(57)【要約】【課題】  減速機Ｂがロックして過大なトルクが働いた場合においても、車輪のロックおよび電動モータＡへの被害（モータの過負荷や軸の捩れなど）を防ぐことができるインホイールモータ駆動装置を提供することを課題とする。【解決手段】  ハウジング２２ｂ内に搭載された減速機Ｂの内歯車に相当する部材（遊星歯車減速機ではリングギア、サイクロイド減速機では外ピンハウジング５０）を、過負荷によって破断するシャーピン６０で回り止めすることにより、もしも走行中に減速機Ｂの内部の故障等により減速機Ｂに過大なトルクが働いた場合でも、インホイールモータ駆動装置２１のハウジング２２ｂと、減速機Ｂの内歯車に相当する部材の間に生ずる回転せん断力により、シャーピン６０が折れて、減速機Ｂ全体を空転させることができ、車輪のロックおよび電動モータＡ側への被害を防ぐようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備え、減速機がハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えるインホイールモータ駆動装置において、上記減速機の内歯部材をハウジングに対して回り止めする部材を、過負荷によって破断するシャーピンによって構成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】
前記減速機が、ハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた外ピンハウジングの内側に支持された内歯部材としての外ピンと、この外ピンと噛み合う波形歯形が外周に形成され、入力軸に設けられた偏心軸部によって偏心揺動運動する外歯部材としての曲線板を備え、曲線板の自転を入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力し、車輪ハブを回転させるサイクロイド減速機である請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記減速機が、入力軸に同軸状に設けられる外歯部材としてのサンギヤ及び内歯部材としてのリングギヤ、前記サンギヤとリングギヤの間に円周方向等配に設けられる複数のピニオンギヤ、前記ピニオンギヤを保持するキャリヤとからなり、リングギヤがハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた遊星歯車減速機である請求項１記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心が、減速機の回転軸心と直交している請求項１〜３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項５】
前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心が、減速機の回転軸心と平行である請求項１〜３に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項６】
片輪ロックを検知した後、左右輪のトルク、回転数、および回転方向に対して、緊急低速走行に適した制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかのインホイールモータ駆動装置を用いた制御システム。
【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の減速機が走行中に故障してロックした場合に、車輪のロック及びモータ部の過負荷や軸の捩れ等を防ぐフェールセーフ機能を備えたインホイールモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インホイールモータ駆動装置は、駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備えている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１又は特許文献２に開示されたインホイールモータ駆動装置は、電動モータ部および減速機がハウジング内に収容され、減速機としては、サイクロイド減速機（特許文献１）や遊星歯車減速機（特許文献２）等の減速比が高いものが使用されている。
【０００４】
これらサイクロイド減速機や遊星歯車減速機は、いずれもハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９７９０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、これら減速比が高いサイクロイド減速機や遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置において、減速機の内部が故障して減速機がロックした場合、減速機以外の箇所まで被害が及ぶ可能性があり、また、車両が片輪ロックによるスピンを引き起こす可能性がある。
