インホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置
【課題】複数の曲線板において伝達トルクを均一にすることができるインホイールモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材２６ｌ，２６ｍ，２６ｎと、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材３１とを有する。内側係合部材の内ピンカラー３１ｂは、複数の公転部材とそれぞれ当接し、先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄｌが根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄｎよりも大きくなるよう形成される。
【解決手段】減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材２６ｌ，２６ｍ，２６ｎと、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材３１とを有する。内側係合部材の内ピンカラー３１ｂは、複数の公転部材とそれぞれ当接し、先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄｌが根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄｎよりも大きくなるよう形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロイド減速機構を備えたインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置に関し、特にサイクロイド減速機構の構成部品になる内側係合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開２００６−２５８２８９号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、駆動モータと、この駆動モータから駆動力を入力されて回転数を減速して車輪側に出力する減速機と、減速機の出力軸と結合する車輪のハブ部材とが同軸かつ直列に配列されている。この減速機はサイクロイド減速機構であることから、従来の減速機として一般的な遊星歯車式減速機構と比較して高減速比が得られる。したがって、駆動モータの要求トルクを小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置のサイズおよび重量を低減することができるという点で頗る有利である。
【０００３】
このサイクロイド減速機構は、車輪側回転部材と結合する内ピンと、モータと同じ高回転数で公転するとともに低回転数で自転する曲線板を備える。そして内ピンが曲線板の自転を取り出すことにより、回転数を減速して車輪側回転部材へ伝達する。また、２枚の曲線板の位相が１８０度異なるよう配置されているため、半径方向の遠心力を釣り合わせることができる。また、複数本の内ピンが曲線板と係合することから、伝達トルクを複数本の内ピンで分散して伝達することが可能になり、内ピン１本当たりの伝達トルクを軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、更に改善すべき点があることを本発明者は見出した。つまり、回転軸線と平行に延在する内ピンは、車輪側回転部材に片持ち支持される構造であるため、荷重作用点における弾性変形、すなわち内ピンたわみ量、は軸線方向位置により異なる。
【０００６】
図８は、トルク伝達中の内ピンと曲線板との係合部分を軸線方向からみた様子を拡大して示す説明図である。図９はトルク伝達中の内ピンの側面を表し、理解を容易にするため内ピンの弾性変形を誇張して描いた説明図である。図８に示すように、偏心部材１０１の外周に回転自在に支持されて回転軸線の周りを公転する曲線板１０２は、外ピン１０３と係合しながら自転し、曲線板１０２の孔１０４と係合する内ピン１０５にトルク伝達を行う。この自転によるトルク伝達中に内ピン１０５は曲線板１０２から荷重Ｆを受ける。車輪側回転部材１０６に片持ち支持される内ピン１０５は、図９に示すように荷重Ｆにより弾性変形（たわみ変形）する。
【０００７】
このため図９に示すように、同じ荷重Ｆであっても、車輪側回転部材１０６に近い根元側では弾性変形量が小さく、車輪側回転部材１０６から遠い先端側では弾性変形量が大きいことがわかる。
【０００８】
また曲線板は、回転軸線方向に２枚配列されている。かかる従来の記載のインホイールモータ駆動装置の他、円滑なトルク伝達を実現するため３枚以上の曲線板を軸線方向に複数配列する構成が採用される場合もある。多数枚の曲線板を有する場合、回転軸線と平行に延在する内ピンは、弾性変形量が異なる根元側および先端側でそれぞれの曲線板と係合する。
【０００９】
かかる理由により、従来のインホイールモータ駆動装置では、内ピンの弾性変形量の差異により曲線板からの伝達トルクに差異が生じてしまうという問題が生じる。つまり、車輪側回転部材に近い方（根元側）の曲線板が伝達する伝達トルクが、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の曲線板が伝達する伝達トルクよりも大きくなってしまい、複数の曲線板の間で伝達トルクの不均一が生じてしまう。
【００１０】
各曲線板が伝達するトルクは等しいことが望ましい。しかしながら各曲線板の伝達トルクが異なると、減速機構の耐久性および振動性能が低下する。
【００１１】
本発明は、上述の実情に鑑み、複数の曲線板において曲線板の伝達トルクを均一にすることができるインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、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、車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００１３】
かかる本発明によれば、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。つまり、１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、車輪側回転部材に近い方（根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００１４】
ピン形状の内側係合部材は、公転部材とすべり接触するものであってもよいが、好ましくは公転部材と転がり接触するよう構成される。すなわち、内側係合部材は、根元側が車輪側回転部材と結合し軸線方向に延在する円柱形状の内ピンと、内周が内ピンの外周に回転自在に支持される環状体であって外周が複数の公転部材とそれぞれ当接する複数の内ピンカラーとを含み、複数の内ピンカラーは、軸線方向に配列され、内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きい。かかる実施形態によれば、内ピンの外周に回転自在に支持される内ピンカラーが転がり軸受の構成部品となり、内側係合部材が公転部材と転がり接触することから、フリクションロスを低減することができる。しかも内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きいことから、車輪側回転部材に近い方（内ピン根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（内ピン先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００１５】
本発明は一実施形態に限定されるものではないが、内ピンカラーの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成されてもよい。かかる実施形態によれば、内ピンカラーの軸線方向両端部の外径寸法が軸線方向中央部の外径寸法よりも小さくなることから、内ピンカラーの外周面にエッジロードが作用することを防止することが可能になり、内側係合部材の長寿命化に資する。
【００１６】
本発明は一実施形態に限定されるものではないが、具体例として、内ピンカラーの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ円弧状に形成される。
【００１７】
また本発明による車両用モータ駆動装置は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、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、車輪側回転部材の回転を複数の車輪へ駆動伝達する差動装置とを備え、減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００１８】
かかる本発明によれば、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。つまり、１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、車輪側回転部材に近い方（根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明は、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、内側係合部材根元側に位置する１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、内側係合部材先端側に位置する他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができ、すべての公転部材の耐久性を略等しくして減速部の長寿命化に資する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図である。
【図４】同実施例の内ピンカラーを１個取り出し、軸線を含む平面で切断した様子を示す説明図である。
【図５】同実施例の内ピンカラーを内ピンの軸線方向に３個配列した状態を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す内ピンおよび内ピンカラーのトルク伝達中の様子を示す縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施例になる車両用モータ駆動装置を示す展開断面図である。
【図８】トルク伝達中の内ピンと曲線板との係合部分を軸線方向からみた様子を拡大して示す説明図である。
【図９】トルク伝達中の内ピンの側面を表し、理解を容易にするため内ピンの弾性変形を誇張して描いた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図３は図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図である。
【００２３】
