JP2016114184A - Cycloid speed reducer and in-wheel motor drive with cycloid speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイクロイド減速機およびこれを備えたインホイールモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a cycloid reducer and an in-wheel motor drive device including the same.
周知のように、インホイールモータ駆動装置は、装置全体がホイールの内部に収容され、あるいはホイール近傍に配置される関係上、その重量や大きさが車両のばね下重量(走行性能)や客室スペースの広さに影響を及ぼす。このため、インホイールモータ駆動装置は、できるだけ軽量・コンパクト化する必要がある。その一方、インホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動するために大きなトルクを必要とする。これらの要請を同時に満足すべく、例えば下記の特許文献1には、駆動力を発生させるモータ部に、最大15000min-1程度の回転速度で回転する高回転型のモータを採用すると共に、モータ部と車輪を連結固定する車輪用軸受部との間に設けるべき減速部に、コンパクトで高い減速比が得られるサイクロイド減速機を採用したインホイールモータ駆動装置が提案されている。 As is well known, an in-wheel motor drive device is housed inside the wheel or disposed near the wheel, so that the weight and size of the in-wheel motor drive device are the unsprung weight (running performance) of the vehicle and the cabin space. Affects the size of For this reason, the in-wheel motor drive device needs to be as light and compact as possible. On the other hand, the in-wheel motor drive device requires a large torque to drive the wheels. In order to satisfy these requirements at the same time, for example, in Patent Document 1 below, a motor unit that generates a driving force employs a high-rotation type motor that rotates at a maximum rotational speed of about 15000 min −1 , and a motor unit. An in-wheel motor drive device has been proposed that employs a cycloid reduction gear that is compact and can provide a high reduction ratio in a reduction gear portion that should be provided between a wheel bearing portion that connects and fixes a wheel.
特許文献1に開示されたサイクロイド減速機は、主に、偏心部を有する入力軸と、転がり軸受(以下、「曲線板支持軸受」ともいう)を介して偏心部の外周に回転自在に嵌合され、入力軸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曲線板と、公転運動中の曲線板の外周部に係合して曲線板に自転運動を生じさせる外ピンと、曲線板の自転運動を出力軸の回転運動に変換する運動変換機構と、偏心部の軸方向外側に隣接配置され、曲線板の回転(偏心回転)に伴って生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すためのカウンタウェイトと、を備える。 The cycloid speed reducer disclosed in Patent Document 1 mainly fits rotatably on the outer periphery of the eccentric part via an input shaft having an eccentric part and a rolling bearing (hereinafter also referred to as “curved plate support bearing”). A curved plate that performs a revolving motion around its rotational axis as the input shaft rotates, and an outer pin that engages with the outer periphery of the curved plate during the revolving motion to cause the curved plate to rotate. A motion conversion mechanism that converts the rotational movement of the curved plate to the rotational movement of the output shaft, and an axially outer side of the eccentric part, to cancel the unbalanced inertia couple generated by the rotation of the curved plate (eccentric rotation) Counter weight.
上記の運動変換機構は、主に、曲線板の両端面に開口した軸方向の貫通孔と、一端を出力軸に固定した状態で上記貫通孔に挿入された内ピンとを備え、内ピンのうち上記貫通孔の内壁面との対向部には転がり軸受(以下「内ピン軸受」ともいう)が嵌合されている。このような内ピン軸受を設けておけば、内ピンと曲線板との摩擦抵抗(接触抵抗)が低減されるため、運動変換機構におけるトルク損失が抑制される。 The motion conversion mechanism mainly includes an axial through hole opened on both end faces of the curved plate, and an inner pin inserted into the through hole with one end fixed to the output shaft. A rolling bearing (hereinafter also referred to as “inner pin bearing”) is fitted to a portion of the through hole facing the inner wall surface. If such an inner pin bearing is provided, the frictional resistance (contact resistance) between the inner pin and the curved plate is reduced, so that torque loss in the motion conversion mechanism is suppressed.
また、特許文献1のサイクロイド減速機は、その各部に潤滑油を供給するための潤滑機構を有し、この潤滑機構は、入力軸の内部を軸方向に延びた軸方向油路と、入力軸の内部を径方向に延び、軸方向油路内を流通する潤滑油を入力軸の外径側に吐出する径方向油路とを含んで構成される。径方向油路は、曲線板支持軸受の軌道面に潤滑油を供給する給油路の一部を構成しており、例えば、特許文献1の図13や図15に示されているように、偏心部の軸方向範囲内に設けられる場合や、同文献の図4に示されているように、偏心部とカウンタウェイトの境界部に設けられる場合などがある。 Moreover, the cycloid reduction gear of patent document 1 has a lubrication mechanism for supplying lubricating oil to each part, and this lubrication mechanism includes an axial oil passage that extends in the axial direction inside the input shaft, and an input shaft. And a radial oil passage that extends in the radial direction and discharges lubricating oil flowing in the axial oil passage to the outer diameter side of the input shaft. The radial oil passage constitutes a part of an oil supply passage for supplying lubricating oil to the raceway surface of the curved plate support bearing. For example, as shown in FIG. 13 and FIG. There is a case where it is provided within the axial range of the part, or a case where it is provided at the boundary between the eccentric part and the counterweight as shown in FIG.
ところで、音響性能(静粛性)や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機を実現するには、曲線板支持軸受以外にも、例えば、内ピン軸受(の内部)、内ピン軸受と曲線板との接触部、曲線板と外ピンとの接触部等に十分量の潤滑油を供給可能であることが望まれる。特に、内ピン軸受には、曲線板支持軸受と同様に、曲線板の回転に伴って大きさや方向が変動する荷重が繰り返し作用することから、内ピン軸受の内部には十分量の潤滑油を供給するのが好ましい。しかしながら、特許文献1のサイクロイド減速機では、入力軸の径方向油路から吐出された潤滑油に作用する遠心力を利用して内ピン軸受等に潤滑油を供給するようにしている。この場合、入力軸の径方向油路から吐出された潤滑油は、減速機の各部に広く拡散していくと考えられ、内ピン軸受に対して必ずしも十分量の潤滑油を供給できるとは限らない。 By the way, in order to realize a cycloid reducer with excellent acoustic performance (silence) and durability life, in addition to the curved plate support bearing, for example, an inner pin bearing (inside), an inner pin bearing and a curved plate It is desired that a sufficient amount of lubricating oil can be supplied to the contact portion, the contact portion between the curved plate and the outer pin, and the like. In particular, the inner pin bearing, like the curved plate support bearing, is repeatedly subjected to a load that varies in size and direction as the curved plate rotates, so a sufficient amount of lubricating oil is applied to the inner pin bearing. It is preferable to supply. However, in the cycloid reduction gear of Patent Document 1, the lubricating oil is supplied to the inner pin bearing or the like using a centrifugal force acting on the lubricating oil discharged from the radial oil passage of the input shaft. In this case, the lubricating oil discharged from the radial oil passage of the input shaft is considered to diffuse widely in each part of the reducer, and it is not always possible to supply a sufficient amount of lubricating oil to the inner pin bearing. Absent.
