JP2017019389A - 車両用モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑えて外ピンハウジングを軽量化することのできる車両用モータ駆動装置を提供する。【解決手段】車両用モータ駆動装置の減速部は、軸線（Ｏ）に沿って延びる減速部入力軸（２５）と、減速部入力軸に形成された一対の偏心部（２５ａ，２５ｂ）と、それぞれの偏心部に回転自在に保持される一対の曲線板（２６ａ，２６ｂ）と、曲線板の外周部に係合する複数の外ピン部材（２７）と、外ピン部材（２７）を保持し、減速部の外郭を形成する外ピンハウジング（４０）とを含む。外ピンハウジング（４０）は、軸線方向に対向する一対の円盤状部材（４１）によって構成されており、外ピン部材（２７）と各円盤状部材（４１）とが軸線方向に突合せ当接することよって、円盤状部材（４１）間の間隔が維持される。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用モータ駆動装置に関し、特に、サイクロイド減速機を搭載した車両用モータ駆動装置に関する。

インホイールモータ駆動装置などの車両用モータ駆動装置は、モータ部と、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。減速部がサイクロイド減速機で構成される場合、減速部は、軸線に沿って延びる減速部入力軸に形成された一対の偏心部と、それぞれの偏心部に回転自在に保持される一対の曲線板と、曲線板の外周部に係合する複数の外ピンと、外ピンを保持し、減速部の外郭を形成する外ピンハウジングとを備える。

一般的に外ピンハウジングは一体型であるが、特開２０１２−９７７６５号公報（特許文献１）には、外ピンハウジングの軽量化のために、外ピンハウジング（外ピン保持部）を、軸線方向で対抗するプレート状リング部材によって形成し、これらを外ピンにより連結することが開示されている。また、この場合、外ピンと曲線板との接触抵抗を低減させるために、外ピンの外周面に摺動特性を有するカラーまたは針状ころを設けた構成が開示されている。さらに、２枚のプレート状リング部材の外周に段付きキーを配置することで、これらの間隔を保持する構成も提案されている。

特開２０１２−９７７６５号公報

上述のように、特許文献１には、外ピンが２枚のプレート状リング部材の連結ピンを兼ねる構成が開示されているものの、プレート状リング部材の間隔を保持するためには別途専用のピンが必要となっている。したがって、部品点数の増加を抑えつつ、外ピンハウジングを軽量化できる構造が求められていた。

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、部品点数の増加を抑えて外ピンハウジングを軽量化することのできる車両用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車両用モータ駆動装置は、モータ部と、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。減速部は、軸線に沿って延びる減速部入力軸と、減速部入力軸に形成された一対の偏心部と、それぞれの偏心部に回転自在に保持される一対の曲線板と、曲線板の外周部に係合する複数の外ピン部材と、外ピン部材を保持し、減速部の外郭を形成する外ピンハウジングとを含む。外ピンハウジングは、軸線方向に対向する一対の円盤状部材によって構成されており、外ピン部材と各円盤状部材とが軸線方向に突合せ当接することよって、円盤状部材間の間隔が維持される。

この車両用モータ駆動装置によれば、外ピン部材が円盤状部材間の間隔維持のためのピンを兼ねるため、部品点数の増加を抑えて外ピンハウジングを軽量化することができる。

好ましくは、外ピン部材は、軸線方向両端部に位置する一対の小径部と、小径部間に位置する大径部とを有し、外ピン部材の小径部は、円盤状部材に設けられた穴部に圧入される。この場合、外ピン部材の大径部の縁部と円盤状部材の内側面とが突合せ当接することによって、円盤状部材間の間隔が維持されることが望ましい。

車両用モータ駆動装置は、モータ部および減速部を収容するケーシングと、ケーシングの内壁面のうち各円盤状部材と対向する部分に設けられた筒部材とをさらに備えていてもよい。この場合、外ピン部材の小径部は、円盤状部材を貫通し、筒部材内に挿通されてもよい。

