JP6284354B2 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置の外郭をなすケーシングと、インホイールモータ駆動装置の車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受との連結構造に関する。
従来のインホイールモータ駆動装置として例えば特開2007−239886号公報(特許文献1)に示すものがある。特許文献1に記載された従来のインホイールモータ駆動装置につき図11を参照しつつ説明すると、インホイールモータ駆動装置101は、モータ部Aと、モータ部Aの回転を減速して出力軸102に伝達する減速部Bと、車輪ハブ103を回転自在に支持する車輪ハブ軸受部Cとを備え、車両の駆動輪の内部に配置されるようコンパクトな形状にまとめられる。そして軸線方向一方側から他方側に向かって、車輪ハブ軸受部C、減速部B、およびモータ部Aの順で配置される。
車輪ハブ軸受部Cは、車輪ハブ103と、車輪ハブ103の外周を包囲する外輪部材104と、車輪ハブ103および外輪部材104の環状隙間に配置される複数の転動体105とを有することから転がり軸受を構成する。外輪部材104は、ボルト106によって減速部Bの外郭をなす減速部ケーシング107に連結固定される。また図示はしなかったが減速部Bを省略してモータ部Aのモータ回転軸108で車輪ハブ103を直接駆動する場合、外輪部材104は、ボルト106によってモータ部Aの外郭をなすモータ部ケーシング109に連結固定される。
車輪ハブ103はボルト110を介して車両の駆動輪に取付固定されるため、車輪ハブ軸受部Cに車両の荷重がかかる。特に車両の旋回時には、横力も加わるため、車輪ハブ軸受部Cに大荷重がかかる。このため車輪ハブ軸受部Cには十分な強度が必要である。
一方で、省エネルギー化および軽量化の要請に応えるべく、減速部ケーシング107およびモータ部ケーシング109をアルミニウムないしアルミ合金などの軽金属製にすることが考えられる。減速部ケーシング107を軽金属製としてボルト106と螺合する雌ねじ部を減速部ケーシング107に設ける場合、軽金属は比較的に軟質な金属であるため、雌ねじ部の強度不足が懸念される。
雌ねじ部の強度を確保することを目的として、雌ねじ部を長くすることも考えられるが、そうすると減速部ケーシング107が軸線方向に長くなってしまい、インホイールモータ駆動装置101の大型化および重量化を招いてしまうという問題がある。
そこで上述した問題を解消するため、特開2011−185286号公報(特許文献2)に示すように、鋼製の連結構造、例えばボルトおよび袋ナットを用いて、外輪部材104を減速部ケーシング107に連結固定することが提案されている。特許文献2に記載された従来のインホイールモータ駆動装置を、図12を参照しつつ説明すると、ボルト106を外輪部材104に形成された貫通孔104hと減速部ケーシング107に形成された貫通孔107hに順次通し、ボルト106の先端を袋ナット111に螺合させるというものである。減速部ケーシング107には、袋ナット111の寸法に対応する凹部112が周方向等間隔に設けられており、袋ナット111の共回りを防止する。
特開2007−239886号公報 特開2011−185286号公報
しかし、特許文献2のインホイールモータ駆動装置にあっては、各袋ナット111に大きな応力が作用するため、強度上改善の余地があった。また回り止めのための凹部112を設けたため、袋ナット111に不均一な応力が作用する虞がある。また車両旋回時の際に作用する横力の向き等によって、一部の袋ナット111に大きな応力が集中して作用する虞がある。
本発明は、上述の実情に鑑み、一部の袋ナットおよび一部のボルトに大きな応力が集中して作用することを解消し、外輪部材とケーシングとの連結箇所における連結強度をさらに向上させることを目的とする。
この目的のため第1発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータおよび該モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、出力軸と結合する車輪ハブ、車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および車輪ハブと外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、外輪部材と駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備えるそして連結構造は、外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、ケーシング貫通孔および外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて雌ねじ部と螺合するボルトとを有する。アタッチメントは外輪部材とケーシングとの間に介在し、雌ねじ部は異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、ボルトはケーシング貫通孔に通されて第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと外輪部材貫通孔に通されて第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、アタッチメントのうち第1雌ねじ部が形成された周方向部位には第2雌ねじ部が形成された周方向部位よりも外輪部材に向かって突出する凸部が形成され、外輪部材には凸部を受け入れる凹部が形成される