その一方、サイクロイド減速機は、上記のとおり、例えばインホイールモータ駆動装置の減速部として用いられることから、インホイールモータ駆動装置の低コスト化を図るためにも極力安価に製造可能であることが望まれる。 On the other hand, as described above, the cycloid reducer is used, for example, as a reduction unit of an in-wheel motor drive device, and therefore can be manufactured as inexpensively as possible in order to reduce the cost of the in-wheel motor drive device. desired.
上記の実情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、コスト増を可及的に回避しつつも、曲線板支持軸受のみならず、内ピン軸受にも十分量の潤滑油を確実に供給し得るサイクロイド減速機を実現し、これを通じて、比較的低コストで、かつ音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to reliably supply a sufficient amount of lubricating oil not only to the curved plate support bearing but also to the inner pin bearing while avoiding an increase in cost as much as possible. It is an object of the present invention to provide a cycloid reducer that can be obtained, and to provide a cycloid reducer that is relatively low in cost and excellent in acoustic performance, durability life, and the like, and thus an in-wheel motor drive device equipped with the cycloid reducer.
上記の課題を解決するために創案された本発明は、偏心部を有する入力軸と、偏心部の外周に第1転がり軸受を介して回転自在に嵌合され、入力軸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曲線板と、曲線板の外周部に係合して曲線板に自転運動を生じさせる外ピンと、曲線板の自転運動を出力軸の回転運動に変換する運動変換機構と、偏心部の軸方向外側に隣接配置され、曲線板の回転により生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すカウンタウェイトとを備え、運動変換機構が、曲線板の両端面に開口した貫通孔と、一端を出力軸に固定した状態で貫通孔に挿入された内ピンと、内ピンのうち貫通孔の内壁面との対向部に嵌合された第2転がり軸受とを含むサイクロイド減速機において、入力軸の内部を軸方向に延びた軸方向油路を流通する潤滑油を、第1転がり軸受および第2転がり軸受のそれぞれに供給する第1および第2の給油路を有し、第2の給油路を、カウンタウェイトの両端面に開口した貫通孔と、入力軸の内部を径方向に延び、軸方向油路とカウンタウェイトの油路とを連通させる径方向油路と、を含んで構成したことを特徴とする。なお、本発明でいう「第1転がり軸受」および「第2転がり軸受」のそれぞれは、上述した「曲線板支持軸受」および「内ピン軸受」に対応する。 The present invention, which has been devised to solve the above-mentioned problems, is fitted with an input shaft having an eccentric portion, and is rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric portion via a first rolling bearing. A curved plate that performs a revolving motion around the rotation axis, an outer pin that engages with the outer periphery of the curved plate to cause the curved plate to rotate, and converts the rotational motion of the curved plate into a rotational motion of the output shaft. A through hole in which the motion conversion mechanism is disposed adjacent to the outer side in the axial direction of the eccentric portion and has a counterweight that counteracts the unbalanced inertia couple generated by the rotation of the curved plate. And a cycloid reducer including an inner pin inserted into the through hole with one end fixed to the output shaft, and a second rolling bearing fitted to a portion of the inner pin facing the inner wall surface of the through hole. Axial oil extending in the axial direction inside the input shaft Through-holes having first and second oil supply passages for supplying lubricating oil flowing through the first and second rolling bearings to each end face of the counterweight And a radial oil passage that extends radially inside the input shaft and communicates the axial oil passage with the oil passage of the counterweight. Each of the “first rolling bearing” and the “second rolling bearing” in the present invention corresponds to the “curved plate support bearing” and the “inner pin bearing” described above.
上記のように、入力軸の軸方向油路を流通する潤滑油を、第1転がり軸受(曲線板支持軸受)および第2転がり軸受(内ピン軸受)のそれぞれに供給する第1および第2の給油路を設けておけば、入力軸の軸方向油路内を流通する潤滑油を、第1転がり軸受のみならず、第2転がり軸受に対しても直接供給することができる。特に、本発明では、偏心部の軸方向外側に隣接配置したカウンタウェイトにその両端面に開口した貫通孔を設け、この貫通孔を第2の給油路(の一部)として活用するので、上記貫通孔の形成態様によっては、第2の給油路を流通する潤滑油の一部を第1転がり軸受に供給することもできる。さらに、両端面に開口した貫通孔を有するカウンタウェイトは、例えば、金属板の打ち抜き加工(プレス加工)や、原料粉末を圧縮成形し、その後焼結する方法等、安価な製造方法で得ることができる。従って、コスト増を可及的に回避しつつも、第1および第2転がり軸受の双方に十分量の潤滑油を確実に供給し得るサイクロイド減速機を実現することができる。 As described above, the first and second lubricant oils flowing through the axial oil passage of the input shaft are supplied to the first rolling bearing (curved plate support bearing) and the second rolling bearing (inner pin bearing), respectively. If the oil supply passage is provided, the lubricating oil flowing in the axial oil passage of the input shaft can be directly supplied not only to the first rolling bearing but also to the second rolling bearing. In particular, in the present invention, the counterweight disposed adjacent to the outer side in the axial direction of the eccentric portion is provided with through holes that are opened on both end surfaces, and this through hole is utilized as a second oil supply passage (part of the above). Depending on how the through holes are formed, part of the lubricating oil flowing through the second oil supply passage can be supplied to the first rolling bearing. Furthermore, the counterweight having the through-holes opened at both end faces can be obtained by an inexpensive manufacturing method such as a method of punching a metal plate (pressing) or a method of compressing and then sintering raw material powder. it can. Therefore, it is possible to realize a cycloid reducer that can reliably supply a sufficient amount of lubricating oil to both the first and second rolling bearings while avoiding an increase in cost as much as possible.
上記のサイクロイド減速機には、内ピンの他端を固定したフランジ部と、第3転がり軸受を介して入力軸の外周に嵌合された筒状部とを有するスタビライザを設けることができる。この場合、第2の給油路は、スタビライザの筒状部の内径面および外径面に開口した貫通孔(径方向の貫通孔)を含んで構成することができる。 The cycloid reduction gear can be provided with a stabilizer having a flange portion to which the other end of the inner pin is fixed and a cylindrical portion fitted to the outer periphery of the input shaft via a third rolling bearing. In this case, the second oil supply passage can be configured to include a through hole (a through hole in the radial direction) opened in the inner diameter surface and the outer diameter surface of the cylindrical portion of the stabilizer.
スタビライザを入力軸に対して回転自在に支持する第3転がり軸受を、カウンタウェイトの軸方向外側に隣接配置しておけば、第2の給油路を流通する潤滑油の一部を、第3転がり軸受に効率良く供給することが可能となる。 If the third rolling bearing that supports the stabilizer so as to be rotatable with respect to the input shaft is disposed adjacent to the outer side of the counterweight in the axial direction, a part of the lubricating oil flowing through the second oil supply passage is transferred to the third rolling bearing. It becomes possible to efficiently supply the bearing.
