JP2017024655A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転ポンプの組み付け作業を簡易にし、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れの発生を未然に防止する。
【解決手段】 モータ部Ａと、平行軸歯車減速機３８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を収容するハウジング２２と、ハウジング２２に取り付けられた回転ポンプ５６によってモータ部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２１であって、回転ポンプ５６は、左右非対称形状を有する吐出口７６および吸入口７７が形成されたケーシング６７と、インナロータ６８、およびインナロータ６８の回転中心に対して偏心させた左右非対称状態で配置されたアウタロータ６９とを備えたアッセンブリ体５５で構成され、アッセンブリ体５５をモータ部Ａと減速機部Ｂとの間でハウジング２２に左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付ける。
【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をハウジングに収容した構造を具備する。

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ハウジングに設ける。回転ポンプから吐出される潤滑油を電動モータおよび平行軸歯車減速機に供給するための油路をハウジングに設ける。また、ハウジング内に貯溜する潤滑油を吸入して回転ポンプへ還流させるための油路をハウジングに設ける。

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ハウジングの油路から電動モータおよび平行軸歯車減速機に供給する。この電動モータへの潤滑油の供給により、電動モータの冷却が行われる。また、平行軸歯車減速機への潤滑油の供給により、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。ハウジング内に貯溜した潤滑油は、ハウジングの油路から回転ポンプへ還流される。

特開２０１４−４６７４２号公報

ところで、前述した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のため、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内蔵させている。このインホイールモータ駆動装置に内蔵される回転ポンプとしては、サイクロイドポンプがある。

このサイクロイドポンプは、平行軸歯車減速機のカウンタ軸と同軸的に取り付けられたインナロータと、ハウジングに回転自在に取り付けられたアウタロータとで主要部が構成されている。このインナロータおよびアウタロータを収容するポンプ室がハウジングに設けられている。このポンプ室には、潤滑油を減速機部から吸い上げるための吸入口と、潤滑油をモータ部へ圧送するための吐出口が設けられている。

前述の構成からなる回転ポンプでは、ハウジングのポンプ室に組み付けられるアウタロータがインナロータの回転中心に対して偏心させた左右非対称状態で配置されている。また、ハウジングのポンプ室に形成された吐出口および吸入口が左右非対称形状を有する。そのため、左側駆動輪用の回転ポンプと右側駆動輪用の回転ポンプとでは、ハウジングのポンプ室におけるアウタロータの偏心方向と吐出口および吸入口の形状が逆になる。

つまり、左側駆動輪用と右側駆動輪用とで専用のハウジングをそれぞれ必要とする。その結果、アウタロータの偏心方向と吐出口および吸入口の形状を考慮しながら、アウタローラおよびインナロータを左側駆動輪用と右側駆動輪用のハウジングにそれぞれ組み付けなければならない。

このことから、回転ポンプの組み付け作業が煩雑となって時間がかかり、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れを招くおそれがある。

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、ポンプの組み付け作業を簡易にし、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れの発生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を収容するハウジングと、ハウジングに取り付けられた回転ポンプによっ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とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、回転ポンプは、左右非対称構造を有する収容部材と、収容部材に左右非対称状態で組み込まれる回転部材とを備えたアッセンブリ体で構成され、アッセンブリ体をモータ部と減速機部との間でハウジングに左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付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、左右非対称構造の収容部材と、その収容部材に左右非対称状態で組み込まれる回転部材とを備えたアッセンブリ体で回転ポンプを構成したことにより、そのアッセンブリ体をモータ部と減速機部との間でハウジングに左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付けることで、回転ポンプを左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することができる。その結果、回転ポンプの組み付け作業を簡易にすることができ、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れの発生を未然に防止することができる。

ここで、「アッセンブリ体をモータ部と減速機部との間でハウジングに左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付ける」とは、左側駆動輪用の場合、回転部材の組み込み側をモータ部に向けた状態でアッセンブリ体をハウジングに取り付け、右側駆動輪用の場合、回転部材の組み込み側を減速機部に向けた状態でアッセンブリ体をハウジングに取り付けることを意味する。

本発明における回転ポンプの収容部材は、ポンプ駆動軸が挿通される孔をモータ部側および減速機部側の両側に開口させた構成を具備することが望ましい。このように、ポンプ駆動軸用の孔をモータ部側および減速機部側の両側に開口させておけば、回転ポンプを左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することが容易となる。

