JPWO2014168031A1 - 車両用インホイールモータユニット - Google Patents

Abstract

車載性の確保と変位吸収性能の確保との両立を図ることを可能とする車両用インホイールモータユニットを提供する。駆動ユニット本体（Ａ）からの駆動出力軸（１０）と、ハブベアリング（７１）により支持されたホイールハブ軸（７０）とを連結した変位吸収機構（Ｂ）が、駆動出力軸（１０）の第１内歯部（５６）とギヤカップリング軸（５０）の第１外歯部（５２）とが噛み合う出力軸側駆動伝達嵌合部（５８）と、ホイールハブ軸（７０）の第２内歯部（５７）とギヤカップリング軸（５０）の第２外歯部（５４）とが噛み合うハブ軸側駆動伝達嵌合部（５９）と、を有し、変位吸収機構（Ｂ）のギヤカップリング軸（５０）の第２外歯部（５４）が、ホイールハブ軸（７０）のホイール取付面（７０ｇ）よりも軸方向で車外側に配置されていることを特徴とする車両用インホイールモータユニットとした。

Description

本発明は、駆動ユニット本体からの駆動出力軸と、ケース部材に対しハブベアリングにより支持されたホイールハブ軸を、変位吸収機構を介して連結した車両用インホイールモータユニットに関する。

従来、駆動出力軸と、ハブベアリングにより支持されたホイールハブ軸とを、変位吸収機構を介して連結した車両用インホイールモータが知られている。変位吸収機構は、ハブベアリングの変位/傾きを、駆動ユニット本体に有するギヤトレインやモータへ伝達することを防止/抑制することにより、ギヤ噛み合い部やモータへの影響を防止/抑制する機構である（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の技術では、変位吸収機構からホイール側に延びる軸部の先端部に、ハブが設けられ、このハブのホイール取付面にホイールが、ボルト固定された構造となっている。

特開２００９−１９０４４０号公報

しかしながら、上記従来技術では、変位吸収機構の軸方向の全長がホイール取付面よりも車内側に配置されている。このため、ホイールの位置に対し、変位吸収機構の軸方向の全長分だけ、駆動ユニット本体が車内側に配置されて、車載性を悪化させるおそれがある。また、駆動ユニット本体を、無理に車外側に配置した場合には、変位吸収機構の軸方向スパンが短くなり、その分、変位吸収性能が低下するおそれがある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車載性の確保と変位吸収性能の確保との両立を図ることを可能とする車両用インホイールモータユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
駆動ユニット本体からの駆動出力軸と、ハブベアリングにより支持されたホイールハブ軸とを連結した変位吸収機構が、前記駆動出力軸の第１内歯部とギヤカップリング軸の第１外歯部とが噛み合う出力軸側駆動伝達嵌合部と、前記ホイールハブ軸の第２内歯部と前記ギヤカップリング軸の第２外歯部とが噛み合うハブ軸側駆動伝達嵌合部と、を有し、
前記変位吸収機構のギヤカップリング軸の前記第２外歯部が、前記ホイールハブ軸においてホイールが取り付けられるホイール取付面よりも軸方向で車外側に配置されていることを特徴とする車両用インホイールモータユニットとした。

本発明の車両用インホイールモータユニットでは、変位吸収機構のギヤカップリング軸の第２外歯部を、ホイール取付面よりも軸方向で車外側に配置した。このため、駆動ユニット本体の設置位置を車外側に配置可能となり、ユニット全体の軸方向寸法を小さく抑えることができ、車載レイアウト性に優れる。加えて、変位吸収機構の軸方向スパンを長く確保でき、このスパンが短いものよりも、高い変位吸収性能を得ることが可能となる。

実施例１における車両用インホイールモータユニットの全体断面を示す全体断面図である。 実施例１における車両用インホイールモータユニットを駆動ユニット本体と変位吸収機構とホイール構造に分けた構成を示す分解断面図である。 実施例１における車両用インホイールモータユニットの変位吸収機構とその周辺を拡大して示した拡大断面図である。 変位吸収機構でのハブベアリングの変位/傾きを吸収する変位吸収作用を説明するもので、変位無し時を示す作用説明図である。 変位吸収機構でのハブベアリングの変位/傾きを吸収する変位吸収作用を説明するもので、平行変位時を示す作用説明図である。 変位吸収機構でのハブベアリングの変位/傾きを吸収する変位吸収作用を説明するもので、傾き変位時を示す作用説明図である。 変位吸収機構でのハブベアリングの変位/傾きを吸収する変位吸収作用を説明するもので、軸方向変位時を示す作用説明図である。 実施例１におけるアクスルケース及びホイールハブ軸の構造の詳細を示す拡大断面図である。 実施例１の車両用インホイールモータユニットにおけるアクスルケースに装着された泥除けガードを示す軸方向から見た正面図である。 実施例１の車両用インホイールモータユニットのアクスルケース及びホイールハブ軸を示す斜視図である。 実施例１の車両用インホイールモータユニットにおけるホイール用ボルトの着脱時のホイール用ボルトの移動軌跡を示す説明図である。

