JP2017150656A

JP2017150656A - ハブ軸受

Info

Publication number: JP2017150656A
Application number: JP2016115499A
Authority: JP
Inventors: 慎山本; Shin Yamamoto; 松田　靖之; Yasuyuki Matsuda; 靖之松田; 大輔郡司; Daisuke Gunji; 充大池; Mitsuru Oike; 竜峰森田; Ryuho Morita
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: JP6740726B2

Abstract

【課題】路面からインホイールモータまでの距離を大きくでき且つピニオンギアのガタつきを抑制できるハブ軸受を提供すること。
【解決手段】ハブ軸受は、車体に支持される外輪部材と、軸受を介して外輪部材に支持され且つホイールに連結される内輪部材と、内輪部材と共に第１回転軸を中心に回転できる内歯車と、インホイールモータに連結されており、第１回転軸に対して内歯車の径方向で異なる位置にある第２回転軸を中心に回転できるピニオンギアと、外輪部材に設けられて、ピニオンギアをインホイールモータとは反対側の位置で回転可能に支持する支持軸受と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハブ軸受に関する。

車両には、ホイールを回転可能に支持するハブ軸受が備えられている。電動車両等においては、ホイールを回転させるための駆動装置として、ハブ軸受の近傍にモータが設けられることがある。このようなモータはインホイールモータと呼ばれる。インホイールモータで生じるトルクを増幅させるために、ハブ軸受には減速機構が設けられる。例えば、特許文献１には、内歯ギヤ（内歯車）及びピニオンギヤ（外歯車）で構成された減速機構を備えた車両用駆動装置が記載されている。

特開２０１０−２５１５８号公報

特許文献１のように減速機構が内歯車及びピニオンギアで構成される場合、ホイールの回転軸の位置に対してインホイールモータの回転軸の位置がずれる。これにより、路面からインホイールモータまでの距離を大きくすることが可能となるので、インホイールモータとサスペンション等のその他の部材との干渉が抑制される。その一方で、ピニオンギアはインホイールモータのみによって支持されている。このため、ピニオンギアにガタつきが生じる可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、路面からインホイールモータまでの距離を大きくでき且つピニオンギアのガタつきを抑制できるハブ軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係るハブ軸受は、車体に支持される外輪部材と、軸受を介して前記外輪部材に支持され且つホイールに連結される内輪部材と、前記内輪部材と共に第１回転軸を中心に回転できる内歯車と、インホイールモータに連結されており、前記第１回転軸に対して前記内歯車の径方向で異なる位置にある第２回転軸を中心に回転できるピニオンギアと、前記外輪部材に設けられて、前記ピニオンギアを前記インホイールモータとは反対側の位置で回転可能に支持する支持軸受と、を備える。

これにより、ピニオンギアの第２回転軸が内歯車の第１回転軸とは異なる位置にあるので、路面からインホイールモータまでの距離を大きくすることが容易である。さらに、ピニオンギアは、インホイールモータ及び支持軸受によって両側から支持される。このため、ピニオンギアのガタつきが抑制される。したがって、ハブ軸受は、路面からインホイールモータまでの距離を大きくでき且つピニオンギアのガタつきを抑制できる。

また、本発明の望ましい態様として、前記ピニオンギアに噛み合う少なくとも１つの小ピニオンギアと、前記小ピニオンギアに噛み合い且つ前記内歯車に噛み合う少なくとも１つの第２ピニオンギアと、を備え、前記ピニオンギアは前記内歯車に噛み合うことが好ましい。

これにより、内歯車には、ピニオンギア及び第２ピニオンギアから力が伝達される。内歯車に複数箇所から力が伝達されるので、内歯車の歯の１つ当たりに作用する応力が小さくなる。このため、インホイールモータからピニオンギアに伝達されるトルクが大きくなっても、内歯車の歯に作用する応力が歯の許容応力を超えにくい。したがって、ハブ軸受の許容伝達トルクが大きくなる。

また、本発明の望ましい態様として、前記ピニオンギアに噛み合い且つ前記内歯車に噛み合う複数の第２ピニオンギアを備えることが好ましい。

これにより、内歯車には、複数の第２ピニオンギアから力が伝達される。内歯車に複数箇所から力が伝達されるので、内歯車の歯の１つ当たりに作用する応力が小さくなる。このため、インホイールモータからピニオンギアに伝達されるトルクが大きくなっても、内歯車の歯に作用する応力が歯の許容応力を超えにくい。したがって、ハブ軸受の許容伝達トルクが大きくなる。

また、本発明の望ましい態様として、前記内歯車は、前記内輪部材に連結される円環状の取付部と、前記ピニオンギアに対向する複数の歯を有する円環状の歯部と、を備え、前記取付部の内径は、前記歯部の歯底円直径よりも大きいことが好ましい。

