(57)【要約】【課題】コンパクトで大きな減速比が得られ、かつ、振動にも強い減速機構と当該減速機構のコンパクトな配置構造を有するインホイールモータ駆動装置を提供することである。【解決手段】電動モータ１の回転軸２と車輪のハブ２１とを連結する減速機を、電動モータ１の回転軸２の２つの偏心部２ａ、２ｂに装着した２枚の曲線板１２ａ、１２ｂの偏心運動を、回転運動としてハブ２１に伝達するサイクロ減速機１１とすることにより、コンパクトで大きな減速比が得られ、かつ、振動にも強いものとした。【選択図】図１
2006258289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと車両の車輪軸受との間に減速機構を介在したインホイールモータ駆動装置であって、
前記電動モータの出力部にサイクロイド減速機構の偏心部を形成し、前記偏心部に曲線板を装着し、前記曲線板の偏心運動を車輪軸受へ回転運動として伝達する構成とし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】
前記曲線板を複数枚装着し、これらの複数枚の曲線板を、互いに偏心運動を打ち消す位相で装着した請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電動モータの出力軸に、前記曲線板の偏心運動を打ち消す位相でカウンタウェイトを装着した請求項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】
前記サイクロ減速機の曲線板の外周を案内する複数の外ピンと、前記曲線板の内部に設けた複数の貫通孔に嵌挿係合される複数の内ピンとに軸受を嵌着し、これらの軸受の外輪を、それぞれ前記曲線板の外周と前記各貫通孔の内周とに転接させるようにした請求項１乃至３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５】
前記車両が電気自動車である請求項１乃至４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６】
電動モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、
前記電動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、
前記電動モータ側回転部材は偏心部を有し、
前記減速部は、
前記偏心部に回転自在に保持されて、前記電動モータ側回転部材の回転に伴ってその回転軸心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公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記公転部材の自転運動を、前記電動モータ側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを含む、インホイールモータ駆動装置。
【請求項７】
前記公転部材は、その外周部に複数の波形を有し、
前記外周係合部材は、前記公転部材の公転軌道上に配置された複数の外ピンを有する、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】
前記外ピンは、前記公転部材の外周部に当接する転がり軸受を含む、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】
前記電動モータ側回転部材の偏心部は、偏心運動による遠心力を互いに打消し合う位相で配置された第１偏心部と、第２偏心部とを含み、
前記公転部材は、前記第１偏心部に回転自在に保持された第１公転部材と、前記第１公転部材と同じ外周形状を有して前記第２偏心部に回転自在に保持された第２公転部材とを含む、請求項６〜８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１０】
前記公転部材の偏心運動による慣性モーメントを打消す位相で前記電動モータ側回転部材に装着したカウンタウェイトをさらに備える、請求項６〜９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１１】
前記運動変換機構は、前記公転部材と前記車輪側回転部材のうちの一方に設けられた内ピンと、前記公転部材と前記車輪側回転部材のうちの他方に形成され、前記内ピンの外径より所定分だけ径が大きい前記内ピンを受入れる穴とを有する、請求項６〜１０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１２】
前記穴は、前記公転部材に設けられ、
前記内ピンは、前記車輪側回転部材に保持されている、請求項１１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記穴は、前記公転部材の自転軸心中心とする円周軌道上に複数個設けられ、
前記内ピンは、前記車輪側回転部材の回転軸心を中心とする円周軌道上に複数個設けられている、請求項１２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項１４】
前記内ピンは、前記穴の壁面に当接する転がり軸受を含む、請求項１１〜１３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１５】
前記車輪ハブの外周には、軸方向に間隔を空けて複列の内輪軌道面が形成され、前記車輪ハブの径方向外側に前記車輪ハブと同軸に配置され、前記複列の内輪軌道面に各々対向するよう複列の外輪軌道面が形成された外方部材と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動可能に収容された転動体とを備える車輪ハブ軸受が設けられた、請求項６〜１４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、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して同軸上に連結したインホイールモータ駆動装置に関する。
