JP5620826B2 - Cycloid reducer and in-wheel motor drive device - Google Patents
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Description
この発明は、サイクロイド減速機およびこれを用いたインホイールモータ駆動装置に関し、特に、サイクロイド減速機における潤滑油の給油構造に関するものである。 The present invention relates to a cycloid reducer and an in-wheel motor drive device using the same, and more particularly to a lubricating oil supply structure in a cycloid reducer.
インホイールモータ駆動装置の減速部を構成するのに適した減速機として、従来からサイクロイド減速機が知られている(特許文献1、同2)。この減速機について、インホイールモータ駆動装置に減速部として組み込まれた状態のものを、図13〜図15に基づいて説明する。
Conventionally, a cycloid reducer has been known as a reducer suitable for constituting a reduction part of an in-wheel motor drive device (
図13に示したインホイールモータ駆動装置101は、駆動力を発生させるモータ部Aと、モータ部Aの回転が入力されこれを減速して出力する減速部Bと、出力された減速度で車輪を回転させる車輪ハブ軸受部Cによって構成される。
The in-wheel
前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Aには低トルクで高回転のモータが採用される。その一方、車輪ハブ軸受部C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Bにおいては、コンパクトで高減速比が得られるサイクロイド減速機が採用されることが多い。
In the in-wheel
モータ部Aは、モータハウジング102に固定されたステータ103と、ステータ103の内側においてモータ軸104に取り付けられたロータ105を備える。ステータ103とロータ105は径方向の隙間をおいて対向するラジアルギャップモータを構成する。モータ軸104は、その前後両端部において、転がり軸受106a、106bを介してモータハウジング102に回転自在に支持される。
The motor unit A includes a
前記のモータ軸104には内部通路107が設けられ、その内部通路107の前端に減速部Bの入力軸108が挿入され、一体に連結される。入力軸108にも内部通路109が設けられ、両方の内部通路107、109が連通している。
The
減速部Bは、サイクロイド減速機によって構成され、前記入力軸108の外径面に軸方向に隣接した一対の180°位相を異にした偏心カム110a、110bが設けられる。偏心カム110a、110bの周りに転がり軸受111a、111bを介して曲線板112a、112bが回転自在に嵌合される。曲線板112a、112bは外周面に円弧歯車115が形成され、その円弧歯車115に係合する外ピン113が減速機ケーシング114の内周面に一定間隔でそれぞれ回転自在に設けされている。外ピン113の数は円弧歯車115の歯数より1だけ多く、複数の外ピン113が同時に円弧歯車115と係合する(図14参照)。
The speed reduction part B is constituted by a cycloid speed reducer, and is provided with a pair of
また、曲線板112a、112bの回転中心の周りの一定半径上に周方向に一定間隔をおいて貫通孔130が設けられ、これに内ピン116が挿通される。貫通孔130は内ピン116より所定量だけ大径に形成されている。各内ピン116の一端部が減速部Bの出力部材117のフランジ部に固定されることにより、曲線板112a、112bの自転運動が出力部材117に伝達される。出力部材117と入力軸108は同芯状態にあり、入力軸108の外径面と出力部材の内径面との間に転がり軸受118が介在される。
Further, through
前記内ピン116の後端部は、スタビライザー119に挿通固定される。スタビライザー119は、前記の入力軸108の外径面に相対回転可能に支持される。
The rear end portion of the
減速部B内部に設けられた前記の転がり軸受111a、111b、曲線板112a、112b等の減速部構成部材に対し潤滑油を供給する潤滑機構は、前記スタビライザー119の外径面に設けられサイクロイドポンプ等の回転ポンプ120を備える。この回転ポンプ120は、スタビライザー119およびこれと連結された出力部材117と一体に回転する。
A lubrication mechanism for supplying lubricating oil to the speed reducing portion constituting members such as the
潤滑油を減速部Bの内部に供給する給油通路121は、図13に示したように、回転ポンプ120の吐出口からモータハウジング102の内側に沿って後方に延び、モータ軸104の後端部からその内部通路107、減速部Bの入力軸108の内部通路109、その内部通路109に連通するよう入力軸108に径方向に設けられた入力軸給油孔122a、122b(図15参照)、偏心カム110a、110bに設けられたカム部給油孔123a、123b、および転がり軸受111a、111bの内輪部材124a、124bに設けられた内輪給油孔125a、125bによって構成される。
As shown in FIG. 13, the
潤滑油の帰還通路126(図13参照)は、減速機ケーシング114の底部に設けられた排出口127、潤滑油貯留部128を経て回転ポンプ120の吸入口に至る通路により構成される。
The lubricant return passage 126 (see FIG. 13) is configured by a passage that reaches the suction port of the
なお、各偏心カム110a、110bの外端面に接してそれぞれカウンタウェイト129a、129b(図15参照)が設けられる。
前記の減速部Bの潤滑機構においては、偏心カム110a、110bにカム部給油孔123a、123b、転がり軸受111a、111bの内輪部材124a、124bに内輪給油孔125a、125bをそれぞれ加工する必要がある。
