WO2012111412A1 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

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WO2012111412A1
WO2012111412A1 PCT/JP2012/051915 JP2012051915W WO2012111412A1 WO 2012111412 A1 WO2012111412 A1 WO 2012111412A1 JP 2012051915 W JP2012051915 W JP 2012051915W WO 2012111412 A1 WO2012111412 A1 WO 2012111412A1
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drive device
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motor
motor drive
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赤松　良信
山本　哲也
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Ntn株式会社
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Definitions

  • This invention relates to an in-wheel motor drive device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-324722
  • An in-wheel motor drive device 101 shown in FIG. 7 includes a motor unit 103 that rotationally drives the motor-side rotation member 106, and a reduction unit 105 that decelerates the rotation of the motor-side rotation member 106 and transmits the rotation to the wheel-side rotation member 108. And a wheel hub bearing portion 104 having a wheel hub 109 fixedly connected to the wheel side rotating member 108.
  • a breather device 110 is installed in the motor unit 103 of the in-wheel motor drive device 101 configured as described above in order to keep the pressure in the device constant.
  • the breather device 110 is installed in the case 107 of the motor unit 103, there is a possibility that the breather device 110 is damaged by a stepping stone or the like.
  • the breather device 110 is a ventilation means between the inside and outside of the device, if the breather device 110 is damaged, water enters the inside of the device from the breather device 110, the motor unit 103 is short-circuited, or the speed reduction unit 105 is configured. There is a possibility of rusting on the member.
  • the moisture may condense in the apparatus and water may accumulate in the apparatus.
  • an object of the present invention is to improve the adverse effects caused by the presence of moisture in the in-wheel motor drive device.
  • the present invention provides an in-wheel motor drive device having a drive device for generating a drive force of a wheel provided with a wheel hub bearing portion in the wheel, wherein the wheel hub bearing portion of the drive device is provided.
  • the part to be removed is housed in a sealed case.
  • the inside of the drive device is blocked from the outside air, so that condensation in the case can be prevented, and adverse effects due to the presence of moisture in the case are improved. be able to.
  • the air in the case is replaced with an inert gas.
  • Nitrogen gas or argon gas can be used as the inert gas.
  • the case When the case is composed of a case main body and a lid member, the case can be made to have a sealed structure by disposing a seal member between the case main body and the lid member.
  • a gasket such as an O-ring, a liquid gasket, or both can be used.
  • the driving device is fixedly connected to the motor unit that rotationally drives the motor side rotating member, the speed reducing unit that decelerates the rotation of the motor side rotating member and transmits the rotation to the wheel side rotating member, and the wheel side rotating member.
  • a wheel hub bearing portion having a wheel hub can be used, and in that case, a seal member is disposed between the case that covers the motor portion and the speed reduction portion and the wheel hub bearing portion. , Make the inside of the device a sealed structure.
  • the inside of the wheel hub bearing part a sealed structure, the inside of the wheel hub bearing part, the inside of the motor part, and the inside of the reduction part can be made common.
  • a terminal block hermetically fixed to the case is provided to prevent the entry of outside air from the power cable. It is preferable that the tip of the power cable from the stator is disposed outside the case via a table so that outside air does not enter the case.
  • the terminal block is provided in a terminal box having a sealed structure provided on the outer surface of the case of the motor unit, and a wiring cable to the inverter is connected to the terminal block in the terminal box.
  • a coating may be applied in between to prevent moisture from entering the inverter.
  • the inside of the driving device is shut off from the outside air by making the case covering the driving device into a sealed structure, it is possible to prevent condensation in the case and the presence of moisture in the case.
  • the adverse effect due to can be improved.
  • 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 device (suspension) 12b.
  • 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 is provided at the connecting portion of the left and right suspension arms.
  • the suspension device 12b is an independent suspension type in which the left and right wheels can be moved up and down independently in order to improve the followability to the road surface unevenness and efficiently transmit the driving force of the driving wheels to the road surface. Is desirable.
