JP7137391B2

JP7137391B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP7137391B2
Application number: JP2018145692A
Authority: JP
Inventors: 勝則佐藤
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: JP2020019414A

Description

本発明は、インホイールモータ駆動装置に関し、特に、車輪の回転を検出する車輪速検出部を備えたインホイールモータ駆動装置に関する。

近年、安全性向上のため、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を装着した自動車が増えている。ＡＢＳにおいては、車輪の回転を検出する車輪速検出装置が用いられる。車輪速検出装置は、車輪と一体回転する回転部分に設けられるセンサターゲットと、センサターゲットに対面して取り付けられる回転センサ（車輪速センサ）とを含む。回転センサの検出信号は、車体側に取り付けられた制御装置に送信され、制御装置によって、車輪のブレーキ油圧の調整等、ブレーキ機構の制御が行われる。このような回転センサは、ＡＢＳだけでなく、ＥＳＣ（横滑り防止装置）にも用いられる。

特開２０１３－１５２０２３号公報（特許文献１）には、ブレーキディスクのハット部内にパルサーリング（センサターゲット）を配置される構成が開示されている。引用文献１において、パルサーリングは、径方向に延びてハット部に取り付けられるフランジ部と、フランジ部から折れ曲がって車軸方向に延びて回転センサに対面する被検出部とを含む。

特開２０１３－１５２０２３号公報

車内空間を犠牲にすることなく、インホイールモータ駆動装置と車体の車幅方向外側に形成されるホイールハウジングの内壁との干渉を回避するには、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さを短くする必要がある。加えて、インホイールモータ駆動装置を転舵輪に搭載する場合、転舵角を犠牲にすることなく装置を配置するには、非転舵輪に搭載する場合よりもインホイールモータ駆動装置の車軸方向長さをさらに短くする必要がある。

特許文献１のように、ブレーキディスクのハット部内にパルサーリングを配置する構成は、インホイールモータ駆動装置の軸方向長さに影響しない点で有利である。

また、特許文献１では、回転センサを保持する保持部材に位置調整部を設け、パルサーリングの被検出部と回転センサとの間のギャップ調整を可能にしているため、他部品の製作誤差や組み付け誤差を許容することができる。その結果、回転センサの検出精度の低下を防ぐことができる。

しかしながら、インホイールモータ駆動装置にブレーキディスクを取り付けた状態では、ブレーキディスクのハット部内は閉じた空間となるため、パルサーリングの被検出部と回転センサとの間のギャップ調整を直接行うことができない。そのため、特許文献１では、治具を用いてギャップ調整をする必要があり、治具の脱着工数が必要となる。また、治具と実際の被検出部の位置は異なるため、正確なギャップ調整が困難である。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、パルサーリングと回転センサとを含む車輪速検出部を、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さに影響することなく配置でき、かつ、パルサーリングの被検出部と回転センサとの間の間隔（エアギャップ）を正確に調整することのできるインホイールモータ駆動装置を提供することである。

この発明のある局面に従うインホイールモータ駆動装置は、車輪の内部に配置される車両用モータ駆動装置であって、車幅方向外側に凹むように形成されたハット部を有するブレーキロータおよび車輪と同軸に結合する回転輪を含む車輪ハブ軸受部と、車輪の回転を検出する車輪速検出部とを備える。車輪速検出部は、ブレーキロータのハット部内に配置される被検出部を有し、車輪ハブ軸受部の回転輪と同軸に取り付けられたパルサーリングと、パルサーリングの被検出部に対面するように、固定部分に取り付けられた回転センサとを含む。

車輪ハブ軸受部の回転輪は、径方向外側に突出するハブフランジを有している。パルサーリングは、ネジ部材によってハブフランジに固定されていることが望ましい。ネジ部材には、ネジ、ボルト、ビスなどの締結部材が含まれる。

ハブフランジが、周方向に互いに間隔をあけて配置される複数の突出部と、突出部間に位置する複数の谷部とで構成されている場合、パルサーリングは、ハブフランジの複数の谷部のうちの少なくとも２箇所において固定されていることがより望ましい。

あるいは、パルサーリングは、ハブフランジに圧入された状態で固定されていてもよい。

インホイールモータ駆動装置は、車輪ハブ軸受部の回転輪を駆動するモータ回転軸を含むモータ部と、モータ部を収容するケーシングとをさらに備えている。回転センサは、ケーシング、車輪ハブ軸受部の固定部分、または、車輪ハブ軸受部を支持するハブ支持部材に取り付けられていればよい。

好ましくは、回転センサは、固定部分に固定された保持部材によって保持されている。

インホイールモータ駆動装置は、回転センサとブレーキロータとの間に配置された遮熱板をさらに備えることが望ましい。

本発明によれば、パルサーリングと回転センサとを含む車輪速検出部を、インホイールモータ駆動装置の車軸方向長さに影響することなく配置できる。また、パルサーリングの被検出部と回転センサとの間の間隔を正確に調整することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成を示す展開断面図である。本発明の実施の形態１に係るインホイールモータ駆動装置の内部を示す模式的な断面図である。本発明の実施の形態１に係るインホイールモータ駆動装置の基本構成部を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態１における車輪ハブ軸受部を模式的に示す縦断面図である。本発明の実施の形態１における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態１における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態１において、回転センサを保持する保持部材の外観斜視図である。本発明の実施の形態１において、回転センサを保持する保持部材の断面図である。本発明の実施の形態１の変形例１における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態１の変形例１における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態１の変形例２において、遮熱板がケーシングに固定された状態を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態１の変形例２において、遮熱板がケーシングに固定された状態を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態２における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態２における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態２の変形例における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態２の変形例における車輪速検出部の取り付け構造を模式的に示す正面図である。本発明の実施の形態２の変形例における車輪速検出部の他の取り付け構造を模式的に示す正面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

