インホイールモータ
【課題】電動車両を駆動するために十分な回転力を確保し、かつ、エネルギーの損失を低減すること。
【解決手段】電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１と、第２モータ１２と、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０と、ホイール軸受５０とを含む。第１遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式の遊星歯車装置である。第２遊星歯車機構３０は、ダブルピニオン式の遊星歯車装置である。第１モータ１１は、第１サンギア２１及び第２サンギア３１に連結される。第２モータ１２は、第１リングギア２４に連結される。クラッチ装置４０は、第１キャリア２３に連結される。第２キャリア３３は、第１リングギア２４に連結される。第１リングギア２４は、ホイール軸受５０に連結される。第２キャリア３３は、第２リングギア３４と一体で形成され、第２モータ１２のロータ１２ｂが外周面に固定されている。
【解決手段】電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１と、第２モータ１２と、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０と、ホイール軸受５０とを含む。第１遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式の遊星歯車装置である。第２遊星歯車機構３０は、ダブルピニオン式の遊星歯車装置である。第１モータ１１は、第１サンギア２１及び第２サンギア３１に連結される。第２モータ１２は、第１リングギア２４に連結される。クラッチ装置４０は、第１キャリア２３に連結される。第２キャリア３３は、第１リングギア２４に連結される。第１リングギア２４は、ホイール軸受５０に連結される。第２キャリア３３は、第２リングギア３４と一体で形成され、第２モータ１２のロータ１２ｂが外周面に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両を駆動するインホイールモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両駆動装置のうち、特にホイールを直接駆動するものをインホイールモータという。ここでいうインホイールモータとは、電動車両が備えるホイールの近傍に設けられる駆動装置である。なお、インホイールモータは、必ずしもホイールの内部に収納されていなくてもよい。インホイールモータは、ホイールの内部またはホイール近傍に配置される必要がある。しかしながら、ホイールの内部やホイール近傍は、比較的狭い空間である。よって、インホイールモータは、小型化が要求される。
【０００３】
インホイールモータには、減速機構を備える方式のものと、減速機構を備えないダイレクトドライブ方式のものとがある。減速機構を備える方式のインホイールモータは、電動車両の発進時や登坂時（坂道を登る時）に、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保しやすい。しかしながら、減速機構を備える方式のインホイールモータは、減速機構を介して回転力をホイールに伝えるため、減速機構での摩擦損失が生じる。減速機構を備える方式のインホイールモータは、モータの出力軸の回転速度がホイールの回転速度よりも常に速い。よって、減速機構を備える方式のインホイールモータは、特に、電動車両が高速で走行する時に、減速機構での摩擦損失によってエネルギーの損失が増大する。
【０００４】
一方、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、減速機構を介さずに回転力をホイールに伝えるため、エネルギーの損失を低減できる。しかしながら、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、減速機構によって回転力を増幅できない。これにより、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、電動車両の発進時や登坂時に、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保しにくい。電動車両を駆動するために十分な回転力を確保するための技術として、例えば、特許文献１には、インホイールモータではないが、遊星歯車機構を含む減速機構と、２つのモータとを備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路を有する。特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路内で回転力をまず電力に変換し、その電力を再度回転力に変換している。よって、特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路に発電機及びモータを含む必要がある。しかしながら、上述のように、インホイールモータは、電動車両駆動装置の小型化が要求されており、発電機及びモータを設置するためのスペースをホイール近傍に確保することが困難である。また、特許文献１に開示されている技術は、動力を電力に変換し、さらに電力を動力に変換する。よって、特許文献１に開示されている技術は、エネルギーの変換時にエネルギーの損失が生じる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保し、かつ、エネルギーの損失を低減できるインホイールモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明に係るインホイールモータは、第１モータと、第２モータと、前記第１モータと連結される第１サンギアと、前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、前記第１キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第２モータと連結される第１リングギアと、前記第１モータと連結される第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持すると共に、前記第１リングギアと連結される第２キャリアと、前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第２リングギアと、を含み、前記第２キャリアは、前記第１リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、第１の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態と第２変速状態の２つの変速状態を実現できる。第１変速状態では、第１モータは作動し、第２モータは作動せず、クラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、第１の発明に係るインホイールモータは、第２キャリアから第１リングギアに回転力の一部が戻り、さらに第１リングギアに伝わった回転力が第１サンギアを介して第２サンギアに伝わる。すなわち、第１の発明に係るインホイールモータは、回転力が循環する。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、より大きな変速比を実現できる。すなわち、第１の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態の時に、第１モータが出力する回転力よりも大きな回転力をホイールに伝達できる。
【００１０】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、クラッチ装置は非係合状態である。第１の発明に係るインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータから出力される回転力の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、第１モータの角速度と、出力軸となる第２リングギアの角速度との差を低減できる。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、摩擦損失を低減できる。
【００１１】
また、上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記第１キャリアの外周面の前記第２キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることが好ましい。これにより、第２モータのロータとステータとの間で振れ周りが生じることを抑制し、動力の伝達を適切に行うことができる。
【００１３】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、第２の発明に係るインホイールモータは、第１モータと、第２モータと、前記第１モータと連結される第１サンギアと、 前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第１リングギアと、前記第１モータと連結される第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、を含み、前記第１キャリアは、前記第２リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、第２の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態と第２変速状態の２つの変速状態を実現できる。第１変速状態では、第１モータは作動し、第２モータは作動せず、クラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、第２の発明に係るインホイールモータは、第１キャリアから第２リングギアに回転力の一部が戻り、さらに第２リングギアに伝わった回転力が第２サンギアを介して第１サンギアに伝わる。すなわち、第２の発明に係るインホイールモータは、回転力が循環する。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、より大きな変速比を実現できる。すなわち、第２の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態の時に、第１モータが出力する回転力よりも大きな回転力をホイールに伝達できる。
【００１５】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、クラッチ装置は非係合状態である。第２の発明に係るインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータから出力される回転力の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、第１モータの角速度と、出力軸となる第１リングギアの角速度との差を低減できる。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、摩擦損失を低減できる。
【００１６】
また、上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記第２キャリアの外周面の前記第１キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ。これにより、第２モータのロータとステータとの間で振れ周りが生じることを抑制し、動力の伝達を適切に行うことができる。
【００１８】
また、前記第２モータは、回転軸方向において、前記第１キャリアと前記第２キャリアとが重なる位置に配置されていることが好ましい。上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保し、かつ、エネルギーの損失を低減できるインホイールモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１の電動車両駆動装置の構成と、電動車両駆動装置が第１変速状態の時に回転力が伝わる経路とを示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態１の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。
【図３】図３は、実施形態１の電動車両駆動装置が第２変速状態の時に回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図４】図４は、実施形態１の第１モータ及び第２モータの角速度−回転力特性の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構の概略構成を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構を分解して示す説明図である。
【図７】図７は、実施形態２の電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。
【図８】図８は、実施形態２の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の電動車両駆動装置の構成と、電動車両駆動装置が第１変速状態の時に回転力が伝わる経路とを示す説明図である。図１に示すように、インホイールモータである電動車両駆動装置１０は、ケーシングＧと、第１モータ１１と、第２モータ１２と、変速機構１３と、ホイール軸受５０とを含む。ケーシングＧは、第１モータ１１と、第２モータ１２と、変速機構１３とを収納する。第１モータ１１は、第１回転力ＴＡを出力できる。第２モータ１２は、第２回転力ＴＢを出力できる。変速機構１３は、第１モータ１１と連結される。これにより、変速機構１３は、第１モータ１１が作動すると、第１回転力ＴＡが伝えられる（入力される）。なお、ここでいうモータの作動とは、モータに電力が供給されて出力軸が回転することをいう。また、変速機構１３は、第２モータ１２と連結される。これにより、変速機構１３は、第２モータ１２が作動すると、第２回転力ＴＢが伝えられる（入力される）。そして、変速機構１３は、ホイール軸受５０と連結され、変速された回転力をホイール軸受５０に伝える（出力する）。ホイール軸受５０は、電動車両のホイールＨが取り付けられる。
【００２３】
