JP2015175383A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外ピンハウジング５０に設ける外ピン保持孔５４の位置精度を緩和しても、外ピン３２と軸受５５との間での破損が生じ難く、しかもサイクロイド減速機Ｂの駆動時における音や振動が発生し難くすることにより、加工コスト、組立コストの低減を可能にすることを課題とする。【解決手段】 外ピン保持孔５４と外ピン３２との間に配置される軸受５５の外径面にクラウニングを施すと共に、外ピン保持孔５４と外ピン３２との間に配置される軸受５５を外ピン保持孔５４に対してすきま嵌めした。【選択図】 図５

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の外ピン軸受に関する。

インホイールモータ駆動装置１２１は、図１１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１１〜図１３に示すように、入力軸１３０に設けられた偏心軸部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。

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、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、減速機Ｂのケーシング１２２ｂに対してアウター側とインナー側に、図示しないフローティングボルトによってフローティング支持されている。

外ピンハウジング１５０は、図１４に示すように、軸方向の両端面の内径側に一対のフランジ部１５１を有する筒型形状をしている。

入力軸１３０は、図１１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１２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１２、１３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１３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１２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１３１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１２及び図１３に示すように、出力軸１３３の回転軸線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。複数の内ピン１３７を介してフランジ部１３３ａとスタビライザ１３３ｄが連結され、出力軸１３３とスタビライザ１３３ｄは一体に回転する。スタビライザ１３３ｄのモータ部Ａ側の端部には、オイルポンプ１４２のインナーロータに接続するポンプ駆動軸１３３ｃが一体に設けられている。

外ピン１３２は、図１３に示すように、入力軸１３０の回転軸線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。

図１２に示すように、外ピンハウジング１５０のフランジ部１５１の内周には、出力軸１３３およびスタビライザ１３３ｄが軸受１９０を介して回転自在に支持されている。出力軸１３３のフランジ部１３３ａおよびスタビライザ１３３ｄ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およびスタビライザ１３３ｄの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およびスタビライザ１３３ｄ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およびスタビライザ１３３ｄに支持された複数の内ピン１３７は、入力軸１３０の回転軸線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１１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。

特開２０１２−９７９０３号公報

ところで、外ピンハウジング１５０の一対のフランジ部１５１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１２に示すように、それぞれ入力軸１３０の回転軸線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に対して軸受１５５を介して支持されている。軸受１５５としては、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が使用され、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。一対のフランジ部１５１の径方向の外周側に位置する外側面部には、図１２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が固定されている。

サイクロイド減速機においては、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。例えば、減速比が１１であれば、内歯車に相当する外ピン１３２の本数は１２本必要である。

そして、外ピン１３２は、その両端が軸受１５５を介して外ピンハウジング１５０の外ピン保持孔１５４に支持されるため、軸受１５５の数は、外ピン３２の本数の２倍の２４個を必要とし、外ピンハウジング１５０の一対のフランジ部１５１に設けられる外ピン保持孔１５４の数も、片側で１２個、両側で２４個必要となる。

この外ピンハウジング１５０の一対のフランジ部１５１に設けられる外ピン保持孔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。この対面する１対の外ピン保持孔１５４は、中心軸線が、入力軸１３０の回転軸線と平行になるように精度よく設けなければならない。

即ち、外ピン保持孔１５４の中心軸線が傾くなど、位置精度が悪いと、曲線板と外ピンとの接触に偏り等が生じ、サイクロイド減速機の駆動時の音や振動の原因になる。

また、外ピン保持孔１５４の加工精度が悪くて、外ピン保持孔１５４の中心軸線が傾くと、外ピン１３２と軸受１５５とが片当たりして、早期破損につながる。

したがって、外ピン保持孔１５４の加工精度を上げなければならないが、外ピン保持孔１５４の数は、上記のように、多数であるため、加工精度を上げることは、それだけコストアップになるという課題がある。

そこで、この発明は、外ピンハウジングに設ける外ピン保持孔の位置精度を緩和しても、外ピンと軸受との間での破損が生じ難く、しかもサイクロイド減速機の駆動時における音や振動が発生し難くすることにより、加工コスト、組立コストの低減を可能にしようとするものである。

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、曲線板の外周の波形歯形に噛合する外ピンと、減速機のケーシングに設けた外ピンの両端部を支持する外ピン保持孔とを備え、外ピン保持孔に軸受を介して外ピンの両端を回転自在に支持し、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、前記前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外径面にクラウニングを施すと共に、外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受を外ピン保持孔に対してすきま嵌めしたことを特徴とする。

