JP2012066602A - 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の部品点数の削減により、軽量化を図り、しかも、ハブ輪と減速部の出力軸との連結作業性に優れ、連結部のガタと異音の発生を防止する。
【解決手段】ハブ輪３２の筒部３４の内径面と、ハブ輪３２の筒部３４に嵌挿される減速部の出力軸２８の軸部２８ｂの外径面との、どちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、減速部の出力軸２８の軸部２８ｂとハブ輪３２の筒部３４とを、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部が両者の嵌合部の全域で密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成し、部品点数の削減により、軽量化を図り、しかも、ハブ輪３２と減速部の出力軸２８との連結作業性を向上させた。
【選択図】図４

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２００９−２１６１９０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ハウジング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の自転運動を出力軸１１０に伝達する複数の内ピン１０９とを含む。

ところで、車輪ハブ軸受部１０４は、図１６に示すように、出力軸１１０に固定連結されるハブ輪１１１と、ハブ輪１１１を減速部１０５の減速部ハウジング１０２ａに対して回転自在に保持する外方部材１１２とを備える。

ハブ輪１１１は、筒部１１３とフランジ１１４とを有する。フランジ１１４にはボルト１１５によって駆動輪が固定連結される。

筒部１１３の減速部１０５側端部の外周面に段差部１１６が設けられ、この段差部１１６に内輪１１７が嵌合されている。ハブ輪１１１の筒部１１３の外周面のフランジ近傍には第１内側軌道面１１８が設けられ、内輪１１７の外周面に第２内側軌道面１１９が設けられている。

外方部材１１２は、その内周に２列の外側軌道面１２０、１２１が設けられると共に、その外周に、減速部１０５の減速部ハウジング１０２ａにボルト１３３によって固定されるフランジ１３２が設けられている。そして、外方部材１１２の第１外側軌道面１２０とハブ輪１１１の第１内側軌道面１１８とが対向し、外方部材１１２の第２外側軌道面１２１と、内輪１１７の第２内側軌道面１１９とが対向し、これらの間に転動体１２２が介装される。

ハブ輪１１１の筒部１１３に、減速部１０５の出力軸１１０の軸部１２３が挿入される。軸部１２３は、減速部１０５の反対側の端部にねじ部１２４が形成され、このねじ部１２４と減速部１０５との間にスプライン部１２５が形成されている。また、ハブ輪１１１の筒部１１３の内周面（内径面）にスプライン部１２６が形成され、この軸部１２３がハブ輪１１１の筒部１１３に挿入された際には、軸部１２３側のスプライン部１２５とハブ輪１１１側のスプライン部１２６とが係合する。

そして、筒部１１３から突出した軸部１２３のねじ部１２４にナット部材１２７が螺着され、ハブ輪１１１と減速部１０５の出力軸１１０とが連結される。この際、ナット部材１２７の内端面（裏面）１２８と筒部１１３の外端面１２９とが当接するとともに、減速部１０５の出力軸１１０の端面１３０と内輪１１７の外端面１３１とが当接する。即ち、ナット部材１２７を締付けることによって、ハブ輪１１１が内輪１１７を介してナット部材１２７と減速部１０５の出力軸１１０とで挟持される。

上記のように、従来のインホイールモータ駆動装置１０１における減速部１０５と車輪ハブ軸受部１０４との連結は、軸部１２３側のスプライン部１２５とハブ輪１１１側のスプライン部１２６との係合によるものである。

特開２００９−２１６１９０号公報

このため、減速部１０５の軸部１２３側及びハブ輪１１１側の両者にスプライン加工を施す必要があって、コスト高となるとともに、圧入時には、軸部１２３側のスプライン部１２５とハブ輪１１１側のスプライン部１２６との凹凸を合わせる必要があり、この際、歯面を合わせることによって、圧入すれば、この凹凸歯が損傷する（むしれる）おそれがある。また、歯面を合わせることなく、凹凸歯の大径合わせにて圧入すれば、円周方向のガタが生じやすい。このように、円周方向のガタがあると、回転トルクの伝達性に劣るとともに、異音が発生するおそれもあった。このため、従来のように、スプライン嵌合による場合、凹凸歯の損傷及び円周方向のガタの両者を成立させることは困難であった。

また、筒部１１３から突出した軸部１２３のねじ部１２４にナット部材１２７を螺着する必要がある。このため、組み立て時にはねじ締結作業を有し、作業性に劣るとともに、部品点数も多く、部品管理性も劣るという問題がある。

また、減速部１０５にサイクロイド減速機を適用した場合、コンパクトで高い減速比が得られるものの、複数のピンを設けなければならず、従来、このピンを、１本ずつボルト止めしていたため、減速部の機構上においても、組立性に劣り、部品点数の増加や、部品管理性の問題がある。

特に、内ピン１０９は、曲線板１０７ａ、１０７ｂから伝達トルクに応じた荷重が作用する。この荷重が曲線板１０７ａ、１０７ｂに当接している一部の内ピン１０９によって支持することになるので、内ピン１０９の破損も問題となる。

インホイールモータ駆動装置１０１は、プロペラシャフトやデファレンシャル等の大掛かりな動力伝達機構が不要となるため、車両の軽量化やコンパクト化の面から注目されている半面、車両のバネ下に取付けられるため、特に、バネ下重量を軽減しなければ、乗り心地を悪化させるという問題があり、これまで以上の軽量化が望まれている。

そこで、この発明は、部品点数の削減により、軽量化を図り、しかも、ハブ輪と減速部の出力軸との連結作業性に優れ、連結部のガタと異音の発生を防止した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ものである。
また、曲線板の回転によって生じる荷重を適切に支持することができるサイクロイド減速機を採用した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ものである。さらに、インホイールモータ駆動装置全体として、部品点数の削減、部品管理性に優れ、組立作業性を良好にしたインホイールモータ駆動装置を提供することを課題としたものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、車体に取り付けられるハウジングの内部に駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部と、モータ部の回転を減速して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、車輪ハブ軸受部を次のように構成したものである。