本発明における回転ポンプの収容部材は、回転ポンプからの潤滑油の吐出口と連通する油路と、回転ポンプへの潤滑油の吸入口と連通する油路とを、モータ部側および減速機部側の両側に開口させた構成を具備することが望ましい。このように、吐出口および吸入口と連通する油路をモータ部側および減速機部側の両側に開口させておけば、回転ポンプを左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することが容易となる。

本発明における回転ポンプの収容部材は、左右非対称形状を有するポートが形成されたケーシングであり、回転ポンプの回転部材は、ポンプ駆動軸と同軸的に配置されたインナロータ、およびインナロータの回転中心に対して偏心させた左右非対称状態で配置されたアウタロータであり、回転ポンプは、ケーシングにインナロータおよびアウタロータが組み込まれたサイクロイドポンプであることが望ましい。このように、回転ポンプにサイクロイドポンプを採用すれば、回転ポンプのコンパクト化が図れる点で有効である。

本発明によれば、回転ポンプをアッセンブリ化し、そのアッセンブリ体をモータ部と減速機部との間でハウジングに左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付けることで、回転ポンプを左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することができる。その結果、回転ポンプの組み付け作業を簡易にすることができ、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れの発生を未然に防止することができる。

その結果、左側駆動輪用と右側駆動輪用としてのインホイールモータ駆動装置の製作が容易となり、インホイールモータ駆動装置を左側駆動輪用および右側駆動輪として車両に搭載する上での信頼性の向上が図れる。

本発明の実施形態で、左側駆動輪用の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。 本発明の実施形態で、右側駆動輪用の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モータ部側から見た概要図である。 図２の平行軸歯車減速機を構成する歯車のみをモータ部側から見た概要図である。 図１のアッセンブリ体をモータ部側から見た組立分解斜視図であり、また、図２のアッセンブリ体を減速機部側から見た組立分解斜視図である。 （Ａ）は図４および図５のケーシングを示す右側面図、（Ｂ）は図４および図５のケーシングを示す左側面図である。 図１のアッセンブリ体をモータ部側から見た図で、（Ａ）はケーシングの凹部に形成された吐出口および吸入口を示す要部拡大図、（Ｂ）はケーシングの凹部にアウタロータおよびインナロータを組み付けた状態を示す要部拡大図である。 図２のアッセンブリ体をモータ部側から見た図で、（Ａ）はケーシングの凹部に形成された吐出口および吸入口を示す要部拡大図、（Ｂ）はケーシングの凹部にアウタロータおよびインナロータを組み付けた状態を示す要部拡大図である。 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９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９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１０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９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１０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および図２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。図１は、左側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１を示し、図２は、右側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１を示す。以下、左側駆動輪用と右側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１について共通して説明する。

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１の左側、図２の右側）と称し、中央寄りとなる側をインボード側（図１の右側、図２の左側）と称する。

インホイールモータ駆動装置２１は、図１および図２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９および図１０参照）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はハウジング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１０参照）内に取り付けられる。ハウジング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、ハウジング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、図２の左側）が転がり軸受２８に、軸方向他方側端部（図１の左側、図２の右側）が転がり軸受２９によって、ハウジング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。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３８で構成されている。

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のインボード側に延びる軸部３６にスプライン嵌合によって連結することにより、中間軸３５に同軸的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、アウトボード側に延びる軸部３７を後述のハブ輪４４にスプライン嵌合によって連結することにより、減速機部Ｂの出力を後輪１４（図９および図１０参照）に伝達する。

第１歯車３０のアウトボード側に延びる軸部３９は、転がり軸受４０によってハウジング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によってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。第４歯車３３は、後述の車輪用軸受４３によってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。

第１歯車３０〜第４歯車３３および各歯車の回転中心を図３および図４に基づいて説明する。図３は、図１の平行軸歯車減速機３８を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３のみをモータ部Ａ側（インボード側）から見た概要図である。図４は、図２の平行軸歯車減速機３８を構成する第１歯車３０〜第４歯車３３のみをモータ部Ａ側（インボード側）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および図２参照）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および図２参照）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、車輪用軸受４３のハブ輪４４（図１および図２参照）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、第１歯車３０の軸部３４，３９と第４歯車３３の軸部３７と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。

