JP2016181954A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動モータの高速回転下であっても、平行軸歯車減速機での潤滑不良を未然に防止し得るインホイールモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】 モータ部Ａと、平行軸歯車減速機３６で構成された減速機部Ｂと、車輪用軸受部Ｃと、モータ部Ａおよび減速機部Ｂに潤滑油を供給する潤滑機構とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、潤滑機構は、モータ部Ａと減速機部Ｂとを区画するケーシング２２に設けられて平行軸歯車減速機３６に向けて開口し、モータ部Ａから減速機部Ｂへ潤滑油を流通させる排油孔と、ケーシング２２の排油孔下方部位に設けられて平行軸歯車減速機３６に向けて開口し、減速機部Ｂの潤滑油を回転ポンプ５０へ還流させる吸込口６４とを備え、モータ部Ａから排油孔を経由して減速機部Ｂへ流入する潤滑油を吸込口へ誘導する仕切板６８を減速機部Ｂに設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、電動モータの出力軸と車輪用軸受とを減速機を介して連結したインホイールモータ駆動装置に関する。

従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特許文献１に開示された構造のものがある。この特許文献１の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、その電動モータの回転を減速して出力する平行軸歯車減速機と、その平行軸歯車減速機からの出力を車輪に伝達する車輪ハブとで構成されている。

このインホイールモータ駆動装置は、電動モータと平行軸歯車減速機との間に中間プレートを設け、その中間プレートのインボード側に、電動モータを収容するモータハウジングを取り付けると共に、中間プレートのアウトボード側に、平行軸歯車減速機を収容するギヤハウジングを取り付けた構造を具備する。

このインホイールモータ駆動装置では、電動モータおよび平行軸歯車減速機の冷却および潤滑を目的として、電動モータおよび平行軸歯車減速機に潤滑油を供給する潤滑機構を設ける必要がある。潤滑機構としては、回転ポンプを内蔵させ、回転ポンプから吐出される潤滑油を電動モータおよび平行軸歯車減速機に供給し、回転ポンプへ還流させる循環構造が有効であり、以下のような構造が可能である。

例えば、平行軸歯車減速機のカウンタ軸の回転を利用した回転ポンプを中間プレートに設ける。回転ポンプから吐出される潤滑油を電動モータに供給するための油路をモータハウジングに設ける。また、モータハウジング内に貯溜する潤滑油をギヤハウジングへ流通させる排油孔を中間プレートに設ける。さらに、ギヤハウジングに貯溜する潤滑油を回転ポンプに還流させるための吸込口を中間プレートに設ける。

以上のような循環構造を具備した潤滑機構では、回転ポンプから圧送される潤滑油をモータハウジングの油路を経由して電動モータに供給することにより、電動モータの冷却が行われる。また、モータハウジング内に貯溜した潤滑油を排油孔を経由して平行軸歯車減速機に供給することにより、平行軸歯車減速機の歯車の跳ね掛けでもって、平行軸歯車減速機の冷却および潤滑が行われる。平行軸歯車減速機に供給された潤滑油は、中間プレートの吸込口から回転ポンプへ還流される。

特開２０１４−４６７４２号公報

ところで、従来のインホイールモータ駆動装置において、装置のコンパクト化の観点から、電動モータに低トルクで高速回転の小型モータを採用した場合、電動モータの高速回転時、回転ポンプによる潤滑油の吸込量が多くなる。前述の循環構造を具備した潤滑機構では、平行軸歯車減速機の歯車の跳ね掛けによる潤滑を行うため、中間プレートの排油孔から流入した潤滑油が平行軸歯車減速機の歯車に強く当たって撹拌される。

このような歯車による潤滑油の撹拌損失が増加すると、中間プレートの吸込口付近の潤滑油が不足し、回転ポンプがエアを噛み込むことになる。その結果、最悪の場合、平行軸歯車減速機における潤滑不良が発生することになる。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、電動モータの高速回転下であっても、平行軸歯車減速機での潤滑不良を未然に防止し得るインホイールモータ駆動装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、モータ部と、平行軸歯車減速機で構成された減速機部と、車輪用軸受部と、モータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、潤滑機構は、モータ部と減速機部とを区画するケーシングに設けられて平行軸歯車減速機に向けて開口し、モータ部から減速機部へ潤滑油を流通させる排油孔と、ケーシングの排油孔下方部位に設けられて平行軸歯車減速機に向けて開口し、減速機部の潤滑油を回転ポンプへ還流させる吸込口とを備え、モータ部から排油孔を経由して減速機部へ流入する潤滑油を吸込口へ誘導する仕切板を減速機部に設けたことを特徴とする。

