JP2018034539A - インホイールモータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】インホイールモータユニットに使用される潤滑剤がブレーキ性能に影響を及ぼす可能性を低く維持しながら、車軸方向の長さを短縮する。【解決手段】インホイールモータユニット１は、ハウジング１０と、モータ２０と、回転体３４と回転体３４に固定されハウジング１０の開口１２を貫通してハウジング外部に車軸外側方向に延びる出力軸３６とを有する減速機３０と、ベアリング部４２とブレーキロータ９０が固定されたハブ部４４とが一体化されたハブベアリング４０と、を備える。回転体よりも車軸外方の部分の出力軸３６は、ベアリング部のみにより支持されている。ベアリング部４２の一部は、ハウジング１０の内部に位置し、内部に転動体群４０ｃ１よりも車軸内側方向においてインナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間隙を液密に封止する第１シール部材５０が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ホイール内に配置されたモータにより車輪を駆動するインホイールモータユニットに関する。

従来から、電気自動車の一形態として、ホイール内に配置されたモータにより車輪を駆動するインホイールモータユニット（車輪駆動装置）が知られている（特許文献１の図２を参照）。このインホイールモータユニットは、モータと、モータの回転力を変更（増大）して出力する減速機と、を備える。減速機は、モータにより回転させられる回転体（例えば、カウンタギア）と、当該回転体に固定された出力軸と、を有する。出力軸は、ベアリングによってハウジングに対して回転可能に支持されている。出力軸の一端には、ベアリング部とハブ部とが一体化されたハブベアリングが設けられている。モータに電力が供給されると、モータの回転力が減速機を介して変更（増大）され、変更（増大）された回転力が、ハブベアリングのハブ部に固定された車輪に伝達され、これにより車輪が回転する。

特開２０１６−０７３０６１号公報

このようなインホイールモータユニットを備える車両では、一般に、ハブベアリングの近傍にブレーキロータが配置される（典型的には、ハブ部にブレーキロータが固定される）。このため、ハブベアリングにて使用される潤滑剤を潤滑オイルとすると、その潤滑オイルがブレーキロータに浸入した場合、潤滑オイルがブレーキ性能に好ましくない影響を及ぼす可能性がある。

したがって、通常、ハブベアリングは、モータ及び減速機（厳密には、減速機の一部）を収容するハウジング（例えば、キャリア）の外部に配置されている。具体的には、減速機の出力軸は、ハウジングの壁面を液密に貫通しており、ハブベアリングは、ハウジングの外部において、当該出力軸に設けられている。更に、粘度が潤滑オイルよりも高く且つ漏出し難いグリスがハブベアリングの潤滑剤として使用され、潤滑性能がグリスよりも優れる潤滑オイルがハウジング内部の潤滑剤として使用されている。

このようなインホイールモータユニットにおいて、車軸方向の長さを短縮することが望まれている。本発明は、上記の要請を満たすためになされたものであり、その目的の一つは、インホイールモータユニットに使用される潤滑剤がブレーキ性能に影響を及ぼす可能性を低く維持しながら、車軸方向の長さを短縮することが可能なインホイールモータユニットを提供することにある。

本発明のインホイールモータユニット（１）は、
車体に支持され、車両のホイール内に配置されるハウジング（１０）と、
前記ハウジング（１０）に支持され、前記ハウジング（１０）の内部に収容されるモータ（２０）と、
前記ハウジング（１０）内部において前記モータ（２０）により回転させられ、潤滑オイルによって潤滑される円筒形状の回転体（３４）と、前記回転体（３４）に固定又は一体化され、前記ハウジング（１０）の壁面（１０ａ）に設けられた開口（１２）を貫通して前記ハウジング（１０）の外部に車軸外側方向に延びている出力軸（３６）と、を有する減速機（３０）と、
前記回転体（３４）よりも車軸外側方向の部分の前記出力軸（３６）に設けられ、車両重量を支えながら前記ホイールの回転を許容し、周方向に配置された複数個の転動体からなる転動体群（４０ｃ）を有するハブベアリング（４０）であって、前記潤滑オイルよりも高い粘度を有するグリスにより潤滑されるベアリング部（４２）と、前記ハウジング（１０）の外部に配置されたブレーキロータ（９０）が固定されたハブ部（４４）と、が一体化されたハブベアリング（４０）と、を備え、
前記モータ（２０）の回転力を前記減速機（３０）及び前記ハブベアリング（４０）を介して前記ホイールに伝達して前記ホイールを回転させるインホイールモータユニット（１）であって、
前記ベアリング部（４２）の一部は、前記開口（１２）を介して前記ハウジング（１０）の内部に位置しており、
前記出力軸（３６）は、前記回転体（３４）よりも車軸外側方向の部分においては、前記ベアリング部（４２）のみにより前記ハウジング（４０）に対して回転可能に支持されている。