内ピンには、その他端面と、第2転がり軸受の被嵌合面とに開口した内部油路を設けることができ、この場合、第2の給油路は、上記の内部油路をさらに含んで構成することができる。このとき、スタビライザの筒状部の外径側に、スタビライザの貫通孔の外径側開口部から吐出された潤滑油を内ピンの他端面側に誘導する誘導部材を配置しておけば、内ピン軸受の内部油路に潤滑油が流入し易くなるので、内ピン軸受としての第2転がり軸受に潤滑油を効率良く供給することができる。 The inner pin can be provided with an internal oil passage that opens to the other end surface and the mating surface of the second rolling bearing. In this case, the second oil supply passage further includes the above-described internal oil passage. Can be configured. At this time, if a guide member for guiding the lubricant discharged from the outer diameter side opening of the through hole of the stabilizer to the other end surface side of the inner pin is arranged on the outer diameter side of the cylindrical portion of the stabilizer, Since the lubricating oil easily flows into the internal oil passage of the pin bearing, the lubricating oil can be efficiently supplied to the second rolling bearing as the inner pin bearing.
以上で説明した本発明に係るサイクロイド減速機は、例えば、モータ部、減速部および車輪用軸受部を有するインホイールモータ駆動装置の減速部に好ましく適用することができる。この場合、サイクロイド減速機の入力軸を、モータ部の回転軸にトルク伝達可能に連結すれば、音響性能や耐久寿命に優れたインホイールモータ駆動装置を実現することができる。 The cycloid speed reducer according to the present invention described above can be preferably applied to, for example, a speed reduction part of an in-wheel motor drive device having a motor part, a speed reduction part, and a wheel bearing part. In this case, if the input shaft of the cycloid reducer is connected to the rotating shaft of the motor unit so as to be able to transmit torque, an in-wheel motor drive device having excellent acoustic performance and durability can be realized.
以上より、本発明によれば、コスト増を可及的に回避しつつも、曲線板支持軸受としての第1転がり軸受、および内ピン軸受としての第2転がり軸受の双方に十分量の潤滑油を確実に供給し得るサイクロイド減速機を実現することができる。これにより、比較的低コストで、かつ音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a sufficient amount of lubricating oil is provided for both the first rolling bearing as the curved plate support bearing and the second rolling bearing as the inner pin bearing while avoiding the cost increase as much as possible. It is possible to realize a cycloid reducer that can reliably supply Thereby, it is possible to provide a cycloid reduction gear that is relatively low cost and excellent in acoustic performance, durability life, and the like, and thus an in-wheel motor drive device equipped with the same.
まず、図7および図8に基づいてインホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車11の概要を説明する。図7に示すように、電気自動車11は、シャシー12と、操舵輪として機能する一対の前輪13と、駆動輪として機能する一対の後輪14と、左右の後輪14のそれぞれを駆動するインホイールモータ駆動装置21とを備える。図8に示すように、後輪14は、シャシー12のホイールハウジング12aの内部に収容され、懸架装置12bを介してシャシー12の下部に固定されている。
First, an outline of the
懸架装置12bは、左右に延びるサスペンショ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を含むストラットによって、後輪14が路面から受ける振動を吸収してシャシー12の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等の車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。懸架装置12bは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、後輪14の駆動力を効率よく路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させることができる独立懸架式とするのが望ましい。
The
この電気自動車11では、左右のホイールハウジング12aの内部に、左右の後輪14それぞれを回転駆動させるインホイールモータ駆動装置21が組み込まれるので、シャシー12上にモータ、ドライブシャフトおよびデファレンシャルギヤ機構等を設ける必要がなくなる。そのため、この電気自動車11は、客室スペースを広く確保でき、しかも、左右の後輪14の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。
In this
電気自動車11の走行安定性およびNVH特性を向上するためには、ばね下重量を抑える必要がある。また、電気自動車11の客室スペースを拡大するためには、インホイールモータ駆動装置21を小型化する必要がある。そこで、図1に示すようなインホイールモータ駆動装置21を採用する。
In order to improve the running stability and NVH characteristics of the
本発明の実施形態に係るサイクロイド減速機を減速部に適用したインホイールモータ駆動装置21の一例を図1〜図6に基づいて説明する。図1に示すように、インホイールモータ駆動装置21は、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の出力を後輪14(図7,8参照)に伝達する車輪用軸受部Cとを備え、これらはケーシング22に保持されている。ケーシング22は電気自動車11のホイールハウジング12a(図8参照)内に取り付けられる。
An example of an in-wheel
モータ部Aは、ケーシング22に固定されているステータ23aと、ステータ23aの内側に径方向の隙間を介して対向配置されたロータ23bと、外周にロータ23bを装着した中空構造のモータ回転軸24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24は最大15000min-1程度の回転速度で回転する。
The motor portion A includes a
モータ回転軸24は、その軸方向一方側(図1の右側であり、以下「インボード側」ともいう)および他方側(図1の左側であり、以下「アウトボード側」ともいう)の端部にそれぞれ配置された一対の転がり軸受36,36によってケーシング22に対して回転自在に支持されている。
The
車輪用軸受部Cは、中空構造のハブ輪32と、ハブ輪32をケーシング22に対して回転自在に支持する車輪用軸受33とを備える。ハブ輪32は、減速部Bを構成する出力軸28の軸部28bに連結された円筒状の中空部32aと、中空部32aのアウトボード側の端部から径方向外向きに延びたフランジ部32bとを一体に有する。フランジ部32bにはボルト32cによって後輪14(図7,8参照)が連結固定されるので、ハブ輪32の回転時には後輪14がハブ輪32と一体回転する。
The wheel bearing portion C includes a
車輪用軸受33は、ハブ輪32の外径面に形成された内側軌道面33fおよび外径面の小径段部に嵌合された内輪33aを有する内方部材と、ケーシング22の内径面に嵌合固定された外輪33bと、内方部材と外輪33bの間に配置された複数のボール33cと、ボール33cを周方向に離間した状態で保持する保持器33dと、車輪用軸受33の軸方向両端部を封止する一対のシール部材33e,33eとを備えた複列アンギュラ玉軸受である。
