JP2016049000A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置のケーシング同士の突合せ面を横断して流れる流体通路の流量を増大させる。
【解決手段】インホイールモータ駆動装置は、第１突合せ面（７２）を有しインホイールモータ駆動装置の外郭をなす壁状の第１ケーシング（２２ａ）と、第１突合せ面に突き合わされる第２突合せ面を有する壁状の第２ケーシングと、第１ケーシングの壁厚内部および第２ケーシングの壁厚内部に形成されて、互いに突き合わされる第１突合せ面および第２突合せ面を横断する流体通路（５５ｍ）と、第１突合せ面および第２突合せ面の間に介在し、流体通路を囲繞する通路シール材（７５）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置のケーシングに関する。

車輪のロードホイール内空領域に配置されて当該車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置として従来、例えば特開２０１０−１７２０６９号公報（特許文献１）に記載のインホイールモータ駆動装置が知られている。特許文献１のインホイールモータ駆動装置は図８の縦断面図に示すように円筒形状のモータ部１２０を有する。モータ部１２０のモータ筐体１２１は、円筒状のウォータージャケット１６５の両端面に、円板状のポンプケーシング１２２と、円板状のモータカバー１２３を突き合わせて固定したものである。

特許文献１のインホイールモータ駆動装置はさらに軸心給油方式の潤滑油回路を備え、インホイールモータ駆動装置の中心部を効果的に潤滑および冷却することができる。潤滑油回路の一部区間は、吸入油路１５１と、オイルポンプ１５２と、吐出油路１５３と、冷却油路１５５と、連絡油路１５６を順次接続してなる。このうち吸入油路１５１はポンプケーシング１２２の壁厚内部に形成され、冷却油路１５５はウォータージャケット１６５に設けられ、連絡油路１５６はモータカバー１２３の壁厚内部に形成される。吐出油路１５３の外径側開口１５７は冷却油路１５５の一方の端部開口１５８に突き合わされて接続する。同様に冷却油路１５５の他方の端部開口は連絡油路１５６の外径側開口に突き合わされて接続する。

特開２０１０−１７２０６９号公報

モータ筐体１２１を含めたインホイールモータ駆動装置のケーシングは、モータ部１２０の内部空間Ｌとモータ部１２０の外部とを遮断する。インホイールモータ駆動装置は路面に近い位置に配置され、砂、泥水等の異物が飛来することから、この飛来した異物が上述した突き合わせ箇所からモータ部１２０の内部空間Ｌに侵入しないよう考慮しなければならない。ところが上述した突き合わせ箇所で、ウォータージャケット１６５の両端面に、ポンプケーシング１２２の突合せ面およびモータカバー１２３の突合せ面を、全周に亘って隙間無く面接触させることは困難である。その理由は様々であるが、例えば、工業的に大量生産されるウォータージャケット１６５の両端面、ポンプケーシング１２２の突合せ面、およびモータカバー１２３の突合せ面の仕上精度が原因であったりする。あるいは、インホイールモータ駆動装置が運転中に振動し、温度変化することが原因であったりする。

特許文献１にはケーシングの接合構造が明確に示されていないものの、図７に示す参考例のように、外部と内部空間Ｌとを遮断するシール材１２４を、突合せ面１２５に円周方向に延びるように介在させればよいとも考えられる。

なお図７は、ポンプケーシング１２２を取り出しウォータージャケット１６５側からみた状態を示す図であり、ポンプケーシング１２２の外周縁には平坦な環状の突合せ面１２５が形成される。ポンプケーシング１２２がウォータージャケット１６５に突き合わされることによって、ポンプケーシング１２２の突合せ面１２５はウォータージャケット１６５の端面に面接触する。