In the lubrication mechanism of the speed reducing portion B, it is necessary to process the cam portion
しかし、前記これらの給油孔123a、123b、125a、125bは小径(φ3mm程度)であり、そのような小径孔を偏心カム110a、110bや内輪部材124a、124bに設ける孔明け加工は困難を伴い、作業性が低くコスト高の原因となる。
However, these
そこで、この発明は、潤滑機構を構成する給油孔を偏心カムや内輪部材に設ける孔明け加工の困難性にかんがみ、孔明け加工の必要のない構成とすることにより、これらの部材の製作上の作業性を改善しコストの低減を図ることを課題とする。 In view of the difficulty of drilling in which the oil supply holes constituting the lubrication mechanism are provided in the eccentric cam and the inner ring member, the present invention eliminates the need for drilling. It is an object to improve workability and reduce costs.
前記の課題を解決するために、この発明は、入力軸に設けられた偏心カムと、前記偏心カムの外周面に回転自在に嵌合され外周部に円弧歯車を有する曲線板と、前記曲線板の外側において前記入力軸と同心状態にハウジングの内周面に設けられた外周係合部材と、前記曲線板の自転運動を出力部材に伝達する運動変換機構と、各部に潤滑油を供給する潤滑する潤滑機構とによって構成され、前記曲線板の円弧歯車と外周係合部材とが係合され、前記潤滑機構は前記入力軸の内部通路と、前記内部通路に連通した給油孔を通じて減速機内部に潤滑油を供給する給油通路を備えたサイクロイド減速機において、前記入力軸の給油孔と減速機内部を連通する給油溝を当該入力軸に取り付けられた減速機構成部材の軸方向の面に設けた構成としたものである。 In order to solve the above problems, the present invention includes an eccentric cam provided on an input shaft, a curved plate that is rotatably fitted to an outer peripheral surface of the eccentric cam and has an arc gear on an outer peripheral portion, and the curved plate An outer peripheral engagement member provided on the inner peripheral surface of the housing concentrically with the input shaft, a motion converting mechanism for transmitting the rotational motion of the curved plate to the output member, and lubrication for supplying lubricating oil to each part A circular gear of the curved plate and an outer peripheral engaging member are engaged with each other, and the lubricating mechanism is provided inside the speed reducer through an internal passage of the input shaft and an oil supply hole communicating with the internal passage. In a cycloid reducer having an oil supply passage for supplying lubricating oil, an oil supply groove that communicates the oil supply hole of the input shaft and the inside of the reducer is provided on an axial surface of a reducer component attached to the input shaft. Composition A.
減速機構成部材の面に給油溝を設ける加工は鍛造や焼結によって可能であり、従来のような孔明け加工は不要となる。 The process of providing the oil supply groove on the surface of the reduction gear component can be performed by forging or sintering, and the conventional drilling process is not necessary.
前記の減速機構成部材として、前記の偏心カムの一方または両方の端面に密着状態に取り付けられた給油プレートを用いることができる。この給油プレートの軸方向の面に給油溝を設け、その給油溝を設けた面を偏心カム側に密着させた構成とする。 As the speed reducer constituting member, an oil supply plate attached in close contact with one or both end faces of the eccentric cam can be used. An oil supply groove is provided on the axial surface of the oil supply plate, and the surface provided with the oil supply groove is in close contact with the eccentric cam side.
他の減速機構成部材として、前記の偏心カムを用いることができる。その偏心カムの軸方向の端面に給油溝を設け、その給油溝を蓋プレートで閉鎖する構成とする。 The above-mentioned eccentric cam can be used as another reduction gear component. An oil supply groove is provided on the axial end surface of the eccentric cam, and the oil supply groove is closed with a lid plate.
