(57)【要約】【課題】外周係合部材を高い精度で軸線と平行に組み立てることが可能であって、しかも組み立てが容易なインホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】減速部Ｂは、外ピン保持部４５を有する。外ピン保持部４５は、軸線Ｏと同軸に配置される筒状部４６、および筒状部４６の両端から内径方向にそれぞれ突出したリング部４７，４８を備え、偏心部材２５ａ，２５ｂ、曲線板２６ａ，２６ｂ、外ピン２７、および内ピン３１を内部に収容する。外ピン２７は、軸線方向両端部がリング部４７，４８にそれぞれ支持され、軸線Ｏと平行に延在する。そして一方のリング部４８の内径が曲線板２６ａ，２６ｂの外径よりも大きい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備え、
前記減速部は、前記モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材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、外周が波形曲線で形成されて径方向に窪んだ曲線凹部を周方向等間隔に複数有する曲線板と、
前記軸線を中心として周方向等間隔に複数配設され、前記偏心部材の回転に伴って前記曲線凹部と係合するとともに前記曲線板を公転および自転させる外側係合部材と、
前記車輪側回転部材と結合し、前記曲線板のうち外周部と前記軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材と、
前記軸線と同軸に配置される筒状部、および前記筒状部の両端から内径方向にそれぞれ突出したリング部を備え、前記偏心部材、前記曲線板、前記外側係合部材、および前記内側係合部材を内部に収容する筒状の外側係合部材保持部とを有し、
前記外側係合部材は、軸線方向両端部が前記リング部にそれぞれ支持されて前記軸線と平行に延在し、
少なくとも一方の前記リング部の内径が前記曲線板の外径よりも大きい、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記外側係合部材の端部は、円形の断面形状を有し、
前記少なくとも一方のリング部は、内周に前記外側係合部材の端部と嵌合する円弧形状の切り欠き部を有し、
前記切り欠き部の円弧部分は、外側係合部材の軸線方向端部の外周のうち周方向１８０度を超える外周と密着嵌合する、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記外側係合部材は、軸線方向に延在する外ピンと、前記外ピンの両端部で外ピンの外周面を取り囲む外輪と、前記外輪と前記外ピンとの環状隙間に複数配置された転動体とを有する、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記外側係合部材保持部は、前記リング部の内側端面に取り付けられて、前記外輪の軸線方向内側へ移動を規制する外輪係止部材を含む、請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記外輪係止部材は、前記リング部の周方向に亘る円弧形状である、請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記外輪係止部材は、周方向の一部が切り離されたＣ字形状である、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】
前記外輪係止部材は、前記外ピンが通過する円弧切り欠きを形成するとともに前記外輪の環状端面に沿って位置する係止部を、前記外側係合部材と同一の周方向所定間隔で備える、請求項６に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項８】
前記外輪係止部材は平坦な帯状体であって、該平坦面が軸線と直角になるよう前記リング部に取り付けられる、請求項７に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項９】
前記係止部は、軸線方向からみて半円形状である、請求項８に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記係止部は、前記軸線と前記外ピンとの間に配列される、請求項９に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記外輪係止部材は、周方向一端が折り曲げ形成されて前記外側係合部材保持部と係合する、請求項１０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内部に設けられた外周係合部材の取り付け構造に関する。
【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に記載されている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り、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、このサイクロイド減速機構は、外ピン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、曲線板と外ピン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】
