(57)【要約】【課題】  遮断トルクを車速により変化させることができ、またトルク伝達と遮断とを容易に切り換えることができると共に、安全率を通常よりも大きくとった先行技術よりも製造コスト等の低減を図ることができる車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両を提供する。【解決手段】  この車両用モータ駆動装置は、モータ１と、モータ１のトルクを車輪２に伝達するトルク伝達装置３とを備える。トルク伝達装置３は、車速が速くなるに従って、トルク伝達を遮断する遮断トルクが小さくなるトルクリミッタ機能部８を有する。トルクリミッタ機能部８は、互いに対向して同一の回転軸心回りに回転自在に設けられて対向面に径方向に延びる係合溝を有する被係合部材５４，５５と、被係合部材５４，５５の係合溝の両方に保持されてトルク伝達を行う係合体５６と、係合体５６を付勢する付勢手段とを有する。【選択図】      図１
2016151342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、このモータのトルクを車輪に伝達するトルク伝達装置とを備えた車両用モータ駆動装置であって、
前記トルク伝達装置は、車速が速くなるに従って、トルク伝達を遮断する遮断トルクが小さくなるトルクリミッタ機能部を有することを特徴とする車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用モータ駆動装置において、
前記トルクリミッタ機能部は、
互いに対向して同一の回転軸心回りに回転自在に設けられて対向面に係合溝を有する駆動側および従動側の被係合部材と、
これら被係合部材における前記係合溝の両方に保持されて前記トルク伝達を行う係合体と、
この係合体を付勢する付勢手段と、
を有し、
前記駆動側および従動側の前記係合溝は、前記回転軸心に対する径方向の内外に前記係合体を移動可能に保持し、前記係合体が前記径方向の外側に至るに従っていずれか一方または両方の前記被係合部材の前記係合溝から外れる形状であり、前記付勢手段は前記係合体を前記径方向の内側へ付勢し、前記定められた車速に達すると遠心力により前記係合体が前記付勢手段の付勢力に抗して前記径方向の外側へ移動することにより前記いずれか一方または両方の係合溝から外れて前記トルク伝達を遮断する車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用モータ駆動装置において、前記トルクリミッタ機能部は、前記駆動側および従動側の被係合部材を前記係合体を介して互いに押さえ付ける予圧ばねを有する車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用モータ駆動装置において、前記トルクリミッタ機能部は、前記係合体が前記いずれか一方または両方の係合溝から外れるのに要する遮断トルクが前記車速に反比例するように、前記両方の係合溝の溝深さと前記予圧ばねのばね力とを設定した車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車両用モータ駆動装置において、前記トルクリミッタ機能部は、前記モータで出力する最大トルクが一定となる車速領域では、前記係合体における前記回転軸心からの半径方向の距離と遮断トルクとの積に応じて、前記両方の係合溝の溝深さと前記予圧ばねのばね力とを設定した車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置において、前記付勢手段は、前記モータの回転時に前記係合体の遠心力と釣り合った位置に前記係合体を位置決めし、且つ、前記モータの最高回転時に前記係合体を前記径方向の略最外径側に位置決めするように付勢力を設定した車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用モータ駆動装置において、
前記トルクリミッタ機能部は、
互いに対向して同一の回転軸心回りに回転自在に設けられて対向面に係合溝を有する駆動側および従動側の被係合部材と、
これら被係合部材における前記係合溝の両方に保持されて前記トルク伝達を行い、前記いずれか一方または両方の係合溝から外して前記トルク伝達を遮断する係合体と、
この係合体を電磁力を利用して移動させる係合体移動手段と、
を有し、
前記係合体移動手段は、車速が速くなるに従って、前記係合体を移動させることにより前記トルク伝達を遮断する遮断トルクを小さくした車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置において、前記モータの回転を減速して前記車輪に伝える減速機を備え、前記トルクリミッタ機能部を前記減速機と前記車輪との間に設けた車両用モータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両に関し、例えば原動機や減速機の固着時に、車輪のロックを防止する目的として、車輪の直前でトルクの伝達経路を遮断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）インホイールモータ駆動装置
