(57)【要約】【課題】音響性能および耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機を提供する。【解決手段】偏心部２５ａ，２５ｂを有する入力軸２５と、該入力軸２５を出力軸２８に対して回転自在に支持する転がり軸受３７，３７とを備え、入力軸２５に、その内部を軸方向に延びる潤滑油路２５ｃと、径方向に延び、潤滑油路２５ｃ内を流通する潤滑油を曲線板２６ａ，２６ｂを支持する転がり軸受４１，４１に供給する第１給油孔Ｐ1とが設けられたサイクロイド減速機であって、転がり軸受３７，３７が入力軸２５に対してすきま嵌めで嵌合され、入力軸２５が、径方向に延び、内径端部が潤滑油路２５ｃに開口すると共に外径端部が転がり軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２に開口した第２給油孔Ｐ2をさらに有する。【選択図】図２
2016035278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心部を有する入力軸と、第１転がり軸受を介して前記偏心部の外周に回転自在に嵌合され、前記入力軸の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う曲線板と、該曲線板の外周部に係合して前記曲線板に自転運動を生じさせる複数の外ピンと、前記曲線板の自転運動を出力軸の回転運動に変換する運動変換機構と、前記入力軸を前記出力軸に対して回転自在に支持する第２転がり軸受とを備え、前記入力軸に、その内部を軸方向に延びる軸方向油路と、径方向に延び、前記軸方向油路内を流通する潤滑油を前記第１転がり軸受に供給する第１給油孔とが設けられたサイクロイド減速機であって、
前記第２転がり軸受を前記入力軸に対してすきま嵌めで嵌合し、
前記入力軸に、径方向に延び、内径端部が前記軸方向油路に開口すると共に外径端部が前記第２転がり軸受との嵌合部に開口した第２給油孔をさらに設けたことを特徴とするサイクロイド減速機。
【請求項２】
前記第２給油孔の外径端部を、前記嵌合部の軸方向中央部に開口させたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロイド減速機。
【請求項３】
前記偏心部は、前記入力軸の軸方向二箇所に位相を１８０°異ならせて設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサイクロイド減速機。
【請求項４】
前記第２給油孔を、前記偏心部の偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた位置に設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のサイクロイド減速機。
【請求項５】
前記第２転がり軸受は、ボールを介して相対回転する内輪および外輪を有する玉軸受であり、前記第２給油孔の外径端部の開口径を、前記ボールの直径の１０％以上４０％以下に設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のサイクロイド減速機。
【請求項６】
前記入力軸が肌焼き鋼で形成され、熱処理として浸炭焼入れ焼戻しが施されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のサイクロイド減速機。
【請求項７】
モータ部、減速部および車輪用軸受部を有するインホイールモータ駆動装置であって、
前記減速部に請求項１〜６の何れか一項に記載のサイクロイド減速機が適用され、該サイクロイド減速機を構成する前記入力軸を、前記モータ部の回転軸にトルク伝達可能に連結してなる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、サイクロイド減速機およびこれを備えたインホイールモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、インホイールモータ駆動装置は、装置全体がホイールの内部に収容され、あるいはホイール近傍に配置される関係上、その重量や大きさが車両のばね下重量（走行性能）や客室スペースの広さに影響を及ぼす。このため、インホイールモータ駆動装置は、できるだけ軽量・コンパクト化する必要がある。その一方、インホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動するために大きなトルクを必要とする。これらの要請を同時に満足すべく、例えば下記の特許文献１には、駆動力を発生させるモータ部に、例えば１５０００ｒｐｍ程度の高回転型のモータを採用すると共に、モータ部と車輪を連結固定する車輪用軸受部との間に設けるべき減速部に、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機を採用したインホイールモータ駆動装置が提案されている。
【０００３】
上記のサイクロイド減速機は、主に、偏心部を有する入力軸と、偏心部の外周に回転自在に嵌合され、入力軸の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う曲線板と、曲線板の外周部に係合して曲線板に自転運動を生じさせる複数の外ピンと、曲線板の自転運動を出力軸の回転運動に変換する運動変換機構とを備える。入力軸は、モータ部の回転軸とトルク伝達可能に連結され、転がり軸受（入力軸支持軸受）を介して出力軸に対して回転自在に支持されている。
【０００４】
入力軸には、入力軸の内部を軸方向に延びた軸方向油路と、径方向に延び、軸方向油路内を流通する潤滑油を減速機の内部に吐出・供給する給油孔とが設けられる。給油孔は、曲線板を支持する転がり軸受に対して効率的に潤滑油を供給するために、入力軸のうち、例えば偏心部の外径面に開口するように設けられる（特許文献１の図１３および図１５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４１０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、出力軸および入力軸に対する入力軸支持軸受の嵌め合いを何れもしまり嵌めとした場合、減速機の組立性が悪化する他、入力軸支持軸受の組込み過程で軸受軌道面に圧痕等が生じて入力軸支持軸受の軸受性能や耐久寿命に悪影響が及ぶおそれがある。そのため、出力軸および入力軸に対する入力軸支持軸受の嵌め合いを、それぞれ、しまり嵌めおよびすきま嵌めとすることが検討されている。
【０００７】
しかしながら、入力軸に対する入力軸支持軸受の嵌め合いをすきま嵌めとした場合、入力軸に上記のような給油孔を設けていても、高トルク出力での運転や長時間の高速運転、あるいは旋回走行の繰り返しにより、入力軸のうち、その支持軸受が嵌合される部位（支持軸受嵌合部）や、入力軸支持軸受の内輪内径面等が摩耗し易く、この原因が支持軸受嵌合部近傍に供給される潤滑油量が少ない為であると判明した。支持軸受嵌合部や入力軸支持軸受の内輪内径面が摩耗すると、入力軸支持軸受による入力軸の支持位置が初期位置からずれ易くなるため、ミスアライメントにより減速機から生じる異音・振動が増加するおそれが高まる。また、各部の摩耗に伴って生じた摩耗粉が潤滑油と共に減速機内部に拡散し、更なる摩耗や圧痕の発生原因、ひいては異音・振動等の発生原因となるおそれがある。
【０００８】
