JP5952045B2 - 駆動装置、及びインホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばハイブリッド車両、電気車両等に搭載される駆動装置に係り、詳しくは、ケースに対して出力部材を回転自在に支持するベアリングが、シール部材によってシールされたケースの内部に配置された駆動装置に関する。

近年、車両の燃費向上や環境性能の向上を図るために、例えばハイブリッド車両や電気車両等のモータ・ジェネレータ（以下、単に「モータ」という）を搭載した車両が種々提案されており、このようなモータを搭載する車両にあって、車内空間の確保を図るため、駆動・回生効率の向上を図るため、或いはアスクルシャフトやディファレンシャル装置を省略して軽量化を図るために、車輪のホイール内に配設するインホイールモータ駆動装置の開発が進められている。

ところで、一般的な車両（例えばインホイールモータ駆動装置が取付けられていない車両）にあって、ホイールを取付けるホイールハブを回転自在に支持するハブベアリングは、軸方向両端がシールリングによりシールされてグリースが封入され、グリース潤滑となるものが主流である。しかし、ホイール内にインホイールモータ駆動装置を取付ける場合に、このようなグリース潤滑の構造を採用すると、ハブベアリングの軸方向両端にシールリングを配設する必要があるため、軸方向に対するコンパクト化の妨げとなる虞がある。

そこで、ハブベアリングを、インホイールモータ駆動装置のケースをシールするシールリングよりも内側に配置し、インホイールモータ駆動装置の潤滑油で該ハブベアリングを潤滑する構造を採用すると、軸方向のコンパクト化を図ることが可能となる（特許文献１参照）。

特開２００９−７９６２５号公報

しかしながら、上記特許文献１のようにインホイールモータ駆動装置の潤滑油でハブベアリングを潤滑する構造にあっては、ハブベアリングが配置される空間がシールリングによって行き止まりとなっており、ハブベアリングに対する潤滑油の供給経路と排出経路とが重なることになるため（つまり潤滑油の出入口が同じになるため）、該ハブベアリングにおける潤滑油の循環効率が向上せず、該ハブベアリングに熱がこもり易いという問題がある。

ここで、例えばベアリングとシールリングとの間の空間に対して連通する貫通孔を穿設し、潤滑油を循環する手法も考えられる（例えば特開２０１１−２１４６４１号公報の図４参照）。しかしながら、特に特許文献１のようなインホイールモータ駆動装置にあっては、ハブベアリングとシールリングとの間の空間が、出力軸とホイールハブとのスプライン嵌合部分の外周側に配置されているため、そのスプライン嵌合部分を通って内周側から貫通孔を形成することは困難である。更にそのハブベアリングとシールリングとの間の空間の外周側には、ホイールハブが折り返されて配置されることが多いため、ハブベアリングのアウターレースを支持するケースの厚みが薄くなり易く、外周側から貫通孔を形成することも困難であることが多い。

そこで本発明は、ケースに対して出力部材を回転自在に支持するベアリングを、シール部材によってシールされたケースの内部に配置するものでありながら、ベアリングにおける潤滑油の循環効率を向上することが可能な駆動装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る駆動装置（１）は（例えば図１乃至図４参照）、回転電機（３）と、
前記回転電機（３）の駆動力を出力する出力部材（５０，５１）と、
回転不能に固定されたリングギヤ（４５，１４５）を有し、前記回転電機（３）の出力回転を変速して前記出力部材（５０）に伝達するプラネタリギヤ装置（４０，１４０）と、
前記回転電機（３）及び前記プラネタリギヤ装置（４０，１４０）を収納するケース（２）と、
前記ケース（２）に対して前記出力部材（５０，５１）を回転自在に支持するベアリング（５２，１５２）と、
前記ベアリング（５２）に対して前記プラネタリギヤ装置（４０，１４０）とは軸方向反対側で、前記ケース（２）と前記出力部材（５０，５１）とをシールするシール部材（５５）と、
前記ケース（２）に固定され、かつ前記ベアリング（５２，１５２）の軸方向の前記プラネタリギヤ装置（４０，１４０）側で該ベアリング（５２，１５２）に当接して該ベアリング（５２，１５２）の軸方向位置を規制するフランジ部（６０ａ，１６０ａ）を有し、前記リングギヤ（４５，１４５）と前記ケース（２）とを連結する連結部材（６０，１６０）と、
前記ベアリング（５２，１５２）に潤滑油を供給する供給経路と、
前記ベアリング（５２，１５２）から潤滑油を排出する排出経路と、を備え、
前記供給経路又は前記排出経路として、前記ベアリング（５２，１５２）と前記ケース（２）との間にあって軸方向に配置され、前記シール部材（５５）と前記ベアリング（５２，１５２）との間の空間（Ｘ）に連通する軸方向油路（Ｐ２）が形成されると共に、前記ケース（２）と前記連結部材（６０，１６０）との間にあって径方向に配置され、前記軸方向油路（Ｐ２）と連通し、かつ外周側に開口する径方向油路（Ｐ１）が形成され、
前記供給経路と前記排出経路とが分かれていることを特徴とする。

また、本発明に係る駆動装置（１）は（例えば図１乃至図４参照）、前記軸方向油路（Ｐ２）は、前記ケース（２）に形成された軸方向溝（２Ａｃ）が前記ベアリング（５２，１５２）の外周面（５２Ｓ，１５２Ｓ）で閉塞されることで形成され、
前記径方向油路（Ｐ１）は、前記ケース（２）に形成された径方向溝（２Ａｄ）が前記連結部材（６０，１６０）のフランジ部（６０ａ，１６０ａ）の側面（６０ａＳ，１６０ａＳ）で閉塞されることで形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る駆動装置（１）は（例えば図１乃至図４参照）、前記軸方向油路（Ｐ２）及び前記径方向油路（Ｐ１）は、前記出力部材（５０）の軸心（ＡＸ）よりも上方側に配置されたことを特徴とする。

