(57)【要約】【課題】回り止め機構の係合部および被係合部のフレッティングを抑制する。【解決手段】車両用モータ駆動装置のモータ部および減速部は、ケーシング（２２）内に配置されている。減速部は、減速部の外郭を形成する減速機ハウジング（４５）を含んでおり、車両用モータ駆動装置は、ケーシング（２２）と減速機ハウジング（４５）とが対向する対向部に、両者の相対回転を防止する回り止め機構（７）を備えている。回り止め機構（７）は、ケーシング（２２）および減速機ハウジング（４５）の少なくとも一方に設けられた被係合部（７１，７２）と、被係合部（７１，７２）に係合する係合部（７３，７４）と、被係合部（７１，７２）および係合部（７３，７４）の少なくとも一方の接触面に設けられた固体潤滑皮膜（８０）とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシング内に配置されたモータ部と、前記ケーシング内に配置され、前記モータ部から入力される回転を減速して出力する減速部とを備え、
前記減速部は、前記減速部の外郭を形成し、前記ケーシング内に嵌め入れられる減速機ハウジングを含み、
前記ケーシングと前記減速機ハウジングとが対向する対向部に設けられ、両者の相対回転を防止する回り止め機構をさらに備え、
前記回り止め機構は、前記ケーシングおよび前記減速機ハウジングの少なくとも一方に設けられた被係合部と、前記被係合部に係合することにより前記ケーシングと前記減速機ハウジングとの相対回転を防止する係合部と、前記被係合部および前記係合部の少なくとも一方の接触面に設けられた固体潤滑皮膜とを含む、車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記固体潤滑皮膜は、表面処理によって前記接触面に付着されている、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記対向部において、前記ケーシングと前記減速機ハウジングとが軸方向に対向しており、
前記被係合部は、前記ケーシングおよび前記減速機ハウジングの一方に設けられた筒部材を有し、
前記係合部は、前記ケーシングおよび前記減速機ハウジングの他方に設けられ、前記筒部材内に挿入されるピンであり、
前記固体潤滑皮膜は、前記筒部材の内面および前記ピンの外表面のうちの少なくともいずれか一方に付着されている、請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記筒部材は、弾性的に変形可能な弾性ブッシュにより構成される、請求項３に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記対向部において、前記ケーシングと前記減速機ハウジングとが径方向に対向しており、
前記被係合部は、前記ケーシングおよび前記減速機ハウジングの双方にそれぞれ設けられた２つの凹部を有し、
前記係合部は、前記２つの凹部に跨って配置されるピンであり、
前記固体潤滑皮膜は、前記２つの凹部の凹面および前記ピンの外表面のうちの少なくともいずれか一方に付着されている、請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記固体潤滑皮膜は、ＰＴＦＥ、窒化硼素、二硫化モリブデン、およびグラファイトのうち、いずれか１つの固体潤滑剤を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
前記固体潤滑皮膜は、ニッケルを含む金属に、粒子状の前記固体潤滑剤が分散された複合メッキ皮膜である、請求項６に記載の車両用モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用モータ駆動装置に関し、特に、ケーシングとケーシング内に嵌め入れられる減速機ハウジングとの相対回転を防止する回り止め機構を備えた車両用モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動輪を駆動するモータ駆動装置は、モータ部と、モータ部から入力される回転を減速して出力する減速部と、これらを収容するケーシングとを備えている。減速部が、その外郭を形成する減速機ハウジングを含む構成の場合、ケーシングと減速機ハウジングとの対向部に回り止め機構を設け、両者の相対回転を防止する技術が従来から提案されている。減速部がサイクロイド減速機で構成される場合、減速機ハウジングは、外ピン保持部である。
【０００３】
たとえば特開２０１３−１４８１９８号公報（特許文献１）には、回り止め機構が、サイクロイド減速機の外ピン保持部（内歯車）の一対のフランジに設けられた円筒部材と、ケーシングに設けられ、円筒部材に挿入された支持ピンとを含む構成が開示されている。また、同文献では、円筒部材を弾性変形可能な円筒状の弾性ブッシュにより構成することで、回り止め機構に、内歯車を弾性支持する弾性支持機能を付与した構成が開示されている。