ところで特許文献１では、外ピンが曲線板と当接するため、外ピンを軸線と平行に保持しなければならず、平行の精度が低い場合には外ピンの偏摩耗が懸念される。一方、外ピンの一方端部がハブ部材側のケーシングに支持され、外ピンの他方端部が駆動モータ側のケーシングに支持され、これら両側のケーシング同士がボルト等で軸線方向に結合されるため、外ピンを高い精度で軸線と平行に組み立てるには、外ピンとケーシングとの周方向位置決め、およびこれら両側のケーシング同士の位置決めを厳格に行わねばならず、組立上の困難であった。
【０００４】
本発明の目的は、外ピンを高い精度で軸線と平行に組み立てることが可能な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、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、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ことを前提とする。そして、減速部は、モータ側回転部材の軸線から偏心してモータ側回転部材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外周が波形曲線で形成されて径方向に窪んだ曲線凹部を周方向等間隔に複数有する曲線板と、軸線を中心として周方向等間隔に複数配設され偏心部材の回転に伴って曲線凹部と係合するとともに曲線板を公転および自転させる外側係合部材と、車輪側回転部材と結合し曲線板のうち外周部と軸線との間に設けられた孔と係合する内側係合部材と、軸線と同軸に配置される筒状部および筒状部の両端から内径方向にそれぞれ突出したリング部を備え偏心部材、曲線板、外側係合部材、および内側係合部材を内部に収容する筒状の外側係合部材保持部とを有する。外側係合部材は、軸線方向両端部がリング部にそれぞれ支持されて前記軸線と平行に延在し、少なくとも一方の前記リング部の内径が前記曲線板の外径よりも大きい。
【０００６】
かかる本発明によれば、減速部が、偏心部材、曲線板、外側係合部材、および内側係合部材を内部に収容する筒状の外側係合部材保持部を有する。そして、外側係合部材の軸線方向両端部が外側係合部材保持部の軸線方向両端にそれぞれ支持されることから、複数の外側係合部材を、高い精度で軸線と平行に保持することが可能になる。
【０００７】
本発明では、外側係合部材保持部の両端部に設けられた１対のリング部材が外側係合部材の軸線方向両端部をそれぞれ支持することから、組み立て作業において、曲線板を外側係合部材保持部の内部に入れる必要がある。
【０００８】
本発明によれば、少なくとも一方のリング部の内径が曲線板の外径よりも大きいことから、曲線板を外側係合部材保持部の端部から内部へ入れることが可能になる。したがって、インホイールモータ駆動装置の組み立て作業が容易になる。
【０００９】
なお、曲線板の外周は波形曲線を形成することから、ここでいう曲線板の外径とは、曲線板の外周における外接円の直径と理解されたい。またリング部の内周は３６０度の円周である必要がないことから、ここでいうリング部の内径とは、リング部の内周における内接円の直径と理解されたい。
【００１０】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、１対のリング部の双方の内径が曲線板の外径よりも大きくてもよい。外側係合部材の端部は、例えば先細に形成されてリングの内側端面に貫入固定されるものなど、リング部と連結可能ないかなる形状であってもよい。あるいは、１つの実施形態として、外側係合部材の端部は円形の断面形状を有し、少なくとも一方のリング部は内周に外側係合部材の端部と嵌合する円弧形状の切り欠き部を有し、切り欠き部の円弧部分は外側係合部材の軸線方向端部の外周のうち周方向１８０度を超える外周と密着嵌合する。
【００１１】
かかる実施形態によれば、切り欠き部の円弧部分が外側係合部材の軸線方向端部の外周のうち周方向１８０度を超える外周と密着嵌合することから、軸線Ｏと直角な平面上で外側係合部材がずれないよう把持することが可能になる。しかも、外側係合部材をリング部へ軸線方向に差し込むことが可能になり、組み立て効率が向上する。
【００１２】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、外側係合部材はリング部に回転不能に固着されてもよい。あるいは、１つの実施形態として、外側係合部材は、軸線方向に延在する外ピンと、外ピンの両端部で外ピンの外周面を取り囲む外輪と、外輪と前記外ピンとの環状隙間に複数配置された転動体とを有する。
【００１３】
かかる実施形態によれば、外ピンの両端部で外ピンの外周面を取り囲む外輪と、これら外輪と外ピンとの環状隙間に複数配置された転動体とを有することから、転がり軸受によって外ピンを回転自在に支持することが可能になる。したがって曲線板が外ピンと当接するときの摩擦を著しく低下させて、減速部の動力伝達効率を向上させることができる。
【００１４】
