JP6821385B2

JP6821385B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP6821385B2
Application number: JP2016205139A
Authority: JP
Inventors: 真也太向; 四郎田村; 朋久魚住
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: EP3530510A1; US10894473B2; CN108290491A; US20200039344A1; EP3530510A4; JP2018065457A; CN108290491B; WO2018073979A1

Description

本発明は、モータの回転軸と車輪用軸受とを減速機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では、減速機を使用することにより、モータを小型化してインホイールモータ駆動装置全体としての小型軽量化、及びばね下重量の軽減を図ることができる。これは、モータの出力トルクがモータのサイズ及び重量に比例するため、モータだけ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ところ、減速機を利用することで減少するモータの重量及び体積が減速機のそれらを上回るためである。

例えば、下記の特許文献１には、２軸１段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が示されている。この減速機は、モータの回転軸と一体に回転する入力歯車と、入力歯車と噛み合って、車輪用軸受の回転輪と一体に回転する出力歯車とを備える。

また、下記の特許文献２には、３軸２段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が示されている。この減速機は、入力歯車と出力歯車との間に、第１カウンタ歯車及び第２カウンタ歯車を有する中間軸を備える。入力歯車と第１カウンタ歯車とで入力側の歯車列が構成されると共に、出力歯車と第２カウンタ歯車とで出力側の歯車列が構成され、これらの２段の歯車列を介してモータの回転を減速している。

特開２０１３−２０９０１６号公報特開２０１４−４６７４２号公報

上記特許文献１に示されている２軸１段の平行軸歯車減速機において、減速比を大きくするためには、出力歯車のピッチ円径を入力歯車のピッチ円径に対して大きくする必要がある。このように、出力歯車のピッチ円径を大きくすると、出力歯車と噛み合う入力歯車がホイール中心に対して大きくオフセットして配置される。このため、入力歯車と同軸に配されたモータのステータ部分がホイール内周の空間（以下、ホイール内空間と言う。）よりも外径側にはみ出してしまい、インホイールモータ駆動装置が車体や懸架部品に干渉するおそれが生じる。また、インホイールモータ駆動装置の下部には、通常、車体に取り付けるためのロアアームボールジョイントが取り付けられるが、出力歯車が大きくなると、減速機を収容するハウジングも大きくなるため、ハウジングの下方の空間が狭まって、ロアアームボールジョイントの取り付け点を設けることが困難となる。

その結果、インホイールモータ駆動装置と車体や懸架部品との干渉を避けるために、モータを大きくできず動力が不足するおそれがある。また、上記の干渉を避けるために、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、あるいは最低地上高の減少などの不具合が生じるおそれがある。さらに、上記の干渉をさけるために、車体側の設計変更が必要となって、車両の運動性能が低下したり車体の共通化ができなくなったりするおそれがある。

一方、上記特許文献２に示されている３軸２段の平行軸歯車減速機では、入力歯車と出力歯車との間にカウンタ歯車を介在させることで、出力歯車のピッチ円径を抑えながら、減速比を大きくすることができる。しかし、単に平行軸歯車減速機の歯車列の数を増やすだけでは、高い減速比を得ながら、出力歯車のピッチ円径を十分に抑えることが難しい場合がある。

そこで、本発明は、高い減速比を得ながら、出力歯車のピッチ円径を十分に抑えてインホイールモータ駆動装置をコンパクト化することで、インホイールモータ駆動装置と車体や懸架部品との干渉を防止することを目的とする。

上記の目的を達成するためになされた本発明は、モータと、固定輪、回転輪、及びこれらの間に配された複数の転動体を有する車輪用軸受と、前記モータと前記車輪用軸受とを連結する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置において、前記減速機が、前記モータの回転軸と一体に回転し、入力歯車を有する減速機入力軸と、前記車輪用軸受の回転輪と一体に回転し、出力歯車を有する減速機出力軸と、前記出力歯車と噛み合う小径中間歯車、及び、前記小径中間歯車と同軸に設けられた大径中間歯車を有する中間軸とを備えた平行軸歯車減速機であり、前記大径中間歯車の外接円と、前記車輪用軸受の複数の転動体のピッチ円とが軸方向から見て重なっている。

