JP6826378B2

JP6826378B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP6826378B2
Application number: JP2016110087A
Authority: JP
Inventors: 四郎田村; 真也太向; 貴則石川
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: JP2017214014A

Description

本発明は、車輪の内空領域に配置されて当該車輪を駆動する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として従来、例えば、特開２０１４−７６７７５号公報（特許文献１）に記載のごときものが知られている。特許文献１の図１には、円筒形状のハウジングと、ハウジングの端面に配置される中間リングと、これらを連結するボルトが示されている。中間リングは、ハウジングとハブユニット軸受の外輪との間に介在する。ハブユニット軸受は、上述した外輪と、内輪である車輪ハブと、これら内外輪間に配置される複数の転動体とを含む。

内輪である車輪ハブは、ハウジングおよび中間リングから軸線方向一方へ突出し、ハット（帽子）形状のブレーキディスクと結合する。上述したボルトは、中間リングに設けられる貫通孔を貫通してハウジングの雌ねじ穴に螺合する。そしてボルトの頭部がブレーキディスクと隙間を介して向き合う。

車輪ハブの軸線に関し、ブレーキディスクは、軸線方向隙間を介して中間リングと向き合う。ボルトの頭部はブレーキディスクと中間リングとの隙間に配置される。

特開２０１４−７６７７５号公報図１

インホイールモータ駆動装置は、車輪に内設されることから寸法の制約があり、小型であることが好ましい。上記従来のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、寸法上さらに改善可能な点があることを本発明者は見いだした。つまり特許文献１記載のインホイールモータ駆動装置にあっては、上述したボルト頭部とブレーキディスクが干渉しないよう、両者間にクリアランスを確保する必要がある。そうすると中間リングとブレーキディスクとの軸線方向隙間はボルト頭部の寸法分大きくなり、ひいてはインホイールモータ駆動装置の寸法が大型化していた。

本発明者は、従来考慮されていなかった技術思想として、ボルトの配置を見直すことによりインホイールモータ駆動装置の軸線方向寸法の小型化を図ることに着想した。本発明は、従来よりも小型化されたインホイールモータ駆動装置を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、車輪ハブを回転自在に支
持する車輪ハブ軸受部と、モータ回転軸および外歯歯車同士の噛合からなる平行軸歯車減速機を内蔵し車輪ハブを駆動する装置本体と、車輪ハブと結合するブレーキディスクとを備える。ブレーキディスクは、車輪ハブの軸線に関し、装置本体よりも軸線方向一方側に配置される。装置本体は、ブレーキディスクに近い側に配置されてブレーキディスクと向き合う第１ケーシング部材、ブレーキディスクから遠い側に配置される第２ケーシング部材、およびこれら第１ケーシング部材と第２ケーシング部材とを連結するボルトとを含む。ボルトは、頭部を第１ケーシング部材側とし、軸部を第２ケーシング部材側として延び、車輪ハブの軸線方向にみてボルトの頭部はブレーキディスクの摩擦面よりも外径側および内径側の両方に配置される。

かかる本発明によれば、軸線方向にみて、ボルトとブレーキディスクの摩擦面とが重ならないよう配置されるので、ブレーキディスク摩擦面と第１ケーシング部材との間にボルト頭部が存在しない。したがってブレーキディスク摩擦面と第１ケーシング部材と隙間を、ボルト頭部の寸法分だけ詰めることができる。

本発明のインホイールモータ駆動装置は好ましくは減速部を有する。減速部は、例えば遊星歯車組のように、モータ部から回転を入力される入力軸と、車輪ハブへ回転を出力する出力軸が同軸に配置されていてもよい。あるいは減速部は平行軸式減速機であってもよい。本発明の一実施形態としてモータ回転軸は、車輪ハブの軸線からオフセットして平行に延びる。かかる実施形態によれば、平行軸式減速機を備えるインホイールモータ駆動装置において、インホイールモータ駆動装置の小型化を図ることができる。特に軸線から遠い部分と軸線に近い部分とを有する筒状の第２ケーシング部材において、軸線に直角な突き合せ面のうち軸線から遠い部分と軸線に近い部分にボルトを配設して、ブレーキディスクの摩擦面と重ならないよう配置することができる。このとき軸線から遠い部分に配設されるボルトは、ブレーキディスクの摩擦面よりも外径側に位置するとよい。また軸線に近い部分に配設されるボルトは、ブレーキディスクの摩擦面よりも内径側に位置するとよい。

