JP4876768B2 - 車輪駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪内に配置される車輪駆動用のモータを備える車輪駆動装置に関する。

従来から、各輪の制駆動力を独立に制御可能なインホイールモータ方式の車両が知られている。インホイールモータには幾つかの種類があり、モータの出力を車輪に減速機を介して伝達するものや、ダイレクトドライブ方式により減速機を介さずに車輪にモータの出力を直接伝達するものがある。前者の中にも、車輪がアクスルベアリングの内輪側に固定されているインナロータタイプのものと、車輪がアクスルベアリングの外輪側に固定されているアウタロータタイプのものがある。例えば、特許文献１には、車輪がアクスルベアリングの外輪側に固定されているインホイールモータが開示されている。
特開平５−２３８２７６号公報

ところで、減速機として遊星歯車機構を用いる車輪駆動装置においては、遊星歯車機構に関連した各種ギア部品の機械加工の誤差や位置決め誤差を考慮して、かかる誤差を吸収できるような構成とすることが、生産性を高めるために重要となる。一方、その反面、単に部品間のクリアランスを大きくするだけでは、機械加工の誤差等を吸収できたとしても、バネ下振動に伴うギア部品の歯面間での異音や部品間の衝突音が問題となりうる。

そこで、本発明は、第１の目的として、遊星歯車機構に関連した各種ギア部品の機械加工の誤差等を適切に吸収できる構成を備える車輪駆動装置の提供を目的とする。

また、本発明は、第２の目的として、バネ下振動に伴うギア部品の歯面間での異音等を防止できる構成を備える車輪駆動装置の提供を目的とする。

また、本発明は、第３の目的として、遊星歯車機構に関連した各種ギア部品の機械加工の誤差等を適切に吸収でき、且つ、バネ下振動に伴うギア部品の歯面間での異音等を防止できる構成を備える車輪駆動装置の提供を目的とする。

上記第２の目的を達成するため、第１の発明に係る車輪駆動装置は、
車輪内に配置される車輪駆動用のモータと、
外輪側が車輪に回転不能に結合されるアクスルベアリングと、
前記モータの回転出力により回転するサンギアと、プラネタリギアと、プラネタリキャリアと、前記アクスルベアリングの内輪側に設けられるリングギアとからなる減速機構と、
前記プラネタリキャリアに対して回転不能に連結され、前記アクスルベアリングの外輪側に前記減速機構の出力を伝達する動力伝達部材と、
前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材の連結部に、軸方向及び径方向の少なくとも何れかの方向で弾性力を付与する弾性部材と、を備えることを特徴とする
第２の発明は、第１の発明に係る車輪駆動装置において、前記弾性部材が、前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材の連結部に、軸方向及び径方向で弾性力を付与することを特徴とする。

上記第３の目的を達成するため、第３の発明は、第１又は２の発明に係るにおいて、前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材が、スプライン嵌合により連結されることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係る車輪駆動装置において、
前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材とは、凹部と凸部のスプライン嵌合により連結され、
前記弾性部材が、前記凹部内に配設されることを特徴とする。

本発明によれば、遊星歯車機構に関連した各種ギア部品の機械加工の誤差等を適切に吸収でき、及び／又は、バネ下振動に伴うギア部品の歯面間での異音等を防止できる。

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、本発明による車輪駆動装置が適用され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４は、プラネタリキャリア２２６と動力伝達部材２７０との結合態様を示す部分断面図（車軸中心より上側の一部の断面図）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。

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を介してモータカバー７５０に回転可能に支持されると共に、車輪１０内における車両外側で、ベアリング８３０を介してナックル４００（主要構造部４１０）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。尚、以下で説明する減速機構２００の各ギア２１２，２１４、２２２、２２４，２２６，２２８は、はすば歯車（ヘリカルギア）により構成されてよい。

