JP6826383B2

JP6826383B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP6826383B2
Application number: JP2016126422A
Authority: JP
Inventors: 貴則石川; 四郎田村; 真也太向
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2036-06-27
Also published as: JP2018001776A

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し、特にステータコイルと端子箱との接続構造に関する。

インホイールモータは、車体側の電源から延びる動力線（電力ケーブル）と接続する。かかる接続構造として従来、例えば特開２０１４−１９３７１５号公報に記載の構造が知られる。図６〜図８は従来のインホイールモータからモータ部を取り出して示す模式図である。図６はモータ軸線を含む切断面を表す縦断面図である。図７はモータ部の組み立て手順を表す分解図であって図６に対応する。図８はモータ部からモータケーシングを取り出してモータ軸線方向にみた状態を表す背面図である。モータ部１２１はモータ回転軸１２１ｍと、ロータ１２１ｒと、ステータコア１２４ｂと、ステータコイル１２４ｃと、円筒形状のモータケーシング１２２ｃと、椀状のモータケーシングカバー１２２ｖとを有する。モータケーシング１２２ｃの外周部分には端子箱１２５が設けられる。モータ部１２１のモータ軸線Ｍ方向にみて、図８に示すように端子箱１２５には動力線１３１の受け入れ孔１２６が３個貫通形成される。図６および図７に示すように各受け入れ孔１２６には、動力線１３１の端部がモータ軸線Ｍと平行に差し込まれる。動力線１３１の端部は、端子箱１２５内部で、被覆１３３を伴わない芯線１３２にされる。芯線１３２の先端には動力線端子１３４が取り付けられる。動力線端子１３４は芯線１３２から直角に延び、基台１２７に固定される。基台１２７はモータケーシング１２２ｃの径方向厚みＴ３と重なるように配置される。基台１２７の端子箱１２５内の面は動力線１３１の端部を支持する。基台１２７の内周面１２７ｄは、モータケーシング内周面１２２ｄと連続する面であり、ステータコア１２４ｂを支持する。基台１２７の端子箱１２５内の面から内周面までの径方向厚みは、Ｔ３よりも大きい。

モータケーシング１２２ｃの内周面にはステータコア１２４ｂが嵌合する。ステータコア１２４ｂにはステータコイル１２４ｃが巻回される。ステータコイル１２４ｃのコイル端子１２４ｄは、モータ部１２１の組み立て当初は図６に示すように基台１２７を超えてモータ軸線Ｍと平行に延びる。次にコイル端子１２４ｄは、モータ部１２１の組み立て中に図６に破線で示すように直角に折り曲げられて基台１２７に固定される。基台１２７には導電棒１２８が予め設けられている。導電棒１２８はモータ軸線Ｍから遠い一端と、モータ軸線Ｍに近い他端を有する。導電棒１２８の一端は動力線端子１３４と結合する。導電棒１２８の他端は、上述の折り曲げられたコイル端子１２４ｄと結合する。モータ部１２１の軸線Ｍに関し、折り曲げられたコイル端子１２４ｄは、寸法Ｔ４で被さるようにして導電棒１２８の他端に接続する。寸法Ｔ４は、厚みＴ３よりも大きく、厚みＴ３の径方向位置に重なり、内周面１２７ｄよりも外径側に配置される。端子箱１２５の軸線Ｍ方向一端には作業用開口１３５が形成され、端子箱１２５の軸線Ｍ方向他端には受け入れ孔１２６が形成される。作業用開口１３５は端子箱カバー１３６で封止される。折り曲げ作業は端子箱カバー１３６を取り外して行われる。

モータケーシング１２２ｃのモータ軸線Ｍ方向端面は、環状の合わせ面１２２ｆを構成する。モータケーシングカバー１２２ｖのモータ軸線Ｍ方向端面も環状の合わせ面を構成し、両者の合わせ面と突き合せることにより、モータケーシングカバー１２２ｖはモータケーシング１２２ｃに取付固定される。

特開２０１４−１９３７１５号公報

しかし、図６〜図８に示す従来のステータコイルと端子箱との接続構造にあっては、さらに改善すべき点があることを本発明者は見いだした。つまり導電棒１２８の他端とコイル端子１２４ｄとの結合箇所１２９は、図８に示すように合わせ面１２２ｆの外径側に配置される。具体的にはモータケーシング１２２ｃの内周面１２２ｄよりも外径側に位置する。

