JP2017222310A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置に内設されるオイルポンプにおいて、重量増を招くことなく、ポンプ軸外周面を回転自在に支持する構造を提供する。
【解決手段】インホイールモータ駆動装置のオイルポンプ（５４）は、ポンプ室（５５）が形成される壁部分（４３ｆ）、ポンプ室に収容されるロータ（５６ｉ）、一端がポンプ室内でロータと係合し他端がポンプ室から突出する軸であってロータに回転を入力するポンプ軸（５１）、壁部分に取付固定されてロータがポンプ室から抜け出すことを防止する押さえ部材（６０）、および押さえ部材とポンプ軸の外周面との間に設けられてポンプ軸を回転自在に支持する転がり軸受（５２ａ）を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車輪の内空領域に配置されて当該車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関し、特にインホイールモータ駆動装置に内設されるオイルポンプに関する。

モータ部および減速部を備えるインホイールモータ駆動装置において、インホイールモータ駆動装置内部に潤滑油回路を設け、モータ部および減速部に潤滑油を循環させる技術としては従来、例えば、特開２０１１−１８９９１９号公報（特許文献１）に記載のごときものが知られている。特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置は、潤滑油回路中にオイルポンプを含む。オイルポンプは回転ポンプの一種になるサイクロイドポンプであり、インナロータおよびアウタロータを有する。これらロータはオイルポンプのポンプ室に収容され、ポンプ室から抜け出さないように、押さえ板で回転軸方向の移動を規制される。押さえ板の寸法はポンプ室の内径よりも大きい。

特開２０１１−１８９９１９号公報

特許文献１のインナロータは、車輪側回転部材の端部と係合し、車輪側回転部材とともに回転する。車輪側回転部材は、オイルポンプの入力軸であり、オイルポンプに回転を入力する。また車輪側回転部材は、減速部の内部に設けられた複数の転がり軸受で回転自在に支持される。

ところでオイルポンプの入力軸（以下、ポンプ軸という）を回転自在に支持する構造として、図１２に示すように、ポンプ軸５１の外周面にラジアル軸受５２ｃを設けることが考えられる。この構造のオイルポンプ５４も、回転ポンプであって、ポンプ軸５１、インナロータ５６ｉ、アウタロータ５６ｏ、ポンプ室５５、図示しない吸入口および吐出口、押さえ板７０を有する。押さえ板７０はボルト６１により、ポンプ室５５に被さるように取付固定され、インナロータ５６ｉ、アウタロータ５６ｏがポンプ室５５から脱落することを防止する。

ポンプ軸５１はポンプ室５５の外方から押さえ板７０を超えてポンプ室５５内部まで延びる。ポンプ軸５１外周面を回転自在に支持するラジアル軸受５２ｃは、押さえ板７０に隣り合って配置される。ラジアル軸受５２ｃは外輪、内輪、および複数の玉を有する。外輪の外周面は、ポンプ室５５の外部で、ポンプ室５５を区画するケーシング壁部分（符号４３ｆ）に支持される。外輪の外径は押さえ板７０の寸法よりもさらに大きい。この理由として、もし外輪の外径寸法が押さえ板７０と同じか小さければ、押さえ板７０をポンプ室に被せることが不可能になるためである。

図１２に示すようにポンプ軸外周面を回転自在に支持する構造において、さらに改善すべき点があることを本発明者は見いだした。

すなわち、ラジアル軸受が大径になってしまい、重量増の原因となってしまう。そうするとインホイールモータ駆動装置の重量が増えてしまい、車両の乗り心地性能が悪化する。

本発明は、上述の実情に鑑み、重量増を招くことなく、ポンプ軸外周面を回転自在に支持する構造を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部、車輪ハブを駆動するモータ部、およびモータ部に駆動されて潤滑油を吸入および吐出するオイルポンプを備える。かかるオイルポンプは、ポンプ室が形成される壁部分、ポンプ室に収容されるロータ、一端がポンプ室内でロータと係合し他端がポンプ室から突出する軸であってロータに回転を入力するポンプ軸、壁部分に取付固定されてロータがポンプ室から抜け出すことを防止する押さえ部材、および押さえ部材とポンプ軸の外周面との間に設けられてポンプ軸を回転自在に支持する転がり軸受を有する。

