JP4920456B2 - In-wheel motor drive device - Google Patents

In-wheel motor drive device

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JP4920456B2 JP2007055750A JP2007055750A JP4920456B2 JP 4920456 B2 JP4920456 B2 JP 4920456B2 JP 2007055750 A JP2007055750 A JP 2007055750A JP 2007055750 A JP2007055750 A JP 2007055750A JP 4920456 B2 JP4920456 B2 JP 4920456B2
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Description

本発明は、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して同軸上に連結したインホイールモータ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to an in-wheel motor drive device in which an output shaft of an electric motor and a wheel hub are coaxially connected via a reduction gear.

従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開2005−59684号公報(特許文献1)および特開2001−32888号公報(特許文献2)に記載されている。上記の各公報に記載されているインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させるモータ部と、モータ部の回転を減速する減速部と、減速部の出力を車輪に伝達する車輪ハブとを主に備える。   Conventional in-wheel motor driving devices are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-59684 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-32888 (Patent Document 2). The in-wheel motor drive device described in each of the above publications mainly includes a motor unit that generates a driving force, a reduction unit that reduces the rotation of the motor unit, and a wheel hub that transmits the output of the reduction unit to the wheels. Prepare for.

また、特開2005−59684号公報(特許文献1)に記載されている減速部には、遊星歯車式減速機構(「遊星減速機構」ともいう。以下同じ。)が採用されている。遊星歯車式減速機構の減速比は、歯車の強度等の観点から1/3〜1/6程度に設定されるのが一般的である。   In addition, a planetary gear type reduction mechanism (also referred to as “planetary reduction mechanism”, hereinafter the same) is employed in the reduction section described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-59684 (Patent Document 1). Generally, the reduction ratio of the planetary gear type reduction mechanism is set to about 1/3 to 1/6 from the viewpoint of the strength of the gears and the like.

ここで、サスペンションの下部に配置されるインホイールモータ駆動装置には、乗り心地を向上させる観点から軽量化およびコンパクト化が要求される。車輪を駆動させるのに必要なトルクを確保しつつ、これらの要求を満足するためには、モータ部を高速回転化すると共に、高減速比の減速部を採用する必要がある。   Here, the in-wheel motor drive device disposed below the suspension is required to be light and compact from the viewpoint of improving riding comfort. In order to satisfy these requirements while securing the torque necessary to drive the wheels, it is necessary to increase the speed of the motor unit and to employ a reduction unit with a high reduction ratio.

そこで、特開2001−32888号公報(特許文献2)に記載されている減速部は、2つの遊星歯車式減速機構を直列に配置している。また、この2つの遊星歯車式減速機構は、モータ部のロータハブの内側に配置されている。これにより、特開2005−59684号公報(特許文献1)の場合と比較して高減速比が得られると共に、インホイールモータ駆動装置の軸方向寸法を短くすることができる。
特開2005−59684号公報 特開2001−32888号公報
Therefore, the speed reduction part described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-32888 (Patent Document 2) has two planetary gear type speed reduction mechanisms arranged in series. The two planetary gear speed reduction mechanisms are disposed inside the rotor hub of the motor unit. Thereby, compared with the case of Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-59684 (patent document 1), while being able to obtain a high reduction ratio, the axial direction dimension of an in-wheel motor drive device can be shortened.
JP 2005-59684 A JP 2001-32888 A

遊星歯車式減速機構の減速比rは、太陽歯車の歯数をn、内歯車の歯数をnとすると、数式1で表わされる。数式1によれば、減速比rを大きくするためには、内歯車の歯数nを増加する必要がある。また、内歯車の歯数nは、内歯車の直径に比例する。 The reduction ratio r of the planetary gear type reduction mechanism is expressed by Equation 1 where n 1 is the number of teeth of the sun gear and n 2 is the number of teeth of the internal gear. According to Equation 1, in order to increase the reduction ratio r, it is necessary to increase the number of teeth n 2 of the internal gear. The number of teeth n 2 of the internal gear is proportional to the diameter of the internal gear.

Figure 0004920456
Figure 0004920456

しかし、特開2001−32888号公報(特許文献2)のように、遊星歯車式減速機構をロータハブの内側に配置した場合、内歯車の直径はロータハブに制限されて自由に設定することができない。特に、モータ部の径方向寸法を減じるためにロータハブの直径を小さくすれば、内歯車の直径も小さくなって必要な減速比が得られなくなるおそれがある。   However, when the planetary gear speed reduction mechanism is arranged inside the rotor hub as disclosed in JP 2001-32888 (Patent Document 2), the diameter of the internal gear is limited by the rotor hub and cannot be freely set. In particular, if the diameter of the rotor hub is reduced in order to reduce the radial dimension of the motor portion, the diameter of the internal gear may also be reduced and the required reduction ratio may not be obtained.

そこで、この発明の目的は、遊星歯車式減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置であって、減速部を高減速化すると共に、全体としては軽量化、コンパクト化したインホイールモータ駆動装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is an in-wheel motor drive device that employs a planetary gear type reduction mechanism, and provides an in-wheel motor drive device that is reduced in weight and compact as a whole while increasing the speed reduction portion. It is to be.

