JP2016065616A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低速時やバック走行時でも、潤滑油を減速機Ｂに素早く減速機に供給することができるインホイールモータ駆動装置を提供する「ことを課題とする。【解決手段】 ケーシング２２の下方に設けたオイルタンク４１から潤滑油を吸引し、潤滑油をモータ部Ａと減速機Ｂに供給して潤滑と冷却を行うオイルポンプを備えたインホイールモータ駆動装置において、前記オイルポンプが、オイルタンクからモータ部Ａのケーシング２２の内側に沿って後方へ延び、モータ部Ａのケーシングの後方から減速機Ｂのケーシング２２内を経てオイルタンク４１に戻る油路に設けられた第１オイルポンプ４２ａと、オイルタンク４１から減速機Ｂのケーシング２２ｂ内を経てオイルタンク４１に戻る短い油路に設けられた第２オイルポンプ４２ｂとによって構成し、低回転時に、短い油路の第２オイルポンプ４２ｂを駆動させて、減速機Ｂに素早く潤滑油が供給されるようにした。【選択図】 図１

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置、詳しくは、インホイールモータ駆動装置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１０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とに、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Ｂ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に潤滑油を分配し、潤滑と冷却を行っている（特許文献１〜３）。

潤滑油をモータ部Ａおよび減速機Ｂの内部に供給する給油通路は、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の外径部の内側に沿って後方へと延びる外径部流路１４３ａと、リアカバー１２２ｄに設けられたリアカバー流路１４３ｂと、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、モータ軸１２４ａの内部通路１４４に設けられた半径方向の油孔１４４ａからモータ部Ａのケーシング１２２ａ内、入力軸１３０に設けられた半径方向の油孔１３０ａから減速機Ｂのケーシング１２２ｂ内へと導かれ、減速機Ｂのケーシング１２２ｂの下方のオイルタンク１４１からオイルポンプ１４２の吸入口に至る吸込通路１４６とにより構成される、いわゆる軸心給油方式が採用されている。

特開２０１１−０７９４８４号公報 特開２００５−１９９８２８号公報 特開２０１３−０６３７２７号公報

ところで、オイルポンプ１４２として、減速機Ｂの出力回転を利用して駆動する、例えば、サイクロイドポンプを使用する場合、低速時やバック走行時には、オイルポンプ１４２を駆動する回転数が少ないため、オイルポンプ１４２による潤滑油の循環量が減り、モータ部Ａ及び減速機Ｂの内部に潤滑油が到達する時間もかかり、減速機Ｂが潤滑不足なり、焼付けや各部の損傷を生じる恐れがある。
そこで、この発明は、低速時やバック走行時でも、潤滑油を減速機に素早く供給することができる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。

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、前記モータ部および減速機がケーシング内に収容され、減速機の出力回転と同期して駆動され、ケーシングの下方に設けたオイルタンクから潤滑油を吸引し、潤滑油をモータ部と減速機に供給してモータ部と減速機の潤滑と冷却を行うオイルポンプを備えたインホイールモータ駆動装置において、前記オイルポンプが、オイルタンクからモータ部のケーシングの内側に沿って後方へ延び、モータ部のケーシングの後方から減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る油路に設けられた第１オイルポンプと、オイルタンクから減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る油路に設けられた第２オイルポンプとによって構成したことを特徴とする。

前記第１オイルポンプと第２オイルポンプは、サイクロイドポンプを使用することができる。

前記第２オイルポンプを駆動する回転軸に、高速回転時に駆動力の伝達を遮断するクラッチを設けることができる。

前記クラッチとしては、遠心力により駆動力の伝達を遮断する遠心クラッチを用いることができる。また、サイクロイドポンプは、オイルポンプとして駆動する回転方向が一方向であるため、前記クラッチとして、オイルポンプとして駆動する回転方向と同方向に回転軸が回転する場合にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチを使用してもよい。

また、第１オイルポンプにサイクロイドポンプを使用する場合には、オイルポンプとして駆動する回転方向と同方向に回転軸が回転する場合にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチを設けてもよい。

