JP2017185841A

JP2017185841A - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP2017185841A
Application number: JP2016074185A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　勝則; Katsunori Sato; 勝則佐藤; 真也太向; Masaya Taiko; 四郎田村; Shiro Tamura; 哲山形; Satoru Yamagata
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: JP6688134B2

Abstract

【課題】回転センサとパルサーリングとを含む回転検出機構を、装置の車軸方向長さに影響することなく配置でき、かつ、ブレーキディスクを小径にすることが可能な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（１０）は、駆動輪にブレーキディスク（ＢＤ）を取付け、回転部分となるブレーキディスク（ＢＤ）のハット部（８２）にパルサーリング（５１）を取付け、固定部分（４３）にパルサーリング（５１）の回転を検出する回転センサ（５４）を取り付けている。このインホイールモータ駆動装置（１０）において、パルサーリング（５１）は、径方向に延び、ハット部（８２）に取付けられるフランジ部（５２）と、フランジ部（５２）から折れ曲がって車軸方向に延び、回転センサ（５４）に対面する被検出部（５３）とを含むことを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置に関し、車輪速検出用のパルサーリングをブレーキディスクに搭載したインホイールモータ駆動装置に関する。

近年、安全性向上のため、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を装着した自動車が増えている。ＡＢＳにおいては、車輪の回転を検出する回転センサ（車輪速センサ）が用いられる。回転センサの検出信号は、車体側に取り付けられた制御装置に送信され、制御装置によって、車輪のブレーキ油圧の調整等、ブレーキ機構の制御が行われる。このような回転センサは、ＡＢＳだけでなく、ＥＳＣ（横滑り防止装置）にも用いられる。

このような回転センサは、車輪と一体回転する回転部分に取付けられたセンサターゲット、すなわちパルサーリングに対面して設けられる。

引用文献１には、ブレーキディスクのハット部内にパルサーリング（トーンリング）を配置する構成が開示されている。

特開２０１３−１５２０２３号公報

車内空間を犠牲にすることなく、インホイールモータ駆動装置と車体の車幅方向外側に形成されるホイールハウジングの内壁との干渉を回避するには、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さを短くする必要がある。加えて、インホイールモータ駆動装置を転舵輪に搭載する場合、転舵角を犠牲にすることなく装置を配置するには、非転舵輪に搭載する場合よりもインホイールモータ駆動装置の車軸方向長さをさらに短くする必要がある。

現在、多くのブレーキアセンブリは、車輪の回転を回転センサで検出するために、パルサーリング（トーンリング）を備える。上記特許文献１のように、ブレーキディスクのハット部内にパルサーリングを設ける構成は、インホイールモータ駆動装置の軸方向長さに影響しない点で有利であるといえる。

しかし、特許文献１に示されたパルサーリングは、径方向に延在する平板状部材により構成されているため、このようなパルサーリングをハット部内に配置するためにはハット部外径を大きくしなくてはならない。そうすると、ブレーキディスク自体が大径になるため、ばね下重量の増加による車両の乗り心地および走行性能の低下という問題が生じ得る。

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、回転センサとパルサーリングとを含む回転検出機構を、装置の車軸方向長さに影響することなく配置でき、かつ、ブレーキディスクを小径にすることが可能な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、駆動輪にブレーキディスクを取付け、回転部分となるブレーキディスクのハット部にパルサーリングを取付け、固定部分にパルサーリングの回転を検出する回転センサを取り付けている。このインホイールモータ駆動装置において、パルサーリングは、径方向に延び、ハット部に取付けられるフランジ部と、フランジ部から折れ曲がって車軸方向に延び、回転センサに対面する被検出部とを含むことを特徴とする。

このインホイールモータ駆動装置において、ブレーキディスクのハット部内に取付けられたパルサーリングが、径方向に延びる取付け用のフランジ部と、車軸方向に延びる被検出部とを含む構成である。したがって、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さに影響を与えることなく回転検出機構を配置でき、かつ、ブレーキディスクを大径にすることなくパルサーリングをブレーキディスクに取付けることができる。その結果、ばね下重量を軽減することができるため、車両の乗り心地および走行性能を向上させることができる。

好ましくは、回転センサは、当該インホイールモータ駆動装置のケーシングに取付けられている。

好ましくは、被検出部は、フランジ部の内径側端部に連結される。この場合、パルサーリングは、フランジ部の外径側端部に連結され、ハット部の内径面に当接する当接部をさらに含むことが望ましい。

好ましくは、回転センサは、ケーシングに固定された保持部材によって保持される。この場合、保持部材は、回転センサの位置を少なくとも径方向に調整可能とするための位置調整部を有していることが望ましい。

本発明によれば、ブレーキディスクのハット部内に取付けられたパルサーリングが、径方向に延びる取付け用のフランジ部と、車軸方向に延びる被検出部とを含む構成である。したがって、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さに影響を与えることなく回転検出機構を配置でき、かつ、ブレーキディスクを大径にすることなくパルサーリングをブレーキディスクに取付けることができる。その結果、ばね下重量を軽減することができるため、車両の乗り心地および走行性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置およびその周辺構造を、車幅方向内側からみた状態を模式的に表す図である。本発明の実施の形態において、車体のホイールハウジング内に配置される構造物を、車両前方からみた状態を模式的に表す図である。図２に示した構造物を、車両上方からみた状態を模式的に表す図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成部を車幅方向外側からみた状態を模式的に表す図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成部を示す横断面図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成部を示す展開断面図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成部およびサスペンション装置を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態において、インホイールモータ駆動装置に設けられる回転検出機構を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態におけるパルサーリングの正面図である。本発明の実施の形態において、回転センサを保持する保持部材の外観斜視図である。本発明の実施の形態において、回転センサを保持する保持部材の断面図である。本発明の実施の形態において、保持部材に保持された回転センサが位置調整可能であることを模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態の変形例１における回転検出機構を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態の変形例１におけるパルサーリングの正面図である。本発明の実施の形態の変形例２における回転検出機構を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態の変形例２におけるパルサーリングの正面図である。本発明の実施の形態の変形例３における回転検出機構を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態の変形例３におけるパルサーリングの正面図である。