他の減速機構成部材としては、前記偏心カムの端面に密着して取り付けられたカウンタウェイトを用いることができる。そのカウンタウェイトの偏心カム側の面に給油溝を設ける構成とする。 As another reduction gear component, a counterweight attached in close contact with the end face of the eccentric cam can be used. An oil supply groove is provided on the surface of the counterweight on the eccentric cam side.
以上のように、この発明によれば、サイクロイド減速機入力軸に取り付けられた減速機構成部材の軸方向の面に給油溝を設け、その給油溝を経て潤滑油を減速機の内部に流入させるようにした。これにより、減速機構成部材に孔明け加工を施す必要がなく、より簡単な溝付け加工で済ませることができる。給油溝付きの部材は、鍛造や焼結等によっても容易に製作することができる利点がある。 As described above, according to the present invention, the oil supply groove is provided on the axial surface of the speed reducer constituting member attached to the cycloid speed reducer input shaft, and the lubricating oil flows into the speed reducer through the oil supply groove. I did it. Thereby, it is not necessary to perforate the speed reducer constituting member, and simpler grooving can be performed. A member with an oil supply groove has an advantage that it can be easily manufactured by forging, sintering, or the like.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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11は、図1に示したように、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の出力を車輪に伝える車輪ハブ軸受部Cを備える。モータ部Aはモータハウジング12の内部に組み込まれ、減速部Bは減速部ハウジング13に組み込まれる。モータハウジング12の前端に減速部ハウジング13がボルト14によって連結固定される。
As shown in FIG. 1, the in-wheel
モータ部Aは、モータハウジング12に固定されたステータ15と、モータ軸16に一体化されたロータ17を備え、ステータ15とロータ17はラジアル方向に対向したラジアルギャップモータを構成している。ロータ17は、ボルト18によってモータ軸16のフランジ19に固定される。モータ軸16は、その前後両端部において、転がり軸受21a、21bを介してモータハウジング12に回転自在に支持されている。
The motor part A includes a
前記のモータ軸16に内部通路22が設けられ、その内部通路22の前端に減速部Bの入力軸23が連結されている。入力軸23にも内部通路25が設けられ、両方の内部通路22、25は相互に連通している。
The
前記の入力軸23には、減速部Bの内部において隣接した一対の偏心カム27a、27bが設けられる(図2、図4参照)。これらの偏心カム27a、27bは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うように、180°位相を変えて設けられている。
The
減速部Bは、減速部ハウジング13の内径面に嵌合固定された環状のケーシング26を備え(図2参照)、減速部Bを構成する各部材がケーシング26の内部に組み込まれている。
The speed reduction part B includes an
減速部Bを構成する部材としては、前記の偏心カム27a、27b、各偏心カム27a、27bに転がり軸受28a、28bを介して回転自在に保持された曲線板29a、29b、ケーシング26の内径面に沿って等間隔に固定された複数の外ピン31(図3参照)、曲線板29a、29bの自転運動を出力部材32に伝達する運動変換機構、各偏心カム27a、27bの軸方向外側に隣接して入力軸23に取り付けられたカウンタウェイト33a、33b等がある。
The members constituting the deceleration portion B include the
前記の外ピン31は、曲線板29a、29bの外周部に形成された円弧歯車30に係合する外周係合部材としての機能を果たす。また、減速部Bには、ケーシング26内の諸部材に潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。また、出力部材32は車輪側回転部材としての機構を果たす。
The
出力部材32は、フランジ部32aと軸部32bとを有する(図2、図3参照)。フランジ部32aには、出力部材32の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に複数の内ピン34の一端部が挿入固定される。また、軸部32bは車輪ハブ35の内径面に嵌合固定され、減速部Bの出力を車輪に伝達する。出力部材32のフランジ部32aの内径面と入力軸23との間に、転がり軸受36が介在され、入力軸23と出力部材32が同芯状態に保持されかつ相対回転可能となっている。
The
前記内ピン34の他端部は、スタビライザー37のフランジ部37aに挿通支持される。スタビライザー37は、フランジ部37aの内径に設けられた円筒部37bを有し、その円筒部37bが針状ころ軸受38を介してモータ軸16の前端部外径面に回転自在に嵌合されている。
The other end portion of the
曲線板29a、29bは、図3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円弧歯車30を有し、また一方側の端面から他方側の端面に貫通する複数の貫通孔39を有する。貫通孔39は、曲線板29a、29bの自転軸心を中心とする円周上に等間隔をおいて内ピン34と同数、同間隔に設けられており、各貫通孔39に内ピン34が挿通される。
As shown in FIG. 3, the
前記の曲線板29a、29bは、それぞれ偏心カム27a、27bに対し転がり軸受28a、28bを介して回転自在に支持される。曲線板29a、29bの位相も、偏心カム27a、27bと同方向に180°位相がずれている。
The