車輪用軸受、モータ、およびこのモータと前記車輪用軸受との間に介在した減速機を有するインホイールモータ駆動装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１では、モータのハウジングの外周部と、減速部のハウジングの外周部とを一体に形成した一つの外周部材を有する。この外周部材に車輪用軸受の外方部材を固定し、組立性を損なうことなく、軸方向寸法を短縮し、アルミニウム合金製ハウジングの肉厚を最小限に抑えて軽量化できる構造のインホイールモータ駆動装置が提案されている。
【０００３】
（２）駆動装置およびその制御装置
車輪と車輪毎に設けられた駆動力源との間で電動軸を含む動力伝達経路を構成し、その電動軸に、外力に対する耐久性が最も低い最弱部位が形成され、最弱部位の駆動力源側と、最弱部位から車輪側との部分が互いに離隔する方向の力を生じさせる機構が設けられている（特許文献２）。
【０００４】
（３）インホイールモータ駆動装置
本件出願人は、減速機と車輪用軸受とのトルク伝達部に、最弱部を設けることを提案している（特願２０１４−０４１６６７）。この最弱部は、径を小さくしたり、強度が弱い部分とする旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４８７２５号公報
【特許文献２】特許第４８７７２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術（１）では、コンパクト化が図られた構造であるが、車輪との間で直接動力の伝達が行われる構成であるインホイールモータにおいて、車輪が凹凸や障害物等がある悪路を走行する場合などに車輪側から想定した範囲を超える大きな外力が駆動装置に直接伝達される可能性がある。
車輪側からの想定外の過大な外力に対して、従来は、駆動装置内部の電動軸や減速機あるいはモータに異常が生じることがないように、例えば、安全率を通常よりも大きくとるなどして、強度を高めていた。すなわち、各部品が大型化したり、高強度材質の材料が必要とされていた。その結果、体格増や重量増、製造コストの増大を招いていた。
【０００７】
また従来のトルクリミッタは、遮断トルクが一意に決められており、低速走行時の最大トルクを基準に最大値を設定すると、高速走行時のトルクの遮断に要するエネルギーが非常に大きくなる。これにより、高速走行時にトルクの遮断時に非常に大きな衝撃が発生し、高速走行時の車両姿勢を乱す可能性があった。
先行技術（２）では、最弱部の回転数依存性がなく、高速走行時の遮断トルクが大きく、高速走行時の車両姿勢を乱す可能性があった。
先行技術（３）では、一度トルクが遮断された場合には、復元することが難しいという課題があった。
【０００８】
この発明の目的は、遮断トルクを車速により変化させることができ、またトルク伝達と遮断とを容易に切り換えることができると共に、安全率を通常よりも大きくとった先行技術よりも製造コスト等の低減を図ることができる車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の車両用モータ駆動装置は、モータと、このモータのトルクを車輪に伝達するトルク伝達装置とを備えた車両用モータ駆動装置であって、
前記トルク伝達装置は、車速が速くなるに従って、トルク伝達を遮断する遮断トルクが小さくなるトルクリミッタ機能部を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、原則として、トルク伝達装置はモータのトルクを車輪に伝達する。ある車速において、車輪が凹凸や障害物等がある悪路を走行すること等に起因して、前記車速に対応する遮断トルクに達すると、トルクリミッタ機能部は、モータから車輪へのトルク伝達を遮断する。特にトルクリミッタ機能部は、車速が速くなるに従って遮断トルクを小さく設定したため、高速域の遮断トルクを低速域の遮断トルクよりも低減できる。したがって、高速走行時にトルクの遮断に要するエネルギーを小さくできることで、トルクの遮断時に発生する衝撃を緩和して車両姿勢を安定化することができる。逆に低速域では、遮断トルクを大きくしてトルク伝達を維持し易くできる。このように、車速に応じた遮断トルクを設定することができるため、先行技術よりもトルクの遮断時の衝撃を緩和することができ、特に高速走行時の車両姿勢を安定化させることができる。またトルクを遮断した後トルクの遮断時の車速未満になると、トルク伝達装置はトルク伝達を行うことができる。このようにトルク伝達と遮断とを部品の交換等を行うことなく容易に切り換えることができる。また安全率を通常よりも大きくとった先行技術よりも装置全体の容量低減、重量低減、および製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１１】
前記トルクリミッタ機能部は、
互いに対向して同一の回転軸心回りに回転自在に設けられて対向面に係合溝を有する駆動側および従動側の被係合部材と、
これら被係合部材における前記係合溝の両方に保持されて前記トルク伝達を行う係合体と、
この係合体を付勢する付勢手段と、
を有し、
前記駆動側および従動側の前記係合溝は、前記回転軸心に対する径方向の内外に前記係合体を移動可能に保持し、前記係合体が前記径方向の外側に至るに従っていずれか一方または両方の前記被係合部材の前記係合溝から外れる形状であり、前記付勢手段は前記係合体を前記径方向の内側へ付勢し、前記定められた車速に達すると遠心力により前記係合体が前記付勢手段の付勢力に抗して前記径方向の外側へ移動することにより前記いずれか一方または両方の係合溝から外れて前記トルク伝達を遮断するものとしても良い。