ところが本発明者は、かかるシール材１２４のみではインホイールモータ駆動装置にとって不十分であることを見出した。すなわち図７に示すように、突合せ面１２５には吐出油路１５３の外径側開口１５７が形成される。外径側開口１５７は冷却油路１５５の端部開口１５８と接続する（図８参照）。外径側開口１５７の外部側の外周部分には、シール材１２４が配置されているが、外径側開口１５７の内部空間Ｌ側の内周部分には、シール材１２４が配置されていない。つまり外径側開口１５７と内部空間Ｌの境界はシール材によって何ら仕切られていない。オイルポンプ１５２（図８参照）が高圧の潤滑油を吐出油路１５３に吐出すると、外径側開口１５７と端部開口１５８の接続箇所で潤滑油が突合せ面１２５に沿って滲み、外径側開口１５７から内部空間Ｌへ潤滑油が漏れ出す。そうすると冷却油路１５５よりも下流を流れる潤滑油が減少し、潤滑油回路の潤滑効率および冷却効率が低下する。

図７に示す参考例において、外径側開口１５７は環状のシール材１２４の内側に配置されているため、外径側開口１５７を流れる潤滑油は外径側開口１５７から外部に漏れ出すことは防止されており、外径側開口１５７から内部空間Ｌへ潤滑油が僅かに漏れ出しても内部空間Ｌは潤滑油が噴霧されている空間なので問題ないとも思われる。しかしながら、インホイールモータ駆動装置のモータは特に高回転で回転し、発熱量が多いため、潤滑効率および冷却効率の低下は好ましくない。一方、発明者らは車両が高速走行コーナリング時などでモーメント荷重を受けた場合、ケーシングが変形して突合せ面に隙間が生じ、外径側開口１５７から内部空間Ｌへ漏れ出す潤滑油が潤滑効率および冷却効率の低下に及ぼす影響があることを見出した。

本発明は、上述の実情に鑑み、インホイールモータ駆動装置のケーシング同士の突合せ面において、突合せ面を横切る流体通路の漏れ流量を減少させ、流体通路の流量を増大させることを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、第１突合せ面を有しインホイールモータ駆動装置の外郭をなす壁状の第１ケーシングと、第１突合せ面に突き合わされる第２突合せ面を有する壁状の第２ケーシングと、第１ケーシングの壁厚内部に形成された第１流体通路と、第２ケーシングの壁厚内部に形成された第２流体通路とを備え、互いに突き合わされる第１突合せ面および第２突合せ面でこれらの第１流体通路と第２流体通路とを接続し、これらの第１突合せ面および第２突合せ面の間に介在して接続された流体通路を囲繞する通路シール材とを備える。

かかる本発明によれば、第１突合せ面および第２突合せ面の間に介在する通路シール材が、流体通路を囲繞することから、流体通路を流れる流体が第１突合せ面および第２突合せ面の間から漏れ出ることがない。なお第１ケーシングおよび第２ケーシングの形状・位置は特に限定されない。例えば第１ケーシングおよび第２ケーシングは円筒形状であってもよいし、あるいは第１ケーシングは円筒形状で第２ケーシングは円板形状であってもよい。第２ケーシングは、モータ部と減速部の境界をなす仕切り壁であってもよい。また流体通路の配置・断面形状も特に限定されない。また流体通路を流れる流体は、液体の潤滑油であってもよいし、あるいは他の流体であってもよい。

本発明の一実施形態として、第１突合せ面および第２突合せ面の間に介在し、突合せ面の外縁に沿って延びる内部シール材をさらに備え、内部シール材は通路シール材よりも外径側に配置される。かかる実施形態によれば、外部空間と内部空間の境界に沿って延びる内部シール材が、通路シール材よりも外部空間側にあることから、外部空間と流体通路との境界には、内部シール材および通路シール材が二重に介在する。したがって、流体通路に関するシール構造の信頼性がさらに向上する。他の実施形態として、内部シール材が通路シール材よりも内部空間側にあってもよい。

流体通路を流れる流体は特に限定されないが、好ましくは流体通路は、インホイールモータ駆動装置に設けられた潤滑油回路の一部であるとよい。かかる実施形態によれば潤滑油が潤滑油回路の途中で漏れ出ることを防止する。したがって必要な流量の潤滑油を潤滑対象に供給することができ、潤滑油回路の潤滑効率を確保することができる。他の実施形態として、流体通路には冷媒が流れる構成であってもよい。