好ましくは、外側係合部材保持部は、リング部の内側端面に取り付けられて、外輪の軸線方向内側へ移動を規制する外輪係止部材を含む。かかる実施形態によれば、外ピンを転がり軸受で回転自在に支持する構成であっても、転がり軸受の外輪がリング部から抜け出すことを防止することができる。
【００１５】
好ましくは、外輪係止部材は、リング部の周方向に亘る円弧形状である。かかる実施形態によれば、外輪係止部材がリング部の周方向に亘ることから、１個の外輪係止部材で周方向等間隔に配置された複数個の外輪を軸線方向に固定することが可能になり、組み立て効率が向上する。
【００１６】
外輪係止部材は、周方向の一部が切り離されたＣ字形状である。かかる実施形態によれば、周方向に略３６０度に亘る外輪係止部材１個ですべての外輪が抜け出ることを防止できる。しかも、Ｃ字形状になる外輪係止部材の両端が隙間を介して対向することから、組み立て作業の際に、この隙間を閉じるように弾性変形させて、かかる外輪係止部材をリング部の内周から外側係合部材保持部の内部に容易に入れることが可能になる。したがって、組み立て効率が向上する。
【００１７】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、外輪係止部材は様々な形態であってもよい。あるいは、１つの実施形態として、外輪係止部材は、外ピンが通過する円弧切り欠きを形成するとともに外輪の環状端面に沿って位置する係止部を、外側係合部材と同一の周方向所定間隔で備える。かかる実施形態によれば、外輪を含む軸受全体の軸線方向移動を好適に防止することができる。
【００１８】
好ましくは、外輪係止部材は、平坦な帯状体であって、該平坦面が軸線と直角になるよう前記リング部に取り付けられる。かかる実施形態によれば、外輪係止部材を薄肉かつ軽量にすることが可能になる。したがって、スペース上の制約が厳しく狭小な外側係合部材保持部の内部空間に外輪係止部材を取り付けることができる。
【００１９】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、係止部は外輪の環状端面に沿って延び、かかる環状端面のうちの９０度（四半円）〜２７０度の円弧状、様々な形態であってもよい。１つの実施形態として、係止部は、軸線方向からみて半円形状である。
【００２０】
本発明は一実施形態に限定されるものではなく、係止部は、軸線を中心として外ピンよりも径方向外側に位置してもよい。あるいは、係止部は軸線と外ピンとの間に配列されてもよい。
【００２１】
後者の場合好ましくは、外輪係止部材は周方向一端が折り曲げ形成されて外側係合部材保持部と係合する。かかる実施形態によれば、組み立ての際に、外輪係止部材が回転することを防止できる。したがって、組み立て効率が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
このように本発明のインホイールモータ駆動装置は、外側係合部材の軸線方向両端部が外側係合部材保持部の軸線方向両端に設けられた１対のリング部にそれぞれ支持されることから、複数の外側係合部材を、周方向等間隔に正確に配置することができるばかりでなく、高い精度で軸線と平行に保持することが可能になる。
【００２３】
さらに、少なくとも一方のリング部の内径が曲線板の外径よりも大きいことから、曲線板を外側係合部材保持部の端部から内部へ入れることが可能になる。したがって、インホイールモータ駆動装置の組み立て作業が容易になるとともに、組み立て効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
駆動輪のロードホイールの内空領域にその一部または全部が配置される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はモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータカバー２２ｔに収納され、減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂに収納され、車輪ハブ軸受部Ｃは減速部ケーシング２２ｂに固定された軸受部ケーシング２２ｃに回転自在に支持されて、例えば電気自動車のホイールハウジング内に取り付けられる。あるいは鉄道車両の台車に取り付けられる。これらモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、モータカバー２２ｔ、減速部ケーシング２２ｂ、および軸受部ケーシング２２ｃは相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。
【００２６】
モータ部Ａは、モータケーシング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向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出力軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。あるいはアキシャルギャップモータであってもよい。
【００２７】
