インホイールモータ駆動装置
【課題】サイクロイド減速機構になる減速部にて、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給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】減速部入力軸２５の回転に伴って軸線Ｏを中心とする公転運動を行う１対の曲線板２６ａ，２６ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合して曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を生じさせる外ピン２７と、車輪側回転部材２８と結合し、外ピン２７よりも内径側で曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内ピン３１と、外ピン２７よりも内径側かつ内ピン３１よりも外径側の位置で減速部入力軸２５を包囲する環状体であって、１対の曲線板２６ａ，２６ｂの間に介挿されるカラー部材２９とを有する。そして、カラー部材２９は、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する溝を備える。
【解決手段】減速部入力軸２５の回転に伴って軸線Ｏを中心とする公転運動を行う１対の曲線板２６ａ，２６ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合して曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を生じさせる外ピン２７と、車輪側回転部材２８と結合し、外ピン２７よりも内径側で曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内ピン３１と、外ピン２７よりも内径側かつ内ピン３１よりも外径側の位置で減速部入力軸２５を包囲する環状体であって、１対の曲線板２６ａ，２６ｂの間に介挿されるカラー部材２９とを有する。そして、カラー部材２９は、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する溝を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータ駆動装置の内部潤滑に関する。
【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。また、このインホイールモータ駆動装置は、外ピンおよび内ピンには軸受が嵌着され、軸受の外輪がそれぞれ曲線板の外周と貫通孔の内周とに転接するようになっている。したがって、外ピンと曲線板の外周との接触抵抗、および内ピンと貫通孔の内周との接触抵抗を低減することができ、減速機のトルク損失を防止することができる点で頗る有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
このサイクロイド減速機構を潤滑するにあたり、サイクロイド減速機構の回転要素を潤滑油に浸しておく油浴潤滑方式を採用すれば、回転要素の回転による遠心力で潤滑油が半径方向外方へ飛ばされ、回転中心付近で潤滑油が不足する傾向にあり、高回転時には軸受の焼付き等、早期損傷の虞がある。そこで、ポンプで潤滑油を回転中心に圧送することにより回転要素を潤滑する軸心給油方式を採用することが考えられる。また、曲線板に環状のカラー部材を設け、曲線板の傾きを防止することが好ましい。しかしながら、曲線板が複数の場合、曲線板と曲線板との間にカラー部材が介挿されるため、径方向外方へ向かう潤滑油の流れがカラー部材により遮断されてしまう。このため、カラー部材よりも径方向外方に位置する外ピンと曲線板との接触面は潤滑油が十分に供給されず、接触面が高温になって寿命が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、曲線板が複数の場合であっても、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、２個の円盤形状であって、モータ側回転部材にモータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって、内周が偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられ、モータ側回転部材の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、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、車輪側回転部材と結合し、外周係合部材よりも内径側で公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、外周係合部材よりも内径側かつ内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有し、カラー部材は、該カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備える。
【０００７】
かかる本発明によれば、２個の公転部材同士の間に介挿されるカラー部材が、カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備えることから、潤滑油がカラー部材の油路を通過して径方向外方へ流れることが可能になり、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給することができる。
【０００８】
油路はカラー部材に１箇所形成されてもよいが、好ましくはカラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される。周方向で隣り合う油路の間隔は、すべて等しくてもよく、あるいは不等間隔であってもよい。かかる実施形態によれば、カラー部材の全周に亘って潤滑油を流すことができる。
【０００９】
本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路はカラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝であってもよい。溝は、一方端面のみ形成されてもよく、あるいは、両方の端面に形成されてもよい。
【００１０】
好ましくは、溝は一方端面および他方端面の両方に周方向等間隔に複数形成され、一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される。かかる実施形態によれば、カラー部材の一方端面および他方端面の両方に潤滑油を均等に流すことができる。
【００１１】
本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路は、カラー部材に形成された貫通孔であってもよい。油路はカラー部材の内周と外周とを接続することから、径方向に直線状に延在するものであってもよいこと勿論である。
【００１２】
好ましくは、カラー部材は樹脂製である。かかる実施形態によれば、油路の加工が容易になる。
【００１３】