転がり軸受28a、28bは、図4に示したように、偏心カム27a、27bの外径面に嵌合された内輪部材40a、40bと、曲線板29a、29bの貫通孔39の内径面に直接形成された外輪軌道面41(図3参照)と、これらの間に介在された複数の円筒ころ28c、28dとから成る円筒ころ軸受である。前記の内輪部材40a、40bの各内面(相互に向き合った面)に、それぞれフランジ部40c、40dが設けられる。
As shown in FIG. 4, the rolling
外ピン31は、図2、図3に示したように、前記のケーシング26の内周面に沿い、入力軸23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。外ピン31の両端部は針状ころ軸受43を介してケーシング26の両側の肉厚部26a、26bに回転自在に支持される。また、外ピン31の両端面に玉44が保持され、その玉44を閉塞リング板45に接触させることによりスラスト方向の摩擦を軽減している。外ピン31の数は曲線板29a、29bの円弧歯車30の歯数より1だけ多く、外ピン31の複数のものが同時に円弧歯車30と係合する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
入力軸23およびこれと一体の偏心カム27a、27bによって曲線板29a、29bに公転運動が加えられると、円弧歯車30と外ピン31とが係合して、曲線板29a、29bに自転運動を生じさせる。
When a revolving motion is applied to the
カウンタウェイト33a、33bは、各偏心カム27a、27bおよび曲線板29a、29b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、各偏心カム27a、27bの外側に隣接した位置において、偏心カム27a、27bとそれぞれ180°位相を変えて偏心状態に取り付けられる。
The
前述の運動変換機構は、出力部材32に固定された複数の内ピン34と、曲線板29a、29bに設けられた貫通孔39とで構成される。貫通孔39の内径寸法は、内ピン34の外径寸法(「針状ころ軸受46a、46bを含む最大外径」を指す。以下同じ。)より所定分(偏心カム27a、27bの偏心量の2倍)大きく設定されている。
The motion conversion mechanism described above includes a plurality of
内ピン34は、出力部材32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、前述のように内ピン34の一端部が出力部材32に固定され、他端部がスタビライザー37に固定されている。曲線板29a、29bとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板29a、29bの貫通孔39を通過する部分に針状ころ軸受46a、46bが設けられ、各内ピン34はその針状ころ軸受46a、46bを介して貫通孔39に部分的に接触する。
The inner pins 34 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the rotational axis of the
減速部潤滑機構は、減速部Bに潤滑油を供給する機構であって、モータハウジング12の減速部B側の壁面の内径部分において、スタビライザー37の円筒部37bの外径面に設けられた回転ポンプ47(図1、図2参照)、その吐出口48から減速部Bの内部に至る給油通路49と、潤滑を終えて減速部Bから吸入口51に戻る帰還通路52によって構成される。
The speed reducer lubrication mechanism is a mechanism that supplies lubricating oil to the speed reducer B, and is a rotation provided on the outer diameter surface of the
給油通路49は、モータハウジング12の内側に沿ってモータ軸16の後端に達し、モータ軸16と入力軸23の各内部通路22、25、入力軸23の各偏心カム27a、27bに対応する位置において径方向に設けられた給油孔53a、53b(図2、図4参照)を経由する。
The oil supply passage 49 reaches the rear end of the
図4に示したように、各偏心カム27a、27bと転がり軸受28a、28bの内輪部材40a、40bの外端面に密着するようにそれぞれ給油プレート54a、54bが入力軸23に固定される。ここに「外端面」とは、偏心カム27a、内輪部材40aにおいては車輪ハブ軸受部C側の端面、偏心カム27b、内輪部材40bにおいてはモータA側の端面をいう。以下同じ。
As shown in FIG. 4, the
前記の給油プレート54a、54bの内面に設けられた給油溝55(図4(a)〜(c)参照)が前記の給油孔53a、53bと、減速部Bの内部を連通さる。これによって給油通路49の潤滑油が減速部Bの内部に供給される。
Oil supply grooves 55 (see FIGS. 4A to 4C) provided on the inner surfaces of the
前記給油プレート54a、54bの外周面に沿った内側面54c、54d(図4(b)参照)は円筒ころ28c、28dと摺接するので、耐摩耗性および滑り性付与のための表面処理を施すことが望ましい。表面処理としては、例えば、無電解メッキ、硬質クロムメッキ等がある。
Since the inner side surfaces 54c and 54d (see FIG. 4B) along the outer peripheral surfaces of the
潤滑油の帰還通路52は、減速部ハウジング13の底部に設けられた排出口56(図1、図2参照)、減速部機ハウジング13の外底部に設けられ前記排出口56に通じた潤滑油貯留部57およびその潤滑油貯留部57から吸入口51に至る通路によって構成される。
The
前記の給油プレート54a、54bは、図4(a)に示したように偏心カム27aの外端面とカウンタウェイト33aの間、偏心カム27bの外端面とカウンタウェイト33bの間にそれぞれ挟着される。給油プレート54a、54bの内面には、図4(b)(c)に示したように、転がり軸受28aの内輪部材40aの外径までの範囲を覆う円板によって構成され、その偏心位置に入力軸23が貫通するDカット形の軸穴58が設けられ、その軸穴58の周りの環状溝59から前記の給油溝55が放射状に設けられている。このような給油プレート54a、54bを設けたことにより、偏心カム27a、27bや内輪部材40a、40bに給油孔を加工する必要がなくなる。
As shown in FIG. 4A, the
前記の回転ポンプ47は、図5に示すように、スタビライザー37と一体に回転するインナーロータ60と、インナーロータ60の回転に伴って従動回転するアウターロータ61と、ポンプ室62と、給油通路49に連通する吐出口48と帰還通路52に連通する吸入口51を備えるサイクロイドポンプである。
