(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備えたインホイールモータ型駆動ユニットにおいて、
上記減速機とハブ輪との間に二方向クラッチを介在させ、上記電気モータの回転を断続可能としたことを特徴とするインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項２】
上記二方向クラッチは、入力軸の外周に出力軸を設け、両軸間の環状空間内に両軸を互いに係合させる係合子を収容してなり、上記入力軸が上記減速機に結合されて上記出力軸が上記ハブ輪と結合されたものである請求項１に記載のインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項３】
上記二方向クラッチは、上記出力軸の内周に円筒面状のクラッチ面を、入力軸の外周に複数のカム面をそれぞれ有し、両面によって形成される正逆両方向の楔空間に、上記係合子となる複数のローラとこのローラを保持する保持器とを収容した請求項２に記載のインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項４】
前記正逆両方向の楔空間を構成する前記カム面である正回転ロック用のカム面と逆回転ロック用のカム面は連続した同一平面として形成されたものとし、かつ前記保持器は前記入力軸と保持器の間に設けられた付勢手段により入力軸に対して中立位置に付勢した請求項３に記載のインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項５】
上記出力軸に連結されたロータを有する電磁クラッチを上記二方向クラッチに併設し、外部からの信号により上記保持器をロータに対して磁気的に吸着される吸着状態と吸着解除状態とに切換可能にした請求項３または請求項４に記載のインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項６】
上記転がり軸受は、内周に複列の転走面を有する外方部材と、これら転走面に対向する複列の転走面を有する内方部材と、両部材の転走面間に介在した複列の転動体とからなり、上記内方部材の内周面を上記二方向クラッチのクラッチ面とした請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項７】
電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備えたインホイールモータ型駆動ユニットにおいて、
上記減速機とハブ輪との間に一方向クラッチを介在させ、上記電気モータの回転を断続可能とし、上記一方向クラッチを、クラッチ機能が生じる状態と、正逆両方向の回転が伝達される状態とに切り替えるクラッチ機能切替え手段とを設けたことを特徴とするインホイールモータ型駆動ユニット。
【請求項８】
前輪を駆動させるエンジンと、後輪を駆動させる駆動ユニットとを備え、上記後輪の駆動ユニットを、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインホイールモータ型駆動ユニットとしたハイブリッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の電気モータによる車輪の駆動に用いられるインホイールモータ型駆動ユニット、およびそれを備えるエンジン，モータ併用のハイブリッドシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
電気自動車に用いられる駆動ユニットとして、電気モータの一部をホイール内に配置したインホイールモータ型のものがある。従来のインホイールモータ型駆動ユニットは、電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を出力軸を介して車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備え、減速機から延びる出力軸をハブ輪に直結している。
【０００３】
しかし、このような直結型の駆動ユニットでは、電気モータに焼付きが起きて出力軸が回転停止したときに、ハブ輪は空転できないので、急激なタイヤロックが生じるという問題点がある。
【０００４】