好ましくは、内側係合部材は、軸線を中心とする仮想円上で周方向に間隔を開いて配設され、軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、内ピンは、内ピンの外周を包囲する内ピン外輪と、内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、カラー部材の内周が、内ピンと転がり接触する。かかる実施形態によれば、カラー部材の内周が、これら複数の内ピンと外接することから、カラー部材を軸線と同軸に位置決めすることが可能になる。しかも、内ピンの外周に転がり軸受がそれぞれ設けられることから、カラー部材と内ピンとの摩擦抵抗を解消することができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように本発明は、２個の公転部材同士の間に介挿されるカラー部材が、カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備えることから、潤滑油がカラー部材の油路を通過して径方向外方へ流れることが可能になり、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給することができる。したがって、接触面を好適な温度に維持することが可能になり、インホイールモータ駆動装置の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の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における減速部の断面図である。
【図３】同実施例のポンプケーシングを軸線方向からみた状態を模式的に示す説明図である。
【図４】同実施例のカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。
【図５】図４に示すカラー部材の縦断面図である。
【図６】他の実施例になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。
【図７】図６に示すカラー部材の縦断面図である。
【図８】本発明の実施例になるインホイールモータ駆動装置の配置レイアウトを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。図１は、本実施例のモータ駆動装置を備えた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における横断面図である。
【００１７】
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。これらモータカバー２２ｔ、モータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、減速部ケーシング２２ｂ、および軸受部ケーシング２２ｃは軸線Ｏ方向に順次配列されるとともに相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。
【００１８】
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。
【００１９】
回転軸３５は軸線Ｏに沿って延在し、回転軸３５の一端は、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の他端は、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て減速部入力軸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。
【００２０】
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２個１対の偏心部材２５ａ，２５ｂと、偏心部材２５ａ，２５ｂそれぞれに回転自在に保持される２個１対の公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂと、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、外ピン２７の両端を支持する円筒形状の外ピン保持部４５と、外ピン保持部４５の外周を支持する減速部ケーシング２２ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂの端面に当接して曲線板の傾きを防止するカラー部材２９と、内ピン３１の撓みを防止する補強部材６１とを有する。
【００２１】
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。これら両端間の中程で、減速部入力軸２５の外周には、偏心部材２５ａ，２５ｂが形成される。円盤形状の偏心部材２５ａは、減速部入力軸２５の軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５と結合する。円盤形状の偏心部材２５ｂも、減速部入力軸２５の軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５と結合する。さらに、２個の円盤形状の偏心部材２５ａと偏心部材２５ｂとは軸線Ｏ方向に離隔して設けられるとともに、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、周方向１８０°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。
【００２２】
曲線板２６ａ，２６ｂは軸線Ｏ方向に離隔して相互に対向する２個の板状体である。曲線板２６ａの内周は偏心部材２５ａの外周に相対回転可能に取り付けられる。同様に、曲線板２６ｂの内周は偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００２３】
図２を参照して、偏心部材２５ｂの外周には曲線板２６ｂが同軸に取り付けられている。曲線板２６ｂ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。また曲線板２６ｂ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。
【００２４】
上述したように円盤形状の偏心部材２５ｂの中心Ｘは、曲線板２６ｂの自転軸心でもあり、軸線Ｏから偏心する。なお図２中、軸線Ｏは、後述する軸線油路５７の中心と一致する。
【００２５】
貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内側係合部材としての複数の内ピン３１をそれぞれ受入れる。
【００２６】
内ピン３１の外周には円筒形状の内ピン外輪３１ｂが同軸に取り付けられ、内ピン外輪３１ｂは針状ころ軸受３１ａを介して内ピン３１に回転自在に支持される。これにより、内ピン外輪３１ｂは貫通孔３０ａの孔壁面を転走して、内側係合部材が貫通孔３０ａの内周を転がり接触する。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの中心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、転がり軸受４１を介して、偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００２７】
この転がり軸受４１は、偏心部材２５ｂ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。曲線板２６ａについても同様である。
【００２８】
複数の内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延び、モータ部Ａから遠い側にある基端で車輪側回転部材２８に共通に支持される。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の基端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。
【００２９】
フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の先端には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、複数の内ピン３１先端と結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。曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は円環部６１ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｃの先端は、オイルポンプ５１と駆動結合する。
【００３０】
曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂが偏心部材２５ａ，２５ｂに連れ回されて公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。
【００３１】
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２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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の外径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。
【００３４】
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。
【００３５】
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２５ａ，２５ｂが軸線Ｏを中心として偏心運動する。
【００３６】
そうすると曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００３７】
貫通孔３０ａに挿通される内ピン外輪３１ｂ外周は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂ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。
【００３８】
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２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００３９】
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２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、本実施例においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相を変えて２個設けたが、この曲線板の個数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３個設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に減速部Ｂの潤滑構造につき、詳しく説明する。
【００４６】
ポンプケーシング２２ｐに設けられて上下方向に延びる吸入油路５２は、オイルポンプ５１の吸入口と減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５３とを接続する。ポンプケーシング２２ｐに設けられて上下方向に延びる吐出油路５４は、下端でオイルポンプ５１の吐出口と接続し、上端でモータケーシング２２ａに設けられた冷却油路５５の一端と接続する。冷却油路５５は、モータケーシング２２ａに設けられたウォータージャケット６５と交差する。ウォータージャケット６５は冷却水入口６５ｉと、冷却水入出口６５ｏと、モータ部Ａを周回するよう配設された冷却水路６５ｗを備える。ウォータージャケット６５は軸線油路５７と接続するオイルクーラとして機能し、冷却水入口６５ｉから流入した冷却水は、冷却水路６５ｗを流れる過程でモータ部Ａおよび冷却油路５５を流れる潤滑油を冷却し、冷却水入出口６５ｏから流出する。
【００４７】
冷却油路５５の他端は、モータカバー２２ｔに設けられた連絡油路５６の一端と接続する。連絡油路５６の他端は、管状の回転軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延びる軸線油路５７と接続する。軸線油路５７は、軸線Ｏから偏心部材２５ａ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ａと、軸線Ｏから偏心部材２５ｂ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ｂとに分岐する。潤滑油路５８ａ，５８ｂの径方向外側端は、転がり軸受４１の内輪部材４２を貫通するよう内側軌道面４２ａに設けられた孔４３と接続する。
【００４８】
図３は、ポンプケーシング２２ｐを軸線Ｏ方向からみた状態を模式的に示す説明図である。ポンプケーシング２２ｐの中央に取り付けられ、補強部材６１の円筒部６１ｃによって駆動されるオイルポンプ５１は、例えばサイクロイドポンプで構成され、オイル溜まり５３に貯留した潤滑油を吸入油路５２下端の入口５２ｉから吸入し、吐出油路５４に潤滑油を吐出する。ポンプケーシング２２ｐの下部には、モータケーシング２２ａの内部空間とオイル溜まり５３とを連通する孔５３ｉが設けられる。潤滑油が孔５３ｉからオイル溜まり５３へ流下するよう、孔５３ｉは入口５２ｉよりも上方に設けられている。
【００４９】
潤滑油は、吐出油路５４と冷却油路５５とを順次通過し、冷却油路５５で冷却される。次に潤滑油は、連絡油路５６と、軸線油路５７とを順次通過し、減速部Ｂで潤滑油路５８ａ、５８ｂにそれぞれ分岐して径方向外方へ流れ、偏心部材２５ａに設けられた転がり軸受４１と、偏心部材２５ｂに設けられた転がり軸受４１とをそれぞれ潤滑する。また、潤滑油は遠心力の作用によって径方向外方へ流れるため、曲線板２６ａ、２６ｂと、外ピン２７とをそれぞれ潤滑する。その後、潤滑油は落下して、減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５３に貯留する。潤滑油の循環経路は以上のように構成される。
【００５０】
図４はカラー部材２９を取り出して軸線Ｏ方向からみた状態を示す正面図である。図５は図４のＶ−Ｖにおける縦断面図である。カラー部材２９は環状であり、モータ側回転部材になる減速部入力軸２５の一端を包囲する。また、カラー部材２９は、公転部材になる２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士の間に介挿されて、これら２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士を離隔するスペーサになる。したがって、カラー部材２９の一方側端面は曲線板２６ａの端面と接触し、カラー部材２９の他方側端面は曲線板２６ｂの端面と接触する。
【００５１】
カラー部材２９の一方端面には溝２９ｇが形成される。溝２９ｇは、径方向に延在し、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する油路を構成する。また溝２９ｇは、周方向等間隔に複数形成される。なお、ここでいう一方端面とは、曲線板２６ａと接触する端面であってもよいし、あるいは曲線板２６ｂと接触する端面であってもよい。
【００５２】
曲線板２６ａは硬質プラスチィックなどの樹脂製であるが、金属製であってもよい。
【００５３】
潤滑油は遠心力の作用によって径方向外方へ流れるため、曲線板２６ａと曲線板２６ｂとの間に流入した潤滑油は、カラー部材２９により遮断されることなく、溝２９ｇを通過して外ピン２７および曲線板２６ａ，２６ｂの外周を潤滑する。
