JP2016070298A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 減速機Ｂがサイクロイド減速機であるインホイールモータ駆動装置２１において、減速機Ｂ内の２つの曲線板３１の間に配置される共用スペーサ３７ｂを共通化することにより、部品点数の削減および部品の製作コスト低減、さらには組み立て工数の削減を図る。【解決手段】 内ピン軸受３７ａと、２つの曲線板３１のピン孔３６とをそれぞれ当接せるために、１つの内ピン３７に対して軸方向に共用スペーサ３７ｂを介して内ピン軸受３７ａを２つ配置し、この共用スペーサ３７ｂを２つの曲線板３１の軸方向の位置を規制するスペーサとして使用することにより、部品点数の削減および部品の製作コスト低減、さらには組み立て工数の削減を図った。【選択図】 図２

Description

この発明は、サイクロイド式の減速機を採用するインホイールモータ駆動装置に関する。

インホイールモータ駆動装置１２１は、図１７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とを同一軸上に直列に備える。

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１７〜図１９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、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１７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１８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１８、１９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１９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針状ころ軸受からなる内ピン軸受１３７ａの外周一部がピン孔１３６の内周一部に接触している。

内ピン軸受１３７ａは、図１８に示すように、曲線板１３１のピン孔１３６とそれぞれ当接するために、１つの内ピン１３７に対して、軸方向にスペーサ１３７ｂを介して２つ配置される。また、２つの内ピン軸受１３７ａの出力軸１３３のフランジ１３３ａ側およびスタビライザ１３３ｄ側にも、内ピン軸受１３７ａの軸方向位置を決めるスペーサ１３７ｃ、１３７ｄが設けられている。スペーサ１３７ｂおよびスペーサ１３７ｃ、１３７ｄには、内ピン軸受１３７ａの軸方向の移動を規制する機能と共に、内ピン軸受１３７ａの針状ころ脱落防止機能を有する。スペーサ１３７ｃ、１３７ｄは、段付き構造となっており、後述する曲線板１３１の軸方向移動を規制する機能も有している。

２つの内ピン軸受１３７ａの間に配置されるスペーサ１３７ｂは、図２０に示すように、中心に内ピン１３７を挿通する内ピン挿通孔１６０を有するリング形状をしている。

また、スペーサ１３７ｃ、１３７ｄは、図２１に示すように、リング形状で、等間隔で内ピン１３７を挿通する内ピン挿通孔１６１を有し、内ピン軸受１３７ａの端面が嵌る凹部１６２と、曲線板１３１の端面が当接する凸部１６３とからなる段付き構造をしている。

出力軸１３３は、図１７及び図１８に示すように、フランジ部１３３ａと軸部１３３ｂとを有する。フランジ部１３３ａには、図１９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。図１７及び図１８に示すように、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が一体に回転する。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１９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１８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を介してそれぞれ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。

曲線板１３１は、転がり軸受１３４によって入力軸１３０に回転自在に支持され、入力軸１３０の回転にともなって、外ピン１３２と係合して自転運動する。小型化の観点から、曲線板１３１の内径面を転がり軸受１３４の転走面とすることが好ましい。曲線板１３１は、減速機Ｂ内で２つ１８０°位相を変えて配置されており、２つの曲線板１３１はスペーサ１３８によって軸方向の位置を規制されている。スペーサ１３８には油溝１６４が設けられ（図２２参照）、減速機Ｂの入力軸１３０の油穴から吐出された潤滑油が外ピン１３２側に供給する機能を有する。さらに、スペーサ１３８の出力軸１３３のフランジ部１３３ａ側およびスタビライザ１３３ｄ側には、前述したスペーサ１３７ｃ、１３７ｄが設けられており、曲線板１３１の軸方向移動を規制している。

