(57)【要約】【課題】ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難いインホイールモータ駆動装置およびそれに用いられる回転電動機を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、回転電動機１と、車輪用軸受５と、減速機２とを備える。回転電動機１は、環状のステータ９と、ステータ９が内部に嵌合しかつ固定されたハウジング８と、ハウジング８に軸受１１，１２を介してステータ９と同軸心に回転自在に支持された回転軸６と、回転軸６と一体に回転するロータ１０とを有する。ステータ９の外周面とハウジング８の内周面との間に非接触部Ａが設けられている。ハウジング８の外周面から車体取付片５１が突出している。車体取付片５１の基端の一部または全部が非接触部Ａの径方向投影領域に重なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、
前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、
前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、
前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なる、
インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記非接触部が、前記ハウジングの内周面における円周方向の複数箇所に設けられた軸方向の溝状であり、前記車体取付片が前記ハウジングの円周方向の複数箇所に設けられ、これら複数の車体取付片の基端における円周方向の一部または全部が、それぞれ別の前記非接触部の径方向投影領域に重なるインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記非接触部が、前記ハウジングの内周面に設けられた円周方向の溝状であり、前記車体取付片の基端における軸方向の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なるインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面とが前記嵌合範囲における接触部で互いに接触し、この接触部のうちの前記非接触部の軸方向両側に位置する部分により、前記ステータが前記ハウジングに両持ち支持されているインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面における前記嵌合範囲の面積に対して、前記非接触部の面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲であるインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面とが前記嵌合範囲における接触部で互いに接触し、前記ステータと前記ハウジングとが前記接触部において隙間嵌めまたは締まり嵌めで互いに嵌合することで、前記ステータの軸心と前記回転軸の軸心とを一致させてあるインホイールモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記ハウジングの内周面の軸心と前記回転軸の軸心との同軸度が、０．２ｍｍ以下であるインホイールモータ駆動装置。
【請求項８】
環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、
前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、
前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なる回転電動機。
【請求項９】
回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備え、前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有するインホイールモータ駆動装置における前記ハウジングの製造方法であって、
前記ハウジングとなる素材を、芯出し状態を変更することなく旋削加工して、前記ハウジングにおける前記ステータの外周面と対向する内周面、および前記ハウジングにおける前記軸受が収容される部分の内周面を成形するハウジングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インホイールモータ駆動装置、回転電動機、およびハウジングの製造方法に関し、特にインホイールモータ駆動装置の構成部品であるステータから発生する振動を低減させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インホイールモータ駆動装置に用いられる回転電動機は、小型化、軽量化、高効率、高出力、低振動（低騒音）であることが求められている。回転電動機は、ステータに巻回されたコイルに通電され、各相への通電を切替えることにより、コイルから発生された磁力とロータに固定された永久磁石からの磁力との相互作用により回転トルクが発生する。その際、例えばステータコアには、径方向の吸引力・反発力が作用するため、ロータの回転速度に応じた周期でステータが径方向に変形する。その結果、ステータの外周面に、ロータの回転速度に同期した振動が発生する。
【０００３】
ところで、インホイールモータ駆動装置は、懸架装置のばね下に搭載され、サスペンションアーム等を介して車体に取り付けられる。懸架装置は剛性を確保した設計となっているため、インホイールモータ駆動装置に、前記ステータの変形に起因する振動が発生すると、この振動が懸架装置を介して車体に伝搬されやすい。
