JP2012025267A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置における減速部の外ピン保持部とハウジングとを常に所定の位置に保持し、旋回や急加減速等により、大きな軸方向荷重が負荷された場合でも、公転部材、外周係合部材、および運動変換機構等の構成部品の破損を防止し、ハウジングと外ピン保持部との間で発生する打音を解消する。
【解決手段】減速部ケーシング２２ｂと減速部Ｂのハウジングとの間に、減速部ケーシングの内面に固定されるケーシング固定部材５１と、減速部Ｂのハウジングの外面に固定されるハウジング固定部材５２とを設け、このケーシング固定部材５１とハウジング固定部材５２を、ゴム５３を介して接着固定した。
【選択図】図１

Description

この発明は、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２００９−５２６３０号公報（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１０１は、図１５に示すように、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。このため、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を採用することが多い。

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１０６ｃ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に伝達する複数の内ピン１０９とを含む。

外ピン１０８は、減速部１０５のケーシング１０２ａに直接保持されているわけではなく、ケーシング１０２ａの内径面に設けられた外ピンハウジング１１３に保持されている。より具体的には、軸方向両端部を外ピンハウジング１１３に固定された針状ころ軸受１１４によって回転自在に支持されている。このように、外ピン１０８を外ピンハウジング１１３に回転自在にすることにより、曲線板１０７ａ、１０７ｂとの係合による接触抵抗を低減させている。

特開２００９−５２６３０号公報

ところで、外ピンハウジング１１３は、図１６の拡大図に示すように、円筒部１１３ａと、円筒部１１３ａの軸方向両端部から径方向内側に延びる一対のフランジ部１１３ｂ、１１３ｂとを備える。そして、外ピンハウジング１１３は、ケーシング１０２ａの内径面に弾性部材１１５を介して嵌合固定されている。この弾性部材１１５は、外ピンハウジング１１３の径方向への変位を許容し、かつ軸方向への変位を許容する構造にしている。これにより、電気自動車の旋回や急加減速等によって大きなラジアル荷重やモーメント荷重が負荷された場合でも、曲線板１０７ａ、１０７ｂ、外ピン１０８、および内ピン１０９等の構成部品の破損を防止することができる。また、悪路走行時等の振動によって、ケーシング１０２ａと外ピンハウジング１１３との間で発生する打音を解消することができる。

ところが、外ピンハウジング１１３は、半径方向は弾性部材１１５により、ケーシング１０２ａに対して浮いた状態であるけれども、回転方向には、キー等で拘束されているため、外ピンハウジング１１３に作用するトルクと振動が、ケーシング１０２ａに伝達されて騒音の発生原因になる恐れがある。

そこで、この発明は、減速部のケーシングと、減速部のケーシング内に収容される減速機のハウジング間における振動の発生を抑制し、静粛なインホイールモータ駆動装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、ケーシングの内部に、駆動力を発生させるモータ部と、このモータ部の回転を減速して、車輪に接続される車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを備えるインホイールモータ駆動装置において、前記ケーシングと減速部を構成する減速機ハウジングとの間に、ケーシングの内面に固定されるケーシング固定部材と、減速部のハウジングの外面に固定されるハウジング固定部材とを設け、このケーシング固定部材とハウジング固定部材を、弾性部材を介して回り止めしたことを特徴とする。

前記弾性部材としては、ゴムを使用することができ、このゴムと、ケーシング固定部材、ハウジング固定部材との接着は、接着剤による接着でも、加硫接着でもよい。

前記ケーシング固定部材は、ケーシングの内面に位置する大径の円筒部と、この大径の円筒部の一方の端面に設けられたフランジとによって構成することができ、このケーシング固定部材のフランジに、ケーシングに固定するためのボルト孔を設ける。

また、前記ハウジング固定部材は、減速部のハウジングの外面に位置する小径の円筒部と、この小径の円筒部の一方の端面に設けられたフランジとによって構成することができ、このハウジング固定部材のフランジに、減速部のハウジングに固定するためのボルト孔を設ける。

