(57)【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遊星歯車減速機と、
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、前記遊星歯車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前記車輪用軸受装置の外方部材が嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、
前記入力軸が前記遊星歯車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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体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、
前記内輪の大端面が、前記遊星歯車減速機を構成するピニオンピンの挿入孔に重合するように前記遊星歯車減速機を構成する出力部材の保持部の側面と突き合わせ状態で当接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】
前記遊星歯車減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪に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ピニオンギヤを保持する前記保持部とを備え、前記一対の転がり軸受が前記出力部材によって支持されると共に、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り、前記一対のフランジに前記ピニオンピンが固定され、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３】
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、一対の転がり軸受によって支持されている請求項１または２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５】
前記外方部材が前記ハウジングの前端部に弾性部材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６】
前記複列の転動体のうち一方の転動体のピッチ円直径が他方の転動体のピッチ円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７】
前記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６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】
前記一方の転動体の個数が他方の転動体の個数よりも多く設定されている請求項６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９】
前記転動体がセラミックで形成されている請求項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た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。
【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１１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、偏心軸１１０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、車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ軽量・コンパクト化すると共に、入力軸の回転精度およびこの入力軸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遊星歯車減速機と、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、前記遊星歯車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前記車輪用軸受装置の外方部材が嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記遊星歯車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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体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、前記内輪の大端面が、前記遊星歯車減速機を構成するピニオンピンの挿入孔に重合するように前記遊星歯車減速機を構成する出力部材の保持部の側面と突き合わせ状態で当接されている。
【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遊星歯車減速機と、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、遊星歯車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車輪用軸受装置の外方部材が嵌合され、固定ボルトによって前端部に締結されると共に、入力軸が遊星歯車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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体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、内輪の大端面が、遊星歯車減速機を構成するピニオンピンの挿入孔に重合するように遊星歯車減速機を構成する出力部材の保持部の側面と突き合わせ状態で当接されているので、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、車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ有効にスペースを利用し、軸方向スペースを短縮することができると共に、入力軸の回転精度およびこの入力軸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。
【００１８】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記遊星歯車減速機を構成する出力部材が、外周に前記ハブ輪に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ピニオンギヤを保持する前記保持部とを備え、前記一対の転がり軸受が前記出力部材によって支持されると共に、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り、前記一対のフランジに前記ピニオンピンが固定され、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。
【００１９】
また、請求項３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、一対の転がり軸受に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。
【００２０】
また、請求項４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。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記外方部材が前記ハウジングの前端部に弾性部材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と共に、減速機内の潤滑油の外部への漏洩を防止することができる。
【００２２】
