JP2015190566A - In-wheel motor driving device - Google Patents

In-wheel motor driving device Download PDF

Info

Publication number
JP2015190566A
JP2015190566A JP2014068330A JP2014068330A JP2015190566A JP 2015190566 A JP2015190566 A JP 2015190566A JP 2014068330 A JP2014068330 A JP 2014068330A JP 2014068330 A JP2014068330 A JP 2014068330A JP 2015190566 A JP2015190566 A JP 2015190566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
housing
speed reducer
gear
wheel
pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014068330A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山本 哲也
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
佐藤 勝則
Katsunori Sato
勝則 佐藤
雄一郎 川上
Yuichiro Kawakami
雄一郎 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2014068330A priority Critical patent/JP2015190566A/en
Publication of JP2015190566A publication Critical patent/JP2015190566A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-wheel motor driving device capable of preventing a locked state of a wheel and damage (such as over-load on a motor or a shaft twisting and the like) cause to an electric motor A even if an excessive torque acts due to a locked state of a speed reducer B.SOLUTION: In this invention, a member corresponding to an internal gear of a speed reducer B installed in a housing 22b (a ring gear in the case of a planetary gear type speed reducer and an outer pin housing 50 in the case of a cycloid reduction gear) is stopped against its rotation by a shear-pin 60 to be broken by over-load, thereby, even if an excessive torque is applied to a speed reducer B due to internal trouble of a speed reducer B and the like during driving operation, a shear-pin 60 is broken by a rotating shear force generated between the housing 22b of an in-wheel motor driving device 21 and a member corresponding to an internal gear of the speed reducer B to enable an entire speed reducer B to be rotated in idling so as to prevent a wheel from being locked and an electric motor A from being damaged.

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置の減速機が走行中に故障してロックした場合に、車輪のロック及びモータ部の過負荷や軸の捩れ等を防ぐフェールセーフ機能を備えたインホイールモータ駆動装置に関する。   The present invention provides an in-wheel motor drive having a fail-safe function for preventing wheel locking, motor overload, shaft twisting, and the like when a speed reducer of an in-wheel motor drive device is broken and locked during traveling. Relates to the device.

インホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備えている(特許文献1、特許文献2)。   The in-wheel motor drive device includes an electric motor that generates a driving force, a reduction gear that receives the output of the electric motor, and a wheel hub that is rotated by the reduction output of the reduction gear (Patent Document 1). Patent Document 2).

特許文献1又は特許文献2に開示されたインホイールモータ駆動装置は、電動モータ部および減速機がハウジング内に収容され、減速機としては、サイクロイド減速機(特許文献1)や遊星歯車減速機(特許文献2)等の減速比が高いものが使用されている。   In the in-wheel motor drive device disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, an electric motor unit and a speed reducer are housed in a housing, and a cycloid speed reducer (Patent Document 1) or a planetary gear speed reducer ( Those having a high reduction ratio such as Patent Document 2) are used.

これらサイクロイド減速機や遊星歯車減速機は、いずれもハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えている。   Each of these cycloid reducers and planetary gear reducers has an internal gear member that is prevented from rotating inside the housing, and has an external gear member that meshes with the internal gear member and decelerates to output a deceleration output to the wheel hub. I have.

特開2012−97903号公報JP 2012-97903 A 特開2013−103672号公報JP 2013-103672 A

ところで、これら減速比が高いサイクロイド減速機や遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置において、減速機の内部が故障して減速機がロックした場合、減速機以外の箇所まで被害が及ぶ可能性があり、また、車両が片輪ロックによるスピンを引き起こす可能性がある。   By the way, in an in-wheel motor drive device using a cycloid reducer or planetary gear reducer with a high reduction ratio, if the reducer locks down due to an internal failure of the reducer, damage may occur to places other than the reducer In addition, there is a possibility that the vehicle may cause a spin due to a single wheel lock.

一般的に車輪ロックを回避する方法として、以下の示す二つの方法が挙げられる。
・動力伝達軸上に予め最弱部を設け、異常時には破壊することで動力伝達を切り離す方法。
・動力伝達軸上にトルクリミッタやクラッチを設け、異常時には動力伝達を切り離す方法。
In general, as a method for avoiding wheel lock, there are the following two methods.
-A method of separating the power transmission by providing the weakest part in advance on the power transmission shaft and breaking it when abnormal.
-A method of providing a torque limiter or clutch on the power transmission shaft and disconnecting the power transmission in the event of an abnormality.

しかしながら、上記の方法では、減速機ロック後の走行が不可能である。   However, with the above method, traveling after the reduction gear lock is impossible.

そこで、この発明は、減速機がロックして過大なトルクが働いた場合においても、車輪のロックおよび電動モータへの被害(モータの過負荷や軸の捩れなど)を防ぐことができ、さらにインホイールモータ駆動システムの各輪独立制御を行うことで、
減速機ロック後も低トルク走行が可能なインホイールモータ駆動装置を提供しようとするものである。
Thus, the present invention can prevent damage to the wheel and electric motor (motor overload, shaft twist, etc.) even when the reducer is locked and excessive torque is applied. By performing independent control of each wheel of the wheel motor drive system,
It is an object of the present invention to provide an in-wheel motor drive device capable of running at low torque even after the reduction gear is locked.

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電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備え、減速機がハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えるインホイールモータ駆動装置において、上記減速機の内歯部材をハウジングに対して回り止めする部材を、過負荷によって破断するシャーピンによって構成したことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention includes an electric motor that generates a driving force, a reduction gear that receives the output of the electric motor, and a wheel hub that is rotated by the reduction output of the reduction gear. In the in-wheel motor drive device comprising an external gear member that has an internal gear member that is prevented from rotating inside the housing, and that is engaged with the internal gear member to decelerate and output a deceleration output to the wheel hub, The member that prevents the internal gear member of the speed reducer from rotating with respect to the housing is constituted by a shear pin that is broken by an overload.

この発明の減速機としては、ハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた外ピンハウジングの内側に支持された内歯部材としての外ピンと、この外ピンと噛み合う波形歯形が外周に形成され、入力軸に設けられた偏心軸部によって偏心揺動運動する外歯部材としての曲線板を備え、曲線板の自転を入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力し、車輪ハブを回転させるサイクロイド減速機と、入力軸に同軸状に設けられる外歯部材としてのサンギヤ及び内歯部材としてのリングギヤ、前記サンギヤとリングギヤの間に円周方向等配に設けられる複数のピニオンギヤ、前記ピニオンギヤを保持するキャリヤとからなり、リングギヤがハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた遊星歯車減速機とが使用することができる。   In the speed reducer according to the present invention, an outer pin as an inner tooth member supported on the inner side of the outer pin housing that is prevented from rotating by the shear pin with respect to the housing, and a corrugated tooth profile that meshes with the outer pin are formed on the outer periphery. A cycloid speed reducer that has a curved plate as an external tooth member that is eccentrically oscillated by an eccentric shaft provided on the shaft, outputs the rotation of the curved plate from an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and rotates the wheel hub Machine, a sun gear as an external gear member provided coaxially on the input shaft, a ring gear as an internal gear member, a plurality of pinion gears provided at equal intervals in the circumferential direction between the sun gear and the ring gear, and a carrier for holding the pinion gear And a planetary gear reducer in which the ring gear is prevented from rotating by the shear pin with respect to the housing. Kill.

