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JP5625638B2 - In-wheel motor - Google Patents

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JP5625638B2 JP2010198107A JP2010198107A JP5625638B2 JP 5625638 B2 JP5625638 B2 JP 5625638B2 JP 2010198107 A JP2010198107 A JP 2010198107A JP 2010198107 A JP2010198107 A JP 2010198107A JP 5625638 B2 JP5625638 B2 JP 5625638B2
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大輔 郡司
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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。   The present invention relates to an in-wheel motor that drives an electric vehicle.

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。   Among the electric vehicle driving devices, those that directly drive the wheels are called in-wheel motors. An in-wheel motor here is a drive device provided in the vicinity of the wheel with which an electric vehicle is equipped. Note that the in-wheel motor is not necessarily housed in the wheel. The in-wheel motor needs to be arranged inside the wheel or in the vicinity of the wheel. However, the interior of the wheel and the vicinity of the wheel are relatively narrow spaces. Therefore, the in-wheel motor is required to be downsized.

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。   There are two types of in-wheel motors, one with a reduction mechanism and the other with a direct drive method without a reduction mechanism. An in-wheel motor having a speed reduction mechanism easily secures a sufficient rotational force to drive an electric vehicle when the electric vehicle starts or climbs (when climbing a hill). However, since the in-wheel motor of a system provided with a speed reduction mechanism transmits a rotational force to the wheel via the speed reduction mechanism, friction loss occurs in the speed reduction mechanism. In an in-wheel motor provided with a speed reduction mechanism, the rotational speed of the output shaft of the motor is always faster than the rotational speed of the wheel. Therefore, in an in-wheel motor having a speed reduction mechanism, energy loss increases due to friction loss in the speed reduction mechanism, particularly when the electric vehicle travels at a high speed.

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。   On the other hand, the direct drive type in-wheel motor transmits the rotational force to the wheel without going through the speed reduction mechanism, so that energy loss can be reduced. However, the direct drive type in-wheel motor cannot amplify the rotational force by the speed reduction mechanism. As a result, the direct drive in-wheel motor is difficult to ensure sufficient rotational force to drive the electric vehicle when the electric vehicle starts or climbs. As a technique for ensuring a sufficient rotational force for driving an electric vehicle, for example, Patent Document 1 discloses a technique that is not an in-wheel motor, but includes a speed reduction mechanism including a planetary gear mechanism and two motors. Is disclosed.

特開2005−081932号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-081932

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。   The technique disclosed in Patent Document 1 has a power circulation path. The technique disclosed in Patent Document 1 first converts a rotational force into electric power in a power circulation path, and converts the electric power into rotational force again. Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 needs to include a generator and a motor in the power circulation path. However, as described above, the in-wheel motor is required to reduce the size of the electric vehicle drive device, and it is difficult to secure a space for installing the generator and the motor near the wheel. Moreover, the technique currently disclosed by patent document 1 converts motive power into electric power, and also converts electric power into motive power. Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 causes energy loss during energy conversion.

一方、インホイールモータの減速機構に、クラッチ装置が含まれている場合、クラッチ装置のトルク(回転力)容量によって、インホイールモータが出力できる最大のトルクが制限される場合がある。   On the other hand, when the clutch device is included in the deceleration mechanism of the in-wheel motor, the maximum torque that the in-wheel motor can output may be limited by the torque (rotational force) capacity of the clutch device.

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。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an in-wheel motor that can secure sufficient rotational force to drive an electric vehicle and can reduce energy loss.

また、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複数のスプラグとを含み、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。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an in-wheel motor according to a first invention includes a first motor, a second motor, and a first sun gear coupled to the first motor, A first pinion gear meshing with the first sun gear and the first pinion gear are held so that the first pinion gear can rotate and the first pinion gear can revolve around the first sun gear. A first carrier, a first member, a second member that can rotate relative to the first member, and a rotational force in a first direction acting on the second member, between the first member and the second member. A plurality of sprags that transmit a rotational force between the first member and the second member when a rotational force in a second direction opposite to the first direction acts on the second member. The rotation of the first carrier A clutch device that can be controlled, a first ring gear that meshes with the first pinion gear and that is coupled to the second motor, a second sun gear that is coupled to the first motor, and a second gear that meshes with the second sun gear. A second pinion gear, a third pinion gear meshing with the second pinion gear, the second pinion gear, and the third pinion gear so that they can rotate, and the second pinion gear and the third pinion gear are Holding the second pinion gear and the third pinion gear so as to revolve around the second sun gear, meshing with the second carrier coupled to the first ring gear, and the third pinion gear; and A second ring gear coupled to a wheel of the electric vehicle, wherein the first direction is configured to move the electric vehicle forward. Over data outputs a rotational force, and the second member is characterized in that the direction of rotation when the second motor is not operating.

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。   With the above configuration, the in-wheel motor according to the first aspect of the present invention can realize two shift states, a first shift state and a second shift state. In the first speed change state, the first motor operates, the second motor does not operate, and the clutch device is in the engaged state. In the first speed change state, the in-wheel motor according to the first aspect of the invention has a part of the rotational force returned from the second carrier to the first ring gear, and the rotational force transmitted to the first ring gear is transmitted via the first sun gear. To the second sun gear. That is, in the in-wheel motor according to the first invention, the rotational force circulates. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 1st invention can implement | achieve a bigger gear ratio. That is, the in-wheel motor according to the first aspect of the invention can transmit a rotational force larger than the rotational force output by the first motor to the wheel when in the first speed change state.

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。   In the second speed change state, the first motor and the second motor operate, and the clutch device is in a non-engagement state. The in-wheel motor which concerns on 1st invention can change a gear ratio continuously by changing the angular velocity of the rotational force output from a 2nd motor in the 2nd speed change state. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 1st invention can reduce the difference of the angular velocity of a 1st motor, and the angular velocity of the 2nd ring gear used as an output shaft. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 1st invention can reduce a friction loss.

また、前記クラッチ装置が、第1部材と、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複数のスプラグと、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構成であることで、第2部材に作用する回転力の方向が切り替えられることによって、係合状態と非係合状態とを切り替えできる。よって、ピストンを移動させるための機構や、電磁アクチュエータを必要としない。これにより、本発明に係るインホイールモータは、部品点数を低減でき、かつ、自身(クラッチ装置)を小型化できる。また、ピストンを移動させるための機構や、電磁アクチュエータを作動させるためのエネルギーが不要となる。   In addition, when the clutch device has a first member, a second member that can rotate with respect to the first member, and a rotational force in a first direction acting on the second member, the first member and the second member A plurality of members that transmit a rotational force between the first member and the second member when a rotational force in a second direction opposite to the first direction acts on the second member. In the first direction, the first motor outputs a rotational force so as to move the electric vehicle forward, and the second member is operated when the second motor is not operated. By being the structure which is a direction to rotate, the direction of the rotational force which acts on a 2nd member can be switched, and an engagement state and a non-engagement state can be switched. Therefore, a mechanism for moving the piston and an electromagnetic actuator are not required. Thereby, the in-wheel motor which concerns on this invention can reduce a number of parts, and can miniaturize itself (clutch apparatus). Further, a mechanism for moving the piston and energy for operating the electromagnetic actuator are not required.

また、前記クラッチ装置が、摩擦係合部材としてスプラグを用いていることにより、スプラグを、円柱状のカムの数よりも多数第1部材と第2部材との間に配置することができる。そのため、前記クラッチ装置のトルク容量を、円柱状のカムを配置したカムクラッチ装置よりも大きくすることができる。その結果、第1部材と第2部材との間で伝達できる力の大きさはより大きくなるため、ホイールに出力する回転力の最大値を大きく設定することができる。   Further, since the clutch device uses sprags as the friction engagement members, a larger number of sprags can be arranged between the first member and the second member than the number of columnar cams. Therefore, the torque capacity of the clutch device can be made larger than that of the cam clutch device having a cylindrical cam. As a result, since the magnitude of the force that can be transmitted between the first member and the second member becomes larger, the maximum value of the rotational force output to the wheel can be set large.

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複数のスプラグとを含み、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。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an in-wheel motor according to a second invention includes a first motor, a second motor, and a first sun gear coupled to the first motor, A first pinion gear meshing with the first sun gear and the first pinion gear are held so that the first pinion gear can rotate and the first pinion gear can revolve around the first sun gear. A first ring gear meshing with the first carrier, the first pinion gear and coupled to the wheel of the electric vehicle, a second sun gear coupled to the first motor, and a second meshing mesh with the second sun gear. A pinion gear, a third pinion gear that meshes with the second pinion gear, the second pinion gear, and the third pinion gear so that each of them can rotate, and A second carrier for holding the second pinion gear and the third pinion gear, a first member, and the first member so that the pinion gear and the third pinion gear can revolve around the second sun gear. When the rotational force in the first direction acts on the second member that can rotate and the second member, the rotational force is transmitted between the first member and the second member, and the first direction is transmitted to the second member. A clutch device that includes a plurality of sprags that do not transmit a rotational force between the first member and the second member when a rotational force in a second direction opposite to that acts, and that can restrict the rotation of the second carrier; A second ring gear meshing with the third pinion gear, coupled to the first carrier, and coupled to the second motor, wherein the first direction advances the electric vehicle. The first mode There outputs a rotational force, and the second member is characterized in that the direction of rotation when the second motor is not operating.

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。   With the above configuration, the in-wheel motor according to the second aspect of the present invention can realize two shift states, a first shift state and a second shift state. In the first speed change state, the first motor operates, the second motor does not operate, and the clutch device is in the engaged state. In the first speed change state, the in-wheel motor according to the second invention has a part of the rotational force returned from the first carrier to the second ring gear, and further the rotational force transmitted to the second ring gear is transmitted via the second sun gear. To the first sun gear. That is, in the in-wheel motor according to the second invention, the rotational force circulates. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 2nd invention can implement | achieve a bigger gear ratio. That is, the in-wheel motor according to the second aspect of the invention can transmit a rotational force larger than the rotational force output by the first motor to the wheel when in the first speed change state.

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。   In the second speed change state, the first motor and the second motor operate, and the clutch device is in a non-engagement state. The in-wheel motor which concerns on 2nd invention can change a gear ratio continuously by changing the angular velocity of the rotational force output from a 2nd motor in the 2nd speed change state. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 2nd invention can reduce the difference of the angular velocity of a 1st motor, and the angular velocity of the 1st ring gear used as an output shaft. Thereby, the in-wheel motor which concerns on 2nd invention can reduce a friction loss.

また本発明に係るインホイールモータは、前記クラッチ装置が、前記スプラグを前記第1部材と前記第2部材とに接触させる弾性部材を含むことを特徴とする。これにより、前記クラッチ装置が、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。   The in-wheel motor according to the present invention is characterized in that the clutch device includes an elastic member that makes the sprag contact the first member and the second member. Thereby, the time required for the clutch device to switch from the non-engaged state to the engaged state can be reduced.

本発明に係るインホイールモータは、前記クラッチ装置が、前記複数のスプラグを互いに等間隔に保持する、第1の保持器と第2の保持器とを含むことを特徴とする。これにより、クラッチ装置に作用する全トルクは、均等に分割されて各スプラグに作用する。そのため、保持器を備えていないクラッチ装置と比較して、本発明に係るクラッチ装置のトルク容量をさらに大きくすることができる。   The in-wheel motor according to the present invention is characterized in that the clutch device includes a first cage and a second cage that hold the plurality of sprags at equal intervals. As a result, the total torque acting on the clutch device is divided equally and acts on each sprag. Therefore, the torque capacity of the clutch device according to the present invention can be further increased compared to a clutch device that does not include a cage.

本発明の好ましい態様としては、前記第1の保持器は、互いに等間隔に配置された複数の第1の開口部を側面に有する円筒であり、前記第2の保持器は、互いに等間隔に配置された、前記第1の保持器と同数の第2の開口部を側面に有し、前記第1の保持器の内径よりも外径が小さい円筒であり、前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向するように、かつ前記第1の保持器の内側に前記第2の保持器が配置され、対向する前記第1の開口部と前記第2の開口部とに前記スプラグが挿し通されることが望ましい。   In a preferred aspect of the present invention, the first cage is a cylinder having a plurality of first openings arranged at equal intervals on the side surface, and the second cage is equally spaced from each other. A cylinder having the same number of second openings as the first retainer on its side surface, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the first retainer, and the first opening and the The second holder is disposed inside the first holder so that the second opening is opposed to the first opening, and the first opening and the second opening are opposed to each other. It is desirable to insert a sprag.

