インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置
【課題】気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】遊星ギアを構成する連結軸１７が、キャリアピンが一体に突設された円板部１７ａと、この円板部１７ａから肩部２７を介して軸方向に延び、外周にセレーション１７ｂが形成された軸部２８とを備え、加締部１２の端部がフラットに形成され、この加締部１２と円板部１７ａが衝合されると共に、加締部１２の内径に円筒部１２ａが形成され、この円筒部１２ａに連結軸１７の肩部２７が所定の径方向すきまを介して嵌挿され、連結軸１７の肩部２７の外周に環状溝２７ａが形成され、この環状溝２７ａにシールリング２９が円筒部１２ａに弾性接触するように装着されている。
【解決手段】遊星ギアを構成する連結軸１７が、キャリアピンが一体に突設された円板部１７ａと、この円板部１７ａから肩部２７を介して軸方向に延び、外周にセレーション１７ｂが形成された軸部２８とを備え、加締部１２の端部がフラットに形成され、この加締部１２と円板部１７ａが衝合されると共に、加締部１２の内径に円筒部１２ａが形成され、この円筒部１２ａに連結軸１７の肩部２７が所定の径方向すきまを介して嵌挿され、連結軸１７の肩部２７の外周に環状溝２７ａが形成され、この環状溝２７ａにシールリング２９が円筒部１２ａに弾性接触するように装着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、特に、車輪用軸受と減速機とモータとを組み合わせ、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車は、環境負荷低減への対応として、従来のエンジンを用いた駆動形態のものからモータによる駆動形態のものへと移行が検討されている。このような状況の中で、電気自動車用の車輪用軸受装置として、車輪用軸受と減速機とモータとを組み合わせたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置が注目されている。インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を電気自動車の駆動輪に用いると、各車輪を個別に回転駆動させることができるため、従来のプロペラシャフトやデファレンシャル等の大がかりな動力伝達機構が不要となり、車両の軽量・コンパクト化を図ることができる。
【０００３】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の一例として、図８に示すようなものが知られている。このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受５１と、この車輪用軸受５１に装着された遊星減速機５２と、この遊星減速機５２を駆動する電動モータＭおよび回転部材５３を有する駆動部５４とを備えている。
【０００４】
車輪用軸受５１は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５５を有し、外周に一方の内側転走面５６ａと、この内側転走面５６ａから軸方向に延びる小径段部５６ｂが形成されたハブ輪５６と、このハブ輪５６の小径段部５６ｂに圧入され、外周に他方の内側転走面５７ａが形成された内輪５７と、外周に車体に固定するための車体取付フランジ５８ｂを一体に有し、内周に内側転走面５６ａ、５７ａに対向する複列の外側転走面５８ａ、５８ａが形成された外方部材５８と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列のボール５９、５９を備えている。
【０００５】
遊星減速機５２は、回転部材５３に設けられた太陽ギア６０と、外方部材５８の端部内周に形成された内歯５８ｃと、この内歯５８ｃと太陽ギア６０の外歯６０ａに噛合する複数の遊星ギア６１と、これら遊星ギア６１を連結軸６２に対して回転自在に支承するキャリアピン６３とを備えている。
【０００６】
駆動部５４は、電動モータＭを構成し、外方部材５８に分離可能に一体に配設され、カップ状に形成されたステータハウジング６４と、このステータハウジング６４に内蔵されたステータ部６５と、このステータ部６５に所定のエアギャップを介して対峙し、回転部材５３に固着されたロータ部６６とを備え、連結軸６２がハブ輪５６にセレーション６２ａを介して連結され、電動モータＭの回転を、遊星減速機５２を介してハブ輪５６に伝達して車輪を駆動するようにしている。
【０００７】
こうした構成により、車輪用軸受５１のスペースを充分確保できると共に、補修時には車輪用軸受５１と遊星減速機５２および駆動部５４を容易に切り離して交換することができ、装置全体を交換する必要がなくなって、省資源化と共にメンテナンス費用を削減することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置では、駆動部５４に電動モータＭと遊星減速機５２が配設され、駆動部５４内には潤滑油が充填されている。然しながら、ハブ輪５６と連結軸６２間の気密性が充分でないと、潤滑油が外部に漏洩して周辺の環境を汚染するだけでなく、漏洩した潤滑油が周辺のブレーキ部品に付着すると制動力が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受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】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されている。
【００１２】
このように、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、連結軸が、ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、電動モータの回転を遊星減速機と連結軸を介してハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、連結軸が、遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周にセレーションが形成された軸部とを備え、円板部が内方部材に衝合するまで連結軸がハブ輪に嵌挿されると共に、内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、駆動部が外部と液密的に遮断されているので、駆動部内に充填された潤滑油が連結軸を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記遊星減速機が、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備えていれば、滑り接触を伴わず効率的に動力伝達ができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されていれば、密封性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記シールリングが装着されて前記円筒部に弾性接触していても良い。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記加締部と前記連結軸の円板部との間に前記シールリングが介装されていても良い。
【００１７】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記シールリングが、円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された爪部とを備え、この爪部が前記加締部に弾性装着されていれば、搬送工程や組立工程において加締部からシールリングが脱落するのを防止することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、請求項７に記載の発明のように、前記爪部が周方向等配に複数形成されていれば、この爪部を弾性変形させることによりシールリングを加締部にワンタッチで容易に装着することができ、組立の作業性を向上させることができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、前記加締部の端面および前記円板部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されていれば、シールリングが摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明のように、前記シールリングが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されていれば、靭性の低下を防止して充分な補強効果を発揮し、加締部に装着される時に割損するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記シールリングが、前記ハブ輪のアウター側の開口部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備えた芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材からなり、前記ハブ輪のアウター側の開口部が閉塞されていても良い。
