JP6794211B2 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータ部の出力軸と車輪用軸受部とを減速機部を介して連結したインホイールモータ駆動装置に関する。
インホイールモータ駆動装置は、ホイールの内部に収められるため、車両のばね下重量となる。ばね下重量の増加は車両の乗り心地を悪化させるため、インホイールモータ駆動装置の小型軽量化は重要な要件である。電動モータの出力トルクは、電動モータのサイズおよび重量に比例するため、モータ単体で車両の駆動に必要なトルクを発生させようとすると、大型のモータが必要になる。そのため、電動モータを減速機と組み合わせて使用することで、小型化する手段が用いられる。
しかし、電動モータ、減速機、車輪用軸受を直列に並べると、ホイールからインボード側へのインホイールモータ駆動装置の張り出し量が大きくなる。ホイールハウジングのスペースが内燃機関の車両と同じである場合、車両が転舵、上下動した際、車体とインホイールモータ駆動装置との干渉が発生する。そのため、タイヤ可動範囲を減らすか、インホイールモータ駆動装置専用に車体を改造する必要がある。
従来技術として、インホイールモータ駆動装置において、電動モータの回転を減速して減速機構の出力軸から駆動輪に伝達し、減速機構が平行軸歯車列からなり、この平行軸歯車列により電動モータの回転軸が車両の垂直方向の上方にオフセットされて配置したものが提案されている（特許文献１）。このインホイールモータ駆動装置では、電動モータの回転軸を車輪用軸受の軸心に対して径方向にオフセットさせることにより、ホイール内の
電動モータが占有していない空間に懸架機構との接続点やブレーキキャリパ取付部等を設けることができる。また、インホイールモータ駆動装置全体を小さくすることができるので、転舵機構による旋回運動や懸架機構による上下運動に伴う車体や懸架部品との干渉を回避しやすくしている。
特開２０１３−２０９０１６号公報
特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置では、平行軸歯車減速機を適用することで、電動モータのオフセット配置と小型化を図っている。しかし、減速機構の最終段歯車軸と車輪用軸受とは同軸上に、ある程度の距離をもって配置されている。減速比を大きくする等の対策をして減速機構と電動モータを小型化し、モータの一部又は全部をホイール内周の円筒状の空間に収めることができたとしても、最低限３つの構成要素である（１）車輪用軸受、（２）減速機最終段歯車軸の支持軸受、（３）減速機最終段歯車が車軸と同軸上に並ぶことになり、小型化、特に軸方向寸法を短くすることにおいて大きな障害になることが分かった。
その結果として、懸架部品の形状に制限が加わることで、懸架部品の重量増加や強度低下、最低地上高さの減少などの悪影響が生じたり、干渉を回避するために、車体側の設計変更が必要になることで車両の運動性能が低下したり、車体の共通化にコストメリットが失われるという問題に突き当たった。この問題に着目したのが本発明である。
本発明は、上記の問題に鑑み、平行軸歯車減速機を備えたインホイールモータ駆動装置の小型化、特に軸方向の小型化を図り、車両搭載性を向上させることを目的とする。
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電動モータ部と、減速機部と、車輪用軸受部とから構成され、ケーシングを備えており、前記減速機部が平行軸歯車による減速構造を有するインホイールモータ駆動装置において、前記平行軸歯車は、入力側中間歯車と出力側中間歯車を備えた１つ又は複数の中間軸と最終出力歯車を備えた出力軸とから構成され、前記中間軸と前記出力軸のそれぞれの両端部が転がり軸受によって回転自在に支持され、前記転がり軸受のうち、前記入力側中間歯車に近接する転がり軸受が前記入力側中間歯車の内径側凹部に配置されると共に、前記最終出力歯車に近接する転がり軸受が前記最終出力歯車の内径側凹部に配置され、前記最終出力歯車の前記内径側凹部の内径側幅面に窪み部が設けられ、この窪み部に前記車輪用軸受部の内輪を固定するためのハブ輪の加締め部が収容され、前記窪み部と前記最終出力歯車の前記内径側凹部とが半径方向に重畳して形成されていることを特徴とする。
上記の構成により、平行軸歯車減速機を備えたインホイールモータ駆動装置の小型化、特に軸方向の小型化を図り、車両搭載性を向上させることができる。特に、入力側中間歯車に近接する転がり軸受が入力側中間歯車の内径側凹部に配置されていることにより、入力側中間歯車を備えた中間軸の支持構造を軸方向に短縮することができ、加えて、最終出力歯車に近接する転がり軸受が最終出力歯車の内径側凹部に配置されていることにより、最終出力歯車を備えた出力軸の支持構造を軸方向に短縮することができる。さらに、上記の最終出力歯車の内径側凹部の内径側幅面に窪み部を設け、この窪み部に車輪用軸受部の内輪を固定するためのハブ輪の加締め部を収容し、窪み部と最終出力歯車の内径側凹部とを半径方向に重畳して形成することにより、車輪用軸受部と平行軸歯車による減速構造を有する減速機部とを近接させて効率的に軸方向寸法を短縮することができる。以上が相俟って、減速機部が平行軸歯車による減速構造を有するインホイールモータ駆動装置の可及的な軸方向の小型化、車両搭載性の向上を可能にする。