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駆動装置としてのモータ部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からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａはモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータカバー２２ｔに収納され、減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂに収納され、車輪ハブ軸受部Ｃは減速部ケーシング２２ｂに固定された軸受部ケーシング２２ｃに回転自在に支持されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。これらモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、モータカバー２２ｔ、減速部ケーシング２２ｂ、および軸受部ケーシング２２ｃは相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。
【００２４】
モータ部Ａは、円筒形状のモータケーシング２２ａの内周に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内径側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の中心に固定連結されてロータ２４と一体回転する回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。
【００２５】
回転軸３５の端部は、転がり軸受６３を介してモータカバー２２ｔに回転自在に支持される。また回転軸３５の反対側の端部は、転がり軸受６２を介してポンプケーシング２２ｐに回転自在に支持されるとともに減速部入力軸２５の一端と結合する。モータカバー２２ｔはモータケーシング２２ａの一方端の開口を閉塞する円盤形状の部材であり、モータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の端部でもある。ポンプケーシング２２ｐはモータケーシング２２ａの他方端の開口を閉塞する円盤形状の部材であり、後述するオイルポンプ５１を備える。
【００２６】
減速部Ｂは、回転軸３５と結合する減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５に結合した第１偏心部材２５ｌ、第２偏心部材２５ｍ、および第３偏心部材２５ｎと、これら第１偏心部材〜第３偏心部材２５ｌ〜２５ｎにそれぞれ回転自在に保持される公転部材としての第１曲線板２６ｌ、第２曲線板２６ｍ、および第３曲線板２６ｎと、これら曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎ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、外ピン２７の両端を支持する減速部ケーシング２２ｂと、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材としての内ピン３１と、内ピン３１と結合する車輪側回転部材２８と、曲線板２６ｌ，２６ｍ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ｌ，２６ｍの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー２９と、曲線板２６ｍ，２６ｎ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ｍ，２６ｎの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー３０と、内ピン３１と係合しオイルポンプ５１を駆動する回転部材６１とを有する。
【００２７】
減速部入力軸２５は、外径寸法、すなわち太さが一定であり、偏心する部分を有しない。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の一端は、軸受６４を介して、後述する車輪側回転部材２８の端部に回転自在に支持される。またモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の他端は回転軸３５の一端と結合する。これら両端間で、減速部入力軸２５の外周には、回転軸線Ｏから直角方向に偏心して偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎが嵌合固定される。３個の円盤形状の偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎは、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、回転軸線Ｏと中心として周方向１８０度位相を変えて設けられている。
【００２８】
つまり、ロータ２４に近い側に配置された第１偏心部材２５ｌと、ロータ２４から遠い側に配置された第３偏心部材２５ｎは、同位相に設けられる。これに対し、第１偏心部材２５ｌと第３偏心部材２５ｎとの間に配置された第２偏心部材２５ｍは、第１偏心部材２５ｌおよび第３偏心部材２５ｎに対し１８０度位相を変えて設けられている。回転軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成する。
【００２９】
図２を参照して、第２偏心部材２５ｍの外周には第２曲線板２６ｍが同心円状に取り付けられている。第２曲線板２６ｍは、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て径方向に窪んだ複数の曲線凹部を有し、これら曲線凹部が後述する外ピン２７と係合する。また第２曲線板２６ｍは一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。
【００３０】
円盤形状の第２偏心部材２５ｍの中心Ｘｍは、曲線板２６ｍの自転軸心でもあり、軸線Ｏから偏心した位置に設けられている。
【００３１】
貫通孔３０ａは、第２曲線板２６ｍの自転軸心Ｘｍを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内ピン３１をそれぞれ受入れる。内ピン３１の外周には針状ころ軸受３１ａが設けられており、これにより内ピン３１の外周が貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する。また、貫通孔３０ｂは、第２曲線板２６ｍの中心Ｘｍに設けられており、第２曲線板２６ｍの内周になる。貫通孔３０ｂの内周面と第２偏心部材２５ｍの外周面との間には転がり軸受４１を介在させる。第２曲線板２６ｍは、転がり軸受４１を介して、第２偏心部材２５ｍの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００３２】
この転がり軸受４１は、第２偏心部材２５ｍの外周面に嵌合する内輪部材４２と、複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備え、貫通孔３０ｂの孔壁面を外側軌道面とする円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２は、ころ４４が転走する内輪部材４２の内側軌道面４２ａを軸線Ｏ方向に挟んで向かい合う１対の鍔部をさらに有し、ころ４４を１対の鍔部間に保持する。
【００３３】
これまで第２曲線板２６ｍを代表して説明してきたが、第１曲線板２６ｌも同様に第１偏心部材２５ｌの外周に同心円状に取り付けられている。第３曲線板２６ｎも同様に第３偏心部材２５ｎの外周に同心円状に取り付けられている。なお、第１曲線板２６ｌおよび第３曲線板２６ｎも転がり軸受４１でそれぞれ回転自在に支持され、具体的には深溝玉軸受で支持される。本明細書において、曲線板２６と記載する場合、第１曲線板２６ｌ〜第３曲線板２６ｎの少なくともいずれかを指す。
【００３４】
説明を図１に戻すと、複数の内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延び、モータ部Ａから遠い側にある根元側で車輪側回転部材２８に共通に片持ち支持される。車輪側回転部材２８は、軸線Ｏに沿って延びる軸部２８ｂと、軸部２８ｂの端部に形成されて内ピン３１の根元と結合するフランジ部２８ａとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸線Ｏ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。軸部２８ｂの外周面には、後述する車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が固定されている。
【００３５】
フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の先端には、円環状の回転部材６１が係合する。回転部材６１は、複数の内ピン３１先端と係合するフランジ形状の円環部６１ｂと、円環部６１ｂの内径部分から軸線Ｏ方向にモータ部Ａへ延びる円筒部６１ｃとを含む。回転部材６１の中央孔には、減速部入力軸２５と回転軸３５との結合部が挿通される。円筒部６１ｃの先端は、オイルポンプ５１を駆動結合する。車輪側回転部材２８とともに複数の内ピン３１が回転すると、回転部材６１が内ピン３１に連れ回されてオイルポンプ５１を駆動する。オイルポンプ５１はインホイールモータ駆動装置２１の内部に潤滑油を循環させる。
【００３６】
曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの外周と係合する外ピン２７は、減速部入力軸２５の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられる。そして、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎが偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎに連れ回されて公転運動すると、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに自転運動を生じさせる。
【００３７】
なお、減速部ケーシング２２ｂ内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂに直接保持されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁に嵌合固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を外ピン保持部４５に回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３８】
インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、ケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成するのが望ましい。
【００３９】
