(57)【要約】【課題】  簡易な構造により、狭隘な空間に配置された歯車の軸受に潤滑油を確実に供給する。【解決手段】  車輪を駆動する電動モータ２２と、その電動モータ２２の回転を減速して出力する減速機２３と、その減速機２３の出力を車輪に伝達する車輪用軸受２４と、減速機２３を収容するケーシング２５とを備えたインホイールモータ駆動装置２１であって、減速機２３は、ケーシング２５に対して転がり軸受４１により中間歯車３３を回転自在に支持した構造をなし、歯先外径が転がり軸受４１の外輪外径よりも大きい中間歯車３３のフランジ部５４が、ケーシング２５の対向壁面間の狭隘な空間に配置され、ケーシング２５の一方の壁面側から他方の壁面側に位置する転がり軸受４１に向けて貫通する通油孔５５を中間歯車３３のフランジ部５４に設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動する電動モータと、前記電動モータの回転を減速して出力する減速機と、前記減速機を収容するケーシングとを備えた車両駆動装置であって、
前記減速機は、前記ケーシングに対して軸受により歯車を回転自在に支持した構造をなし、歯先外径が前記軸受の外輪外径よりも大きい前記歯車のフランジ部が、ケーシングの対向壁面間の狭隘な空間に配置され、ケーシングの一方の壁面側から他方の壁面側に位置する軸受に向けて貫通する通油孔を前記フランジ部に設けたことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
前記歯車のフランジ部に、前記通油孔に潤滑油を導入する突壁部が形成されている請求項１に記載の車両駆動装置。
【請求項３】
前記歯車のフランジ部に、前記通油孔に潤滑油を導入する凹壁部が形成されている請求項１に記載の車両駆動装置。
【請求項４】
前記軸受は、前記歯車の歯幅と軸方向に連続もしくは並列に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の車輌駆動装置。
【請求項５】
前記通油孔は、少なくともその一部が前記軸受の外輪内径より内側に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車輌駆動装置。
【請求項６】
前記通油孔は、円周方向等間隔に形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の車輌駆動装置。
【請求項７】
前記通油孔は、前記フランジ部の径方向内側から外側に向かって斜めに形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の車輌駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電動モータの回転駆動力を減速機に入力し回転速度を減速して車輪用軸受に伝達する車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両駆動装置の一種として、例えば、特許文献１に開示されたインホイールモータ駆動装置（電動駆動ユニット）がある。
【０００３】
この特許文献１のインホイールモータ駆動装置は、車輪の駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの回転を減速して出力する減速機とを備え、電動モータの回転出力により車輪を回転駆動するように構成されている。
【０００４】
このインホイールモータ駆動装置は、電動モータおよび減速機をケーシングに一体的に収容した構造を具備する。
【０００５】
電動モータは、ケーシングに固定されたステータと、そのステータの内側でケーシングに回転自在に支持されたロータと、そのロータの回転を出力するロータ軸とで構成されている。
【０００６】
減速機は、平行軸歯車列と遊星歯車機構とで構成されている。平行軸歯車列は、電動モータのロータ軸の回転を出力軸に対して第１段階の減速を行って遊星歯車機構に伝達する。遊星歯車機構は、電動モータのロータ軸の回転を第２段階の減速を行って出力軸に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１４７４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１で開示されたインホイールモータ駆動装置は、平行軸歯車列と遊星歯車機構とによって減速する減速機を備え、その平行軸歯車列と遊星歯車機構とを軸方向に近付けることによって、ユニット全体の軸方向小型化を図っている。
【０００９】
一方、この種のインホイールモータ駆動装置では、電動モータを冷却すると共に減速機を冷却および潤滑するための潤滑油が封入されている。この潤滑油により、電動モータを冷却し、平行軸歯車列および遊星歯車機構の各歯車の回転による跳ね掛けでもって減速機を冷却すると共に潤滑するようにしている。
【００１０】
前述したように、インホイールモータ駆動装置において、ユニット全体の軸方向小型化を図ることで、インホイールモータ駆動装置を構成する内部部品、特に、減速機を構成する歯車が減速機ケース内の狭隘な空間に組み込まれて配置されることになる。
【００１１】