上記の最終出力歯車の内径側凹部の内径側幅面に窪み部が設けられ、この窪み部に車輪用軸受部の内輪を固定するためのハブ輪の加締め部が収容されていることが好ましい。これにより、軸方向寸法の短縮を促進できる。
上記の最終出力歯車の窪み部と内径側凹部とが半径方向に重畳して形成されていることにより、効率的に軸方向寸法を短縮することができる。
上記の内径側凹部に肉抜き部と補強リブが形成されていることにより、入力側中間歯車や最終出力歯車の軽量化を図ると共に強度、剛性を確保することができる。
上記の中間軸と出力軸との軸間距離が、入力側中間歯車と最終出力歯車の両ピッチ円半径を合計した寸法より小さく設定されていることが好ましい。これにより、インホイールモータ駆動装置の外周輪郭の小型化が図れ、既存の内燃機関の車両のホイール内に装着することを可能にできる。
上記の減速構造が２段の平行軸歯車で構成されていることにより、部品点数を抑え、高減速比と小型化を両立させることができる。
本発明によれば、平行軸歯車減速機を備えたインホイールモータ駆動装置の小型化、特に軸方向の小型化を図り、車両搭載性を向上させることができる。
本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示し、図２のＰ−Ｐ線で矢視した縦断面図である。 図１のＱ−Ｑ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。 図１のＲ−Ｒ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。 図１の入力側中間歯車の斜視図である。 インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略構成を示す平面図である。 図５の電気自動車を示す後方断面図である。
本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図１〜図６に基づいて説明する。まず、本実施形態のインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車を図５、図６に基づいて説明する。図５は、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車１１の概略平面図、図６は、電気自動車１１を後方から見た概略断面図である。
電気自動車１１は、図５に示すように、シャシー１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、後輪１４に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを装備する。後輪１４は、図６に示すように、シャシー１２のホイールハウジング１５の内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１６を介してシャシー１２の下部に固定されている。
懸架装置１６は、左右に延びるサスペンションアームにより後輪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り、後輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャシー１２の振動を抑制する。左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時などの車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられている。懸架装置１６は、路面の凹凸に対する追従性を向上させ、後輪１４の駆動力を効率よ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独立懸架式としている。
電気自動車１１は、ホイールハウジング１５の内部に、左右それぞれの後輪１４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、シャシー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など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、左右の後輪１４の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。
この実施形態の特徴的な構成を説明する前にインホイールモータ駆動装置２１の全体構成を図１〜図３に基づいて説明する。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置２１を車両に搭載した状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側と称し、中央寄りとなる側をインボード側と称する。