【０００７】
一般的に車輪ロックを回避する方法として、以下の示す二つの方法が挙げられる。
・動力伝達軸上に予め最弱部を設け、異常時には破壊することで動力伝達を切り離す方法。
・動力伝達軸上にトルクリミッタやクラッチを設け、異常時には動力伝達を切り離す方法。
【０００８】
しかしながら、上記の方法では、減速機ロック後の走行が不可能である。
【０００９】
そこで、この発明は、減速機がロックして過大なトルクが働いた場合においても、車輪のロックおよび電動モータへの被害（モータの過負荷や軸の捩れなど）を防ぐことができ、さらにインホイールモータ駆動システムの各輪独立制御を行うことで、
減速機ロック後も低トルク走行が可能なインホイールモータ駆動装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動力を発生させる電動モータと、その電動モータの出力を入力とする減速機と、その減速機の減速出力によって回転される車輪ハブとを備え、減速機がハウジングの内側に回り止めされた内歯部材を有し、この内歯部材に噛み合って減速して車輪ハブに減速出力を出力する外歯部材を備えるインホイールモータ駆動装置において、上記減速機の内歯部材をハウジングに対して回り止めする部材を、過負荷によって破断するシャーピンによって構成したことを特徴とする。
【００１１】
この発明の減速機としては、ハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた外ピンハウジングの内側に支持された内歯部材としての外ピンと、この外ピンと噛み合う波形歯形が外周に形成され、入力軸に設けられた偏心軸部によって偏心揺動運動する外歯部材としての曲線板を備え、曲線板の自転を入力軸と同軸上に配置された出力軸から出力し、車輪ハブを回転させるサイクロイド減速機と、入力軸に同軸状に設けられる外歯部材としてのサンギヤ及び内歯部材としてのリングギヤ、前記サンギヤとリングギヤの間に円周方向等配に設けられる複数のピニオンギヤ、前記ピニオンギヤを保持するキャリヤとからなり、リングギヤがハウジングに対して前記シャーピンによって回り止めされた遊星歯車減速機とが使用することができる。
【００１２】
前記内歯部材をハウジングに対して回り止めするシャーピンの軸心は、減速機の回転軸心と平行に設けても、減速機の回転軸心と直交するように設けてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係るインホイールモータ駆動装置においては、上記のように、ハウジング内に搭載された減速機の内歯車に相当する部材（遊星歯車減速機ではリングギア、サイクロイド減速機では外ピンハウジング）を、過負荷によって破断するシャーピンで回り止めしているので、もしも走行中に減速機内部の故障等により減速機に過大なトルクが働いた場合、インホイールモータ駆動装置のハウジングと、減速機の内歯車に相当する部材の間に生ずる回転せん断力により、シャーピンが折れて、減速機全体を空転させることができ、車輪のロックおよびモータ側への被害（モータの過負荷や軸の捩れなど）を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の概略平面図である。
【図２】図１の電気自動車を後方から見た図である。
【図３】サイクロイド形式の減速機を使用したこの発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す縦断正面図である。
【図４】図３の減速機の拡大縦断正面図である。
【図５】図３のIII−III線に沿った縦断側面図である。
【図６】オイルポンプの拡大図である。
【図７】外ピンハウジングの外周面にシャーピンを埋め込んだ状態を示す斜視図である。
【図８】図７の外ピンハウジングの側面図である。
【図９】図７の外ピンハウジングの正面図である。
【図１０】（ａ）はシャーピンの正面図、（ｂ）はシャーピンの斜視図である。
【図１１】外ピンハウジングの外側面にシャーピンを埋め込んだ状態を示す斜視図である。
【図１２】図１１の外ピンハウジングの正面図である。
【図１３】シャーピンが折れた場合のインホイールモータ駆動装置の制御フローを一例を示す図である。
【図１４】遊星歯車形式の減速機を使用した発明に係るインホイールモータ駆動装置の実施形態を示す縦断正面図である。
【図１５】図１４の一部拡大断面図である。
【図１６】シャーピンの配置例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
まず、減速機としてサイクロイド減速機を使用する実施形態のインホイールモータ駆動装置について説明する。
【００１７】
インホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車１１は、図１に示すように、シャーシ１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪（後輪）１４と、左右の駆動輪１４それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。駆動輪１４は、図２に示すように、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。インホイールモータ駆動装置２１の搭載形態としては、図１、２で示した後輪駆動方式の他に、前輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。
【００１８】
懸架装置１２ｂは、左右に伸びるサスペンションアームによって駆動輪１４を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットによって、駆動輪１４が地面から受ける振動を吸収してシャーシ１２の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。なお、懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良く路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させることができる独立懸架式とするのが望ましい。
【００１９】
この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａ内部に、左右の駆動輪１４をそれぞれ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、シャーシ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等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、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
【００２０】
インホイールモータ駆動装置２１は、図３に示すように、駆動力を発生させる電動モータＡと、電動モータＡの回転を減速して出力する減速機Ｂと、減速機Ｂからの出力を駆動輪１４に伝える車輪ハブＣとを備え、電動モータＡと減速機Ｂとはハウジング２２に収納されて、図２に示すように電気自動車１１のホイールハウジング１２ａ内に取り付けられる。
【００２１】
上記電動モータＡおよび減速機Ｂは、ハウジング２２内に収容されている。ハウジング２２は、電動モータＡ側のハウジング２２ａと、減速機Ｂ側のハウジング２２ｂとからなる。
【００２２】
電動モータＡは、ハウジング２２ａの内周面にステータ２３を設け、このステータ２３の内周に間隔をおいてロータ２４を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。
【００２３】
ロータ２４は、モータ軸２４ａを中心部に有し、そのモータ軸２４ａは減速機Ｂの入力軸３０と接続して減速機Ｂのハウジング２２ｂ内に挿入され、軸受２５ａ、２５ｂによってハウジング２２に対して回転自在に支持されている。
【００２４】
減速機Ｂのハウジング２２ｂには、下部に潤滑油のオイルタンク４１が設けられ、オイルタンク４１内の潤滑油をオイルポンプ４２によって吸い込み、電動モータＡと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
【００２５】
潤滑油を減速機Ｂの内部に供給する給油通路４３は、電動モータＡの回転を減速する減速機Ｂの出力回転を利用して駆動されるオイルポンプ４２の吐出口からハウジング２２ａの内側に沿って後方へと延び、ハウジング２２ａの後方から、モータ軸２４ａの内部通路４４と減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５を経て、減速機Ｂのハウジング２２ｂ内に至る通路により構成される。そして、オイルポンプ４２から供給された潤滑油は、減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５に設けられた半径方向の供給口から遠心力およびオイルポンプ４２の圧力によって飛散して、減速機Ｂ内を潤滑及び冷却している。いわゆる軸心給油方式を採用している。
【００２６】
潤滑油の帰還通路４６は、減速機Ｂのハウジング２２ｂの底部に設けられた排出口４７、オイルタンク４１を経てオイルポンプ４２の吸入口に至る通路により構成される。
【００２７】
オイルポンプ４２は、図６に示すように、減速機Ｂの出力回転を利用して回転するインナーロータ７２と、インナーロータ７２の回転に伴って従動回転するアウターロータ７３と、ポンプ室７４と、帰還通路４６に連通する吸入口７５と、給油通路４３に連通する吐出口７６とを備えるサイクロイドポンプである。
