(57)【要約】【課題】永久磁石式ロータを用いた直流電気モータにおいて、円周上に複数の磁極を持つロータを２分割し、２個のロータ間の回転方向位相差を適正に制御して、低電圧源でも高回転域で高出力が得られる減速比１の高効率モータの駆動システムを提供する。【解決手段】２分割ロータの回転方向位相差設定装置は、各ロータ用に遊星歯車を有し、両遊星歯車は、それぞれサンギヤ、キャリア、リングギヤを有するとともに、両方の速度線図は同じで、各ロータはそれぞれのリングギヤと連結し、それぞれのキャリア同士は連結するとともに出力軸に連結し、一方の遊星歯車のサンギヤをケースに固定し、他方の遊星歯車のサンギヤを上記位相差調整用モータに駆動連結することによって、減速比が１以上となる２分割ロータの位相差設定装置を提供する。【選択図】図２
2011250643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石によって複数の磁極が円周上に与えられている第一の永久磁石式ロータ、円周上に該第一の永久磁石式ロータと同数の磁極を持つ第二の永久磁石式ロータ、磁性体に巻かれたコイルに流れる電流により磁界を構成し、上記第一のロータあるいは第二のロータと同数の円周上磁極を持たせた固定子、ケース、出力軸、第一のロータと第二のロータとの回転方向の位相差を設定するための位相差設定装置から成り、該位相差設定装置は、第一の遊星歯車装置、第二の遊星歯車装置、位相差調整用モータとから成り、第一の遊星歯車装置は、少なくともサンギヤ、キャリア、リングギヤの回転３要素から成り、第二の遊星歯車装置は、少なくともサンギヤ、キャリア、リングギヤの回転３要素から成り、第一の遊星歯車装置の速度線図と第二の遊星歯車装置の速度線図とは一致するように設定され、第一のロータと第一の遊星歯車装置のリングギヤとを機械的に連結し、第二のロータと第二の遊星歯車装置のリングギヤとを機械的に連結し、第一の遊星歯車装置のキャリアと第二の遊星歯車装置のキャリアとを機械的に連結するとともに出力軸に連結し、第一の遊星歯車装置のサンギヤを上記ケースに連結して固定し、第二の遊星歯車装置のサンギヤを位相差調整用モータに駆動連結することにより、入出力軸間の減速比を1以上の値に設定することを特徴とする２分割ロータのロータ間位相差設定装置。
【請求項２】
請求項１において、第一のロータと第二のロータとは、該固定子に対して精度よく同心に回転できるよう上記ケースで直接支承されることを特徴とする２分割ロータのロータ間位相差設定装置。
【請求項３】
請求項１、２において、第一の遊星歯車装置と第二の遊星歯車装置とは、軸方向に近接して設置され、両方の遊星歯車装置への潤滑油の供給回路が１系統であることを特徴とする２分割ロータのロータ間位相差設定装置。
【請求項４】
請求項１〜３において、位相差調整用モータから第一のロータと第二のロータとの間の回転方向位相差を調整することはできるが、第一のロータまたは第二のロータから位相差調整用モータを回転させることはできないセルフロック機能を有することを特徴とする２分割ロータのロータ間位相差設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式モータと遊星歯車を組み合わせた駆動システムであり、低速から高速まで出力エネルギが一定であることが望ましい電気自動車、ハイブリッド自動車、風力発電機などの駆動源に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、電車などに使用するモータでは、回転速度と負荷（トルク）の広範囲にわたって、高効率であること、大きさ、重量、コスト面でも有利で、かつ耐久性を有することが重要である。そのため、ロータに永久磁石を用いる永久磁石式モータが主流となっている。永久磁石式モータにはロータの外周に永久磁石を貼り付ける表面磁石型と、ロータのコア内に永久磁石を埋め込む永久磁石埋込み型とがあり、永久磁石埋込み型モータが一般的である。
【０００３】
永久磁石式モータの場合、高速で回転すると、固定子に巻かれたコイルには高圧の誘起電圧が発生し、固定子用コイルに供給する電源電圧が低い場合は、電圧飽和によってトルクの発生に寄与する電流が減少し、十分なトルクが発生しなくなるとともに、効率低下を招く。