本実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置は、車輪の内部に配置される車両用モータ駆動装置である。車輪は、電気自動車またはハイブリッド車両などの乗用自動車の駆動輪である。

＜実施の形態１＞
（インホイール駆動装置の基本構成例）
図１～図４を参照して、本実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１の基本構成例およびその周辺構造について説明する。なお、これらの図には、車輪速検出部の図示は省略されている。図１は、本発明の実施の形態１に係るインホイールモータ駆動装置１を示す展開断面図である。図１において、紙面右側は車幅方向内側（インボード側）を表し、紙面左側は車幅方向外側（アウトボード側）を表す。なお図１で表される断面は、図２および図３に示す軸線Ｍおよび軸線Ｎを含む平面と、軸線Ｎ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。

図２は同実施形態の内部を示す模式的な断面図であり、図１中ＩＩ―ＩＩでインホイールモータ駆動装置１を切断し、断面を矢の方向にみた状態を表す。図３は同実施形態を示す模式的な正面図であり、車幅方向外側からインホイールモータ駆動装置１をみた状態を表す。図面の煩雑さを回避にするため図２では、各歯車を歯先円で表す。図２および図３において、紙面右側は車両前方を表し、紙面左側は車両後方を表し、紙面上側は車両上方を表し、紙面下側は車両下方を表す。図２および図３では、軸線Ｏ方向に車幅方向外側（アウトボード側）から車幅方向内側（インボード側）をみている。

図４は同実施形態の車輪ハブ軸受部を示す縦断面図であり、軸線Ｏを含む平面で車輪ハブ軸受部を切断したときの切断面を表す。図面の煩雑を避けるため図４では、ブレーキディスクおよびロードホイール（車輪ホイール）を半分のみ表す。

図１に示すように、インホイールモータ駆動装置１は、図示しない車輪の中心に設けられる車輪ハブ軸受部１１と、車輪を駆動するモータ部２１と、モータ部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とを備える。モータ部２１および減速部３１は、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。軸線Ｏは車幅方向に延び、車軸に一致する。軸線Ｏ方向位置に関し、車輪ハブ軸受部１１はインホイールモータ駆動装置１の軸線方向一方（アウトボード側）に配置され、モータ部２１はインホイールモータ駆動装置１の軸線方向他方（インボード側）に配置され、減速部３１はモータ部２１よりも軸線方向一方に配置され、減速部３１の軸線方向位置が車輪ハブ軸受部１１の軸線方向位置と重なる。

インホイールモータ駆動装置１は、電動車両の車輪を駆動する車両用モータ駆動装置である。インホイールモータ駆動装置１は、図示しない車体に連結される。

車輪ハブ軸受部１１は、回転内輪・固定外輪とされ、図示しない車輪ホイールと結合する回転輪（ハブ輪）としての内輪１２と、内輪１２の外径側に同軸に配置される固定輪としての外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間の環状空間に配置される複数の転動体１４を有する。

図１を参照して、外輪１３は本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに形成される開口３９ｐを貫通する。本体ケーシング３９とは、減速部３１の外郭を含むケーシングをいい、減速部３１の回転要素を収容する。正面部分３９ｆは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｏ方向一方端を覆うケーシング壁部である。正面部分３９ｆには、開口３９ｐの開口縁に沿って円筒部３９ｃが形成される。円筒部３９ｃは正面部分３９ｆの外壁面から軸線Ｏ方向一方へ突出する。

外輪１３の外周面には周方向で異なる位置に複数の外輪突出部１３ｇがさらに設けられる。外輪１３のうち外輪突出部１３ｇよりも軸線Ｏ方向他方側の円筒領域は、正面部分３９ｆの開口３９ｐに差し込まれる。このとき外輪突出部１３ｇの軸線Ｏ方向他方面が円筒部３９ｃの先端と当接し、外輪１３は軸線Ｏ方向に位置決めされる。

外径方向に突出する各外輪突出部１３ｇには貫通孔１３ｈが穿設される。また外輪突出部１３ｇの軸線Ｏ方向他方側にはハブアタッチメント６１が隣接して配置される。ハブアタッチメント６１は中心孔を有し、該中心孔に本体ケーシング３９の円筒部３９ｃが差し込まれる。このとき円筒部３９ｃの外周面がハブアタッチメント６１の内周面６１ｎと嵌合する。ハブアタッチメント６１は軸線Ｏ方向一方の各外輪突出部１３ｇと軸線Ｏ方向他方の正面部分３９ｆの間に介在する。

ハブアタッチメント６１には雌ねじ孔６１ｆが複数形成される。雌ねじ孔６１ｆは、ハブアタッチメント６１の内径側部分に形成され、周方向に間隔を空けて複数配置される。ハブアタッチメント６１の各雌ねじ孔６１ｆおよび外輪１３の各貫通孔１３ｈは、軸線Ｏと平行に延び、互いに一致する。外輪１３の貫通孔１３ｈおよびハブアタッチメント６１の雌ねじ孔６１ｆには軸線Ｏ方向一方側から第１ボルト６２が通され、第１ボルト６２の軸部は外輪１３の貫通孔１３ｈを貫通し、ハブアタッチメント６１の雌ねじ孔６１ｆに螺合し、第１ボルト６２の頭部が外輪突出部１３ｇに当接する。これにより、外輪１３は第１ボルト６２によってハブアタッチメント６１に確りと取付固定される。

