インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置
【課題】軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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】ハブ輪１３と軸受ケース１４がアルミ合金からダイキャストによって形成されると共に、減速機３を構成する出力部材６が、外周にハブ輪１３にセレーションを介して嵌挿される結合軸部３５と、このインナー側に大径に形成された環状基部３７と、これから径方向外方に突設されて軸方向に対向配置され、ピニオンギヤ３２が収容される一対のフランジ３８、３９、およびこれら相互を軸方向に連結するブリッジ４０からなる保持部５４とを備え、出力部材６の保持部５４の側面５４ａが内輪２１の大端面２１ａに直接突き合わせ状態で当接され、結合軸部３５の端部に螺着された固定ナット３６によって出力部材６がハブ輪１３にトルク伝達可能に固定されている。
【解決手段】ハブ輪１３と軸受ケース１４がアルミ合金からダイキャストによって形成されると共に、減速機３を構成する出力部材６が、外周にハブ輪１３にセレーションを介して嵌挿される結合軸部３５と、このインナー側に大径に形成された環状基部３７と、これから径方向外方に突設されて軸方向に対向配置され、ピニオンギヤ３２が収容される一対のフランジ３８、３９、およびこれら相互を軸方向に連結するブリッジ４０からなる保持部５４とを備え、出力部材６の保持部５４の側面５４ａが内輪２１の大端面２１ａに直接突き合わせ状態で当接され、結合軸部３５の端部に螺着された固定ナット３６によって出力部材６がハブ輪１３にトルク伝達可能に固定されている。
【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およびこの車輪用軸受装置と減速機とモータとを組み合わせた電気自動車における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９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（図示せず）を回転自在に支持する車輪用軸受装置１０１と、回転駆動源としてのモータ１０２と、このモータ１０２の回転を減速してハブに伝達する減速機１０３とを、車輪の中心軸Ｏ上に配置されている。
【０００４】
モータ１０２は、筒状のモータケーシング１０４に固定されたステータ１０５と出力軸１０６に取り付けられたロータ１０７との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のモータで構成されている。出力軸１０６は、モータケーシング１０４に対して一対の深溝玉軸受からなる転がり軸受１０８、１０８で回転自在に支持されている。モータケーシング１０４のインナー側の開口部はキャップ１０９で閉塞されている。
【０００５】
減速機１０３はサイクロイド減速機からなり、偏心軸１１０を備えた入力軸１１１と、減速機ケーシング１１２とモータケーシング１０４との間に差し渡された複数の外ピン１１３と、駆動軸（出力部材）１１４に取り付けられた複数の内ピン１１５と、各ピン１１３、１１５に円筒ころ軸受からなる転がり軸受１１６、１１７を介して回転自在に支持された２枚の曲線板１１８、１１９とを備えている。これら曲線板１１８、１１９は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線に形成され、偏心軸１１０に装着されている。外ピン１１３は、一対の針状ころ軸受からなる転がり軸受１２０、１２０によって回転自在に支持され、この外ピン１１３で各曲線板１１８、１１９の偏心運動が外周側で案内されている。
【０００６】
入力軸１１１は、モータ１０２の出力軸１０６にスプライン１１１ａを介して結合されて一体に回転駆動される。そして、モータ１０２の出力軸１０６が回転すると、これと一体回転する入力軸１１１に取り付けられた偏心軸１１０が回転し、この偏心軸１１０に係合する各曲線板１１８、１１９が偏心運動を行い、ロータ１０７の回転が駆動軸１１４の回転運動として、大きな減速比で、滑らかで効率良く伝達される。
【０００７】
２枚の曲線板１１８、１１９は、互いに偏心運動が打ち消されるように１８０°位相をずらして入力軸１１１の偏心軸１１０に装着され、この偏心軸１１０の両側には、各曲線板１１８、１１９の偏心運動による振動を打ち消すように、偏心軸１１０の偏心方向と逆方向へ偏心させたカウンターウェイト１２１、１２１が装着されている。入力軸１１１は後述する駆動軸１１４に対して深溝玉軸受からなる転がり軸受１２２によって回転自在に支持されている。
【０００８】
車輪用軸受装置１０１は、ハブ輪１２３と、このハブ輪１２３に圧入された内輪１２４とからなる内方部材１２５と、この内方部材１２５に複列のボール１２６、１２６を介して外挿された外方部材１２７とを備えている。
【０００９】
ハブ輪１２３は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ１２８を一体に有し、外周に一方の内側転走面１２３ａと、この内側転走面１２３ａから軸方向に延びる小径段部１２３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション１２３ｃが形成されている。内輪１２４は、外周に他方の内側転走面１２４ａが形成され、ハブ輪１２３の小径段部１２３ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。
【００１０】
外方部材１２７は、外周に減速機ケーシング１１２に固定ボルト１１２ａを介して取り付けられる車体取付フランジ１２７ｂを一体に有し、内周に内方部材１２５の内側転走面１２３ａ、１２４ａに対向する複列の外側転走面１２７ａ、１２７ａが一体に形成されている。これら両転走面１２７ａ、１２３ａおよび１２７ａ、１２４ａ間には保持器１２９に等配保持された複列のボール１２６、１２６が転動自在に収容されている。
【００１１】
減速機１０３を構成する駆動軸１１４は、内ピン１１５が装着されるフランジ部１３０と、このフランジ部１３０から軸方向に延びる円筒状の肩部１３１と、この肩部１３１から軸方向に延びる軸部１３２とが一体に形成されている。軸部１３２の外周にはハブ輪１２３のセレーション１２３ｃに噛合するセレーション１３２ａと、この端部に雄ねじが形成され、肩部１３１が内輪１２４の端面に衝合するまで駆動軸１１４がハブ輪１２３に内嵌され、雄ねじに螺着された固定ナット１３３によって所定の締付トルクで緊締され、駆動軸１１４とハブ輪１２３がトルク伝達可能に軸方向に結合されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１１７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
こうした従来の構造では、車輪用軸受装置１０１の外方部材１２７と駆動軸１１４の肩部１３１との間に形成される環状空間にオイルシール１３４が装着され、減速機１０３内に封入されたギア油が軸受内部に漏洩しないように密封されている。然しながら、このオイルシール１３４を装着するため、軸方向に装着スペースが必要となる。このため、装置全体が大型化して重量が増加する。また、これを回避するため、車輪用軸受装置１０１をコンパクト化することも考えられるが、これでは、軸受剛性が減少してモーメント荷重が負荷された時、減速機１０３を構成する曲線板１１８、１１９の変位が大きくなり、曲線板１１８、１１９と外ピン１１３との接触状態が不良になる恐れがある。
【００１４】
また、路面から車輪への荷重の負荷により、減速機１０３の駆動軸１１４を支持する車輪用軸受装置１０１が弾性変形するため、転がり軸受１２２は入力軸１１１および出力軸１０６の本来の軸心に対して変位するが、モータケーシング１０４は車輪からの荷重の影響を受け難く、２つの転がり軸受１０８、１２２の同軸度の悪化や傾きが生じる。このため、これらの転がり軸受１０８、１２２に偏荷重が作用し易く、転がり軸受１０８、１２２の耐久性の低下や騒音の発生となるだけでなく、入力軸１１１や出力軸１０６の回転精度が低下する等の問題があった。
【００１５】
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、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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】
【００１６】
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、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されている。
【００１７】
このように、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前端部に締結されると共に、入力軸が減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、車輪用軸受装置が、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たハブ輪と、このハブ輪と軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、外周に複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、減速機を構成する出力部材が、外周にハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材がハブ輪にトルク伝達可能に固定されているので、従来の装置に比べ、内輪の径を大きくして一段大径の位置で出力部材に突き当てることができ、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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。
【００１８】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪と軸受ケースが熱処理によって硬化させる析出硬化処理が施されていれば、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記減速機が、前記入力軸の外周に設けられたサンギヤと、前記ハウジングに固定され、前記サンギヤと同軸状に配設されたリングギヤと、これらリングギヤと前記サンギヤの間に周方向に等間隔をおいて複数箇所に等配置され、前記保持部に回転自在に支持されたピニオンギヤとからなる遊星ギヤで構成され、前記保持部が、所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジと、これら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなると共に、前記一対のフランジにピニオンピンの両端部が固定され、このピニオンピンに対して前記ピニオンギヤが針状ころ軸受を介して回転自在に支持されていれば、出力部材の回転が円滑となり、入力軸およびこれに嵌合固定されたモータロータの回転精度が向上する。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記保持部のインナー側の端面に、前記結合軸部と同軸状の軸孔が形成され、この軸孔が前記環状基部に達する深さを有すると共に、前記軸孔に前記入力軸が内挿され、一対の転がり軸受よって支持されていれば、入力軸が出力部材によって片持ち支持されるので、支持構造を簡素化することができると共に、車輪から出力部材に伝達された振動や衝撃は、両方の転がり軸受に同時に同様の態様で負荷されるため、どちらの転がり軸受にも偏荷重が作用するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記減速機が前記モータの内径側に配設され、これら減速機と前記モータの収容部が前記ハウジングに設けた隔壁によって区画されると共に、この隔壁が前記ハウジングの前端部の内側に、前記開口部と同軸状に形成された隔壁基部と、この隔壁基部に固定されたカップ状の隔壁部材とで構成されていても良い。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明のように、前記隔壁基部と隔壁部材が前記ハウジングに一体形成されていれば、部品点数を削減して組立工程が簡易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、前記出力部材の環状基部が前記ハブ輪の小径段部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されていれば、減速機内の潤滑油の外部への漏洩を防止でき、周辺環境を汚染されるのを防止することができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明のように、前記軸受ケースが前記ハウジングの前端部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されていれば、外部から雨水等の浸入を防止することができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明のように、前記内輪の大端面と出力部材および前記ハブ輪と固定ナットとの間の少なくとも一方に軽合金からなるワッシャが介装されていれば、アルミ合金製の軸受ケースが鋼製の外輪、内輪および出力部材よりも線膨張係数が大きいため、車両の走行中に温度が上昇した場合、軸受ケースの膨張量が大きくなって車輪用軸受の内部すきまが増加する恐れがあるが、軽合金製のワッシャによって内部すきまが増大するのを抑制することができる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記ハウジングの前端部と前記内輪との間に形成される環状空間の開口部にオイルシールが装着されていれば、車輪用軸受装置の外方部材と出力部材の肩部との間にオイルシールが装着されていた従来の装置と異なり、軸方向のスペースを一層短縮することができると共に、単一のシールによって軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止することができるので、シール摺接による回転トルクを低減することができる