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。

（基本構成について）
はじめに、図１〜図７を参照して、本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成およびその周辺構造について説明する。インホイールモータ駆動装置は、電気自動車またはハイブリッド車両などの乗用自動車に搭載される。

図２等に示されるように、車体１０１（図２に車体の車幅方向外側部分のみ示す）の車幅方向外側に、車輪ホイールＷ、インホイールモータ駆動装置１０、およびサスペンション装置７０が配置される。車輪ホイールＷ、インホイールモータ駆動装置１０、およびサスペンション装置７０は、車体１０１の車幅方向両側に左右対称に配置され、電動車両を構成する。

車輪ホイールＷの外周には仮想線で示すタイヤＴが嵌合する。車輪ホイールＷおよびタイヤＴは車輪を構成する。車輪ホイールＷのリム部Ｗｒは、車輪の内空領域を区画する。かかる内空領域にはインホイールモータ駆動装置１０が配置される。インホイールモータ駆動装置１０は車輪ホイールＷと連結して車輪を駆動する。

サスペンション装置７０はストラット式サスペンション装置であり車幅方向に延びるロアアーム７１と、ロアアーム７１よりも上方に配置されて上下方向に延びるストラット７６を含む。ストラット７６は車輪ホイールＷおよびインホイールモータ駆動装置１０よりも車幅方向内側に配置され、ストラット７６の下端がインホイールモータ駆動装置１０と結合し、ストラット７６の上端が車輪ホイールＷよりも上方で車体１０１と連結する。なおストラット７６と、車輪ホイールＷの上部と、インホイールモータ駆動装置１０の上部は、車体１０１の車幅方向外側に形成されるホイールハウジング１０２に収容される。

ストラット７６は上端領域にショックアブソーバ７７を内蔵して上下方向に伸縮可能なサスペンション部材である。ショックアブソーバ７７の外周には仮想線で概略を示すコイルスプリング７８が配置され、ストラット７６に作用する上下方向の軸力を緩和する。ストラット７６の上端部および中央部には、コイルスプリング７８の上端および下端を挟んで保持する１対のコイルスプリングシート７９ｂ，７９ｃが設けられる。ショックアブソーバ７７の内部にはストラット７６に作用する軸力を減衰させるダンパーが設けられる。

ロアアーム７１は、インホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏよりも下方に配置されるサスペンション部材であって、車幅方向外側端７２および車幅方向内側端７３ｄ，７３ｆを含む。ロアアーム７１は、車幅方向外側端７２で、ボールジョイント６０を介してインホイールモータ駆動装置１０に連結される。またロアアーム７１は車幅方向内側端７３ｄ，７３ｆで図示しない車体側メンバに連結される。車幅方向内側端７３ｄ，７３ｆを基端とし、車幅方向外側端７２を遊端として、ロアアーム７１は上下方向に揺動可能である。なお車体側メンバとは説明される部材からみて車体側に取り付けられる部材をいう。車幅方向外側端７２とストラット７６の上端７６ａを結ぶ直線は、上下方向に延びて転舵軸線Ｋを構成する。転舵軸線Ｋは基本的には上下方向に延びるが、車幅方向および／または車両前後方向に若干傾斜してもよい。なお図中において車幅方向内側端７３ｄ，７３ｆを区別しない場合、単に符号７３を付してある。

ロアアーム７１よりも上方にはタイロッド８０が配置される。タイロッド８０は車幅方向に延び、タイロッド８０の車幅方向外側端がインホイールモータ駆動装置１０と回動可能に連結する。タイロッド８０の車幅方向内側端は図示しない操舵装置と連結する。操舵装置はタイロッド８０を車幅方向に進退動させて、インホイールモータ駆動装置１０および車輪ホイールＷを転舵軸線Ｋ回りに転舵させる。

インホイールモータ駆動装置１０の基本構成部については、図４〜図７を特に参照して説明する。なお、図５中、減速部内部の各歯車は歯先円で表され、個々の歯を図略する。また、図６で表される切断面は、図５に示す軸線Ｍおよび軸線Ｎｆを含む平面と、軸線Ｎｆおよび軸線Ｎｌを含む平面と、軸線Ｎｌおよび軸線Ｏを含む平面とを、この順序で接続した展開平面である。図７は、インホイールモータ駆動装置１０を示す縦断面図であり、車輪ホイールＷおよびサスペンション装置７０とともに表す。図面の煩雑を避けるため図７中、減速部内部の各歯車は図略される。

インホイールモータ駆動装置１０は、図６に示すように仮想線で表される車輪ホイールＷの中心と連結する車輪ハブ軸受部１１と、車輪の車輪ホイールＷを駆動するモータ部２１と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１を備え、電動車両のホイールハウジング（図示せず）に配置される。モータ部２１および減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと同軸に配置されるのではなく、図５に示すように車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏからオフセットして配置される。インホイールモータ駆動装置１０は、公道で電動車両を時速０〜１８０ｋｍ／ｈで走行させることができる。