この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、ケーシングと、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える。モータ部は、ケーシングに固定される円筒形状の固定子と、固定子と径方向の隙間を設けて対面する円筒部、および円筒部の内周面から径方向内側に延びるフランジ部を含み、モータ側回転部材と一体回転する回転子とを有する。減速部は、円筒部の内周面によって区切られた空間の内側に配置され、モータ側回転部材の回転を減速する第1の遊星減速機構と、円筒部の内周面によって区切られた空間の外側に配置され、第1の遊星減速機構の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する第2の遊星減速機構とを含む。そして、第2の遊星減速機構の外径寸法は、円筒部の内径寸法より大きい。   An in-wheel motor drive device according to the present invention includes a casing, a motor unit that rotationally drives the motor-side rotating member, a speed-reducing unit that decelerates the rotation of the motor-side rotating member and transmits the rotation to the wheel-side rotating member, and wheel-side rotation And a wheel hub fixedly connected to the member. The motor part includes a cylindrical stator fixed to the casing, a cylindrical part facing the stator with a radial gap, and a flange part extending radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical part. And a rotor that rotates integrally with the side rotation member. The speed reduction part is disposed inside the space delimited by the inner peripheral surface of the cylindrical part, and the first planetary speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the motor side rotation member and the space delimited by the inner peripheral surface of the cylindrical part And a second planetary reduction mechanism that is disposed outside and decelerates the rotation of the first planetary reduction mechanism and transmits it to the wheel side rotation member. The outer diameter of the second planetary reduction mechanism is larger than the inner diameter of the cylindrical portion.

上記構成のように、第1の遊星減速機構を固定子の内側に配置することにより、インホイールモータ駆動装置を軸方向にコンパクト化することができる。また、第2の遊星減速機構を大型化して固定子の外側に配置することにより、高い減速比を得ることができる。その結果、減速部を高減速化すると共に、全体としては軽量化、コンパクト化したインホイールモータ駆動装置を得ることができる。   By arranging the first planetary speed reduction mechanism inside the stator as in the above configuration, the in-wheel motor drive device can be made compact in the axial direction. Moreover, a high reduction ratio can be obtained by increasing the size of the second planetary reduction mechanism and disposing it outside the stator. As a result, it is possible to obtain an in-wheel motor drive device that is capable of reducing the speed of the speed reduction portion and reducing the overall weight and size.

好ましくは、モータ部を保持するケーシングは、外径寸法が円筒部の内径寸法より小さく、円筒部の内周面によって区切られた空間の内側で第1の遊星減速機構を保持する小径部と、内径寸法が円筒部の内径寸法より大きく、円筒部の内周面によって区切られた空間の外側で第2の遊星減速機構を保持する大径部とを含む。   Preferably, the casing that holds the motor portion has an outer diameter smaller than an inner diameter of the cylindrical portion, and a small diameter portion that holds the first planetary reduction mechanism inside a space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion; A large-diameter portion having an inner diameter dimension larger than the inner diameter dimension of the cylindrical portion and holding the second planetary reduction mechanism outside the space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion.

さらに好ましくは、第1の遊星減速機構は、モータ側回転部材と一体回転する第1の太陽歯車と、小径部に固定される第1の内歯車と、第1の太陽歯車および第1の内歯車に噛合う複数の第1の遊星歯車と、一方側端部で複数の第1の遊星歯車それぞれを自転自在に保持し、第1の遊星歯車の公転運動に伴って回転する第1の遊星キャリアとを有する。第2の遊星減速機構は、第1の遊星キャリアの他方側端部に固定されて一体回転する第2の太陽歯車と、大径部に固定される第2の内歯車と、第2の太陽歯車および第2の内歯車に噛合う複数の第2の遊星歯車と、一方側端部で複数の第2の遊星歯車それぞれを自転自在に保持し、他方側端部で車輪側回転部材と接続し、第2の遊星歯車の公転運動に伴って回転する第2の遊星キャリアとを有する。   More preferably, the first planetary reduction mechanism includes a first sun gear that rotates integrally with the motor-side rotation member, a first internal gear that is fixed to the small diameter portion, the first sun gear, and the first inner gear. A plurality of first planetary gears that mesh with the gears, and a first planetary gear that rotates in association with the revolving motion of the first planetary gears, each of which has a plurality of first planetary gears rotatably held at one end. Have a carrier. The second planetary speed reduction mechanism includes a second sun gear that is fixed to the other end of the first planet carrier and rotates integrally, a second internal gear that is fixed to the large diameter portion, and a second sun gear. A plurality of second planetary gears meshed with the gear and the second internal gear, and a plurality of second planetary gears are rotatably held at one end, and connected to a wheel-side rotating member at the other end. And a second planet carrier that rotates in accordance with the revolution movement of the second planetary gear.

好ましくは、第1および第2外側軌道面が形成された外方部材と、車輪側回転部材の外径面に設けられ、第1外側軌道面に対向する第1内側軌道面と、車輪ハブの外径面に設けられ、第2外側軌道面に対向する第2内側軌道面と、第1外側軌道面と第1内側軌道面との間、および第2外側軌道面と第2内側軌道面との間に配置される複数の転動体とを含み、車輪ハブをケーシングに対して回転自在に支持する車輪ハブ軸受をさらに備える。   Preferably, the outer member in which the first and second outer raceway surfaces are formed, the first inner raceway surface that is provided on the outer diameter surface of the wheel side rotation member and faces the first outer raceway surface, and the wheel hub A second inner raceway surface provided on the outer diameter surface and opposed to the second outer raceway surface; a space between the first outer raceway surface and the first inner raceway surface; and a second outer raceway surface and a second inner raceway surface; And a wheel hub bearing that rotatably supports the wheel hub with respect to the casing.

上記構成のように、外側軌道面を外方部材(ケーシング)の内径面に設け、内側軌道面を車輪側回転部材および車輪ハブの外径面に設けることにより、軸受の構成要素としての内輪および外輪を省略することができるので、車輪ハブ軸受の径方向の寸法を小さくすることができる。または、径方向の寸法を同寸法とする場合には、転動体の径を大きくすることができるので、負荷容量を増大することが可能となる。さらには、部品点数の削減による組立性の改善効果が期待できる。   As in the above configuration, the outer raceway surface is provided on the inner diameter surface of the outer member (casing), and the inner raceway surface is provided on the outer diameter surface of the wheel-side rotating member and the wheel hub. Since the outer ring can be omitted, the radial dimension of the wheel hub bearing can be reduced. Or when making the dimension of radial direction the same dimension, since the diameter of a rolling element can be enlarged, it becomes possible to increase load capacity. Furthermore, the effect of improving the assemblability by reducing the number of parts can be expected.