モータ部１２１の組み立ては、図７に示すようにステータコア１２４ｂおよびステータコイル１２４ｃを、合わせ面１２２ｆによって区画される円形開口１２２ｐから、モータケーシング１２２ｃ内部に差し込む。このときコイル端子１２４ｄはモータケーシング１２２ｃの内周面１２２ｄよりも内径側に位置する。ステータコア１２４ｂがモータケーシング１２２ｃ内周に形成される段差１２２ｇが当接すると、ステータコア１２４ｂおよびステータコイル１２４ｃの軸線Ｍ方向位置が位置出しされる。次にコイル端子１２４ｄを上述のようにコイル端子１２４ｄを外径側に折り曲げて、基台１２７上の導電棒１２８に接続する。

かかる従来の組み立て方法にあっては、組み立て工数が多いという問題がある。またコイル端子１２４ｄを組み立て作業中に変形させるため、コイル端子１２４ｄの形状の精度が悪化する。また変形させることにより、コイル端子１２４ｄが破損する懸念がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、折り曲げ加工の工程をなくし、従来よりも組み立て工数を少なくしたステータコイルと端子箱との接続構造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、および車輪ハブを駆動するモータ部を具備する。そしてモータ部は、モータ軸線に沿って延び車輪ハブ軸受部に近い軸線方向一端の内周が小径に形成され車輪ハブ軸受部から遠い軸線方向他端の内周が大径に形成されて開口を構成する筒状のモータケーシングと、軸線方向他端側から開口を封止するモータケーシングカバーと、開口よりも軸線方向一方側でモータケーシングの外径側に設けられる端子箱と、開口よりも軸線方向一端側に配置される導電部材であって一端が端子箱の内部に設けられて端子箱外部から差し込まれる動力線と接続し他端が端子箱よりも内径側でモータケーシングの内部空間に設けられる導電体と、開口に対応する断面形状のステータコアおよびステータコアに巻回されるステータコイルを含みステータコアがモータケーシングの内周面と嵌合し導電体の他端を軸線方向一端側としステータコイルのコイル端子を軸線方向他端側としてコイル端子が導電体の他端に軸線方向に接続するステータとを備える。

かかる本発明によれば、ステータをモータケーシング開口からモータケーシング内部に挿入して組み立てる際に、コイル端子を折り曲げることなく、コイル端子を端子箱から延びる導電体に接続することができる。したがってインホイールモータ駆動装置の組み立てにおいてコイル端子を折り曲げ加工する工程をなくし、従来よりも組み立て工数を少なくすることができる。またモータケーシングの内部空間にステータを軸線方向に差し込む際、奥まで差し込むことによって、コイル端子を導電体に当接させることができる。

本発明の一実施形態として、端子箱はモータケーシングの外周面よりも外径側に配置される。かかる実施形態によればモータケーシングの内部空間にステータを軸線方向に差し込む際、モータケーシングの外周面よりも内径側に配置されるコイル端子を折り曲げることなく、該コイル端子を端子箱から延びる導電体に接続することができる。他の実施形態として端子箱はモータケーシングの軸線方向一端よりもさらに軸線方向一方側に配置されてもよい。

本発明の好ましい実施形態としてコイル端子は、ステータコアの外周面よりも外径側へ突出する。かかる実施形態によれば、モータケーシングの外周面よりも外径側に配置される導電体に、コイル端子を折り曲げることなく接続することができる。他の実施形態としてコイル端子は、ステータコアの外周面に設けられてもよい。あるいはコイル端子はステータの軸線方向一方端面に設けられてもよい。

本発明のさらに好ましい実施形態としてモータケーシングの内部空間は、ステータを収容するステータ領域と、ステータ領域の外径側に隣接配置されてステータ領域および端子箱間に介在する接続領域とを含む。モータケーシングの開口はステータ領域および接続領域に面する。導電体の他端は接続領域に配置される。かかる実施形態によれば、モータケーシングの開口はステータ領域および接続領域を含み、これらと直接に通じていることから、モータケーシングの内部空間にステータを軸線方向に差し込む際、コイル端子を折り曲げることなく、該コイル端子を導電体の他端に当接させることができる。

