JP2016210231A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転ポンプの停止後の再始動時などに潤滑油をモータ部および減速機部に速やかに供給する。
【解決手段】 モータ部Ａと、第１〜第４歯車３０〜３３からなる平行軸歯車減速機３９で構成された減速機部Ｂと、車輪用軸受部Ｃと、回転ポンプ５６により減速機部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、平行軸歯車減速機３９は、モータ部Ａのモータ回転軸２５と同軸的に連結された第１歯車３０の軸部３４と、その第１歯車３０の軸部３４の下方位置に配置され、第１歯車３０と噛合する第２歯車３１が設けられた中間軸３５とを備え、潤滑機構は、回転ポンプ５６を中間軸３５と同軸的に配置し、モータ部Ａの停止時に減速機部Ｂの下部に貯溜される潤滑油の油面位置に回転ポンプ５６を配設した構造を有する。
【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モータ部と、車輪に接続される車輪用軸受部と、モータ部と車輪用軸受部との間に配置され、モータ部の回転を減速して車輪用軸受部に伝達する減速機部とを備えている。モータ部および減速機部はハウジングに収容されている。

このインホイールモータ駆動装置では、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑とを目的として、モータ部および減速機部に潤滑油を供給する潤滑機構が設けられている。潤滑機構は、潤滑油を圧送する回転ポンプと、ハウジングの下部に設けられた潤滑油貯溜部と、モータ部および減速機部に設けられた油路とを備え、潤滑油がモータ部および減速機部を循環する構造を有する。

この潤滑機構では、回転ポンプから吐出される潤滑油をハウジングの油路からモータ出力軸の油路を経由してモータ部に供給することにより、モータ部の冷却が行われる。また、モータ出力軸の油路と連通する減速機入力軸の油路を経由して減速機部に潤滑油を供給することにより、減速機部の冷却および潤滑が行われる。

このようにして、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑とを行った潤滑油は、ハウジング下部の潤滑油貯溜部に一旦貯溜される。この潤滑油貯溜部に貯溜された潤滑油は、ハウジングの油路から吸い上げられて回転ポンプへ還流する。

以上のように、このインホイールモータ駆動装置において、潤滑機構は、回転ポンプから吐出された潤滑油により、モータ部の冷却と減速機部の冷却および潤滑を行った後、その潤滑油を潤滑油貯溜部から回転ポンプへ吸入させる循環構造をなす。

特開２０１１−１８９９１９号公報

ところで、特許文献１で開示されたインホイールモータ駆動装置では、潤滑機構の回転ポンプがハウジングの中央部に位置する減速機入力軸と同軸的に配置され、その減速機入力軸と同期して回転することにより、潤滑油の吐出および吸入を行っている。一方、潤滑油貯溜部はハウジングの下部に設けられていることから、ハウジングの中央部に位置する回転ポンプの吸入口と、ハウジングの下部に位置する潤滑油貯溜部とを長い油路で接続することになる。

その結果、回転ポンプの駆動時、潤滑油貯溜部から回転ポンプへ吸い上げられていた油路内の潤滑油が、回転ポンプの停止時に潤滑油貯溜部へ落下する。そのため、回転ポンプの吸入口と潤滑油貯溜部との間の油路が空になり、回転ポンプの再始動時、回転ポンプは油路内の空気を吸い上げることになる。この油路内の空気を吸い上げきるまで回転ポンプは潤滑油をモータ部および減速機部に供給することが困難となる。

このように、回転ポンプの再始動直後では、回転ポンプは潤滑油がない状態で回転するため、回転ポンプの摺動面や、モータ部および減速機部で使用されている軸受の摺動面が摩耗し、回転ポンプおよび軸受の損傷が発生するおそれがある。

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、回転ポンプの停止後の再始動時などに潤滑油をモータ部および減速機部に速やかに供給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、複数の歯車からなる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、回転ポンプにより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、平行軸歯車減速機は、モータ部のモータ回転軸と同軸的に連結され、入力歯車が設けられた入力軸と、その入力軸の下方位置に配置され、入力歯車と噛合する中間歯車が設けられた中間軸とを備え、潤滑機構は、回転ポンプを中間軸と同軸的に配置し、モータ部停止時に減速機部の下部に貯溜される潤滑油の油面位置に回転ポンプを配設した構造を有することを特徴とする。