さらに、本発明のインホイールモータユニット（１）は、
前記ベアリング部（４２）の前記一部の内部に配置されており、前記ハブベアリング（４０）の前記転動体群（４０ｃ）よりも車軸内側方向において前記ハブベアリング（４０）のインナーレース（４０ａ）とアウターレース（４０ｂ）との間隙を液密に封止する第１シール部材（５０）と、
を備える。

加えて、前記第１シール部材（５０）は、
前記ハウジング（１０）の内部を、前記モータ（２０）及び前記回転体（３４）が配置されている第１空間と、
前記インナーレース（４０ａ）と、前記アウターレース（４０ｂ）と、前記第１シール部材（５０）と、前記ハウジング（１０）の前記開口（１２）を含む仮想平面と、により囲まれる第２空間と、
に区画している。

本発明では、ハブベアリングのベアリング部の一部が、ハウジングの内部に位置している。このため、従来の構成（すなわち、ハブベアリングがハウジングの外部に配置される構成）と比較して、インホイールモータユニットの車軸方向の長さ（以下では、単に「車軸方向の長さ」とも称する）を短縮できる。加えて、本発明では、第１シール部材が、転動体群よりも車軸内側方向において、インナーレースとアウターレースとの間隙を液密に封止している。これにより、ハウジングの内部が第１空間と第２空間とに区画される。ここで、第１空間は、モータ及び回転体が配置されている空間、すなわち、回転体を潤滑する潤滑オイルが存在する空間である。一方、第２空間は、インナーレースと、アウターレースと、第１シール部材と、ハウジングの開口を含む仮想平面と、により囲まれる空間、すなわち、ベアリング部を潤滑するグリスが存在する空間である。
上記の構成によると、ベアリング部の一部がハウジングの内部に位置していても、第１シール部材により、第１空間に存在する潤滑オイルが第２空間に浸入する可能性を低減できる。このため、潤滑オイルが第２空間を経由して、ハブベアリングのハブ部に固定されているブレーキロータに浸入する可能性を低減できる。一方、第２空間に存在するグリスは粘度が相対的に高いためブレーキロータへと漏出し難い。即ち、ハブベアリングの潤滑剤としてのグリスは、従来のハブベアリングにおけるグリスと同様、ブレーキ性能に影響を及ぼす可能性が極めて低い。したがって、本発明では、インホイールモータユニットに使用される潤滑剤（潤滑オイル及びグリス）がブレーキ性能に影響を及ぼす可能性を低く維持しながら、車軸方向の長さを短縮することができる。

さらに、従来は、回転体とハブベアリングとの間にはベアリングが配置されており、当該ベアリングが、「出力軸をハウジングに対して回転可能に支持する役割」を担っていた。しかしながら、本発明では、回転体よりも車軸外側方向の部分の出力軸は、ベアリング部（ハブベアリング）のみによりハウジングに対して回転可能に支持されている。すなわち、ハブベアリングが上記役割をも担っている。このため、回転体とハブベアリングとの間に配置されていたベアリングを不要とすることができる。したがって、当該ベアリングの長さだけ車軸方向の長さをさらに短縮できるとともに、全体の部品点数を削減できる。

本発明によるインホイールモータユニット（１）の一側面では、
前記回転体（３４）の車軸外側方向の一端面（３４ａ）に、車軸内側方向に凹んでいる第１凹部（３５ａ）が設けられており、
前記ベアリング部（４２）の車軸内側方向の一端部は、前記第１凹部（３５ａ）内に位置している。

この構成によると、ベアリング部の一端部が第１凹部内に入り込んでいる長さだけ、車軸方向の長さをさらに短縮することができる。

本発明によるインホイールモータユニット（１）の一側面では、
前記ベアリング部（４２）は、少なくとも２組以上の前記転動体群（４０ｃ）が車軸方向に並んで配置された円筒形状を有しており、
前記出力軸（３６）は、前記ハブベアリング（４０）のみにより支持されており、前記回転体（３４）よりも車軸内側方向では、ベアリングにより支持されていない。

この構成では、ハブベアリングのみが出力軸を支持する片持ち構造が採用されている。ベアリング部は円筒形状を有するため、インナーレースが出力軸と接触する接触面積（軸方向長さ）は、「従来のハウジング内に配置された転動体群を１組のみ有する一般的なベアリングのインナーレースが出力軸と接触する接触面積」よりも大きい。このため、片持ち構造であっても、ハブベアリングは出力軸を安定して支持することができ、出力軸のがたつきの程度を抑制できる。結果として、出力軸のがたつきに起因して発生するノイズ及び振動の程度を抑制できる。加えて、この構成によると、「回転体を挟むように配置された一対のベアリングにより出力軸を回転可能に支持する両持ち構造」と比較して出力軸を支持するベアリングの個数を低減できるため、当該ベアリングの長さだけ車軸方向の長さをさらに短縮できるとともに、ベアリングの部品点数を削減できる。