The
減速部Bには、モータ部Aにより回転駆動される入力軸25と、入力軸25と同軸に配置された出力軸28と、入力軸25の回転を減速した上で出力軸28に伝達する減速機構とを備えたサイクロイド減速機が採用されている。出力軸28は、減速機構により減速された入力軸25の回転を車輪用軸受部Cに伝達する。
The speed reduction unit B includes an
入力軸25は、そのインボード側の端部外周に形成したスプライン25g(セレーションを含む。以下同じ。)を、モータ回転軸24のアウトボード側の端部内周に形成したスプラインに嵌合する、いわゆるスプライン嵌合によってモータ回転軸24とトルク伝達可能に連結されている。
The
図2にも拡大して示すように、入力軸25の軸方向二箇所には、軸心が入力軸25の回転軸心に対して偏心した偏心部25a,25bが一体又は別体(本実施形態では一体)に設けられている。2つの偏心部25a,25bは、偏心運動(偏心回転)によって生じる遠心力を互いに打ち消し合うために、位相を180°異ならせて設けられている。
As shown in FIG. 2 in an enlarged manner, at two locations in the axial direction of the
入力軸25は、軸方向の二箇所に離間して配置された転がり軸受37A,37Bによって減速部Bの出力側に対して回転自在に支持されている。具体的に述べると、入力軸25は、その軸方向略中央部およびアウトボード側の端部にそれぞれ配置された転がり軸受37A,37Bにより、後述するスタビライザ70および出力軸28に対して回転自在に支持されている。従って、転がり軸受37Aが本発明でいう第3転がり軸受Rb3に相当する。転がり軸受37A,37Bは、何れも、転動体としてボールを用いた玉軸受である。
The
出力軸28は、図1に示すように、軸部28bとフランジ部28aとを有する。フランジ部28aは、後述する内ピン31のアウトボード側の端部を固定した孔部(図示例は貫通孔)を有し、孔部は、出力軸28の回転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数形成されている。軸部28bは、車輪用軸受部Cのハブ輪32にスプライン嵌合によって連結されている。出力軸28は、内ピン31の軸方向両側に配置された一対の転がり軸受48,48のうち、アウトボード側の転がり軸受48を介して外ピンハウジング60に回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 1, the
減速機構は、図2にも示すように、第1転がり軸受Rb1としての転がり軸受40,40を介して偏心部25a,25bの外周に回転自在に嵌合された曲線板26a,26bと、曲線板26a,26bの外周部と係合する複数の外ピン27と、曲線板26a,26bの自転運動を出力軸28の回転運動に変換する運動変換機構と、偏心部25a,25bの軸方向外側に隣接配置された一対のカウンタウェイト29,29とを備える。
As shown in FIG. 2, the speed reduction mechanism includes
曲線板26aは、図4に示すように、その外周部にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形を有する。また、曲線板26aは、その両端面に開口する軸方向の貫通孔30a,30bを有する。貫通孔30aは、曲線板26aの自転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数設けられており、各貫通孔30aには後述する内ピン31が1本ずつ挿入される。貫通孔30bは、曲線板26aの中心に設けられており、偏心部25aの外周に転がり軸受40を介して嵌合される。
As shown in FIG. 4, the
転がり軸受40は、図2および図4に示すように、外径面に内側軌道面42を有する内輪41と、曲線板26aの貫通孔30bの内壁面に直接形成された外側軌道面43と、内側軌道面42と外側軌道面43の間に配置される複数の円筒ころ44と、円筒ころ44を保持する保持器45とを備えた円筒ころ軸受である。内輪41は、内側軌道面42の軸方向両端部から径方向外側に突出する鍔部46を有する。本実施形態の転がり軸受40では、偏心部25aとは別体に設けた内輪41に内側軌道面42を形成しているが、偏心部25aの外径面に内側軌道面を直接形成することで内輪41を省略してもよい。この場合、減速部Bを軽量・コンパクト化することができる。
As shown in FIGS. 2 and 4, the rolling
詳細な説明は省略するが、曲線板26bは、曲線板26aと同様の構造を有しており、曲線板26aを支持する転がり軸受40と同様の転がり軸受40を介して偏心部25bに対して回転自在に支持されている。
Although a detailed description is omitted, the
図4に示すように、外ピン27は、入力軸25の回転軸心を中心とする円周上に等間隔で複数設けられている。入力軸25が回転するのに伴って曲線板26a,26bが公転運動すると、外ピン27は曲線板26a,26bの外周部と係合し、曲線板26a,26bに自転運動を生じさせる。各外ピン27は、図2に示すように、その軸方向両端部に配された一対の転がり軸受(針状ころ軸受)61,61、および針状ころ軸受61,61を保持した外ピンハウジング60を介してケーシング22に回転自在に支持されている。かかる構成により、外ピン27と曲線板26a,26bとの間の接触抵抗が低減される。
As shown in FIG. 4, a plurality of
詳細な図示は省略しているが、外ピンハウジング60は、弾性支持機能を有する回り止め手段(図示せず)によってケーシング22に対してフローティング状態に支持されている。これは、車両の旋回や急加減速等によって生じる大きなラジアル荷重やモーメント荷重を吸収して、曲線板26a,26bの自転運動を減速機出力軸28の回転運動に変換する運動変換機構の構成部品の損傷を防止するためである。
Although not shown in detail, the
カウンタウェイト29は、全体として略扇形状を呈し、入力軸25の外周に嵌合固定されている。各カウンタウェイト29は、曲線板26a,26bの回転によって生じる不釣合い慣性偶力を打ち消すために、軸方向に隣接する偏心部25a(又は25b)と180°位相を変えて配置される。なお、カウンタウェイト29と入力軸25とが相対回転すると、不釣合い慣性偶力の打ち消し機能に悪影響が及ぶため、カウンタウェイト29は、入力軸25に対して回り止め状態で固定されている。本実施形態では、図3(a)に示すように、入力軸25の外径面のうちカウンタウェイト29の被嵌合領域に形成した軸平行平面(Dカット部)25fと、カウンタウェイト29の内径面に形成した軸平行平面25fに対応する軸平行平面の位相を合わせた状態でカウンタウェイト29を入力軸25に嵌合することにより、カウンタウェイト29と入力軸25の相対回転が規制される。
The
ここで、図2および図3(a)を参照しながら、偏心部25aの軸方向外側(インボード側)に隣接配置されたカウンタウェイト29について詳細に述べる。このカウンタウェイト29は、略扇形状の重り部29aと、円環状の基部29bとを一体に有し、アウトボード側の端面を偏心部25aに当接させると共にインボード側の端面を転がり軸受37Aに当接させた状態で入力軸25の外周に嵌合固定される。基部29bは、重り部29aのインボード側の端面が、転がり軸受37Aおよびスタビライザ70のアウトボード側の端面と軸方向の隙間73を介して対向するように、重り部29aよりも厚肉(インボード側に突出するように)に形成されている。また、カウンタウェイト29は、後述する潤滑機構のうち、第2の給油路F2を構成する油路29cを有し、この油路29cは、カウンタウェイト29の両端面に開口した軸方向の貫通孔で構成される。本実施形態において、油路29c(貫通孔)の最外径部は、転がり軸受40の鍔部46の外径面よりも径方向外側に位置している。ただし、転がり軸受37A側から油を流通できるのであれば、油路29cの最外径部は、鍔部46の外径面よりも径方向外側に位置している必要はない。
Here, with reference to FIG. 2 and FIG. 3A, the
なお、偏心部25bの軸方向外側(アウトボード側)に隣接配置されたカウンタウェイト29も、偏心部25aの軸方向外側に隣接配置されたカウンタウェイト29と同様の構成を有する。要するに、二つのカウンタウェイト29,29はその構造を同じにした同一部品である。
Note that the
図2および図4に示すように、運動変換機構は、曲線板26a,26bに設けた複数の貫通孔30aと、各貫通孔30aに1本ずつ挿入された複数の内ピン31と、内ピン31のうち貫通孔30aの内壁面との対向部に嵌合された第2転がり軸受Rb2としての針状ころ軸受72とで構成される。内ピン31は、出力軸28の回転軸心を中心とする円周上に等間隔に配置されており、そのアウトボード側の端部31aが出力軸28のフランジ部28aに設けた孔部に嵌合固定されている。貫通孔30aの内径寸法は、内ピン31の外径寸法(「針状ころ軸受72を含む最大外径」を指す。以下同じ。)よりも所定寸法大きく設定されている。かかる態様で針状ころ軸受72を設けたことにより、内ピン31と曲線板26a,26bとの摩擦抵抗が低減されるため、運動変化機構におけるトルク損失が可及的に防止される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the motion conversion mechanism includes a plurality of through