本発明のインホイールモータ駆動装置では、減速機部に設けた仕切板により、モータ部から排油孔を経由して減速機部へ流入する潤滑油を吸込口に誘導することができるので、排油孔から流入する潤滑油が平行軸歯車減速機の歯車に強く当たって撹拌されることを回避できる。このようにして、歯車による潤滑油の撹拌損失を低減することで、吸込口付近の潤滑油が不足することを未然に防止できる。そのため、回転ポンプがエアを噛み込むことを回避できるので、平行軸歯車減速機において十分な潤滑を確保することができる。

本発明における平行軸歯車減速機は、モータ部のモータ回転軸の軸端に同軸的に連結された第１歯車を備え、潤滑機構は、回転ポンプからモータ回転軸を経由して第１歯車へ潤滑油を供給する軸心給油構造をなす構成が望ましい。このような軸心給油構造を採用すれば、モータ回転軸の軸端に同軸的に連結された第１歯車について跳ね掛けによる潤滑が困難であっても、その第１歯車に潤滑油を十分に供給することができる。

本発明における平行軸歯車減速機は、第１歯車の下方に配置されて第１歯車と噛合する第２歯車を備え、仕切板は、排油孔および吸込口と対向するようにケーシングと第２歯車との間に介在させた構成が望ましい。このようにすれば、排油孔からの潤滑油が第２歯車に強く当たって撹拌されることを回避でき、第２歯車による潤滑油の撹拌損失を低減することで、吸込口付近の潤滑油が不足することを未然に防止できる。

本発明によれば、減速機部に設けた仕切板により、モータ部から排油孔を経由して減速機部へ流入する潤滑油を吸込口に誘導することができるので、排油孔から流入する潤滑油が平行軸歯車減速機の歯車に強く当たって撹拌されることを回避できる。これにより、歯車による潤滑油の撹拌損失を低減することで、吸込口付近の潤滑油が不足することを未然に防止できる。そのため、回転ポンプがエアを噛み込むことを回避できるので、平行軸歯車減速機において十分な潤滑を確保することができる。その結果、減速機部の冷却性能および潤滑性能の向上が図れ、信頼性の高い長寿命のインホイールモータ駆動装置を提供することができる。

本発明の実施形態で、インホイールモータ駆動装置の全体構成を示す正断面図である。 図１のインホイールモータ駆動装置を示す平断面図である。 図１の平行軸歯車減速機を構成する歯車のみをアウトボード側から見た概要図である。 図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。 図１のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。 （Ａ）は仕切板の一例を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 （Ａ）は仕切板の他例を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略構成を示す平面図である。 図８の電気自動車を示す後方断面図である。

本発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。

図８は、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車１１の概略平面図、図９は、電気自動車１１を後方から見た概略断面図である。図８に示すように、電気自動車１１は、シャシー１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、後輪１４に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを装備する。図９に示すように、後輪１４は、シャシー１２のホイールハウジング１５の内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１６を介してシャシー１２の下部に固定されている。

懸架装置１６は、左右に延びるサスペンションアームにより後輪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り、後輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャシー１２の振動を抑制する。左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時などの車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられている。懸架装置１６は、路面の凹凸に対する追従性を向上させ、後輪１４の駆動力を効率よ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している。

電気自動車１１は、ホイールハウジング１５の内部に、左右それぞれの後輪１４を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、シャシー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など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、左右の後輪１４の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。

電気自動車１１の走行安定性およびＮＶＨ特性を向上させるためにばね下重量を抑える必要があり、さらに、広い客室スペースを確保するためにインホイールモータ駆動装置２１の小型化が求められる。そこで、図１〜図７に示す実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、以下の構造を具備する。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置２１を実現し、ばね下重量を抑えることで、走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得ることができる。なお、この実施形態の特徴的な構成を説明する前にインホイールモータ駆動装置２１の全体構成を説明する。

