(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心部を有する入力側回転部材と、
出力側回転部材と、
前記偏心部に回転自在に保持されて、前記入力側回転部材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公転部材と、
前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
前記公転部材の自転運動を前記入力側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記出力側回転部材に伝達する運動変換機構とを備え、
前記運動変換機構は、
前記出力側回転部材の回転軸心を中心とする円周軌道上に設けられて軸方向一方側端部を前記出力側回転部材に保持された複数の内ピンと、
前記公転部材に形成され、前記内ピンの外径より所定分だけ径が大きく前記内ピンを受入れる複数の穴と、
前記穴の内壁面に対面する位置で前記内ピンに回転自在に嵌合する内ピンカラーと、
前記内ピンカラーの軸方向端面の前記円周軌道内側部分から離れるとともに前記内ピンカラーの軸方向端面の前記円周軌道外側部分と当接して前記内ピンカラーの軸方向の移動を規制するスラストプレートとを含み、
前記入力側回転部材から遠心力で飛ばされた潤滑油を、前記内ピンカラーの軸方向端面側の前記円周軌道内側部分から、前記内ピンと前記内ピンカラーとの間に供給するよう構成されることを特徴とする、サイクロイド減速機。
【請求項２】
前記スラストプレートは、中央に貫通孔が形成されている円盤状部材であって、
その内周面に沿う領域に前記内ピンカラーの軸方向端面の前記円周軌道内側部分と所定の隙間を隔てて対面する内側領域と、
前記内側領域より径方向外側に前記内ピンカラーの軸方向端面の前記円周軌道外側部分に当接する外側領域と、
前記内側領域および前記外側領域に跨って形成される前記内ピンを受け入れる複数の凹部とを含み、
前記内ピンと前記内ピンカラーとの間には、前記隙間を経由して潤滑油が供給される、請求項１に記載のサイクロイド減速機。
【請求項３】
前記スラストプレートは、中央に貫通孔が形成されている円盤状部材であって、
前記内ピンカラーの軸方向端面の前記円周軌道外側部分に当接する壁面の前記貫通孔に接する位置に、前記内ピンの一部を受け入れる複数の第１の凹部を含み、
前記内ピンと前記内ピンカラーとの間には、前記第１の凹部からはみ出して前記貫通孔に位置する前記内ピンの残りの一部から潤滑油が供給される、請求項１に記載のサイクロイド減速機。
【請求項４】
前記スラストプレートは、前記第１の凹部を囲むように形成され、前記内ピンカラーの軸方向端部の前記円周軌道外側部分を受け入れる複数の第２の凹部をさらに有する、請求項３に記載のサイクロイド減速機。
【請求項５】
前記内ピンカラーは、径方向に貫通して、前記内ピンと前記内ピンカラーとの間の潤滑油を排出する排油路を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロイド減速機。
【請求項６】
前記サイクロイド減速機は、複数の前記公転部材を有し、
前記排油路は、隣接する前記公転部材の間の領域に配置されており、
隣接する前記公転部材の間には、前記円周軌道内側に配置され、前記複数の内ピンカラーに内接する内接リングをさらに備え、
前記内設リングの内周面および互いに隣接する前記公転部材とに囲まれた空間に潤滑油の油溜りが形成される、請求項５に記載のサイクロイド減速機。
【請求項７】
入力側回転部材としてのモータ側回転部材を回転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請求項１〜６のいずれかに記載のサイクロイド減速機と、
出力側回転部材としての車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える、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、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して連結したインホイールモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインホイールモータ駆動装置１０１は、例えば、特開２００６−２５８２８９号公報（特許文献１）に記載されている。図１２を参照して、インホイールモータ駆動装置１０１は、車体に取り付けられるケーシング１０２の内部に駆動力を発生させるモータ部１０３と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部１０４と、モータ部１０３の回転を減速して車輪ハブ軸受部１０４に伝達する減速部１０５とを備える。
【０００３】
上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、装置のコンパクト化の観点からモータ部１０３には低トルクで高回転のモータが採用される。一方、車輪ハブ軸受部１０４には、車輪を駆動するために大きなトルクが必要となる。そこで、減速部１０５には、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が採用されることがある。
