JP5807429B2 - ハブベアリング、減速機構およびインホイールモータ - Google Patents

Description

本発明は、車輪と連結するハブベアリング、減速機構および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。

ここで、インホイールモータは、発生させた駆動力を車輪に伝達することで車輪を回転させる。特許文献１には、モータ本体で発生した回転駆動力を伝達部材でホイールに伝達する機構が記載されている。伝達部材は、モータ本体の駆動力が伝達される駆動軸と、駆動軸に伝達された駆動力をホイールに伝達するハブと、を具備する。ハブは、ベアリングであり、外輪が駆動軸およびホイールと連結し、内輪がモータケースに固定されている。

特開２００９−２９２１８４号公報

特許文献１に示すように、インホイールモータは、ハブベアリングを用い、内輪をモータケースに固定することで、モータケースに対して駆動軸およびホイールを回転軸中心に回転可能な状態で、駆動軸およびホイールを支持することができる。これにより、駆動軸とホイールとの連結部分、つまり動力が伝達する経路に係る負荷を小さくすることができる。ここで、特許文献１に記載されたハブベアリングの構造は、装置構成が複雑なため組み立てにくい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、組み立てやすく、ホイールおよび駆動源側の伝達機構に装着しやすいハブベアリング、減速機構および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、本発明は、ホイールおよび支持機構に連結し、回転軸を中心に回転可能な状態で前記支持機構に対して前記ホイールを支持するハブベアリングであって、前記支持機構に固定されている内輪部と、前記ホイールと連結される外輪部と、前記内輪部と前記外輪部との間に配置され、前記外輪部と前記内輪部とを回転軸を中心として相対的に回転可能に支持する転動体と、を含み、前記外輪部は、前記転動体と接触する外輪部材と、前記ホイールと連結するホイールフランジと、前記外輪部材を前記ホイールフランジに対して固定する固定機構と、を備え、前記内輪部は、前記支持機構に固定されている第１内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面に挿入される第２内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面の前記第２内輪部材よりも前記ホイール側に配置され、前記第１内輪部材に螺合されるロックナットと、を備え、前記ロックナットは、回転軸に平行な方向における前記ホイール側から遠い側の端面の位置が、前記外輪部材の前記ホイールフランジとの接触面よりも前記ホイール側であることを特徴とする。

ここで、前記ホイールフランジと前記ホイールとを連結する複数の締結部材をさらに有し、前記ホイールフランジは、前記締結部材が挿入される複数の開口が形成されており、前記複数の開口のそれぞれの中心を円で結んだピッチ円直径が、前記転動体の前記回転軸に直交する径方向の中心を円で結んだピッチ円直径よりも小さいことが好ましい。

また、前記締結部材は、前記回転軸に平行な方向に延在し、頭部が前記ホイールフランジの前記内輪部側の面に露出しているスタッドボルトであることが好ましい。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上記のいずれかに記載のハブベアリングと、駆動源からの駆動力が伝達されるサンギアと、前記サンギアと噛合うピニオンギアと、を有し、前記ホイールフランジは、前記ピニオンギアを保持し、前記ピニオンギアとともに前記回転軸を中心として回転するキャリアであり、前記内輪部は、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアであることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インホイールモータであって、上記に記載の減速機構と、前記減速機構のサンギアと連結し、前記サンギアを回転させる伝達機構と、前記伝達機構を回転させる駆動力を発生させるモータを少なくとも１つ備える駆動源と、を有することを特徴とする。

また、前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、前記伝達機構は、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、前記減速機構の前記サンギアと連結される第２リングギアと、を含むことが好ましい。

また、前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、前記伝達機構は、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い、かつ、前記減速機構の前記サンギアと連結される第１リングギアと、前記第１モータと連結される第２サンギアと、前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、を含むことが好ましい。

本発明は、組み立てやすく、ホイールおよび駆動源側の伝達機構に装着しやすいハブベアリング、減速機構およびインホイールモータを提供できる。

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６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７は、実施形態１のホイール軸受の外観を模式的に示す説明図である。 図８は、図７のＸ−Ｘ断面図である。 図９は、第１内輪部材の概略構成を模式的に示す断面図である。 図１０は、ロックナットの概略構成の外観を模式的に示す説明図である。 図１１は、ロックナットの概略構成を模式的に示す断面図である。 図１２は、外輪部材の概略構成の外観を模式的に示す説明図である。 図１３は、外輪部材の概略構成を模式的に示す断面図である。 図１４は、外輪部材を拡大して示す断面図である。 図１５は、ホイールフランジの概略構成の外観を模式的に示す斜視図である。 図１６は、ホイールフランジの概略構成の外観を図１５とは異なる角度から模式的に示す斜視図である。 図１７は、ホイールフランジの概略構成の外観を模式的に示す説明図である。 図１８は、ホイールフランジの概略構成を模式的に示す断面図である。 図１９−１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１９−２は、図１９−１のＡ−Ａ断面図である。 図１９−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。 図２０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２１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。