ブローチ加工又はスロッタ加工等によって歯部に歯が形成される際、切削工具は歯部の内周面で第１回転軸に沿った方向に移動させられる。歯部に対する切削が行われる際、取付部の内径が歯部の歯底円直径よりも大きいので、切削工具が取付部の内周面に接触しにくい。このため、歯を形成するための加工作業が容易である。

本発明によれば、路面からインホイールモータまでの距離を大きくでき且つピニオンギアのガタつきを抑制できるハブ軸受を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るハブ軸受が取り付けられたホイールの正面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、実施形態１に係るハブ軸受の正面図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。図５は、ピニオンギアを省略した図３におけるＢ−Ｂ断面図である。図６は、実施形態１に係るハブ軸受をホイールの反対側から見た斜視図である。図７は、実施形態１に係るハブ軸受の分解図である。図８は、実施形態１に係るハブ軸受をホイール側から見た斜視図である。図９は、実施形態１の変形例に係るハブ軸受の断面図である。図１０は、実施形態２に係るハブ軸受をホイールの反対側から見た斜視図である。図１１は、実施形態２に係るハブ軸受の分解図である。図１２は、実施形態２に係るハブ軸受の正面図である。図１３は、実施形態２に係るハブ軸受の側面図である。図１４は、図１３におけるＣ−Ｃ断面図である。図１５は、実施形態２の変形例に係るハブ軸受の模式図である。図１６は、実施形態３に係るハブ軸受の正面図である。図１７は、図１６におけるＤ−Ｄ断面図である。図１８は、図１７のキャップ周辺の拡大図である。図１９は、実施形態３に係るハブ軸受の分解図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に関する記載の内容に限定されるものではない。また、以下に記載された構成要素は、当業者が容易に想定できるもの、及び実質的に同一のものを含む。さらに、以下に記載された構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るハブ軸受が取り付けられたホイールの正面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。ホイール１００は、例えばインホイールモータ１０２を備える電動車両に取り付けられる。ホイール１００は、車両の車体に固定されたハブ軸受１によって回転可能に支持されており、インホイールモータ１０２で生じたトルクによって第１回転軸Ａ１を中心に回転する。ホイール１００が回転すると、ホイール１００の外周面に取り付けられたタイヤ１０１と路面との摩擦によって車両が移動する。

以下の説明においては、第１回転軸Ａ１に沿った方向は軸方向と記載される。また、軸方向のうちホイール１００からインホイールモータ１０２に向かう方向は内側とも記載され、内側とは逆方向が外側とも記載される。図２において、右側が内側であり、左側が外側である。

図３は、実施形態１に係るハブ軸受の正面図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。図５は、ピニオンギアを省略した図３におけるＢ−Ｂ断面図である。図６は、実施形態１に係るハブ軸受をホイールの反対側から見た斜視図である。図７は、実施形態１に係るハブ軸受の分解図である。図８は、実施形態１に係るハブ軸受をホイール側から見た斜視図である。図４に示すように、ハブ軸受１は、外輪部材３と、支持軸受６と、内輪部材２と、軸受４ａ及び軸受４ｂと、内歯車５と、ピニオンギア７と、を備える。

図４に示すように、外輪部材３は、第１回転軸Ａ１を中心とした筒状の部材であって、車体に支持される。図４から図６に示すように、外輪部材３は、本体部３１と、外側突出部３２と、内側突出部３９と、凹部３５と、を備える。本体部３１は、例えば第１回転軸Ａ１を中心とした略円筒状の部材である。外側突出部３２は、例えば本体部３１の外側端部から外輪部材３の径方向に突出する部材である。外輪部材３の径方向は、軸方向に対する直交方向を意味し、内輪部材２の径方向又は内歯車５の径方向と同じ方向を意味する。以下の説明において、外輪部材３の径方向、内輪部材２の径方向及び内歯車５の径方向は単に径方向と記載される。内側突出部３９は、例えば本体部３１の内側端部から径方向に突出する部材である。例えば、４つの内側突出部３９が第１回転軸Ａ１を中心とした周方向で異なる位置に設けられている。内側突出部３９は、ボルト等によって車体側部材に固定される。凹部３５は、本体部３１の外周面に設けられた窪みである。凹部３５は、外側突出部３２よりも内側に位置している。図６に示すように、軸方向から見て、凹部３５は外側突出部３２に重なっている。

支持軸受６は、例えばニードル軸受であって、図５に示すように外側突出部３２に取り付けられている。支持軸受６は、外輪６１と、保持器付き転動体６２と、を備える。外輪６１は、例えば圧入等によって外側突出部３２に設けられた孔に固定されている。保持器付き転動体６２は、例えば保持器で位置決めされた複数の針状ころであって、外輪６１の内周面に配置されている。