【００１２】
車速が低速域の場合、付勢手段が係合体を前記径方向の内側へ付勢する。これにより、駆動側および従動側の被係合部材の両方の係合溝に、係合体が保持されて前記トルク伝達を行う。このような低速域では、係合体は車速に応じた径方向位置から径方向の外側へ付勢手段の付勢力に抗して大きく変位させなければ前記トルク伝達を遮断することができない。この場合、低速域程トルクの遮断に要するエネルギーを大きくし得る。車速が速くなるに従って、遠心力により係合体が付勢手段の付勢力に抗して前記径方向の外側へ移動する。これにより、係合体がいずれか一方の係合溝または両方の係合溝から外れ易くなる。つまり車速が速くなる程、係合体は車速に応じた径方向位置から径方向の外側へ僅かに変位するだけで前記トルク伝達を遮断する。このようにトルク伝達と遮断とを車速に応じて容易に切り換えることができる。
【００１３】
前記トルクリミッタ機能部は、前記駆動側および従動側の被係合部材を前記係合体を介して互いに押さえ付ける予圧ばねを有するものとしても良い。この場合、車速に応じた適切な遮断トルクを容易に設定することが可能となる。
前記トルクリミッタ機能部は、前記係合体が前記いずれか一方または両方の係合溝から外れるのに要する遮断トルクが前記車速に反比例するように、前記両方の係合溝の溝深さと前記予圧ばねのばね力とを設定しても良い。この場合、高速走行時における遮断トルクを低速走行時の遮断トルクよりも低減でき、よって、トルクの遮断時に発生する衝撃を緩和して車両姿勢を安定化することができる。
【００１４】
前記トルクリミッタ機能部は、前記モータで出力する最大トルクが一定となる車速領域では、前記係合体における前記回転軸心からの半径方向の距離と遮断トルクとの積に応じて、前記両方の係合溝の溝深さと前記予圧ばねのばね力とを設定しても良い。原則、車速が大きくなる程遮断トルクを低減する関係となるように係合溝の溝深さと予圧ばねのばね力とを設定している。しかし、車速が変化してもモータの最大トルクが一定となる（つまり変化しない）車速領域においては、前述の原則時の関係をそのまま適用することは妥当でない。そこで前記一定の車速領域においては、係合体における半径方向の距離と遮断トルクとの積等の関係に応じて、両方の係合溝の溝深さと予圧ばねのばね力とを設定することで、係合体の遠心力に応じた遮断トルクの最適化を図ることができる。
【００１５】
前記付勢手段は、前記モータの回転時に前記係合体の遠心力と釣り合った位置に前記係合体を位置決めし、且つ、前記モータの最高回転時に前記係合体を前記径方向の略最外径側に位置決めするように付勢力を設定しても良い。
前記「径方向の略最外径側」の位置は、径方向の最外径位置をも含む概念である。
このように付勢手段の付勢力を設定することで、モータの回転時に係合体を係合溝に沿って移動させることができるうえ、モータの最高回転時に係合体を係合溝から外してトルク伝達を確実に遮断することができる。
【００１６】
前記トルクリミッタ機能部は、
互いに対向して同一の回転軸心回りに回転自在に設けられて対向面に係合溝を有する駆動側および従動側の被係合部材と、
これら被係合部材における前記係合溝の両方に保持されて前記トルク伝達を行い、前記いずれか一方または両方の係合溝から外して前記トルク伝達を遮断する係合体と、
この係合体を電磁力を利用して移動させる係合体移動手段と、
を有し、
前記係合体移動手段は、車速が速くなるに従って、前記係合体を移動させることにより前記トルク伝達を遮断する遮断トルクを小さくしても良い。
【００１７】
この構成によると、原則として、駆動側および従動側の被係合部材の両方の係合溝に、係合体が保持されて前記トルク伝達を行う。係合体移動手段は、車速が速くなるに従って、電磁力を利用して係合体を移動させることにより遮断トルクを小さくする。ある車速において、車輪が凹凸や障害物等がある悪路を走行すること等に起因して、前記車速に対応する遮断トルクに達すると、係合体移動手段は、いずれか一方または両方の係合溝から係合体を外してトルク伝達を遮断する。この場合、遠心力により係合体を移動させる構成よりもより確実にトルク伝達を遮断し得る。
【００１８】
前記モータの回転を減速して前記車輪に伝える減速機を備え、前記トルクリミッタ機能部を前記減速機と前記車輪との間に設けても良い。この場合、車輪が凹凸や障害物等がある悪路を走行すること等に起因して定められた車速に達しても、減速機が過度に高速回転することを防止し、減速機の例えば軸受等に異常が生じることを未然に防止し得る。
【００１９】
この発明の車両は、いずれかの発明の車両用モータ駆動装置を備えたものである。この場合、一旦トルク遮断を行った後においても、トルク伝達可能にトルク伝達装置を切り換えて車両を自走することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の車両用モータ駆動装置は、モータと、このモータのトルクを車輪に伝達するトルク伝達装置とを備えた車両用モータ駆動装置であって、前記トルク伝達装置は、車速が速くなるに従って、トルク伝達を遮断する遮断トルクが小さくなるトルクリミッタ機能部を有するため、遮断トルクを車速により変化させることができ、またトルク伝達と遮断とを容易に切り換えることができると共に、安全率を通常よりも大きくとった先行技術よりも製造コスト等の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態に係る車両用モータ駆動装置の断面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】同車両用モータ駆動装置におけるトルク伝達装置のトルクリミッタ機能部の低速回転時の断面図である。
