インホイールモータ
【課題】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。
【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、変速機構１３と、減速機構４０と、減速機構４０とを含む。減速機構４０は、第３サンギア４１と、第４ピニオンギア４２と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４と、玉軸受１０１と、塞ぎ部材１０６とを含む。第３キャリア４３の一端部には、軸方向に伸びる溝１０５が設けられている。塞ぎ部材１０６は、溝１０５の少なくとも一部を塞ぐ。電動車両駆動装置１０は、減速機構４０での摩擦損失が低減されている。
【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、変速機構１３と、減速機構４０と、減速機構４０とを含む。減速機構４０は、第３サンギア４１と、第４ピニオンギア４２と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４と、玉軸受１０１と、塞ぎ部材１０６とを含む。第３キャリア４３の一端部には、軸方向に伸びる溝１０５が設けられている。塞ぎ部材１０６は、溝１０５の少なくとも一部を塞ぐ。電動車両駆動装置１０は、減速機構４０での摩擦損失が低減されている。
【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、ホイールの内部又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】
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記載されている。
【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に記載されている技術は、動力循環経路を有する。特許文献１に記載されている技術は、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。したがって、特許文献１に記載されている技術は、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に記載されている技術は、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に記載されている技術は、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、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】
本発明は、第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、前記変速機構は、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ともに、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う第２リングギアとを含む変速機構とを含み、前記減速機構は、前記第２リングギアと連結される第３サンギアと、前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが前記第４ピニオンギアに挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータである。
【０００９】
上記構成により、このインホイールモータは、第１変速状態及び第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モータ及び第２モータが作動し、かつクラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、この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、このインホイールモータは、回転力が循環する。このような構造により、この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、この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、かつクラッチ装置は非係合状態である。このインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータ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。このようにすることで、この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ので、摩擦損失を低減でき、結果としてエネルギーの損失を低減できる。
【００１１】
また、このインホイールモータは、第１変速状態において、第１モータ及び第２モータの両方が作動するので、第１モータ及び第２モータの両方を有効に利用できる。また、このインホイールモータは、第１変速状態においては、第１モータ及び第２モータの両方から動力を得ることができるので、必要な動力を得るにあたり、モータ１個あたりの出力を小さくすることができる。このため、無闇に出力が大きいモータを用いる必要はなく、また、モータ効率がよい領域で第１モータ及び第２モータを作動させやすくなる。その結果、このインホイールモータはエネルギーの損失を低減できる。
【００１２】
また、このインホイールモータは、減速機構により第１モータ及び第２モータの回転力を増幅することができるので、第１モータ及び第２モータに要求される回転力を低減できる。その結果、第１モータ及び第２モータの小型化及び軽量化をすることができるので、このインホイールモータを小型化及び軽量化することができる。
【００１３】
また、このインホイールモータは、塞ぎ部材により、第３キャリアに設けられた溝へ潤滑油が流入することが低減できるので、効率よく軸受の潤滑を行うことができる。その結果、減速機構での摩擦損失を低減でき、エネルギーの損失を低減できる。
【００１４】
本発明は、第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、前記変速機構は、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う第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、前記減速機構は、前記第１リングギアと連結される第３サンギアと、前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータである。
【００１５】
上記構成により、このインホイールモータは、第１変速状態及び第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モータ及び第２モータが作動し、かつクラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、この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、このインホイールモータは、回転力が循環する。このような構造により、この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、この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。
【００１６】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、かつクラッチ装置は非係合状態である。このインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータ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。このようにすることで、この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ので、摩擦損失を低減でき、結果としてエネルギーの損失を低減できる。
【００１７】
また、このインホイールモータは、第１変速状態において、第１モータ及び第２モータの両方が作動するので、第１モータ及び第２モータの両方を有効に利用できる。また、このインホイールモータは、第１変速状態においては、第１モータ及び第２モータの両方から動力を得ることができるので、必要な動力を得るにあたり、モータ１個あたりの出力を小さくすることができる。このため、無闇に出力が大きいモータを用いる必要はなく、また、モータ効率がよい領域で第１モータ及び第２モータを作動させやすくなる。その結果、このインホイールモータはエネルギーの損失を低減できる。
【００１８】
また、このインホイールモータは、減速機構により第１モータ及び第２モータの回転力を増幅することができるので、第１モータ及び第２モータに要求される回転力を低減できる。その結果、第１モータ及び第２モータの小型化及び軽量化をすることができるので、このインホイールモータを小型化及び軽量化することができる。
【００１９】
また、このインホイールモータは、塞ぎ部材により、第３キャリアに設けられた溝へ潤滑油が流入することを低減できるので、効率よく軸受の潤滑を行うことができる。その結果、減速機構での摩擦損失を低減でき、エネルギーの損失が低減できる。
【００２０】
また、本発明において、前記塞ぎ部材は、前記第３キャリアの前記溝を埋め、端部に前記第４ピニオンギアの前記シャフト端面と前記外輪端面とに挟まれる突起を有することが好ましい。これにより、塞ぎ部材は、軸受における軸方向の移動が規制される。すなわち、突起は、塞ぎ部材の抜け止めとして機能する。
【００２１】
また、本発明において、前記塞ぎ部材は、前記第４ピニオンギアと前記軸受との間に配置され、前記第３キャリアに設けられた前記溝と対応する位置に突起を有し、内径が前記内輪の外径よりも大きい円環状の部材であることが好ましい。塞ぎ部材がこのような構成であることで、第３サンギアの回転に伴って軸受の内輪が回転するときに、内輪に塞ぎ部材が接触することが低減され、異音、振動の発生が減少する。
【００２２】
本発明において、前記クラッチ装置は、前記第１変速状態で係合し、前記第２変速状態で非係合となることが好ましい。このようにすれば、第１変速状態を、いわゆるローギアとし、第２変速状態を、いわゆるハイギアとすることができる。
【００２３】
本発明において、前記第２サンギア、前記第２ピニオンギア、前記第３ピニオンギア、前記第２キャリア及び前記第２リングギアを有するダブルピニオン遊星歯車の減速比をα、前記第１サンギア、前記第１ピニオンギア、前記第１キャリア及び前記第１リングギアを有するシングルピニオン遊星歯車装置の減速比をβとしたとき、１．９０≦α≦２．１０かつ２．８０≦β≦３．２０であることが好ましい。このようにすれば、第１変速状態と第２変速状態の段間比２を実現できるので、電動車両に適したインホイールモータを提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態の電動車両駆動装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第１変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第２変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図４】図４は、本実施形態のクラッチ装置を示す説明図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るクラッチ装置のカムを拡大して示す説明図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の内部構造を示す図である。
【図６−２】図６−２は、本実施形態に係る減速機構の概略図である。
【図６−３】図６−３は、本実施形態に係る減速機構の組み立て図である。
【図６−４】図６−４は、本実施形態に係る塞ぎ部材を示す斜視図である。
【図６−５】図６−５は、本実施形態に係る減速機構の分解略図である。
【図６−６】図６−６は、本実施形態に係る塞ぎ部材の変形例を示す正面図である。
【図６−７】図６−７は、本実施形態に係る塞ぎ部材の変形例を示す側面図である。
【図７−１】図７−１は、第１磁気パターンリング及び第２磁気パターンリングを示す斜視図である。
【図７−２】図７−２は、図７−２のＡ−Ａ断面図である。
【図７−３】図７−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。
【図８】図８は、車両を走行させるモータに要求される回転力（トルク）と角速度（回転速度）との関係を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態の変形例に係る電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００２７】
図１は、本実施形態の電動車両駆動装置の構成を示す図である。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、減速機構４０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、減速機構４０とを収納する。
【００２８】
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。このような構造により、変速機構１３は、第１モータ１１が作動すると、第１モータ１１から第１回転力ＴＡが伝えられる（入力される）。また、変速機構１３は、第２モータ１２と連結される。このような構造により、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）。ここでいうモータの作動とは、第１モータ１１（第２モータ１２）に電力が供給されて第１モータ１１（第２モータ１２）の入出力軸が回転することをいう。
【００２９】
変速機構１３は、減速比（変速機構１３への入力回転速度ωｉと出力回転速度ωｏとの比ωｉ／ωｏ）を変更できる。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６０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。
【００３０】
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。このような構造により、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。そして、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。
【００３１】
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。このような構造により、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。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。このような構造により、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。そして、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。
【００３２】
クラッチ装置６０は、ケーシングＧと第１キャリア２３との間に配置される。クラッチ装置６０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６０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６０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６０の詳細については後述する。
【００３３】
このように、第１キャリア２３は、クラッチ装置６０によってケーシングＧと係合と分離とが可能となっている。すなわち、クラッチ装置６０は、ケーシングＧに対して第１キャリア２３を回転自在としたり、ケーシングＧに対して第１キャリア２３を回転不能にしたりすることができる。
【００３４】
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、それぞれが同軸（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。このような構造により、第２サンギア３１は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。このような構造により、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。このような構造により、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、変速機構１３の入出力軸（変速機構入出力軸）１５と連結される。このような構造により、第２リングギア３４が回転（自転）すると、変速機構入出力軸１５は回転する。
【００３７】