図１は、図２のＰ−Ｐ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の縦断面図で、図２は、図１のＱ−Ｑ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図で、図３は、図１のＲ−Ｒ線で矢視したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。
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電動モータ部Ａと、電動モータ部Ａの回転を減速して出力する減速機部Ｂと、減速機部Ｂからの出力を駆動輪としての後輪に伝達する車輪用軸受部Ｃとを備えている。電動モータ部Ａ、減速機部Ｂ、および車輪用軸受部Ｃは、それぞれケーシング２２に収容あるいは取り付けられる。ケーシング２２は図１に示すように一体構造とする他、分割可能な構造にすることもできる。
電動モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されたステータ２３と、ステータ２３の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２４と、ロータ２４の径方向内側に配置されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸２５とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ２６で構成されている。モータ回転軸２５は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ２３は磁性体コアにコイルを巻回することによって構成され、ロータ２４は永久磁石等で構成されている。
モータ回転軸２５は、その軸方向一方側の端部（図１の左側）が転がり軸受４０により、軸方向他方側の端部（図１の右側）が転がり軸受４１により、ケーシング２２に対してそれぞれ回転自在に支持されている。
減速機部Ｂは、入力歯車３０と、中間歯車としての入力側中間歯車３１および出力側中間歯車３２と、最終出力歯車３５とを有する。入力歯車３０は入力軸３０ａを一体に有しており、この入力軸３０ａはスプライン嵌合（セレーション嵌合を含む。以下、同じ）によってモータ回転軸２５と同軸に連結されている。入力側中間歯車３１および出力側中間歯車３２を備える中間軸Ｓ１は、両中間歯車３１、３２と一体に形成されている。最終出力歯車３５を備える出力軸３６は、最終出力歯車３５と一体に形成されている。
入力軸３０ａ、中間軸Ｓ１および出力軸３６は互いに平行に配置されている。入力軸３０ａは転がり軸受４２、４３によって、中間軸Ｓ１は転がり軸受４４、４５によって、出力歯車軸３６は転がり軸受４８、４９によって、それぞれ、両端部がケーシング２２に対して回転自在に支持されている。ここで、中間軸Ｓ１および出力軸３６の両端部とは、それぞれの軸端部のみに限定されるものではなく、例えば、図１に示すように、出力軸３６の最終出力歯車３５の外側（アウトボード側）の途中位置を含む概念のものである。要は、中間軸Ｓ１および出力軸３６が、転がり軸受４４、４５、４８、４９によって、両持ちで支持されることを意味する。本明細書および特許請求の範囲において、中間軸と出力軸の両端部は上記の意味で用いる。
図２および図３に示すように、減速機部Ｂの入力軸３０ａの中心Ｏ１（モータ回転軸２５の中心でもある）と車輪用軸受部Ｃの中心Ｏ３との間に、中間軸Ｓ１の中心Ｏ２が配置され、各中心Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を結ぶ直線が三角状をなすように構成され、インホイールモータ駆動装置２１の外周輪郭の小型化を図っている。これにより、既存の内燃機関の車両のホイール７０内に装着することができる。
図２は、図１のＱ−Ｑ線で矢視した、すなわち、アウトボード側から見た横断面図であるが、出力軸３６のアウトボード側を支持する転がり軸受４９が、最終出力歯車３５の内径側凹部４７に配置されている。また、図３は、図１のＲ−Ｒ線で矢視した、すなわち、インボード側から見た横断面図であるが、中間軸Ｓ１のインボード側を支持する転がり軸受４４が、入力側中間歯車３１の内径側凹部３３に配置されている。詳細は後述する。
図１に示すように、減速機部Ｂでは、入力歯車３０と入力側中間歯車３１とが噛合し、出力側中間歯車３２と最終出力歯車３５とが噛合している。入力側中間歯車３１の歯数は、入力歯車３０および出力側中間歯車３２の歯数よりも多く、最終出力歯車３５の歯数は出力側中間歯車３２の歯数よりも多い。以上の構成から、モータ回転軸２５の回転運動を２段階に減速する平行軸歯車減速機３９が構成される。２段の平行軸歯車からなる減速機構は、部品点数が比較的少なく、かつ、後述する平行軸歯車と支持軸受の配置構造とが相俟って、高減速比と小型化を両立させることができる。
