WO2017057576A1 - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

インホイールモータ駆動装置（１０）は、車輪と一体回転する回転輪（１２）、回転輪と同軸に配置される固定輪（１３）、および回転輪と固定輪との環状隙間に配置される複数の転動体（１４）を有する車輪ハブ軸受部（１１）と、回転輪を駆動するモータ部（２１）と、回転輪と同軸に結合する出力軸（３６ｃ）と、モータ部のモータ回転軸（２２）と結合する入力歯車（３２）とを含み、モータ回転軸（２２）の回転を減速して回転輪に伝達する減速部（３１）と、車輪ハブ軸受部と同軸に配置されて出力軸に駆動されるオイルポンプ（５３）とを備える。

Description

インホイールモータ駆動装置

　本発明はインホイールモータ駆動装置のオイルポンプに関する。

　インホイールモータには、構成部品であるモータ、軸受、歯車に、潤滑および冷却を目的とする油を供給するオイルポンプが必要であり、油路のシール性の観点からオイルポンプはインホイールモータのケーシング内部に組み込まれることが望ましい。

　モータ回転を高減速比の減速機で減速して車輪を駆動する場合、減速比１０とし車輪の回転数を１５００ｒｐｍとして、モータ回転数は１５０００ｒｐｍの高回転に達する。かかる高回転のモータ回転軸でオイルポンプを駆動すると、振動の原因となり、オイルポンプの耐久性が悪化する。

　かかる問題を解消するため従来、例えば、特許第４５０１９１１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に記載のインホイールモータ構造は、モータと、車輪ホイールと、カウンターギヤと、カウンターギヤの内部に同心状に配置されるオイルポンプとを備え、オイルポンプの回転軸とカウンターギヤの回転軸とが一体に連結される。カウンターギヤはモータの回転を減速して車輪ホイールに伝達するので、オイルポンプをモータで直接駆動する場合と比較して低速回転となり、振動および耐久性の観点から有利になるというものである。

特許４５０１９１１号公報

　特許文献１のインホイールモータにあっては、カウンターギヤの回転数が充分に減速されてなく、オイルポンプの低速回転という観点から改善の余地があった。

　またインホイールモータは、車両のサスペンション装置に取り付けられるため、インホイールモータの重量が増加すると車両のばね下荷重が増加してしまう。ばね下荷重の増加は車両の乗り心地を悪化させるため、インホイールモータの軽量化が望ましい。また、車両に取り付けた状態でインホイールモータが車体やサスペンション装置と干渉しないようにするために、インホイールモータの軸線方向寸法を小さくすることが望ましい。

　本発明は、上述の実情に鑑み、オイルポンプの回転数を低速化させ、さらにはインホイールモータの小型軽量化を図ることができる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、車輪と一体回転する回転輪、回転輪と同軸に配置される固定輪、および回転輪と固定輪との環状隙間に配置される複数の転動体を有する車輪ハブ軸受部と、回転輪を駆動するモータ部と、回転輪と同軸に結合する出力軸とモータ部のモータ回転軸と結合する入力歯車とを含みモータ回転軸の回転を減速して回転輪に伝達する減速部と、車輪ハブ軸受部と同軸に配置されて出力軸に駆動されるオイルポンプとを備える。

　かかる本発明によれば、オイルポンプが車輪ハブ軸受部と同軸に配置されて、出力軸に駆動されることから、車輪と同じ回転数でオイルポンプを駆動することができる。したがってオイルポンプは低速で回転され、振動の問題が生じることがなく、耐久性が向上する。なお回転輪および固定輪は、転がり軸受の外輪および内輪に相当する。オイルポンプは出力軸の回転数を入力されるものであればよく、出力軸からオイルポンプへの回転伝達は直接でもよく、あるいは間接でもよく、特に限定されない。例えばオイルポンプは、出力軸の端部と結合するものであってもよいし、あるいは出力軸の外周面と係合するものであってもよいし、あるいは回転輪と結合ないし係合するものであってもよい。