【図４】図１の低速回転時のIV-IV線断面図である。
【図５】図１の低速回転時のV-V線断面図である。
【図６】同トルクリミッタ機能部の高速回転時の断面図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】図６のVIII-VIII線断面図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る車両用モータ駆動装置おけるトルク伝達装置のトルクリミッタ機能部の低速回転時の断面図である。
【図１０】図９のX-X線断面図である。
【図１１】図９のXI-XI線断面図である。
【図１２】同トルクリミッタ機能部の高速回転時の断面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線断面図である。
【図１４】図１２のXIV-XIV線断面図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態に係るトルク伝達装置のトルクリミッタ機能部の断面図である。
【図１６】この発明のさらに他の実施形態に係る車両用モータ駆動装置のトルク伝達装置のブロック図である。
【図１７】この発明のいずれかの車両用モータ駆動装置を搭載した車両の構成を概略示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の実施形態を図１ないし図８と共に説明する。
図１は、この実施形態に係る車両用モータ駆動装置の断面図である。
この車両用モータ駆動装置Ｍｋは、モータ１と、このモータ１のトルクを車輪２に伝達するトルク伝達装置３とを備える。トルク伝達装置３は、モータ１の回転を減速する減速機４と、この減速機４の入力軸５と同軸の出力部材６によって回転させられる車輪用軸受７と、減速機４と車輪用軸受７との間に介在されたトルクリミッタ機能部８と、潤滑油供給機構９とを有する。
【００２３】
この車両用モータ駆動装置Ｍｋは、モータ１の一部または全体が車輪２内に配置されたインホイールモータ駆動装置である。なおこの明細書において、車両用モータ駆動装置を車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００２４】
モータ１のアウトボード側に減速機４を設け、車輪用軸受７で支持される駆動輪である車輪２のハブと、モータ１の回転軸１０とを同軸心上で連結してある。モータ１は、モータハウジング１１内に収容されたステータ１２およびロータ１３を有する。ステータ１２は、ステータコア１２ａにコイル１２ｂが巻かれたもので、モータハウジング１１の内周面に嵌合して固定されている。ロータ１３は、ロータコアに永久磁石（図示せず）を組み込んだもので、モータ回転軸１０に取り付けられ、ステータ１２に対して回転可能である。これらステータ１２とロータ１３間には、ラジアルギャップが設けられている。すなわち、このモータ１は、ラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（いわゆる埋込み磁石型同期モータ）である。
【００２５】
モータハウジング１１には、軸方向に離隔して軸受１４，１５が設けられ、これら軸受１４，１５にモータ回転軸１０が回転自在に支持されている。モータ回転軸１０は、モータ１の駆動力を減速機４に伝達するものである。モータ回転軸１０の軸方向中間付近部には、径方向外方に延びるフランジ部１０ａが設けられ、このフランジ部１０ａにロータ固定部材１６を介してロータ１３が取り付けられている。
【００２６】
減速機４として、例えば、サイクロイド減速機が適用される。但し、この車両用モータ駆動装置Ｍｋに搭載される減速機４の形態は、特にサイクロイド減速機に限定されるものではなく、例えば、遊星歯車減速機等、種々の形態の減速機であっても良い。また、減速機を用いないダイレクトモータタイプであっても良い。
【００２７】
減速機４の入力軸５は、軸方向一端がモータ回転軸１０内に延びて、モータ回転軸１０とスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下、同じ）されている。出力部材６のインボード側端部にトルクリミッタ機能部８を介してカップ部１７が連結されている。出力部材６とカップ部１７とは同心に設けられる。このカップ部１７内に軸受１８が嵌合され、カップ部１７内に内ピン１９を介して連結される筒状の連結部材内に軸受２０が嵌合されている。したがって、減速機４の入力軸５およびモータ回転軸１０は、軸受１４，１５，１８，２０により一体に回転自在に支持される。
【００２８】
