JP2015068418A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 減速機Ｂとしてサイクロイド式のものを採用したインホイールモータ駆動装置２１における外ピンハウジング５０の上方にある外ピン３２の針状ころ軸受５５に対する潤滑性能を向上させることを課題とする。【解決手段】 外ピン保持孔５４に組み込んだ外ピン３２の軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレート５８を外ピンハウジング５０の外側面に固定したインホイールモータ駆動装置において、前記外ピンハウジング５０の外側面に固定した外ピンサイドプレート５０と、外ピン保持孔５４内に組み込んだ外ピン３２を保持する針状ころ軸受５５との重なり部分の外ピンサイドプレート５８の径方向幅を、外ピン３２を保持する針状ころ軸受５５の径方向幅よりも小さく設定することにより、外ピンサイドプレート５８側からの針状ころ軸受５５に対する潤滑油供給を良好にすることにより、潤滑性能を向上させた。【選択図】 図６

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置に使用するサイクロイド式の減速機内部の潤滑構造に関する。

インホイールモータ駆動装置１２１は、図１３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機Ｂと、減速機Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブＣとを備える。

上記モータ部Ａおよび減速機Ｂは、ケーシング１２２内に収容されている。ケーシング１２２は、モータ部Ａ側のケーシング１２２ａと、減速機Ｂ側のケーシング１２２ｂとからなり、モータ部Ａ側のケーシング１２２ａと減速機Ｂ側のケーシング１２２ｂとは仕切壁１２２ｃによって仕切られている。

モータ部Ａは、ケーシング１２２ａの内周面にステータ１２３を設け、このステータ１２３の内周に間隔をおいてロータ１２４を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。

ロータ１２４は、モータ軸１２４ａを中心部に有し、そのモータ軸１２４ａは減速機Ａの入力軸１３０と接続して減速機Ｂのケーシング１２２ｂ内に挿入され、軸受１２５ａ、１２５ｂによってケーシング１２２ａに対して回転自在に支持されている。

減速機Ｂのケーシング１２２ｂには、下部に潤滑油のオイルタンク１４１が設けられ、オイルタンク１４１内の潤滑油をオイルポンプ１４２によって吸い込み、モータ部Ａと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている（特許文献１）。

潤滑油を減速機Ｂの内部に供給する給油通路１４３は、モータ部Ａの回転を減速する減速機Ｂの出力回転を利用して駆動されるオイルポンプ１４２の吐出口からケーシング１２２ａの内側に沿って後方へと延び、ケーシング１２２ａの後方から、モータ軸１２４ａの内部通路１４４と減速機Ｂの入力軸１３０の内部通路１４５を経て、減速機Ｂのケーシング１２２ｂ内に至る通路により構成される。

潤滑油の帰還通路１４６は、減速機Ｂのケーシング１２２ｂの底部に設けられた排出口１４７、オイルタンク１４１を経てオイルポンプ１４２の吸入口に至る通路により構成される。

サイクロイド式の減速機Ｂは、図１４及び図１５に示すように、入力軸１３０に設けられた２個の偏心軸部１３０ａ、１３０ｂによって２枚の曲線板１３１を回転自在に支持し、それらの曲線板１３１の外周に形成された波形歯形１３１ａを減速機Ｂのケーシング１２２ｂの内径面に隙間を介して位置する外ピンハウジング１５０の内側に支持された外ピン１３２に噛合し、上記入力軸１３０の回転により曲線板１３１を偏心揺動運動させ、その曲線板１３１の自転を入力軸１３０と同軸上に配置された出力軸１３３から出力し、車輪ハブＣを回転させている（図１３参照）。

入力軸１３０は、図１３に示すように、その一端部がスプライン嵌合によりロータ１２４のモータ軸１２４ａに接続されてモータ部Ａにより回転駆動されるようになっており、その他端部に偏心軸部１３０ａ、１３０ｂが設けられている。

偏心軸部１３０ａ、１３０ｂは、図１４に示すように、入力軸１３０の軸方向に一対設けられている。その一対の偏心軸部１３０ａ、１３０ｂは、円筒状外径面の中心が周方向に１８０°位相がずれるようにして設けられ、その一対の偏心軸部１３０ａ、１３０ｂのそれぞれの外径面に転がり軸受１３４が嵌合されている。