そして、前記大径の円筒部と小径の円筒部とを、前記弾性部材を構成するゴムによって加硫接着する。

これにより、減速部のハウジングに作用するトルクは、減速部のハウジングに固定された小径の円筒部から加硫接着されたゴムを介し、大径の円筒部に伝達される。

前記ハウジング固定部材のフランジに固定するボルトは、六角ボルトよりも六角穴付きボルトを使用することが好ましい。

前記ケーシング固定部材のフランジには、減速部のハウジングにハウジング固定部材を固定する六角穴付きボルトに対応する位置に貫通孔又は切り欠き部を設け、この貫通孔又は切り欠き部の内面に前記六角穴付きボルトの頭を当接させることが好ましい。

六角穴付きボルトの頭が、貫通孔又は切り欠き部の内面に当接することにより、六角穴付きボルトが、回転方向のストッパとしての役目を果たす。

前記ゴムには、減速部のハウジングから繰り返し荷重が作用し、時には、衝撃荷重も作用する。このような荷重に耐え得るようにするには、ゴムの変形が大きすぎると、早期に破断するため、上記のように、六角穴付きボルトの頭を、貫通孔又は切り欠き部の内面に当接させて、回転方向のストッパとして機能させることが好ましい。

また、回転方向のストッパの機能を果たす他の手段としては、前記ケーシングの内面に位置する大径の円筒部の内径側に、複数の突起を設け、前記小径の円筒部の外径側に、前記大径の円筒部の突起と間隔を空け、同数の突起を設けるようにしてもよい。

このようにすると、回転方向の両側にストッパができるので、ゴムにねじれが生じにくくなり、耐久性が向上する。

この発明の他の手段として、軸方向に対面する前記ケーシングと減速部のハウジングとの間に、前記ケーシングにボルト固定されるリングプレートと、前記減速部のハウジングにボルト固定されるリングプレートを挟み、この２枚のリングプレートをゴムによって加硫接着する方法も採用することができる。

この方法によると、径方向寸法を小さくできるので、軽量化を図ることができる。

前記減速部のハウジングにリングプレートを固定するボルトは、六角穴付きボルトを使用することが好ましい。

前記減速部のハウジングにボルト固定されるリングプレートに、前記六角穴付きボルトと対応する孔を設け、この孔は、過大トルクが付加された際に、六角穴付きボルトが当接するように配置することが好ましい。

前記孔は、回転方向に長孔形状に形成することにより、リングプレートの半径方向肉厚を保持することが可能となる。

また、前記ゴムによって加硫接着される前記２枚のリングプレートを、前記減速部のハウジングとモータ部のケーシング間に挟み、２枚のリングプレートの一方を、減速部のハウジングに固定し、他方をモータ部のケーシングに固定することもできる。これにより、減速部のハウジングの軸方向の両側にリングプレートが配置されるので、負荷容量が向上する。

前記リングプレートは、軽量化のために、アルミ等の軽金属を使用し、鉄製ねじ部をインサート成形したものがより好ましい。鉄製ねじ部は、それぞれ単品でインサート成形してもよいし、薄肉のリングプレートに予め溶接等で固定したものをインサート成形することがより望ましい。

この発明において使用するゴムは、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の耐油性ゴムが望ましい。

前記減速部としては、サイクロイド減速機でも、遊星歯車減速機でもよい。

前記減速部がサイクロイド減速機である場合、減速部のハウジングは、サイクロイド減速機の外ピンハウジングである。

一方、前記減速部が遊星歯車減速機である場合には、減速部のハウジングは、遊星歯車減速機の内歯車である。

この発明は、以上のように、減速部ケーシングと、減速機の回転トルクが加わるハウジングとの間に、減速部ケーシング内面に固定されるケーシング固定部材と、減速機のハウジングの外面に固定されるハウジング固定部材とを設け、ケーシング固定部材とハウジング固定部材とをゴム等の弾性部材を介して回り止めしたので、弾性部材によって減速機のハウジングが所定の位置に保持され、旋回や急加減速等により、減速機のハウジングに、大きな荷重やモーメント荷重が負荷された場合でも、運動変換機構等の構成部品の破損を防止することができる。

