(57)【要約】【課題】簡易で低コストのインホイールモータ駆動装置のための潤滑構造を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置の潤滑油回路は、減速部（Ｂ）に附設されるオイルタンク（５３）と、減速部に駆動されるオイルポンプ（５１）と、オイルタンクからオイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路（５２）と、オイルポンプの吐出口と接続する吐出油路（５４）と、吐出油路から減速部まで延びる供給油路と、減速部からオイルタンクまで延びる排出油路（６０ｂ）と、排出油路に設けられる排出調整弁（６３）と、吐出油路から圧力を受けて進退動することにより排出調整弁の開度を調整するピストン（６７）とを含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ側回転部材を駆動するモータ部と、前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、前記車輪側回転部材と連結する車輪ハブ軸受部と、前記モータ部および／または前記減速部に潤滑油を循環させる潤滑油回路とを備え、
前記潤滑油回路は、前記モータ部および／または前記減速部に附設されるオイルタンクと、前記減速部に駆動されるオイルポンプと、前記オイルタンクから前記オイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路と、前記オイルポンプの吐出口と接続する吐出油路と、前記吐出油路から前記モータ部および／または前記減速部まで延びる供給油路と、前記減速部から前記オイルタンクまで延びる排出油路と、前記排出油路に設けられる排出調整弁と、前記吐出油路または前記吸入油路から圧力を受けて進退動することにより前記排出調整弁の開度を調整するピストンとを含む、インホイールモータ駆動装置。
【請求項２】
前記排出調整弁は、前記排出油路と交差して延びる弁体収容空間と、前記弁体収容空間内を進退動することにより先端部が前記排出油路を開閉し、末端部が前記ピストンと連結する弁体とを有する、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ピストンは前記吐出油路と接続し、
前記排出調整弁は、前記弁体を閉方向に付勢する弾性部材をさらに有する、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
【請求項４】
前記モータ部の下部と前記減速部の下部を連通するオーバーフロー孔が形成される、請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のロードホイール内空領域に配置されて当該車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関し、特にインホイールモータ駆動装置の内部潤滑に関する。
【背景技術】
【０００２】
インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることから環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。インホイールモータ駆動装置としては従来、例えば、特開２０１４−２４０６６７号公報（特許文献１）に記載のごときものが知られている。特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置は、モータと、減速機と、車輪ハブとを備える。さらにインホイールモータ駆動装置は、いわゆる軸心給油方式によって、これらモータ部および減速部を潤滑する。
【０００３】
特許文献１に記載の軸心給油方式の潤滑構造につき説明すると、インホイールモータ駆動装置の内部に設けられた潤滑油回路が、インホイールモータ駆動装置の下部に設置されたオイルタンクと、モータ軸および減速機入力軸の中に形成された内部通路と、オイルポンプとを含む。オイルポンプは、オイルタンクに溜まった潤滑油を吸入して内部通路へ吐出する。そして潤滑油は、内部通路からモータの内部へ外径方向に噴射されモータの内部を潤滑する。また潤滑油は、内部通路から減速機の内部へ外径方向に噴射され減速機の内部を潤滑する。次に潤滑油は減速機の底壁に形成された排出口から流出してオイルタンクに還流し、再びオイルポンプに吸入されて、インホイールモータ駆動装置の内部を循環する。
【０００４】
減速機の排出口には、ソレノイド弁あるいはスライド弁の開閉弁が設けられている。特許文献１のインホイールモータ駆動装置が中・高速で回転する時、開閉弁は開いており、潤滑油は特段の障害もなく減速機の内部からオイルタンクへ流下する。
【０００５】
これに対し、インホイールモータ駆動装置の始動時、道路の渋滞時、後退走行時の時、つまり低速で回転する時に開閉弁は閉じられ、潤滑油は減速機の内部に貯留し、減速機の潤滑不足が補われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２４０６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の技術にあっては、ソレノイド弁を動作させる電気回路や、スライド弁を開閉させるアクチュエータや、自動車の走行速度および減速機内部の潤滑油量を判定して上述の電気回路ないしアクチュエータを駆動する制御装置が必要となり、コスト上の負担が大きくなるとともに電気回路や制御装置の信頼性に課題がある。
【０００８】
本発明は、上述の実情に鑑み、低速で回転する時の潤滑性能を損なうことなく、簡易でコスト上有利な、インホイールモータ駆動装置のための潤滑構造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】
【０００９】