図2に示すように、減速部Bは、スタビライザ70をさらに有する。スタビライザ70は、フランジ部70aと、フランジ部70aの内径部からインボード側に延びる筒状部70bとを一体に有し、各内ピン31のインボード側の端部31bは、フランジ部70aの両端面に開口した貫通孔に嵌合固定されている。このようなスタビライザ70を設けたことにより、モータ部Aの駆動時(入力軸25の回転時)に曲線板26a,26bから一部の内ピン31に負荷される荷重は出力軸28およびスタビライザ70を介して全ての内ピン31によって支持される。
As shown in FIG. 2, the speed reduction unit B further includes a
ここで、モータ部Aの駆動時に、曲線板26a、さらには入力軸25に作用する荷重の状態を図5に基づいて説明する。なお、モータ部Aの駆動時には、曲線板26bにも以下に説明するのと同様にして荷重が作用する。
Here, the state of the load acting on the
入力軸25に設けられた偏心部25aの軸心O2は、入力軸25の軸心(回転軸心)Oから偏心量eだけ偏心している。偏心部25aは、転がり軸受40を介して曲線板26aを回転自在に支持するので、その軸心O2は曲線板26aの軸心でもある。曲線板26aの外周部は波形曲線で形成され、径方向内向きに窪んだ凹部34を周方向等間隔に有する。曲線板26aの周囲には、凹部34と周方向で係合する外ピン27が入力軸25の軸心Oを中心として周方向に複数配設されている。
The axis O 2 of the
図5において、入力軸25が紙面上で反時計周りに回転すると、偏心部25aおよびその外周に嵌合された曲線板26aは入力軸25の軸心Oを中心とする公転運動を行うので、曲線板26aの凹部34が外ピン27と周方向に順次当接する。この結果、曲線板26aは、複数の外ピン27から図中矢印で示すような荷重Fiを受けて時計回りに自転する。
In FIG. 5, when the
また、曲線板26aには貫通孔30aが軸心O2を中心として周方向に複数配設されており、各貫通孔30aには、入力軸25と同軸配置された出力軸28に対して固定的に設けられた内ピン31が挿入されている。貫通孔30aの内径は内ピン31の外径よりも所定寸法大きいため、内ピン31は、曲線板26aの公転運動の障害とはならず、自転している曲線板26aの貫通孔30aの内壁面と接触することによって曲線板26aの自転運動を取り出し、出力軸28を回転させる(出力軸28の回転運動に変換する)。このとき、出力軸28は、入力軸25よりも高トルクかつ低回転数になり、曲線板26aは、複数の内ピン31から図中矢印で示すような荷重Fjを受ける。これらの複数の荷重Fi、Fjの合力Fsが転がり軸受40を介して入力軸25に作用する。
Further, the
合力Fsの方向は、曲線板26aの外周部形状や凹部34の数などの幾何学的条件の他、遠心力の影響により変化する。具体的には、自転軸心O2を通り、自転軸心O2と軸心Oとを結ぶ直線Yに対して90°の方向に延びる基準線Xと、合力Fsとがなす角度αは概ね30°〜60°で変動する。上記の複数の荷重Fi、Fjは、入力軸25が1回転する間に荷重の方向や大きさが変化し、その結果、入力軸25に作用する合力Fsも荷重の方向や大きさが変動する。そして、入力軸25が1回転すると、曲線板26aの凹部34が減速されて1ピッチ時計回りに回転し、図5の状態になり、これを繰り返す。
The direction of the resultant force Fs changes due to the influence of centrifugal force in addition to geometric conditions such as the shape of the outer peripheral portion of the
インホイールモータ駆動装置21は、主に図1,2中に白抜き矢印で示すような流れでモータ部Aおよび減速部Bの各所に潤滑油を供給する潤滑機構を有する。この潤滑機構は、ケーシング22の壁部内に設けた油路22a、モータ回転軸24に設けた油路24a,24b、入力軸25に設けた油路25c,25d1〜25d3,25e、(インボード側の)カウンタウェイト29に設けた油路29c、スタビライザ70に設けた油路70c、内ピン31に設けた内部油路31e、ケーシング22に設けた排油口22b、ケーシング22の下方に設けられ、潤滑油を(一時的に)貯留する潤滑油貯留部22d、回転ポンプ51、および潤滑油貯留部22dと回転ポンプ51の間に設けた油路22eなどを含んで構成される。
The in-wheel
なお、本実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、潤滑機構のうち、減速部Bの各所に潤滑油を供給する部分に特徴的な構成を有し、具体的には、偏心部25a,25bの外周に嵌合された転がり軸受40,40(第1転がり軸受Rb1)のそれぞれに潤滑油を直接的に供給する第1の給油路F1を有すると共に、内ピン31に嵌合された針状ころ軸受72,72(第2転がり軸受Rb2)のそれぞれに潤滑油を直接的に供給する第2の給油路F2を有する。
Note that the in-wheel
モータ回転軸24に設けた油路24a,24bは、それぞれ、モータ回転軸24の内部を軸方向および径方向に延びており、油路24aには、入力軸25の内部を軸方向に延びた軸方向油路としての油路25cが接続されている。油路25d1〜25d3は、油路25cから入力軸25の外径面に向かって径方向に延びた径方向油路を構成しており、油路25d1〜25d3の外径端部は、それぞれ、インボード側のカウンタウェイト29の被嵌合領域、偏心部25aの外径面、および偏心部25bの外径面に開口している。油路25eは、油路25cのアウトボード側の端部から軸方向に延び、入力軸25のアウトボード側の外端面に開口している。
The
図2に示すように、インボード側の偏心部25aに嵌合された転がり軸受40の内輪41は、その内径面および外径面(内側軌道面42)に開口した貫通孔41aを有し、この内輪41は、上記の貫通孔41aと、入力軸25の油路25d2との位相を合わせるようにして偏心部25aの外周に嵌合されている。かかる構成により、入力軸25の油路25cと偏心部25aに嵌合された転がり軸受40の内部空間とが、入力軸25の油路25d2および転がり軸受40の貫通孔41aを介して連通するため、入力軸25の油路25cを流通する潤滑油を、偏心部25aに嵌合した転がり軸受40に供給可能な第1の給油路F1が形成される。
As shown in FIG. 2, the
また、アウトボード側の偏心部25bに嵌合された転がり軸受40の内輪41も、その内径面および外径面に開口した貫通孔41aを有し、この内輪41は、上記の貫通孔41aと、入力軸25の油路25d3との位相を合わせるようにして、偏心部25bの外周に嵌合されている。かかる構成により、入力軸25の油路25cと偏心部25bに嵌合された転がり軸受40の内部空間とが、入力軸25の油路25d3および転がり軸受40の貫通孔41aを介して連通するため、入力軸25の油路25cを流通する潤滑油を、偏心部25bに嵌合した転がり軸受40の内部空間に供給可能な第1給油路F1が形成される。
The
なお、図示は省略するが、例えば、偏心部25aの外径面のうち、油路(径方向油路)25d2が設けられる軸方向位置には環状溝を設けても良い。この場合、油路25d2と内輪41の貫通孔41aとを環状溝を介して連通させることができるため、偏心部25aの外周に内輪41を嵌合する際に、油路25d2と貫通孔41aの位相合わせが不要となる。偏心部25bについても同様である。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, you may provide an annular groove in the axial direction position in which the oil path (radial oil path) 25d2 is provided among the outer diameter surfaces of the
インボード側のカウンタウェイト29に設けた油路29cは、カウンタウェイト29の両端面に開口した軸方向の貫通孔で構成され、入力軸25に設けた油路25d1と数・位相を合わせて配置される。本実施形態では、図3(a)に示すように、入力軸25に、外径端部が軸平行平面(Dカット部)25fに開口するように1本の油路25d1を設けているが、これに限られるわけではない。すなわち、油路25d1,29cは、例えば、図3(b)に示すように、軸平行平面25fとは位相を略180°異ならせた領域に設けても良い。また、油路25d1,29cは、周方向の一箇所のみならず、図3(c)に示すように、周方向の複数箇所(図示例は2箇所)に設けても良い。
The
スタビライザ70に設けた油路70cは、図2に示すように、スタビライザ70の筒状部70bの内径面および外径面に開口した径方向の貫通孔で構成される。本実施形態の油路70cは、インボード側のカウンタウェイト29との対向端面に開口し、かつ、その外径側開口部の少なくとも一部が内ピン31のインボード側の端面31cよりも軸方向外側に位置するように、孔径や軸方向における形成位置等が調整されている。
As shown in FIG. 2, the
内ピン31の内部に設けた内部油路31eは、内ピン31のインボード側の端面31cと、内ピン31の外径面のうち針状ころ軸受72の被嵌合領域31dとに開口するように、軸方向に延びる油路と径方向に延びる油路とを組み合わせて構成される。内ピン31のインボード側の端面31cの軸方向外側には、スタビライザ70の油路70cの外径端部から吐出された潤滑油を、内ピン31の端面31c(内部油路31eの入口)に誘導するための誘導部材71が配置されている。
The
以上の構成により、入力軸25の内部を軸方向に延びた油路25cと内ピン31の外周に嵌合された針状ころ軸受72(の内部空間)とが、入力軸25の油路25d1、インボード側のカウンタウェイト29の油路29c、該カウンタウェイト29のインボード側の端面で形成される隙間73、スタビライザ70の油路70cおよび内ピン31の内部油路31eを介して連通する。これにより、入力軸25の油路25cを流通する潤滑油を、内ピン31に嵌合した針状ころ軸受72に供給可能な第2の給油路F2が形成される。