また、弾性部材により、悪路走行時等により発生する振動による打音を解消することができる。

この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の方向から見たケーシング固定部材の側面図である。 （ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線で切断したケーシング固定部材とハウジング固定部材の縦断面図、（ｂ）は（ａ）図の右端面図である。 （ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線で切断したケーシング固定部材とハウジング固定部材の他の実施形態の縦断面図、（ｂ）は（ａ）図の右端面図である。 この発明の第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 （ａ）は図６の実施形態のケーシング固定部材を車輪ハブ軸受部側から見た側面図、（ｂ）は図６の実施形態のケーシング固定部材とハウジング固定部材とをゴムによって接着した状態を示す縦断面図、（ｃ）は（ｂ）図のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。 （ａ）は図６の実施形態のケーシング固定部材にボルトを挿通した状態を車輪ハブ軸受部側から見た側面図、（ｂ）は回転方向のトルクが付加された際の状態を示す側面図である。 （ａ）は図６の実施形態の他のケーシング固定部材にボルトを挿通した状態を車輪ハブ軸受部側から見た側面図、（ｂ）はケーシング固定部材とハウジング固定部材とをゴムによって接着した状態を示す（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線の縦断面図、（ｃ）は（ｂ）図のＩＸｃ−ＩＸｃの断面図である。 この発明の第３の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 （ａ）は図１０の実施形態のケーシング固定部材にボルトを挿通した状態を車輪ハブ軸受部側から見た側面図、（ｂ）はケーシング固定部材とハウジング固定部材とをゴムによって接着した状態を示す（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線の縦断面図、（ｃ）は（ｂ）図のＸＩｃ−ＸＩｃの断面図である。 図１０の実施形態の他のケーシング固定部材の縦断面図である。 インホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。 図１３の電気自動車後方から見た図である。 従来のインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１５の減速部のケーシングと減速機のハウジングとの固定状態を示す拡大図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
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備えた電気自動車１１は、図１３に示すように、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。後輪１４は、図１４に示すように、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・軽量化が求められる。

図１〜図５は、この発明の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を示している。
この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、モータ部ケーシング２２ａと減速部ケーシング２２ｂに収納されて、図１３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。モータ部ケーシング２２ａと減速部ケーシング２２ｂは、ボルト８０によって一体化されている。

モータ部Ａは、モータ部ケーシング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３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とを備えるアキシ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によってモータ部ケーシング２２ａに対して回転自在に支持されている。また、モータ部ケーシング２２ａ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で発生する振動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、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。

曲線板２６ａ、２６ｂは、図２に示すように、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、３０ｂは、曲線板２６ａ、２６ｂ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を受入れる。また、貫通孔３０ｃは、曲線板２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂ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。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３０ｃの内径面に嵌合し、その内径面に外側軌道面４３ａを有する。内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３ａ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（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。

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。そして、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。

外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂに直接保持されているわけではなく、減速部ケーシング２２ｂの内径面に固定される減速機のハウジングを構成する外ピンハウジング４５に保持されている。より具体的には、前記減速部ケーシング２２ｂと減速機ハウジングを構成する外ピンハウジング４５との間に、減速部ケーシング２２ｂの内面に固定されるケーシング固定部材５１と、外ピンハウジング４５の外面に固定されるハウジング固定部材５２とを設け、このケーシング固定部材５１とハウジング固定部材５２を、弾性部材であるゴム５３を介して回り止めしている。

なお、外ピン２７は、軸方向両端部を外ピンハウジング４５に固定された針状ころ軸受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を外ピンハウジング４５に回転自在とすることにより、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。

前記ゴム５３と、ケーシング固定部材５１、ハウジング固定部材５２との接着は、接着剤による接着でも、加硫接着でもよい。

前記ケーシング固定部材５１は、図４に示すように、減速部ケーシング２２ｂの内面に位置する大径の円筒部５１ａと、この大径の円筒部５１ａの一方の端面に設けられたフランジ５１ｂとによって構成することができ、このケーシング固定部材５１のフランジ５１ｂに、ケーシング２２ｂに固定するためのボルト孔５４を設けている。