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。

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（ハブベアリング）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。

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。

変速機構１３は、減速比（定義）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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の変速機購入出力軸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。

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。

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。

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とは共に動作するが、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。

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２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。

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。

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を介して第２サンギア３２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。

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。

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。

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。

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）を示す。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。

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とは共に動作する。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。

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２変速状態において、第１キャリア２３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。

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。

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。

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。

第２変速状態において、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の角速度は速くなる。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の角速度は遅くなる。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。

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。

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。

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。

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。但し、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。

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。

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。よって、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。よって、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。

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１２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。

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。

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。

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。次に、電動車両駆動装置１０の構造の一例を説明する。

図６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。

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。

図６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。

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の内部また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。

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。

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の内部また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。

図６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、ホイール軸受５０の外輪部材（後述する）が取り付けられている。外輪部材と第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。本実施形態のインホイールモータ１０は、減速機構４０とホイール軸受５０とが一体となった構成であり、一部の部材が減速機構４０とホイール軸受５０の両方の部材となっている。ホイール軸受５０は、転動体を介して第３キャリア４３と第３リングギア４４とを保持する構造により、第３キャリア４３を、第３リングギア４４の外周部に、回転可能に支持する。ホイール軸受５０については後述する。

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１０４とナット１０６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。

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、上部ジョイント５３Ｎａを含み、鉛直方向下側の懸架装置取付部５３は、下部ジョイント５３Ｎｂを含む。上部ジョイント５３Ｎａと下部ジョイント５３Ｎｂとに、懸架装置のアームが取り付けられて、電灯車両駆動装置１０は、電動車両の車体に支持される。

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。

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。

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。次に、ホイール軸受（ハブベアリング）５０について説明する。

図７は、実施形態１のホイール軸受の外観を模式的に示す説明図である。図８は、図７のＸ−Ｘ断面図である。図９は、第１内輪部材の概略構成を模式的に示す断面図である。図１０は、ロックナットの概略構成の外観を模式的に示す説明図である。図１１は、ロックナットの概略構成を模式的に示す断面図である。図１２は、外輪部材の概略構成の外観を模式的に示す説明図である。図１３は、外輪部材の概略構成を模式的に示す断面図である。図１４は、外輪部材を拡大して示す断面図である。図１５は、ホイールフランジの概略構成の外観を模式的に示す斜視図である。図１６は、ホイールフランジの概略構成の外観を図１５とは異なる角度から模式的に示す斜視図である。図１７は、ホイールフランジの概略構成の外観を模式的に示す説明図である。図１８は、ホイールフランジの概略構成を模式的に示す断面図である。

図７および図８に示すようにホイール軸受５０は、減速機構４０と一体で設けられている。なお、減速機構４０は、上述したように、第３サンギア４１と、第４ピニオン４２と、第３キャリア４３と、第３リングギア４４と、を有する。また、減速機構４０は、図８に示すように、第３サンギア４１の軸方向の一方の端部に軸受４５が配置され、他方の端部に軸受４６が配置されている。軸受４５および軸受４６は、第３サンギア４１と第３キャリア４３とを相対回転可能な状態で支持している。

ホイール軸受５０は、図７および図８に示すように、第２ケーシングＧ２に締結されている内輪部１０１と、ホイールＨｗに取り付けられる外輪部１０２と、内輪部１０１と外輪部１０２と回転軸Ｒ周りに相対的に回転可能な状態（内輪部１０１が固定され外輪部１０２が回転する状態）で連結する転動体１０３と、外輪部１０２とホイールＨｗとを連結する上述したスタッドボルト１０４およびナット１０６（図６参照）と、を有する。ここで、内輪部１０１は、一部が第３リングギア４４となる。また、外輪部１０２は、一部が第３キャリア４３となる。スタッドボルト１０４とナット１０６とは、ホイール軸受５０に含めなくてもよい。

内輪部１０１は、第１内輪部材１１１と、第２内輪部材１１２と、ロックナット１１３と、を有する。第１内輪部材１１１は、第３リングギア４４でもあり、第２ケーシングＧ２に固定されている。第１内輪部材１１１は、図８および図９に示すように、円筒上部材であり、内周面に歯溝１３１が形成され、外周面に凹面１３２とボルト穴１３３と雄ねじ１３４とが形成されている。なお、凹面１３２とボルト穴１３３と雄ねじ１３４とは、スタットボルト１０４に近い側から雄ねじ１３４、凹面１３２、ボルト穴１３３の順で形成されている。歯溝１３１は、第４ピニオンギア４２と係合される歯で構成される溝である。第１内輪部材１１１は、歯溝１３１で第４ピニオンギア４２と係合することで、第３リングギア４４としての機能を実現する。凹面１３２は、転動体１０３と接触する領域であり、内径側に凹となる曲面である。凹面１３２は、回転軸Ｒの周方向に延在している。凹面１３２は、回転軸Ｒに平行な方向においてボルト穴１３３側の端部がより径方向外側に突出し、雄ねじ１３４側の端部が回転軸Ｒに平行な線と滑らかに接続する（つまり突出していない）形状である。ボルト穴１３３は、第１内輪部材１１１の円筒形状から径方向外側に突出した部分に形成されている。ボルト穴１３３は、第２ケーシングＧ２と係合するボルトが挿入される。これにより、第１内輪部材１１１は、第２ケーシングＧ２に対して固定される。雄ねじ１３４は、ねじ溝であり、第１内輪部材１１１のスタットボルト１０４側の端部を起点として一定領域に形成されている。また、第１内輪部材１１１は、凹面１３２と雄ねじ１３４との間に雄ねじ１３４から凹面１３２に向かう途中で径が大きくなる段差が形成されている。