また、本発明に係る駆動装置（１）は（例えば図３参照）、前記径方向油路（Ｐ１）は、鉛直方向（ＶＤ）に対して周方向にオフセットされて配置され、
前記径方向油路（Ｐ１）の上方側に開口した部分における前記周方向の前記鉛直方向（ＶＤ）とは反対側に、該開口から上方に突出した突出部（２Ａｅ）を有することを特徴とする。

更に、本発明に係る駆動装置（１_１）は（例えば図１参照）、前記連結部材（６０）は、前記フランジ部（６０ａ）の外周側から延設されて前記リングギヤ（４５）に連結されるドラム部（６０ｂ）を有し、
前記径方向油路（Ｐ１）の周方向の両側に配置され、前記フランジ部（６０ａ）を前記ケース（２）に固定する少なくとも２つの固定部材（６５）を備え、
前記ドラム部（６０ｂ）は、前記周方向における前記２つの固定部材（６５）の間にあって、前記径方向油路（Ｐ１）に連通すると共に油を溜め得る油溜め部（６０ｃ）を有することを特徴とする。

そして、本発明は（例えば図１及び図４参照）、前記駆動装置（１）が、車輪のホイールの内側に取付けられ、該車輪を駆動し得るインホイールモータ駆動装置であって、
前記出力部材は、スプライン部（５０ｓ，５１ｓ）で互いにスプライン嵌合する出力軸（５０）及びホイールハブ（５１）を有し、
前記シール部材（５５）と前記ベアリング（５２，１５２）との間の空間（Ｘ）は、前記スプライン部（５０ｓ，５１ｓ）の外周側に配置されたことを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、ベアリングとケースとの間にあって軸方向に配置され、シール部材とベアリングとの間の空間に連通する軸方向油路が形成されていると共に、ケースと連結部材との間にあって径方向に配置され、軸方向油路と連通し、かつ外周側に開口する径方向油路が形成されているので、ケースに対して出力部材を回転自在に支持するベアリングを、シール部材によってシールされたケースの内部に配置することが可能でありながら、ベアリングに対する潤滑油の供給経路と排出経路とを分けることができ、ベアリングにおける潤滑油の循環効率を向上することができる。

請求項２に係る本発明によると、軸方向油路は、ケースに形成された軸方向溝がベアリングの外周面で閉塞されることで形成され、径方向油路は、ケースに形成された径方向溝が連結部材のフランジ部の側面で閉塞されることで形成されるので、ケースに軸方向溝及び径方向溝を形成するだけの簡易な加工で、軸方向油路及び径方向油路を構成することができる。

請求項３に係る本発明によると、軸方向油路及び径方向油路は、出力部材の軸心よりも上方側に配置されているので、軸方向油路及び径方向油路を潤滑油の供給経路とすることができ、ベアリングにおける潤滑油の循環効率を向上することができる。

請求項４に係る本発明によると、径方向油路が鉛直方向に対して周方向にオフセットされて配置されると共に、径方向油路の上方側に開口した部分における周方向の鉛直方向とは反対側に、該開口から上方に突出した突出部を有しているので、上方から導かれた潤滑油を突出部で堰き止める形で径方向油路に導くことができ、潤滑油を効率的にベアリングへ供給することができる。

請求項５に係る本発明によると、連結部材のドラム部は、周方向における２つの固定部材の間にあって、径方向油路に連通すると共に油を溜め得る油溜め部を有しているので、ドラム部の上方に導かれた潤滑油を集めて効率的にベアリングへ供給することができる。

請求項６に係る本発明によると、シール部材とベアリングとの間の空間が、出力軸及びホイールハブをスプライン嵌合するスプライン部の外周側に配置されているので、例えば貫通孔などの油路を形成することが困難であるが、軸方向油路及び径方向油路により、シール部材とベアリングとの間の空間に潤滑油を供給すること（又はシール部材とベアリングとの間の空間から潤滑油を排出すること）ができ、ベアリングにおける潤滑油の循環効率を向上することができる。

第１の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置を備えた車輪を示す断面図。 連結部材及びハブベアリングを軸方向のプラネタリギヤ装置側から視た図。 第２の実施の形態に係るメインケースを軸方向のプラネタリギヤ装置側から視た図。 第３の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置を備えた車輪を示す断面図。

＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置（駆動装置）及びそれを備えた車輪の構造について、図１に沿って説明する。なお、本実施の形態におけるインホイールモータ駆動装置１_１は、例えば電気車両用ホイールの駆動装置、ハイブリッド車両用ホイールの駆動装置等として用いることができる。

本インホイールモータ駆動装置１_１は、図１に示すように、ケース２内に、大まかに、モータ・ジェネレータ（回転電機）３、中心軸２５、減速プラネタリギヤ（プラネタリギヤ装置）４０、ホイールハブ（出力部材）５１が固定された出力軸（出力部材）５０等を備えて構成されている。出力軸５０、減速プラネタリギヤ４０、中心軸２５、モータ・ジェネレータ３（以下、単に「モータ３」という）は、不図示のホイールの中心と同軸上に配置される。