あるいは、外ピン部材の軸方向端面と円盤状部材に設けられた穴部の底面とが突合せ当接することによって、円盤状部材間の間隔が維持されてもよい。

あるいは、外ピン部材は、外周面に周方向溝を有するピンと、ピンの周方向溝に設けられたリング部材とを有していてもよい。この場合、リング部材と円盤状部材の内側面とが突合せ当接することによって、円盤状部材間の間隔が維持される。

車両用モータ駆動装置は、円盤状部材からの外ピン部材の抜けを防止する抜け止め機構をさらに備えることが望ましい。

本発明によれば、部品点数の増加を抑えつつ、外ピンハウジングを軽量化することができる。

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における円盤状部材を示す側面図である。 本発明の実施の形態１において、外ピン部材を組み付ける前の外ピンハウジングの分解断面図である。 本発明の実施の形態１において、外ピン部材を組み付けた後の外ピンハウジングの断面図である。 本発明の実施の形態１において、外ピン部材がフローティングボルトを兼ねた例を示す減速部の縦断面図である。 本発明の実施の形態１における抜け止め機構を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１において抜け止め機構を設ける場合の円盤状部材の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態２において、外ピン部材を組み付ける前の外ピンハウジングの分解断面図である。 本発明の実施の形態２において、外ピン部材を組み付けた後の外ピンハウジングの断面図である。 本発明の実施の形態２における抜け止め機構を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例において、外ピン部材を組み付ける前の外ピンハウジングの分解断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例において、外ピン部材を組み付けた後の外ピンハウジングの断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例における抜け止め機構を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態３において、外ピン部材を組み付ける前の外ピンハウジングの分解断面図である。 本発明の実施の形態３において、外ピン部材を組み付けた後の外ピンハウジングの断面図である。 本発明の実施の形態３における抜け止め機構を模式的に示す断面図である。 公知の一体型外ピンハウジングを有する減速部の縦断面図である。 公知の一体型外ピンハウジングを示す側面図である。 図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿って切断した公知の一体型外ピンハウジングを示す断面図である。

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、本実施の形態における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部材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。

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、外ピン部材２７と係合する。なお、外ピン部材２７は、後述するように針状ころ軸受（転がり軸受）８５を介して曲線板２６ｂの曲線凹部と係合してもよい。

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６５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６５の周方向一部を破断して示す。この転がり軸受６５は、外径面に内側軌道面６６ａを有する環状の内輪部材６６と、内側軌道面６６ａ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６８と、周方向で隣り合うころ６８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６６の内径面は偏心部２５ｂの外径面に嵌合する。内輪部材６６は内側軌道面６６ａに位置し径方向に貫通する孔６７および内側軌道面６６ａを挟んで向かい合う一対の鍔部６６ｂをさらに有する。孔６７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。

外ピン部材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部材２７とが直接的または間接的に係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。

複数の外ピン部材２７は、外ピンハウジング４０に保持されている。外ピンハウジング４０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。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ハウジング４０は、炭素鋼で形成されていることが望ましい。なお、一般的な外ピンハウジングは１つの円筒状部材によって構成されるが、本実施の形態における外ピンハウジング４０は、軸線Ｏ方向に対向する一対の円盤状部材４１によって構成される。外ピンハウジング４０の詳細な構成例については後述する。

減速部ケーシング２２ｂからみて外ピンハウジング４０はフローティング状態にされ、外ピンハウジング４０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、外ピンハウジング４０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。サイクロイド減速機では特に、外歯車としての曲線板２６ａ，２６ｂを偏心揺動運動させるため、内歯車としての外ピンハウジング４０をケーシング２２に対して回り止めしておく必要がある。そのため、外ピンハウジング４０とケーシング２２とが軸線Ｏ方向に対向する対向部には、両者の相対回転を防止する回り止め機構７０が設けられている。