【００２８】
インナーロータ７２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分７２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ７２は、減速機Ｂの出力軸３３と一体回転する。
【００２９】
アウターロータ７３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分７３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ７３は、ポンプケース７７に回転自在に支持されている。
【００３０】
インナーロータ７２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ７３は、インナーロータ７２の回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ７２の歯数をｎとすると、アウターロータ７３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。
【００３１】
インナーロータ７２とアウターロータ７３との間の空間には、複数のポンプ室７４が設けられている。そして、インナーロータ７２が減速機Ｂの出力軸３３の回転を利用して回転すると、アウターロータ７３は従動回転する。このとき、インナーロータ７２およびアウターロータ７３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室７４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口７５から流入した潤滑油が吐出口７６から給油通路４３に圧送される。
【００３２】
減速機Ｂのハウジング２２ｂには、図３に示すように、下部に潤滑油のオイルタンク４１が設けられ、オイルタンク４１内の潤滑油を帰還通路４６を通じてオイルポンプ４２によって吸い込み、電動モータＡと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。
【００３３】
サイクロイド式の減速機Ｂは、図３〜図５に示すように、入力軸３０に設けられた偏心軸部３０ａ、３０ｂによって２枚の曲線板３１を回転自在に支持し、それらの曲線板３１の外周に形成された波形歯形３１ａを減速機Ｂのハウジング２２ｂの内側に配設された外ピン３２に噛合し、上記入力軸３０の回転により曲線板３１を偏心揺動運動させ、その曲線板３１の自転を入力軸３０と同軸上に配置された出力軸３３から出力し、車輪ハブＣを回転させている。
【００３４】
減速機Ｂのハウジング２２ｂの内側に配設された外ピン３２の数は、曲線板３１の外周の波形歯形３１ａより多い。
【００３５】
外ピン３２は、図３に示すように、減速機Ｂのハウジング２２ｂの内径面に隙間を介して配設される外ピンハウジング５０に支持されている。外ピンハウジング５０は、減速機Ｂのハウジング２２ｂに対してシャーピン６０のよって回り止めされている。外ピンハウジング５０は、図７〜図９に示すように、軸方向の両端面の内径側に一対のフランジ部５１を有する筒型形状をしている。
【００３６】
外ピンハウジング５０の一対のフランジ部５１には、厚み方向に貫通する複数の外ピン保持孔５４が設けられている。外ピン保持孔５４は、図４に示すように、それぞれ入力軸３０の回転軸線と平行な方向に延び外ピン３２の両端を保持している。外ピン３２の両端は、外ピン保持孔５４に対して軸受５５を介して支持されている。
【００３７】
一対のフランジ部５１の対応する外ピン保持孔５４は、周方向の同位置に互いに対面するように設けられている。即ち、一対の外ピン保持孔５４の中心軸線は一致し、外ピンハウジング５０を減速機Ｂのハウジング２２ｂに取り付けると、この外ピン保持孔５４の中心軸線は、入力軸３０の回転軸線と平行になる。これにより、外ピン３２を入力軸３０の回転軸線と平行に保持することができる。
【００３８】
図７に示すように、一対のフランジ部５１の径方向の内周側に位置する厚肉部には、外ピン保持孔５４に連続するように、溝形のザグリ部５７が形成されている。
【００３９】
前記軸受５５としては、図３及び図４に示す実施形態では、外輪５５ａと、この外輪５５ａの内周面と外ピン３２の外周面とを転走面にした針状ころ５５ｂとからなる針状ころ軸受を使用している。
【００４０】
シャーピン６０は、図１０に示すように、軸体の中間部分に最弱部となるＶ字形等のノッチ６０ａを設けたものであり、軸体自体の径、材質、およびノッチ６０ａの径を調節することにより、破壊荷重を調節することができる。ノッチ６０ａの形状はＶ字型に限らず、Ｕ字型や凹形等、破壊荷重をコントロールできる形状であれば採用することができる。シャーピン６０の材質としては、例えば、Ｓ４５Ｃを使用することができる。