図４に示すように、内輪部材２は、例えば軸受４ａ及び軸受４ｂを介して外輪部材３に支持される部材である。内輪部材２は、ホイール１００に連結される。図４に示すように、内輪部材２は、本体部２１と、フランジ部２２と、を備える。本体部２１は、例えば第１回転軸Ａ１を中心とした略円柱状の部材である。フランジ部２２は、例えば本体部２１の外側端部から径方向に突出する部材である。フランジ部２２は、例えば、図３に示すように４本のスタッドボルト２９によってホイール１００に固定される。このため、内輪部材２は、ホイール１００と一体に回転する。

軸受４ａ及び軸受４ｂは、例えばアンギュラ玉軸受である。図５に示すように、軸受４ａは、軸受４ｂの内側に配置されている。軸受４ａと軸受４ｂとの間にはスペーサ４０が設けられている。スペーサ４０は、軸受４ａから軸受４ｂまでの距離を規定する部材である。軸受４ａの外輪４１ａ及び軸受４ｂの外輪４１ｂは、例えば本体部３１の内周面に圧入されている。軸受４ａの内輪４２ａ及び軸受４ｂの内輪４２ｂは、例えば本体部２１の外周面に圧入されている。外輪４１ａと内輪４２ａとの間には転動体として複数の玉４３ａが配置されている。外輪４１ｂと内輪４２ｂとの間には転動体として複数の玉４３ｂが配置されている。図５に示すように、内輪４２ｂは、本体部２１とフランジ部２２との間の段差２１１に接している。一方、内輪４２ａは、本体部２１の内側端部に取り付けられたロックナット４９に接している。これにより、軸受４ａ及び軸受４ｂが位置決めされている。

図６に示すように、内歯車５は、略円筒状であって、内周面に歯５１を備える平歯車である。より具体的には、内歯車５は、図４から図６に示すように取付部５９と、歯部５０と、を備える。取付部５９は、例えば、図３に示すように１０本のボルト２８によってフランジ部２２に固定されている。歯部５０は、取付部５９の内側に配置されており、内周面に歯５１を備える。図５に示すように、取付部５９の内径Ｄ１は、歯部５０の歯底円直径Ｄ２よりも大きい。より具体的には、例えば実施形態１においては内径Ｄ１が１５８ｍｍであって、歯底円直径Ｄ２が１５１．９ｍｍである。すなわち、内径Ｄ１が歯底円直径Ｄ２よりも６ｍｍ程度大きい。

ピニオンギア７は、インホイールモータ１０２のシャフト１０３（図２参照）に連結された平歯車である。すなわち、ピニオンギア７の一端はインホイールモータ１０２に支持されている。ピニオンギア７は、図４に示すように、第２回転軸Ａ２を中心に回転する。第２回転軸Ａ２は、第１回転軸Ａ１に対して径方向で異なる位置にある。より具体的には、第２回転軸Ａ２は、第１回転軸Ａ１に対して路面から遠い位置（第１回転軸Ａ１よりも上方）にある。ピニオンギア７は、歯部７０と、シャフト部７２と、を備える。歯部７０は、内歯車５の歯５１に噛み合う複数の歯７１を外周面に備える。歯７１の数は、歯５１の数よりも少ない。シャフト部７２は、歯部７０の外側端部から突出する円柱状の部材である。シャフト部７２は、支持軸受６に嵌合している。このため、ピニオンギア７は、支持軸受６によってインホイールモータ１０２とは反対側の位置で回転可能に支持されている。例えば、ピニオンギア７は、外輪部材３に取り付けられる際、外輪部材３の外側突出部３２に向かって押し込まれる。本体部３１の外周面に凹部３５が設けられていることにより、ピニオンギア７が本体部３１に干渉しないので、ピニオンギア７を外側突出部３２に軸方向から取り付けることが可能である。

インホイールモータ１０２が駆動すると、ピニオンギア７が第２回転軸Ａ２を中心に回転する。ピニオンギア７が内歯車５と噛み合っているので、ピニオンギア７の回転に応じて内歯車５が第１回転軸Ａ１を中心に回転する。内歯車５の回転方向は、ピニオンギア７の回転方向と同じである。内歯車５及び内輪部材２が一体に回転するので、内輪部材２に連結されたホイール１００が回転する。歯７１の数が歯５１の数よりも少ないので、内歯車５の回転速度はピニオンギア７の回転速度よりも小さい。このため、ホイール１００に作用するトルクは、インホイールモータ１０２で生じたトルクよりも大きい。すなわち、内歯車５及びピニオンギア７は減速機構を構成している。

