JP6618238B2 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪の内空領域に配置されて車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関する。

モータ部を有するインホイールモータ駆動装置は、その内部に複数の回転要素を有し、高速回転することから適切に潤滑する必要がある。インホイールモータ駆動装置の潤滑構造としては従来、例えば特許第４９１８０５１号公報（特許文献１）に記載の技術が知られている。

特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置は、図４に示すように、車両のインボード側からアウトボード側へ同軸に順次配置されるモータ部１０１と、サイクロイド減速機構１０２と、ハブ軸受部１０３とを備え、軸心給油方式によりサイクロイド減速機構１０２を潤滑する。軸心給油方式につき簡単に説明すると、サイクロイド減速機構１０２の入力軸１０４には、軸線に沿って延びる潤滑油路１０５を設け、サイクロイド減速機構１０２の偏心部１０６に潤滑油供給口１０７を設ける。またサイクロイド減速機構１０２の下方にはオイルタンク１０９を附設する。

そして回転ポンプ１０８が、オイルタンク１０９から潤滑油を吸引してサイクロイド減速機構１０２へ吐出する。回転ポンプ１０８から吐出される潤滑油は、潤滑油路１０５を流れ、潤滑油供給口１０７から潤滑油を外径方向へ噴射される。これによりサイクロイド減速機構１０２は中心から潤滑される。サイクロイド減速機構１０２を潤滑した潤滑油は、重力の作用で、サイクロイド減速機構１０２の下方に附設されたオイルタンク１０９まで流下し、オイルタンク１０９に貯留する。次に潤滑油は、オイルタンク１０９と接続する吸入油路１１０から回転ポンプ１０８に吸入され、再び潤滑油路１０５に供給される。かくして潤滑油は、回転ポンプの吸入および吐出によって、インホイールモータ駆動装置の内部を循環する。

特許第４９１８０５１号公報

しかし、上記従来のような軸心給油方式によるインホイールモータ駆動装置にあっては、さらに改善すべき点があることを本発明者は見いだした。つまり所定期間が経過し、あるいは所定距離を走行すると、インホイールモータ駆動装置の潤滑油を交換する必要があるが、インホイールモータ駆動装置から潤滑油を抜き取るには、ハブ軸受部１０３から車輪１２０を取り外し、オイルタンク１０９の軸方向一端を封止するプレート状の蓋１１１を外すしかない。このように車輪１２０を取り外さなければならないため、潤滑油の交換作業が煩雑になる。

本発明は、上述の実情に鑑み、潤滑油交換の作業性に優れたオイルタンクの構造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、車輪が取り付けられるハブ輪と、ハブ輪の軸線方向一方側になるインボード側に配置されて該ハブ輪を駆動するモータ部と、ハブ輪のインボード側かつモータ部のアウトボード側に配置されてモータ部およびモータ部の回転を減速してハブ輪に伝達する減速部と、モータ部を収容する筒状のモータ部ケーシングと、モータ部ケーシングのアウトボード側に配置されて減速部を収容する筒状の減速部ケーシングと、側壁および底壁を有し減速部ケーシングの外周面よりも下方へ突出するように当該減速部ケーシングの下部に附設され、少なくとも一部が車輪の内空領域に収容され、モータ部ケーシング内側および減速部ケーシング内側のオイルを受け止めるオイルタンクと、オイルタンクからみてハブ輪とは反対側になるオイルタンクのインボード側の側壁を貫通するドレン孔と、ボルト軸部がドレン孔に螺合しつつボルト頭部がモータ部ケーシングの下側に配置されるドレンボルトとを備える。

ここでアウトボード側およびインボード側とは、インホイールモータ駆動装置を車両に組み付けた状態で、車両の中央寄りとなる側をインボード側（軸線方向一方側）、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（軸線方向他方側）という。

かかる本発明によれば、オイルタンクのドレン孔がオイルタンクのインボード側の端部に設けられることから、オイルタンクからみてドレン孔がハブ輪とは反対側に位置する。したがって車輪をハブ輪から外さなくてもドレン孔を開閉してオイルタンクからオイルを抜き取ることが可能になる。したがってオイル交換の作業性が向上する。

オイルタンクを有するケーシングは、モータ部および減速部の双方を収容するものであってもよいし、モータ部および減速部のいずれか一方を収容するものであってもよい。インホイールモータ駆動装置の中には、減速部を備えずモータ部でハブ輪を直接に駆動する直接駆動式もあるからである。オイルは例えば潤滑油であるが、冷却機能を有する冷却油、あるいは他の機能を有するオイルであってもよい。

