JP2018114834A

JP2018114834A - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP2018114834A
Application number: JP2017006639A
Authority: JP
Inventors: 直哉竹内; Naoya Takeuchi; 四郎田村; Shiro Tamura; 真也太向; Masaya Taiko
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: US11766890B2; CN108633266B; WO2018135470A1; EP3572263A4; EP3572263A1; JP6813370B2; US20200384804A1; CN108633266A

Abstract

【課題】ブレーキディスクからインホイールモータまでの軸線方向寸法を小型化するための技術を提供する。【解決手段】インホイールモータ駆動装置（１０）は、外輪（１３）、外輪の中心孔に通されて外輪から軸線（Ｏ）方向一方へ突出する内輪（１２）、外輪と内輪との間の環状空間に複列に配置される複数の転動体（１４）、および外輪を非回転部材（１０２）に固定する固定ボルト（１５）を有する車輪ハブ軸受部（１１）と、内輪の軸線方向一方端部と連結する連結部分（５８）、連結部分から軸線方向他方へ延びて内輪と同軸に配置される円筒部分（５７）、円筒部分の軸線方向他端部から外径側に広がるフランジ状の摩擦円板部分（５６）を有するブレーキディスク（５５）とを備え、固定ボルトのうち少なくとも一部が円筒部分の内側空間に受け入れられる。【選択図】図１

Description

本発明は、車輪と連結される車輪ハブ軸受部を備えるインホイールモータ駆動装置に関し、特に車輪ハブ軸受部の固定外輪を非回転の相手材に固定する固定ボルトに関する。

車輪の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として例えば特許第5866950号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１には、モータに駆動される回転内輪と、回転内輪とともにハブ軸受を構成する固定外輪と、回転内輪に取り付けられるブレーキディスクおよび車輪ホイールが開示されている。固定外輪は、車軸と平行に延びるボルトによってモータケースに固定される。

特許5866950号公報

ところでインホイールモータは車輪ホイールの内空領域内になるべく収まるよう、小型であることが好ましい。インホイールモータが車輪ホイールの内空領域から突出すると、車輪を収容するホイールハウスを大きくしなければならず、車室空間が犠牲になるためである。またインホイールモータの突出部分が、サスペンション装置と干渉する虞があるためである。

上述した特許文献１のボルトは、ブレーキディスクよりも車幅方向内側に配置され、ボルト頭部と、ブレーキディスクの摩擦面との間に、軸線方向（車幅方向）のクリアランスが確保される。このため、インホイールモータが、ブレーキディスクよりも車幅方向内側に配置され、車輪ホイールの内空領域から車幅方向内側に突出してしまう。

本発明は、上述の実情に鑑み、ブレーキディスクを備えるインホイールモータにおいて、ブレーキディスクからインホイールモータまでの軸線方向寸法を小型化するための技術を提供することを目的とする。

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、外輪、外輪の中心孔に通されて外輪から軸線方向一方へ突出する内輪、外輪と内輪との間の環状空間に複列に配置される複数の転動体、および外輪を非回転部材に固定する固定ボルトを有する車輪ハブ軸受部と、内輪を駆動するモータ部と、内輪の軸線方向一方端部と連結する連結部分、当該連結部分から軸線方向他方へ延びて内輪と同軸に配置される円筒部分、および円筒部分の軸線方向他端方部から外径側に広がるフランジ状の摩擦円板部分を有するブレーキディスクとを備え、固定ボルトのうち少なくとも一部が円筒部分の内側空間に受け入れられる。

かかる本発明によれば、外輪を非回転部材に連結固定する固定ボルトのうち少なくとも一部が、ブレーキディスクの円筒部分の内側空間に受け入れられることから、軸線方向位置に関し、ブレーキディスクと固定ボルトが重なるよう配置される。これによりブレーキディスクの摩擦円板部分と固定ボルトの間に軸線方向のクリアランスを確保する必要がなくなり、従来と比較してブレーキディスク付インホイールモータ駆動装置の軸線方向寸法を短縮することができる。なお固定ボルトは、円筒部分の内周面よりも内径側に配置されること勿論である。

