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Patent Searching and Data


Title:
IN-WHEEL MOTOR DRIVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/113456
Kind Code:
A1
Abstract:
An in-wheel motor drive device (21) has a motor section (A), a reduction section (B), a wheel hub (C), and a reduction section lubricating mechanism for supplying lubricating oil to the reduction section. The reduction section lubricating mechanism has a lubricating oil path (25c), a lubricating oil supplying opening (25d), a lubricating oil discharging opening (22b), a circulating oil path (45) passing through the inside of a casing (22) to interconnect the lubricating oil discharging opening (22b) and the lubricating oil path (25c) and circulating lubricating oil, which is discharged from the lubricating oil discharging opening (22b), to the lubricating oil path (25c), a cooling water path (22e) provided at that position in the casing (22) which is in contact with the circulating oil path (45) and cooling lubricating oil passing through the circulating oil path (45), and a partitioning member (49) mounted at a position at which the circulating oil path (45) and the cooling water path (22e) are in contact with each other and separating the paths from each other.

Inventors:
YAMAMOTO KEN (JP)
MAKINO TOMOAKI (JP)
SUZUKI MINORU (JP)
IIO TAKAYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/054282
Publication Date:
September 17, 2009
Filing Date:
March 06, 2009
Export Citation:
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Assignee:
NTN TOYO BEARING CO LTD (JP)
SUZUKI MOTOR CORP (JP)
YAMAMOTO KEN (JP)
MAKINO TOMOAKI (JP)
SUZUKI MINORU (JP)
IIO TAKAYUKI (JP)
International Classes:
B60K7/00; F16H57/04; H02K7/116
Foreign References:
JP2005008143A2005-01-13
JP2005253167A2005-09-15
JP2007057015A2007-03-08
JP2007191035A2007-08-02
JP2005067416A2005-03-17
JP2008048493A2008-02-28
JP2001065647A2001-03-16
JP2007120510A2007-05-17
Attorney, Agent or Firm:
ITOH, Hidehiko et al. (JP)
Hidehiko Ito (JP)
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Claims:
モータ側回転部材を回転駆動するモータ部と、
 前記モータ側回転部材の回転を減速して車輪側回転部材に伝達する減速部と、
 前記モータ部および前記減速部を保持するケーシングと、
 前記車輪側回転部材に固定連結された車輪ハブと、
 前記減速部に潤滑油を供給する減速部潤滑機構とを備え、
前記減速部潤滑機構は、
 前記モータ側回転部材の内部に設けられる潤滑油路と、
 前記潤滑油路から前記モータ側回転部材の外径面に向かって延びる潤滑油供給口と、
 前記ケーシングに設けられ、前記減速部から潤滑油を排出する潤滑油排出口と、
 前記ケーシングの内部を通って前記潤滑油排出口と前記潤滑油路とを接続し、前記潤滑油排出口から排出された潤滑油を前記潤滑油路に還流する循環油路と、
 前記ケーシングの内部の前記循環油路に接する位置に設けられて、前記循環油路を通過する潤滑油を冷却する冷却水路と、
 前記循環油路および前記冷却水路の互いに接する位置に配置され、両者を分離する仕切り部材とを含む、インホイールモータ駆動装置。
前記仕切り部材は、前記ケーシングを構成する材料より熱伝導率の高い材料で形成されている、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記循環油路は、前記ケーシングの内部を軸方向に往復している、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記減速部潤滑機構は、前記ケーシング内に配置され、前記車輪側回転部材の回転を利用して潤滑油を循環させる回転ポンプをさらに備える、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記回転ポンプは、
 外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有し、前記車輪側回転部材と一体回転するインナーロータと、
 内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有し、前記ケーシングに回転自在に支持されて前記インナーロータの回転中心と異なる点を中心として回転するアウターロータとを備えるサイクロイドポンプである、請求項4に記載のインホイールモータ駆動装置。
前記モータ側回転部材は、偏心部を有し、
 前記減速部は、
 前記偏心部を挿通する貫通孔を有し、前記モータ側回転部材の回転に伴ってその回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、
 前記ケーシングに固定され、前記公転部材の外周部に係合して前記公転部材の自転運動を生じさせる外周係合部材と、
 前記車輪側回転部材に設けられた内ピン、および前記公転部材に形成され、前記内ピンの外径より所定分だけ径が大きく前記内ピンを受入れる穴を有し、前記公転部材の自転運動を前記モータ側回転部材の回転軸心を中心とする回転運動に変換して前記車輪側回転部材に伝達する運動変換機構とを含む、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置。
Description:
インホイールモータ駆動装置