即ち、この発明のインホイールモータ駆動装置における車輪ハブ軸受部は、内周に複数の外側軌道面を有する外方部材と、車輪に取付けられるハブ輪を有し、このハブ輪の筒部上に、外方部材の外側軌道面に対向する複数の内側軌道面を有する内方部材と、対向する外側軌道面と内側軌道面との間に配置された複数列の転動体とを備え、ハブ輪の筒部の内径面と、ハブ輪の筒部に嵌挿される減速部の出力軸の軸部の外径面との、どちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、減速部の出力軸の軸部とハブ輪の筒部とを、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部が両者の嵌合接触部の全域で密着する凹凸嵌合構造を構成したことを特徴とする。

周方向に隣り合う凸部間の歯底部と、前記他方に形成された、前記歯底部と半径方向で対向する突出部分との間には、隙間を形成するのが望ましい。

この発明のインホイールモータ駆動装置における車輪ハブ軸受部の凹凸嵌合構造は、凸部と凹部が両者の嵌合接触部の全体で密着しているので、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。

減速部の出力軸の軸部の外径面とハブ輪の筒部の内径面のうち、一方に形成した凸部を、軸方向に沿って他方に圧入すると、相手側の凹部形成面に凸部の形状が転写される。この際、凸部が相手側の凹部形成面に食い込んでいくことによって、軸孔が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、軸孔が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部と凹部が嵌合接触部の全体で密着する。

減速部の出力軸の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設ける場合、この凸部の少なくとも軸方向端部の硬度をハブ輪の筒部の内径面よりも高くする。凸部の硬度を高くすることにより、前記圧入の際の嵌合性がよくなり、密着性が向上し、組立作業性や嵌合精度の向上を図ることができる。

また、前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を、減速部の出力軸の軸部に設けるのが好ましい。ここで、はみ出し部は、凸部の凹部嵌合部位が嵌入（嵌合）する凹部の容量の材料分であって、形成される凹部から押し出されたもの、凹部を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。ポケット部よりも軸端側の軸部に、軸部とハブ輪との間で調芯を行う鍔部を設けてもよい。ハブ輪の筒部の内径寸法は、減速部の出力軸の軸部に設けた複数の凸部の最大径部を結ぶ円の直径寸法よりも小さく、前記凸部間の最小径部を結ぶ円の直径寸法よりも大きくする。

ハブ輪の筒部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設ける場合、この凸部の少なくとも軸方向端部の硬度を、減速部の出力軸の軸部の外径部よりも高くする。

この場合、前記圧入によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を、ハブ輪の内径面に設けるのが好ましい。減速部の出力軸の軸部の外径寸法は、ハブ輪の筒部に設けた複数の凸部の最小径部を結ぶ円の直径寸法よりも大きく、凸部間の最大径部を結ぶ円の直径寸法よりも小さくする。

前記凸部の突出方向中間部位において、前記凸部の周方向寸法を、周方向に隣り合う凸部間の溝幅よりも小さくするのが望ましい。また、前記凸部の突出方向中間部位において、前記凸部の周方向寸法の総和を、周方向に隣り合う凸部間の溝幅の総和よりも小さくするのが望ましい。

前記内方部材は、一方の内側軌道面を有する前記ハブ輪と、ハブ輪に外嵌され、他方の内側軌道面を有する内輪とで構成することができる。

前記減速部としては、減速比の高いサイクロイド減速機を使用することができる。そして、サイクロイド減速機の内ピンと出力軸のフランジ部とを前記凹凸嵌合構造で結合することにより、フランジ部と内ピンとが、嵌合接触部で密着するので、フランジ部を介して全ての内ピンで、荷重を受けることができ、部品点数を増やすことなく、曲線板と内ピン間に作用する荷重のバラツキを抑え、内ピン一本当たりの荷重を低減することができる。

この発明のインホイールモータ駆動装置が採用する車輪ハブ軸受部の嵌合構造は、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されないので、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。さらには、隙間無く密着しているので、トルク伝達部位の強度が向上する。このため、同径のスプライン嵌合のものに比べて、嵌合部軸方向の長さを短くしても、トルク伝達力が減少することはなく、インホイールモータ駆動装置を軽量、コンパクトにすることができる。

減速部の軸部の外径面とハブ輪の筒部の内径面とのどちらか一方に設けられる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入することによって、この凸部に密着嵌合する凹部を形成することができる。このため、凹凸嵌合構造を確実に形成することができる。しかも、凹部が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がないので、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。

また、減速部の出力軸の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くすれば、軸部側の硬度を高くでき、軸部の剛性を向上させることができる。

また、ハブ輪の筒部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度を減速部の出力軸の軸部の外径部よりも高くすれば、軸部側の硬度処理（熱処理）を行う必要がないので、減速部の出力軸の生産性に優れる。

前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を設けることによって、はみ出し部をこのポケット内に保持（維持）することができ、はみ出し部が装置外の車両内等へ入り込んだりすることがない。即ち、はみ出し部をポケット部に収納したままにしておくことができ、はみ出し部の除去処理を行う必要がなく、組み立て作業工数の減少を図ることができて、組み立て作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。

また、ポケット部よりも軸端側の軸部に、軸部とハブ輪との間で調芯を行う鍔部を設けることによって、ポケット部内のはみ出し部の鍔部側への飛び出しがなくなって、はみ出し部の収納がより安定したものとなる。しかも、鍔部は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつ軸部をハブ輪に圧入することができる。このため、減速部の出力軸とハブ輪とを高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。