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ハブ３２と、車輪ハブ３２を回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３と、車輪ハブ軸受３３を支持する軸受部ケーシング２２ｃとを備える。車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、その外輪が円筒形状の軸受部ケーシング２２ｃの内周に嵌合固定され、その内輪が車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ３２は、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂを受け入れる円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの減速部Ｂから遠い側の軸線Ｏ方向端に形成されたフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。
【００４０】
上記構成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。
【００４１】
モータ部Ａは、例えば、ステータ２３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、磁性体または永久磁石を含むロータ２４が回転する。これにより、ロータ２４に接続された回転軸３５が回転すると、回転軸３５とともに減速部入力軸２５が回転し、減速部入力軸２５と結合する偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎが軸線Ｏを中心として偏心運動する。
【００４２】
そうすると曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎはモータ側回転部材の回転軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの外周に形成された曲線凹部と転がり接触しつつ係合して、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００４３】
貫通孔３０ａに挿通される針状ころ軸受３１ａの内ピンカラー３１ｂ外周は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する。これにより、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎ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。
【００４４】
このとき、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転を取り出す。減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺＡ、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図２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。これにより、減速部入力軸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、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００４５】
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を外ピン保持部４５に対して回転自在とし、内ピン３１の曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに当接する位置にそれぞれ針状ころ軸受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。
【００４６】
本実施例に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車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を得ることができる。
【００４７】
また、本実施例においては、車輪側回転部材２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎ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。
【００４８】
なお、本実施例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。
【００４９】
また、本実施例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を駆動させてもよいし、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
【００５０】
図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図であって内ピンを拡大して示す縦断面図である図３を参照して、回転軸線Ｏと平行に延在するピン形状の内ピン３１は、根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに係合してこれら曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材である。
【００５１】
内ピン３１の外周は前述した針状ころ軸受３１ａが軸線方向に３個配設されている。３個の針状ころ軸受３１ａはそれぞれ、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに対応する軸線方向位置に設けられている。したがって、針状ころ軸受３１ａの外輪になる内ピンカラー３１ｂは、軸線方向に３個配列され、内周が内ピン３１の外周に回転自在に支持される環状体であって外周が曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎとそれぞれ当接する。すなわち、内ピン３１根元側の内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄn）は曲線板２６ｎの貫通孔３０ａ内周面と当接する。内ピン３１先端側の内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄl）は曲線板２６ｌの貫通孔３０ａ内周面と当接する。これら内ピンカラーの間に位置する残りの内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄm）は曲線板２６ｍの貫通孔３０ａ内周面と当接する。なお、これら添え字のl，m，nは当接する曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに対応する。
【００５２】
軸線Ｏ方向に配列された３個の内ピンカラー３１ｂは、互いに対向する矢印で示されるこれら３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法をＤｌ，Ｄm，Ｄnとして、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄlが内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄmよりも大きい。また、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄmが内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄnよりも大きい。
【００５３】
つまり、これら３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法Ｄｌ，Ｄm，Ｄnは、Ｄｌ＞Ｄm＞Ｄnを満たし、内ピン３１の根元側から先端側に向かうにつれて内ピンカラー３１ｂの外径寸法が大きくなるのである。本実施例になる曲線板２６と内ピンカラー３１bとの３個の組み合わせの他、かかる組み合わせが２個であったり、４個以上であったりしても同様である。
【００５４】
内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される。例えば、円筒体の内ピンカラー３１ｂにおいて軸線方向両端に例えば角度４５度のテーパ状の面取りを設ける。
【００５５】
あるいは、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される。図４は、１個の内ピンカラー３１ｂを取り出し、軸線を含む平面で切断した様子を示す説明図である。具体例として図４に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ半径Ｒの円弧状に形成される。ここでＲは、内ピンカラー３１ｂの外径Ｄよりもはるかに大きいことから、内ピンカラー３１ｂの外周面はほぼ円筒側面に近い緩やかな球帯である。なお、外径Ｄは、３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法Ｄｌ，Ｄm，Ｄnをそれぞれ意味する。
【００５６】
図５は、上述した内ピンカラー３１ｂを内ピン３１の軸線方向に３個配列した状態を示す縦断面図であり、図３に対応する。３個の内ピンカラー３１ｂの外径Ｄｌ，Ｄｍ，Ｄｎは互いに対向する矢印で示される。図５では、これら外径Ｄｌ，Ｄｍ，Ｄｎがそれぞれ異なることが容易に理解できるよう、Ｄｎ＜Ｄｍ＜Ｄｌを誇張して描いている。本実施例によれば、内ピン３１の先端側に位置する内ピンカラー３１ｂの外径寸法が、内ピン３１の根元側に位置する内ピンカラー３１ｂの外径寸法も大きくなるよう形成されることが理解される。
【００５７】
次に本実施例になる３個の内ピンカラー３１ｂの作用を説明する。
【００５８】
図６は、図５に示す内ピン３１および内ピンカラー３１ｂのトルク伝達中の様子を示す縦断面図であり、理解を容易にするため内ピン３１の弾性変形を誇張して描いた説明図である。内側係合部材の外周になる内ピンカラー３１ｂは、内ピン先端側の外径寸法が内ピン根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内ピン３１が図６に示すように弾性変形しても、一点鎖線で示すように１の曲線板２６ｎ（図６には示さず）に当接する根元側内ピンカラー３１ｂの当接点と、他の曲線板２６ｌ（図６には示さず）に当接する先端側内ピンカラー３１ｂの当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。さらに、３個以上の曲線板２６に対応して３個以上の内ピンカラー３１ｂが設けられる本実施例では、一点鎖線で示すように軸線方向中央の曲線板２６ｍ（図６には示さず）に当接する中央部の内ピンカラー３１ｂの当接点と、他の内ピンカラー３１ｂの当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。
【００５９】
これにより、１の曲線板２６ｎ（図６には示さず）から根元側内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｎと、他の曲線板２６ｌ（図６には示さず）から先端側内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｌが略同じとなり、軸線方向中央部の曲線板２６ｍ（図６には示さず）から内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｍが略同じとなる。