ケーシング２２の一部であるポンプケージング２２ｐは、モータ部Ａの一方端で減速部Ｂとの境界を形成するとともに、軸受６２を介してモータ出力軸３５の一方端部を回転自在に支持する。さらにポンプケージング２２ｐは、オイルポンプ５１を備える。ケーシング２２の一部であるモータカバー２２ｔは、モータ部Ａの他方端でモータ部Ａの端面を形成するとともに、軸受６３を介してモータ出力軸３５の他方端部を回転自在に支持する。モータカバー２２ｔはモータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の端部でもある。
【００２８】
モータ出力軸３５の一端は、減速部Ｂの内部に回転自在に設けられた減速部入力軸２５と結合する。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の一端は、軸受６４を介して、後述する車輪側回転部材２８の端部に回転自在に支持される。またモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の他端はモータ出力軸３５の一端と結合する。これら両端間の中程で、減速部入力軸２５の外周には、偏心部材２５ａ，２５ｂが形成される。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。モータ出力軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成する。
【００２９】
減速部Ｂは、減速部ケーシング２２ｂと、減速部ケーシング２２ｂに含まれる外ピン保持部４５と、減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５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、車輪側回転部材２８と結合し、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内側係合部材としての内ピン３１と、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、補強部材６１とを有する。
【００３０】
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。
【００３１】
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て径方向に窪んだ複数の曲線凹部を有し、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、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。
【００３２】
フランジ部２８ａから離れた側にある内ピン３１の端部には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、複数の内ピン３１先端と結合するフランジ形状の円環部６１ｂと、円環部６１ｂの内径面から軸線方向にモータ部Ａへ延びる円筒部６１ｃとを含む。曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は円環部６１ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｃの先端は、オイルポンプ５１と駆動結合する。
【００３３】
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、内径面が偏心部材２５ｂの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材４２と、内側軌道面４２ａと外側軌道面になる貫通孔３０ｂの孔壁面と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。内輪部材４２は内側軌道面４２ａに位置し径方向に貫通する孔４３および内側軌道面４２ａを挟んで向かい合う１対の鍔部をさらに有する。孔４３は偏心部材２５ｂの分岐油路５８ｂと接続する。曲線板２６ａについても同様である。
【００３４】
オイルポンプ５１は、ポンプケーシング２２ｐに設けられた吸入油路５２および吐出油路５４と接続し、減速部Ｂの下部に設けられた油溜まり５３から吸入油路５２を経て潤滑油を吸い込み、吐出油路５４から潤滑油を吐き出す。吐出油路５４は、モータケーシング２２ａに設けられて潤滑油を冷却する冷却油路５５と、モータカバー２２ｔに設けられた連絡油路５６と、管状のモータ出力軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延びる軸線油路５７と、減速部Ｂで、軸線Ｏから偏心部材２５ａ内を径方向外側に向かって延びる分岐油路５８ａおよび偏心部材２５ｂ内を同様に延びる分岐油路５８ｂと、偏心部材２５ａ，２５ｂの外周にそれぞれ嵌合する内輪部材４２に穿設された孔４３と順次接続する。
【００３５】
そして、オイルポンプ５１から吐出した潤滑油はこれら油路５４，５５，５６，５７，５８ａ，５８ｂ、および孔４３を順次流れて、減速部Ｂ内部（曲線板２６ａ，２６ｂおよびこれらの内輪部材４２の内側軌道面４２ａ等）を潤滑する。潤滑後の潤滑油は落下して油溜まり５３に集まる。そしてオイルポンプ５１によって再び吸入されて、インホイールモータ駆動装置２１の内部を循環する。
【００３６】
外ピン２７は、モータ側回転部材の回転軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられる。そして、曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。
