(57)【要約】【課題】外周係合部材の回転抵抗を低減して、ケーシングの摩耗を防止することができるインホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】外周係合部材２７は、軸線Ｏと平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部がケーシング２２，２２ａに回転自在に取り付けられる。これら両端部の鋼球５２が該端面と向き合うスラストプレート５１の対向面と点接触する。【選択図】図３
2010048280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、
内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、
前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有し、
前記外周係合部材は、前記軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部が前記ケーシングに回転自在に取り付けられ、これら両端部の端面が該端面と向き合う対向面と点接触する、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記外周係合部材は、軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方に、外周係合部材の回転中心と同軸に配設されたテーパ穴と、前記テーパ穴に受け入れられて前記対向面と点接触する球体とを含む、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、外周から外周係合部材の回転中心に向かうほど軸線方向に突出した形状である、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、球面である、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
ケーシングと、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、
内周が前記偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、前記モータ側回転部材の回転に伴って前記軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、
前記軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部が前記ケーシングに回転自在に取り付けられ、前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、
前記ケーシングと、前記外周係合部材の軸線方向端面との間に介挿された耐摩耗性部材とを有する、インホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、ピボット軸受によって前記耐摩耗性部材に支持される、請求項５に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項７】
前記ケーシングは、前記耐摩耗性部材を収容する凹部を有する、請求項５または６に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項８】
前記耐摩耗性部材は、焼入れ加工により形成された金属製部材である、請求項５〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項９】
前記耐摩耗性部材は、前記外周係合部材を軸線方向に押圧する板ばねである、請求項５〜７のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータ駆動装置の外周係合部材の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインホイールモータ駆動装置は、例えば、特開２００８−４４５３７号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、駆動モータと、この駆動モータから駆動力を入力されて回転数を減速して車輪側に出力する減速機と、減速機の出力軸と結合する車輪のハブ部材とが同軸かつ直列に配列されている。この減速機はサイクロイド減速機構であることから、従来の減速機として一般的な遊星歯車式減速機構と比較して高減速比が得られる。したがって、駆動モータの要求トルクを小さくすることができ、インホイールモータ駆動装置のサイズおよび重量を低減することができるという点で頗る有利である。また、このインホイールモータ駆動装置は、外周係合部材がケーシングに針状ころ軸受によって回転自在に支持されている。したがって、公転部材と外周係合部材との接触抵抗を大いに低減することができ、減速機のトルク損失を防止することができる点で頗る有利である。
【特許文献１】特開２００８−４４５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このサイクロイド減速機構の外周係合部材は、軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であり、両端部がケーシングに回転自在に支持されて、公転部材の外周に係合する。外周係合部材は、公転部材と転がり接触し、曲げ応力を受けながら回転する。このとき、外周係合部材は、軸線方向の力も受け、外周係合部材の両端がケーシングと当接する。このため、ケーシングが摩耗する虞がある。また、外周係合部材の端面とケーシングとの摩擦が大きい場合、外周係合部材の回転抵抗が大きくなってサイクロイド減速機構の動力伝達効率が低下する。
【０００４】
本発明の目的は、外周係合部材の回転抵抗を低減し、ケーシングの摩耗を防止することができるインホイールモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、ケーシングと、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える。そして減速部は、モータ側回転部材の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、モータ側回転部材の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回転部材と結合し、公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材とを有する。そして、外周係合部材は、軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部がケーシングに回転自在に取り付けられ、これら両端部の端面が該端面と向き合う対向面と点接触する。
