JP2013126269A

JP2013126269A - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP2013126269A
Application number: JP2011272453A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 山本　　憲; Aiko Ishikawa; 愛子石川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: JP5904776B2

Abstract

【課題】小石や泥水等の異物に対する電力ケーブルの耐久性を高めた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、モータ部Ａに駆動される車輪ハブ部Ｃと、モータ部Ａの外郭をなすケーシング２２と、ケーシング２２に設けられてモータ部Ａの金属端子を包囲する端子ボックス６１と、端子ボックス６１からケーシング２２の外部へ延びる電力ケーブル６２を途中で係止する係止部６６と、端子ボックス６１と係止部６６の間に位置してケーシング２２の外部に露出する電力ケーブルの露出部分６２ｓに異物が衝突することを防止する異物遮蔽部材６５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輪のロードホイール内に配置されるインホイールモータ駆動装置に関し、特に端子ボックスから延びる電力ケーブルの保護に関する。

インホイールモータ駆動装置は、車輪のロードホイール内に配置されて、車輪を直接駆動する。したがってインホイールモータ駆動装置は、車体に直接取り付けられるのではなく、懸架装置を介して車体と連結する。そして車両の走行中に懸架装置が路面の凹凸段差を吸収する際、車体からみてインホイールモータ駆動装置は上下に変位する。

インホイールモータ駆動装置は、車体に配置されるインバータあるいは電力源と、可撓性を有する電力ケーブルを介して接続する。上述のようにインホイールモータ駆動装置は上下に変位するため、インホイールモータ駆動装置と電力ケーブルとの接続箇所には、曲げ、引っ張り、圧縮といった外力が繰り返し作用する他、振動が作用する。そこで、かかる外力および振動に対する防護を目的として、例えば、特開２００９−２１９２７１号公報（特許文献１）に記載のごとき構造が知られている。特許文献１に記載の構造は、モータ部を保持するケーシングに、電力ケーブルの先端部分と接続する端子ボックスと、電力ケーブルの中途部分を係止する係止部を設けるというものである。

特開２００９−２１９２７１号公報

しかし、上記従来のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、更に改善すべき点があることを本発明者は見出した。つまり、インホイールモータ駆動装置は車体の床下に配置されるため、路面に近い位置で車外に晒されており、路面から小石が飛来したり、泥や水を被ったりする。

また端子ボックスから車体まで延びる電力ケーブルも、インホイールモータ駆動装置の外部に露出するため、路面から小石が飛来したり、泥や水を被ったりする。ところが、電力ケーブルのうち端子ボックスと係止部の間の露出部分は、係止部によって屈曲を規制されることから、小石などの異物の衝撃に対して脆弱である。また、長尺な電力ケーブルに小石や水などの異物が衝突する頻度は、車体側よりも端子ボックス側の方が多くなる。

本発明は、上述の実情に鑑み、小石や泥水等の異物に対する電力ケーブルの耐久性を高める技術を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータと、モータに駆動される車輪ハブと、モータを収容するケーシングと、ケーシングに設けられてモータの金属端子を包囲する端子ボックスと、端子ボックスからケーシングの外部へ延びる電力ケーブルを途中で係止する係止部と、端子ボックスと係止部の間に位置してケーシングの外部に露出する電力ケーブルの露出部分に異物が衝突することを防止する異物遮蔽部材とを備える。

かかる本発明によれば、電力ケーブルの露出部分を飛来する異物の衝突に対して保護する異物遮蔽部材を備えることから、端子ボックスと電力ケーブルとの接続箇所に小石や泥や水等の異物が衝突し難くなる。したがって、電力ケーブルの耐久性を高めることができる。電力ケーブルは１本であってもよいし、複数本であってもよい。

異物遮蔽部材の取付方法および設置場所は特に限定されない。異物遮蔽部材は端子ボックスに取り付けられてもよいし、ケーシングに取り付けられてもよいし、係止部に取り付けられてもよい。また係止部は電力ケーブルの途中部分をケーシングに対し固定したり、移動し難いよう保持したりするものであればよく、係止部の取付方法および設置場所は特に限定されない。係止部はケーシングに取り付けられてもよいし、異物遮蔽部材に取り付けられてもよい。
ここで好ましくは、異物遮蔽部材は、根元部および先端部を有し、根元部で端子ボックスに固定され、先端部で係止部を支持する。かかる実施形態によれば、係止部はケーシングから離隔した位置で異物遮蔽部材に取り付けられ、異物遮蔽部材は電力ケーブルの露出部分に沿って延びることから、飛来する異物を電力ケーブルの露出部分に衝突しないよう好適に遮蔽することができる。

好ましい実施形態として、車輪ハブの軸線に関して、車輪ハブはケーシングの軸線方向一方端に配置され、端子ボックスは、ケーシングの軸線方向他方側端面に配置される。かかる実施形態によれば、車輪から離れた位置に端子ボックスを配置することから、端子ボックスと電力ケーブルとの接続箇所に小石や泥水等の異物が益々衝突し難くなる。なお、他の実施形態として、軸線を包囲するケーシングの外周面に端子ボックスを配設してもよい。あるいは減速機構に近いケーシングの部位に端子ボックスを配設してもよい。

