(57)【要約】【課題】ハブベアリングの交換時に着脱されるボルト用の螺旋孔の耐久性を向上し、かつハブベアリングの交換を容易に行うことが可能なインホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置１は、リングギヤ部材４５と一体に構成されるとともにボルト締結用の螺旋孔６０ａが形成され、かつ、出力軸５０の外周に対向配置される対向部６０ｄを有し、ケース２に対してホイールハブ５１を回転自在に支持するハブベアリング５２のアウターレース５２ａのボルト挿通孔５２ｅに挿通されたボルト７０が螺旋孔６０ａに螺合されることでハブベアリング５２がボルト締結される鉄材料からなる鉄製部材６０と、鉄製部材６０の対向部６０ｄと出力軸５０との間をシールするシールリング５５と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のホイールの内側に取付けられ、前記車輪を駆動し得るインホイールモータ駆動装置において、
回転電機と、
リングギヤを位置固定して、サンギヤに入力された回転を、ピニオンギヤからキャリヤを介して減速出力するプラネタリギヤ機構と、
前記プラネタリギヤ機構の減速回転を前記ホイールが装着されるホイールハブに出力する出力軸と、
前記回転電機と前記プラネタリギヤ機構とを内包するアルミ合金製のケース部材と、
前記リングギヤと一体に構成されるとともにボルト締結用の螺旋孔が形成され、かつ、前記出力軸の外周に対向配置される対向部を有し、ケース部材に対して前記ホイールハブを回転自在に支持する軸受部材のアウターレースのボルト挿通孔に挿通されたボルトが前記螺旋孔に螺合されることで前記軸受部材がボルト締結される鉄材料からなる鉄製部材と、
前記鉄製部材の対向部と前記出力軸との間をシールするシール部材と、を備えた、
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記鉄製部材は、溶接により前記リングギヤと一体に構成された、
ことを特徴とする請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記鉄製部材は、前記ケース部材に対して内部に内包されるよう内側に固定された、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記鉄製部材を前記軸受部材のアウターレースにボルト締結される位置に位置決めする位置決め手段を備えた、
ことを特徴とする請求項３記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記鉄製部材は、前記ケース部材に対して外部に露出するよう外側に固定された、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
前記鉄製部材は、サスペンション装置に接続される接続部を有する、
ことを特徴とする請求項５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、例えばハイブリッド車両、電気車両等に搭載されるインホイールモータ駆動装置に係り、詳しくは、回転電機と、該回転電機の回転を減速するプラネタリギヤ機構とを備えたインホイールモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上や環境性能の向上を図るために、例えばハイブリッド車両や電気車両等のモータ・ジェネレータ（以下、単に「モータ」という）を搭載した車両が種々提案されており、このようなモータを搭載する車両にあって、車内空間の確保を図るため、駆動・回生効率の向上を図るため、或いはアスクルシャフトやディファレンシャル装置を省略して軽量化を図るために、車輪のホイール内に配設する、いわゆるインホイールモータ駆動装置の開発が進められている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のように、ハブベアリングを交換する際に着脱されるボルトがケース部材に形成された螺旋孔に螺合されているものでは、モータやプラネタリギヤ機構を内包するケース部材が軽量化のためにアルミ合金からなる場合に、ケース部材の螺旋孔の耐久性が良くないという問題があった。
【０００４】
そこで、アルミ合金からなるケース部材のボルトが螺合される部位に、螺旋孔が形成された鉄製材料からなる雌部材を、鋳造時の鋳込み成型により埋設し、アルミ合金と比して強度の強い鉄製材料の雌部材でボルトを受けるようにすることで、螺旋孔の耐久性を向上するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献２のものは、ケース部材への雌部材の固定を、ケース部材の鋳造時の鋳込み成型により実現しているため、ケース部材をアルミ合金だけで鋳造する場合よりも、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、ケース内に配置されたプラネタリギヤのリングギヤにボルト締結用の螺旋孔を形成し、該螺旋孔にハブユニットの外方部材に形成されたフランジをボルト締結するものが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１９０８５５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４０１００号公報