車輪ハブ軸受部１１は、図６に示すように車輪ホイールＷと結合する車輪ハブとしての外輪１２と、外輪１２の中心孔に通される内側固定部材１３と、外輪１２と内側固定部材１３との環状隙間に配置される複数の転動体１４を有し、車軸を構成する。内側固定部材１３は、非回転の固定軸１５と、１対のインナーレース１６と、抜け止めナット１７と、キャリア１８とを含む。固定軸１５は根元部１５ｒが先端部１５ｅよりも大径に形成される。インナーレース１６は、根元部１５ｒと先端部１５ｅの間で、固定軸１５の外周に嵌合する。抜け止めナット１７は固定軸１５の先端部１５ｅに螺合して、抜け止めナット１７と根元部１５ｒの間にインナーレース１６を固定する。

固定軸１５は軸線Ｏに沿って延び、減速部３１の外郭をなす本体ケーシング４３を貫通する。固定軸１５の先端部１５ｅは、本体ケーシング４３の正面部分４３ｆに形成される開口４３ｐを貫通し、正面部分４３ｆよりも車幅方向外側へ突出する。固定軸１５の根元部１５ｒは、本体ケーシング４３の背面部分４３ｂよりも車幅方向内側から、背面部分４３ｂに形成される開口４３ｑを貫通する。なお正面部分４３ｆと背面部分４３ｂは軸線Ｏ方向に間隔を空けて互いに向き合う壁部分である。根元部１５ｒにはキャリア１８が取付固定される。キャリア１８は本体ケーシング４３の外部でサスペンション装置７０およびタイロッド８０と連結する。

転動体１４は、軸線Ｏ方向に離隔して複列に配置される。軸線Ｏ方向一方のインナーレース１６の外周面は、第１列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向一方の内周面と対面する。軸線Ｏ方向他方のインナーレース１６の外周面は、第２列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向他方の内周面と対面する。以下の説明において、車幅方向外側（アウトボード側）を軸線方向一方ともいい、車幅方向内側（インボード側）を軸線方向他方ともいう。図６の紙面左右方向は、車幅方向に対応する。外輪１２の内周面は転動体１４の外側軌道面を構成する。

外輪１２の軸線Ｏ方向一方端にはフランジ部１２ｆが形成される。フランジ部１２ｆはブレーキディスクＢＤおよび車輪ホイールＷのスポーク部Ｗｓと同軸に結合するための結合座部を構成する。外輪１２はフランジ部１２ｆでブレーキディスクＢＤおよび車輪ホイールＷと結合して、車輪ホイールＷと一体回転する。なお図示しない変形例として、フランジ部１２ｆは周方向に間隔を空けて外径側へ突出する突出部であってもよい。

本実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１０は、ブレーキディスクＢＤを構成として含み、ブレーキディスクＢＤの回転を検出することにより車輪速を検出する回転検出機構を備えている。回転検出機構は、パルサーリングと、その回転を検出する回転センサとを含むが、図６および図７ではそれらの図示が省略されている。回転検出機構については後に詳述する。

モータ部２１は図６に示すように、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、モータケーシング２５を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータケーシング２５は円筒形状であり、モータケーシング２５の車幅方向内側端部はモータケーシングカバー２５ｖと接続する。モータケーシング２５およびモータケーシングカバー２５ｖは、本体ケーシング４３とともに、インホイールモータ駆動装置１０のケーシングを構成する。モータ部２１は、インナーロータ、アウターステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式であってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップモータであってもよい。

モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。モータ回転軸２２の先端部を除いたモータ部２１の大部分の軸線方向位置は、図６に示すように内側固定部材１３の軸線方向位置と重ならない。モータケーシング２５は筒状であり、軸線Ｍ方向一方端で本体ケーシング４３の背面部分４３ｂと結合し、軸線Ｍ方向他方端で蓋状のモータケーシングカバー２５ｖに封止される。モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、モータケーシング２５およびモータケーシングカバー２５ｖに回転自在に支持される。モータ部２１は外輪１２および車輪を駆動する。

図１に示すようにインホイールモータ駆動装置１０の上部には動力線端子箱２５ｂが設けられる。動力線端子箱２５ｂはモータケーシング２５（図６）の上部およびモータケーシングカバー２５ｖ（図６）の上部に跨って形成され、複数の動力線接続部９１を有する。本実施形態の動力線端子箱２５ｂは、３個の動力線接続部９１を有し、三相交流電力を受電する。各動力線接続部９１には動力線９３の一端が接続される。動力線９３の芯線は、動力線端子箱２５ｂ内部で、ステータ２４のコイルから延びる導線と接続する。

モータケーシングカバー２５ｖの中心部には信号線端子箱２５ｃが形成される。信号線端子箱２５ｃは、動力線端子箱２５ｂから離隔する。信号線端子箱２５ｃは図６に示すように軸線Ｍと交差するように配置される。信号線端子箱２５ｃは回転角センサ８４を収容する。回転角センサ８４は、モータ回転軸２２の軸線方向端部に設けられて、モータ回転軸２２の回転角度を検出する。信号線端子箱２５ｃには信号線接続部８５が設けられる。信号線接続部８５は信号線端子箱２５ｃの壁部分と、該壁部分を貫通する貫通孔と、この貫通孔に近接する壁部分に設けられた雌ねじ孔（図示せず）を有する。貫通孔にはスリーブ８６および信号線８７が通される。スリーブ８６は、筒状体であり、信号線８７の外周に密着して、信号線８７を保護し、貫通孔と信号線８７との環状隙間を封止する。スリーブ８６の外周面には、スリーブ外径方向に突出する舌部８６ｔが形成される。舌部８６ｔおよび信号線接続部８５の雌ねじ孔には図６に示さないボルトがねじ込まれ、これによりスリーブ８６は信号線接続部８５に取付固定される。