上記ケース２は、該ベアリング支持部２Ａａに対して軸方向の反対側が開口したメインケース２Ａと、該メインケース２Ａの開口を閉塞するケースカバー２Ｂと、を有して構成されている。メインケース２Ａは、主要部品の大部分を収納すると共に、詳しくは後述するハブベアリング（ベアリング）５２よりも軸方向の減速プラネタリギヤ４０とは反対側まで延びるベアリング支持部２Ａａと、ハブベアリング５２のアウターレース５２ａとケース２との嵌合面Ｓよりも内径側に突出し、ハブベアリング５２を軸方向の減速プラネタリギヤ４０とは反対側に対して規制する規制部２Ａｂとを有して構成されている。該メインケース２Ａとケースカバー２Ｂとは、ボルト１１によって締結されている。

また、ケース２は、詳しくは後述するホイールハブ５１の外周側とベアリング支持部２Ａａの先端内周側とがシールリング（シール部材）５５によりシールされることで、オイルが封入される密封構造を構成している。なお、規制部２Ａｂは、ケース２に形成されている突起状でなくてもよく、例えばスナップリングなどであってもよい。

上記メインケース２Ａ内に配設されたモータ３は、メインケース２Ａに固定されるステータ４と、中心軸２５に支持されるロータハブ７上に固定されたロータ５とを有して構成されており、ロータ５に永久磁石が埋設された、いわゆるＩＰＭモータからなる。ステータ４は、多数の鋼板が積層されて構成され、ステータ巻線が埋設されるステータ鋼板４ａを有しており、該ステータ鋼板４ａは、ボルト１２によってケース２に締結されている。また、ステータ４は、ステータ鋼板４ａの軸方向両側に、ステータ巻線を折り返すために該ステータ鋼板４ａから突出して形成されたコイルエンド４ｂ，４ｂを有している。

一方、上記ロータ５は、ステータ鋼板４ａと同様に鋼板が積層され、例えば永久磁石が埋設された円筒状のロータコア５ａを有している。ロータコア５ａの軸方向の両側は、エンドプレート６，６を介してロータハブ７にカシメられており、つまりロータ５は、ロータハブ７と一体的に回転する。なお、ケースカバー２Ｂ側にあるエンドプレート６からは、羽根状のフィン６ａがコイルエンド４ｂの側方まで延設されており、ロータ５が回転すると、フィン６ａによりケース２内の下方に溜まったオイルを掻き上げて、モータ３の上部にもオイルをかけてモータ３を全体的に冷却する。

上記ロータハブ７の軸方向におけるケースカバー２Ｂ側の内周側には、レゾルバ３０が配設されている。レゾルバ３０は、ロータハブ７に固着されたレゾルバロータ３１と、ケースカバー２Ｂに固着されたレゾルバステータ３２と、を有して構成されており、ロータ５の回転位置（位相）を検出して、その信号がモータ制御に用いられる。なお、レゾルバ３０は、モータ３の回転数を検出することができるため、後述の減速プラネタリギヤ４０の減速比を乗算することで、車輪２００の回転数も検出することが可能である。

上記中心軸２５は、詳しくは後述する減速プラネタリギヤ４０及びモータ３の中心上に軸方向に跨って配置されており、一端がボールベアリングｂ１によりケースカバー２Ｂに対して回転自在に支持されていると共に、他端がボールベアリングｂ２により詳しくは後述する出力軸５０及びハブベアリング５２を介してケース２に対して回転自在に支持されている。中心軸２５は、一端側の外周部分に、上記ロータハブ７が接合される接合部２５ａが形成されており、他端側（ホイール１００側）の外周部分に、減速プラネタリギヤ４０を構成するサンギヤ４１が形成されている。

減速プラネタリギヤ４０は、上記サンギヤ４１と、該サンギヤ４１に噛合する大径ピニオン４４ｂ及び該大径ピニオン４４ｂよりも小径に形成された小径ピニオン４４ａを有するステップドピニオン４４と、該ステップドピニオン４４を回転自在に支持するキャリヤ４２と、該小径ピニオン４４ａに噛合するリングギヤ４５と、を有して構成されている。キャリヤ４２は、出力軸５０のフランジ部５０ｄと、側板４２ａと、該側板４２ａから該フランジ部５０ｄまで架け渡されたブリッジ４２ｂとを有して構成されており、ステップドピニオン４４を、側板４２ａとフランジ部５０ｄとに架け渡されたピニオンシャフト４３によって回転自在に支持すると共に、出力軸５０にフランジ部５０ｄを介して駆動連結されている。

上記ステップドピニオン４４は、大径ピニオン４４ｂを軸方向の出力軸５０側（ホイール１００側）に、小径ピニオン４４ａを軸方向のモータ３側に、それぞれ軸方向に並設された形で有している。従って、減速プラネタリギヤ４０の外形としては、軸方向の小径ピニオン４４ａ側が小径な段差状になっており、上記モータ３のロータ５は、軸方向の大径ピニオン４４ｂに対して小径ピニオン４４ａ側に配置され、その段差状における小径な外径部分の外周側、つまり小径ピニオン４４ａの外径側に、径方向から視て上記モータ３のロータ５の一部が重なるように該ロータ５が配置されている。

上記小径ピニオン４４ａとモータ３のロータ５との径方向の間には、内周側に歯面が形成されたリングギヤ４５のギヤ部４５ａが配置されている。該リングギヤ４５は、ギヤ部４５ａの軸方向の大径ピニオン４４ｂ側の端部から該大径ピニオン４４ｂの外形に沿って該大径ピニオン４４ｂの外周側まで延びる延在部として、フランジ部４５ｂ及びドラム部４５ｃを有しており、ドラム部４５ｃの外周側にはスプライン部４５ｓが形成されている。