本発明によるインホイールモータユニット（１）の一側面では、
前記出力軸（１３６）は、前記回転体（３４）よりも車軸内側方向において、テーパーローラーベアリング（１８４）により、前記ハウジング（１０）に対して回転可能に支持されている。

回転体よりも車軸内側方向において出力軸を支持するベアリングの種類がボールベアリングの場合は、動作中に出力軸が軸方向に動いてしまい、がたつきを引き起こす場合がある。しかしながら、上記の構成では、出力軸を支持するベアリングの種類をテーパーローラーベアリングとしている。このため、出力軸が軸方向に動く程度を抑制でき、結果として、出力軸のがたつきの程度、及びがたつきに起因するノイズ及び振動の程度を抑制できる。

この場合、
前記回転体（３４）の車軸内側方向の他端面（３４ｂ）には、車軸外側方向に凹んでいる第２凹部（３５ｂ）が設けられており、
前記テーパーローラーベアリング（１８４）の車軸外側方向の一端部は、前記第２凹部（３５ｂ）内に位置している。

一般に、テーパーローラーベアリングのほうがボールベアリングよりも軸方向の長さが長い。しかしながら、上記の構成では、テーパーローラーベアリングの一端部が第２凹部内に入り込んでいる。このため、当該一端部が第２凹部内に入り込んでいる長さだけ車軸方向の長さを短縮できる。したがって、テーパーローラーベアリングを用いることに起因してインホイールモータユニットが車軸方向に長くなることを防止できる。結果として、出力軸のがたつきの程度を抑制することと、インホイールモータユニットが車軸方向に長くなることを防止することと、を両立できる。

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係るインホイールモータユニットを車両前後方向から見たときの概略的な断面図である。 本発明の第２実施形態に係るインホイールモータユニットを車両前後方向から見たときの概略的な断面図である。 従来のインホイールモータユニットを車両前後方向から見たときの概略的な断面図である。

（第１実施形態）
図１に示したように、本発明の第１実施形態に係るインホイールモータユニット１（以下、単に「モータユニット１」とも称する）は、ハウジング１０と、モータ２０と、減速機３０と、ハブベアリング４０と、オイルシール部材５０と、Ｏリング６０、６２と、オイル供給装置７０と、を備える。図面右側が車軸外側方向に相当する。

ハウジング１０は、サスペンションアーム（図示略）に連結され、車両のホイール（図示略）の内部に配置されている。ハウジング１０は、略直方体形状を有しており、車軸外側方向の壁面１０ａには、開口１２が設けられている。

モータ２０は、ハウジング１０の内部に収容されている。モータ２０は、三相ブラシレスモータであり、ステータ２２と、ロータ２４と、駆動軸２６と、を有する。ステータ２２には、モータ制御装置（図示略）を介して車両の電源装置（図示略）から電力が供給される。ステータ２２は、その供給される電力によりロータ２４にトルクを発生させる。モータ２０は、このトルクによって車輪を回転させる。即ち、モータ２０は車輪を駆動するためのトルクを発生する装置として機能する。加えて、ロータ２４は、車輪が路面から受ける力により回転させられる。ロータ２４のこの回転により、モータ２０は電力を発生することができる。その電力は、モータ制御装置を介して電源装置に供給（回生）される。即ち、モータ２０は発電機としても機能する。モータ２０は、モータ制御装置によって正回転方向及び逆回転方向に回転させられる。以下、モータ２０が車両を前進させるためのトルクを車輪に付与している場合のモータ２０の回転方向を正回転方向と定義して説明を続ける。

駆動軸２６は、車軸方向（車体左右方向）に延びており、ロータ２４と同軸上に位置している。駆動軸２６は、ロータ２４に固定（又は一体化）されており、ロータ２４と一体回転する。駆動軸２６は、ハウジング１０の内部に配設されたボールベアリング８０、８２により、ハウジング１０に対して回転可能に支持されている。駆動軸２６には、ロータ２４とベアリング８２との間に、駆動ギア３２（後述）が固定（又は一体化）されている。

減速機３０は、駆動ギア３２と、「回転体」としての従動ギア３４と、出力軸３６と、を有する。従動ギア３４は、カウンタギアとも称される。駆動ギア３２は、駆動軸２６と同軸上に位置しており、駆動軸２６と一体回転する。従動ギア３４は、駆動ギア３２よりも大径であり、駆動ギア３２と噛合して回転する。従動ギア３４は、略円筒形状であり、車軸外側方向（図１において紙面右方向）に「一端面」としての面３４ａを有しているとともに、車軸内側方向（図１において紙面左方向）に「他端面」としての面３４ｂを有している。従動ギア３４は、ホイールの回転中心軸と同軸上に位置している。