With the above configuration, the
図1に示すように、ケーシング22に設けた排油口22bは、減速部B内部の潤滑油を潤滑油貯留部22dに排出するものであって、ケーシング22のうち減速部Bを収容した部分の少なくとも1箇所に設けられている。排油口22bとモータ回転軸24の油路24aとは、潤滑油貯留部22d、油路22eおよび油路22aを介して接続されている。そのため、排油口22bから潤滑油貯留部22dに向けて排出され、潤滑油貯留部22dに貯留された潤滑油は、油路22eや油路22a等を経由してモータ回転軸24の油路24aに流入する。
As shown in FIG. 1, the
回転ポンプ51は、潤滑油貯留部22dに接続された油路22eと油路22aとの間に設けられている。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、インホイールモータ駆動装置21が全体として大型化するのを防止することができる。本実施形態の回転ポンプ51は、図6に示すように、出力軸28の回転を利用して回転するインナーロータ52と、インナーロータ52の回転に伴って従動回転するアウターロータ53と、両ロータ52,53間の空間に設けられた複数のポンプ室54と、油路22eに連通する吸入口55と、ケーシング22の油路22aに連通する吐出口56とを備えるサイクロイドポンプである。インナーロータ52は、回転中心c1を中心として回転し、アウターロータ53は、インナーロータ52の回転中心c1と異なる回転中心c2を中心として回転する。このように、インナーロータ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るので、ポンプ室54の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口55からポンプ室54に流入した潤滑油は吐出口56から油路22aに圧送される。
The
以上の構成を有する潤滑機構は、以下のようにしてモータ部Aおよび減速部Bの各所を潤滑・冷却する。 The lubrication mechanism having the above configuration lubricates and cools each part of the motor part A and the speed reduction part B as follows.
まず、モータ部Aのうち、ロータ23bおよびステータ23aの潤滑は、図1に示すように、主に、ケーシング22の油路22aを介してモータ回転軸24の油路24aに流入した潤滑油の一部が、モータ回転軸24の回転に伴って生じる遠心力および回転ポンプ51の圧力の影響を受けて油路24bの外径側開口部から吐出されることにより行われる。すなわち、油路24bの外径側開口部から吐出された潤滑油はロータ23bに供給され、その後、ステータ23aに供給される。また、モータ回転軸24のインボード側の端部を支持する転がり軸受36は、主に、油路22aを流れる潤滑油の一部がケーシング22とモータ回転軸24との間から滲み出ることにより潤滑される。さらに、モータ回転軸24のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受36は、主に、油路24bから吐出され、ケーシング22のうち、モータ部Aを収容した部分のアウトボード側内壁面を伝い落ちてきた潤滑油により潤滑される。
First, as shown in FIG. 1, the lubrication of the
次に、モータ回転軸24の油路24aを経由して入力軸25の油路25cを流通する潤滑油は、図2に示すように、入力軸25の回転に伴う遠心力や回転ポンプ51の圧力の影響を受けることにより、第2の給油路F2を構成する油路25d1、第1の給油路F1,F1を構成する油路25d2,25d3、さらには油路25eを介して減速部Bの内部に供給(吐出)される。
Next, as shown in FIG. 2, the lubricating oil flowing through the
具体的に述べると、まず、油路25d2,25d3の外径端部から吐出された潤滑油は、各転がり軸受40の内輪41に設けた貫通孔41aを介して転がり軸受40の内部空間に供給され、軌道面42,43や円筒ころ44を潤滑する。軌道面42,43等を潤滑した潤滑油は、遠心力の作用により、曲線板26a,26bと内ピン31(針状ころ軸受72)との当接部分や、曲線板26a,26bと外ピン27との当接部分等を潤滑しながら径方向外側に移動する。また、油路25eを介して入力軸25の外側に吐出された潤滑油は、遠心力の作用により、入力軸25のアウトボード側の端部を支持する転がり軸受37Bを潤滑した後、転がり軸受40(特に偏心部25bに嵌合された転がり軸受40)や曲線板26a,26bと内ピン31との当接部分等を潤滑しながら径方向外側に移動する。
Specifically, first, the lubricating oil discharged from the outer diameter end portions of the oil passages 25d2 and 25d3 is supplied to the internal space of the rolling
一方、油路25d1の外径端部から吐出された潤滑油は、偏心部25aの軸方向外側に隣接配置されたカウンタウェイト29の油路29c、軸方向隙間73、スタビライザ70の油路70c、および内ピン31の内部油路31eを介して針状ころ軸受72に供給され、針状ころ軸受72の軌道面や針状ころを潤滑する。このようにして針状ころ軸受72の内部を潤滑した潤滑油は、第1の給油路F1を介して転がり軸受40に供給された潤滑油と同様に、曲線板26a,26bと内ピン31との当接部分や、曲線板26a,26bと外ピン27との当接部分などを潤滑しながら径方向外側に移動する。なお、油路25d1の外径端部から吐出された潤滑油は、油路29cを介して入力軸25の軸方向略中央部を支持する転がり軸受37A(第3転がり軸受Rb3)や偏心部25aの外周に嵌合された転がり軸受40(第1転がり軸受Rb1)にも供給され、転がり軸受37A,40の軌道面等も潤滑する。
On the other hand, the lubricating oil discharged from the outer diameter end portion of the oil passage 25d1 is an
そして、遠心力の作用により径方向外側に移動し、最終的にケーシング22の内壁面に到達した潤滑油は、重力によりケーシング22の下部に集まり排油口22bから排出されて潤滑油貯留部22dに貯留される。このように、排油口22bと回転ポンプ51に接続された油路22eとの間に潤滑油貯留部22dが設けられているので、特に高速回転時などに潤滑油が撹拌により減速部Bの内部に滞留し排油口22bに到達する潤滑油量が一時的に少なくなっても、潤滑油貯留部22dに貯留されている潤滑油をケーシング22の油路22aを介してモータ回転軸24の油路24aに還流することができるので、モータ部Aおよび減速部Bに安定して潤滑油を供給することができる。その結果、減速部Bの各所における発熱を防止することができる。
Then, the lubricating oil that has moved to the outside in the radial direction by the action of centrifugal force and finally reached the inner wall surface of the
なお、減速部B内部の潤滑油は、遠心力に加え、重力によっても径方向外側に移動する。したがって、このインホイールモータ駆動装置21は、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、電気自動車11に取り付けるのが望ましい。
In addition, the lubricating oil inside the deceleration part B moves radially outward also by gravity in addition to centrifugal force. Therefore, it is desirable that the in-wheel
以上で説明したように、本実施形態のサイクロイド減速機(減速部B)では、入力軸25の内部を軸方向に延びた油路25cを流通する潤滑油を、偏心部25a,25bの外周にそれぞれ嵌合した第1転がり軸受Rb1としての転がり軸受40,40、および内ピン31の外周に嵌合した第2転がり軸受Rb2としての針状ころ軸受72のそれぞれに供給する第1および第2の給油路F1,F2が設けられる。このようにすれば、入力軸25の油路25c内を流通する潤滑油を、転がり軸受40および針状ころ軸受72に対して直接的に供給することができる。
As described above, in the cycloid reducer (decelerator B) of the present embodiment, the lubricating oil flowing through the
特に、本実施形態では、入力軸25に設けた油路25d1、入力軸25に嵌合したカウンタウェイト29の両端面に開口した貫通孔(油路29c)およびスタビライザ70に設けた径方向の貫通孔(油路70c)などを含めて第2の給油路F2を形成すると共に、給油路F2を構成する油路25d1,29c,70cを軸方向で(ほぼ)同じ位置に設けていること、また、スタビライザ70の油路70cの外径端部から吐出された潤滑油を内ピン31の端面31c(内部油路31eの入口)に誘導する誘導部材71を配置していることなどにより、入力軸25の油路25cを流通する潤滑油を、針状ころ軸受72に対して効率良く供給することができる。