外輪は、１部材であってもよいし、２部材を互いに結合してもよい。本発明の一実施形態として外輪は、内輪の軸線方向他端部を包囲する外輪筒部材と、外輪筒部材の外周に固定される外輪アタッチメント部材を含み、固定ボルトは外輪アタッチメント部材を非回転部材に固定し、外輪アタッチメント部材の少なくとも一部が円筒部分の内側空間に受け入れられる。かかる実施形態によれば、軸線方向位置に関し、外輪アタッチメント部材とブレーキディスクの摩擦円板部分が重ねて配置されることから、従来と比較してブレーキディスク付インホイールモータ駆動装置の軸線方向寸法を益々短縮することができる。他の実施形態として、外輪アタッチメント部材が円筒部分よりも軸線方向他方に配置され、固定ボルトの一部が円筒部分の内側空間に配置される。

固定ボルトの向きは特に限定されない。本発明の好ましい実施形態として固定ボルトは、外輪の軸線方向一方側に配置される頭部と、頭部から軸線方向他方側に延びて外輪に形成される穴および非回転部材に形成される穴に通される軸部を含み、固定ボルトの頭部のうち少なくとも一部が内側空間に受け入れられる。かかる実施形態によれば、ブレーキディスクの摩擦円板部分とボルト頭部の間に軸線方向のクリアランスを確保する必要がなくなり、従来と比較してブレーキディスク付インホイールモータ駆動装置の軸線方向寸法を短縮することができる。他の実施形態として、固定ボルトの軸部が軸線方向一方に指向し、固定ボルトの頭部が軸線方向他方へ指向してもよい。固定ボルトの軸部は、外輪あるいは非回転部材に螺合してもよいし、あるいはナットと螺合してナットおよび固定ボルト頭部で外輪および非回転部材を挟圧するように固定してもよい。

インホイールモータ駆動装置は、モータ回転を減速する減速部を備えることが好ましい、またインホイールモータ駆動装置の車輪ハブ軸受部は、減速部と結合し、あるいはモータ部と結合する。具体的には非回転の外輪が、減速部のケーシング、あるいはモータ部のモータケーシングと結合する。これらのケーシングは、インホイールモータ駆動装置のケーシングを構成する。インホイールモータ駆動装置の外輪およびケーシングは、サスペンション装置を介して車体に連結される。本発明のさらに好ましい実施形態として非回転部材は、サスペンション部材である。かかる実施形態によれば、固定ボルトによって外輪をサスペンション装置に固定することができる。なおサスペンション装置は、ストラット式サスペンション装置であったり、あるいはダブルウィッシュボーン式サスペンション装置であったり、特に限定されない。

本発明の他の実施形態として非回転部材は、モータ部から内輪へ回転を減速して伝達する減速部のケーシングである。かかる実施形態によれば、固定ボルトによって外輪をインホイールモータ駆動装置のケーシングに固定することができる。なお固定ボルトは、外輪とサスペンション部材とケーシングの３部材を共に結合するものであってもよい。

このように本発明によれば、ブレーキディスクからインホイールモータ駆動装置までの軸線方向寸法を小型化することができる。そしてインホイールモータ駆動装置の大部分は車輪ホイールの内空領域に受け入れられるので、インホイールモータ駆動装置を伴う車輪を収容するホイールハウスを大きくする必要がなく、車室空間が犠牲にならない。またインホイールモータ駆動装置を伴う車輪が上下方向にバウンドないしリバウンドしても、インホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の干渉を回避し易くなる。あるいはインホイールモータ駆動装置を伴う車輪が転舵しても、インホイールモータ駆動装置とサスペンション装置の干渉を回避し易くなる。

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展開断面図である。同実施形態を模式的に示す横断面図である。本発明の具体例になるインホイールモータ駆動装置の車輪ハブ軸受部をその周辺部品とともに模式的に示す側面図である。図３の車輪ハブ軸受部をその周辺部品とともに模式的に示す正面図である。本発明の変形例を示す縦断面図である。

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を示す展開断面図である。図２は、同実施形態を模式的に示す横断面図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。図１では、紙面左側を車幅方向外側（アウトボード側）とし、紙面右側を車幅方向内側（インボード側）とする。以下の説明では、車幅方向外側を軸線方向一方ともいい、車幅方向内側を軸線方向他方ともいう。図２では、紙面上側を車両上方とし、紙面下側を車両下方とし、紙面左側を車両前方とし、紙面右側を車両後方とする。車両前方とは車両の前進方向である。車両後方とは車両の後退方向である。