【０００４】
また、従来のサイクロイド減速機を適用した減速部１０５は、偏心部１０６ａ，１０６ｂを有するモータ側回転部材１０６と、偏心部１０６ａ，１０６ｂに配置される曲線板１０７ａ，１０７ｂと、曲線板１０７ａ，１０７ｂをモータ側回転部材１０６に対して回転自在に支持する転がり軸受１１１と、曲線板１０７ａ，１０７ｂの外周面に係合して曲線板１０７ａ，１０７ｂに自転運動を生じさせる複数の外ピン１０８と、曲線板１０７ａ，１０７ｂの自転運動を車輪側回転部材１１０に伝達する内ピン１０９とを含む。また、内ピン１０９の曲線板１０７ａ，１０７ｂに当接する部分には、接触抵抗を低減するために内ピンカラー１０９ａが配置されている。
【特許文献１】特開２００６−２５８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成のインホイールモータ駆動装置１０１において、減速部１０５の内部には潤滑油が封入されており、曲線板１０７ａ，１０７ｂと外ピン１０８および内ピン１０９との接触部分や転がり軸受１１１の軌道面等に供給される。
【０００６】
しかし、モータ側回転部材１０６や曲線板１０７ａ，１０７ｂの回転に伴う遠心力によって潤滑油は径方向外側に偏り、モータ側回転部材１０６周辺の潤滑油量が減少する。一方、モータ側回転部材１０６周辺の潤滑油量を確保するために、減速部１０５に封入する潤滑油量を増やすと、攪拌抵抗の増加に伴ってトルク損失が増大する。特に、内ピン１０９と内ピンカラー１０９ａとの間で潤滑油が不足すると、曲線板１０７ａ，１０７ｂとの接触抵抗が増大し、摩耗や焼付きを生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、内ピンと内ピンカラーとの間に安定して潤滑油を供給可能なサイクロイド減速機、およびこのような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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るサイクロイド減速機は、偏心部を有する入力側回転部材と、出力側回転部材と、偏心部に回転自在に保持されて、入力側回転部材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公転部材と、公転部材の外周部に係合して公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、公転部材の自転運動を入力側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して出力側回転部材に伝達する運動変換機構とを備える。運動変換機構は、出力側回転部材の回転軸心を中心とする円周軌道上に設けられて軸方向一方側端部を出力側回転部材に保持された複数の内ピンと、公転部材に形成され、内ピンの外径より所定分だけ径が大きく内ピンを受入れる複数の穴と、穴の内壁面に対面する位置で内ピンに回転自在に嵌合する内ピンカラーと、内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道内側部分から離れるとともに内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道外側部分と当接して内ピンカラーの軸方向の移動を規制するスラストプレートとを含む。そして入力側回転部材から遠心力で飛ばされた潤滑油を、内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道内側部分から、内ピンと内ピンカラーとの間に供給するようよう構成されることを特徴とする。
【０００９】
上記構成とすることにより、内ピンと内ピンカラーとの間に安定して潤滑油を供給することができる。これにより、磨耗や焼付き等を防止した信頼性の高いサイクロイド減速機を得ることができる。
【００１０】
一実施形態として、スラストプレートは、中央に貫通孔が形成されている円盤状部材であって、その内周面に沿う領域に内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道内側部分と所定の隙間を隔てて対面する内側領域と、内側領域より径方向外側に内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道外側部分に当接する外側領域と、内側領域および外側領域に跨って形成される内ピンを受け入れる複数の凹部とを含み、内ピンと内ピンカラーとの間には、所定の隙間を経由して潤滑油が供給される。そして、スラストプレートと内ピンカラーとの間で油溜りが形成され内ピンと内ピンカラーとの間に潤滑油が供給される。
【００１１】