内輪１２は、外輪１３よりも長い筒状体であり、外輪１３の中心孔に通される。外輪１３からインホイールモータ駆動装置１の外部へ突出する内輪１２の軸線Ｏ方向一方端部には、ハブフランジ１２ｆが形成される。正面視においてハブフランジ１２ｆの形状は花びら形状となっており、ハブフランジ１２ｆは、周方向に間隔をあけて設けられる複数の突出部（結合部）１２ａと、突出部間に位置する複数の谷部１２ｂとで構成されている。ハブフランジ１２ｆの突出部１２ａが、ブレーキディスクＢＤおよび図示しない車輪と同軸に結合するための結合座部を構成する。内輪１２は、ハブフランジ１２ｆの突出部１２ａで車輪ホイールと結合し、車輪と一体回転する。

内輪１２および外輪１３間の環状空間には、複数列の転動体１４が配置される。内輪１２の軸線Ｏ方向中央部の外周面は、第１列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部外周には内側軌道輪１２ｒが嵌合する。内側軌道輪１２ｒの外周面は、第２列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向一方端部の内周面は、第１列の転動体１４の外側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向他方端部の内周面は、第２列の転動体１４の外側軌道面を構成する。内輪１２および外輪１３間の環状空間には、シール材１６がさらに介在する。シール材１６は環状空間の両端を封止して、塵埃および異物の侵入を阻止する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端の中心孔には減速部３１の出力軸３８が差し込まれて嵌合する。かかる嵌合は、スプライン嵌合あるいはセレーション嵌合である。

図３には、インホイールモータ駆動装置１の内輪１２と結合するブレーキディスクＢＤおよび車輪のロードホイールＷを示す。インホイールモータ駆動装置１はロードホイールＷの内空領域に収容される。ただしモータ部２１はロードホイールＷの内空領域から車幅方向内側へはみ出してもよい。

内輪１２の外径は、突出部１２ａで最大となり、谷部１２ｂ（周方向に隣り合う結合部１２ｆ，１２ｆ間に位置する部分）で最小になる。外輪１３の外径は外輪突出部１３ｇで最大になる。外輪１３の外径は周方向に隣り合う外輪突出部１３ｇ，１３ｇ間で最小になる。内輪１２および外輪１３の最大外径はロードホイールＷの内径よりも小さい。

図３に示すようにハブアタッチメント６１には、外径方向に突出する突出部６１ｇが形成される。突出部６１ｇは周方向に間隔をあけて複数配置される。突出部６１ｇは本実施形態では突出部６１ｇが外径側に向かって細くなり、ハブアタッチメント６１が星形とされる。軸線Ｏに関し、外輪突出部１３ｇよりも外径側に位置する。これによりハブアタッチメント６１は外輪１３よりも大径にされる。

図１および図４に示すように各突出部６１ｇには、軸線Ｏと平行に延びる雌ねじ孔６１ｈが形成される。ハブアタッチメント６１よりも軸線Ｏ方向他方に位置する正面部分３９ｆには貫通孔３９ｈが形成される。貫通孔３９ｈおよび雌ねじ孔６１ｈは、軸線Ｏと平行に延び、互いに一致する。雌ねじ孔６１ｈには雌ねじが形成される。貫通孔３９ｈには軸線Ｏ方向他方から第２ボルト１５が通され、第２ボルト１５の先端部が貫通孔６１ｈの雌ねじに螺合する。これによりハブアタッチメント６１は第２ボルト１５によって本体ケーシング３９に確りと取付固定される。

なお図３には、第２ボルト１５を図略し、貫通孔６１ｈを表す。複数の貫通孔６１ｈ，６１ｈ・・・のうちの幾つかでは雌ねじを設けず、代わりに貫通孔３９ｈに雌ねじを設けておき、軸線Ｏ方向一方から第２ボルトを貫通孔６１ｈに通し、貫通孔３９ｈの雌ねじに螺合させてもよい。

本体ケーシング３９の壁厚は概ね均一であるが、正面部分３９ｆの壁厚は均一ではなく、貫通孔３９ｈが形成される部分が他の部分よりも肉厚に形成される。かかる肉厚部分３９ｇは後述する出力歯車３７よりも外径側に配置される。

図３に示すようにハブアタッチメント６１は軸線Ｏを中心として回転対称な星形であり、突出部６１ｇで最大外径とされ、周方向に隣り合う突出部６１ｇ，６１ｇで最小外径とされる。ハブアタッチメント６１の最大外径は、ロードホイールＷの内径よりも小さく、車輪ハブ軸受部１１とともにロードホイールＷの内空領域に収容される（図４）。

第１ボルト６２は軸線Ｏを中心として周方向等間隔に複数配置される。第２ボルト１５も同様である。車輪ハブ軸受部１１の中心になる軸線Ｏに関し、第２ボルト１５は第１ボルト６２よりも外径側に配置される。図３には出力歯車３７の歯先円を破線で表す。第１ボルト６２は出力歯車３７の歯先円よりも内径側に配置され、軸線Ｏ方向にみて出力歯車３７と重なる。これに対し第２ボルト１５は出力歯車３７の歯先円よりも外径側に配置される。

ハブアタッチメント６１につき附言すると、中心領域６１ｃの軸線Ｏ方向一方端面は外輪突出部１３ｇの軸線Ｏ方向他方端面と当接する。中心領域６１ｃの軸線Ｏ方向他方端面は正面部分３９ｆと対向するかあるいは接触する。第１ボルト６２と螺合する雌ねじ孔は中心領域６１ｃに形成される。このため中心領域６１ｃは外輪突出部１３ｇと結合する。図３に示されるように、軸線Ｏ方向に見て、突出部６１ｇの位置と外輪突出部１３ｇの位置が重なる。