 本発明は、電動モータの出力軸と車輪の ブとを減速機を介して連結したインホイー モータ駆動装置に関するものである。

 従来のインホイールモータ駆動装置101は 例えば、特開2006-258289号公報に記載されて る。図10を参照して、インホイールモータ駆 動装置101は、車体に取り付けられるケーシン グ102の内部に駆動力を発生させるモータ部103 と、車輪に接続される車輪ハブ軸受部104と、 モータ部103の回転を減速して車輪ハブ軸受部 104に伝達する減速部105とを備える。

 上記構成のインホイールモータ駆動装置1 01において、装置のコンパクト化の観点から ータ部103には低トルクで高回転のモータが 用される。一方、車輪ハブ軸受部104には、 輪を駆動するために大きなトルクが必要と る。そこで、減速部105には、コンパクトで い減速比が得られるサイクロイド減速機が 用されることがある。

 また、従来のサイクロイド減速機を適用 た減速部105は、偏心部106a,106bを有するモー 側回転部材106と、偏心部106a,106bに配置され 曲線板107a,107bと、曲線板107a,107bをモータ側 転部材106に対して回転自在に支持する転が 軸受111と、曲線板107a,107bの外周面に係合し 曲線板107a,107bに自転運動を生じさせる複数 外ピン108と、曲線板107a,107bの自転運動を車 側回転部材110に伝達する複数の内ピン109と 含む。

 上記構成のインホイールモータ駆動装置1 01において、減速部105の内部には潤滑油が封 されており、曲線板107a,107bと外ピン108およ 内ピン109との接触部分や転がり軸受111の軌 面等に供給される。

 このとき、減速部105の摩擦損失、モータ 103の鉄損、攪拌抵抗等によって潤滑油が高 となり、潤滑性能が低下する。その結果、 ンホイールモータ駆動装置101の耐久性を低 させるおそれがある。

 そこで、この発明の目的は、潤滑油の温 を適切な状態に保つことによって、耐久性 優れ、信頼性の高いインホイールモータ駆 装置を提供することである。

 この発明に係るインホイールモータ駆動 置は、モータ側回転部材を回転駆動するモ タ部と、モータ側回転部材の回転を減速し 車輪側回転部材に伝達する減速部と、モー 部および減速部を保持するケーシングと、 輪側回転部材に固定連結された車輪ハブと 減速部に潤滑油を供給する減速部潤滑機構 を備える。そして、減速部潤滑機構は、モ タ側回転部材の内部に設けられる潤滑油路 、潤滑油路からモータ側回転部材の外径面 向かって延びる潤滑油供給口と、ケーシン に設けられ、減速部から潤滑油を排出する 滑油排出口と、ケーシングの内部を通って 滑油排出口と潤滑油路とを接続し、潤滑油 出口から排出された潤滑油を潤滑油路に還 する循環油路と、ケーシングの内部の循環 路に接する位置に設けられて、循環油路を 過する潤滑油を冷却する冷却水路と、循環 路および冷却水路の互いに接する位置に配 され、両者を分離する仕切り部材とを含む

 上記構成のように、循環油路を通過する 滑油を冷却して減速部に還流することによ 、減速部の温度上昇を抑制することができ 。その結果、耐久性に優れ、信頼性の高い ンホイールモータ駆動装置を得ることがで る。

 好ましくは、仕切り部材は、ケーシング 構成する材料より熱伝導率の高い材料で形 されている。これにより、潤滑油の冷却効 が向上する。なお、具体的な材料としては 例えば、黄銅、銅、アルミニウム等の非鉄 属が挙げられる。

 好ましくは、循環油路は、ケーシングの 部を軸方向に往復している。これにより、 滑油を十分に冷却してから潤滑油路に還流 ることができる。

 好ましくは、減速部潤滑機構は、ケーシ グ内に配置され、車輪側回転部材の回転を 用して潤滑油を循環させる回転ポンプをさ に備える。回転ポンプによって強制的に潤 油を循環させることにより、減速部の全域 さらに安定して潤滑油を供給することがで る。

 一実施形態として、回転ポンプは、外径 にサイクロイド曲線で構成される歯形を有 、車輪側回転部材と一体回転するインナー ータと、内径面にサイクロイド曲線で構成 れる歯形を有し、ケーシングに回転自在に 持されてインナーロータの回転中心と異な 点を中心として回転するアウターロータと 備えるサイクロイドポンプである。

 好ましくは、モータ側回転部材は偏心部 有する。そして、減速部は、偏心部を挿通 る貫通孔を有し、モータ側回転部材の回転 伴ってその回転軸心を中心とする公転運動 行う公転部材と、ケーシングに固定され、 転部材の外周部に係合して公転部材の自転 動を生じさせる外周係合部材と、車輪側回 部材に設けられた内ピン、および公転部材 形成され、内ピンの外径より所定分だけ径 大きく内ピンを受入れる穴を有し、公転部 の自転運動をモータ側回転部材の回転軸心 中心とする回転運動に変換して車輪側回転 材に伝達する運動変換機構とを含む。

