JP2007331476A - 車輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車輪駆動装置に関し、簡素な構成で、回転動力の車輪への伝達を適切に行ううえで必要な車輪軸受への予圧付与を十分に行うことにある。
【解決手段】複列の車輪軸受５０と、電動モータ１４の回転動力を減速して車輪に伝達する遊星歯車機構４０と、を備え、車輪軸受５０の列の間に遊星歯車機構４０が配置され、その遊星歯車４０ｂが自転可能に支持された状態でキャリアが固定されかつ内歯車４０ｃがハブ外輪４６に固定又は一体化された外輪回転構造を有する車輪駆動装置１０において、遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸４２を、車輪軸受５０の内インナーレース３２及び外インナーレース３４を挟んで加締め又は締結することにより、車輪軸受５０に予圧を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪駆動装置に係り、特に、複列の車輪軸受と、回転動力を減速して車輪に伝達する遊星歯車機構と、を備え、車輪軸受の列の間に遊星歯車を配置した車輪駆動装置に関する。

従来から、電動モータと車輪との間に設けられた遊星歯車機構と、転動体を有する複列の車輪軸受と、を備える車輪駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車輪駆動装置において、電動モータの回転動力は、遊星歯車機構により減速された後、車輪軸受を介して車輪に伝達される。従って、上記した車輪駆動装置によれば、電動モータの回転動力により車輪を回転駆動することが可能となっている。
特開２００５−２３１４２８号公報

ところで、上記の如きモータ回転動力の車輪軸受を介した車輪への伝達を適切に行ううえでは、車輪軸受に予圧を与える必要がある。上記した車輪駆動装置においては、車輪軸受への予圧付与をハブ輪に形成した加締部により行うこととしている。しかしながら、かかる加締部による予圧付与では、加締め力が十分でなく、モータ回転動力の車輪への伝達が適切に行われないおそれがある。

尚、車輪軸受への予圧付与での十分な加締め力を確保するうえでは、その車輪軸受へ予圧を付与するための装置（例えばボルトなど）を別途に設けることが考えられるが、かかる構成では、車輪軸受へ予圧を付与するための装置が別途に必要となり、部品点数が増大し、コストが増えてしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、回転動力の車輪への伝達を適切に行ううえで必要な車輪軸受への予圧付与を十分に行うことが可能な車輪駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、複列の車輪軸受と、回転動力を減速して車輪に伝達する遊星歯車機構と、を備え、前記車輪軸受の列の間に前記遊星歯車機構が配置された車輪駆動装置であって、前記車輪軸受に予圧を付与すべく、前記遊星歯車機構の遊星歯車軸が前記車輪軸受を挟んで加締め又は締結される車輪駆動装置により達成される。

この態様の発明において、遊星歯車機構は、複列の車輪軸受の列の間に配置されている。そして、その遊星歯車機構の遊星歯車軸が車輪軸受を挟んで加締め又は締結されることにより、車輪軸受に予圧が付与されている。かかる構成においては、車輪軸受への十分な予圧付与を行うことは可能であると共に、その予圧付与に遊星歯車軸が用いられるので、車輪軸受へ予圧を付与するための専用部品は不要である。従って、本発明によれば、簡素な構成で車輪軸受への予圧付与を十分に行うことができる。

尚、上記した車輪駆動装置において、前記遊星歯車機構の遊星歯車が自転可能に支持された状態でキャリアが固定されかつ内歯車がハブ輪に固定又は一体化された外輪回転構造を有し、前記遊星歯車機構の遊星歯車軸は、前記車輪軸受のベアリングレースを挟んで加締め又は締結されることとしてもよい。

この場合には、また、前記車輪軸受の列の間に配置され、周方向に隣り合う遊星歯車軸の間において遊星歯車軸に対して平行に延在する予圧付与軸を備え、前記予圧付与軸が前記車輪軸受を挟んで加締め又は締結されることにより、前記車輪軸受に更に予圧が付与されることとすれば、車輪軸受への予圧付与を効果的に行うことが可能となる。

また、上記した車輪駆動装置において、前記遊星歯車機構の内歯車がナックル固定されかつ遊星歯車が公転可能かつ自転可能にハブ輪に支持固定された内輪回転構造を有し、前記遊星歯車機構の遊星歯車軸は、前記車輪軸受のベアリングレースを挟んで加締め又は締結されることとしてもよい。

本発明によれば、簡素な構成で、回転動力の車輪への伝達を適切に行ううえで必要な車輪軸受への予圧付与を十分に行うことができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例である車輪駆動装置１０の縦断面図を示す。図２は、本実施例の車輪駆動装置１０の要部の分解斜視図を示す。尚、図２には、車輪駆動装置１０の要部を鉛直方向に切断したものが示されている。また、図３は、本実施例の車輪駆動装置１０の有する遊星歯車の軸の構成図を示す。