このように、入力歯車と出力歯車との間に中間歯車を介在させることで、大きな減速比を維持しながら、出力歯車のピッチ円径を抑えることができるため、ホイール中心に対するモータのオフセット量が抑えられ、インホイールモータ駆動装置を軸方向と直交する方向でコンパクト化することができる。本発明では、さらに、大径中間歯車の外接円を、車輪用軸受の複数の転動体のピッチ円と軸方向から見て重なるまで大径化した。これにより、大径中間歯車を含む歯車列の減速比が大きくなるため、減速機全体の大きな減速比を維持しながら、出力歯車のピッチ円径をさらに抑えることができる。

減速機の互いに噛み合う歯車からなる歯車列の減速比は、何れも２．５以上７以下とすることが好ましい。何れかの歯車列の減速比が２．５未満であると、所望の減速比が得られない、あるいは、他の歯車列の従動歯車のピッチ円径が過大となるおそれがある。また、何れかの歯車列の減速比が７を超えると、当該歯車列のピニオン側の歯車にアンダーカットが発生しやすくなり、歯車の強度やこれに起因する振動といった問題が発生する。

上記のインホイールモータ駆動装置において、大径中間歯車のピッチ円径を出力歯車のピッチ円径よりも小さくすれば、大径中間歯車と減速機出力軸との干渉を回避しやすくなる。

上記のインホイールモータ駆動装置では、減速機入力軸と減速機出力軸とを近接させることが好ましい。例えば、減速機が、大径中間歯車と入力歯車とを噛み合わせた３軸２段の平行軸歯車減速機である場合、減速機入力軸の中心と中間軸の中心とを結ぶ直線と、減速機出力軸の中心と中間軸の中心とを結ぶ直線との間の角度を９０°以下とすることが好ましい。これにより、減速機入力軸の減速機出力軸に対するオフセット量、すなわち、モータのホイール中心に対するオフセット量が抑えられるため、ホイール内空間の半径方向領域内にモータを収めやすくなる。

車輪用軸受は、例えば内輪回転タイプを使用することができる。

以上のように、本発明によれば、高い減速比を得ながら、出力歯車のピッチ円径を十分に抑えてインホイールモータ駆動装置をコンパクト化することができるため、インホイールモータ駆動装置と車体や懸架部品との干渉を防止することができる。

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の断面図であり、図２のＹ−Ｏ２−Ｙを通る線における断面図である。上記インホイールモータ駆動装置の断面図であり、図１のＸ−Ｘ線における断面を矢印方向（インボード側）から見た図である。大径中間歯車の他の例を示す斜視図である。他の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の断面図である。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の電気自動車の後方断面図である。

本発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。

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及びインホイールモータ駆動装置２１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を車体に搭載した状態で、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側（図１では左側）と称し、車体の中央寄りとなる側をインボード側（図１では右側）と称する。

インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させる駆動部Ａと、駆動部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としての車輪に伝達する軸受部Ｃとを備えている。駆動部Ａ、減速部Ｂ、及び軸受部Ｃは、ハウジング２２に収容される。ハウジング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。

駆動部Ａは、ハウジング２２に固定されたステータ２５と、ステータ２５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２６と、ロータ２６の径方向内側に配置されてロータ２６と一体回転するモータ回転軸２７とを備えたラジアルギャップ型の電動モータ２８で構成されている。モータ回転軸２７は、毎分一万回転以上で高速回転可能である。ステータ２５は、磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成され、ロータ２６は永久磁石等の磁性体で構成されている。モータ回転軸２７は、インボード側端部が転がり軸受３２に、アウトボード側端部が転がり軸受３３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。