減速機構４０は、変速機構１３と電動車両の車輪Ｈとの間に配置される。そして、減速機構４０は、変速機構入出力軸１５の回転速度を減速して、入出力軸（減速機構入出力軸）１６へ出力する。減速機構入出力軸１６は、電動車両の車輪Ｈに連結されており、減速機構４０と車輪Ｈとの間で動力を伝達する。このような構造により、第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方が発生した動力は、変速機構１３と減速機構４０とを介して車輪Ｈへ伝達されてこれを駆動する。また、車輪Ｈからの入力は、減速機構４０と変速機構１３とを介して第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方に伝達される。この場合、第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方は、車輪Ｈに駆動されて電力を発生することができる（回生）。
【００３８】
減速機構４０は、第３サンギア４１と、第４ピニオンギア４２と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４とを含む。第３サンギア４１は、変速機構入出力軸１５が取り付けられている。このような構造により、第３サンギア４１と変速機構１３の第２リングギア３４とが変速機構入出力軸１５を介して連結される。第４ピニオンギア４２は、第３サンギア４１と噛み合っている。第３キャリア４３は、第４ピニオンギア４２が第４ピニオン回転軸Ｒｐ４を中心として自転できるように、かつ、第４ピニオンギア４２が第３サンギア４１を中心に公転できるように第４ピニオンギア４２を保持する。第３リングギア４４は、第４ピニオンギア４２と噛み合い、かつ、静止系（本実施形態ではケーシングＧ）に固定される。第３キャリア４３は、減速機構入出力軸１６を介して車輪Ｈに連結されている。また、第３キャリア４３は、ホイール軸受５０によって回転可能に支持される。減速機構４０については、後で詳述する。
【００３９】
電動車両駆動装置１０は、変速機構１３と車輪Ｈとの間に減速機構４０を介在させて、変速機構１３の変速機構入出力軸１５の回転速度を減速して車輪Ｈを駆動する。このため、第１モータ１１及び第２モータ１２は、最大回転力が小さいものでも電動車両に必要な駆動力を得ることができる。その結果、第１モータ１１及び第２モータ１２の駆動電流が小さくて済むともに、これらを小型化及び軽量化することができる。そして、電動車両駆動装置１０の製造コスト低減及び軽量化を実現できる。
【００４０】
制御装置１は、電動車両駆動装置１０の動作を制御する。より具体的には、制御装置１は、第１モータ１１及び第２モータ１２の回転速度、回転方向及び出力を制御する。制御装置１は、例えば、マイクロコンピュータである。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。
【００４１】
図２は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第１変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。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、第１変速状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。
【００４２】
第１変速状態は、いわゆるローギア状態の状態であり、減速比を大きくとることができる。すなわち、変速機構入出力軸１５のトルクを大きくすることができる。第１変速状態は、主に、電動車両が走行時に大きな駆動力を必要とする場合、例えば、坂道を発進するとき又は登坂時（坂道を登る時）等に用いられる。第１変速状態では、第１モータ１１と第２モータ１２とはともに動作するが、発生するトルクの大きさが等しく、かつトルクの向きが反対になる。第１モータ１１の動力は、第１サンギア２１に入力され、第２モータ１２の動力は、第１リングギア２４に入力される。第１変速状態において、クラッチ装置６０は係合状態である。すなわち、第１変速状態において、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して回転できない状態となる。
【００４３】
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とし、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ５とする。図１に示す第１回転力Ｔ１、循環回転力Ｔ３、合成回転力Ｔ２、第１分配回転力Ｔ６及び第２分配回転力Ｔ４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。
【００４４】
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と合流して、合成回転力Ｔ２となる。合成回転力Ｔ２は、第１サンギア２１から出力される。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。
【００４５】
第１サンギア２１と第２サンギア３１とは、サンギアシャフト１４で連結されている。このため、第１変速状態において、第１回転力Ｔ１と循環回転力Ｔ３とが合成され、第１サンギア２１から出力された合成回転力Ｔ２は、サンギアシャフト１４を介してサンギアシャフト１４に伝えられる。合成回転力Ｔ２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Ｔ２は、第２遊星歯車機構３０によって第１分配回転力Ｔ６と第２分配回転力Ｔ４とに分配される。第１分配回転力Ｔ６は、合成回転力Ｔ２が第２リングギア３４に分配されて増幅された回転力であり、変速機構入出力軸１５から出力される。第２分配回転力Ｔ４は、合成回転力Ｔ２が第２キャリア３３に分配されて増幅された回転力である。
【００４６】
第１分配回転力Ｔ６は、変速機構入出力軸１５から減速機構４０に出力される。そして、第１分配回転力Ｔ６は、減速機構４０で増幅されて、図１に示す減速機構入出力軸１６を介して車輪Ｈに出力されて、これを駆動する。その結果、電動車両は走行する。
【００４７】
第２キャリア３３と第１リングギア２４とが一体で回転しているため、第２キャリア３３に分配された第２分配回転力Ｔ４は、第１リングギア２４の循環回転力となる。そして、第２分配回転力Ｔ４は、第１リングギア２４で、第２モータ１２の第２回転力Ｔ５と合成されて、第１遊星歯車機構２０に向かう。第２回転力Ｔ５、すなわち、第２モータ１２の回転力の向きは、第１モータ１１の回転力の向きとは反対である。
【００４８】
第１遊星歯車機構２０に戻ってきた第１リングギア２４における第２分配回転力Ｔ４及び第２回転力Ｔ５は、第１遊星歯車機構２０によってその大きさが減少されるとともに、力の向きを逆転させられて、第１サンギア２１における循環回転力Ｔ３となる。このようにして、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間で動力（回転力）の循環が発生するので、変速機構１３は、減速比を大きくすることができる。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態のときに、大きなトルクを発生することができる。次に、合成回転力Ｔ２、循環回転力Ｔ３、第２分配回転力Ｔ４及び第１分配回転力Ｔ６の値の一例を説明する。
【００４９】
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。式（１）から式（４）に、電動車両駆動装置１０の各部に作用する回転力（図２に示す合成回転力Ｔ２、循環回転力Ｔ３、第２分配回転力Ｔ４及び第１分配回転力Ｔ６）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。
【００５０】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【００５１】
一例として、歯数Ｚ１を４７、歯数Ｚ４を９７、歯数Ｚ５を２４、歯数Ｚ７を７６とする。また、第１回転力Ｔ１を５０Ｎｍとし、第２回転力Ｔ５を５０Ｎｍとする。すると、合成回転力Ｔ２は９９．１Ｎｍ、循環回転力Ｔ３は４９．１Ｎｍ、第２分配回転力Ｔ４は−１０５．４Ｎｍ、第１分配回転力Ｔ６は２０４．５Ｎｍ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を約４倍に増幅して車輪Ｈに出力できる。次に、第２変速状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。
【００５２】
図３は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第２変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。第２変速状態は、いわゆるハイギア状態の状態であり、減速比を小さくとることができる。すなわち、変速機構入出力軸１５のトルクは小さくなるが、変速機構１３の摩擦損失を小さくすることができる。第２変速状態では、第１モータ１１と第２モータ１２とはともに動作する。そして、第１モータ１１及び第２モータ１２が発生するトルクの大きさとトルクの向きとは等しくなる。第２変速状態のときに、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ７とし、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ８とする。
【００５３】
第２変速状態において、第１モータ１１の動力は、第１サンギア２１に入力され、第２モータ１２の動力は、第１リングギア２４に入力される。第２変速状態において、クラッチ装置６０は非係合状態である。すなわち、第１変速状態において、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。その結果、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、変速機構入出力軸１５から出力されて減速機構４０に伝えられるトルクを示し、単位はＮｍである。
【００５４】
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。その結果、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。
【００５５】
【数５】
【００５６】
変速機構入出力軸１５の角速度（回転速度）は、第１モータ１１によって駆動される第２サンギア３１の角速度と、第２モータ１２によって駆動される第２キャリア３３の角速度とによって決定される。したがって、変速機構入出力軸１５の角速度を一定としていても、第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度との組み合わせを変化させることができる。
【００５７】
このように、変速機構入出力軸１５の角速度と第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度との組み合わせは一意に決定されないので、上述した第１変速状態から第２変速状態へ、あるいは第２変速状態から第１変速状態へ連続して移行させることができる。したがって、制御装置１は、第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度と回転力とを連続して滑らかに制御すると、第１変速状態と第２変速状態との間で変速機構１３の状態が変化した場合でも、いわゆる変速ショックを小さくすることができる。
【００５８】
変速機構１３は、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは、互いに同方向に回転（自転）するため、第２サンギア３１と第２キャリア３３とも、互いに同方向に回転（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。
【００５９】
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。このため、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。
【００６０】
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、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、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。
【００６１】
【数６】
【００６２】
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。
【００６３】
【数７】
【００６４】
次に、クラッチ装置６０について説明する。クラッチ装置６０は、例えば、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から図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。ワンウェイクラッチ装置は、例えば、カムクラッチ装置又はローラクラッチ装置である。以下において、クラッチ装置６０はカムクラッチ装置であるものとして、クラッチ装置６０の構成を説明する。
【００６５】
図４は、本実施形態のクラッチ装置を示す説明図である。図５は、実施形態１のクラッチ装置のカムを拡大して示す説明図である。図４に示すように、クラッチ装置６０は、第２部材としての内輪６１と、第１部材としての外輪６２と、係合部材としてのカム６３とを含む。なお、内輪６１が第１部材として機能し、外輪６２が第２部材として機能してもよい。内輪６１及び外輪６２は、筒状部材である。内輪６１は、外輪６２の内側に配置される。内輪６１と外輪６２とのうちの一方は、第１キャリア２３に連結され、他方はケーシングＧに連結される。本実施形態では、内輪６１は第１キャリア２３に連結され、外輪６２はケーシングＧに連結される。カム６３は、略円柱状の棒状部材である。ただし、棒状部材の中心軸に直交する仮想平面で切ったカム６３の断面形状は、真円ではなく歪な形状である。カム６３は、内輪６１の外周部と外輪６２の内周部との間に、内輪６１及び外輪６２の周方向に沿って複数設けられる。
【００６６】
図５に示すように、クラッチ装置６０は、ワイヤゲージ６４と、ガータスプリング６５とを含む。ワイヤゲージ６４は、弾性部材である。ワイヤゲージ６４は、複数のカム６３が分散しないようにまとめる。ガータスプリング６５は、カム６３が内輪６１及び外輪６２に常に接触するようにカム６３に力を与える。これにより、内輪６１又は外輪６２に回転力が作用した際に、カム６３は迅速に内輪６１及び外輪６２と噛み合うことができる。よって、クラッチ装置６０は、非係合状態から係合状態に切り替わる際に要する時間を低減できる。なお、非係合状態では、内輪６１と外輪６２との間で力は伝達されていない。また、係合状態では、内輪６１と外輪６２との間で力は伝達されている。
【００６７】
クラッチ装置６０は、内輪６１に第１方向の回転力が作用すると、カム６３が内輪６１及び外輪６２と噛み合う。これにより、内輪６１と外輪６２との間で回転力が伝達され、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受ける。その結果、クラッチ装置６０は、第１キャリア２３の回転を規制できる。また、クラッチ装置６０は、内輪６１に第２方向の回転力が作用すると、カム６３が内輪６１及び外輪６２と噛み合わない。これにより、内輪６１と外輪６２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。このため、クラッチ装置６０は、第１キャリア２３の回転を規制しない。このようにして、クラッチ装置６０は、ワンウェイクラッチ装置としての機能を実現する。
【００６８】
本実施形態の場合、クラッチ装置６０は、第１変速状態、すなわち第１モータ１１及び第２モータ１２が作動している状態であって、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６１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６１が回転する方向である。この状態で、第２モータ１２が第１モータ１１の回転方向とは反対方向に回転して、第１モータ１１の回転力とは反対向きの回転力を出力している場合に、変速機構１３は、第１変速状態となる。
【００６９】
また、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力している状態で、第２モータ１２が作動して、第１モータ１１の回転方向と同じ方向に回転して、第１モータ１１の回転力と同じ向きの回転力を出力している場合に、第２キャリア３３の回転方向は逆転する。その結果、クラッチ装置６０は、第２変速状態の場合、すなわち第１モータ１１及び第２モータ１２が作動して同じ方向に回転力を出力し、かつ、電動車両を前進させるように第１モータ１１及び第２モータ１２が回転力を出力する場合に非係合状態となる。このように、クラッチ装置６０は、第１モータ１１の回転力の方向と第２モータ１２の回転力の方向とによって、受動的に係合状態と非係合状態とを切り替えできる。
【００７０】