【００６０】
したがって、車輪側回転部材２８に近い方（根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の曲線板２６ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、中央部に配置された曲線板２６ｍが伝達する伝達トルクも他の曲線板２６ｌ，２６ｎが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となる。この結果、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００６１】
したがって本実施例によれば、すべての曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎおよびそれぞれに対応する内ピンカラー３１ｂの耐久性を略等しくして減速部Ｂの長寿命化に資する。
【００６２】
また本実施例によれば、内ピン３１と、内ピン３１の軸線方向に配列された３個の針状ころ軸受３１ａが内側係合部材を構成することから、３個の針状ころ軸受３１ａが３個の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎと転がり接触してフリクションロスを低減することができる。
【００６３】
しかも、針状ころ軸受３１ａの構成部品として内ピン３１の外周に回転自在に支持される３個の内ピンカラー３１ｂが、軸線方向に配列され、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラー３１ｂの外径寸法が内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラー３１ｂの外径寸法よりも大きいことから、車輪側回転部材２８に近い方（内ピン３１根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材２８から遠い方（内ピン３１先端側）の曲線板２８ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００６４】
なお図示はしなかったが、針状ころ軸受３１ａを備えず、内ピン３１が複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎとすべり接触する実施例の場合、内ピン３１先端側の外径寸法が内ピン３１根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００６５】
また本実施例では図４〜図６に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成されることから、内ピンカラー３１ｂの外周面にエッジロードが作用することを防止することが可能になり、内ピンカラー３１ｂの長寿命化に資する。
【００６６】
また本実施例では図４に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ半径Ｒの円弧状に形成される。これにより、内ピン３１の弾性変形挙動に追従しつつ内ピンカラー３１ｂの外周が貫通孔３０ａの内周と当接することが可能になり、荷重Ｆの変化により内ピン３１のたわみ量が変化しても、曲線板２６からの荷重を好適に受け持つことができる。したがって、減速部Ｂの耐久性および長寿命化に有利である。
【００６７】
次に本発明の他の実施例を説明する。図７は本発明の他の実施例になる車両用モータ駆動装置を示す展開断面図である。かかる他の実施例につき、図１〜図６に示す実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
【００６８】
他の実施例になる車両用モータ駆動装置７１は、図７に示すように、モータ部Ａとサイクロイド減速機になる減速部Ｂとをそれぞれ１個ずつ備え、減速部Ｂに隣接配置されたディファレンシャルギヤ装置７２をさらに備える。
【００６９】
ディファレンシャルギヤ装置７２は、リングギヤ７５と、ディファレンシャルギヤケース７６と、ピニオンメートシャフト７７と、１対のピニオンメートギヤ７８，７９と、２個のサイドギヤ８２，８３とを有し、車輪側回転部材２８の回転を車両の図示しない左右輪へ駆動伝達する差動装置である。
【００７０】
軸線Ｏに沿って延びる車輪側回転部材２８の軸部２８ｂは、フランジ部２８ａ側を軸受３４でケーシング２２に回転自在に支持され、フランジ部２８ａから遠い先端側を軸受７３でケーシング２２に回転自在に支持される。これら軸受３４および軸受７３はいずれも転がり軸受である。軸部２８ｂの外周は軸受３４および軸受７３間で歯車７４の中心と結合し、歯車７４は車輪側回転部材２８と一体回転する。
【００７１】
歯車７４はディファレンシャルギヤ装置７２のリングギヤ７５と噛合する。リングギヤ７５は、軸受８０，８１を介してケーシング２２に回転自在に支持されたディファレンシャルギヤケース７６の外側に固定されている。ディファレンシャルギヤケース７６内には、その回転軸Ｐに対し直交するようピニオンメートシャフト７７を貫通設置し、このシャフト７７上に１対のピニオンメートギヤ７８，７９を回転自在に支持してディファレンシャルギヤケース７６内に設ける。
【００７２】
ディファレンシャルギヤケース７６内には更に、ピニオンメートギヤ７８，７９間にあってこれらに噛合する１対のサイドギヤ８２，８３を回転自在に配置する。左側のサイドギヤ８２は、回転軸Ｐに沿って延びる図示しない左側ドライブシャフトと結合して一体回転する。また右側のサイドギヤ８３は、回転軸Ｐに沿って延びる図示しない右側ドライブシャフトと結合して一体回転する。
【００７３】
この車両用モータ駆動装置７１によれば、車輪側回転部材２８の回転を複数の車輪へ駆動伝達するディファレンシャルギヤ装置７２を備え、減速部Ｂは回転軸線Ｏと平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに係合して曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材としての内ピン３１を有する。
【００７４】
そして、内側係合部材として内ピン３１の外周に回転自在に支持された３個の内ピンカラー３１ｂにおいて（図５に示すように先端側内ピンカラー３１ｂの外径寸法が根元側内ピンカラー３１ｂの外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、図６に示す一点鎖線で示すように、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。
【００７５】
したがって、車輪側回転部材２８に近い方（根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材２８から遠い方（先端側）の曲線板２６ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００７６】
図７に示す本実施例によれば、すべての曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎおよびそれぞれに対応する内ピンカラー３１ｂの耐久性を略等しくして、車両用モータ駆動装置７１の減速部Ｂの長寿命化に資する。
【００７７】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
この発明になるインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
【符号の説明】
【００７９】
２１ インホイールモータ駆動装置、２２ ケーシング、２２ａ モータケーシング、２２ｐ ポンプケーシング、２２ｔ モータカバー、２２ｂ 減速部ケーシング、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ 減速部入力軸、２５ｌ 第１偏心部材、２５ｍ 第２偏心部材、２５ｎ 第３偏心部材、２６ 曲線板（公転部材）、２６ｌ 第１曲線板（公転部材）、２６ｍ 第２曲線板（公転部材）、２６ｎ 第３曲線板（公転部材）、２７ 外ピン、２８ 車輪側回転部材、３１ 内ピン（内側係合部材）、３１ａ 針状ころ軸受（内側係合部材）、３１ｂ 内ピンカラー（内側係合部材）、３２ 車輪ハブ、３３ 車輪ハブ軸受、３５ 回転軸、４１ 転がり軸受、５１ オイルポンプ、６１ 回転部材、７１ 車両用モータ駆動装置、７２ ディファレンシャルギヤ装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロイド減速機構を備えたインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置に関し、特にサイクロイド減速機構の構成部品になる内側係合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開２００６−２５８２８９号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、駆動モータと、この駆動モータから駆動力を入力されて回転数を減速して車輪側に出力する減速機と、減速機の出力軸と結合する車輪のハブ部材とが同軸かつ直列に配列されている。この減速機はサイクロイド減速機構であることから、従来の減速機として一般的な遊星歯車式減速機構と比較して高減速比が得られる。したがって、駆動モータの要求トルクを小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置のサイズおよび重量を低減することができるという点で頗る有利である。
【０００３】
このサイクロイド減速機構は、車輪側回転部材と結合する内ピンと、モータと同じ高回転数で公転するとともに低回転数で自転する曲線板を備える。そして内ピンが曲線板の自転を取り出すことにより、回転数を減速して車輪側回転部材へ伝達する。また、２枚の曲線板の位相が１８０度異なるよう配置されているため、半径方向の遠心力を釣り合わせることができる。また、複数本の内ピンが曲線板と係合することから、伝達トルクを複数本の内ピンで分散して伝達することが可能になり、内ピン１本当たりの伝達トルクを軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、更に改善すべき点があることを本発明者は見出した。つまり、回転軸線と平行に延在する内ピンは、車輪側回転部材に片持ち支持される構造であるため、荷重作用点における弾性変形、すなわち内ピンたわみ量、は軸線方向位置により異なる。
【０００６】
図８は、トルク伝達中の内ピンと曲線板との係合部分を軸線方向からみた様子を拡大して示す説明図である。図９はトルク伝達中の内ピンの側面を表し、理解を容易にするため内ピンの弾性変形を誇張して描いた説明図である。図８に示すように、偏心部材１０１の外周に回転自在に支持されて回転軸線の周りを公転する曲線板１０２は、外ピン１０３と係合しながら自転し、曲線板１０２の孔１０４と係合する内ピン１０５にトルク伝達を行う。この自転によるトルク伝達中に内ピン１０５は曲線板１０２から荷重Ｆを受ける。車輪側回転部材１０６に片持ち支持される内ピン１０５は、図９に示すように荷重Ｆにより弾性変形（たわみ変形）する。