この発明によれば、直列に接続された遊星減速機構の一方を固定子の内側に配置し、他方を大型化して固定子の外側に配置することにより、高減速比の減速部とすると共に、全体としては軽量化、コンパクト化したインホイールモータ駆動装置を得ることができる。   According to the present invention, one of the planetary reduction mechanisms connected in series is arranged inside the stator, the other is enlarged and arranged outside the stator, thereby providing a reduction unit with a high reduction ratio, As a whole, an in-wheel motor drive device that is light and compact can be obtained.

図2および図3を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車11を説明する。なお、図2は電気自動車11の平面図であって、図3は電気自動車11を後方から見た図である。   With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the electric vehicle 11 provided with the in-wheel motor drive device which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. 2 is a plan view of the electric vehicle 11, and FIG. 3 is a view of the electric vehicle 11 as viewed from the rear.

図2を参照して、電気自動車11は、シャーシ12と、操舵輪としての前輪13と、駆動輪としての後輪14と、左右の後輪14それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置21とを備える。図3を参照して、後輪14は、シャーシ12のホイールハウジング12aの内部に収容され、懸架装置(サスペンション)12bを介してシャーシ12の下部に固定されている。   Referring to FIG. 2, an electric vehicle 11 includes an in-wheel motor drive device that transmits driving force to a chassis 12, front wheels 13 as steering wheels, rear wheels 14 as drive wheels, and left and right rear wheels 14. 21. Referring to FIG. 3, the rear wheel 14 is housed inside a wheel housing 12 a of the chassis 12 and is fixed to the lower portion of the chassis 12 via a suspension device (suspension) 12 b.

懸架装置12bは、左右に伸びるサスペンションアームによって後輪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って、後輪14が地面から受ける振動を吸収してシャーシ12の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザーが設けられる。なお、懸架装置12bは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良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ことができる独立懸架式とするのが望ましい。   The suspension device 12b supports the rear wheel 14 by a suspension arm extending to the left and right, and suppresses vibration of the chassis 12 by absorbing vibration received by the rear wheel 14 from the ground by a strut including a coil spring and a shock absorber. Furthermore, a stabilizer that suppresses the inclination of the vehicle body when turning is provided at the connecting portion of the left and right suspension arms. The suspension device 12b is an independent suspension type in which the left and right wheels can be moved up and down independently in order to improve the followability to the road surface unevenness and efficiently transmit the driving force of the driving wheels to the road surface. Is desirable.

この電気自動車11は、ホイールハウジング12a内部に、左右の後輪14それぞれ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、シャーシ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等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、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。   The electric vehicle 11 needs to be provided with a motor, a drive shaft, a differential gear mechanism, and the like on the chassis 12 by providing an in-wheel motor drive device 21 for driving the left and right rear wheels 14 inside the wheel housing 12a. This eliminates the need to secure a wide cabin space and control the rotation of the left and right drive wheels.

一方、この電気自動車11の走行安定性を向上するために、ばね下重量を抑える必要がある。また、さらに広い客室スペースを確保するために、インホイールモータ駆動装置21の小型化が求められる。そこで、インホイールモータ駆動装置21として、図1に示すようなこの発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21を採用する。   On the other hand, in order to improve the running stability of the electric vehicle 11, it is necessary to suppress the unsprung weight. In addition, in-wheel motor drive device 21 is required to be downsized in order to secure a wider cabin space. Therefore, as the in-wheel motor drive device 21, an in-wheel motor drive device 21 according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 1 is employed.

図1を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21を説明する。なお、図1はインホイールモータ駆動装置21の概略断面図である。   With reference to FIG. 1, the in-wheel motor drive device 21 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the in-wheel motor drive device 21.

インホイールモータ駆動装置21は、駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aの回転を減速して出力する減速部Bと、減速部Bからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Cとを備え、モータ部Aと減速部Bとはケーシング22に収納されて、図3に示すように電気自動車11のホイールハウジング12a内に取り付けられる。   The in-wheel motor drive device 21 includes a motor unit A that generates a driving force, a deceleration unit B that decelerates and outputs the rotation of the motor unit A, and a wheel hub bearing unit C that transmits the output from the deceleration unit B to driving wheels. The motor part A and the speed reduction part B are housed in the casing 22 and are mounted in the wheel housing 12a of the electric vehicle 11 as shown in FIG.

モータ部Aは、ケーシング22に固定される固定子としてのステータ23と、ステータ23の内側に径方向の隙間を設けて対面する回転子としてのロータ24と、ロータ24の内側に固定連結されてロータ24と一体回転するモータ側回転部材25とを備えるラジアルギャップモータである。   The motor part A is fixedly connected to the stator 23 as a stator fixed to the casing 22, the rotor 24 as a rotor that faces the stator 23 with a radial gap inside, and the rotor 24. This is a radial gap motor including a rotor-side rotating member 25 that rotates integrally with the rotor 24.

ロータ24は、大径円筒部24aと、小径円筒部24bと、大径円筒部24aと小径円筒部24bとの間を径方向に延びるフランジ部24cとを含む。大径円筒部24aの外径面には、ステータ23と対面する位置に永久磁石または磁性体(図中×印で示す)を有する。また、小径円筒部24bは、モータ側回転部材25に嵌合して、ロータ24とモータ側回転部材25とを一体回転させる。   The rotor 24 includes a large diameter cylindrical portion 24a, a small diameter cylindrical portion 24b, and a flange portion 24c extending in the radial direction between the large diameter cylindrical portion 24a and the small diameter cylindrical portion 24b. On the outer diameter surface of the large-diameter cylindrical portion 24a, a permanent magnet or a magnetic body (indicated by x in the figure) is provided at a position facing the stator 23. Further, the small-diameter cylindrical portion 24b is fitted to the motor-side rotating member 25 to rotate the rotor 24 and the motor-side rotating member 25 integrally.