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明のように、前記複列の転動体のうち一方の転動体の直径が他方の転動体の直径よりも大径に設定されていれば、軸受剛性を増大させることができる。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明のように、前記他方の転動体の個数が一方の転動体の個数よりも多く設定されていれば、軸受剛性を増大させることができる。
【００２９】
また、請求項１３に記載の発明のように、前記ハブ輪の車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト孔が形成され、このボルト孔に螺着されるホイールボルトによって前記車輪取付フランジに前記車輪が固定されていれば、ホイールボルトのねじ部に打ち傷等の不具合が発生した場合、市場にて容易に交換することが可能となるばかりでなく、従来のように、市場でのボルト交換のために、車輪取付フランジのインナー側のスペースを確保する必要がなくなり、補修性が向上すると共に、その分軸方向スペースを削減することができ、剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
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、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されているので、従来の装置に比べ、内輪の径を大きくして一段大径の位置で出力部材に突き当てることができ、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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】
【００３１】
【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】（ａ）は、図１の車輪用軸受装置と減速機を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の一方のシール部を示す要部拡大図、（ｃ）は、（ａ）の他方のシール部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図１のモータ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシール部を示す要部拡大図である。
【図４】図２の車輪用軸受装置と出力部材を示す要部拡大図である。
【図５】図４の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】図１の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図７】図６の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】図６の車輪用軸受装置の他の変形例を示す要部拡大図である。
【図９】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】
【００３２】
車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金からダイキャストによって形成されると共に、前記減速機が遊星ギヤで構成され、この減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジ、およびこれら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなる保持部とを備え、前記出力部材の保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されている。
【実施例１】
【００３３】
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（ａ）は、図１の車輪用軸受装置と減速機を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の一方のシール部を示す要部拡大図、（ｃ）は、（ａ）の他方のシール部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図１のモータ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシール部を示す要部拡大図、図４は、図２の車輪用軸受装置と出力部材を示す要部拡大図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図である。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。
【００３４】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪（図示せず）を回転自在に支持する車輪用軸受装置１と、回転駆動源としてのモータ２と、このモータ２の回転を減速して後述するハブ輪１３に伝達する減速機３と、この減速機３とモータ２を収容するハウジング４を主要な構成要素とし、車輪の中心軸Ｏ上に配置されている。車輪用軸受装置１のハブ輪１３は、減速機３の入力軸５と同軸の出力部材６によって回転される。
【００３５】
ハウジング４は、Ａ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からなり、円筒部７と、そのアウター側の端部に前端部８を備え、中心部が開放されると共に、この開口部９に車輪用軸受装置１の軸受ケース１４が嵌合され、車体取付フランジ１４ｂが固定ボルト１７によって前端部８に締結されている。
【００３６】
ハウジング４の前端部８の内側に、開口部９と同軸状にこれより大径の隔壁基部８ａが形成され、この隔壁基部８ａにカップ状の隔壁部材１０がボルト（図示せず）によって固定されている。隔壁部材１０の中心部にはセンター孔１１が形成され、このセンター孔１１が後述するロータ支持部材４５の外径面に環状空間を介して臨んでいる。隔壁基部８ａと、この隔壁基部８ａに連結された隔壁部材１０によって隔壁１２が構成されている。隔壁１２は、ハウジング４の内部を外径側のモータ２の収容空間と、内径側の減速機３の収容空間を区画する機能を備えている。なお、隔壁基部８ａと隔壁部材１０がハウジングに一体に形成されていれば、部品点数を削減して組立工程が簡易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
車輪用軸受装置１は駆動輪用の第１世代と称され、図２（ａ）に拡大して示すように、ハブ輪１３と軸受ケース（例えば、ナックルケース）１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受１５とを備えている。
【００３８】
ハブ輪１３は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１６を一体に有し、肩部１３ａを介して軸方向に延びる小径段部１３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１３ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ１６の周方向等配位置にはハブボルト１６ａが植設されている。
【００３９】
ハブ輪１３はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温（１００〜２００℃）に加熱して析出させる時効硬化処理（焼きもどし処理）で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる方法、所謂析出硬化処理が施されている。これにより、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
【００４０】
軸受ケース１４はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、外周にハウジング４の前端部８に固定ボルト１７を介して取り付けられる車体取付フランジ１４ｂと、アウター側の端部に鍔部１４ａを一体に有し、内周のインナー側の端部に環状溝１４ｃが形成されている。そして、後述する車輪用軸受１５の外輪１９が鍔部１４ａに衝合するまで内嵌されると共に、環状溝１４ｃに装着される止め輪１８によって軸方向に位置決め固定されている。この軸受ケース１４は、ハブ輪１３と同様、Ａ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、析出硬化処理が施されている。
【００４１】
車輪用軸受１５は、内周に複列の外側転走面１９ａ、１９ａが一体に形成された外輪１９と、外周に複列の外側転走面１９ａ、１９ａに対向する内側転走面２０ａ、２０ａが形成された一対の内輪２０、２１と、これら両転走面１９ａ、２０ａ間に保持器２２に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）２３、２３とを備えている。外輪１９、内輪２０、２１および転動体２３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。
【００４２】
また、外輪１９とアウター側の内輪２０との間、およびハウジング４の前端部８とインナー側の内輪２１との間にそれぞれ形成される環状空間の開口部にシール２４、２５が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００４３】
アウター側のシール２４は、図２（ｂ）に拡大して示すように、外輪１９に内嵌された芯金２６と、この芯金２６に接合されたシール部材２７とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２６は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、鋼板からプレス加工にて形成され、外輪１９のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入されている。
【００４４】
一方、シール部材２７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、加硫接着によって芯金２６に一体に接合されている。このシール部材２７は、二股状に形成され、内輪２０の外径面に所定の径方向シメシロを介して摺接される主リップ２７ａとグリースリップ２７ｂを一体に有している。
【００４５】
なお、シール部材２３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。
【００４６】
インナー側のシール２５は、図２（ｃ）に拡大して示すように、ハウジング４の前端部８に内嵌された芯金２８と、この芯金２８に接合されたシール部材２９とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２８は、オーステナイト系ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等、鋼板からプレス加工にて形成され、前端部８の内周に所定のシメシロを介して圧入されている。