サイクロイド減速機である減速機４は、図１のII-II線断面図である図２に示すように、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板４１，４２がそれぞれ軸受４３を介して、入力軸（図１）の外周に設けられた各偏心部４５，４６に装着してある。これら各曲線板４１，４２の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン４７が、それぞれ減速機ハウジング２５の内側に設けられている。また、カップ部１７（図１）に取り付けた複数の内ピン１９が、各曲線板４１，４２の内部に設けられた複数の貫通孔４９に挿入状態に係合している。
【００２９】
外ピン４７の両端部外周には軸受５２が装着され、この軸受５２の外輪（図示せず）が減速機ハウジング２５に固定されている。外ピン４７は軸受５２により回転自在に支持され、曲線板４１，４２の外周面に転接している。内ピン１９の外周には軸受５３が装着され、この軸受５３の外輪（図示せず）が、曲線板４１，４２の各貫通孔４９の内周面と転接している。したがって、外ピン４７と各曲線板４１，４２の外周面との接触抵抗、および内ピン１９と各貫通孔４９の内周面との接触抵抗が低減し、各曲線板４１，４２の偏心運動をスムーズに出力部材６（図１）に回転運動として伝達し得る。
【００３０】
すなわち、図１に示すように、モータ回転軸１０が回転すると、このモータ回転軸１０と一体回転する入力軸５に設けられた各曲線板４１，４２が偏心運動を行う。このとき、外ピン４７が、偏心運動する各曲線板４１，４２の外周面と転がり接触するように係合すると共に、内ピン１９が、各曲線板４１，４２の貫通孔４９（図２）の内周面と転がり接触するように係合することによって、各曲線板４１，４２の自転運動のみが後述のトルクリミッタ機能部８を介して出力部材６に回転運動として伝達される。モータ回転軸１０の回転に対して出力部材６の回転は減速されたものとなる。
【００３１】
減速機４を収納する減速機ハウジング２５には、車両における図示外の懸架装置が連結される。その懸架装置の上に、図示外の車体が搭載される。減速機ハウジング２５およびモータハウジング１１は、互いにボルト等で固定されている。
【００３２】
車輪用軸受７は、内周に複列の軌道面を形成した外方部材２６と、これら各軌道面に対向する軌道面を外周に設けた内方部材２７と、これら外方部材２６および内方部材２７の軌道面間に介在した複列の転動体２８とを有する。外方部材２６は静止側軌道輪となるものであって、減速機ハウジング２５に取り付けるフランジ２６ａを有する。内方部材２７は、この車輪用軸受７の回転輪であり、車両の駆動輪を取り付けるハブを兼用する。この内方部材２７は、出力部材６にスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む）している。
【００３３】
トルクリミッタ機能部８は、車速が速くなるに従って、減速機４から出力部材６へのトルク伝達を遮断する遮断トルクが小さくなるように設定されている。このトルクリミッタ機能部８は、減速機ハウジング２５内で減速機４と車輪用軸受７との間に介在される。図１および図３に示すように、このトルクリミッタ機能部８は、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５と、係合体５６と、この係合体５６を付勢する付勢手段５７と、予圧ばね５８とを有する。駆動側および従動側の被係合部材５４，５５は、軸方向隙間δ１を介して互いに対向して同一の回転軸心Ｌ１回りに回転自在に設けられる円盤状部材である。これら被係合部材５４，５５は、それぞれ回転軸心Ｌ１に垂直な平面（ラジアル平面）に平行な円盤状に形成される。
【００３４】
カップ部１７のアウトボード側端部には、図１に示すように、出力部材６と同心の嵌合突部１７ａおよび段差部１７ｂが設けられる。嵌合突部１７ａは、駆動側の被係合部材５４の内周面５４ａ（図３，図４参照）を嵌合するものである。この被係合部材５４の内周面５４ａを嵌合突部１７ａに嵌合させた状態で、段差部１７ｂは、この駆動側の被係合部材５４のインボード側側面を当接させて軸方向の位置決めを行っている。従動側の被係合部材５５はその内周面５５ａ（図３，図５参照）を、出力部材６のインボード側端部に軸方向移動可能にスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む）している。
【００３５】
予圧ばね５８は、図３に示すように、二枚の被係合部材５４，５５を係合体５６を介して互いに押さえ付ける機能を有する。従動側の被係合部材５５におけるアウトボード側の端面に、アウトボード側に所定小距離突出する円筒状部材５９が付設されている。この円筒状部材５９は、従動側の被係合部材５５におけるアウトボード側の端面を底面とする有底円筒状で、被係合部材５５と同心に形成される。この円筒状部材５９内に、例えば圧縮コイルばねから成る予圧ばね５８が設けられる。この例では、予圧ばね５８の軸方向一端を、従動側の被係合部材５５におけるアウトボード側の端面に当接させると共に、この予圧ばね５８の軸方向他端を、前記内方部材２７におけるインボード側の加締部２７ａ（図１参照）に当接させている。
【００３６】
