JP5529604B2 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、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。

従来のインホイールモータ駆動装置１０１は、例えば、特開２００９−２１９２７１号公報（特許文献１）に記載されている。

このインホイールモータ駆動装置１０１は、図１２に示すように、車体に取り付けられるハウジング１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを直列に備える。

上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、装置のコンパクト化の観点からモータ部１０３には低トルクで高回転のモータが採用される。一方、車輪ハブ軸受部１０４には、車輪を駆動するために大きなトルクが必要となる。このため、減速部１０５には、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機を採用することが多い。

サイクロイド減速機を適用した減速部１０５は、偏心部１０６ａ、１０６ｂを有するモータ側回転部材１０６と、偏心部１０６ａ、１０６ｂに配置される曲線板１０７ａ、１０７ｂと、曲線板１０７ａ、１０７ｂをモータ側回転部材１０６に対して回転自在に支持する転がり軸受１０６ｃと、曲線板１０７ａ、１０７ｂの外周面に係合して曲線板１０７ａ、１０７ｂに自転運動を生じさせる複数の外周係合部材１０８と、曲線板１０７ａ、１０７ｂの自転運動を車輪側回転部材１１０に伝達する複数の内ピン１０９とを含む。

特開２００９−２１９２７１号公報

上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１を動作させるには、モータ部１０３に所定の周波数の電圧を印加するための動力線１１１が必要となる。

従来、この動力線１１１を収容する端子箱１１２は、モータ部１０３を保持するハウジング１０２の軸方向の壁面のうち、モータ側回転部材１０６から遠い側の壁面、即ち、モータ部１０３のハウジング１０２のインボード側の端面に配置されている。

ところが、上記のように、モータ部１０３に電力を供給する動力線１１１の端子箱１１２が、モータ側回転部材１０６から遠い側の壁面に配置した場合、図１０（ｂ）に示すように、端子箱１１２の分だけ軸方向寸法が伸びてしまう。

モータ側回転部材１０６と車輪のハブ軸受部１０４とを減速部１０５を介して同軸上に直列に連結するインホイールモータ駆動装置１０１においては、車内空間を広く確保するためには、軸方向寸法をできるだけ小さくする必要がある。

そこで、この発明は、動力線を収容する端子箱の配置を変更することにより、モータ側回転部材と車輪のハブ軸受部とを減速部を介して同軸上に直列に連結するインホイールモータ駆動装置の軸方向寸法を小さくし、広い車内空間を確保すると共に、衝撃や振動による動力線の破損を防止し、安全性に優れ、信頼性を高めることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、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車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置したインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する動力線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側端面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された動力線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けたものである。

モータ部のステータから延びている配線は、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の方向に引き出す。

また、モータ部に電力を供給する動力線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の外周面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された動力線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けるようにしてもよい。

この場合、モータ部のステータから延びている配線は、モータ部を保持するハウジングの径方向に引き出す。

前記端子箱は、モータ部を保持するハウジングと一体に形成された箱本体と、この箱本体の開口部を閉じる蓋体とからなり、前記蓋体を箱本体に対してシール部材により密封している。

前記動力線を係止する係止部は、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に配置し、ハウジングに一体に形成することができる。

前記動力線は、端子箱内に密封部材を介して挿し込まれている。

前記減速部は、サイクロイド減速機によって構成することが好ましい。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、以上のように、モータ部に電力を供給する動力線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の端面、またはアウトボード側の外周面に配置したので、軸方向寸法を端子箱分だけ短縮することが可能となり、その分、車内空間を広く確保することができる。

また、端子箱からインバータへ延びている動力線を、同じモータ部のハウジングに設けられた係止部で係止するため、衝撃や振動による動力線の破損の問題もなく、安全性に優れ、信頼性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。

この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１のモータ部の拡大図である。 図１の減速部の拡大図である。 図１の車輪ハブ軸受部の拡大図である。 この発明の第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図６のモータ部の拡大図である。 図１のVII−VII線の断面図である。 図１の偏心部周辺の拡大図である。 図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。 （ａ）は図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概略平面図、（ｂ）は従来のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。 図１０（ａ）の電気自動車を後方から見た図である。 従来のインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
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は、図１０（ａ）に示すように、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。後輪１４は、図１１に示すように、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。

この発明のインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車１１は、図１０（ａ）に示すように、モータ部Ａに電力を供給する動力線の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジングのアウトボード側の端面、またはアウトボード側の外周面に配置することにより、端子箱６２の分だけ軸方向寸法を短縮して、その分だけ車内空間を広く確保している。

これに対し、従来のインホイールモータ駆動装置１０１を備えた電気自動車１２１は、図１０（ｂ）に示すように、モータ部１０３に電力を供給する動力線の端子箱１１２を、モータ部１０３を保持するハウジングのインボード側の端面に配置しており、端子箱１１２の分だけ図１０（ａ）の場合よりも、軸方向寸法が長く、その分だけ車内空間が狭くなる。

