インホイールモータ駆動装置
【課題】インホイールモータ駆動装置におけるブレーキの配置を変えることなく、キャリパの脱着などの作業性とメンテナンス性を向上させる。
【解決手段】ブレーキロータ１５に、ハブボルト３２ｃの貫通孔とは別にキャリパ固定用孔８８を設け、このキャリパ固定用孔８８を介して車体のアウトボード側からインホイールモータ駆動装置のハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ（植設ボルト）にキャリパ固定ボルト８７（キャリパ固定ナット）を固定することができるようにした。
【解決手段】ブレーキロータ１５に、ハブボルト３２ｃの貫通孔とは別にキャリパ固定用孔８８を設け、このキャリパ固定用孔８８を介して車体のアウトボード側からインホイールモータ駆動装置のハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ（植設ボルト）にキャリパ固定ボルト８７（キャリパ固定ナット）を固定することができるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して同軸上に連結したインホイールモータ駆動装置におけるブレーキ固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスクブレーキのキャリパをナックルに固定する場合、特開平９−２５９６７号公報（特許文献１）に記載の方法が一般的である。
その方法は、図１３に示すように、キャリパ１１０に設けた固定用の雌ねじと、ナックル１１１を貫通する取付けボルト１１２により締結するという方法である。
【０００３】
固定用の雌ねじをキャリパ１１０に設けてある場合、ナックル１１１に対して車体のアウトボード側に位置するブレーキロータ１１３を避けるために、車体のインボード側からアウトボード側に向かって、取付けボルト１１２を通し、キャリパ１１０を固定しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、インホイールモータ駆動装置は、図１４に示すように、車体に取付けられるハウジング１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを直列に備える構造であるため、固定用の雌ねじを有するキャリパ１１０を、車体のインボード側から取付けボルト１１２によって固定しようとすると、車体に取付けられるハウジング１０２の内部から外側に向かって取付けボルト１１２を貫通させる必要があり、キャリパ１１０の脱着などの作業性とメンテナンス性が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、インホイールモータ駆動装置におけるブレーキの配置を変えることなく、キャリパの脱着などの作業性とメンテナンス性を向上させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明は、ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設け、このキャリパ固定用孔を介して車体のアウトボード側からキャリパの固定を可能にしたものである。
【０００８】
キャリパ固定用孔の大きさは、少なくともキャリパ固定ボルト及びキャリパ固定ボルトの締め付け工具を挿入可能な大きさとする。
【０００９】
キャリパ固定用孔は、ハブボルト貫通孔と同数で、且つ等配にすることが好ましい。
上記のように、ブレーキロータに設けたキャリパ固定用孔を介して、キャリパ固定ボルトを車体のアウトボード側から挿通できるので、インホイールモータ駆動装置のハウジングに、キャリパ固定雌ねじを設けることにより、キャリパを車体のアウトボード側から固定することができる。
【００１０】
また、ブレーキロータの車輪ハブ突き当て面、即ち、車輪ハブ軸受部のフランジ部には、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設けることが好ましい。
【００１１】
また、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に、キャリパ固定ボルトを挿通する際に、車輪ハブ軸受部のフランジ部が邪魔にならないように、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する部分を肉抜きして、車輪ハブ軸受部のフランジ部を花形形状にしてもよい。
また、上述したアウトボード側からキャリパ固定ボルトを挿通する固定方法の他に、インホイールモータ駆動装置のハウジングに予めキャリパ固定ボルトを植設し、キャリパ固定用孔を通してキャリパ固定ナットをアウトボード側から挿通し、締結固定することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設け、このキャリパ固定用孔を介して車体のアウトボード側からキャリパの固定が可能であるため、キャリパの脱着などの作業性とメンテナンス性が向上する。
【００１３】
また、ブレーキロータにキャリパ固定用孔、車輪ハブ軸受部のフランジ部に、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設ける、もしくは、車輪ハブ軸受部のフランジ部を花形形状にすることにより、軽量化が図れ、電気自動車におけるばね下重量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図２】図１のII−II線の断面図である。
【図３】図１の偏心部周辺の拡大図である。
【図４】図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。
【図５】図１のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。
【図６】図５の電気自動車を後方から見た背面図である。
【図７】サスペンションを取付けたインホイールモータ駆動装置の斜視図である。
【図８】インホイールモータ駆動装置の減速部のハウジングを車輪ハブ軸受部側から見た正面図である。
【図９】図８の減速部のハウジングを車輪ハブ軸受部側から見た斜視図である。
【図１０】図９の減速部のハウジングにブレーキロータとキャリパを取付ける状態を示す斜視図である。
【図１１】ブレーキロータを車輪ハブ軸受部に取付けた状態をアウトボード側から見た正面図である。
【図１２】車輪ハブ軸受部の変形例にブレーキロータを取付けた状態をアウトボード側から見た正面図である。
【図１３】ナックルにキャリパを固定する従来例を示す斜視図である。
【図１４】従来のインホイールモータ駆動装置におけるキャリパの固定状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
まず、図１に示すように、インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪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とはハウジング２２に収納されて、図６に示すように電気自動車１１のホイールハウス１２ａ内に取り付けられる。
【００１７】
モータ部Ａは、ハウジング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２５とを備えるラジアルギャップモータである。ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。
【００１８】
モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂ内で転がり軸受３６ｃによって支持される。さらに、２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０度位相を変えて設けられている。
