約になる。
【0010】
本発明は、上述の実情に鑑み、軸部に環状溝を設けることなく、従来よりも密封性能が改良されたシール構造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】
【0011】
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は、内輪、外輪、および内輪と外輪の環状隙間に複数配置される転動体を有する車輪ハブ軸受部と、先端部が内輪の中心孔に差し込まれて当該内輪に嵌合し根元部が内輪との間に環状隙間を区画する出力軸と、出力軸を駆動するモータ部と、環状隙間に配置されて当該環状隙間を封止するシール部材と、根元部の外周面または根元部と対面する内輪の内周面に取り付けられて周方向に延びる部材であって周方向両端が互いに近接しシール部材の軸線方向位置を規制するバックアップ部材とを備える。
【0012】
かかる本発明によればバックアップ部材がシール部材の軸線方向位置を規制することから、シール部材を保持する環状溝を出力軸に設けることなく、シール部材を適正な位置に保持することができる。また本発明のシール部材は、ハブ輪に相当する内輪の内周面と出力軸の外周面によって区画される環状隙間に配置される。かかる環状隙間は径方向に開いた隙間であるから、内輪および出力軸が軸線方向に相対移動しても隙間の径方向幅は変化しない。したがってシール部材は環状隙間を常に封止して、密封性能の低下を防止できる。
【0013】
バックアップ部材の材質および形状は特に限定されない。バックアップ部材は周方向に延びることから、リングのように出力軸の全周以上を包囲してバックアップ部材の両端が周方向において重複してもよいし、あるいはＣ字状のように出力軸の全周未満を包囲してバックアップ部材の両端が周方向に離れていてもよい。バックアップ部材の周方向両端は隣接していてもよいし、離隔していてもよい。本発明の一局面として、バックアップ部材の周方向両端が互いに係合する。かかる局面によれば、バックアップ部材の両端同士が係合するため、かかる係合を解除しない限りバックアップ部材が拡径しない。したがって出力軸の振動や遠心力によってバックアップ部材が拡径することを防止して、バックアップ部材を適正な軸線方向位置に固定することができる。
【0014】
本発明の好ましい局面としてバックアップ部材は、シール部材の軸線方向両側にそれぞれ設けられる。かかる局面によれば、軸線方向両側からシール部材の軸線方向位置を規制することができる。他の局面としてバックアップ部材は、シール部材の軸線方向片側にのみ設けられる。
【0015】
本発明の他の局面として出力軸は、根元部と結合するフランジ部をさらに有し、フランジ部のフランジ面には、バックアップ部材と当接する段差または突起が形成される。かかる局面によれば、バックアップ部材がフランジ部に設けられた段差または突起と当接するため、バックアップ部材は段差または突起によって軸線方向他方へ移動することを規制される。したがって出力軸の振動や遠心力によってバックアップ部材が軸線方向他方へ移動することを防止して、バックアップ部材を適正な軸線方向位置に固定することができる。
【0016】
本発明の好ましい局面としてバックアップ部材は、径方向の締め代を伴って出力軸の外周面と密着し、内輪の内周面との間に隙間を区画する。あるいはバックアップ部材は、径方向の締め代を伴って内輪の内周面と密着し、出力軸の外周面との間に隙間を区画する。かかる局面によれば、内輪および出力軸が若干の折れ角で相対的に傾斜することを許容する。
【発明の効果】
【0017】
このように本発明によれば、従来よりも密封性能が改良される。したがってハブ輪に相当する内輪が出力軸に対して軸線方向に相対移動しても、シール部材は内輪の端部内周面と出力軸の根元部外周面の環状隙間を封止する。しかも出力軸の根元部外周面に環状溝を設ける必要がなく、根元部の断面積が減少せず、出力軸の根元部に応力が集中することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す展開断面図である。
【図2】第１実施形態を示す背面図である。
【図3】第１実施形態の車輪ハブ軸受部を示す拡大断面図である。
【図6】第１実施形態のバックアップ部材を取り出して示す正面図である。
【図7】第１実施形態のバックアップ部材を取り出して示す縦断面図である。