前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心は、減速機の回転軸心と平行に設けても、減速機の回転軸心と直交するように設けてもよい。   The shaft center of the shear pin that prevents the internal gear member from rotating relative to the housing may be provided in parallel with the rotation axis of the speed reducer, or may be provided to be orthogonal to the rotation axis of the speed reducer.

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、ハウジング内に搭載された減速機の内歯車に相当する部材(遊星歯車減速機ではリングギア、サイクロイド減速機では外ピンハウジング)を、過負荷によって破断するシャーピンで回り止めしているので、もしも走行中に減速機内部の故障等により減速機に過大なトルクが働いた場合、インホイールモータ駆動装置のハウジングと、減速機の内歯車に相当する部材の間に生ずる回転せん断力により、シャーピンが折れて、減速機全体を空転させることができ、車輪のロックおよびモータ側への被害(モータの過負荷や軸の捩れなど)を防ぐことができる。   In the in-wheel motor drive device according to the present invention, as described above, a member corresponding to the internal gear of the speed reducer mounted in the housing (ring gear for a planetary gear speed reducer, outer pin housing for a cycloid speed reducer) is provided. Because the shear pin is broken by overload, if excessive torque is applied to the reducer due to a malfunction in the reducer during driving, the in-wheel motor drive housing and the reducer The shear pin is broken by the rotational shear force generated between the members corresponding to the gears, and the entire speed reducer can be idled, causing wheel locks and damage to the motor side (motor overload, shaft twist, etc.). Can be prevented.

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。It is a schematic plan view of the electric vehicle which has an in-wheel motor drive device. 図1の電気自動車を後方から見た図である。It is the figure which looked at the electric vehicle of FIG. 1 from back. サイクロイド形式の減速機を使用したこの発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す縦断正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal front view showing an embodiment of an in-wheel motor drive device according to the present invention using a cycloid type reduction gear. 図3の減速機の拡大縦断正面図である。FIG. 4 is an enlarged longitudinal front view of the speed reducer of FIG. 3. 図3のIII−III線に沿った縦断側面図である。It is a vertical side view along the III-III line of FIG. オイルポンプの拡大図である。It is an enlarged view of an oil pump. 外ピンハウジングの外周面にシャーピンを埋め込んだ状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which embedded the shear pin in the outer peripheral surface of the outer pin housing. 図7の外ピンハウジングの側面図である。FIG. 8 is a side view of the outer pin housing of FIG. 7. 図7の外ピンハウジングの正面図である。FIG. 8 is a front view of the outer pin housing of FIG. 7. (a)はシャーピンの正面図、(b)はシャーピンの斜視図である。(A) is a front view of a shear pin, (b) is a perspective view of a shear pin. 外ピンハウジングの外側面にシャーピンを埋め込んだ状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which embedded the shear pin in the outer surface of the outer pin housing. 図11の外ピンハウジングの正面図である。FIG. 12 is a front view of the outer pin housing of FIG. 11. シャーピンが折れた場合のインホイールモータ駆動装置の制御フローを一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flow of the in-wheel motor drive device when a shear pin breaks. 遊星歯車形式の減速機を使用した発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す縦断正面図である。It is a longitudinal front view which shows embodiment of the in-wheel motor drive device based on the invention which uses the reduction gear of a planetary gear type. 図14の一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of FIG. シャーピンの配置例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the example of arrangement | positioning of a shear pin.

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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

まず、減速機としてサイクロイド減速機を使用する実施形態のインホイールモータ駆動装置について説明する。   First, the in-wheel motor drive device of embodiment using a cycloid reduction gear as a reduction gear is demonstrated.

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1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2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1、2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。   As shown in FIG. 1, the electric vehicle 11 provided with the in-wheel motor drive device has a driving force applied to the chassis 12, front wheels 13 as steering wheels, drive wheels (rear wheels) 14, and left and right drive wheels 14. And an in-wheel motor drive device 21 that transmits As shown in FIG. 2, the drive wheel 14 is accommodated in a wheel housing 12a of the chassis 12, and is fixed to the lower portion of the chassis 12 via a suspension device (suspension) 12b. As a mounting form of the in-wheel motor drive device 21, in addition to the rear-wheel drive system shown in FIGS.

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。   The suspension device 12b supports the drive wheel 14 by a suspension arm that extends to the left and right, and suppresses vibration of the chassis 12 by absorbing vibration received by the drive wheel 14 from the ground by a strut including a coil spring and a shock absorber. Furthermore, a stabilizer that suppresses the inclination of the vehicle body when turning or the like is provided at a connecting portion of the left and right suspension arms. The suspension device 12b is an independent suspension type in which the left and right wheels can be moved up and down independently in order to improve the followability to the road surface unevenness and efficiently transmit the driving force of the driving wheels to the road surface. Is desirable.

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。   The electric vehicle 11 needs to be provided with a motor, a drive shaft, a differential gear mechanism, and the like on the chassis 12 by providing an in-wheel motor drive device 21 that drives the left and right drive wheels 14 inside the wheel housing 12a. This eliminates the need to secure a wide cabin space and control the rotation of the left and right drive wheels.

インホイールモータ駆動装置21は、図3に示すように、駆動力を発生させる電動モータAと、電動モータ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、電動モータAと減速機Bとはハウジング22に収納されて、図2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。   As shown in FIG. 3, the in-wheel motor drive device 21 includes an electric motor A that generates a driving force, a speed reducer B that decelerates and outputs the rotation of the electric motor A, and an output from the speed reducer B as driving wheels. The electric motor A and the speed reducer B are housed in the housing 22 and are mounted in the wheel housing 12a of the electric vehicle 11 as shown in FIG.

上記電動モータAおよび減速機Bは、ハウジング22内に収容されている。ハウジング22は、電動モータA側のハウジング22aと、減速機B側のハウジング22bとからなる。   The electric motor A and the speed reducer B are accommodated in the housing 22. The housing 22 includes a housing 22a on the electric motor A side and a housing 22b on the reduction gear B side.

電動モータAは、ハウジング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。   The electric motor A is of a radial gap type in which a stator 23 is provided on the inner peripheral surface of the housing 22a, and a rotor 24 is provided at an interval on the inner periphery of the stator 23.

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のハウジング22b内に挿入され、軸受25a、25bによってハウジング22に対して回転自在に支持されている。   The rotor 24 has a motor shaft 24a in the center, and the motor shaft 24a is connected to the input shaft 30 of the speed reducer B and is inserted into the housing 22b of the speed reducer B. And is supported rotatably.