減速部Ｂは、入力歯車３４を一体に有する減速機入力軸Ｓ_ｉｎと、大径中間歯車３５及び小径中間歯車３６を一体に有する中間軸Ｓ_ｍと、出力歯車３７を一体に有する減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとからなる３軸２段の平行軸歯車減速機３８で構成されている。大径中間歯車３５と小径中間歯車３６とは、一体且つ同軸に設けられる。入力歯車３４と大径中間歯車３５とが噛み合って、入力側の歯車列Ｇ１が構成される。入力歯車３４は、入力側の歯車列Ｇ１の駆動歯車であり、大径中間歯車３５よりもピッチ円径が小さく、且つ、歯数が少ない。また、小径中間歯車３６と出力歯車３７とが噛み合って、出力側の歯車列Ｇ２が構成される。小径中間歯車３６は、出力側の歯車列Ｇ２の駆動歯車であり、出力歯車３７よりもピッチ円径が小さく、且つ、歯数が少ない。各歯車列Ｇ１、Ｇ２の減速比は、何れも２．５以上７以下とされる。各歯車列Ｇ１、Ｇ２の減速比は比較的近い値とされ、例えば各歯車列Ｇ１、Ｇ２の減速比の比が０．５以上２以下、好ましくは０．８以上１．２以下とされる。これらの２段の歯車列Ｇ１、Ｇ２を介することにより、モータ回転軸２７の回転運動を所定の減速比でもって減速する。

減速機入力軸Ｓ_ｉｎは、モータ回転軸２７のアウトボード側に、スプライン嵌合により同軸的に取り付けられる。減速機入力軸Ｓ_ｉｎは、入力歯車３４の軸方向両側で転がり軸受４５，４６によって両持ち支持されている。図示例では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎのインボード側端部が転がり軸受４５によってハウジング２２に回転自在に支持され、減速機入力軸Ｓ_ｉｎのアウトボード側端部が転がり軸受４６によってハウジング２２に回転自在に支持されている。尚、減速機入力軸Ｓ_ｉｎは、モータ回転軸２７と一体に形成してもよい。この場合、モータ回転軸２７のアウトボード側端部を支持する軸受３３、あるいは、減速機入力軸Ｓ_ｉｎのインボード側端部を支持する軸受４５の何れか一方を省略してもよい。

中間軸Ｓ_ｍは、インボード側端部が転がり軸受４７によってハウジング２２に回転自在に支持され、アウトボード側端部が転がり軸受４８によってハウジング２２に回転自在に支持されている。

減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔは、出力歯車３７を有する本体部５１と、本体部５１のアウトボード側に一体に設けられた連結部５２とを有する。減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔは、転がり軸受４９，５０によってハウジング２２に回転自在に支持されている。図示例では、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの本体部５１の軸方向両端が、転がり軸受４９，５０で支持されている。このように、転がり軸受４９が、大径中間歯車３５と干渉しないようにしつつ、大径中間歯車３５のインボード側に配置されることにより、大きなトルクが負荷される減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔを、十分な軸受スパンで支持することができるため、高い支持剛性を得ることができる。

本実施形態では、平行軸歯車減速機３８を構成する各歯車３４〜３７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。歯車の噛み合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。

軸受部Ｃは、内輪回転タイプの車輪用軸受５３で構成されている。車輪用軸受５３は、ハウジング２２に固定された外方部材（固定輪）としての外輪３９と、外輪３９の内周に配置された内方部材（回転輪）と、内方部材と外輪３９との間に配置された複数の転動体４２と、転動体４２を保持する保持器とを備えた複列アンギュラ玉軸受である。図示例では、内方部材が、ハブ輪４０と、ハブ輪４０の外周に圧入された内輪４１とで構成され、ハブ輪４０及び内輪４１のそれぞれの外周面に軌道面が設けられる。外輪３９の内周面には、複列の軌道面が設けられる。ハブ輪４０にはフランジ４０ａが一体的に形成され、このフランジ４０ａにハブボルトでブレーキロータ及び車輪が連結される。

減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２は、車輪用軸受５３の回転輪に連結される。本実施形態では、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２が、車輪用軸受５３のハブ輪４０の内周に挿入され、両者がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合される。減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２と車輪用軸受５３のハブ輪４０とを結合するスプライン嵌合部の嵌め合いは、互いに対向する歯面間、及び、互いに対向する歯底と歯先との間に隙間を有する隙間嵌め状態とされ、ハブ輪４０と減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとが半径方向で相対的に微小移動可能とされる。これにより、地面からホイールに伝わる振動がスプライン嵌合部の隙間により吸収され、平行軸歯車減速機３８やモータ２８に伝わる振動を抑えることができる。

