JP4501910B2 - インホイールモータ車 - Google Patents

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Description

本発明は、モータ出力をカウンターギア機構及び遊星歯車機構を含む減速機構により減速させて車輪を駆動するインホイールモータ車に関する。
従来から、この種のインホイールモータ車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１６８２１１号公報
ところで、カウンターギア機構と遊星歯車機構のギアは、騒音防止のために捩れ角を設定するのが通常であり(即ち、平歯車では無くヘリカルギアで構成するのが通常であり)、この場合、カウンターギア機構と遊星歯車機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右対称に構成し、左右別部品とするのが通常である。
一方、インホイールモータ車におけるモータの減速機構は、モータが左右の駆動輪に対してそれぞれ独立に設定される関係上、通常の車両において左右輪に共通に設けられるトランスミッションの減速機構と異なり、部品の左右共通化の必要性が高い。特に、上述の種のインホイールモータ車のように、２段以上の減速機構を有する場合には特にギア部品の数が多く、左右共通化の必要性が高くなる。
これに対して、単に、カウンターギア機構と遊星歯車機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右同一にし、カウンターギア機構と遊星歯車機構のヘリカルギアを、左右共通化することも考えられる。
しかしながら、ヘリカルギアでは捩れ角に起因する軸方向力（スラスト力）が発生するため、ベアリングは、左右で異なる向きの荷重に対して両方を満足する軸受諸元としなければならず、これを実現するのは容易でない。特に、第１段目の減速を担うカウンターギア機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右同一にすると、モータのロータを車両内外方向両側で支持する両ベアリングを、寿命と最高許容回転数の双方に関する要件を満たすように構成するのが困難となる。これは、寿命延長にはベアリング径を大きくする必要があり、最高許容回転数を大きくするにはベアリング径を小さくする必要があり、矛盾するからである。例えば、左輪側では、ヘリカルギアの捩れ角に起因する軸方向力が、車両内側に向かう方向であるとすると、当該軸方向力(受け持つ側(例えば車両内側)のベアリングのベアリング径を大きくする必要がある。一方、この場合、右輪側では、ヘリカルギアの捩れ角に起因する軸方向力が、車両外側に向かう方向となるので、当該軸方向力を受け持つ側(例えば車両外側)のベアリングのベアリング径を大きくする必要がある。このように、必要な寿命を確保しようとすると、結果的に、モータのロータを支持する両ベアリングのベアリング径を大きくせざるを得ず、最高許容回転数の低下を招く。即ち、モータ側のベアリングを設計的に成立させることができなくなる。
そこで、本発明は、モータ出力をカウンターギア機構及び遊星歯車機構を含む減速機構により減速させて車輪を駆動するインホイールモータ車において、モータ側のベアリングを設計的に成立させることが容易な態様で、効率的に減速機構に係るギア部品の左右共通化を図ることを目的とする。
上記目的を達成するため、第１の発明に係るインホイールモータ車は、左右輪にそれぞれ設けられるモータと、左右輪にそれぞれ設けられるカウンターギア機構及び遊星歯車機構を含む減速機構とを備えるインホイールモータ車において、
カウンターギア機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右輪で左右対称に構成すると共に、遊星歯車機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右輪で同一に構成することを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明に係るインホイールモータ車において、モータの回転軸を回転可能に支持するベアリングを、左右輪で左右対称に構成すると共に、前記遊星歯車機構のサンギアの回転軸を回転可能に支持するベアリングを、左右輪で同一に構成することを特徴とする。