また、凸部の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面上に配置されるようにすることによって、凸部が圧入時に凹部形成面に食い込んでいき、凹部を確実に形成することができる。

さらに、減速部を、減速比の高いサイクロイド減速機とすると共に、出力軸のフランジ部と、サイクロイド減速機の内ピンとを、どちらか一方に設けた軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って、一方を他方に圧入することにより、他方に、凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部とが両者の嵌合接触部の全域で密着する凹凸嵌合構造とすると、内ピンに作用する荷重をフランジ部を介して全ての内ピンで受けることができ、部品点数を増やすことなく、曲線板と内ピン間に作用する荷重のバラツキを抑え、内ピン一本当たりの荷重を低減し、耐久性を向上させることができる。これにより、インホイールモータ駆動装置全体として、軽量コンパクトで、組立作業性を向上させることができる。

凸部の突出方向中間部位において、凸部の周方向寸法を、周方向に隣り合う凸部間の溝幅よりも小さくすることによって、凹部が形成される側の突出部分（凹部が形成される側で、凹部間に生じる突出部分）の突出方向中間部位の周方向寸法を大きくすることができる。このため、前記突出部分のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、硬度が高い側の凸部の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。

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の概略断面図である。 図１のモータ部の拡大図である。 図１の減速部の拡大図である。 図１の車輪ハブ軸受部の拡大図である。 図１のハブ輪を減速部の出力軸に固定する前の状態を示す拡大図である。 車輪ハブ軸受部の凹凸嵌合構造を示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図である。 凹凸嵌合構造の変形例を示す要部拡大断面図である。 車輪ハブ軸受部の他の実施形態の拡大図である。 （ａ）は車輪ハブ軸受部の凹凸嵌合構造の一例を示す部分拡大図、（ｂ）は内ピンの凹凸嵌合構造の一例を示す部分拡大図である。 車輪ハブ軸受部の他の実施形態の凹凸嵌合構造を示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ部拡大図である。 図１のＸＩ−ＸＩ線の断面図である。 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概略平面図である。 図１２の電気自動車後方から見た図である。 車輪ハブ軸受部の他の実施形態の拡大図である。 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。 従来のインホイールモータ駆動装置における減速部の出力軸と車輪ハブ軸受部との固定部分の拡大図である。

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１２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１３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。

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（後輪）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、モータ部ハウジング２２ａと減速部ハウジング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。

車輪ハブ軸受部Ｃは、図４に示すように、ハブ輪３２、およびハブ輪３２の筒部３４の減速部Ｂ側に設けられた段差部３５に嵌合する内輪３６からなる内方部材と、ハブ輪３２の筒部３４に外嵌される外方部材３３とを備える。

外方部材３３は、その内周に２列の外側軌道面（アウタレース）３７、３８が設けられ、第１外側軌道面３７とハブ輪３２の軸部外周に設けられる第１内側軌道面（インナレース）３９とが対向し、第２外側軌道面３８と、内輪３６の外周面に設けられる第２内側軌道面（インナレース）４０とが対向し、これらの間に転動体７３としてのボールが介装される。なお、外方部材３３の両開口部にはシール部材Ｓが装着されている。

ハブ輪３２は、筒部３４と、筒部３４の反減速部Ｂ側の端部に設けられるフランジ４２とを有する。筒部３４の孔部は、軸方向中間部の軸部嵌合孔３４ａと、反減速部Ｂ側のテーパ孔３４ｂと、減速部Ｂ側の大径孔３４ｃとを備える。即ち、軸部嵌合孔３４ａにおいて、後述する凹凸嵌合構造Ｍを介して減速部Ｂの出力軸２８の軸部２８ｂとハブ輪３２とが結合される。

この場合、ハブ輪３２の内輪３６の減速部Ｂ側の端面を、減速部Ｂの出力軸２８のフランジ部２８ａに押し当てて、車輪ハブ軸受部Ｃに予圧を付与し、内輪３６をハブ輪３２に固定している。またハブ輪３２のフランジ４２にはボルト装着孔４３が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ４２に固定するためのハブボルト７４がこのボルト装着孔４３に装着される。
前記内輪３６は、図１４に示すように、前記ハブ輪３２の端部を加締めることによって、軸受に予圧を付与するようにしてもよい。符号３４ｄは、ハブ輪３２の端部の加締め部を示している。

凹凸嵌合構造Ｍは、図６に示すように、例えば、軸部２８ｂの端部に設けられて軸方向に延びる凸部４５と、ハブ輪３２の孔部の内径面（この場合、軸部嵌合孔３４ａの内径面４８）に形成される凹部４６とからなり、凸部４５の凹部嵌合部位４７の全体がその対応する凹部４６に対して密着している。即ち、軸部２８ｂの反減速部Ｂ側の外周面に、複数の凸部４５が周方向に沿って所定ピッチで配設され、ハブ輪３２の孔部の軸部嵌合孔３４ａの内径面４８に凸部４５が嵌合する複数の凹部４６が周方向に沿って形成されている。つまり、周方向全周にわたって、凸部４５とこれに嵌合する凹部４６とがタイトフィットしている。

この場合、各凸部４５は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状（山形状）であり、各凸部４５の凹部嵌合部位４７とは、図６（ｂ）に示す範囲Ａであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部４５間において、ハブ輪３２の内径面４８よりも内径側に隙間４９が形成されている。即ち、この隙間４９は、凸部４５間の歯底部と、ハブ輪３２の孔部に設けられた、前記歯底部と半径方向に対向する突出部分との間に設けられる。