このように本発明によれば、ケーシング同士の突合せ面で流体通路から流体が漏れることを防止することができる。したがって流体を流す構造、例えば軸心潤滑方式の潤滑油回路、において効率の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。 同実施形態のケーシング突合せ面を示す図である。 同実施形態の通路シール材を示す拡大図である。 比較例のケーシング突合せ面を示す図である。 同実施形態と比較例の封止性能を対比する図である。 参考例のケーシング突合せ面を示す図である。 従来のインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。図３は同実施形態のケーシング突合せ面を示す図であり、軸線方向にみた状態を示す。図４は、同実施形態の通路シール材を示す拡大図である。インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。これらモータ部Ａ、減速部Ｂ、および車輪ハブ軸受部Ｃはこの順序で直列に同軸配置される。

モータ部Ａはモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータカバー２２ｔを有し、減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂを有する。これらモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、モータカバー２２ｔ、および減速部ケーシング２２ｂは、ボルト等により、あるいは一体形成により、相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。そしてケーシング２２には、車輪ハブ軸受部Ｃの外輪部材３３ａが取付固定される。インホイールモータ駆動装置２１は、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。この電気自動車は乗用自動車であり、一般的なエンジン自動車と同様に公道を走行可能である。

モータ部Ａは、円筒形状のモータケーシング２２ａ内周に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に連結固定されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。あるいは図示はしなかったが、モータ部Ａはアキシャルギャップモータであってもよい。

モータケーシング２２ａは、モータ回転軸３５の軸線Ｏを中心とし、この軸線方向に延びる。ケーシング２２の一部であるポンプケーシング２２ｐは、略円板形状の隔壁であって、モータケーシング２２ａの一方端に一体形成され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方端で減速部Ｂとの境界を形成するとともに、転がり軸受３７を介してモータ回転軸３５の一方端部を回転自在に支持する。さらにポンプケーシング２２ｐの壁厚内部には、潤滑油回路の吸入油路５２、オイルポンプ５１、および吐出油路５４が形成される。潤滑油回路については後述する。ケーシング２２の一部であるモータカバー２２ｔは、略円板形状であって、モータケーシング２２ａの他方端に突き合わされて固定され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向他方端でモータ部Ａの端面を形成するとともに、転がり軸受３６を介してモータ回転軸３５の他方端部を回転自在に支持する。モータカバー２２ｔはモータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の端部でもある。

図３は、モータケーシング２２ａからモータカバー２２ｔを取り外し軸線Ｏ方向にモータケーシング２２ａをみた状態を示す図である。なお図３では、ロータ２４、ステータ２３、モータ回転軸３５等、モータ部Ａ内部の部材を省略している。モータケーシング２２ａの端面７２は、環状の平坦面であって、複数のねじ孔７２ｈと、円弧溝７２ｆと、環状溝７２ｇと、端部開口５５ｍが形成される。

ねじ孔７２ｈは、周方向所定間隔に複数配置され、モータカバー２２ｔをモータケーシング２２ａに固定するボルト７３（図１）と螺合する。円弧溝７２ｆは、環状の端面７２の全周に亘って延び、軸線Ｏと中心とする円弧を描く。また円弧溝７２ｆの大部分は、モータケーシング２２ａの外壁面寄りではなく、内壁面寄りに設けられ、ねじ孔７２ｈよりもモータケーシング２２ａの内径側に配置される。ただし円弧溝７２ｆの一部（以下、小円弧部分７２ｉという）はモータケーシング２２ａの外壁面寄りに配置される。小円弧部分７２ｉは端部開口５５ｍを中心としてＣ字状に延びて、端部開口５５ｍよりもモータケーシング２２ａの外径側に配置される。

円弧溝７２ｆには、内部空間Ｌを外部から遮断する内部シール材７４が配置される。内部シール材７４は、モータケーシング２２ａの全周に亘って延びている。つまり内部シール材７４は、モータケーシング２２ａの外部と内部空間Ｌの境界に沿って延びている。

環状溝７２ｇは、小円弧部分７２ｉと端部開口５５ｍの間に配置され、端部開口５５ｍを囲繞する。また環状溝７２ｇは、小円弧部分７２ｉよりもモータケーシング２２ａの内径側に配置される。