モータ側回転部材25は、モータ部Aおよび減速部Bに連通し、モータ部Aの回転を減速部Bに出力する。モータ側回転部材25の一方側端部はケーシング22に、他方側端部は車輪側回転部材26に、それぞれラジアル転がり軸受41a,41bによって回転自在に支持されている。   The motor-side rotation member 25 communicates with the motor unit A and the speed reduction unit B, and outputs the rotation of the motor unit A to the speed reduction unit B. One end of the motor side rotating member 25 is rotatably supported by the casing 22 and the other end thereof is rotatably supported by the wheel side rotating member 26 by radial rolling bearings 41a and 41b, respectively.

減速部Bは、第1および第2の遊星減速機構27a,27bを直列的に接続して構成されており、モータ側回転部材25の回転を減速して車輪側回転部材26に伝達する。   The speed reduction unit B is configured by connecting first and second planetary speed reduction mechanisms 27 a and 27 b in series, and reduces the rotation of the motor side rotation member 25 and transmits it to the wheel side rotation member 26.

車輪側回転部材26は、フランジ部26aと中空部26bとを有する中空軸である。この車輪側回転部材26は、フランジ部26aの内径面でラジアル転がり軸受41bによってモータ側回転部材25を回転自在に支持する。また、中空部26bの外径面で車輪ハブ35と連結し、車輪側回転部材26と車輪ハブ35とは一体回転する。   The wheel side rotation member 26 is a hollow shaft having a flange portion 26a and a hollow portion 26b. The wheel-side rotating member 26 rotatably supports the motor-side rotating member 25 by a radial rolling bearing 41b on the inner diameter surface of the flange portion 26a. Moreover, it connects with the wheel hub 35 by the outer-diameter surface of the hollow part 26b, and the wheel side rotation member 26 and the wheel hub 35 rotate integrally.

減速部Bを保持するケーシング22は、外径寸法が大径円筒部24aの内径寸法より小さく、大径円筒部24aの内周面によって区切られた空間の内側に位置する小径部22bと、内径寸法が大径円筒部24aの内径寸法より大きく、大径円筒部24aの内周面によって区切られた空間の外側に位置する大径部22cとを含む。   The casing 22 that holds the speed reduction portion B has an outer diameter smaller than an inner diameter of the large-diameter cylindrical portion 24a and a small-diameter portion 22b that is positioned inside a space defined by the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 24a. And a large-diameter portion 22c that is larger than the inner-diameter size of the large-diameter cylindrical portion 24a and located outside the space defined by the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 24a.

そして、小径部22bで第1の遊星減速機構27aを、大径部22cで第2の遊星減速機構27bをそれぞれ保持している。つまり、第1の遊星減速機構27aは、大径円筒部24aの内周面によって区切られた空間の内側に配置される。一方、第2の遊星減速機構27bは、大径円筒部24aの内周面によって区切られた空間の外側に配置される。   The small-diameter portion 22b holds the first planetary reduction mechanism 27a, and the large-diameter portion 22c holds the second planetary reduction mechanism 27b. That is, the first planetary reduction mechanism 27a is disposed inside the space partitioned by the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 24a. On the other hand, the second planetary reduction mechanism 27b is disposed outside the space defined by the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 24a.

第1の遊星減速機構27aは、第1の太陽歯車28aと、第1の内歯車29aと、複数の第1の遊星歯車30aと、第1の遊星キャリア31aとで構成され、モータ側回転部材25の回転を減速して第2の遊星減速機構27bに伝達する。   The first planetary speed reduction mechanism 27a includes a first sun gear 28a, a first internal gear 29a, a plurality of first planetary gears 30a, and a first planet carrier 31a. The rotation of 25 is decelerated and transmitted to the second planetary decelerating mechanism 27b.

第1の太陽歯車28aは、モータ側回転部材25と一体回転する。この実施形態においては、モータ側回転部材25の外径面に直接形成されているが、これに限ることなく、モータ側回転部材25と別体の太陽歯車をモータ側回転部材25に嵌合固定してもよい。   The first sun gear 28 a rotates integrally with the motor side rotation member 25. In this embodiment, it is formed directly on the outer diameter surface of the motor-side rotating member 25, but the present invention is not limited to this, and a sun gear separate from the motor-side rotating member 25 is fitted and fixed to the motor-side rotating member 25. May be.

第1の内歯車29aは、ケーシング22の小径部22bに保持される。第1の遊星歯車30aは、第1の太陽歯車28aおよび第1の内歯車29aに噛合った状態で自転運動および公転運動をする。   The first internal gear 29 a is held by the small diameter portion 22 b of the casing 22. The first planetary gear 30a rotates and revolves while being engaged with the first sun gear 28a and the first internal gear 29a.

第1の遊星キャリア31aは、その一方側端部に第1の遊星歯車30aに挿通する複数の第1の遊星キャリア軸32aを有し、他方側端部で第2の遊星減速機構27bに連結されている。そして、第1の遊星キャリア31aは、第1の遊星歯車30aの公転運動に伴って回転する。   The first planet carrier 31a has a plurality of first planet carrier shafts 32a inserted into the first planetary gear 30a at one end portion thereof, and is connected to the second planetary reduction mechanism 27b at the other end portion. Has been. And the 1st planet carrier 31a rotates with the revolution motion of the 1st planetary gear 30a.

