(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに固定され、内周面の周方向に第１の軌道および第２の軌道が形成されている外輪と、
前記第１の軌道を転動する複数の第１の転動体と、
前記第２の軌道を転動する複数の第２の転動体と、
前記第１の転動体を支持する第１の保持器と、
前記第２の転動体を支持する第２の保持器と、
外周面には、周方向に第１の転動体が転動する第３の軌道が形成され、内周面には、内歯車が形成される第１の内輪と、
ホイールを取り付ける複数の取り付け点が設けられ、前記第１の内輪の端部に形成されるホイール支持部と、
内周面が前記第１の内輪の外周面と接し、外周面には周方向に前記第２の転動体が転動する第４の軌道が形成されている第２の内輪と、を含むホイール軸受と、
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とともに、前記第１の内輪の前記内歯車と噛み合う第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、前記リングギアと連結される第２キャリアと、
を含むことを特徴とする電動車両駆動装置。
【請求項２】
前記第１の転動体のピッチ円直径は、前記複数の取り付け点のピッチ円直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電動車両駆動装置。
【請求項３】
前記内歯車の歯幅方向中心は、前記複数の第１の転動体の中心を含む面と前記複数の第２の転動体の中心を含む面との間にあることを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸を支持するホイール軸受及びこのホイール軸受が組み込まれた電動車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両駆動装置のうち、特にホイールを駆動するものをインホイールモータという。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とは、必ずしもホイールの内部に収納されていなくともよい。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ている必要がある。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として用いられる電動車両駆動装置は小型化が要求される。
【０００３】
軸受機構として、特許文献１には自転車用内装変速ハブが開示されている。この自転車用内装変速ハブでは、駆動体２２の内周面に内歯ギア５１が一体形成されている。この変速ハブでは、駆動体２２の内歯ギア５１は減速機の入力側に置かれている。
【０００４】
また特許文献２においては、ハブ外輪４６の内径面に内歯車４０ｃが形成されている。このハブでは、ハブ外輪４６は、外径側フランジ部４６aにおいてホイール１２にボルト締結されており、車輪を駆動するためにハブ外輪４６が回転する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９９９０４号公報（００２５，図３）
【特許文献２】特開２００７−３３１４７６号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動車両駆動装置を設計するにあたり、どのような機械要素を選択するか、また選択した機械要素をどのように配置するかについては、様々な選択肢がある。しかし、電動車両駆動装置をインホイールモータとして使用する場合には、電動車両駆動装置を小型化するために、様々な制約がある。例えば、同一軸上に複数のモータと、複数の遊星歯車機構と、ホイール軸受とを配置する設計を選択できるが、この配置では電動車両駆動装置の軸方向長さが大きくなる。モータコアの積厚を小さくしたり、ギアの歯幅を小さくしたりする設計は電動車両駆動装置の軸方向長さを短くするためには有効であるが、この設計は、モータトルクを低下させ、ギアの許容伝達トルクを小さくする。また、機械要素のある配置を選択した場合に、従来の態様の機械要素を使用できない場合がある。例えば、特許文献１に係る軸受機構は減速機の出力側に適用することができない。また、特許文献２に係る軸受機構は、外輪を固定し、内輪を回転させる場合には適用できない。インホイールモータとして使用される電動車両駆動装置の設計の自由度を高めるためには、減速機の出力側に適用することができ、外輪が固定され、内輪が回転する態様にも適用できるとともに、電動車両駆動装置の軸方向長さを短縮して電動車両駆動装置を小型化できるホイール軸受が求められる。さらに、電動車両駆動装置の軸方向長さを短縮することが求められる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、減速機の出力側に適用することができ、外輪が固定され、内輪が回転する態様にも適用できるとともに、電動車両駆動装置の軸方向長さを短縮することができるホイール軸受を提供する。または本発明は軸方向長さが短縮された電動車両駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明に係るホイール軸受は、ケーシングに固定され、内周面の周方向に第１の軌道および第２の軌道が形成されている外輪と、前記第１の軌道を転動する複数の第１の転動体と、前記第２の軌道を転動する複数の第２の転動体と、前記第１の転動体を支持する第１の保持器と、前記第２の転動体を支持する第２の保持器と、外周面には、周方向に第１の転動体が転動する第３の軌道が形成され、内周面には、内歯車が形成される第１の内輪と、ホイールを取り付ける複数の取り付け点が設けられ、前記第１の内輪の端部に形成されるホイール支持部と、内周面が前記第１の内輪の外周面と接し、外周面には周方向に前記第２の転動体が転動する第４の軌道が形成されている第２の内輪と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るホイール軸受は、第１の内輪の内周面に内歯車が形成されているので、内歯車と軸受とを別部材とする場合よりも、軸方向長さを短縮することができる。また、上記構成においては、外輪がケーシングに固定され、第１の内輪が内歯車と共に回転する。したがって、本発明に係るホイール軸受は、外輪が固定され、内輪が回転する態様に適用できる。また、内輪を第１の内輪と第２の内輪とに分割したことで、ホイール軸受に適切な与圧を与えることが容易となる。
【００１０】
