JP2019049281A - 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の軸方向長さの短縮および軽量化を図り、取付け部品の締結強度および取付・交換の作業性の向上と共に内部潤滑油の漏れ防止を図ること。【解決手段】 電動モータ部Ａと、減速機部Ｂと、車輪用軸受部Ｃとから構成され、ケーシング２２を備えたインホイールモータ駆動装置２１において、ケーシング２２を軽金属製とし、ケーシング２２が、ボルト７１、７１”、１０２およびナット７２、１０３による取付け部品の締結構造Ｍを有し、ボルト７１、７１”、１０２は、その頭部７１ａ、７１”ａ、１０２ａをケーシング２２の内部に配置すると共に、そのねじ部７１ｂ、７１”ｂ、１０２ｂをケーシング２２の外部に突出させて設置され、ボルト７１、７１”、１０２の設置された構造が、ボルト７１、７１”、１０２の回り止め機構と潤滑油のシール機構を備えていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータ部の出力軸と車輪用軸受部とを減速機部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。

インホイールモータ駆動装置は、ホイールの内部に収められるため、車両のばね下重量となる。ばね下重量の増加は車両の乗り心地を悪化させるため、インホイールモータ駆動装置の小型軽量化は重要な要件である。電動モータの出力トルクは、電動モータのサイズおよび重量に比例するため、モータ単体で車両の駆動に必要なトルクを発生させようとすると、大型のモータが必要になる。そのため、電動モータを減速機と組み合わせて使用することで、小型化する手段が用いられる。

また、インホイールモータ駆動装置のハウジングの外部に取付け部品を連結する際、軸方向長さの増加を抑制し、ホイールからインボード側へのインホイールモータ駆動装置の張り出し量を抑制する必要がある。

従来技術として、インホイールモータ駆動装置において、アームなどの車体側部材に対する取付け構造として、モータケースと車体側部材の結合部をモータケースに一体成形し、結合部をホイールの外側領域に延伸して、ホイールに対する隙間を確保したものが提案されている（特許文献１）。

また、インホイールモータ駆動装置のケーシングと車輪用軸受の連結構造として、連結箇所における連結強度を向上させたものが提案されている（特許文献２）。この構造では、ボルトが螺合する雌ねじが、アルミ合金製のケーシングではなく、鋼製のアタッチメントに設けられている。

特開２０１３−０３２１３９号公報 特開２０１５−１２０４０１号公報

ところが、特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置では、ケース本体に雌ねじを設けて、延長ケースを介して取付け部品である車輪用軸受を締結固定する構造になっている。このような構造では、ケース（ケース本体、延長ケース）が軽量化のためにアルミ合金製である場合、鋼製の場合と比較して雌ねじの耐久性が低下するという問題がある。また、鋼製と同等の耐久性を得るには、ねじ嵌合長さを長くしなければならないため、軸方向寸法の増加につながる。さらに、ケースの外部から取り付ける場合、ケース内部まで雌ねじを貫通させると内部潤滑油が漏れるため、有底の雌ねじとする必要があり、雌ねじを設けるために多くのケース肉厚が必要になり、軸方向寸法が長くなる。

特許文献２に記載のインホイールモータ駆動装置では、アルミ合金製ケーシングの雌ねじの耐久性低下を解決するため、ケーシングには雌ねじを設けず、鋼製のアタッチメントに雌ねじを設けている。しかし、この構造では、ケーシングと取付け部品である車輪用軸受との間にアタッチメントが介在するので、軸方向寸法が長くなると共に比較的に大型の部品の点数が増加する。

本発明は、上記の問題に鑑み、インホイールモータ駆動装置の軸方向長さの短縮および軽量化を図り、取付け部品の締結強度および取付・交換の作業性の向上と共に内部潤滑油の漏れ防止を図ることを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、軽金属製ケーシングにボルトを稙設する構造とし、この構造に回り止め機構とシール機構を付加した締結構造についての新たな着想により、本発明に至った。

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、電動モータ部と、減速機部と、車輪用軸受部とから構成され、ケーシングを備えたインホイールモータ駆動装置において、前記ケーシングを軽金属製とし、前記ケーシングが、ボルトおよびナットによる取付け部品の締結構造を有し、前記ボルトは、その頭部を前記ケーシングの内部に配置すると共に、そのねじ部を前記ケーシングの外部に突出させて設置され、前記ボルトの設置された構造が、ボルトの回り止め機構と潤滑油のシール機構を備えていることを特徴とする。