回り止め機構７０は、ケーシング２２に設けられた一対の円筒部材７１と、外ピンハウジング４０に設けられ、軸線Ｏと平行に延びる一対の支持ピン７３とを有している。支持ピン７３は、外ピンハウジング４０の外側部周上に、それぞれモータ部Ａ側および車輪ハブ軸受部Ｃ側に突出した状態で同軸上に配置される。支持ピン７３が、円筒部材７１にそれぞれ係合することによって、ケーシング２２に対する外ピンハウジング４０の相対回転が抑制される。回り止め機構７０は、軸線Ｏを中心とする円周上に複数設けられる。なお、支持ピン７３によって外ピンハウジング４０がフローティング状態とされることから、支持ピン７３はフローティングボルトとも称される。

典型的には、回り止め機構７０は弾性支持機能を有しており、円筒部材７１は、弾性的に変形可能な弾性ブッシュにより構成される。すなわち、円筒部材７１は、径の異なる一対の金属リング７１ａ，７１ｂ間にゴム７１ｃを設けて加硫接着したゴムブッシュにより構成されている。円筒部材７１は、大径の金属リング７１ａがケーシング２２に設けられたブッシュ組込孔に嵌め入れられることによって、ケーシング２２に取付られる。なお、金属リング７１ａはブッシュ組込孔に対してすきま嵌めされてもよいし、締り嵌めされてもよい。小径の金属リング７１ｂ内に支持ピン７３が嵌め入れられる。

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。

外ピンハウジング４０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、外ピンハウジング４０のモータ部Ａ側の円盤状部材４１（４１１）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は外ピンハウジング４０のうち車輪ハブ軸受部Ｃ側の円盤状部材４１（４１２）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６６に穿設された孔６７（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６７を順次流れて、減速部Ｂ内部（転がり軸受３８，３９，６２，６４，６５、曲線板２６ａ，２６ｂ、内ピン３１、および外ピン部材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。

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、外ピン部材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、外ピン部材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。

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。

（外ピンハウジングの構成について）
まず、本実施の形態における外ピンハウジング４０の理解を深めるため、図１９〜図２１を参照して、公知の一体型外ピンハウジング１４０の構成について簡単に説明する。

図１９を参照して、外ピンハウジング１４０は円筒形状であり、外ピンハウジング１４０の軸方向中央部１４０ｃが両端側の軸方向端部１４０ａ，１４０ｂよりも大径にされる。そして小径の軸方向端部１４０ａ，１４０ｂと大径の軸方向中央部１４０ｃとの間の環状空間に、ストレート形状の外ピン（外ピン部材）１２７が配置される。また外ピンハウジング１４０は、軸方向端部１４０ａ，１４０ｂ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。

図２０に示されるように、一体型外ピンハウジング１４０の軸方向中央部１４０ｃには、複数の貫通孔１４２が周方向に沿って等間隔で設けられている。この貫通孔１４２に、針状ころ軸受（転がり軸受）１２７ａの外輪が圧入され、外ピン１２７の軸線方向両端部が、転がり軸受１２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン１２７は、転がり軸受１２７ａを介して外ピンハウジング１４０に転がり回転自在に取り付けられている。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗が低減される。

なお、外ピンハウジング１４０の軸方向中央部１４０ｃには、貫通孔１４２とは異なる径方向位置に複数の貫通孔１４３が設けられており、この貫通孔１４３に、上述した支持ピン７３が挿通される。

これに対し、本実施の形態に係る外ピンハウジング４０は、軸線方向に対向する一対の円盤状部材４１（４１１，４１２）によって構成されている。つまり、外ピンハウジング４０は、外ピン部材２７の一方端部を保持する円盤状部材４１１と、外ピン部材２７の他方端部を保持する円盤状部材４１２とで構成される。このように、外ピンハウジング４０が分割形状とされることで、減速部Ｂの内部部品の組み付けを容易にすることができる。また、本実施の形態では、公知の一体型外ピンハウジング１４０を単純に２分割するのではなく、２つの円盤状部材４１を互いに離れて配置するため、個々の部材４１の厚みを薄くすることができる。したがって、インホイールモータ駆動装置２１の軽量化および製造原価の低減を実現することができる。

