JP2000050585A

JP2000050585A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2000050585A
Application number: JP10212486A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Seguchi; 瀬口　　正弘
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】より小型軽量化され応答性に優れた車両用駆
動装置を提供すること。【解決手段】本発明の車両用駆動装置は、ステータ巻
線１４１１を持つステータ１４１０と、ロータ巻線１２
１１を持ちエンジンに駆動される第１ロータ１２１０
と、両者の間に配設され車輪を駆動する第２ロータとを
有する。第２ロータ１３１０は、主界磁磁石１３２０、
内側副界磁磁石１２２０および外側副界磁磁石１４２０
をロータヨーク１３１１内に保持しており、磁路が合理
的に形成される。それゆえ、各界磁磁石１２２０，１３
２０，１４２０は最低限の厚さで済むので、第２ロータ
１３１０の厚さが薄くなり、第２ロータ１３１０および
ステータ１４１０の外径が小さくなると共に、第２ロー
タ１３１０の慣性モーメントが低減される。したがっ
て、本発明の車両用駆動装置は小型軽量化されており、
優れた応答特性を発揮し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと回転電
機との両方を備えているハイブリッド型車両用の電磁カ
ップリング駆動装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】この分野の従来技術としては、本願出願
人により出願された特開平９−５６０１０号公報に開示
されている車両用駆動装置がある。この従来の車両用駆
動装置は、機枠に固定されたステータと、エンジン出力
軸と接続されてこのステータと同軸に軸支された第１ロ
ータと、ステータと第１ロータとの間に配設されホイー
ル駆動軸に接続された第２ロータとを有する。

【０００３】ここで、ステータは、ステータコアおよび
ステータ巻線を持ち、同ステータ巻線は、外付けの駆動
回路のインバータに接続されている。また、第１ロータ
は、ロータコアおよびロータ巻線を持ち、同ロータ巻線
も外付けの駆動回路の他のインバータに接続されてい
る。一方、第２ロータは、中空円筒状の回転子であり、
外周界磁を形成している外周面でステータに対向し、内
周界磁を形成している内周面でこの第１ロータに対向し
ている。外周界磁および内周界磁を形成する目的で、第
２ロータは、外周面に複数の外側界磁磁石を保持してお
り、内周面に複数の内側界磁磁石を保持していた。

【０００４】この従来の車両用駆動装置によれば、エン
ジン出力軸に接続された第１ロータとホイール駆動軸に
接続された第２ロータとの回転数差にもかかわらず、効
率よく所望のトルクを第２ロータにかけて車両を駆動す
ることができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
の車両用駆動装置では、外側界磁磁石が第２ロータの外
周面を形成して配設されていたので、高速回転時の遠心
力に耐えることができるようにするためには、よほど強
固に外側界磁磁石を第２ロータに固定する必要があっ
た。また、内側界磁磁石が第２ロータの内周面を形成し
て配設されていたので、低速回転時に搭載車両に加わる
振動等の加速度に耐えることができるようにするには、
外側界磁磁石ほどではないにしても強固に内側界磁磁石
を第２ロータに固定する必要があった。

【０００６】このような必要性に鑑み、本願出願人は、
先行技術として特願平９−１３５２１２号を出願した。
この先行技術としての車両用駆動装置では、図９に示す
ように、外側界磁磁石１４２０Ａおよび内側界磁磁石１
２２０Ａが積層電磁鋼板からなるロータヨーク１３１１
に保持されており、強固に第２ロータ１３１０Ａの内部
に固定されていた。それゆえ、第２ロータ１３１０Ａは
かなりの高速回転にも耐えることができ、比較的簡素な
構成で外側界磁磁石１４２０Ａおよび内側界磁磁石１２
２０Ａを強固に保持することができるようになってい
た。また、軟磁性体からなる固定ピン１３３３とロータ
ヨーク１３１１とが合理的な磁路を形成することができ
たので、第１ロータ１２１０から第２ロータ１３１０Ａ
への動力伝達は比較的高い効率で行われるという効果が
あった。

【０００７】しかしながら、上記先行技術の車両用駆動
装置においても、第２ロータ１３１０Ａが外側界磁磁石
１４２０Ａおよび内側界磁磁石１２２０Ａの二種の界磁
磁石を半径方向に重ねて保持していたので、半径方向の
厚さがある程度厚くならざるを得なかった。第２ロータ
１３１０Ａの厚さは、界磁作用が確保される範囲で薄い
方が、車両用駆動装置の直径を小型化するうえでも慣性
モーメントを低減して応答性を向上させるうえでも有利
である。上記先行技術の車両用駆動装置は優れたもので
あったが、以上の点でなお改良の余地を残していた。

【０００８】そこで本発明は、上記先行技術よりもいっ
そう小型軽量化され応答性に優れた車両用駆動装置を提
供することを解決すべき課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、本願発明者は以下の手段を発
明した。（第１手段）本発明の第１手段は、請求項１記載の車両
用駆動装置である。本手段では、ステータと第１ロータ
とにそれぞれ電機子が形成されており、両者の間に介在
する第２ロータには外周界磁および内周界磁が形成され
ている。それゆえ、第１ロータと第２ロータとの間に形
成される内周磁気回路を適正に制御することにより、第
１ロータと第２ロータとの間でトルクの授受が行われて
回転電機が構成され、両者の間で回転数調整部の回転電
機作用が発揮される。また、第２ロータとステータとの
間に形成される外周磁気回路を適正に制御することによ
り、第２ロータとステータとの間でトルクの授受が行わ
れて別の回転電機が構成され、トルク調整部の回転電機
作用が発揮される。

【００１０】ここで、第１ロータはエンジン出力軸に接
続されていてエンジンにより回転駆動され、一方、第２
ロータは駆動輪の駆動軸に接続されており、同駆動軸を
回転駆動するか逆に同駆動軸から回転駆動される。エン
ジンの回転数はスロットル開度およびトルク負荷等の条
件によりほぼ決まっており、駆動輪の駆動軸の回転数も
搭載車両の走行速度によって一意に決まっている。それ
ゆえ、第１ロータの回転数と第２ロータの回転数とはそ
れぞれ独立に決まっているものと考えられ、第１ロータ
と第２ロータとの間で形成される回転数調整部の回転電
機作用では、両ロータの間での回転数の調整が主たる作
用となる。この作用は、第１ロータのロータコアおよび
ロータ巻線からなる電機子が、電動作用をもつ場合にも
発電作用をもつ場合にも変わらない。

【００１１】一方、ステータのステータコアおよびステ
ータ巻線からなる電機子は、第２ロータに適正なトルク
を授受して、第２ロータを所望の回転数で駆動する必要
がある。なぜなら、搭載車両を所望の速度で走行させる
には、駆動輪の駆動軸に連なる第２ロータを適正な回転
数で駆動する必要があるからである。それゆえ、ステー
タと第２ロータとの間で形成されるトルク調整部の回転
電機作用では、第２ロータに適正な駆動トルクを授受す
ることが主たる作用となる。この作用は、ステータの電
機子が、第２ロータに加速方向にトルクを加えて電動作
用をもつ場合にも、第２ロータに減速方向にトルクを加
えて発電作用を行う場合にも、変わらない。

【００１２】以上では、回転数調整部の回転電機作用と
トルク調整部の回転電機作用との作用の違いを強調し
て、本手段の車両用駆動装置の作用を説明した。しかし
ながら要するに、ステータの電機子と第１ロータの電機
子とを適正に制御して、第１ロータから第２ロータへ効
率よく動力の伝達を行うことが本手段の車両用駆動装置
の要諦である。すなわち、エンジン出力軸に接続されて
いる第１ロータには適正なトルク負荷がかかるように
し、駆動輪の駆動軸に接続されている第２ロータには所
望の回転数になるように適正なトルクをかけることであ
る。