環状溝７２ｇには通路シール材７５が配置される。環状の通路シール材７５は、端部開口５５ｍを囲繞する。つまり通路シール材７５は、端部開口５５ｍの外径側に端部開口５５ｍを全周に亘って囲み内部空間Ｌを分断する。さらに、通路シール材７５のモータケーシング２２ａの外径側に小円弧部７２ｉに配置された内部シール７４で外部を分断している。また通路シール材７５は図１に示すように、モーメント荷重によりケーシングの変形が生じても冷却油路５５と連絡油路５６の接続箇所から潤滑油の漏れが生じないように密封し、冷却油路５５と連絡油路５６を接続する。

モータカバー２２ｔの外縁には突合せ面７６（図１）が形成される。突合せ面７６は環状の平坦面である。

モータケーシング２２ａにモータカバー２２ｔを連結する際は、突合せ面になる端面７２に内部シール材７４および通路シール材７５を予め設けておき、モータケーシング２２ａの端面７２にモータカバー２２ｔの突合せ面７６を突き合わせ、モータカバー２２ｔの外縁に周方向所定間隔に形成される貫通孔にボルト７３を通してねじ孔７２ｈに螺合させると、突合せ面７６は端面７２に突き合わされた状態で固定される。また冷却油路５５の端部開口５５ｍは連絡油路５６の外径側開口５６ｍと接続する。

内部シール材７４は例えばゴム製のＯリングである。あるいは内部シール材７４は液状ガスケット（液状樹脂）であってもよい。この場合、液状ガスケットを突合せ面になる端面７２に塗布して突合せ面７６を突き合わせ、液状ガスケットが硬化するまで待つとよい。通路シール材７５は例えばゴム製のＯリングである。

説明を図１に戻すと、モータ回転軸３５の一端は、減速部Ｂの内部に回転自在に設けられた減速部入力軸２５と結合する。この結合はスプライン嵌合であり、管状に形成されたモータ回転軸３５の端部開口に、先細に形成された減速部入力軸２５が挿入係合される。

減速部Ｂは、サイクロイド減速機であって、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、円筒形状の減速部ケーシング２２ｂと、減速部ケーシング２２ｂの内周面に取り付け固定される外ピン保持部４５と、軸線Ｏに沿って延びる減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５に形成された一対の偏心部２５ａ，２５ｂと、それぞれの偏心部２５ａ，２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての一対の曲線板２６ａ，２６ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、軸線Ｏに沿って延びる減速部出力軸２８と、減速部出力軸２８と結合し、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内側係合部材としての複数の内ピン３１と、一対の曲線板２６ａ，２６ｂ間の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂ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２９と、複数の内ピン３１の端部同士を固定する補強部材６１とを有する。

減速部入力軸２５は、モータ回転軸３５の軸線Ｏに沿って延び、その両端部のうちモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の端部がモータ回転軸３５の一端と結合する。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の端部は、転がり軸受３９を介して、後述する減速部出力軸２８の端部に回転自在に支持される。減速部入力軸２５の外周には、一対の偏心部２５ａ，２５ｂが軸線Ｏから偏心して形成される。減速部入力軸２５は、偏心部２５ａ，２５ｂよりもモータ部Ａに近い側で、転がり軸受３８によって回転自在に支持される。

各偏心部２５ａ，２５ｂは、円板形状であり、軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５に設けられる。また偏心部２５ａ，２５ｂは、２個で一対をなし、軸線Ｏ方向に離隔して配置され、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、周方向１８０°位相を変えて設けられている。モータ回転軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成し、共に一体回転する。

図２を参照して、曲線板２６ｂは円板形状であり、その外周部を波形に形成される。具体的には曲線板２６ｂの外周部は、エピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成されて径方向に窪んだ複数の曲線凹部であり、外ピン２７と噛合する。また曲線板２６ｂは、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。内ピン３１は、針状ころ軸受を含み、内ピン本体３１ａと、複数の針状ころ３１ｂと、軸受外輪３１ｃを有する。内ピン本体３１ａは軸受外輪３１ｃを貫通し、針状ころ３１ｂは内ピン本体３１ａおよび軸受外輪３１ｃ間の環状空間に配置される。軸受外輪３１ｃの外周面は、貫通孔３１ａの孔壁面と転がり接触する。

曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ｂに対して回転自在に支持されている。理解を容易にするため図２では転がり軸受４１の周方向一部を破断して示す。この転がり軸受４１は、外径面に内側軌道面４２ａを有する環状の内輪部材４２と、内側軌道面４２ａと外側軌道面になる貫通孔３０ｂの孔壁面との間に配置される複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２の内径面は偏心部２５ｂの外径面に嵌合する。内輪部材４２は内側軌道面４２ａに位置し径方向に貫通する孔４３および内側軌道面４２ａを挟んで向かい合う一対の鍔部をさらに有する。孔４３は、偏心部２５ｂ内部を軸線Ｏ直角方向に延びる分岐油路５８ｂと接続する。曲線板２６ａについても同様である。

外ピン２７は、モータ側回転部材の軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられ（図２参照）、軸線Ｏと平行に延びる。そして、２個で一対の曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏを中心として公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。

なお、減速部ケーシング２２ｂ内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂの内壁面に直接連結固定されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁面に取付固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、図１３に示すように、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａ（転がり軸受）によって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を転がり軸受を介して外ピン保持部４５に転がり回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。

図１に示すように減速部出力軸２８は、モータ部Ａ側の端部に大径フランジ部２８ｂを、車輪ハブ軸受部Ｃ側に軸部２８ｄを有する。大径フランジ部２８ｂと軸部２８ｄとの接続箇所には小径フランジ部２８ｃが形成される。大径フランジ部２８ｂの中心には減速部入力軸２５の一端を受け入れる円形凹部３４が形成され、円形凹部３４の内周面に転がり軸受３９が配置される。

大径フランジ部２８ｂの外縁部には、減速部出力軸２８の軸線Ｏを中心とする円周上の等間隔に内ピン３１の一端部を固定する穴が形成されている。軸部２８ｄの外周面には、車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が連結固定されている。

図１に示すように、大径フランジ部２８ｂから離れた側にある内ピン３１の他端部には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、減速部Ｂ内部で複数の内ピン３１先端と結合固定するフランジ形状の大径円板部６１ｂと、大径円板部６１ｂに隣接して同軸に形成され、大径円板部６１ｂよりも小径の小径円板部６１ｃと、小径円板部６１ｃの内周縁からモータ部Ａへ延びるさらに小径の円筒部６１ｄとを含む。大径円板部６１ｂは軸線Ｏを中心とし、小径円板部６１ｃは大径円板部６１ｂよりもモータ部Ａ寄りに配置され、円筒部６１ｄは小径円板部６１ｃからモータ部Ａに向かって軸線Ｏに沿って延びる。

２枚の曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は補強部材６１の大径円板部６１ｂおよび減速部出力軸２８の大径フランジ部２８ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、各内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｄの先端は、オイルポンプ５１に差し込まれて、オイルポンプ５１を駆動する（図１参照）。小径円板部６１ｃの内周面には転がり軸受３８が取り付けられ、転がり軸受３８は減速部入力軸２５を回転自在に支持する。

補強部材６１は、内ピン３１を介して減速部出力軸２８と連結することから、減速部出力軸２８と一体に回転する。減速部出力軸２８、補強部材６１、および車輪ハブ３２は、図１に示すように、減速部Ｂの駆動力を駆動輪（ボルト３２ｃと連結する図示しない駆動輪）に伝達する車輪側回転部材を構成する。

外ピン保持部４５の両端部には金属製の転がり軸受６２，６４が配置される。転がり軸受６２，６４は車輪側回転部材を回転自在に支持する。転がり軸受６２はモータ部Ａに近い側に配置され、転がり軸受６４は車輪ハブ軸受部Ｃに近い側に配置される。

オイルポンプ５１は、ポンプケーシング２２ｐの壁厚内部に設けられた吸入油路５２および吐出油路５４と接続し、減速部Ｂの下部に設けられたオイルタンク５３から吸入油路５２を経て潤滑油を吸い込み、吐出油路５４から高圧の潤滑油を吐き出す。吐出油路５４は、モータケーシング２２ａの壁厚内部に設けられて潤滑油を冷却する冷却油路５５と、モータカバー２２ｔの壁厚内部に設けられた連絡油路５６と、管状のモータ回転軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延びる軸線油路５７と、軸線Ｏから偏心部２５ａ内を径方向外側に向かって延びる分岐油路５８ａおよび偏心部２５ｂ内を同様に延びる分岐油路５８ｂと、偏心部２５ａ，２５ｂの外周にそれぞれ嵌合する内輪部材４２に穿設された孔４３（図２参照）と順次接続する。また軸線油路５７の先端には、円形凹部３４と接続する開口５８ｃが設けられる。