【０００６】
かかる本発明によれば、外周係合部材の端面が該端面と向き合う対向面と点接触することから、外周係合部材とケーシング側の対向面との接触面積を小さくすることが可能になる、したがって、外周係合部材の回転抵抗および対向面の摩耗を低減することができる。
【０００７】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、外周係合部材は、軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方に、回転中心と同軸に配設されたテーパ穴と、テーパ穴に受け入れられて対向面と点接触する球体とを含むものであってもよい。これにより、外周係合部材と対向面との接触面積を小さくすることが可能になり、外周係合部材の回転抵抗および対向面の摩耗を低減することができる。
【０００８】
好ましくは、外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、外周から外周係合部材の回転中心に向かうほど軸線方向に突出した形状である。より好ましくは、外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、球面である。これにより、外周係合部材と対向面との接触面積を小さくすることが可能になり、外周係合部材の回転抵抗および対向面の摩耗を低減することができる。
【０００９】
また、本発明によるインホイールモータ駆動装置は、ケーシングと、モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える。そして減速部は、モータ側回転部材の軸線から偏心して入力軸の一端に結合した円盤形状の偏心部材と、内周が偏心部材の外周に相対回転可能に取り付けられ、入力軸の回転に伴って軸線を中心とする公転運動を行う公転部材と、軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部がケーシングに回転自在に取り付けられ、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回転部材と結合し、公転部材の自転運動を取り出す内側係合部材と、ケーシングと外周係合部材の軸線方向端面との間に介挿された耐摩耗性部材とを有する。
【００１０】
かかる本発明によれば、ケーシングと外周係合部材の軸線方向端面との間に介挿された耐摩耗性部材を有することから、ケーシングの摩耗を防止することができる。
【００１１】
好ましくは、外周係合部材の軸線方向一方端面および他方端面の少なくとも一方は、ピボット軸受によって耐摩耗性部材に支持される。これにより、外周係合部材と耐摩耗性部材との接触面積を小さくすることが可能になり、外周係合部材の回転抵抗を低減することができる。
【００１２】
好ましくは、ケーシングは、耐摩耗性部材を収容する凹部を有する。これにより、耐摩耗性部材の表面をケーシングの壁面に近づけることが可能になる。したがって、耐摩耗性部材の端面が突出することによって外周係合部材の両端部を回転自在に支持する軸受が軸線方向に短くなる場合であっても、軸受が軸線方向に短くなることを回避して、軸受の軌道面を十分確保することができる。
【００１３】
好ましくは、耐摩耗性部材は、焼入れ加工により形成された金属製部材である。これにより、耐久性を向上させて、インホイールモータ駆動装置の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
好ましくは、耐摩耗性部材は、外周係合部材を軸線方向に押圧する板ばねである。これにより、外周係合部材の軸線方向のがたつきを防止して、インホイールモータ駆動装置の静粛化を図ることができる。また、外周係合部材の長寿命化にも有利である。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明のインホイールモータ駆動装置は、外周係合部材が、軸線と平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部がケーシングに回転自在に取り付けられ、これら両端部の端面が該端面と向き合う対向面と点接触することから、外周係合部材の回転抵抗およびケーシングの摩耗を低減することが可能になる。この結果、インホイールモータ駆動装置の高効率化および長寿命化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明のインホイールモータ駆動装置は、ケーシングと外周係合部材の軸線方向端面との間に介挿された耐摩耗性部材を有することから、ケーシングの摩耗を防止することが可能になる。この結果、ケーシングを軽金属で形成してインホイールモータ駆動装置の軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図１は、本実施例のインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。図３は、図１のＩＩＩの部分を拡大して示す図である。
【００１８】
車両減速部の一例としての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からの出力を図示しない駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａと減速部Ｂとはケーシング２２に収納され、車輪ハブ軸受部Ｃはケーシング２２に回転自在に支持されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。
【００１９】
モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の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。ケーシング２２の一部であるポンプケージング２２ａは、モータ部Ａのケーシング２２の端面を形成するとともに、オイルポンプ６１を支持する。
【００２０】
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の入力軸に相当する。そして、減速部Ｂ内部に配置される一端が偏心部材２５ａ，２５ｂと結合する。このモータ側回転部材２５は、ロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂの両端で転がり軸受３６ａ，３６ｂによって支持される。さらに、２つの円盤形状の偏心部材２５ａ，２５ｂは、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、周方向１８０°位相を変えて設けられている。