また第2発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータおよび該モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、出力軸と結合する車輪ハブ、車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および車輪ハブと外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、外輪部材と駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備える。そして連結構造は、外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、ケーシング貫通孔および外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて雌ねじ部と螺合するボルトとを有する。アタッチメントは外輪部材とケーシングとの間に介在し、雌ねじ部は異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、ボルトはケーシング貫通孔に通されて第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと外輪部材貫通孔に通されて第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、第2雌ねじ部は貫通ねじ孔であり、ケーシングには第2雌ねじ部を貫通する外輪部材側ボルトの先端を受け入れる凹部が形成される
また第3発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータおよび該モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、出力軸と結合する車輪ハブ、車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および車輪ハブと外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、外輪部材と駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備える。そして連結構造は、外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、ケーシング貫通孔および外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて雌ねじ部と螺合するボルトとを有する。アタッチメントは外輪部材とケーシングとの間に介在し、雌ねじ部は異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、ボルトはケーシング貫通孔に通されて第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと外輪部材貫通孔に通されて第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、アタッチメントのうち第2雌ねじ部が形成された周方向部位には、第1雌ねじ部が形成された周方向部位よりもケーシングに向かって突出する第2凸部が形成され、ケーシングには第2凸部を受け入れる第2凹部が形成される。
かかる第1〜第3発明によれば、一体のアタッチメントに複数の雌ねじ部を設けたことから、一部の雌ねじ部および一部のボルトに大きな応力が集中して作用することがなく、荷重を各雌ねじ部および各ボルトに分散させることができる。またアタッチメントの一方端面および/または他方端面を外輪部材および/またはケーシングに当接させて、連結構造の一部に大きな応力が集中することを回避できる。したがって外輪部材とケーシングとの連結箇所における連結強度がさらに向上する。なお、本発明の複数とは2個以上であればよく、その数は特に限定されない。また本発明のアタッチメントは、外輪部材と同軸に配置される環状部材であってもよいし、あるいは周方向に分割された複数のセグメントであってもよい。またボルトは、ケーシング貫通孔および外輪部材貫通孔の双方に通されてもよい。あるいはボルトは、ケーシング貫通孔に通される第1ボルトと外輪部材貫通孔に通される第2ボルトの組み合わせであってもよい。
また第1〜第3発明によれば、ボルトがケーシング貫通孔に通されるボルトと外輪部材貫通孔に通されるボルトに分類されることから、車輪ハブ軸受部を点検および修理する際は、外輪部材貫通孔に通されるボルトのみを緩めるとよい。あるいはケーシングを点検および修理する際は、ケーシング貫通孔に通されるボルトのみを緩めるとよい。したがって、車輪ハブ軸受部を点検および修理する際に作業効率が向上する。
また第1発明によれば、第1雌ねじ部の長さ寸法を十分確保することができる。また第1雌ねじ部に穴底を設けて有底ねじ穴にすることができる。さらにアタッチメントに対し、外輪部材を容易に位置決めすることができる。他の参考例として、アタッチメントのうち第1雌ねじ部が形成された周方向部位には、第2雌ねじ部が形成された周方向部位よりもケーシングに向かって突出する凸部が形成されてもよい。あるいは凸部を設けなくてもよい。
また第2発明によれば、外輪部材側ボルトを第2雌ねじ部に確りと螺合させることができる。しかも第2雌ねじ部とケーシング内部とを遮断して、ケーシング内部の密封性は損なわれない。他の参考例として、第2雌ねじ部を有底ねじ穴としてもよい。
また第3発明によれば、第2雌ねじ部の長さ寸法を十分確保することができる。また第1雌ねじ部に穴底を設けて有底ねじ穴にすることができる。さらにケーシングに対し、アタッチメントを容易に位置決めすることができる。他の参考例として、アタッチメントのうち第2雌ねじ部が形成された周方向部位には、第1雌ねじ部が形成された周方向部位よりも外輪部材に向かって突出する凸部が形成されてもよい。あるいは凸部を設けなくてもよい。
本発明の一実施形態として、第1雌ねじ部は有底ねじ穴である。かかる実施形態によれば、ケーシング貫通孔に通じる第1雌ねじ部が有底ねじ穴であるから、ケーシング内部の密封性が向上する。他の実施形態として、第1雌ねじ部を貫通ねじ孔としてもよい。この場合、貫通ねじ孔のねじ溝をシール材および当て部材などで封止するとよい。