ドレン孔の形状および孔の延びる方向は特に限定されないが、一実施形態としてドレン孔はハブ輪の軸線方向に延びる。かかる実施形態によれば、オイルをハブ輪とは反対側に向けて自然流出させることができる。したがって車輪がオイルで汚染されない。他の実施形態としてドレン孔は上下方向に延びる。

このように本発明によれば、オイルタンクからみてオイルタンクのドレン孔がハブ輪とは反対側に位置する。したがって車輪をハブ輪から外さなくてドレン孔を開閉してオイルタンクからオイルを抜き取ることが可能になる。したがってオイル交換の作業性が向上する。

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正面図である。 同実施形態を示す側面図であって、車両前方からみた状態を表す。 同実施形態を模式的に示す縦断面図である。 従来のインホイールモータ駆動装置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正面図であって、車幅方向外側からみた状態を表す。図２は、同実施形態を示す側面図であって、車両前方からみた状態を表す。インホイールモータ駆動装置２１は、懸架装置としてのショックアブソーバ１１およびリンク部材１２，１３，１４を介して、図示しない電気自動車の車体に取り付けられる。そしてインホイールモータ駆動装置２１は、車体の車幅方向両側に形成される公知のホイールハウジングに、車輪１８とともに収容される。そしてインホイールモータ駆動装置２１は、車輪１８を図１に太矢印で示す正方向に回転させることにより、車両を前方へ前進させる。

図１に示すように、車幅方向に延びるリンク部材１２，１３，１４の車幅方向外側端は、車両前後方向に延びる枢軸１２ａ，１３ａ，１４ａを介して、インホイールモータ駆動装置２１のブラケット１５，１６，１７とそれぞれ連結する。リンク部材１２，１３，１４は、車幅方向内側端を基端とし、車幅方向外側端を遊端として上下方向に揺動可能であり、これによりインホイールモータ駆動装置２１は上下にバウンドおよびリバウンド可能とされる。上下方向に延びるショックアブソーバ１１の下端はインホイールモータ駆動装置２１のブラケット１７と連結し、図示しない上端は車体と連結する。そしてショックアブソーバ１１は、インホイールモータ駆動装置２１のバウンドおよびリバウンドを減衰させる。リンク部材１４の中程は、コイルスプリング１９の下端を支持する。コイルスプリング１９は、インホイールモータ駆動装置２１がバウンドする際の衝撃を吸収する。

インホイールモータ駆動装置２１は、図３に示すように、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からの出力を車輪１８に伝える車輪ハブ軸受部Ｃから構成される。そして、インホイールモータ駆動装置２１の軸線方向に関し、モータ部Ａ、減速部Ｂ、車輪ハブ軸受部Ｃの順に同軸配置される。これらのうちモータ部Ａ、減速部Ｂは略円筒形状のケーシング２２に収容される。

モータ部Ａは、円筒形状のケーシング２２の内周面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の内側に連結固定されてロータ２４と一体回転するモータ回転軸３５とを備えるラジアルギャップモータである。モータ回転軸３５の両端部は、転がり軸受３６ａ，３６ｂを介して回転自在に支持される。

減速部Ｂは、サイクロイド減速機構であって、その内部に入力軸２５と、モータ回転軸３５から遠い側にある入力軸２５の端部に偏心して設けられた２個の偏心部材２５ａ，２５ｂと、内周が偏心部材２５ａ，２５ｂの外周に相対回転可能に取り付けられ、入力軸２５の回転に伴って回転軸線を中心とする公転運動を行う公転部材としての曲線板２６ａ，２６ｂと、波形状にされた曲線板２６ａ，２６ｂの外周部に係合して曲線板２６ａ，２６ｂの自転運動を生じさせる外周係合部材としての複数の外ピン２７と、曲線板２６ａ，２６ｂの自転のみを取り出して出力軸２８に伝達する運動変換機構と、かかる自転であって減速部Ｂで減速された回転を車輪ハブ軸受部Ｃに出力する出力軸２８と、偏心部材２５ａ，２５ｂにそれぞれ隣接する位置で入力軸２５に取り付けられたカウンタウェイト２９とを有する。入力軸２５のインボード側の端部はモータ回転軸３５のアウトボート側の端部と結合する。入力軸２５のアウトボード側の端部は転がり軸受３６ｄを介して回転自在に支持される。入力軸２５の軸線方向中央部は転がり軸受３６ｃを介して回転自在に支持される。出力軸２８のインボード側の端部は転がり軸受３６ｆを介して回転自在に支持される。また出力軸２８の端部には、転がり軸受３６ｆよりもインボード側でフランジ部２８ａが形成される。