【０００４】
このようなステータの外周面に発生する振動を車体に伝え難くするには、ステータからハウジングへ伝わる振動を抑制することが求められる。また、ステータの軸心とロータの回転軸心とのずれによりコギングトルクが増大するため、前記ずれを可能な限りゼロにすることが求められる。
【０００５】
インホイールモータ駆動装置等の回転電動機において、ステータから発生する振動を抑制する方法として、以下の構造が提案されている。
（１）．剛性がハウジングよりも小さいインナーフレームを介して、ステータをハウジングに対して軸方向に片持ち固定し、ステータの外周面とハウジングの内周面との間に全周にわたる隙間を設けることにより、ステータ起因の振動をハウジングに伝えないようにした構造（特許文献１）。
【０００６】
（２）．ハウジングの内周面またはステータの外周面に設けられた段差部でハウジングとステータとが互いに固定され、前記段差部の一部に、ハウジングとステータとが非接触となる非接触部を設けることにより、ステータ起因の振動をハウジングに伝搬し難くした構造（特許文献２）。
【０００７】
（３）．ステータコアの外周部に、ステータをハウジングに固定するリングを備え、かつ、リングはステータが変位したときに弾性変形する曲折部を有し、前記曲折部がステータの振動を吸収することにより振動を低減させることができる構造（特許文献３）。
【０００８】
（４）．ステータを格納する開口部を有するハウジングを備え、ハウジングの開口部の内周面とステータコアとの隙間が相対的に小さく、かつ、開口部の内径が一定である第１部分と、ステータコアの軸方向に前記第１部分と並び、開口部の内周面とステータコアとの隙間が相対的大きい第２部分とを含む構造（特許文献３，４）。この構造により、ステータコアとハウジングとの接触面積を減らし、その結果、ステータから発生する振動を低減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表Ｗ０２０１４／１２５８６４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１２００１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２４６６１号公報
【特許文献４】特開２００７−２２８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、剛性がハウジングよりも小さいインナーフレームを介して、ステータを軸方向にハウジングと締結し、ステータの外周面とハウジングの内周面との間に全周にわたる隙間を設けることにより、ステータ起因の振動をハウジングに伝えないようにした構造が提案されている。
しかし、この構造は、ステータがハウジングに対して片持ち支持されているため、走行中にステータが上下方向に変動することによる、ステータ起因の振動発生が懸念される。また、ステータと、ロータを支持する軸受との同軸を確保することについては記載されているが、ステータとインナーフレームとの同軸を確保する方法については記載されていない。さらに、インナーフレームとステータをボルト固定し、かつインナーフレームをハウジングにボルト固定するため、部品点数の増加が懸念される。
【００１１】
特許文献２では、ハウジングの内周面またはステータの外周面に段差部を設けた構造が提案されているが、この構造は、ステータがハウジングに対して片持ち支持されるため、前記同様に、走行中にステータが上下方向に変動することによる、ステータ起因の振動発生が懸念される。
【００１２】
特許文献３では、弾性変形する曲折部を設けたリングを、ステータコアとハウジング間に設置することにより振動を抑制することが提案されているが、曲折部の形状が複雑であり加工が困難である。また、ステータを固定したリングのハウジングへの固定方法は大きく分けて二つ提案されている。一つ目は、リングをハウジングに対してフローティング固定する方法であるが、この固定方法では、ステータとハウジングの同軸度を保証する手段については触れられていない。二つ目は、リングをハウジングと当接させることにより、ステータ中心と回転中心とを一致させる方法であるが、この固定方法では、ステータがハウジングに対して完全にフローティングされているとは考えられず、ステータの振動を完全に防止することは困難である。
【００１３】
特許文献４では、ステータコアとハウジングの接触面積を減らすことにより、ステータ変形による振動伝達を低減させる構造が提案されているが、特許文献１，２と同様に、ステータが片持ち支持されることにより、走行中にステータが上下方向に変動することが懸念される。
【００１４】
この発明の目的は、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難いインホイールモータ駆動装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難く、インホイールモータ駆動装置に用いるのに適した回転電動機を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、ステータの軸心と回転軸の軸心とが一致するようにハウジングを加工することが可能なハウジングの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明のインホールモータ駆動装置は、回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備え、
前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、