インホイールモータ駆動装置の車輪ハブ軸受部は、特に限定されない、好ましい実施形態として車輪ハブは外輪であり、車輪ハブ軸受部は、当該外輪の中心孔に通される固定軸と、外輪および固定軸間に配置される複数の転動体を含む。かかる実施形態によれば、小径の固定内輪と、大径の回転外輪と、回転外輪よりも大径のブレーキディスクと、ブレーキディスクよりも大径の第１ケーシング部材とを有するインホイールモータ駆動装置において、ボルトをブレーキディスクの摩擦面と重ならないよう配置して、インホイールモータ駆動装置の小型化を図ることができる。他の実施形態として車輪ハブ軸受部は、小径の回転内輪と、大径の固定外輪を有してもよい。

このように本発明によれば、軸線方向にみて、ボルトとブレーキディスクの摩擦面とが重ならないよう配置されるので、第１ケーシング部材とブレーキディスクとの軸線方向隙間を小さくして、インホイールモータ駆動装置の小型化を図ることができる。

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模式図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。同実施形態の内部を模式的に示す横断面図である。同実施形態を模式的に示す展開断面図である。図１からブレーキディスクを取り外して示す模式図である。同実施形態を示す模式図であり、外方から軸線直角方向にみた状態を表す。本発明の他の実施形態を示す模式図である。他の実施形態を模式的に示す展開断面図である。図６からブレーキディスクを取り外して示す模式図である。

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示す模式図である。図２は、同実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す横断面図である。図２中、減速部内部の各歯車は歯先円で表され、個々の歯を図略する。図３は、同実施形態のインホイールモータ駆動装置を模式的に示す展開断面図である。図３で表される切断面は、図２に示す軸線Ｍおよび軸線Ｎｆを含む平面と、軸線Ｎｆおよび軸線Ｎｌを含む平面と、軸線Ｎｌおよび軸線Ｏを含む平面と、軸線Ｏおよび軸線Ｐを含む平面を、この順序で接続した展開平面である。図４は、図１からブレーキディスクを取り外して示す模式図である。図１、図２および図４は、電動車両の車幅方向外側からみた状態を表す。

インホイールモータ駆動装置１０は、車輪ハブ軸受部１１と、モータ部２１と、モータ部２１の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１を備え、電動車両（図示せず）の車幅方向左右両側に対称配置される。このとき図３に示すように、車輪ハブ軸受部１１は車幅方向外側に配置され、モータ部２１は車幅方向内側に配置される。

インホイールモータ駆動装置１０は、図１に仮想線で表される車輪ホイールＷの内空領域に配置されるとともに、図３に仮想線で表される車輪ホイールＷの中心と連結し、車輪の車輪ホイールＷを駆動する。

各インホイールモータ駆動装置１０は、図示しないサスペンション装置を介して電動車両の車体と連結される。インホイールモータ駆動装置１０は、公道で電動車両を時速０〜１８０ｋｍ／ｈで走行させることができる。

モータ部２１および減速部３１は、図１および図２に示すように車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと同軸に配置されず、図３に示すように車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏからオフセットして配置される。つまりインホイールモータ駆動装置１０は、詳しくは後述するが、車両の前向きに配置される部位と、車両の後ろ向きに配置される部位と、上方に配置される部位と、下方に配置される部位とを含む。モータ部２１および減速部３１は、軸線Ｏに直角な断面における断面積が大きく、インホイールモータ駆動装置１０の主要部分を占めることから、装置本体ともいう。

車輪ハブ軸受部１１は、図３に示すように車輪ホイールＷと結合する車輪ハブとしての外輪１２と、外輪１２の中心孔に通される内側固定部材１３と、外輪１２と内側固定部材１３との環状隙間に配置される複数の転動体１４を有し、車軸を構成する。内側固定部材１３は、非回転の固定軸１５と、１対のインナーレース１６と、抜け止めナット１７と、キャリア１８とを含む。固定軸１５は根元部１５ｒが先端部１５ｅよりも大径に形成される。インナーレース１６は、根元部１５ｒと先端部１５ｅの間で、固定軸１５の外周に嵌合する。抜け止めナット１７は固定軸１５の先端部１５ｅに螺合して、抜け止めナット１７と根元部１５ｒの間にインナーレース１６を固定する。外輪１２は装置本体の軸線Ｏ方向一方側に配置されてモータ部２１に駆動される。