導電体の配置は特に限定されないが一実施形態として導電体は軸線方向位置が互いに重なるよう複数配置される。係る実施形態によればモータケーシングの内部空間にステータを軸線方向に差し込む際、複数のコイル端子を各導電体に同時に接続することができる。なお軸線方向位置が互いに重なるよう複数配置される導電体は、軸線方向にみて、互いに離隔されて配置されること勿論である。

本発明のインホイールモータ駆動装置は、コイル端子を折り曲げることなく端子箱の導電体に接続する。本発明の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、および車輪ハブを駆動するモータ部を具備する。そしてモータ部は、モータ軸線に沿って延び車輪ハブ軸受部に近い軸線方向一端の内周が小径に形成され車輪ハブ軸受部から遠い軸線方向他端の内周が大径に形成されて開口を構成する筒状のモータケーシングと、軸線方向他端側から開口を封止するモータケーシングカバーと、開口よりも軸線方向一方側でモータケーシングの外径側に設けられる端子箱と、開口よりも軸線方向一端側に配置される導電部材であって一端が端子箱の内部に配置されて端子箱外部から差し込まれる動力線と接続し他端が端子箱よりも内径側でモータケーシングの内部空間に配置される導電体と、開口に対応する断面形状のステータコアおよびステータコアに巻回されるステータコイルを含み開口からモータケーシング内部に挿入されてステータコアがモータケーシングの内周面と嵌合するとともにステータコイルのコイル端子が導電体の他端と接続するステータとを備える。

かかる本発明によれば、ステータをモータケーシング開口からモータケーシング内部に挿入して組み立てる際に、コイル端子を折り曲げることなく、コイル端子を端子箱から延びる導電体に接続することができる。したがってインホイールモータ駆動装置の組み立てにおいてコイル端子を折り曲げ加工する工程をなくし、従来よりも組み立て工数を少なくすることができる。

このように本発明によれば、ステータをモータケーシング開口からモータケーシング内部に挿入して組み立てる際に、コイル端子を折り曲げることなく、コイル端子を端子箱から延びる導電体に接続することができる。したがってインホイールモータ駆動装置の組み立てにおいてコイル端子を折り曲げ加工する工程をなくし、従来よりも組み立て工数を少なくすることができる。

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。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。同実施形態の組み立て手順を示す分解図である。同実施形態のモータケーシングを取り出して開口を示す図である。従来のインホイールモータからモータ部を取り出して示す模式的な縦断面図である。従来のモータ部の組み立て手順を示す分解図である。従来のモータケーシング開口を表す背面図である。

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示す模式図である。図２は、第１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１および図２は、車幅方向外側からみた状態を表す。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、第１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を含む平面を、この順序で接続した展開平面である。

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、電気自動車あるいはハイブリット車両といった電動車両（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、電動車両の前向きに配置される部位と、電動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。

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。

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２５ｃ、および端子箱２５ｂ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２５ｃ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２５ｃのうち軸線Ｍ方向他方の開口を覆う。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７１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。

図４はモータ部の組み立てを表す分解図であり、図３中のモータ部２１に対応する。図５は軸線Ｍ方向他方側からみたモータケーシング２５ｃを示す背面図である。端子箱２５ｂはモータケーシング２５ｃの外側に設けられる。本実施形態の端子箱２５ｂは図５に示すようにモータケーシング２５ｃの外周面から突出する。端子箱２５ｂの内部空間Ｓ１と、モータケーシング２５ｃの内部空間Ｓ２，Ｓ３は、仕切壁７５によって間仕切りされる。仕切壁７５は図３に示すように厚みＴ１で端子箱２５ｂの軸線Ｍ方向一方端と結合する。

モータケーシング２５ｃの内部空間は、図３に示すように接続領域Ｓ２およびステータ領域Ｓ３を含む。ステータ領域Ｓ３は図５に示すように軸線Ｍを中心とする円形であり、ステータ２４を収容する。接続領域Ｓ２はステータ領域Ｓ３よりも外径側にあって、端子箱２５ｂおよびステータ領域Ｓ３間に介在し、具体的には仕切壁７５およびステータコア２４ｂ間を占める。

仕切壁７５には複数の貫通孔が形成され各貫通孔を導電体７６が貫通する。導電体７６の一端７６ｍは端子箱２５ｂの内部空間に配置され、導電体７６の他端７６ｎはモータケーシング２５ｃの内部空間に配置される。仕切壁７５は絶縁体からなり、複数の導電体７６同士を電気的に絶縁する。軸線Ｍ方向位置に関し、各導電体７６は全て同位置となるよう配置される。仕切壁７５は後述するステータコア２４ｂの外周面から外径方向に離隔している。

