JP2012006581A - インホイールモータ - Google Patents

Abstract

【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、ホイール軸受とを含む。クラッチ装置４０は、第１部材４２と、第２部材４１と、第２部材４１に第１方向の回転力が作用すると第１部材４２と第２部材４１との間で回転力を伝達し、第２部材４１に第１方向とは逆の第２方向の回転力が作用すると回転力を伝達しない伝達部４３と、伝達部４３の第１モータ１１側に配置され第１部材４２と第２部材４１とを回転可能に支持する第１軸受部４４と、伝達部４３の第１軸受部４４とは反対側に配置され第１部材４２と第２部材４１とを回転可能に支持する第２軸受部４５と、を含み、第１キャリア２３の回転を規制できる構成である。
【選択図】図５

Description

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。

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。

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。

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。

特開２００５−０８１９３２号公報

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。

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。

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、第１部材と、前記第１部材の内周面と対向して配置され前記第１部材に対して回転できる第２部材と、前記第２部材に第１方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達し、前記第２部材に前記第１方向とは逆の第２方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達しない伝達部と、前記伝達部の前記第１モータ側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第１軸受部と、前記伝達部の前記第１軸受部とは反対側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第２軸受部と、を含み、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、前記第１方向は、前記電動車両を前進させるように前記第１モータが回転力を出力し、かつ、前記第２モータが作動していない際に前記第２部材が回転する方向であることを特徴とする。

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。

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。

また、上記構成により、クラッチ装置を小型化することができ、装置を小型化、軽量化することができる。

また、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、第１部材と、前記第１部材の内周面と対向して配置され前記第１部材に対して回転できる第２部材と、前記第２部材に第１方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達し、前記第２部材に前記第１方向とは逆の第２方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達しない伝達部と、前記伝達部の前記第１モータ側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第１軸受部と、前記伝達部の前記第１軸受部とは反対側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第２軸受部と、を含み、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方向は、前記電動車両を前進させるように前記第１モータが回転力を出力し、かつ、前記第２モータが作動していない際に前記第２部材が回転する方向であることを特徴とする。

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。

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。

また、上記構成により、クラッチ装置を小型化することができ、装置を小型化、軽量化することができる。

本発明の好ましい態様としては、前記第１軸受部は、複数の転動体を有し、前記複数の転動体は、前記第１部材と前記第２部材と転動可能な状態で当接していることが好ましい。これにより、装置構成を簡単にすることができる。

また、前記第１部材は、前記第１軸受部との接触部分が、前記第２軸受部に向かうに従って内径側に小さくなる曲面であり、前記第２部材は、前記第１軸受部との接触部分が、前記第２軸受部に向かうに従って外径側に大きくなる曲面であり、前記第１軸受部は、前記第１部材との接触領域の中心が、前記第２部材との接触領域の中心よりも、前記第２軸受部側であることが好ましい。これにより、第１軸受部で軸方向に平行な方向の力を適切時受けることができる。

また、前記第１部材は、前記第２軸受部との接触部分の径が、前記伝達部との接触部分の径よりも大きく、前記第２部材は、前記第２軸受部との接触部分の径が、前記伝達部との接触部分の径よりも小さいことが好ましい。これにより、装置を製造しやすくすることができる。

また、前記第１部材は、前記伝達部との接触部分の径が、前記第１軸受部との接触部分の径よりも大きく、前記伝達部と前記第２軸受部との間に配置され、前記第１部材の前記伝達部との接触部分の径よりも大きい径のクラッチ支持部と、前記クラッチ支持部と前記第２軸受部との間に配置され、前記クラッチ支持部を前記第１軸受部側に付勢する弾性部と、を備えることが好ましい。これにより、クラッチ機構を好適に支持することができ、第１軸受部と第２軸受部の位置ずれを抑制することができる。