 上記構成のような、いわゆるサイクロイ 減速機を採用することにより、コンパクト 高減速比を得ることができる。

 この発明によれば、潤滑油を冷却して潤 油路に還流することにより、減速部の温度 昇を抑制することができる。その結果、耐 性に優れ、信頼性の高いインホイールモー 駆動装置を得ることができる。

この発明の一実施形態に係るインホイ ルモータ駆動装置を示す図である。 図1のII-IIにおける断面図である。 図1の偏心部周辺の拡大図である。 図1のIV-IVにおける断面図である。 図1のV-Vにおける断面図である。 図1のVI-VIにおける断面図である。 図1の回転ポンプの断面図である。 図1のインホイールモータ駆動装置を有 する電気自動車の平面図である。 図8の電気自動車の後方断面図である。 従来のインホイールモータ駆動装置を 示す図である。

 図1~図9を参照して、この発明の一実施形 に係るインホイールモータ駆動装置21につ て説明する。

 図8は、この発明の一実施形態に係るイン ホイールモータ駆動装置21を採用した電気自 車11の概略図であって、図9は、電気自動車1 1を後方から見た概略図である。図8を参照し 、電気自動車11は、シャーシ12と、操舵輪と しての前輪13と、駆動輪としての後輪14と、 右の後輪14それぞれに駆動力を伝達するイン ホイールモータ駆動装置21とを備える。図9を 参照して、後輪14は、シャーシ12のホイール ウジング12aの内部に収容され、懸架装置(サ ペンション)12bを介してシャーシ12の下部に 定されている。

 懸架装置12bは、左右に伸びるサスペンシ ンアームによって後輪14を支持すると共に コイルスプリングとショックアブソーバと 含むストラットによって、後輪14が地面から 受ける振動を吸収してシャーシ12の振動を抑 する。さらに、左右のサスペンションアー の連結部分には、旋回時等に車体の傾きを 制するスタビライザーが設けられる。なお 懸架装置12bは、路面の凹凸に対する追従性 向上し、駆動輪の駆動力を効率良く路面に 達するために、左右の車輪を独立して上下 せることができる独立懸架式とするのが望 しい。

 この電気自動車11は、ホイールハウジン 12a内部に、左右の後輪14それぞれを駆動する インホイールモータ駆動装置21を設けること よって、シャーシ12上にモータ、ドライブ ャフト、およびデファレンシャルギヤ機構 を設ける必要がなくなるので、客室スペー を広く確保でき、かつ、左右の駆動輪の回 をそれぞれ制御することができるという利 を備えている。

 一方、この電気自動車11の走行安定性を 上するために、ばね下重量を抑える必要が る。また、さらに広い客室スペースを確保 るために、インホイールモータ駆動装置21の 小型化が求められる。そこで、図1に示すよ なこの発明の一実施形態に係るインホイー モータ駆動装置21を採用する。

 図1~図7を参照して、この発明の一実施形 に係るインホイールモータ駆動装置21を説 する。なお、図1はインホイールモータ駆動 置21の概略断面図、図2は図1のII-IIにおける 面図、図3は偏心部25a,25b周辺の拡大図、図4 図1のIV-IVにおける断面図、図5は図1のV-Vに ける断面図、図6は図1のVI-VIにおける断面図 図7は回転ポンプ51の断面図である。

 まず、図1を参照して、車両減速部の一例 としてのインホイールモータ駆動装置21は、 動力を発生させるモータ部Aと、モータ部A 回転を減速して出力する減速部Bと、減速部B からの出力を駆動輪14に伝える車輪ハブ軸受 Cとを備え、モータ部Aと減速部Bとはケーシ グ22に収納されて、図9に示すように電気自 車11のホイールハウジング12a内に取り付け れる。

 モータ部Aは、ケーシング22に固定される 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の内側に固定連結されてロー 24と一体回転するモータ側回転部材25とを備 るラジアルギャップモータである。ロータ2 4は、フランジ形状のロータ部24aと円筒形状 中空部24bとを有し、転がり軸受36a,36bによっ ケーシング22に対して回転自在に支持され いる。

 モータ側回転部材25は、モータ部Aの駆動 を減速部Bに伝達するためにモータ部Aから 速部Bにかけて配置され、減速部B内に偏心部 25a,25bを有する。このモータ側回転部材25は、 ロータ24の中空部24bに嵌合固定されて、ロー 24と一体回転する。さらに、2つの偏心部25a, 25bは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消 し合うために、180°位相を変えて設けられて る。