上記リングギヤ４５のフランジ部４５ｂは、大径ピニオン４４ｂの側面とモータ３のロータ５の側面との軸方向の間にあって、ギヤ部４５ａの大径ピニオン４４ｂ側の端部から外周側に向かってフランジ状に立ち上がるように形成されている。また、上記リングギヤ４５のドラム部４５ｃは、大径ピニオン４４ｂの外周面とステータ４の軸方向のホイール側のコイルエンド４ｂとの径方向の間にあって、フランジ部４５ｂの外周側端部から軸方向のホイール側に向かってドラム状に延びるように形成されている。

即ち、リングギヤ４５は、ギヤ部４５ａと延在部としてのフランジ部４５ｂ及びドラム部４５ｃが、段差状の外形であるステップドピニオン４４の外形に沿って配置され、かつ段差状の内側形状であるモータ３のロータ５及びコイルエンド４ｂの内側に沿って配置され、つまりステップドピニオン４４、リングギヤ４５、モータ３が無駄なスペースを形成することなく、互いに近接して配置される。

上述のようにリングギヤ４５のドラム部４５ｃの外周側には、スプライン部４５ｓが形成されており、該スプライン部４５ｓは、径方向から視て大径ピニオン４４ｂに重なる位置に配置されると共に、連結部材６０のスプライン部６０ｓにスプライン結合されて回転方向に駆動連結され、かつスナップリング６１により軸方向に固定され、つまりリングギヤ４５と連結部材６０とは、略々一体的に固定されている。

連結部材６０は、大まかに、径方向に延びるフランジ状のフランジ部６０ａと、該フランジ部６０ａの外周側から軸方向のモータ３側に延設されたドラム部６０ｂとを有しており、該ドラム部６０ｂの先端部分には、リングギヤ４５にスプライン結合されるスプライン部６０ｓが形成されている。一方のフランジ部６０ａは、その側面６０ａＳが、メインケース２Ａの内面、詳細にはベアリング支持部２Ａａの側面２ＡＳ１に密着する形で内周側まで延設されており、複数（例えば６本）のボルト（固定部材）６５によってケース２に対して固定されている。即ち、連結部材６０はケース２に対して連結されて固定されており、上記リングギヤ４５は、スプライン部６０ｓ、４５ｓを介してケース２に対して回転不能に固定されている構造となる。

また、連結部材６０のフランジ部６０ａの内径側端部には抜け止め部６０ｄが形成されており、該抜け止め部６０ｄは、詳しくは後述するハブベアリング５２のアウターレース５２ａの側面に軸方向の減速プラネタリギヤ４０側から当接すると共に外周端部に嵌合して、該ハブベアリング５２をメインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａに対して、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側から抜け止めしている。なお、抜け止め部６０ｄは、アウターレース５２ａの外周面及び側面に密着して嵌合されているが、少なくともアウターレース５２ａの側面を抑えて、メインケース２Ａとの間にハブベアリング５２を挟み込める形状であれば足りる。

なお、抜け止め部６０ｄの更に内周側にあって、ハブベアリング５２と後述の出力軸５０のフランジ部５０ｄとの間には、スペーサ６２が介在されて、出力軸５０の軸方向位置を位置決め規制している。

一方、上記出力軸５０は、上述したように、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側の端部に、キャリヤ４２の一部を構成するフランジ状のフランジ部５０ｄが形成されており、該フランジ部５０ｄの減速プラネタリギヤ４０とは軸方向反対側が大径な大径部５０ｃとして形成され、中間部分が大径部５０ｃよりも小径となる小径部５０ｂとして形成され、更に、先端部分に小径部５０ｂよりも小径な先端部５０ａが形成されている。該出力軸５０は、フランジ部５０ｄを介して減速プラネタリギヤ４０のキャリヤ４２からの回転を出力する。

上記出力軸５０の小径部５０ｂの外周面には、スプライン部５０ｓが形成されており、該スプライン部５０ｓにはホイールハブ５１の内周面に形成されたスプライン部５１ｓがスプライン嵌合されている。該ホイールハブ５１は、出力軸５０の先端部５０ａにナット５３が螺合されることにより抜け止め固定されている。

上記ホイールハブ５１の中空状に形成されたスリーブ部５１ａの外周側には、メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａとの間に、アウターレース５２ａ、インナーレース５２ｂ、及びそれらの間に介在する複数のボール５２ｃを有するハブベアリング５２が嵌合されており、ハブベアリング５２は、出力軸５０及びホイールハブ５１をケース２に対して回転自在に支持する。なお、該ホイールハブ５１のハブ部５１ｂには、図示を省略した車輪のホイールやブレーキディスクなどがボルト等によって締結される。

上記ホイールハブ５１のスリーブ部５１ａの外周面と、上記メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの先端内周面との間には、シールリング５５が配設されており、ケース２の密封性の確保、及び外部からの異物侵入の防止が図られている。該シールリング５５は、ハブベアリング５２に対して減速プラネタリギヤ４０とは軸方向反対側に配置されており、かつ該ハブベアリング５２との間に空間Ｘを形成している。

上記ハブベアリング５２のアウターレース５２ａの外周面５２Ｓは、メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの内周面２ＡＳ２に嵌合されている。該メインケース２Ａの内周面２ＡＳ２には、上記出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側にあって、該軸心ＡＸの略々真上に、軸方向に向けて形成された軸方向溝２Ａｃが形成されている。該軸方向溝２Ａｃは、上記アウターレース５２ａの外周面５２Ｓによって下方側の開口部分が閉塞されることで軸方向に向けられた軸方向油路Ｐ２を形成する。