以下、本発明の車両用インホイールモータユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における車両用インホイールモータユニットの構成を、［ユニット全体の概略構成］、［駆動ユニット本体の詳細構成］、［変位吸収機構の詳細構成］、［ホイール構造の詳細構成］、［ギヤカップリング軸の組付構造の詳細構成］、［アクスルケース周辺の詳細構成］に分けて説明する。

［ユニット全体の概略構成］
車両用インホイールモータユニットの全体断面を示す図１に基づき、ユニット全体の概略構成を説明する。
前記車両用インホイールモータユニットは、電気自動車の左右後輪等に適用され、図１に示すように、駆動ユニット本体Ａと、変位吸収機構Ｂと、ホイール構造Ｃと、を備えている。

前記駆動ユニット本体Ａは、左右後輪等のそれぞれに設定される駆動源としての機能を持ち、モータジェネレータMGと、ギヤトレインGTと、を有する。モータジェネレータMGの力行時には、三相交流の電流をステータ９に巻き付けたステータコイル９ｂに印加することで、ロータ８を一体に有するモータ軸６を回転し、モータ軸６の回転をギヤトレインGTにより減速して駆動出力軸１０から出力する。モータジェネレータMGの回生時には、駆動出力軸１０から入力される回転を、ギヤトレインGTにより増速してモータ軸６及びロータ８を回転することで、ロータ８にエアギャップを介して配置されたステータ９のステータコイル９ｂに三相交流の電流が発生する。

前記変位吸収機構Ｂは、ハブベアリング７１の変位/傾きを駆動ユニット本体ＡのモータジェネレータMGやギヤトレインGTへ伝達することを防止/抑制する機能を持ち、ギヤカップリング軸５０を有する。このギヤカップリング軸５０は、駆動ユニット本体Ａからの駆動出力軸１０と、アクスルケース７２（ケース部材）に対しハブベアリング７１により支持されたホイールハブ軸７０を、変位吸収可能に連結する。

前記ホイール構造Ｃは、各輪のタイヤやブレーキ機構を取り付ける機能を持ち、ホイールハブ軸７０を有する。このホイールハブ軸７０は、アクスルケース７２に対し、複列アンギュラベアリング構造によるハブベアリング７１により回転可能に支持され、ホイールハブ軸７０のハブ側フランジ部７０ａには、ブレーキディスク７３及びタイヤホイール１１０が固定される。また、ホイールハブ軸７０は、駆動ユニット本体Ａの駆動出力軸１０に対し、変位吸収機構Ｂを介して連結される。

［駆動ユニット本体の詳細構成］
図２は、車両用インホイールモータユニットを駆動ユニット本体Ａと変位吸収機構Ｂとホイール構造Ｃに分けた構成を示す。以下、図１及び図２に基づき、駆動ユニット本体Ａの詳細構成を説明する。

前記駆動ユニット本体Ａは、ユニットケース部材１００に、三相交流の埋込磁石同期モータ構造によるモータジェネレータMGと、遊星歯車式減速ギヤ機構によるギヤトレインGTと、を内蔵することで構成される。

前記ユニットケース部材１００は、ユニットケース１と、ユニットカバー２と、モータ軸側カバー３と、出力軸側カバー４と、を有して構成される。ユニットカバー２は、ユニットケース１の一端側にボルト固定され、モータ軸側カバー３は、モータ軸６の一端側を塞ぐようにユニットカバー２にボルト固定される。出力軸側カバー４は、駆動出力軸１０の一部を駆動ユニット本体Ａから突出させるようにユニットケース１の他端側にボルト固定される。
そして、出力軸側カバー４の端部位置にはオイルシール５が装着され、オイルシール５のシール部分を駆動出力軸１０の外周面に対して所定のシール圧にて接触させている。つまり、出力軸側カバー４とオイルシール５を、駆動ユニット本体Ａとハブベアリング７１を隔離する隔壁構造部材としている。