前記減速機としては、サイクロイド減速機、あるいは遊星歯車減速機を使用することができる。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置において、第１オイルポンプを設ける第１油路は、オイルタンクからモータ部のケーシングの内側に沿って後方へ延び、モータ部のケーシングの後方から減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る長い油路であるのに対し、第２オイルポンプの油路は、オイルタンクから減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る短い油路であるため、低速時又はバック走行時のように、低回転時でも短い油路から減速機に素早く潤滑油が減速機に供給され、低速時又はバック走行時に潤滑不足が生じ難い。

また、高回転になり、第１オイルポンプから長い油路を経て、モータ部や減速機に潤滑油が十分に供給されるようになると、短い油路から第２オイルポンプによって供給する潤滑油が不要になるため、高速回転時に、第２オイルポンプの駆動を遠心クラッチによって駆動力を切り離し、すなわちポンプを停止することにより、ポンプ駆動による負荷を軽減してもよい。

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。 （ａ）はワンウェイクラッチのロック状態を示し、（ｂ）はワンウェイクラッチのオーバーラン状態を示す概略図である。 遠心クラッチの一例を示す概略図である。 遠心クラッチの別例を示す概略図である。 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。

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８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９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８、９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９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、ケーシング２２ａと２２ｂを仕切る仕切壁２２ｃと、このケーシング２２の後面に装着されるリアカバー２２ｄとによって形成されている。

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。減速機Ｂ側のケーシング２２ｂの前方壁には、出力軸３３を挿通する貫通部が形成されている。この減速機Ｂ側のケーシング２２ｂの前方壁に設けられた貫通部と出力軸３３との間にシール付き転がり軸受９０を設け、ケーシング２２ｂの内側で出力軸３３を回転支持するとともに、車輪ハブＣの交換時に、減速機Ｂ内の潤滑油の漏れ出しを防止し、また、減速機Ｂ内へのゴミの侵入を防止している。

モータ部Ａの仕切壁２２ｃには、後述する第１オイルポンプ４２ａが設けられ、減速機Ｂ側のケーシング２２ｂの前方壁には、後述する第２オイルポンプ４２ｂが設けられている。即ち、第１オイルポンプ４２ａと第２オイルポンプ４２ｂは、減速機Ｂのケーシング２２ｂのインボード側とアウトボー側に、減速機Ｂを挟んで設けられている。ここでアウトボード側とは、インホイールモータ駆動装置２１を車体に搭載した状態で車体の外側をいい、車体の中央寄りをインボード側という。

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、減速機Ｂのケーシング２２ｂのインボード側とアウトボー側に設けた第１オイルポンプ４２ａと第２オイルポンプ４２ｂの二つのオイルポンプによって吸い込み、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。

減速機Ｂのケーシング２２ｂのインボード側に設けられた第１オイルポンプ４２ａの給油通路は、第１オイルポンプ４２ａ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る外径部流路４３ａと、ケーシング２２ａの背面のリアカバー２２ｄに設けられたリアカバー流路４３ｂと、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と、減速機Ｂのケーシング２２ｂの下部に設けた排出口４９と、減速機Ｂのケーシング２２ｂの底部の下方のオイルタンク４１から第１オイルポンプ４２ａの吸入口に至る吸込通路４６とにより構成される。

そして、第１オイルポンプ４２ａによって供給される潤滑油は、モータ軸２４ａの内部通路４４に設けられた半径方向の油孔４４ａから遠心力および第１オイルポンプ４２ａの圧力によって飛散し、飛沫となった潤滑油がモータ部Ａのケーシング２２ａ内に導かれる。モータ部Ａのケーシング２２ａ内に飛散した潤滑油は、各部を冷却および潤滑を行った後、ケーシング２２ａ内壁をつたって下部に集まり、仕切壁２２ｃに設けられた連通孔４７よりオイルタンク４１に還流する。

また、減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５にも半径方向に油孔４５ａ、４５ｂが設けられ、この油孔４５ａ、４５ｂから遠心力および第１オイルポンプ４２ａの圧力によって潤滑油が飛散し、減速機Ｂ内を潤滑及び冷却する、いわゆる軸心給油方式が採用されている。減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に飛散した潤滑油は、各部を潤滑および冷却を行った後、ケーシング２２ｂ内壁をつたって下部に集まり、ケーシング２２ｂの下部に設けられた排出口４９よりオイルタンク４１に還流する。