面３４ａには、車軸内側方向に凹んでいる第１凹部３５ａが設けられている。第１凹部３５ａは、略円筒形状であり、その中心軸は、従動ギア３４の中心軸と一致している。同様に、面３４ｂには、車軸外側方向に凹んでいる第２凹部３５ｂが設けられている。第２凹部３５ｂは、第１凹部３５ａと略同一形状であり、その中心軸は、従動ギア３４の中心軸と一致している。第１凹部３５ａの高さ（すなわち、車軸方向の長さ）と第２凹部３５ｂの高さとの和は、従動ギア３４の車軸方向の長さよりも短い。

出力軸３６は、車軸方向に延びており、従動ギア３４と同軸上に位置している。すなわち、出力軸３６は、ホイールの回転中心軸と同軸上に位置している。出力軸３６の車軸内側方向の一端は、従動ギア３４の第１凹部３５ａの底面に固定（又は一体化）されている。これにより、出力軸３６は、従動ギア３４と一体回転する。出力軸３６は、ハウジング１０の開口１２を介して壁面１０ａを貫通してハウジング１０の外部にまで延びている。上記の説明から明らかなように、駆動ギア３２と、従動ギア３４と、出力軸３６の一部と、はハウジング１０の内部に配置されている。

ハブベアリング４０は、ベアリング部４２とハブ部４４とが一体化された部材である。ハブベアリング４０は、インナーレース４０ａと、アウターレース４０ｂと、転動体群（ベアリング球群）４０ｃと、リテーナ（図示略）と、を有する。インナーレース４０ａは、筒部４０ａ１と、フランジ部４０ａ２と、を有する。ベアリング部４２は、インナーレース４０ａの筒部４０ａ１と、アウターレース４０ｂと、転動体群４０ｃと、リテーナと、により構成されている。ハブ部４４は、インナーレース４０ａのフランジ部４０ａ２により構成されている。

まず、ベアリング部４２について説明する。ベアリング部４２は、２個のベアリングが一体化された略円筒形状であり、車軸方向に延びている。具体的には、インナーレース４０ａの筒部４０ａ１は、略円筒形状を有しており、車軸方向に延びている。筒部４０ａ１は、出力軸３６に固定（又は一体化）されており、出力軸３６と一体回転する。筒部４０ａ１の車軸内側方向の端面４６は、従動ギア３４の第１凹部３５ａの底面に当接している。筒部４０ａ１は、ハウジング１０の開口１２よりも小径であり、開口１２を介して壁面１０ａを貫通している。なお、端面４６は、従動ギア３４の第１凹部３５ａ内にあればよく、第１凹部３５ａから僅かな距離だけ離間していてもよい。

アウターレース４０ｂは、筒部４０ａ１の外周を一巡する略円筒形状を有しており、車軸方向に延びている。アウターレース４０ｂの車軸内側方向の端面４８は、従動ギア３４の第１凹部３５ａの内部に位置している。即ち、端面４８は第１凹部３５ａから僅かな距離だけ離間している。アウターレース４０ｂは、開口１２を介して壁面１０ａを貫通していて、開口１２の形成面と当接している。アウターレース４０ｂの車軸外側方向の端部はフランジ形状となっており、ハウジング１０の外部において、壁面１０ａに固定されている。

転動体群４０ｃは、車軸内側方向に位置する転動体群４０ｃ１と、車軸外側方向に位置する転動体群４０ｃ２と、を有する。転動体群４０ｃ１と転動体群４０ｃ２とは、車軸方向に間隔を空けて並んで配置されている。各転動体群４０ｃ１、４０ｃ２は、複数個のベアリング球により構成されている。この複数個のベアリング球は、インナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間の空間に周方向に間隔を空けて転動可能に配置されている。リテーナは、ベアリング球同士が周方向及び軸方向に接触しないように各ベアリング球を保持している。

次に、ハブ部４４について説明する。ハブ部４４を構成するインナーレース４０ａのフランジ部４０ａ２は、出力軸３６の軸線と直交する方向に平面部を有する。フランジ部４０ａ２は、筒部４０ａ１の車軸外側方向の端部に一体的に接続されている。すなわち、ハブ部４４は、ハウジング１０の外部に位置している。フランジ部４０ａ２の中心には出力軸３６が挿通されている。フランジ部４０ａ２は出力軸３６に固定（又は一体化）されており、ベアリング部４２の筒部４０ａ１とともに、出力軸３６と一体回転する。フランジ部４０ａ２には、ハウジング１０の外部に配置されたブレーキロータ９０及びホイールが、ハブボルト（図示略）によって固定されている。