【０００４】
特開２００９−５２６３０号公報（特許文献２）には、弾性支持機能を有さない回り止め機構が開示されている。具体的には、対面する外ピン保持部の外径面とケーシングの内径面とにキー溝を設け、キー溝に跨るようにキー（ピン）を配置した構成や、対面する外ピン保持部の外径面とケーシングの内径面との一方側に他方に向かって突出する凸部を設け、他方側に凸部を受け入れる凹部を設けた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４８１９８号公報
【特許文献２】特開２００９−５２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されたような弾性支持方式の回り止め機構によれば、サイクロイド減速機の曲線板（外歯車）からの回転トルクの負荷によって外ピン保持部が振動したとしても、回り止め機構において振動が吸収されるため、外ピン保持部の振動がケーシングに伝達されることを防止することができる。そのため、静粛性の向上という観点からすれば、特許文献２に示されたような非弾性支持方式よりも、弾性支持方式の方が有利といえる。
【０００７】
しかしながら、いずれの支持方式においても、ピンなどの係合部と係合部に係合される被係合部との接触領域（嵌合部）には、オイルポンプから吐出される潤滑油が流れ難い。一般的に、回り止め機構の係合部および被係合部の材質はいずれも金属であり、運転中は小振幅で揺動し、接触部分には振動荷重が加わっている。運転中に、これらの嵌合部に潤滑不足が生じると、係合部および被係合部の接触面にフレッティング（表面損傷）が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回り止め機構の係合部および被係合部のフレッティングを抑制することのできる車両用モータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従う車両用モータ駆動装置は、ケーシングと、ケーシング内に配置されたモータ部と、ケーシング内に配置され、モータ部から入力される回転を減速して出力する減速部とを備えている。減速部は、減速部の外郭を形成し、ケーシング内に嵌め入れられる減速機ハウジングを含む。車両用モータ駆動装置は、ケーシングと減速機ハウジングとが対向する対向部に設けられ、両者の相対回転を防止する回り止め機構をさらに備えている。回り止め機構は、ケーシングおよび減速機ハウジングの少なくとも一方に設けられた被係合部と、被係合部に係合することによりケーシングと減速機ハウジングとの相対回転を防止する係合部と、被係合部および係合部の少なくとも一方の接触面に設けられた固体潤滑皮膜とを含む。
【００１０】
この車両用モータ駆動装置によれば、被係合部と係合部とが固体潤滑皮膜を介して接触するため、運転中に、回り止め機構の被係合部と係合部との接触領域に潤滑油不足が生じたとしても、被係合部および係合部のフレッティングを抑制することができる。
【００１１】
好ましくは、固体潤滑皮膜は、表面処理によって接触面に付着されている。
【００１２】
上記対向部において、ケーシングと減速機ハウジングとが軸方向に対向している場合、好ましくは、被係合部は、ケーシングおよび減速機ハウジングの一方に設けられた筒部材を有し、係合部は、ケーシングおよび減速機ハウジングの他方に設けられ、筒部材内に挿入されるピンである。この場合、固体潤滑皮膜は、筒部材の内面およびピンの外表面のうちの少なくともいずれか一方に付着されていることが望ましい。
【００１３】
円筒部材は、弾性的に変形可能な弾性ブッシュにより構成されていてもよい。
【００１４】
上記対向部において、ケーシングと減速機ハウジングとが径方向に対向している場合、好ましくは、被係合部は、ケーシングおよび減速機ハウジングの双方にそれぞれ設けられた２つの凹部を有し、係合部は、２つの凹部に跨って配置されるピンである。この場合、固体潤滑皮膜は、２つの凹部の凹面およびピンの外表面のうちの少なくともいずれか一方に付着されていることが望ましい。
【００１５】
好ましくは、固体潤滑皮膜は、ＰＴＦＥ、窒化硼素、二硫化モリブデン、およびグラファイトのうち、いずれか１つの固体潤滑剤を含む。
【００１６】
より好ましくは、固体潤滑皮膜は、ニッケルを含む金属に、粒子状の固体潤滑剤が分散された複合メッキ皮膜である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回り止め機構の係合部および被係合部のフレッティングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係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線に沿って切断したインホイールモータ駆動装置の横断面図である。