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ことが望ましい。

この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａの内部に、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。

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の軸方向寸法の小型化が求められる。そこで、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。

まず、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１４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とはハウジング２２に収納されて、図１１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。

モータ部Ａは、図２に示すように、ハウジング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向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。ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。

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内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂ内で転がり軸受３６ｃによって支持される。さらに、２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力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、図３に示すように、偏心部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、ハウジング２２ｂ上の固定位置に保持され、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、偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置にカウンタウェイト２９とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。

車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪１４に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａとモータ側回転部材２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。

曲線板２６ａ、２６ｂは、図７に示すように、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を有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ、２６ｂの自転軸心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２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂに嵌合する。

曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図７に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａ、２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面４３と、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ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。

外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、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。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、針状ころ軸受２７ａを有する。

カウンタウェイト２９は、円板状で、中心から外れた位置にモータ側回転部材２５と嵌合する貫通孔を有し、曲線板２６ａ、２６ｂの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、各偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置に偏心部と１８０°位相を変えて配置される。

ここで、図８に示すように、２枚の曲線板２６ａ、２６ｂ間の中心点をＧとすると、図８の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ１、曲線板２６ａ、転がり軸受４１、および偏心部２５ａの質量の和をｍ１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ２、カウンタウェイト２９の質量をｍ２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図８の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。

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の回転軸心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に固定されている。また、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の内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。

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。

減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２５ｅと、潤滑油貯留部２５ｆと、回転ポンプ５１と、循環油路２５ｇとを備える。

潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口２５ｄは、潤滑油路２５ｃからモータ側回転部材２５の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油供給口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。

また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｂの下部の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２５ｅが設けられている。また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｂの下部には、潤滑油貯留部２５ｆが設けられている。

潤滑油貯留部２５ｆの潤滑油は、回転ポンプ５１で吸い上げて循環油路２５ｇを経由して潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。

ここで、回転ポンプ５１は、図９に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、吸入口５５と、循環油路２５ｇに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。

インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、スタビライザ３１ｂの円筒部３１ｄの外径面に嵌合して内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。

アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２に回転自在に支持されている。

インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。

インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から循環油路２５ｇに圧送される。

車輪ハブ軸受部Ｃは、図４に示すように、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を減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。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によって駆動輪１４が固定連結される。また、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂの外径面にはスプラインおよび雄ねじが形成されている。また、車輪ハブ３２の中空部３２ａの内径面にはスプライン穴が形成されている。そして、車輪ハブ３２の内径面に車輪側回転部材２８を螺合し、先端をナット３２ｄでとめることによって、両者を締結している。また、駆動輪１４のホイールと車輪ハブ３２のフランジ部３２ｂとの間には、ブレーキディスク１５が取り付けられている。

車輪ハブ軸受３３は、車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両アウター側の外径面に一体形成されたアウター側軌道面と車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両インナー側の外径面に嵌合された外面にインナー側軌道面を有する内輪３３ｂとからなる内方部材３３ａと、この内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に配置される複列の玉３３ｃと、内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面を内周面に有する外方部材３３ｄと、隣接する玉３３ｃの間隔を保持する保持器３３ｅと、車輪ハブ軸受３３の軸方向両端部を密封する密封部材３３ｆ、３３ｇとを備える複列アンギュラ玉軸受である。

車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄは、減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して締結ボルト７１によって固定される。

車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄには、外径部にフランジ部３３ｈが設けられ、減速部Ｂ側に円筒部３３ｉが設けられている。

この発明に係るインホイールモータ駆動装置２１は、モータ部Ａに電力を供給する動力線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するケーシング２２の軸方向の壁面のうち、車輪側回転部材２８から遠い側の壁面、即ち、インボード側の端面に配置していた従来例とは、次のように相違する。

図１に示す実施形態では、動力線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａのアウトボード側端面に配置し、端子箱６２からインボード側に引き出された動力線６１を係止する係止部６３を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａに設けている。

端子箱６２は、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａと一体に形成した、アウトボード側が開口する箱本体６２ａと、箱本体６２ａの開口部を閉塞する別体の蓋体６２ｂとからなる。

モータ部Ａのステータ２３からアウトボード側に引き出された配線６４は、端子箱６２内において動力線６１と接続されている。

動力線６１は、導線と、導線を被覆する弾性部材とで構成されており、一端がステータ２３のコイルに、他端がインバータを介して電源にそれぞれ接続されており、モータ部Ａを回転させるためにステータ２３に所定の周波数の電圧を印加する。