図１はインホイールモータ駆動装置２１を正面から見た断面図、図２はインホイールモータ駆動装置２１を上方から見た断面図である。図１および図２に示すように、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機部Ｂと、減速機部Ｂからの出力を駆動輪としての後輪１４（図８および図９参照）に伝達する車輪用軸受部Ｃとを備えている。モータ部Ａと減速機部Ｂはケーシング２２に収容されて、電気自動車１１のホイールハウジング１５（図９参照）内に取り付けられる。ケーシング２２は、モータ部Ａと減速機部Ｂとが分割可能な構造でボルトにより締結一体化されている。

モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されたステータ２３と、ステータ２３の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２４と、ロータ２４の径方向内側に配置されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸２５とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ２６で構成されている。このモータ回転軸２５は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ２３は磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成され、ロータ２４は永久磁石または磁性体が内部に配置されている。

モータ回転軸２５は、径方向外側へ一体的に延びるホルダ部２７によりロータ２４が保持されている。このホルダ部２７は、ロータ２４が嵌め込み固定された凹溝を環状に形成した構成としている。モータ回転軸２５は、その軸方向一方側端部（図１および図２の左側）が転がり軸受２８に、軸方向他方側端部（図１および図２の右側）が転がり軸受２９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。

減速機部Ｂは、第１歯車３０、第２歯車３１、第３歯車３２および第４歯車３３を有する。第１歯車３０は、モータ回転軸２５のアウトボード側軸端部に同軸的に取り付け固定されている。第２歯車３１と第３歯車３２は、中間軸３４に取り付け固定されている。第４歯車３３は減速機出力軸３５に一体的に形成されている。この減速機部Ｂは、第１歯車３０と第２歯車３１とが噛合し、第３歯車３２と第４歯車３３とが噛合することで、モータ回転軸２５の回転運動を２段に減速する平行軸歯車減速機３６で構成されている。

第２歯車３１と第３歯車３２が取り付け固定された中間軸３４は、転がり軸受３７，３８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。第４歯車３３が一体的に形成された減速機出力軸３５は、転がり軸受３９，４０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。減速機出力軸３５の軸端部４１は、車輪用軸受部Ｃのハブ輪４３にスプライン嵌合（セレーション嵌合を含む。以下、同じ）によって連結され、減速機部Ｂの出力を後輪１４（図８および図９参照）に伝達する。

第１歯車３０〜第４歯車３３および各歯車の回転軸を図３に基づいて説明する。図３は、図１の平行軸歯車減速機３６を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３のみをアウトボード側から見た概要図である。第１歯車３０は、モータ回転軸２５（図１参照）に取り付けられ、その軸心Ｃ１を中心にして回転する。第２歯車３１と第３歯車３２は、中間軸３４（図１参照）に取り付けられ、その軸心Ｃ２を中心にして回転する。第４歯車３３は、減速機出力軸３５（図１参照）に一体的に形成されており、その軸心Ｃ３を中心にして回転する。

この実施形態では、モータ回転軸２５、中間軸３４および減速機出力軸３５の各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が垂直線Ｅ−Ｅ上に配置され、減速機部Ｂの径方向のコンパクト化を図っている。ただし、各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の配置は、この実施形態のような配置に限られず、各歯車３０〜３３の噛合いを維持した状態で、ケーシング２２のスペースなどを考慮して適宜ずらしてもよい。

ここで、平行軸歯車減速機３６を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、モジュールは１〜３程度が好ましい。

インホイールモータ駆動装置２１は、ホイールハウジング１５（図９参照）の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。平行軸歯車減速機３６を電動モータ２６と組み合わせることで電動モータ２６の小型化を図ることができる。例えば、減速比１１の平行軸歯車減速機３６を用いた場合、１５０００ｍｉｎ^-1程度の高速回転の電動モータ２６を使用することにより電動モータ２６を小型化することができる。この場合、ケーシング２２のスペースなどを考慮すると、第１歯車３０と第２歯車３１からなる第１段の減速比は２〜４程度とし、第３歯車３２と第４歯車３３からなる第２段の減速比は３〜５程度とすることが好ましい。

図１に示すように、車輪用軸受部Ｃは、以下のような構造の車輪用軸受４２で構成されている。車輪用軸受４２は、減速機出力軸３５にトルク伝達可能に連結されたハブ輪４３と、ハブ輪４３の外周面に嵌合された内輪４４と、ケーシング２２に嵌合固定された外輪４５と、ハブ輪４３および内輪４４と外輪４５との間に配置された複数の玉４６と、複数の玉４６を保持する保持器４７とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受４２の軸方向両端部には、泥水などの侵入防止のためにシール部材４８が設けられている。この車輪用軸受４２のハブ輪４３にハブボルト４９で後輪１４（図８および図９参照）が連結される。