前記第1の発明の好ましい態様としては、前記第2モータが出力する第2回転力と、前記第1モータが出力する第1回転力との比は、前記第2サンギアと前記第2キャリアとの間に作用する回転力比の82%以上であることが望ましい。   In a preferred aspect of the first invention, the ratio between the second rotational force output by the second motor and the first rotational force output by the first motor is determined by the second sun gear and the second carrier. It is desirable that it is 82% or more of the rotational force ratio acting during the period.

前記第1の発明に係るインホイールモータは、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第2サンギアの歯数Z1と、第2リングギアの歯数Z4とが、後で説明する下記の式(7)を満たす必要がある。しかしながら、モータが出力する回転力は、モータの寸法や、磁気特性などの要因により、設計値に対して最大で18%程度の誤差が生じる。前記第1の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、上記構成により、個体差によらず、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第2サンギアの歯数Z1と、第2リングギアの歯数Z4とが、下記の式(7)を満たすことができる。   The in-wheel motor according to the first aspect of the invention includes TA, which is the rotational force output from the first motor, TB, which is the rotational force output from the second motor, the number of teeth Z1 of the second sun gear, and the second ring. The gear tooth number Z4 needs to satisfy the following formula (7) described later. However, the rotational force output from the motor has an error of about 18% at maximum with respect to the design value due to factors such as the size of the motor and magnetic characteristics. The in-wheel motor which concerns on the preferable aspect of the said 1st invention is TA which is the rotational force which a 1st motor outputs, and TB which is the rotational force which a 2nd motor outputs regardless of an individual difference by the said structure. The number of teeth Z1 of the second sun gear and the number of teeth Z4 of the second ring gear can satisfy the following formula (7).

前記第2の発明の好ましい態様としては、前記第2モータが出力する第2回転力と、前記第1モータが出力する第1回転力との比は、前記第1サンギアと前記第1キャリアとの間に作用する回転力比の82%以上であることが望ましい。上記構成により、前記第2の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、個体差によらず、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第1サンギアの歯数Z5と、第1リングギアの歯数Z7とが、後で説明する下記の式(8)を満たすことができる。   In a preferred aspect of the second invention, the ratio between the second rotational force output by the second motor and the first rotational force output by the first motor is determined by the first sun gear and the first carrier. It is desirable that it is 82% or more of the rotational force ratio acting during the period. With the above configuration, the in-wheel motor according to a preferred aspect of the second invention has a TA that is a rotational force output by the first motor and a TB that is a rotational force output by the second motor, regardless of individual differences. The number of teeth Z5 of the first sun gear and the number of teeth Z7 of the first ring gear can satisfy the following formula (8) described later.

本発明の好ましい態様としては、前記第1モータの回転軸に直交する平面で前記第1モータのステータコアを切った断面形状と、前記第2モータの回転軸に直交する平面で前記第2モータのステータコアを切った断面形状とは、同一であることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, a cross-sectional shape obtained by cutting the stator core of the first motor along a plane orthogonal to the rotation axis of the first motor, and a plane orthogonal to the rotation axis of the second motor. It is desirable that the sectional shape of the stator core is the same.

本発明に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータと第2モータとでステータコアの設計が共通するため、設計に要する労力を低減できる。また、第1モータのステータコアの断面形状と、第2モータのステータコアの断面形状とが同一の場合、第1モータのステータコア及び第2モータの第2ステータコアは、同一の金型で製造されることができる。よって、本発明に係るインホイールモータは、製造に要する労力を低減できる。また、本発明に係るインホイールモータは、製造に要するコストを低減できる。   In the in-wheel motor according to the present invention, the design of the stator core is common between the first motor and the second motor with the above-described configuration, so that the labor required for the design can be reduced. When the cross-sectional shape of the stator core of the first motor and the cross-sectional shape of the stator core of the second motor are the same, the stator core of the first motor and the second stator core of the second motor are manufactured with the same mold. Can do. Therefore, the in-wheel motor according to the present invention can reduce labor required for manufacturing. Moreover, the in-wheel motor which concerns on this invention can reduce the cost which manufacture requires.

前記第1の発明の好ましい態様としては、前記第1モータの回転軸方向における前記第1モータのステータコアの寸法と、前記第2モータの回転軸方向における前記第2モータのステータコアの寸法との比は、前記第2サンギアと前記第2キャリアとの間に作用する回転力比の82%以上118%以下であることが望ましい。また前記第2の発明の好ましい態様としては、前記第1モータの回転軸方向における前記第1モータのステータコアの寸法と、前記第2モータの回転軸方向における前記第2モータのステータコアの寸法との比は、前記第1サンギアと前記第1キャリアとの間に作用する回転力比の82%以上118%以下であることが望ましい。   As a preferable aspect of the first invention, a ratio between a dimension of the stator core of the first motor in the rotation axis direction of the first motor and a dimension of the stator core of the second motor in the rotation axis direction of the second motor. Is preferably 82% or more and 118% or less of the rotational force ratio acting between the second sun gear and the second carrier. Further, as a preferred aspect of the second invention, the dimension of the stator core of the first motor in the rotation axis direction of the first motor and the dimension of the stator core of the second motor in the rotation axis direction of the second motor The ratio is desirably 82% or more and 118% or less of a rotational force ratio acting between the first sun gear and the first carrier.

ステータコアの断面形状が同一の場合、モータが出力する回転力の大きさは、回転軸方向のステータコアの寸法に比例する。よって、前記第1の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第2サンギアの歯数Z1と、第2リングギアの歯数Z4とが、上記の式(7)を満たすことができる。また、前記第2の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第1サンギアの歯数Z5と、第1リングギアの歯数Z7とが、上記の式(8)を満たすことができる。   When the cross-sectional shape of the stator core is the same, the magnitude of the rotational force output by the motor is proportional to the dimension of the stator core in the direction of the rotation axis. Therefore, the in-wheel motor according to a preferred aspect of the first invention has the above-described configuration, TA that is the rotational force output by the first motor, TB that is the rotational force output by the second motor, and the second sun gear. The number of teeth Z1 and the number of teeth Z4 of the second ring gear can satisfy the above formula (7). Moreover, the in-wheel motor which concerns on the preferable aspect of the said 2nd invention is based on the said structure, TA which is the rotational force which a 1st motor outputs, TB which is the rotational force which a 2nd motor outputs, 1st sun gear The number of teeth Z5 and the number of teeth Z7 of the first ring gear can satisfy the above formula (8).

本発明の好ましい態様としては、前記第1モータの回転軸に直交する平面で前記第1モータのロータコアを切った断面形状と、前記第2モータの回転軸に直交する平面で前記第2モータのロータコアを切った断面形状とは、同一であることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, a cross-sectional shape obtained by cutting the rotor core of the first motor in a plane orthogonal to the rotation axis of the first motor, and a plane orthogonal to the rotation axis of the second motor. It is desirable that the cross-sectional shape of the rotor core cut is the same.

本発明に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータと第2モータとでロータコアの設計が共通するため、設計に要する労力を低減できる。また、第1モータのロータコアの断面形状と、第2モータのロータコアの断面形状とが同一の場合、第1モータのロータコア及び第2モータの第2ロータコアは、同一の金型で製造されることができる。よって、本発明に係るインホイールモータは、製造に要する労力を低減できる。また、本発明に係るインホイールモータは、製造に要するコストを低減できる。   The in-wheel motor according to the present invention has the above-described configuration, and the first motor and the second motor share the same rotor core design. Therefore, the labor required for the design can be reduced. Further, when the cross-sectional shape of the rotor core of the first motor and the cross-sectional shape of the rotor core of the second motor are the same, the rotor core of the first motor and the second rotor core of the second motor are manufactured with the same mold. Can do. Therefore, the in-wheel motor according to the present invention can reduce labor required for manufacturing. Moreover, the in-wheel motor which concerns on this invention can reduce the cost which manufacture requires.

本発明の好ましい態様としては、前記第1モータの回転軸方向における前記第1モータのロータコアの寸法と、前記第2モータの回転軸方向における前記第2モータのロータコアの寸法との比は、前記回転力比の82%以上118%以下であることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, the ratio of the dimension of the rotor core of the first motor in the rotation axis direction of the first motor to the dimension of the rotor core of the second motor in the rotation axis direction of the second motor is It is desirable that it is 82% or more and 118% or less of the rotational force ratio.

ロータコアの断面形状が同一の場合、モータが出力する回転力の大きさは、回転軸方向のロータコアの寸法に比例する。よって、前記第1の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第2サンギアの歯数Z1と、第2リングギアの歯数Z4とが、上記の式(7)を満たすことができる。また、前記第2の発明の好ましい態様に係るインホイールモータは、上記構成により、第1モータが出力する回転力であるTAと、第2モータが出力する回転力であるTBと、第1サンギアの歯数Z5と、第1リングギアの歯数Z7とが、上記の式(8)を満たすことができる。   When the cross-sectional shape of the rotor core is the same, the magnitude of the rotational force output by the motor is proportional to the dimension of the rotor core in the direction of the rotation axis. Therefore, the in-wheel motor according to a preferred aspect of the first invention has the above-described configuration, TA that is the rotational force output by the first motor, TB that is the rotational force output by the second motor, and the second sun gear. The number of teeth Z1 and the number of teeth Z4 of the second ring gear can satisfy the above formula (7). Moreover, the in-wheel motor which concerns on the preferable aspect of the said 2nd invention is based on the said structure, TA which is the rotational force which a 1st motor outputs, TB which is the rotational force which a 2nd motor outputs, 1st sun gear The number of teeth Z5 and the number of teeth Z7 of the first ring gear can satisfy the above formula (8).

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。   The present invention can provide an in-wheel motor that can secure a sufficient rotational force to drive an electric vehicle and can reduce energy loss.

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。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the electric vehicle drive device according to the first embodiment and a path through which a rotational force is transmitted when the electric vehicle drive device is in the first speed change state. 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。FIG. 2 is a collinear diagram showing each rotational speed of each part when the electric vehicle drive device of the first embodiment is in the first speed change state. 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。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a path through which the rotational force is transmitted when the electric vehicle drive device of the first embodiment is in the second speed change state. 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。FIG. 4 is a graph illustrating an example of angular velocity-rotational force characteristics of the first motor and the second motor according to the first embodiment. 図5−1は、実施形態1のクラッチ装置の分解説明図である。FIG. 5A is an exploded explanatory diagram of the clutch device of the first embodiment. 図5−2は、実施形態1のクラッチ装置を示す説明図である。FIG. 5B is an explanatory diagram of the clutch device according to the first embodiment. 図6は、実施形態1のクラッチ装置のスプラグを拡大して示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged sprag of the clutch device of the first embodiment. 図7は、実施形態1の電動車両駆動装置の外観を模式的に示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram schematically illustrating the external appearance of the electric vehicle drive device according to the first embodiment. 図8は、図7のA−A断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図9は、実施形態1の電動車両駆動装置を分解して示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing the electric vehicle drive device of Embodiment 1 in an exploded manner. 図10は、モータが出力する回転力の個体差の出現確率を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the appearance probability of individual differences in rotational force output by the motor. 図11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。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the electric vehicle drive device according to the second embodiment. 図12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。FIG. 12 is a collinear diagram showing the rotational speeds of the respective parts when the electric vehicle driving apparatus of the second embodiment is in the first shift state.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same.

(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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the electric vehicle drive device according to the first embodiment and a path through which a rotational force is transmitted when the electric vehicle drive device is in the first speed change state. As shown in FIG. 1, the electric vehicle drive device 10 that is an in-wheel motor includes a casing G, a first motor 11, a second motor 12, a speed change mechanism 13, and a wheel bearing 50. The casing G houses the first motor 11, the second motor 12, and the speed change mechanism 13. The first motor 11 can output the first rotational force TA. The second motor 12 can output the second rotational force TB. The speed change mechanism 13 is connected to the first motor 11. Thereby, when the 1st motor 11 act | operates, the 1st rotational force TA will be transmitted to the transmission mechanism 13 (input). The operation of the motor here means that electric power is supplied to the motor and the output shaft rotates. The transmission mechanism 13 is connected to the second motor 12. Thereby, when the 2nd motor 12 act | operates, the 2nd rotational force TB will be transmitted to the transmission mechanism 13 (input). The speed change mechanism 13 is connected to the wheel bearing 50 and transmits (outputs) the changed rotational force to the wheel bearing 50. Wheel bearing 50 is attached to wheel H of the electric vehicle.