上記の構成により、インホイールモータ駆動装置の軸方向長さの短縮および軽量化を図り、取付け部品の締結強度および取付・交換の作業性の向上と共に内部潤滑油の漏れ防止を図ることができる。

具体的には、上記のケーシングの材料である軽金属がアルミ合金であることにより、軽量かつ高い強度を有する。

上記の回り止め機構とシール機構が、ボルトの頭部と覆う蓋部材に設けられていることにより、回り止め機構とシール機構を簡単な構造で構成することができる。

上記の蓋部材にボルトの頭部と嵌合する回り止め凹部が設けられていることが好ましい。ボルトが回り止め凹部に軸方向に嵌合する構造であるので、簡単な取扱いでボルトを確実に回り止めすることができる。

上記の蓋部材が鋼製であることにより、回り止め機構として、十分な強度と耐久性を確保することができる。

上記の減速機部が平行軸式歯車減速機からなり、前記ボルトの頭部が最終出力歯車と軸方向に重なる位置に配置されていることが好ましい。これにより、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向長さの短縮を促進することができる。

上記の減速機部が平行軸式歯車減速機からなり、前記ボルトの少なくとも１つが中間軸の入力側歯車の歯先円直径より半径方向内側に配置されていることが好ましい。これにより、取付け部品の半径方向の小型化に有利である。

上記の取付け部品の締結構造が高い強度、耐久性を有するので、取付け部品として車輪用軸受部の車輪用軸受が好適である。

上記のボルトが、車輪用軸受のハブ輪の車輪取付用フランジの外径より半径方向外側に配置されていることが好ましい。これにより、ナットのねじ込み作業が容易となり、取付け部品としての車輪用軸受の取付・交換の作業性を一層向上させることができる。

上記の取付け部品の締結構造が高い強度、耐久性を有するので、取付け部品としてブレーキキャリパが好適である。

本発明によれば、インホイールモータ駆動装置の軸方向長さの短縮および軽量化を図り、取付け部品の締結強度および取付・交換の作業性の向上と共に内部潤滑油の漏れ防止を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示し、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視した縦断面図である。 車体外側から見たインホイールモータ駆動装置の平面図である。 図１のＤ−Ｄ線で矢視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のＥ−Ｅ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。 図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図である。 取付け部品の締結構造の詳細を示す図で、（ａ）図は、図４におけるＨ−Ｈ線で矢視した部分的な縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＩ−Ｉ線で矢視した横断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示し、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視した縦断面図である。 （ａ）図は、第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）のＫ部を拡大した図である。 本発明の第３の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示し、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視した縦断面図である。 第３の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を車体外側から見た平面図である。 図１１のインホイールモータ駆動装置を図１のＥ−Ｅ線で矢視した横断面図である。 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１３の電気自動車を示す後方断面図である。

本発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図１〜図６、図１３および図１４に基づいて説明する。まず、本実施形態のインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車を図１３、図１４に基づいて説明する。図１３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１４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１３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１４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。

第１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の全体構成を図１〜図３に基づいて説明する。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と称し、中央寄りとなる側をインボード側と称する。

図１は、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図で、図２は車体外側（アウトボード側）から見たインホイールモータ駆動装置の平面図で、図３は、図１のＤ−Ｄ線で矢視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に示すように、インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させる電動モータ部Ａと、電動モータ部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に伝達する車輪用軸受部Ｃとを備えている。電動モータ部Ａ、減速機部Ｂ、および車輪用軸受部Ｃは、それぞれケーシング２２に収容あるいは取り付けられる。ケーシング２２は、図１に示すように、中央部ケーシング２２ａ、アウトボード側ケーシング２２ｂおよびインボード側ケーシング２２ｃの分割可能な構造としている。このような分割可能な構造とする他、一体構造とすることもできる。以下の説明では、中央ケーシング２２ａ、アウトボード側ケーシング２２ｂおよびインボード側ケーシング２２ｃを単にケーシング２２と称することもある。ケーシング２２は、アルミニウムないしアルミ合金などの軽金属製が望ましい。特に、アルミ合金は、軽量かつ高い強度を有するので、本実施形態のケーシング２２はアルミ合金製とした。

電動モータ部Ａは、ケーシング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は永久磁石等で構成されている。