内輪１２のハブフランジ１２ｆと外輪突出部１３ｇは軸線Ｏ方向に離隔し、ハブフランジ１２ｆおよび外輪突出部１３ｇ間に第１ボルト６２の頭部が配置される。ハブフランジ１２ｆに取付固定されるブレーキディスクＢＤは、車幅方向外側に凹むように形成されたハット部を有する。すなわちブレーキディスクＢＤは、環状段差ＢＨを境界として、外径領域および内径領域を含み、内径領域が軸線Ｏ方向一方側に配置され、外径領域は軸線Ｏ方向他方側に配置される。内径領域および環状段差ＢＨが、ハット部を構成する。ハット部は円筒状の内空領域９０を区画する。なお、外径領域の両端面は摩擦面となる。

図３に示されるように、ハブフランジ１２ｆの突出部１２ａ、外輪突出部１３ｇ、およびハブアタッチメント６１の突出部６１ｇの全てが、ブレーキディスクＢＤの環状段差ＢＨよりも内径側に配置されている。また、第１ボルト６２の頭部は、ハット部の内空領域９０に収容される。

外輪１３の軸線Ｏ方向他方領域の外周面１３ｂは開口３９ｐの内周面と嵌合する。外周面１３ｂには環状溝が形成され、当該環状溝にシール材６５が配置される。シール材６５は例えばＯリングであり、全周で開口３９ｐの内周面と接触して、開口３９ｐの内周面と外周面１３ｂとの隙間を封止する。

図１に示すようにモータ部２１は、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、およびモータケーシング２９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。モータ部２１は、インナロータ、アウタステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式の電動モータであってもよい。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。モータケーシング２９はステータ２４の外周を包囲する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向一方端は本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと結合する。モータケーシング２９の軸線Ｍ方向他方端は、板状のモータケーシングカバー２９ｖで封止される。背面部分３９ｂは、本体ケーシング３９のうち減速部３１の軸線Ｍ方向（軸線Ｏ方向）他方端を覆うケーシング壁部である。

本体ケーシング３９およびモータケーシング２９は、インホイールモータ駆動装置１の外郭をなすケーシング１０を構成する。以下の説明において本体ケーシング３９およびモータケーシング２９を区別する必要がない場合には、単にケーシング１０という。

ステータ２４は円筒形状のステータコア２５と、該ステータコア２５に巻回されたコイル２６を含む。ステータコア２５はリング状の鋼板を軸線Ｍ方向に積層してなる。

モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂと、モータ部２１のモータケーシングカバー２９ｖに回転自在に支持される。モータ回転軸２２のうち軸線方向一方端部２２ｅを除いた大部分は、モータケーシング２９内に配置される。軸線方向一方端部２２ｅは本体ケーシング３９内に配置される。つまりモータ回転軸２２はインホイールモータ駆動装置１のケーシング１０に収容される。

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。例えば図２に示すようにモータ部の軸線Ｍは、軸線Ｏから車両前後方向にオフセットして、具体的には軸線Ｏよりも車両前方、に配置される。

減速部３１は、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力軸３２と、入力軸３２の外周面に同軸に設けられる入力歯車３３と、複数の中間歯車３４，３６と、これら中間歯車３４，３６の中心と結合する中間軸３５と、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２に連結される出力軸３８と、出力軸３８の外周面に同軸に設けられる出力歯車３７と、これら複数の歯車および回転軸を収容する本体ケーシング３９を有する。本体ケーシング３９は減速部３１の外郭をなすことから減速部ケーシングともいう。

入力歯車３３は外歯のはすば歯車である。入力軸３２は中空構造であり、この中空孔３２ｈにモータ回転軸２２の軸線方向一方端部２２ｅが差し込まれて相対回転不可能にスプライン嵌合（セレーションも含む、以下同じ）する。入力軸３２は入力歯車３３の両端側で、転がり軸受３２ａ，３２ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在に支持される。

減速部３１の中間軸３５の回転中心になる軸線Ｎは軸線Ｏと平行に延びる。中間軸３５の両端は、転がり軸受３５ａ，３５ｂを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂに回転自在に支持される。中間軸３５の軸線Ｎ方向他方端部には、第１中間歯車３４が同軸に設けられる。中間軸３５の軸線Ｎ方向中央領域には、第２中間歯車３６が同軸に設けられる。

ここで附言すると、第１中間歯車３４の軸線Ｎ方向他方端面には凹部が形成され、かかる凹部内に軸受３５ｂが収納される。これにより軸受３５ｂの軸線Ｎ方向位置と第１中間歯車３４の歯面の軸線Ｎ方向位置とが重なり、中間軸３５の長さが短縮される。

第１中間歯車３４および第２中間歯車３６は、外歯のはすば歯車であり、第１中間歯車３４の径が第２中間歯車３６の径よりも大きい。大径の第１中間歯車３４は、第２中間歯車３６よりも軸線Ｎ方向他方側に配置されて、小径の入力歯車３３と噛合する。小径の第２中間歯車３６は、第１中間歯車３４よりも軸線Ｎ方向一方側に配置されて、大径の出力歯車３７と噛合する。

中間軸３５の軸線Ｎは、図２に示すように、軸線Ｏおよび軸線Ｍよりも上方に配置される。また中間軸３５の軸線Ｎは、軸線Ｏよりも車両前方、軸線Ｍよりも車両後方に配置される。減速部３１は、車両前後方向に間隔を空けて配置されて互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｎ，Ｍを有する３軸の平行軸歯車減速機であり、２段変速とされる。