【０００４】
これらの課題を解決する手段として、固定子のコイルに高電圧を供給する例がある。高電圧にする手法として、電源用バッテリ自体を高電圧にするか、バッテリ電圧は低いままにして、インバータにチョッパ回路などを付加して高電圧を発生させるかのいずれかの対応が採られる。
【０００５】
電源用バッテリ自体を高電圧にするには、バッテリセルの個数を増やして直列に連結するとともに、回路構成を高電圧に耐えられる構造とする必要があり、大きさ、重量、コストの点で不利となる。
【０００６】
また、低電圧のバッテリ電源をインバータで高電圧に変換するには、チョッパ回路で電圧源の電流を急断続させ、それを変圧器で交流高電圧に変換するとともに整流し、直流高電圧を得る。この場合、インバータ自体の大きさ、重量、コストも増大するほか、それぞれの変換装置のエネルギ損失が大きく、システム全体の効率が低下する。
【０００７】
これらの改善策として、モータの固定子形状は従来のままとし、ロータを軸直角方向で分割して、第一のロータ１Aと第二のロータ１Bとに２分割するとともに、両者の回転方向の位相をずらすことにより、永久磁石ロータから固定子コイルに鎖交する有効磁束量を可変にし、高速回転時には誘起電圧を低下させて低電圧を固定子コイルに供給しても、出力トルクを増大させることが可能な可変磁束モータが提案されている。
【０００８】
下記の特許文献１の構造例では、同一回転速度で回転している１Ａ、１Ｂ両方のロータ相互間に、回転位相差（ずれ）を設けることによって、固定子用コイルに発生する誘起電圧を低下させることができ、その位相差をトルクや回転速度によって決まる最適な量に調整できれば、広範な運転領域で回転速度に反比例するようなトルク特性が得られるとともに、広範囲の回転領域で高効率とすることができる。
【０００９】
また、特許文献１では、位相差設定のため遊星歯車の差動機能を利用し、同一諸元を持つ２組の遊星歯車の回転要素の中で、通常は常時固定させている回転要素の片方だけを微小量だけ回転させることにより、同一速度で回転している２個のロータ間に、回転方向の位相差を適宜発生させることが可能なメカニズムが示されている。特許文献１の図１０の構造例では、１対の単純遊星歯車のリングギヤを入力軸に、サンギヤを出力軸に連結し、キャリアを固定することにより、入力軸に対して出力軸が逆回転する。
更に、特許文献１には、小径のピニオンギヤと大径のピニオンギヤとが一体となっている段付ピニオンを使用し、大径のピニオンギヤとかみ合っている小径のサンギヤを入力軸（ロータ）に、小径のピニオンギヤとかみ合っている大径のサンギヤを出力軸に連結するとともに、キャリアを固定することにより、入出力軸間で減速させている図３の構造例がある。
【００１０】
いずれもキャリアを固定メンバとしているので、歯車かみ合部のエネルギ損失が大きくなるという欠点を有する。また、更に、特許文献２では、文献実施例２として１対の単純遊星歯車のリングギヤを入力軸にサンギヤを出力軸に連結し、キャリアを固定することにより、入力軸に対して出力軸が逆回転する図１０の構造例がある。
【００１１】
いずれも入力軸と出力軸との間では、増速または減速を前提とするギヤトレーンであり、しかも伝達効率の低い構造となっている。特に、キャリアが固定されているため、後述のように入力軸から出力軸に伝達されるエネルギに対する歯車のかみ合損失が相対的に大きくなる。従って、キャリアを固定しない本発明の実施例と比較すると、伝達効率の点で劣る。
【００１２】
また、各ロータに付随して設けた１対の遊星歯車が、軸方向に分離された構造となっているため、歯車の潤滑油の供給回路が２系統必要となり、構造が複雑になる。
【００１３】
そして、ロータが出力軸を介してケースに軸受けされているため、ロータと固定子間の同心精度が悪化し、その分ロータと固定子とのクリアランスを増大させる必要があり、モータ性能が悪化するなどの欠点がある。
【００１４】