　本発明の一実施形態として、回転輪は外輪であり、固定輪は外輪の中心孔に配置される内輪であり、オイルポンプは外輪の外周に設けられる。かかる実施形態によれば、オイルポンプは外輪の外周に附設されることから、オイルポンプの軸線方向位置を車輪ハブ軸受部に重ねて配置することができる。したがって車輪ハブ軸受部の軸線方向寸法が大きくならず、車輪ハブ軸受部全体を車輪ホイールの内空領域に収容することができる。また車輪ハブ軸受部の構成要素になる外輪および内輪のうち、外輪を回転させることから、減速部およびモータを車輪ハブ軸受部の軸線からオフセットして配置することができる。これにより減速部の多段化および高減速比化とモータの小型軽量化を図り、ひいてはインホイールモータ駆動装置の小型軽量化を図ることができる。

　本発明の好ましい実施形態として外輪は軸線方向一方側に車輪と結合するための結合部を有し、オイルポンプは結合部と出力歯車の間に配置される。かかる実施形態によれば、オイルポンプは結合部と出力歯車の間に配置されることから、結合部と出力歯車の間の空間を有効に利用することができる。

　他の実施形態として外輪は軸線方向一方側に車輪と結合するための結合部を有し、オイルポンプは出力歯車からみて結合部と反対側になる軸線方向他方側に配置されてもよい。かかる実施形態によれば、外輪の軸線方向他方端部の外周と減速部の間に画成される空間を有効に利用することができる。また減速部の軸線方向位置をオイルポンプと重ねることができ、インホイールモータ駆動装置の軸線方向寸法を小さくすることができる。

　本発明の一実施形態としてオイルポンプはインナロータおよびアウタロータを含み、インナロータの内周面が外輪の外周面と係合する。かかる実施形態によれば、オイルポンプとして、トロコイドポンプや、サイクロイドポンプや、インボリュートギヤポンプを使用することができる。あるいは他の実施形態としてオイルポンプは他の方式のポンプであってもよい。

　本発明の一実施形態として出力歯車の端面には環状の凹部が同軸に形成され、この凹部にオイルポンプが設けられる。かかる実施形態によれば、車輪ハブ軸受部にオイルポンプを設けても車輪ハブ軸受部の軸線方向寸法を小さくすることができる。一例として出力歯車の外周部を半径方向中間部よりも軸線方向一方へ突出させ、半径方向中間部の厚みを小さくすることで、出力歯車の半径方向中間部に環状の凹部を形成する。そしてオイルポンプを出力歯車の凹部に設けるとよい。

　本発明の一実施形態として、外輪の外周面には軸線方向一方側から他方側まで外径一定のスプライン溝が設けられ、出力歯車の内周面およびインナロータの内周面はスプライン溝と嵌合する。かかる実施形態によれば、外輪外周に環状の段差を設けず、共通するスプライン溝を利用して出力歯車およびインナロータを外輪に嵌合させることができ組立効率が向上する。またインナロータを外輪に嵌合するために外輪を薄肉かつ小径にする必要がなくなり、外輪の強度低下を防止することができる。

　本発明の他の実施形態として、固定輪は外輪であり、回転輪は外輪の中心孔に配置される内輪である。このように本発明は、前述した外輪回転・内輪固定の車輪ハブ軸受部でも、あるいは内輪回転・外輪固定の車輪ハブ軸受部でも実現可能である。なお内輪は環状に限定されない。内輪は中実の軸体であってもよい。

　一実施形態としてオイルポンプは、出力軸と係合または結合する。かかる実施形態によれば、オイルポンプを細長い出力軸に隣接配置することができ、オイルポンプのレイアウトの自由度が向上する。

　このように本発明によれば、充分に減速された回転でオイルポンプを駆動することから、オイルポンプの振動が従来よりも少なく耐久性が向上する。またインホイールモータの小型軽量化を図ることができる。

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縦断面図である。 同実施形態を模式的に示す側面図である。 オイルポンプを取り出して示す模式図である。 本発明の他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置を示す縦断面図である。 本発明のさらに他の実施形態になる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縦断面図である。図２は、同実施形態を模式的に示す側面図であり、インホイールモータ駆動装置の軸線方向にみた状態を表す。図１では、紙面左側を車幅方向外側とし、紙面右側を車幅方向内側とする。図１および図２では、紙面上側を車両上方とし、紙面下側を車両下方とする。インホイールモータ駆動装置１０は、図示しない車輪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は車幅方向に延びる。