本発明のインホイールモータ駆動装置では、平行軸歯車減速機の入力軸よりも下方位置に配置された中間軸に回転ポンプを設け、モータ部の停止時に減速機部の下部に貯溜される潤滑油の油面位置に回転ポンプを配設したことにより、モータ部の停止後の再始動時、回転ポンプによる潤滑油の吸い上げが容易となる。そのため、潤滑油をモータ部および減速機部に速やかに供給することができる。また、回転ポンプの再始動直後、回転ポンプに潤滑油がない状態を回避することができるので、回転ポンプおよび軸受の損傷を未然に防止することができる。

本発明において、回転ポンプの吸入口を、モータ部の停止時に減速機部の下部に貯溜される潤滑油の油面以下に配置することが望ましい。このようにすれば、モータ部の停止後の再始動時、回転ポンプによる潤滑油の吸い上げが確実に行える点で有効である。

本発明における回転ポンプは、中間軸と同軸的に連結され、中間軸よりも大径のポンプ駆動軸を備えていることが望ましい。このようにすれば、大径のポンプ駆動軸で中間軸を支持することができるため、中間軸の支持軸受に大径のものを使用することができ、支持軸受の剛性アップを図ることができる。

本発明によれば、モータ部の停止後の再始動時、回転ポンプによる潤滑油の吸い上げが容易となるため、潤滑油をモータ部および減速機部に速やかに供給することができる。また、回転ポンプの再始動直後、回転ポンプに潤滑油がない状態を回避することができるので、回転ポンプおよび軸受の損傷を未然に防止することができる。その結果、モータ部の冷却性能、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。 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４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４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５は、電気自動車１１を後方から見た概略断面図である。

電気自動車１１は、図４に示すように、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。後輪１４は、図５に示すように、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。

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。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置２１を車両に搭載した状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と称し、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と称する。

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４および図５参照）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５参照）内に取り付けられる。ケーシング２２は、モータ部Ａのモータハウジングと減速機部Ｂのギヤハウジングとからなる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。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。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の右側）が転がり軸受２８に、軸方向他方側端部（図１の左側）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、入力歯車である第１歯車３０と、中間歯車である第２歯車３１および第３歯車３２と、出力歯車である第４歯車３３とを有する。第１歯車３０は、インボード側に延びる軸部３４をモータ回転軸２５にスプライン嵌合（セレーション嵌合を含む。以下、同じ）によって連結することにより、モータ回転軸２５に同軸的に取り付け固定されている。第２歯車３１は、中間軸３５に取り付け固定されている。第３歯車３２は、中間軸３５に一体的に形成されている。第４歯車３３は、その軸部３６を減速機出力軸３７のインボード側軸部３８にスプライン嵌合によって連結することにより、減速機出力軸３７に同軸的に取り付け固定されている。

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とが噛合することにより、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３９で構成されている。

第１歯車３０の軸部３４は、転がり軸受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。第２歯車３１が取り付け固定され、第３歯車３２が一体的に形成された中間軸３５は、転がり軸受４１，４２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３７が取り付け固定された第４歯車３３は、転がり軸受４３，４４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３７のアウトボード側軸部４５は、車輪用軸受部Ｃのハブ輪４７にスプライン嵌合によって連結され、減速機部Ｂの出力を後輪１４（図４および図５参照）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２に基づいて説明する。図２は、図１の平行軸歯車減速機３９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）に取り付け固定され、その軸心Ｃ１を中心にして回転する。第２歯車３１は、中間軸３５（図１参照）に取り付け固定され、第３歯車３２は、中間軸３５に一体的に形成され、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３７（図１参照）に取り付け固定され、その軸心Ｃ３を中心にして回転する。なお、モータ回転軸２５と減速機出力軸３７は同軸上に配置されていることから、それぞれの軸心Ｃ１と軸心Ｃ３は一致している。

この実施形態では、モータ回転軸２５、中間軸３５および減速機出力軸３７の各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が直線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３９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５参照）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３９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３９を用いた場合、毎分一万数千回転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。