【００１９】
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、ハウジング２２ｂ上の固定位置に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構と、偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置にカウンタウェイト２９とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。
【００２０】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪１４に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａとモータ側回転部材２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
【００２１】
曲線板２６ａ、２６ｂは、図２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。
【００２２】
曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図２に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａ、２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面４３と、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
【００２３】
外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００２４】
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度位相を変えて配置される。
【００２５】
ここで、図３に示すように、２枚の曲線板２６ａ、２６ｂ間の中心点をＧとすると、図３の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ１、曲線板２６ａ、転がり軸受４１、および偏心部２５ａの質量の和をｍ１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ２、カウンタウェイト２９の質量をｍ２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。
【００２６】
運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と、曲線板２６ａ、２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。内ピン３１は、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材２８に固定されている。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの貫通孔３０ａの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３１ａが設けられている。
【００２７】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００２８】
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、減速部Ｂのハウジング２２ｂの下部に潤滑油貯留部２５ｆを設け、潤滑油貯留部２５ｆに貯留された潤滑油を回転ポンプ５１で吸い上げて潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
【００２９】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油給油口２５ｄは、潤滑油路２５ｃからモータ側回転部材２５の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油給油口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
【００３０】
ここで、回転ポンプ５１は、図４に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、吸入口５５と、循環油路２５ｇに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。
【００３１】
インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。
【００３２】
アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２に回転自在に支持されている。
【００３３】
インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
【００３４】
インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から圧送される。
【００３５】
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を減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって駆動輪が固定連結される。また、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂの外径面にはスプラインおよび雄ねじが形成されている。また、車輪ハブ３２の中空部３２ａの内径面にはスプライン穴が形成されている。そして、車輪ハブ３２の内径面に車輪側回転部材２８を螺合し、先端をナット３２ｄでとめることによって、両者を締結している。また、駆動輪のホイールと車輪ハブ３２のフランジ部３２ｂとの間には、ブレーキロータ１５が取り付けられている。
【００３６】
車輪ハブ軸受３３は、車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両アウター側の外径面に一体形成されたアウター側軌道面と車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両インナー側の外径面に嵌合された外面にインナー側軌道面を有する内輪３３ｂとからなる内方部材３３ａと、この内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に配置される複列の玉３３ｃと、内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面を内周面に有する外方部材３３ｄと、隣接する玉３３ｃの間隔を保持する保持器と、車輪ハブ軸受３３の軸方向両端部を密封する密封部材とを備える複列アンギュラ玉軸受である。
【００３７】
車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄは、減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して締結ボルトによって固定される。
【００３８】
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５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６に示すように、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、サスペンション１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。