減速機Bのハウジング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、電動モータ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。   The housing 22b of the speed reducer B is provided with an oil tank 41 for lubricating oil at the lower portion, the lubricating oil in the oil tank 41 is sucked by the oil pump 42, and the lubricating oil is supplied to the electric motor A and the speed reducer B for lubrication. And cooling.

潤滑油を減速機Bの内部に供給する給油通路43は、電動モータ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の吐出口からハウジング22aの内側に沿って後方へと延び、ハウジング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のハウジング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。   The oil supply passage 43 for supplying lubricating oil to the inside of the speed reducer B extends from the discharge port of the oil pump 42 driven by using the output rotation of the speed reducer B that decelerates the rotation of the electric motor A along the inside of the housing 22a. The rear portion of the housing 22a passes through the internal passage 44 of the motor shaft 24a and the internal passage 45 of the input shaft 30 of the speed reducer B, and the passage extends into the housing 22b of the speed reducer B. The lubricating oil supplied from the oil pump 42 is scattered by the centrifugal force and the pressure of the oil pump 42 from the radial supply port provided in the internal passage 45 of the input shaft 30 of the speed reducer B, and the speed reducer B The inside is lubricated and cooled. A so-called axial center lubrication system is adopted.

潤滑油の帰還通路46は、減速機Bのハウジング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。   The return passage 46 for the lubricating oil is constituted by a discharge port 47 provided at the bottom of the housing 22 b of the speed reducer B and a passage that reaches the suction port of the oil pump 42 through the oil tank 41.

オイルポンプ42は、図6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。   As shown in FIG. 6, the oil pump 42 includes an inner rotor 72 that rotates using the output rotation of the speed reducer B, an outer rotor 73 that rotates following the rotation of the inner rotor 72, a pump chamber 74, The cycloid pump includes a suction port 75 that communicates with the return passage 46 and a discharge port 76 that communicates with the oil supply passage 43.

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。   Inner rotor 72 has a tooth profile formed of a cycloid curve on the outer diameter surface. Specifically, the shape of the tooth tip portion 72a is an epicycloid curve, and the shape of the tooth gap portion 72b is a hypocycloid curve. The inner rotor 72 rotates integrally with the output shaft 33 of the speed reducer B.

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。   The outer rotor 73 has a tooth profile formed of a cycloid curve on the inner diameter surface. Specifically, the shape of the tooth tip portion 73a is a hypocycloid curve, and the shape of the tooth gap portion 73b is an epicycloid curve. The outer rotor 73 is rotatably supported by the pump case 77.

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。   The inner rotor 72 rotates around the rotation center c1. On the other hand, the outer rotor 73 rotates around a rotation center c2 different from the rotation center c1 of the inner rotor 72. Further, when the number of teeth of the inner rotor 72 is n, the number of teeth of the outer rotor 73 is (n + 1). In this embodiment, n = 5.

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。   A plurality of pump chambers 74 are provided in the space between the inner rotor 72 and the outer rotor 73. When the inner rotor 72 rotates using the rotation of the output shaft 33 of the speed reducer B, the outer rotor 73 rotates in a driven manner. At this time, since the inner rotor 72 and the outer rotor 73 rotate around different rotation centers c1 and c2, the volume of the pump chamber 74 continuously changes. As a result, the lubricating oil flowing in from the suction port 75 is pumped from the discharge port 76 to the oil supply passage 43.

減速機Bのハウジング22bには、図3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、電動モータ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。   As shown in FIG. 3, the housing 22b of the speed reducer B is provided with an oil tank 41 for lubricating oil at the lower portion. The lubricating oil in the oil tank 41 is sucked by the oil pump 42 through the return passage 46, and the electric motor A Lubricating oil is supplied to the reduction gear B to perform lubrication and cooling.

サイクロイド式の減速機Bは、図3〜図5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のハウジング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。   As shown in FIGS. 3 to 5, the cycloid reduction gear B supports two curved plates 31 rotatably by eccentric shaft portions 30 a and 30 b provided on the input shaft 30, and these curved plates 31. The corrugated tooth profile 31a formed on the outer periphery of the gear is engaged with the outer pin 32 disposed inside the housing 22b of the speed reducer B, and the curved plate 31 is caused to eccentrically swing by the rotation of the input shaft 30. The rotation of 31 is output from the output shaft 33 arranged coaxially with the input shaft 30, and the wheel hub C is rotated.

減速機Bのハウジング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。   The number of outer pins 32 disposed inside the housing 22b of the reduction gear B is greater than the corrugated tooth profile 31a on the outer periphery of the curved plate 31.

外ピン32は、図3に示すように、減速機Bのハウジング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のハウジング22bに対してシャーピン60のよって回り止めされている。外ピンハウジング50は、図7〜図9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。   As shown in FIG. 3, the outer pin 32 is supported by an outer pin housing 50 that is disposed on the inner diameter surface of the housing 22 b of the speed reducer B via a gap. The outer pin housing 50 is prevented from rotating by the shear pin 60 with respect to the housing 22b of the speed reducer B. As shown in FIGS. 7 to 9, the outer pin housing 50 has a cylindrical shape having a pair of flange portions 51 on the inner diameter side of both axial end surfaces.

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4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。   The pair of flange portions 51 of the outer pin housing 50 are provided with a plurality of outer pin holding holes 54 penetrating in the thickness direction. As shown in FIG. 4, the outer pin holding hole 54 extends in a direction parallel to the rotation axis of the input shaft 30 and holds both ends of the outer pin 32. Both ends of the outer pin 32 are supported by the outer pin holding hole 54 via bearings 55.

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のハウジング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。   The corresponding outer pin holding holes 54 of the pair of flange portions 51 are provided at the same position in the circumferential direction so as to face each other. That is, the center axes of the pair of outer pin holding holes 54 coincide with each other, and when the outer pin housing 50 is attached to the housing 22 b of the reduction gear B, the center axis of the outer pin holding holes 54 is parallel to the rotation axis of the input shaft 30. become. Thereby, the outer pin 32 can be held in parallel with the rotation axis of the input shaft 30.

図7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。   As shown in FIG. 7, a groove-shaped counterbore portion 57 is formed in the thick portion located on the radially inner peripheral side of the pair of flange portions 51 so as to continue to the outer pin holding hole 54. .

前記軸受55としては、図3及び図4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。   In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the bearing 55 includes a needle formed of an outer ring 55 a and needle rollers 55 b in which the inner peripheral surface of the outer ring 55 a and the outer peripheral surface of the outer pin 32 are rolling surfaces. A tapered roller bearing is used.

シャーピン60は、図10に示すように、軸体の中間部分に最弱部となるV字形等のノッチ60aを設けたものであり、軸体自体の径、材質、およびノッチ60aの径を調節することにより、破壊荷重を調節することができる。ノッチ60aの形状はV字型に限らず、U字型や凹形等、破壊荷重をコントロールできる形状であれば採用することができる。シャーピン60の材質としては、例えば、S45Cを使用することができる。   As shown in FIG. 10, the shear pin 60 is provided with a V-shaped notch 60a or the like which is the weakest part at the intermediate portion of the shaft body, and adjusts the diameter and material of the shaft body itself and the diameter of the notch 60a. By doing so, the breaking load can be adjusted. The shape of the notch 60a is not limited to the V shape, and any shape that can control the breaking load such as a U shape or a concave shape can be adopted. As a material of the shear pin 60, for example, S45C can be used.