上記の説明から明らかなように、ベアリング部４２は、ハウジング１０の開口１２を介して壁面１０ａを貫通している。別言すれば、ベアリング部４２の車軸内側方向の一部は、ハウジング１０の内部に位置している。以下では、ハウジング１０の内部に位置している部分のベアリング部４２を、「ハウジング内ベアリング部４２」とも称する。さらに、ハウジング内ベアリング部４２の車軸内側方向の一端部は、第１凹部３５ａの内部に位置している。別言すれば、インナーレース４０ａの車軸内側方向の端面４６及びアウターレース４０ｂの車軸内側方向の端面４８は、従動ギア３４の面３４ａよりも車軸内側方向に位置している。

図１から明らかなように、従動ギア３４とハブベアリング４０との間には、出力軸３６を支持するベアリングが配置されていない。このため、ハブベアリング４０は、「車両重量を支えながらホイールの回転を許容する」という通常の役割に加えて、「出力軸３６をハウジング１０に対して回転可能に支持する」という役割をも担っている。さらに、本実施形態では、出力軸３６は、従動ギア３４よりも車軸内側方向には延びていない。したがって、従動ギア３４よりも車軸内側方向において出力軸３６を支持するベアリングは配置されていない。すなわち、本実施形態では、出力軸３６がハブベアリング４０のみによって支持される片持ち構造が採用されている。

オイルシール部材５０（第１シール部材）は、ハウジング内ベアリング部４２の内部に配置されている。オイルシール部材５０は、図示しない金属環と、合成ゴムと、コイルばねと、を有する部材であり、相対運動している２部材の間の封止に用いられる。オイルシール部材５０の構成は公知であるため、構成についての詳細な説明は省略する。オイルシール部材５０は、転動体群４０ｃ１よりも車軸内側方向において、インナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間隙を液密に封止している。具体的には、オイルシール部材５０の内周側のリップ部（図示略）がインナーレース４０ａに摺動可能に接触しており、外周側のはめあい部（図示略）がアウターレース４０ｂに固定されている。なお、リップ部とはめあい部とは互いに反対側に設けられていてもよい。この場合、リップ部はアウターレース４０ｂに摺動可能に接触しており、はめあい部はインナーレース４０ａに固定されている。

オイルシール部材５０により、ハウジング１０の内部が、「第１空間」としての空間Ｓ１と、「第２空間」としての空間Ｓ２との２つの空間に区画される。ここで、「ハウジング１０の内部」とは、厳密には、開口１２が壁面１０ａを含む平面（図１に二点鎖線で示す）で覆われているとみなしたときのハウジング１０の内部を意味している（以下、当該平面を、「仮想平面」とも称する）。空間Ｓ２は、インナーレース４０ａと、アウターレース４０ｂと、オイルシール部材５０と、仮想平面と、によって囲まれる略円筒形状の空間である。本実施形態では、転動体群４０ｃの一部が空間Ｓ２内に収容されている。空間Ｓ１は、ハウジング１０の内部から空間Ｓ２を除いた空間である。すなわち、空間Ｓ１には、モータ２０、ボールベアリング８０、８２、駆動ギア３２、従動ギア３４、出力軸３６の一部及びオイル供給装置７０が配置されている。空間Ｓ１内には潤滑オイルが循環しており、空間Ｓ２内には潤滑オイルよりも高い粘度を有するグリスが充填されている（後述）。

なお、転動体群４０ｃ２よりも車軸外側方向には、ベアリングシール５２が配置されている。ベアリングシール５２は、鋼板に合成ゴムを固着したシール板である。ベアリングシール５２は、ハウジング１０の外部において、インナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間隙を封止している。本実施形態では、ベアリングシール５２にはＬＬＵタイプのシールが用いられるが、他のタイプのシールが用いられてもよい。例えば、ベアリングシール５２には、ＬＬＨ及びＬＬＢタイプのシールが用いられてもよいし、オイルシール部材が用いられてもよい。

インナーレース４０ａと、アウターレース４０ｂと、オイルシール部材５０と、ベアリングシール５２と、によって囲まれる空間は、便宜上、空間Ｓ３と規定される。空間Ｓ３内にはグリスが充填されている。これにより、各転動体群４０ｃ１、４０ｃ２を構成するベアリング球が潤滑されてスムースに回転できる。グリスは潤滑オイルに比べて粘度が高い上、オイルシール部材５０及びベアリングシール５２が設けられているので、空間Ｓ３内のグリスが外部（すなわち、空間Ｓ１及びハウジング１０の外部）に漏出する可能性は非常に小さい。
上述したように、ベアリングシール５２は、ハウジング１０の外部に配置されているため、空間Ｓ３は、空間Ｓ２を含んでいる。すなわち、空間Ｓ２内にもグリスが充填されている。なお、ベアリングシール５２は、ハウジング１０の内部に配置されていてもよい。この場合、空間Ｓ３が空間Ｓ２に含まれることになる。