本実施形態では、減速機３９を構成する入力歯車３０、入力側中間歯車３１、出力側中間歯車３２および最終出力歯車３５として、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。歯車のかみあい率や限界の回転数などを考慮して、各歯車のモジュールは１〜３程度に設定するのが好ましい。
車輪用軸受部Ｃは、内輪回転タイプの車輪用軸受５０で構成される。車輪用軸受５０は、ハブ輪６０と内輪５２とからなる内方部材６１と、外輪５３と、玉５６および保持器（図示省略）を主な構成とする複列アンギュラ玉軸受である。ハブ輪６０のアウトボード側の外周に車輪取り付け用のフランジ部６０ａが形成され、インボード側の小径段部に内輪５２が嵌合され加締め固定されている。加締め部６０ｂは、車輪用軸受５０の組み立て後、内輪５２を固定すると共に車輪用軸受５０に予圧を付与している。ハブ輪６０の外周にアウトボード側の内側軌道面５４が形成され、内輪５２の外周にインボード側の内側軌道面５４が形成されている。図示は省略するが、車輪取り付け用のフランジ部６０ａには、ブレーキディスクおよびホイールが取り付けられる。
外輪５３の内周には、ハブ輪６０の内側軌道面５４および内輪５２の内側軌道面５４に対応して複列の外側軌道面５５が形成されている。外輪５３の外周にフランジ部が形成され、アタッチメント４６を介してケーシング２２にボルトで締結固定されている。出力軸３６は、ハブ輪６０にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に連結されている。
インホイールモータ駆動装置２１では、電動モータ２６の冷却や減速機３９の潤滑および冷却のため、図示しない回転ポンプで潤滑油が各部に供給される。車輪用軸受５０の軸受内部はグリースにより潤滑される。
インホイールモータ駆動装置２１は、ホイールハウジング１５（図６参照）の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。前述した構成の平行軸歯車減速機３９を電動モータ２６と組み合わせることで、低トルクかつ高回転型の小型電動モータ２６を使用することが可能となる。例えば、減速比１１の平行軸歯車減速機３９を用いた場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の電動モータ２６を使用することにより電動モータ２６を小型化することができる。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置２１を実現することができ、ばね下重量を抑えて走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得ることができる。
本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の全体構成は以上のとおりである。次に特徴的な構成を説明する。
インホイールモータ駆動装置２１を小型軽量化するには、平行軸歯車減速機３９の１段あたりの減速比を大きくすることが有効である。平行軸歯車減速機３９の１段あたりの減速比を大きくすると、必然的に入力側中間歯車３１や最終出力歯車３５の直径が大きくなる。これを有効活用して、本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、入力側中間歯車３１に近接する転がり軸受４４と最終出力歯車３５に近接する転がり軸受４９の少なくとも一方を、近接する歯車の内径側凹部に配置し、装置の軸方向寸法を可及的に短縮したことを特徴的な構成とする。
図1に示すように、入力側中間歯車３１と出力側中間歯車３２を備えた中間軸Ｓ１は、両端部を転がり軸受４４、４５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。入力側中間歯車３１は大きな直径を有し、インボード側の幅面３１ａに内径側凹部３３が形成されている。この内径側凹部３３に転がり軸受４４の内輪が嵌合する装着面３３ａが形成されている。内径側凹部３３のさらに内径側には座ぐり部３３ｂが形成され、入力側中間歯車３１の軽量化を図っている。
入力側中間歯車３１の内径側凹部３３の詳細を図４に基づいて説明する。図４は、入力側中間歯車３１（中間軸Ｓ１を含む）をインボード側から見た斜視図である。入力側中間歯車３１のインボード側の幅面３１ａに内径側凹部３３が形成され、この内径側凹部３３の外周面に転がり軸受４４（図１参照）の装着面３３ａが形成されている。装着面３３ａの内径側に座ぐり部３３ｂが形成されている。内径側凹部３３の底部に肉抜き部３３ｃと補強リブ３３ｄが形成されており、入力側中間歯車３１の軽量化を図ると共に強度、剛性を確保している。
入力側中間歯車３１が上記の構造になっているので、中間軸Ｓ１のインボード側の端部を支持する転がり軸受４４、換言すれば、入力側中間歯車３１に近接する転がり軸受４４を入力側中間歯車３１の内径側凹部３３の装着面３３ａに組込むことができ、この部分の軸方向寸法を可及的に短縮することができる。