第２内輪部材１１２は、リング状の部材であり、内周面が第１内輪部材１１１の凹面１３２と雄ねじ１３４との間の部分に当接する。第２内輪部材１１２は、第１内輪部材１１１の凹面１３２側の端面が、第１内輪部材１１１の段差と接触している。また、第２内輪部材１１２は、外周面に転動体１０３と接触する領域である凹面が形成されている。第２内輪部材１１２の凹面は、回転軸Ｒの周方向に延在しており、内径側に凹となる曲面である。凹面は、回転軸Ｒに平行な方向において雄ねじ１３４側の端部がより径方向外側に突出し、ボルト穴１３３側の端部が回転軸Ｒに平行な線と滑らかに接続する（つまり突出していない）形状である。

ロックナット１１３は、図８、図１０および図１１に示すように、リング状の部材であり、内周面に雌ねじ１４１が形成されており、外周面の一部に凹面１４２が形成されている。また、ロックナット１１３は、リングの周方向に一定間隔で３箇所に穴１４３が形成されている。ロックナット１１３は、雌ねじ１４１が第１内輪部材１１１の雄ねじ１３４と螺合している。また、ロックナット１１３は、穴１４３にピン等が挿入されており、ロックナット１１３が第１内輪部材１１１に対して回転しないように固定される。これにより、ロックナット１１３は、第１内輪部材１１１に対して固定される。また、ロックナット１１３は、外周面に形成された凹面１４２に工具を挿入した状態で工具を回転させることで、ロックナット１１３を回転させることができる。これにより、組立時にロックナット１１３を簡単に回転させることができる。ロックナット１１３は、外周面の径が第１内輪部材１１１の凹面１３２と雄ねじ１３４との間の外周面の径よりも大きい。これにより、ロックナット１１３は、凹面１３２側の端面が第２内輪部材１１２と接触する。以上より、内輪部１０１は、ロックナット１１３を第１内輪部材１１１に対して固定することで、第２内輪部材１１２を第１内輪部材１１１とロックナット１１３で挟み込むことができ、第２内輪部材１１２の径方向の位置も固定することができる。

外輪部１０２は、外輪部材１１６と、ホイールフランジ１１７と、固定ボルト１１８と、を有する。外輪部材１１６は、図８、図１２および図１３に示すように、リング状の部材であり、スタッドボルト１０４側の端面がホイールフランジ１１７と対向し、ホイールフランジ１１７と接触する接触面１５１となる。外輪部材１１６は、接触面１５１に複数（本実施形態では８個）のボルト穴１５２が、円周方向に一定間隔で形成されている。また外輪部材１１６は、ボルト穴１５２の外周を囲う部分が他の部分よりも径方向外側に突出している。ボルト穴１５２は、回転軸Ｒに平行な方向に伸び、内周面にねじ溝が形成された穴であり、接触面１５１から外輪部材１１６の途中（貫通しない深さ）まで延在している。外輪部材１１６の接触面１５１は、径方向内側と径方向外側とで回転軸Ｒ方向の位置が異なる形状である。つまり、外輪部材１１６は、接触面１５１の径方向の所定位置に段差１５３が形成されている。接触面１５１は、段差１５３よりも径方向外側が外径側接触面１５１ａとなり、段差１５３よりも径方向内側が内径側接触面１５１ｂとなる。段差１５３は、内径側接触面１５１ｂが外径側接触面１５１ａより凹んだ形状となる。段差１５３は、外径側接触面１５１ａと内径側接触面１５１ｂとの境界面が径方向内側を向いた面となる。

外輪部材１１６は、内周面に凹面１５４と凹面１５５とが形成されている。凹面１５４と凹面１５５とは、凹面１５５が接触面１５１に近い側に形成されている。凹面１５４は、転動体１０３と接触する領域であり、外径側に凹となる曲面である。凹面１５４は、回転軸Ｒの周方向に延在している。凹面１５４は、回転軸Ｒに平行な方向において接触面１５１側の端部が反対側の端部より径方向内側に突出している。凹面１５５も、転動体１０３と接触する領域であり、外径側に凹となる曲面である。凹面１５５は、回転軸Ｒの周方向に延在している。凹面１５５は、回転軸Ｒに平行な方向において接触面１５１とは反対側の端部が接触面１５１側の端部より径方向内側に突出している。