そしてオイルポンプ５１から吐出した潤滑油は、これら油路５４，５５，５６，５７，５８ａ（５８ｂ）、開口５８ｃ、および孔４３を順次流れて、減速部Ｂ内部（転がり軸受３８，３９，４１，６２，６４、曲線板２６ａ，２６ｂ、内ピン３１、および外ピン２７等）を潤滑および冷却する。潤滑後の潤滑油は落下してオイルタンク５３に集まる。そしてオイルポンプ５１によって再び吸入されて、インホイールモータ駆動装置２１の内部を循環する。このように本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、軸心給油方式の潤滑油回路を備え、減速部入力軸２５から潤滑油を噴射する。そして潤滑油は、減速部入力軸２５から径方向外側に流れて減速部Ｂを潤滑および冷却する。

また潤滑油は、軸線油路５７から分岐して、ロータ２４に形成されたロータ油路５９を流れ、モータ部Ａ内部を冷却するとともに、転がり軸受３６，３７を潤滑する。潤滑後の潤滑油は、モータ部Ａの内部空間Ｌの中を落下してオイルタンク５３に集まる。

車輪ハブ軸受部Ｃは、内輪３３ｃ、回転軸としての車輪ハブ３２、転動体３３、外輪部材３３ａを有する転がり軸受である。車輪ハブ３２は図１に示すように減速部出力軸２８の軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、減速部出力軸２８に連結固定される。外輪部材３３ａは減速部ケーシング２２ｂの一端にボルト３３ｂで固定され、内輪３３ｃは車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ軸受部Ｃは多数の転動体３３を２列に有する複列アンギュラ玉軸受であって、第１列の転動体３３が減速部Ｂに近い側で、外輪部材３３ａおよび内輪３３ｃ間に配置され、第２列の転動体３３が減速部Ｂから遠い側で、外輪部材３３ａおよび車輪ハブ３２間に配置される。

車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの一端から外径方向に突出する車輪取付けフランジ部３２ｂとを有する。中空部３２ａの中央孔には軸部２８ｄが嵌合する。また中空部３２ａの外周面には第２列の転動体３３と転がり接触する内側軌道面が形成される。車輪取付けフランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。

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、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回転軸３５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材の軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの外周に形成された曲線凹部と転がりながら接触しつつ係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。

各貫通孔３０ａに挿通される内ピン３１は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する（図２参照）。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動のみが減速部出力軸２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。なお内ピン３１の軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がる。このとき、軸受外輪３１ｃの一部が貫通孔３０ａの孔壁面と接触しつつ軸受外輪３１ｃの残部が貫通孔３０ａの孔壁面と非接触となる。そして軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面と接触状態と非接触状態を繰り返しながら転がり接触する。

このとき、軸線Ｏと同軸に配置された減速部出力軸２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出す。これにより、減速部入力軸２５の回転が減速部Ｂによって減速されて減速部出力軸２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。

なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺ_Ａ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺ_Ｂとすると、（Ｚ_Ａ−Ｚ_Ｂ）／Ｚ_Ｂで算出される。図２に示す実施形態では、Ｚ_Ａ＝１２、Ｚ_Ｂ＝１１であるので、減速比は１／１１と、非常に大きな減速比を得ることができる。このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車に採用することにより、バネ下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車を得ることができる。

