JP2010048279A - サイクロイド減速機およびインホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外周係合部材をサイクロイド減速機の軸線に平行に配置する外周係合部材保持部が、横力や曲げモーメントなどの外力を受ける場合であっても、外周係合部材保持部に作用する力の不平衡を解消することができるサイクロイド減速機およびインホイールモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】外周係合部材保持部４５は、ケーシング２２との間に軸線Ｏを中心として径方向に開いた隙間５１を伴って、周方向相対回転不能にケーシング２２に固定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、サイクロイド減速機の外周係合部材の支持構造に関する。

従来のサイクロイド減速機およびインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開２００８−４４５３７号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載されているインホイールモータ駆動装置は、駆動モータと、この駆動モータから駆動力を入力されて回転数を減速して車輪側に出力する減速機と、減速機の出力軸と結合する車輪のハブ部材とが同軸かつ直列に配列されている。この減速機はサイクロイド減速機構であり、従来の減速機として一般的な遊星歯車式減速機構と比較して高減速比が得られる。したがって、駆動モータの要求トルクを小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置のサイズおよび重量を低減することができるという点で頗る有利である。また、このサイクロイド減速機構は、外周係合部材がケーシングに針状ころ軸受によって回転自在に支持されている。したがって、公転部材と外周係合部材との接触抵抗を大いに低減することができ、減速機のトルク損失を防止することができる点で頗る有利である。
特開２００８−４４５３７号公報

このサイクロイド減速機構のケーシングは、その軸線方向一方側で駆動モータのケーシングと締結固定され、軸線方向他方側でハブ部材のケーシングと固定される。また、サイクロイド減速機構の外周係合部材は、ピン形状であり、インホイールモータ駆動装置の軸線と平行に支持されて、公転部材の外周に係合する。また、組立の都合上、サイクロイド減速機構のケーシングを軸線方向に２分割しておき、外周係合部材および公転部材をケーシングの内部に配設して、これら２つのケーシングを接合する必要がある。ここで、外周係合部材の軸線方向一方側を支持する一方側のケーシングと、外周係合部材の軸線方向他方側を支持する他方側のケーシングとを、位置関係につき精度良く組立てるのは困難であり、外周係合部材の延在方向が、軸線と僅かに不平行となる虞がある。軸線に対する平行度が悪いと、外周係合部材と公転部材との間で点接触によるエッジロードが作用して、サイクロイド減速機構の片摩耗および耐久性低下が懸念される。

このため、ケーシングの内壁に取り付けられて、外周係合部材の両端を共通に支持する外周係合部材保持部を、新たに設けることが考えられる。この外周係合部材保持部によれば、一方側ケーシングと他方側ケーシングとの組立精度に依存することなく、外周係合部材の延在方向を、軸線と平行にすることが可能である。

しかしながら、サイクロイド減速機構の出力軸あるいは入力軸に、サイクロイド減速機構の外部から、横力などの径方向力や、曲げモーメントが伝達された場合、これらの外力が外周係合部材を介して外周係合部材保持部に作用する。このため、外周係合部材保持部に作用する力の不平衡が生じる。この不平衡は、外周係合部材保持部の耐久性低下の原因となる。例えば、軸線方向で隣り合う２枚の公転部材が１８０°位相を変えて配置される場合、２枚の公転部材の間にあるこれらの重心を中心として、モーメントが公転部材から外周係合部材保持部に作用し、外周係合部材保持部が振動する虞がある。

本発明の目的は、入力軸等から横力や曲げモーメントなどの外力を受ける場合であっても、外周係合部材保持部に作用する力の不平衡を解消することができるサイクロイド減速機およびインホイールモータ駆動装置を提供することである。

この目的のため本発明によるサイクロイド減速機は、ケーシングと、一端がケーシングの内部に配置された入力軸と、入力軸の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、入力軸の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、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取り出す出力軸と、軸線を中心とするリング形状であって、ケーシングの内部に取り付けられて外周係合部材を支持する外周係合部材保持部とを備える。そして、外周係合部材保持部は、ケーシングの内壁との間に軸線を中心として径方向に開いた隙間を伴って、周方向相対回転不能にケーシングに固定される。