なお、支持軸受６は、必ずしもニードル軸受でなくてよく、ピニオンギア７を回転可能に支持できる部材であればよい。例えば、支持軸受６は、外側突出部３２の孔に嵌合した深溝玉軸受等であってもよいし、外側突出部３２の孔の内周面に設けられた転動体であってもよい。

なお、ハブ軸受１は、必ずしもスペーサ４０を備えていなくてもよい。また、軸受４ａ及び軸受４ｂは、アンギュラ玉軸受に限られず、転動体として複数のころを有する軸受であってもよい。また、軸受４ａ及び軸受４ｂの一方がなくてもよい。

以上で説明したように、ハブ軸受１は、車体に支持される外輪部材３と、軸受４ａ及び軸受４ｂを介して外輪部材３に支持され且つホイール１００に連結される内輪部材２と、内輪部材２と共に第１回転軸Ａ１を中心に回転できる内歯車５と、インホイールモータ１０２に連結されており、第１回転軸Ａ１に対して内歯車５の径方向で異なる位置にある第２回転軸Ａ２を中心に回転できるピニオンギア７と、外輪部材３に設けられてピニオンギア７をインホイールモータ１０２とは反対側の位置で回転可能に支持する支持軸受６と、を備える。

これにより、ピニオンギア７の第２回転軸Ａ２が内歯車５の第１回転軸Ａ１とは異なる位置にあるので、路面からインホイールモータ１０２までの距離を大きくすることが容易である。さらに、ピニオンギア７は、インホイールモータ１０２及び支持軸受６によって両側から支持される。このため、ピニオンギア７のガタつきが抑制される。したがって、ハブ軸受１は、路面からインホイールモータ１０２までの距離を大きくでき且つピニオンギア７のガタつきを抑制できる。

また、ハブ軸受１において、内歯車５は、内輪部材２に連結される円環状の取付部５９と、複数の歯５１を有する円環状の歯部５０と、を備える。取付部５９の内径Ｄ１は、歯部５０の歯底円直径Ｄ２よりも大きい。

ブローチ加工又はスロッタ加工等によって歯部５０に歯５１が形成される際、切削工具は歯部５０の内周面で第１回転軸Ａ１に沿った方向に移動させられる。歯部５０に対する切削が行われる際、取付部５９の内径Ｄ１が歯部５０の歯底円直径Ｄ２よりも大きいので、切削工具が取付部５９の内周面に接触しにくい。このため、歯５１を形成するための加工作業が容易である。

（実施形態１の変形例）
図９は、実施形態１の変形例に係るハブ軸受の断面図である。図９に示すように、実施形態１の変形例に係るハブ軸受１Ａは、上述した軸受４ａ及び軸受４ｂとは異なる軸受４ａＡ及び軸受４ｂＡを備える。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図９に示すように、軸受４ａＡ及び軸受４ｂＡは軸方向に隙間を空けて配置されている。軸受４ａＡは、内輪４２ａＡと、転動体としての玉４３ａＡと、を備える。内輪４２ａＡは、本体部２１の外周面に圧入されている。玉４３ａＡは、本体部３１の内周面及び内輪４２ａＡに接している。言い換えると、軸受４ａＡの外輪は本体部３１と一体である。内輪４２ａＡは、本体部２１の内側端部に設けられた加締め部２０によって位置決めされている。軸受４ｂＡは、転動体としての玉である。軸受４ｂＡは、本体部３１の内周面及び本体部２１の外周面に接している。言い換えると、軸受４ｂＡの外輪は本体部３１と一体であり、且つ軸受４ｂＡの内輪は本体部２１と一体である。

（実施形態２）
図１０は、実施形態２に係るハブ軸受をホイールの反対側から見た斜視図である。図１１は、実施形態２に係るハブ軸受の分解図である。図１２は、実施形態２に係るハブ軸受の正面図である。図１３は、実施形態２に係るハブ軸受の側面図である。図１４は、図１３におけるＣ−Ｃ断面図である。図１０及び図１１に示すように、実施形態２に係るハブ軸受１Ｂは、外輪部材３Ｂと、小ピニオンギア８１と、第２ピニオンギア８２と、小ピニオンギア８３と、第２ピニオンギア８４と、を備える。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

外輪部材３Ｂは、中間突出部３０１と、中間突出部３０２と、中間突出部３０３と、中間突出部３０４と、を備える。中間突出部３０１、中間突出部３０２、中間突出部３０３及び中間突出部３０４は、外側突出部３２と内側突出部３９との間で、本体部３１から径方向に突出する部材である。軸方向から見て、中間突出部３０１及び中間突出部３０３が外側突出部３２の両側に配置されている。中間突出部３０２が中間突出部３０１に隣接しており、中間突出部３０４が中間突出部３０３に隣接している。中間突出部３０１にはシャフト３０１１が固定されている。中間突出部３０２にはシャフト３０２１が固定されている。中間突出部３０３にはシャフト３０３１が固定されている。中間突出部３０４にはシャフト３０４１が固定されている。シャフト３０１１、シャフト３０２１、シャフト３０３１及びシャフト３０４１は、例えば円柱状の部材であって、外側に突出している。