【００５４】
本実施例によれば、減速部入力軸２５の一端を包囲する環状のカラー部材２９が、２個１対の曲線板２６ａ，２６ｂ同士の間に介挿され、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する溝２９ｇを備えることから、溝２９ｇが油路となり、潤滑油が溝２９ｇを径方向外方へ流れる。これにより、潤滑油の径方向外方への流れがカラー部材２９によって遮断されず、曲線板２６ａ，２６ｂの外周においてトロコイド系曲線で構成される曲線凹部と外ピン２７との接触面に潤滑油を十分に供給することができる。したがって、かかる接触面を好適な温度に維持することが可能になり、インホイールモータ駆動装置２１の寿命を長くすることができる。
【００５５】
また、油路になる溝２９ｇは、カラー部材２９の周方向に間隔を開けて複数形成されることから、曲線板２６ａ，２６ｂと外ピン２７との接触面に潤滑油を好適に供給することができる。具体的には図４および図５に示すように、溝２９ｇは、カラー部材２９の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成される。溝２９ｇは、径方向に直線状に延在する。
【００５６】
また本実施例によれば、内側係合部材になる複数の内ピン３１は、軸線Ｏを中心とする仮想円上で周方向に離隔して配設され、それぞれの内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延在する。そして内ピン３１はそれぞれ、内ピン３１の外周を包囲する内ピン外輪３１ｂと、内ピン外輪３１ｂの内周と内ピン３１の外周との間に介在する針状ころ軸受３１ａを含む。針状ころ軸受３１ａは複数のころを含む。これにより、カラー部材２９を軸線Ｏと同軸に位置決めすることが可能になる。しかも、内ピン３１の外周に針状ころ軸受３１ａがそれぞれ設けられることから、カラー部材２９の内周が、内ピン３１と転がり接触することが可能となり、カラー部材２９と内ピン３１との摩擦抵抗を解消することができる。
【００５７】
次に本発明の他の実施例になるカラー部材を説明する。図６は他の実施例になるカラー部材を示す正面図であり、図７は、図６のＶII−ＶIIにおける縦断面図である。かかる他の実施例につき、上述した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。他の実施例において溝２９ｇは、カラー部材２９の一方端面および他方端面の両方に複数形成される。一方端面において溝２９ｇは周方向等間隔に設けられ、他方端面においても溝２９ｇは周方向等間隔に設けられる。そして一方端面に形成された溝２９ｇと他方端面に形成された溝２９ｇとが、周方向で交互に配列される。なお図６に示すように、実線で示される一方端面に形成された溝２９ｇと破線で示される他方端面に形成された溝２９ｇとの周方向間隔はすべて等しい。
【００５８】
かかる他の実施例によれば、カラー部材２９の一方端面および他方端面の両方に潤滑油を均等に流すことができる。
【００５９】
カラー部材に形成される油路は、上述した溝２９ｇに限られない。図には示さなかったが、溝２９ｇに代えてカラー部材２９に、径方向に延びる貫通孔を形成してもよい。これにより潤滑油はカラー部材２９に形成された貫通孔を通過することが可能となり、曲線板２６ａ，２６ｂの外周と外ピン２７との接触面に潤滑油を十分に供給することができる。
【００６０】
また本実施例のカラー部材２９は樹脂製であることから、溝２９ｇまたは貫通孔の加工が容易になる。
【００６１】
図８はインホイールモータ駆動装置２１の配置レイアウトを示す平面図である。車両の車体１１は、前後左右に４個の車輪を具備する。このうち左輪１２Ｌおよび右輪１２Ｒは駆動輪である。左輪１２Ｌは車両左側に配置されたインホイールモータ駆動装置２１Ｌの車輪ハブ３２と結合する。インホイールモータ駆動装置２１Ｌは図示しないサスペンション装置で車体１１の床下に懸架されている。同様に右輪１２Ｒも車両右側に配置されたインホイールモータ駆動装置２１Ｒの車輪ハブ３２と結合する。インホイールモータ駆動装置２１Ｒも図示しないサスペンション装置で車体１１の床下に懸架されている。インホイールモータ駆動装置２１Ｌ，２１Ｒはいずれも上述したインホイールモータ駆動装置２１であり、車両前後方向に延びる車体１１の中心線に関して対称に配置される。
【００６２】
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】
【００６３】
この発明になるインホイールモータ駆動装置は、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】
【００６４】
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、２２ｂ 減速部ケーシング、２２ｃ 軸受部ケーシング、２２ｐ ポンプケーシング、２２ｔ モータカバー、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ 減速部入力軸、２５ａ，２５ｂ 偏心部材、２６ａ，２６ｂ 曲線板、２７ 外ピン、２８ 車輪側回転部材、２９ カラー部材、２９ｇ 溝（油路）、３１ 内ピン、３２ 車輪ハブ、３３ 車輪ハブ軸受、３５ 回転軸、４１ 転がり軸受、４２ 内輪部材、４２ａ 内側軌道面、４３ 孔、４４ ころ、５１ オイルポンプ、５２ 吸入油路、５３ オイル溜まり、５４ 吐出油路、５５ 冷却油路、５６ 連絡油路、５７ 軸線油路、５８ａ，５８ｂ 潤滑油路、６１ 補強部材、６５ ウォータージャケット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータ駆動装置の内部潤滑に関する。
【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。また、このインホイールモータ駆動装置は、外ピンおよび内ピンには軸受が嵌着され、軸受の外輪がそれぞれ曲線板の外周と貫通孔の内周とに転接するようになっている。したがって、外ピンと曲線板の外周との接触抵抗、および内ピンと貫通孔の内周との接触抵抗を低減することができ、減速機のトルク損失を防止することができる点で頗る有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
このサイクロイド減速機構を潤滑するにあたり、サイクロイド減速機構の回転要素を潤滑油に浸しておく油浴潤滑方式を採用すれば、回転要素の回転による遠心力で潤滑油が半径方向外方へ飛ばされ、回転中心付近で潤滑油が不足する傾向にあり、高回転時には軸受の焼付き等、早期損傷の虞がある。そこで、ポンプで潤滑油を回転中心に圧送することにより回転要素を潤滑する軸心給油方式を採用することが考えられる。また、曲線板に環状のカラー部材を設け、曲線板の傾きを防止することが好ましい。しかしながら、曲線板が複数の場合、曲線板と曲線板との間にカラー部材が介挿されるため、径方向外方へ向かう潤滑油の流れがカラー部材により遮断されてしまう。このため、カラー部材よりも径方向外方に位置する外ピンと曲線板との接触面は潤滑油が十分に供給されず、接触面が高温になって寿命が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、曲線板が複数の場合であっても、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、２個の円盤形状であって、モータ側回転部材にモータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって、内周が偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられ、モータ側回転部材の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、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、車輪側回転部材と結合し、外周係合部材よりも内径側で公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、外周係合部材よりも内径側かつ内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有し、カラー部材は、該カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備える。
