(57)【要約】【課題】  車輪用軸受の耐久性向上と装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、分解・組立性を向上させた電動式車輪駆動装置を提供する。【解決手段】  外周に車輪取付フランジ５を有する外方部材７と、ステータハウジング１３を有する内方部材１４とを備えた複列の車輪用軸受１と、この車輪用軸受１の径方向内方側に配設された第１および第２の遊星減速機２、３と、この遊星減速機２、３を駆動し、電動モータＭおよびロータ部２９が固着された円筒状の支持部材２７とからなる駆動部４とを備え、支持部材２７を、内方部材１４に対して転がり軸受２８を介して回転自在に支承すると共に、電動モータＭの回転を第１および第２の遊星減速機２、３を介して外方部材７に伝達して車輪Ｗを駆動するようにした。【選択図】図１
2007022386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、
前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側の端部に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、
前記遊星減速機は、前記外方部材に設けられた出力要素と、
前記支持部材のアウトボード側の端部にトルク伝達可能に配設された入力要素と、
この入力要素と前記出力要素にそれぞれ係合し、前記第１の内輪部材に固定された支持ピンに対して回転自在に支承された複数の遊星要素とを備え、
前記駆動部は、前記ステータハウジングの内周面に固着されたステータ部と、
このステータ部に所定の径方向すきまを介して対峙し、前記支持部材の外周面に固着されたロータ部とからなる電動モータを備え、
前記支持部材を前記内方部材の軸部に対して一対の転がり軸受を介して回転自在に支承すると共に、前記電動モータの回転を前記遊星減速機を介して前記外方部材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２】
複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、
前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側の端部に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、
前記遊星減速機は、前記第１の内輪部材に設けられた固定要素と、
前記支持部材のアウトボード側の端部にトルク伝達可能に配設された入力要素と、
この入力要素と前記固定要素にそれぞれ係合する複数の遊星要素と、
これら遊星要素をキャリア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、前記ステータハウジングの内周面に固着されたステータ部と、
このステータ部に所定の径方向すきまを介して対峙し、前記支持部材の外周面に固着されたロータ部とからなる電動モータを備え、
前記支持部材を前記内方部材の軸部に対して一対の転がり軸受を介して回転自在に支承すると共に、前記キャリアが、前記外方部材にトルク伝達可能に接続され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機を介して前記外方部材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】
前記入力要素に複数のキャリアピンが円周方向等配に固着され、このキャリアピンに対して回転自在に支承された遊星要素と、前記第１の内輪部材の内周に固着された固定要素と、前記支持部材のアウトボード側の端部に突設された入力要素と、これら入力要素と前記固定要素に前記遊星要素をそれぞれ係合させてなる遊星減速機を併設し、前記電動モータの回転を２つの遊星減速機を介して前記外方部材に伝達して車輪を駆動するようにした請求項１または２に記載の電動式車輪駆動装置。
【請求項４】
前記ステータハウジングの外筒部にカップ状のモータカバーが外嵌され、固定ボルトを介して固着されると共に、前記ステータ部の外周等配に形成された半円状の軸溝が形成され、この軸溝に前記固定ボルトを係合させて前記ステータ部が径方向に位置決め固定されている請求項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】
前記軸受部の両側にシールが装着され、この内部にグリースが封入されている請求項１乃至４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、車輪用軸受と減速機および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（インホイールモータ）も既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかし、減速機として遊星歯車減速機を採用する場合、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、一般的に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８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（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第３４４００８２号公報
【特許文献２】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・コンパクト化を図ると共に、分解・組立性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、複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側の端部に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記外方部材に設けられた出力要素と、前記支持部材のアウトボード側の端部にトルク伝達可能に配設された入力要素と、この入力要素と前記出力要素にそれぞれ係合し、前記第１の内輪部材に固定された支持ピンに対して回転自在に支承された複数の遊星要素とを備え、前記駆動部は、前記ステータハウジングの内周面に固着されたステータ部と、このステータ部に所定の径方向すきまを介して対峙し、前記支持部材の外周面に固着されたロータ部とからなる電動モータを備え、前記支持部材を前記内方部材の軸部に対して一対の転がり軸受を介して回転自在に支承すると共に、前記電動モータの回転を前記遊星減速機を介して前記外方部材に伝達して車輪を駆動するようにした構成を採用した。