図１４に示すように、小ピニオンギア８１は、ピニオンギア７に噛み合う平歯車である。一方、小ピニオンギア８１は、内歯車５には噛み合っていない。小ピニオンギア８１の歯数は、ピニオンギア７の歯数よりも少ない。小ピニオンギア８１は、軸受８１０を介してシャフト３０１１に支持されている。これにより、小ピニオンギア８１は、シャフト３０１１を中心に回転可能である。

図１４に示すように、第２ピニオンギア８２は、小ピニオンギア８１及び内歯車５に噛み合う平歯車である。第２ピニオンギア８２の歯車諸元は、ピニオンギア７の歯車諸元と同じである。すなわち、第２ピニオンギア８２の歯数はピニオンギア７の歯数に等しい。第２ピニオンギア８２は、軸受８２０を介してシャフト３０２１に支持されている。これにより、第２ピニオンギア８２は、シャフト３０２１を中心に回転可能である。

図１４に示すように、小ピニオンギア８３は、ピニオンギア７に噛み合う平歯車である。一方、小ピニオンギア８３は、内歯車５には噛み合っていない。小ピニオンギア８３の歯数は、ピニオンギア７の歯数よりも少ない。小ピニオンギア８３は、軸受８３０を介してシャフト３０３１に支持されている。これにより、小ピニオンギア８３は、シャフト３０３１を中心に回転可能である。

図１４に示すように、第２ピニオンギア８４は、小ピニオンギア８３及び内歯車５に噛み合う平歯車である。第２ピニオンギア８４の歯車諸元は、ピニオンギア７の歯車諸元と同じである。すなわち、第２ピニオンギア８４の歯数はピニオンギア７の歯数に等しい。第２ピニオンギア８４は、軸受８４０を介してシャフト３０４１に支持されている。これにより、第２ピニオンギア８４は、シャフト３０４１を中心に回転可能である。

図１４に示すように、軸方向から見たときの内歯車５の中心を点Ｃ０とし、ピニオンギア７の中心を点Ｃ１とし、小ピニオンギア８１の中心を点Ｃ２とし、点Ｃ０及び点Ｃ１を結ぶ線分を線分Ｌ１とし、点Ｃ１及び点Ｃ２を結ぶ線分を線分Ｌ２とし、点Ｃ２及び点Ｃ０を結ぶ線分をＬ３とする。そして、線分Ｌ１及び線分Ｌ２がなす角度をφ_１（ｒａｄ）とし、線分Ｌ２及び線分Ｌ３がなす角度をψ_１（ｒａｄ）とし、線分Ｌ３及び線分Ｌ１がなす角度をθ_１（ｒａｄ）とし、ピニオンギア７の歯数をｚ_１とし、小ピニオンギア８１の歯数をｚ_２とし、内歯車５の歯数をｚ_３とし、円周率をπとし、整数をｎとする。この時、ハブ軸受１Ｂにおいては下記（１）式が満たされている。

第２ピニオンギア８２の中心を点Ｃ１とし、第２ピニオンギア８２の歯数をｚ_１とした場合にも上記（１）式が満たされている。また、小ピニオンギア８３の中心を点Ｃ２とし、小ピニオンギア８３の歯数をｚ_２とした場合にも上記（１）式が満たされている。また、第２ピニオンギア８４の中心を点Ｃ１とし、小ピニオンギア８３の中心を点Ｃ２とし、第２ピニオンギア８４の歯数をｚ_１とし、小ピニオンギア８３の歯数をｚ_２とした場合にも上記（１）式が満たされている。

ハブ軸受１Ｂにおいてインホイールモータ１０２が駆動すると、ピニオンギア７が第２回転軸Ａ２を中心に回転する。ピニオンギア７が小ピニオンギア８１及び小ピニオンギア８３と噛み合っているので、ピニオンギア７の回転に応じて小ピニオンギア８１及び小ピニオンギア８３が回転する。小ピニオンギア８１及び小ピニオンギア８３の回転方向は、ピニオンギア７の回転方向とは逆である。また、小ピニオンギア８１の回転に応じて第２ピニオンギア８２が回転し、小ピニオンギア８３の回転に応じて第２ピニオンギア８４が回転する。第２ピニオンギア８２及び第２ピニオンギア８４の回転方向は、ピニオンギア７の回転方向と同じである。すなわち、ピニオンギア７、第２ピニオンギア８２及び第２ピニオンギア８４は、同じ方向に回転し、且つ内歯車５と噛み合っている。これにより、内歯車５に対して３箇所から力が伝達される。