固定軸１５は軸線Ｏに沿って延び、減速部３１の外郭をなす本体ケーシング４３を貫通する。固定軸１５の先端部１５ｅは、本体ケーシング４３の正面部分４３ｆに形成される開口４３ｐを貫通し、正面部分４３ｆよりも車幅方向外側へ突出する。固定軸１５の根元部１５ｒは、本体ケーシング４３の背面部分４３ｂよりも車幅方向内側から、背面部分４３ｂに形成される開口４３ｑを貫通する。なお正面部分４３ｆと背面部分４３ｂは軸線Ｏ方向に間隔を空けて互いに向き合うケーシング壁部分である。根元部１５ｒにはキャリア１８が取付固定される。キャリア１８は本体ケーシング４３の外部で図示しないサスペンション装置およびタイロッドと連結する。

転動体１４は、軸線Ｏ方向に離隔して複列に配置される。軸線Ｏ方向一方のインナーレース１６の外周面は、第１列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向一方の内周面と対面する。軸線Ｏ方向他方のインナーレース１６の外周面は、第２列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向他方の内周面と対面する。以下の説明において、車幅方向外側（アウトボード側）を軸線Ｏ方向一方ともいい、車幅方向内側（インボード側）を軸線Ｏ方向他方ともいう。図３の紙面左右方向は、車幅方向に対応する。外輪１２の内周面は転動体１４の外側軌道面を構成する。

外輪１２の軸線Ｏ方向一方端にはフランジ部１２ｆが形成される。フランジ部１２ｆはブレーキディスクＢＤおよび車輪ホイールＷのスポーク部Ｗｓと同軸に結合するための結合座部を構成する。外輪１２はフランジ部１２ｆでブレーキディスクＢＤおよび車輪ホイールＷと結合して、車輪ホイールＷと一体回転する。なお図示しない変形例として、フランジ部１２ｆは周方向に間隔を空けて外径側へ突出する突出部であってもよい。

モータ部２１は図３に示すように、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、モータケーシング２５を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータケーシング２５は筒状であり、モータ部２１のモータケーシングカバー２５ｖは、モータケーシング２５のうち軸線Ｍ方向他方端の開口を覆う。モータ部２１は、径方向隙間を介して対面する内径側のロータおよび外径側のステータを有することから、ラジアルギャップモータであるが、他の形式であってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップモータであってもよい。ステータ２４は、車体側から延びる動力線（図示せず）と接続する。モータ部２１は、車体側から動力線を介して電力を供給されて、力行運転し、あるいは外輪１２の回転を電力に変換し動力線を介して車体側へ供給する回生運転を行う。

モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。モータ回転軸２２の先端部を除いたモータ部２１の大部分の軸線方向位置は、図３に示すように内側固定部材１３の軸線方向位置と重ならない。円筒状のモータケーシング２５は、軸線Ｍ方向一方端で本体ケーシング４３の背面部分４３ｂと結合し、軸線Ｍ方向他方端で蓋状のモータケーシングカバー２５ｖに封止される。モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、モータケーシング２５およびモータケーシングカバー２５ｖに回転自在に支持される。モータ部２１は外輪１２（つまり車輪）と、後述するポンプ軸５１を駆動する。

減速部３１は、入力軸３２、入力歯車３３、中間歯車３４、中間軸３５、中間歯車３６、中間歯車３７、中間軸３８、中間歯車３９、出力歯車４０、出力軸４１、および本体ケーシング４３を有する。入力軸３２は、モータ回転軸２２の先端部２２ｅよりも大径の筒状体であって、モータ部２１の軸線Ｍに沿って延びる。先端部２２ｅは入力軸３２の軸線Ｍ方向他方端部の中心孔に受け入れられて、入力軸３２はモータ回転軸２２と同軸に結合する。入力軸３２の両端は転がり軸受４２ａ，４２ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。入力歯車３３は、モータ部２１よりも小径の外歯歯車であり、入力軸３２と同軸に結合する。具体的には入力歯車３３は、入力軸３２の軸線Ｍ方向中央部の外周に一体形成される。