【００４７】
一方、シール部材２９はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２８に一体に接合されている。このシール部材２９は、内輪２１の外径面に摺接される主リップ２９ａと、軸受内方側（アウター側）に傾斜して延びるグリースリップ２９ｂを一体に有し、主リップ２９ａには、所定のリップ緊迫力を確保するためにガータースプリング２９ｃが外嵌されている。ここでは、シール部材２９に耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ等の合成ゴムが使用されているので、潤滑油との相性が良く、長期間に亘ってオイル漏れを防止することができる。シール部材２９の材質としては、ＡＣＭ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００４８】
なお、ここでは、転動体２３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受１５を例示したが、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。
【００４９】
減速機３は遊星ギヤ形式のものであり、図２（ａ）に示すように、入力軸５と出力部材６、入力軸５の外径面に一体に形成されたサンギヤ３０、このサンギヤ３０の外周において、隔壁基部８ａと隔壁部材１０との境界部分の内径面に沿って配置され、ノックピン３１ａを介して固定されたリングギヤ３１、これらリングギヤ３１とサンギヤ３０の間に周方向に等間隔をおいて３箇所に配置されたピニオンギヤ３２とによって構成されている。ピニオンギヤ３２は、針状ころ軸受３３を介してピニオンピン３４によって支持されている。
【００５０】
出力部材６は、アウター側の端部に結合軸部３５を一体に備えている。この結合軸部３５は、外周にハブ輪１３のセレーション１３ｃに係合されるセレーション（またはスプライン）３５ａと、このセレーション３５ａの端部に雄ねじ３５ｂが形成され、固定ナット３６によって締結されている。
【００５１】
結合軸部３５のインナー側に、これより一段大径に形成された環状基部３７が形成され、この環状基部３７から径方向外方に一対のフランジ３８、３９が突設されている。これら一対のフランジ３８、３９は、ピニオンギヤ３２の幅寸法よりも僅かに大きい間隔をおいて軸方向に対向配置され、一対のフランジ３８、３９の相互を軸方向に連結するためのブリッジ４０が周方向等配位置の３箇所に設けられている。これら一対のフランジ３８、３９は遊星ギヤ形式の減速機３におけるキャリヤの機能を備えている。
【００５２】
ブリッジ４０を周方向等配位置に設けることにより、出力部材６の回転は円滑に行われ、ひいては、出力部材６、入力軸５を通じて後述するモータ２のロータ４６の回転精度を向上させることができる。
【００５３】
一対のフランジ３８、３９のうちインナー側のフランジ３９の端面には、結合軸部３５と同軸状の軸孔４１が形成されている。この軸孔４１は環状基部３７に達する深さを有している。そして、この軸孔４１に入力軸５が内挿され、深溝玉軸受からなる一対の転がり軸受４２、４２によって支持されている。
【００５４】
一対のフランジ３８、３９と、周方向３箇所のブリッジ４０によって、周方向に区画されたピニオンギヤ収容部が設けられ、これら収容部にピニオンギヤ３２が収容されると共に、ピニオンピン３４を介して一対のフランジ３８、３９に一体結合されている。ピニオンピン３４の端部には、径方向に貫通する係止孔３４ａが形成され、インナー側のフランジ３９に形成されたねじ孔３９ａに螺着される止めねじ（図示せず）によって固定されている。
【００５５】
各ピニオンギヤ３２の両側面と一対のフランジ３８、３９との間に、ピニオンギヤ３２の円滑な回転を確保するためにスラスト板４３、４３が介装されている。また、一対のフランジ３８、３９の内径面と、それぞれの内径面に対向する入力軸５の外径面との間に形成される環状空間には一対の転がり軸受４２、４２が装着され、出力部材６によって支持されている。このように、入力軸５が出力部材６によって片持ち支持されているので、支持構造を簡素化することができると共に、車輪から出力部材６に伝達された振動や衝撃は、両方の転がり軸受４２、４２に同時に同様の態様で負荷されるため、どちらの転がり軸受４２、４２にも偏荷重が作用するのを防止することができ、回転精度、耐久性の向上を図ることができる。また、回転音の騒音発生も抑制することができる。
【００５６】
モータ２は、図３（ａ）に示すように、ハウジング４の円筒部７に固定されたステータ４４と、ロータ支持部材４５によって取り付けられたロータ４６との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のブラシレスＤＣモータで構成されている。
【００５７】
ロータ支持部材４５は、ロータ４４の内径部に嵌合された円筒支持部４５ａと、この円筒支持部４５ａから隔壁１２に沿って径方向内方に延びる円板部４５ｂと、この円板部４５ｂの内端部に形成された円筒固定部４５ｃを備えている。ロータ支持部材４５は、円筒固定部４５ｃに係止されたキー４５ｄを介して入力軸５に固定されている。
【００５８】
隔壁部材１０のセンター孔１１とロータ支持部材４５の円筒固定部４５ｃとの間に形成される環状空間にはオイルシール４７が装着されている。このオイルシール４７は、図３（ｂ）に拡大して示すように、芯金４８と、この芯金４８に接合されたシール部材４９とからなる一体型のオイルシールで構成されている。芯金４８は、オーステナイト系ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等、鋼板からプレス加工にて形成されている。
【００５９】
一方、シール部材４９はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金４８に一体に接合されている。このシール部材４９は、円筒固定部４５ｃの外径面に摺接される主リップ４９ａと、インナー側に傾斜して延びる副リップ４９ｂを一体に有し、主リップ４９ａには、所定のリップ緊迫力を確保するためにガータースプリング４９ｃが外嵌されている。このオイルシール４７によって、減速機３側の潤滑油がモータ２側に移動することが防止され、モータ２側はドライ状態に保持されるので、潤滑油がロータ４６の回転の妨げとなることが回避される。なお、シール部材４９の材質としては、ＡＣＭ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００６０】
モータ２および減速機３は、図３（ａ）に示すように、入力軸５の後端部（インナー側の端部）を除き、ハウジング４の円筒部７の軸方向長さの範囲内に収まるので、その円筒部７の後端部にＯリング等からなるシールリング５０を介して装着されるカバー５１によって閉塞されている。このシールリング５０はＡＣＭ等の合成ゴムからなる。
【００６１】
カバー５１の中心部には回転センサー５２が配設されている。この回転センサー５２はレゾルバであり、そのセンサーステータ５２ａがカバー５１に固定され、センサーロータ５２ｂが入力軸５に取り付けられている。
【００６２】
このセンサーステータ５２ａのリード線（図示せず）が、外部に設けられたコネクタ差込部（図示せず）に接続される。回転センサー５２としては、レゾルバの他に、ホール素子等を用いることができる。この回転センサー５２によって検出された入力軸５の回転角度は、図示しない信号線ケーブルを経て制御回路に入力され、モータ２の回転制御に用いられる。
【００６３】
ここで、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、出力部材６は、アウター側の端部に形成された結合軸部３５と、この結合軸部３５のインナー側に大径に形成された環状基部３７と、この環状基部３７から径方向外方に突設された一対のフランジ３８、３９を備え、図４に拡大して示すように、出力部材６の環状基部３７がＡＣＭ等の合成ゴムからなるシールリング５３を介してハブ輪１３の小径段部１３ｂに嵌挿されている。そして、一対のフランジ３８、３９と、これら一対のフランジ３８、３９の相互を軸方向に連結するブリッジ４０からなる保持部５４の側面５４ａがインナー側の内輪２１の大端面２１ａに直接突き合わせ状態で当接されている。詳細には、車輪用軸受１５のインナー側の大端面２１ａが、ピニオンピン３４が挿入される孔と重合するように、保持部５４の側面５４ａに突き当てられている。これにより、従来の装置に比べ、インナー側の内輪２１の径を大きくして一段大径の位置で出力部材６に突き当てることができ、車輪用軸受装置１の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができると共に、入力軸５の回転精度およびこの入力軸５を支持する軸受の耐久性の向上を図っ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。
【００６４】
なお、ピニオンギヤ３２を支持するピニオンピン３４がフランジ３８の端面から突出しないように嵌挿されている。これにより、内輪２１と大端面２１ａと保持部５４の側面５４ａとの当接を妨げることがなく、適正な突き合わせ状態を維持することができる。
【００６５】
また、車輪用軸受装置の外方部材と駆動軸（出力部材）の肩部との間にオイルシールが装着されていた従来の装置と異なり、シール２５が内輪２１の外径で摺動しているため、軸方向のスペースを一層短縮することができると共に、単一のシール２５によって軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止することができるので、シール摺接による回転トルクを低減することができる。
【００６６】
さらに、出力部材６の環状基部３７がシールリング５３を介してハブ輪１３の小径段部１３ｂに嵌挿されていると共に、軸受ケース１４がシールリング５５を介してハウジング４の前端部８に嵌挿されているので、外部から雨水等の浸入を防止すると共に、減速機３内の潤滑油の外部への漏洩を防止でき、周辺環境を汚染されるのを防止することができる。これらのシールリング５３、５５はＡＣＭ等の合成ゴムからなるＯリング等で構成されている。
【００６７】
なお、図５に示すように、出力部材６の環状基部３７の角部とハブ輪１３の小径段部１３ｂの端部との間にシールリング５３を介装しても良い。これにより、環状基部３７の外周面にシールリング５３を装着するための環状溝の加工を省略することができ、加工工程の簡略化と共に、組立を簡便化することができ、低コスト化を図ることができる。
【００６８】
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以上のように構成され、次に、図１を用いて、その作用について説明する。
【００６９】
運転席のアクセルが作動されることによってモータ２が駆動されると、そのロータ４６の回転と一体に入力軸５が回転され、減速機３にモータ出力が入力される。減速機３は、サンギヤ３０が入力軸５と一体に回転すると、ピニオンギヤ３２が自転しつつ公転する。この公転速度でピニオンギヤ３２が減速回転することにより、出力部材６を所定の減速比からなる減速出力で回転させる。すると、出力部材６の結合軸部３５と一体に車輪用軸受装置１のハブ輪１３が回転され、このハブ輪１３の車輪取付フランジ１６に取り付けられた車輪が駆動される。
【００７０】
入力軸５は、ピニオンギヤ３２の両側において、それぞれ一対の転がり軸受４２、４２によって支持されて回転する。これらの転がり軸受４２、４２は、いずれも出力部材６と一体のフランジ３８、３９に取り付けられているので、前述したように、車輪から車輪用軸受装置１を経て出力部材６に伝達されるラジアル方向の振動や衝撃は、両方の転がり軸受４２、４２に同時に同様の態様で負荷され、いずれの転がり軸受４２、４２も偏荷重が作用するのを回避できる。
【００７１】
また、ピニオンギヤ３２のピニオンピン３４は、その両端部が一対のフランジ３８、３９によって支持されているので、支持剛性が高くなり、ピニオンギヤ３２とリングギヤ３１およびサンギヤ３０との良好な噛合を得ることができ、耐久性を向上させることができる。
【００７２】
図６は、前述した車輪用軸受装置（図１）の変形例である。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車輪用軸受装置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様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
本実施形態では、車輪用軸受装置１を構成するハブ輪１３に出力部材６がセレーション３５ａを介して嵌挿されている。ここで、出力部材６の保持部５４はワッシャ５６を介してインナー側の内輪２１の大端面２１ａに当接されている。そして、出力部材６の結合軸部３５のねじ部３５ｂに固定ナット３６がワッシャ５７を介して所定のトルクで螺着されている。