【００３７】
なお、ケーシング２２内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂに直接保持されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁に嵌合固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａによって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を外ピン保持部４５に回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２を回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３と、車輪ハブ軸受３３を支持する軸受部ケーシング２２ｃとを備える。車輪ハブ軸受３３は複列アンギュラ玉軸受であって、その外輪が軸受部ケーシング２２ｃ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のロードホイールが固定連結される。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
これにより、ロータ２４に接続されたモータ出力軸３５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材の回転軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの外周に形成された曲線凹部と転がりながら接触しつつ係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００４３】
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。
【００４４】
このとき、軸線Ｏと同軸に配置された車輪側回転部材２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出す。これにより、減速部入力軸２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、本実施例における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、駆動輪側からの動力を減速部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させてもよいし、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
【００５２】
次に、外ピン保持部４５につき、詳しく説明する。
【００５３】
図３は、車輪ハブ軸受部Ｃ側から軸線Ｏ方向にみた外ピン保持部を、一部断面にして示す正面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶにおける断面を一部省略して示す図である。図３および図４を参照して、外ピン保持部４５は、円筒形状の筒状部４６と、筒状部４６の軸線方向両端部から径方向内側にそれぞれ突出するリング部４７，４８とを備える。リング部４７の内径はリング部４８の内径Ｄ48よりも小さい。さらにリング部４８の内径Ｄ48は曲線板２６ａ，２６ｂの外径よりも大きく、曲線板２６ａ，２６ｂはリング部４８を通過することができる。筒状部４６の内周のうち、リング部４８との境界には、軸線Ｏを中心として周方向に延びる係合溝５０を設ける。係合溝５０は後述する外輪係止部材６５，７５と係合する。
【００５４】
リング部４７には、軸線Ｏ方向に貫通する複数の外ピン保持孔４７ａが設けられている。リング部４８には、軸線Ｏ方向に貫通する複数の切り欠き部４８ｋが設けられている。切り欠き部４８ｋは円弧形状であって、外ピン保持孔４７ａと連続する。そして、外ピン保持孔４７ａおよび切り欠き部４８ｋは、針状ころ軸受２７ａの外輪２７ｇを保持する。また、外ピン保持部４５をケーシング２２に取り付けると、連続して延びる保持孔４７ａおよび切り欠き部４８ｋは減速部入力軸２５の回転軸線Ｏと平行になる。
【００５５】
図４に示すように、リング部４７の内周はそれぞれ、軸線Ｏ方向外側の内径が、内側の内径よりも大きくなるよう形成され、これら異なる内径によりリング部４７の内周縁には後述する段差４９を設ける。
【００５６】
図５は、外ピン保持部４５に針状ころ軸受２７ａの外輪２７ｇを取り付け、外ピン保持部４５の内部に曲線板２６ａ，２６ｂを収容した状態を一部省略して示す縦断面図である。図６は、外輪２７ｇが未だ取り付けられていない組み立て途中の外ピン保持部４５を、図５の矢ＶＩの向きでみた状態を示す背面図である。図７は、針状ころ軸受２７ａが取り付けられた外ピン保持部４５を、図５のＶＩＩ−ＶＩＩで断面とし矢の方向からみた状態を示す図である。外ピン保持孔４７ａは、外輪２７ｇの外周と略同じ大きさであり、両者は中間嵌めによって固定される。また切り欠き部４８ｋも外輪２７ｇの外周と略同じ大きさであり、両者は中間嵌めによって固定される。
【００５７】