出力軸４１は、外輪１２の円筒部分よりも大径の筒状体であって、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏに沿って延びる。外輪１２の軸線Ｏ方向他方端は、出力軸４１の軸線Ｏ方向一方端の中心孔に受け入れられて、出力軸４１は外輪１２と同軸に結合する。出力軸４１の軸線Ｏ方向両端部外周には転がり軸受４４，４６が配置される。出力軸４１の軸線Ｏ方向一方端は転がり軸受４４を介して、本体ケーシング４３の正面部分４３ｆに支持される。出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端は転がり軸受４６を介して、本体ケーシング４３の背面部分４３ｂに支持される。出力歯車４０は外歯歯車であり、出力軸４１と同軸に結合する。具体的には出力歯車４０は出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端の外周に一体形成される。

軸線Ｏ方向位置に関し、転がり軸受４４は外輪１２の中央部と重なるよう配置されるが、転がり軸受４６は外輪１２よりも軸線Ｏ方向他方側に配置されて外輪１２と重ならない。転がり軸受４６は出力歯車４０の歯よりも内径側に配置され、転がり軸受４６の軸線Ｏ方向位置は、出力歯車４０の軸線Ｏ方向位置と重なる。

２本の中間軸３５，３８は入力軸３２および出力軸４１と平行に延びる。つまり減速部３１は四軸の平行軸歯車減速機であり、出力軸４１の軸線Ｏと、中間軸３５の軸線Ｎｆと、中間軸３８の軸線Ｎｌと、入力軸３２の軸線Ｍは互いに平行に延び、換言すると車幅方向に延びる。

各軸の車両前後方向位置につき説明すると、図２に示すように入力軸３２の軸線Ｍは出力軸４１の軸線Ｏよりも車両前方に配置される。また中間軸３５の軸線Ｎｆは入力軸３２の軸線Ｍよりも車両前方に配置される。中間軸３８の軸線Ｎｌは出力軸４１の軸線Ｏよりも車両前方かつ入力軸３２の軸線Ｍよりも車両後方に配置される。図示しない変形例として入力軸３２の軸線Ｍと、中間軸３５の軸線Ｎｆと、中間軸３８の軸線Ｎｌと、出力軸４１の軸線Ｏが、この順序で車両前後方向に配置されてもよい。この順序は駆動力の伝達順序でもある。

各軸の上下方向位置につき説明すると、入力軸３２は、入力軸３２の上下方向位置が出力軸４１の上下方向位置と重なるよう配置される。中間軸３５の軸線Ｎｆは入力軸３２の軸線Ｍよりも上方に配置される。中間軸３８の軸線Ｎｌは中間軸３５の軸線Ｎｆよりも上方に配置される。なお複数の中間軸３５，３８は、入力軸３２および出力軸４１よりも上方に配置されれば足り、図示しない変形例として中間軸３５が中間軸３８よりも上方に配置されてもよい。あるいは図示しない変形例として出力軸４１が入力軸３２よりも上方に配置されてもよい。

中間歯車３４および中間歯車３６は外歯歯車であり、図３に示すように中間軸３５の軸線Ｎｆ方向中央部と同軸に結合する。中間軸３５の両端部は、転がり軸受４５ａ，４５ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。中間歯車３７および中間歯車３９は外歯歯車であり、中間軸３８の軸線Ｎｌ方向中央部と同軸に結合する。中間軸３８の両端部は、転がり軸受４８ａ，４８ｂを介して、本体ケーシング４３に支持される。

本体ケーシング４３は、減速部３１および車輪ハブ軸受部１１の外郭をなし、筒状に形成されて、図２に示すように軸線Ｏ、Ｎｆ、Ｎｌ、Ｍを取り囲む。また本体ケーシング４３およびブレーキディスクＢＤは、図３および図４に示すように車輪ホイールＷの内空領域に収容される。車輪ホイールＷの内空領域はリム部Ｗｒの内周面と、リム部Ｗｒの軸線Ｏ方向一端と結合するスポーク部Ｗｓとによって区画される。そして車輪ハブ軸受部１１、減速部３１、およびモータ部２１の軸線方向一方領域が車輪ホイールＷの内空領域に収容される。またモータ部２１の軸線方向他方領域が車輪ホイールＷから軸線方向他方へはみ出す。このように車輪ホイールＷはインホイールモータ駆動装置１０の大部分を収容する。

図２を参照して本体ケーシング４３は、軸線Ｏの真下部分４３ｃと、出力歯車４０の軸線Ｏから車両前後方向に離れた位置、具体的には入力歯車３３の軸線Ｍの真下で、下方へ突出する部分とを有する。この突出する部分はオイルタンク４７を形成し、真下部分４３ｃよりも下方に位置する。