【００２１】
減速部Ｂは、ケーシング２２と、モータ側回転部材２５の一端と、この一端に結合した偏心部材２５ａ，２５ｂと、偏心部材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、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、車輪側回転部材２８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、曲線板２６ａ，２６ｂの隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂの端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー２９とを備える。
【００２２】
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の回転軸線Ｏを中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。軸部２８ｂの外径面には、車輪ハブ３２が固定されている。
【００２３】
図２を参照して、曲線板２６ｂは、外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成され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，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの中心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部材２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。
【００２４】
曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部材２５ｂに対して回転自在に支持されている。この転がり軸受４１は、その内径面が偏心部材２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に外側軌道面を有する内輪部材４２と、外側軌道面および貫通孔３０ｂの孔壁面の間に配置される複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。曲線板２６ａについても同様である。
【００２５】
外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、外周の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。
【００２６】
なお、ケーシング２２に配設された外ピン２７は、減速部Ｂのケーシング２２に直接保持されていてもよいが、好ましくはケーシング２２の内壁に嵌合固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、軸線方向両端部を外ピン保持部４５に設けられた針状ころ軸受２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を外ピン保持部４５に回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００２７】
図３に示すように、ケーシング２２は、ケーシング２２に嵌合固定された外ピン保持部４５を含む。外ピン２７は、軸線Ｏと平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部が外ピン保持部４５に回転自在に取り付けられる。
【００２８】
さらにケーシング２２は、外ピン２７の軸線方向一方端面および他方端面とそれぞれ点接触するスラストプレート５１を有する。スラストプレート５１は、外ピン２７の端面と対向する対向面に外ピン２７毎にそれぞれ設けられた板片であり、ケーシング２２の内壁と外ピン２７の軸線方向端面との間に介挿されて、ケーシング２２の摩耗を防止する。スラストプレート５１は、ケーシング２２よりも耐摩耗性に優れた材料で形成された耐摩耗性部材であり、外ピン２７の端面のうち、外ピン２７の回転中心を含む中心領域と接触する。具体例として、外ピン２７の回転中心に一致するテーパ穴２７ｔを外ピン２７の端面に穿孔する。このテーパ穴２７ｔは鋼製の球体である鋼球５２を受け入れる。鋼球５２の一部は外ピン２７の端面から突出する。突出した鋼球５２の一部は、外ピン２７の回転中心と一致するとともに、スラストプレート５１と点接触する。このように外ピン２７は、外ピン端面に回転中心と同軸に配置されたテーパ穴２７ｔと、テーパ穴２７ｔに受け入れられてスラストプレート５１と点接触する球体になる鋼球５２とを含む。
【００２９】
本実施例によれば、外ピン２７は軸線Ｏと平行に延在する円柱状のピン部材であって、両端部がケーシング２２の外ピン保持部４５に回転自在に取り付けられ、これら両端部の端面が対向面になるスラストプレート５１と点接触することから、外ピン２７と対向面との接触面積を小さくすることが可能になり、外ピン２７の回転抵抗および対向面の摩耗を低減することができる。
【００３０】
また本実施例によれば、ケーシング２２と外ピン２７の軸線方向端面との間に介挿された耐摩耗性部材になるスラストプレート５１を備えることから、ケーシング２２が回転する外ピン２７と直接接触することを回避して、ケーシング２２の摩耗を防止することができる。
【００３１】
好ましくは、スラストプレート５１は焼入れ加工により形成された金属製部材である。これによりスラストプレート５１の耐久性を向上させて、長寿命化を図ることができる。
【００３２】
また、スラストプレート５１は外ピン２７を軸線方向に押圧する板ばねであってもよい。これにより、外ピン２７の軸線方向のがたつきおよび打音を防止して、静粛化を図ることができる。また、外ピン２７の長寿命化にも有利である。
【００３３】
また、図には示さなかったが、外ピン２７の端面をピボット軸受によって支持してもよい。例えば、外ピン２７の軸線方向端面を平坦とし、この端面のうち回転中心を突出させて円錐形状の突起を形成する。そして外ピン２７端面の突起を、スラストプレート５１の表面に当接させる。ここでスラストプレート５１の表面に、窪みを設けておき、外ピン２７の突起を、スラストプレート５１の窪みに係合させてもよい。これにより、外ピン２７端面と対向面とを点接触させて、外ピン２７の回転抵抗および対向面の摩耗を低減することができる。
【００３４】