ホイールフランジ１１７は、図７、図８、図１５および図１８に示すように、筒状の部材であり、本体１６１と、フランジ１６２と、円筒部１６３と、を有する。筒状の本体１６１の一方の端面に本体１６１よりも外周の径が大きいフランジ１６２が形成されている。フランジ１６２は、円板状の部材であり、本体１６１よりも内径側に回転軸Ｒを中心とした筒形状の円筒部１６３が形成されている。円筒部１６３は、筒形状の一方の端面がフランジ１６２と接続しており、他方の端面が本体１６１のフランジ１６２が設けられてない側の端面よりもフランジ１６２から離れる方向に突出している。

ホイールフランジ１１７は、本体１６１のフランジ１６２が設けられてない側の端面が、外輪部材１１６の接触面１５１と接触する接触面１７１となる。本体１６１は、接触面１７１に複数（本実施形態では８個）のボルト穴１７２が、円周方向に一定間隔で形成されている。また本体１６１は、ボルト穴１７２の外周を囲う部分が他の部分よりも径方向外側に突出している。ボルト穴１７２は、回転軸Ｒに平行な方向に伸び、回転軸Ｒ方向に貫通した穴であり、図８および図１８に示すように、接触面１７１から離れる側の一部に穴の開口径が広がる段差が形成されている。また、本体１６１の接触面１７１は、径方向内側と径方向外側とで回転軸Ｒ方向の位置が異なる形状である。つまり、ホイールフランジ１１７は、接触面１７１の径方向の所定位置に段差１７３が形成されている。接触面１７１は、段差１７３よりも径方向外側が外径側接触面１７１ａとなり、段差１７３よりも径方向内側が内径側接触面１７１ｂとなる。段差１７３は、内径側接触面１７１ｂが外径側接触面１７１ａより突出した形状となる。段差１７３は、外径側接触面１７１ａと内径側接触面１７１ｂとの境界面が径方向外側を向いた面となる。このように、接触面１７１は、接触面１５１に対応する形状である。つまり、接触面１７１は、接触面１５１で凹んでいる部分に対面する部分が突出している。

フランジ１６２は、本体１６１よりも内径側の部分に複数（本実施形態では５個）のボルト穴１７４が、円周方向に一定間隔で形成されている。ボルト穴１７４は、スタッドボルト１０４が挿入される穴である。ボルト穴１７４は、回転軸Ｒに平行な方向に伸び、回転軸Ｒ方向に貫通した穴であり、図８および図１８に示すように、接触面１７１から離れる側の一部に穴の開口径が狭まる段差が形成されている。

フランジ１６２は、円筒部１６３よりも内径側の部分に複数（本実施形態では４個）の凹部１７５が、円周方向に一定間隔で形成されている。凹部１７５は、第４ピニオンギア４２のシャフトの端部が突き当てられる。また、円筒部１６３は、フランジ１６２とは反対側の端部の、凹部１７５が形成されている位置に対面する場所には穴１７６が形成されている。穴１７６は、第４ピニオンギア４２のシャフトが挿入される穴である。ホイールフランジ１１７は、以上のような構成であり、円筒部１６３の内部に第４ピニオンギア４２が配置されシャフトが凹部１７５に突き当てられ、穴１７６に挿入される。これにより、第４ピニオンギア４２が回転軸Ｒを中心として回転（公転）すると、ホイールフランジ１１７も回転する。これにより、ホイールフランジ１１７は、減速機構４０の第３キャリア４３にもなる。

固定ボルト１１８は、ホイールフランジ１１７のスタッドボルト１０４側（ホイールＨｗ側）からボルト穴１７２とボルト穴１５２に挿入されねじ溝に螺合することで、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを締結する。固定ボルト１１８は、頭部がホイールフランジ１１７のボルト穴１７２の段差と接触する。

外輪部１０２は、以上の構成であり、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とが固定ボルト１１８により固定されることで、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とは一体で回転する。

