(57)【要約】【課題】ばね下質量の増加による影響を抑制するとともに、構造を簡単にして、さらに、懸架装置を動作させながらモーターの動力を車輪へ伝達すること。【解決手段】車両用駆動装置１は、モーター２とアッパーアーム２００とハブユニット３００とを有する。モーター２の筐体１００は、内部にステーター１０２を保持するとともに、ローター１０３を回転可能に支持し、さらに車両の懸架装置のロワーアームとして機能する。ハブユニット３００は、ローター１０３と連結される等速ジョイント３８４が内部に配置されるとともに、これを回転可能に支持する。ハブユニット３００は、筐体１００に対して揺動可能に支持される。そして、ローター１０３の回転軸Ｚｒとハブユニット３００の揺動中心とが交差する位置に、等速ジョイント３８４の揺動中心が配置される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーターを保持し、かつ、前記ステーターの内側に配置されるローターを回転可能に支持するとともに、車両取付側の所定の軸を中心として揺動可能に構成されて、車両の懸架装置のアームとなる筐体と、
前記ローターと連結される等速ジョイントが内部に配置されるとともに、前記等速ジョイントを回転可能に支持するハブユニットと、
前記筐体に支持されて、前記ハブユニットを前記筐体に対して揺動可能に支持する一対のハブユニット支持体と、を備え、
前記ローターの回転軸と前記ハブユニットの揺動中心とが交差する点に、前記等速ジョイントの揺動中心が配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記ローターと前記等速ジョイントとは、溝と、当該溝に噛み合う突起とを有する継ぎ手構造を介して連結されており、前記継ぎ手構造は、前記ローターの回転軸と平行な方向に移動可能である請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
一方に前記ハブユニット支持体が取り付けられ、他方が前記筐体に取り付けられて、前記ハブユニット支持体と前記筐体とを連結する一対の連結部材を有し、
それぞれの前記ハブユニット支持体は、それぞれの前記連結部材を介して前記筐体に支持される請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記ステーターは、前記ローターの回転軸方向における一方の端部と他方の端部とが前記筐体に支持される請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
前記ステーターは、前記一方の端部の外径が前記他方の端部の外径よりも小さく形成され、
前記筐体は、前記一方の端部を支持する第１支持部の内径が、前記他方の端部を支持する第２支持部の内径よりも小さく、前記第１支持部と前記第２支持部との中間部における内径は、前記第１支持部の内径よりも大きい請求項４に記載の車両用駆動装置。
【請求項６】
前記ステーターは、前記他方の端部と前記筐体との間にリングが配置されて固定される請求項４に記載の車両用駆動装置。
【請求項７】
前記リングは、外径の中心と内径の中心とが異なる請求項６に記載の車両用駆動装置。
【請求項８】
前記ローターは中空のシャフトを有し、冷却媒体供給手段から供給される冷却媒体が前記中空のシャフト内を流れる請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項９】
前記中空のシャフトの側部には、前記冷却媒体が通過する孔が貫通している請求項８に記載の車両用駆動装置。
【請求項１０】
前記孔は複数存在し、ステーターと対向する請求項８に記載の車両用駆動装置。
【請求項１１】
前記ローターは、中空のシャフトを有し、当該中空のシャフトの内部には、バランスウェイトが配置される請求項１から１０のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項１２】
前記バランスウェイトは、環状の部材であり、周方向の一部に切り欠きを有し、さらに、部材を除去することで質量を変更する一対の調整部を、前記バランスウェイトの中心に対して対称の位置に設ける請求項１１に記載の車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれの駆動輪に対応したモーターを備える車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源としてモーターを用いる乗用車やバス、トラック等の車両が実用化されてきている。このようなモーターを動力源として用いる車両は、それぞれの車輪をそれぞれに対応したモーターで駆動するものがある。例えば、特許文献１には、インバーターとモーターとを懸架装置を構成するナックル上に配置したものが開示されている。また、特許文献２には、モーターを懸架装置のロワーアーム上にフローティング支持するものが開示されている。また、特許文献３には、モーター及び等速ジョイントを懸架装置のアームとして用いるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６１０５３号公報
【特許文献２】特開２００６−０２７５２９号公報
【特許文献３】特許第４１６８８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術では、モーターとインバーターの質量が直接ばね下に作用してばね下の質量が増加するため、乗り心地の悪化等の問題が発生する。また、特許文献２に開示された技術では、モーターをロワーアーム上にフローティング支持していること、及びフローティング支持されたモーターから車輪まで動力を伝達するために一対の等速ジョイントを使用していることから、構造が複雑になるという問題がある。また、特許文献３に開示された技術では、モーター及び等速ジョイントを懸架装置のアームとして用いるため、路面反力に応じて等速ジョイントに軸方向荷重が作用するので、動力の伝達には好ましくない状態が発生する。さらに、特許文献３に開示された技術では、懸架装置が動作すると、等速ジョイントの揺動中心とモーターとの距離が変化することから、懸架装置を動作させつつモーターの動力を車輪に伝達することは困難である。
【０００５】
本発明は、ばね下質量の増加による影響を抑制するとともに、構造を簡単にして、さらに、懸架装置を動作させながらモーターの動力を車輪へ伝達できる、モーターを用いて車輪を駆動する車両用駆動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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用駆動装置は、ステーターを保持し、かつ、前記ステーターの内側に配置されるローターを回転可能に支持するとともに、車両取付側の所定の軸を中心として揺動可能に構成されて、車両の懸架装置のアームとなる筐体と、前記ローターと連結される等速ジョイントが内部に配置されるとともに、前記等速ジョイントを回転可能に支持するハブユニットと、前記筐体に支持されて、前記ハブユニットを前記筐体に対して揺動可能に支持する一対のハブユニット支持体と、を備え、前記ローターの回転軸と前記ハブユニットの揺動中心とが交差する点に、前記等速ジョイントの揺動中心が配置されることを特徴とする。
【０００７】
このような構成により、本発明では、アームの揺動中心から質量が大きい構造体（モーター）までの距離を短くできるので、懸架装置が動作してモーターが揺動した場合においては、力のモーメントを小さくできる。その結果、ばね下質量の増加の影響を小さくでき、乗り心地の悪化を抑制できる。また、本発明では、懸架装置のアームとモーターの筐体とを共用し、また、等速ジョイントは１個でよいので、車両用駆動装置を構成する部品の点数を削減できるとともに、構造を簡略化できる。さらに、本発明は、ローターの回転軸とハブユニットの揺動中心とが交差する位置に、等速ジョイントの揺動中心を配置する。これによって、懸架装置が動作して等速ジョイントが移動した場合でも、等速ジョイントの揺動中心とローターとの距離は変化しないので、懸架装置を動作させながらモーターの動力を車輪へ伝達できる。