また、請求項６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ピッチ円直径が他方の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定されていれば、有効に軸受スペースを活用して軸受の長寿命化を図ることができる。また、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、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。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のように、前記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、軸受寿命を増大させることができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明のように、前記一方の転動体の個数が他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、軸受の高剛性化を図ることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明のように、前記転動体がセラミックで形成されていれば、軽量化、高剛性化と耐摩耗性の向上を図ることができると共に、外方部材の外側転走面および内輪の内側転走面とそれぞれと接触する部分の接触楕円の面積が小さくなり、転動体が各転走面との間を転動する際に生じるトルク損失および動摩擦を抑制することができ、軸受の回転トルクの低減が可能となる。
【００２６】
また、請求項１０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た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】
【００２７】
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遊星歯車減速機と、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、前記遊星歯車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前記車輪用軸受装置の外方部材が嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記遊星歯車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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体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、前記内輪の大端面が、前記遊星歯車減速機を構成するピニオンピンの挿入孔に重合するように前記遊星歯車減速機を構成する出力部材の保持部の側面と突き合わせ状態で当接されているので、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、車輪用軸受装置の剛性を確保しつつ有効にスペースを利用し、軸方向スペースを短縮することができると共に、入力軸の回転精度およびこの入力軸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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】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２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】図６の減速機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変形例を示す要部拡大図である。
【図９】図８の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図１０】図９の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図１１】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】
【００２９】
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遊星歯車減速機と、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、前記遊星歯車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前記車輪用軸受装置の外方部材が嵌合され、固定ボルトによって前記前端部に締結されると共に、前記入力軸が前記遊星歯車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、外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端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、前記遊星歯車減速機が、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ピニオンピンを介して等配置されたピニオンギヤとからなる遊星ギヤで構成され、当該遊星歯車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、前記一対の転がり軸受が前記出力部材によって支持されると共に、前記内輪の大端面が、前記ピニオンピンの挿入孔に重合するように前記出力部材の保持部の側面と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】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ハウジング４は、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、この開口部９に車輪用軸受装置１の外方部材１７が嵌合され、車体取付フランジ１７ｂが固定ボルト１７ｃによって前端部８に締結されている。
【００３３】
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４１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。
【００３４】
車輪用軸受装置１は駆動輪用の第３世代と称され、図２（ａ）に拡大して示すように、ハブ輪１３と、このハブ輪１３に圧入された内輪１４とからなる内方部材１５と、この内方部材１５に複列の転動体（ボール）１６、１６を介して外挿された外方部材１７とを備えている。
【００３５】
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１８を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面１３ａと、この内側転走面１３ａから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。内輪１４は、外周に他方（インナー側）の内側転走面１４ａが形成され、ハブ輪１３の小径段部１３ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。また、車輪取付フランジ１８の周方向等配位置にハブボルト１８ａが植設されている。
【００３６】
ハブ輪１３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１３ａをはじめ、後述するシール２０のシールランド部となる車輪取付フランジ１８のインナー側の基部１８ｂから小径段部１３ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。一方、内輪１４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。
【００３７】
外方部材１７は、外周にハウジング４の前端部８に固定ボルト１７ｃを介して取り付けられる車体取付フランジ１７ｂを一体に有し、内周に内方部材１５の内側転走面１３ａ、１４ａに対向する複列の外側転走面１７ａ、１７ａが一体に形成されている。これら両転走面１７ａ、１３ａおよび１７ａ、１４ａ間には保持器１９に複列の転動体１６、１６が転動自在に収容されている。
