JP5297758B2

JP5297758B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP5297758B2
Application number: JP2008274722A
Authority: JP
Inventors: 山本　　憲
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: JP2010038357A

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置の潤滑構造に関する。

従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開２００６−２５８２８９号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載されているインホイールモータ駆動装置は、駆動モータと、この駆動モータから駆動力を入力されて回転数を減速して車輪側に出力する減速機と、減速機の出力軸と結合する車輪のハブ部材とが同軸に配列されている。この減速機はサイクロイド減速機構であり、従来の減速機として一般的な遊星歯車式減速機構と比較して高減速比が得られる。したがって、駆動モータの要求トルクを小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置のサイズおよび重量を低減することができるという点で頗る有利である。また、このサイクロイド減速機構は、外ピンがケーシングに針状ころ軸受によって回転自在に支持されている。したがって、曲線板と外ピンとの接触抵抗を大いに低減することができ、減速機のトルク損失を防止することができる点で頗る有利である。
特開２００６−２５８２８９号公報

サイクロイド減速機構は、入力軸と同じ回転数で公転運動を行う公転部材を低速で自転させ、この自転運動を出力軸の回転数として取り出すものである。このため、入力軸と出力軸との回転差が大きく、車両の駆動力を伝達することから伝達トルクが大きく、焼き付きを防止して安定した運転を行うためにもサイクロイド減速機構には適切な潤滑が必要である。具体的には、サイクロイド減速機構の内部に潤滑油を貯留し、サイクロイド減速機構の内部で回転する回転部材を潤滑油に浸して潤滑する油浴潤滑が考えられる。

油浴潤滑の場合、回転部材の回転数が大きければ潤滑油が遠心力で外径方向に飛散し、回転部材の軸線付近では潤滑油が不足する虞があり、回転部材全体に潤滑油を行き亘らせることが困難である。特に、公転部材の外周部と軸線との間に孔を設け、公転部材の孔に内側係合部材を係合し、内側係合部材によって公転部材の自転運動を取り出すサイクロイド減速機構の場合、公転部材の外周部と軸線との間を適切に潤滑する必要がある。

本発明の目的は、公転部材の外周部と軸線との間を適切に潤滑することができるインホイールモータ駆動装置を提供することである。

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、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、減速部は、モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、モータ側回転部材の回転に伴ってモータ側回転部材の軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回転部材と結合し、公転部材のうち外周部と軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材とを有し、孔の内径寸法は、内側係合部材の外径寸法より所定分大きく形成され、モータ側回転部材は、軸線に沿って形成され、減速部に潤滑油を供給するための軸線油路を含み、内側係合部材は、軸線油路を通って送られてきた潤滑油を受け入れて内側係合部材の表面にまで導き、内径寸法が相対的に大きい公転部材の孔の孔壁面と外径寸法が相対的に小さい内側係合部材の外周表面とが接触する部分を潤滑する潤滑油路を含む。

かかる本発明によれば、公転部材のうち外周部と軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材の表面に潤滑油を供給する潤滑油路を備えるため、公転部材の外周部と軸線との間を適切に潤滑することができる。また、内側係合部材の表面を潤滑することが可能になり、公転部材に設けられた孔と内側係合部材が滑り接触する場合には、孔と内側係合部材との摩擦を低減することができる。

好ましくは、本発明の内側係合部材は、公転部材に設けられた孔に挿入された円柱体であって、内側係合部材の外周表面を転走する複数の転動体と、内周でこれら転動体が転走するとともに外周で孔の孔壁面と転がり接触する外輪とを有する。そして、潤滑油路は、転動体が転走する内側係合部材の表面に潤滑油を供給する。これにより、公転部材に設けられた孔と内側係合部材が転がり接触するとともに、転動体が潤滑されて、孔と内側係合部材との摩擦を著しく低減することができる。

好ましくは、車輪側回転部材の端部は、減速部の内部でモータ側回転部材の一端と同軸に突き合わせて配置され、モータ側回転部材の一端は、潤滑油が流出する供給ポートを有し、潤滑油路は、車輪側回転部材に設けられて、供給ポートと内側係合部材の内部とを連通する連絡油路と接続する。これにより、モータ側回転部材から外径方向に潤滑油を流す軸心潤滑を実現して、インホイールモータ駆動装置の内部を適切に潤滑することができる。

