JP2016125628A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪を後退回転方向に駆動する場合であってもインホイールモータ駆動装置の内部を効果的に潤滑することができる技術を提供する。
【解決手段】モータ部と、減速部と、車輪ハブとを備え、減速部は、モータ側回転部材に結合して偏心した１対の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられた１対の公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回転部材と結合し、公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、外周係合部材よりも内径側かつ内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材（２９）とを有する。そしてカラー部材は、該カラー部材の外周を起点とし内周を終点として、後退回転方向に対し鈍角（β）で交差するように延びる油路（２９ｇ）を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置の内部潤滑に関する。

サイクロイド減速機を備えたインホイールモータ駆動装置において、サイクロイド減速機の内部潤滑を向上させる技術として例えば、特開２０１０−２２１９６４号公報（特許文献１）に記載のものがある。特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、１対の曲線板に環状体のカラー部材を介挿する。そして、カラー部材には、外周と内周とを連絡する溝を設けている。かかる従来技術によれば、潤滑油がカラー部材の溝を流れることで、サイクロイド減速機の内部に潤滑油を滞りなく供給することができる。

特開２０１０−２２１９６４号公報

上記従来のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、車輪を前進回転方向に駆動することを前提として附属のオイルポンプでカラー部材の中心孔に潤滑油を供給するため、反対に車輪を後退回転方向に駆動する場合にはこのオイルポンプでは、カラー部材の中心孔に潤滑油を供給することができなくなる。そうするとサイクロイド減速機内部の潤滑不足が懸念される。

本発明は、上述の実情に鑑み、車輪を後退回転方向に駆動する場合であってもインホイールモータ駆動装置の内部を効果的に潤滑することができる改良技術を提供す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、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、車輪側回転部材に連結された車輪ハブ軸受部とを備える。これらのうち減速部は、モータ側回転部材に該モータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって内周が偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられモータ側回転部材の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、記公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回転部材と結合し外周係合部材よりも内径側で公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、外周係合部材よりも内径側かつ内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有する。そしてカラー部材は、該カラー部材の外周を起点とし内周を終点として、後退回転方向に対し鈍角で交差するように延びる油路を備える。

かかる本発明によれば、インホイールモータ駆動装置が後退回転方向に車輪を駆動する際、減速部の下部に滞留した潤滑油が、後退回転方向に回転するカラー部材の外周から油路に導かれ、次にカラー部材の中心孔に供給される。したがって減速部の中心部分を潤滑油で潤滑することができる。

本発明の油路の形状は特に限定されない。本発明の一実施形態として油路は直線状に延びる。かかる実施形態によれば、カラー部材の製造コストを小さくすることができる。本発明の油路は途中で折れ曲がっていてもよい。折れ曲がり箇所を境界として油路の外周側領域は直線状に延びていてもよいし曲線状に延びていてもよい。油路の内周側領域も直線状に延びていてもよいし曲線状に延びていてもよい。

本発明の他の実施形態として、油路は曲線状に延びる。好ましくは、油路は外径側に向かうほど曲率半径が大きく、内径側に向かうほど曲率半径が小さくなる。かかる実施形態によれば、油路の外周側領域は内周側領域よりも周方向に対し緩勾配になる。したがって溝が急勾配の場合と比較してカラー部材の外周から多くの潤滑油を油路に導くことができる。本発明の好ましい実施形態として、カラー部材の周方向に対する油路の勾配は、内周側部分よりも外周側部分で緩勾配である。

油路はカラー部材に１箇所形成されてもよいが、好ましくはカラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される。周方向で隣り合う油路の間隔は、すべて等しくてもよく、あるいは不等間隔であってもよい。かかる実施形態によれば、カラー部材の全周に亘って潤滑油を流すことができる。

本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路はカラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝であってもよい。このように溝は、一方端面のみ形成されてもよく、あるいは、両方の端面に形成されてもよい。

好ましくは、溝は一方端面および他方端面の両方に周方向等間隔に複数形成され、一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される。かかる実施形態によれば、カラー部材の一方端面および他方端面の両方に潤滑油を均等に流すことができる。

本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路は、カラー部材に形成された貫通孔であってもよい。油路はカラー部材の内周と外周とを接続すればよく、直線状に延在するものであってもよいし、曲線状に延在するものであってもよい。