上記の実情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、入力軸とその支持軸受との嵌合部における摩耗、さらには入力軸支持軸受の内輪内径面の摩耗等を効果的に抑制し得るサイクロイド減速機を実現し、これを通じて、音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために創案された本発明は、偏心部を有する入力軸と、偏心部の外周に第１転がり軸受を介して回転自在に嵌合され、入力軸の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う曲線板と、曲線板の外周部に係合して曲線板に自転運動を生じさせる複数の外ピンと、曲線板の自転運動を出力軸の回転運動に変換する運動変換機構と、入力軸を出力軸に対して回転自在に支持する第２転がり軸受とを備え、入力軸に、その内部を軸方向に延びた軸方向油路と、径方向に延び、軸方向油路内を流通する潤滑油を第１転がり軸受に供給する第１給油孔とが設けられたサイクロイド減速機であって、第２転がり軸受を入力軸に対してすきま嵌めで嵌合し、入力軸に、径方向に延び、内径端部が軸方向油路に開口すると共に外径端部が第２転がり軸受との嵌合部に開口した第２給油孔を設けたことを特徴とする。なお、本発明でいう「第１転がり軸受」および「第２転がり軸受」は、それぞれ、上述した「曲線板を支持する転がり軸受」および「入力軸支持軸受」に対応する。
【００１０】
上記構成によれば、入力軸の軸方向油路内を流通する潤滑油を、入力軸と第２転がり軸受との嵌合部（第２転がり軸受を入力軸に対してすきま嵌めで嵌合することにより形成される半径方向すきま）、ひいては、第２転がり軸受の内部に効率良く供給することができる。これにより、入力軸のうち第２転がり軸受との嵌合部の摩耗や、第２転がり軸受の内輪内径面の摩耗を効果的に防止して、ミスアライメントによる異音・振動の発生を防止することができる他、第２転がり軸受の内部摩耗を効果的に防止して、第２転がり軸受の内部摩耗に起因した異音・振動の発生を防止することができる。そのため、音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機を実現することができる。
【００１１】
第２給油孔の外径端部は、上記嵌合部の軸方向中央部に開口させるのが好ましい。このようにすれば、上記嵌合部の全域に潤滑油を行き渡らせ易くなるので、上記嵌合部の摩耗を一層効果的に防止できる。
【００１２】
上記構成において、入力軸の振れ回り、およびこれに起因した入力軸の偏摩耗を可及的に防止するため、偏心部は、入力軸の軸方向二箇所に位相を１８０°異ならせて設けるのが好ましい。
【００１３】
第２給油孔は、偏心部の偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた位置（二箇所）に設けることができる。このようにすれば、入力軸の回転方向に関わらず、何れか一方の第２給油孔の外径端部を第２転がり軸受の荷重負荷域の入口側に位置させることができる（詳細は後述する）。そのため、第２給油孔を介して軸受嵌合部に供給された潤滑油を、入力軸の回転に伴って、上記嵌合部のうち実質的に荷重が負荷される領域に効率良く供給することができる。
【００１４】
第２転がり軸受としては、ボールを介して相対回転する内輪および外輪を有する玉軸受を使用することができる。この場合、第２給油孔の加工性等を確保しつつ、上記嵌合部の摩耗や、第２転がり軸受の内輪（特に内側軌道面）の変形に起因した異音・振動等の発生を可及的に防止するため、第２給油孔の外径端部の開口径は、ボール直径の１０％以上４０％以下に設定するのが好ましい。
【００１５】
上記構成において、入力軸としては、肌焼き鋼で形成され、熱処理として浸炭焼入れ焼戻しが施されたものを使用するのが好ましい。その理由は以下のとおりである。
【００１６】
まず、低炭素鋼の一種である肌焼き鋼は、熱処理前の段階では比較的軟質で加工性に優れるため、所定の形状を簡便かつ高精度に得ることができる。その一方、肌焼き鋼からなるワークに、熱処理として浸炭焼入れ焼戻しを施せば、芯部に必要とされる靱性を確保しつつ、表層部の耐摩耗性および強度向上を実現できる表面硬化層を形成することができる。しかも、浸炭焼入れ焼戻しは、上記同様の表面硬化層を形成することができる他の熱処理方法（具体的には高周波熱処理）と比較して形状の小変更に対する柔軟性を有するので、熱処理に要するコストは少なくて済む。以上より、低コストに作製可能でありながら、軸受嵌合部等の耐摩耗性が高められると共に芯部に必要とされる靱性が確保された入力軸を得ることができる。
【００１７】
以上で説明した本発明に係るサイクロイド減速機は、モータ部、減速部および車輪用軸受部を有するインホイールモータ駆動装置を構成する減速部に好ましく適用することができる。この場合、サイクロイド減速機の入力軸を、モータ部の回転軸にトルク伝達可能に連結すれば、音響性能や耐久寿命に優れたインホイールモータ駆動装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上より、本発明によれば、入力軸とその支持軸受との嵌合部における摩耗、さらには入力軸支持軸受の内輪内径面の摩耗等を効果的に抑制し得るサイクロイド減速機を実現することができる。これにより、音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るサイクロイド減速機を減速部に適用したインホイールモータ駆動装置の一例を示す図である。
【図２】（ａ）図は図１に示す入力軸の縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＺ1−Ｚ1線矢視断面図、（ｃ）図は（ａ）図のＺ2−Ｚ2線矢視断面図である。
【図３】図１のＺ−Ｚ線矢視断面図である
【図４】図１に示すサイクロイド減速機を構成する曲線板に作用する荷重を示す説明図である。
【図５】図１に示すインホイールモータ駆動装置に組み込まれた回転ポンプの横断面図である。
【図６】（ａ）図は図１に示す入力軸の拡大図、（ｂ）図〜（ｅ）図は、それぞれ、（ａ）図のＺ11−Ｚ11線矢視断面図、Ｚ12−Ｚ12線矢視断面図、Ｚ13−Ｚ13線矢視断面図、およびＺ14−Ｚ14線矢視断面図である。
【図７】インホイールモータ駆動装置が搭載される電気自動車の概略平面図である。
【図８】図７の電気自動車を後方から見た概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、図７および図８に基づいてインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車１１の概要を説明する。図７に示すように、電気自動車１１は、シャシー１２と、操舵輪として機能する一対の前輪１３と、駆動輪として機能する一対の後輪１４と、左右の後輪１４のそれぞれを駆動するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。図８に示すように、後輪１４は、シャシー１２のホイールハウス１２ａの内部に収容され、懸架装置１２ｂを介してシャシー１２の下部に固定されている。
【００２１】
懸架装置１２ｂは、左右に延びるサスペンションアームによって後輪１４を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットによって、後輪１４が路面から受ける振動を吸収してシャシー１２の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等の車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、後輪１４の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させることができる独立懸架式とするのが望ましい。
【００２２】
この電気自動車１１では、左右のホイールハウス１２ａの内部に、左右の後輪１４それぞれを回転駆動させるインホイールモータ駆動装置２１が組み込まれるので、シャシー１２上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構等を設ける必要がなくなる。そのため、この電気自動車１１は、客室スペースを広く確保でき、しかも、左右の後輪１４の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