変速機構１３は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０とを含む。第１遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構２０は、第１サンギア２１と、第１ピニオンギア２２と、第１キャリア２３と、第１リングギア２４とを含む。第２遊星歯車機構３０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構３０は、第２サンギア３１と、第２ピニオンギア３２ａと、第３ピニオンギア３２ｂと、第２キャリア３３と、第２リングギア３４とを含む。
【００２４】
第１サンギア２１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第１サンギア２１は、第１モータ１１と連結される。よって、第１サンギア２１は、第１モータ１１が作動すると、第１回転力ＴＡが伝えられる。これにより、第１サンギア２１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。第１ピニオンギア２２は、第１サンギア２１と噛み合う。第１キャリア２３は、第１ピニオンギア２２が第１ピニオン回転軸Ｒｐ１を中心に回転（自転）できるように第１ピニオンギア２２を保持する。第１ピニオン回転軸Ｒｐ１は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００２５】
第１キャリア２３は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第１キャリア２３は、第１ピニオンギア２２が第１サンギア２１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第１ピニオンギア２２を保持することになる。第１リングギア２４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第１リングギア２４は、第１ピニオンギア２２と噛み合う。また、第１リングギア２４は、第２モータ１２と連結される。よって、第１リングギア２４は、第２モータ１２が作動すると第２回転力ＴＢが伝えられる。これにより、第１リングギア２４は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。
【００２６】
クラッチ装置４０は、第１キャリア２３の回転を規制できる。具体的には、クラッチ装置４０は、回転軸Ｒを中心とした第１キャリア２３の回転を規制（制動）する場合と、前記回転を許容する場合とを切り替えできる。以下、クラッチ装置４０は、前記回転を規制（制動）する状態を係合状態といい、前記回転を許容する状態を非係合状態という。クラッチ装置４０の詳細については後述する。
【００２７】
第２サンギア３１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第２サンギア３１は、第１サンギア２１を介して第１モータ１１と連結される。具体的には、第１サンギア２１と第２サンギア３１とは、同軸（回転軸Ｒ）で回転できるようにサンギアシャフト１４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト１４は、第１モータ１１と連結される。これにより、第２サンギア３１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００２８】
第２ピニオンギア３２ａは、第２サンギア３１と噛み合う。第３ピニオンギア３２ｂは、第２ピニオンギア３２ａと噛み合う。第２キャリア３３は、第２ピニオンギア３２ａが第２ピニオン回転軸Ｒｐ２を中心に回転（自転）できるように第２ピニオンギア３２ａを保持する。また、第２キャリア３３は、第３ピニオンギア３２ｂが第３ピニオン回転軸Ｒｐ３を中心に回転（自転）できるように第３ピニオンギア３２ｂを保持する。第２ピニオン回転軸Ｒｐ２及び第３ピニオン回転軸Ｒｐ３は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００２９】
第２キャリア３３は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第２キャリア３３は、第２ピニオンギア３２ａ及び第３ピニオンギア３２ｂが第２サンギア３１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第２ピニオンギア３２ａ及び第３ピニオンギア３２ｂを保持することになる。また、第２キャリア３３は、第１リングギア２４と連結される。これにより、第２キャリア３３は、第１リングギア２４が回転（自転）すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。第２リングギア３４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第２リングギア３４は、第３ピニオンギア３２ｂと噛み合う。また、第２リングギア３４は、ホイール軸受５０と連結される。これにより、第２リングギア３４が回転（自転）すると、ホイール軸受５０は回転する。次に、電動車両駆動装置１０における回転力の伝達経路について説明する。
【００３０】
電動車両駆動装置１０は、第１変速状態と第２変速状態との２つの変速状態を実現できる。まずは、電動車両の発進時や登坂時（坂道を登る時）に用いられる第１変速状態、いわゆるローギア状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。第１変速状態では、第１モータ１１は作動する。第１変速状態の時に、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ１とする。また、第１変速状態の時、第２モータ１２は作動しない、すなわち空転する。また、クラッチ装置４０は係合状態である。すなわち、第１変速状態では、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して公転できない状態となる。なお、図１に示す第１回転力Ｔ１と、循環回転力Ｔ３と、合成回転力Ｔ４と、第１分配回転力Ｔ５と、第２分配回転力Ｔ６との各回転力は、各部位に作用するトルクを示し、単位はＮｍである。
【００３１】
第１モータ１１から出力された第１回転力Ｔ１は、第１サンギア２１に入力される。そして、第１回転力Ｔ１は、第１サンギア２１で循環回転力Ｔ３と合流する。循環回転力Ｔ３は、第１リングギア２４から第１サンギア２１に伝えられた回転力である。循環回転力Ｔ３の詳細については後述する。これにより、第２サンギア３１は、第１回転力Ｔ１と循環回転力Ｔ３とが合成された合成回転力Ｔ４が伝えられる。合成回転力Ｔ４は、第２遊星歯車機構３０によって増幅される。また、合成回転力Ｔ４は、第２遊星歯車機構３０によって第１分配回転力Ｔ５と第２分配回転力Ｔ６とに分配される。第１分配回転力Ｔ５は、第２リングギア３４に分配された回転力である。第２分配回転力Ｔ６は、第２キャリア３３に分配された回転力である。
【００３２】
第１分配回転力Ｔ５は、第２リングギア３４からホイール軸受５０に伝えられる。これにより、ホイールＨは回転し、電動車両は走行する。第２分配回転力Ｔ６は、第１遊星歯車機構２０に入力される。具体的には、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４に伝えられる。第２分配回転力Ｔ６は、第１遊星歯車機構２０によって減少される。具体的には、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４から第１ピニオンギア２２を介して第１サンギア２１に伝わる際に変速されることで減少される。また、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４から第１ピニオンギア２２を介して第１サンギア２１に伝わる際に、自身（第２分配回転力Ｔ６）の回転方向が逆転される。これにより、第２分配回転力Ｔ６は、循環回転力Ｔ３となって第１サンギア２１に伝えられる。
【００３３】
このように、第１モータ１１から第１サンギア２１に入力された第１回転力Ｔ１は、増幅されつつ、増幅された回転力の一部が第１分配回転力Ｔ５として出力される。そして、増幅された回転力の残りの回転力は、第２キャリア３３から第１リングギア２４及び第１ピニオンギア２２を介して循環回転力Ｔ３として第１サンギア２１に伝えられる。第１サンギア２１に伝えられた循環回転力Ｔ３は、第１回転力Ｔ１と合流して合成回転力Ｔ４となり第２サンギア３１に伝えられる。
【００３４】
以上のように、電動車両駆動装置１０は、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間で、回転力の一部が循環する。これにより、電動車両駆動装置１０は、より大きな変速比を実現できる。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態の時に、より大きな回転力をホイールＨに伝達できる。以下に、第１回転力Ｔ１から第２分配回転力Ｔ６の値の一例を説明する。
【００３５】
第２サンギア３１の歯数をＺ１とし、第２リングギア３４の歯数をＺ４とし、第１サンギア２１の歯数をＺ５とし、第１リングギア２４の歯数をＺ７とする。以下に、電動車両駆動装置１０の各部に作用する回転力（図１に示す循環回転力Ｔ３、合成回転力Ｔ４、第１分配回転力Ｔ５、第２分配回転力Ｔ６）の第１回転力Ｔ１に対する比を数式で示す。なお、下記の式（１）〜式（４）で負の値となるものは、第１回転力Ｔ１とは逆方向の回転力である。
【００３６】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【００３７】
一例として、歯数Ｚ１を３１、歯数Ｚ４を７１、歯数Ｚ５を３７、歯数Ｚ７を７１とする。また、第１回転力Ｔ１を７５Ｎｍとする。すると、循環回転力Ｔ３は１５４．０Ｎｍ、合成回転力Ｔ４は２２９．０Ｎｍ、第１分配回転力Ｔ５は５２４.４Ｎｍ、第２分配回転力Ｔ６は−２９５．４Ｎｍとなる。このように、電動車両駆動装置１０は、一例として第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ１を６．９９倍に増幅してホイールＨに出力できる。次に、共線図を用いて第１変速状態での各部の角速度を説明する。
【００３８】
図２は、実施形態１の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。以下、一例として、第１サンギア２１の角速度をＶ［ｒａｄ／ｓ］とする。また、負の値となる角速度は、第１回転力ＴＡとは逆方向の回転であることを示す。図２に示すように、第１サンギア２１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第１キャリア２３は、クラッチ装置４０により回転が規制されている。よって、第１キャリア２３の角速度は０［ｒａｄ／ｓ］である。第１リングギア２４の角速度は０．５２１Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。第２サンギア３１は、第１サンギア２１と連結されている。よって、第２サンギア３１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第２キャリア３３は、第１リングギア２４と連結されている。よって、第２キャリア３３の角速度は０．５２１Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。
【００３９】
第２遊星歯車機構３０は、ピニオンギアを２つ有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であるため、第２サンギア３１から第２リングギア３４に伝わる回転力は第２キャリア３３で反転する。回転力は、第２キャリア３３から第２リングギア３４へ伝わる際、第２サンギア３１から第２キャリア３３へ伝わる時の変化率に−１を乗算した変化率で反転して伝わる。すなわち、図２中では、θ１とθ２とが等しくなる。これにより、第２リングギア３４の角速度は０．１４３Ｖ［ｒａｄ／ｓ］となる。以上により、変速機構１３の変速比は、Ｖ／０．１４３Ｖ＝６．９９となる。次に、第２変速状態について説明する。
【００４０】
図３は、実施形態１の電動車両駆動装置が第２変速状態の時に回転力が伝わる経路を示す説明図である。第２変速状態では、第１モータ１１は作動する。第２変速状態の時に、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ７とする。また、第２変速状態では、第２モータ１２は作動する。第２変速状態の時に、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ８とする。また、クラッチ装置４０は非係合状態である。すなわち、第２変速状態では、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して回転できる状態となる。これにより、第２変速状態では、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間における回転力の循環が遮断される。また、第２変速状態では、第１キャリア２３が自由に公転（回転）できるため、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは相対的に自由に回転（自転）できる。なお、図３に示す合成回転力Ｔ９は、ホイール軸受５０に伝えられるトルクを示し、単位はＮｍである。
【００４１】
第２変速状態では、第１回転力Ｔ７と第２回転力Ｔ８との比は、第２サンギア３１の歯数Ｚ１と第２リングギア３４の歯数Ｚ４との比で定まる。第１回転力Ｔ７は、第２キャリア３３で第２回転力Ｔ８と合流する。これにより、第２リングギア３４に合成回転力Ｔ９が伝わる。第１回転力Ｔ７と、第２回転力Ｔ８と、合成回転力Ｔ９とは、下記の式（５）を満たす。
【００４２】
【数５】
【００４３】
ここで、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは、互いに反対方向に回転（自転）するため、第２サンギア３１と第２キャリア３３とも、互いに反対方向に回転（自転）する。第２サンギア３１の角速度を一定とした場合、第２キャリア３３の角速度が速くなるほど、第２リングギア３４の角速度は遅くなる。また、第２キャリア３３の角速度が遅くなるほど、第２リングギア３４の角速度は速くなる。このように、第２リングギア３４の角速度は、第２サンギア３１の角速度と、第２キャリア３３の角速度とによって連続的に変化する。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。