前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受は、外輪と、この外輪の内周面と外ピンの外周面とを転走面にした針状ころとからなる針状ころ軸受を使用することができ、この場合には、この針状ころ軸受の外輪の外径面に前記クラウニングを施す。

前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受は、焼結軸受を使用してもよい。

前記焼結軸受としては、潤滑油を保持した多孔質金属組織からなる含油軸受をしようすることができる。

前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外径面には、全体又は一部に弾性部材を配置するようにしてもよい。

前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外端面に、放射溝を形成するようにしてもよい。

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、外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外径面にクラウニングを施し、軸受を外ピン保持孔に対してすきま嵌めすると、外ピンと外ピン保持孔との間で調心効果が得られるので、外ピンと入力軸とが平行となり曲線板と外ピンの接触が良好になる。したがって、外ピンハウジングに設ける外ピン保持孔の位置精度を緩和しても、外ピンと軸受との間での破損が生じ難く、しかもサイクロイド減速機の駆動時における音や振動が発生し難くすることができるので、加工コスト、組立コストの低減を図ることができる。

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。 外ピン保持孔と外ピンとの間の軸受として焼結軸受を使用した減速機の拡大縦断正面図である。 外ピンハウジングの一例を示す斜視図である。 外ピン保持孔と外ピンとの間の軸受の外径面の拡大図である。 外ピン保持孔と外ピンとの間の軸受の外端面の拡大図である。 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９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１１のXIII−XIII線に沿った縦断側面図である。 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９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１０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９、１０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１０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とからなる。

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。

減速機Ｂのケーシング２２ｂには、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。

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およびオイルポンプ４２の圧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の出力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７２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１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配設される外ピンハウジング５０に支持されている。外ピンハウジング５０は、減速機Ｂのケーシング２２ｂに対してアウター側とインナー側に、図示しないフローティングボルトによってフローティング支持されている。

外ピンハウジング５０は、図６に示すように、軸方向の両端面の内径側に一対のフランジ部５１を有する筒型形状をしている。

外ピンハウジング５０の一対のフランジ部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に対して軸受５５を介して支持されている。なお、外ピンハウジング５０を採用せずに外ピン保持孔５４をケーシング２２に直接形成する構造にしてもよい。本発明では、本実施形態のようにケーシング２２の内側にフローティング状態に固定された外ピンハウジング５０もケーシングとして取り扱う。

一対のフランジ部５１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の回転軸線と平行に保持することができる。

図６に示すように、一対のフランジ部５１の径方向の内周側に位置する厚肉部には、外ピン保持孔５４に連続するように、溝形のザグリ部５７が形成されている。

前記軸受５５としては、図１及び図２に示す実施形態では、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を使用している。

また、図５に示す実施形態では、図１および図２の針状ころ軸受に換えて、軸受５５として、焼結軸受５５ｃを使用している。この焼結軸受５５ｃは、潤滑油を保持した多孔質金属組織からなる含油軸受であり、カーボンが入った銅、鉄系材料からなるベアファイト（商品名：ＮＴＮ特殊合金社製）を使用することができる。

軸受５５の外径面と外ピン保持孔５４とは、次のように、規定されている。
軸受５５として、針状ころ軸受を使用する場合、外輪５５ａの外径面にクラウニングが施され、外輪５５ａが外ピン保持孔５４に対してすきま嵌めされている。

また、軸受５５として、焼結軸受５５ｃを使用する場合、焼結軸受５５ｃの外径面にクラウニングが施され、焼結軸受５５ｃが外ピン保持孔５４に対してすきま嵌めされている。

図１及び図２に示す実施形態では、外輪５５ａの外径面に、図５に示す実施形態では、焼結軸受５５ｃの外径面に、図７に示すように、その軸方向の中央位置から軸方向外側に、軸方向幅ＬのＬ／４の位置にある測定点ＧＰ１において１〜２０μｍ程度の径方向変位量Ｔを持つクラウニング（クラウニング長さＣＬ、クラウニング半径ＣＲ）が施されている。径方向変位量Ｔが１〜２０μｍより大きくなると、エッジロードが発生する原因になる。