インホイールモータ駆動装置１０は、車輪ホイールＷの中心に設けられる車輪ハブ軸受部１１と、車輪を駆動するモータ部２１と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１を備える。モータ部２１および減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１の中心軸線になる軸線Ｏからオフセットして配置される。軸線Ｏは車幅方向に延び、車軸に一致する。軸線Ｏ方向位置に関し、車輪ハブ軸受部１１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向一方（アウトボード側）に配置され、モータ部２１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向他方（インボード側）に配置され、減速部３１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向中央部に配置される。車輪ハブ軸受部１１および減速部３１は、車輪ホイールＷのリム部Ｗｒおよびスポーク部Ｗｓに区画される車輪内空領域に収容される。モータ部２１は、車輪内空領域から軸線方向他方へ突出する。

図１に示すように車輪ハブ軸受部１１は、回転内輪・固定外輪とされ、車輪ホイールＷのハブ部Ｗｈと結合するハブ輪としての内輪１２と、内輪１２の外径側に同軸に配置される非回転の外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間の環状空間に配置される複数の転動体１４を有する。

外輪１３は、外輪筒部材１３ｂおよび外輪アタッチメント部材１３ｃを含む固定輪である。外輪アタッチメント部材１３ｃは中央部に貫通孔を有する鋼製の板材であり、当該貫通孔に鋼製の外輪筒部材１３ｂが圧入固定される。これにより外輪アタッチメント部材１３ｃは、外輪フランジとして機能する。外輪アタッチメント部材１３ｃの中央部には、貫通孔に沿って軸線Ｏ方向他方へ突出する筒部１３ｅが形成される。筒部１３ｅは、内周面で外輪筒部材１３ｂと嵌合する。また筒部１３ｅは、外周面で後述する正面部分３８ｆに形成される開口に嵌合する。外輪筒部材１３ｂの軸線Ｏ方向一方端には、外径側に突出する突起１３ｄが形成される。突起１３ｄは外輪アタッチメント部材１３ｃが軸線Ｏ方向一方へ移動することを規制する。なお図示しない変形例として、外輪筒部材１３ｂおよび外輪アタッチメント部材１３ｃは一体形成されてもよい。

外輪フランジとしての外輪アタッチメント部材１３ｃには周方向に間隔を空けて雌ねじ孔１３ｆおよび貫通孔１３ｈが複数穿設される。例えば雌ねじ孔１３ｆおよび貫通孔１３ｈは、周方向所定間隔に交互に設置される。各雌ねじ孔１３ｆおよび各貫通孔１３ｈは軸線Ｏと平行に延び、軸線Ｏ方向一方側からボルト１５，１７がそれぞれ通される。各ボルト１５の軸部は、サスペンション部材１０２の貫通孔１０２ｈを貫通し、雌ねじ孔１３ｆに螺合する。各ボルト１５の頭部は、サスペンション部材１０２から軸線Ｏ方向一方へ突出する。なお外輪アタッチメント部材１３ｃの外縁には、サスペンション部材１０２を受け入れて係合する所定形状の切欠き１３ｇが形成される。あるいは後述する具体例のようにサスペンション部材１０２を外輪アタッチメント部材１３ｃの軸線Ｏ方向一方端面に面接触させてもよい。

なお図１では、サスペンション部材１０２の一部のみを表し、残部を図略する。図示しないサスペンション部材１０２の残部は、インホイールモータ駆動装置１０を迂回して車幅方向内側へ延び、図示しない車体と連結する。これにより外輪１３はサスペンション部材に連結固定される。

各ボルト１７の軸部は、貫通孔１３ｈを貫通し、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆに穿設される雌ねじ孔３８ｇに螺合する。各ボルト１７の頭部は、外輪アタッチメント部材１３ｃの外縁に形成された切欠き１３ｊに位置する。これにより外輪１３は本体ケーシング３８に取付固定される。また本体ケーシング３８は外輪１３を介してサスペンション部材１０２に支持される。なお正面部分３８ｆは減速部３１の軸線Ｏ方向一方端を覆うケーシング壁部である。サスペンション部材１０２は、外輪１３および本体ケーシング３８と同様、非回転部材である。これに対し内輪１２は、車輪ホイールＷと一体回転する回転部材である。

内輪１２は内輪筒部１２ｂおよび内輪フランジ１２ｃを含む回転輪である。内輪筒部１２ｂは外輪１３よりも長い円筒体であり、外輪筒部材１３ｂの中心孔に通される。外輪１３からインホイールモータ駆動装置１０の外部へ突出する内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向一方端部には、内輪フランジ１２ｃが形成される。内輪フランジ１２ｃは、ブレーキディスク５５および車輪（車輪ホイールＷ）と同軸に結合するための結合座部を構成する。本実施形態の内輪フランジ１２ｃは円形ではなく、周方向所定間隔で切欠かれる。内輪１２は内輪フランジ１２ｃで車輪ホイールＷと結合して、車輪と一体回転する。