 減速部Bは、偏心部25a,25bに回転自在に保 される公転部材としての曲線板26a,26bと、ケ シング22上の固定位置に保持され、曲線板26 a,26bの外周部に係合する外周係合部材として 複数の外ピン27と、曲線板26a,26bの自転運動 車輪側回転部材28に伝達する運動変換機構 、偏心部25a,25bに隣接する位置にカウンタウ イト29とを備える。また、減速部Bには、減 部Bに潤滑油を供給する減速部潤滑機構が設 けられている。

 車輪側回転部材28は、フランジ部28aと軸 28bとを有する。フランジ部28aの端面には、 輪側回転部材28の回転軸心を中心とする円周 上の等間隔に内ピン31を固定する穴が形成さ ている。また、軸部28bは車輪ハブ32に嵌合 定され、減速部Bの出力を車輪14に伝達する

 図2および図3を参照して、曲線板26aは、 周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲 で構成される複数の波形を有し、一方側端 から他方側端面に貫通する複数の貫通孔30a,3 0bを有する。貫通孔30aは、曲線板26aの自転軸 を中心とする円周上に等間隔に複数個設け れており、後述する内ピン31を受入れる。 た、貫通孔30bは、曲線板26aの中心に設けら ており、偏心部25aに嵌合する。

 曲線板26aは、転がり軸受41によって偏心 25aに対して回転自在に支持されている。図3 参照して、この転がり軸受41は、偏心部25a 外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面42 aを有する内輪部材42と、曲線板26aの貫通孔30b の内径面に直接形成された外側軌道面43と、 側軌道面42aおよび外側軌道面43の間に配置 れる複数の円筒ころ44と、隣接する円筒ころ 44の間隔を保持する保持器(図示省略)とを備 る円筒ころ軸受である。また、内輪部材42は 、内側軌道面42aの軸方向両端部から径方向外 側に突出する鍔部42bを有する。

 外ピン27は、モータ側回転部材25の回転軸 心を中心とする円周軌道上に等間隔に設けら れる。曲線板26a,26bが公転運動すると、曲線 状の波形と外ピン27とが係合して、曲線板26a ,26bに自転運動を生じさせる。ここで、外ピ 27は、針状ころ軸受27aによってケーシング22 対して回転自在に支持されている。これに り、曲線板26a,26bとの間の接触抵抗を低減す ることができる。

 カウンタウェイト29は、円板状で、中心 ら外れた位置にモータ側回転部材25と嵌合す る貫通孔を有し、曲線板26a,26bの回転によっ 生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために 各偏心部25a,25bに隣接する位置に偏心部と180 位相を変えて配置される。

 ここで、図3を参照して、2枚の曲線板26a,26b の中心点をGとすると、図3の中心点Gの右側 ついて、中心点Gと曲線板26aの中心との距離 をL 1 、曲線板26a、転がり軸受41、および偏心部25a 質量の和をm 1 、曲線板26aの重心の回転軸心からの偏心量を ε 1 とし、中心点Gとカウンタウェイト29との距離 をL 2 、カウンタウェイト29の質量をm 2 、カウンタウェイト29の重心の回転軸心から 偏心量をε 2 とすると、L 1 ×m 1 ×ε 1 =L 2 ×m 2 ×ε 2 を満たす関係となっている。また、図3の中 点Gの左側の曲線板26bとカウンタウェイト29 の間にも同様の関係が成立する。

 運動変換機構は、車輪側回転部材28に保 された複数の内ピン31と、曲線板26a,26bに設 られた貫通孔30aとで構成される。内ピン31は 、車輪側回転部材28の回転軸心を中心とする 周軌道上に等間隔に設けられており、その 方向一方側端部が車輪側回転部材28に固定 れている。また、曲線板26a,26bとの摩擦抵抗 低減するために、曲線板26a,26bの貫通孔30aの 内壁面に当接する位置に針状ころ軸受31aが設 けられている。

 また、内ピン31の軸方向端部には、スタ ライザ31bが設けられている。スタビライザ31 bは、円環形状の円環部31cと、円環部31cの内 面から軸方向に延びる円筒部31dとを含む。 数の内ピン31の軸方向他方側端部は、円環部 31cにボルトによって締結されている。曲線板 26a、26bから一部の内ピン31に負荷される荷重 スタビライザ31bを介して全ての内ピン31に って支持されるため、内ピン31に作用する応 力を低減させ耐久性を向上させることができ る。

 一方、貫通孔30aは、複数の内ピン31それ れに対応する位置に設けられ、貫通孔30aの 径寸法は、内ピン31の外径寸法(「針状ころ 受31aを含む最大外径」を指す。以下同じ。) り所定分大きく設定されている。

 減速部潤滑機構は、減速部Bに潤滑油を供 給するものであって、潤滑油路25cと、潤滑油 給油口25dと、潤滑油排出口22bと、潤滑油貯留 部22dと、回転ポンプ51と、循環油路45とを備 る。

