JP2017013592A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシングを効率良く冷却することのできるインホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置（２１）のケーシング（２２）の外表面には、車両の進行方向に沿って延在する複数の放熱フィン（６５）が設けられている。放熱フィン（６５）は、たとえばモータリヤカバー（２２ｔ）の外側表面（２２１）に設けられている。複数の放熱フィン（６５）の延在方向に沿って放熱板（７０）を配置することにより、隣り合う放熱フィン（６５）間に、前方領域から後方領域まで走行風が通過する空気通路（８０）を形成する。これにより、放熱フィン（６５）の風下側にも走行風を接触させることができるため、放熱フィン（６５）の放熱効率が向上する。【選択図】図４

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置であって、特に、ケーシングの外表面に複数の放熱フィンが設けられた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は、ケーシング内に設けられたオイルポンプによって強制的に潤滑油を循環させることにより、減速部の内部を安定して潤滑する。潤滑油は、モータ部の発熱部分から熱を受け取るが、循環中、ケーシングに熱伝達することで冷却される。

潤滑油の冷却性を向上させるべく、たとえば特開２０１１−２４０７７２号公報（特許文献１）では、ケーシングのうち、モータケーシングの外周表面およびモータリヤカバーの外側表面の少なくとも一方に、複数の放熱フィン（冷却フィン）を設けたインホイールモータ駆動装置の冷却構造が提案されている。

特開２０１１−２４０７７２号公報

図１１に示すように、車両のホイール１０の内側に設けられた公知のインホイールモータ駆動装置１２１は、モータ部および減速部を収容するケーシング２２を備えている。ケーシング２２のうち、筒状のモータケーシング２２ａとモータケーシング２２ａの軸線方向一方側開口を覆うモータリヤカバー２２ｔとは、外気に晒される。

インホイールモータ駆動装置１２１においては、ケーシング２２内を循環する潤滑油の冷却性を向上させるべく、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１とモータケーシング２２ａの外周表面２２２とに複数の放熱フィン６５，６６がそれぞれ設けられている。

放熱フィン６５，６６は、車両の進行方向（矢印Ａ１方向）に沿って延在しており、車両の走行時に受ける風（走行風）によって放熱が促される。この場合、走行風の流線は図１２に示すようなものとなり、モータケーシング２２ａの外周表面２２２の前方領域（風上側）に当たる走行風は、モータケーシング２２ａの外周表面２２２の上端部側と下端部側とに分岐する。そのため、モータケーシング２２ａの全周に亘り放熱フィン６６を設けたとしても、直接的には、モータケーシング２２ａの外周表面２２２の後方領域（風下側）に位置する放熱フィン６６に走行風が当たらない。モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１に設けた放熱フィン６５も同様であり、前方領域に比べて後方領域には走行風が当たり難い。

したがって、モータケーシング２２ａの外周表面２２２およびモータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１のいずれに放熱フィンを設けたとしても、放熱フィンの放熱効率は前後方向位置（風上側、風下側）によって偏りが生じる。そのため、ケーシング２２の温度は、前方部分ＦＡに比べて後方部分ＢＡの方が高くなる傾向があり、ケーシング２２を効率良く冷却することが困難であった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ケーシングを効率良く冷却することのできるインホイールモータ駆動装置を提供することである。

この発明のある局面に従うインホイールモータ駆動装置は、車両用のインホイールモータ駆動装置であって、ケーシングと、ケーシング内に配置されたモータ部と、ケーシング内に配置され、モータ部から入力される回転を減速して出力する減速部とを備える。このインホイールモータ駆動装置は、さらに、ケーシングの外表面に設けられ、車両の進行方向に沿って延在する複数の放熱フィンと、複数の放熱フィンの延在方向に沿って配置され、隣り合う放熱フィン間に、前方領域から後方領域まで走行風が通過する空気通路を形成する放熱板とを備える。

このインホイールモータ駆動装置によれば、放熱フィンの風下側にも走行風を接触させることができるため、放熱フィンの放熱効率が向上する。したがって、ケーシングを効率良く冷却することができる。