この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置は、モータ側回転部材を駆動するモータ部と、モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、車輪側回転部材と連結する車輪ハブ軸受部と、モータ部および／または減速部に潤滑油を循環させる潤滑油回路とを備える。そして潤滑油回路は、モータ部および／または減速部に附設されるオイルタンクと、減速部に駆動されるオイルポンプと、オイルタンクからオイルポンプの吸入口まで延びる吸入油路と、オイルポンプの吐出口と接続する吐出油路と、吐出油路からモータ部および／または減速部まで延びる供給油路と、減速部からオイルタンクまで延びる排出油路と、排出油路に設けられる排出調整弁と、吐出油路または吸入油路から圧力を受けて進退動することにより排出調整弁の開度を調整するピストンとを含む。
【００１０】
かかる本発明によれば、オイルポンプの吸入油路および吐出油路の圧力が減速部の回転に対応することを利用して、排出調整弁の開度を減速部の回転速度に関連づけることができる。したがって特別な電気回路および制御装置を要することなく、潤滑油の圧力を利用して、インホイールモータ駆動装置の中・高速回転時には排出調整弁を開き、インホイールモータ駆動装置の低速回転時には排出調整弁を閉じることができる。
【００１１】
開度調整弁が閉じられると減速部の潤滑油はオイルタンクへ還流しなくなり、減速部に貯留する。これにより減速部の内部では、歯車および軸等の回転要素が潤滑油に浸漬して、撹拌および掻き上げによる油浴潤滑を実現することができる。
【００１２】
排出油路は減速部からオイルタンクまで直接延びてもよいし、あるいは減速部からモータ部を経由してオイルタンクまで延びてもよい。また排出油路は上下方向に延びるものであってもよいし、水平方向に延びるものであってもよい。排出調整弁の構造は特に限定されない。本発明の一実施形態として排出調整弁は、排出油路と交差して延びる弁体収容空間と、弁体収容空間内を進退動することにより先端部が排出油路を開閉し、末端部がピストンと連結する弁体とを有する。
【００１３】
潤滑油の圧力は、オイルポンプの吸入口付近で最も小さく、負圧となる。また潤滑油の圧力は、オイルポンプの吐出口付近で最も大きく、正圧となる。本発明の好ましい実施形態として、ピストンは吐出油路と接続し、排出調整弁は弁体を閉方向に付勢する弾性部材をさらに有する。かかる実施形態によれば、潤滑油の正圧を利用して開度調整弁を迅速に動作させることができる。本発明の他の実施形態としてピストンは吸入油路と接続してもよい。
【００１４】
開度調整弁を閉じて減速部に潤滑油を貯留する際、油量が多すぎると撹拌抵抗が増大し、運転効率が悪くなる。そこで本発明のさらに好ましい実施形態として、減速部に貯留する潤滑油の油面高さを所定値に規制するために、減速機下部からモータ部下部へつながるオーバーフロー孔が形成される。かかる実施形態によれば、減速部に貯留する油量を少なくすることができ、撹拌抵抗が過度に大きくなることがない。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によればインホイールモータ駆動装置の内部を循環する潤滑油の圧力で排出調整弁を開閉することができる。したがって排出調整弁を動作させるための特別な電気回路や制御装置を要することなく低速時の潤滑不足を補うことができるため、従来と比較してコスト上有利である。また電気回路や制御装置を要しないので排出調整弁の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。
【図３】排出調整弁を取り出して示す断面図である。
【図４】図３のピストンを示す正面図である。
【図５】中・高速の正回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【図６】低速の正回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【図７】逆回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置から排出調整弁を取り出して示す断面図である。
【図９】図８のピストンを示す正面図である。
【図１０】中・高速の正回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【図１１】低速の正回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【図１２】逆回転時における排出調整弁の開度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置の潤滑構造を示す縦断面図である。図２は同実施形態を示す横断面図である。この実施形態は車輪のロードホイール内空領域に配置されるインホイールモータ駆動装置である。インホイールモータ駆動装置２１は、図１に示すように駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速部Ｂと、減速部Ｂからの出力を駆動輪に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備える。モータ部Ａ、減速部Ｂ、および車輪ハブ軸受部Ｃはこの順序で、インホイールモータ駆動装置の軸線Ｏに沿って同軸に配置される。
【００１８】
モータ部Ａはモータ部の外郭を形成するモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータリヤカバー２２ｔを有する。減速部Ｂは減速部の外郭を形成する減速部ケーシング２２ｂを有する。これらモータリヤカバー２２ｔ、モータケーシング２２ａ、および減速部ケーシング２２ｂはボルト等により相互に結合し、さらにポンプケーシング２２ｐはモータケーシング２２ａに一体形成される等、全体として１個のケーシング２２を構成する。このようにケーシング２２は複数のケーシング部材あるいはケーシング部分からなる。そしてケーシング２２には、車輪ハブ軸受部Ｃの外輪部材３３ａが取付固定される。インホイールモータ駆動装置２１は、例えば電気自動車のホイールハウジング内に配置され、図示しないサスペンション部材に取り付けられる。この電気自動車は乗用自動車であり、一般的なエンジン自動車と同様に公道を高速走行可能である。