切り欠き部４８ｋは、図６に示すようにその断面形状が円弧形状であって、円弧を形成する角度範囲が１８０度を超える。そして図７に示すように外輪２７ｇの外周のうち周方向１８０度を超える外周と密着嵌合する。このように切り欠き部４８ｋは、１８０度を超える円弧形状であることから外輪２７ｇを把持することが可能であり、外輪２７ｇが内径方向に外れることがない。
【００５８】
外ピン保持部４５は、リング部４８の内側端面４８ｉに取り付けられて、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側へ移動を規制する外輪係止部材６５を含む。図８は外輪係止部材６５の正面図であり、図９は外輪係止部材６５を図８の矢印ＩＸの向きにみた状態を示す側面図である。外輪係止部材６５はリング部４８の周方向に亘る円弧形状であり、より具体的には周方向の一部が切り離されたＣ字形状である。切り離された両端間には、隣り合う外ピン２７，２７同士の距離よりも小さな幅の隙間６６が形成される。組み立ての際、隙間６６を閉じる方向に外輪係止部材６５を弾性変形させることで、外輪係止部材６５は縮径し、外輪係止部材６５をリング部４８の内周に容易に入れることができる。
【００５９】
外輪係止部材６５は図８に示すように帯状体であって、図９に示すように平坦であり、この平坦面が軸線Ｏと直角になるようリング部４８の内側端面４８ｉに取り付けられる。
【００６０】
また外輪係止部材６５は、外輪２７ｇの環状端面２７ｇｉに沿って位置する係止部６７を外ピン２７と同数有する。そして係止部６７は隣り合う外ピン２７，２７同士の間隔と同じ間隔で配設される。隣り合う係止部６７、６７同士は、軸線Ｏと中心とする円弧形状の接続部６８と一体結合する、このため軸線Ｏ方向にみると係止部６７は花弁のように見え、かかる花弁の集合体になる外輪係止部材６５は花弁が規則的に配列された花のようにみえる。係止部６７は、外輪２７ｇの環状端面２７ｇｉのうち半分と接触する半円形状である。
【００６１】
さらに係止部６７は、外ピン２７が通過する半円形状の円弧切り欠き６７ｋを形成する。つまり円弧切り欠き６７ｋの内径は外ピン２７の外径よりも大きい。外輪係止部材６５をリング部４８に取り付けた状態で、係止部６７は軸線Ｏからみて外ピン２７よりも外径側に位置する。かかる外輪係止部材６５の係止部６７によって、外輪２７ｇは外ピン保持部４５における軸線Ｏ方向内側への移動を規制される。さらに図７に示すように円弧切り欠き６７ｋの内径を外輪２７ｇの内径よりも小さく設定することにより、針状ころ軸受２７ａの複数の針状ころが軸線Ｏ方向内側への移動を規制することができる。
【００６２】
リング部４７には、上述した外輪係止部材６５とは異なる形状の外輪係止部材７１が取り付けられている。図１０は他方の外輪係止部材７１を軸線Ｏ方向から見た状態を示す正面図であり、理解を容易にするため、外輪係止部材７１と嵌合しているリング部４７を破線で示す。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩにおける断面を示す縦断面図である。図１２は、図１１に示す断面を拡大した図である。
【００６３】
図１０に示すように、外輪係止部材７１は、円筒形状の筒状部７１ｔと、筒状部７１ｔの軸線Ｏ方向端に形成されたフランジ部７１ｆとを備えリング形状であって、減速部入力軸２５の軸線Ｏと同軸に取り付けられる。フランジ部７１ｆは、筒状部７１ｔよりも径方向外側へ突出する。筒状部７１ｔには、打ち抜き加工などによって複数の爪部７１ｎを周方向所定間隔に設ける。爪部７１ｎは、その爪先が径方向外側に僅かに突出し、径方向内側へ弾性変形可能である。
【００６４】
組み立て作業は、図５に示すようにリング部４７の外ピン保持孔４７ａに針状ころ軸受２７ａの外輪２７ｇを取り付け、次にリング部４８から外ピン保持部４５の内部へ外輪係止部材７１を入れる。そして、外輪係止部材７１の筒状部７１ｔをリング部４７の内周に差し込み、爪部７１ｎが段差４９に嵌合することにより、外輪係止部材７１は軸線Ｏ方向相対移動不能に固定される。
【００６５】
この結果、フランジ部７１ｆが外輪２７ｇに接触して、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側への移動を規制する。外ピン保持孔４７ａに中間嵌めされる外輪２７ｇの外径面が、外ピン保持孔４７ａの内径面から受ける径方向の圧縮力が弱い場合であっても、このように、フランジ部７１ｆが外ピン保持部４５の内壁に接触して外輪２７ｇの端部を軸線方向に押さえることによって、針状ころ軸受２７ａの外輪２７ｇがケーシング２２の外ピン保持部４５から抜け出ることを防止することができる。なお、外ピン保持部４５の軸線Ｏ方向両端部がケーシング２２と接続することから、外輪２７ｇが外ピン保持部４５から軸線Ｏ方向外側へ抜け出ることもない。
【００６６】
これに続く組み立て作業は、リング部４８から曲線板２６ｂと、センターカラー２９と、曲線板２６ａとを順次、外ピン保持部４５へ入れる。これらの外径はリング部４８の内径よりも小さいのでリング部４８を通過することができる。次に、リング部４８から外輪係止部材６５を外ピン保持部４５へ入れる。外輪係止部材６５の接続部６８の外周縁は、外ピン保持部４５の係合溝５０と係合固定される。また係止部６７は図７に示すように筒状部４６の内周で切り欠き部４８ｋにそれぞれ収容される。これにより外輪係止部材６５が外ピン保持部４５の内部で回転することがない。