好ましくは、供給ポートはオリフィスである。これにより、内側係合部材に適切な量の潤滑油を供給することができる。

好ましくは、連絡油路の入口は、車輪側回転部材の端部に配置され、互いに突き合わせて配置された車輪側回転部材の端部とモータ側回転部材の一端との間に設けられたシール部材によって供給ポートに接続される。これにより、供給ポートから流出する大半の潤滑油を、内側係合部材に供給することが可能になり、内側係合部材を効率良く潤滑することができる。

好ましくは、車輪側回転部材は、車輪側回転部材の端部で拡径するフランジ部と、フランジ部に周方向に複数配置されて内側係合部材がそれぞれ嵌合固定される貫通孔とを有し、内側係合部材はフランジ部から公転部材に設けられた孔へ突出し、フランジ部は、公転部材に設けられた孔とは反対側のフランジ部の端面に取り付けられて、内側係合部材の潤滑油路と連絡油路とを接続する給油プレートを有する。

これにより、インホイールモータ駆動装置の組立時において、内側係合部材の潤滑油路と車輪側回転部材の連絡油路との接続を容易に行うことができる。また、給油プレートが内側係合部材の根元と接触して、内側係合部材がフランジ部の他方側へ抜け出ることを防止することができる。

好ましくは、車輪側回転部材は、車輪側回転部材の端部でフランジ部の内径側を片持ち支持する円筒部をさらに有し、円筒部は、内周面で転がり軸受を介してモータ側回転部材の一端を回転自在に支持し、連絡油路は、転がり軸受の外輪が取り付けられた円筒部の内周面に設けられた油溝と、円筒部を貫通して油溝と給油プレートとを連通する貫通孔とを含む。

これにより、すべて孔加工で形成された連絡油路よりも多くの油量を流すことができる。さらに、インホイールモータ駆動装置の製造時において、車輪側回転部材の複雑な孔あけ加工の工数を省力化して製造効率を高めることができる。

好ましくは、潤滑油路は、転動体が転走する内側係合部材の転走面と接続する出口を含み、出口は、軸線と直角な断面において、軸線と内側係合部材の中心とを結ぶ仮想直線上に配置される。これにより、潤滑油路の出口に伝達トルクの荷重が作用することを回避して、軸受を有する内側係合部材の耐久性能および信頼性能が向上する。

あるいは、潤滑油路は、内側係合部材の外周表面のうち転動体が転走する内側係合部材の転走面を除いた表面と接続する出口を含むものであってもよい。これにより、内側係合部材の組立工程において内側係合部材を上述の仮想曲線に合わせて配列する工数を削減して、耐久性能および組立効率の向上、ならびに低コスト化を図ることができる。

このように本発明のインホイールモータ駆動装置は、公転部材のうち外周部と軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材に潤滑油を供給する潤滑油路を備えることから、公転部材の外周部と軸線との間を十分な量の潤滑油を潤滑することが可能になる。したがって、油浴潤滑のみによって潤滑する場合よりも、サイクロイド減速機（減速部）の内部を適切に潤滑することができ、摩擦によるトルク損失を低減することができる。そして、公転部材が高回転する場合であっても、焼き付きを防止して、サイクロイド減速機の寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、実施例１のインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。図３は、図１のＩＩＩの部分を拡大して示す図である。

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からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａと減速部Ｂとはケーシング２２に収納されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。

モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ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。

モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂの入力軸に相当する。そして、減速部Ｂ内部に配置される一端が偏心部材２５ａ，２５ｂと結合する（符号は図３を参照）。このモータ側回転部材２５は、ロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂの両端で転がり軸受３６ａ，３６ｂによって支持される。さらに、２つの円盤形状の偏心部材２５ａ，２５ｂは、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、１８０°位相を変えて設けられている。

減速部Ｂは、偏心部材２５ａ，２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構と、曲線板２６ａ，２６ｂの隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂの端面に当接して曲線板の傾きを防止する支持部材２９と、減速部Ｂ内部の潤滑油を受け止めるオイル溜まり５１を備える。曲線板２６ａは、転がり軸受４１によって偏心部材２５ａに対して回転自在に支持されている。また曲線板２６ｂも、別の転がり軸受４１によって偏心部材２５ｂに対して回転自在に支持されている。