【００４４】
また、電動車両駆動装置１０は、第２リングギア３４の角速度を一定にしようとする際に、第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ７の角速度と、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度との組み合わせを複数有する。すなわち、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度が変化することで、第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ７の角速度が変化しても、第２リングギア３４の角速度を一定に維持できる。これにより、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態から第２変速状態に切り替わる際に、第２リングギア３４の角速度の変化量を低減できる。結果として、電動車両駆動装置１０は、変速ショックを低減できる。
【００４５】
次に、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８について説明する。第２モータ１２は、下記の式（６）を満たす第２回転力Ｔ８以上の回転力を出力する必要がある。なお、下記の式（６）中の、１−（Ｚ４／Ｚ１）は、第２サンギア３１と第２リングギア３４との間の回転力比を示す。
【００４６】
【数６】
【００４７】
したがって、第１モータ１１が任意に回転する際に第２リングギア３４の回転力及び角速度を調節するためには、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とは、下記の式（７）を満たせばよい。なお、第１回転力ＴＡは第１モータ１１の任意の角速度での回転力であり、第２回転力ＴＢは第２モータ１２の任意の角速度での回転力である。
【００４８】
【数７】
【００４９】
図４は、実施形態１の第１モータ及び第２モータの角速度−回転力特性の一例を示すグラフである。モータの出力軸の角速度と、その角速度で出力できる最大回転力とは、互いに関係する。この関係をモータの角速度−回転力特性（回転数−トルク特性、ＮＴ特性）という。よって、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とは、第１モータ１１の出力軸の角速度が０から想定される最大角速度Ｎｍａｘの範囲内で、上記の式（７）を満たす必要がある。図４に示す角速度−回転力特性は、第１モータ１１の出力軸の角速度が０から想定される最大角速度Ｎｍａｘの範囲内で、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とが上記の式（７）を満たす場合の第１モータ１１及び第２モータ１２の角速度−回転力特性の一例である。次に、クラッチ装置４０について説明する。
【００５０】
クラッチ装置４０は、ワンウェイクラッチ装置である。ワンウェイクラッチ装置は、第１方向の回転力のみを伝達し、第１方向とは逆方向である第２方向の回転力を伝達しない。すなわち、ワンウェイクラッチ装置は、図１及び図３に示す第１キャリア２３が第１方向に回転しようとする際に係合状態となり、第１キャリア２３が第２方向に回転しようとする際に非係合状態となる。
【００５１】
本実施形態の場合、クラッチ装置４０は、第１変速状態、すなわち第２モータ１２が作動していない状態であって、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力する場合に、図１に示す第１キャリア２３が回転（自転）する方向に内輪４１が回転すると係合状態となる。すなわち、上述の第１方向は、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力し、かつ、第２モータが作動していない際に第２部材としての内輪４１が回転する方向である。この状態で、第２モータ１２が作動すると、第２キャリア３３の回転方向は逆転する。これにより、クラッチ装置４０は、第２変速状態の時、すなわち第２モータ１２が作動し、かつ、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力する場合に非係合状態となる。以上により、クラッチ装置４０は、第２モータ１２が作動するか否かによって従動的に係合状態と非係合状態とを切り替えできる。
【００５２】
次に、図５及び図６を用いて電動車両駆動装置１０の変速機構１３の一例を説明する。図５は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構の概略構成を示す断面図である。図６は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構を分解して示す説明図である。以下、上記で説明した構成要素については、図中において同一の符号で示し、重複する説明は省略する。また、図５には、第１モータ１１と第２モータ１２とサンギアシャフト１４とも示す。電動車両駆動装置１０は、さらに、軸受１５と、軸受１６と、キャリア軸受５２と、を有する。
【００５３】
図５に示すように、第１モータ１１は、第１ステータ１１ａと、第１ロータ１１ｂと、第１モータ出力軸１１ｃと、を有する。第１ステータ１１ａは、筒状部材であり、径方向外側がケーシングＧに固定されている。第１ステータ１１ａは、第１ステータコアに第１インシュレータを介して巻きつけられた第１コイルが複数配置されている。第１ロータ１１ｂは、第１ステータコア１１ａの径方向内側に配置される。第１ロータ１１ｂは、第１ロータコアと、第１マグネットとを含む。第１ロータコアは、筒状部材である。第１マグネットは、第１ロータコアの外周部に複数設けられる。第１モータ出力軸１１ｃは、棒状部材である。第１モータ出力軸１１ｃは、第１ロータ１１ｂの第１ロータコアと連結される。また、第１モータ１１には、第１ロータコアに第１ロータコアの回転角度を検出する第１レゾルバが設けられる。
【００５４】
第２モータ１２は、第２ステータ１２ａと、第２ロータ１２ｂと、を有する。第２ステータ１２ａは、筒状部材であり、径方向外側がケーシングＧに固定されている。第２ステータ１２ａは、第２ステータコアに第２インシュレータを介して巻きつけられた第２コイルが複数配置されている。
【００５５】
第２ロータ１２ｂは、第２ステータ１２ａの径方向内側に設けられる。第２ロータ１２ｂは、クラッチ装置４０と共にケーシングＧによって、回転軸Ｒを中心に回転できるように支持される。第２ロータ１２ｂは、第２ロータコア１２ｂ１と、第２マグネット１２ｂ２と、バランスディスク１２ｂ３と、ボルト１２ｂ４と、ナット１２ｂ５と、を有する。
第２ロータコア１２ｂ１は、筒状部材である。第２マグネット１２ｂ２は、第２ロータコア１２ｂ１の外周部に複数設けられる。バランスディスク１２ｂ３は、第２ロータコア１２ｂ１の回転不釣り合いを調整する部材であり、第２ロータコア１２ｂ１の軸方向の両端に配置されている。また、第２マグネット１２ｂ２とバランスディスク１２ｂ３とは、ボルト１２ｂ４とナット１２ｂ５で第２ロータコア１２ｂ１に固定されている。また、第２モータ１２には、第２ロータコア１２ｂ１に第２ロータコア１２ｂ１の回転角度を検出する第２レゾルバが設けられる。
【００５６】
サンギアシャフト１４は、第１モータ出力軸１１ｃと連結しており、第１モータ出力軸１１ｃと共に回転する。サンギアシャフト１４は、変速機構１３の内部に挿入されており、第１サンギア２１と第２サンギア３１と連結している。また、サンギアシャフト１４は、第１キャリア２３と第２キャリア３３を相対回転可能な状態で支持している。また、サンギアシャフト１４のホイールＨ側には、軸受１５と軸受１６とを有する。軸受１５は、転がり玉軸受であり、サンギアシャフト１４と図示しないハブ軸受のハウジングとを相対回転可能な状態で支持している。軸受１６は、サンギアシャフト１４と第２遊星歯車機構３０の第２キャリア３３とを相対回転可能な状態で支持している。
【００５７】
変速機構１３は、上述したように、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０と、を有する。第１遊星歯車機構２０は、第２遊星歯車機構３０よりも電動車両の車体側に配置されている。つまり、第２遊星歯車機構３０は、第１遊星歯車機構２０よりホイールＨ側に配置されている。また、第２遊星歯車機構３０は、第３ピニオンギア３２ｂの外周側に第２リングギア（図示省略）が配置されている。第２リングギアは、上述したようにホイール軸受５０と連結している。変速機構１３は、第１モータ１１及び第２モータ１２の回転を伝達し、第２リングギアを回転させホイール軸受５０を回転させることで、ホイールＨを回転させる。
【００５８】
第２遊星歯車機構３０の第２キャリア３３は、第１遊星歯車機構２０の外周に延在する突出部３３ａを有する。突出部３３ａは、第１遊星歯車機構２０の第１キャリア２３と対面する位置に配置されている。つまり第２キャリア３３の突出部３３ａは、第１遊星歯車機構２０の第１キャリア２３、第１サンギア２１等と回転軸方向における位置が重なる位置に配置されている。突出部３３ａは、第１リングギア２４の機能を備え、外周面に第２モータ１２の第２ロータ１２ｂの各部が固定され、内周面に内歯車３３ｂが形成されている、突出部３３ａは、内歯車３３ｂが第１ピニオンギア２２と係合している。
【００５９】
また、第２キャリア３３は、突出部３３ａの基端の径方向内側の面に軸受取付部３３ｃが形成されている。また、第１キャリア２３も軸受取付部３３ｃと対面する係方向外側の面に軸受取付部２３ａが形成されている。
【００６０】
キャリア軸受５２は、軸受取付部２３ａと軸受取付部３３ｃとの間に配置されている。キャリア軸受５２は、転がり玉軸受であり、内周面及び電動車両の車体側の面（第１サンギア２１側の面）が軸受取付部２３ａと接し、外周面及びホイールＨ側の面（第２サンギア３１側の面）が軸受取付部３３ｃと接している。キャリア軸受５２は、第１キャリア２３と第２キャリア３３との間で生じるラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重を支持し、第１キャリア２３と第２キャリア３３とをサンギアシャフト１４と同一軸上に回転可能な状態で支持している。第１キャリア２３と第２キャリア３３との位置が回転軸に対してずれないように回転可能な状態で両者の間隔を維持している。
【００６１】
次に、本実施形態のクラッチ装置４０について説明する。クラッチ装置４０は、スプラグ式ワンウェイクラッチであり、第１内輪４１と、第１外輪４２と、クラッチ機構４３と、第１軸受４４と、第２軸受４５と、を有する。
【００６２】
第１内輪４１は、筒形形状であり、径方向内側の面（内周面）が第１キャリア２３に連結され、径方向外側の面（外周面）がクラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とに連結されている。第１外輪４２は、第１内輪４１の径方向外側に配置されている。第１外輪４２は、筒形形状であり、内周面がクラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とに連結されている。また、第１外輪４２は、ケーシングＧに固定されている。なお、クラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とは、いずれも内周面と外周面とを相対的に回転させることができる部材であり、第１内輪４１と第１外輪４２とは相対回転可能な状態で配置されている。
【００６３】
クラッチ機構４３は、スプラグ式ワンウェイクラッチであり、第１内輪４１と、第１外輪４２との間に配置された伝達部を含む。伝達部は、カム、スプラグ等で構成される。クラッチ機構４３は、第１内輪４１と第２外輪４２とが一方向のみに相対回転可能な機構である。クラッチ機構４３は、第１内輪４１に第１方向の回転力が作用すると、伝達部が第１内輪４１及び第１外輪４２と噛み合う。これにより、第１内輪４１と第１外輪４２との間で回転力が伝達される。これにより、クラッチ機構４３を介して第１内輪４１と第１外輪４２との間で力が伝達する状態となり、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受ける。よって、クラッチ機構４３は、第１キャリア２３の回転を規制できる。また、クラッチ機構４３は、第１内輪４１に第２方向の回転力が作用すると、伝達部が第１内輪４１及び第１外輪４２と噛み合わない。これにより、第１内輪４１と第１外輪４２との間で回転力が伝達されず、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受けない。よって、クラッチ装置４０は、第１キャリア２３の回転を規制しない。このようにして、クラッチ機構４０は、ワンウェイクラッチ装置としての機能を実現する。なお、クラッチ機構４３は、第１内輪４１を第１部材、第１外輪４２を第２部材として用いたが、第１内輪４１と伝達部との間に第２内輪を設け、第１外輪４２と伝達部との間に第２外輪を設けてもよい。
【００６４】
ここで、クラッチ機構４３は、伝達部の機構として種々の機構を用いることができ、ローラクラッチ装置でもカムクラッチ装置でもよい。但し、カムクラッチ装置は、回転力（トルク）容量がローラクラッチ装置よりも大きい。すなわち、カムクラッチ装置は、内輪４１と外輪４２との間で伝達できる力の大きさがローラクラッチ装置よりも大きい。よって、クラッチ装置４０は、カムクラッチ装置である方が、より大きな回転力を伝達できる。
【００６５】
また、クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ではなく、シリンダ内のピストンを作動流体によって移動させることで２つの回転部材を係合させたり、電磁アクチュエータによって２つの回転部材を係合させたりする方式のクラッチ機構でもよい。但し、このようなクラッチ機構は、ピストンを移動させるための機構が必要となったり、電磁アクチュエータを作動させるための電力が必要となったりする。しかし、クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ならば、ピストンを移動させるための機構を必要とせず、電磁アクチュエータを作動させるための電力も必要としない。クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ならば、第１内輪４１または第１外輪４２（本実施形態では第１内輪４１）に作用する回転力の方向が切り替えられることで、係合状態と非係合状態とを切り替えできる。よって、クラッチ装置４０は、ワンウェイクラッチ装置である方が、部品点数を低減でき、かつ、自身（クラッチ装置４０）を小型化できる。