本発明の一実施形態として、ケーシングは、筒状本体と、筒状本体の軸線方向端部から径方向内側に突出するケーシング端部とを含み、該ケーシング端部は、外輪部材とアタッチメントとの間に介在し、ボルトは、外輪部材貫通孔およびケーシング端部に設けられたケーシング貫通孔に順次通されて、アタッチメントに設けられた雌ねじ部と螺合し、該雌ねじ部は有底ねじ穴である。かかる実施形態によれば、雌ねじ部とケーシング内部とを遮断して、ケーシング内部の密封性は損なわれない。他の実施形態として、雌ねじ部を貫通ねじ孔としてもよい。この場合、貫通ねじ孔のねじ溝をシール材あるいは当て部材などで封止するとよい。
本発明の好ましい実施形態として、外輪部材、ケーシング端部、およびアタッチメントは軸線方向一方から他方に向かって順次配置され、筒状本体の内周面に設けられてアタッチメントの軸線方向他方への移動を規制する規制部材をさらに備えるとよい。かかる実施形態によれば、アタッチメントがケーシング端部から離れる方向へ抜け出すことを防止することができる。したがってインホイールモータ駆動装置を組み立てる際、ボルトをケーシング貫通孔に通して締め付け回転させると、ボルトは雌ねじ部と直ちに螺合し、組み立て効率が向上する。
本発明の好ましい実施形態として、ケーシングと外輪部材との間に介在するシール部材をさらに備えるとよい。かかる実施形態によれば、ケーシング内部の密封性が向上する。シール部材を介在させる箇所は、互いに接触するケーシング表面と外輪部材表面の間であればよい。
本発明の好ましい実施形態として、アタッチメントは鋼製であり、ケーシングは軽金属製である。かかる実施形態によれば、連結構造の強度を確保しつつインホイールモータ駆動装置の軽量化に資する。
本発明の好ましい実施形態として、アタッチメントおよびケーシングの少なくとも一方には表面処理が施されている。かかる実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置の耐摩耗性、耐食性、耐候性等の向上に資する。
このように本発明によれば、ケーシングがアルミ合金等の軽金属製であっても、外輪部材とケーシングとの連結強度が向上する。したがってインホイールモータ駆動装置において、軽量化と連結強度の向上を両立させることができる。
本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す概略縦断面図である。 同実施形態における連結構造を拡大して示す分解斜視図である。 アタッチメントを軸線方向外輪部材側からみた状態を示す正面図である。 アタッチメントを軸線方向ケーシング側からみた背面図である。 アタッチメントを図3および図4のX−X´で切断し、その断面を模式的に示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す概略縦断面図である。 アタッチメントを軸線方向外輪部材側からみた状態を示す正面図である。 アタッチメントを軸線方向減速部側からみた背面図である。 アタッチメントを図7および図8のY−Y´で切断し、その断面を模式的に示す縦断面図である。 本発明の変形例になるアタッチメントを取り出して示す正面図である。 従来のインホイールモータ駆動装置を示す概略縦断面図である。 他の従来のインホイールモータ駆動装置を示す概略縦断面図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を所定断面で示す概略縦断面図である。図2は同実施形態における連結構造を拡大して示す分解斜視図である。図3〜図5は、連結構造のアタッチメントを取り出して示す図であって、図3が軸線方向一方側(外輪部材側)からみた正面図、図4が軸線方向他方側(ケーシング側)からみた背面図である。また図5は、図3および図4のX−X´で切断し、その断面を模式的に示す概略断面図であり、図1に対応する。
インホイールモータ駆動装置11は、駆動力を発生させるモータ部11Aと、モータ部11Aの回転を減速して出力する減速部11Bと、減速部11Bからの出力を駆動輪(図示せず)に伝える車輪ハブ軸受部11Cから構成される。そして、インホイールモータ駆動装置11の軸線O方向に関し、モータ部11A、減速部11B、車輪ハブ軸受部11Cの順に同軸配置される。
モータ部11Aは、モータ部ケーシング12の内部に回転電機のステータ13、ロータ14、およびモータ軸15を内蔵し、車輪ハブ軸受部11Cの車輪ハブ33を駆動し、あるいは車輪ハブ33の回転を利用して電力回生を行う。モータ軸15は、軸線Oに沿って延び、減速部11Bの入力軸24と結合する。この結合は、筒状に形成されたモータ軸15の一方端開口に、入力軸24の端部を嵌入固定することにより行われる。
減速部11Bは、例えば減速部ケーシング23の内部にサイクロイド減速機などの減速機構を内蔵し、モータ部11Aの回転を減速して車輪ハブ33に伝達する。あるいは図示はしなかったが減速部11Bは遊星歯車式減速機構を内蔵してもよい。あるいは図示はしなかったが、減速部11Bを設けることなく、モータ軸15を車輪ハブ33に結合する直接駆動方式としてもよい。このようにモータ部11Aは、出力軸32を駆動する駆動機構に含まれる。モータ部11Aの回転を減速する減速部11Bも駆動機構に含まれる。減速部ケーシング23とモータ部ケーシング12は別部品であってもよいし、一体物であってもよい。
ここで減速部11Bにサイクロイド減速機を採用する場合につき簡単に説明すると、減速部11Bは、減速部ケーシング23と、軸線Oに沿って延びる入力軸24と、入力軸24に偏心して設けられた円板形状の偏心部材25と、かかる偏心部材25に同心円となるように取り付けられた曲線板26と、偏心部材25の外周と曲線板26の中央孔の内周面との間に設けられた転がり軸受29と、減速部ケーシング23に取り付けられた複数の外ピン27と、曲線板26の自転を取り出して車輪ハブ33に出力する運動変換機構とを有する。この実施形態では180°異なる位相で2枚の偏心部材25および2枚の曲線板26が設けられる。
上述した曲線板26の外周縁は波状に形成されて、減速部ケーシング23に複数取り付けられた外ピン27と係合する。外ピン27は、軸線O回りに周方向等間隔に配置され、曲線板26の外周縁に形成された波状の山の数よりも1つ多い。そして公転部材である曲線板26が軸線O回りに1公転すると、曲線板26はわずかに自転する。