本実施例の車輪駆動装置１０は、車両の駆動輪ごとに設けられている。駆動輪は、車両の前輪のみ或いは後輪のみであってもよく、また、全車輪に適用されてもよい。尚、駆動輪ごとの車輪駆動装置１０は、実質的に見て構成に相違がないため、以下では、一の駆動輪のみについて説明する。

駆動輪が有するホイール１２内には、車輪を駆動するための電動モータ１４が配置されている。すなわち、車輪駆動装置１０は、インホイルモータ型の電動車両に適用される。電動モータ１４は、円筒形状のモータケース１６を有している。モータケース１６は、そのフランジ部においてナックル１８に一体的に固定されている。尚、図１において、紙面左側が車両中央側であり、紙面右側が車両外側である。

モータケース１６内には、電動モータ１４の有する、ステータ２０、ロータ２２、及び軸受２４，２４´が配設されている。ステータ２０は、鉄心回りにコイルが巻回された構造を有し、モータケース１６に取り付けられており、車載電源からコイルに通電される。ロータ２２は、永久磁石からなっており、ステータ２０の内径側においてステータ２０に対して所定のエアギャップを介して対向して配置されている。ロータ２２は、モータケース１６に軸受２４，２４´を介して支持されたモータシャフト２６の外周に一体的に固定されている。モータシャフト２６は、電動モータ１４が通電されることにより回転する。

モータシャフト２６の先端には、メインシャフト２８のギヤ部２８ａが噛合されている。モータシャフト２６の先端部は、その外径がメインシャフト２８のギヤ部２８ａの内径に比して小さくなるように形成されている。メインシャフト２８は、軸受３０，３０´により、共に円盤状の内インナーレース３２及び外インナーレース３４に支持されている。メインシャフト２８は、車輪の軸中心に一致している。また、モータシャフト２６の軸中心とメインシャフト２８の軸中心とはオフセットしている。モータシャフト２６の回転は所定の減速比で減速されてメインシャフト２８に伝達される。

上記した内インナーレース３２は、外径側フランジ部３２ｃにおいてナックル１８に固定されており、その中心にメインシャフト２８が貫通する貫通穴を有している。また、メインシャフト２８の車両外側の先端内側には、ボルト穴２８ｂが形成されている。ボルト穴２８ｂには、ボルト３６がメインシャフト２８と一体に回転可能に締結されている。外インナーレース３４は、その中心にメインシャフト２８が貫通する貫通穴を有しており、その貫通穴を通じてボルト３６がボルト穴２８ｂに締結されることによりその中心部分で支持される。外インナーレース３４の車両外側には、その外インナーレース３４を覆うように、後述のハブ外輪に固定されるカバー３８が設けられている。

車輪駆動装置１０は、キャリア固定型の遊星歯車機構４０を備えている。遊星歯車機構４０のキャリアは、上記した内インナーレース３２及び外インナーレース３４である。遊星歯車機構４０の太陽歯車４０ａは、上記したメインシャフト２８の外周に形成されている。太陽歯車４０ａには、互いに歯数が同じでかつ同径の遊星歯車４０ｂが複数、噛合されている。

遊星歯車４０ｂは、メインシャフト２８すなわち太陽歯車４０ａの周回りに等間隔で複数（例えば３つ）設けられており、それぞれ遊星歯車軸４２にころ軸受４３を介して回転可能に軸支されている。各遊星歯車軸４２はそれぞれ、内インナーレース３２に設けられた貫通穴３２ａ及び外インナーレース３４に設けられた貫通穴３４ａに挿入されており、内インナーレース３２及び外インナーレース３４に支持されている。各遊星歯車４０ｂは、遊星歯車軸４２を中心にしてその回りに自転可能である一方で、太陽歯車４０ａの周回りには公転不可能に支持されている。

また、内インナーレース３２には、周方向に隣り合う貫通穴３２ａを結ぶ周上におけるそれら両貫通穴３２ａから等距離の位置に、貫通穴３２ｂが設けられている。外インナーレース３４にも、周方向に隣り合う貫通穴３４ａを結ぶ周上におけるそれら両貫通穴３４ａから等距離の位置に、貫通穴３４ｂが設けられている。これらの貫通穴３２ｂ，３４ｂは、メインシャフト２８の周回りに等間隔で複数（例えば３つ）設けられ、貫通穴３２ａ，３４ａと同径でかつ平行に空けられており、メインシャフト２８の軸中心からの距離が貫通穴３２ａ，３４ａのものと略同じになっている。