本体ケーシング４３は、筒状であり、図３に示すように入力軸３２、入力歯車３３、中間歯車３４、中間軸３５、中間歯車３６、中間歯車３７、中間軸３８、中間歯車３９、出力歯車４０、出力軸４１、および車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏ方向中央部を収容する。本体ケーシング４３の内部には潤滑油が封入され、減速部３１は潤滑される。入力歯車３３、中間歯車３４、中間歯車３６、中間歯車３７、中間歯車３９、出力歯車４０ははすば歯車である。

本体ケーシング４３は、図２に示すように真下部分４３ｃおよびオイルタンク４７を含み一群の歯車３３，３４，３６，３７，３９，４０を囲繞する筒状部分４３ｄと、図３に示すように減速部３１の筒状部分の軸線方向一方側を覆う略平坦な正面部分４３ｆと、減速部３１の筒状部分の軸線方向他方側を覆う略平坦な背面部分４３ｂを有する。正面部分４３ｆは略平坦な板材であり、筒状部分４３ｄの軸線方向一方の開口を覆う。また正面部分４３ｆは複数のボルト４９によって筒状部分４３ｄに連結固定される。筒状部分４３ｄは、軸線Ｏを中心とする円筒形状ではなく、軸線Ｏに近い部分と、軸線Ｏから遠い部分を含む。背面部分４３ｂは、モータケーシング２５と結合する。また背面部分４３ｂは、固定軸１５と結合する。

正面部分４３ｆには外輪１２が貫通するための開口４３ｐが形成される。開口４３ｐには、外輪１２との環状隙間を封止するシール材４３ｓが設けられる。このため回転体になる外輪１２は、軸線Ｏ方向一方端部を除いて本体ケーシング４３に収容される。

背面部分４３ｂの内側壁面には、開口４３ｑに沿って延びる円筒部が形成される。換言するとこの円筒部の内周面が開口４３ｑを構成する。この円筒部は、出力軸４１の軸線Ｏ方向他方端の中心孔に通される。この円筒部の外周面と出力軸４１の内周面との環状隙間には、当該環状隙間を封止するシール材４３ｖが配置される。

小径の入力歯車３３と大径の中間歯車３４は、減速部３１の軸線方向他方側（モータ部２１側）に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車３６と大径の中間歯車３７は、減速部３１の軸線方向一方側（フランジ部１２ｆ側）に配置されて互いに噛合する。小径の中間歯車３９と大径の出力歯車４０は、減速部３１の軸線方向他方側に配置されて互いに噛合する。このようにして入力歯車３３と複数の中間歯車３４、３６，３７，３９と出力歯車４０は、互いに噛合し、入力歯車３３から複数の中間歯車３４、３６，３７，３９を経て出力歯車４０に至る駆動伝達経路を構成する。そして上述した駆動側小径歯車および従動側大径歯車の噛合により、入力軸３２の回転は中間軸３５で減速され、中間軸３５の回転は中間軸３８で減速され、中間軸３８の回転は出力軸４１で減速される。これにより減速部３１は減速比を十分に確保する。複数の中間歯車のうち中間歯車３４は、駆動伝達経路の入力側に位置する第１中間歯車となる。複数の中間歯車のうち中間歯車３９は、駆動伝達経路の出力側に位置する最終中間歯車となる。

図２に示すように、出力軸４１、中間軸３８、および入力軸３２は、この順序で車両前後方向に間隔を空けて配置される。さらに中間軸３５および中間軸３８は、入力軸３２および出力軸４１よりも上方に配置される。かかる第１実施形態によれば、車輪ハブになる外輪１２の上方に中間軸を配置し得て、外輪１２の下方にオイルタンク４７の配置スペースを確保したり、外輪１２の真下にサスペンション装置のボールジョイント（図示せず）を受け入れる空間を確保したりすることができる。したがって当該ボールジョイントを通過して上下方向に延びる転舵軸線を車輪ハブ軸受部１１に交差して設けることができ、車輪ホイールＷおよびインホイールモータ駆動装置１０を転舵軸線回りに好適に転舵させることができる。

本体ケーシング４３は、図３に示すようにポンプ軸５１、転がり軸受５２ａ，５２ｂ、ポンプギヤ５３、およびオイルポンプ５４をさらに収容する。ポンプ軸５１の軸線Ｐは、出力軸４１の軸線Ｏと平行に延びる。またポンプ軸５１は、図２に示すように出力軸４１から車両前後方向に離れて配置され、軸線Ｐ方向両端側で、転がり軸受５２ａ，５２ｂを介して回転自在に支持され、軸線Ｐ方向中央部でポンプギヤ５３と同軸に結合する。ポンプギヤ５３ははずば歯車であり、出力歯車４０と噛合する。出力歯車４０はポンプ軸５１を駆動する。