また、第1の遊星キャリア31aは、ラジアル針状ころ軸受42a,42bによってモータ側回転部材25に回転自在に支持されている。また、遊星減速機構を構成する歯車がはすば歯車の場合に歯の噛合いによって発生するスラスト荷重を支持するために、第1の太陽歯車28aと第1の遊星キャリア31aとの間、および車輪側回転部材26と第1の遊星キャリア31aとの間には、それぞれスラスト針状ころ軸受43a,43bが配置されている。   The first planet carrier 31a is rotatably supported on the motor-side rotating member 25 by radial needle roller bearings 42a and 42b. Further, in order to support the thrust load generated by the meshing of teeth when the gear constituting the planetary reduction mechanism is a helical gear, between the first sun gear 28a and the first planet carrier 31a, and Thrust needle roller bearings 43a and 43b are disposed between the wheel-side rotating member 26 and the first planet carrier 31a, respectively.

第1の遊星キャリア軸32aは、一方側端部が第1の遊星キャリア31aに固定され、他方側端部に第1の遊星歯車30aの抜けを防止する抜け止め部34aが設けられている。そして、ラジアル針状ころ軸受33aを介して第1の遊星歯車30aを自転自在に保持している。   One end of the first planet carrier shaft 32a is fixed to the first planet carrier 31a, and a retaining portion 34a for preventing the first planetary gear 30a from coming off is provided at the other end. And the 1st planetary gear 30a is rotatably supported via the radial needle roller bearing 33a.

第2の遊星減速機構27bは、第2の太陽歯車28bと、第2の内歯車29bと、複数の第2の遊星歯車30bと、第2の遊星キャリア31bとで構成され、第1の遊星減速機構27aの回転を減速して車輪側回転部材26に伝達する。   The second planetary speed reduction mechanism 27b includes a second sun gear 28b, a second internal gear 29b, a plurality of second planetary gears 30b, and a second planet carrier 31b, and the first planetary gear 31b. The rotation of the speed reduction mechanism 27a is decelerated and transmitted to the wheel side rotation member 26.

第2の太陽歯車28bは、第1の遊星キャリア31aと一体回転する。この実施形態においては、第1の遊星キャリア31aの他方側端部の外径面に直接形成されているが、これに限ることなく、第1の遊星キャリア31aと別体の太陽歯車を第1の遊星キャリア31aに嵌合固定してもよい。   The second sun gear 28b rotates integrally with the first planet carrier 31a. In this embodiment, the first planetary carrier 31a is directly formed on the outer diameter surface of the other side end portion, but the first planetary carrier 31a and the sun gear separate from the first planetary carrier 31a are not limited thereto. The planet carrier 31a may be fitted and fixed.

第2の内歯車29bは、ケーシング22の大径部22cに保持される。なお、第2の内歯車29bの外径寸法は、ロータ24の円筒部24aの内径寸法より大きく設定されている。第2の遊星歯車30bは、第2の太陽歯車28bおよび第2の内歯車29bに噛合った状態で自転運動および公転運動をする。   The second internal gear 29 b is held by the large diameter portion 22 c of the casing 22. The outer diameter of the second internal gear 29b is set larger than the inner diameter of the cylindrical portion 24a of the rotor 24. The second planetary gear 30b rotates and revolves while being engaged with the second sun gear 28b and the second internal gear 29b.

第2の遊星キャリア31bは、その一方側端部に第2の遊星歯車30bに挿通する複数の第2の遊星キャリア軸32bを有し、他方側端部でモータ側回転部材25に接続されている。具体的には、車輪側回転部材26のフランジ部26aが第2の遊星キャリア31bとして機能する。そして、第2の遊星キャリア31bは、第2の遊星歯車30bの公転運動に伴って回転する。   The second planet carrier 31b has a plurality of second planet carrier shafts 32b inserted into the second planetary gear 30b at one end portion thereof, and is connected to the motor-side rotating member 25 at the other end portion. Yes. Specifically, the flange portion 26a of the wheel side rotation member 26 functions as the second planet carrier 31b. And the 2nd planet carrier 31b rotates with the revolving motion of the 2nd planetary gear 30b.

第2の遊星キャリア軸32bは、一方側端部が第2の遊星キャリア31bに固定され、他方側端部に第2の遊星歯車30bの抜けを防止する抜け止め部34bが設けられている。そして、ラジアル針状ころ軸受33bを介して第2の遊星歯車30bを自転自在に保持している。   The second planet carrier shaft 32b has one end fixed to the second planet carrier 31b and the other end provided with a retaining portion 34b for preventing the second planetary gear 30b from coming off. And the 2nd planetary gear 30b is rotatably supported via the radial needle roller bearing 33b.

車輪ハブ軸受部Cは、車輪側回転部材26に固定連結された車輪ハブ35と、車輪ハブ35をケーシング22に対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受36とを備える。車輪ハブ35は、円筒形状の中空部35aとフランジ部35bとを有する。フランジ部35bにはボルト35cによって駆動輪14(図示省略)が固定連結される。また、中空部35aの開口部分には、インホイールモータ駆動装置21の内部への塵埃の混入等を防止するために密封部材35dが設けられている。   The wheel hub bearing portion C includes a wheel hub 35 fixedly connected to the wheel-side rotating member 26 and a wheel hub bearing 36 that holds the wheel hub 35 rotatably with respect to the casing 22. The wheel hub 35 has a cylindrical hollow portion 35a and a flange portion 35b. The driving wheel 14 (not shown) is fixedly connected to the flange portion 35b by a bolt 35c. In addition, a sealing member 35 d is provided at the opening of the hollow portion 35 a in order to prevent dust from entering the in-wheel motor drive device 21.