また本発明に係るホイール軸受は、前記第１の転動体のピッチ円直径が、前記複数の取り付け点のピッチ円直径よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
一般に、前記複数の取り付け点のピッチ円直径は、ホイールの直径に応じて一定の範囲に限定され、大幅に大きくすることができない。しかし、本発明のホイール軸受をこのような構成としたことで、ホイール軸受の内側の空間、すなわち、第１の内輪の内側の空間を広くすることができる。その結果、従来では収納が困難であったサイズの機構、例えば遊星歯車機構をこの内側の空間に収納することができ、電動車両駆動装置の軸方向長さを短縮することができる。
【００１２】
また本発明に係るホイール軸受は、前記内歯車の歯幅方向中心が、前記複数の第１の転動体の中心を含む面と前記複数の第２の転動体の中心を含む面との間にあることを特徴とする。
【００１３】
内歯車の歯幅方向中心をこのように配置することによって、ホイール軸受に荷重が加わって軸が傾いた際でも、内歯車の変位の程度が小さくなり、内歯車に作用する荷重を低減できる。すなわち、軸にモーメントが作用した場合におけるモーメント方向の変位に対するホイール軸受の剛性を大きくすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電動車両駆動装置は、前記ホイール軸受と、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とともに、前記第１の内輪の前記内歯車と噛み合う第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、前記リングギアと連結される第２キャリアと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るホイール軸受は、減速機の出力側に適用でき、外輪が固定され、内輪が回転する態様にも適用できるとともに、電動車両駆動装置の軸方向長さを短縮できる。また本発明に係る電動車両駆動装置は、軸方向長さを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係る電動車両駆動装置の正面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３−１】図３−１は、実施形態に係る電動車両駆動装置が備えるホイール軸受の、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１のＢ部分拡大図である。
【図４】図４は、実施形態に係る電動車両駆動装置の構成を表す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る電動車両駆動装置が第２変速状態の時に回転力が伝わる経路を示す説明図である。
【図６】図６は、実施形態に係る電動車両駆動装置を分解して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（ホイール軸受）
図１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３−１は、本実施形態に係る電動車両駆動装置が備えるホイール軸受の、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３−２は、図３−１のＢ部分拡大図である。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とを含む。ホイール軸受５０についてまず詳しく説明する。本実施形態に係る電動車両駆動装置１０が備えるホイール軸受５０は、外輪５０ａと、第１の内輪５０ｃと、第２の内輪５０ｂと、複数の第１の転動体６０ａと、複数の第２の転動体６０ｂと、第１の保持器６１ａと、第２の保持器６１ｂとを含む。なお、第１の内輪５０ｃに形成された内歯車３４は、後で詳しく説明する第２遊星歯車機構３０の一部である。
【００１９】
外輪５０ａは、円筒形状であり、ホイール側の端部寄りの外周にフランジ部６２が形成されている。フランジ部６２はケーシングＧにボルト締結によって固定される。したがって、外輪５０ａは回転することができない構成となっている。
【００２０】
外輪５０ａの内周面には、周方向に２列の軌道が形成されている。外輪５０ａの両端部の内径は、中央部よりも大きい。中央部と両端部との境界には、曲面が周方向にわたって形成されている。ホイール側の曲面には第１の転動体６０ａが、電動車両の車体側の曲面には第２の転動体６０ｂが接触する。第１の転動体６０ａが接触するホイール側の曲面は第１の軌道６３ａであり、第２の転動体が接触する車体側の曲面は第２の軌道６３ｂである。
【００２１】
第１の転動体６０ａおよび第２の転動体６０ｂはいずれも球体である。第１の転動体６０ａと第２の転動体６０ｂとは、外輪５０ａ中央部の厚肉部によって隔てられ、軸方向に一定の間隔を保って配置されている。第１の保持器６１ａは第１の転動体６０ａを保持し、第１の転動体６０ａは自転しながら第１の軌道６３ａに沿って公転する。第２の保持器６１ｂは第２の転動体６０ｂを保持し、第２の転動体６０ｂは自転しながら第２の軌道６３ｂに沿って公転する。
【００２２】
第１の内輪５０ｃは、その外周面７１が外輪５０ａの内周面と、第１の転動体６０ａおよび第２の転動体６０ｂをはさんで対向している。第１の内輪５０ｃの外径は、ホイール側から車体側へ向かって３段階に小さくなっている。ホイール側から車体側に向かって、外周面を基準外径面６９ａ、１段目外径面６９ｂ、２段目外径面６９ｃ、最小外径面６９ｄとすると、基準外径面６９ａと１段目外径面６９ｂとの境界には、曲面が周方向にわたって形成されており、この曲面に第１の転動体６０ａが接触する。この曲面が第３の軌道６４である。
【００２３】
第１の内輪５０ｃの内周面から、突出した複数の歯を有する。この歯は、内歯車３４である。第１の内輪５０ｃの内周面に内歯車３４を一体として形成することで、軸受と歯車とを別体で構成する場合と比較して、図１、２に示す電動車両駆動装置１０の軸方向長さを短くすることができる。また、第１の内輪５０ｃと内歯車３４とを別体としてではなく、一体として構成することで、第１の内輪５０ｃの強度を向上させ、また寸法の精度を向上させることができる。またホイール軸受５０の部品数を少なくすることができるので、ホイール軸受５０の製造コストを下げることができる。さらに、ホイール軸受５０を小型化・軽量化することができる。
【００２４】