As shown in FIG. 5, the
インナーロータ60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60aの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分60b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60は、スタビライザー37の円筒部37bの外径面に嵌合され、内ピン34を介して出力部材32と一体回転する。
アウターロータ61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61aの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分61b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61は、モータハウジング12に回転自在に支持されている。減速部Bを独立した減速機として使用する場合は、アウターロータ61は減速機ハウジングに支持される。
The
インナーロータ60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61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60の歯数をnとすると、アウターロータ61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。
The
インナーロータ60とアウターロータ61との間の空間には、複数のポンプ室62が設けられている。そして、インナーロータ60が出力部材32の回転を利用して回転すると、アウターロータ61は従動回転する。このとき、インナーロータ60およびアウターロータ61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62の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口51から流入した潤滑油が吐出口48から給油通路49に圧送される。
A plurality of
前記の潤滑油貯留部57は、高速回転時においては、回転ポンプ47によって排出しきれない潤滑油を一時的に貯留しておくことができる。その結果、減速部Bのトルク損失の増加を防止することができる。一方、低速回転時においては、排出口56に到達する潤滑油量が少なくなっても、潤滑油貯留部57に貯留されている潤滑油を給油通路49に押し出すことができる。その結果、減速部Bに安定して潤滑油を供給することができる。
The lubricating
上記構成の減速部Bにおける潤滑油の流れを説明する。まず、回転ポンプ47から吐出され、給油通路49を構成するモータ軸16の内部通路22を経て入力軸23の内部通路25に達した潤滑油は、回転ポンプ47の圧力および入力軸23の回転に伴う遠心力によって給油孔53a、53bおよび給油溝55を経て減速部Bの内部に流入する。
The flow of the lubricating oil in the deceleration portion B having the above configuration will be described. First, the lubricating oil discharged from the
減速部Bの内部に流入した潤滑油にはさらに遠心力が作用するので、転がり軸受28a、28b、内ピン34の周りの針状ころ軸受46a、46b、その針状ころ軸受46a、46bと貫通孔39との当接部分、および曲線板29a、29bの円弧歯車30と外ピン31との当接部分等を潤滑しながら径方向外側に移動する。
Since centrifugal force further acts on the lubricating oil flowing into the speed reduction part B, the
減速部ハウジング13の内壁面に到達した潤滑油は、排出口56から排出されて潤滑油貯留部57に貯留される。潤滑油貯留部57に貯留された潤滑油は、回転ポンプ47によって吸引され、帰還通路52を経て吸入口51に戻る。
The lubricating oil that has reached the inner wall surface of the speed
前記の給油通路49は、モータハウジング12から、モータ軸16および入力軸23の内部通路22、25を通過する間に、転がり軸受21a、21b、モータ部Aを冷却する冷却液としても機能する。
The oil supply passage 49 also functions as a coolant for cooling the rolling
前記の減速部潤滑機構は、給油通路49を通過する潤滑油を冷却する冷却水路63を含む。冷却水路63は、モータハウジング12の外周面に周方向に設けられ、その内側を通過する給油通路49の潤滑油を冷却するとともに、モータ部Aも冷却する。
The speed reducer lubrication mechanism includes a cooling
車輪ハブ軸受部Cは、図1に示すように、減速部Bの出力部材32に固定連結された車輪ハブ35、車輪ハブ35を減速部ハウジング13に対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受64を備える。車輪ハブ35の内径面に出力部材32が挿入されスプライン結合されるとともに、車輪ハブ35から露出した出力部材32の先端部をナット65で締結することによって、出力部材32と車輪ハブ35を結合している。
As shown in FIG. 1, the wheel hub bearing portion C includes a
上記構成のインホイールモータ駆動装置11の作動原理を詳しく説明する。モータ部Aは、ステータ15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17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17は高速回転する。
The operation principle of the in-wheel
これにより、ロータ17に接続されたモータ軸16およびこれと一体の入力軸23が回転すると、偏心カム27a、27bが偏心回転運動をすることにより曲線板29a、29bが入力軸23の回転軸心を中心として、入力軸23の速度で公転運動を行う。このとき、複数の外ピン31が、曲線板29a、29bの円弧歯車30と係合して、曲線板29a、29bに対し入力軸23の回転方向とは逆向きに低速の自転運動を生じさせる。
As a result, when the
貫通孔39に挿通された内ピン34は、曲線板29a、29bの自転運動に伴って貫通孔39の内壁面と部分的に当接する。これにより、曲線板29a、29bの公転運動が内ピン34に伝わらず、曲線板29a、29bの自転運動のみが出力部材32を介して車輪ハブ軸受部Cに伝達される。
The