車輪側回転部材２８は、減速部Ｂから車輪ハブ軸受部Ｃにかけて配置され、減速部Ｂの出力軸に相当する。車輪側回転部材２８は車輪ハブ軸受部Ｃ側で軸部２８ｂを形成する。軸部２８ｂの減速部Ｂに近い方の端部は軸部２８ｂの外径よりも大きな径であるフランジ部２８ａと結合する。フランジ部２８ａの軸線中心は軸線方向に窪み、円形凹部を形成される。フランジ部２８ａを有する側の車輪側回転部材２８の端部は、減速部Ｂの内部で、モータ側回転部材２５の一端と同軸に突き合わせて配置される。軸線Ｏと同軸に形成された円形凹部の内周には転がり軸受３６ｂの外輪が固定される。また、モータ側回転部材２５の外周には転がり軸受３６ｂの内輪が固定される。これにより円形凹部の内周は転がり軸受３６ｂを介してモータ側回転部材２５の一端を相対回転自在に支持する。

フランジ部２８ａには、車輪側回転部材２８の回転軸線Ｏを中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する孔２８ｈが形成されている。孔２８ｈは、フランジ部２８ａの車輪ハブ軸受部Ｃ側の端面に沿った底を有する穴であってもよいが、組立の便宜のため、好ましくは図１に示すように、フランジ部２８ａの車輪ハブ軸受部Ｃ側の端面からモータ部Ａ側の端面まで貫通する。フランジ部２８ａから軸線Ｏ方向に延在する軸部２８ｂの外径面には、車輪ハブ３２が固定されている。フランジ部２８ａと軸部２８ｂとが結合する側の車輪側回転部材２８の端面は、中心部が軸方向に窪んだ形状であって、転がり軸受３６ｂおよびモータ側回転部材２５の端部を受け入れる。

図２を参照して、曲線板２６ｂは、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの中心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。

曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部材２５ｂに対して回転自在に支持されている。この転がり軸受４１は、その内径面が偏心部材２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に外周軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、外周軌道面４２ａおよび貫通孔３０ｂの孔壁面の間に配置される複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。曲線板２６ａについても同様である。

外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、外周の曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。

なお、ケーシング２２に配設された外ピン２７は、ケーシング２２に直接保持されているわけではなく、図１に示すようにケーシング２２の内壁に設けられた針状ころ軸受２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７をケーシング２２に回転自在とすることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。

減速部Ｂの運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。内ピン３１は、車輪側回転部材２８の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材２８と結合する。また、内側係合部材になる内ピン３１は、車輪側回転部材２８から突出して、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部と軸線Ｏとの間に設けられた貫通孔３０ａと係合する。曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａの孔壁面に当接する位置に針状ころ軸受３１ａが設けられている。内ピン３１は円柱体である。また、針状ころ軸受３１ａは、内ピン３１の外周表面を転走する複数の転動体３１ｔと、内周で転動体３１ｔが転走するとともに外周で貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する外輪３１ｇとを有する。転動体３１ｔは針状ころである。外輪３１ｇを軸方向に分割して、曲線板２６ａ，２６ｂに対して別々に接触させる構造としてもよい。

一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。なお図には示さなかったが、簡易な構成として、内ピン３１が針状ころ軸受３１ａを有することなく、内ピン３１の外周表面が貫通孔３０ａの孔壁面とすべり接触するものであってもよい。

車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２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３４とを備える。車輪ハブ軸受３４は複列アンギュラ玉軸受であって、その内輪３４ｃが車輪ハブ３２の外径面に嵌合固定される。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪が固定連結される。

上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を詳しく説明する。

モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。

これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材２５の回転軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの曲線形状の波形と転がり接触するよう係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。

貫通孔３０ａに挿通する内ピン３１は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動のみが車輪側回転部材２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。

このとき、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、運動変換機構を介して減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出す。この結果、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材２８に伝達される。したがって、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。

なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺ_Ａ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺ_Ｂとすると、（Ｚ_Ａ−Ｚ_Ｂ）／Ｚ_Ｂで算出される。図２に示す実施形態では、Ｚ_Ａ＝１２、Ｚ_Ｂ＝１１であるので、減速比は１／１１と、非常に大きな減速比を得ることができる。

このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン２７をケーシング２２に対して回転自在とし、内ピン３１の曲線板２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。