このインホイールモータ駆動装置２１では、モータ回転軸２５、中間軸３５および車輪用軸受４３のハブ輪４４の各軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が、周辺車両部品との干渉を回避することを考慮して、垂直方向に対して傾斜した直線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、ハウジング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３８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１０参照）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３８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３８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、ハウジング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および図２に示すように、以下のような構造の車輪用軸受４３で構成されている。車輪用軸受４３は、第４歯車３３の軸部３７にトルク伝達可能に連結されたハブ輪４４と、ハブ輪４４の外周に嵌合された内輪４５と、ハブ輪４４および内輪４５の外側に配置された外輪４６と、ハブ輪４４および内輪４５と外輪４６との間に配置された複数の玉４７と、複数の玉４７を保持する保持器４８とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。車輪用軸受４３の軸方向両端部には、泥水または潤滑油などの侵入防止および軸受内部に封入されたグリースの漏洩防止のためにシール部材４９が設けられている。

車輪用軸受４３は、第４歯車３３の軸部３７の端部に形成された雄ねじ部５０にナット５１を螺合させることにより、平行軸歯車減速機３８に締め付け固定されている。車輪用軸受４３の外輪４６は、ハウジング２２に取り付け固定されている。車輪用軸受４３の内輪４５は、ハブ輪４４のインボード側に延びる小径段部５２に圧入され、第４歯車３３の肩部５３に当接させることで抜け止めされている。車輪用軸受４３のハブ輪４４にハブボルト５４で後輪１４（図９および図１０参照）が連結される。

インホイールモータ駆動装置２１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潤滑機構を具備する。

この潤滑機構は、図１および図２に示すように、後述のアッセンブリ体５５に組み込まれた回転ポンプ５６および油路５７，５８と、ハウジング２２に配設された油路５９と、モータ回転軸２５に配設された油路６０，６１と、第１歯車３０およびその軸部３４，３９に配設された油路６２，６３と、ハウジング２２に設けられた排油孔６４，６５と、減速機部Ｂの下部に配設された油タンク６６とで構成されている。

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。

このインホイールモータ駆動装置２１における回転ポンプ５６は、図５に示すように、左右非対称構造を有する収容部材であるケーシング６７と、そのケーシング６７に左右非対称状態で組み込まれる回転部材であるインナロータ６８およびアウタロータ６９とを主要構成部品としたアッセンブリ体５５に組み込まれたサイクロイドポンプである。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。

図１の左側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１におけるアッセンブリ体５５と、図２の右側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１におけるアッセンブリ体５５とは、同一構造のものである。つまり、アッセンブリ体５５は、左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通して使用する１種のものである（図５参照）。

このアッセンブリ体５５を構成するケーシング６７には、図５および図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、ポンプ駆動軸である中間軸３５（図１および図２参照）が挿通される孔７０に凹部７１が連設されており、この凹部７１にアウタロータ６９およびインナロータ６８が収容される。この凹部７１の周縁部に形成された段差部７２にプレート７３を嵌合し、そのプレート７３をケーシング６７にねじ７４で固定する。これにより、ケーシング６７にアウタロータ６９およびインナロータ６８が組み込まれる。

なお、このプレート７３にも、中間軸３５（図１および図２参照）が挿通される孔７５が設けられている。また、図中の符号７８は、モータ回転軸２５および第１歯車３０の軸部３４（図１および図２参照）が挿通される孔である。

以上の構成からなるアッセンブリ体５５をモータ部Ａと減速機部Ｂとの間でハウジング２２のモータハウジングとギヤハウジングとで挟み込むようにして左側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１と右側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１とで選択的に取り付けている。

つまり、左側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１では、図１に示すように、インナロータ６８およびアウタロータ６９の組み込み側（図示右側）をモータ部Ａに向けた状態でアッセンブリ体５５をハウジング２２に取り付けている。これに対して、右側駆動輪用のインホイールモータ駆動装置２１では、図２に示すように、インナロータ６８およびアウタロータ６９の組み込み側（図示右側）を減速機部Ｂに向けた状態でアッセンブリ体５５をハウジング２２に取り付けている。

図１および図２のアッセンブリ体５５において、図７（Ａ）および図８（Ａ）に示すように、ケーシング６７の凹部７１の底部に、左右非対称形状を有する溝状の吐出口７６および吸入口７７が中間軸用の孔７０の上下位置に形成されている。