【００２２】
好ましくは、請求項１１に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部の端部が縮径して形成され、この端部に回り込むように前記シール部材が接合されると共に、当該シール部材の外径が前記芯金の嵌合部の外径よりも僅かに大径に設定されていれば、密封性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されているので、駆動部内に充填された潤滑油が連結軸を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【図３】図１の車輪用軸受を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第２の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図である。
【図５】図４の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】（ａ）は、図５のシールリングを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第３の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のシールリングを示す拡大図である。
【図８】従来のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記連結軸が前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記キャリアピンが一体に突設された円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されると共に、前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿され、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝にシールリングが前記円筒部に弾性接触するように装着されている。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図、図３は、図１の車輪用軸受を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００２７】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受１と、この車輪用軸受１に装着された遊星減速機２と、この遊星減速機２を構成する太陽ギア３を一体に有する駆動部４とを主たる構成としている。
【００２８】
車輪用軸受１は、駆動側車輪（図示せず）を支承する第３世代と称されるものである。この車輪用軸受１は、図３に示すように、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面６ａと、この内側転走面６ａから軸方向インナー側に延びる円筒状の小径段部６ｂが形成されたハブ輪６、およびこのハブ輪６の小径段部６ｂに圧入され、外周に他方（インナー側）の内側転走面７ａが形成された内輪７からなる内方部材８と、外周に車体（図示せず）に固定するための車体取付フランジ９ｂを一体に有し、内周に内側転走面６ａ、７ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが一体に形成された外方部材９と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）１０、１０と、これら転動体１０、１０を円周等配に保持する保持器１１、１１とを備えている。車輪取付フランジ５の周方向等配には車輪を締結するためのハブボルト５ａが植設されている。
【００２９】
内輪７はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理され、ハブ輪６の小径段部６ｂに所定のシメシロを介して圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部６ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１２によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪６に対して軸方向に固定されている。
【００３０】
ハブ輪６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面６ａをはじめ、車輪取付フランジ５のインナー側の基部５ｂから小径段部６ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部１２は鍛造加工後の硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ５に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪７の嵌合部となる小径段部６ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部１２の塑性加工をスムーズに行うことができる。なお、転動体１０はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００３１】
外方部材９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面９ａ、９ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、外方部材９と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１３、１４が装着され、アウター側のシール１３は、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止すると共に、インナー側のシール１４は、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、後述する駆動部４内に充填された潤滑油が軸受内部に浸入するのを防止している。
【００３２】
なお、ここでは転動体１０にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、円錐ころを用いた複列の円錐ころ軸受であっても良い。また、車輪用軸受１は、ハブ輪６の外周に直接内側転走面６ａが形成された第３世代構造を例示したが、これに限らず、本発明に係る車輪用軸受においては、ハブ輪に小径段部が形成され、この小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第２世代構造であっても良い。
【００３３】
図１において、外方部材（固定要素）９のインナー側の端部内周には内歯１５が形成され、この内歯１５と、太陽ギア（入力要素）３の外歯３ａに噛合する４個の遊星ギア（遊星要素）１６が装着され、プラネタリ型の遊星減速機２を構成している。
【００３４】
遊星ギア１６は、連結軸１７の円板部１７ａに突設されたキャリアピン１８に転がり軸受１９を介して回転自在に支承されている（図２参照）。また、連結軸１７は、外周にセレーション（またはスプライン）１７ｂが形成され、ハブ輪６の内周に形成されたセレーション（またはスプライン）６ｃに係合してトルク伝達可能に連結されると共に、セレーション１７ｂの端部に雄ねじ１７ｃが形成され、ハブ輪６と連結軸１７は、この雄ねじ１７ｃに締結された固定ナット２０によって軸方向に着脱自在に固定されている。
【００３５】
回転部材２１は略カップ状に形成され、太陽ギア３と同軸状に円筒部２１ａを備えている。そして、この円筒部２１ａの外周には電動モータＭを構成するロータ部２２が固着されている。このロータ部２２は複数の永久磁石２２ａからなる。また、このロータ部２２に所定のエアギャップを介してステータ部２３が対峙して配設され、カップ状に形成されたステータハウジング２４に内蔵されている。ステータ部２３は、ステータ鉄心２３ａと、このステータ鉄心２３ａに巻回されたステータコイル２３ｂとからなる。これらロータ部２２とステータ部２３とで電動モータＭが構成されている（図２参照）。なお、ここでは、太陽ギア３は、駆動部４を構成する回転部材２１に直接形成されたものを例示したが、これに限らず、回転部材に回転軸を突設し、この回転軸に別体の太陽ギアを圧入したものであっても良い。
【００３６】
回転部材２１は、固定部材となるステータハウジング２４と外方部材９に対してそれぞれ転がり軸受２５、２６を介して回転自在に支承されている。また、ステータハウジング２４は、外方部材９の車体取付フランジ９ｂに図示しない固定ボルトによって着脱自在に締結されている。そして、電動モータＭに通電することにより、回転部材２１が回転し、この回転部材２１の回転は、太陽ギア３を介して遊星ギア１６に伝達され、この遊星ギア１６の回転は連結軸１７を介してハブ輪６に伝達されて車輪を駆動する。