【０００８】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ローターと前記等速ジョイントとは、溝と、当該溝に噛み合う突起とを有する継ぎ手構造を介して連結されており、前記継ぎ手構造は、前記ローターの回転軸と平行な方向に移動可能であることが好ましい。これによって、本発明は、ローターシャフトの回転軸と平行な方向における等速ジョイントの動きを許容できるので、等速ジョイントに作用する軸方向荷重を低減させて、等速ジョイントを確実に機能させることができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、一方に前記ハブユニット支持体が取り付けられ、他方が前記筐体に取り付けられて、前記ハブユニット支持体と前記筐体とを連結する一対の連結部材を有し、それぞれの前記ハブユニット支持体は、それぞれの前記連結部材を介して前記筐体に支持されることが好ましい。これによって、ハブユニットを筐体に対して確実に支持するとともに、筐体に対して揺動させることができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ステーターは、前記ローターの回転軸方向における一方の端部と他方の端部とが前記筐体に支持されることが好ましい。これによって、ローターの回転軸と平行な方向における寸法が大きいモーターであっても、ステーターを筐体に確実に、かつ簡易に組み込むことができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ステーターは、前記一方の端部の外径が前記他方の端部の外径よりも小さく形成され、前記筐体は、前記一方の端部を支持する第１支持部の内径が、前記他方の端部を支持する第２支持部の内径よりも小さく、前記第１支持部と前記第２支持部との中間部における内径は、前記第１支持部の内径よりも大きいことが好ましい。これによって、ステーターを筐体へ確実に固定することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ステーターは、前記他方の端部と前記筐体との間にリングが配置されて固定されることが好ましい。これによって、ステーターの固定が容易になる。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記リングは、外径の中心と内径の中心とが異なることが好ましい。これによって、第１支持部と第２支持部との間で心ずれが発生した場合でも、これをキャンセルできる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ローターは中空のシャフトを有し、冷却媒体供給手段から供給される冷却媒体が前記中空のシャフトを流れることが好ましい。これによって、ローターの回転軸と平行な方向における寸法が大きいモーターであっても、ローターの回転軸と平行な方向におけるモーターの中央部を確実に冷却できる。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記中空のシャフトの側部には、前記冷却媒体が通過する孔が貫通していることが好ましい。これによって、中空のシャフトの回転によって発生する遠心力を利用することができるので、冷却媒体を中空のシャフト内から放出しやすくなる。
【００１６】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記孔は複数存在し、ステーターと対向することが好ましい。これによって、中空のシャフトの内部からステーターへ向けて冷却媒体を放出することができるので、ステーターを効率的に冷却できる。
【００１７】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記ローターは、中空のシャフトを有し、当該中空のシャフトの内部には、バランスウェイトが配置されることが好ましい。このように、回転軸の内部にバランスウェイトを配置することで、バランスウェイトの厚さを大きくしても、モーターの寸法増加はほとんど発生しない。
【００１８】
本発明の望ましい態様としては、前記車両用駆動装置において、前記バランスウェイトは、環状の部材であり、周方向の一部に切り欠きを有し、さらに、部材を除去することで質量を変更する一対の調整部を、前記バランスウェイトの中心に対して対称の位置に設けることが好ましい。このようなバランスウェイトを用いることにより、簡単に中空のシャフト内にバランスウェイトを配置し、かつ取り外すことができるとともに、バランスの調整も容易になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ばね下質量の増加による影響を抑制するとともに、構造を簡単にして、さらに、懸架装置を動作させながらモーターの動力を車輪へ伝達できる、モーターを用いて車輪を駆動する車両用駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る車両用駆動装置の斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備えるローターシャフトと等速ジョイントとの継ぎ手構造を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備える等速ジョイントの構造を示す分解図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備えるハブユニットのハブベアリングの構成を示す模式図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る車両用駆動装置の側面図である。
【図７−１】図７−１は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備える等速ジョイントの動作を示す模式図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１（Ａ）に示す等速ジョイントの配置と比較するための比較例を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態の実施例１に係る車両用駆動装置が備えるモーターの断面図である。
【図９】図９は、図８のステーター固定構造の要部拡大図である。
【図１０−１】図１０−１は、モーターの筐体の寸法を示す断面図である。
【図１０−２】図１０−２は、図１０−１のモーターの筐体の断面形状に対応するステーターの断面形状を示す図である。
【図１１】図１１は、モーターの筐体とステーターの断面形状の他の一例を示す図である。
【図１２−１】図１２−１は、断面円環状のリングにより、ステーターの一方の端部をモーターの筐体に固定することを示す断面図である。
【図１２−２】図１２−２は、断面テーパー状のリングにより、ステーターの一方の端部をモーターの筐体に固定することを示す断面図である。
【図１３−１】図１３−１は、同心円で形成される環状リングの正面図である。
【図１３−２】図１３−２は、偏心円で形成される環状リングの正面図である。
【図１４】図１４は、図１３−２に示すリングと、筐体と、ステーターとを示す断面図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態に係る中空シャフトを用いる車両用駆動装置において、バランスウェイトを中空シャフトに入れることを示す断面図である。
【図１６−１】図１６−１は、第３実施形態の不釣り合い調整前のバランスウェイトを示す斜視図である。
【図１６−２】図１６−２は、第３実施形態の不釣り合い調整後のバランスウェイトを示す斜視図である。