このように、ハブ輪３２と減速部Ｂの出力軸２８とを凹凸嵌合構造Ｍを介して連結できる。この際、ハブ輪３２の内輪３６の減速部Ｂ側の端面を、出力軸２８のフランジ部２８ａによって押圧して、車輪ハブ軸受部Ｃに予圧を付与している。

この発明おいて、凹凸嵌合構造Ｍは、凸部４５の凹部嵌合部位４７の全体がその対応する凹部４６に対して密着しているので、この嵌合構造Ｍにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。

次に、凹凸嵌合構造Ｍの嵌合方法を説明する。この場合、図５に示すように、減速部Ｂの出力軸２８の軸部２８ｂの外径部には、スプライン５０を形成し、熱硬化処理を施し、この硬化層Ｈにスプライン５０を形成する。このため、スプライン５０の山部が硬化処理されて、この山部が凹凸嵌合構造Ｍの凸部４５となる。ハブ輪３２の筒部３４の内径面においては熱硬化処理を行わない未硬化部とする。なお、図５において、クロスハッチング部が硬化層Ｈを示している。硬化層Ｈとハブ輪３２の筒部３４の内径面の未硬化部との硬度差は、ＨＲＣで３０ポイント以上とする。軸部２８ｂのスプライン５０のモジュールを０．５以下の小さい歯とする。ここで、モジュールとは、ピッチ円直径を歯数で割ったものである。

この際、凸部４５の突出方向中間部位を、凹部形成前の凹部形成面（この場合、ハブ輪３２の軸部嵌合孔３４ａの内径面４８）の位置に対応させる。軸部嵌合孔３４ａの内径面４８の内径寸法Ｄは、凸部４５の最大径部を結ぶ円の直径寸法（外接円直径）Ｄ_１よりも小さく、凸部間の最小径部を結ぶ円の直径寸法Ｄ_２よりも大きく設定される。即ち、Ｄ_２＜Ｄ＜Ｄ_１とされる。

スプライン５０は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって形成することができる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。

そして、図５に示すように、ハブ輪３２の軸心と減速部Ｂの出力軸２８の軸心とを合わせた状態で、ハブ輪３２に対して、出力軸２８の軸部２８ｂを挿入（圧入）していく。この際、筒部３４の内径面４８の径寸法Ｄと、凸部４５の最大外径寸法Ｄ_１と、スプライン５０の凹部の最小外径寸法Ｄ_２とが前記のような関係であり、しかも、凸部４５の硬度が筒部３４の内径面の硬度よりも３０ポイント以上大きいので、軸部２８ｂをハブ輪３２の筒部３４に圧入していけば、この凸部４５が内径面に食い込んでいき、凸部４５が嵌合する凹部４６を、軸方向に沿って形成していくことになる。

これによって、図６に示すように、軸部２８ｂの端部の凸部４５と凹部４６の嵌合部位の全体が密着している嵌合状態を構成することができる。即ち、相手側の凹部形成面（この場合、筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの内径面４８）に凸部４５の形状の転写を行うことになる。この際、凸部４５が筒部３４の内径面４８に食い込んでいくことによって、筒部３４が僅かに拡径した状態となって、凸部４５の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、筒部３４が元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部４５の圧入時にハブ輪３２の筒部３４が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部４５の歯面（凹部嵌合部位４７の表面）に付与される。このため、凸部４５の凹部嵌合部位４７の全体がその対応する凹部４６に対して密着する凹凸嵌合構造Ｍを確実に形成することができる。しかも、凹部４６が形成される部材（この場合、ハブ輪３２）には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。

前記実施形態のように、軸部２８ｂに形成するスプライン５０は、モジュールが０．５以下の小さい歯を用いたので、このスプライン５０の成形性の向上を図ることができるとともに、圧入荷重の低減を図ることができる。なお、凸部４５を、この種のシャフトに通常形成されるスプラインをもって構成することができるので、低コストにて簡単にこの凸部４５を形成することができる。

また、軸部２８ｂをハブ輪３２に圧入していくとによって、凹部４６を形成していくと、この凹部４６側に加工硬化が生じる。ここで、加工硬化とは、物体に塑性変形（塑性加工）を与えると、変形の度合が増すにつれて変形に対する抵抗が増大し、変形を受けていない材料よりも硬くなることをいう。このため、圧入時に塑性変形することによって、凹部４６側のハブ輪３２の内径面４８が硬化して、回転トルク伝達性の向上を図ることができる。

ところで、前記図５に示すスプライン５０では、軸部２８ｂの凸部４５のピッチとハブ輪３２の凹部４６のピッチとが同一に設定される。このため、前記実施形態では、図６に示すように、凸部４５の突出方向中間部位において、凸部４５の周方向寸法Ｌと、周方向に隣り合う凸部４５間の溝幅Ｌ_０とがほぼ同一となっている。

これに対して、図７に示すように、凸部４５の突出方向中間部位において、凸部４５の周方向寸法Ｌ_２は、周方向に隣り合う凸部４５間の溝幅Ｌ_１よりも小さいものであってもよい。即ち、軸部２８ｂに形成されるスプライン５０において、凸部４５の突出方向中間部位の周方向寸法（歯厚）Ｌ_２を、凸部４５間に嵌合するハブ輪３２側の突出部分５１の突出方向中間部位の周方向寸法（歯厚）Ｌ_１よりも小さくしている。