このようにして、モータ軸16の回転が減速部Bによって減速されて出力部材32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、車輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
In this way, the rotation of the
なお、上記構成の減速部Bの減速比は、外ピン31の数をZA、曲線板29a、29bの円弧歯車30の数をZBとすると、(ZA−ZB)/ZBで算出される。図1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。
Note that the reduction ratio of the speed reduction portion B having the above-described configuration is calculated as (ZA−ZB) / ZB, where ZA is the number of
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11を得ることができる。また、外ピン31を針状ころ軸受43により支持し、また内ピン34の曲線板29a、29bに当接する位置に針状ころ軸受46a、46b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。
In this way, by adopting the speed reduction unit B that can obtain a large speed reduction ratio without using a multistage configuration, the in-wheel
上記第1の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置11を電気自動車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を得ることができる。
By employing the in-wheel
以上述べた第1の実施形態においては、モータハウジング12の内部に給油通路49を設けた例を示したが、これに限ることなく、例えば、インホイールモータ駆動装置11の外側に循環油路を設けてもよい。
In the first embodiment described above, the example in which the oil supply passage 49 is provided inside the
また、上記の第1の実施形態においては、回転ポンプ47を出力部材32の回転を利用して駆動する例を示したが、回転ポンプ47はモータ軸16の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ軸16の回転数は出力部材32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47の耐久性が低下するおそれがある。また、出力部材32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47は出力部材32の回転を利用して駆動するのが望ましい。
In the first embodiment, the example in which the
また、回転ポンプ47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、出力部材32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。
Moreover, although the example of the cycloid pump was shown as the
また、減速部Bの曲線板29a、29b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。
In addition, although two
また、上記の運動変換機構は、出力部材32に固定された内ピン34と、曲線板29a、29bに設けられた貫通孔39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35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。
Moreover, although the above-mentioned motion conversion mechanism has shown the example comprised by the
上記の作動の説明は、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。 The above description of the operation has been made by paying attention to the rotation of each member. Actually, power including torque is transmitted from the motor unit A to the drive wheels. Therefore, the power decelerated as described above is converted into high torque.
また、上記の作動の説明では、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からの動力を車輪に伝達させているが、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、車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たりしてもよい。 In the above description of the operation, 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 wheels. Conversely, the vehicle decelerates. When going down or down a hill, the power from the wheel side may be converted into high-rotation and low-torque rotation by the reduction unit B and transmitted to the motor unit A, and the motor unit A may generate power. Furthermore, the electric power generated here may be stored in a battery, and the motor unit A may be driven later, or used for the operation of other electric devices provided in the vehicle.