本発明によれば、モータ出力をカウンターギア機構及び遊星歯車機構を含む減速機構により減速させて車輪を駆動するインホイールモータ車において、モータ側のベアリングを設計的に成立させることが容易な態様で、効率的に減速機構に係るギア部品の左右共通化を図ることができる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図１及び図２は、本発明によるインホイールモータ構造の一実施例を示す図であり、図１は、車輪を車両内側から視た図であり、図２は、図１のラインＡ−Ａに沿った断面図である。図３は、外輪側部材２６２と動力伝達部材２７０との結合方法の一例を示す斜視図である。図１中、紙面左側が車両前側に対応する。尚、図１及び図２において、車輪の上側約１／３の部分は、図示が省略されており、タイヤについても図示が省略されている。図1及び図２の説明では、特に車輪１０が左輪であるか右輪であるかを区別しない。即ち、特に言及する場合を除いて、左輪と右輪の構成は、左右対称であってよい。
車輪１０は、タイヤ（図示せず）が装着されるホイール１４を備える。ホイール１４のリム内周面１４ａより囲繞される空間内には、以下で詳説するように、モータ関連の構成要素の主要部が収められる。本明細書及び添付の特許請求の範囲において、「車輪内」とは、ホイール１４のリム内周面１４ａより囲繞される略円柱形の空間を意味する。但し、ある部品が車輪内に配置される等の表現は、必ずしも当該部品の全体が完全に当該略円柱形の空間内に収まることを意味せず、当該部品の一部が部分的に当該略円柱形の空間内からはみ出す構成を除外するものではない。
車輪１０内には、主に、アクスルベアリング１００と、ブレーキディスク１１０と、ブレーキディスク１１０を車両内側からカバーするブレーキダストカバー１１２と、ブレーキキャリパ１２０と、車輪駆動用のモータ７００と、減速機構２００と、オイルポンプ３００と、オイルタンク３１０と、オイル流路３２０(一部図示せず)と、ナックル（キャリア）４００と、ロアアーム５２０の車輪側の端部が接続されるロアボールジョイント５００と、タイロッド（図示せず）の車輪側の端部が接続されるボールジョイント５１０（以下、「タイロッドＢ／Ｊ５１０」という。）とが配置される。また、図示されていないが、車輪１０内には、アッパアームの車輪側の端部が接続されるアッパボールジョイントが配置される。但し、ストラット式サスペンションの場合には、アッパアームに代えて、ストラット（ショックアブソーバ）の下端がナックル４００の上側に接続される。
モータ７００は、車輪１０内における車両内側の空間に配置される。モータ７００は、図２に示すように、車軸中心に対して上側にオフセットして配置されると共に、図１に示すように、車軸中心に対して車両前側にオフセットして配置される。これにより、車輪１０内の車両内側の空間には、図１に示すように、モータ７００がオフセットされた分だけ、車両後側及び下側に、モータ７００に占有されない空間が生まれる。従って、モータを車軸中心に同心に配置した構成に比べて、車輪１０内における車両内側且つ下側の空間が広がるので、ロア側のサスペンション配置の自由度が大きくなる。また、図１に示すように、車輪１０内において、モータ７００がオフセットされた側（本例では、車両前側）とは反対側（車両後側）に、ブレーキキャリパ１２０に容易に搭載することができる。
モータ７００の主要構成要素は、ステータコア７０２と、ステータコイル７０４と、ロータ７０６とを含む。モータ７００が三相モータである場合、ステータコイル７０４は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる。ロータ７０６は、ステータコア７０２およびステータコイル７０４の内周側に配置される。
モータ７００のロータ７０６は、車軸中心に対して上述の如く回転中心がオフセットした出力軸７１０を有する。
出力軸７１０は、車輪１０内における車両内側で、ベアリング８２０の内輪側に結合される。ベアリング８２０の外輪側は、モータカバー７５０に結合される。これにより、出力軸７１０は、車両内側で、ベアリング８２０を介してモータカバー７５０に回転可能に支持される。また、同様に、出力軸７１０は、車輪１０内における車両外側で、ベアリング８３０の内輪側に結合される。ベアリング８３０の外輪側は、ナックル４００に結合される。これにより、出力軸７１０は、車両外側で、ベアリング８３０を介してナックル４００に回転可能に支持される。尚、ベアリング８２０及びベアリング８３０は、転動体として玉を用いるラジアル玉軸受（ボールベアリング）であってよく、例えば、単列深溝ボールベアリングであってよい。
モータ７００の回転出力は、減速機構２００を介してホイール１４に伝達される。減速機構２００は、２軸の減速機構であり、カウンターギア機構２１０と、遊星歯車機構２２０とからなり、２段階の減速を実現する。