 潤滑油路25cは、モータ側回転部材25の内 を軸線方向に沿って延びている。また、潤 油供給口25dは、潤滑油路25cからモータ側回 部材25の外径面に向かって延びている。なお 、この実施形態において、潤滑油供給口25dは 、偏心部25a,25bに設けられている。

 また、減速部Bの位置におけるケーシング 22の少なくとも1箇所には、減速部B内部の潤 油を排出する潤滑油排出口22bが設けられて る。また、潤滑油排出口22bと潤滑油路25cと 接続する循環油路45がケーシング22の内部に けられている。そして、潤滑油排出口22bか 排出された潤滑油は、循環油路45を経由し 潤滑油路25cに還流する。

 循環油路45は、ケーシング22の内部を軸方 向に延びる油路46a~46y(総称して「軸方向油路4 6」という)と、軸方向油路46の軸方向両端部 接続されて円周方向に延びる油路47a~47f(総称 して「周方向油路47」という)と、周方向油路 47a,47fに接続されて径方向に延びる油路48a,48b( 総称して「径方向油路48」という)とで構成さ れる。

 軸方向油路46は、潤滑油が一方方向(図1中 の左から右)に流れる第1の軸方向油路46a~46e,46 k~46o,46u~46yと、潤滑油が他方方向(図1中の右か ら左)に流れる第2の軸方向油路46f~46j,46p~46tに 類される。つまり、循環油路45は、ケーシ グ22の内部を軸方向に往復している。

 周方向油路47は、軸方向油路46同士、また は軸方向油路46と径方向油路48とを接続する 具体的には、周方向油路47aは、径方向油路48 aから流出した潤滑油を軸方向油路46a~46eに分 する。同様に、周方向油路47bは軸方向油路4 6a~46eから流出した潤滑油を軸方向油路46f~46j 、周方向油路47cは軸方向油路46f~46jから流出 た潤滑油を軸方向油路46k~46oに、周方向油路 47dは軸方向油路46k~46oから流出した潤滑油を 方向油路46p~46tに、周方向油路47eは軸方向油 46p~46tから流出した潤滑油を軸方向油路46u~46 yに分配する。さらに、周方向油路47fは、軸 向油路46u~46yから流出した潤滑油を径方向油 48bに供給する。

 径方向油路48aは回転ポンプ51から圧送さ た潤滑油を周方向油路47aに、径方向油路48b 周方向油路47fから流出した潤滑油を循環油 25cに供給する。

 ここで、潤滑油排出口22bと循環油路45と 間には、回転ポンプ51が設けられており、潤 滑油を強制的に循環させている。図7を参照 て、回転ポンプ51は、車輪側回転部材28の回 を利用して回転するインナーロータ52と、 ンナーロータ52の回転に伴って従動回転する アウターロータ53と、ポンプ室54と、潤滑油 出口22bに連通する吸入口55と、循環油路22cに 連通する吐出口56とを備えるサイクロイドポ プである。

 インナーロータ52は、外径面にサイクロ ド曲線で構成される歯形を有する。具体的 は、歯先部分52aの形状がエピサイクロイド 線、歯溝部分52bの形状がハイポサイクロイ 曲線となっている。このインナーロータ52は 、スタビライザ31bの円筒部31dの外径面に嵌合 して内ピン31(車輪側回転部材28)と一体回転す る。

 アウターロータ53は、内径面にサイクロ ド曲線で構成される歯形を有する。具体的 は、歯先部分53aの形状がハイポサイクロイ 曲線、歯溝部分53bの形状がエピサイクロイ 曲線となっている。このアウターロータ53は 、ケーシング22に回転自在に支持されている

 インナーロータ52は、回転中心c1を中心と して回転する。一方、アウターロータ53は、 ンナーロータの回転中心c1と異なる回転中 c2を中心として回転する。また、インナーロ ータ52の歯数をnとすると、アウターロータ53 歯数は(n+1)となる。なお、この実施形態に いては、n=5としている。

 インナーロータ52とアウターロータ53との 間の空間には、複数のポンプ室54が設けられ いる。そして、インナーロータ52が車輪側 転部材28の回転を利用して回転すると、アウ ターロータ53は従動回転する。このとき、イ ナーロータ52およびアウターロータ53はそれ ぞれ異なる回転中心c1,c2を中心として回転す ので、ポンプ室54の容積は連続的に変化す 。これにより、吸入口55から流入した潤滑油 が吐出口56から径方向油路48aに圧送される。

 なお、上記構成の回転ポンプ51の回転中 インナーロータ52が傾くと、ポンプ室54の容 が変化して潤滑油を適切に圧送することが きなかったり、インナーロータ52とアウタ ロータ53とが接触して破損したりするおそれ がある。そこで、図1を参照して、インナー ータ52には、段付部52cが設けられている。こ の段付部52cは、その外径面(案内面)がケーシ グ22の内径面に当接して、車輪14からのラジ アル荷重によってインナーロータ52が傾くの 防止している。