かかる本発明によれば、ポンプ軸の両端のうち、オイルポンプに近い方の端部外周面を転がり軸受で回転自在に支持する構成において、転がり軸受の小径化と軽量化を図ることができる。本発明の転がり軸受は、単列であってもよいし複列であってもよい。

本発明の転がり軸受は、外側軌道面、内側軌道面、および転動体を含みラジアル荷重を負担するラジアル軸受であれば特に限定されず、例えばアンギュラコンタクト軸受であってもよい。外側軌道面は外輪に形成される。あるいは転がり軸受は外輪を持たず、外側軌道面は転がり軸受を支持する相手材、例えばポンプ室を区画するケーシング壁部分、に形成される。内側軌道面は内輪に形成される。あるいは転がり軸受は内輪を持たず、内側軌道面はポンプ軸の外周面に形成される。

本発明のオイルポンプは回転ポンプであればよい。好ましい実施形態としてオイルポンプのロータは、外径側に配置されるアウタロータおよび内径側に配置されるインナロータを含む。

押さえ部材は、転がり軸受を介してポンプ軸を支持することから、ポンプ軸の軸線がずれないよう正確に位置決めされる必要がある。本発明の一実施形態として押さえ部材は、外周面を有し、外周面がポンプ室に嵌合することによって、ポンプ軸の軸線に倣うよう位置決めされる。これにより転がり軸受を所定の取付箇所に精度良く設置し得て、ポンプ軸の正確なアライメントを実現することができる。

本発明の他の実施形態として壁部分には穴が形成され、押さえ部材は壁部分の穴に差し込まれるピンと係合することにより位置決めされる。かかる実施形態によれば押さえ部材は、壁部分に形成される穴に差し込まれるピンと係合することによって、ポンプ軸の軸線に倣うよう位置決めされる。これにより転がり軸受を所定の取付箇所に精度良く設置し得て、ポンプ軸の正確なアライメントを実現することができる。ピンと押さえ部材とが係合する構造は特に限定されない、例えば押さえ部材に切欠きを設けて該切欠きにピンを係合させる。あるいは押さえ部材に貫通孔を設け該貫通孔にピンを嵌合させる。

本発明のさらに他の一実施形態として壁部分には、穴と、穴の底部から延びる雌ねじが形成され、押さえ部材は、壁部分の穴に差し込まれて底部の雌ねじと螺合するリーマボルトと係合することにより位置決めされる。かかる実施形態によれば、壁部分には穴および雌ねじが形成され、押さえ部材は、穴に差し込まれて雌ねじと螺合するリーマボルトと係合することによって、ポンプ軸の軸線に倣うよう位置決めされる。これにより転がり軸受を所定の取付箇所に精度良く設置し得て、ポンプ軸の正確なアライメントを実現することができる。リーマボルトと押さえ部材とが係合する構造は特に限定されない、例えば押さえ部材に切欠きを設けて該切欠きにリーマボルトの首下部を係合させる。あるいは押さえ部材に貫通孔を設け該貫通孔にリーマボルトの首下部を嵌合させる。

押さえ部材の形状は特に限定されない。例えば本発明の一実施形態によれば押さえ部材は、ポンプ軸を受け入れる貫通孔と、貫通孔を包囲して転がり軸受を支持する円筒部とを含む。これにより転がり軸受は円筒部に確りと支持される。