【特許文献３】特開２０１３−４０６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載されたものは、ケース部材を密封するためのシール部材（オイルシール部材）がハブユニットと出力軸（出力部材）との間に設けられているため、ハブベアリングを交換するためにボルトを外してハブユニットをケースから離脱した状態では、シール部材がハブユニットと共に外れてしまうため、ハブベアリングを交換することが困難であった。
【０００９】
そこで本発明は、ハブベアリングの交換時に着脱されるボルト用の螺旋孔の耐久性を向上し、かつハブベアリングの交換を容易に行う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を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は（例えば図１、図２参照）、車輪のホイールの内側に取付けられ、前記車輪を駆動し得るインホイールモータ駆動装置（１）において、
回転電機（３）と、
リングギヤ（４５，４６）を位置固定して、サンギヤ（Ｓ１、Ｓ３）に入力された回転を、ピニオンギヤ（Ｐ２、Ｐ３）からキャリヤ（ＣＲ２、ＣＲ３）を介して減速出力するプラネタリギヤ機構（４０）と、
前記プラネタリギヤ機構（４０）の減速回転を前記ホイールが装着されるホイールハブ（５１）に出力する出力軸（５０）と、
前記回転電機（３）と前記プラネタリギヤ機構（４０）とを内包するアルミ合金製のケース部材（２）と、
前記リングギヤ（４５，４６）と一体に構成されるとともにボルト締結用の螺旋孔（６０ａ）が形成され、かつ、前記出力軸（５０）の外周に対向配置される対向部（６０ｄ）を有し、前記ケース部材（２）に対して前記ホイールハブ（５１）を回転自在に支持する軸受部材（５２）のアウターレース（５２ａ）のボルト挿通孔（５２ｅ）に挿通されたボルト（７０）が前記螺旋孔（６０ａ）に螺合されることで、前記軸受部材（５２）がボルト締結される鉄材料からなる鉄製部材（６０）と、
前記鉄製部材（６０）の対向部（６０ｄ）と前記出力軸（５０）との間をシールするシール部材（５５）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置（１）は（例えば図１、図２参照）、前記鉄製部材（６０）は、溶接により前記リングギヤ（４５，４６）と一体に構成されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置（１）は（例えば図１参照）、前記鉄製部材（６０）は、前記ケース部材（２）に対して内部に内包されるよう内側に固定されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置（１）は（例えば図１参照）、前記鉄製部材（６０）を前記軸受部材（５２）のアウターレース（５２ａ）にボルト締結される位置に位置決めする位置決め手段（６０ｂ、２Ａｅ、７１）を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置（１）は（例えば図２参照）、前記鉄製部材（６０）は、前記ケース部材（２）に対して外部に露出するよう外側に固定されたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るインホイールモータ駆動装置（１）は（例えば図２参照）、前記鉄製部材（６０）は、サスペンション装置（９０）に接続される接続部（６１）を有することを特徴とする。
【００１６】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る本発明によると、リングギヤと一体に構成されるとともにボルト締結用の螺旋孔が形成され、かつ、ケース部材に対してホイールハブを回転自在に支持する軸受部材のアウターレースのボルト挿通孔に挿通されたボルトが螺旋孔に螺合されることで軸受部材がボルト締結される鉄材料からなる鉄製部材を備えたので、ケース部材を構成するアルミ合金より強度の高い鉄材料からなる鉄製部材の螺旋孔にボルトを螺合することができる。したがって、ハブベアリングの交換時に着脱されるボルトを受ける螺旋孔の耐久性を向上することができる。
【００１８】
また、鉄製部材が出力軸の外周に対向配置される対向部を有し、鉄製部材の対向部と出力軸との間をシールするシール部材を備えたので、ハブベアリングを交換する際にもシール部材が外れることがなくケースの密封性を確保することができるため、ハブベアリングの交換を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
請求項２に係る本発明によると、鉄製部材が溶接によりリングギヤと一体に構成されているので、鉄材料からなる鉄製部材と、一般に鉄材料からなるリングギヤとを、同種金属同士の溶接で強固に一体化することができる。
【００２０】
請求項３に係る本発明によると、鉄製部材が、ケース部材に対して内部に内包されるよう内側に固定されたので、鉄製部材の耐久性を向上させることができる。
【００２１】
請求項４に係る本発明によると、鉄製部材を軸受部材のアウターレースにボルト締結される位置に位置決めする位置決め手段を備えたので、軸受部材を交換するときに、鉄製部材がケース部材の内側で周方向や軸方向に位置がズレてしまうことの防止を図ることができる。
【００２２】
請求項５に係る本発明によると、鉄製部材が、ケース部材に対して外部に露出するよう外側に固定されたので、鉄製部材とケース部材との固定を着脱が容易なボルト締結により行うことが可能となり、鉄製部材とケース部材との固定構造を簡単にすることができる。
【００２３】