【図３】図１中の減速部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における回り止め機構の概略的な構成を示す縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した横断面図であり、回り止め機構の係合部の配置例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における回り止め機構の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における回り止め機構の固体潤滑皮膜の付着位置の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２における回り止め機構の概略的な構成を示す縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した横断面図であり、回り止め機構を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における回り止め機構の固体潤滑皮膜の付着位置の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の変形例における回り止め機構の概略的な構成を示す横断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の変形例における回り止め機構の固体潤滑皮膜の付着位置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る車両用モータ駆動装置は、インホイールモータ駆動装置であり、例えば電気自動車などの車両の駆動輪におけるホイールの内側に取付けられる。
【００２１】
（基本構成について）
はじめに、インホイールモータ駆動装置の基本構成について説明する。図１を参照して、インホイールモータ駆動装置２１は、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および減速部Ｂは、ケーシング２２内に組み込まれている。
【００２２】
ケーシング２２は、モータ部Ａを取り囲むように配置されるモータケーシング２２ａ、ポンプケーシング２２ｐ、およびモータカバー２２ｔと、減速部Ｂを取り囲むように配置される減速部ケーシング２２ｂとを有する。これらは、ボルト等により、あるいは一体形成により、相互に結合して１個のケーシング２２を構成する。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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は、オイルポンプ５１を備える。ケーシング２２の一部であるモータカバー２２ｔは、略円板形状であって、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の端部でもある。
【００２５】
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嵌合（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が挿入固定される。
【００２６】
減速部Ｂは、モータ部Ａの軸線Ｏ方向一方側に同軸配置されたサイクロイド減速機であり、円筒形状の減速部ケーシング２２ｂ内に収容されている。減速部Ｂは、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、補強部材６１とを有する。複数の外ピン２７は、外ピン保持部４５に保持されている。減速部Ｂは、さらに、複数の外ピン２７を保持する外ピン保持部４５を有している。外ピン保持部４５は、減速部Ｂの外郭を形成し、ケーシング２２内に嵌め入れられる減速部ハウジングである。
【００２７】
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。減速部入力軸２５は、偏心部２５ａ，２５ｂよりもモータ部Ａに近い側で、転がり軸受３８によって回転自在に支持される。
【００２８】
２個で一対の偏心部２５ａ，２５ｂは、円板形状であり、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する。
【００２９】
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３１ａの孔壁面と転がり接触する。
【００３０】