【００３７】
本実施形態では、遊星減速機の各要素が歯車伝達手段により動力伝達されているものを例示したが、これに限らず、摩擦手段により動力伝達（トラクションドライブ）されているものであっても良い。この場合、動力伝達時に発生する騒音や振動を可及的に抑制することができる。
【００３８】
本実施形態では、図３に示すように、内輪７を軸方向に固定する加締部１２の端面がフラットに形成され、この加締部１２に円板部１７ａが衝合するまで連結軸１７がハブ輪６に嵌挿されている。また、連結軸１７は、円板部１７ａから肩部２７を介して軸部２８が形成され、この軸部２８の外周にセレーション１７ｂが形成されている。
【００３９】
ここで、加締部１２の内径には円筒部１２ａが形成され、この円筒部１２ａに連結軸１７の肩部２７が所定の径方向すきまを介して嵌挿されている。そして、肩部２７の外周に環状溝２７ａが形成され、この環状溝２７ａにＯリング等からからなるシールリング２９が装着されて加締部１２の円筒部１２ａに弾性接触している。これにより、駆動部（図示せず）が外部と液密的に遮断され、その内に充填された潤滑油が連結軸１７を介して外部に漏洩するのを防止して気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４０】
なお、シールリング２９は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、ゴム材物性値の圧縮永久歪が、１２０℃×７０時間で４０％以下、ＴＲ１０値（伸長率５０％）が−２０℃以下に設定されている。ここで、ＴＲ１０値とは、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎの略で、低温領域での歪みの回復を示すものであって、ゴムの性質から、これはゴム弾性の回復の程度とほぼ一致する。なお、シールリング２９の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【実施例２】
【００４１】
図４は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第２の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図５のシールリングを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には連結軸の構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
この車輪用軸受１は第３世代と呼称され、内方部材８と外方部材９、および両部材８、９間に転動自在に収容された複列の転動体１０、１０とを備えている。内方部材８は、ハブ輪６と、このハブ輪６に所定のシメシロを介して圧入された内輪７とからなる。
【００４３】
ハブ輪６は、アウター側の端部に車輪取付フランジ５を一体に有し、外周に内側転走面６ａと、この内側転走面６ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部６ｂが形成されている。内輪７は、外周に内側転走面７ａが形成され、ハブ輪６の小径段部６ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部６ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１２によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪６に対して軸方向に固定されている。
【００４４】
外方部材９は、外周に車体取付フランジ９ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面６ａ、７ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体１０、１０が収容され、保持器１１、１１によって転動自在に保持されている。そして、外方部材９と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１３、１４が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００４５】
ここで、加締部１２の円筒部１２ａに連結軸３０の肩部３０ａが所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、加締部１２と連結軸３０の円板部１７ａとの間にシールリング３１が介装され、加締部１２と円板部１７ａとで挟持された状態で固定されている。これにより、前述した実施形態と同様、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸１７を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めることができる。
【００４６】
シールリング３１は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によってドーナツ状に形成されている。そして、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されている。なお、ＧＦの充填量が１０ｗｔ％未満ではその補強効果が発揮されず、また、４０ｗｔ％を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下すると共に、靭性が低下し、加締部１２と円板部１７ａに挟持される時に割損する恐れがあるため好ましくない。なお、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、これ以外に、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。
【００４７】
また、シールリング３１の材質として、前述したＰＡ６６以外に、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン (ＰＥＥＫ)、ポリアミドイミド（ＰＡＩ） 等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、あるいは、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。
【００４８】
また、シールリング３１が当接する加締部１２の端面および連結軸３０の円板部１７ａの表面粗さがＲａ１．６以下、好ましくは、Ｒａ０．３２以下に設定されている。これにより、シールリング３１が摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。
【００４９】
図５にシールリングの変形例を示す。このシールリング３２は加締部１２に装着され、加締部１２と連結軸３０の円板部１７ａとで挟持された状態で固定されている。このシールリング３２は、円板状の当接部３２ａと、この当接部３２ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部３２ｂと、この鍔部３２ｂから径方向内方に突出した爪部３２ｃとを備えている。シールリング３２の爪部３２ｃは、内輪７の大端面７ｂに最大１ｍｍの軸方向隙間を介して対峙し、ラビリンスシールを構成している。これにより、加締部１２への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部１２の発錆を防止して耐久性を向上させることができると共に、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸３０を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、内輪７の大端面７ｂに対向する加締部１２の外径部に環状凹所１２ｂが旋削等の機械加工によって形成され、この環状凹所１２ｂにシールリング３２の爪部３２ｃが係止されている。爪部３２ｃは環状凹所１２ｂの外径よりも僅かに大径に設定され、図６に示すように、周方向等配に複数個（ここでは５箇所）形成されている。そして、この爪部３２ｃを弾性変形させることによりシールリング３２が加締部１２に装着されている。こうしたシールリング３２を使用することにより、各当接面の摩擦係数が低下し、加締部１２や円板部１７ａの摩耗が抑制できる。
【００５１】
また、爪部３２ｃの寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、ワンタッチでシールリング３２を加締部１２に装着できて組立性が向上すると共に、搬送工程や組立工程において加締部１２からシールリングが脱落するのを防止することができ、作業性を向上させることができる。さらに、シールリング３２の射出成形時の金型の繋ぎ目、所謂ウェルド部３３が爪部３２ｃまたは非爪部３２ｄの周方向の略中央部に設定されている。これにより、適度な弾性を備えつつシールリング３２の強度・剛性を確保することができる。
【実施例３】
【００５２】