  • the electric vehicle 11 needs to be provided with 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 for driving the left and right rear wheels 14 inside the wheel housing 12a. This eliminates the need to secure a wide cabin space and control the rotation of the left and right drive wheels.
  • the in-wheel motor drive device 21 is required to be smaller and lighter.
  • 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 as driving wheels.
  • the motor hub A and the speed reduction unit B are accommodated in a case 22 having a hermetically sealed structure and are mounted in a wheel housing 12a of the electric vehicle 11 as shown in FIG. .
  • the case 22 is not provided with a breather device as in the prior art, and is sealed off from the outside air as a sealed structure so that condensation does not occur in the case 22.
  • the air in the case 22 may be replaced with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.
  • an O-ring 22c is mounted between the case 22a of the motor part A and the case 22b of the speed reduction part B, and seals between the two.
  • An O-ring 22d is also mounted on the outer end surface of the case 22b of the speed reduction part B to which the fixing flange 33a of the wheel hub bearing part C is mounted, and the case 22b of the speed reduction part B and the wheel hub bearing part C are connected. Airtightness is maintained for a while.
  • the case 22a of the motor part is composed of a case main body 22aa and a cover member 22ab covering the outer peripheral surface of the motor part A, and an O-ring 22e is mounted between the two so as to seal the two.
  • the central portion of the lid member 22ab is constituted by a separate lid member 22ac, and an O-ring 22d is mounted between the lid member 22ab and the separate lid member 22ac so as to seal the two. .
  • the stator 23 of the motor part A is connected by an external inverter wiring 61 and a power cable 62, but moisture passes through the gap between the core wire 62 a and the sheath 62 b of the power cable 62 and enters the case 22 a of the motor part A. It is desirable to have a wiring structure as shown in FIG. 3 so as not to enter.
  • a terminal block 64 hermetically fixed to a case 22a by a sealing material 63 is provided, and the tip of the power cable 62 from the stator 23 is pulled out of the case via the terminal block 64, and the case 22a outside.
  • the outside air is prevented from entering the case 22a from the gap between the core wire 62a and the covering 62b of the power cable 62 disposed in the case.
  • terminal block 64 is pulled out into a sealed terminal box 65 provided on the outer surface of the case 22 a of the motor part A, and the terminal 66 of the power cable 62 to the inverter is connected to the terminal block 64 in the terminal box 65.
  • a coating 67 is applied to the gap between the core wire 62a and the sheath 62b of the power cable to prevent moisture from entering the inverter.
  • Wiring from the terminal box 65 to the outside is performed through a connector 68 having a sealed structure.
  • the motor unit A is fixedly connected to the stator 23 fixed to the case 22 a of the motor unit A, the rotor 24 disposed at a position facing the inner side of the stator 23 with a radial gap therebetween, and the inner side of the rotor 24. And a motor-side rotating member 24b that rotates integrally with the rotor 24.
  • the motor side rotating member 24b is rotatably supported by the rolling bearings 36a and 36b with respect to the case 22a of the motor portion A.
  • the motor side rotating member 24b 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.
  • the motor-side rotating member 24b has a hollow structure, and the input shaft 25 of the speed reduction portion B is fitted and fixed.
  • the input shaft 25 is provided with eccentric portions 25a and 25b.
  • the two eccentric portions 25a and 25b are provided with a 180 ° phase change in order to cancel the centrifugal force due to the eccentric motion.
  • the speed reduction part B is held at a fixed position on the case 22b of the speed reducing part B as curved members 26a, 26b as revolving members that are rotatably held by the eccentric parts 25a, 25b.
  • a plurality of outer pins 27 as outer peripheral engaging members that engage with each other, a motion conversion mechanism that transmits the rotational motion of the curved plates 26a and 26b to the wheel-side rotating member 28, and a counter at a position adjacent to the eccentric portions 25a and 25b.
  • Weight 29 is provided.
  • 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 hub wheel 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 input shaft 25 are rotatably supported by a rolling bearing 36c.