【０００７】
かかる本発明によれば、２個の公転部材同士の間に介挿されるカラー部材が、カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備えることから、潤滑油がカラー部材の油路を通過して径方向外方へ流れることが可能になり、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給することができる。
【０００８】
油路はカラー部材に１箇所形成されてもよいが、好ましくはカラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される。周方向で隣り合う油路の間隔は、すべて等しくてもよく、あるいは不等間隔であってもよい。かかる実施形態によれば、カラー部材の全周に亘って潤滑油を流すことができる。
【０００９】
本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路はカラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝であってもよい。溝は、一方端面のみ形成されてもよく、あるいは、両方の端面に形成されてもよい。
【００１０】
好ましくは、溝は一方端面および他方端面の両方に周方向等間隔に複数形成され、一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される。かかる実施形態によれば、カラー部材の一方端面および他方端面の両方に潤滑油を均等に流すことができる。
【００１１】
本発明は一実施形態に限定されるものでないが、油路は、カラー部材に形成された貫通孔であってもよい。油路はカラー部材の内周と外周とを接続することから、径方向に直線状に延在するものであってもよいこと勿論である。
【００１２】
好ましくは、カラー部材は樹脂製である。かかる実施形態によれば、油路の加工が容易になる。
【００１３】
好ましくは、内側係合部材は、軸線を中心とする仮想円上で周方向に間隔を開いて配設され、軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、内ピンは、内ピンの外周を包囲する内ピン外輪と、内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、カラー部材の内周が、内ピンと転がり接触する。かかる実施形態によれば、カラー部材の内周が、これら複数の内ピンと外接することから、カラー部材を軸線と同軸に位置決めすることが可能になる。しかも、内ピンの外周に転がり軸受がそれぞれ設けられることから、カラー部材と内ピンとの摩擦抵抗を解消することができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように本発明は、２個の公転部材同士の間に介挿されるカラー部材が、カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備えることから、潤滑油がカラー部材の油路を通過して径方向外方へ流れることが可能になり、外ピンと曲線板との接触面に十分な潤滑油を供給することができる。したがって、接触面を好適な温度に維持することが可能になり、インホイールモータ駆動装置の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の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における減速部の断面図である。
【図３】同実施例のポンプケーシングを軸線方向からみた状態を模式的に示す説明図である。
【図４】同実施例のカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。
【図５】図４に示すカラー部材の縦断面図である。
【図６】他の実施例になるカラー部材を取り出して軸線方向からみた状態を示す正面図である。
【図７】図６に示すカラー部材の縦断面図である。
【図８】本発明の実施例になるインホイールモータ駆動装置の配置レイアウトを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。図１は、本実施例のモータ駆動装置を備えた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における横断面図である。
【００１７】
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。これらモータカバー２２ｔ、モータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、減速部ケーシング２２ｂ、および軸受部ケーシング２２ｃは軸線Ｏ方向に順次配列されるとともに相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。
【００１８】
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。
【００１９】
回転軸３５は軸線Ｏに沿って延在し、回転軸３５の一端は、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の他端は、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て減速部入力軸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。
【００２０】
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２個１対の偏心部材２５ａ，２５ｂと、偏心部材２５ａ，２５ｂそれぞれに回転自在に保持される２個１対の公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂと、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、外ピン２７の両端を支持する円筒形状の外ピン保持部４５と、外ピン保持部４５の外周を支持する減速部ケーシング２２ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ同士の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂの端面に当接して曲線板の傾きを防止するカラー部材２９と、内ピン３１の撓みを防止する補強部材６１とを有する。
【００２１】
