JP2008168821A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転環境下でも偏心部を安定して支持可能な軸受を採用することによって、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】インホイールモータ駆動装置２１は、モータ部Ａと、減速部Ｂと、車輪ハブ３２とを備える。減速部Ｂは、偏心部２５ａ，２５ｂに回転自在に保持されて、モータ側回転部材２５の回転に伴って公転運動を行う曲線板２６ａ，２６ｂと、外径寸法が略同一の内側軌道面、内径寸法が略同一の外側軌道面、複数のころ、および内側軌道面および外側軌道面のうちのいずれか一方に案内される保持器を含み、曲線板２６ａ，２６ｂを回転自在に支持する転がり軸受と、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合して曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を生じさせる外ピン２７と、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を、回転運動に変換して車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して連結したインホイールモータ駆動装置に関するものである。

従来のインホイールモータ駆動装置１０１は、例えば、特開２００６−２５８２８９号公報（特許文献１）に記載されている。図９を参照して、インホイールモータ駆動装置１０１は、車体に取り付けられるケーシング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。

上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、装置のコンパクト化の観点からモータ部１０３には低トルクで高回転のモータが採用される。一方、車輪ハブ軸受部１０４には、車輪を駆動するために大きなトルクが必要となる。そこで、減速部１０５には、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機が採用されることがある。

また、従来のサイクロイド減速機の一例が、特開平４−２８２０４６号公報（特許文献２）に記載されている。図９を参照して、特許文献２に記載されているようなサイクロイド減速機を適用した減速部１０５は、偏心部１０６ａ，１０６ｂを有するモータ側回転部材１０６と、偏心部１０６ａ，１０６ｂに配置される曲線板１０７ａ，１０７ｂと、曲線板１０７ａ，１０７ｂをモータ側回転部材１０６に対して回転自在に支持する転がり軸受１１１と、曲線板１０７ａ，１０７ｂの外周面に係合して曲線板１０７ａ，１０７ｂに自転運動を生じさせる複数の外ピン１０８と、曲線板１０７ａ，１０７ｂの自転運動を車輪側回転部材１１０に伝達する内ピン１０９とを含む。

図１０を参照して、曲線板１０７ａ，１０７ｂを支持する転がり軸受１１１は、外径面に内側軌道面１１２ａおよび鍔部１１２ｂを有し、偏心部１０６ａ，１０６ｂに固定される内輪部材１１２と、曲線板１０７ａ，１０７ｂの内壁面に形成される外側軌道面１１３と、内側軌道面１１２ａおよび外側軌道面１１３の間に配置された複数の円筒ころ１１４と、隣接する円筒ころ１１４の間隔を保持し、内輪部材１１２の鍔部１１２ｂに案内される保持器１１５とを有する円筒ころ軸受である。

一方、特許文献１においては、曲線板１０７ａ，１０７ｂを支持する転がり軸受１１１として深溝球軸受（図示省略）を採用している。深溝球軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝球軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置１０１のコンパクト化の観点からは、円筒ころ軸受が好適である。
特開２００６−２５８２８９号公報 特開平４−２８２０４６号公報

上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、曲線板１０７ａ，１０７ｂは偏心回転するので、転がり軸受１１１には遠心力が作用する。また、この遠心力は、モータ側回転部材１０６が高速回転する程大きくなる。その結果、転がり軸受１１１の鍔部１１２ｂと保持器１１５との間の接触面圧が上昇し、焼付き等が生じる可能性が高くなる。

そこで、この発明の目的は、高速回転環境下でも偏心部を安定して支持可能な軸受を採用することによって、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を提供することである。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える。そして、モータ側回転部材は偏心部を有する。また、減速部は、偏心部を挿通する貫通孔を有し、モータ側回転部材の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、偏心部の外径面に外径寸法が軸方向の全域で略同一の内側軌道面、公転部材の貫通孔の内径面に内径寸法が軸方向の全域で略同一の外側軌道面、内側軌道面と外側軌道面との間に配置される複数のころ、および隣接するころの間隔を保持し、内側軌道面および外側軌道面のうちのいずれか一方に案内される保持器を含み、公転部材をモータ側回転部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、公転部材の外周部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、モータ側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを含む。