図3の実施形態では、シャーピン60を、図7〜図9に示すように、外ピンハウジング50の外周面と、減速機Bのハウジング22bの内周面に、シャーピン60の軸心が、減速機Bの回転軸心と直交するように埋め込み支持している。シャーピン60は外ピンハウジング50の外周面に複数埋め込み支持されるほうが良く、この実施形態では、4個のシャーピン60を90度間隔で周方向に均等配置している。   In the embodiment of FIG. 3, the shear pin 60 is decelerated on the outer peripheral surface of the outer pin housing 50 and the inner peripheral surface of the housing 22 b of the reducer B as shown in FIGS. 7 to 9. It is embedded and supported so as to be orthogonal to the rotational axis of the machine B. A plurality of shear pins 60 are preferably embedded and supported on the outer peripheral surface of the outer pin housing 50. In this embodiment, four shear pins 60 are equally arranged in the circumferential direction at intervals of 90 degrees.

図11及び図12に示す実施形態は、シャーピン60を、外ピンハウジング50の外側面と、減速機Bのハウジング22bの内側面に、シャーピン60の軸心が、減速機Bの回転軸心と平行になるように埋め込み支持する例である。シャーピン60は外ピンハウジング50の外側面に複数埋め込み支持されるほうが良く、この実施形態では、4個のシャーピン60を90度間隔で周方向に均等配置しており、両外側面にあるので計8個のシャーピン60で支持している。   In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the shear pin 60 is arranged on the outer surface of the outer pin housing 50 and the inner surface of the housing 22 b of the speed reducer B, and the shaft center of the shear pin 60 is the rotational axis of the speed reducer B. It is an example which is embedded and supported so as to be parallel. It is better that a plurality of shear pins 60 are embedded and supported on the outer surface of the outer pin housing 50. In this embodiment, four shear pins 60 are evenly arranged in the circumferential direction at intervals of 90 degrees and are located on both outer surfaces. It is supported by eight shear pins 60.

シャーピン60は、減速機Bの外ピンハウジング50を、減速機Bのハウジング22bに対して周方向の回転を止める機能を有し、減速機Bがロックして、外ピンハウジング50に過大なトルクが働いた場合に、ノッチ60a部分で折れて、外ピンハウジング50の回り止め機能をなくし、減速機B全体が空転させる役割を担っている。   The shear pin 60 has a function of stopping the outer pin housing 50 of the speed reducer B from rotating in the circumferential direction with respect to the housing 22b of the speed reducer B. The speed reducer B locks and excessive torque is applied to the outer pin housing 50. Is broken at the notch 60a portion, the anti-rotation function of the outer pin housing 50 is eliminated, and the entire reduction gear B plays a role of idling.

したがって、走行中に減速機Bの内部の故障等により減速機Bに過大なトルクが働いた場合、インホイールモータ駆動装置21のハウジング22bと、減速機Bの内歯車に相当する部材、即ち、外ピンハウジング50に支持された外ピン32の間に生ずる回転せん断力により、シャーピン60が折れて、減速機B全体を空転させることにより、車輪のロックおよび電動モータAの過負荷や軸の捩れなどを防止することができる。   Accordingly, when excessive torque is applied to the speed reducer B due to an internal failure of the speed reducer B during traveling, a member corresponding to the housing 22b of the in-wheel motor drive device 21 and the internal gear of the speed reducer B, that is, The shear pin 60 is broken by the rotational shear force generated between the outer pins 32 supported by the outer pin housing 50 and the entire reduction gear B is idled, thereby locking the wheel, overloading the electric motor A, and twisting the shaft. Etc. can be prevented.

そして、シャーピン60を使用することにより、例えば、図13に示すような制御フローにより、フェールセーフ機能を充実させることができる。   By using the shear pin 60, for example, the fail-safe function can be enhanced by a control flow as shown in FIG.

図13に示す制御フローは、減速機Bとしてサイクロイド式の減速機を使用する場合の制御フローである。   The control flow shown in FIG. 13 is a control flow when a cycloid type speed reducer is used as the speed reducer B.

即ち、通常制御を行っていた時(F1)に、シャーピン60の破損により、減速機B全体が回転しているのを検知すると(F2のYES)、電動モータAをOFFにする(F3)。電動モータAをOFFした後に、車速が0になるのを検知すると(F4のYES)、緊急時用制御(F5)を行う。   That is, when the normal control is performed (F1), if it is detected that the entire reduction gear B is rotating due to breakage of the shear pin 60 (YES in F2), the electric motor A is turned off (F3). When it is detected that the vehicle speed becomes 0 after turning off the electric motor A (YES in F4), emergency control (F5) is performed.

緊急時用制御は、例えば、サイクロイド減速機は入力と出力で回転方向が変わるが、故障により減速機として機能しない場合は入出力で回転方向が変わらないため電動モータAへの制御指令の正転と反転を入れ替えるように制御を行う。また、正常側インホイールモータ駆動装置の出力トルクを、故障側のインホイールモータ駆動装置の出力トルク(減速機Bによる増幅なし)に合わせてセーブするようにしてもよい。このようにすることで、減速機ロック後の走行が可能になるということがこの発明の特徴であり、車輪ロックを回避する従前の方法との違いである。   In emergency control, for example, the rotation direction of a cycloid reducer changes depending on input and output, but if it does not function as a reducer due to a failure, the rotation direction does not change due to input / output. And control to reverse the inversion. Further, the output torque of the normal side in-wheel motor drive device may be saved in accordance with the output torque of the fault side in-wheel motor drive device (without amplification by the speed reducer B). By doing in this way, it is the feature of this invention that the driving | running | working after a reduction gear lock is attained, and is a difference with the conventional method which avoids a wheel lock | rock.

偏心軸部30a、30bは、図4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。   As shown in FIG. 4, a pair of eccentric shaft portions 30 a and 30 b are provided in the axial direction of the input shaft 30. The pair of eccentric shaft portions 30a and 30b is provided such that the center of the cylindrical outer diameter surface is 180 degrees out of phase in the circumferential direction, and rolls to the outer diameter surface of each of the pair of eccentric shaft portions 30a and 30b. A bearing 34 is fitted.

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。   The input shaft 30 provided with the pair of eccentric shaft portions 30a and 30b is provided with a pair of counterweights 35 with a 180 ° phase shift in the circumferential direction so as to sandwich the pair of eccentric shaft portions 30a and 30b.

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5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。   The curved plate 31 is rotatably supported on the input shaft 30 by the rolling bearing 34, and the corrugated tooth profile 31a formed on the outer periphery thereof is a trochoidal curved tooth profile. As shown in FIG. 5, the curved plate 31 has a plurality of pin holes 36 formed at equal intervals on a circle centered on the rotation axis, and each of the pair of pin holes 36 aligned in the axial direction is internally formed. The pin 37 is inserted with a margin, and a part of the outer periphery of the roller bearing 37 a rotatably supported by the inner pin 37 is in contact with a part of the inner periphery of the pin hole 36.