かかる本発明によれば、外周係合部材保持部とケーシングとの間に軸線を中心として径方向に開いた隙間を有することから、車両の旋回走行または急加減速などによって、入力軸または出力軸からサイクロイド減速機に外力が作用する場合であっても、外周係合部材保持部がケーシングから反力を受けることなく外力を受け止めることができる。したがって、外周係合部材保持部に作用する力が不平衡になることを防止して、外周係合部材保持部の耐久性を向上させることができる。また、この隙間によって、外周係合部材保持部をケーシングに容易に取り付けることが可能となり、サイクロイド減速機の組立効率が向上する。さらに、外周係合部材保持部は周方向相対回転不能にケーシングに固定されることから、公転部材の自転運動を生じせしめて、サイクロイド減速機として高減速比が得られる。

本発明は一実施形態に限定されるものではなく、この隙間に弾性部材が介挿されてもよい。これにより、外周係合部材保持部が軸線に一致するよう、外周係合部材保持部の配置を好適にすることが可能になり、外周係合部材保持部の耐久性を一層向上させることができる。

好ましくは、弾性部材は、軸線を中心とするリング形状であり、より好ましくはＯリングであり、軸線方向に離れた２箇所に設けられる。あるいは、軸線を中心として周方向および軸線方向に広がるシート状である。

外周係合部材保持部は、軸線と同軸に配置されて偏心部材、公転部材、および外周係合部材を収容する円筒部と、円筒部の軸線方向両端部から径方向内側にそれぞれ突出して相互に対面する一対のリング部と、一対のリング部の周方向同位置に、軸線と平行に延在して、外周係合部材の両端をそれぞれ支持する１対の外周係合部材保持孔とを有する。これにより、サイクロイド減速機の主要部品をモジュール化して、サイクロイド減速機の組立および分解の作業効率の向上を図ることができる。

好ましくは、外周係合部材保持部は、軸線方向一端でケーシングに嵌合固定され、軸線方向他端でケーシングから離隔する。これにより、外周係合部材保持部は周方向相対回転不能にケーシングに固定されるとともに、軸線方向一端よりも他端側でケーシングとの間に隙間を形成することが可能になる。したがって、外周係合部材保持部の耐久性向上を好適に実現することができる。

また、本発明によるインホイールモータ駆動装置は、ケーシングと、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、減速部は、モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、モータ側回転部材の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、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、車輪側回転部材と結合し、公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、軸線を中心とするリング形状であって、ケーシングの内部に取り付けられて外周係合部材を支持する外周係合部材保持部とを有する。そして、外周係合部材保持部は、ケーシングの内壁との間に軸線を中心として径方向に開いた隙間を伴って、周方向相対回転不能にケーシングに固定される。

かかる本発明によれば、外周係合部材保持部とケーシングとの間に軸線を中心として径方向に開いた隙間を有することから、車両の旋回走行または急加減速などによって、入力軸または出力軸からサイクロイド減速機に外力が作用する場合であっても、外周係合部材保持部がケーシングから反力を受けることなく外力を受け止めることができる。したがって、外周係合部材保持部に作用する力が不平衡になることを防止して、外周係合部材保持部の耐久性を向上させることができる。

このように本発明のサイクロイド減速機およびインホイールモータ駆動装置の外周係合部材保持部は、ケーシングとの間に軸線を中心として径方向に開いた隙間を伴って、周方向相対回転不能にケーシングに固定される。したがって、外周係合部材保持部の耐久性が向上し、組立効率が向上し、高減速比が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図１は、本実施例のサイクロイド減速機を備えた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、図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。

車両減速部の一例としての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からの出力を図示しない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と減速部Ｂとはケーシング２２に収納され、車輪ハブ軸受部Ｃはケーシング２２に回転自在に支持されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。

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。

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の入力軸に相当する。そして、減速部Ｂ内部に配置される一端が偏心部材２５ａ，２５ｂと結合する。このモータ側回転部材２５は、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つの円盤形状の偏心部材２５ａ，２５ｂは、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。

減速部Ｂは、偏心部材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、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、曲線板２６ａ，２６ｂ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、これらの部材を内部に収容するケーシング２２ｂとを備える。ケーシング２２の一部であるケーシング２２ｂは、筒状であって、軸線Ｏ方向の一方側で、モータ部Ａのケーシング２２と嵌合し、他方側で、車輪ハブ軸受部Ｃのケーシング２２ｃと結合する。具体的には、ケーシング２２ｂの一端部が、モータ部Ａのポンプケージング２２ａと結合する。ケーシング２２の一部であるポンプケージング２２ａは、モータ部Ａのケーシング２２の端面を形成するとともに、オイルポンプ６１を支持する。またケーシング２２ｂの他端部に内向きフランジ２２ｕを有し、車輪ハブ軸受部Ｃのケーシング２２ｃの端部に外向きフランジ２２ｓが形成され、ボルト３４の締結により、フランジ２２ｕとフランジ２２ｓとが結合される。