減速部Ｂの運動変換機構は、出力軸２８のフランジ部２８ａに植設された内側係合部材としての複数の内ピン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。内ピン３１は、出力軸２８の回転軸線になる軸線Ｏを中心とする円周軌道上に等間隔に設けられており、出力軸２８の軸線Ｏと平行に延び、内ピン３１の基端が出力軸２８に固定されている。貫通孔３０ａの内径は、内ピン３１の外周に設けられた針状ころ軸受の中空円筒体３１ａの外径よりも十分に大きく、曲線板２６が公転する際に中空円筒体３１ａは貫通孔３０ａの孔壁面に沿って転がりながら移動する。減速部Ｂは、後述する潤滑油回路により、潤滑油を供給される。なお潤滑油は潤滑性能に優れたオイルである。

車輪ハブ軸受部Ｃは、転がり軸受になる車輪ハブ軸受の外輪部材３３と、かかる車輪ハブ軸受に回転自在に支持される内輪部材になるハブ輪３２とを有する。ハブ輪３２はインホイールモータ駆動装置２１の軸線Ｏに沿って延びる。そしてハブ輪３２の延在方向が車幅方向になる。ハブ輪３２の先端部に形成されて外径方向に突出する車輪取付フランジ部３２ｂには、ボルト３２ｃを介して車輪１８が固定される。インホイールモータ駆動装置２１は車輪１８の内空領域に配置され、車輪ハブ軸受部Ｃおよび減速部Ｂは車輪１８の内空領域に収容される。これに対しモータ部Ａの一部または全部が車輪１８から車幅方向内側にはみ出す。

車輪１８は、車幅方向に関し車両の最も外側に配置され、インホイールモータ駆動装置２１よりも充分大きな外径を有して路面に接地する。これにより、車輪１８が接地する路面からケーシング２２までのクリアランスが確保される。

ケーシング２２につき説明すると、ケーシング２２は略円筒形状の円筒部と、この円筒部のインボード側端を閉塞する円板状のカバー部とを含む。ケーシング２２のうち車輪ハブ軸受部Ｃから離れたインボード側の部位は、モータ部Ａを収容する。またケーシング２２のうち車輪ハブ軸受部Ｃに近いアウトボード側の部位は、減速部Ｂを収容する。

モータ部Ａは、ハブ輪３２のインボード側に配置されてハブ輪３２を駆動する。減速部Ｂは、モータ部Ａの回転を減速してハブ輪３２に伝達する。モータ部Ａおよび減速部Ｂの構造は、図４に示す縦断面図と同様であり、その詳細な説明については、特許文献１を参照されたい。

モータ部Ａおよび減速部Ｂは、軸心給油方式で潤滑油が流れる潤滑油回路を含む。本実施形態を示す模式的な縦断面図である図３を参照して潤滑油回路の概要につき説明すると、潤滑油回路は、ケーシング２２の外径側に設けられた潤滑油タンク５３と、吸入油路５２と、ケーシング２２の内径側に設けられた潤滑油ポンプ５１および吐出油路５４と、ケーシング２２の円筒部分の壁厚内に形成されたケーシング油路５５と、ケーシング２２のエンドカバーの壁厚内に形成された連絡油路５６および出力軸カバー油路５７と、モータ回転軸３５の内部に形成されたモータ回転軸油路５８ａと、ロータ２４の内部に形成されたロータ油路６４と、入力軸２５に設けられた減速部入力軸油路５８ｂおよび潤滑油孔６０と、偏心部材２５ａ，２５ｂの内部にそれぞれ形成された潤滑油路５９ａ，５９ｂと、ケーシング２２の下部に貫通形成された排出口６１，６６を有する。

潤滑油タンク５３に貯留する潤滑油は、吸入油路５２を経て潤滑油ポンプ５１に吸入され、圧力を高められて吐出油路５４に吐出される。次に潤滑油は、ケーシング油路５５と、連絡油路５６と、出力軸カバー油路５７と、モータ回転軸油路５８ａとを順次流れる。このうち一部の潤滑油は、モータ回転軸油路５８ａからロータ油路６４に分岐して流れ、モータ部Ａに噴射される。他の一部の潤滑油は、減速部入力軸油路５８ｂから潤滑油路５９ａ，５９ｂに分岐して流れ、減速部Ｂに噴射される。