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。   The speed change mechanism 13 includes a first planetary gear mechanism 20, a second planetary gear mechanism 30, and a clutch device 40. The first planetary gear mechanism 20 is a single pinion type planetary gear mechanism. The first planetary gear mechanism 20 includes a first sun gear 21, a first pinion gear 22, a first carrier 23, and a first ring gear 24. The second planetary gear mechanism 30 is a double pinion planetary gear mechanism. The second planetary gear mechanism 30 includes a second sun gear 31, a second pinion gear 32a, a third pinion gear 32b, a second carrier 33, and a second ring gear 34.

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。   The first sun gear 21 is supported in the casing G so as to be able to rotate (spin) about the rotation axis R. The first sun gear 21 is connected to the first motor 11. Therefore, the first sun gear 21 receives the first rotational force TA when the first motor 11 is operated. As a result, the first sun gear 21 rotates about the rotation axis R when the first motor 11 is operated. The first pinion gear 22 meshes with the first sun gear 21. The first carrier 23 holds the first pinion gear 22 so that the first pinion gear 22 can rotate (rotate) about the first pinion rotation axis Rp1. The first pinion rotation axis Rp1 is, for example, parallel to the rotation axis R.

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。   The first carrier 23 is supported in the casing G so that it can rotate (rotate) about the rotation axis R. Thereby, the first carrier 23 holds the first pinion gear 22 so that the first pinion gear 22 can revolve around the first sun gear 21, that is, around the rotation axis R. The first ring gear 24 can rotate (spin) about the rotation axis R. The first ring gear 24 meshes with the first pinion gear 22. The first ring gear 24 is connected to the second motor 12. Accordingly, the first ring gear 24 transmits the second rotational force TB when the second motor 12 is operated. As a result, the first ring gear 24 rotates (rotates) around the rotation axis R when the second motor 12 is operated.

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。   The clutch device 40 can regulate the rotation of the first carrier 23. Specifically, the clutch device 40 can switch between restricting (braking) the rotation of the first carrier 23 around the rotation axis R and allowing the rotation. Hereinafter, in the clutch device 40, a state where the rotation is restricted (braking) is referred to as an engaged state, and a state where the rotation is allowed is referred to as a non-engaged state. Details of the clutch device 40 will be described later.

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。   The second sun gear 31 is supported in the casing G so as to rotate (spin) around the rotation axis R. The second sun gear 31 is connected to the first motor 11 via the first sun gear 21. Specifically, the first sun gear 21 and the second sun gear 31 are formed integrally with the sun gear shaft 14 so as to be rotatable on the same axis (rotation axis R). The sun gear shaft 14 is connected to the first motor 11. Thus, the second sun gear 31 rotates about the rotation axis R when the first motor 11 is operated.

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。   The second pinion gear 32 a meshes with the second sun gear 31. The third pinion gear 32b meshes with the second pinion gear 32a. The second carrier 33 holds the second pinion gear 32a so that the second pinion gear 32a can rotate (spin) about the second pinion rotation axis Rp2. The second carrier 33 holds the third pinion gear 32b so that the third pinion gear 32b can rotate (rotate) about the third pinion rotation axis Rp3. The second pinion rotation axis Rp2 and the third pinion rotation axis Rp3 are parallel to the rotation axis R, for example.

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。   The second carrier 33 is supported in the casing G so that it can rotate (rotate) about the rotation axis R. As a result, the second carrier 33 has the second pinion gear 32a and the third pinion gear 32a so that the second pinion gear 32a and the third pinion gear 32b can revolve around the second sun gear 31, that is, around the rotation axis R. 32b is held. The second carrier 33 is connected to the first ring gear 24. Thus, the second carrier 33 rotates (spins) about the rotation axis R when the first ring gear 24 rotates (spins). The second ring gear 34 can rotate (rotate) about the rotation axis R. The second ring gear 34 meshes with the third pinion gear 32b. The second ring gear 34 is connected to the wheel bearing 50. Accordingly, when the second ring gear 34 rotates (spins), the wheel bearing 50 rotates. Next, the transmission path of the rotational force in the electric vehicle drive device 10 will be described.

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。   The electric vehicle drive device 10 can realize two shift states, a first shift state and a second shift state. First, a description will be given of a case where the electric vehicle driving device 10 realizes a first shift state, that is, a so-called low gear state used when the electric vehicle starts or climbs (when climbing a hill). In the first speed change state, the first motor 11 operates. The rotational force output by the first motor 11 during the first speed change state is defined as a first rotational force T1. In the first speed change state, the second motor 12 does not operate, that is, idles. The clutch device 40 is in an engaged state. That is, in the first speed change state, the first pinion gear 22 cannot revolve with respect to the casing G. In addition, each rotational force of 1st rotational force T1, circulation rotational force T3, synthetic | combination rotational force T4, 1st distributed rotational force T5, and 2nd distributed rotational force T6 shown in FIG. 1 acts on each site | part. The unit is Nm.

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。   The first rotational force T <b> 1 output from the first motor 11 is input to the first sun gear 21. Then, the first rotational force T1 merges with the circulating rotational force T3 at the first sun gear 21. The circulating rotational force T3 is a rotational force transmitted from the first ring gear 24 to the first sun gear 21. Details of the circulating rotational force T3 will be described later. Thereby, the second sun gear 31 is transmitted with a combined rotational force T4 obtained by combining the first rotational force T1 and the circulating rotational force T3. The combined rotational force T4 is amplified by the second planetary gear mechanism 30. The combined rotational force T4 is distributed by the second planetary gear mechanism 30 to the first distributed rotational force T5 and the second distributed rotational force T6. The first distributed rotational force T5 is a rotational force distributed to the second ring gear 34. The second distributed rotational force T6 is a rotational force distributed to the second carrier 33.

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。   The first distributed rotational force T5 is transmitted from the second ring gear 34 to the wheel bearing 50. Thereby, the wheel H rotates and the electric vehicle travels. The second distributed rotational force T6 is input to the first planetary gear mechanism 20. Specifically, the second distributed rotational force T6 is transmitted to the first ring gear 24. The second distributed rotational force T6 is reduced by the first planetary gear mechanism 20. Specifically, the second distributed rotational force T6 is reduced by shifting when it is transmitted from the first ring gear 24 to the first sun gear 21 via the first pinion gear 22. Further, when the second distributed rotational force T6 is transmitted from the first ring gear 24 to the first sun gear 21 via the first pinion gear 22, the rotational direction of itself (second distributed rotational force T6) is reversed. Thus, the second distributed rotational force T6 is transmitted to the first sun gear 21 as a circulating rotational force T3.

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。   Thus, the first rotational force T1 input from the first motor 11 to the first sun gear 21 is amplified, and a part of the amplified rotational force is output as the first distributed rotational force T5. Then, the remaining rotational force of the amplified rotational force is transmitted from the second carrier 33 to the first sun gear 21 through the first ring gear 24 and the first pinion gear 22 as the circulating rotational force T3. The circulating rotational force T3 transmitted to the first sun gear 21 merges with the first rotational force T1 to become a combined rotational force T4 and is transmitted to the second sun gear 31.

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。   As described above, in the electric vehicle drive device 10, a part of the rotational force circulates between the first planetary gear mechanism 20 and the second planetary gear mechanism 30. Thereby, electric vehicle drive device 10 can realize a larger gear ratio. That is, the electric vehicle drive device 10 can transmit a larger rotational force to the wheel H in the first speed change state. Hereinafter, an example of values from the first rotational force T1 to the second distributed rotational force T6 will be described.

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。   The number of teeth of the second sun gear 31 is Z1, the number of teeth of the second ring gear 34 is Z4, the number of teeth of the first sun gear 21 is Z5, and the number of teeth of the first ring gear 24 is Z7. Hereinafter, the first rotational force T1 of the rotational force (circulating rotational force T3, combined rotational force T4, first distributed rotational force T5, second distributed rotational force T6 shown in FIG. 1) acting on each part of the electric vehicle drive device 10 will be described. The ratio to is shown by a mathematical expression. In addition, what becomes a negative value in the following formulas (1) to (4) is a rotational force in a direction opposite to the first rotational force T1.

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。   As an example, the number of teeth Z1 is 31, the number of teeth Z4 is 71, the number of teeth Z5 is 37, and the number of teeth Z7 is 71. Further, the first rotational force T1 is set to 75 Nm. Then, the circulating rotational force T3 is 154.0 Nm, the combined rotational force T4 is 229.0 Nm, the first distributed rotational force T5 is 524.4 Nm, and the second distributed rotational force T6 is -295.4 Nm. Thus, the electric vehicle drive apparatus 10 can amplify the 1st rotational force T1 which the 1st motor 11 outputs as an example by 6.99 times, and can output it to the wheel H. Next, the angular velocities of the respective parts in the first speed change state will be described using the nomograph.

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。   FIG. 2 is a collinear diagram showing each rotational speed of each part when the electric vehicle drive device of the first embodiment is in the first speed change state. Hereinafter, as an example, the angular velocity of the first sun gear 21 is set to V [rad / s]. Further, the negative angular velocity indicates that the rotation is in the direction opposite to the first rotational force TA. As shown in FIG. 2, the angular velocity of the first sun gear 21 is V [rad / s]. The rotation of the first carrier 23 is restricted by the clutch device 40. Therefore, the angular velocity of the first carrier 23 is 0 [rad / s]. The angular velocity of the first ring gear 24 is 0.521 V [rad / s]. The second sun gear 31 is connected to the first sun gear 21. Therefore, the angular velocity of the second sun gear 31 is V [rad / s]. The second carrier 33 is connected to the first ring gear 24. Therefore, the angular velocity of the second carrier 33 is 0.521 V [rad / s].

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。   Since the second planetary gear mechanism 30 is a double pinion planetary gear mechanism having two pinion gears, the rotational force transmitted from the second sun gear 31 to the second ring gear 34 is reversed by the second carrier 33. When the rotational force is transmitted from the second carrier 33 to the second ring gear 34, the rotational force is reversed and transmitted at a rate of change obtained by multiplying the rate of change when transmitted from the second sun gear 31 to the second carrier 33 by -1. That is, in FIG. 2, θ1 and θ2 are equal. As a result, the angular velocity of the second ring gear 34 is 0.143 V [rad / s]. As a result, the speed ratio of the speed change mechanism 13 is V / 0.143V = 6.99.

ここで、第1キャリア23に作用する反トルクは、−(第2分配回転力T6+(−循環回転力T3))であり、449.4Nmとなる。第1キャリア23に作用する反トルクは、すべてクラッチ機構40によって保持される。クラッチ装置40が、保持することのできるトルクには限界があり、この限界を超えたトルクがクラッチ装置40に作用すると、クラッチ装置40に滑りが生じる。ホイールHに出力される第1分配回転力T5は、第1モータ11のトルクである第1回転力T1に比例して大きくなるが、第1キャリア23に作用する反トルクの大きさも、第1回転力T1に比例して大きくなる。その結果、ホイールHに出力される第1分配回転力T5は、クラッチ装置40が保持することのできるトルクの限界に制限される。すなわち、ホイールHに出力される第1分配回転力T5の最大値を大きくするためには、第1モータ11のトルクを大きくするだけではなく、クラッチ装置40のトルク容量を大きくする必要がある。本実施形態では、クラッチ装置40は、スプラグ式ワンウェイクラッチ装置である。以下、スプラグ式ワンウェイクラッチ装置であるクラッチ装置40について説明する。   Here, the counter torque acting on the first carrier 23 is − (second distributed rotational force T6 + (− circulating rotational force T3)), which is 449.4 Nm. All the counter torque acting on the first carrier 23 is held by the clutch mechanism 40. There is a limit to the torque that the clutch device 40 can hold, and when the torque exceeding the limit acts on the clutch device 40, the clutch device 40 slips. The first distributed rotational force T5 output to the wheel H increases in proportion to the first rotational force T1 that is the torque of the first motor 11, but the magnitude of the counter torque acting on the first carrier 23 is also the first. It increases in proportion to the rotational force T1. As a result, the first distributed rotational force T5 output to the wheel H is limited to the limit of torque that the clutch device 40 can hold. That is, in order to increase the maximum value of the first distributed rotational force T5 output to the wheel H, it is necessary not only to increase the torque of the first motor 11, but also to increase the torque capacity of the clutch device 40. In the present embodiment, the clutch device 40 is a sprag type one-way clutch device. Hereinafter, the clutch device 40 which is a sprag type one-way clutch device will be described.

