(57)【要約】【課題】所謂インホイールモータ式の車輪駆動装置において、モータを含めてコンパクトな構成を提供する。【解決手段】車輪駆動装置１１は、アウターロータモータ１３と、調和型歯車１４と、ホイール１２と、を備える。アウターロータモータ１３は、ステータ２４と、このステータ２４の励磁により回転力を付与されるアウターロータ２３と、を備える。調和型歯車１４は、アウターロータ２３の外周に取り付けられるウェーブジェネレータ３１と、このウェーブジェネレータ３１の回転と協動するフレックススプライン３２と、このフレックススプライン３２の外周に配置されて回転不能とされるサーキュラスプライン３３と、を備える。ホイール１２は、前記サーキュラスプライン３３の径方向外側に配置されるとともに、前記フレックススプライン３２の回転出力が伝達されるように構成される。【選択図】図１
2007155076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、このステータの励磁により回転力を付与されるアウターロータと、を備えるアウターロータモータと、
前記アウターロータの外周に配置されるウェーブジェネレータと、このウェーブジェネレータの回転と協動するフレックススプラインと、このフレックススプラインの外周に配置されて回転不能とされるサーキュラスプラインと、を備える調和型歯車と、
前記サーキュラスプラインの径方向外側に配置されるとともに前記フレックススプラインの回転出力が伝達されるホイールと、
を備えることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪駆動装置であって、前記フレックススプラインは、前記アウターロータモータの径方向外側を軸方向でほぼ全体にわたって覆うカップ状に構成されていることを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車輪駆動装置であって、
前記アウターロータの外周面に前記ウェーブジェネレータの楕円状カムが一体形成されていることを特徴とする車輪駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のホイール内にモータを配置し、当該モータの出力を減速して車輪に伝達して駆動する、所謂インホイールモータ式の車輪駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車輪駆動装置は例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１のインホイールモータは、ステータの内周側にロータコアを配設したモータ（インナーロータモータ）を備えるとともに、このモータのロータ軸から偏心された位置に配設したカウンタ軸に、平歯車からなる減速機構を設けた構成としている。そして、ロータ軸の回転出力を減速機構によって減速し、ホイールハブを介してホイールに伝達して車輪を駆動する構成になっている。前記モータのモータハウジングは、前記減速機構と軸方向に並べて配設されている。
【特許文献１】特開２００４−１１４８５８号公報（図１等）
【０００３】
また、特許文献２は、調和型歯車を用いた車輪駆動用アクチュエータを開示する。この特許文献２の構成では、モータ軸の回転を調和歯車装置（調和型歯車）のウェーブジェネレータに伝達して、減速された回転をサーキュラスプライン又はフレックススプラインから出力し、ホイールを回転させる構成になっている。前記モータは、調和歯車装置に対し軸方向に隣接して配置されている。
【特許文献２】実開平１−９８３５３号公報（第３図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の構成は、減速機構を配置しているために、ホイールの幅（車輪の軸線方向の幅）からモータハウジングが軸方向に大きく張り出してしまっており、車幅方向の長さのコンパクト化が困難であった（特許文献１の００３１第２文を参照）。また、減速比を大きく確保するには上記減速機構において多数の平歯車を用いなければならず、部品点数が多くなるとともに重量増加の要因になっていた。車輪部分が重くなると、サスペンションに対する負荷荷重が大きくなり、また、操舵輪として用いる場合は操舵が重くなる原因になってしまう。
【０００５】
また、特許文献２の構成も同様に、ホイールの幅からモータが大きく突出してしまっており、車幅方向の長さのコンパクト化の障害になっていた。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、所謂インホイールモータ式の車輪駆動装置において、モータを含めて、特に車輪の幅方向にコンパクトな構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の観点によれば、以下の構成の車輪駆動装置が提供される。即ち、ステータと、このステータの励磁により回転力を付与されるアウターロータと、を備えるアウターロータモータと、前記アウターロータの外周に配置されるウェーブジェネレータと、このウェーブジェネレータの回転と協動するフレックススプラインと、このフレックススプラインの外周に配置されて回転不能とされるサーキュラスプラインと、を備える調和型歯車と、前記サーキュラスプラインの径方向外側に配置されるとともに前記フレックススプラインの回転出力が伝達されるホイールと、を備える。