次に、図１および図３に沿って、減速部Ｂの潤滑構造につき詳しく説明する。モータ部Ａと減速部Ｂとの間に位置するケーシング２２には、オイルポンプ５３が設けられている。ケーシング２２に設けられた吸入油路５２は、オイルポンプ５３の吸入口と減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５１とを接続する。ケーシング２２に設けられた吐出油路５４は、一端でオイルポンプ５３の吐出口と接続し、他端でケーシング２２に設けられた冷却装置と交差する冷却油路５５と接続する。冷却油路５５は、ケーシング２２に設けられた連絡油路５６と接続し、冷却油路５５を流れる潤滑油を冷却する。連絡油路５６は、モータ側回転部材２５に軸線Ｏに沿って設けられた軸線油路５７と接続する。軸線油路５７は、減速部Ｂで、軸線Ｏから偏心部材２５ａ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ａと、軸線Ｏから偏心部材２５ｂ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ｂとに分岐する。潤滑油路５８ａ，５８ｂの径方向外側端は、転がり軸受４１の内輪部材４２を貫通するよう外周軌道面４２ａに設けられた孔４３と接続する。

軸線油路５７は、モータ側回転部材２５の減速部Ｂに位置する側の端面２５ｔに、供給ポート５９を備える。供給ポート５９はオリフィスになっていて、車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａ中央の円形凹部の中に差し込まれ、円形凹部の底面２８ｔと対面する。これら端面２５ｔと、円形凹部の底面２８ｔと、円形凹部の内周壁面との間の領域になる油室６０は、モータ側回転部材２５と車輪側回転部材２８との間に配置された転がり軸受３６ｂの外輪および内輪間の環状隙間にはシール部材３６ｓが隣接配置される。シール部材３６ｓは潤滑油がこの環状隙間を自由に通過することを抑制するが、この環状隙間を完全に封止するものではなく、潤滑油の若干の通過を許容する。

フランジ部２８ａの内部には、径方向に延在する連絡油路６１が設けられている。連絡油路６１の入口になる径方向内側端は、車輪側回転部材２８の端部に配置され、油室６０（円形凹部）と接続する。油室６０を区画する円形凹部は、供給ポート５９を受け入れる。そして連絡油路６１の径方向内側端は、互いに突き合わせて配置された車輪側回転部材２８の端部とモータ側回転部材２５の一端との間に設けられたシール部材３６ｓによって、供給ポート５９に接続される。内ピン３１が突出しないフランジ部２８ａの他方側の端面には、リング形状の給油プレート６２がボルト６３によって固定されている。給油プレート６２は、軸線Ｏ方向に厚みを有するところ、内径側の厚みが外径側の厚みよりも薄く、給油プレート６２の内径部とフランジ部２８ａの他方側の端面との間にリング形状の空間６４が形成される。リング空間６４は、連絡油路６１の径方向外側端と潤滑油路６５とを接続する。

内ピン３１は軸線Ｏと平行に延びる円柱体であって、内ピン３１の根元がフランジ部２８ａの孔２８ｈと嵌合固定する。そして、フランジ部２８ａから突出する内ピン３１の部位には、軸線Ｏと平行に曲線板２６ａの位置から曲線板２６ｂの位置まで延びる針状ころ軸受３１ａが設けられている。針状ころ軸受３１ａは、内ピン３１の外周表面を転走する複数の転動体３１ｔと、内周でこれら転動体３１ｔが転走するとともに外周で貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する外輪３１ｇとを有する。針状ころになる転動体３１ｔは２列に配置される。

内ピン３１の内部には、軸線Ｏと平行に延びる潤滑油路６５が設けられる。潤滑油路６５は、フランジ部２８ａ側でリング空間６４と接続する。また、曲線板２６ｂの位置で分岐する。分岐した一方の潤滑油路６５ｂは、内ピン３１の径方向に内ピン３１の外周表面まで延びる。分岐した他方の潤滑油路６５は、曲線板２６ａの位置で分岐する。分岐した潤滑油路６５ａは、内ピン３１の径方向に内ピン３１の外周表面まで延びる。

フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の端部には、補強部材６６が設けられている。補強部材６６は、補強部材６６と結合する円環形状の円環部６６ｂと、円環部６６ｂの内径面から軸方向に延びる円筒部６６ｃとを含む。曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は円環部６６ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。