図７に示すクラウニングは、軸方向全域に亘って形成されたフルクラウニングになっている。

図７では、クラウニングを誇張して示している。

クラウニングは、フルクラウニング以外に、中央にストレート部を有するものでもよい。

軸受５５は、前記のように、外ピン保持孔５４に対してすきま嵌めされており、そのすきま設定としては、おおよそ直径で５〜３０μｍが好ましい。即ち、図７の外ピン保持孔５４の直径Ｄ１と、軸受５５の中央部の直径Ｄ２とした場合、（Ｄ１−Ｄ２）＝５〜３０μｍである。

軸受５５の外径面にクラウニングを施し、軸受５５を外ピン保持孔５４に対してすきま嵌めすると、外ピン３２と外ピン保持孔５４との間で調心効果が得られる。したがって、外ピン保持孔５４の位置精度が高精度に仕上げられていなくても外ピン３２は入力軸３０と平行になり。その結果、外ピン３２と曲線板３１との接触が良好な状態になる。

したがって、すきま設定が、５μｍ以下であると、調心効果が得られ難く、３０μｍ以上であると、ガタが大きすぎて、振動発生の原因になる。

前記軸受５５の外径面の全体又は一部に弾性部材を配置することにより、振動低減効果が得られる。

前記軸受５５の外端面には、図８に示すように、即ち、針状ころ軸受を使用する場合は、外輪５５ａの外端面、焼結軸受５５ｃを使用する場合は、焼結軸受５５ｃの外端面に、放射溝５５ｄが設けられている。軸受５５の外端面に放射溝５５ｄを設けることにより、跳ねかけられた潤滑油の保油効果が向上し、軸受５５が傾いた際に、外ピン保持孔５４と軸受５５とのすきまが狭くなっても、その狭いすきまにも潤滑油が入り易くなるため、フレッティングに対しても効果がある。また、軸受５５として、針状ころ軸受を使用する場合には、外輪５５ａの内周面の針状ころ５５ｂ側にも潤滑油が供給され易くなる。

軸受５５として、焼結軸受５５ｃを使用する場合には、外端面に放射溝５５ｄを設けることにより、排油効果が向上する。

一対のフランジ部５１の径方向の外周側に位置する外側面部には、図２及び図５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がそれぞれ固定されている。

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。軸部３３ｂの外径面には、図１に示すように、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車輪ハブＣが設けられている。複数の内ピン３７を介しフランジ部３３ａ、３３ａが連結された出力軸３３のモータ部Ａ側の端部には、オイルポンプ４２のインナーロータ７２に接続するポンプ駆動軸３３ｃが設けられている。

外ピン３２は、入力軸３０の回転軸線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、外ピンハウジング５０のフランジ部５１の内周には、出力軸３３およびスタビライザ３３ｄが軸受９０を介して回転自在に支持されている。また、出力軸３３のフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄ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およびスタビライザ３３ｄの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およびスタビライザ３３ｄに支持された複数の内ピン３７は、入力軸３０の回転軸線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。

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。

また、外ピンハウジング５０の外側面には、フローティングボルトの固定孔５９が周方向に等間隔で設けられている（図６参照）。

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とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、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。

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。

さらに、この発明に係る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。

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
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
３３ｄ ：スタビライザ
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 ：フランジ部
５４ ：外ピン保持孔
５５ ：軸受
５５ａ ：外輪
５５ｃ ：焼結軸受
５５ｄ ：放射溝
５７ ：ザグリ部
５８ ：外ピンサイドプレート
５９ ：固定孔
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
９０ ：軸受
９１ ：軸受
Ａ ：モータ部
Ｂ ：減速機
Ｃ ：車輪ハブ

Claims (7)

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、曲線板の外周の波形歯形に噛合する外ピンと、減速機のケーシングの内径面に設けた外ピンの両端部を支持する外ピン保持孔とを備え、前記外ピン保持孔に軸受を介して外ピンの両端を回転自在に支持し、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、前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外径面にクラウニングを施すと共に、外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受を外ピン保持孔に対してすきま嵌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. 前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受が、外輪と、この外輪の内周面と外ピンの外周面とを転走面にした針状ころとからなる針状ころ軸受であり、この針状ころ軸受の外輪の外径面に前記クラウニングを施している請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受が、焼結軸受からなる請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記焼結軸受が、潤滑油を保持した多孔質金属組織からなる含油軸受である請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記ケーシングが、前記ケーシングの内側にフローティング状態に固定された外ピンハウジングを有しており、前記外ピン保持孔は前記外ピンハウジングの両端のフランジ部に設けていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外径面の全体又は一部に弾性部材を配置し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. 前記外ピン保持孔と外ピンとの間に配置される軸受の外端面に放射溝を形成したことを特徴とする請求項１〜６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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