他の実施形態として、スラストプレートは、中央に貫通孔が形成されている円盤状部材であって、内ピンカラーの軸方向端面の円周軌道外側部分に当接する壁面の貫通孔に接する位置に、内ピンの一部を受け入れる複数の第１の凹部を含み、内ピンと内ピンカラーとの間には、第１の凹部からはみ出して貫通孔に位置する内ピンの残りの一部から潤滑油が供給される。そして、スラストプレートと内ピンカラーとの間で油溜りが形成され内ピンと内ピンカラーとの間に潤滑油が供給される。
【００１２】
好ましくは、スラストプレートは、第１の凹部を囲むように形成され、内ピンカラーの軸方向端部の円周軌道外側部分を受け入れる複数の第２の凹部をさらに有する。第２の凹部の外縁部は、内ピンカラーの外径面に当接する。その結果、内ピンカラーの径方向端部から潤滑油が流出するのを有効に防止することができる。
【００１３】
好ましくは、内ピンカラーは、径方向に貫通して内ピンと内ピンカラーとの間の潤滑油を排出する排油路を有する。これにより、内ピンと内ピンカラーとの間に潤滑油が滞留することがなくなるので、温度上昇を抑制することができる。
【００１４】
好ましくは、サイクロイド減速機は複数の公転部材を有する。排油路は、隣接する公転部材の間の領域に配置されている。そして、隣接する公転部材の間には、円周軌道内側に配置され、複数の内ピンカラーに内接する内接リングをさらに備える。そして内設リングの内周面および互いに隣接する公転部材とに囲まれた空間に潤滑油の油溜りが形成される。内接リングは、公転部材の軸方向の傾きを抑制すると共に、排油路から潤滑油が流入するのを防止することができる。
【００１５】
この発明に係るインホイールモータ駆動装置は、入力側回転部材としてのモータ側回転部材を回転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上記のいずれかに記載のサイクロイド減速機と、出力側回転部材としての車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、内ピンと内ピンカラーとの間に安定して潤滑油を供給することができる。その結果、耐久性に優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図８を参照して、この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について説明する。
【００１８】
図７は、この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を採用した電気自動車１１の概略図であって、図８は、電気自動車１１を後方から見た概略図である。図７を参照して、電気自動車１１は、シャーシ１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪としての後輪１４と、左右の後輪１４それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。図８を参照して、後輪１４は、シャーシ１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１２ｂを介してシャーシ１２の下部に固定されている。
【００１９】
懸架装置１２ｂは、左右に伸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が地面から受ける振動を吸収してシャーシ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、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザーが設けられる。なお、懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良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。
【００２０】
この電気自動車１１は、ホイールハウジング１２ａ内部に、左右の後輪１４それぞれを駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けることによって、シャーシ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ので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の駆動輪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。
【００２１】
一方、この電気自動車１１の走行安定性を向上するために、ばね下重量を抑える必要がある。また、さらに広い客室スペースを確保するために、インホイールモータ駆動装置２１の小型化が求められる。そこで、図１に示すようなこの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を採用する。
【００２２】
図１〜図６を参照して、この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を説明する。なお、図１はインホイールモータ駆動装置の概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図、図３は偏心部２５ａ，２５ｂ周辺の拡大図、図４は内ピン３１周辺の拡大図、図５および図６はスラストプレート５１を示す図である。