【００４１】
図３の実施形態では、シャーピン６０を、図７〜図９に示すように、外ピンハウジング５０の外周面と、減速機Ｂのハウジング２２ｂの内周面に、シャーピン６０の軸心が、減速機Ｂの回転軸心と直交するように埋め込み支持している。シャーピン６０は外ピンハウジング５０の外周面に複数埋め込み支持されるほうが良く、この実施形態では、４個のシャーピン６０を９０度間隔で周方向に均等配置している。
【００４２】
図１１及び図１２に示す実施形態は、シャーピン６０を、外ピンハウジング５０の外側面と、減速機Ｂのハウジング２２ｂの内側面に、シャーピン６０の軸心が、減速機Ｂの回転軸心と平行になるように埋め込み支持する例である。シャーピン６０は外ピンハウジング５０の外側面に複数埋め込み支持されるほうが良く、この実施形態では、４個のシャーピン６０を９０度間隔で周方向に均等配置しており、両外側面にあるので計８個のシャーピン６０で支持している。
【００４３】
シャーピン６０は、減速機Ｂの外ピンハウジング５０を、減速機Ｂのハウジング２２ｂに対して周方向の回転を止める機能を有し、減速機Ｂがロックして、外ピンハウジング５０に過大なトルクが働いた場合に、ノッチ６０ａ部分で折れて、外ピンハウジング５０の回り止め機能をなくし、減速機Ｂ全体が空転させる役割を担っている。
【００４４】
したがって、走行中に減速機Ｂの内部の故障等により減速機Ｂに過大なトルクが働いた場合、インホイールモータ駆動装置２１のハウジング２２ｂと、減速機Ｂの内歯車に相当する部材、即ち、外ピンハウジング５０に支持された外ピン３２の間に生ずる回転せん断力により、シャーピン６０が折れて、減速機Ｂ全体を空転させることにより、車輪のロックおよび電動モータＡの過負荷や軸の捩れなどを防止することができる。
【００４５】
そして、シャーピン６０を使用することにより、例えば、図１３に示すような制御フローにより、フェールセーフ機能を充実させることができる。
【００４６】
図１３に示す制御フローは、減速機Ｂとしてサイクロイド式の減速機を使用する場合の制御フローである。
【００４７】
即ち、通常制御を行っていた時（Ｆ１）に、シャーピン６０の破損により、減速機Ｂ全体が回転しているのを検知すると（Ｆ２のＹＥＳ）、電動モータＡをＯＦＦにする（Ｆ３）。電動モータＡをＯＦＦした後に、車速が０になるのを検知すると（Ｆ４のＹＥＳ）、緊急時用制御（Ｆ５）を行う。
【００４８】
緊急時用制御は、例えば、サイクロイド減速機は入力と出力で回転方向が変わるが、故障により減速機として機能しない場合は入出力で回転方向が変わらないため電動モータＡへの制御指令の正転と反転を入れ替えるように制御を行う。また、正常側インホイールモータ駆動装置の出力トルクを、故障側のインホイールモータ駆動装置の出力トルク（減速機Ｂによる増幅なし）に合わせてセーブするようにしてもよい。このようにすることで、減速機ロック後の走行が可能になるということがこの発明の特徴であり、車輪ロックを回避する従前の方法との違いである。
【００４９】
偏心軸部３０ａ、３０ｂは、図４に示すように、入力軸３０の軸方向に一対設けられている。その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂは、円筒状外径面の中心が周方向に１８０°位相がずれるようにして設けられ、その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂのそれぞれの外径面に転がり軸受３４が嵌合されている。
【００５０】
一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを設けた入力軸３０には、一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを挟むように一対のカウンタウェイト３５を、周方向に１８０°位相をずらして設けている。
【００５１】
曲線板３１は、転がり軸受３４によって入力軸３０に回転自在に支持され、その外周に形成された波形歯形３１ａはトロコイド曲線歯形とされている。図５に示すように、曲線板３１には、回転軸心を中心とする一つの円上に複数のピン孔３６が等間隔に形成され、軸方向に並ぶ一対のピン孔３６のそれぞれに内ピン３７が余裕をもって挿入され、その内ピン３７に回転自在に支持されたころ軸受３７ａの外周一部がピン孔３６の内周一部に接触している。
【００５２】
減速機Ｂは、図４に示すように、偏心軸部３０ａ、３０ｂに回転自在に保持される公転部材としての２枚の曲線板３１と、曲線板３１の外周部の波形歯形３１ａに係合する複数の外ピン３２と、曲線板３１の自転運動を出力する出力軸３３と、２枚の曲線板３１の隙間に取り付けられてこれら曲線板３１の端面に当接して曲線板の傾きを防止するセンターカラー３８とを備える。
【００５３】