これらの貫通穴３２ｂ，３４ｂには、両貫通穴３２ｂ，３４ｂを通るように後に詳述する予圧付与軸４４が挿入されている。予圧付与軸４４は、太陽歯車４０ａの周方向に隣り合う遊星歯車軸４２を結ぶ間の周上において遊星歯車軸４２に対して平行に延在しており、内インナーレース３２及び外インナーレース３４に支持されている。予圧付与軸４４は、遊星歯車軸４２と同じ径を有し、外周にころ軸受４３及び歯車が配置されることを除いて略同じ形状に形成されている。遊星歯車軸４２と予圧付与軸４４とは、太陽歯車４０ａの周方向において交互に配設されている。

遊星歯車４０ｂには、リングギヤである内歯車４０ｃが噛合されている。内歯車４０ｃは、環状に形成されたハブ外輪４６に固定又は一体化されており、その内周に向いた面に設けられている。内歯車４０ｃすなわちハブ外輪４６は、車輪軸受５０によりメインシャフト２８を軸中心にして回転可能に内インナーレース３２及び外インナーレース３４に支持されている。内歯車４０ｃは、遊星歯車４０ｂが自転することによりメインシャフト２８を軸中心にして回転する。ハブ外輪４６は、その外径側フランジ部４６ａにおいて上記したホイール１２にボルト締結されている。

車輪駆動装置１０は、駆動輪を支承するための車輪軸受５０を備えている。車輪軸受５０は、上記した内インナーレース３２と、外インナーレース３４と、アウターレースとして機能するハブ外輪４６と、転動体であるベアリング玉５２と、により構成されている。車輪軸受５０は、メインシャフト２８の軸方向に２列に並んだ複列式の軸受（例えばアンギュラベアリング）である。ベアリング玉５２は、メインシャフト２８の外周を囲むように、内インナーレース３２とハブ外輪４６との間および外インナーレース３４とハブ外輪４６との間にそれぞれ転動自在に複数収容されている。尚、ベアリング玉５２は、球状部材であるが、図２にはメインシャフト２８の周方向に円柱状に示している。また、車輪軸受５０の内径側には、その車輪軸受５０と同列に、メインシャフト２８を支持する上記の軸受３０，３０´が配置される。

また、ホイール１２には、ハブ外輪４６と共に、車輪を制動させるためのハット状のブレーキディスク５４がボルト締結されている。ブレーキディスク５４の周方向の所定位置近傍には、ブレーキキャリパが配設されている。ブレーキキャリパは、ブレーキディスク５４のフランジ部を両側から挟みこむようにパッドを押圧することにより、パッドとブレーキディスク５４との間で摩擦力を発生させ、車輪を制動させる。

次に、本実施例の車輪駆動装置１０の動作について説明する。車輪駆動装置１０において、電動モータ１４が通電されると、その通電に応じてモータシャフト２６が回転する。モータシャフト２６が回転すると、その回転に合わせて所定の減速比でメインシャフト２８が回転する。メインシャフト２８が回転すると、その回転動力が外周の太陽歯車４０ａに噛合する遊星歯車４０ｂに伝達される。

上記の如く、遊星歯車４０ｂは、その軸４２を中心にしてその回りに自転可能であるが、太陽歯車４０ａの周回りには公転不可能である。従って、メインシャフト２８の回転動力が遊星歯車４０ｂに伝達されると、その遊星歯車４０ｂは公転することなく遊星歯車軸４２の回りに自転する。遊星歯車４０ｂが自転すると、その動力が外周側にある内歯車４０ｃに伝達される。この場合、内歯車４０ｃは、遊星歯車４０ｂの自転に合わせて所定の減速比でメインシャフト２８を軸中心にして回転する。

上記の如く、内歯車４０ｃは、ハブ外輪４６に固定又は一体化されている。従って、内歯車４０ｃが回転すると、同時にハブ外輪４６が回転し、ホイール１２及びブレーキディスク５４を含む車輪がメインシャフト２８を軸中心にして回転する。

このように、車輪駆動装置１０においては、電動モータ１４の通電による回転動力を遊星歯車機構４０を介してハブ外輪４６に所定の減速比で伝達することができ、これにより、いわゆるインホイルモータを用いて車輪を回転駆動することが可能である。尚、この車輪駆動装置１０は、車輪を回転駆動するのに遊星歯車機構４０の内歯車４０ｃ側にあるハブ外輪４６を回転させるいわゆる外輪回転構造の駆動装置である。