また、凸部４５の突出方向中間部位において、軸部２８ｂ側の全周における凸部４５の歯厚の総和Σ（Ｂ_１＋Ｂ_２＋Ｂ_３＋・・・）を、ハブ輪３２側の突出部分５１（凸歯）の歯厚の総和Σ（Ａ_１＋Ａ_２＋Ａ_３＋・・・）よりも小さく設定するのが望ましい。これによって、ハブ輪３２側の突出部分５１のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、凸部４５の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。凸部４５の周方向寸法の総和を、相手側の突出部分５１における周方向寸法の総和よりも小さくする場合、全ての凸部４５の周方向寸法Ｌ_２を、周方向に隣り合う凸部４５間の溝幅Ｌ_１よりも小さくする必要がない。即ち、複数の凸部４５のうち、任意の凸部４５の周方向寸法Ｌ_２が周方向に隣り合う凸部間の溝幅Ｌ_１と同一であっても、この溝幅Ｌ_１よりも大きくても、総和で小さければよい。なお、図７における凸部４５は、断面台形（富士山形状）としている。

ところで、ハブ輪３２に対して減速部Ｂの軸部２８ｂを圧入していけば、凸部４５にて形成される凹部４６から材料がはみ出して第２実施形態の図８及び図９に示すようなはみ出し部５２が形成される。はみ出し部５２は、凸部４５の凹部嵌合部位が嵌入（嵌合）する凹部４６の容量の材料分であって、形成される凹部４６から押し出されたもの、凹部４６を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。その際、嵌合部の極く一部領域に凸部による凹部成形過程で不可避的に隙間が生じる場合がある。

このため、前記図１に示す車輪ハブ軸受部Ｃでは、ハブ輪３２に減速部Ｂの出力軸２８を組み付けた後、このはみ出し部５２の除去作業を必要としていた。そこで、図８に示す他の実施形態では、はみ出し部５２を収納するポケット部５３を軸部２８ｂに設けている。

即ち、軸部２８ｂのスプライン５０の軸端縁に周方向溝５４を設けることによって、ポケット部５３を形成している。図９（ａ）に示すように、周方向溝５４は、そのスプライン５０側の側壁５５ａは、軸方向に対して直交する平面であり、反スプライン側の側面５５ｂは、溝底５４ｃから反スプライン側に向かって拡径するテーパ面である。

また、この側面５５ｂよりも反スプライン側（軸端側）には、調芯用の円盤状の鍔部５６が設けられている。鍔部５６の外径寸法が筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの孔径と同一乃至嵌合孔の孔径よりも僅かに小さく設定される。この場合、鍔部５６の外径面５６ａと筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの内径面４８との間に微小隙間ｔが設けられている。

この図８に示す車輪ハブ軸受部Ｃであっても、軸部２８ｂをハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａに圧入していけば、軸部２８ｂ側の凸部４５によって、ハブ輪３２側に凹部４６を形成することができる。この際、形成されるはみ出し部５２は、図９に示すように、カールしつつポケット部５３内に収納されて行く。即ち、筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの内径面から削り取られたり、押し出されたりした材料の一部がポケット部５３内に入り込んでいく。

このように、前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部５２を収納するポケット部５３を設けることによって、はみ出し部５２をこのポケット部５３内に保持（維持）することができ、はみ出し部５２が装置外の車両内等へ入り込んだりすることがない。即ち、はみ出し部５２をポケット部５３に収納したままにしておくことができ、はみ出し部５２の除去処理を行う必要がなく、組み立て作業工数の減少を図ることができて、組み立て作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。

また、ポケット部５３の軸方向反スプライン側（軸端側）にハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａとの調芯用の鍔部５６を設けることによって、ポケット部５３内のはみ出し部５２の鍔部５６側への飛び出しがなくなって、はみ出し部５２の収納がより安定したものとなる。しかも、鍔部５６は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつ軸部２８ｂをハブ輪３２に圧入することができる。このため、減速部Ｂの出力軸２８とハブ輪３２とを高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。

鍔部５６は圧入時の調芯用であるので、その外径寸法は、ハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの孔径よりも僅かに小さい程度に設定するが好ましい。即ち、鍔部５６の外径寸法が嵌合孔の孔径よりも大きければ、鍔部５６自体を軸部嵌合孔３４ａに圧入することになる。この際、芯ずれしていれば、このまま凹凸嵌合構造Ｍの凸部４５が圧入され、軸部２８ｂの軸心とハブ輪３２の軸心とが合っていない状態で軸部２８ｂとハブ輪３２とが連結されることになる。また、鍔部５６の外径寸法が軸部嵌合孔３４ａの孔径よりも小さすぎると、調芯用として機能しない。このため、鍔部５６の外径面５６ａと筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの内径面４８との間の微小隙間ｔとしては、０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

図８に示す車輪用軸受装置においては、出力軸２８を、内輪３６の減速部Ｂ側の端面が出力軸２８のフランジ部２８ａに押圧されるまで圧入するが、このとき、ハブ輪の軸部嵌合孔３４ａから鍔部５６が突出しないようにするのが好ましい。鍔部５６が、軸部嵌合孔３４ａから突出しなければ、はみ出し部５２がポケット部５３からはみでることがなく、また、スプライン５０が軸部嵌合孔３４ａを貫通することがないので、凹凸嵌合構造が軸方向にも移動しにくくなる。

ところで、前記各実施形態では、軸部２８ｂ側に凸部４５を構成するスプライン５０を形成するとともに、この軸部２８ｂのスプライン５０に対して硬化処理を施し、ハブ輪３２の内径面４８を未硬化（生材）としている。これに対して、図１０に示すように、ハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａの内径面に硬化処理を施されたスプライン６１（凸条６１ａ及び凹条６１ｂとからなる）を形成するとともに、軸部２８ｂには硬化処理を施さないものであってもよい。なお、このスプライン６１も公知公用の手段であるブローチ加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としても、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。