このように本発明によれば、インホイールモータ駆動装置のオイルポンプにおいて重量増を招くことなく、ポンプ軸外周面を回転自在に支持することができる。

本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す模式図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。 第１実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す横断面図である。 第１実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す展開断面図である。 第１実施形態からオイルポンプを取り出して示す模式図である。 オイルポンプの内部を示す図である。 は押さえ部材を取り出して示す正面図である。 は押さえ部材を取り出して示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態を示す展開断面図である。 第２実施形態からオイルポンプを取り出して示す模式図である。 本発明の第３実施形態を示す展開断面図である。 第３実施形態からオイルポンプを取り出して示す模式図である。 比較例のオイルポンプを取り出して示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す模式図である。図２は、第１実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す横断面図である。図１および図２は、車幅方向外側からみた状態を表す。図２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。図３は、第１実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す展開断面図である。図３で表される切断面は、図２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、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。

インホイールモータ駆動装置１０は、車輪ハブ軸受部１１と、モータ部２１と、モータ部２１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（図示せず）の車幅方向左右両側に対称配置される。このとき図３に示すように、車輪ハブ軸受部１１は車幅方向外側に配置され、モータ部２１は車幅方向内側に配置される。

インホイールモータ駆動装置１０は、図１に仮想線で表される車輪ホイールＷの内空領域に配置されるとともに、図３に仮想線で表される車輪ホイールＷの中心と連結し、車輪の車輪ホイールＷを駆動する。

各インホイールモータ駆動装置１０は、図示しないサスペンション装置を介して電動車両の車体と連結される。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。

モータ部２１および減速部３１は、図１および図２に示すように車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと同軸に配置されず、図３に示すように車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから直角方向にオフセットして配置される。つまりインホイールモータ駆動装置１０は、詳しくは後述するが、車両の前向きに配置される部位と、車両の後ろ向きに配置される部位と、上方に配置される部位と、下方に配置される部位とを含む。

車輪ハブ軸受部１１は、図３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ケーシング壁部分である。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の外部で図示しないサスペンション装置およびタイロッドと連結する。

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Ｏ方向一方ともいい、車幅方向内側（インボード側）を軸線Ｏ方向他方ともいう。図３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。

モータ部２１は図３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は筒状であり、モータ部２１のモータケーシングカバー２５ｖは、モータケーシング２５のうち軸線Ｍ方向他方端の開口を覆う。モータ部２１は、径方向隙間を介して対面する内径側のロータおよび外径側のステータを有することから、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。ステータ２４は、車体側から延びる動力線（図示せず）と接続する。モータ部２１は、車体側から動力線を介して電力を供給されて、力行運転し、あるいは外輪１２の回転を電力に変換し動力線を介して車体側へ供給する回生運転を行う。

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３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。円筒状のモータケーシング２５は、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（つまり車輪）と、後述するポンプ軸５１を駆動する。

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。

軸線Ｏ方向位置に関し、転がり軸受４４は外輪１２の中央部と重なるよう配置されるが、転がり軸受４６は外輪１２よりも軸線Ｏ方向他方側に配置されて外輪１２と重ならない。転がり軸受４６は出力歯車４０の歯よりも内径側に配置され、転がり軸受４６の軸線Ｏ方向位置は、出力歯車４０の軸線Ｏ方向位置と重なる。

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２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は、入力軸３２の上下方向位置が出力軸４１の上下方向位置と重なるよう配置される。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３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２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３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２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。

本体ケーシング４３は、筒状であり、図３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２に示すように真下部分４３ｃおよびオイルタンク４７を含み一群の歯車３３，３４，３６，３７，３９，４０を囲繞する筒状部分と、図３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、外輪１２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。外輪１２よりも軸線Ｏ方向他方側にはシール材４３ｖが配置される。シール材４３ｖは出力軸４１の内周面と背面部分４３ｂとの環状隙間に設置されて、当該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。そして上述した駆動側小径歯車および従動側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２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。かかる第１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の真下にサスペンション装置のボールジョイント（図示せず）を受け入れる空間を確保したりすることができる。したがって当該ボールジョイントを通過して上下方向に延びる転舵軸線を車輪ハブ軸受部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を転舵軸線回りに好適に転舵させることができる。