【０００７】
このため図９に示すように、同じ荷重Ｆであっても、車輪側回転部材１０６に近い根元側では弾性変形量が小さく、車輪側回転部材１０６から遠い先端側では弾性変形量が大きいことがわかる。
【０００８】
また曲線板は、回転軸線方向に２枚配列されている。かかる従来の記載のインホイールモータ駆動装置の他、円滑なトルク伝達を実現するため３枚以上の曲線板を軸線方向に複数配列する構成が採用される場合もある。多数枚の曲線板を有する場合、回転軸線と平行に延在する内ピンは、弾性変形量が異なる根元側および先端側でそれぞれの曲線板と係合する。
【０００９】
かかる理由により、従来のインホイールモータ駆動装置では、内ピンの弾性変形量の差異により曲線板からの伝達トルクに差異が生じてしまうという問題が生じる。つまり、車輪側回転部材に近い方（根元側）の曲線板が伝達する伝達トルクが、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の曲線板が伝達する伝達トルクよりも大きくなってしまい、複数の曲線板の間で伝達トルクの不均一が生じてしまう。
【００１０】
各曲線板が伝達するトルクは等しいことが望ましい。しかしながら各曲線板の伝達トルクが異なると、減速機構の耐久性および振動性能が低下する。
【００１１】
本発明は、上述の実情に鑑み、複数の曲線板において曲線板の伝達トルクを均一にすることができるインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、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、車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００１３】
かかる本発明によれば、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。つまり、１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、車輪側回転部材に近い方（根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００１４】
ピン形状の内側係合部材は、公転部材とすべり接触するものであってもよいが、好ましくは公転部材と転がり接触するよう構成される。すなわち、内側係合部材は、根元側が車輪側回転部材と結合し軸線方向に延在する円柱形状の内ピンと、内周が内ピンの外周に回転自在に支持される環状体であって外周が複数の公転部材とそれぞれ当接する複数の内ピンカラーとを含み、複数の内ピンカラーは、軸線方向に配列され、内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きい。かかる実施形態によれば、内ピンの外周に回転自在に支持される内ピンカラーが転がり軸受の構成部品となり、内側係合部材が公転部材と転がり接触することから、フリクションロスを低減することができる。しかも内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きいことから、車輪側回転部材に近い方（内ピン根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（内ピン先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００１５】
本発明は一実施形態に限定されるものではないが、内ピンカラーの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成されてもよい。かかる実施形態によれば、内ピンカラーの軸線方向両端部の外径寸法が軸線方向中央部の外径寸法よりも小さくなることから、内ピンカラーの外周面にエッジロードが作用することを防止することが可能になり、内側係合部材の長寿命化に資する。
【００１６】
本発明は一実施形態に限定されるものではないが、具体例として、内ピンカラーの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ円弧状に形成される。
【００１７】
また本発明による車両用モータ駆動装置は、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、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、車輪側回転部材の回転を複数の車輪へ駆動伝達する差動装置とを備え、減速部は、モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された複数の偏心部材にそれぞれ支持されモータ側回転部材の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材と結合し先端側が公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００１８】
かかる本発明によれば、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。つまり、１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、車輪側回転部材に近い方（根元側）の公転部材が伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の公転部材が伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明は、内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、内側係合部材根元側に位置する１の公転部材から内側係合部材の根元側が受ける荷重と、内側係合部材先端側に位置する他の公転部材から内側係合部材の先端側が受ける荷重が略同じとなる。したがって、複数の公転部材の間で伝達トルクを均一にすることができ、すべての公転部材の耐久性を略等しくして減速部の長寿命化に資する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図である。
【図４】同実施例の内ピンカラーを１個取り出し、軸線を含む平面で切断した様子を示す説明図である。
【図５】同実施例の内ピンカラーを内ピンの軸線方向に３個配列した状態を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す内ピンおよび内ピンカラーのトルク伝達中の様子を示す縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施例になる車両用モータ駆動装置を示す展開断面図である。
【図８】トルク伝達中の内ピンと曲線板との係合部分を軸線方向からみた様子を拡大して示す説明図である。
【図９】トルク伝達中の内ピンの側面を表し、理解を容易にするため内ピンの弾性変形を誇張して描いた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図３は図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図である。
【００２３】
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駆動装置としてのモータ部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からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａはモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータカバー２２ｔに収納され、減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂに収納され、車輪ハブ軸受部Ｃは減速部ケーシング２２ｂに固定された軸受部ケーシング２２ｃに回転自在に支持されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。これらモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、モータカバー２２ｔ、減速部ケーシング２２ｂ、および軸受部ケーシング２２ｃは相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。
【００２４】
モータ部Ａは、円筒形状のモータケーシング２２ａの内周に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内径側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の中心に固定連結されてロータ２４と一体回転する回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。
【００２５】
回転軸３５の端部は、転がり軸受６３を介してモータカバー２２ｔに回転自在に支持される。また回転軸３５の反対側の端部は、転がり軸受６２を介してポンプケーシング２２ｐに回転自在に支持されるとともに減速部入力軸２５の一端と結合する。モータカバー２２ｔはモータケーシング２２ａの一方端の開口を閉塞する円盤形状の部材であり、モータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の端部でもある。ポンプケーシング２２ｐはモータケーシング２２ａの他方端の開口を閉塞する円盤形状の部材であり、後述するオイルポンプ５１を備える。
【００２６】
減速部Ｂは、回転軸３５と結合する減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５に結合した第１偏心部材２５ｌ、第２偏心部材２５ｍ、および第３偏心部材２５ｎと、これら第１偏心部材〜第３偏心部材２５ｌ〜２５ｎにそれぞれ回転自在に保持される公転部材としての第１曲線板２６ｌ、第２曲線板２６ｍ、および第３曲線板２６ｎと、これら曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎ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、外ピン２７の両端を支持する減速部ケーシング２２ｂと、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材としての内ピン３１と、内ピン３１と結合する車輪側回転部材２８と、曲線板２６ｌ，２６ｍ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ｌ，２６ｍの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー２９と、曲線板２６ｍ，２６ｎ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ｍ，２６ｎの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー３０と、内ピン３１と係合しオイルポンプ５１を駆動する回転部材６１とを有する。
【００２７】