下記の特許文献２の図１０には、文献実施例２として、位相差設定装置に単純遊星歯車を用いて減速する例がある。遊星歯車のサンギヤを入力軸、キャリアを出力軸に連結し、リングギヤを固定していて、以下の特徴がある。
１．入力軸と出力軸間の減速比は２．４〜４．３程度である（サンギヤとリングギヤの歯数により変化）
２．本発明（リングギヤを入力軸、キャリアを出力軸、サンギヤを固定）と比べて、総損失率が２倍大きく、伝達効率が悪い
３．ロータがケースで直接軸受けしておらず、出力軸を介して軸受けされているので、固定子との間の同心精度が悪化する
４．各ロータに付随している１対の遊星歯車が軸方向に分離した構造となっているため、歯車の潤滑油の回路が複雑になる 
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９―１２６４０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
２分割されたロータ間の回転方向の位相を最適値に制御可能とすることにより、供給電圧が低くても高速まで高トルクを発生する特性を持たせたモータ駆動装置において、減速比が１より大きく、上記特許文献１、２で示されたメカニズムに比べて下記の点で有利な構造を提供する。
１．伝達効率が優れる
２．ロータを直接ケースで支承し、固定子との間の同心精度を向上させる
【課題を解決するための手段】
【００１７】
永久磁石によって複数の磁極が円周上に与えられている第一の永久磁石式ロータ、円周上に該第一の永久磁石式ロータと同数の磁極を持つ第二の永久磁石式ロータ、磁性体に巻かれたコイルに流れる電流により磁界を構成し、上記第一のロータあるいは第二のロータと同数の円周上磁極を持たせた固定子、ケース、出力軸、第一のロータと第二のロータとの回転方向の位相差を設定するための位相差設定装置から成り、該位相差設定装置は、第一の遊星歯車装置、第二の遊星歯車装置、位相差調整用モータとから成り、第一の永久磁石式ロータと第二の永久磁石式ロータとは該固定子と同心で回転するよう上記ケースで回転可能に支承され、第一の遊星歯車装置は、少なくともサンギヤ、キャリア、リングギヤの回転３要素から成り、第二の遊星歯車装置は、少なくともサンギヤ、キャリア、リングギヤの回転３要素から成り、第一の遊星歯車装置の速度線図と第二の遊星歯車装置の速度線図とは一致するように設定され、第一のロータと第一の遊星歯車装置のリングギヤとを機械的に連結し、第二のロータと第二の遊星歯車装置のリングギヤとを機械的に連結し、第一の遊星歯車装置のキャリアと第二の遊星歯車装置のキャリアとを機械的に連結するとともに出力軸に連結し、第一の遊星歯車装置のサンギヤを上記ケースに連結して固定し、第二の遊星歯車装置のサンギヤを位相差調整用モータに駆動連結することにより、入出力軸間の減速比を1以上の値に設定しながらロータ間の位相差を任意に設定できることを特徴とする２分割ロータのロータ間位相差設定装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施例では、永久磁石式ロータを２分割し、ロータが負荷トルクを発生させながら運転している最中でも、両方のロータに回転方向の位相差を任意に与えることが可能で、リングギヤをロータに、キャリアを出力軸に、サンギヤをケースに連結して固定することにより、入出力軸間の減速比が１．３〜１．７で、遊星歯車の歯車かみ合いによる負荷依存損失率が０．５％以下という良好な効率の永久磁石式２分割ロータシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の永久磁石式モータの２分割ロータ間に、回転方向の位相差を設けた構成を示す模式図である。
【図２】図２は減速比が１．３〜１．７である実施例１のスケルトン（リングギヤ：入力、キャリア出力、サンギヤ：固定）を示す。
【図３】図３は本発明の実施例１において遊星歯車装置に入ってくるトルクの流れを示す図である。
【図４】図４は本発明の実施例１における第一の遊星歯車装置１２Ａの速度線図４０Ａである。
【図５】図５は本発明の実施例１における第二の遊星歯車装置１２Ｂの速度線図４０Ｂである。
【図６】図６は本発明の実施例１における第一の遊星歯車装置１２Ａの各回転要素への入力トルクの関係を、速度線図上で示す図である。