端子箱２５ｂには複数の受け入れ孔７７が貫通形成されている。各受け入れ孔７７には外側から動力線７１が差し込まれる。各動力線７１の先端部はスリーブ７８で包囲される。スリーブ７８には外側へ突出する舌部７９が形成される。舌部７９は受け入れ孔７７を覆うとともにボルト等によって端子箱２５ｂに取付固定される。これにより各動力線７１の先端部は端子箱２５ｂに確りと固定される。

本実施形態では、図５に示すようにモータ部２１の上部に端子箱２５ｂが設けられる。端子箱２５ｂには３個の受け入れ孔７７が設けられる。複数の受け入れ孔７７は同じ高さ位置に配置される。各受け入れ孔７７は丸孔であり、車両前後方向に間隔を空けて１列をなす。軸線Ｍ方向位置に関し、各受け入れ孔７７は全て同位置となるよう配置される。また各導電体７６は、各受け入れ孔７７よりも下方に設けられる。受け入れ孔７７の配列に対応するように、導電体７６は車両前後方向に間隔を空けて配列される。各導電体７６は、一端７６ｍを外径側の上方とし、他端７６ｎを内径側の下方として、上下方向に延びる。

各動力線７１の先端部は、端子箱２５ｂ内部で軸線Ｍと平行に延び、被覆７３を剥がされ、芯線７２が露出する。芯線７２の先端には動力線端子７４が取り付けられる。

動力線端子７４は、図３に示すように導電体７６の軸線Ｍ方向位置まで延出する。そして動力線端子７４は、導電体７６の一端７６ｍと接続し、ボルト等で一端７６ｍに確りと固定される。かかるボルトの締め付けおよび緩め作業は、仕切壁７５および全ての導電体７６と向き合う端子箱カバー２５ｕを、図４に示すように端子箱２５ｂから取り外すことにより行われる。

円筒形状のステータ２４は、ステータコア２４ｂおよびステータコイル２４ｃを含む。ステータコイル２４ｃはステータコア２４ｂの軸線Ｍ方向両端に少なくとも設けられる。ステータコイル２４ｃのコイル端子２４ｄは、ステータ２４の軸線Ｍ方向一端に配置され、外径方向に突出する。本実施形態のモータ部２１は三相交流回転電機であることから、３個のコイル端子２４ｄを有する。各コイル端子２４ｄは間隔を空けて平行に配列される。軸線Ｍ方向位置に関し、各コイル端子２４ｄは全て同位置となるよう配置される。

コイル端子２４ｄは、ステータコイル２４ｃから外径側に延び、ステータコア２４ｂの外周面よりも突出する。コイル端子２４ｄの軸線Ｍ方向位置は、図３に示すように導電体７６の軸線Ｍ方向位置と重なる。そしてコイル端子２４ｄは、導電体７６の他端７６ｎと接続する。かかる導電体７６とコイル端子２４ｄの接続は、図４に示すようにステータ２４をモータケーシング２５ｃに差し込む組み立て作業によって達成される。モータ部２１の軸線Ｍに関し、コイル端子２４ｄと導電体７６の他端７６ｎは、半径方向寸法Ｔ２の接続箇所を実現する。該接続箇所は、仕切壁７５よりも内径側に位置する。

図４を参照して、筒状のモータケーシング２５ｃは、軸線Ｍを中心として延び、軸線Ｍ方向一端から他端まで一定半径の内周面２５ｄと、内周面２５ｄの軸線Ｍ方向一端に形成される段差２５ｇと、軸線Ｍ方向他端面になる合わせ面２５ｆとを有する。合わせ面２５ｆは、図５に示すように環状の平坦面である。またモータケーシングカバー２５ｖ（図３）の軸線Ｍ方向一端面も同一形状の合わせ面２５ｆを構成する。軸線Ｍ方向一方のモータケーシング２５ｃと軸線Ｍ方向他方のモータケーシングカバー２５ｖはこれら合わせ面２５ｆ，２５ｆ同士で突き合されて、図３に示すように結合する。端子箱２５ｂは、合わせ面２５ｆに隣接する位置でモータケーシング２５ｃの外周に設けられる。端子箱２５ｂは、モータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向他端に位置する合わせ面２５ｆおよび開口からみて、軸線方向一方に配置される。