そのため、減速機ケースに対して歯車を回転自在に支持し、歯車と近接配置された軸受の場合、回転する歯車によって潤滑油が弾き飛ばされ、軸受に潤滑油を到達させることが困難となり、この潤滑不足により軸受の耐久性が低下するおそれがある。
【００１２】
また、軸受に近接する減速機ケースの内壁面に付着する潤滑油の量が少ないことから、少量の潤滑油で軸受を十分に潤滑することが困難であり、この潤滑不足により軸受の耐久性が低下するおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡易な構造により、狭隘な空間に配置された歯車の軸受に潤滑油を確実に供給し得る車両駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る車両駆動装置は、車輪を駆動する電動モータと、電動モータの回転を減速して出力する減速機と、減速機を収容するケーシングとを備えた構造を具備する。
【００１５】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明の減速機は、ケーシングに対して軸受により歯車を回転自在に支持した構造をなし、歯先外径が軸受の外輪外径よりも大きい歯車のフランジ部が、ケーシングの対向壁面間の狭隘な空間に配置され、ケーシングの一方の壁面側から他方の壁面側に位置する軸受に向けて貫通する通油孔を歯車のフランジ部に設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、ケーシングの対向壁面間の狭隘な空間に配置された歯車のフランジ部に、ケーシングの一方の壁面側から他方の壁面側に位置する軸受に向けて貫通する通油孔を設けたことにより、ケーシングの一方の壁面側に存在する潤滑油が通油孔を介して軸受に供給され易くなる。
【００１７】
これにより、狭隘な空間に配置された歯車の軸受に十分な潤滑油を確実に供給することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
本発明において、歯車のフランジ部に、通油孔に潤滑油を導入する突壁部が形成されている構造が望ましい。
【００１９】
このような構造を採用すれば、ケーシングの一方の壁面側に存在する潤滑油を突壁部により堰き止めることで、通油孔に潤滑油を導入することが容易となる。
【００２０】
本発明において、歯車のフランジ部に、通油孔に潤滑油を導入する凹壁部が形成されている構造が望ましい。
【００２１】
このような構造を採用すれば、ケーシングの一方の壁面側に存在する潤滑油を凹壁部により貯留させることで、通油孔に潤滑油を導入することが容易となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ケーシングの一方の壁面側に存在する潤滑油が通油孔を介して軸受に供給され易くなる。これにより、狭隘な空間に配置された歯車の軸受に十分な潤滑油を確実に供給することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。その結果、信頼性の高い長寿命の車両駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、インホイールモータ駆動装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ矢視で、平行軸歯車減速機の中間歯車を示す部分正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態で、矩形状に開口する通油孔を設けた中間歯車を示す部分正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、通油孔を傾斜させて設けた中間歯車を示す部分断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態で、通油孔に潤滑油を導入する突壁部を設けた中間歯車を示す部分断面図である。
【図６】図５の中間歯車を示す部分正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態で、通油孔に潤滑油を導入する凹壁部を設けた中間歯車を示す部分断面図である。
【図８】図７の凹壁部の一つの形状例を示す部分正面図である。
【図９】図７の凹陥部の他の形状例を示す部分正面図である。
【図１０】インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略構成を示す平面図である。
【図１１】図１０の電気自動車を示す後方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る車両駆動装置の実施形態としてインホイールモータ駆動装置を図面に基づいて詳述する。図１０は、インホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車１１の概略平面図、図１１は、電気自動車１１を後方から見た概略断面図である。
【００２５】