上記構成のインホイールモータ駆動装置の公転部材を支持する転がり軸受は、鍔部を有さない軌道輪と、軌道面に案内される保持器とを含む。この転がり軸受は、軸受回転時の保持器と軌道面との接触面積が大きいので、接触部分における接触面圧を低減することができる。また、保持器と高度に平滑な軌道面との間には油膜が形成されやすいため、保持器の焼付き等を有効に防止することができる。その結果、高速回転型のモータ部を採用した場合でも、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を得ることができる。

なお、内側軌道面は、偏心部の外径面に直接設けてもよいし、偏心部に嵌合する内輪部材の外径面に設けてもよい。同様に外側軌道面は、公転部材の貫通孔の内壁面に直接設けてもよいし、貫通孔に嵌まり込む外輪部材の内径面に設けてもよい。

一実施形態として、内側軌道面は、偏心部に嵌合する内輪部材の外径面に形成されている。そして、保持器は、内側軌道面に案内される。

他の実施形態として、外側軌道面は、公転部材の貫通孔に嵌まり込む外輪部材の内径面に形成されている。そして、保持器は、外側軌道面に案内される。

好ましくは、偏心部に隣接する位置に公転部材の偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相でモータ側回転部材と一体回転するカウンタウェイトをさらに備える。このカウンタウェイトは、公転部材を支持する円筒ころ軸受の保持器の軸方向への移動を規制する位置決め部材としても機能する。これにより、軌道輪に鍔部を設けなくても保持器が脱落したりすることがない。

好ましくは、公転部材は、その外周部に複数の波形を有する。また、外周係合部材は、公部材の公転軌道上に配置され、公転部材の外周部に当接する転がり軸受を含む複数の外ピンである。

好ましくは、運動変換機構は、車輪側回転部材に設けられた内ピンと、公転部材に形成され、内ピンの外径より所定分だけ径が大きく内ピンを受入れる穴とを有する。そして、内ピンは、穴の壁面に当接する転がり軸受を含む。

このように、外ピンおよび内ピンの公転部材に接触する部分に転がり軸受を配置することにより、両部材間に生じる接触抵抗を低減することができる。

この発明によれば、軌道面案内の保持器を有する転がり軸受を公転部材を支持する軸受として採用することにより、接触面圧を低減して焼付き等を防止することができる。その結果、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を得ることができる。

図１〜図６を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１について説明する。

図５は、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を採用した電気自動車１１の概略図であって、図６は、電気自動車１１を後方から見た概略図である。図５を参照して、電気自動車１１は、シャーシ１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、左右の後輪１４それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。図６を参照して、後輪１４は、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。

懸架装置１２ｂは、左右に伸びるサスペンションアームによって後輪１４を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットによって、後輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャーシ１２の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザーが設けられる。なお、懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良く路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させることができる独立懸架式とするのが望ましい。

この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａ内部に、左右の後輪１４それぞれを駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けることによって、シャーシ１２上にモータ、ドライブシャフト、およびデファレンシャルギヤ機構等を設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。

一方、この電気自動車１１の走行安定性を向上するために、ばね下重量を抑える必要がある。また、さらに広い客室スペースを確保するために、インホイールモータ駆動装置２１の小型化が求められる。そこで、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を採用する。

図１〜図４を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を説明する。なお、図１はインホイールモータ駆動装置の概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図、図３は偏心部２５ａ，２５ｂ周辺の拡大図、図４は図３の転がり軸受の拡大図である。

まず、図１を参照して、インホイールモータ駆動装置２１は、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１４に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備え、モータ部Ａと減速部Ｂとはケーシング２２に収納されて、図５に示すように電気自動車１１のホイールハウジング１２ａ内に取り付けられる。

モータ部Ａは、ケーシング２２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２５とを備えるラジアルギャップモータである。また、モータ部Ａの減速部Ｂと反対側の端面には、モータ部Ａの内部への塵埃の混入等を防止するために密封部材３９が設けられている。

ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３４によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。また、ケーシング２２とロータ２４との間には、減速部Ｂに封入された潤滑剤のモータ部Ａへの侵入を防止するために密封部材３５が設けられている。

モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ，２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂの両端で転がり軸受３６ａ，３６ｂによって支持される。さらに、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。

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、ケーシング２２上の固定位置に保持され、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、カウンタウェイト２９とを備える。

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。軸部２８ｂは中空構造であり、その外径面には、車輪ハブ軸受３３の第１内側軌道面３３ｃが形成されている。