モータケーシング２５ｃの合わせ面２５ｆは、図４に示すようにモータケーシング２５ｃの端部で開口２５ｐを区画する。かかる開口は、接続領域Ｓ２およびステータ２４を受け入れる円形のステータ領域Ｓ３に面する。モータケーシング２５ｃの開口２５ｐおよび段差２５ｇは軸線方向他方へ指向する。モータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向両端における内周形状を比較すると、モータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向一端の内周は相対的に小径にされ、モータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向他端の開口は相対的に大径にされ、両者の差分は図５に示すように段差２５ｇになる。

モータ部２１の組み立て作業においてステータ２４は、図４に示すように軸線方向他方からモータケーシング２５ｃの開口２５ｐに差し込まれ、ステータコア２４ｂが段差２５ｇに当接してステータ２４の軸線Ｍ方向位置が位置決めされる。

コイル端子２４ｄの周方向位置は、図５に示すよう端子箱２５ｂおよび接続領域Ｓ２によって明示されている。モータ部２１の組み立て作業において作業者は、ステータコア２４ｂの外周面から突出するコイル端子２４ｄの周方向位置を、軸線Ｍ方向他方側から確認することができる。したがって作業者は、図３に示すように軸線Ｍ方向他方側からステータ２４をモータケーシング２５ｃ内部へ差し込む際、コイル端子２４ｄの周方向位置が、図５に示す導電体７６の他端７６ｂに一致しているか否か視認することができる。

本実施形態によれば、図３に示すようにステータ２４をモータケーシング２５ｃに差し込むのみで、ステータ２４のコイル端子２４ｄを導電体７６に接続することができる。そしてステータコア２４ｂの外周面がモータケーシング２５ｃの内周面に嵌合して、ステータ２４は軸線Ｍに同軸に保持される。またステータコア２４ｂが両端で段差２５ｇおよびモータケーシングカバー２５ｖに挟まれて、軸線Ｍ方向の移動を規制される。これによりステータ２４はモータ部２１内部に取付固定される。

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２５ｃ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、背面部分４３ｂから連続して広がるケーシング壁部分で覆われる。かかるケーシング壁部分の中心には、軸線Ｍに沿って貫通孔が形成される。この貫通孔にはモータ回転軸２２の端部２２ｅが通される。また円筒状のモータケーシング２５ｃは、軸線Ｍ方向他方端で椀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２５ｃ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、ポンプ軸５１（図２）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。出力軸４１の軸線Ｏ方向両端部には転がり軸受４４，４６が配置される。

転がり軸受４４は出力歯車４０よりも軸線Ｏ方向一方に配置され、出力軸４１の外周面および開口４３ｐの内周面間に設けられる。また転がり軸受４４は、外輪１２よりも外径側で外輪１２の軸線Ｏ方向位置と重なるように配置される。

転がり軸受４６は外輪１２よりも軸線Ｏ方向他方に配置され、出力軸４１の内周面および固定軸１５の外周面間に設けられる。また転がり軸受４６は、出力歯車４０の内径側で出力歯車４０の軸線Ｏ方向位置と重なるように配置される。

軸線Ｏ方向位置に関し、転がり軸受４４は外輪１２の軸線Ｏ方向他方領域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方向中央領域と同軸に結合する。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方向中央領域と同軸に結合する。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は、図３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。背面部分４３ｂは、モータケーシング２５ｃ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と出力軸４１との環状隙間にはシール材４３ｓが設けられる。シール材４３ｓは、転がり軸受４４よりも軸線Ｏ方向一方に配置されて環状隙間を封止する。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。

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３６と大径の中間歯車３７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３９と大径の出力歯車４０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。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の小径歯車および従動側の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２に示すようにポンプ軸５１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、図示しない転がり軸受を介して回転自在に支持され、ポンプギヤ５３と同軸に結合する。ポンプギヤ５３は外歯歯車であり、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。

