WO2011118696A1 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

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WO2011118696A1
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wheel
housing
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motor drive
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鈴木　稔
山本　憲
雪島　良
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an in-wheel motor drive device in which an output shaft of an electric motor and a wheel hub are coaxially connected via a speed reducer.
  • a conventional in-wheel motor drive device 101 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-219271 (Patent Document 1).
  • the in-wheel motor driving device 101 includes a motor unit 103 that generates a driving force inside a housing 102 that is attached to a vehicle body, a wheel hub bearing unit 104 that is connected to a wheel, and a motor unit 103.
  • a speed reduction unit 105 that decelerates the rotation and transmits the rotation to the wheel hub bearing unit 104 is provided in series.
  • the in-wheel motor drive device 101 having the above configuration, a low torque and high rotation motor is adopted for the motor unit 103 from the viewpoint of making the device compact.
  • the wheel hub bearing portion 104 requires a large torque to drive the wheel. For this reason, a cycloid reducer that is compact and provides a high reduction ratio is often used for the reduction unit 105.
  • the speed reduction part 105 to which the cycloid reduction gear is applied includes a motor side rotation member 106 having eccentric parts 106a and 106b, curved plates 107a and 107b arranged on the eccentric parts 106a and 106b, and curved side plates 107a and 107b.
  • a rolling bearing 106c that is rotatably supported with respect to the member 106; a plurality of outer peripheral engaging members 108 that engage with the outer peripheral surfaces of the curved plates 107a and 107b to cause the curved plates 107a and 107b to rotate; and a curved plate And a plurality of inner pins 109 that transmit the rotation motion of 107a and 107b to the wheel-side rotation member 110.
  • a power line 111 for applying a voltage having a predetermined frequency to the motor unit 103 is required.
  • the terminal box 112 that accommodates the power line 111 is connected to the wall surface in the axial direction of the housing 102 that holds the motor unit 103 farther from the motor-side rotating member 106, that is, the housing 102 of the motor unit 103.
  • the power line 111 is drawn out in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the axial direction In particular, in the in-wheel motor drive device 101 in which the motor-side rotating member 106 and the wheel hub bearing portion 104 are coaxially connected in series via the speed reduction portion 105, in order to ensure a wide interior space, the axial direction The dimensions need to be as small as possible.
  • a rotation angle sensor A cable is required.
  • the rotation angle sensor operates with a weak current, so if the power line through which a large current flows is in the vicinity of the rotation angle sensor cable, the electromagnetic noise is superimposed on the sensor signal due to electromagnetic noise, causing malfunctions in the motor rotation. May occur.
  • the present invention provides an in-wheel motor drive device in which a motor-side rotating member and a wheel hub bearing portion are coaxially connected in series via a speed reduction portion by changing the arrangement of a terminal box that accommodates a power line.
  • the first problem is to reduce the dimension in the axial direction, secure a wide interior space, and improve the degree of freedom of wiring of the power supply line.
  • the present invention includes a motor unit that rotationally drives a motor-side rotation member, a reduction unit that decelerates the rotation of the motor-side rotation member and transmits the rotation to the wheel-side rotation member,
  • a motor unit that rotationally drives a motor-side rotation member
  • a reduction unit that decelerates the rotation of the motor-side rotation member and transmits the rotation to the wheel-side rotation member
  • a terminal box of a power supply line that supplies power to the motor unit is It is arrange
  • the wiring extending from the stator of the motor unit is pulled out in a direction perpendicular to the axis of the housing that holds the motor unit, so that the power line holder that has been conventionally extended perpendicularly to the inner end surface of the vehicle body is Since it becomes possible to arrange in the direction perpendicular to the axis, the axial length of the entire drive unit, that is, the length toward the inboard side can be shortened.
  • the power line drawn from the terminal box disposed on the outer peripheral surface of the housing of the motor unit is related to a power source line locking holder provided on the side surface of the outer peripheral surface of the motor unit and extending in a direction perpendicular to the axis of the housing. It is preferable to stop.
  • the power line locking portion of the power line locking holder has a shape that compresses and holds the power line elastic member. Is preferred.
  • the motor unit in the vicinity of 180 degrees away from the terminal box that accommodates the power line disposed on the outer peripheral side surface of the housing of the motor unit, around the rotation axis of the motor unit.
  • a cable outlet for the rotation angle sensor was provided on the outer peripheral surface or inner end surface of the housing.
  • the power line is inserted into the terminal box through a sealing member.
  • a first problem of the present invention is that a terminal box of a power supply line that supplies power to the motor unit is arranged on an end surface on the outboard side of the housing that holds the motor unit, and is drawn out from the terminal box to the inboard side.
  • the problem can also be solved by providing a locking portion for locking the power line in a housing that holds the motor portion.
  • the wiring extending from the stator of the motor part is drawn out in the direction of the outboard side of the housing holding the motor part.
  • a terminal box of a power supply line for supplying power to the motor unit is disposed on the outer peripheral surface of the housing holding the motor unit on the outboard side, and the power supply line drawn from the terminal box to the inboard side is locked. You may make it provide a stop part in the housing holding a motor part.
  • the wiring extending from the stator of the motor part is drawn out in the radial direction of the housing holding the motor part.
  • the terminal box includes a box body formed integrally with a housing that holds the motor unit, and a lid that closes an opening of the box body, and the lid is sealed to the box body by a sealing member. Yes.
  • the terminal box of the power supply line that supplies power to the motor unit is arranged on the outer peripheral side surface of the housing that holds the motor unit. Therefore, it is possible to shorten the vehicle interior space, and accordingly, it is possible to secure a wide interior space.
  • the power line holder that has been conventionally extended perpendicular to the inner end surface of the vehicle body in a direction perpendicular to the axis of the housing, the axial length of the entire drive unit can be reduced. Can do.
  • the inverter when the inverter is arranged vertically with respect to the drive unit, for example, even when the inverter is arranged under the floor, luggage space, engine room, etc., it is possible to prevent overstress from being applied to the power line. This improves the degree of freedom in handling the power line.
  • the axial dimension is the same as the terminal box It can be shortened, and accordingly, a wider interior space can be secured.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an in-wheel motor drive device according to a first embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the motor part of FIG. It is an enlarged view of the deceleration part of FIG. It is an enlarged view of the wheel hub bearing part of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 1. It is an enlarged view of the eccentric part periphery of FIG. It is the figure which looked at the rotary pump of FIG. 1 from the axial direction.
  • It is a schematic plan view of the electric vehicle which has the in-wheel motor drive device of FIG. It is a schematic plan view of the electric vehicle which has the conventional in-wheel motor drive device. It is the rear view seen from the back of Drawing 8A.