【００３８】
外方部材１７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１７ａ、１７ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００３９】
本実施形態では、転動体１６は窒化珪素からなるセラミックで形成されている。転動体１６が鋼と比較してヤング率が略１．５倍のセラミックスからなるため、荷重負荷による変形量が小さくなる。このため、高剛性化を図ることができると共に、外方部材１７の外側転走面１７ａおよび内輪１４の内側転走面１４ａとそれぞれと接触する部分の接触楕円の面積が小さくなり、転動体１６が各転走面との間を転動する際に生じるトルク損失（ヒステリシス損失）および動摩擦を抑制することができ、軸受の回転トルクの低減が可能となる。
【００４０】
また、外方部材１７と内方部材１５との間に形成される環状空間の開口部にシール２０、２１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。
【００４１】
アウター側のシール２０は、図２（ｂ）に拡大して示すように、外方部材１７に内嵌された芯金２２と、この芯金２２に接合されたシール部材２３とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２２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、外方部材１７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。
【００４２】
一方、シール部材２３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２２に一体に接合されている。このシール部材２３は、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ２３ａと、このサイドリップ２３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ２３ｂ、および軸受内方側（インナー側）に傾斜して延びるグリースリップ２３ｃを一体に有している。
【００４３】
車輪取付フランジ１８のインナー側の基部１８ｂは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部１８ｂにサイドリップ２３ａとダストリップ２３ｂが所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ２３ｃが所定の径方向シメシロを介して摺接されている。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。
【００４４】
インナー側のシール２１は、図２（ｃ）に拡大して示すように、外方部材１７に内嵌された芯金２４と、この芯金２４に接合されたシール部材２５とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２４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、外方部材１７のインナ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。
【００４５】
一方、シール部材２５はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２４に一体に接合されている。このシール部材２５は、内輪１４の外径面に摺接される主リップ２５ａ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２５ｂを一体に有し、主リップ２５ａ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２５ｃが外嵌されている。ここでは、シール部材２５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２５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。
【００４６】
なお、ここでは、車輪用軸受装置１として第３世代構造を例示したが、本発明はこれに限らず、ハブ輪に複列アンギュラ玉軸受等からなる軸受が外嵌された第１世代構造や、内方部材がハブ輪に外嵌された一対の内輪からなる第２世代構造であっても良い。また、転動体１６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装置を例示したが、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。
【００４７】
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２６、このサンギヤ２６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２７ａを介して固定されたリングギヤ２７、これらリングギヤ２７とサンギヤ２６の間に周方向に等間隔をおいて配置されたピニオンギヤ２８とによって構成されている。ピニオンギヤ２８は、針状ころ軸受２９を介してピニオンピン３０によって支持されている。
【００４８】
出力部材６は、アウター側の端部に結合軸部３１を一体に備えている。この結合軸部３１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）３１ａと、このセレーション３１ａの端部に雄ねじ３１ｂが形成され、固定ナット３２によって締結されている。
【００４９】
結合軸部３１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３３が形成され、この環状基部３３から径方向外方に一対のフランジ３４、３５が突設されている。これら一対のフランジ３４、３５は、ピニオンギヤ２８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３４、３５の相互を軸方向に連結するためのブリッジ３６が周方向等配位置に設けられている。これら一対のフランジ３４、３５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。
【００５０】
ブリッジ３６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４２の回転精度を向上させることができる。
【００５１】
一対のフランジ３４、３５のうちインナー側のフランジ３５の端面には、結合軸部３１と同軸状の軸孔３７が形成されている。この軸孔３７は環状基部３３に達する深さを有している。そして、この軸孔３７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３９、３９によって支持されている。
【００５２】
一対のフランジ３４、３５とブリッジ３６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２８が収容されると共に、ピニオンピン３０を介して一対のフランジ３４、３５に一体結合されている。ピニオンピン３０の端部には、径方向に貫通する係止孔３０ａが形成され、インナー側のフランジ３５に形成されたねじ孔３５ａ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。
【００５３】
各ピニオンギヤ２８の両側面と一対のフランジ３４、３５との間に、ピニオンギヤ２８の円滑な回転を確保するためにスラスト板３８、３８が介装されている。また、一対のフランジ３４、３５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３９、３９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３９、３９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３９、３９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。
【００５４】