スペーサ１３８は、図２２に示すように、リング形状で、内径側と外径側を連通する油溝１６４が周方向に等間隔で複数形成されている。

車輪ハブＣは、図１７に示すように、出力軸１３３の軸部１３３ｂの外径面にセレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で嵌合連結された内輪部材１８１と、内輪部材１８１をケーシング１２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材１８２とを備える。内輪部材１８１と外輪部材１８２とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、内輪部材１８１と外輪部材１８２の間に複列の転動体１８３を設置している。内輪部材１８１には、車輪取付けフランジ部１８４が一体に設けられている。

外ピン１３２は、ケーシング１２２ｂに直接保持されているわけではなく、図１７に示すように、ケーシング１２２ｂ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１５０に保持されている。

特開２０１２−９７９０３号公報

ところで、サイクロイド式の減速機Ｂは、前述のように、曲線板１３１と内ピン軸受１３７ａとを適切な位置に規制するため、形状の異なる複数のスペーサ１３７ｂ、１３７ｃ、１３７ｄ、１３８が必要となり、製作コストが上がってしまう可能性がある。

また、減速機Ｂを組み立てる際、内ピン軸受１３７ａと曲線板１３１のスペーサ１３７ｂ、１３７ｃ、１３７ｄ、１３８を別々に組み込む必要があり、組み立てが手間である。

そこで、この発明は、減速機がサイクロイド減速機であるインホイールモータ駆動装置において、減速機内の２つの曲線板の間に配置されるスペーサを共通化することにより、部品点数の削減および部品の製作コスト低減、さらには組み立て工数の削減を課題とするものである。

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、減速機は、２つの偏心軸部を有する入力軸と、入力軸の偏心軸部に回転自在に保持される公転部材としての２つの曲線板と、曲線板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と、曲線板の自転運動を車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを備え、曲線板は、外周部にトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、偏心軸部を受け入れる穴と、内ピンを受け入れる複数のピン孔を有し、運動変換機構は、出力軸に保持されて軸方向に延びる複数の内ピンと、２つの曲線板に設けられたピン孔とで構成され、内ピンは、出力軸の回転軸心を中心とする円周上に等間隔に設けられ、その軸方向一方側端部が出力軸のフランジに固定され、曲線板のピン孔の内壁面に当接する位置に内ピン軸受が設けられ、内ピンの軸方向他方側端部には、スタビライザが設けられ、内ピン軸受は、２つの曲線板のピン孔とそれぞれ当接するために、１つの内ピンに対して、軸方向にスペーサを介して２つ配置され、２つの内ピン軸受の出力軸側およびスタビライザ側にも、内ピン軸受の軸方向位置を決めるスペーサが設けられ、２つの曲線板はスペーサによって軸方向の位置が規制されている、サイクロイド式の減速機であるインホイールモータ駆動装置において、前記２つの曲線板の間に設けられる２つの曲線板の軸方向の位置を規制するスペーサと、１つの内ピンの同一軸線上に配置された２つの内ピン軸受の間に設けられる２つの内ピン軸受の軸方向の位置を規制するスペーサとが共通化された共用スペーサからなることを特徴とする。

前記共用スペーサは、軸方向に２分割したた分割スペーサとしてもよい。

前記分割スペーサを、２つの内ピン軸受の出力軸側およびスタビライザ側の内ピン軸受の軸方向位置を決めるスペーサとして配置してもよい。

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、２つの曲線板の間に設けられる２つの曲線板の軸方向の位置を規制するスペーサと、１つの内ピンの同一軸線上に配置された２つの内ピン軸受の間に設けられる２つの内ピン軸受の軸方向の位置を規制するスペーサとを共通化した共用スペーサを使用するので、部品点数の削減および部品の製作コスト低減、さらには組み立て工数の削減が可能となる。