【図１７】図１７は、第４実施形態に係る車両用駆動装置が備えるモーターの冷却構造の一例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、第５実施形態に係る車両用駆動装置が備えるモーターの冷却構造の他の一例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、第６実施形態に係る車両用駆動装置が備えるモーターの冷却構造のもう一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態で開示する構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る車両用駆動装置の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。図３は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備えるローターシャフトと等速ジョイントとの継ぎ手構造を示す断面図である。図４は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備える等速ジョイントの構造を示す分解図である。図５は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備えるハブユニットのハブベアリングの構成を示す模式図である。図６は、第１実施形態に係る車両用駆動装置の側面図である。図７−１は、第１実施形態に係る車両用駆動装置が備える等速ジョイントの動作を示す模式図である。図７−２は、図７−１（Ａ）に示す等速ジョイントの配置と比較するための比較例を示す図である。
【００２３】
車両用駆動装置１は、車両の懸架装置と動力発生装置とを組み合わせたものであり、車両に取り付けられて当該車両を走行させる。車両用駆動装置１は、モーター２と、ハブユニット３００と、アッパーアーム２００と、緩衝装置４００とを含んで構成される。このうち、モーター２の筐体１００と、アッパーアーム２００と、緩衝装置４００とが懸架装置を構成し、モーター２が動力発生装置を構成する。
【００２４】
筐体１００は、内部にローターとステーターとが配置される。筐体１００は、円筒形状の構造体であり、ハブユニット３００を支持する一対のアーム（連結部材）１５０ａ、１５０ｂを備える。一対のアーム１５０ａ、１５０ｂは、それぞれ対向して配置されて、筐体１００の側部に締結手段であるボルト１５５ａ、１５５ｂによって締結されて固定される。ハブユニット３００は、等速ジョイント３８４が内部に配置され、これを回転可能に支持する。
【００２５】
また、筐体１００の側部には、一対のアーム取付部（連結部材支持部）１１０が設けられる。それぞれのアーム取付部１１０は、それぞれのアーム１５０ａ、１５０ｂと嵌め合わせることで、アーム１５０ａ、１５０ｂの位置決めをするとともに、アーム１５０ａ、１５０ｂから筐体１００へ力を伝達する。これによって、ボルト１５５ａ、１５５ｂに作用するせん断力を低減する。また、アーム１５０ａ、１５０ｂを本実施形態において、アーム取付部１１０は、モーター２を構成する筐体１００の内部に配置されるローターの回転軸に対して対称となる位置に設けられる。これによって、一対のアーム１５０ａ、１５０ｂは、前記ローターの回転軸に対して対称となる位置に配置される。
【００２６】
筐体１００には、車体取付側に一対のブシュ１２０ａ、１２０ｂが取り付けられる。そして、筐体１００は、一対のブシュ１２０ａ、１２０ｂによって車体に対して揺動可能に支持される。本実施形態において、筐体１００は、車両用駆動装置１を構成する懸架装置のアーム、具体的にはロワーアームを構成する。車両用駆動装置１を構成する懸架装置は、いわゆるダブルウィッシュボーン形式のものであり、アッパーアーム２００とロワーアームとなる筐体１００とで構成される。
【００２７】
アッパーアーム２００は、車体側が二股に分かれた形状であり、車体側に配置される一対のブシュ２２０ａ、２２０ｂを介して、車体に取り付けられる。そして、アッパーアーム２００は、一対のブシュ２２０ａ、２２０ｂを中心として車体に対して揺動できるように構成される。上述したように、アッパーアーム２００は車体側が二股に分かれた形状なので、アッパーアーム２００が揺動した場合でも、想定される懸架装置の動きの範囲内では筐体１００と干渉しないように構成される。
【００２８】
筐体１００とハブユニット３００との間にはブーツ１６０が設けられており、防水される。ブーツ１６０は、筐体１００の外側とハブユニット３００の外側とに、クランプによって締め付けられて固定される。筐体１００からは、単芯の電源ケーブル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが引き出される。これらの電源ケーブル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、ケーブルグランド１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃを介して筐体１００の内部から筐体１００の外部へ引き出される。電源ケーブル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、モーター２を駆動するために必要な十分な電力を供給できるものが用いられる。また、筐体１００の車体側からは、レゾルバ信号ケーブル１４０が引き出される。
【００２９】
図２に示すように、筐体１００の車体側にはレゾルバ５０１が配置され、レゾルバ５０１によってローター１０３の回転角度が検出される。レゾルバ５０１の出力は、ケーブルグランド１４５を介してレゾルバ５０１から引き出されるレゾルバ信号ケーブル１４０によって取り出される。
【００３０】
図２に示すように、筐体１００の内側には、ステーター１０２が締まり嵌め（収縮締結）により固定される。ステーター１０２は、電磁鋼板を複数積層して構成される環状の構造体である。ステーター１０２の内側には、所定のエアギャップを介してローター１０３が配置される。ローター１０３は、ローターシャフト１０４と、ローターシャフト１０４の外側に配置されるローターコアと、ローターコアの外側に貼り付けられる複数の磁石とを含んで構成される。
【００３１】
ローターシャフト１０４は、モーター２の出力軸であり、ハブユニット３００側の端部は円筒ころ軸受１１７で筐体１００に支持され、車体側の端部はシール付き玉軸受１１８で筐体１００（より具体的には、筐体１００の車体側端部に取り付けられる蓋）に支持される。円筒ころ軸受１１７は、内輪がローターシャフト１０４に圧入されるとともに、外輪は筐体１００に対してＣリングで固定される。また、シール付き玉軸受１１８は、内輪がローターシャフト１０４に圧入されるとともにカラーで固定され、外輪はベアリングナットで筐体１００の車体側端部の蓋に固定される。このような構成により、ローターシャフト１０４は、筐体１００に対して回転可能に支持される。
【００３２】
ローターコアは、ステーター１０２と同様に、所定の厚さの電磁鋼板を複数積層して構成される。ローターコアは、ローターシャフト１０４に締まり嵌め（収縮締結）で固定される。ローターコアの外側には、複数の磁石が接着されて固定される。この磁石は、例えば、希土類磁石である。ローターシャフト１０４の回転軸（ローターシャフト回転軸）Ｚｒ方向におけるローター１０３を構成する磁石の寸法は、回転軸Ｚｒ方向におけるステーター１０２の寸法と同等である。
【００３３】