【００２３】
電気自動車１１の走行安定性および騒音・振動・ハーシュネス特性（ＮＶＨ特性）を向上するためには、ばね下重量を抑える必要がある。また、電気自動車１１の客室スペースを拡大するためには、インホイールモータ駆動装置２１を小型化する必要がある。そこで、図１に示すようなインホイールモータ駆動装置２１を採用する。
【００２４】
本発明の実施形態に係るサイクロイド減速機を減速部に適用したインホイールモータ駆動装置２１の一例を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、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の出力を後輪１４（図７、８参照）に伝達する車輪用軸受部Ｃとを備え、これらはケーシング２２に保持されている。詳細は後述するが、このインホイールモータ駆動装置２１は、モータ部Ａおよび減速部Ｂの各所に潤滑油を供給する潤滑機構を有する。モータ部Ａと減速部Ｂはケーシング２２に収納された状態で電気自動車１１のホイールハウス１２ａ（図８参照）内に取り付けられる。
【００２５】
モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されているステータ２３ａと、ステータ２３ａの内側に径方向の隙間を介して対向配置されたロータ２３ｂと、外周にロータ２３ｂを装着した中空構造のモータ回転軸２４とを備えるラジアルギャップモータであり、モータ回転軸２４は１５０００ｒｐｍ程度の回転数で回転可能とされている。
【００２６】
モータ回転軸２４は、その軸方向一方側（図１の右側であり、以下「インボード側」ともいう）および他方側（図１の左側であり、以下「アウトボード側」ともいう）の端部にそれぞれ配置された転がり軸受３６，３６によってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。転がり軸受３６は、いわゆる玉軸受であり、ケーシング２２の内径面に嵌合固定された外輪と、モータ回転軸２４の外径面に嵌合固定された内輪と、外輪と内輪との間に配置された複数のボールと、複数のボールを周方向に離間した状態で保持する保持器とを備える。
【００２７】
車輪用軸受部Ｃは、中空構造のハブ輪３２と、ハブ輪３２をケーシング２２に対して回転自在に支持する車輪用軸受３３とを備える。ハブ輪３２は、減速部Ｂを構成する出力軸２８の軸部２８ｂに連結された円筒状の中空部３２ａと、中空部３２ａのアウトボード側の端部から径方向外向きに延びたフランジ部３２ｂとを一体に有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって後輪１４（図７，８参照）が連結固定されるので、ハブ輪３２の回転時には後輪１４がハブ輪３２と一体回転する。
【００２８】
車輪用軸受３３は、ハブ輪３２の外径面に直接形成された内側軌道面３３ｆおよび外径面の小径段部に嵌合された内輪３３ａを有する内方部材と、ケーシング２２の内径面に嵌合固定された外輪３３ｂと、内方部材と外輪３３ｂの間に配置された複数のボール３３ｃと、ボール３３ｃを周方向に離間した状態で保持する保持器３３ｄと、車輪用軸受３３の軸方向両端部を密封するシール部材３３ｅとを備えた複列アンギュラ玉軸受である。
【００２９】
減速部Ｂは、その主要部がサイクロイド減速機で構成され、モータ部Ａにより回転駆動される入力軸２５と、入力軸２５と同軸に配置された出力軸２８と、入力軸２５の回転を減速した上で出力軸２８に伝達する減速機構とを備える。出力軸２８は、減速機構により減速された入力軸２５の回転を車輪用軸受部Ｃに伝達する。
【００３０】
図２（ａ）にも示すように、入力軸２５の軸方向二箇所には、軸心が入力軸２５の回転軸心に対して偏心した偏心部２５ａ，２５ｂが設けられており、本実施形態ではこれら２つの偏心部２５ａ，２５ｂが入力軸２５と一体に設けられている。２つの偏心部２５ａ，２５ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消し合うため（入力軸２５の振れ回りを防止するため）に、位相を１８０°異ならせて設けられている。
【００３１】
入力軸２５は、軸方向二箇所に離間して配置された転がり軸受（入力軸支持軸受）３７，３７によって出力軸２８に対して回転自在に支持されている。従って、転がり軸受３７，３７が本発明でいう第２転がり軸受に相当する。一方の転がり軸受３７は偏心部２５ａよりもインボード側に配置されて入力軸２５の軸方向略中央部を支持し、他方の転がり軸受３７は偏心部２５ｂよりもアウトボード側に配置されて入力軸２５のアウトボード側の端部を支持している。各転がり軸受３７は、いわゆる玉軸受（深溝玉軸受）であり、図２（ａ）に示すように、入力軸２５の外径面に嵌合された内輪３７ａと、出力軸２８の内径面に嵌合された外輪３７ｂと、内輪３７ａの内側軌道面と外輪３７ｂの外側軌道面の間に配置された複数のボール３７ｃと、複数のボール３７ｃを周方向に離間した状態で保持する保持器（図示せず）とを備える。
【００３２】
各転がり軸受３７（の外輪３７ｂ）と出力軸２８との間の嵌め合い、および各転がり軸受３７（の内輪３７ａ）と入力軸２５との間の嵌め合いは、何れもしまり嵌めとしても良いが、この場合、サイクロイド減速機の組立が困難となる他、転がり軸受３７の組込み過程で転がり軸受３７の軌道面に圧痕等が形成され、転がり軸受３７の軸受性能や耐久寿命に悪影響が及ぶおそれがある。そのため、転がり軸受３７の外輪３７ｂと出力軸２８との間の嵌め合いはしまり嵌めとし、転がり軸受３７の内輪３７ａと入力軸２５との間の嵌め合いはすきま嵌めとしている。
【００３３】
入力軸２５は、そのインボード側の端部外周に形成したスプライン２５ｇ（セレーションを含む。以下同じ。）を、モータ回転軸２４のアウトボード側の端部内周に形成したスプラインに嵌合する、いわゆるスプライン嵌合によってモータ回転軸２４と連結されている。これにより、モータ部Ａの駆動力が減速部Ｂに伝達される。
【００３４】
以上の構成を有する入力軸２５は、例えば、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０、ＳＣｒ４２０等の肌焼き鋼で形成され、熱処理としての浸炭焼入れ焼戻しが施されることにより形成された硬化層（表面硬化層）Ｈを有する。本実施形態では入力軸２５全体に浸炭焼入れ焼戻しを施している。硬化層Ｈの硬度はビッカース硬さ（Ｈｖ）で６６０〜７８０程度であり、芯部（硬化層Ｈが形成されていない部分）の硬度はロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）で２５〜３８程度である。
【００３５】
出力軸２８は、図１に示すように、軸部２８ｂとフランジ部２８ａとを有する。フランジ部２８ａには、後述する内ピン３１のアウトボード側の端部が嵌合固定される孔部（図示例は貫通孔）が形成されており、孔部は、減速機出力軸２８の回転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数形成されている。軸部２８ｂは、車輪用軸受部Ｃを構成するハブ輪３２にスプライン嵌合によって連結されている。出力軸２８は、転がり軸受４６，４６を介して外ピンハウジング６０に対して回転自在に支持されている。
【００３６】
減速機構は、転がり軸受４１，４１（図３参照）を介して偏心部２５ａ，２５ｂの外周に回転自在に嵌合された曲線板２６ａ，２６ｂと、外ピンハウジング６０の固定位置に保持され、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部と係合する複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を出力軸２８の回転運動に変換する運動変換機構とを備える。従って、転がり軸受４１が本発明でいう第１転がり軸受を構成する。