一対の偏心軸部１３０ａ、１３０ｂを設けた入力軸１３０には、一対の偏心軸部１３０ａ、１３０ｂを挟むように一対のカウンタウェイト１３５を、周方向に１８０°位相をずらして設けている。

曲線板１３１は、図１５に示すように、転がり軸受１３４によって入力軸１３０に回転自在に支持され、その外周に形成された波形歯形１３１ａはトロコイド曲線歯形とされている。図１５に示すように、曲線板１３１には、回転軸心を中心とする一つの円上に複数のピン孔１３６が等間隔に形成され、軸方向に並ぶ一対のピン孔１３６のそれぞれに内ピン１３７が余裕をもって挿入され、その内ピン１３７に回転自在に支持されたころ軸受１３７ａの外周一部がピン孔１３６の内周一部に接触している。

減速機Ｂは、図１４に示すように、偏心軸部１３０ａ、１３０ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板１３１と、曲線板１３１の外周部の波形歯形１３１ａに係合する複数の外ピン１３２と、曲線板１３１の自転運動を出力する出力軸１３３と、曲線板１３１の隙間に取り付けられてこれら曲線板１３１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１３８とを備える。

出力軸１３３は、フランジ部１３３ａと軸部１３３ｂとを有する。フランジ部１３３ａには、図１４及び図１５に示すように、出力軸１３３の回転軸線Ｏを中心とする円周上に、内ピン１３７が等間隔に固定されている。軸部１３３ｂの外径面には、セレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で車輪ハブＣが配置されている（図１３参照）。出力軸１３３のモータ部Ａ側の端部にはフランジ部１３３ａと複数の内ピン１３７を介してポンプ駆動軸１３３ｃとが連結されている。ポンプ駆動軸１３３ｃはオイルポンプ１４２のインナーロータに接続している。

外ピンハウジング１５０の内側に支持された外ピン１３２の数は、曲線板１３１の外周の波形歯形１３１ａより多い。

外ピン１３２は、図１４及び図１５に示すように、入力軸１３０の回転軸線Ｏの円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板１３１が公転運動すると、外周の波形歯形１３１ａと外ピン１３２とが係合して、曲線板１３１に自転運動を生じさせる。

出力軸１３３のフランジ部１３３ａの内径面と入力軸１３０の外径面とは、軸受１９１を介して相対的に回転可能に支持されている。

曲線板１３１は、出力軸１３３の対向するフランジ部１３３ａ間に組み込まれている。また、出力軸１３３の対向するフランジ部１３３ａには、組み込まれた曲線板１３１のピン孔１３６を貫通する内ピン１３７の両端が支持されている。

出力軸１３３の対向するフランジ部１３３ａに支持された複数の内ピン１３７は、入力軸１３０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、曲線板１３１との摩擦抵抗を低減するために、曲線板１３１のピン孔１３６の内壁面に当接する位置に針状ころ軸受１３７ａが設けられている。ピン孔１３６の内径寸法は、内ピン１３７の外径寸法より所定分大きく設定されている。

車輪ハブＣは、図１３に示すように、出力軸１３３の軸部１３３ｂの外径面にセレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で嵌合連結された内輪部材１８１と、内輪部材１８１をケーシング１２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材１８２とを備える。内輪部材１８１と外輪部材１８２とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、内輪部材１８１と外輪部材１８２の間に複列の転動体１８３を設置している。内輪部材１８１には、車輪取付けフランジ部１８４が一体に設けられている。

外ピン１３２は、減速機Ｂのケーシング１２２ｂの内径面に隙間を介して位置する外ピンハウジング１５０に支持されている。

外ピンハウジング１５０は、図１６に示すように、円筒部１５１と、円筒部１５１の軸方向両端部から径方向内側に延びる一対のリング部１５２とを備える。

また、外ピンハウジング１５０の円筒部１５１の下部には、円筒部１５１を軸方向に分割するスリット１５３が設けられている。

外ピンハウジング１５０の一対のリング部１５２には、厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔１５４が設けられている。外ピン保持孔１５４は、図１４に示すように、それぞれ入力軸１３０の回転軸線Ｏと平行な方向に延び外ピン１３２の両端を保持している。外ピン１３２の両端は、外ピン保持孔１５４に対して針状ころ軸受１５５を介して支持されている。針状ころ軸受１５５は、外輪１５５ａと、この外輪１５５ａの内周面と外ピン１３２の外周面とを転走面にした針状ころ１５５ｂとからなる。針状ころ軸受１５５の外輪１５５ａは、外ピン保持孔１５４の内面に嵌合されている。図１４に示す外ピンハウジング１５０は、外ピン保持孔１５４に、外ピン１３２と針状ころ軸受１５５を嵌め入れた状態で示している。