モータ回転軸２５は、その軸方向一方側の端部（図１の左側）が転がり軸受４０により、軸方向他方側の端部（図１の右側）が転がり軸受４１により、ケーシング２２に対してそれぞれ回転自在に支持されている。

減速機部Ｂは、入力歯車３０と、中間歯車としての入力側中間歯車３１および出力側中間歯車３２と、最終出力歯車３５とを有する。入力歯車３０は入力軸３０ａを一体に有しており、この入力軸３０ａはスプライン嵌合（セレーション嵌合を含む。以下、同じ）によってモータ回転軸２５と同軸に連結されている。入力側中間歯車３１および出力側中間歯車３２を備える中間軸Ｓ１は、両中間歯車３１、３２と一体に形成されている。最終出力歯車３５を備える出力軸３６は、最終出力歯車３５と一体に形成されている。

入力軸３０ａ、中間軸Ｓ１および出力軸３６は互いに平行に配置されている。入力軸３０ａは転がり軸受４２、４３によって、中間軸Ｓ１は転がり軸受４４、４５によって、出力軸３６は転がり軸受４８、４９によって、それぞれ、両端部がケーシング２２に対して回転自在に支持されている。

図３に示すように、減速機部Ｂの入力軸３０ａの中心Ｏ１（モータ回転軸２５の中心でもある）と車輪用軸受部Ｃの中心Ｏ３との間に、中間軸Ｓ１の中心Ｏ２が配置され、各中心Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を結ぶ直線が三角状をなすように構成され、インホイールモータ駆動装置２１の外周輪郭の小型化を図っている。これにより、既存の内燃機関の車両のホイール内に装着することができる。

図１および図３に示すように、減速機部Ｂでは、入力歯車３０と入力側中間歯車３１とが噛合し、出力側中間歯車３２と最終出力歯車３５とが噛合している。入力側中間歯車３１の歯数は、入力歯車３０および出力側中間歯車３２の歯数よりも多く、最終出力歯車３５の歯数は出力側中間歯車３２の歯数よりも多い。以上の構成から、モータ回転軸２５の回転運動を２段階に減速する平行軸式歯車減速機３９が構成される。２段の平行軸歯車からなる減速機構は、部品点数が比較的少なく、かつ、高減速比と小型化を両立させることができる。

本実施形態では、減速機３９を構成する入力歯車３０、入力側中間歯車３１、出力側中間歯車３２および最終出力歯車３５として、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、各歯車のモジュールは１〜３程度に設定するのが好ましい。

図１に示すように、車輪用軸受部Ｃは、内輪回転タイプの車輪用軸受５０で構成される。車輪用軸受５０は、ハブ輪６０と内輪５２とからなる内方部材６１と、外輪５３と、玉５６および保持器（図示省略）を主な構成とする複列アンギュラ玉軸受である。

ハブ輪６０のアウトボード側の外周に車輪取付用フランジ６０ａが形成され、インボード側の小径段部に内輪５２が嵌合され加締め固定されている。加締め部６０ｂは、車輪用軸受５０の組み立て後、内輪５２を固定すると共に車輪用軸受５０に予圧を付与している。ハブ輪６０の外周にアウトボード側の内側軌道面５４が形成され、内輪５２の外周にインボード側の内側軌道面５４が形成されている。図示は省略するが、車輪取付用フランジ６０ａには、ブレーキディスクおよびホイールが取り付けられる。外輪５３の内周には、ハブ輪６０の内側軌道面５４および内輪５２の内側軌道面５４に対応して複列の外側軌道面５５が形成されている。出力軸３６は、ハブ輪６０にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に連結されている。

外輪５３の外周にフランジ部５３ａが形成され、このフランジ部５３ａは、ボルト７１、７１’およびナット７２によりケーシング２２に締結固定されている。このようにして、車輪用軸受５０とケーシング２２とが結合される。締結構造の詳細は後述する。

インホイールモータ駆動装置２１では、電動モータ２６の冷却や減速機３９の潤滑および冷却のため、図示しない回転ポンプで潤滑油が各部に供給される。車輪用軸受５０の軸受内部はグリースにより潤滑される。

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１４参照）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。前述した構成の平行軸式歯車減速機３９を電動モータ２６と組み合わせることで、低トルクかつ高回転型の小型電動モータ２６を使用することが可能となる。例えば、減速比１１の平行軸式歯車減速機３９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を実現することができ、ばね下重量を抑えて走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得ることができる。

本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の全体構成は以上のとおりである。次に特徴的な構成を説明する。