前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、
前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なっている。
【００１６】
例えば、前記非接触部が、前記ハウジングの内周面における円周方向の複数箇所に設けられた軸方向の溝状であり、前記車体取付片が前記ハウジングの円周方向の複数箇所に設けられ、これら複数の車体取付片の基端における円周方向の一部または全部が、それぞれ別の前記非接触部の径方向投影領域に重なっていてもよい。
【００１７】
また、前記非接触部が、前記ハウジングの内周面に設けられた円周方向の溝状であり、前記車体取付片の基端における軸方向の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なっていてもよい。
【００１８】
インホールモータ駆動装置は、回転電動機において、磁力の相互作用によりロータが回転するが、同時にステータに径方向の吸引力・反発力が作用するため、ステータの変形に起因する振動が発生する。
上記のように、ステータの外周面とハウジングの内周面との間に非接触部を設けたことにより、ステータからハウジングに伝搬される振動を少なくすることができる。さらに、非接触部の径方向投影領域に重なるように、車体取付片の基端の一部または全部を位置させたことにより、ステータから車体取付片までの振動伝搬経路が曲折したものとなり、振動が減衰して車体取付片に伝わる。これらのことから、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難い。この構成は、例えばハウジングの内周面に非接触部となる軸方向または円周方向の溝を設けることで実現できるため、回転電動機として必須の部品以外に、他の部品を使用しない簡素な構成とすることができる。
【００１９】
この発明のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面とが前記嵌合範囲における接触部で互いに接触し、この接触部のうちの前記非接触部の軸方向両側に位置する部分により、前記ステータが前記ハウジングに両持ち支持されているとよい。
ステータがハウジングに両持ち支持されていると、車両の走行時にステータが上下方向に変動することや偏角が発生することが防止され、ステータの振動を抑制することができる。
【００２０】
この発明のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面における前記嵌合範囲の面積に対して、前記非接触部の面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲であるとよい。
【００２１】
この発明のインホイールモータ駆動装置において、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面とが前記嵌合範囲における接触部で互いに接触し、前記ステータと前記ハウジングとが前記接触部において隙間嵌めまたは締まり嵌めで互いに嵌合することで、前記ステータの軸心と前記回転軸の軸心とを一致させてあるとよい。
このようにステータの軸心と回転軸の軸心とを一致させることで、ステータから発生する振動を抑えることができる。
【００２２】
この発明のインホイールモータ駆動装置において、前記ハウジングの内周面の軸心と前記回転軸の軸心との同軸度が、０．２ｍｍ以下であるとよい。
前記同軸度を０．２ｍｍ以下とすることで、ステータに起因する振動レベルを抑えることができる。また、この程度の同軸度であれば一般的な旋削加工だけでよく、精密加工を行わなくても済むので、ハウジングの加工工数を削減することができる。
【００２３】
この発明の回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、
前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、
前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なる。
【００２４】
上記のように、ステータの外周面とハウジングの内周面との間に非接触部を設けたことにより、ステータからハウジングに伝搬される振動を少なくすることができる。さらに、非接触部の径方向投影領域に重なるように、車体取付片の基端の一部または全部を位置させたことにより、ハウジングに伝搬された振動が車体取付片に伝わるまでに減衰される。これらのことから、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難い。よって、この回転電動機は、インホイールモータ駆動装置に用いるのに適する。
【００２５】
この発明のハウジングの製造方法は、回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備え、前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有するインホイールモータ駆動装置における前記ハウジングの製造方法であって、
前記ハウジングとなる素材を、芯出し状態を変更することなく旋削加工して、前記ハウジングにおける前記ステータの外周面と対向する内周面、および前記ハウジングにおける前記軸受が収容される部分の内周面を成形する。
【００２６】