また、該メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの側面２ＡＳ１には、上記出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側にあって、該軸心ＡＸの略々真上に向かって、径方向に向けて形成された径方向溝２Ａｄが形成されている。該径方向溝２Ａｄは、上記連結部材６０のフランジ部６０ａの側面６０ａＳによって減速プラネタリギヤ４０側の開口部分が閉塞されることで径方向に向けられた径方向油路Ｐ１を形成する。上記軸方向溝２Ａｃの減速プラネタリギヤ４０側の端部と径方向溝２Ａｄの下方側端部とは、連続するように形成されており、つまり径方向油路Ｐ１は軸方向油路Ｐ２連通し、かつ外周側（上方側）に開口して、連結部材６０の外周側の空間に連通するように構成されている。

該連結部材６０のフランジ部６０ａの外周側にあるドラム部６０ｂには、図２に示すように、ボルト６５，６５の間に位置する例えば周方向の６か所が内周側に凹状に凹んだ凹部として形成されている。この６カ所の凹部のうち、径方向溝２Ａｄ（径方向油路Ｐ１）を挟んで両側に配置されて該連結部材６０のフランジ部６０ａをメインケース２Ａに固定するための２つのボルト（固定部材）６５，６５の間に位置する凹部は、両端部に対して中央が下方側に凹んだ配置となり、上方から流れてくる潤滑油を溜め得る油溜め部６０ｃとして構成されると共に、径方向油路Ｐ１に連通している。

以上のように構成されたインホイールモータ駆動装置１_１にあって、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作等に基づきモータ３の力行制御を開始すると、電源（バッテリ）及びインバータ回路等から該モータ３のステータ４に電力が供給され、ロータ５が回転駆動される。すると、モータ３の出力回転がロータハブ７を介して中心軸２５に伝達され、サンギヤ４１が回転駆動されることで、減速プラネタリギヤ４０において、回転が固定されたリングギヤ４５を介してキャリヤ４２が減速回転とされ（つまりモータ３の出力回転を減速回転に変速し）、そのキャリヤ４２の減速回転が、減速されたモータ３の駆動力として出力軸５０及びホイールハブ５１に伝達され、駆動回転として車輪２００が回転駆動されることになる。

反対に、例えば不図示の制御部が運転者のアクセル操作やブレーキ操作等に基づき回生制御を開始した場合は、出力軸５０及びホイールハブ５１が車両の慣性力等により回転駆動され、減速プラネタリギヤ４０のキャリヤ４２に逆入力される形で、回転が固定されたリングギヤ４５を介して中心軸２５のサンギヤ４１が増速回転され、ロータハブ７を介してロータ５が回転駆動され、ステータ４を負電圧とすることでロータ５の回転が該ステータ４に逆起電力が作用し、インバータ回路等を介して電源に電力として供給されて、電源の充電がなされる。

このようにモータ３のロータ５が回転されると、上述のエンドプレート６から延びるフィン６ａ等によってケース２の下方に溜まっている潤滑油が上方に向けて掻き上げられる。掻き上げられた潤滑油は、例えば図示を省略した油路を通って中心軸２５の内部の油路に導かれ、同じく回転される中心軸２５の外周に向けて飛散される。

中心軸２５から飛散された潤滑油は、ステップドピニオン４４に向けて飛散されると共に、その一部がレシーバ４９によって集められ、キャリヤ４２の側板４２ａに形成された油路ａ１に導かれ、更に、ピニオンシャフト４３に形成された油路ａ２に導かれ、油路ａ３から、ステップドピニオン４４とピニオンシャフト４３との間に飛散されて、それらの摺動部分を潤滑する。

このようにステップドピニオン４４を潤滑した潤滑油は、リングギヤ４５と連結部材６０とのスプライン連結された部分を通って該連結部材６０の外周側に導かれる。該連結部材６０の外周側に導かれた潤滑油の一部は、上述した連結部材６０の油溜め部６０ｃ（図２参照）に溜められる。

このように油溜め部６０ｃに溜まった潤滑油は、該径方向油路Ｐ１に導かれ、該径方向油路Ｐ１に導かれた潤滑油は、図１に示すように、軸方向油路Ｐ２に導かれて、ハブベアリング５２とシールリング５５との間の空間Ｘに導かれる。そして、アウターレース５２ａとインナーレース５２ｂとの間を通って複数のボール５２ｃを潤滑しつつ、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側におけるアウターレース５２ａとインナーレース５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３を介して連結部材６０とスペーサ６２との間の隙間に導かれ、ケース２の下方側に向けて排出される。

つまりハブベアリング５２に対する潤滑油の供給経路としては、径方向油路Ｐ１、軸方向油路Ｐ２、空間Ｘで構成されており、ハブベアリング５２からの潤滑油の排出経路としては、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側におけるアウターレース５２ａとインナーレース５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３、連結部材６０とスペーサ６２との間の隙間で構成される。

なお、本第１の実施の形態においては、径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２が出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側に配置されており、これら径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２が潤滑油の供給経路となっているが、反対に径方向油路及び軸方向油路を出力軸５０の軸心ＡＸよりも下方側に配置し、軸方向の減速プラネタリギヤ４０側におけるアウターレース５２ａとインナーレース５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３を潤滑油の供給経路とし、下方側に配置された径方向油路及び軸方向油路を潤滑油の排出経路としてもよい。

以上のような本インホイールモータ駆動装置１_１によると、ハブベアリング５２とケース２との間にあって軸方向に配置され、シールリング５５とハブベアリング５２との間の空間Ｘに連通する軸方向油路Ｐ２が形成されていると共に、ケース２と連結部材６０との間にあって径方向に配置され、軸方向油路Ｐ２と連通し、かつ外周側に開口する径方向油路Ｐ１が形成されているので、ケース２に対して出力軸５０及びホイールハブ５１を回転自在に支持するハブベアリング５２を、シールリング５５によってシールされたケース２の内部に配置することが可能でありながら、ハブベアリング５２に対する潤滑油の供給経路と排出経路とを分けることができ、ハブベアリング５２における潤滑油の循環効率を向上することができる。