また、従来のエンジンと電気モータを併用したハイブリット車では、エンジンとモータの駆動伝達系を一体としている。このため、モータとエンジンの動力切替え装置等が必要であるうえ、前輪駆動車（ＦＦ車）の場合には前輪側の重量が大きくなり過ぎるという問題点がある。
また、従来のエンジン車での四輪駆動システム（４ＷＤシステム）は、特殊な切替え装置，プロペラシャフト，ドライブシャフト等が必要で、構成が複雑になるという問題点がある。
【０００５】
この発明の目的は、電気モータの焼付時に急激なタイヤロックを生じることのないインホイールモータ型駆動ユニットを提供することである。
この発明の他の目的は、簡単な構成でエンジンと電気モータの併用が行え、また電気モータ焼付時のタイヤロックが防止できるハイブリッドシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のインホイールモータ型駆動ユニットは、電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備えたインホイールモータ型駆動ユニットにおいて、上記減速機とハブ輪との間に二方向クラッチを介在させ、上記電気モータの回転を断続可能としたことを特徴とする。
上記二方向クラッチは、例えば、入力軸および出力軸を有していて、入力軸から出力軸への回転は伝達するが、出力軸から入力軸への回転伝達は遮断する形式のものが用いられる。
この構成によると、電気モータが焼き付いて減速機が回転停止したときに、車体の慣性による走行方向のハブ輪の回転が、二方向クラッチの空転機能により自由に許される。そのため、急激なタイヤロックが防止される。二方向クラッチを用いるため、一方向クラッチと異なり、前進および後進のいずれの場合も、上記のタイヤロック防止の作用が得られる。
【０００７】
上記二方向クラッチは、入力軸の外周に出力軸を設け、両軸間の環状空間内に両軸を互いに係合させる係合子を収容してなり、上記入力軸が上記減速機に結合されて上記出力軸が上記ハブ輪と結合されたものであっても良い。
このように、二方向クラッチを、入力軸と出力軸間の環状空間に係合子を収容したものとすることにより、構成が簡素でコンパクトなものとなる。このため、インホイールモータ型駆動ユニットを、焼付き時の安全機能を付加したものとしながら、大型化することが避けられる。
【０００８】
二方向クラッチは、上記のように入力軸と出力軸間に係合子を介在させたものである場合に、上記出力軸の内周に円筒面状のクラッチ面を、入力軸の外周に複数のカム面をそれぞれ有し、両面によって形成される楔空間に、上記係合子となる正逆両方向に係合可能な複数のローラと、このローラを保持する保持器とを収容したものとしても良い。また、前記正逆両方向の楔空間を構成する前記カム面である正回転ロック用のカム面と逆回転ロック用のカム面は連続した同一平面として形成されたものとし、かつ前記保持器は前記入力軸と保持器の間に設けられた付勢手段により入力軸に対して中立位置に付勢しても良い。  この構成の二方向クラッチは、楔空間にローラが噛み込むことで、その噛み込みが深まる方向への回転がロック状態となる。このようにカム面で形成される楔空間に噛み込むことで回転ロックを行うものであるため、噛み合い爪を用いるものと異なり、回転状態から、ショックを発生させることなく、滑らかに回転ロック状態に移行する。
【０００９】
二方向クラッチが上記のように保持器を有するものである場合に、上記出力軸に連結されたロータを有する電磁クラッチを上記二方向クラッチに併設し、外部からの信号により上記保持器をロータに対して磁気的に吸着される吸着状態と吸着解除状態とに切換可能にしても良い。
この構成の場合、電磁クラッチを吸着状態とし、保持器をロータに吸着させると、保持器はロータを介して出力軸と一体化される。そのため、入力軸と出力軸とがいずれの方向に相対回転しても、係合子であるローラがカム面に係合することになる。このため、出力軸と入力軸は、若干の遊びを持って直結されたと同様になり、入力軸から出力軸への回転伝達が可能になる。電磁クラッチによる保持器の吸着を解除すると、二方向クラッチが機能せず、両方向に空転自在な状態となる。このため、電気モータの状態を監視する手段を設け、この手段で電気モータの焼き付き等の故障を検知したときに、上記電磁クラッチをオフとする制御手段を設けることにより、電気モータが焼き付き等の故障を生じたときに、二方向クラッチを空転状態として急激なタイヤロックを防止することができる。