【００１３】なお、ステータの電機子の制御と第１ロー
タの電機子の制御とは、それぞれに電気的に接続されて
いるインバータによってなされるように外部回路を構成
することが可能である。また、回転数調整部およびトル
ク調整部にそれぞれ形成されている回転電機の発電作用
およびまたは電動作用の結果生じる電力の余剰分や不足
分は、各インバータに接続されたバッテリー（二次電
池）との電力の授受で調整できるように外部回路を構成
すると良い。そのうえでバッテリーの容量が十分に大き
ければ、電力が不足したり無駄に消費されたりすること
はない。

【００１４】また、通常の運転状態である搭載車両の前
進時には、第１ロータの回転方向と第２ロータの回転方
向とは同一方向であるから、第１ロータから第２ロータ
への電磁力を介する動力伝達は比較的高い効率で行われ
る。本手段の車両用駆動装置は、構成がシンプルで軽量
小型であるばかりではなく動力の伝達効率も比較的高い
ので、搭載車両を小型軽量で動力性能が高くすることが
可能になり、搭載車両の低燃費化および低公害化が達成
され得る。

【００１５】すなわち本手段によれば、小型軽量化され
た高効率の車両用駆動装置を提供することができるとい
う効果がある。本手段ではまた、主界磁磁石と、内側副
界磁磁石および外側副界磁磁石とが、ロータヨークに収
容されており、各界磁磁石はコンパクトに配設されてい
る。それゆえ、ロータヨークの半径方向の厚さはあまり
厚くならず、比較的薄く形成されている。ここで、多数
枚の電磁鋼板が中空円筒状に積層されたロータヨークを
一体的に固定するには、ロータヨークを軸長方向に貫通
する複数の固定ピンまたは首長ボルトを使用することが
できる。あるいは、ロータヨークの内周面および外周面
のうち少なくとも一方を軸長方向に溶接して一体的に固
定しても良く、またはその他の固定方法を取ることもで
きる。

【００１６】したがって本手段によれば、第２ロータを
比較的薄くかつ軽量に構成することが可能である。その
結果、本手段の車両用駆動装置をいっそう小型軽量化す
ることが可能になる。また、ステータおよび第１ロータ
に対して充分なトルクの授受が行えるだけの界磁を発生
させながら、第２ロータの慣性モーメントを比較的小さ
く抑えることができるので、加速時および減速時の応答
特性が向上する（時定数が短縮される）。

【００１７】したがって本手段によれば、前述の効果に
加えて、車両用駆動装置をいっそう小型軽量化すること
が可能になるばかりではなく、搭載車両の加速時および
減速時の応答特性が向上するという効果がある。（第２手段）本発明の第２手段は、請求項２記載の車両
用駆動装置である。

【００１８】本手段では、第２ロータに保持されている
複数の主界磁磁石は、それぞれ平板状の永久磁石ブロッ
クからなるので、既製の永久磁石をほとんど加工するこ
となしに主界磁磁石にすることができる。それゆえ、主
界磁磁石の材料費および加工費が安価で済むので、より
安価に第２ロータを製造することが可能になる。したが
って本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、
より安価に車両用駆動装置を提供することが可能になる
という効果がある。

【００１９】（第３手段）本発明の第３手段は、請求項
３記載の車両用駆動装置である。本手段では、第２ロー
タに保持されている複数の主界磁磁石は、外周面および
内周面がそれぞれの半径の曲率をもって同心円状に湾曲
した永久磁石ブロックからなるので、第２ロータの形状
に合わせて主界磁磁石を第２ロータに組み込むことがで
きる。それゆえ、必要な強度の外周界磁および内周界磁
を形成するだけの厚さの主界磁磁石を保持した第２ロー
タは、極めて薄くかつ軽量に構成されるので、車両用駆
動装置の要部の直径がより小さくなり、第２ロータの慣
性モーメントも低減される。

【００２０】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、よりいっそうの車両用駆動装置の小
型軽量化と応答特性の向上とが得られるという効果があ
る。（第４手段）本発明の第４手段は、請求項４記載の車両
用駆動装置である。本手段では、第２ロータは、周方向
に配設された複数の主界磁磁石に加えて、各主界磁磁石
の周方向両端部に合わせて四枚ずつの副界磁磁石（外側
副界磁磁石および内側副界磁磁石）を保持している。す
なわち、外側副界磁磁石および内側副界磁磁石は、近接
した主界磁磁石に磁極の方向が一致しており、一端がこ
れらの主界磁磁石の周方向端部に近接し、他端が互いに
遠心方向および求心方向に分かれて配設され、それぞれ
ロータヨークに保持されている。一枚の外側副界磁磁石
と一枚の内側副界磁磁石とで一組を形成するものとする
と、外側副界磁磁石および内側副界磁磁石は、各主界磁
磁石について周方向の両端部に近接して二組ずつが配設
されている。

【００２１】本手段では、外側副界磁磁石および内側副
界磁磁石は、一端が主界磁磁石の周方向端部に近接し、
他端が互いに遠心方向および求心方向に分かれて配設さ
れている。それゆえ、ステータと第２ロータとの間だけ
で形成された閉磁路は、一方の外側副界磁磁石とこれに
隣接する他の外側副界磁磁石とを通ってロータヨークを
抜ける閉磁路として誘導され、容易に形成される。同様
に、第１ロータと第２ロータとの間だけで形成された閉
磁路は、一方の内側副界磁磁石とこれに隣接する他の内
側副界磁磁石とを通ってロータヨークを抜ける閉磁路と
して誘導され、容易に形成される。

【００２２】その結果、ステータと第２ロータとの間で
の相互作用（トルクの授受）と、第１ロータと第２ロー
タとの間での相互作用とを、互いに独立して制御するこ
とが容易になる。また、主界磁磁石および各副界磁磁石
が第２ロータの機能を果たすのに最適に配設されている
ので、主界磁磁石および各副界磁磁石の厚さが最低限で
済み、永久磁石の使用量の低減になって第２ロータの製
造費用のコストダウンになる。

【００２３】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、第２ロータのトルク制御および回転
数制御がより容易になり制御能力が向上すると共に、コ
ストダウンが可能になるという効果がある。（第５手段）本発明の第５手段は、請求項５記載の車両
用駆動装置である。

【００２４】本手段では、外側副界磁磁石の厚さと内側
副界磁磁石の厚さとの和は主界磁磁石の厚さよりも厚
く、外側副界磁磁石の厚さおよび内側副界磁磁石の厚さ
のうち少なくとも一方は主界磁磁石の厚さ未満である。
すなわち、主界磁磁石の厚さをＴとし、内側副界磁磁石
および外側副界磁磁石の厚さをそれぞれｔ₁，ｔ₂とす
ると、ｔ₁＜Ｔ＜（ｔ₁＋ｔ₂）またはｔ₂＜Ｔ＜（ｔ₁
＋ｔ₂）である。

【００２５】ここで、両副界磁磁石の厚さの和は主界磁
磁石の厚さよりも厚いので、両副界磁磁石は強力な界磁
を形成している。それゆえ、ステータと第２ロータとの
間での相互作用と、第１ロータと第２ロータとの間での
相互作用とは、それぞれ十分に強力なものとなる。ま
た、各副界磁磁石のうち少なくとも一方の厚さは、主界
磁磁石の厚さ未満であるから、あまり厚くなって第２ロ
ータの半径方向の厚さを増してしまうまでには至らな
い。それゆえ、第２ロータは半径方向にそれほど厚くな
ることはなく、比較的薄いままに保たれる。

【００２６】したがって本手段によれば、前述の第４手
段の効果に加えて、第２ロータの磁気作用が十分に確保
されながら第２ロータの小型軽量化の効果も保たれるの
で、第２ロータの磁気的性能と小型軽量化のバランスが
保たれるという効果がある。（第６手段）本発明の第６手段は、請求項６記載の車両
用駆動装置である。