図5−1は、実施形態1のクラッチ装置を示す分解説明図である。図5−2は、実施形態1のクラッチ装置を示す説明図である。図6は、実施形態1のクラッチ装置のスプラグを拡大して示す説明図である。図5−1および図5−2に示すように、クラッチ装置40は、第2部材としての内輪41と、第1部材としての外輪42と、複数のスプラグ43とを含む。なお、内輪41が第1部材として機能し、外輪42が第2部材として機能してもよい。内輪41及び外輪42は、筒状部材である。内輪41は、外輪42の内側に配置される。内輪41と外輪42との一方は、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41は第1キャリア23に連結され、外輪42はケーシングGに連結される。   FIG. 5A is an exploded explanatory diagram illustrating the clutch device of the first embodiment. FIG. 5B is an explanatory diagram of the clutch device according to the first embodiment. FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged sprag of the clutch device of the first embodiment. As illustrated in FIGS. 5A and 5B, the clutch device 40 includes an inner ring 41 as a second member, an outer ring 42 as a first member, and a plurality of sprags 43. The inner ring 41 may function as the first member, and the outer ring 42 may function as the second member. The inner ring 41 and the outer ring 42 are cylindrical members. The inner ring 41 is disposed inside the outer ring 42. One of the inner ring 41 and the outer ring 42 is connected to the first carrier 23, and the other is connected to the casing G. In the present embodiment, the inner ring 41 is connected to the first carrier 23 and the outer ring 42 is connected to the casing G.

スプラグ43は、摩擦により内輪41と外輪42とを係合させる摩擦係合部材である。スプラグ43は、柱状の部材であり、底面が、中央がくびれた繭状の形状である。図6に示した円Cは、スプラグ43の底面により規定される図形に外接する円である。スプラグ43の側面のうち、スプラグ43が内輪41に接触する面である内輪接触面61は、円C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43の側面のうち、スプラグ43が外輪42に接触する面である外輪接触面62も、円C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61の曲率と外輪接触面62の曲率とは異なっていてもよい。複数のスプラグ43は、内輪41の外周部と外輪42の内周部との間に、内輪41及び外輪42の周方向に沿って等間隔に配置される。   The sprag 43 is a friction engagement member that engages the inner ring 41 and the outer ring 42 by friction. The sprag 43 is a columnar member, and the bottom surface has a bowl shape with a narrowed center. A circle C shown in FIG. 6 is a circle circumscribing a figure defined by the bottom surface of the sprag 43. Of the side surfaces of the sprag 43, the inner ring contact surface 61, which is a surface where the sprag 43 contacts the inner ring 41, is a curved surface having a curvature larger than the curvature of the side surface of the cylinder having the circle C as the bottom surface. Of the side surfaces of the sprag 43, the outer ring contact surface 62, which is the surface where the sprag 43 contacts the outer ring 42, is also a curved surface having a curvature larger than the curvature of the side surface of the cylinder having the circle C as the bottom surface. However, the curvature of the inner ring contact surface 61 and the curvature of the outer ring contact surface 62 may be different. The plurality of sprags 43 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the inner ring 41 and the outer ring 42 between the outer peripheral part of the inner ring 41 and the inner peripheral part of the outer ring 42.

内輪41及び外輪42の周方向におけるスプラグ43の長さは、円Cの直径よりも小さい。したがって、内輪41の外周部と外輪42の内周部との間に配置する場合に必要な周方向の長さは、円Cを底面とする円柱よりも、スプラグ43の方が短い。その結果、内輪41の外周部と外輪42の内周部との間に、円Cを底面とする円柱と比較して多くのスプラグ43を配置することができる。   The length of the sprag 43 in the circumferential direction of the inner ring 41 and the outer ring 42 is smaller than the diameter of the circle C. Accordingly, the sprag 43 is shorter in length in the circumferential direction than the cylinder having the circle C as the bottom surface when it is disposed between the outer peripheral portion of the inner ring 41 and the inner peripheral portion of the outer ring 42. As a result, a larger number of sprags 43 can be disposed between the outer peripheral portion of the inner ring 41 and the inner peripheral portion of the outer ring 42 as compared with a cylinder having a circle C as a bottom surface.

スプラグ式ワンウェイクラッチ装置、カムクラッチ装置及びローラクラッチ装置のトルク容量を決定する主な要因は、スプラグ、カム、ローラのような摩擦係合部材が、内輪と外輪とに接触する際の圧力(接触圧力)である。この接触圧力が、内輪、外輪、及び摩擦係合部材の材料によって決まる、ある一定の閾値を超えると、各クラッチ装置は、作用するトルクを保持することができなくなる。クラッチ装置を構成する摩擦係合部材が多数になるほど、クラッチ装置に作用するトルクは多くの摩擦係合部材に分散され、摩擦係合部材が、内輪および外輪と接触する際の圧力は小さくなる。したがって、摩擦係合部材が多数になるほどクラッチ装置のトルク容量は大きくなる。   The main factor that determines the torque capacity of the sprag type one-way clutch device, cam clutch device, and roller clutch device is the pressure (contact) when the friction engagement members such as the sprag, cam, and roller come into contact with the inner ring and the outer ring. Pressure). When this contact pressure exceeds a certain threshold value determined by the materials of the inner ring, the outer ring, and the friction engagement member, each clutch device cannot hold the applied torque. As the number of friction engagement members constituting the clutch device increases, the torque acting on the clutch device is distributed to more friction engagement members, and the pressure when the friction engagement members come into contact with the inner ring and the outer ring becomes smaller. Therefore, the torque capacity of the clutch device increases as the number of friction engagement members increases.

クラッチ装置40は、摩擦係合部材としてスプラグ43が用いられているので、円Cに類似した底面を持つカムの数よりも多数のスプラグ43をクラッチ装置40に配置することができる。その結果、クラッチ装置40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40のトルク容量を大きくすることができる。クラッチ装置40のトルク容量を大きくすることができるので、ホイールHに出力される第1分配回転力T5の最大値を大きくすることができる。   Since the sprag 43 is used as the friction engagement member in the clutch device 40, a larger number of sprags 43 than the number of cams having a bottom surface similar to the circle C can be arranged in the clutch device 40. As a result, the torque capacity of the clutch device 40 can be made larger than the torque capacity of the cam clutch device having the same mounting dimensions as the clutch device 40. Since the torque capacity of the clutch device 40 can be increased, the maximum value of the first distributed rotational force T5 output to the wheel H can be increased.

図6に示すように、クラッチ装置40は、リボンスプリング58(弾性部材)と、外側保持器59(第1の保持器)と、内側保持器60(第2の保持器)とを含む。リボンスプリング58は、各スプラグ43を内輪41と外輪42とに接触させる弾性部材であり、例えばステンレス薄板をプレス加工して構成される。リボンスプリング58は、梯子状部材を環にした形状であり、周方向に伸縮可能である。リボンスプリング58により、非係合状態であってもスプラグ43は内輪41及び外輪42に接触させられているため、非係合状態から係合状態に移るときのバックラッシが少なくなり、内輪41または外輪42に回転力が作用した際に、スプラグ43は迅速に内輪41及び外輪42と噛み合うことができる。よって、クラッチ装置40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41と外輪42との間で力は伝達されていない。また、係合状態では、内輪41と外輪42との間で力は伝達されている。   As shown in FIG. 6, the clutch device 40 includes a ribbon spring 58 (elastic member), an outer cage 59 (first cage), and an inner cage 60 (second cage). The ribbon spring 58 is an elastic member that brings the sprags 43 into contact with the inner ring 41 and the outer ring 42, and is configured by, for example, pressing a thin stainless plate. The ribbon spring 58 has a shape in which a ladder-like member is a ring, and can be expanded and contracted in the circumferential direction. Since the sprag 43 is brought into contact with the inner ring 41 and the outer ring 42 even in the non-engaged state by the ribbon spring 58, the backlash when shifting from the non-engaged state to the engaged state is reduced, and the inner ring 41 or the outer ring is reduced. When a rotational force is applied to 42, the sprag 43 can quickly mesh with the inner ring 41 and the outer ring 42. Therefore, the clutch device 40 can reduce the time required for switching from the non-engaged state to the engaged state. In the non-engagement state, no force is transmitted between the inner ring 41 and the outer ring 42. In the engaged state, force is transmitted between the inner ring 41 and the outer ring 42.

外側保持器59及び内側保持器60の形状は、いずれも円筒形状である。外側保持器59の側面には、周方向に矩形の複数の開口部63a(第1の開口部)が、互いに等間隔に形成されている。外側保持器59は、外輪42の内側に配置される。内側保持器60の外径は、外側保持器59の内径よりも小さく、内側保持器60は、外側保持器59の内側に配置される。内側保持器60の側面には、周方向に、外側保持器59に形成された開口部63aと同数の開口部63b(第2の開口部)が、周方向に向かって互いに等間隔に形成されている。開口部63aと開口部63bとが対向するように、外側保持器59に対して内側保持器60は配置されている。外側保持器59の開口部63aとこれに対向する内側保持器60の開口部63bとにスプラグ43が挿し通されることにより、外側保持器59と内側保持器60とが、複数のスプラグ43を保持する。   The outer cage 59 and the inner cage 60 are both cylindrical. On the side surface of the outer cage 59, a plurality of openings 63a (first openings) rectangular in the circumferential direction are formed at equal intervals. The outer cage 59 is disposed inside the outer ring 42. The outer diameter of the inner cage 60 is smaller than the inner diameter of the outer cage 59, and the inner cage 60 is disposed inside the outer cage 59. On the side surface of the inner cage 60, the same number of openings 63b (second openings) as the openings 63a formed in the outer cage 59 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the circumferential direction. ing. The inner cage 60 is arranged with respect to the outer cage 59 so that the opening 63a and the opening 63b face each other. The sprag 43 is inserted through the opening 63a of the outer cage 59 and the opening 63b of the inner cage 60 opposite to the opening 63a, so that the outer cage 59 and the inner cage 60 are connected to the plurality of sprags 43. Hold.

複数の開口部63aが外側保持器59の周方向に、及び複数の開口部63bが内側保持器60の周方向に、それぞれ等間隔に形成されている結果、複数のスプラグ43は、外側保持器59の周方向、すなわち内側保持器60の周方向に向かって、互いに等間隔に配置されることになる。外輪接触面62は、外側保持器59に形成された開口部63aから外側保持器59の径方向外側へ突出する。内輪接触面61は、内側保持器60に形成された開口部63bから内側保持器60の径方向内側へ突出する。   The plurality of openings 63a are formed at equal intervals in the circumferential direction of the outer cage 59 and the plurality of openings 63b are formed at equal intervals in the circumferential direction of the inner cage 60. In the circumferential direction of 59, that is, in the circumferential direction of the inner cage 60, they are arranged at equal intervals. The outer ring contact surface 62 protrudes outward in the radial direction of the outer cage 59 from an opening 63 a formed in the outer cage 59. The inner ring contact surface 61 protrudes inward in the radial direction of the inner cage 60 from an opening 63 b formed in the inner cage 60.

このように外側保持器59と内側保持器60とが複数のスプラグ43を保持することにより、複数のスプラグ43は、周方向に互いに等間隔に配置されると共に、複数のスプラグ43の動きは同期する。その結果、クラッチ装置40に作用する全トルクは、均等に分割されて各スプラグ43に作用する。そのため、外側保持器59及び内側保持器60を備えていないクラッチ装置と比較して、クラッチ装置40のトルク容量を大きくすることができる。   Thus, the outer retainer 59 and the inner retainer 60 hold the plurality of sprags 43, so that the plurality of sprags 43 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the movement of the plurality of sprags 43 is synchronized. To do. As a result, the total torque acting on the clutch device 40 is equally divided and acts on each sprag 43. Therefore, the torque capacity of the clutch device 40 can be increased as compared with a clutch device that does not include the outer cage 59 and the inner cage 60.