電気自動車１１は、図１０に示すように、シャシー１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、後輪１４に駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを装備する。後輪１４は、図１１に示すように、シャシー１２のホイールハウジング１５の内部に収容され、独立懸架式の懸架装置（サスペンション）１６を介してシャシー１２の下部に固定されている。
【００２６】
電気自動車１１は、ホイールハウジング１５の内部に、左右それぞれの後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けることによって、シャシー１２上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構などを設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の後輪１４の回転をそれぞれ制御することができるという利点を有する。
【００２７】
電気自動車１１の走行安定性およびＮＶＨ特性を向上させるためにばね下重量を抑える必要があり、さらに、広い客室スペースを確保するためにインホイールモータ駆動装置２１の小型化が求められている。
【００２８】
そこで、図１に示す実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、以下の構造を具備する。これにより、コンパクトなインホイールモータ駆動装置２１を実現し、ばね下重量を抑えることで、走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を得る。
【００２９】
この実施形態の特徴的な構成を説明する前に、インホイールモータ駆動装置２１の全体構成を説明する。以下の説明では、インホイールモータ駆動装置２１を車体に搭載した状態で、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と称し、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と称する。
【００３０】
インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように、車輪を駆動する電動モータ２２と、電動モータ２２の回転を減速して出力する平行軸歯車減速機２３と、平行軸歯車減速機２３の出力を駆動輪である後輪１４（図１０および図１１参照）に伝達する車輪用軸受２４とを備えている。
【００３１】
なお、この実施形態では、ラジアルギャップ型の電動モータ２２を例示するが、アキシャルギャップ型など他の電動モータであってもよい。
【００３２】
電動モータ２２および平行軸歯車減速機２３は、ケーシング２５に収容されている。電動モータ２２および平行軸歯車減速機２３が収容されたケーシング２５は、電気自動車１１のホイールハウジング１５（図１１参照）内に取り付けられる。
【００３３】
電動モータ２２は、ケーシング２５に固定されたステータ２６と、ステータ２６の径方向内側に隙間をもって対向するように配置されたロータ２７と、ロータ２７の径方向内側に配置されてロータ２７と一体回転するモータ回転軸２８とを備えている。
【００３４】
モータ回転軸２８は、毎分一万数千回転程度で高速回転可能である。ステータ２６は、磁性体コアの外周にコイルを巻回することによって構成されている。ロータ２７は、永久磁石または磁性体が内部に配置されている。
【００３５】
モータ回転軸２８は、径方向外側へ延びるホルダ部２９によりロータ２７を保持している。モータ回転軸２８は、転がり軸受３０，３１によってケーシング２５に対して回転自在に支持されている。
【００３６】
平行軸歯車減速機２３は、入力歯車３２と、中間歯車３３と、出力歯車３４とで構成されている。中間歯車３３は、インボード側の大径歯部３５とアウトボード側の小径歯部３６とを同軸的に有する。
【００３７】
平行軸歯車減速機２３では、入力歯車３２の歯部３７と中間歯車３３の大径歯部３５とが噛合し、中間歯車３３の小径歯部３６と出力歯車３４の歯部３８とが噛合することにより、電動モータ２２の回転を所定の減速比でもって減速する。
【００３８】
インホイールモータ駆動装置２１は、ホイールハウジング１５（図１１参照）の内部に収められ、ばね下荷重となるため、小型軽量化が必須である。そのため、大きな減速比を持つ平行軸歯車減速機２３を用いることにより、高速回転の電動モータ２２と組み合わせることで電動モータ２２の小型化が図れ、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を実現する。
【００３９】
入力歯車３２は、モータ回転軸２８にスプライン嵌合により同軸的に取り付けられている。入力歯車３２、中間歯車３３および出力歯車３４は、転がり軸受３９〜４４によってケーシング２５に回転自在に支持されている。出力歯車３４は、車輪用軸受２４のハブ輪４６にスプライン嵌合により同軸的に取り付けられている。
【００４０】
ここで、入力歯車３２、中間歯車３３および出力歯車３４には、はすば歯車を用いている。はすば歯車は、同時に噛合う歯数が増え、歯当たりが分散されるので音が静かで、トルク変動が少ない点で有効である。