説明を図１に戻すと出力歯車３７は外歯のはすば歯車であり、出力軸３８の軸線Ｏ中央部に同軸に設けられる。出力軸３８は軸線Ｏに沿って延びる。出力軸３８の軸線Ｏ方向一方端部は、内輪１２の中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。出力軸３８の軸線Ｏ方向中央部は、図４に示す外周面１３ｂよりも外径側で転がり軸受３８ａを介して、本体ケーシング３９の正面部分３９ｆに回転自在に支持される。出力軸３８の軸線Ｏ方向他方端部は、転がり軸受３８ｂを介して、本体ケーシング３９の背面部分３９ｂに回転自在に支持される。

図１に示すように減速部３１は、小径の駆動歯車と大径の従動歯車の噛合、即ち入力歯車３３と第１中間歯車３４の噛合、また第２中間歯車３６と出力歯車３７の噛合、により入力軸３２の回転を減速して出力軸３８に伝達する。減速部３１の入力軸３２から出力軸３８までの回転要素は、モータ部２１の回転を内輪１２に伝達する駆動伝達経路を構成する。

本体ケーシング３９は、これまで説明した正面部分３９ｆおよび背面部分３９ｂの他、筒状部分を含む。当該筒状部分は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｎ、Ｍを取り囲むように減速部３１の内部部品を覆う。板状の正面部分３９ｆは、減速部３１の内部部品を軸線方向一方側から覆い、筒状部分の一方端と結合する。板状の背面部分３９ｂは、減速部３１の内部部品を軸線方向他方側から覆い、筒状部分の他方端と結合する。本体ケーシング３９の背面部分３９ｂは、モータケーシング２９と結合し、減速部３１の内部空間およびモータ部２１の内部空間を仕切る隔壁でもある。モータケーシング２９は本体ケーシング３９に支持されて、本体ケーシング３９から軸線方向他方側へ突出する。

本体ケーシング３９は、減速部３１の内部空間を区画し、減速部３１の全ての回転要素（回転軸および歯車）を内部空間に収容する。図２に示すように本体ケーシング３９の下部は、オイル貯留部４１とされる。オイル貯留部４１の高さ位置はモータ部２１の下部の高さ位置と重なる。本体ケーシング３９の内部空間の下部を占めるオイル貯留部４１には、モータ部２１および減速部３１を潤滑する潤滑油が貯留する。

入力軸３２と、中間軸３５と、出力軸３８は、上述した転がり軸受によって両持ち支持される。これらの転がり軸受３２ａ，３５ａ，３８ａ，３２ｂ，３５ｂ，３８ｂはラジアル軸受である。

インホイールモータ駆動装置１外部から上述したコイル２６に電力が供給されると、モータ部２１のロータ２３が回転し、モータ回転軸２２から減速部３１に回転を出力する。減速部３１はモータ部２１から入力軸３２に入力された回転を減速し、出力軸３８から車輪ハブ軸受部１１へ出力する。車輪ハブ軸受部１１の内輪１２は、出力軸３８と同じ回転数で回転し、内輪１２に取付固定される図示しない車輪（ロードホイールＷ）を駆動する。

ここで、インホイールモータ駆動装置１は、車輪の回転を検出する車輪速検出部を備えている。以下に、本実施の形態における車輪速検出部の取り付け構造について詳細に説明する。

（車輪速検出部の取り付け構造について）
図５および図６を参照して、本実施の形態における車輪速検出部５０の取り付け構造について説明する。図５は、インホイールモータ駆動装置１を車幅方向外側から見た正面図である。図６は、インホイールモータ駆動装置１のうちの車輪ハブ軸受部１１およびその周辺部を、軸線Ｏを通る平面で切断した断面図である。

車輪速検出部５０は、回転部分に取り付けられたパルサーリング５１と、固定部分に取り付けられ、パルサーリング５１の回転を検出する回転センサ５４とを含む。パルサーリング５１は、ブレーキディスクＢＤのハット部の内空領域９０（以下、「ハット部内」という）に配置されている。回転センサ５４は、ハット部内に位置するパルサーリング５１の被検出部５２に対面するように、たとえばケーシング１０に固定される。パルサーリング５１は、たとえば磁性体（薄型の鋼板）により構成され、回転センサ５４は、たとえばピックアップコイルにより構成される。

本実施の形態において、パルサーリング５１は、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２と同軸に取り付けられている。具体的には、パルサーリング５１は、ネジ部材８１によってハブフランジ１２ｆに固定されている。

パルサーリング５１は、軸線Ｏに直交する板状部材により形成され、軸線Ｏを中心とする円環部５１ａと、円環部５１ａの内周縁から径方向内側に向かって突出する複数の支持部５１ｂとを含む。被検出部５２は、円環部５１ａの車幅方向内側を向く面に設けられている。被検出部５２は、円周方向に繰り返し設けられた凹凸によって形成される。本実施の形態では、円環部５１ａに一定ピッチで設けられた複数の貫通孔５３によって、被検出部５２の凹部が構成されている。

パルサーリング５１はたとえば３つの支持部５１ｂを有しており、各支持部５１ｂが、ハブフランジ１２ｆの谷部１２ｂに固定されている。５つの谷部１２ｂのそれぞれに支持部５１ｂを固定させる構成に比べて、パルサーリング５１を軽量化することができる。なお、支持部５１ｂは少なくとも２つ設けられていればよい。つまり、パルサーリング５１は、ハブフランジ１２ｆの複数の谷部１２ｂのうちの少なくとも２箇所において固定されていればよい。