【００７４】
ワッシャ５６、５７はアルミ合金等の軽合金で形成されている。アルミ合金製の軸受ケース１４が鋼製の外輪１９、内輪２０、２１および出力部材６よりも線膨張係数が大きいため、車両の走行中に温度が上昇した場合、軸受ケース１４の膨張量が大きくなって車輪用軸受１５の内部すきま（軸方向すきま）が増加する恐れがあるが、これらのワッシャ５６、５７によって内部すきまが増大するのを抑制することができる。
【００７５】
図７に、図６の車輪用軸受装置１の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車輪用軸受の左右の転動体の仕様が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
車輪用軸受装置５８は駆動輪用の第１世代と称され、ハブ輪１３と軸受ケース１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受５９とを備えている。この車輪用軸受５９は、内周に複列の外側転走面６０ａ、１９ａが一体に形成された外輪６０と、外周に複列の外側転走面６０ａ、１９ａに対向する内側転走面６１ａ、２０ａが形成された一対の内輪６１、２１と、これら両転走面６０ａ、６１ａおよび１９ａ、２０ａ間に保持器２２ａ、２２に転動自在に収容された複列の転動体２３ａ、２３とを備えている。外輪６０、内輪６１、２１および転動体２３ａ、２３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。
【００７７】
また、外輪６０とアウター側の内輪６１との間、およびハウジング４の前端部８とインナー側の内輪２１との間にそれぞれ形成される環状空間の開口部にシール２４、２５が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００７８】
ここで、本実施形態では、複列の転動体２３ａ、２３のピッチ円直径は同じであるが、アウター側の転動体２３ａの直径ｄｏがインナー側の転動体２３の直径ｄｉよりも大径に設定（ｄｏ＞ｄｉ）されると共に、インナー側の転動体２３の個数Ｚｉがアウター側の転動体２３ａの個数Ｚｏよりも多く設定（Ｚｉ＞Ｚｏ）されている。
【００７９】
こうした構成の車輪用軸受装置５８では、複列の転動体２３ａ、２３のピッチ円直径は同じであるが、アウター側の転動体２３ａの直径ｄｏがインナー側の転動体２３の直径ｄｉよりも大径に設定されると共に、インナー側の転動体２３の個数Ｚｉがアウター側の転動体２３ａの個数Ｚｏよりも多く設定されているので、有効に軸受スペースを活用してアウター側の軸受列の寿命が向上すると共に、アウター側に比べインナー側部分の軸受剛性を増大させることができる。
【００８０】
図８は、図６の車輪用軸受装置１の他の変形例である。車輪用軸受装置６２は駆動輪用の第１世代と称され、ハブ輪６３と軸受ケース１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受１５とを備えている。ハブ輪６３は、アウター側の端部に車輪取付フランジ１６を一体に有し、肩部１３ａを介して軸方向に延びる小径段部１３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション１３ｃが形成されている。このハブ輪６３はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、析出硬化処理が施されている。
【００８１】
ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ１６の周方向等配位置にホイールボルト６４が締結されるボルト孔６４ａが形成されている。そして、ハブ輪６３の車輪取付フランジ１６にブレーキロータ６５およびホイール６６を装着した後にホイールボルト６４によって固定されている。これにより、ホイールボルト６４のねじ部に打ち傷等の不具合が発生した場合、市場にて容易に交換することが可能となるばかりでなく、従来のように、市場でのボルト交換のために、車輪取付フランジ１６のインナー側のスペースを確保する必要がなくなり、補修性が向上すると共に、その分軸方向スペースを削減することができ、剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００８２】
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。本実施の形態においては、軸受ケースとしてナックルの例を示したが、これに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
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、車輪用軸受装置と減速機とモータとが組み合わされ、車輪用軸受装置が、ハブ輪と軸受ケース間に嵌合された車輪用軸受を備えた第１世代構造に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１、５８、６２ 車輪用軸受装置
２ モータ
３ 減速機
４ ハウジング
５ 入力軸
６ 出力部材
７ 円筒部
８ ハウジングの前端部
８ａ 隔壁基部
９ ハウジングの開口部
１０ 隔壁部材
１１ 隔壁部材のセンター孔
１２ 隔壁
１３、６３ ハブ輪
１３ａ 肩部
１３ｂ 小径段部
１３ｃ、３５ａ セレーション
１４ 軸受ケース
１４ａ 鍔部
１４ｂ 車体取付フランジ
１４ｃ 環状溝
１５、５９ 車輪用軸受
１６ 車輪取付フランジ
１６ａ ハブボルト
１７ 固定ボルト
１８ 止め輪
１９、６０ 外輪
１９ａ、６０ａ 外側転走面
２０、２１、６１ 内輪
２０ａ、６１ａ 内側転走面
２１ａ 大端面
２２、２２ａ 保持器
２３、２３ａ 転動体
２４ アウター側のシール
２５ インナー側のシール
２６、２８、４８ 芯金
２７、２９、４９ シール部材
２７ａ、２９ａ、４９ａ 主リップ
２７ｂ、２９ｂ グリースリップ
２９ｃ、４９ｃ ガータースプリング
３０ サンギヤ
３１ リングギヤ
３１ａ ノックピン
３２ ピニオンギヤ
３３ 針状ころ軸受
３４ ピニオンピン
３４ａ 係止孔
３５ 結合軸部
３５ｂ 雄ねじ
３６ 固定ナット
３７ 環状基部
３８、３９ フランジ
３９ａ ねじ孔
４０ ブリッジ
４１ 軸孔
４２ 転がり軸受
４３ スラスト板
４４ ステータ
４５ ロータ支持部材
４５ａ 円筒支持部
４５ｂ 円板部
４５ｃ 円筒固定部
４５ｄ キー
４６ ロータ
４７ オイルシール
４９ｂ 副リップ
５０、５３、５５ シールリング
５１ カバー
５２ 回転センサー
５２ａ センサーステータ
５２ｂ センサーロータ
５４ 保持部
５４ａ 保持部の側面
５６、５７ ワッシャ
６４ ホイールボルト
６４ａ ボルト孔
６５ ブレーキロータ
６６ ホイール
１０１ 車輪用軸受装置
１０２ モータ
１０３ 減速機
１０４ モータケーシング
１０５ ステータ
１０６ 出力軸
１０７ ロータ
１０８ 転がり軸受
１０９ キャップ
１１０ 偏心軸
１１１ 入力軸
１１１ａ スプライン
１１２ 減速機ケーシング
１１２ａ 固定ボルト
１１３ 外ピン
１１４ 駆動軸
１１５ 内ピン
１１６、１１７、１２０、１２２ 転がり軸受
１１８、１１９ 曲線板
１２１ カウンターウェイト
１２３ ハブ輪
１２３ａ、１２４ａ 内側転走面
１２３ｂ 小径段部
１２３ｃ、１３２ａ セレーション
１２４ 内輪
１２５ 内方部材
１２６ ボール
１２７ 外方部材
１２７ａ 外側転走面
１２７ｂ 車体取付フランジ
１２８ 車輪取付フランジ
１２９ 保持器
１３０ フランジ部
１３１ 肩部
１３２ 軸部
１３３ 固定ナット
１３４ オイルシール
ｄｉ インナー側の転動体の直径
ｄｏ アウター側の転動体の直径
Ｏ 駆動輪の中心軸
Ｚｉ インナー側の転動体の個数
Ｚｏ アウター側の転動体の個数
【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およびこの車輪用軸受装置と減速機とモータとを組み合わせた電気自動車における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９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（図示せず）を回転自在に支持する車輪用軸受装置１０１と、回転駆動源としてのモータ１０２と、このモータ１０２の回転を減速してハブに伝達する減速機１０３とを、車輪の中心軸Ｏ上に配置されている。
【０００４】
モータ１０２は、筒状のモータケーシング１０４に固定されたステータ１０５と出力軸１０６に取り付けられたロータ１０７との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のモータで構成されている。出力軸１０６は、モータケーシング１０４に対して一対の深溝玉軸受からなる転がり軸受１０８、１０８で回転自在に支持されている。モータケーシング１０４のインナー側の開口部はキャップ１０９で閉塞されている。
【０００５】
減速機１０３はサイクロイド減速機からなり、偏心軸１１０を備えた入力軸１１１と、減速機ケーシング１１２とモータケーシング１０４との間に差し渡された複数の外ピン１１３と、駆動軸（出力部材）１１４に取り付けられた複数の内ピン１１５と、各ピン１１３、１１５に円筒ころ軸受からなる転がり軸受１１６、１１７を介して回転自在に支持された２枚の曲線板１１８、１１９とを備えている。これら曲線板１１８、１１９は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線に形成され、偏心軸１１０に装着されている。外ピン１１３は、一対の針状ころ軸受からなる転がり軸受１２０、１２０によって回転自在に支持され、この外ピン１１３で各曲線板１１８、１１９の偏心運動が外周側で案内されている。
【０００６】
入力軸１１１は、モータ１０２の出力軸１０６にスプライン１１１ａを介して結合されて一体に回転駆動される。そして、モータ１０２の出力軸１０６が回転すると、これと一体回転する入力軸１１１に取り付けられた偏心軸１１０が回転し、この偏心軸１１０に係合する各曲線板１１８、１１９が偏心運動を行い、ロータ１０７の回転が駆動軸１１４の回転運動として、大きな減速比で、滑らかで効率良く伝達される。
【０００７】
２枚の曲線板１１８、１１９は、互いに偏心運動が打ち消されるように１８０°位相をずらして入力軸１１１の偏心軸１１０に装着され、この偏心軸１１０の両側には、各曲線板１１８、１１９の偏心運動による振動を打ち消すように、偏心軸１１０の偏心方向と逆方向へ偏心させたカウンターウェイト１２１、１２１が装着されている。入力軸１１１は後述する駆動軸１１４に対して深溝玉軸受からなる転がり軸受１２２によって回転自在に支持されている。
【０００８】
車輪用軸受装置１０１は、ハブ輪１２３と、このハブ輪１２３に圧入された内輪１２４とからなる内方部材１２５と、この内方部材１２５に複列のボール１２６、１２６を介して外挿された外方部材１２７とを備えている。
【０００９】
ハブ輪１２３は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ１２８を一体に有し、外周に一方の内側転走面１２３ａと、この内側転走面１２３ａから軸方向に延びる小径段部１２３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション１２３ｃが形成されている。内輪１２４は、外周に他方の内側転走面１２４ａが形成され、ハブ輪１２３の小径段部１２３ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。
【００１０】
外方部材１２７は、外周に減速機ケーシング１１２に固定ボルト１１２ａを介して取り付けられる車体取付フランジ１２７ｂを一体に有し、内周に内方部材１２５の内側転走面１２３ａ、１２４ａに対向する複列の外側転走面１２７ａ、１２７ａが一体に形成されている。これら両転走面１２７ａ、１２３ａおよび１２７ａ、１２４ａ間には保持器１２９に等配保持された複列のボール１２６、１２６が転動自在に収容されている。
【００１１】
減速機１０３を構成する駆動軸１１４は、内ピン１１５が装着されるフランジ部１３０と、このフランジ部１３０から軸方向に延びる円筒状の肩部１３１と、この肩部１３１から軸方向に延びる軸部１３２とが一体に形成されている。軸部１３２の外周にはハブ輪１２３のセレーション１２３ｃに噛合するセレーション１３２ａと、この端部に雄ねじが形成され、肩部１３１が内輪１２４の端面に衝合するまで駆動軸１１４がハブ輪１２３に内嵌され、雄ねじに螺着された固定ナット１３３によって所定の締付トルクで緊締され、駆動軸１１４とハブ輪１２３がトルク伝達可能に軸方向に結合されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１１７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