【００４１】
このように、平行軸歯車減速機２３にはすば歯車を用いることで、製造が容易でコストの低減が図れ、性能面でも、静粛かつ効率のよいインホイールモータ駆動装置２１を実現することができる。
【００４２】
車輪用軸受２４は、ケーシング２５に固定された外輪４５と、外輪４５の内側に配置されたハブ輪４６およびハブ輪４６に圧入された内輪４７と、ハブ輪４６および内輪４７と外輪４５との間に配置された複数の転動体４８とで主要部が構成されている。
【００４３】
ハブ輪４６のインボード側端部を加締めることにより、車輪用軸受２４に予圧が付与されている。この予圧の付与により、車輪用軸受２４を複列のアンギュラ玉軸受構造としている。
【００４４】
この車輪用軸受２４のハブ輪４６の軸孔４９に、平行軸歯車減速機２３の出力歯車３４からアウトボード側に一体的に延びる軸部５０がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。
【００４５】
車輪用軸受２４の軸方向両端部には、泥水などの侵入防止およびグリースの漏洩防止のためにシール部材５１が設けられている。
【００４６】
なお、ハブ輪４６のアウトボード側にはフランジ５２が一体的に形成され、このフランジ５２にハブボルト５３で後輪１５（図１０および図１１参照）が連結される。
【００４７】
以上の構成からなるインホイールモータ駆動装置２１では、電動モータ２２の回転が平行軸歯車減速機２３の入力歯車３２、中間歯車３３および出力歯車３４によって減速され、車輪用軸受２４に伝達される。
【００４８】
このように、電動モータ２２の回転が平行軸歯車減速機２３により減速されて車輪用軸受２４に伝達されるので、低トルクで高速回転型の電動モータ２２を採用した場合でも、後輪１４（図１０および図１１参照）に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００４９】
この実施形態におけるインホイールモータ駆動装置２１の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成を以下に詳述する。
【００５０】
このインホイールモータ駆動装置２１では、電動モータ２２を冷却すると共に平行軸歯車減速機２３を冷却および潤滑するための潤滑油がケーシング２５の内部空間に封入されている。
【００５１】
図示しないが、出力歯車３４の歯部３８の一部を潤滑油に常時浸漬させた油浴状態とし、出力歯車３４の回転による跳ね掛けでもって平行軸歯車減速機２３を冷却すると共に潤滑する。なお、回転速度の最も遅い出力歯車３４のみを浸漬させることで、潤滑油の撹拌抵抗の増大による平行軸歯車減速機２３の効率低下を避ける効果がある。
【００５２】
このように、ポンプを含む潤滑機構が不要であることから、装置全体のコンパクト化および低コストが図れる。
【００５３】
また、軽量・コンパクトなインホイールモータ駆動装置２１を実現する上では、図１に示すように、平行軸歯車減速機２３の構成部品（歯車３２〜３４等）を密に配置すると共に、減速機室が小型化されたケーシング２５を採用し、平行軸歯車減速機２３とケーシング２５との間の隙間をできるだけ小さくすることが有効である。
【００５４】
軸受４１は、中間歯車３３の大径歯部３５と軸方向に重ねて（並列）配置し、さらなる軸方向小型化を図っている。なお、減速機を軸方向に小型化するために軸受４１と中間歯車３３の大径歯部３５を重ねて（並列）に配置したことで、中間歯車３３のフランジ部５４の内径に軸受４１が配置され、ケーシング２５に対してフランジ部５４が突きだすように配置されているため、狭隘な空間が形成されている。
【００５５】
一方、平行軸歯車減速機２３の中間歯車３３は、歯先外径が転がり軸受４１の外輪外径よりも大きい大径歯部３５のフランジ部５４を有する。
【００５６】
このようなフランジ部５４を有することから、中間歯車３３の大径歯部３５を支持する転がり軸受４１は、中間歯車３３のフランジ部５４、歯部３５およびケーシング２５に四方を囲まれ、出力歯車３３の回転により跳ね掛けられた潤滑油やケーシング２５の内壁面に付着した潤滑油が到達し難い。
【００５７】
そこで、この実施形態の平行軸歯車減速機２３は、中間歯車３３のフランジ部５４に、ケーシング２５の一方の内壁面側から他方の内壁面側に位置する転がり軸受４１に向けて貫通する通油孔５５を設けた構造を具備する。
【００５８】
このように、中間歯車３３のフランジ部５４に通油孔５５を設けたことにより、出力歯車３４の回転により跳ね掛けられた潤滑油が通油孔５５を流通して転がり軸受４１に供給され易くなる。さらに、通油孔５５の形成により中間歯車３３の軽量化が図れる。
【００５９】
この通油孔５５は、転がり軸受４１の外輪よりも径方向内側に設けられているため、中間歯車３３の回転による遠心力で潤滑油が飛散した場合であっても、転がり軸受４１の内外輪間、つまり、軸受転走面に確実に供給される。
【００６０】
これにより、中間歯車３３のフランジ部５４に阻止されることなく、中間歯車３３を支持する大径の転がり軸受４１に十分な潤滑油を確実に供給することができるので、転がり軸受４１の耐久性を向上させることができる。その結果、信頼性の高い長寿命のインホイールモータ駆動装置２１を実現できる。