　図１に示すように車輪ハブ軸受部１１は、回転外輪・固定内輪とされ、図示しない車輪ホイールと結合する車輪ハブとしての外輪１２と、外輪１２の内周に配置される内側固定部材１３と、外輪１２と内側固定部材１３との環状隙間に配置される複数の転動体１４を有する。内側固定部材１３は、非回転の固定軸１５と、インナレース１６と、抜け止めナット１７を含む。固定軸１５は軸線Ｏ方向に沿って延び、軸線Ｏ方向一方で小径に形成され、軸線Ｏ方向他方で大径に形成される。そして固定軸１５の軸線Ｏ方向他方は、車幅方向内側を指向してキャリア１０１に取り付けられる。また固定軸１５の軸線Ｏ方向一方は、車幅方向外側を指向し、外周には環状のインナレース１６が嵌合される。さらに固定軸１５の軸線Ｏ方向一方端には、抜け止めナット１７が螺合し、インナレース１６が抜け止めされる。以下の説明において、軸線Ｏ方向一方とは車幅方向外側を意味し、軸線Ｏ方向他方とは車幅方向内側を意味する。キャリア１０１は、サスペンション部材１１６に連結される。

　転動体１４は、軸線Ｏ方向に離隔して複列に配置される。インナレース１６の外径面は、第１列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向一方の内径面と対面する。これに対し固定軸１５の軸線Ｏ方向中央部の外周は、第２列の転動体１４の内側軌道面を構成し、外輪１２の軸線Ｏ方向他方の内径面と対面する。

　外輪１２の軸線Ｏ方向一方端には結合部１２ｆが形成される。結合部１２ｆはフランジであり、ブレーキロータ１０２および図示しない車輪と同軸に結合するための結合部を構成する。外輪１２は結合部１２ｆで車輪と結合して、車輪と一体回転する。

　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、アウター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。またモータ部２１の軸線方向位置は、図１に示すように車輪ハブ軸受部１１の内側固定部材１３と重なり合う。これによりインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向寸法を短くすることができる。モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、モータケーシング２５に回転自在に支持される。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方向他方端で封止される。モータ部２１は外輪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、外輪１２の外周面に同軸に設けられる出力歯車３６と、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力歯車３２と、入力歯車３２から出力歯車３６へ回転を伝達する複数の中間歯車３３，３５と、これら歯車を収容する本体ケーシング３８を有する。

　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軸部３２ｓの軸線方向一方端部外周に形成される多数の歯である。軸部３２ｓの軸線方向他方端部外周は、モータ回転軸２２の軸線方向一方端部に形成される中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。軸部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に回転自在に支持される。本体ケーシング３８は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｍ、Ｒを取り囲むように減速部３１および車輪ハブ軸受部１１を覆うとともに、減速部３１の軸線方向両側を覆う。軸部３２ｓは減速部３１の入力軸を構成する。本体ケーシング３８の軸線方向一方端面は、ブレーキロータ１０２と対向する。本体ケーシング３８の軸線方向他方端面は、モータケーシング２５と結合する。モータケーシング２５は本体ケーシング３８に附設されて、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（軸および歯車）を収容する。

　本体ケーシング３８は、キャリア１０１よりも上側で、サスペンション部材１１５に連結される。つまりインホイールモータ駆動装置１０は、本体ケーシング３８およびキャリア１０１の２箇所で、電動車両のサスペンション装置に取り付けられる。

　小径の入力歯車３２は、大径の外歯歯車になる第１中間歯車３３と噛合する。中間歯車３３は中間軸３４によって小径の外歯歯車になる第２中間歯車３５と同軸に結合する。中間軸３４の両端部は、転がり軸受３４ｍ，３４ｎを介して、本体ケーシング３８に回転自在に支持される。第１中間歯車３３および第２中間歯車３５は、転がり軸受３４ｍと転がり軸受３４ｎとの間に配置され、互いに隣接する。本実施形態では、第１中間歯車３３と中間軸３４が一体に形成され、第２中間歯車３５が中間軸３４の外周に相対回転不可能に嵌合する。中間軸３４の中心を通る軸線Ｒは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。これにより減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１からオフセットして配置される。小径の第２中間歯車３５は大径の出力歯車３６と噛合する。軸線Ｏ，Ｒ，Ｍの位置関係は図２に示すとおりである。減速部３１は、互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｒ，Ｍを有する平行３軸式歯車減速機である。

