JP4442315B2 - 電動輪 - Google Patents

Description

この発明は、車両の乗り心地を向上させる電動輪に関するものである。

従来、モータをダンパ（damper）のマス（mass）として利用するインホイールモータ駆動ユニットとして、モータをモータサスペンションによって支持したものが知られている（特許文献１、非特許文献１）。モータは、車輪のホイールに連結されており、車輪を回転させる。モータは、モータサスペンションによって車体の上下方向に振動可能に支持され、バネ下重量から切離される。そして、ホイールは、サスペンションアームによって車体に支持される。このインホイールモータ駆動方式においては、車輪が振動すると、モータは、ホイールを介して車輪の振動を受け、車体の上下方向に振動する。そして、モータの振動は、バネ下の振動を相殺する。この場合、モータと車輪の回転軸がずれてもモータで発生した動力がスムーズに車輪に伝わるようにフレキシブルカップリングが用いられている。
国際公開第０２／０８３４４６Ａ１号 長屋 豪、他２名，「ダイナミックダンパ型インホイールモータの開発（２００２５５４４）」，学術講演会前刷集ＮＯ．８３−０２，社団法人自動車技術会，平成１４年１１月２６日，ｐ９−１２

ところで、モータの体格を抑えるには、減速機を介してモータトルクをホイールに伝達することが望ましい。しかし、上述のようにモータをダイナミックダンパとして搭載する場合、モータが揺動するため周辺部品との干渉を避ける必要があり、減速機の配置によっては、モータの搭載が困難になるという問題があった。

また、旋回時にはモータに多大な軸方向の力が作用する。こうした多大な軸方向の力を支持する必要もあり、減速機を配置する上で、またモータを支持する上で改善の余地があった。

この発明の目的は、車両の乗り心地を向上させつつ、かつ小型で信頼性が向上した電動輪を提供することである。

この発明は、要約すると、電動輪であって、車体の上下方向に振動可能に支持され、車輪を回転させるモータと、車輪と一体として回転するホイールハブと、ホイールハブを回転可能に支持するハブベアリングと、ハブベアリングに対して車両外側に配置され、遊星歯車機構を用いてモータのトルクをホイールハブに伝達する減速機と、モータの出力軸と減速機との間で動力伝達を行なう等速継手とを備える。等速継手は、車両外側向きに開口が設けられ、ホイールハブに対し揺動可能かつ回転可能に支持され、モータの出力軸に接続されたアウタレースと、減速機の入力軸に接続されたインナレースと、インナレースとアウタレースとの間で動力の伝達を行なう第１の転動体とを含む。

好ましくは、電動輪は、車体に取付けられたサスペンションアームに接続されるナックルをさらに備え、モータは、弾性部材を介してナックルに接続される。

より好ましくは、ハブベアリングは、ナックルに固定される。

好ましくは、アウタレースの外表面は、等速継手の揺動中心を中心とする球面部分を含み、等速継手は、アウタレースの外表面の球面部分に沿って等速継手の揺動中心に対して車両内側に配置される第２の転動体をさらに含み、ホイールハブには、アウタレースの揺動方向に延びて第２の転動体と接触する接触面が形成される。

より好ましくは、電動輪は、第２の転動体よりも車両内側に配置され、かつ、アウタレースとホイールハブとの間に配置され、オイルのシールを行なうシール部材をさらに備える。

好ましくは、減速機は、インナレースに接続されたサンギヤと、回転不能に固定されたリングギヤと、サンギヤとリングギヤの両方に噛み合うように配置された複数のピニオンギヤと、ホイールハブに固定され、ピニオンギヤを回転可能に支持するプラネタリキャリヤと、サンギヤの端部に配置され、スラスト方向の荷重を支持するベアリングとを含む。

好ましくは、等速継手は、バーフィールド型であり、第１の転動体の位置を拘束するケージをさらに含み、アウタレースのケージに接触する内表面は、アンダーカットフリー形状である。

好ましくは、モータの出力軸は、アウタレースに嵌合され、モータの出力軸の先端部は、アウタレースを貫通する。電動輪は、アウタレースの開口部側から先端部に取付けられ出力軸がアウタレースから抜けないように固定する固定部材をさらに備える。

好ましくは、モータの出力軸は、アウタレースにスプライン嵌合するための溝が表面に設けられる嵌合部と、嵌合部よりモータ側に配置される非嵌合部とを含む。電動輪は、非嵌合部とアウタレースとの間に配置されるシール部材をさらに備える。