また、一対のリング部１５２の対応する外ピン保持孔１５４は、周方向の同位置に互いに対面するように設けられている。即ち、１対の外ピン保持孔１５４の中心軸線は一致し、外ピンハウジング１５０を減速機Ｂのケーシング１２２ｂに取り付けると、この外ピン保持孔１５４の中心軸線は、入力軸１３０の回転軸線Ｏと平行になる。

外ピンハウジング１５０の外側面には、図１７に示すように、外ピン保持孔１５４に挿入した外ピン１３２の軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレート１５８を、フローティングボルト１５９によって固定している。

外ピンサイドプレート１５８には、周方向にフローティングボルト１５９の挿通孔１５８ａを形成している。この挿通孔１５８ａは、外ピンハウジング１５０の外側面に設けられたフローティングボルト１５９の固定孔１５２ｃに対応する位置に設けられている。

特開２００９−６３０４３号公報

ところで、サイクロイド式の減速機Ｂの外ピンハウジング１５０の外ピン保持孔１５４に支持された外ピン１３２の針状ころ軸受１５５に対する潤滑は、オイルポンプ１４２により供給された潤滑油を、減速機Ｂの入力軸１３０の回転に伴う内部通路１４５からの潤滑油の飛散により、潤滑油の飛沫が供給されることによって行われる。あるいは、減速機Ｂの内部に溜まった潤滑油が曲線板１３１の回転に伴って跳ね上げられ飛散し、潤滑油の飛沫が供給されることによって行われる。

ところが、外ピンハウジング１５０に設けられた外ピン保持孔１５４のうち、車体鉛直方向の上方に位置する外ピン保持孔１５４は、減速機Ｂのケーシング１２２ｂの中心部から遠いため、曲線板１３１の回転に伴って跳ね上げられても、潤滑油の飛沫が届き難く、特に、上方に位置する外ピン保持孔１５４に保持した針状ころ軸受１５５の潤滑不良が懸念される。

また、外ピンハウジング１５０の外面側には、外ピンサイドプレート１５８を取り付けているため、外ピン保持孔１５４の両端面が外ピンサイドプレート１５８によって閉塞され、外ピンハウジング１５０の外面側から外ピン保持孔１５４に潤滑油が給油され難いという問題もある。

そこで、この発明は、外ピンの両端部を支持する針状ころ軸受に対する潤滑性能を向上させることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動力を発生させるモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速機と、減速機からの出力を駆動輪に伝える車輪ハブとを備え、前記減速機が、前記モータ部によって回転駆動される入力軸と、入力軸に設けられた偏心軸部によって入力軸に回転自在に支持され、外周に波形歯形が形成された曲線板と、減速機のケーシングの内側に配設され、曲線板の外周の波形歯形に噛合する外ピンとを有し、外ピンを、減速機のケーシングの内径面に回り止めされた外ピンハウジングに支持し、外ピンハウジングは、減速機のケーシングの内径面に設けられた円筒部と、円筒部の両端から内向きに形成された一対のリング部とからなり、外ピンハウジングの一対のリング部に外ピン保持孔を円周方向に複数設け、その外ピン保持孔内に組み込んだ軸受により外ピンを回転自在に支持し、外ピン保持孔に組み込んだ外ピンの軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレートを外ピンハウジングの外側面に固定し、入力軸の回転により曲線板を偏心揺動運動させて、その曲線板の自転を前記入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力するようにしたサイクロイド式の減速機とされたインホイールモータ駆動装置において、前記外ピンハウジングの外側面に固定した外ピンサイドプレートと、外ピン保持孔内に組み込んだ外ピンを保持する軸受との重なり部分の外ピンサイドプレートの径方向幅を、外ピンを保持する軸受の径方向幅よりも小さく設定したことを特徴とする。