【００２７】本手段では、主界磁磁石、外側副界磁磁石
および内側副界磁磁石は、全て平板状の永久磁石ブロッ
クからなるので、既製の永久磁石をほとんど加工するこ
となしに（あるいは最低限の加工で）利用することがで
きる。それゆえ、主界磁磁石、外側副界磁磁石および内
側副界磁磁石のの材料費および加工費が安価で済むの
で、より安価に第２ロータを製造することが可能にな
る。

【００２８】したがって本手段によれば、前述の第４手
段の効果に加えて、より安価に車両用駆動装置を提供す
ることが可能になるという効果がある。

【００２９】

【発明の実施の形態および実施例】本発明の車両用駆動
装置の実施の形態については、当業者に実施可能な理解
が得らえるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明す
る。［実施例１］（実施例１の全体構成）本発明の実施例１としての車両
用駆動装置１０００は、図１に示すように、エンジン１
００の出力軸１１０からの軸出力を、必要に応じて増減
し、適正なトルクおよび回転数で駆動輪７００を駆動す
る装置である。それゆえ、軸出力の増減作用を除いて考
えれば、本実施例の車両用駆動装置１０００は、電磁力
を介して作動する一種のトルク−回転数（Ｔ−Ｓ）コン
バータとしてその作用をとらえることも可能である。

【００３０】本実施例の車両用駆動装置１０００の要部
は、機枠としての前部フレーム１７１０に固定されてい
るステータ１４１０と、エンジン出力軸１１０に接続さ
れている第１ロータ１２１０と、駆動輪７００に接続さ
れている第２ロータ１３１０とからなる。ステータ１４
１０は、積層電磁鋼板からなるステータコア１４１２と
ステータ巻線１４１１とからなり、ステータ巻線１４１
１はインバータ４００に三相で接続されている。

【００３１】第１ロータ１２１０は、ロータコア１２１
２およびロータ巻線１２１１をもち、ステータ１４１０
と同軸に軸支され、所定の間隔を空けてステータ１４１
０の内周面に対向している。第１ロータ１２１０の入力
軸１２１３は、先端部（図中左端部）に形成されている
内部ギヤ１２１３ａでエンジン１００の出力軸１１０と
接続されており、第１ロータ１２１０はエンジン１００
の軸出力によって回転駆動される。一方、ロータ巻線１
２１１は、第１ロータ１２１０の入力軸１２１３の後端
部（図中右端部）に装置されているブラシ部１６００を
介して、三相で別のインバータ２００に接続されてい
る。

【００３２】ここでブラシ部１６００は、後部フレーム
１７２０に固定されているブラシホルダ１６１０に保持
されているブラシ１６２０と、リード部１６６０で各ロ
ータ巻線１２１１に接続されているスリップリング１６
３０とからなる。ブラシホルダ１６１０、ブラシ１６２
０、スリップリング１６３０およびリード部１６６０
は、それぞれ三セットある。各スリップリング１６３０
の間は、絶縁部１６５０により互いに絶縁されている。
なお、ブラシ部１６００は、前部フレーム１７１０に固
定されている後部フレーム１７２０の後端（図中右端）
を封止するカバーケース１９２０によって覆われてい
る。

【００３３】第２ロータ１３１０は、ステータ１４１０
および第１ロータ１２１０と同軸に配設されている。す
なわち、第２ロータ１３１０はその両端でステータ１４
１０に固定されているベアリング１５１０，１５１３に
回転自在に軸支されており、第１ロータ１２１０はその
両端付近で第２ロータ１３１０に保持されているベアリ
ング１５１１，１５１４に回転自在に軸支されている。
それゆえ、第１ロータ１２１０と第２ロータ１３１０と
は、電磁的な力学関係はあるものの、互いに独立に回転
することが可能である。

【００３４】第２ロータ１３１０の要部は、後ほど図２
を参照して詳しく説明するように、永久磁石である主界
磁磁石１３２０（図２参照）、内側副界磁磁石１２２０
および外側副界磁磁石１４２０により界磁を形成してい
る。そして第２ロータの要部は、肉厚が比較的薄い中空
円筒状の形状をもち、ステータ１４１０の内周面と第１
ロータ１２１０の外周面との間の前述の所定の間隔に収
容されている。すなわち第２ロータ１３１０は、外周界
磁を形成している外周面でステータ１４１０の内周面に
対向し、内周界磁を形成している内周面で第１ロータ１
２１０の外周面に対向している。

【００３５】第２ロータ１３１０の上記要部は、外周界
磁および内周界磁を形成する前述の三種類の永久磁石１
２２０，１３２０，１４２０と、同永久磁石を保持して
いる積層電磁鋼板からなるロータヨーク１３１１と、ロ
ータヨーク１３１１を貫通して固定している固定ピン１
３３３とからなる。第２ロータ１３１０の上記要部の両
端は、剛性が高いエンドプレート１３３４，１３３５か
ら形成されており、各固定ピン１３３３は、エンドプレ
ート１３３４，１３３５に形成されている貫通孔に圧入
されている。それゆえ、組み立て工程の途中であっても
上記要部が不用意に分解してしまうことはなくなり、組
立が容易になる。

【００３６】エンドプレート１３３４，１３３５からさ
らに突出している各固定ピン１３３３の両端部は、それ
ぞれ前部ロータフレーム１３３１と後部ロータフレーム
１３３２とに圧入されて強固に固定されている。前述の
各ベアリング１５１０〜１５１４は、前部ロータフレー
ム１３３１および後部ロータフレーム１３３２の内周側
および外周側に、それぞれ取り付けられている。前部ロ
ータフレーム１３３１の先端部（図中左端部）の外周に
は内部ギヤ１３３１ａが形成されており、内部ギヤ１３
３１ａを介してギヤ１８１１が前部ロータフレーム１３
３１の先端部に周方向に固定されている。ギヤ１８１１
は、隣接する他のギヤ１８１２と噛み合って減速部１８
００を構成しており、第２ロータ１３１０は、減速部１
８００およびディファレンシャル・ギヤ部１９００を介
して駆動輪７００の駆動軸と接続されている。

【００３７】なお、第１ロータ１２１０および第２ロー
タ１３１０の回転角度は、二つの回転角センサ１９１
１，１９１２によってそれぞれ計測され、ＥＣＵ（電子
制御装置）５００に入力される。ＥＣＵ５００は、二つ
の回転角センサ１９１１，１９１２からの情報と、アク
セル開度やスロットル開度などの情報とから適正な制御
則に基づいて演算を行い、前述の二つのインバータ２０
０，４００を制御する。両インバータ２００，４００は
並列にバッテリ６００に接続されており、バッテリ６０
０は両インバータ２００，４００と電力の授受を行っ
て、車両用駆動装置の発電作用による充電や電動作用に
必要な給電を行う。

【００３８】ここで、第１ロータ１２１０と第２ロータ
１３１０との間には、内周磁気回路が形成されて、トル
クの授受が行われる。そして、第１ロータ１２１０と第
２ロータ１３１０との間では回転数が通常は異なってい
るので、エンジン１００に接続されている第１ロータ１
２１０から駆動輪７００に接続されている第２ロータ１
３１０に至る間に、ロータ回転数の調整が行われている
ものと見なすことができる。それゆえ、第２ロータ１３
１０の主界磁磁石１３２０および内側副界磁磁石１２２
０を含む部分と第１ロータ１２１０とをもって、回転数
調整部１２００と呼ぶことにする。

【００３９】一方、第２ロータ１３１０とステータ１４
１０との間には、外周磁気回路が形成されてトルクの授
受が行われる。そして、ステータ１４１０が第２ロータ
１３１０に及ぼすトルクによって、第１ロータ１２１０
が第２ロータ１３１０に及ぼすトルクにつき、適正な第
２ロータ１３１０のトルクに対する過不足の調整が行わ
れる。それゆえ、第２ロータ１３１０の主界磁磁石１３
２０および外側副界磁磁石１４２０を含む部分とステー
タ１４１０とをもって、トルク調整部１４００と呼ぶこ
とにする。