前記モータジェネレータMGは、モータ軸６と、ロータフランジ７と、ロータ８と、ステータ９と、を有して構成される。モータ軸６は、一端部がユニットカバー２に対し第１ベアリング１１を介して回転可能に支持され、他端部が駆動出力軸１０に対し第２ベアリング１２を介して相対回転可能に支持される。ロータ８は、モータ軸６に固定されたロータフランジ７に嵌装され、図外の永久磁石を埋設した積層鋼板により構成される。ステータ９は、ユニットケース１の内面に固定される共にロータ８に対しエアギャップを介して配置され、打ち抜き積層鋼板によるステータティース９ａのそれぞれにステータコイル９ｂを巻き付けることで構成される。
なお、ステータコイル９ｂには、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相に分けた接続端子１５を介してハーネスが接続される。また、モータ軸６には、ギヤトレインGTのギヤ噛み合い部やベアリング等の必要部位を潤滑する潤滑油が供給される軸芯油路１６が形成される。

前記ギヤトレインGTは、図１においてロータフランジ７の右側スペースに配置され、サンギヤ１７と、大ピニオン１８と、小ピニオン１９と、ピニオンキャリア２０と、リングギヤ２１と、を有する。そして、入力回転を減速して出力する遊星歯車式減速ギヤ機構を、リングギヤ固定・サンギヤ入力・ピニオンキャリア出力とすることにより構成している。サンギヤ１７は、モータ軸６に一体に形成され、大ピニオン１８と噛み合う。大ピニオン１８と小ピニオン１９は、隣接して一体構成され、ピニオンキャリア２０に対して回転可能に支持される。リングギヤ２１は、ユニットケース１に対しセレーション結合により回転方向に固定され、小ピニオン１９と噛み合う。

前記ピニオンキャリア２０と一体に駆動出力軸１０が設けられる。この駆動出力軸１０は、一端側が小ピニオン１９の内側まで軸方向に延び、他端側が出力軸側カバー４から突出するまで軸方向に延びた円筒スリーブ状に形成される。この駆動出力軸１０の回転支持構造は、ピニオンキャリア２０と共になされるもので、モータ軸６に対し第３ベアリング１３を介して相対回転可能に支持され、出力軸側カバー４に対し第４ベアリング１４を介して回転可能に支持される。
そして、駆動出力軸１０の内面には、モータ軸６とギヤカップリング軸５０とを隔てる位置に、隔壁シール部材２２が油密状態で配置されている。つまり、隔壁シール部材２２を、駆動ユニット本体Ａと変位吸収機構Ｂを隔離する隔壁構造部材としている。
なお、ロータフランジ７を挟んだ図１の左側スペースには、モータの回転角度を検出するレゾルバ２３と、図外のパーキングポールの噛み合いによりモータ軸６を固定するパークギヤ２４と、が配置される。

［変位吸収機構の詳細構成］
図２は、車両用インホイールモータユニットを駆動ユニット本体Ａと変位吸収機構Ｂとホイール構造Ｃに分けた構成を示し、図３は、要部である変位吸収機構の拡大断面図を示す。以下、図１〜図３に基づき、変位吸収機構Ｂの詳細構成を説明する。

図１に示す前記変位吸収機構Ｂは、単独で交換可能なギヤカップリング軸５０を、駆動出力軸１０とホイールハブ軸７０に対し、変位を吸収しつつ駆動伝達可能に嵌合することで構成される。

前記ギヤカップリング軸５０は、ギヤ連結軸部５１の両側位置にそれぞれ、第１外歯部５２及び第１端部５３と、第２外歯部５４及び第２端部５５と、設けて構成される。第１外歯部５２は、駆動出力軸１０の第１内歯部５６に対して変位吸収可能にセレーション嵌合され、第１端部５３は、隔壁シール部材２２に対して球面接触可能とされる。第２外歯部５４は、ホイールハブ軸７０の第２内歯部５７に対して変位吸収可能にセレーション嵌合され、第２端部５５は、エンドキャップシール部材７６に対して球面接触可能とされる。

前記駆動出力軸１０に形成された第１内歯部５６と、ホイールハブ軸７０に形成された第２内歯部５７は、内歯の頂面と谷面を軸方向に直線で延びる円筒形状としている。これに対し、ギヤカップリング軸５０に形成された第１外歯部５２と第２外歯部５４は、外歯の頂面と底面を球面形状にしている。これに加え、中央部歯厚を広くし両端部に向かうにしたがって歯厚を狭くしたクラウニング形状とし（図３参照）、傾斜中心点Ｄと傾斜中心点Ｅを中心とするあらゆる方向の傾きを吸収する構造としている。第１端部５３と第２端部５５は、軸芯位置を最大突出面とする滑らかな球面形状とし、傾斜中心点Ｄと傾斜中心点Ｅの間に配置した変位（剛性）中心点Ｆを中心とする傾きに対しこれを吸収する構造としている。すなわち、第１外歯部５２と第１内歯部５６の噛み合いが、ギヤカップリング軸５０と駆動出力軸１０との出力軸側駆動伝達嵌合部５８となる。また、第２外歯部５４と第２内歯部５７の噛み合いが、ギヤカップリング軸５０とホイールハブ軸７０とのハブ軸側駆動伝達嵌合部５９となる（図３参照）。
なお、ギヤカップリング軸５０は、全周がシールされたカップリング空間に、図外の潤滑グリースと共に装着される。