【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２００５−７９１４号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されているインホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させるモータと、タイヤを接続するホイールハブと、モータおよびホイールハブの間に、モータの回転を減速してタイヤに伝達する減速機とを備える。この減速機は、歯数の異なる複数の歯車を組み合わせてなる平行軸歯車機構を採用している。
【０００３】
このような電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して連結したインホイールモータ駆動装置は、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るので、車両の軽量化やコンパクト化等の面から注目されている。しかしながら、車両のばね下に取り付けられるインホイールモータ駆動装置は、ばね下重量の増加によって乗り心地が悪くなる難点があり、未だ実用化には至っていない。
【０００４】
電動モータの出力トルクとモータ容積（重量）はほぼ比例関係にあり、小さなモータ容積で車両の車輪を駆動するのに足る大きな出力を得るためには、高速回転化が避けられず、電動モータの出力軸とハブとの間に減速機を組み込む必要がある。このため、組み込む減速機の重量が大きくなっては意味がないので、インホイールモータ駆動装置では、コンパクトで大きな減速比の得られる減速機構と当該減速機構のコンパクトな配置構造が求められている。
【０００５】
また、電気自動車用減速装置として、電動モータの出力軸と車輪のハブとの間に減速機として遊星歯車減速機を組み込んだものがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載されたものは、電動モータと減速機がばね下に取り付けられるインホイールモータ駆動装置ではないが、遊星歯車減速機を２段に設け、２段目の遊星歯車減速機からの出力をドライブシャフトを介してばね下の左右の車輪に分配している。
【特許文献１】特開２００５−７９１４号公報
【特許文献２】特開平５−３３２４０１号公報（第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の各公報に記載された減速機に採用されている平行軸歯車機構や遊星歯車機構の減速比は、歯車の強度等の観点から前者が１／２〜１／３、後者が１／３〜１／６程度に設定されるのが一般的である。これは、インホイールモータ駆動装置に搭載する減速機の減速比としては不十分であり、十分な減速比を得るためには、減速機を多段構成とする必要がある。これは、減速機の重量およびサイズの増大を招き、コンパクト化が必要なインホイールモータ駆動装置には不適切である。
【０００７】
また、特許文献２に記載された遊星歯車減速機は平行軸歯車と比較すると大きな減速比を得ることができるが、遊星歯車減速機はサンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤおよびピニオンギヤのキャリヤとで構成されるので、部品点数が多くコンパクト化が難しい問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、コンパクトで大きな減速比が得られる減速機構と当該減速機構のコンパクトな配置構造を有す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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係るインホイールモータ駆動装置は、電動モータと車両の車輪軸受との間に減速機構を介在したインホイールモータ駆動装置であって、電動モータの出力部にサイクロイド減速機構の偏心部を形成し、偏心部に曲線板を装着し、曲線板の偏心運動を車輪軸受へ回転運動として伝達する構成とした。
【００１０】
すなわち、減速機を、電動モータの出力軸の偏心部に装着した曲線板の偏心運動を回転運動としてハブに伝達するサイクロ減速機とすることにより、コンパクトで大きな減速比が得られる減速機構と当該減速機構のコンパクトな配置構造を有するインホイールモータ駆動装置を提供できるようにした。
【００１１】
前記サイクロ減速機は、外形がなだらかな波状のトロコイド系曲線で形成された曲線板の偏心運動を、その外周に同心円上に固定した複数の外ピンで案内するとともに、回転運動を伝達される出力部材に同心円上に取り付けた複数の内ピンを、曲線板の内部に同心円上に設けた複数の貫通孔に嵌挿係合して、この内ピンと貫通孔の係合によって曲線板の偏心運動を出力部材に回転運動として伝達するものであり、部品点数が少なくコンパクトに設計でき、１段で１／１０以上の大きな減速比を得ることができる。
【００１２】
前記曲線板を複数枚装着し、これらの複数枚の曲線板を、互いに偏心運動を打ち消す位相で装着することにより、曲線板の偏心運動に伴う振動を抑制することができる。
【００１３】
前記電動モータの出力軸に、前記曲線板の偏心運動を打ち消す位相でカウンタウェイトを装着することにより、曲線板の偏心運動に伴う重心まわりの振動を抑制することができる。
【００１４】