以下に、本実施の形態に係る外ピンハウジング４０の構成について詳細に説明する。なお、各円盤状部材４１の説明においては、互いに向き合う方向を内側といい、その反対側を外側という。

図４に示されるように、各円盤状部材４１は、環状に形成されており、周方向に沿って等間隔に設けられた複数の貫通孔（穴部）４２と、貫通孔４２とは異なる径方向位置に設けられた複数の貫通孔４３とを有している。貫通孔４２は、図２０に示した公知の外ピンハウジング１４０の貫通孔１４２よりも小径であり、この貫通孔４２に外ピン部材２７の端部が圧入される。貫通孔４３は、図２０に示した公知の外ピンハウジング１４０の貫通孔１４３と同径であってよく、この貫通孔４３に支持ピン７３が圧入される。

本実施の形態では、外ピン部材２７の両端部が一対の円盤状部材４１に設けられた貫通孔４２に圧入されるため、外ピン部材２７は、２つの円盤状部材４１を連結するための連結ピンと、２つの円盤状部材４１の心合わせのための位置決めピンとを兼ねる。外ピン部材２７は通常、等間隔に多数（たとえば１２個）設けられるため、外ピン部材２７が位置決めピンを兼ねることで、２つの円盤状部材４１の心合わせを確実に行うことができる。

このように外ピン部材２７が円盤状部材４１の貫通孔４２に圧入される形態においては、外ピン部材２７と曲線板２６との当接部における接触抵抗を低減するために、円盤状部材４１間に位置する外ピン部材２７の外周面に転がり軸受８５またはカラー（図示せず）を設けることが望ましい。図２に示されるように、転がり軸受８５は、複数の針状ころ８５ａと軸受外輪８５ｂとを含み、外ピン部材２７が軸受外輪８５ｂに挿通される。針状ころ８５ａは外ピン部材２７および軸受外輪８５ｂ間の環状空間に配置され、軸受外輪８５ｂの外周面が、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と転がり接触する。

ここで、一対の円盤状部材４１間に転がり軸受８５（またはカラー）を配置する場合、転がり軸受８５が正常に動作（相対回転）するためには、軸線Ｏ方向に隣り合う円盤状部材４１と転がり軸受８５との間にある程度の隙間が必要と考えられる。すなわち、２つの円盤状部材４１を適切な間隔に維持して組み付けることが重要である。そこで、本実施の形態では、外ピン部材２７と各円盤状部材４１とが軸線方向に突合せ当接するように構成することによって、円盤状部材４１間の適切な間隔Ｐ（図６）を維持することとしている。

図５および図６に示されるように、本実施の形態の外ピン部材２７は、大径部２７ａと一対の小径部２７ｂとを有する段付きピンにより構成されている。つまり、外ピン部材２７を構成するピンが、軸線方向に段差を有している。一対の小径部２７ｂは軸線方向両端部に位置し、大径部２７ａは小径部２７ｂ間（軸線方向中央部）に位置する。なお、図５および図６に示す一対の円盤状部材４１の断面は、図４の想像線に沿って円盤状部材４１を切断した場合に表れる断面に相当する。

外ピン部材２７を円盤状部材４１に組み付ける際、外ピン部材２７の小径部２７ｂが円盤状部材４１の内側面側から貫通孔４２に圧入される。このとき、外ピン部材２７の大径部２７ａの環状の縁部と円盤状部材４１の内側面とが突合せ当接する。したがって、大径部２７ａの軸線方向長さＱ_１が適正な間隔Ｐと略同じ値となるように外ピン部材２７を形成することで、円盤状部材４１間の間隔を適切な間隔Ｐに維持することができる。