ところで本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、突合せ面７６を有しインホイールモータ駆動装置２１の外郭をなす壁状のモータカバー２２ｔと、突合せ面７６に突き合わされる突合せ面になる端面７２を有しインホイールモータ駆動装置２１の外郭をなす壁状のモータケーシング２２ａと、モータカバー２２ｔの壁厚内部およびモータケーシング２２ａの壁厚内部に形成されて、互いに突き合わされるこれら突合せ面７６および端面７２を横断する流体通路である冷却油路５５および連絡油路５６と、モータカバー２２ｔおよびモータケーシング２２ａの間に介在し、流体通路を囲繞する通路シール材７５とを備える。これにより冷却油路５５と連絡油路５６の接続箇所は通路シール材７５で封止され、冷却油路５５から連絡油路５６へ流れる潤滑油は、端面７２および突合せ面７６を横切って流れても、これら端面７２および突合せ面７６間に漏れ出ることがない。したがって軸心給油方式の潤滑油回路において、潤滑効率および冷却効率が従来よりも向上する。

また本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、突合せ面７６および端面７２の間に介在し、インホイールモータ駆動装置２１の外部と内部空間Ｌの境界に沿って延びる内部シール材７４をさらに備える。内部シール材７４は通路シール材７５よりも外径側に配置される。これにより、冷却油路５５と連絡油路５６の接続箇所の封止性能を益々高めることができる。

このように本実施形態は、ケーシングの突合せ面において流体通路の封止性能を高めることができる。本実施形態の理解を助けるため、通路シール材７５が設けられていない比較例につき説明する。図５は比較例の突合せ面およびシール材を軸線Ｏ方向にみた状態を示す図である。本実施形態と同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態と比較例の相違点は、通路シール材７５の有無のみである。

図６は、本実施形態と比較例を対比する図である。図６の横軸はオイルポンプ５１の回転数を表し、図６の縦軸は連絡油路５６を流れる潤滑油の流量を表す。互いに突き合わされた端面７２および突合せ面７６を横断して連絡油路５６を流れる潤滑油流量は、全てのポンプ回転数範囲において、本実施形態が比較例を上回っている。この理由として、本実施形態の通路シール材７５が、端部開口５５ｍと外径側開口５６ｍの接続箇所における封止性能を向上させたと考えられる。したがって本実施形態によれば、モータ部Ａの内部空間Ｌおよび減速部Ｂの内部空間に必要な流量の潤滑油を効率良く供給することが可能となり、潤滑効率および冷却効率が従来よりも向上する。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

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

２１ インホイールモータ駆動装置、 ２２ ケーシング、
２２ａ モータケーシング、 ２２ｂ 減速部ケーシング、
２２ｐ ポンプケーシング、 ２２ｔ モータカバー、
３２ 車輪ハブ、 ５１ オイルポンプ、 ５２ 吸入油路、
５３ オイルタンク、 ５４ 吐出油路、 ５５ 冷却油路、
５５ｍ 端部開口、 ５６ 連絡油路、 ５６ｍ 外径側開口、
５７ 軸線油路、 ５８ａ，５８ｂ 分岐油路、 ５８ｃ 開口、
５９ ロータ油路、 ７２ 端面、 ７２ｆ 円弧溝、
７２ｇ 環状溝、 ７２ｈ ねじ孔、 ７２ｉ 小円弧部分、
７３ ボルト、 ７４ 内部シール材、 ７５ 通路シール材、
７６ 突合せ面、 Ａ モータ部、 Ｂ 減速部、
Ｃ 車輪ハブ軸受部、 Ｌ 内部空間、 Ｏ 軸線。

Claims (3)

1. 第１突合せ面を有しインホイールモータ駆動装置の外郭をなす壁状の第１ケーシングと、
   前記第１突合せ面に突き合わされる第２突合せ面を有する壁状の第２ケーシングと、
   前記第１ケーシングの壁厚内部に形成された第１流体通路と、
   前記第２ケーシングの壁厚内部に形成され、互いに突き合わされる前記第１突合せ面および前記第２突合せ面で前記第１流体通路と接続する前記第２流体通路と、
   前記第１突合せ面および前記第２突合せ面の間に介在し、前記接続された前記流体通路を囲繞する通路シール材とを備える、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記第１突合せ面および前記第２突合せ面の間に介在し、突合せ面の外縁に沿って延びる内部シール材をさらに備え、
   前記内部シール材は前記通路シール材よりも外径側に配置される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記流体通路は、前記インホイールモータ駆動装置に設けられた潤滑油回路の一部である、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。

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