前記サイクロ減速機の曲線板の外周を案内する複数の外ピンと、前記曲線板の内部に設けた複数の貫通孔に嵌挿係合される複数の内ピンとに軸受を嵌着し、これらの軸受の外輪を、それぞれ前記曲線板の外周と前記各貫通孔の内周とに転接させることにより、外ピンと曲線板の外周との接触抵抗、および内ピンと貫通孔の内周との接触抵抗を低減し、曲線板の偏心運動を回転運動としてスムーズにハブに伝達することができる。
【００１５】
上述したインホイールモータ駆動装置は、電気自動車に好適である。
【００１６】
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、電動モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、電動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、電動モータ側回転部材は偏心部を有する。そして、減速部は、偏心部に回転自在に保持されて、電動モータ側回転部材の回転に伴ってその回転軸心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、公転部材の自転運動を、電動モータ側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを含む。また、具体的には、公転部材はその外周部に複数の波形を有し、外周係合部材は、公転部材の公転軌道上に配置された複数の外ピンを有するのが好ましい。
【００１７】
上記構成を有する減速部は、コンパクトで高減速比が得られるので、モータ部を小型、軽量化することができる。その結果、軽量で、駆動輪に十分なトルクを供給することができるインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【００１８】
好ましくは、外ピンは公転部材の外周部に当接する転がり軸受を含む。これにより、公転部材と外ピンとの接触抵抗を低減することができるので、減速部での伝達効率が向上する。
【００１９】
好ましくは、電動モータ側回転部材の偏心部は、偏心運動による遠心力を互いに打消し合う位相で配置された第１偏心部と、第２偏心部とを含み、公転部材は、第１偏心部に回転自在に保持された第１公転部材と、第１公転部材と同じ外周形状を有して第２偏心部に回転自在に保持された第２公転部材とを含む。
【００２０】
偏心部は、回転時に偏った遠心力を発生させる。そこで、例えば、第１偏心部と第２偏心部とを１８０°位相を変えて配置することにより、第１公転部材と第２公転部材とが互いの遠心力を打ち消しあうので、インホイールモータ駆動装置の振動を抑制することができる。
【００２１】
好ましくは、公転部材の偏心運動による慣性モーメントを打消す位相で電動モータ側回転部材に装着したカウンタウェイトをさらに備える。偏心部は、偏った遠心力と共に慣性モーメントを発生させる。そこで、公転部材の慣性モーメントを打ち消す位相でカウンタウェイトを配置することにより、インホイールモータ駆動装置の振動を抑制することができる。
【００２２】
運動変換機構は、例えば、公転部材と車輪側回転部材のうちの一方に設けられた内ピンと、公転部材と車輪側回転部材のうちの他方に形成され、うちピンの外径より所定部だけ径が大きい内ピンを受入れる穴とを有する。例えば、穴は公転部材に設けられ、内ピンは車輪側回転部材に保持されている。上記構成の運動変換機構とすることにより、公転部材の自転運動を車輪側回転部材に伝達することができる。
【００２３】
好ましくは、穴は公転部材の自転軸心を中心とする円周軌道上に複数個設けられ、内ピンは、車輪側回転部材の回転軸心を中心とする円周軌道上に複数個設けられている。この減速部は、作動原理の観点からは１個の穴と１個の内ピンとで構成することが可能である。しかし、穴の壁面と内ピンとは、接触状態と非接触状態とを繰り返しながら回転するので、複数の穴と複数の内ピンとを設けることにより、モータ部の駆動力を車輪側回転部材に円滑に伝達することが可能となる。
【００２４】
好ましくは、内ピンは穴の壁面に当接する転がり軸受を含む。これにより、回転時の公転部材と内ピンとの接触抵抗を低減することができるので、減速部の伝達効率を向上することができる。
【００２５】
好ましくは、上記構成のインホイールモータ駆動装置は、車輪ハブの外周には軸方向に間隔を空けて複列の内輪軌道面が形成され、車輪ハブの径方向外側に車輪ハブと同軸に配置され、複列の内輪軌道面に各々対向するよう複列の外輪軌道面が形成された外方部材と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動可能に収容された転動体とを備える車輪ハブ軸受を有する。これにより、車輪ハブをインホイールモータ駆動装置に対して回転自在に支持することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のインホイールモータ駆動装置は、電動モータの出力軸と車両の車輪のハブとを連結する減速機を、電動モータの出力軸の偏心部に装着した曲線板の偏心運動を回転運動としてハブに伝達するサイクロ減速機としたので、コンパクトで大きな減速比が得られるものとすることができる。
【００２７】
前記曲線板を複数枚装着し、これらの複数枚の曲線板を、互いに偏心運動を打ち消す位相で装着することにより、曲線板の偏心運動に伴う振動を抑制することができる。
【００２８】
前記電動モータの出力軸に、曲線板の偏心運動を打ち消す位相でカウンタウェイトを装着することにより、曲線板の偏心運動に伴う重心まわりの振動を抑制することができる。
【００２９】
前記サイクロ減速機の曲線板の外周を案内する複数の外ピンと、曲線板の内部に設けた複数の貫通孔に嵌挿係合される複数の内ピンとに軸受を嵌着し、これらの軸受の外輪を、それぞれ曲線板の外周と各貫通孔の内周とに転接させることにより、外ピンと曲線板の外周との接触抵抗、および内ピンと貫通孔の内周との接触抵抗を低減し、曲線板の偏心運動を回転運動としてスムーズにハブに伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このインホイールモータ駆動装置は電気自動車用のものであり、図１（ａ）に示すように、電動モータ１の回転軸２が、サイクロ減速機１１を介して車輪のハブ２１と同軸上に連結されている。