【図8】本発明の第２実施形態を示す拡大断面図である。
【図9】第２実施形態のバックアップ部材を取り出して示す縦断面図である。
【図10】第２実施形態のバックアップ部材を取り出して示す正面図である。
【図11】第２実施形態のバックアップ部材の両端部を示す拡大図である。
【図12】参考例を示す拡大断面図である。
【図13】従来のシール構造を示す断面図である。
【図14】別な従来のシール構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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、本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す展開断面図である。図１において、紙面右側は車幅方向内側（インボード側）を表し、紙面左側は車幅方向外側（アウトボード側）を表す。図２は第１実施形態を示す背面図であり、軸線Ｏ方向に車幅方向内側（インボード側）から車幅方向外側（アウトボード側）をみている。図２において、紙面右側は車両前方を表し、紙面左側は車両後方を表し、紙面上側は車両上方を表し、紙面下側は車両下方を表す。図１で表される断面は、図２に示す軸線Ｍおよび軸線Ｎを含む平面と、軸線Ｎおよび軸線Ｏを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。
【0020】
図１に示すようにインホイールモータ駆動装置１０は、図示しない車輪の中心に設けられる車輪ハブ軸受部１１と、車輪を駆動するモータ部２１と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１とを備える。モータ部２１および減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏからオフセットして配置される。軸線Ｏは車幅方向に延び、車軸に一致する。軸線Ｏ方向位置に関し、車輪ハブ軸受部１１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向一方（アウトボード側）に配置され、モータ部２１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向他方（インボード側）に配置され、減速部３１はモータ部２１よりも軸線方向一方に配置され、減速部３１の軸線方向位置が車輪ハブ軸受部１１の軸線方向位置と重なる。
【0021】
インホイールモータ駆動装置１０は、電動車両の車輪を駆動する車両用モータ駆動装置である。インホイールモータ駆動装置１０は、図示しない車体に連結される。インホイールモータ駆動装置１０は、電動車両を時速０～１８０ｋｍ／ｈで走行させることができる。
【0022】
車輪ハブ軸受部１１は、回転内輪・固定外輪とされ、車輪のロードホイールＷ（図２に輪郭のみ示す）と結合する回転輪（ハブ輪）としての内輪１２と、内輪１２の外径側に同軸に配置される固定輪としての外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間の環状空間に配置される複数の転動体１４を有する。
【0023】
図１に示すように外輪１３は本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに形成される開口３９ｐを貫通する。本体ケーシング３９とは、減速部３１の外郭を含むケーシングをいい、減速部３１の回転要素（減速部回転軸および歯車）を収容する。正面部分３９ｆは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｏ方向一方端を覆うケーシング壁部である。
【0024】
外輪１３の外周面には周方向で異なる位置に複数の外輪突出部１３ｇがさらに設けられる。外径方向に突出する各外輪突出部１３ｇには貫通孔が穿設される。また外輪突出部１３ｇには本体ケーシング３９の正面部分３９ｆが隣接して配置される。正面部分３９ｆには図示しない雌ねじ穴が複数形成される。正面部分３９ｆの各雌ねじ孔および外輪突出部１３ｇの各貫通孔は、軸線Ｏと平行に延び、互いに一致する。これらの貫通孔および雌ねじ穴には軸線Ｏ方向一方側からボルト１５が通され、ボルト１５の軸部は外輪突出部１３１５の頭部が外輪突出部１３ｇに当接することにより、外輪１３はボルト１５によって正面部分３９ｆに確りと取付固定される。