 さらに、潤滑油排出口22bと回転ポンプ51 の間には、潤滑油を一時的に貯留する潤滑 貯留部22dが設けられている。これにより、 速回転時においては、回転ポンプ51によって 排出しきれない潤滑油を一時的に潤滑油貯留 部22dに貯留しておくことができる。その結果 、減速部Bのトルク損失の増加を防止するこ ができる。一方、低速回転時においては、 滑油排出口22bに到達する潤滑油量が少なく っても、潤滑油貯留部22dに貯留されている 滑油を潤滑油路25cに還流することができる その結果、減速部Bに安定して潤滑油を供給 ることができる。

 なお、減速部B内部の潤滑油は、遠心力に 加えて重力によって外側に移動する。したが って、潤滑油貯留部22dがインホイールモータ 駆動装置21の下部に位置するように、電気自 車11に取り付けるのが望ましい。

 さらに、減速部潤滑機構は、循環油路45 通過する潤滑油を冷却する冷却手段をさら 有する。この実施形態における冷却手段は ケーシング22に設けられた冷却水路22eと、冷 却水路22e内の空気を排出する空気抜きプラグ 22fとを含む。なお、これらの冷却手段は、潤 滑油のみならず、モータ部Aの冷却にも寄与 る。

 冷却水路22eは、ケーシング22の内部の軸 向油路46に接する位置に設けられている。そ して、軸方向油路46と冷却水路22eとの間には 両者を分離する仕切り部材49が配置されて る。仕切り部材49は、円筒状部材であって、 ケーシング22を構成する材料より熱伝導率の い材料で形成されている。具体的には、黄 、銅、アルミニウム等が該当する。空気抜 プラグ22fは、冷却水路22e中に含まれる空気 外部に排出する。これにより、冷却水路22e は空気溜りが無くなり、冷却効率が向上す 。

 上記構成の減速部Bにおける潤滑油の流れ を説明する。まず、潤滑油路25cを流れる潤滑 油は、モータ側回転部材25の回転に伴う遠心 によって潤滑油供給口25dおよび内輪部材42 貫通する開口部42cから減速部Bに流出する。

 減速部B内部の潤滑油にはさらに遠心力が 作用するので、内側軌道面42a、外側軌道面43 曲線板26a,26bと内ピン31との当接部分、およ 曲線板26a,26bと外ピン27との当接部分等を潤 しながら径方向外側に移動する。

 ケーシング22の内壁面に到達した潤滑油 、潤滑油排出口22bから排出されて潤滑油貯 部22dに貯留される。潤滑油貯留部22dに貯留 れた潤滑油は、ケーシング22内の流路を通っ て吸入口55から回転ポンプ51に供給され、吐 口56から循環油路45に圧送される。

 吐出口56から排出された潤滑油は、径方 油路48aを経由し、周方向油路47aで複数の軸 向油路46a~46eに分配される。次に、軸方向油 46a~46eを通過(図1中の左から右)した潤滑油は 、周方向油路47bで複数の軸方向油路46f~46jに 配される。同様に、軸方向油路46f~46j(図1中 右から左)、周方向油路47c、軸方向油路46k~46o (図1中の左から右)、周方向油路47d、軸方向油 路46p~46t(図1中の右から左)、周方向油路47e、 方向油路46u~46y(図1中の左から右)、周方向油 47f、および径方向油路48bを経由して潤滑油 25cに還流する。

 ここで、潤滑油排出口22bからの潤滑油の 出量は、モータ側回転部材25の回転数に比 して多くなる。一方、インナーロータ52は車 輪側回転部材28と一体回転するので、回転ポ プ51の排出量は、車輪側回転部材28の回転数 に比例して多くなる。また、潤滑油排出口22b から減速部Bに供給される潤滑油量は、回転 ンプ51の排出量に比例して多くなる。すなわ ち、減速部Bへの潤滑油の供給量および排出 は、いずれもインホイールモータ駆動装置21 の回転数によって変化するので、常にスムー ズに潤滑油を循環させることができる。

 さらに、循環油路45を流れる潤滑油の一 は、ケーシング22とモータ側回転部材25との から転がり軸受36aを潤滑すると共に、モー 部Aを冷却する冷却液としても機能する。ま た、転がり軸受36bは、回転ポンプ51の段付部5 2cとケーシング22の間からの潤滑油により潤 される。

 このように、モータ側回転部材25から減 部Bに潤滑油を供給することにより、モータ 回転部材25周辺の潤滑油量不足を解消する とができる。また、回転ポンプ51によって強 制的に潤滑油を排出することによって、攪拌 抵抗を抑えて減速部Bのトルク損失を低減す ことができる。さらに、回転ポンプ51をケー シング22内に配置することによって、インホ ールモータ駆動装置21全体としての大型化 防止することができる。