支持部５１ｂは、谷部１２ｂの形状に沿うようにＶ字状に形成されている。ハブフランジ１２ｆの複数の谷部１２ｂのうち、支持部５１ｂを受入れる箇所には、径方向外側に突出する舌部１２ｔが設けられている。舌部１２ｔは谷部１２ｂの底に設けられている。なお、図５においては、舌部１２ｔを誇張して記載している。

舌部１２ｔの厚み寸法は、ハブフランジ１２ｆの厚み寸法未満である。舌部１２ｔは、ブレーキディスクＢＤから離隔し、ハブフランジ１２ｆの車幅方向内側端面と面一状となるように形成されている。この場合、パルサーリング５１の支持部５１ｂの車幅方向内側端面の一部（内径側端部）が、舌部１２ｔの車幅方向外側端面に当接した状態で固定される。

支持部５１ｂの内径側端部には貫通孔５１ｉが設けられ、舌部１２ｔには雌ネジ孔１２ｉが設けられている。支持部５１ｂの貫通孔５１ｉおよび舌部１２ｔの雌ネジ孔１２ｉに、車幅方向外側からネジ部材８１が通され、ネジ部材８１の軸部が舌部１２ｔの雌ネジ孔１２ｉに螺合する。取り付け状態において、パルサーリング５１は、ブレーキディスクＢＤの内径領域の車幅方向内側端面（ハット部の底面）から離れて配置されていることが望ましい。ネジ部材８１の頭部もまた、ブレーキディスクＢＤの内径領域の車幅方向内側端面（ハット部の底面）から離れて配置されていることが望ましい。

回転センサ５４は、ケーシング１０に取り付けられている。具体的には、回転センサ５４は、ケーシング１０のうちブレーキディスクＢＤの内径領域（ハット部）と対面する部分に、たとえば保持部材（ステー）５５を介して取り付けられている。保持部材５５の構成例を図７および図８に示す。

保持部材５５は、径方向に延びる取り付け部５６と、取り付け部５６の上端から車幅方向外側に斜め上方に延びる保持部５７とを含む。保持部５７は、取り付け部５６との角度が鈍角となるよう傾斜している。取り付け部５６には、ネジ部材８２を挿通するための貫通孔５６ａが設けられている。貫通孔５６ａに挿通されたネジ部材８２がケーシング１０の壁部（正面部分３９ｆ）に形成された雌ねじ孔に螺合することで、保持部材５５がケーシング１０に固定される。

保持部５７には、回転センサ５４の本体部を嵌め入れるための貫通孔５７ａと、回転センサ５４の固定片５４ｂを通過したネジ部材８３を挿通するための貫通孔５７ｂとが設けられている。貫通孔５７ｂの内壁には、図示しない雌ねじが切られている。ネジ部材８３が、その頭部と保持部５７との間に、回転センサ５４の固定片５４ｂを挟み込んだ状態で、貫通孔５７ｂに螺合する。これにより、回転センサ５４は、その姿勢および向きが固定された状態で、保持部材５５に保持される。

回転センサ５４は、その先端に位置する検出面５４ａが、パルサーリング５１の被検出部５２と対面するように固定される。回転センサ５４は、パルサーリング５１が回転すると、パルサーリング５１の被検出部５２の凹凸に応じて変化する起電力を電圧として出力する。回転センサ５４の検出信号は、車体側に設けられた制御装置に送信される。

このように、パルサーリング５１がブレーキディスクＢＤのハット部内に配置されるため、インホイールモータ駆動装置１の車軸方向長さを大きくすることなく、車輪速検出部５０を搭載することができる。具体的には、パルサーリング５１がハブフランジ１２ｆの厚み範囲内に配置されるため、パルサーリング５１だけでなく、回転センサ５４の少なくとも先端部分をブレーキディスクＢＤのハット部内に配置することができる。

また、パルサーリング５１が、支持部５１ｂによりハブフランジの谷部１２ｂに取り付けられるため、パルサーリング５１の大径化を抑えることができる。本実施の形態では、軸線Ｏ方向に見て、パルサーリング５１の円環部５１ａ（被検出部５２）の全体、あるいはその少なくとも内径側部分が、ハブアタッチメント６１と重なる（図５）。

また、車輪速検出部５０がブレーキディスクＢＤのハット部内に配置されることにより、泥、雪、ブレーキダスト等の付着による検出不良を防ぐこともできる。

また、本実施の形態では、パルサーリング５１が車輪ハブ軸受部１１のハブフランジ１２ｆに取り付けられるため、ブレーキディスクＢＤを取り外した状態で、パルサーリング５１の被検出部５２と回転センサ５４の検出面５４ａとの間隔Ｄ１、すなわちエアギャップを確認することができる（図６）。したがって、間隔Ｄ１の調整を正確に行うことができる。その結果、車輪速検出部５０によって車輪の回転速度を正確に検出することが可能となる。また、ハブフランジ１２ｆではなくブレーキディスクＢＤにパルサーリングを取り付ける場合にはエアギャップ調整のために治具が必要となるが、このような治具による調整を不要とすることができる。したがって、本実施の形態によれば、治具の脱着工数を省くことができる。

また、本実施の形態では、保持部材５５を利用し、回転センサ５４に傾きを持たせた状態でケーシング１０に取り付けている。この場合、パルサーリング５１の被検出部５２をケーシング１０の外側まで広げなくてもよいため、パルサーリング５１を小径にできる。これにより、パルサーリング５１の支持部５１ｂから外径部までの距離が短くなり、外径部の周速を遅くすることができるため、パルサーリング５１の板厚を薄くしても剛性を確保できる。さらに、パルサーリング５１を小径にできることから、小型のプレス機での加工が可能になるため、低コスト化にも寄与できる。