【図７】図７は本発明の実施例１における第二の遊星歯車装置１２Ｂの各回転要素への入力トルクの関係を、速度線図上で示す図である。
【図８】図８は、０．５〜３０程度というワイドレンジの減速比が実現可能な実施例２におけるダブルピニオン式遊星歯車装置のスケルトン（サンギヤ：入力、キャリア：出力、リングギヤ：固定）を示す。
【図９】図９は本発明の実施例２において遊星歯車装置に入ってくるトルクの流れを示す図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２における第一の遊星歯車装置１２Ａの速度線図４０Ａである。
【図１１】図１１は本発明の実施例２における第二の遊星歯車装置１２Ｂの速度線図４０Ｂである。
【図１２】図１２は本発明の実施例２における第一の遊星歯車装置１２Ａの各回転要素への入力トルクの関係を、速度線図上で示す図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例２における第二の遊星歯車装置１２Ｂの各回転要素への入力トルクの関係を、速度線図上で示す図である。
【図１４】図１４は特許文献１の図３に示されている文献実施例１のスケルトンである。
【図１５】図１５は文献実施例１の装置の速度線図である。
【図１６】図１６は特許文献２の図１０に示されている文献実施例２のスケルトンである。
【図１７】図１７は文献実施例２の装置の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明による各実施形態について、添付した図面を参照し詳細に説明する。なお、同一または実質的に同一の構成要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【００２１】
図１に示すように、この永久磁石式モータは、バッテリなどの電源７とインバータ６で駆動され。電流を流すと円周上に複数の磁極を発生させる固定子３と、第一の永久磁石式ロータ１Ａ、第二の永久磁石式ロータ１Ｂ（以下「永久磁石式」を省略）とから成る。それぞれのロータ１Ａ、１Ｂは固定子３の内周側に配置され、一軸線上にあって、円周上に固定子３と同数の磁極を持つ永久磁石が埋め込まれている。ロータの外周に永久磁石を貼り付ける方法でも本発明と同じ効果が得られる。
それら２個のロータの回転速度は同じであるが、ロータ間では、図１のように、永久磁石の磁極の位相を互いに円周方向にずらすことが可能な構造となっている。
【実施例１】
【００２２】
請求項１の発明を、下記の実施例１の構造例で示す。入出力軸間の減速比は遊星歯車の構造上の制約から、１．３〜１．７程度が可能である。
【００２３】
図２に、実施例１のスケルトンを示す。位相差設定装置１１は、第一の遊星歯車１２Ａ、第二の遊星歯車１２Ｂ、位相差設定用モータ１３から成り、リングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比ρは、第一の遊星歯車１２Ａ、第二の遊星歯車遊星歯車１２Ｂとで同一である。一方の入力となるロータ１Ａとリングギヤ３３Ａとが連結、他方の入力となるロータ１Ｂとリングギヤ３３Ｂとが連結、キャリア３４Ａ、３４Ｂは互いに機械的に連結され一体で回転し出力軸４に連結している。いずれか一方のサンギヤ（例えば３１Ｂ）はケース２０に固定され、他方のサンギヤ（例えば３１Ａ）も固定されてはいるが、位相差調整モータ１３などの調整装置によってその角度が調整可能となっている。なお、位相差調整モータ１３としては、電気モータや油圧ピストンなどが考えられる。また、位相差調整用駆動システムとしては、位相差調整モータ１３側からは駆動できても、遊星歯車側からの駆動にはセルフロックするシステム（ウォームギヤ式など）が望ましい。そうすれば、位相差を設定変更する際にはモータ１３からの駆動エネルギが必要となるが、位相差を維持するだけなら、エネルギは不要となる。図３に、両遊星歯車のトルクの流れを示す。図４には第一の遊星歯車１２Ａの速度線図４０Ａ、図５には第二の遊星歯車１２Ｂの速度線図４０Ｂを示す。両遊星歯車の速度線図は一致している。また、図６には第一の遊星歯車１２Ａ、図７には第二の遊星歯車１２Ｂの速度線図における各回転要素へ入力するトルクの釣り合いを示す。