減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２と車輪用軸受５３のハブ輪４０とのスプライン嵌合部の対向する歯面間には、グリースが介在させてある。例えば、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２とハブ輪４０の何れか一方または双方のスプラインにグリースを塗布した後、ハブ輪４０の内周に減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの連結部５２を挿入することにより、スプライン嵌合部の歯面間にグリースが介在する。また、車輪用軸受５３の外輪３９の軌道面と転動体４２との間や、ハブ輪４０及び内輪４１の軌道面と転動体４２との間にも、グリースが介在している。

一方、ハウジング２２の内部には潤滑油が封入される。インホイールモータ駆動装置２１の駆動時には、図示しないオイルポンプ（例えば回転ポンプ）によってハウジング２２内の潤滑油が圧送され、この潤滑油が軸受や歯車に供給されることにより、軸受や歯車の冷却及び潤滑が行われる。潤滑油が封入された空間と、グリースが封入された空間とは、転がり軸受５０のアウトボード側端部に設けられたシール装置（図示省略）により区画されている。

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。そのため、平行軸歯車減速機３８をモータ２８と組み合わせることで、低トルク且つ高回転の小型モータ２８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３８を用いた場合、毎分一万数千回転程度の高速回転の小型のモータ２８を使用することができる。このように、モータ２８の小型化が図られることで、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及びＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得ることができる。

次に、本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１の特徴的な構成、特に、平行軸歯車減速機３８を構成する各部材の配置を、図１及び図２を用いて詳述する。尚、図２の符号Ｍは、ホイール内空間の外径端を示す。

図２に示すように、インホイールモータ駆動装置２１は、ホイール内空間Ｍの半径方向領域内に収容される。平行軸歯車減速機３８の減速機入力軸Ｓ_ｉｎと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとは、軸方向と直交する方向でオフセットして配置される。図示例では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎ、中間軸Ｓ_ｍ、及び減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔは、軸方向から見て三角形状に配置される。詳しくは、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔと減速機入力軸Ｓ_ｉｎとが略同じ高さに設けられ、これらよりも上方に中間軸Ｓ_ｍが設けられている。このように、減速機入力軸Ｓ_ｉｎと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとを軸方向と直交する方向でオフセットして配置することで、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの少なくとも軸方向一部を減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの軸方向領域内に配置することができる（図１参照）。図示例では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの軸方向全域が、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの軸方向領域内に配置されている。このように、減速機入力軸Ｓ_ｉｎ及び減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの軸方向領域を重複させることで、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向寸法が短縮され、インホイールモータ駆動装置２１のホイール内空間Ｍからインボード側への突出量を抑えることができるため、車体や懸架装置との干渉を回避できる。

また、３軸２段の平行軸歯車減速機３８では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとの間に、大径中間歯車３５及び小径中間歯車３６を有する中間軸Ｓ_ｍが設けられているため、出力歯車３７のピッチ円径（外径）を抑えながら、減速比を大きくすることができる。特に、本実施形態では、図１に示すように、大径中間歯車３５の外接円（最外径部）が、車輪用軸受５３の転動体４２のピッチ円Ｐ、すなわち、転動体４２の中心を通る円筒面と軸方向から見て重なるまで大径中間歯車３５を大径化することにより、出力歯車３７のピッチ円径を抑えながら、１０以上の減速比を実現している。

図２に示すように、減速機入力軸Ｓ_ｉｎは、出力歯車３７との干渉を回避するために、ホイール中心Ｏ３に対してオフセットして配置される。このとき、上記のように出力歯車３７のピッチ円径が抑えられていることで、ホイール中心Ｏ３に対するモータ２８の中心Ｏ１のオフセット量が抑えられる。従って、モータ２８を、ステータ２５及びこれを保持するハウジング２２を含めて、ホイール内空間Ｍの半径方向領域内に収容しやすくなる。

