(57)【要約】【課題】  車輪用軸受の耐久性向上と装置の軽量・コンパクト化を図り、車両の走行性能を向上させた電動式車輪駆動装置を提供する。【解決手段】  車輪用軸受装置２の複列の軸受間に電動モータＭが配設されると共に、車輪用軸受装置２に装着された２つの遊星減速機３、３’は、回転軸４と連結軸６にそれぞれ固定された太陽ローラ１７、１７’と、これら太陽ローラ１７、１７’と外方部材９の間に配設された複数の遊星ローラ１５、１５’と、これら遊星ローラ１５、１５’を回転自在に支承するキャリアピン１４、１４’とを備え、駆動部５は、外方部材９に一体に配設されたステータ部１８とロータ部２２とからなる電動モータＭと、外方部材９に回転自在に支持され、回転軸４を一体に有する回転部材２４とを備え、電動モータＭの回転を第１および第２の遊星減速機３、３’を介してハブ輪７に伝達する。【選択図】図１
2005218245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の軸受を有する車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記電動モータの回転を、前記第１の遊星減速機および第２の遊星減速機により２段階に減速して前記車輪用軸受装置を構成するハブ輪に動力を伝達すると共に、前記電動モータを構成するステータ部が前記車輪用軸受装置の外方部材に一体に配設されていることを特徴とする電動式車輪駆動装置。
【請求項２】
車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、
前記車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外嵌され、外周に複列の内側転走面のうち少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪と、内周に前記内側転走面に対向する複列の外側転走面が形成された外方部材と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記第１の遊星減速機は、回転軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、
前記第２の遊星減速機は、前記連結軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を前記ハブ輪に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、
前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に一体に配設されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙したロータ部と、このロータ部が固着されると共に、前記外方部材に対して回転自在に支持され、前記回転軸を一体に有する回転部材とを備え、前記電動モータの回転を前記第１および第２の遊星減速機を介して前記ハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにしたことを特徴とする電動式車輪駆動装置。
【請求項３】
前記電動モータが前記複列の軸受間に配設されている請求項１または２に記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項４】
前記第２の遊星減速機の遊星要素が、前記外方部材の内周に形成された複列の外側転走面間に配設されている請求項１乃至３いずれかに記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項５】
前記ハブ輪と、このハブ輪に嵌合される内輪に矩形状の開口部が円周等配に複数個形成されると共に、これら開口部の周方向中央部に凹所がそれぞれ形成され、この凹所に前記第２の遊星減速機の出力要素となるキャリアピンが固定され、このキャリアピンに遊星要素が回転自在に支承されている請求項２乃至４いずれかに記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項６】
前記キャリアピンに二面幅が形成され、この二面幅を前記凹所に嵌合させた請求項５に記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項７】
前記遊星減速機の各要素が摩擦により動力伝達されている請求項１乃至６いずれかに記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項８】
前記遊星減速機の各要素が歯車手段により動力伝達されている請求項１乃至６いずれかに記載の電動式車輪駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やゴルフカート、あるいはフォークリフト等の車両に用いられ、車輪用軸受装置と電動モータとが一体となった電動式車輪駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動式車輪駆動装置は、車輪を電動モータで駆動する場合の駆動効率を上げるために提案されたもので、電気自動車等の車両の駆動輪用として用いられ、電動モータにより直接車輪を回転駆動するように構成されている。しかし、この種の電動式車輪駆動装置は、電動モータに大きな出力トルクを必要とするため、大型の電動モータを使用しなければならない。これではコストが嵩むだけでなく、重量が増大して車両の走行性能を充分に確保することが難しくなる。