【００１３】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側の端部に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記第１の内輪部材に設けられた固定要素と、前記支持部材のアウトボード側の端部にトルク伝達可能に配設された入力要素と、この入力要素と前記固定要素にそれぞれ係合する複数の遊星要素と、これら遊星要素をキャリア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、前記ステータハウジングの内周面に固着されたステータ部と、このステータ部に所定の径方向すきまを介して対峙し、前記支持部材の外周面に固着されたロータ部とからなる電動モータを備え、前記支持部材を前記内方部材の軸部に対して一対の転がり軸受を介して回転自在に支承すると共に、前記キャリアが、前記外方部材にトルク伝達可能に接続され、前記電動モータの回転を前記遊星減速機を介して前記外方部材に伝達して車輪を駆動するようにした構成を採用した。
【００１４】
このように、遊星減速機を、車輪用軸受を構成する外方部材の内径部、かつ内方部材のアウトボード側の端部に配設したので、装置の軽量・コンパクト化とバネ下重量を軽減することができ、軸受部のスペースを充分確保して耐久性の向上を図ると共に、モーメント荷重に対して遊星要素および入力要素へ偏荷重が作用するのを抑制することができる。また、遊星要素と入力要素の係合によって発生する騒音を抑制することができる。さらに、補修時には車輪用軸受と遊星減速機および駆動部をサブユニットとして容易に切り離して交換することができ、装置全体を交換する必要がなくなって、省資源化と共にメンテナンス費用を削減することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、前記入力要素に複数のキャリアピンが円周方向等配に固着され、このキャリアピンに対して回転自在に支承された遊星要素と、前記第１の内輪部材の内周に固着された固定要素と、前記支持部材のアウトボード側の端部に突設された入力要素と、これら入力要素と前記固定要素に前記遊星要素をそれぞれ係合させてなる遊星減速機を併設し、前記電動モータの回転を２つの遊星減速機を介して前記外方部材に伝達して車輪を駆動するようにすれば、小さなスペース内で極めて大きな減速比を得ることができ、電動モータを軽量・コンパクト化することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、前記ステータハウジングの外筒部にカップ状のモータカバーが外嵌され、固定ボルトを介して固着されると共に、前記ステータ部の外周等配に形成された半円状の軸溝が形成され、この軸溝に前記固定ボルトを係合させて前記ステータ部が径方向に位置決め固定されていれば、電動モータの軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明のように、前記軸受部の両側にシールが装着され、この内部にグリースが封入されていれば、フィルター等を設置することなく、遊星減速機を潤滑するオイルに混入したコンタミの侵入を防止することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電動式車輪駆動装置は、複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側の端部に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、前記遊星減速機を、前記外方部材の内径部、かつ前記内方部材のアウトボード側の端部に配設したので、装置の軽量・コンパクト化とバネ下重量を軽減することができ、軸受部のスペースを充分確保して耐久性の向上を図ると共に、モーメント荷重に対して遊星要素および入力要素へ偏荷重が作用するのを抑制することができる。また、遊星要素と入力要素の係合によって発生する騒音を抑制することができる。さらに、補修時には車輪用軸受と遊星減速機および駆動部をサブユニットとして容易に切り離して交換することができ、装置全体を交換する必要がなくなって、省資源化と共にメンテナンス費用を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
複列の車輪用軸受と、この車輪用軸受の径方向内方側に配設された遊星減速機と、この遊星減速機を駆動する電動モータおよびこの電動モータを支持する円筒状の支持部材を有する駆動部とを備え、前記車輪用軸受は、外周に車輪取付フランジを有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する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第１の内輪部材、およびこの第１の内輪部材の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面と、この内側転走面のインボード側に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジングが形成された第２の内輪部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複数の転動体とを備え、前記遊星減速機は、前記第１の内輪部材の内周に固着された第２リングギアと、前記支持部材のアウトボード側の端部に突設された第１サンギアと、これら第２リングギアと第１サンギアにそれぞれ係合する複数の第２遊星ギアと、これら第２遊星ギアをキャリアピンを介して回転自在に支承するキャリアとからなるからなる第２の遊星減速機と、前記キャリアに設けられた第１サンギアと、前記外方部材のアウトボード側の端部内周に設けられた第１リングギアと、これら第１リングギアと第１サンギアにそれぞれ係合する複数の第１遊星ギアとからなる第１の遊星減速機とを備え、前記駆動部は、前記ステータハウジングの内周面に固着されたステータ部と、このステータ部に所定の径方向すきまを介して対峙し、前記支持部材の外周面に固着されたロータ部とからなる電動モータを備え、前記支持部材を前記内方部材の軸部に対して一対の転がり軸受を介して回転自在に支承すると共に、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外方部材に伝達して車輪を駆動するようにした。
【実施例１】
【００２０】
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ＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面である。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。