【００４０】なお、第１ロータ１２１０の回転方向と第
２ロータ１３１０の回転方向とは、通常時すなわち搭載
車両の前進時には、同一方向である。（実施例１の要部構成）本実施例の車両用駆動装置１０
００の要部は、図２に示すように、同軸に配設されてい
る第１ロータ１２１０、第２ロータ１３１０およびステ
ータ１４１０から構成されている。

【００４１】前述のように、第１ロータ１２１０の入力
軸１２１３はエンジン出力軸１１０（図１参照）に接続
されており、第１ロータ１２１０は回転自在に軸支され
ている。また、第２ロータ１３１０は駆動輪７００（図
１参照）に接続されて、回転自在に軸支されている。そ
して第１ロータ１２１０の回転方向と第２ロータ１３１
０の回転方向とは、通常時には同一方向である。一方、
ステータ１４１０は、エンジン１００に対して固定され
ている前部フレーム１７１０（図１参照）に収容され
て、固定保持されている。

【００４２】第１ロータ１２１０の要部は、入力軸１２
１３と、入力軸１２１３の周囲に軸長方向に積層された
多数枚の電磁鋼板からなるロータコア１２１２と、ロー
タコア１２１２のスロット１２１２ａに巻装されている
ロータ巻線１２１１とから構成されている。一方、ステ
ータ１４１０は、軸長方向に積層された多数枚の電磁鋼
板からなるステータコア１４１２と、ステータコア１４
１２のスロット１４１２ａに巻装されているステータ巻
線１４１１とから構成されている。

【００４３】本実施例で特徴的である第２ロータ１３１
０の要部の構成については、以下に詳説する。第２ロー
タ１３１０の要部は、主界磁磁石１３２０、内側副界磁
磁石１２２０および外側副界磁磁石１４２０と、これら
各界磁磁石を所定の位置に保持しているロータヨーク１
３１１と、ロータヨーク１３１１を貫通している複数の
軟磁性体からなる固定ピン１３３３とから構成されてい
る。

【００４４】すなわち、主界磁磁石１３２０は、ロータ
ヨーク１３１１内に周方向に所定間隔を空けて配設さ
れ、半径方向に交番に磁極を向けて外周界磁および内周
界磁を形成する偶数個の永久磁石である。ここで、固定
ピン１３３３は、互いに隣り合う主界磁磁石１３２０の
中間部分で、積層電磁鋼板からなるロータヨーク１３１
１に打ち抜かれている貫通孔であるピン孔に締まり嵌め
で圧入されており、ロータヨーク１３１１を一体的に連
結している。また、固定ピン１３３３は、前述のように
軟磁性体から形成されているので、磁路を形成するロー
タヨーク１３１１の一部になって磁束を通す作用を担っ
ている。

【００４５】一方、外側副界磁磁石１４２０および内側
副界磁磁石１２２０は、近接している主界磁磁石１３２
０とほぼ同一の方向に磁極を向けており、両者１４２
０，１２２０で一組になっいる。そして、外側副界磁磁
石１４２０および内側副界磁磁石１２２０は、各主界磁
磁石１３２０の両端部に近接して、それぞれ二組ずつが
配設されている。

【００４６】すなわち、外側副界磁磁石１４２０および
内側副界磁磁石１２２０は、一端が近接する主界磁磁石
１３２０の周方向端部に近接し、他端が互いに遠心方向
および求心方向に分かれて配設され、それぞれロータヨ
ーク１３１１に保持されている。外側副界磁磁石１４２
０および内側副界磁磁石１２２０の上記他端は、固定ピ
ン１３３３を挟むようにして互いに距離を空けて配設さ
れている。主界磁磁石１３２０、内側副界磁磁石１２２
０および外側副界磁磁石１４２０は、いずれも平板状で
あって断面が矩形の永久磁石ブロックからなる。

【００４７】ここで、外側副界磁磁石１４２０の厚さと
内側副界磁磁石１２２０の厚さとの和は、主界磁磁石１
３２０の厚さよりも厚いことが望ましい。また、外側副
界磁磁石１４２０の厚さおよび内側副界磁磁石１２２０
の厚さのうち少なくとも一方は、主界磁磁石１３２０の
厚さ未満であることが望ましい。すなわち、主界磁磁石
１３２０の厚さをＴとし、内側副界磁磁石１２２０およ
び外側副界磁磁石１４２０の厚さをそれぞれｔ₁，ｔ₂
とすると、ｔ₁＜Ｔ＜（ｔ₁＋ｔ₂）またはｔ₂＜Ｔ＜
（ｔ₁＋ｔ₂）であることが望ましい。それゆえ本実施例
では、内側副界磁磁石１２２０の厚さおよび外側副界磁
磁石１４２０の厚さは、ともに主界磁磁石１３２０の厚
さの７割程度に設定されている。

【００４８】ロータヨーク１３１１は、中空円筒状に積
層された多数の電磁鋼板からなり、所定の位置に打ち抜
かれた所定の大きさの矩形の貫通孔に主界磁磁石１３２
０、内側副界磁磁石１２２０および外側副界磁磁石１４
２０を保持している。なお、これらの矩形の貫通孔の隅
の部分には、磁束が漏洩しないようにするために、空隙
部１３１１ａ〜１３１１ｄが形成されている。

【００４９】すなわち、主界磁磁石１３２０と外側副界
磁磁石１４２０との間には、空隙部１３１１ｂが形成さ
れており、主界磁磁石１３２０とは反対側の外側副界磁
磁石１４２０の二つの角部に接して二ヶ所の空隙部１３
１１ａが形成されている。同様に、主界磁磁石１３２０
と内側界磁磁石１２２０との間には、空隙部１３１１ｄ
が形成されており、主界磁磁石１３２０とは反対側の内
側副界磁磁石１２２０の二つの角部に接して二ヶ所の空
隙部１３１１ｃが形成されている。

【００５０】さらに、主界磁磁石１３２０、内側副界磁
磁石１２２０および外側副界磁磁石１４２０を通らずに
第２ロータ１３１０を貫通する磁路の形成を防止するた
めに、ロータヨーク１３１１には外周溝１３１１ｆおよ
び内周溝１３１１ｇが形成されている。すなわち、ロー
タヨーク１３１１の外周面には、互いに隣り合う二つの
外側副界磁磁石１４２０の間に外周溝１３１１ｆが形成
されて、その部分の磁路抵抗を増している。同様に、ロ
ータヨーク１３１１の内周面には、互いに隣り合う二つ
の内側副界磁磁石１２２０の間に内周溝１３１１ｇが形
成されて、その部分の磁路抵抗を増している。

【００５１】また、複数本の固定ピン１３３３は、積層
電磁鋼板からなるロータヨーク１３１１に打ち抜かれた
円形の貫通孔を軸長方向に貫通し、主界磁磁石１３２
０、内側副界磁磁石１２２０および外側副界磁磁石１４
２０とロータヨーク１３１１とを一体に固定している。
そして各固定ピン１３３３は、例えば軟磁性の鋼材から
なる丸棒であり、打ち抜きで形成されているロータヨー
ク１３１１のピン孔を貫通して配設されている。なお、
固定ピン１３３３の外周面はローレット仕上げされてお
り、組立過程において固定ピン１３３３はロータヨーク
１３１１のピン孔に圧入固定されている。

【００５２】固定ピン１３３３の外径とピン孔の内径と
は、やや締まりばめ気味に公差が設定されている。それ
ゆえ、固定ピン１３３３のローレット仕上げの効果とも
相まって、ロータヨーク１３１１とそれを固定している
固定ピン１３３３との間にガタがないので、第２ロータ
１３１０が偏心する恐れがない。したがって、固定ピン
１３３３のガタに起因して、第２ロータ１３１０の内外
のエアギャップが詰まってしまったり、第２ロータ１３
１０のダイナミックバランスが崩れてしまったりする恐
れがなくなる。