また、前記ハウジング固定部材５２は、外ピンハウジング４５の外面に位置する小径の円筒部５２ａと、この小径の円筒部５２ａの一方の端面に設けられたフランジ５２ｂとによって構成することができ、このハウジング固定部材５２のフランジ５２ｂに、外ピンハウジング４５に固定するためのボルト孔５５を設けている。

そして、前記大径の円筒部５１ａと小径の円筒部５２ａとを、前記弾性部材を構成するゴム５３によって加硫接着している。

これにより、外ピンハウジング４５に作用するトルクは、外ピンハウジング４５に固定された小径の円筒部５２ａから加硫接着されたゴム５３を介し、大径の円筒部５１ａに伝達される。

前記ハウジング固定部材５２のフランジ５２ｂに固定するボルト５６は、六角ボルトではなく、六角穴付きボルトを使用している。

前記ケーシング固定部材５１のフランジ５１ｂには、外ピンハウジング４５にハウジング固定部材５２を固定するボルト５６に対応する位置に、切り欠き部５７を設け、この切り欠き部５７とボルト５６との間には、図３に示すように、隙間ａが設けているが、外ピンハウジング４５に回転方向の荷重が付加された際に、切り欠き部５７の内面とボルト５６の頭が当接して回転方向のストッパとしての役目を果たすようにしている。

前記切り欠き部５７は、貫通孔にしてもよい。

前記ゴム５３には、外ピンハウジング４５から繰り返し荷重が作用し、時には、衝撃荷重も作用する。このような荷重に耐え得るようにするには、ゴム５３の変形が大きすぎると、早期に破断するため、上記のように、ボルト５６の頭を、切り欠き部５７又は貫通孔の内面に当接させて、回転方向のストッパとして機能させている。

また、回転方向のストッパの機能を果たす他の手段としては、図５に示すように、前記ケーシング２２ｂの内面に位置する大径の円筒部５１ａの内径側に、複数の突起５８を設け、前記小径の円筒部５２ｂの外径側に、前記大径の円筒部５１ａの突起５８と間隔を空けて同数の突起５９を設けてもよい。

このようにすると、回転方向の両側にストッパができるので、ゴム５３にねじれが生じにくくなり、耐久性がより向上する。

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を減速部ケーシング２２ｂ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。

車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｈは、減速部ケーシング２２ｂに対して締結ボルト６１によって固定される。

車輪ハブ軸受３２の外方部材３３ｈのフランジ部には、締結ボルト６１を挿通するための、ボルト挿通孔６４が周方向に複数設けられている。

また、減速部Ｂのケーシング２２ｂには、外方部材３３ｈのフランジ部のボルト挿通孔６４に挿通した締結ボルト６１のボルト挿通穴６５が設けられている。

また、前記ケーシング固定部材５１のフランジ５１ｂには、締結ボルト６１のボルト穴６６を設けている。

締結ボルト６１は、車輪ハブ軸受３２側から外方部材３３ｈのフランジ部のボルト挿通孔６４に挿通して、締結ボルト６１の先端を減速部ケーシング２２ｂのボルト穴６５に挿通して、さらに、ケーシング固定部材５１のボルト穴６６にねじ込んで、ケーシング固定部材５１を減速部ケーシング２２ｂに固定している。

次に、外ピンハウジング４５を減速部ケーシング２２ｂに固定する手段が異なるこの発明の第２の実施形態を、図６〜図９に基づいて説明する。

モータ部Ａ、減速部Ｂ及び車輪ハブ軸受部Ｃの構成は、第１の実施形態と基本的に同じであるので、これらの構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態では、減速部ケーシング２２ｂと減速機ハウジングを構成する外ピンハウジング４５とが、軸方向の車輪ハブ軸受部Ｃ側の端面で対面する部分に、前記減速部ケーシング２２ｂにボルト６１によって固定されるリングプレート７１と、前記外ピンハウジング４５にボルト５６によって固定されるリングプレート７２を挟み、この２枚のリングプレート７１、７２をゴム５３によって加硫接着している。