【００６７】
次に、軸線Ｏ方向外側から切り欠き部４８ｋへ外輪２７ｇおよび外ピン２７を挿入し、軸受２７ａのころも配置する。外輪２７ｇの環状端面２７ｇｉは係止部６７と当接することから、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側への移動が規制される。
【００６８】
次に本発明の他の実施例を説明する。図１３は他の実施例になる外輪係止部材が外ピン保持部に取り付けられた状態を、一部省略して示す縦断面図であり、図１４は、外輪２７ｇが未だ取り付けられていない組み立て途中の外ピン保持部４５を、図１３の矢ＸＩＶの向きでみた状態を示す背面図である。図１５は、軸受２７ａが取り付けられた外ピン保持部４５を図１３のＸＶ−ＸＶで切断し、矢の向きにみた状態を示す図である。図１６は外輪係止部材７５の正面図であり、図１７は、外輪係止部材７５を図１６の矢印ＸＶＩＩの向きにみた状態を示す側面図である。
【００６９】
他の実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
【００７０】
他の実施例では、外輪係止部材７５を、リング部４８の内側端面４８ｉに取り付けて、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側へ移動を規制する。外輪係止部材７５は、リング部４８の周方向に亘り、周方向の一部が切り離されたＣ字形状であり、一端が直角に折り曲げ形成される。この折り曲げ部７８は、軸線Ｏ方向に延びる。また、リング部４８の内側端面４８ｉには、内周から外径方向に向かって切り込まれた切り欠き溝７９が形成されており、切り欠き溝７９は折り曲げ部７８と係合する。
【００７１】
係止部７７は図１５に示すように筒状部４６の内周で切り欠き部４８ｋに収容されず、このままでは組み立ての際に外輪係止部材が回転する可能性がある。しかし、この実施例では、外輪係止部材７５が内側端面４８ｉへ向かう折り曲げ部７８を有し、折り曲げ部７８が切り欠き溝７９と係合することから、外輪係止部材７５の回転を防止することができる。
【００７２】
外輪係止部材７５は、複数の係止部７７を、外ピン２７と同一の周方向所定間隔で備える。このため外輪係止部材７５は、係止部７７を花弁として軸線Ｏ方向を中心とする花のような形状となる。係止部７７は、外輪２７ｇの環状端面２７ｇｉのうち半分と接触する半円形状である。
【００７３】
さらに係止部７７は、外ピン２７が通過する半円形状の円弧切り欠き７７ｋを形成する。外輪係止部材７５をリング部４８に取り付けた状態で、係止部７７は、軸線Ｏと外ピン２７との間に配列される。かかる外輪係止部材７５の係止部７７によって、外輪２７ｇは外ピン保持部４５における軸線Ｏ方向内側への移動を規制される。
【００７４】
ところで上述したこれらの実施例によれば、インホイールモータ駆動装置２１が、軸線Ｏと同軸の筒状部４６、および筒状部４６の両端から内径方向にそれぞれ突出したリング部４７，４８を備え、偏心部材２５ａ，２５ｂ、曲線板２６ａ，２６ｂ、外ピン２７、および内ピン３１を内部に収容する筒状の外ピン保持部４５を有する。そして、外側係合部材になる外ピン２７は、軸線Ｏ方向両端部がリング部４７，４８にそれぞれ支持される。これにより、外ピン２７を減速部入力軸２５の回転軸線Ｏと平行に保持することができ、しかも組み立て作業が容易である。なお、外ピン保持孔４７ａおよび切り欠き部４８ｋは同時加工で同時に形成することができるので、これらを連続させるのは比較的簡単である。
【００７５】
さらに、一方のリング部４８の内径が曲線板２６ａ，２６ｂの外径よりも大きいので、外径の大きな曲線板を外ピン保持部４５へ容易に入れることが可能となり、組み立て作業が容易である。
【００７６】
外側係合部材の端部になる外輪２７ｇは円形の断面形状を有し、リング部４８は内周に外輪２７ｇと嵌合する円弧形状の切り欠き部４８ｋを有し、切り欠き部４８ｋの円弧部分は、外輪２７ｇの外周のうち周方向１８０度を超える外周と密着嵌合することから、軸線Ｏと直角な平面上で外輪２７ｇがずれないよう把持することが可能になる。しかも、外輪２７ｇをリング部へ軸線方向に差し込むことが可能になり、組み立て効率が向上する。
【００７７】
またこれらの実施例によれば、外側係合部材が軸線Ｏ方向に延在する外ピン２７と、外ピン２７の両端部で外ピン２７の外周面を取り囲む外輪２７ｇと、外輪２７ｇと外ピン２７との環状隙間に複数配置された軸受２７ａのころとを有することから、転がり軸受２７ａによって外ピン２７を回転自在に支持することが可能になる。したがって曲線板２６ａ，２６ｂが外ピン２７と当接するときの摩擦を著しく低下させて、減速部Ｂの動力伝達効率を向上させることができる。
【００７８】
またこれらの実施例によれば、外ピン保持部４５は、リング部４８の内側端面４８ｉに取り付けられて、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側へ移動を規制する外輪係止部材６５，７５を含むことから、外ピン２７を転がり軸受２７ａで回転自在に支持する構成であっても、転がり軸受２７ａの外輪２７ｇがリング部４８から抜け出すことを防止することができる。なお図示はしなかったが、この外輪係止部材６５，７５を、他方の外輪係止部材７１に代えてリング部４７に取り付けてもよい。