カウンターギア機構２１０は、図２に示すように、モータ７００よりも車両外側に配置される。カウンターギア機構２１０は、モータ７００の出力軸７１０に対して同軸に配置される小径の駆動歯車２１２と、駆動歯車２１２に噛合う大径の被動歯車（カウンターギア）２１４とからなる。小径の駆動歯車２１２は、モータ７００の出力軸７１０に対して、車両外側からスプライン嵌合され、かしめられて一体化される。尚、この際、駆動歯車２１２の車両内側の端面は、モータ７００の出力軸７１０に結合されたベアリング８３０の内輪側に当接する。大径の被動歯車２１４は、車軸中心に回転中心を有する。従って、モータ７００の出力軸７１０は、およそ、駆動歯車２１２の半径と被動歯車２１４の半径とを足し合わせた距離だけ、車軸中心に対してオフセットして配置されることになる。
遊星歯車機構２２０は、図２に示すように、車輪１０内における車両外側の空間に、カウンターギア機構２１０よりも車両外側に配置される。遊星歯車機構２２０は、車軸中心に同軸に配置される。遊星歯車機構２２０は、サンギア２２２と、プラネタリギア２２４と、プラネタリキャリア２２６と、リングギア２２８とからなる。
サンギア２２２は、カウンターギア機構２１０の被動歯車２１４に連結される。図２に示す例では、サンギア２２２及び被動歯車２１４は、シャフト（サンギア軸）２５０の車両内外方向の両端に形成されている。即ち、シャフト２５０は、車軸中心に回転中心を有し、車両外側の端部周面にサンギア２２２を有し、車両内側の端部周面に被動歯車２１４を有する。尚、サンギア２２２及び被動歯車２１４は、別部品で構成されても良く、この場合、それぞれの部品同士がスプライン結合されればよい。
シャフト２５０は、車両内側の端部で、ベアリング８００の外輪側に結合される。ベアリング８００は、図２に示すように、被動歯車２１４の内部（内周側）に組み込まれてよく、ベアリング８００の内輪側には、ナックル４００の凸部４１２が圧入等により結合される。これにより、シャフト２５０は、車両内側で、ナックル４００に対してベアリング８００を介して回転可能に支持される。また、同様に、シャフト２５０は、車両外側の端部で、ベアリング８１０の内輪側に結合される。ベアリング８１０は、円盤状の動力伝達部材２７０の周壁の内周側に圧入等により結合される。これにより、シャフト２５０は、車両外側で、動力伝達部材２７０に対して、ベアリング８１０を介して回転可能に支持される。尚、ベアリング８００及びベアリング８１０は、転動体として玉を用いるラジアル玉軸受（ボールベアリング）であってよく、例えば、単列深溝ボールベアリングであってよい。
プラネタリギア２２４は、内周側でサンギア２２２と噛合い、外周側でリングギア２２８に噛合う。プラネタリギア２２４は、プラネタリキャリア２２６に対して、ローラ軸受を介してローラ軸２２５を中心として回転可能に支持される。プラネタリキャリア２２６は、車軸中心に回転中心を有し、車輪１０内における車両内側では、シャフト２５０に対してスラスト円筒ころ軸受８４０を介して支持され、車両外側では、動力伝達部材２７０に周状に形成された周溝２７２（図３参照）にスプライン嵌合される。プラネタリギア２２４は、サンギア２２２まわりに、等間隔をおいて複数個設定される。プラネタリギア２２４及びプラネタリキャリア２２６は、アセンブリされて一のユニットを構成する（以下、「プラネタリギアユニット」という。）。プラネタリギアユニットのプラネタリキャリア２２６は、車両外側で、動力伝達部材２７０のストッパ部２７４に当接する。これにより、プラネタリギアユニットは、スラスト円筒ころ軸受８４０及びストッパ部２７４により車両内外方向の変位が制約される。
リングギア２２８は、車軸中心に回転中心を有し、サンギア２２２を外周側から囲繞するように配置される内輪側部材２６０の内周面に形成される。内輪側部材２６０の外周面は、アクスルベアリング１００のインナーレースを構成する。尚、図示の例では、アクスルベアリング１００は、２列のアンギュラーボールベアリングであり、車両外側の列に対する外インナーレースについては、内輪側部材２６０とは別の部材により構成されている。このような別の部材は、内輪側部材２６０の外周に嵌合させてかしめることにより内輪側部材２６０に一体化される。
外輪側部材２６２は、内輪側部材２６０を外周側から囲繞するように配置される。外輪側部材２６２の内周面は、アクスルベアリング１００のアウターレースを構成する。外輪側部材２６２と内輪側部材２６０との間の車両内外方向の端部には、異物の混入やオイルの流通を防止するためのシール２８０、２８２が設けられる。