この第２の実施形態によると、径方向寸法を小さくできるので、軽量化が図ることができる。

前記外ピンハウジング４５にリングプレート７２を固定するボルト５６は、第１の実施形態と同様に、六角穴付きボルトを使用することが好ましい。

前記減速部ケーシング２２ｂにボルト６１によって固定されるリングプレート７１に、図７（ａ）に示すように、前記ボルト５６と対応する孔７３を設けている。

この孔７３は、図８（ａ）に示すように、ボルト５６を挿し込んだ状態で、ボルト５６の頭と、孔７３の内面との間に隙間ａが空く大きさに形成されている。隙間aにより、過大トルクが付加された際に、図８（ｂ）に示すように、孔７３の内面とボルト５６の頭が当接して、ストッパとしての役目を果たすようにしている。

この孔７３は、過大トルクが付加された際に、六角穴付きのボルト５６の頭が当接するように配置することが好ましい。

前記孔７３は、図９に示すように、回転方向に長孔形状に形成してもよい。これにより、リングプレート７１の半径方向肉厚を最小限に抑制することができる。

次に、外ピンハウジング４５を減速部Ｂのケーシング２２ｂに固定する手段が異なるこの発明の第３の実施形態を、図１０〜図１２に基づいて説明する。

モータ部Ａ、減速部Ｂ及び車輪ハブ軸受部Ｃの構成は、第１の実施形態と基本的に同じであるので、これらの構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第３の実施形態は、第２実施形態のリングプレート７１とリングプレート７２を、軸方向の車輪ハブ軸受部Ｃ側だけでなく、モータ部Ａ側にも設けた例である。
即ち、リングプレート７１とリングプレート７２を、外ピンハウジング４５の軸方向の両側に設けて、負荷容量を向上させた例である。

この例では、モータ部Ａ側のリングプレート７１を、モータ部ケーシング２２ａにボルト５６によって固定している。

リングプレート７１には、図１１（ａ）に示すように、前記ボルト５６と対応する孔７３を設けている。この孔７３は、回転方向に長孔形状に形成している。

図１１に示すリングプレート７１は、軽量化のために、アルミ等の軽金属を使用し、鉄製ねじ部７４をインサート成形している。

図１２は、薄肉のリングプレート７１に予め鉄製ねじ部７４を溶接等で固定したものをインサート成形した例を示している。

この発明において使用するゴムは、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の耐油性ゴムが望ましい。

前記第１〜第３の実施形態は、減速部Ｂとしては、サイクロイド減速機を使用した例を示したが、減速機は、遊星歯車減速機でもよい。減速機として、遊星歯車減速機を使用する場合は、遊星歯車減速機の内歯車が、この発明における減速部のハウジングを構成する。

前記第１〜第３の実施形態においては、ゴム５３の復元力により、外ピンハウジング４５が常に所定の位置に保持され、減速部Ｂのケーシング２２ｂとの位置関係を正しく保つようにしている。

また、旋回や急加減速等により、大きな荷重やモーメント荷重が負荷された場合でも、公転部材、外周係合部材、および運動変換機構等の構成部品の破損を防止している。

また、悪路走行時等により発生する軸方向振動によるケーシング２２ｂと外ピンハウジング４５との間で発生する打音を解消している。

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ＺＡ、曲線板２６ａ、２６ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図２に示す実施形態では、ＺＡ＝１２、ＺＢ＝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。

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。

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たりしてもよい。

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、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、上記の各実施形態においては、モータ部Ａにアキシ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とを備えるラジアルギャップモータであってもよい。