好ましくは、カラー部材は樹脂製である。かかる実施形態によれば、油路の加工が容易になる。

好ましくは、内側係合部材は、軸線を中心とする仮想円上で周方向に間隔を開いて配設され、軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、内ピンは、内ピン本体と、内ピン本体の外周を包囲する内ピン外輪と、内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、カラー部材の内周が、内ピン外輪と転がり接触する。かかる実施形態によれば、カラー部材の内周が、これら複数の内ピンと外接することから、カラー部材の位置を軸線と略同軸になるよう規制することが可能になる。しかも、内ピンの外周に転がり軸受がそれぞれ設けられることから、カラー部材と内ピンとの摩擦抵抗を解消することができる。

このように本発明によれば、車輪を後退回転方向に回転させる場合において、減速部の中心部分へ潤滑油を供給して、減速部内部の潤滑油不足を解消することができる。

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における減速部の断面図である。 同実施形態のカラー部材を取り出し、軸線方向からみた状態を示す正面図である。 図３に示すカラー部材の縦断面図である。 図３に示すカラー部材の拡大図であって車輪を前進オイルポンプ方向に駆動する場合を表す。 図３に示すカラー部材の拡大図であって車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。 他の実施形態になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。 図７に示すカラー部材の縦断面図である。 図７に示すカラー部材の拡大図であって車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。 本発明のさらに他の実施形態になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。 図１０に示すカラー部材の縦断面図である。 図１０に示すカラー部材の拡大図であって車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。

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。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部Ｂと、減速部Ｂからの出力を車輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。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、インホイールモータ駆動装置２１の軸線Ｏに沿って同軸に配置される。

インホイールモータ駆動装置２１は、図示しないサスペンション装置を介して、電気モータを駆動源とする電気自動車、あるいは電気モータおよびエンジンを駆動源とするハイブリッド車両、の車体に取り付けられる。かかる電気自動車およびハイブリッド車両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高速走行可能である。

インホイールモータ駆動装置２１は図示しない車輪のロードホイール内空領域に配置され、該車輪を駆動する。インホイールモータ駆動装置２１の軸線Ｏは、車輪の軸線と一致し、車幅方向に延びる。

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、およびモータリヤカバー２２ｔを有する。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。これらモータリヤカバー２２ｔ、モータケーシング２２ａ、および減速部ケーシング２２ｂはボルト等により相互に結合し、さらにポンプケーシング２２ｐはモータケーシング２２ａに一体形成される等、全体として１個のケーシング２２を構成する。このようにケーシング２２は複数のケーシング部材あるいはケーシング部分からなる。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。

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リヤカバー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。モータリヤカバー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の車幅方向内側の端部でもある。

軸線Ｏに沿って延びるモータ回転軸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あるいはセレーション嵌合であり、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、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方側に同軸配置されるサイクロイド減速機であって、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カラー部材２９と、複数の内ピン３１のモータ部Ａ側の端部同士を固定する補強部材６１とを有する。

減速部ケーシング２２ｂは軸線Ｏと同軸に配置され、モータケーシング２２ａよりも小さな外径寸法を有する。減速部ケーシング２２ｂの上部は、サスペンション装置のサスペンション部材（図示せず）と回動可能に連結する。また減速部ケーシング２２ｂの下部前側は、サスペンション装置のサスペンション部材（図示せず）と回動可能に連結する。車輪荷重（車体重量ともいう）は、これらのサスペンション部材と、減速部ケーシング２２ｂと、車輪ハブ軸受部Ｃと、車輪を介して、路面に伝達される。

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によって補強部材６１に対し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、一体に回転する。

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、転動体としての複数の針状ころ３１ｂと、内ピン外輪としての軸受外輪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の外径寸法は貫通孔３０ａの内径寸法よりも小さいため、軸受外輪３１ｃの外周面の一部が貫通孔３０ａの孔壁面に接触するとともに、軸受外輪３１ｃの外周面の残部が貫通孔３０ａの孔壁面から離れている。かかる状態のまま軸受外輪３１ｃは貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がり回転する。

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（図示せず）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１に示すように軸線Ｏと平行に延びる。そして、２枚で一対の曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏを中心として公転運動すると、図２に示すように曲線板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、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１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。

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に転がり軸受３９が配置される。大径フランジ部２８ｂ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。

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。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および補強部材６１は減速部Ｂの駆動力を車輪ハブ３２に伝達する車輪側回転部材を構成する。なお図１には図示しなかったが、車輪ハブ３２はボルト３２ｃで車輪と連結する。

外ピン保持部４５の両端部の内周には転がり軸受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。具体的には、転がり軸受６２は補強部材６１の小径円板部６１ｃの外径に嵌合して補強部材６１を回転自在に支持し、転がり軸受６４は減速部出力軸２８の小径フランジ部２８ｃの外径に嵌合して減速部出力軸２８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。