図２を参照して、曲線板２６ａは、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，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ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を受け入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａの中心に設けられており、偏心部２５ａに嵌合する。

曲線板２６ａは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａに対して回転自在に支持されている。図３を参照して、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４２ａ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４３と、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３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４５とを備える円筒ころ軸受である。

内側軌道面４２ａは、外径寸法が軸方向の全域で略同一となっている。すなわち、内側軌道面４２ａの軸方向両端部に鍔部が設けられていない。また、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３は、円筒ころ４４をスムーズに転動させるために研削加工等を施しており、高度に平滑な面となっている。

保持器４５は、一対のリング部４５ａ，４５ｂと、一対のリング部４５ａ，４５ｂを相互に連結する複数の柱部４５ｃとを含む。また、図４を参照して、この保持器４５は、内側軌道面４２ａに案内されて回転する。すなわち、内側軌道面４２ａと保持器４５の内径面（「リング部４５ａ，４５ｂおよび柱部４５ｃの径方向内側の壁面」を指す）とが接触しながら回転する内側軌道面案内の保持器である。

このように保持器４５を内側軌道面４２ａの全域で案内することにより、両者の接触面圧を低減することができる。また、保持器４５と高度に平滑な内側軌道面４２ａとの間には油膜が形成されやすいため、保持器４５の焼付き等を有効に防止することができる。その結果、高速回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。

外ピン２７は、モータ側回転部材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。これは、曲線板２６ａ，２６ｂの公転軌道と一致するので、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。

カウンタウェイト２９は、円板状で、中心から外れた位置にモータ側回転部材２５と嵌合する貫通孔を有し、曲線板２６ａ，２６ｂの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、各偏心部２５ａ，２５ｂに隣接する位置に偏心部と１８０°位相を変えて配置される。

ここで、図３を参照して、２枚の曲線板２６ａ，２６ｂ間の中心点をＧとすると、図３の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ_１、曲線板２６ａの質量をｍ_１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε_１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ_２、カウンタウェイト２９の質量をｍ_２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε_２とすると、Ｌ_１×ｍ_１×ε_１＝Ｌ_２×ｍ_２×ε_２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。

また、カウンタウェイト２９は、偏心部２５ａ，２５ｂに隣接する位置に配置されて、保持器４５の軸方向への移動を規制する位置決め部材としても機能する。具体的には、偏心部２５ａに配置される転がり軸受４１の保持器４５は、カウンタウェイト２９によって図１の右側への移動が規制され、偏心部２５ｂによって図１の左側への移動が規制される。これは、偏心部２５ｂに配置される転がり軸受４１にも当てはまる。

運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。内ピン３１は、車輪側回転部材２８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ており、車輪側回転部材２８に固定されている。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の貫通孔３０ａの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３１ａが設けられている。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。

車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２をケーシング２２に対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって駆動輪１４（図示省略）が固定連結される。また、中空部３２ａの開口部分には、インホイールモータ駆動装置２１の内部への塵埃の混入等を防止するために密封部材３２ｄが設けられている。

車輪ハブ軸受３３は、転動体としての玉３３ｅを採用する複列のアンギュラ玉軸受である。玉３３ｅの軌道面としては、第１外側軌道面３３ａ（図中右側）および第２外側軌道面３３ｂ（図中左側）とが外方部材２２ａの内径面に設けられており、第１外側軌道面３３ａに対向する第１内側軌道面３３ｃが車輪側回転部材２８の外径面に、第２外側軌道面３３ｂに対向する第２内側軌道面３３ｄが車輪ハブ３２の外径面にそれぞれ設けられている。そして、玉３３ｅは、第１外側軌道面３３ａと第１内側軌道面３３ｃとの間、および第２外側軌道面３３ｂと第２内側軌道面３３ｄとの間にそれぞれ複数個配置される。また、車輪ハブ軸受３３は、左右の列の玉３３ｅそれぞれを保持する保持器３３ｆと、軸受内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩や、外部からの塵埃の混入を防止する密封部材３３ｇとを含む。

車輪ハブ３２と車輪側回転部材２８とは、拡径加締めによって固定される。「拡径加締め」とは、インホイールモータ駆動装置２１を固定した状態で、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂの内径より僅かに大きい外径を有する加締め冶具（図示省略）を軸部２８ｂの内径部に圧入することにより、塑性結合部４０で車輪側回転部材２８と車輪ハブ３２とを塑性結合させる。上記方法で車輪側回転部材２８と車輪ハブ３２とを固定連結することにより、嵌め合いで固定する場合と比較して、結合強度を大幅に高めることができる。これにより、車輪ハブ３２を安定して保持することが可能となる。