さらに、曲線板29a、29bを支持する転がり軸受28a、28b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。
Furthermore, although the example of the cylindrical roller bearing was shown as rolling
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11のコンパクト化の観点からは、転がり軸受28a、28bには円筒ころ軸受が好適である。
However, the deep groove ball bearing has a higher allowable limit speed than the cylindrical roller bearing, but has a low load capacity. Therefore, in order to obtain a necessary load capacity, a large deep groove ball bearing must be employed. Therefore, from the viewpoint of making the in-wheel
また、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。 Moreover, although the example which employ | adopted the radial gap motor as the motor part A was shown, the motor of arbitrary structures is applicable not only to this. For example, it may be an axial gap motor including a stator fixed to the housing and a rotor disposed at a position facing the inner side of the stator with a gap in the axial direction.
また、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11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。
Moreover, although the example of the in-wheel
次に、上記の入力軸23の内部通路25から減速部Bへ潤滑油を供給する構造について、他の実施の形態(第2の実施形態から第5の実施形態)を、図6から図12に基づいて説明する。いずれの場合も、偏心カム27a、27bや、転がり軸受28a、28bの内輪部材40a、40bに孔明け加工を施す必要がない構造となっている。
Next, regarding the structure for supplying the lubricating oil from the
即ち、図6に示した第2の実施形態においては、給油溝55を偏心カム27a、27bの外端面と転がり軸受28a、28bの内輪部材40a、40bの外側端面とに直接設け、蓋プレート67a、67bによって給油溝55の開放端面を閉鎖するようにしている。蓋プレート67a、67bは、それぞれ偏心カム27aとカウンタウェイト33aの間、偏心カム27bとカウンタウェイト33bの間に挟着される。
That is, in the second embodiment shown in FIG. 6, the
この場合も、前記蓋プレート67a、67bの外周面に沿った内側面67c、67dはころ28c、28dと摺接するので、耐摩耗性および滑り性付与のための表面処理を施すことが望ましい。
Also in this case, since the inner side surfaces 67c and 67d along the outer peripheral surface of the
偏心カム27a、27bの外端面には、図7(a)に示したようにDカット部を有する偏心孔68の中心から放射状に4方に延びた幅w1の偏心カム給油溝55a、55bが設けられる。また、内輪部材40aの外端面には、全周にわたり一定幅の内輪給油溝50aが一定ピッチ幅w2で設けられている。
On the outer end surfaces of the
w1とw2は実質的に等しく形成され、内輪部材40aが回転方向のどのような向きであっても、偏心カム給油溝55a、55bと内輪給油溝50a、50bがそれぞれ相互に連通する。相互に連通した偏心カム給油溝55a、55bと内輪給油溝50a、50bによって前記の給油溝55が構成される。
w1 and w2 are formed to be substantially equal, and the eccentric cam
前記の偏心カム27a、27bは、図8(a)(b)に示した変形例のように、相互に接する内端面の部分で結合した一体の部材で構成することができる。この場合は、その両外端面に偏心カム給油溝55a、55bが設けられる。両方の偏心カム27a、27bが一体化されるので、部品点数が減少する。
The
また、図9(a)(b)に示した他の変形例のように、偏心カム27aと内輪部材40a、偏心カム27bと内輪部材40bをそれぞれ一体化することができる。この場合は、外周面にそれぞれ軌道面40e、40fが形成される。この構造によると、部品点数が減るとともに、偏心孔68に通じた4本の給油溝55を設けるだけでよい。
Further, as in the other modified examples shown in FIGS. 9A and 9B, the
図10示した第3の実施形態の場合は、内面に給油溝55を設けた給油プレート54a、54bを設けた構成においては、前記の第1の実施形態の場合(図4参照)と同様である。この第3の実施形態の場合は、内輪部材40a、40bのフランジ部40c、40d(図4(a)参照)を省略し、これに代えてフランジ板69a、69bを設けた構成である。フランジ板69a、69bはランジ部40c、40dの外径と一致する外径を持ち、偏心カム27a、27bおよび内輪部材40a、40bに密着状態に取り付けられる。フランジ板69a、69bがフランジ部40c、40dの役目を担うので、内輪部材40a、40bの構造が簡単となる。
In the case of the third embodiment shown in FIG. 10, the configuration in which the
図11に示した第4の実施形態の場合は、偏心カム27a、27bの外側端面に隣接して密着状態に設けられたカウンタウェイト33a、33bの対向内面にそれぞれ給油溝55を設けたものである。図11(b)に示したように、各カウンタウェイト33a、33bの軸孔70の周りの環状溝71に連通した放射方向の給油溝55が設けられる。
In the case of the fourth embodiment shown in FIG. 11,
図12に示した第5の実施形態の場合は、前記の第1の実施形態(図4参照)におけるカウンタウェイト33a、33bと給油プレート54a、54bを一体化した構成である。
In the case of the fifth embodiment shown in FIG. 12, the
なお、図示を省略しているが、前述の図6に示した第2の実施の形態の場合においてもカウンタウェイト33a、33bと、蓋プレート67a、67bを一体化することができる。図10に示した第3の実施形態の場合もカウンタウェイト33a、33bと給油プレート54a、54bを一体化することができる。
Although not shown, the
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.