減速機Ｂのケーシング２２ｂのアウトボード側に設けられた第２オイルポンプ４２ｂの給油通路は、第２オイルポンプ４２ｂの吐出口からケーシング２２ｂの前方壁に沿って減速機Ｂの上方へと延びる上部通路４３ｃと、減速機Ｂのケーシング２２ｂの下部に設けた排出口４９と、減速機Ｂのケーシング２２ｂの底部の下方のオイルタンク４１から第２オイルポンプ４２ｂの吸入口に至る吸込通路４８とにより構成される。

減速機Ｂのケーシング２２ｂのアウトボード側に設けられた第２オイルポンプ４２ｂの給油通路は、減速機Ｂのケーシング２２ｂの前方壁、即ち、アウトボード側の壁面に設けられているので、第１オイルポンプ４２ａの給油通路よりも短い。

第１オイルポンプ４２ａと第２オイルポンプ４２ｂ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、第１オイルポンプ４２ａの吸込通路４６又は第２オイルポンプ４２ｂの吸込通路４８に連通する吸入口７５と、第１オイルポンプ４２ａの給油通路４３ａ又は第２オイルポンプ４２ｂの給油通路４３ｃ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、クラッチ６０を介して減速機Ｂの出力軸３３によって回転する。

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、仕切壁２２ｃまたは減速機Ｂのケーシング２２ｂの前方壁に設けられたポンプケース７７ａ、７７ｂ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４３ａ、４３ｃに圧送される。

モータ部Ａのケーシング２２ａ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内の潤滑油を吸込通路４６、４８を通じて第１オイルポンプ４２ａ、第２オイルポンプ４２ｂ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。

図１に示す実施形態においては、第１オイルポンプ４２ａと第２オイルポンプ４２ｂのうち、第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２と出力軸３３との間に、高速回転時に出力軸３３の伝達を遮断するクラッチ６０を設けている。

第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２に高速回転時に出力軸３３の伝達を遮断するクラッチ６０を設けることにより、第１オイルポンプ４２ａによってモータ部Ａと減速機Ｂに潤滑油が十分に供給される高回転時に、第２オイルポンプ４２ｂの駆動を停止させることにより、第２オイルポンプ４２ｂの駆動による負荷を軽減することができる。

そして、第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２の内周面に設けられたクラッチ６０により、低回転時のみ、第２オイルポンプ４２ｂを駆動させて、第１オイルポンプ４２ａによる潤滑油の供給が行われる前に、第１オイルポンプ４２ａの給油通路よりも短い第２オイルポンプ４２ｂの給油通路から減速機Ｂに潤滑油を供給することができる。

クラッチ６０としては、図７に示す遠心クラッチ６０ａを適用する。

図５（ａ）は、ワンウェイクラッチ６０ｂのロック状態を示し、図５（ｂ）は、ワンウェイクラッチ６０ｂのオーバーラン状態を示している。

図５（ａ）（ｂ）のワンウェイクラッチは一般にローラタイプと呼ばれるものであり、主に外輪６１、ローラ６２、スプリング６３及び保持器６４からなる。外輪６１の外周面は第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２の内周面に嵌入され、外輪６１は第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２と一体回転する。外輪６１の内周面には所定のカム面が形成されている。出力軸３３の外周面と外輪６１の内周面（カム面）との間には環状の隙間が設けられ、そこにローラ６２とスプリング６３とのセットが複数配設されている。またこれらが保持器６４に保持されている。各スプリング６３は、各ローラ６２を周方向一方側に付勢している。

出力軸３３が外輪６１に対して時計回り方向に回転しようとすると、スプリング６３のばね力により、ローラ６２が外輪６１の内周面（カム面）の噛み合い位置に進み、外輪６１の内周面（カム面）とローラ６２とのくさび作用で出力軸３３が回転する。

反対に、出力軸３３が外輪６１に対して反時計回り方向に回転すると、出力軸３３は外輪６１に対して相対的に回転することになり、ローラ６２は外輪６１の内周面（カム面）から離れ、外輪６１は出力軸３３に対して空転する。
以上のように、ワンウェイクラッチ６０ｂは、出力軸３３の回転方向によって、ＯＮ−ＯＦＦの切り換えが行われる。なお、上記ワンウェイクラッチ６０ｂでは、カム面を外輪６１の内周面に設けた例を示したが、出力軸３３の外周面にカム面を設けて外輪６１の内周面を円筒面に形成してもよい。