図２を参照して本実施形態のポンプ軸５１は入力軸３２よりも下方に配置され、オイルタンク４７はポンプ軸５１よりも下方に配置される。オイルポンプ５４は、ポンプ軸５１と略同軸に配置され、吸入油路５９ｉおよび吐出油路５９ｏと接続する。吸入油路５９ｉはオイルポンプ５４から下方へ延び、下端に吸入口５９ｊを有する。吸入口５９ｊはオイルタンク４７の底部に配置される。吐出油路５９ｏは、オイルポンプ５４から上方へ延び、上端に給油孔５９ｐを有する。給油孔５９ｐは、減速部３１の内部空間にあって、複数の歯車（入力歯車３３、中間歯車３４、３６，３７，３９、出力歯車４０）よりも上方に配置される。ポンプ軸５１およびオイルタンク４７は、出力軸４１よりも車両前方に配置される。車輪ホイールＷがインホイールモータ駆動装置１０に駆動されて車両が走行すると、オイルタンク４７は車両前方から走行風を受けて、空気冷却される。

オイルポンプ５４は、ポンプ軸５１に駆動され、オイルタンク４７に貯留した潤滑油を吸入油路５９ｉの吸入口５９ｊから吸入し、吐出油路５９ｏへ吐出する。次に潤滑油は吐出油路５９ｏの給油孔５９ｐから流出して、複数の歯車（入力歯車３３、中間歯車３４、３６，３７，３９、出力歯車４０）に供給される。これにより減速部３１は潤滑および冷却される。また油路を図示しなかったが、オイルポンプ５４は潤滑油をモータ部２１にも供給し、モータ部２１を潤滑および冷却する。

次にケーシング部材同士を連結するボルト４９と、ブレーキディスクＢＤとの位置関係につき説明する。

図３に示すように外輪１２の軸線Ｏに関し、ブレーキディスクＢＤは、減速部３１よりも軸線方向一方側に配置され、正面部分４３ｆと向き合う。本体ケーシング４３の第１ケーシング部材である正面部分４３ｆの外縁と、本体ケーシング４３の第２ケーシング部材である筒状部分４３ｄの一方端には、互いに突き合される突き合せ面がそれぞれ設けられる。突き合せ面４３ｔは軸線Ｏ，Ｍに対して直角な平坦面である。

また図２に示すように、突き合せ面４３ｔは１周するよう帯状に延びる。筒状部分４３ｄの一方端には、帯状の突き合せ面４３ｔに沿って、ボルト４９と螺合する雌ねじ穴５０が間隔を空けて複数形成される。正面部分４３ｆの外縁にも、帯状の突き合せ面に沿って、ボルト４９が貫通するための貫通孔が間隔を空けて複数形成される。正面部分４３ｆに形成される複数の貫通孔の配列と、筒状部分４３ｄに形成される複数の雌ねじ穴５０の配列は同一であるので、正面部分４３ｆの突き合せ面と筒状部分４３ｄの突き合せ面とを突き合せると、各貫通孔は各雌ねじ穴５０に一致する。

図３に示すように軸線Ｏ，Ｍ方向一方から各貫通孔にボルト４９を通し、各雌ねじ穴に螺合させて締め付けると、ボルト４９の頭部が軸線Ｏ，Ｍ方向一方から正面部分４３ｆを押圧し、正面部分４３ｆは筒状部分４３ｄに連結固定される。ボルト４９は、ボルト頭部を正面部分４３ｆ側とし、ボルト軸部を筒状部分４３ｄ側として延びる。

ブレーキディスクＢＤは、外径側の両面に形成される環状平坦面である摩擦面ＢＤ２と、摩擦面ＢＤ２よりも内径側の内径部分ＢＤ３とを含む。摩擦面ＢＤ２と内径部分ＢＤ３は面一ではなく、軸線Ｏ方向に離れている。このためブレーキディスクＢＤはハット（帽子）形状である。内径部分ＢＤ３と、外径部分になる摩擦面ＢＤ２とは、軸線Ｏ方向に延びる連結部分ＢＤ４を介して結合する。ブレーキディスクＢＤ両面に設けられる摩擦面ＢＤ２は、図示しないブレーキキャリパによって挟圧される。内径部分ＢＤ３にはフランジ部１２ｆと連結するための貫通孔ＢＤ５が形成される。