さらに、前記ギヤカップリング軸５０は、軸方向の両端部が対称に形成されている。すなわち、第１外歯部５２と第２外歯部５４は、その歯数及び外歯の頂面と底面を球面形状が軸方向（図１の左右方向）で対称に形成されている。また、第１端部５３と第２端部５５も、その形状が軸方向（図１の左右方向）で対称に形成されている。
したがって、両外歯部５２，５４と噛み合う両内歯部５６，５７の歯数も同数に形成されている。

［ホイール構造の詳細構成］
図２は、車両用インホイールモータユニットを駆動ユニット本体Ａと変位吸収機構Ｂとホイール構造Ｃに分けた構成を示し、図３は、要部である変位吸収機構の拡大断面図を示す。以下、図１〜図３に基づき、ホイール構造Ｃの詳細構成を説明する。
前記ホイール構造Ｃは、ホイールハブ軸７０と、ハブベアリング７１と、アクスルケース７２と、ブレーキディスク７３と、タイヤホイール１１０と、を有して構成される。

前記ホイールハブ軸７０は、ギヤカップリング軸５０を介して駆動出力軸１０に連結される回転部材であり、ハブベアリング７１のインナーレース機能を持たせている。このホイールハブ軸７０は、円筒状の本体７００の駆動ユニット本体Ａ側の端部にて、ハブベアリング７１を支持している。そして、本体７００において、ハブベアリング７１を支持する位置よりも車外側であって、本体７００の軸方向の中間部の外周からハブ側フランジ部７０ａが外径方向に延在されている。

このハブ側フランジ部７０ａには、図５に拡大して示すように、軸方向に沿う方向にボルト挿通孔７０ｆが貫通されている。このボルト挿通孔７０ｆには、図１に示す、ブレーキディスク７３及びタイヤホイール１１０を図外のホイールナットにより共締めにて固定するホイール用ボルト７５が、その軸部７５ｂを貫通し、車外側に突出させた状態で予め固定されている。
また、ギヤカップリング軸５０の第２端部５５と接触するエンドキャップシール部材７６が、スプリングピン７７により端部位置に固定される。なお、タイヤホイール１１０の外周位置には、図外のタイヤが装着される。

前記ハブベアリング７１は、ホイールハブ軸７０をアクスルケース７２に対して支持するベアリングであり、２列のボールが背面合わせの接触角を持たせて配列させることで構成されている。このハブベアリング７１は、ホイールハブ軸７０をインナーレースとし、アクスルケース７２をアウターレースとするベアリングである。このため、ホイールハブ軸７０とアクスルケース７２のボール接触面に対し、浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化処理を施した表面硬化部２０１，２０２が形成されている。なお、ハブベアリング７１には、潤滑のためのグリースが封入されている。

前記アクスルケース７２は、ボルト７８によりユニットケース１と出力軸側カバー４に対して共締めに固定されるケース部材であり、ハブベアリング７１のアウターレース機能を持たせている。
また、アクスルケース７２のケース側フランジ部７２ｂは、ブレーキ部品として、ホイールシリンダ７９が固定されると共に、一対のブレーキシュー８０，８０が支持されるブレーキキャリパ８１が一体に延設される。
さらに、アクスルケース７２のケース側フランジ部７２ｂには、ブレーキディスク７３を覆うと共に、ハブベアリング７１への泥水の浸入を防止するスプラッシュガード８２が固定される。さらに、アクスルケース７２の円筒状部７２ａには、図５に示す泥除けガード８３が固定され、ハブベアリング７１及びこれをシールするシール部材８４への泥水の浸入を防止している。

この泥除けガード８３は、円筒状部７２ａに固定される円筒状の基部８３ａと、この基部８３ａの一端から外径方向に延びる円環板状の遮蔽板８３ｂと、によりＬ字断面形状に形成されている。
そして、図６に示すように、遮蔽板８３ｂの周方向の一箇所には、外周縁から内径方向に円弧状に切り欠かれた切欠部８３ｃが形成されている。