本発明の一実施形態として、ケーシングの軸線方向他方側端面は、水平に延びる軸線と交差して上下方向に延びる仮想直線を境界として、車輪ハブが前進回転するとき前方となる前方領域と、後方となる後方領域を有する。そして、端子ボックスは後方領域に配設される。また、異物遮蔽部材は端子ボックスから前方に向かって延び、ケーシングの軸線方向他方側端面と対向する板材であり、ケーシングの軸線方向他方側端面と異物遮蔽部材との間に電力ケーブルの露出部分が配置される。かかる実施形態によれば、電力ケーブルの露出部分がケーシングの軸線方向他方側端面と異物遮蔽部材の間に配置されることから、電力ケーブルの露出部分に小石や泥水等の異物が益々衝突し難くなる。また電力ケーブルは後方領域に配設された端子ボックスから前方に向かって延びることから、後方から前方へ向かって飛来する小石や泥水等の異物が電力ケーブルの露出部分に衝突することを防止することができる。

本発明の好ましい実施形態として、異物遮蔽部材は、係止部からケーシングの軸線方向他方側端面に向かって突出するようさらに延びて前面および後面を有し、後面で電力ケーブルの露出部分と向き合う異物遮蔽部材延設壁部を含む。かかる実施形態によれば、前方から後方へ向かって飛来する小石や泥水等の異物が電力ケーブルの露出部分に衝突し難くなる。

本発明の他の実施形態として、ケーシングの軸線方向他方側端面は、水平に延びる軸線と交差して上下方向に延びる仮想直線を境界として、車輪ハブが前進回転するとき前方となる前方領域と、後方となる後方領域を有する。そして、端子ボックスは、前方領域に配設される。また、電力ケーブルは、端子ボックスから軸線方向他方側へ延び、異物遮蔽部材は、端子ボックスから軸線方向他方側へ延びて前面および後面を有する板材であり、後面で電力ケーブルの露出部分と向き合う。かかる実施形態によれば、前方から後方へ向かって飛来する小石や泥水等の異物が電力ケーブルの露出部分に衝突することを防止することができる。また端子ボックスが前方領域に配設されることから、後方から前方へ向かって飛来する小石や泥水等の異物が電力ケーブルの露出部分に衝突することを軽減することができる。

あるいはさらに他の実施形態として、異物遮蔽部材を板材以外の形状、例えば半割管や四角筒や、その他の管のような形状としてもよい。

本発明の好ましい実施形態として、異物遮蔽部材は、端子ボックスを閉塞する端子ボックス蓋部と一体に形成される。かかる実施形態によれば、部品点数および組立工数を減らすことができる。あるいは他の実施形態として、端子ボックス蓋部と異物遮蔽部材とを別々に形成してボルト等の連結具で両者を連結してもよい。

本発明の他の実施形態として、係止部は、弾性部材を介して電力ケーブルを途中で係止してもよい。かかる実施形態によれば、異物遮蔽部材から電力ケーブルに振動が伝達することを抑制することができる。また電力ケーブルのうち係止部に係止される部分に曲げ力や、引張力や、圧縮力などの外力が作用しても、弾性部材が外力を吸収することができる。

本発明の好ましい実施形態として、異物遮蔽部材は、ケーシングから延びる信号線に異物が衝突することを防止する。かかる実施形態によれば、信号線も飛来する小石や泥水から保護することができる。

電力ケーブルの露出部分は端子ボックスと係止部の間で略直線状に延びてもよい。あるいは本発明の好ましい実施形態として、電力ケーブルは、端子ボックスと係止部との間で屈曲して延びる。かかる実施形態によれば、電力ケーブルに曲げ力や、引張力などの外力が作用しても、屈曲箇所で外力を吸収することができる。また、たとえ飛来する小石が電力ケーブルに衝突しても、屈曲箇所でその衝撃を吸収することができる。

本発明の一実施形態として、異物遮蔽部材は樹脂製であってもよい。かかる実施形態によれば、安価な樹脂を用いてコストを低減することができる。あるいは他の実施形態として、異物遮蔽部材はアルミニウムや、アルミニウム合金など、ケーシングと同じ軽金属製であってもよい。

このように本発明は、電力ケーブルの露出部分に、小石や泥水等の異物が衝突せず、たとえ衝突したとしてもその確率は小さい上に異物の飛来速度は減勢されており、電力ケーブルの保護を図ることができる。したがって車両としての耐久性が向上する。

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。同実施例の減速部の横断面図である。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平面図である。図３のモータ部を軸線方向からみた状態を示す図である。本発明の変形例になるインホイールモータ駆動装置を示す平面図である。図５のモータ部を軸線方向からみた状態を示す図である。本発明の他の実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す平面図である。図７のモータ部を軸線方向からみた状態を示す図である。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有する電気自動車の概略を示す平面図である。図９の電気自動車を後方から見た概略断面図である。懸架装置およびインホイールモータ駆動装置を示す斜視図である。