ブレーキディスクＢＤは、内径部分ＢＤ３を軸線Ｏ方向一方とし、摩擦面ＢＤ２を軸線Ｏ方向他方とし、摩擦面ＢＤ２が軸線Ｏと同軸かつ直角になるよう、内径部分ＢＤ３でフランジ部１２ｆに連結固定される。このため摩擦面ＢＤ２は、内径部分ＢＤ３よりも正面部分４３ｆに近い。ボルト４９の頭部は、正面部分４３ｆから軸線Ｏ，Ｍ方向一方へ突出するが、図１に示すように摩擦面ＢＤ２に重ならないよう配置される。なお図１中と、以下の説明では、ボルト４９をボルト４９ｂあるいはボルト４９ｃと呼ぶ。

図１に示すようにボルト４９ｂは、環状の摩擦面ＢＤ２よりも外径側で１列に配列される。ボルト４９ｃは、軸線Ｏを中心として周方向に間隔を空けて、環状の摩擦面ＢＤ２よりも内径側で１列に配列される。なお発明の理解を容易にするため、図１では摩擦面ＢＤ２にハッチングを施し摩擦面ＢＤ２の形状および配置を明確にする。また図１では内径部分ＢＤ３の外周を図略して、ボルト４９ｃを表す。

図５は、同実施形態を示す模式図であり、インホイールモータ駆動装置１０の外方から軸線Ｏに直角な方向にみた状態を表す。第１ケーシング部材としての正面部分４３ｆおよび第２ケーシング部材としての筒状部分４３ｄは、インホイールモータ駆動装置１０の装置本体の内部空間Ｒを区画する壁である。内部空間Ｒは、モータ部のステータおよびロータや、減速部の複数の歯車等を収容する。図５中、軸線Ｏを含む平坦面でブレーキディスクＢＤを切断して表すと、ブレーキディスクＢＤの外径部分の半径領域ＲＤは、摩擦面ＢＤ２に対応する。ボルト４９ｂおよびボルト４９ｃは半径領域ＲＤと重ならないよう配置される。そしてボルト４９ｂの頭部は、半径領域ＲＤよりも外径側に配置される。またボルト４９ｃの頭部は、半径領域ＲＤよりも内径側に配置される。

ところで本実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置１０の装置本体が本体ケーシング４３を含む。本体ケーシング４３は、ブレーキディスクＢＤに近い側に配置されてブレーキディスクＢＤと向き合う正面部分４３ｆと、ブレーキディスクＢＤから遠い側に配置される筒状部分４３ｄを含む。第１ケーシング部材になる正面部分４３ｆと、第２ケーシング部材になる筒状部分４３ｄは、ボルト４９によって連結される。ボルト４９は、頭部を正面部分４３ｆ側とし、軸部を筒状部分４３ｄ材側として延びる。外輪１２の軸線Ｏ方向にみて、ボルト４９の頭部はブレーキディスクＢＤの摩擦面ＢＤ２よりも外径側および／または内径側に配置される。

かかる実施形態によれば、正面部分４３ｆと摩擦面ＢＤ２との軸線Ｏ方向隙間を小さくしても、ボルト４９の頭部と摩擦面ＢＤ２が干渉することがない。したがってインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向寸法を小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置１０の小型化に資する。

また本実施形態では、モータ回転軸２２が外輪１２の軸線Ｏからオフセットして平行に延びることから、本体ケーシング４３が円筒形状にならない。つまり筒状部分４３ｄが、図２に示すように、軸線Ｏに近い部分（例えば真下部分４３ｃ）と、軸線Ｏから遠い部分とを含む。これにより軸線Ｏ方向にみて、ボルト４９と摩擦面ＢＤ２が重ならないよう配置することができる。

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を示す模式図である。図７は他の実施形態を模式的に示す展開断面図である。図７で表される切断面は、前述した図３と同様の展開断面である。図８は、図６からブレーキディスクを取り外して示す模式図である。図６および図８は、電動車両の車幅方向外側からみた状態を表す。発明の理解を容易にするため、図６では摩擦面ＢＤ２にハッチングを施し摩擦面ＢＤ２の形状および配置を明確にする。また図６では内径部分ＢＤ３の外周を図略して、ボルト４９ｃを表す。他の実施形態につき、前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。