請求項６に係る本発明によると、鉄製部材が、サスペンション装置に接続される接続部を有するので、強度に優れた鉄材料により接続部を構成することが可能となり、サスペンション装置に接続部で接続された鉄製部材が、十分な耐久性を持ちながら車両重量を受け止めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置を示す断面図。
【図２】第２の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施の形態を図１、図２に沿って説明する。本実施の形態におけるインホイールモータ駆動装置１は、車両のホイール（タイヤ）の内部に取付けられるものであり、例えば電気車両用ホイールの駆動装置、ハイブリッド車両用ホイールの駆動装置等として用いることができる。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の構造について、図１に沿って説明する。
【００２７】
本インホイールモータ駆動装置１は、図１に示すように、ケース（ケース部材）２内に、大まかに、モータ・ジェネレータ（回転電機）３、回転軸２５、減速プラネタリギヤ４０（プラネタリギヤ機構）、ホイールハブ５１が固定された出力軸５０等を備えて内包している。出力軸５０、減速プラネタリギヤ４０、回転軸２５、モータ・ジェネレータ３（以下、単に「モータ３」という）は、不図示のホイールの中心と同軸上に配置される。
【００２８】
上記ケース２は、軸方向両側が開口し主要部品の大部分を収納する略円筒状のメインケース２Ａと、該メインケース２Ａの一方の側の開口を閉塞するケースカバー２Ｂと、を有して構成されており、重量軽減のためにアルミ合金製となっている。
【００２９】
メインケース２Ａは、一方の開口において図１の断面上に表されない不図示のボルトでケースカバー２Ｂが締結および閉塞されると共に、他方の開口側、即ちケースカバー２Ｂにより閉塞される側とは軸方向で反対側の開口側に、円環状を成しその内周側でハブベアリング５２を支持するベアリング支持部２Ａａを有している。
【００３０】
該ベアリング支持部２Ａａには、後述するボルト７０が挿通されるボルト挿通孔２Ａｄと、位置決めボルト７１（位置決め手段）が挿通されるボルト挿通孔２Ａｅ（位置決め手段）と、が軸方向に貫通する形で形成されている。
【００３１】
また、メインケース２Ａは、大径部２Ａｃと、該大径部２Ａｃとベアリング支持部２Ａａとの間であって該大径部２Ａｃより小径の小径部２Ａｂと、を有しており、大径部２Ａｃの径方向内側にモータ３および減速プラネタリギヤ４０等の主要部品を収容し、小径部２Ａｂの径方向内側に後述する鉄製部材６０を収容している。
【００３２】
ベアリング支持部２Ａａは、小径部２Ａｂの軸方向端部から径方向中心側に延在する円環状に形成されており、該小径部２Ａｂの軸方向内側面に後述する鉄製部材６０が配置される。
【００３３】
上記メインケース２Ａ内に配設されたモータ３は、回転軸２５の外周側に配置されており、メインケース２Ａに固定されるステータ４と、回転軸２５に支持されるロータハブ７上に固定されたロータ５とを有して構成され、ロータ５に永久磁石が埋設された、いわゆるＩＰＭモータからなる。
【００３４】
ステータ４は、多数の鋼板が積層されて構成され、ステータ巻線が埋設されるステータ鋼板４ａを有しており、該ステータ鋼板４ａは、ボルト１２によってケース２に締結されている。また、ステータ４は、ステータ鋼板４ａの軸方向両側に、ステータ巻線を折り返すために該ステータ鋼板４ａから突出して形成されたコイルエンド４ｂ，４ｂを有している。
【００３５】
一方、上記ロータ５は、ステータ鋼板４ａと同様に鋼板が積層され、例えば永久磁石が埋設された円筒状のロータコア５ａを有している。ロータコア５ａの軸方向の両側は、エンドプレート６，６を介してロータハブ７にカシメられており、つまりロータ５は、ロータハブ７と一体的に回転する。
【００３６】
なお、ケースカバー２Ｂ側にあるロータ５に固定されたエンドプレート６からは、羽根状のフィン６ａがコイルエンド４ｂの側方まで延設されており、ロータ５が回転すると、フィン６ａによりケース２内の下方に溜まったオイルを掻き上げて、モータ３の上部にもオイルを導いてモータ３を全体的に冷却する。
【００３７】
上記ロータハブ７の軸方向におけるケースカバー２Ｂ側の内周側には、レゾルバ３０が配設されている。レゾルバ３０は、ロータハブ７に固着されたレゾルバロータ（回転子）３１と、ケースカバー２Ｂに固着されたレゾルバステータ（固定子）３２と、を有して構成されており、レゾルバステータ３２は、複数のボルト３３によりケースカバー２Ｂに固定されている。
【００３８】
以上のように構成されたレゾルバ３０は、ロータ５の回転位置（位相）を検出し、その回転位置の検出がモータ制御に用いられる。なお、レゾルバ３０は、モータ３の回転数を検出することができるため、後述の減速プラネタリギヤ４０の減速比を乗算することで、インホイールモータ駆動装置１に装着された車輪の回転数も検出することが可能である。
【００３９】
ケースカバー２Ｂにあって、上記レゾルバ３０のレゾルバステータ３２が固定されている部分は、ボールベアリング（軸受）ｂ１を介して回転軸２５を回転自在に支持する環状のボス部２Ｂｂとして形成されている。ボス部２Ｂｂの内周側は、ボールベアリングｂ１のスラスト方向に対して支持するように延設されている。
【００４０】