【００７９】
またこれらの実施例によれば、外輪係止部材６５，７５はリング部４８の周方向に亘る円弧形状であることから、１個の外輪係止部材６５，７５で周方向等間隔に配置された複数個の外輪２７ｇを軸線Ｏ方向に固定することが可能になり、組み立て効率が向上する。
【００８０】
またこれらの実施例によれば、外輪係止部材６５，７５は周方向の一部が切り離されたＣ字形状であることから、Ｃ字形状になる外輪係止部材の両端が隙間６６を介して対向する。したがって、組み立て作業の際に、この隙間６６を閉じるように弾性変形させて、かかる外輪係止部材をリング部４８の内周から外ピン保持部４５の内部に容易に入れることが可能になる。したがって、組み立て効率が向上する。
【００８１】
またこれらの実施例によれば、外輪係止部材６５，７５は、外ピン２７が通過する円弧切り欠き６７ｋ，７７ｋを形成するとともに外輪２７ｇの環状端面に沿って位置する係止部６７，７７を、外ピン２７と同一の周方向所定間隔で備えることから、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側への移動を好適に防止することができる。
【００８２】
またこれらの実施例によれば、外輪係止部材６５，７５は平坦な帯状体であって、該平坦面が軸線と直角になるようリング部に取り付けられることから、外輪係止部材６５，７５を薄肉かつ軽量にし得て、スペース上の制約が厳しく狭小な外ピン保持部４５の内部空間に外輪係止部材６５，７５を取り付けることができる。
【００８３】
またこれらの実施例によれば、係止部６７，７７は軸線Ｏ方向からみて半円形状であることから、外輪２７ｇの軸線Ｏ方向内側への移動を好適に防止することができる。
【００８４】
外輪係止部材６５の係止部６７はリング部４８の径方向外側に配置される。あるいは外輪係止部材７５の係止部７７はリング部４８の径方向内側に配置され、軸線Ｏと外ピン２７との間に配列される。後者の場合、外輪係止部材７５は、周方向一端が折り曲げ形成された折り曲げ部７８を有し、この折り曲げ部７８が外ピン保持部４５の切り欠き溝７９と係合する。これにより、外輪係止部材７５の回転を防止することができる。
【００８５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【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】車輪ハブ軸受部側から軸線方向にみた同実施例の外ピン保持部を、一部断面にして示す正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶにおける断面を一部省略して示す図である。
【図５】同実施例の外ピン保持部に針状ころ軸受の外輪を取り付け、外ピン保持部の内部に曲線板を収容した状態を一部省略して示す縦断面図である
【図６】外輪が未だ取り付けられていない組み立て途中の外ピン保持部を、図５の矢ＶＩの向きでみた状態を示す背面図である。
【図７】軸受が取り付けられた外ピン保持部を、図５のＶＩＩ−ＶＩＩで断面とし矢の方向からみた状態を示す図である。
【図８】同実施例の外輪係止部材の正面図である。
【図９】同実施例の外輪係止部材を図８の矢印ＩＸの向きにみた状態を示す側面図である。
【図１０】他方の外輪係止部材がケーシングの内部に取り付けられた状態を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩにおける断面を示す縦断面図である。
【図１２】図１１に示す断面を拡大した図である。
【図１３】他の実施例になる外輪係止部材が外ピン保持部に取り付けられた状態を、一部省略して示す縦断面図である。
【図１４】外輪が未だ取り付けられていない組み立て途中の外ピン保持部を、図１３の矢ＸＩＶの向きでみた状態を示す背面図である。
【図１５】軸受が取り付けられた外ピン保持部を図１３のＸＶ−ＸＶで切断し、矢の向きにみた状態を示す図である。
【図１６】同実施例の外輪係止部材の正面図である。
【図１７】同実施例の外輪係止部材を図１６の矢印ＸＶＩＩの向きにみた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８７】
２１  インホイールモータ駆動装置、２２  ケーシング、２３  ステータ、２４  ロータ、２５  減速部入力軸、２５ａ，２５ｂ  偏心部材、２６ａ，２６ｂ  曲線板、２７  外ピン、２７ａ  針状ころ軸受、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、３５  モータ出力軸、４５  外ピン保持部、４６  筒状部、４７，４８  リング部、４７ａ  外ピン保持孔、４８ｋ  切り欠き部、４９  段差、６５  外輪係止部材、６７  係止部、６７ｋ  円弧切り欠き、７１  外輪係止部材、７１ｔ  筒状部、７１ｆ  フランジ部、７１ｎ  爪部、７５  外輪係止部材、７７  係止部、７７ｋ  円弧切り欠き、７８  折り曲げ部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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