前述した実施形態では図３に示すように車輪ハブ軸受部１１が外輪回転内輪固定型の転がり軸受である。つまり車輪ハブ軸受部１１は、車輪ハブとして回転する外輪１２と、外輪１２の中心孔に通される固定軸１５と、外輪１２および固定軸１５によって区画される環状隙間に配置される複数の転動体１４を含む。これに対し他の実施形態では図７に示すように車輪ハブ軸受部１１が内輪回転外輪固定型の転がり軸受である。つまり車輪ハブ軸受部１１は、車輪ハブとして回転する内輪１９と、内輪１９の外周面を包囲する固定外輪２０と、固定外輪２０および内輪１９によって区画される環状隙間に配置される複数の転動体１４を含む。

固定外輪２０は、軸線Ｏと平行に延びるボルト２０ｂによって、正面部分４３ｆの外側壁面に連結固定される。軸線Ｏ方向にみて、ボルト２０ｂはフランジ部１２ｆと重なるように配置される。つまり複数のボルト２０ｂおよび固定外輪２０は、ハット形状であるブレーキディスクＢＤのハット内部に配置される。ボルト２０ｂの軸部は固定外輪２０のフランジ部を貫通し、正面部分４３ｆに形成される雌ねじ穴に螺合する。ボルト２０ｂの頭部は固定外輪２０のフランジ部から軸線Ｏ方向一方側へ突出するが、軸線Ｏ方向にみて内径部分ＢＤ３の半径領域と重なることから、ブレーキディスクＢＤとの干渉が問題になることはない。

出力軸４１はシャフト状に形成される。出力軸４１の一方端部４１ｅは、転がり軸受４４を超えて軸線Ｏ方向一方へ延び、内輪１９の中心孔に差し込まれてスプライン嵌合する。

他の実施形態においても図６および図８に示すように、軸線Ｏ方向にみてボルト４９の配置と摩擦面ＢＤ２の配置が重ならないよう配置される。このため図７に示すように正面部分４３ｆと摩擦面ＢＤ２との軸線Ｏ方向隙間を小さくしても、ボルト４９の頭部と摩擦面ＢＤ２が干渉することがない。したがってインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向寸法を小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置１０の小型化に資する。

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。

１０インホイールモータ駆動装置、１１車輪ハブ軸受部、
１２外輪、１５固定軸、２１モータ部（装置本体）、
２２モータ回転軸、３１減速部（装置本体）、
４３本体ケーシング、４３ｂ背面部分、４３ｃ真下部分、
４３ｄ筒状部分（第２ケーシング部材）、
４３ｆ正面部分（第１ケーシング部材）、４３ｔ突き合せ面、
４７オイルタンク、４９，４９ｂ，４９ｃボルト、
５０雌ねじ穴、ＢＤブレーキディスク、ＢＤ２摩擦面、
ＢＤ３内径部分、ＢＤ４連結部分、ＢＤ５貫通孔。

Claims

車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部と、
モータ回転軸および外歯歯車同士の噛合からなる平行軸歯車減速機を内蔵し前記車輪ハブを駆動する装置本体と、前記車輪ハブと結合する環状のブレーキディスクとを備え、
前記車輪ハブの軸線に関し、前記ブレーキディスクは、前記装置本体よりも軸線方向一
方側に配置され、
前記装置本体は、前記ブレーキディスクに近い側に配置されて前記ブレーキディスクと
向き合う第１ケーシング部材、前記ブレーキディスクから遠い側に配置される第２ケーシ
ング部材、およびこれら第１ケーシング部材と第２ケーシング部材とを連結するボルトと
を含み、
前記ボルトは、頭部を前記第１ケーシング部材側とし、軸部を前記第２ケーシング部材
側として延び、
前記車輪ハブの軸線方向にみて、前記ボルトの頭部は前記ブレーキディスクの摩擦面よ
りも外径側および内径側の両方に配置される、インホイールモータ駆動装置。
前記モータ回転軸は、前記車輪ハブの軸線からオフセットして平行に延びる、請求項１
に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記車輪ハブは外輪であり、
前記車輪ハブ軸受部は、当該外輪の中心孔に通される固定軸と、前記外輪および前記固
定軸間に配置される複数の転動体を含む、請求項１または２に記載のインホイールモータ
駆動装置。