信号線８７は導電体からなる複数の芯線と、複数の芯線を束ねるように被覆する絶縁体の被覆部からなり、屈曲可能である。信号線８７の一端は、信号線接続部８５と接続する。図示はしなかったが信号線８７は一端から車体１０１（図２）まで延びる。

各動力線接続部９１も、信号線接続部８５と同様に構成され、動力線端子箱２５ｂの壁部分と、該壁部分を貫通する貫通孔と、この貫通孔に近接する壁部分に設けられた雌ねじ孔（図示せず）を有する。貫通孔にはスリーブ９２および動力線９３の一端部が通される。スリーブ９２および動力線９３は、動力線接続部９１の貫通孔から車体１０１側へ延出する。動力線９３はスリーブ９２に通されて、スリーブ９２から車体１０１側へ延出する。各スリーブ９２は、筒状体であり、動力線９３の外周に密着して、動力線９３を保護する。また各スリーブ９２は、動力線９３の一端部とともに動力線接続部９１の貫通孔に差込固定されて、動力線９３の一端部を保持し、さらに動力線９３と貫通孔との環状隙間を封止する。スリーブ９２を抜け止めするため、スリーブ９２の外周面には、スリーブ外径方向に突出する舌部９２ｔが形成される。舌部９２ｔおよび動力線接続部９１の雌ねじ孔には図１に示すボルト９１ｂがねじ込まれ、これによりスリーブ９２は動力線接続部９１に取付固定される。

減速部３１は、入力軸３２、入力歯車３３、中間歯車３４、中間軸３５、中間歯車３６、中間歯車３７、中間軸３８、中間歯車３９、出力歯車４０、出力軸４１、および本体ケーシング４３を有する。入力軸３２は、モータ回転軸２２の先端部２２ｅよりも大径の筒状体であって、モータ部２１の軸線Ｍに沿って延びる。先端部２２ｅは入力軸３２の軸線Ｍ方向他方端部の中心孔に受け入れられて、入力軸３２はモータ回転軸２２と同軸に結合する。入力軸３２の両端は転がり軸受４２ａ，４２ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。入力歯車３３は、モータ部２１よりも小径の外歯歯車であり、入力軸３２と同軸に結合する。具体的には入力歯車３３は、入力軸３２の軸線Ｍ方向中央部の外周に一体形成される。

出力軸４１は、外輪１２の円筒部分よりも大径の筒状体であって、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏに沿って延びる。外輪１２の軸線Ｏ方向他方端は、出力軸４１の軸線Ｏ方向一方端の中心孔に受け入れられて、出力軸４１は外輪１２と同軸に結合する。出力軸４１の軸線Ｏ方向両端部外周には転がり軸受４４，４６が配置される。出力軸４１の軸線Ｏ方向一方端は転がり軸受４４を介して、本体ケーシング４３の正面部分４３ｆに支持される。出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端は転がり軸受４６を介して、本体ケーシング４３の背面部分４３ｂに支持される。出力歯車４０は外歯歯車であり、出力軸４１と同軸に結合する。具体的には出力歯車４０は出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端の外周に一体形成される。

２本の中間軸３５，３８は入力軸３２および出力軸４１と平行に延びる。つまり減速部３１は四軸の平行軸歯車減速機であり、出力軸４１の軸線Ｏと、中間軸３５の軸線Ｎｆと、中間軸３８の軸線Ｎｌと、入力軸３２の軸線Ｍは互いに平行に延び、換言すると車幅方向に延びる。

各軸の車両前後方向位置につき説明すると、図５に示すように入力軸３２の軸線Ｍは出力軸４１の軸線Ｏよりも車両前方に配置される。また中間軸３５の軸線Ｎｆは入力軸３２の軸線Ｍよりも車両前方に配置される。中間軸３８の軸線Ｎｌは出力軸４１の軸線Ｏよりも車両前方かつ入力軸３２の軸線Ｍよりも車両後方に配置される。図示しない変形例として入力軸３２の軸線Ｍと、中間軸３５の軸線Ｎｆと、中間軸３８の軸線Ｎｌと、出力軸４１の軸線Ｏが、この順序で車両前後方向に配置されてもよい。この順序は駆動力の伝達順序でもある。

各軸の上下方向位置につき説明すると、入力軸３２の軸線Ｍは出力軸４１の軸線Ｏよりも上方に配置される。中間軸３５の軸線Ｎｆは入力軸３２の軸線Ｍよりも上方に配置される。中間軸３８の軸線Ｎｌは中間軸３５の軸線Ｎｆよりも上方に配置される。なお複数の中間軸３５，３８は、入力軸３２および出力軸４１よりも上方に配置されれば足り、図示しない変形例として中間軸３５が中間軸３８よりも上方に配置されてもよい。あるいは図示しない変形例として出力軸４１が入力軸３２よりも上方に配置されてもよい。

中間歯車３４および中間歯車３６は外歯歯車であり、図６に示すように中間軸３５の軸線Ｎｆ方向中央部と同軸に結合する。中間軸３５の両端部は、転がり軸受４５ａ，４５ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。中間歯車３７および中間歯車３９は外歯歯車であり、中間軸３８の軸線Ｎｌ方向中央部と同軸に結合する。中間軸３８の両端部は、転がり軸受４８ａ，４８ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。