  • the curved plates 26 a and 26 b have a plurality of corrugated waves composed of trochoidal curves such as epitrochoids on the outer periphery, and a plurality of through holes 30 a 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 directly formed on the inner ring member having an inner raceway surface on the outer diameter surface of the eccentric portions 25a and 25b and the inner diameter surface of the through hole 30b of the curved plates 26a and 26b.
  • a cylindrical roller bearing comprising an outer raceway surface, a plurality of cylindrical rollers 44 disposed between the inner raceway surface and the outer raceway surface, and a retainer (not shown) that holds the spacing between adjacent cylindrical rollers 44. .
  • the outer pins 27 are provided at equal intervals on a circumferential track centering on the rotation axis of the input shaft 25.
  • the curved plates 26a and 26b revolve, the curved waveform and the outer pin 27 engage with each other to cause the curved plates 26a and 26b to rotate.
  • the outer pin 27 is rotatably supported with respect to the speed reduction unit housing 22b by a needle roller bearing. Thereby, the contact resistance between the curved plates 26a and 26b can be reduced.
  • 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.
  • needle roller bearings are provided at positions where they contact the inner wall surfaces of the through holes 30a of the curved plates 26a and 26b.
  • the through hole 30a is provided at a position corresponding to each of the plurality of inner pins 31, and the inner diameter dimension of the through hole 30a indicates the outer diameter dimension of the inner pin 31 ("maximum outer diameter including needle roller bearing"). It is set larger by a predetermined amount than the same).
  • the speed reduction part lubrication mechanism supplies lubricating oil to the speed reduction part B, and includes a lubricating oil passage 52, a lubricating oil supply port 53, a lubricating oil discharge port 54, a lubricating oil storage unit 55, and a rotary pump 51. And a circulating oil passage 56.
  • the lubricating oil passage 52 extends along the axial direction inside the input shaft 25.
  • the lubricating oil supply port 53 is provided in the eccentric portions 25a and 25b.
  • At least one place of the case 22b of the speed reduction part A at the position of the speed reduction part B is provided with a lubricating oil discharge port 54 for discharging the lubricating oil inside the speed reduction part B.
  • a circulating oil passage 57 that connects the lubricating oil discharge port 54 and the lubricating oil passage 52 is provided inside the case 22 a of the motor portion A. Then, the lubricating oil discharged from the lubricating oil discharge port 54 returns to the lubricating oil path 52 via the circulating oil path 57.
  • the wheel hub bearing portion C includes a hub wheel 32 to which the wheel 14 fixedly connected to the wheel-side rotating member 28 is attached, and a fixed wheel 33 that rotatably holds the hub wheel 32 with respect to the case 22b of the speed reduction unit B. .
  • the hub wheel 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 hub wheel 32. Then, the wheel-side rotating member 28 is screwed to the inner diameter surface of the hub wheel 32, and both ends are fastened by fastening the tip with a nut 32d.
  • the hub wheel 32 has a wheel mounting flange 32b integrally formed on the outer surface of the hollow portion 32a.
  • An outer raceway surface is integrally formed on the outer diameter surface of the hollow portion 32a on the outer side of the vehicle, and an inner ring 32e having an inner raceway surface on the outer surface is fitted to the outer diameter surface of the hollow portion 32a on the inner side of the vehicle. is doing.
  • the fixed ring 33 has an outer raceway surface and an inner raceway surface facing the outer raceway surface and the inner raceway surface of the hub ring 32 on the inner peripheral surface, and a fixing flange 33a on the outer peripheral surface.
  • a double-row ball 34 is accommodated between the outer raceway surface and the inner raceway surface of the hub wheel 32 and the fixed ring 33 facing each other.
  • the fixing flange 33 a of the fixed wheel 33 and the case 22 b of the speed reduction part B are fastened by a bolt 71. Further, the case 22 b of the speed reduction part B and the case 22 a of the motor part A are fastened by bolts 72.
  • a double-row ball 34 is accommodated between the outer raceway surface and the inner raceway surface of the hub wheel 32 and the fixed ring 33 facing each other.