前記サイドプレートの径方向幅は、外ピンの径方向幅よりも小さくてもよい。

前記減速機のケーシングの上部には、外ピンハウジングの上面に給油する給油路を設けることが好ましい。

前記減速機のケーシングの上部に設けた給油路に、給油する給油ポンプを別途設けるようにしてもよい。

前記外ピンハウジングの外周上面には、軸方向に給油溝を設けることができる。

前記給油溝は、周方向に複数、下方位置の給油溝が次第に溝幅が広くなるように形成することができる。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、上記のように、外ピンハウジングの外側面に固定した外ピンサイドプレートと、外ピン保持孔内に組み込んだ外ピンを保持する軸受との重なり部分の外ピンサイドプレートの径方向幅を、外ピンを保持する軸受の径方向幅よりも小さく設定することにより、外ピンハウジングの外側面側からの軸受への潤滑性能が向上する。

オイルポンプから吐出された潤滑油を給油路から外ピンハウジングの上方に供給することにより、潤滑油の飛沫が届き難い外ピンハウジングの上方に位置する外ピン保持孔に保持した軸受への潤滑性能が向上する。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置の縦断正面図である。 減速機の拡大縦断正面図である。 図１のIII−III線に沿った縦断側面図である。 オイルポンプの拡大図である。 外ピンサイドプレートと外ピンハウジングとを分離し、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 外ピンサイドプレートを外ピンハウジングの側面に重ね、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 他の形態の外ピンサイドプレートと外ピンハウジングとを分離し、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 他の形態の外ピンサイドプレートを外ピンハウジングの側面に重ね、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 他の形態の外ピンサイドプレートと外ピンハウジングとを分離し、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 他の形態の外ピンサイドプレートを外ピンハウジングの側面に重ね、外ピンを収容した状態で示した外ピンハウジングの斜視図である。 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１１の電気自動車を後方から見た図である。 従来例を示す縦断正面図である。 従来例の減速機の拡大縦断正面図である。 図１３のXV−XV線に沿った縦断側面図である。 外ピンを収容した状態で示した従来の外ピンハウジングの斜視図である。 外ピンサイドプレートを分離し、外ピンを収容した状態で示した従来の外ピンハウジングの斜視図である。

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１１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（後輪）１４と、左右の駆動輪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。駆動輪１４は、図１２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。インホイールモータ駆動装置２１の搭載形態としては、図１１、１２で示した後輪駆動方式の他に、前輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。

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駆動輪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、駆動輪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、左右の駆動輪１４をそれぞれ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。

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機Ｂと、減速機Ｂからの出力を駆動輪１４に伝える車輪ハブＣとを備え、モータ部Ａと減速機Ｂとはケーシング２２に収納されて、図１２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。

上記モータ部Ａおよび減速機Ｂは、ケーシング２２内に収容されている。ケーシング２２は、モータ部Ａ側のケーシング２２ａと、減速機Ｂ側のケーシング２２ｂとに、仕切壁２２ｃによって仕切られ、仕切壁２２ｃの中心にはモータ部Ａのモータ軸２４ａを挿通する貫通部が形成されている。

モータ部Ａは、ケーシング２２ａの内周面にステータ２３を設け、このステータ２３の内周に間隔をおいてロータ２４を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。

ロータ２４は、モータ軸２４ａを中心部に有し、そのモータ軸２４ａは減速機Ｂの入力軸３０と接続して減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に挿入され、軸受２５ａ、２５ｂ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。

潤滑油を減速機Ｂの内部に供給する給油通路４３は、モータ部Ａの回転を減速する減速機Ｂの出力回転を利用して駆動されるオイルポンプ４２の吐出口からケーシング２２ａの内側に沿って後方へと延び、ケーシング２２ａの後方から、モータ軸２４ａの内部通路４４と減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５を経て、減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に至る通路により構成される。そして、オイルポンプ４２から供給された潤滑油は、減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５に設けられた半径方向の供給口から遠心力によって飛散して、減速機Ｂ内を潤滑及び冷却している。いわゆる軸心給油方式を採用している。

潤滑油の帰還通路４６は、減速機Ｂのケーシング２２ｂの底部に設けられた排出口４７、オイルタンク４１を経てオイルポンプ４２の吸入口に至る通路により構成される。

オイルポンプ４２は、図４に示すように、減速機Ｂの回転を利用して回転するインナーロータ７２と、インナーロータ７２の回転に伴って従動回転するアウターロータ７３と、ポンプ室７４と、帰還通路４６に連通する吸入口７５と、給油通路４３に連通する吐出口７６とを備えるサイクロイドポンプである。

インナーロータ７２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分７２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ７２は、減速機Ｂの出力軸３３と一体回転する。