なお、ハブ軸受１Ｂが備える小ピニオンギアの数及び第２ピニオンギアの数は、必ずしも２つずつでなくてもよい。すなわち、ハブ軸受１Ｂは、ピニオンギア７と同じ方向に回転し且つ内歯車５に噛み合う第２ピニオンギアを、少なくとも１つ備えていればよい。例えば、ハブ軸受１Ｂは、小ピニオンギア及び第２ピニオンギアをそれぞれ１つずつ備えていてもよいし、それぞれ３つ以上ずつ備えていてもよい。

以上で説明したように、ハブ軸受１Ｂは、ピニオンギア７に噛み合う少なくとも１つの小ピニオンギア（小ピニオンギア８１又は小ピニオンギア８３）と、小ピニオンギア８１に噛み合い且つ内歯車５に噛み合う少なくとも１つの第２ピニオンギア（第２ピニオンギア８２又は第２ピニオンギア８４）と、を備える。ピニオンギア７は内歯車５に噛み合う。

これにより、内歯車５には、ピニオンギア７、第２ピニオンギア８２及び第２ピニオンギア８４から力が伝達される。内歯車５に複数箇所から力が伝達されるので、内歯車５の歯５１の１つ当たりに作用する応力が小さくなる。このため、インホイールモータ１０２からピニオンギア７に伝達されるトルクが大きくなっても、内歯車５の歯５１に作用する応力が歯５１の許容応力を超えにくい。したがって、ハブ軸受１Ｂの許容伝達トルクが大きくなる。

（実施形態２の変形例）
図１５は、実施形態２の変形例に係るハブ軸受の模式図である。実施形態２の変形例に係るハブ軸受１Ｃは、図１５に示すように、ピニオンギア７Ｃと、第２ピニオンギア８２Ｃと、第２ピニオンギア８４Ｃと、を備える。なお、上述した実施形態１及び２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

ピニオンギア７Ｃは、上述したピニオンギア７と同様にインホイールモータ１０２に連結されており、インホイールモータ１０２のシャフト１０３及び支持軸受６に支持される。一方、ピニオンギア７Ｃは、内歯車５に噛み合っていない点が上述したピニオンギア７とは異なる。

図１５に示すように、第２ピニオンギア８２Ｃは、ピニオンギア７Ｃ及び内歯車５に噛み合う平歯車である。第２ピニオンギア８２Ｃの歯数は、ピニオンギア７の歯数よりも少ない。第２ピニオンギア８２Ｃは、第２回転軸Ａ２と平行な軸を中心に回転可能である。

図１５に示すように、第２ピニオンギア８４Ｃは、ピニオンギア７Ｃ及び内歯車５に噛み合う平歯車である。第２ピニオンギア８４Ｃの歯数は、ピニオンギア７の歯数よりも少なく、且つ第２ピニオンギア８２Ｃの歯数と同じである。第２ピニオンギア８４Ｃは、第２回転軸Ａ２と平行な軸を中心に回転可能である。

図１５に示すように、軸方向から見たときの内歯車５の中心を点Ｃ０とし、ピニオンギア７Ｃの中心を点Ｃ３とし、第２ピニオンギア８２Ｃの中心を点Ｃ４とし、点Ｃ０及び点Ｃ３を結ぶ線分を線分Ｌ４とし、点Ｃ３及び点Ｃ４を結ぶ線分を線分Ｌ５とし、点Ｃ４及び点Ｃ０を結ぶ線分をＬ６とする。そして、線分Ｌ４及び線分Ｌ５がなす角度をφ_２（ｒａｄ）とし、線分Ｌ５及び線分Ｌ６がなす角度をψ_２（ｒａｄ）とし、線分Ｌ６及び線分Ｌ４がなす角度をθ_２（ｒａｄ）とし、第２ピニオンギア８２Ｃの歯数をｚ_４とし、ピニオンギア７Ｃの歯数をｚ_５とし、内歯車５の歯数をｚ_６とし、円周率をπとし、整数をｎとする。この時、ハブ軸受１Ｃにおいては、下記（２）式が満たされている。また、第２ピニオンギア８４Ｃの中心を点Ｃ４とし、第２ピニオンギア８４Ｃの歯数をｚ_１とした場合にも下記（２）式が満たされている。