ところで、電動モータ１４の回転動力を遊星歯車機構４０及び車輪軸受５０を介して駆動輪へ適切に伝達するうえでは、その車輪軸受５０に軸方向に向かう予圧を与える必要がある。本実施例の車輪駆動装置１０は、車輪軸受５０に十分な予圧を与える点に特徴を有している。

本実施例の車輪駆動装置１０において、上記した遊星歯車機構４０は、駆動輪を支承するための複列の車輪軸受５０の列の間に配置されている。遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸４２は、車輪軸受５０の２列を結ぶ線に平行となるようにメインシャフト２８の軸方向に延びている。そして、各遊星歯車軸４２は、車輪軸受５０の２列間の距離とほぼ同じ軸方向長さを有し、かつ、車輪軸受５０の２列の間に収まるように配置されている。

遊星歯車軸４２は、図３に示す如く、軸方向中央に設けられた大径部４２ａと、その大径部４２ａに軸方向に隣接して設けられた２つの小径部４２ｂと、軸方向両端に設けられた２つのフランジ部４２ｃと、から構成されている。大径部４２ａの外周側径方向には、上記した自転可能な遊星歯車４０ｂの内周部が隣接され、また、小径部４２ｂの一方の外周側径方向には内インナーレース３２が、他方の外周側径方向には外インナーレース３４が、それぞれ隣接される。

遊星歯車軸４２は、小径部４２ｂに径方向に対向する内インナーレース３２及び外インナーレース３４をそれぞれ大径部４２ａとフランジ部４２ｃとで挟持すると共に、かかる挟持を行いつつ両端のフランジ部４２ｃにおいて内インナーレース３２及び外インナーレース３４に加締められる。

かかる構成においては、遊星歯車軸４２が内インナーレース３２及び外インナーレース３４に加締められることで、内インナーレース３２と外インナーレース３４とに両者が軸方向に近づくように荷重が加わり、車輪軸受５０に軸方向に向かう予圧が付与される。遊星歯車軸４２は、メインシャフト２８の周回りに複数設けられている。このため、複数の遊星歯車軸４２を用いて車輪軸受５０に軸方向に付与する予圧を高めることが可能である。

また、予圧付与軸４４も、遊星歯車軸４２と同様に、車輪軸受５０の２列を結ぶ線に平行となるようにメインシャフト２８の軸方向に延びている。そして、各予圧付与軸４４は、車輪軸受５０の２列間の距離とほぼ同じ軸方向長さを有している。すなわち、予圧付与軸４４は、車輪軸受５０の２列の間に収まっている。

予圧付与軸４４は、軸方向中央に設けられた大径部４４ａと、その大径部４４ａに隣接して設けられた２つの小径部４４ｂと、軸方向両端に設けられた２つのフランジ部４４ｃと、から構成されている。小径部４４ｂの一方の外周側径方向には内インナーレース３２が、他方の外周側径方向には外インナーレース３４が、それぞれ隣接して配置される。予圧付与軸４４は、小径部４４ｂに対向する内インナーレース３２及び外インナーレース３４を大径部４４ａとフランジ部４４ｃとで挟持すると共に、両端のフランジ部４４ｃにおいて内インナーレース３２及び外インナーレース３４に加締められる。

かかる構成においては、遊星歯車軸４２と同様に、予圧付与軸４４が内インナーレース３２及び外インナーレース３４に加締められることで、内インナーレース３２と外インナーレース３４とに両者が軸方向に近づくように荷重が加わり、車輪軸受５０に軸方向に向かう予圧が付与される。予圧付与軸４４も、メインシャフト２８の周回りに複数設けられている。このため、複数の予圧付与軸４４を用いて車輪軸受５０に軸方向に付与する予圧を高めることが可能である。

従って、本実施例の車輪駆動装置１０においては、メインシャフト２８の周回りに配設された複数の遊星歯車軸４２及び複数の予圧付与軸４４のそれぞれの加締めによって、電動モータ１４の回転動力の車輪への伝達を適切に行ううえで、車輪軸受５０に軸方向に向かう十分な予圧を付与することが可能となっている。

また、本実施例においては、車輪軸受５０への予圧付与に上記の如く遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸４２が利用される。このため、車輪軸受５０に十分な予圧を確実に付与するためにその遊星歯車軸４２と平行に延びるように配置された予圧付与軸４４を除いて、車輪軸受５０へ予圧を付与するための専用部品を別途に設けることは不要であり、この点、部品点数を少なくすることができ、コスト低減を図ることができる。従って、本実施例の車輪駆動装置１０によれば、できるだけ簡素な構成で車輪軸受５０への十分な予圧付与を実現することが可能となっている。