動力伝達部材２７０は、減速機構の車両外側を覆うように設けられる円盤状の部材であり、車両内側には、プラネタリキャリア２２６の車両外側端部（周壁部）がスプライン嵌合される周溝２７２が形成される。動力伝達部材２７０の外周縁は、図３に示すように、外輪側部材２６２の車両外側の端部に、かしめ等により結合される。即ち、動力伝達部材２７０は、外輪側部材２６２の車両外側の略円形の開口を塞ぐように、外輪側部材２６２に対して固定される。外輪側部材２６２は、外周面に径方向外側に突出するつば部(フランジ部)２６３を有し、つば部２６３にはハブボルト（図示せず）が締結されるボルト穴２６３ａが形成される。外輪側部材２６２は、つば部２６３でブレーキディスク１１０の内周部を挟み込んだ状態で、ホイール１４に対してハブボルトによりブレーキディスク１１０と共締めされる。
以上の構成において、図示しない車両制御装置からの指令によりモータ７００のロータ７０６が回転すると、それに伴い、小径の駆動歯車２１２が回転し、駆動歯車２１２と噛合う大径の被動歯車２１４が回転し、カウンターギア機構２１０による１段目の減速が実現される。被動歯車２１４が回転すると、被動歯車２１４と一体のサンギア２２２が回転することになり、それに伴い、プラネタリギア２２４が自転しながらサンギア２２２まわりを公転する。この自転分により、遊星歯車機構２２０による２段目の減速が実現される。プラネタリギア２２４の公転運動は、プラネタリキャリア２２６により取り出され、プラネタリキャリア２２６にスプライン嵌合された動力伝達部材２７０に伝達される。これにより、動力伝達部材２７０が回転されると、外輪側部材２６２、ブレーキディスク１１０及びホイール１４は、動力伝達部材２７０と一体となって回転する。即ち、車輪の駆動が実現される。
ナックル４００は、主に、車輪１０の略中心付近に位置する主要構造部４１０と、円筒状の周壁部（モータケース部）４３０とを有する。ナックル４００の周壁部４３０の径方向内側の空間には、上述のモータ７００の主要構成要素が配置される。ナックル４００の周壁部４３０の車両内側の端部には、周壁部４３０内の空間を覆うようにモータカバー７５０が結合される。
ナックル４００の主要構造部４１０は、薄肉の周壁部４３０やその他のリブ等と異なり、十分な強度・剛性を有し、アクスルベアリング１００、タイロッドやサスペンションアーム（ロアアーム５２０等）の取り付け点、ブレーキキャリパ１２０の取り付け点を介して入力される荷重を受け持つ役割を果たす。
ナックル４００の主要構造部４１０の車両外側の端部には、内輪側部材２６０が例えば圧入又はボルト等により結合される。ナックル４００の主要構造部４１０は、車両外側の端部で、アクスルベアリング１００（内輪側部材２６０）を介して車輪１０から入力される各種荷重を受け持つ。ナックル４００の主要構造部４１０の内部空間には、上述のカウンターギア機構２１０が配置される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ベアリング８３０及びベアリング８００を介して入力される各種のスラスト荷重とラジアル荷重を受け持つ。
ナックル４００の主要構造部４１０は、下側に延びる２本の腕部４２４，４２６を有する。腕部４２４，４２６の下端には、ナックルアーム１３０がボルト１３４，１３６によりそれぞれ締結される。ナックルアーム１３０は、車輪１０内で車両前後方向に延在する。ナックルアーム１３０の前端側には、タイロッドＢ／Ｊ５１０が設定され、ナックルアーム１３０の後端側には、ロアボールジョイント５００が設定される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ロアボールジョイント５００やタイロッドＢ／Ｊ５１０を介して入力される各種荷重を受け持つ。
ロアボールジョイント５００は、図１に示すように、車両前後方向で、２本の腕部４２４，４２６の間に配置され、車両前後方向で車輪１０の略中央に配置されている。また、ロアボールジョイント５００は、図２に示すように、ブレーキディスク１１０よりも車両内側に配置される。ロアボールジョイント５００には、上方からナット５２２によりロアアーム５２０が締結される。ロアアーム５２０は、車両幅方向に延在し、車両内側の端部は、図示しない車体にブッシュ等を介して支持される。尚、ロアアーム５２０は、如何なる形式のものであっても良く、例えば、Ｌ字型のロアアームやダブルリンクタイプのロアアームであってもよい。ロアアーム５２０は、図示しないアッパアーム（又はストラット）と協働し、車輪１０を車体に対して揺動可能に支持する。また、バネ及びアブソーバ（図示せず）が車体とロアアーム５２０との間に設けられる。これにより、車輪１０からの車体への入力が緩和される。尚、バネについては、スプリングコイル、空気バネの如何なる形式のバネであってもよく、アブソーバーについても、上下入力に対して減衰作用を付与する油圧アブソーバーの他、回転入力に対して減衰作用を付与する回転式電磁アブソーバーが用いられてもよい。