【００３１】
前記電動モータ１は、そのケーシング１ａにアキシヤルギャップを設けて固定したステータ３の間で、ロータ４を回転軸２に取り付けたものである。回転軸２は一端側を軸受５でケーシング１ａに支持され、サイクロ減速機１１のケーシング１１ａに挿通された他端側をハブ２１の中心孔に軸受６で支持されており、ケーシング１１ａに挿通された部分に２つの偏心部２ａ、２ｂが軸方向へ並べて設けられている。
【００３２】
前記サイクロ減速機１１は、図２に示すように、外形がなだらかな波状のトロコイド系曲線で形成された２枚の曲線板１２ａ、１２ｂを、それぞれ軸受１３を介して回転軸２の各偏心部２ａ、２ｂに装着し、その偏心運動を外周側でケーシング１１ａに同心円上に固定された複数の外ピン１４で案内するとともに、連結部材１５に同心円上に取り付けられた複数の内ピン１６を、各曲線板１２ａ、１２ｂの内部に同心円上に設けた複数の貫通孔１７に嵌挿係合して、これらの内ピン１６と貫通孔１７の係合によって各曲線板１２ａ、１２ｂの偏心運動を連結部材１５に回転運動として伝達するものである。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、前記２枚の曲線板１２ａ、１２ｂは、互いの偏心運動が打ち消されるように１８０°位相をずらして各偏心部２ａ、２ｂに装着されている。また、図１（ｂ）に示すように、各偏心部２ａ、２ｂの両側の回転軸２には、各曲線板１２ａ、１２ｂの偏心運動による振動を打ち消すように、各偏心部２ａ、２ｂの偏心方向と逆側にカウンタウェイト１８が装着されており、２枚の曲線板１２ａ、１２ｂ間の中心点をＧとし、中心点Ｇと各曲線板１２ａ、１２ｂ中心との距離をＬ１、中心点Ｇと各カウンタウェイト１８との距離をＬ２とし、中心点Ｇより右側の曲線板１２ａおよびカウンタウェイト１８の質量をｍ１、中心点Ｇより左側の曲線板１２ｂおよびカウンタウェイト１８の質量をｍ２とし、これらの偏心量をそれぞれε１、ε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。
【００３４】
図３に示すように、前記各外ピン１４と内ピン１６には軸受１９、２０が嵌着され、それらの外輪１９ａ、２０ａがそれぞれ各曲線板１２ａ、１２ｂの外周と各貫通孔１７の内周とに転接するようになっている。したがって、外ピン１４と各曲線板１２ａ、１２ｂの外周との接触抵抗、および内ピン１６と各貫通孔１７の内周との接触抵抗を低減し、各曲線板１２ａ、１２ｂの偏心運動を回転運動としてスムーズに連結部材１５に伝達することができる。
【００３５】
前記ハブ２１は、図１（ａ）に示したように、サイクロ減速機１１の連結部材１５にボルト２２で連結された筒部２１ａと、ボルト２３で車輪に連結されるフランジ部２１ｂとを有し、筒部２１ａおよび筒部２１ａに外嵌された内輪２４と、サイクロ減速機１１のケーシング１１ａにボルト２５で固定された外輪２６と、これらの間に２列に配列されたボール２７とで軸受部が形成されており、連結部材１５の回転運動を車輪に伝達する。なお、前記回転軸２の先端側を軸受６で支持するハブ２１の中心孔には、サイクロ減速機１１側をシールするシール部材２８が取り付けられている。
【００３６】
上述した実施形態では、サイクロ減速機の曲線板を１８０°の偏心位相で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°の偏心位相とすればよい。
【００３７】
以下、上記の説明と部分的に重複するかもしれないが、図１〜図３を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置について再度詳しく説明する。
【００３８】
図１に示すインホイールモータ駆動装置は、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からの出力を車輪ホイール２９に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備え、モータ部Ａと減速部Ｂとはケーシングに収納されている。
【００３９】
モータ部Ａは、ケーシング１ａ内部に、回転軸２と、回転軸２に嵌合して一体回転するロータ４と、ロータ４と軸方向に隙間を設けてケーシング１ａに固定されるステータ３とを備えるアキシアルギャップモータである。
【００４０】
回転軸２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内に偏心部２ａ，２ｂを有する。また、モータ部Ａの両端と減速部Ｂの左端で軸受５，６によって支持される。さらに、２つの偏心部２ａ，２ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消しあうために、１８０°位相を変えて設けられている。
【００４１】
減速部Ｂは、偏心部２ａ，２ｂに回転自在に支持される公転部材としての曲線板１２ａ，１２ｂと、ケーシング１１ａに固定され、曲線板１２ａ，１２ｂ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１４と、曲線板１２ａ，１２ｂの自転運動を連結部材１５に伝達する運動変換機構と、カウンタウェイト１８とを備える。
【００４２】
曲線板１２ａ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１７が曲線板１２ａの自転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられている。なお、曲線板１２ｂは、曲線板１２ａと同じ形状である。