また、本実施例においては、車輪軸受５０への予圧付与が、複数の遊星歯車軸４２及び複数の予圧付与軸４４を用いた加締めにより実施される。このため、車輪軸受５０に付与すべき十分な予圧を確保するうえで遊星歯車軸４２や予圧付与軸４４の一個当たりに負担させる割合を少なくすることができ、その結果、その予圧付与のための設備を小型化することができ、安価な構成を実現することができる。

また、本実施例の車輪駆動装置１０は、上記の如く、車輪を回転駆動するのに遊星歯車機構４０の内歯車４０ｃ側にあるハブ外輪４６を回転させる外輪回転構造を有している。かかる構造においては、ハブ外輪４６を車輪軸受５０の外周位置においてその外周側へ向けてディスク状に延ばすことが可能であり、ハブ外輪４６とホイール１２及びブレーキディスク５４との締結位置を車輪軸受５０の外周側に配置することが可能である。一方、車輪を回転駆動するのに遊星歯車機構４０の遊星歯車４０ｂ側（キャリア）にあるハブを回転させる内輪回転構造においては、ハブを車輪軸受５０の外周位置においてその外周側へ向けてディスク状に延ばすことは困難であり、上記の締結位置を車輪軸受５０の外周側に配置することは困難であって、ハブとホイール１２と車輪軸受５０とを軸方向に並列に配置することが必要となる。

従って、本実施例の車輪駆動装置１０によれば、少なくともホイール厚とハブ厚と車輪軸受厚とを足した軸方向寸法を要する上記の内輪回転構造に比べて、車輪軸受５０の厚さ分だけ軸方向寸法を短くすることができ、その結果として、インホイルモータを機能させるうえで省スペース化を図ることが可能となり、車輪駆動装置１０の車両内側スペースにおけるサスペンションの配置や、径方向スペースにおけるブレーキキャリパを含むブレーキ装置の配置を最適化することが可能となる。

更に、本実施例の車輪駆動装置１０は、電動モータ１４の回転動力を遊星歯車機構４０を介してハブ外輪４６やホイール１２へ伝達するが、この遊星歯車機構４０は、上記の如く、複列の車輪軸受５０の列の間に配置されている。車輪から加わる外力はベアリング剛性やハブ剛性分だけ各部位を変形させるが、かかる構成においては、車輪軸受５０の２列の間に遊星歯車機構４０が配置されるため、遊星歯車機構４０の各歯車４０ａ〜４０ｃの噛合部位には車輪からの外力が伝わり難いものとなっており、各歯車４０ａ〜４０ｃが変形し難くなっている。すなわち、本実施例においては、遊星歯車機構４０の各歯車４０ａ〜４０ｃを、車輪からの外力による変形が生じ難い部位に配置している。このため、車輪からの外力に基づく歯車４０ａ〜４０ｃ間のクリアランス変化をできるだけ少なくすることができ、これにより、各歯車４０ａ〜４０ｃの摩耗や異音の発生を抑えることが可能となっている。

尚、上記の第１実施例においては、ハブ外輪４６が特許請求の範囲に記載した「ハブ輪」に、内インナーレース３２及び外インナーレース３４が特許請求の範囲に記載した「ベアリングレース」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第１実施例においては、車輪軸受５０への予圧付与を行ううえで遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸４２と共に予圧付与軸４４を設けることとしているが、これは十分な予圧を確実に車輪軸受５０に付与するためである。従って、仮に遊星歯車軸４２のみで車輪軸受５０へ十分な予圧を付与することが可能であれば、予圧付与軸４４を設けることは不要であり、この場合には、車輪軸受５０へ予圧を付与するための専用部品を全く必要ないものとすることができる。

また、上記の第１実施例においては、遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸４２が、軸方向中央に大径部４２ａを、その大径部４２ａに隣接して２つの小径部４２ｂを、軸方向両端に２つのフランジ部４２ｃを、それぞれ設けた構成を有しており、車輪軸受５０への予圧付与がその遊星歯車軸４２の加締めにより実現される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸を、加締めを施す遊星歯車軸４２の如き構成に代えて、図４に示す如くボルト締結を施すボルトとナットとから構成することとしてもよい。

すなわち、各遊星歯車４０ｂを軸支する遊星歯車軸８０を、図４に示す如く、ボルト部８０ａとナット部８０ｂとから構成し、内インナーレース３２の貫通穴３２ａ及び外インナーレース３４の貫通穴３４ａに挿入する。そして、ボルト部８０ａの外周側径方向に隣接して内インナーレース３２及び外インナーレース３４を配置する。また、遊星歯車軸８０の軸方向中央には、そのボルト部８０ａを囲むようにその外周側径方向に隣接してカラー８２が設けられる。カラー８２の外周側径方向には、そのカラー８２の回りを自転可能な遊星歯車４０ｂの内周部が隣接される。かかる遊星歯車軸８０は、ボルト部８０ａに径方向に対向する内インナーレース３２及び外インナーレース３４をそれぞれカラー８２とボルトフランジ部又はナット部８０ｂとで挟持すると共に、かかる挟持を行いつつボルト部８０ａとナット部８０ｂとが締結されることにより固定される。