図７（ａ）は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第３の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のシールリングを示す拡大図である。なお、この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には連結軸の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５３】
図７（ａ）に示す車輪用軸受１は第３世代と呼称され、内方部材８と外方部材９、および両部材８、９間に転動自在に収容された複列の転動体１０、１０とを備えている。内方部材８は、ハブ輪６と、このハブ輪６に所定のシメシロを介して圧入された内輪７とからなる。
【００５４】
本実施形態では、連結軸３４は、図示しないキャリアピンが突設された円板部１７ａと、この円板部１７ａから肩部３０ａを介して軸方向に延びる軸部３４ａが形成されている。そして、加締部１２に円板部１７ａが衝合するまで連結軸３４がハブ輪６に嵌挿され、軸部３４ａのセレーション１７ｂがハブ輪６のセレーション６ｃに係合してトルク伝達可能に連結されている。
【００５５】
ここで、ハブ輪６のセレーション６ｃのアウター側の端部にシールリング３６が嵌着され、ハブ輪６のアウター側の開口部３５が閉塞されている。このシールリング３６は、（ｂ）に拡大して示すように、ハブ輪６の開口部３５に圧入された芯金３７と、この芯金３７に加硫接着等により一体に接合され、ＮＢＲ等の合成ゴムからなるシール部材３８とからなる。
【００５６】
芯金３７は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にて断面が略コの字状に、全体として円環状に形成されている。そして、ハブ輪６の開口部３５に圧入される円筒状の嵌合部３７ａと、この嵌合部３７ａから径方向内方に延びる底部３７ｂとを備えている。
【００５７】
一方、シール部材３８は、芯金３７の嵌合部３７ａの内径側から縮径して形成された端部に回り込むように形成され、外径が芯金３７の嵌合部３７ａよりも僅かに大径に設定されている。こうしたシールリング３６をハブ輪６のアウター側の開口部３５に装着することにより、前述した実施形態と同様、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸３４を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図ることができる。なお、シール部材３８の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受と減速機とモータとが組み合わされ、車輪用軸受と連結軸がセレーションを介して着脱自在に連結された第２世代または第３世代構造に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車輪用軸受
２ 遊星減速機
３ 太陽ギア
３ａ 外歯
４ 駆動部
５ 車輪取付フランジ
５ａ ハブボルト
６ ハブ輪
６ａ、７ａ 内側転走面
６ｂ 小径段部
６ｃ、１７ａ セレーション
７ 内輪
７ｂ 大端面
８ 内方部材
９ 外方部材
９ａ 外側転走面
９ｂ 車体取付フランジ
１０ 転動体
１１ 保持器
１２ 加締部
１２ａ 加締部の円筒部
１２ｂ 加締部の環状凹所
１３ アウター側のシール
１４ インナー側のシール
１５ 内歯
１６ 遊星ギア
１７、３０、３４ 連結軸
１７ａ 円板部
１７ｃ 雄ねじ
１８ キャリアピン
１９、２５、２６ 転がり軸受
２０ 固定ナット
２１ 回転部材
２１ａ 円筒部
２２ ロータ部
２２ａ 永久磁石
２３ ステータ部
２３ａ ステータ鉄心
２３ｂ ステータコイル
２４ ステータハウジング
２７、３０ａ 連結軸の肩部
２７ａ 環状溝
２８、３４ａ 連結軸の軸部
２９、３１、３２、３６ シールリング
３２ａ 当接部
３２ｂ 鍔部
３２ｃ 爪部
３２ｄ 非爪部
３３ ウェルド部
３５ ハブ輪のアウター側の開口部
３７ 芯金
３７ａ 嵌合部
３７ｂ 底部
３８ シール部材
５１ 車輪用軸受
５２ 遊星減速機
５３ 回転部材
５４ 駆動部
５５ 車輪取付フランジ
５６ ハブ輪
５６ａ、５７ａ 内側転走面
５６ｂ 小径段部
６１ａ セレーション
５７ 内輪
５８ 外方部材
５８ａ 外側転走面
５８ｂ 車体取付フランジ
５８ｃ 内歯
５９ ボール
６０ 太陽ギア
６０ａ 外歯
６１ 遊星ギア
６２ 連結軸
６３ キャリアピン
６４ ステータハウジング
６５ ステータ部
６６ ロータ部
Ｍ 電動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、特に、車輪用軸受と減速機とモータとを組み合わせ、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車は、環境負荷低減への対応として、従来のエンジンを用いた駆動形態のものからモータによる駆動形態のものへと移行が検討されている。このような状況の中で、電気自動車用の車輪用軸受装置として、車輪用軸受と減速機とモータとを組み合わせたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置が注目されている。インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を電気自動車の駆動輪に用いると、各車輪を個別に回転駆動させることができるため、従来のプロペラシャフトやデファレンシャル等の大がかりな動力伝達機構が不要となり、車両の軽量・コンパクト化を図ることができる。
【０００３】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の一例として、図８に示すようなものが知られている。このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受５１と、この車輪用軸受５１に装着された遊星減速機５２と、この遊星減速機５２を駆動する電動モータＭおよび回転部材５３を有する駆動部５４とを備えている。
【０００４】
車輪用軸受５１は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５５を有し、外周に一方の内側転走面５６ａと、この内側転走面５６ａから軸方向に延びる小径段部５６ｂが形成されたハブ輪５６と、このハブ輪５６の小径段部５６ｂに圧入され、外周に他方の内側転走面５７ａが形成された内輪５７と、外周に車体に固定するための車体取付フランジ５８ｂを一体に有し、内周に内側転走面５６ａ、５７ａに対向する複列の外側転走面５８ａ、５８ａが形成された外方部材５８と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列のボール５９、５９を備えている。
【０００５】
遊星減速機５２は、回転部材５３に設けられた太陽ギア６０と、外方部材５８の端部内周に形成された内歯５８ｃと、この内歯５８ｃと太陽ギア６０の外歯６０ａに噛合する複数の遊星ギア６１と、これら遊星ギア６１を連結軸６２に対して回転自在に支承するキャリアピン６３とを備えている。
【０００６】
駆動部５４は、電動モータＭを構成し、外方部材５８に分離可能に一体に配設され、カップ状に形成されたステータハウジング６４と、このステータハウジング６４に内蔵されたステータ部６５と、このステータ部６５に所定のエアギャップを介して対峙し、回転部材５３に固着されたロータ部６６とを備え、連結軸６２がハブ輪５６にセレーション６２ａを介して連結され、電動モータＭの回転を、遊星減速機５２を介してハブ輪５６に伝達して車輪を駆動するようにしている。
【０００７】
こうした構成により、車輪用軸受５１のスペースを充分確保できると共に、補修時には車輪用軸受５１と遊星減速機５２および駆動部５４を容易に切り離して交換することができ、装置全体を交換する必要がなくなって、省資源化と共にメンテナンス費用を削減することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置では、駆動部５４に電動モータＭと遊星減速機５２が配設され、駆動部５４内には潤滑油が充填されている。然しながら、ハブ輪５６と連結軸６２間の気密性が充分でないと、潤滑油が外部に漏洩して周辺の環境を汚染するだけでなく、漏洩した潤滑油が周辺のブレーキ部品に付着すると制動力が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受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】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されている。
【００１２】