【００４３】
外ピン１４は、回転軸２の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。これは、曲線板１２ａ，１２ｂの公転軌道と一致し、曲線板１２ａ，１２ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン１４とが係合して、曲線板１２ａ，１２ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板１２ａ，１２ｂとの接触抵抗を低減するために、曲線板１２ａ，１２ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受１４ａを有する。
【００４４】
カウンタウェイト１８は、円板状で、中心から外れた位置に回転軸２と嵌合する貫通孔を有し、曲線板１２ａ，１２ｂの回転によって生じる慣性モーメントを打ち消すために、各偏心部２ａ，２ｂの外側に偏心部と１８０°位相を変えて配置される。
【００４５】
運動変換機構は、連結部材１５に保持された複数の内ピン１６と曲線板１２ａ，１２ｂに設けられた貫通孔１７とで構成される。内ピン１６は、連結部材１５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。また、曲線板１２ａ，１２ｂとの接触抵抗を低減するために、曲線板１２ａ，１２ｂの貫通孔１７の内壁面に当接する位置に針状ころ軸受１６ａが設けられている。
【００４６】
ここで、減速部Ｂを中心として考えると、回転軸２は電動モータ側回転部材として、連結部材１５は車輪側回転部材としてそれぞれ機能する。
【００４７】
車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪ハブ２１を回転自在に支持するものであり、内周面に間隔を空けて二列の外輪軌道面が形成された外輪２６と、各々の外輪軌道面に対向するように外周および外周に設置された別体の内輪２４に内輪軌道面が形成された車輪ハブ２１と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に複列に配置された転動体としての複数のボール２７と、ボール２７を等配に保持する保持器（図示せず）とによって構成される。また、車輪ハブ２１は、車輪ホイール２９の取り付けに用いるため減速部Ｂの反対側端部寄りに形成されたフランジ部２１ｂを有すると共に、減速部Ｂへの塵埃の混入等を防止するために内径側にシール部材２８が設定されている。車輪ハブ２１は、一端をボルト２２によって連結部材１５に固定され、フランジ部２１ｂをボルト２３によって車輪ホイール２９に固定している。なお、外輪２６またはケーシング１１ａの外輪２６側の部分は、ナックル（図示せず）に固定される。
【００４８】
上記構成のインホイールモータ駆動装置の作動原理を詳しく説明する。
【００４９】
モータ部Ａは、例えば、ステータ３のコイルに外部から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、永久磁石または直流電磁石によって構成されるロータ４が回転する。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ４は高速回転する。
【００５０】
これにより、ロータ４に接続された回転軸２が回転すると、曲線板１２ａ，１２ｂは回転軸２の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン１４が、曲線板１２ａ，１２ｂの曲線形状の波形と係合し、曲線板１２ａ，１２ｂは回転軸２の回転とは逆向きに自転運動する。曲線板１２ａ，１２ｂの貫通孔１７の内壁に接合するように設けられたうちピン１６は、貫通孔１７の内壁に押され、うちピン１６を保持する連結部材１５が回転する。ここで、貫通孔１７の直径はうちピン１６の外径（軸受２０の外輪２０ａを含む最大外径）より大きく設定され、これらの径の差分だけ内ピン１６に対して曲線板１２ａ，１２ｂが動けるようになっており、これらの径の差によって曲線板１２ａ，１２ｂの公転運動や各部在韓の寸法誤差を吸収している。したがって、曲線板１２ａ，１２ｂから連結部材１５への回転の伝達は、曲線板１２ａ，１２ｂの自転運動に相当する回転のみ伝達され、曲線板１２ａ，１２ｂの公転運動に相当する回転は遮断される。そして、連結部材１５の回転は車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。
【００５１】
このとき、回転軸２の回転が減速部Ｂによって減速されて連結部材１５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、車輪ホイール２９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１４の数をＺＡ、曲線板１２ａ，１２ｂ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を得ることができる。また、外ピン１４および内ピン１６の曲線板１２ａ，１２ｂに当接する位置に針状ころ軸受１４ａ，１６ａを設けたことにより、接触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】
上述の作動の説明は、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電動モータ１車輪ホイール２９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。
【００５５】