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の回転軸線Ｏ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の外径面には、車輪ハブ３２が固定されている。

図２を参照して、曲線板２６ｂ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、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの中心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。

曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部材２５ｂに対して回転自在に支持されている。この転がり軸受４１は、その内径面が偏心部材２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に外側軌道面を有する内輪部材４２と、外側軌道面および貫通孔３０ｂの孔壁面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。曲線板２６ａについても同様である。

外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、外周の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。

なお、ケーシング２２に配設された外ピン２７は、減速部Ｂのケーシング２２ｂに直接保持されているわけではなく、ケーシング２２の内壁に嵌合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、軸線方向両端部を外ピン保持部４５に設けられた針状ころ軸受２７ａ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を外ピン保持部４５に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。

図３は外ピン保持部４５を軸線Ｏ方向からみた状態を一部断面にして示す正面図である。図４は図３のIＶ−IＶで切断して矢印の方向からみた状態を示す縦断面図である。図３および図４を参照して、外周係合部材保持部としての外ピン保持部４５は、軸線Ｏを中心とするリング形状であって、円筒部４６と、円筒部４６の軸線方向両端部から径方向内側に延びる一対のリング部４７，４８とを備える。そして、外ピン保持部４５は、ケーシング２２の内壁に嵌合固定されている。

また、円筒部４６の円周上の少なくとも一箇所には、曲線板２６ａ，２６ｂを挿入するために径方向に貫通するスリット４６ｂが形成されている。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂを外ピン保持部４５の径方向から組み込むことが可能になる。なおスリット４６ｂの幅Ｌ_１は、曲線板２６ａ，２６ｂの軸線方向厚みよりも大きいこと勿論である。

リング部４７，４８には、それぞれ厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔４７ａ，４８ａが設けられている。外ピン保持孔４７ａ，４８ａは、それぞれモータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行な方向に延びて、針状ころ軸受２７ａの外輪を保持する。また、対応する外ピン保持孔４７ａ，４８ａは周方向同位置に設けられて互いに対面する。つまり、１対の外ピン保持孔４７ａ，４８ａの中心軸線Ｏ_２は一致する。また、外ピン保持部４５をケーシング２２に取り付けると、この中心軸線Ｏ_２は、モータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行になる。

これにより、外ピン２７をモータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行に保持することができる。なお、外ピン保持孔４７ａ，４８ａは同時加工で同時に形成することができるので、中心軸線Ｏ_２を一致させるのは比較的簡単である。

さらにリング部４７には、厚み方向に貫通する複数の孔４７ｂが設けられている。孔４７ｂの内径面にはねじ溝が設けられている。雄ねじになるボルト３４は、外向きフランジ２２ｓに配設された孔および内向きフランジ２２ｕに配設された孔を挿通し、ボルト３４の先端が雌ねじになる孔４７ｂと螺合する。そして、外向きフランジ２２ｓと内向きフランジ２２ｕとリング部４７とを結合する。これにより内向きフランジ２２ｕの端面に外ピン保持部４５が結合する。

インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、ポンプケーシング２２ａ、ケーシング２２ｂ，２２ｃを含むケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成するのが望ましい。

図５は、図１のＶで示す領域を拡大して示す図である。ケーシング２２ｂの内壁には、内向きフランジ２２ｕと隣接して軸線Ｏを中心とする環状案内面２２ｎが設けられている。内径面になる環状案内面２２ｎは、外ピン保持部４５の外径面と嵌合して、外ピン保持部４５を位置決めする。これにより、外ピン保持部４５はケーシング２２ｂの内部に取り付けられる。環状案内面２２ｎよりもモータ部Ａ寄りには、軸線Ｏを中心として案内面２２ｎよりも大きな内径の内壁面２２ｍが形成される。内壁面２２ｍと外ピン保持部４５の外径面との間には、軸線Ｏを中心として径方向に開いた環状の隙間５１が形成される。外ピン保持部４５の軸線Ｏ方向一端が環状案内面２２ｎおよび内向きフランジ２２ｕに嵌合固定した状態で、隙間５１によって、外ピン保持部４５の軸線Ｏ方向中程および他端がケーシング２２ｂから離隔する。外ピン保持部４５の軸線Ｏ方向他端は、ポンプケーシング２２ａおよびケーシング２２と結合しない。