  • an outer side seal member 74 and an inner side seal member 73 are installed on the outer side and the inner side of the hub wheel 32 and the fixed wheel 33 in which double rows of balls 34 are accommodated, and the outer side seal.
  • the space between the hub wheel 32 and the fixed wheel 33 is sealed by the member 74 and the inner side sealing member 73, and the grease of the balls 34 is filled in this sealed space.
  • the inside of the apparatus has a sealed structure, but the amount of lubricating oil sealed in the apparatus is preferably 1 ⁇ 2 or less of the internal volume.
  • 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. Thereby, when the motor side rotation member 25 connected to the rotor 24 rotates, the curved plates 26 a and 26 b revolve around the rotation axis of the input shaft 25. At this time, 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. Further, by providing the needle roller bearings on the outer pin 27 and the inner pin 31, the frictional resistance between the curved plates 26a and 26b is reduced, so that the transmission efficiency of the speed reducing portion B is improved.
  • the unsprung weight can be suppressed.
  • the electric vehicle 11 having excellent running stability can be obtained.
  • the present invention is not limited to this, and the lubricating oil supply port 53 can be provided at any position of the input shaft 25.
  • the two curved plates 26a and 26b of the speed reduction unit B are provided with 180 ° phase shifts.
  • the number of the curved plates can be arbitrarily set. When three are provided, it is preferable to change the phase by 120 °.
  • the motion conversion mechanism in the above-described 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 rotation member.
  • a radial gap motor is adopted as the motor unit 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 disposed at a position facing the inner side of the stator with a gap in the axial direction.
  • the present invention is not limited to this, and any reduction mechanism can be adopted.
  • a planetary gear reduction mechanism, a parallel shaft gear reduction mechanism, or the like is applicable.
  • this invention is applicable also in the in-wheel motor unit (motor direct drive) without a reduction gear.
  • the electric vehicle 11 shown in FIG. 4 showed the example which used the rear wheel 14 as the driving wheel, it is not restricted to this,
  • the front wheel 13 may be used as a driving wheel and 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

　装置内部の水分の存在により、インホイールモータ駆動装置が受ける悪影響を改善することを課題とするものである。車輪ハブ軸受部を備える車輪の駆動力を発生する駆動装置を前記車輪内に有するインホイールモータ駆動装置において、前記駆動装置の車輪ハブ軸受部を除く部分を密閉構造のケース２２内に収納して、駆動装置内を外気と遮断し、必要に応じてケース２２内の空気を不活性ガスと置換することにより、ケース２２内の結露を防止し、ケース２２内の水分の存在による悪影響を改善した。

Description

インホイールモータ駆動装置
　この発明は、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２００５－３２４７２２号公報（特許文献１）に記載されている。