また、上述の作動の説明では、電動モータ１に電力を供給して電動モータ１を駆動させ、電動モータ１からの動力を車輪ホイール２９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、車輪ホイール２９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電動モータ１に伝達し、電動モータ１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、後で電動モータ１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。
【００５６】
さらに、上述の実施形態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１ａを図中右側（軸方向）に延長してロータ４の図中右側に空所ができるような構成とし、ロータ４と一体的に回転する回転部材とケーシング１ａ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を配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを勘合させてロータ４をロックするものとするパーキングブレーキであってもよい。
【００５７】
または、ロータ４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１ａ側に設置された摩擦板をケーシング１ａ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１ａ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。
【００５８】
ところで、内ピン１６の外径寸法は貫通孔１７の内径寸法より小さく、内ピン１６と貫通孔１７の内周面とは接触状態と非接触状態とを繰り返しながら回転するので、モータ部Ａの回転を円滑に車輪ホイール２９に伝達する観点からは、内ピン１６を等間隔に複数設けることが望ましい。
【００５９】
上記の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を電気自動車３１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。
【００６０】
上述した実施形態では、減速部Ｂの曲線板１２ａ，１２ｂ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。また、カウンタウェイトは、曲線板と同数設ける必要があるので、曲線板を３枚設ける場合には、各曲線板それぞれと１８０°位相を変えて、３枚のカウンタウェイトを設ける必要がある。
【００６１】
また、上記の実施形態における運動変換機構は、連結部材１５に固定された内ピン１６と、曲線板１２ａ，１２ｂに設けられた貫通孔１７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２１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、出力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。
【００６２】
また、上記の実施形態において、外ピン１４および内ピン１６に設けた軸受は、径方向の厚み寸法を小さくする観点から針状ころ軸受１４ａ，１６ａとした例を示したが、これに限ることなく、例えば、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受、自動調心ころ軸受等、転動体がころであるか玉であるかを問わず、あらゆる転がり軸受を適用することができる。
【００６３】
また、上述した実施形態では、電動モータをステータとロータとの間にアキシヤルギャップを設けたものとしたが、電動モータはステータとロータとの間にラジアルギャップを設けたもの等、任意の型式のものを採用することができる。さらに、車輪のハブも実施形態のものに限定されることはなく、任意の型式のものを採用することができる。
【００６４】
この発明は、電気自動車のみならず、電力から駆動力を得る全ての自動車に適用可能であり、例えば、ハイブリッドカー等への適用も可能である。
【００６５】
さらに、上述した実施形態では、モータ部Ａの回転を減速部Ｂに伝達する出力部材として、回転軸２の例を示したが、これに限ることなく、任意の形状とすることができる。例えば、回転軸とロータを一体構成としたフランジ形状の出力部材であってもよい。
【００６６】
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】
【００６７】
【図１】ａはインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す縦断面図、ｂはａの要部を拡大した断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００６８】
１  電動モータ、１ａ  ケーシング、２  回転軸、２ａ，２ｂ  偏心部、３  ステータ、４  ロータ、５，６  軸受、１１  サイクロ減速機、１１ａ  ケーシング、１２ａ，１２ｂ  曲線板、１３  軸受、１４  外ピン、１４ａ，１６ａ  針状ころ軸受、１５  連結部材、１６  内ピン、１７  貫通孔、１８  カウンタウェイト、１９，２０  軸受、１９ａ，２０ａ  外輪、２１  ハブ、２１ａ  筒部、２１ｂ  フランジ部、２２，２３  ボルト、２４  内輪、２５  ボルト、２６  外輪、２７  ボール、２８  シール部材、２９  車輪ホイール。
【図１】
2006258289.tif 000003
【図２】
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【図３】
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