内歯車３４の歯幅方向中心６５は、複数の第１の転動体６０ａの中心を含む面Ｓ１と、複数の第２の転動体６０ｂの中心を含む面Ｓ２との間に位置する。内歯車３４の歯幅方向中心６５をこのように配置することによって、ホイール軸受５０に荷重が加わって軸が傾いた際でも、内歯車３４の変位の程度が小さくなり、内歯車３４に作用する荷重を低減できる。すなわち、軸にモーメントが作用した場合におけるモーメント方向の変位に対するホイール軸受５０の剛性を大きくすることができる。
【００２５】
第１の内輪５０ｃの、ホイール側の端部には、第１の内輪５０ｃの回転軸Ｒに向かって延伸するホイール支持部６６が形成されている。本実施形態では、ホイール支持部６６は、第１の内輪５０ｃのホイール側を閉塞する形状となっている。ホイール支持部６６には、複数のボルト孔６７が開けられている。このボルト孔６７の中心がホイール支持部６６に形成されたホイールとの取り付け点６８である。ホイールにもホイール支持部６６と同数のボルト孔が設けられている。ホイール支持部６６のボルト孔６７とホイールのボルト孔とは重ね合わされてスタッドボルト５１が挿入され、ナットにより締結される。本実施形態では、ホイール支持部６６にボルト孔６７を開け、スタッドボルト５１をこのボルト孔６７に挿入する形態となっているが、ホイール支持部６６とスタッドボルト５１とを一体として形成してもよい。この場合、スタッドボルト５１の中心位置がホイール支持部６６に形成されたホイールとの取り付け点である。
【００２６】
第２の内輪５０ｂは、その内周面が第１の内輪５０ｃの外周面７１と接している。第２の内輪５０ｂは、第１の内輪５０ｃの外周面７１のうち２段目外径面６９ｃで接している。第２の内輪５０ｂの外周面には、第１の内輪５０ｃの１段目外径面６９ｂと滑らかに繋がる凹曲面が周方向にわたって形成されており、この凹曲面に第２の転動体６０ｂが接触する。この第２の転動体６０ｂが接触する凹曲面が第４の軌道７０である。
【００２７】
第２の内輪５０ｂは、ロックナット５７によりホイール側に向かう力を加えられており、これによりホイール軸受５０に適切な与圧が与えられてホイール軸受５０の剛性が高められている。内輪を、一部品ではなく、第１の内輪５０ｃおよび第２の内輪５０ｂの二部品としたことで、ホイール軸受５０に適切な与圧を与えることが容易となる。
【００２８】
複数の第１の転動体６０ａのピッチ円直径Ｄ１は、ホイール支持部６６に形成された複数の取り付け点６８のピッチ円直径Ｄ２よりも大きい。一般に、複数の取り付け点６８のピッチ円直径Ｄ２は、ホイールの直径に応じて一定の範囲に限定され、大幅に大きくすることができない。しかし、複数の第１の転動体６０ａのピッチ円直径Ｄ１を、ホイール支持部６６に形成された複数の取り付け点６８のピッチ円直径Ｄ２よりも大きくすることによって、ホイール軸受５０の内側の空間、すなわち、第１の内輪５０ｃの内側の空間を広くすることができる。その結果、従来では収納が困難であったサイズの機構、例えば遊星歯車機構をこの内側の空間に収納することができ、電動車両駆動装置１０の軸方向長さを短縮することができる。
【００２９】
（電動車両駆動装置）
以上、電動車両駆動装置１０が備えるホイール軸受５０について詳しく説明した。次にその他の構成について詳しく説明する。図４は、本実施形態に係る電動車両駆動装置の構成を表す図である。図２も適宜参照されたい。
【００３０】
図２または図４に示すように、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の一部であるホイール軸受５０の内歯車３４は、第１の内輪５０ｃと一体であり、変速された回転力は、第１の内輪５０ｃを通じて第１の内輪５０ｃに取り付けられた電動車両のホイールＨに伝えられる（出力する）。
【００３１】
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、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、ホイール軸受５０の内歯車３４とを含む。
【００３２】
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。
【００３３】
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。リングギア２４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。リングギア２４は、第１ピニオンギア２２と噛み合う。また、リングギア２４は、第２モータ１２と連結される。よって、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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
クラッチ装置４０は、ワンウェイクラッチ装置である。ワンウェイクラッチ装置は、第１方向の回転力のみを伝達し、第１方向とは逆方向である第２方向の回転力を伝達しない。ワンウェイクラッチ装置は、例えば、カムクラッチ装置や、ローラクラッチ装置である。
【００３６】
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２モータ１２が作動すると、回転軸Ｒを中心に回転する。
【００３７】
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。
【００３８】
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、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、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。内歯車３４は、回転軸Ｒを中心に回転（自転）できる。内歯車３４は、第３ピニオンギア３２ｂと噛み合う。また、内歯車３４は、第１の内輪５０ｃと一体である。これにより、内歯車３４が回転（自転）すると、ホイール軸受５０の第１の内輪５０ｃ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。
【００３９】
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４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。なお、合成回転力Ｔ５は、軸受機構８０に伝えられるトルクを示す。なお、軸受機構８０は、ホイール軸受５０の外輪５０ａと、第１の内輪５０ｃと、第２の内輪５０ｂと、複数の第１および第２の転動体６０ａ，６０ｂと、第１および第２の保持器６１ａ，６１ｂとを含んで構成される。
【００４０】