【０００９】
この構成により、ホイール内でアウターロータモータと調和型歯車とを径方向内外に振り分けて（かつ、車輪の軸方向に互いに重複させて）配置できるので、モータを含めて車輪の幅方向に特にコンパクトな構成とできる。また、調和型歯車は少ない部品点数で大きな減速比が得られるので、車輪自体の軽量化、コンパクト化も容易である。
【００１０】
前記の車輪駆動装置においては、前記フレックススプラインは、前記アウターロータモータの径方向外側を軸方向でほぼ全体にわたって覆うカップ状に構成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成により、調和型歯車とアウターロータモータとを干渉を避けてコンパクトなスペースに配置できるので、一層コンパクトな車輪駆動装置を提供できる。
【００１２】
前記の車輪駆動装置においては、前記アウターロータの外周面に前記ウェーブジェネレータの楕円状カムが一体形成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成により、構成の一層の簡素化や部品点数の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車輪駆動装置の軸断面図、図２は同じく一部断面斜視図である。なお、図２の断面斜視図においては、図示の便宜のためにボルト等の細部の部品の図示を省略している。
【００１５】
図１及び図２において、この車輪駆動装置１１は例えば輸送用車両の車輪を駆動するためのものであり、ホイール１２と、このホイール１２を駆動するためのアウターロータモータ１３と、このアウターロータモータの出力回転を減速して前記ホイール１２に伝達するための調和型歯車１４と、を主要な構成として備えている。前記ホイール１２の外側にはゴム製のタイヤ（車輪）１５が備えられている。
【００１６】
アウターロータモータ１３は、車輪の軸線と同心配置されたステータ軸２１と、このステータ軸２１の外周に固定されるコイル部２２と、コイル部２２の外周側に回転自在に配置される環状のアウターロータ２３と、を備えている。前記ステータ軸２１とコイル部２２とにより、回転出力部材としてのアウターロータ２３を励磁して当該アウターロータ２３に回転力を付与するためのステータ（静止側部材）２４が構成されている。
【００１７】
前記ステータ軸２１の一端にはフランジ部２５が一体形成され、このフランジ部２５が前記輸送用車両の適宜の位置（例えば、サスペンション部）に取り付けられている。また、図１に示すように、このフランジ部２５には円板状の支持板４５がボルト４６を介して固定されている。
【００１８】
一方、前記アウターロータモータ１３の外周には調和型歯車１４が配置される。この調和型歯車１４は、前記アウターロータ２３の外周に配置されるウェーブジェネレータ３１と、このウェーブジェネレータ３１の回転と協動するフレックススプライン３２と、このフレックススプライン３２の外周に配置されるサーキュラスプライン３３と、を主要な構成として備えている。
【００１９】
前記ウェーブジェネレータ３１は、前記アウターロータ２３の外周に設けられたカム３４と、このカム３４の外周に配置される薄肉のボールベアリング３５と、を備えている。前記カム３４は、車輪の軸方向に見たときに楕円状の形状を有するように、前記アウターロータ２３の外周面に凸状に一体形成されている。そして、前記ボールベアリング３５の内輪は前記カム３４の外周に固定される一方、外輪は、当該ボールベアリング３５のボールを介して弾性変形し得るように構成されている。
【００２０】
また、フレックススプライン３２は金属弾性体により薄肉状に形成されており、また、前記アウターロータ２３の外周側をほぼ覆うように有底円筒状（カップ状）に構成されている。前記フレックススプライン３２の開口側の縁部の外周には歯３６が刻設され、この歯３６は、前記サーキュラスプライン３３に刻設された内歯３７に噛合可能に構成されている。
【００２１】
そして、フレックススプライン３２の開口側の縁部内には、前記ウェーブジェネレータ３１のボールベアリング３５の外輪が嵌合されており、これにより、フレックススプライン３２は前記カム３４の楕円形状に応じた楕円形に（ボールベアリング３５の外輪とともに）弾性変形される。従って、フレックススプライン３２の歯３６のうち、前記楕円の長軸の両端に相当する部分だけがサーキュラスプライン３３の内歯３７に噛合し、短軸の両端に相当する部分は内歯３７に噛合しないようになっている。更に、フレックススプライン３２のカップ底部に相当する部分（ダイアフラム部３８）は、ホイールハブ３９にボルト４７を介して固定されている。
【００２２】
サーキュラスプライン３３は円筒状の部材とされ、その軸方向一端が前記支持板４５にボルト４８を介して固定されている。そして、サーキュラスプライン３３の内周面の、前記フレックススプライン３２の歯３６に対向する部位に、前記内歯３７が刻設されている。この内歯３７の歯数は、前記フレックススプライン３２の歯３６の歯数よりも２だけ少なくなっている。
【００２３】