この場合、凸部４５の突出方向中間部位を、凹部形成前の凹部形成面（軸部２８ｂの外径面）の位置に対応させる。即ち、スプライン６１の凸部４５の最小径部を結ぶ円の径寸法（凸部４５の最小径寸法）Ｄ_４を、軸部２８ｂの外径寸法Ｄ_３よりも小さく、スプライン６１の最大径部を結ぶ円の径寸法（凸部間の嵌合用孔内径面の内径寸法）Ｄ_５を軸部２８ｂの外径寸法Ｄ_３よりも大きく設定する。即ち、Ｄ_４＜Ｄ_３＜Ｄ_５とされる。

軸部２８ｂをハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａに圧入すれば、ハブ輪３２側の凸部４５によって、軸部２８ｂの外周面にこの凸部４５が嵌合する凹部４６を形成することができる。これによって、ハブ輪３２側の凸部４５と軸部２８ｂ側の凹部４６とを、その嵌合接触部位の全体で密着させることができる。

ここで、凸部４５の凹部嵌合部位とは、図１０（ｂ）に示す範囲Ｂであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部４５間において、軸部２８ｂの外周面よりも外径側に隙間６２が形成される。即ち、この隙間６２は、凸部４５間の歯底部と、軸部２８ｂに設けられた、前記歯底部と半径方向に対向する突出部分との間に設けられる。

この場合であっても、圧入によってはみ出し部５２が形成されるので、このはみ出し部５２を収納するポケット部５３を設けるのが好ましい。はみ出し部５２は、図８に示すものと相違して、軸部２８ｂの減速部Ｂ側に形成されることになるので、ポケット部をハブ輪３２側に設けることになる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凹凸嵌合構造Ｍの凸部４５の形状として、前記図６に示す実施形態では断面三角形状であり、図７に示す実施形態では断面台形（富士山形状）であるが、これら以外の半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のものを採用でき、凸部４５の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。即ち、スプライン５０、６１を形成し、このスプライン５０、６１の山部をもって凹凸嵌合構造Ｍの凸部４５とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部４５を相手側に圧入し、この凸部４５にて凸部４５に密着嵌合する凹部４６を相手側に形成することができて、凸部４５の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部４６に対して密着し、しかも、ハブ輪３２と減速部Ｂの出力軸２８との間で回転トルクの伝達ができればよい。

また、ハブ輪３２の軸孔としては円孔以外の多角形孔等の異形孔であってよく、この軸孔に嵌挿する軸部２８ｂの端部の断面形状も円形断面以外の多角形等の異形断面であってもよい。このため、例えば、ハブ輪３２の軸孔を円孔として、軸部２８ｂの断面形状を円形以外の多角形として、このエッジ部を前記凸部４５とすることができる。

前記実施形態では、凸部４５に対して熱硬化処理を行い、凸部対応側を未硬化部位として、凸部４５の硬度を凹部４６が形成される部位よりも高くしたが、硬度差をつけることができれば、両者を熱処理しても、両者を熱処理しなくてもよい。さらに、圧入する際に凸部４５の圧入始端部のみが、凹部４６が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部４５の全体の硬度を高くする必要がない。図６等では隙間４９が形成されるが、凸部４５間の凹部まで、ハブ輪３２の内径面に食い込むようなものであってもよい。また、なお、凸部４５側と、凸部４５にて形成される凹部形成面側との硬度差としては、前記したようにＨＲＣで３０ポイント以上とするのが好ましいが、凸部４５が圧入可能であれば３０ポイント未満であってもよい。

凸部４５の端面（圧入始端）は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であることが望ましく、これにより、削りを伴う良好な密着構造を得ることができる。ったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。

また、ポケット部５３の形状としては、前記実施形態では、その周方向溝５４は反スプライン側の側面５５ｂを、溝底５４ｃから反スプライン側に向かって拡径するテーパ面としたが、このようなテーパ面としないものであってもよく、要は、生じるはみ出し部５２を収納（収容）できるものであればよく、そのため、ポケット部５３の容量として、生じるはみ出し部５２に対応できるものであればよい。

モータ部Ａは、図２に示すように、モータ部ハウジング２２ａ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。
モータ側回転部材２５は、中空形状で、転がり軸受７２ａ、７２ｂによってモータ部ハウジング２２ａに対して回転自在に支持されている。

モータ側回転部材２５の中空部には、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にかけて入力軸２６が配置されている。

減速部Ｂ内の入力軸２６は、偏心部２６ａ、２６ｂを有し、ロータ２４と一体回転する。さらに、２つの偏心部２６ａ、２６ｂ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、図３に示すように、偏心部２６ａ、２６ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２７ａ、２７ｂと、減速部ハウジング２２ｂ上の固定位置に保持され、曲線板２７ａ、２７ｂ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２９と、曲線板２７ａ、２７ｂの自転運動を出力軸２８に伝達する運動変換機構と、偏心部２６ａ、２６ｂに隣接する位置にカウンタウェイト３０とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。

出力軸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、出力軸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３１ａが形成されている。また、軸部２８ｂは、ハブ輪３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪（後輪）１４に伝達する。出力軸２８のフランジ部２８ａは、転がり軸受３６ｃによって入力軸２６を回転自在に支持する。

曲線板２７ａ（２７ｂ）は、図１１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２７ａ（２７ｂ）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２７ａ（２７ｂ）の中心に設けられており、偏心部２６ａ（２６ｂ）に嵌合する。

曲線板２７ａ（２７ｂ）は、転がり軸受４１ａ（４１ｂ）によって偏心部２６ａ（２６ｂ）に対して回転自在に支持されている。この転がり軸受４１ａ（４１ｂ）は、偏心部２６ａ（２６ｂ）の外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材と、曲線板２７ａ、２７ｂの貫通孔３０ｃの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の円筒ころ４４ａ（４４ｂ）と、隣接する円筒ころ４４ａ（４４ｂ）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２９は、入力軸２６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。曲線板２７ａ（２７ｂ）が公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２９とが係合して、曲線板２７ａ、２７ｂに自転運動を生じさせる。ここで、外ピン２９は、曲線板２７ａ（２７ｂ）の外周面に当接する位置に針状ころ軸受を有する。これにより、曲線板２７ａ（２７ｂ）との間の接触抵抗を低減することができる。