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。曲線板２６ａについても同様である。
【００３１】
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。
【００３２】
外ピン２７は、上述のように外ピン保持部４５に保持されている。より具体的には、図３に示すように、外ピン２７の軸線方向両端部が、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。
【００３３】
インホイールモータ駆動装置２１の軽量化の観点から、減速部ケーシング２２ｂを含めて、ケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成されている。一方、高い強度が求められる外ピン保持部４５は、炭素鋼で形成されていることが望ましい。
【００３４】
図３を参照して、外ピン保持部４５は円筒形状であり、外ピン保持部４５の軸方向中央部４５ｃが両端側の軸方向端部４５ａ，４５ｂよりも大径にされる。そして小径の軸方向端部４５ａ，４５ｂと大径の軸方向中央部４５ｃとの間の環状空間に、外ピン２７が配置される。また外ピン保持部４５は、軸方向端部４５ａ，４５ｂよりも内径側に曲線板２６ａ，２６ｂ、減速部出力軸２８の端部、内ピン３１、偏心部２５ａ，２５ｂ、減速部入力軸２５の端部を収容する。２枚の曲線板２６ａ，２６ｂ間には環状のセンターカラー２９が配置される。センターカラー２９は曲線板２６ａ，２６ｂが軸線Ｏに対して傾くことを防止する。
【００３５】
減速部ケーシング２２ｂからみて外ピン保持部４５はフローティング状態にされ、外ピン保持部４５の外周面は減速部ケーシング２２ｂの内壁面から離隔する。ただし、外ピン保持部４５は、ケーシング２２に対して相対回転不能に取付けされている。サイクロイド減速機では特に、外歯車としての曲線板２６ａ，２６ｂを偏心揺動運動させるため、内歯車としての外ピン保持部４５をケーシング２２に対して回り止めしておく必要がある。そのため、インホイールモータ駆動装置２１は、外ピン保持部４５とケーシング２２との相対回転を防止するための回り止め機構を備えている。これについては、後に詳述する。
【００３６】
減速部出力軸２８は、モータ部Ａ側の端部に位置する大径フランジ部２８ｂと、車輪ハブ軸受部Ｃ側に位置する軸部２８ｄとを有する。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の内周面に転がり軸受３９が配置される。
【００３７】
大径フランジ部２８ｂの外縁部には、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（図１参照）。
【００３８】
図３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よりも小径の小径円板部６１ｃと、小径円板部６１ｃの内周縁からモータ部Ａへ延びるさらに小径の円筒部６１ｄとを含む。円筒部６１ｄは軸線Ｏに沿って延びる形状であるのに対し、大径円板部６１ｂおよび小径円板部６１ｃは、互いに一体形成されて軸線Ｏ直角方向に広がる円板部である。
【００３９】
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、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、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）。小径円板部６１ｃの内周面には転がり軸受３８が配置され、転がり軸受３８は減速部入力軸２５を回転自在に支持する。
【００４０】
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、補強部材６１、および車輪ハブ３２は、図１に示すように、減速部Ｂの駆動力を駆動輪（ボルト３２ｃと連結する図示しない駆動輪）に伝達する車輪側回転部材を構成する。
【００４１】
モータ回転軸３５とスプライン嵌合する減速部入力軸２５の端部を除き、減速部入力軸２５の大部分は、環状の補強部材６１から減速部出力軸２８の小径フランジ部２８ｃまでの軸線方向位置と一致する。そして減速部入力軸２５は、補強部材６１の内部および円形凹部３４に配置されて、一方端側で転がり軸受３９を介して減速部出力軸２８に回転自在に支持され、他方端側で転がり軸受３８を介して補強部材６１に回転自在に支持される。
【００４２】
外ピン保持部４５の両端部には金属製の転がり軸受６２，６４が配置される。転がり軸受６２，６４は車輪側回転部材を回転自在に支持する。転がり軸受６２はモータ部Ａに近い側に配置され、転がり軸受６４は車輪ハブ軸受部Ｃに近い側に配置される。