【００３９】
サスペンション１２ｂは、図７に示すように、減速部Ｂのハウジング２２ｂに、サスペンション取付け用のブラケット６０を介して取付けられている。
【００４０】
減速部Ｂのハウジング２２ｂは、図８及び図９に示すように、減速機構を収める略円筒形状部２２ｃと、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部２５ｆとを備え、略円筒形状部２２ｃの上方両側面と、潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、サスペンション取付け用のブラケットを固定している。
【００４１】
サスペンション１２ｂのアッパーアーム８１は、アッパーアームブラケット６０ａを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部の上方側面の一方に取り付けられている。
【００４２】
サスペンション１２ｂのトーコントロールロッド８２は、トーコントロールロッドブラケット６０ｂを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部の上方側面の他方に取り付けられている。
【００４３】
また、サスペンション１２ｂのロアアーム８３は、減速部Ｂの潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、ロアアームブラケット６０ｃを介して取付けられている。
【００４４】
ロアアーム８３とアッパーアーム８１の間の空間には、路面からの入力振動を減衰するショックアブソーバ８４が配置される。ショックアブソーバ８４の下端はロアアーム８３に、上端はシャーシ１２に固定される。
【００４５】
また、減速部Ｂのハウジング２２ｂには、図１０に示すように、ブレーキキャリパ８５を固定している。
減速部Ｂのハウジング２２ｂの車輪ハブ軸受部Ｃ側の前面には、ブレーキキャリパ８５を、キャリパ固定ボルト８７によって車体のアウトボード側から固定できるように、キャリパ８５の固定用の雌ねじ８６を形成している。
【００４６】
ブレーキロータ１５は、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂに固定される。
車輪ハブ軸受部Ｃに固定されたブレーキロータ１５があると、キャリパ８５を固定する際に、キャリパ固定ボルト８７を、車体のアウトボード側から減速部Ｂのハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ８６にねじ込むことができない。
【００４７】
このため、この発明では、図１１に示すように、ブレーキロータ１５に、ハブボルト貫通孔９０とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔８８を設け、キャリパ固定用孔８８からキャリパ固定ボルト８７を、減速部Ｂのハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ８６にねじ込むようにしている。
【００４８】
したがって、キャリパ固定用孔８８の大きさは、少なくともキャリパ固定ボルト８７及びキャリパ固定ボルト８７の締め付け工具を挿入可能な大きさ以上に形成している。
【００４９】
図１１に示す例では、キャリパ固定用孔８８を、ハブボルト貫通孔９０のピッチの周方向中間に位置するように設けている。
【００５０】
このため、キャリパ固定用孔８８は、ハブボルト貫通孔９０と同数で、且つ等配になっている。
【００５１】
また、図１１に示す例では、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に、キャリパ固定ボルト８７を挿通する際に、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂが邪魔にならないように、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂには、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に対応する孔８９を設けている。
【００５２】
また、図１２に示す例では、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に、キャリパ固定ボルト８７を挿通する際に、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂが邪魔にならないように、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に対応する部分を肉抜きして、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂを花形形状にしている。
【００５３】
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が、この発明では、上記のように、ブレーキロータ１５にキャリパ固定用孔８８を設けることによって、ブレーキロータ１５の軽量化を図っている。
【００５４】
また、図１２に示す例のように、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂを花形形状にすることにより、さらなる軽量化が図れる。
【００５５】
上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を説明する。
モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。
【００５６】
これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ、２６ｂはモータ側回転部材２５の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ、２６ｂの曲線形状の波形と係合して、曲線板２６ａ、２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００５７】
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。
【００５８】
このとき、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００５９】
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。
【００６０】
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン２７および内ピン３１の曲線板２６ａ、２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ、３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。
【００６１】
上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車１１に採用することにより、軸方向寸法を小さくすることができ、その結果、車内空間を広く確保することができる。
【００６２】