本発明によれば、減速機をハブベアリングに対して車両外側に配置したので、モータの搭載スペースを確保しやすくなる。そして、モータは等速継手により軸方向に揺動可能に支持されるようになり、モータに多大な軸方向の力が作用しても軸方向の力を受け止めることができる。さらに、等速継手のアウタレースをハブに揺動可能かつ回転可能に支持した状態において等速継手および減速機の潤滑剤を好適に密封することができる。

また、ベアリングにより等速継手の軸方向のインナレースの移動を抑制しつつスムーズにホイールを回転させることができ、等速継手を小型化でき、等速継手の組付性を向上させることができる。さらに、モータ出力軸がアウタレースから抜けるのを防止することができ、異物進入や錆などからモータ出力軸のスプライン嵌合部を保護することができる。

以下、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。

［電動輪の全体の構成］
図１は、本発明の電動輪の全体構成を示した図である。

図１を参照して、電動輪１は、ホイールディスク１０と、ホイールハブ１００ｂと、減速機２０と、ナックル５０と、ハブベアリング４０と、等速継手３０と、インホイールモータＩＷＭと、スプリング５２とを含む。ホイールハブ１００ｂは、減速機２０中のプラネタリキャリヤ１００ａとボルト１３，１５およびナット１２，１４によって接続され、いわゆるホイールハブを形成しているが、説明の便宜上ここではホイールハブ１００ｂをホイールハブと呼んでいる。

電動輪１は、車輪支持装置であるサスペンションアームによって支持される。サスペンションアームは、アッパーアーム７０と、ロアアーム７２とを含む。アッパーアーム７０とナックル上部５０ａとは、キングピン８０およびボールジョイント６０によって接続される。ロアアーム７２とナックル下部５０ｃとはキングピン８２およびボールジョイント６２によって接続される。なお、ナックル下部５０ｃは、ナックル下部５０ｂと図１におけるロアアーム７２の後方において繋がっている。

次に、各個別の要素の構成について説明する。

ホイールディスク１０は、略カップ型の形状を有し、ディスク部１０Ａとリム部１０Ｂとを含む。ホイールディスク１０は、減速機２０、ディスクロータ２９、ハブベアリング４０、等速継手３０およびインホイールモータＩＷＭをその内側に収容する。タイヤ１１は、ホイールディスク１０のリム部１０Ｂの外縁に固定される。

ボルト１３，１５およびナット１２，１４は、ホイールディスク１０のディスク部１０Ａとホイールハブ１００ｂとプラネタリキャリヤ１００ａとディスクロータ２９とを連結する。

ホイールハブ１００ｂは、ハブベアリング４０によって正方向および逆方向に回転自在に支持される。インホイールモータＩＷＭのケースは、「弾性部材」であるスプリング５２を介してナックル５０に接続される。これによりインホイールモータＩＷＭはナックル５０に対して回転しないように支持されるが、但し車体の上下方向ＤＲ１に振動可能に支持される。

インホイールモータＩＷＭのモータ出力軸９０は等速継手３０に接続される。等速継手３０によって、モータ出力軸９０の回転軸とホイールハブ１００ｂおよびプラネタリキャリヤ１００ａとの回転軸の角度のずれが許容される。

インホイールモータＩＷＭのトルクは等速継手３０に伝達され、さらに減速機２０によってトルクが増大されホイールディスク１０に伝達される。

図２は、図１における等速継手３０、ハブベアリング４０および減速機２０付近を拡大して示した図である。

図２を参照して、ハブベアリング４０は、ボール４１〜４４と、ボール４２、４４を押えるボール押えリング４７と、ボール４１、４３を押えるボール押えリング４５，４８と、ボール押えリング４５をホイールハブ１００ｂから抜けないように押えるためのスナップリング４６と、押えリング４５と押えリング４８との隙間に配置されたオイルシール４９とを含む。

等速継手３０は、モータ出力軸９０にスプライン嵌合されるアウタレース３５と、アウタレース３５がモータ出力軸９０から抜けないように防止するナット９１と、ボール３３と、ボール３３の位置を拘束するケージ３４と、ケージ３４の内側にあってボール３３を介してアウタレース３５の回転力が伝達されるインナレース３１とを含む。インナレース３１には減速機２０のサンギヤ２３がスプライン嵌合される。