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Ｄ−Ｄ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。 外ピンハウジングの一例を示す分解斜視図である。 図５の外ピンハウジングを形成する半割り体を閉じ、連結ピンによって締結した状態を示す斜視図である。 二つの半割り体と連結ピンとの関係を示す外ピンハウジングの縦断面図である。 ２つの内ピン軸受の出力軸のフランジ側およびスタビライザ側に配置するスペーサの一例を示す斜視図である。 ２つの曲線板の間と２つの内ピン軸受の間に配置するスペーサの一例を示す斜視図である。 図９に示すスペーサを使用する減速機の組立て手順を示す分解斜視図である。 図１２に示すスペーサを使用する減速機の拡大縦断正面図である。 図１１に示す減速機に使用するスペーサの斜視図である。 図１４に示すスペーサを使用する減速機の拡大縦断正面図である。 図１３に示す減速機に使用するスペーサの斜視図である。 図１のインホイールモータ駆動装置を使用する電気自動車の概略平面図である。 図１５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１７のＤ−Ｄ線に沿った縦断側面図である。 ２つの内ピン軸受の間に配置される従来のスペーサの斜視図である。 ２つの内ピン軸受の出力軸のフランジ側およびスタビライザ側に配置される従来のスペーサの斜視図である。 ２つの曲線板の間に配置される従来のスペーサの斜視図である。

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１５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１６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１５、１６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（図１５及び図１６参照）に伝える車輪ハブＣとを同一軸上に直列に備える。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１６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エピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される波形歯形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、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５〜図７に示すように、二分割された半割り体５０ａ、５０ｂからなり、この半割り体５０ａ、５０ｂを分割面で合せた状態で軸方向に貫通する貫通孔６１を設け、この貫通孔６１に連結ピン６０を貫通させ、この貫通孔６１から両側に突き出す連結ピン６０の突出し部分に、合せた半割り体５０ａ、５０ｂを挟持する固定部６０ａを設け、半割り体５０ａ、５０ｂを開いた状態で減速機Ｂの構成部品を組込み、減速機Ｂの構成部品を組み込んだ半割り体５０ａ、５０ｂを閉じて、連結ピン６０によって二分割された半割り体５０ａ、５０ｂを一体に結合したものである。ここでは連結ピン６０のボルト軸のボルト部６０ｂの反対側の端部の固定部６０ａと、固定ナット６０ｃの固定部６０ａにより挟持して、二分割された半割り体５０ａ、５０ｂを一体に結合している。

図５〜図７に示す外ピンハウジング５０は、半割り体５０ａ、５０ｂの分割面を、減速機Ｂの軸心に対して直交するように設けた例であるが、半割り体５０ａ、５０ｂの分割面は、減速機Ｂの軸心に対して直交していなくても、傾斜していてもよいし、径方向に分割してもよい。

外ピンハウジング５０は、半割り体５０ａ、５０ｂの分割面を合せて連結ピン６０によって結合した状態において、筒型形状であり、軸方向両端部に内径側に延びる一対のフランジ部５１を備える。

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

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

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

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

内ピン軸受３７ａは、図１及び図２に示すように、曲線板３１のピン孔３６とそれぞれ当接するために、１つの内ピン３７に対して、軸方向に共用スペーサ３７ｂを介して２つ配置される。また、２つの内ピン軸受３７ａの出力軸３３のフランジ部３３ａ側およびスタビライザ３３ｄ側にも、内ピン軸受３７ａの軸方向位置を決めるスペーサ３７ｃ、３７ｄが設けられている。共用スペーサ３７ｂおよびスペーサ３７ｃ、３７ｄには、内ピン軸受３７ａの軸方向の移動を規制する機能と共に、内ピン軸受３７ａの針状ころ脱落防止機能を有する。スペーサ３７ｃ、３７ｄは、段付き構造となっており、後述する曲線板３１の軸方向移動を規制する機能も有している。

図１及び図２に示す実施形態では、スペーサ３７ｃ、３７ｄは、図８に示すように、リング形状で、等間隔で内ピン３７を挿通する内ピン挿通孔７１を有し、内ピン軸受３７ａの端面が嵌る凹部９２と、曲線板３１の端面が当接する凸部９３とからなる段付き構造をしている。