【００２３】
まず、図１を参照して、車両減速部の一例としての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１４に伝える車輪ハブ軸受部Ｃとを備え、モータ部Ａと減速部Ｂとはケーシング２２に収納されて、図８に示すように電気自動車１１のホイールハウジング１２ａ内に取り付けられる。
【００２４】
モータ部Ａは、ケーシング２２に固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータ２４と、ロータ２４の内側に固定連結されてロータ２４と一体回転するモータ側回転部材２５とを備えるラジアルギャップモータである。また、モータ部Ａの減速部Ｂと反対側の端面には、モータ部Ａの内部への塵埃の混入等を防止するために密封部材３９が設けられている。
【００２５】
ロータ２４は、フランジ形状のロータ部２４ａと円筒形状の中空部２４ｂとを有し、転がり軸受３４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。また、ケーシング２２とロータ２４との間には、減速部Ｂに封入された潤滑剤のモータ部Ａへの侵入を防止するために密封部材３５が設けられている。
【００２６】
モータ側回転部材２５は、モータ部Ａの駆動力を減速部Ｂに伝達するためにモータ部Ａから減速部Ｂにかけて配置され、減速部Ｂ内に偏心部２５ａ，２５ｂを有する。このモータ側回転部材２５は、一端がロータ２４と嵌合すると共に、減速部Ｂの両端で転がり軸受３６ａ，３６ｂによって支持される。さらに、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に、１８０°位相を変えて設けられている。
【００２７】
減速部Ｂは、偏心部２５ａ，２５ｂに回転自在に保持される公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂと、ケーシング２２上の固定位置に保持され、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、曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を車輪側回転部材２８に伝達する運動変換機構と、カウンタウェイト２９とを備える。また、減速部Ｂには、減速部Ｂに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設けられている。
【００２８】
車輪側回転部材２８は、フランジ部２８ａと軸部２８ｂとを有する。フランジ部２８ａの端面には、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周上の等間隔に内ピン３１を固定する穴が形成されている。
【００２９】
図２および図３を参照して、曲線板２６ａは、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し、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２６ａの自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、後述する内ピン３１を受入れる。また、貫通孔３０ｂは、曲線板２６ａの中心に設けられており、偏心部２５ａに嵌合する。
【００３０】
曲線板２６ａは、転がり軸受４１によって偏心部２５ａに対して回転自在に支持されている。図３を参照して、この転がり軸受４１は、偏心部２５ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面４２ａを有する内輪部材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および外側軌道面４３の間に配置される複数の円筒ころ４４と、隣接する円筒ころ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。
【００３１】
外ピン２７は、モータ側回転部材２５の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられる。曲線板２６ａ，２６ｂが公転運動すると、曲線形状の波形と外ピン２７とが係合して、曲線板２６ａ，２６ｂに自転運動を生じさせる。また、曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ，２６ｂの外周面に当接する位置に針状ころ軸受２７ａを有する。
【００３２】
カウンタウェイト２９は、円板状で、中心から外れた位置にモータ側回転部材２５と嵌合する貫通孔を有し、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、各偏心部２５ａ，２５ｂに隣接する位置に隣接する偏心部と１８０°位相を変えて配置される。
【００３３】