こうした従来の構造では、車輪用軸受装置１０１の外方部材１２７と駆動軸１１４の肩部１３１との間に形成される環状空間にオイルシール１３４が装着され、減速機１０３内に封入されたギア油が軸受内部に漏洩しないように密封されている。然しながら、このオイルシール１３４を装着するため、軸方向に装着スペースが必要となる。このため、装置全体が大型化して重量が増加する。また、これを回避するため、車輪用軸受装置１０１をコンパクト化することも考えられるが、これでは、軸受剛性が減少してモーメント荷重が負荷された時、減速機１０３を構成する曲線板１１８、１１９の変位が大きくなり、曲線板１１８、１１９と外ピン１１３との接触状態が不良になる恐れがある。
【００１４】
また、路面から車輪への荷重の負荷により、減速機１０３の駆動軸１１４を支持する車輪用軸受装置１０１が弾性変形するため、転がり軸受１２２は入力軸１１１および出力軸１０６の本来の軸心に対して変位するが、モータケーシング１０４は車輪からの荷重の影響を受け難く、２つの転がり軸受１０８、１２２の同軸度の悪化や傾きが生じる。このため、これらの転がり軸受１０８、１２２に偏荷重が作用し易く、転がり軸受１０８、１２２の耐久性の低下や騒音の発生となるだけでなく、入力軸１１１や出力軸１０６の回転精度が低下する等の問題があった。
【００１５】
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、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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】
【００１６】
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、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されている。
【００１７】
このように、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前端部に締結されると共に、入力軸が減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、車輪用軸受装置が、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たハブ輪と、このハブ輪と軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、外周に複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、減速機を構成する出力部材が、外周にハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材がハブ輪にトルク伝達可能に固定されているので、従来の装置に比べ、内輪の径を大きくして一段大径の位置で出力部材に突き当てることができ、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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。
【００１８】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪と軸受ケースが熱処理によって硬化させる析出硬化処理が施されていれば、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記減速機が、前記入力軸の外周に設けられたサンギヤと、前記ハウジングに固定され、前記サンギヤと同軸状に配設されたリングギヤと、これらリングギヤと前記サンギヤの間に周方向に等間隔をおいて複数箇所に等配置され、前記保持部に回転自在に支持されたピニオンギヤとからなる遊星ギヤで構成され、前記保持部が、所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジと、これら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなると共に、前記一対のフランジにピニオンピンの両端部が固定され、このピニオンピンに対して前記ピニオンギヤが針状ころ軸受を介して回転自在に支持されていれば、出力部材の回転が円滑となり、入力軸およびこれに嵌合固定されたモータロータの回転精度が向上する。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記保持部のインナー側の端面に、前記結合軸部と同軸状の軸孔が形成され、この軸孔が前記環状基部に達する深さを有すると共に、前記軸孔に前記入力軸が内挿され、一対の転がり軸受よって支持されていれば、入力軸が出力部材によって片持ち支持されるので、支持構造を簡素化することができると共に、車輪から出力部材に伝達された振動や衝撃は、両方の転がり軸受に同時に同様の態様で負荷されるため、どちらの転がり軸受にも偏荷重が作用するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記減速機が前記モータの内径側に配設され、これら減速機と前記モータの収容部が前記ハウジングに設けた隔壁によって区画されると共に、この隔壁が前記ハウジングの前端部の内側に、前記開口部と同軸状に形成された隔壁基部と、この隔壁基部に固定されたカップ状の隔壁部材とで構成されていても良い。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明のように、前記隔壁基部と隔壁部材が前記ハウジングに一体形成されていれば、部品点数を削減して組立工程が簡易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、前記出力部材の環状基部が前記ハブ輪の小径段部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されていれば、減速機内の潤滑油の外部への漏洩を防止でき、周辺環境を汚染されるのを防止することができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明のように、前記軸受ケースが前記ハウジングの前端部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されていれば、外部から雨水等の浸入を防止することができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明のように、前記内輪の大端面と出力部材および前記ハブ輪と固定ナットとの間の少なくとも一方に軽合金からなるワッシャが介装されていれば、アルミ合金製の軸受ケースが鋼製の外輪、内輪および出力部材よりも線膨張係数が大きいため、車両の走行中に温度が上昇した場合、軸受ケースの膨張量が大きくなって車輪用軸受の内部すきまが増加する恐れがあるが、軽合金製のワッシャによって内部すきまが増大するのを抑制することができる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記ハウジングの前端部と前記内輪との間に形成される環状空間の開口部にオイルシールが装着されていれば、車輪用軸受装置の外方部材と出力部材の肩部との間にオイルシールが装着されていた従来の装置と異なり、軸方向のスペースを一層短縮することができると共に、単一のシールによって軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止することができるので、シール摺接による回転トルクを低減することができる
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明のように、前記複列の転動体のうち一方の転動体の直径が他方の転動体の直径よりも大径に設定されていれば、軸受剛性を増大させることができる。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明のように、前記他方の転動体の個数が一方の転動体の個数よりも多く設定されていれば、軸受剛性を増大させることができる。
【００２９】
また、請求項１３に記載の発明のように、前記ハブ輪の車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト孔が形成され、このボルト孔に螺着されるホイールボルトによって前記車輪取付フランジに前記車輪が固定されていれば、ホイールボルトのねじ部に打ち傷等の不具合が発生した場合、市場にて容易に交換することが可能となるばかりでなく、従来のように、市場でのボルト交換のために、車輪取付フランジのインナー側のスペースを確保する必要がなくなり、補修性が向上すると共に、その分軸方向スペースを削減することができ、剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
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、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されているので、従来の装置に比べ、内輪の径を大きくして一段大径の位置で出力部材に突き当てることができ、軽量化と車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができる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】
【００３１】
【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】（ａ）は、図１の車輪用軸受装置と減速機を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の一方のシール部を示す要部拡大図、（ｃ）は、（ａ）の他方のシール部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図１のモータ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシール部を示す要部拡大図である。
【図４】図２の車輪用軸受装置と出力部材を示す要部拡大図である。
【図５】図４の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】図１の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図７】図６の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】図６の車輪用軸受装置の他の変形例を示す要部拡大図である。
【図９】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】
【００３２】
車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金からダイキャストによって形成されると共に、前記減速機が遊星ギヤで構成され、この減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジ、およびこれら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなる保持部とを備え、前記出力部材の保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定されている。
【実施例１】
【００３３】
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（ａ）は、図１の車輪用軸受装置と減速機を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の一方のシール部を示す要部拡大図、（ｃ）は、（ａ）の他方のシール部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図１のモータ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシール部を示す要部拡大図、図４は、図２の車輪用軸受装置と出力部材を示す要部拡大図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図である。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。
【００３４】
このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、車輪（図示せず）を回転自在に支持する車輪用軸受装置１と、回転駆動源としてのモータ２と、このモータ２の回転を減速して後述するハブ輪１３に伝達する減速機３と、この減速機３とモータ２を収容するハウジング４を主要な構成要素とし、車輪の中心軸Ｏ上に配置されている。車輪用軸受装置１のハブ輪１３は、減速機３の入力軸５と同軸の出力部材６によって回転される。
【００３５】
ハウジング４は、Ａ６０６３ＴＥやＡＤＣ１２等のアルミ合金からなり、円筒部７と、そのアウター側の端部に前端部８を備え、中心部が開放されると共に、この開口部９に車輪用軸受装置１の軸受ケース１４が嵌合され、車体取付フランジ１４ｂが固定ボルト１７によって前端部８に締結されている。
【００３６】
ハウジング４の前端部８の内側に、開口部９と同軸状にこれより大径の隔壁基部８ａが形成され、この隔壁基部８ａにカップ状の隔壁部材１０がボルト（図示せず）によって固定されている。隔壁部材１０の中心部にはセンター孔１１が形成され、このセンター孔１１が後述するロータ支持部材４５の外径面に環状空間を介して臨んでいる。隔壁基部８ａと、この隔壁基部８ａに連結された隔壁部材１０によって隔壁１２が構成されている。隔壁１２は、ハウジング４の内部を外径側のモータ２の収容空間と、内径側の減速機３の収容空間を区画する機能を備えている。なお、隔壁基部８ａと隔壁部材１０がハウジングに一体に形成されていれば、部品点数を削減して組立工程が簡易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
車輪用軸受装置１は駆動輪用の第１世代と称され、図２（ａ）に拡大して示すように、ハブ輪１３と軸受ケース（例えば、ナックルケース）１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受１５とを備えている。
【００３８】
ハブ輪１３は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１６を一体に有し、肩部１３ａを介して軸方向に延びる小径段部１３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１３ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ１６の周方向等配位置にはハブボルト１６ａが植設されている。
【００３９】
ハブ輪１３はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温（１００〜２００℃）に加熱して析出させる時効硬化処理（焼きもどし処理）で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる方法、所謂析出硬化処理が施されている。これにより、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
【００４０】
軸受ケース１４はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、外周にハウジング４の前端部８に固定ボルト１７を介して取り付けられる車体取付フランジ１４ｂと、アウター側の端部に鍔部１４ａを一体に有し、内周のインナー側の端部に環状溝１４ｃが形成されている。そして、後述する車輪用軸受１５の外輪１９が鍔部１４ａに衝合するまで内嵌されると共に、環状溝１４ｃに装着される止め輪１８によって軸方向に位置決め固定されている。この軸受ケース１４は、ハブ輪１３と同様、Ａ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、析出硬化処理が施されている。
【００４１】
車輪用軸受１５は、内周に複列の外側転走面１９ａ、１９ａが一体に形成された外輪１９と、外周に複列の外側転走面１９ａ、１９ａに対向する内側転走面２０ａ、２０ａが形成された一対の内輪２０、２１と、これら両転走面１９ａ、２０ａ間に保持器２２に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）２３、２３とを備えている。外輪１９、内輪２０、２１および転動体２３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。
【００４２】
また、外輪１９とアウター側の内輪２０との間、およびハウジング４の前端部８とインナー側の内輪２１との間にそれぞれ形成される環状空間の開口部にシール２４、２５が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００４３】
アウター側のシール２４は、図２（ｂ）に拡大して示すように、外輪１９に内嵌された芯金２６と、この芯金２６に接合されたシール部材２７とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２６は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等、鋼板からプレス加工にて形成され、外輪１９のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入されている。
【００４４】
一方、シール部材２７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、加硫接着によって芯金２６に一体に接合されている。このシール部材２７は、二股状に形成され、内輪２０の外径面に所定の径方向シメシロを介して摺接される主リップ２７ａとグリースリップ２７ｂを一体に有している。
【００４５】
なお、シール部材２３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。
【００４６】
インナー側のシール２５は、図２（ｃ）に拡大して示すように、ハウジング４の前端部８に内嵌された芯金２８と、この芯金２８に接合されたシール部材２９とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２８は、オーステナイト系ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等、鋼板からプレス加工にて形成され、前端部８の内周に所定のシメシロを介して圧入されている。
【００４７】
一方、シール部材２９はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２８に一体に接合されている。このシール部材２９は、内輪２１の外径面に摺接される主リップ２９ａと、軸受内方側（アウター側）に傾斜して延びるグリースリップ２９ｂを一体に有し、主リップ２９ａには、所定のリップ緊迫力を確保するためにガータースプリング２９ｃが外嵌されている。ここでは、シール部材２９に耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ等の合成ゴムが使用されているので、潤滑油との相性が良く、長期間に亘ってオイル漏れを防止することができる。シール部材２９の材質としては、ＡＣＭ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００４８】
なお、ここでは、転動体２３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受１５を例示したが、これに限らず、円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。
【００４９】
減速機３は遊星ギヤ形式のものであり、図２（ａ）に示すように、入力軸５と出力部材６、入力軸５の外径面に一体に形成されたサンギヤ３０、このサンギヤ３０の外周において、隔壁基部８ａと隔壁部材１０との境界部分の内径面に沿って配置され、ノックピン３１ａを介して固定されたリングギヤ３１、これらリングギヤ３１とサンギヤ３０の間に周方向に等間隔をおいて３箇所に配置されたピニオンギヤ３２とによって構成されている。ピニオンギヤ３２は、針状ころ軸受３３を介してピニオンピン３４によって支持されている。
【００５０】
出力部材６は、アウター側の端部に結合軸部３５を一体に備えている。この結合軸部３５は、外周にハブ輪１３のセレーション１３ｃに係合されるセレーション（またはスプライン）３５ａと、このセレーション３５ａの端部に雄ねじ３５ｂが形成され、固定ナット３６によって締結されている。
【００５１】
結合軸部３５のインナー側に、これより一段大径に形成された環状基部３７が形成され、この環状基部３７から径方向外方に一対のフランジ３８、３９が突設されている。これら一対のフランジ３８、３９は、ピニオンギヤ３２の幅寸法よりも僅かに大きい間隔をおいて軸方向に対向配置され、一対のフランジ３８、３９の相互を軸方向に連結するためのブリッジ４０が周方向等配位置の３箇所に設けられている。これら一対のフランジ３８、３９は遊星ギヤ形式の減速機３におけるキャリヤの機能を備えている。
【００５２】
ブリッジ４０を周方向等配位置に設けることにより、出力部材６の回転は円滑に行われ、ひいては、出力部材６、入力軸５を通じて後述するモータ２のロータ４６の回転精度を向上させることができる。
【００５３】
一対のフランジ３８、３９のうちインナー側のフランジ３９の端面には、結合軸部３５と同軸状の軸孔４１が形成されている。この軸孔４１は環状基部３７に達する深さを有している。そして、この軸孔４１に入力軸５が内挿され、深溝玉軸受からなる一対の転がり軸受４２、４２によって支持されている。
【００５４】
一対のフランジ３８、３９と、周方向３箇所のブリッジ４０によって、周方向に区画されたピニオンギヤ収容部が設けられ、これら収容部にピニオンギヤ３２が収容されると共に、ピニオンピン３４を介して一対のフランジ３８、３９に一体結合されている。ピニオンピン３４の端部には、径方向に貫通する係止孔３４ａが形成され、インナー側のフランジ３９に形成されたねじ孔３９ａに螺着される止めねじ（図示せず）によって固定されている。
【００５５】
各ピニオンギヤ３２の両側面と一対のフランジ３８、３９との間に、ピニオンギヤ３２の円滑な回転を確保するためにスラスト板４３、４３が介装されている。また、一対のフランジ３８、３９の内径面と、それぞれの内径面に対向する入力軸５の外径面との間に形成される環状空間には一対の転がり軸受４２、４２が装着され、出力部材６によって支持されている。このように、入力軸５が出力部材６によって片持ち支持されているので、支持構造を簡素化することができると共に、車輪から出力部材６に伝達された振動や衝撃は、両方の転がり軸受４２、４２に同時に同様の態様で負荷されるため、どちらの転がり軸受４２、４２にも偏荷重が作用するのを防止することができ、回転精度、耐久性の向上を図ることができる。また、回転音の騒音発生も抑制することができる。
【００５６】
モータ２は、図３（ａ）に示すように、ハウジング４の円筒部７に固定されたステータ４４と、ロータ支持部材４５によって取り付けられたロータ４６との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のブラシレスＤＣモータで構成されている。
【００５７】
ロータ支持部材４５は、ロータ４４の内径部に嵌合された円筒支持部４５ａと、この円筒支持部４５ａから隔壁１２に沿って径方向内方に延びる円板部４５ｂと、この円板部４５ｂの内端部に形成された円筒固定部４５ｃを備えている。ロータ支持部材４５は、円筒固定部４５ｃに係止されたキー４５ｄを介して入力軸５に固定されている。
【００５８】
隔壁部材１０のセンター孔１１とロータ支持部材４５の円筒固定部４５ｃとの間に形成される環状空間にはオイルシール４７が装着されている。このオイルシール４７は、図３（ｂ）に拡大して示すように、芯金４８と、この芯金４８に接合されたシール部材４９とからなる一体型のオイルシールで構成されている。芯金４８は、オーステナイト系ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等、鋼板からプレス加工にて形成されている。
【００５９】
一方、シール部材４９はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金４８に一体に接合されている。このシール部材４９は、円筒固定部４５ｃの外径面に摺接される主リップ４９ａと、インナー側に傾斜して延びる副リップ４９ｂを一体に有し、主リップ４９ａには、所定のリップ緊迫力を確保するためにガータースプリング４９ｃが外嵌されている。このオイルシール４７によって、減速機３側の潤滑油がモータ２側に移動することが防止され、モータ２側はドライ状態に保持されるので、潤滑油がロータ４６の回転の妨げとなることが回避される。なお、シール部材４９の材質としては、ＡＣＭ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
【００６０】