このように、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、連結軸が、ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、電動モータの回転を遊星減速機と連結軸を介してハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、連結軸が、遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周にセレーションが形成された軸部とを備え、円板部が内方部材に衝合するまで連結軸がハブ輪に嵌挿されると共に、内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、駆動部が外部と液密的に遮断されているので、駆動部内に充填された潤滑油が連結軸を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記遊星減速機が、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備えていれば、滑り接触を伴わず効率的に動力伝達ができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されていれば、密封性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記シールリングが装着されて前記円筒部に弾性接触していても良い。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明のように、前記加締部と前記連結軸の円板部との間に前記シールリングが介装されていても良い。
【００１７】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記シールリングが、円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された爪部とを備え、この爪部が前記加締部に弾性装着されていれば、搬送工程や組立工程において加締部からシールリングが脱落するのを防止することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、請求項７に記載の発明のように、前記爪部が周方向等配に複数形成されていれば、この爪部を弾性変形させることによりシールリングを加締部にワンタッチで容易に装着することができ、組立の作業性を向上させることができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、前記加締部の端面および前記円板部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されていれば、シールリングが摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明のように、前記シールリングが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されていれば、靭性の低下を防止して充分な補強効果を発揮し、加締部に装着される時に割損するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記シールリングが、前記ハブ輪のアウター側の開口部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備えた芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材からなり、前記ハブ輪のアウター側の開口部が閉塞されていても良い。
【００２２】
好ましくは、請求項１１に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部の端部が縮径して形成され、この端部に回り込むように前記シール部材が接合されると共に、当該シール部材の外径が前記芯金の嵌合部の外径よりも僅かに大径に設定されていれば、密封性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されているので、駆動部内に充填された潤滑油が連結軸を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【図３】図１の車輪用軸受を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第２の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図である。
【図５】図４の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】（ａ）は、図５のシールリングを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第３の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のシールリングを示す拡大図である。
【図８】従来のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
車輪用軸受と、この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記連結軸が前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記連結軸が、前記キャリアピンが一体に突設された円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されると共に、前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿され、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝にシールリングが前記円筒部に弾性接触するように装着されている。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図、図３は、図１の車輪用軸受を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。
【００２７】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受１と、この車輪用軸受１に装着された遊星減速機２と、この遊星減速機２を構成する太陽ギア３を一体に有する駆動部４とを主たる構成としている。
【００２８】
車輪用軸受１は、駆動側車輪（図示せず）を支承する第３世代と称されるものである。この車輪用軸受１は、図３に示すように、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面６ａと、この内側転走面６ａから軸方向インナー側に延びる円筒状の小径段部６ｂが形成されたハブ輪６、およびこのハブ輪６の小径段部６ｂに圧入され、外周に他方（インナー側）の内側転走面７ａが形成された内輪７からなる内方部材８と、外周に車体（図示せず）に固定するための車体取付フランジ９ｂを一体に有し、内周に内側転走面６ａ、７ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが一体に形成された外方部材９と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）１０、１０と、これら転動体１０、１０を円周等配に保持する保持器１１、１１とを備えている。車輪取付フランジ５の周方向等配には車輪を締結するためのハブボルト５ａが植設されている。
【００２９】
内輪７はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理され、ハブ輪６の小径段部６ｂに所定のシメシロを介して圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部６ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１２によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪６に対して軸方向に固定されている。
【００３０】
ハブ輪６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面６ａをはじめ、車輪取付フランジ５のインナー側の基部５ｂから小径段部６ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部１２は鍛造加工後の硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ５に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪７の嵌合部となる小径段部６ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部１２の塑性加工をスムーズに行うことができる。なお、転動体１０はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００３１】