【0025】
内輪１２は、外輪１３よりも長い筒状体であり、外輪１３の中心孔に通される。外輪１３からインホイールモータ駆動装置１０の外部へ突出する内輪１２の軸線Ｏ方向一方端部には、結合部１２ｆが形成される。結合部１２ｆは周方向に間隔をあけて設けられる突起であり、ロードホイールＷ（図２）と同軸に結合するための結合部を構成する。内輪１２は、結合部１２ｆで車輪のロードホイールＷと結合し、車輪と一体回転する。
【0026】
内輪１２および外輪１３間の環状空間には、複数列の転動体１４が配置される。内輪１２の軸線Ｏ方向中央部の外周面は、第１列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部外周には内側軌道輪１２ｒが嵌合する。内側軌道輪１２ｒの外周面は、第２列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向中央部の内周面は、第１列の転動体１４の外側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向他方端部の内周面は、第２列の転動体１４の外側軌道面を構成する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部の外径は、内側軌道輪１２ｒの厚み寸法だけ、内輪１２の中央部の外径よりも小さくされる。これにより内輪１２の中央部の外径寸法と内側軌道輪１２ｒの外径寸法は同じにされる。内輪１２および外輪１３間の環状空間には、シール部材１６がさらに介在する。シール部材１６は環状空間の両端を封止して、塵埃および異物の侵入を阻止する。
【0027】
図３は、図１に表される車輪ハブ軸受部１１を拡大する縦断面図である。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端縁１２ｔは拡径されて内側軌道輪１２ｒの端面に接触する。これにより内側軌道輪１２ｒは軸線Ｏ方向他方に抜け出ないよう内輪１２の軸線Ｏ方向他方端に保持される。
【0028】
内輪１２の中心孔の内周面にはスプライン溝１２ｓが形成される。スプライン溝１２ｓは周方向に間隔を開けて多数形成され、軸線Ｏと平行に延びる。なおスプライン溝１２ｓは内輪１２の軸線Ｏ方向中央領域に配置され、内輪１２の軸線Ｏ方向両端領域には設けられない。
【0029】
内輪１２の中心孔のうち軸線Ｏ方向一方領域の内径は、中央領域の内径よりも大きくされ、円形の蓋部材６４が被せられる。蓋部材６４は例えば金属環の外周一部全周に密封用のゴムを接着したものであり、内輪１２の中心孔の軸線Ｏ方向一方端部を封止する。
【0030】
内輪１２の中心孔のうち軸線Ｏ方向他方領域の内径は、中心孔の中央領域の内径よりも大きくされる。これにより内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部の厚み寸法は、軸線Ｏ方向中央部よりも薄くされ、前述した軸線Ｏ方向他方端縁１２ｔの拡径加工に資する。
【0031】
内輪１２の中心孔には軸線Ｏ方向他方から減速部３１の出力軸３８が差し込まれて嵌合する。このため出力軸３８の軸線Ｏ方向一方端部の外周面にはスプライン溝３８ｓが形成される。スプライン溝３８ｓは前述したスプライン溝１２ｓに対応するよう周方向に間隔を開けて多数形成され、軸線Ｏと平行に延びる。そしてスプライン溝３８ｓ，３８ｓ間に形成されるスプライン歯と、スプライン溝１２ｓが嵌合し、スプライン溝１２ｓ，１２ｓ間に形成されるスプライン歯と、スプライン溝３８ｓが嵌合する。
【0032】
かかるスプライン嵌合では、内輪１２および出力軸３８の相対回転を禁止するが、軸線Ｏ方向の相対移動を許容する。あるいは上述した内輪１２と出力軸３８の嵌合はセレーション嵌合であってもよい。セレーション嵌合の場合、内輪１２および出力軸３８の相対回転のみならず、相対移動も禁止される。
【0033】
出力軸３８のうちスプライン溝３８ｓが形成される軸線Ｏ方向領域を出力軸３８の先端部とする。出力軸３８の根元部３８ｎは出力軸３８のフランジ部３７ｆから軸線Ｏ方向一方に突出する。フランジ部３７ｆのフランジ面３７ｉと、内輪１２の軸線Ｏ方向他方端縁１２ｔとの間には軸線Ｏ方向に開いた隙間が区画される。
【0034】