好ましくは、放熱板の風上側端部の位置に、空気通路に走行風を取り入れるための空気取入れ口が形成されている。

放熱フィンは、たとえばケーシングに含まれるモータリヤカバーの外側表面に設けられている。この場合、放熱板には、放熱板を貫通し、空気通路に連通する吸気口が設けられていることが望ましい。

吸気口は前後方向に間隔をあけて複数個設けられていてもよい。この場合、吸気口の開口幅は、後方側へいくにつれて大きくなっていることが望ましい。

複数の放熱フィンがモータリヤカバーの外側表面に設けられている場合、放熱板は、その風下側に位置する風向調整板を含んでもよい。風向調整板は、走行風をケーシングの外周表面側に向けて案内する。

好ましくは、放熱板は、複数の放熱フィンに接して設けられている。この場合、空気通路への走行風の流入を案内するための傾斜案内部を含むことが望ましい。

本発明によれば、ケーシングを効率良く冷却することができる。

本発明の実施の形態１に係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線に沿って切断したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。 図１中の減速部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１において、ケーシングのモータリヤカバーに放熱板が取り付けられた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における放熱板を示す斜視図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図であり、本発明の実施の形態１において隣り合う放熱フィン間に空気通路が形成された状態を示す図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図であり、本発明の実施の形態１において各空気通路への走行風の流入経路を示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例における放熱板がモータリヤカバーに取付けられた状態を示す斜視図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図であり、本発明の実施の形態１の変形例において空気通路を通過した走行風の流出経路を示す図である。 本発明の実施の形態２において、ケーシングのモータケーシングに放熱板が取り付けられた状態を示す斜視図である。 公知のモータケーシングを模式的に示す斜視図である。 モータケーシング周辺の走行風の流路を概念的に示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る車両用モータ駆動装置は、インホイールモータ駆動装置であり、例えば電気自動車などの車両の駆動輪におけるホイールの内側に取付けられる。

（基本構成について）
はじめに、インホイールモータ駆動装置の基本構成について説明する。図１を参照して、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部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａおよび減速部Ｂは、ケーシング２２内に組み込まれている。

ケーシング２２は、モータ部Ａを取り囲むように配置され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と、減速部Ｂを取り囲むように配置される減速部ケーシング２２ｂとを有する。これらは、ボルト等により、あるいは一体形成により、相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。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は、オイルポンプ５１を備える。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の端部でもある。

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（セレーション嵌合も含む。以下同じ）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が挿入固定される。

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たサイクロイド減速機であり、円筒形状の減速部ケーシング２２ｂ内に収容されている。減速部Ｂは、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センターカラー２９と、補強部材６１とを有する。複数の外ピン２７は、外ピン保持部４５に保持されている。減速部Ｂは、さらに、複数の外ピン２７を保持する外ピン保持部４５を有している。外ピン保持部４５は、減速部Ｂの外郭を形成し、ケーシング２２内に嵌め入れられる減速部ハウジングである。

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によって回転自在に支持される。

２個で一対の偏心部２５ａ，２５ｂは、円板形状であり、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、複数の針状ころ３１ｂと、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の外周面は、貫通孔３１ａの孔壁面と転がり接触する。

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（図示省略）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４２ｂ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２参照）、軸線Ｏと平行に延びる。そして、２個で一対の曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏを中心として公転運動すると、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。

外ピン２７は、上述のように外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、図３に示すように、外ピン２７の軸線方向両端部が、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。

インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、減速部ケーシング２２ｂを含めて、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されている。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成されていることが望ましい。

図３を参照して、外ピン保持部４５は円筒形状であり、外ピン保持部４５の軸方向中央部４５ｃが両端側の軸方向端部４５ａ，４５ｂよりも大径にされる。そして小径の軸方向端部４５ａ，４５ｂと大径の軸方向中央部４５ｃとの間の環状空間に、外ピン２７が配置される。また外ピン保持部４５は、軸方向端部４５ａ，４５ｂよりも内径側に曲線板２６ａ，２６ｂ、減速部出力軸２８の端部、内ピン３１、偏心部２５ａ，２５ｂ、減速部入力軸２５の端部を収容する。２枚の曲線板２６ａ，２６ｂ間には環状のセンターカラー２９が配置される。センターカラー２９は曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏに対して傾くことを防止する。