次に、図６および図７に示すクラッチ６０は、遠心力により減速機Ｂの出力軸３３から第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２への駆動力の伝達を遮断する遠心クラッチ６０ａを示している。

図６に示す遠心クラッチ６０ａは、出力軸３３の外径側に、隙間をあけて第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２の内周面に嵌入される外輪６５を設け、この出力軸３３の外周面と外輪６５の内周面との間に、スプリング６７によって外輪６５の内周面に押し付けて出力軸３３のトルクを外輪６５に伝達するシュー６６を設けている。シュー６６は、外輪６５の内周面に対して支点６８によって揺動自在に設けられ、支点６８を挟んでスプリング６７と反対側の端部に錘部材６９が設けられ、支点６８を挟んでスプリング６７側に摩擦部材７０が設けられている。支点６８は図示しない構造で出力軸３３に固定されており、出力軸３３とシュー６６は一体に回転するようになっている。

図６に示す遠心クラッチは、低速回転時には、錘部材６９に大きな遠心力が働かないので、摩擦部材７０がスプリング６７に押し付けられ、摩擦部材７０と外輪６５の内周面との摩擦力により、出力軸３３と外輪６５とが一体に回転し、出力軸３３のトルクが外輪６５から第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２に伝達される。

出力軸３３が高速回転すると、シュー６６の錘部材６９に大きな遠心力が働き、スプリング６７の弾性力に抗してシュー６６が回転し、低速から高速になるにつれて、シュー６６の摩擦部材７０と外輪６５の内周面との摩擦力が弱まり、高速回転時には、シュー６６の摩擦部材７０が外輪６５の内周面から離れて、出力軸３３のトルクが外輪６５から第２オイルポンプ４２ｂの駆動軸に伝達されなくなる。なお、シュー６６の摩擦部材７０が外輪６５の内周面から離れる高速回転数は、試験等で適宜設定するものである。

次に、図７に示す遠心クラッチは、図６に示すシュー６６の摩擦部材７０を爪部材７１にして、この爪部材７１が引っ掛かる係合部７１ａを外輪６５の内周面に設け、低速回転時には、爪部材７１が外輪６５の内周面の係合部７１ａに引っ掛かって、出力軸３３と外輪６５とが一体に回転し、出力軸３３のトルクが外輪６５から第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２に伝達され、出力軸３３が高速回転すると、シュー６６の錘部材６９に大きな遠心力が働き、スプリング６７の弾性力に抗してシュー６６が回転して、シュー６６の爪部材７１が外輪６５の内周面の係合部７１ａから外れ、出力軸３３のトルクが外輪６５から第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２に伝達されなくなる。なお、第２オイルポンプ４２ｂに潤滑油を供給する吸込通路４８の断面積を、第１オイルポンプ４２ａに潤滑油を供給する吸込通路４６の断面積より小さくすれば、吸込通路４８内で早期に負圧になり第２オイルポンプ４２ｂが低回転の早い段階で減速機Ｂに潤滑油を供給することができる。

図１に示す実施形態では、第２オイルポンプ４２ｂのインナーロータ７２にクラッチ６０を設けたが、第１オイルポンプ４２ａのインナーロータ７２に遠心クラッチ６０ａを設け、低速回転時には、第２オイルポンプ４２ｂだけを駆動し、第１オイルポンプ４２ａを停止し、第１オイルポンプ４２ａは高速回転時のみ駆動させるようにしてもよい。この遠心クラッチ６０ａは、第２オイルポンプ４２ｂと異なってシュー６６の錘部材６９側に引張りタイプのスプリングを出力軸３３に設け、摩擦部材７０や爪部材７１は錘部材６９側の外周に設ける。そうすることで、高速回転時のみ錘部材が遠心力でインナーロータ７２に摩擦力や爪係合により一体に回転するようになる。

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（図３参照）、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。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、フローティングボルト（図示省略）によってフローティング支持されている。

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。

偏心軸部３０ａ、３０ｂには、油孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃが設けられ、この油孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃから入力軸３０の内部通路４５を通る潤滑油が飛散し、各部の転動面、摺動面を潤滑する。

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針状ころ軸受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３１の傾きを防止するセンターカラー３８とを備える。