減速機Bは、図4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。   As shown in FIG. 4, the speed reducer B is engaged with two curved plates 31 as revolving members that are rotatably held by the eccentric shaft portions 30 a and 30 b and a corrugated tooth profile 31 a on the outer peripheral portion of the curved plate 31. A plurality of outer pins 32, an output shaft 33 that outputs the rotational movement of the curved plate 31, and a gap between the two curved plates 31 are in contact with the end surfaces of the curved plates 31 to prevent the curved plate from tilting. And a center collar 38.

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3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の電動モータ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。   The output shaft 33 has a flange portion 33a and a shaft portion 33b. As shown in FIG. 3, inner pins 37 are fixed to the flange portion 33 a at equal intervals on a circumference centered on the rotation axis of the output shaft 33. As shown in FIG. 3, a wheel hub C is provided on the outer diameter surface of the shaft portion 33b so that torque can be transmitted by serration (or spline). A pump drive shaft 33 c connected to the inner rotor 72 of the oil pump 42 is provided at the end of the output shaft 33 on which the flange portions 33 a and 33 a are connected via a plurality of inner pins 37 on the electric motor A side.

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、図5において、入力軸30が紙面上で反時計回りに回転すると、曲線板31は公転運動を行い、外周の波形歯形31aと外ピン32とが係合することにより、曲線板31は時計回りの自転運動が生じる。このように、サイクロイド減速機は入力回転と出力回転で回転方向が反対に変わる減速機である。   The outer pins 32 are provided at equal intervals on the circumferential track of the rotation axis of the input shaft 30. In FIG. 5, when the input shaft 30 rotates counterclockwise on the paper surface, the curved plate 31 performs a revolving motion, and the curved waveform 31 a and the outer pin 32 engage with each other, whereby the curved plate 31 is Clockwise rotation occurs. As described above, the cycloid reduction gear is a reduction gear whose direction of rotation is reversed between input rotation and output rotation.

図4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。   As shown in FIG. 4, the output shaft 33 and the stabilizer 33 d are rotatably supported via a bearing 90 on the inner periphery of the flange portion 51 of the outer pin housing 50. Further, the inner diameter surface of the flange portion 33 a and the stabilizer 33 d of the output shaft 33 and the outer diameter surface of the input shaft 30 are supported through a bearing 91 so as to be relatively rotatable.

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。   The curved plate 31 is incorporated between the flange portion 33a and the stabilizer 33d facing the output shaft 33. Further, both ends of the inner pin 37 penetrating the pin hole 36 of the incorporated curved plate 31 are supported by the flange portion 33 a facing the output shaft 33.

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。   The plurality of inner pins 37 supported by the flange portion 33 a and the stabilizer 33 d that face the output shaft 33 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the rotational axis of the input shaft 30, and friction with the curved plate 31. In order to reduce the resistance, needle roller bearings 37a are provided at positions where they contact the inner wall surfaces of the pin holes 36 of the two curved plates 31. The inner diameter dimension of the pin hole 36 is set to be larger than the outer diameter dimension of the inner pin 37 (referred to as “maximum outer diameter including the needle roller bearing 37a”; the same applies hereinafter).

インホイールモータ駆動装置21の軽量化の観点から、ハウジング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。   From the viewpoint of reducing the weight of the in-wheel motor drive device 21, the housing 22 is formed of a light metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy. On the other hand, it is desirable to form the outer pin housing 50, which requires high strength, from steel.

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をハウジング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。   As shown in FIG. 1, the wheel hub C includes an inner ring member 81 fixedly connected to the outer diameter surface of the shaft portion 33b of the output shaft 33, and an outer ring member 82 that rotatably holds the inner ring member 81 with respect to the housing 22b. With. The inner ring member 81 and the outer ring member 82 constitute a double-row angular ball bearing, and a double-row rolling element 83 is installed between the inner ring member 81 and the outer ring member 82. The inner ring member 81 is integrally provided with a wheel mounting flange portion 84.

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。   In the above-described embodiment, an example of a cylindrical roller bearing has been shown as the rolling bearing 34 that supports the curved plate 31. However, the present invention is not limited to this example. For example, a plain bearing, a deep groove ball bearing, a tapered roller bearing, and a needle roller Bearings, spherical roller bearings, angular contact ball bearings, 4-point contact ball bearings, etc., whether they are plain bearings or rolling bearings, regardless of whether the rolling elements are rollers or balls, All bearings can be applied, whether double row or single row. Similarly, any type of bearing can be adopted for bearings arranged in other locations.

また、前記の実施形態においては、電動モータAに、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。   Further, in the above-described embodiment, the radial gap includes the electric motor A including the stator 23 fixed to the housing 22a and the rotor 24 disposed at a position facing the inner side of the stator 23 with a radial gap. Although the example which employ | adopted the motor was shown, the motor of arbitrary structures is applicable, without restricting to this. For example, an axial gap motor in which the stator and the rotor are arranged to face each other via a gap opened in the axial direction may be used.

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。   Furthermore, the electric vehicle equipped with the in-wheel motor drive device 21 according to the present invention may have the rear wheels as drive wheels, the front wheels as drive wheels, or a four-wheel drive vehicle. In the present specification, “electric vehicle” is a concept including all vehicles that obtain driving force from electric power, and should be understood as including, for example, a hybrid vehicle.

次に、減速機Bとして、遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置の実施形態について説明する。   Next, an embodiment of an in-wheel motor drive device that uses a planetary gear speed reducer as the speed reducer B will be described.

遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置21も、図14に示すように、電動モータA、その電動モータAの出力によって駆動される減速機B、減速機Bの入力軸113と同軸の出力部材114によって回転される車輪ハブC及び電動モータAと減速機Bを収納するハウジング116を主要な構成要素としている。   As shown in FIG. 14, the in-wheel motor drive device 21 using the planetary gear speed reducer is also coaxial with the electric motor A, the speed reducer B driven by the output of the electric motor A, and the input shaft 113 of the speed reducer B. The wheel hub C rotated by the output member 114 and the housing 116 that houses the electric motor A and the speed reducer B are the main components.

前記のハウジング116は、円筒部117とその前端(アウトボード側の端部、図の左側の端部)に設けられた径方向の前端部118を有する。前端部118はセンター部が開放され、その開放穴119に車輪ハブCの外方部材121の後端部が嵌合され、フランジ122が前端部118に、ボルト123により固定されている。   The housing 116 has a cylindrical portion 117 and a front end 118 in the radial direction provided at the front end (end on the outboard side, end on the left side in the figure). The center portion of the front end portion 118 is opened, the rear end portion of the outer member 121 of the wheel hub C is fitted into the opening hole 119, and the flange 122 is fixed to the front end portion 118 with a bolt 123.