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とは、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。クラッチ装置40は、内輪41に第1方向(図5−2及び図6における矢印方向)の回転力が作用すると、スプラグ43が内輪41及び外輪42と噛み合う。これにより、内輪41と外輪42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40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40は、内輪41に第2方向の回転力が作用すると、スプラグ43が内輪41及び外輪42と噛み合わない。これにより、内輪41と外輪42との間で回転力が伝達されず、第1キャリア23は、ケーシングGから反力を受けない。よって、クラッチ装置40は、第1キャリア23の回転を規制しない。このようにして、クラッチ装置40は、ワンウェイクラッチ装置としての機能を実現する。   The clutch device 40 is a one-way clutch device. The one-way clutch device transmits only the rotational force in the first direction, and does not transmit the rotational force in the second direction that is opposite to the first direction. That is, the one-way clutch device is engaged when the first carrier 23 shown in FIGS. 1 and 3 tries to rotate in the first direction, and is not engaged when the first carrier 23 tries to rotate in the second direction. The engaged state is established. In the clutch device 40, when the rotational force in the first direction (the arrow direction in FIGS. 5-2 and 6) acts on the inner ring 41, the sprag 43 meshes with the inner ring 41 and the outer ring 42. Thereby, a rotational force is transmitted between the inner ring 41 and the outer ring 42, and the first carrier 23 receives a reaction force from the casing G. Therefore, the clutch device 40 can regulate the rotation of the first carrier 23. Further, in the clutch device 40, when the rotational force in the second direction acts on the inner ring 41, the sprag 43 does not mesh with the inner ring 41 and the outer ring 42. Thereby, no rotational force is transmitted between the inner ring 41 and the outer ring 42, and the first carrier 23 does not receive a reaction force from the casing G. Therefore, the clutch device 40 does not restrict the rotation of the first carrier 23. In this manner, the clutch device 40 realizes a function as a one-way clutch device.

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、後に述べるように、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。   In the case of this embodiment, the clutch device 40 is in the first speed change state, that is, the state in which the second motor 12 is not operated, and the first motor 11 outputs a rotational force so as to advance the electric vehicle. When the inner ring 41 rotates in the direction in which the first carrier 23 shown in FIG. 1 rotates (spins), the engaged state is established. That is, the first direction described above is a direction in which the first motor 11 outputs a rotational force so as to advance the electric vehicle and the inner ring 41 as the second member rotates when the second motor is not operating. It is. When the second motor 12 operates in this state, the rotation direction of the second carrier 33 is reversed as described later. As a result, the clutch device 40 is in the disengaged state when in the second speed change state, that is, when the second motor 12 operates and the first motor 11 outputs a rotational force to advance the electric vehicle. Become. As described above, the clutch device 40 can follow the engagement state and the disengagement state depending on whether or not the second motor 12 is operated.

クラッチ装置40は、ワンウェイクラッチ装置であるので、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と比較して、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40は、内輪41または外輪42(本実施形態では内輪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ため、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。   Since the clutch device 40 is a one-way clutch device, a clutch of a type in which two rotating members are engaged by moving a piston in a cylinder with a working fluid, or two rotating members are engaged by an electromagnetic actuator. Compared to the device, a mechanism for moving the piston is not required, and no electric power is required for operating the electromagnetic actuator. The clutch device 40 can switch between the engaged state and the non-engaged state by switching the direction of the rotational force acting on the inner ring 41 or the outer ring 42 (in this embodiment, the inner ring 41), thereby reducing the number of parts. In addition, the size of itself (clutch device 40) can be reduced.

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。   Next, the second shift state will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a path through which the rotational force is transmitted when the electric vehicle drive device of the first embodiment is in the second speed change state. In the second speed change state, the first motor 11 operates. The rotational force output by the first motor 11 during the second speed change state is defined as a first rotational force T7. In the second speed change state, the second motor 12 operates. The rotational force output by the second motor 12 during the second speed change state is defined as a second rotational force T8. The clutch device 40 is in a non-engaged state. That is, in the second speed change state, the first pinion gear 22 can rotate with respect to the casing G. Thus, in the second speed change state, the circulation of the rotational force between the first planetary gear mechanism 20 and the second planetary gear mechanism 30 is interrupted. In the second speed change state, the first carrier 23 can freely revolve (rotate), so that the first sun gear 21 and the first ring gear 24 can relatively freely rotate (spin). The combined rotational force T9 shown in FIG. 3 indicates the torque transmitted to the wheel bearing 50, and its unit is Nm.

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。   In the second speed change state, the ratio between the first rotational force T7 and the second rotational force T8 is determined by the ratio between the number of teeth Z1 of the second sun gear 31 and the number of teeth Z4 of the second ring gear 34. The first rotational force T7 merges with the second rotational force T8 at the second carrier 33. As a result, the combined rotational force T9 is transmitted to the second ring gear 34. The first rotational force T7, the second rotational force T8, and the combined rotational force T9 satisfy the following formula (5).

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。   Here, since the first sun gear 21 and the first ring gear 24 rotate (rotate) in opposite directions, the second sun gear 31 and the second carrier 33 also rotate (rotate) in opposite directions. When the angular velocity of the second sun gear 31 is constant, the angular velocity of the second ring gear 34 decreases as the angular velocity of the second carrier 33 increases. Further, the angular velocity of the second ring gear 34 increases as the angular velocity of the second carrier 33 decreases. As described above, the angular velocity of the second ring gear 34 continuously changes depending on the angular velocity of the second sun gear 31 and the angular velocity of the second carrier 33. That is, the electric vehicle drive device 10 can continuously change the gear ratio by changing the angular velocity of the second rotational force T8 output from the second motor 12.

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。   Further, when the electric vehicle drive device 10 tries to keep the angular velocity of the second ring gear 34 constant, the electric vehicle driving device 10 outputs the angular velocity of the first rotational force T7 output by the first motor 11 and the second velocity output by the second motor 12. There are a plurality of combinations with the angular velocity of the rotational force T8. That is, even if the angular velocity of the first rotational force T7 output from the first motor 11 changes due to the change in the angular velocity of the second rotational force T8 output from the second motor 12, the angular velocity of the second ring gear 34 is changed. Can be kept constant. Thereby, the electric vehicle drive device 10 can reduce the amount of change in the angular velocity of the second ring gear 34 when switching from the first shift state to the second shift state. As a result, the electric vehicle drive device 10 can reduce the shift shock.

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。   Next, the second rotational force T8 output from the second motor 12 will be described. The second motor 12 needs to output a rotational force equal to or greater than the second rotational force T8 that satisfies the following equation (6). In the following formula (6), 1- (Z4 / Z1) represents a rotational force ratio between the second sun gear 31 and the second ring gear 34.

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。   Therefore, in order to adjust the rotational force and angular velocity of the second ring gear 34 when the first motor 11 rotates arbitrarily, the first rotational force TA, the second rotational force TB, the number of teeth Z1, the teeth The number Z4 may satisfy the following formula (7). The first rotational force TA is a rotational force at an arbitrary angular velocity of the first motor 11, and the second rotational force TB is a rotational force at an arbitrary angular velocity of the second motor 12.

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。   FIG. 4 is a graph illustrating an example of angular velocity-rotational force characteristics of the first motor and the second motor according to the first embodiment. The angular velocity of the output shaft of the motor and the maximum rotational force that can be output at the angular velocity are related to each other. This relationship is called the angular velocity-rotational force characteristic (rotation speed-torque characteristic, NT characteristic) of the motor. Therefore, the first rotational force TA, the second rotational force TB, the number of teeth Z1, and the number of teeth Z4 are within the range of the maximum angular velocity Nmax where the angular velocity of the output shaft of the first motor 11 is assumed from 0, It is necessary to satisfy the above formula (7). The angular velocity-rotational force characteristics shown in FIG. 4 indicate that the first rotational force TA, the second rotational force TB, and the number of teeth are within the range of the angular velocity of the output shaft of the first motor 11 from 0 to the maximum angular velocity Nmax. It is an example of the angular velocity-rotational force characteristic of the 1st motor 11 and the 2nd motor 12 in case Z1 and the number of teeth Z4 satisfy | fill said Formula (7).

図7は、実施形態1の電動車両駆動装置の外観を模式的に示す説明図である。図8は、図7のA−A断面図である。図9は、実施形態1の電動車両駆動装置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、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8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よりもホイール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4本のボルトで締結される。   FIG. 7 is an explanatory diagram schematically illustrating the external appearance of the electric vehicle drive device according to the first embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 9 is an explanatory view showing the electric vehicle drive device of Embodiment 1 in an exploded manner. Hereinafter, the overlapping description is omitted about the component demonstrated above, and it shows with the same code | symbol in a figure. As shown in FIG. 8, the casing G includes a first casing G1, a second casing G2, a third casing G3, and a fourth casing G4. The first casing G1, the second casing G2, and the fourth casing G4 are cylindrical members. The second casing G2 is provided closer to the wheel H than the first casing G1. The first casing G1 and the second casing G2 are fastened with, for example, four bolts.

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4本のボルトで締結される。これにより、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8本のボルトで締結される。   The third casing G3 is provided at the opening end opposite to the second casing G2 of the two opening ends of the first casing G1, that is, the opening end of the first casing G1 on the vehicle body side of the electric vehicle. The first casing G1 and the third casing G3 are fastened with, for example, four bolts. Accordingly, the third casing G3 closes the opening of the first casing G1. The fourth casing G4 is provided inside the first casing G1. The first casing G1 and the fourth casing G4 are fastened with, for example, eight bolts.

図8及び図9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インシュレータ11cと、第1ロータ11dと、第1モータ出力軸11eと、第1レゾルバ11fとを含む。第1ステータコア11aは、筒状部材である。第1ステータコア11aは、図8に示すように、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、第1インシュレータ11cを介して第1ステータコア11aに巻きつけられる。   As shown in FIGS. 8 and 9, the first motor 11 includes a first stator core 11a, a first coil 11b, a first insulator 11c, a first rotor 11d, a first motor output shaft 11e, And a resolver 11f. The first stator core 11a is a cylindrical member. As shown in FIG. 8, the first stator core 11a is sandwiched and positioned (fixed) between the first casing G1 and the third casing G3. The first coil 11b is provided at a plurality of locations of the first stator core 11a. The first coil 11b is wound around the first stator core 11a via the first insulator 11c.

第1ロータ11d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11dは、第1ロータコア11d1と、第1マグネット11d2とを含む。第1ロータコア11d1は、筒状部材である。第1マグネット11d2は、第1ロータコア11d1の外周部に複数設けられる。第1モータ出力軸11eは、棒状部材である。第1モータ出力軸11eは、第1ロータコア11d1と連結される。第1レゾルバ11fは、第1ロータコア11d1に設けられる。第1レゾルバ11fは、第1ロータコア11d1の回転角度を検出する。   The first rotor 11d is disposed on the radially inner side of the first stator core 11a. The first rotor 11d includes a first rotor core 11d1 and a first magnet 11d2. The first rotor core 11d1 is a cylindrical member. A plurality of first magnets 11d2 are provided on the outer periphery of the first rotor core 11d1. The first motor output shaft 11e is a rod-shaped member. The first motor output shaft 11e is connected to the first rotor core 11d1. The first resolver 11f is provided on the first rotor core 11d1. The first resolver 11f detects the rotation angle of the first rotor core 11d1.

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インシュレータ12cと、第2ロータ12dと、第2レゾルバ12fとを含む。第2ステータコア12aは、筒状部材である。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、第2インシュレータ12cを介して第2ステータコア12aに巻きつけられる。   The second motor 12 includes a second stator core 12a, a second coil 12b, a second insulator 12c, a second rotor 12d, and a second resolver 12f. The second stator core 12a is a cylindrical member. The second stator core 12a is sandwiched and positioned (fixed) between the first casing G1 and the second casing G2. The second coil 12b is provided at a plurality of locations of the second stator core 12a. The second coil 12b is wound around the second stator core 12a via the second insulator 12c.

第2ロータ12d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12dは、クラッチ装置40と共に第4ケーシングG4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12dは、第2ロータコア12d1と、第2マグネット12d2とを含む。第2ロータコア12d1は、筒状部材である。第2マグネット12d2は、第2ロータコア12d1の外周部に複数設けられる。第2レゾルバ12fは、第2ロータコア12d1に設けられる。第2レゾルバ12fは、第2ロータコア12d1の回転角度を検出する。   The second rotor 12d is provided on the radially inner side of the second stator core 12a. The second rotor 12d is supported by the fourth casing G4 together with the clutch device 40 so as to be able to rotate around the rotation axis R. The second rotor 12d includes a second rotor core 12d1 and a second magnet 12d2. The second rotor core 12d1 is a cylindrical member. A plurality of second magnets 12d2 are provided on the outer periphery of the second rotor core 12d1. The second resolver 12f is provided on the second rotor core 12d1. The second resolver 12f detects the rotation angle of the second rotor core 12d1.