このように、ハウジングにおけるステータの外周面と対向する内周面、およびハウジングにおける軸受が収容される部分の内周面を同軸加工することにより、ステータの軸心と、軸受によって支持される回転軸の軸心とを、可能な限りゼロに近づけることができる。それにより、ステータの軸心とロータの回転軸心とのずれによるコギングトルクを低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明のインホイールモータ駆動装置は、回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置であって、前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なるため、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難い。
【００２８】
この発明の回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有し、前記ステータの外周面と前記ハウジングの内周面との嵌合範囲に非接触部が設けられ、前記ハウジングの外周面から車体取付片が突出し、この車体取付片の基端の一部または全部が前記非接触部の径方向投影領域に重なるため、ステータの変形に起因する振動が車体に伝わり難く、インホイールモータ駆動装置に用いるのに適する。
【００２９】
この発明のハウジングの製造方法は、回転電動機と、車輪用軸受と、前記回転電動機の回転を減速して前記車輪用軸受の回転輪に伝達する減速機とを備え、前記回転電動機は、環状のステータと、このステータが内部に嵌合しかつ固定されたハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して前記ステータと同軸心に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸と一体に回転するロータとを有するインホイールモータ駆動装置における前記ハウジングの製造方法であって、前記ハウジングとなる素材を、芯出し状態を変更することなく旋削加工して、前記ハウジングにおける前記ステータの外周面と対向する内周面、および前記ハウジングにおける前記軸受が収容される部分の内周面を成形するため、ステータの軸心と回転軸の軸心とが一致するようにハウジングを加工することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面となる回転電動機部分の断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面となる減速機部分の断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】同インホイールモータ駆動装置を懸架装置に取り付けた状態を示す図である。
【図６】ロータの回転数とハウジング振動値との関係を示すグラフである。
【図７】この発明の第２の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面となる回転電動機部分の断面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面となる回転電動機部分の断面図である。
【図１１】第１の実施形態の変形例であるインホイールモータ駆動装置の回転電動機部分の断面図である。
【図１２】第２の実施形態の変形例であるインホイールモータ駆動装置の回転電動機部分の断面図である。
【図１３】第１の実施形態の他の変形例であるインホイールモータ駆動装置の回転電動機部分の断面図である。
【図１４】第２の実施形態の他の変形例であるインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【図１５】この発明の他の実施形態に係る回転電動機を備えたインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１の実施形態］
図１はこの発明の第１の実施形態にかかるインホイールモータ駆動装置の断面図である。このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、例えば車両の駆動輪を回転駆動する装置として使用される。インホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、駆動力を発生する回転電動機１と、この回転電動機１の回転を減速して出力する減速機２と、この減速機２からの出力を図示外の駆動輪に伝える車輪用軸受５とを備える。
なお、この明細書において、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭを車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００３２】
＜回転電動機１＞
回転電動機１は、モータハウジング８と、環状のステータ９と、回転軸６と、ロータ１０とを備える。この回転電動機１は、モータハウジング８の内周に設けられたステータ９と、ステータ９の半径方向内方に位置するロータ１０との間にラジアルギャップを設けた埋込み磁石型同期モータ（Interior Permanent Magnet Motor：略称；ＩＰＭモータ）である。モータハウジング８には、軸方向に離隔して軸受１１，１２が設けられ、これら軸受１１，１２に、回転軸６が回転自在に支持されている。ロータ１０は、軸受１１，１２に一体に配置されている。
なお、モータハウジング８は、インボード側が開口したモータハウジング本体８ａと、このモータハウジング本体８ａのインボード側開口を塞ぐ環状蓋部材８ｂおよび中央蓋部材８ｃとでなる。前記軸受１１は環状蓋部材８ｂに設けられ、前記軸受１２はモータハウジング本体８ａに設けられている。
【００３３】