また、軸方向油路Ｐ２は、ケース２に形成された軸方向溝２Ａｃがハブベアリング５２の外周面５２Ｓで閉塞されることで形成され、径方向油路Ｐ１は、ケース２に形成された径方向溝２Ａｄが連結部材６０のフランジ部６０ａの側面６０ａＳで閉塞されることで形成されるので、ケース２に軸方向溝２Ａｃ及び径方向溝２Ａｄを形成するだけの簡易な加工で、軸方向油路Ｐ２及び径方向油路Ｐ１を構成することができる。

また、軸方向油路Ｐ２及び径方向油路Ｐ１は、出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側に配置されているので、軸方向油路Ｐ２及び径方向油路Ｐ１を潤滑油の供給経路とすることができ、ハブベアリング５２における潤滑油の循環効率を向上することができる。

更に、連結部材６０のドラム部６０ｂは、周方向における２つのボルト６５の間にあって（図２参照）、径方向油路Ｐ１に連通すると共に油を溜め得る油溜め部６０ｃを有しているので、ドラム部６０ｂの上方に導かれた潤滑油を集めて効率的にハブベアリング５２へ供給することができる。

そして、シールリング５５とハブベアリング５２との間の空間Ｘが、出力軸５０及びホイールハブ５１をスプライン嵌合するスプライン部５０ｓ，５１ｓの外周側に配置されているので、例えば貫通孔などの油路を形成することが困難であるが、軸方向油路Ｐ２及び径方向油路Ｐ１により、シールリング５５とハブベアリング５２との間の空間Ｘに潤滑油を供給すること（軸方向油路Ｐ２及び径方向油路Ｐ１が軸心ＡＸよりも下方側に配置されている場合は、シールリング５５とハブベアリング５２との間の空間から潤滑油を排出すること）ができ、ハブベアリング５２における潤滑油の循環効率を向上することができる。

＜第２の実施の形態＞
つづいて、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図３に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付し、その説明を省略する。

本第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態に比して、径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２（径方向溝２Ａｄ及び軸方向溝２Ａｃ）の位置を変更したものである。

詳細には、図３に示すように、本第２の実施の形態における径方向溝２Ａｄ及び軸方向溝２Ａｃ（つまり径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２）は、メインケース２Ａにおいて出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側に形成されており、鉛直方向（上下方向）ＶＤに対して所定角度θだけ周方向にオフセットされて、つまり斜めに傾斜して形成されている。また、メインケース２Ａにおいて、径方向溝２Ａｄの上方側の開口した部分における周方向の上記鉛直方向ＶＤとは反対側には、該開口から上方に突出した突出部２Ａｅが形成されている。

このように構成されたメインケース２Ａでは、矢印Ｙで示すように、メインケース２Ａと連結部材６０との間にあって、上方から導かれた潤滑油が突出部２Ａｅに堰き止められる形で径方向油路Ｐ１に導かれる。これにより、径方向油路Ｐ１に効率的に潤滑油を導くことができ、軸方向油路Ｐ２を介して空間Ｘ（図１参照）に効率的に潤滑油を供給することができて、つまり潤滑油を効率的にハブベアリング５２へ供給することができる。

なお、本第２の実施の形態のこれ以外の構成や効果は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

なお、本第２の実施の形態では、径方向溝２Ａｄ及び軸方向溝２Ａｃ（径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２）をメインケース２Ａに形成したものを説明したが、勿論、連結部材やハブベアリングのアウターレースに溝を形成したものであってもよい。この場合は、連結部材に突出部を設けることが好ましい。

＜第３の実施の形態＞
つづいて、上記第１の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について図４に沿って説明する。なお、本第３の実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付し、その説明を省略する。

本第３の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態に比して、大まかに、レゾルバ３０をポテンショセンサ１３０に変更し、減速プラネタリギヤ４０をシングルピニオンプラネタリギヤからなる減速プラネタリギヤ（プラネタリギヤ装置）１４０に変更し、連結部材６０をフランジ状の連結部材１６０に変更し、ハブベアリング５２を２つのボールベアリング１５２Ａ，１５２Ｂからなるハブベアリングユニット（ベアリング）１５２に変更したものである。また、図４中のモータ３の上方には、モータ３のステータ４のコイルに接続されるコネクタ７０が配設されている。

詳細には、本第３の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１_２は、図４に示すように、ロータ５を支持するロータハブ７に欠歯７ａが形成されており、該欠歯７ａの有無を検知するポテンショセンサ１３０を備えている。ポテンショセンサ１３０は、欠歯７ａに対向配置されたセンサ部１３１と、該センサ部１３１を固定支持すると共にケースカバー２Ｂに密着して固定されている第１カバー１３２と、不図示の配線等を覆うように第１カバー１３２に固着される第２カバー１３３とを有しており、これら第１カバー１３２及び第２カバー１３３がボルト１３５によって共締めされることでケースカバー２Ｂに固着される。

一方、減速プラネタリギヤ１４０は、上述のようにシングルピニオンプラネタリギヤからなり、中心軸２５に形成されたサンギヤ１４１と、該サンギヤ１４１に噛合するピニオン１４４を、ピニオンシャフト１４３を介して回転自在に支持するキャリヤ１４２と、該ピニオン１４４に噛合するリングギヤ１４５と、を有して構成されている。キャリヤ１４２は、出力軸５０のフランジ部５０ｄと、側板１４２ａと、該側板１４２ａから該フランジ部５０ｄまで架け渡されたブリッジ１４２ｂとを有して構成されており、ピニオン１４４を、側板１４２ａとフランジ部５０ｄとに架け渡されたピニオンシャフト１４３によって回転自在に支持すると共に、出力軸５０にフランジ部５０ｄを介して駆動連結されている。