【００１９】
モータ部Ａは、円筒形状のモータケーシング２２ａ内周に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向に開いた隙間を介して対面する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に連結固定されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。あるいは図示はしなかったが、モータ部Ａはアキシャルギャップモータであってもよい。
【００２０】
モータケーシング２２ａは、モータ回転軸３５の軸線Ｏを中心とし、この軸線方向に延びる。ケーシング２２の一部であるポンプケーシング２２ｐは、略円板形状の隔壁であって、モータケーシング２２ａの一方端に一体形成され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方端で減速部Ｂとの境界を形成するとともに、転がり軸受３７を介してモータ回転軸３５の一方端部を回転自在に支持する。さらにポンプケーシング２２ｐの壁厚内部には、潤滑油回路の吸入油路５２、オイルポンプ５１、および吐出油路５４が形成される。潤滑油回路については後述する。ケーシング２２の一部であるモータリヤカバー２２ｔは、略円板形状であって、モータケーシング２２ａの他方端に突き合わされて固定され、モータ部Ａの軸線Ｏ方向他方端でモータ部Ａの端面を形成するとともに、転がり軸受３６を介してモータ回転軸３５の他方端部を回転自在に支持する。モータリヤカバー２２ｔはモータ部Ａの端部であるとともに、インホイールモータ駆動装置２１の車幅方向内側の端部でもある。
【００２１】
モータ回転軸３５の一端は、減速部Ｂの内部に回転自在に設けられた減速部入力軸２５と結合する。この結合はスプライン結合（セレーション嵌合も含む。以下、同じ）であり、管状に形成されたモータ回転軸３５の端部開口に、先細に形成された減速部入力軸２５が挿入係合される。
【００２２】
減速部Ｂは、サイクロイド減速機であって、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、円筒形状の減速部ケーシング２２ｂと、減速部ケーシング２２ｂの内周面に取り付け固定される外ピン保持部４５と、軸線Ｏに沿って延びる減速部入力軸２５と、減速部入力軸２５に形成された一対の偏心部２５ａ，２５ｂと、それぞれの偏心部２５ａ，２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての一対の曲線板２６ａ，２６ｂと、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合する外周係合部材としての複数の外ピン２７と、軸線Ｏに沿って延びる減速部出力軸２８と、減速部出力軸２８と結合し、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を取り出す内側係合部材としての複数の内ピン３１と、一対の曲線板２６ａ，２６ｂ間の隙間に取り付けられてこれら曲線板２６ａ，２６ｂ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２９と、複数の内ピン３１の端部同士を固定する補強部材６１とを有する。
【００２３】
減速部ケーシング２２ｂの上部は、図示しないサスペンション装置のアッパアームと回動可能に連結する。また減速部ケーシング２２ｂの下部は、図示しないサスペンション装置のロアアームと連結する。これによりインホイールモータ駆動装置２１（減速部ケーシング２２ｂ）を自動車の車体に取り付ける。なお車重は、サスペンション装置と、減速部ケーシング２２ｂと、車輪ハブ軸受部Ｃと、車輪を介して、路面に伝達される。
【００２４】
減速部入力軸２５は、モータ回転軸３５の軸線Ｏに沿って延び、その両端部のうちモータ部Ａに近い側にある減速部入力軸２５の端部がモータ回転軸３５の一端と結合する。モータ部Ａから遠い側にある減速部入力軸２５の端部は、転がり軸受３９を介して、後述する減速部出力軸２８の端部に回転自在に支持される。減速部入力軸２５の外周には、一対の偏心部２５ａ，２５ｂが軸線Ｏから偏心して形成される。
【００２５】
各偏心部２５ａ，２５ｂは、円板形状であり、軸線Ｏから偏心して減速部入力軸２５に設けられる。また偏心部２５ａ，２５ｂは、２個で一対をなし、軸線Ｏ方向に離隔して配置され、偏心運動による遠心力で発生する振動を互いに打ち消し合うために、周方向１８０°位相を変えて設けられている。モータ回転軸３５および減速部入力軸２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するモータ側回転部材を構成し、一体に回転する。
【００２６】
図２を参照して、曲線板２６ｂは円板形状であり、その外周部を波形に形成される。具体的には曲線板２６ｂの外周部は、エピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成されて径方向に窪んだ複数の曲線凹部であり、外ピン２７と噛合する。また曲線板２６ｂは、一方側端面から他方側端面に貫通する複数の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘを中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ｂの自転軸心Ｘに設けられており、曲線板２６ｂの内周になる。曲線板２６ｂは、偏心部２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられる。内ピン３１は、針状ころ軸受を含み、内ピン本体３１ａと、複数の針状ころ３１ｂと、軸受外輪３１ｃを有する。内ピン本体３１ａは軸受外輪３１ｃを貫通し、針状ころ３１ｂは内ピン本体３１ａおよび軸受外輪３１ｃ間の環状空間に配置される。軸受外輪３１ｃの外周面は、貫通孔３０ａの孔壁面と転がり接触する。