本実施形態のインホイールモータ駆動装置は、アルミ合金製ケーシングの雌ねじの耐久性低下を解決するために、アルミ合金製ケーシングにボルトを稙設する構造とし、この構造に回り止め機構とシール機構を付加した締結構造についての新たな着想により到達したものである。

具体的には、本実施形態のインホイールモータ駆動装置は、ケーシングをアルミ合金製とし、ケーシングが、ボルトおよびナットによる取付け部品の締結構造を有し、ボルトは、その頭部をケーシングの内部に配置すると共に、そのねじ部をケーシングの外部に突出させて設置され、ボルトの設置された構造が、ボルトの回り止め機構と潤滑油のシール機構を備えていることを特徴的な構成とする。

本実施形態のインホイールモータ駆動装置の上記の特徴的な構成を図１、図２、図４〜図６に基づいて説明する。図４は、図１のＥ−Ｅ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図で、図５は、図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図である。

図２に示すように、アウトボード側ケーシング２２ｂは、その周囲を複数のボルト７５により、図１に示す中央部ケーシング２２ａ、インボード側ケーシング２２ｃに締結固定されている。アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に取付け部品としての車輪用軸受５０が複数（本実施形態では、５本）のボルト７１、７１’とナット７２によって締結固定されている。図１に示すように、車輪用軸受５０の外輪５３のフランジ部５３ａに挿通孔８５が設けられており、この挿通孔８５にボルト７１、７１’を貫通させ、ナット７２を螺合させて締付け固定されている。

５本のボルト７１、７１’のうち、図２に示すボルト７１₁、７１₂、７１₃は、図１、図５に示すように、頭部７１₁ａ、７１₂ａ、７１₃ａ（図示省略）をアウトボード側ケーシング２２ｂの内部に配置すると共に、ねじ部７１₁ｂ、７１₂ｂ、７１₃ｂ（図示省略）をアウトボード側ケーシング２２ｂの外部に突出させて、アウトボード側ケーシング２２ｂに設置されている。そして、図４に示すように、アウトボード側ケーシング２２ｂの内部とボルト７１₁、７１₂、７１₃との間に、回り止め機構とシール機構を備えた蓋部材７３が設けられている。

残りのボルト７１’については、図１、図４、図５に示すように、アウトボード側ケーシング２２ｂの板状突出部７５ａ、７５ｂに設けられた挿通孔８６および車輪用軸受５０の外輪５３のフランジ部５３ａの挿通孔８５にボルト７１’を貫通させ、ナット７２を螺合させて締付け固定されている。このボルト７１’は、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に配置され、内部とは遮断されており、かつ、ボルト７１’の頭部７１’ａは外部から工具により回り止めの操作ができるので、シール機構や回り止め機構を設ける必要はない。

図６（ａ）、図６（ｂ）に基づいて、取付け部品の締結構造Ｍをさらに詳細に説明する。図６（ａ）は、図４におけるＨ−Ｈ線で矢視した部分的な縦断面図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＩ−Ｉ線で矢視した横断面図である。図６（ａ）に示すように、アウトボード側ケーシング２２ｂには、挿通孔８０、凹部８１および雌ねじ８２が設けられている。蓋部材７３には、その中心部に筒状部７３ａが形成され、その両側に座ぐり孔７３ｂが形成されている。筒状部７３ａは円筒状外周面７３ｃと回り止め凹部７３ｄを有し、円筒状外周面７３ｃにＯリング用溝７３ｅが形成され、Ｏリング用溝７３ｅにＯリング８３が装着されている。図６（ｂ）に示すように、蓋部材７３の回り止め凹部７３ｄは、六角形状に形成され、ボルト７１₁の頭部７１₁ａと嵌合する。なお、図６（ｂ）のＪ−Ｊ線における縦断面が図５に図示されている。

次に、アウトボード側ケーシング２２ｂへのボルト７１₁の取付け手順と取付け部品の締結手順について説明する。図６（ａ）の蓋部材７３、ボルト７１₁をアウトボード側ケーシング２２ｂから取り外した状態で、蓋部材７３の筒状部７３ａの回り止め凹部７３ｄにボルト７１₁の頭部７１₁ａを嵌合させる。この状態で、ボルト７１₁を挿通孔８０に左方向に挿入すると共に、蓋部材７３の筒状部７３ａの円筒状外周面７３ｃをアウトボード側ケーシング２２ｂの凹部８１に芯を合わせて、蓋部材７３の円筒状外周面７３ｃをアウトボード側ケーシング２２ｂの凹部８１に挿入する。その後、蓋部材７３の座ぐり孔７３ｂにボルト８４を挿入し、アウタボード側ケーシング２２ｂの雌ねじ８２に螺合させて蓋部材７３を締付け固定する。この状態で、ボルト７１₁の頭部７１₁ａはアウトボード側ケーシング２２ｂの内部に配置されると共に、ねじ部７１₁ｂは、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に突出させて設置される。