【００３７】
図３に示すように、曲線板２６ａは、その外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有する。また、曲線板２６ａは、その両端面に開口する軸方向の貫通孔３０ａ，３０ｂを有する。貫通孔３０ａは、曲線板２６ａの自転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数設けられており、後述する内ピン３１を１本ずつ受け入れる。貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａの中心に設けられており、減速機入力軸２５の偏心部２５ａ（転がり軸受４１）に嵌合される。
【００３８】
転がり軸受４１は、図３に示すように、外径面に内側軌道面４２ａを有し、偏心部２５ａの外径面に嵌合した内輪４２と、曲線板２６ａの貫通孔３０ｂの内径面に直接形成された外側軌道面４３と、内側軌道面４２ａと外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、円筒ころ４４を保持する保持器（図示せず）とを備える円筒ころ軸受である。内輪４２は、内側軌道面４２ａの軸方向両端部から径方向外側に突出する鍔部４２ｂを有する。本実施形態の転がり軸受４１では、偏心部２５ａとは別体に設けた内輪４２に内側軌道面４２ａを形成しているが、偏心部２５ａの外径面に内側軌道面を直接形成することで内輪４２を省略してもよい。なお、詳細な説明は省略するが、曲線板２６ｂは、曲線板２６ａと同様の構造を有しており、曲線板２６ａを支持する転がり軸受４１と同様の転がり軸受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。
【００３９】
図３に示すように、外ピン２７は、減速機入力軸２５の回転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数設けられている。入力軸２５が回転するのに伴って曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部と外ピン２７とが周方向で係合し、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。各外ピン２７は、図１に示すように、そのインボード側およびアウトボード側の端部にそれぞれ配された一対の転がり軸受（針状ころ軸受）６１，６１、および一対の針状ころ軸受６１，６１を内周に保持した外ピンハウジング６０を介してケーシング２２に回転自在に支持されている。かかる構成により、外ピン２７と曲線板２６ａ，２６ｂとの間の接触抵抗が低減される。
【００４０】
詳細な図示は省略しているが、外ピンハウジング６０は、弾性支持機能を有する回り止め手段（図示せず）によってケーシング２２に対してフローティング状態に支持されている。これは、車両の旋回や急加減速等によって生じる大きなラジアル荷重やモーメント荷重を吸収して、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を減速機出力軸２８の回転運動に変換する運動変換機構の構成部品の損傷を防止するためである。
【００４１】
偏心部２５ａ，２５ｂの軸方向外側には、それぞれ、カウンタウェイト２９が隣接配置されている。カウンタウェイト２９は略扇形状で、入力軸２５の外周に嵌合固定されている。各カウンタウェイト２９は、曲線板２６ａ，２６ｂの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、軸方向に隣接する偏心部２５ａ（又は２５ｂ）と１８０°位相を変えて配置される。
【００４２】
図１および図３に示すように、運動変換機構は、複数の内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた複数の貫通孔３０ａとで構成される。貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１それぞれに対応する位置に設けられている。内ピン３１は、出力軸２８の回転軸心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、そのアウトボード側の端部が出力軸２８のフランジ部２８ａに設けた孔部に固定されている。出力軸２８は入力軸２５と同軸上に配置されているので、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動は、入力軸２５の回転軸心を中心とする回転運動に変換された上で出力軸２８に伝達される。また、内ピン３１と曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するため、曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａに挿入された内ピン３１の外周には針状ころ軸受３１ａが設けられている。貫通孔３０ａの内径寸法は、内ピン３１の外径寸法（「針状ころ軸受３１ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）よりも所定寸法大きく設定されている。
【００４３】
減速部Ｂ（サイクロイド減速機）は、スタビライザ３１ｂをさらに有する。スタビライザ３１ｂは、円環形状の円環部３１ｃと、円環部３１ｃの内径面からインボード側に延びる円筒部３１ｄとを一体に有し、各内ピン３１のインボード側の端部は、円環部３１ｃに固定されている。
【００４４】
ここで、モータ部Ａの駆動時に曲線板２６ａに作用する荷重の状態を図４に基づいて説明する。なお、モータ部Ａの駆動時には、曲線板２６ｂにも以下に説明するのと同様にして荷重が作用する。
【００４５】
入力軸２５に設けられた偏心部２５ａの軸心Ｏ2は、入力軸２５の軸心（回転軸心）Ｏから偏心量ｅだけ偏心している。偏心部２５ａは、転がり軸受４１を介して曲線板２６ａを回転自在に支持するので、その軸心Ｏ2は曲線板２６ａの軸心でもある。曲線板２６ａの外周部は波形曲線で形成され、径方向内向きに窪んだ凹部３４を周方向等間隔に有する。曲線板２６ａの周囲には、凹部３４と周方向で係合する外ピン２７が、入力軸２５の軸心Ｏを中心として周方向に複数配設されている。
【００４６】
図４において、入力軸２５が紙面上で反時計周りに回転すると、偏心部２５ａは入力軸２５の軸心Ｏを中心とする公転運動を行うので、曲線板２６ａの凹部３４が外ピン２７と周方向に順次当接・係合する。この結果、曲線板２６ａは、複数の外ピン２７から図中矢印で示すような荷重Ｆｉを受けて、時計回りに自転する。
【００４７】
また、曲線板２６ａには貫通孔３０ａが軸心Ｏ2を中心として周方向に複数配設されており、各貫通孔３０ａには、入力軸２５と同軸に配置された出力軸２８に固定される内ピン３１が挿通されている。貫通孔３０ａの内径は内ピン３１の外径よりも所定寸法大きいため、内ピン３１は、曲線板２６ａの公転運動の障害とはならず、曲線板２６ａの自転運動を取り出して出力軸２８を回転させる。このとき、出力軸２８は、入力軸２５よりも高トルクかつ低回転数になり、曲線板２６ａは、複数の内ピン３１から図中矢印で示すような荷重Ｆｊを受ける。これらの複数の荷重Ｆｉ、Ｆｊの合力Ｆｓが転がり軸受４１，３７を介して入力軸２５の各転がり軸受４１，３７との嵌合部に作用する。
【００４８】
合力Ｆｓの方向は、曲線板２６ａの波形形状や凹部３４の数などの幾何学的条件の他、遠心力の影響により変化する。具体的には、自転軸心Ｏ2を通り、自転軸心Ｏ2と軸心Ｏとを結ぶ直線Ｙに対して９０°の方向に延びる基準線Ｘと、合力Ｆｓとがなす角度αは概ね３０°〜６０°で変動する。上記の複数の荷重Ｆｉ、Ｆｊは、入力軸２５が１回転する間に荷重の方向や大きさが変化し、その結果、入力軸２５に作用する合力Ｆｓも荷重の方向や大きさが変動する。そして、入力軸２５が１回転すると、曲線板２６ａの凹部３４が減速されて１ピッチ時計回りに回転し、図４の状態になり、これを繰り返す。