ポンプ軸５１の軸線Ｐ方向端部には図示しないオイルポンプが配置される。オイルポンプは図２に示す吸入油路５９ｉおよび吐出油路５９ｏと接続する。吸入油路５９ｉはオイルポンプから下方へ延びてオイルタンク４７に達し、吸入油路５９ｉ下端の吸入口５９ｊはオイルタンク４７の底壁近傍に配置される。吐出油路５９ｏはオイルポンプから上方へ延び、吐出油路５９ｏ上端の吐出口５９ｐは中間歯車３７よりも高い位置に配置される。

ポンプ軸５１が出力歯車４０に駆動されることにより、図示しないオイルポンプは吸入口５９ｊからオイルタンク４７の潤滑油を吸入し、吸入した潤滑油を吐出口５９ｐで吐出する。吐出口５９ｐはすべての歯車（入力歯車３３、中間歯車３４，３６，３７，３９、および出力歯車４０）よりも高い位置にあり、上方からこれら歯車に潤滑油を供給する。また潤滑油は、吐出油路５９ｏからモータ部２１内部に噴射される。これによりモータ部２１および減速部３１は潤滑および冷却される。

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。オイルポンプは、例えばポンプ軸５１と略同軸に配置されるサイクロイドポンプであり、オイルタンク４７に貯留した潤滑油を、オイルタンク４７の直上へ汲み上げる。またポンプ軸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に駆動されて電動車両が走行すると、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。

ところで本実施形態のインホイールモータ駆動装置１０によれば、モータ部２１がモータ軸線Ｍに沿って延びる筒状のモータケーシング２５ｃと、モータケーシング２５ｃの外側に設けられる端子箱２５ｂと、一端７６ｍが端子箱２５ｂの内部空間Ｓ１に設けられて端子箱２５ｂ外部から差し込まれる動力線７１と接続し他端７６ｎがモータケーシング２５ｃの内部空間まで延びる導電体７６と、ステータコア２４ｂおよび該ステータコア２４ｂに巻回されるステータコイル２４ｃを含みモータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向一方端の開口からモータケーシング２５ｃ内部に挿入されてステータコア２４ｂがモータケーシング２５ｃの内周面２５ｄと嵌合するとともにステータコイル２４ｃのコイル端子２４ｄが導電体７６の他端７６ｎと接続するステータ２４とを備える。

また本実施形態によれば、ステータコア２４ｂがモータケーシング２５ｃの内周面２５ｄと嵌合し、導電体７６の他端７６ｎを軸線Ｍ方向一方としステータコイル２４ｃのコイル端子を軸線方向他方としてコイル端子が他端に軸線方向に接続する。

かかる実施形態によれば、ステータ２４をモータケーシング２５ｃ開口からモータケーシング２５ｃ内部に挿入して組み立てる際に、図４および図３を対比して理解されるようにコイル端子２４ｄを折り曲げることなく、コイル端子２４ｄを導電体７６に接続することができる。したがってインホイールモータ駆動装置１０の組み立てにおいてコイル端子２４ｄを折り曲げ加工する工程をなくし、従来よりも組み立て工数を少なくすることができる。

また本実施形態によれば、端子箱２５ｂは図５に示すようにモータケーシング２５ｃの外周面２５ｏよりも外径側に配置される。またコイル端子は、図３および図４に示すようにステータコア２４ｂの外周面よりも外径側へ突出する。またモータケーシング２５ｃの内部空間は、ステータ２４を収容するステータ領域Ｓ３と、ステータ領域Ｓ３の外径側に隣接配置されてステータ領域Ｓ３および端子箱２５ｂ間に介在する接続領域Ｓ２とを含む。モータケーシング２５ｃの開口も図５に示すようにステータ領域Ｓ３および接続領域Ｓ２も含んでいる。そして導電体７６の他端７６ｎは接続領域Ｓ２に配置される。これによりステータ２４をモータケーシング２５ｃの開口からモータケーシング２５ｃ内部に挿入すれば、ステータ２４のコイル端子２４ｄが接続領域Ｓ２で導電体７６と接続する。

また本実施形態によれば、導電体７６は、モータケーシング２５ｃの軸線Ｍ方向両端部のうち開口とは反対側の一方端部に配置されることから、ステータ２４をモータケーシング２５ｃの奥まで挿入することにより、ステータ２４のコイル端子２４ｄが導電体７６と接続する。