アウタレース３５は、車両外側向きに開口が設けられ、ホイールハブ１００ｂに対し揺動可能かつ回転可能に支持される。ボール３３は、インナレース３１とアウタレース３５との間で動力の伝達を行なう「転動体」である。

アウタレース３５の外表面は、等速継手３０の揺動中心Ｃを中心とする球面部分を含む。揺動中心Ｃは、等速継手のジョイントセンターとも呼ばれることがある。等速継手３０は、アウタレース３５の外表面の球面部分に沿って等速継手３０の揺動中心Ｃに対して距離Ｄ１だけ車両内側に配置される「転動体」であるボール３６〜３９と、ボール３６〜３９の位置を拘束するケージ９３とをさらに含む。

ホイールハブ１００ｂには、アウタレース３５の揺動方向に延びてボール３６〜３９と接触する接触面Ｓ０が形成される。接触面Ｓ０は、「転動体」であるボール３６〜３９が揺動可能となるように、ある程度の幅が揺動方向ＤＲ２に沿って設けられている。なおボール３６〜３９は図では２列の場合を示したが、単列でもよく、また２列よりさらに多くの複数列でもよい。

モータを駆動すると、等速継手のアウタレース３５とホイールハブ１００ｂとの間には、常に差回転が発生する。ボール３６〜３９とホイールハブ１００ｂの接触面Ｓ０およびアウタレース３５の外表面の球面部分により、等速継手のアウタレース３５をホイールハブ１００ｂに対し揺動可能かつ回転可能に支持することが可能となる。

電動輪１は、ボール３６〜３９よりも車両内側に配置され、かつ、アウタレース３５とホイールハブ１００ｂとの間に配置され、オイルのシールを行なうシール部材９２をさらに含む。

減速機２０は、遊星歯車機構（プラネタリギヤ）により等速継手から伝達される回転を減速しトルクを増大させてホイールディスク１０を駆動する。

減速機２０は、インナレース３１にスプライン嵌合されたサンギヤ２３と、ナックル５０に対して回転不能に固定されたリングギヤ２５と、サンギヤ２３とリングギヤ２５の両方に噛み合うように配置されたピニオンギヤ２４と、ホイールハブ１００ｂにボルト１３，１５およびナット１２，１４によって固定され、ピニオンギヤ２４を回転可能に支持するプラネタリキャリヤ１００ａと、サンギヤ２３の端部とプラネタリキャリヤ１００ａとの間に配置されたスラストベアリング２１，２２とを含む。図２においてプラネタリキャリヤ１００ａはハッチングで形状がわかりやすいように示されている。

ピニオンギヤ２４の他に、図示しない２つのピニオンギヤが設けられている。減速機２０は、さらに、各ピニオンギヤをプラネタリキャリヤ１００ａに対して回転可能に支持するニードルベアリングと、ピニオンギヤ２４がプラネタリキャリヤ１００ａから脱落しないように抑えるギヤ脱落防止板２８と、ナックル５０に対してスプライン嵌合されているリングギヤ２５が抜けないように押えておくスナップリング２６とを含む。

図３は、減速機２０のプラネタリキャリヤ１００ａの車両外側の形状を説明するための斜視図である。

図３を参照して、円板１０７の中央部分にはホイールディスク１０の中心部分の孔と位置を合わせるための円筒状の突起部１１０が設けられる。突起部１１０の周囲にはボルト１３，１５等のボルトが貫通するための孔１０１〜１０６が設けられる。

図４は、減速機２０のプラネタリキャリヤ１００ａの車両内側の形状を説明するための斜視図である。

図４を参照して円板１０７から車両内側に対して突起１１１〜１１６が設けられる。突起１１１〜１１６には、それぞれボルトが貫通するための孔１０１〜１０６が設けられている。

突起１１１，１１３および１１５はその周囲にニードルベアリングが配置されそして、さらにその周囲には対応する３つのピニオンギヤが配置される。図２に示されているのは突起１１１と突起１１４の断面であり、突起１１１の周囲にはピニオンギヤ２４が配置される。

突起１１１〜１１６の中央部分には、スラストベアリング２１，２２が転がるための案内溝１１９が設けられている。この案内溝１１９と同様な溝が図２のサンギヤ２３の端部にも設けられている。