クラッチ装置６０は、ローラクラッチ装置でもよい。ただし、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６１と外輪６２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。このため、クラッチ装置６０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。さらに、クラッチ装置６０は、カムクラッチ装置である方が、カム６３が内輪６１及び外輪６２から分離する際の空転摩擦をローラクラッチ装置よりも小さくすることができる。このため。電動車両駆動装置１０全体の摩擦損失を低減し、効率を向上させることができる。第１変速状態と第２変速状態とは、制御装置１が第１モータ１１及び第２モータ１２の回転力と回転方向とを制御することにより切り替えられる。
【００７１】
クラッチ装置６０は、スプラグ式ワンウェイクラッチ装置であってもよい。スプラグ式ワンウェイクラッチは、摩擦係合部材としてスプラグが用いられているので、円に類似した底面を持つカムの数よりも多数のスプラグをクラッチ装置６０に配置することができる。その結果、クラッチ装置６０と同一の取り付け寸法を持つカムクラッチ装置のトルク容量よりも、クラッチ装置６０のトルク容量を大きくすることができる。クラッチ装置６０のトルク容量を大きくすることができるので、車輪Ｈに出力される第１分配回転力Ｔ６の最大値を大きくすることができる。
【００７２】
また、クラッチ装置６０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装置でもよい。ただし、このようなクラッチ装置は、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、クラッチ装置６０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。クラッチ装置６０は、ワンウェイクラッチ装置ならば、内輪６１又は外輪６２（本実施形態では内輪６１）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６０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６０）を小型化できる。
【００７３】
次に、電動車両駆動装置１０の構造の一例を説明する。
【００７４】
図６−１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の内部構造を示す図である。次の説明において、上述した構成要素については重複する説明は省略し、図中において同一の符号で示す。図６−１に示すように、ケーシングＧは、第１ケーシングＧ１と、第２ケーシングＧ２と、第３ケーシングＧ３と、第４ケーシングＧ４とを含む。第１ケーシングＧ１と、第２ケーシングＧ２と、第４ケーシングＧ４とは、筒状の部材である。第２ケーシングＧ２は、第１ケーシングＧ１よりも車輪Ｈ側に設けられる。第１ケーシングＧ１と第２ケーシングＧ２とは、例えば複数のボルトで締結される。
【００７５】
第３ケーシングＧ３は、第１ケーシングＧ１の２つの開口端のうち第２ケーシングＧ２とは反対側の開口端、すなわち、第１ケーシングＧ１の電動車両の車体側の開口端に設けられる。第１ケーシングＧ１と第３ケーシングＧ３とは、例えば複数のボルト５２で締結される。このようにすることで、第３ケーシングＧ３は、第１ケーシングＧ１の開口を塞ぐ。第４ケーシングＧ４は、第１ケーシングＧ１の内部に設けられる。第１ケーシングＧ１と第４ケーシングＧ４とは、例えば複数のボルトで締結される。
【００７６】
図６−１に示すように、第１モータ１１は、第１ステータコア１１ａと、第１コイル１１ｂと、第１ロータ１１ｃと、第１磁気パターンリング１１ｄと、第１モータ出力軸１１ｅとを含む。第１ステータコア１１ａは、筒状の部材である。第１ステータコア１１ａは、図６−１に示すように、第１ケーシングＧ１に嵌め込まれるとともに、第１ケーシングＧ１と第３ケーシングＧ３とに挟み込まれて位置決め（固定）される。第１コイル１１ｂは、第１ステータコア１１ａの複数個所に設けられる。第１コイル１１ｂは、インシュレータを介して第１ステータコア１１ａに巻きつけられる。
【００７７】
第１ロータ１１ｃ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１１ｃは、第１ロータコア１１ｃ１と、第１マグネット１１ｃ２とを含む。第１ロータコア１１ｃ１は、筒状の部材である。第１マグネット１１ｃ２は、第１ロータコア１１ｃ１の内部又は外周部に複数設けられる。第１モータ出力軸１１ｅは、棒状の部材である。第１モータ出力軸１１ｅは、第１ロータコア１１ｃ１と連結される。第１磁気パターンリング１１ｄは、第１ロータコア１１ｃ１に設けられて、第１ロータコア１１ｃ１と同軸で回転する。第１磁気パターンリング１１ｄは、第１ロータコア１１ｃ１の回転角度を検出する際に用いられる。
【００７８】
第２モータ１２は、第２ステータコア１２ａと、第２コイル１２ｂと、第２ロータ１２ｃと、第２磁気パターンリング１２ｄとを含む。第２ステータコア１２ａは、筒状の部材である。第２ステータコア１２ａは、第１ケーシングＧ１と第２ケーシングＧ２とに挟み込まれて位置決め（固定）される。第２コイル１２ｂは、第２ステータコア１２ａの複数個所に設けられる。第２コイル１２ｂは、インシュレータを介して第２ステータコア１２ａに巻きつけられる。
【００７９】
第２ロータ１２ｃは、第２ステータコア１２ａの径方向内側に設けられる。第２ロータ１２ｃは、クラッチ装置６０とともに、回転軸Ｒを中心に回転できるように、第４ケーシングＧ４によって支持される。第２ロータ１２ｃは、第２ロータコア１２ｃ１と、第２マグネット１２ｃ２とを含む。第２ロータコア１２ｃ１は、筒状の部材である。第２マグネット１２ｃ２は、第２ロータコア１２ｃ１の内部又は外周部に複数設けられる。第２磁気パターンリング１２ｄは、第２ロータコア１２ｃ１に設けられて、第２ロータコア１２ｃ１と同軸で回転する。第２磁気パターンリング１２ｄは、第２ロータコア１２ｃ１の回転角度を検出する際に用いられる。
【００８０】
図６−１に示すように、減速機構４０は、例えば複数のボルト５４で第２ケーシングＧ２に締結されて取り付けられる。本実施形態では、減速機構４０が有する第３リングギア４４が第２ケーシングＧ２に取り付けられる。減速機構４０の第３キャリア４３の一端部には、外輪４５が取り付けられている。外輪４５と第３リングギア４４との間には、ホイール軸受５０の転動体が介在している。このような構造により、第３キャリア４３は、第３リングギア４４の外周部に、外輪４５を介して回転可能に支持される。
【００８１】
第３キャリア４３は、車輪ＨのホイールＨｗが取り付けられる。ホイールＨｗは、スタッドボルト５１Ｂとナット５１Ｎとによって、第３キャリア４３の回転軸と直交する面に締結される。ホイールＨｗにはタイヤＨｔが取り付けられる。電動車両の車輪Ｈは、ホイールＨｗとタイヤＨｔとで構成される。この例において、車輪Ｈは、第３キャリア４３に直接取り付けられている。このため、第３キャリア４３は、図１に示す減速機構入出力軸１６を兼ねている。
【００８２】
懸架装置取付部５３は、第２ケーシングＧ２に設けられる。具体的には、懸架装置取付部５３は、第２ケーシングＧ２のうち、電動車両駆動装置１０が電動車両の車体に取り付けられた際に鉛直方向上側及び下側となる部分に設けられる。鉛直方向上側の懸架装置取付部５３は、上部ナックル５３Ｎａを含み、鉛直方向下側の懸架装置取付部５３は、下部ナックル５３Ｎｂを含む。上部ナックル５３Ｎａと下部ナックル５３Ｎｂとに、懸架装置のアームが取り付けられて、電動車両駆動装置１０は、電動車両の車体に支持される。
【００８３】
第１モータ出力軸１１ｅとサンギアシャフト１４とは、第１嵌合部５６Ａで連結される。このような構造により、第１モータ１１とサンギアシャフト１４との間で動力が伝達される。第１嵌合部５６Ａは、例えば、第１モータ出力軸１１ｅの内周面に形成されたスプラインと、サンギアシャフト１４の第１モータ１１側における端部に形成されて、前記スプラインと嵌合するスプラインとで構成される。このような構造により、回転軸Ｒ方向における第１モータ出力軸１１ｅとサンギアシャフト１４との熱伸び等が吸収される。
【００８４】
変速機構入出力軸１５は、変速機構１３が有する第２リングギア３４と、減速機構４０が有する第３サンギア４１のシャフト（第３サンギアシャフト）４１Ｓとを連結する。このような構造により、変速機構１３の第２遊星歯車機構３０と減速機構４０の第３サンギアシャフト４１Ｓとの間で動力が伝達される。変速機構入出力軸１５と第３サンギアシャフト４１Ｓとは、第２嵌合部５６Ｂで連結される。第２嵌合部５６Ｂは、例えば、変速機構入出力軸１５の内周面に形成されたスプラインと、第３サンギアシャフト４１Ｓの第２モータ１２側における端部に形成されて、前記スプラインと嵌合するスプラインとで構成される。このような構造により、回転軸Ｒ方向における変速機構入出力軸１５と第３サンギアシャフト４１Ｓとの熱伸び等が吸収される。
【００８５】
上述した構造により、電動車両駆動装置１０は、車輪Ｈ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車輪Ｈに伝達することで、電動車両を走行させることができる。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、第３サンギア４１と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４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。
【００８６】
次に、減速機構４０についてさらに詳しく説明する。図６−２は、減速機構４０の概略図である。上述したように、減速機構４０は、第３サンギア４１を含む。第３サンギア４１は、ラジアルニードルベアリング１００および玉軸受１０１（軸受）により、第３キャリア４３に対して、第３キャリア４３と同軸に回転可能に支持されている。ラジアルニードルベアリング１００は、第３キャリア４３のホイールＨｗが取り付けられる側に配置されて第３サンギア４１を支持する。玉軸受１０１は、第３キャリア４３のホイールＨｗが取り付けられる側とは逆側に配置されて、第３サンギア４１を支持する。玉軸受１０１は、外輪１０２と内輪１０３とを有する。
【００８７】
第３キャリア４３には、ホイールＨｗが取り付けられる側とは逆側の端部に、玉軸受１０１を収納する円筒状の軸受収納部１０４を有する。第４ピニオンギア４２は、第４ピニオン回転軸Ｒｐ４を第４ピニオンギアシャフト４２ａにより貫かれている。本実施形態では、第４ピニオンギア４２および第４ピニオンギアシャフト４２ａは、４個設けられている。軸受収納部１０４の内周には、第４ピニオンギアシャフト４２ａの本数（すなわち第４ピニオンギア４２の個数）と同数の溝１０５が形成されている。溝１０５は互いに等間隔に軸受収納部１０４の内周に配置されている。溝１０５は、軸受収納部１０４の軸方向に伸びている。溝１０５は、円柱をその軸と平行な平面で切断して得られる立体における曲面を包囲するような形状に形成されている。
【００８８】
図６−３は、減速機構の組み立て図である。減速機構４０を組み立てるのに際して、第３キャリア４３に第４ピニオンギア４２を配置し、第３キャリア４３の軸受収納部１０４側から第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入する。第４ピニオンギアシャフト４２ａのピッチ円直径４２ａＰＣＤと第４ピニオンギアシャフト４２ａＤの直径４２ａＤとの和は、軸受収納部１０４の内径ＩＤよりも大きい。そのため、軸受収納部１０４の溝１０５が形成されていない位置からは、第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入できない。そこで軸受収納部１０４の内周に形成された溝１０５に沿って、第４ピニオンギアシャフト４２ａが、第３キャリア４３に配置された第４ピニオンギア４２に挿入される。すなわち溝１０５は、第４ピニオンギアシャフト４２ａが第４ピニオンギア４２に挿入される経路ＲＯとなる。
【００８９】
本実施形態では、第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入した後、溝１０５を塞ぎ部材により埋めて塞ぐ。図６−４は、本実施形態に係る塞ぎ部材の斜視図である。図６−５は、本実施形態に係る減速機構４０の分解略図である。塞ぎ部材１０６は、円柱をその軸と平行な平面で切断して得られる形状を概ねしており、溝１０５を鋳型とした場合に得られる形状である。溝１０５に配置されたときに玉軸受１０１と対向する塞ぎ部材１０６の面は、玉軸受１０１の外周面に沿った曲面である。塞ぎ部材１０６は、端部に突起１０７を有している。塞ぎ部材１０６が溝１０５に配置された後、軸受収納部１０４に玉軸受１０１が収納されると、突起１０７は第４ピニオンギアシャフト４２ａの端面と玉軸受１０１外輪１０２端面とに挟まれる。すなわち、突起１０７は、玉軸受１０１の外径よりも玉軸受１０１の半径方向内側に突出している。塞ぎ部材１０６が突起１０７を有していることで、塞ぎ部材１０６は、玉軸受１０１における軸方向の移動が規制される。すなわち、突起１０７は、塞ぎ部材１０６の抜け止めとして機能する。
【００９０】
次に、本実施形態の減速機構４０が塞ぎ部材１０６を有していることによる効果を説明する。図６−２に示すように、第３サンギア４１には、軸心を通り、第３キャリア４３のキャッチャ１０８に向かう給油通路４１Ｐが設けられている。潤滑油は、この給油通路４１Ｐを経由し、第３キャリア４３のキャッチャ１０８内部の給油通路１０８Ｐを通って、玉軸受１０１の外輪１０２と内輪１０３との間にある転動体１１０の軌道に供給される。玉軸受１０１の外周と溝１０５とで形成される隙間は、塞ぎ部材１０６により埋められることにより塞がれているので、キャッチャ１０８から供給された潤滑油の大部分またはすべては、隙間を通ることなく転動体１１０の軌道に供給される。したがって、給油通路１０８Ｐから供給された潤滑油により、効率よく玉軸受１０１の潤滑が行われる。
【００９１】
塞ぎ部材１０６は、いずれの材料により形成されていてもよいが、軽量である材料により形成されていることが好ましく、特に樹脂により形成されていることが好ましい。本実施形態においては、第４ピニオンギアシャフト４２ａと塞ぎ部材１０６とは、別体として構成されているが、同一の部材として構成されていてもよい。
【００９２】
［塞ぎ部材の変形例］
図６−６は、本実施形態に係る塞ぎ部材１０６の変形例を説明する正面図である。図６−７は、本実施形態に係る塞ぎ部材１０６の変形例を説明する側面図である。図６−７では、塞ぎ部材１０６ａに加えて玉軸受１０１も示してある。塞ぎ部材１０６ａは、ワッシャ状、円環状の部材であり、例えば板状の材料から打ち抜かれることにより形成される。塞ぎ部材１０６ａの内径１０６ａＩＤは、玉軸受１０１の内輪外径１０３ＯＤよりも大きい。これにより、第３サンギア４１の回転に伴って玉軸受１０１の内輪１０３が回転するときに、内輪１０３に塞ぎ部材１０６ａが接触することが低減され、異音、振動の発生が減少する。
【００９３】
塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置される。塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置されたときに、第３キャリア４３に設けられた溝１０５の端部を塞ぐように径方向外側に突出する突起１１１を有する。突起１１１は、溝１０５と対応する位置に形成されている。突起１１１は、半月形状であるが、これに限定されず、溝１０５の端部を塞ぐことができる形状であればよい。隣り合う突起１１１同士の距離は、隣り合う溝１０５同士の距離と同じである。
【００９４】
塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置されると、溝１０５の端部を塞ぐように構成されているので、第３キャリア４３のキャッチャ１０８から供給された潤滑油は、塞ぎ部材１０６ａに形成された突起１１１に阻まれて、玉軸受１０１の外周と溝とで形成される隙間に流入することが低減される。そのため、効率よく玉軸受１０１の潤滑が行われる。また突起１１１は、第４ピニオンギアシャフト４２ａが玉軸受１０１における軸方向に移動することを規制する。
【００９５】
塞ぎ部材１０６ａは、いずれの材料により形成されていてもよいが、軽量である材料により形成されていることが好ましく、特に樹脂により形成されていることが好ましい。
【００９６】
次に、第１モータ１１及び第２モータ１２の角速度（回転速度）を検出する構造を説明する。
【００９７】
第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、第１モータ１１と第２モータ１２との間に介在するケーシングＧ１の仕切り壁Ｇ１Ｗを隔てて、互いに対向して配置される。すなわち、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、それぞれ仕切り壁Ｇ１Ｗに対向している。
【００９８】
図７−１は、第１磁気パターンリング及び第２磁気パターンリングを示す斜視図である。図７−２は、図７−２のＡ−Ａ断面図である。図７−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。図７−１に示すように、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、円環状の部材であり、中央部に開口部ＭＨを有する。開口部ＭＨを、図６−１に示すサンギアシャフト１４が貫通する。
【００９９】