モータ２および減速機３は、図３（ａ）に示すように、入力軸５の後端部（インナー側の端部）を除き、ハウジング４の円筒部７の軸方向長さの範囲内に収まるので、その円筒部７の後端部にＯリング等からなるシールリング５０を介して装着されるカバー５１によって閉塞されている。このシールリング５０はＡＣＭ等の合成ゴムからなる。
【００６１】
カバー５１の中心部には回転センサー５２が配設されている。この回転センサー５２はレゾルバであり、そのセンサーステータ５２ａがカバー５１に固定され、センサーロータ５２ｂが入力軸５に取り付けられている。
【００６２】
このセンサーステータ５２ａのリード線（図示せず）が、外部に設けられたコネクタ差込部（図示せず）に接続される。回転センサー５２としては、レゾルバの他に、ホール素子等を用いることができる。この回転センサー５２によって検出された入力軸５の回転角度は、図示しない信号線ケーブルを経て制御回路に入力され、モータ２の回転制御に用いられる。
【００６３】
ここで、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、出力部材６は、アウター側の端部に形成された結合軸部３５と、この結合軸部３５のインナー側に大径に形成された環状基部３７と、この環状基部３７から径方向外方に突設された一対のフランジ３８、３９を備え、図４に拡大して示すように、出力部材６の環状基部３７がＡＣＭ等の合成ゴムからなるシールリング５３を介してハブ輪１３の小径段部１３ｂに嵌挿されている。そして、一対のフランジ３８、３９と、これら一対のフランジ３８、３９の相互を軸方向に連結するブリッジ４０からなる保持部５４の側面５４ａがインナー側の内輪２１の大端面２１ａに直接突き合わせ状態で当接されている。詳細には、車輪用軸受１５のインナー側の大端面２１ａが、ピニオンピン３４が挿入される孔と重合するように、保持部５４の側面５４ａに突き当てられている。これにより、従来の装置に比べ、インナー側の内輪２１の径を大きくして一段大径の位置で出力部材６に突き当てることができ、車輪用軸受装置１の剛性を確保しつつ軸方向スペースを短縮することができると共に、入力軸５の回転精度およびこの入力軸５を支持する軸受の耐久性の向上を図っ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。
【００６４】
なお、ピニオンギヤ３２を支持するピニオンピン３４がフランジ３８の端面から突出しないように嵌挿されている。これにより、内輪２１と大端面２１ａと保持部５４の側面５４ａとの当接を妨げることがなく、適正な突き合わせ状態を維持することができる。
【００６５】
また、車輪用軸受装置の外方部材と駆動軸（出力部材）の肩部との間にオイルシールが装着されていた従来の装置と異なり、シール２５が内輪２１の外径で摺動しているため、軸方向のスペースを一層短縮することができると共に、単一のシール２５によって軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止することができるので、シール摺接による回転トルクを低減することができる。
【００６６】
さらに、出力部材６の環状基部３７がシールリング５３を介してハブ輪１３の小径段部１３ｂに嵌挿されていると共に、軸受ケース１４がシールリング５５を介してハウジング４の前端部８に嵌挿されているので、外部から雨水等の浸入を防止すると共に、減速機３内の潤滑油の外部への漏洩を防止でき、周辺環境を汚染されるのを防止することができる。これらのシールリング５３、５５はＡＣＭ等の合成ゴムからなるＯリング等で構成されている。
【００６７】
なお、図５に示すように、出力部材６の環状基部３７の角部とハブ輪１３の小径段部１３ｂの端部との間にシールリング５３を介装しても良い。これにより、環状基部３７の外周面にシールリング５３を装着するための環状溝の加工を省略することができ、加工工程の簡略化と共に、組立を簡便化することができ、低コスト化を図ることができる。
【００６８】
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以上のように構成され、次に、図１を用いて、その作用について説明する。
【００６９】
運転席のアクセルが作動されることによってモータ２が駆動されると、そのロータ４６の回転と一体に入力軸５が回転され、減速機３にモータ出力が入力される。減速機３は、サンギヤ３０が入力軸５と一体に回転すると、ピニオンギヤ３２が自転しつつ公転する。この公転速度でピニオンギヤ３２が減速回転することにより、出力部材６を所定の減速比からなる減速出力で回転させる。すると、出力部材６の結合軸部３５と一体に車輪用軸受装置１のハブ輪１３が回転され、このハブ輪１３の車輪取付フランジ１６に取り付けられた車輪が駆動される。
【００７０】
入力軸５は、ピニオンギヤ３２の両側において、それぞれ一対の転がり軸受４２、４２によって支持されて回転する。これらの転がり軸受４２、４２は、いずれも出力部材６と一体のフランジ３８、３９に取り付けられているので、前述したように、車輪から車輪用軸受装置１を経て出力部材６に伝達されるラジアル方向の振動や衝撃は、両方の転がり軸受４２、４２に同時に同様の態様で負荷され、いずれの転がり軸受４２、４２も偏荷重が作用するのを回避できる。
【００７１】
また、ピニオンギヤ３２のピニオンピン３４は、その両端部が一対のフランジ３８、３９によって支持されているので、支持剛性が高くなり、ピニオンギヤ３２とリングギヤ３１およびサンギヤ３０との良好な噛合を得ることができ、耐久性を向上させることができる。
【００７２】
図６は、前述した車輪用軸受装置（図１）の変形例である。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車輪用軸受装置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様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
本実施形態では、車輪用軸受装置１を構成するハブ輪１３に出力部材６がセレーション３５ａを介して嵌挿されている。ここで、出力部材６の保持部５４はワッシャ５６を介してインナー側の内輪２１の大端面２１ａに当接されている。そして、出力部材６の結合軸部３５のねじ部３５ｂに固定ナット３６がワッシャ５７を介して所定のトルクで螺着されている。
【００７４】
ワッシャ５６、５７はアルミ合金等の軽合金で形成されている。アルミ合金製の軸受ケース１４が鋼製の外輪１９、内輪２０、２１および出力部材６よりも線膨張係数が大きいため、車両の走行中に温度が上昇した場合、軸受ケース１４の膨張量が大きくなって車輪用軸受１５の内部すきま（軸方向すきま）が増加する恐れがあるが、これらのワッシャ５６、５７によって内部すきまが増大するのを抑制することができる。
【００７５】
図７に、図６の車輪用軸受装置１の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には車輪用軸受の左右の転動体の仕様が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
車輪用軸受装置５８は駆動輪用の第１世代と称され、ハブ輪１３と軸受ケース１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受５９とを備えている。この車輪用軸受５９は、内周に複列の外側転走面６０ａ、１９ａが一体に形成された外輪６０と、外周に複列の外側転走面６０ａ、１９ａに対向する内側転走面６１ａ、２０ａが形成された一対の内輪６１、２１と、これら両転走面６０ａ、６１ａおよび１９ａ、２０ａ間に保持器２２ａ、２２に転動自在に収容された複列の転動体２３ａ、２３とを備えている。外輪６０、内輪６１、２１および転動体２３ａ、２３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。
【００７７】
また、外輪６０とアウター側の内輪６１との間、およびハウジング４の前端部８とインナー側の内輪２１との間にそれぞれ形成される環状空間の開口部にシール２４、２５が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、減速機３側から潤滑油やコンタミ等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００７８】
ここで、本実施形態では、複列の転動体２３ａ、２３のピッチ円直径は同じであるが、アウター側の転動体２３ａの直径ｄｏがインナー側の転動体２３の直径ｄｉよりも大径に設定（ｄｏ＞ｄｉ）されると共に、インナー側の転動体２３の個数Ｚｉがアウター側の転動体２３ａの個数Ｚｏよりも多く設定（Ｚｉ＞Ｚｏ）されている。
【００７９】
こうした構成の車輪用軸受装置５８では、複列の転動体２３ａ、２３のピッチ円直径は同じであるが、アウター側の転動体２３ａの直径ｄｏがインナー側の転動体２３の直径ｄｉよりも大径に設定されると共に、インナー側の転動体２３の個数Ｚｉがアウター側の転動体２３ａの個数Ｚｏよりも多く設定されているので、有効に軸受スペースを活用してアウター側の軸受列の寿命が向上すると共に、アウター側に比べインナー側部分の軸受剛性を増大させることができる。
【００８０】
図８は、図６の車輪用軸受装置１の他の変形例である。車輪用軸受装置６２は駆動輪用の第１世代と称され、ハブ輪６３と軸受ケース１４、およびこれらの間に嵌合された車輪用軸受１５とを備えている。ハブ輪６３は、アウター側の端部に車輪取付フランジ１６を一体に有し、肩部１３ａを介して軸方向に延びる小径段部１３ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション１３ｃが形成されている。このハブ輪６３はＡ６０６１やＡＤＣ１２等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、析出硬化処理が施されている。
【００８１】
ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ１６の周方向等配位置にホイールボルト６４が締結されるボルト孔６４ａが形成されている。そして、ハブ輪６３の車輪取付フランジ１６にブレーキロータ６５およびホイール６６を装着した後にホイールボルト６４によって固定されている。これにより、ホイールボルト６４のねじ部に打ち傷等の不具合が発生した場合、市場にて容易に交換することが可能となるばかりでなく、従来のように、市場でのボルト交換のために、車輪取付フランジ１６のインナー側のスペースを確保する必要がなくなり、補修性が向上すると共に、その分軸方向スペースを削減することができ、剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００８２】
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。本実施の形態においては、軸受ケースとしてナックルの例を示したが、これに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
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、車輪用軸受装置と減速機とモータとが組み合わされ、車輪用軸受装置が、ハブ輪と軸受ケース間に嵌合された車輪用軸受を備えた第１世代構造に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１、５８、６２ 車輪用軸受装置
２ モータ
３ 減速機
４ ハウジング
５ 入力軸
６ 出力部材
７ 円筒部
８ ハウジングの前端部
８ａ 隔壁基部
９ ハウジングの開口部
１０ 隔壁部材
１１ 隔壁部材のセンター孔
１２ 隔壁
１３、６３ ハブ輪
１３ａ 肩部
１３ｂ 小径段部
１３ｃ、３５ａ セレーション
１４ 軸受ケース
１４ａ 鍔部
１４ｂ 車体取付フランジ
１４ｃ 環状溝
１５、５９ 車輪用軸受
１６ 車輪取付フランジ
１６ａ ハブボルト
１７ 固定ボルト
１８ 止め輪
１９、６０ 外輪
１９ａ、６０ａ 外側転走面
２０、２１、６１ 内輪
２０ａ、６１ａ 内側転走面
２１ａ 大端面
２２、２２ａ 保持器
２３、２３ａ 転動体
２４ アウター側のシール
２５ インナー側のシール
２６、２８、４８ 芯金
２７、２９、４９ シール部材
２７ａ、２９ａ、４９ａ 主リップ
２７ｂ、２９ｂ グリースリップ
２９ｃ、４９ｃ ガータースプリング
３０ サンギヤ
３１ リングギヤ
３１ａ ノックピン
３２ ピニオンギヤ
３３ 針状ころ軸受
３４ ピニオンピン
３４ａ 係止孔
３５ 結合軸部
３５ｂ 雄ねじ
３６ 固定ナット
３７ 環状基部
３８、３９ フランジ
３９ａ ねじ孔
４０ ブリッジ
４１ 軸孔
４２ 転がり軸受
４３ スラスト板
４４ ステータ
４５ ロータ支持部材
４５ａ 円筒支持部
４５ｂ 円板部
４５ｃ 円筒固定部
４５ｄ キー
４６ ロータ
４７ オイルシール
４９ｂ 副リップ
５０、５３、５５ シールリング
５１ カバー
５２ 回転センサー
５２ａ センサーステータ