また、前記弾性部が、ウェーブワッシャーであることが好ましい。これにより、簡単な構成で第１軸受部と第２軸受部を付勢することができる。

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。 図７は、実施形態１の第１遊星歯車機構及びクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。 図８は、図７のＸ_１−Ｘ_１断面図である。 図９は、実施形態１のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。 図１０は、図９のＸ_２−Ｘ_２断面図である。 図１１は、実施形態１のクラッチ装置の外観を模式的に示す上面図である。 図１２は、実施形態１のクラッチ装置を分解して示す説明図である。 図１３は、他の実施形態のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。 図１４は、図１３のＸ_３−Ｘ_３断面図である。 図１５は、他の実施形態のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。 図１６は、図１５のＸ_４−Ｘ_４断面図である。 図１７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１８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、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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１２ｂ_１と、第２マグネット１２ｂ_２と、バランスディスク１２ｂ_３と、ボルト１２ｂ_４と、ナット１２ｂ_５と、を有する。
第２ロータコア１２ｂ_１は、筒状部材である。第２マグネット１２ｂ_２は、第２ロータコア１２ｂ_１の外周部に複数設けられる。バランスディスク１２ｂ_３は、第２ロータコア１２ｂ_１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１２ｂ_１の軸方向の両端に配置されている。また、第２マグネット１２ｂ_２とバランスディスク１２ｂ_３とは、ボルト１２ｂ_４とナット１２ｂ_５で第２ロータコア１２ｂ_１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１２ｂ_１に第２ロータコア１２ｂ_１の回転角度を検出する第２レゾルバが設けられる。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、図７から図１２を用いて本実施形態のクラッチ装置４０について説明する。図７は、実施形態１の第１遊星歯車機構及びクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。図８は、図７のＸ_１−Ｘ_１断面図である。図９は、実施形態１のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。図１０は、図９のＸ_２−Ｘ_２断面図である。図１１は、実施形態１のクラッチ装置の外観を模式的に示す上面図である。図１２は、実施形態１のクラッチ装置を分解して示す説明図である。なお、図１０は、クラッチ装置４０を図８とは反対向きで示している。

クラッチ装置４０は、図７及び図８に示すように、第１遊星歯車機構２０の第１キャリア２３の外周に配置されており、第１キャリア２３の回転を規制する。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（第２部材）４１と、第１外輪（第１部材）４２と、クラッチ機構４３と、第１軸受４４と、第２軸受４５と、クラッチ支持部４６と、弾性体４７と、止め輪４８と、を有する。

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内輪４１は、径方向外側の面（外周面）が、第１軸受４４と接触する第１面４１ａ、クラッチ機構４３と接触する第２面４１ｂ、第２軸受４５と接触する第３面４１ｃで、異なる径（回転軸Ｒからの距離が異なる状態）となる。第１内輪４１は、第１面４１ａの径が第２面４１ｂの径よりも大きくなり、第２面４１ｂの径が第３面４１ｃの径よりも大きくなる。つまり、第１内輪４１は、電動車両の車体側からホイールＨ側に行くに従って、外周面の径が小さくなる。第１内輪４１は、第１面４１ａと第２面４１ｂとの境界、第２面４１ｂと第３面４１ｃとの境界が段差となる。第１面４１ａは、図１０に示すように電動車両の車体側の一部で、第１軸受４４と接触する領域がホイールＨ側に向かうに従って径が小さくなり、かつ回転軸Ｒ側に凸となる曲面である。また、第１内輪４１は、内周面にキー溝４１ｄが形成されている。キー溝４１ｄは、回転軸Ｒに平行な方向に延在する溝であり、周方向に等間隔に離れた位置に３本形成されている。キー溝４１ｄは、サンギアシャフト１４に形成されたキー溝と同一間隔で形成されており、キーを挿入することで、回転方向において第１内輪４１をサンギアシャフト１４に固定することができる。また、第１内輪４１ｇは、内周面にクラッチ機構４３に作動油を供給する給油穴４１ｅが形成されている。