図１、図６−１に示す電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１の第１ロータ１１ｃ及び第２モータ１２の第２ロータ１２ｃの径方向内側に第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０が配置されている。このため、特に車輪Ｈ側のモータ（第２モータ１２）については、回転角検出センサとして、小径のレゾルバを用いることは困難である。大径のレゾルバを用いると、質量が増加するため、好ましくない。
【０１００】
図７−２に示すように、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、円環状の薄い金属板ＢＭの表面に、薄い磁石層ＭＰが形成されたものである。金属板ＢＭは、例えば、アルミニウム合金等である。磁石層ＭＰは、例えば、磁粉が混合されたプラスチック又はゴム等の樹脂である。磁石層ＭＰに磁気パターンが着磁されている。このような構造により、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、大径であっても、レゾルバと比較して大幅に軽量化することができる。
【０１０１】
図７−３に示す磁気検出器（磁気ピックアップセンサ）２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとに対して１個ずつ用意されて、ケーシングＧの第１ケーシングＧ１の内側に取り付けられる。磁気検出器２は、第１ケーシングＧ１の仕切り壁Ｇ１Ｗの両側、かつ仕切り壁Ｇ１Ｗが有する貫通孔ＧＨの外側に配置される。貫通孔ＧＨは、図６−１に示すサンギアシャフト１４が貫通する。このような構造により、それぞれの磁気検出器２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとに対向して配置される。図７−３は、一つの磁気検出器２のみ示されるが、仕切り壁Ｇ１Ｗの裏側に、もう一つの磁気検出器２が配置されている。
【０１０２】
それぞれの磁気検出器２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとの磁束を検出して、第１モータ１１の第１ロータ１１ｃと第２ロータ１２ｃとの絶対角度を算出する。例えば、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、磁束密度が正弦波状に変化するように着磁されている。第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、１周での正弦波の周期数が、それぞれ、第１モータ１１と第２モータとの極対数と一致している。すなわち、１極対に対して正弦波パターンの１周期が対応している。
【０１０３】
磁気検出器２内には、例えば、２個のリニアホールセンサが設けられており、１周期の正弦波パターンに対して９０度位相がずれた位置に、それぞれのリニアホールセンサが配置されている。２個のリニアホールセンサにより第１磁気パターンリング１１ｄ又は第２磁気パターンリング１２ｄの磁束密度検出し、演算することで、１周期の正弦波パターンにおける絶対角度を検出することができる。図１に示す制御装置１は、磁気検出器２が検出した第１モータ１１の第１ロータ１１ｃ及び第２モータ１２の第２ロータ１２ｃの絶対角度（１極対における絶対電気角）に基づき、第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂに流す電流を制御する。
【０１０４】
第１モータ１１及び第２モータ１２からの漏れ磁束による影響を低減するため、次のような手法を用いてもよい。第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄには、連続した磁気パターンとは別に、矩形波状の磁束密度分布である着磁パターンを形成する。この矩形波状の着磁パターンの周期は十分に細かくなっている。また、磁気検出器２は、リニアホールセンサとは別に、矩形波状パターンの磁極方向を検出してパルスを出力する磁気センサを有する。
【０１０５】
まず、第１モータ１１及び第２モータ１２の非通電時（例えば、電動車両の始動時）に、磁気検出器２は、連続した磁気パターンによって第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を検出する。以後は、磁気検出器２は、矩形波状の着磁パターンから検出した第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの相対回転を積算することによって、第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を計算する。矩形波状の着磁パターンによる第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの相対角度の検出は、リニアホールセンサを用いた絶対角度の計測よりも磁気ノイズに対して信頼性が高い。このため、上述した手法を用いれば、磁気検出器２が、第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を検出する際の信頼性を向上させることができる。次に、電動車両駆動装置１０を電動車両に用いた場合の制御を説明する。
【０１０６】
図８は、車両を走行させるモータに要求される回転力（トルク）と角速度（回転速度）との関係を示す図である。一般的に、モータの回転力（トルク）と角速度（回転速度）の関係は、一定の回転力の領域における上限回転速度と最高回転速度との比は、１：２程度である。また、最大の回転力と、最高回転速度における最大の回転力との比は、２：１程度である。これに対して、車両を走行させる場合、図８の実線で示す車両の走行特性曲線Ｃａから、一定の回転力の領域における上限回転速度Ｎ１と最高回転速度Ｎ２との比は１：４程度である。また、車両を走行させる場合、最大の回転力Ｔ１と、最高回転速度における最大の回転力との比Ｔ２は、４：１程度である。
【０１０７】
したがって、モータで車両を走行させる場合、一段目の変速比と二段目の変速比との比率（段間比）が２程度の変速を行うことが好ましい。このようにすることで、モータのＮＴ特性（回転速度と回転力との関係）の全領域で、過不足なく車両の走行特性曲線Ｃａをカバーすることができ、必要最小限の出力を有するモータで、車両に必要な動力性能を確保できる。
【０１０８】
図８の点線で示すＮＴ特性曲線ＣＬは、電動車両駆動装置１０の第１変速状態（ローギア）であり、一点鎖線で示すＮＴ特性曲線ＣＨは、電動車両駆動装置１０の第２変速状態（ハイギア）である。このように、第１変速状態と第２変速状態とを用いることにより、車両の走行特性曲線Ｃａを過不足なくカバーすることができる。二点鎖線で示すＮＴ特性曲線Ｃｂは、変速を行わないで車両の走行特性曲線Ｃａをカバーしようとした場合に必要なＮＴ特性を示している。一般に、モータは、一定の回転力の領域における上限回転速度と最高回転速度との比が１：２程度であるため、一つのモータで走行特性曲線Ｃａをカバーする場合、モータにはＮＴ特性曲線Ｃｂのような特性が要求される。その結果、モータに過剰な性能が必要になり、無駄が多くなるとともにコスト及び質量の増加を招く。
【０１０９】
モータの効率に注目すると、モータの効率が高い領域は、最大回転力から最高回転速度に向かって推移する定出力領域（ＮＴ特性曲線ＣＬ又はＮＴ特性曲線ＣＨの曲線部分）の中間部分ＡＬ、ＡＨにある。電動車両駆動装置１０は、変速により、この中間部分ＡＬ、ＡＨを積極的に活用して、効率を向上させることができる。変速を行わない場合、ＮＴ特性曲線Ｃｂのようなモータが必要になるが、この場合、走行特性曲線Ｃａにおいて使用頻度の低い領域（例えば、低速で高い回転力が必要な領域又は最高速に近い領域）でモータの効率が最も高くなってしまう。このため、モータを効率よく使用する観点からは、電動車両駆動装置１０のように、減速比を変更して用いることが好ましい。
【０１１０】
電動車両駆動装置１０で、第１モータ１１と第２モータ１２との両方が動作する場合、変速機構１３の総合減速比ＲＲ＝（α＋β−１）／（α−β−１）である。これは、第１変速状態のみであり、第２変速状態ではＲ＝１である。αは、第２遊星歯車機構３０の遊星比であり、βは、第１遊星歯車機構２０の遊星比である。遊星比は、リングギアの歯数をサンギアの歯数で除した値である。したがって、第２遊星歯車機構３０の遊星比αは、第２リングギア３４の歯数／第２サンギア３１の歯数であり、第１遊星歯車機構２０の遊星比βは、第１リングギア２４の歯数／第１サンギア２１の歯数である。図１に示す電動車両駆動装置１０で、段間比２を実現するためには、第２遊星歯車機構３０の遊星比α（＞１）を１．９０以上２．１０以下の範囲とし、第１遊星歯車機構２０の遊星比β（＞１）を２．８０以上３．２０以下の範囲とすることが好ましい。
【０１１１】
電動車両駆動装置１０は、電動車両のばね下に配置されるので、できる限り軽量であることが好ましい。電動車両駆動装置１０を軽量化するために、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線（第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂ）にアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を用いる手法がある。アルミニウムの比重は銅の比重の３０％程度なので、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線を銅からアルミニウムに置き換えると、巻き線の質量を７０％低下させることができる。このため、第１モータ１１、第２モータ１２及び電動車両駆動装置１０を軽量化することができる。しかし、アルミニウムの導電率は、一般に巻き線に用いられる銅の導電率の６０％程度であるので、銅線を単にアルミニウム線に置き換えるのみでは、性能低下及び発熱量の増加を招くおそれがある。
【０１１２】
電動車両駆動装置１０は、減速機構４０を用いるとともに、変速機構１３で減速比を変更する。このため、第１モータ１１及び第２モータ１２に必要とされる回転力が比較的小さくて済むので、第１モータ１１及び第２モータ１２に流れる電流も比較的小さくなる。このため、本実施形態において、第１モータ１１の第１コイル１１ｂ及び第２モータ１２の第２コイル１２ｂに、銅線の代わりにアルミニウム線を用いたとしても、性能低下及び発熱量の増加はほとんど発生しない。したがって、本実施形態において、電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線（第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂ）にアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を用いて軽量化を実現する。
【０１１３】
第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線にアルミニウムを用いる場合、銅クラッドアルミニウム線を用いることが好ましい。銅クラッドアルミニウム線は、アルミニウム線の外側に銅を一様に被覆し、銅とアルミニウムとの境界を強固に金属結合させたものである。銅クラッドアルミニウム線は、アルミニウム線と比較して、はんだ付けしやすく、端子との接続部の信頼性も高い。銅クラッドアルミニウムの比重は銅の比重の４０％程度なので、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線を銅からアルミニウムに置き換えると、巻き線の質量を６０％低下させることができる。その結果、第１モータ１１、第２モータ１２及び電動車両駆動装置１０を軽量化することができる。
【０１１４】
図９は、本実施形態の変形例に係る電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。図９に示す電動車両駆動装置１０ａは、上述した実施形態の電動車両駆動装置１０と変速機構の構成が異なる。次においては、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１０ａは、変速機構１３ａを含む。変速機構１３ａ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１３ａ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１３ａは、変速機構入出力軸１５によって減速機構４０と連結され、変速された回転力を減速機構４０に伝える（出力する）。減速機構４０は、電動車両駆動装置１０が有するものと同様である。
【０１１５】
変速機構１３ａ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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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９４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト９４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２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、減速機構４０の第３サンギア４１（図１参照）と連結される。このような構造により、第１リングギア７４が回転（自転）すると、減速機構４０の第３サンギア４１が回転する。クラッチ装置９０は、図１に示す電動車両駆動装置１０が有するクラッチ装置６０と同様に、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。電動車両駆動装置１０ａは、上述した電動車両駆動装置１０と同様の原理により、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。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 制御装置
２ 磁気検出器
１０、１０ａ 電動車両駆動装置
１１ 第１モータ
１２ 第２モータ
１３、１３ａ 変速機構
１４、９４ サンギアシャフト
１５ 変速機構入出力軸
１６ 減速機構入出力軸
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
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
３４、８４ 第２リングギア
４０ 減速機構
４１ 第３サンギア
４１Ｓ 第３サンギアシャフト
４２ 第４ピニオンギア
４３ 第３キャリア
４４ 第３リングギア
４５ 外輪
６０、９０ クラッチ装置
６１ 内輪
６２ 外輪
１００ ラジアルニードルベアリング
１０１ 玉軸受（軸受）
１０２ 外輪
１０３ 内輪
１０３ＯＤ 内輪外径
１０４ 軸受収納部
１０５ 溝
１０６ 塞ぎ部材
１０６ａ 塞ぎ部材
１０６ａＩＤ 塞ぎ部材１０６ａの内径
１０７ 突起
１０８ キャッチャ
１１０ 転動体
１１１ 突起
４２ａＰＣＤ （第４ピニオンギアシャフトの）ピッチ円直径
４２ａＤ （第４ピニオンギアシャフトの）直径
４１Ｐ （第３サンギアの）給油通路
１０８Ｐ （キャッチャの）給油通路
Ｇ ケーシング
Ｈ 車輪
ＩＤ 軸受け収納部１０４の内径
【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、ホイールの内部又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】
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記載されている。
【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に記載されている技術は、動力循環経路を有する。特許文献１に記載されている技術は、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。したがって、特許文献１に記載されている技術は、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に記載されている技術は、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に記載されている技術は、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、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】
本発明は、第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、前記変速機構は、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ともに、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う第２リングギアとを含む変速機構とを含み、前記減速機構は、前記第２リングギアと連結される第３サンギアと、前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが前記第４ピニオンギアに挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータである。
【０００９】