図１および図２のアッセンブリ体５５をモータ部Ａ側から見た場合、吐出口７６は、中間軸３５の回転方向（図示矢印方向）に向けて幅狭となるような左右非対称形状となる。これに対して、吸入口７７は、中間軸３５の回転方向に向けて幅広となるような左右非対称形状となる。つまり、吐出口７６および吸入口７７は、左側駆動輪用と右側駆動輪用とで逆向きとなる。

また、図１および図２のアッセンブリ体５５において、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）に示すように、前述したケーシング６７の凹部７１にインナロータ６８およびアウタロータ６９が左右非対称状態で組み込まれる。

図１および図２のアッセンブリ体５５をモータ部Ａ側から見た場合、図１のアッセンブリ体５５では、アウタロータ６９の回転中心Ｃ４は、インナロータ６８の回転中心Ｃ２（中間軸３５の回転中心）に対して左側へ偏心させた左右非対称状態となる。これに対して、図２のアッセンブリ体５５では、アウタロータ６９の回転中心Ｃ４は、インナロータ６８の回転中心Ｃ２に対して右側へ偏心した左右非対称状態となる。つまり、左側駆動輪用と右側駆動輪用とでは、インナロータ６８の回転中心Ｃ２に対するアウタロータ６９の偏心方向が逆となる。

以上のように、アッセンブリ体５５は、中間軸３５の軸部３６に取り付けられたインナロータ６８と、ケーシング６７の凹部７１に回転自在に保持されてインナロータ６８の回転中心Ｃ２（中間軸３５の回転中心）から偏心させた回転中心Ｃ４を持つように左右非対称状態で配置されたアウタロータ６９と、インナロータ６８とアウタロータ６９との間に形成されたポンプ室７９と、ケーシング６７の上部で上下方向に形成された油路５７と連通する吐出口７６と、ケーシング６７の下部で上下方向に形成された油路５８と連通する吸入口７７とで構成された回転ポンプ５６を備えている。

このように、左右非対称形状を有する吐出口７６および吸入口７７が形成されたケーシング６７と、インナロータ６８、およびインナロータ６８の回転中心Ｃ２に対して偏心させた回転中心Ｃ４を持つように左右非対称状態で配置されたアウタロータ６９とを備えた回転ポンプ５６を組み込んだアッセンブリ体５５を、モータ部Ａと減速機部Ｂとの間でハウジング２２に左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付けることで、回転ポンプ５６を左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することができる。その結果、回転ポンプ５６の組み付け作業を簡易にすることができ、左側駆動輪用と右側駆動輪用で組み付け間違いや組み付け忘れの発生を未然に防止することができる。

前述したように、アッセンブリ体５５を構成するケーシング６７は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、中間軸３５が挿通される孔７０をモータ部Ａ側および減速機部Ｂ側の両側に開口させた構造を具備する（図１および図２参照）。このように、中間軸用の孔７０をモータ部Ａ側および減速機部Ｂ側の両側に開口させることで、回転ポンプ５６を左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することが容易となる。

また、ケーシング６７は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転ポンプ５６からの潤滑油の吐出口７６と連通する油路５７と、回転ポンプ５６への潤滑油の吸入口７７と連通する油路５８とを、ケーシング６７の外周近傍部位で軸方向に屈曲させてモータ部Ａ側および減速機部Ｂ側の両側に開口させた構造を具備する（図１および図２参照）。吐出口７６および吸入口７７と連通する油路５７，５８をモータ部Ａ側および減速機部Ｂ側の両側に開口させることで、回転ポンプ５６を左側駆動輪用と右側駆動輪用とで共通化することが容易となる。

回転ポンプ５６において、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。ここで、インナロータ６８は、回転中心Ｃ２を中心として回転し、アウタロータ６９は、回転中心Ｃ４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Ｃ２，Ｃ４を中心として回転するので、ポンプ室７９の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口７７から流入した潤滑油が吐出口７６から油路５７に圧送される。

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。このように、回転ポンプ５６にサイクロイドポンプを採用することにより、回転ポンプ５６のコンパクト化が図れる点で有効である。

以上の構成からなる回転ポンプ５６を利用することにより、このインホイールモータ駆動装置２１では、以下のような潤滑機構でもって、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。