本体ケーシング４３は、減速部３１および車輪ハブ軸受部１１の外郭をなし、筒状に形成されて、図５に示すように軸線Ｏ、Ｎｆ、Ｎｌ、Ｍを取り囲む。また本体ケーシング４３は、図７に示すように車輪ホイールＷの内空領域に収容される。車輪ホイールＷの内空領域はリム部Ｗｒの内周面と、リム部Ｗｒの軸線Ｏ方向一端と結合するスポーク部Ｗｓとによって区画される。そして車輪ハブ軸受部１１、減速部３１、およびモータ部２１の軸線方向一方領域が車輪ホイールＷの内空領域に収容される。またモータ部２１の軸線方向他方領域が車輪ホイールＷから軸線方向他方へはみ出す。このように車輪ホイールＷはインホイールモータ駆動装置１０の大部分を収容する。

図５を参照して本体ケーシング４３は、軸線Ｏの真下部分４３ｃと、出力歯車４０の軸線Ｏから車両前後方向に離れた位置、具体的には入力歯車３３の軸線Ｍの真下で、下方へ突出する部分とを有する。この突出する部分はオイルタンク４７を形成し、真下部分４３ｃよりも下方に位置する。

図７を参照して真下部分４３ｃの直下には、キャリア１８の下端部１８ｂと、ロアアーム７１の車幅方向外側端７２が配置され、ロアアーム７１の車幅方向外側端７２と下端部１８ｂが、ボールジョイント６０を介して方向自在に連結される。図５に示すように軸線Ｏ方向にみてオイルタンク４７は、略垂直な後側壁部４３ｔと、傾斜した前側壁部４３ｕによって区画され、下向きに細くなる三角形状にされる。なお後側壁部４３ｔは間隔を空けてボールジョイント６０（図７）と車両前後方向に対面する。前側壁部４３ｕはリム部Ｗｒ（図７）のうち前側かつ下側の部分と対面する。

ボールジョイント６０は、図７に示すようにボールスタッド６１およびソケット６２を含む。ボールスタッド６１は上下方向に延び、上端に形成されるボール部６１ｂおよび下端に形成されるスタッド部６１ｓを有する。ソケット６２はキャリア１８に設けられて、ボール部６１ｂを摺動可能に収容する。スタッド部６１ｓは、ロアアーム７１の車幅方向外側端７２を上下方向に貫通する。スタッド部６１ｓの下端外周には雄ねじが形成され、下方からナット７２ｎが螺合することにより、スタッド部６１ｓはロアアーム７１に取付固定される。図１に示すようにボールジョイント６０は、オイルタンク４７の下端よりも上方に位置する。ボールジョイント６０およびオイルタンク４７は、車輪ホイールＷの内空領域に配置され、ボールジョイント６０は軸線Ｏの直下に配置され、オイルタンク４７はボールジョイント６０から車両前後方向に離れて配置される。またボールジョイント６０は、図７に示すように背面部分４３ｂよりも車幅方向外側に配置される。転舵軸線Ｋはボール部６１ｂのボール中心を通過して上下方向に延び、固定軸１５と、タイヤＴの接地面Ｒを交差する。キャリア１８の上端部は、ストラット７６の下端に取付固定される。

本体ケーシング４３は、筒状であり、図６に示すように入力軸３２、入力歯車３３、中間歯車３４、中間軸３５、中間歯車３６、中間歯車３７、中間軸３８、中間歯車３９、出力歯車４０、出力軸４１、および車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏ方向中央部を収容する。本体ケーシング４３の内部には潤滑油が封入され、減速部３１は潤滑される。入力歯車３３、中間歯車３４、中間歯車３６、中間歯車３７、中間歯車３９、出力歯車４０ははすば歯車である。

本体ケーシング４３は、図５に示すように真下部分４３ｃおよびオイルタンク４７を含む筒状部分と、図６に示すように減速部３１の筒状部分の軸線方向一方側を覆う略平坦な正面部分４３ｆと、減速部３１の筒状部分の軸線方向他方側を覆う略平坦な背面部分４３ｂを有する。背面部分４３ｂは、モータケーシング２５と結合する。また背面部分４３ｂは、固定軸１５と結合する。

正面部分４３ｆには外輪１２が貫通するための開口４３ｐが形成される。開口４３ｐには、出力軸４１との環状隙間を封止するシール材４３ｓが設けられる。このため回転体になる外輪１２は、軸線Ｏ方向一方端部を除いて本体ケーシング４３に収容される。出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端部内周面にはシール材４３ｖが配置される。シール材４３ｖは出力軸４１と背面部分４３ｂの環状隙間を封止する。

小径の入力歯車３３と大径の中間歯車３４は、減速部３１の軸線方向他方側（モータ部２１側）に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車３６と大径の中間歯車３７は、減速部３１の軸線方向一方側（フランジ部１２ｆ側）に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車３９と大径の出力歯車４０は、減速部３１の軸線方向他方側に配置されて互いに噛合する。このようにして入力歯車３３と複数の中間歯車３４、３６，３７，３９と出力歯車４０は、互いに噛合し、入力歯車３３から複数の中間歯車３４、３６，３７，３９を経て出力歯車４０に至る駆動伝達経路を構成する。そして上述した小径歯車および大径歯車の噛合により、入力軸３２の回転は中間軸３５で減速され、中間軸３５の回転は中間軸３８で減速され、中間軸３８の回転は出力軸４１で減速される。これにより減速部３１は減速比を十分に確保する。複数の中間歯車のうち中間歯車３４は、駆動伝達経路の入力側に位置する第１中間歯車となる。複数の中間歯車のうち中間歯車３９は、駆動伝達経路の出力側に位置する最終中間歯車となる。