上記構成により、このインホイールモータは、第１変速状態及び第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モータ及び第２モータが作動し、かつクラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、この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、このインホイールモータは、回転力が循環する。このような構造により、この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、この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、かつクラッチ装置は非係合状態である。このインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータ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。このようにすることで、この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ので、摩擦損失を低減でき、結果としてエネルギーの損失を低減できる。
【００１１】
また、このインホイールモータは、第１変速状態において、第１モータ及び第２モータの両方が作動するので、第１モータ及び第２モータの両方を有効に利用できる。また、このインホイールモータは、第１変速状態においては、第１モータ及び第２モータの両方から動力を得ることができるので、必要な動力を得るにあたり、モータ１個あたりの出力を小さくすることができる。このため、無闇に出力が大きいモータを用いる必要はなく、また、モータ効率がよい領域で第１モータ及び第２モータを作動させやすくなる。その結果、このインホイールモータはエネルギーの損失を低減できる。
【００１２】
また、このインホイールモータは、減速機構により第１モータ及び第２モータの回転力を増幅することができるので、第１モータ及び第２モータに要求される回転力を低減できる。その結果、第１モータ及び第２モータの小型化及び軽量化をすることができるので、このインホイールモータを小型化及び軽量化することができる。
【００１３】
また、このインホイールモータは、塞ぎ部材により、第３キャリアに設けられた溝へ潤滑油が流入することが低減できるので、効率よく軸受の潤滑を行うことができる。その結果、減速機構での摩擦損失を低減でき、エネルギーの損失を低減できる。
【００１４】
本発明は、第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、前記変速機構は、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う第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、前記減速機構は、前記第１リングギアと連結される第３サンギアと、前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータである。
【００１５】
上記構成により、このインホイールモータは、第１変速状態及び第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モータ及び第２モータが作動し、かつクラッチ装置は係合状態である。第１変速状態で、この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、このインホイールモータは、回転力が循環する。このような構造により、この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、この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。
【００１６】
第２変速状態では、第１モータ及び第２モータは作動し、かつクラッチ装置は非係合状態である。このインホイールモータは、第２変速状態の際、第２モータ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。このようにすることで、この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ので、摩擦損失を低減でき、結果としてエネルギーの損失を低減できる。
【００１７】
また、このインホイールモータは、第１変速状態において、第１モータ及び第２モータの両方が作動するので、第１モータ及び第２モータの両方を有効に利用できる。また、このインホイールモータは、第１変速状態においては、第１モータ及び第２モータの両方から動力を得ることができるので、必要な動力を得るにあたり、モータ１個あたりの出力を小さくすることができる。このため、無闇に出力が大きいモータを用いる必要はなく、また、モータ効率がよい領域で第１モータ及び第２モータを作動させやすくなる。その結果、このインホイールモータはエネルギーの損失を低減できる。
【００１８】
また、このインホイールモータは、減速機構により第１モータ及び第２モータの回転力を増幅することができるので、第１モータ及び第２モータに要求される回転力を低減できる。その結果、第１モータ及び第２モータの小型化及び軽量化をすることができるので、このインホイールモータを小型化及び軽量化することができる。
【００１９】
また、このインホイールモータは、塞ぎ部材により、第３キャリアに設けられた溝へ潤滑油が流入することを低減できるので、効率よく軸受の潤滑を行うことができる。その結果、減速機構での摩擦損失を低減でき、エネルギーの損失が低減できる。
【００２０】
また、本発明において、前記塞ぎ部材は、前記第３キャリアの前記溝を埋め、端部に前記第４ピニオンギアの前記シャフト端面と前記外輪端面とに挟まれる突起を有することが好ましい。これにより、塞ぎ部材は、軸受における軸方向の移動が規制される。すなわち、突起は、塞ぎ部材の抜け止めとして機能する。
【００２１】
また、本発明において、前記塞ぎ部材は、前記第４ピニオンギアと前記軸受との間に配置され、前記第３キャリアに設けられた前記溝と対応する位置に突起を有し、内径が前記内輪の外径よりも大きい円環状の部材であることが好ましい。塞ぎ部材がこのような構成であることで、第３サンギアの回転に伴って軸受の内輪が回転するときに、内輪に塞ぎ部材が接触することが低減され、異音、振動の発生が減少する。
【００２２】
本発明において、前記クラッチ装置は、前記第１変速状態で係合し、前記第２変速状態で非係合となることが好ましい。このようにすれば、第１変速状態を、いわゆるローギアとし、第２変速状態を、いわゆるハイギアとすることができる。
【００２３】
本発明において、前記第２サンギア、前記第２ピニオンギア、前記第３ピニオンギア、前記第２キャリア及び前記第２リングギアを有するダブルピニオン遊星歯車の減速比をα、前記第１サンギア、前記第１ピニオンギア、前記第１キャリア及び前記第１リングギアを有するシングルピニオン遊星歯車装置の減速比をβとしたとき、１．９０≦α≦２．１０かつ２．８０≦β≦３．２０であることが好ましい。このようにすれば、第１変速状態と第２変速状態の段間比２を実現できるので、電動車両に適したインホイールモータを提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態の電動車両駆動装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第１変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第２変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図４】図４は、本実施形態のクラッチ装置を示す説明図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るクラッチ装置のカムを拡大して示す説明図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の内部構造を示す図である。
【図６−２】図６−２は、本実施形態に係る減速機構の概略図である。
【図６−３】図６−３は、本実施形態に係る減速機構の組み立て図である。
【図６−４】図６−４は、本実施形態に係る塞ぎ部材を示す斜視図である。
【図６−５】図６−５は、本実施形態に係る減速機構の分解略図である。
【図６−６】図６−６は、本実施形態に係る塞ぎ部材の変形例を示す正面図である。
【図６−７】図６−７は、本実施形態に係る塞ぎ部材の変形例を示す側面図である。
【図７−１】図７−１は、第１磁気パターンリング及び第２磁気パターンリングを示す斜視図である。
【図７−２】図７−２は、図７−２のＡ−Ａ断面図である。
【図７−３】図７−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。
【図８】図８は、車両を走行させるモータに要求される回転力（トルク）と角速度（回転速度）との関係を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態の変形例に係る電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００２７】
図１は、本実施形態の電動車両駆動装置の構成を示す図である。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、減速機構４０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、減速機構４０とを収納する。
【００２８】
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。このような構造により、変速機構１３は、第１モータ１１が作動すると、第１モータ１１から第１回転力ＴＡが伝えられる（入力される）。また、変速機構１３は、第２モータ１２と連結される。このような構造により、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）。ここでいうモータの作動とは、第１モータ１１（第２モータ１２）に電力が供給されて第１モータ１１（第２モータ１２）の入出力軸が回転することをいう。
【００２９】
変速機構１３は、減速比（変速機構１３への入力回転速度ωｉと出力回転速度ωｏとの比ωｉ／ωｏ）を変更できる。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６０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。
【００３０】
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。このような構造により、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。そして、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。
【００３１】
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。このような構造により、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。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。このような構造により、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。そして、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。
【００３２】
クラッチ装置６０は、ケーシングＧと第１キャリア２３との間に配置される。クラッチ装置６０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６０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６０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６０の詳細については後述する。
【００３３】
このように、第１キャリア２３は、クラッチ装置６０によってケーシングＧと係合と分離とが可能となっている。すなわち、クラッチ装置６０は、ケーシングＧに対して第１キャリア２３を回転自在としたり、ケーシングＧに対して第１キャリア２３を回転不能にしたりすることができる。
【００３４】
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、それぞれが同軸（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。このような構造により、第２サンギア３１は、第２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。このような構造により、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。このような構造により、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、変速機構１３の入出力軸（変速機構入出力軸）１５と連結される。このような構造により、第２リングギア３４が回転（自転）すると、変速機構入出力軸１５は回転する。
【００３７】
減速機構４０は、変速機構１３と電動車両の車輪Ｈとの間に配置される。そして、減速機構４０は、変速機構入出力軸１５の回転速度を減速して、入出力軸（減速機構入出力軸）１６へ出力する。減速機構入出力軸１６は、電動車両の車輪Ｈに連結されており、減速機構４０と車輪Ｈとの間で動力を伝達する。このような構造により、第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方が発生した動力は、変速機構１３と減速機構４０とを介して車輪Ｈへ伝達されてこれを駆動する。また、車輪Ｈからの入力は、減速機構４０と変速機構１３とを介して第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方に伝達される。この場合、第１モータ１１と第２モータ１２との少なくとも一方は、車輪Ｈに駆動されて電力を発生することができる（回生）。
【００３８】
減速機構４０は、第３サンギア４１と、第４ピニオンギア４２と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４とを含む。第３サンギア４１は、変速機構入出力軸１５が取り付けられている。このような構造により、第３サンギア４１と変速機構１３の第２リングギア３４とが変速機構入出力軸１５を介して連結される。第４ピニオンギア４２は、第３サンギア４１と噛み合っている。第３キャリア４３は、第４ピニオンギア４２が第４ピニオン回転軸Ｒｐ４を中心として自転できるように、かつ、第４ピニオンギア４２が第３サンギア４１を中心に公転できるように第４ピニオンギア４２を保持する。第３リングギア４４は、第４ピニオンギア４２と噛み合い、かつ、静止系（本実施形態ではケーシングＧ）に固定される。第３キャリア４３は、減速機構入出力軸１６を介して車輪Ｈに連結されている。また、第３キャリア４３は、ホイール軸受５０によって回転可能に支持される。減速機構４０については、後で詳述する。
【００３９】
電動車両駆動装置１０は、変速機構１３と車輪Ｈとの間に減速機構４０を介在させて、変速機構１３の変速機構入出力軸１５の回転速度を減速して車輪Ｈを駆動する。このため、第１モータ１１及び第２モータ１２は、最大回転力が小さいものでも電動車両に必要な駆動力を得ることができる。その結果、第１モータ１１及び第２モータ１２の駆動電流が小さくて済むともに、これらを小型化及び軽量化することができる。そして、電動車両駆動装置１０の製造コスト低減及び軽量化を実現できる。
【００４０】
制御装置１は、電動車両駆動装置１０の動作を制御する。より具体的には、制御装置１は、第１モータ１１及び第２モータ１２の回転速度、回転方向及び出力を制御する。制御装置１は、例えば、マイクロコンピュータである。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。
【００４１】
図２は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第１変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。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、第１変速状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。
【００４２】
第１変速状態は、いわゆるローギア状態の状態であり、減速比を大きくとることができる。すなわち、変速機構入出力軸１５のトルクを大きくすることができる。第１変速状態は、主に、電動車両が走行時に大きな駆動力を必要とする場合、例えば、坂道を発進するとき又は登坂時（坂道を登る時）等に用いられる。第１変速状態では、第１モータ１１と第２モータ１２とはともに動作するが、発生するトルクの大きさが等しく、かつトルクの向きが反対になる。第１モータ１１の動力は、第１サンギア２１に入力され、第２モータ１２の動力は、第１リングギア２４に入力される。第１変速状態において、クラッチ装置６０は係合状態である。すなわち、第１変速状態において、第１ピニオンギア２２は、ケーシングＧに対して回転できない状態となる。
【００４３】