また、電磁クラッチの入切制御を行うことで、二方向クラッチが機能する状態と、機能せずに両方向に空転自在な状態とに切り換えることができ、用途や走行形態等に応じた自由な切換が行える。この切換機能は、例えば四輪駆動車において、２輪駆動に切り換える手段として適用すると実用的である。
【００１０】
この発明において、上記転がり軸受は、内周に複列の転走面を有する外方部材と、これら転走面に対向する複列の転走面を有する内方部材と、両部材の転走面間に介在した複列の転動体とからなり、上記内方部材の内周面を上記二方向クラッチのクラッチ面としても良い。二方向クラッチが、入力軸の外周に出力軸を設け、両軸間の環状空間内に両軸を互いに係合させる係合子を収容してなるものである場合は、上記内方部材が上記出力軸となる。
このように、転がり軸受の内方部材の内周面を二方向クラッチのクラッチ面とすることで、すなわち転がり軸受けの内方部材をクラッチの構成部品とすることで、部品点数、組立工数が削減され、構成がより一層簡素化，コンパクト化されて、より軽量化することができる。
【００１１】
この発明のインホイールモータ型駆動ユニットは、一方向クラッチを用いるものとしても良い。すなわち、この駆動ユニットは、電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備えたインホイールモータ型駆動ユニットにおいて、上記減速機とハブ輪との間に一方向クラッチを介在させ、上記電気モータの回転を断続可能とし、上記一方向クラッチを、クラッチ機能が生じる状態と、正逆両方向の回転が伝達される状態とに切り替えるクラッチ機能切替え手段とを設けたものとしても良い。
この構成の場合、例えば前進走行時のみ、モータ焼付き時の安全機能を得るようにできる。後進走行時は、走行速度が遅いため、モータ焼付き時の対策は採らなくても支障は少ないと考えられる。また、クラッチ機能切替え手段を設けたため、電気モータの逆回転による後進走行が可能となる。
【００１２】
この発明のハイブリッドシステムは、自動車を駆動するエンジン，モータ併用の駆動システムであり、前輪を駆動させるエンジンと、後輪を駆動させる駆動ユニットとを備え、上記後輪の駆動ユニットを、この発明の上記いずれかの構成のインホイールモータ型駆動ユニットとしたものである。
この構成によると、エンジンと電気モータの動力伝達を切り替える切替え装置等を要することなく、簡単にハイブリッドシステムを構成することができる。また、前輪側にエンジンを、後輪側に電気モータを配置することができて、車体前後の重量バランスの偏り過を解消することができる。
特に、このハイブリッドシステムにおいて、上記の電磁クラッチを並設する構成を採用した場合は、四輪駆動の場合に効果的である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図６と共に説明する。このインホイールモータ型駆動ユニット１は、電気モータ２と、その出力回転減速用の減速機３と、ハブ輪５と、ハブ輪５を回転自在に支持する転がり軸受６とを備えた駆動ユニットにおいて、減速機３とハブ輪５との間に二方向クラッチ７を介在させたものである。二方向クラッチ７の出力軸４はハブ輪５に結合され、入力軸８は減速機３に結合されている。電気モータ２は、減速機３と共にケース２Ａに収容されており、このケース２Ａは、ハブ輪５に取付けられた車輪の内部に一部または略全体が入る。
【００１４】
図２に示すように、電気モータ２は、コイル（図示せず）を有する環状のステータ１４と、ステータ１４の内周に配置されたリング状のロータ１３とで構成され、ステータ１４はケース２Ａに固定されている。ロータ１３にはモータ軸１１が、支持部材１２を介して中心に固定されている。モータ軸１１は、ケース２Ａに設置された軸受１０と、減速機３のキャリア１９に設置された軸受９とにより回転自在に支持されている。