本実施例では、上述の如くモータ７００が車軸中心に対して上側にオフセットされているので、ロアボールジョイント５００の配置位置（キングピン軸の配置）の自由度が高まり、例えば、ロアボールジョイント５００を、図２に示すように、ブレーキディスク１１０に対して、必要なクリアランスを残して最大限に近づけることもできる。これにより、タイヤ入力点と各部材の車両内外方向のオフセットが小さくなるので、各部材（例えばナックルの主要構造部４１０）の必要強度・剛性を小さくすることができ、軽量化を図ることができる。
タイロッドＢ／Ｊ５１０は、図１に示すように、車両前後方向で、前側の腕部４２６よりも前側に配置されている。タイロッドＢ／Ｊ５１０は、同様に、ブレーキディスク１１０よりも車両内側に配置される。タイロッドＢ／Ｊ５１０には、上方からナット（図示せず）によりタイロッド（図示せず）が締結される。タイロッドは、車両幅方向に延在し、車両内側の端部がラック軸（図示せず）に接続され、ラック軸が例えばラック＆ピニオン機構によりステアリングシャフトに接続される。これにより、車輪１０が操舵可能に構成される。このように、本実施例では、上述の如くモータ７００が車軸中心に対して上側にオフセットされているので、タイロッドＢ／Ｊ５１０を車輪１０内に容易に成立させることができる。
ナックル４００の主要構造部４１０には、図１に示すように、モータ７００に対して車両後方側に配置されるブレーキキャリパ１２０（マウンチング）の取り付け点１２２（図中には１点だけ表示）が設定される。ナックル４００の主要構造部４１０は、ブレーキキャリパ１２０の取り付け点１２２を介して、制動時に入力される荷重を受け持つ。図示の例では、ブレーキキャリパ１２０の下側の取り付け点１２２は、ナックル４００の車両後側の腕部４２４の根元付近に設定される。このような高い強度・剛性の部位をブレーキキャリパ１２０の取り付け部位とすることで、合理的な構造が実現される。
オイルポンプ３００は、車両内外方向で、モータ７００と減速機構２００の遊星歯車機構２２０との間に配置される。具体的には、オイルポンプ３００は、シャフト２５０の車両内側の端部に設けられる。図２に示す例では、オイルポンプ３００は、カウンターギア機構２１０の被動歯車２１４の内部、即ち、被動歯車２１４の径方向内側に配置されている。他言すると、シャフト２５０の車両内側の端部（拡径部）に形成された空洞２５２内には、ナックル４００の主要構造部４１０を構成する凸部４１２が収容され、凸部４１２の端面（車両内側の面）の凹部に、オイルポンプ３００が設けられる。オイルポンプ３００は、例えば図示のようなトロコイドポンプの他、外接歯車ポンプ、内接歯車ポンプ（クレセントの有無を問わず）等如何なる種類のギアポンプであってもよく、また、ベーンポンプ等の他のタイプの油圧ポンプであってもよい。
オイルポンプ３００は、モータ７００の回転出力により作動する。具体的には、オイルポンプ３００のインナーロータが、シャフト２５０の車両内側の端部に連結され、シャフト２５０の回転により回転される。即ち、オイルポンプ３００のインナーロータは、被動歯車２１４と同軸で駆動される。インナーロータが回転されると、オイルタンク（リザーバータンク）３１０内のオイルが、サクション経路３１２を介して汲み上げられ、図示しない吸込口から吸い込まれたオイルが、オイルポンプ３００のアウタロータとインナーロータの間に挟まって圧送され、図示しない吐出口からオイル流路３２０へと吐出される。
本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、被動歯車２１４と同軸で駆動されるので、オイルポンプ３００は、モータ７００の回転数に比べて、カウンターギア機構２１０により減速された分だけ低い回転数で駆動される。これにより、モータ７００の出力軸７１０と同軸で駆動される場合に比べて、オイルポンプ３００の最高回転数が低くなり、オイルポンプ３００の耐久性が向上する。
また、本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、シャフト２５０の内部に設定されており、車両内外方向でカウンターギア機構２１０と略同一の範囲内に配置されているので、モータ７００、オイルポンプ３００及び減速機構２００の配置に必要な車軸方向の長さを、モータ、オイルポンプ及び減速機構を直列的に配置した場合に比べて、オイルポンプ３００の分だけ短くすることができる。