【０００３】
これに対して、車輪の内側空間部分に電動モータと遊星歯車減速機を配設し、この電動モータの回転出力を遊星歯車減速機を介して車輪に伝達するようにした減速機付電動式車輪駆動装置（ホイールモータ）も既に提案されている。
【０００４】
しかし、減速機として遊星歯車減速機を採用していて、電動モータのロータの回転出力を遊星歯車減速機を介して車輪に伝達する出力軸は、電動式車輪駆動装置の軸方向で一旦分割した後に軸心を合わせて出力を取り出すことになるため、構成が複雑で組み立て難く、また、出力軸の支持スパンを短くせざるを得ないため、車輪の倒れに対する支持強度が低いといった問題点があった。
【０００５】
こうした問題点を解決したものとして、図９に示すような電動式車輪駆動装置が知られている。この電動式車輪駆動装置５１は、タイヤ５２を装着した車輪５３の内側に電動モータ５４と歯車減速機５５とを内蔵してなり、電動モータ５４の回転出力により車輪５３を回転駆動するように構成されている。
【０００６】
電動モータ５４は、車輪５３の内側に配設されたケース５６側に固定されるステータ５７と、このステータ５７の内側に対向配置されたロータ５８と、このロータ５８の回転出力を歯車減速機５５を介して車輪５３に伝達する出力軸５９とを備えている。ステータ５７とロータ５８は、カバー６０、６１に挟持された状態でケース５６側へ固定されて電動モータ５４を構成している。
【０００７】
出力軸５９は、その一端部５９ａに取付フランジ６２が一体形成され、ハブボルト６３を介して車輪５３を固定している。出力軸５９の一端部５９ａは、ケース５６の軸挿通孔５６ｂに転がり軸受６４を介して、また、他端部５９ｂは、外側カバー６０の中央凹部６０ａに転がり軸受６５を介してそれぞれ回転自在に支承されている。
【０００８】
ケース５６内に収容されている歯車減速機５５は、複数の歯車５５ａ、５５ｂ、５５ｃおよび５５ｄで構成されている。第１の歯車５５ａは、ロータ５８の端部に同心状に一体形成されている。第２および第３の歯車５５ｂ、５５ｃは、同一の支持軸６６に固定されて互いに一体的に回転し、第２の歯車５５ｂと第１の歯車５５ａが噛合している。支持軸６６の一端部６６ａは、内側カバー６１の凹部６１ａに転がり軸受６７を介して、また、他端部６６ｂは、ケース５６の凹部５６ａに転がり軸受６８を介してそれぞれ回転自在に支承されている。第４の歯車５５ｄは出力軸５９に固定され、第３の歯車５５ｃに噛合している。
【０００９】
このような構成により、電動モータ５４の出力軸５９を、歯車減速機５５の最終段である第４の歯車５５ｄの回転中心孔、およびロータ５８の軸挿通孔５８ａを貫通した状態でケース５６の両端部に回転自在に支承されているため、出力軸５９を基準として、歯車減速機５５の構成部品、内側カバー６１、電動モータ５４の構成部品、外側カバー６０を順次嵌合して容易に組み立てることができる。また、出力軸５９は、電動式車輪駆動装置５１全体としての実質的な両端部分で支承される構造であるため、その支持スパンを最大限長くとれるので車輪５３の倒れに対する充分な支持強度を得ることができる。
【特許文献１】特開平７−８１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
こうした従来の電動式車輪駆動装置５１において、この種の歯車減速機５５は、各種の構成部品を容易に組み立てることができる反面、車輪５３の内側に配設される電動モータ５４を小型化し、この電動モータ５４で高回転出力を得るためには必然的にスペースが嵩むため、出力軸５９を支承する転がり軸受６４、６５の設置スペースが制約される。したがって、車輪５３の倒れ、すなわちモーメント荷重に対する負荷容量が不足し、転がり軸受６４、６５の耐久性向上の面で改善が求められていた。
【００１１】
本発明は、こうした従来の問題を解決し、車輪用軸受の耐久性向上と装置の軽量・コンパクト化を図り、車両の走行性能を向上させた電動式車輪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】
【００１２】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複列の軸受を有する車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記電動モータの回転を、前記第１の遊星減速機および第２の遊星減速機により２段階に減速して前記車輪用軸受装置を構成するハブ輪に動力を伝達すると共に、前記電動モータを構成するステータ部が前記車輪用軸受装置の外方部材に一体に配設されている構成を採用した。
【００１３】