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。第１外輪４２は、図９から図１２に示すように、径方向外側の面（外周面）が、フランジ４２ａと、円周部４２ｂとで構成される。フランジ４２ａは、ケーシングＧに固定される。円周部４２ｂは、径の異なる２つの円柱状が接続された形状である。また、フランジ４２ａと円周部４２ｂとの接続部には、円周部４２ｂよりも径が小さいにげ４２ｃが形成されている。第１外輪４２は、径方向内側の面（内周面）が、第１軸受４４と接触する第１面４２ｄ、クラッチ機構４３と接触する第２面４２ｅ、第２軸受４５と接触する第３面４２ｆで、異なる径（回転軸Ｒからの距離が異なる状態）となる。第１外輪４２は、第１面４２ｄの径が第２面４２ｅの径よりも小さくなり、第２面４２ｅの径が第３面４２ｆの径よりも小さくなる。つまり、第１外輪４２は、電動車両の車体側からホイールＨ側に行くに従って、内周面の径が大きくなる。第１外輪４２は、第１面４２ｄと第２面４２ｅとの境界、第２面４２ｅと第３面４２ｆとの境界が段差となる。第１面４１ｄは、図１０に示すようにホイールＨ側の一部で、第１軸受４４と接触する領域が電動車両の車体側に向かうに従って径が大きくなり、かつ外径側に凸となる曲面である。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。

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。クラッチ機構４３は、第２面４１ｂと第２面４２ｅとの間に配置されている。伝達部は、複数のスプラグで構成される。スプラグは、摩擦により第１内輪４１と第１外輪４２とを係合させる摩擦係合部材である。スプラグは、柱状の部材であり、底面の中央がくびれた繭状の形状である。スプラグの側面のうち、スプラグが第１内輪４１に接触する面である内輪接触面は、円を底面とした円柱が有する側面の曲率よりも大きい曲率を持つ曲面である。スプラグの側面のうち、スプラグが第１外輪４２に接触する面である外輪接触面も、円を底面とした円柱が有する側面の曲率よりも大きい曲率を持つ曲面である。ただし、内輪接触面の曲率と外輪接触面の曲率とは異なっていてもよい。複数のスプラグは、第１内輪４１の外周部と第１外輪４２の内周部との間に、第１内輪４１及び第１外輪４２の周方向に沿って等間隔に配置される。

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、クラッチ機構４３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４３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。

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、本実施形態のようにスプラグを用いた構成に限定されず、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、第１内輪４１と第１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。また、クラッチ機構４３は、摩擦係合部材としてスプラグを用いることで、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配置することができる。その結果、クラッチ機構４３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、クラッチ機構４３のトルク容量を大きくすることができる。

クラッチ機構４３は、ワンウェイクラッチ装置とすることで、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とすることで、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をワンウェイクラッチ装置とすることで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。

第１軸受４４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。第１軸受４４は、第１面４１ａと第１面４２ｄとの間に配置されている。第１軸受４４は、内輪４１が、第１軸受４４の内輪となり、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。つまり、第１軸受４４は、転がり玉軸受のたま部分が直接、第１内輪４１と第１外輪４２と接触し、ハウジングがない形状である。

第２軸受４５は、クラッチ機構４３よりもホイールＨ側に配置された転がり玉軸受であり、第１内輪４１と第１外輪４２とを相対回転可能な状態で支持している。第２軸受４５は、転がり玉軸受のたま部分と、内輪ハウジングと、外輪ハウジングと、を含み、内輪ハウジングが第１内輪４１と対面し、外輪ハウジングが第１外輪４２と対面している。第２軸受４５は、第３面４１ｃと第３面４２ｆとの間に配置されている。本実施形態の第１軸受４４、第２軸受４５は、アンギュラコンタクトボールベアリングである。

クラッチ支持部（クラッチリテーナ）４６は、リング状の板状部材であり、クラッチ機構４３と第２軸受４５との間に配置されている。クラッチ支持部４６は、クラッチ機構４３の第２軸受４５側の面と対面して配置されている。クラッチ支持部４６は、第２面４１ｂと第２面４２ｅとを結んだ線よりも幅が大きく、第３面４１ｃと第３面４２ｆとを結んだ線よりも幅が小さいリング形状である。クラッチ支持部４６は、弾性体４７によりクラッチ機構４３側に付勢されることで、クラッチ機構４３の弾性体４７側への移動を規制する。つまり、クラッチ支持部４６は、クラッチ機構４３を第２面４１ｂと第２面４２ｅと間に支持する。