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４０と、ロータ支持部材４１によって取り付けられたロータ４２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。
【００５５】
ロータ支持部材４１は、ロータ４２の内径部に嵌合された円筒支持部４１ａと、この円筒支持部４１ａから隔壁１２に沿って径方向内方に延びる円板部４１ｂと、この円板部４１ｂの内端部に形成された円筒固定部４１ｃを備えている。ロータ支持部材４１は、円筒固定部４１ｃに係止されたキー４１ｄを介して入力軸５に固定されている。
【００５６】
隔壁部材１０のセンター孔１１とロータ支持部材４１の円筒固定部４１ｃとの間に形成される環状空間にはオイルシール４３が装着されている。このオイルシール４３は、図３（ｂ）に拡大して示すように、芯金４４と、この芯金４４に接合されたシール部材４５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４４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。
【００５７】
一方、シール部材４５はＡＣＭ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金４４に一体に接合されている。このシール部材４５は、円筒固定部４１ｃの外径面に摺接される主リップ４５ａと、インナー側に傾斜して延びる副リップ４５ｂを一体に有し、主リップ４５ａ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４５ｃが外嵌されている。このオイルシール４３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４２の回転の妨げとなることが回避される。なお、シール部材４５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。
【００５８】
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４６を介して装着されるカバー４７によって閉塞されている。このＯリング４６はＡＣＭ等の合成ゴムからなる。
【００５９】
カバー４７の中心部には回転センサー４８が配設されている。この回転センサー４８はレゾルバであり、そのセンサーステータ４８ａがカバー４７に固定され、センサーロータ４８ｂが入力軸５に取り付けられている。
【００６０】
このセンサーステータ４８ａ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４８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４８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。
【００６１】
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３１と、この結合軸部３１のインナー側に大径に形成された環状基部３３と、この環状基部３３から径方向外方に突設された一対のフランジ３４、３５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３３がＡＣＭ等の合成ゴムからなるＯリング４９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３４、３５と、これら一対のフランジ３４、３５の相互を軸方向に連結するブリッジ３６からなる保持部５０の側面５０ａが内輪１４の大端面１４ｂに突き合わせ状態で当接されている。具体的には、内輪１４の大端面１４ｂが、ピニオンピン３０の挿入孔に重合するように出力部材６の保持部５０の側面５０ａと突き合わせ状態で当接されている。これにより、従来の装置に比べ、内輪１４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有効にスペースを利用し、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。
【００６２】
なお、ピニオンギヤ２８を支持するピニオンピン３０がフランジ３４の端面から突出しないように同一面か、僅かに凹んだ状態で嵌挿されている。これにより、内輪１４と大端面１４ｂと保持部５０の側面５０ａ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。
【００６３】
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２１が内輪１４の外径に摺接されているため、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２１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。
【００６４】
さらに、出力部材６の環状基部３３がＯリング４９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、外方部材１７がＯリング５１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Ｏリング４９、５１はＡＣＭ等の合成ゴムで構成されている。
【００６５】
なお、図５に示すように、出力部材６の環状基部３３の角部とハブ輪１３の小径段部１３ｂの端部との間にＯリング４９を介装しても良い。これにより、環状基部３３の外周面にＯリング４９を装着する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。
【００６６】
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。
【００６７】
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４２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２６が入力軸５と一体に回転すると、ピニオンギヤ２８が自転しつつ公転する。この公転速度でピニオンギヤ２８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３１と一体に車輪用軸受装置１の内方部材１５が回転され、ハブ輪１３に取り付けられた車輪が駆動される。
【００６８】
入力軸５は、ピニオンギヤ２８の両側において、それぞれ一対の転がり軸受３９、３９によって支持されて回転する。これらの転がり軸受３９、３９は、いずれも出力部材６と一体のフランジ３４、３５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３９、３９に同時に同様の態様で負荷され、いずれの転がり軸受３９、３９も偏荷重が作用するのを回避できる。
【００６９】
また、ピニオンギヤ２８のピニオンピン３０は、その両端部が一対のフランジ３４、３５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２８とリングギヤ２７およびサンギヤ２６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。
【実施例２】
【００７０】
図６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２の実施形態を示す縦断面図、図７は、図６の減速機の変形例を示す要部拡大図、図８は、図６の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図、図９は、図８の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図、図１０は、図９の車輪用軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。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とハウジング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。
【００７１】