転動体１０３は、保持器１１４ａと多数の鋼球１１５ａとで構成されるユニットと、保持器１１４ｂと多数の鋼球１１５ｂとで構成されるユニットと、を有する。保持器１１４ａと多数の鋼球１１５ａとは、第１内輪部材１１１の凹面１３２と外輪部材１１６の凹部１５４とで囲われた空間に配置されている。保持器１１４ａは、リング状の部材であり、多数の鋼球１１５ａを隣接する鋼球１１５ａとの距離を一定に保ちつつ、回転可能な状態で支持している。多数の鋼球１１５ａは、第１内輪部材１１１の凹面１３２と外輪部材１１６の凹面１５４とに接触しており、第１内輪部材１１１と外輪部材１１６とが相対的に回転すると、接触している面の移動に合わせて回転する。保持器１１４ｂと多数の鋼球１１５ｂとは、第２内輪部材１１２の凹面と外輪部材１１６の凹面１５５とで囲まれた空間に配置されている。つまり、保持器１１４ｂと多数の鋼球１１５ｂとで構成されるユニットは、保持器１１４ａと多数の鋼球１１５ａとで構成されるユニットよりもスタッドボルト１０４側に配置されている。保持器１１４ｂは、リング状の部材であり、多数の鋼球１１５ｂを隣接する鋼球１１５ｂとの距離を一定に保ちつつ、回転可能な状態で支持している。多数の鋼球１１５ｂは、第２内輪部材１１２の凹面と外輪部材１１６の凹面１５５とに接触しており、第２内輪部材１１２と外輪部材１１６とが相対的に回転すると、接触している面の移動に合わせて回転する。転動体１０３は、内輪部１０１と外輪部１０２との間に配置され、両者を相対回転にあわせて、多数の鋼球１１５ａ、多数の鋼球１１５ｂが回転することで、両者の円滑に相対回転させることができる。また、円周方向に隣接して多数の鋼球１１５ａ、多数の鋼球１１５ｂを配置することで、内輪部１０１と外輪部１０２とが回転軸Ｒからずれることを抑制することができる。また、転動体１０３は、保持器１１４ａと多数の鋼球１１５ａとで構成されるユニットと、保持器１１４ｂと多数の鋼球１１５ｂとで構成されるユニットと、の２つのユニットを設けることで、つまり、回転軸Ｒに平行な方向において２つの位置で内輪部１０１と外輪部１０２とを支持することで回転軸Ｒに対してブレが生じることを抑制できる。

スタッドボルト１０４は、上述したようにホイールフランジ１１７のボルト穴１７４に挿入されている。ここで、スタッドボルト１０４は、頭部がホイールフランジ１１７の円筒部１６３側に配置される向き、つまり、軸部（ねじ溝が形成されている部分）がホイールＨｗ側に突出する向きでボルト穴１７４に挿入されている。また、ナット１０６は、上述したようにスタッドボルト１０４と螺合し、ホイールフランジ１１７とホイールＨｗとを締結する。ホイール軸受（ハブベアリング）５０は、以上のような構成である。

ホイール軸受５０は、外輪部１０２を、転動体１０３と接触する外輪部材１１６と、ホイールＨｗと連結するホイールフランジ１１７とに分割した構成とし、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを固定ボルト１１８で固定することで、固定ボルト１１８の締結で外輪部１０２を組み立てることができる。また、ホイールフランジ１１７を、回転軸Ｒに平行な方向において外輪部材１１６から離れる方向の端面が、回転軸Ｒの径方向において内輪部１０１よりも回転軸Ｒ側まで延在する形状とすることで、ホイールフランジ１１７とホイールＨｗとを適切に連結することができる。具体的には、外輪部材１１６と内輪部１０１とを転動体１０３を介して連結させた後に、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７と連結させることができる。これにより、ホイール軸受５０の軸受部分（転動体１０３と接触する各部材）を組み立てやすくすることができる。また、ホイール軸受５０は、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを分割した構造とすることで、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを別々の材料で製造することができる。例えば、外輪部材１１６は、炭素鋼で製造し、ホイールフランジ１１７は、アルミニウム合金で製造することもできる。これにより、外輪部１０２の位置によって必要な強度と重量とのバランスを適切に調整することができるため、ホイール軸受５０を軽量化することができる。

また、ホイール軸受５０は、図８に示すように、スタッドボルト１０４が挿入されるホイールフランジ１１７の複数のボルト穴（開口）１７４のそれぞれの中心を円で結んだピッチ円直径（ハブボルトＰＣＤ）Ｄ_１を、転動体１０３の回転軸Ｒに直交する径方向の中心（鋼球１１５ａ、１１５ｂの中心）を円で結んだピッチ円直径（ボールＰＣＤ（Pitch Circle Diameter））Ｄ_２よりも小さくすることで、ホイール軸受５０と連結するホイールとして種々のホイールを用いることができる。また、ホイールとしてガソリンエンジンで駆動される車両、ハイブリッド車両に用いるホイールも使用することができる。また、ホイールフランジ１１７は、アルミニウム合金で製造した場合は、ホイールフランジ１１７を軽量化できるため、ハブボルトＰＣＤをより小さくすることができる。

また、ホイールＨｗとホイールフランジ１１７を締結する締結部材として、回転軸Ｒに平行な方向に延在し、頭部がホイールフランジ１１７の内輪部側の面に露出しているスタッドボルト１０４を用いることで、ホイール装着時にナット１０６をホイール側から螺合させることで、ホイールＨｗとホイール軸受５０とを締結することができる。また、本実施形態のように、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを分離可能な構造とすることで、スタッドボルト１０４の交換も容易に行うことができる。なお、締結部材としては、スタットボルト１０４以外の締結部材を用いることができる。例えば、ホイールフランジにボルト穴を形成し、ホイール側からボルトを挿入する構成（ラグボルト方式）としてもよい。