このように、電動モータの回転を、第１の遊星減速機および第２の遊星減速機により２段階に減速して車輪用軸受装置を構成するハブ輪に動力を伝達すると共に、電動モータを構成するステータ部が車輪用軸受装置の外方部材に一体に配設されているので、装置全体の軽量・コンパクト化を図ることができ、車両のばね下重量の軽減により、乗り心地や走行安定性を向上させることができる。また、駆動部が懸架装置を構成するナックル内に収納させることができるため、飛び石等から電動モータを保護することができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外嵌され、外周に複列の内側転走面のうち少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪と、内周に前記内側転走面に対向する複列の外側転走面が形成された外方部材と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記第１の遊星減速機は、回転軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記第２の遊星減速機は、前記連結軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を前記ハブ輪に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に一体に配設されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙したロータ部と、このロータ部が固着されると共に、前記外方部材に対して回転自在に支持され、前記回転軸を一体に有する回転部材とを備え、前記電動モータの回転を前記第１および第２の遊星減速機を介して前記ハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにした。
【００１５】
このような構成を採用したので、軸受部のスペースを充分確保できると共に、モーメント荷重に対しても軸受部の支持強度を高めて耐久性向上を図ることができ、かつ装置全体の軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記電動モータが前記複列の軸受間に配設されているので、軸受部の弾性変形の影響を受けず、電動モータの姿勢が安定してステータ部とロータ部とのエアギャップが変化しないので電動モータの効率が向上する。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記第２の遊星減速機の遊星要素が、前記外方部材の内周に形成された複列の外側転走面間に配設されているので、遊星要素への偏荷重を抑制することができ、遊星要素の偏摩耗等も抑制することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、前記ハブ輪と、このハブ輪に嵌合される内輪に矩形状の開口部が円周等配に複数個形成されると共に、これら開口部の周方向中央部に凹所がそれぞれ形成され、この凹所に前記第２の遊星減速機の出力要素となるキャリアピンが固定され、このキャリアピンに遊星要素が回転自在に支承されているので、軸受部のスペースを充分確保でき、モーメント荷重に対しても軸受部の耐久性向上と装置の一層の軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００１９】
好ましくは、請求項６に記載の発明のように、前記キャリアピンに二面幅が形成され、この二面幅を前記凹所に嵌合させれば、簡単な構成で確実にキャリアピンをハブ輪に固定することができ、また遊星減速機の組立も容易となる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明のように、前記遊星減速機の各要素が摩擦により動力伝達されていれば、動力伝達時に発生する騒音や振動を可及的に抑制することができる。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明のように、前記遊星減速機の各要素が歯車手段により動力伝達されていれば、滑り接触をせずに効率的に動力伝達を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る電動式車輪駆動装置は、複列の軸受を有する車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記電動モータの回転を、前記第１の遊星減速機および第２の遊星減速機により２段階に減速して前記車輪用軸受装置を構成するハブ輪に動力を伝達すると共に、前記電動モータを構成するステータ部が前記車輪用軸受装置の外方部材に一体に配設されているので、装置全体の軽量・コンパクト化を図ることができ、車両のばね下重量の軽減により、乗り心地や走行安定性を向上させることができる。また、駆動部が懸架装置を構成するナックル内に収納させることができるため、飛び石等から電動モータを保護することができる。
【００２３】