車輪ハブ軸受36は、転動体としての玉36eを採用する複列のアンギュラ玉軸受である。玉36eの軌道面としては、第1外側軌道面36a(図中右側)および第2外側軌道面36b(図中左側)とが外方部材22aの内径面に設けられており、第1外側軌道面36aに対向する第1内側軌道面36cが車輪側回転部材26の外径面に、第2外側軌道面36bに対向する第2内側軌道面36dが車輪ハブ35の外径面にそれぞれ設けられている。そして、玉36eは、第1外側軌道面36aと第1内側軌道面36cとの間、および第2外側軌道面36bと第2内側軌道面36dとの間にそれぞれ複数個配置される。また、車輪ハブ軸受36は、左右の列の玉36eそれぞれを保持する保持器36fと、軸受内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩や、外部からの塵埃の混入を防止する密封部材36gとを含む。   The wheel hub bearing 36 is a double-row angular ball bearing that employs balls 36e as rolling elements. As the raceway surfaces of the balls 36e, a first outer raceway surface 36a (right side in the figure) and a second outer raceway surface 36b (left side in the figure) are provided on the inner diameter surface of the outer member 22a. A first inner raceway surface 36c facing the surface 36a is provided on the outer diameter surface of the wheel-side rotating member 26, and a second inner raceway surface 36d facing the second outer raceway surface 36b is provided on the outer diameter surface of the wheel hub 35, respectively. ing. A plurality of balls 36e are arranged between the first outer raceway surface 36a and the first inner raceway surface 36c, and between the second outer raceway surface 36b and the second inner raceway surface 36d. The wheel hub bearing 36 includes a retainer 36f that holds the left and right balls 36e, and a sealing member 36g that prevents leakage of a lubricant such as grease enclosed in the bearing and dust from the outside. Including.

車輪側回転部材26の外径面と車輪ハブ35の内径面とは拡径加締めによって塑性結合されている。具体的には、インホイールモータ駆動装置21を固定しておき、車輪側回転部材26の中空部26bの内径より僅かに大きい外径を有する加締め冶具(図示省略)を中空部26bに圧入する。   The outer diameter surface of the wheel-side rotating member 26 and the inner diameter surface of the wheel hub 35 are plastically coupled by diameter expansion caulking. Specifically, the in-wheel motor drive device 21 is fixed, and a caulking jig (not shown) having an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the hollow portion 26b of the wheel-side rotating member 26 is press-fitted into the hollow portion 26b. .

これにより、塑性結合部40で車輪側回転部材26と車輪ハブ35とが塑性結合する。上記方法で車輪側回転部材26と車輪ハブ35とを固定連結することにより、嵌め合いで固定する場合と比較して、結合強度を大幅に高めることができる。これにより、車輪ハブ35を安定して保持することが可能となる。   Thereby, the wheel side rotation member 26 and the wheel hub 35 are plastically coupled at the plastic coupling portion 40. By fixedly connecting the wheel-side rotating member 26 and the wheel hub 35 by the above method, the coupling strength can be significantly increased as compared with the case of fixing by fitting. Thereby, the wheel hub 35 can be stably held.

上記構成のインホイールモータ駆動装置21において、第1の遊星減速機構27aを円筒部24aの内側に配置したことにより、インホイールモータ駆動装置21を軸方向にコンパクト化することができる。   In the in-wheel motor drive device 21 configured as described above, the in-wheel motor drive device 21 can be made compact in the axial direction by arranging the first planetary reduction mechanism 27a inside the cylindrical portion 24a.

なお、第1の遊星減速機構27aの全域が円筒部24aの内周面によって区切られた空間の内側に位置する場合のみならず、図1に示すように第1の遊星減速機構27aの一部が円筒部24aの内周面によって区切られた空間の内側に位置する場合でも、この発明の効果を得ることができる。   In addition to the case where the entire region of the first planetary speed reduction mechanism 27a is located inside the space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion 24a, a part of the first planetary speed reduction mechanism 27a as shown in FIG. Even if it is located inside the space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion 24a, the effect of the present invention can be obtained.

また、第2の遊星減速機構27bを円筒部24aの外側に配置し、かつ外径寸法を円筒部24aの内径寸法より大きくしたことにより、第2の遊星減速機構27bは、第1の遊星減速機構27bと比較して、減速比を大きくすることが可能となる。   Further, the second planetary reduction mechanism 27b is arranged on the outside of the cylindrical portion 24a, and the outer diameter is made larger than the inner diameter of the cylindrical portion 24a. Compared with the mechanism 27b, the reduction ratio can be increased.

減速部B全体としての減速比は、第1および第2の遊星減速機構27a,27bそれぞれの減速比の積で表わされるので、第2の遊星減速機構27bの減速比を大きくすれば、減速部B全体としての減速比を大きくすることができる。   The speed reduction ratio of the speed reduction part B as a whole is represented by the product of the speed reduction ratios of the first and second planetary speed reduction mechanisms 27a and 27b. Therefore, if the speed reduction ratio of the second planetary speed reduction mechanism 27b is increased, the speed reduction part The reduction ratio as a whole of B can be increased.

また、図1に示す実施形態において、モータ部Aの位置におけるケーシング22の外径寸法は、第2の遊星減速機構27bの位置における外径寸法と比較して大きくなっているので、モータ部Aの径方向の寸法を削減し、第2の遊星減速機構27bの径寸法をモータ部Aを超えない範囲で大きくすれば、さらにコンパクトで減速比の高いインホイールモータ駆動装置を得ることができる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the outer diameter of the casing 22 at the position of the motor part A is larger than the outer diameter of the second planetary reduction mechanism 27b. If the size of the second planetary speed reduction mechanism 27b is increased within a range not exceeding the motor portion A, an in-wheel motor drive device with a more compact and high reduction ratio can be obtained.

その結果、上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置21を電気自動車11に採用することにより、ばね下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車11を得ることができる。   As a result, the unsprung weight can be suppressed by adopting the in-wheel motor drive device 21 according to the above embodiment in the electric vehicle 11. As a result, the electric vehicle 11 having excellent running stability can be obtained.