図３乃至図５に示すように、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５の対向面には、係合体５６を保持する係合溝６０，６１がそれぞれ設けられている。係合体５６として、ボールから成る転動体が適用される。付勢手段５７は、係合体５６を径方向の内側に付勢することで、係合体５６を駆動側および従動側の係合溝６０，６１に協働して保持する。係合体５６は、被係合部材５４，５５における係合溝６０，６１の両方に保持されて前記トルク伝達を行う。
【００３７】
トルクリミッタ機能部８は、係合体５６が従動側の被係合部材５５の係合溝６１から外れるのに要するトルク（遮断トルク）が車速に反比例するように、駆動側および従動側の係合溝６０，６１の溝深さと予圧ばね５８のばね力とを設定している。但し、モータ１（図１）で出力する最大トルクが一定となる車速領域では、係合体５６における回転軸心Ｌ１からの半径方向の距離と遮断トルクとの積に応じて、前記両方の係合溝６０，６１の溝深さと予圧ばね５８のばね力とを設定している。
【００３８】
付勢手段５７は、引張りコイルばねから成るばね部材６２と、このばね部材６２の一端に連結され係合体５６を径方向の内側に押圧する押圧部材６３とを有するばね機構である。駆動側の被係合部材５４におけるアウトボード側の端面に、複数（この例では３つ）の押圧部材６３が揺動自在に支持されている。これら押圧部材６３は、それぞれ被係合部材５４の回転軸心Ｌ１に平行な軸心回りに揺動自在である。これら複数の押圧部材６３と同数のばね部材６２が、被係合部材５４におけるアウトボード側の端面に設けられる。
【００３９】
複数の押圧部材６３は円周方向一定間隔おきに設けられている。各押圧部材６３は、円弧形状でその揺動支点である長手方向一端を、被係合部材５４の端面における外周付近に設けている。押圧部材６３に対応するばね部材６２の一端を、対応する押圧部材６３の揺動支点付近に連結し、ばね部材６２の他端を、被係合部材５４の端面における内周付近に支持している。各押圧部材６３における凹曲面側の部分で且つ長手方向他端を各係合体５６にそれぞれ当接させ、各係合体５６を対応するばね部材６２により径方向の内側に押圧するようになっている。
【００４０】
付勢手段５７は、モータ１（図１）の回転時に係合体５６の遠心力と釣り合った位置に係合体５６を位置決めし、且つ、モータ１（図１）の最高回転時に係合体５６を径方向の略最外径側に位置決めするようにばね部材６２の付勢力を設定している。なお各押圧部材６３は、前記軸方向隙間δ１よりもやや薄肉で、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５の対向面にそれぞれ干渉しないように形成される。
【００４１】
駆動側および従動側の係合溝６０，６１は、回転軸心Ｌ１に対する径方向の内外に係合体を移動可能に保持する。各係合溝６０，６１はそれぞれ円周方向一定間隔おきに複数（この例では３つ）形成されている。なお駆動側および従動側の係合溝６０，６１の数は同一に設定され、トルク伝達されている状態でこれら複数の係合溝６０，６１は、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５で互いに同位相に配設される。
【００４２】
また図６乃至図８に示すように、係合溝６０，６１は、係合体５６が径方向の外側に至るに従って従動側の被係合部材５５の係合溝６１から外れる形状である。具体的に、駆動側の各係合溝６０は、それぞれ径方向の外側に至るに従って、溝深さが深くなると共に溝幅ｈａが大きくなる形状に形成されている。駆動側の係合溝６０のうち径方向の最外径側に係合体５６が位置するとき、この係合体５６は駆動側の係合溝６０に最も深く嵌まり込む。また、この例では駆動側の係合溝６０から係合体５６が外れることはなく、係合体５６の径方向の内外位置に拘わらず係合体５６は駆動側の係合溝６０に保持される。
【００４３】
従動側の各係合溝６１は、それぞれ径方向の外側に至るに従って、溝深さが浅くなると共に溝幅ｈｂが狭くなる形状に形成されている。係合体５６が径方向の最外径側に位置するとき、従動側の係合溝６１から係合体５６が外れてトルク伝達を遮断するようになっている。定められた車速に達すると遠心力により係合体５６が付勢手段５７の付勢力に抗して径方向の外側へ移動することにより従動側の係合溝６１から係合体５６が外れてトルク伝達を遮断する。トルク伝達が遮断している状態で、複数の係合溝６０，６１は、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５で互いに異なる位相となる。
【００４４】
図１に示すように、潤滑油供給機構９は、減速機４の潤滑およびモータ１の冷却の両方に用いられる潤滑油をモータ回転軸１０の内部から供給する軸心給油機構である。この潤滑油供給機構９は、ポンプ３０により潤滑油貯留部３１に貯留された潤滑油を吸い上げて、潤滑油流路３２を経由してモータ回転軸油路３３および減速機油路３４に循環させる。
【００４５】
モータ回転軸油路３３に導かれた潤滑油の一部は、ロータ１３等の遠心力とポンプ３０の圧力とにより、フランジ１０ａの内部から半径方向外方に導かれてロータ１３を冷却し、さらにステータ１２のコイル１２ｂに向けて噴射されて同コイル１２ｂを冷却するようになっている。この冷却に供された潤滑油は、重力によって下方に移動しモータハウジング１１の下部に落ち、その後、このモータハウジング１１の下部に連通する潤滑油貯留部３１に貯留される。
【００４６】