【００２１】
この電動式車輪駆動装置は、車輪用軸受１と、この車輪用軸受１の径方向内方側に配設された第１の遊星減速機２と、この第１の遊星減速機２に接続された第２の遊星減速機３と、駆動部４とを主たる構成としている。
【００２２】
車輪用軸受１は、外周に車輪ＷおよびブレーキロータＲを取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、内周に複列の外側転走面７ａ、７ａと、この複列の外側転走面７ａ、７ａからアウトボード側に延びる円筒状のリングギア８が連設された外方部材７と、外周に複列の外側転走面７ａ、７ａに対向するアウトボード側の内側転走面９ａと、この内側転走面９ａからインボード側に延びる小径段部９ｂが形成された第１の内輪部材９と、この第１の内輪部材９の小径段部９ｂに圧入固定され、外周に複列の外側転走面７ａ、７ａに対向するインボード側の内側転走面１０ａが形成された第２の内輪部材１０と、これら両転走面間にそれぞれ転動自在に収容された複列の転動体（ボール）１１と、これら複列の転動体１１を円周等配に保持する保持器１２、１２とを備えている。第２の内輪部材１０は、外周に径方向外方に延びるカップ状のステータハウジング１３が一体に形成され、その外筒部１３ａに後述するステータ部３０が固着されている。これら第１および第２の内輪部材９、１０で内方部材１４を構成している。
【００２３】
外方部材７における車輪取付フランジ５の円周等配位置には車輪を固定するための車輪ボルト６が植設されている。また、外方部材７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、複列の外側転走面７ａ、７ａが表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。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。なお、外方部材７のインボード側の端部にはシール１５が装着され、軸受内部を潤滑するオイルの漏洩と、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。
【００２４】
第１の内輪部材９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、内側転走面９ａから小径段部９ｂに亙って表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。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、小径段部９ｂの端部外周にはねじ部１６が形成され、このねじ部１６に締結した固定ナット１７によって第２の内輪部材１０が軸方向に固定され、この第１および第２の内輪部材９、１０が分離自在に一体結合されている。
【００２５】
第２の内輪部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、内側転走面１０ａが表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。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。なお、ここでは、車輪用軸受１として転動体１１にボールを用いたアンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、円錐ころを用いた円錐ころ軸受であっても良い。
【００２６】
第１の遊星減速機２は、図２に示すように、外方部材７に一体に形成され、内歯８ａが形成された第１リングギア（出力要素）８と、この第１リングギア８の内歯８ａに噛合する外歯１８ａが形成され、第１リングギア８の内周周りを遊星運動する４個の第１遊星ギア（遊星要素）１８と、これら第１遊星ギア１８に噛合する外歯１９ａが形成された第１サンギア（入力要素）１９とを備え、第１リングギア８自体が回転する、所謂スター型遊星減速機を構成している。
【００２７】
第１遊星ギア１８は、転がり軸受１８ｂを介して支持ピン２０に対して回転自在に支承されている。この支持ピン２０は、後述する第２の遊星減速機３を構成する第２リングギア２４を介して第１の内輪部材９の端部にそれぞれ周方向等配に螺着されている。第１サンギア１９には、キャリアピン２６が周方向等配に固着されている（図１参照）。
【００２８】
一方、第２の遊星減速機３は、駆動部４を構成するスピンドル部２１のアウトボード側の端部に突設され（図１参照）、図３に示すように、外歯２２ａが形成された第２サンギア（入力要素）２２と、この第２サンギア（入力要素）２２の外歯２２ａに噛合する外歯２３ａが形成され、第２サンギア２２の外周周りを遊星運動する４個の第２遊星ギア（遊星要素）２３と、これら第２遊星ギア２３の外歯２３ａに噛合する内歯２４ａが形成された第２リングギア２４とを備えている。第２遊星ギア２３は、図１に示すキャリア２５に固着されたキャリアピン２６に対して転がり軸受２３ｂを介して回転自在に支承されている。
【００２９】
駆動部４は、図１に示すように、円筒状の支持部材２７と電動モータＭで構成されている。支持部材２７の中心部にはスピンドル部２１が突設され、このスピンドル部２１と第１の内輪部材９間には一対の転がり軸受２８、２８が装着されている。支持部材２７は、これらの転がり軸受２８、２８を介して、固定部材となる内方部材１４に対して回転自在に支承されている。
【００３０】
支持部材２７の外周には複数の永久磁石からなるロータ部２９が固着されている。また、このロータ部２９に所定の径方向すきま（エアギャップ）を介してステータ部３０が対峙して配設されている。このステータ部３０は、ステータ鉄心３０ａと、このステータ鉄心３０ａに巻回されたステータコイル３０ｂとからなる。これらロータ部２９とステータ部３０とで電動モータＭが構成されている。
【００３１】
第２の内輪部材１０におけるステータハウジングの外筒部１３にはカップ状のモータカバー３１が外嵌され、固定ボルト３２を介して固着されている。この固定ボルト３２は、図４に示すように、ステータ鉄心３０ａの外周等配に形成された半円状の軸溝３３に係合され、ステータ部３０を径方向に位置決め固定している。こうした構成を採用することにより、電動モータＭの軽量・コンパクト化を図ることができる。
【００３２】
ここで、電動モータＭに通電すると、図１に示すロータ部２９を一体に有する支持部材２７が回転し、この支持部材２７の回転は第２遊星ギア２３を遊星運動させ、キャリアピン２６を介して第１サンギア１９に減速されて伝達される。そして、第１サンギア１９の回転は、この第１遊星ギア１８を介して第１リングギア８に伝達され、外方部材７へさらに減速して伝達される。
【００３３】