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。外輪部材３３ａは耐摩耗性および耐久性の観点から鋼製である。これに対しケーシング２２は、軽量化の観点からアルミニウム等の軽金属製である。

外輪部材３３ａと内輪３３ｃとの環状隙間にはシール材３３ｓおよびシール材３３ｔが設けられる。シール材３３ｓは車輪ハブ軸受部Ｃと減速部Ｂとの間を遮断し、減速部Ｂの内部空間を封止する。シール材３３ｔは車輪ハブ軸受部Ｃとインホイールモータ駆動装置２１の外方空間との間を遮断する。このようにシール材３３ｓ，３３ｔは、外輪部材３３ａの両端部にそれぞれ配置され、車輪ハブ軸受部Ｃの環状空間を封止する。

車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの一端から径方向外方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の中心孔には軸部２８ｄがスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下同じ）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直接形成される。車輪取付けフランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図１に示されない車輪のロードホイールが連結固定される。

インホイールモータ駆動装置２１の下部にはオイルタンク５３が配置される。オイルタンク５３はモータケーシング２２ａの下部および減速部ケーシング２２ｂの下部に一体形成される。吸入油路５２の下端部５２ｄは、ポンプケーシング２２ｐからさらに外径側へ延出し、オイルタンク５３の内部を上下方向に延びる。そして下端部５２ｄの下端は、オイルタンク５３の底面と隙間をあけて対向し、潤滑油の吸い込み口を構成する。

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、モータ部Ａおよび減速部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軸方向に延びる油路５５と、モータリヤカバー２２ｔの壁厚内部に設けられて径方向に延びる油路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、カラー部材２９等）を潤滑および冷却する。潤滑後の潤滑油は、減速部Ｂの内部空間の中を落下し、次に減速部ケーシング２２ｂの下部を上下方向に貫通する縦孔６５を通り、オイルタンク５３に受け止められる。

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の中を落下して内部空間Ｌの下部に集まる。内部空間Ｌの下部に集まった潤滑油は、モータケーシング２２ａの下部を上下方向に貫通する縦孔６６を流下し、オイルタンク５３に受け止められる。なおオイルタンク５３はモータ部Ａおよび減速部Ｂよりも下方に配置されるため、潤滑油は縦孔６５，６６を自然流下する。

落下および自然流下によりオイルタンク５３に貯留された潤滑油は、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る。潤滑油回路を循環して流れる潤滑油は、モータ部Ａおよび減速部Ｂの軸心に配置された軸線油路５７から径方向外側に流れてモータ部および減速部Ｂを潤滑する。

次にカラー部材２９につき詳細に説明する。

図３は、同実施形態のカラー部材を取り出し、軸線方向からみた状態を示す正面図である。図４は、同実施形態のカラー部材の縦断面図であり、図３中にＩＶ―ＩＶで示す平面で切断し矢印方向からみた断面を表す。図５および図６は、図３に丸囲みで示すカラー部材の拡大図であって、図５は車輪を前進回転方向に駆動する場合を表し、図６は車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。カラー部材２９は環状であり、図２に示すようにモータ側回転部材になる減速部入力軸２５の一端および複数の内ピン３１を包囲する。またカラー部材２９の中心孔の内周面は、内ピン３１の軸受外輪３１ｃと転がり接触する。

カラー部材２９は図１に示すように、公転部材になる２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士の間に介挿される別部材であって、これら２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士を離隔するスペーサになる。したがって、カラー部材２９の一方側端面は曲線板２６ａの端面と面接触し、カラー部材２９の他方側端面は曲線板２６ｂの端面と面接触する。

カラー部材２９の両端面には図２〜図６に示すように溝２９ｇが形成される。なお、ここでいう両端面とは、曲線板２６ｂと接触する一方端面と、曲線板２６ａと接触する他方端面をいう。なお図示はしなかったが、両端面のうちいずれか一方のみに溝２９ｇを形成してもよい。あるいは溝２９ｇに代えて、軸方向厚みの中央部に貫通孔を穿設してもよい。

溝２９ｇは、カラー部材の外周面から内周面まで延び、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する油路を構成する。図３に示すように溝２９ｇは、周方向等間隔に複数形成され、直線状に延びる。また溝２９ｇは、半径方向および周方向に対し傾斜している。曲線板２６ａは硬質プラスチックなどの樹脂製であるが、金属製であってもよい。