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。これら両端間の中程で、減速部入力軸２５の外周には、偏心部材２５ａ，２５ｂが形成される。円盤形状の偏心部材２５ａは、減速部入力軸２５の軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５と結合する。円盤形状の偏心部材２５ｂも、減速部入力軸２５の軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５と結合する。さらに、２個の円盤形状の偏心部材２５ａと偏心部材２５ｂとは軸線Ｏ方向に離隔して設けられるとともに、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、周方向１８０°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。
【００２２】
曲線板２６ａ，２６ｂは軸線Ｏ方向に離隔して相互に対向する２個の板状体である。曲線板２６ａの内周は偏心部材２５ａの外周に相対回転可能に取り付けられる。同様に、曲線板２６ｂの内周は偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００２３】
図２を参照して、偏心部材２５ｂの外周には曲線板２６ｂが同軸に取り付けられている。曲線板２６ｂ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。また曲線板２６ｂ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。
【００２４】
上述したように円盤形状の偏心部材２５ｂの中心Ｘは、曲線板２６ｂの自転軸心でもあり、軸線Ｏから偏心する。なお図２中、軸線Ｏは、後述する軸線油路５７の中心と一致する。
【００２５】
貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内側係合部材としての複数の内ピン３１をそれぞれ受入れる。
【００２６】
内ピン３１の外周には円筒形状の内ピン外輪３１ｂが同軸に取り付けられ、内ピン外輪３１ｂは針状ころ軸受３１ａを介して内ピン３１に回転自在に支持される。これにより、内ピン外輪３１ｂは貫通孔３０ａの孔壁面を転走して、内側係合部材が貫通孔３０ａの内周を転がり接触する。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの中心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、転がり軸受４１を介して、偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００２７】
この転がり軸受４１は、偏心部材２５ｂ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。曲線板２６ａについても同様である。
【００２８】
複数の内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延び、モータ部Ａから遠い側にある基端で車輪側回転部材２８に共通に支持される。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の基端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。
【００２９】
フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の先端には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、複数の内ピン３１先端と結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。曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は円環部６１ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｃの先端は、オイルポンプ５１と駆動結合する。
【００３０】
曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂが偏心部材２５ａ，２５ｂに連れ回されて公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。
【００３１】
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２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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の外径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。
【００３４】
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。
【００３５】
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２５ａ，２５ｂが軸線Ｏを中心として偏心運動する。
【００３６】
そうすると曲線板２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００３７】
貫通孔３０ａに挿通される内ピン外輪３１ｂ外周は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂ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。
【００３８】
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２６ａ，２６ｂ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２６ａ，２６ｂ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。
【００３９】
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２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、本実施例においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相を変えて２個設けたが、この曲線板の個数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３個設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に減速部Ｂの潤滑構造につき、詳しく説明する。
【００４６】
ポンプケーシング２２ｐに設けられて上下方向に延びる吸入油路５２は、オイルポンプ５１の吸入口と減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５３とを接続する。ポンプケーシング２２ｐに設けられて上下方向に延びる吐出油路５４は、下端でオイルポンプ５１の吐出口と接続し、上端でモータケーシング２２ａに設けられた冷却油路５５の一端と接続する。冷却油路５５は、モータケーシング２２ａに設けられたウォータージャケット６５と交差する。ウォータージャケット６５は冷却水入口６５ｉと、冷却水入出口６５ｏと、モータ部Ａを周回するよう配設された冷却水路６５ｗを備える。ウォータージャケット６５は軸線油路５７と接続するオイルクーラとして機能し、冷却水入口６５ｉから流入した冷却水は、冷却水路６５ｗを流れる過程でモータ部Ａおよび冷却油路５５を流れる潤滑油を冷却し、冷却水入出口６５ｏから流出する。
【００４７】