こうした第１および第２の遊星減速機２、３の減速比は、第１および第２遊星ギア１８、２３の歯数と第１および第２リングギア８、２４の歯数比を変えることにより適宜調節可能である。また、全体の減速比は、第１の遊星減速機２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、小さなスペース内で極めて大きな減速比を得ることができ、電動モータＭを軽量・コンパクト化することができる。
【００３４】
本実施形態では、車輪用軸受１を構成する外方部材７のアウトボード側の開口部に２つの第１および第２の遊星減速機２、３が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、組立が簡便となると共に、第１および第２の遊星減速機２、３は、モーメント荷重に対しても複列の車輪用軸受１で均等に負荷を受け持つことができるため、第１および第２遊星ギア１８、２３および第１および第２サンギアへ偏荷重が作用するのを抑制することができる。また、電動モータＭが、ステータハウジング１３を介して内方部材１４を構成する第２の内輪部材１０に分離可能に一体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る。さらに、補修時には車輪用軸受１と第１および第２の遊星減速機２、３および駆動部４をサブユニットとして容易に切り離して交換することができ、装置全体を交換する必要がなくなって、省資源化と共にメンテナンス費用を削減することができる。
【００３５】
また、外方部材７のアウトボード側の端部にカップ状のカバー３４が固定されると共に、内方部材１４のインボード側の端部（第１の内輪部材９における小径段部９ｂの端部）シール３５が装着され、車輪用軸受１の開口部を閉塞している。これにより、車輪用軸受１、第１および第２の遊星減速機２、３、および支持部材２７を支承する一対の転がり軸受２８、２８を全て同じオイルで潤滑することができる。なお、車輪用軸受１と一対の転がり軸受２８、２８の両側にシール（図示せず）を装着し、これら軸受部のみをグリース潤滑し、第１および第２の遊星減速機２、３をオイルによって別々に潤滑することもできる。これにより、装置内にフィルター等を設置することなく、第１および第２の遊星減速機２、３を潤滑するオイルに混入したコンタミの侵入を防止することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態では、２つの第１および第２の遊星減速機２、３の各要素が歯車伝達手段により動力伝達されているものを例示したが、これに限らず、摩擦手段により動力伝達（トラクションドライブ）されるものであっても良い。この場合、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。
【実施例２】
【００３７】
図５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、本実施形態は、前述した第１の実施形態における遊星減速機、詳しくは、第１の遊星減速機の構成が異なるのみで、その他同一部品同一部位、あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００３８】
第１の遊星減速機２’は、第１の内輪部材９’に一体に形成され、内歯８ａが形成された第１リングギア（出力要素）８’と、この第１リングギア８’の内歯８ａに噛合する外歯１８ａが形成され、第１リングギア８’の内周周りを遊星運動する４個の第１遊星ギア（遊星要素）１８と、これら第１遊星ギア１８に噛合する外歯１９ａが形成された第１サンギア（入力要素）１９とを備え、所謂プラネタリ型遊星減速機を構成している。そして、第１遊星ギア１８は、キャリア３６に固着されたキャリアピン３７に回転自在に支承され、このキャリア３６は外方部材７’に一体に固定されている。
【００３９】
ここで、電動モータＭに通電すると、ロータ部２９を一体に有する支持部材２７が回転し、この支持部材２７の回転は第２遊星ギア２３を遊星運動させ、キャリアピン２６を介して第１サンギア１９に減速されて伝達される（１段目）。そして、第１サンギア１９の回転は、第１リングギア８’に噛合する第１遊星ギア１８を介してキャリア３６にさらに減速して伝達され（２段目）、最終的に外方部材７’へ伝達される。
【実施例３】
【００４０】
図６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、本実施形態は、前述した第１の実施形態の変形例で、一段の遊星減速機で構成されている。その他前述した実施形態と同一部品同一部位、あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４１】
この電動式車輪駆動装置における遊星減速機は、基本的には、第１の実施形態（図１）における第２の遊星減速機３を廃止し、第１の遊星減速機２の１段で構成されている。この遊星減速機３８は、外方部材７に一体に形成され、内歯８ａが形成された第１リングギア（出力要素）８と、このリングギア８の内歯８ａに噛合する外歯１８ａが形成され、第１リングギア８の内周周りを遊星運動する４個の第１遊星ギア（遊星要素）１８と、これら第１遊星ギア１８に噛合する外歯１９ａが形成されたサンギア（入力要素）１９’とを備え、第１リングギア８自体が回転するスター型遊星減速機を構成している。サンギア１９’はスピンドル部２１に一体に形成されている。
【００４２】
ここで、電動モータＭに通電すると、ロータ部２９を一体に有する支持部材２７が回転し、この支持部材２７の回転はスピンドル部２１を介してサンギア１９’を回転させ、このサンギア１９’の回転は、この第１遊星ギア１８を介して第１リングギア８に伝達され、そして、外方部材７へ減速して伝達される。
【実施例４】
【００４３】
図７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、本実施形態は、前述した第２の実施形態の変形例で、一段の遊星減速機で構成されている。その他前述した実施形態と同一部品同一部位、あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４４】
この電動式車輪駆動装置における遊星減速機は、基本的には、第２の実施形態（図５）における第１の遊星減速機３を廃止し、第１の遊星減速機２’の１段で構成されている。遊星減速機３９は、第１の内輪部材９’に一体に形成され、内歯８ａが形成された第１リングギア（出力要素）８’と、この第１リングギア８’の内歯８ａに噛合する外歯１８ａが形成され、第１リングギア８’の内周周りを遊星運動する４個の第１遊星ギア（遊星要素）１８と、これら第１遊星ギア１８に噛合する外歯１９ａが形成されたサンギア（入力要素）１９’とを備え、プラネタリ型遊星減速機を構成している。サンギア１９’はスピンドル部２１と一体に形成されている。