図１に示す潤滑機構において、回転ポンプ５６の吐出口７６から延びる油路５７は、ハウジング２２の内部を周回する油路５９と連通する。この油路５９は、モータ回転軸２５のインボード側端部で油路６０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６０は、その軸中央部でホルダ部２７に向かって延びる油路６１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６２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６２は、第１歯車３０の内部で径方向に沿って延びる油路６３と連通する。モータ回転軸２５の軸中央部の油路６１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６２は、第１歯車３０の軸部３９の端部で開口する。第１歯車３０の内部の油路６３は、第１歯車３０の歯面で開口する。

第１段の第１歯車３０および第２歯車３１と第２段の第３歯車３２および第４歯車３３との間に位置する隔壁部８０の下部と、第３歯車３２の下方に位置するハウジング２２の底部には、排油孔６４，６５が設けられている。ハウジング２２の底部に設けられた排油孔６５は、減速機部Ｂの下部に設けられた油タンク６６と連通する。この油タンク６６は、回転ポンプ５６の吸入口７７から延びる油路５８と連通する。

以上の構成からなる潤滑機構による潤滑油の流れは、以下のとおりである。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。

モータ部Ａの冷却として、回転ポンプ５６の吐出口７６から圧送された潤滑油は、油路５７，５９を経由して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６０，６１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、電動モータ２６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６０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６２，６３を経由して第１歯車３０の歯面に流出し、第１段の第１歯車３０を潤滑する。この第１歯車３０の回転による跳ね掛けでもって、第１歯車３０と噛合する第２歯車３１を潤滑する。第１歯車３０の軸部３９の油路６２から吐出する潤滑油は、第２段の第３歯車３２を潤滑する。この第３歯車３２の回転による跳ね掛けでもって、第３歯車３２と噛合する第４歯車３３を潤滑する。このようにして、平行軸歯車減速機３８の冷却および潤滑が行われる。

なお、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４歯車側に流すため、隔壁部８０の上部に流入させるための孔を設けてもよい（図示せず）。

モータ部Ａの冷却を行った潤滑油は、ケーシング６７および隔壁部８０の表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６４から減速機部Ｂの下部へ流入する。減速機部Ｂの冷却および潤滑を行った潤滑油は、ハウジング２２および隔壁部８０の表面を伝って重力により下部へ移動する。減速機部Ｂの下部へ移動および流入した潤滑油は、排油孔６５から油タンク６６に貯溜される。この油タンク６６に貯溜された潤滑油は、ケーシング６７の油路５８から吸い上げられて回転ポンプ５６の吸入口７７へ還流する。

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３８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、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９および図１０参照）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３８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３８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、ハウジ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、例えばトロコイドポンプなど、減速機部Ｂの中間軸３５の回転を利用して駆動する左右非対称構造の回転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９および図１０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 ハウジング
３５ ポンプ駆動軸（中間軸）
３８ 平行軸歯車減速機
５５ アッセンブリ体
５６ 回転ポンプ
５７，５８ 油路
６７ 収容部材（ケーシング）
６８ 回転部材（インナロータ）
６９ 回転部材（アウタロータ）
７０ 孔
７６ 吐出口
７７ 吸入口
Ａ モータ部
Ｂ 減速機部
Ｃ 車輪用軸受部

Claims (4)

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を収容するハウジングと、前記ハウジングに取り付けられた回転ポンプによっ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とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、
   前記回転ポンプは、左右非対称構造を有する収容部材と、前記収容部材に左右非対称状態で組み込まれる回転部材とを備えたアッセンブリ体で構成され、前記アッセンブリ体をモータ部と減速機部との間で前記ハウジングに左側駆動輪用と右側駆動輪用とで選択的に取り付けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記回転ポンプの収容部材は、ポンプ駆動軸が挿通される孔をモータ部側および減速機部側の両側に開口させた構成を具備する請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記回転ポンプの収容部材は、回転ポンプからの潤滑油の吐出口と連通する油路と、回転ポンプへの潤滑油の吸入口と連通する油路とを、モータ部側および減速機部側の両側に開口させた構成を具備する請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記回転ポンプの収容部材は、左右非対称形状を有する吐出口および吸入口が形成されたケーシングであり、前記回転ポンプの回転部材は、ポンプ駆動軸と同軸的に配置されたインナロータ、および前記インナロータの回転中心に対して偏心させた左右非対称状態で配置されたアウタロータであり、前記回転ポンプは、前記ケーシングにインナロータおよびアウタロータが組み込まれたサイクロイドポンプである請求項１〜３のいずれか一項に記載のインホイールモータ駆動装置。

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