端子箱６２には、モータ部Ａのハウジングの外周面のインボード側に連通孔６５が形成され、この連通孔６５から動力線６１が引き出され、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に設けた係止部６３によってモータ部Ａのハウジングの外周面に直線状に支持されている。

動力線６１を保持する係止部６３は、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面に一体に形成している。

端子箱６２から動力線６１を引き出す連通孔６５には、端子箱６２から潤滑油が外部に漏洩しないように、スリーブ形状の密封部材６６が嵌められている。

また、端子箱６２の箱本体６２ａと蓋体６２ｂとの間にも、潤滑油が外部に漏洩しないように、Ｏリング等のシール部材６７が設置されている。

端子箱６２の内部のモータ部Ａのハウジング２２ａには、モータ部Ａのステータ２３から引き出された配線６４と動力線６１との接続部分に、絶縁材６８が取り付けられている。

図５及び図６は、この発明の第２の実施形態であり、動力線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの外周面のアウトボード側に配置し、端子箱６２からインボード側に引き出された動力線を係止する係止部６３を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａに設けている。

端子箱６２は、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａと一体に形成した、外周面側が開口する箱本体６２ａと、箱本体６２ａの開口部を閉塞する別体の蓋体６２ｂとからなる。

この第２の実施形態では、モータ部Ａのステータ２３の配線６４は、径方向の外周面側に向かって端子箱６２内に引き出し、端子箱６２内において動力線６１と接続している。

端子箱６２には、第１の実施形態と同様に、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に連通孔６５が形成され、この連通孔６５から動力線６１が引き出され、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に設けた係止部６３によってモータ部Ａのハウジング２２ａの外周面に直線状に支持している。

この第２の実施形態でも、端子箱６２から動力線６１を引き出す連通孔６５には、端子箱６２から潤滑油が外部に漏洩しないように、スリーブ形状の密封部材６６を嵌めている。
また、端子箱６２の箱本体６２ａと蓋体６２ｂとの間にも、潤滑油が外部に漏洩しないように、Ｏリング等のシール部材６７が設置されている。

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。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。

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の回転軸心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、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの内壁面と当接する。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、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に伝達されるので、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１４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ＺＡ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図７に示す実施形態では、ＺＡ＝１２、ＺＢ＝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および内ピン３１の曲線板２６ａ、２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ、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。

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、軸方向寸法を小さくすることができ、その結果、車内空間を広く確保することができる。

また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１を車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動した例を示したが、回転ポンプ５１はモータ側回転部材２５の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ側回転部材２５の回転数は車輪側回転部材２８と比較して大きい（上記の実施形態では１１倍）ので、回転ポンプ５１の耐久性が低下するおそれがある。また、車輪側回転部材２８に接続しても十分な排出量を確保することができる。これらの観点から、回転ポンプ５１は車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するのが望ましい。

また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。

また、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ、２６ｂを１８０°位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。

また、上記の実施形態における運動変換機構は、車輪側回転部材２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ、２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速部Ｂの回転を車輪ハブ３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。

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。

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１４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１４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たりしてもよい。

また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ、２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。

ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝玉軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。

また、上記の各実施形態においては、モータ部Ａにラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばハウジングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。

また、上記の各実施形態においては、減速部Ｂにサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置２１の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。

さらに、図１０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。

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。

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
１５ ディスクブレーキ
２２ ハウジング
２２ａ モータＡのハウジング
２２ｂ 減速部Ｂのハウジング
２３ ステータ
２４ ロータ
２４ａ ロータ部
２４ｂ 中空部
２５ モータ側回転部材
２５ａ、２５ｂ 偏心部
２５ｃ 潤滑油路
２５ｄ 潤滑油供給口
２５ｅ 潤滑油排出口
２５ｆ 潤滑油貯留部
２５ｇ 循環油路
２６ａ、２６ｂ 曲線板
２７ 外ピン
２９ カウンタウェイト
３１ 内ピン
５１ 回転ポンプ
６１ 動力線
６２ 端子箱
６２ａ 箱本体
６２ｂ 蓋体
６３ 係止部
６４ 配線
６５ 連通孔
６６ 密封部材
６７ シール部材
６８ 絶縁材

Claims (9)

1. 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が車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置されたインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する動力線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側端面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された動力線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
2. モータ部のステータから延びている配線が、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の方向に引き出されている請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 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が車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置されたインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する動力線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の外周面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された動力線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
4. モータ部のステータから延びている配線が、モータ部を保持するハウジングの径方向に引き出されている請求項３記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 前記端子箱がモータ部を保持するハウジングと一体に形成された箱本体と、この箱本体の開口部を閉じる蓋体とからなる請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 前記蓋体が、箱本体に対してシール部材により密封されている請求項１〜５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
7. 前記動力線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に一体に形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
8. 前記動力線が端子箱内に密封部材を介して挿し込まれていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 前記減速部がサイクロイド減速機によって構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。

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