ハブ軸受１Ｃにおいてインホイールモータ１０２が駆動すると、ピニオンギア７Ｃが回転する。ピニオンギア７Ｃが第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃと噛み合っているので、ピニオンギア７の回転に応じて第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃが回転する。第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃの回転方向は、ピニオンギア７Ｃの回転方向とは逆である。すなわち、第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃの回転方向は同じである。第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃは内歯車５に噛み合っているので、内歯車５に対して２箇所から力が伝達される。

なお、ハブ軸受１Ｃが備える第２ピニオンギアの数は、必ずしも２つでなくてもよい。すなわち、ハブ軸受１Ｃは、互いに同じ方向に回転し且つ内歯車５に噛み合う第２ピニオンギアを、少なくとも２つ備えていればよい。例えば、ハブ軸受１Ｃは、第２ピニオンギアをそれぞれ３つ以上ずつ備えていてもよい。このような場合、実施形態２で示したように、小ピニオンギアが設けられればよい。

以上で説明したように、ハブ軸受１Ｃは、ピニオンギア７Ｃに噛み合い且つ内歯車５に噛み合う複数の第２ピニオンギア（第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃ）を備える。

これにより、内歯車５には、複数の第２ピニオンギア（第２ピニオンギア８２Ｃ及び第２ピニオンギア８４Ｃ）から力が伝達される。内歯車５に複数箇所から力が伝達されるので、内歯車５の歯５１の１つ当たりに作用する応力が小さくなる。このため、インホイールモータ１０２からピニオンギア７Ｃに伝達されるトルクが大きくなっても、内歯車５の歯５１に作用する応力が歯５１の許容応力を超えにくい。したがって、ハブ軸受１Ｃの許容伝達トルクが大きくなる。

（実施形態３）
図１６は、実施形態３に係るハブ軸受の正面図である。図１７は、図１６におけるＤ−Ｄ断面図である。図１８は、図１７のキャップ周辺の拡大図である。図１９は、実施形態３に係るハブ軸受の分解図である。図１６及び図１７に示すように、実施形態３に係るハブ軸受１Ｄは、上述した内輪部材２とは異なる内輪部材２Ｄを備える。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

上述したように、内側突出部３９はボルト等によって車体側部材に固定される。しかし、実施形態１において、内側突出部３９の外側には内輪部材２のフランジ部２２が配置されている。このため、内側突出部３９を車体側部材に固定するとき、ボルトは車体側部材側から内側突出部３９へ挿入されることになる。その結果、ハブ軸受１の車両への取り付け、及び車両からの取り外しが難しくなる可能性がある。

そこで、実施形態３に係る内輪部材２Ｄは、図１７及び図１８に示すようにボルト通過孔２０と、キャップ２５と、密封部材２６とを備える。ボルト通過孔２０は、フランジ部２２を軸方向に貫通している。例えば、図１７に示すように、第１回転軸Ａ１からボルト通過孔２０の中心までの距離Ｄ３は、第１回転軸Ａ１から内側突出部３９に設けられた締結用孔３９０までの距離Ｄ４に等しい。図１９に示すように、内輪部材２Ｄは第１回転軸Ａ１を中心に回転することができる。このため、内輪部材２Ｄの回転角度に応じて、ボルト通過孔２０と締結用孔３９０とが軸方向から見て重なる。

図１８に示すように、ボルト通過孔２０の最小直径Ｄ５は、内側突出部３９と車体側部材１１０とを締結するためのボルト３６の頭部の最大直径Ｄ６より大きい。このため、ボルト３６はボルト通過孔２０を通過することができる。例えばボルト３６が六角ボルトであるとき、最大直径Ｄ６は、ボルト３６の六角形である頭部の対角距離を意味する。さらに、最小直径Ｄ５は、ボルト３６が締め付けられるときに用いられるトルク管理用工具が通過できる大きさであることが好ましい。トルク管理用工具は、例えばトルクレンチである。なお、ボルト３６が六角穴付きボルトであるときは、最小直径Ｄ５は必ずしもトルク管理用工具が通過できる大きさでなくてもよく、少なくとも最大直径Ｄ６より大きければよい。六角穴に嵌めるための六角レンチの高さが最大直径Ｄ６よりも小さいためである。

キャップ２５は、ボルト通過孔２０を塞ぐための部材である。軸方向から見てキャップ２５は円形である。キャップ２５は、例えば樹脂で形成されており、フランジ部２２の外側からボルト通過孔２０に嵌められる。例えば、キャップ２５はボルト通過孔２０に圧入される。これにより、ボルト通過孔２０の内壁とキャップ２５との間に摩擦が生じるので、キャップ２５がボルト通過孔２０から容易に脱落しにくい。キャップ２５により、ボルト通過孔２０を介した内輪部材２Ｄより内側への異物の侵入が防がれる。また、キャップ２５は、凹部２５１を備える。凹部２５１は、キャップ２５の外側の表面の中心に設けられる。例えば、凹部２５１の内壁にはネジ山が形成されている。すなわち、凹部２５１は雌ネジである。凹部２５１にネジが取り付けられることで、ボルト通過孔２０からキャップ２５を取り外すことが可能となる。