【００４３】
図３に示すように、転がり軸受６２の外輪６２ａは外ピン保持部４５における軸方向端部４５ａの内周面に相対回転不能に取り付けられ、転がり軸受６２の内輪６２ｂは補強部材６１の小径円板部６１ｃの外周面に相対回転不能に取り付けられる。複数の転動体６２ｃは外輪６２ａおよび内輪６２ｂ間の環状空間に配置される。複数の転動体６２ｃは図示しない保持器によって円周方向等間隔に保持されている。大径円板部６１ｂの外周面および小径円板部６１ｃの外周面は環状段差を構成する。そして転がり軸受６２は、これら大径円板部６１ｂと小径円板部６１ｃの環状段差に収納され、内ピン３１と同じ径方向位置に配置される。
【００４４】
転がり軸受６４の外輪６４ａは外ピン保持部４５における軸方向端部４５ｂの内周面に相対回転不能に取り付けられ、転がり軸受６４の内輪６４ｂは減速部出力軸２８の小径フランジ部２８ｃの外周面に相対回転不能に取り付けられる。複数の転動体６４ｃは、外輪６４ａおよび内輪６４ｂ間の環状空間に配置される。複数の転動体６２ｃは図示しない保持器によって円周方向等間隔に保持されている。大径フランジ部２８ｂの外周面および小径フランジ部２８ｃの外周面は環状段差を構成する。そして転がり軸受６４は、これら大径フランジ部２８ｂと小径フランジ部２８ｃの環状段差に収納され、内ピン３１と同じ径方向位置に配置される。
【００４５】
図１を参照して、オイルポンプ５１は、ポンプケーシング２２ｐの壁内部に設けられた吸入油路５２および吐出油路５４と接続し、減速部Ｂの下部に設けられたオイルタンク５３から吸入油路５２を経て潤滑油を吸い込み、吐出油路５４から潤滑油を吐き出す。吐出油路５４は、モータ部Ａに設けられて潤滑油を冷却する冷却油路５５（モータケーシング２２ａの壁内部）と、モータカバー２２ｔの壁内部に設けられた連絡油路５６と、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に沿って延びる軸線油路５７と、減速部Ｂで、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および偏心部２５ｂ内を同様に延びる分岐油路５８ｂと、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）および軸線油路５７の先端に開口する油路５８ｃと順次接続する。
【００４６】
そしてオイルポンプ５１から吐出した潤滑油は、これら油路５４，５５，５６，５７，５８ａ（５８ｂ）、５８ｃおよび孔４３を順次流れて、減速部Ｂ内部（転がり軸受３８，３９，４１，６２，６４、曲線板２６ａ，２６ｂ、内ピン３１、および外ピン２７等）を潤滑する。潤滑後の潤滑油は落下してオイルタンク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、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を潤滑する。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。
【００４７】
車輪ハブ軸受部Ｃは、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は図１に示すように減速部出力軸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を複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。
【００４８】
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が嵌合する。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。
【００４９】
（作動原理について）
次に、上記構成のインホイールモータ駆動装置２１の作動原理について説明する。
【００５０】
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生じる電磁力を受けて、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、本実施形態においては、減速部Ｂの曲線板２６ａ，２６ｂを１８０°位相を変えて２枚設けたが、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°位相を変えて設けるとよい。そして本実施形態のセンターカラー２９を２枚準備しておき、隣り合う曲線板間にそれぞれ設けるとよい。
【００５５】