また、本発明に係る電動式車輪駆動装置は、車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外嵌され、外周に複列の内側転走面のうち少なくとも一方の内側転走面が形成された内輪と、内周に前記内側転走面に対向する複列の外側転走面が形成された外方部材と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記第１の遊星減速機は、回転軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を連結軸に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記第２の遊星減速機は、前記連結軸に相対回転不可に連結された入力要素と、前記外方部材の内周側に配設された固定要素と、この固定要素と入力要素との間に配設された複数の遊星要素と、これら遊星要素を前記ハブ輪に対して回転自在に支承する出力要素とを備え、前記駆動部は、前記電動モータを構成し、前記外方部材に一体に配設されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙したロータ部と、このロータ部が固着されると共に、前記外方部材に対して回転自在に支持され、前記回転軸を一体に有する回転部材とを備え、前記電動モータの回転を前記第１および第２の遊星減速機を介して前記ハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにしたので、軸受部のスペースを充分確保できると共に、モーメント荷重に対しても軸受部の支持強度を高めて耐久性向上を図ることができ、かつ装置全体の軽量・コンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
車輪用軸受装置と、この車輪用軸受装置に装着され、連結軸を介して連結された第１および第２の遊星減速機と、前記第１の遊星減速機を駆動する電動モータを有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを有し、外周に複列の内側転走面のうち一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌され、外周に複列の内側転走面のうち他方の内側転走面が形成された内輪と、内周に前記内側転走面に対向する複列の外側転走面が形成された外方部材と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部で前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されており、前記第１の遊星減速機は、回転軸に相対回転不可に連結された太陽ローラと、前記外方部材と前記太陽ローラとの間に配設された複数の遊星ローラと、これら遊星ローラを連結軸に対して回転自在に支承するキャリアピンとを備え、前記第２の遊星減速機は、前記連結軸に相対回転不可に連結された太陽ローラと、前記外方部材と前記太陽ローラとの間に配設された複数の遊星ローラと、これら遊星ローラを前記ハブ輪に対して回転自在に支承するキャリアピンとを備え、前記駆動部は、前記外方部材に一体に配設されたステータ部と、このステータ部に所定のエアギャップを介して対峙したロータ部とからなる電動モータと、前記ロータ部が固着されると共に、前記外方部材に対して回転自在に支持され、前記回転軸を一体に有する回転部材とを備え、前記電動モータが前記複列の転走面間に配設されると共に、前記電動モータの回転を前記第１および第２の遊星減速機を介して前記ハブ輪に伝達して車輪を駆動するようにした。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動式車輪駆動装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部Ａ矢視図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【００２６】
この電動式車輪駆動装置１は、車輪用軸受装置２と、この車輪用軸受装置２に装着された第１および第２の遊星減速機３、３’と、この第１の遊星減速機３の回転軸４を一体に有する駆動部５とを主たる構成としている。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
【００２７】
車輪用軸受装置２は、駆動側車輪（図示せず）を支承する第３世代と称されるものである。この車輪用軸受装置２は、アウトボード側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ７ｅを一体に有し、外周に内側転走面７ａが形成され、この内側転走面７ａからインボード側に延びる円筒状の小径段部７ｂが形成されたハブ輪７と、このハブ輪７の小径段部７ｂに圧入され、外周に内側転走面８ａが形成された内輪８と、外周に車体に固定するための車体取付フランジ９ｂを一体に有し、内周に前記内側転走面７ａ、８ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが形成された外方部材９と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）１０と、これら転動体１０を円周等配に保持する保持器１１とを備えている。外方部材９の両端部にはシール９ｃ、９ｃが装着され、軸受内部に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００２８】
ハブ輪７の外周面には、車輪取付フランジ７ｅの基部となるシールランド部をはじめ、内側転走面７ａから小径段部７ｂに亙って表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。ここで、ハブ輪７のインボード側の端部は表面硬さを２５ＨＲＣ以下の未焼入れとし、径方向外方に塑性変形させて加締部７ｃを形成している。そして、ハブ輪７の小径段部７ｂに圧入された内輪８は、この加締部７ｃによって軸方向に固定されている。