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。大径のカウンターギア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の半径とカウンターギア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のカウンターギア２１４に連結される。図２に示す例では、サンギア２２２及びカウンターギア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。具体的には、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カウンターギア２１４を有する。シャフト２５０は、車両内側の端部で、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、車両外側の端部で、円盤状の動力伝達部材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、サンギア２２２及びカウンターギア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。また、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。また、ベアリング８００は、図２に示すように、カウンターギア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。

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。

プラネタリキャリア２２６は、車軸中心に回転中心を有する。プラネタリキャリア２２６は、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を介して支持される。プラネタリキャリア２２６は、外周面にスプラインないしセレーション（以下、単に「スプライン」という。）が形成された円筒状の周壁部２２７を、車両外側の端部に有する。プラネタリキャリア２２６の周壁部２２７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。

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。

アクスルベアリング１００は、例えば２列のアンギュラーボールベアリングであり、接触角は例えば約６０度であってよい。図示の例では、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る。動力伝達部材２７０は、車両内側に周溝２７２が形成される。周溝２７２の外周側の側面には、図３に示すように、プラネタリキャリア２２６の周壁部２２７側のスプラインに対応したスプラインが形成される。スプライン付きの周溝２７２内には、図４に示すように、プラネタリキャリア２２６のスプライン付きの周壁部２２７が嵌合され、動力伝達部材２７０とプラネタリキャリア２２６とは、互いに噛み合うスプラインにより相対回転不能に連結されることになる。

スプライン嵌合部は、好ましくは、アクスルベアリング１００の接触角により画成される角度θ内（図４参照）に設定される。これにより、タイヤに作用する荷重によるベアリング剛性分の変形がスプライン嵌合部の隙間に与える影響を、最小限にとどめることができる。

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と噛合う大径のカウンターギア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。カウンターギア２１４が回転すると、カウンターギア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のカウンターギア２１４の内部、即ち、カウンターギア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、カウンターギア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、カウンターギア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。

ところで、以上の構成において、減速機構２００の遊星歯車機構２２０のサンギア２２２は、車両内外方向両側のベアリング８００、８１０により正確に位置決めされる。また、動力伝達部材２７０と外輪側部材２６２とは上述の如く剛結合され、外輪側部材２６２は与圧をもったアクスルベアリング１００のベアリング玉により正確に位置決めされる。また、遊星歯車機構２２０のリングギア２２８は、上述の如く、アクスルベアリング１００の内輪側部材２６０の一部として構成され、内輪側部材２６０は、ナックル４００に剛結合されている。即ち、リングギア２２８は正確に位置決めされる。

一方、プラネタリギア２２４及びプラネタリキャリア２２６からなる組立体（以下、「プラネタリギアユニット」という。）は、プラネタリギア２２４とサンギア２２２との間の歯面の噛み合い、及び、プラネタリギア２２４とリングギア２２８との間の歯面の噛み合いにより、位置が決まる。これらの歯面間には、機械加工等の誤差を考慮して、ある程度のクリアランスが設定される。このため、プラネタリギアユニットは、サンギア２２２及びリングギア２２８に対して若干のガタ成分を有して遊離した状態となる。また、プラネタリキャリア２２６と動力伝達部材２７０との間のスプライン嵌合部では、それぞれのスプラインの間に、機械加工等の誤差を吸収するためのクリアランスが設定される。このため、プラネタリギアユニットは、動力伝達部材２７０に対しても若干のガタ成分を有して遊離した状態となる。

このように、プラネタリギアユニットが、動力伝達部材２７０に対して若干の遊びをもってスプライン嵌合される構成では、プラネタリギアユニットを動力伝達部材２７０に対してピン等で正確に位置決めして連結する構成に比べて、機械加工等の誤差を容易に吸収することができ、生産性が優れる。しかしながら、その反面、プラネタリギアユニットが遊離した状態となるので、振動レベルの大きいバネ下の車輪１０内においては、バネ下振動により、プラネタリギアユニットが軸方向（車軸中心に沿った方向）及び径方向に移動し、隣接する部品に衝突し、歯面間等で異音が生じやすくなる。