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１を車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動した例を示したが、回転ポンプ５１はモータ側回転部材２５の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ側回転部材２５の回転数は車輪側回転部材２８と比較して大きい（上記の実施形態では１１倍）ので、回転ポンプ５１の耐久性が低下するおそれがある。また、車輪側回転部材２８に接続しても十分な排出量を確保することができる。これらの観点から、回転ポンプ５１は車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するのが望ましい。
【００６３】
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
【００６４】
また、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ、２６ｂを１８０度位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０度位相を変えて設けるとよい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ、２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
【００６９】
ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝玉軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
さらに、図５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。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１１ 電気自動車
１２ シャーシ
１２ａ ホイールハウジング
１２ｂ 懸架装置
１３ 前輪
１４ 後輪
１５ ブレーキロータ
２２ａ モータ部Ａのハウジング
２２ｂ 減速部Ｂのハウジング
３２ｂ フランジ部
８５ キャリパ
８６ 雌ねじ
８７ キャリパ固定ボルト
８８ キャリパ固定用孔
９０ ハブボルト貫通孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して同軸上に連結したインホイールモータ駆動装置におけるブレーキ固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスクブレーキのキャリパをナックルに固定する場合、特開平９−２５９６７号公報（特許文献１）に記載の方法が一般的である。
その方法は、図１３に示すように、キャリパ１１０に設けた固定用の雌ねじと、ナックル１１１を貫通する取付けボルト１１２により締結するという方法である。
【０００３】
固定用の雌ねじをキャリパ１１０に設けてある場合、ナックル１１１に対して車体のアウトボード側に位置するブレーキロータ１１３を避けるために、車体のインボード側からアウトボード側に向かって、取付けボルト１１２を通し、キャリパ１１０を固定しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、インホイールモータ駆動装置は、図１４に示すように、車体に取付けられるハウジング１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを直列に備える構造であるため、固定用の雌ねじを有するキャリパ１１０を、車体のインボード側から取付けボルト１１２によって固定しようとすると、車体に取付けられるハウジング１０２の内部から外側に向かって取付けボルト１１２を貫通させる必要があり、キャリパ１１０の脱着などの作業性とメンテナンス性が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、インホイールモータ駆動装置におけるブレーキの配置を変えることなく、キャリパの脱着などの作業性とメンテナンス性を向上させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明は、ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設け、このキャリパ固定用孔を介して車体のアウトボード側からキャリパの固定を可能にしたものである。
【０００８】
キャリパ固定用孔の大きさは、少なくともキャリパ固定ボルト及びキャリパ固定ボルトの締め付け工具を挿入可能な大きさとする。
【０００９】
キャリパ固定用孔は、ハブボルト貫通孔と同数で、且つ等配にすることが好ましい。
上記のように、ブレーキロータに設けたキャリパ固定用孔を介して、キャリパ固定ボルトを車体のアウトボード側から挿通できるので、インホイールモータ駆動装置のハウジングに、キャリパ固定雌ねじを設けることにより、キャリパを車体のアウトボード側から固定することができる。
【００１０】
また、ブレーキロータの車輪ハブ突き当て面、即ち、車輪ハブ軸受部のフランジ部には、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設けることが好ましい。
【００１１】
また、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に、キャリパ固定ボルトを挿通する際に、車輪ハブ軸受部のフランジ部が邪魔にならないように、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する部分を肉抜きして、車輪ハブ軸受部のフランジ部を花形形状にしてもよい。
また、上述したアウトボード側からキャリパ固定ボルトを挿通する固定方法の他に、インホイールモータ駆動装置のハウジングに予めキャリパ固定ボルトを植設し、キャリパ固定用孔を通してキャリパ固定ナットをアウトボード側から挿通し、締結固定することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設け、このキャリパ固定用孔を介して車体のアウトボード側からキャリパの固定が可能であるため、キャリパの脱着などの作業性とメンテナンス性が向上する。
【００１３】
また、ブレーキロータにキャリパ固定用孔、車輪ハブ軸受部のフランジ部に、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設ける、もしくは、車輪ハブ軸受部のフランジ部を花形形状にすることにより、軽量化が図れ、電気自動車におけるばね下重量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の概略断面図である。
【図２】図１のII−II線の断面図である。
【図３】図１の偏心部周辺の拡大図である。
【図４】図１の回転ポンプを軸方向から見た図である。
【図５】図１のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。
【図６】図５の電気自動車を後方から見た背面図である。
【図７】サスペンションを取付けたインホイールモータ駆動装置の斜視図である。
【図８】インホイールモータ駆動装置の減速部のハウジングを車輪ハブ軸受部側から見た正面図である。
【図９】図８の減速部のハウジングを車輪ハブ軸受部側から見た斜視図である。
【図１０】図９の減速部のハウジングにブレーキロータとキャリパを取付ける状態を示す斜視図である。
【図１１】ブレーキロータを車輪ハブ軸受部に取付けた状態をアウトボード側から見た正面図である。
【図１２】車輪ハブ軸受部の変形例にブレーキロータを取付けた状態をアウトボード側から見た正面図である。
【図１３】ナックルにキャリパを固定する従来例を示す斜視図である。
【図１４】従来のインホイールモータ駆動装置におけるキャリパの固定状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