内輪筒部１２ｂは、内輪フランジ１２ｃから軸線Ｏ方向他方へ突出する。内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向他方領域外周面と外輪筒部材１３ｂ内周面との間の環状空間には、複数列の転動体１４が配置される。内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向中央部の外周面は、第１列の転動体１４の内側軌道面を構成する。内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向他方端部外周には内側軌道輪１２ｒが嵌合する。内側軌道輪１２ｒの外周面は、第２列の転動体１４の内側軌道面を構成する。内輪筒部１２ｂおよび外輪筒部材１３ｂ間の環状空間には、シール材１６がさらに介在する。シール材１６は環状空間の両端を封止して、塵埃および異物の侵入を阻止する。内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向他方端の中心孔には減速部３１の出力軸３７が差し込まれてスプライン嵌合する。

モータ部２１は、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、およびモータケーシング２５を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータ部２１は、インナロータ、アウタステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式であってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップであってもよい。

モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。具体的には図２に示すようにモータ部の軸線Ｍは、軸線Ｏよりも車両前方に配置される。

説明を図１に戻すと、モータケーシング２５は略円筒形状であり、軸線Ｍ方向一方端で本体ケーシング３８と一体に結合し、軸線Ｍ方向他方端を板状のモータケーシングカバー２５ｖで封止される。モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、本体ケーシング３８およびモータケーシングカバー２５ｖに回転自在に支持される。本体ケーシング３８、モータケーシング２５、およびモータケーシングカバー２５ｖは、インホイールモータ駆動装置１０のケーシングを構成する。モータ部２１は内輪１２を駆動する。

減速部３１は、３軸の平行軸歯車減速機であって、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力軸３２ｓと、入力軸３２ｓの外周面に同軸に設けられる入力歯車３２と、複数の中間歯車３３，３５と、これら中間歯車３３，３５の中心と結合する中間軸３４と、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２と同軸に結合する出力軸３７と、出力軸３７の外周面に同軸に設けられる出力歯車３６と、これら複数の歯車および回転軸を収容する本体ケーシング３８を有する。入力軸３２ｓは軸線Ｍに沿って延び、中間軸３４は軸線Ｎに沿って延び、出力軸３７は軸線Ｏに沿って延びる。

入力歯車３２は小径の外歯歯車であり、軸線Ｍに沿って配置される入力軸３２ｓの軸線Ｍ方向他方端部外周に形成される多数の歯である。入力軸３２ｓの軸線方向他方端部には軸線Ｍに沿って延びる中心穴が形成され、モータ回転軸２２の軸線方向一方端部を差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。入力軸３２ｓは入力歯車３２の両端側で、転がり軸受３２ｍ，３２ｎを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂに回転自在に支持される。

減速部３１の中間軸３４は軸線Ｏと平行に延び、中間軸３４の両端は、軸受３４ｍ，３４ｎを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂに回転自在に支持される。中間軸３４の中央部には第１中間歯車３３および第２中間歯車３５が同軸に設けられる。第１中間歯車３３および第２中間歯車３５は、外歯のはすば歯車であり、第１中間歯車３３の径が第２中間歯車３５の径よりも大きい。第１中間歯車３３は、第２中間歯車３５よりも軸線Ｎ方向他方側に配置されて、入力歯車３２と噛合する。第２中間歯車３５は、第１中間歯車３３よりも軸線Ｎ方向一方側に配置されて、出力歯車３６と噛合する。

中間軸３４の軸線Ｎは、図２に示すように、軸線Ｏおよび軸線Ｍよりも上方に配置される。また中間軸３４の軸線Ｎは、軸線Ｏよりも車両前方、軸線Ｍよりも車両後方に配置される。減速部３１は、互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｎ，Ｍを有する３軸の平行軸歯車減速機であることが理解される。

説明を図１に戻すと出力歯車３６は外歯歯車であり、出力軸３７の中央部に同軸に設けられる。出力軸３７は軸線Ｏに沿って延びる。出力軸３７の軸線Ｏ方向一方端部は、内輪１２の中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。かかる嵌合は、スプライン嵌合あるいはセレーション嵌合である。出力歯車３６の歯先および歯底は、内輪１２の内輪フランジ１２ｃよりも大径であるが、出力歯車３６の歯先円は外輪アタッチメント部材１３ｃよりも小さい。出力歯車３６の軸線Ｏ方向一方端部は、転がり軸受３６ｍを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆに回転自在に支持される。出力軸３７の軸線Ｏ方向他方端部は、転がり軸受３６ｎを介して、本体ケーシング３８の背面部分３８ｂに回転自在に支持される。