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とし、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ５とする。図１に示す第１回転力Ｔ１、循環回転力Ｔ３、合成回転力Ｔ２、第１分配回転力Ｔ６及び第２分配回転力Ｔ４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。
【００４４】
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と合流して、合成回転力Ｔ２となる。合成回転力Ｔ２は、第１サンギア２１から出力される。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。
【００４５】
第１サンギア２１と第２サンギア３１とは、サンギアシャフト１４で連結されている。このため、第１変速状態において、第１回転力Ｔ１と循環回転力Ｔ３とが合成され、第１サンギア２１から出力された合成回転力Ｔ２は、サンギアシャフト１４を介してサンギアシャフト１４に伝えられる。合成回転力Ｔ２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Ｔ２は、第２遊星歯車機構３０によって第１分配回転力Ｔ６と第２分配回転力Ｔ４とに分配される。第１分配回転力Ｔ６は、合成回転力Ｔ２が第２リングギア３４に分配されて増幅された回転力であり、変速機構入出力軸１５から出力される。第２分配回転力Ｔ４は、合成回転力Ｔ２が第２キャリア３３に分配されて増幅された回転力である。
【００４６】
第１分配回転力Ｔ６は、変速機構入出力軸１５から減速機構４０に出力される。そして、第１分配回転力Ｔ６は、減速機構４０で増幅されて、図１に示す減速機構入出力軸１６を介して車輪Ｈに出力されて、これを駆動する。その結果、電動車両は走行する。
【００４７】
第２キャリア３３と第１リングギア２４とが一体で回転しているため、第２キャリア３３に分配された第２分配回転力Ｔ４は、第１リングギア２４の循環回転力となる。そして、第２分配回転力Ｔ４は、第１リングギア２４で、第２モータ１２の第２回転力Ｔ５と合成されて、第１遊星歯車機構２０に向かう。第２回転力Ｔ５、すなわち、第２モータ１２の回転力の向きは、第１モータ１１の回転力の向きとは反対である。
【００４８】
第１遊星歯車機構２０に戻ってきた第１リングギア２４における第２分配回転力Ｔ４及び第２回転力Ｔ５は、第１遊星歯車機構２０によってその大きさが減少されるとともに、力の向きを逆転させられて、第１サンギア２１における循環回転力Ｔ３となる。このようにして、第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間で動力（回転力）の循環が発生するので、変速機構１３は、減速比を大きくすることができる。すなわち、電動車両駆動装置１０は、第１変速状態のときに、大きなトルクを発生することができる。次に、合成回転力Ｔ２、循環回転力Ｔ３、第２分配回転力Ｔ４及び第１分配回転力Ｔ６の値の一例を説明する。
【００４９】
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。式（１）から式（４）に、電動車両駆動装置１０の各部に作用する回転力（図２に示す合成回転力Ｔ２、循環回転力Ｔ３、第２分配回転力Ｔ４及び第１分配回転力Ｔ６）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。
【００５０】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【００５１】
一例として、歯数Ｚ１を４７、歯数Ｚ４を９７、歯数Ｚ５を２４、歯数Ｚ７を７６とする。また、第１回転力Ｔ１を５０Ｎｍとし、第２回転力Ｔ５を５０Ｎｍとする。すると、合成回転力Ｔ２は９９．１Ｎｍ、循環回転力Ｔ３は４９．１Ｎｍ、第２分配回転力Ｔ４は−１０５．４Ｎｍ、第１分配回転力Ｔ６は２０４．５Ｎｍ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を約４倍に増幅して車輪Ｈに出力できる。次に、第２変速状態を電動車両駆動装置１０が実現する場合を説明する。
【００５２】
図３は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が第２変速状態にある場合に、回転力が伝わる経路を示す説明図である。第２変速状態は、いわゆるハイギア状態の状態であり、減速比を小さくとることができる。すなわち、変速機構入出力軸１５のトルクは小さくなるが、変速機構１３の摩擦損失を小さくすることができる。第２変速状態では、第１モータ１１と第２モータ１２とはともに動作する。そして、第１モータ１１及び第２モータ１２が発生するトルクの大きさとトルクの向きとは等しくなる。第２変速状態のときに、第１モータ１１が出力する回転力を第１回転力Ｔ７とし、第２モータ１２が出力する回転力を第２回転力Ｔ８とする。
【００５３】
第２変速状態において、第１モータ１１の動力は、第１サンギア２１に入力され、第２モータ１２の動力は、第１リングギア２４に入力される。第２変速状態において、クラッチ装置６０は非係合状態である。すなわち、第１変速状態において、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。その結果、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、変速機構入出力軸１５から出力されて減速機構４０に伝えられるトルクを示し、単位はＮｍである。
【００５４】
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。その結果、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。
【００５５】
【数５】
【００５６】
変速機構入出力軸１５の角速度（回転速度）は、第１モータ１１によって駆動される第２サンギア３１の角速度と、第２モータ１２によって駆動される第２キャリア３３の角速度とによって決定される。したがって、変速機構入出力軸１５の角速度を一定としていても、第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度との組み合わせを変化させることができる。
【００５７】
このように、変速機構入出力軸１５の角速度と第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度との組み合わせは一意に決定されないので、上述した第１変速状態から第２変速状態へ、あるいは第２変速状態から第１変速状態へ連続して移行させることができる。したがって、制御装置１は、第１モータ１１の角速度と第２モータ１２の角速度と回転力とを連続して滑らかに制御すると、第１変速状態と第２変速状態との間で変速機構１３の状態が変化した場合でも、いわゆる変速ショックを小さくすることができる。
【００５８】
変速機構１３は、第１サンギア２１と第１リングギア２４とは、互いに同方向に回転（自転）するため、第２サンギア３１と第２キャリア３３とも、互いに同方向に回転（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。
【００５９】
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。このため、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。
【００６０】
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、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、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。
【００６１】
【数６】
【００６２】
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。
【００６３】
【数７】
【００６４】
次に、クラッチ装置６０について説明する。クラッチ装置６０は、例えば、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から図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。ワンウェイクラッチ装置は、例えば、カムクラッチ装置又はローラクラッチ装置である。以下において、クラッチ装置６０はカムクラッチ装置であるものとして、クラッチ装置６０の構成を説明する。
【００６５】
図４は、本実施形態のクラッチ装置を示す説明図である。図５は、実施形態１のクラッチ装置のカムを拡大して示す説明図である。図４に示すように、クラッチ装置６０は、第２部材としての内輪６１と、第１部材としての外輪６２と、係合部材としてのカム６３とを含む。なお、内輪６１が第１部材として機能し、外輪６２が第２部材として機能してもよい。内輪６１及び外輪６２は、筒状部材である。内輪６１は、外輪６２の内側に配置される。内輪６１と外輪６２とのうちの一方は、第１キャリア２３に連結され、他方はケーシングＧに連結される。本実施形態では、内輪６１は第１キャリア２３に連結され、外輪６２はケーシングＧに連結される。カム６３は、略円柱状の棒状部材である。ただし、棒状部材の中心軸に直交する仮想平面で切ったカム６３の断面形状は、真円ではなく歪な形状である。カム６３は、内輪６１の外周部と外輪６２の内周部との間に、内輪６１及び外輪６２の周方向に沿って複数設けられる。
【００６６】
図５に示すように、クラッチ装置６０は、ワイヤゲージ６４と、ガータスプリング６５とを含む。ワイヤゲージ６４は、弾性部材である。ワイヤゲージ６４は、複数のカム６３が分散しないようにまとめる。ガータスプリング６５は、カム６３が内輪６１及び外輪６２に常に接触するようにカム６３に力を与える。これにより、内輪６１又は外輪６２に回転力が作用した際に、カム６３は迅速に内輪６１及び外輪６２と噛み合うことができる。よって、クラッチ装置６０は、非係合状態から係合状態に切り替わる際に要する時間を低減できる。なお、非係合状態では、内輪６１と外輪６２との間で力は伝達されていない。また、係合状態では、内輪６１と外輪６２との間で力は伝達されている。
【００６７】
クラッチ装置６０は、内輪６１に第１方向の回転力が作用すると、カム６３が内輪６１及び外輪６２と噛み合う。これにより、内輪６１と外輪６２との間で回転力が伝達され、第１キャリア２３は、ケーシングＧから反力を受ける。その結果、クラッチ装置６０は、第１キャリア２３の回転を規制できる。また、クラッチ装置６０は、内輪６１に第２方向の回転力が作用すると、カム６３が内輪６１及び外輪６２と噛み合わない。これにより、内輪６１と外輪６２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。このため、クラッチ装置６０は、第１キャリア２３の回転を規制しない。このようにして、クラッチ装置６０は、ワンウェイクラッチ装置としての機能を実現する。
【００６８】
本実施形態の場合、クラッチ装置６０は、第１変速状態、すなわち第１モータ１１及び第２モータ１２が作動している状態であって、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６１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６１が回転する方向である。この状態で、第２モータ１２が第１モータ１１の回転方向とは反対方向に回転して、第１モータ１１の回転力とは反対向きの回転力を出力している場合に、変速機構１３は、第１変速状態となる。
【００６９】
また、電動車両を前進させるように第１モータ１１が回転力を出力している状態で、第２モータ１２が作動して、第１モータ１１の回転方向と同じ方向に回転して、第１モータ１１の回転力と同じ向きの回転力を出力している場合に、第２キャリア３３の回転方向は逆転する。その結果、クラッチ装置６０は、第２変速状態の場合、すなわち第１モータ１１及び第２モータ１２が作動して同じ方向に回転力を出力し、かつ、電動車両を前進させるように第１モータ１１及び第２モータ１２が回転力を出力する場合に非係合状態となる。このように、クラッチ装置６０は、第１モータ１１の回転力の方向と第２モータ１２の回転力の方向とによって、受動的に係合状態と非係合状態とを切り替えできる。
【００７０】
クラッチ装置６０は、ローラクラッチ装置でもよい。ただし、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６１と外輪６２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。このため、クラッチ装置６０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。さらに、クラッチ装置６０は、カムクラッチ装置である方が、カム６３が内輪６１及び外輪６２から分離する際の空転摩擦をローラクラッチ装置よりも小さくすることができる。このため。電動車両駆動装置１０全体の摩擦損失を低減し、効率を向上させることができる。第１変速状態と第２変速状態とは、制御装置１が第１モータ１１及び第２モータ１２の回転力と回転方向とを制御することにより切り替えられる。
【００７１】
クラッチ装置６０は、スプラグ式ワンウェイクラッチ装置であってもよい。スプラグ式ワンウェイクラッチは、摩擦係合部材としてスプラグが用いられているので、円に類似した底面を持つカムの数よりも多数のスプラグをクラッチ装置６０に配置することができる。その結果、クラッチ装置６０と同一の取り付け寸法を持つカムクラッチ装置のトルク容量よりも、クラッチ装置６０のトルク容量を大きくすることができる。クラッチ装置６０のトルク容量を大きくすることができるので、車輪Ｈに出力される第１分配回転力Ｔ６の最大値を大きくすることができる。
【００７２】
また、クラッチ装置６０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装置でもよい。ただし、このようなクラッチ装置は、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、クラッチ装置６０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。クラッチ装置６０は、ワンウェイクラッチ装置ならば、内輪６１又は外輪６２（本実施形態では内輪６１）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６０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６０）を小型化できる。
【００７３】
次に、電動車両駆動装置１０の構造の一例を説明する。
【００７４】
図６−１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の内部構造を示す図である。次の説明において、上述した構成要素については重複する説明は省略し、図中において同一の符号で示す。図６−１に示すように、ケーシングＧは、第１ケーシングＧ１と、第２ケーシングＧ２と、第３ケーシングＧ３と、第４ケーシングＧ４とを含む。第１ケーシングＧ１と、第２ケーシングＧ２と、第４ケーシングＧ４とは、筒状の部材である。第２ケーシングＧ２は、第１ケーシングＧ１よりも車輪Ｈ側に設けられる。第１ケーシングＧ１と第２ケーシングＧ２とは、例えば複数のボルトで締結される。
【００７５】
第３ケーシングＧ３は、第１ケーシングＧ１の２つの開口端のうち第２ケーシングＧ２とは反対側の開口端、すなわち、第１ケーシングＧ１の電動車両の車体側の開口端に設けられる。第１ケーシングＧ１と第３ケーシングＧ３とは、例えば複数のボルト５２で締結される。このようにすることで、第３ケーシングＧ３は、第１ケーシングＧ１の開口を塞ぐ。第４ケーシングＧ４は、第１ケーシングＧ１の内部に設けられる。第１ケーシングＧ１と第４ケーシングＧ４とは、例えば複数のボルトで締結される。
【００７６】
図６−１に示すように、第１モータ１１は、第１ステータコア１１ａと、第１コイル１１ｂと、第１ロータ１１ｃと、第１磁気パターンリング１１ｄと、第１モータ出力軸１１ｅとを含む。第１ステータコア１１ａは、筒状の部材である。第１ステータコア１１ａは、図６−１に示すように、第１ケーシングＧ１に嵌め込まれるとともに、第１ケーシングＧ１と第３ケーシングＧ３とに挟み込まれて位置決め（固定）される。第１コイル１１ｂは、第１ステータコア１１ａの複数個所に設けられる。第１コイル１１ｂは、インシュレータを介して第１ステータコア１１ａに巻きつけられる。
【００７７】
第１ロータ１１ｃ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１１ｃは、第１ロータコア１１ｃ１と、第１マグネット１１ｃ２とを含む。第１ロータコア１１ｃ１は、筒状の部材である。第１マグネット１１ｃ２は、第１ロータコア１１ｃ１の内部又は外周部に複数設けられる。第１モータ出力軸１１ｅは、棒状の部材である。第１モータ出力軸１１ｅは、第１ロータコア１１ｃ１と連結される。第１磁気パターンリング１１ｄは、第１ロータコア１１ｃ１に設けられて、第１ロータコア１１ｃ１と同軸で回転する。第１磁気パターンリング１１ｄは、第１ロータコア１１ｃ１の回転角度を検出する際に用いられる。
【００７８】