減速部ケーシング２２ｂからみて外ピン保持部４５はフローティング状態にされ、外ピン保持部４５の外周面は減速部ケーシング２２ｂの内壁面から離隔する。ただし、外ピン保持部４５は、ケーシング２２に対して相対回転不能に取付けされている。

減速部出力軸２８は、モータ部Ａ側の端部に位置する大径フランジ部２８ｂと、車輪ハブ軸受部Ｃ側に位置する軸部２８ｄとを有する。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の内周面に転がり軸受３９が配置される。

大径フランジ部２８ｂの外縁部には、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。軸部２８ｄの外周面には、車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が連結固定されている（図１参照）。

図３に示すように、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。円筒部６１ｄは軸線Ｏに沿って延びる形状であるのに対し、大径円板部６１ｂおよび小径円板部６１ｃは、互いに一体形成されて軸線Ｏ直角方向に広がる円板部である。

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、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（図１参照）。小径円板部６１ｃの内周面には転がり軸受３８が配置され、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、補強部材６１、および車輪ハブ３２は、図１に示すように、減速部Ｂの駆動力を駆動輪（ボルト３２ｃと連結する図示しない駆動輪）に伝達する車輪側回転部材を構成する。

モータ回転軸３５とスプライン嵌合する減速部入力軸２５の端部を除き、減速部入力軸２５の大部分は、環状の補強部材６１から減速部出力軸２８の小径フランジ部２８ｃまでの軸線方向位置と一致する。そして減速部入力軸２５は、補強部材６１の内部および円形凹部３４に配置されて、一方端側で転がり軸受３９を介して減速部出力軸２８に回転自在に支持され、他方端側で転がり軸受３８を介して補強部材６１に回転自在に支持される。

外ピン保持部４５の両端部には金属製の転がり軸受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。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。

図３に示すように、転がり軸受６２の外輪６２ａは外ピン保持部４５における軸方向端部４５ａの内周面に相対回転不能に取り付けられ、転がり軸受６２の内輪６２ｂは補強部材６１の小径円板部６１ｃの外周面に相対回転不能に取り付けられる。複数の転動体６２ｃは外輪６２ａおよび内輪６２ｂ間の環状空間に配置される。複数の転動体６２ｃは図示しない保持器によって円周方向等間隔に保持されている。大径円板部６１ｂの外周面および小径円板部６１ｃの外周面は環状段差を構成する。そして転がり軸受６２は、これら大径円板部６１ｂと小径円板部６１ｃの環状段差に収納され、内ピン３１と同じ径方向位置に配置される。

転がり軸受６４の外輪６４ａは外ピン保持部４５における軸方向端部４５ｂの内周面に相対回転不能に取り付けられ、転がり軸受６４の内輪６４ｂは減速部出力軸２８の小径フランジ部２８ｃの外周面に相対回転不能に取り付けられる。複数の転動体６４ｃは、外輪６４ａおよび内輪６４ｂ間の環状空間に配置される。複数の転動体６２ｃは図示しない保持器によって円周方向等間隔に保持されている。大径フランジ部２８ｂの外周面および小径フランジ部２８ｃの外周面は環状段差を構成する。そして転がり軸受６４は、これら大径フランジ部２８ｂと小径フランジ部２８ｃの環状段差に収納され、内ピン３１と同じ径方向位置に配置される。

図１を参照して、オイルポンプ５１は、ポンプケーシング２２ｐの壁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、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から潤滑油を吐き出す。吐出油路５４は、モータ部Ａに設けられて潤滑油を冷却する冷却油路５５（モータケーシング２２ａの壁内部）と、モータリヤカバー２２ｔの壁内部に設けられた連絡油路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、減速部Ｂで、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）および軸線油路５７の先端に開口する油路５８ｃと順次接続する。

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）、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等）を潤滑する。潤滑後の潤滑油は落下してオイルタンク５３に集まる。そしてオイルポンプ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、減速部入力軸２５から潤滑油を噴射する。そして潤滑油は、減速部入力軸２５から径方向外側に流れて減速部Ｂを潤滑する。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。