減速部３１は、小径の駆動歯車と大径の従動歯車の噛合、即ち入力歯車３２と第１中間歯車３３の噛合、また第２中間歯車３５と出力歯車３６の噛合、によりモータ回転軸２２の回転を減速して出力軸３７に伝達する。

本体ケーシング３８は、筒状部分と、当該筒状部分の両端を覆う正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂを含む。筒状部分は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｎ、Ｍを取り囲むように減速部３１を覆う。正面部分３８ｆは、減速部３１の軸線方向一方側を覆う。背面部分３８ｂは、減速部３１の軸線方向他方側を覆う。本体ケーシング３８の背面部分３８ｂは、モータケーシング２５と結合し、減速部３１およびモータ部２１を仕切る隔壁でもある。モータケーシング２５は本体ケーシング３８に支持されて、本体ケーシング３８から軸線方向他方側へ突出する。

本体ケーシング３８は、減速部３１の全ての回転要素（回転軸および歯車）を収容する。図２に示すように本体ケーシング３８の下部は、オイル貯留部５１とされる。減速部３１の下部を占めるオイル貯留部５１には、モータ部２１および減速部３１を潤滑する潤滑油が貯留する。オイル貯留部５１の上側には、背面部分３８ｂを貫通する開口５４が形成される。開口５４は減速部３１の内部空間およびモータ部２１の内部空間を連通する。

図１に示すように入力軸３２ｓと、中間軸３４と、出力軸３７は、上述した転がり軸受によって両持ち支持される。互いに平行な軸線Ｍ，Ｎ，Ｏの軸線方向位置に関し、軸線方向一方側の転がり軸受３２ｍ，３４ｍ，３６ｍの軸線方向位置は、互いに重なる。より好ましくは図１に示すように、これら転がり軸受３２ｍ，３４ｍ，３６ｍの軸線方向位置はすべて一致する。軸線方向他方側の転がり軸受３２ｎ，３４ｎ，３６ｎの軸線方向位置は、互いに重なる。より好ましくは、これら転がり軸受３２ｎ，３４ｎ，３６ｎの軸線方向位置はすべて一致する。第２中間歯車３５および出力歯車３６は、軸線方向一方側に配置され、これら歯車の軸線方向位置は、互いに重なる。より好ましくは、これら歯車の軸線方向位置は一致する。入力歯車３２および第１中間歯車３３は、軸線方向他方側に配置され、これら歯車の軸線方向位置は、互いに重なる。より好ましくは、これら歯車の軸線方向位置は一致する。これにより減速部３１の軸線方向寸法を小さくすることができる。

図１に示すように、内輪１２にはブレーキディスク５５が連結される。ブレーキディスク５５は鍔付帽子の如き形状（ハット形状）であり、鍔付帽子の鍔部に相当する摩擦円板部分５６と、鍔付帽子の内側空間を区画する円筒部分５７と、鍔付帽子の頭頂部に相当する連結部分５８とを含む。

円筒部分５７は、内輪１２と同軸に配置され、軸線Ｏに沿って延びる。円筒部分５７の内径は、内輪１２の外径ないし外輪１３の外径、特に内輪フランジ１２ｃの外径および外輪アタッチメント部材１３ｃの外径、よりも大きい。

連結部分５８は、円筒部分５７の軸線Ｏ方向一端から内径側に突出する円板、あるいはスポークのように放射状に形成される。連結部分５８の中心には、内輪筒部１２ｂの軸線Ｏ方向一方端が通される中心孔５８ｃが形成される。連結部分５８には軸線Ｏと平行に延びる貫通孔５８ｈが周方向に間隔を空けて形成され、内輪フランジ１２ｃにも同じ配置で軸線Ｏと平行に延びる貫通孔１２ｈが形成され、これらの貫通孔１２ｈ，５８ｈ同士が一致した状態で、軸線Ｏ方向他方からボルト１８が貫通孔１２ｈ、５８ｈに差し込まれる。ボルト１８は、圧入によって、軸線Ｏ方向他方側の内輪フランジ１２ｃに固定される。ボルト１８の軸部は根元部分が大径に形成され、先端部分が小径に形成されて雄ねじを伴う。ボルト１８は、圧入によって、軸線Ｏ方向他方側の内輪フランジ１２ｃに固定され、さらに軸線Ｏ方向一方側の連結部分５８に固定される。さらにボルト１８軸部の先端部分は、軸線Ｏ方向一方側のハブ部Ｗｈに形成される貫通孔を貫通する。この状態でボルト１８の先端部に図示しないテーパナットを締め付けることで、車輪ホイールＷが内輪１２に取付固定される。