アウターロータ７３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分７３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ７３は、ポンプケース７７に回転自在に支持されている。

インナーロータ７２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ７３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ７２の歯数をｎとすると、アウターロータ７３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。

インナーロータ７２とアウターロータ７３との間の空間には、複数のポンプ室７４が設けられている。そして、インナーロータ７２が減速機Ｂの出力軸３３の回転を利用して回転すると、アウターロータ７３は従動回転する。このとき、インナーロータ７２およびアウターロータ７３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室７４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口７５から流入した潤滑油が吐出口７６から給油通路４３に圧送される。

減速機Ｂのケーシング２２ｂには、図１に示すように、下部に潤滑油のオイルタンク４１が設けられ、オイルタンク４１内の潤滑油を帰還通路４６を通じてオイルポンプ４２によって吸い込み、モータ部Ａと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。

サイクロイド式の減速機Ｂは、図１〜図３に示すように、入力軸３０に設けられた偏心軸部３０ａ、３０ｂによって２枚の曲線板３１を回転自在に支持し、それらの曲線板３１の外周に形成された波形歯形３１ａを減速機Ｂのケーシング２２ｂの内側に配設された外ピン３２に噛合し、上記入力軸３０の回転により曲線板３１を偏心揺動運動させ、その曲線板３１の自転を入力軸３０と同軸上に配置された出力軸３３から出力し、車輪ハブＣを回転させている。

減速機Ｂのケーシング２２ｂの内側に配設された外ピン３２の数は、曲線板３１の外周の波形歯形３１ａより多い。

外ピン３２は、図２に示すように、減速機Ｂのケーシング２２ｂの内径面に隙間を介して位置する外ピンハウジング５０に支持されている。

入力軸３０は、図１に示すように、その一端部がスプライン嵌合によりロータ２４のモータ軸２４ａに接続されてモータ部Ａにより回転駆動されるようになっており、その他端部に偏心軸部３０ａ、３０ｂが設けられている。

偏心軸部３０ａ、３０ｂは、図２に示すように、入力軸３０の軸方向に一対設けられている。その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂは、円筒状外径面の中心が周方向に１８０°位相がずれるようにして設けられ、その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂのそれぞれの外径面に転がり軸受３４が嵌合されている。

一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを設けた入力軸３０には、一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを挟むように一対のカウンタウェイト３５を、周方向に１８０°位相をずらして設けている。

曲線板３１は、転がり軸受３４によって入力軸３０に回転自在に支持され、その外周に形成された波形歯形３１ａはトロコイド曲線歯形とされている。図３に示すように、曲線板３１には、回転軸心を中心とする一つの円上に複数のピン孔３６が等間隔に形成され、軸方向に並ぶ一対のピン孔３６のそれぞれに内ピン３７が余裕をもって挿入され、その内ピン３７に回転自在に支持されたころ軸受３７ａの外周一部がピン孔３６の内周一部に接触している。

減速機Ｂは、図２に示すように、偏心軸部３０ａ、３０ｂに回転自在に保持される公転部材としての２枚の曲線板３１と、曲線板３１の外周部の波形歯形３１ａに係合する複数の外ピン３２と、曲線板３１の自転運動を出力する出力軸３３と、２枚の曲線板３１の隙間に取り付けられてこれら曲線板３１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３８とを備える。

出力軸３３は、フランジ部３３ａと軸部３３ｂとを有する。図３に示すように、フランジ部３３ａには、出力軸３３の回転軸線Ｏを中心とする円周上に、内ピン３７が等間隔に固定されている。図１に示すように、軸部３３ｂの外径面には、セレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で車輪ハブＣが設けられている。出力軸３３のモータ部Ａ側の端部にはフランジ部３３ａと複数の内ピン３７を介しポンプ駆動軸３３ｃが連結されている。ポンプ駆動軸３３ｃには、オイルポンプ４２のインナーロータ７２が接続している（図１参照）。

外ピン３２は、入力軸３０の回転軸線Ｏの円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板３１が公転運動すると、外周の波形歯形３１ａと外ピン３２とが係合して、曲線板３１に自転運動を生じさせる。

図２に示すように、出力軸３３のフランジ部３３ａの内径面と入力軸３０の外径面とは、軸受９１を介して相対的に回転可能に支持されている。

曲線板３１は、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａ間に組み込まれている。また、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａには、組み込まれた曲線板３１のピン孔３６を貫通する内ピン３７の両端が支持されている。