上記回転軸２５は、詳しくは後述する減速プラネタリギヤ４０及びモータ３の中心上に軸方向に跨って配置されており、一端が上記ボールベアリングｂ１によりケースカバー２Ｂに対して回転自在に支持されていると共に、他端がボールベアリングｂ２により詳しくは後述する出力軸５０及びハブベアリング５２を介してメインケース２Ａに対して回転自在に支持されている。また、回転軸２５は、一端側の外周部分に、上記ロータハブ７が接合される接合部２５ａが形成されており、更に一端側の外周部分であって接合部２５ａより他端側に隣接する位置に、減速プラネタリギヤ４０を構成するサンギヤＳ１が形成されている。
【００４１】
また、回転軸２５の中心部分には、軸方向に形成されて両端が開口された開口部（導入部）２６ａ及び開口部２６ｂを有する潤滑油路２６が形成されている。潤滑油路２６は、詳しくは後述するように開口部２６ａから潤滑油を導入し、反対側の開口部２６ｂから潤滑油を排出してボールベアリングｂ２を潤滑する。また、潤滑油路２６は、減速プラネタリギヤ４０の内周側に向けて放射方向に形成された油路２６ｃを有しており、開口部２６ａから導入された潤滑油の一部を減速プラネタリギヤ４０にも導いて、該減速プラネタリギヤ４０を潤滑する。
【００４２】
減速プラネタリギヤ４０は、軸方向に並べて設けられた２セットのシンプルプラネタリギヤである第１プラネタリギヤ４１と第２プラネタリギヤ４２とを有する２段式減速装置として構成されており、第２プラネタリギヤ４２が出力軸５０に近い側に配置され、第１プラネタリギヤ４１が出力軸５０から遠い側に配置されている。
【００４３】
第１プラネタリギヤ４１は、回転軸２５の外周に一体に歯面が形成されたサンギヤＳ１と、該サンギヤＳ１に噛合するピニオンギヤＰ１と、該ピニオンギヤＰ１を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１と、該ピニオンギヤＰ１に噛合するリングギヤＲ１と、を有して構成されており、サンギヤＳ１が入力要素、キャリヤＣＲ１が出力要素、リングギヤＲ１が固定（反力）要素を担っている。
【００４４】
第２プラネタリギヤ４２は、回転軸２５にニードルベアリングを介して回転自在に支持されると共に、第１プラネタリギヤ４１のキャリヤＣＲ１が連結されたサンギヤＳ２と、該サンギヤＳ２に噛合するピニオンギヤＰ２と、該ピニオンギヤＰ２を回転自在に支持するキャリヤＣＲ２と、該ピニオンギヤＰ２に噛合するリングギヤＲ２と、を有して構成されており、サンギヤＳ２が入力要素、キャリヤＣＲ２が出力要素、リングギヤＲ２が固定（反力）要素を担っている。キャリヤＣＲ２は、出力軸５０のフランジ部５０ｄと一体に構成されており、該フランジ部５０ｄを介して出力軸５０に駆動連結されている。なお、各キャリヤＣＲ１，ＣＲ２は、それぞれニードルベアリングを介して複数のピニオンギヤＰ１，Ｐ２を回転自在に支持している。
【００４５】
第２プラネタリギヤ４２のサンギヤＳ２は、第１プラネタリギヤ４１のキャリヤＣＲ１の内周側端部に向かって延在しキャリヤＣＲ１の内周側端部に連結するキャリヤ連結部Ｓ２ａを有しており、該キャリヤ連結部Ｓ２ａでキャリヤＣＲ１に溶接等により連結されている。
【００４６】
また、両方のリングギヤＲ１，Ｒ２は、円筒状の単一のリングギヤ部材４５の内周面に内歯としてそれぞれ形成されている。該リングギヤ部材４５は、詳しくは後述する鉄製部材６０の方向、つまり第１プラネタリギヤ４１から第２プラネタリギヤ４２に向かう方向に延在し該鉄製部材６０に連結される鉄製部材連結部４５ａを有している。
【００４７】
以上のように構成された減速プラネタリギヤ４０は、第１プラネタリギヤ４１においてサンギヤＳ１から入力された回転をキャリヤＣＲ１から減速出力すると共に、該キャリヤＣＲ１からの減速出力を、第２プラネタリギヤ４２においてサンギヤＳ２から入力してキャリヤＣＲ２から減速出力するため、これら２セットのプラネタリギヤ（第１プラネタリギヤ４１、第２プラネタリギヤ４２）によって大きな減速を行うことが可能である。
【００４８】
一方、上記出力軸５０は、上述したように、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側の端部に、キャリヤＣＲ２の一部を構成するフランジ状のフランジ部５０ｄが形成されており、該フランジ部５０ｄの減速プラネタリギヤ４０とは軸方向反対側が大径な大径部５０ｃとして形成され、中間部分が大径部５０ｃよりも小径となる小径部５０ｂとして形成され、更に、先端部分に小径部５０ｂよりも小径な先端部５０ａが形成されている。該出力軸５０は、フランジ部５０ｄを介して減速プラネタリギヤ４０のキャリヤＣＲ２からの回転を出力する。
【００４９】
上記出力軸５０の小径部５０ｂの外周面には、スプライン部５０ｓが形成されており、該スプライン部５０ｓにはホイールハブ５１の内周面に形成されたスプライン部５１ｓがスプライン嵌合されている。該ホイールハブ５１は、出力軸５０の先端部５０ａにナット５３が螺合されることにより抜け止め固定されている。
【００５０】
上記ホイールハブ５１の中空状に形成されたスリーブ部５１ａの外周側には、メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａとの間に、アウターレース５２ａ、インナーレース５２ｂ、及びそれらの間に介在する複数のボール５２ｃを有するハブベアリング５２（軸受部材）が嵌合されており、ハブベアリング５２は、出力軸５０及びホイールハブ５１をケース２に対して回転自在に支持する。
【００５１】