蓋部材７３の筒状部７３ａの回り止め凹部７３ｄにボルト７１₁の頭部７１₁ａを軸方向に嵌合する構造であるので、簡単な取扱いでボルト７１₁を確実に回り止めすることができる。また、蓋部材７３は鋼製であるので、回り止め機構として、十分な強度と耐久性を確保することができる。

ボルト７１₁の頭部７１₁ａは、蓋部材７３の回り止め凹部７３ｄに嵌合しているので、回り止め機構が形成される。また、蓋部材７３の円筒状外周面７３ｃのＯリング用溝７３ｅに装着されたＯリング８３とアウトボード側ケーシング２２ｂの凹部８１との接触により潤滑油のシール機構が形成される。このシール機構により、ケーシング２２の内部からの潤滑油の漏れ防止や外部からの異物混入が防止される。

以上では、図面との整合性を正確にするため、特定のボルト７１₁を例にして説明したが、その他のボルト７１₂、７１₃についても同様である。ボルト７１₁、７１₂、７１₃を総称する場合は符号７１を用いる。

このような締結構造Ｍであるので、アウトボード側ケーシング２２ｂに稙設されたボルト７１およびアウトボード側ケーシング２２ｂの板状突出部７５ａ、７５ｂに設けられた挿通孔８６に挿入したボルト７１’のそれぞれに車輪用軸受５０の外輪５３のフランジ部５３ａの挿通孔８５を嵌合させて、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部からナット７２をボルト７１、７１’に螺合させ締付け固定することができる。

本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の締結構造Ｍでは、アルミ合金製ケーシング２２には雌ねじを設けないので、雌ねじの耐久性低下の問題がなく、取付け部品としての車輪用軸受５０の締結強度および耐久性を向上させることができ、ケーシング２２の外部からナット７２を締付ける形態であるので、車輪用軸受５０の取付・交換の作業性を向上させることができる。また、ケーシング２２の内部からの潤滑油の漏れ防止や外部からの異物混入を防止することができる。さらに、上記の利点を備えながら、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向長さの短縮および軽量化を図ることができる。

ここで、締結構造Ｍのボルト７１の位置関係について説明する。図１、図５に示すように、ボルト７１の頭部７１ａは、平行軸式歯車減速機３９の最終出力歯車３５と軸方向に重なる位置に配置されている。これにより、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向長さの短縮を促進することができる。また、ボルト７１のうち、少なくとも、ボルト７１₁、７１₂は、中間軸Ｓ１の入力側歯車３１の歯先円直径より半径方向内側に配置されている。これにより、取付け部品としての車輪用軸受５０のフランジ部５３ａの半径方向の小型化に有利である。

図２、図５に示すように、ボルト７１、７１’は、車輪用軸受５０のハブ輪６０の車輪取付用フランジ６０ａの外径より半径方向外側に配置されている。これにより、ナット７２のねじ込み作業が容易となり、取付け部品としての車輪用軸受５０の取付・交換の作業性を一層向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図７、図８（ａ）、図８（ｂ）に基づいて説明する。図７は、本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示し、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視した縦断面図で、図８（ａ）は、図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視した本実施形態のインホイールモータ駆動装置の縦断面図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＫ部を拡大した図である。第１の実施形態の図２については本実施形態と同様であるので、上記のように図２を準用する。本実施形態は、第１の実施形態と比べて、取付け部品の締結構造Ｍにおける回り止め機構とシール機構が異なる。その他の構成は、第１の実施形態を同じであるので、同じ機能を有する部位には同一の符号を付して、要点のみ説明する。

本実施形態の取付け部品の締結構造Ｍは、第１の実施形態における蓋部材７３を省略し、回り止め機構とシール機構を簡素化したものである。図７、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ボルト７１”₁、７１”₂、７１”のセレーション部７１”₁ｃ、７１”₂ｃ、７１”ｃが、アウトボード側ケーシング２２ｂに設けた挿通孔８６”に圧入されている。これによって、ボルト７１”₁、７１”₂、７１”の回り止め機構が形成される。