ボルト１８は、外輪１３よりも軸線Ｏ方向一方に配置され、連結部分５８を外輪１３から軸線Ｏ方向一方へ離れた側とし、摩擦円板部分５６を外輪１３に近い側として、連結部分５８を内輪１２の軸線Ｏ方向一方端部に固定する。

摩擦円板部分５６は、円筒部分５７の軸線Ｏ方向他端からフランジのように外径側に広がる。摩擦円板部分５６は、図示しないブレーキキャリパによって厚み方向（軸線Ｏ方向）に挟圧されることによって、回転を制動される。摩擦円板部分５６と円筒部分５７の結合箇所の角部には、面取り５９が形成される。面取り５９によってブレーキディスク５５はサスペンション部材１０２とのクリアランスを確保する。面取り５９、円筒部分５７の内周面、および連結部分５８によって区画される円柱状の空間を、ブレーキディスクの内側空間５５ｓという。

内側空間５５ｓは軸線Ｏ方向他方に開口し、内輪フランジ１２ｃ全体を収容する。また内側空間５５ｓは、内輪フランジ１２ｃの軸線Ｏ方向他方端面に係止するボルト１８の頭部を収容する。また内側空間５５ｓは、ボルト１５の頭部と、サスペンション部材１０２の軸線Ｏ方向一方端と、外輪１３の軸線Ｏ方向一方端と、ボルト１７の軸線Ｏ方向一方端を収容する。

次に本発明の具体例につき説明する。

図３は具体例の車輪ハブ軸受部をその周辺部品とともに模式的に示す側面図であり、車両前方からみた状態を表す。図４は具体例の車輪ハブ軸受部をその周辺部品とともに模式的に示す正面図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。図４に示すようにサスペンション部材１０２の中央部１０２ａには、円形開口１０２ｃが形成される。円形開口１０２ｃの中心は軸線Ｏに一致する。中央部１０２ａは環状にされ、車幅方向両端面を平坦に形成される。

図３に示すように車幅方向外側の中央部１０２ａと車幅方向内側の外輪アタッチメント部材１３ｃは車幅方向に重なるように配置される。中央部１０２ａには、円形開口１０２ｃを取り囲むように、周方向に間隔を空けて貫通孔１０２ｈが複数形成される。外輪アタッチメント部材１３ｃは円環状の板材であり、内輪フランジ１２ｃよりも大径である。図３に示すように外輪アタッチメント部材１３ｃには、貫通孔１０２ｈに対応するように、雌ねじ孔１３ｆが周方向所定間隔に形成される。各貫通孔１０２ｈおよび各雌ねじ孔１３ｆには、ボルト１７がそれぞれ通される。

各ボルト１５と各雌ねじ孔１３ｆと各貫通孔１０２ｈは、軸線Ｏを中心とする円板状の内輪フランジ１２ｃよりも外径側に配置される。ボルト１５は車幅方向外側から貫通孔１０２ｈに差し込まれる。ボルト１５の頭部は車幅方向外側からサスペンション部材１０２を押さえる。ボルト１５の先端部は雌ねじ孔１３ｆに螺合する。

サスペンション部材１０２の円形開口１０２ｃの内径は円板状の内輪フランジ１２ｃ外径よりも大きく、円形開口１０２ｃの中心は軸線Ｏに一致する。隣り合う貫通孔１０２ｈ，１０２ｈ間には、切欠き１０２ｄが形成される。切欠き１０２ｄは円形開口１０２ｃの内縁に沿って周方向に間隔を空けて複数設けられる。各切欠き１０２ｄは、内輪フランジ１２ｃよりも外径側に配置され、ボルト１７の頭部を受け入れる。

なお図３に破線で示すようにボルト１７頭部の高さ寸法はサスペンション部材１０２の厚みよりも小さく、図４に示すようにボルト１７頭部は切欠き１０２ｄに収容される。このようにボルト１７は内輪フランジ１２ｃよりも車幅方向内側に配置され、内輪フランジ１２ｃと干渉しない。