【００６６】
第１軸受４４は、クラッチ機構４３よりもホイール側に配置された転がり玉軸受であり、内輪４１と外輪４２とを相対回転可能な状態で支持している。なお、第１軸受４４は、第１内輪４１が、第１軸受４４の内輪となり、第１外輪４２が、第１軸受４４の外輪となる。つまり、第１軸受４４の内輪とクラッチ装置４０の第１内輪４１とが一体となり、第１軸受４４の外輪とクラッチ装置４０の第１外輪４２とが一体となる。第２軸受４５は、クラッチ機構４３よりも電動車両の車体側に配置された転がり玉軸受であり、内輪４１と外輪４２とを相対回転可能な状態で支持している。
【００６７】
このようにクラッチ装置４０は、クラッチ機構４３の両側に第１軸受４４と第２軸受４５を配置している。つまり、第１軸受４４と第２軸受４５とでクラッチ機構４３を挟んだ構成としている。これにより、クラッチ機構４０は、クラッチ機構４０に係るラジアル荷重、アキシアル荷重等を第１軸受４４と第２軸受４５とで受けることができる。
【００６８】
上記の構成により、電動車両駆動装置１０は、ホイールを保持し、かつ、第１モータ１１及び第２モータ１２から出力された回転力を前記ホイールに伝えることで、電動車両を走行させることができる。
【００６９】
また、電動車両駆動装置１０は、変速機構１３の第２キャリア３３に突出部３３ａを設け、突出部３３ａを第１キャリア２３の外周面側に配置して第１リングギア２４して用いることで、つまり、第２キャリア３３と第１リングギア２４との機能を１つの部材で実現し、第２モータ１２を第２キャリア３３の外周側に配置することで、軸方向における変速機構１３の大きさを小さくすることができ、装置を小型化、軽量化することができる。また、第２モータ１２のロータ１２ｂを第２キャリア３３と連結する機構とすることで、第２モータ１２から出力される動力を第２キャリア３３に伝達するための部材を省略することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００７０】
また、電動車両駆動装置１０は、第１キャリア２３と第２キャリア３３との間にキャリア軸受５２を設けることで、第１キャリア２３と第２キャリア３３とがサンギアシャフト１４に対して振れ回ることを抑制することができる。これにより、第２キャリア３３に固定されている第２モータ１２のロータ１２ｂをサンギアシャフト１４に対して適切に支持することができ、ロータ１２ｂがサンギアシャフト１４に対して振れ回ることを抑制することができる。これにより、ケーシングＧに固定されているステータ１２ａと第２キャリア３３に固定されたロータ１２ｂとの回転精度が悪化することを抑制することができ、モータトルクを好適に伝達することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、第１モータ１１と、第２モータ１２と、第１サンギア２１と、第１キャリア２３と、第１リングギア２４と、第２サンギア３１と、第２キャリア３３と、第２リングギア３４と、ホイール軸受５０とがすべて同軸上に配置されているが、電動車両駆動装置１０は、必ずしもこれらの構成要素が同軸上に配置されなくてもよい。また、本実施形態の電動車両駆動装置１０は、第２リングギア３４がホイール軸受５０に直接連結されているが、第２リングギア３４が歯車や継手を介してホイール軸受５０に連結されてもよい。
【００７２】
（実施形態２）
図７は、実施形態２の電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。図７に示す実施形態２の電動車両駆動装置６０は、実施形態１の電動車両駆動装置１０と変速機構の構成が異なる。以下、実施形態１の電動車両駆動装置１０が有する構成要素と同様の構成要素は、同一の符号を付して説明を省略する。電動車両駆動装置６０は、変速機構６３を含む。変速機構６３は、第１モータ１１と連結されて第１モータ１１が出力した回転力が伝えられる（入力される）。また、変速機構６３は、第２モータ１２と連結されて第２モータ１２が出力した回転力が伝えられる（入力される）。そして、変速機構６３は、ホイール軸受５０と連結され、変速された回転力をホイール軸受５０に伝える（出力する）。ホイール軸受５０は、電動車両のホイールＨが取り付けられる。
【００７３】
変速機構６３は、第１遊星歯車機構７０と、第２遊星歯車機構８０と、クラッチ装置９０とを含む。第１遊星歯車機構７０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構７０は、第１サンギア７１と、第１ピニオンギア７２と、第１キャリア７３と、第１リングギア７４とを含む。第２遊星歯車機構８０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構８０は、第２サンギア８１と、第２ピニオンギア８２ａと、第３ピニオンギア８２ｂと、第２キャリア８３と、第２リングギア８４とを含む。第２遊星歯車機構８０は、第１遊星歯車機構７０よりも第１モータ１１及び第２モータ１２側に配置される。
【００７４】
第２サンギア８１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第２サンギア８１は、第１モータ１１と連結される。よって、第１モータ１１が作動すると、第２サンギア８１は、第１回転力ＴＡが伝えられる。これにより、第２サンギア８１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。第２ピニオンギア８２ａは、第２サンギア８１と噛み合う。第３ピニオンギア８２ｂは、第２ピニオンギア８２ａと噛み合う。第２キャリア８３は、第２ピニオンギア８２ａが第２ピニオン回転軸Ｒｐ２を中心に回転（自転）できるように第２ピニオンギア８２ａを保持する。第２キャリア８３は、第３ピニオンギア８２ｂが第３ピニオン回転軸Ｒｐ３を中心に回転（自転）できるように第３ピニオンギア８２ｂを保持する。第２ピニオン回転軸Ｒｐ２は、例えば、回転軸Ｒと平行である。第３ピニオン回転軸Ｒｐ３は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００７５】
第２キャリア８３は、回転軸Ｒを中心に回転できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第２キャリア８３は、第２ピニオンギア８２ａ及び第３ピニオンギア８２ｂが第２サンギア８１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第２ピニオンギア８２ａ及び第３ピニオンギア８２ｂを保持することになる。第２リングギア８４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第２リングギア８４は、第３ピニオンギア８２ｂと噛み合う。また、第２リングギア８４は、第２モータ１２と連結される。よって、第２モータ１２が作動すると、第２リングギア８４は、第２回転力ＴＢが伝えられる。これにより、第２リングギア８４は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。
【００７６】
第１サンギア７１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第１サンギア７１は、第２サンギア８１を介して第１モータ１１と連結される。具体的には、第１サンギア７１と第２サンギア８１とは、同軸（回転軸Ｒ）で回転できるようにサンギアシャフト６４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト６４は、第１モータ１１と連結される。これにより、第１サンギア７１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００７７】
第１ピニオンギア７２は、第１サンギア７１と噛み合う。第１キャリア７３は、第１ピニオンギア７２が第１ピニオン回転軸Ｒｐ１を中心に回転（自転）できるように第１ピニオンギア７２を保持する。第１ピニオン回転軸Ｒｐ１は、例えば、回転軸Ｒと平行である。第１キャリア７３は、回転軸Ｒを中心に回転できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第１キャリア７３は、第１ピニオンギア７２が第１サンギア７１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第１ピニオンギア７２を保持することになる。
【００７８】
また、第１キャリア７３は、第２リングギア８４と連結される。これにより、第１キャリア７３は、第２リングギア８４が回転（自転）すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。第１リングギア７４は、第１ピニオンギア７２と噛み合う。また、第１リングギア７４は、ホイールＨと連結される。これにより、第１リングギア７４が回転（自転）すると、ホイールＨは回転する。クラッチ装置９０は、第２キャリア８３の回転を規制できる。具体的には、クラッチ装置９０は、回転軸Ｒを中心とした第２キャリア８３の回転を規制（制動）する場合と、前記回転を許容する場合とを切り替えできる。次に、参考として、共線図を用いて第１変速状態での各部の角速度を説明する。
【００７９】
図８は、実施形態２の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。以下、一例として、第２サンギア８１の角速度をＶ［ｒａｄ／ｓ］とする。また、Ｚ１と、Ｚ４と、Ｚ５と、Ｚ７とは、実施形態１のものと同一である。図８に示すように、第２サンギア８１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第２キャリア８３は、クラッチ装置９０により回転が規制されている。よって、第２キャリア８３の角速度は０［ｒａｄ／ｓ］である。第２遊星歯車機構８０は、ピニオンギアを２つ有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であるため、第２サンギア８１から第２リングギア８４に伝わる回転力は第２キャリア８３で反転する。回転力は、第２キャリア８３から第２リングギア８４へ伝わる際、第２サンギア８１から第２キャリア８３へ伝わる時の変化率に−１を乗算した変化率で反転して伝わる。すなわち、図８中では、θ３とθ４とが等しくなる。これにより、第２リングギア８４の角速度は０．４３７Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。
【００８０】
第１サンギア７１は、第２サンギア８１と連結されている。よって、第１サンギア７１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第１キャリア７３は、第２リングギア８４と連結されている。よって、第１キャリア７３の角速度は０．４３７Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。また、第１リングギア７４の角速度は０．１４３Ｖ［ｒａｄ／ｓ］となる。以上により、変速機構６３の変速比は、Ｖ／０．１４３Ｖ＝６．９９となる。このように、電動車両駆動装置６０は、実施形態１の電動車両駆動装置１０と同様の原理により、実施形態１の電動車両駆動装置１０が奏する効果と同様の効果を奏する。
【００８１】
また、電動車両駆動装置６０も、よりホイール側に配置される第１遊星歯車機構７０の第１キャリア７３を第２モータ１２（サンギアシャフトに連結していない側のモータ）に対面する位置に配置し、第１キャリア７３と第２リングギア８４とを一体の部材として第１キャリアの外周に第２モータのロータを固定する構成とすることで、上記と同様に装置を小型化、軽量化する効果を奏することができる。このように、電動車両駆動装置は、変速機構の構成によらず、第２モータ１２（サンギアシャフトに連結していない側のモータ）を、ホイール側に配置されるキャリアの外周面に配置することで、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０、６０ 電動車両駆動装置
１１ 第１モータ
１２ 第２モータ
１２ａ 第２ステータ
１２ｂ 第２ロータ
１２ｂ１ 第２ロータコア
１２ｂ２ 第２マグネット
１３、６３ 変速機構
１４、６４ サンギアシャフト
１５、１６ 軸受
２０、７０ 第１遊星歯車機構
２１、７１ 第１サンギア
２２、７２ 第１ピニオンギア
２３、７３ 第１キャリア
２３ａ 軸受取付部
２４、７４ 第１リングギア
３０、８０ 第２遊星歯車機構
３１、８１ 第２サンギア
３２ａ、８２ａ 第２ピニオンギア
３２ｂ、８２ｂ 第３ピニオンギア
３３、８３ 第２キャリア
３３ａ 突出部
３３ｂ 内歯車
３３ｃ 軸受取付部
３４、８４ 第２リングギア
４０、９０ クラッチ装置
４１ 第１内輪
４２ 第１外輪
４３ クラッチ機構
４４ 第１軸受
４５ 第２軸受
５０ ホイール軸受
５２ キャリア軸受
Ｈ ホイール
Ｒ 回転軸
Ｒｐ１ 第１ピニオン回転軸
Ｒｐ２ 第２ピニオン回転軸
Ｒｐ３ 第３ピニオン回転軸
Ｔ１、Ｔ７、ＴＡ 第１回転力
Ｔ３ 循環回転力
Ｔ４ 合成回転力
Ｔ５ 第１分配回転力
Ｔ６ 第２分配回転力
Ｔ８、ＴＢ 第２回転力
Ｔ９ 合成回転力
Ｚ１、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ７ 歯数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両を駆動するインホイールモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両駆動装置のうち、特にホイールを直接駆動するものをインホイールモータという。ここでいうインホイールモータとは、電動車両が備えるホイールの近傍に設けられる駆動装置である。なお、インホイールモータは、必ずしもホイールの内部に収納されていなくてもよい。インホイールモータは、ホイールの内部またはホイール近傍に配置される必要がある。しかしながら、ホイールの内部やホイール近傍は、比較的狭い空間である。よって、インホイールモータは、小型化が要求される。
【０００３】