５２ｂ センサーロータ
５４ 保持部
５４ａ 保持部の側面
５６、５７ ワッシャ
６４ ホイールボルト
６４ａ ボルト孔
６５ ブレーキロータ
６６ ホイール
１０１ 車輪用軸受装置
１０２ モータ
１０３ 減速機
１０４ モータケーシング
１０５ ステータ
１０６ 出力軸
１０７ ロータ
１０８ 転がり軸受
１０９ キャップ
１１０ 偏心軸
１１１ 入力軸
１１１ａ スプライン
１１２ 減速機ケーシング
１１２ａ 固定ボルト
１１３ 外ピン
１１４ 駆動軸
１１５ 内ピン
１１６、１１７、１２０、１２２ 転がり軸受
１１８、１１９ 曲線板
１２１ カウンターウェイト
１２３ ハブ輪
１２３ａ、１２４ａ 内側転走面
１２３ｂ 小径段部
１２３ｃ、１３２ａ セレーション
１２４ 内輪
１２５ 内方部材
１２６ ボール
１２７ 外方部材
１２７ａ 外側転走面
１２７ｂ 車体取付フランジ
１２８ 車輪取付フランジ
１２９ 保持器
１３０ フランジ部
１３１ 肩部
１３２ 軸部
１３３ 固定ナット
１３４ オイルシール
ｄｉ インナー側の転動体の直径
ｄｏ アウター側の転動体の直径
Ｏ 駆動輪の中心軸
Ｚｉ インナー側の転動体の個数
Ｚｏ アウター側の転動体の個数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、
前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、
このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、
円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、
このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、
前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、
前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、
この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定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】
前記ハブ輪と軸受ケースが熱処理によって硬化させる析出硬化処理が施されている請求項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３】
前記減速機が、前記入力軸の外周に設けられたサンギヤと、前記ハウジングに固定され、前記サンギヤと同軸状に配設されたリングギヤと、これらリングギヤと前記サンギヤの間に周方向に等間隔をおいて複数箇所に等配置され、前記保持部に回転自在に支持されたピニオンギヤとからなる遊星ギヤで構成され、前記保持部が、所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジと、これら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなると共に、前記一対のフランジにピニオンピンの両端部が固定され、このピニオンピンに対して前記ピニオンギヤが針状ころ軸受を介して回転自在に支持されている請求項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】
前記保持部のインナー側の端面に、前記結合軸部と同軸状の軸孔が形成され、この軸孔が前記環状基部に達する深さを有すると共に、前記軸孔に前記入力軸が内挿され、一対の転がり軸受よって支持されている請求項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５】
前記減速機が前記モータの内径側に配設され、これら減速機と前記モータの収容部が前記ハウジングに設けた隔壁によって区画されると共に、この隔壁が前記ハウジングの前端部の内側に、前記開口部と同軸状に形成された隔壁基部と、この隔壁基部に固定されたカップ状の隔壁部材とで構成されている請求項１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６】
前記隔壁基部と隔壁部材が前記ハウジングに一体形成されている請求項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】
前記出力部材の環状基部が前記ハブ輪の小径段部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されている請求項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８】
前記軸受ケースが前記ハウジングの前端部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されている請求項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９】
前記内輪の大端面と出力部材および前記ハブ輪と固定ナットとの間の少なくとも一方に軽合金からなるワッシャが介装されている請求項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１０】
前記ハウジングの前端部と前記内輪との間に形成される環状空間の開口部にオイルシールが装着されている請求項１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１１】
前記複列の転動体のうち一方の転動体の直径が他方の転動体の直径よりも大径に設定されている請求項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１２】
前記他方の転動体の個数が一方の転動体の個数よりも多く設定されている請求項１１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１３】
前記ハブ輪の車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト孔が形成され、このボルト孔に螺着されるホイールボルトによって前記車輪取付フランジに前記車輪が固定されている請求項１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１】
車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置と、
前記車輪の中心軸に対して同軸上に配置されるモータと、
このモータの出力によって駆動される入力軸を備えた減速機と、
円筒部と、そのアウター側の端部にその中心部が開放された前端部を有し、前記減速機とモータが収容されるハウジングとを備え、
このハウジングの前端部の開口部に軸受ケースが嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、
前記入力軸が前記減速機の軸方向両側に一対の転がり軸受によって支持されたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置であって、
前記車輪用軸受装置が、一端部に前記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たハブ輪と、このハブ輪と前記軸受ケースに嵌合された車輪用軸受とからなり、
この車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外輪と、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一対の内輪と、これら内輪と前記外輪の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪と軸受ケースがアルミ合金から形成されると共に、前記減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪にセレーションを介して嵌挿される結合軸部と、この結合軸部のインナー側に大径に形成された環状基部と、この環状基部から径方向外方に突設されて減速ギヤを保持する保持部とを備え、この保持部の側面が前記内輪の大端面に直接突き合わせ状態で当接され、前記結合軸部の端部に螺着された固定ナットによって当該出力部材が前記ハブ輪にトルク伝達可能に固定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】
前記ハブ輪と軸受ケースが熱処理によって硬化させる析出硬化処理が施されている請求項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３】
前記減速機が、前記入力軸の外周に設けられたサンギヤと、前記ハウジングに固定され、前記サンギヤと同軸状に配設されたリングギヤと、これらリングギヤと前記サンギヤの間に周方向に等間隔をおいて複数箇所に等配置され、前記保持部に回転自在に支持されたピニオンギヤとからなる遊星ギヤで構成され、前記保持部が、所定の間隔をおいて軸方向に対向配置され、前記ピニオンギヤが収容される一対のフランジと、これら一対のフランジの相互を軸方向に連結するブリッジからなると共に、前記一対のフランジにピニオンピンの両端部が固定され、このピニオンピンに対して前記ピニオンギヤが針状ころ軸受を介して回転自在に支持されている請求項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】
前記保持部のインナー側の端面に、前記結合軸部と同軸状の軸孔が形成され、この軸孔が前記環状基部に達する深さを有すると共に、前記軸孔に前記入力軸が内挿され、一対の転がり軸受よって支持されている請求項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５】
前記減速機が前記モータの内径側に配設され、これら減速機と前記モータの収容部が前記ハウジングに設けた隔壁によって区画されると共に、この隔壁が前記ハウジングの前端部の内側に、前記開口部と同軸状に形成された隔壁基部と、この隔壁基部に固定されたカップ状の隔壁部材とで構成されている請求項１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６】
前記隔壁基部と隔壁部材が前記ハウジングに一体形成されている請求項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】
前記出力部材の環状基部が前記ハブ輪の小径段部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されている請求項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８】
前記軸受ケースが前記ハウジングの前端部に弾性部材からなるシールリングを介して嵌挿されている請求項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９】
前記内輪の大端面と出力部材および前記ハブ輪と固定ナットとの間の少なくとも一方に軽合金からなるワッシャが介装されている請求項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１０】
前記ハウジングの前端部と前記内輪との間に形成される環状空間の開口部にオイルシールが装着されている請求項１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１１】
前記複列の転動体のうち一方の転動体の直径が他方の転動体の直径よりも大径に設定されている請求項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１２】
前記他方の転動体の個数が一方の転動体の個数よりも多く設定されている請求項１１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１３】
前記ハブ輪の車輪取付フランジの周方向等配位置にボルト孔が形成され、このボルト孔に螺着されるホイールボルトによって前記車輪取付フランジに前記車輪が固定されている請求項１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。
【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２０１３−７１５９９（Ｐ２０１３−７１５９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２１６１（Ｐ２０１１−２１２１６１）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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