【００２９】
本実施形態では軸受の内部すきまを負すきまとして軸受剛性を向上させると共に、加締部７ｃで内輪８を軸方向に固定してこの予圧量を長期間に亘って維持することができる、所謂セルフリテイン構造を採用している。したがって、従来のように軸受部をナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができる。なお、ここでは転動体１０にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、円錐ころを用いた複列の円錐ころ軸受であっても良い。
【００３０】
図２は、図１の要部Ａ矢視図である。ハブ輪７の小径段部７ｂと突合せ部７ｄには矩形状の開口部１２が円周等配に複数個形成され、また、この開口部１２に対応した位置の内輪８の突合せ部８ｂにも凹所１３ａからなる開口部１３が形成されている。これら開口部１２、１３の周方向中央部には凹所１２ａ、１３ｂがそれぞれ形成され、後述する第２の遊星減速機３’のキャリアピン（出力要素）１４’が固定され、図３に示すように、遊星ローラ（遊星要素）１５’が回転自在に支承されている。
【００３１】
キャリアピン１４’の両端部は二面幅１４ａ、１４ａに形成され、凹所１２ａ、１３ｂに嵌合して回転不可に支持されている。遊星ローラ１５’は、このキャリアピン１４’に対して転がり軸受１６を介して回転自在に支承されている。この遊星ローラ１５’は、図３に示すように、外方部材（固定要素）９の内周面９ｅおよび太陽ローラ（入力要素）１７’の外周面１７ａ’に沿って転動する。なお、ここでは、ハブ輪７の外周に直接内側転走面７ａと小径段部７ｂを形成し、この段部に内輪８を突合せるようにしたものを例示したが、これに限らず、ハブ輪７の小径段部７ｂに一対の内輪８、８を圧入した第２世代の構造を適用しても良い。この場合、一対の内輪８、８の突合せ部８ｂ、８ｂに開口部１３、１３を形成することになる。
【００３２】
図１において、第１の遊星減速機３は、回転軸４のアウトボード側の端部に圧入やセレーション嵌合等、相対回転不可に連結された太陽ローラ（入力要素）１７と、この太陽ローラ１７の周りを遊星運動する４個の遊星ローラ（遊星要素）１５と、これら遊星ローラ１５を連結軸６に対して回転自在に支承するキャリアピン（出力要素）１４とを備えている。このキャリアピン１４は連結軸６の外周部に複数突設され、回転不可に支持されている。
【００３３】
第１の遊星減速機３を構成する遊星ローラ１５は、キャリアピン１４に対して図示しない軸受を介して回転自在に支承されている。この遊星ローラ１５は、外方部材９のインボード側の端部内周面９ｄおよび太陽ローラ１７の外周面１７ａにそれぞれ転接して回転する。回転軸４の回転は、太陽ローラ１７を介して遊星ローラ１５に伝達され、この遊星ローラ１５の公転、すなわち、キャリアピン１４を介して連結軸６に減速して伝達される。
【００３４】
一方、第２の遊星減速機３’は、連結軸６のアウトボード側の端部に圧入やセレーション嵌合等、相対回転不可に連結された太陽ローラ１７’と、この太陽ローラ１７’の周りを遊星運動する４個の遊星ローラ１５’と、これら遊星ローラ１５’をハブ輪７および内輪８に対して回転自在に支承するキャリアピン１４’とを備えている。この遊星ローラ１５’は、外方部材９の複列の外側転走面９ａ、９ａ間の内周面９ｅおよび太陽ローラ１７の外周面１７ａ’にそれぞれ転接して回転する。
【００３５】
連結軸６の回転は、太陽ローラ１７’を介して遊星ローラ１５’に伝達され、この遊星ローラ１５’の回転はハブ輪（キャリア）７を介してさらに減速して車輪に伝達される。したがって、太陽ローラ１７、１７’と遊星ローラ１５、１５’および遊星ローラ１５と外方部材９の動力伝達は、いずれも摩擦伝達（トラクションドライブ）により行われるため、動力伝達時に発生する騒音や振動を可及的に抑制することができる。
【００３６】
こうした第１および第２の遊星減速機３、３’のそれぞれの減速比は、遊星ローラ１５、１５’の外径と外方部材９の内径との比を変えることにより適宜調節可能であるが、例えば、電気自動車用の電動式車輪駆動装置に適用した場合、減速比は３〜９の範囲で設定することができる。また、全体の減速比は、第１の遊星減速機３の減速比ｍと、第２の遊星減速機３’の減速比ｎとの積、すなわち、ｍ×ｎとなる。したがって、小スペース内で極めて大きな減速比を得ることができ、後述する電動モータＭを軽量・コンパクト化することができる。さらに、遊星ローラ１５、１５’が、車輪用軸受装置２における複列の軸受の近傍に配設されているので、モーメント荷重に対して遊星ローラ１５、１５’および太陽ローラ１７、１７’へ偏荷重が作用するのを抑制することができる。また、これによって遊星ローラ１５、１５’と太陽ローラ１７、１７’の偏摩耗等も抑制することができる。
【００３７】
図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った要部矢視図で、駆動部５を構成するステータ部１８を示している。ステータ部１８は、外方部材９における車体取付フランジ９ｂのインボード側の側面に形成された凹部１９に内蔵され、ステータ鉄心２０と、この鉄心２０に巻回されたステータコイル２１とからなっている。