このように、本実施の形態では、円盤状部材４１間の間隔が適正に維持されるため、外ピン部材２７の中央部が嵌め入れられる転がり軸受８５とその両側に位置する円盤状部材４１とを非接触状態に保つことができる。その結果、曲線板２６ａ，２６ｂと転がり軸受８５とが正常に動作し、これらの接触抵抗が低減される。なお、転がり軸受８５と円盤状部材４１との間には間座が設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、外ピン部材２７によって円盤状部材４１の連結、位置合わせ、および間隔維持の全てが実現できるため、部品点数を少なくすることができる。

なお、外ピン部材２７はさらに上述の支持ピン７３を兼ねてもよい。この場合、図７に示されるように、外ピン部材２７Ａの一対の小径部２７ｂの軸方向長さは図３等に示した外ピン部材２７の一対の小径部２７ｂよりも十分に長い。外ピン部材２７Ａの一対の小径部２７ｂは円盤状部材４１をそれぞれ貫通し、ケーシング２２の内側壁に設けられた円筒部材７１内に挿通される。この場合、支持ピン７３を必要としないため、さらに部品点数を少なくすることができる。

上述のように、本実施の形態では、外ピン部材２７（２７Ａ）の大径部２７ａの縁部と各円盤状部材４１の内側面とが突合せ当接することによって、円盤状部材４１の内側への移動が防止されるが、円盤状部材４１の外側への移動も防止されることが望ましい。すなわち、インホイールモータ駆動装置２１は、円盤状部材４１からの外ピン部材２７の抜けを防止する抜け止め機構をさらに備えることが望ましい。

図８には、抜け止め機構８０の構成例が示されている。抜け止め機構８０は、締結ボルト８１と、一方の円盤状部材４１２（４１Ａ）に設けられた貫通孔４４と、他方の円盤状部材４１１（４１Ａ）に設けられたタップ穴４５とを含む。この場合、締結ボルト８１が、円盤状部材４１２の貫通孔４４に挿通され、円盤状部材４１１のタップ穴４５に螺合することで、円盤状部材４１１，４１２が互いに離れることを防止する。つまり、円盤状部材４１間の間隔が適切な間隔Ｐより大きくなることを防止する。タップ穴４５は貫通孔であってもよい。

抜け止め機構８０は外ピンハウジング４０の周方向において複数箇所に設けられることが望ましい。この場合、各円盤状部材４１に、締結ボルト８１を挿通するための貫通孔４４と、他の締結ボルト８１を固定するためのタップ穴４５との双方を設けることで、２つの円盤状部材４１の形状を共通とすることができる。図９には、貫通孔４４とタップ穴４５とを設けた円盤状部材４１Ａが示されている。円盤状部材４１Ａは、一例として、支持ピン７３挿通用の貫通孔４３を有していない。なお、図８に示した一対の円盤状部材４１Ａの断面は、図９の想像線に沿って円盤状部材４１Ａを切断した場合に表れる断面に相当する。

＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、円盤状部材間の間隔を適正な間隔（Ｐ）に維持するために、段付き形状の外ピン部材が用いられることとしたが、本実施の形態では、ストレート形状の外ピン部材が用いられる。以下に、実施の形態１のインホイールモータ駆動装置と異なる点のみ詳細に説明する。

図１０および図１１を参照して、本実施の形態の外ピン部材２７Ｂはストレート形状のピンによって構成されている。円盤状部材４１Ｂは、実施の形態１で示した貫通孔４２に代えて、周方向に沿って等間隔で設けられた複数の穴部４６を有している。穴部４６は貫通孔ではなく、円盤状部材４１Ｂの外側面側に底面４６０を有する止まり穴である。この場合、外ピン部材２７Ｂの軸方向端面２７０と穴部４６の底面４６０とが突合せ当接することで、円盤状部材４１Ｂ間の間隔が維持される。

したがって、本実施の形態では、外ピン部材２７Ｂの全長Ｑ_２と、２つの円盤状部材４１Ｂそれぞれの穴部４６の深さＲ_１との差（Ｑ_２−２Ｒ_１）が適正な間隔Ｐと略同じ値となるように、外ピン部材２７Ｂおよび円盤状部材４１Ｂを形成することで、円盤状部材４１Ｂ間の間隔を適切な間隔Ｐに維持することができる。なお、２つの円盤状部材４１Ｂの穴部４６の深さＲ_１は、多少異なっていてもよい。