この補強部材６６の円筒部６６ｃによって駆動されるオイルポンプ５３は、例えばサイクロイドポンプで構成され、オイル溜まり５１に貯留した潤滑油を吸入し、吐出油路５４に潤滑油を吐出する。潤滑油は、吐出油路５４と冷却油路５５とを順次通過して冷却される。次に潤滑油は、連絡油路５６と、軸線油路５７とを順次通過し、潤滑油路５８ａ、５８ｂと、供給ポート５９とにそれぞれ分岐して流れ、偏心部材２５ａに設けられた転がり軸受４１と、偏心部材２５ｂに設けられた転がり軸受４１とをそれぞれ潤滑し、油室６０に流入する。供給ポート５９をオリフィスにすることによって、軸線油路５７から油室６０を経由して内ピン３１に供給される潤滑油量を調節することができる。

前述のようにシール部材３６ｓは若干量の通過を許容するため、油室６０の潤滑油の一部は転がり軸受３６ｂを潤滑する。

これに対し油室６０の大半の潤滑油は、連絡油路６１と、リング空間６４とを順次通過して、内ピン３１に供給される。具体的には、リング空間６４から、内ピン３１の潤滑油路６５を通過し、潤滑油路６５ｂ、６５ａにそれぞれ分岐して流れ、内ピン３１の外周表面と、針状ころ軸受３１ａの転動体３１ｔと、外輪３１ｇの内周面とを潤滑する。こうして潤滑油は、減速部Ｂに設けられた部材を潤滑して、減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５１に集まる。リング空間６４は、潤滑油を一時貯留する貯留部として機能する。

なお図には示さなかったが、径方向に貫通する孔を外輪３１ｇに設けることにより、外輪３１ｇの外周面と、貫通孔３０ａの孔壁面にも潤滑油を供給することができる。

なお、オイルポンプ５３は、本実施例の他、インホイールモータ駆動装置２１の外部に設けられてもよい。

図４は、軸線Ｏ方向から見た給油プレート６２の正面図であり、フランジ部２８ａに取り付けた状態の理解を容易にするため、リング空間６４と、内ピン３１の配置箇所を破線で示す。また図５は、軸線Ｏを含む平面で給油プレート６２を切断してみた状態を示す縦断面図である。給油プレート６２の軸線Ｏ方向厚みは、径方向外側６２ｏの方が径方向内側６２ｉよりも大きく、径方向外側６２ｏがフランジ部２８ａおよび内ピン３１と接触する。径方向外側６２ｏには、ボルト６３の挿通孔６７を、周方向に４箇所配設する。これに対し径方向内側６２ｉは、フランジ部２８ａと隙間を介して対向し、リング空間６４を形成する。

ボルト６３を締結して給油プレート６２をフランジ部２８ａに取り付け固定した状態では、図４に示すように、リング空間６４が内ピン３１の潤滑油路６５と接続する。したがって本実施例によれば、フランジ部２８ａに給油プレート６２を取り付けることによって、潤滑油路６５と連絡油路６１とを容易に接続することができる。また、内ピン３１がフランジ部２８ａから突出して車輪ハブ軸受部Ｃに移動することを防止することができる。したがって、減速部Ｂの組立効率が向上する。

本実施例によれば、内ピン３１は潤滑油を供給する潤滑油路６５，６５ａ，６５ｂを含むことから、高回転によって遠心力が曲線板２６ａ，２６ｂに作用しても、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部と軸線Ｏとの間を適切に潤滑することができる。

また本実施例によれば、内ピン３１が針状ころ軸受３１ａを有せず内ピン３１の表面と貫通孔３０ａの孔壁面とがすべり接触する場合であっても、このすべり接触のおける摩擦を低減することができる。

本実施例によれば、円柱体になる内ピン３１に、内ピン３１の外周表面を転走する複数の転動体３１ｔと、内周で転動体３１ｔが転走するとともに外周で貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する外輪３１ｇとを有する針状ころ軸受３１ａが設けられている。潤滑油路６５，６５ａ，６５ｂは、内ピン３１の外周表面に潤滑油を供給する。これにより、貫通孔３０ａと内ピン３１が転がり接触するとともに、転動体３１ｔの転走面が潤滑されて、貫通孔３０ａと内ピン３１との摩擦を著しく低減することができる。

また本実施例によれば、車輪側回転部材２８の端部は、ケーシング２２の内部でモータ側回転部材２５の一端と軸線Ｏ上に突き合わせて配置され、モータ側回転部材２５の一端は、潤滑油が流出する供給ポート５９を有し、潤滑油路６５は、車輪側回転部材２８に設けられて、供給ポート５９と内ピン３１の内部とを連通する連絡油路６１と接続する。これにより、モータ側回転部材２５から外径方向に潤滑油を流す軸心潤滑を実現して、減速部Ｂの内部を適切に潤滑することができる。