また、本実施形態における運動変換機構は、減速部出力軸２８に固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される例を示したが、これに限ることなく、減速部Ｂの回転を車輪ハブ３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。例えば、曲線板に固定された内ピンと、車輪側回転部材に形成された穴とで構成される運動変換機構であってもよい。
【００５６】
なお、本実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Ａから駆動輪に伝達される。したがって、上述のように減速された動力は高トルクに変換されたものとなっている。
【００５７】
また、本実施例における作動の説明では、モータ部Ａに電力を供給してモータ部Ａを駆動させ、モータ部Ａからの動力を駆動輪に伝達させたが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするような場合には、駆動輪側からの動力を減速部Ｂで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Ａに伝達し、モータ部Ａで発電しても良い。さらに、ここで発電した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後でモータ部Ａを駆動させてもよいし、車両に備えられた他の電動機器等の作動に用いてもよい。
【００５８】
（回り止め機構について）
ここで、本実施の形態のインホイールモータ駆動装置２１に備えられる回り止め機構について説明する。
【００５９】
図４を参照して、外ピン保持部４５とケーシング２２とが軸方向に対向する対向部には、両者の相対回転を防止する回り止め機構７が設けられている。回り止め機構７は、ケーシング２２に設けられた円筒部材７１，７２と、外ピン保持部４５に設けられ、軸線Ｏと平行に延びるピン７３，７４とを有している。係合部としてのピン（以下「係合ピン」という）７３，７４が、被係合部としての円筒部材７１，７２にそれぞれ係合することによって、ケーシング２２に対する外ピン保持部４５の相対回転が抑制される。なお、係合ピン７３，７４によって外ピン保持部４５が支持されるため、係合ピン７３，７４は支持ピンともいう。
【００６０】
具体的には、２つの係合ピン７３，７４は、外ピン保持部４５の軸方向中央部４５ｃの外側部周上に、それぞれモータ部Ａ側および車輪ハブ軸受部Ｃ側に突出した状態で同軸上に配置される。円筒部材７１は、モータ部Ａ側に位置するケーシング２２の内壁面に設けられ、係合ピン７３を受け入れる。円筒部材７２は、車輪ハブ軸受部Ｃ側に位置するケーシング２２の内壁面に設けられ、係合ピン７４を受け入れる。
【００６１】
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した横断面図であり、外ピン保持部４５の内部の図示は省略したものである。図５に示されるように、係合ピン７３，７４を一対として複数対の係合ピンが、円周方向に等間隔で設けられている。係合ピン７３，７４は、例えば、外ピン２７よりも外径側であって、外ピン２７の円周方向位置と重ならない位置に設けられている。なお、図５では、４対の係合ピン７３，７４が９０度間隔で設けられた例を示したが、係合ピンの個数および間隔はこのような例に限定されない。
【００６２】
本実施の形態の回り止め機構７は、弾性支持機能を有しており、円筒部材７１，７２は、たとえば弾性的に変形可能な弾性ブッシュにより構成される。図６を参照して、一方の円筒部材７１の構造について説明する。なお、他方の円筒部材７２の構造も同様である。
【００６３】
図６に示されるように、円筒部材７１は、径の異なる一対の金属リング７１ａ，７１ｂ間にゴム７１ｃを設けて加硫接着したゴムブッシュにより構成されている。円筒部材７１は、大径の金属リング７１ａがケーシング２２に設けられたブッシュ組込孔に嵌め入れられることによって、ケーシング２２に取付られる。より具体的には、ケーシング２２の内側壁に環状板（図示せず）を取付け、その環状板の周方向に間隔をおいて複数のブッシュ組込孔が形成されている。なお、金属リング７１ａはブッシュ組込孔に対してすきま嵌めされてもよいし、締り嵌めされてもよい。小径の金属リング７１ｂ内に係合ピン７３が嵌め入れられる。
【００６４】
図６には、円筒部材７１内に嵌め入れられる係合ピン７３の構造も示されている。なお、円筒部材７２内に嵌め入れられる係合ピン７４の構造も同様である。係合ピン７３は、略円柱形状に形成されており、その軸方向中央部にフランジ７３ｃが設けられている。フランジ７３ｃよりも一方端部側に位置するベース部７３ａが、外ピン保持部４５に設けられた係合ピン組込孔に嵌め入れられる。フランジ７３ｃよりも他方端部側に位置する突出部７３ｂが、円筒部材７１の小径の金属リング７１ｂ内に嵌め入れられる。
【００６５】