 また、ケーシング22の内部を軸方向に往 (この実施形態では2.5往復)する循環油路45を けることによって、冷却水路22eと接する機 が増加する。その結果、潤滑油を十分に冷 してから径方向油路48bに還流することがで る。なお、循環油路45の往復回数(2.5往復)や 軸方向油路46の本数(25本)は、任意に設定する ことが可能である。また、冷却水路22eには、 水に限らずあらゆる冷却液を流すことができ る。

 車輪ハブ軸受部Cは、車輪側回転部材28に 定連結された車輪ハブ32と、車輪ハブ32をケ ーシング22に対して回転自在に保持する車輪 ブ軸受33とを備える。車輪ハブ32は、円筒形 状の中空部32aとフランジ部32bとを有する。フ ランジ部32bにはボルト32cによって駆動輪14が 定連結される。また、車輪側回転部材28の 部28bの外径面にはスプラインおよび雄ねじ 形成されている。また、車輪ハブ32の中空部 32aの内径面にはスプライン穴が形成されてい る。そして、車輪ハブ32の内径面に車輪側回 部材28を螺合し、先端をナット32dでとめる とによって、両者を締結している。

 車輪ハブ軸受33は、車輪ハブ32の外径面に 嵌合固定される内輪33aと、ケーシング22の内 面に嵌合固定される外輪33bと、内輪33aおよ 外輪33bの間に配置される転動体としての複 の玉33cと、隣接する玉33cの間隔を保持する 持器33dと、車輪ハブ軸受33の軸方向両端部 密封する密封部材33eとを備える複列アンギ ラ玉軸受である。

 上記構成のインホイールモータ駆動装置2 1の作動原理を詳しく説明する。

 モータ部Aは、例えば、ステータ23のコイ に交流電流を供給することによって生じる 磁力を受けて、永久磁石または磁性体によ て構成されるロータ24が回転する。これに り、ロータ24に接続されたモータ側回転部材 25が回転すると、曲線板26a,26bはモータ側回転 部材25の回転軸心を中心として公転運動する このとき、外ピン27が、曲線板26a,26bの曲線 状の波形と係合して、曲線板26a,26bをモータ 側回転部材25の回転とは逆向きに自転運動さ る。

 貫通孔30aに挿通する内ピン31は、曲線板26 a,26bの自転運動に伴って貫通孔30aの内壁面と 接する。これにより、曲線板26a,26bの公転運 動が内ピン31に伝わらず、曲線板26a,26bの自転 運動のみが車輪側回転部材28を介して車輪ハ 軸受部Cに伝達される。

 このとき、モータ側回転部材25の回転が 速部Bによって減速されて車輪側回転部材28 伝達されるので、低トルク、高回転型のモ タ部Aを採用した場合でも、駆動輪14に必要 トルクを伝達することが可能となる。

 なお、上記構成の減速部Bの減速比は、外ピ ン27の数をZ A 、曲線板26a,26bの波形の数をZ B とすると、(Z A -Z B )/Z B で算出される。図2に示す実施形態では、Z A =12、Z B =11であるので、減速比は1/11と、非常に大き 減速比を得ることができる。

 このように、多段構成とすることなく大 な減速比を得ることができる減速部Bを採用 することにより、コンパクトで高減速比のイ ンホイールモータ駆動装置21を得ることがで る。また、外ピン27および内ピン31に針状こ ろ軸受27a,31aを設けたことにより、曲線板26a,2 6bとの間の摩擦抵抗が低減されるので、減速 Bの伝達効率が向上する。

 上記の実施形態に係るインホイールモー 駆動装置21を電気自動車11に採用することに より、ばね下重量を抑えることができる。そ の結果、走行安定性に優れた電気自動車11を ることができる。

 また、上記の実施形態においては、潤滑 供給口25dを偏心部25a,25bに設けた例を示した が、これに限ることなく、モータ側回転部材 25の任意の位置に設けることができる。ただ 、転がり軸受41に安定して潤滑油を供給す 観点からは、潤滑油供給口25dは偏心部25a,25b 設けるのが望ましい。

 また、上記の実施形態においては、回転 ンプ51を車輪側回転部材28の回転を利用して 駆動した例を示したが、回転ポンプ51はモー 側回転部材25の回転を利用して駆動するこ もできる。しかし、モータ側回転部材25の回 転数は車輪側回転部材28と比較して大きい(上 記の実施形態では11倍)ので、回転ポンプ51の 久性が低下するおそれがある。また、車輪 回転部材28に接続しても十分な排出量を確 することができる。これらの観点から、回 ポンプ51は車輪側回転部材28の回転を利用し 駆動するのが望ましい。