２つの内ピン軸受３７ａの間に配置される共用スペーサ３７ｂは、図９に示すように、環状に配置される内ピン軸受３７ａの端面が当接する内ピン軸受当接面９４を有するリング形状に形成され、内ピン軸受当接面９４には、内ピン３７を挿通する内ピン挿通孔９５を設けている。また、図９に示す共用スペーサ３７ｂには、内周縁と外周縁に２つの曲線板３１の対向面に当接する曲線板端面当接凸部９６が形成されている。また、共用スペーサ３７ｂの両面には内径から外径の径方向に延びる油溝９８が設けられ、減速機Ｂの入力軸３０の内部油路４５から吐出された潤滑油が内ピン３７、内ピン軸受３７ａ、さらに外ピン３２側に供給するように機能する。

この図９に示す共用スペーサ３７ｂは、上記のように、内ピン軸受３７ａの端面が当接する内ピン軸受当接面９４と、曲線板端面当接凸部９６とを有する。したがって、図９に示す共用スペーサ３７ｂは、２つの曲線板３１の間に設けられる２つの曲線板３１の軸方向の位置を規制するスペーサと、１つの内ピン３７の同一軸線上に配置された２つの内ピン軸受３７ａの間に設けられる２つの内ピン軸受の軸方向の位置を規制するスペーサとを共通化した共用スペーサ３７ｂとして機能する。

したがって、図１０の示すように、図９に示す共用スペーサ３７ｂを、２つの曲線板３１と、２つの内ピン軸受３７ａの間に位置させて、両側から出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄ、カウンタウェイト３５等の減速機Ｂの部品を挟むことによって、簡単に組み立てを行うことができる。

図１１に示す減速機Ｂは、図１２に示すように、図９に示す共用スペーサ３７ｂを軸方向に２分割した形状のスペーサ３７ｂ１を背中合わせにして共用スペーサ３７ｂとして使用し、スペーサ３７ｃ、３７ｄにも同じ２分割した形状のスペーサ３７ｂ１をそれぞれ個別に使用している。このスペーサ３７ｂ１は、片面に一つの内ピン軸受３７ａの端面が嵌る凹部９４を設け、他面に潤滑油の供給溝９８を形成している。

図１１に示す減速機Ｂは、共用スペーサ３７ｂ、スペーサ３７ｃ、３７ｄを一つ（一種類）のスペーサ３７ｂ１によって共通化しているため、より部品コストを削減することができる。

図１３に示す減速機Ｂは、共用スペーサ３７ｂ、スペーサ３７ｃ、３７ｄを、図１４に示す共通のスペーサ３７ｂ２とし、このスペーサ３７ｂ２を各内ピン３７毎に配置した例である。このスペーサ３７ｂ２は、片面に一つの内ピン軸受３７ａの端面が嵌る凹部９９を設け、他面に潤滑油の供給溝１００を形成している。共用スペーサ３７ｂとしてスペーサ３７ｂ２を背中合わせにして使用している。スペース３７ｃ、３７ｄはスペーサ３７ｂ２をそれぞれ個別に使用している。

共用スペーサ３７ｂ、スペーサ３７ｃ、３７ｄは、樹脂材料又は銅系材料による焼結材料によって形成することができる。

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（図３参照）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とを備える。

出力軸３３は、図１及び図２に示すように、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、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が一体に設けられている。

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が転がり軸受９０を介してそれぞれ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、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内ピン軸受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（「内ピン軸受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。

図２に示すように、半割り体５０ａ、５０ｂを合わせて形成され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、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の両端を保持する。外ピン３２の両端は、外ピン保持孔５４に対して針状ころ軸受５５を介して支持されている。針状ころ軸受５５は、外輪５５ａと、この外輪５５ａの内周面と外ピン３２の外周面とを転走面にした針状ころ５５ｂとからなる。針状ころ軸受５５の外輪５５ａは、外ピン保持孔５４の内面に嵌合されている。

また、一対のフランジ部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。

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、図１１及び図１３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る。