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。

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生じる電磁力を受けて、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。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。

これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材２５の回転軸心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の曲線形状の波形と係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。

貫通孔３０ａに挿通する内ピン３１は、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの内壁面と当接する。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の自転運動のみが車輪側回転部材２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。

このとき、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材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１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。

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。また、外ピン２７および内ピン３１の曲線板２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ，３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。

上記の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１１に採用することにより、ばね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１１を得ることができる。

なお、上記の実施形態における転がり軸受４１は、内側軌道面４２ａを内輪部材４２に設け、外側軌道面４３を曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ｂに直接形成した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成を採用することができる。

例えば、内側軌道面を偏心部２５ａ，２５ｂの外径面に直接形成し、外側軌道面を貫通孔３０ｂに嵌まり込む外輪部材の内径面に形成してもよい。または、内側軌道面を内輪部材の外径面に、外側軌道面を外輪部材の内径面に設けてもよい。さらには、内側軌道面を偏心部２６ａ，２６ｂの外径面に直接形成し、外側軌道面を貫通孔３０ｂの内壁面に直接形成してもよい。

ここで、内側軌道面および外側軌道面を設けた場合、偏心部２５ａ，２５ｂの外径面や貫通孔３０ｂの内壁面に研削加工を施す必要がなくなるので、モータ側回転部材２５や曲線板２６ａ，２６ｂの製造工程を簡素化することができる。

一方、内輪部材および外輪部材を省略して軌道面を偏心部２５ａ，２５ｂおよび貫通孔３０ｂに直接形成した場合、部品点数の削減によるコスト削減が期待できる。また、転がり軸受４１を配置するスペースが広がるので、円筒ころ４４のころ径を大きくする等して、転がり軸受４１の負荷容量を大きくすることができる。

また、上記の実施形態における転がり軸受４１は、内側軌道面４２ａに案内される保持器４５の例を示したが、これに限ることなく、外側軌道面に案内される保持器であってもよい。図７および図８を参照して、インホイールモータ駆動装置２１の曲線板２６ａ，２６ｂを支持する転がり軸受の他の実施形態を説明する。なお、基本構成は図３および図４に示した転がり軸受４１と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

まず、図７を参照して、この発明の他の実施形態に係る転がり軸受５１は、偏心部２５ａの外径面に直接形成された内側軌道面５２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に嵌まり込み、内径面に外側軌道面５３ａを有する外輪部材５３と、内側軌道面５２と外側軌道面５３ａとの間に配置される複数の円筒ころ５４と、隣接する円筒ころ５４の間隔を保持する保持器５５とを備える円筒ころ軸受である。

外側軌道面５３ａは、内径寸法が軸方向の全域で略同一となっている。すなわち、外側軌道面５３ａの軸方向両端部に鍔部が設けられていない。また、図８を参照して、この保持器５５は、外側軌道面５３ａに案内されて回転する。すなわち、外側軌道面５３ａと保持器５５の外径面（「リング部５５ａ，５５ｂおよび柱部５５ｃの径方向外側の壁面」を指す）とが接触しながら回転する外側軌道面案内の保持器である。

上記構成としても、外側軌道面５３ａと保持器５５との接触面圧を低減して、保持器５５の焼付き等を有効に防止することができる。

また、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。

また、上記の実施形態における運動変換機構は、車輪側回転部材２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速部Ｂの回転を車輪ハブ３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。

なお、上記の実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。

また、上記の実施形態における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪１４に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪１４側からの動力を減速部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。

さらに、上記の実施形態の構成にブレーキを加えることもできる。例えば、図１の構成において、ケーシング２２を軸方向に延長してロータ２４の図中右側に空間を形成し、ロータ２４と一体的に回転する回転部材と、ケーシング２２に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピストンと、このピストンを作動させるシリンダとを配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを嵌合させてロータ２４をロックするパーキングブレーキであってもよい。

または、ロータ２４と一体的に回転する回転部材の一部に形成されたフランジおよびケーシング２２側に設置された摩擦板をケーシング２２側に設置されたシリンダで挟むディスクブレーキであってもよい。さらに、この回転部材の一部にドラムを形成すると共に、ケーシング２２側にブレーキシューを固定し、摩擦係合およびセルフエンゲージ作用で回転部材をロックするドラムブレーキを用いることができる。