 また、上記の実施形態においては、回転 ンプ51としてサイクロイドポンプの例を示 たが、これに限ることなく、車輪側回転部 28の回転を利用して駆動するあらゆる回転型 ポンプを採用することができる。さらには、 回転ポンプ51を省略して、遠心力のみによっ 潤滑油を循環させるようにしてもよい。

 また、上記の実施形態においては、減速 Bの曲線板26a,26bを180°位相を変えて2枚設け が、この曲線板の枚数は任意に設定するこ ができ、例えば、曲線板を3枚設ける場合は 120°位相を変えて設けるとよい。

 また、上記の実施形態における運動変換 構は、車輪側回転部材28に固定された内ピ 31と、曲線板26a,26bに設けられた貫通孔30aと 構成される例を示したが、これに限ること く、減速部Bの回転を車輪ハブ32に伝達可能 任意の構成とすることができる。例えば、 線板に固定された内ピンと、車輪側回転部 に形成された穴とで構成される運動変換機 であってもよい。

 なお、上記の実施形態における作動の説 は、各部材の回転に着目して行ったが、実 にはトルクを含む動力がモータ部Aから駆動 輪に伝達される。したがって、上述のように 減速された動力は高トルクに変換されたもの となっている。

 また、上記の実施形態における作動の説 では、モータ部Aに電力を供給してモータ部 Aを駆動させ、モータ部Aからの動力を駆動輪1 4に伝達させたが、これとは逆に、車両が減 したり坂を下ったりするようなときは、駆 輪14側からの動力を減速部Bで高回転低トル の回転に変換してモータ部Aに伝達し、モー 部Aで発電しても良い。さらに、ここで発電 した電力は、バッテリーに蓄電しておき、後 でモータ部Aを駆動させたり、車両に備えら た他の電動機器等の作動に用いてもよい。

 さらに、上記の実施形態の構成にブレー を加えることもできる。例えば、図1の構成 において、ケーシング22を軸方向に延長して ータ24の図中右側に空間を形成し、ロータ24 と一体的に回転する回転部材と、ケーシング 22に回転不能にかつ軸方向に移動可能なピス ンと、このピストンを作動させるシリンダ を配置して、車両停止時にピストンと回転 材とを嵌合させてロータ24をロックするパ キングブレーキであってもよい。

 または、ロータ24と一体的に回転する回 部材の一部に形成されたフランジおよびケ シング22側に設置された摩擦板をケーシング 22側に設置されたシリンダで挟むディスクブ ーキであってもよい。さらに、この回転部 の一部にドラムを形成すると共に、ケーシ グ22側にブレーキシューを固定し、摩擦係 およびセルフエンゲージ作用で回転部材を ックするドラムブレーキを用いることがで る。

 また、上記の実施形態において、曲線板2 6a,26bを支持する軸受として円筒ころ軸受の例 を示したが、これに限ることなく、例えば、 すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、 針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸 受、アンギュラ玉軸受、4点接触玉軸受等、 べり軸受であるか転がり軸受であるかを問 ず、転動体がころであるか玉であるかを問 ず、さらには複列か単列かを問わず、あら る軸受を適用することができる。また、そ 他の場所に配置される軸受についても、同 に任意の形態の軸受を採用することができ 。

 ただし、深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と 較して許容限界回転数は高い反面、負荷容 が低い。そのため、必要な負荷容量を得る めには、大型の深溝玉軸受を採用しなけれ ならない。したがって、インホイールモー 駆動装置21のコンパクト化の観点からは、 がり軸受41には円筒ころ軸受が好適である。

 また、上記の各実施形態においては、モ タ部Aにラジアルギャップモータを採用した 例を示したが、これに限ることなく、任意の 構成のモータを適用可能である。例えばケー シングに固定されるステータと、ステータの 内側に軸方向の隙間を空けて対向する位置に 配置されるロータとを備えるアキシアルギャ ップモータであってもよい。

 また、上記の各実施形態においては、減 部Bにサイクロイド減速機構を採用したイン ホイールモータ駆動装置21の例を示したが、 れに限ることなく、任意の減速機構を採用 ることができる。例えば、遊星歯車減速機 や平行軸歯車減速機構等が該当する。

 さらに、図8に示した電気自動車11は、後 14を駆動輪とした例を示したが、これに限 ことなく、前輪13を駆動輪としてもよく、4 駆動車であってもよい。なお、本明細書中 「電気自動車」とは、電力から駆動力を得 全ての自動車を含む概念であり、例えば、 イブリッドカー等をも含むものとして理解 べきである。

 以上、図面を参照してこの発明の実施形 を説明したが、この発明は、図示した実施 態のものに限定されない。図示した実施形 に対して、この発明と同一の範囲内におい 、あるいは均等の範囲内において、種々の 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 置は、電気自動車およびハイブリッド車両 おいて有利に利用される。