インホイールモータには、減速機構を備える方式のものと、減速機構を備えないダイレクトドライブ方式のものとがある。減速機構を備える方式のインホイールモータは、電動車両の発進時や登坂時（坂道を登る時）に、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保しやすい。しかしながら、減速機構を備える方式のインホイールモータは、減速機構を介して回転力をホイールに伝えるため、減速機構での摩擦損失が生じる。減速機構を備える方式のインホイールモータは、モータの出力軸の回転速度がホイールの回転速度よりも常に速い。よって、減速機構を備える方式のインホイールモータは、特に、電動車両が高速で走行する時に、減速機構での摩擦損失によってエネルギーの損失が増大する。
【０００４】
一方、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、減速機構を介さずに回転力をホイールに伝えるため、エネルギーの損失を低減できる。しかしながら、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、減速機構によって回転力を増幅できない。これにより、ダイレクトドライブ方式のインホイールモータは、電動車両の発進時や登坂時に、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保しにくい。電動車両を駆動するために十分な回転力を確保するための技術として、例えば、特許文献１には、インホイールモータではないが、遊星歯車機構を含む減速機構と、２つのモータとを備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路を有する。特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路内で回転力をまず電力に変換し、その電力を再度回転力に変換している。よって、特許文献１に開示されている技術は、動力循環経路に発電機及びモータを含む必要がある。しかしながら、上述のように、インホイールモータは、電動車両駆動装置の小型化が要求されており、発電機及びモータを設置するためのスペースをホイール近傍に確保することが困難である。また、特許文献１に開示されている技術は、動力を電力に変換し、さらに電力を動力に変換する。よって、特許文献１に開示されている技術は、エネルギーの変換時にエネルギーの損失が生じる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保し、かつ、エネルギーの損失を低減できるインホイールモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明に係るインホイールモータは、第１モータと、第２モータと、前記第１モータと連結される第１サンギアと、前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、前記第１キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第２モータと連結される第１リングギアと、前記第１モータと連結される第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持すると共に、前記第１リングギアと連結される第２キャリアと、前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第２リングギアと、を含み、前記第２キャリアは、前記第１リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、第１の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態と第２変速状態の２つの変速状態を実現できる。第１変速状態では、第１モータは作動し、第２モータは作動せず、クラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、第１の発明に係るインホイールモータは、第２キャリアから第１リングギアに回転力の一部が戻り、さらに第１リングギアに伝わった回転力が第１サンギアを介して第２サンギアに伝わる。すなわち、第１の発明に係るインホイールモータは、回転力が循環する。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、より大きな変速比を実現できる。すなわち、第１の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態の時に、第１モータが出力する回転力よりも大きな回転力をホイールに伝達できる。
【００１０】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、クラッチ装置は非係合状態である。第１の発明に係るインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータから出力される回転力の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、第１モータの角速度と、出力軸となる第２リングギアの角速度との差を低減できる。これにより、第１の発明に係るインホイールモータは、摩擦損失を低減できる。
【００１１】
また、上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記第１キャリアの外周面の前記第２キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることが好ましい。これにより、第２モータのロータとステータとの間で振れ周りが生じることを抑制し、動力の伝達を適切に行うことができる。
【００１３】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、第２の発明に係るインホイールモータは、第１モータと、第２モータと、前記第１モータと連結される第１サンギアと、 前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第１リングギアと、前記第１モータと連結される第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、を含み、前記第１キャリアは、前記第２リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、第２の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態と第２変速状態の２つの変速状態を実現できる。第１変速状態では、第１モータは作動し、第２モータは作動せず、クラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、第２の発明に係るインホイールモータは、第１キャリアから第２リングギアに回転力の一部が戻り、さらに第２リングギアに伝わった回転力が第２サンギアを介して第１サンギアに伝わる。すなわち、第２の発明に係るインホイールモータは、回転力が循環する。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、より大きな変速比を実現できる。すなわち、第２の発明に係るインホイールモータは、第１変速状態の時に、第１モータが出力する回転力よりも大きな回転力をホイールに伝達できる。
【００１５】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、クラッチ装置は非係合状態である。第２の発明に係るインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータから出力される回転力の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、第１モータの角速度と、出力軸となる第１リングギアの角速度との差を低減できる。これにより、第２の発明に係るインホイールモータは、摩擦損失を低減できる。
【００１６】
また、上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記第２キャリアの外周面の前記第１キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ。これにより、第２モータのロータとステータとの間で振れ周りが生じることを抑制し、動力の伝達を適切に行うことができる。
【００１８】
また、前記第２モータは、回転軸方向において、前記第１キャリアと前記第２キャリアとが重なる位置に配置されていることが好ましい。上記構成により、第２モータと第２キャリアとを近接して配置することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電動車両を駆動するために十分な回転力を確保し、かつ、エネルギーの損失を低減できるインホイールモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１の電動車両駆動装置の構成と、電動車両駆動装置が第１変速状態の時に回転力が伝わる経路とを示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態１の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。
【図３】図３は、実施形態１の電動車両駆動装置が第２変速状態の時に回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図４】図４は、実施形態１の第１モータ及び第２モータの角速度−回転力特性の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構の概略構成を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構を分解して示す説明図である。
【図７】図７は、実施形態２の電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。
【図８】図８は、実施形態２の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の電動車両駆動装置の構成と、電動車両駆動装置が第１変速状態の時に回転力が伝わる経路とを示す説明図である。図１に示すように、インホイールモータである電動車両駆動装置１０は、ケーシングＧと、第１モータ１１と、第２モータ１２と、変速機構１３と、ホイール軸受５０とを含む。ケーシングＧは、第１モータ１１と、第２モータ１２と、変速機構１３とを収納する。第１モータ１１は、第１回転力ＴＡを出力できる。第２モータ１２は、第２回転力ＴＢを出力できる。変速機構１３は、第１モータ１１と連結される。これにより、変速機構１３は、第１モータ１１が作動すると、第１回転力ＴＡが伝えられる（入力される）。なお、ここでいうモータの作動とは、モータに電力が供給されて出力軸が回転することをいう。また、変速機構１３は、第２モータ１２と連結される。これにより、変速機構１３は、第２モータ１２が作動すると、第２回転力ＴＢが伝えられる（入力される）。そして、変速機構１３は、ホイール軸受５０と連結され、変速された回転力をホイール軸受５０に伝える（出力する）。ホイール軸受５０は、電動車両のホイールＨが取り付けられる。
【００２３】
変速機構１３は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０とを含む。第１遊星歯車機構２０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構２０は、第１サンギア２１と、第１ピニオンギア２２と、第１キャリア２３と、第１リングギア２４とを含む。第２遊星歯車機構３０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構３０は、第２サンギア３１と、第２ピニオンギア３２ａと、第３ピニオンギア３２ｂと、第２キャリア３３と、第２リングギア３４とを含む。
【００２４】
第１サンギア２１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第１サンギア２１は、第１モータ１１と連結される。よって、第１サンギア２１は、第１モータ１１が作動すると、第１回転力ＴＡが伝えられる。これにより、第１サンギア２１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。第１ピニオンギア２２は、第１サンギア２１と噛み合う。第１キャリア２３は、第１ピニオンギア２２が第１ピニオン回転軸Ｒｐ１を中心に回転（自転）できるように第１ピニオンギア２２を保持する。第１ピニオン回転軸Ｒｐ１は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００２５】
第１キャリア２３は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第１キャリア２３は、第１ピニオンギア２２が第１サンギア２１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第１ピニオンギア２２を保持することになる。第１リングギア２４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第１リングギア２４は、第１ピニオンギア２２と噛み合う。また、第１リングギア２４は、第２モータ１２と連結される。よって、第１リングギア２４は、第２モータ１２が作動すると第２回転力ＴＢが伝えられる。これにより、第１リングギア２４は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。
【００２６】
クラッチ装置４０は、第１キャリア２３の回転を規制できる。具体的には、クラッチ装置４０は、回転軸Ｒを中心とした第１キャリア２３の回転を規制（制動）する場合と、前記回転を許容する場合とを切り替えできる。以下、クラッチ装置４０は、前記回転を規制（制動）する状態を係合状態といい、前記回転を許容する状態を非係合状態という。クラッチ装置４０の詳細については後述する。
【００２７】
第２サンギア３１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第２サンギア３１は、第１サンギア２１を介して第１モータ１１と連結される。具体的には、第１サンギア２１と第２サンギア３１とは、同軸（回転軸Ｒ）で回転できるようにサンギアシャフト１４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト１４は、第１モータ１１と連結される。これにより、第２サンギア３１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００２８】