また、ホイール軸受５０は、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを固定する固定機構として、軸部が回転軸Ｒと平行な方向に延在する固定ボルト１１８を用いることで、両者を簡単に固定することができる。

ホイール軸受５０は、外輪部１０３に固定ボルト１１８の頭部が収納される構成とすることで、外輪部１０３側から固定ボルト１１８を挿入することができる。つまり、ホイールＨｗを装着前は、開放されている側の領域から固定ボルト１１８をボルト穴に挿入することができる。これにより、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とをより簡単に固定することができる。

また、ホイール軸受５０は、外輪部材１１６の接触面１５１とホイールフランジ１１７の接触面１７１とを凹凸がある形状（ホイールフランジ１１７が接触面１７１に外輪部材１１６との接触面に外輪部材１１６側に凸の突出部）としたいわゆるインロー構造とすることで、組立時に外輪部材１１６とホイールフランジ１１７との軸心合わせを簡単にすることができる。また、回転軸Ｒに対して、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とがずれることを抑制することができる。

また、ホイール軸受５０は、ホイールフランジ１１７を外輪部材１１６よりも線膨張係数が高い材料で形成し、ホイールフランジ１１７の接触面１７１の突出部１７３が、接触面１５１の回転軸Ｒに直交する方向の端部よりも内側に形成されている構造とすることが好ましい。つまり、ホイールフランジ１１７を外輪部材１１６よりも線膨張係数が高い材料で形成し、ホイールフランジ１１７の接触面１７１の段差１７３の境界面が径方向外側の形状とすることが好ましい。これにより、外輪部１０２が熱等により膨張しても径方向内側にあるホイールフランジ１１７の突出部が外輪部材１１６の接触面１５１を押す形状となり、境界面で位置ずれが発生したり、空間が生じたりすることを抑制することができる。

また、ホイール軸受５０は、本実施形態のように、ロックナット１１３を外輪部材１１６の接触面１５１よりもスタッドボルト（ホイール）側に露出した形状とすることが好ましい。つまり、図８に示すように、回転軸Ｒに平行な方向において、ロックナット１１３のスタッドボルト（ホイール）側から遠い側の端面１８１が、外輪部材１１６の接触面１５１のスタッドボルト（ホイール）側の端面１８２よりもスタッドボルト（ホイール）側にあることが好ましい。これにより、ロックナット１１３を第１内輪部材１１１に螺合させる際に、ロックナット１１３の外周面が露出した形状とすることができる。これにより、ロックナット１１３をより簡単に第１内輪部材１１１に螺合させることができる。なお、本実施形態では、内輪部を第１内輪部材と第２内輪部材とを組み合わせた構造としたが、本発明はこれに限定されない。内輪部は、第２内輪部材を複数設けてもよい。内輪部材の数によらず、ロックナットで固定することで、内輪部材を所定位置に固定することができる。

なお、ホイール軸受５０は、第１内輪部材１１１に転動体１０３の保持器１１４ａと多数の鋼球１１５ａとで構成されるユニットを挿入した後、外輪部材１１６を挿入し、転動体１０３の保持器１１４ｂと多数の鋼球１１５ｂとで構成されるユニットを挿入し、第２内輪部材１１２を挿入し、ロックナット１１３と第１内輪部材１１１とを締結する。その後、外輪部材１１６とホイールフランジ１１７とを固定ボルト１１８で固定する。なお、ホイールフランジ１１７は、スタッドボルト１０４が挿入されている。その後、スタッドボルト１０４にホイールＨｗを挿入した後ナット１０６で螺合することで、ホイール軸受５０を組み立て、ホイール軸受５０にホイールＨｗを装着することができる。このように、ホイール軸受５０は、ホイールＨｗ側から順次部品を挿入していくことで、組み立てることができる。これにより、組み立てを簡単に行うことができ、取り外しも簡単に行うことができる。

また、ホイール軸受５０は、減速機構４０と一体とした構成とすることで、具体的には、ホイールフランジ１１７と第３キャリア４３とを一体化し、内輪部１０１と第３リングギア４４とを一体化することで、小型化、軽量化することができる。次に、第１モータ１１及び第２モータ１２の回転角度を検出する構造を説明する。

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、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。

図１９−１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１９−２は、図１９−１のＡ−Ａ断面図である。図１９−３は、磁気検出器の配置を示す斜視図である。図１９−１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に示すサンギアシャフト１４が貫通する。

図１、図６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。

図１９−２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、炭素鋼等である。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。

図１９−３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１９−３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。

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１２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。

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。

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。

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。

図２０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と最高回転速度との比は１：４程度である。また、車両を走行させる場合、最大の回転力と、最高回転速度における最大の回転力との比は、４：１程度である。