運動変換機構は、曲線板26の自転を取り出して、当該自転のみを車輪ハブ33に出力するものであって、曲線板26に周方向に間隔を空けて形成された複数の貫通孔と、該貫通孔の内径よりも小さな外径を有し各貫通孔に通される複数の内ピン31と、各内ピン31の一端を共通に支持するフランジ部32fと、フランジ部32fと一体形成された軸部32sを有する。フランジ部32fおよび軸部32sは減速部11Bの出力軸32を構成する。出力軸32は軸線Oに沿って延び、その軸部32sが車輪ハブ軸受部11Cの車輪ハブ33と結合する。モータ部11Aのモータ軸15と、減速部11Bの入力軸24および出力軸32と、車輪ハブ軸受部11Cの車輪ハブ33は軸線Oに沿って延びるが、偏心部材25および曲線板26は軸線Oから偏心して配置される。
インホイールモータ駆動装置11は軸心給油方式によってその内部を潤滑される。インホイールモータ駆動装置の下部には、潤滑油を貯留するオイルタンク22が設けられる。オイルタンク22から汲み上げられた潤滑油は、減速部11Bの内部に噴射され、上述した偏心部材25、曲線板26、内ピン31、外ピン27等を潤滑する。そして潤滑油は減速部11Bの下部に付設されたオイルタンク22に還流する。
ステータ13のコイルに三相交流電流を通電するとロータ14がモータ軸15とともに回転して、モータ部11Aは回転を出力する。減速部11Bはモータ軸15から入力軸24に入力された回転を減速し、減速回転を出力軸32から車輪ハブ軸受部11Cに伝達する。
車輪ハブ軸受部11Cは、軸線Oを回転中心とする回転部材である車輪ハブ33と、車輪ハブ33の外周面を包囲する外輪部材34と、外輪部材34の内周面と車輪ハブ33の外周面との環状隙間に配置された複数の転動体35を有し、複数の転動体35を含む転がり軸受を介して、車輪ハブ33を回転自在に支持する。また車輪ハブ33には複数のボルト36によって図示しない車輪が取付固定される。この車輪は、インホイールモータ駆動装置11に駆動されて回転する。インホイールモータ駆動装置11の車輪ハブ軸受部11Cは、車輪のロードホイール内空領域に設置される。これに対しモータ部11Aおよび減速部11Bは、当該車輪のロードホイール内空領域に設置されてもよいし、あるいはロードホイール内空領域の外に設置されてもよい。
次に外輪部材34と減速部ケーシング23を互いに連結固定する連結構造につき詳細に説明する。
連結構造は、複数のボルト42,43およびアタッチメント44を有する。アタッチメント44は、外輪部材34および減速部ケーシング23とは別にインホイールモータ駆動装置11に付設される連結部材(アタッチメント)であって、複数の雌ねじ部46,47を有する。各ボルト42,43は軸線O方向に延びるが、一方のボルト42はモータ部11A側から車輪ハブ軸受部11C側へ通されるのに対し、他方のボルト43は車輪ハブ軸受部11C側からモータ部11A側へ通される。具体的には、各ボルト42が減速部ケーシング23に複数形成されたケーシング貫通孔23hをそれぞれ通されてアタッチメント44の各雌ねじ部46と螺合することにより、減速部ケーシング23とアタッチメント44が互いに連結固定される。また各ボルト43が外輪部材34に複数形成された外輪部材貫通孔34hをそれぞれ通されてアタッチメント44の各雌ねじ部47と螺合することにより、外輪部材34とアタッチメント44が互いに連結固定される。そしてかかる連結構造によって、外輪部材34と減速部ケーシング23は互いに連結固定される。なお各ボルト43の先端は、後述するように減速部ケーシング23に複数形成された凹部23qにそれぞれ収納される。
アタッチメント44は、外輪部材34と減速部ケーシング23との間に配置され、軸線Oを中心として外輪部材34と同軸に配置される環状の部材である。またアタッチメント44は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部46,47を含む。雌ねじ部46,47は軸線Oと平行に延び、例えば図4に示すように周方向等間隔となるようそれぞれ6か所ずつ交互に設置される。第2の雌ねじ部47は、アタッチメント44の一方端面44mから他方端面44nまで軸線O方向に延びてアタッチメント44を貫通する貫通孔の孔壁面に形成される貫通ねじ孔である。これに対し第1の雌ねじ部46は、アタッチメント44の他方端面44nに開口して外輪部材34側を穴底とする有底穴の孔壁面に形成される。つまり各雌ねじ部46は、アタッチメント44に設けられた有底穴に形成される有底ねじ穴である。この他方端面44nには、各雌ねじ部46の開口を包囲するように、環状のシール部材45が設けられる。
雌ねじ部46の穴底はアタッチメントの一方端面44mから突出する第1の凸部48の内部に設けられる。雌ねじ部46は、凸部48によって、一方端面44mから他方端面44nまでのアタッチメント44の厚み寸法よりも、大きな長さ寸法および穴底を確保し、ねじ締結力を十分なものとする。
雌ねじ部47が形成される周方向部位にも、他方端面44nから突出する第2の凸部49が形成される。そして雌ねじ部47も、凸部49によって、一方端面44mから他方端面44nまでのアタッチメント44の厚み寸法よりも、大きな長さ寸法を確保し、ねじ締結力を十分なものとする。
アタッチメント44および外輪部材34は、軽金属製の減速部ケーシング23およびモータ部ケーシング12と比較して、耐摩耗性、曲げ剛性が大きな素材で形成される。例えばアタッチメント44および外輪部材34は鋼製である。また減速部ケーシング23およびモータ部ケーシング12は軽合金製であり、例えばアルミニウムを主成分とする素材からなり、アルミニウム製あるいはアルミ合金製である。
またアタッチメント44、減速部ケーシング23、およびモータ部ケーシング12には、耐摩耗性、耐食性、耐候性等を向上させることを目的として表面処理が施されている。表面処理は例えばアルマイト層を表面に形成することであったり、ジンロイメッキ等の各種メッキであったりする。
減速部ケーシング23は、筒状本体23cと、筒状本体23cの軸線方向端部から内向きの突出する内向きフランジ部23iとを含む。筒状本体23cはその内部に、偏心部材25、曲線板26、転がり軸受29等の回転要素を収容する。内向きフランジ部23iの内縁23oは中央孔を構成し、当該中央孔には、出力軸32が通されるとともに、外輪部材34を受け入れる。