【００２７】
曲線板２６ｂは、転がり軸受４１によって偏心部２５ｂに対して回転自在に支持されている。理解を容易にするため図２では転がり軸受４１の周方向一部を破断して示す。この転がり軸受４１は、外径面に内側軌道面４２ａを有する環状の内輪部材４２と、内側軌道面４２ａと外側軌道面になる貫通孔３０ｂの孔壁面との間に配置される複数のころ４４と、周方向で隣り合うころ４４の間隔を保持する保持器（図示省略）とを備える円筒ころ軸受である。あるいは深溝玉軸受であってもよい。内輪部材４２の内径面は偏心部２５ｂの外径面に嵌合する。内輪部材４２は内側軌道面４２ａに位置し径方向に貫通する孔４３および内側軌道面４２ａを挟んで向かい合う一対の鍔部４２ｂをさらに有する。孔４３は、偏心部２５ｂ内部を軸線Ｏ直角方向に延びる分岐油路５８ｂと接続する。分岐油路５８ｂは後述する軸線油路５７から分岐して延びる。曲線板２６ａについても同様である。
【００２８】
図１に示す外ピン２７は、モータ側回転部材の軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に複数設けられ（図２参照）、軸線Ｏと平行に延びる。そして、２個で一対の曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏを中心として公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂ外周の曲線凹部と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。
【００２９】
なお、減速部ケーシング２２ｂ内部に配設された外ピン２７は、減速部ケーシング２２ｂの内壁面に直接連結固定されていてもよいが、好ましくは減速部ケーシング２２ｂの内壁面に取付固定されている外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、図１に示すように、外ピン２７の軸線方向両端部を外ピン保持部４５に取り付けられた針状ころ軸受２７ａ（転がり軸受）によって回転自在に支持されている。このように、外ピン２７を転がり軸受を介して外ピン保持部４５に転がり回転自在に取り付けることにより、曲線板２６ａ，２６ｂとの係合による接触抵抗を低減することができる。
【００３０】
図１に示すように減速部出力軸２８は、モータ部Ａ側の端部に大径フランジ部２８ｂを、車輪ハブ軸受部Ｃ側に軸部２８ｄを有する。大径フランジ部２８ｂと軸部２８ｄとの接続箇所には小径フランジ部２８ｃが形成される。大径フランジ部２８ｂの中心には減速部入力軸２５の一端を受け入れる円形凹部３４が形成され、円形凹部３４に転がり軸受３９が配置される。
【００３１】
大径フランジ部２８ｂには、減速部出力軸２８の軸線Ｏを中心とする円周上の等間隔に内ピン３１の一端部を固定する穴が形成されている。軸部２８ｄの外周面には、車輪ハブ軸受部Ｃの車輪ハブ３２が連結固定されている。
【００３２】
図１に示すように、大径フランジ部２８ｂから離れた側にある内ピン３１の他端部には、補強部材６１が設けられている。補強部材６１は、減速部Ｂ内部で複数の内ピン３１先端と結合固定するフランジ形状の大径円板部６１ｂと、大径円板部６１ｂに隣接して同軸に形成され大径円板部６１ｂよりも小径の円筒部６１ｄとを含む。大径円板部６１ｂは軸線Ｏを中心とし、円筒部６１ｄは大径円板部６１ｂからモータ部Ａに向かって軸線Ｏに沿って延びる。
【００３３】
２枚の曲線板２６ａ、２６ｂから一部の内ピン３１に負荷される荷重は、補強部材６１の大径円板部６１ｂおよび減速部出力軸２８の大径フランジ部２８ｂを介して全ての内ピン３１によって支持されるため、各内ピン３１に作用する応力を低減させ耐久性を向上させることができる。円筒部６１ｄの先端は、ポンプケーシング２２ｐの中心に設けられたオイルポンプ５１に差し込まれて、オイルポンプ５１を駆動する（図１参照）。
【００３４】
補強部材６１は、内ピン３１を介して減速部出力軸２８と連結することから、減速部出力軸２８と一体に回転する。減速部出力軸２８および補強部材６１は、図１に示すように、減速部Ｂの駆動力を車輪ハブ３２に伝達する車輪側回転部材を構成する。
【００３５】
オイルポンプ５１から吸入油路５２が下方へ延び、オイルポンプ５１から吐出油路５４が上方へ延びる。吸入油路５２はポンプケーシング２２ｐの半径方向に沿って上下方向に延び、吸入油路５２の上端はオイルポンプ５１の吸入口と接続し、吸入油路５２の下端はエルボ５２ｅと接続する。エルボ５２ｅは屈曲成形した管であり、エルボ５２ｅの上端が吸入油路５２の下端と接続し、エルボ５２ｅの下端がオイルタンク５３の底面と対面する。吐出油路５４はポンプケーシング２２ｐの半径方向に沿って上下方向に延び、吐出油路５４の下端はオイルポンプ５１の吐出口と接続し、吐出油路５４の上端は供給油路５５の一端と接続する。オイルポンプ５１は、モータ部Ａおよび減速部Ｂよりも下方に設けられたオイルタンク５３からエルボ５２ｅおよび吸入油路５２を経て潤滑油を吸い込み、吐出油路５４から高圧の潤滑油を吐き出す。
【００３６】
供給油路５５は、モータケーシング２２ａの壁厚内部に設けられて軸線Ｏと平行に延び、その端部が供給油路５６と接続する。供給油路５６は、モータリヤカバー２２ｔの壁厚内部に設けられて半径方向に延び、その端部が軸線油路５７と接続する。軸線油路５７は、管状のモータ回転軸３５および減速部入力軸２５の内部に設けられて軸線Ｏに沿って延び、軸線Ｏから偏心部２５ａ内を径方向外側に向かって延びる分岐油路５８ａと、偏心部２５ｂ内を同様に延びる分岐油路５８ｂと接続する。分岐油路５８ａおよび分岐油路５８ｂは、偏心部２５ａ，２５ｂの外周にそれぞれ嵌合する内輪部材４２に穿設された孔４３（図２参照）と接続する。なお軸線油路５７は、モータ回転軸３５の内部に形成されるモータ部軸線油路に、減速部入力軸２５の内部に形成される減速部軸線油路を継ぎ足して、１本の軸線油路としたものである。また軸線油路５７の先端には、円形凹部３４と対面する開口５８ｃが設けられる。