  • FIG. 10 It is a perspective view of the in-wheel motor drive device which attached the suspension. It is the rear view which looked at the in-wheel motor drive device of FIG. 10 from the inboard side. It is a schematic sectional drawing of the in-wheel motor drive device which concerns on other embodiment of this invention. It is an enlarged view of the motor part of FIG. It is a schematic sectional drawing of the in-wheel motor drive device which concerns on other embodiment of this invention. It is an enlarged view of the motor part of FIG. It is a schematic sectional drawing of the conventional in-wheel motor drive device.
  • an electric vehicle 11 including an in-wheel motor drive device includes a chassis 12, a front wheel 13 as a steering wheel, a rear wheel 14 as a drive wheel, And an in-wheel motor drive device 21 that transmits a driving force to each of the rear wheels 14.
  • the rear wheel 14 is accommodated in a wheel housing 12a of the chassis 12, and is fixed to the lower portion of the chassis 12 via a suspension 12b.
  • the suspension 12b is attached to the housing 22b of the speed reduction portion B via a suspension mounting bracket.
  • the housing 22b of the speed reduction part B includes a substantially cylindrical part 22c that houses the speed reduction mechanism, and a lubricating oil storage part 25f that stores lubricating oil. Both upper side surfaces of the substantially cylindrical part 22c and the lubricating oil storage part 25f A suspension mounting bracket is fixed to the lower end surface.
  • the upper arm 81 of the suspension 12b is attached to one of the upper side surfaces of the substantially cylindrical portion 22c of the housing 22b of the speed reduction portion B via the upper arm bracket 80a.
  • the toe control rod 82 of the suspension 12b is attached to the other upper side surface of the substantially cylindrical part 22c of the housing 22b of the speed reduction part B via a toe control rod bracket 80b.
  • the lower arm 83 of the suspension 12b is attached to the lower end surface of the lubricating oil reservoir 25f of the speed reduction unit B via the lower arm bracket 80c.
  • a shock absorber (not shown) that attenuates input vibration from the road surface is disposed.
  • the lower end of the shock absorber is fixed to the lower arm 83 and the upper end is fixed to the chassis 12.
  • a brake caliper 84 is fixed to the housing 22b of the deceleration portion B.
  • the brake disc 15 is fixed to the wheel 14 through a wheel hub bearing portion C so as to be rotatable together.
  • the electric vehicle 11 equipped with the in-wheel motor drive device uses a terminal box 62 of a power line 61 that supplies power to the motor part A as a motor.
  • a terminal box 62 of a power line 61 that supplies power to the motor part A as a motor.
  • the power line 61 drawn out from the terminal box 62 to the inboard side is connected to a power line locking holder 63 bolted to the end wall on the inboard side of the housing 22a that holds the motor part A. It is locked.
  • the power line locking holder 63 is provided so as to extend in a direction perpendicular to the axis of the housing 22a.
  • the power line 61 from the stator 23 of the motor part A is drawn in a direction perpendicular to the outer peripheral side surface of the housing 22a and accommodated in the terminal box 62. Further, the power line 61 is drawn out from the terminal box 62 to the inboard side, is locked to the power line locking holder 63 and is connected to the power source through the inverter, and is connected to the stator 23 in order to rotate the motor part A. The voltage of the frequency of is applied.
  • the power line 61 is composed of a copper wire and an elastic member that covers the copper wire, and the locking portion of the power line locking holder 63 is formed in a shape that compresses and holds the elastic member of the power line.
  • An O-ring sealing member is fitted in the communication hole through which the power line 61 is drawn out from the terminal box 62 so that the lubricating oil does not leak from the terminal box 62 to the outside.
  • the cable outlet 85 of the rotation angle sensor is provided at a position where the relative distance between the power line and the cable of the rotation angle sensor is maximized.
  • the terminal box 62 that accommodates the power line 61 is disposed on the outer peripheral side surface of the housing 22a of the motor part A, the cable outlet 85 of the rotation angle sensor is around the rotation axis of the motor part A.
  • it is provided on the inner end face of the housing 22a of the motor part A in the vicinity of 180 degrees away, and by taking the maximum relative distance between the power line 61 and the rotation angle sensor cable, the noise of the sensor signal is reduced. .
  • the cable outlet 85 of the rotation angle sensor is provided on the inner end face of the housing 22a of the motor part A.
  • the electric vehicle 11 needs to provide a motor, a drive shaft, a differential gear mechanism, and the like on the chassis 12 by providing an in-wheel motor drive device 21 that drives the left and right rear wheels 14 inside the wheel housing 12a. Therefore, it is possible to secure a wide cabin space and control the rotation of the left and right drive wheels.
  • an in-wheel motor drive device 21 according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 1 is employed.
  • the in-wheel motor drive device 21 includes a motor unit A that generates a driving force, a deceleration unit B that decelerates and outputs the rotation of the motor unit A, and an output from the deceleration unit B.
  • a wheel hub bearing portion C for transmitting to the wheel 14 is provided, and the motor portion A and the speed reduction portion B are accommodated in the housing 22 and attached to the wheel housing 12a of the electric vehicle 11 as shown in FIG.
  • the motor unit A includes a stator 23 fixed to the housing 22 a, a rotor 24 disposed at a position facing the inner side of the stator 23 with a radial gap, and an inner side of the rotor 24.
  • This is a radial gap motor that includes a motor-side rotation member 25 that is fixedly connected and rotates integrally with the rotor 24.
  • the rotor 24 includes a flange-shaped rotor portion 24a and a cylindrical hollow portion 24b, and is rotatably supported with respect to the housing 22 by rolling bearings 36a and 36b.
  • the motor-side rotating member 25 is arranged from the motor part A to the speed reduction part B in order to transmit the driving force of the motor part A to the speed reduction part B, and has eccentric parts 25a and 25b in the speed reduction part B.
  • One end of the motor-side rotating member 25 is fitted to the rotor 24 and is supported by the rolling bearing 36 c in the speed reduction portion B.
  • the two eccentric portions 25a and 25b are provided with a phase difference of 180 degrees in order to cancel out centrifugal forces due to the eccentric motion.
  • the speed reduction part B is held at a fixed position on the housing 22b and curved plates 26a, 26b as revolving members rotatably held by the eccentric parts 25a, 25b. Adjacent to the plurality of outer pins 27 as outer peripheral engaging members that engage with the outer peripheral portion of the motor, the motion conversion mechanism that transmits the rotational motion of the curved plates 26a and 26b to the wheel side rotating member 28, and the eccentric portions 25a and 25b. A counterweight 29 is provided at the position.
  • the speed reduction part B is provided with a speed reduction part lubrication mechanism that supplies lubricating oil to the speed reduction part B.
  • the wheel side rotation member 28 has a flange portion 28a and a shaft portion 28b. Holes for fixing the inner pins 31 are formed on the end face of the flange portion 28a at equal intervals on the circumference around the rotation axis of the wheel side rotation member 28. Further, the shaft portion 28 b is fitted and fixed to the wheel hub 32 and transmits the output of the speed reduction portion B to the wheel 14.