出力軸３３の対向するフランジ部３３ａに支持された複数の内ピン３７は、入力軸３０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、曲線板３１との摩擦抵抗を低減するために、２枚の曲線板３１の各ピン孔３６の内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３７ａがそれぞれ設けられている。ピン孔３６の内径寸法は、内ピン３７の外径寸法（「針状ころ軸受３７ａ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Ｃは、図１に示すように、出力軸３３の軸部３３ｂの外径面に固定連結された内輪部材８１と、内輪部材８１をケーシング２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材８２とを備える。内輪部材８１と外輪部材８２の間に複列の転動体８３を設置し、内輪部材８１と外輪部材８２と複列の転動体８３とは複列アンギュラ玉軸受を構成している。内輪部材８１には、車輪取付けフランジ部８４が一体に設けられている。

外ピン３２は、ケーシング２２ｂに直接保持されているわけではなく、図1及び図２に示すように、ケーシング２２ｂの内径面にフローティング状態に支持された外ピンハウジング５０に保持されている。

インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、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ハウジング５０は、鋼で形成するのが望ましい。

外ピンハウジング５０は、図５に示すように、円筒部５１と、円筒部５１の軸方向両端部から径方向内側に延びる一対のリング部５２とを備える。

また、外ピンハウジング５０の円筒部５１の下部には、円筒部５１を軸方向に分割するスリット５３が設けられている。

外ピンハウジング５０の一対のリング部５２及び円筒部５１には、厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔５４が設けられている。外ピン保持孔５４は、図２に示すように、それぞれ入力軸３０の回転軸線Ｏと平行な方向に延び外ピン３２の両端を保持している。外ピン３２の両端は、外ピン保持孔５４に対して針状ころ軸受５５を介して支持されている。針状ころ軸受５５は、外輪５５ａと、この外輪５５ａの内周面と外ピン３２の外周面とを転走面にした針状ころ５５ｂとからなる。針状ころ軸受５５の外輪５５ａは、外ピン保持孔５４の内面に嵌合されている。

また、一対のリング部５２の対応する外ピン保持孔５４は、周方向の同位置に互いに対面するように設けられている。即ち、一対の外ピン保持孔５４の中心軸線は一致し、外ピンハウジング５０を減速機Ｂのケーシング２２ｂに取り付けると、この外ピン保持孔５４の中心軸線は、入力軸３０の回転軸線Ｏと平行になる。

これにより、外ピン３２を入力軸３０の回転軸線Ｏと平行に保持することができる。なお、一対の外ピン保持孔５４は同時加工で形成することができるので、対向する外ピン保持孔５４の中心軸線を比較的簡単に一致させることができる。

外ピンハウジング５０の外側面には、図５及び図６に示すように、外ピン保持孔５４に挿入した外ピン３２の軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレート５８がフローティングボルト５９によって固定されている。

図５及び図６は、外ピン保持孔５４に、外ピン３２と針状ころ軸受５５との収容した状態で示している。

外ピンサイドプレート５８は、外ピン保持孔５４に挿入した外ピン３２及び針状ころ軸受５５に重なるリング状の外ピン抜け止め部５８ａと、このリング状の外ピン抜け止め部５８ａの外周から径方向に突出するボルト挿通部５８ｂとからなり、ボルト挿通部５８ｂは外ピンサイドプレート５８の外側面に形成されたフローティングボルト５９の固定孔５２ｃに対応する位置に設けられている。

リング状の外ピン抜け止め部５８ａの径方向の幅は、図６に示すように、外ピンサイドプレート５８を、外ピンハウジング５０の外側面に重ね合わせた状態において、外ピン保持孔５４に挿入された外ピン３２の径方向幅よりも小さく形成され、外ピンサイドプレート５８を外ピンハウジング５０の外側面にフローティングボルト５９によって固定した状態で、外ピン抜け止め部５８ａが外ピン３２の中心付近を支持し、外ピン３２の外周面に設けられた針状ころ軸受５５が外ピンハウジング５０の外側面に露出している。