また本実施例によれば、供給ポート５９はオリフィスであることから、内ピン３１に適切な量の潤滑油を供給することができる。

本実施例によれば、連絡油路６１の入口は、車輪側回転部材２８の端部に配置され、互いに突き合わせて配置された車輪側回転部材２８の端部とモータ側回転部材２５の一端との間に設けられたシール部材３６ｓによって、供給ポート５９に接続される。これにより、供給ポート５９から流出する大半の潤滑油を、内ピン３１に供給することが可能になり、内ピン３１を効率良く潤滑することができる。しかも、供給ポート５９から流出する潤滑油の一部によって、転がり軸受３６ｂを潤滑することができる。

また本実施例によれば、車輪側回転部材２８は、車輪側回転部材２８の端部で拡径するフランジ部２８ａと、フランジ部２８ａに周方向に複数配置されて内ピン３１がそれぞれ嵌合固定される貫通孔２８ｈとを有し、内ピン３１はフランジ部２８ａのモータ部Ａ側の端面から突出し、フランジ部２８ａは、フランジ部２８ａの車輪ハブ軸受部Ｃ側の端面に取り付けられて、潤滑油路６５と連絡油路６１とを接続する給油プレート６２を有する。

これにより、減速部Ｂの組立時において、内ピン３１の潤滑油路６５と車輪側回転部材２８の連絡油路６１との接続を容易に行うことができる。また、給油プレート６２が内ピン３１の根元と接触して、内ピン３１がフランジ部２８ａから車輪ハブ軸受部Ｃ側へ抜け出ることを防止することができる。

図６は、実施例２のインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図７は、図６のＶＩＩの部分を拡大して示す図である。図８は、車輪側回転部材を取り出して示す縦断面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸにおける横断面図である。図１０は、図６のＸ−Ｘにおける横断面図である。

この実施例２の基本構成は、上述した実施例１と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

図７および図８に示すように、車輪側回転部材２８は、車輪側回転部材２８の端部でフランジ部２８ａの内径側を片持ち支持する円筒部２８ｃをさらに有する。円筒部２８ｃは、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとの間にある中空円筒形状の部位である。円筒部２８ｃの内周面には、転がり軸受３６ｂの外輪３６ｇが取り付けられる。また円筒部２８ｃの内周面には、油溝６１ｇが刻設される。油溝６１ｇは、軸部２８ｂからフランジ部２８ａへ向かって軸線Ｏと平行に延在するが、フランジ部２８ａまで達していない。油溝６１ｇのフランジ部２８ａに近い側の端部で、円筒部２８ｃを貫通する貫通孔６１ｈが設けられる。貫通孔６１ｈは外径側端でフランジ部２８ａのリング空間６４と接続し、内径側端で油溝６１ｇと接続する。

油溝６１ｇおよび貫通孔６１ｈは１つであってもよいが、好ましくは複数設ける。実施例２では、図９に示すように、油溝６１ｇを周方向等間隔に４箇所設けている。円筒部２８ｃの内径側に位置する円形の端面２８ｔは、内径側が外周縁よりも段差２８ｄを伴って窪んでおり、油溝６１ｇはこの段差２８ｄに達する。

外輪３６ｇを円筒部２８ｃに固定した状態で、油溝６１ｇは油室６０と貫通孔６１ｈとを連通することから、油溝６１ｇおよび貫通孔６１ｈが連絡油路６１となる。また、実施例２の給油プレート６２は、フランジ部２８ａの端面を覆うよう被さって、リング空間６４を形成する。

実施例２によれば、連絡油路６１は、外輪３６ｇが取り付けられた円筒部２８ｃの内周面に設けられた油溝６１ｇと、円筒部２８ｃを貫通して油溝６１ｇと給油プレート６２とを連通する貫通孔６１ｈとを含むことから、油溝６１ｇの溝幅を大きくすることにより、孔あけ加工のみで連絡油路６１を設ける実施例１と比較して、多くの油量を流すことができる。さらに、インホイールモータ駆動装置２１の製造時において、車輪側回転部材２８の複雑な孔あけ加工の工数を省力化して製造効率を高めることができる。