本体ケーシング４３は、図３に示すようにポンプ軸５１、転がり軸受５２ａ，５２ｂ、ポンプギヤ５３、およびオイルポンプ５４をさらに収容する。ポンプ軸５１の軸線Ｐは、出力軸４１の軸線Ｏと平行に延びる。またポンプ軸５１は、図２に示すように出力軸４１から車両前後方向に離れて配置され、軸線Ｐ方向両端側で、転がり軸受５２ａ，５２ｂを介して回転自在に支持され、軸線Ｐ方向中央部でポンプギヤ５３と同軸に結合する。ポンプギヤ５３ははずば歯車であり、出力歯車４０と噛合する。出力歯車４０はポンプ軸５１を駆動する。

オイルポンプ５４は、ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一方端に配置され、図２に示す吸入油路５９ｉおよび吐出油路５９ｏと接続する。吸入油路５９ｉはオイルポンプ５４から下方へ延びてオイルタンク４７に達し、吸入油路５９ｉ下端の吸入口５９ｊはオイルタンク４７の底壁近傍に配置される。吐出油路５９ｏはオイルポンプ５４から上方へ延び、吐出油路５９ｏ上端の吐出口５９ｐは中間歯車３７よりも高い位置に配置される。

ポンプ軸５１が出力歯車４０に駆動されることにより、オイルポンプ５４は吸入口５９ｊからオイルタンク４７の潤滑油を吸入し、吸入した潤滑油を吐出口５９ｐで吐出する。吐出口５９ｐはすべての歯車（入力歯車３３、中間歯車３４，３６，３７，３９、および出力歯車４０）よりも高い位置にあり、上方からこれら歯車に潤滑油を供給する。また潤滑油は、吐出油路５９ｏからモータ部２１内部に噴射される。これによりモータ部２１および減速部３１は潤滑される。

図２を参照して本実施形態のポンプ軸５１は入力軸３２よりも下方に配置され、オイルタンク４７はポンプ軸５１よりも下方に配置される。オイルポンプ５４は、ポンプ軸５１と略同軸に配置され、オイルタンク４７に貯留した潤滑油を、オイルタンク４７の直上へ汲み上げる。またポンプ軸５１およびオイルタンク４７は、出力軸４１よりも車両前方に配置される。車輪ホイールＷがインホイールモータ駆動装置１０に駆動されて車両が走行すると、オイルタンク４７は車両前方から走行風を受けて、空気冷却される。

図４は図３に示す第１実施形態からオイルポンプ５４を取り出して示す模式図であり、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面における断面を表す。図５はオイルポンプの内部を示す図であり、軸線Ｐ方向にみた状態を表す。

図４および図５に示すように、オイルポンプ５４は、本体ケーシング４３の壁部分である正面部分４３ｆに形成されるポンプ室５５と、ポンプ室５５内に収容されるインナロータ５６ｉおよびアウタロータ５６ｏと、ポンプ室５５に隣接する入口５７ｉおよび出口５７ｏとを含む回転ポンプ（サイクロイドポンプ）である。ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一端はポンプ室５５に差し込まれ、インナロータ５６ｉを取り付けられる。オイルポンプ５４は、モータ部２１に駆動されることから、オイルポンプ５４のみのための駆動源を必要とせず、部品点数の低減が図れる。

ポンプ室５５は、円形の内周面で区画される有底の凹部であり、軸線Ｐから偏心して配置される。ポンプ室５５の円形底面には２個の凹部である入口５７ｉおよび出口５７ｏが形成される。アウタロータ５６ｏは、ポンプ室５５の内径寸法に対応する外径寸法を有し、アウタロータ５６ｏの外周面がポンプ室５５の内周面に沿って回転する。アウタロータ５６ｏおよびポンプ室５５の中心線Ｘは、軸線Ｐから偏心する。