【００３７】
オイルポンプ５１から吐出した潤滑油は、吐出油路５４と、供給油路５５，５６と、供給油路になる軸線油路５７と、分岐油路５８ａ，５８ｂ、孔４３（図２参照）、あるいは開口５８ｃを順次流れて、減速部Ｂ内部（転がり軸受３９，４１、曲線板２６ａ，２６ｂ、内ピン３１、および外ピン２７等）を潤滑および冷却する。潤滑後の潤滑油は落下し、減速部ケーシング２２ｂの底部を貫通する排出油路６０ｂを経て、オイルタンク５３に集まる。そしてオイルポンプ５１によって再び吸入されて、インホイールモータ駆動装置２１の内部を循環する。このように本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、強制潤滑方式である軸心給油方式の潤滑油回路を備え、減速部入力軸２５から潤滑油を噴射する。そして潤滑油は、減速部入力軸２５から径方向外側に流れて減速部Ｂを潤滑および冷却する。
【００３８】
また潤滑油は、軸線油路５７から分岐して、ロータ２４に形成されたロータ油路５９を流れ、モータ部Ａ内部を冷却するとともに、転がり軸受３６，３７を潤滑する。潤滑後の潤滑油は、モータ部Ａの内部空間Ｌの中を落下し、モータケーシング２２ａの底部と同じ高さでポンプケーシング２２ｐを貫通する排出横孔６０ａを経てオイルタンク５３に集まる。
【００３９】
車輪ハブ軸受部Ｃは、図１に示すようにインホイールモータ駆動装置２１の車幅方向外側端に設置されて、内輪３３ｃ、回転軸としての車輪ハブ３２、転動体３３、外輪部材３３ａを有する転がり軸受である。車輪ハブ３２は減速部出力軸２８の軸線Ｏ方向一方側に同軸配置され、減速部出力軸２８に連結固定される。外輪部材３３ａは減速部ケーシング２２ｂの一端にボルト３３ｂで固定され、内輪３３ｃは車輪ハブ３２の外周面に嵌合固定される。車輪ハブ軸受部Ｃは多数の転動体３３を２列に有する複列アンギュラ玉軸受であって、第１列の転動体３３が減速部Ｂに近い側で、外輪部材３３ａおよび内輪３３ｃ間に配置され、第２列の転動体３３が減速部Ｂから遠い側で、外輪部材３３ａおよび車輪ハブ３２間に配置される。
【００４０】
車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａと、中空部３２ａの一端から外径方向に突出する車輪取付けフランジ部３２ｂとを有する。中空部３２ａの中央孔には軸部２８ｄが挿入されて、両者はスプライン結合（セレーション嵌合も含む。以下、同じ）により連結される。また中空部３２ａの外周面には第２列の転動体３３と転がり接触する内側軌道面が直接形成される。車輪取付けフランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって図示しない駆動輪のロードホイールが連結固定される。
【００４１】
図１および図２を参照して、上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理を詳しく説明する。
【００４２】
モータ部Ａは、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。これにより、ロータ２４に接続されたモータ回転軸３５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材の軸線Ｏを中心として公転運動する。このとき、外ピン２７が、曲線板２６ａ，２６ｂの外周に形成された曲線凹部と転がりながら接触しつつ係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００４３】
各貫通孔３０ａに挿通される内ピン３１は、貫通孔３０ａの内径よりも十分に細く、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの孔壁面と当接する（図２参照）。これにより、曲線板２６ａ，２６ｂの公転運動が内ピン３１に伝わらず、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動のみが減速部出力軸２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。なお内ピン３１の軸受外輪３１ｃは、貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がる。このとき、軸受外輪３１ｃの一部が貫通孔３０ａの孔壁面と接触しつつ軸受外輪３１ｃの残部が貫通孔３０ａの孔壁面と非接触となる。
【００４４】
このとき、軸線Ｏと同軸に配置された減速部出力軸２８は、減速部Ｂの出力軸として曲線板２６ａ，２６ｂの自転を取り出す。これにより、減速部入力軸２５の回転が減速部Ｂによって減速されて減速部出力軸２８に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。ここで附言すると、貫通孔３０ａと、内ピン３１と、減速部出力軸２８は、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を減速部入力軸２５の軸線Ｏを中心とする回転運動に変換して車輪ハブ３２（車輪ハブ軸受部Ｃ）へ出力する運動変換機構を構成する。
【００４５】