出力軸３３は、フランジ部３３ａと軸部３３ｂとを有する。図３に示すように、フランジ部３３ａには、出力軸３３の回転軸線を中心とする円周上に、内ピン３７が等間隔に固定されている。軸部３３ｂの外径面には、図３に示すように、セレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で車輪ハブＣが設けられている。複数の内ピン３７を介しフランジ部３３ａ、３３ａが連結された出力軸３３の電動モータＡ側の端部には、オイルポンプ４２のインナーロータ７２に接続するポンプ駆動軸３３ｃが設けられている。
【００５４】
外ピン３２は、入力軸３０の回転軸線の円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、図５において、入力軸３０が紙面上で反時計回りに回転すると、曲線板３１は公転運動を行い、外周の波形歯形３１ａと外ピン３２とが係合することにより、曲線板３１は時計回りの自転運動が生じる。このように、サイクロイド減速機は入力回転と出力回転で回転方向が反対に変わる減速機である。
【００５５】
図４に示すように、外ピンハウジング５０のフランジ部５１の内周には、出力軸３３およびスタビライザ３３ｄが軸受９０を介して回転自在に支持されている。また、出力軸３３のフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄの内径面と入力軸３０の外径面とは、軸受９１を介して相対的に回転可能に支持されている。
【００５６】
曲線板３１は、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄの間に組み込まれている。また、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａには、組み込まれた曲線板３１のピン孔３６を貫通する内ピン３７の両端が支持されている。
【００５７】
出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄに支持された複数の内ピン３７は、入力軸３０の回転軸線を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられ、曲線板３１との摩擦抵抗を低減するために、２枚の曲線板３１の各ピン孔３６の内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３７ａがそれぞれ設けられている。ピン孔３６の内径寸法は、内ピン３７の外径寸法（「針状ころ軸受３７ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。
【００５８】
インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、ハウジング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成する。一方、高い強度が求められる外ピンハウジング５０は、鋼で形成するのが望ましい。
【００５９】
車輪ハブＣは、図１に示すように、出力軸３３の軸部３３ｂの外径面に固定連結された内輪部材８１と、内輪部材８１をハウジング２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材８２とを備える。内輪部材８１と外輪部材８２とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、内輪部材８１と外輪部材８２の間に複列の転動体８３を設置している。内輪部材８１には、車輪取付けフランジ部８４が一体に設けられている。
【００６０】
また、前記の実施形態において、曲線板３１を支持する転がり軸受３４として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、深溝玉軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
【００６１】
また、前記の実施形態においては、電動モータＡに、ハウジング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ２４とを備えるラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。
【００６２】
さらに、この発明に係るインホイールモータ駆動装置２１を搭載した電気自動車は、後輪を駆動輪としてもよく、また、前輪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をも含むものとして理解すべきである。
【００６３】
次に、減速機Ｂとして、遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置の実施形態について説明する。
【００６４】