根元部３８ｎの外径は、スプライン溝３８ｓ，３８ｓ・・・・の溝底同士を結ぶ円よりも小さい。また根元部３８ｎの外周面は、内輪１２の軸線Ｏ方向他方領域の内周面から離れており、根元部３８ｎと内輪１２の間に径方向に開いた環状隙間を区画する。かかる環状隙間は、フランジ部３７ｆと内輪１２の隙間と連続する。根元部３８ｎと内輪１２の環状隙間には、シール部材６５と、バックアップ部材６６，６７が配置される。
【0035】
シール部材６５はゴム製であり、弾性変形可能である。バックアップ部材６６，６７はシール部材６５よりも硬質のプラスチック製あるいは金属製であるが、若干の弾性変形が可能である。シール部材６５およびバックアップ部材６６，６７が配置される環状隙間は、内輪１２および出力軸３８が若干の折れ角で相対的に傾斜することを許容する。
【0036】
スプライン溝１２ｓ，３８ｓはグリースが満たされる。グリースは内輪１２と出力軸３８の嵌合箇所の摩耗や錆、発熱を防止する。内輪１２の中心孔はスプライン溝１２ｓよりも軸線Ｏ方向一方側で蓋部材６４によって封止される。さらに内輪１２と出力軸３８の環状隙間は、スプライン溝１２ｓよりも軸線Ｏ方向他方側でシール部材６５によって封止される。これによりグリースは内輪１２の中心孔内に封入される。
【0037】
図４は、図３中、丸囲み部Ａを取り出して示す拡大図である。根元部３８ｎの外周面３８ｐは、軸線Ｏ方向に関し一定の外径を有する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方領域の内周面１２ｑも、一定の外径を有し、環状隙間を介して外周面３８ｐと対面する。
【0038】
外周面３８ｐとフランジ部３７ｆとの結合箇所ではフランジ部３７ｆに近づくほど半径が徐々に大きくなってフランジ部３７ｆのフランジ面３７ｇと滑らかに接続する。このため図４に示すように外周面３８ｐとフランジ面３７ｇが接合する隅部３７ｒの断面形状は円弧を描く。図５に、一連の外周面３８ｐと隅部３７ｒとフランジ面３７ｇと段差３７ｊとフランジ面３７ｉの断面形状を拡大して示す。
【0039】
内径側のフランジ面３７ｇは、外径側のフランジ面３７ｉよりも軸線Ｏ方向他方へ窪んでいる。フランジ面３７ｇとフランジ面３７ｉは段差３７ｊで接続される。段差３７ｊは内径方向に指向する環状の内周面である。
【0040】
シール部材６５は例えばＯリングであり、全周に亘って外周面３８ｐおよび内周面１２ｑと接触して、内輪１２の中心孔の軸線Ｏ方向他方端部を封止する。原形においてシール部材６５の厚みは、外周面３８ｐと内周面１２ｑの環状隙間よりも大きい。
【0041】
バックアップ部材６６は、軸線Ｏ方向位置に関し、スプライン溝３８ｓとシール部材６５の間に配置され、シール部材６５が軸線Ｏ方向一方へ移動することを規制する。バックアップ部材６６は、Ｃ字状のリングであり、原形においてバックアップ部材６６の内径は外周面３８ｐの外径よりも小さい。このためバックアップ部材６６は外周面３８ｐを抱えるように径方向の締め代を伴って取付固定される。図４に示すようにバックアップ部材６６と内周面１２ｑの間には隙間Ｇ１が区画される。
【0042】
バックアップ部材６７は、軸線Ｏ方向位置に関し、シール部材６５とフランジ部３７ｆの間に配置され、シール部材６５が軸線Ｏ方向他方へ移動することを規制する。図６はバックアップ部材６７の正面図であり、軸線Ｏ方向一方からみた状態を表す。図７はバックアップ部材６７の縦断面図であり、図６中のＶＩＩ―ＶＩＩで切断し断面を矢の方向にみた状態を表す。バックアップ部材６７も、周方向に延びるＣ字状のリングであり、両端同士が間隔Ｄを空けて近接する。原形においてバックアップ部材６７の内径は外周面３８ｐの外径よりも小さい。このためバックアップ部材６７も外周面３８ｐを抱えるように径方向の締め代を伴って取付固定される。図４に示すようにバックアップ部材６７と内周面１２ｑの間には隙間Ｇ２が区画される。バックアップ部材６６，６７の厚みは、外周面３８ｐと内周面１２ｑの環状隙間よりも小さい。
【0043】
図７に示すようにバックアップ部材６６は径寸法一定であるのに対し、バックアップ部材６７は軸線方向一方領域６７ａで径寸法一定とされ、軸線方向他方領域６７ｂで隅部３７ｒに対応する形状にされ、軸線方向他方へ向かうほど拡径する。軸線方向他方領域６７ｂは図５に示す段差３７ｊに当接する。また軸線方向他方領域６７ｂはフランジ面３７ｇに当接する。段差３７ｊとフランジ面３７ｇと隅部３７ｒによって区画される環状凹部に軸線方向他方領域６７ｂが収容されることにより、バックアップ部材６７は軸線Ｏ方向一方への移動を規制されるのみならず、拡径する変形を規制される。