アクスルケース７２は、図１に示すように、出力軸側カバー４に固定することで、駆動ユニット本体Ａとハブベアリング７１との間に液体シール性を持たせた閉鎖空間９０を形成し、この閉鎖空間９０に車輪速を検出するＡＢＳセンサ９１を配置している。
ＡＢＳセンサ９１は、センシング部品９１ａがアクスルケース７２の上部位置に閉鎖空間９０まで貫通して設けられ、ホイールハブ軸７０に被センシング部品９１ｂが圧入により固定される。なお、閉鎖空間９０には、外気と連通するブリーザー９２が連結される（図３参照）。

［ギヤカップリング軸の組付構造の詳細構成］
次に、ギヤカップリング軸５０の組付に関する構成について説明する。
ホイールハブ軸７０は、ユニットケース１に対してハブベアリング７１により支持された図３に示す状態で、軸方向で駆動ユニット本体Ａ側とは反対側の端部（図において右側の端部）に、開口部７０ｂが設けられている。この開口部７０ｂは、円筒状のホイールハブ軸７０においてギヤカップリング軸５０を収容する一般部７０ｃよりも大径に形成されており、ギヤカップリング軸５０を挿通可能な内径寸法に形成されている。また、開口部７０ｂと一般部７０ｃとの間には、径差により段部７０ｄが形成されている。

さらに、この開口部７０ｂは、前述したエンドキャップシール部材７６により塞がれている。
エンドキャップシール部材７６は、金属あるいは樹脂により円盤状に形成され、外周部には、図３に示すように、軸方向に延びるフランジ７６ｆが形成され、このフランジ７６ｆの外周に閉鎖空間９０をシールするシール部材７６ａが設けられている。

このエンドキャップシール部材７６は、段部７０ｄに突き当てられた状態で、着脱部材としてのスプリングピン７７により開口部７０ｂからの抜け止めが成されている。
すなわち、ホイールハブ軸７０には、軸直交方向に貫通して一対の挿通孔７０ｅ，７０ｅが開口されている。
さらに、エンドキャップシール部材７６のフランジ７６ｆには、挿通孔７０ｅ，７０ｅと径方向で同軸の位置であって図において上下の２箇所に、スプリングピン７７を貫通させる径方向で見てＵ字状の切欠部７６ｂ，７６ｂが形成されている。

さらに、挿通孔７０ｅ，７０ｅは、図１に示すように、ホイールハブ軸７０に装着されたタイヤホイール１１０の取付穴１１１の内周により覆われている。これにより、タイヤホイール１１０の装着状態では、スプリングピン７７の抜け止めがタイヤホイール１１０により成される。また、取付穴１１１は、キャップ１１２により塞がれ、エンドキャップシール部材７６やスプリングピン７７への泥水などの浸入が規制される。

［アクスルケース周辺の詳細構成］
アクスルケース７２は、図５に拡大して示すように、ハブベアリング７１を支持する円筒状部７２ａと、この円筒状部７２ａの駆動ユニット本体Ａ側端部から外径方向に円板状に延びて出力軸側カバー４に固定されるケース側フランジ部７２ｂと、を備えている。
なお、ケース側フランジ部７２ｂと、ホイールハブ軸７０のハブ側フランジ部７０ａとの間に空間部１４０が設けられている。この空間部１４０は、ホイール用ボルト７５をハブ側フランジ部７０ａに対して着脱する際の作業用のスペースとなる。

そこで、アクスルケース７２において、円筒状部７２ａとケース側フランジ部７２ｂとの間のコーナ部分に、作業用溝部７２ｃが形成されている。この作業用溝部７２ｃは、図７の斜視図に示すように、アクスルケース７２の円筒状部７２ａにおいて周方向の１箇所に設けられている。また、この作業用溝部７２ｃは、軸方向から見て、左右方向の中央において径方向（図において上下方向）に延在して形成されており、軸方向から見て左右対称となる位置に設けられている。

この作業用溝部７２ｃは、図８に示すように、ホイール用ボルト７５を、ボルト挿通孔７０ｆに着脱する際に、ホイール用ボルト７５の頭部７５ａと、アクスルケース７２とが干渉して着脱が妨げられるのを防止するためのものである。