　出力歯車３６は外歯歯車であり、出力歯車３６の中心孔に外輪１２が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、外輪１２の外周面よりも大径である。そして軸線Ｏ方向にみて、出力歯車３６の外周部と第１中間歯車３３の外周部が重なり合う。出力歯車３６の中心には筒部３６ｃが形成される。筒部３６ｃの両端部は出力歯車３６の両端面から突出し、転がり軸受３６ｍ，３６ｎを介して、本体ケーシング３８に回転自在にそれぞれ支持される。外輪１２と嵌合する筒部３６ｃは減速部３１の出力軸を構成する。

　本体ケーシング３８の軸線方向両端には、外輪１２が貫通するための開口がそれぞれ形成される。各開口には、外輪１２との環状隙間を封止するシール材３７ｃ，３７ｄが設けられる。このため回転体になる外輪１２は、軸線Ｏ方向一方端を除き、本体ケーシング３８に覆われる。換言すると車輪ハブ軸受部１１は、両端部を除いて本体ケーシング３８に収容される。また本体ケーシング３８は、互いに平行な３本の軸線Ｏ，Ｒ，Ｍに跨って設置される。

　図１に示すように第１中間歯車３３、第２中間歯車３５、および中間軸３４は、外輪１２よりも外径側に配置される。また第１中間歯車３３、第２中間歯車３５、および中間軸３４は、外輪１２の軸線Ｏ方向位置と重なるよう配置される。入力歯車３２および出力歯車３６も同様である。本実施形態では、第１中間歯車３３全体および第２中間歯車３５全体が、外輪１２よりも外径側に配置される。あるいは図示しない変形例として、中間軸３４を長く伸ばして大径の第１中間歯車３３を小径の第２中間歯車３５から離隔させ、軸線Ｏ方向にみて第１中間歯車３３の外周を外輪１２と重なるよう配置してもよい。

　説明を本実施形態に戻すと、図１に示すように出力歯車３６は、最も軸線Ｏ方向一方側の列に配置される転動体１４の中心の軸線方向位置から、最も軸線Ｏ方向他方側の列に配置される転動体１４の中心の軸線方向位置までの間の軸線方向領域に配置される。これにより外輪１２は、車輪の駆動中において複列の転動体１４，１４に安定して支持される。

　図２に示すように、車輪ハブ軸受部１１および減速部３１は、外輪１２と結合する車輪ホイールのリム内径と等しい径を有する円１０３ｃの中に配置される。具体的には出力歯車３６が円１０３ｃの中に配置される。これにより、車輪ハブ軸受部１１、減速部３１、およびモータ部２１を、車輪ホイールの中に全て収納可能である。

　ただしモータ部２１は、車輪ホイールよりも車幅方向内側に配置されて、車輪１０４との干渉を回避する。車輪１０４は、車輪ホイール１０５と、車輪ホイール１０５の外周に嵌合するタイヤ１０６を有する周知のものである。車輪１０４は、車輪ハブ軸受部１１と同軸に結合し、共通する軸線Ｏを有する。

　減速部３１の軸線Ｒは、軸線Ｏよりも上方に配置される。モータ部２１の軸線Ｍは軸線Ｒよりも上方に配置される。これにより路面から減速部３１までのクリアランスと、路面からモータ部２１までのクリアランスとを確保し易くなる。

　次にインホイールモータ駆動装置の潤滑油路につき説明する。

　本実施形態では、潤滑油路として、オイル溜まり５１、吸入油路５２、オイルポンプ５３、吐出油路５４、入力軸油路５５、ロータ油路５６、貫通孔５７、および中間軸油路５８を有し、この順序で接続する。オイル溜まり５１は本体ケーシング３８の内部空間であり、インホイールモータ駆動装置１０の下部を占める。オイル溜まり５１に溜まった潤滑油は、出力歯車３６の外周を掻き上げ潤滑する。