なお、上記構成の減速部Ｂの減速比は、外ピン２７の数をＺＡ、曲線板２６ａ，２６ｂの波形の数をＺＢとすると、（ＺＡ−ＺＢ）／ＺＢで算出される。図２に示す実施形態では、ＺＡ＝１２、ＺＢ＝１１であるので、減速比は１／１１と、非常に大きな減速比を得ることができる。このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速部Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。本実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車に採用することにより、バネ下重量を抑えることができる。その結果、走行安定性に優れた電気自動車を得ることができる。
【００４６】
次に潤滑油回路に設けられた排出調整弁について詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態では、減速部Ｂからオイルタンク５３まで上下方向に延びる排出油路６０ｂに、排出調整弁を設ける。図３は排出調整弁６３を取り出して示す断面図であり、図４は図３のピストンを示す正面図である。排出調整弁６３は弁体６５、バネ６８、および本体６９を有する。本体６９は減速部ケーシング２２ｂに取付固定され、排出油路６０ｂが本体６９を上下方向に貫通する。本体６９の内部には、排出油路６０ｂと交差して延びる弁体収容空間６４が形成される。弁体収容空間６４は水平方向に延びる有底の穴であり、柱状の弁体６５を収容する。弁体６５は、弁体収容空間６４の中を水平方向に進退動可能であり、先端側の一部分に貫通孔６５ｂが形成されている。バネ６８は、その一端が本体６９に固定され、その他端がピストン６７に固定されており、シリンダ６６の底壁６６ｂからピストン６７を押圧（付勢）している。
【００４８】
弁体６５の末端にはピストン６７が形成される。ピストン６７はシリンダ６６に収容され、シリンダ６６内部を摺動可能である。なおシリンダ６６は本体６９の端部に形成される。ピストン６７の表面６７ｆにはオイルポンプ５１の圧力が導かれる。ピストン６７の裏面はシリンダ６６の底壁６６ｂと対面する。
【００４９】
ピストン６７の形状は、ピストン６７の進退動方向にみて図４に示すように基本的には円形であるが、周方向等間隔に突起６７ｓが複数箇所形成されている。シリンダ６６の内周面には各突起６７ｓを受け入れる案内溝６６ｔが周方向等間隔に複数形成される。これによりピストン６７および弁体６５は回り止めされ、貫通孔６５ｂは常に上下方向に延びる姿勢に保持される。
【００５０】
ピストン６７および底壁６６ｂ間にはバネ６８が縮設される。バネ６８は図３に示すようにピストン６７を底壁６６ｂから遠ざかる方向に付勢する。そうすると貫通孔６５ｂは排出油路６０ｂと不一致となり、排出油路６０ｂを閉じる。これに対しピストン６７がバネ６８の付勢力に抗して底壁６６ｂに向かって押し込まれると、貫通孔６５ｂが排出油路６０ｂと一致して、排出油路６０ｂを開く。このように排出調整弁６３は、図３に示す全閉状態の他、貫通孔６５ｂの全部が排出油路６０ｂと一致する全開状態や、あるいは貫通孔６５ｂの一部が排出油路６０ｂと一致する半開き状態に、連続的に調整される。そこで排出調整弁６３の開き度合いを開度ともいう。
【００５１】
図５〜図７は排出調整弁６３の動作を分類して示すために、軸線Ｏに直角な仮想平面でインホイールモータ駆動装置２１を切断してその断面を表す模式図であり、図５はインホイールモータ駆動装置２１の中・高速の正回転時における排出調整弁６３の開度を示し、図６はインホイールモータ駆動装置２１の低速の正回転時における排出調整弁６３の開度を示し、図７はインホイールモータ駆動装置２１の逆回転時などにおける排出調整弁６３の開度を示す図である。
【００５２】
ポンプケーシング２２ｐの壁厚内部には、吐出油路５４から分岐して延びる弁作動油路７１がさらに形成される。弁作動油路７１はピストン６７の表面６７ｆまで延びる。表面６７ｆに隣接する液室７２は潤滑油で満たされ、吐出油路５４の圧力がピストン６７に作用する。
【００５３】
インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して２０ｋｍ／ｈを超え６０ｋｍ／ｈ以下の中速走行時および６０ｋｍ／ｈを超える高速走行時で前進方向に回転するとき、オイルポンプ５１は車輪側回転部材になる補強部材６１（図１参照）に勢いよく駆動され、オイルポンプ５１から吐出される潤滑油の流量は大きく、吐出油路５４の油圧は全開用の所定値よりも大きい。このため図５に示すようにピストン６７は弁体６５に向かって押し込まれ、ピストン６７が底壁６６ｂと当接し、または弁体６５の先端が弁体収容空間６４の孔底６４ｓに当接し、弁体６５の貫通孔６５ｂは排出油路６０ｂに完全一致する。これにより排出調整弁６３は全開状態にされ、潤滑油は太い矢印で示すように減速部Ｂからオイルタンクへ滞りなく流れ下る。
【００５４】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の中・高速走行時には、軸心給油方式によって、減速部Ｂを潤滑する。このとき図５に二点鎖線で示す油面まで潤滑油がオイルタンク５３に貯留するが、減速部Ｂの内部には潤滑油が貯留しない。
【００５５】
インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して１０ｋｍ／ｈを超え２０ｋｍ／ｈ以下の低速走行時で前進方向に回転するとき、オイルポンプ５１は補強部材６１（図１参照）に穏やかに駆動され、オイルポンプ５１から吐出される潤滑油の流量は小さく、吐出油路５４の油圧は全開用の所定値よりも小さいとともに全閉用の所定値よりも大きい。このため図６に示すようにバネ６８の付勢力と液室７２の油圧が釣り合う位置まで、ピストン６７は弁体６５とは反対側に付勢され、弁体６５の貫通孔６５ｂが排出油路６０ｂに一部一致する。これにより排出調整弁６３は半開き状態にされ、潤滑油は細い矢印で示すように減速部Ｂからオイルタンクへ少しずつ流れ下る。軸心給油方式で減速部Ｂに供給される潤滑油が排出調整弁６３を流下する潤滑油よりも多ければ、減速部Ｂの内部に潤滑油が貯留する。このとき曲線板２６ａ，２６ｂの下部が潤滑油を撹拌しながら回転し、減速部Ｂの潤滑を好適に実現する。