【００３８】
図５は図１のＶ−Ｖ線に沿った要部矢視図で、駆動部５を構成するロータ部２２を示している。ロータ部２２は前記ステータ部１８に所定の軸方向すきまを介して対峙するように配設され、複数のロータ磁石２３と、このロータ磁石２３が外周部に固着された回転部材２４からなっている。また、ロータ磁石２３は略扇形に形成され、永久磁石で構成されている。
【００３９】
回転部材２４は、図１に示すようにカップ状に形成され、底部の中心部に前記回転軸４が突設されており、外方部材９に対して転がり軸受２５を介して回転自在に支持されている。ステータ部１８とロータ部２２とで構成された電動モータＭに通電することにより回転部材２４が回転し、この回転部材２４の回転は回転軸４を介して第１の遊星減速機３に伝達される。そして、この第１の遊星減速機３で所定の減速比ｍで減速され、連結軸６を介して第２の遊星減速機３’に伝達される。さらに、回転部材２４の回転はこの第２の遊星減速機３’で所定の減速比ｎで減速され、ハブ輪７を介して車輪に伝達される。
【００４０】
本実施形態では、車輪用軸受装置２を構成する外方部材９に第１および第２の遊星減速機３、３’を構成する遊星ローラ１５、１５’がそれぞれ組み込まれているので、軸受部のスペースを充分確保できると共に、電動モータＭが複列の軸受間に配設されているので、軸受部の弾性変形の影響を受けず、電動モータＭの姿勢が安定してステータ部１８とロータ部２２とのエアギャップが変化しない。したがって、電動モータＭの効率が向上する。また、駆動部５を構成する電動モータＭが外方部材９の車体取付フランジ９ｂに一体に構成されているので、装置を軸方向にコンパクト化することができ、車両のばね下重量の軽減により乗り心地や走行安定性を向上させることができる。また、駆動部５を図示しないナックル内に収納させることができるため、飛び石等から電動モータＭを保護することができる。
【実施例２】
【００４１】
図６は、本発明に係る電動式車輪駆動装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と遊星減速機の構成のみが異なり、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
第１の遊星減速機２６は、回転軸４に相対回転不可に連結された太陽ギア（入力要素）２７と、この太陽ギア２７の周りを遊星運動する４個の遊星ギア（遊星要素）２８と、これら遊星ギア２８を連結軸６に対して回転自在に支承するキャリアピン（出力要素）１４とを備えている。第１の遊星減速機２６を構成する遊星ギア２８は、キャリアピン１４に対して図示しない軸受を介して回転自在に支承されている。この遊星ギア２８は、外方部材（固定要素）２９の内周面に形成された内歯９ｆおよび太陽ギア２７の外歯２７ａに噛合して回転する。回転軸４の回転は、太陽ギア２７を介して遊星ギア２８に伝達され、この遊星ギア２８の公転、すなわち、キャリアピン１４を介して連結軸６に減速して伝達される。
【００４３】
一方、第２の遊星減速機２６’は、連結軸６に相対回転不可に連結された太陽ギア２７’と、この太陽ギア１７’の周りを遊星運動する４個の遊星ギア２８’と、これら遊星ギア２８’をハブ輪７および内輪８に対して回転自在に支承するキャリアピン１４’とを備えている。これらの遊星ギア２８’は、外方部材２９の内周面に形成された複列の外側転走面９ａ、９ａ間の内歯９ｇおよび太陽ギア２７’の外歯２７ａ’に噛合して回転する。
【００４４】
連結軸６の回転は、太陽ギア２７’を介して遊星ギア２８’に伝達され、この遊星ギア２８’の回転はハブ輪（キャリア）７を介してさらに減速して車輪に伝達される。したがって、太陽ギア２７、２７’と遊星ギア２８、２８’および遊星ギア２８、２８’と外方部材（固定要素）２９の動力伝達は、いずれも歯車伝達機構により行われるため、滑り接触を伴わず効率的に動力伝達ができる。
【実施例３】
【００４５】
図７は、本発明に係る電動式車輪駆動装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と電動モータの構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
車輪用軸受装置３０は、アウトボード側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ７ｅを一体に有し、外周に内側転走面７ａと、この内側転走面７ａからインボード側に延びる円筒状の小径段部７ｂが形成されたハブ輪７と、このハブ輪７の小径段部７ｂに圧入され、外周に内側転走面８ａが形成された内輪８と、外周に車体に固定するための車体取付フランジ３１ａを一体に有し、内周に前記内側転走面７ａ、８ａに対向する複列の外側転走面９ａ、９ａが形成された外方部材３１と、これら両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体１０と、これら転動体１０を円周等配に保持する保持器１１とを備えている。
【００４７】