内向きフランジ部23iには、有底ねじ穴である雌ねじ部46の周方向位置に対応して、軸線Oと平行に延びるケーシング貫通孔23hが周方向に間隔を空けて複数形成される。また内向きフランジ部23iには、各ケーシング貫通孔23hと同じ位置に凹部23jが形成される。モータ部11Aからみて、凹部23jはアタッチメント44に向かって窪んだ形状である。
アタッチメント44と減速部ケーシング23との連結固定は、各ケーシング貫通孔23hに、アタッチメント44とは反対側からボルト42を通すことにより行う。
ボルト42の雄ねじ部42bは、減速部ケーシング23の内側(インボード)からケーシング貫通孔23hを貫通し、雄ねじ部42bの先端が第1の雌ねじ部46と螺合する。ボルト42の頭部42aは、ケーシング貫通孔23hよりも大径であり、ケーシング貫通孔23hに進入することなく凹部23j内で内向きフランジ部23iと密着する。そしてボルト42を締め付け回転させると、内向きフランジ部23iは頭部42aとアタッチメント44の間に挟圧され、内向きフランジ部23iの端面23eは、全周に亘って、アタッチメント44の他方端面44nと密着する。これにより減速部ケーシング23はアタッチメント44に連結固定される。
外輪部材34は、筒状本体34cと、筒状本体34cの軸線O方向略中央に形成されて径方向外側へ放射状に向かって突出する複数の突出部34dとを含む。筒状本体34cの軸線O方向インボード側端部はアタッチメント44の中央孔50と、内向きフランジ部23iの内縁23o(中央孔)に順次挿通される。各突出部34dには、軸線Oと平行に延びる外輪部材貫通孔34hが形成される。外輪部材貫通孔34hは、雌ねじ部47の周方向位置に対応して設けられている。以下、軸線O方向において車輪および車輪ハブ軸受部11C側をアウトボード側といい、車体およびモータ部11A側をインボード側という。
アタッチメント44と外輪部材34との連結固定は、各外輪部材貫通孔34hに、アタッチメント44とは反対側(アウトボード側)からボルト43を通すことにより行う。
ボルト43の雄ねじ部43bは、外輪部材貫通孔34hを貫通し、雄ねじ部43bの先端が第2の雌ねじ部47と螺合する。ボルト43の頭部43aは、外輪部材貫通孔34hよりも大径であり、外輪部材貫通孔34hに進入することなく突出部34dと密着する。そしてボルト43を締め付け回転させると、突出部34dは頭部43aとアタッチメント44の間に挟圧され、全ての突出部34dは、環状の平坦面である一方端面44mと密着する。これにより外輪部材34はアタッチメント44に連結固定される。
ここで附言すると、ボルト43の雄ねじ部43bは、第2の雌ねじ部47を貫通し、雄ねじ部43bの先端が減速部ケーシング23の凹部23qに受け入れられる。凹部23qは内向きフランジ部23iに形成され、車輪ハブ軸受部11Cからみて減速部11Bに向かって窪んだ断面円形の有底穴である。
各凹部23qは、図2に示すように、凹部23pの底面に設けられている。凹部23pは、端面23eから減速部11Bに向かって窪み、車輪ハブ軸受部11CからみてU字状の形状であり、内向きフランジ部23iの内縁23oに隣接配置される。このようにU字状の凹部23pは、端面23eの径方向内側に偏って配置されているから、端面23eはU字状の凹部23pに分断されることなく、凹部23pよりも径方向外側で全周に亘り連続して共通な平坦面を構成する。そして環状の平坦な端面23eは、全周に亘って、環状の平坦面である他方端面44nと面接触するのである。またこのとき、第2の凹部23pはアタッチメント44の第2の凸部49を受け入れる。
また外輪部材34がアタッチメント44に連結固定されることによって、アタッチメント44の凸部48は隣り合う突出部34d,34dの間に受け入れられる。本実施形態では、図2に示すように、隣り合う突出部34d,34dの間が、径方向内側に向かって窪んだ凹部34eを構成する。あるいは図示しない変形例として、すべての突出部34dを含む外向きフランジ部とし、この外向きフランジ部に、凸部48を受け入れる凹部を設けてもよい。
外輪部材34が内向きフランジ部23iに連結固定された状態で、外輪部材34の筒状本体34cは、内向きフランジ部23iの内縁23oに受け入れられる。内縁23oには環状のシール部材52が設けられる。シール部材52は、外輪部材34の筒状本体34cの外周面と内縁23oとの間を封止する。
図2には、複数のボルト42,43のうち、一部のボルトを代表して示す。一点鎖線で示すように、各ボルト43は軸方向アウトボード側から、外輪部材貫通孔34hと、第2の雌ねじ部47と、凹部23qに通され、外輪部材34とアタッチメント44を連結固定する。また一点鎖線で示すように、各ボルト42は軸線O方向インボード側から、ケーシング貫通孔23hと、第1の雌ねじ部46に通され(図1、図4参照)、アタッチメント44と減速部ケーシング23を連結固定する。
本実施形態の車輪ハブ33は、筒状本体33cと、筒状本体33cの軸線O方向一端に形成されて径方向外側に放射状に突出する複数の突出部33dとを含む。筒状本体33cの軸線O方向他端は、外輪部材34に挿通され、筒状本体33cの中央孔に出力軸32の軸線O方向一端が嵌合する。筒状本体33cの軸線O方向中央部の外周には、車輪ハブ軸受の内側軌道面が設けられ、転動体35が内側軌道面を接触転動する。
車輪ハブ33の突出部33dは周方向等間隔に設けられ、外輪部材34の突出部34dよりも軸線O方向アウトボード側に位置する。各突出部33dには、軸線Oと平行に延びる貫通孔33hが形成される。各貫通孔33hには軸線O方向インボード側からボルト36が通される。
本実施形態では、突出部33dと突出部34dは同数設けられ、両者は周方向等間隔に配置される。インホイールモータ駆動装置11を組み立てる際には、車輪ハブ33を回動させて隣り合う突出部33d、33d間の凹部33eの位相を突出部34dと合わせることにより、ボルト43を軸線O方向アウトボード側から外輪部材貫通孔34hに通すことができる。またボルト36を軸線O方向インボード側から貫通孔33hに通すことができる。