そこで、本実施例では、図２及び図４に示すように、プラネタリギアユニットと動力伝達部材２７０との間のスプライン嵌合部（連結部）に、軸方向及び径方向で弾性力を付与する弾性部材２９０を配置する。弾性部材２９０は、ゴムや皿バネ等で構成されてよく、正規の組み付け状態で弾性変形した状態（与圧を有する状態）となるように構成される。これにより、スプライン嵌合部でのプラネタリギアユニットの動力伝達部材２７０に対する移動を、弾性部材２９０からの弾性・減衰作用により抑制することができる。この結果、高い生産性を維持しつつ、バネ下振動に伴うプラネタリギアユニットの移動に起因した異音を防止することができる。

ここで、図２、図４及び図５を参照して、本実施例における弾性部材２９０の具体的な構成について説明する。図５は、弾性部材２９０を示す斜視図である。

弾性部材２９０は、切頭型の円錐状の外形であり、リング状の形態を有する。弾性部材２９０は、上部２９０ａと底部２９０ｂを有する。

弾性部材２９０は、図２及び図４に示すように、動力伝達部材２７０の周溝２７２内に配置される。即ち、弾性部材２９０は、動力伝達部材２７０の周溝２７２とプラネタリキャリア２２６の周壁部２２７とにより画成されるリング状の空間内に組み付けられる。弾性部材２９０は、組み付け状態で、主に母線方向で弾性変形するように構成される。

組み付け状態において、弾性部材２９０の上部２９０ａは、図２及び図４に示すように、動力伝達部材２７０の周溝２７２の内周側の側面と底面とのコーナー部に当接する。また、弾性部材２９０の底部２９０ｂは、図２及び図４に示すように、プラネタリキャリア２２６の周壁部２２７の内周側の根元付近のコーナー部に当接する。これにより、プラネタリキャリア２２６には、図４にて矢印で示すように、軸方向で車両内側に向けて且つ径方向で径方向外側に向けて、弾性部材２９０からの弾性力が作用する。

このように本実施例によれば、組み付け状態において、プラネタリギアユニットと動力伝達部材２７０との間のスプライン嵌合部に、弾性部材２９０により軸方向及び径方向の方向で弾性力が付与されるので、プラネタリギア２２４とサンギア２２２の歯面間のガタ成分、プラネタリギア２２４とリングギア２２８の歯面間のガタ成分、及び、プラネタリキャリア２２６の周壁部２２７と動力伝達部材２７０の周溝２７２のスプライン間のガタ成分に起因して、バネ下振動に伴ってプラネタリギアユニットが径方向内外に動こうとしても、当該径方向内外の動きが弾性部材２９０の径方向の弾性力により効果的に抑制される。また、弾性部材２９０の軸方向の弾性力により、プラネタリギアユニットがスラスト円筒ころ軸受８４０に向けて軸方向に付勢されるので、バネ下振動に伴うプラネタリギアユニットの軸方向における車両内外方向の動きが効果的に抑制される。

また、本実施例では、弾性部材２９０が、上述の如く、動力伝達部材２７０の周溝２７２のコーナー部とプラネタリキャリア２２６の周壁部２２７の根元付近のコーナー部との間に保持されるので、弾性部材２９０の設置状態での安定性が高く、動力伝達部材２７０及びプラネタリキャリア２２６の回転時（車輪１０の回転時）にも弾性部材２９０の位置ずれ等が生ずることが防止される。