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９は、この発明の一実施例になるインホイールモータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図であって、図１０は、電気自動車を後方から見た概略断面図である。電気自動車１１は、車体を構成するシャーシ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、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の下部に取り付けられている。

シャーシ１２上には図示しないインバータおよびバッテリーが搭載されている。これらインバータおよびバッテリーは、屈曲可能な電力ケーブル６２を介して、シャーシ１２よりも下方に配置されるインホイールモータ駆動装置２１と接続する。電力ケーブル６２はインホイールモータ駆動装置２１のケーシングに設けられた端子ボックス６１からシャーシ１２へ延びている。

図１１は、懸架装置１２ｂおよびインホイールモータ駆動装置２１を示す斜視図である。懸架装置１２ｂは、アッパーアーム８１と、トーコントロールロッド８２と、ロアアーム８３と、図示しないショックアブソーバとを備える独立懸架式を含む。これらアッパーアーム８１と、トーコントロールロッド８２と、ロアアーム８３は、電気自動車１１の車幅方向に延び、車幅内側端を基端とし、車幅外側端を遊端とする。各基端はシャーシ１２に連結され、各遊端は揺動可能とされて、インホイールモータ駆動装置２１の減速部ケーシング２２ｂに連結される。

アッパーアーム８１の遊端は、アッパーアームブラケット８４を介して、減速部ケーシング２２ｂの一方側面の上方に連結される。トーコントロールロッド８２の遊端は、トーコントロールロッドブラケット８５を介して、減速部ケーシング２２ｂの他方側面の上方に連結される。ロアアーム８３の遊端は、ロアアームブラケット８６を介して、減速部ケーシング２２ｂの下側面に連結される。

アッパーアーム８１とロアアーム８３の間の空間には、上下方向に延びる図示しないショックアブソーバが配置される。ショックアブソーバの上端はシャーシ１２と連結し、ショックアブソーバの下端はロアアーム８３の中央部と連結する。ショックアブソーバは、懸架装置１２ｂの揺動を減衰させ、路面から後輪１４に入力される振動を吸収する。

減速部ケージング２２ｂにはさらにブレーキキャリパ８７が取り付けられる。また、インホイールモータ駆動装置２１の車輪ハブ３２にはブレーキディスクが後述の方法によって取付固定される。ブレーキキャリパ８７はブレーキディスクを制動する。インホイールモータ駆動装置２１のモータ部ケーシング２２ａには３本の電力ケーブル６２が接続される。

車輪ハブ３２の軸線方向にみて、車輪ハブ３２は減速部ケーシング２２ｂよりも軸線方向一方に配置され、モータ部ケーシング２２ａは減速部ケーシング２２ｂよりも軸線方向他方に配置される。そこで以下、車幅方向内側を軸線方向他方と称する場合がある。また車幅方向外側を軸線方向一方と称する場合がある。

説明を図１０に戻すと、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は、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２は、同実施例の減速部を示す横断面図である。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（後輪１４）に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。そして、モータ部Ａ、減速部Ｂ、車輪ハブ軸受部Ｃの順に直列かつ同軸に配置される。

モータ部Ａは、外郭を形成するモータ部ケーシング２２ａと、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回転軸３５とを有するラジアルギャップモータである。図１に示すように、モータ部Ａのステータ２３およびロータ２４は、モータ部ケーシング２２ａ内に収容される。

モータ部Ａのケーシングの一部になるモータ部ケーシング２２ａは、円筒形状であり、軸線Ｏ方向一方（図１の左方）で減速部ケーシング２２ｂの他端と結合する。モータ部ケーシング２２ａの内周はステータ２３を支持する。モータ回転軸３５は、モータ部Ａの両端で転がり軸受３６ａ，３６ｂによって支持される。モータ部ケーシング２２ａの軸線Ｏ方向他方には、円盤形状の端面ケーシング２２ｄが取付固定され、モータ部ケーシング２２ａの他方端は閉塞される。

モータ部Ａのケーシングの一部になる端面ケーシング２２ｄには、端子ボックス６１が形成される。端子ボックス６１は箱状であり、端面ケーシング２２ｄから突出して形成される壁を有する。この壁は軸線Ｏ方向にみて四角筒状のように形成され、四方を包囲する。このうち、一方の壁には、電力ケーブルを挿通するための孔６３が３個形成される。また端子ボックス６１は、四角筒状に形成された壁の端部開口を閉塞する蓋部６４をさらに有する。

四角筒状の壁によって包囲される端子ボックス６１の内部空間には、ステータ２３に巻回された三相の巻線から延びる３個の金属端子が保持される。また端子ボックス６１には、インホールモータ駆動装置の外部から延びる３本の電力ケーブル６２の先端部が引き込まれ、各金属端子には、電力ケーブル６２の導線が接続固定される。電力ケーブル６２自体は樹脂などの保護材で全周を被覆されているが、その先端部では導線が保護材から突出している。ただし先端部の導線は金属端子とともに端子ボックス６１に保護される。