まず、図１に示すように、インホイールモータ駆動装置２１は、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪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とはハウジング２２に収納されて、図６に示すように電気自動車１１のホイールハウス１２ａ内に取り付けられる。
【００１７】
モータ部Ａは、ハウジング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２５とを備えるラジアルギャップモータである。ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３６ａ、３６ｂによってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。
【００１８】
モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ、２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂ内で転がり軸受３６ｃによって支持される。さらに、２つの偏心部２５ａ、２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うために、１８０度位相を変えて設けられている。
【００１９】
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、ハウジング２２ｂ上の固定位置に保持され、曲線板２６ａ、２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ、２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構と、偏心部２５ａ、２５ｂに隣接する位置にカウンタウェイト２９とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。
【００２０】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。また、軸部２８ｂは車輪ハブ３２に嵌合固定され、減速部Ｂの出力を車輪１４に伝達する。車輪側回転部材２８のフランジ部２８ａとモータ側回転部材２５とは、転がり軸受３６ｃによって回転自在に支持されている。
【００２１】
曲線板２６ａ、２６ｂは、図２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。
【００２２】
曲線板２６ａ、２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａ、２５ｂに対して回転自在に支持されている。図２に示すように、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａ、２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面４３と、内側軌道面４２ａおよび外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。
【００２３】
外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ、２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ、２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００２４】
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度位相を変えて配置される。
【００２５】
ここで、図３に示すように、２枚の曲線板２６ａ、２６ｂ間の中心点をＧとすると、図３の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ１、曲線板２６ａ、転がり軸受４１、および偏心部２５ａの質量の和をｍ１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ２、カウンタウェイト２９の質量をｍ２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。
【００２６】
運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と、曲線板２６ａ、２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。内ピン３１は、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、その軸方向一方側端部が車輪側回転部材２８に固定されている。また、曲線板２６ａ、２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ、２６ｂの貫通孔３０ａの内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３１ａが設けられている。
【００２７】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられ、貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００２８】
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、減速部Ｂのハウジング２２ｂの下部に潤滑油貯留部２５ｆを設け、潤滑油貯留部２５ｆに貯留された潤滑油を回転ポンプ５１で吸い上げて潤滑油路２５ｃに強制的に還流させている。
【００２９】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部を軸線方向に沿って延びている。また、潤滑油給油口２５ｄは、潤滑油路２５ｃからモータ側回転部材２５の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油給油口２５ｄは、偏心部２５ａ、２５ｂに設けられている。
【００３０】
ここで、回転ポンプ５１は、図４に示すように、車輪側回転部材２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、ポンプ室５４と、吸入口５５と、循環油路２５ｇに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。
【００３１】
インナーロータ５２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分５２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ５２は、内ピン３１（車輪側回転部材２８）と一体回転する。
【００３２】
アウターロータ５３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分５３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分５３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ５３は、ハウジング２２に回転自在に支持されている。
【００３３】
インナーロータ５２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ５３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ５２の歯数をｎとすると、アウターロータ５３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