ここで、第1ステータコア11a及び第2ステータコア12aのより好ましい態様を説明する。インホイールモータは、小型化が求められると共に、より大きな回転力をホイールに伝達できることが要求される。このような、インホイールモータは、永久磁石同期モータを備える傾向がある。永久磁石同期モータは、渦電流によるエネルギーの損失を低減するために、プレス成形された薄板の電磁鋼板が積層されて、ステータコアやロータコアが形成される。   Here, the more preferable aspect of the 1st stator core 11a and the 2nd stator core 12a is demonstrated. The in-wheel motor is required to be downsized and to be able to transmit a larger rotational force to the wheel. Such in-wheel motors tend to include permanent magnet synchronous motors. In order to reduce energy loss due to eddy currents, permanent magnet synchronous motors are formed by stacking press-formed thin electromagnetic steel plates to form a stator core and a rotor core.

永久磁石同期モータのステータコアとロータコアとの間、いわゆるエアギャップで発生するせん断力は、エアギャップに面する部分の表面積に比例する。なぜならば、ステータコアとロータコアとの間に作用するせん断力のエアギャップでの密度は、エアギャップの磁束密度によって定まり、また、エアギャップの有効な磁束密度は、永久磁石の残留磁束密度とコア材料の無方向性電磁鋼板の飽和磁化(飽和磁束密度)などの材料特性で定まるためである。   The shearing force generated in the so-called air gap between the stator core and the rotor core of the permanent magnet synchronous motor is proportional to the surface area of the portion facing the air gap. This is because the air gap density of the shearing force acting between the stator core and the rotor core is determined by the air gap magnetic flux density, and the effective magnetic flux density of the air gap depends on the residual magnetic flux density of the permanent magnet and the core material. This is because it is determined by material characteristics such as saturation magnetization (saturation magnetic flux density) of the non-oriented electrical steel sheet.

また、永久磁石同期モータ用の永久磁石として用いることができる良好な特性を有する磁石としてネオジム磁石がある。しかしながら、ネオジム磁石の残留磁束密度は、1.4[T]程度である。一方、コア材料の無方向性電磁鋼板の飽和磁化(飽和磁束密度)は、1.9[T]程度である。以上により、特別に出力軸が高速で回転できるように設計されたモータや、特別に大きな回転力を出力できるように設計されたモータを除き、永久磁石同期モータのエアギャップ内でのせん断力の密度は、モータの大きさに関係なくほぼ一定となる。   Moreover, there is a neodymium magnet as a magnet having good characteristics that can be used as a permanent magnet for a permanent magnet synchronous motor. However, the residual magnetic flux density of the neodymium magnet is about 1.4 [T]. On the other hand, the saturation magnetization (saturation magnetic flux density) of the non-oriented electrical steel sheet as the core material is about 1.9 [T]. As described above, the shear force in the air gap of a permanent magnet synchronous motor is excluded except for motors that are specially designed so that the output shaft can rotate at high speed and motors that are specially designed to output a large rotational force. The density is almost constant regardless of the size of the motor.

したがって、ステータコアの断面形状と、ロータコアの断面形状とが同一であれば、モータが出力できる回転力は、ステータコア及びロータコアの回転軸方向の寸法に比例する。これは、ステータコアの断面形状と、ロータコアの断面形状とが同一であれば、モータの大きさが異なっても、エアギャップの半径が等しいためである。なお、ここでいう断面形状は、モータの回転軸に直交する仮想平面における断面形状である。また、ここでいう同一には、製造誤差や寸法誤差により断面形状が異なる場合も含まれる。   Therefore, if the cross-sectional shape of the stator core and the cross-sectional shape of the rotor core are the same, the rotational force that can be output by the motor is proportional to the dimensions of the stator core and the rotor core in the rotation axis direction. This is because, if the cross-sectional shape of the stator core and the cross-sectional shape of the rotor core are the same, the radius of the air gap is the same even if the motor size is different. In addition, the cross-sectional shape here is a cross-sectional shape in a virtual plane orthogonal to the rotation axis of the motor. In addition, the same here includes a case where the cross-sectional shape differs due to a manufacturing error or a dimensional error.

以上により、電動車両駆動装置10は、回転軸R方向での第1ステータコア11aの寸法と、回転軸R方向での第2ステータコア12aの寸法とが調節されることで、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)を満たすように設計されてもよい。例えば、回転軸Rに直交する仮想平面で切った第1ステータコア11aの断面形状(以下第1ステータコア11aの断面形状という)と、回転軸Rに直交する仮想平面で切った第2ステータコア12aの断面形状(以下第2ステータコア12aの断面形状という)とが同一である場合、回転軸R方向での第1ステータコア11aの寸法と、回転軸R方向での第2ステータコア12aの寸法との比は、上記の式(7)で算出される第1回転力TAと第2回転力TBとの比と等しく設定される。これにより、電動車両駆動装置10は、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)を満たすことになる。   As described above, the electric vehicle drive device 10 adjusts the dimension of the first stator core 11a in the direction of the rotation axis R and the dimension of the second stator core 12a in the direction of the rotation axis R, so that the first torque TA The second rotational force TB, the number of teeth Z1, and the number of teeth Z4 may be designed so as to satisfy the above formula (7). For example, a cross-sectional shape of the first stator core 11a cut along a virtual plane orthogonal to the rotation axis R (hereinafter referred to as a cross-sectional shape of the first stator core 11a) and a cross-section of the second stator core 12a cut along a virtual plane orthogonal to the rotation axis R When the shape (hereinafter referred to as the cross-sectional shape of the second stator core 12a) is the same, the ratio of the dimension of the first stator core 11a in the rotation axis R direction to the dimension of the second stator core 12a in the rotation axis R direction is: It is set equal to the ratio of the first rotational force TA and the second rotational force TB calculated by the above equation (7). As a result, in the electric vehicle drive device 10, the first rotational force TA, the second rotational force TB, the number of teeth Z1, and the number of teeth Z4 satisfy the above equation (7).

本実施形態では、電動車両駆動装置10は、第1ステータコア11aの断面形状と、第2ステータコア12aの断面形状とが同一である。これにより、電動車両駆動装置10は、以下に説明する効果を奏する。モータの設計では、ステータコアの断面形状がモータの磁気特性に大きく関係するため、ステータコアの断面形状を変更すると、モータの設計に要求される労力が増大する。よって、電動車両駆動装置10は、第1ステータコア11aの断面形状と、第2ステータコア12aの断面形状とが同一に形成されることで、設計に要する労力を低減できる。また、第1ステータコア11aの断面形状と、第2ステータコア12aの断面形状とが同一の場合、第1ステータコア11a及び第2ステータコア12aは、同一の金型で製造されることができる。よって、電動車両駆動装置10は、製造に要する労力を低減できる。また、電動車両駆動装置10は、製造に要するコストを低減できる。   In the present embodiment, in the electric vehicle drive device 10, the cross-sectional shape of the first stator core 11a and the cross-sectional shape of the second stator core 12a are the same. Thereby, the electric vehicle drive device 10 has the effect demonstrated below. In motor design, since the cross-sectional shape of the stator core is greatly related to the magnetic characteristics of the motor, changing the cross-sectional shape of the stator core increases the labor required for motor design. Therefore, the electric vehicle drive device 10 can reduce the labor required for the design by forming the cross-sectional shape of the first stator core 11a and the cross-sectional shape of the second stator core 12a the same. Further, when the cross-sectional shape of the first stator core 11a and the cross-sectional shape of the second stator core 12a are the same, the first stator core 11a and the second stator core 12a can be manufactured with the same mold. Therefore, the electric vehicle drive device 10 can reduce labor required for manufacturing. Moreover, the electric vehicle drive device 10 can reduce the cost required for manufacturing.

ここで、上述のように、電動車両駆動装置10は、小型化が求められる。また、電動車両駆動装置10は、ショックアブソーバよりも鉛直方向下側に配置される。よって、電動車両駆動装置10は、軽量化が求められる。よって、第2ステータコア12aの回転軸R方向の寸法を過剰に大きくすることは好ましくない。さらに、上記の式(5)で示されるように、第2リングギア34に作用する回転力は、第2サンギア31の歯数Z1と第2リングギア34の歯数Z4との比で決定される。よって、第2モータ12が出力する回転力が増加しても、第2リングギア34がホイールHに伝達できる回転力の大きさは変化しない。以上により、第2ステータコア12aの回転軸R方向の寸法を過剰に大きくして第2モータ12が出力する第2回転力TBを第1モータ11が出力する第1回転力TAよりも過剰に大きくすることは好ましくない。以下に、第2ステータコア12aの回転軸R方向における好ましい寸法の設定方法を説明する。   Here, as described above, the electric vehicle drive device 10 is required to be downsized. Moreover, the electric vehicle drive device 10 is disposed on the lower side in the vertical direction than the shock absorber. Therefore, the electric vehicle drive device 10 is required to be lightweight. Therefore, it is not preferable to excessively increase the dimension of the second stator core 12a in the direction of the rotation axis R. Furthermore, as shown in the above equation (5), the rotational force acting on the second ring gear 34 is determined by the ratio between the number of teeth Z1 of the second sun gear 31 and the number of teeth Z4 of the second ring gear 34. The Therefore, even if the rotational force output from the second motor 12 increases, the magnitude of the rotational force that the second ring gear 34 can transmit to the wheel H does not change. As described above, the second rotational force TB output from the second motor 12 by excessively increasing the dimension of the second stator core 12a in the direction of the rotational axis R is excessively larger than the first rotational force TA output from the first motor 11. It is not preferable to do. Below, the setting method of the preferable dimension in the rotating shaft R direction of the 2nd stator core 12a is demonstrated.

図10は、モータが出力する回転力の個体差の出現確率を示すグラフである。図10では、モータが出力する回転力T[Nm]と設計値での回転力Tdとの比である無次元回転力がどの程度の個体差を有するかを示している。図10の縦軸は、個体差の出現確率密度を示し、横軸は無次元回転力を示す。モータが出力する回転力は、モータの寸法や、磁気特性などの要因により、図10に示すように、設計値に対して最大で18%程度の誤差が生じる。図10に示すように、無次元回転力の標準偏差σは、0.06程度である。   FIG. 10 is a graph showing the appearance probability of individual differences in rotational force output by the motor. FIG. 10 shows the degree of individual difference in the dimensionless rotational force, which is the ratio between the rotational force T [Nm] output from the motor and the rotational force Td at the design value. The vertical axis in FIG. 10 represents the appearance probability density of individual differences, and the horizontal axis represents the dimensionless rotational force. The rotational force output from the motor has an error of about 18% at maximum with respect to the design value as shown in FIG. 10 due to factors such as the size of the motor and magnetic characteristics. As shown in FIG. 10, the standard deviation σ of the dimensionless rotational force is about 0.06.

そこで、第1回転力TAと第2回転力TBとの比は、第2サンギア31と第2キャリア33との間に作用する回転力比の82%以上に設定される。本実施形態では、第1ステータコア11aの断面形状と第2ステータコア12aの断面形状とが同一であるため、第1ステータコア11aの回転軸R方向の寸法と第2ステータコア12aの回転軸R方向の寸法との比は、上記の式(7)から算出される第1回転力TAと第2回転力TBとの比に対して3σすなわち18%以内に設定される。すなわち、第1ステータコア11aの回転軸R方向の寸法と第2ステータコア12aの回転軸R方向の寸法との比は、前記回転力比の82%以上118%以下に設定される。これにより、電動車両駆動装置10は、第1モータ11及び第2モータ12の個体差により第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)を満たさせなくなるおそれを低減できる。   Therefore, the ratio between the first rotational force TA and the second rotational force TB is set to 82% or more of the rotational force ratio acting between the second sun gear 31 and the second carrier 33. In this embodiment, since the cross-sectional shape of the first stator core 11a and the cross-sectional shape of the second stator core 12a are the same, the dimension of the first stator core 11a in the rotation axis R direction and the dimension of the second stator core 12a in the rotation axis R direction. Is set within 3σ, that is, within 18% of the ratio of the first rotational force TA and the second rotational force TB calculated from the above equation (7). That is, the ratio between the dimension of the first stator core 11a in the direction of the rotational axis R and the dimension of the second stator core 12a in the direction of the rotational axis R is set to 82% to 118% of the rotational force ratio. As a result, the electric vehicle drive device 10 has the above-described formula in which the first rotational force TA, the second rotational force TB, the number of teeth Z1, and the number of teeth Z4 are determined by the individual differences between the first motor 11 and the second motor 12. The possibility of not satisfying (7) can be reduced.