上記リングギヤ１４５は、ホイール側の端部内周側にスプライン１４５ｓが形成されており、連結部材１６０の外周側に形成されたスプライン１６０ｓにスプライン嵌合すると共にスナップリング１６１により軸方向に固定されている。これにより、リングギヤ１４５は、連結部材１６０に支持されている。

連結部材１６０は、略々全体がフランジ状のフランジ部１６０ａとして構成されており、該フランジ部１６０ａの内径側端部には抜け止め部１６０ｄが形成されている。該抜け止め部１６０ｄは、詳しくは後述するハブベアリングユニット１５２における減速プラネタリギヤ１４０側のボールベアリング１５２Ｂのアウターレース１５２ａの側面に軸方向の減速プラネタリギヤ１４０側から当接すると共に外周端部に嵌合して、該ハブベアリングユニット１５２をメインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａに対して、軸方向の減速プラネタリギヤ１４０側から抜け止めしている。

一方、上記出力軸５０の小径部５０ｂの外周面には、スプライン部５０ｓが形成されており、該スプライン部５０ｓにはホイールハブ５１の内周面に形成されたスプライン部５１ｓがスプライン嵌合されている。該ホイールハブ５１は、出力軸５０に対し、ワッシャ８１及びスリーブ８２を介してピン８３で抜け止めされることにより固定されている。

上記ハブベアリングユニット１５２は、２つのボールベアリング１５２Ａ及びボールベアリング１５２Ｂからなり、それぞれのボールベアリング１５２Ａ，１５２Ｂは、アウターレース１５２ａ、インナーレース１５２ｂ、及びそれらの間に介在する複数のボール１５２ｃを有している。ハブベアリングユニット１５２は、出力軸５０の外周側とメインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａとの間に嵌合されており、出力軸５０及びホイールハブ５１をケース２に対して回転自在に支持する。

上記ハブベアリングユニット１５２の２つのアウターレース１５２ａの外周面１５２Ｓは、メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの内周面２ＡＳ２に嵌合されている。該メインケース２Ａの内周面２ＡＳ２には、上記出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側にあって、該軸心ＡＸの略々真上に、軸方向に向けて形成された軸方向溝２Ａｃが形成されている。該軸方向溝２Ａｃは、上記アウターレース１５２ａの外周面１５２Ｓによって下方側の開口部分が閉塞されることで軸方向に向けられた軸方向油路Ｐ２を形成する。

また、該メインケース２Ａのベアリング支持部２Ａａの側面２ＡＳ１には、上記出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側にあって、該軸心ＡＸの略々真上に向かって、径方向に向けて形成された径方向溝２Ａｄが形成されている。該径方向溝２Ａｄは、上記連結部材１６０のフランジ部１６０ａの側面１６０ａＳによって減速プラネタリギヤ１４０側の開口部分が閉塞されることで径方向に向けられた径方向油路Ｐ１を形成する。上記軸方向溝２Ａｃの減速プラネタリギヤ１４０側の端部と径方向溝２Ａｄの下方側端部とは、連続するように形成されており、つまり径方向油路Ｐ１は軸方向油路Ｐ２と連通し、かつ外周側（上方側）に開口するように構成されている。

以上のように構成されたインホイールモータ駆動装置１_２にあって、リングギヤ１４５の外周側からメインケース２Ａと連結部材６０との間に溜まった潤滑油は、該径方向油路Ｐ１に導かれ、該径方向油路Ｐ１に導かれた潤滑油は、軸方向油路Ｐ２に導かれて、ハブベアリングユニット１５２とシールリング５５との間の空間Ｘに導かれる。そして、２つのアウターレース１５２ａ及びインナーレース１５２ｂの間を通って複数のボール１５２ｃを潤滑しつつ、軸方向の減速プラネタリギヤ１４０側におけるアウターレース１５２ａとインナーレース１５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３を介して、ケース２の下方側に向けて排出される。

つまりハブベアリングユニット１５２に対する潤滑油の供給経路としては、径方向油路Ｐ１、軸方向油路Ｐ２、空間Ｘで構成されており、ハブベアリングユニット１５２からの潤滑油の排出経路としては、軸方向の減速プラネタリギヤ１４０側における１アウターレース５２ａと１インナーレース５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３で構成される。

なお、本第３の実施の形態においても、径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２が出力軸５０の軸心ＡＸよりも上方側に配置されており、これら径方向油路Ｐ１及び軸方向油路Ｐ２が潤滑油の供給経路となっているが、反対に径方向油路及び軸方向油路を出力軸５０の軸心ＡＸよりも下方側に配置し、軸方向の減速プラネタリギヤ１４０側におけるアウターレース１５２ａとインナーレース１５２ｂとの開口部分の油路Ｐ３を潤滑油の供給経路とし、下方側に配置された径方向油路及び軸方向油路を潤滑油の排出経路としてもよい。

以上のような本インホイールモータ駆動装置１_２によると、第１の実施の形態と同様に、ハブベアリングユニット１５２とケース２との間にあって軸方向に配置され、シールリング５５とハブベアリングユニット１５２との間の空間Ｘに連通する軸方向油路Ｐ２が形成されていると共に、ケース２と連結部材１６０との間にあって径方向に配置され、軸方向油路Ｐ２と連通し、かつ外周側に開口する径方向油路Ｐ１が形成されているので、ケース２に対して出力軸５０及びホイールハブ５１を回転自在に支持するハブベアリングユニット１５２を、シールリング５５によってシールされたケース２の内部に配置することが可能でありながら、ハブベアリングユニット１５２に対する潤滑油の供給経路と排出経路とを分けることができ、ハブベアリングユニット１５２における潤滑油の循環効率を向上することができる。