弾性体４７は、クラッチ支持部４６と第２軸受４５との間に配置されており、クラッチ支持部４６をクラッチ機構４３側に付勢する。弾性体４７としては、ウェーブワッシャーを用いることができる。弾性体４７は、クラッチ支持部４６と第２軸受４５との空間よりも大きい自然長を有しており、クラッチ支持部４６と第２軸受４５との間に配置されることで縮められ、クラッチ支持部４６と第２軸受４５とを離す方向の力を付与する。これによりクラッチ支持部４６をクラッチ機構４３側に付勢し、第２軸受４５をホイールＨ側に付勢する。

止め輪４８は、Ｃ型の止め輪であり、内輪４１の第３面４１ｃよりもホイールＨ側となる位置に形成された溝にはめ込まれている。止め輪４８は、一部が外周側に突出しており、第２軸受４５と対面している。止め輪４８は、第２軸受４５がホイールＨ側に移動することを規制する。

上記の構成により、電動車両駆動装置１０は、ホイール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ホイールＨに伝えることで、電動車両を走行させることができる。

また、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、モーメント荷重等を第１軸受４４と第２軸受４５とで受けることができる。また、軸受とクラッチ機構を一体化することで、取付容積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、クラッチ装置４０は、第１軸受４４とクラッチ機構４３と第２軸受４５との配置領域を徐々に大きくする機構とすることで、製造時に、小さい部材から順番にはめ込むことで製造することができる。これにより製造を簡単にすることができる。

クラッチ装置４０は、外輪４２を、第１軸受４４との接触部分が、第２軸受４５に向かうに従って内径側に小さくなる曲面とし、内輪４１を、第１軸受４４との接触部分が、第２軸受４５に向かうに従って外径側に大きくなる曲面とすることで、第１軸受４４を、外輪４２との接触領域の中心が、内輪４１との接触領域の中心よりも、第２軸受４５側とすることができる。このように、第１軸受４４の接触軸をずらすことで、各方向に対する荷重を受けることができる。また、第２軸受４５は、外輪４２との接触領域の中心が、内輪４１との接触領域の中心よりも、第１軸受４４側とすることが好ましい。このように、両者の軸の方向が回転軸Ｒに直交する軸に対して異なる向きとすることで、回転軸Ｒに平行な方向の力をそれぞれの軸受で受けることができ、装置の耐久性を高くすることができる。

また、クラッチ装置４０は、クラッチ支持部４６と弾性部４７と止め輪４８をそれぞれ設けることで、クラッチ機構４３、第１軸受４４と、第２軸受４５と、を所定の位置に支持することができ、それぞれの部材に過剰な負荷がかかることを抑制することができる。なお、クラッチ装置の構造は、上記実施形態に限定されない。

図１３は、他の実施形態のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。図１４は、図１３のＸ_３−Ｘ_３断面図である。なお、図１３および図１４に示すクラッチ装置２１０の基本的な構成は、クラッチ装置４０と同様である。以下、クラッチ装置２１０に特有の点を説明する。クラッチ装置２１０の内輪２１２は、内周面にセレーション２１２ａが形成されている。内輪２１２は、セレーション２１２ａをサンギアシャフト１４に形成されたセレーションと係合させることで、内輪２１２とサンギアシャフト１４とが一体に回転する状態とする。つまり、内輪２１２とサンギアシャフト１４と回転力が、係合しているセレーションを介して一方から他方に伝達する構成となる。このように、キー溝に代えてセレーションを形成しても上記と同様の効果を得ることができる。なお、セレーションを設ける場合、セレーションの端部ににげを設けることで製造時にセレーションの端部が所定の領域を超えることを抑制することができる。