【００４９】
次に潤滑機構を説明する。潤滑機構は、モータ部Ａおよび減速部Ｂの各所に潤滑油を供給するものであって、図１および図２（ａ）に示すように、モータ回転軸２４に設けた潤滑油路２４ａ，２４ｂと、入力軸２５に設けた軸方向に延びる潤滑油路２５ｃ，２５ｅと、入力軸２５の軸方向各所に設けられて径方向に延びる潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１，２５ｄ１，２５ｄ２と、スタビライザ３１ｂの内部に設けた潤滑油路（図示せず）と、内ピン３１の内部に設けた潤滑油路（図示せず）と、ケーシング２２に設けた潤滑油排出口２２ｂ、潤滑油貯留部２２ｄ、潤滑油路２２ｅおよび潤滑油路４５と、ケーシング２２内に配置され、潤滑油を循環油路４５に圧送する回転ポンプ５１とを主な構成とする。図１中に示した白抜き矢印は潤滑油の流れる方向を示している。
【００５０】
モータ回転軸２４に設けた潤滑油路２４ａ，２４ｂは、それぞれ、モータ回転軸２４の内部を軸方向および径方向に延びており、潤滑油路２４ａには、入力軸２５の内部に設けられて軸方向に延びた潤滑油路２５ｃが接続されている。図２（ａ）に示すように、入力軸２５に設けられて径方向に延びた潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１は、それぞれ、内径端部が潤滑油路２５ｃに開口すると共に、外径端部が偏心部２５ａ，２５ｂの外径面に開口している。また、潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２は、それぞれ、内径端部が潤滑油路２５ｃに開口すると共に、外径端部が、入力軸２５の外径面のうち転がり軸受（第２転がり軸受）３７の内輪３７ａが嵌合された嵌合部Ｍ１，Ｍ２に開口している。潤滑油路２５ｅは、潤滑油路２５ｃのアウトボード側の端部から軸方向に延び、入力軸２５のアウトボード側の外端面に開口している。以上の構成から、潤滑油路２５ｃ、潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１および潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２が、それぞれ、本発明でいう軸方向油路、第１給油孔Ｐ1および第２給油孔Ｐ2として機能する。
【００５１】
第２給油孔Ｐ2として機能する潤滑油路２５ｄ１の外径端部は、インボード側の嵌合部Ｍ１の軸方向中央部に開口している。この潤滑油路２５ｄ１は、図２（ｃ）に示すように、偏心部２５ａ（および２５ｂ）の偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた位置（二箇所）に設けられる。また、第２給油孔Ｐ2として機能する潤滑油路２５ｄ２の外径端部は、アウトボード側の嵌合部Ｍ２の軸方向中央部に開口している。この潤滑油路２５ｄ２は、図２（ｂ）に示すように、偏心部２５ｂ（および２５ａ）の偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた位置に設けられる。
【００５２】
図１に示すように、ケーシング２２に設けられた潤滑油排出口２２ｂは、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出するものであって、減速部Ｂの位置におけるケーシング２２の少なくとも１箇所に設けられている。潤滑油排出口２２ｂとモータ回転軸２４の潤滑油路２４ａとは、潤滑油貯留部２２ｄ、潤滑油路２２ｅおよび潤滑油路４５を介して接続されている。そのため、潤滑油排出口２２ｂから排出された潤滑油は、潤滑油路２２ｅや循環油路４５等を経由してモータ回転軸２４の潤滑油路２４ａに還流する。なお、潤滑油貯留部２２ｄは、潤滑油を一時的に貯留する機能を有する。
【００５３】
図１に示すように、ケーシング２２に設けた循環油路４５は、ケーシング２２の内部を軸方向に延びる軸方向油路４５ａと、軸方向油路４５ａのアウトボード側およびインボード側の端部にそれぞれ接続されて径方向に延びる径方向油路４５ｂ，４５ｃとで構成される。径方向油路４５ｂは回転ポンプ５１から圧送された潤滑油を軸方向油路４５ａに供給し、軸方向油路４５ａに供給された潤滑油は、径方向油路４５ｃを介してモータ回転軸２４の潤滑油路２４ａ、さらには減速機入力軸２５の潤滑油路２５ｃに供給される。
【００５４】
回転ポンプ５１は、潤滑油貯留部２２ｄに接続された潤滑油路２２ｅと循環油路４５との間に設けられている。回転ポンプ５１をケーシング２２内に配置することによって、インホイールモータ駆動装置２１が全体として大型化するのを防止することができる。
【００５５】
図５に示すように、回転ポンプ５１は、出力軸２８の回転を利用して回転するインナーロータ５２と、インナーロータ５２の回転に伴って従動回転するアウターロータ５３と、両ロータ５２，５３間の空間に設けられた複数のポンプ室５４と、潤滑油路２２ｅに連通する吸入口５５と、循環油路４５の径方向油路４５ｂに連通する吐出口５６とを備えるサイクロイドポンプである。インナーロータ５２は、回転中心ｃ1を中心として回転し、アウターロータ５３は、インナーロータ５２の回転中心ｃ1と異なる回転中心ｃ2を中心として回転する。このように、インナーロータ５２およびアウターロータ５３はそれぞれ異なる回転中心ｃ1、ｃ2を中心として回転するので、ポンプ室５４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口５５からポンプ室５４に流入した潤滑油は吐出口５６から循環油路４５の径方向油路４５ｂに圧送される。
【００５６】
以上の構成を有する潤滑機構は、以下のようにしてモータ部Ａおよび減速部Ｂの各所を潤滑・冷却する。
【００５７】
まず、モータ部Ａのうち、ロータ２３ｂおよびステータ２３ａの潤滑は、図１に示すように、主に、ケーシング２２の循環油路４５を介してモータ回転軸２４の潤滑油路２４ａに供給された潤滑油の一部が、モータ回転軸２４の回転に伴って生じる遠心力および回転ポンプ５１の圧力の影響を受けて潤滑油路２４ｂの外径端部から吐出されることにより行われる。すなわち、潤滑油路２４ｂの外径端部から吐出された潤滑油はロータ２３ｂに供給され、その後、ステータ２３ａに供給される。モータ回転軸２４のインボード側の端部を支持する転がり軸受３６は、主に、循環油路４５を流れる潤滑油の一部がケーシング２２とモータ回転軸２４との間から滲み出ることにより潤滑される。モータ回転軸２４のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受３６は、主に、潤滑油路２４ｂから吐出され、ケーシング２２のうち、モータ部Ａを収容した部分のアウトボード側内壁面を伝い落ちてきた潤滑油により潤滑される。
【００５８】
次に、モータ回転軸２４の潤滑油路２４ａを経由して入力軸２５の潤滑油路２５ｃ（軸方向油路）に流入し、該潤滑油路２５ｃ内を流通する潤滑油は、入力軸２５の回転に伴う遠心力および回転ポンプ５１の圧力の影響を受けて第１給油孔Ｐ1としての潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１および第２給油孔Ｐ2としての潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２の外径端部から減速部Ｂ内部（減速機構）に吐出される。吐出された潤滑油は、主に遠心力により減速部Ｂ内の各所に供給されて減速部Ｂ内の各所を潤滑・冷却する。
【００５９】