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５２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５３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５２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。
【００７２】
ハウジング５３は、円筒部７と、そのアウター側の端部に前端部５４を備え、中心部が開放され、この開口部５５に車輪用軸受装置５２の外方部材５６が嵌合され、車体取付フランジ５６ａが固定ボルト１７ｃによって前端部５４に締結されている。
【００７３】
ハウジング５３の前端部５４の内側に、開口部５５と同軸状に隔壁基部５４ａが形成され、さらにこの隔壁基部５４ａにカップ状の隔壁部材１０が一体に形成されている。これにより、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。また、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がロータ支持部材４１の支持円筒部４１ｃの外径面に環状空間を介して臨んでいる。隔壁基部５４ａと、この隔壁基部５４ａに一体に形成された隔壁部材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５３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。
【００７４】
車輪用軸受装置５２は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１３と、このハブ輪１３に圧入された内輪１４とからなる内方部材１５と、この内方部材１５に複列の転動体１６、１６を介して外挿された外方部材５６とを備えている。
【００７５】
外方部材５６は、外周にハウジング５３の前端部５４に固定ボルト１７ｃを介して取り付けられる車体取付フランジ５６ａを一体に有し、内周に複列の外側転走面１７ａ、１７ａが一体に形成されている。この外方部材５６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１７ａ、１７ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００７６】
また、外方部材５６と内方部材１５との間に形成される環状空間の開口部にシール２０、２１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。
【００７７】
本実施形態では、減速機３は遊星ギヤ形式のものであり、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２６、このサンギヤ２６の外周において、隔壁基部５４ａ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（図示せず）および止め輪５７で固定されたリングギヤ２７、これらリングギヤ２７とサンギヤ２６の間に周方向に等間隔をおいて配置されたピニオンギヤ２８とによって構成されている。
【００７８】
ここで、車輪用軸受装置５２を構成する外方部材５６は、前述した実施形態のものと異なり、車体取付フランジ５６ａが径方向外方に大径化され、その外径部にパイロット部５８が形成されている。このパイロット部５８の外径ｄ０は、ハウジング５３における前端部５４の隔壁基部５４ａの内径ｄ１またはリングギヤ２７の外径よりも大径に設定されている。そして、このパイロット部５８にハウジング５３の前端部５４の開口部５５がＯリング５１を介して嵌合されている。これにより、車両のアウター側から減速機３のリングギヤ２７を組み立てる場合、必要となるギヤ油浴槽の蓋が不要となって部品点数の削減ができ、作業効率の向上と低コスト化が可能となるだけでなく、軸方向のスペースが短縮できる。
【００７９】
図７に、図６の減速機３の変形例を示す。前述した実施形態と同様、車体取付フランジ５６ａの外径部にパイロット部５８が形成され、このパイロット部５８にハウジング５３の前端部５４の開口部５５がＯリング５１を介して嵌合されている。そして、リングギヤ２７の抜け止め用の止め輪５７が廃止され、外方部材５６の車体取付フランジ５６ａのインナー側の側面５９にリングギヤ２７が当接されている。これにより、リングギヤ２７またはピニオンギヤ２８に捩り角を付けた場合、リングギヤ２７がそのスラスト分力によって抜け出してくるところ、車体取付フランジ５６ａの側面５９によってリングギヤ２７の抜け出しを防止することができる。したがって、組立時に、車体取付フランジ５６ａの側面５９がリングギヤ２７に必ずしも当接していなくても良く、僅かなすきまを介して対峙させていても良い。
【００８０】
図８は、図６の車輪用軸受装置５２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。
【００８１】
車輪用軸受装置６０は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１３と、このハブ輪１３に圧入された内輪６１とからなる内方部材６２と、この内方部材６２に複列の転動体１６、１６ａを介して外挿された外方部材６３とを備えている。
【００８２】
ハブ輪１３は、アウター側の端部に車輪取付フランジ１８を一体に有し、外周に一方の内側転走面１３ａと、この内側転走面１３ａから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。内輪６１は、外周に他方の内側転走面６１ａが形成され、ハブ輪１３の小径段部１３ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。この内輪６１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。
【００８３】
外方部材６３は、外周にハウジング５３の前端部５４に固定ボルト１７ｃを介して取り付けられる車体取付フランジ５６ａを一体に有し、内周に内方部材６２の内側転走面１３ａ、６１ａに対向する複列の外側転走面１７ａ、６３ａが一体に形成されている。これら両転走面１７ａ、１３ａおよび６３ａ、６１ａ間には保持器１９、１９ａに複列の転動体１６、１６ａが転動自在に収容されている。
【００８４】
外方部材６３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１７ａ、６３ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００８５】
また、外方部材６３と内方部材６２との間に形成される環状空間の開口部にシール２０、２１’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。なお、インナー側のシール２１’は、基本的には前述したシール２１を大径にしただけで、内部構造等の仕様は同様である。
【００８６】
ここで、本実施形態では、複列の転動体１６、１６ａのうちインナー側の転動体１６ａのピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定されている（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）。そして、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、左右の転動体１６、１６ａの個数は同じであるが、インナー側の転動体１６ａの直径ｄｉがアウター側の転動体１６の直径ｄｏよりも大径に設定されている。
【００８７】
こうした構成の車輪用軸受装置６０では、インナー側の転動体１６ａのピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｏをよりも大径に設定され、その分、転動体１６、１６ａの個数は同じであるが、インナー側の転動体１６ａの直径ｄｉがアウター側の転動体１６の直径ｄｏよりも大径に設定されているため、有効に軸受スペースを活用してアウター側に比べインナー側の軸受寿命を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。また、内輪６１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６０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。