本実施例１では、ケース側フランジ部７２ｂとハブ側フランジ部７０ａとの間の空間部１４０の軸方向寸法Ｌ（図５参照）は、ホイール用ボルト７５の軸長よりも短く、ボルト挿通孔７０ｆに着脱できない寸法まで狭められている。
すなわち、軸方向寸法Ｌでは、ホイール用ボルト７５を、図８の（Ｓａ）にて示す軸部７５ｂの先端をボルト挿通孔７０ｆの入口に差し込んだ状態から、（Ｓｂ）にて示すように軸部７５ｂをさらに深く差し込もうとすると、頭部７５ａがアクスルケース７２に干渉する。また、その逆に、ホイール用ボルト７５を、（Ｓｃ）に示すようにボルト挿通孔７０ｆに差し込んだ位置から、（Ｓｂ）に示すように引き出そうとした場合にも、頭部７５ａがアクスルケース７２に干渉して、移動が妨げられる。
そこで、アクスルケース７２に、作業用溝部７２ｃを形成し、この作業用溝部７２ｃの深さを、上記作業時に頭部７５ａをアクスルケース７２と干渉しないだけハブ側フランジ部７０ａから離間させることができる深さに形成している。

さらに、作業用溝部７２ｃは、図７に示すように、アクスルケース７２の１箇所のみに形成することで、作業用溝部７２ｃを形成することによる、アクスルケース７２の剛性低下を最小限としている。
また、作業用溝部７２ｃは、アクスルケース７２の周方向の１箇所に設けるのにあたり、軸方向から見て、左右対称となる上部の１箇所としているため、図外の車体に取り付けるのにあたり、左右輪で共用可能である。

図１に戻り、本実施例１では、前述したように、ホイールハブ軸７０においてハブ側フランジ部７０ａは、軸方向の中間部に立設されており、このハブ側フランジ部７０ａの車外側面（図において右側面）がホイール取付面７０ｇとなる。なお、実施例１では、ホイール取付面７０ｇとタイヤホイール１１０との間にブレーキディスク７３が挟持されている。
そして、このホイール取付面７０ｇに対して、変位吸収機構Ｂのギヤカップリング軸５０のホイールハブ軸７０側と係合する第２外歯部５４を、軸方向で車外側（図において右側）に配置している。

また、このホイール取付面７０ｇが形成されたハブ側フランジ部７０ａよりも駆動ユニット本体Ａ側にハブベアリング７１が配置されている。そして、このハブベアリング７１を支持する部位よりも、車外方向に離れた位置に、前記第２内歯部５７が設けられており、この第２内歯部５７の表層に、浸炭焼き入れやショットピーニング等による表面硬化部２０３が形成されている。また、駆動出力軸１０の第１内歯部５６、ギヤカップリング軸５０の両外歯部５２，５４の表層にも同様の表面硬化部（図示省略）が形成されている。
なお、本実施例１では、ハブベアリング７１は、軸方向で、出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９との中間であって、略中央位置に配置されている。

次に、作用を説明する。
実施例１の車両用インホイールモータユニットにおける作用を、［変位吸収機構での変位吸収作用］、［ホイール用ボルトの着脱作業］に分けて説明する。

［変位吸収機構での変位吸収作用］
例えば、高負荷での長期使用によりハブベアリング７１のレース面摩耗が進行すると、ハブベアリング７１に支持されるホイールハブ軸７０が変位したり傾いたりする。このホイールハブ軸７０の変位/傾きは、駆動ユニット本体ＡのギヤトレインGTやモータジェネレータMGへ伝達されることにより、
（１）異音・振動 ：ギヤ歯の片当たりによるギヤノイズ
（２）ギヤ寿命の低下 ：ギヤ歯の片当たりによる極部応力/面圧増加
（３）フリクション増加：ギヤ歯面間バックラッシ変化による損失増加
（４）モータ性能 ：モータエアーギャップ変化による出力低下やトルク変動等の問題を生じさせる。

したがって、ホイールハブ軸７０の変位/傾きをギヤトレインGTやモータジェネレータMGへ伝達することを防止/抑制することにより、ギヤトレインGTのギヤ噛み合い部やモータジェネレータMGへの影響を防止/抑制する変位吸収機構Ｂが必要である。以下、図４Ａ〜図４Ｄに基づき、変位吸収機構Ｂでの変位吸収作用を説明する。

ホイールハブ軸７０が、図４Ａの非変位状態から図４Ｂに示すように、軸直角方向へｙだけ平行変位する場合、この平行変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９による２つの自在継手作用によりギヤカップリング軸５０の図示した傾斜を介して吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の平行変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。

また、ホイールハブ軸７０が、図４Ａの非変位状態から図４Ｃに示すように、変位中心点Ｆの周りにθだけ傾き変位（首振り変位）する場合も、この傾き変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９による２つの自在継手作用によりギヤカップリング軸５０の図示した傾斜を介して吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の傾き変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。