インホイールモータ駆動装置２１の下方には、インホイールモータ駆動装置２１を懸架装置１６に取り付けるためのロアアームボールジョイントが設けられる（図示省略）。本実施形態では、上記のように出力歯車３７のピッチ円径が抑えられているため、出力歯車３７の下方に、ロアアームボールジョイントを設ける空間を十分に確保することができる。

減速機入力軸Ｓ_ｉｎと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔは、なるべく近接して配置することが好ましい。本実施形態では、図２に示すように、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの中心（すなわち、モータ中心Ｏ１）と中間軸Ｓ_ｍの中心Ｏ２とを結ぶ直線と、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの中心（すなわち、ホイール中心Ｏ３）と中間軸Ｓ_ｍの中心Ｏ２とを結ぶ直線との間の角度θが、９０°以下とされる。図示例では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎと中間軸Ｓ_ｍとの中心間距離Ｄ１と、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔと中間軸Ｓ_ｍとの中心間距離Ｄ２とが略同等であり、例えば両者の比が０．８〜１．２の範囲内とされる。これにより、減速機入力軸Ｓ_ｉｎ、中間軸Ｓ_ｍ、及び減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔが、軸方向視で略二等辺三角形状、図示例では略正三角形状にコンパクトに配置されるため、モータ２８をホイール内空間Ｍの半径方向領域内にさらに収容しやすくなる。

このとき、減速機入力軸Ｓ_ｉｎと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとを近接させすぎると、減速機入力軸Ｓ_ｉｎと出力歯車３７とが干渉するおそれがある。従って、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの中心（すなわち、モータ中心Ｏ１）と減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの中心（すなわち、ホイール中心Ｏ３）との距離を、少なくとも、出力歯車３７の外接円半径と、出力歯車３７の軸方向領域における減速機入力軸Ｓ_ｉｎの半径（入力歯車３４のアウトボード側に隣接する円筒部の半径）との和よりも大きくする必要があり、出力歯車３７の外接円半径と入力歯車３４の外接円半径との和よりも大きくすることが好ましい。

上記の平行軸歯車減速機３８では、図１に示すように、大径中間歯車３５の外接円の半径Ｒ１と、減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの出力歯車３７のインボード側に隣接した円筒部５１ａの外周面の半径Ｒ２との和が、中間軸Ｓ_ｍと減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔとの中心間距離Ｄ２よりも小さくなっている（Ｒ１＋Ｒ２＜Ｄ２）。これにより、大径中間歯車３５の外径端が減速機出力軸Ｓ_ｏｕｔの円筒部５１ａから離反し、両者の干渉が回避される。本実施形態では、大径中間歯車３５のピッチ円径が、出力歯車３７のピッチ円径よりも小さくなっているため、上記の寸法関係が容易に実現される。尚、上記の寸法関係が実現されるのであれば、大径中間歯車３５のピッチ円径を出力歯車３７のピッチ円径以上としてもよい。

本実施形態では、大径中間歯車３５のインボード側の端面に環状の凹部３５ａを設け、この凹部３５ａに、転がり軸受４７の少なくとも軸方向一部領域（図示例では軸方向全域）を収容している。また、出力歯車３７のアウトボード側の端面に凹部３７ａを設け、この凹部３７ａに、転がり軸受５０の少なくとも軸方向一部領域（図示例では軸方向全域）を収容している。このように、各歯車３５、３７とこれを支持する軸受４７、５０とを軸方向と直交する方向で重ねて配置することにより、平行軸歯車減速機３８の軸方向寸法、ひいてはインホイールモータ駆動装置２１の軸方向寸法を短縮することができる。

このように、大径中間歯車３５や出力歯車３７の端面に凹部３５ａ、３７ａを設ける場合、図３に示すように、凹部３５ａ、３７ａにリブ３５ｂ、３７ｂを設けてもよい。図３に示す例では、大径中間歯車３５の端面の凹部３５ａ、３７ａに、半径方向に延びる複数のリブ３５ｂ、３７ｂが放射状に設けられている。これにより、大径中間歯車３５及び出力歯車３７の強度が高められる。この場合、転がり軸受４７、５０は、リブ３５ｂ、３７ｂと干渉しない位置に配置される。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば図４に示すように、減速機入力軸Ｓ_ｉｎのアウトボード側端部を支持する軸受４６を、中間軸Ｓ_ｍのアウトボード側端部を支持する軸受４８よりもインボード側に配置してもよい。図示例では、減速機入力軸Ｓ_ｉｎのアウトボード側端部を支持する軸受４６の軸方向全域が、出力側の歯車列Ｇ１の軸方向領域内に配置される。これにより、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの軸方向長さを短縮することができるため、減速機入力軸Ｓ_ｉｎの軽量化及び低コスト化を図ることができる。