冷却油路５５の他端は、モータカバー２２ｔに設けられた連絡油路５６の一端と接続する。連絡油路５６の他端は、管状の回転軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延びる軸線油路５７と接続する。軸線油路５７は、軸線Ｏから偏心部材２５ａ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ａと、軸線Ｏから偏心部材２５ｂ内を径方向外側に向かって延びる潤滑油路５８ｂとに分岐する。潤滑油路５８ａ，５８ｂの径方向外側端は、転がり軸受４１の内輪部材４２を貫通するよう内側軌道面４２ａに設けられた孔４３と接続する。
【００４８】
図３は、ポンプケーシング２２ｐを軸線Ｏ方向からみた状態を模式的に示す説明図である。ポンプケーシング２２ｐの中央に取り付けられ、補強部材６１の円筒部６１ｃによって駆動されるオイルポンプ５１は、例えばサイクロイドポンプで構成され、オイル溜まり５３に貯留した潤滑油を吸入油路５２下端の入口５２ｉから吸入し、吐出油路５４に潤滑油を吐出する。ポンプケーシング２２ｐの下部には、モータケーシング２２ａの内部空間とオイル溜まり５３とを連通する孔５３ｉが設けられる。潤滑油が孔５３ｉからオイル溜まり５３へ流下するよう、孔５３ｉは入口５２ｉよりも上方に設けられている。
【００４９】
潤滑油は、吐出油路５４と冷却油路５５とを順次通過し、冷却油路５５で冷却される。次に潤滑油は、連絡油路５６と、軸線油路５７とを順次通過し、減速部Ｂで潤滑油路５８ａ、５８ｂにそれぞれ分岐して径方向外方へ流れ、偏心部材２５ａに設けられた転がり軸受４１と、偏心部材２５ｂに設けられた転がり軸受４１とをそれぞれ潤滑する。また、潤滑油は遠心力の作用によって径方向外方へ流れるため、曲線板２６ａ、２６ｂと、外ピン２７とをそれぞれ潤滑する。その後、潤滑油は落下して、減速部Ｂの下部に設けられたオイル溜まり５３に貯留する。潤滑油の循環経路は以上のように構成される。
【００５０】
図４はカラー部材２９を取り出して軸線Ｏ方向からみた状態を示す正面図である。図５は図４のＶ−Ｖにおける縦断面図である。カラー部材２９は環状であり、モータ側回転部材になる減速部入力軸２５の一端を包囲する。また、カラー部材２９は、公転部材になる２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士の間に介挿されて、これら２個の曲線板２６ａ，２６ｂ同士を離隔するスペーサになる。したがって、カラー部材２９の一方側端面は曲線板２６ａの端面と接触し、カラー部材２９の他方側端面は曲線板２６ｂの端面と接触する。
【００５１】
カラー部材２９の一方端面には溝２９ｇが形成される。溝２９ｇは、径方向に延在し、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する油路を構成する。また溝２９ｇは、周方向等間隔に複数形成される。なお、ここでいう一方端面とは、曲線板２６ａと接触する端面であってもよいし、あるいは曲線板２６ｂと接触する端面であってもよい。
【００５２】
曲線板２６ａは硬質プラスチィックなどの樹脂製であるが、金属製であってもよい。
【００５３】
潤滑油は遠心力の作用によって径方向外方へ流れるため、曲線板２６ａと曲線板２６ｂとの間に流入した潤滑油は、カラー部材２９により遮断されることなく、溝２９ｇを通過して外ピン２７および曲線板２６ａ，２６ｂの外周を潤滑する。
【００５４】
本実施例によれば、減速部入力軸２５の一端を包囲する環状のカラー部材２９が、２個１対の曲線板２６ａ，２６ｂ同士の間に介挿され、カラー部材２９の外周と内周とを連絡する溝２９ｇを備えることから、溝２９ｇが油路となり、潤滑油が溝２９ｇを径方向外方へ流れる。これにより、潤滑油の径方向外方への流れがカラー部材２９によって遮断されず、曲線板２６ａ，２６ｂの外周においてトロコイド系曲線で構成される曲線凹部と外ピン２７との接触面に潤滑油を十分に供給することができる。したがって、かかる接触面を好適な温度に維持することが可能になり、インホイールモータ駆動装置２１の寿命を長くすることができる。
【００５５】
また、油路になる溝２９ｇは、カラー部材２９の周方向に間隔を開けて複数形成されることから、曲線板２６ａ，２６ｂと外ピン２７との接触面に潤滑油を好適に供給することができる。具体的には図４および図５に示すように、溝２９ｇは、カラー部材２９の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成される。溝２９ｇは、径方向に直線状に延在する。
【００５６】
また本実施例によれば、内側係合部材になる複数の内ピン３１は、軸線Ｏを中心とする仮想円上で周方向に離隔して配設され、それぞれの内ピン３１は、軸線Ｏと平行に延在する。そして内ピン３１はそれぞれ、内ピン３１の外周を包囲する内ピン外輪３１ｂと、内ピン外輪３１ｂの内周と内ピン３１の外周との間に介在する針状ころ軸受３１ａを含む。針状ころ軸受３１ａは複数のころを含む。これにより、カラー部材２９を軸線Ｏと同軸に位置決めすることが可能になる。しかも、内ピン３１の外周に針状ころ軸受３１ａがそれぞれ設けられることから、カラー部材２９の内周が、内ピン３１と転がり接触することが可能となり、カラー部材２９と内ピン３１との摩擦抵抗を解消することができる。
【００５７】
次に本発明の他の実施例になるカラー部材を説明する。図６は他の実施例になるカラー部材を示す正面図であり、図７は、図６のＶII−ＶIIにおける縦断面図である。かかる他の実施例につき、上述した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。他の実施例において溝２９ｇは、カラー部材２９の一方端面および他方端面の両方に複数形成される。一方端面において溝２９ｇは周方向等間隔に設けられ、他方端面においても溝２９ｇは周方向等間隔に設けられる。そして一方端面に形成された溝２９ｇと他方端面に形成された溝２９ｇとが、周方向で交互に配列される。なお図６に示すように、実線で示される一方端面に形成された溝２９ｇと破線で示される他方端面に形成された溝２９ｇとの周方向間隔はすべて等しい。
【００５８】
かかる他の実施例によれば、カラー部材２９の一方端面および他方端面の両方に潤滑油を均等に流すことができる。
【００５９】
カラー部材に形成される油路は、上述した溝２９ｇに限られない。図には示さなかったが、溝２９ｇに代えてカラー部材２９に、径方向に延びる貫通孔を形成してもよい。これにより潤滑油はカラー部材２９に形成された貫通孔を通過することが可能となり、曲線板２６ａ，２６ｂの外周と外ピン２７との接触面に潤滑油を十分に供給することができる。
【００６０】
また本実施例のカラー部材２９は樹脂製であることから、溝２９ｇまたは貫通孔の加工が容易になる。
【００６１】
図８はインホイールモータ駆動装置２１の配置レイアウトを示す平面図である。車両の車体１１は、前後左右に４個の車輪を具備する。このうち左輪１２Ｌおよび右輪１２Ｒは駆動輪である。左輪１２Ｌは車両左側に配置されたインホイールモータ駆動装置２１Ｌの車輪ハブ３２と結合する。インホイールモータ駆動装置２１Ｌは図示しないサスペンション装置で車体１１の床下に懸架されている。同様に右輪１２Ｒも車両右側に配置されたインホイールモータ駆動装置２１Ｒの車輪ハブ３２と結合する。インホイールモータ駆動装置２１Ｒも図示しないサスペンション装置で車体１１の床下に懸架されている。インホイールモータ駆動装置２１Ｌ，２１Ｒはいずれも上述したインホイールモータ駆動装置２１であり、車両前後方向に延びる車体１１の中心線に関して対称に配置される。
【００６２】
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】
【００６３】
この発明になるインホイールモータ駆動装置は、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】