カウンタウェイト３０は、円板状で、中心から外れた位置に入力軸２６と嵌合する貫通孔を有し、曲線板２７ａ、２７ｂ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２６ａ、２６ｂに隣接する位置に偏心部と１８０°位相を変えて配置される。

運動変換機構は、出力軸２８に保持された複数の内ピン３１と、曲線板２７ａ、２７ｂに設けられた貫通孔３０ａ、３０ｂとで構成される。内ピン３１は、出力軸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、その軸方向一方側端部が出力軸２８に固定されている。また、曲線板２７ａ、２７ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２７ａ、２７ｂの貫通孔３０ａ、３０ｂの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受が設けられている。

減速部Ｂの出力軸２８とハブ輪３２との連結に採用した凹凸嵌合構造Ｍは、以上のように、部品点数が少なく、しかも軸部材と軸孔とを安定した嵌合状態に維持することができるので、この凹凸嵌合構造Ｍを、減速部Ｂの外ピン２９、内ピン３１と出力軸２８のフランジ部２８ａとの固定構造、ハブ輪３２と出力軸２８の軸部２８ｂとの嵌合構造だけでなく、減速機Ｂの外ピン２９の取付け構造として採用することにより、軽量化と、組立性の向上が図れる。

凹凸嵌合構造Ｍを内ピン３１と出力軸２８の孔部３１ａとの固定に採用する場合は、どちらか一方に設けた軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部を形成し、この凹部と凸部とが両者の嵌合接触部の全域で密着する構造とする。

内ピン３１と出力軸２８の孔部３１ａとの固定に採用する凹凸嵌合構造Ｍは、図９（ｂ）のように、孔部３１ａの車輪ハブ軸受部Ｃ側の端部に、内ピン３１の先端面が当接する係止部８１を形成する以外は、上述した出力軸２８の軸部２８ｂとハブ輪３２の筒部３４の軸部嵌合孔３４ａとの結合と基本的に同じであるので、同一構成の部分は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

内ピン３１の凹凸嵌合構造Ｍは、内ピン３１の車輪ハブ軸受部Ｃ側の端部に設けられて軸方向に延びる凸部４５と、出力軸２８のフランジ部２８ａに円周方向等配に設けられた孔部３１ａの内径面に形成される凹部４６とからなり、凸部４５の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部４６に対して密着する。即ち、内ピン３１に設けた複数の凸部４５が周方向に沿って所定ピッチで配設され、出力軸２８のフランジ部２８ａの孔部３１ａの内径面に凸部４５が嵌合する複数の凹部４６が周方向に沿って形成されている。つまり、周方向全周にわたって、凸部４５とこれに嵌合する凹部４６とがタイトフィットしている。

また、内ピン３１の車輪ハブ軸受部Ｃ側端には、調芯用の円盤状の鍔部５６が設けられている。鍔部５６の外径寸法が孔部３１ａの孔径と同一乃至孔部３１ａの孔径よりも僅かに小さく設定される。この場合、内ピン３１の鍔部５６の外径面５６ａとフランジ部２８ａの孔部３１ａの内径面との間に微小隙間ｔが設けられている。

また、フランジ部２８ａの孔部３１ａには、係止部８１が設けられており、内ピン３１の鍔部５６の車輪ハブ軸受部Ｃ側側面５５ｂが係止部８１に当るまで内ピン３１を圧入することで、円周方向に複数本ある内ピン３１の位置決めを行い、車輪ハブ軸受部Ｃ側に対して抜け出ないようにしている。

この係止部８１と鍔部５６との当接により、内ピン３１の凸部４５がフランジ部２８ａの孔部３１ａを貫通することがないので、はみ出し部５２により、凹凸嵌合構造がモータ部Ａ側にも移動しにくくなる。

さらに、フランジ部２８ａの孔部３１ａに対して、鍔部５６で調芯しているため、複数本ある内ピン３１の鍔部５６を嵌合孔に対して、予め嵌合させておき、その状態で、一度に圧入すれば、組立性も向上する。このように一度に圧入しても、鍔部５６があるため、フランジ部２８ａに対して垂直に嵌め込むことができる。

曲線板２７ａ、２７ｂに設けた貫通孔３０ａ、３０ｂ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、３０ｂの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受を含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。

減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油給油口２２ｃと、潤滑油排出口２２ｄと、潤滑油貯留部２２ｅと、潤滑油路２２ｆと、回転ポンプ７１と、循環油路２２ｇとを備える。

循環油路２２ｇは、入力軸２６の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口２２ｃは、偏心部２６ａ、２６ｂに設けられている。

以下、インホイールモータ駆動装置２１の作動原理について説明する。
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２７ａ、２７ｂ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２９が、曲線板２７ａ、２７ｂの曲線形状の波形と係合して、曲線板２７ａ、２７ｂ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、３０ｂに挿通する内ピン３１は、曲線板２７ａ、２７ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａ、３０ｂの内壁面と当接する。これにより、曲線板２７ａ、２７ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２７ａ、２７ｂの自転運動のみが減速部Ｂの出力軸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出力軸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（後輪）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２９の数をＺＡ、曲線板２７ａ、２７ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図１１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２９および内ピン３１に針状ころ軸受を設けたことにより、曲線板２７ａ、２７ｂとの間の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、曲線板２７ａ、２７ｂ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、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。