図５に示すように、アウタロータ５６ｏは中心孔を有し、アウタロータ５６ｏの内周面には周方向に間隔を空けて複数の内向き突起が設けられる。各内向き突起は丸みを帯びるように膨出するサイクロイド形状であることから、アウタロータ５６ｏの内周面は波形を構成する。アウタロータ５６ｏの中心孔はインナロータ５６ｉを受け入れる。

第１実施形態のポンプ室５５が形成される箇所は本体ケーシング４３の正面部分４３ｆである。図示しない変形例としてポンプ室５５は、本体ケーシング４３の背面部分４３ｂに形成されてもよいし、あるいは車輪ハブ軸受部の固定部材（内側固定部材１３）やモータケーシング２５に連なるケーシング壁部分に形成されてもよい。

インナロータ５６ｉの外周面には周方向に間隔を空けて複数の外向き突起が設けられる。インナロータ５６ｉの外周面において周方向で隣り合う外向き突起同士間は、丸みを帯びるように窪んだサイクロイド形状の溝を構成する。かかる溝は、アウタロータ５６ｏの内向き突起よりも僅かに小さい。

インナロータ５６ｉはアウタロータ５６ｏ中心孔に偏心配置されて、アウタロータ５６ｏの幾つかの内向き突起がインナロータ５６ｉの幾つかの外向き突起と噛合するとともに、アウタロータ５６ｏの他の内向き突起がインナロータ５６ｉの他の外向き突起から離れて両者間に隙間５８を区画する。入口５７ｉと出口５７ｏは、軸線Ｘ，Ｐを挟んで対称に配置され、隙間５８と接続する。

インナロータ５６ｉが駆動回転すると、アウタロータ５６ｏは従動回転し、隙間５８が周方向に移動する。これにより入口５７ｉの潤滑油は、隙間５８によって出口５７ｏまで移動し、オイルポンプ５４の吸入および吐出が実現する。

図４に示すように本体ケーシング４３の正面部分４３ｆには押さえ部材６０が設けられる。押さえ部材６０はポンプ室５５の軸線Ｐ方向他方の開口に被さってポンプ室５５の軸線Ｐ方向一方の底面と向き合う。ポンプ室５５に収容されるインナロータ５６ｉおよびアウタロータ５６ｏは、ポンプ室５５の底面と押さえ部材６０との間に配置されて、軸線Ｐ方向移動を規制される。つまり正面部分４３ｆにボルト６１で取付固定された押さえ部材６０によって、インナロータ５６ｉおよびアウタロータ５６ｏは、ポンプ室５５から軸線Ｐ方向他方側に抜け出すことを防止される。

図６は押さえ部材６０を取り出して示す正面図である。図７は押さえ部材６０を取り出して示す縦断面図であり、図６中、ＶＩＩ―ＶＩＩで押さえ部材６０を切断した断面を表す。押さえ部材６０は、ポンプ室５５を覆う円形の板材であり、中心部に貫通孔６０ｂを有する。貫通孔６０ｂにはポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一端部が通される。ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向他端領域はポンプ室５５から突出し、背面部分４３ｂまで延びる。

押さえ部材６０は、転がり軸受５２ａを介してポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一端部を回転自在に支持する。背面部分４３ｂは、転がり軸受５２ｂを介してポンプ軸５１の軸線Ｐ方向他端部を回転自在に支持する。つまりポンプ軸５１は、転がり軸受５２ａ，５２ｂに両持ち支持される。各転がり軸受５２ａ，５２ｂは、外輪、内輪、および転動体として複数の玉を含むラジアル軸受である。軸線Ｐ方向一端側（オイルポンプ５４に近い側）に配置されて押さえ部材６０に支持される転がり軸受５２ａのピッチ円径と、軸線Ｐ方向他端側（オイルポンプ５４から遠い側）に配置されて背面部分４３ｂに支持される転がり軸受５２ｂのピッチ円径は、略同一の径寸法にされる。また転がり軸受５２ａ，５２ｂの外輪同士も略同一の寸法を有する。また転がり軸受５２ａ，５２ｂの内輪同士も略同一の寸法を有する。