　オイルポンプ５３は、外輪１２の外周に同軸に配置される。図３はオイルポンプ５３を取り出して軸線方向にみた状態を示す図である。オイルポンプ５３はアウタロータ５３ｊおよびインナロータ５３ｋを有するトロコイドポンプである。アウタロータ５３ｊは本体ケーシング３８に形成された円形の室５３ｈに収納される。インナロータ５３ｋの中心孔５３ｌには外輪１２（図１）が差し込まれ、インナロータ５３ｋの内周面が外輪１２の外周面と係合し、両者は一体回転する。

　図１に示すようにオイルポンプ５３は、結合部１２ｆと出力歯車３６の間に配置される。出力歯車３６は、歯先および歯底を有する外周部が軸線Ｏ方向に厚く形成され、中心部と外周部を結合する半径方向中間部が軸線Ｏ方向に薄く形成される。そして外周部が半径方向中間部よりも軸線Ｏ方向一方へ突出するように形成される。このため出力歯車３６の軸線Ｏ方向一方端面には環状の凹部３６ｄが形成される。オイルポンプ５３は、凹部３６ｄに設けられる。これによりオイルポンプ５３を外輪１２に附設しても、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏ方向寸法が大きくならない。なおオイルポンプ５３のインナロータは、出力歯車３６の中心部と嵌合するが、図示しない変形例としてインナロータは外輪１２の外周と嵌合してもよい。

　本体ケーシング３８の軸線方向一方側の壁厚内部には、吸入油路５２および吐出油路５４が形成される。吸入油路５２は上下方向に延び、下端でオイル溜まり５１と接続し、上端でオイルポンプ５３の吸入口と接続する。吐出油路５４は上下方向に延び下端でオイルポンプ５３の吐出口と接続し、上端が入力軸油路５５の軸線方向一方端と接続する。

　入力軸油路５５は軸部３２ｓの中心孔であり軸線Ｍに沿って延びる。入力軸油路５５の軸線方向他方端は、ロータ油路５６の内径側端と接続する。ロータ油路５６はモータ回転軸２２の内部からロータ２３まで外径方向に延びる。ロータ油路５６の外径側端はステータ２４のステータコイル２４ｃと対面する。

　貫通孔５７は、モータ部２１の下部に設けられ、モータケーシング２５の内部空間と本体ケーシング３８の内部空間を仕切る仕切壁２５ｗを貫通する。貫通孔５７の一方は、モータケーシング２５内部の底面と同じ高さで接続する。貫通孔５７の他方は、中間軸油路５８の端部と対面する。中間軸油路５８は中間軸３４に形成されて軸線Ｒに沿って延びる。

　潤滑油路の作用につき説明する。

　外輪１２が回転することによりオイルポンプ５３が駆動される間、潤滑油はオイル溜まり５１から吸入油路５２を通ってオイルポンプ５３に吸入される。次に潤滑油はオイルポンプ５３から吐出され、吐出油路５４、入力軸油路５５を通ってモータ部２１へ供給される。なおオイル溜まり５１に溜まる潤滑油と、吸入油路５２および吐出油路５４を流れる潤滑油は本体ケーシング３８で冷却される。

　次に潤滑油はロータ油路５６を流れて、ステータコイル２４ｃに噴射され、モータ部２１を冷却する。次に潤滑油はモータケーシング２５の内周面に沿って落ち、貫通孔５７を通って減速部３１に供給され、各回転要素（軸、歯車、および転がり軸受）を潤滑し、本体ケーシング３８の下部、すなわちオイル溜まり５１に貯留する。あるいは潤滑油は貫通孔５７から中間軸油路５８を流れ、次に各回転要素（軸、歯車、および転がり軸受）を潤滑し、オイル溜まり５１に貯留する。次に潤滑油は再びオイルポンプ５３に吸入され、インホイールモータ駆動装置１０の内部を循環する。

　本実施形態によればオイルポンプ５３が外輪１２と同軸に配置されて、外輪１２に駆動されることから、車輪と同じ回転数（１５００ｒｐｍ以下）でオイルポンプ５３を駆動することができる。したがってオイルポンプ５３は低速で回転され、振動の問題が生じることがなく、耐久性が向上する。