減速機３は遊星歯車式のものである。減速機３は、モータ軸１１から回転入力され、キャリア１９から減速回転を出力するものであり、キャリア１９は、ケース２Ａに設置された軸受２０に、モータ軸１１と同軸心に回転自在に支持されている。キャリア１９の軸部１９ａは、減速機３の出力軸となるものであり、上記二方向クラッチ７の入力軸８に、回転伝達可能に結合されている。この結合は、入力軸８の内径孔にキャリア１９の軸部１９ａを、スプラインまたはキー等の噛み合い手段（図示せず）を介して嵌合させることにより行われている。
減速機３は、各種の構成の遊星歯車機構を用いることができるが、図示の例では次の構成とされている。この減速機３は、モータ軸１１に固定された太陽歯車１５と、この太陽歯車１５の外周側に太陽歯車１５と同心に配置された内歯歯車１６と、これら内歯歯車１６と太陽歯車１５とに噛み合う一または複数の遊星歯車１７と、遊星歯車１７を回転自在に支持したキャリア１９とで構成される。モータ軸１１と共に太陽歯車１５が回転すると、太陽歯車１５に噛み合った遊星歯車１７が自転し、この自転により、内歯歯車１６との噛み合いによって公転する。この公転運動が減速機３の減速回転出力となる。
【００１５】
図３に示すように、ハブ輪５は、出力軸４の軸端にフランジ部材２２を外嵌させて構成され、フランジ部材２２に車輪（図示せず）がボルト２３で取付けられる。出力軸４の一端は円筒部４ａとされており、その内側に入力軸８が遊嵌している。入力軸８と出力軸円筒部４ａとの間には軸受２４，２９が介装され、これによりハブ輪５が入力軸８に対して回転自在に支持されている。
【００１６】
転がり軸受６は、内周に複列の転走面２６ａを有する外方部材２６と、これら転走面２６ａに対向する複列の転走面２５ａを有する内方部材２５と、両部材２５，２６の転走面２５ａ，２６ａ間に介在した複列の転動体２７とからなる。転動体２７は各列毎に保持器２８で保持される。転がり軸受６は、例えば複列のアンギュラ玉軸受とされている。
内方部材２５は、出力軸４により構成される。この例では、出力軸４の円筒部４ａは、その先端部を内方部材別体２５Ａとした分割型のものとしてあり、内方部材別体２５Ａに片方の転走面２５ａが設けてある。なお、内方部材２５は一体型のものであっても良い。
外方部材２６は、外周にフランジ２６ｂを有する一体の部材とされている。外方部材２６はナックル等の取付部材（図示せず）を介して車体に設置される。
【００１７】
二方向クラッチ７は、入力軸８の外周と、出力軸４の円筒部４ａの間に形成された環状空間内に、円周方向に並ぶ複数の係合子３０を介在させて構成される。図４に示すように、この二方向クラッチ７は、内方部材２５の内周の円筒状のクラッチ面３１と、入力軸８の外周に形成された周方向複数箇所のカム面３２とを有し、これらクラッチ面３１とカム面３２によって形成される楔空間３３に、上記係合子３０が配置される。係合子３０にはローラが用いられる。これら係合子３０は、リング状の保持器３４に形成された円周方向複数箇所の各ポケット３５内に１個ずつ保持されている。
カム面３２は、互いに逆向きの楔空間３３が形成されるように、正回転（図の矢印ａ方向）のロック用のカム面３２ａと、逆回転ロック用のカム面３２ｂとが隣合って設けられる。この実施形態では、これらカム面３２ａ，３２ｂは、連続した同一平面として形成され、入力軸８の外周面を多角形とすることで形成されている。図示の例は１２角形とした例である。ローラからなる係合子３０は、互いに逆向きとなる一対の楔空間３３，３３に対して１個配置される。
【００１８】
保持器３４は、入力軸８と保持器３４の間に設けられた付勢手段３６（図３，図４）により、入力軸８に対して中立位置に付勢される。保持器３４の中立位置は、図４に示すように保持器３４のポケット３５が、入力軸８における正回転ロック用のカム面３２ａと、逆回転ロック用のカム面３２ｂとの中間位置に対応する位置である。付勢手段３６は、ばね部材等により構成される。図示の例では、付勢手段３６はクリップばねからなり、外径側へ延びる両端の係止片３６ａが、入力軸８および保持器３４にそれぞれ設けられた係止ポケット６３，６４間にわたって挿入されている。係止ポケット６３，６４は、付勢手段３６の撓みにより一対の係止片３６ａが周方向に移動する遊びが設けてある。付勢手段３６のばね剛性は、上記中立位置の状態から入力軸８が正逆いずれかの方向に回転すると、付勢手段３６が撓んで保持器３４の入力軸８に対する相対回転を生じさせる程度の弱いものとする。
【００１９】