図４に示すように軸線Ｏ方向にみて、ボルト１７は内輪フランジ１２ｃと重なる場合がある。ただし内輪フランジ１２ｃの外縁には切欠き１２ｄが設けられ、ボルト１７は切欠き１２ｄから露出する。これにより軸線Ｏ方向一方からボルト１７頭部へのアクセスが確保される。
図面の煩雑を避けるため、図３中、外輪筒部材（図１の符号１３ｂ）は図略される。また図４中、貫通孔１０２ｈに通されるボルト（図３の符号１５）は図略される。

サスペンション部材１０２は、円形開口１０２ｃを伴う中央部１０２ａから上方へ突出する上側懸架ブラケット１０２ｂを有する。上側懸架ブラケット１０２ｂは、ブレーキディスク５５の摩擦円板部分５６よりも車幅方向内側でダンパ１０３の下端部と結合する。ダンパ１０３は上下方向に延び、ダンパ１０３の図示しない上端部は車体と連結する。

サスペンション部材１０２は、円形開口１０２ｃを伴う中央部１０２ａから下方へ突出する下側懸架ブラケット１０２ｅを有する。下側懸架ブラケット１０２ｅはボールジョイント１０４を介してロアアーム１０５の車幅方向外側端１０５ａと連結する。ロアアーム１０５の車幅方向内側端１０５ｂは図示しない車体側メンバに枢支される。これによりロアアーム１０５は、車幅方向外側端１０５ａを遊端とし、車幅方向内側端１０５ｂを基端として、上下方向に揺動可能である。ボールジョイント１０４は自在継手であるから、ロアアーム１０５はサスペンション部材１０２に方向自在に連結される。

サスペンション部材１０２は、円形開口１０２ｃを伴う中央部１０２ａから車両前方に広がる壁部１０２ｇを有する。図３に示すように壁部１０２ｇは車両前後方向に対して垂直に広がり、壁部１０２ｇの上縁は上側懸架ブラケット１０２ｂと一体結合する。壁部１０２ｇの下縁は下側懸架ブラケット１０２ｅと一体結合する。壁部１０２ｇによりサスペンション部材１０２は補剛される。剛性確保のためサスペンション部材１０２は鋼製であることが好ましい。

図３に示すようにボルト１５，１７のうち少なくとも頭部は内側空間５５ｓに配置される。

ところで本実施形態によれば図１に示すように、ブレーキディスク５５の連結部分５８は外輪アタッチメント部材１３ｃの軸線Ｏ方向一方側に配置される。非回転のサスペンション部材１０２を外輪アタッチメント部材１３ｃに固定するボルト１５は、外輪アタッチメント部材１３ｃの軸線Ｏ方向一方側に配置される頭部と、この頭部から軸線Ｏ方向他方側に延びて外輪アタッチメント部材１３ｃに形成される雌ねじ孔１３ｆとサスペンション部材１０２に形成される貫通孔とに通される軸部を含む。ボルト１５は、円筒部分５７の内周面よりも内径側に配置され、ボルト１５の頭部のうち少なくとも一部が円筒部分５７の内側空間５５ｓに受け入れられる。

かかる本実施形態によれば、外輪１３をサスペンション部材１０２に連結固定するボルト１５のうち少なくとも一部が、ブレーキディスク５５の円筒部分５７の内側空間５５ｓに受け入れられることから、軸線Ｏ方向位置に関し、ブレーキディスク５５とボルト１５が重なるよう配置される。つまり従来のようにブレーキディスク５５の摩擦円板部分５６とボルト１５の間に軸線Ｏ方向のクリアランスを確保する必要がなくなり、従来と比較してブレーキディスク５５を備えるインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向寸法を短縮することができる。

また本実施形態によれば外輪１３は、内輪１２の軸線Ｏ方向他端部を包囲する外輪筒部材１３ｂと、外輪筒部材１３ｂの外周に固定される外輪アタッチメント部材１３ｃを含み、ボルト１５は外輪アタッチメント部材１３ｃを非回転のサスペンション部材１０２に固定し、外輪アタッチメント部材１３ｃの少なくとも一部が内側空間５５ｓに受け入れられる。かかる本実施形態によれば、軸線Ｏ方向位置に関し、外輪アタッチメント部材１３ｃとブレーキディスク５５の摩擦円板部分５６が重ねて配置されることから、従来と比較してブレーキディスク５５を備えるインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向寸法を益々短縮することができる。