図７に示すように、実施例２では、曲線板２６ａの貫通孔３０ａと転がり接触する針状ころ軸受３１ａと、曲線板２６ｂの貫通孔３０ａと転がり接触する針状ころ軸受３１ｂとをそれぞれ設け、これら針状ころ軸受３１ａ，３１ｂを内ピン３１で共通に支持する。つまり、実施例２の針状ころ軸受３１ａ，３１ｂは、実施例１の針状ころ軸受３１ａを軸線Ｏ方向一方と他方に分割したものである。針状ころ軸受３１ｂは針状ころ軸受３１ａと同じものである。

軸線Ｏと平行に延在する潤滑油路６５から分岐した一方の潤滑油路６５ｂは、図１０に示すように、軸線Ｏを中心とする径方向に延在し、針状ころ軸受３１ｂの転動体３１ｔが転走する転走面と接続する出口６５ｅを含む。出口６５ｅは、軸線Ｏと直角な断面において、軸線Ｏと内ピン３１の中心（図１０の潤滑油路６５）とを結ぶ仮想直線である二点鎖線α上に配置される。出口６５ｅから流出した潤滑油は、転動体３１ｔを含む針状ころ軸受３１ｂを潤滑する。実施例２では、図１０に示すように、潤滑油路６５ｂが軸線Ｏを中心として放射状に配置される。

軸線Ｏと平行に延在する潤滑油路６５から分岐した他方の潤滑油路６５ａも、図１０に示す潤滑油路６５ｂと同様に配置される。

ところで、トルクを伝達する減速部Ｂにおいて曲線板２６ｂが図１０に矢で示す方向に自転する場合、曲線板２６ｂはβの位置で針状ころ軸受３１ｂに大きな負荷を与える。実施例２によれば、潤滑油路６５ａ，６５ｂの出口６５ｅが、軸線Ｏと直角な断面において軸線Ｏと内ピン３１の中心とを結ぶ仮想直線上に配置されることから、トルク伝達に伴い針状ころ軸受３１ａを介して内ピン３１の出口６５ｅ近傍に作用する荷重を小さくできる。したがって、針状ころ軸受３１ａ，３１ｂの耐久性能および信頼性能が向上する。

図１１は、実施例３のインホイールモータ駆動装置の減速部を拡大して示す縦断面図である。図１２はセンタカラーの横断面図であり、図１３は図１２のＸIII−ＸIIIにおける縦断面図である。この実施例３の基本構成は、上述した実施例１，２と共通するため、同一部材については、共通する符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

軸線Ｏと平行に延在する潤滑油路６５は、図１１に示すように、針状ころ軸受３１ｂと針状ころ軸受３１ａとの間で直角に向きを変え、軸線Ｏから遠ざかるよう外径方向へ延びる。そして、潤滑油路６５は内ピン３１の外周表面と接続する出口６５ｆを含む。つまり出口６５ｆは、転動体３１ｔが転走する内ピン３１の転走面を除いた内ピン３１の表面に配置される。

針状ころ軸受３１ｂと針状ころ軸受３１ａとの間にはセンタカラー４５が介挿される。センタカラー４５は、図１２に示すようにリング形状の部材であって、樹脂材料で形成されている。そして、内ピン３１を受け入れる複数の貫通孔４５ａと、センタカラー４５の内周面と貫通孔４５ａとを連通する通路４５ｂとを有する。

出口６５ｆは貫通孔４５ａの孔壁と対向する。出口６５ｆから流出した潤滑油は、貫通孔４５ａを経由して、軸線Ｏ方向両側の針状ころ軸受３１ａ，３１ｂに分配される。これにより、内ピン３１の転走面および転動体３１ｔに安定して潤滑油を供給することができる。

実施例３の潤滑油路６５は、内ピン３１の外周表面のうち転動体３１ｔが転走する転走面を除いた表面と接続する出口６５ｆを含むことから、出口６５ｆに伝達トルクに伴う荷重が作用することを回避して、内ピン３１の耐久性および信頼性が向上する。さらに、内ピン３１の組立工程において、図１０のように潤滑油路を放射状に整列させて内ピン３１をフランジ部２８ａに固定する工数が不要になり、組立効率の向上および低コスト化を図ることができる。

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。

本発明は、インホイールモータ駆動装置に採用することができる。

本発明の実施例１になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図１の減速部Ｂの中心部分の拡大図である。同実施例の給油プレートを軸線方向からみた状態を一部断面にして示す正面図である。同実施例の給油プレートの縦断面図である。本発明の実施例２になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図６の減速部Ｂの中心部分の拡大図である。同実施例の車輪側回転部材を取り出して示す縦断面図である。図８のＩＸ−ＩＸにおける横断面図である。図６のＸ−Ｘにおける横断面図である。本発明の実施例３になるインホイールモータ駆動装置の減速部を拡大して示す縦断面図である。同実施例のセンタカラーの横断面図である。図１２のＸIII−ＸIIIにおける縦断面図である。