本実施の形態では、ハブベアリング５２のアウターレース５２ａは、軸方向から視た投影形状が後述する鉄製部材６０にオーバーラップすると共にボルト挿通孔５２ｅが形成された被締結部５２ｄを有している。即ち、ハブベアリング５２のアウターレース５２ａは、径方向外側に向かって延在する被締結部５２ｄを有しており、この被締結部５２ｄにボルト挿通孔５２ｅが軸線方向に貫通するように形成されている。なお、該ホイールハブ５１のハブ部５１ｂには、図示を省略した車輪のホイールやブレーキディスクなどがボルト等によって締結される。
【００５２】
ついで、本発明の要部について詳しく説明する。メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの内部空間側には、鉄材料からなりボルト締結用の螺旋孔６０ａが形成された鉄製部材６０が設けられている。即ち、鉄製部材６０は、メインケース２Ａに対して内部に内包されるよう内側に配置されている。
【００５３】
また、螺旋孔６０ａは、鉄製部材６０の軸方向外側に形成されており、ハブベアリング５２をメインケース２Ａに対して固定するボルト７０が螺合されている。このボルト７０は、前述のハブベアリング５２の被締結部５２ｄに形成されたボルト挿通孔５２ｅに挿通し、更にメインケース２Ａのボルト挿通孔２Ａｄに挿通し、そして鉄製部材６０の螺旋孔６０ａに螺合している。
【００５４】
従って、ボルト７０は、被締結部５２ｄと鉄製部材６０との間でベアリング支持部２Ａａを挟み込む態様（所謂とも締め）で、ハブベアリング５２と鉄製部材６０とメインケース２Ａとを締結しており、これにより、鉄製部材６０がメインケース２Ａに固定されると共に、ハブベアリング５２がメインケース２Ａに固定される。
【００５５】
また、該鉄製部材６０は、減速プラネタリギヤ４０を構成するリングギヤＲ１、Ｒ２が形成されたリングギヤ部材４５と、溶接により一体に構成されている。具体的には、リングギヤ部材４５から鉄製部材６０の側に延在する鉄製部材連結部４５ａが鉄製部材６０に溶接されることにより、鉄製部材６０とリングギヤ部材４５とが一体に構成されている。
【００５６】
鉄製部材６０は、メインケース２Ａの小径部２Ａｂの内周面に接することで径方向の位置が規制され、また、メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの軸方向内側の面に接することで軸方向の位置が規制されているが、更にハブベアリング５２のアウターレース５２ａにボルト７０でボルト締結される位置に、位置決めボルト７１によって位置決めされている。
【００５７】
具体的には、鉄製部材６０の軸方向外側には、位置決めボルト７１が螺合する螺旋孔６０ｂ（位置決め手段）が形成されている。そして、位置決めボルト７１は、ベアリング支持部２Ａａに形成されたボルト挿通孔２Ａｅに挿通し、鉄製部材６０に形成された螺旋孔６０ｂに螺合することにより、ハブベアリング５２の交換時にボルト７０を取り外した際に、鉄製部材６０の周方向のズレ（回転）を防止する（回り止め）と共に、鉄製部材６０の軸方向内側へのズレが生じないよう、メインケース２Ａに対する鉄製部材６０の位置を位置決めしている。
【００５８】
ここで、位置決めボルト７１は、このようにハブベアリング５２の交換時にボルト７０が取り外された場合に、鉄製部材６０がメインケース２Ａ内で周方向に回転したり軸方向内側に移動しないように位置決めをするものであるため、ハブベアリング５２をメインケース２Ａに固定するためのボルト７０に比して軸力の小さい小径のものが用いられている。
【００５９】
また、鉄製部材６０は、出力軸５０の大径部５０ｃの外周に対向配置される環状の対向部６０ｄを有している。そして、出力軸５０の大径部５０ｃの外周面と、上記鉄製部材６０の対向部６０ｄの内周面との間には、シールリング５５（シール部材）が配設されており、出力軸５０の大径部５０ｃの外周面と鉄製部材６０の内周面との間が該シールリング５５によりシールされることで、ケース２の密封性の確保、及び外部からの異物侵入の防止が図られている。
【００６０】
ここで、本実施の形態では、ボルト７０を外してハブベアリング５２を着脱する際に、鉄製部材６０はケース２内に配置されたままとなる。このため、ハブベアリング５２を交換する際にもシールリング５５が外れることがなくケース２の密封性を確保することができるため、ハブベアリング５２の交換を容易に行うことが可能となる。
【００６１】
以上のように構成されたインホイールモータ駆動装置１にあって、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作等に基づきモータ３の力行制御を開始すると、電源（バッテリ）及びインバータ回路等から該モータ３のステータ４に電力が供給され、ロータ５が回転駆動される。すると、モータ３の出力回転がロータハブ７を介して回転軸２５に伝達され、減速プラネタリギヤ４０の第１プラネタリギヤ４１において、サンギヤＳ１が回転駆動されることで、位置固定されたリングギヤＲ１を介してキャリヤＣＲ１が減速回転すると共に、更に、第２プラネタリギヤ４２において該キャリヤＣＲ１と一体回転するサンギヤＳ２が回転駆動されることで、位置固定されたリングギヤＲ２を介してキャリヤＣＲ２が減速回転し、キャリヤＣＲ２の減速回転が、減速されたモータ３の駆動力として出力軸５０及びホイールハブ５１に伝達され、駆動回転として車輪が回転駆動されることになる。
【００６２】