次に、全体的な潤滑機構を説明する。潤滑機構は、モータ部Ａを冷却するために潤滑油を供給すると共に、減速機部Ｂを冷却および潤滑するために潤滑油を供給するものである。この実施形態の潤滑機構は、図１に示すように、回転ポンプ５０と、ケーシング２２に配設された油路５１，５２と、モータ回転軸２５に配設された油路５３〜５５と、第１歯車３０に配設された油路５６とを主な構成としている。回転ポンプ５０は、押え板５７によりケーシング２２に組み付けられている。回転ポンプ５０の吐出口５８および吸入口５９は、ケーシング２２に設けられている。

また、モータ部Ａと減速機部Ｂとを区画するケーシング２２の隔壁部６０には、潤滑油をモータ部Ａから減速機部Ｂへ流通させる排油孔６１（図４参照）が配設されている。さらに、平行軸歯車減速機３６の第２歯車３１と第３歯車３２とを区画するケーシング２２の隔壁部６２には、第２歯車３１が収容された空間と第３歯車３２が収容された空間とを隔壁部６２の下部で連通させる連通孔６３（図１参照）が設けられている。

図１に示すように、回転ポンプ５０の吐出口５８から延びる油路５１は、ケーシング２２の内部を周回し（図２参照）、モータ回転軸２５のインボード側軸端部で油路５３と連通する。モータ回転軸２５の内部を軸線方向に沿って延びる油路５３は、その軸中央部でホルダ部２７に向かって延びる油路５４と連通し、アウトボード側軸端部で第１歯車３０に向かって延びる油路５５と連通する。この油路５３は、モータ回転軸２５のアウトボード側軸端部で開口する。

モータ回転軸２５の軸中央部の油路５４は、ホルダ部２７の凹溝内を経由して外周端部で開口する。モータ回転軸２５のアウトボード側軸端部の油路５５は、第１歯車３０の内部を径方向に沿って延びる油路５６と連通する。この油路５６は、第１歯車３０の歯面で開口する。

回転ポンプ５０へ潤滑油を還流させるための油路５２は、その一端が第２歯車３１に向けて開口する吸込口６４を持ち、他端が回転ポンプ５０の吸入口５９と連通する。潤滑油を強制的に循環させるための回転ポンプ５０は、吐出口５８と連通する油路５１と、吸入口５９と連通する油路５２との間に設けられている。

図１および図４に示すように、回転ポンプ５０は、中間軸３４のインボード側軸端部に取り付けられたインナロータ６５と、ケーシング２２に回転自在に支持されたアウタロータ６６と、ポンプ室６７と、油路５１に連通する吐出口５８と、油路５２に連通する吸入口５９とを備えるサイクロイドポンプである。

インナロータ６５は、モータ回転軸２５の回転を第１歯車３０および第２歯車３１からなる第１段で減速して駆動されることにより、中間軸３４の回転と同期して回転する。一方、アウタロータ６６は、インナロータ６５の回転に伴って従動回転する。この回転ポンプ５０をケーシング２２内に配置することによって、インホイールモータ駆動装置２１の大型化を防止することができる。

インナロータ６５は、回転中心Ｃ４を中心として回転し、アウタロータ６６は、回転中心Ｃ５を中心として回転する。インナロータ６５およびアウタロータ６６は異なる回転中心Ｃ４，Ｃ５を中心として回転するので、ポンプ室６７の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５９から流入した潤滑油が吐出口５８から油路５１に圧送される。インナロータ６５の歯数をｎとすると、アウタロータ６６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。

潤滑機構による潤滑油の流れを以下に説明する。図１および図２において、インホールモータ駆動装置２１の内部に付した白抜き矢印は潤滑油の流れを示す。また、図１のＦ−Ｆ線は、インホイールモータ駆動装置２１が停止状態の時の潤滑油の油面を示す。インホイールモータ駆動装置２１が運転状態においても、減速機部Ｂにおけるケーシング２２の下部に潤滑油が貯留される。

なお、モータ部Ａと減速機部Ｂとを区画するケーシング２２の隔壁部６０に排油孔６１（図４参照）が設けられ、第２歯車３１と第３歯車３２とを区画するケーシング２２の隔壁部６２に連通孔６３が設けられていることから、モータ部Ａと減速機部Ｂとで油面が同一となっている。