減速部Ｂは、外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂと、モータ回転軸３５の回転が入力される入力軸２５と、モータ回転軸３５の回転を減速して出力する出力軸２８とを有し、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方に配置される。具体的には、減速部Ｂはサイクロイド減速機構である。減速部Ｂの入力軸２５は、軸線Ｏに沿って延び、モータ部Ａ側へ突出して、突出端がモータ回転軸３５の軸線方向一方端に連結固定される。モータ部Ａのモータ回転軸３５および減速部Ｂの入力軸２５は、一体回転することから、モータ側回転部材とも称する。モータ部Ａとは反対側に位置する入力軸２５の一方端部は、減速部Ｂ内で転がり軸受３６ｃによって支持される。

入力軸２５の外周には、２枚の円盤形状の偏心部材２５ａ，２５ｂが固定される。モータ回転軸３５および入力軸２５はインホイールモータ駆動装置２１の軸線Ｏと一致して延在するが、偏心部材２５ａ，２５ｂの中心は軸線Ｏと一致しない。さらに、２つの偏心部材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、１８０°位相を変えて設けられている。

偏心部材２５ａ，２５ｂの外周には、公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂがそれぞれ回転自在に保持される。波状に屈曲した形状である曲線板２６ａ，２６ｂの外周部は、外周係合部材としての複数の外ピン２７と係合する。外ピン２７は減速部ケーシング２２ｂの内周に取り付けられる。曲線板２６ａ，２６ｂの隙間には、これら曲線板２６ａ，２６ｂの傾きを防止するセンターカラー２９が設けられる。また、減速部Ｂには、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出して出力軸に伝達する運動変換機構と、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構がさらに設けられる。

減速部ケーシング２２ｂは、モータ部ケーシング２２ａよりも小さな径の円筒形状であり、軸線Ｏ方向他方（図１の右方）でモータ部ケーシング２２ａの一端と結合し、軸線Ｏ方向一方（図１の左方）で車輪ハブ軸受外輪２２ｃの他端と結合する。これらケーシング２２ａ，２２ｂ，２２ｄおよび車輪ハブ軸受外輪２２ｃは１つのケーシング２２を構成する。ケーシング２２は、前述した転がり軸受３６ａや、後述する車輪ハブ軸受３３等の各種軸受を介してケーシング２２内部の回転要素を回転自在に支持する。したがって減速部ケーシング２２ｂの内周は、後述する曲線板２６ａ，２６ｂ等の回転要素と離隔しており、回転要素と接触しない。

減速部Ｂの出力軸２８は、軸線Ｏに一致して減速部Ｂから軸線Ｏ方向一方へ突出して車輪ハブ軸受部Ｃまで延在し、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。減速部Ｂに配置されるフランジ部２８ａの端面には、軸線Ｏを中心とする円周上で等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。車輪ハブ軸受部Ｃに配置される軸部２８ｂの外周面には、車輪ハブ３２が連結固定されている。減速部Ｂの出力軸２８および車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２は、一体回転することから、車輪側回転部材とも称する。フランジ部２８ａに植設された内ピン３１は、軸線Ｏ方向他方へ向かって突出し、先端部が曲線板２６ａ，２６ｂの径方向中央領域と係合する。フランジ部２８ａの中心穴２８ｃは、入力軸２５の一方端部を受け入れるとともに、転がり軸受３６ｃを介して入力軸２５の一端を相対回転自在に支持する。

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、曲線板２６ａの外周縁と内周縁との間になる径方向中央領域に形成されて、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａの中心（自転軸心）に設けられており、曲線板２６ａの内周になる。曲線板２６ａは、偏心部材２５ａの外周に相対回転可能に取り付けられる。

すなわち曲線板２６ａは、転がり軸受４１によって偏心部材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、内周面が偏心部材２５ａの外周面に嵌合し、外周面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内周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、周方向で隣り合う円筒ころ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。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２は、円筒ころ４４が転走する内輪部材４２の内側軌道面４２ａを軸線方向に挟んで向かい合う１対の鍔部をさらに有し、円筒ころ４４を１対の鍔部間に保持する。曲線板２６ｂについても同様である。

外ピン２７は、入力軸２５の軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。外ピン２７は、軸線Ｏと平行に延び、その両端が、ケーシング２２のうち減速部Ｂを収容する減速部ケーシング２２ｂの内周面に嵌合固定されている外ピン保持部４５（図１）に保持されている。より具体的には、外ピン２７の軸線Ｏ方向両端部が、外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａ（図１）によって回転自在に支持されている。

曲線板２６ａ，２６ｂが入力軸２５の回転軸線Ｏを中心に公転運動すると、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。また外ピン２７の両端に設けられた針状ころ軸受２７ａにより、外ピン２７が曲線板２６ａ，２６ｂの外周面に当接する際、曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗が低減される。