図５に示すように、出力軸４１、中間軸３８、および入力軸３２は、この順序で車両前後方向に間隔を空けて配置される。さらに中間軸３５および中間軸３８は、入力軸３２および出力軸４１よりも上方に配置される。かかる実施形態によれば、車輪ハブになる外輪１２の上方に中間軸を配置し得て、外輪１２の下方にオイルタンク４７の配置スペースを確保したり、外輪１２の真下にボールジョイント６０（図７）を受け入れる空間を確保したりすることができる。したがって上下方向に延びる転舵軸線Ｋを車輪ハブ軸受部１１に交差して設けることができ、車輪ホイールＷおよびインホイールモータ駆動装置１０を転舵軸線Ｋ回りに好適に転舵させることができる。

（回転検出機構について）
次に、図８〜図１２を参照して、本実施の形態における回転検出機構５０について説明する。なお、図８の模式断面図には、減速部３１の構成の一部が展開して示されているが、図６に示した展開図とは逆方向に展開されている。

回転検出機構５０は、回転部分となるブレーキディスクＢＤに取付けられたパルサーリング５１と、固定部分に取付けられ、パルサーリング５１の回転を検出する回転センサ５４とを含む。本実施の形態における回転検出機構５０は、パッシブ方式を採用している。そのため、パルサーリング５１は、たとえば磁性体（薄型の鋼板）により構成され、回転センサ５４は、たとえばピックアップコイルにより構成される。

図８に示すように、ブレーキディスクＢＤは、ブレーキパッド８３に挟み込まれるブレーキリング８１と、ブレーキリング８１の内径側端部から車幅方向外側に突出して設けられたハット部８２とを有している。ハット部８２は、径方向に延在する底壁部８２ａと、底壁部８２ａとブレーキリング８１とに連結される円筒部８２ｂとで構成される。パルサーリング５１は、その中心が軸線Ｏに一致するように、ブレーキディスクＢＤのハット部８２に取付けられている。回転センサ５４は、本体ケーシング４３に取付けられている。より具体的には、回転センサ５４は、本体ケーシング４３のうちハット部８２と対面する部分に、保持部材（ステー）５５を介して取付けられている。保持部材５５を用いた回転センサ５４の取付け構造については後述する。

パルサーリング５１は、径方向に延びるフランジ部５２と、車軸方向に延びる被検出部５３とを有する。被検出部５３は、円筒状に形成されており、被検出部５３の車軸方向外側端縁にフランジ部５２が設けられている。このように、パルサーリング５１は、フランジ部５２と被検出部５３とが略Ｌ字状となるよう折り曲げられている。なお、フランジ部５２は、リング状に構成されてもよいし、図９に示されるように、円周方向に沿って等間隔に複数個（たとえば４つ）設けられていてもよい。

ハット部８２の底壁部８２ａには予め、ボルト１１１が固定されており、フランジ部５２には、ボルト１１１挿通用の貫通孔５２ａが設けられている。フランジ部５２は、ボルト１１１の先端部分に螺合されたナット１１２によって、ハット部８２の底壁部８２ａに取付けられる。なお、フランジ部５２とナット１１２との間に、皿ねじを介在させてもよい。また、パルサーリング５１の心合わせは、治具を用いて行われる。ブレーキディスクＢＤにおけるハット部８２の底壁部８２ａの中心円筒部分が車輪ハブとしての外輪１２と嵌合するため、底壁部８２ａに固定されたパルサーリング５１の振れ周りが防止される。

図１１に示されるように、被検出部５３は、フランジ部５２から折れ曲がって車軸方向に延びている。被検出部５３は、回転センサ５４に対面し、回転センサ５４により回転が検出される部分である。フランジ部５２の径方向長さは、被検出部５３の車軸方向長さよりも短いことが望ましい。

被検出部５３には、たとえば、円周方向に沿って複数の貫通孔５３ａが所定ピッチで設けられている。これにより、被検出部５３の外周面に繰り返し凹凸が形成される。この場合、回転センサ５４は、ブレーキディスクＢＤが回転すると、パルサーリング５１の被検出部５３の凹凸に応じて変化する起電力を電圧として出力する。回転センサ５４の検出信号は、車体側に設けられた制御装置に送信される。

このように、パルサーリング５１がブレーキディスクＢＤのハット部８２内に配置されるため、インホイールモータ駆動装置１０の車軸方向長さを大きくすることなく、回転検出機構５０を搭載することができる。したがって、インホイールモータ駆動装置１０とホイールハウジング１０２（図２）の内壁との干渉を避けることができる。また、転舵角を犠牲にすることなく、インホイールモータ駆動装置１０を配置することができる。

ここで、図８には、比較例におけるパルサーリング１５１の配置構造が破線枠内に図示されている。なお、破線枠内の構造物は、比較を容易にするために、本実施の形態におけるインホイールモータ駆動装置１０と紙面上左右対称となるように図示されている。

比較例においても、パルサーリング１５１がブレーキディスク１８０のハット部１８２内に取付けられている。しかしながら、パルサーリング１５１は、径方向に延びる部分のみによって構成されており、パルサーリング１５１の全体がハット部１８２の底壁部１８２ａに当接した状態で固定されている。この場合、パルサーリング１５１をハット部１８２に取付ける取付け部分１５２と被検出部分１５３とが、径方向に連なって設けられている。