より詳細には、第１給油孔Ｐ1としての潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１の外径端部から吐出された潤滑油は、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する転がり軸受４１，４１（図３参照）に供給され軌道面４２ａ，４３と円筒ころ４４を潤滑する。さらに、遠心力の作用により、曲線板２６ａ，２６ｂと内ピン３１との当接部分や、曲線板２６ａ，２６ｂと外ピン２７との当接部分等を潤滑しながら径方向外側に移動する。
【００６０】
一方、第２給油孔Ｐ2としての潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２の外径端部から吐出された潤滑油は、入力軸２５の外径面のうち、入力軸２５を支持する転がり軸受（第２転がり軸受）３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面を潤滑しつつ、遠心力の作用により、転がり軸受３７，３７の内部に供給されて軌道面を潤滑する。また、特に、潤滑油路２５ｄ１の外径端部から吐出された潤滑油は、スタビライザ３１ｂ内の潤滑油路（図示せず）および内ピン３１内の潤滑油路（図示せず）を介して内ピン３１を支持する転がり軸受３１ａに供給される。さらに、潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１から吐出された潤滑油と同様に、遠心力により、曲線板２６ａ，２６ｂと内ピン３１との当接部分、曲線板２６ａ，２６ｂと外ピン２７との当接部分、外ピン２７を支持する転がり軸受６１、減速機出力軸２８を支持する転がり軸受４６などを潤滑しながら径方向外側に移動する。
【００６１】
そして、ケーシング２２の内壁面に到達した潤滑油は、潤滑油排出口２２ｂから排出されて潤滑油貯留部２２ｄに貯留される。このように、潤滑油排出口２２ｂと回転ポンプ５１に接続された潤滑油路２２ｅとの間に潤滑油貯留部２２ｄが設けられているので、特に高速回転時などに潤滑油が撹拌により減速機内部に滞留し潤滑油排出口２２ｂに到達する潤滑油量が一時的に少なくなっても、潤滑油貯留部２２ｄに貯留されている潤滑油を潤滑油路２４ａ，２５ｃに還流することができるので、モータ部Ａおよび減速部Ｂに安定して潤滑油を供給することができる。その結果、減速部Ｂの各所における発熱を防止することができる。
【００６２】
なお、減速部Ｂ内部の潤滑油は、遠心力に加え、重力によっても外側に移動する。したがって、このインホイールモータ駆動装置２１は、潤滑油貯留部２２ｄがインホイールモータ駆動装置２１の下部に位置するように、電気自動車１１に取り付けるのが望ましい。
【００６３】
以上で説明したように、本実施形態のサイクロイド減速機（減速部Ｂ）では、入力軸２５を支持する転がり軸受（第２転がり軸受）３７，３７の内輪３７ａが入力軸２５に対してすきま嵌めで嵌合され、かつ、入力軸２５が、径方向に延び、外径端部が転がり軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２に開口した第２給油孔Ｐ2（潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２）を有する。このようにすれば、入力軸２５の潤滑油路２５ｃ（軸方向油路）内を流通する潤滑油を、入力軸２５と転がり軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２（転がり軸受３７を入力軸２５に対してすきま嵌めで嵌合することにより形成される半径方向すきま）、ひいては、転がり軸受３７の内部に効率良く供給することができる。これにより、入力軸２５の外径面のうち、転がり軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面の摩耗を効果的に防止して、ミスアライメントによる異音・振動の発生を防止することができる他、転がり軸受３７，３７の内部摩耗を効果的に防止して、転がり軸受３７，３７の内部摩耗に起因した異音・振動の発生を防止することができる。
【００６４】
特に、第２給油孔Ｐ2の外径端部を、嵌合部Ｍ１，Ｍ２の軸方向中央部に開口させているので、転がり軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面の全域に潤滑油を行き渡らせ易くなる。これにより、嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面の摩耗を一層効果的に防止することができる。なお、特に、第２給油孔Ｐ2の外径端部を嵌合部Ｍ１，Ｍ２の軸方向中央部に開口させた場合には、転がり軸受３７の内側軌道面の直下位置に第２給油孔Ｐ2の外径端部が位置することになるため、サイクロイド減速機の作動に伴って転がり軸受３７に径方向内向きの荷重が作用すると、転がり軸受３７の軌道面（特に内側軌道面）が変形する可能性がある。転がり軸受３７の軌道面が変形すると、異音・振動の発生原因となる他、転がり軸受３７の短寿命化を招来する一因ともなる。
【００６５】
このような不具合発生を可及的に防止するため、第２給油孔Ｐ2の外径端部の開口径は、転がり軸受３７のボール３７ｃ直径の４０％以下とするのが好ましい。但し、第２給油孔Ｐ2の外径端部の開口径が小さ過ぎると、加工性が低下する他、嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面を十分に潤滑できるだけの潤滑油を吐出することが難しくなる。そのため、第２給油孔Ｐ2の外径端部の開口径は、ボール３７ｃの直径の１０％以上とするのが好ましい。
【００６６】
ここで、図４を参照して説明したように、入力軸２５が回転するのに伴って、転がり軸受４１，３７、さらには入力軸２５の転がり軸受４１，３７との嵌合部に荷重（合力Ｆｓ）が作用するが、荷重の方向や大きさは種々の条件により変化し、実際には周方向一部領域に荷重が作用する。具体的に述べると、入力軸２５がアウトボード側から見て反時計回りに回転する本実施形態では、入力軸２５が回転するのに伴って、入力軸２５のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受３７の内輪３７ａ（およびその嵌合部Ｍ２）、曲線板２６ｂを支持する転がり軸受４１の内輪４２（およびその嵌合部）、曲線板２６ａを支持する転がり軸受４１の内輪４２（およびその嵌合部）、並びに入力軸２５の軸方向略中央部を支持する転がり軸受３７の内輪３７ａ（およびその嵌合部Ｍ１）のそれぞれには、図６（ｂ）〜図６（ｅ）のそれぞれに斜線ハッチングで示す荷重負荷域Ｅに荷重が作用する。
【００６７】
そして、本実施形態では、上述したように、嵌合部Ｍ２に開口した潤滑油路２５ｄ２（第２給油孔Ｐ2）は、偏心部２５ａ，２５ｂの偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた二箇所に設けられており、この場合、一方の潤滑油路２５ｄ２の外径端部は、入力軸２５のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受３７の荷重負荷域Ｅの入口側に開口する［図６（ｂ）を参照］。また、嵌合部Ｍ１に開口した潤滑油路２５ｄ１（第２給油孔Ｐ2）は、偏心部２５ａ，２５ｂの偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた二箇所に設けられており、この場合、一方の潤滑油路２５ｄ１の外径端部は、入力軸２５の軸方向略中央部を支持する転がり軸受３７の荷重負荷域Ｅの入口側に開口する［図６（ｅ）を参照］。図示は省略するが、入力軸２５がアウトボード側から見て時計回りに回転する場合、荷重負荷域Ｅは偏心部２５ａ，２５ｂの偏心方向と入力軸の回転軸心を含む対称面に対して鏡面対象の位置に設けられることになり、この場合、他方の潤滑油路２５ｄ２，２５ｄ１の外径端部が荷重負荷域Ｅの入口側に開口することになる。
【００６８】