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、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、内歯車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。
【００４１】
第１分配回転力Ｔ５は、内歯車３４からホイール軸受５０の第１の内輪５０ｃを介してホイールＨに伝達される。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、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、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、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
図５は、実施形態に係る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５に示す合成回転力Ｔ９は、軸受機構８０に伝えられるトルクを示し、単位はＮｍである。
【００４５】
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と内歯車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、内歯車３４に合成回転力Ｔ９が伝わる。
【００４６】
ここで、第１サンギア２１とリングギア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、内歯車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、内歯車３４の角速度は速くなる。このように、内歯車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。
【００４７】
また、電動車両駆動装置１０は、内歯車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、内歯車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、内歯車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。
【００４８】
ここで、ワンウェイクラッチ装置であるクラッチ装置４０の動作を説明する。ワンウェイクラッチ装置であるクラッチ装置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、係合状態となる。第２モータ１２が作動すると、第２キャリア３３の回転方向は第１変速状態とは逆転する。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。クラッチ装置４０は駆動のためのアクチュエータを必要としないので、電動車両駆動装置１０の構造を単純化することができ、電動車両駆動装置１０を小型化できる。次に、電動車両駆動装置１０の構造の一例を説明する。
【００４９】
図６は、実施形態に係る電動車両駆動装置１０を分解して示す説明図である。図２も適宜参照されたい。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２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。
【００５０】
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。
【００５１】
図２及び図６に示すように、第１モータ１１は、第１ステータコア１１ａと、第１コイル１１ｂと、第１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２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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
電動車両駆動装置１０は、さらに、図１と図２と図３−１と図６に示すスタッドボルト５１と、図１及び図２に示すボルト５２と、ショックアブソーバ取り付け部５３と、図２と図６に示す第１セレーション５４と、図１に示す防水パネルコネクタ５５と、図２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１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。
【００５６】
ショックアブソーバ取り付け部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り付け部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り付け部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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係るホイール軸受はインホイールモータに適用するのに有用であり、またこのホイール軸受が組み込まれた電動車両駆動装置は、インホイールモータとして有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  電動車両駆動装置
１１  第１モータ
１２  第２モータ
１３  変速機構
１４  サンギアシャフト
２０  第１遊星歯車機構
２１  第１サンギア
２２  第１ピニオンギア
２３  第１キャリア
２４  リングギア
３０  第２遊星歯車機構
３１  第２サンギア
３２ａ  第２ピニオンギア
３２ｂ  第３ピニオンギア
３３  第２キャリア
３４  内歯車
４０  クラッチ装置
５０  ホイール軸受
５０ａ  外輪
５０ｂ  第２の内輪
５０ｃ  第１の内輪
５７  ロックナット
６０ａ  第１の転動体
６０ｂ  第２の転動体
６１ａ  第１の保持器
６１ｂ  第２の保持器
６２  フランジ部
６３ａ  第１の軌道
６３ｂ  第２の軌道
６４  第３の軌道
６５  歯幅方向中心
６６  ホイール支持部
７０  第４の軌道
７１  外周面
Ｇ  ケーシング
Ｈ  ホイール
Ｒ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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