潤滑油はモータ部Ａの発熱部分などから熱を受けるが、潤滑油がケーシング２２の外縁部に形成された油路５５，５６を通過する際に、潤滑油の熱がケーシング２２に熱伝達される。モータリヤカバー２２ｔに設けられた連絡油路５６は、概天地方向（鉛直方向）に沿って、モータリヤカバー２２ｔの外縁から中心部まで径方向に延びている。モータケーシング２２ａの上部に設けられた冷却油路５５は、軸線方向に沿って延びている。このように、潤滑油の熱をケーシング２２に熱伝達することにより、潤滑油の温度を低下させる。なお、モータ室（モータ部Ａ内部）の下部に流れた潤滑油の熱もケーシング２２に熱伝達される。

ケーシング２２（より特定的には、モータケーシング２２ａおよびモータリヤカバー２２ｔ）に伝達された熱は、ケーシング２２の外表面に設けられた複数の放熱フィンによって放熱が促される。本実施の形態では、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１に複数の放熱フィン６５が設けられ、モータケーシング２２ａの外周表面２２２に複数の放熱フィン６６が設けられる。放熱フィン６５，６６は、いずれも車両の進行方向（矢印Ａ１方向）に沿って延在している。放熱フィン６５はモータリヤカバー２２ｔと一体結合し、放熱フィン６６はモータケーシング２２ａと一体結合する。

放熱フィン６５は、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２２から外方へ突出する。車両の進行方向を前方とした場合、放熱フィン６５は前後方向に延び、路面に対して平行に延在する。つまり、放熱フィン６５は、連絡油路５６に交差する方向（上下方向）に延在している。モータリヤカバー２２ｔは、ホイール１０からはみ出るため、その前方領域には外気が強く当たる。

複数の放熱フィン６５は、上下方向に互いに間隔をあけて平行に配置されている。放熱フィン６５は、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１の略全体に配置されている。なお、放熱フィン６５は、外側表面２２１の全体に配置されていなくてもよく、たとえば、外側表面２２１の中心部を除く環状領域にのみ設けられていてもよい。

放熱フィン６６は、モータケーシング２２ａの周方向に沿って延在し、モータケーシング２２ａの外周表面２２２から外方へ突出する。つまり、放熱フィン６６は、モータケーシング２２ａの冷却油路５５に交差する方向（上下方向）に延在している。複数の放熱フィン６６は、軸線方向に互いに間隔をあけて配置されている。各放熱フィン６６は、モータケーシング２２ａの全周に亘って環状に形成されている。

本実施の形態では、モータリヤカバー２２ｔの放熱フィン６５に放熱板７０が被せられている。放熱板７０については後に詳述する。

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は図１に示すように減速部出力軸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を複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。

車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの一端から外径方向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の中央孔には軸部２８ｄが嵌合する。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によって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。

（作動原理について）
次に、上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理について説明する。

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。なお内ピン３１の軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がる。このとき、軸受外輪３１ｃの一部が貫通孔３０ａの孔壁面と接触しつつ軸受外輪３１ｃの残部が貫通孔３０ａの孔壁面と非接触となる。

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、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。

なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺＡ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図２に示す実施形態では、ＺＡ＝１２、ＺＢ＝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。

また、本実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂ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。そして本実施形態のセンターカラー２９を２枚準備しておき、隣り合う曲線板間にそれぞれ設けるとよい。

また、本実施形態における運動変換機構は、減速部出力軸２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速部Ｂの回転を車輪ハブ３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。

なお、本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から駆動輪に伝達される。したがって、上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、本実施例における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪に伝達させたが、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場合には、駆動輪側からの動力を減速部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で発電しても良い。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を駆動させてもよいし、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。

（放熱板について）
ここで、本実施の形態のインホイールモータ駆動装置２１に備えられた放熱板７０について、図４〜図７を参照して具体的に説明する。図４は、ケーシング２２のモータリヤカバー２２ｔに放熱板７０が取り付けられた状態を示す斜視図である。図５は、放熱板７０を示す斜視図である。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図であり、図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。なお、図４においては、モータケーシング２２ａの外周表面２２２に設けられた放熱フィン６６の図示が省略されている。