また、本実施例では、上述の如く、オイルポンプ３００が、モータ７００と減速機構２００の遊星歯車機構２２０との間に配置されるので、モータ７００の冷却ないし減速機構２００や各種ベアリング（ベアリング８００，８１０，８２０，８３０等）の潤滑のためのオイル流路３２０の配置が容易となる。ここでは、オイル流路３２０の詳細な経路については説明しないが、例えば、シャフト２５０の内部に形成されるオイル流路３２０内のオイルは、ベアリング８１０に供給されると共に、シャフト２５０回転時の遠心力により、オイル孔（図示せず）を介してプラネタリギア２２４へと供給される。このようにして供給されたオイルは、ベアリング８１０及びプラネタリギア２２４の回転中心にあるローラ軸受の潤滑に供される。更に、オイルポンプ３００からのオイルは、ステータコイル７０４のコイルエンド付近の空間３２２を利用して設けられるオイル流路３２０（図２の断面には表示されていない）を介して、ステータコイル７０４の冷却や、ベアリング８００，８２０，８３０の潤滑に供される。このようにして冷却ないし潤滑に用いられたオイルは、重力により終局的にはオイルタンク３１０に帰還される。
オイルタンク３１０は、図２に示すように、ナックル４００の下方に形成され、車輪１０内における車軸中心に交差する鉛直線上の下方側に配置される。また、オイルタンク３１０は、図２に示すように、ロアボールジョイント５００よりも車両外側に配置されると共に、ブレーキダストカバー１１２よりも車両内側に配置される。オイルタンク３１０は、ブレーキディスク１１０のハット部１１０ａの内部空間を利用して配置される。オイルタンク３１０には、同じくナックル４００内に形成されるサクション経路３１２の下側の端部が接続されると共に、オイル帰還用のオイル帰還経路３１３が接続される。オイルタンク３１０は、上述の如く、モータ７００の冷却ないし減速機構２００の潤滑のためのオイルを貯留する役割を果たす。
ドレインプラグ３３０は、オイルタンク３１０のドレイン流路３１４の開口を封止する脱着可能なプラグであり、例えばオイル交換時に、オイルタンク３１０内の使用済みのオイルを抜く際に外されるプラグである。ドレイン流路３１４は、ナックル４００内にオイルタンク３１０に接続されるように形成される。また、ドレイン流路３１４は、ナックル４００の車両内側の表面に開口を有し、当該開口に、ドレインプラグ３３０が液密に装着される。ドレインプラグ３３０は、図１に示すように、ロアボールジョイント５００に対して車両前方向にオフセットして配置される。
フィラープラグ３４０は、オイルタンク３１０のフィラー流路３１６(一部図示せず)の開口を封止する脱着可能なプラグであり、例えばオイル交換時に、オイルタンク３１０内に新しいオイルを入れる際に外されるプラグである。フィラー流路３１６は、ナックル４００内にオイルタンク３１０に連通するように形成される。本例では、フィラー流路３１６は、図１及び図２に示すように、ナックル４００の周壁部４３０に車両内外方向に沿って形成され、周壁部４３０の車両内側の表面に開口を有し、当該開口に、フィラープラグ３４０が液密に装着される。フィラープラグ３４０は、図２に示すように、ロアボールジョイント５００よりも車両内側に配置される。
次に、以上の構成を前提として、本実施例における特徴的な構成として、上述の減速機構２００及びベアリング８００，８１０，８２０，８３０の詳細について説明する。以下では、左輪と右輪の構成の左右対称性を議論するので、その都合上、必要に応じて、左輪側の構成については参照符号の最後にアルファベット記号Ｌを付し、右輪側の構成については参照符号の最後にアルファベット記号Ｒを付す。尚、モータ７００Ｌ，７００Ｒの駆動時のロータ７０６Ｌ，７０６Ｒの回転方向は、左右対称とする。
減速機構２００Ｌ，２００Ｒの各ギア２１２Ｌ，２１２Ｒ，２１４Ｌ，２１４Ｒ、２２２Ｌ，２２２Ｒ、２２４Ｌ，２１４Ｒ、２２６Ｌ，２１６Ｒ，２２８Ｌ，２１８Ｒは、歯当たり部での騒音防止のため、歯すじをつる巻き状にしたはすば歯車（ヘリカルギア）により構成される。
図４は、左輪用のカウンターギア機構２１０Ｌの駆動歯車２１２Ｌ及び被動歯車２１４Ｌ及び右輪用のカウンターギア機構２１０Ｒの駆動歯車２１２Ｒ及び被動歯車２１４Ｒの捩れ角の向きを概略的に示す図である。
本実施例では、左輪用のカウンターギア機構２１０Ｌの駆動歯車２１２Ｌ及び被動歯車２１４Ｌと、右輪用のカウンターギア機構２１０Ｒの駆動歯車２１２Ｒ及び被動歯車２１４Ｒとは、図４に示すように、捩れ角βが左右同一で、且つ捩れ角βの向き（捩れ方向）が左右対称に構成される。
一方、図示を省略するが、左輪用の遊星歯車機構２２０Ｌの各ギア２２２Ｌ，２２４Ｌ，２２６Ｌ及び２２８Ｌと、右輪用の遊星歯車機構２２０Ｒの各ギア２２２Ｒ，２２４Ｒ，２２６Ｒ及び２２８Ｒとは、捩れ角が左右同一で、且つ捩れ角の向きが左右同一に構成される。