尚、本実施例では、単一の弾性部材２９０により、スプライン嵌合部に軸方向及び径方向の方向で弾性力を付与させているが、２つ以上の弾性部材を用いて、スプライン嵌合部に軸方向及び径方向の方向で弾性力を付与させてもよい。例えば、動力伝達部材２７０の周溝２７２の内周側の側面とプラネタリキャリア２２６の周壁部２２７の内周面との間に、径方向に弾性変形する第１の弾性部材を配設すると共に、例えばストッパ部２７４と内輪側部材２６０との間の当接部に、軸方向に弾性変形する第２の弾性部材を介在させてもよい。

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、上述の実施例では、動力伝達部材２７０とプラネタリキャリア２２６とは、動力伝達部材２７０の周溝（凹部）２７２とプラネタリキャリア２２６の周壁部（凸部）２２７とがスプライン嵌合することで、連結されている。しかしながら、プラネタリキャリア２２６側に同様のスプライン付きの周溝（凹部）を形成し、動力伝達部材２７０側に同様のスプライン付きの周壁部（凸部）を形成してもよい。

また、上述の実施例では、好ましい実施例として、弾性部材２９０によりスプライン嵌合部に軸方向及び径方向の方向で弾性力を付与させているが、弾性部材によりスプライン嵌合部に軸方向又は径方向に弾性力を付与させてもよい。例えば、スプライン嵌合部に径方向だけに弾性力を付与させてもよい。この場合も、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ある程度制約されているので、プラネタリギアユニットの径方向の振動を抑制することで、プラネタリギアユニットの移動に起因した異音等を防止することができる。

また、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、遊星歯車機構だけの一段階の減速を実現するものであってもよく、或いは、３段以上の減速を実現してもよい。また、減速機構２００は、カウンターギア機構２１０と遊星歯車機構２２０により２段階の減速を実現しているが、その他の組み合わせであってもよく、例えば、直列に配置した遊星歯車機構により２段階の減速を実現してもよい。

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に対してカウンターギア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、より大径のカウンターギアに駆動歯車２１２を内接させてもよい。即ち、駆動歯車２１２の外周面の歯に対してカウンターギアの内周面の歯が噛み合うような構成であってもよい。

また、図示の例では、好ましい実施例として、モータ７００は、車軸中心に対して車両前側にオフセットして配置されているが、モータ７００は、車軸中心に対して車両後側にオフセットして配置されてもよいし、また、遊星歯車機構だけの一段階の減速を実現する構成の場合、モータ７００は車軸中心に同軸に配置されてもよい。

また、図示の例では、好ましい実施例として、減速機構２００の遊星歯車機構２２０のリングギア２２８が、内輪側部材２６０に一体的に形成されているが、同様のリングギアを内輪側部材２６０とは別部品で構成して、当該リングギアを構成する部品と内輪側部材２６０とを一体化させてもよい。

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。

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。 プラネタリキャリア２２６と動力伝達部材２７０との結合態様を示す部分断面図である。 弾性部材２９０の一例を示す斜視図である。

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 カウンターギア
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
２２７ 周壁部
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 (4)

1. 車輪内に配置される車輪駆動用のモータと、
   外輪側が車輪に回転不能に結合されるアクスルベアリングと、
   前記モータの回転出力により回転するサンギアと、プラネタリギアと、プラネタリキャリアと、前記アクスルベアリングの内輪側に設けられるリングギアとからなる減速機構と、
   前記プラネタリキャリアに対して回転不能に連結され、前記アクスルベアリングの外輪側に前記減速機構の出力を伝達する動力伝達部材と、
   前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材の連結部に、軸方向及び径方向の少なくとも何れかの方向で弾性力を付与する弾性部材と、を備えることを特徴とする車輪駆動装置。
2. 前記弾性部材が、前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材の連結部に、軸方向及び径方向で弾性力を付与することを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
3. 前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材が、スプライン嵌合により連結されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車輪駆動装置。
4. 前記プラネタリキャリアと前記動力伝達部材とは、凹部と凸部のスプライン嵌合により連結され、
   前記弾性部材が、前記凹部内に配設されることを特徴とする、請求項３に記載の車輪駆動装置。

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