要するに、第２給油孔Ｐ2を、偏心部２５ａ，２５ｂの偏心方向に対して周方向一方側および他方側に位相を９０°異ならせた二箇所に設けておけば、入力軸２５の回転方向に関わらず、何れか一方の第２給油孔Ｐ2の外径端部を各転がり軸受３７の荷重負荷域Ｅの入口側に位置させることができる。そのため、入力軸２５の回転時には、第２給油孔Ｐ2を介して嵌合部Ｍ１，Ｍ２に供給された潤滑油を、転がり軸受３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面のうち実質的に荷重が負荷される領域に効率良く供給することができる。これにより、入力軸２５の外径面のうち、第２転がり軸受（転がり軸受３７）との嵌合部Ｍ１，Ｍ２、および各転がり軸受３７の内輪３７ａ内径面が摩耗するのを一層効果的に防止することができる。また、第２給油孔Ｐ2を上記態様で形成すれば、（１）第２給油孔Ｐ2を設けることによる入力軸２５の重量バランスの崩れを回避できるので入力軸２５の振れ回りを防止する上でも有利となる、（２）回転方向に応じた二種類の入力軸２５を作り分け・使い分けする必要がなくなるので、管理工数の低減、さらには入力軸２５の誤組込み防止を達成することができる、などというメリットも享受できる。
【００６９】
また、本実施形態では、第１給油孔Ｐ1として機能する潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１を、偏心部２５ａ，２５ｂの偏心方向に対して位相を１８０°異ならせた位置に設けており、この場合、潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１の外径端部は、入力軸２５の外径面のうち、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する転がり軸受４１，４１の荷重負荷域Ｅの入口側付近に開口する［図６（ｄ）および図６（ｃ）を参照］。そのため、第１給油孔Ｐ1と、転がり軸受４１の内輪４２に設けられた油孔を介して転がり軸受４１の軌道面４２ａ，４３に供給された潤滑油を、入力軸２５の回転に伴って、実質的に荷重が負荷される荷重負荷域Ｅに効率良く供給することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、入力軸２５が、浸炭焼入れ焼戻しが施されることにより形成された硬化層Ｈを表層部に有するので、減速機入力軸２５の外径面の表面硬度が十分に高められている。そのため、減速部Ｂの作動に伴って、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する転がり軸受（第１転がり軸受）４１，４１や、入力軸２５を支持する転がり軸受（第２転がり軸受）３７，３７を介して入力軸２５に荷重が負荷されても、入力軸２５の外径面の摩耗・損傷を防止することができる。
【００７１】
また、減速部Ｂにサイクロイド減速機を採用した本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１では、モータ部Ａの駆動時に、入力軸２５に対して曲線板２６ａ，２６ｂから荷重の方向や大きさが変動するラジアル荷重やモーメント荷重が作用する。このため、モータ回転軸２４に形成したスプラインと入力軸２５に形成したスプライン２５ｇとを嵌合することで形成されるスプライン嵌合部におけるトルク伝達は、モータ回転軸２４と入力軸２５の軸心がある程度傾いた状態、あるいは芯ずれした状態の中で行われる場合が多い。そのため、入力軸２５とモータ回転軸２４のスプライン嵌合部には比較的大きな摩擦力や荷重が作用するが、入力軸２５の表層部にはスプライン２５ｇの形成部位を含めて硬化層Ｈが形成されているので、スプライン２５ｇの耐摩耗性等を高めてスプライン２５ｇの摩耗や損傷を可及的に防止することができる。
【００７２】
また、肌焼き鋼で形成された入力軸２５の芯部には硬化層Ｈが形成されていないので、入力軸２５は靱性を有する。これにより、車両の運転走行時に車輪用軸受部Ｃを介して入力軸２５に入力される瞬間的な衝撃荷重にも耐えることができる。
【００７３】
また、特に本実施形態の入力軸２５は、偏心部２５ａ，２５ｂを一体に有し、かつ、潤滑機構を構成する軸方向油路としての潤滑油路２５ｃ、第１給油孔Ｐ1としての潤滑油路２５ａ１，２５ｂ１、および第２給油孔Ｐ2としての潤滑油路２５ｄ１，２５ｄ２などを有する関係上、形状が複雑で加工コストの増大が懸念される。これに対し、入力軸２５の形成材料として、浸炭焼入れ焼戻し前の段階では比較的軟質で加工性に富む肌焼き鋼を選択しているので、入力軸２５の作製コストを効果的に抑制することができる。
【００７４】
以上より、本発明によれば、入力軸２５とその支持軸受３７，３７との嵌合部Ｍ１，Ｍ２における摩耗、さらには支持軸受３７，３７の軌道面の摩耗等を効果的に抑制し得るサイクロイド減速機を実現することができる。これにより、音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置２１を提供することができる。
【００７５】
以上の構成を有するインホイールモータ駆動装置２１の全体的な作動原理を、図１および図２を参照しながら説明する。
【００７６】
モータ部Ａでは、例えば、ステータ２３ａ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、永久磁石又は磁性体によって構成されるロータ２３ｂが回転する。これに伴って、モータ回転軸２４に連結された減速機入力軸２５が回転すると、曲線板２６ａ、２６ｂは減速機入力軸２５の回転軸心を中心として公転運動する。このとき、外ピン２７は、曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に設けられた曲線形状の波形と周方向で係合し、曲線板２６ａ、２６ｂを減速機入力軸２５の回転方向とは逆向きに自転回転させる。
【００７７】
貫通孔３０ａに挿通された内ピン３１は、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動に伴って貫通孔３０ａの内壁面と当接する。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の自転運動のみが出力軸２８を介して車輪用軸受部Ｃに伝達される。このとき、入力軸２５の回転が減速部Ｂによって減速された上で出力軸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（後輪）１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００７８】
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の外周部に設けた波形の数をＺBとすると、（ＺA−ＺB）／ＺBで算出される。図３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。
【００７９】
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。また、外ピン２７および内ピン３１を回転自在に支持する転がり軸受（針状ころ軸受）６１，３１ａを設けたことにより、曲線板２６ａ，２６ｂと外ピン２７および内ピン３１との間の摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂにおける動力伝達効率が向上する。
【００８０】
上述したように、本実施形態のインホイールモータ駆動装置２１は、装置全体として軽量・コンパクト化が図られている。そのため、このインホイールモータ駆動装置２１を電気自動車１１に搭載すれば、ばね下重量を抑えることができるので、走行安定性およびＮＶＨ特性に優れた電気自動車１１を実現することができる。
【００８１】
以上、本発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置２１について説明を行ったが、インホイールモータ駆動装置２１には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００８２】