【００６４】
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、２２ｂ 減速部ケーシング、２２ｃ 軸受部ケーシング、２２ｐ ポンプケーシング、２２ｔ モータカバー、２３ ステータ、２４ ロータ、２５ 減速部入力軸、２５ａ，２５ｂ 偏心部材、２６ａ，２６ｂ 曲線板、２７ 外ピン、２８ 車輪側回転部材、２９ カラー部材、２９ｇ 溝（油路）、３１ 内ピン、３２ 車輪ハブ、３３ 車輪ハブ軸受、３５ 回転軸、４１ 転がり軸受、４２ 内輪部材、４２ａ 内側軌道面、４３ 孔、４４ ころ、５１ オイルポンプ、５２ 吸入油路、５３ オイル溜まり、５４ 吐出油路、５５ 冷却油路、５６ 連絡油路、５７ 軸線油路、５８ａ，５８ｂ 潤滑油路、６１ 補強部材、６５ ウォータージャケット。
【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、２個の円盤形状であって、モータ側回転部材に該モータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、
軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって、内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、
前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記外周係合部材よりも内径側で前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、
前記外周係合部材よりも内径側かつ前記内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、前記１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有し、
前記カラー部材は、該カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備える、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記油路は、前記カラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される、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】
前記油路は、前記カラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝である、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】
前記溝は、一方端面および他方端面の両方に、周方向等間隔に複数形成され、
一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される、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】
前記油路は、前記カラー部材に形成された貫通孔である、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記油路は、径方向に直線状に延在する、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。
【請求項７】
前記カラー部材は樹脂製である、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。
【請求項８】
前記内側係合部材は、前記軸線を中心とする仮想円上で周方向に離隔して配設され、前記軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、
前記内ピンは、内ピンの外周を包囲する内ピン外輪と、前記内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、
前記カラー部材の内周が、前記内ピンと転がり接触する、請求項１〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【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、２個の円盤形状であって、モータ側回転部材に該モータ側回転部材の軸線から偏心して結合した１対の偏心部材と、
軸線方向に離隔して相互に対向する２個の板状体であって、内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能にそれぞれ取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う１対の公転部材と、
前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記外周係合部材よりも内径側で前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、
前記外周係合部材よりも内径側かつ前記内側係合部材よりも外径側の位置でモータ側回転部材を包囲する環状体であって、前記１対の公転部材の間に介挿されるカラー部材とを有し、
前記カラー部材は、該カラー部材の外周と内周とを連絡する油路を備える、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記油路は、前記カラー部材の周方向に間隔を開けて複数形成される、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】
前記油路は、前記カラー部材の一方端面および他方端面の少なくとも一方に形成された溝である、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】
前記溝は、一方端面および他方端面の両方に、周方向等間隔に複数形成され、
一方端面に形成された溝と他方端面に形成された溝とが、周方向にずれた位置で交互に配列される、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】
前記油路は、前記カラー部材に形成された貫通孔である、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記油路は、径方向に直線状に延在する、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。
【請求項７】
前記カラー部材は樹脂製である、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。
【請求項８】
前記内側係合部材は、前記軸線を中心とする仮想円上で周方向に離隔して配設され、前記軸線と平行に延在する複数の内ピンを含み、
前記内ピンは、内ピンの外周を包囲する内ピン外輪と、前記内ピン外輪の内周と内ピンの外周との間に介在する複数の転動体とを含み、
前記カラー部材の内周が、前記内ピンと転がり接触する、請求項１〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２１９６４（Ｐ２０１０−２２１９６４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７４３７０（Ｐ２００９−７４３７０）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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