【００２４】
図４、５からも分かるように、ロータ１Ａ、１Ｂの回転速度は同一で、しかも回転方向に位相差を付与することが可能である。このことは、以下のように説明できる。図４のように、サンギヤ３１Ａを３１Ｂに対してプラス方向にα度だけ回転させると、キャリア３４Ａと３４Ｂとが一体なので、リングギヤ３３Ａは３３Ｂに対してρα（ρ：遊星歯車の歯数比＝リングギヤ歯数/サンギヤの歯数）度だけマイナスの回転方向に位相がずれる。リングギヤ３３Ａには、ロータ１Ａからトルクが入力し、サンギヤ３１Ａで反力を受け、キャリア３４Ａに出力する。同様に、ロータ１Ｂからもトルクが入力し、サンギヤ３１Ｂで反力を受け、キャリア３４Ｂに出力する。両方のキャリアからの出力の和が、このシステムの総合出力となる。図６、７の速度線図上に示した上下方向トルクと、キャリア回りにおけるトルクのモーメントの釣り合いとから分かるように、ロータ１Ａと１Ｂのトルクが同じであれば、第一の遊星歯車１２Ａと第二の遊星歯車１２Ｂの各回転要素への入力トルクは全て等しい（以下の実施例も同様）。
【００２５】
遊星歯車構造は、上記構造に限定されるものではなく、回転自由度が２で、回転要素が３個以上ある遊星歯車機構が２組あって、それぞれの遊星歯車における回転要素３個の間の速度線図が同一であれば、その具体的な構造には捉われない。総合的に伝達効率の優れた（損失率の小さい）構造を提案することが本発明の目的の一つである。キャリアを固定し、サンギヤ、リングギヤを入力軸、または出力軸に連結すると、サンギヤやリングギヤを固定した場合より、キャリアに対するサンギヤやリングギヤの相対回転速度が大きくなり、総合効率は低下する。従って、キャリアを固定メンバとすることは望ましくない。
（遊星歯車部の総損失率Ｌの計算）
【００２６】
図３の実施例１では、ロータ１Ａの出力は第一の遊星歯車１２Ａを経て、またロータＢの出力は第二の遊星歯車１２Ｂを経て出力軸４に出力される。ロータ１ＡとロータＢの出力はいずれも歯車かみ合部で歯面の滑りによる負荷依存損失（両ロータで同じ率で、伝達トルクに比例）が発生する。この損失率は、遊星歯車の構造によるほか、固定メンバや互いの連結メンバをどの回転要素にするかなどで増減する。遊星歯車の各歯車かみ合い部の損失エネルギと入出力軸間の総損失エネルギとの関係は以下で与えられる。実施例１、２や文献実施例１、２の総損失率Ｌは以下の考え方で計算できる。
【００２７】
サンギヤとピニオンギヤとの間のかみ合損失エネルギは、サンギヤトルクと、サンギヤとキャリア間の相対回転速度と、歯車かみ合損失率との３者の積である。同様に、リングギヤとキャリアとの間のかみ合損失エネルギは、リングギヤトルクと、リングギヤとキャリアとの間の相対回転速度と、歯車かみ合損失率との３者の積となる。従って、単純遊星歯車システム全体の総損失エネルギは、上記損失の和となり、総損失率Ｌは、その総損失を２個のロータから入ってくる入力エネルギで除した値となる。
【００２８】
図６に示すように、ロータ１Ａからリングギヤ３３Ａに入力するトルクを1、回転速度を1とする。第一の遊星歯車１２Ａの速度線図におけるキャリア回りのトルクのモーメント釣り合いから、サンギヤ３１Ａにはρのトルク、キャリア３４Ａにはサンギヤ３１Ａとリングギヤ３３Ａの和のトルク１＋ρが出力する。同様に、図７に示すように、ロータ１Ｂからリングギヤ３３Ｂに入力するトルクを１、回転速度を１とすると、サンギヤ３１Ｂにはρのトルク、キャリア３４Ｂには１＋ρのトルクが出力する。
【００２９】
一方、図６、図７の速度線図から、リングギヤとキャリアとの相対回転速度はρ／（１＋ρ）、サンギヤとキャリアとの相対回転速度は１−ρ／（１＋ρ）＝１／（１＋ρ）となる。
【００３０】
代表値として、ρ＝０．５とし、そのときのリングギヤ３３Ａとピニオン３６Ａとの歯車かみ合損失率を０．４３％（内歯と外歯間のかみ合の場合の代表値）とすれば、このかみ合における損失率ＬＲは、上記の３者の積となる。
ＬＲ＝１×（ρ／（１＋ρ））×０．４３＝０．４３×ρ／（１＋ρ）％