モータ部Ａの冷却として、回転ポンプ５０から圧送された潤滑油は油路５１，５３を経由し、その一部がモータ回転軸２５の回転に伴う遠心力およびポンプ圧力によって油路５４を経てロータ２４を冷却する。さらに、ホルダ部２７から潤滑油が吐出されてステータ２３を冷却する。このようにして、モータ部Ａの冷却が行われる。

減速機部Ｂの冷却および潤滑として、油路５３の潤滑油は、モータ回転軸２５の回転に伴う遠心力およびポンプ圧力によって油路５５，５６を経由して第１歯車３０の歯面に流出し、高速回転する第１段の第１歯車３０を潤滑する。第１段の第２歯車３１および第２段の第３歯車３２と第４歯車３３は、減速機部Ｂにおけるケーシング２２の下部に貯留した潤滑油を跳ね掛けて潤滑される。このようにして、減速機部Ｂの冷却および潤滑が行われる。また、第１段の第１歯車３０に流入した潤滑油はギヤハウジング側に飛散する。この飛散した潤滑油を第２段の歯車側に流すため、隔壁部６２の上部に流入させるための孔を設けてもよい（図示せず）。

ここで、第１歯車３０は、高速回転で使用される上、潤滑油の油面（図１のＦ−Ｆ線参照）から離れているので、特に、インホイールモータ駆動装置２１の始動時などの潤滑が重要である。このことから、油路５３，５５，５６を経由して第１歯車３０に潤滑油を供給する軸心給油構造としている。このような軸心給油構造を採用することにより、潤滑油の油面から離れた位置にある第１歯車３０が跳ね掛けによる潤滑が困難であっても、インホイールモータ駆動装置２１の始動時などに、第１歯車３０に潤滑油を十分に供給することができる。

この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置２１の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成を以下に詳述する。

この実施形態の潤滑機構において、図４に示すように、モータ部Ａと減速機部Ｂとを区画するケーシング２２の隔壁部６０に、モータ部Ａから減速機部Ｂへ潤滑油を流通させる排油孔６１が設けられている。この排油孔６１は、平行軸歯車減速機３６の第２歯車３１に向けて開口している。また、ケーシング２２の隔壁部６０の排油孔６１下方部位に、減速機部Ｂの潤滑油を回転ポンプ５０へ還流させる吸込口６４が設けられている。この吸込口６４は、第２歯車３１に向けて開口している（図１参照）。

ここで、モータ部Ａの電動モータ２６が毎分一万数千回転程度で高速回転すると、回転ポンプ５０による潤滑油の吸込量が多くなる。一方、平行軸歯車減速機３６では、第２歯車３１の跳ね掛けによる潤滑を行うため、前述の排油孔６１から流入する潤滑油が第２歯車３１に強く当たって撹拌されることになる。この第２歯車３１による潤滑油の撹拌損失が増加すると、吸込口６４付近の潤滑油が不足し、回転ポンプ５０がエアを噛み込むことになり、平行軸歯車減速機３６における潤滑不良が発生することになる。

そこで、この実施形態では、図１および図５に示すように、モータ部Ａから排油孔６１を経由して減速機部Ｂへ流入する潤滑油を吸込口６４へ誘導する仕切板６８を、排油孔６１および吸込口６４と対向するようにケーシング２２の隔壁部６０と第２歯車３１との間に介在させている。仕切板６８は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、略半円形の金属板で、その中央部分に中間軸３４（図５参照）が挿通される貫通孔６９を有する。この仕切板６８は、プレス加工などにより成形された単純な形状のものであることから、製作が容易である。

この仕切板６８は、平坦な上部両側に設けられた取り付けフランジ７０でもってケーシング２２の隔壁部６０にねじ止め等により固定される。仕切板６８の円弧状周縁部とケーシング２２との間には隙間７１（図５参照）が設けられており、この隙間７１を介して潤滑油が吸込口６４へ流入することが容易となる。なお、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、仕切板６８の下部に開口窓７２を設けるようにしてもよい。このような開口窓７２を設けることにより、潤滑油が吸込口６４へ流入することがより一層容易となる。