　また本実施形態によれば出力歯車３６を外輪１２の外周面に同軸に設けることから、減速部３１を車輪ハブ軸受部１１からオフセットして配置し、多段多軸の平行軸式歯車減速機にすることができる。したがってモータ部２１の高回転化および小型軽量化を図り、ひいてはインホイールモータ駆動装置１０の小型軽量化を図ることができる。

　また本実施形態によれば、オイルポンプ５３は外輪１２の外周に附設されることから、オイルポンプ５３の軸線方向位置を車輪ハブ軸受部１１に重ねて配置することができる。したがって車輪ハブ軸受部１１の軸線方向寸法が大きくならず、車輪ハブ軸受部１１全体を車輪ホイールの内空領域に収容することができる。

　また本実施形態によれば、外輪１２は軸線Ｏ方向一方側に車輪と結合するための結合部１２ｆを有し、オイルポンプ５３は結合部１２ｆと出力歯車３６の間に配置されることから、結合部１２ｆと出力歯車３６の間の空間を有効に利用することができる。

　また本実施形態によれば、オイルポンプ５３は、アウタロータ５３ｊおよびインナロータ５３ｋを含み（図３）、インナロータ５３ｋの中心孔５３ｌの内周面が外輪１２の外周面と係合する。これによりオイルポンプ５３として、トロコイドポンプや、サイクロイドポンプや、インボリュートギヤポンプを使用することができる。

　また本実施形態によれば、出力歯車３６の軸線Ｏ方向一方側の端面には、環状の凹部３６ｄが同軸に形成され、オイルポンプ５３は凹部３６ｄに設けられることから、車輪ハブ軸受部１１にオイルポンプ５３を設けても車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏ方向寸法が大きくならない。

　次に本発明の他の実施形態を説明する。図４は本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。他の実施形態につき、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。他の実施形態では、オイルポンプ５３が、出力歯車３６からみて結合部１２ｆと反対側になる軸線Ｏ方向他方側に配置される。第１中間歯車３３は、外輪１２よりも外径側で、外輪１２の軸線方向位置と重なるように配置されることから、第１中間歯車３３と外輪１２の間に空間が画成される。かかる空間にオイルポンプ５３が配置される。

　外輪１２の外周には、軸線方向一方側から他方側まで外径一定のスプライン溝１２ｓが形成される。スプライン溝１２ｓは、軸線方向一方側で出力歯車３６の内周面に形成されるスプライン溝と嵌合し、軸線方向他方側でインナロータ５３ｋの中心孔５３ｌの内周面に形成されるスプライン溝と嵌合する。

　他の実施形態の潤滑油回路は、前述したロータ油路に代えてステータ油路５９を有する。ステータ油路５９は、モータケーシング２５の内部に設置され、ステータ２４の端面に沿って環状に延びる管路である。ステータ油路５９は、吐出油路５４の上端と接続する。ステータ油路５９には、ステータ２４の端面に指向するノズル５９ｎが間隔を空けて複数設けられる。吐出油路５４からモータ部２１に供給される潤滑油は、ノズル５９ｎからステータ２４に噴射され、ステータ２４を冷却する。次に潤滑油は、モータケーシング２５の内周面に沿って落下し、貫通孔５７から排出されて、モータ部２１から減速部３１に供給される。

　モータ回転軸２２の軸線Ｏ方向一方端には、突出部２２ｐが形成される。突出部２２ｐは軸線Ｍに沿って延び、軸部３２ｓの中心孔に差し込まれる。これにより入力歯車３２はモータ回転軸２２と同軸に結合する。

　他の実施形態によれば、外輪１２は軸線Ｏ方向一方側に車輪と結合するための結合部１２ｆを有し、オイルポンプ５３は出力歯車３６から見て結合部１２ｆと反対側になる軸線Ｏ方向他方側に配置される。これにより、第１中間歯車３３と外輪１２の間の空間を有効に利用することができる。また第１中間歯車３３の軸線方向位置をオイルポンプ５３と重ねることができ、インホイールモータ駆動装置２０の軸線方向寸法を小さくすることができる。