上記構成の動作を説明する。電気モータ２が回転駆動されると、その回転は減速機３で減速されて入力軸８に伝達される。図４に示すように、停止時においては、入力軸８とその外周の出力軸４（内方部材２５）間の環状空間に配置された保持器３４は、クリップばねからなる付勢手段３６の弾性力で中立位置に保持されている。付勢手段３６の弾性力は小さく、上記の中立位置の状態から入力軸８が正方向（矢印ａ方向）に回転すると、図５のように付勢手段３６が撓んで保持器３４の相対回転を生じ、ローラからなる係合子３０が正転ロック側のカム面３２ａに係合する係合位置に移動する。この係合位置で、係合子３０が楔空間３３をさらに奥側へ移動しようとすることになる。このため、入力軸８と出力軸４とが係合子３０を介して連結され、電気モータ２の回転が車輪の前進の回転力として伝達される。
【００２０】
電気モータ２を逆転させると、図６に示すように、付勢手段３６に抗する入力軸８と保持器３４の相対回転により、ローラからなる係合子３０が逆転ロック側のカム面３２ｂに係合する係合位置に移動し、その楔空間３３さらに奥側へ移動しようとする。このため、入力軸８と出力軸４とが係合子３０を介して連結され、回転が伝達される。つまり、電気モータ２の回転が車輪の前進の回転力として伝達される。
このように、電気モータ２が正転方向に回転しても、逆転方向に回転しても、保持器３４が入力軸８に対して相対回転するため、回転が伝達される。
【００２１】
前進時において、電気モータ２の故障により入力軸８が停止したときは、出力軸４のみが慣性で回転することで、係合子３０のカム面３２ａに対する係合が外れる。そのため、図５の状態から図４の状態になり、出力軸４は自由に回転できる。このとき、保持器３４は付勢手段３６の弾性力により中立位置に戻るが、入力軸８は回転しないので、入力軸８によって保持器３４を中立位置を超えて回転させることがなく、保持器３４は中立位置を維持し、出力軸４の回転自在な状態が維持される。後進時に電気モータ２の故障により入力軸８が停止したときも、前進時と同様に、出力軸４の自由な回転が許される。このように、電気モータ２が焼き付き等で停止しても、急激なタイヤロックが防止される。
【００２２】
このインホイールモータ型駆動ユニット１によると、このように電気モータ２の焼き付きによるタイヤロックが防止される。また、このインホイールモータ型駆動ユニット１において、二方向クラッチ７は、入力軸８を出力軸４内に遊嵌し、両軸４，８の環状空間内に係合子３０を収容させてなるので、簡単な構成となる。しかも、二方向クラッチ７は、ローラからなる係合子３０を用いたカムクラッチとしてあるため、噛み合い爪を用いるものと異なり、回転状態から、ショックを発生させることなく、滑らかに回転ロック状態に移行させることができる。転がり軸受６は、内方部材２５の内周面を二方向クラッチ７のクラッチ面３１としているので、部品点数、組立工数が削減され、構成がより一層簡素化，コンパクト化されて、より軽量化することができる。
【００２３】
図７は、この発明の他の実施形態にかかるインホイールモータ型駆動ユニットを示す。この実施形態は、上記実施形態において、電磁クラッチ４１を二方向クラッチ７に併設し、外部からの信号で電磁クラッチ４１を制御することにより、二方向クラッチ７の保持器３４を介して入力軸８と出力軸４を係脱可能としている。二方向クラッチ７は、次の構成を別として、上記実施形態のものと同じである。すなわち、この例では、保持器３４を中立位置に付勢するクリップばね等からなる付勢手段３６が、入力軸８の回転によって撓まず、保持器３４を中立位置に維持できるばね剛性のものとしてある。
電磁クラッチ４１は、ロータ４２とソレノイド４３とからなる。ロータ４２は出力軸４の一端に固定され、これに軸方向に対向するように、ソレノイド４３が電気モータ２のケース２Ａに取付部材４４を介して取付けられている。ロータ４２は、詳細には、内方部材別体２５Ａの電気モータ２寄りの端部に形成された内方部材大径部２５ｂの内周に取付けられている。ソレノイド４３の内周と入力軸８の外周との間には軸受４６が介装されている。ロータ４２の内周部は軸受４５を介して入力軸８の外周に回転自在に支持されている。また、保持器３４の電気モータ２寄りの端部には、ロータ４２に対向配置されるフランジ部３４ａが形成されており、ソレノイド４３のオン駆動により、フランジ部３４ａがロータ４２に磁気吸着される。ソレノイド４３のオフ駆動によりフランジ部３４ａがロータ４２から切り離される。また、モータ２の焼き付き等の異常を監視する手段として、回転数または電流値等を検出するセンサ６１を設け、このセンサ６１で異常が検出されたときに電磁クラッチ４１のソレノイド４３をオフにする制御手段６２が設けてある。この実施形態におけるその他の構成は上記実施形態と同じである。