【００５６】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の低速走行時には、軸心給油方式および油浴潤滑方式の併用によって、減速部Ｂを潤滑する。このとき図６に二点鎖線で示す油面まで、潤滑油がオイルタンク５３および減速部Ｂの内部にそれぞれ貯留する。
【００５７】
ポンプケーシング２２ｐにはオーバーフロー孔７３が穿設される。オーバーフロー孔７３はオイルポンプ５１よりも低く、排出油路６０ｂよりも高い位置に設けられ、軸線Ｏと平行に延び、モータ部Ａの下部と減速部Ｂの下部を連通する。減速部Ｂに貯留する潤滑油の油面（二点鎖線）は、オーバーフロー孔７３と同じかオーバーフロー孔７３よりも低く、排出油路６０ｂよりも高い位置になる。このため過度の潤滑油が減速部Ｂに貯留することを回避して、曲線板２６ａ，２６ｂの撹拌抵抗が不所望に増大することを防止する。図７に示す油面は、軸線Ｏ（図１）よりも低ければよいが、転がり軸受４１（図２）の最下部が油中に浸漬する高さであるとさらに良い。なお転がり軸受４１は軸線Ｏから偏心配置されるため、ここでいう最下部は転がり軸受４１が最も低い位置に偏心した状態における下部である。
【００５８】
排出調整弁６３の開度は液室７２の液圧に応じて連続的に変化する。このため低速時であっても中速走行寄りであれば、ピストン６７が弁体６５に押し込まれ気味にされて潤滑油は排出油路６０ｂを比較的多く流れる。反対に車速が０ｋｍ／ｈに近い低速時であれば、ピストン６７が液室７２寄りに戻し気味にされて潤滑油は排出油路６０ｂを比較的少なく流れる。
【００５９】
インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して１０ｋｍ／ｈ以下で前進方向に回転するとき、停止時、および２０ｋｍ／ｈの低速走行時で後退方向に回転するとき、オイルポンプ５１は補強部材６１に殆ど駆動されなく、オイルポンプ５１から吐出される潤滑油の流量は極めて小さいか零であり、吐出油路５４の油圧は全閉用の所定値よりも小さい。このため図７に示すようにピストン６７はバネ６８によって液室７２側に最も突出する位置まで付勢され、弁体６５の貫通孔６５ｂが排出油路６０ｂと全く不一致になる。これにより排出調整弁６３は全閉状態にされ、潤滑油は減速部Ｂからオイルタンクへ流れない。
【００６０】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の１０ｋｍ／ｈ以下で前進方向に回転する時、停止時、および２０ｋｍ／ｈの低速走行時で後退方向に回転する時には、油浴潤滑方式によって減速部Ｂを潤滑する。このとき図７に二点鎖線で示す油面まで、潤滑油がオイルタンク５３および減速部Ｂの内部にそれぞれ貯留する。
【００６１】
次に本発明の他の実施形態を説明する。図８は他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置から排出調整弁を取り出して示す断面図である。図９は、図８のピストンを示す正面図である。他の実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では、排出調整弁６３の弁体６５に貫通孔を設けず、またピストン６７に回り止めの突起を設けず、弁体６５の先端部６５ｔを排出油路６０ｂに一致させたり、あるいは排出油路６０ｂから遠ざけたりすることによって、排出量を調整する。
【００６２】
図８に示す排出調整弁６３は負圧によって動作する。バネ６８は、その一端が本体６９に固定され、その他端がピストン６７に固定されており、シリンダ６６の底壁６６ｂにピストン６７を当接させるように付勢している。ピストン６７に負圧が作用しない場合、ピストン６７はバネ６８から付勢力を受け底壁６６ｂに向かって移動する。そうすると弁体６５は弁体収容空間６４内部を進動して元の全閉位置にされ、弁体６５の先端部６５ｔが排出油路６０ｂを横切るように遮断する。これに対しピストン６７が強い負圧（大気圧よりも遥かに低い負圧）を受ける場合、ピストン６７はバネ６８の付勢力に抗して底壁６６ｂから離れる方向へ吸い出され、ピストン６７は全開位置にされる。このとき弁体６５の先端部６５ｔは、排出油路６０ｂから遠ざかり、排出油路６０ｂは全開にされる。あるいはピストン６７が全開位置よりも弱い負圧（大気圧に近い負圧）を受ける場合、バネ６８の付勢力と潤滑油の負圧が釣り合って、弁体６５の先端部６５ｔのうち先端部分のみが排出油路６０ｂに一致し、排出油路６０ｂは半開き状態にされる。
【００６３】
図１０〜図１２は他の実施形態になる排出調整弁６３の動作を分類して示すために、軸線Ｏを含む仮想平面でインホイールモータ駆動装置２１を切断し、その下半分の断面を表す模式図であり、図１０はインホイールモータ駆動装置２１の中・高速の正回転時における排出調整弁６３の開度を示し、図１１はインホイールモータ駆動装置２１の低速の正回転時における排出調整弁６３の開度を示し、図１２はインホイールモータ駆動装置２１の逆回転時などにおける排出調整弁６３の開度を示す図である。
【００６４】
ピストン６７は吸入油路５２と連通し、吸入油路５２の圧力が作用する。なお吸入油路５２はオイルタンク５３から潤滑油を吸い上げることから、吸入油路５２の圧力は負圧である。インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して２０ｋｍ／ｈを超え６０ｋｍ／ｈ以下の中速走行時および６０ｋｍ／ｈを超える高速走行時で前進方向に回転するとき、オイルポンプ５１は車輪側回転部材になる補強部材６１に勢いよく駆動され、オイルポンプ５１は大量の潤滑油を吸入油路５２から吸い込む。そしてピストン６７は負圧で底壁６６ｂから離れ、弁体６５の先端部６５ｔが排出油路６０ｂから遠ざかる。これにより排出調整弁６３は全開状態にされ、潤滑油は減速部Ｂからオイルタンクへ滞りなく流れ下る。