遊星歯車減速機を使用するインホイールモータ駆動装置２１も、図１４に示すように、電動モータＡ、その電動モータＡの出力によって駆動される減速機Ｂ、減速機Ｂの入力軸１１３と同軸の出力部材１１４によって回転される車輪ハブＣ及び電動モータＡと減速機Ｂを収納するハウジング１１６を主要な構成要素としている。
【００６５】
前記のハウジング１１６は、円筒部１１７とその前端（アウトボード側の端部、図の左側の端部）に設けられた径方向の前端部１１８を有する。前端部１１８はセンター部が開放され、その開放穴１１９に車輪ハブＣの外方部材１２１の後端部が嵌合され、フランジ１２２が前端部１１８に、ボルト１２３により固定されている。
【００６６】
車輪ハブＣのフランジ１２２とハウジング１１６の前端部１１８との間には、ハウジング１１６の前端部１１８に形成したボルト固定孔の外径位置に、減速機Ｂ内の潤滑油のリークを防止するために、Ｏリング１６９を嵌めている。
【００６７】
前記ハウジング１１６の前端部１１８内側に、前記開放穴１１９と同芯状にこれより大径の隔壁基部１１８ａが設けられる。その隔壁基部１１８ａに皿形の隔壁部材１２０がボルト１２０ａによって固定される。前記隔壁部材１２０のセンターにセンター穴１２５が設けられる。そのセンター穴１２５が入力軸１１３の外径面に径方向のすき間をおいて臨む。前記の隔壁基部１１８ａとこれに連結固定された隔壁部材１２０によって隔壁１２４が形成される。隔壁１２４は、ハウジング１１６の内部を外径側の電動モータＡの収納空間と、内径側の減速機Ｂの収納空間を区画する機能を有する。
【００６８】
ハウジング１１６の円筒部１１７の後端縁の中心対称の２個所に、軸方向に突き出したサスペンション連結部１２７が設けられる。従来の自動車においては、車輪ハブＣは、車体のナックルを介在してサスペンションに連結されていたが、この図１４の実施形態の場合は、ハウジング１１６の一部であるサスペンション連結部１２７に車体側のサスペンションを直接連結することができる。
【００６９】
ハウジング１１６がナックルの機能を果たすことになるので、ハウジング１１６にナックルを一体化した構造であるということができる。この場合、車輪ハブＣの外方部材１２１の交換の必要が生じたときは、サスペンションからハウジング１１６を外す必要がなく、ボルト１２３を外すだけで交換を行うことができる。
【００７０】
電動モータＡは、図示の場合、ラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータであり、ハウジング１１６の円筒部１１７の内径面に固定されたステータ１２８と、そのステータ１２８の内径面にラジアルギャップをおいて配置されたロータ１２９とによって構成される。ロータ１２９は、ロータ支持部材１３１によって入力軸１１３に嵌合固定される。
【００７１】
ロータ支持部材１３１は、ロータ１２９の内径部に嵌合された支持部材円筒部１３１ａ（図１５参照）と、前記隔壁１２４に沿って後方に延び内径方向に屈曲された支持部材円板部１３１ｂによって構成される。その支持部材円板部１３１ｂの内径部にボス部１３１ｃが設けられ、そのボス部１３１ｃが入力軸１１３に嵌合され、キー止め部１３５により入力軸１１３に固定される。
【００７２】
前記のボス部１３１ｃは隔壁１２４のセンター穴１２５の内径側に挿入され、そのセンター穴１２５とボス部１３１ｃの間にオイルシール部材１３６が介在される（図１５参照）。隔壁１２４及びオイルシール部材１３６によって、電動モータＡの収納部と減速機Ｂの収納部が仕切られるとともに、オイルシールされる。これにより、減速機Ｂ側の潤滑油が電動モータＡ側に移動することが防止され、電動モータＡ側はドライに保たれ、潤滑油がロータ１２９の回転の妨げとなる不具合が除去される。
【００７３】
減速機Ｂは、遊星歯車形式のものであり、図１５に示したように、前記入力軸１１３と出力部材１１４、入力軸の外径面にキー止め部１３８によって取り付けられたサンギヤ１３９、そのサンギヤ１３９の外周において、前記隔壁基部１１８ａと隔壁部材１２０との境界部分の内径面に沿って配置されたリングギヤ１４２、そのリングギヤ１４２とサンギヤ１３９の間に周方向に等間隔をおいて３個所に設けられたピニオンギヤ１４３とにより構成される。ピニオンギヤ１４３は針状ころ軸受１４４を介してピニオンピン１４５によって支持される。
【００７４】
リングギヤ１４２は、ハウジング１１６に対してシャーピン６０によって回り止めされている。
【００７５】
即ち、図１６に示すように、リングギヤ１４２の外周とハウジング１１６の隔壁基部１１８ａの内径部の所定間隔を空け、周方向の複数個所にシャーピン６０を埋め込み、シャーピン６０をリングギヤ１４２の回り止めとして機能させている。
【００７６】
したがって、リングギヤ１４２に過大なトルクが働いた場合、シャーピン６０が折れて、減速機Ｂ全体を回転させることにより、車輪のロックおよび電動モータＡの過負荷や軸の捩れなどを防止することができる。
【００７７】