第２モータ１２は、第２ステータコア１２ａと、第２コイル１２ｂと、第２ロータ１２ｃと、第２磁気パターンリング１２ｄとを含む。第２ステータコア１２ａは、筒状の部材である。第２ステータコア１２ａは、第１ケーシングＧ１と第２ケーシングＧ２とに挟み込まれて位置決め（固定）される。第２コイル１２ｂは、第２ステータコア１２ａの複数個所に設けられる。第２コイル１２ｂは、インシュレータを介して第２ステータコア１２ａに巻きつけられる。
【００７９】
第２ロータ１２ｃは、第２ステータコア１２ａの径方向内側に設けられる。第２ロータ１２ｃは、クラッチ装置６０とともに、回転軸Ｒを中心に回転できるように、第４ケーシングＧ４によって支持される。第２ロータ１２ｃは、第２ロータコア１２ｃ１と、第２マグネット１２ｃ２とを含む。第２ロータコア１２ｃ１は、筒状の部材である。第２マグネット１２ｃ２は、第２ロータコア１２ｃ１の内部又は外周部に複数設けられる。第２磁気パターンリング１２ｄは、第２ロータコア１２ｃ１に設けられて、第２ロータコア１２ｃ１と同軸で回転する。第２磁気パターンリング１２ｄは、第２ロータコア１２ｃ１の回転角度を検出する際に用いられる。
【００８０】
図６−１に示すように、減速機構４０は、例えば複数のボルト５４で第２ケーシングＧ２に締結されて取り付けられる。本実施形態では、減速機構４０が有する第３リングギア４４が第２ケーシングＧ２に取り付けられる。減速機構４０の第３キャリア４３の一端部には、外輪４５が取り付けられている。外輪４５と第３リングギア４４との間には、ホイール軸受５０の転動体が介在している。このような構造により、第３キャリア４３は、第３リングギア４４の外周部に、外輪４５を介して回転可能に支持される。
【００８１】
第３キャリア４３は、車輪ＨのホイールＨｗが取り付けられる。ホイールＨｗは、スタッドボルト５１Ｂとナット５１Ｎとによって、第３キャリア４３の回転軸と直交する面に締結される。ホイールＨｗにはタイヤＨｔが取り付けられる。電動車両の車輪Ｈは、ホイールＨｗとタイヤＨｔとで構成される。この例において、車輪Ｈは、第３キャリア４３に直接取り付けられている。このため、第３キャリア４３は、図１に示す減速機構入出力軸１６を兼ねている。
【００８２】
懸架装置取付部５３は、第２ケーシングＧ２に設けられる。具体的には、懸架装置取付部５３は、第２ケーシングＧ２のうち、電動車両駆動装置１０が電動車両の車体に取り付けられた際に鉛直方向上側及び下側となる部分に設けられる。鉛直方向上側の懸架装置取付部５３は、上部ナックル５３Ｎａを含み、鉛直方向下側の懸架装置取付部５３は、下部ナックル５３Ｎｂを含む。上部ナックル５３Ｎａと下部ナックル５３Ｎｂとに、懸架装置のアームが取り付けられて、電動車両駆動装置１０は、電動車両の車体に支持される。
【００８３】
第１モータ出力軸１１ｅとサンギアシャフト１４とは、第１嵌合部５６Ａで連結される。このような構造により、第１モータ１１とサンギアシャフト１４との間で動力が伝達される。第１嵌合部５６Ａは、例えば、第１モータ出力軸１１ｅの内周面に形成されたスプラインと、サンギアシャフト１４の第１モータ１１側における端部に形成されて、前記スプラインと嵌合するスプラインとで構成される。このような構造により、回転軸Ｒ方向における第１モータ出力軸１１ｅとサンギアシャフト１４との熱伸び等が吸収される。
【００８４】
変速機構入出力軸１５は、変速機構１３が有する第２リングギア３４と、減速機構４０が有する第３サンギア４１のシャフト（第３サンギアシャフト）４１Ｓとを連結する。このような構造により、変速機構１３の第２遊星歯車機構３０と減速機構４０の第３サンギアシャフト４１Ｓとの間で動力が伝達される。変速機構入出力軸１５と第３サンギアシャフト４１Ｓとは、第２嵌合部５６Ｂで連結される。第２嵌合部５６Ｂは、例えば、変速機構入出力軸１５の内周面に形成されたスプラインと、第３サンギアシャフト４１Ｓの第２モータ１２側における端部に形成されて、前記スプラインと嵌合するスプラインとで構成される。このような構造により、回転軸Ｒ方向における変速機構入出力軸１５と第３サンギアシャフト４１Ｓとの熱伸び等が吸収される。
【００８５】
上述した構造により、電動車両駆動装置１０は、車輪Ｈ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車輪Ｈに伝達することで、電動車両を走行させることができる。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、第３サンギア４１と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４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。
【００８６】
次に、減速機構４０についてさらに詳しく説明する。図６−２は、減速機構４０の概略図である。上述したように、減速機構４０は、第３サンギア４１を含む。第３サンギア４１は、ラジアルニードルベアリング１００および玉軸受１０１（軸受）により、第３キャリア４３に対して、第３キャリア４３と同軸に回転可能に支持されている。ラジアルニードルベアリング１００は、第３キャリア４３のホイールＨｗが取り付けられる側に配置されて第３サンギア４１を支持する。玉軸受１０１は、第３キャリア４３のホイールＨｗが取り付けられる側とは逆側に配置されて、第３サンギア４１を支持する。玉軸受１０１は、外輪１０２と内輪１０３とを有する。
【００８７】
第３キャリア４３には、ホイールＨｗが取り付けられる側とは逆側の端部に、玉軸受１０１を収納する円筒状の軸受収納部１０４を有する。第４ピニオンギア４２は、第４ピニオン回転軸Ｒｐ４を第４ピニオンギアシャフト４２ａにより貫かれている。本実施形態では、第４ピニオンギア４２および第４ピニオンギアシャフト４２ａは、４個設けられている。軸受収納部１０４の内周には、第４ピニオンギアシャフト４２ａの本数（すなわち第４ピニオンギア４２の個数）と同数の溝１０５が形成されている。溝１０５は互いに等間隔に軸受収納部１０４の内周に配置されている。溝１０５は、軸受収納部１０４の軸方向に伸びている。溝１０５は、円柱をその軸と平行な平面で切断して得られる立体における曲面を包囲するような形状に形成されている。
【００８８】
図６−３は、減速機構の組み立て図である。減速機構４０を組み立てるのに際して、第３キャリア４３に第４ピニオンギア４２を配置し、第３キャリア４３の軸受収納部１０４側から第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入する。第４ピニオンギアシャフト４２ａのピッチ円直径４２ａＰＣＤと第４ピニオンギアシャフト４２ａＤの直径４２ａＤとの和は、軸受収納部１０４の内径ＩＤよりも大きい。そのため、軸受収納部１０４の溝１０５が形成されていない位置からは、第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入できない。そこで軸受収納部１０４の内周に形成された溝１０５に沿って、第４ピニオンギアシャフト４２ａが、第３キャリア４３に配置された第４ピニオンギア４２に挿入される。すなわち溝１０５は、第４ピニオンギアシャフト４２ａが第４ピニオンギア４２に挿入される経路ＲＯとなる。
【００８９】
本実施形態では、第４ピニオンギアシャフト４２ａを第４ピニオンギア４２に挿入した後、溝１０５を塞ぎ部材により埋めて塞ぐ。図６−４は、本実施形態に係る塞ぎ部材の斜視図である。図６−５は、本実施形態に係る減速機構４０の分解略図である。塞ぎ部材１０６は、円柱をその軸と平行な平面で切断して得られる形状を概ねしており、溝１０５を鋳型とした場合に得られる形状である。溝１０５に配置されたときに玉軸受１０１と対向する塞ぎ部材１０６の面は、玉軸受１０１の外周面に沿った曲面である。塞ぎ部材１０６は、端部に突起１０７を有している。塞ぎ部材１０６が溝１０５に配置された後、軸受収納部１０４に玉軸受１０１が収納されると、突起１０７は第４ピニオンギアシャフト４２ａの端面と玉軸受１０１外輪１０２端面とに挟まれる。すなわち、突起１０７は、玉軸受１０１の外径よりも玉軸受１０１の半径方向内側に突出している。塞ぎ部材１０６が突起１０７を有していることで、塞ぎ部材１０６は、玉軸受１０１における軸方向の移動が規制される。すなわち、突起１０７は、塞ぎ部材１０６の抜け止めとして機能する。
【００９０】
次に、本実施形態の減速機構４０が塞ぎ部材１０６を有していることによる効果を説明する。図６−２に示すように、第３サンギア４１には、軸心を通り、第３キャリア４３のキャッチャ１０８に向かう給油通路４１Ｐが設けられている。潤滑油は、この給油通路４１Ｐを経由し、第３キャリア４３のキャッチャ１０８内部の給油通路１０８Ｐを通って、玉軸受１０１の外輪１０２と内輪１０３との間にある転動体１１０の軌道に供給される。玉軸受１０１の外周と溝１０５とで形成される隙間は、塞ぎ部材１０６により埋められることにより塞がれているので、キャッチャ１０８から供給された潤滑油の大部分またはすべては、隙間を通ることなく転動体１１０の軌道に供給される。したがって、給油通路１０８Ｐから供給された潤滑油により、効率よく玉軸受１０１の潤滑が行われる。
【００９１】
塞ぎ部材１０６は、いずれの材料により形成されていてもよいが、軽量である材料により形成されていることが好ましく、特に樹脂により形成されていることが好ましい。本実施形態においては、第４ピニオンギアシャフト４２ａと塞ぎ部材１０６とは、別体として構成されているが、同一の部材として構成されていてもよい。
【００９２】
［塞ぎ部材の変形例］
図６−６は、本実施形態に係る塞ぎ部材１０６の変形例を説明する正面図である。図６−７は、本実施形態に係る塞ぎ部材１０６の変形例を説明する側面図である。図６−７では、塞ぎ部材１０６ａに加えて玉軸受１０１も示してある。塞ぎ部材１０６ａは、ワッシャ状、円環状の部材であり、例えば板状の材料から打ち抜かれることにより形成される。塞ぎ部材１０６ａの内径１０６ａＩＤは、玉軸受１０１の内輪外径１０３ＯＤよりも大きい。これにより、第３サンギア４１の回転に伴って玉軸受１０１の内輪１０３が回転するときに、内輪１０３に塞ぎ部材１０６ａが接触することが低減され、異音、振動の発生が減少する。
【００９３】
塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置される。塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置されたときに、第３キャリア４３に設けられた溝１０５の端部を塞ぐように径方向外側に突出する突起１１１を有する。突起１１１は、溝１０５と対応する位置に形成されている。突起１１１は、半月形状であるが、これに限定されず、溝１０５の端部を塞ぐことができる形状であればよい。隣り合う突起１１１同士の距離は、隣り合う溝１０５同士の距離と同じである。
【００９４】
塞ぎ部材１０６ａは、第４ピニオンギア４２と玉軸受１０１との間に配置されると、溝１０５の端部を塞ぐように構成されているので、第３キャリア４３のキャッチャ１０８から供給された潤滑油は、塞ぎ部材１０６ａに形成された突起１１１に阻まれて、玉軸受１０１の外周と溝とで形成される隙間に流入することが低減される。そのため、効率よく玉軸受１０１の潤滑が行われる。また突起１１１は、第４ピニオンギアシャフト４２ａが玉軸受１０１における軸方向に移動することを規制する。
【００９５】
塞ぎ部材１０６ａは、いずれの材料により形成されていてもよいが、軽量である材料により形成されていることが好ましく、特に樹脂により形成されていることが好ましい。
【００９６】
次に、第１モータ１１及び第２モータ１２の角速度（回転速度）を検出する構造を説明する。
【００９７】
第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、第１モータ１１と第２モータ１２との間に介在するケーシングＧ１の仕切り壁Ｇ１Ｗを隔てて、互いに対向して配置される。すなわち、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、それぞれ仕切り壁Ｇ１Ｗに対向している。
【００９８】
図７−１は、第１磁気パターンリング及び第２磁気パターンリングを示す斜視図である。図７−２は、図７−２のＡ−Ａ断面図である。図７−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。図７−１に示すように、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、円環状の部材であり、中央部に開口部ＭＨを有する。開口部ＭＨを、図６−１に示すサンギアシャフト１４が貫通する。
【００９９】
図１、図６−１に示す電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１の第１ロータ１１ｃ及び第２モータ１２の第２ロータ１２ｃの径方向内側に第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０が配置されている。このため、特に車輪Ｈ側のモータ（第２モータ１２）については、回転角検出センサとして、小径のレゾルバを用いることは困難である。大径のレゾルバを用いると、質量が増加するため、好ましくない。
【０１００】
図７−２に示すように、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、円環状の薄い金属板ＢＭの表面に、薄い磁石層ＭＰが形成されたものである。金属板ＢＭは、例えば、アルミニウム合金等である。磁石層ＭＰは、例えば、磁粉が混合されたプラスチック又はゴム等の樹脂である。磁石層ＭＰに磁気パターンが着磁されている。このような構造により、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、大径であっても、レゾルバと比較して大幅に軽量化することができる。
【０１０１】
図７−３に示す磁気検出器（磁気ピックアップセンサ）２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとに対して１個ずつ用意されて、ケーシングＧの第１ケーシングＧ１の内側に取り付けられる。磁気検出器２は、第１ケーシングＧ１の仕切り壁Ｇ１Ｗの両側、かつ仕切り壁Ｇ１Ｗが有する貫通孔ＧＨの外側に配置される。貫通孔ＧＨは、図６−１に示すサンギアシャフト１４が貫通する。このような構造により、それぞれの磁気検出器２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとに対向して配置される。図７−３は、一つの磁気検出器２のみ示されるが、仕切り壁Ｇ１Ｗの裏側に、もう一つの磁気検出器２が配置されている。
【０１０２】
それぞれの磁気検出器２は、第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとの磁束を検出して、第１モータ１１の第１ロータ１１ｃと第２ロータ１２ｃとの絶対角度を算出する。例えば、第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄは、磁束密度が正弦波状に変化するように着磁されている。第１磁気パターンリング１１ｄと第２磁気パターンリング１２ｄとは、１周での正弦波の周期数が、それぞれ、第１モータ１１と第２モータとの極対数と一致している。すなわち、１極対に対して正弦波パターンの１周期が対応している。
【０１０３】
磁気検出器２内には、例えば、２個のリニアホールセンサが設けられており、１周期の正弦波パターンに対して９０度位相がずれた位置に、それぞれのリニアホールセンサが配置されている。２個のリニアホールセンサにより第１磁気パターンリング１１ｄ又は第２磁気パターンリング１２ｄの磁束密度検出し、演算することで、１周期の正弦波パターンにおける絶対角度を検出することができる。図１に示す制御装置１は、磁気検出器２が検出した第１モータ１１の第１ロータ１１ｃ及び第２モータ１２の第２ロータ１２ｃの絶対角度（１極対における絶対電気角）に基づき、第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂに流す電流を制御する。
【０１０４】
第１モータ１１及び第２モータ１２からの漏れ磁束による影響を低減するため、次のような手法を用いてもよい。第１磁気パターンリング１１ｄ及び第２磁気パターンリング１２ｄには、連続した磁気パターンとは別に、矩形波状の磁束密度分布である着磁パターンを形成する。この矩形波状の着磁パターンの周期は十分に細かくなっている。また、磁気検出器２は、リニアホールセンサとは別に、矩形波状パターンの磁極方向を検出してパルスを出力する磁気センサを有する。
【０１０５】
まず、第１モータ１１及び第２モータ１２の非通電時（例えば、電動車両の始動時）に、磁気検出器２は、連続した磁気パターンによって第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を検出する。以後は、磁気検出器２は、矩形波状の着磁パターンから検出した第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの相対回転を積算することによって、第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を計算する。矩形波状の着磁パターンによる第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの相対角度の検出は、リニアホールセンサを用いた絶対角度の計測よりも磁気ノイズに対して信頼性が高い。このため、上述した手法を用いれば、磁気検出器２が、第１ロータ１１ｃ及び第２ロータ１２ｃの絶対角度を検出する際の信頼性を向上させることができる。次に、電動車両駆動装置１０を電動車両に用いた場合の制御を説明する。
【０１０６】