【００８８】
図９は、図８の車輪用軸受装置６０の変形例である。車輪用軸受装置６４は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１３と、このハブ輪１３に圧入された内輪６５とからなる内方部材６６と、この内方部材６６に複列の転動体１６、１６を介して外挿された外方部材６７とを備えている。
【００８９】
ハブ輪１３は、アウター側の端部に車輪取付フランジ１８を一体に有し、外周に一方の内側転走面１３ａと、この内側転走面１３ａから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。内輪６５は、外周に他方の内側転走面６５ａが形成され、ハブ輪１３の小径段部１３ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。この内輪６５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。
【００９０】
外方部材６７は、外周にハウジング５３の前端部５４に固定ボルト１７ｃを介して取り付けられる車体取付フランジ５６ａを一体に有し、内周に内方部材６６の内側転走面１３ａ、６５ａに対向する複列の外側転走面１７ａ、６７ａが一体に形成されている。これら両転走面１７ａ、１３ａおよび６７ａ、６５ａ間には保持器１９、１９ｂに複列の転動体１６、１６が転動自在に収容されている。
【００９１】
外方部材６７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１７ａ、６７ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００９２】
また、外方部材６７と内方部材６６との間に形成される環状空間の開口部にシール２０、２１’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。
【００９３】
ここで、本実施形態では、複列の転動体１６、１６のうちインナー側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｏよりも大径に設定されている（ＰＣＤｉ＞ＰＣＤｏ）。そして、このピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いにより、左右の転動体１６、１６のサイズは同じであるが、インナー側の転動体１６の個数がアウター側の転動体１６の個数よりも多く設定されている。
【００９４】
こうした構成の車輪用軸受装置６４では、インナー側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｉがアウター側の転動体１６のピッチ円直径ＰＣＤｏをよりも大径に設定され、その分、転動体１６、１６のサイズは同じであるが、インナー側の転動体１６の個数がアウター側の転動体１６の個数よりも多く設定されているため、有効に軸受スペースを活用して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、軸受の高剛性化を図ることができる。
【００９５】
図１０は、図９の車輪用軸受装置６４の変形例である。車輪用軸受装置６８は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪６９と、このハブ輪６９に圧入された内輪６５とからなる内方部材７０と、この内方部材７０に複列の転動体１６、１６を介して外挿された外方部材６７とを備えている。
【００９６】
ハブ輪６９は、アウター側の端部に車輪取付フランジ１８を一体に有し、外周に一方の内側転走面１３ａと、この内側転走面１３ａから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６９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１３ａをはじめ、車輪取付フランジ１８のインナー側の基部１８ｂから小径段部１３ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００９７】
ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ１８の周方向等配位置にホイールボルト７１が締結されるボルト孔７１ａが形成されている。そして、ハブ輪６９の車輪取付フランジ１８にブレーキロータ７２およびホイール７３を装着した後にホイールボルト７１によって固定されている。これにより、ホイールボルト７１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１８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。
【００９８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
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、回転側部材となる内方部材と、固定側部材となる外方部材を備えた第１世代乃至第３世代構造に適用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１、５２、６０、６４、６８  車輪用軸受装置
２  モータ
３  減速機
４、５３  ハウジング
５  入力軸
６  出力部材
７  円筒部
８、５４  ハウジングの前端部
８ａ、５４ａ  隔壁基部
９、５５  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、１２’  隔壁
１３、６９  ハブ輪
１３ａ、１４ａ、６１ａ、６５ａ  内側転走面
１３ｂ  小径段部
１３ｃ、３１ａ  セレーション
１４、６１、６５  内輪
１４ｂ  大端面
１５、６２、６６、７０  内方部材
１６、１６ａ  転動体
１７、５６、６３、６７  外方部材
１７ａ、６３ａ、６７ａ  外側転走面
１７ｂ、５６ａ  車体取付フランジ
１７ｃ  固定ボルト
１８  車輪取付フランジ
１８ａ  ハブボルト
１８ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
１９、１９ａ、１９ｂ  保持器
２０  アウター側のシール
２１、２１’  インナー側のシール
２２、２４、４４  芯金
２３、２５、４５  シール部材
２３ａ  サイドリップ
２３ｂ  ダストリップ
２３ｃ、２５ｂ  グリースリップ
２５ａ、４５ａ  主リップ
２５ｃ、４５ｃ  ガータースプリング
２６  サンギヤ
２７  リングギヤ
２７ａ  ノックピン
２８  ピニオンギヤ
２９  針状ころ軸受
３０  ピニオンピン
３０ａ  係止孔
３１  結合軸部
３１ｂ  雄ねじ
３２  固定ナット
３３  環状基部
３４、３５  フランジ
３５ａ  ねじ孔
３６  ブリッジ
３７  軸孔
３８  スラスト板
３９  転がり軸受
４０  ステータ
４１  ロータ支持部材
４１ａ  円筒支持部
４１ｂ  円板部
４１ｃ  円筒固定部
４１ｄ  キー
４２  ロータ
４３  オイルシール
４５ｂ  副リップ
４６、４９、５１  Ｏリング
４７  カバー
４８  回転センサー
４８ａ  センサーステータ
４８ｂ  センサーロータ
５０  保持部
５０ａ  保持部の側面
５７  止め輪
５８  外方部材のパイロット部
５９  車体取付フランジのインナー側の側面
７１  ホイールボルト
７１ａ  ボルト孔
７２  ブレーキロータ
７３  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
ｄ０  外方部材のパイロット部の外径
ｄ１  ハウジングの隔壁基部の内径
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
ＰＣＤｉ  インナー側の転動体のピッチ円直径
ＰＣＤｏ  アウター側の転動体のピッチ円直径
【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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