さらに、ホイールハブ軸７０が、図４Ａの非変位状態から図４Ｄに示すように、軸線方向へXだけ軸方向変位した場合も、この軸方向変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９のうち、少なくとも一方によるスライド作用により吸収することができる。よって、ホイールハブ軸７０の軸方向変位が駆動出力軸１０に影響してこれを変位させるようなことがない。

このように、変位吸収機構Ｂの変位中心点Ｆ（ハブベアリング７１の２列のボール中心位置）を、傾斜中心点Ｄ，Ｅの間の位置に配置する構成とすることで、ホイールハブ軸７０が平行変位・傾き変位・軸方向変位の何れの変位を生じても、これらの変位を出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９が確実に吸収し得る。すなわち、ホイールハブ軸７０の変位が駆動出力軸１０に及んでこれを対応方向へ変位させるようなことがない。

したがって、車両用インホイールモータユニットは、ホイールハブ軸７０の変位が、駆動出力軸１０からギヤトレインGT及びモータジェネレータMGに伝達されるのを、変位吸収機構Ｂによって防止することができる。この結果、上記（１）〜（４）の何れの問題をも生じさせることがない。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用インホイールモータユニットにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(ａ) 実施例１の車両用インホイールモータユニットは、
駆動ユニット本体Ａからの駆動出力軸１０と、前記駆動ユニット本体Ａのケース部材としてのアクスルケース７２に対しハブベアリング７１により支持されたホイールハブ軸７０とを、変位吸収機構Ｂを介して連結した車両用インホイールモータユニットにおいて、
前記変位吸収機構Ｂは、前記駆動出力軸１０の第１内歯部５６とギヤカップリング軸５０の第１外歯部５２とが噛み合う出力軸側駆動伝達嵌合部５８と、前記ホイールハブ軸７０の第２内歯部５７と前記ギヤカップリング軸５０の第２外歯部５４とが噛み合うハブ軸側駆動伝達嵌合部５９と、を有し、
前記変位吸収機構Ｂのギヤカップリング軸５０の前記第２外歯部５４が、前記ホイールハブ軸７０においてタイヤホイール１１０が取り付けられるホイール取付面７０ｇよりも軸方向で車外側に配置されていることを特徴とする。
このように本実施例１では、変位吸収機構Ｂのギヤカップリング軸５０の第２外歯部５４を、ホイール取付面７０ｇよりも軸方向で車外側に配置したため、駆動ユニット本体Ａの設置位置を車外側に配置可能となる。これにより、ユニット全体の軸方向寸法を小さく抑えることができ、車載レイアウト性に優れる。
また、変位吸収機構Ｂのギヤカップリング軸５０の第２外歯部５４を、ホイール取付面７０ｇよりも軸方向で車外側に配置することにより、変位吸収機構Ｂの軸方向スパンを長く確保できる。よって、この軸方向スパンが短い場合と比較して、上記（１）〜（４）で述べた変位吸収性能を、より確実に得ることが可能となる。
したがって、実施例１の車両用インホイールモータユニットは、車載性の確保と変位吸収性能の確保との両立を図ることができる。

(ｂ)実施例１の車両用インホイールモータユニットは、
前記ハブベアリング７１は、前記ホイール取付面７０ｇよりも、軸方向で前記駆動ユニット本体Ａ側の位置に配置され、
前記ホイールハブ軸７０の前記第２内歯部５７の表層に、表面硬化部２０３が形成されていることを特徴とする。
ホイールハブ軸７０にあっては、第２内歯部５７の表層及びハブベアリング７１の軌道面には、浸炭焼入れなどの表面硬化部２０１を設けている。実施例１では、ギヤカップリング軸５０の第２外歯部５４と噛み合う第２内歯部５７とハブベアリング７１の軌道面との距離が確保されている。このため、ホイール取付面７０ｇ及びハブベアリング７１を車外側位置に配置したものと比較して、第２内歯部５７とハブベアリング７１とのいずれか一方の表面硬化処理の際に、他方に熱影響による硬化性低減（焼き抜け）が生じないようにできる。

(ｃ) 実施例１の車両用インホイールモータユニットは、
前記ギヤカップリング軸５０の前記第１外歯部５２と前記第２外歯部５４は、外歯の頂面と底面とを球面形状にすると共に、歯面にクラウニングを付けた変位吸収構造を有することを特徴とする。
このため、上記（１）〜（４）の変位吸収時に、ギヤ噛み合い部分での抵抗を抑え、高い変位吸収性能を得ることができるとともに、このギヤ噛み合い部分における摩耗の発生を抑えることができる。
すなわち、上記（ａ）のように軸方向のスパンを確保して、変位吸収性能を向上できるのに加え、上記の両外歯部５２，５４の形状に基づいて、さらに変位吸収性能を向上できる。