ここで、図３を参照して、２枚の曲線板２６ａ，２６ｂ間の中心点をＧとすると、図３の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板２６ａの中心との距離をＬ１、曲線板２６ａ、転がり軸受４１、および偏心部２５ａの質量の和をｍ１、曲線板２６ａの重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２９との距離をＬ２、カウンタウェイト２９の質量をｍ２、カウンタウェイト２９の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板２６ｂとカウンタウェイト２９との間にも同様の関係が成立する。
【００３４】
図４を参照して、運動変換機構は、車輪側回転部材２８に保持された複数の内ピン３１と曲線板２６ａ，２６ｂに設けられた貫通孔３０ａとで構成される。
【００３５】
内ピン３１は、車輪側回転部材２８の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、車輪側回転部材２８に固定されている。また、曲線板２６ａ，２６ｂとの摩擦抵抗を低減するために、曲線板２６ａ，２６ｂの貫通孔３０ａの内壁面に当接する位置に内ピンカラーとしての針状ころ軸受３１ａが設けられている。針状ころ軸受３１ａには、径方向に貫通して内ピン３１と針状ころ軸受３１ａとの間の潤滑油を排出する排油路３１ｂが設けられている。この実施形態においては、排油路３１ｂは、隣接する曲線板２６ａ，２６ｂの間の領域に配置されている。
【００３６】
さらに、針状ころ軸受３１ａの軸方向両端部には、スラストプレート５１，５２が設けられている。スラストプレート５１，５２は、針状ころ軸受３１ａの軸方向の移動を規制すると共に、内ピン３１と針状ころ軸受３１ａとの間に潤滑油を供給可能な位置に配置されている。
【００３７】
図５および図６を参照して、スラストプレート５１は、中央に貫通孔５１ａが形成されている円盤状部材であって、その内周面に沿う領域に針状ころ軸受３１ａの軸方向端面と所定の隙間を隔てて対面する内側領域５１ｂと、内側領域５１ｂより径方向外側に針状ころ軸受３１ａの軸方向端面に当接する外側領域５１ｃと、内側領域５１ｂおよび外側領域５１ｃに跨って形成される内ピン３１を受け入れる複数の凹部５１ｄ（この実施形態では貫通孔）とを含む。スラストプレート５２も同様の構成であるので、説明は省略する。
【００３８】
一方、貫通孔３０ａは、複数の内ピン３１のそれぞれに対応する位置に設けられ、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。）より所定分大きく設定されている。
【００３９】
さらに、図３および図４を参照して、隣接する曲線板２６ａ，２６ｂの間には、複数の針状ころ軸受３１ａに内接する内接リング２６が配置されている。この内接リング２６は、曲線板２６ａ，２６ｂの傾きを防止すると共に、モータ側回転部材２５から遠心力で飛ばされた潤滑油を曲線板２６ａ，２６ｂの間で受け油溜りを形成し、曲線板２６ａ，２６ｂの内ピン３１の外径より所定分だけ径が大きく内ピン３１を受入れる複数の穴３０ａからスラストプレート５１側に潤滑油を導く。
【００４０】
減速部潤滑機構は、減速部Ｂに潤滑油を供給するものであって、潤滑油路２５ｃと、潤滑油給油口２５ｄと、潤滑油排出口２２ｂと、循環油路２２ｃと、潤滑油貯留部２２ｄと、濾過装置２２ｅとを備える。
【００４１】
潤滑油路２５ｃは、モータ側回転部材２５の内部に位置している。また、潤滑油供給口２５ｄは、潤滑油路２５ｃからモータ側回転部材２５の外径面に向かって延びている。なお、この実施形態において、潤滑油供給口２５ｄは、偏心部２５ａ，２５ｂに設けられている。
【００４２】
また、図２を参照して、減速部Ｂの位置におけるケーシング２２の少なくとも１箇所には、減速部Ｂ内部の潤滑油を排出する潤滑油排出口２２ｂが設けられている。さらに、この潤滑油排出口２２ｂから排出された潤滑油は、潤滑油排出口２２ｂと潤滑油路２５ｃとを接続する循環油路２２ｃを経由して潤滑油路２５ｃに還流する。
【００４３】
また、潤滑油排出口２２ｂと循環油路２２ｃとの間には、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部２２ｄが設けられている。そして、潤滑油排出口２２ｂは、潤滑油貯留部２２ｄの内壁面に設けられている。これにより、高速回転時においては、潤滑油排出口２２ｂから排出しきれない潤滑油を一時的に潤滑油貯留部２２ｄに貯留しておくことができる。その結果、減速部Ｂのトルク損失の増加を防止することができる。一方、低速回転時においては、遠心力が小さくなって潤滑油排出口２２ｂに到達する潤滑油量が少なくなっても、潤滑油貯留部２２ｄに貯留されている潤滑油を潤滑油路２５ｃに還流することができる。その結果、減速部Ｂに安定して潤滑油を供給することができる。
【００４４】
さらに、濾過装置２２ｅは、循環油路２２ｃの潤滑油貯留部２２ｄに隣接する位置に配置されている。これにより、減速部Ｂから排出される潤滑油から摩耗粉等の異物を取り除いて循環させることができるので、長期間に亘って高い潤滑性能を維持することが可能となる。