かかる変形例の構成においては、遊星歯車軸８０のボルト締結が行われることで、上記した第１実施例の構成と同様に、内インナーレース３２と外インナーレース３４とに両者が軸方向に近づくように荷重が加わり、車輪軸受５０に軸方向に向かう予圧が付与される。従って、かかる遊星歯車軸８０を有する車輪駆動装置においても、メインシャフト２８の周回りに配設された複数の遊星歯車軸８０のそれぞれの加締めによって車輪軸受５０に軸方向に向かう十分な予圧を付与することが可能となっており、上記した第１実施例の車輪駆動装置１０と同様の効果を得ることが可能となっている。

尚、この際には、車輪軸受５０へ十分に大きな予圧を付与するうえで設ける予圧付与軸も、加締めを施す予圧付与軸４４の如き構成に代えて、遊星歯車軸８０と同様にボルト締結を施すボルトとナットとから構成することとしてもよい。

上記した第１実施例では、車輪駆動装置１０としていわゆる外輪回転構造が採用されていた。これに対して、本発明の第２実施例においては、車輪駆動装置１００として、車輪を回転駆動するのに遊星歯車機構の遊星歯車を公転回転させるいわゆる内輪回転構造が適用される。

図５は、本実施例の車輪駆動装置１００の要部の縦断面図を示す。尚、図５においては、上記図１に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。また、図５には、メインシャフト２８の軸中心から上方の構成のみを示している。

本実施例の車輪駆動装置１００は、リングギヤ固定型の遊星歯車機構１０２を備えている。遊星歯車機構１０２は、キャリアとしての内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６を有している。内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６は共に、その中心にメインシャフト２８が貫通する貫通穴を有し、円環状に形成されている。遊星歯車機構１０２の太陽歯車１０２ａは、メインシャフト２８の外周に形成されている。太陽歯車１０２ａには、互いに歯数が同じでかつ同径の遊星歯車１０２ｂが複数、噛合されている。

遊星歯車１０２ｂは、メインシャフト２８すなわち太陽歯車１０２ａの周回りに等間隔で複数（例えば３つ）設けられており、それぞれ遊星歯車軸１１０に軸支されている。各遊星歯車軸１１０はそれぞれ、内インナーレース１０４に設けられた貫通穴１０４ａ及び外インナーレース１０６に設けられた貫通穴１０６ａに挿入されており、内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６に支持されている。各遊星歯車１０２ｂは、遊星歯車軸１１０を中心にしてその回りに自転可能であり、かつ、太陽歯車１０２ａの軸を中心にしてその回りに公転可能に支持されている。

遊星歯車１０２ｂには、リングギヤである内歯車１０２ｃが噛合されている。内歯車１０２ｃは、環状に形成されたアウターレース１１２に固定又は一体化されており、その内周へ向いた面に設けられている。アウターレース１１２は、外径側フランジ部１１２ａにおいてナックル１８に固定されている。従って、内歯車１０２ｃは、回転不可能に固定されている。

上記した遊星歯車１０２ｂすなわち内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６は、その外周側においては車輪軸受１１４により、また、その内周側においては軸受１１６により、メインシャフト２８を軸中心にして回転可能に支持されている。遊星歯車１０ｂは、メインシャフト２８の太陽歯車１０２ａが回転することにより自転しながらその太陽歯車１０２ａの回りを公転する。この遊星歯車１０２ｂの公転の際、内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６は、キャリアとしてメインシャフト２８の周回りに回転する。

上記した車輪軸受１１４は、上記した内インナーレース１０４と、外インナーレース１０６と、アウターレース１１２と、転動体であるベアリング玉１１８と、により構成されている。車輪軸受１１４は、メインシャフト２８の軸方向に２列に並んだ複列式の軸受（例えばアンギュラベアリング）である。ベアリング玉１１８は、メインシャフト２８の周囲を囲むように、内インナーレース１０４とアウターレース１１２との間および外インナーレース１０６とアウターレース１１２との間にそれぞれ転動自在に収容されている。尚、車輪軸受１１４の内径側には、その車輪軸受１１４と同列に、上記した軸受１１６が配置される。