次に、最終出力歯車３５の構造を図１に基づいて説明する。最終出力歯車３５を備えた出力軸３６は、両端部を転がり軸受４８、４９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。最終出力歯車３５も大きな直径を有し、アウトボード側の幅面３５ａに内径側凹部４７が形成されている。この内径側凹部４７に転がり軸受４９の内輪が嵌合する装着面４７ａが形成されている。最終出力歯車３５の内径側凹部４７にも、前述した入力側中間歯車３１と同様に肉抜き部３５ｃと補強リブ３５ｄが形成されている。
内径側凹部４７の装着面４７ａのさらに内径側幅面に窪み部３５ｂが設けられている。この窪み部３５ｂに車輪輪用軸受５０のハブ輪６０の加締め部６０ｂが収容されている。窪み部３５ｂを設けたことにより、軸方向寸法の短縮を促進できる。また、窪み部３５ｂと内径側凹部４７の装着面４７ａとが半径方向に重畳して形成されているので、この部分の軸方向寸法を効率的に短縮することができる。
最終出力歯車３５が上記の構造になっているので、出力軸３６のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受４９、換言すれば、最終出力歯車３５に近接する転がり軸受４９を最終出力歯車３５の内径側凹部４７の装着面４７ａに組込むことができる。これと相俟って、車輪輪用軸受５０のハブ輪６０の加締め部６０ｂが窪み部３５ｂに収容されるので、この部分の軸方向寸法を一層短縮することができる。
本実施形態では、入力側中間歯車３１と最終出力歯車３５の両方に内径側凹部３３、４７を形成したものを例示したが、これに限られず、入力側中間歯車３１と最終出力歯車３５のどちらか一方にだけ内径側凹部を形成し、この内径側凹部の装着面にころがり軸受を組み込んだものであってもよい。また、内径側凹部３３、４７の両方に肉抜き部と補強リブを形成したものを例示したが、これに限られず、どちらか一方の内径側凹部にだけ肉抜き部と補強リブを形成してもよく、さらには、肉抜き部と補強リブを設けないものであってもよい。
本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、径方向にも小型化を図っている。図２、図３において前述したように、減速機部Ｂの入力軸３０ａの中心Ｏ１（モータ回転軸２５の中心でもある）と車輪用軸受部Ｃの中心Ｏ３との間に、中間軸Ｓ１の中心Ｏ２が配置され、各中心Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を結ぶ直線が三角状をなすように構成され、インホイールモータ駆動装置２１の外周輪郭の小型化を図っている。
上記の各中心Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３の三角状の配置構成に当たって、インホイールモータ駆動装置２１の外周輪郭の径方向寸法を極限まで小さくしている。具体的には、図１に示すように、中間軸Ｓ１と出力軸３６の軸間距離Ｌを入力側中間歯車３１のピッチ円半径ＰＣＲ２と最終出力歯車３５のピッチ円半径ＰＣＲ３を合計した寸法より小さく設定している。これにより、各中心Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３の三角状の配置構成と相俟って、インホイールモータ駆動装置２１の外周輪郭の究極の小型化が達成され、既存の内燃機関の車両のホイール７０内に装着することを可能にした。
以上説明したように、本実施形態の平行軸歯車減速機を備えたインホイールモータ駆動装置２１は、装置全体の小型化、特に軸方向の小型化を図り、車両搭載性を向上させたものである。
以上の実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の減速機部Ｂは、２段減速の平行軸歯車減速機３９を用いたものを例示したが、これに限定されるものではなく、１段減速や３段減速以上のものにしてもよい。
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
２１ インホイールモータ駆動装置
２２ ケーシング
２５ モータ回転軸
２６ 電動モータ
３０ 入力歯車
３０ａ 入力軸
３１ 入力側中間歯車
３２ 出力側中間歯車
３３ 内径側凹部
３３ａ 装着面
３３ｃ 肉抜き部
３３ｄ 補強リブ
３５ 出力歯車
３５ｂ 窪み部
３５ｃ 肉抜き部
３５ｄ 補強リブ
３６ 出力軸
３９ 減速機
４４ 転がり軸受
４７ 内径側凹部
４９ 転がり軸受
５０ 車輪用軸受
５２ 内輪
５３ 外輪
６０ ハブ輪
６０ｂ 加締め部
Ａ 電動モータ部
Ｂ 減速機部
Ｃ 車輪用軸受部
Ｌ 軸間距離
ＰＣＲ２ ピッチ円半径
ＰＣＲ３ ピッチ円半径
Ｓ１ 第１中間軸

Claims (4)

  1. 電動モータ部と、減速機部と、車輪用軸受部とから構成され、ケーシングを備えており、前記減速機部が平行軸歯車による減速構造を有するインホイールモータ駆動装置において、
    前記平行軸歯車は、入力側中間歯車と出力側中間歯車を備えた１つ又は複数の中間軸と最終出力歯車を備えた出力軸とから構成され、前記中間軸と前記出力軸のそれぞれの両端部が転がり軸受によって回転自在に支持され、