【００４５】
なお、この濾過装置２２ｅの具体的な構造は特に限定されないが、例えば、カートリッジ式のフィルターであってもよい。これにより、濾過装置２２ｅのメンテナンスが容易となる。また、濾過装置２２ｅは、循環油路２２ｃの任意の位置に取り付けることができる。この実施形態においては、潤滑油貯留部２２ｄに隣接して設けた例を示したが、これに限ることなく、循環油路２２ｃと潤滑油路２５ｃとの接続部分付近に設けてもよい。
【００４６】
また、上記の実施形態においては、潤滑油貯留部２２ｄと濾過装置２２ｅとを別体とした例を示したが、これに限ることなく、両者を一体とすることもできる。例えば、濾過装置としてのフィルターカートリッジを潤滑油貯留部２２ｄに着脱可能に取り付けることもできる。
【００４７】
上記構成の減速部Ｂにおける潤滑油の流れを説明する。まず、潤滑油路２５ｃを流れる潤滑油は、モータ側回転部材２５の回転に伴う遠心力によって潤滑油供給口２５ｄおよび内輪部材４２を貫通する開口部４２ｂから減速部Ｂに流出する。
【００４８】
減速部Ｂ内部の潤滑油にはさらに遠心力が作用するので、内側軌道面４２ａ、外側軌道面４３、曲線板２６ａ，２６ｂと内ピン３１との当接部分、および曲線板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。
【００４９】
特に、内ピン３１と針状ころ軸受３１ａとの間には、針状ころ軸受３１ａとスラストプレート５１の内側領域５１ｂとの間の隙間を経由して潤滑油が供給され、排油路３１ｂから排出される。これにより、内ピン３１と針状ころ軸受３１ａとの間に安定して潤滑油を供給することができると共に、潤滑油の滞留に伴う温度上昇を抑制することができる。
【００５０】
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から減速部Ｂの外部へ排出され、循環油路２２ｃを経由して潤滑油路２５ｃに還流する。ここで、減速部Ｂ内部の潤滑油には、モータ側回転部材２５の回転方向および曲線板２６ａ，２６ｂの公転方向と同一方向への流れが形成されている。循環油路２２ｃを通過する潤滑油は、この流れの慣性力によって潤滑油路２５ｃに到達するので、潤滑油を循環させるためのオイルポンプ等を省略することができる。
【００５１】
このように、モータ側回転部材２５から減速部Ｂに潤滑油を供給することにより、モータ側回転部材２５周辺の潤滑油量不足を解消することができる。また、潤滑油排出口２２ｂから潤滑油を排出することによって、攪拌抵抗を抑えて減速部Ｂのトルク損失を低減することができる。さらに、潤滑油を循環させるためのオイルポンプ等を省略することで、インホイールモータ駆動装置２１の軽量化にも寄与する。
【００５２】
車輪ハブ軸受部Ｃは、車輪側回転部材２８に固定連結された車輪ハブ３２と、車輪ハブ３２をケーシング２２に対して回転自在に保持する車輪ハブ軸受３３とを備える。車輪ハブ３２は、円筒形状の中空部３２ａとフランジ部３２ｂとを有する。フランジ部３２ｂにはボルト３２ｃによって駆動輪１４が固定連結される。また、中空部３２ａの開口部分には、インホイールモータ駆動装置２１の内部への塵埃の混入等を防止するために密封部材３２ｄが設けられている。
【００５３】
車輪ハブ軸受３３は、転動体としての玉３３ｅを採用する複列のアンギュラ玉軸受である。玉３３ｅの軌道面としては、第１外側軌道面３３ａ（図中右側）および第２外側軌道面３３ｂ（図中左側）とが外方部材２２ａの内径面に設けられており、第１外側軌道面３３ａに対向する第１内側軌道面３３ｃが車輪側回転部材２８に嵌合固定された内輪部材３３ｈの外径面に、第２外側軌道面３３ｂに対向する第２内側軌道面３３ｄが車輪ハブ３２の外径面にそれぞれ設けられている。そして、玉３３ｅは、第１外側軌道面３３ａと第１内側軌道面３３ｃとの間、および第２外側軌道面３３ｂと第２内側軌道面３３ｄとの間にそれぞれ複数個配置される。また、車輪ハブ軸受３３は、左右の列の玉３３ｅそれぞれを保持する保持器３３ｆと、軸受内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩や、外部からの塵埃の混入を防止する密封部材３３ｇとを含む。
【００５４】
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。
【００５５】
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。このとき、コイルに高周波数の電圧を印加する程、ロータ２４は高速回転する。
【００５６】
これにより、ロータ２４に接続されたモータ側回転部材２５が回転すると、曲線板２６ａ，２６ｂはモータ側回転部材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が、曲線板２６ａ，２６ｂの曲線形状の波形と係合して、曲線板２６ａ，２６ｂをモータ側回転部材２５の回転とは逆向きに自転運動させる。
【００５７】
貫通孔３０ａに挿通する内ピン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の自転運動のみが車輪側回転部材２８を介して車輪ハブ軸受部Ｃに伝達される。