また本実施形態によれば、図３に示すように導電体７６は軸線方向位置が重なるよう複数配置される。換言すると図５に示すように軸線Ｍの延在方向にみて、導電体７６は間隔を空けて複数配置される。これにより、ステータ２４をモータケーシング２５ｃの開口からモータケーシング２５ｃ内部に挿入する一作業によって複数のコイル端子２４ｄ，２４ｄ，２４ｄを各導電体７６に接続させることができ、作業効率が向上する。

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、
１３内側固定部材、１５固定軸、１８キャリア、
２１モータ部、２２モータ回転軸、２３ロータ、
２４ステータ、２４ｄコイル端子、２４ｂステータコア、
２４ｃステータコイル、２５ｂ端子箱、
２５ｃモータケーシング、２５ｄ内周面、
２５ｆ合わせ面、２５ｇ段差、２５ｏ外周面、
２５ｕ端子箱カバー、２５ｖモータケーシングカバー、
３１減速部、４７オイルタンク、５１ポンプ軸、
７１動力線、７２芯線、７３被覆、
７４動力線端子、７５仕切壁、７６導電体、
７７受け入れ孔、７８スリーブ、７９舌部、
Ｓ１端子箱内部空間、
Ｓ２モータケーシング内部空間（接続領域）、
Ｓ３モータケーシング内部空間（ステータ領域）、
Ｍモータ軸線、Ｗ車輪ホイール、Ｗｒリム部、
Ｗｓスポーク部。

Claims

車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部、および前記車輪ハブを駆動するモータ部を具備し、
前記モータ部は、
モータ軸線に沿って延び、前記車輪ハブ軸受部に近い軸線方向一端の内周が小径に形成され、前記車輪ハブ軸受部から遠い軸線方向他端の内周が大径に形成されて開口を構成する筒状のモータケーシングと、
前記軸線方向他端側から前記開口を封止するモータケーシングカバーと、
前記開口よりも前記軸線方向一端側で前記モータケーシングの外径側に設けられる端子箱と、
前記開口よりも前記軸線方向一端側に配置される導電部材であって、一端が前記端子箱の内部に設けられて端子箱外部から差し込まれる動力線と接続し、他端が前記端子箱よりも内径側で前記モータケーシングの内部空間に設けられる導電体と、
前記開口に対応する断面形状のステータコアおよび前記ステータコアに巻回されるステータコイルを含み、前記ステータコアが前記モータケーシングの内周面と嵌合し、前記導電体の他端を前記軸線方向一端側とし前記ステータコイルのコイル端子を前記軸線方向他端側として前記コイル端子が前記導電体の他端に軸線方向に接続するステータとを備える、インホイールモータ駆動装置。
前記端子箱は前記モータケーシングの外周面よりも外径側に配置される、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記コイル端子は、前記ステータコアの外周面よりも外径側へ突出する、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記モータケーシングの内部空間は、前記ステータを収容するステータ領域と、前記ステータ領域の外径側に隣接配置されて前記ステータ領域および前記端子箱間に介在する接続領域とを含み、
前記開口は前記ステータ領域および前記接続領域に面し、
前記導電体の他端は前記接続領域に配置される、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記導電体は軸線方向位置が互いに重なるよう複数配置される、請求項１〜４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
車輪ハブを回転自在に支持する車輪ハブ軸受部、および前記車輪ハブを駆動するモータ部を具備し、
前記モータ部は、
モータ軸線に沿って延び、前記車輪ハブ軸受部に近い軸線方向一端の内周が小径に形成され、前記車輪ハブ軸受部から遠い軸線方向他端の内周が大径に形成されて開口を構成する筒状のモータケーシングと、
前記軸線方向他端側から前記開口を封止するモータケーシングカバーと、
前記開口よりも前記軸線方向一端側で前記モータケーシングの外径側に設けられる端子箱と、
前記開口よりも前記軸線方向一端側に配置される導電部材であって、一端が前記端子箱の内部に配置されて端子箱外部から差し込まれる動力線と接続し、他端が前記端子箱よりも内径側で前記モータケーシングの内部空間に配置される導電体と、
前記開口に対応する断面形状のステータコアおよび前記ステータコアに巻回されるステータコイルを含み、前記開口から前記モータケーシング内部に挿入されて前記ステータコアが前記モータケーシングの内周面と嵌合するとともに前記ステータコイルのコイル端子が前記導電体の前記他端と接続するステータとを備える、インホイールモータ駆動装置。