    前記転がり軸受のうち、前記入力側中間歯車に近接する転がり軸受が前記入力側中間歯車の内径側凹部に配置されると共に、
    前記最終出力歯車に近接する転がり軸受が前記最終出力歯車の内径側凹部に配置され、
    前記最終出力歯車の前記内径側凹部の内径側幅面に窪み部が設けられ、この窪み部に前記車輪用軸受部の内輪を固定するためのハブ輪の加締め部が収容され、
    前記窪み部と前記最終出力歯車の前記内径側凹部とが半径方向に重畳して形成されていることを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
  2. 前記内径側凹部に肉抜き部と補強リブが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
  3. 前記中間軸と前記出力軸との軸間距離が、前記入力側中間歯車と前記最終出力歯車の両ピッチ円半径を合計した寸法より小さく設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
  4. 前記減速構造が２段の平行軸歯車で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインホイールモータ駆動装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6792995B2 (ja) * 2016-03-14 2020-12-02 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
WO2018024761A1 (de) * 2016-08-04 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Windkraftgetriebe
JP6914635B2 (ja) * 2016-10-17 2021-08-04 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
JP6821385B2 (ja) * 2016-10-19 2021-01-27 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
DE102018212939A1 (de) * 2018-08-02 2020-02-06 Magna Pt B.V. & Co. Kg Gegenhalter für eine einseitig eingespannte Achse

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200951715Y (zh) * 2006-10-09 2007-09-26 上海燃料电池汽车动力系统有限公司 四轮驱动燃料电池汽车的内转子型一体化电动轮结构
JP4835528B2 (ja) * 2007-07-19 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 異常監視装置および異常監視方法
JP5117960B2 (ja) * 2008-08-22 2013-01-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
CN102139629B (zh) * 2010-01-29 2015-03-25 比亚迪股份有限公司 轮边驱动桥
JP2012214203A (ja) 2011-03-28 2012-11-08 Aisin Aw Co Ltd インホイールモータ駆動装置
JP5565388B2 (ja) * 2011-03-28 2014-08-06 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 インホイールモータ駆動装置
JP5958465B2 (ja) 2011-07-08 2016-08-02 日本電産株式会社 ホイールユニット
JP5872358B2 (ja) * 2012-03-30 2016-03-01 本田技研工業株式会社 電動車両
WO2014125856A1 (ja) * 2013-02-15 2014-08-21 日産自動車株式会社 モータ駆動ユニットの冷却装置
EP3093175B1 (en) * 2014-01-08 2021-09-15 NTN Corporation In-wheel motor drive device
JP6563659B2 (ja) * 2015-03-02 2019-08-21 Ntn株式会社 電気自動車用駆動装置
JP2016181954A (ja) * 2015-03-23 2016-10-13 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
JP2016180492A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 Ntn株式会社 ２モータ車両駆動装置

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