このように潤滑油ポンプ５１は、ケーシング２２の下部に附設された潤滑油タンク５３から、潤滑油タンク５３に貯留する潤滑油を吸引してケーシング２２の内径側に吐出する。これにより潤滑油回路は、軸心給油方式によって、ケーシング２２に内蔵されるモータ部Ａおよび減速部Ｂに潤滑油を供給して、モータ部Ａおよび減速部Ｂを潤滑する。モータ部Ａを潤滑した潤滑油はケーシング２２を貫通する排出口６６を流下してケーシング２２の外側に排出される。減速部Ｂを潤滑した潤滑油はケーシング２２を径方向に貫通する排出口６１を流下してケーシング２２の外側に排出される。潤滑油タンク５３は、ケーシング２２の内側から外側から排出される潤滑油を受け止める。かくして潤滑油はケーシング２２内側と潤滑油タンク５３の間を循環する。潤滑油回路の詳細な説明については、特許文献１を参照されたい。

潤滑油タンク５３は減速部Ｂの下方に配置される。潤滑油タンク５３は車輪１８の内空領域に収容される。このため潤滑油タンク５３と路面の間には車輪１８のリム１８ｒが介在する。潤滑油タンク５３を画成する壁は、ケーシング２２の外周面よりも下方へ突出するように形成されて、四方を包囲する側壁７５と、側壁７５の下縁と結合する底壁７６からなる。

潤滑油タンク５３のうち、ハブ輪３２から遠い側になるインボード側の端部にはドレン孔７４（図３）と、ドレン孔７４に螺合するドレンボルト７７が設けられる。ドレン孔７４は側壁７５を貫通して軸線方向に延びる。ドレンボルト７７は、ドレン孔７４に着脱可能に取り付けられて、ドレン孔７４を封止する部材である。

本実施形態によれば、潤滑油タンク５３からみてハブ輪３２とは反対側になる潤滑油タンク５３のインボード側の端部にドレン孔７４およびドレンボルト７７が設けられる。これによりインホイールモータ駆動装置２１から潤滑油を抜き取る際には、図２を参照して車輪１８をハブ輪３２から外すことなくドレンボルト７７を取り外して、ドレン孔７４から潤滑油を外方へ排出することが可能になる。

また本実施形態によれば、ドレン孔７４はハブ輪３２の軸線Ｏと平行に延びることから、潤滑油が重力の作用でドレン孔７４から自然流出する際、車輪１８を汚染しない。

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。

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。

２１ インホイールモータ駆動装置、 ２２ ケーシング、 ３２ ハブ輪、 ３３ 外輪部材、 ５３ 潤滑油タンク、 ７４ ドレン孔、
７５ 側壁、 ７６ 底壁、 ７７ ドレンボルト、 Ａ モータ部、 Ｂ 減速部、 Ｃ 車輪ハブ軸受部、 Ｏ 軸線。

Claims (2)

1. 車輪が取り付けられるハブ輪と、
   前記ハブ輪の軸線方向一方側になるインボード側に配置されて該ハブ輪を駆動するモータ部と、
   前記ハブ輪のインボード側、かつ、前記モータ部のアウトボード側に配置され、前記モータ部の回転を減速して前記ハブ輪に伝達する減速部と、
   前記モータ部を収容する筒状のモータ部ケーシングと、
   モータ部ケーシングのアウトボード側に配置され、前記減速部を収容する筒状の減速部ケーシングと、
   側壁および底壁を有し、前記減速部ケーシングの外周面よりも下方へ突出するように当該減速部ケーシングの下部に附設され、少なくとも一部が前記車輪の内空領域に収容され、前記モータ部ケーシング内側および前記減速部ケーシング内側のオイルを受け止めるオイルタンクと、
   前記オイルタンクからみて前記ハブ輪とは反対側になるオイルタンクのインボード側の側壁を貫通するドレン孔と、
   ボルト軸部が前記ドレン孔に螺合し、ボルト頭部が前記モータ部ケーシングの下側に配置されるドレンボルトとを備える、インホイールモータ駆動装置。
2. 前記ドレン孔は前記ハブ輪の軸線方向に延びる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。

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