  • the flange portion 28a of the wheel side rotation member 28 and the motor side rotation member 25 are rotatably supported by a rolling bearing 36c.
  • the curved plates 26a and 26b have a plurality of corrugated waves composed of trochoidal curves such as epitrochoids on the outer periphery, and a plurality of through holes 30a penetrating from one end face to the other end face.
  • a plurality of through holes 30a are provided at equal intervals on the circumference centering on the rotation axis of the curved plates 26a, 26b, and receive inner pins 31 described later.
  • the through hole 30b is provided at the center of the curved plates 26a and 26b and is fitted to the eccentric portions 25a and 25b.
  • the curved plates 26a and 26b are supported by the rolling bearing 41 so as to be rotatable with respect to the eccentric portions 25a and 25b.
  • the rolling bearing 41 is fitted to the outer diameter surfaces of the eccentric portions 25a and 25b, the inner ring member 42 having the inner raceway surface 42a on the outer diameter surface, and the through hole 30b of the curved plate 26a.
  • the outer raceway surface 43 formed directly on the inner diameter surface of the inner raceway, a plurality of cylindrical rollers 44 disposed between the inner raceway surface 42a and the outer raceway surface 43, and a cage (not shown) that keeps a space between the adjacent cylindrical rollers 44. (Omitted).
  • the outer pins 27 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the rotation axis of the motor side rotation member 25.
  • the curved waveform and the outer pin 27 engage with each other to cause the curved plates 26a and 26b to rotate.
  • needle roller bearings 27a are provided at positions where they abut against the outer peripheral surfaces of the curved plates 26a, 26b.
  • the counterweight 29 has a disc shape and has a through-hole that fits with the motor-side rotation member 25 at a position off the center, in order to cancel out the unbalanced inertia couple caused by the rotation of the curved plates 26a and 26b. It is arranged at a position adjacent to each eccentric part 25a, 25b with a 180 ° phase change from the eccentric part.
  • the motion conversion mechanism includes a plurality of inner pins 31 held by the wheel-side rotating member 28 and through holes 30a provided in the curved plates 26a and 26b.
  • the inner pins 31 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the rotational axis of the wheel side rotation member 28, and one axial end thereof is fixed to the wheel side rotation member 28.
  • a needle roller bearing 31a is provided at a position where the curved plates 26a, 26b come into contact with the inner wall surface of the through hole 30a.
  • the through hole 30a is provided at a position corresponding to each of the plurality of inner pins 31, and the inner diameter of the through hole 30a is the outer diameter of the inner pin 31 ("the maximum outer diameter including the needle roller bearing 31a"). The same shall apply hereinafter).
  • the speed reduction unit lubrication mechanism supplies lubricating oil to the speed reduction unit B, and includes a lubricating oil passage 25c, a lubricating oil supply port 25d, a lubricating oil discharge port 25e, a lubricating oil storage unit 25f, and a rotary pump 51. And a circulating oil passage 25g.
  • the lubricating oil passage 25c extends along the axial direction inside the motor-side rotating member 25. Further, the lubricating oil supply port 25d extends from the lubricating oil passage 25c toward the outer diameter surface of the motor-side rotating member 25. In this embodiment, the lubricating oil supply port 25d is provided in the eccentric portions 25a and 25b.
  • a lubricating oil discharge port 25e for discharging the lubricating oil inside the speed reducing portion B is provided at at least one position below the housing 22b that holds the speed reducing portion B.
  • a lubricating oil reservoir 25f is provided in the lower part of the housing 22b that holds the speed reduction part B.
  • Lubricating oil in the lubricating oil reservoir 25f is sucked up by the rotary pump 51 and forcedly returned to the lubricating oil path 25c via the circulating oil path 25g.
  • the rotary pump 51 includes an inner rotor 52 that rotates using the rotation of the wheel-side rotating member 28, an outer rotor 53 that rotates following the rotation of the inner rotor 52, and a pump
  • the cycloid pump includes a chamber 54, a suction port 55, and a discharge port 56 that communicates with the circulating oil passage 25g.
  • the inner rotor 52 has a tooth profile formed of a cycloid curve on the outer diameter surface. Specifically, the shape of the tooth tip portion 52a is an epicycloid curve, and the shape of the tooth gap portion 52b is a hypocycloid curve.
  • the inner rotor 52 rotates integrally with the inner pin 31 (wheel-side rotating member 28).
  • the outer rotor 53 has a tooth profile formed of a cycloid curve on the inner diameter surface. Specifically, the shape of the tooth tip portion 53a is a hypocycloid curve, and the shape of the tooth gap portion 53b is an epicycloid curve.
  • the outer rotor 53 is rotatably supported by the housing 22.
  • the inner rotor 52 rotates around the rotation center c1.
  • a plurality of pump chambers 54 are provided in a space between the inner rotor 52 and the outer rotor 53.
  • the outer rotor 53 rotates in a driven manner.
  • the volume of the pump chamber 54 changes continuously.
  • the lubricating oil flowing in from the suction port 55 is pumped from the discharge port 56 to the circulating oil passage 25g.
  • the wheel hub bearing portion C includes a wheel hub 32 fixedly connected to the wheel-side rotating member 28, and a wheel hub bearing that rotatably holds the wheel hub 32 with respect to the housing 22 b of the speed reduction portion B. 33.
  • the wheel hub 32 has a cylindrical hollow portion 32a and a flange portion 32b.
  • the wheel 14 is fixedly connected to the flange portion 32b by a bolt 32c.
  • a spline and a male screw are formed on the outer diameter surface of the shaft portion 28b of the wheel side rotation member 28.
  • a spline hole is formed in the inner diameter surface of the hollow portion 32 a of the wheel hub 32.
  • the wheel-side rotating member 28 is screwed onto the inner diameter surface of the wheel hub 32, and both ends are fastened by fastening the tip with a nut 32d.
  • a brake disc 15 is attached between the wheel 14 and the flange portion 32 b of the wheel hub 32.
  • the wheel hub bearing 33 is fitted to the outer raceway surface integrally formed on the outer diameter surface of the hollow portion 32 a of the wheel hub 32 on the outer side of the vehicle and the outer diameter surface of the hollow portion 32 a of the wheel hub 32 on the inner side of the vehicle.
  • An inner member 33a comprising an inner ring 33b having an inner raceway surface on the outer surface, a double row ball 33c disposed on the outer raceway surface and the inner raceway surface of the inner member 33a, and an inner member 33a.
  • An outer member 33d having an outer raceway surface and an inner raceway surface opposite to the outer raceway surface and the inner raceway surface on the inner peripheral surface, a retainer 33e for maintaining a distance between adjacent balls 33c, and a wheel hub It is a double row angular contact ball bearing provided with sealing members 33f and 33g for sealing both axial ends of the bearing 33.