【００５３】第２ロータ１３１０のロータヨーク１３１
１を透過する磁束の状態には、様々な場合があり得る。
たとえば、同じく図２に示すように、第２ロータ１３１
０の磁束Φ1 ，Φ2 がそのまま第１ロータ１２１０およ
びステータ１４１０に同等に達している場合がある。す
なわちこの場合には、磁束Φ1 は、第２ロータ１３１０
の主界磁磁石１３２０を貫通して、ステータ１４１０と
第１ロータ１２１０とを通る閉磁路を形成している。ま
た、磁束Φ2 は、第２ロータ１３１０の内側副界磁磁石
１２２０および外側副界磁磁石１４２０を貫通して、ス
テータ１４１０と第１ロータ１２１０とを通る閉磁路を
形成している。

【００５４】一方、図３に示すように、ステータ１４１
０側からの磁束の一部Φ2 ’が、第２ロータ１３１０の
ロータヨーク１３１１の一部と互いに隣り合う二つの外
側副界磁磁石１４２０とをバイパスして、比較的短い閉
磁路を形成している場合もある。この場合には、内側副
界磁磁石１２２０が形成する内周界磁は、第１ロータ１
２１０のロータ巻線１２１１が生成する回転界磁によっ
て相殺されており、第１ロータ１２１０と第２ロータ１
３１０との間でより強い相互作用（磁気トルク）が働い
ている。

【００５５】逆に、図４に示すように、第１ロータ１２
１０側からの磁束の一部Φ2 ”が、第２ロータ１３１０
のロータヨーク１３１１の一部と互いに隣り合う二つの
内側副界磁磁石１２２０とをバイパスして、比較的短い
閉磁路を形成している場合もある。この場合には、外側
副界磁磁石１４２０が形成する外周界磁は、ステータ１
４１０のステータ巻線１４１１が生成する回転界磁によ
って相殺されており、第２ロータ１３１０にはステータ
１４１０からより強い磁気トルクが及ぼされている。

【００５６】すなわち、本実施例では、主界磁磁石１３
２０、内側副界磁磁石１２２０および外側副界磁磁石１
４２０に安価な平板状の永久磁石を使用しながら、中空
円筒状の第２ロータ１３１０の要部の厚みを必要最小限
に抑制することができる。その理由は、内側副界磁磁石
１２２０および外側副界磁磁石１４２０が、それぞれバ
イパス磁路を形成することができるので、第２ロータ１
３１０の構成が合理的だからである。さらに、内側界磁
磁石１２２０Ａおよび外側界磁磁石１４２０Ａを別個に
もつ先行技術（図９参照）に比べて、本実施例では両者
を兼務する主界磁磁石１３２０を採用しているので、永
久磁石の使用量を全体として節減することができる。

【００５７】以下では再び図２を参照して、なお本実施
例の車両用駆動装置１０００の要部について説明する。
ロータヨーク１３１１のうち外周部は、第２ロータ１３
１０の外周面にｑ軸方向（周方向）の磁路を形成してお
り、ステータ１４１０の変動磁界によりリラクタンスト
ルクを発生させる作用がある。また、ロータヨーク１３
１１のうち内周部は、第２ロータ１３１０の内周面にｑ
軸方向の磁路を形成しており、第１ロータ１２１０の変
動磁界によりリラクタンストルクを発生させる作用があ
る。それゆえ、ロータヨーク１３１１は、各界磁磁石１
２２０，１３２０，１４２０を保持する構造部材である
だけではなく、電磁的にも有効に作用する機能部材でも
ある。

【００５８】最後に、第１ロータ１２１０と第２ロータ
１３１０との間のエアギャップと、第２ロータ１３１０
とステータ１４１０との間のエアギャップとについて言
及する。第２ロータ１３１０の要部の外周面および内周
面は、積層鋼板からなるロータヨーク１３１１により形
成されているので、軸長方向両端をエンドプレート１３
３４，１３３５で固定されている状態で容易に切削ない
し研削加工ができる。それゆえ、第１ロータ１２１０の
外径に合わせてロータヨーク１３１１の内周面を加工
し、最小限のエアギャップを精度良く形成することが可
能である。または、第２ロータ１３１０のロータヨーク
１３１１の内径に合わせて第１ロータ１２１０の外周面
を加工し、最小限のエアギャップを精度良く構成するこ
とも可能である。同様に、ステータ１４１０の内径に合
わせてロータヨーク１３１１の外周面を加工し、ロータ
ヨーク１３１１の外径を適正に形成して、最小限のエア
ギャップを精度良く形成することが可能である。

【００５９】したがって、最小限の両エアギャップをも
って第１ロータ１２１０、第２ロータ１３１０およびス
テータ１４１０からなる二重構造の回転電機を構成する
ことができるので、本実施例の車両用駆動装置１０００
の直径はより小さく抑制される。また、両エアギャップ
が狭い分だけそこを横切る磁気回路の効率が向上し（磁
気抵抗が減り）、本実施例の車両用駆動装置１０００の
回転電機としての性能も向上する。

【００６０】（実施例１の作用）本実施例の車両用駆動
装置１０００は、以上のように構成されているので、エ
ンジン１００の軸出力を駆動輪７００に伝達し適宜に軸
出力を増したり発電したりする車両用駆動装置１０００
として、以下のような作用を発揮する。再び図１を参照
しつつ読み進められたい。

【００６１】先ず、エンジン１００の軸出力（すなわち
入力軸１２１３への入力）が回転数２ｎ［ｒｐｍ］×ト
ルクｔ［Ｎｍ］であり、第２ロータ１３１０からの軸出
力を回転数ｎ［ｒｐｍ］×トルク２ｔ［Ｎｍ］に変換し
たい場合を想定する。この場合、第１ロータ１２１０か
ら第２ロータ１３１０へ軸出力が変換されるにあたり、
回転数調整部１２００では発電作用が行われ、逆にトル
ク調整部１４００では電動作用が行われて、軸出力の変
換（トルクコンバート）が行われる。

【００６２】すなわち、第１ロータ１２１０が回転数２
ｎで回転しているのに対し、第２ロータ１３１０は回転
数ｎでしか回転していないので、第１ロータ１２１０は
第２ロータ１３１０から制動作用を受けていることにな
る。その際、第１ロータ１２１０に加えられている軸出
力のトルクはｔでしかないから、第１ロータ１２１０か
ら第２ロータ１３１０へのトルク伝達量はｔに限定され
る。したがって、以下の説明では簡単化のために電磁気
的な損失を無視して考えると、第１ロータ１２１０では
回転数（２ｎ−ｎ＝ｎ）×トルクｔ＝エネルギーｎｔの
発電が行われる。言い換えると、ＥＣＵ５００は、イン
バータ２００を制御して第１ロータ１２１０にエネルギ
ーｎｔだけの発電を行わせる。

【００６３】第１ロータ１２１０で発電された電気エネ
ルギーｎｔは、インバータ２００を介して、二つのイン
バータ２００，４００、バッテリ６００およびＥＣＵ５
００からなる外部回路に導入される。そして、上記電気
エネルギーｎｔは、同外部回路からインバータ４００を
介してステータ１４１０に供給され、トルク調整部１４
００での電動作用により第２ロータ１３１０に対してト
ルクｔを及ぼす。言い換えると、ＥＣＵ５００は、イン
バータ４００を制御してステータ１４１０の回転磁界を
形成し、回転数ｎで回転している第２ロータ１３１０に
対して回転方向にトルクｔを加える。

【００６４】ここで、前述のようなインバータ２００，
４００の制御は、回転角センサ１９１１，１９１２によ
る第１ロータ１２１０および第２ロータ１３１０のそれ
ぞれの回転角の測定値に基づいて行われる。すなわち、
ＥＣＵ５００で両回転角に基づいて適正な界磁制御計算
が行われ、インバータ２００，４００に対して、第１ロ
ータ１２１０およびステータ１４１０への通電タイミン
グが、適正に指示される。