In particular, in the present embodiment, an oil passage 25d1 provided in the
また、本実施形態では、偏心部25aの外周に嵌合した転がり軸受40と入力軸25を支持する第3転がり軸受Rb3としての転がり軸受37Aとの間にカウンタウェイト29を配置すると共に、このカウンタウェイト29に設けた軸方向の貫通孔(油路29c)で第2の給油路F2を構成しているので、第2の給油路F2を流通する潤滑油の一部を、偏心部25aの外周に嵌合した転がり軸受40、さらには、入力軸25を支持する転がり軸受37Aに供給することもできる。
In the present embodiment, the
その一方、両端面に開口した軸方向の貫通孔(油路29c)を有するカウンタウェイト29は、例えば、金属板の打ち抜き加工(プレス加工)や、原料粉末を圧縮成形し、その後焼結する方法等、安価な製造方法で得ることができる。また、スタビライザ70に設けた油路70cは、径方向の貫通孔で構成されるので、容易に形成することができる。従って、上記態様で針状ころ軸受72に潤滑油を供給可能とする第2の給油路F2は、比較的安価に構築することができる。
On the other hand, the
以上より、本発明によれば、コスト増を可及的に回避しつつも、第1転がり軸受Rb1としての転がり軸受40,40および第2転がり軸受Rb2としての針状ころ軸受72,72、さらには、第3転がり軸受Rb3としての転がり軸受37Aに対して十分量の潤滑油を確実に供給することができる。従って、比較的低コストで、かつ音響性能や耐久寿命等に優れたサイクロイド減速機、ひいてはこれを搭載したインホイールモータ駆動装置21を実現することができる。
As described above, according to the present invention, while avoiding an increase in cost as much as possible, the
以上の構成を有するインホイールモータ駆動装置21の全体的な作動原理を、図1および図4を参照しながら説明する。
The overall operation principle of the in-wheel
モータ部Aでは、例えば、ステータ23aのコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石又は磁性体によって構成されるロータ23bが回転する。これに伴って、モータ回転軸24に連結された入力軸25が回転すると、曲線板26a、26bは入力軸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は、曲線板26a,26bの外周部に設けられた曲線形状の波形と周方向で係合し、曲線板26a、26bを入力軸25の回転方向とは逆向きに自転回転させる。
In the motor part A, for example, the
貫通孔30aに挿入された内ピン31は、曲線板26a,26bの自転運動に伴って貫通孔30aの内壁面と接触する。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の自転運動のみが出力軸28を介して車輪用軸受部Cに伝達される。このとき、入力軸25の回転が減速部Bによって減速された上で出力軸28に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Aを採用した場合でも、駆動輪である後輪14に必要なトルクを伝達することが可能となる。
The
上記構成の減速部Bの減速比は、外ピン27の数をZA、曲線板26a,26bの外周部に設けた波形の数をZBとすると、(ZA−ZB)/ZBで算出される。図4に示す形態では、ZA=12、ZB=11であるので、減速比は1/11と非常に大きな減速比を得ることができる。
The speed reduction ratio of the speed reduction part B having the above configuration is (Z A −Z B ) / Z B , where Z A is the number of
このように、多段構成とすることなく大き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を得ることができる。また、外ピン27および内ピン31を回転自在に支持する針状ころ軸受61,72を設けたことにより、曲線板26a,26bと外ピン27および内ピン31との間の摩擦抵抗が低減されるので、減速部Bにおける動力伝達効率が向上する。
In this way, by adopting the speed reduction unit B that can obtain a large speed reduction ratio without using a multi-stage configuration, the in-wheel
上述したように、本実施形態のインホイールモータ駆動装置21は、装置全体として軽量・コンパクト化が図られている。そのため、このインホイールモータ駆動装置21を電気自動車11に搭載すれば、ばね下重量を抑えることができるので、走行安定性およびNVH特性に優れた電気自動車11を実現することができる。
As described above, the in-wheel
以上、本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について説明を行ったが、インホイールモータ駆動装置21には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
As described above, the in-wheel
例えば、以上では、回転ポンプ51としてサイクロイドポンプを採用したが、これに限ることなく、出力軸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、遠心力のみによって潤滑油を循環させるようにしてもよい。
For example, a cycloid pump is used as the
また、以上では、入力軸25の軸方向二箇所に偏心部25a,25bを設けたが、偏心部の形成個数は任意に設定することができる。例えば、偏心部は、入力軸25の軸方向三箇所に設けることができ、この場合、各偏心部は、入力軸25の回転に伴って生じる遠心力を打ち消し合うように120°位相を変えて設けるのが好ましい。
In the above description, the
本実施形態における作動の説明は、各部材の回転に着目して行ったが、実際にはトルクを含む動力がモータ部Aから後輪14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。
The description of the operation in the present embodiment has been made by paying attention to the rotation of each member, but in reality, power including torque is transmitted from the motor part A to the
また、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からの動力を後輪14に伝達させる場合を示したが、これとは逆に、車両が減速したり坂を下ったりするようなときは、後輪14側からの動力を減速部Bで高回転低トルクの回転に変換してモータ部Aに伝達し、モータ部Aで発電するように構成することもできる。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、モータ部Aの駆動用電力や、車両に備えられた他の電動機器の作動用電力として活用することもできる。
Moreover, although the case where the electric power is supplied to the motor unit A to drive the motor unit A and the power from the motor unit A is transmitted to the
また、以上では、モータ部Aにラジアルギャップモータを採用したインホイールモータ駆動装置21に本発明を適用したが、本発明は、モータ部Aに、ステータとロータとを軸方向の隙間を介して対向させるアキシャルギャップモータを採用したインホイールモータ駆動装置にも好ましく適用できる。
In the above description, the present invention is applied to the in-wheel
さらに、本発明に係るサイクロイド減速機を減速部Bに適用したインホイールモータ駆動装置は、後輪14を駆動輪とした後輪駆動タイプの電気自動車11のみならず、前輪13を駆動輪とした前輪駆動タイプの電気自動車や、前輪13および後輪14を駆動輪とした4輪駆動タイプの電気自動車に適用することもできる。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含む。
Furthermore, the in-wheel motor drive device in which the cycloid reduction gear according to the present invention is applied to the speed reduction part B is not only the rear wheel drive type