放熱板７０は、モータリヤカバー２２ｔの放熱フィン６５の延在方向に沿って配置されている。具体的には、放熱板７０は、全てまたは一部の放熱フィン６５の前端から後端までを覆うように、放熱フィン６５の先端部に蓋状に取り付けられている。放熱板７０とモータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１の平坦部（放熱フィン６５のない部分）とは略平行である。本実施の形態では、放熱板７０は、モータリヤカバー２２ｔと同様に円板形状であって、放熱フィン６５の全てを覆っている。

放熱板７０は、薄板であり、たとえば銅またはアルミニウムなど、熱伝導性の高い材質で形成されていることが望ましい。なお、放熱板７０のケーシング２２への取付け方法は、特に問わない。

放熱板７０は、各放熱フィン６５の先端部に接して配置される。これにより、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１の平坦部と放熱板７０との間に、放熱フィン６５に隣接する複数の空気通路８０が形成される。つまり、各空気通路８０は、隣り合う放熱フィン６５間に設けられ、前後方向に延在する。

空気通路８０の風上側（前方側）端部および風下側（後方側）端部は開放されている。そのため、放熱板７０の風上側端部の位置に、走行風を空気通路８０に取り入れるための空気取入れ口８１が形成され、放熱板７０の風下側端部の位置に、走行風を空気通路８０から流出させるための空気流出口８２が形成されている。したがって、走行風は、空気取入れ口８１から空気通路８０に取り込まれ、空気流出口８２から流出する。これにより、放熱フィン６５の前方領域から後方領域まで走行風が通過し、放熱フィン６５の側面全体に外気を当てることができる。その結果、放熱フィン６５の放熱効果が高められ、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１全体を冷却することができる。

また、本実施の形態では、放熱板７０が放熱フィン６５に接するため、放熱面積が増加する。したがって、放熱フィン６５と放熱板７０との相乗効果により、簡易な構造でモータリヤカバー２２ｔの冷却性能を向上させることができる。このように、ケーシング２２の側端面を構成するモータリヤカバー２２ｔが効率良く冷やされることにより、ケーシング２２の後方部分の温度も低下させることができる。

また、上述のように、モータリヤカバー２２ｔには潤滑油の油路５６が設けられているため、モータリヤカバー２２ｔの熱を効率良く放熱することにより、潤滑油も冷やすことができる。その結果、インホイールモータ駆動装置２１全体の冷却性を向上させることができる。

放熱板７０には、空気通路８０に連通する貫通孔７１が設けられている。貫通孔７１は、放熱板７０の外表面７０１側から空気通路８０へ外気を流入させるための吸気口である。貫通孔７１は、複数の空気通路８０に跨って、上下方向に延びていることが望ましい。

本実施の形態では、たとえば３つ（複数）の貫通孔７１ａ，７１ｂ，７１ｃが前後方向に互いに間隔をあけて配置されている。貫通孔７１ａは放熱板７０の前方領域に設けられ、貫通孔７１ｂは前後方向中央領域に設けられ、貫通孔７１ｃは後方領域に設けられている。貫通孔７１ｂは全ての空気通路８０に連通している。貫通孔７１の開口幅は、後方側（風下側）へいくにつれて大きくなっていてもよい。

これにより、空気取入れ口８１からだけでなく、各貫通孔７１からも空気通路８０に外気を流入させることが可能となる。したがって、空気通路８０を通過する外気の流量が増加し、流速が上がるため、モータリヤカバー２２ｔの冷却性能をさらに向上させることができる。なお、図４においては、貫通孔７１を通過する走行風の流線は図示していない。

放熱板７０は、空気通路８０への走行風の流入を案内するための傾斜案内部７２を含むことが望ましい。本実施の形態における傾斜案内部７２は、貫通孔７１を介した走行風の流入を案内する。傾斜案内部７２は、上下方向に長さを有する板状部材であって、各貫通孔７１の後端縁に沿って設けられている。より具体的には、貫通孔７１ａの後端縁に傾斜案内部７２ａが取付けられ、貫通孔７１ｂの後端縁に傾斜案内部７２ｂが取付けられ、貫通孔７１ｃの後端縁に傾斜案内部７２ｃが取付けられている。