これにより、左輪用の遊星歯車機構２２０Ｌと右輪用の遊星歯車機構２２０Ｒとを左右共通化することができる。
ここで、ヘリカルギアでは捩れ角に起因する軸方向力（スラスト力）が発生するため、左輪用の遊星歯車機構２２０Ｌと右輪用の遊星歯車機構２２０Ｒとを左右共用化した場合には、軸方向力が左右で異なる方向になる。これに起因して、シャフト（サンギア軸）２５０Ｌ，２５０Ｒを支持する両側のベアリング８００Ｌ，８００Ｒ及び８１０Ｌ，８１０Ｒは、本来的には、左右で異なる軸受諸元とする必要がある。しかしながら、本実施例では、上述の如く遊星歯車機構２２０Ｌ、２２０Ｒの入力段では、モータ７００Ｌ，７００Ｒの回転がカウンターギア機構２１０Ｌ、２１０Ｒにより減速されているので、ベアリング８００Ｌ，８００Ｒ及び８１０Ｌ，８１０Ｒには、高い最高許容回転数が要求されない。このため、ベアリング８００Ｌ，８００Ｒ及び８１０Ｌ，８１０Ｒについては、寿命のみを考慮した軸受諸元とすればよく、それぞれの最適なベアリング径（サイズ）に対して僅かにベアリング径を上げるだけで、左右共通化することができる。即ち、全てのベアリング８００Ｌ，８００Ｒ及び８１０Ｌ，８１０Ｒの軸受諸元を、それぞれの最適な軸受諸元のうちの最も要求が高い軸受諸元に共通化することができる。例えば、ベアリング８００Ｌとベアリング８００Ｒに関していえば、ベアリング８００Ｌの最適なベアリング径が、ベアリング８００Ｒの最適なベアリング径よりも小さい場合には、ベアリング８００Ｌのベアリング径を、ベアリング８００Ｒの最適なベアリング径に合わせるだけでよい。この際、ベアリング８００Ｌのベアリング径を必要以上（最適値以上）に大きくすることによる弊害、即ち最高許容回転数の低下は、カウンターギア機構２１０Ｌ、２１０Ｒによる第１段目の減速のおかげで問題とならない。
一方、モータ７００の出力軸７１０（ロータ７５０）を支持する両側のベアリング８２０，８３０に関しては、モータ７００の最高回転数に見合った高い最高許容回転数を満たす軸受諸元としなければならない。これに対して、本実施例によれば、上述の如く、左輪用のカウンターギア機構２１０Ｌと右輪用の遊星歯車機構２２０Ｒとは左右対称に構成されているので、軸方向力が左右で異なる方向になることがない。従って、本実施例によれば、ベアリング８２０Ｌ，８２０Ｒ，８３０Ｌ，８３０Ｒは、左右で同一で且つそれぞれ最適な軸受諸元とすることができる。このため、ベアリング８２０Ｌ，８２０Ｒ，８３０Ｌ，８３０Ｒに関しては、高い最高許容回転数及び必要な寿命の要件を満たすような最適な軸受諸元とすることが容易である。例えば、ベアリング８３０Ｌ，８３０Ｒの動定格荷重ないし動等価荷重を、それぞれ対応するベアリング８２０Ｌ，８２０Ｒに比べて高く設定してよい。これにより、高い強度・剛性のナックル４００の主要構造部４１０に、大きい荷重を受け持たせることができる合理的な構造も実現される。
このように本実施例によれば、第１段目の減速を担うカウンターギア機構２１０Ｌ、２１０Ｒの各ギアの捩れ角のみを左右対称な方向とし、第２段目の減速を担う遊星歯車機構２２０Ｌ、２２０Ｒの各ギアの捩れ角を左右同一方向とすることで、モータ７００Ｌ，７００Ｒ側のベアリング８２０Ｌ，８２０Ｒ，８３０Ｌ，８３０Ｒを設計的に成立させることを容易にしつつ、ギア部品の左右共通化を最適に図ってトータルの部品種類を効率的に低減することができる。特に、遊星歯車機構２２０Ｌ、２２０Ｒについては、カウンターギア機構２１０Ｌ、２１０Ｒよりもギアの数が多いので左右共通化の効果は顕著となる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、図示の例では、好ましい実施例として、減速機構２００は、２段階の減速を実現するものであったが、３段以上の減速を実現してもよい。例えば、減速機構２００は、カウンターギア機構により1段目の減速を実現し、直列に接続される２つの遊星歯車機構により２段目及び３段目の減速を実現してもよい。この場合も、1段目のカウンターギア機構だけ左右対称に構成し、直列に接続される２つの遊星歯車機構のギア部及びベアリングに関して左右共通化を図ることができる。
また、図示の例では、カウンターギア機構２１０の好ましい実施例として、モータ７００に直結される駆動歯車２１２に対して被動歯車２１４を外接させることで、カウンターギア機構２１０を囲繞するナックル４００の主要構造部４１０の径を小さくしているが、より大径の被動歯車に駆動歯車２１２を内接させてもよい。即ち、駆動歯車２１２及び被動歯車は、駆動歯車２１２の外周面の歯に対して被動歯車の内周面の歯が噛み合うような、内歯車と外歯車の関係であってもよい。