また、本発明に係るサイクロイド減速機は、インホイールモータ駆動装置以外の電気自動車用の駆動装置、例えばオンボード駆動装置の減速部にも好ましく適用することができる(図示省略)。 Further, the cycloid reduction gear according to the present invention can be preferably applied to a drive device for an electric vehicle other than the in-wheel motor drive device, for example, a reduction portion of an on-board drive device (not shown).
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is not limited to patents. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
11 電気自動車
21 インホイールモータ駆動装置
25 入力軸
25a,25b 偏心部
25c 油路(軸方向油路)
25d1,25d2,25d3 油路(径方向油路)
26a,26b 曲線板
27 外ピン
28 出力軸
29 カウンタウェイト
29c 油路(貫通孔)
31 内ピン
31e 内部油路
37A 転がり軸受(第3転がり軸受)
40 転がり軸受(第1転がり軸受)
70 スタビライザ
70a フランジ部
70b 筒状部
70c 油路(貫通孔)
71 誘導部材
72 針状ころ軸受(第2転がり軸受)
A モータ部
B 減速部(サイクロイド減速機)
C 車輪用軸受部
F1 第1の給油路
F2 第2の給油路
Rb1 第1転がり軸受
Rb2 第2転がり軸受
Rb3 第3転がり軸受
DESCRIPTION OF
25d1, 25d2, 25d3 oil passage (radial oil passage)
26a, 26b
31
40 Rolling bearing (first rolling bearing)
70
71
A Motor part B Reduction part (Cycloid reduction gear)
C Wheel Bearing F1 First Oil Supply Path F2 Second Oil Supply Path Rb1 First Rolling Bearing Rb2 Second Rolling Bearing Rb3 Third Rolling Bearing
Claims (5)
前記入力軸の内部を軸方向に延びた軸方向油路を流通する潤滑油を、前記第1転がり軸受および前記第2転がり軸受のそれぞれに供給する第1および第2の給油路を有し、
前記第2の給油路を、前記カウンタウェイトの両端面に開口した貫通孔と、前記入力軸の内部を径方向に延び、前記軸方向油路と前記カウンタウェイトの貫通孔とを連通させる径方向油路と、を含んで構成したことを特徴とするサイクロイド減速機。 An input shaft having an eccentric portion, and a curved plate that is rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric portion via a first rolling bearing and performs a revolving motion around the rotational axis as the input shaft rotates. An outer pin that engages with the outer periphery of the curved plate to cause the curved plate to rotate, a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the curved plate into a rotational motion of the output shaft, and the shaft of the eccentric portion A counterweight disposed adjacent to the outside in the direction and canceling out an unbalanced inertia couple generated by the rotation of the curved plate, wherein the motion conversion mechanism has a through hole opened at both end faces of the curved plate, and one end of the output In a cycloid reduction gear including an inner pin inserted into the through hole in a state of being fixed to a shaft, and a second rolling bearing fitted to a portion facing the inner wall surface of the through hole of the inner pin,
A first oil supply passage and a second oil supply passage for supplying lubricating oil flowing through an axial oil passage extending in the axial direction inside the input shaft to each of the first rolling bearing and the second rolling bearing;
A radial direction in which the second oil supply passage extends in a radial direction inside the input shaft through a through hole opened at both end surfaces of the counterweight, and the axial oil passage and the through hole in the counterweight communicate with each other And a cycloid reducer characterized by comprising an oil passage.
前記第2の給油路を、前記筒状部の内径面および外径面に開口した貫通孔を含んで構成したことを特徴とする請求項1に記載のサイクロイド減速機。 A stabilizer having a flange portion that fixes the other end of the inner pin, and a cylindrical portion that is fitted to the outer periphery of the input shaft via a third rolling bearing;
The cycloid reducer according to claim 1, wherein the second oil supply path includes a through hole opened in an inner diameter surface and an outer diameter surface of the cylindrical portion.
前記スタビライザの筒状部の外径側に、前記スタビライザの貫通孔の外径側開口部から吐出された潤滑油を前記内ピンの他端面側に誘導する誘導部材を配置したことを特徴とする請求項2又は3に記載のサイクロイド減速機。 The inner pin has an internal oil passage that opens to the other end surface and the mating surface of the second rolling bearing, and the second oil supply passage is configured to further include the internal oil passage,
A guide member for guiding the lubricating oil discharged from the outer diameter side opening of the through hole of the stabilizer to the other end surface side of the inner pin is disposed on the outer diameter side of the cylindrical portion of the stabilizer. The cycloid reducer according to claim 2 or 3.
前記減速部に請求項1〜4の何れか一項に記載のサイクロイド減速機が適用され、該サイクロイド減速機を構成する前記入力軸を、前記モータ部の回転軸にトルク伝達可能に連結してなるインホイールモータ駆動装置。 An in-wheel motor drive device having a motor part, a speed reduction part and a wheel bearing part,
The cycloid reducer according to any one of claims 1 to 4 is applied to the speed reduction unit, and the input shaft constituting the cycloid speed reducer is connected to a rotation shaft of the motor unit so as to transmit torque. An in-wheel motor drive device.
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