各傾斜案内部７２は、風上側へ向かって傾斜した状態で外方に突出している。これにより、傾斜案内部７２に当たる走行風を、貫通孔７１から空気通路８０に導き入れることができる。

図７に示されるように、傾斜案内部７２の突出度合は、後方側（風下側）へいくにつれて大きくなっていてもよい。この場合、全ての貫通孔７１に、効果的に走行風を導き入れることができる。したがって、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１の後方領域の温度を効果的に下げることができる。その結果、モータリヤカバー２２ｔの外側表面２２１全体を万遍なく冷却することができるため、ケーシング２２の後方部分の温度上昇を効果的に抑えることができる。

なお、傾斜案内部７２の突出度合の大小は、傾斜案内部７２の突出長さを変えることで実現してもよいし、傾斜案内部７２の傾斜角度を変えることで実現してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、モータリヤカバー２２ｔに設けられた複数の放熱フィン６５とその上に被せられた放熱板７０との相乗効果により、ケーシング２２の後方部分も効率良く冷却することができる。したがって、インホイールモータ駆動装置２１の冷却性能を向上させることができる。

なお、放熱板７０は、多数本の放熱フィン６５のうち一部にのみ被せられてもよい。また、放熱板７０の形状は円板形状でなくてもよい。

（変形例）
図８は、本実施の形態の変形例における放熱板７０Ａがモータリヤカバー２２ｔに取付けられた状態を示す斜視図である。図８を参照して、放熱板７０Ａは風向調整板７３を有している。風向調整板７３は、放熱板７０Ａの風下側に位置し、走行風をケーシング２２の外周表面（モータケーシング２２ａの外周表面２２２およびモータリヤカバー２２ｔの外周端面を含む）側に向けて案内する。

本変形例における放熱板７０Ａは、モータリヤカバー２２ｔよりも大きく、円板形状の本体部は、全体的にモータリヤカバー２２ｔよりも径方向に突出している。風向調整板７３は、放熱板７０Ａの本体部の後方側端縁に連結されたフードであり、軸線方向他方側（ホイール１０側）へ向かってフランジ状に延びている。風向調整板７３は、本体部と一体形成される。

風向調整板７３は、モータリヤカバー２２ｔの外周端面に沿って湾曲しており、当該面との間に間隔をあけて配置されている。この場合、風向調整板７３の端部の位置に、空気流出口８２が設けられる。つまり、本変形例では、空気流出口８２は、ケーシング２２の外周表面と放熱板７０Ａの風向調整板７３との間に形成され、ホイール１０側を向いている。

図９に示すように、空気通路８０を通過した外気は風向調整板７３に当たるため、風向き（進路）がホイール１０側に変更され、空気流出口８２から流出する。流出した外気は、モータケーシング２２ａの外周表面２２２を含むケーシング２２の外周表面に接触する。このように、本変形例によれば、ケーシング２２の外周表面の後方領域（走行風が直接当たり難い領域）にも外気を当てることができるため、ケーシング２２の後方部分を効率的に冷却することができる。

なお、風向調整板７３は、放熱板７０Ａの本体部の前後方向中央位置を基準として後方側に位置する端縁部分に設けられていればよく、当該部分の全体に設けられていてもよいし、一部分にのみ設けられていてもよい。あるいは、当該部分に、複数個の風向調整板７３が設けられてもよい。

＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、放熱板がモータリヤカバーの外側表面に取付けられた。これに対し、本実施の形態では、モータケーシングの外周表面に放熱板が取付けられる。図１０は、ケーシング２２のモータケーシング２２ａに放熱板７０Ｂが取り付けられた状態を示す斜視図である。

モータケーシング２２ａの外周表面２２２には、環状の放熱フィン６６が複数本設けられている。放熱板７０Ｂは、周方向における一部分においてのみ放熱フィン６６上に被せられている。放熱板７０Ｂはたとえば矩形形状であり、モータケーシング２２ａの外周表面２２２に沿って湾曲している。モータケーシング２２ａの外周表面２２２に設けられた放熱フィン６５のうち、放熱板７０Ｂが被せられた部分においてのみ、隣り合う放熱フィン６５間に空気通路９０が形成される。なお、図１０に示されるように、複数の放熱板７０Ｂが互いに接することなく設けられていてもよい。