回転軸６は、回転電動機１の駆動力を減速機２に伝達する軸である。回転軸６の軸方向中間付近部に径方向外方に延びるフランジ部６ａが設けられ、このフランジ部６ａにロータ固定部材１３が設けられ、さらにロータ固定部材１３にロータ１０が取付けられている。ロータ１０は、例えば、軟質磁性材料から成る図示外のコア部と、このコア部に内蔵される図示外の永久磁石とを有する。この永久磁石には、例えばネオジウム系磁石が用いられている。
【００３４】
ステータ９は、例えば、軟質磁性材料から成るステータコア９ａと、このステータコア９ａに巻かれたステータコイル９ｂとを有する。ステータコア９ａは、外周面が断面円形とされたリング状で、その内周面に内径側に突出する複数のティースが円周方向に並んで形成されている。ステータコイル９ｂは、ステータコア９ａの前記各ティースに巻回される。後述する接触部Ｂにおいて、モータハウジング８の内周面にステータ９の外周面が嵌合し、複数のボルト２３によりモータハウジング８に対しステータ９が軸方向に締め付けて固定されている。図１のII−II線断面図である図２に示すように、複数のボルト２３は、円周方向一定間隔おきに設けられている。なお、図１は図２のＩ−Ｏ−Ｉ線断面図である。
【００３５】
図１において、モータハウジング８のモータハウジング本体８ａには、ステータコア９ａの軸方向端面における外径側部分に対向する環状のハウジング段部８ａａが設けられている。このハウジング段部８ａａに、円周方向一定間隔おきに複数の雌ねじ２４が形成されている。ハウジング段部８ａａに、ステータコア９ａのアウトボード側の軸方向端面を当接させ、ステータコア９ａのインボード側から複数のボルト２３を通して各雌ねじ２４に螺合させることによりステータ９が固定されている。
【００３６】
図１、図２に示すように、モータハウジング８の内周面には、円周方向の複数箇所に軸方向溝５０が設けられている。この軸方向溝５０は、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面とが非接触で対向する非接触部Ａを構成している。ステータ９の外周面とハウジング８の内周面との嵌合範囲において、非接触部Ａ以外の接触部Ｂでは、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面とが接触状態で対向している。言い換えると、ステータ９とモータハウジング８とが、接触部Ｂにおいて、隙間嵌めまたは締まり嵌めで互いに嵌合している。ステータ９の外周面における前記嵌合範囲の面積に対して、非接触部Ａの面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲であるのが好ましい。
【００３７】
モータハウジング８の外周面の円周方向複数箇所から、複数の車体取付片５１が突出している。これら車体取付片５１は、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭを車体に取り付けるために使用される。具体的には、図５に示すように、車体取付片５１のボルト挿通孔５１ａ（図２）に挿通したボルト５２により、懸架装置５３のナックルアーム５３ａに車体取付片５１が結合される。
【００３８】
図１、図２に示すように、前記車体取付片５１は、その基端おける円周方向の一部または全部が、軸方向溝５０からなる非接触部Ａの径方向投影領域に重なるように配置されている。径方向投影領域は、非接触部Ａの軸方向範囲Ｌ（図１）および円周方向範囲φ（図２）で規定される領域である。この実施形態の場合、軸方向および円周方向のいずれについても、車体取付片５１の基端の全部が、非接触部Ａの径方向投影領域に重なっている。
【００３９】
モータハウジング本体８ａは、以下のように製造するのが望ましい。すなわち、モータハウジング本体８ａとなる素材を、芯出し状態を変更することなく旋削加工して、モータハウジング本体８ａにおけるステータ９の外周面と対向する内周面Ｆ１、およびモータハウジング本体８ａにおける軸受１２が収容される部分の内周面Ｆ２を成形する。このように、両内周面Ｆ１，Ｆ２を同軸加工することにより、ステータ９の軸心と、軸受１２によって支持される回転軸６の軸心を、可能な限りゼロに近づけることができる。モータハウジング本体８ａの内周面の軸心と回転軸６の軸心との同軸度は、０．２ｍｍ以下であるのが望ましい。同軸度が０．２ｍｍ程度であれば一般的な旋削加工だけでよく、精密加工を行わなくても済む。そのため、ハウジング８の加工工数を削減することができる。
【００４０】
図１に示すように、回転軸６は、回転電動機１の中心部に位置し、軸方向の貫通孔６ｂを有する。そして、この貫通孔６ｂのアウトボード側端に減速機２の入力軸（以下、「減速機入力軸」とする。）３のインボード側端をスプライン（セレーションも含む。以下、同じ。）嵌合させて、回転軸６と減速機入力軸３とを同軸心上で連結してある。なお、この回転電動機１には、回転軸６の回転速度を検出するレゾルバ等の回転速度検出手段１５が設けられている。
【００４１】
減速機入力軸３のアウトボード側には、減速機入力軸３と同心の出力部材４が設けられている。出力部材４のインボート側端はカップ部４ａになっており、このカップ部４ａの内周に軸受１４ａが嵌合している。また、前記カップ部４ａに内ピン２２を介して筒状の連結部材２６が連結され、この連結部材２６の内周に軸受１４ｂが嵌合している。そして、これら軸受１４ａ，１４ｂにより、減速機入力軸３が回転自在に支持されている。
【００４２】
＜減速機２等について＞
この実施形態の減速機２は、サイクロイド減速機である。具体的には、減速機ハウジング７内に、外ピンハウジングＩｈと、減速機入力軸３と、曲線板１７，１８と、複数の外ピン１９と、内ピン２２と、カウンタウェイト２１とを有する。