車輪ハブCのフランジ122とハウジング116の前端部118との間には、ハウジング116の前端部118に形成したボルト固定孔の外径位置に、減速機B内の潤滑油のリークを防止するために、Oリング169を嵌めている。   Between the flange 122 of the wheel hub C and the front end portion 118 of the housing 116, in order to prevent leakage of the lubricating oil in the speed reducer B at the outer diameter position of the bolt fixing hole formed in the front end portion 118 of the housing 116. And an O-ring 169.

前記ハウジング116の前端部118内側に、前記開放穴119と同芯状にこれより大径の隔壁基部118aが設けられる。その隔壁基部118aに皿形の隔壁部材120がボルト120aによって固定される。前記隔壁部材120のセンターにセンター穴125が設けられる。そのセンター穴125が入力軸113の外径面に径方向のすき間をおいて臨む。前記の隔壁基部118aとこれに連結固定された隔壁部材120によって隔壁124が形成される。隔壁124は、ハウジング116の内部を外径側の電動モータAの収納空間と、内径側の減速機Bの収納空間を区画する機能を有する。   A partition wall base 118 a having a larger diameter than the opening hole 119 is provided inside the front end portion 118 of the housing 116. A dish-shaped partition member 120 is fixed to the partition base 118a by a bolt 120a. A center hole 125 is provided at the center of the partition member 120. The center hole 125 faces the outer diameter surface of the input shaft 113 with a radial gap. A partition wall 124 is formed by the partition base 118a and the partition member 120 connected and fixed thereto. The partition wall 124 has a function of dividing the inside of the housing 116 into a storage space for the electric motor A on the outer diameter side and a storage space for the reduction gear B on the inner diameter side.

ハウジング116の円筒部117の後端縁の中心対称の2個所に、軸方向に突き出したサスペンション連結部127が設けられる。従来の自動車においては、車輪ハブCは、車体のナックルを介在してサスペンションに連結されていたが、この図14の実施形態の場合は、ハウジング116の一部であるサスペンション連結部127に車体側のサスペンションを直接連結することができる。   Suspension coupling portions 127 protruding in the axial direction are provided at two positions symmetrical with respect to the rear end edge of the cylindrical portion 117 of the housing 116. In the conventional automobile, the wheel hub C is connected to the suspension via the knuckle of the vehicle body. However, in the case of the embodiment of FIG. 14, the suspension connecting portion 127 that is a part of the housing 116 is connected to the vehicle body side. Can be directly connected.

ハウジング116がナックルの機能を果たすことになるので、ハウジング116にナックルを一体化した構造であるということができる。この場合、車輪ハブCの外方部材121の交換の必要が生じたときは、サスペンションからハウジング116を外す必要がなく、ボルト123を外すだけで交換を行うことができる。   Since the housing 116 functions as a knuckle, it can be said that the housing 116 has a structure in which the knuckle is integrated. In this case, when the outer member 121 of the wheel hub C needs to be replaced, it is not necessary to remove the housing 116 from the suspension, and the replacement can be performed only by removing the bolt 123.

電動モータAは、図示の場合、ラジアルギャップ形のブラシレスDCモータであり、ハウジング116の円筒部117の内径面に固定されたステータ128と、そのステータ128の内径面にラジアルギャップをおいて配置されたロータ129とによって構成される。ロータ129は、ロータ支持部材131によって入力軸113に嵌合固定される。   In the illustrated case, the electric motor A is a radial gap type brushless DC motor, and is arranged with a stator 128 fixed to the inner surface of the cylindrical portion 117 of the housing 116 and a radial gap on the inner surface of the stator 128. And a rotor 129. The rotor 129 is fitted and fixed to the input shaft 113 by the rotor support member 131.

ロータ支持部材131は、ロータ129の内径部に嵌合された支持部材円筒部131a(図15参照)と、前記隔壁124に沿って後方に延び内径方向に屈曲された支持部材円板部131bによって構成される。その支持部材円板部131bの内径部にボス部131cが設けられ、そのボス部131cが入力軸113に嵌合され、キー止め部135により入力軸113に固定される。   The rotor support member 131 includes a support member cylindrical portion 131a (see FIG. 15) fitted to the inner diameter portion of the rotor 129, and a support member disk portion 131b that extends rearward along the partition wall 124 and is bent in the inner diameter direction. Composed. A boss portion 131 c is provided on the inner diameter portion of the support member disk portion 131 b, the boss portion 131 c is fitted to the input shaft 113, and is fixed to the input shaft 113 by the keying portion 135.

前記のボス部131cは隔壁124のセンター穴125の内径側に挿入され、そのセンター穴125とボス部131cの間にオイルシール部材136が介在される(図15参照)。隔壁124及びオイルシール部材136によって、電動モータAの収納部と減速機Bの収納部が仕切られるとともに、オイルシールされる。これにより、減速機B側の潤滑油が電動モータA側に移動することが防止され、電動モータA側はドライに保たれ、潤滑油がロータ129の回転の妨げとなる不具合が除去される。   The boss 131c is inserted on the inner diameter side of the center hole 125 of the partition wall 124, and an oil seal member 136 is interposed between the center hole 125 and the boss 131c (see FIG. 15). The partition 124 and the oil seal member 136 partition the storage portion of the electric motor A and the storage portion of the reduction gear B and are oil-sealed. As a result, the lubricating oil on the reduction gear B side is prevented from moving to the electric motor A side, the electric motor A side is kept dry, and the problem that the lubricating oil hinders the rotation of the rotor 129 is removed.

減速機Bは、遊星歯車形式のものであり、図15に示したように、前記入力軸113と出力部材114、入力軸の外径面にキー止め部138によって取り付けられたサンギヤ139、そのサンギヤ139の外周において、前記隔壁基部118aと隔壁部材120との境界部分の内径面に沿って配置されたリングギヤ142、そのリングギヤ142とサンギヤ139の間に周方向に等間隔をおいて3個所に設けられたピニオンギヤ143とにより構成される。ピニオンギヤ143は針状ころ軸受144を介してピニオンピン145によって支持される。   The reduction gear B is of a planetary gear type. As shown in FIG. 15, the input shaft 113, the output member 114, a sun gear 139 attached to the outer diameter surface of the input shaft by a key stopper 138, and the sun gear A ring gear 142 disposed along the inner diameter surface of the boundary portion between the partition wall base 118a and the partition wall member 120 on the outer periphery of the partition wall 139, and three circumferentially spaced intervals between the ring gear 142 and the sun gear 139. The pinion gear 143 is configured. The pinion gear 143 is supported by a pinion pin 145 via a needle roller bearing 144.

リングギヤ142は、ハウジング116に対してシャーピン60によって回り止めされている。   The ring gear 142 is prevented from rotating with respect to the housing 116 by the shear pin 60.

即ち、図16に示すように、リングギヤ142の外周とハウジング116の隔壁基部118aの内径部の所定間隔を空け、周方向の複数個所にシャーピン60を埋め込み、シャーピン60をリングギヤ142の回り止めとして機能させている。   That is, as shown in FIG. 16, a predetermined interval is formed between the outer periphery of the ring gear 142 and the inner diameter portion of the partition wall base portion 118a of the housing 116, and the shear pins 60 are embedded at a plurality of locations in the circumferential direction. I am letting.