円形の板材である押さえ部材６０は、ポンプ室５５の内周面の内径よりも大径である。押さえ部材６０の一方面には、中心部分が外縁部分よりも突出して、周方向に延びる段差が形成される。この段差は、外周面を構成することから、以下において外周面６０ｏという。外周面６０ｏは、ポンプ室５５の内周面と嵌合する。押さえ部材６０の一方面は、外周面６０ｏよりも外縁側で、正面部分４３ｆの内側壁面に重ねられ、ボルト６１で連結固定される。押さえ部材６０の外縁部には、ボルト６１が貫通する孔６０ｈが複数形成される。正面部分４３ｆの内側壁面には、雌ねじ４３ｔが複数形成される。

押さえ部材６０の他方面には、壁状に立ち上がって周方向に延びる円筒部６０ｃが形成される。円筒部６０ｃの内周面は転がり軸受５２ａの外輪を支持する。円筒部６０ｃは図６に破線で示す外周面６０ｏから偏心して配置される。その理由は、円筒部６０ｃはポンプ軸５１を同軸に支持して円筒部６０ｃの中心は軸線Ｐになるのに対し、外周面６０ｏはポンプ室５５に同軸に固定されて外周面６０ｏの中心は中心線Ｘに一致するためである。

ボルト６１が貫通するために押さえ部材６０に穿設される複数の孔６０ｈの配列、および本体ケーシング４３に形成されてボルト６１と螺合する複数の雌ねじ４３ｔの配列は、軸線Ｐと中心線Ｘの偏心方向（図５）に対応する。オイルポンプ５４の組立の際、ポンプ室５５と外周面６０ｏとの嵌合、および押さえ部材６０を貫通するボルト６１と雌ねじ４３ｔの螺合により、押さえ部材６０の円筒部６０ｃは軸線Ｐに一致するよう位置決めされる。

転がり軸受５２ｂは、図４に示すように、背面部分４３ｂに形成される円形凹部４３ｗの内周面と、ポンプ軸５１の外周面との間に配置される。前提としてポンプ軸５１の軸線Ｐ方向他方端は、円形凹部４３ｗに差し込まれる。

あるいは図３に示すように背面部分４３ｂに固定軸４３ｒを立設し、ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向端部に凹部５１ｖを形成し、凹部５１ｖが固定軸４３ｒを受け入れ、凹部５１ｖの内周面と固定軸４３ｒの外周面との間に転がり軸受５２ｂを配置してもよい。

ところで本実施形態のインホイールモータ駆動装置１０によれば、ポンプ軸５１の一方側がオイルポンプ５４のポンプ室５５に差し込まれる。そしてオイルポンプ５４の押さえ部材６０が、転がり軸受５２ａを介してポンプ軸５１の一方側外周面を回転自在に支持する。

かかる本実施形態によればポンプ軸５１の両端のうち、オイルポンプ５４に近い方の端部外周面を転がり軸受５２ａで回転自在に支持する構成において、転がり軸受５２ａの小径化と軽量化を図ることができる。

本発明の効果について理解を容易にするため、図１２に示す比較例を説明する。図１２はインホイールモータ駆動装置から比較例のオイルポンプを取り出して示す模式図であり、共通する部品については同一の符号を付してある。比較例のオイルポンプ５４も、ポンプ室５５、インナロータ５６ｉ、アウタロータ５６ｏ、図示しない入口および出口、押さえ板７０を有し、ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一方端部と連結する。ポンプ軸５１はポンプ室５５の外方から押さえ板７０を超えてポンプ室５５内部まで延びる。ポンプ軸５１の一方端部の外周面を回転自在に支持するラジアル軸受５２ｃは、押さえ板７０に隣接して配置される転がり軸受であり、外輪、内輪、および転動体としての複数の玉を有する。ラジアル軸受５２ｃの外輪は、円筒部４３ｙの内周面に支持される。円筒部４３ｙは本体ケーシング４３の正面部分４３ｆの内側壁面に立設される。ラジアル軸受５２ｃ外輪の外径寸法は、転がり軸受５２ｂ外輪の外径寸法よりも大きい。そして円筒部４３ｙの内周面の内径寸法およびラジアル軸受５２ｃ外輪の外径寸法は、押さえ板７０よりもさらに大きい。この理由として、円筒部４３ｙの内周面（外輪の外周面）が押さえ板７０と同じか小さければ、押さえ板をポンプ室に取り付けることができないためである。