減速部入力軸２５は、外径寸法、すなわち太さが一定であり、偏心する部分を有しない。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の一端は、軸受６４を介して、後述する車輪側回転部材２８の端部に回転自在に支持される。またモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の他端は回転軸３５の一端と結合する。これら両端間で、減速部入力軸２５の外周には、回転軸線Ｏから直角方向に偏心して偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎが嵌合固定される。３個の円盤形状の偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎは、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、回転軸線Ｏと中心として周方向１８０度位相を変えて設けられている。
【００２８】
つまり、ロータ２４に近い側に配置された第１偏心部材２５ｌと、ロータ２４から遠い側に配置された第３偏心部材２５ｎは、同位相に設けられる。これに対し、第１偏心部材２５ｌと第３偏心部材２５ｎとの間に配置された第２偏心部材２５ｍは、第１偏心部材２５ｌおよび第３偏心部材２５ｎに対し１８０度位相を変えて設けられている。回転軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成する。
【００２９】
図２を参照して、第２偏心部材２５ｍの外周には第２曲線板２６ｍが同心円状に取り付けられている。第２曲線板２６ｍは、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て径方向に窪んだ複数の曲線凹部を有し、これら曲線凹部が後述する外ピン２７と係合する。また第２曲線板２６ｍは一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。
【００３０】
円盤形状の第２偏心部材２５ｍの中心Ｘｍは、曲線板２６ｍの自転軸心でもあり、軸線Ｏから偏心した位置に設けられている。
【００３１】
貫通孔３０ａは、第２曲線板２６ｍの自転軸心Ｘｍを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内ピン３１をそれぞれ受入れる。内ピン３１の外周には針状ころ軸受３１ａが設けられており、これにより内ピン３１の外周が貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する。また、貫通孔３０ｂは、第２曲線板２６ｍの中心Ｘｍに設けられており、第２曲線板２６ｍの内周になる。貫通孔３０ｂの内周面と第２偏心部材２５ｍの外周面との間には転がり軸受４１を介在させる。第２曲線板２６ｍは、転がり軸受４１を介して、第２偏心部材２５ｍの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００３２】
この転がり軸受４１は、第２偏心部材２５ｍの外周面に嵌合する内輪部材４２と、複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備え、貫通孔３０ｂの孔壁面を外側軌道面とする円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２は、ころ４４が転走する内輪部材４２の内側軌道面４２ａを軸線Ｏ方向に挟んで向かい合う１対の鍔部をさらに有し、ころ４４を１対の鍔部間に保持する。
【００３３】
これまで第２曲線板２６ｍを代表して説明してきたが、第１曲線板２６ｌも同様に第１偏心部材２５ｌの外周に同心円状に取り付けられている。第３曲線板２６ｎも同様に第３偏心部材２５ｎの外周に同心円状に取り付けられている。なお、第１曲線板２６ｌおよび第３曲線板２６ｎも転がり軸受４１でそれぞれ回転自在に支持され、具体的には深溝玉軸受で支持される。本明細書において、曲線板２６と記載する場合、第１曲線板２６ｌ〜第３曲線板２６ｎの少なくともいずれかを指す。
【００３４】
説明を図１に戻すと、複数の内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延び、モータ部Ａから遠い側にある根元側で車輪側回転部材２８に共通に片持ち支持される。車輪側回転部材２８は、軸線Ｏに沿って延びる軸部２８ｂと、軸部２８ｂの端部に形成されて内ピン３１の根元と結合するフランジ部２８ａとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸線Ｏ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。軸部２８ｂの外周面には、後述する車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が固定されている。
【００３５】
フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の先端には、円環状の回転部材６１が係合する。回転部材６１は、複数の内ピン３１先端と係合するフランジ形状の円環部６１ｂと、円環部６１ｂの内径部分から軸線Ｏ方向にモータ部Ａへ延びる円筒部６１ｃとを含む。回転部材６１の中央孔には、減速部入力軸２５と回転軸３５との結合部が挿通される。円筒部６１ｃの先端は、オイルポンプ５１を駆動結合する。車輪側回転部材２８とともに複数の内ピン３１が回転すると、回転部材６１が内ピン３１に連れ回されてオイルポンプ５１を駆動する。オイルポンプ５１はインホイールモータ駆動装置２１の内部に潤滑油を循環させる。
【００３６】
曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの外周と係合する外ピン２７は、減速部入力軸２５の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられる。そして、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎが偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎに連れ回されて公転運動すると、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに自転運動を生じさせる。
【００３７】
なお、減速部ケーシング２２ｂ内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂに直接保持されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁に嵌合固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を外ピン保持部４５に回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３８】
インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、ケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成するのが望ましい。
【００３９】
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ハブ３２と、車輪ハブ３２を回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３と、車輪ハブ軸受３３を支持する軸受部ケーシング２２ｃとを備える。車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、その外輪が円筒形状の軸受部ケーシング２２ｃの内周に嵌合固定され、その内輪が車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ３２は、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂを受け入れる円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの減速部Ｂから遠い側の軸線Ｏ方向端に形成されたフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。
【００４０】
上記構成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。
【００４１】
モータ部Ａは、例えば、ステータ２３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、磁性体または永久磁石を含むロータ２４が回転する。これにより、ロータ２４に接続された回転軸３５が回転すると、回転軸３５とともに減速部入力軸２５が回転し、減速部入力軸２５と結合する偏心部材２５ｌ，２５ｍ，２５ｎが軸線Ｏを中心として偏心運動する。
【００４２】
そうすると曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎはモータ側回転部材の回転軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの外周に形成された曲線凹部と転がり接触しつつ係合して、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００４３】
貫通孔３０ａに挿通される針状ころ軸受３１ａの内ピンカラー３１ｂ外周は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する。これにより、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎ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。
【００４４】
このとき、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転を取り出す。減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺＡ、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図２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。これにより、減速部入力軸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、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００４５】
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を外ピン保持部４５に対して回転自在とし、内ピン３１の曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに当接する位置にそれぞれ針状ころ軸受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。
【００４６】