以上のように、ケーシング２２の排油孔６１と平行軸歯車減速機３６の第２歯車３１との間に、仕切板６８を介在させたことにより、モータ部Ａから排油孔６１を経由して減速機部Ｂへ流入する潤滑油は、固定状態の仕切板６８に当たり吸込口６４に誘導されて最短で到達することになる。従って、排油孔６１から流入する潤滑油が回転状態の第２歯車３１に強く当たって撹拌されることを回避できる。このようにして、第２歯車３１による潤滑油の撹拌損失を低減することで、吸込口６４付近の潤滑油が不足することを未然に防止できる。そのため、回転ポンプ５０がエアを噛み込むことを回避できるので、平行軸歯車減速機３６において十分な潤滑を確保することができる。

最後に、この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置２１の全体的な作動原理を説明する。

図１および図２に示すように、モータ部Ａにおいて、例えば、ステータ２３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ロータ２４が回転する。これにより、減速機部Ｂにおいて、モータ回転軸２５の回転が、平行軸歯車減速機３６を構成する第１歯車３０、第２歯車３１、第３歯車３２および第４歯車３３によって減速され、減速機出力軸３５を介して車輪用軸受部Ｃに伝達される。この時、モータ回転軸２５の回転が減速機部Ｂによって減速されて減速機出力軸３５に伝達されるので、モータ部Ａにおいて、低トルク、高速回転型の電動モータ２６を採用した場合でも、後輪１４（図８および図９参照）に必要なトルクを伝達することが可能となる。

減速機部Ｂの減速比は、第１歯車３０と第２歯車３１の第１段で１／２．５、第３歯車３２と第４歯車３３の第２段で１／４．５とすれば、減速比は約１／１１と大きな減速比を得ることができる。このように、大きな減速比を得ることができる平行軸歯車減速機３６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、平行軸歯車減速機３６は、はすば歯車を用いているので、製造が容易で、コストの低減が図れ、性能面でも、静粛かつ効率のよいインホイールモータ駆動装置２１を実現することができる。

この実施形態では、モータ部Ａとしてラジアルギャップ型の電動モータ２６を例示したが、任意の構成のモータを適用可能である。例えば、ケーシングに固定されたステータと、ステータの軸方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータとを備えるアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。

また、この実施形態では、回転ポンプ５０としてサイクロイドポンプを例示したが、これに限定されることなく、減速機部Ｂの中間軸３４の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。さらには、回転ポンプ５０を省略して、遠心力のみによって潤滑油を循環させるようにしてもよい。

この実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから後輪１４に伝達される。従って、前述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。また、モータ部Ａに電力を供給してモータ部を駆動させ、モータ部Ａからの動力を後輪１４に伝達させる場合を示したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、後輪１４側からの動力を減速機部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させることや、車両に備えられた他の電動機器などの作動に用いてもよい。

この実施形態では、図８および図９に示すように、後輪１４を駆動輪とした電気自動車１１を例示したが、前輪１３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も含むものである。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

２１ インホイールモータ駆動装置
２２ ケーシング
２５ モータ回転軸
３０ 第１歯車
３１ 第２歯車
３６ 平行軸歯車減速機
５０ 回転ポンプ
６１ 排油孔
６４ 吸込口
６８ 仕切板
Ａ モータ部
Ｂ 減速機部
Ｃ 車輪用軸受部

Claims (3)

1. モータ部と、平行軸歯車減速機で構成された減速機部と、車輪用軸受部と、前記モータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、
   前記潤滑機構は、モータ部と減速機部とを区画するケーシングに設けられて前記平行軸歯車減速機に向けて開口し、モータ部から減速機部へ潤滑油を流通させる排油孔と、前記ケーシングの排油孔下方部位に設けられて平行軸歯車減速機に向けて開口し、減速機部の潤滑油を回転ポンプへ還流させる吸込口とを備え、モータ部から前記排油孔を経由して減速機部へ流入する潤滑油を前記吸込口へ誘導する仕切板を減速機部に設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記平行軸歯車減速機は、モータ部のモータ回転軸の軸端に同軸的に連結された第１歯車を備え、前記潤滑機構は、回転ポンプから前記モータ回転軸を経由して前記第１歯車へ潤滑油を供給する軸心給油構造をなす請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記平行軸歯車減速機は、第１歯車の下方に配置されて第１歯車と噛合する第２歯車を備え、前記仕切板は、排油孔および吸込口と対向するようにケーシングと第２歯車との間に介在させた請求項１又は２に記載のインホイールモータ駆動装置。

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