［等速継手のアウタレースの外表面の説明］
図５は、等速継手３０のアウタレース３５の外表面の説明をするための図である。

図５を参照して、アウタレース３５の外表面は、等速継手３０の揺動中心Ｃを中心とする球面部分Ｓ１を含む。球面部分Ｓ１の揺動中心Ｃからの距離はＲで均一である。

この球面部分Ｓ１は、インホイールモータＩＷＭの揺動角を±θとすると、少なくとも２θよりも大きくなくてはいけない。ボール列は１列でもよいが、図２に示した場合ではボール３６〜３９は２列に配列されているので、ボール２列分の幅αは余分に必要である。したがって図２に示した場合では、球面部分Ｓ１は少なくとも２θ＋α以上である。

さらに、図２ではシール部材９２が等速継手の内部に封入されたグリスの漏れを防止するため配置されているので、モータが揺動してもシール部材９２がアウタレース３５に好適に当接するようにアウタレース３５の球面部分はシール部材９２に接触する部分にも拡大されていることが好ましく、モータ出力軸９０を取付ける部分以外はすべて外表面は球面であってもよい。

図６は、旋回時におけるアウタレース３５に加わる力のつりあいを説明するための図である。

旋回時には、モータ部品に加わる多大な軸方向の遠心力や慣性力を支持する必要がある。インホイールモータＩＷＭはスプリング５２により揺動可能に支持されるが、スプリング５２ではモータの出力軸方向に加わる力Ｆ１の支持が難しい。このため旋回時のモータ部品に加わる遠心力や慣性力などの軸方向の力は、等速継手３０が支持するのが効率がよい。

図６に示すように、本発明の電動輪１では、アウタレース３５の開口が車両の外側、つまり等速継手３０を挟んでインホイールモータＩＷＭとは反対側を向いている。そして、アウタレース３５の外表面に設けられた球面部分に沿って配置されたボール３６〜３９が配置されている。このボールはホイールハブ１００ｂに支持されている。

したがって、モータの出力軸方向に加わる力Ｆ１は、図６に示す力Ｆ２およびＦ３と釣合うことができる。このような構造とすることにより、等速継手３０の内部には、モータ出力軸方向の抜けようとする力は加わらない。したがって、インナレース３１をサンギヤ２３とスプライン嵌合させる際に、スナップリング等で固定しなくてもかまわない。

［等速継手のアウタレースの内表面の説明］
等速継手３０のアウタレース３５は、ケージ３４に接触する内表面がアンダーカットフリー形状となっており、これにより等速継手の組付けが容易となる。

図７は、アウタレース３５の内表面の形状を説明するための拡大図である。

図７を参照して、ケージ３４に接触するアウタレース３５の内表面はアンダーカットフリー形状である。アンダーカットフリー形状とは、揺動中心Ｃを通る軸に垂直な断面より車両外側にある内表面の部分Ｓ２が通常の等速継手のように軸に向かって狭くならないような形状である。つまり、アウタレースの内表面をモータが配置される側から車両外側に向かって位置を変えながら回転軸に垂直な断面で切っていくと、モータが配置される側から車両外側に向かって断面は単調的に増加する。

通常のバーフィールド型の等速継手の場合は、アウタレースおよびインナレースを軸方向に支持するため、つまりアウタレースからケージやインナレースが抜けないように、ケージに接触するアウタレースの内表面はアンダーカット形状であることが必須である。

内表面をアンダーカット形状とすると、ケージを所定の組付け角だけ斜めにしてアウタレースに挿入した後インナレースをさらに傾けてボールを組付ける必要がある。また組付け角が大きいとボールを収めるケージ窓を長くする必要がありケージの柱が細くなるので等速継手の強度が低くなる。

また、ボールを組付けるためにアウタレースの溝を実際に用いられる揺動角分よりも長くしておかなくてはならない。

図８は、本発明の電動輪に用いられる等速継手の組付けを説明するための図である。

図８を参照して、まずケージ３４の内部にインナレース３１を納めた状態とする。この際に、ケージ３４のケージ窓をインナレース３１の案内溝の位置に合わせておく。そしてボール３３をケージ３４の外側から組付ける。さらにサンギヤ２３とインナレース３１とをスプライン嵌合させる。なお、サンギヤ２３とインナレース３１との嵌合は、ケージ３４の内部にインナレース３１を納める前に行なっておいてもよい。

アウタレース側は、モータ出力軸９０をアウタレース３５に差込みスプライン嵌合させる。そして、アウタレース３５を貫通した、モータ出力軸９０の先端に切られた螺子に対してナット９１を組付けて、モータ出力軸９０がアウタレース３５から抜けないようにする。