【００６５】その結果、回転数ｎで回転している第２ロ
ータ１３１０に対し、第１ロータ１２１０からのトルク
ｔとステータ１４１０からのトルクｔとで、合計２ｔの
トルクが回転方向にかかる。したがって、第１ロータ１
２１０の軸入力２ｎｔ（回転数２ｎ×トルクｔ）は、第
２ロータ１３１０の軸出力２ｎｔ（回転数ｎ×トルク２
ｔ）に減速変換される。

【００６６】次に、先ほどとは逆に、エンジン１００の
軸出力（すなわち入力軸１２１３への入力）が回転数ｎ
［ｒｐｍ］×トルク２ｔ［Ｎｍ］であり、第２ロータ１
３１０からの軸出力を回転数２ｎ［ｒｐｍ］×トルクｔ
［Ｎｍ］に変換したい場合を想定する。この場合、第１
ロータ１２１０から第２ロータ１３１０へ軸出力が変換
されるにあたり、回転数調整部１２００では電動作用が
行われ、逆にトルク調整部１４００では発電作用が行わ
れて、軸出力の変換が行われる。

【００６７】すなわち、第１ロータ１２１０が回転数ｎ
で回転しているのに対し、第２ロータ１３１０は回転数
２ｎで回転するので、第１ロータ１２１０は第２ロータ
１３１０を加速する方向に電動作用を及ぼすことにな
る。その際、第１ロータ１２１０に加えられている軸出
力のトルクは２ｔであるから、このトルクを吸収するた
めには第１ロータ１２１０から第２ロータ１３１０への
トルク伝達量は２ｔでなければならない。したがって、
第１ロータ１２１０では回転数（２ｎ−ｎ＝ｎ）×トル
ク２ｔ＝エネルギー２ｎｔの電動作用が行われる。言い
換えると、ＥＣＵ５００は、インバータ２００を制御し
て第１ロータ１２１０にエネルギー２ｎｔもの電動作用
を行わせる。

【００６８】第１ロータ１２１０での電動作用に要する
電気エネルギー２ｎｔは、インバータ２００を介して、
上記外部回路から供給される。そして、上記電気エネル
ギー２ｎｔは、同外部回路へインバータ４００を介して
ステータ１４１０から供給されている。すなわち、ステ
ータ１４１０は、ステータ１４１０を含むトルク調整部
１４００での発電作用により、回転数２ｎで回転してい
る第２ロータ１３１０に対してトルクｔの制動を及ぼ
す。言い換えると、ＥＣＵ５００は、インバータ４００
を制御してステータ１４１０の回転磁界を形成し、回転
数２ｎで回転している第２ロータ１３１０に対して回転
方向とは逆方向にトルクｔを加えて、ステータ１４１０
で発電を行わせる。

【００６９】その結果、回転数２ｎで回転している第２
ロータ１３１０に対し、第１ロータ１２１０から加わる
トルク２ｔと、ステータ１４１０から加わる制動トルク
ｔとの差で、結局ｔのトルクが回転方向にかかる。した
がって、第１ロータ１２１０の軸入力２ｎｔ（回転数ｎ
×トルク２ｔ）は、第２ロータ１３１０の軸出力２ｎｔ
（回転数２ｎ×トルクｔ）に増速変換される。

【００７０】この増速変換と前述の減速変換とを比較す
ると、この増速変換では外部回路を介して伝達される電
気エネルギーは２ｎｔであり、前述の減速変換において
外部回路を介して伝達される電気エネルギーｎｔに比べ
て倍と大きい。それゆえ、増速変換は減速変換よりも電
磁気的な損失が大きいので、本実施例の車両用駆動装置
１０００は、あまり増速変換での運用を行わず、主にや
や減速変換気味で運用するようにした方が高効率で使用
できる。したがって、エンジン１００から駆動輪７００
に至るまでのギヤ比等の設定は、車両用駆動装置１００
０をおおむね常に減速気味で運用できるようになされて
いる。

【００７１】以上では第１ロータ１２１０への軸入力と
第２ロータ１３１０からの軸出力とが等しい場合を取り
上げて説明したが、実際には上記軸入力と上記軸出力と
は一致しない場合がほとんどである。そこで、例えば上
記軸入力が上記軸出力に及ばない場合には、その差はバ
ッテリ６００からの給電によるステータ１４１０および
または第１ロータ１２１０の電動作用で補われる。逆
に、上記軸入力が上記軸出力を上回っている場合には、
ステータ１４１０およびまたは第１ロータ１２１０で発
電された電気エネルギーをもってバッテリ６００に蓄電
がなされる。

【００７２】その極端な場合の一例に、エンジンブレー
キをかけて搭載車両を制動する場合がある。この場合に
は、上記軸入力が負である以上に上記軸出力が大きく負
であり、駆動輪７００に接続されている第２ロータ１３
１０が形成する回転界磁によって、ステータ１４１０だ
けではなく第１ロータ１２１０でも発電が行われてバッ
テリ６００に蓄電される。このようにエンジンブレーキ
をかける場合には、発電作用がステータ１４１０と第１
ロータ１２１０との両方で行われ、一方に集中すること
がないので、ステータ１４１０も第１ロータ１２１０も
あまり大きな発電容量を必要とされない。それゆえ、ス
テータ１４１０も第１ロータ１２１０もともに、比較的
小型軽量に構成されうる。

【００７３】したがって、本実施例の車両用駆動装置１
０００を主にやや減速気味で運用するように搭載車両の
駆動系の設計がなされていれば、電磁気的な損失も最小
限に抑制され、極めて高効率での運用が可能になる。（実施例１の効果）本実施例の車両用駆動装置１０００
は、以上のような構成及び作用を有するので数々の効果
を有するが、それらの効果は次の四点に要約される。

【００７４】第１の効果は、従来技術よりも高速回転に
耐えうることである。すなわち、本実施例の車両用駆動
装置では、各界磁磁石１２２０，１３２０，１４２０が
ロータヨーク１３１１の内部に保持されているので、従
来技術の車両用駆動装置に比べて第２ロータ１３１０の
構造が堅牢である。それゆえ、強大な遠心力がかかって
も、各界磁磁石１２２０，１３２０，１４２０がロータ
ヨーク１３１１から外れてしまう可能性はなくなるの
で、より高速な回転に耐えることができる。

【００７５】その結果、本実施例の車両用駆動装置は、
従来技術の車両用駆動装置よりも高速回転での運用が可
能になるので、伝達する仕事率が同じであれば、従来技
術の車両用駆動装置よりも低トルクでの運用が可能にな
る。低トルクでの運用が可能になれば、車両用駆動装置
を小型軽量化することが可能になり、小型軽量化が可能
になればさらに高速回転での運用が可能になってよりい
っそうの小型軽量化が可能になる。小型軽量化は材料費
の低減につながるので、コストダウンも併せて達成され
る。

【００７６】また、従来技術の車両用駆動装置に比べ
て、本実施例の車両用駆動装置においては、各界磁磁石
１２２０，１３２０，１４２０をロータヨーク１３１１
に保持するための構成が簡素である。それゆえ、各界磁
磁石１２２０，１３２０，１４２０をロータヨーク１３
１１に保持するための部品点数および組立工数が節減さ
れ、コストダウンになる。

【００７７】したがって本実施例によれば、第２ロータ
１３１０が堅牢になって従来技術よりも高速回転での運
用が可能になるばかりではなく、従来技術よりも小型軽
量化およびコストダウンが可能になるという効果があ
る。第２の効果は、前述の先行技術に比べても、さらに
小型軽量化されていることである。

【００７８】すなわち、本実施例の車両用駆動装置で
は、前述のように第２ロータ１３１０を先行技術の車両
用駆動装置よりも薄く形成できるので、第２ロータ１３
１０およびステータ１４１０の外径をより小さく形成す
ることができる。その結果、本実施例の車両用駆動装置
は、さらに小型軽量化されるばかりではなく、小型軽量
化に伴って材料費が低減されるという効果がある。