第２ピニオンギア３２ａは、第２サンギア３１と噛み合う。第３ピニオンギア３２ｂは、第２ピニオンギア３２ａと噛み合う。第２キャリア３３は、第２ピニオンギア３２ａが第２ピニオン回転軸Ｒｐ２を中心に回転（自転）できるように第２ピニオンギア３２ａを保持する。また、第２キャリア３３は、第３ピニオンギア３２ｂが第３ピニオン回転軸Ｒｐ３を中心に回転（自転）できるように第３ピニオンギア３２ｂを保持する。第２ピニオン回転軸Ｒｐ２及び第３ピニオン回転軸Ｒｐ３は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００２９】
第２キャリア３３は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第２キャリア３３は、第２ピニオンギア３２ａ及び第３ピニオンギア３２ｂが第２サンギア３１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第２ピニオンギア３２ａ及び第３ピニオンギア３２ｂを保持することになる。また、第２キャリア３３は、第１リングギア２４と連結される。これにより、第２キャリア３３は、第１リングギア２４が回転（自転）すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。第２リングギア３４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第２リングギア３４は、第３ピニオンギア３２ｂと噛み合う。また、第２リングギア３４は、ホイール軸受５０と連結される。これにより、第２リングギア３４が回転（自転）すると、ホイール軸受５０は回転する。次に、電動車両駆動装置１０における回転力の伝達経路について説明する。
【００３０】
電動車両駆動装置１０は、第１変速状態と第２変速状態との２つの変速状態を実現できる。まずは、電動車両の発進時や登坂時（坂道を登る時）に用いられる第１変速状態、いわゆるローギア状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。第１変速状態では、第１モータ１１は作動する。第１変速状態の時に、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ１とする。また、第１変速状態の時、第２モータ１２は作動しない、すなわち空転する。また、クラッチ装置４０は係合状態である。すなわち、第１変速状態では、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して公転できない状態となる。なお、図１に示す第１回転力Ｔ１と、循環回転力Ｔ３と、合成回転力Ｔ４と、第１分配回転力Ｔ５と、第２分配回転力Ｔ６との各回転力は、各部位に作用するトルクを示し、単位はＮｍである。
【００３１】
第１モータ１１から出力された第１回転力Ｔ１は、第１サンギア２１に入力される。そして、第１回転力Ｔ１は、第１サンギア２１で循環回転力Ｔ３と合流する。循環回転力Ｔ３は、第１リングギア２４から第１サンギア２１に伝えられた回転力である。循環回転力Ｔ３の詳細については後述する。これにより、第２サンギア３１は、第１回転力Ｔ１と循環回転力Ｔ３とが合成された合成回転力Ｔ４が伝えられる。合成回転力Ｔ４は、第２遊星歯車機構３０によって増幅される。また、合成回転力Ｔ４は、第２遊星歯車機構３０によって第１分配回転力Ｔ５と第２分配回転力Ｔ６とに分配される。第１分配回転力Ｔ５は、第２リングギア３４に分配された回転力である。第２分配回転力Ｔ６は、第２キャリア３３に分配された回転力である。
【００３２】
第１分配回転力Ｔ５は、第２リングギア３４からホイール軸受５０に伝えられる。これにより、ホイールＨは回転し、電動車両は走行する。第２分配回転力Ｔ６は、第１遊星歯車機構２０に入力される。具体的には、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４に伝えられる。第２分配回転力Ｔ６は、第１遊星歯車機構２０によって減少される。具体的には、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４から第１ピニオンギア２２を介して第１サンギア２１に伝わる際に変速されることで減少される。また、第２分配回転力Ｔ６は、第１リングギア２４から第１ピニオンギア２２を介して第１サンギア２１に伝わる際に、自身（第２分配回転力Ｔ６）の回転方向が逆転される。これにより、第２分配回転力Ｔ６は、循環回転力Ｔ３となって第１サンギア２１に伝えられる。
【００３３】
このように、第１モータ１１から第１サンギア２１に入力された第１回転力Ｔ１は、増幅されつつ、増幅された回転力の一部が第１分配回転力Ｔ５として出力される。そして、増幅された回転力の残りの回転力は、第２キャリア３３から第１リングギア２４及び第１ピニオンギア２２を介して循環回転力Ｔ３として第１サンギア２１に伝えられる。第１サンギア２１に伝えられた循環回転力Ｔ３は、第１回転力Ｔ１と合流して合成回転力Ｔ４となり第２サンギア３１に伝えられる。
【００３４】
以上のように、電動車両駆動装置１０は、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間で、回転力の一部が循環する。これにより、電動車両駆動装置１０は、より大きな変速比を実現できる。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態の時に、より大きな回転力をホイールＨに伝達できる。以下に、第１回転力Ｔ１から第２分配回転力Ｔ６の値の一例を説明する。
【００３５】
第２サンギア３１の歯数をＺ１とし、第２リングギア３４の歯数をＺ４とし、第１サンギア２１の歯数をＺ５とし、第１リングギア２４の歯数をＺ７とする。以下に、電動車両駆動装置１０の各部に作用する回転力（図１に示す循環回転力Ｔ３、合成回転力Ｔ４、第１分配回転力Ｔ５、第２分配回転力Ｔ６）の第１回転力Ｔ１に対する比を数式で示す。なお、下記の式（１）〜式（４）で負の値となるものは、第１回転力Ｔ１とは逆方向の回転力である。
【００３６】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【００３７】
一例として、歯数Ｚ１を３１、歯数Ｚ４を７１、歯数Ｚ５を３７、歯数Ｚ７を７１とする。また、第１回転力Ｔ１を７５Ｎｍとする。すると、循環回転力Ｔ３は１５４．０Ｎｍ、合成回転力Ｔ４は２２９．０Ｎｍ、第１分配回転力Ｔ５は５２４.４Ｎｍ、第２分配回転力Ｔ６は−２９５．４Ｎｍとなる。このように、電動車両駆動装置１０は、一例として第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ１を６．９９倍に増幅してホイールＨに出力できる。次に、共線図を用いて第１変速状態での各部の角速度を説明する。
【００３８】
図２は、実施形態１の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。以下、一例として、第１サンギア２１の角速度をＶ［ｒａｄ／ｓ］とする。また、負の値となる角速度は、第１回転力ＴＡとは逆方向の回転であることを示す。図２に示すように、第１サンギア２１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第１キャリア２３は、クラッチ装置４０により回転が規制されている。よって、第１キャリア２３の角速度は０［ｒａｄ／ｓ］である。第１リングギア２４の角速度は０．５２１Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。第２サンギア３１は、第１サンギア２１と連結されている。よって、第２サンギア３１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第２キャリア３３は、第１リングギア２４と連結されている。よって、第２キャリア３３の角速度は０．５２１Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。
【００３９】
第２遊星歯車機構３０は、ピニオンギアを２つ有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であるため、第２サンギア３１から第２リングギア３４に伝わる回転力は第２キャリア３３で反転する。回転力は、第２キャリア３３から第２リングギア３４へ伝わる際、第２サンギア３１から第２キャリア３３へ伝わる時の変化率に−１を乗算した変化率で反転して伝わる。すなわち、図２中では、θ１とθ２とが等しくなる。これにより、第２リングギア３４の角速度は０．１４３Ｖ［ｒａｄ／ｓ］となる。以上により、変速機構１３の変速比は、Ｖ／０．１４３Ｖ＝６．９９となる。次に、第２変速状態について説明する。
【００４０】
図３は、実施形態１の電動車両駆動装置が第２変速状態の時に回転力が伝わる経路を示す説明図である。第２変速状態では、第１モータ１１は作動する。第２変速状態の時に、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ７とする。また、第２変速状態では、第２モータ１２は作動する。第２変速状態の時に、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ８とする。また、クラッチ装置４０は非係合状態である。すなわち、第２変速状態では、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して回転できる状態となる。これにより、第２変速状態では、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間における回転力の循環が遮断される。また、第２変速状態では、第１キャリア２３が自由に公転（回転）できるため、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは相対的に自由に回転（自転）できる。なお、図３に示す合成回転力Ｔ９は、ホイール軸受５０に伝えられるトルクを示し、単位はＮｍである。
【００４１】
第２変速状態では、第１回転力Ｔ７と第２回転力Ｔ８との比は、第２サンギア３１の歯数Ｚ１と第２リングギア３４の歯数Ｚ４との比で定まる。第１回転力Ｔ７は、第２キャリア３３で第２回転力Ｔ８と合流する。これにより、第２リングギア３４に合成回転力Ｔ９が伝わる。第１回転力Ｔ７と、第２回転力Ｔ８と、合成回転力Ｔ９とは、下記の式（５）を満たす。
【００４２】
【数５】
【００４３】
ここで、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは、互いに反対方向に回転（自転）するため、第２サンギア３１と第２キャリア３３とも、互いに反対方向に回転（自転）する。第２サンギア３１の角速度を一定とした場合、第２キャリア３３の角速度が速くなるほど、第２リングギア３４の角速度は遅くなる。また、第２キャリア３３の角速度が遅くなるほど、第２リングギア３４の角速度は速くなる。このように、第２リングギア３４の角速度は、第２サンギア３１の角速度と、第２キャリア３３の角速度とによって連続的に変化する。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度が変化することで、変速比を連続的に変更できる。
【００４４】
また、電動車両駆動装置１０は、第２リングギア３４の角速度を一定にしようとする際に、第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ７の角速度と、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度との組み合わせを複数有する。すなわち、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８の角速度が変化することで、第１モータ１１が出力する第１回転力Ｔ７の角速度が変化しても、第２リングギア３４の角速度を一定に維持できる。これにより、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態から第２変速状態に切り替わる際に、第２リングギア３４の角速度の変化量を低減できる。結果として、電動車両駆動装置１０は、変速ショックを低減できる。
【００４５】
次に、第２モータ１２が出力する第２回転力Ｔ８について説明する。第２モータ１２は、下記の式（６）を満たす第２回転力Ｔ８以上の回転力を出力する必要がある。なお、下記の式（６）中の、１−（Ｚ４／Ｚ１）は、第２サンギア３１と第２リングギア３４との間の回転力比を示す。
【００４６】
【数６】
【００４７】
したがって、第１モータ１１が任意に回転する際に第２リングギア３４の回転力及び角速度を調節するためには、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とは、下記の式（７）を満たせばよい。なお、第１回転力ＴＡは第１モータ１１の任意の角速度での回転力であり、第２回転力ＴＢは第２モータ１２の任意の角速度での回転力である。
【００４８】
【数７】
【００４９】
図４は、実施形態１の第１モータ及び第２モータの角速度−回転力特性の一例を示すグラフである。モータの出力軸の角速度と、その角速度で出力できる最大回転力とは、互いに関係する。この関係をモータの角速度−回転力特性（回転数−トルク特性、ＮＴ特性）という。よって、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とは、第１モータ１１の出力軸の角速度が０から想定される最大角速度Ｎｍａｘの範囲内で、上記の式（７）を満たす必要がある。図４に示す角速度−回転力特性は、第１モータ１１の出力軸の角速度が０から想定される最大角速度Ｎｍａｘの範囲内で、第１回転力ＴＡと、第２回転力ＴＢと、歯数Ｚ１と、歯数Ｚ４とが上記の式（７）を満たす場合の第１モータ１１及び第２モータ１２の角速度−回転力特性の一例である。次に、クラッチ装置４０について説明する。
【００５０】
クラッチ装置４０は、ワンウェイクラッチ装置である。ワンウェイクラッチ装置は、第１方向の回転力のみを伝達し、第１方向とは逆方向である第２方向の回転力を伝達しない。すなわち、ワンウェイクラッチ装置は、図１及び図３に示す第１キャリア２３が第１方向に回転しようとする際に係合状態となり、第１キャリア２３が第２方向に回転しようとする際に非係合状態となる。
【００５１】