車輪用軸受部Ｃは、図１に示すように、以下のような構造の車輪用軸受４６で構成されている。車輪用軸受４６は、減速機出力軸３７にトルク伝達可能に連結されたハブ輪４７と、ハブ輪４７の外周に嵌合された内輪４８と、ハブ輪４７および内輪４８の外側に配置された外輪４９と、ハブ輪４７および内輪４８と外輪４９との間に配置された複数の玉５０と、複数の玉５０を保持する保持器５１とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受４６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５２が設けられている。

この車輪用軸受４６は、減速機出力軸３７のアウトボード側軸部４５の端部に形成された雄ねじ部にナット５３を螺合させることにより、平行軸歯車減速機３９に締め付け固定されている。車輪用軸受４６の外輪４９は、ケーシング２２に取り付け固定されている。車輪用軸受４６の内輪４８は、減速機出力軸３７のフランジ部５４に当接することにより抜け止めされている。車輪用軸受４６のハブ輪４７にハブボルト５５で後輪１４（図４および図５参照）が連結される。

次に、このインホイールモータ駆動装置２１における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５６と、ケーシング２２に配設された油路５７，５８と、モータ回転軸２５に配設された油路５９〜６０と、第１歯車３０およびその軸部３４に配設された油路６１，６２とを主な構成としている。

回転ポンプ５６は、押え板６３によりケーシング２２に組み込まれている。回転ポンプ５６の吐出口６４および吸入口６５がケーシング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６６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６７（図３参照）が配設されている。

図１に示すように、回転ポンプ５６の吐出口６４から延びる油路５７は、ケーシング２２の内部を周回し、モータ回転軸２５のインボード側端部で油路５９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５９は、その軸中央部でホルダ部２７に向かって延びる油路６０と連通し、アウトボード側端部で第１歯車３０の軸部３４の油路６１と連通する。

第１歯車３０の軸部３４の内部を軸線方向に沿って延びる油路６１は、第１歯車３０の内部で径方向に沿って延びる油路６２と連通する。モータ回転軸２５の軸中央部の油路６０は、ホルダ部２７の凹溝内を経由して外周端部で開口する。第１歯車３０の軸部３４の油路６１は、第１歯車３０のアウトボード側端部で開口する。第１歯車３０の内部の油路６２は、第１歯車３０の歯面で開口する。

回転ポンプ５６へ潤滑油を還流させるための油路５８は、一端が回転ポンプ５６の吸入口６５と連通し、他端がケーシング２２の隔壁部６６の下部で減速機部Ｂ側に開口する。潤滑油を強制的に循環させるための回転ポンプ５６は、吐出口６４と連通する油路５７と、吸入口６５と連通する油路５８との間に設けられている。

図１および図３に示すように、回転ポンプ５６は、中間軸３５のインボード側に取り付けられたインナロータ６８と、ケーシング２２に回転自在に支持されたアウタロータ６９と、ポンプ室７０と、油路５７に連通する吐出口６４と、油路５８に連通する吸入口６５とを備えるサイクロイドポンプである。この回転ポンプ５６は、中間軸３５の回転で駆動することから、別の駆動機構を必要としないので、部品点数の低減が図れる。

インナロータ６８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３５の回転と同期して回転する。一方、アウタロータ６９は、インナロータ６８の回転に伴って従動回転する。この回転ポンプ５６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６８は、回転中心Ｃ４を中心として回転し、アウタロータ６９は、回転中心Ｃ５を中心として回転する。インナロータ６８およびアウタロータ６９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７０の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口６５から流入した潤滑油が吐出口６４から油路５７に圧送される。インナロータ６８の歯数をｎとすると、アウタロータ６９の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝７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Ｘ−Ｘ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。

潤滑油は、減速機部Ｂにおけるケーシング２２の下部に貯留され、その油面が中間軸３５の軸心付近にある。そのため、第２歯車３１および第３歯車３２の略下半分が潤滑油に浸漬する状態にある。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６６に排油孔６７（図３参照）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５６の吐出口６４から圧送された潤滑油は油路５７，５９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６０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５９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６１，６２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。

なお、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段の第４歯車側に流すため、隔壁部７１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Ｘ−Ｘ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５９，６１，６２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。