【００５８】
このとき、モータ側回転部材２５の回転が減速部Ｂによって減速されて車輪側回転部材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１４に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００５９】
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。
【００６０】
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の曲線板２６ａ，２６ｂに当接する位置に針状ころ軸受２７ａ，３１ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速部Ｂの伝達効率が向上する。
【００６１】
上記の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１１に採用することにより、ばね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１１を得ることができる。
【００６２】
次に、図９〜図１１を参照して、スラストプレート５１，５２の変形例を説明する。まず、スラストプレート６１は、中央に貫通孔６１ａが形成されている円盤状部材である。そして、針状ころ軸受３１ａの軸方向端面に当接する壁面の貫通孔６１ａに接する位置に内ピン３１を受け入れる複数の第１の凹部６１ｂ（この実施形態では貫通孔）と、第１の凹部６１ｂを囲むように形成され、針状ころ軸受３１ａの軸方向端部を受け入れる複数の第２の凹部６１ｃを有する。
【００６３】
上記構成のスラストプレート６１によれば、内ピン３１および針状ころ軸受３１ａの貫通孔６１ａにはみ出した部分から潤滑油が供給される。また、第２の凹部６１ｂの外縁部は、針状ころ軸受３１ａの外径面に当接するので、針状ころ軸受３１ａの軸方向端部から潤滑油が流出するのを有効に防止することができる。
【００６４】
なお、上記の実施形態においては、インホイールモータ駆動装置２１の外側を通る循環油路２２ｃの例を示したが、これに限ることなく、例えば、ケーシング２２の内部に循環油路を設けてもよい。この場合、ケーシング２２の剛性の観点から循環油路をあまり大きくすることができないので、必要な送油量を確保するためには複数本の循環油路を設けるのが望ましい。
【００６５】
また、上記の実施形態においては、潤滑油供給口２５ｄを偏心部２５ａ，２５ｂに設けた例を示したが、これに限ることなく、モータ側回転部材２５の任意の位置に設けることができる。ただし、転がり軸受４１に安定して潤滑油を供給する観点からは、潤滑油供給口２５ｄは偏心部２５ａ，２５ｂに設けるのが望ましい。
【００６６】
また、上記の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。
【００６７】
また、上記の実施形態においては、内ピンカラーとして針状ころ軸受３１ａを採用した例を示したが、転がり軸受に限ることなく、すべり軸受であってもこの発明の効果を得ることはできる。
【００６８】
また、上記の実施形態におけるスラストプレート５１，５２，６１，６２の材料は限定されない。例えば、金属であっても樹脂であってもよい。内接リング２６についても同様である。
【００６９】
また、上記の実施形態における運動変換機構は、車輪側回転部材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。
【００７０】
なお、上記の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。
【００７１】
また、上記の実施形態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１４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ときは、駆動輪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を駆動させたり、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。
【００７２】
さらに、上記の実施形態の構成にブレーキを加えることもできる。例えば、図１の構成において、ケーシング２２を軸方向に延長してロータ２４の図中右側に空間を形成し、ロータ２４と一体的に回転する回転部材と、ケーシング２２に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピストンと、このピストンを作動させるシリンダとを配置して、車両停止時にピストンと回転部材とを嵌合させてロータ２４をロックするパーキングブレーキであってもよい。
【００７３】
または、ロータ２４と一体的に回転する回転部材の一部に形成されたフランジおよびケーシング２２側に設置された摩擦板をケーシング２２側に設置されたシリンダで挟むディスクブレーキであってもよい。さらに、この回転部材の一部にドラムを形成すると共に、ケーシング２２側にブレーキシューを固定し、摩擦係合およびセルフエンゲージ作用で回転部材をロックするドラムブレーキを用いることができる。