駆動部は、外方部材３１の外周面に固着されたステータ部３２と、このステータ部３２に所定の径方向すきまを介して対峙して配設されたロータ部３３と、このロータ部３３を固着する回転部材３４とで構成されている。ステータ部３２は、ステータ鉄心３５と、このステータ鉄心３５に巻回されたステータコイル３６とからなる。一方、ロータ部３３は永久磁石からなるロータ磁石３７で構成され、このロータ部３３と前記ステータ部３２とでアウターロータ型の電動モータＭを構成している。
【００４８】
回転部材３４はカップ状に形成され、中心部に回転軸４が突設されると共に、円筒状の内周面にロータ部３３が固着されている。また、この回転部材３４は、転がり軸受２５を介して外方部材３１に対して回転自在に支持されている。電動モータＭに通電することにより回転部材３４が回転し、この回転部材３４の回転は回転軸４を介して第１の遊星減速機３に伝達される。そして、この第１の遊星減速機３で所定の減速比で減速され連結軸６を介して第２の遊星減速機３’に伝達される。さらに、回転部材３４の回転はこの第２の遊星減速機３’で所定の減速比で減速され、ハブ輪７を介して車輪に伝達される。なお、ここでは、アウターロータ型の電動モータＭを例示したが、無論ステータ部３２をロータ部３３の径方向外方に配設したインナーロータ型の電動モータであっても良い。
【実施例４】
【００４９】
図８は、本発明に係る電動式車輪駆動装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第３の実施形態（図７）と遊星減速機の構成のみが異なり、その他同一部品同一部位あるいは同一機能の部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
第１の遊星減速機２６は、回転軸４に相対回転不可に連結された太陽ギア（入力要素）２７と、この太陽ギア２７の周りを遊星運動する４個の遊星ギア（遊星要素）２８と、これら遊星ギア２８を連結軸６に対して回転自在に支承するキャリアピン（出力要素）１４とを備えている。第１の遊星減速機２６を構成する遊星ギア２８は、キャリアピン１４に対して図示しない軸受を介して回転自在に支承されている。この遊星ギア２８は、外方部材（固定要素）３８のインボード側の内周面に形成された内歯９ｆおよび太陽ギア２７の外歯２７ａに噛合して回転する。回転軸４の回転は、太陽ギア２７を介して遊星ギア２８に伝達され、この遊星ギア２８の公転、すなわち、キャリアピン１４を介して連結軸６に減速して伝達される。
【００５１】
一方、第２の遊星減速機２６’は、連結軸６に相対回転不可に連結された太陽ギア２７’と、この太陽ギア１７’の周りを遊星運動する４個の遊星ギア２８’と、これら遊星ギア２８’をハブ輪７および内輪８に対して回転自在に支承するキャリアピン１４’とを備えている。この遊星ギア２８’は、外方部材（固定要素）３８の内周面に形成された複列の外側転走面９ａ、９ａ間の内歯９ｇおよび太陽ギア２７’の外歯２７ａ’に噛合して回転する。
【００５２】
連結軸６の回転は、太陽ギア２７’を介して遊星ギア２８’に伝達され、この遊星ギア２８’の回転はハブ輪（キャリア）７を介してさらに減速して車輪に伝達される。したがって、太陽ギア２７、２７’と遊星ギア２８、２８’および遊星ギア２８、２８’と外方部材３８の動力伝達は、いずれも歯車伝達機構により行われるため、滑り接触を伴わず効率的に動力伝達ができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、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、特許請求の範囲の記載によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る電動式車輪駆動装置は、燃料電池自動車や電気自動車等の四輪自動車、二輪自動車、ゴルフカートあるいは高齢者や障害者用の三輪あるいは四輪のカート、および建設現場や輸送業界で使用する手押し式一輪車乃至四輪車等、各種車両を電気駆動式とする場合、または電動により補助動力を付与する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る電動式車輪駆動装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部Ａ矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った要部矢視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った要部矢視図である。
【図６】本発明に係る電動式車輪駆動装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る電動式車輪駆動装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る電動式車輪駆動装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】従来の電動式車輪駆動装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・電動式車輪駆動装置
２、３０・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
３、３’、２６、２６’・・・・・・・・遊星減速機