ここで、本実施の形態では、円筒部材７１と係合ピン７３との少なくとも一方の接触面に、自己潤滑性を有する固体潤滑皮膜８０が設けられている。つまり、円筒部材７１と係合ピン７３とは、固体潤滑皮膜８０を介して接触し合う。なお、本実施の形態での「接触面」は、円筒部材７１と係合ピン７３との二部材に着目した場合に、互いに対向し、接触関係にある面を示す。
【００６６】
図７に示されるように、たとえば、円筒部材７１の内周面（内面）７１０と、係合ピン７３における突出部７３ｂの外周面（外表面）７３０との双方に、固体潤滑皮膜８０が付着されている。固体潤滑皮膜８０は、公知の表面処理技術によって、これらの面に付着される。係合ピン７３の突出部７３ｂが、たとえばテーパ部を含んでいる場合には、テーパ部の外周面には固体潤滑皮膜８０が付着されていなくてもよい。このように、円筒部材７１および係合ピン７３の双方の接触面が、固体潤滑皮膜８０によりコーティングされるため、接触面の潤滑性を安定的に向上させることができる。なお、図６には、円筒部材７１の内周面にのみ固体潤滑皮膜８０が付着された例が示されている。
【００６７】
固体潤滑皮膜８０は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、窒化硼素、二硫化モリブデン、およびグラファイトのうち、いずれか１つの固体潤滑剤を含む。ＰＴＦＥは、有機高分子化合物の代表例であり、窒化硼素、二硫化モリブデンおよびグラファイトは、層状構造化合物の代表例である。具体的には、自己潤滑性、耐摩耗性、および耐損傷性の観点から、固体潤滑皮膜８０として、無電解ニッケルを含む金属（例えばニッケルとリンの合金メッキ）に、粒子状のＰＴＦＥが分散された複合メッキ皮膜を採用することが望ましい。あるいは、ＰＴＦＥに代えて、窒化硼素が分散された複合メッキ皮膜を採用してもよい。
【００６８】
このように、本実施の形態では、回り止め機構７に固体潤滑皮膜８０が含まれる。そのため、オイルポンプ５１から吐出された潤滑油が、円筒部材７１と係合ピン７３との嵌合部に流入し難い構造であったとしても、円筒部材７１および係合ピン７３のフレッティングを抑制することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、固体潤滑皮膜８０が、非流動性の乾燥皮膜であることとしたが、固体潤滑皮膜８０は、グリースに固体潤滑剤が配合された半固体状の皮膜であってもよい。この場合、円筒部材７１と係合ピン７３との嵌合部を密閉構造とし、密閉された嵌合部に半固体状の固体潤滑皮膜を充填してもよい。この場合の固体潤滑皮膜としては、耐摩耗性の観点から、二硫化モリブデンなどを含有するリチウム系またはウレア系グリースを採用することが望ましい。
【００７０】
また、円筒部材７１，７２がケーシング２２に設けられ、係合ピン７３，７４が外ピン保持部４５に設けられることとしたが、逆に、円筒部材７１，７２が外ピン保持部４５に設けられ、係合ピン７３，７４がケーシング２２に設けられていてもよい。
【００７１】
また、被係合部が円筒部材７１，７２として説明したが、円筒状以外の形状の筒状部材により構成されていてもよい。同様に、係合部が円柱状に形成された係合ピン７３，７４として説明したが、他形状の係合ピンにより構成されていてもよい。
【００７２】
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１のインホイールモータ駆動装置は、弾性支持方式の回り止め機構を備えていたが、本実施の形態のインホイールモータ駆動装置は、非弾性支持方式の回り止め機構を備えている。以下に、実施の形態１のインホイールモータ駆動装置と異なる点のみ詳細に説明する。
【００７３】
図８および図９に示されるように、本実施の形態における回り止め機構７Ａは、外ピン保持部４５とケーシング２２とが径方向に対向する対向部に設けられている。回り止め機構７Ａは、ケーシング２２および外ピン保持部４５の双方にそれぞれ設けられた２つの凹部７５，７６と、凹部７５，７６に跨って配置される係合ピン７７とを有している。係合部としての係合ピン７７が、被係合部としての凹部７５，７６に係合することによって、ケーシング２２に対する外ピン保持部４５の相対回転が抑制される。なお、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した横断面図であり、外ピン保持部４５の内部の図示は省略したものである。
【００７４】
具体的には、外ピン保持部４５の外径面に凹部７６が設けられており、凹部７６に対向するケーシング２２の内径面に凹部７５が設けられている。凹部７５，７６は、例えば軸線Ｏに沿って溝状に形成されている。本実施の形態では、それぞれ半円状に形成された凹部７５，７６内に、円柱状に形成された係合ピン７７がすきま嵌めされる。
【００７５】