これにより、外ピンハウジング５０の外側面側から針状ころ軸受５５への潤滑油の供給が外ピンサイドプレート５８によって遮られることなく行われる。

外ピンハウジング５０の円筒部５１の上面には、軸方向に沿う給油溝５７を、周方向に複数本設けている。

この複数の給油溝５７は、周方向の下方位置の給油溝５７が次第に溝幅が広くなるように形成している。

外ピンハウジング５０の円筒部５１の上面の給油溝５７は、外ピンハウジング５０の円筒部５１の上面に跳ね上げられた潤滑油が、直ぐに下方に流れ出ないように貯留する役割を果たし、貯留した潤滑油を外ピンハウジング５０の軸方向の両側に振り分け、外ピンハウジング５０の外側面から潤滑油が供給され難い上方に位置する外ピン保持孔５４内の針状ころ軸受５５に潤滑油が流れ込みやすくし、針状ころ軸受５５への潤滑性能を向上させている。

また、上方に位置する給油溝５７に溜まった潤滑油が溢れると、その潤滑油は、外ピンハウジング５０の外径を伝って一つ下の給油溝５７に溜まるので、潤滑油を無駄なく使用することができる。

図２に示すように、減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に、オイルポンプ４２によって潤滑油が供給されると、減速機Ｂの内部の部品の回転に伴って、潤滑油が飛散し、潤滑油の飛沫が外ピンハウジング５０の給油溝５７に溜まり、その溜まった潤滑油が外ピン保持孔５４の針状ころ軸受５５に供給される。

図２に示す実施形態では、外ピンハウジング５０の上面への潤滑油の供給を十分に行うために、さらに、オイルポンプ４２の給油通路４３を分岐し、外ピンハウジング５０の上面に、給油通路４３の潤滑油を供給する給油路６０を設け、給油路６０からオイルポンプ４２から吐出された潤滑油を直接供給するようにしている。

また、図２に示す実施形態では、モータ部Ａ内での跳ねかけ油を、外ピンハウジング５０の上面の給油路６０に導くように、モータ部Ａの内部に跳ねかけ油を貯留する貯留部６１を設け、この貯留部６１と外ピンハウジング５０の上面の給油路６０とを繋ぐ給油路６２も設けている。

図７及び図８に示す実施形態は、外ピンサイドプレート５８の別な実施形態であり、この実施形態は、外ピン抜け止め部５８ａとボルト挿通部５８ｂとがＴ字形を形成して、このＴ字形の外ピンサイドプレート５８を周方向に複数配置したものである。

図９及び図１０に示す実施形態は、外ピンサイドプレート５８の別な実施形態であり、この実施形態は、外ピン抜け止め部５８ａとボルト挿通部５８ｂとがＬ字形を形成して、このＬ字形の外ピンサイドプレート５８を周方向に複数配置したものである。

この発明では、上記のように、外ピンハウジング５０の外側面に固定した外ピンサイドプレート５８と、外ピン保持孔５４内に組み込んだ外ピン３２を保持する軸受（針状ころ軸受５５）との重なり部分の外ピンサイドプレート５８の径方向幅を、外ピン３２を保持する軸受（針状ころ軸受５５）の径方向幅よりも小さく設定することにより、外ピンハウジング５０の外側面側から軸受（針状ころ軸受５５）に潤滑油が流入しやすくしている。

また、オイルポンプ４２から吐出された潤滑油を給油路６０から外ピンハウジング５０の上方に供給することにより、潤滑油の飛沫が届き難い外ピンハウジング５０の上方に位置する外ピン保持孔５４に保持した針状ころ軸受５５の潤滑性能を、より向上することができる。

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軸２４ａが回転すると、曲線板３１はモータ軸２４ａ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３２が、曲線板３１の曲線形状の波形歯形と転がり接触するよう係合して、曲線板３１をモータ軸２４ａの回転とは逆向きに自転運動させる。

曲線板３１のピン孔３６に挿通する内ピン３７は、ピン孔３６の内径よりも十分に細く、曲線板３１の自転運動に伴ってピン孔３６の内壁面と当接する。これにより、曲線板３１の公転運動が内ピン３７に伝わらず、曲線板３１の自転運動のみが出力軸３３を介して車輪ハブＣに伝達される。

このとき、回転軸線Ｏと同軸に配置された出力軸３３は、減速機Ｂの出力軸として曲線板３１の自転を取り出し、モータ軸２４ａの回転が減速機Ｂによって減速されて出力軸３３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。

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機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３２を外ピンハウジング５０に対して回転自在とし、内ピン３７の曲線板３１に当接する位置に針状ころ軸受３７ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速機Ｂの伝達効率が向上する。