なお、上記の実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Aから駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。   In addition, although description of the action | operation in said embodiment was performed paying attention to rotation of each member, the motive power containing a torque is actually transmitted from the motor part A to a driving wheel. Therefore, the power decelerated as described above is converted into high torque.

また、上記の実施形態における作動の説明では、モータ部Aに電力を供給してモータ部Aを駆動させ、モータ部Aからの動力を駆動輪に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪側からの動力を減速部Bで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Aに伝達し、モータ部Aで発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Aを駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。   In the description of the operation in the above embodiment, electric power is supplied to the motor unit A to drive the motor unit A, and the power from the motor unit A is transmitted to the drive wheels. When the vehicle decelerates or goes down a hill, the power from the drive wheel side is converted into high-rotation low-torque rotation by the deceleration unit B and transmitted to the motor unit A. good. Furthermore, the electric power generated here may be stored in a battery and used later for driving the motor unit A or for operating other electric devices provided in the vehicle.

さらに、上記の実施形態の構成にブレーキを加えることもできる。例えば、図1の構成において、ケーシング22を軸方向に延長してロータ24の図中右側に空間を形成し、ロータ24と一体的に回転する回転部材と、ケーシング22に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピストンと、このピストンを作動させるシリンダとを配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを嵌合させてロータ24をロックするものとするパーキングブレーキであってもよい。   Further, a brake can be added to the configuration of the above embodiment. For example, in the configuration of FIG. 1, the casing 22 is extended in the axial direction to form a space on the right side of the rotor 24 in the drawing, the rotating member that rotates integrally with the rotor 24, and the casing 22 is non-rotatable and axial. A parking brake may be provided in which a movable piston and a cylinder for operating the piston are disposed, and the rotor 24 is locked by fitting the piston and the rotating member when the vehicle is stopped.

または、ロータ24と一体的に回転する回転部材の一部に形成されたフランジおよびケーシング22側に設置された摩擦板をケーシング22側に設置されたシリンダで挟むディスクブレーキであってもよい。さらに、この回転部材の一部にドラムを形成すると共に、ケーシング22側にブレーキシューを固定し、摩擦係合およびセルフエンゲージ作用で回転部材をロックするドラムブレーキを用いることができる。   Alternatively, it may be a disc brake in which a flange formed on a part of a rotating member that rotates integrally with the rotor 24 and a friction plate installed on the casing 22 side are sandwiched by a cylinder installed on the casing 22 side. Furthermore, a drum brake can be used in which a drum is formed on a part of the rotating member, a brake shoe is fixed to the casing 22 side, and the rotating member is locked by friction engagement and self-engagement.

また、上記の実施形態においては、車輪側回転部材26と車輪ハブ35とは、拡径加締めによって固定連結した例を示したが、これに限ることなく、任意の方法で固定連結することができる。   In the above embodiment, the wheel side rotation member 26 and the wheel hub 35 are fixedly connected by diameter caulking. However, the present invention is not limited thereto, and the wheel side rotating member 26 and the wheel hub 35 may be fixedly connected by an arbitrary method. it can.

さらに、図2に示した電気自動車11は、後輪14を駆動輪とした例を示したが、これに限ることなく、前輪13を駆動輪としてもよく、4輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。   Furthermore, although the electric vehicle 11 shown in FIG. 2 showed the example which used the rear wheel 14 as the driving wheel, it is not restricted to this, The front wheel 13 may be used as a driving wheel and may be a four-wheel driving vehicle. . In the present specification, “electric vehicle” is a concept including all vehicles that obtain driving force from electric power, and should be understood as including, for example, a hybrid vehicle.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the in-wheel motor drive device concerning one Embodiment of this invention. 図1のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の平面図である。It is a top view of the electric vehicle which has the in-wheel motor drive device of FIG. 図2の電気自動車の後方断面図である。FIG. 3 is a rear sectional view of the electric vehicle of FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

11 電気自動車、12 シャーシ、12a ホイールハウジング、12b 懸架装置、13 前輪、14 後輪、21 インホイールモータ駆動装置、22 ケーシング、22a 外方部材、22b 小径部、22c 大径部、23 ステータ、24 ロータ、24a 大径円筒部、24b 小径円筒部、24c,26a,35b フランジ部、25 モータ側回転部材、26 車輪側回転部材、26b,35a 中空部、27a,27b 遊星減速機構、28a,28b 太陽歯車、29a,29b 内歯車、30a,30b 遊星歯車、31a,31b 遊星キャリア、32a,32b 遊星キャリア軸、33a,33b,42a,42b ラジアル針状ころ軸受、34a,34b 抜け止め部、35 車輪ハブ、35c ボルト、35d,36g 密封部材、36 車輪ハブ軸受、36a,36b 外側軌道面、36c,36d 内側軌道面、36e 玉、36f 保持器、41a,41b ラジアル転がり軸受、43a,43b スラスト針状ころ軸受。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric vehicle, 12 Chassis, 12a Wheel housing, 12b Suspension device, 13 Front wheel, 14 Rear wheel, 21 In-wheel motor drive device, 22 Casing, 22a Outer member, 22b Small diameter part, 22c Large diameter part, 23 Stator, 24 Rotor, 24a Large diameter cylindrical part, 24b Small diameter cylindrical part, 24c, 26a, 35b Flange part, 25 Motor side rotating member, 26 Wheel side rotating member, 26b, 35a Hollow part, 27a, 27b Planetary reduction mechanism, 28a, 28b Sun Gear, 29a, 29b Internal gear, 30a, 30b Planetary gear, 31a, 31b Planetary carrier, 32a, 32b Planetary carrier shaft, 33a, 33b, 42a, 42b Radial needle roller bearing, 34a, 34b Retaining part, 35 Wheel hub , 35c bolt, 35d, 36g sealing part , 36 wheel hub bearing, 36a, 36b outer raceway surface, 36c, 36d inner raceway surface, 36e ball, 36f retainer, 41a, 41b radial rolling bearing, 43a, 43 b thrust needle roller bearing.