【００６１】
この通油孔５５は、図２に示すように、中間歯車３３のフランジ部５４の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。このように、通油孔５５を円周方向等間隔に形成することにより、中間歯車３３の回転バランスが良好となる。通油孔５５の形成は、中間歯車３３の鍛造工程で行えば、加工費の削減が図れる。
【００６２】
なお、図２に示す実施形態では、円形状の通油孔５５を例示しているが、例えば、図３に示すように、矩形状の通油孔５５であってもよい。この通油孔５５の形状および個数は任意である。
【００６３】
また、図１に示す実施形態では、通油孔５５を軸方向と平行に貫通させた構造を例示しているが、例えば、図４に示すように、通油孔５５を軸方向に対して傾斜するように貫通させた構造であってもよい。
【００６４】
この通油孔５５は、一方の内壁面側から他方の内壁面側に位置する転がり軸受４１に向けて径方向内側から径方向外側へ傾斜するように貫通させている。これにより、中間歯車３３の回転による遠心力でもって潤滑油が通油孔５５をスムーズに流通する。
【００６５】
他の実施形態として、図５に示すように、中間歯車３３のフランジ部５４に、通油孔５５に潤滑油を導入する突壁部５６が形成された構造であってもよい。軸方向に延びる突壁部５６は、図６に示すように、通油孔５５の径方向外側で円周方向に沿って円形状に形成されている。
【００６６】
このような構造を採用することにより、出力歯車３４の回転により跳ね掛けられ、フランジ部５４に付着した潤滑油を突壁部５６により堰き止めることで、通油孔５５に潤滑油を導入することが容易となる。
【００６７】
突壁部５６は、円周方向に繋がった完全な円形状に限定されず、通油孔５５の径方向外側に配置することで同様の効果が得られる。形状および個数は任意である。
【００６８】
また、突壁部５６と同様の効果を得る他の実施形態として、図７に示すように、中間歯車３３のフランジ部５４に、通油孔５５に潤滑油を導入する凹壁部５７が形成された構造であってもよい。このように、凹壁部５７を形成することにより、中間歯車３３の軽量化の効果がある。
【００６９】
この凹壁部５７は、図８に示すように、通油孔５５全体を包囲し、通油孔５５から径方向内側に延びるように放射状に形成されている。また、凹壁部５７は、図９に示すように、円周方向複数箇所に等間隔で台形状に形成されていてもよい。凹壁部５７の形状および個数は任意である。
【００７０】
このような構造を採用することにより、出力歯車３４の回転により跳ね掛けられた潤滑油やケーシング２５の内壁面に付着した潤滑油を凹壁部５７により貯留させることで、通油孔５５に潤滑油を導入することが容易となる。
【００７１】
以上の実施形態では、ホイールハウジング１５（図１１参照）の内部に、左右それぞれの後輪１４を駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けた車両駆動装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、オンボードタイプと称する車両駆動装置にも適用できる。
【００７２】
このオンボードタイプの車両駆動装置は、車体に、２組の電動モータ２２および平行軸歯車減速機２３を取り付け、平行軸歯車減速機２３の出力を左右のドライブシャフトを介して後輪１４に伝達する構造を具備する。
【００７３】
または、１組の電動モータ２２および平行軸歯車減速機２３を取り付け、平行軸歯車減速機２３の出力をディファレンシャルギヤで左右に振り分け、ドライブシャフトを介して後輪１４に伝達する構造を具備する。
【００７４】
また、以上の実施形態では、図１０および図１１に示すように、後輪１４を駆動輪とした電気自動車１１を例示したが、前輪１３を駆動輪としてもよく、４輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等も含むものである。
【００７５】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、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。
【符号の説明】
【００７６】
２１  インホイールモータ駆動装置
２２  電動モータ
２３  減速機（平行軸歯車減速機）
２４  車輪用軸受
２５  ケーシング
４１  軸受（転がり軸受）
５４  フランジ部
５５  通油孔
５６  突壁部
５７  凹壁部
【図１】
2019051901.tif 000003
【図２】
2019051901.tif 000004
【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】
2019051901.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019051901.tif 000012
【図１１】
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