モータ部Ａの冷却、減速機部Ｂの冷却および潤滑を行った潤滑油は、ケーシング２２の内壁面を伝って重力により下部へ移動する。モータ部Ａの下部へ移動した潤滑油は、排油孔６７（図３参照）から減速機部Ｂの下部へ流入する。減速機部Ｂの下部へ移動および流入した潤滑油は、ケーシング２２の油路５８から吸い上げられて回転ポンプ５６の吸入口６５へ還流する。

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。

この実施形態では、図１に示すように、平行軸歯車減速機３９の入力軸である第１歯車３０の軸部３４の下方位置に中間軸３５が配置され、潤滑機構の回転ポンプ５６を中間軸３５と同軸的に配置した構造を具備している。その結果、モータ部Ａの停止時に減速機部Ｂのケーシング２２の下部に貯溜される潤滑油の油面位置（図１のＸ−Ｘ線参照）に回転ポンプ５６が配設されている。このように、回転ポンプ５６を配置することにより、回転ポンプ５６の吸入口６５を、モータ部Ａの停止時に減速機部Ｂのケーシング２２の下部に貯溜される潤滑油の油面以下に配置することができる。

以上のように、平行軸歯車減速機３９における第１歯車３０の軸部３４の下方位置にある中間軸３５に回転ポンプ５６を配設したことにより、その中間軸３５の軸心付近に潤滑油の油面があり、その油面以下に回転ポンプ５６の吸入口６５が存在する。このことから、回転ポンプ５６の駆動時、減速機部Ｂの下部から回転ポンプ５６へ吸い上げられていた油路５８内の潤滑油は、回転ポンプ５６の停止時でも、油路５８が潤滑油の油面以下にあるために落下することはない。そのため、回転ポンプ５６の吸入口６５および油路５８が空になることはなく、回転ポンプ５６の吸入口６５および油路５８に潤滑油が封入された状態を確保することができる。

その結果、回転ポンプ５６の停止後の再始動時、回転ポンプ５６による潤滑油の吸い上げが容易となるため、潤滑油をモータ部Ａおよび減速機部Ｂに速やかに供給することができる。また、回転ポンプ５６の再始動直後、回転ポンプ５６に潤滑油がない状態を回避することができるので、回転ポンプ５６の摺動面や、モータ部Ａおよび減速機部Ｂにおける各転がり軸受２８，２９，４０〜４４の摺動面の摩耗を防ぐことができ、回転ポンプ５６および各転がり軸受２８，２９，４０〜４４の損傷を未然に防止することができる。

以上で説明した回転ポンプ５６は、平行軸歯車減速機３９の中間軸３５のインボード側端部と同軸的に連結されたポンプ駆動軸７２を備えている。このポンプ駆動軸７２は、中間軸３５よりも大径をなし、転がり軸受４１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。このように、大径のポンプ駆動軸７２を介して中間軸３５のインボード側端部を支持することにより、中間軸３５の支持軸受として大径の転がり軸受４１を使用することができるので、転がり軸受４１の剛性アップを図ることができる。なお、このポンプ駆動軸７２のインボード側端部にインナロータ６８が取り付けられている。

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３９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３７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３７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４および図５参照）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３９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３９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５６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３５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。

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４および図５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
２５ モータ回転軸
３０ 入力歯車（第１歯車）
３１ 中間歯車（第２歯車）
３４ 入力軸（第１歯車の軸部）
３５ 中間軸
３９ 平行軸歯車減速機
５６ 回転ポンプ
６５ 吸入口
７２ ポンプ駆動軸
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、複数の歯車からなる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、回転ポンプにより前記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、
   前記平行軸歯車減速機は、モータ部のモータ回転軸と同軸的に連結され、入力歯車が設けられた入力軸と、前記入力軸の下方位置に配置され、前記入力歯車と噛合する中間歯車が設けられた中間軸とを備え、前記潤滑機構は、前記回転ポンプを中間軸と同軸的に配置し、前記モータ部の停止時に減速機部の下部に貯溜される潤滑油の油面位置に前記回転ポンプを配設した構造を有することを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記回転ポンプの吸入口を、モータ部の停止時に減速機部の下部に貯溜される潤滑油の油面以下に配置した請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記回転ポンプは、中間軸と同軸的に連結され、前記中間軸よりも大径のポンプ駆動軸を備えている請求項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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