なお、インホイールモータ駆動装置１_２のこれ以外の構成や効果は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

なお、以上説明した第１乃至第３の実施の形態においては、減速プラネタリギヤがモータ３の回転を減速して出力軸５０に出力するものを説明したが、例えばキャリヤを中心軸２５に駆動連結し、サンギヤを出力軸５０に駆動連結することで、モータ３の回転を増速するプラネタリギヤ装置としても本発明を適用し得る。

また、以上説明した第１乃至第３の実施の形態において、モータ３をＩＰＭモータで構成したものを説明したが、これに限らず、ＳＰＭモータやリラクタンスモータなどを用いても構わず、つまりモータ３はどのような種類のモータであっても構わない。

また、本第１乃至第３の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置１_１，１_２は、基本的に車両進行方向に対する左側の車輪に搭載されるものとなるが、当然に左右車輪にそれぞれ搭載されるべきものであり、右側の車輪に搭載されるインホイールモータ駆動装置１_１，１_２は、図１及び図４では左右方向が逆（鏡面に写した形）になるものである。

また、以上説明した第１乃至第３の実施の形態においては、駆動装置として、車輪のホイールの内側に取付けられるインホイールモータ駆動装置を一例として説明したが、ハイブリッド車両用のハイブリッド駆動装置や電気車両用の電動駆動装置など、ステップドピニオンを有するプラネタリギヤ装置と回転電機とを備えた駆動装置であれば、どのような駆動装置であっても本発明を適用し得る。

１_１，１_２ 駆動装置、インホイールモータ駆動装置
２ ケース
２Ａｃ 軸方向溝
２Ａｄ 径方向溝
２Ａｅ 突出部
３ 回転電機（モータ）
４０ プラネタリギヤ装置（減速プラネタリギヤ）
４５ リングギヤ
５０ 出力部材、出力軸
５０ｓ スプライン部
５１ 出力部材、ホイールハブ
５１ｓ スプライン部
５２ ベアリング（ハブベアリング）
５２Ｓ 外周面
５５ シール部材（シールリング）
６０ 連結部材
６０ａ フランジ部
６０ａＳ 側面
６０ｂ ドラム部
６０ｃ 油溜め部
６５ 固定部材（ボルト）
１４０ プラネタリギヤ装置（減速プラネタリギヤ）
１４５ リングギヤ
１５２ ベアリング（ハブベアリングユニット）
１５２Ｓ 外周面
１６０ 連結部材
１６０ａ フランジ部
１６０ａＳ 側面
ＡＸ 軸心
Ｐ１ 径方向油路
Ｐ２ 軸方向油路
ＶＤ 鉛直方向
Ｘ 空間

Claims (6)

1. 回転電機と、
   前記回転電機の駆動力を出力する出力部材と、
   回転不能に固定されたリングギヤを有し、前記回転電機の出力回転を変速して前記出力部材に伝達するプラネタリギヤ装置と、
   前記回転電機及び前記プラネタリギヤ装置を収納するケースと、
   前記ケースに対して前記出力部材を回転自在に支持するベアリングと、
   前記ベアリングに対して前記プラネタリギヤ装置とは軸方向反対側で、前記ケースと前記出力部材とをシールするシール部材と、
   前記ケースに固定され、かつ前記ベアリングの軸方向の前記プラネタリギヤ装置側で該ベアリングに当接して該ベアリングの軸方向位置を規制するフランジ部を有し、前記リングギヤと前記ケースとを連結する連結部材と、
   前記ベアリングに潤滑油を供給する供給経路と、
   前記ベアリングから潤滑油を排出する排出経路と、を備え、
   前記供給経路又は前記排出経路として、前記ベアリングと前記ケースとの間にあって軸方向に配置され、前記シール部材と前記ベアリングとの間の空間に連通する軸方向油路が形成されると共に、前記ケースと前記連結部材との間にあって径方向に配置され、前記軸方向油路と連通し、かつ外周側に開口する径方向油路が形成され、
   前記供給経路と前記排出経路とが分かれている、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記軸方向油路は、前記ケースに形成された軸方向溝が前記ベアリングの外周面で閉塞されることで形成され、
   前記径方向油路は、前記ケースに形成された径方向溝が前記連結部材のフランジ部の側面で閉塞されることで形成される、
   ことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記軸方向油路及び前記径方向油路は、前記出力部材の軸心よりも上方側に配置された、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の駆動装置。
4. 前記径方向油路は、鉛直方向に対して周方向にオフセットされて配置され、
   前記径方向油路の上方側に開口した部分における前記周方向の前記鉛直方向とは反対側に、該開口から上方に突出した突出部を有する、
   ことを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
5. 前記連結部材は、前記フランジ部の外周側から延設されて前記リングギヤに連結されるドラム部を有し、
   前記径方向油路の周方向の両側に配置され、前記フランジ部を前記ケースに固定する少なくとも２つの固定部材を備え、
   前記ドラム部は、前記周方向における前記２つの固定部材の間にあって、前記径方向油路に連通すると共に油を溜め得る油溜め部を有する、
   ことを特徴とする請求項３または４記載の駆動装置。
6. 前記請求項１ないし５のいずれか記載の駆動装置は、車輪のホイールの内側に取付けられ、該車輪を駆動し得るインホイールモータ駆動装置であって、
   前記出力部材は、スプライン部で互いにスプライン嵌合する出力軸及びホイールハブを有し、
   前記シール部材と前記ベアリングとの間の空間は、前記スプライン部の外周側に配置された、
   ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。

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