前記の実施形態においては、減速機Ｂの曲線板３１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、前記の実施形態において、曲線板３１を支持する転がり軸受３４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、前記の実施形態においては、モータ部Ａに、ケーシング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ２４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。

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。

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 ：駆動輪
２１ ：インホイールモータ駆動装置
２２ ：ケーシング
２２ａ ：ケーシング
２２ｂ ：ケーシング
２２ｃ ：仕切壁
２３ ：ステータ
２４ ：ロータ
２４ａ ：モータ軸
２５ａ ：軸受
２５ｂ ：軸受
３０ ：入力軸
３０ａ ：偏心軸部
３０ｂ ：偏心軸部
３１ ：曲線板
３１ａ ：波形歯形
３２ ：外ピン
３３ ：出力軸
３３ａ ：フランジ部
３３ｂ ：軸部
３３ｃ ：ポンプ駆動軸
３４ ：転がり軸受
３５ ：カウンタウェイト
３６ ：ピン孔
３７ ：内ピン
３７ａ ：軸受
３８ ：センターカラー
４１ ：オイルタンク
４２ ：オイルポンプ
４３ ：給油通路
４４ ：内部通路
４５ ：内部通路
４６ ：帰還通路
４７ ：排出口
５０ ：外ピンハウジング
５１ ：円筒部
５２ ：リング部
５２ｃ ：固定孔
５３ ：スリット
５４ ：外ピン保持孔
５５ ：軸受
５５ａ ：外輪
５７ ：給油溝
５８ ：外ピンサイドプレート
５８ａ ：外ピン抜け止め部
５８ｂ ：ボルト挿通部
５９ ：フローティングボルト
６０ ：給油路
６１ ：貯留部
６２ ：給油路
７２ ：インナーロータ
７２ａ ：歯先部分
７２ｂ ：歯溝部分
７３ ：アウターロータ
７３ａ ：歯先部分
７３ｂ ：歯溝部分
７４ ：ポンプ室
７５ ：吸入口
７６ ：吐出口
７７ ：ポンプケース
８１ ：内輪部材
８２ ：外輪部材
８３ ：転動体
８４ ：車輪取付けフランジ部
９１ ：軸受
Ａ ：モータ部
Ｂ ：減速機
Ｃ ：車輪ハブ

Claims (5)

1. 駆動力を発生させるモータ部と、モータ部の回転を減速して出力する減速機と、減速機からの出力を駆動輪に伝える車輪ハブとを備え、前記減速機が、前記モータ部によって回転駆動される入力軸と、入力軸に設けられた偏心軸部によって入力軸に回転自在に支持され、外周に波形歯形が形成された曲線板と、減速機のケーシングの内側に配設され、曲線板の外周の波形歯形に噛合する外ピンとを有し、外ピンを、減速機のケーシングの内径面に回り止めされた外ピンハウジングに支持し、外ピンハウジングは、減速機のケーシングの内径面に設けられた円筒部と、円筒部の両端から内向きに形成された一対のリング部とからなり、外ピンハウジングの一対のリング部に外ピン保持孔を円周方向に複数設け、その外ピン保持孔内に組み込んだ軸受により外ピンを回転自在に支持し、外ピン保持孔に組み込んだ外ピンの軸方向の抜け出しを防止する外ピンサイドプレートを外ピンハウジングの外側面に固定し、入力軸の回転により曲線板を偏心揺動運動させて、その曲線板の自転を前記入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力するようにしたサイクロイド式の減速機とされたインホイールモータ駆動装置において、前記外ピンハウジングの外側面に固定した外ピンサイドプレートと、外ピン保持孔内に組み込んだ外ピンを保持する軸受との重なり部分の外ピンサイドプレートの径方向幅を、外ピンを保持する軸受の径方向幅よりも小さく設定したことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記外ピン保持孔内に組み込んだ外ピンを保持する軸受との重なり部分の外ピンサイドプレートの径方向幅が、外ピンの径方向幅よりも小さい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. 前記減速機のケーシングの上部に、外ピンハウジングの上面に給油する給油路を設け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. 前記外ピンハウジングの外周上面に、軸方向に給油溝を設けたことを特徴とする請求項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. 前記給油溝を周方向に複数、下方位置の給油溝が次第に溝幅が広くなるように形成したことを特徴とする請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置。

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