【００３１】
サンギヤ３１Ａとピニオン３６Ａとの歯車かみ合い損失率を１％（外歯同士のかみ合の場合の代表値）とすれば、このかみ合における損失率ＬSは（ロータＡからの入力に対する出力損失の割合）、上記の３者の積となる。
ＬＳ＝ρ×（１／（１＋ρ））×１＝ρ／（１＋ρ）％
【００３２】
第一の遊星歯車１２Ａの総損失率ＬＡは、上記の和で以下となる。
ＬＡ＝ＬＲ＋ＬＳ＝０．４３×ρ／（１＋ρ）＋ρ／（１＋ρ）＝１．４３×ρ／（１＋ρ）
ρを０．５とすると総損失率ＬＡは、
ＬＡ＝ＬＲ＋ＬＳ＝１．４３×０．５／（１＋０．５）＝０．４７７％
第二の遊星歯車１２Ｂの損失率ＬＢも同じ式で表され、同じ値（ＬＢ＝０．４７７％）になるので、総損失率Ｌも０．４７７％となる。
【００３３】
図９の実施例２では、ロータ１Ａ、１Ｂからそれぞれサンギヤ３１Ａ、３１Ｂに入力し、それらとかみ合っているダブルピニオンギヤのうち大きい方の歯車３６Ａ、３６Ｂにトルクが入る。リングギヤからケースからの反力トルクが大きい方の歯車と一体である小さい方のピニオンギヤ３５Ａ，３５Ｂに入る。このダブルピニオンギヤを支持するキャリア３４Ａ，３４Ｂからトルクが、出力軸４に出力する。ロータ１Ａからサンギヤ３１Ａに入力するトルクを1、回転速度を1とすると、図１２に示すように、第一の遊星歯車１２Ａの速度線図におけるキャリア回りのトルクのモーメント釣り合いから、リングギヤ３３Ａにはトルク１／ρ（但し、ここでのρはサンギヤ３１Ａの歯数とピニオン３５Ａの歯数との積を、ピニオン３６Ａの歯数とリングギヤ３３Ｂの歯数との積で除した値）が発生し、キャリア３４Ａにはサンギヤ３１Ａとリングギヤ３３Ａの和のトルク１＋１／ρが出力する。また、入出力軸間の減速比ｒも１＋１／ρとなる。
【００３４】
同様に、図１３に示すように、ロータ１Ｂからサンギヤ３１Ｂに入力するトルクを１、回転速度を１とすると、リングギヤ３３Ｂにはトルク１／ρが発生し、キャリア３４Ｂにはサンギヤ３１Ｂとリングギヤ３３Ｂの和のトルク１＋１／ρが出力し、減速比も１＋１／ρとなる。
【００３５】
一方、図１２、図１３の速度線図から、サンギヤとキャリアとの相対回転速度は１／（１＋ρ）、リングギヤとキャリアとの相対回転速度は、ρ／（１＋ρ）となる。
【００３６】
サンギヤ３１Ａとピニオン３６Ａとの歯車かみ合い損失率を１％（外歯同士のかみ合の場合）とすれば、このかみ合いにおける損失率ＬＳは（ロータＡからの入力に対する出力の損失率）、サンギヤトルク１と相対回転速度１／（１＋ρ）、かみ合損失率１％の積となるので、以下のとおりとなる。
ＬＳ＝１×（１／（１＋ρ））×１＝１／（１＋ρ）％
【００３７】
モータの減速比ｒは、ｒ＝（１＋ρ）／ρで表せ、減速比ｒを５と仮定すると、ρ＝０．２５となる。このときのリングギヤ３３Ａとピニオン３５Ａとの歯車かみ合損失率を０．４３％（内歯と外歯間のかみ合の場合）とすれば、このかみ合における損失率ＬＲは、リングギヤトルク１／ρ、相対回転速度ρ／（１＋ρ）、かみ合損失率０．４３％の積となるので、以下のとおりとなる。
ＬＲ＝（１／ρ）×（ρ／（１＋ρ））×０．４３＝０．４３／（１＋ρ）％
【００３８】
第一の遊星歯車１２Ａの総損失率は、上記の和で以下となる。
ＬＡ＝ＬＲ＋ＬＳ＝（１＋０．４３）／（１＋ρ）＝１．４３／（１＋ρ）％
ρを０．２５とすると総損失率ＬＡは、
ＬＡ＝ＬＲ＋ＬＳ＝１．４３／（１＋０．２５）＝１．１４％
第二の遊星歯車１２Ｂの損失率ＬＢも同じ式で表され、同じ値（ＬＢ＝１．１４％）になるので、総損失率Ｌも１．１４％となる。
【００３９】
以上の各実施例と文献実施例１、２について、表１には、入力軸、出力軸、固定メンバ（ケース）に連結する回転要素と減速比を示し、表２には、その計算のもとになる各回転要素トルクと、回転要素間の相対回転速度、総損失率の計算結果を示す。
【００４０】