Ｏリング６０は、インナーレース４０ａの筒部４０ａ１と、出力軸３６と、の間隙に配置されて、両者の間を液密に封止している。Ｏリング６２は、アウターレース４０ｂと、ハウジング１０の壁面１０ａと、の間隙に配置されて、両者の間を液密に封止している。

オイル供給装置７０は、空間Ｓ１内に配置されており、図示しないリザーバと、ポンプと、供給管と、を備える（例えば、特開２０１５-１０７７０９号公報を参照）。リザーバには潤滑オイルが溜められている。ポンプは、モータ２０が正回転方向に回転することにより潤滑オイルを汲み上げる。汲み上げられた潤滑オイルは、供給管を通ってモータ２０、駆動ギア３２、従動ギア３４及びボールベアリング８０、８２に供給される。これにより、モータ２０が冷却されるとともに、駆動ギア３２、従動ギア３４及びボールベアリング８０、８２が潤滑される。オイル供給装置７０は、冷却後及び潤滑後の潤滑オイルが再びリザーバに戻されるように構成されている。オイル供給装置７０により、潤滑オイルが空間Ｓ１内を循環している。オイルシール部材５０により、空間Ｓ１内の潤滑オイルが空間Ｓ２に浸入する可能性を低減できる。また、Ｏリング６０、６２により、空間Ｓ１内の潤滑オイルがハウジング１０の外部に漏出する可能性を低減できる。

次に、モータユニット１の動作について説明する。ステータ２２に電力が供給されると、ロータ２４にトルクが作用してロータ２４が回転する。ロータ２４が回転すると、駆動軸２６を介して駆動ギア３２がロータ２４と一体回転する。駆動ギア３２が回転すると、従動ギア３４が駆動ギア３２と噛み合って回転する。従動ギア３４が回転すると、出力軸３６が従動ギア３４と一体回転する。駆動ギア３２、従動ギア３４及び出力軸３６（すなわち、減速機３０）により、ロータ２４の回転速度が減速されて回転力が増大される。増大された回転力は、ハブベアリング４０のハブ部４４に固定されたホイールに伝達され、これにより、ホイール（車輪）が回転する。

第１実施形態に係るモータユニット１の作用効果について説明する。図３は、従来のモータユニット２０１の概略的な断面図である。図３に示すように、従来のモータユニット２０１では、ハウジング１０内を循環するオイルが、グリス充填されているハブベアリング２４０内に浸入することを防ぐため、ハブベアリング２４０はハウジング１０の外部に配置されている。
これに対し、モータユニット１では、ハブベアリング４０のベアリング部４２の車軸内側方向の一部が、ハウジング１０の内部に位置している。このため、図３の構成と比較して、車軸方向の長さを短縮できる。加えて、このモータユニット１では、ハブベアリング４０のインナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間隙には、転動体群４０ｃ１よりも車軸内側方向にオイルシール部材５０が配置されている。オイルシール部材５０は、インナーレース４０ａとアウターレース４０ｂとの間隙を液密に封止しており、これにより、ハウジング１０の内部を空間Ｓ１（潤滑オイルが存在する空間）と空間Ｓ２（グリスが存在する空間）とに区画している。
上記の構成によると、ベアリング部４２の一部がハウジング１０の内部に位置していても、オイルシール部材５０により、空間Ｓ１を循環する潤滑オイルが空間Ｓ２に浸入する可能性を低減できる。このため、潤滑オイルが空間Ｓ２を経由して、ハブベアリング４０のハブ部４４に固定されているブレーキロータ９０に浸入する可能性を低減できる。一方、空間Ｓ２に存在するグリスは粘度が相対的に高いためブレーキロータ９０へと漏出せず、よって、ブレーキ性能に影響を及ぼす可能性が従来通り極めて低い。したがって、このモータユニット１では、モータユニット１に使用される潤滑剤（潤滑オイル及びグリス）がブレーキ性能に影響を及ぼす可能性を低く維持しながら、車軸方向の長さを短縮することができる。

さらに、図３のモータユニット２０１では、ハウジング１０内にボールベアリング２８６が配設されており、このボールベアリング２８６が、従動ギア２３４よりも車軸外側方向の部分の出力軸２３６をハウジング１０に対して回転可能に支持している。
これに対し、モータユニット１では、従動ギア３４よりも車軸外側方向の部分の出力軸３６は、ハブベアリング４０のベアリング部４２のみによりハウジング１０に対して回転可能に支持されている。すなわち、モータユニット１では、ハブベアリング４０が「出力軸３６をハウジング１０に対して回転可能に支持する」役割を担っている。このため、モータユニット１では、モータユニット２０１のボールベアリング２８６に相当するベアリングを不要とすることができる。したがって、不要としたベアリングの長さだけ車軸方向の長さをさらに短縮できるとともに、モータユニット全体の部品点数を削減できる。