【００７９】したがって本実施例によれば、先行技術に
比べても、さらなる小型軽量化およびコストダウンが可
能になるという効果がある。第３の効果は、応答性の向
上である。すなわち、本実施例の車両用駆動装置では、
先行技術よりも第２ロータ１３１０が軽量化されてお
り、第２ロータ１３１０の慣性モーメントが低減されて
いるので、第２ロータ１３１０の回転数の応答性が向上
していることである。第２ロータ１３１０の回転数の応
答性の向上は、とりもなおさず駆動輪の応答性の向上に
つながり、搭載車両の加速性および減速性の向上につな
がる。また、前述のように、本実施例では従来技術より
も先行技術よりも車両用駆動装置が軽量化されているの
で、搭載車両も対応して軽量化され、搭載車両の俊敏性
も向上する。

【００８０】したがって本実施例によれば、車両用駆動
装置の応答性が向上するばかりではなく、搭載車両の俊
敏性も向上するという効果がある。第４の効果は、コス
トダウンである。すなわち、各界磁磁石１２２０，１３
２０，１４２０が板状の永久磁石ブロックからなるばか
りではなく、前述のように高価な永久磁石の使用量が先
行技術よりも節減されているので、製品価格のコストダ
ウンが可能である。また、従来技術よりも先行技術より
も小型軽量化されて材料費が全体的に低減されているう
えに、従来技術よりも第２ロータ１３１０の部品点数お
よび組立工数が低減されている。

【００８１】したがって本実施例によれば、車両用駆動
装置をより安価に提供することができるようになるとい
う効果がある。（実施例１の付記）前述の実施例１とは逆に、第１ロー
タ１２１０を駆動輪７００に接続し、第２ロータ１３１
０をエンジン１００に接続する構成でも、車両用駆動装
置を構成することも可能ではある。

【００８２】しかしながら、エンジンブレーキ作動時等
を除く通常の運用においては、エンジン１００の方が駆
動輪７００よりも回転数が高いことを考慮に入れれば、
車両用駆動装置１０００は減速側で運用されるべきもの
である。すると、前述の構成では実施例１とは逆に、第
１ロータ１２１０の回転数が第２ロータ１３１０の回転
数よりも低くなり、電磁的な損失が増えるので第２ロー
タ１３１０から第１ロータ１２１０への動力伝達効率は
あまり高いとは言えない。

【００８３】かといって、エンジン１００から第２ロー
タ１３１０に至るまでに減速比の大きい減速機を挿置す
れば、第１ロータ１２１０の回転数を第２ロータ１３１
０の回転数よりも高くできるが、新たに二つの不都合を
生じる。第１の不都合は、減速機による機械的な損失が
大きくなることと、減速機の重量及び容積が増えて小型
軽量化の妨げになることである。第２の不都合は、車両
用駆動装置が低速回転で強大なトルクを伝達するように
なるので、車両用駆動装置自身を小型軽量化するのが難
しくなり、やはり小型軽量化の妨げになることである。

【００８４】それゆえ、エンジン１００および駆動輪７
００と第１ロータ１２１０および第２ロータ１３１０と
の接続は、前述の実施例１のようにするのがほとんどの
面で実効性が高い。また、通常の運用時すなわち車両の
前進時に、第１ロータ１２１０と第２ロータ１３１０と
が逆方向に回転するように構成することも可能ではあ
る。しかし、このような構成では電磁的な損失も機械的
な損失も大きくなり、動力伝達効率の低下をきたすの
で、好ましいことではない。

【００８５】なお、エンジン１００としては、ガソリン
エンジンやディーゼルエンジンなどのレシプロエンジン
に限定される必要はなく、ロータリエンジンやターボシ
ャフトエンジンなどであっても良く、極論すれば蒸気機
関などであっても良い。［実施例２］（実施例２の構成）本発明の実施例２としての車両用駆
動装置は、図５に示すように、実施例１とほぼ同様の構
成であるが、第２ロータ１３１０’の構成だけが実施例
１の第２ロータ１３１０の構成と異なっている。すなわ
ち、本実施例の第２ロータ１３１０’は、内側副界磁磁
石１２２０および外側副界磁磁石１４２０を有せず、そ
の代わり周方向の幅が増した主界磁磁石１３２０’を持
つ。

【００８６】第２ロータ１３１０’の要部は、偶数個の
主界磁磁石１３２０’と、主界磁磁石１３２０’を保持
しているロータヨーク１３１１’と、複数の固定ピン１
３３３とから構成されている。主界磁磁石１３２０’
は、平板状の永久磁石ブロックからなり、周方向に所定
間隔を空けて配設され、半径方向に交番に磁極を向けて
外周界磁および内周界磁を形成している。ロータヨーク
１３１１’は、主界磁磁石１３２０’が挿置されている
貫通孔と、同貫通孔と同数のピン孔とが形成された中空
円筒状に積層された多数の電磁鋼板からなる。固定ピン
１３３３は軟磁性体からなり、各ピン孔は互いに隣り合
う主界磁磁石１３２０’の端部の間に適正なロータヨー
ク１３１１’の肉厚を残して形成されている。ロータヨ
ーク１３１１’は、主界磁磁石１３２０’および固定ピ
ン１３３３を保持している。一方、固定ピン１３３３
は、ロータヨーク１３１１’を各主界磁磁石１３２０’
の間で軸長方向に貫通し、全ての主界磁磁石１３２０’
とロータヨーク１３１１’とを一体に固定している。

【００８７】ロータヨーク１３１１’の主界磁磁石１３
２０’を保持している貫通孔の四隅には、磁束の漏洩を
防止するために適正な大きさの空隙部１３１１ｅが形成
されている。一方、主界磁磁石１３２０’の断面形状は
矩形である。また、ロータヨーク１３１１’の外周面お
よび内周面には、実施例１と同様に、それぞれ外周溝１
３１１ｆおよび内周溝１３１１ｇが形成されて、磁束の
周方向への漏洩を防止している。

【００８８】（実施例２の作用）第２ロータ１３１０の
ロータヨーク１３１１’を透過する磁束の状態には、実
施例１の場合と同様に、様々な場合があり得る。たとえ
ば、同じく図５に示すように、第２ロータ１３１０’の
磁束Φ1 ，Φ2がそのまま第１ロータ１２１０およびス
テータ１４１０に同等に達している場合がある。すなわ
ちこの場合には、磁束Φ1 ，Φ2 は、第２ロータ１３１
０’の主界磁磁石１３２０’を貫通して、ステータ１４
１０と第１ロータ１２１０とを通る閉磁路を形成してい
る。

【００８９】一方、図６に示すように、ステータ１４１
０側からの磁束の一部Φ2 ’が、第２ロータ１３１０’
のロータヨーク１３１１’の一部と互いに隣り合う二つ
の主界磁磁石１３２０’の端部とをバイパスして、比較
的短い閉磁路を形成している場合もある。この場合に
は、主界磁磁石１３２０’の両端部が形成する内周界磁
は、第１ロータ１２１０のロータ巻線１２１１が生成す
る回転界磁によって相殺されており、第１ロータ１２１
０と第２ロータ１３１０’との間により強い相互作用
（磁気トルク）が働いている。

【００９０】逆に、図７に示すように、第１ロータ１２
１０側からの磁束の一部Φ2 ”が、第２ロータ１３１
０’のロータヨーク１３１１’の一部と互いに隣り合う
二つの主界磁磁石１３２０’の端部とをバイパスして、
比較的短い閉磁路を形成している場合もある。この場合
には、主界磁磁石１３２０’の端部が形成する外周界磁
は、ステータ１４１０のステータ巻線１４１１が生成す
る回転界磁によって相殺されており、第２ロータ１３１
０’にはステータ１４１０からより強い磁気トルクが及
ぼされている。