本実施例に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車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を得ることができる。
【００４７】
また、本実施例においては、車輪側回転部材２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎ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。
【００４８】
なお、本実施例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。
【００４９】
また、本実施例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を駆動させてもよいし、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
【００５０】
図１にIIIで示す領域を拡大して示す説明図であって内ピンを拡大して示す縦断面図である図３を参照して、回転軸線Ｏと平行に延在するピン形状の内ピン３１は、根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに係合してこれら曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材である。
【００５１】
内ピン３１の外周は前述した針状ころ軸受３１ａが軸線方向に３個配設されている。３個の針状ころ軸受３１ａはそれぞれ、曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに対応する軸線方向位置に設けられている。したがって、針状ころ軸受３１ａの外輪になる内ピンカラー３１ｂは、軸線方向に３個配列され、内周が内ピン３１の外周に回転自在に支持される環状体であって外周が曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎとそれぞれ当接する。すなわち、内ピン３１根元側の内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄn）は曲線板２６ｎの貫通孔３０ａ内周面と当接する。内ピン３１先端側の内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄl）は曲線板２６ｌの貫通孔３０ａ内周面と当接する。これら内ピンカラーの間に位置する残りの内ピンカラー３１ｂの外周面（外径寸法Ｄm）は曲線板２６ｍの貫通孔３０ａ内周面と当接する。なお、これら添え字のl，m，nは当接する曲線板２６ｌ，２６ｍ、２６ｎに対応する。
【００５２】
軸線Ｏ方向に配列された３個の内ピンカラー３１ｂは、互いに対向する矢印で示されるこれら３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法をＤｌ，Ｄm，Ｄnとして、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄlが内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄmよりも大きい。また、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄmが内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法Ｄnよりも大きい。
【００５３】
つまり、これら３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法Ｄｌ，Ｄm，Ｄnは、Ｄｌ＞Ｄm＞Ｄnを満たし、内ピン３１の根元側から先端側に向かうにつれて内ピンカラー３１ｂの外径寸法が大きくなるのである。本実施例になる曲線板２６と内ピンカラー３１bとの３個の組み合わせの他、かかる組み合わせが２個であったり、４個以上であったりしても同様である。
【００５４】
内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される。例えば、円筒体の内ピンカラー３１ｂにおいて軸線方向両端に例えば角度４５度のテーパ状の面取りを設ける。
【００５５】
あるいは、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される。図４は、１個の内ピンカラー３１ｂを取り出し、軸線を含む平面で切断した様子を示す説明図である。具体例として図４に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ半径Ｒの円弧状に形成される。ここでＲは、内ピンカラー３１ｂの外径Ｄよりもはるかに大きいことから、内ピンカラー３１ｂの外周面はほぼ円筒側面に近い緩やかな球帯である。なお、外径Ｄは、３個の内ピンカラー３１ｂの外径寸法Ｄｌ，Ｄm，Ｄnをそれぞれ意味する。
【００５６】
図５は、上述した内ピンカラー３１ｂを内ピン３１の軸線方向に３個配列した状態を示す縦断面図であり、図３に対応する。３個の内ピンカラー３１ｂの外径Ｄｌ，Ｄｍ，Ｄｎは互いに対向する矢印で示される。図５では、これら外径Ｄｌ，Ｄｍ，Ｄｎがそれぞれ異なることが容易に理解できるよう、Ｄｎ＜Ｄｍ＜Ｄｌを誇張して描いている。本実施例によれば、内ピン３１の先端側に位置する内ピンカラー３１ｂの外径寸法が、内ピン３１の根元側に位置する内ピンカラー３１ｂの外径寸法も大きくなるよう形成されることが理解される。
【００５７】
次に本実施例になる３個の内ピンカラー３１ｂの作用を説明する。
【００５８】
図６は、図５に示す内ピン３１および内ピンカラー３１ｂのトルク伝達中の様子を示す縦断面図であり、理解を容易にするため内ピン３１の弾性変形を誇張して描いた説明図である。内側係合部材の外周になる内ピンカラー３１ｂは、内ピン先端側の外径寸法が内ピン根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内ピン３１が図６に示すように弾性変形しても、一点鎖線で示すように１の曲線板２６ｎ（図６には示さず）に当接する根元側内ピンカラー３１ｂの当接点と、他の曲線板２６ｌ（図６には示さず）に当接する先端側内ピンカラー３１ｂの当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。さらに、３個以上の曲線板２６に対応して３個以上の内ピンカラー３１ｂが設けられる本実施例では、一点鎖線で示すように軸線方向中央の曲線板２６ｍ（図６には示さず）に当接する中央部の内ピンカラー３１ｂの当接点と、他の内ピンカラー３１ｂの当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。
【００５９】
これにより、１の曲線板２６ｎ（図６には示さず）から根元側内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｎと、他の曲線板２６ｌ（図６には示さず）から先端側内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｌが略同じとなり、軸線方向中央部の曲線板２６ｍ（図６には示さず）から内ピンカラー３１ｂが受ける荷重Ｆｍが略同じとなる。
【００６０】
したがって、車輪側回転部材２８に近い方（根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材から遠い方（先端側）の曲線板２６ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、中央部に配置された曲線板２６ｍが伝達する伝達トルクも他の曲線板２６ｌ，２６ｎが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となる。この結果、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００６１】
したがって本実施例によれば、すべての曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎおよびそれぞれに対応する内ピンカラー３１ｂの耐久性を略等しくして減速部Ｂの長寿命化に資する。
【００６２】
また本実施例によれば、内ピン３１と、内ピン３１の軸線方向に配列された３個の針状ころ軸受３１ａが内側係合部材を構成することから、３個の針状ころ軸受３１ａが３個の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎと転がり接触してフリクションロスを低減することができる。
【００６３】
しかも、針状ころ軸受３１ａの構成部品として内ピン３１の外周に回転自在に支持される３個の内ピンカラー３１ｂが、軸線方向に配列され、内ピン３１の先端側に支持される内ピンカラー３１ｂの外径寸法が内ピン３１の根元側に支持される内ピンカラー３１ｂの外径寸法よりも大きいことから、車輪側回転部材２８に近い方（内ピン３１根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材２８から遠い方（内ピン３１先端側）の曲線板２８ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００６４】
なお図示はしなかったが、針状ころ軸受３１ａを備えず、内ピン３１が複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎとすべり接触する実施例の場合、内ピン３１先端側の外径寸法が内ピン３１根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される。
【００６５】
また本実施例では図４〜図６に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成されることから、内ピンカラー３１ｂの外周面にエッジロードが作用することを防止することが可能になり、内ピンカラー３１ｂの長寿命化に資する。
【００６６】
また本実施例では図４に示すように、内ピンカラー３１ｂの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ半径Ｒの円弧状に形成される。これにより、内ピン３１の弾性変形挙動に追従しつつ内ピンカラー３１ｂの外周が貫通孔３０ａの内周と当接することが可能になり、荷重Ｆの変化により内ピン３１のたわみ量が変化しても、曲線板２６からの荷重を好適に受け持つことができる。したがって、減速部Ｂの耐久性および長寿命化に有利である。
【００６７】
次に本発明の他の実施例を説明する。図７は本発明の他の実施例になる車両用モータ駆動装置を示す展開断面図である。かかる他の実施例につき、図１〜図６に示す実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
【００６８】
他の実施例になる車両用モータ駆動装置７１は、図７に示すように、モータ部Ａとサイクロイド減速機になる減速部Ｂとをそれぞれ１個ずつ備え、減速部Ｂに隣接配置されたディファレンシャルギヤ装置７２をさらに備える。
【００６９】
ディファレンシャルギヤ装置７２は、リングギヤ７５と、ディファレンシャルギヤケース７６と、ピニオンメートシャフト７７と、１対のピニオンメートギヤ７８，７９と、２個のサイドギヤ８２，８３とを有し、車輪側回転部材２８の回転を車両の図示しない左右輪へ駆動伝達する差動装置である。