ただし、深溝玉軸受は、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、大型の深溝玉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２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。

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。

また、上記の各実施形態においては、減速部Ｂにサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置２１の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。

さらに、図１０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
２１ インホイールモータ駆動装置
２２ａ モータ部ハウジング
２２ｂ 減速部ハウジング
２２ｃ 潤滑油給油口
２２ｄ 潤滑油排出口
２２ｅ 潤滑油貯留部
２２ｆ 潤滑油路
２２ｇ 循環油路
２３ ステータ
２４ ロータ
２５ モータ側回転部材
２６ 入力軸
２６ａ、２６ｂ 偏心部
２７ａ、２７ｂ 曲線板
３０ａ、３０ｂ 貫通孔
２８ 出力軸
２８ａ フランジ部
２８ｂ 軸部
２９ 外ピン
３０ カウンタウェイト
３１ 内ピン
３２ ハブ輪
３３ 外方部材
３４ 筒部
３４ａ 軸部嵌合孔
３４ｂ テーパ孔
３４ｃ 大径孔
３４ｄ 加締め部
３５ 段差部
３６ 内輪
３７ 第一外側軌道面（アウタレース）
３８ 第二外側軌道面（アウタレース）
３９ 第一内側軌道面（インナレース）
４０ 第二内側軌道面（インナレース）
４１ａ、４１ｂ 転がり軸受
４２ フランジ
４４ａ、４４ｂ 円筒ころ
４５ 凸部
４６ 凹部
４７ 凹部嵌合部位
４８ 内径面
４９ 隙間
５０ スプライン
５１ 突出部分
５２ はみ出し部
５３ ポケット部
５４ 周方向溝
５４ｃ 溝底
５５ａ 側壁
５５ｂ 側面
５６ 鍔部
５６ａ 外径面
６１ スプライン
６１ａ 凸条
６１ｂ 凹条
６２ 隙間
７１ 回転ポンプ
７２ａ、７２ｂ 転がり軸受
７２ｃ 転がり軸受
７３ 転動体
７４ ハブボルト
８１ 係止部
Ａ モータ部
Ｂ 減速部
Ｃ 車輪ハブ軸受部
Ｍ 凹凸嵌合構造
Ｈ 硬化層

Claims (10)

1. 車体に取り付けられるハウジングの内部に駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部と、モータ部の回転を減速して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、車輪ハブ軸受部は、内周に複数の外側軌道面を有する外方部材と、車輪に取付けられるハブ輪を有し、このハブ輪の筒部上に、外方部材の外側軌道面に対向する複数の内側軌道面を有する内方部材と、対向する外側軌道面と内側軌道面との間に配置された複数列の転動体とを備え、ハブ輪の筒部の内径面と、ハブ輪の筒部に嵌挿される減速部の出力軸の軸部の外径面との、どちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、減速部の出力軸の軸部とハブ輪の筒部とを、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部が両者の嵌合部の全域で密着する凹凸嵌合構造を構成することを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 減速部の出力軸の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設け、この凸部の少なくとも軸方向端部の硬度を、ハブ輪の筒部の内径部よりも高く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. 減速部の出力軸の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設け、前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を、減速部の出力軸の軸部に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記ポケット部よりも軸端側の軸部に、軸部とハブ輪との間で調芯を行う鍔部を設けたことを特徴とする請求項３記載のインホイールモータ駆動装置。
5. ハブ輪の筒部の内径寸法を、減速部の出力軸の軸部に設けた複数の凸部の最大径部を結ぶ円の直径寸法よりも小さく、前記凸部間の最小径部を結ぶ円の直径寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記内方部材が、一方の内側軌道面を有する前記ハブ輪と、ハブ輪に外嵌され、他方の内側軌道面を有する内輪とからなり、ハブ輪の端部を加締めることで軸受に予圧を付与した請求項１〜５のいずれかの項に記載のインホイールモータ駆動装置。
7. 前記減速部がサイクロイド減速機である請求項１〜６記載のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
8. 前記サイクロイド減速機が、偏心部を有する入力側回転部材と、出力側回転部材と、前記偏心部に回転自在に保持されて、前記入力側回転部材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と、前記公転部材の自転運動を前記入力側部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記出力側回転部材に伝達する運動変換機構とを備え、前記運動変換機構は、前記公転部材を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、軸方向一側端部を前記出力軸回転部材に保持され、前記貫通孔との間に径方向の隙間を隔てた状態で前記貫通孔に挿通される複数の内ピンとを含み、前記内ピンと前記出力軸回転部材とが、どちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部が両者の嵌合接触部の全域で密着する凹凸嵌合構造を構成している請求項７に記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 前記モータ部がラジアルギャップモータである請求項１〜８記載のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
10. 車体に取り付けられるハウジングの内部に駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部と、モータ部の回転を減速して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、前記減速機が、サイクロイド減速機であり、偏心部を有する入力側回転部材と、出力側回転部材と、前記偏心部に回転自在に保持されて、前記入力側回転部材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と、前記公転部材の自転運動を前記入力側部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記出力側回転部材に伝達する運動変換機構とを備え、前記運動変換機構は、前記公転部材を厚み方向に貫通する複数の貫通孔と、軸方向一側端部を前記出力軸回転部材に保持され、前記貫通孔との間に径方向の隙間を隔てた状態で前記貫通孔に挿通される複数の内ピンとを含み、前記内ピンと前記出力軸回転部材とが、どちらか一方に軸方向に延びる凸部を設け、軸方向に沿って一方を他方に圧入することにより、他方に凸部で削り取られた凹部を形成し、この凹部と凸部が両者の嵌合接触部の全域で密着する凹凸嵌合構造を構成することを特徴とするインホイールモータ駆動装置。

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