これに対し、本実施の形態では、ハット部８２の底壁部８２ａに当接状態で固定される部分が、フランジ部５２のみである。このように、パルサーリング５１の形状を、フランジ部５２付きの円筒形状とすることで、パルサーリング５１の外径寸法を小さくすることができる。したがって、ブレーキディスクＢＤのハット部８２の外径寸法Ｌ１を、比較例におけるブレーキディスク１８０のハット部１８２の外径寸法Ｌ１０よりも小さくすることができる。その結果、ブレーキディスクＢＤ自体の外径寸法を、比較例におけるブレーキディスク１８０よりも小さくすることができる。言い換えると、ブレーキディスクＢＤの外径寸法を、ブレーキディスクにパルサーリングを搭載しない場合と同じ寸法とすることができる。

なお、車軸方向において、被検出部５３はハット部８２の範囲内に完全に収まっていることが望ましいが、インホイールモータ駆動装置１０の軸線方向長さに影響を与えない範囲において、被検出部５３の一部がハット部８２から車幅方向内側に食み出していてもよい。

次に、保持部材５５を用いた回転センサ５４の取付け構造について説明する。図１０および図１１には、保持部材５５の外観および断面が模式的に示されている。図８、図１０、および図１１を参照して、保持部材５５は、径方向に延びる取付け部５６と、取付け部５６の上端から車幅方向外側に向けて延びる保持部５７とを含む。保持部５７は、取付け部５６との角度が鈍角となるよう傾斜している。

取付け部５６には、ボルト１１３を挿通するための貫通孔５６ａが設けられている。貫通孔５６ａに挿通されたボルト１１３が本体ケーシング４３の壁部に形成された雌ねじ孔に螺合することで、保持部材５５が本体ケーシング４３に固定される。

保持部５７には、回転センサ５４の本体部を嵌め入れるための貫通孔５７ａと、回転センサ５４の固定片５４ｂを通過したボルト１１４を挿通するための貫通孔５７ｂとが設けられている。貫通孔５７ｂの内壁には、図示しない雌ねじが切られている。ボルト１１４が、その頭部と保持部５７との間に、回転センサ５４の固定片５４ｂを挟み込んだ状態で、貫通孔５７ｂに螺合する。これにより、回転センサ５４は、その姿勢および向きが固定された状態で、保持部材５５に保持される。

ここで、保持部材５５は、回転センサ５４の検出面５４ａと被検出部５３との間隔（エアギャップ）を調整するために、少なくとも径方向に回転センサ５４を移動可能に構成されていることが望ましい。本実施の形態では、図１０および図１１に示されるように、取付け部５６の貫通孔５６ａは径方向に長い長孔となっている。

そのため、図１２の矢印Ａ１に示されるように、本体ケーシング４３に対する保持部材５５の径方向位置を微調整することができる。これにより、保持部材５５に保持された回転センサ５４を径方向に移動可能となるめ、回転センサ５４の検出面５４ａと被検出部５３の外周面との間隔Ｄ１、すなわちエアギャップを微調整することができる。

このように、保持部材５５に設けられた長孔５６ａは、回転センサ５４の位置を径方向に調整可能とするための位置調整部として機能する。このような位置調整部を設けることで、他部品の製作誤差や組み付け誤差を許容することができる。その結果、回転センサ５４の検出精度の低下を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、エアギャップ調整のために、回転センサ５４の位置を径方向に調整可能であることとしたが、回転センサ５４の位置を車軸方向にも調整可能であってもよい。つまり、保持部材５５は、回転センサ５４の位置を径方向および車軸方向の双方に調整可能とするための位置調整部を有していてもよい。これにより、回転センサ５４の検出面５４ａが、被検出部５３の全幅のうち、貫通孔５３ａを有する読取部分（より望ましくは、その部分の中央位置）に対面するよう、回転センサ５４の車軸方向位置を微調整することができる。

この場合、たとえば、保持部材５５の保持部５７に設けられた貫通孔５７ａ，５７ｂを、車軸方向に長い長孔としてもよい。ただし、その場合、回転センサ５４の本体部の姿勢を安定させるための部材が別途設けられることが望ましい。なお、本実施の形態では、パルサーリング５１の被検出部５３が車軸に平行であり、かつ、保持部材５５の保持部５７が車軸に対し傾斜して設けられている。したがって、図１２の矢印Ａ２で示されるように、回転センサ５４を保持部５７に沿ってスライド移動させることで、車軸方向および径方向の双方に回転センサ５４の位置を調整することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、パルサーリング５１の被検出部５３が車軸方向に延びる構成であるため、ブレーキディスクＢＤのハット部８２を大径としなくてもよい。したがって、ブレーキディスクＢＤ自体の外径寸法を小さくすることができる。また、ブレーキディスクＢＤを小径化できるため、ブレーキディスクＢＤのハット部８２内にパルサーリング５１を搭載する場合でも、車輪ホイールＷの内空領域を径方向に拡大させる必要がない。また、ブレーキディスクＢＤを小径化できるため、ばね下重量を軽減することができ、その結果、車両の乗り心地および走行性能を向上させることができる。

さらに、回転センサ５４を保持する保持部材５５が、回転センサ５４の位置を少なくとも径方向に調整可能とするための位置調整部を有しているため、回転センサ５４の検出精度を向上させることができる。

なお、パルサーリング５１の構造は、上記例に限定されない。以下に、変形例について説明する。

（変形例１）
図１３は、本発明の実施の形態の変形例１における回転検出機構５０Ａを模式的に示す縦断面図である。回転検出機構５０Ａは、図８等に示したパルサーリング５１に代えて、パルサーリング５１Ａを含む。図１４には、車幅方向内側から見たパルサーリング５１Ａの正面図が示されている。