【００７０】
軸線Ｏに沿って延びる車輪側回転部材２８の軸部２８ｂは、フランジ部２８ａ側を軸受３４でケーシング２２に回転自在に支持され、フランジ部２８ａから遠い先端側を軸受７３でケーシング２２に回転自在に支持される。これら軸受３４および軸受７３はいずれも転がり軸受である。軸部２８ｂの外周は軸受３４および軸受７３間で歯車７４の中心と結合し、歯車７４は車輪側回転部材２８と一体回転する。
【００７１】
歯車７４はディファレンシャルギヤ装置７２のリングギヤ７５と噛合する。リングギヤ７５は、軸受８０，８１を介してケーシング２２に回転自在に支持されたディファレンシャルギヤケース７６の外側に固定されている。ディファレンシャルギヤケース７６内には、その回転軸Ｐに対し直交するようピニオンメートシャフト７７を貫通設置し、このシャフト７７上に１対のピニオンメートギヤ７８，７９を回転自在に支持してディファレンシャルギヤケース７６内に設ける。
【００７２】
ディファレンシャルギヤケース７６内には更に、ピニオンメートギヤ７８，７９間にあってこれらに噛合する１対のサイドギヤ８２，８３を回転自在に配置する。左側のサイドギヤ８２は、回転軸Ｐに沿って延びる図示しない左側ドライブシャフトと結合して一体回転する。また右側のサイドギヤ８３は、回転軸Ｐに沿って延びる図示しない右側ドライブシャフトと結合して一体回転する。
【００７３】
この車両用モータ駆動装置７１によれば、車輪側回転部材２８の回転を複数の車輪へ駆動伝達するディファレンシャルギヤ装置７２を備え、減速部Ｂは回転軸線Ｏと平行に延在するピン形状であって根元側が車輪側回転部材２８と結合し先端側が曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎに係合して曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの自転運動を取り出す内側係合部材としての内ピン３１を有する。
【００７４】
そして、内側係合部材として内ピン３１の外周に回転自在に支持された３個の内ピンカラー３１ｂにおいて（図５に示すように先端側内ピンカラー３１ｂの外径寸法が根元側内ピンカラー３１ｂの外径寸法よりも大きくなるよう形成されることから、たわみによって内側係合部材が弾性変形しても、図６に示す一点鎖線で示すように、１の公転部材に当接する内側係合部材の根元側の当接点と、他の公転部材に当接する内側係合部材の先端側の当接点との変位量を略同じにすることが可能になる。
【００７５】
したがって、車輪側回転部材２８に近い方（根元側）の曲線板２６ｎが伝達する伝達トルクを、車輪側回転部材２８から遠い方（先端側）の曲線板２６ｌが伝達する伝達トルクと略同じにすることが可能となり、複数の曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎの間で伝達トルクを均一にすることができる。
【００７６】
図７に示す本実施例によれば、すべての曲線板２６ｌ，２６ｍ，２６ｎおよびそれぞれに対応する内ピンカラー３１ｂの耐久性を略等しくして、車両用モータ駆動装置７１の減速部Ｂの長寿命化に資する。
【００７７】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
この発明になるインホイールモータ駆動装置および車両用モータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
【符号の説明】
【００７９】
２１ インホイールモータ駆動装置、２２ ケーシング、２２ａ モータケーシング、２２ｐ ポンプケーシング、２２ｔ モータカバー、２２ｂ 減速部ケーシング、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ 減速部入力軸、２５ｌ 第１偏心部材、２５ｍ 第２偏心部材、２５ｎ 第３偏心部材、２６ 曲線板（公転部材）、２６ｌ 第１曲線板（公転部材）、２６ｍ 第２曲線板（公転部材）、２６ｎ 第３曲線板（公転部材）、２７ 外ピン、２８ 車輪側回転部材、３１ 内ピン（内側係合部材）、３１ａ 針状ころ軸受（内側係合部材）、３１ｂ 内ピンカラー（内側係合部材）、３２ 車輪ハブ、３３ 車輪ハブ軸受、３５ 回転軸、４１ 転がり軸受、５１ オイルポンプ、６１ 回転部材、７１ 車両用モータ駆動装置、７２ ディファレンシャルギヤ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項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を備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された前記複数の偏心部材にそれぞれ支持され前記モータ側回転部材の回転に伴って前記回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、前記公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、前記回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が前記車輪側回転部材と結合し先端側が前記公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、
前記内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記内側係合部材は、根元側が前記車輪側回転部材と結合し軸線方向に延在する円柱形状の内ピンと、内周が前記内ピンの外周に回転自在に支持される環状体であって外周が前記複数の公転部材とそれぞれ当接する複数の内ピンカラーとを含み、
前記複数の内ピンカラーは、軸線方向に配列され、前記内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が前記内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きい、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記内ピンカラーの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記内ピンカラーの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ円弧状に形成される、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
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の回転を複数の車輪へ駆動伝達する差動装置とを備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された前記複数の偏心部材にそれぞれ支持され前記モータ側回転部材の回転に伴って前記回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、前記公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、前記回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が前記車輪側回転部材と結合し先端側が前記公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、
前記内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される、車両用モータ駆動装置。
【請求項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を備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された前記複数の偏心部材にそれぞれ支持され前記モータ側回転部材の回転に伴って前記回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、前記公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、前記回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が前記車輪側回転部材と結合し先端側が前記公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、
前記内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記内側係合部材は、根元側が前記車輪側回転部材と結合し軸線方向に延在する円柱形状の内ピンと、内周が前記内ピンの外周に回転自在に支持される環状体であって外周が前記複数の公転部材とそれぞれ当接する複数の内ピンカラーとを含み、
前記複数の内ピンカラーは、軸線方向に配列され、前記内ピンの先端側に支持される内ピンカラーの外径寸法が前記内ピンの根元側に支持される内ピンカラーの外径寸法よりも大きい、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記内ピンカラーの外周は、軸線方向中央部から軸線方向両端側に向かって外径寸法が小さくなるよう曲面状に形成される、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記内ピンカラーの外周は、軸線を含む平面における断面形状において、外側にふくらんだ円弧状に形成される、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
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の回転を複数の車輪へ駆動伝達する差動装置とを備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の回転軸線から偏心してモータ側回転部材に結合する複数の円盤形状の偏心部材と、軸線方向に配列された前記複数の偏心部材にそれぞれ支持され前記モータ側回転部材の回転に伴って前記回転軸線を中心とする公転運動を行う複数の公転部材と、前記公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、前記回転軸線と平行に延在するピン形状であって根元側が前記車輪側回転部材と結合し先端側が前記公転部材に係合して公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、
前記内側係合部材は、先端側の外径寸法が根元側の外径寸法よりも大きくなるよう形成される、車両用モータ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２６０４７６（Ｐ２０１０−２６０４７６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３７５９（Ｐ２００９−１１３７５９）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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