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（段間差）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。

図２０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。

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。

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Ｒ＝（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、段間差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。

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。

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。

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。

図２１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２１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。

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。

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６９に一体で形成される。そして、サンギアシャフト６９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。

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、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。

１０、１０ａ 電動車両駆動装置
１１、Ｍ１ 第１モータ
１１ａ 第１ステータコア
１１ｂ 第１コイル
１１ｃ 第１ロータ
１１ｃ１ 第１ロータコア
１１ｃ２ 第１マグネット
１１ｄ 第１磁気パターンリング
１１ｅ 第１モータ出力軸
１２、Ｍ２ 第２モータ
１２ａ 第２ステータコア
１２ｂ 第２コイル
１２ｃ 第２ロータ
１２ｃ１ 第２ロータコア
１２ｃ２ 第２マグネット
１２ｄ 第２磁気パターンリング
１３ 変速機構
１４、６９ サンギアシャフト
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（ファイナルギヤ）
４１ 第３サンギア
４２ 第４ピニオン
４３ 第３キャリア
４４ 第３リングギア
４５、４６ 軸受
５０ ホイール軸受（ハブベアリング）
６０、９０ クラッチ装置
１０１ 内輪部
１０２ 外輪部
１０３ 転動体
１０４ スタッドボルト
１０６ ナット
１１１ 第１内輪部材
１１２ 第２内輪部材
１１３ ロックナット
１１４ａ、１１４ｂ 保持器
１１５ａ、１１５ｂ 鋼球
１１６ 外輪部材
１１７ ホイールフランジ
１１８ 固定ボルト
１３１ 歯溝
１３２、１４２、１５４、１５５ 凹面
１３３、１５２、１７２、１７４ ボルト穴
１３４ 雄ねじ
１４１ 雌ねじ
１４３、１７６ 穴
１５１、１７１ 接触面
１５１ａ、１７１ａ 外径側接触面
１５１ｂ、１７１ｂ 内径側接触面
１５３、１７３ 段差
１６１ 本体
１６２ フランジ
１６３ 円筒部
１７５ 凹部
Ｇ ケーシング
Ｇ１ 第１ケーシング
Ｇ２ 第２ケーシング
Ｇ３ 第３ケーシング
Ｇ４ 第４ケーシング
Ｈ 車輪
Ｈｗ 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
Ｒｐ４ 第４ピニオン回転軸
Ｔ１、Ｔ７、ＴＡ 第１回転力
Ｔ２ 合成回転力
Ｔ３ 循環回転力
Ｔ４ 第２分配回転力
Ｔ５、Ｔ８、ＴＢ 第２回転力
Ｔ６ 第１分配回転力
Ｔ９ 合成回転力
Ｚ１、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ７ 歯数

Claims (8)