　また他の実施形態によれば、外輪１２の外周に環状の段差を設けず、共通するスプライン溝１２ｓを利用して出力歯車３６およびインナロータ５３ｋを外輪１２に嵌合させることができ組立効率が向上する。またインナロータ５３ｋを外輪１２に嵌合するために外輪１２を薄肉かつ小径にする必要がなくなり、外輪１２の強度低下を防止することができる。

　次に本発明のさらに他の実施形態を説明する。図５は本発明のさらに他の実施形態になるインホイールモータ駆動装置３０を示す縦断面図である。さらに他の実施形態につき、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。さらに他の実施形態では、オイルポンプ５３が、本体ケーシング３８の外壁面に附設される。

　図５の実施形態と上述した実施形態の相違点につき説明すると、車輪ハブ軸受部１１は回転内輪・固定外輪とされ、減速部３１は中間軸４２をさらに有する４軸の平行軸歯車減速機である。

　図５に示すように車輪ハブ軸受部１１は、回転要素である内輪４６と、固定要素である外輪４７と、これら内外輪間の環状隙間に配置される複数の転動体４８を有する。外輪４７の外周面にはフランジが立設される。外輪フランジには周方向に間隔を空けて貫通孔が穿設される。各貫通孔は軸線Ｏと平行に延び、軸線Ｏ方向一方側からボルト４７ｂが通される。各ボルト４７ｂの軸部は、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆに穿設される雌ねじ孔と螺合する。これにより外輪４７は正面部分３８ｆに連結固定される。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。また背面部分３８ｂは減速部３１の軸線Ｏ方向他方端を覆うケーシング壁部である。

　内輪４６は、外輪４７よりも長い筒状体であり、外輪４７の中心孔に通される。外輪４７からインホイールモータ駆動装置３０の外部へ突出する内輪４６の軸線Ｏ方向一方端部には、結合部４６ｆが形成される。結合部４６ｆはフランジであり、図示しないブレーキロータおよび車輪と同軸に結合するための結合部を構成する。内輪４６は結合部４６ｆで車輪と結合して、車輪と一体回転する。

　内輪４６および外輪４７間の環状隙間には、複数列の転動体４８が配置される。内輪４６の軸線Ｏ方向一方の外周面は、第１列の転動体４８の内側軌道輪を構成する。内輪４６の軸線Ｏ方向他方端部外周には内側軌道輪４６ｒが嵌合し、内側軌道輪４６ｒの外周面は、第２列の転動体４８の内側軌道輪を構成する。内輪４６および外輪４７間の環状隙間には、シール材４９がさらに介在する。シール材４９は環状隙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４６の軸線Ｏ方向他方端の中心孔には減速部３１の出力軸４５が差し込まれてスプライン嵌合する。

　減速部３１の中間軸４２は軸線Ｏと平行に延び、中間軸４２の両端は、軸受４２ｍ，４２ｎ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４２の中央部には第３中間歯車４１および第４中間歯車４３が同軸に設けられる。第３中間歯車４１および第４中間歯車４３は、外歯のはすば歯車であり、第３中間歯車４１の径が第４中間歯車４３の径よりも大きい。

　相対的に小径の第２中間歯車３５は相対的に大径の第３中間歯車４１と噛合する。相対的に小径の第４中間歯車４３は相対的に大径の出力歯車４４と噛合する。出力歯車４４は出力軸４５に同軸に設けられる外歯歯車であり、はすば歯車である。出力軸４５は、出力歯車４４よりも軸線Ｏ方向一方で、転がり軸受４５ｍ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。また出力軸４５は、出力歯車４４よりも軸線Ｏ方向他方で、転がり軸受４５ｎ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。

　出力軸４５の軸線Ｏ方向他方端部は、背面部分３８ｂを貫通して延び、オイルポンプ５３と結合する。オイルポンプ５３は、背面部分３８ｂの外側壁面に取り付けられ、背面部分３８ｂの外側壁面から突出する。

　図５に示す実施形態によればオイルポンプ５３が、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと同軸に配置されて、出力軸４５に駆動される。これにより車輪と同じ回転数でオイルポンプ５３を駆動することができる。したがってオイルポンプ５３は低速で回転され、振動の問題が生じることがなく、耐久性が向上する。