運動変換機構は、出力軸２８のフランジ部２８ａに植設された内側係合部材としての複数の内ピン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、出力軸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、出力軸２８の軸線と平行に延び、内ピン３１の基端が出力軸２８に固定されている。また内ピン３１の外周には中空円筒体および針状ころからなる針状ころ軸受３１ａが設けられている。かかる針状ころ軸受３１ａにより、内ピン３１が曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａの内周面に当接する際、曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗が低減される。

内ピン３１の先端には、内ピン３１を補強する内ピン補強部材３１ｂが圧入で連結固定されている。内ピン補強部材３１ｂは、複数の内ピン３１先端同士を連結する円環形状のフランジ部３１ｃと、フランジ部３１ｃの内径部と結合し内ピン３１から離れるよう軸線方向に延びる円筒形状の筒状部３１ｄとを含む。複数の内ピン３１を補強する内ピン補強部材３１ｂは、曲線板２６ａ，２６ｂから一部の内ピン３１に負荷された荷重を全ての内
ピン３１に均一に分散する。

内ピン３１は、曲線板２６ａ，２６ｂのうち波形の外周部と入力軸２５の軸線との間の径方向部位に設けられた貫通孔３０ａを貫通する。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る。また、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。したがって、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａを貫通して延びる内ピン３１は、貫通孔３０ａとそれぞれ係合する内側係合部材になる。

筒状部３１ｄの他方端は、潤滑油ポンプ５１まで延びる。複数の内ピン３１が出力軸２８とともに回転すると、内ピン３１に連れ回される筒状部３１ｄが潤滑油ポンプ５１を駆動する。ケーシング２２の内部に設けられる潤滑油ポンプ５１は、モータ部Ａの出力によって駆動され、インホイールモータ駆動装置２１の内部に潤滑油を循環させる。

減速部潤滑機構について簡単に説明すると、潤滑油は、潤滑油ポンプ５１によって、減速部Ｂの下部に形成された潤滑油貯留部２５ｆから吸い上げられ、モータ回転軸３５の内部に形成される油路３５ｐを経由してロータ２４に供給される。これによりモータ部Ａのロータ２４は潤滑される。同様に、潤滑油は、入力軸２５の内部に形成される油路２５ｐを経由して偏心部材２５ａ，２５ｂおよび曲線板２６ａ，２６ｂに供給される。これにより減速部Ｂの偏心部材２５ａ，２５ｂおよび曲線板２６ａ，２６ｂは潤滑される。その後、潤滑油は流下して、減速部Ｂの下部に形成された潤滑油貯留部２５ｆに溜まる。再び潤滑油は潤滑油ポンプ５１によって潤滑油貯留部２５ｆから吸い上げられる。このようにして潤滑油はインホイールモータ駆動装置２１の内部を還流する。

車輪ハブ軸受部Ｃは、出力軸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とを有する。また、車輪ハブ軸受部Ｃは、減速部Ｂの軸線方向一方に配置される。これにより、モータ部Ａ、減速部Ｂ、および車輪ハブ軸受部Ｃは、軸線Ｏに沿って同軸かつ直列に順次配置される。

車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、複数の玉（転動体）と、保持器と、車輪ハブ軸受外輪２２ｃとを備える。複数の玉は内側軌道面となる車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ軸受３３の外側軌道面は、略円筒形状の車輪ハブ軸受外輪２２ｃの内周面に形成される。車輪ハブ３２は、出力軸２８の一方端で軸部２８ｂの外周に結合する円筒形状の中空部３２ａと、減速部Ｂから遠い側の端部に形成されるフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂには、ボルト３２ｃによって、ブレーキディスク１５および後輪１４のロードホイールが固定連結される。

図３はインホイールモータ駆動装置２１の平面図である。図４はモータ部Ａを軸線Ｏ方向からみた状態を示す図であり、インホイールモータ駆動装置２１を電気自動車１１の幅方向内側から見た状態を示す。車輪ハブ３２に後輪１４を取付固定し、車輪ハブ３２が前進回転すると、インホイールモータ駆動装置２１（すなわち電気自動車１１）は図３に矢印で示すように右方へ前進する。このため以下、前進方向を前方と称し、反対方向の後退方向を後方と称する。端面ケーシング２２ｄは、水平に延びる軸線Ｏと交差して上下方向に延びる仮想直線Ｘを境界として前進側である前方領域Ｆおよび後退側である後方領域Ｇに区分される。電気自動車１１の前進走行中、小石、泥、水などが端子ボックス６１や端面ケーシング２２ｄに飛来する。その飛来方向は決まっていないが、特に斜め前方から飛来する傾向がある。

端子ボックス６１は、軸線Ｏよりも後方の領域Ｇで、端面ケーシング２２ｄから突出して形成される。電力ケーブル６２は、端子ボックス６１から軸線Ｏと直角かつ水平に延び、途中部分である係止部６６の近傍で直角に向きを変えて軸線Ｏと平行に延びる。端子ボックス６１には、異物遮蔽部材６５が８本のボルトで取付固定される。異物遮蔽部材６５は、端子ボックス６１から突出して延びる長方形の板材であり、上段・中段・下段の３本からなり略水平かつ互いに平行に整列する電力ケーブル６２に沿って延びる。また異物遮蔽部材６５の幅は、上段の電力ケーブル６２から下段の電力ケーブル６２までの距離よりも大きい。