例えば、以上で説明した実施形態においては、モータ回転軸２４の形成材料について特に言及していないが、モータ回転軸２４は、入力軸２５と同様に、浸炭焼入れ焼戻しが施された肌焼き鋼で形成することができる。この場合、モータ回転軸２４と入力軸２５の熱膨張量が概ね等しくなるので、モータ部Ａの駆動時においても上記二軸２４，２５の連結状態が変化するのを可及的に防止することができる。これにより、上記二軸２４，２５間における動力伝達を安定的に行うことができる。なお、モータ回転軸２４が上記材料で形成されていれば、モータ回転軸２４を簡便に作製可能でき、しかも他部材（転がり軸受３６やロータ２３ｂ）の嵌合部における表面硬度や耐摩耗性に優れると共に、必要とされる靱性を具備するモータ回転軸２４を実現することができる。
【００８３】
また、以上では、回転ポンプ５１としてサイクロイドポンプを採用したが、これに限ることなく、出力軸２８の回転を利用して駆動するあらゆる回転型ポンプを採用することができる。さらには、回転ポンプ５１を省略して、遠心力のみによって潤滑油を循環させるようにしてもよい。
【００８４】
また、以上では、入力軸２５の軸方向二箇所に偏心部２５ａ，２５ｂを設けたが、偏心部の形成個数は任意に設定することができる。例えば、偏心部は、入力軸２５の軸方向三箇所に設けることができ、この場合、各偏心部は、入力軸２５の回転に伴って生じる遠心力を打ち消し合うように１２０°位相を変えて設けるのが好ましい。
【００８５】
また、以上では、一端が出力軸２８のフランジ部２８ａに固定された内ピン３１と、曲線板２６ａ，２６ｂに設けた貫通孔３０ａとで運動変換機構を構成したが、運動変換機構は、減速部Ｂの回転をハブ輪３２に伝達可能な任意の構成とすることができる。
【００８６】
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から後輪１４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。
【００８７】
また、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からの動力を後輪１４に伝達させる場合を示したが、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ときは、後輪１４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で発電するように構成することもできる。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、モータ部Ａの駆動用電力や、車両に備えられた他の電動機器の作動用電力として活用することもできる。
【００８８】
また、以上では、モータ部Ａにラジアルギャップモータを採用したインホイールモータ駆動装置２１に本発明を適用したが、本発明は、モータ部Ａに、ステータとロータとを軸方向の隙間を介して対向させるアキシャルギャップモータを採用したインホイールモータ駆動装置にも好ましく適用できる。
【００８９】
さらに、本発明に係るサイクロイド減速機を減速部Ｂに適用したインホイールモータ駆動装置は、後輪１４を駆動輪とした後輪駆動タイプの電気自動車１１のみならず、前輪１３を駆動輪とした前輪駆動タイプの電気自動車や、前輪１３および後輪１４を駆動輪とした４輪駆動タイプの電気自動車に適用することもできる。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含む。
【００９０】
また、本発明に係るサイクロイド減速機は、インホイールモータ駆動装置以外の電気自動車用の駆動装置、例えばオンボード駆動装置の減速部にも好ましく適用することができる（図示省略）。
【００９１】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の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。
【実施例】
【００９２】
本発明の有用性を実証するため、本発明の構成を有する減速機供試体（実施例）と、本発明の構成を有しない減速機供試体（比較例）とで、入力軸のうち、その支持軸受との嵌合部における摩耗量、および支持軸受の内輪内径面の摩耗量にどの程度差が生じるのかを確認した。実施例と比較例の相違点は、入力軸に、その支持軸受との嵌合部に開口した径方向に延びる給油孔（第２給油孔Ｐ2）を設けたか否かのみであり、その他の構成は実施例および比較例で共通である。具体的には、以下に示すような入力軸および支持軸受を使用して実施例および比較例に係る供試体を作製した。なお、実施例に係る入力軸における第２給油孔Ｐ2の形成態様は図２に示したものと同様で、かつ、第２給油孔Ｐ2の開口径は２ｍｍとした。また、入力軸とその支持軸受との間の嵌め合いは、０〜０．０１５ｍｍ程度の嵌め合いすきまが形成されるすきま嵌めとした。
（１）入力軸：肌焼き鋼で形成され、かつ浸炭焼入れ焼戻しを施すことにより表層部に硬化層を設けたもの。表面硬度はビッカース硬さで６６０〜７８０ＨＶ程度である。
（２）支持軸受：直径が７．９３７５ｍｍのボールを使用した深溝玉軸受であって、各部材を、ずぶ焼入れが施されたＳＵＪ２材で形成したもの（表面硬度はビッカース硬さＣスケールで５８〜６３程度）。
【００９３】
そして、車両の旋回走行時に相当する荷重を各供試体に負荷したところ、比較例に係る供試体では、入力軸の支持軸受嵌合部における摩耗量および支持軸受の内輪内径面における摩耗量が、それぞれ、半径方向寸法で最大約３０μｍおよび約２０μｍ程度であった。これに対し、実施例に係る供試体では、入力軸の支持軸受嵌合部における摩耗量および支持軸受の内輪内径面における摩耗量が、何れも、半径方向寸法で１μｍ未満であった。また、比較例に係る供試体では、入力軸の支持軸受軌道面は摩耗粉を噛み込み摩耗していたが、実施例に係る供試体では、入力軸の支持軸受軌道面の表面状態は良好であった。
【００９４】
また、実施例に係る供試体として、ボール直径が５．５５６２５ｍｍである深溝玉軸受を使用し、かつ第２給油孔Ｐ2の開口径を１ｍｍとしたものについても摩耗量の確認を行った。この場合も上記同様に、入力軸の支持軸受嵌合部における摩耗量および支持軸受の内輪内径面における摩耗量は、何れも、半径方向寸法で１μｍ未満であった。また、入力軸の支持軸受軌道面の表面状態も、上記同様に、良好であった。
【００９５】
以上より、本発明は、入力軸とその支持軸受との嵌合部における摩耗、さらには支持軸受の軌道面の摩耗等を効果的に抑制し得るサイクロイド減速機を実現する上で極めて有益であることが確認された。
【符号の説明】
【００９６】
１１        電気自動車
２１        インホイールモータ駆動装置
２５        入力軸
２５ａ，２５ｂ  偏心部
２５ａ１，２５ｂ１  潤滑油路（第１給油孔）
２５ｃ      潤滑油路（軸方向油路）
２５ｄ１，２５ｄ２  潤滑油路（第２給油孔）
２６ａ，２６ｂ  曲線板
２７        外ピン
２８        出力軸
３１        内ピン
３７        第２転がり軸受
４１        第１転がり軸受
Ａ          モータ部
Ｂ          減速部（サイクロイド減速機）
Ｃ          車輪用軸受部
Ｅ          荷重負荷域
Ｈ          硬化層
Ｍ１，Ｍ２  嵌合部
Ｐ1        第１給油孔
Ｐ2        第２給油孔
【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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