【0044】
バックアップ部材６６，６７間は軸線Ｏ方向に離れて配置され、シール部材６５はバックアップ部材６６，６７間に配置される。これによりシール部材６５は軸線Ｏ方向の移動を規制され、外周面３８ｐと内周面１２ｑの環状隙間に保持される。しかも外周面３８ｐが内周面１２ｑに対して軸線Ｏ方向に滑動したり、軸線Ｏに対して直角方向に移動したりしても、シール部材６５は外周面３８ｐと内周面１２ｑの双方に接触してシール性能が損なわれない。
【0045】
図１に示すようにモータ部２１は、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、およびモータケーシング２９を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータ部２１は、インナロータ、アウタステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式であってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップモータであってもよい。モータケーシング２９はステータ２４の外周を包囲する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向一方端は本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと結合する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向他方端は、板状のモータケーシングカバー２９ｖで封止される。背面部分３９ｂは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｍ方向（軸線Ｏ方向）他方端を覆うケーシング壁部である。
【0046】
本体ケーシング３９およびモータケーシング２９は、インホイールモータ駆動装置１０の外郭をなすケーシングを構成する。以下の説明において本体ケーシング３９およびモータケーシング２９の一部を、単にケーシングともいう。
【0047】
ステータ２４は円筒形状のステータコア２５と、該ステータコア２５に巻回されたコイル２６を含む。ステータコア２５はリング状の鋼板を軸線Ｍ方向に積層してなる。
【0048】
モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと、モータ部２１のモータケーシングカバー２９ｖに回転自在に支持される。
【0049】
モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。例えば図２に示すようにモータ部の軸線Ｍは、軸線Ｏから車両前後方向にオフセットして、具体的には軸線Ｏよりも車両前方、に配置される。
【0050】
減速部３１は、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力軸３２と、入力軸３２の外周面に同軸に設けられる入力歯車３３と、複数の中間歯車３４，３６と、これら中間歯車３４，３６の中心と結合する中間軸３５と、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２に連結される出力軸３８と、出力軸３８の外周面に同軸に設けられる出力歯車３７と、これら複数の歯車および減速部回転軸を収容する本体ケーシング３９を有する。本体ケーシング３９は減速部３１の外郭をなすことから減速部ケーシングともいう。
【0051】
入力歯車３３は外歯のはすば歯車である。入力軸３２は中空構造であり、この中空穴３２ｈにモータ回転軸２２の軸線方向一方端部が差し込まれて相対回転不可能にスプライン嵌合（セレーションも含む、以下同じ）する。入力軸３２は入力歯車３３の両端側で、転がり軸受３２ａ，３２ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在に支持される。
【0052】