ローターシャフト１０４の両端には、バランスディスク１０８ａ、１０８ｂが配置される。バランスディスク１０８ａ、１０８ｂは、例えば、黄銅で構成されており、ローターシャフト１０４に収縮締結によって取り付けられる。ローター１０３は、複数の磁石やローターシャフト１０４等からなる複数の部品の組立体である。このため、それぞれの部品の寸法、形状の誤差や取付誤差に起因して、単に部品を組み付けただけではローター１０３の回転バランスが取れていないことが多い。この場合、ローター１０３の回転にともなって振動や音が発生し、また、振動や音の発生にともなってローター１０３の構成部品に加振力が作用することもある。そこで、ローター１０３を組み立てた後にバランスディスク１０８ａ、１０８ｂを削って、ローター１０３の回転バランスを取る。
【００３４】
図２に示すように、ローターシャフト１０４は中空部１０５を有する。中空部１０５は、ローターシャフト１０４の回転軸Ｚｒと平行な方向に向かってローターシャフト１０４を貫通している。ハブユニット３００側におけるローターシャフト１０４の内面は、例えば、モジュール１、歯数３５のインボリュートセレーション１１６が形成される。インボリュートセレーション（メス）１１６は、後述するように、等速ジョイントの動力伝達軸３９０の一端部に形成されたインボリュートセレーション（オス）３９１と摺動可能に嵌め合わされる。すなわち、ローターシャフト１０４と等速ジョイント３８４の動力伝達軸３９０とは、溝と、当該溝に噛み合う突起とを有する継ぎ手構造を介して連結される。このような継ぎ手構造により、等速ジョイントとローターシャフト１０４との間で動力を伝達するとともに、ローターシャフト１０４の回転軸Ｚｒと平行な方向における動力伝達軸３９０の動き（図３の矢印Ｍ１で示す方向）が許容される。これによって、等速ジョイント３８４に作用する軸方向荷重を低減させて、等速ジョイント３８４を確実に機能させることができる。
【００３５】
図２に示すように、ハブユニット３００側（車体とは反対側）におけるアッパーアーム２００の端部は、上部ボールジョイント３５１を介してハブユニット３００と連結される。これによって、ハブユニット３００は、アッパーアーム２００に対して回転可能に連結され、支持される。上部ボールジョイント３５１のボールとは反対側は、所定の勾配を有するテーパー面２３０を有しており、ナット２３５でアッパーアーム２００と締結され、固定される。なお、ナット２３５は、割ピン等によって上部ボールジョイント３５１と固定されており、振動等による緩みが回避される。次に、図４を用いてハブユニット３００の構成を説明する。
【００３６】
図４に示すように、ハブユニット３００は、略円筒形状の外輪３０１と、車輪側内輪３０５と、車体側内輪３０６と、保持器（例えば樹脂製）に保持された車輪側転動体３０７と、保持器（例えば樹脂製）に保持された車体側転動体３０８とを含む。車輪側内輪３０５の車輪取付面は、ボルト間に肉抜き加工が施されており、これによって車輪側内輪３０５の軽量化を図っている。なお、車輪側内輪３０５には、ディスクブレーキのローターが取り付けられる。
【００３７】
また、車輪側内輪３０５は、回転軸を中心とし、かつ前記回転軸と平行な方向に貫通する貫通孔を有する。前記貫通孔の内面には、トーラス状の溝が複数本（本実施形態では８本）等間隔で設けられている。これによって、等速ジョイント３８４のアウターが車輪側内輪３０５と一体に形成される。ハブユニット３００の車輪側内輪３０５と車体側内輪３０６とは、規定の予圧を付与された後、加締めによって固定される。
【００３８】
車輪側転動体３０７と車体側転動体３０８とを比較すると、図５に示すように、車体側転動体３０８のボール径ｄ８は、車輪側転動体３０７のボール径ｄ７よりも大きい（ｄ７＜ｄ８）。また、車輪側転動体３０７のボールピッチ円直径Ｄ７は、車体側転動体３０８のボールピッチ円直径Ｄ８よりも大きい（Ｄ７＞Ｄ８）。これは、車体に近い車体側転動体３０８では、車体の質量を支持するためにボールの直径を大きくしてボールピッチ円の直径を小さくする。一方、車輪側転動体３０７は、車輪からのモーメントを支持するため、ボールの直径を小さくしてボールピッチ円の直径を大きくする。これによって、車輪側転動体３０７のモーメント剛性を大きくできるとともに、車輪側転動体３０７及び車体側転動体３０８の摩擦を小さくすることができる。
【００３９】
外輪３０１の上部には、上部ボールジョイント取付部３１０が設けられている。上部ボールジョイントハウジング３５０は、ボルト３５２ａ、３５２ｂによって外輪３０１へ締結されて取り付けられて、外輪３０１と一体に構成される。上部ボールジョイント取付部３１０の中央にはインロー３１１が設けられている。このインロー３１１が上部ボールジョイントハウジング３５０と嵌合するので、ボルト３５２ａ、３５２ｂに作用するせん断力を抑制できる。上部ボールジョイント３５１は、その外周面に形成された雄ねじを、上部ボールジョイントハウジング３５０の内周面に形成された雌ねじにねじ込むことにより締結される。
【００４０】
ハブユニット３００を構成する外輪３０１の外側には、ボールジョイント取付部３２０が設けられている。ボールジョイント取付部３２０は、ハブユニット３００をモーター２の筐体１００に対して揺動可能に支持する一対のハブユニット支持体である一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂを外輪３０１に取り付けるためのものである。ここで、一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂは、連結部材である上述した一対のアーム１５０ａ、１５０ｂ（図１参照）に取り付けられて、一対のアーム１５０ａ、１５０ｂを介して筐体１００に支持される。そして、一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂは、一対のアーム１５０ａ、１５０ｂを介して、ハブユニット３００を筐体１００に対して揺動可能に支持する。
【００４１】
一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂは、車輪側内輪３０５及び車体側内輪３０６の回転軸に対して対称に配置される。したがって、ボールジョイント取付部３２０も、それぞれのボールジョイント３７１ａ、３７１ｂに対して設けられるとともに、車輪側内輪３０５及び車体側内輪３０６の回転軸に対して対称にされる。ここで、本実施形態において、一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂは、上部ボールジョイント３５１に対して、車輪側内輪３０５及び車体側内輪３０６の回転軸を中心として、それぞれ中心角で９０度の位置に配置される。
【００４２】
一対のボールジョイントハウジング３７０ａ、３７０ｂは、ボルト３７２ａ、３７２ｂによってボールジョイント取付部３２０に締結され、固定される。ここで、ボールジョイント取付部３２０の中央部にはインローが設けられており、それぞれのボールジョイントハウジング３７１ａ、３７１ｂは、前記インローに嵌合するので、ボルト３７２ａ、３７２ｂに作用するせん断力を抑制できる。一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂは、その外周面に形成された雄ねじを、対応するボールジョイントハウジング３７０ａ、３７０ｂの内周面に形成された雌ねじにねじ込むことにより締結される。次に、等速ジョイント３８４について説明する。
【００４３】
等速ジョイント３８４は、動力伝達軸３９０と、インナー３８０と、複数の転動体３８１と、保持器３８３とを含んで構成される。等速ジョイント３８４の形式は問わないが、大きな角度で揺動可能なツェッパ型の等速ジョイントが好ましい。動力伝達軸３９０のインナー３８０側の端部には、モジュール１、歯数２４のインボリュートセレーション（オス）３９２が形成されている。また、インナー３８０の内側には、インボリュートセレーション（オス）３９２と噛み合うインボリュートセレーション（メス）３８５が形成されている。そして、動力伝達軸３９０のインボリュートセレーション（オス）３９２とインナー３８０のインボリュートセレーション（メス）３８５とが噛み合うことにより、動力伝達軸３９０とインナー３８０との間で動力が伝達される。