ケーシング２２ｂのモータ部Ａに隣接する側の端部には、環状の突条２２ｔが形成される。また、モータ部Ａのポンプケーシング２２ａには、環状の内周案内面２２ｒが形成される。突条２２ｔが内周案内面２２ｒと嵌合して、ケーシング２２ｂがモータ部Ａのケーシング２２と結合する。

本実施例によれば、外ピン保持部４５が、ケーシング２２との間に軸線Ｏを中心として径方向に開いた隙間５１を伴って、周方向相対回転不能にケーシング２２にボルト３４で固定される。これにより、車両の旋回走行または急加減速などによって、車輪側回転部材２８から減速部Ｂに横力や曲げモーメントなどの外力が作用する場合であっても、外力が外ピン２７を介して外ピン保持部４５に伝達され、外ピン保持部４５が隙間５１で追従変位することが可能になる。したがって、ケーシング２２ｂから外ピン保持部４５に径方向の反力が作用して不平衡になることを解消することができ、減速部Ｂを保護する。

例えば旋回走行中に、外力が車輪側回転部材２８と、曲線板２６ａ，２６ｂと、外ピン２７とを順次経由して、外ピン保持部４５に伝達し、軸線Ｏに直角な横力が外ピン保持部４５に作用しても、外ピン保持部４５自身が横力を受け止める。また例えば、２枚の曲線板２６ａ，２６ｂの重心を中心とするモーメントが曲線板２６ａ，２６ｂから外ピン２７に作用しても、外ピン保持部４５が振動する虞を解消することができる。この結果、外力に対する外ピン２７および外ピン保持部４５の耐久性を向上させることができる。また、隙間５１によって、外ピン保持部４５をケーシング２２ｂの内壁に容易に取り付けることが可能となり、減速部Ｂの組立効率が向上する。

次に本発明の変形例を説明する。図６は本発明の変形例を示す縦断面図であり、図７は、図６にＶＩＩで示す領域を拡大して示す図である。この変形例につき、上述した実施例と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では図７に示すように、内壁面２２ｍに、環状の条溝５２を形成し、条溝５２にゴムなどの弾性素材からなるリング５３を配置する。リング５３は、条溝５２に収容されて、ケーシング２２ｂおよび外ピン保持部４５を径方向に押圧する。これら条溝５２およびリング５３は、１ないし複数配置される。好ましくは図６および図７に示すように、軸線Ｏ方向一端側および他端側に離して２箇所に設けられる。

リング５３はＯリングであることが好ましい。またリング５３は、コイルスプリングの両端を接続したトロイダルコイルであってもよい。あるいはリング形状の弾性素材に代えて、条溝５２または隙間５１に、複数の弾性片を周方向に間隔をあけて介挿してもよい。

この変形例によれば、ケーシング２２ｂと外ピン保持部４５との隙間に弾性部材になるリング５３が介挿されることから、外力によって外ピン保持部４５が隙間５１で追従変位しても、外ピン保持部４５の配置が軸線Ｏに一致するように付勢することが可能になり、外ピン保持部４５の耐久性を一層向上させることができる。更に２枚の曲線板２６ａ，２６ｂの重心を中心とするモーメントが曲線板２６ａ，２６ｂから外ピン２７に作用しても、外ピン保持部４５が振動するのを制振する効果が期待できる。

次に本発明の変形例を説明する。図８は本発明の変形例を示す縦断面図であり、図９は、図８にIＸで示す領域を拡大して示す図である。この変形例につき、上述した実施例と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では図９に示すように、内壁面２２ｍよりも大きな内径の内径面５４を形成し、内径面５４に沿って全周にゴムなどの弾性素材からなるシート５５を配置する。シート５５は軸線Ｏを中心として周方向および軸線方向に広がり、内径面５４および外ピン保持部４５を径方向に押圧する。あるいはシート５５を周方向に間隔をあけて複数枚設けてもよい。あるいは径方向に間隔をあけて複数枚設けてもよい。

この変形例によれば、ケーシング２２ｂと外ピン保持部４５との隙間に弾性部材になるシート５５が介挿されることから、前述したリング５３と同様の効果が得られる。

説明を図１および図２に戻すと、減速部Ｂの運動変換機構は、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の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材２８に固定されている。曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、内ピン３１に係る曲線板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。内ピン３１は、外ピン２７よりも内径側にあり、曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａと係合する内側係合部材である。

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を回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３と、車輪ハブ軸受３３を支持するケーシング２２ｃとを備える。ケーシング２２の一部であるケーシング２２ｃは、筒状であって、ボルト３４で減速部Ｂのケーシング２２ｂと締結される。車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、その外輪３３ｇがケーシング２２ｃの内径面に嵌合固定され、その内輪３３ｃが車輪ハブ３２の外径面に嵌合固定される。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によって図示しない駆動輪が固定連結される。