反対に、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作やブレーキ操作等に基づき回生制御を開始した場合は、出力軸５０及びホイールハブ５１が車両の慣性力等により回転駆動され、減速プラネタリギヤ４０の第２プラネタリギヤ４２のキャリヤＣＲ２に逆入力される形で、第２プラネタリギヤ４２及び第１プラネタリギヤ４１での増速を経て、回転が固定されたリングギヤＲ１を介して回転軸２５のサンギヤＳ１が増速回転され、ロータハブ７を介してロータ５が回転駆動され、ステータ４を負電圧とすることでロータ５の回転が該ステータ４に逆起電力が作用し、インバータ回路等を介して電源に電力として供給されて、電源の充電がなされる。
【００６３】
また、ハブベアリング５２を交換する際には、ボルト７０を緩めて取り外すことで、メインケース２Ａに対してハブベアリング５２が固定解除され、ハブベアリング５２をメインケース２Ａから離脱することが可能な状態になる。このとき、位置決めボルト７１は締結されたままであるので、鉄製部材６０は、メインケース２Ａに対してその位置が変化せず、ハブベアリング５２のアウターレース５２ａにボルト７０でボルト締結される位置に保持される。
【００６４】
一方、ハブベアリング５２をメインケース２Ａに固定する際には、ボルト挿通孔５２ｅとボルト挿通孔２Ａｄとが同軸となるよう、メインケース２Ａに対してハブベアリング５２を配置し、ボルト７０を、ボルト挿通孔５２ｅとボルト挿通孔２Ａｄに挿通すると共に螺旋孔６０ａに螺合し、適切な締結角度または締結トルクで締結する。本実施の形態では、ボルト７０と螺合する相手側の部材は、アルミ合金製のメインケース２Ａではなく、アルミ合金より強度の高い鉄製部材６０であるため、鉄製部材６０の螺旋孔６０ａは耐久性の高いものとなる。
【００６５】
以上説明したように、本インホイールモータ駆動装置１によると、リングギヤ部材４５と一体に構成されるとともにボルト締結用の螺旋孔６０ａが形成され、かつ、ケース２に対してホイールハブ５１を回転自在に支持するハブベアリング５２のアウターレース５２ａのボルト挿通孔５２ｅに挿通されたボルト７０が螺旋孔６０ａに螺合されることでハブベアリング５２がボルト締結される鉄材料からなる鉄製部材６０を備えたので、ケース２を構成するアルミ合金より強度の高い鉄材料からなる鉄製部材６０の螺旋孔６０ａにボルト７０を螺合することができる。したがって、ハブベアリング５２の交換時に着脱されるボルト７０用の螺旋孔６０ａの耐久性を向上することができる。
【００６６】
また、鉄製部材６０が出力軸５０の外周に対向配置される対向部６０ｄを有し、鉄製部材６０の対向部６０ｄと出力軸５０との間をシールするシールリング５５を備えたので、ハブベアリング５２を交換する際にもシールリング５５が外れることがなくケース２の密封性を確保することができるため、ハブベアリング５２の交換を容易に行うことが可能となる。
【００６７】
また、本インホイールモータ駆動装置１によると、鉄製部材６０が鉄製部材連結部４５ａにおいて溶接によりリングギヤ部材４５と一体に構成されているので、鉄材料からなる鉄製部材６０と、鉄材料からなるリングギヤ部材４５とを、同種金属同士の溶接で強固に一体化することができる。
【００６８】
また、本インホイールモータ駆動装置１によると、鉄製部材６０が、ケース２に対して内部に内包されるよう内側に固定されたので、鉄製部材６０の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
また、本インホイールモータ駆動装置１によると、位置決め手段としての位置決めボルト７１、ボルト挿通孔２Ａｅ、螺旋孔６０ｂによって、即ち、位置決めボルト７１をメインケース２Ａのボルト挿通孔２Ａｅに挿通して鉄製部材６０の螺旋孔６０ｂに螺合することによって、鉄製部材６０をハブベアリング５２のアウターレース５２ａにボルト締結される位置に位置決めするので、ハブベアリング５２を交換するときに、鉄製部材６０がケース２の内側で周方向や軸方向に位置がズレてしまうことの防止を図ることができる。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１について図２に沿って説明する。
【００７１】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、主に、鉄製部材６０がメインケース２Ａに対して外部に露出するよう外側に固定されている点、及び鉄製部材６０がサスペンション装置に接続される接続部を有する点で構成を異にしており、第１の実施の形態と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態では、図２に示すように、ケース（ケース部材）２内に、大まかに、モータ・ジェネレータ（回転電機）３、回転軸２５、減速プラネタリギヤ４０（プラネタリギヤ機構）、ホイールハブ５１が固定された出力軸５０等を備えて内包している。出力軸５０、減速プラネタリギヤ４０、回転軸２５は、不図示のホイールの中心と同軸上に配置され、モータ・ジェネレータ３（以下、単に「モータ３」という）は、該ホイールの中心と異なる軸上に配置されている。
【００７３】
上記ケース２は、軸方向両側が開口する略円筒状のメインケース２Ａと、軸方向一方側が開口しメインケース２Ａの一方の側の開口を閉塞するケースカバー２Ｂと、を有して構成されており、重量軽減のためにアルミ合金製となっている。
【００７４】
メインケース２Ａは、一方の開口においてボルト１１でケースカバー２Ｂが締結および閉塞されると共に、他方の開口側、即ちケースカバー２Ｂにより閉塞される側とは軸方向で反対側の開口側に、この開口を略閉塞する形で鉄製部材６０がボルト７０の締結により固定されている。また、メインケース２Ａは、回転軸２５および減速プラネタリギヤ４０を収容し、ケースカバー２Ｂは、モータ３およびレゾルバ３０を収容している。