図８（ｂ）に示すように、シール機構は、アウトボード側ケーシング２２ｂの挿通孔８６”の内側に比較的大きな面取り部８６”ａを設けて、この面取り部８６”ａとボルト７１”₁、７１”₂との間にＯリング８３”を装着して構成されている。

ボルト７１”₁、７１”₂の頭部７１”₁ａ、７１”₂ａはアウトボード側ケーシング２２ｂの内部に配置されると共に、ねじ部７１”₁ｂ、７１”₂ｂは、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に突出させて設置される。本実施形態では、アウトボード側ケーシング２２ｂに稙設されたボルト７１”₁、７１”₂、７１”₃（図示省略）およびアウトボード側ケーシング２２ｂの板状突出部７５ａ、７５ｂに稙設されたボルト７１”のそれぞれに車輪用軸受５０の外輪５３のフランジ部５３ａの挿通孔８５を嵌合させて、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部からナット７２をボルト７１”₁、７１”₂、７１”₃、７１”に螺合させ締付け固定することができる。

本実施形態のその他の構成、作用効果については、第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態で説明した内容を準用し、説明を省略する。

本発明の第３の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図９、図１０に基づいて説明する。図９は、本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示し、図２のＦ−Ｏ３−Ｏ２−Ｏ１−Ｇ線で矢視した縦断面図で、図１０は、図２のＦ−Ｏ３−Ｆ線で矢視した本実施形態のインホイールモータ駆動装置の縦断面図である。本実施形態においても第１の実施形態の図２については同様であるので、上記のように図２を準用する。本実施形態は、第１の実施形態と比べて、取付け部品の締結構造Ｍにおける回り止め機構とシール機構が異なる。その他の構成は、第１の実施形態を同じであるので、同じ機能を有する部位には同一の符号を付して、要点のみ説明する。

図９、図１０に示すように、ボルト７１₁、７１₂をアウトボード側ケーシング２２ｂにインサート成形により鋳込んだものである。ボルト７１₁、７１₂の頭部７１₁ａ、７１₂ａをアウトボード側ケーシング２２ｂに鋳込むことにより、回り止め機構とシール機構が形成される。アウトボード側ケーシング２２ｂの板状突出部７５ａ、７５ｂ（図示省略）に設けられた挿通孔８６に挿入したボルト７１’は、第１の実施形態と同じである。

本実施形態のその他の構成、作用効果については、第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態で説明した内容を準用し、説明を省略する。

本発明の第４の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図１１、図１２に基づいて説明する。図１１は、取付け部品を車輪用軸受とブレーキキャリパとした本実施形態のインホイールモータ駆動装置を車体外側から見た平面図で、図１２は、図１１のインホイールモータ駆動装置を図１のＥ−Ｅ線で矢視した横断面図である。本実施形態のブレーキキャリパを除いた構成は第１の実施形態の図１と同様であるので、上記のように図１を準用する。本実施形態は、第１の実施形態と比べて、取付け部品としてブレーキキャリパを追加した点が異なる。その他の構成は、第１の実施形態を同じであるので、同じ機能を有する部位には同一の符号を付して、要点のみ説明する。

図１１、図１２に示すように、ブレーキキャリパ１００のキャリパボディ１０１は、２本のボルト１０２、１０２’とナット１０３によりアウトボード側ケーシング２２ｂに締め付け固定されている。キャリパボディ１０１の一端を固定するボルト１０２の頭部１０２ａは、第１の実施形態と同様に、蓋部材１０４の回り止め凹部１０４ｄに嵌合し、回り止め機構が形成される。また、蓋部材１０４の円筒状外周面１０４ｃのＯリング用溝に装着されたＯリング（図示省略）とアウトボード側ケーシング２２ｂの凹部１０５との接触によりシール機構が形成される。本実施形態においても、ボルト１０２の頭部１０２ａはアウトボード側ケーシング２２ｂの内部に配置されると共に、ねじ部１０２ｂ（図１１参照）は、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に突出させて設置される。

ボルト１０２’は、アウトボード側ケーシング２２ｂの板状突出部７５ｃに設けられた挿通孔に挿入され、ナット１０３を螺合させてキャリパボディ１０１の他端を締付け固定する。このボルト１０２’は、アウトボード側ケーシング２２ｂの外部に配置され、内部とは遮断されており、かつ、ボルト１０２’の頭部１０２’ａは外部から工具により回り止めの操作ができるので、シール機構や回り止め機構を設ける必要はない。