【００９１】すなわち、本実施例の車両用駆動装置で
は、第２ロータ１３１０’の主界磁磁石１３２０’に安
価な平板状の永久磁石を使用しながら、中空円筒状の第
２ロータ１３１０’の要部の厚みを実施例１よりもさら
に抑制することができる。その理由は、主界磁磁石１３
２０’の端部が、それぞれバイパス磁路を形成すること
ができるので、実施例１とほぼ同様の磁路を形成するこ
とができるからである。さらに、内側界磁磁石１２２０
Ａおよび外側界磁磁石１４２０Ａを別個にもつ先行技術
（図９参照）に比べて、本実施例では両者を兼務する主
界磁磁石１３２０だけを採用しているので、永久磁石の
使用量を大幅に節減することができる。

【００９２】以上のように、本実施例でも実施例１とほ
ぼ同様の磁路を形成することができるので、本実施例の
車両用駆動装置でも実施例１と同様に効率的な動力伝達
作用が発揮される。（実施例２の効果）以上詳述したように、本実施例では
第２ロータ１３１０’の構成が極めて簡素でありなが
ら、前述の実施例１とほぼ同様の作用が得られるので、
実施例１とほぼ同等の効果も得られる。

【００９３】そればかりではなく、本実施例では第２ロ
ータ１３１０’の構成が簡素化されているので、実施例
１を上回る小型軽量化、高応答特性およびコストダウン
等の効果が得られる。（実施例２の変形態様１）本実施例の変形態様１とし
て、図８に示すように、第２ロータ１３１０”に保持さ
れた主界磁磁石１３２０”は、外周面および内周面がそ
れぞれの半径の曲率をもって湾曲した永久磁石ブロック
からなる車両用駆動装置の実施が可能である。本変形態
様でも、ロータヨーク１３１１”貫通孔の四隅にはそれ
ぞれ空隙部１３１１ｅが形成されており、主界磁磁石１
３２０”を通る磁束が漏れないようになっている。ま
た、ロータヨーク１３１１”の外周面および内周面に
は、それぞれ外周溝１３１１ｆおよび内周溝１３１１ｇ
が形成されており、主界磁磁石１３２０”を通る磁束が
周方向へ漏れないようになっている。

【００９４】本変形態様では、主界磁磁石１３２０”が
第２ロータ１３１０”の曲率に沿った一次曲面からなる
内周面および外周面を有するので、第２ロータ１３１
０”をさらに薄く形成することが可能になる。その結
果、さらなる小型軽量化および高応答特性等の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１としての車両用駆動装置の全体構成
を示す側断面図

【図２】実施例１としての車両用駆動装置の要部構成
を示す端面図

【図３】実施例１の車両用駆動装置の磁路の一例を示
す端面図

【図４】実施例１の車両用駆動装置の磁路の他の例を
示す端面図

【図５】実施例２としての車両用駆動装置の要部構成
を示す端面図

【図６】実施例２の車両用駆動装置の磁路の一例を示
す端面図

【図７】実施例２の車両用駆動装置の磁路の他の例を
示す端面図

【図８】実施例２の変形態様１の車両用駆動装置の要
部構成を示す端面図

【図９】先行技術としての車両用駆動装置の要部構成
を示す端面図

【符号の説明】

１００：エンジン１１０：エンジン出力軸２００，４００：インバータ５００：ＥＣＵ６
００：バッテリ７００：駆動輪（タイヤ／ホイール）１０００：車両用駆動装置、トルク−回転数コンバータ
（Ｔ−Ｓコンバータ）１２００：回転数調整部１２１０：第１ロータ（第１回転子）１２１１：ロータ巻線１２１２：ロータコア（積層電磁鋼板製）１２１２
ａ：スロット１２１３：第１ロータ軸（入力軸）１２１３ａ：内
部ギヤ１３１０，１３１０’，１３１０”：第２ロータ（第２
回転子）１３１１：ロータヨーク（積層電磁鋼板製）１３１１ａ〜１３１１ｅ：空隙部１３１１ｆ：外周溝１３１１ｇ：内周溝１３３１：前部ロータフレーム１３３１ａ：内部ギ
ヤ１３３２：後部ロータフレーム１３３３：固定ピン（軟磁性鋼製）１３３４，１３３５：エンドプレート１３２０，１３２０’，１３２０”：主界磁磁石（永久
磁石）１２２０：内側副界磁磁石（板状の永久磁石）１４２０：外側副界磁磁石（板状の永久磁石）１４００：トルク調整部１４１０：ステータ（固定子）１４１１：ステータ巻線１４１２：ステータコア（積層電磁鋼板製）１４１
２ａ：スロット１５１０〜１５１４：ベアリング１６００：ブラシ部１６１０：ブラシホルダ１６２０：ブラシ１６３０：スリップリング１６５０：絶縁部１６６０：リード部１７１０：前部フレーム（機枠）１７２０：後部フ
レーム（機枠）１８００：減速部１８１１，１８１２：ギヤ１９００：ディファレンシャルギヤ部１９１１，１９１２：回転角センサ１９２０：カバ
ーケース Φ₁，Φ₂，Φ₂’，Φ₂”：磁束

フロントページの続きＦターム(参考） 5H111 BB06 CC14 CC23 CC30 DD11 FF04 FF13 GG02 GG06 GG10 GG15 HA02 HA03 HA05 HB03 HB05 JJ05 JJ06 JJ07 5H607 BB01 BB09 BB14 BB26 CC01 DD02 DD16 EE43 FF24 GG04 GG08 HH03 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 GA12 GA16 GA20 HH05 JK02 JK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータコアおよびステータ巻線をもち、
機枠に固定されているステータと、ロータコアおよびロータ巻線をもち、エンジン出力軸と
接続されてこのステータと同軸に軸支され、所定の間隔
を空けてこのステータに対向している第１ロータと、駆動輪の駆動軸と接続されてこのステータと同軸に軸支
され、外周界磁を形成している外周面でこのステータに
対向し、内周界磁を形成している内周面でこの第１ロー
タに対向している第２ロータと、を有する車両用駆動装
置において、前記第２ロータは、周方向に所定間隔を空けて配設され、半径方向に交番に
磁極を向けて前記外周界磁および前記内周界磁を形成す
る複数の主界磁磁石と、中空円筒状に積層された多数の電磁鋼板からなり、これ
らの主界磁磁石を保持しているロータヨークとを有し、前記第１ロータと前記第２ロータとの間に内周磁気回路
が形成されてトルクの授受が行われ、前記第２ロータと前記ステータとの間に外周磁気回路が
形成されてトルクの授受が行われ、前記第１ロータの回転方向と前記第２ロータの回転方向
とは、搭載車両の前進時に同一方向であるこ小型軽量
化、高応答特性とを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】前記主界磁磁石は、平板状の永久磁石ブロ
ックからなる、請求項１記載の車両用駆動装置。
【請求項３】前記主界磁磁石は、外周面および内周面が
それぞれの半径の曲率をもって湾曲した永久磁石ブロッ
クからなる、請求項１記載の車両用駆動装置。
【請求項４】前記第２ロータは、近接した前記主界磁磁石に磁極の方向が一致しており、
一端がこれらの主界磁磁石の周方向端部に近接し、他端
が互いに遠心方向および求心方向に分かれて配設され、
それぞれ前記ロータヨークに保持されている外側副界磁
磁石および内側副界磁磁石を、前記各主界磁磁石について二組ずつ有する、請求項１記載の車両用駆動装置。
【請求項５】前記外側副界磁磁石の厚さと前記内側副界
磁磁石の厚さとの和は、前記主界磁磁石の厚さよりも厚
く、該外側副界磁磁石の厚さおよび該内側副界磁磁石の厚さ
のうち少なくとも一方は、該主界磁磁石の厚さ未満であ
る、請求項４記載の車両用駆動装置。
【請求項６】前記主界磁磁石、前記外側副界磁磁石およ
び前記内側副界磁磁石は、いずれも平板状の永久磁石ブ
ロックからなる、請求項４記載の車両用駆動装置。