図４は外ピン保持部４５を軸線Ｏ方向からみた状態を一部断面にして示す正面図である。図５は図４のＶ−Ｖで切断して矢印の方向からみた状態を示す縦断面図である。図４および図５を参照して、外ピン保持部４５は、円筒部４６と、円筒部４６の軸方向両端部から径方向内側にそれぞれ突出して相互に対面する一対のリング部４７，４８とを備える。そして、外ピン保持部４５は、ケーシング２２の内壁に嵌合固定されている。
【００３５】
また、円筒部４６の円周上の少なくとも一箇所には、曲線板２６ａ，２６ｂを挿入するために径方向に貫通するスリット４６ｂが形成されている。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂを外ピン保持部４５の径方向から組み込み、外ピン保持部４５の内部に配置することが可能になる。なおスリット４６ｂの幅Ｌ１は、曲線板２６ａ，２６ｂの軸方向厚みよりも大きいこと勿論である。
【００３６】
リング部４７，４８には、それぞれ厚み方向（軸線方向）に貫通する複数の外ピン保持孔４７ａ，４８ａが設けられている。外ピン保持孔４７ａ，４８ａは、それぞれモータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行な方向に延びて、針状ころ軸受２７ａの外輪２７ｇを保持する。また、対応する外ピン保持孔４７ａ，４８ａは周方向同位置に設けられて互いに対面する。つまり、１対の外ピン保持孔４７ａ，４８ａの中心軸線Ｏ２は一致する。また、外ピン保持部４５をケーシング２２に取り付けると、この中心軸線Ｏ２は、モータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行になる。
【００３７】
これにより、外ピン２７をモータ側回転部材２５の回転軸線Ｏと平行に保持することができる。なお、外ピン保持孔４７ａ，４８ａは同時加工で同時に形成することができるので、中心軸線Ｏ２を一致させるのは比較的簡単である。
【００３８】
さらにリング部４７には、厚み方向に貫通する複数の孔４７ｂが設けられている。孔４７ｂの内径面にはねじ溝が設けられている。雄ねじになるボルト３４（図１）は、ケーシング２２に配設された孔を挿通し、ボルト３４の先端が雌ねじになる孔４７ｂと螺合する。そして、ケーシング２２とリング部４７とを結合する。これにより外ピン保持部４５がケーシング２２の内壁に嵌合固定される。
【００３９】
インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、ケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成するのが望ましい。
【００４０】
次に本発明の変形例を説明する。図６は本発明の変形例を拡大して示す図である。この変形例につき、上述した実施例と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では図６に示すように、外ピン２７の軸線方向一方端面２７ｂおよび他方端面２７ｂが、外周から中心に向かうほど軸線方向に突出した形状である。具体的には、端面２７ｂが球面である。
【００４１】
この変形例によれば、外ピン２７の両端面２７ｂが球面であることから、簡易な構成により、外ピン２７とスラストプレート５１との接触面積を小さくして、摩擦抵抗を外ピン２７端面の中心領域に限定することが可能になる。したがって、外ピン２７の回転抵抗を低減することができる。
【００４２】
次に本発明の変形例を説明する。図７は本発明の変形例を拡大して示す図である。この変形例につき、上述した実施例と共通する構成については説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では図７に示すように、外ピン２７の軸線方向一方端面２７ｂおよび他方端面２７ｂが、外周から中心に向かうほど軸線方向に突出した形状である。具体的には、球面である。またケーシング２２の内壁およびポンプケーシング２２ａの内壁に、軸線Ｏを中心として周方向に延在する凹部２２ｄを形成する。これら凹部２２ｄはスラストプレート５１を収容する。
【００４３】
この変形例によれば、図７に示すように、外ピン２７と接触するスラストプレート５１の表面をケーシング２２の内壁面に一致させる。
【００４４】
なお図７に沿って説明したスラストプレート５１は、図８に示すような軸線Ｏを中心とするリング状の円盤である。したがって部品点数も少なく組立も容易である。また、図６に示すように外ピン２７毎にそれぞれ設けられた板片であってもよい。この場合、スラストプレート５１は、軸線Ｏを中心として、周方向に複数配設される。
【００４５】
説明を図１および図２に戻すと、減速部Ｂの運動変換機構は、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の回転軸線Ｏ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。曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、内ピン３１に係る曲線板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。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。内ピン３１は、外ピン２７よりも内径側にあり、曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａと係合する内側係合部材である。
【００４６】
車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２を回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３と、車輪ハブ軸受３３を支持するケーシング２２とを備える。車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、その外輪がケーシング２２の内径面に嵌合固定され、その内輪が車輪ハブ３２の外径面に嵌合固定される。車輪ハブ３２は、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によって図示しない駆動輪が固定連結される。
【００４７】
上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を詳しく説明する。
【００４８】
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。
【００４９】
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の回転軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの曲線形状の波形と転がり接触するよう係合して、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。