  • the outer member 33d of the wheel hub bearing 33 is fixed to the housing 22b of the speed reduction part B by fastening bolts 71.
  • the outer member 33d of the wheel hub bearing 33 is provided with a flange portion 33h on the outer diameter portion and a cylindrical portion 33i on the speed reduction portion B side.
  • the terminal box 62 of the power supply line for supplying power to the motor unit A is replaced with the motor unit.
  • the axial dimension is shortened by the amount of the terminal box 62, and the interior space is secured by that much. .
  • an electric vehicle 121 equipped with a conventional in-wheel motor drive device 101 includes a terminal box 112 of a power supply line that supplies power to the motor unit 103 and a housing that holds the motor unit 103.
  • the axial dimension is longer than that in the case of FIG. 8A by the amount of the terminal box 112, and the interior space is narrowed by that amount.
  • the suspension device 12b supports the rear wheel 14 by a suspension arm that extends to the left and right, and suppresses vibration of the chassis 12 by absorbing vibration received by the rear wheel 14 from the ground by a strut including a coil spring and a shock absorber. Furthermore, a stabilizer that suppresses the inclination of the vehicle body when turning or the like is provided at a connecting portion of the left and right suspension arms.
  • the suspension device 12b is an independent suspension type in which left and right wheels can be moved up and down independently in order to improve followability to road surface unevenness and efficiently transmit the driving force of the driving wheels to the road surface. Is desirable.
  • the configurations of the motor part A, the speed reduction part B, and the wheel hub bearing part C of the in-wheel motor drive device of the second embodiment are the same as those of the in-wheel motor drive device of the first embodiment, but the motor
  • the position of the terminal box 62 of the power supply line 61 that supplies power to the part A is different as follows.
  • the terminal box 62 of the power line 61 is arranged on the end face on the outboard side of the housing 22 a that holds the motor part A, and the power line drawn from the terminal box 62 to the inboard side.
  • a locking portion 63 that locks 61 is provided in the housing 22 a that holds the motor portion A.
  • the terminal box 61 includes a box body 62a that is formed integrally with the housing 22a that holds the motor portion A and that opens on the outboard side, and a separate lid body 62b that closes the opening of the box body 62a.
  • the wiring 64 drawn out from the stator 23 of the motor part A to the outboard side is connected to the power line 61 in the terminal box 62.
  • the power supply line 61 is composed of a conductive wire and an elastic member that covers the conductive wire. One end of the power supply wire 61 is connected to the coil of the stator 23 and the other end is connected to the power supply via an inverter. For this purpose, a voltage having a predetermined frequency is applied to the stator 23.
  • a communication hole 65 is formed on the inboard side of the outer peripheral surface of the housing of the motor part A.
  • the power line 61 is drawn out from the communication hole 65, and the inboard of the outer peripheral surface of the housing 22a of the motor part A is formed. It is linearly supported by the outer peripheral surface of the housing of the motor part A by the latching
  • the locking portion 63 that holds the power line 61 is integrally formed on the outer peripheral surface of the housing 22a of the motor portion A.
  • a sleeve-shaped sealing member 66 is fitted into the communication hole 65 through which the power supply line 61 is drawn from the terminal box 62 so that the lubricating oil does not leak from the terminal box 62 to the outside.
  • a seal member 67 such as an O-ring is installed between the box body 62a and the lid body 62b of the terminal box 62 so that the lubricating oil does not leak to the outside.
  • an insulating material 68 is attached to a connection part between the wiring 64 drawn from the stator 23 of the motor part A and the power line 61.
  • FIG. 14 and 15 show another embodiment of the present invention, in which the terminal box 62 of the power line 61 is arranged on the outboard side of the outer peripheral surface of the housing 22a holding the motor part A, and the terminal box 62 is inserted into the terminal box 62.
  • a locking portion 63 for locking the power line drawn to the board side is provided in the housing 22a that holds the motor portion A.
  • the terminal box 62 includes a box body 62a that is formed integrally with the housing 22a that holds the motor part A and that opens on the outer peripheral surface side, and a separate lid body 62b that closes the opening of the box body 62a.
  • the wiring 64 of the stator 23 of the motor part A is drawn out into the terminal box 62 toward the outer peripheral surface in the radial direction, and is connected to the power line 61 in the terminal box 62. ing.
  • a communication hole 65 is formed in the terminal box 62 on the inboard side of the outer peripheral surface of the housing 22 a of the motor portion A, and the power line 61 is drawn from the communication hole 65.
  • the outer peripheral surface of the housing 22a of the motor part A is linearly supported on the outer peripheral surface of the housing 22a of the motor part A by a locking part 63 provided on the inboard side.
  • a sleeve-shaped sealing member 66 is fitted into the communication hole 65 through which the power line 61 is drawn from the terminal box 62 so that the lubricating oil does not leak from the terminal box 62 to the outside. Yes.
  • a seal member 67 such as an O-ring is installed between the box body 62a and the lid body 62b of the terminal box 62 so that the lubricating oil does not leak to the outside.
  • the motor unit A receives, for example, an electromagnetic force generated by supplying an alternating current to the coil of the stator 23, and the rotor 24 composed of a permanent magnet or a magnetic material rotates. At this time, the rotor 24 rotates at a higher speed as a high-frequency voltage is applied to the coil.
  • the curved plates 26a and 26b revolve around the rotation axis of the motor-side rotating member 25.
  • the outer pin 27 engages with the curved waveform of the curved plates 26 a and 26 b to cause the curved plates 26 a and 26 b to rotate in the direction opposite to the rotation of the motor-side rotating member 25.
  • the inner pin 31 inserted through the through hole 30a comes into contact with the inner wall surface of the through hole 30a as the curved plates 26a and 26b rotate.
  • the revolving motion of the curved plates 26 a and 26 b is not transmitted to the inner pin 31, but only the rotational motion of the curved plates 26 a and 26 b is transmitted to the wheel hub bearing portion C via the wheel-side rotating member 28.
  • the reduction ratio of the reduction part B having the above-described configuration is calculated as (ZA ⁇ ZB) / ZB, where ZA is the number of outer pins 27 and ZB is the number of waveforms of the curved plates 26a and 26b.
  • the in-wheel motor drive device 21 having a compact and high reduction ratio can be obtained. Moreover, since the frictional resistance is reduced by providing the needle roller bearings 27a and 31a at the positions where the outer pins 27 and the inner pins 31 come into contact with the curved plates 26a and 26b, the transmission efficiency of the speed reducing portion B is improved. .
  • the axial dimension can be reduced, and as a result, a wide interior space can be secured.
  • the rotary pump 51 is driven by using the rotation of the wheel-side rotary member 28.