４・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
５・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動部
６・・・・・・・・・・・・・・・・・連結軸
７・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
７ａ、８ａ・・・・・・・・・・・・・内側転走面
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
７ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
７ｄ、８ｂ・・・・・・・・・・・・・突合せ部
７ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
９、２９、３１、３８・・・・・・・・外方部材
９ａ・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
９ｂ、３１ａ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
９ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・シール
９ｄ、９ｅ・・・・・・・・・・・・・内周面
９ｆ、９ｇ・・・・・・・・・・・・・内歯
１０・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１１・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１２、１３、１３ａ・・・・・・・・・開口部
１２ａ、１３ｂ・・・・・・・・・・・凹所
１４、１４’・・・・・・・・・・・・キャリアピン
１４ａ・・・・・・・・・・・・・・・二面幅
１５、１５’・・・・・・・・・・・・遊星ローラ
１６、２５・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
１７、１７’・・・・・・・・・・・・太陽ローラ
１７ａ、１７ａ’・・・・・・・・・・外周面
１８、３２・・・・・・・・・・・・・ステータ部
１９・・・・・・・・・・・・・・・・凹部
２０、３５・・・・・・・・・・・・・ステータ鉄心
２１、３６・・・・・・・・・・・・・ステータコイル
２２、３３・・・・・・・・・・・・・ロータ部
２３、３７・・・・・・・・・・・・・ロータ磁石
２４、３４・・・・・・・・・・・・・回転部材
２７、２７’・・・・・・・・・・・・太陽ギア
２７ａ、２７ａ’・・・・・・・・・・外歯
２８、２８’・・・・・・・・・・・・遊星ギア
５１・・・・・・・・・・・・・・・・電動式車輪駆動装置
５２・・・・・・・・・・・・・・・・タイヤ
５３・・・・・・・・・・・・・・・・車輪
５４・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
５５・・・・・・・・・・・・・・・・歯車減速機
５５ａ・・・・・・・・・・・・・・・第１の歯車
５５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・第２の歯車
５５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・第３の歯車
５５ｄ・・・・・・・・・・・・・・・第４の歯車
５６・・・・・・・・・・・・・・・・ケース
５６ａ、６０ａ、６１ａ・・・・・・・凹部
５６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・挿通孔
５７・・・・・・・・・・・・・・・・ステータ
５８・・・・・・・・・・・・・・・・ロータ
５９・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
５９ａ、６６ａ・・・・・・・・・・・一端部
５９ｂ、６６ｂ・・・・・・・・・・・他端部
６０、６１・・・・・・・・・・・・・カバー
６０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・凹部
６２・・・・・・・・・・・・・・・・取付フランジ
６３・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６４、６５、６７、６８・・・・・・・転がり軸受
６６・・・・・・・・・・・・・・・・支持軸
Ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・電動モータ
ｍ、ｎ・・・・・・・・・・・・・・・減速比
【図１】
2005218245.tif 000003
【図２】
2005218245.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005218245.tif 000006
【図５】
2005218245.tif 000007
【図６】
2005218245.tif 000008
【図７】
2005218245.tif 000009
【図８】
2005218245.tif 000010
【図９】
2005218245.tif 000011