また本実施形態によればボルト１５は、外輪１３の軸線Ｏ方向一方側に配置される頭部と、この頭部から軸線Ｏ方向他方側に延びて外輪１３に形成される雌ねじ孔１３ｆおよびサスペンション部材１０２に形成される貫通孔に通される軸部を含み、ボルト１５の頭部のうち少なくとも一部が内側空間５５ｓに受け入れられる。これによりブレーキディスク５５の摩擦円板部分５６とボルト１５頭部の間に軸線Ｏ方向のクリアランスを確保する必要がなくなり、従来と比較してブレーキディスク５５を備えるインホイールモータ駆動装置１０の軸線Ｏ方向寸法を短縮することができる。

また本実施形態によればボルト１５により、非回転部材である外輪１３を、非回転部材であるサスペンション部材１０２に固定することができる。

また本実施形態によればボルト１７により、非回転部材である外輪１３を、非回転部材である本体ケーシング３８に固定することができる。なおボルト１７は、頭部が軸線Ｏ方向一方を指向し、軸部が軸線Ｏ方向他方を指向し、頭部の一部が内側空間５５ｓに受け入れられる。

次に本発明の変形例を説明する。図５は本発明の変形例を示す縦断面図である。この変形例につき、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。この変形例ではボルト１５全体が内側空間５５ｓに受け入れられる。サスペンション部材１０２の軸線Ｏ方向一方端部は、外輪アタッチメント部材１３ｃの軸線Ｏ方向一方端面に接触するよう連結され、当該軸線Ｏ方向一方端面から突出する。雌ねじ孔１３ｆは有底であるが、無底であってもよい。

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。内側空間５５ｓは、ボルト１５の少なくとも一部を収容すればよい。また内側空間５５ｓは、ボルト１７の少なくとも一部を収容すればよい。また内側空間５５ｓは、内輪１２の一部と、外輪１３の一部と、サスペンション部材１０２の一部とのうち、少なくとも１つを収容すればよい。

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。

１０インホイールモータ駆動装置、１１車輪ハブ軸受部、
１２内輪、１２ｂ内輪筒部、１２ｃ内輪フランジ、
１２ｒ内側軌道輪、１３外輪、１３ｂ外輪筒部材、
１３ｃ外輪アタッチメント部材、１３ｄ突起、
１３ｅ筒部、１３ｆ雌ねじ孔、１３ｈ貫通孔、
１４転動体、１５，１７，１８ボルト、
２１モータ部、３１減速部、３８本体ケーシング、
３８ｂ背面部分、３８ｆ正面部分、３８ｇ雌ねじ孔、
５５ブレーキディスク、５５ｓ内側空間、
５６摩擦円板部分、５７円筒部分、５８連結部分、
５８ｃ中心孔、５９面取り、１０２サスペンション部材、
Ｍ，Ｎ，Ｏ軸線、Ｗ車輪ホイール。

Claims

外輪、前記外輪の中心孔に通されて前記外輪から軸線方向一方へ突出する内輪、前記外輪と前記内輪との間の環状空間に複列に配置される複数の転動体、および前記外輪を非回転部材に固定する固定ボルトを有する車輪ハブ軸受部と、
前記内輪を駆動するモータ部と、
前記内輪の軸線方向一方端部と連結する連結部分、前記連結部分から軸線方向他方へ延びて前記内輪と同軸に配置される円筒部分、および前記円筒部分の軸線方向他端方部から外径側に広がるフランジ状の摩擦円板部分を有するブレーキディスクとを備え、
前記固定ボルトのうち少なくとも一部が前記円筒部分の内側空間に受け入れられる、インホイールモータ駆動装置。
前記外輪は、前記内輪の軸線方向他端部を包囲する外輪筒部材と、前記外輪筒部材の外周に固定される外輪アタッチメント部材を含み、
前記固定ボルトは前記外輪アタッチメント部材を前記非回転部材に固定し、
前記外輪アタッチメント部材の少なくとも一部が前記内側空間に受け入れられる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記固定ボルトは、前記外輪の軸線方向一方側に配置される頭部と、前記頭部から軸線方向他方側に延びて前記外輪に形成される穴および前記非回転部材に形成される穴に通される軸部を含み、
前記固定ボルトの前記頭部のうち少なくとも一部が前記内側空間に受け入れられる、請求項１または２に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記非回転部材は、サスペンション部材である、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。
前記非回転部材は、前記モータ部から前記内輪へ回転を減速して伝達する減速部のケーシングである、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。