【００２４】
この実施形態の場合、入力軸８が回転しても、付勢手段３６が撓むことなく、保持器３４が中立位置に保持されたまま入力軸８と共に回転する。したがって、このままでは、回転は伝達されない。ここで、電磁クラッチ４１のソレノイド４３をオンにすると、保持器３４が、出力軸４の一端に固定されたロータ４２に吸着され、保持器３４は主力軸４と一体に回転しようとする。そのため、入力軸８と保持器３４との間に相対回転が生じ、ローラからなる係合子３０が、カム面３２（図５）に対する係合位置に移動して、入力軸８と出力軸４とが係合子３０を介して係合し、回転が伝達される。この場合に、係合子３０は、いずれの回転方向の場合であっても、回転方向に応じたカム面３２ａ，３２ｂに係合し、その回転を伝達する。
ソレノイド４３をオフにすると、保持器３４の吸着が解除されることで、保持器３４が付勢手段３６の弾性復元力により中立位置に移動し、入力軸８と出力軸４との係合が解除される。
車両走行時は、ソレノイド４３をオンにすることで、回転を伝達する。モータ２の回転数または電流値等をセンサ６１で常時検出し、モータ２の状態を監視する。モータ２が故障したら、センサ６１の信号によりソレノイド４３をオフにする。これにより、入力軸８と出力軸４の係合が解除され、タイヤがロックするのを防止することができる。
このように、電磁クラッチ４１の入切制御を行うことで、二方向クラッチ７が機能する状態と、クラッチ機能せずに両方向に空転自在な状態とに切り換えることができ、用途や走行形態等に応じた自由な切換が行える。この切換機能は、例えば四輪駆動車において２輪駆動に切換える手段に適用すると実用的である。
【００２５】
なお、上記各実施形態では、二方向クラッチ７を設けたが、二方向クラッチ７に代えて、一方向クラッチを用いても良い。一方向クラッチは、例えば上記各実施形態における二方向クラッチ７において、カム面３２を片方のカム面３２ａだけとしたものを用いることができる。
この構成の場合、例えば前進走行時のみ、モータ焼付き時の安全機能を得るようにできる。
【００２６】
この発明のインホイールモータ型駆動ユニットにおいて、二方向クラッチに代えて一方向クラッチを設ける場合に、この一方向クラッチは、入力軸の外周に出力軸を設け、両軸間の環状空間内に両軸を互いに係合させる係合子を収容してなり、上記入力軸が上記減速機に結合されて上記出力軸が上記ハブ輪と結合されたものであっても良い。また、一方向クラッチは、上記出力軸の内周に円筒面状のクラッチ面を、入力軸の外周に複数のカム面をそれぞれ有し、両面によって形成される楔空間に、上記係合子となる一方向に係合可能な複数のローラと、このローラを保持する保持器とを収容したものであっても良い。また、上記出力軸に連結されたロータを有する電磁クラッチを上記二方向クラッチに併設し、外部からの信号により上記保持器をロータに対して磁気的に吸着される吸着状態と吸着解除状態とに切換可能にしても良い。
【００２７】
図８は、自動車を駆動するエンジン，モータ併用のハイブリッドシステムを示す。このハイブリッドシステムは、前輪５２を駆動させるエンジン５４と、後輪５３を駆動させる駆動ユニット１とを備え、この駆動ユニット１を、上記いずれかの実施形態にかかるインホイールモータ型駆動ユニットとしたものである。エンジン５４は内燃機関である。このハイブリッドシステム５１では、前輪５２の２つを１つのエンジン５４で駆動し、後輪５３の２つをそれぞれ個別のインホイールモータ型駆動ユニット１，１で駆動する四輪駆動（４ＷＤ）システムとされている。
【００２８】