そして、図８の矢印に示すように組付けたインナレース側をアウタレース３５にそのまま差込めばよい。アウタレース３５の内表面はアンダーカットがないのでインナレース側を傾けることなくまっすぐに組付けることが可能である。

また、インホイールモータＩＷＭをダンパマスとして用いる場合の揺動角θは１０〜２０°程度確保できればよく、アウタレース３５にはボール組付けのための余分な長さの案内溝が不要であるので、アウタレース３５に設ける案内溝は揺動角分だけでよく通常のバーフィールド型等速ジョイントに対し小型化が可能となる。

なお、サンギヤ２３のインナレース３１対する嵌合は、インナレース３１をアウタレース３５に差込んだ後に行なってもよい。

図９は、スラストベアリング２１，２２によるスラスト方向の荷重の支持について説明するための図である。

図９を参照して、アウタレース３５にはボール３６〜３９を介して力Ｆ２、Ｆ３が加わっている。これに対してサンギヤ２３にはスラストベアリング２１、２２を介して力Ｆ４が加わっている。これにより、インナレース３１およびケージ３４はアウタレース３５の内表面に押し付けられていることになる。すなわち、サンギヤ２３、ケージ３４およびインナレース３１がアウタレース３５から抜けるスラスト方向の荷重に対しては、スラストベアリング２１、２２によってしっかりと支持されている。このためアウタレース３５の内表面がアンダーカット形状でなくても抜けが防止される。

なお、プラネタリキャリヤの形状やディスクロータおよびホイールディスクの形状によっては、スラストベアリングをサンギヤの端部とディスクロータとの間に配置してもよく、またサンギヤの端部とホイールディスクとの間に配置してもよい。さらにスラストベアリングに代えてテーパードローラベアリングやアンギュラボールベアリングなどのスラスト方向の荷重を支持することのできるベアリングとしてもよい。

図１０は、サンギヤの変形例を説明するための図である。

図８で説明したようにアウタレース３５の内表面がアンダーカットフリー形状である場合には、サンギヤ２３とインナレース３１とを組付けてからアウタレース３５に差込むことができる。したがって、図１０に示したようにサンギヤとインナレースとを一体としたサンギヤ１２３を用いることができる。たとえば、鍛造や切削等によりサンギヤ１２３を作ることが可能である。そうすれば部品点数が削減され、組付けもいっそう容易となる。

等速継手は、アウタレース３５の外表面に当接するベアリングのボール３６〜３９とサンギヤ１２３端部のスラストベアリング２１，２２により、アウタレース３５は回転および揺動可能に支持され、かつサンギヤ１２３の上下左右の動きは抑制される。

［等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付けの説明］
図１１は、等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部を説明するための図である。

図１１を参照して、モータ出力軸９０は、モータ組立を容易にするために、アウタレース３５とは一体とはしないのが普通である。したがって、モータ出力軸９０の非嵌合部Ｐ１の先には嵌合のための溝のある嵌合部Ｐ２が設けられる。この嵌合部Ｐ２によりトルクの伝達を行なう。

モータ出力軸９０の先端部は、非嵌合部Ｐ１や嵌合部Ｐ２よりも細くなっており螺子が切られている。モータ出力軸９０をアウタレース３５に勘合させつつ差込むと、モータ出力軸９０の先端部はアウタレース３５を貫通する。アウタレース３５のモータ側とは反対の方向の開口部から先端部の螺子に対してナット９１を締結し、アウタレース３５からモータ出力軸９０が抜けないようにする。このナット９１の締結は、図８で説明したように等速継手３０のインナレース３１およびケージ３４を組付ける前に行なう。

モータ出力軸９０の非嵌合部Ｐ１と嵌合部Ｐ２との間にはＯ（オー）リング９５が設けられている。これにより、内部の潤滑剤の漏れを防止するとともに、水等の浸入が防止され異物や錆から嵌合部Ｐ２を保護することができる。これにより嵌合部が錆付いて抜けなくなるのを防ぐことができ、メンテナンス時にナット９１を緩めて等速継手３０を分解するのが容易となる。なお、Ｏリング９５に代えてオイルシールなどのシール部材を用いてもよい。

図１２は、等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部分の第１の変形例を説明するための図である。