図１に示すように、出力軸３３は、フランジ部３３ａと軸部３３ｂとを有する。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。図２に示すように、複数の内ピン３７を介しフランジ部３３ａとスタビライザ３３ｄが連結され、出力軸３３とスタビライザ３３ｄは一体に回転する。スタビライザ３３ｄのモータ部Ａ側の端部には、第１オイルポンプ４２ａ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１および図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、転がり軸受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およびスタビライザ３３ｄ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。

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。

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においては、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し、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、サイクロイド式の減速機Ｂの潤滑は、第１オイルポンプ４２ａから供給された潤滑油が、入力軸３０の内部通路４５を通り、偏心軸部３０ａ、３０ｂに設けた油孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃから飛散し飛沫となって、また、外ピンハウジング５０の内部に溜まった潤滑油が、曲線板３１の回転で掻き上げられ飛沫となって、各部の転動面、摺動面を潤滑する。潤滑油は、モータ部Ａと減速機Ｂ内の潤滑と冷却を行った後、減速機Ｂのケーシング２２ｂの排出口４９と、減速機Ｂのケーシング２２ｂとモータ部Ａのケーシング２２ａとの間の仕切壁２２ｃに設けらた連通口４７からオイルタンク４１に排出される。

上記構成のインホイールモータ駆動装置２１のモータ部Ａは、図１に示すように、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。

また、前記の実施形態においては、第１オイルポンプ４２ａ、第２オイルポンプ４２ｂは、減速機Ｂの回転を利用してインナーロータ７２が回転する例を示したが、これに限ることなく、モータ部Ａのロータ２４の回転を利用してインナーロータが回転するオイルポンプ、あるいは別途設けた電動モータによりインナーロータが回転するオイルポンプであってもよい。

さらに、この発明に係る電気自動車用駆動装置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。

また、上記の各実施形態においては、減速部Ｂにサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置２１の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。

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
２２ｄ ：リアカバー
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 ：針状ころ軸受
３８ ：センターカラー
４１ ：オイルタンク
４２ ：オイルポンプ
４２ａ ：第1オイルポンプ
４２ｂ ：第２オイルポンプ
４３ａ ：外径部流路
４３ｂ ：リアカバー流路
４３ｃ ：上部通路
４４ ：内部通路
４４ａ ：油孔
４５ ：内部通路
４５ａ ：油孔
４５ｂ ：油孔
４６ ：吸込通路
４７ ：連通口
４８ ：吸込通路
４９ ：排出口
５０ ：外ピンハウジング
６０ ：クラッチ
６１ ：外輪
６２ ：ローラ
６３ ：スプリング
６４ ：保持器
６５ ：外輪
６６ ：シュー
６７ ：スプリング
６８ ：支点
６９ ：錘部材
７０ ：摩擦部材
７１ ：爪部材
７１ａ ：係合部
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
７７ａ ：ポンプケース
７７ｂ ：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
８５ ：外輪
９０ ：シール付き転がり軸受
９１ ：転がり軸受
Ａ ：モータ部
Ｂ ：減速機
Ｃ ：車輪ハブ

Claims (8)

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、前記モータ部および減速機がケーシング内に収容され、ケーシングの下方に設けたオイルタンクから潤滑油を吸引し、潤滑油をモータ部と減速機に供給してモータ部と減速機の潤滑と冷却を行うオイルポンプを備えたインホイールモータ駆動装置において、前記オイルポンプが、オイルタンクからモータ部のケーシングの内側に沿って後方へ延び、モータ部のケーシングの後方から減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る油路に設けられた第１オイルポンプと、オイルタンクから減速機のケーシング内を経てオイルタンクに戻る油路に設けられた第２オイルポンプと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。
2. 前記減速機が、サイクロイド減速機である請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記第２オイルポンプを駆動する回転軸に、クラッチ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. 前記クラッチが遠心力により駆動力の伝達を遮断する遠心クラッチであることを特徴とする請求項３記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記第１オイルポンプと第２オイルポンプがサイクロイドポンプであ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. 前記クラッチが、オイルポンプとして駆動する回転方向と同方向に回転軸が回転する場合にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
7. 第１オイルポンプの回転軸に、オイルポンプとして駆動する回転方向と同方向に回転軸が回転する場合にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
8. 第１オイルポンプの回転軸に、遠心クラッチを設けたことを特徴とする請求項３又は６に記載のインホイールモータ駆動装置。

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