したがって、リングギヤ142に過大なトルクが働いた場合、シャーピン60が折れて、減速機B全体を回転させることにより、車輪のロックおよび電動モータAの過負荷や軸の捩れなどを防止することができる。   Therefore, when an excessive torque is applied to the ring gear 142, the shear pin 60 is broken and the entire speed reducer B is rotated to prevent the wheel from being locked, the electric motor A from being overloaded, the shaft being twisted, and the like. .

電動モータA及び減速機Bは、図14に示すように、入力軸113の後端部(インボード側端部)を除き、ハウジング116の円筒部117の軸方向長さの範囲内に収まるので、その円筒部117の後端部にシール部材160を介してリヤカバー173が嵌合される。リヤカバー173の外側面には放熱用のフィン174が設けられ、電動モータAの熱を外部に放熱するようにしている。   As shown in FIG. 14, the electric motor A and the speed reducer B are within the range of the axial length of the cylindrical portion 117 of the housing 116 except for the rear end portion (inboard side end portion) of the input shaft 113. The rear cover 173 is fitted to the rear end portion of the cylindrical portion 117 via the seal member 160. A heat dissipating fin 174 is provided on the outer surface of the rear cover 173 so as to dissipate the heat of the electric motor A to the outside.

リヤカバー173のセンター穴とそのセンター穴を貫通する入力軸113との間に回転センサー175が設けられ、その部分がセンサーカバー177によって閉鎖される。図示の回転センサー175はレゾルバであり、そのセンサーステータ175aがリヤカバー173のセンター穴に固定され、センサーロータ175bが入力軸113に取り付けられる。   A rotation sensor 175 is provided between the center hole of the rear cover 173 and the input shaft 113 passing through the center hole, and the portion is closed by the sensor cover 177. The illustrated rotation sensor 175 is a resolver, and its sensor stator 175 a is fixed to the center hole of the rear cover 173, and the sensor rotor 175 b is attached to the input shaft 113.

センサーステータ175aのリード線179がセンサーカバー177の外部に設けたコネクタ差込部178に接続される。回転センサー175としては、前記のレゾルバの他にホール素子等を用いることができる。コネクタ差込部178に信号線ケーブルのコネクタ(図示省略)が差し込まれる。   A lead wire 179 of the sensor stator 175a is connected to a connector insertion portion 178 provided outside the sensor cover 177. As the rotation sensor 175, a Hall element or the like can be used in addition to the resolver. A connector (not shown) of the signal line cable is inserted into the connector insertion portion 178.

回転センサー175によって検知された入力軸113の回転角度は、前記の信号線ケーブルを経て図示省略の制御回路に入力され、電動モータAの回転制御に用いられる。   The rotation angle of the input shaft 113 detected by the rotation sensor 175 is input to a control circuit (not shown) via the signal line cable and used for rotation control of the electric motor A.

図14に示す実施形態の車輪ハブCは、ハブ186が一体化された内方部材146と、その内方部材146の外径面に嵌合された一対の内輪187と、フランジ122を有する外方部材121と、その外方部材121の内径面に嵌合され複列の軌道を有する外輪188と、前記内輪187と外輪188の間に介在されたい複列のボール189とにより構成される。車輪はハブボルト190によってハブ186に取り付けられる。   The wheel hub C of the embodiment shown in FIG. 14 includes an inner member 146 in which the hub 186 is integrated, a pair of inner rings 187 fitted to the outer diameter surface of the inner member 146, and an outer member having a flange 122. The outer ring 188 is fitted to the inner surface of the outer member 121 and has a double-row track, and the double-row balls 189 that are desired to be interposed between the inner ring 187 and the outer ring 188. The wheels are attached to the hub 186 by hub bolts 190.

前記出力部材114の連結軸部147が、内方部材416の内径面にスプライン結合部され、内方部材146から外部に突き出した連結軸部147の先端部が前記のようにナット150によって固定される。ナット150を用いた固定手段に代えて、プレスカット接合、拡径かしめ、揺動かしめ等の固定手段を採用することができる。   The connecting shaft portion 147 of the output member 114 is splined to the inner diameter surface of the inner member 416, and the distal end portion of the connecting shaft portion 147 protruding outward from the inner member 146 is fixed by the nut 150 as described above. The Instead of the fixing means using the nut 150, fixing means such as press-cut joining, diameter expansion caulking, or rocking caulking can be employed.

図14に示す実施形態の車輪ハブCは、いわゆる第1世代と呼ばれる形式であるが、第2世代もしくは第3世代の形式のものを用いることができる。   The wheel hub C of the embodiment shown in FIG. 14 has a so-called first generation type, but a second generation or third generation type can be used.

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、22a、22b :ハウジング
23 :ステータ
24 :ロータ
24a :モータ軸
25a、25b :軸受
30 :入力軸
30a、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、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
57 :ザグリ部
60 :シャーピン
60a :ノッチ
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、91 :軸受
A :電動モータ
B :減速機
C :車輪ハブ
11: Electric vehicle 12: Chassis 12a: Wheel housing 12b: Suspension device 13: Front wheel 14: Drive wheel 21: In-wheel motor drive devices 22, 22a, 22b: Housing 23: Stator 24: Rotor 24a: Motor shafts 25a, 25b: Bearing 30: Input shaft 30a, 30b: Eccentric shaft portion 31: Curved plate 31a: Wave tooth shape 32: Outer pin 33: Output shaft 33a: Flange portion 33b: Shaft portion 33c: Pump drive shaft 33d: Stabilizer 34: Rolling bearing 35: Counterweight 36: Pin hole 37: Inner pin 37a: Bearing 38: Center collar 41: Oil tank 42: Oil pump 43: Oil supply passage 44, 45: Internal passage 46: Return passage 47: Discharge port 50: Outer pin housing 51: Flange portion 54: outer pin holding hole 55: bearing 55a Outer ring 57: Counterbore 60: Shear pin 60a: Notch 72: Inner rotor 72a: Tooth portion 72b: Tooth portion 73: Outer rotor 73a: Tooth portion 73b: Tooth portion 74: Pump chamber 75: Inlet 76: Exhalation Outlet 77: Pump case 81: Inner ring member 82: Outer ring member 83: Rolling element 84: Wheel mounting flange portions 90, 91: Bearing A: Electric motor B: Reducer C: Wheel hub

Claims (6)

駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備え、減速機がハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えるインホイールモータ駆動装置において、上記減速機の内歯部材をハウジングに対して回り止めする部材を、過負荷によって破断するシャーピンによって構成したことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。   An electric motor that generates a driving force, a reduction gear that receives the output of the electric motor, and a wheel hub that is rotated by the reduction output of the reduction gear. An in-wheel motor drive device having a tooth member, and having an outer tooth member that meshes with the inner tooth member and decelerates and outputs a deceleration output to the wheel hub, wherein the inner tooth member of the speed reducer is prevented from rotating with respect to the housing. The in-wheel motor drive device characterized by comprising the member to do with the shear pin fracture | ruptured by overload. 前記減速機が、ハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた外ピンハウジングの内側に支持された内歯部材としての外ピンと、この外ピンと噛み合う波形歯形が外周に形成され、入力軸に設けられた偏心軸部によって偏心揺動運動する外歯部材としての曲線板を備え、曲線板の自転を入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力し、車輪ハブを回転させるサイクロイド減速機である請求項1記載のインホイールモータ駆動装置。   An outer pin as an inner tooth member supported on the inner side of the outer pin housing that is prevented from rotating with respect to the housing by the shear pin, and a corrugated tooth profile that meshes with the outer pin is formed on the outer periphery and provided on the input shaft. A cycloid reducer that includes a curved plate as an external tooth member that is eccentrically oscillated by an eccentric shaft portion, outputs the rotation of the curved plate from an output shaft arranged coaxially with the input shaft, and rotates a wheel hub The in-wheel motor drive device according to claim 1. 前記減速機が、入力軸に同軸状に設けられる外歯部材としてのサンギヤ及び内歯部材としてのリングギヤ、前記サンギヤとリングギヤの間に円周方向等配に設けられる複数のピニオンギヤ、前記ピニオンギヤを保持するキャリヤとからなり、リングギヤがハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた遊星歯車減速機である請求項1記載のインホイールモータ駆動装置。   The reduction gear holds a sun gear as an external tooth member provided coaxially on the input shaft, a ring gear as an internal tooth member, a plurality of pinion gears provided at equal intervals in the circumferential direction between the sun gear and the ring gear, and the pinion gear 2. An in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein the ring gear is a planetary gear speed reducer comprising a carrier that performs rotation, and the ring gear is prevented from rotating with respect to the housing by the shear pin. 前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心が、減速機の回転軸心と直交している請求項1〜3に記載のインホイールモータ駆動装置。   The in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein an axial center of a shear pin that prevents the internal gear member from rotating relative to the housing is orthogonal to a rotational axis of the speed reducer. 前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心が、減速機の回転軸心と平行である請求項1〜3に記載のインホイールモータ駆動装置。   The in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein an axis of a shear pin that prevents the internal gear member from rotating relative to the housing is parallel to a rotation axis of the speed reducer. 片輪ロックを検知した後、左右輪のトルク、回転数、および回転方向に対して、緊急低速走行に適した制御を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかのインホイールモータ駆動装置を用いた制御システム。   The in-wheel motor drive according to any one of claims 1 to 5, wherein after the one-wheel lock is detected, control suitable for emergency low-speed driving is performed on the torque, rotation speed, and rotation direction of the left and right wheels. Control system using equipment.
JP2014068330A 2014-03-28 2014-03-28 In-wheel motor driving device Pending JP2015190566A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068330A JP2015190566A (en) 2014-03-28 2014-03-28 In-wheel motor driving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068330A JP2015190566A (en) 2014-03-28 2014-03-28 In-wheel motor driving device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015190566A true JP2015190566A (en) 2015-11-02

Family

ID=54425224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014068330A Pending JP2015190566A (en) 2014-03-28 2014-03-28 In-wheel motor driving device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015190566A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059188A (en) * 2016-05-30 2016-10-26 哈工大机器人集团有限公司 Novel angle steering engine
CN106246822A (en) * 2016-09-22 2016-12-21 中国北方车辆研究所 Wheel motor drive device with planet speed change mechanism
WO2018018868A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 中冶京诚(湘潭)矿山装备有限公司 Travel driving device for motor vehicle
JP2018029459A (en) * 2016-08-19 2018-02-22 学校法人千葉工業大学 Driving device and robot
CN111509908A (en) * 2020-05-19 2020-08-07 重庆大学 Pin shaft type cycloidal hub motor
JP2020137374A (en) * 2019-02-25 2020-08-31 株式会社デンソー Rotary electric machine
JP2021169848A (en) * 2020-04-16 2021-10-28 トヨタ自動車株式会社 Drive device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059188A (en) * 2016-05-30 2016-10-26 哈工大机器人集团有限公司 Novel angle steering engine
CN106059188B (en) * 2016-05-30 2019-01-08 哈工大机器人集团(哈尔滨)资产经营管理有限公司 A kind of angle steering engine
WO2018018868A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 中冶京诚(湘潭)矿山装备有限公司 Travel driving device for motor vehicle
JP2018029459A (en) * 2016-08-19 2018-02-22 学校法人千葉工業大学 Driving device and robot
CN106246822A (en) * 2016-09-22 2016-12-21 中国北方车辆研究所 Wheel motor drive device with planet speed change mechanism
JP2020137374A (en) * 2019-02-25 2020-08-31 株式会社デンソー Rotary electric machine
WO2020175333A1 (en) * 2019-02-25 2020-09-03 株式会社デンソー Rotating electric machine
CN113474976A (en) * 2019-02-25 2021-10-01 株式会社电装 Rotating electrical machine
JP7092066B2 (en) 2019-02-25 2022-06-28 株式会社デンソー Rotating electric machine
CN113474976B (en) * 2019-02-25 2024-01-05 株式会社电装 Rotary electric machine
JP2021169848A (en) * 2020-04-16 2021-10-28 トヨタ自動車株式会社 Drive device
JP7354914B2 (en) 2020-04-16 2023-10-03 トヨタ自動車株式会社 drive device
CN111509908A (en) * 2020-05-19 2020-08-07 重庆大学 Pin shaft type cycloidal hub motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015190566A (en) In-wheel motor driving device
JP5374215B2 (en) Cycloid reducer, in-wheel motor drive device, and vehicle motor drive device
JP4877296B2 (en) DRIVE DEVICE AND CONTROL DEVICE THEREOF
JP5066925B2 (en) Wheel drive device
JP2009012523A (en) Wheel drive
EP2562006B1 (en) Wheel driving device
JP2012148725A (en) In-wheel motor drive device
JP2016130572A (en) In-wheel motor drive unit
WO2015105097A1 (en) Electric vehicle drive device
JP2015175512A (en) In-wheel motor driving device
JP2015137733A (en) In-wheel motor drive unit
JP2016049916A (en) In-wheel motor driving device
JP2016142362A (en) In-wheel motor drive unit
JP2016014445A (en) In-wheel motor driving gear
JP2015175383A (en) in-wheel motor drive device
JP2016063689A (en) In-wheel motor drive device
JP2016148411A (en) Wheel drive unit
JP2016065616A (en) In-wheel motor drive
JP2011185286A (en) In-wheel motor driving device
JP2015093492A (en) In-wheel motor driving device
JP2015055343A (en) In-wheel motor drive unit
WO2015060135A1 (en) In-wheel motor driving device
JP2016179799A (en) Motor drive unit for vehicle
JP6333579B2 (en) In-wheel motor drive device
WO2016174984A1 (en) In-wheel motor drive device