減速機油路３４に導かれた潤滑油は、この減速機油路３４から半径方向外方に延びるオイル供給口３７を経由して減速機２内を潤滑する。オイル供給口３７の外径側開口端から排出される潤滑油には、遠心力が作用することで、潤滑油は減速機４内の各部を潤滑しながら減速機ハウジング２５内で半径方向外方に移動する。その後、潤滑油は、重力によって下方に移動し、オイル排出口３８から潤滑油貯留部３１に貯留される。
【００４７】
以上説明した車両用モータ駆動装置Ｍｋによれば、原則として、トルク伝達装置３はモータ１のトルクを車輪２に伝達する。すなわち付勢手段５７が係合体５６を径方向の内側へ付勢することにより、駆動側および従動側の係合溝６０，６１に係合体５６が保持されてトルク伝達装置３はモータ１のトルクを車輪２に伝達する。ある車速において、車輪２が凹凸や障害物等がある悪路を走行すること等に起因して、前記車速に対応する遮断トルクに達すると、トルクリミッタ機能部８は、被係合部材５５の係合溝６１から係合体５６が完全に外れることで、モータ１から車輪２へのトルク伝達を遮断する。
【００４８】
特にトルクリミッタ機能部８は、車速が速くなるに従って遮断トルクを小さく設定したため、高速域の遮断トルクを低速域の遮断トルクよりも低減できる。車速が低速域の場合、付勢手段５７が係合体５６を径方向の内側へ付勢する。これにより、駆動側および従動側の被係合部材５４，５５の両方の係合溝６０，６１に、係合体５６が保持されてトルク伝達を行う。このような低速域では、係合体５６は車速に応じた径方向位置から径方向の外側へ付勢手段５７の付勢力に抗して大きく変位させなければ前記トルク伝達を遮断することができない。この場合、低速域程トルクの遮断に要するエネルギーを大きくし得る。
【００４９】
車速が速くなるに従って、遠心力により係合体５６が付勢手段５７の付勢力に抗して前記径方向の外側へ移動する。これにより、係合体５６が被係合部材５５の係合溝６１から外れ易くなる。つまり車速が速くなる程、係合体５６は車速に応じた径方向位置から径方向の外側へ僅かに変位するだけで前記トルク伝達を遮断する。したがって、高速走行時にトルクの遮断に要するエネルギーを小さくできることで、トルクの遮断時に発生する衝撃を緩和して車両姿勢を安定化することができる。逆に低速域では、遮断トルクを大きくしてトルク伝達を維持し易くできる。
【００５０】
このように、車速に応じた遮断トルクを設定することができるため、先行技術よりもトルクの遮断時の衝撃を緩和することができ、特に高速走行時の車両姿勢を安定化させることができる。またトルクを遮断した後トルクの遮断時の車速未満になると、付勢手段５７が係合体５６を径方向の内側へ付勢することで駆動側および従動側の係合溝６０，６１に係合体５６が嵌まり込みトルク伝達を行うことができる。このようにトルク伝達と遮断とを部品の交換等を行うことなく容易に切り換えることができる。また安全率を通常よりも大きくとった先行技術よりも装置全体の容量低減、重量低減、および製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００５１】
トルクリミッタ機能部８は、遮断トルクが車速に反比例するように、両方の係合溝６０，６１の溝深さと予圧ばね５８のばね力とを設定したため、高速走行時における遮断トルクを低速走行時の遮断トルクよりも低減でき、よって、トルクの遮断時に発生する衝撃を緩和して車両姿勢を安定化することができる。車速が変化してもモータ１の最大トルクが一定となる車速領域においては、係合体５６における半径方向の距離と遮断トルクとの積に応じて、両方の係合溝６０，６１の溝深さと予圧ばね５８のばね力とを設定することで、係合体５６の遠心力に応じた遮断トルクの最適化を図ることができる。
【００５２】
付勢手段５７は、モータ１の回転時に係合体５６の遠心力と釣り合った位置に係合体５６を位置決めし、且つ、モータ１の最高回転時に係合体５６を径方向の最外径側に位置決めするように付勢力を設定した。このように付勢手段５７の付勢力を設定することで、モータ１の回転時に係合体５６を係合溝６０，６１に沿って移動させることができるうえ、モータ１の最高回転時に係合体５６を係合溝６１から外してトルク伝達を確実に遮断することができる。
【００５３】
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００５４】
図９乃至図１０に示すように、付勢手段５７Ａは、複数（この例では８つ）のばね部材６２Ａと、複数（この例では８つ）の押圧部材６３Ａとを有する。各ばね部材６２Ａは引張りコイルばねから成る。押圧部材６３Ａは、円周方向に隣接するばね部材６２Ａ，６２Ａ間に接続され、これら複数のばね部材６２Ａを円環状に繋ぐ。各押圧部材６３Ａは、係合体５６の球面に略沿った円弧状の部材であり、対応する係合体５６の外径面に当接するように配置される。
【００５５】
このトルクリミッタ機能部８によると、付勢手段５７Ａが係合体５６を径方向の内側へ付勢することにより、両係合溝６０，６１に係合体５６が保持されてトルク伝達を行うことができる。定められた車速以上になると、図１２乃至図１４に示すように、遠心力により係合体５６が付勢手段５７Ａの付勢力に抗して径方向の外側へ移動する。このとき円環状となる複数のばね部材６２Ａが拡径して、複数の押圧部材６３Ａと共に径方向の外側へ移動する。これにより、係合体５６が従動側の係合溝６１から外れてトルク伝達を遮断する。