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の曲線形状の波形と転がり接触するよう係合して、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。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、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出し、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を外ピン保持部４５に対して回転自在とし、内ピン３１の曲線板２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受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。

本実施例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、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を得ることができる。

また、本実施例においては、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、本実施例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、本実施例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、本実施例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、本実施例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、本実施例において、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する軸受４１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、例えば、すべり軸受、深溝玉軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、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、本実施例においては、モータ部Ａにケーシングに固定されるステータと、ステータの内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータとを備える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。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。

さらに、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車は、後輪を駆動輪としてもよく、また、前輪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。

本発明は、インホイールモータ駆動装置などに用いられるサイクロイド減速機に採用することができる。

本発明の一実施例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１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 同実施例の外ピン保持部を軸線方向からみた状態を一部断面にして示す正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。 図１のＶを拡大して示す図である。 減速部の変形例を軸線方向から見た状態を示す正面図である。 図６のＶＩＩを拡大して示す図である。 減速部の変形例を軸線方向から見た状態を示す正面図である。 図８のＩＸを拡大して示す図である。

符号の説明

２１ インホイールモータ駆動装置、２２ ケーシング、２２ｂ 減速部ケーシング、２２ｃ 車輪ハブ軸受部ケーシング、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ モータ側回転部材、２５ａ，２５ｂ 偏心部材、２６ａ，２６ｂ 曲線板、２７ 外ピン、２７ａ 針状ころ軸受、２８ 車輪側回転部材、２９ センターカラー、３０ａ，３０ｂ 貫通孔、３１ 内ピン、３１ａ 針状ころ軸受、３２ 車輪ハブ、３３ 車輪ハブ軸受、３４ ボルト、４５ 外ピン保持部、４６ 円筒部、４６ｂ スリット、４７，４８ リング部、４７ａ，４８ａ 外ピン保持孔、４７ｂ 貫通孔、５１ 隙間、５３ リング、５５ シート。

Claims (9)

1. ケーシングと、
   一端が前記ケーシングの内部に配置された入力軸と、
   前記入力軸の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、
   内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、前記入力軸の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、
   前記公転部材の外周部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取り出す出力軸と、
   前記軸線を中心とするリング形状であって、前記ケーシングの内部に取り付けられて前記外周係合部材を支持する外周係合部材保持部とを備え、
   前記外周係合部材保持部は、前記ケーシングの内壁との間に前記軸線を中心として径方向に開いた隙間を伴って、周方向相対回転不能にケーシングに固定された、サイクロイド減速機。
2. 前記隙間に弾性部材が介挿された、請求項１に記載のサイクロイド減速機。
3. 前記弾性部材は、前記軸線を中心とするリング形状である、請求項２に記載のサイクロイド減速機。
4. 前記弾性部材はＯリングである、請求項３に記載のサイクロイド減速機。
5. 前記弾性部材は、軸線方向に離れた２箇所に設けられる、請求項４に記載のサイクロイド減速機。
6. 前記弾性部材は、前記軸線を中心として周方向および軸線方向に広がるシート状である、請求項２に記載のサイクロイド減速機。
7. 前記外周係合部材保持部は、
   前記軸線と同軸に配置されて前記偏心部材、前記公転部材、および前記外周係合部材を収容する円筒部と、
   前記円筒部の軸線方向両端部から径方向内側にそれぞれ突出して相互に対面する一対のリング部と、
   前記一対のリング部の周方向同位置に、前記軸線と平行に延在して、前記外周係合部材の両端をそれぞれ支持する１対の外周係合部材保持孔とを有する、請求項１〜６のいずれかに記載のサイクロイド減速機。
8. 前記外周係合部材保持部は、軸線方向一端で前記ケーシングに嵌合固定され、軸線方向他端でケーシングから離隔する、請求項１〜７のいずれかに記載のサイクロイド減速機。
9. ケーシングと、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、
   前記減速部は、前記モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、
   内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、
   前記公転部材の外周部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、
   前記車輪側回転部材と結合し、前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、
   前記軸線を中心とするリング形状であって、前記ケーシングの内部に取り付けられて前記外周係合部材を支持する外周係合部材保持部とを有し、
   前記外周係合部材保持部は、前記ケーシングの内壁との間に前記軸線を中心として径方向に開いた隙間を伴って、周方向相対回転不能にケーシングに固定された、インホイールモータ駆動装置。

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