(ｄ) 実施例１の車両用インホイールモータユニットは、
前記変位吸収機構Ｂのギヤカップリング軸５０の第２外歯部５４を、ハブ側フランジ部７０ａのホイール取付面７０ｇよりも軸方向で車外側に配置するのにあたり、ハブベアリング７１を、軸方向で出力軸側駆動伝達嵌合部５８とハブ軸側駆動伝達嵌合部５９との中間位置、特に、略中央位置に配置したことを特徴とする。
したがって、出力軸側駆動伝達嵌合部５８及びハブ軸側駆動伝達嵌合部５９の駆動伝達に伴うホイールハブ軸７０への入力が、一方に偏ることなく伝達される。よって、この入力伝達の偏りを原因とした変位が生じにくい。

(ｅ) 実施例１の車両用インホイールモータユニットは、
アクスルケース７２の一部に、ホイール用ボルト７５の着脱時に、軸部７５ｂがボルト挿通孔７０ｆから完全に抜けるまで前記ホイール用ボルト７５の頭部７５ａを前記ボルト挿通孔７０ｆに対して離間させる深さを有した作業用溝部７２ｃが形成されていることを特徴とする。
したがって、作業用溝部７２ｃを設けないものと比較して、ハブ側フランジ部７０ａとケース側フランジ部７２ｂとの間の空間部１４０の軸方向寸法を狭めながらも、ホイール用ボルト７５の着脱が可能となる。
これにより、車両用インホイールモータユニットの軸方向寸法を短縮可能である。よって、上記（ａ）の駆動ユニット本体Ａを軸方向寸法の短縮効果をさらに顕著に得ることができながらも、メンテナンス性を確保できる。

以上、本発明の車両用インホイールモータユニットを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例では、変位吸収機構のギヤカップリング軸の第２外歯部を、ホイール取付面７０ｇよりも軸方向で車外側に配置するのにあたり、ハブベアリングを、軸方向で、出力軸側駆動伝達嵌合部とハブ軸側駆動伝達嵌合部との中間位置であって略中央位置に配置した。しかし、少なくとも、ハブ軸側駆動伝達嵌合部（第２外歯部）がホイール取付面よりも車外側に配置されていれば、ブベアリング、出力軸側駆動伝達嵌合部、ハブ軸側駆動伝達嵌合部の位置は、これに限定されることは無い。
また、実施例では、ハブベアリングを介してホイールハブ軸を支持するケース部材として、アクスルケースを示したが、ケース部材は、ユニットケース部材に含まれる部分であれば、アクスルケースに限定されるものではない。

実施例１では、本発明の車両用インホイールモータユニットを、電気自動車の左右後輪に適用する例を示した。しかし、本発明の車両用インホイールモータユニットは、電気自動車の左右前輪に対しても適用することができるし、電気自動車の全輪に対しても適用することができる。

関連出願の相互参照

本出願は、２０１３年４月１１日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−０８２６６６に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (3)

1. 駆動ユニット本体からの駆動出力軸と、前記駆動ユニット本体のケース部材に対しハブベアリングにより支持されたホイールハブ軸とを、変位吸収機構を介して連結した車両用インホイールモータユニットにおいて、
   前記変位吸収機構は、前記駆動出力軸の第１内歯部とギヤカップリング軸の第１外歯部とが噛み合う出力軸側駆動伝達嵌合部と、前記ホイールハブ軸の第２内歯部と前記ギヤカップリング軸の第２外歯部とが噛み合うハブ軸側駆動伝達嵌合部と、を有し、
   前記変位吸収機構のギヤカップリング軸の前記第２外歯部が、前記ホイールハブ軸においてホイールが取り付けられるホイール取付面よりも軸方向で車外側に配置されていることを特徴とする車両用インホイールモータユニット。
2. 請求項１に記載された車両用インホイールモータユニットにおいて、
   前記ハブベアリングは、前記ホイール取付面よりも、軸方向で前記駆動ユニット本体側の位置に配置され、
   前記ホイールハブ軸の前記第２内歯部の表層に、表面硬化部が形成されていることを特徴とする車両用インホイールモータユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載された車両用インホイールモータユニットにおいて、
   前記ギヤカップリング軸の前記第１外歯部と前記第２外歯部は、外歯の頂面と底面とを球面形状にすると共に、歯面にクラウニングを付けた変位吸収構造を有することを特徴とする車両用インホイールモータユニット。

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