外インナーレース１０６には、その外径側フランジ部１０６ｂにおいてホイール１２及びブレーキディスク５４がボルト締結されている。この点、外インナーレース１０６は、ハブ輪として機能する。

次に、本実施例の車輪駆動装置１００の動作について説明する。車輪駆動装置１００において、電動モータ１４が通電されると、その通電に応じてモータシャフト２６が回転し、その回転に合わせて所定の減速比でメインシャフト２８が回転する。メインシャフト２８が回転すると、その回転動力が外周の太陽歯車１０２ａに噛合する遊星歯車１０２ｂに伝達される。

上記の如く、遊星歯車機構１０２の内歯車１０２ｃは、ナックル１８に固定されたアウターレース１１２に固定又は一体化されており、遊星歯車１０２ｂは、その軸１１０を中心にしてその回りに自転可能であり、また、太陽歯車１０２ａの周回りに公転可能である。従って、メインシャフト２８の回転動力が遊星歯車１０２ｂに伝達されると、その遊星歯車１０２ｂは遊星歯車軸４２の回りに自転しつつ所定の減速比でメインシャフト２８の軸回りに公転する。

上記の如く、遊星歯車１０２ｂの公転の際、内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６は、キャリアとしてメインシャフト２８の周回りに回転する。外インナーレース１０６は、ハブ輪としてホイール１２をボルト締結している。従って、遊星歯車１０２ｂが公転すると、同時に外インナーレース１０６が回転し、ホイール１２及びブレーキディスク５４を含む車輪がメインシャフト２８を軸中心にして回転する。

このように、車輪駆動装置１００においては、電動モータ１４の通電による回転動力を遊星歯車機構１０２を介してハブ輪に所定の減速比で伝達することができ、これにより、いわゆるインホイルモータを用いて車輪を回転駆動することが可能である。尚、この車輪駆動装置１００は、車輪を回転駆動するのに遊星歯車機構１０２の遊星歯車１０ｂを公転回転させてハブ内輪を回転させるいわゆる内輪回転構造の駆動装置となる。

また、図５に示す如く、本実施例の車輪駆動装置１００において、上記した遊星歯車機構１０２は、駆動輪を支承するための複列の車輪軸受１１４の列の間に配置されている。遊星歯車１０２ｂを軸支する遊星歯車軸１１０は、車輪軸受１１４の２列を結ぶ線に平行となるようにメインシャフト２８の軸方向に延びている。そして、各遊星歯車軸１１０は、車輪軸受１１４の２列間の距離とほぼ同じ軸方向長さを有し、かつ、車輪軸受１１４の２列の間に収まるように配置されている。

遊星歯車軸１１０は、上記した第１実施例の遊星歯車軸４２と同様に、軸方向中央に設けられた大径部と、その大径部に軸方向に隣接して設けられた２つの小径部と、軸方向両端に設けられた２つのフランジ部と、から構成されている。大径部の外周側径方向には、上記した遊星歯車１０２ｂの内周部が隣接され、また、小径部の一方の外周側径方向には内インナーレース１０４が、他方の外周側径方向には外インナーレース１０６が、それぞれ隣接される。

遊星歯車軸１１０は、小径部に径方向に対向する内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６をそれぞれ大径部とフランジ部とで挟持すると共に、かかる挟持を行いつつ両端のフランジ部において内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６に加締められる。

かかる構成においては、遊星歯車軸１１０が内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６に加締められることで、内インナーレース１０４と外インナーレース１０６とに両者が軸方向に近づくように荷重が加わり、車輪軸受１１４に軸方向に向かう予圧が付与される。遊星歯車軸１１０は、メインシャフト２８の周回りに複数設けられている。このため、複数の遊星歯車軸１１０を用いて車輪軸受１１４に軸方向に付与する予圧を高めることが可能である。従って、本実施例の車輪駆動装置１００によれば、メインシャフト２８の周回りに配設された複数の遊星歯車軸１１０のそれぞれの加締めによって、回転動力の車輪への伝達を適切に行ううえで、車輪軸受１１４に軸方向に向かう十分な予圧を付与することが可能となっている。

また、本実施例においては、車輪軸受１１４への予圧付与に上記の如く遊星歯車１０２ｂを軸支する遊星歯車軸１１０が利用される。このため、車輪軸受１１４へ予圧を付与するための専用部品を別途に設けることは不要であり、この点、部品点数を少なくすることができ、コスト低減を図ることができる。従って、本実施例の車輪駆動装置１００によれば、できるだけ簡素な構成で車輪軸受１１４への十分な予圧付与を実現することが可能となっている。