また、本実施形態では、第1ステータコア11aの断面形状と第2ステータコア12aの断面形状とが同一である場合を説明したが、さらに、第1ロータコア11d1の断面形状と第2ロータコア12d1の断面形状も同一である。これにより、電動車両駆動装置10は、第1モータ11及び第2モータ12の設計及び製造に要する労力を低減できる。また、第1モータ11及び第2モータ12を製造するために要するコストを低減できる。   In the present embodiment, the case where the cross-sectional shape of the first stator core 11a and the cross-sectional shape of the second stator core 12a are the same has been described. However, the cross-sectional shape of the first rotor core 11d1 and the cross-sectional shape of the second rotor core 12d1 Is the same. Thereby, the electric vehicle drive device 10 can reduce the labor required for the design and manufacture of the first motor 11 and the second motor 12. In addition, the cost required to manufacture the first motor 11 and the second motor 12 can be reduced.

電動車両駆動装置10は、さらに、図7と図8と図9とに示すスタットボルト51と、図7及び図8に示すボルト52と、ショックアブソーバ取付部53と、第1セレーション54と、図7に示す防水パネルコネクタ55と、図8に示す第2セレーション56と、ロックナット57とを含む。図7に示すように、ホイール軸受50は、例えば8本のボルト52で第2ケーシングG2に締結される。防水パネルコネクタ55は、第1ケーシングG1に設けられる。防水パネルコネクタ55は、電力源と電気的に接続されることで、ケーシングG内に設けられる第1モータ11及び第2モータ12に電力を供給する。   The electric vehicle drive device 10 further includes a stat bolt 51 shown in FIGS. 7, 8, and 9, a bolt 52 shown in FIGS. 7 and 8, a shock absorber mounting portion 53, a first serration 54, 7, a second serration 56 shown in FIG. 8, and a lock nut 57. As shown in FIG. 7, the wheel bearing 50 is fastened to the second casing G2 by, for example, eight bolts 52. The waterproof panel connector 55 is provided in the first casing G1. The waterproof panel connector 55 is electrically connected to a power source to supply power to the first motor 11 and the second motor 12 provided in the casing G.

図8に示すように、ホイール軸受50は、外輪50aと、第1内輪50bと、第2内輪50cとを含む。外輪50aと、第1内輪50bと、第2内輪50cとは、筒状部材である。第1内輪50bは外輪50aよりも径方向内側(回転軸R側)に設けられ、第2内輪50cは第1内輪50bよりも径方向内側(回転軸R側)に設けられる。また、第2内輪50cは、第2遊星歯車機構30を覆うように設けられる。すなわち、第2遊星歯車機構30は、第2内輪50cよりも径方向内側(回転軸R側)に設けられる。   As shown in FIG. 8, the wheel bearing 50 includes an outer ring 50a, a first inner ring 50b, and a second inner ring 50c. The outer ring 50a, the first inner ring 50b, and the second inner ring 50c are cylindrical members. The first inner ring 50b is provided on the radially inner side (rotation axis R side) than the outer ring 50a, and the second inner ring 50c is provided on the radially inner side (rotation axis R side) than the first inner ring 50b. Further, the second inner ring 50 c is provided so as to cover the second planetary gear mechanism 30. That is, the second planetary gear mechanism 30 is provided on the radially inner side (the rotation axis R side) than the second inner ring 50c.

第1内輪50b及び第2内輪50cは、自身(第1内輪50b及び第2内輪50c)の外周部と外輪50aの内周部との間に転動体が設けられることで、外輪50aに対して回転軸Rを中心に回転(自転)できる。また、第2内輪50cは、自身(第2内輪50c)の内周部に第2リングギア34が設けられる。第2リングギア34は、例えば、第2内輪50cと一体に形成される。スタットボルト51は、第2内輪50cのフランジ部分に例えば4本設けられる。スタットボルト51は、図示しないホイールに設けられた孔に挿入され、ホイールナットがねじ込まれる。これにより、ホイールは、ホイール軸受50に取り付けられる。ロックナット57は、ホイール軸受50に適当な予圧を与える。これにより、ホイール軸受50は、剛性が高められる。   The first inner ring 50b and the second inner ring 50c are provided with rolling elements between the outer peripheral part of itself (the first inner ring 50b and the second inner ring 50c) and the inner peripheral part of the outer ring 50a. It can rotate (rotate) about the rotation axis R. Further, the second inner ring 50c is provided with a second ring gear 34 on the inner peripheral portion of itself (second inner ring 50c). The second ring gear 34 is formed integrally with the second inner ring 50c, for example. For example, four stat bolts 51 are provided in the flange portion of the second inner ring 50c. The stat bolt 51 is inserted into a hole provided in a wheel (not shown), and a wheel nut is screwed therein. As a result, the wheel is attached to the wheel bearing 50. The lock nut 57 applies an appropriate preload to the wheel bearing 50. Thereby, the rigidity of the wheel bearing 50 is increased.

ショックアブソーバ取付部53は、第1ケーシングG1に設けられる。具体的には、ショックアブソーバ取付部53は、第1ケーシングG1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となる部分に設けられる。ショックアブソーバ取付部53は、第1ボルト孔53aと、第2ボルト孔53bとを含む。この第1ボルト孔53a及び第2ボルト孔53bにボルトが挿入され、前記ボルトにナットがねじ込まれることで、電動車両駆動装置10は、電動車両の車体に締結される。   The shock absorber mounting portion 53 is provided in the first casing G1. Specifically, the shock absorber attachment portion 53 is provided in a portion of the first casing G1 that is on the upper side in the vertical direction when the electric vehicle drive device 10 is attached to the vehicle body of the electric vehicle. The shock absorber mounting portion 53 includes a first bolt hole 53a and a second bolt hole 53b. Bolts are inserted into the first bolt holes 53a and the second bolt holes 53b, and nuts are screwed into the bolts, whereby the electric vehicle drive device 10 is fastened to the vehicle body of the electric vehicle.

第1セレーション54は、第2キャリア33に形成される。具体的には、第2キャリア33の両端部のうち、電動車両の車体側の端部の外周部に形成される。第1セレーション54は、第2モータ12の第2ロータ12dに形成されたセレーションと嵌合する。これにより、第2ロータ12dの回転力は、第2キャリア33に連結される。また、第2キャリア33は、第1セレーション54が設けられる部分の内周部に第1リングギア24が形成される。第2セレーション56は、サンギアシャフト14のうち、第1モータ出力軸11e側の端部に形成される。第2セレーション56は、第1モータ出力軸11eと嵌合する。これにより、サンギアシャフト14は、第1モータ11に連結される。   The first serration 54 is formed on the second carrier 33. Specifically, it is formed on the outer peripheral portion of the end portion on the vehicle body side of the electric vehicle among the both end portions of the second carrier 33. The first serration 54 is fitted with the serration formed in the second rotor 12 d of the second motor 12. Thereby, the rotational force of the second rotor 12 d is coupled to the second carrier 33. In the second carrier 33, the first ring gear 24 is formed on the inner periphery of the portion where the first serration 54 is provided. The second serration 56 is formed at the end of the sun gear shaft 14 on the first motor output shaft 11e side. The second serration 56 is fitted with the first motor output shaft 11e. Thereby, the sun gear shaft 14 is connected to the first motor 11.

上記の構成により、電動車両駆動装置10は、ホイールを保持し、かつ、第1モータ11及び第2モータ12から出力された回転力を前記ホイールに伝えることで、電動車両を走行させることができる。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。   With the above configuration, the electric vehicle driving apparatus 10 can drive the electric vehicle by holding the wheel and transmitting the rotational force output from the first motor 11 and the second motor 12 to the wheel. . In the present embodiment, the first motor 11, the second motor 12, the first sun gear 21, the first carrier 23, the first ring gear 24, the second sun gear 31, the second carrier 33, Although the second ring gear 34 and the wheel bearing 50 are all arranged coaxially, the electric vehicle drive device 10 does not necessarily have these components arranged coaxially. In the electric vehicle drive device 10 of the present embodiment, the second ring gear 34 is directly connected to the wheel bearing 50. However, even if the second ring gear 34 is connected to the wheel bearing 50 via a gear or a joint. Good.

(実施形態2)
図11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11に示す実施形態2の電動車両駆動装置100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100は、変速機構103を含む。変速機構103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103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103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。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the electric vehicle drive device according to the second embodiment. The electric vehicle drive device 100 of the second embodiment shown in FIG. 11 is different from the electric vehicle drive device 10 of the first embodiment in the configuration of the speed change mechanism. Hereinafter, the same components as those of the electric vehicle drive device 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Electric vehicle drive apparatus 100 includes a speed change mechanism 103. The speed change mechanism 103 is connected to the first motor 11 to transmit (input) the rotational force output from the first motor 11. Further, the speed change mechanism 103 is connected to the second motor 12 to transmit (input) the rotational force output from the second motor 12. The speed change mechanism 103 is connected to the wheel bearing 50 and transmits (outputs) the changed rotational force to the wheel bearing 50. Wheel bearing 50 is attached to wheel H of the electric vehicle.

変速機構103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。   The speed change mechanism 103 includes a first planetary gear mechanism 70, a second planetary gear mechanism 80, and a clutch device 90. The first planetary gear mechanism 70 is a single pinion type planetary gear mechanism. The first planetary gear mechanism 70 includes a first sun gear 71, a first pinion gear 72, a first carrier 73, and a first ring gear 74. The second planetary gear mechanism 80 is a double pinion planetary gear mechanism. The second planetary gear mechanism 80 includes a second sun gear 81, a second pinion gear 82a, a third pinion gear 82b, a second carrier 83, and a second ring gear 84. The second planetary gear mechanism 80 is disposed closer to the first motor 11 and the second motor 12 than the first planetary gear mechanism 70.

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。   The second sun gear 81 is supported in the casing G so as to be able to rotate (spin) about the rotation axis R. The second sun gear 81 is connected to the first motor 11. Therefore, when the first motor 11 is operated, the second sun gear 81 is transmitted with the first rotational force TA. Thereby, the second sun gear 81 rotates around the rotation axis R when the first motor 11 is operated. The second pinion gear 82 a meshes with the second sun gear 81. The third pinion gear 82b meshes with the second pinion gear 82a. The second carrier 83 holds the second pinion gear 82a so that the second pinion gear 82a can rotate (rotate) about the second pinion rotation axis Rp2. The second carrier 83 holds the third pinion gear 82b so that the third pinion gear 82b can rotate (spin) about the third pinion rotation axis Rp3. For example, the second pinion rotation axis Rp2 is parallel to the rotation axis R. The third pinion rotation axis Rp3 is parallel to the rotation axis R, for example.

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1モータ11が作動すると、回転軸Rを中心に回転(自転)する。   The second carrier 83 is supported in the casing G so as to be able to rotate around the rotation axis R. As a result, the second carrier 83 includes the second pinion gear 82a and the third pinion gear 82a so that the second pinion gear 82a and the third pinion gear 82b can revolve around the second sun gear 81, that is, around the rotation axis R. 82b is held. The second ring gear 84 can rotate (spin) about the rotation axis R. The second ring gear 84 meshes with the third pinion gear 82b. The second ring gear 84 is connected to the second motor 12. Therefore, when the second motor 12 is operated, the second ring gear 84 is transmitted with the second rotational force TB. Thereby, the 2nd ring gear 84 rotates (autorotates) centering on the rotating shaft R, if the 1st motor 11 act | operates.