　図７に示すインホイールモータ駆動装置１０１は、モータ側回転部材１０６を回転駆動するモータ部１０３と、前記モータ側回転部材１０６の回転を減速して車輪側回転部材１０８に伝達する減速部１０５と、前記車輪側回転部材１０８に固定連結される車輪ハブ１０９を有する車輪ハブ軸受部１０４とを備えている。
　上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１のモータ部１０３には、装置内の圧力を一定に保つために、ブリーザ装置１１０が設置されている。
特開２００５－３２４７２２号公報
　ところで、上記ブリーザ装置１１０は、モータ部１０３のケース１０７に設置されているため、飛び石等で破損する恐れがある。
　ブリーザ装置１１０は、装置内部と外部との換気手段であるため、ブリーザ装置１１０が破損すると、ブリーザ装置１１０から装置内部に水が浸入し、モータ部１０３がショートしたり、減速部１０５を構成する部材に錆が発生したりする可能性がある。
　また、装置内部に水分が存在すると、その水分が装置内で結露し、装置内に水が溜まる可能性が生じる。
　装置内に水が溜まると、循環する潤滑油の潤滑性能が劣化し、長期的には、減速部１０５を構成する歯車歯面や軸受部の破損につながる懸念がある。
　そこで、この発明は、インホイールモータ駆動装置の水分の存在による悪影響を改善することを課題とするものである。
　前記の課題を解決するために、この発明は、車輪ハブ軸受部を備える車輪の駆動力を発生する駆動装置を前記車輪内に有するインホイールモータ駆動装置において、前記駆動装置の車輪ハブ軸受部を除く部分を密閉構造のケース内に収納したことを特徴とする。
　このように、駆動装置を覆うケースを密閉構造とすることにより、駆動装置内が外気と遮断されるため、ケース内の結露を防止することができ、ケース内の水分の存在による悪影響を改善することができる。
　前記ケース内の空気を不活性ガスによって置換することがより好ましい。
　不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスを使用することができる。
　前記ケースがケース本体と蓋部材によって構成されている場合、ケース本体と蓋部材との間にシール部材を配置することにより、ケースを密閉構造にすることができる。
　前記シール部材としては、Ｏリング等のガスケットや液状ガスケット、あるいはその両方を使用することができる。
　前記駆動装置としては、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る車輪ハブを有する車輪ハブ軸受部とを備えたものを使用することができ、その場合には、前記モータ部と減速部を覆うケースと、車輪ハブ軸受部との間にシール部材を配置して、装置内を密閉構造にする。
　また、車輪ハブ軸受部の内部を密閉構造とすることにより、車輪ハブ軸受部の内部と、前記モータ部の内部、及び減速部の内部の潤滑油を共通にすることができる。
　前記モータ部のステータの電源ケーブルは、外部のインバータと接続しなければならないので、この電源ケーブルからの外気の侵入を防止するために、ケースに対して密閉固定された端子台を設け、この端子台を介してステータからの電源ケーブルの先端をケース外部に配置し、外気がケース内に浸入しないようにすることが好ましい。
　さらに、前記端子台をモータ部のケースの外面に設けた密閉構造の端子ボックス内に設け、この端子ボックス内の端子台に、インバータへの配線ケーブルを接続し、この配線ケーブルの芯線と被覆の間にコーティングを施してインバータ内に水分が浸入しないようにすることもできる。
　この発明は、以上のように、駆動装置を覆うケースを密閉構造にすることにより、駆動装置内が外気と遮断されるため、ケース内の結露を防止することができ、ケース内の水分の存在による悪影響を改善することができる。
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の概略断面図である。 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の概略断面図である。 電源ケーブルの引き出し例を示す部分詳細図である。 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４の電気自動車後方から見た図である。 図１の実施形態の減速部の概略縦断面図である。 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４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５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、懸架装置（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。
　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ーが設けられる。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のが望ましい。
　この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａ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の小型・軽量化が求められる。
　インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように、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からの出力を駆動輪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、密閉構造のケース２２内に収容されて、図５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。
　ケース２２には、従来のように、ブリーザ装置を設けずに、密閉構造として外気と遮断するようにして、ケース２２内で結露が生じないようにしている。前記ケース２２内の空気を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスによって置換してもよい。