  • the rotary pump 51 is driven by using the rotation of the motor-side rotary member 25. You can also.
  • the rotation speed of the motor side rotation member 25 is larger than that of the wheel side rotation member 28 (11 times in the above embodiment), the durability of the rotary pump 51 may be reduced. Further, even when connected to the wheel-side rotating member 28, a sufficient discharge amount can be ensured. From these viewpoints, the rotary pump 51 is preferably driven by utilizing the rotation of the wheel-side rotary member 28.
  • the two curved plates 26a and 26b of the speed reduction unit B are provided with a 180 degree phase change.
  • the number of the curved plates can be arbitrarily set. When three are provided, it is preferable to change the phase by 120 degrees.
  • the motion conversion mechanism in the above embodiment has been shown as an example including the inner pin 31 fixed to the wheel side rotation member 28 and the through hole 30a provided in the curved plates 26a and 26b, Without being limited to the above, it is possible to adopt an arbitrary configuration capable of transmitting the rotation of the speed reduction unit B to the wheel hub 32.
  • it may be a motion conversion mechanism composed of an inner pin fixed to a curved plate and a hole formed in the wheel side rotating member.
  • a cylindrical roller bearing is shown as a bearing for supporting the curved plates 26a and 26b.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a plain bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, and a needle roller Regardless of whether it is a plain bearing or a rolling bearing, such as a bearing, a self-aligning roller bearing, a deep groove ball bearing, an angular contact ball bearing, or a four-point contact ball bearing, whether the rolling element is a roller or a ball
  • any bearing can be applied regardless of whether it is a double row or a single row.
  • any type of bearing can be adopted for bearings arranged in other locations.
  • a cylindrical roller bearing is suitable for the rolling bearing 41.
  • a radial gap motor is adopted as the motor part A.
  • the present invention is not limited to this, and a motor having an arbitrary configuration can be applied.
  • it may be an axial gap motor including a stator fixed to the housing and a rotor arranged at a position facing the inner side of the stator with a gap in the axial direction.
  • the example of the in-wheel motor drive device 21 in which the cycloid reduction mechanism is employed for the deceleration unit B is shown, but the present invention is not limited to this, and any reduction mechanism can be employed.
  • a planetary gear reduction mechanism, a parallel shaft gear reduction mechanism, or the like is applicable.
  • the electric vehicle 11 shown in FIG. 8A shows an example in which the rear wheel 14 is a driving wheel
  • the present invention is not limited to this, and the front wheel 13 may be a driving wheel or may be a four-wheel driving vehicle.
  • “electric vehicle” is a concept including all vehicles that obtain driving force from electric power, and should be understood as including, for example, a hybrid vehicle.

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Abstract

　モータ部Ａと車輪のハブ軸受部Ｃとを減速部Ｂを介して同軸上に直列に連結するインホイールモータ駆動装置２１の軸方向寸法を小さくし、広い車内空間を確保すると共に、電源線６１の配線自由度を向上させることを課題とする。　モータ部Ａに電力を供給する電源線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの外周側面に配置し、ハウジング２２ａの軸線に対して垂直方向に延びる電源線係止ホルダ６３によって端子箱６２からインボード側に引き出した電源線６１を係止するようにした。

Description

インホイールモータ駆動装置
　この発明は、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して同軸上に連結したインホイールモータ駆動装置に関するものである。
　従来のインホイールモータ駆動装置１０１は、例えば、特開２００９－２１９２７１号公報（特許文献１）に記載されている。
　このインホイールモータ駆動装置１０１は、図１６に示すように、車体に取り付けられるハウジング１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを直列に備える。
　上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、装置のコンパクト化の観点からモータ部１０３には低トルクで高回転のモータが採用される。一方、車輪ハブ軸受部１０４には、車輪を駆動するために大きなトルクが必要となる。このため、減速部１０５には、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機を採用することが多い。
　サイクロイド減速機を適用した減速部１０５は、偏心部１０６ａ、１０６ｂを有するモータ側回転部材１０６と、偏心部１０６ａ、１０６ｂに配置される曲線板１０７ａ、１０７ｂと、曲線板１０７ａ、１０７ｂをモータ側回転部材１０６に対して回転自在に支持する転がり軸受１０６ｃと、曲線板１０７ａ、１０７ｂの外周面に係合して曲線板１０７ａ、１０７ｂに自転運動を生じさせる複数の外周係合部材１０８と、曲線板１０７ａ、１０７ｂの自転運動を車輪側回転部材１１０に伝達する複数の内ピン１０９とを含む。
特開２００９－２１９２７１号公報
　上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１を動作させるには、モータ部１０３に所定の周波数の電圧を印加するための電源線１１１が必要となる。
　従来、この電源線１１１を収容する端子箱１１２を、モータ部１０３を保持するハウジング１０２の軸方向の壁面のうち、モータ側回転部材１０６から遠い側の壁面、即ち、モータ部１０３のハウジング１０２の車体内側（インボード側）端面に配置し、電源線１１１を車体前後方向に引き出して配線している。
　このため、駆動ユニットに対して上下方向にあるインバータに配線する場合、電源線１１１にかかるストレスが大きくなるという問題があった。
　また、上記のように、モータ部１０３に電力を供給する電源線１１１の端子箱１１２を、モータ部１０３のハウジング１０２の車体内側端面に配置した場合、図８Ｂに示すように、端子箱１１２の分だけ駆動ユニットが軸方向に長くなり、サスペンションを配置するスペースを圧迫するという課題があった。
　特に、モータ側回転部材１０６と車輪のハブ軸受部１０４とを減速部１０５を介して同軸上に直列に連結するインホイールモータ駆動装置１０１においては、車内空間を広く確保するためには、軸方向寸法をできるだけ小さくする必要がある。
　さらにまた、モータ部１０３の回転に必要な電気配線としては、モータコイルに電流を供給する前記電源線１１１以外に、モータ固定子と回転子との相対角度情報を得るために、回転角度センサのケーブルが必要である。通常、回転角度センサは微弱電流によって動作しているため、大電流が流れる電源線が回転角度センサのケーブルの近傍にあると、電磁ノイズによってセンサ信号に電磁ノイズが重畳され、モータの回転に誤動作が発生する可能性がある。
　そこで、この発明は、電源線を収容する端子箱の配置を変更することにより、モータ側回転部材と車輪のハブ軸受部とを減速部を介して同軸上に直列に連結するインホイールモータ駆動装置の軸方向寸法を小さくし、広い車内空間を確保すると共に、電源線の配線自由度を向上させることを第１の課題とする。
　さらに、大電流が流れる電源線と回転角度センサのケーブルとの配置を考慮することにより、センサ信号に電磁ノイズが重畳され難くして、モータの回転に誤動作が発生しないようにすることを第２の課題とする。
　前記第１の課題を解決するために、この発明は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置したインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングの外周側面に配置したものである。
　モータ部のステータから延びている配線は、モータ部を保持するハウジングの軸線に対して、垂直方向に引き出すことにより、従来、車体内側端面に対して垂直に延びていた電源線ホルダを、ハウジングの軸線に対して垂直方向に配置することが可能になるので、駆動ユニット全体の軸方向長さ、即ち、インボード側への長さを短縮することができる。
　また、モータ部のハウジングの外周面に配置した端子箱から引き出した電源線は、モータ部の外周面の側面に設けた、ハウジングの軸線に対して直交する方向に延びる電源線係止ホルダに係止することが好ましい。