減速機入力軸３の外周面には、偏心部１５，１６が設けられる。これら偏心部１５，１６は、偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。
【００４３】
図１のIII−III線断面図である図３に示すように、減速機２は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板１７，１８が、それぞれ軸受８５を介して、減速機入力軸３の各偏心部１５，１６に装着してある。各曲線板１７，１８の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン１９を、それぞれ減速機ハウジング７の内側の外ピンハウジングＩｈ（図１）に設け、カップ部４ａ（図１）に取り付けた複数の内ピン２２を、各曲線板１７，１８の内部に設けられた複数の円形の貫通孔８９に挿入状態に係合させてある。
【００４４】
図４に拡大して示すように、各外ピン１９と各内ピン２２には針状ころ軸受９２，９３が装着される。各外ピン１９は、それぞれ針状ころ軸受９２で両端支持されて各曲線板１７，１８の外周面と転接する。また各内ピン２２は、針状ころ軸受９３の外輪９３ａが、各貫通孔８９の内周と転接する。針状ころ軸受９２、９３は、それぞれ各曲線板１７，１８の外周との接触抵抗、および各内ピン２２と各貫通孔８９の内周との接触抵抗を低減する。なお、針状ころ軸受９２の外輪９３ａは外ピンハウジングIｈに嵌合固定している。
【００４５】
よって、図１に示すように、各曲線板１７，１８の偏心運動をスムーズに車輪用軸受５の内方部材５ａに回転運動として伝達し得る。回転軸６が回転すると、この回転軸６と一体回転する減速機入力軸３の偏心部１５，１６の外周に設けられた各曲線板１７，１８が偏心運動を行う。このとき外ピン１９が偏心運動する各曲線板１７，１８の外周面と転がり接触するように係合する。これと共に、各曲線板１７，１８が、内ピン２２と貫通孔８９（図４）との係合によって、各曲線板１７，１８の自転運動のみが出力部材４および内方部材５ａに回転運動として伝達される。回転軸６の回転に対して内方部材５ａの回転は減速されたものとなる。
【００４６】
車輪用軸受５は内方部材５ａと外方部材５ｂの間にボールを組み込んだ複列アンギュラ玉軸受であり、外方部材５ｂはフランジ５ｃにより減速機ハウジング７にボルト固定されている。内方部材５ａは、出力部材４にスプライン嵌合している。内方部材５ａに伝達された回転運動は、内方部材５ａにおけるアウトボード側の外周面に設けられた車輪取付フランジ５ｄからタイヤに伝達される。
【００４７】
＜潤滑油供給機構Ｊｋについて＞
このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、潤滑油供給機構Ｊｋを有する。この潤滑油供給機構Ｊｋは、減速機２の潤滑および回転電動機１の冷却の両方に用いられる潤滑油を、回転軸６の内部から供給する軸心給油機構である。この潤滑油供給機構Ｊｋは、潤滑油路２９と、供給油路３０と、モータ内潤滑油貯留部３１と、排出油路３８と、ポンプ２８とを有する。潤滑油路２９は、減速機２における減速機ハウジング７内の油路であり、この潤滑油路２９は潤滑油タンク２９ａを含む。潤滑油タンク２９ａは、減速機ハウジング７の下部に設けられ潤滑油を貯留し、モータハウジング８の下部に設けられるモータ内潤滑油貯留部３１に連通する。供給油路３０は、潤滑油タンク２９ａから、回転電動機１および減速機２に潤滑油を供給する油路である。
【００４８】
ポンプ２８は、潤滑油タンク２９ａに貯留された潤滑油を、潤滑油タンク２９ａ内の吸込口から供給油路３０に循環させる。このポンプ２８は、回転電動機１と減速機２との間に同一軸心上に配置される。ポンプ２８は、例えば、出力部材４の回転により回転する図示外のインナーロータと、このインナーロータの回転に伴って従動回転するアウターロータと、ポンプ室と、吸入口と、吐出口（いずれも図示せず）とを有するサイクロイドポンプである。
【００４９】
回転電動機１により駆動される出力部材４の回転により前記インナーロータが回転すると、前記アウターロータは従動回転する。このときインナーロータおよびアウターロータはそれぞれ異なる回転中心を中心として回転することで、前記ポンプ室の容積が連続的に変化する。これにより、潤滑油タンク２９ａに貯留された潤滑油は供給油路３０に圧送される。潤滑油の一部は、ロータ１０およびステータコイル９ｂを冷却した後、重力によって下方に移動しモータ内潤滑油貯留部３１および潤滑油タンク２９ａにそれぞれ貯留される。
【００５０】
＜作用効果＞
インホールモータ駆動装置ＩＷＭは、回転電動機１において、磁力の相互作用によりロータ１０が回転するが、同時にステータ９に径方向の吸引力・反発力が作用するため、ステータ９の変形に起因する振動が発生する。
【００５１】
この構成のように、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面との間に非接触部Ａを設けたことにより、ステータ９からモータハウジング８に伝搬される振動を少なくすることができる。さらに、非接触部Ａの径方向投影領域に重なるように、車体取付片５１の基端を位置させたことにより、ステータ９から車体取付片５１までの振動伝搬経路が曲折したものとなり、振動が減衰して車体取付片５１に伝わる。これらのことから、ステータ９の変形に起因する振動が車体に伝わり難い。
この実施形態の場合、モータハウジング８の内周面に非接触部Ａとなる軸方向溝５０を設けることで実現できるため、回転電動機１として必須の部品以外に、他の部品を使用しない簡素な構成とすることができる。
【００５２】