【００７４】
また、上記の実施形態において、曲線板２６ａ，２６ｂを支持する軸受として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。
【００７５】
ただし、深溝球軸受は、円筒ころ軸受と比較して許容限界回転数は高い反面、負荷容量が低い。そのため、必要な負荷容量を得るためには、大型の深溝球軸受を採用しなければならない。したがって、インホイールモータ駆動装置２１のコンパクト化の観点からは、転がり軸受４１には円筒ころ軸受が好適である。
【００７６】
また、上記の各実施形態においては、モータ部Ａにラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばケーシングに固定されるステータと、ステータの内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを備えるアキシアルギャップモータであってもよい。
【００７７】
さらに、図７に示した電気自動車１１は、後輪１４を駆動輪とした例を示したが、これに限ることなく、前輪１３を駆動輪としてもよく、４輪駆動車であってもよい。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ものとして理解すべきである。
【００７８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、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。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の偏心部周辺の拡大図である。
【図４】図１の内ピン周辺の拡大図である。
【図５】図４のスラストプレートの正面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】図１のインホイールモータ駆動装置を有する電気自動車の平面図である。
【図８】図７の電気自動車の後方断面図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置であって、図４に対応する図である。
【図１０】図９のスラストプレートの正面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩにおける断面図である。
【図１２】従来のインホイールモータ駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１  電気自動車、１２  シャーシ、１２ａ  ホイールハウジング、１２ｂ  懸架装置、１３  前輪、１４  後輪、２１，１０１  インホイールモータ駆動装置、２２，１０２  ケーシング、２２ａ  外方部材、２２ｂ  潤滑油排出口、２２ｃ  循環油路、２２ｄ  潤滑油貯留部、２２ｅ  濾過装置、２３  ステータ、２４  ロータ、２４ａ  ロータ部、２８ａ，３２ｂ  フランジ部、２４ｂ，３２ａ  中空部、２８ｂ  軸部、２５，１０６  モータ側回転部材、２５ａ，２５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ  偏心部、２５ｃ  潤滑油路、２５ｄ  潤滑油供給口、２６  内接リング、２６ａ，２６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ  曲線板、２７，１０８  外ピン、２７ａ，３１ａ  針状ころ軸受、２８，１１０  車輪側回転部材、２９  カウンタウェイト、３０ａ，３０ｂ  貫通孔、３１，１０９  内ピン、３２  車輪ハブ、３２ｄ，３３ｇ，３５，３９  密封部材、３３  車輪ハブ軸受、４０  塑性結合部、３３ａ，３３ｂ，４３  外側軌道面、３３ｃ，３３ｄ，４２ａ  内側軌道面、４２ｂ  開口部、３３ｅ  玉、３３ｆ  保持器、３３ｈ，４２  内輪部材、３４，３６ａ，３６ｂ，４１，１１１  転がり軸受、４４  円筒ころ、５１，５２，６１，６２  スラストプレート、５１ａ，６１ａ  貫通孔、５１ｂ  内側領域、５１ｃ  外側領域、５１ｄ，６１ｂ，６１ｃ  凹部、１０９ａ  内ピンカラー。
【図１】
0005010484.tif 000002
【図２】
0005010484.tif 000003
【図３】
0005010484.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005010484.tif 000008
【図８】
0005010484.tif 000009
【図９】
0005010484.tif 000010
【図１０】
0005010484.tif 000011
【図１１】
0005010484.tif 000012
【図１２】
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