　また、電源線は、銅線と銅線を被覆する弾性部材を備えているので、前記電源線係止ホルダの電源線の係止部は、電源線の弾性部材を圧縮保持する形状にすることが好ましい。
　また、前記第２の課題を解決するために、モータ部のハウジングの外周側面に配置した電源線を収容する端子箱に対して、モータ部の回転軸回りに、１８０度離れた近辺のモータ部のハウジングの外周面又は内側端面に、回転角度センサのケーブル取り出し口を設けた。これにより、電源線と回転角度センサのケーブルとの相対距離を最大限に取ることができ、センサ信号のノイズを低減することが可能になる。
　前記電源線は、端子箱内に密封部材を介して挿し込まれている。
　次に、この発明の第１の課題は、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側端面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けることによっても解決することができる。
　この態様においては、モータ部のステータから延びている配線は、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の方向に引き出す。
　また、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の外周面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けるようにしてもよい。
　この場合、モータ部のステータから延びている配線は、モータ部を保持するハウジングの径方向に引き出す。
　前記端子箱は、モータ部を保持するハウジングと一体に形成された箱本体と、この箱本体の開口部を閉じる蓋体とからなり、前記蓋体を箱本体に対してシール部材により密封している。
　この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、以上のように、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングの外周側面に配置したので、軸方向寸法を端子箱分だけ短縮することが可能となり、その分、車内空間を広く確保することができる。
　また、従来、車体内側端面に対して垂直に延びていた電源線ホルダを、ハウジングの軸線に対して垂直方向に配置することが可能になるので、駆動ユニット全体の軸方向長さを短縮することができる。
　また、インバータが駆動ユニットに対して上下方向に配置される場合、例えば、フロア下、ラゲッジスペース、エンジンルーム等にインバータが配置される場合でも、電源線に過ストレスが加わるのを防止することができ、電源線の取り回しの自由度が向上する。
　また、端子箱からインバータへ延びている電源線を、同じモータ部のハウジングに設けられた電源線係止ホルダで係止するため、衝撃や振動による電源線の破損の問題もなく、安全性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
　また、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の端面、またはアウトボード側の外周面に配置することにより、軸方向寸法を端子箱分だけ短縮することが可能となり、その分、車内空間を広く確保することができる。
この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１のモータ部の拡大図である。 図１の減速部の拡大図である。 図１の車輪ハブ軸受部の拡大図である。 図１のV－V線の断面図である。 図１の偏心部周辺の拡大図である。 図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。 図１のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。 従来のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。 図８Ａの後方から見た背面図である。 サスペンションを取り付けたインホイールモータ駆動装置の斜視図である。 図１０のインホイールモータ駆動装置をインボード側から見た背面図である。 この発明の他の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１２のモータ部の拡大図である。 この発明の他の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。 図１４のモータ部の拡大図である。 従来のインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車１１は、図８Ａに示すように、シャーシ１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、左右の後輪１４それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。後輪１４は、図９に示すように、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、サスペンション１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。
　サスペンション１２ｂは、図１０に示すように、減速部Ｂのハウジング２２ｂに、サスペンション取付け用のブラケットを介して取り付けられている。
　減速部Ｂのハウジング２２ｂは、減速機構を収める略円筒形状部２２ｃと、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部２５ｆとを備え、略円筒形状部２２ｃの上方両側面と、潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、サスペンション取付け用のブラケットを固定している。
　サスペンション１２ｂのアッパーアーム８１は、アッパーアームブラケット８０ａを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部２２ｃの上方側面の一方に取り付けられている。
　サスペンション１２ｂのトーコントロールロッド８２は、トーコントロールロッドブラケット８０ｂを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部２２ｃの上方側面の他方に取り付けられている。
　また、サスペンション１２ｂのロアアーム８３は、減速部Ｂの潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、ロアアームブラケット８０ｃを介して取り付けられている。
　ロアアーム８３とアッパーアーム８１の間の空間には、路面からの入力振動を減衰するショックアブソーバ（図示省略）が配置される。ショックアブソーバの下端はロアアーム８３に、上端はシャーシ１２に固定される。
　また、減速部Ｂのハウジング２２ｂには、図１０に示すように、ブレーキキャリパ８４を固定している。
　ブレーキディスク１５は、車輪ハブ軸受部Ｃを介してホイール１４と一体回転可能に固定されている。
　この発明の第１の態様に係るインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車１１は、図１０及び図１１に示すように、モータ部Ａに電力を供給する電源線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの外周側面に配置することにより、端子箱６２の分だけ軸方向寸法を短縮して、その分だけ車内空間を広く確保している。
　端子箱６２からインボード側に引き出された電源線６１は、図１１に示すように、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａのインボード側の端面壁にボルト固定された電源線係止ホルダ６３に係止されている。この電源線係止ホルダ６３は、ハウジング２２ａの軸線に対して直交する方向に延びるように設けられている。
　モータ部Ａのステータ２３からの電源線６１は、ハウジング２２ａの外周側面に対して垂直方向に引き出されて端子箱６２内に収容される。さらに、電源線６１は、端子箱６２からインボード側に引き出され、電源線係止ホルダ６３に係止されてインバータを介して電源に接続され、モータ部Ａを回転させるためにステータ２３に所定の周波数の電圧が印加される。
　電源線６１は、銅線と、銅線を被覆する弾性部材とで構成され、電源線係止ホルダ６３の係止部は、電源線の弾性部材を圧縮保持する形状に形成されている。
　端子箱６２から電源線６１を引き出す連通孔には、端子箱６２から潤滑油が外部に漏洩しないように、Ｏリングの密封部材が嵌められている。
　そして、回転角度センサのケーブル取り出し口８５は、電源線と回転角度センサのケーブルとの相対距離を最大限に取る位置に設ける。
　図１１に示すように、電源線６１を収容する端子箱６２は、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周側面に配置されるので、回転角度センサのケーブル取り出し口８５は、モータ部Ａの回転軸回りに、１８０度離れた近辺のモータ部Ａのハウジング２２ａの内側端面に設け、電源線６１と回転角度センサのケーブルとの相対距離を最大限に取ることにより、センサ信号のノイズを低減している。
　回転角度センサのケーブル取り出し口８５は、図１１に示す例では、モータ部Ａのハウジング２２ａの内側端面に設けたが、端子箱６２と１８０度離れた近辺であればモータ部Ａのハウジング２２ａの外周側面に設けてもよい。
　この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａの内部に、左右の後輪１４それぞれ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、シャーシ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等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、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
　一方、この電気自動車１１の走行安定性を向上するために、ばね下重量を抑える必要がある。また、さらに広い客室スペースを確保するために、インホイールモータ駆動装置２１の軸方向寸法の小型化が求められる。そこで、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を採用する。
　まず、図１に示すように、インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力をホイール１４に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備え、モータ部Ａと減速部Ｂとはハウジング２２に収納されて、図９に示すように電気自動車１１のホイールハウジング１２ａ内に取り付けられる。
　モータ部Ａは、図２に示すように、ハウジング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２５とを備えるラジアルギャップモータである。ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂ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。
　モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂ内で転がり軸受３６ｃによって支持される。さらに、２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０度位相を変えて設けられている。
　減速部Ｂは、図３に示すように、偏心部２５ａ、２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ、２６ｂと、ハウジング２２ｂ上の固定位置に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構と、偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置にカウンタウェイト２９とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。
　車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪１４に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａとモータ側回転部材２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