図８は、車両を走行させるモータに要求される回転力（トルク）と角速度（回転速度）との関係を示す図である。一般的に、モータの回転力（トルク）と角速度（回転速度）の関係は、一定の回転力の領域における上限回転速度と最高回転速度との比は、１：２程度である。また、最大の回転力と、最高回転速度における最大の回転力との比は、２：１程度である。これに対して、車両を走行させる場合、図８の実線で示す車両の走行特性曲線Ｃａから、一定の回転力の領域における上限回転速度Ｎ１と最高回転速度Ｎ２との比は１：４程度である。また、車両を走行させる場合、最大の回転力Ｔ１と、最高回転速度における最大の回転力との比Ｔ２は、４：１程度である。
【０１０７】
したがって、モータで車両を走行させる場合、一段目の変速比と二段目の変速比との比率（段間比）が２程度の変速を行うことが好ましい。このようにすることで、モータのＮＴ特性（回転速度と回転力との関係）の全領域で、過不足なく車両の走行特性曲線Ｃａをカバーすることができ、必要最小限の出力を有するモータで、車両に必要な動力性能を確保できる。
【０１０８】
図８の点線で示すＮＴ特性曲線ＣＬは、電動車両駆動装置１０の第１変速状態（ローギア）であり、一点鎖線で示すＮＴ特性曲線ＣＨは、電動車両駆動装置１０の第２変速状態（ハイギア）である。このように、第１変速状態と第２変速状態とを用いることにより、車両の走行特性曲線Ｃａを過不足なくカバーすることができる。二点鎖線で示すＮＴ特性曲線Ｃｂは、変速を行わないで車両の走行特性曲線Ｃａをカバーしようとした場合に必要なＮＴ特性を示している。一般に、モータは、一定の回転力の領域における上限回転速度と最高回転速度との比が１：２程度であるため、一つのモータで走行特性曲線Ｃａをカバーする場合、モータにはＮＴ特性曲線Ｃｂのような特性が要求される。その結果、モータに過剰な性能が必要になり、無駄が多くなるとともにコスト及び質量の増加を招く。
【０１０９】
モータの効率に注目すると、モータの効率が高い領域は、最大回転力から最高回転速度に向かって推移する定出力領域（ＮＴ特性曲線ＣＬ又はＮＴ特性曲線ＣＨの曲線部分）の中間部分ＡＬ、ＡＨにある。電動車両駆動装置１０は、変速により、この中間部分ＡＬ、ＡＨを積極的に活用して、効率を向上させることができる。変速を行わない場合、ＮＴ特性曲線Ｃｂのようなモータが必要になるが、この場合、走行特性曲線Ｃａにおいて使用頻度の低い領域（例えば、低速で高い回転力が必要な領域又は最高速に近い領域）でモータの効率が最も高くなってしまう。このため、モータを効率よく使用する観点からは、電動車両駆動装置１０のように、減速比を変更して用いることが好ましい。
【０１１０】
電動車両駆動装置１０で、第１モータ１１と第２モータ１２との両方が動作する場合、変速機構１３の総合減速比ＲＲ＝（α＋β−１）／（α−β−１）である。これは、第１変速状態のみであり、第２変速状態ではＲ＝１である。αは、第２遊星歯車機構３０の遊星比であり、βは、第１遊星歯車機構２０の遊星比である。遊星比は、リングギアの歯数をサンギアの歯数で除した値である。したがって、第２遊星歯車機構３０の遊星比αは、第２リングギア３４の歯数／第２サンギア３１の歯数であり、第１遊星歯車機構２０の遊星比βは、第１リングギア２４の歯数／第１サンギア２１の歯数である。図１に示す電動車両駆動装置１０で、段間比２を実現するためには、第２遊星歯車機構３０の遊星比α（＞１）を１．９０以上２．１０以下の範囲とし、第１遊星歯車機構２０の遊星比β（＞１）を２．８０以上３．２０以下の範囲とすることが好ましい。
【０１１１】
電動車両駆動装置１０は、電動車両のばね下に配置されるので、できる限り軽量であることが好ましい。電動車両駆動装置１０を軽量化するために、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線（第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂ）にアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を用いる手法がある。アルミニウムの比重は銅の比重の３０％程度なので、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線を銅からアルミニウムに置き換えると、巻き線の質量を７０％低下させることができる。このため、第１モータ１１、第２モータ１２及び電動車両駆動装置１０を軽量化することができる。しかし、アルミニウムの導電率は、一般に巻き線に用いられる銅の導電率の６０％程度であるので、銅線を単にアルミニウム線に置き換えるのみでは、性能低下及び発熱量の増加を招くおそれがある。
【０１１２】
電動車両駆動装置１０は、減速機構４０を用いるとともに、変速機構１３で減速比を変更する。このため、第１モータ１１及び第２モータ１２に必要とされる回転力が比較的小さくて済むので、第１モータ１１及び第２モータ１２に流れる電流も比較的小さくなる。このため、本実施形態において、第１モータ１１の第１コイル１１ｂ及び第２モータ１２の第２コイル１２ｂに、銅線の代わりにアルミニウム線を用いたとしても、性能低下及び発熱量の増加はほとんど発生しない。したがって、本実施形態において、電動車両駆動装置１０は、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線（第１コイル１１ｂ及び第２コイル１２ｂ）にアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を用いて軽量化を実現する。
【０１１３】
第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線にアルミニウムを用いる場合、銅クラッドアルミニウム線を用いることが好ましい。銅クラッドアルミニウム線は、アルミニウム線の外側に銅を一様に被覆し、銅とアルミニウムとの境界を強固に金属結合させたものである。銅クラッドアルミニウム線は、アルミニウム線と比較して、はんだ付けしやすく、端子との接続部の信頼性も高い。銅クラッドアルミニウムの比重は銅の比重の４０％程度なので、第１モータ１１及び第２モータ１２の巻き線を銅からアルミニウムに置き換えると、巻き線の質量を６０％低下させることができる。その結果、第１モータ１１、第２モータ１２及び電動車両駆動装置１０を軽量化することができる。
【０１１４】
図９は、本実施形態の変形例に係る電動車両駆動装置の構成を示す説明図である。図９に示す電動車両駆動装置１０ａは、上述した実施形態の電動車両駆動装置１０と変速機構の構成が異なる。次においては、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１０ａは、変速機構１３ａを含む。変速機構１３ａ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１３ａ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１３ａは、変速機構入出力軸１５によって減速機構４０と連結され、変速された回転力を減速機構４０に伝える（出力する）。減速機構４０は、電動車両駆動装置１０が有するものと同様である。
【０１１５】
変速機構１３ａ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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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９４に一体で形成される。そして、サンギアシャフト９４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２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、減速機構４０の第３サンギア４１（図１参照）と連結される。このような構造により、第１リングギア７４が回転（自転）すると、減速機構４０の第３サンギア４１が回転する。クラッチ装置９０は、図１に示す電動車両駆動装置１０が有するクラッチ装置６０と同様に、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。電動車両駆動装置１０ａは、上述した電動車両駆動装置１０と同様の原理により、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。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 制御装置
２ 磁気検出器
１０、１０ａ 電動車両駆動装置
１１ 第１モータ
１２ 第２モータ
１３、１３ａ 変速機構
１４、９４ サンギアシャフト
１５ 変速機構入出力軸
１６ 減速機構入出力軸
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
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
３４、８４ 第２リングギア
４０ 減速機構
４１ 第３サンギア
４１Ｓ 第３サンギアシャフト
４２ 第４ピニオンギア
４３ 第３キャリア
４４ 第３リングギア
４５ 外輪
６０、９０ クラッチ装置
６１ 内輪
６２ 外輪
１００ ラジアルニードルベアリング
１０１ 玉軸受（軸受）
１０２ 外輪
１０３ 内輪
１０３ＯＤ 内輪外径
１０４ 軸受収納部
１０５ 溝
１０６ 塞ぎ部材
１０６ａ 塞ぎ部材
１０６ａＩＤ 塞ぎ部材１０６ａの内径
１０７ 突起
１０８ キャッチャ
１１０ 転動体
１１１ 突起
４２ａＰＣＤ （第４ピニオンギアシャフトの）ピッチ円直径
４２ａＤ （第４ピニオンギアシャフトの）直径
４１Ｐ （第３サンギアの）給油通路
１０８Ｐ （キャッチャの）給油通路
Ｇ ケーシング
Ｈ 車輪
ＩＤ 軸受け収納部１０４の内径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、
前記変速機構は、
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ともに、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う第２リングギアとを含む変速機構とを含み、
前記減速機構は、
前記第２リングギアと連結される第３サンギアと、
前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、
前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが前記第４ピニオンギアに挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、
前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、
前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、
前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、
前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、
前記変速機構は、
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う第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、
前記減速機構は、
前記第１リングギアと連結される第３サンギアと、
前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、
前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、
前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、
前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、
前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、
前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項３】
前記塞ぎ部材は、前記第３キャリアの前記溝を埋め、端部に前記第４ピニオンギアの前記シャフト端面と前記外輪端面とに挟まれる突起を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記塞ぎ部材は、前記第４ピニオンギアと前記軸受との間に配置され、前記第３キャリアに設けられた前記溝と対応する位置に突起を有し、内径が前記内輪の外径よりも大きい円環状の部材であることを特徴とする、請求項１または２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、変速機構と、減速機構と、を含み、
前記変速機構は、
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ともに、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う第２リングギアとを含む変速機構とを含み、
前記減速機構は、
前記第２リングギアと連結される第３サンギアと、
前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、
前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが前記第４ピニオンギアに挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、
前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、
前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、
前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、
前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項２】
第１モータと、第２モータと、変速機構と、減速機構と、を含み、
前記変速機構は、
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う第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、
前記減速機構は、
前記第１リングギアと連結される第３サンギアと、
前記第３サンギアと噛み合い、シャフトによって回転可能に支持される第４ピニオンギアと、
前記第４ピニオンギアが自転できるように、かつ、前記第４ピニオンギアが前記第３サンギアを中心に公転できるように前記第４ピニオンギアを保持するとともに、前記第４ピニオンギアの前記シャフトが挿入される経路として軸方向に伸びる溝が一端部に設けられて、電動車両の車輪と連結される第３キャリアと、
前記第４ピニオンギアと噛み合い、かつ、静止系に固定される第３リングギアと、
前記第３サンギアを、前記第３キャリアに対して、前記第３キャリアと同軸に回転可能に支持し、前記第３キャリアの前記一端部に収納され、外輪と内輪とを含む軸受と、
前記第３キャリアに設けられた前記溝の少なくとも一部を塞ぐ塞ぎ部材と、を含み、
前記第１モータと前記第２モータとは、回転力の大きさが等しく、かつ回転力の向きが反対になる第１変速状態と、回転力の大きさと回転力の向きとが等しくなる第２変速状態とを切り替えて運転できることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項３】
前記塞ぎ部材は、前記第３キャリアの前記溝を埋め、端部に前記第４ピニオンギアの前記シャフト端面と前記外輪端面とに挟まれる突起を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のインホイールモータ。
【請求項４】
前記塞ぎ部材は、前記第４ピニオンギアと前記軸受との間に配置され、前記第３キャリアに設けられた前記溝と対応する位置に突起を有し、内径が前記内輪の外径よりも大きい円環状の部材であることを特徴とする、請求項１または２に記載のインホイールモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図６−３】
【図６−４】
【図６−５】
【図６−６】
【図６−７】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図６−３】
【図６−４】
【図６−５】
【図６−６】
【図６−７】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４４４２４（Ｐ２０１３−４４４２４Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５１４１（Ｐ２０１１−１８５１４１）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【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２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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