【００４４】
インナー３８０と車輪側内輪３０５の内側に形成されたアウターとの間には、保持器３８３に保持された複数個（本実施形態では８個）の転動体３８１が等間隔に配置される。そして、等速ジョイント３８４は、車輪側内輪３０５と動力伝達軸３９０との間で動力を伝達しつつ、車輪側内輪３０５と動力伝達軸３９０とは揺動可能に構成される。これによって、等速ジョイント３８４は、懸架装置が動作することによって発生する揺動変位を吸収して等速ジョイント３８４に作用する軸方向荷重を抑制する。
【００４５】
図６に示すように、車両用駆動装置１は、車体３のアッパーアーム取付部４Ｕ及びロワーアーム取付部４Ｌを介して車体３に取り付けられる。ここで、アッパーアーム２００のブシュ２２０ｂ（図１に示すブシュ２２０ａも同様）がアッパーアーム取付部４Ｕに揺動可能に取り付けられ、モーター２の筐体１００に設けられるブシュ１２０ｂ（図１に示すブシュ１２０ａも同様）がロワーアーム取付部４Ｌに揺動可能に取り付けられる。これによって、アッパーアーム２００は揺動中心Ｚｙａを中心として、筐体１００は揺動中心Ｚｙｃを中心として揺動する。また、車両用駆動装置１のハブユニット３００は、揺動中心（ハブユニット揺動中心）Ｚｙｈを中心として揺動する（図６の矢印Ｍ２方向）。
【００４６】
このような構成により、車両用駆動装置１の懸架装置が動作すると、アッパーアーム２００は揺動中心Ｚｙａを中心として、筐体１００は揺動中心Ｚｙｃを中心として揺動する。その結果、ハブユニット３００は、揺動中心Ｚｙｈを中心として図６の矢印Ｍ２方向に揺動する。そして、懸架装置が動作すると、ハブユニット３００は、モーター２の筐体１００に対して揺動するので、ローター１０３の回転軸とハブユニット３００の回転軸（図４に示す車輪側内輪３０５の回転軸）との相対角度が変化する。
【００４７】
ハブユニット３００の揺動中心Ｚｙｈは、図１に示す一対のアーム１５０ａ、１５０ｂに支持される一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂの中心を通る線である。ここで、ボールジョイント３７１ａ、３７１ｂの中心とは、ボールジョイント３７１ａ、３７１ｂのボール部分の中心であり、ボール部分がその保持部に対して回転しても前記保持部に対して位置が変わらない点をいう。本実施形態では、ハブユニット３００の揺動中心Ｚｙｈは、モーター２の回転軸、すなわち、モーター２を構成するローター１０３の回転軸（ローターシャフト１０４の回転軸と同じ）Ｚｒ（図６及び図２参照）とが交差するように構成される。さらに、本実施形態では、図７−１に示すように、ハブユニット３００の揺動中心Ｚｙｈとローター１０３の回転軸Ｚｒとの交点に、等速ジョイント３８４の揺動中心（等速ジョイント揺動中心）ＣＰが配置されるように構成される。より好ましくは、一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂの中心を結ぶ線分の中点とローター１０３の回転軸Ｚｒとの交点に、等速ジョイント３８４の揺動中心ＣＰが配置される。
【００４８】
ここで、ハブユニット３００が揺動中心Ｚｙｈを中心として揺動した場合を考える。この場合、図７−１に示すように、等速ジョイント３８４は、揺動中心ＣＰを中心として、動力伝達軸３９０及びインナー３８０及び保持器３８３及び転動体３８１が一体となって、車輪側内輪３０５に対して揺動する（図７−１の矢印Ｍ２方向）。
【００４９】
上述したように、懸架装置が動作して、ローター１０３の回転軸とハブユニット３００の回転軸（図４に示す車輪側内輪３０５の回転軸）との相対角度が変化する。比較例として、図７−２に示すように、等速ジョイント３８４の揺動中心ＣＰが、ハブユニット３００の揺動中心Ｚｙｈとローター１０３の回転軸Ｚｒとの交点にない場合、懸架装置が動作すると、等速ジョイント３８４の揺動中心ＣＰはハブユニット３００の回転軸（ローターシャフト回転軸）Ｚｒｈから外れてしまい、等速ジョイント３８４は動力を伝達できない。
【００５０】
本実施形態では、上述したように、ハブユニット３００の揺動中心Ｚｙｈとローター１０３の回転軸Ｚｒとの交点に、等速ジョイント３８４の揺動中心ＣＰが配置される。したがって、等速ジョイント３８４の揺動中心ＣＰは、常にローター１０３の回転軸Ｚｒ及びハブユニット３００の回転軸Ｚｒｈ上にある。このため、懸架装置が動作して、ローター１０３の回転軸とハブユニット３００の回転軸Ｚｒｈとの相対角度が変化しても、等速ジョイント３８４は動力を伝達できる。その結果、車両用駆動装置１は、懸架装置が動作しても、ハブユニット３００の揺動を許容しつつモーター２とハブユニット３００の車輪側内輪３０５との間で動力を伝達できる。
【００５１】
また、車両用駆動装置１では、車輪からハブユニット３００の外輪３０１に伝えられた路面反力は、外輪３０１に取り付けられた上部ボールジョイント３５１及び一対のボールジョイント３７１ａ、３７１ｂを介して、アッパーアーム２００と筐体１００に直接伝達される。その結果、等速ジョイント３８４には路面反力は伝達されない。これによって、懸架装置が動作しても、等速ジョイント３８４には軸方向荷重がほとんど作用しないため、懸架装置の動作中に、等速ジョイント３８４はローター１０３と車輪との間で確実に動力を伝達できる。次に、ステーター１０２を筐体１００に支持するステーターの支持構造を説明する。
【００５２】
（第２実施形態）
車両を駆動するためのモーターは、大きなトルクが要求される。一般に、モーターに大きなトルクを発生させるためには、モーターの直径を大きくするが、一般にモーターの直径を無闇に大きくすることはできず、特に、車両に搭載するモーターレイアウトの関係からモーターの直径に制限を与えられることがある。上述した第１実施形態の車両用駆動装置１を構成するモーター２は、車両の懸架装置を構成するアームの機能を有するので、車輪と車体との間に配置される。このように、モーター２は、車輪と車体との間に配置されるので、回転軸と平行な方向の寸法を大きくできるので、直径の増加を抑制しつつ、大きなトルクを発生することができる。
【００５３】
（実施例１）
図８は、第２実施形態の実施例１に係る車両用駆動装置が備えるモーターの断面図である。図９は、図８のステーター固定構造の要部拡大図である。図１０−１は、モーターの筐体の寸法を示す断面図である。図１０−２は、図１０−１のモーターの筐体の断面形状に対応するステーターの断面形状を示す図である。図１１は、モーターの筐体とステーターの断面形状の他の一例を示す図である。モーターを構成するステーターは、筐体内で回転しないように、筐体へ強固に固定される必要がある。一般に、ステーターは、圧入や冷やし嵌め等の収縮締結によって筐体に固定される。上述したように、本実施形態において、車両用駆動装置１を構成するモーター２は、その回転軸と平行な方向における寸法が大きいので、筐体１００の内側を精度よく加工することは難しく、さらに、圧入によってステーター１０２を収縮締結する場合、圧入力が非常に大きくなるので、ステーター１０２を筐体１００に固定することは困難である。
【００５４】
このため、本実施形態では、図８、図９に示すように、ステーター１０２は、ローター１０３の回転軸（すなわち、ローターシャフト１０４の回転軸）Ｚｒ方向における一方の端部（第１端部）１０２ａと他方の端部（第２端部）１０２ｂとが、それぞれ筐体１００の第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとに支持される。これによって、ステーター１０２は筐体１００内での回転が抑えられ、かつ、ステーター１０２を筐体１００の内部に圧入する際の圧入力の上昇を抑制できる。また、筐体１００の内側の加工精度を無闇に向上させなくとも、ステーター１０２を筐体１００の内部に圧入する際の圧入力の上昇を抑制できるので、加工精度を向上させる部分を低減できる。その結果、ステーター１０２や筐体１００の加工が容易になるとともに、両者の組み立ても容易になるので、モーター２の製造コストの上昇を抑制できる。