1. ホイールおよび支持機構に連結し、回転軸を中心に回転可能な状態で前記支持機構に対して前記ホイールを支持するハブベアリングであって、
   前記支持機構に固定されている内輪部と、
   前記ホイールと連結される外輪部と、
   前記内輪部と前記外輪部との間に配置され、前記外輪部と前記内輪部とを回転軸を中心として相対的に回転可能に支持する転動体と、を含み、
   前記外輪部は、前記転動体と接触する外輪部材と、前記ホイールと連結するホイールフランジと、前記外輪部材を前記ホイールフランジに対して固定する固定機構と、を備え、
   前記内輪部は、前記支持機構に固定されている第１内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面に挿入される第２内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面の前記第２内輪部材よりも前記ホイール側に配置され、前記第１内輪部材に螺合されるロックナットと、を備え、
   前記ロックナットは、回転軸に平行な方向における前記ホイール側から遠い側の端面の位置が、前記外輪部材の前記ホイールフランジとの接触面よりも前記ホイール側であり、
   前記ホイールフランジと前記ホイールとを連結する複数の締結部材をさらに有し、
   前記ホイールフランジは、前記締結部材が挿入される複数の開口が形成されており、前記複数の開口のそれぞれの中心を円で結んだピッチ円直径が、前記転動体の前記回転軸に直交する径方向の中心を円で結んだピッチ円直径よりも小さいことを特徴とするハブベアリング。
2. 前記締結部材は、前記回転軸に平行な方向に延在し、頭部が前記ホイールフランジの前記内輪部側の面に露出しているスタッドボルトであることを特徴とする請求項１に記載のハブベアリング。
3. 請求項１または２に記載のハブベアリングと、
   駆動源からの駆動力が伝達されるサンギアと、
   前記サンギアと噛合うピニオンギアと、を有し、
   前記ホイールフランジは、前記ピニオンギアを保持し、前記ピニオンギアとともに前記回転軸を中心として回転するキャリアであり、
   前記内輪部は、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアであることを特徴とする減速機構。
4. 請求項３に記載の減速機構と、
   前記減速機構のサンギアと連結し、前記サンギアを回転させる伝達機構と、
   前記伝達機構を回転させる駆動力を発生させるモータを少なくとも１つ備える駆動源と、を有することを特徴とするインホイールモータ。
5. 前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、
   前記伝達機構は、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、前記減速機構の前記サンギアと連結される第２リングギアと、を含むことを特徴とする請求項４に記載のインホイールモータ。
6. 前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、
   前記伝達機構は、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い、かつ、前記減速機構の前記サンギアと連結される第１リングギアと、
   前記第１モータと連結される第２サンギアと、
   前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
   前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
   前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、
   前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
   前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載のインホイールモータ。
7. ホイールおよび支持機構に連結し、回転軸を中心に回転可能な状態で前記支持機構に対して前記ホイールを支持するハブベアリングを含む減速機構と、
   前記減速機構のサンギアと連結し、前記サンギアを回転させる伝達機構と、
   前記伝達機構を回転させる駆動力を発生させるモータを少なくとも１つ備える駆動源と、を有し、
   前記減速機構は、前記駆動源からの駆動力が伝達される前記サンギアと、前記サンギアと噛合うピニオンギアと、を有し、
   前記ハブベアリングは、前記支持機構に固定されている内輪部と、前記ホイールと連結される外輪部と、前記内輪部と前記外輪部との間に配置され、前記外輪部と前記内輪部とを回転軸を中心として相対的に回転可能に支持する転動体と、を含み、
   前記外輪部は、前記転動体と接触する外輪部材と、前記ホイールと連結するホイールフランジと、前記外輪部材を前記ホイールフランジに対して固定する固定機構と、を備え、
   前記内輪部は、前記支持機構に固定されている第１内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面に挿入される第２内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面の前記第２内輪部材よりも前記ホイール側に配置され、前記第１内輪部材に螺合されるロックナットと、を備え、
   前記ロックナットは、回転軸に平行な方向における前記ホイール側から遠い側の端面の位置が、前記外輪部材の前記ホイールフランジとの接触面よりも前記ホイール側であり、
   前記ホイールフランジは、前記ピニオンギアを保持し、前記ピニオンギアとともに前記回転軸を中心として回転するキャリアであり、
   前記内輪部は、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアであり、
   前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、
   前記伝達機構は、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、前記減速機構の前記サンギアと連結される第２リングギアと、を含むことを特徴とするインホイールモータ。
8. ホイールおよび支持機構に連結し、回転軸を中心に回転可能な状態で前記支持機構に対して前記ホイールを支持するハブベアリングを含む減速機構と、
   前記減速機構のサンギアと連結し、前記サンギアを回転させる伝達機構と、
   前記伝達機構を回転させる駆動力を発生させるモータを少なくとも１つ備える駆動源と、を有し、
   前記減速機構は、前記駆動源からの駆動力が伝達される前記サンギアと、前記サンギアと噛合うピニオンギアと、を有し、
   前記ハブベアリングは、前記支持機構に固定されている内輪部と、前記ホイールと連結される外輪部と、前記内輪部と前記外輪部との間に配置され、前記外輪部と前記内輪部とを回転軸を中心として相対的に回転可能に支持する転動体と、を含み、
   前記外輪部は、前記転動体と接触する外輪部材と、前記ホイールと連結するホイールフランジと、前記外輪部材を前記ホイールフランジに対して固定する固定機構と、を備え、
   前記内輪部は、前記支持機構に固定されている第１内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面に挿入される第２内輪部材と、前記第１内輪部材の外周面の前記第２内輪部材よりも前記ホイール側に配置され、前記第１内輪部材に螺合されるロックナットと、を備え、
   前記ロックナットは、回転軸に平行な方向における前記ホイール側から遠い側の端面の位置が、前記外輪部材の前記ホイールフランジとの接触面よりも前記ホイール側であり、
   前記ホイールフランジは、前記ピニオンギアを保持し、前記ピニオンギアとともに前記回転軸を中心として回転するキャリアであり、
   前記内輪部は、前記ピニオンギアと噛み合うリングギアであり、
   前記駆動源は、第１モータと、第２モータと、を含み、
   前記伝達機構は、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い、かつ、前記減速機構の前記サンギアと連結される第１リングギアと、
   前記第１モータと連結される第２サンギアと、
   前記第２サンギアと噛み合う第２ピニオンギアと、
   前記第２ピニオンギアと噛み合う第３ピニオンギアと、
   前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアがそれぞれ自転できるように、かつ、前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアが前記第２サンギアを中心に公転できるように前記第２ピニオンギア及び前記第３ピニオンギアを保持する第２キャリアと、
   前記第２キャリアの回転を規制できるクラッチ装置と、
   前記第３ピニオンギアと噛み合い、かつ、前記第１キャリアと連結され、かつ、前記第２モータと連結される第２リングギアと、
   を含むことを特徴とするインホイールモータ。

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