ステータ９の外周面におけるモータハウジング８の内周面との嵌合範囲の面積に対して、非接触部Ａの面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲としたことにより、振動伝搬の低減およびステータ９の固定について好結果が得られる。例えば、前記比率が５０％以下であると、ステータ９からモータハウジング８に伝搬される振動を少なくする効果が少なく、また前記比率が９０％以上であると、モータハウジング８によるステータ９の固定が不十分である。
【００５３】
非接触部Ａを有する構成と非接触部Ａを有しない構成とを比較した場合、回転電動機１の回転数（ｍｉｎ−１）と車体に伝わる振動値（ｄＢ）との関係が、図６のようになることが予想される。すなわち、どのような回転数でも、非接触部Ａを有する構成の方が、非接触部Ａを有しない構成よりも、振動値が低くなる。図６はイメージ図であって、回転数と振動値の関係を概念的に示すにすぎない。振動値が低くなる程度は、非接触部Ａの面積が占める比率等の諸条件によって異なる。
【００５４】
また、モータハウジング８を前述の方法で製造することにより、ステータ９の軸心と、軸受１２によって支持される回転軸６の軸心を、可能な限りゼロに近づけることができる。例えば、モータハウジング８の内周面の軸心と回転軸６の軸心との同軸度を、０．２ｍｍ以下とすることができる。それにより、ステータ９の軸心とロータ１０の回転軸心とのずれによるコギングトルクを低減することができる。このことによっても、車体に伝わる振動を低減させることができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
図７、図８はこの発明の第２の実施形態を示す。図７は図８のVII−Ｏ−VII線断面図、図８は図７のVIII−VIII線断面図である。
このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面との非接触部Ａが、モータハウジング８の内周面に設けられた円周方向溝５５からなる。モータハウジング８の外周面に設けられた車体取付片５１は、その基端における軸方向の一部または全部が、円周方向溝５５からなる非接触部Ａの径方向投影領域に重なるように配置されている。この実施形態の場合、車体取付片５１の基端の全部が、非接触部Ａの径方向投影領域に重なっている。ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面の接触部は、非接触部Ａの軸方向両側に位置するアウトボード側接触部Ｂａおよびインボード側接触部Ｂｂからなる。前記と同じ理由から、ステータ９の外周面におけるモータハウジング８の内周面との嵌合範囲の面積に対して、非接触部Ａの面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲であるのが好ましい。
他は、第１の実施形態と同じである。
【００５６】
この実施形態の構成についても、第１の実施形態と同様に、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面との間に非接触部Ａを設けたことにより、モータハウジング８の内周面ステータ９の変形に起因する振動が車体に伝わり難い。また、モータハウジング８の内周面に非接触部Ａとなる円周方向溝５５を設けることで実現できるため、回転電動機１として必須の部品以外に、他の部品を使用しない簡素な構成とすることができる。
【００５７】
加えて、この実施形態の場合、非接触部Ａの軸方向両側に位置するアウトボード側接触部Ｂａおよびインボード側接触部Ｂｂにより、ステータ９がモータハウジング８に両持ち支持される。それにより、車両の走行時にステータ９が上下方向に変動することや偏角が発生することが防止され、ステータ９の振動を抑制することができるという効果が得られる。
【００５８】
［第３の実施形態］
図９、図１０はこの発明の第３の実施形態を示す。図９は図１０のIX−Ｏ−IX線断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図である。
このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面との非接触部Ａが、モータハウジング８の内周面に設けられた、径方向から見て矩形の凹部５６からなる。モータハウジング８の外周面に設けられた車体取付片５１は、その基端における軸方向の一部または全部が、矩形の凹部５６からなる非接触部Ａの径方向投影領域に重なるように配置されている。この実施形態の場合、車体取付片５１の基端の全部が、非接触部Ａの径方向投影領域に重なっている。前記同様に、ステータ９の外周面におけるモータハウジング８の内周面との嵌合範囲の面積に対して、非接触部Ａの面積が占める比率が５０％以上９０％以下の範囲であるのが好ましい。
他は、第１、第２の実施形態と同じである。
【００５９】
この実施形態の構成についても、第１、第２の実施形態と同様に、ステータ９の変形に起因する振動が車体に伝わり難い。また、モータハウジング８の内周面に非接触部Ａとなる矩形の凹部５６を設けることで実現できるため、回転電動機１として必須の部品以外に、他の部品を使用しない簡素な構成とすることができる。
【００６０】
また、この第３の実施形態も、第２の実施形態と同様に、非接触部Ａの軸方向両側に位置するアウトボード側接触部Ｂａおよびインボード側接触部Ｂｂにより、ステータ９がモータハウジング８に両持ち支持される。それにより、車両の走行時にステータ９が上下方向に変動することや偏角が発生することが防止され、ステータ９の振動を抑制することができるという効果が得られる。
【００６１】
［第１〜第３の実施形態の変形例］