【００５６】
この構成によると、複数の押圧部材６３Ａおよび複数のばね部材６２Ａを、被係合部材５４に支持する必要がないため、前述の図４等の構成よりも構造を簡単化でき、製造コストの低減をより図ることができる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
図１５に示すように、駆動側および従動側の被係合部材５４Ａ，５５Ａは、径方向隙間δ２を介して径方向外内に互いに対向して同一の回転軸心Ｌ１回りに回転自在に設けられる円筒状部材を含む構成としても良い。駆動側の被係合部材５４Ａは、この回転軸心Ｌ１を含む平面で切断して見た断面が、径方向にフランジ状に延びる立板部６４と、この立板部６４の外径側端部からアウトボード側に延びる円筒部６５とを有する。立板部６４の内周面を嵌合突部１７ａ（図１）に嵌合させると共に、立板部６４のインボード側端面を段差部１７ｂ（図１）に当接させてこの被係合部材５４Ａの軸方向の位置決めを行っている。
【００５８】
従動側の被係合部材５５Ａは、前記円筒部６５よりも径方向内方に配置される。この従動側の被係合部材５５Ａはその内周面を、出力部材６のインボード側端部にスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む）している。これら駆動側および従動側の被係合部材５４Ａ，５５Ａをそれぞれ取り付けた状態で、従動側の被係合部材５５Ａのインボード側端面が、立板部６４に対して定められた軸方向隙間δ３を介して対向する。付勢手段については、図４または図１０と同様の付勢手段５７（５７Ａ）が設けられる。但し、この例の付勢手段５７（５７Ａ）は、係合体５６を軸方向のアウトボード側へ付勢している。なおこの構成では予圧ばねが設けられていない。
【００５９】
図１６に示すように、トルクリミッタ機能部８は、係合体５６を電磁力を利用して移動させる係合体移動手段６６を設けても良い。この例では、係合体移動手段６６として、例えば電磁ソレノイドを適用している。また駆動側および従動側の被係合部材５４Ａ，５５Ａは、径方向隙間δ２を介して径方向外内に互いに対向して同一の回転軸心Ｌ１回りに回転自在に設けられる円筒状部材を含む。なお係合体移動手段６６は電磁ソレノイドだけに限定されるものではない。
【００６０】
図１６（ａ）に示すように、これら被係合部材５４Ａ，５５Ａの係合溝６０，６１の両方に、係合体５６が保持されてトルク伝達を行う。この例の係合体５６は、前記電磁ソレノイドのロッドを兼ねる。ソレノイド本体が駆動側の被係合部材５４Ａの内部に設けられ、このソレノイド本体から係合体５６であるロッドが軸方向に出退可能に構成される。車両に搭載されたＥＣＵ６７は、電磁ソレノイドおよび車速センサ６８に電気的に接続されている。
【００６１】
ＥＣＵ６７は、車速センサ６８で検出される車速に基づいて、係合体５６であるロッドを移動させる。原則として、被係合部材５４Ａ，５５Ａの係合溝６０，６１の両方に係合体５６であるロッドが保持される。これによりトルク伝達可能である。電磁ソレノイドは、車速が速くなるに従って、電磁力を利用して係合体５６を移動させることにより遮断トルクを小さくする。ある車速において、車輪が凹凸や障害物等がある悪路を走行すること等に起因して、前記車速に対応する遮断トルクに達すると、図１６（ｂ）に示すように、電磁ソレノイドは、係合体５６であるロッドを両方の係合溝６０，６１から離脱させてトルク伝達を遮断する。この場合、遠心力により係合体５６を移動させる構成よりもより確実にトルク伝達を遮断し得る。
【００６２】
図１７に示すように、いずれかの車両用モータ駆動装置Ｍｋを車両に搭載しても良い。この場合、一旦トルク遮断を行った後においても、トルク伝達可能にトルク伝達装置３を切り換えて車両を自走することができる。
【００６３】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１…モータ
２…車輪
３…トルク伝達装置
４…減速機
８…トルクリミッタ機能部
５４，５５…被係合部材
５６…係合体
５７…付勢手段
６０，６１…係合溝
６６…係合体移動手段
【図１】
2016151342.tif 000003
【図２】
2016151342.tif 000004
【図３】
2016151342.tif 000005
【図４】
2016151342.tif 000006
【図５】
2016151342.tif 000007
【図６】
2016151342.tif 000008
【図７】
2016151342.tif 000009
【図８】
2016151342.tif 000010
【図９】
2016151342.tif 000011
【図１０】
2016151342.tif 000012
【図１１】
2016151342.tif 000013
【図１２】
2016151342.tif 000014
【図１３】
2016151342.tif 000015
【図１４】
2016151342.tif 000016
【図１５】
2016151342.tif 000017
【図１６】
2016151342.tif 000018
【図１７】
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