【００７５】
上記ケースカバー２Ｂ内に配設されたモータ３は、中心にモータ軸８０を有しており、ケースカバー２Ｂに固定されるステータ４と、モータ軸８０の外周に固定されたロータ５とを有して構成され、ロータ５に永久磁石が埋設された、いわゆるＩＰＭモータからなる。
【００７６】
上記モータ軸８０の軸方向におけるケースカバー２Ｂ側の内周側には、レゾルバ３０が配設されており、該レゾルバ３０は、モータ軸８０に固着されたレゾルバロータ（回転子）３１と、ケースカバー２Ｂに複数のボルト３３で固着されたレゾルバステータ（固定子）３２と、を有して構成されている。
【００７７】
上記モータ軸８０は、一端がケースカバー２Ｂとの間に介装されたボールベアリングｂ５により回転自在に支持されると共に、他端がメインケース２Ａとの間に介装されたボールベアリングｂ６により回転自在に支持されている。また、モータ軸８０の他端側、即ちメインケース２Ａの側の端部には、その外周に出力ギヤ８０ａが形成されている。
【００７８】
また、回転軸２５は、一端がメインケース２Ａとの間に介装されたボールベアリングｂ３によりメインケース２Ａに対して回転自在に支持されていると共に、他端がニードルベアリングｂ４により出力軸５０及びハブベアリング５２を介してメインケース２Ａに対して回転自在に支持されている。また、回転軸２５は、一端側の外周部分に、外刃が形成されたハブ部材８１が接合される接合部２５ａが形成されており、他端側の外周部分に、減速プラネタリギヤ４０を構成するサンギヤＳ３が形成されている。
【００７９】
本実施の形態で、減速プラネタリギヤ４０は、第１の実施の形態とは異なり、１セットのプラネタリギヤからなり、上記サンギヤＳ３と、該サンギヤＳ３に噛合するピニオンギヤＰ３と、該ピニオンギヤＰ３を回転自在に支持するキャリヤＣＲ３と、該ピニオンギヤＰ３に噛合するリングギヤＲ３と、を有して構成されており、サンギヤＳ３が入力要素、キャリヤＣＲ３が出力要素、リングギヤＲ３が固定（反力）要素を担っている。キャリヤＣＲ３は、出力軸５０のフランジ部５０ｄと一体に構成されており、該フランジ部５０ｄを介して出力軸５０に駆動連結されている。リングギヤＲ３は、円筒状のリングギヤ部材４６の内周面に内歯として形成されている。該リングギヤ部材４６は、鉄製部材６０の方向に延在し該鉄製部材６０に連結される鉄製部材連結部４６ａを有している。
【００８０】
以上のように構成された減速プラネタリギヤ４０は、サンギヤＳ３から入力された回転をキャリヤＣＲ３から減速出力することが可能である。そして、出力軸５０は、フランジ部５０ｄを介して減速プラネタリギヤ４０のキャリヤＣＲ３からの回転を出力する。
【００８１】
上記ホイールハブ５１の中空状に形成されたスリーブ部５１ａの外周側には、鉄製部材６０との間にハブベアリング５２が嵌合されており、ハブベアリング５２は、出力軸５０及びホイールハブ５１を該鉄製部材６０を介してメインケース２Ａに対して回転自在に支持する。
【００８２】
ついで、本発明の要部について詳しく説明する。本実施の形態では、鉄製部材６０は、メインケース２Ａに対して外部に露出するよう外側に固定されている。即ち、鉄製部材６０は、軸方向に貫通するように形成された挿通孔６０ｃを有しており、固定ボルト９２を該挿通孔６０ｃに挿通してメインケース２Ａの螺旋孔２Ａｆに螺合することにより、メインケース２Ａに対してその開口を閉塞する形でメインケース２Ａの外側に固定されている。
【００８３】
なお、挿通孔６０ｃは、第１の実施の形態における鉄製部材６０をメインケース２Ａに位置決めするための螺旋孔６０ｂとは異なり、鉄製部材６０をメインケース２Ａに固定するためのものである。また、鉄製部材６０は、減速プラネタリギヤ４０を構成するリングギヤＲ３が形成されたリングギヤ部材４６と溶接により一体に構成されている。具体的には、リングギヤ部材４６から鉄製部材６０の側に延在する鉄製部材連結部４６ａが鉄製部材６０に溶接されることにより、鉄製部材６０とリングギヤ部材４６とが一体に構成されている。
【００８４】
また、固定ボルト９２は、ハブベアリング５２を着脱する際には取り外すことがないため、固定ボルト９２が螺合するメインケース２Ａの螺旋孔２Ａｆは、ハブベアリング５２の着脱に関わる耐久性が問われることがない。
【００８５】
また、第１の実施の形態と同様に、鉄製部材６０は、出力軸５０の大径部５０ｃの外周に対向配置される環状の対向部６０ｄを有している。そして、出力軸５０の大径部５０ｃの外周面と、上記鉄製部材６０の対向部６０ｄの内周面との間には、シールリング５５（シール部材）が配設されており、出力軸５０の大径部５０ｃの外周面と鉄製部材６０の内周面との間が該シールリング５５によりシールされることで、ケース２の密封性の確保、及び外部からの異物侵入の防止が図られている。
【００８６】
また、本実施の形態では、鉄製部材６０は、サスペンション装置の一部を構成するアーム部材９０に接続される接続部６１を有しており、該接続部６１には、アーム部材９０の先端に設けられたボールジョイント９１のボールスタッド９１ｂが嵌合される嵌合孔６１ａが形成されている。該接続部６１は、鉄製部材６０の一部をアーム状に延在させてなり、鉄製部材６０と一体構成されている。なお、鉄製部材６０の接続部６１は、アーム状に延在した形状に限られるものではなく、サスペンション装置と接続可能な形状であればよい。
【００８７】