　曲線板２６ａ、２６ｂは、図５に示すように、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有し、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａ、２６ｂの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａ、２６ｂの中心に設けられており、偏心部２５ａ、２５ｂに嵌合する。
　曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図５に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａ、２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面４３と、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
　外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
　カウンタウェイト２９は、円板状で、中心から外れた位置にモータ側回転部材２５と嵌合する貫通孔を有し、曲線板２６ａ、２６ｂの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、各偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置に偏心部と１８０°位相を変えて配置される。
　ここで、図６に示すように、２枚の曲線板２６ａ、２６ｂ間の中心点をＧとすると、図６の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ１、曲線板２６ａ、転がり軸受４１、および偏心部２５ａの質量の和をｍ１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ２、カウンタウェイト２９の質量をｍ２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図６の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。
　運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と、曲線板２６ａ、２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。内ピン３１は、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材２８に固定されている。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの貫通孔３０ａの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３１ａが設けられている。
　一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
　減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２５ｅと、潤滑油貯留部２５ｆと、回転ポンプ５１と、循環油路２５ｇとを備える。
　潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油給油口２５ｄは、潤滑油路２５ｃからモータ側回転部材２５の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油給油口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
　また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｂの下部の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２５ｅが設けられている。また、減速部Ｂを保持するハウジング２２ｂの下部には、潤滑油貯留部２５ｆが設けられている。
　潤滑油貯留部２５ｆの潤滑油は、回転ポンプ５１で吸い上げて循環油路２５ｇを経由して潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
　ここで、回転ポンプ５１は、図７に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、吸入口５５と、循環油路２５ｇに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。
　インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。
　アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２に回転自在に支持されている。
　インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
　インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から循環油路２５ｇに圧送される。
　車輪ハブ軸受部Ｃは、図４に示すように、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２を減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによってホイール１４が固定連結される。また、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂの外径面にはスプラインおよび雄ねじが形成されている。また、車輪ハブ３２の中空部３２ａの内径面にはスプライン穴が形成されている。そして、車輪ハブ３２の内径面に車輪側回転部材２８を螺合し、先端をナット３２ｄでとめることによって、両者を締結している。また、ホイール１４と車輪ハブ３２のフランジ部３２ｂとの間には、ブレーキディスク１５が取り付けられている。
　車輪ハブ軸受３３は、車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両アウター側の外径面に一体形成されたアウター側軌道面と車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両インナー側の外径面に嵌合された外面にインナー側軌道面を有する内輪３３ｂとからなる内方部材３３ａと、この内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に配置される複列の玉３３ｃと、内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面を内周面に有する外方部材３３ｄと、隣接する玉３３ｃの間隔を保持する保持器３３ｅと、車輪ハブ軸受３３の軸方向両端部を密封する密封部材３３ｆ、３３ｇとを備える複列アンギュラ玉軸受である。
　車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄは、減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して締結ボルト７１によって固定される。
　車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄには、外径部にフランジ部３３ｈが設けられ、減速部Ｂ側に円筒部３３ｉが設けられている。
　次に、この発明の第２の実施形態のインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車１１は、図８Ａに示すように、モータ部Ａに電力を供給する電源線の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジングのアウトボード側の端面、またはアウトボード側の外周面に配置することにより、端子箱６２の分だけ軸方向寸法を短縮して、その分だけ車内空間を広く確保している。
　これに対し、従来のインホイールモータ駆動装置１０１を備えた電気自動車１２１は、図８Ｂに示すように、モータ部１０３に電力を供給する電源線の端子箱１１２を、モータ部１０３を保持するハウジングのインボード側の端面に配置しており、端子箱１１２の分だけ図８Ａの場合よりも、軸方向寸法が長く、その分だけ車内空間が狭くなる。
　懸架装置１２ｂは、左右に伸びるサスペンションアームによって後輪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って、後輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャーシ１２の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。なお、懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良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ことができる独立懸架式とすることが望ましい。
　この第２の実施形態のインホイールモータ駆動装置のモータ部Ａ、減速部Ｂ、車輪ハブ軸受部Ｃの構成は、上記の第１の実施形態のインホイールモータ駆動装置と同一であるが、モータ部Ａに電力を供給する電源線６１の端子箱６２の位置が次のように相違する。
　図１２及び図１３に示す実施形態では、電源線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａのアウトボード側端面に配置し、端子箱６２からインボード側に引き出された電源線６１を係止する係止部６３を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａに設けている。
　端子箱６１は、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａと一体に形成した、アウトボード側が開口する箱本体６２ａと、箱本体６２ａの開口部を閉塞する別体の蓋体６２ｂとからなる。
　モータ部Ａのステータ２３からアウトボード側に引き出された配線６４は、端子箱６２内において電源線６１と接続されている。
　電源線６１は、導線と、導線を被覆する弾性部材とで構成されており、一端がステータ２３のコイルに、他端がインバータを介して電源にそれぞれ接続されており、モータ部Ａを回転させるためにステータ２３に所定の周波数の電圧を印加する。
　端子箱６２には、モータ部Ａのハウジングの外周面のインボード側に連通孔６５が形成され、この連通孔６５から電源線６１が引き出され、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に設けた係止部６３によってモータ部Ａのハウジングの外周面に直線状に支持されている。
　電源線６１を保持する係止部６３は、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面に一体に形成している。
　端子箱６２から電源線６１を引き出す連通孔６５には、端子箱６２から潤滑油が外部に漏洩しないように、スリーブ形状の密封部材６６が嵌められている。
　また、端子箱６２の箱本体６２ａと蓋体６２ｂとの間にも、潤滑油が外部に漏洩しないように、Ｏリング等のシール部材６７が設置されている。
　端子箱６２の内部のモータ部Ａのハウジング２２ａには、モータ部Ａのステータ２３から引き出された配線６４と電源線６１との接続部分に、絶縁材６８が取り付けられている。
　図１４及び図１５は、この発明の他の実施形態であり、電源線６１の端子箱６２を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａの外周面のアウトボード側に配置し、端子箱６２からインボード側に引き出された電源線を係止する係止部６３を、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａに設けている。
　端子箱６２は、モータ部Ａを保持するハウジング２２ａと一体に形成した、外周面側が開口する箱本体６２ａと、箱本体６２ａの開口部を閉塞する別体の蓋体６２ｂとからなる。
　この図１４及び図１５に示す実施形態では、モータ部Ａのステータ２３の配線６４は、径方向の外周面側に向かって端子箱６２内に引き出し、端子箱６２内において電源線６１と接続している。
　端子箱６２には、図１２及び図１３の実施形態と同様に、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に連通孔６５が形成され、この連通孔６５から電源線６１が引き出され、モータ部Ａのハウジング２２ａの外周面のインボード側に設けた係止部６３によってモータ部Ａのハウジング２２ａの外周面に直線状に支持している。