また、パルサーリング５１を小径にできるため、ブレーキディスクＢＤのハット部を必要なブレーキ性能以上の大きさに広げる必要がない。これにより、ブレーキディスクＢＤおよび車輪のロードホイールＷを小径にできるため、ばね下重量を軽減でき、車両の乗り心地および走行性能を向上できる。

なお、本実施の形態では、インホイールモータ駆動装置１がハブアタッチメント６１を備える構成を例に説明したが、図示しない形態として、ハブアタッチメント６１を有さず、比較的大径の外輪がケーシング１０に固定されていてもよい。この場合、軸線Ｏ方向に見て、パルサーリング５１の円環部５１ａ（被検出部５２）の全体、あるいはその少なくとも内径側部分が、外輪と重なるように配置されていればよい。

（変形例１）
本実施の形態では、内輪回転タイプの車輪ハブ軸受部１１を例に示したが、図９および図１０に示されるように、外輪回転タイプの車輪ハブ軸受部に、パルサーリング５１を取り付けてもよい。図９および図１０には、外輪回転タイプの車輪ハブ軸受部１１Ａを備えたインホイールモータ駆動装置１Ａに車輪速検出部５０が搭載された例が示されている。

車輪ハブ軸受部１１Ａは、車輪と結合する車輪ハブとしての外輪１１２と、外輪１１２の中心孔に通される内側固定部材１１３と、外輪１１２と内側固定部材１１３との環状隙間に配置される複数の転動体１１４を有している。外輪１１２の軸線Ｏ方向一方端に、ハブフランジ１１２ｆが形成されている。外輪１１２はハブフランジ１１２ｆでブレーキディスクＢＤおよび車輪ホイールと結合して、車輪ホイールと一体回転する。ハブフランジ１１２ｆもまた、周方向に間隔をあけて外径側へ突出する複数の突出部１１２ａと、周方向に隣り合う突出部１１２ａ間に形成される複数の谷部１１２ｂとにより構成されている。

この例においても、ハブフランジ１１２ｆの複数の谷部１１２ｂのうちの少なくとも２つに、径方向外側に突出する舌部１１２ｔが設けられる。パルサーリング５１は、ネジ部材８１により、支持部５１ｂを介して舌部１１２ｔに固定される。

（変形例２）
回転センサ５４の誤作動を防ぐために、ブレーキディスクＢＤと回転センサ５４との間に遮熱板を設けてもよい。図１１には、図１０に示したインホイールモータ駆動装置１Ａのケーシング１０に、遮熱板７０を固定した例が示されている。

遮熱板７０は、軸線Ｏを中心とする円弧状部材により構成されている。遮熱板７０は、パルサーリング５１よりも径方向外側に位置し、複数のネジ部材８４によって、ケーシング１０の正面壁部に固定されている。遮熱板７０は、ケーシング１０の正面壁部のうちブレーキディスクＢＤの外径領域と対面する部分、および、ケーシング１０から食み出して回転センサ５４が配置される部分を、被覆するように配置される。

遮熱板７０の外径側端縁はブレーキディスクＢＤの外径領域の外周円よりも外側に位置し、遮熱板７０の内径側端縁はブレーキディスクＢＤの外径領域の内周円よりも内側に位置している。遮熱板７０の内径側端縁のうち回転センサ５４の配置位置と重なる部分７１は、ブレーキディスクＢＤの環状段差ＢＨに対面するように、車幅方向外側に折り曲げられていることが望ましい。遮熱板７０の外端縁７２は、その全体が車幅方向外側に折り曲げられていてもよい。図１２の模式断面図には、遮熱板７０の断面形状が示されている。

＜実施の形態２＞
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の実施の形態２に係るインホイールモータ駆動装置１Ｂに搭載された車輪速検出部５０Ａについて説明する。実施の形態１では、パルサーリング５１がネジ部材８１によってハブフランジ１２ｆに固定されたのに対し、本実施の形態では、パルサーリング１５１がハブフランジ２１２ｆに圧入固定されている。

なお、本実施の形態における車輪ハブ軸受部１１Ｂは、実施の形態１の変形例１で示した車輪ハブ軸受部１１Ａのように外輪回転タイプとしているが、実施の形態１で示した車輪ハブ軸受部１１のように内輪回転タイプであってもよい。車輪ハブ軸受部１１Ｂの外輪２１２は、外径寸法が均一な（花びら形状ではない）ハブフランジ２１２ｆを有している。

本実施の形態におけるパルサーリング１５１は、上述の支持部５１ｂに代えて、円筒部５１ｃを含む。つまり、パルサーリング１５１は、軸線Ｏに直交して配置される円環部５１ａと、ハブフランジ２１２ｆと嵌合する円筒部５１ｃとで構成されている。円筒部５１ｃは、ハブフランジ２１２ｆの厚み寸法の範囲内に配置されていることが望ましい。本実施の形態では、円筒部５１ｃの車幅方向内側端縁と、被検出部５２を有する円環部５１ａの内径側端縁とが一体的に連結されている。

このように、パルサーリング１５１が、ハブフランジ２１２ｆに圧入された状態で固定される場合、上述の舌部１２ｔを設けるなど、ハブフランジ２１２ｆを加工することなく、パルサーリング１５１をハブフランジ２１２ｆに取り付けることができる。また、ネジ部材が不要となるため、パルサーリング１５１の取り付け作業を簡素化することができる。

（変形例）
本実施の形態において、パルサーリング１５１の被検出部５２は、実施の形態１と同様に軸線Ｏに直交して配置される円環部５１ａに設けられる例を示したが、ハブフランジに圧入固定される円筒部自体に被検出部５２が設けられてもよい。実施の形態２の変形例における車輪速検出部５０Ｂの構成例が、図１５および図１６に示される。