減速部３１の中間軸３５の回転中心になる軸線Ｎは軸線Ｏと平行に延びる。中間軸３５の両端は、転がり軸受３５ａ，３５ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在に支持される。中間軸３５の軸線Ｎ方向他方端部には、第１中間歯車３４が同軸に設けられる。中間軸３５の軸線Ｎ方向中央領域には、第２中間歯車３６が同軸に設けられる。
【0053】
ここで附言すると、第１中間歯車３４の軸線Ｎ方向他方端面には凹部が形成され、かかる凹部内に軸受３５ｂが収納される。これにより軸受３５ｂの軸線Ｎ方向位置と第１中間歯車３４の歯面の軸線Ｎ方向位置とが重なり、中間軸３５の長さが短縮される。
【0054】
第１中間歯車３４および第２中間歯車３６は、外歯のはすば歯車であり、第１中間歯車３４の径が第２中間歯車３６の径よりも大きい。大径の第１中間歯車３４は、第２中間歯車３６よりも軸線Ｎ方向他方側に配置されて、小径の入力歯車３３と噛合する。小径の第２中間歯車３６は、第１中間歯車３４よりも軸線Ｎ方向一方側に配置されて、大径の出力歯車３７と噛合する。
【0055】
中間軸３５の軸線Ｎは、図２に示すように、軸線Ｏおよび軸線Ｍよりも上方に配置される。また中間軸３５の軸線Ｎは、軸線Ｏよりも車両前方、軸線Ｍよりも車両後方に配置される。減速部３１は、車両前後方向に間隔を空けて配置されて互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｎ，Ｍを有する３軸の平行軸歯車減速機であり、２段変速とされる。
【0056】
説明を図１に戻すと出力軸３８は軸線Ｏに沿って延びる。出力軸３８の軸線Ｏ方向中央部にはフランジ部３７ｆが形成される。フランジ部３７ｆの外周面には出力歯車３７が形成される。出力歯車３７は外歯のはすば歯車である。出力軸３８の軸線Ｏ方向一方端部は、内輪１２の中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。出力軸３８の軸線Ｏ方向中央部は、転がり軸受３８ａを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに回転自在に支持される。出力軸３８の軸線Ｏ方向他方端部は、転がり軸受３８ｂを介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂに回転自在に支持される。
【0057】
入力軸３２と、中間軸３５と、出力軸３８は、上述した転がり軸受によって両持ち支持される。これらの転がり軸受３２ａ，３５ａ，３８ａ，３２ｂ，３５ｂ，３８ｂはラジアル軸受である。
【0058】
ここで附言すると、出力歯車３７の軸線Ｏ方向一方端面には環状凸部３７ｋが立設される。環状凸部３７ｋよりも内径側で、出力歯車３７の軸線Ｏ方向一方端面は、環状凸部３７ｋよりも外径側よりも大きく窪んでいる。かかる窪み部の底面は、図３に示すフランジ面３７ｉである。環状凸部３７ｋおよびフランジ面３７ｉによって区画される窪み部は、内輪１２および外輪１３の軸線Ｏ方向他方端部を収容する。
【0059】
環状凸部３７ｋは、正面部分３９ｆの内壁面に立設される環状凸部３９ｉに包囲される。環状凸部３７ｋ，３９ｉ間には転がり軸受３８ａが収納される。これにより転がり軸受３８ａの軸線Ｏ方向位置と、内輪１２および外輪１３の軸線Ｏ方向他方端部の軸線Ｏ方向位置とが重なり、正面部分３９ｆから軸線Ｏ方向一方へ突出する車輪ハブ軸受部１１の突出長が短縮される。
【0060】
図１に示すように減速部３１は、小径の駆動歯車と大径の従動歯車の噛合、即ち入力歯車３３と第１中間歯車３４の噛合、また第２中間歯車３６と出力歯車３７の噛合、により入力軸３２の回転を減速して出力軸３８に伝達する。減速部３１の入力軸３２から出力軸３８までの回転要素は、モータ部２１の回転を内輪１２に伝達する駆動伝達経路を構成する。
【0061】
本体ケーシング３９は、これまで説明した正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂの他、筒状部分を含む。当該筒状部分は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｎ、Ｍを取り囲むように減速部３１の内部部品を覆う。板状の正面部分３９ｆは、減速部３１の内部部品を軸線方向一方側から覆い、筒状部分の一方端と結合する。板状の背面部分３９ｂは、減速部３１の内部部品を軸線方向他方側から覆い、筒状部分の他方端と結合する。本体ケーシング３９の背面部分３９ｂは、モータケーシング２９と結合し、減速部３１の内部空間およびモータ部２１の内部空間を仕切る隔壁でもある。モータケーシング２９は本体ケーシング３９に支持されて、本体ケーシング３９から軸線方向他方側へ突出する。