　この図１４及び図１５に示す実施形態でも、端子箱６２から電源線６１を引き出す連通孔６５には、端子箱６２から潤滑油が外部に漏洩しないように、スリーブ形状の密封部材６６を嵌めている。
　また、端子箱６２の箱本体６２ａと蓋体６２ｂとの間にも、潤滑油が外部に漏洩しないように、Ｏリング等のシール部材６７が設置されている。
　次に、以上のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を詳しく説明する。
　モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。
　これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ、２６ｂはモータ側回転部材２５の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ、２６ｂの曲線形状の波形と係合して、曲線板２６ａ、２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。
　貫通孔３０ａに挿通する内ピン３１は、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの内壁面と当接する。これにより、曲線板２６ａ、２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動のみが車輪側回転部材２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。
　このとき、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、ホイール１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。
　なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺＡ、曲線板２６ａ、２６ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ－ＺＢ）／ＺＢで算出される。図７に示す実施形態では、ＺＡ＝１２、ＺＢ＝１１であるので、減速比は１／１１と、非常に大きな減速比を得ることができる。
　このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン２７および内ピン３１の曲線板２６ａ、２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ、３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。
　上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車１１に採用することにより、軸方向寸法を小さくすることができ、その結果、車内空間を広く確保することができる。
　また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１を車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動した例を示したが、回転ポンプ５１はモータ側回転部材２５の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ側回転部材２５の回転数は車輪側回転部材２８と比較して大きい（上記の実施形態では１１倍）ので、回転ポンプ５１の耐久性が低下するおそれがある。また、車輪側回転部材２８に接続しても十分な排出量を確保することができる。これらの観点から、回転ポンプ５１は車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するのが望ましい。
　また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
　また、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ、２６ｂを、１８０度位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０度位相を変えて設けるとよい。
　また、上記の実施形態における運動変換機構は、車輪側回転部材２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ、２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速部Ｂの回転を車輪ハブ３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。
　なお、上記の実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。
　また、上記の実施形態における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪１４に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪１４側からの動力を減速部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電してもよい。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いたりしてもよい。
　また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ、２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
　ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝玉軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。
　また、上記の各実施形態においては、モータ部Ａにラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばハウジングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。
　また、上記の各実施形態においては、減速部Ｂにサイクロイド減速機構を採用したインホイールモータ駆動装置２１の例を示したが、これに限ることなく、任意の減速機構を採用することができる。例えば、遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構等が該当する。
　さらに、図８Ａに示した電気自動車１１は、後輪１４を駆動輪とした例を示したが、これに限ることなく、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をも含むものとして理解すべきである。
　以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、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。
１１　電気自動車
１２　シャーシ
１２ａ　ホイールハウジング
１２ｂ　サスペンション
１３　前輪
１４　ホイール
２２ａ　モータ部Ａのハウジング
２２ｂ　減速部Ｂのハウジング
６１　電源線
６２　端子箱
６３　電源線係止ホルダ
８５　ケーブル取り出し口

Claims (17)

  1. 　モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとが車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置されたインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングの外周側面に配置したことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
  2. 　前記端子箱から引き出した電源線を係止する電源線係止ホルダを、モータ部のハウジングの軸線に対して直交する方向に延びるように設けたことを特徴とする請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
  3. 　前記電源線係止ホルダの係止部が、電源線の弾性部材を圧縮保持する形状に形成されている請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
  4. 　モータ部のステータから延びている電源線が、モータ部を保持するハウジングの軸線に対して直交する方向に引き出されている請求項１～３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  5. 　前記モータ部のハウジングの外周側面に配置した端子箱に対して、モータ部の回転軸回りに１８０度離れた近辺のモータ部のハウジングの外周側面に、回転角度センサのケーブル取り出し口を設けたことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  6. 　前記モータ部のハウジングの外周側面に配置した端子箱に対して、モータ部の回転軸回りに１８０度離れた近辺のモータ部のハウジングのインボード側の端面に、回転角度センサのケーブル取り出し口を設けたことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  7. 　前記電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に一体に形成したことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  8. 　モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとが車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置されたインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側端面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
  9. 　モータ部のステータから延びている配線が、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の方向に引き出されている請求項８記載のインホイールモータ駆動装置。
  10. 　モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとが車両のインボード側からアウトボード側に直列に配置されたインホイールモータ駆動装置において、モータ部に電力を供給する電源線の端子箱を、モータ部を保持するハウジングのアウトボード側の外周面に配置し、端子箱からインボード側に引き出された電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングに設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
  11. 　モータ部のステータから延びている配線が、モータ部を保持するハウジングの径方向に引き出されている請求項１０記載のインホイールモータ駆動装置。
  12. 　前記端子箱がモータ部を保持するハウジングと一体に形成された箱本体と、この箱本体の開口部を閉じる蓋体とからなる請求項１～１１のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  13. 　前記蓋体が、箱本体に対してシール部材により密封されている請求項１２に記載のインホイールモータ駆動装置。
  14. 　前記電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に配置したことを特徴とする請求項８～１３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  15. 　前記電源線を係止する係止部を、モータ部を保持するハウジングの外周部のインボード側に一体に形成したことを特徴とする請求項１４に記載のインホイールモータ駆動装置。
  16. 　前記電源線が端子箱内に密封部材を介して挿し込まれていることを特徴とする請求項１～１５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  17. 　前記減速部がサイクロイド減速機によって構成されていることを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
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