【００４５】
ここで、電動モータＭに通電すると、ロータ部２９を一体に有する支持部材２７が回転し、この支持部材２７はスピンドル部２１を介してサンギア１９’を回転させる。そして、このサンギア１９’の回転は、第１リングギア８’に噛合する第１遊星ギア１８を介してキャリア３６に減速して伝達され、最終的に外方部材７’へ伝達される。
【００４６】
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】
【００４７】
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の電動式車輪駆動装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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ＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【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線に沿った横断面図である。
【図５】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６】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７】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８】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】
【００４９】
１、１’・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の遊星減速機
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の遊星減速機
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動部
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪ボルト
７、７’・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１リングギア
８ａ、２４ａ・・・・・・・・・・・・・・・内歯
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の内輪部材
９ａ、１０ａ・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
９ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の内輪部材
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステータハウジング
１３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・外筒部
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
１５、３５・・・・・・・・・・・・・・・・シール
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ部
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１遊星ギア
１８ａ、１９ａ、２２ａ、２３ａ・・・・・・外歯
１８ｂ、２３ｂ、２８・・・・・・・・・・・転がり軸受
１９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１サンギア
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・支持ピン
２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スピンドル部
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２サンギア
２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２遊星ギア
２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２リングギア
２５、３６・・・・・・・・・・・・・・・・キャリア
２６、３７・・・・・・・・・・・・・・・・キャリアピン
２７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・支持部材
２９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ロータ部
３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステータ部
３０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステータ鉄心
３０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステータコイル
３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータカバー
３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ボルト
３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸溝
３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カバー
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
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
【図１】
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【図２】
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【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】
2007022386.tif 000009
【図８】
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