【００５０】
貫通孔３０ａに挿通される内ピン３１は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動のみが車輪側回転部材２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。
【００５１】
このとき、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出し、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、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００５２】
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。
【００５３】
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン２７を外ピン保持部４５に対して回転自在とし、内ピン３１の曲線板２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。
【００５４】
本実施例に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車に採用することにより、ばね下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車を得ることができる。
【００５５】
また、本実施例においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相を変えて２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°位相を変えて設けるとよい。
【００５６】
また、本実施例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。
【００５７】
なお、本実施例における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。
【００５８】
また、本実施例における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪側からの動力を減速部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させたり、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
【００５９】
さらに、本実施例の構成にブレーキを加えることもできる。例えば、図１の構成において、ケーシング２２を軸方向に延長してロータ２４の図中右側に空間を形成し、ロータ２４と一体的に回転する回転部材と、ケーシング２２に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピストンと、このピストンを作動させるシリンダとを配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを嵌合させてロータ２４をロックするパーキングブレーキであってもよい。
【００６０】
または、ロータ２４と一体的に回転する回転部材の一部に形成されたフランジおよびケーシング２２側に設置された摩擦板をケーシング２２側に設置されたシリンダで挟むディスクブレーキであってもよい。さらに、この回転部材の一部にドラムを形成すると共に、ケーシング２２側にブレーキシューを固定し、摩擦係合およびセルフエンゲージ作用で回転部材をロックするドラムブレーキを用いることができる。
【００６１】
また、本実施例において、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する軸受４１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、深溝玉軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、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。
【００６２】
また、本実施例においては、モータ部Ａにケーシングに固定されるステータと、ステータの内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータとを備える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。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。
【００６３】
さらに、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車は、後輪を駆動輪としてもよく、また、前輪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。
【００６４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、サイクロイド減速機を備えたインホイールモータ駆動装置に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の外ピン周辺の拡大図である。
【図４】外ピン保持部を軸線方向からみた状態を一部断面にして示す正面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖにおける断面図である。
【図６】本発明の変形例の拡大図である。
【図７】本発明の変形例の拡大図である。
【図８】スラストプレートを示す正面図である。
【符号の説明】
【００６７】
２１  インホイールモータ駆動装置、２２  ケーシング、２２ｄ  凹部、２３  ステータ、２４  ロータ、２５  モータ側回転部材、２５ａ，２５ｂ  偏心部材、２６ａ，２６ｂ  曲線板、２７  外ピン、２７ａ  針状ころ軸受、２７ｂ  外ピン端面、２７ｔ、テーパ穴、２７ｇ  外輪、２８  車輪側回転部材、２９  センターカラー、３０ａ，３０ｂ  貫通孔、３１  内ピン、３１ａ  針状ころ軸受、３２  車輪ハブ、３３  車輪ハブ軸受、４５  外ピン保持部、４６、円筒部、４６ｂ  スリット、４７，４８  リング部、４７ａ，４８ａ  外ピン保持孔、５１  スラストプレート、５２  鋼球。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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