放熱板７０Ｂの風上側端部の位置に、各空気通路９０への空気取入れ口９１が形成され、放熱板７０Ｂの風下側端部の位置に、走行風を空気通路９０から流出させるための空気流出口９２が形成されている。

放熱板７０Ｂもまた、空気通路９０への走行風の流入を案内するための傾斜案内部を含むことが望ましい。本実施の形態における傾斜案内部７４は、空気取入れ口９１を介した走行風の流入を案内する。

傾斜案内部７４は、放熱板７０Ｂの風上側の端縁部分に沿って設けられている。傾斜案内部７４は、風上側へ向かって傾斜しているため、傾斜案内部７４に当たる走行風を効率良く空気通路９０に流入させることができる。

このように、空気取入れ口９１が風上側に向いて露出し、空気流出口９２がモータケーシング２２ａの外周表面２２２の後方領域に位置するように放熱板７０Ｂを取付けることにより、風下側に位置する放熱フィン６６にも走行風を接触させることができる。したがって、放熱フィン６６全体の放熱効率を高めることができる。その結果、ケーシング２２を効率良く冷却することができる。

なお、上記各実施の形態では、放熱板が放熱フィンに接して設けられることとしたが、放熱板と放熱フィンの先端部との間に隙間があってもよい。このような場合においても、放熱フィンを取り囲むように空気通路が形成されるため、ケーシングの冷却性能を向上させることができる。

また、上記した各実施の形態を組み合わせてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ホイール、２１，１２１ インホイールモータ駆動装置、２２ ケーシング、２２ａ モータケーシング、２２ｂ 減速部ケーシング、２２ｐ ポンプケーシング、２２ｔ モータカバー、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ 減速部入力軸、２５ａ，２５ｂ 偏心部、２６ａ，２６ｂ 曲線板、２７ 外ピン、２８ 減速部出力軸、２９ センターカラー、３１ 内ピン、３２ 車輪ハブ、３４ 円形凹部、３５ モータ回転軸、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、５５ 冷却油路、５６ 連絡油路、５７ 軸線油路、５８ａ，５８ｂ 分岐油路、５９ ロータ油路、６１ 補強部材、６５，６６ 放熱フィン、７０，７０Ａ，７０Ｂ 放熱板、７２，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７４ 傾斜案内部、７３ 風向調整板、８０，９０ 空気通路、８１，９１ 空気取入れ口、８２，９２ 空気流出口、Ａ モータ部、Ｂ 減速部、Ｃ 車輪ハブ軸受部、Ｏ 軸線、Ｘ 自転軸心。

Claims (6)

1. 車両用のインホイールモータ駆動装置であって、
   ケーシングと、
   前記ケーシング内に配置されたモータ部と、
   前記ケーシング内に配置され、前記モータ部から入力される回転を減速して出力する減速部と、
   前記ケーシングの外表面に設けられ、車両の進行方向に沿って延在する複数の放熱フィンと、
   前記複数の放熱フィンの延在方向に沿って配置され、隣り合う前記放熱フィン間に、前方領域から後方領域まで走行風が通過する空気通路を形成する放熱板とを備える、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記放熱板の風上側端部の位置に、前記空気通路に走行風を取り入れるための空気取入れ口が形成されている、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記放熱フィンは、前記ケーシングに含まれるモータリヤカバーの外側表面に設けられており、
   前記放熱板には、前記放熱板を貫通し、前記空気通路に連通する吸気口が設けられている、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記吸気口は、前後方向に間隔をあけて複数個設けられており、
   前記吸気口の開口幅は、後方側へいくにつれて大きくなっている、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記複数の放熱フィンは、前記ケーシングに含まれるモータリヤカバーの外側表面に設けられており、
   前記放熱板は、その風下側に位置し、かつ、走行風を前記ケーシングの外周表面側に向けて案内する風向調整板を含む、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記放熱板は、前記複数の放熱フィンに接して設けられており、
   前記空気通路への走行風の流入を案内するための傾斜案内部を含む、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。

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