したがって、異物遮蔽部材６５と３本の電力ケーブル６２が互いに向き合い、図４に破線で示すように、軸線Ｏ方向他方側からみて３本の電力ケーブル６２の露出部分６２ｓをすべて覆うことができる。この結果、露出部分６２ｓは軸線Ｏ方向他方側からみて異物遮蔽部材６５に遮蔽され、飛来する異物が３本の露出部分６２ｓに衝突しないよう電力ケーブル６２を保護することができる。

異物遮蔽部材６５の根元部は端子ボックス６１の蓋部６４（図１）を兼用する。そして異物遮蔽部材６５は、端子ボックス６１から突出して軸線Ｏと直角方向に前方へ延びる。異物遮蔽部材６５の一方面は端面ケーシング２２ｄと向き合い、異物遮蔽部材６５の他方面は電気自動車１１の幅方向内側（軸線Ｏ方向他方側）に向かう。

異物遮蔽部材６５の先端には、係止部６６が設けられる。係止部６６は、異物遮蔽部材６５の先端に形成された断面半円形状の３個の溝６６ｇと、異物遮蔽部材６５の先端に４本のボルトで取付固定される係止部材６７から構成される。係止部材６７には、溝６６ｇと対応する位置に断面半円形状の３個の溝６７ｇが形成される。そして、これら溝６６ｇと溝６７ｇとが対面して、共通する丸孔を構成する。各丸孔には電力ケーブル６２の途中部分が係止される。これにより電力ケーブル６２は係止部６６に取付固定される。そして異物遮蔽部材６５は、図４に示すように軸線Ｏ方向他方側からみて、電力ケーブル６２のうち端子ボックス６１と係止部６６との間に位置してケーシング２２の外部に露出する露出部分６２ｓを確実に覆う。

ところで本実施例によれば、ケーシング２２が電力ケーブル６２のうち端子ボックス６１と係止部６６の間に位置してケーシング２２の外部に露出する電力ケーブル６２の露出部分６２ｓに異物が衝突することを防止する異物遮蔽部材６５を有することから、電気自動車１１の走行中、路面から飛来する石や泥水などの異物が露出部分６２ｓに衝突し難く、電力ケーブル６２の耐久性が向上する。

また本実施例によれば、異物遮蔽部材６５は、根元部および先端部を有し、根元部で端子ボックス６１に固定され、先端部で係止部６６を支持することから、電力ケーブルの露出部分６２ｓは自ずと異物遮蔽部材６５に沿って延びる。したがって露出部分６２ｓは、走行中に飛来する異物から好適に保護される。

また本実施例によれば、端子ボックス６１は、モータ部Ａの軸線Ｏ方向他方側端面に位置する端面ケーシング２２ｄに配設されることから、電力ケーブル６２を後輪１４から離隔させることができ、後輪１４のタイヤから露出部分６２ｓに石や泥水などの異物が衝突する虞を低減できる。

また本実施例によれば、端面ケーシング２２ｄは、水平に延びる軸線Ｏと交差して上下方向に延びる仮想直線Ｘを境界として、車輪ハブ３２が前進回転するとき前方となる前方領域Ｆと、後方となる後方領域Ｇを有する。そして端子ボックス６１は、後方領域Ｇに配設され、異物遮蔽部材６５は、ケーシング２２の端面ケーシング２２ｄと対向する板材であり、電力ケーブル６２の露出部分６２ｓは、ケーシング２２の端面ケーシング２２ｄと異物遮蔽部材６５との間に配置され、端子ボックス６１から前方に向かって延びる。したがって、電気自動車１１の走行中、路面から飛来する石や泥水などの異物が露出部分６２ｓに益々衝突し難く、電力ケーブル６２の耐久性が向上する。

また電力ケーブル６２は係止部６６で係止されているので、懸架装置１２ｂに懸架されるインホイールモータ駆動装置２１が上下に変位するとき、曲げ、引張、あるいは圧縮力が、電力ケーブル６２の露出部分６２ｓに作用することがない。

また本実施例によれば、異物遮蔽部材６５は、端子ボックス６１の蓋部６４と一体に形成されることから、部品点数および組立工数を減らすことができる。

次に本実施例の変形例を説明する。図５は本発明の変形例を示す平面図であり、図６はモータ部Ａを軸線Ｏ方向からみた状態を示す図である。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同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では、係止部６６からモータ部Ａの端面ケーシング２２ｄに向かって突出する異物遮蔽部材延設壁部６７ｗにさらに有する。異物遮蔽部材延設壁部６７ｗは係止部材６７の一部であって、異物遮蔽部材６５と同じ幅で延設される板材である。異物遮蔽部材延設壁部６７ｗの前面は電気自動車１１の前進方向に向かい、異物遮蔽部材延設壁部６７ｗの後面は、露出部分６２ｓのうち係止部６６の近傍の部分である係止部近傍部分６２ｅと向き合う。そして異物遮蔽部材延設壁部６７ｗは、図５に示すように、前方からみて露出部分６２ｓのうちの係止部近傍部分６２ｅを覆う。