【0062】
本体ケーシング３９は、減速部３１の内部空間を区画し、減速部３１の全ての回転要素（減速部回転軸および歯車）を内部空間に収容する。図２に示すように本体ケーシング３９の下部は、オイル貯留部４１とされる。オイル貯留部４１はモータ部２１の下部から下方へ突出するよう設けられる。本体ケーシング３９の内部空間の下部を占めるオイル貯留部４１には、潤滑油が貯留する。貯留する潤滑油は図示しないオイルポンプによって汲み上げられ、モータ部２１および減速部３１を潤滑し、オイル貯留部４１に還流する。このように潤滑油はインホイールモータ駆動装置１０内を循環する。
【0063】
インホイールモータ駆動装置１０外部から上述したコイル２６に電力が供給されると、モータ部２１のロータ２３が回転し、モータ回転軸２２から減速部３１に回転を出力する。減速部３１はモータ部２１から入力軸３２に入力された回転を減速し、出力軸３８から車輪ハブ軸受部１１へ出力する。車輪ハブ軸受部１１の内輪１２は、出力軸３８と同じ回転数で回転し、内輪１２に取付固定される図示しない車輪（ロードホイールＷ）を駆動する。
【0064】
ところで本実施形態のインホイールモータ駆動装置１０は、内輪１２、外輪１３、および内輪１２と外輪１３の環状隙間に配置される複数の転動体１４を有する車輪ハブ軸受部１１と、先端部が内輪１２の中心孔に差し込まれて内輪１２に嵌合し根元部３８ｎが内輪１２との間に環状隙間を区画する出力軸３８と、出力軸３８を駆動するモータ部２１と、内輪１２と根元部３８ｎの環状隙間に配置されて当該環状隙間を封止するシール部材６５と、根元部３８ｎの外周面３８ｐに取り付けられて周方向に延び、両端が間隔Ｄを開けて互いに近接しシール部材６５の軸線Ｏ方向位置を規制するバックアップ部材６６，６７を備える。バックアップ部材６６，６７によりシール部材６５は軸線Ｏ方向の移動が規制されることから、内輪１２と出力軸３８の相対移動に関わらず、シール部材６５は環状隙間に常に保持されて内輪１２と根元部３８ｎの環状隙間を封止する。本実施形態によればシール部材６５の密封性能が低下しない。
【0065】
また本実施形態によれば、根元部３８ｎに環状溝を設けなくても、バックアップ部材６６，６７によってシール部材６５を根元部３８ｎに固定することができ、根元部３８ｎの断面減少および応力集中を回避できる。
【0066】
また本実施形態によれば、シール部材６５の軸線Ｏ方向両側にバックアップ部材６６，６７がそれぞれ設けられることから、シール部材６５の軸線Ｏ方向位置が固定される。したがってシール部材６５がスプライン溝１２ｓ，３８ｓに近づき過ぎることを防止できる。
【0067】
また本実施形態のバックアップ部材６６，６７は、径方向の締め代を伴って出力軸３８と密着し、内輪１２との間に隙間Ｇ１，Ｇ２を区画する、径方向の隙間Ｇ１，Ｇ２により内輪１２が出力軸３８に対し若干の折れ角で傾斜するよう相対移動することが可能になる。
【0068】
本実施形態の理解を深めるため、図１２に示す参考例を対比して説明する。
【0069】
参考例につき、上述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。参考例ではフランジ部３７ｆのフランジ面に段差が設けられない。そして外周面３８ｐと隅部３７ｒとフランジ面３７ｉがこの順序で接続される。
【0070】
参考例では内輪１２および出力軸３８の振動によって、あるいは内輪１２と出力軸３８の相対移動を原因として、あるいは遠心力を原因として、バックアップ部材６７が拡径するように変形し、図１２に示すように内周面１２ｑと外周面３８ｐの環状隙間から軸線Ｏ方向他方へ抜け出す。
【0071】
バックアップ部材６７が軸線Ｏ方向他方へ移動すると、シール部材６５も軸線Ｏ方向他方へ移動し、内周面１２ｑと外周面３８ｐの環状隙間から抜け出そうとする。そうするとシール部材６５が内周面１２ｑから離れる場合が生じ、シール部材６５の密封性能が低下する。
【0072】
【0073】