【００５５】
図１０−１に示すように、筐体１００は、第１支持部６００ａの内径がｄ１、第２支持部６００ｂの内径がｄ３、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの中間部６００ｃの内径がｄ２となっている。また、ステーター１０２は、第１端部１０２ａ外径がｄｓ１、第２端部１０２ｂの外径がｄｓ２となっている。そして、筐体１００の内径は、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３である。なお、図１０−２に示すように、ステーター１０２の外径は、ｄｓ１＜ｄｓ２、かつｄｓ１＞ｄ１かつｄｓ２＞ｄ３である。ステーター１０２は、電磁鋼板を積層して形成されるので、外径の異なる電磁鋼板を積層することにより、外径の異なる段付き形状のステーター１０２を構成することができる。また、筐体１００は、ステーター１０２の構造に合わせて、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの部分で内径が変化する段付き構造となっている。
【００５６】
このような構造により、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの中間部６００ｃには、ステーター１０２と筐体１００との間に隙間ができる。この場合、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの中間部６００ｃの内径ｄ２は、ステーター１０２の第１端部１０２ａの外径ｄｓ１の寸法公差において、外径ｄｓ１が最大となった場合でも、ステーター１０２と筐体１００との間には必ず隙間ができるようにする。
【００５７】
ステーター１０２を筐体１００に固定する場合、筐体１００の第２支持部６００ｂ側からステーター１０２の小径側、すなわち第１端部１００ａ側を筐体１００に圧入する。これによって、ステーター１０２は筐体１００に収縮締結で固定される。筐体１００の第１支持部６００ａ及び第２支持部６００ｂの回転軸Ｚｒと平行な方向における寸法は、ステーター１０２の反力（モーター２の最大トルク）と収縮締結の締め代、及び収縮締結面の許容面圧から決定される。さらに、ステーター１０２を筐体１００に取り付ける際の組み立てを容易にするため、ステーター１０２の取り付け過程において、第１端部１０２ａが第１支持部６００ａへ先に嵌め合うように、第１支持部６００ａ、第２支持部６００ｂ及びステーター１０２の第２端部１０２ｂの回転軸Ｚｒと平行な方向における寸法を決定する。
【００５８】
（実施例２）
また、図１１に示すように、筐体１００は、ｄ１＜ｄ３＜ｄ２としてもよい。このようにすると、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの中間部６００ｃには、ステーター１０２と筐体１００との間に形成される隙間は比較的大きくなる。そして、この隙間に油や空気等の冷却媒体を流すことにより、ステーター１０２を冷却してもよい。このように、本実施形態においては、筐体１００は、ｄ１＜ｄ３かつｄｓ１＜ｄ２であればよい。
【００５９】
（実施例３）
図１２−１、図１２−２に示す構造では、ステーター１０２Ａの第２端部１０２ｂと筐体１００Ａとの間にリング６０１が配置されて、ステーター１０２Ａが筐体１００Ａに固定される。具体的には、ステーター１０２の外径寸法を、回転軸Ｚｒと平行な方向に向かって同一とし、筐体１００の第２支持部６００ｂ側にリング６０１を嵌め込んでステーター１０２Ａを筐体１００Ａに固定する。ここで、図１２−１は、断面形状が矩形状のリングを用いる場合を示す。また、図１２−２は、断面形状がテーパー状のリングを用いる場合を示す。
【００６０】
なお、リング６０１は、周方向の一部が切り欠かれて、略Ｃ形状としてもよい。このようにすることで、リング６０１を筐体１００とステーター１０２Ａとの間に嵌め込みやすくなる。リング６０１がステーター１０２Ａと収縮締結により固定されるように、リング６０１の内径は、ステーター１０２Ａの第２端部１０２ｂにおける外径よりも小さく形成される。また、リング６０１が筐体１００と収縮締結により固定されるように、リング６０１の外径は、筐体１００の第２支持部６００ｂの内径よりも大きく形成される。これによって、ステーター１０２Ａは、リング６０１を介して筐体１００に固定される。
【００６１】
図１２−２に示すリング６０１のように、筐体１００の側とステーター１０２Ａの側とのいずれか一方の側面（本実施形態では筐体１００側における側面）に、傾斜部６０１ｓを設けてもよい。これによって、リング６０１が有する傾斜部６０１ｓのくさびの効果によって、ステーター１０２Ａは、筐体１００により強固に固定される。図１２−１、図１２−２に示すように、リング６０１を介して筐体１００にステーター１０２Ａを固定するので、ステーター１０２Ａの形状は、回転軸Ｚｒと平行な方向における外径が一定の円筒形状でよい。これによって、ステーター１０２Ａの製造が容易になるので、その製造コストをより低減できる。
【００６２】
また、図１２−１又は図１２−２に示すリング６０１を用いてステーター１０２Ａを筐体１００に固定する際に、ステーター１０２Ａの第１固定部６００ａの内径と、第２固定部６００ｂの内径とを同心にする必要があるので、図１３−１に示すリング６０１ａのように、外径中心Ｃｏと内径中心Ｃｉとが同一（同心）とする。ここで、図１、図２に示すモーター２の回転軸Ｚｒと平行な方向における寸法が大きくなり、筐体１００の第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの間隔が大きくなると、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの間の同心を精度よく得ることが困難になる。そこで、図１３−２に示すリング６０１ｂのように、外径中心Ｃｏと内径中心Ｃｉとを異ならせて（偏心させる）、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの間の同心を確保するとともに、ステーター１０２を筐体１００に固定することが好ましい。このとき、偏心量ΔＬは、内径中心Ｃｉと外径中心Ｃｏとの差になる。
【００６３】
偏心量ΔＬは、心ずれ量（第１支持部６００ａにおける中心と第２支持部６００ｂにおける中心とのずれ量）に相当する量とする。例えば、図１４に示す例では、ステーター１０２Ａの第１端部が筐体１００の第１支持部６００ａに固定されているが、この状態で、筐体１００の第２支持部６００ｂにおいて、筐体１００とステーター１０２Ａとの間隔が、一方でｔ１、他方でｔ２となっている（ｔ１＞ｔ２）。この場合、心ずれ量はｔ１−ｔ２なので、リング６０１ｂの偏心量ΔＬをｔ１−ｔ２とする。これによって、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの間で同心が得られない場合でも、両者の間の心ずれをキャンセルすることができる。その結果、筐体１００の内側やステーター１０２Ａの加工精度を無闇に向上させなくとも、第１支持部６００ａと第２支持部６００ｂとの間に発生する心ずれをキャンセルできるので、加工精度を向上させる部分を低減させて、モーター２の製造コストの上昇を抑制できる。
【００６４】
また、ステーターに軸方向へ貫通する孔を設けてボルトで筐体にステーターを締結する場合、ステーターの磁気回路に影響しないようにステーターの外周に突出部を設ける必要があるが、突出部により筐体が大きくなってしまう。また、回転軸と平行な方向の寸法が大きいモーターの場合、ボルトが非常に長くなる結果、ボルトに作用する負荷が増加してしまう。さらに、カシメによってステーターを筐体に固定する方法もあるが、車両の駆動用に用いられる大型のモーターの筐体は、通常、塑性変形に対して弱いアルミダイカストによって製造されるので、カシメによるステーターの固定は不向きである。本実施形態に係るステーターの支持構造によれば、これらの問題点を解消して、ステーターを確実に、かつ強固に筐体へ固定できる。