本実施形態の場合、クラッチ装置４０は、第１変速状態、すなわち第２モータ１２が作動していない状態であって、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力する場合に、図１に示す第１キャリア２３が回転（自転）する方向に内輪４１が回転すると係合状態となる。すなわち、上述の第１方向は、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力し、かつ、第２モータが作動していない際に第２部材としての内輪４１が回転する方向である。この状態で、第２モータ１２が作動すると、第２キャリア３３の回転方向は逆転する。これにより、クラッチ装置４０は、第２変速状態の時、すなわち第２モータ１２が作動し、かつ、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力する場合に非係合状態となる。以上により、クラッチ装置４０は、第２モータ１２が作動するか否かによって従動的に係合状態と非係合状態とを切り替えできる。
【００５２】
次に、図５及び図６を用いて電動車両駆動装置１０の変速機構１３の一例を説明する。図５は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構の概略構成を示す断面図である。図６は、実施形態１の電動車両駆動装置の変速機構を分解して示す説明図である。以下、上記で説明した構成要素については、図中において同一の符号で示し、重複する説明は省略する。また、図５には、第１モータ１１と第２モータ１２とサンギアシャフト１４とも示す。電動車両駆動装置１０は、さらに、軸受１５と、軸受１６と、キャリア軸受５２と、を有する。
【００５３】
図５に示すように、第１モータ１１は、第１ステータ１１ａと、第１ロータ１１ｂと、第１モータ出力軸１１ｃと、を有する。第１ステータ１１ａは、筒状部材であり、径方向外側がケーシングＧに固定されている。第１ステータ１１ａは、第１ステータコアに第１インシュレータを介して巻きつけられた第１コイルが複数配置されている。第１ロータ１１ｂは、第１ステータコア１１ａの径方向内側に配置される。第１ロータ１１ｂは、第１ロータコアと、第１マグネットとを含む。第１ロータコアは、筒状部材である。第１マグネットは、第１ロータコアの外周部に複数設けられる。第１モータ出力軸１１ｃは、棒状部材である。第１モータ出力軸１１ｃは、第１ロータ１１ｂの第１ロータコアと連結される。また、第１モータ１１には、第１ロータコアに第１ロータコアの回転角度を検出する第１レゾルバが設けられる。
【００５４】
第２モータ１２は、第２ステータ１２ａと、第２ロータ１２ｂと、を有する。第２ステータ１２ａは、筒状部材であり、径方向外側がケーシングＧに固定されている。第２ステータ１２ａは、第２ステータコアに第２インシュレータを介して巻きつけられた第２コイルが複数配置されている。
【００５５】
第２ロータ１２ｂは、第２ステータ１２ａの径方向内側に設けられる。第２ロータ１２ｂは、クラッチ装置４０と共にケーシングＧによって、回転軸Ｒを中心に回転できるように支持される。第２ロータ１２ｂは、第２ロータコア１２ｂ１と、第２マグネット１２ｂ２と、バランスディスク１２ｂ３と、ボルト１２ｂ４と、ナット１２ｂ５と、を有する。
第２ロータコア１２ｂ１は、筒状部材である。第２マグネット１２ｂ２は、第２ロータコア１２ｂ１の外周部に複数設けられる。バランスディスク１２ｂ３は、第２ロータコア１２ｂ１の回転不釣り合いを調整する部材であり、第２ロータコア１２ｂ１の軸方向の両端に配置されている。また、第２マグネット１２ｂ２とバランスディスク１２ｂ３とは、ボルト１２ｂ４とナット１２ｂ５で第２ロータコア１２ｂ１に固定されている。また、第２モータ１２には、第２ロータコア１２ｂ１に第２ロータコア１２ｂ１の回転角度を検出する第２レゾルバが設けられる。
【００５６】
サンギアシャフト１４は、第１モータ出力軸１１ｃと連結しており、第１モータ出力軸１１ｃと共に回転する。サンギアシャフト１４は、変速機構１３の内部に挿入されており、第１サンギア２１と第２サンギア３１と連結している。また、サンギアシャフト１４は、第１キャリア２３と第２キャリア３３を相対回転可能な状態で支持している。また、サンギアシャフト１４のホイールＨ側には、軸受１５と軸受１６とを有する。軸受１５は、転がり玉軸受であり、サンギアシャフト１４と図示しないハブ軸受のハウジングとを相対回転可能な状態で支持している。軸受１６は、サンギアシャフト１４と第２遊星歯車機構３０の第２キャリア３３とを相対回転可能な状態で支持している。
【００５７】
変速機構１３は、上述したように、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、クラッチ装置４０と、を有する。第１遊星歯車機構２０は、第２遊星歯車機構３０よりも電動車両の車体側に配置されている。つまり、第２遊星歯車機構３０は、第１遊星歯車機構２０よりホイールＨ側に配置されている。また、第２遊星歯車機構３０は、第３ピニオンギア３２ｂの外周側に第２リングギア（図示省略）が配置されている。第２リングギアは、上述したようにホイール軸受５０と連結している。変速機構１３は、第１モータ１１及び第２モータ１２の回転を伝達し、第２リングギアを回転させホイール軸受５０を回転させることで、ホイールＨを回転させる。
【００５８】
第２遊星歯車機構３０の第２キャリア３３は、第１遊星歯車機構２０の外周に延在する突出部３３ａを有する。突出部３３ａは、第１遊星歯車機構２０の第１キャリア２３と対面する位置に配置されている。つまり第２キャリア３３の突出部３３ａは、第１遊星歯車機構２０の第１キャリア２３、第１サンギア２１等と回転軸方向における位置が重なる位置に配置されている。突出部３３ａは、第１リングギア２４の機能を備え、外周面に第２モータ１２の第２ロータ１２ｂの各部が固定され、内周面に内歯車３３ｂが形成されている、突出部３３ａは、内歯車３３ｂが第１ピニオンギア２２と係合している。
【００５９】
また、第２キャリア３３は、突出部３３ａの基端の径方向内側の面に軸受取付部３３ｃが形成されている。また、第１キャリア２３も軸受取付部３３ｃと対面する係方向外側の面に軸受取付部２３ａが形成されている。
【００６０】
キャリア軸受５２は、軸受取付部２３ａと軸受取付部３３ｃとの間に配置されている。キャリア軸受５２は、転がり玉軸受であり、内周面及び電動車両の車体側の面（第１サンギア２１側の面）が軸受取付部２３ａと接し、外周面及びホイールＨ側の面（第２サンギア３１側の面）が軸受取付部３３ｃと接している。キャリア軸受５２は、第１キャリア２３と第２キャリア３３との間で生じるラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重を支持し、第１キャリア２３と第２キャリア３３とをサンギアシャフト１４と同一軸上に回転可能な状態で支持している。第１キャリア２３と第２キャリア３３との位置が回転軸に対してずれないように回転可能な状態で両者の間隔を維持している。
【００６１】
次に、本実施形態のクラッチ装置４０について説明する。クラッチ装置４０は、スプラグ式ワンウェイクラッチであり、第１内輪４１と、第１外輪４２と、クラッチ機構４３と、第１軸受４４と、第２軸受４５と、を有する。
【００６２】
第１内輪４１は、筒形形状であり、径方向内側の面（内周面）が第１キャリア２３に連結され、径方向外側の面（外周面）がクラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とに連結されている。第１外輪４２は、第１内輪４１の径方向外側に配置されている。第１外輪４２は、筒形形状であり、内周面がクラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とに連結されている。また、第１外輪４２は、ケーシングＧに固定されている。なお、クラッチ機構４３と第１軸受４４と第２軸受４５とは、いずれも内周面と外周面とを相対的に回転させることができる部材であり、第１内輪４１と第１外輪４２とは相対回転可能な状態で配置されている。
【００６３】
クラッチ機構４３は、スプラグ式ワンウェイクラッチであり、第１内輪４１と、第１外輪４２との間に配置された伝達部を含む。伝達部は、カム、スプラグ等で構成される。クラッチ機構４３は、第１内輪４１と第２外輪４２とが一方向のみに相対回転可能な機構である。クラッチ機構４３は、第１内輪４１に第１方向の回転力が作用すると、伝達部が第１内輪４１及び第１外輪４２と噛み合う。これにより、第１内輪４１と第１外輪４２との間で回転力が伝達される。これにより、クラッチ機構４３を介して第１内輪４１と第１外輪４２との間で力が伝達する状態となり、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受ける。よって、クラッチ機構４３は、第１キャリア２３の回転を規制できる。また、クラッチ機構４３は、第１内輪４１に第２方向の回転力が作用すると、伝達部が第１内輪４１及び第１外輪４２と噛み合わない。これにより、第１内輪４１と第１外輪４２との間で回転力が伝達されず、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受けない。よって、クラッチ装置４０は、第１キャリア２３の回転を規制しない。このようにして、クラッチ機構４０は、ワンウェイクラッチ装置としての機能を実現する。なお、クラッチ機構４３は、第１内輪４１を第１部材、第１外輪４２を第２部材として用いたが、第１内輪４１と伝達部との間に第２内輪を設け、第１外輪４２と伝達部との間に第２外輪を設けてもよい。
【００６４】
ここで、クラッチ機構４３は、伝達部の機構として種々の機構を用いることができ、ローラクラッチ装置でもカムクラッチ装置でもよい。但し、カムクラッチ装置は、回転力（トルク）容量がローラクラッチ装置よりも大きい。すなわち、カムクラッチ装置は、内輪４１と外輪４２との間で伝達できる力の大きさがローラクラッチ装置よりも大きい。よって、クラッチ装置４０は、カムクラッチ装置である方が、より大きな回転力を伝達できる。
【００６５】
また、クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ではなく、シリンダ内のピストンを作動流体によって移動させることで２つの回転部材を係合させたり、電磁アクチュエータによって２つの回転部材を係合させたりする方式のクラッチ機構でもよい。但し、このようなクラッチ機構は、ピストンを移動させるための機構が必要となったり、電磁アクチュエータを作動させるための電力が必要となったりする。しかし、クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ならば、ピストンを移動させるための機構を必要とせず、電磁アクチュエータを作動させるための電力も必要としない。クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置ならば、第１内輪４１または第１外輪４２（本実施形態では第１内輪４１）に作用する回転力の方向が切り替えられることで、係合状態と非係合状態とを切り替えできる。よって、クラッチ装置４０は、ワンウェイクラッチ装置である方が、部品点数を低減でき、かつ、自身（クラッチ装置４０）を小型化できる。
【００６６】
第１軸受４４は、クラッチ機構４３よりもホイール側に配置された転がり玉軸受であり、内輪４１と外輪４２とを相対回転可能な状態で支持している。なお、第１軸受４４は、第１内輪４１が、第１軸受４４の内輪となり、第１外輪４２が、第１軸受４４の外輪となる。つまり、第１軸受４４の内輪とクラッチ装置４０の第１内輪４１とが一体となり、第１軸受４４の外輪とクラッチ装置４０の第１外輪４２とが一体となる。第２軸受４５は、クラッチ機構４３よりも電動車両の車体側に配置された転がり玉軸受であり、内輪４１と外輪４２とを相対回転可能な状態で支持している。
【００６７】
このようにクラッチ装置４０は、クラッチ機構４３の両側に第１軸受４４と第２軸受４５を配置している。つまり、第１軸受４４と第２軸受４５とでクラッチ機構４３を挟んだ構成としている。これにより、クラッチ機構４０は、クラッチ機構４０に係るラジアル荷重、アキシアル荷重等を第１軸受４４と第２軸受４５とで受けることができる。
【００６８】
上記の構成により、電動車両駆動装置１０は、ホイールを保持し、かつ、第１モータ１１及び第２モータ１２から出力された回転力を前記ホイールに伝えることで、電動車両を走行させることができる。
【００６９】
また、電動車両駆動装置１０は、変速機構１３の第２キャリア３３に突出部３３ａを設け、突出部３３ａを第１キャリア２３の外周面側に配置して第１リングギア２４して用いることで、つまり、第２キャリア３３と第１リングギア２４との機能を１つの部材で実現し、第２モータ１２を第２キャリア３３の外周側に配置することで、軸方向における変速機構１３の大きさを小さくすることができ、装置を小型化、軽量化することができる。また、第２モータ１２のロータ１２ｂを第２キャリア３３と連結する機構とすることで、第２モータ１２から出力される動力を第２キャリア３３に伝達するための部材を省略することができ、装置を小型化、軽量化することができる。
【００７０】
また、電動車両駆動装置１０は、第１キャリア２３と第２キャリア３３との間にキャリア軸受５２を設けることで、第１キャリア２３と第２キャリア３３とがサンギアシャフト１４に対して振れ回ることを抑制することができる。これにより、第２キャリア３３に固定されている第２モータ１２のロータ１２ｂをサンギアシャフト１４に対して適切に支持することができ、ロータ１２ｂがサンギアシャフト１４に対して振れ回ることを抑制することができる。これにより、ケーシングＧに固定されているステータ１２ａと第２キャリア３３に固定されたロータ１２ｂとの回転精度が悪化することを抑制することができ、モータトルクを好適に伝達することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、第１モータ１１と、第２モータ１２と、第１サンギア２１と、第１キャリア２３と、第１リングギア２４と、第２サンギア３１と、第２キャリア３３と、第２リングギア３４と、ホイール軸受５０とがすべて同軸上に配置されているが、電動車両駆動装置１０は、必ずしもこれらの構成要素が同軸上に配置されなくてもよい。また、本実施形態の電動車両駆動装置１０は、第２リングギア３４がホイール軸受５０に直接連結されているが、第２リングギア３４が歯車や継手を介してホイール軸受５０に連結されてもよい。
【００７２】
（実施形態２）