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2モータ12が作動すると、回転軸Rを中心に回転する。   The first sun gear 71 is supported in the casing G so as to be able to rotate (rotate) about the rotation axis R. The first sun gear 71 is connected to the first motor 11 via the second sun gear 81. Specifically, the first sun gear 71 and the second sun gear 81 are formed integrally with the sun gear shaft 64 so as to be rotatable on the same axis (rotation axis R). The sun gear shaft 64 is connected to the first motor 11. As a result, the first sun gear 71 rotates about the rotation axis R when the second motor 12 is operated.

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。   The first pinion gear 72 meshes with the first sun gear 71. The first carrier 73 holds the first pinion gear 72 so that the first pinion gear 72 can rotate (rotate) about the first pinion rotation axis Rp1. The first pinion rotation axis Rp1 is, for example, parallel to the rotation axis R. The first carrier 73 is supported in the casing G so as to be able to rotate around the rotation axis R. Thus, the first carrier 73 holds the first pinion gear 72 so that the first pinion gear 72 can revolve around the first sun gear 71, that is, around the rotation axis R.

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。クラッチ装置90は、クラッチ装置40と同様に、摩擦係合部材としてスプラグ43が配置された、スプラグ式ワンウェイクラッチ装置である。クラッチ装置90では、内輪に第2キャリア83が接続されている。その他の構成については、クラッチ装置90はクラッチ装置40と同様である。クラッチ装置90が、このような構成であることで、ホイールHに出力される最大の回転力を大きくすることができる。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。   Further, the first carrier 73 is connected to the second ring gear 84. As a result, the first carrier 73 rotates (spins) about the rotation axis R when the second ring gear 84 rotates (spins). The first ring gear 74 meshes with the first pinion gear 72. The first ring gear 74 is connected to the wheel H. Accordingly, when the first ring gear 74 rotates (spins), the wheel H rotates. The clutch device 90 can regulate the rotation of the second carrier 83. Specifically, the clutch device 90 can switch between restricting (braking) the rotation of the second carrier 83 around the rotation axis R and allowing the rotation. Similar to the clutch device 40, the clutch device 90 is a sprag type one-way clutch device in which a sprag 43 is disposed as a friction engagement member. In the clutch device 90, a second carrier 83 is connected to the inner ring. Regarding other configurations, the clutch device 90 is the same as the clutch device 40. With the clutch device 90 having such a configuration, the maximum rotational force output to the wheel H can be increased. Next, as reference, the angular velocity of each part in the first shift state will be described using a nomograph.

図12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12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。   FIG. 12 is a collinear diagram showing the rotational speeds of the respective parts when the electric vehicle driving apparatus of the second embodiment is in the first shift state. Hereinafter, as an example, the angular velocity of the second sun gear 81 is set to V [rad / s]. Z1, Z4, Z5, and Z7 are the same as those in the first embodiment. As shown in FIG. 12, the angular velocity of the second sun gear 81 is V [rad / s]. The rotation of the second carrier 83 is restricted by the clutch device 90. Therefore, the angular velocity of the second carrier 83 is 0 [rad / s]. Since the second planetary gear mechanism 80 is a double pinion planetary gear mechanism having two pinion gears, the rotational force transmitted from the second sun gear 81 to the second ring gear 84 is reversed by the second carrier 83. When the rotational force is transmitted from the second carrier 83 to the second ring gear 84, the rotational force is reversed and transmitted at a rate of change obtained by multiplying the rate of change when transmitted from the second sun gear 81 to the second carrier 83 by −1. That is, in FIG. 12, θ3 and θ4 are equal. Thereby, the angular velocity of the second ring gear 84 is 0.437 V [rad / s].

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100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。   The first sun gear 71 is connected to the second sun gear 81. Therefore, the angular velocity of the first sun gear 71 is V [rad / s]. The first carrier 73 is connected to the second ring gear 84. Therefore, the angular velocity of the first carrier 73 is 0.437 V [rad / s]. The angular velocity of the first ring gear 74 is 0.143 V [rad / s]. Thus, the transmission ratio of the transmission mechanism 63 is V / 0.143V = 6.99. As described above, the electric vehicle driving apparatus 100 has the same effect as the electric vehicle driving apparatus 10 according to the first embodiment based on the same principle as that of the electric vehicle driving apparatus 10 according to the first embodiment.

ただし、実施形態1の電動車両駆動装置10と同様の原理により、電動車両駆動装置100は、上式(7)を満たす代わりに、第1サンギア71の歯数Z5とし、第1リングギアの歯数をZ7とすると、第1回転力TAと、第2回転力TBと、歯数Z5と、歯数Z7とが、下記の式(8)を満たすことになる。また、電動車両駆動装置100の第1回転力TAと第2回転力TBとの比は、第1サンギア71と第1キャリア73との間に作用する回転力比の82%以上に設定される。   However, according to the same principle as the electric vehicle drive device 10 of the first embodiment, the electric vehicle drive device 100 uses the number of teeth Z5 of the first sun gear 71 instead of satisfying the above equation (7), and the teeth of the first ring gear. When the number is Z7, the first rotational force TA, the second rotational force TB, the number of teeth Z5, and the number of teeth Z7 satisfy the following formula (8). In addition, the ratio of the first rotational force TA and the second rotational force TB of the electric vehicle drive device 100 is set to 82% or more of the rotational force ratio acting between the first sun gear 71 and the first carrier 73. .

以上のように、本発明に係るインホイールモータは、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する技術に有用である。   As described above, the in-wheel motor according to the present invention is useful for a technique for ensuring sufficient rotational force for driving an electric vehicle and reducing energy loss.

10、100 電動車両駆動装置
11 第1モータ
11a 第1ステータコア
11b 第1コイル
11c 第1インシュレータ
11d 第1ロータ
11d1 第1ロータコア
11d2 第1マグネット
11e 第1モータ出力軸
11f 第1レゾルバ
12 第2モータ
12a 第2ステータコア
12b 第2コイル
12c 第2インシュレータ
12d 第2ロータ
12d1 第2ロータコア
12d2 第2マグネット
12f 第2レゾルバ
13、103 変速機構
14、64 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、90 クラッチ装置
41 内輪(第2部材)
42 外輪(第1部材)
43 スプラグ
50 ホイール軸受
50a 外輪
50b 第1内輪
50c 第2内輪
51 スタットボルト
52 ボルト
53 ショックアブソーバ取付部
53a 第1ボルト孔
53b 第2ボルト孔
54 第1セレーション
55 防水パネルコネクタ
56 第2セレーション
57 ロックナット
58 リボンスプリング
59 外側保持器(第1の保持器)
60 内側保持器(第2の保持器)
61 内輪接触面
62 外輪接触面
63a 開口部(第1の開口部)
63b 開口部(第2の開口部)
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 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
T2、T8、TB 第2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
T9 合成回転力
Z1、Z4、Z5、Z7 歯数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 100 Electric vehicle drive device 11 1st motor 11a 1st stator core 11b 1st coil 11c 1st insulator 11d 1st rotor 11d1 1st rotor core 11d2 1st magnet 11e 1st motor output shaft 11f 1st resolver 12 2nd motor 12a Second stator core 12b Second coil 12c Second insulator 12d Second rotor 12d1 Second rotor core 12d2 Second magnet 12f Second resolver 13, 103 Transmission mechanism 14, 64 Sun gear shaft 20, 70 First planetary gear mechanism 21, 71 First Sun gear 22, 72 First pinion gear 23, 73 First carrier 24, 74 First ring gear 30, 80 Second planetary gear mechanism 31, 81 Second sun gear 32a, 82a Second pinion gear 32b, 82b Third pinion A 33,83 second carrier 34,84 second ring gear 40, 90 clutch device 41 the inner ring (second member)
42 Outer ring (first member)
43 sprag 50 wheel bearing 50a outer ring 50b first inner ring 50c second inner ring 51 stat bolt 52 bolt 53 shock absorber mounting portion 53a first bolt hole 53b second bolt hole 54 first serration 55 waterproof panel connector 56 second serration 57 lock nut 58 Ribbon spring 59 Outer cage (first cage)
60 Inner cage (second cage)
61 inner ring contact surface 62 outer ring contact surface 63a opening (first opening)
63b opening (second opening)
G casing G1 first casing G2 second casing G3 third casing G4 fourth casing H wheel R rotation axis Rp1 first pinion rotation axis Rp2 second pinion rotation axis Rp3 third pinion rotation axis T1, T7, TA first rotation force T2, T8, TB Second rotational force T3 Circulating rotational force T4 Combined rotational force T5 First distributed rotational force T6 Second distributed rotational force T9 Combined rotational force Z1, Z4, Z5, Z7 Number of teeth

Claims (5)

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複数のスプラグとを含み、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。
A first motor;
A second motor;
A first sun gear coupled to the first motor;
A first pinion gear meshing with the first sun gear;
A first carrier that holds the first pinion gear so that the first pinion gear can rotate and the first pinion gear can revolve around the first sun gear;
The first member, the second member that can rotate with respect to the first member, and the rotational force in the first direction acting on the second member transmit the rotational force between the first member and the second member. And a plurality of sprags not transmitting rotational force between the first member and the second member when a rotational force in a second direction opposite to the first direction acts on the second member, A clutch device capable of regulating the rotation of the first carrier;
A first ring gear meshing with the first pinion gear and coupled to the second motor;
A second sun gear coupled to the first motor;
A second pinion gear meshing with the second sun gear;
A third pinion gear meshing with the second pinion gear;
The second pinion gear and the third pinion gear can rotate around the second pinion gear and the third pinion gear so that the second pinion gear and the third pinion gear can revolve around the second sun gear, respectively. A second carrier that holds the third pinion gear and is coupled to the first ring gear;
A second ring gear meshing with the third pinion gear and coupled to a wheel of the electric vehicle;
Including
The first direction is a direction in which the first motor outputs a rotational force to advance the electric vehicle and the second member rotates when the second motor is not operating. A featured in-wheel motor.
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複数のスプラグとを含み、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。
A first motor;
A second motor;
A first sun gear coupled to the first motor;
A first pinion gear meshing with the first sun gear;
A first carrier that holds the first pinion gear so that the first pinion gear can rotate and the first pinion gear can revolve around the first sun gear;
A first ring gear meshing with the first pinion gear and coupled to a wheel of the electric vehicle;
A second sun gear coupled to the first motor;
A second pinion gear meshing with the second sun gear;
A third pinion gear meshing with the second pinion gear;
The second pinion gear and the third pinion gear can rotate around the second pinion gear and the third pinion gear so that the second pinion gear and the third pinion gear can revolve around the second sun gear, respectively. A second carrier holding a third pinion gear;
The first member, the second member that can rotate with respect to the first member, and the rotational force in the first direction acting on the second member transmit the rotational force between the first member and the second member. And a plurality of sprags not transmitting rotational force between the first member and the second member when a rotational force in a second direction opposite to the first direction acts on the second member, A clutch device capable of regulating the rotation of the second carrier;
A second ring gear meshing with the third pinion gear, coupled to the first carrier, and coupled to the second motor;
Including
The first direction is a direction in which the first motor outputs a rotational force to advance the electric vehicle and the second member rotates when the second motor is not operating. A featured in-wheel motor.
前記クラッチ装置は、前記スプラグを前記第1部材と前記第2部材とに接触させる弾性部材を含む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。   The in-wheel motor according to claim 1, wherein the clutch device includes an elastic member that makes the sprag contact the first member and the second member. 前記クラッチ装置は、前記複数のスプラグを互いに等間隔に保持する、第1の保持器と第2の保持器とを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインホイールモータ。   4. The input device according to claim 1, wherein the clutch device includes a first holder and a second holder that hold the plurality of sprags at equal intervals. 5. Wheel motor. 前記第1の保持器は、互いに等間隔に配置された複数の第1の開口部を側面に有する円筒であり、
前記第2の保持器は、互いに等間隔に配置された、前記第1の保持器と同数の第2の開口部を側面に有し、前記第1の保持器の内径よりも外径が小さい円筒であり、
前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向するように、かつ前記第1の保持器の内側に前記第2の保持器が配置され、対向する前記第1の開口部と前記第2の開口部とに前記スプラグが挿し通される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。
The first cage is a cylinder having a plurality of first openings arranged at equal intervals on the side surface,
The second retainer has the same number of second openings as the first retainer arranged at equal intervals on the side surface, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the first retainer. A cylinder,
The second holder is disposed inside the first holder so that the first opening and the second opening are opposed to each other, and the first opening and the opposed The in-wheel motor according to claim 4, wherein the sprag is inserted through the second opening.
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