【００６５】
（第３実施形態）
上述した第１実施形態の車両用駆動装置１を構成するモーター２は、その回転軸と平行な方向における寸法が大きいので、上述したバランスディスク１０８ａ、１０８ｂの回転慣性は、ローター１０３の慣性に比較して小さい。このため、ローター１０３の組み立てで生じた不釣り合いを打ち消し、回転バランスを取るためには、バランスディスク１０８ａ、１０８ｂを厚くして、大きな削り代を確保する必要がある。しかし、バランスディスク１０８ａ、１０８ｂは、モーター２の出力特性には寄与しないものなので、バランスディスク１０８ａ、１０８ｂの寸法を厚くすることは、モーター２の小型化には好ましくない。そこで、図１５に示すように、バランスディスク１０８ａ、１０８ｂの代わりに、中空のローターシャフト１０４の内部にバランスウェイト６０を配置して、ローター１０３の回転バランスを取るようにする。
【００６６】
図１６−１に示すように、バランスウェイト６０は、周方向の一部に切り欠き（開放部）６１を有する環状の部材である。図１５に示すように、バランスウェイト６０は、中空のローターシャフト１０４の内部に配置される。この場合、切り欠き６１の両側の部材にそれぞれ設けられた孔６２に治具を差し込み、切り欠き６１を小さくする力を加えてバランスウェイト６０の直径を小さくして、バランスウェイト６０をローターシャフト１０４の内部に配置する。また、本実施形態では、バランスウェイト６０は、例えば、黄銅で製造される。
【００６７】
ここで、本実施形態では、ローターシャフト１０４の内側にインボリュートセレーション（メス）１１６が形成されて、等速ジョイント３８４の動力伝達軸３９０の一端部に形成されたインボリュートセレーション（オス）３９１と噛み合わせられる。このインボリュートセレーション（メス）１１６を形成するため、本実施形態では、ローターシャフト１０４を必ず中空にする必要がある。したがって、この中空部分を利用して、ローターシャフト１０４の内部にバランスウェイト６０を配置する。
【００６８】
切り欠き６１に力が作用していない状態、すなわち、切り欠き６１の寸法を小さくしない状態では、バランスウェイト６０の外径Ｄｒはローターシャフト１０４の内径Ｄｓｉよりもやや大きく構成される。上述した治具により、切り欠き６１の寸法を小さくしてローターシャフト１０４の内部にバランスウェイト６０を配置した後、切り欠き６１に付与している力を解除すると、バランスウェイト６０の切り欠き６１が広がり、バランスウェイト６０がローターシャフト１０４の内部に押し付けられて固定される。
【００６９】
バランスウェイト６０は、一部に切り欠き６１を有するので、バランスウェイト６０全体の回転バランスを取るために、切り欠き６１の近傍は、他の部分と比較して厚さが大きくなっている。これによって、孔６２が形成された部位の肉厚の不足を解消でき、バランスウェイト６０全体の回転バランスを取りやすくなる。バランスウェイト６０は、その中心（環状の部材の中心）に対して対称の位置に一対の調整部６３ａ、６３ｂが設けられる。調整部６３ａ、６３ｂは、この部分の部材を除去することにより質量を変更するものである。本実施形態においては、一対の調整部６３ａ、６３ｂは、それぞれバランスウェイト６０の中心から見て、切り欠き６１に対して９０度の位置に設けられる。バランスウェイト６０に、ローター１０３の不釣り合いをキャンセルできる不釣り合い量を与える場合、図１６−２に示すように、調整部６３ａや調整部６３ｂの一部を取り除き、前記不釣り合い量を与える。本実施形態では、調整部６３ａや調整部６３ｂを切削して、切削部６４ａ、６４ｂ、６４ｃにより前記不釣り合い量をバランスウェイト６０に与える。また、調整部６３ａ、６４ｂを切り欠き６１に対して９０度の位置に設けると、バランスウェイト６０のバランスがより取りやすくなるが、本実施形態ではこれに限らず、バランスウェイト６０の円環上において対称な位置に設ければよい。
【００７０】
本実施形態では、このようなバランスウェイト６０をローターシャフト１０４の内部に配置することにより、バランスウェイト６０の厚さを大きくしてもモーター２の寸法増加を抑制できる。その結果、回転軸Ｚｒと平行な方向における寸法の大きいモーター２であっても、バランスウェイト６０に大きな削り代を確保して、ローター１０３の回転バランスを精度よく、確実に調整することができる。
【００７１】
（第４実施形態）
モーターは、運転により発熱するため、冷却が必要である。また、本実施形態に係る車両用駆動装置のように、モーターで直接車輪を駆動する形式のものでは、減速機を介して車輪を駆動するものと比較して、高トルクかつ低回転のモーターが用いられる。その結果、モーターで直接車輪を駆動する場合、モーターに必要な電流が大きくなるので、モーターの全損失の中で最も割合の高い銅損失が大きくなり、その結果、発熱量も大きくなる。モーターが昇温すると、ステーターに巻かれているコイルの巻き線抵抗が増加してモーターの効率が低下し、さらにローターを構成する永久磁石の磁束が減少し、モーターのトルクも低下してしまう。したがって、モーターで直接車輪を駆動する形式に用いられるモーターは、コイル及び永久磁石の冷却が重要である。さらに、本実施形態において、図１や図２に示す車両用駆動装置１を構成するモーター２は、その回転軸と平行な方向における寸法が大きいので、回転軸と平行な方向における中央部分に熱が滞留しやすくなる。このため、本実施形態では、モーターの内部、特に、回転軸と平行な方向におけるステーター及びコイルの中央部分を効率的に冷却する構造が必要である。
【００７２】
このため、本実施形態では、図１７〜図１９に示すように、中空のローターシャフト１０４ａ〜１０４ｃに冷却用媒体（本実施形態では空気ａ）を供給するとともに、ローターシャフト１０４ａ〜１０４ｃの側部に空気ａが通過する孔１０６、１０７を設けて、ローターシャフト１０４の内部及び孔１０６、１０７に空気ａを流すことでモーター２ａ〜２ｃの内部を効率的に冷却する。次に、それぞれの冷却構造を説明する。
【００７３】
（実施例４）
図１７に示す車両用駆動装置１ａのモーター２ａは、中空のローターシャフト１０４ａを有している。ローターシャフト１０４は、車輪側Ｈの側部であって、磁石１０３Ｍが設けられていない部分に一対の孔１０６が設けられている。この孔１０６によって、ローターシャフト１０４ａの中空部１０５と外部とが連通される。また、一対の孔１０６をローターシャフト１０４ａに設けることで、ローターシャフト１０４ａの回転バランスを取っている。なお、孔１０６の車輪側Ｈにおける中空部１０５には、仕切り部材２５０が設けられている。これによって、中空部１０５内の空気ａの漏れを抑制する。ローターシャフト１０４ａの中空部１０５には、車体側Ｂから冷却媒体供給装置２０によって空気ａが供給される。ここで、冷却媒体供給装置２０は、ポンプ２２とこれを駆動するポンプ用モーター２１とで構成される。
【００７４】
冷却媒体供給装置２０からは、例えば、ホース等を介してローターシャフト１０４ａの内部に空気ａを供給する。この場合、静止しているホース等から回転しているローターシャフト１０４ａへ空気ａを供給するため、両者の間にはシールを設けることが好ましい。例えば、図２に示すように、シール付き玉軸受１１８を用いて筐体１００の内部に漏れる空気ａを低減してもよい。
【００７５】