図１２に示した変形例では、図１１に示した場合と比べてモータ出力軸９０に変えて先端部の形状が異なるモータ出力軸１３０を用いている。モータ出力軸１３０は、先端部に螺子が切られている代わりにスナップリング１３１を嵌める溝が設けられている。そして、この溝にスナップリング１３１をアウタレース３５の開口部から嵌めこむことによりモータ出力軸１３０の軸方向位置が固定されアウタレース３５から抜けなくなる。このスナップリング１３１の組付けは、図８で説明したナットの場合と同様に等速継手３０のインナレース３１およびケージ３４を組付ける前に行なう。

ナット９１やスナップリング１３１を組付けることにより、モータ部品の軸方向の慣性力や遠心力によるモータ出力軸９０，１３０のアウタレース３５からの抜けを防止することができる。

図１３は、等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部分の第２の変形例を説明するための図である。

図１３に示した変形例では、図１１に示した場合と比べてモータ出力軸９０に変えて非嵌合部Ｐ１と嵌合部Ｐ２との間に鍔１４１が設けられたモータ出力軸１４０を用いている。そして、鍔１４１とアウタレース３５との間の隙間部分には、シール剤１４５が塗布される。シール剤１４５は、例えば液状ガスケットのように塗布後硬化して防水作用を持つガスケットのようになるものが使用できる。

図１３に示した変形例でも、シール剤１４５により、水の浸入が防止され異物や錆から嵌合部Ｐ２を保護することができる。これにより嵌合部が錆付いて抜けなくなるのを防ぐことができ、メンテナンス時にナット９１を緩めて等速継手３０を分解するのが容易となる。

なお、本発明の実施の形態において弾性部材の例としてスプリング５２を挙げたが、弾性部材は、ゴムや、ゴム中に油を封入したダンパ等を用いてもよく、これらを組合せて用いてもよい。

本発明では、車両の走行中に電動輪１が路面状態等に応じて振動を受けると、弾性部材は，電動輪が受けた振動によって荷重部材であるモータＩＷＭを車体の上下方向に位相をずらせて振動させ、結果的にバネ上である車体に大きな振動を伝えない（相殺させる）。これにより、インホイールモータＩＷＭによって駆動される車輪を搭載した車両の乗り心地が向上する。

以上説明したように、本発明によれば、減速機２０をハブベアリング４０に対して車両外側に配置したので、インホイールモータＩＷＭの搭載スペースを確保しやすくなる。そして、インホイールモータＩＷＭは等速継手３０により軸方向に揺動可能に支持されるようになり、インホイールモータＩＷＭに多大な軸方向の力が作用しても軸方向の力を受け止めることができる。また、等速継手３０のアウタレース３５をホイールハブ１００ｂに対し揺動可能かつ回転可能に支持することができる。

さらに、等速継手３０のアウタレース３５をホイールハブ１００ｂに対し揺動可能かつ回転可能に支持した状態において等速継手３０および減速機２０の潤滑剤をシール部材９２によって好適に密封することができる。そして、スラストベアリング２１，２２により等速継手３０の軸方向のインナレース３１およびサンギヤ２３の移動を抑制しつつスムーズにホイールディスク１０を回転させることができる。

加えて、等速継手３０を小型化でき、等速継手３０の組付性を向上させることができ、モータ出力軸９０がアウタレース３５から抜けるのを防止することができ、異物進入や錆などからモータ出力軸９０のスプライン嵌合部Ｐ２を保護することができる。

そして、車両の乗り心地を向上させつつ、かつ小型で組立性、信頼性が向上した電動輪を提供することができる。

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。

本発明の電動輪の全体構成を示した図である。 図１における等速継手３０、ハブベアリング４０および減速機２０付近を拡大して示した図である。 減速機２０のプラネタリキャリヤ１００ａの車両外側の形状を説明するための斜視図である。 減速機２０のプラネタリキャリヤ１００ａの車両内側の形状を説明するための斜視図である。 等速継手３０のアウタレース３５の外表面の説明をするための図である。 旋回時におけるアウタレース３５に加わる力のつりあいを説明するための図である。 アウタレース３５の内表面の形状を説明するための拡大図である。 本発明の電動輪に用いられる等速継手の組付けを説明するための図である。 スラストベアリング２１，２２によるスラスト方向の荷重の支持について説明するための図である。 サンギヤの変形例を説明するための図である。 等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部を説明するための図である。 等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部分の第１の変形例を説明するための図である。 等速継手のアウタレースとモータ出力軸の組付け部分の第２の変形例を説明するための図である。