また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、棒状ころ軸受、針状ころ軸受等を採用することもできる。

同様に、車輪側回転部材２８を支持する車輪ハブ軸受３３にはアンギュラ玉軸受を採用した例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。

また、上記の各実施形態においては、モータ部Ａにラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばケーシングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。

さらに、図５に示した電気自動車１１は、後輪１４を駆動輪とした例を示したが、これに限ることなく、前輪１３を駆動輪としてもよく、４輪駆動車であってもよい。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。

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。

この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 図１の偏心部周辺の拡大図である。 曲線板を支持する転がり軸受の拡大図である。 図１のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の平面図である。 図５の電気自動車の後方断面図である。 他の実施形態に係る転がり軸受を採用したインホイールモータ駆動装置の偏心部周辺の拡大図である。 曲線板を支持する転がり軸受の他の実施形態を示す図である。 従来のインホイールモータ駆動装置を示す図である。 図９の偏心部周辺の拡大図である。

符号の説明

１１ 電気自動車、１２ シャーシ、１２ａ ホイールハウジング、１２ｂ 懸架装置、１３ 前輪、１４ 後輪、２１，１０１ インホイールモータ駆動装置、２２，１０２ ケーシング、２２ａ 外方部材、２３ ステータ、２４ ロータ、２４ａ ロータ部、２８ａ，３２ｂ フランジ部、２４ｂ，３２ａ 中空部、２８ｂ 軸部、２５，１０６ モータ側回転部材、２５ａ，２５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ 偏心部、２６ａ，２６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ 曲線板、２７，１０８ 外ピン、２７ａ，３１ａ 針状ころ軸受、２８，１１０ 車輪側回転部材、２９ カウンタウェイト、３０ａ，３０ｂ 貫通孔、３１，１０９ 内ピン、３２ 車輪ハブ、３２ｄ，３３ｇ，３５，３９ 密封部材、３３ 車輪ハブ軸受、４０ 塑性結合部、３３ａ，３３ｂ，４３，５３ａ，１１３ 外側軌道面、３３ｃ，３３ｄ，４２ａ，５２，１１２ａ 内側軌道面、３３ｅ 玉、３３ｆ，４５，５５，１１５ 保持器、３４，３６ａ，３６ｂ，４１，５１，１１１ 転がり軸受、４２，１１２ 内輪部材、５３ 外輪部材、４４，５４，１１４ 円筒ころ、４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ リング部、４５ｃ，５５ｃ 柱部。

Claims (6)

1. モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、
   前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、
   前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、
   前記モータ側回転部材は偏心部を有し、
   前記減速部は、
   前記偏心部を挿通する貫通孔を有し、前記モータ側回転部材の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、
   前記偏心部の外径面に外径寸法が軸方向の全域で略同一の内側軌道面、前記公転部材の貫通孔の内径面に内径寸法が軸方向の全域で略同一の外側軌道面、前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に配置される複数のころ、および隣接する前記ころの間隔を保持し、前記内側軌道面および前記外側軌道面のうちのいずれか一方に案内される保持器を含み、前記公転部材を前記モータ側回転部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、
   前記公転部材の外周部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、
   前記公転部材の自転運動を、前記モータ側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを含む、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記内側軌道面は、前記偏心部に嵌合する内輪部材の外径面に形成されており、
   前記保持器は、前記内側軌道面に案内される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記外側軌道面は、前記公転部材の貫通孔に嵌まり込む外輪部材の内径面に形成されており、
   前記保持器は、前記外側軌道面に案内される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記偏心部に隣接する位置に前記公転部材の偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相で前記モータ側回転部材と一体回転するカウンタウェイトをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記公転部材は、その外周部に複数の波形を有し、
   前記外周係合部材は、前記公転部材の公転軌道上に配置され、前記公転部材の外周部に当接する転がり軸受を含む複数の外ピンである、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。
6. 前記運動変換機構は、前記車輪側回転部材に設けられた内ピンと、
   前記公転部材に形成され、前記内ピンの外径より所定分だけ径が大きく前記内ピンを受入れる穴とを有し、
   前記内ピンは、前記穴の壁面に当接する転がり軸受を含む、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。
   

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