【００３４】
インナーロータ５２とアウターロータ５３との間の空間には、複数のポンプ室５４が設けられている。そして、インナーロータ５２が車輪側回転部材２８の回転を利用して回転すると、アウターロータ５３は従動回転する。このとき、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５から流入した潤滑油が吐出口５６から圧送される。
【００３５】
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を減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって駆動輪が固定連結される。また、車輪側回転部材２８の軸部２８ｂの外径面にはスプラインおよび雄ねじが形成されている。また、車輪ハブ３２の中空部３２ａの内径面にはスプライン穴が形成されている。そして、車輪ハブ３２の内径面に車輪側回転部材２８を螺合し、先端をナット３２ｄでとめることによって、両者を締結している。また、駆動輪のホイールと車輪ハブ３２のフランジ部３２ｂとの間には、ブレーキロータ１５が取り付けられている。
【００３６】
車輪ハブ軸受３３は、車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両アウター側の外径面に一体形成されたアウター側軌道面と車輪ハブ３２の中空部３２ａの車両インナー側の外径面に嵌合された外面にインナー側軌道面を有する内輪３３ｂとからなる内方部材３３ａと、この内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に配置される複列の玉３３ｃと、内方部材３３ａのアウター側軌道面とインナー側軌道面に対向するアウター側軌道面とインナー側軌道面を内周面に有する外方部材３３ｄと、隣接する玉３３ｃの間隔を保持する保持器と、車輪ハブ軸受３３の軸方向両端部を密封する密封部材とを備える複列アンギュラ玉軸受である。
【００３７】
車輪ハブ軸受３３の外方部材３３ｄは、減速部Ｂのハウジング２２ｂに対して締結ボルトによって固定される。
【００３８】
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５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６に示すように、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、サスペンション１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。
【００３９】
サスペンション１２ｂは、図７に示すように、減速部Ｂのハウジング２２ｂに、サスペンション取付け用のブラケット６０を介して取付けられている。
【００４０】
減速部Ｂのハウジング２２ｂは、図８及び図９に示すように、減速機構を収める略円筒形状部２２ｃと、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部２５ｆとを備え、略円筒形状部２２ｃの上方両側面と、潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、サスペンション取付け用のブラケットを固定している。
【００４１】
サスペンション１２ｂのアッパーアーム８１は、アッパーアームブラケット６０ａを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部の上方側面の一方に取り付けられている。
【００４２】
サスペンション１２ｂのトーコントロールロッド８２は、トーコントロールロッドブラケット６０ｂを介して、減速部Ｂのハウジング２２ｂの略円筒形状部の上方側面の他方に取り付けられている。
【００４３】
また、サスペンション１２ｂのロアアーム８３は、減速部Ｂの潤滑油貯留部２５ｆの下端面に、ロアアームブラケット６０ｃを介して取付けられている。
【００４４】
ロアアーム８３とアッパーアーム８１の間の空間には、路面からの入力振動を減衰するショックアブソーバ８４が配置される。ショックアブソーバ８４の下端はロアアーム８３に、上端はシャーシ１２に固定される。
【００４５】
また、減速部Ｂのハウジング２２ｂには、図１０に示すように、ブレーキキャリパ８５を固定している。
減速部Ｂのハウジング２２ｂの車輪ハブ軸受部Ｃ側の前面には、ブレーキキャリパ８５を、キャリパ固定ボルト８７によって車体のアウトボード側から固定できるように、キャリパ８５の固定用の雌ねじ８６を形成している。
【００４６】
ブレーキロータ１５は、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂに固定される。
車輪ハブ軸受部Ｃに固定されたブレーキロータ１５があると、キャリパ８５を固定する際に、キャリパ固定ボルト８７を、車体のアウトボード側から減速部Ｂのハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ８６にねじ込むことができない。
【００４７】
このため、この発明では、図１１に示すように、ブレーキロータ１５に、ハブボルト貫通孔９０とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔８８を設け、キャリパ固定用孔８８からキャリパ固定ボルト８７を、減速部Ｂのハウジング２２ｂの前面に設けた雌ねじ８６にねじ込むようにしている。
【００４８】
したがって、キャリパ固定用孔８８の大きさは、少なくともキャリパ固定ボルト８７及びキャリパ固定ボルト８７の締め付け工具を挿入可能な大きさ以上に形成している。
【００４９】
図１１に示す例では、キャリパ固定用孔８８を、ハブボルト貫通孔９０のピッチの周方向中間に位置するように設けている。
【００５０】
このため、キャリパ固定用孔８８は、ハブボルト貫通孔９０と同数で、且つ等配になっている。
【００５１】
また、図１１に示す例では、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に、キャリパ固定ボルト８７を挿通する際に、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂが邪魔にならないように、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂには、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に対応する孔８９を設けている。
【００５２】
また、図１２に示す例では、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に、キャリパ固定ボルト８７を挿通する際に、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂが邪魔にならないように、ブレーキロータ１５のキャリパ固定用孔８８に対応する部分を肉抜きして、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂを花形形状にしている。
【００５３】
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が、この発明では、上記のように、ブレーキロータ１５にキャリパ固定用孔８８を設けることによって、ブレーキロータ１５の軽量化を図っている。
【００５４】
また、図１２に示す例のように、車輪ハブ軸受部Ｃのフランジ部３２ｂを花形形状にすることにより、さらなる軽量化が図れる。