図１２には、本実施の形態の抜け止め機構８０Ａの構成例が示される。抜け止め機構８０Ａは、締結ボルト８２と、各円盤状部材４１Ｂの穴部４６の底部に設けられた貫通孔４６１と、外ピン部材２７Ｂの両端面２７０に設けられたタップ穴２７６とを含む。この場合、一対の締結ボルト８２が、それぞれの円盤状部材４１Ｂの貫通孔４６１に挿通され、外ピン部材２７Ｂのタップ穴２７６に螺合することで、円盤状部材４１１，４１２が互いに離れることを防止する。

なお、このような抜け止め機構８０Ａは、全ての外ピン部材２７Ｂに対して設ける必要はなく、一部の外ピン部材２７Ｂに対して設けられていればよい。

（変形例）
本実施の形態では、円盤状部材４１Ｂ本体に止まり穴（穴部４６）を設けることで、外ピン部材２７Ｂの端面２７０と突合せ当接する底面を形成したが、このような例に限定されない。

たとえば、図１３および図１４に示すように、円盤状部材４１Ｃは、実施の形態１で示した円盤状部材４１と同様の構造であって複数の貫通孔４２を有する本体部４１０と、複数の貫通孔４２を塞ぐように本体部４１０の外側面に設けられたスラストプレート４８とにより構成されていてもよい。この場合、スラストプレート４８の内側面が、外ピン部材２７Ｃの端面２７０と突合せ当接する。

本変形例では、外ピン部材２７Ｃの全長Ｑ_３と、２つの円盤状部材４１Ｃの本体部４１０にそれぞれ設けられた貫通孔４２の軸方向長さ（深さ）Ｒ_２との差（Ｑ_３−２Ｒ_２）が適正な間隔Ｐと略同じ値となるように、外ピン部材２７Ｃおよび円盤状部材４１Ｃの本体部４１０を形成することで、円盤状部材４１Ｃ間の間隔を適切な間隔Ｐに維持することができる。

なお、本変形例においても、図１２に示した締結ボルト８２を用いて円盤状部材４１Ｃの抜け止めが実現可能である。すなわち、図１５に示されるように、抜け止め機構８０Ｂは、締結ボルト８２と、スラストプレート４８に設けられた、締結ボルト８２を挿通するための貫通孔４８０と、外ピン部材２７Ｃの両端面２７０に設けられたタップ穴２７６とで構成されてもよい。

＜実施の形態３＞
上記実施の形態１では、円盤状部材間の間隔を適正な間隔（Ｐ）に維持するために、段付き形状の外ピン部材が用いられることとしたが、本実施の形態では、段の代わりにリング部材を有する外ピン部材が用いられる。以下に、実施の形態１のインホイールモータ駆動装置と異なる点のみ詳細に説明する。

図１６および図１７を参照して、本実施の形態の外ピン部材２７Ｄは、略ストレート形状のピン２７１と、ピン２７１に嵌め込まれた一対のリング部材２７３とを有している。ピン２７１の外周面には、リング部材２７３を嵌め込むための周方向溝２７２が、ピン２７１の両端から所定寸法離れた位置にそれぞれ設けられている。リング部材２７３はたとえばＣ型リングである。

本実施の形態の円盤状部材４１Ｄは、実施の形態１で示した円盤状部材４１と同様に、複数の貫通孔４２を有している。この場合、一方のリング部材２７３の外方端から他方のリング部材２７３の外方端までの距離Ｑ_４が適正な間隔Ｐと略同じ値となるように外ピン部材２７Ｄを形成することで、円盤状部材４１Ｄ間の間隔を適切な間隔Ｐに維持することができる。