外方部材９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面９ａ、９ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、外方部材９と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１３、１４が装着され、アウター側のシール１３は、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止すると共に、インナー側のシール１４は、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、後述する駆動部４内に充填された潤滑油が軸受内部に浸入するのを防止している。
【００３２】
なお、ここでは転動体１０にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、円錐ころを用いた複列の円錐ころ軸受であっても良い。また、車輪用軸受１は、ハブ輪６の外周に直接内側転走面６ａが形成された第３世代構造を例示したが、これに限らず、本発明に係る車輪用軸受においては、ハブ輪に小径段部が形成され、この小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第２世代構造であっても良い。
【００３３】
図１において、外方部材（固定要素）９のインナー側の端部内周には内歯１５が形成され、この内歯１５と、太陽ギア（入力要素）３の外歯３ａに噛合する４個の遊星ギア（遊星要素）１６が装着され、プラネタリ型の遊星減速機２を構成している。
【００３４】
遊星ギア１６は、連結軸１７の円板部１７ａに突設されたキャリアピン１８に転がり軸受１９を介して回転自在に支承されている（図２参照）。また、連結軸１７は、外周にセレーション（またはスプライン）１７ｂが形成され、ハブ輪６の内周に形成されたセレーション（またはスプライン）６ｃに係合してトルク伝達可能に連結されると共に、セレーション１７ｂの端部に雄ねじ１７ｃが形成され、ハブ輪６と連結軸１７は、この雄ねじ１７ｃに締結された固定ナット２０によって軸方向に着脱自在に固定されている。
【００３５】
回転部材２１は略カップ状に形成され、太陽ギア３と同軸状に円筒部２１ａを備えている。そして、この円筒部２１ａの外周には電動モータＭを構成するロータ部２２が固着されている。このロータ部２２は複数の永久磁石２２ａからなる。また、このロータ部２２に所定のエアギャップを介してステータ部２３が対峙して配設され、カップ状に形成されたステータハウジング２４に内蔵されている。ステータ部２３は、ステータ鉄心２３ａと、このステータ鉄心２３ａに巻回されたステータコイル２３ｂとからなる。これらロータ部２２とステータ部２３とで電動モータＭが構成されている（図２参照）。なお、ここでは、太陽ギア３は、駆動部４を構成する回転部材２１に直接形成されたものを例示したが、これに限らず、回転部材に回転軸を突設し、この回転軸に別体の太陽ギアを圧入したものであっても良い。
【００３６】
回転部材２１は、固定部材となるステータハウジング２４と外方部材９に対してそれぞれ転がり軸受２５、２６を介して回転自在に支承されている。また、ステータハウジング２４は、外方部材９の車体取付フランジ９ｂに図示しない固定ボルトによって着脱自在に締結されている。そして、電動モータＭに通電することにより、回転部材２１が回転し、この回転部材２１の回転は、太陽ギア３を介して遊星ギア１６に伝達され、この遊星ギア１６の回転は連結軸１７を介してハブ輪６に伝達されて車輪を駆動する。
【００３７】
本実施形態では、遊星減速機の各要素が歯車伝達手段により動力伝達されているものを例示したが、これに限らず、摩擦手段により動力伝達（トラクションドライブ）されているものであっても良い。この場合、動力伝達時に発生する騒音や振動を可及的に抑制することができる。
【００３８】
本実施形態では、図３に示すように、内輪７を軸方向に固定する加締部１２の端面がフラットに形成され、この加締部１２に円板部１７ａが衝合するまで連結軸１７がハブ輪６に嵌挿されている。また、連結軸１７は、円板部１７ａから肩部２７を介して軸部２８が形成され、この軸部２８の外周にセレーション１７ｂが形成されている。
【００３９】
ここで、加締部１２の内径には円筒部１２ａが形成され、この円筒部１２ａに連結軸１７の肩部２７が所定の径方向すきまを介して嵌挿されている。そして、肩部２７の外周に環状溝２７ａが形成され、この環状溝２７ａにＯリング等からからなるシールリング２９が装着されて加締部１２の円筒部１２ａに弾性接触している。これにより、駆動部（図示せず）が外部と液密的に遮断され、その内に充填された潤滑油が連結軸１７を介して外部に漏洩するのを防止して気密性の向上を図り、信頼性を高めたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４０】
なお、シールリング２９は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、ゴム材物性値の圧縮永久歪が、１２０℃×７０時間で４０％以下、ＴＲ１０値（伸長率５０％）が−２０℃以下に設定されている。ここで、ＴＲ１０値とは、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎの略で、低温領域での歪みの回復を示すものであって、ゴムの性質から、これはゴム弾性の回復の程度とほぼ一致する。なお、シールリング２９の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【実施例２】
【００４１】
図４は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第２の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図５のシールリングを示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。なお、この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には連結軸の構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
この車輪用軸受１は第３世代と呼称され、内方部材８と外方部材９、および両部材８、９間に転動自在に収容された複列の転動体１０、１０とを備えている。内方部材８は、ハブ輪６と、このハブ輪６に所定のシメシロを介して圧入された内輪７とからなる。
【００４３】
ハブ輪６は、アウター側の端部に車輪取付フランジ５を一体に有し、外周に内側転走面６ａと、この内側転走面６ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部６ｂが形成されている。内輪７は、外周に内側転走面７ａが形成され、ハブ輪６の小径段部６ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部６ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部１２によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪６に対して軸方向に固定されている。
【００４４】
外方部材９は、外周に車体取付フランジ９ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面６ａ、７ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体１０、１０が収容され、保持器１１、１１によって転動自在に保持されている。そして、外方部材９と内方部材８との間に形成される環状空間の開口部にはシール１３、１４が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００４５】
ここで、加締部１２の円筒部１２ａに連結軸３０の肩部３０ａが所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、加締部１２と連結軸３０の円板部１７ａとの間にシールリング３１が介装され、加締部１２と円板部１７ａとで挟持された状態で固定されている。これにより、前述した実施形態と同様、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸１７を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図り、信頼性を高めることができる。
【００４６】
シールリング３１は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によってドーナツ状に形成されている。そして、ＧＦ（グラス繊維）等の繊維状強化材が１０〜４０ｗｔ％充填されている。なお、ＧＦの充填量が１０ｗｔ％未満ではその補強効果が発揮されず、また、４０ｗｔ％を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下すると共に、靭性が低下し、加締部１２と円板部１７ａに挟持される時に割損する恐れがあるため好ましくない。なお、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、これ以外に、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。