電動モータＡ及び減速機Ｂは、図１４に示すように、入力軸１１３の後端部（インボード側端部）を除き、ハウジング１１６の円筒部１１７の軸方向長さの範囲内に収まるので、その円筒部１１７の後端部にシール部材１６０を介してリヤカバー１７３が嵌合される。リヤカバー１７３の外側面には放熱用のフィン１７４が設けられ、電動モータＡの熱を外部に放熱するようにしている。
【００７８】
リヤカバー１７３のセンター穴とそのセンター穴を貫通する入力軸１１３との間に回転センサー１７５が設けられ、その部分がセンサーカバー１７７によって閉鎖される。図示の回転センサー１７５はレゾルバであり、そのセンサーステータ１７５ａがリヤカバー１７３のセンター穴に固定され、センサーロータ１７５ｂが入力軸１１３に取り付けられる。
【００７９】
センサーステータ１７５ａのリード線１７９がセンサーカバー１７７の外部に設けたコネクタ差込部１７８に接続される。回転センサー１７５としては、前記のレゾルバの他にホール素子等を用いることができる。コネクタ差込部１７８に信号線ケーブルのコネクタ（図示省略）が差し込まれる。
【００８０】
回転センサー１７５によって検知された入力軸１１３の回転角度は、前記の信号線ケーブルを経て図示省略の制御回路に入力され、電動モータＡの回転制御に用いられる。
【００８１】
図１４に示す実施形態の車輪ハブＣは、ハブ１８６が一体化された内方部材１４６と、その内方部材１４６の外径面に嵌合された一対の内輪１８７と、フランジ１２２を有する外方部材１２１と、その外方部材１２１の内径面に嵌合され複列の軌道を有する外輪１８８と、前記内輪１８７と外輪１８８の間に介在されたい複列のボール１８９とにより構成される。車輪はハブボルト１９０によってハブ１８６に取り付けられる。
【００８２】
前記出力部材１１４の連結軸部１４７が、内方部材４１６の内径面にスプライン結合部され、内方部材１４６から外部に突き出した連結軸部１４７の先端部が前記のようにナット１５０によって固定される。ナット１５０を用いた固定手段に代えて、プレスカット接合、拡径かしめ、揺動かしめ等の固定手段を採用することができる。
【００８３】
図１４に示す実施形態の車輪ハブＣは、いわゆる第１世代と呼ばれる形式であるが、第２世代もしくは第３世代の形式のものを用いることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１１      ：電気自動車
１２      ：シャーシ
１２ａ    ：ホイールハウジング
１２ｂ    ：懸架装置
１３      ：前輪
１４      ：駆動輪
２１      ：インホイールモータ駆動装置
２２、２２ａ、２２ｂ    ：ハウジング
２３      ：ステータ
２４      ：ロータ
２４ａ    ：モータ軸
２５ａ、２５ｂ    ：軸受
３０      ：入力軸
３０ａ、３０ｂ    ：偏心軸部
３１      ：曲線板
３１ａ    ：波形歯形
３２      ：外ピン
３３      ：出力軸
３３ａ    ：フランジ部
３３ｂ    ：軸部
３３ｃ    ：ポンプ駆動軸
３３ｄ    ：スタビライザ
３４      ：転がり軸受
３５      ：カウンタウェイト
３６      ：ピン孔
３７      ：内ピン
３７ａ    ：軸受
３８      ：センターカラー
４１      ：オイルタンク
４２      ：オイルポンプ
４３      ：給油通路
４４、４５      ：内部通路
４６      ：帰還通路
４７      ：排出口
５０      ：外ピンハウジング
５１      ：フランジ部
５４      ：外ピン保持孔
５５      ：軸受
５５ａ    ：外輪
５７      ：ザグリ部
６０      ：シャーピン
６０ａ    ：ノッチ
７２      ：インナーロータ
７２ａ    ：歯先部分
７２ｂ    ：歯溝部分
７３      ：アウターロータ
７３ａ    ：歯先部分
７３ｂ    ：歯溝部分
７４      ：ポンプ室
７５      ：吸入口
７６      ：吐出口
７７      ：ポンプケース
８１      ：内輪部材
８２      ：外輪部材
８３      ：転動体
８４      ：車輪取付けフランジ部
９０、９１      ：軸受
Ａ        ：電動モータ
Ｂ        ：減速機
Ｃ        ：車輪ハブ
【図１】
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【図２】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３】
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【図４】
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