符号の説明

１ 電動輪、１０ ホイールディスク、１０Ａ ディスク部、１０Ｂ リム部、１１ タイヤ、１２，１４，９１ ナット、１３，１５ ボルト、２０ 減速機、２１，２２ スラストベアリング、２３，１２３ サンギヤ、２４ ピニオンギヤ、２５ リングギヤ、２６，４６，１３１ スナップリング、３３，３６〜３９，４１〜４４ ボール、２８ ギヤ脱落防止板、２９ ディスクロータ、３０ 等速継手、３１ インナレース、３４ ケージ、３５ アウタレース、４０ ハブベアリング、４５，４７，４８，９５ リング、４９ オイルシール、５０ ナックル、５０ａ ナックル上部、５０ｃ，５０ｂ ナックル下部、５２ スプリング、６０，６２ ボールジョイント、７０ アッパーアーム、７２ ロアアーム、８０，８２ キングピン、９０，１３０，１４０ モータ出力軸、９２ シール部材、９３ ケージ、１００ａ プラネタリキャリヤ、１００ｂ ホイールハブ、１０１〜１０６ 孔、１０７ 円板、１１０ 突起部、１１１〜１１６ 突起、１１９ 案内溝、１４１ 鍔、１４５ シール剤、ＩＷＭ インホイールモータ。

Claims (8)

1. 車体の上下方向に振動可能に支持され、車輪を回転させるモータと、
   前記車輪と一体として回転するホイールハブと、
   前記ホイールハブを回転可能に支持するハブベアリングと、
   前記ハブベアリングに対して車両外側に配置され、遊星歯車機構を用いて前記モータのトルクを前記ホイールハブに伝達する減速機と、
   前記モータの出力軸と前記減速機との間で動力伝達を行なう等速継手とを備え、
   前記等速継手は、
   車両外側向きに開口が設けられ、前記ホイールハブに対し揺動可能かつ回転可能に支持され、前記モータの出力軸に接続されたアウタレースと、
   前記減速機の入力軸に接続されたインナレースと、
   前記インナレースと前記アウタレースとの間で動力の伝達を行なう第１の転動体とを含み、
   前記アウタレースの外表面は、前記等速継手の揺動中心を中心とする球面部分を含み、
   前記等速継手は、前記アウタレースの外表面の前記球面部分に沿って前記等速継手の揺動中心に対して車両内側に配置される第２の転動体をさらに含み、
   前記ホイールハブには、前記アウタレースの揺動方向に延びて前記第２の転動体と接触する接触面が形成される、電動輪。
2. 車体に取付けられたサスペンションアームに接続されるナックルをさらに備え、
   前記モータは、弾性部材を介して前記ナックルに接続される、請求項１に記載の電動輪。
3. 前記ハブベアリングは、前記ナックルに固定される、請求項２に記載の電動輪。
4. 前記第２の転動体よりも車両内側に配置され、かつ、前記アウタレースと前記ホイールハブとの間に配置され、オイルのシールを行なうシール部材をさらに備える、請求項１に記載の電動輪。
5. 前記減速機は、
   前記インナレースに接続されたサンギヤと、
   回転不能に固定されたリングギヤと、
   前記サンギヤと前記リングギヤの両方に噛み合うように配置された複数のピニオンギヤと、
   前記ホイールハブに固定され、前記ピニオンギヤを回転可能に支持するプラネタリキャリヤと、
   前記サンギヤの端部に配置され、スラスト方向の荷重を支持するベアリングとを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動輪。
6. 前記等速継手は、バーフィールド型であり、
   前記等速継手は、前記第１の転動体の位置を拘束するケージをさらに含み、
   前記アウタレースの前記ケージに接触する内表面は、アンダーカットフリー形状である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動輪。
7. 前記モータの前記出力軸は、前記アウタレースに嵌合され、
   前記モータの前記出力軸の先端部は、前記アウタレースを貫通し、
   前記アウタレースの前記開口側から前記先端部に取付けられ前記出力軸が前記アウタレースから抜けないように固定する固定部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動輪。
8. 前記モータの前記出力軸は、
   前記アウタレースにスプライン嵌合するための溝が表面に設けられる嵌合部と、
   前記嵌合部より前記モータ側に配置される非嵌合部とを含み、
   前記非嵌合部と前記アウタレースとの間に配置されるシール部材をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動輪。

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