A モータ部
B 減速部
C 車輪ハブ軸受部
11 インホイールモータ駆動装置
12 モータハウジング
13 減速部ハウジング
14 ボルト
15 ステータ
16 モータ軸
17 ロータ
18 ボルト
19 フランジ
21a、21b 転がり軸受
22 内部通路
23 入力軸
25 内部通路
26 ケーシング
26a、26b 肉厚部
27a、27b 偏心カム
28a、28b 転がり軸受
28c、28d 円筒ころ
29a、29b 曲線板
30 円弧歯車
31 外ピン
32 出力部材
32a フランジ部
32b 軸部
33a、33b カウンタウェイト
34 内ピン
35 車輪ハブ
36 転がり軸受
37 スタビライザー
37a フランジ部
37b 円筒部
38 針状ころ軸受
39 貫通孔
40a、40b 内輪部材
40c、40d フランジ部
40e、40f 軌道面
41 外輪軌道面
43 針状ころ軸受
44 玉
45 閉塞リング板
46a、46b 針状ころ軸受
47 回転ポンプ
48 吐出口
49 給油通路
50a、50b 内輪給油溝
51 吸入口
52 帰還通路
53a、53b 給油孔
54a、54b 給油プレート
54c、54d 内側面
55 給油溝
55a、55b 偏心カム給油溝
55b 内輪給油溝
56 排出口
57 潤滑油貯留部
58 軸穴
59 環状溝
60 インナーロータ
60a 歯先部分
60b 歯溝部分
61 アウターロータ
61a 歯先部分
61b 歯溝部分
62 ポンプ室
63 冷却水路
64 車輪ハブ軸受
65 ナット
67a、67b 蓋プレート
67a、67b 内側面
68 偏心孔
69a、69b フランジ板
70 軸孔
71 環状溝
A Motor part B Deceleration part C Wheel hub bearing part 11 In-wheel motor drive device 12 Motor housing 13 Deceleration part housing 14 Bolt 15 Stator 16 Motor shaft 17 Rotor 18 Bolt 19 Flange 21a, 21b Rolling bearing 22 Internal passage 23 Input shaft 25 Inside Passage 26 Casing 26a, 26b Thick part 27a, 27b Eccentric cam 28a, 28b Rolling bearing 28c, 28d Cylindrical roller 29a, 29b Curved plate 30 Arc gear 31 Outer pin 32 Output member 32a Flange part 32b Shaft part 33a, 33b Counterweight 34 Inner pin 35 Wheel hub 36 Rolling bearing 37 Stabilizer 37a Flange portion 37b Cylindrical portion 38 Needle roller bearing 39 Through hole 40a, 40b Inner ring member 40c, 40d Flange portion 40e, 40f Raceway surface DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring raceway surface 43 Needle roller bearing 44 Ball 45 Closure ring plate 46a, 46b Needle roller bearing 47 Rotary pump 48 Discharge port 49 Oil supply passage 50a, 50b Inner ring oil supply groove 51 Inlet port 52 Return passage 53a, 53b Oil supply hole 54a, 54b Oil supply plate 54c, 54d Inner side surface 55 Oil supply groove 55a, 55b Eccentric cam oil supply groove 55b Inner ring oil supply groove 56 Discharge port 57 Lubricating oil storage part 58 Shaft hole 59 Annular groove 60 Inner rotor 60a Tooth tip part 60b Tooth groove part 61 Outer rotor 61a Tooth tip portion 61b Tooth groove portion 62 Pump chamber 63 Cooling channel 64 Wheel hub bearing 65 Nut 67a, 67b Cover plate 67a, 67b Inner side surface 68 Eccentric hole 69a, 69b Flange plate 70 Shaft hole 71 Annular groove
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