蓋部材１０４は、車輪用軸受５０のボルト７１₁の回り止め機構とシール機構も備えている。車輪用軸受５０の締結構造Ｍは第１の実施形態と同じである。本実施形態では、取付け部品の締結構造Ｍにおける回り止め機構とシール機構を蓋部材１０４で行うものを例示したが、前述した第２の実施形態や第３の実施形態の締結構造Ｍを適用可能である。その他の構成、作用効果については、第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態で説明した内容を準用し、説明を省略する。

以上の各実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、ケーシング２２を軽金属製とし、ケーシング２２が、ボルト７１、７１”、１０２およびナット７２、１０３による取付け部品の締結構造Ｍを有し、ボルト７１、７１”、１０２は、その頭部７１ａ、７１”ａ、１０２ａをケーシング２２の内部に配置すると共に、そのねじ部７１ｂ、７１”ｂ、１０２ｂをケーシング２２の外部に突出させて設置され、ボルト７１、７１”、１０２の設置された構造が、ボルト７１、７１”、１０２の回り止め機構と潤滑油のシール機構を備えている。上記の構成により、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向長さの短縮および軽量化を図り、取付け部品の締結強度および取付・交換の作業性の向上と共に内部潤滑油の漏れ防止を図ることができる。

以上の各実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の減速機部Ｂは、平行軸式歯車減速機を例示したが、これに限定されるものではなく、遊星歯車減速機やサイクロイド減速機などを適用してもよい、また、２段減速の平行軸式歯車減速機３９を用いたものを例示したが、これに限定されるものではなく、１段減速や３段減速以上のものにしてもよい。

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、さらに種々の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 ケーシング
２２ａ 中央部ケーシング
２２ｂ アウトボード側ケーシング
２２ｃ インボード側ケーシング
２５ モータ回転軸
２６ 電動モータ
３０ 入力歯車
３０ａ 入力軸
３１ 入力側中間歯車
３２ 出力側中間歯車
３５ 出力歯車
３６ 出力軸
３９ 減速機
５０ 車輪用軸受
５２ 内輪
５３ 外輪
５３ａ フランジ部
６０ ハブ輪
６０ａ 車輪取付用フランジ
７１ ボルト
７１’ ボルト
７１” ボルト
７１ａ 頭部
７１”ａ 頭部
７１ｂ ねじ部
７１”ｂ ねじ部
７２ ナット
７３ 蓋部材
７３ｄ 回り止め凹部
８１ 凹部
８３ Ｏリング
８４ ボルト
１０２ ボルト
１０２ａ 頭部
１０２ｂ ねじ部
１０４ 蓋部材
１０４ｄ 回り止め凹部
Ａ 電動モータ部
Ｂ 減速機部
Ｃ 車輪用軸受部
Ｍ 取付け部品の締結構造
Ｓ１ 中間軸

Claims (10)

1. 電動モータ部と、減速機部と、車輪用軸受部とから構成され、ケーシングを備えたインホイールモータ駆動装置において、
   前記ケーシングを軽金属製とし、
   前記ケーシングが、ボルトおよびナットによる取付け部品の締結構造を有し、
   前記ボルトは、その頭部を前記ケーシングの内部に配置すると共に、そのねじ部を前記ケーシングの外部に突出させて設置され、
   前記ボルトの設置された構造が、ボルトの回り止め機構と潤滑油のシール機構を備えていることを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. 前記ケーシングの材料である軽金属がアルミ合金であることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 前記回り止め機構とシール機構が、前記ボルトの頭部と覆う蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 前記蓋部材に前記ボルトの頭部と嵌合する回り止め凹部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記蓋部材が鋼製であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記減速機部が平行軸式歯車減速機からなり、前記ボルトの頭部が最終出力歯車と軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
7. 前記減速機部が平行軸式歯車減速機からなり、前記ボルトの少なくとも１つが中間軸の入力側歯車の歯先円直径より半径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
8. 前記取付け部品が前記車輪用軸受部の車輪用軸受であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 前記ボルトが、前記車輪用軸受のハブ輪の車輪取付用フランジの外径より半径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のインホイールモータ駆動装置。
10. 前記取付け部品がブレーキキャリパであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。

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