さらに、図１３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。

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
２２ ハウジング
２２ａ モータ部ケーシング
２２ｂ 減速部ハウジング
２３ ステータ
２４ ロータ
２５ モータ側回転部材
２５ａ、２５ｂ 偏心部
２６ａ、２６ｂ 曲線板
２７ 外ピン
２８ 車輪側回転部材
４５ 外ピンハウジング
５０ 押えプレート
５１ ケーシング固定部材
５１ａ 円筒部
５１ｂ フランジ
５２ ハウジング固定部材
５２ａ 円筒部
５２ｂ フランジ
５３ ゴム
５４ ボルト孔
５６ ボルト
５７ 切り欠き部
５８、５９ 突起
６１ ボルト
６６ ボルト穴
７１、７２ リングプレート
７３ 孔
７４ 鉄製ねじ部

Claims (15)

1. ケーシングの内部に、駆動力を発生させるモータ部と、このモータ部の回転を減速して、車輪に接続される車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを備えるインホイールモータ駆動装置において、前記ケーシングと減速部のハウジングとの間に、ケーシングの内面に固定されるケーシング固定部材と、減速部のハウジングの外面に固定されるハウジング固定部材とを設け、このケーシング固定部材とハウジング固定部材を、弾性部材を介して回り止めしたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記弾性部材がゴムであり、このゴムの弾性部材を、ケーシング固定部材とハウジング固定部材に接着したことを特徴とする請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記ケーシング固定部材を、ケーシングの内面に位置する大径の円筒部と、この大径の円筒部の一方の端面に設けられたフランジとによって構成し、このケーシング固定部材のフランジに、ケーシングに固定するためのボルト孔を設け、前記ハウジング固定部材を、減速部のハウジングの外面に位置する小径の円筒部と、この小径の円筒部の一方の端面に設けられたフランジとによって構成し、このハウジング固定部材のフランジに、減速部のハウジングに固定するためのボルト孔を設け、前記大径の円筒部と小径の円筒部とを前記弾性部材を構成するゴムによって加硫接着したことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記ハウジング固定部材のフランジに固定するボルトが、六角穴付きボルトである請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記ケーシング固定部材のフランジに、前記六角穴付きボルトに対応する切り欠き部を、前記ケーシング固定部材のフランジと前記六角穴付きボルトとが当接するように配置したことを特徴とする請求項４記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記ケーシングの内面に位置する大径の円筒部の内径側に、複数の突起を設け、前記小径の円筒部の外径側に、前記大径の円筒部の突起と間隔を空けて同数の突起を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
7. ケーシングの内部に、駆動力を発生させるモータ部と、このモータ部の回転を減速して、車輪に接続される車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを備えるインホイールモータ駆動装置において、軸方向に対面する前記ケーシングと減速部のハウジングとの間に、前記ケーシングにボルト固定されるリングプレートと、前記減速部のハウジングにボルト固定されるリングプレートとを挟み、この２枚のリングプレートをゴムによって加硫接着したことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
8. 前記減速部のハウジングにリングプレートを固定するボルトが、六角穴付きボルトである請求項７記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 前記減速部のハウジングにボルト固定されるリングプレートに、前記六角穴付きボルトと対応する孔を設け、この孔が、過大トルクが付加された際に、六角穴付きボルトとが当接するように配置されている請求項８記載のインホイールモータ駆動装置。
10. 前記孔が、回転方向に長孔形状に形成されている請求項９記載のインホイールモータ駆動装置。
11. 前記ゴムによって加硫接着される前記２枚のリングプレートを、前記減速部のハウジングとモータ部のケーシング間に挟み、２枚のリングプレートの一方を、減速部のハウジングに固定し、他方をモータ部のケーシングに固定したことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
12. 前記リングプレートが、鉄製ねじ部をインサート成形したアルミ材からなることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
13. 前記ゴムが、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の耐油性ゴムである請求項２〜１２のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
14. 前記減速部がサイクロイド減速機であり、減速部のハウジングがサイクロイド減速機の外ピンハウジングである請求項１〜１３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
15. 前記減速部が遊星歯車減速機であり、減速部のハウジングが、遊星歯車減速機の内歯車である請求項１〜１３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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