　また図５に示す実施形態によれば、固定輪は外輪４７であり、回転輪は外輪４７の中心孔に配置される内輪４６である。このように本発明は、図１および図４に示す外輪回転・内輪固定の車輪ハブ軸受部１１でも、あるいは図５に示す内輪回転・外輪固定の車輪ハブ軸受部１１でも実現可能である。

　また図５に示す実施形態によればオイルポンプ５３が出力軸４５の端部と結合する。これによりオイルポンプ５３を細長い出力軸４５に隣接配置することができる。したがってオイルポンプ５３のレイアウトの自由度が向上し、例えばオイルポンプ５３をケーシング３８の背面部分３８ｂから突出して附設することができる。またオイルポンプ５３の外径寸法を出力軸４５の外径寸法に近づけるようにして、従来よりも小さくすることができる。あるいは図示しない変形例としてオイルポンプは出力軸４５の外周面と係合してもよい。

　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。

　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。

　１０，２０，３０　インホイールモータ駆動装置、１１　車輪ハブ軸受部、１２　外輪、　１２ｆ　結合部、１２ｓ　スプライン溝、１３　内側固定部材、１４　転動体、１５　固定軸、１６　インナレース、２１　モータ部、２２　モータ回転軸、２３　ロータ、２４　ステータ、２４ｃ　ステータコイル、２５　モータケーシング、２５ｗ　仕切壁、３１　減速部、３２　入力歯車、３２ｓ　軸部、３３　第１中間歯車、３４　中間軸、３５　第２中間歯車、３６　出力歯車、３６ｃ　筒部、３６ｄ　凹部、３８　本体ケーシング、５１　オイル溜まり、５２　吸入油路、５３　オイルポンプ、５３ｈ　室、５３ｊ　アウタロータ、５３ｋ　インナロータ、５３ｌ　中心孔、５４　吐出油路、５５　入力軸油路、５６　ロータ油路、５７　貫通孔、５８　中間軸油路、５９　ステータ油路、５９ｎ　ノズル、１０１　キャリア、１０２　ブレーキロータ、１０３ｃ　円、１０４　車輪、１０５　車輪ホイール、１０６　タイヤ、１１５，１１６　サスペンション部材、Ｏ，Ｒ，Ｍ　軸線。

Claims (9)

1. 　車輪と一体回転する回転輪、前記回転輪と同軸に配置される固定輪、および前記回転輪と前記固定輪との環状隙間に配置される複数の転動体を有する車輪ハブ軸受部と、
   　前記回転輪を駆動するモータ部と、
   　前記回転輪と同軸に結合する出力軸と、前記モータ部のモータ回転軸と結合する入力歯車とを含み、前記モータ回転軸の回転を減速して前記回転輪に伝達する減速部と、
   　前記車輪ハブ軸受部と同軸に配置されて、前記出力軸に駆動されるオイルポンプとを備える、インホイールモータ駆動装置。
2. 　前記回転輪は外輪であり、前記固定輪は前記外輪の中心孔に配置される内輪であり、
   　前記オイルポンプは、前記外輪の外周に設けられる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
3. 　前記外輪は、軸線方向一方側に車輪と結合するための結合部を有し、
   　前記オイルポンプは、前記結合部と出力歯車の間に配置される、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
4. 　前記外輪は、軸線方向一方側に車輪と結合するための結合部を有し、
   　前記オイルポンプは、前記出力歯車から見て前記結合部と反対側になる軸線方向他方側に配置される、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置。
5. 　前記オイルポンプは、インナロータおよびアウタロータを含み、
   　前記インナロータの内周面が前記外輪の外周面と係合する、請求項２～４のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
6. 　前記出力歯車の端面には、環状の凹部が同軸に形成され、
   　前記オイルポンプは前記凹部に設けられる、請求項２～５のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置。
7. 　前記外輪の外周面には軸線方向一方側から他方側まで外径一定のスプライン溝が設けられ、
   　前記出力歯車の内周面および前記インナロータの内周面は前記スプライン溝と嵌合する、請求項５に記載のインホイールモータ駆動装置。
8. 　前記固定輪は外輪であり、前記回転輪は前記外輪の中心孔に配置される内輪である、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置。
9. 　前記オイルポンプは、前記出力軸と係合または結合する、請求項１または８に記載のインホイールモータ駆動装置。

Images