密封部材２６は、ボルト通過孔２０の内壁とキャップ２５との間の隙間を密封ための部材である。例えば密封部材２６は、合成ゴム等で形成されたＯリングである。密封部材２６はキャップ２５の外周面に設けられた溝に配置される。密封部材２６により、ボルト通過孔２０を介した内輪部材２Ｄより内側への水等の侵入が防がれる。

内側突出部３９と車体側部材１１０とが締結されるとき、まず内輪部材２Ｄが図１９に示すように回転させられる。これにより、軸方向において、ボルト通過孔２０が４つの締結用孔３９０のうちの１つに重なる。そして、ボルト３６がボルト通過孔２０を通過し、締結用孔３９０に挿入される。その後、トルク管理用工具によってボルト３６が所定のトルクで締め付けられる。上述した工程が４つの締結用孔３９０について繰り返される。その結果、４つのボルト３６によって内側突出部３９と車体側部材１１０とが締結される。

上述したように、実施形態３に係る内輪部材２Ｄは、フランジ部２２を貫通するボルト通過孔２０と、ボルト通過孔２０を塞ぐためのキャップ２５と、ボルト通過孔２０の内壁とキャップ２５との間の隙間を埋めるための密封部材２６とを備える。これにより、内側突出部３９を車体側部材１１０に固定するとき、ボルト３６は外側（車体側部材１１０側とは反対側）から内側突出部３９の締結用孔３９０へ挿入されることになる。よって、ハブ軸受１Ｄの車両への取り付け、及び車両からの取り外しが容易となる。さらに、キャップ２５及び密封部材２６により、ボルト通過孔２０を介した内輪部材２Ｄより内側への異物の混入が防がれる。すなわち、実施形態３に係るハブ軸受１Ｄは、車両への取り付け及び車両からの取り外しを容易にすると共に、異物の混入を防ぐことができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄハブ軸受
１００ホイール
１０１タイヤ
１０２インホイールモータ
１１０車体側部材
２内輪部材
２Ｄ内輪部材
２０ボルト通過孔
２１本体部
２２フランジ部
２５キャップ
２５１凹部
２６密封部材
２８ボルト
２９スタッドボルト
３外輪部材
３０１、３０２、３０３、３０４中間突出部
３０１１、３０２１、３０３１、３０４１シャフト
３１本体部
３２外側突出部
３５凹部
３６ボルト
３９内側突出部
３９０締結用孔
４ａ、４ｂ、４ａＡ、４ｂＡ軸受
４０スペーサ
４１ａ、４１ｂ外輪
４２ａ、４２ｂ内輪
４３ａ、４３ｂ玉
４９ロックナット
５内歯車
５０歯部
５１歯
５９取付部
６支持軸受
６１外輪
６２保持器付き転動体
７、７Ｃピニオンギア
７０歯部
７１歯
７２シャフト部
８１、８３小ピニオンギア
８２、８４、８２Ｃ、８４Ｃ第２ピニオンギア
８１０、８２０、８３０、８４０軸受
Ａ１第１回転軸
Ａ２第２回転軸
Ｄ１内径
Ｄ２歯底円直径

Claims

車体に支持される外輪部材と、
軸受を介して前記外輪部材に支持され且つホイールに連結される内輪部材と、
前記内輪部材と共に第１回転軸を中心に回転できる内歯車と、
インホイールモータに連結されており、前記第１回転軸に対して前記内歯車の径方向で異なる位置にある第２回転軸を中心に回転できるピニオンギアと、
前記外輪部材に設けられて、前記ピニオンギアを前記インホイールモータとは反対側の位置で回転可能に支持する支持軸受と、
を備えるハブ軸受。
前記ピニオンギアに噛み合う少なくとも１つの小ピニオンギアと、
前記小ピニオンギアに噛み合い且つ前記内歯車に噛み合う少なくとも１つの第２ピニオンギアと、
を備え、
前記ピニオンギアは前記内歯車に噛み合う請求項１に記載のハブ軸受。
前記ピニオンギアに噛み合い且つ前記内歯車に噛み合う複数の第２ピニオンギアを備える請求項１に記載のハブ軸受。
前記内歯車は、前記内輪部材に連結される円環状の取付部と、前記ピニオンギアに対向する複数の歯を有する円環状の歯部と、を備え、
前記取付部の内径は、前記歯部の歯底円直径よりも大きい請求項１から３のいずれか１項に記載のハブ軸受。