カラー部材２９は、インホイールモータ駆動装置２１が車輪を前進回転方向に駆動する場合、自転する１対の曲線板２９ａ，２９ｂと共回りする。カラー部材２９の前進回転方向を図５に細矢印で示す。外周を起点とし内周を終点として延びる溝２９ｇは図５に示すように鋭角αで交差する。したがってカラー部材２９が前進回転方向に回転する際、カラー部材２９の外周から溝２９ｇに潤滑油が導かれない。そしてカラー部材２９の中心孔に存在する潤滑油は、遠心力の作用によって各溝２９ｇを流れ、径方向外方へ向かう。これにより曲線板２６ａと曲線板２６ｂとの間に流入した潤滑油は、カラー部材２９により遮断されることなく、溝２９ｇを外径側に通過して外ピン２７および曲線板２６ａ，２６ｂの外周を潤滑する。

反対にインホイールモータ駆動装置２１が車輪を後退回転方向に駆動する場合、カラー部材２９は１対の曲線板２９ａ，２９ｂと共回りして、図６に細矢印で示す後退回転方向に回転する。外周を起点とし内周を終点として延びる溝２９ｇは後退回転方向に対し鈍角βで交差する。カラー部材２９は潤滑油の油面Ｅに浸かっており、カラー部材２９が後退回転方向に回転する際、カラー部材２９の外周から溝２９ｇに潤滑油が導かれる。

溝２９ｇに潤滑油を含んだままカラー部材２９が回転すると、潤滑油は溝２９ｇを通過してカラー部材２９の中心孔に流入する。あるいは一部の潤滑油は油面Ｅよりも上方へ運ばれ、次に減速部Ｂの上部で溝２９ｇから内径側に落下する。これにより潤滑油は、カラー部材２９の中心孔に流入して、減速部Ｂの中心部分を潤滑する。

本実施形態によれば図６に示すように、カラー部材２９が該カラー部材の外周を起点とし内周を終点として、後退回転方向に対し鈍角βで交差するように延びる溝２９ｇを備えることから、インホイールモータ駆動装置２１が車輪を後退回転方向に駆動する際、カラー部材２９はその外周から潤滑油を取り込みその内周へ供給することができる。したがって減速部Ｂの中心部分の潤滑油不足を解消することができる。

また本実施形態によれば図２〜図６に示すように、溝２９ｇは直線状に延びる油路であることから、曲線状に延びる場合と比較してカラー部材２９の製造コストを小さくすることができる。

また本実施形態によれば図２〜図４に示すように、溝２９ｇはカラー部材２９の周方向に間隔を開けて複数形成されることから、単数形成される場合と比較して大量のカラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される。

また本実施形態によれば図４に示すように、カラー部材２９の一方端面に形成された溝２９ｇと他方端面に形成された溝２９ｇとが、周方向にずれた位置で交互に配列されることから、周方向に同じ位置で配列される場合と比較して潤滑油を周方向にムラなく供給することができる。

また本実施形態によれば図２に示すように、カラー部材２９の内周面が内ピン３１の軸受外輪３１ｃと対面し、両者が当接するとカラー部材２９の内周面が軸受外輪３１ｃと転がり接触する。したがってインホイールモータ駆動装置２１内部のフリクションロスを低減することができる。

再び図１および図２を参照して、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。

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、トルクを増加させて、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。ここで附言すると、貫通孔３０ａと、内ピン３１と、減速部出力軸２８は、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を減速部入力軸２５の軸線Ｏを中心とする回転運動に変換して車輪ハブ軸受部Ｃへ出力する運動変換機構を構成する。

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。

次に本発明の他の実施形態を説明する。図７は他の実施形態になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。図８は、図７に示すカラー部材の縦断面図であり、図７中に一点鎖線で示す平面で切断し矢印方向にみた状態を表す。図９は、図７中の丸囲みを拡大して示す説明図であって車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。他の実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では油路になる溝２９ｇが途中で折れ曲がって延びている。

各溝２９ｇは図９に示すように、外周側領域２９ｇｌおよび内周側領域２９ｇｎを含む。外周側領域２９ｇｌおよび内周側領域２９ｇｎは双方とも直線状であって、細矢印で示す後退回転方向に対して鈍角で延びる。ただし外周側領域２９ｇｌは周方向に対し緩勾配であり、内周側領域２９ｇｎは周方向に対し急勾配である。外周側領域２９ｇｌはカラー部材２９の径方向中央部で内周側領域２９ｇｎと接続する。かかる接続箇所２９ｇｍで溝２９ｇは折れ曲がっている。