図７は、実施形態２の電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。図７に示す実施形態２の電動車両駆動装置６０は、実施形態１の電動車両駆動装置１０と変速機構の構成が異なる。以下、実施形態１の電動車両駆動装置１０が有する構成要素と同様の構成要素は、同一の符号を付して説明を省略する。電動車両駆動装置６０は、変速機構６３を含む。変速機構６３は、第１モータ１１と連結されて第１モータ１１が出力した回転力が伝えられる（入力される）。また、変速機構６３は、第２モータ１２と連結されて第２モータ１２が出力した回転力が伝えられる（入力される）。そして、変速機構６３は、ホイール軸受５０と連結され、変速された回転力をホイール軸受５０に伝える（出力する）。ホイール軸受５０は、電動車両のホイールＨが取り付けられる。
【００７３】
変速機構６３は、第１遊星歯車機構７０と、第２遊星歯車機構８０と、クラッチ装置９０とを含む。第１遊星歯車機構７０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構７０は、第１サンギア７１と、第１ピニオンギア７２と、第１キャリア７３と、第１リングギア７４とを含む。第２遊星歯車機構８０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構８０は、第２サンギア８１と、第２ピニオンギア８２ａと、第３ピニオンギア８２ｂと、第２キャリア８３と、第２リングギア８４とを含む。第２遊星歯車機構８０は、第１遊星歯車機構７０よりも第１モータ１１及び第２モータ１２側に配置される。
【００７４】
第２サンギア８１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第２サンギア８１は、第１モータ１１と連結される。よって、第１モータ１１が作動すると、第２サンギア８１は、第１回転力ＴＡが伝えられる。これにより、第２サンギア８１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。第２ピニオンギア８２ａは、第２サンギア８１と噛み合う。第３ピニオンギア８２ｂは、第２ピニオンギア８２ａと噛み合う。第２キャリア８３は、第２ピニオンギア８２ａが第２ピニオン回転軸Ｒｐ２を中心に回転（自転）できるように第２ピニオンギア８２ａを保持する。第２キャリア８３は、第３ピニオンギア８２ｂが第３ピニオン回転軸Ｒｐ３を中心に回転（自転）できるように第３ピニオンギア８２ｂを保持する。第２ピニオン回転軸Ｒｐ２は、例えば、回転軸Ｒと平行である。第３ピニオン回転軸Ｒｐ３は、例えば、回転軸Ｒと平行である。
【００７５】
第２キャリア８３は、回転軸Ｒを中心に回転できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第２キャリア８３は、第２ピニオンギア８２ａ及び第３ピニオンギア８２ｂが第２サンギア８１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第２ピニオンギア８２ａ及び第３ピニオンギア８２ｂを保持することになる。第２リングギア８４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。第２リングギア８４は、第３ピニオンギア８２ｂと噛み合う。また、第２リングギア８４は、第２モータ１２と連結される。よって、第２モータ１２が作動すると、第２リングギア８４は、第２回転力ＴＢが伝えられる。これにより、第２リングギア８４は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。
【００７６】
第１サンギア７１は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できるようにケーシングＧ内に支持される。第１サンギア７１は、第２サンギア８１を介して第１モータ１１と連結される。具体的には、第１サンギア７１と第２サンギア８１とは、同軸（回転軸Ｒ）で回転できるようにサンギアシャフト６４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト６４は、第１モータ１１と連結される。これにより、第１サンギア７１は、第１モータ１１が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００７７】
第１ピニオンギア７２は、第１サンギア７１と噛み合う。第１キャリア７３は、第１ピニオンギア７２が第１ピニオン回転軸Ｒｐ１を中心に回転（自転）できるように第１ピニオンギア７２を保持する。第１ピニオン回転軸Ｒｐ１は、例えば、回転軸Ｒと平行である。第１キャリア７３は、回転軸Ｒを中心に回転できるようにケーシングＧ内に支持される。これにより、第１キャリア７３は、第１ピニオンギア７２が第１サンギア７１を中心に、すなわち回転軸Ｒを中心に公転できるように第１ピニオンギア７２を保持することになる。
【００７８】
また、第１キャリア７３は、第２リングギア８４と連結される。これにより、第１キャリア７３は、第２リングギア８４が回転（自転）すると、回転軸Ｒを中心に回転（自転）する。第１リングギア７４は、第１ピニオンギア７２と噛み合う。また、第１リングギア７４は、ホイールＨと連結される。これにより、第１リングギア７４が回転（自転）すると、ホイールＨは回転する。クラッチ装置９０は、第２キャリア８３の回転を規制できる。具体的には、クラッチ装置９０は、回転軸Ｒを中心とした第２キャリア８３の回転を規制（制動）する場合と、前記回転を許容する場合とを切り替えできる。次に、参考として、共線図を用いて第１変速状態での各部の角速度を説明する。
【００７９】
図８は、実施形態２の電動車両駆動装置が第１変速状態での各部の各回転速度を示す共線図である。以下、一例として、第２サンギア８１の角速度をＶ［ｒａｄ／ｓ］とする。また、Ｚ１と、Ｚ４と、Ｚ５と、Ｚ７とは、実施形態１のものと同一である。図８に示すように、第２サンギア８１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第２キャリア８３は、クラッチ装置９０により回転が規制されている。よって、第２キャリア８３の角速度は０［ｒａｄ／ｓ］である。第２遊星歯車機構８０は、ピニオンギアを２つ有するダブルピニオン式の遊星歯車機構であるため、第２サンギア８１から第２リングギア８４に伝わる回転力は第２キャリア８３で反転する。回転力は、第２キャリア８３から第２リングギア８４へ伝わる際、第２サンギア８１から第２キャリア８３へ伝わる時の変化率に−１を乗算した変化率で反転して伝わる。すなわち、図８中では、θ３とθ４とが等しくなる。これにより、第２リングギア８４の角速度は０．４３７Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。
【００８０】
第１サンギア７１は、第２サンギア８１と連結されている。よって、第１サンギア７１の角速度はＶ［ｒａｄ／ｓ］である。第１キャリア７３は、第２リングギア８４と連結されている。よって、第１キャリア７３の角速度は０．４３７Ｖ［ｒａｄ／ｓ］である。また、第１リングギア７４の角速度は０．１４３Ｖ［ｒａｄ／ｓ］となる。以上により、変速機構６３の変速比は、Ｖ／０．１４３Ｖ＝６．９９となる。このように、電動車両駆動装置６０は、実施形態１の電動車両駆動装置１０と同様の原理により、実施形態１の電動車両駆動装置１０が奏する効果と同様の効果を奏する。
【００８１】
また、電動車両駆動装置６０も、よりホイール側に配置される第１遊星歯車機構７０の第１キャリア７３を第２モータ１２（サンギアシャフトに連結していない側のモータ）に対面する位置に配置し、第１キャリア７３と第２リングギア８４とを一体の部材として第１キャリアの外周に第２モータのロータを固定する構成とすることで、上記と同様に装置を小型化、軽量化する効果を奏することができる。このように、電動車両駆動装置は、変速機構の構成によらず、第２モータ１２（サンギアシャフトに連結していない側のモータ）を、ホイール側に配置されるキャリアの外周面に配置することで、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０、６０ 電動車両駆動装置
１１ 第１モータ
１２ 第２モータ
１２ａ 第２ステータ
１２ｂ 第２ロータ
１２ｂ１ 第２ロータコア
１２ｂ２ 第２マグネット
１３、６３ 変速機構
１４、６４ サンギアシャフト
１５、１６ 軸受
２０、７０ 第１遊星歯車機構
２１、７１ 第１サンギア
２２、７２ 第１ピニオンギア
２３、７３ 第１キャリア
２３ａ 軸受取付部
２４、７４ 第１リングギア
３０、８０ 第２遊星歯車機構
３１、８１ 第２サンギア
３２ａ、８２ａ 第２ピニオンギア
３２ｂ、８２ｂ 第３ピニオンギア
３３、８３ 第２キャリア
３３ａ 突出部
３３ｂ 内歯車
３３ｃ 軸受取付部
３４、８４ 第２リングギア
４０、９０ クラッチ装置
４１ 第１内輪
４２ 第１外輪
４３ クラッチ機構
４４ 第１軸受
４５ 第２軸受
５０ ホイール軸受
５２ キャリア軸受
Ｈ ホイール
Ｒ 回転軸
Ｒｐ１ 第１ピニオン回転軸
Ｒｐ２ 第２ピニオン回転軸
Ｒｐ３ 第３ピニオン回転軸
Ｔ１、Ｔ７、ＴＡ 第１回転力
Ｔ３ 循環回転力
Ｔ４ 合成回転力
Ｔ５ 第１分配回転力
Ｔ６ 第２分配回転力
Ｔ８、ＴＢ 第２回転力
Ｔ９ 合成回転力
Ｚ１、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ７ 歯数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モータと、
第２モータと、
前記第１モータと連結される第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、
前記第１キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第２モータと連結される第１リングギアと、
前記第１モータと連結される第２サンギアと、
前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持すると共に、前記第１リングギアと連結される第２キャリアと、
前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第２リングギアと、
を含み、
前記第２キャリアは、前記第１リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
前記第１キャリアの外周面の前記第２キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
第１モータと、
第２モータと、
前記第１モータと連結される第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、
前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第１リングギアと、
前記第１モータと連結される第２サンギアと、
前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、
前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、
を含み、
前記第１キャリアは、前記第２リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項４】
前記第２キャリアの外周面の前記第１キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ。
【請求項５】
前記第２モータは、回転軸方向において、前記第１キャリアと前記第２キャリアとが重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【請求項１】
第１モータと、
第２モータと、
前記第１モータと連結される第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、
前記第１キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第２モータと連結される第１リングギアと、
前記第１モータと連結される第２サンギアと、
前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持すると共に、前記第１リングギアと連結される第２キャリアと、
前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第２リングギアと、
を含み、
前記第２キャリアは、前記第１リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
前記第１キャリアの外周面の前記第２キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ。
【請求項３】
第１モータと、
第２モータと、
前記第１モータと連結される第１サンギアと、
前記第１サンギアと噛み合う第１ピニオンギアと、
前記第１ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第１ピニオンギアが前記第１サンギアを中心に公転できるように前記第１ピニオンギアを保持する第１キャリアと、
前記第１ピニオンギアと噛み合い、かつ、電動車両のホイールと連結される第１リングギアと、
前記第１モータと連結される第２サンギアと、
前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、
前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、
を含み、
前記第１キャリアは、前記第２リングギアと一体で形成され、前記第２モータのロータが外周面に固定されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項４】
前記第２キャリアの外周面の前記第１キャリアの内周面との間に配置され、前記第１キャリアと前記第２キャリアとを相対回転可能な状態で支持する軸受機構が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ。
【請求項５】
前記第２モータは、回転軸方向において、前記第１キャリアと前記第２キャリアとが重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６５８２（Ｐ２０１２−６５８２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３５００（Ｐ２０１１−１１３５００）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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