また、アーム部材９０は、例えば、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置のロアアームとして構成されたものであるが、これ以外に、アッパーアームとして構成されたもの、または、マクファーソンストラット形式等の他の懸架形式のサスペンション装置の一部を構成するものであってもよい。
【００８８】
ボールジョイント９１は、先細り円筒状のボールスタッド９１ｂと、ボールスタッド９１ｂの一端部に一体に形成されたボール９１ａと、ボール９１ａを収容するジョイントケース９１ｃと、ジョイントケース９１ｃと接続部６１との隙間を覆って封止するブーツ９１ｄと、ボールスタッド９１ｂの他端部に螺合されるナット９１ｅと、を有しており、ナット９１ｅによって接続部６１をボールジョイント９１に結合している。
【００８９】
以上説明したように、本インホイールモータ駆動装置１によると、鉄製部材６０が、ケース２に対して外部に露出するよう外側に固定されたので、鉄製部材６０とケース２との固定を着脱が容易なボルト締結により行うことが可能となり、鉄製部材６０とケース２との固定構造を簡単にすることができる。
【００９０】
また、本インホイールモータ駆動装置１によると、鉄製部材６０が、サスペンション装置の一部であるアーム部材９０に接続される接続部６１を有するので、強度に優れた鉄材料により接続部６１を構成することが可能となり、アーム部材９０に接続部６１で接続された鉄製部材６０が、十分な耐久性を持ちながら車両重量を受け止めることが可能となる。
【００９１】
なお、以上説明した第１及び第２の本実施の形態においては、図１のように、モータ３と減速プラネタリギヤ４０とが同軸上に配置された同軸配置の構成において鉄製部材６０をケース２の内側に配置及び固定したもの、及び、図２のように、モータ３と減速プラネタリギヤ４０とが異なる軸上に配置された２軸配置の構成において鉄製部材６０をケース２の外側に配置及び固定したもの、をそれぞれ例示したが、これに限らず、モータ３と減速プラネタリギヤ４０とが同軸上に配置された同軸配置の構成において鉄製部材６０をケース２の外側に配置及び固定したもの、または、モータ３と減速プラネタリギヤ４０とが異なる軸上に配置された２軸配置の構成において鉄製部材６０をケース２の内側に配置及び固定したもの、であってもよい。すなわち、ケース２内でのモータ３と減速プラネタリギヤ４０との配置はどのようなものであってもよい。
【００９２】
また、第１及び第２の本実施の形態においては、鉄製部材６０が溶接によりリングギヤ部材４５，４６と一体に構成されているが、これに限らず、鉄製部材６０とリングギヤ部材４５，４６とを炭素鋼等の鉄材料を鋳造することにより一体成型してもよい。
【００９３】
また、第１の実施の形態では、鉄製部材６０の位置決めのために、位置決めボルト７１をベアリング支持部２Ａａのボルト挿通孔２Ａｅに挿通して鉄製部材６０の螺旋孔６０ｂに螺合する態様の位置決め手段を例示したが、位置決め手段としては、鉄製部材６０がケース２に対してスプライン嵌合により位置決めされる構成、または、キーとキー溝との嵌合により位置決めされる構成を用いてもよく、鉄製部材６０がボルト締結される位置に位置決めされるものであればよい。
【００９４】
また、第１の実施の形態のように、ケース２の内部に鉄製部材６０を配置すると共に鉄製部材６０が接続部６１を備えていない構成の場合には、ケース２に直接的にサスペンション装置のアーム部材９０を接続させてもよいが、この場合は、特に車軸懸架式サスペンションの一種であるトーションビーム式（アクスルビーム式ともいう）サスペンションの取付アームとして第２の実施の形態のアーム部材９０を構成し、このような構成のアーム部材９０にケース２が面接触で接続するように構成するものが好ましい。
【００９５】
また、第１及び第２の本実施の形態においては、モータ３をＩＰＭモータで構成したものを説明したが、これに限らず、ＳＰＭモータやリラクタンスモータなどを用いても構わず、つまりモータ３はどのような種類のモータであっても構わない。
【００９６】
また、第１及び第２の本実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１は、基本的に車両進行方向に対する左側の車輪に搭載されるものとなるが、当然に左右車輪にそれぞれ搭載されるべきものであり、右側の車輪に搭載されるインホイールモータ駆動装置１は、図１、図２で左右方向を逆（鏡面に写した形）にした構成となる。
【符号の説明】
【００９７】
１    インホイールモータ駆動装置
２    ケース部材（ケース）
２Ａ    メインケース（ケース）
２Ａｅ    位置決め手段（ボルト挿通孔）
２Ａｄ    ボルト挿通孔
２Ｂ    ケースカバー（ケース）
３    回転電機（モータ）
４０    プラネタリギヤ機構（減速プラネタリギヤ）
４５    リングギヤ（リングギヤ部材）
４６    リングギヤ（リングギヤ部材）
５０    出力軸
５１    ホイールハブ
５２    軸受部材（ハブベアリング）
５２ａ    アウターレース
５２ｅ    ボルト挿通孔
５５    シール部材（シールリング）
６０    鉄製部材
６０ａ    螺旋孔
６０ｂ    位置決め手段（螺旋孔）
６０ｄ  対向部
６１    接続部
７０    ボルト
７１    位置決め手段（ボルト）
９０    サスペンション装置（アーム部材）
Ｓ１、Ｓ３    サンギヤ
Ｐ２、Ｐ３    ピニオンギヤ
ＣＲ２、ＣＲ３    キャリヤ
【図１】
2014198516.tif 000003
【図２】
2014198516.tif 000004