図１５は、他の実施形態のクラッチ装置の外観を模式的に示す説明図である。図１６は、図１５のＸ_４−Ｘ_４断面図である。なお、図１５および図１６に示すクラッチ装置２３０は、基本的な構成はクラッチ装置２１０と同様である。以下、クラッチ装置２３０に特有の点を説明する。クラッチ装置２３０の内輪２４１は、内周面にセレーション２４１ａが形成されている。また、クラッチ装置２３０の第２軸受４５は、内輪２４１の第３面２４１ｂと外輪２４２の第３面２４２ａとの間に圧入で固定されている。また、内輪２４１には、第２軸受４５の位置決め用の段差２４１ｃが形成されている。このように第２軸受４５を圧入で固定することで、止め輪を用いなくても第２軸受４５を固定することができる。

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として用いることで、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の第２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。

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の第２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、第２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に固定されている第２ステータ１２ａと第２キャリア３３に固定された第２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。

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。

（実施形態２）
図１７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１７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１８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１８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１２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。

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。

また、電動車両駆動装置６０も、クラッチ装置９０として、上述したクラッチ装置４０等と同様の構成を用いることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、電動車両駆動装置６０も、よりホイールＨ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１４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７３の外周に第２モータ１２の第２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（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。

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
１２ｂ_１ 第２ロータコア
１２ｂ_２ 第２マグネット
１２ｆ 第２レゾルバ
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
４６ クラッチ支持部
４７ 弾性体
４８ 止め輪
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

Claims (7)

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、
   第１部材と、前記第１部材の内周面と対向して配置され前記第１部材に対して回転できる第２部材と、前記第２部材に第１方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達し、前記第２部材に前記第１方向とは逆の第２方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達しない伝達部と、前記伝達部の前記第１モータ側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第１軸受部と、前記伝達部の前記第１軸受部とは反対側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第２軸受部と、を含み、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１方向は、前記電動車両を前進させるように前記第１モータが回転力を出力し、かつ、前記第２モータが作動していない際に前記第２部材が回転する方向であることを特徴とするインホイールモータ。
2. 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、
   第１部材と、前記第１部材の内周面と対向して配置され前記第１部材に対して回転できる第２部材と、前記第２部材に第１方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達し、前記第２部材に前記第１方向とは逆の第２方向の回転力が作用すると前記第１部材と前記第２部材との間で回転力を伝達しない伝達部と、前記伝達部の前記第１モータ側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第１軸受部と、前記伝達部の前記第１軸受部とは反対側に配置され前記第１部材と前記第２部材とを回転可能に支持する第２軸受部と、を含み、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方向は、前記電動車両を前進させるように前記第１モータが回転力を出力し、かつ、前記第２モータが作動していない際に前記第２部材が回転する方向であることを特徴とするインホイールモータ。
3. 前記第１軸受部は、複数の転動体を有し、前記複数の転動体は、前記第１部材と前記第２部材と転動可能な状態で当接してい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。
4. 前記第１部材は、前記第１軸受部との接触部分が、前記第２軸受部に向かうに従って内径側に小さくなる曲面であり、
   前記第２部材は、前記第１軸受部との接触部分が、前記第２軸受部に向かうに従って外径側に大きくなる曲面であり、
   前記第１軸受部は、前記第１部材との接触領域の中心が、前記第２部材との接触領域の中心よりも、前記第２軸受部側であ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。
5. 前記第１部材は、前記第２軸受部との接触部分の径が、前記伝達部との接触部分の径よりも大きく、
   前記第２部材は、前記第２軸受部との接触部分の径が、前記伝達部との接触部分の径よりも小さい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。
6. 前記第１部材は、前記伝達部との接触部分の径が、前記第１軸受部との接触部分の径よりも大きく、
   前記伝達部と前記第２軸受部との間に配置され、前記第１部材の前記伝達部との接触部分の径よりも大きい径のクラッチ支持部と、
   前記クラッチ支持部と前記第２軸受部との間に配置され、前記クラッチ支持部を前記第１軸受部側に付勢する弾性部と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインホイールモータ。
7. 前記弾性部が、ウェーブワッシャーであることを特徴とする請求項６に記載のインホイールモータ。

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