加えて、図３のモータユニット２０１では、従動ギア２３４の車軸方向と直交する面は平坦であり、凹部は形成されていない。これに対し、モータユニット１では、従動ギア３４の面３４ａには第１凹部３５ａが設けられており、ベアリング部４２の車軸内側方向の一端部は、第１凹部３５ａ内に位置している。このため、ベアリング部４２の一端部が第１凹部３５ａに入り込んでいる長さだけ、車軸方向の長さをさらに短縮できる。

さらに、図３のモータユニット２０１では、出力軸２３６は、従動ギア２３４を貫通して、従動ギア２３４よりも車軸内側方向まで延びている。従動ギア２３４よりも車軸内側方向の部分の出力軸２３６は、ハウジング１０内に配設されたボールベアリング２８７によりハウジング１０に対して回転可能に支持されている。すなわち、モータユニット２０１では、出力軸２３６を従動ギア２３４の両側で支持する両持ち構造が採用されている。
これに対し、モータユニット１では、出力軸３６を従動ギア３４の一方の側だけで支持する片持ち構造が採用されている。ベアリング部４２は、２組の転動体群４０ｃ１、４０ｃ２が車軸方向に並んで配置された円筒形状を有している。このため、インナーレース４０ａが出力軸３６と接触する接触面積（軸方向長さ）は、一般的なベアリング（すなわち、転動体群を１組しか有さないベアリング）の接触面積と比較して大きい。したがって、片持ち構造であっても、ハブベアリング４０は出力軸３６を安定して支持することができ、出力軸３６のがたつきの程度を抑制できる。結果として、出力軸３６のがたつきに起因して発生するノイズ及び振動の程度を抑制できる。加えて、この構成によると、両持ち構造と比較して出力軸３６を支持するベアリングの個数を低減できるため、当該ベアリングの長さだけ車軸方向の長さをさらに短縮できるとともに、ベアリングの部品点数を削減できる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態に係るインホイールモータユニット１０１について説明する。以下では、第１実施形態に係るインホイールモータユニット１と同一の構成を有する部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２に示されたように、本実施形態では、出力軸１３６が従動ギア３４を貫通して、従動ギア３４よりも車軸内側方向まで延びている。出力軸１３６の車軸内側方向の端面は、従動ギア３４の面３４ｂよりも車軸内側方向に位置している。出力軸１３６は、従動ギア３４よりも車軸内側方向において、テーパーローラーベアリング１８４によりハウジング１０に対して回転可能に支持されている。テーパーローラーベアリング１８４は、転動体として円錐台形状のころ（テーパーローラー）を用いたベアリングである。テーパーローラーベアリング１８４には予圧が付与されている。テーパーローラーベアリング１８４の車軸外側方向の一端部は、従動ギア３４の第２凹部３５ｂの内部に位置している。テーパーローラーベアリング１８４は、オイル供給装置７０によって潤滑される。

第２実施形態に係るモータユニット１０１も、「モータユニット１０１に使用される潤滑剤がブレーキ性能に影響を及ぼす可能性を低く維持しながら、車軸方向の長さを短縮できる」という特有の効果を奏することができる。さらに、このモータユニット１０１では、従動ギア３４よりも車軸内側方向の部分の出力軸１３６は、テーパーローラーベアリング１８４により支持されている。従動ギア３４よりも車軸内側方向において出力軸１３６を支持するベアリングの種類がボールベアリングの場合は、動作中に出力軸１３６が軸方向に動いてしまい、がたつきを引き起こす場合がある。しかしながら、このモータユニット１０１では、出力軸１３６を支持するベアリングの種類をテーパーローラーベアリングとしている。このため、出力軸１３６が軸方向に動く程度を抑制でき、結果として、出力軸のがたつきの程度、及びがたつきに起因するノイズ及び振動の程度を抑制できる。加えて、テーパーローラーベアリング１８４に予圧を付与することにより、出力軸１３６の回転振動の程度を抑制できる。

特に、本実施形態では、従動ギア３４の面３４ｂに第２凹部３５ｂが設けられており、テーパーローラーベアリング１８４の車軸外側方向の一端部は、第２凹部３５ｂ内に位置している。一般に、テーパーローラーベアリングのほうがボールベアリングよりも軸方向の長さが長い。しかしながら、上記の構成では、テーパーローラーベアリング１８４の一端部が第２凹部３５ｂ内に入り込んでいる。このため、当該一端部が第２凹部３５ｂ内に入り込んでいる長さだけ車軸方向の長さを短縮できる。したがって、テーパーローラーベアリング１８４を用いることに起因してモータユニット１０１が車軸方向に長くなることを防止できる。結果として、出力軸１３６のがたつきの程度を抑制することと、モータユニット１０１が車軸方向に長くなることを防止することと、を両立できる。