図１８には、本実施の形態の抜け止め機構８０Ｃとして、外ピン部材２７Ｄに抜け止め用の一対のリング部材２７５が設けられた例が示されている。この場合、ピン２７１は、その両端部が円盤状部材４１Ｄの貫通孔４２から外方に突出するように設けられている。ピン２７１は、間隔維持用のリング部材２７３が嵌め入れられる周方向溝２７２よりも外側（端部側）に、抜け止め用のリング部材２７５が嵌め入れられる周方向溝２７４が設けられている。

以上説明したように、各実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置２１によれば、外ピンハウジング４０を構成する２枚の円盤状部材の連結と間隔維持とがサイクロイド減速機の外ピン部材によって実現されるため、部品点数の増加を抑えて外ピンハウジング４０を軽量化することができる。また、その結果、インホイールモータ駆動装置２１の製造原価を低減することができる。

なお、各実施形態（変形例を含む）で示した抜け止め機構は、適宜、他の実施形態と組み合わせてもよい。

また、各実施形態に示した車両用モータ駆動装置は、減速部出力軸２８により車輪ハブ３２を直接回転させるインホイール方式としたが、減速部出力軸にジョイントを介して駆動軸を接続し、この駆動軸により車輪ハブを駆動するオンボード方式のものであってもよい。

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。

２１ 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 モータリヤカバー、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、２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 外ピン部材、２７ａ 大径部、２７ｂ 小径部、２８ 減速部出力軸、２８ｂ 大径フランジ部、２８ｃ 小径フランジ部、２８ｄ 軸部、２９ センターカラー、４２，４３，４４，１４２，１４３，４６１，４８０ 貫通孔、３１ 内ピン、３２ 車輪ハブ、３５ モータ回転軸、８５ 転がり軸受、４０，１４０ 外ピンハウジング、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１１，４１２ 円盤状部材、４５，２７６ タップ穴、４６ 穴部、４８ スラストプレート、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、７０ 回り止め機構、７１ 円筒部材、７３ 支持ピン、８０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ 抜け止め機構、８１，８２ 締結ボルト、１２７ 外ピン、２７１ ピン、２７２，２７４ 周方向溝、２７３，２７５ リング部材、４１０ 本体部、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. モータ部と、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を備え、
   前記減速部は、軸線に沿って延びる減速部入力軸と、前記減速部入力軸に形成された一対の偏心部と、それぞれの前記偏心部に回転自在に保持される一対の曲線板と、前記曲線板の外周部に係合する複数の外ピン部材と、前記外ピン部材を保持し、前記減速部の外郭を形成する外ピンハウジングとを含み、
   前記外ピンハウジングは、軸線方向に対向する一対の円盤状部材によって構成されており、
   前記外ピン部材と前記各円盤状部材とが軸線方向に突合せ当接することよって、前記円盤状部材間の間隔が維持される、車両用モータ駆動装置。
2. 前記外ピン部材は、軸線方向両端部に位置する一対の小径部と、前記小径部間に位置する大径部とを有し、
   前記外ピン部材の前記小径部は、前記円盤状部材に設けられた穴部に圧入され、
   前記外ピン部材の前記大径部の縁部と前記円盤状部材の内側面とが突合せ当接することによって、前記円盤状部材間の間隔が維持される、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
3. 前記モータ部および前記減速部を収容するケーシングと、
   前記ケーシングの内壁面のうち、前記各円盤状部材と対向する部分に設けられた筒部材とをさらに備え、
   前記外ピン部材の前記小径部は、前記円盤状部材を貫通し、前記筒部材内に挿通される、請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
4. 前記外ピン部材の軸方向端面と前記円盤状部材に設けられた穴部の底面とが突合せ当接することによって、前記円盤状部材間の間隔が維持される、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
5. 前記外ピン部材は、外周面に周方向溝を有するピンと、前記ピンの周方向溝に設けられたリング部材とを有しており、
   前記リング部材と前記円盤状部材の内側面とが突合せ当接することによって、前記円盤状部材間の間隔が維持される、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
6. 前記円盤状部材からの前記外ピン部材の抜けを防止する抜け止め機構をさらに備える、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。

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