符号の説明

２１インホイールモータ駆動装置、２２ケーシング、２３ステータ、２４ロータ、２５モータ側回転部材（入力軸）、２５ａ，２５ｂ偏心部材、２６ａ，２６ｂ曲線板（公転部材）、２７外ピン（外周係合部材）、２８車輪側回転部材（出力軸）、２９支持部材、３０ａ，３０ｂ貫通孔、３１内ピン（内側係合部材）、３１ａ針状ころ軸受、３２車輪ハブ、３４，３６ａ，３６ｂ，４１転がり軸受、３６ｓシール部材、４２内輪部材、４２ａ外周軌道面、４４ころ（転動体）、４５センタカラー、５１オイル溜まり、５３オイルポンプ、５５冷却油路、５６連絡油路、５７軸線油路、５８ａ，５８ｂ潤滑油路、５９供給ポート、６０油室、６１連絡油路、６２給油プレート、６４リング空間、６５，６５ａ，６５ｂ潤滑油路。

Claims

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、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、
内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、
前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記公転部材のうち外周部と前記軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材とを有し、
前記孔の内径寸法は、前記内側係合部材の外径寸法より所定分大きく形成され、
前記モータ側回転部材は、軸線に沿って形成され、前記減速部に潤滑油を供給するための軸線油路を含み、
前記内側係合部材は、前記軸線油路を通って送られてきた潤滑油を受け入れて前記内側係合部材の表面にまで導き、内径寸法が相対的に大きい前記公転部材の孔の孔壁面と外径寸法が相対的に小さい前記内側係合部材の外周表面とが接触する部分を潤滑する潤滑油路を含む、インホイールモータ駆動装置。
前記内側係合部材は、前記孔に挿入された円柱体であって、内側係合部材の外周表面を転走する複数の転動体と、内周でこれら転動体が転走するとともに外周で前記孔の孔壁面と転がり接触する外輪とを有し、
前記潤滑油路は、前記転動体が転走する内側係合部材の表面に潤滑油を供給する、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記車輪側回転部材の端部は、前記減速部の内部で前記モータ側回転部材の一端と同軸に突き合わせて配置され、
前記モータ側回転部材の一端は、潤滑油が流出する供給ポートを有し、
前記潤滑油路は、前記車輪側回転部材に設けられて前記供給ポートと前記内側係合部材の内部とを連通する連絡油路と接続する、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記供給ポートはオリフィスである、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記連絡油路の入口は、前記車輪側回転部材の端部に配置され、互いに突き合わせて配置された車輪側回転部材の端部と前記モータ側回転部材の一端との間に設けられたシール部材によって前記供給ポートに接続される、請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記車輪側回転部材は、前記車輪側回転部材の端部で拡径するフランジ部と、前記フランジ部に周方向に複数配置されて前記内側係合部材がそれぞれ嵌合固定される貫通孔とを有し、
前記内側係合部材は前記フランジ部から公転部材に設けられた前記孔へ突出し、
前記フランジ部は、公転部材に設けられた前記孔とは反対側のフランジ部の端面に取り付けられて、内側係合部材の前記潤滑油路と前記連絡油路とを接続する給油プレートを有する、請求項３〜５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
前記車輪側回転部材は、車輪側回転部材の端部で前記フランジ部の内径側を片持ち支持する円筒部をさらに有し、
前記円筒部は、内周面で転がり軸受を介して前記モータ側回転部材の一端を回転自在に支持し、
前記連絡油路は、前記転がり軸受の外輪が取り付けられた前記円筒部の内周面に設けられた油溝と、前記円筒部を貫通して該油溝と前記給油プレートとを連通する貫通孔とを含む、請求項６に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記潤滑油路は、前記転動体が転走する内側係合部材の転走面と接続する出口を含み、
前記出口は、前記軸線と直角な断面において、前記軸線と内側係合部材の中心とを結ぶ仮想直線上に配置される、請求項２〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
前記潤滑油路は、前記内側係合部材の外周表面のうち前記転動体が転走する転走面を除いた表面と接続する出口を含む、請求項２〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。