この変形例によれば、係止部６６からモータ部Ａの端面ケーシング２２ｄに向かって突出するようさらに延びて前面および後面を有し、後面と露出部分６２ｓが互いに向き合う異物遮蔽部材延設壁部６７ｗをさらに有する、これにより、前方から飛来する石や泥水などの異物が係止部近傍部分６２ｅに衝突し難くなる。したがって、異物遮蔽部材６５と異物遮蔽部材延設壁部６７ｗが相俟って、露出部分６２ｓを飛来する異物から確実に保護することができる。

次に本実施例の他の実施例を説明する。図７は他の実施例になるインホイールモータ駆動装置２１の平面図であり、図８はモータ部Ａを軸線Ｏ方向からみた状態を示す図である。他の実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施例では、端子ボックス６１が前方領域Ｆに配設される。また、電力ケーブル６２は、端子ボックス６１から軸線Ｏと平行に延びる。また、異物遮蔽部材６５は、軸線Ｏと平行に延び、図７に示すように前方からみて電力ケーブル６２の露出部分６２ｓの前方側を覆う。また、他の実施例では、端面ケーシング２２ｄからインホイールモータ駆動装置２１の外方へ延びる信号線６８がさらに設けられる。

他の実施例につき詳細に説明する。端子ボックス６１には、端面ケーシング２２ｄから最も離れた面６１ａに、電力ケーブル６２が差し込まれる。また端面ケーシング２２ｄと直交する端子ボックス６１の前方側面に蓋部６４が取付固定される。なお図７に示すように、蓋部６４は異物遮蔽部材６５と一体結合する。

異物遮蔽部材６５は、動力ケーブル６２の露出部分６２ｓよりも前方に位置する。異物遮蔽部材６５は、その根元部で端子ボックス６１に取付固定され、軸線Ｏに沿って延びる。異物遮蔽部材６５の後面は後方に向かい、露出部分６２ｓの前方側を覆う。また異物遮蔽部材６５の前面は電気自動車１１の前進方向に向かう。そして異物遮蔽部材６５の先端部が直角に向きを変えて後方へ延びる。そして係止部材６７が取り付けられる。このように係止部６６は、電力ケーブル６２を軸線Ｏと平行に保持することができる。係止部６６はさらに信号線６８を係止する。

信号線６８は、その一端が端面ケーシング２２ｄのうち端子ボックス６１よりも後方で端面ケーシング２２ｄの前方領域Ｆに差し込まれたプラグ６９と接続する。また信号線６８の他端はシャーシ１２に至る。そして信号線６８の途中部分が係止部６６に係止される。係止部６６において、３本の電力ケーブル６２と１本の信号線６８は４本平行に配置される。なお信号線６８は、図７に示すようにプラグ６９と係止部６６との間で屈曲する。プラグ６９は例えば、モータ部Ａ内でモータ回転軸２５の角度を検出する図示しないセンサと接続する。

異物遮蔽部材６５は、図８に示すように前方からみて、上段・中段・下段に平行に配置される３本の電力ケーブル６２と、最下段に配置される信号線６８とを覆う。異物遮蔽部材６５の幅は、上段の電力ケーブル６２から最下段の信号線６８までの距離よりも大きい。

他の実施例によれば、端子ボックス６１は、前方領域Ｆに配設され、電力ケーブル６２は、端子ボックス６１から軸線Ｏ方向他方側へ延び、異物遮蔽部材６５は、端子ボックス６１から軸線Ｏ方向他方側へ延びて前面および後面を有する板材であり、異物遮蔽部材６５の後面と電力ケーブル６２の露出部分６２ｓが互いに向き合う。これにより、電力ケーブル６２は端子ボックス６１から異物遮蔽部材６５の後面に沿って延び、異物遮蔽部材６５は露出部分６２ｓの前方側を覆う。したがって、前方から飛来する石や泥水などの異物が露出部分６２ｓに衝突しない。

また他の実施例によれば、異物遮蔽部材６５は、前方からみてモータ部Ａの端面ケーシング２２ｄから延びる信号線６８をさらに覆うことから、信号線６８も飛来する異物から保護することができる。また端子ボックス６１はプラグ６９の前方側を覆うことから、プラグ６９も飛来する異物から保護することができる。

なお、図には示さなかったが、溝６６ｇ，６７ｇで構成される係止部６６の丸孔と、丸孔に通される電力ケーブル６２との間にゴムなどの弾性部材を介してもよい。これにより、たとえ異物が露出部分６２ｓに衝突しても、その衝撃を弾性部材で吸収することができる。また、懸架装置１２ｂによってインホイールモータ駆動装置２１が上下に変位するときに電力ケーブル６２に入力される外力を緩和して、電力ケーブル６２を保護することができる。