この構成のハイブリッドシステム５１によると、従来のエンジン，モータの駆動伝達系を一体としたハイブリッドシステムと異なり、動力分割機構を用いることなく、単にエンジン５４と電気モータ２（図１）とを選択的に駆動させることで、エンジン５４による走行と、電気モータ２による走行とを切替えることができる。例えば、走行開始時に、後輪５３をインホイールモータ型駆動ユニット１である程度加速した後に、前輪５２のエンジン駆動に切り替えることができる。これにより、走行開始時の排出ガスの発生防止や、燃費の改善をすることができる。また、雪道走行等において、四輪駆動にしたい場合は、エンジン５４による前輪５２駆動と、インホイールモータ１による後輪５３の駆動を併用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明のインホイールモータ型駆動ユニットは、電気モータと、この電気モータの回転を減速する減速機と、減速機からの回転を車輪に伝達するハブ輪と、このハブ輪を回転自在に支持する転がり軸受とを備えた駆動ユニットにおいて、上記減速機とハブ輪との間に二方向クラッチを介在させ、上記電気モータの回転を断続可能としたため、電気モータに焼付きが起きても急激なタイヤロックが生じることを防止することができる。
上記二方向クラッチが、入力軸の外周に出力軸を設け、両軸間の環状空間内に両軸を互いに係合させる係合子を収容してなり、上記入力軸が上記減速機に結合されて上記出力軸が上記ハブ輪と結合されたものである場合は、構成が簡素でコンパクトなものとできる。
上記二方向クラッチが、上記出力軸の内周に円筒面状のクラッチ面を、入力軸の外周に複数のカム面をそれぞれ有し、両面によって形成される正逆両方向の楔空間に、上記係合子となる複数のローラとこのローラを保持する保持器とを収容した場合は、噛み合い爪を用いるものと異なり、回転状態から、ショックを発生させることなく、滑らかに回転ロック状態に移行させることができる。
上記出力軸に連結されたロータを有する電磁クラッチを上記二方向クラッチに併設し、外部からの信号により上記保持器をロータに対して磁気的に吸着される吸着状態と吸着解除状態とに切換可能にした場合は、二方向クラッチを機能させる状態と、二方向クラッチを機能させずに両方向に空転自在な状態とに自由に切換え操作でき、用途や走行形態等に応じた切換が行える。
上記転がり軸受が、内周に複列の転走面を有する外方部材と、これら転走面に対向する複列の転走面を有する内方部材と、両部材の転走面間に介在した複列の転動体とからなり、上記内方部材の内周面を上記二方向クラッチのクラッチ面とした場合は、部品点数、組立工数が削減され、構成がより一層簡素化，コンパクト化されて、より軽量化することができる。
この発明のハイブリッドシステムは、前輪をエンジン駆動させ、後輪にこの発明のインホイールモータ型駆動ユニットを用いるようにしたため、簡単な構成でエンジンと電気モータとの併用が行え、また電気モータ焼付時のタイヤロックの防止作用も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるインホイールモータ型駆動ユニットの部分破断面側面図である。
【図２】同駆動ユニットにおける電気モータおよび減速機の部分を示す拡大断面図である。
【図３】同駆動ユニットにおける出力軸側の部分を示す断面図である。
【図４】同駆動ユニットにおける二方向クラッチの空転時の動作説明図である。
【図５】同駆動ユニットにおける二方向クラッチの正転時の動作説明図である。
【図６】同二方向クラッチの逆転時の動作説明図である。
【図７】この発明の他の実施形態にかかるインホイールモータ型駆動ユニットの部分破断側面図である。
【図８】この発明のインホイールモータ型駆動ユニットを用いたハイブリッドシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
１…インホイールモータ型駆動ユニット
２…電気モータ
３…減速機
４…出力軸
５…ハブ輪
６…転がり軸受
７…二方向クラッチ
８…入力軸
２５…内方部材
２５ａ…転走面
２６…外方部材
２６ａ…転走面
２７…転動体
３０…係合子（ローラ）
３１…クラッチ面
３２…カム面
３３…楔空間
３４…保持器
４１…電磁クラッチ
４２…ロータ
４３…ソレノイド
５１…ハイブリッド
５２…前輪
５３…後輪
５４…エンジン
【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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