　ケース２２内を密封構造とするために、モータ部Ａのケース２２ａと減速部Ｂのケース２２ｂとの間には、Ｏリング２２ｃが装着され、両者の間を密封している。
　また、車輪ハブ軸受部Ｃの固定用フランジ３３ａが装着される減速部Ｂのケース２２ｂのアウター側の端面にもＯリング２２ｄが装着され、減速部Ｂのケース２２ｂと車輪ハブ軸受部Ｃとの間も気密性が保持されている。
　上記モータ部のケース２２ａは、モータ部Ａの外周面を覆うケース本体２２ａａと蓋部材２２ａｂとからなり、両者の間もＯリング２２ｅが装着され、両者間の密封が図られている。
　また、蓋部材２２ａｂの中央部が別体の蓋部材２２ａｃによって構成され、蓋部材２２ａｂと別体の蓋部材２２ａｃとの間も、Ｏリング２２ｄが装着され、両者間の密封が図られている。
　モータ部Ａのステータ２３は、外部のインバータの配線６１と電源ケーブル６２によって接続されるが、電源ケーブル６２の芯線６２ａと被覆６２ｂの間の隙間を通って水分がモータ部Ａのケース２２ａ内に浸入しないように、図３に示すような、配線構造にすることが望ましい。
　図３に示す配線構造は、ケース２２ａにシール材６３によって密閉固定された端子台６４を設け、この端子台６４を介してステータ２３からの電源ケーブル６２の先端をケース外部に引き出し、ケース２２ａ外部に配置された電源ケーブル６２の芯線６２ａと被覆６２ｂの間の隙間から外気がケース２２ａ内に浸入しないようにしている。
　さらに、端子台６４をモータ部Ａのケース２２ａの外面に設けた密閉構造の端子ボックス６５内に引き出し、この端子ボックス６５内の端子台６４に、インバータへの電源ケーブル６２の端子６６を接続し、この電源ケーブルの芯線６２ａと被覆６２ｂの間の隙間にコーティング６７を施してインバータ内に水分が浸入しないようにしている。
　端子ボックス６５から外部への配線は、密封構造のコネクタ６８を介して行われている。
　モータ部Ａは、モータ部Ａのケース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２４ｂとを備えるラジアルギャップモータである。モータ側回転部材２４ｂは、モータ部Ａのケース２２ａに対して転がり軸受３６ａ、３６ｂによって回転自在に支持されている。
　モータ側回転部材２４ｂ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にかけて配置されている。モータ側回転部材２４ｂは、中空構造で、減速部Ｂの入力軸２５が嵌合固定され、入力軸２５には偏心部２５ａ、２５ｂが設けられている。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°位相を変えて設けられている。
　減速部Ｂは、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、減速部Ｂのケース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はハブ輪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と入力軸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６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。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を有する内輪部材と、曲線板２６ａ、２６ｂの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面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、入力軸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。ここで、外ピン２７は、針状ころ軸受によって減速部ハウジング２２ｂに対して回転自在に支持されている。これにより、曲線板２６ａ、２６ｂとの間の接触抵抗を低減することができる。
　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。
　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が設けられている。
　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５２と、潤滑油給油口５３と、潤滑油排出口５４と、潤滑油貯留部５５と、回転ポンプ５１と、循環油路５６とを備える。
　潤滑油路５２は、入力軸２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油供給口５３は、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
　また、減速部Ｂの位置における減速部Ａのケース２２ｂの少なくとも１箇所には、減速部Ｂの内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口５４が設けられている。また、潤滑油排出口５４と潤滑油路５２とを接続する循環油路５７がモータ部Ａのケース２２ａの内部に設けられている。そして、潤滑油排出口５４から排出された潤滑油は、循環油路５７を経由して潤滑油路５２に還流する。
　車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪１４を取付けるハブ輪３２と、ハブ輪３２を減速部Ｂのケース２２ｂに対して回転自在に保持する固定輪３３とを備える。ハブ輪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によって車輪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、ハブ輪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、ハブ輪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。
　ハブ輪３２は、中空部３２ａの外面に車輪取付けフランジ３２ｂが一体形成されている。中空部３２ａの車両アウター側の外径面には、アウター側軌道面が一体に形成され、中空部３２ａの車両インナー側の外径面に、外面にインナー側軌道面を有する内輪３２ｅを嵌合している。