また、図には示さなかったが、電力ケーブル６２の露出部分６２ｓは、端子ボックス６１と係止部６６との間で屈曲して延びてもよい。これにより、電力ケーブル６２に入力される引張力によって、電力ケーブル６２が係止部６６からシャーシ１２側へ引き出されても、端子ボックス６１から電力ケーブル６２が引き抜かれることを防止できる。また、たとえ異物が露出部分６２ｓに衝突しても、屈曲箇所で衝撃を吸収することができる。

なお、異物遮蔽部材６５は、端子ボックス６１や、端面ケーシング２２ｄや、モータ部ケーシング２２ａや、ケーシング２２と同じ材料で形成される。具体的には、異物遮蔽部材６５はアルミニウムあるいはアルミニウム合金などの軽金属が用いられる。この他、異物遮蔽部材６５をケーシング２２と異なる材料で形成してもよい。例えばＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics 繊維強化プラスチック）や硬質の塩化ビニル樹脂などの樹脂が用いられることにより、コストを低減することができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。

この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

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、１５ブレーキディスク、２２ケーシング、２２ａモータ部ケーシング、２２ｂ減速部ケーシング、２２ｃ車輪ハブ軸受外輪、２３ステータ、２４ロータ、２５入力軸、２５ａ，２５ｂ偏心部材、２６ａ，２６ｂ曲線板、２７外ピン、２８出力軸、３１内ピン、３２車輪ハブ、３３車輪ハブ軸受、３５モータ回転軸、６１端子ボックス、６２電力ケーブル、６２ｓ露出部分、６２ｅ係止部近傍部分、６５異物遮蔽部材、６６係止部、６７係止部材、６７ｗ異物遮蔽部材延設壁部、６８信号線、８１アッパーアーム、８２トーコントロールロッド、８３ロアアーム、８７ブレーキキャリパ。

Claims

モータと、前記モータに駆動される車輪ハブと、前記モータを収容するケーシングと、前記ケーシングに設けられて前記モータの金属端子を包囲する端子ボックスと、前記端子ボックスから前記ケーシングの外部へ延びる電力ケーブルを途中で係止する係止部と、前記端子ボックスと前記係止部の間に位置して前記ケーシングの外部に露出する前記電力ケーブルの露出部分に異物が衝突することを防止する異物遮蔽部材とを備える、インホイールモータ駆動装置。
前記異物遮蔽部材は、根元部および先端部を有し、前記根元部で前記端子ボックスに固定され、前記先端部で前記係止部を支持する、請求項１に記載のインホールモータ駆動装置。
前記車輪ハブの軸線に関して、前記車輪ハブは前記ケーシングの軸線方向一方端に配置され、
前記端子ボックスは、前記ケーシングの軸線方向他方側端面に配置される、請求項２に記載のインホールモータ駆動装置。
前記ケーシングの軸線方向他方側端面は、水平に延びる前記軸線と交差して上下方向に延びる仮想直線を境界として、前記車輪ハブが前進回転するとき前方となる前方領域と、後方となる後方領域を有し、
前記端子ボックスは、前記後方領域に配設され、
前記異物遮蔽部材は、前記端子ボックスから前方に向かって延び、前記ケーシングの軸線方向他方側端面と対向する板材であり、前記ケーシングの軸線方向他方側端面と前記異物遮蔽部材との間に前記電力ケーブルの露出部分が配置される、請求項３に記載のインホールモータ駆動装置。
前記異物遮蔽部材は、前記係止部から前記ケーシングの軸線方向他方側端面に向かって突出するようさらに延びて前面および後面を有し、前記後面で前記電力ケーブルの露出部分と向き合う異物遮蔽部材延設壁部を含む、請求項４に記載のインホールモータ駆動装置。
前記ケーシングの軸線方向他方側端面は、水平に延びる前記軸線と交差して上下方向に延びる仮想直線を境界として、前記車輪ハブが前進回転するとき前方となる前方領域と、後方となる後方領域を有し、
前記端子ボックスは、前記前方領域に配設され、
前記異物遮蔽部材は、前記端子ボックスから前記軸線方向他方側へ延びて前面および後面を有する板材であり、前記後面で前記電力ケーブルの露出部分と向き合う、請求項３に記載のインホールモータ駆動装置。
前記異物遮蔽部材は、前記端子ボックスを閉塞する端子ボックス蓋部と一体に形成される、請求項２〜６のいずれかに記載のインホールモータ駆動装置。
前記係止部は、弾性部材を介して前記電力ケーブルを途中で係止する、請求項１〜７のいずれかに記載のインホールモータ駆動装置。
前記異物遮蔽部材は、前記ケーシングから延びる信号線に異物が衝突することを防止する、請求項１〜８のいずれかに記載のインホールモータ駆動装置。
前記電力ケーブルの露出部分は、前記端子ボックスと前記係止部との間で屈曲して延びる、請求項１〜９のいずれかに記載のインホールモータ駆動装置。
前記異物遮蔽部材は樹脂製である、請求項１〜１０のいずれかに記載のインホールモータ駆動装置。