尚、上記の第２実施例においては、外インナーレース１０６が特許請求の範囲に記載した「ハブ輪」に、内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６が特許請求の範囲に記載した「ベアリングレース」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第２実施例においても、上記した第１実施例と同様に、内インナーレース１０４及び外インナーレース１０６にそれぞれ、周方向に隣り合う貫通穴１０４ａ又は１０６ａを結ぶ周上におけるそれら両貫通穴１０４ａ又は１０６ａから等距離の位置に、その貫通穴１０４ａ又は１０６ａと同径でかつ平行に空けられた貫通穴を設け、遊星歯車軸１１０に対して平行に延在する予圧付与軸をその貫通穴に挿入することとしてもよい。かかる構成においては、車輪軸受１１４への予圧付与が、複数の遊星歯車軸１１０及び複数の予圧付与軸を用いた加締めにより実施されるため、車輪軸受１１４に付与する予圧を更に十分なものとすることが可能となると共に、また、車輪軸受１１４に付与すべき十分な予圧を確保するうえで遊星歯車軸１１０や予圧付与軸の一個当たりに負担させる割合を少なくすることができ、その結果、その予圧付与のための設備を小型化することができ、安価な構成を実現することが可能となる。

また、上記の第２実施例においても、車輪軸受１１４への予圧付与を、加締めを施す遊星歯車軸１１０に代えて、ボルトとナットとから構成されるボルト締結を施す遊星歯車軸を用いて実現することとしてもよい。

更に、上記の第１及び第２実施例においては、電動モータ１４のモータシャフト２６の軸中心と車輪の回転軸中心すなわちメインシャフト２８の軸中心とをオフセットさせ、モータシャフト２６と車輪との間に遊星歯車機構４０，１０２とは別個にもう一段の減速機構（モータシャフト２６とメインシャフト２８とからなる）を設けることとしたが、遊星歯車機構４０，１０２とは別個の減速機構を設けることなく、そのモータシャフト２６の軸中心を車輪の回転軸中心すなわちメインシャフト２８の軸中心と一致させてモータシャフト２６とメインシャフト２８とを連結させたものであってもよい。

また、上記の第１及び第２実施例は、車輪駆動装置として、電動モータ１４の回転動力を車輪に伝達するインホイルモータを用いたが、通常の車軸による回転動力を遊星歯車機構を介して車輪に伝達するものに適用することとしてもよい。

本発明の第１実施例である車輪駆動装置の全体図である。 本実施例の車輪駆動装置の要部の分解斜視図である。 本実施例の車輪駆動装置の有する遊星歯車の軸の構成図である。 本発明の変形例である車輪駆動装置の有する遊星歯車の軸の構成図である。 本発明の第２実施例である車輪駆動装置の要部の縦断面図である。

符号の説明

１０，１００ 車輪駆動装置
１８ ナックル
３２，１０４ 内インナーレース
３４，１０６ 外インナーレース
４０，１０２ 遊星歯車機構
４０ａ，１０２ａ 太陽歯車
４０ｂ，１０２ｂ 遊星歯車
４０ｃ，１０２ｃ 内歯車
４２，１１０ 遊星歯車軸
４４ 予圧付与軸
４６ ハブ外輪
５０，１１４ 車輪軸受
１１２ アウターレース

Claims (4)

1. 複列の車輪軸受と、回転動力を減速して車輪に伝達する遊星歯車機構と、を備え、前記車輪軸受の列の間に前記遊星歯車機構が配置された車輪駆動装置であって、
   前記遊星歯車機構の遊星歯車軸が前記車輪軸受を挟んで加締め又は締結されることにより、前記車輪軸受に予圧が付与されることを特徴とする車輪駆動装置。
2. 前記遊星歯車機構の遊星歯車が自転可能に支持された状態でキャリアが固定されかつ内歯車がハブ輪に固定又は一体化された外輪回転構造を有し、
   前記遊星歯車機構の遊星歯車軸は、前記車輪軸受のベアリングレースを挟んで加締め又は締結されることを特徴とする請求項１記載の車輪駆動装置。
3. また、前記車輪軸受の列の間に配置され、周方向に隣り合う遊星歯車軸の間において遊星歯車軸に対して平行に延在する予圧付与軸を備え、
   前記予圧付与軸が前記車輪軸受を挟んで加締め又は締結されることにより、前記車輪軸受に更に予圧が付与されることを特徴とする請求項２記載の車輪駆動装置。
4. 前記遊星歯車機構の内歯車がナックル固定されかつ遊星歯車が公転可能かつ自転可能にハブ輪に支持固定された内輪回転構造を有し、
   前記遊星歯車機構の遊星歯車軸は、前記車輪軸受のベアリングレースを挟んで加締め又は締結されることを特徴とする請求項１記載の車輪駆動装置。

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