そして図１２に示すようにポンプ軸５１外周面をラジアル軸受５２ｃで回転自在に支持する構造の場合、ラジアル軸受５２ｃが転がり軸受５２ａ（図４）よりも大径になってしまい、重量増の原因となってしまう。そうするとインホイールモータ駆動装置の重量が増えてしまい、車両の乗り心地性能が悪化する。またコスト増にもなる。

図１２の比較例に示すラジアル軸受５２ｃと図４の第１実施形態に示す転がり軸受５２ａを対比して明らかなように、第１実施形態によれば、ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一方端がオイルポンプ５４と連結する構造において、ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向一方端部の外周面を支持する転がり軸受５２ａを小径化および軽量化することができる。

また図４に示す第１実施形態によれば押さえ部材６０は、外周面６０ｏを有し、外周面６０ｏがポンプ室５５に嵌合することによって、軸線Ｐに倣うよう位置決めされる。これにより転がり軸受５２ａを所定の取付箇所に精度良く設置し得て、ポンプ軸５１の正確なアライメントを実現することができる。

また図４に示す第１実施形態によれば押さえ部材６０は、ポンプ軸を受け入れる貫通孔６０ｂと、貫通孔６０ｂを包囲して転がり軸受５２ａを支持する円筒部６０ｃとを含む。これにより転がり軸受５２ａは円筒部６０ｃに確りと支持される。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図８は本発明の第２実施形態を示す展開断面図である。図８で表される切断面は、図２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、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。図９は第２実施形態からオイルポンプを取り出して示す模式図であり、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面における断面を表す。この第２実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図９に示す第２実施形態では、外周面６０ｏ（図４）に代えて、正面部分４３ｆの内側壁面に穴６２が複数形成される。穴６２はポンプ室５５の外部にあって、ポンプ室５５近傍に配置される丸穴である。押さえ部材６０の外縁部には、孔６０ｈの他にも貫通孔６３が形成される。押さえ部材６０は、各穴６２および各貫通孔６３が連続するように配置される。各穴６２および各貫通孔６３には、共通するピン６４が差し込まれる。各ピン６４は軸線Ｐと平行に延びる。各穴６２の内径寸法はピン６４の外径寸法に対応することから、ピン６４は穴６２に嵌合する。

第２実施形態によれば、ポンプ室５５の外部には穴６２が形成され、押さえ部材６０は、穴６２に差し込まれるピン６４と係合することにより、押さえ部材６０の円筒部６０ｃが軸線Ｐに倣うよう、位置決めされる。なお押さえ部材６０は、１個または複数のボルト６１によって取付固定される。

次に本発明の第３実施形態を説明する。図１０は本発明の第３実施形態を示す展開断面図である。図３で表される切断面は、図２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、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。図１１は第３実施形態からオイルポンプを取り出して示す模式図であり、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面における断面を表す。この第３実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図１１に示す第３実施形態では、ボルト６１およびピン６４（図９）に代えて、複数のリーマボルト６５で押さえ部材６０を本体ケーシング４３に取付固定する。各リーマボルト６５は公知のものであり、頭部と、首下部と、雄ネジ部とを有する。首下部は、頭部よりも小さな円形断面を有し、一定半径で延びる。雄ネジ部は首下部よりも先端側の外周面に形成される。