モーター２ａの筐体１００Ｂには、車体側Ｂに冷却媒体排出口１８０が設けられる。より具体的には、冷却媒体排出口１８０は、ステーター１０２及び磁石１０３Ｍに対して孔１０６とは反対側の位置に設けられる。冷却媒体供給装置２０から供給された空気ａは、ローターシャフト１０４ａの中空部１０５を通って孔１０６を通過する。そして、孔１０６から流出した空気ａは、ステーター１０２と磁石１０３Ｍとの間を通って冷却媒体排出口１８０から排出される。このとき、ステーター１０２を構成するコイル間の空隙を空気ａが通過する。この過程で、ステーター１０２及びローター１０３が冷却される。特に、空気ａは、ステーター１０２及びローター１０３の一方の端部から他方の端部に向かってローターシャフト１０４ａの回転軸Ｚｒと平行な方向に流れるので、モーター２ａの内部を効率的に冷却することができる。なお、冷却媒体排出口１８０から排出された空気ａは、昇温しているので、車両の暖房等に用いることもできる。
【００７６】
（実施例５）
図１８に示す車両用駆動装置１ｂのモーター２ｂが備える中空のローターシャフト１０４ｂは、その側部に、回転軸Ｚｒ方向に複数配置される磁石１０３Ｍの間に、ローターシャフト１０４ｂの周方向に向かって複数の孔１０７が設けられている。この孔１０７によって、ローターシャフト１０４ｂの中空部１０５と外部とが連通される。ローターシャフト１０４ｂが筐体１００へ組み付けられると、孔１０７はステーター１０２と対向する。また、隣接する磁石１０３Ｍで構成される溝が、孔１０７から流出した空気ａの流路の役割を果たす。ここで、孔１０７は、ローターシャフト１０４ｂに等間隔に設けることが好ましい。これによって、ローターシャフト１０４ｂの回転バランスを取りやすくなる。
【００７７】
冷却媒体供給装置２０から供給された空気ａは、ローターシャフト１０４ｂの中空部１０５を通って孔１０７を通過する。そして、孔１０７から流出した空気ａは、ステーター１０２に向かって吹き付けられた後、ステーター１０２と磁石１０３Ｍとの間を通って冷却媒体排出口１８０から排出される。この過程で、ステーター１０２及びローター１０３が冷却される。
【００７８】
また、回転軸Ｚｒ方向に向かって孔１０７の数や寸法を変更してもよい。例えば、車体側Ｂの孔１０７の寸法を車輪側Ｈの孔１０７の寸法よりも小さくしたり（回転軸Ｚｒ方向におけるそれぞれの位置での孔１０７の数は同じ）、車体側Ｂの孔１０７の数を車輪側Ｈの孔１０７の数よりも少なくしたり（回転軸Ｚｒ方向におけるそれぞれの位置での孔１０７の寸法は同じ）する。すなわち、空気ａの入口から遠ざかるにしたがって、回転軸Ｚｒ方向におけるそれぞれの位置に複数形成される孔１０７の総断面積を大きくする。
【００７９】
これによって、ローターシャフト１０４ｂの回転軸Ｚｒと平行な方向全体にわたって略均一に空気ａを供給することができる。また、回転軸Ｚｒ方向に向かって孔１０７の数や寸法を変更することにより、回転軸Ｚｒと平行な方向におけるローターシャフト１０４ｂの中心部分に設けられる孔１０７から最も多くの空気が供給されるようにしてもよい。これによって、モーター２ｂの最も熱が滞留しやすい部分を効率的に冷却することができる。
【００８０】
（実施例６）
図１９に示す車両用駆動装置１ｃのモーター２ｃのように、筐体１００Ｃの車体側Ｂに冷却媒体排出口１８０を、筐体１００Ｃの車輪側Ｈに冷却媒体排出口１８１を設けてもよい。これによって、空気ａの入口から出口までの流路抵抗が均一化されるので、孔１０７の寸法及び数は、回転軸Ｚｒ方向に向かって均一としてもよい。
【００８１】
本実施形態では、上述した冷却構造によってモーター２ａ等の内部を冷却する。このように、空気ａを用いてモーター２ａ等の内部を冷却するので、冷却油を用いて冷却する方法と比較して、冷却油の循環系や冷却油の密封構造が不要になるため、冷却構造が簡略化できるとともに、製造コストも低減できる。また、冷却油とは異なり、空気ａを冷却媒体として用いるので、油漏れにより環境を汚染してしまうことはない。また、敢えてモーター２ａ等の内部から外部へ空気ａを流出させることにより、モーター２ａ等の外部から内部への水等の浸入を低減できるので、モーター２ａ等の防水構造としても有効である。これは、特に水によって腐食が発生しやすいＮｄＦｅＢ系の希土類磁石を用いたモーターに好適である。
【００８２】
以上、本発明の車両用駆動装置は、モーターの筐体を車両の懸架装置のアームとしても機能させるとともに、モーターのローターと車輪とを、ハブユニットによって回転可能に支持される等速ジョイントを介して連結して、ローターの回転軸とハブユニットの揺動中心とが交差する位置に、等速ジョイントの揺動中心を配置する。これによって、モーターの質量は懸架装置の車両取付側、すなわちモーターの揺動中心側に集中することになる。その結果、車輪内にモーターが配置されてアームの先端に質量が集中する従来の方式と比較して、アームの揺動中心から質量が大きい構造体（モーター）までの距離を短くできる。このため、懸架装置が動作してモーターが揺動した場合においては、力のモーメントを小さくできるので、ばね下質量の増加の影響を小さくでき、乗り心地の悪化を抑制できる。
【００８３】
また、上記構成により、等速ジョイントは１個でよく、また、懸架装置のアームとモーターの筐体とを共用することで、車両用駆動装置を構成する部品の点数を削減して、構造を簡略化できる。さらに、ローターの回転軸とハブユニットの揺動中心とが交差する位置に、等速ジョイントの揺動中心を配置することにより、懸架装置が動作して等速ジョイントが移動した場合でも、等速ジョイントの揺動中心とローターとの距離は変化しないので、モーターのローターと車輪との間で動力を伝達させることができる。すなわち、本実施形態に係る車両用駆動装置は、懸架装置を動作させながらモーターの動力を車輪へ伝達できる。なお、本発明の第１実施形態に示した車両用駆動装置１の基本構造を、第２〜第４実施形態のいずれか一つ又は二つ以上の部分構造と任意に組み合わせたものは、本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係る車両用駆動装置は、モーターの動力を車輪へ伝達して車輪を駆動する構造において、ばね下質量を低減しつつ部品点数を削減し、さらに懸架装置の動作中にモーターの動力を車輪へ確実に伝達することに有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  車両用駆動装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  モーター
３  車体
２０  冷却媒体供給装置
６０  バランスウェイト
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  筐体
１００ａ  第１端部
１０２、１０２Ａ  ステーター
１０２ａ  第１端部
１０２ｂ  第２端部
１０３  ローター
１０３Ｍ  磁石
１０４、１０４ａ  ローターシャフト
１０５  中空部
１０６  孔
１０７  孔
１１０  アーム取付部
１１６  インボリュートセレーション
１２０ａ、１２０ｂ  ブシュ
１５０ａ、１５０ｂ  アーム（連結部材）
１８０、１０１  冷却媒体排出口
２００  アッパーアーム
２２０ａ、２２０ｂ  ブシュ
２５０  仕切り部材
３００  ハブユニット
３０１  外輪
３０５  車輪側内輪
３０６  車体側内輪
３０７  車輪側転動体
３０８  車体側転動体
３１０  上部ボールジョイント取付部
３５１  上部ボールジョイント（ハブユニット支持体）
３７１ａ、３７１ｂ  ボールジョイント
３８４  等速ジョイント
３９０  動力伝達軸
６００ａ  第１支持部
６００ｂ  第２支持部
６００ｃ  中間部
６０１（６０１ａ、６０１ｂ）  リング
６０１ｓ  傾斜部
Ｚｒ  回転軸（ローターシャフト回転軸）
Ｚｒｈ  回転軸（ハブユニット回転軸）
Ｚｙｈ  揺動中心（ハブユニット揺動中心）
ＣＰ  揺動中心（等速ジョイント揺動中心）
【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７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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