【００６５】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の中・高速走行時には、軸心給油方式によって、減速部Ｂを潤滑する。このとき図１０に二点鎖線で示す油面まで潤滑油がオイルタンク５３に貯留するが、減速部Ｂの内部には潤滑油が貯留しない。
【００６６】
インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して１０ｋｍ／ｈを超え２０ｋｍ／ｈ以下の低速走行時で前進方向に回転するとき、オイルポンプ５１は補強部材６１に穏やかに駆動され、オイルポンプ５１が吸入する潤滑油の流量は小さく、吸入油路５２の油圧（負圧）とバネ６８の付勢力とが釣り合う。そうするとピストン６７は図１１に示すように底壁６６ｂに近づき、弁体６５の先端部６５ｔが排出油路６０ｂに一部一致する。これにより排出調整弁６３は半開き状態にされ、潤滑油は減速部Ｂからオイルタンクへ少しずつ流れ下る。軸心給油方式で減速部Ｂに供給される潤滑油が排出調整弁６３を流下する潤滑油よりも多ければ、減速部Ｂの内部に潤滑油が貯留する。このとき曲線板２６ａ，２６ｂの下部が潤滑油を撹拌しながら回転し、減速部Ｂの潤滑を好適に実現する。
【００６７】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の低速走行時には、軸心給油方式および油浴潤滑方式の併用によって、減速部Ｂを潤滑する。このとき図１１に二点鎖線で示す油面まで、潤滑油がオイルタンク５３および減速部Ｂの内部にそれぞれ貯留する。
【００６８】
インホイールモータ駆動装置２１が車速に換算して１０ｋｍ／ｈ以下で前進方向に回転するとき、停止時、および２０ｋｍ／ｈの低速走行時で後退方向に回転するとき、オイルポンプ５１は補強部材６１に殆ど駆動されなく、オイルポンプ５１が吸入する潤滑油の流量は極めて小さいか零である。このため図１２に示すようにピストン６７はバネ６８によって底壁６６ｂに当接する位置まで付勢され、弁体６５の貫通孔６５ｂが排出油路６０ｂと全く不一致になる。これにより排出調整弁６３は全閉状態にされ、潤滑油は減速部Ｂからオイルタンクへ流れない。
【００６９】
つまりインホイールモータ駆動装置２１の１０ｋｍ／ｈ以下で前進方向に回転する時、停止時、および２０ｋｍ／ｈの低速走行時で後退方向に回転する時には、油浴潤滑方式によって減速部Ｂを潤滑する。このとき図１２に二点鎖線で示す油面まで、潤滑油がオイルタンク５３および減速部Ｂの内部にそれぞれ貯留する。
【００７０】
本実施形態において、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相をずらして２枚設けた例を示したが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相をずらして設けるとよい。
【００７１】
また、この実施形態のインホイールモータ駆動装置２１においては、サイクロイド式の減速機を採用した例を示したが、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機であってもよい。
【００７２】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明になるインホイールモータ駆動装置は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
【符号の説明】
【００７４】
２１  インホイールモータ駆動装置、      ２２  ケーシング、      
２２ａ  モータケーシング、      ２２ｂ  減速部ケーシング、      
２２ｐ  ポンプケーシング、      ２２ｔ  モータリヤカバー、      
２３  ステータ、      ２４  ロータ、      ２５  減速部入力軸、      
２５ａ，２５ｂ  偏心部、      ２６ａ，２６ｂ  曲線板、      
２７  外ピン、      ２８  減速部出力軸、      ３１  内ピン、      
３２  車輪ハブ、      ３３  転動体、      ３３ａ  外輪部材、      
３５  モータ回転軸、      ４５  外ピン保持部、      ５１  オイルポンプ、      
５２  吸入油路、      ５３  オイルタンク、      ５４  吐出油路、      
５５，５６  供給油路、      ５７  軸線油路、      
５８ａ，５８ｂ  分岐油路、      ５８ｃ  開口、      ５９  ロータ油路、      
６０ａ  排出横孔、      ６０ｂ  排出油路、      ６１  補強部材、      
６１ｂ  大径円板部、      ６１ｄ  円筒部、      ６３  排出調整弁、      
６４  弁体収容空間、      ６４ｓ  孔底、      ６５  弁体、      
６５ｂ  貫通孔、      ６５ｔ  先端部、      ６６  シリンダ、      
６６ｂ  底壁、      ６６ｔ  案内溝、      ６７  ピストン、      
６７ｆ  表面、      ６７ｓ  突起、      ６８  バネ、      ６９  本体、      
７１  弁作動油路、      ７２  液室、      ７３  オーバーフロー孔、      
Ａ  モータ部、      Ｂ  減速部、      Ｃ  車輪ハブ軸受部、      
Ｌ  内部空間、      Ｏ  軸線、      Ｘ  自転軸心。
【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】
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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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