ところで本実施形態の連結構造は、外輪部材34と同軸に配置される環状の部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部46,47を含むアタッチメント44と、減速部ケーシング23に周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔23hと、外輪部材34に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔34hと、ケーシング貫通孔23hおよび外輪部材貫通孔34hの少なくとも一方に通されて雌ねじ部46,47と螺合するボルト42,43とを有する。これにより雌ねじ部46,47をアタッチメント44に設けることができ、減速部ケーシング23が軟質の軽金属製であっても、減速部ケーシング23と外輪部材34とを強力に連結固定することができる。
またアタッチメント44は、外輪部材34と減速部ケーシング23との間に介在する。アタッチメント44の雌ねじ部は、異なる周方向位置に配置された第1の雌ねじ部46および第2の雌ねじ部47を含む。連結構造のボルトは、ケーシング貫通孔23hに通されて第1の雌ねじ部46と螺合するケーシング側ボルト42と、外輪部材貫通孔34hに通されて第2の雌ねじ部47と螺合する外輪部材側ボルト43とを含む。これにより外輪部材側ボルト43を緩めれば、外輪部材34を減速部ケーシング23から容易に分離することができ、車輪ハブ軸受部11Cの交換および修理を効率よく行うことができる。
また第1の雌ねじ部46はアタッチメント44に設けられた有底穴に形成される有底ねじ穴である。これによりケーシング側ボルト42の先端がアタッチメント44に完全に覆われて、減速部11B内の潤滑油が雌ねじ部46のねじ溝を伝って減速部ケーシング23の外方へ滲出することがない。
またアタッチメント44のうち第1の雌ねじ部46が形成された周方向部位には、第2の雌ねじ部47が形成された周方向部位よりも外輪部材34に向かって突出する凸部48が形成され、外輪部材34には第1の凸部48を受け入れる第1の凹部34eが形成される。これによりアタッチメント44の軸線O方向の厚みを小さくしつつ、雌ねじ部46の長さ寸法を十分に確保することができる。また外輪部材34をアタッチメント44に連結固定する際に、外輪部材34を位置決めすることができる。ここで好ましくは、各凸部48が各凹部34eに嵌合するとよい。
また第2の雌ねじ部47はアタッチメント44に設けられた貫通ねじ孔であり、減速部ケーシング23には、雌ねじ部47を貫通する外輪部材側ボルト43の先端を受け入れる凹部23qが形成される。これにより、外輪部材側ボルト43の先端が減速部ケーシング23の内部に貫入せず、減速部ケーシング23の密封性は損なわれない。
またアタッチメント44のうち第2の雌ねじ部47が形成された周方向部位には、第1の雌ねじ部46が形成された周方向部位よりも減速部ケーシング23に向かって突出する第2の凸部49が形成され、減速部ケーシング23には、第2の凸部49を受け入れる第2の凹部23pが形成される、これによりアタッチメント44の軸線O方向の厚みを小さくしつつ、雌ねじ部47の長さ寸法を十分に確保することができる。またアタッチメント44を減速部ケーシング23に連結固定する際に、アタッチメント44を位置決めすることができる。ここで好ましくは、各凸部49が各凹部23pに嵌合するとよい。
また本実施形態によれば、減速部ケーシング23と外輪部材34との間にシール部材52が介在することから、減速部ケーシング23内部の潤滑油が減速部ケーシング23と外輪部材34との間から外方へ滲出することがない。
また本実施形態によれば、アタッチメント44は鋼製であり、減速部ケーシング23は軽金属製であることから、雌ねじ部の強度を確保することができるばかりでなく、アタッチメント44および減速部ケーシング23が鋼製である場合よりもインホイールモータ駆動装置11の軽量化に資する。
また本実施形態によれば、アタッチメント44および減速部ケーシング23の少なくとも一方は表面処理が施されていることから、耐摩耗性、耐食性、耐候性等が向上する。
次に本発明の他の実施形態を説明する。図6は本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置を所定断面で示す縦断面図である。図7〜図9は、連結構造のアタッチメントを取り出して示す図であって、図7が軸線方向外輪部材側からみた正面図、図8が軸線方向減速部側からみた背面図である。また図9は、図7および図8のY−Y´で切断し、その断面を模式的に示す概略断面図であり、図6に対応する。他の実施形態につき、上述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
他の実施形態では図6に示すように、外輪部材34が筒状本体34cと、筒状本体34cの軸線O方向一端側から径方向外側に突出するフランジ部34fとを含む。フランジ部34fには複数の外輪部材貫通孔34hが周方向に間隔を空けて形成される。アタッチメント44が減速部ケーシング23の内部に配置され、減速部ケーシング23の内向きフランジ部23iが外輪部材34のフランジ部34fとアタッチメント44との間に介在する。そして各ボルト43が、軸線O方向アウトボード側から各外輪部材貫通孔34hおよび内向きフランジ部23iに設けられたケーシング貫通孔23hに順次通されて、軸線O方向インボード側に位置するアタッチメント44に設けられた雌ねじ部47と螺合する。
各雌ねじ部47は、アタッチメント44に設けられた有底穴に形成される有底ねじ穴であり、内向きフランジ部23iと面接触する側のアタッチメント端面44aを開口とし、減速部11B側を穴底とする。軸線Oに対して直角な平坦面であるアタッチメント端面44aには、各雌ねじ部47の開口を包囲する環状のシール部材53が取り付けられる。シール部材53は内向きフランジ部23iとアタッチメント44との間に介在する。
減速部11B側のアタッチメント端面44bには、減速部11B側に向かって突出する凸部55が、各雌ねじ部47に対応する周方向位置に複数形成される。凸部55は雌ねじ部47の穴底を構成する。