第１〜第３の各実施形態では、複数の車体取付片５１が左右対称に配置されているが、図１１、図１２のように、車体取付片５１が左右片側だけに配置されている構成や、車体取付片５１が左右不均等に配置されている構成（図示せず）であっても、第１〜第３の各実施形態と同様の作用効果が得られる。図１１は非接触部Ａが軸方向溝５０からなる例であり、図１２は非接触部Ａが円周方向溝５５からなる例である。
【００６２】
また、第１〜第３の各実施形態は、車体取付片５１の基端の全部が非接触部Ａの径方向投影領域に重なっているが、図１３、図１４のように、車体取付片５１の基端の一部のみが非接触部Ａの径方向投影領域に重なっている構成であってもよい。図１３の例は、非接触部Ａが軸方向溝５０からなる構成において、上側の二つの車体取付片５１の基端の一部が、非接触部Ａの径方向投影領域から円周方向に外れている。図１４の例は、非接触部Ａが軸方向溝５０からなる構成において、車体取付片５１の基端の一部が、非接触部Ａの径方向投影領域から軸方向に外れている。
このように、車体取付片５１の基端の一部のみが非接触部Ａの径方向投影領域に重なっている場合でも、第１〜第３の各実施形態の構成と比べて効果が劣るものの、ステータ９の変形に起因する振動を車体に伝え難くすることができる。
【００６３】
［他の形式のインホイールモータ駆動装置］
図１５は、前記各実施形態とは形式が異なるインホイールモータ駆動装置を示す。このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭも、前記各実施形態と同様に、回転電動機１、減速機２、および車輪用軸受５を備えるが、減速機２の構成が前記各実施形態のものと異なる。回転電動機１および車輪用軸受５は、前記各実施形態のものと基本的に同じ構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００６４】
＜減速機等＞
このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭの減速機２は、入力歯車３２ａを有する入力歯車軸３２と、第１，第２中間歯車３３ａ，３３ｂを有する中間歯車軸３３と、出力歯車３４ａを有する出力歯車軸３４とを備える平行軸歯車減速機である。入力歯車軸３２は、モータハウジング８に設けられた転がり軸受３５ａ，３５ｂを介して回転自在に支持されている。中間歯車軸３３は、外周面に入力歯車３２ａに噛み合う大径の第１中間歯車３３ａと、出力歯車３４ａに噛み合う小径の第２中間歯車３３ｂとを有する段付き歯車である。この中間歯車軸３３は、モータハウジング８に設けられた転がり軸受３６，３７を介して回転自在に支持されている。出力歯車軸３４は、大径の出力歯車３４ａを有し、モータハウジング８に設けられた転がり軸受３９，４０を介して回転自在に支持されている。
【００６５】
入力歯車軸３２は、回転電動機１の回転軸６から駆動力が伝達される。第１中間歯車３３ａは入力歯車３２ａに噛み合い、第２中間歯車３３ｂは出力歯車３４ａに噛み合う。出力歯車軸３４は、軸方向の一部がモータハウジング８からアウトボード側に引き出されて、車輪用軸受５の回転輪にスプライン嵌合され、図示外の駆動輪に駆動力を伝達する。
【００６６】
このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭの場合、モータハウジング８の内周面における円周方向の複数箇所に軸方向溝５０が設けられ、この軸方向溝５０により、ステータ９の外周面とモータハウジング８の内周面とが非接触で対向する非接触部Ａを構成している。この非接触部Ａの径方向投影領域に、車体取付片５１の基端の全部が重なっている。それにより、前記同様の理由から、ステータ９の変形に起因する振動が車体に伝わり難くなっている。また、回転電動機１として必須の部品以外に、他の部品を使用しない簡素な構成とすることができる。
【００６７】
図１５の例は、第１の実施形態と同様に、軸方向溝５０により非接触部Ａが構成されているが、第２の実施形態と同様に、円周方向溝５５により非接触部Ａを構成してもよく（図示せず）、また、第３の実施形態と同様に、径方向から見て矩形の凹部５６により非接触部Ａを構成してもよい（図示せず）。その場合も、前記同様の効果が得られる。
【００６８】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６９】
１…回転電動機
２…減速機
５…車輪用軸受
６…回転軸
８…モータハウジング（ハウジング）
９…ステータ
１０…ロータ
１１，１２…軸受
５０…軸方向溝
５１…車体取付片
５５…円周方向溝
５６…凹部
Ａ…非接触部
Ｂ…接触部
Ｂａ…アウトボード側接触部
Ｂｂ…インボード側接触部
ＩＷＭ…インホイールモータ駆動装置
【図１】
2019140756.tif 000003
【図２】
2019140756.tif 000004
【図３】
2019140756.tif 000005
【図４】
2019140756.tif 000006
【図５】
2019140756.tif 000007
【図６】
2019140756.tif 000008
【図７】
2019140756.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019140756.tif 000011
【図１０】
2019140756.tif 000012
【図１１】
2019140756.tif 000013
【図１２】
2019140756.tif 000014
【図１３】
2019140756.tif 000015
【図１４】
2019140756.tif 000016
【図１５】
2019140756.tif 000017