パルサーリング５１Ａの被検出部５３は、上記実施の形態と同様に車軸方向に延びているが、車幅方向内側に向かって小径となるよう円錐状に形成されている。本変形例において、フランジ部５２と被検出部５３とがなす角度は、保持部材５５の取付け部５６と保持部５７とがなす角度と略同じである。このような場合、保持部材５５に保持される回転センサ５４の本体部の形状を図８に示すような折り曲げ形状としなくても、回転センサ５４の検出面５４ａを被検出部５３の外周面に対面させることができる。

（変形例２）
図１５は、本発明の実施の形態の変形例２における回転検出機構５０Ｂを模式的に示す縦断面図である。回転検出機構５０Ｂは、図８等に示したパルサーリング５１に代えて、パルサーリング５１Ｂを含む。図１６には、車幅方向内側から見たパルサーリング５１Ｂの正面図が示されている。なお、図１５では、回転センサ５４およびその保持部材５５の図示が省略されている。

パルサーリング５１Ｂは、フランジ部５２および被検出部５３に加え、当接部５８を含む。また、フランジ部５２は、リング状に構成されている。フランジ部５２の寸法は全周に亘り一定である。

当接部５８は、フランジ部５２の外径側端部に連結され、車軸方向に延びている。つまり、パルサーリング５１Ｂは、フランジ部５２と被検出部５３と当接部５８とが略Ｕ字状となるよう折り曲げられている。なお、当接部５８の車軸方向長さは、被検出部５３の車軸方向長さよりも短くてもよい。当接部５８は、取付け状態において、ブレーキディスクＢＤのハット部８２の内径面８２ｃ（すなわち、円筒部８２ｂの内側の面）に当接する。

このように、本変形例におけるパルサーリング５１Ｂは、ブレーキディスクＢＤのハット部８２の内径面８２ｃに当接する当接部５８を有するため、パルサーリング５１ＢをブレーキディスクＢＤに取付ける際に心合わせを容易に行うことができる。したがって、パルサーリング５１Ｂの取付け作業を簡易に行うことができる。

（変形例３）
図１７は、本発明の実施の形態の変形例３における回転検出機構５０Ｃを模式的に示す縦断面図である。回転検出機構５０Ｃは、図８等に示したパルサーリング５１に代えて、パルサーリング５１Ｃを含む。図１８には、車幅方向内側から見たパルサーリング５１Ｃの正面図が示されている。なお、図１７では、回転センサ５４およびその保持部材５５の図示が省略されている。

パルサーリング５１Ｃの被検出部５３は、フランジ部５２の外径側端部に連結されている。この場合、被検出部５３の外径面ではなく内径面が、回転センサ５４による読取面となる。つまり、回転センサ５４は、検出面５４ａ（図１２）が外径方向を向くように本体ケーシング４３に取付けられる。

なお、上記実施の形態およびその変形例では、パッシブ方式の回転検出機構５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）について説明したが、回転検出機構はアクティブ方式を採用してもよい。その場合、パルサーリングの被検出部として、たとえば公知の磁気エンコーダが採用され得る。磁気エンコーダは、円周方向にＮ極とＳ極とが繰り返し配置された環状の磁石である。この場合、回転センサ５４は、磁気エンコーダの回転に伴う磁気の強弱を読み取る。

また、上記した複数の変形例を適宜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インホイールモータ駆動装置、１１車輪ハブ軸受部、１２外輪、１３内側固定部材、１５固定軸、１８キャリア、２１モータ部、２２モータ回転軸、２３ロータ、２４ステータ、２５モータケーシング、２５ｂ動力線端子箱、２５ｃ信号線端子箱、２５ｖモータケーシングカバー、３１減速部、３２入力軸、３３入力歯車、３４，３６，３７，３９中間歯車、３５，３８中間軸、４０出力歯車、４１出力軸、４３本体ケーシング、４７オイルタンク、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ回転検出機構、５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，１５１パルサーリング、５２フランジ部、５３被検出部、５４回転センサ、５５保持部材、５６取付け部、５７保持部、５８当接部、６０ボールジョイント、６１ボールスタッド、６２ソケット、７０サスペンション装置、７１ロアアーム、７６ストラット、７７ショックアブソーバ、７８コイルスプリング、８０タイロッド、８１ブレーキリング、８２，１８２ハット部、８３ブレーキパッド、８４回転角センサ、８５信号線接続部、８７信号線、９１動力線接続部、９３動力線、１０１車体、１０２ホイールハウジング、ＢＤ，１８０ブレーキディスク、Ｗ車輪ホイール。

Claims

駆動輪にブレーキディスクを取付け、回転部分となる前記ブレーキディスクのハット部にパルサーリングを取付け、固定部分に前記パルサーリングの回転を検出する回転センサを取り付けたインホイールモータ駆動装置において、
前記パルサーリングは、
径方向に延び、前記ハット部に取付けられるフランジ部と、
前記フランジ部から折れ曲がって車軸方向に延び、前記回転センサに対面する被検出部とを含むことを特徴とする、インホイールモータ駆動装置。
前記回転センサは、当該インホイールモータ駆動装置のケーシングに取付けられている、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記被検出部は、前記フランジ部の内径側端部に連結されており、
前記パルサーリングは、前記フランジ部の外径側端部に連結され、前記ハット部の内径面に当接する当接部をさらに含む、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。
前記回転センサは、前記ケーシングに固定された保持部材によって保持されており、
前記保持部材は、前記回転センサの位置を少なくとも径方向に調整可能とするための位置調整部を有している、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。