　固定輪３３は、内周面に、ハブ輪３２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有し、外周面に、固定用フランジ３３ａを有する。
　ハブ輪３２と固定輪３３の対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面間には、複列の玉３４が収容されている。
　固定輪３３の固定用フランジ３３ａと減速部Ｂのケース２２ｂとは、ボルト７１によって締結されている。また、減速部Ｂのケース２２ｂとモータ部Ａのケース２２ａとは、ボルト７２によって締結されている。
　ハブ輪３２と固定輪３３の対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面間には、複列の玉３４が収容されている。
　図１の実施形態では、複列の玉３４が収容されたハブ輪３２と固定輪３３のアウター側とインナー側に、アウター側シール部材７４とインナー側シール部材７３とが設置され、アウター側シール部材７４とインナー側シール部材７３によってハブ輪３２と固定輪３３との間が密封され、この密封空間に玉３４のグリースが充填されている。
　図２の実施形態では、アウター側シール部材７４のみを配置し、インナー側シール部材７３を省略し、減速部Ｂの潤滑油がハブ輪３２と固定輪３３の間の供給されるようにして、減速部Ｂの潤滑油を車輪ハブ軸受部Ｃの潤滑に利用している。
　なお、この発明では、装置内部を密封構造にしているが、装置内部に封入する潤滑油の油量は、内部容積の１／２以下にするのが望ましい。
　以下、インホイールモータ駆動装置２１の作動原理について説明する。
　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は入力軸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、入力軸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、駆動輪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８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に針状ころ軸受を設けたことにより、曲線板２６ａ、２６ｂとの間の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、ばね下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車１１を得ることができる。
　また、上記の実施形態においては、潤滑油供給口５３を偏心部２５ａ、２５ｂに設けた例を示したが、これに限ることなく、入力軸２５の任意の位置に設けることができる。ただし、転がり軸受４１に安定して潤滑油を供給する観点からは、潤滑油供給口５３は偏心部２５ａ、２５ｂに設けるのが望ましい。
　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°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°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で発電しても良い。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。また、この発明は、減速機がないインホイールモータユニット（モータダイレクト駆動）においても適用可能である。
　さらに、図４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。
２１　インホイールモータ駆動装置
Ａ　モータ部
Ｂ　減速部
Ｃ　車輪ハブ軸受部
２２　ケース
２２ａ　ケース
２２ａａ　ケース本体
２２ａｂ　蓋部材
２２ａｃ　蓋部材
２２ｂ　ケース
２２ｃ　Ｏリング
２２ｄ　Ｏリング
２２ｅ　Ｏリング
３２　ハブ輪
３３　固定輪
６２　電源ケーブル
６２ａ　芯線
６２ｂ　被覆
６３　シール材
６４　端子台
６５　端子ボックス
６６　シール部材
６７　コーティング
６８　コネクタ

Claims (9)

  1. 　車輪ハブ軸受部を備える車輪の駆動力を発生する駆動装置を前記車輪内に有するインホイールモータ駆動装置において、前記駆動装置の車輪ハブ軸受部を除く部分を密閉構造のケース内に収納したことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
  2. 　前記ケース内の空気を不活性ガスによって置換されている請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
  3. 　前記ケースがケース本体と蓋部材からなり、ケース本体と蓋部材との間にシール部材が配置されている請求項１又は２記載のインホイールモータ駆動装置。
  4. 　前記シール部材が、ガスケット又は液状ガスケットの少なくとも一つからなる請求項３記載のインホイールモータ駆動装置。
  5. 　前記駆動装置が、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る車輪ハブを有する車輪ハブ軸受部とを備える請求項１～４記載のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  6. 　前記モータ部と減速部を覆うケースと、車輪ハブ軸受部との間にシール部材を配置した請求項５記載のインホイールモータ駆動装置。
  7. 　車輪ハブ軸受部の内部を密閉構造とし、車輪ハブ軸受部の内部と、前記モータ部の内部、及び減速部の内部の潤滑油を共通にした請求項５記載のインホイールモータ駆動装置。
  8. 　前記モータ部のケースに、ケースに対して密閉固定された端子台を設け、この端子台を介してステータからの電源ケーブルの先端をケース外部に配置した請求項１～７記載のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
  9. 　前記端子台をモータ部のケースの外面に設けた密閉構造の端子ボックス内に設け、この端子ボックス内の端子台に、インバータへの配線ケーブルを接続し、この配線ケーブルの芯線と被覆の間にコーティングを施してインバータ内に水分が浸入しないようにした請求項８に記載のインホイールモータ駆動装置。
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