ホイールハブ３９は略円板状の部材に構成してあり、その中心に形成した軸孔４９が、前記ステータ軸２１の先端部（フランジ部２５と反対側の端部）に対し、ボールベアリング５０を介して回転自在に軸支されている。また、ホイールハブ３９の外周側には２枚の環状かつ板状の外輪部材５１，５２が配置され、この外輪部材５１，５２はボルト５３により前記サーキュラスプライン３３に対し共締めされて固着されている。そして、この外輪部材５１，５２に対し、前記ホイールハブ３９が、その軸線を４５°傾けて多数配置されたコロ（転動体）５４を介して回転自在に支持されている。また、ホイールハブ３９と外輪部材５１との間にはシール部材５５が介在され、前記コロ５４の部分や前記サーキュラスプライン３３の内部空間へ塵挨等が侵入しないようになっている。
【００２４】
前記ホイールハブ３９の前記フレックススプライン３２と反対側の面には、円板状の取付部材５６がボルト５７により固定される。そして、この取付部材５６に対しホイール１２が固定される。
【００２５】
以上の構成で、前記アウターロータモータ１３に電力を供給すると、アウターロータ２３が励磁されて駆動され、その外周側のカム３４が回転される。この結果、フレックススプライン３２は、その呈している楕円形の変形形状を回転させていくので、フレックススプライン３２はサーキュラスプライン３３に対する噛合箇所（歯３６と内歯３７の噛合箇所）を周方向へ次々と移動させる。ここで、上述したとおりフレックススプライン３２の歯３６の数はサーキュラスプライン３３の内歯３７の数より２だけ少ないので、上記アウターロータ２３が３６０°回転したとき、フレックススプライン３２は歯３６の２枚分の角度だけ回転する。このフレックススプライン３２の回転をホイールハブ３９を介してホイール１２に伝達することで、減速された回転をホイール１２及びタイヤ１５に得ることができる。
【００２６】
以上に説明したように、本実施形態の車輪駆動装置１１は、アウターロータモータ１３と、調和型歯車１４と、ホイール１２と、を備える。そしてアウターロータモータ１３は、ステータ２４と、このステータ２４の励磁により回転力を付与されるアウターロータ２３と、を備える。また、調和型歯車１４は、前記アウターロータモータ１３の外周に配置されるウェーブジェネレータ３１と、このウェーブジェネレータ３１の回転と協動するフレックススプライン３２と、このフレックススプライン３２の外周に配置されて回転不能とされるサーキュラスプライン３３と、を備える。また、前記ホイール１２は、サーキュラスプライン３３の径方向外側に配置されるとともに、前記フレックススプライン３２の回転出力が伝達されるように構成している。
【００２７】
従って、ホイール１２内でアウターロータモータ１３と調和型歯車１４とを径方向内外に振り分けて（かつ、車輪の軸方向に互いに重複させて）配置できるので、モータを含めて車輪の幅方向に特にコンパクトな構成とでき、適用される輸送用車両の幅方向のコンパクト化に寄与できる。本実施形態では図１に示すように、アウターロータモータ１３、調和型歯車１４、ホイールハブ３９及びホイール１２等がタイヤ１５の幅内にほぼ収まるスペースに配置できており、極めてコンパクトな構成を実現できている。また、調和型歯車１４は少ない部品点数で大きな減速比が得られるので、車輪自体の軽量化、コンパクト化も容易である。
【００２８】
また、本実施形態では、カップ状の前記フレックススプライン３２は、前記アウターロータモータ１３の軸方向ほぼ全体にわたって、当該アウターロータモータ１３の径方向外側を覆うように配置されている。これにより、調和型歯車１４とアウターロータモータ１３とを干渉を避けてコンパクトなスペースに配置でき、車輪駆動装置１１の一層のコンパクト化を実現できる。
【００２９】
また、本実施形態では、アウターロータ２３の外周面に前記ウェーブジェネレータ３１の楕円状カム３４が一体形成されている。これにより、構成の簡素化と部品点数の削減を実現することができる。
【００３０】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、以上は一例であって、例えば以下のように変更することができる。
【００３１】
歯３６と内歯３７の歯数差は、上記のように２枚とすることに代えて、任意の歯数差を設定することができる。
【００３２】
上記の車輪駆動装置は、輸送用車両のみならず、例えば、軍事用に用いられる装甲車両の車輪駆動装置に適用することができる。なお、本発明の車輪駆動装置は、低速で用いられる小型の車輪に特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪駆動装置の軸断面図。
【図２】同じく一部断面斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
１１  車輪駆動装置
１２  ホイール
１３  アウターロータモータ
１４  調和型歯車
１５  タイヤ（車輪）
２３  アウターロータ
２４  ステータ
３１  ウェーブジェネレータ
３２  フレックススプライン
３３  サーキュラスプライン
【図１】
2007155076.tif 000003
【図２】
2007155076.tif 000004