【００４７】
また、シールリング３１の材質として、前述したＰＡ６６以外に、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン (ＰＥＥＫ)、ポリアミドイミド（ＰＡＩ） 等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、あるいは、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。
【００４８】
また、シールリング３１が当接する加締部１２の端面および連結軸３０の円板部１７ａの表面粗さがＲａ１．６以下、好ましくは、Ｒａ０．３２以下に設定されている。これにより、シールリング３１が摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。
【００４９】
図５にシールリングの変形例を示す。このシールリング３２は加締部１２に装着され、加締部１２と連結軸３０の円板部１７ａとで挟持された状態で固定されている。このシールリング３２は、円板状の当接部３２ａと、この当接部３２ａの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部３２ｂと、この鍔部３２ｂから径方向内方に突出した爪部３２ｃとを備えている。シールリング３２の爪部３２ｃは、内輪７の大端面７ｂに最大１ｍｍの軸方向隙間を介して対峙し、ラビリンスシールを構成している。これにより、加締部１２への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部１２の発錆を防止して耐久性を向上させることができると共に、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸３０を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、内輪７の大端面７ｂに対向する加締部１２の外径部に環状凹所１２ｂが旋削等の機械加工によって形成され、この環状凹所１２ｂにシールリング３２の爪部３２ｃが係止されている。爪部３２ｃは環状凹所１２ｂの外径よりも僅かに大径に設定され、図６に示すように、周方向等配に複数個（ここでは５箇所）形成されている。そして、この爪部３２ｃを弾性変形させることによりシールリング３２が加締部１２に装着されている。こうしたシールリング３２を使用することにより、各当接面の摩擦係数が低下し、加締部１２や円板部１７ａの摩耗が抑制できる。
【００５１】
また、爪部３２ｃの寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、ワンタッチでシールリング３２を加締部１２に装着できて組立性が向上すると共に、搬送工程や組立工程において加締部１２からシールリングが脱落するのを防止することができ、作業性を向上させることができる。さらに、シールリング３２の射出成形時の金型の繋ぎ目、所謂ウェルド部３３が爪部３２ｃまたは非爪部３２ｄの周方向の略中央部に設定されている。これにより、適度な弾性を備えつつシールリング３２の強度・剛性を確保することができる。
【実施例３】
【００５２】
図７（ａ）は、本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の第３の実施形態で、車輪用軸受を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のシールリングを示す拡大図である。なお、この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には連結軸の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５３】
図７（ａ）に示す車輪用軸受１は第３世代と呼称され、内方部材８と外方部材９、および両部材８、９間に転動自在に収容された複列の転動体１０、１０とを備えている。内方部材８は、ハブ輪６と、このハブ輪６に所定のシメシロを介して圧入された内輪７とからなる。
【００５４】
本実施形態では、連結軸３４は、図示しないキャリアピンが突設された円板部１７ａと、この円板部１７ａから肩部３０ａを介して軸方向に延びる軸部３４ａが形成されている。そして、加締部１２に円板部１７ａが衝合するまで連結軸３４がハブ輪６に嵌挿され、軸部３４ａのセレーション１７ｂがハブ輪６のセレーション６ｃに係合してトルク伝達可能に連結されている。
【００５５】
ここで、ハブ輪６のセレーション６ｃのアウター側の端部にシールリング３６が嵌着され、ハブ輪６のアウター側の開口部３５が閉塞されている。このシールリング３６は、（ｂ）に拡大して示すように、ハブ輪６の開口部３５に圧入された芯金３７と、この芯金３７に加硫接着等により一体に接合され、ＮＢＲ等の合成ゴムからなるシール部材３８とからなる。
【００５６】
芯金３７は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、防錆能を有する鋼鈑からプレス加工にて断面が略コの字状に、全体として円環状に形成されている。そして、ハブ輪６の開口部３５に圧入される円筒状の嵌合部３７ａと、この嵌合部３７ａから径方向内方に延びる底部３７ｂとを備えている。
【００５７】
一方、シール部材３８は、芯金３７の嵌合部３７ａの内径側から縮径して形成された端部に回り込むように形成され、外径が芯金３７の嵌合部３７ａよりも僅かに大径に設定されている。こうしたシールリング３６をハブ輪６のアウター側の開口部３５に装着することにより、前述した実施形態と同様、駆動部（図示せず）内に充填された潤滑油が連結軸３４を介して外部に漏洩するのを防止し、気密性の向上を図ることができる。なお、シール部材３８の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係るインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪用軸受と減速機とモータとが組み合わされ、車輪用軸受と連結軸がセレーションを介して着脱自在に連結された第２世代または第３世代構造に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車輪用軸受
２ 遊星減速機
３ 太陽ギア
３ａ 外歯
４ 駆動部
５ 車輪取付フランジ
５ａ ハブボルト
６ ハブ輪
６ａ、７ａ 内側転走面
６ｂ 小径段部
６ｃ、１７ａ セレーション
７ 内輪
７ｂ 大端面
８ 内方部材
９ 外方部材
９ａ 外側転走面
９ｂ 車体取付フランジ
１０ 転動体
１１ 保持器
１２ 加締部
１２ａ 加締部の円筒部
１２ｂ 加締部の環状凹所
１３ アウター側のシール
１４ インナー側のシール
１５ 内歯
１６ 遊星ギア
１７、３０、３４ 連結軸
１７ａ 円板部
１７ｃ 雄ねじ
１８ キャリアピン
１９、２５、２６ 転がり軸受
２０ 固定ナット
２１ 回転部材
２１ａ 円筒部
２２ ロータ部
２２ａ 永久磁石
２３ ステータ部
２３ａ ステータ鉄心
２３ｂ ステータコイル
２４ ステータハウジング
２７、３０ａ 連結軸の肩部
２７ａ 環状溝
２８、３４ａ 連結軸の軸部
２９、３１、３２、３６ シールリング
３２ａ 当接部
３２ｂ 鍔部
３２ｃ 爪部
３２ｄ 非爪部
３３ ウェルド部
３５ ハブ輪のアウター側の開口部
３７ 芯金
３７ａ 嵌合部
３７ｂ 底部
３８ シール部材
５１ 車輪用軸受
５２ 遊星減速機
５３ 回転部材
５４ 駆動部
５５ 車輪取付フランジ
５６ ハブ輪
５６ａ、５７ａ 内側転走面
５６ｂ 小径段部
６１ａ セレーション
５７ 内輪
５８ 外方部材
５８ａ 外側転走面
５８ｂ 車体取付フランジ
５８ｃ 内歯
５９ ボール
６０ 太陽ギア
６０ａ 外歯
６１ 遊星ギア
６２ 連結軸
６３ キャリアピン
６４ ステータハウジング
６５ ステータ部
６６ ロータ部
Ｍ 電動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪用軸受と、
この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、
この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、
前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、
前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、
前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、
この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、
これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、
前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、
このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、
このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、
前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、
前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されていることを特徴とするインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記遊星減速機が、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備えている請求項１に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されている請求項１に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記シールリングが装着されて前記円筒部に弾性接触している請求項３に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記加締部と前記連結軸の円板部との間に前記シールリングが介装されている請求項３の記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記シールリングが、円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された爪部とを備え、この爪部が前記加締部に弾性装着されている請求項５に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記爪部が周方向等配に複数形成されている請求項６に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記加締部の端面および前記円板部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されている請求項５乃至７いずれかに記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記シールリングが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されている請求項５乃至８いずれかに記載されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記シールリングが、前記ハブ輪のアウター側の開口部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備えた芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材からなり、前記ハブ輪のアウター側の開口部が閉塞されている請求項１または３に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記芯金の嵌合部の端部が縮径して形成され、この端部に回り込むように前記シール部材が接合されると共に、当該シール部材の外径が前記芯金の嵌合部の外径よりも僅かに大径に設定されている請求項１０に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項１】
車輪用軸受と、
この車輪用軸受に装着された遊星減速機と、
この遊星減速機を駆動する電動モータおよび回転部材を有する駆動部とを備え、
前記車輪用軸受は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなる内方部材と、
前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記遊星減速機は、前記回転部材に設けられた入力要素と、
前記外方部材の内周側に設けられた固定要素と、
この固定要素と前記入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、
これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、
前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に配設されたステータハウジングと、
このステータハウジングに内蔵されたステータ部と、
このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙し、前記回転部材に固着されたロータ部とを備え、
前記連結軸が、前記ハブ輪にセレーションを介して着脱自在かつトルク伝達可能に連結され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機と連結軸を介して前記ハブ輪に伝達して前記車輪を駆動するようにしたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、
前記連結軸が、前記遊星要素を構成する円板部と、この円板部から肩部を介して軸方向に延び、外周に前記セレーションが形成された軸部とを備え、前記円板部が前記内方部材に衝合するまで前記連結軸が前記ハブ輪に嵌挿されると共に、前記内方部材と連結軸との間に弾性体からなるシールリングが装着され、前記駆動部が外部と液密的に遮断されていることを特徴とするインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記遊星減速機が、前記回転部材に設けられた太陽ギアと、この太陽ギアの外歯と前記外方部材の内周に形成された内歯に噛合する複数の遊星ギアと、これら遊星ギアを回転自在に支承し、前記連結軸の外周部に突設されたキャリアピンとを備えている請求項１に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記加締部の端部がフラットに形成され、この加締部と前記円板部が衝合されている請求項１に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記加締部の内径に円筒部が形成され、この円筒部に前記連結軸の肩部が所定の径方向すきまを介して嵌挿されると共に、前記連結軸の肩部の外周に環状溝が形成され、この環状溝に前記シールリングが装着されて前記円筒部に弾性接触している請求項３に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記加締部と前記連結軸の円板部との間に前記シールリングが介装されている請求項３の記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記シールリングが、円板状の当接部と、この当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部と、この鍔部から径方向内方に延び、前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定された爪部とを備え、この爪部が前記加締部に弾性装着されている請求項５に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項７】
前記爪部が周方向等配に複数形成されている請求項６に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記加締部の端面および前記円板部の表面粗さがＲａ１．６以下に設定されている請求項５乃至７いずれかに記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記シールリングが合成樹脂で形成され、繊維状強化材が充填されている請求項５乃至８いずれかに記載されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記シールリングが、前記ハブ輪のアウター側の開口部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる底部とを備えた芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材からなり、前記ハブ輪のアウター側の開口部が閉塞されている請求項１または３に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【請求項１１】
前記芯金の嵌合部の端部が縮径して形成され、この端部に回り込むように前記シール部材が接合されると共に、当該シール部材の外径が前記芯金の嵌合部の外径よりも僅かに大径に設定されている請求項１０に記載のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。
【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２０１１−２０７３７５（Ｐ２０１１−２０７３７５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７９６６（Ｐ２０１０−７７９６６）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]