外輪部材34のフランジ部34f、内向きフランジ部23i、およびアタッチメント44は軸線O方向アウトボード側からインボード側に向かって順次配置され、軸線O方向アウトボード側のアタッチメント端面44aは内向きフランジ部23iと向き合う。筒状本体23cの内周面には止め輪54が取り付けられる。泊め輪54は例えばC字状であって、筒状本体23cの内周面に形成された環状溝に嵌め込み固定される。これにより止め輪54は、軸線O方向インボード側のアタッチメント端面44bと向き合い、アタッチメント44の軸線O方向インボード側への移動を規制する。
ところで他の実施形態によれば、減速部ケーシング23の端部に設けられた内向きフランジ部23iが外輪部材34とアタッチメント44との間に介在し、ボルト43は外輪部材貫通孔34hおよび減速部ケーシング23の端部に設けられたケーシング貫通孔23hに順次通されて、アタッチメント44に設けられた雌ねじ部47と螺合することから、減速部ケーシング23が軟質な軽合金製であっても、外輪部材34と減速部ケーシング23の連結強度を十分に確保することができる。
また雌ねじ部47は、アタッチメント44に設けられた有底穴に形成される有底ねじ穴であることから、減速部ケーシング23の内部空間は雌ねじ部47から完全に遮断される。したがって減速部11Bの潤滑油が雌ねじ部47のねじ溝を伝って外方へ滲出することがない。
また他の実施形態では、外輪部材34、内向きフランジ部23i、およびアタッチメント44は軸線O方向一方から他方に向かって順次配置され、筒状本体23cの内周面に設けられてアタッチメント44の軸線方向他方への移動を規制する規制部材として止め輪54をさらに備える。これにより、アタッチメント44が減速部11B側へ抜け出すことを防止することができる。したがってインホイールモータ駆動装置11を組み立てる際、ボルト43をケーシング貫通孔23hに通して締め付け回転させると、ボルト43は雌ねじ部47と直ちに螺合し、組み立て効率が向上する。
次に本発明の変形例を説明する。図10は本発明の変形例になるアタッチメントを取り出して示す正面図である。変形例につき、上述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。変形例になるアタッチメント44l,44mは、図6〜図9に示すアタッチメント44を等しく2分割したものである。各アタッチメント44l,44mには、雌ねじ部47が等間隔に形成される。この他、図示しない変形例として、図6〜図9に示すアタッチメント44を等しく3分割してもよい。あるいは図示しない変形例として、図6〜図9に示すアタッチメント44を、大きな周方向寸法を有するセグメントおよび小さな周方向寸法を有するセグメントというように不均等に分割してもよい。同様に図1〜図5に示すアタッチメント44も、複数のセグメントに分割されてもよい。
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この実施形態のようにサイクロイド式の減速機を採用した例の他、減速機はこれに限ることなく、遊星減速機、2軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであっても良い。また、インホイールモータ駆動装置に限らず、車体にモータを設けた所謂オンボートタイプの車両用駆動装置であっても良い。
また、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。
この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
11 インホイールモータ駆動装置、 11A モータ部、
11B 減速部、 11C 車輪ハブ軸受部、 12 モータ部ケーシング、
22 オイルタンク、 23 減速部ケーシング、 23e 端面、
23h ケーシング貫通孔、 23i 内向きフランジ部、 23o 内縁、
23j,23q 凹部、23p 第2の凹部、 32 出力軸、
33 車輪ハブ、 33d 突出部、 33e 凹部、 33h 貫通孔、
34 外輪部材、 34d 突出部、 34e 第1の凹部、
34h 外輪部材貫通孔、 35 転動体、 36 ボルト、
42 ボルト(ケーシング側ボルト)、 43 ボルト(外輪部材側ボルト)、
44 アタッチメント、 44a,44b,44m,44n 端面、
45 シール部材、 46 雌ねじ部(第1の雌ねじ部)、
47 雌ねじ部(第2の雌ねじ部)、 48 第1の凸部、
49 第2の凸部、 50 中央孔、 52,53 シール部材、
54 止め輪、 55 凸部、 O 軸線。

Claims (8)

  1. モータおよび前記モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、
    前記出力軸と結合する車輪ハブ、前記車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および前記車輪ハブと前記外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し前記車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、
    前記外輪部材と前記駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備え、
    前記連結構造は、前記外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、前記ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、前記外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、前記ケーシング貫通孔および前記外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて前記雌ねじ部と螺合するボルトとを有し、
    前記アタッチメントは、前記外輪部材と前記ケーシングとの間に介在し、
    前記雌ねじ部は、異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、