図７〜図９に示す実施形態によれば、各溝２９ｇは途中の接続箇所２９ｇｍで折れ曲がり、外周側領域２９ｇｌは内周側領域２９ｇｎよりも周方向に対し緩勾配であるから、急勾配の場合と比較してカラー部材２９の外周から多くの潤滑油を溝２９ｇに導くことができる。したがってインホイールモータ駆動装置２１が車輪を後退回転させる際、充分な潤滑油を減速部Ｂの中心部分に供給することが可能になる。

次に本発明のさらに他の実施形態を説明する。図１０はさらに他の実施形態になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。図１１は、図１０に示すカラー部材の縦断面図であり、図１０中に一点鎖線で示す平面で切断し矢印方向にみた状態を表す。図１２は、図１０中の丸囲みを拡大して示す説明図であって車輪を後退回転方向に駆動する場合を表す。他の実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では油路になる溝２９ｇが曲線状に延びている。

各溝２９ｇは図１２に示すように、外周側部分２９ｇｐおよび内周側部分２９ｇｑを含む。外周側部分２９ｇｐおよび内周側部分２９ｇｑは滑らかに接続するが、外径側に向かうほど曲率半径が大きくなり、内径側に向かうほど曲率半径が小さくなる。したがって外周側部分２９ｇｐは周方向に対し緩勾配であり、内周側部分２９ｇｑは周方向に対し急勾配である。

図１０〜図１２に示す実施形態によれば、各溝２９ｇは曲線状に延び、内径側に向かうほど曲率半径が小さくなることから、溝２９ｇの外周側領域２９ｇｌは内周側領域２９ｇｎよりも周方向に対し緩勾配になる。したがって溝が急勾配の場合と比較してカラー部材２９の外周から多くの潤滑油を溝２９ｇに導くことができる。インホイールモータ駆動装置２１が車輪を後退回転させる際、充分な潤滑油を減速部Ｂの中心部分に供給することが可能になる。

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、
２５ 減速部入力軸、 ２５ａ，２５ｂ 偏心部（偏心部材）、
２９ａ，２９ｂ 曲線板（公転部材）、 ２７ 外ピン（外周係合部材）、
２８ 減速部出力軸、 ２９ カラー部材、 ２９ｇ 溝、
２９ｇｌ 外周側領域、 ２９ｇｍ 接続箇所、
２９ｇｎ 内周側領域、 ２９ｇｐ 外周側部分、
２９ｇｑ 内周側部分、 ３０ａ，３０ｂ 貫通孔、 ３１ 内ピン、
３１ａ 内ピン本体、 ３１ｃ 軸受外輪、 ３２ 車輪ハブ、
３３ 転動体、 ４５ 外ピン保持部、 ５１ オイルポンプ、
５２ 吸入油路、 ５３ オイルタンク、 ５４ 吐出油路、
５７ 軸線油路、 ５８ａ，５８ｂ 分岐油路、 ５９ ロータ油路、
６１ 補強部材、 ６５，６６ 縦孔、 Ａ モータ部、
Ｂ 減速部、 Ｃ 車輪ハブ軸受部、 Ｅ 油面、 Ｏ 軸線、
Ｘ 自転軸心。

Claims (10)

1. モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に連結された車輪ハブ軸受部とを備え、
   前記減速部は、モータ側回転部材に該モータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、
   軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって、内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、
   前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
   前記車輪側回転部材と結合し、前記外周係合部材よりも内径側で前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、
   前記外周係合部材よりも内径側かつ前記内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、前記１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有し、
   前記カラー部材は、該カラー部材の外周を起点とし内周を終点として、後退回転方向に対し鈍角で交差するように延びる油路を備える、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記油路は直線状に延びる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記油路は途中で折れ曲がる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記油路は曲線状に延びる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記カラー部材の周方向に対する前記油路の勾配は、内周側部分よりも外周側部分で緩勾配である、請求項３または４に記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記油路は、前記カラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される、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. 前記油路は、前記カラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝である、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。
8. 前記溝は、前記一方端面および前記他方端面の両方に、周方向等間隔に複数形成され、
   一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される、請求項７に記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 前記カラー部材は樹脂製である、請求項１〜８のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
10. 前記内側係合部材は、前記軸線を中心とする仮想円上で周方向に離隔して配設され、前記軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、
    前記内ピンは、内ピン本体と、前記内ピン本体の外周を包囲する内ピン外輪と、前記内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、
    前記カラー部材の内周が、前記内ピン外輪と転がり接触する、請求項１〜９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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