なお、文献実施例１の図３に示されているスケルトンを図１４に、速度線図を図１５に示す。また、文献実施例２の図１０に示されているスケルトンを図１６に、速度線図を図１７に示す。いずれも、ロータ１Ａ、１Ｂとも直接ケースで支承されておらず、ケースと出力軸を介してベアリング５によって支承されているので、固定子３との同心精度が悪化し、その分クリアランスを大きくとらなければならず、発生トルクが目減りするという欠点を有する。更に、明細書の図では、両方の遊星歯車がロータによって、軸方向に分離されて配置されているため、歯車の給油回路が複雑になるなどの欠点も有する。
【００４１】
【表１】
2011250643.tif 000003
【００４２】
【表２】
2011250643.tif 000004
【００４３】
損失率計算時の仮定：外歯同士のかみ合歯車１％、内歯と外歯かみ合歯車０．４３％
単純遊星歯車仕様のρ：サンギヤ歯数／リングギヤ歯数
実施例１のρ：（サンギヤ３１Ａ１の歯数×ピニオン３６Ａの歯数）／（ピニオン３５Ａの歯数×リングギヤ３３Ａの歯数）
文献実施例１のρ：（サンギヤ３１Ａ１の歯数×ピニオン３６Ａの歯数）／（ピニオン３５Ａの歯数×サンギヤ３１Ａ２歯数）
【００４４】
文献実施例１では、キャリアが固定されているので、回転要素間の相対回転速度が大きくなること、外歯かみ合２組のかみ合となるので、かみ合損失率も大きいことから、総損失率は大きくなり、２％となる。本発明の実施例のいずれよりも総損失率の大きなスケルトンである。また、ロータが出力軸を介してケースに支承されているため、固定子との同心精度が悪化する分、固定子とロータ間の間隔(クリアランス)を広げる必要があり、十分なトルクが発生しない。また、本発明の実施例２と比較して、減速比（＝１＋１／ρ）が０．２５〜５に限定されるという欠点も有する。
【００４５】
文献実施例２は、総損失率が０．９５３で実用的な値ではあるが、ロータが出力軸を介してケースに支承されているため、固定子との同心精度が悪化する分、固定子とロータ間の間隔を広げる必要があり、十分なトルクが発生しない。また、本発明の実施例２と比較して、減速比（＝１＋１／ρ）が２．４〜４．３に限定されるという欠点も有する。
【００４６】
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、請求範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。また、前記の各組み合わせ以外でも、一部だけを採用する組み合わせによるものでもよい。
【００４７】
各図に示す永久磁石式モータと遊星歯車それぞれの構成要素は、図番に関係なく、跨った組み合わせにしてもよいし、それらの組み合わせを一体化することも可能である。例えば、前記本発明の実施の形態では、遊星歯車が永久磁石式モータの内周側に配置されているが、永久磁石式モータの右側や左側に遊星歯車を配置する構造としても、同じ効果が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ      第一の永久磁石式ロータ
１Ｂ      第二の永久磁石式ロータ
３        固定子
４        出力軸
５        軸受け
６        インバータ
７        電源
１１      位相差設定装置
１２Ａ    第一の遊星歯車
１２Ｂ    第二の遊星歯車
１３      位相差調整モータ
２０      ケース
３１Ａ    第一の遊星歯車のサンギヤ
３１Ｂ    第二の遊星歯車のサンギヤ
３２Ａ    第一の遊星歯車のピニオンギヤ
３２Ｂ    第二の遊星歯車のピニオンギヤ
３３Ａ    第一の遊星歯車のリングギヤ
３３Ｂ    第二の遊星歯車のリングギヤ
３４Ａ    第一の遊星歯車のキャリア
３４Ｂ    第二の遊星歯車のキャリア
３５Ａ    第一の遊星歯車の段付ピニオン小径歯車
３５Ｂ    第二の遊星歯車の段付ピニオン小径歯車
３６Ａ    第一の遊星歯車の段付ピニオン大径歯車
３６Ｂ    第二の遊星歯車の段付ピニオン大径歯車
４０Ａ    第一の遊星歯車の速度線図
４０Ｂ    第二の遊星歯車の速度線図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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