正面部分４３ｆの内側壁面には、雌ねじ４３ｔ（図４）に代えて、雌ねじ６６が形成される。各雌ねじ６６は、各穴６２の穴底面の中心に穿設されている。押さえ部材６０は、各穴６２および各貫通孔６３が連続するよう配置される。各穴６２および各貫通孔６３には、共通するリーマボルト６５が差し込まれ、リーマボルト６５先端の雄ねじが雌ねじ６６に螺合する。各リーマボルト６５は軸線Ｐと平行に延びる。リーマボルト６５の首下部は、穴６２から貫通孔６３まで跨って延びる。首下部の外径寸法は穴６２の内径寸法および貫通孔６３の内径寸法に対応することから、リーマボルト６５は穴６２および貫通孔６３に嵌合する。

第３実施形態によれば本体ケーシング４３に、穴６２と、穴６２の底部から延びる雌ねじ６６が形成される。押さえ部材６０は、穴６２に差し込まれて雌ねじ６６と螺合するリーマボルト６５と係合する。これにより押さえ部材６０は、押さえ部材６０の円筒部６０ｃが軸線Ｐに倣うよう、位置決めされる。なおリーマボルト６５は、複数設けられる。図示しない変形例として、押さえ部材６０は、リーマボルト６５および前述したピン６４の組み合わせによって位置決めされる。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

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（車輪ハブ）、 １５ 固定軸、 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、 ３１ 減速部、 ３２ 入力軸、
３３ 入力歯車、 ３４，３６，３７，３９ 中間歯車、
４０ 出力歯車、 ４１ 出力軸、 ４３ 本体ケーシング、
４３ｂ 背面部分、 ４３ｆ 正面部分、 ４７ オイルタンク、
５１ ポンプ軸、 ５１ｖ 凹部、 ５３ ポンプギヤ、
５４ オイルポンプ、 ５５ ポンプ室、 ５６ｉ インナロータ、
５６ｏ アウタロータ、 ５７ｉ 入口、 ５７ｏ 出口、
５８ 隙間、 ５９ｉ 吸入油路、 ５９ｊ 吸入口、
５９ｏ 吐出油路、 ５９ｐ 吐出口、 ６０ 押さえ部材、
６１ ボルト、 ６２ 穴、 ６４ ピン、
６５ リーマボルト、 ６６ 雌ねじ、 Ｏ 車軸、
Ｐ ポンプ軸およびインナロータの中心、
Ｘ ポンプ室およびアウタロータの中心線。

Claims (6)

1. 車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部、前記車輪ハブを駆動するモータ部、および前記モータ部に駆動されて潤滑油を吸入および吐出するオイルポンプを備え、
   前記オイルポンプは、ポンプ室が形成される壁部分、前記ポンプ室に収容されるロータ、一端が前記ポンプ室内で前記ロータと係合し他端が前記ポンプ室から突出する軸であって前記ロータに回転を入力するポンプ軸、前記壁部分に取付固定されて前記ロータが前記ポンプ室から抜け出すことを防止する押さえ部材、および前記押さえ部材と前記ポンプ軸の外周面との間に設けられて前記ポンプ軸を回転自在に支持する転がり軸受を有する、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記ロータは、外径側に配置されるアウタロータおよび内径側に配置されるインナロータを含む、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記押さえ部材は、外周面を有し、前記外周面が前記ポンプ室に嵌合することによって位置決めされる、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. 前記壁部分には穴が形成され、
   前記押さえ部材は、前記穴に差し込まれるピンと係合することにより位置決めされる、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。
5. 前記壁部分には、穴と、前記穴の底部から延びる雌ねじが形成され、
   前記押さえ部材は、前記穴に差し込まれて前記雌ねじと螺合するリーマボルトと係合することにより位置決めされる、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。
6. 前記押さえ部材は、前記ポンプ軸を受け入れる貫通孔と、前記貫通孔を包囲して前記転がり軸受を支持する円筒部とを含む、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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