    前記ボルトは、前記ケーシング貫通孔に通されて前記第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと、前記外輪部材貫通孔に通されて前記第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、
    前記アタッチメントのうち前記第1雌ねじ部が形成された周方向部位には、前記第2雌ねじ部が形成された周方向部位よりも前記外輪部材に向かって突出する凸部が形成され、
    前記外輪部材には、前記凸部を受け入れる凹部が形成される、インホイールモータ駆動装置。
  2. モータおよび前記モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、
    前記出力軸と結合する車輪ハブ、前記車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および前記車輪ハブと前記外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し前記車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、
    前記外輪部材と前記駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備え、
    前記連結構造は、前記外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、前記ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、前記外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、前記ケーシング貫通孔および前記外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて前記雌ねじ部と螺合するボルトとを有し、
    前記アタッチメントは、前記外輪部材と前記ケーシングとの間に介在し、
    前記雌ねじ部は、異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、
    前記ボルトは、前記ケーシング貫通孔に通されて前記第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと、前記外輪部材貫通孔に通されて前記第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、
    前記第2雌ねじ部は貫通ねじ孔であり、
    前記ケーシングには、前記第2雌ねじ部を貫通する前記外輪部材側ボルトの先端を受け入れる凹部が形成されるインホイールモータ駆動装置。
  3. モータおよび前記モータに駆動される出力軸を含む駆動機構と、
    前記出力軸と結合する車輪ハブ、前記車輪ハブの外周を包囲する外輪部材、および前記車輪ハブと前記外輪部材の環状隙間に配置される複数の転動体を有し前記車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、
    前記外輪部材と前記駆動機構のケーシングとを連結固定する連結構造とを備え、
    前記連結構造は、前記外輪部材の周方向に沿って配置される部材であって周方向に間隔を空けて設けられた複数の雌ねじ部を含むアタッチメントと、前記ケーシングに周方向に間隔を空けて複数形成されたケーシング貫通孔と、前記外輪部材に周方向に間隔を空けて複数形成された外輪部材貫通孔と、前記ケーシング貫通孔および前記外輪部材貫通孔の少なくとも一方に通されて前記雌ねじ部と螺合するボルトとを有し、
    前記アタッチメントは、前記外輪部材と前記ケーシングとの間に介在し、
    前記雌ねじ部は、異なる周方向位置に配置された第1雌ねじ部および第2雌ねじ部を含み、
    前記ボルトは、前記ケーシング貫通孔に通されて前記第1雌ねじ部と螺合するケーシング側ボルトと、前記外輪部材貫通孔に通されて前記第2雌ねじ部と螺合する外輪部材側ボルトとを含み、
    前記アタッチメントのうち前記第2雌ねじ部が形成された周方向部位には、前記第1雌ねじ部が形成された周方向部位よりも前記ケーシングに向かって突出する第2凸部が形成され、
    前記ケーシングには、前記第2凸部を受け入れる第2凹部が形成されるインホイールモータ駆動装置。
  4. 前記第1雌ねじ部は有底ねじ穴である、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。
  5. 前記ケーシングは、筒状本体と、前記筒状本体の軸線方向端部から径方向内側に突出するケーシング端部とを含み、
    前記ケーシング端部は、前記外輪部材と前記アタッチメントとの間に介在し、
    前記ボルトは、前記外輪部材貫通孔および前記ケーシング端部に設けられた前記ケーシング貫通孔に順次通されて、前記アタッチメントに設けられた前記雌ねじ部と螺合し、
    前記雌ねじ部は、有底ねじ穴である、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。
  6. 前記外輪部材、前記ケーシング端部、および前記アタッチメントは軸線方向一方から他方に向かって順次配置され、
    前記筒状本体の内周面に設けられて前記アタッチメントの軸線方向他方への移動を規制する規制部材をさらに備える、請求項に記載のインホイールモータ駆動装置。
  7. 前記ケーシングと前記外輪部材との間に介在するシール部材をさらに備える、請求項1〜のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  8. 前記アタッチメントは鋼製であり、前記ケーシングは軽金属製である、請求項1〜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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