また、図示の例では、操舵輪に係るインホイールモータ構造を示しているが、本発明は、操舵輪以外の車輪においても適用可能である。
また、左輪用のカウンターギア機構２１０Ｌの駆動歯車２１２Ｌ及び被動歯車２１４Ｌ及び右輪用のカウンターギア機構２１０Ｒの駆動歯車２１２Ｒ及び被動歯車２１４Ｒの捩れ角の向きは、図４に示したものの逆であってもよい。
車輪を車両内側から視たインホイールモータ構造を示す図である。 図１のラインＡ−Ａに沿ったインホイールモータ構造の断面図である。 外輪側部材２６２と動力伝達部材２７０との結合方法の一例を示す斜視図である。 左輪用のカウンターギア機構２１０Ｌ及び右輪用のカウンターギア機構２１０Ｒの歯筋を概略的に示す図である。
符号の説明
１０ 車輪
１４ ホイール
１４ａ リム内周面
１００ アクスルベアリング
１１０ ブレーキディスク
１１０ａ ハット部
１１２ ブレーキダストカバー
１２０ ブレーキキャリパ
１２２ ブレーキキャリパの取り付け点
１３０ ナックルアーム
１３４、１３６ ボルト
２００ 減速機構
２１０ カウンターギア機構
２１２ 駆動歯車
２１４ 被動歯車
２２０ 遊星歯車機構
２２２ サンギア
２２４ プラネタリギア
２２５ ローラ軸
２２６ プラネタリキャリア
２２８ リングギア
２５０ シャフト
２６０ 内輪側部材
２６２ 外輪側部材
２７０ 動力伝達部材
２７２ 周溝
２８０、２８２ シール
３００ オイルポンプ
３１０ オイルタンク
３１２ サクション経路
３１３ オイル帰還経路
３１４ ドレイン流路
３１６ フィラー流路
３２０ オイル流路
３２２ コイルエンド付近の空間
３３０ ドレインプラグ
３４０ フィラープラグ
４００ ナックル
４１０ ナックルの主要構造部
４１２ 凸部
４２４，４２６ 腕部
４３０ 周壁部
５００ ロアボールジョイント
５１０ タイロッドＢ／Ｊ
５２０ ロアアーム
５２２ ナット
７００ モータ
７０２ ステータコア
７０４ ステータコイル
７０６ ロータ
７１０ 出力軸
７５０ モータカバー
８００，８１０，８２０，８３０ ベアリング
８４０ スラスト円筒ころ軸受

Claims (6)

  1. 左右輪にそれぞれ設けられるモータと、左右輪にそれぞれ設けられるカウンターギア機構及び遊星歯車機構を含む減速機構とを備えるインホイールモータ車において、
    カウンターギア機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右輪で左右対称に構成すると共に、遊星歯車機構のヘリカルギアの捩れ角の向きを左右輪で同一に構成することを特徴とする、インホイールモータ車。
  2. モータの回転軸を回転可能に支持するベアリングを、左右輪で左右対称に構成すると共に、前記遊星歯車機構のサンギアの回転軸を回転可能に支持するベアリングを、左右輪で同一に構成す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車。
  3. 左右輪のそれぞれにおいて、モータの出力軸を回転可能に支持する車両内外方向両側のベアリングのうち、車両外側のベアリングを、車両内側のベアリングよりも動定格荷重ないし動等価荷重が高くなるように構成し、
    左右輪のそれぞれにおいて、前記遊星歯車機構のサンギアの回転軸を回転可能に支持する車両内外方向両側のベアリングのそれぞれを同一に構成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のインホイールモータ車。
  4. 左右輪にそれぞれ設けられ、前記カウンターギア機構の回転出力により作動するオイルポンプを更に備え、
    左右輪のそれぞれにおいて、前記オイルポンプは、車両内外方向において、前記モータと前記遊星歯車機構の間に配置されることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のインホイールモータ車。
  5. 左右輪のそれぞれにおいて、前記オイルポンプは、前記カウンターギア機構のカウンターギアの径方向内側に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のインホイールモータ車。
  6. 左右輪のそれぞれにおいて、前記モータの出力軸は、車軸中心に対して車両上側にオフセットして配置されると共に、車軸中心に対して車両前側にオフセットして配置されることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のインホイールモータ車。
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