車輪速検出部５０Ｂのパルサーリング２５１は、車輪ハブ軸受部１１Ｂと同軸に配置され、ハブフランジ２１２ｆと嵌合する円筒部により構成されている。つまり、パルサーリング２５１は、円筒状に形成されている。この場合、パルサーリング２５１の外周面に、周方向に繰り返し凹凸が形成された被検出部５２Ａが設けられる。本変形例では、回転センサ５４は、先端の検出面５４ａが径方向内側を向くように固定される。

パルサーリング２５１の軸方向長さは、ハブフランジ２１２ｆの厚みよりも長く、パルサーリング２５１がハブフランジ２１２ｆから車幅方向内側に食み出していてもよい。これにより、回転センサ５４の後端部分をブレーキディスクＢＤのハット部外に配置できるため、回転センサ５４の全体をブレーキディスクＢＤのハット部内に配置する形態に比べてブレーキディスクＢＤを小径化することができる。

なお、本変形例のパルサーリング２５１の被検出部５２Ａと実施の形態１のパルサーリング５１の支持部５１ｂとを組み合わせてもよい。つまり、外周面に被検出部５２Ａが設けられた円筒部を有するパルサーリングが、円筒部から径方向内側に延びる支持部を介して、ネジ部材によってハブフランジに固定されてもよい。

また、本実施の形態のようにパルサーリングをハブフランジに圧入固定する構造は、実施の形態１で示したような花びら形状のハブフランジに対しても適用することが可能である。一例として、図１７に、実施の形態１の変形例１で示した車輪ハブ軸受部１１Ａが含む花びら形状のハブフランジ１１２ｆに、円筒状のパルサーリング２５１が圧入固定された状態を示す。この場合、パルサーリング２５１の内周面は、ハブフランジ１１２ｆの突出部１１２ａにおいてのみ面接触する。

＜他の実施形態＞
上記各実施の形態では、回転センサ５４がケーシング１０に固定されることとしたが、回転センサ５４は、車輪ハブ軸受部のうち回転しない固定部分に取り付けられてもよい。あるいは、回転センサ５４は、車輪ハブ軸受部を支持するハブ支持部材に取り付けられてもよい。たとえば実施の形態１の車輪ハブ軸受部１１においては、回転センサ５４は、外輪１３またはハブアタッチメント６１に固定されてもよい。

また、回転センサ５４は、保持部材５５を介してインホイールモータ駆動装置の固定部分に取り付けられることとしたが、保持部材５５を介することなくインホイールモータ駆動装置の固定部分に直接取り付けられてもよい。

また、各実施の形態では、パッシブ方式を採用する車輪速検出部について説明したが、アクティブ方式を採用してもよい。その場合、パルサーリングの被検出部として、たとえば公知の磁気エンコーダが採用され得る。磁気エンコーダは、円周方向にＮ極とＳ極とが繰り返し配置された環状の磁石である。この場合、回転センサ５４は、磁気エンコーダの回転に伴う磁気の強弱を読み取る。

また、上記説明では、ディスクタイプのブレーキロータとして、ブレーキディスクＢＤを示したが、ドラムタイプのブレーキロータであってもよい。また、減速部３１が、互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｒ，Ｍを有する平行３軸式歯車減速機である例を示したが、減速部３１の構成は限定的ではなく、例えば遊星歯車式減速機やサイクロイド式減速機に適用されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂインホイールモータ駆動装置、１０ケーシング、１１，１１Ａ，１１Ｂ車輪ハブ軸受部、１２ｆ，１１２ｆ，２１２ｆハブフランジ、２１モータ部、３１減速部、５０，５０Ａ，５０Ｂ車輪速検出部、５１，１５１，２５１パルサーリング、５２，５２Ａ被検出部、５４回転センサ、５５保持部材、７０遮熱板、ＢＤブレーキディスク。

Claims

車輪の内部に配置される車両用モータ駆動装置であって、
車幅方向外側に凹むように形成されたハット部を有するブレーキロータおよび前記車輪と同軸に結合する回転輪を含む車輪ハブ軸受部と、
前記車輪の回転を検出する車輪速検出部とを備え、
前記車輪速検出部は、
前記ブレーキロータのハット部内に配置される被検出部を有し、前記車輪ハブ軸受部の前記回転輪と同軸に取り付けられたパルサーリングと、
前記パルサーリングの前記被検出部に対面するように、固定部分に取り付けられた回転センサとを含み、
前記車輪ハブ軸受部の前記回転輪は、周方向に互いに間隔をあけて配置される複数の突出部と前記突出部間に位置する複数の谷部とで構成された、径方向外側に突出するハブフランジを有し、
前記パルサーリングは、ネジ部材によって、前記ハブフランジの前記複数の谷部のうちの少なくとも２箇所において固定されている、インホイールモータ駆動装置。
前記車輪ハブ軸受部の前記回転輪を駆動するモータ回転軸を含むモータ部と、
前記モータ部を収容するケーシングとをさらに備え、
前記回転センサは、前記ケーシング、前記車輪ハブ軸受部の固定部分、または、前記車輪ハブ軸受部を支持するハブ支持部材に取り付けられている、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記回転センサは、前記固定部分に固定された保持部材によって保持されている、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。
前記パルサーリングよりも径方向外側に位置し、前記ブレーキロータの外径領域に対面するように配置された遮熱板をさらに備え、
前記遮熱板の内径側端部が、前記回転センサと、前記外径領域と前記ハット部との段差部分との間に配置された折り曲げ部を有する、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。