以上の実施形態では、車輪用軸受５３が内輪回転タイプである場合を示したが、これに限らず、外輪回転タイプの車輪用軸受を使用してもよい。この場合、内輪がハウジング２２に固定された固定輪となり、外輪が内輪に対して回転する回転輪となる。外輪の外周面に、中空の減速機出力軸がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合される。外輪に設けられたフランジに、ブレーキロータ及び後輪が連結される。

また、以上の実施形態では、駆動部Ａとしてラジアルギャップ型のモータ２８を例示したが、任意の構成のモータを適用可能である。例えば、ステータとロータとを軸方向の隙間を介して対向させたアキシャルギャップ型のモータを採用してもよい。

また、以上の実施形態では、図５および図６に示すように、後輪１４を駆動輪とした電気自動車１１を例示したが、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も含むものである。

また、以上の実施形態では、３軸２段の平行軸歯車減速機を有するインホイールモータ駆動装置を示したが、これに限らず、軸及び歯車列がこれよりも多い平行軸歯車減速機（例えば、４軸３段の平行軸歯車減速機）を有するインホイールモータ駆動装置に本発明を適用してもよい。

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、さらに種々なる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ハウジング
２７モータ回転軸
２８モータ
３４入力歯車
３５大径中間歯車
３６小径中間歯車
３７出力歯車
３８平行軸歯車減速機
３９外輪
４０ハブ輪
４１内輪
５３車輪用軸受
Ａ駆動部
Ｂ減速部
Ｃ軸受部
Ｓ_ｉｎ減速機入力軸
Ｓ_ｍ中間軸
Ｓ_ｏｕｔ減速機出力軸
Ｇ１入力側の歯車列
Ｇ２出力側の歯車列
Ｍホイール内空間
Ｏ１モータの中心（減速機入力軸の中心）
Ｏ２中間軸の中心
Ｏ３ホイールの中心（減速機出力軸の中心）

Claims

モータと、固定輪、ハブ輪を含む回転輪、及び前記固定輪と前記ハブ輪との間に配された複数の転動体を有する車輪用軸受と、前記モータと前記車輪用軸受とを連結する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置において、
前記減速機が、前記モータの回転軸と一体に回転し、入力歯車を有する減速機入力軸と、前記車輪用軸受の回転輪と一体に回転し、出力歯車を有する減速機出力軸と、前記出力歯車と噛み合う小径中間歯車、及び、前記小径中間歯車と同軸に設けられた大径中間歯車を有する中間軸とを備え、前記大径中間歯車と前記入力歯車とを噛み合わせた３軸２段の平行軸歯車減速機であり、
前記減速機入力軸、前記中間軸、及び前記減速機出力軸が、軸方向から見て三角形状に配置され、
前記減速機出力軸と前記減速機入力軸の軸方向領域が重複しており、
前記大径中間歯車の外接円と、前記車輪用軸受の複数の転動体のピッチ円とが軸方向から見て重なっているインホイールモータ駆動装置。
前記減速機の、互いに噛み合う歯車からなる歯車列の減速比が、何れも２．５以上７以下である請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記大径中間歯車のピッチ円径が、前記出力歯車のピッチ円径よりも小さい請求項１又は２に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記減速機入力軸の中心と前記中間軸の中心とを結ぶ直線と、前記減速機出力軸の中心と前記中間軸の中心とを結ぶ直線との間の角度を９０°以下とした請求項１〜３の何れか１項に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記車輪用軸受が内輪回転タイプである請求項１〜４の何れか１項に記載のインホイールモータ駆動装置。