以上、実施形態のインホイールモータユニットについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、ハブベアリング４０の転動体群４０ｃは、３組以上が並んで配置されていてもよい。さらに、転動体群４０ｃを構成する転動体の種類としてはころが選択されてもよい。

上記実施形態では、従動ギア３４の面３４ａ、面３４ｂのそれぞれに第１凹部３５ａ、第２凹部３５ｂが設けられたが、この構成に限られない。例えば、第１、第２凹部３５ａ、３５ｂのうち一方が設けられない構成であってもよいし、両方とも設けられない構成であってもよい。

上記実施形態では、ハブベアリング４０のインナーレース４０ａの筒部４０ａ１は出力軸３６とは異なる部材であったが、両者が一体化されていてもよい。例えば、筒部４０ａ１と出力軸３６とは、溶接又は削り出しにより一体化されていてもよい。

上記実施形態では、減速機３０は１段階の減速を実現する減速機構しか有していなかったが、この構成に限られない。例えば、減速機３０は、遊星歯車による減速機構をさらに有することにより、２段階の減速を実現する減速機構を有していてもよいし、多段階の減速を実現する減速機構を有していてもよい。あるいは、上記実施形態の減速機３０の減速機構に代えて、遊星歯車による減速機構が用いられてもよい。

１：インホイールモータユニット、１０：ハウジング、２０：モータ、２２：ステータ、２４：ロータ、２６：駆動軸、３０：減速機、３２：駆動ギア、３４：従動ギア、３４ａ，３４ｂ：面、３５ａ：第１凹部、３５ｂ：第２凹部、３６：出力軸、４０：ハブベアリング、４０ａ：インナーレース、４０ｂ：アウターレース、４０ｃ：転動体群、４２：ベアリング部、４４：ハブ部、５０：オイルシール部材、５２：ベアリングシール、６０，６２：Ｏリング、７０：オイル供給装置、８０，８２：ボールベアリング、９０：ブレーキロータ

Claims (5)

1. 車体に支持され、車両のホイール内に配置されるハウジングと、
   前記ハウジングに支持され、前記ハウジングの内部に収容されるモータと、
   前記ハウジング内部において前記モータにより回転させられ、潤滑オイルによって潤滑される円筒形状の回転体と、前記回転体に固定又は一体化され、前記ハウジングの壁面に設けられた開口を貫通して前記ハウジングの外部に車軸外側方向に延びている出力軸と、を有する減速機と、
   前記回転体よりも車軸外側方向の部分の前記出力軸に設けられ、車両重量を支えながら前記ホイールの回転を許容し、周方向に配置された複数個の転動体からなる転動体群を有するハブベアリングであって、前記潤滑オイルよりも高い粘度を有するグリスにより潤滑されるベアリング部と、前記ハウジングの外部に配置されたブレーキロータが固定されたハブ部と、が一体化されたハブベアリングと、を備え、
   前記モータの回転力を前記減速機及び前記ハブベアリングを介して前記ホイールに伝達して前記ホイールを回転させるインホイールモータユニットであって、
   前記ベアリング部の一部は、前記開口を介して前記ハウジングの内部に位置しており、
   前記出力軸は、前記回転体よりも車軸外側方向の部分においては、前記ベアリング部のみにより前記ハウジングに対して回転可能に支持されており、
   さらに、前記ベアリング部の前記一部の内部に配置されており、前記ハブベアリングの前記転動体群よりも車軸内側方向において前記ハブベアリングのインナーレースとアウターレースとの間隙を液密に封止する第１シール部材であって、前記ハウジングの内部を、前記モータ及び前記回転体が配置されている第１空間と、前記インナーレースと、前記アウターレースと、前記第１シール部材と、前記ハウジングの前記開口を含む仮想平面と、により囲まれる第２空間と、に区画する第１シール部材と、
   を備えるインホイールモータユニット。
2. 請求項１に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記回転体の車軸外側方向の一端面には、車軸内側方向に凹んでいる第１凹部が設けられており、
   前記ベアリング部の車軸内側方向の一端部は、前記第１凹部内に位置している、
   インホイールモータユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記ベアリング部は、少なくとも２組以上の前記転動体群が車軸方向に並んで配置された円筒形状を有しており、
   前記出力軸は、前記ハブベアリングのみにより支持されており、前記回転体よりも車軸内側方向では、ベアリングにより支持されていない、
   インホイールモータユニット。
4. 請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記出力軸は、前記回転体よりも車軸内側方向において、テーパーローラーベアリングにより、前記ハウジングに対して回転可能に支持されている、
   インホイールモータユニット。
5. 請求項４に記載のインホイールモータユニットにおいて、
   前記回転体の車軸内側方向の他端面には、車軸外側方向に凹んでいる第２凹部が設けられており、
   前記テーパーローラーベアリングの車軸外側方向の一端部は、前記第２凹部内に位置している、
   インホイールモータユニット。

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