【００５５】
上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を説明する。
モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。
【００５６】
これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ、２６ｂはモータ側回転部材２５の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ、２６ｂの曲線形状の波形と係合して、曲線板２６ａ、２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００５７】
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。
【００５８】
このとき、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００５９】
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。
【００６０】
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン２７および内ピン３１の曲線板２６ａ、２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ、３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。
【００６１】
上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車１１に採用することにより、軸方向寸法を小さくすることができ、その結果、車内空間を広く確保することができる。
【００６２】
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１を車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動した例を示したが、回転ポンプ５１はモータ側回転部材２５の回転を利用して駆動することもできる。しかし、モータ側回転部材２５の回転数は車輪側回転部材２８と比較して大きい（上記の実施形態では１１倍）ので、回転ポンプ５１の耐久性が低下するおそれがある。また、車輪側回転部材２８に接続しても十分な排出量を確保することができる。これらの観点から、回転ポンプ５１は車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するのが望ましい。
【００６３】
また、上記の実施形態においては、回転ポンプ５１としてサイクロイドポンプの例を示したが、これに限ることなく、車輪側回転部材２８の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。
【００６４】
また、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ、２６ｂを１８０度位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０度位相を変えて設けるとよい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ、２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
【００６９】
ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝玉軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
さらに、図５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。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１１ 電気自動車
１２ シャーシ
１２ａ ホイールハウジング
１２ｂ 懸架装置
１３ 前輪
１４ 後輪
１５ ブレーキロータ
２２ａ モータ部Ａのハウジング
２２ｂ 減速部Ｂのハウジング
３２ｂ フランジ部
８５ キャリパ
８６ 雌ねじ
８７ キャリパ固定ボルト
８８ キャリパ固定用孔
９０ ハブボルト貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設けたことを特徴とするブレーキロータ。
【請求項２】
キャリパ固定用孔の大きさが、少なくともキャリパ固定ボルト又はキャリパ固定ナット、及びキャリパ固定ボルトの締め付け工具を挿入可能な大きさ以上としたことを特徴とする請求項１記載のブレーキロータ。
【請求項３】
車体に取り付けられるハウジングの内部に駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを直列に備えるインホイールモータ駆動装置において、前記ハウジングに、キャリパ固定雌ねじ又は植設ボルト用貫通穴を設け、前記車輪ハブ軸受部に請求項１又は２に記載のブレーキロータを取付けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記車輪ハブ軸受部の車輪ハブのハブボルト間に、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設けたことを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記車輪ハブ軸受部の車輪ハブが、ハブボルト間を肉抜きした花形形状である請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項１】
ブレーキロータに、ハブボルト貫通孔とは別に、少なくとも一つのキャリパ固定用孔を設けたことを特徴とするブレーキロータ。
【請求項２】
キャリパ固定用孔の大きさが、少なくともキャリパ固定ボルト又はキャリパ固定ナット、及びキャリパ固定ボルトの締め付け工具を挿入可能な大きさ以上としたことを特徴とする請求項１記載のブレーキロータ。
【請求項３】
車体に取り付けられるハウジングの内部に駆動力を発生させるモータ部と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部に伝達する減速部とを直列に備えるインホイールモータ駆動装置において、前記ハウジングに、キャリパ固定雌ねじ又は植設ボルト用貫通穴を設け、前記車輪ハブ軸受部に請求項１又は２に記載のブレーキロータを取付けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記車輪ハブ軸受部の車輪ハブのハブボルト間に、ブレーキロータのキャリパ固定用孔に対応する孔を設けたことを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記車輪ハブ軸受部の車輪ハブが、ハブボルト間を肉抜きした花形形状である請求項３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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−２４１８７１（Ｐ２０１１−２４１８７１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２９７８（Ｐ２０１０−１１２９７８）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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