次に本発明の第２実施形態を説明する。図８は本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。第２実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。第２実施形態ではフランジ部３７ｆのフランジ面に段差が設けられない。そして外周面３８ｐと隅部３７ｒとフランジ面３７ｉがこの順序で接続される。
【0074】
シール部材６５と隅部３７ｒの間には、前述したバックアップ部材６６に代えてバックアップ部材６８が取り付けられる。バックアップ部材６８は軸線Ｏ方向他方側で隅部３７ｒと当接し、軸線Ｏ方向他方への移動を規制される。バックアップ部材６８は径方向の締め代をともって外周面３８ｐに固定される。
【0075】
【0076】
図１１はバックアップ部材６８の両端部を示す拡大図である。両端部は周方向中央領域６８ｃの帯幅よりも幅狭とされ、凹部６８ｄおよび爪部６８ｅをそれぞれ有する。両端部を対比すると、一端の凹部６８ｄは軸線方向一方へ指向し、他端の凹部６８ｄは軸線方向他方へ指向する。
【0077】
爪部６８ｅは、両端部の先端に設けられ、周方向中央領域６８ｃとともに凹部６８ｄを区画する。一端の爪部６８ｅは軸線方向一方へ指向し、他端の凹部６８ｄ内に嵌り込む。他端の爪部６８ｅは軸線方向他方へ指向し、一端の凹部６８ｄ内に嵌り込む。これによりバックアップ部材６８の両端部は互いに係合する。この際、両端部同士が間隔Ｄを空けて近接する。
【0078】
第２実施形態によれば、バックアップ部材６８の両端に形成される爪部６８ｅ，６８ｅが互いに係合することから、バックアップ部材６８は拡径し難くされる。また図８に示すようにバックアップ部材６８の少なくとも一部が外周面３８ｐと内周面１２ｑの環状隙間に配置されることから、バックアップ部材６８の両端部は径方向に相対移動不能とされる。したがって一端の爪部６８ｅが他端の凹部６８ｄから抜け出すことを防止される。
【0079】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、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、本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】
【0080】
本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】
【0081】
１０ インホイールモータ駆動装置、 １１ 車輪ハブ軸受部、
１２ 内輪（ハブ輪）、 １２ｆ 結合部、 １２ｑ 内周面、
１２ｒ 内側軌道輪、 １２ｓ，３８ｓ スプライン溝、
１２ｔ 軸線方向他方端縁、 １３ 外輪、 １４ 転動体、
１５ ボルト、 ２１ モータ部、 ３８ａ 転がり軸受、
３１ 減速部、 ３２ 入力軸、 ３７ 出力歯車、
３７ｆ フランジ部、 ３７ｇ，３７ｉ フランジ面、
３７ｊ 段差、 ３７ｋ 環状凸部、 ３７ｒ 隅部、
３８ 出力軸、 ３８ｎ 根元部、 ３８ｐ 外周面、
３９ 本体ケーシング、 ３９ｆ 正面部分、 ３９ｐ 開口、
６４ 蓋部材、 ６５ シール部材、
６６，６７，６８ バックアップ部材、 ６７ａ 軸線方向一方領域、
６７ｂ 軸線方向他方領域、 ６８ｃ 周方向中央領域、
６８ｄ 凹部、 ６８ｅ 爪部、 Ｄ 間隔、
Ｇ１，Ｇ２ 隙間、 Ｍ，Ｎ，Ｏ 軸線。
１２ 内輪（ハブ輪）、 １２ｆ 結合部、 １２ｑ 内周面、
１２ｒ 内側軌道輪、 １２ｓ，３８ｓ スプライン溝、
１２ｔ 軸線方向他方端縁、 １３ 外輪、 １４ 転動体、
１５ ボルト、 ２１ モータ部、 ３８ａ 転がり軸受、
３１ 減速部、 ３２ 入力軸、 ３７ 出力歯車、
３７ｆ フランジ部、 ３７ｇ，３７ｉ フランジ面、
３７ｊ 段差、 ３７ｋ 環状凸部、 ３７ｒ 隅部、
３８ 出力軸、 ３８ｎ 根元部、 ３８ｐ 外周面、
３９ 本体ケーシング、 ３９ｆ 正面部分、 ３９ｐ 開口、
６４ 蓋部材、 ６５ シール部材、
６６，６７，６８ バックアップ部材、 ６７ａ 軸線方向一方領域、
６７ｂ 軸線方向他方領域、 ６８ｃ 周方向中央領域、
６８ｄ 凹部、 ６８ｅ 爪部、 Ｄ 間隔、
Ｇ１，Ｇ２ 隙間、 Ｍ，Ｎ，Ｏ 軸線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】