図５〜図７に示す実施形態の外ピンハウジング５０は、半割り体５０ａ、５０ｂの連結ピン６０として、端部にボルト部６０ｂを有するボルト軸と、ボルト部６０ｂに螺合する固定ナット６０ｃとからなるものを使用している。

ボルト軸のボルト部６０ｂの反対側の端部には、６角形の固定部６０ａと、減速機Ｂのケーシング２２ｂに対して固定するための固定軸６０ｄが設けられている。

また、固定ナット６０ｃの外周面にも、６角形の固定部６０ａが形成され、外径面が減速機Ｂのケーシング２２ｂに対して固定するための固定軸６０ｄになっている。

車輪ハブＣは、図１に示すように、出力軸３３の軸部３３ｂの外径面に固定連結された内輪部材８１と、内輪部材８１をケーシング２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材８２とを備える。内輪部材８１と外輪部材８２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。

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 ：内ピン軸受
３７ｂ ：共用スペーサ
３７ｃ ：スペーサ
３７ｄ ：スペーサ
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
５０ａ ：半割り体
５０ｂ ：半割り体
５１ ：フランジ部
５４ ：外ピン保持孔
５５ ：軸受
５５ａ ：外輪
５８ ：外ピンサイドプレート
６０ ：連結ピン
６０ａ ：固定部
６０ｂ ：ボルト部
６０ｃ ：固定ナット
６０ｄ ：固定軸
６１ ：貫通孔
７１ ：内ピン挿通孔
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 ：転がり軸受
９１ ：転がり軸受
９２ ：凹部
９３ ：凸部
９４ ：内ピン軸受当接面
９５ ：内ピン挿通孔
９６ ：曲線板端面当接凸部
９７ ：曲線板端面当接凸部
９８ ：油溝
９９ ：凹部
１００ ：供給溝
１３１ ：曲線板
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、減速機は、２つの偏心軸部を有する入力軸と、入力軸の偏心軸部に回転自在に保持される公転部材としての２つの曲線板と、曲線板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と、曲線板の自転運動を車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを備え、曲線板は、外周部にトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、偏心軸部を受け入れる穴と、内ピンを受け入れる複数のピン孔を有し、運動変換機構は、出力軸に保持されて軸方向に延びる複数の内ピンと、２つの曲線板に設けられたピン孔とで構成され、内ピンは、出力軸の回転軸心を中心とする円周上に等間隔に設けられ、その軸方向一方側端部が出力軸のフランジに固定され、曲線板のピン孔の内壁面に当接する位置に内ピン軸受が設けられ、内ピンの軸方向他方側端部には、スタビライザが設けられ、内ピン軸受は、２つの曲線板のピン孔とそれぞれ当接するために、１つの内ピンに対して、軸方向にスペーサを介して２つ配置され、２つの内ピン軸受の出力軸側およびスタビライザ側にも、内ピン軸受の軸方向位置を決めるスペーサが設けられ、２つの曲線板はスペーサによって軸方向の位置が規制されている、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２つの曲線板の間に設けられる２つの曲線板の軸方向の位置を規制するスペーサと、１つの内ピンの同一軸線上に配置された２つの内ピン軸受の間に設けられる２つの内ピン軸受の軸方向の位置を規制するスペーサとが共通化された共用スペーサからなることを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記共用スペーサが軸方向に２分割された分割スペーサからなる請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記分割スペーサを、２つの内ピン軸受の出力軸側およびスタビライザ側の内ピン軸受の軸方向位置を決めるスペーサとして配置したことを特徴とする請求項２記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記共用スペーサが、各内ピン毎に配置されている請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記共用スペーサには、その内径部と外径部を連通する溝が設けられ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. 前記共用スペーサが、曲線板が当接する凸部と、内ピン軸受の端面が嵌る凹部とを有する段付き形状に形成されている請求項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. 前記共用スペーサが、樹脂材料又は銅系材料による焼結材料によって形成されている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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