Claims (4)

ケーシングと、
モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、
前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、
前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、
前記モータ部は、
前記ケーシングに固定される円筒形状の固定子と、
前記固定子と径方向の隙間を設けて対面する円筒部、および前記円筒部の内周面から径方向内側に延びるフランジ部を含み、前記モータ側回転部材と一体回転する回転子とを有し、
前記減速部は、
前記円筒部の内周面によって区切られた空間の内側に配置され、前記モータ側回転部材の回転を減速する第1の遊星減速機構と、
前記円筒部の内周面によって区切られた空間の外側に配置され、前記第1の遊星減速機構の回転を減速して前記車輪側回転部材に伝達する第2の遊星減速機構とを含み、
前記第2の遊星減速機構の外径寸法は、前記円筒部の内径寸法より大きい、インホイールモータ駆動装置。
A casing,
A motor unit for rotationally driving the motor side rotating member;
A speed reducer that decelerates the rotation of the motor side rotating member and transmits it to the wheel side rotating member;
A wheel hub fixedly connected to the wheel side rotating member,
The motor part is
A cylindrical stator fixed to the casing;
A cylindrical portion facing the stator with a gap in the radial direction; and a flange portion extending radially inward from an inner circumferential surface of the cylindrical portion, and a rotor that rotates integrally with the motor-side rotation member. ,
The deceleration part is
A first planetary speed reduction mechanism that is disposed inside a space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion and decelerates the rotation of the motor side rotation member;
A second planetary reduction mechanism that is arranged outside the space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and that reduces the rotation of the first planetary reduction mechanism and transmits it to the wheel-side rotation member;
The in-wheel motor drive device, wherein an outer diameter of the second planetary reduction mechanism is larger than an inner diameter of the cylindrical portion.
モータ部を保持する前記ケーシングは、
外径寸法が前記円筒部の内径寸法より小さく、前記円筒部の内周面によって区切られた空間の内側で前記第1の遊星減速機構を保持する小径部と、
内径寸法が前記円筒部の内径寸法より大きく、前記円筒部の内周面によって区切られた空間の外側で前記第2の遊星減速機構を保持する大径部とを含む、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
The casing holding the motor unit is
A small diameter portion having an outer diameter dimension smaller than an inner diameter dimension of the cylindrical portion and holding the first planetary reduction mechanism inside a space defined by an inner peripheral surface of the cylindrical portion;
The inner diameter dimension is larger than the inner diameter dimension of the cylindrical portion, and includes a large diameter portion that holds the second planetary reduction mechanism outside the space defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion. In-wheel motor drive device.
前記第1の遊星減速機構は、前記モータ側回転部材と一体回転する第1の太陽歯車と、
前記小径部に固定される第1の内歯車と、
前記第1の太陽歯車および前記第1の内歯車に噛合う複数の第1の遊星歯車と、
一方側端部で前記複数の第1の遊星歯車それぞれを自転自在に保持し、前記第1の遊星歯車の公転運動に伴って回転する第1の遊星キャリアとを有し、
前記第2の遊星減速機構は、前記第1の遊星キャリアの他方側端部に固定されて一体回転する第2の太陽歯車と、
前記大径部に固定される第2の内歯車と、
前記第2の太陽歯車および前記第2の内歯車に噛合う複数の第2の遊星歯車と、
一方側端部で前記複数の第2の遊星歯車それぞれを自転自在に保持し、他方側端部で前記車輪側回転部材と接続し、前記第2の遊星歯車の公転運動に伴って回転する第2の遊星キャリアとを有する、請求項2に記載のインホイールモータ駆動装置。
The first planetary reduction mechanism includes a first sun gear that rotates integrally with the motor-side rotation member;
A first internal gear fixed to the small diameter portion;
A plurality of first planetary gears meshing with the first sun gear and the first internal gear;
A first planet carrier that rotatably holds each of the plurality of first planetary gears at one end, and rotates with the revolving motion of the first planetary gear;
The second planetary speed reduction mechanism includes a second sun gear fixed to the other end of the first planet carrier and rotating integrally therewith,
A second internal gear fixed to the large diameter portion;
A plurality of second planetary gears meshing with the second sun gear and the second internal gear;
Each of the plurality of second planetary gears is rotatably held at one end, and is connected to the wheel-side rotating member at the other end, and rotates in accordance with the revolving motion of the second planetary gear. The in-wheel motor drive device of Claim 2 which has two planetary carriers.
第1および第2外側軌道面が形成された外方部材と、
前記車輪側回転部材の外径面に設けられ、前記第1外側軌道面に対向する第1内側軌道面と、
前記車輪ハブの外径面に設けられ、前記第2外側軌道面に対向する第2内側軌道面と、
前記第1外側軌道面と前記第1内側軌道面との間、および前記第2外側軌道面と前記第2内側軌道面との間に配置される複数の転動体とを含み、
前記車輪ハブを前記ケーシングに対して回転自在に支持する車輪ハブ軸受をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
An outer member having first and second outer raceways formed thereon;
A first inner raceway surface provided on an outer diameter surface of the wheel-side rotating member and facing the first outer raceway surface;
A second inner raceway surface provided on an outer diameter surface of the wheel hub and facing the second outer raceway surface;
A plurality of rolling elements disposed between the first outer raceway surface and the first inner raceway surface and between the second outer raceway surface and the second inner raceway surface;
The in-wheel motor drive device in any one of Claims 1-3 further equipped with the wheel hub bearing which supports the said wheel hub rotatably with respect to the said casing.
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