回り止め機構７Ａにおいては、凹部７５，７６と係合ピン７７との少なくとも一方の接触面に、固体潤滑皮膜８０が設けられている。たとえば、図１０に示されるように、凹部７５，７６の凹面７５０，７６０と係合ピン７７の外周面７７０との双方に、固体潤滑皮膜８０が付着されている。これにより、非弾性支持方式の回り止め機構７Ａにおいても、車両の運転中に凹部７５，７６と係合ピン７７との嵌合部に潤滑油が不足しても、凹部７５，７６および係合ピン７７のフレッティングを防止することができる。
【００７６】
なお、固体潤滑皮膜８０を適用可能な回り止め機構は、係合部と被係合部との係合によりケーシング２２に対して外ピン保持部４５を回り止めする構造であれば、回り止め機構７Ａのような構造に限定されない。非弾性支持方式の回り止め機構の他の構造例を、変形例として以下に示す。
【００７７】
（変形例）
図１１には、非弾性支持方式の回り止め機構７Ｂが示されている。回り止め機構７Ｂでは、係合部が、外ピン保持部４５の外径面に設けられた凸部７９であり、被係合部が、凸部７９に対向するケーシング２２の内径面に設けられた凹部７８である。回り止め機構７Ｂにおいても、図１２に示されるように、嵌合し合う凹部７８の凹面７８０および凸部７９の凸面７９０の少なくとも一方に、固体潤滑皮膜８０が付着されている。
【００７８】
なお、上記した回り止め機構７Ａおよび７Ｂは、いずれも非弾性支持方式の例として示したが、回り止め機構７Ａおよび７Ｂの凹凸係合を弾性支持方式に採用してもよい。たとえば特許文献１において提案されているように、外ピン保持部４５が、その外径部に、大径円筒体と小径円筒体とそれらに介在される弾性部材とを有していれば、上記した回り止め機構は、弾性支持方式の回り止め機構として機能する。
【００７９】
同様に、実施の形態１で示した回り止め機構７は、弾性支持方式の例として示したが、回り止め機構７の凹凸係合を非弾性支持方式に採用することもできる。すなわち、実施の形態１で示した円筒部材７１，７２を、弾性を有さない一般的なブッシュにより構成すれば、円筒部材と係合ピンとを含む回り止め機構は、非弾性支持方式の回り止め機構として機能する。
【００８０】
以上説明したように、各実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１は、支持方式の種類に関わらず、回り止め機構に固体潤滑皮膜８０を設けている。したがって、運転中に、回り止め機構の係合部および被係合部の嵌合部に潤滑油不足が生じても、係合部および被係合部が固体潤滑皮膜を介して接触するため、フレッティングを効果的に抑制することができる。その結果、インホイールモータ駆動装置２１の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００８１】
なお、各実施形態では、ケーシング２２とサイクロイド減速機の外ピン保持部４５との相対回転を防止する回り止め機構について説明したが、限定的ではない。たとえば、上記した回り止め機構は、ケーシング２２に遊星歯車機構の内歯車を相対回転不能に取付ける形態にも適用可能である。すなわち、ケーシング２２内に配置される減速部Ｂは、遊星歯車減速機を含んでいてもよい。
【００８２】
また、各実施形態に示した車両用モータ駆動装置は、減速部出力軸２８により車輪ハブ３２を直接回転させるインホイール方式としたが、減速部出力軸にジョイントを介して駆動軸を接続し、この駆動軸により車輪ハブを駆動するオンボード方式のものであってもよい。
【００８３】
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と考えられるべきである。本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】
【００８４】
７，７Ａ，７Ｂ  回り止め機構、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、２９  センターカラー、３１  内ピン、３２  車輪ハブ、３４  円形凹部、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  冷却油路、５６  連絡油路、５７  軸線油路、５８ａ，５８ｂ  分岐油路、５９  ロータ油路、６１  補強部材、７１，７２  円筒部材、７１ａ，７１ｂ  金属リング、７１ｃ  ゴム、７３，７４，７７  係合ピン、７５，７６，７８  凹部、７９  凸部、８０  固体潤滑皮膜、Ａ  モータ部、Ｂ  減速部、Ｃ  車輪ハブ軸受部、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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