JPH08298748A

JPH08298748A - モーター装置

Info

Publication number: JPH08298748A
Application number: JP7134632A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Suzuki; 成人鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】モーターのトルク・回転数の特性を生かしつ
つ、機械的構造でエネルギー損失を少なくでき、駆動
中、出力の回転が外部の負荷により止められたり、逆回
転させられても、回転力を維持しながら、モーターの運
転が続行できるモーター装置を提供する。【構成】第１、第２の２つのモーターと、差動装置を備
え、差動回転する３つの回転軸を有し、各々第１、第２
モーターの回転軸、駆動出力軸に接続され、第１、第２
モーターの回転軸とは差動装置を介して接続される。１
つのモーターを駆動モーターとして作動させ、他方を発
電機として作動させる。２つのモーターは互いに逆回転
して、その差動出力から駆動出力を得、さらに発電機と
して作動させる該モーターの回転軸をロック（固定）さ
せるブレーキ装置を該回転軸に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動力用のモーターとして
広く産業全般に利用されるモーター装置に関する。ま
た、応用分野として、小型油圧駆動システムの代用とし
て油圧駆動される装置の油圧に替わる駆動装置として広
く産業全般に利用可能である。また、他の応用分野とし
て、機械的外部インターフェースの駆動入力と駆動出力
の回転差を利用して無段変速装置として利用可能であ
る。

【０００２】

【従来の技術】出力回転数、出力トルクが広範囲に変化
する動力用モーターは、特に、車両等の動力源としての
電気モーター装置は、変速器を用いずにダイレクトに駆
動するか変速器を用いるかしてして使用される。従来技
術で、電気モーターを変速器なしで、車軸にダイレクト
に結合して用いた場合、高性能モーターほど、内部抵抗
が小さいため低速での扱いが難しいものである。直流モ
ーターは回転数が０のときに最も大きなトルクを生じ
る。回転数が上昇するに伴いトルクは低下し、無負荷状
態で高回転になった場合、ほとんどトルクを発生せずに
０に近付く。このＴ−Ｎ関係をグラフにしたのが、図１
のＴ−Ｎカーブであり、トルクの増大に反比例する形で
がＮが減少する。これと同様に、モーター特性を知る上
で重要なものは、図２のＴ−Ｉカーブである。即ち、Ｔ
の増大に比例してＩが増大していく。つまりトルクが大
きくなる程電流の消費が高まり、同時に電流を高めるこ
とでトルクも高められる。そして、高性能のモーター
は、Ｔ−Ｎカーブの勾配が非常に急激であり、高性能の
モーターの最大トルクは定格トルクの４．５倍以上とい
う非常に大きなものになり、それだけ、大量の電流が流
れる。トルクは、Ｔ＝ＫＩで、即ち、Ｋはトルク定数、
Ｉは電流、Ｅは電流、モーター内の抵抗＝Ｒとする。す
ると、Ｉ＝Ｅ／Ｒであり、モーターに電流が流れること
により発生する損失はＷ＝ＲＩ^２で、これはコイル巻線
で発生する熱となる。高性能のモーターでは、最大トル
クのゼロ回転の場合、最大トルクを長時間維持すると大
きな電流が流れて、加熱し、やがてショートして煙を出
してしまう。特に、高性能モーターでは、電気的抵抗が
低いことにより電流が流れやすい性質を備えているの
で、低回転域での使用は困難である。また、電流がカッ
トされるべき回転数以下での使用は、渦電流や銅損によ
る損失と加熱が大きくなる高性能なモーターほど取り扱
いが困難である。その上回転数が下がった場合、一層大
きな電流が流れてしまう。従って、高性能モーターでは
負荷条件によって早く電流カットを行う必要がある。即
ち、モータードライバーには、電流を一定値以内に抑え
る制御回路が組み込まれる。従って、うまく電流をカッ
トできなかったり、電子回路にノイズが入って制御に失
敗したときなど、過大な電流が流れてモーターを破損し
てしまう可能性があり取り扱いが困難である。一般的
に、動力用モーターを広い回転範囲でしかも高負荷の状
態で使用する場合で、急激な外部負荷の変化があった場
合（例えば、むりやり逆回転させられたときなど）、従
来のモーターでは、過電流により破損するか、電源装置
に負担が大きくかかる。電圧制御などにより、回転速度
の制御は可能であるが、回転や電流を常に検出して制御
する必要があり、熱などにより制御装置が暴走した場合
もモーターを破損するか、電源装置に過負荷をかける
か、また制御応答性が悪いと、電力消費も高くなる。ま
た、大電力用モーターでは、電圧制御による高トル
ク、”０”回転時の運転が困難で、大電力を扱うので、
熱対策や装置が複雑になり、また、制御装置が高価にな
り、誤動作もしやすくなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、特に直流モーター
の場合は、モーターの優れたトルク・回転数の特性を生
かしつつ、短所である、高トルクで、０回転時又は低速
回転時の過電流や損失を、電源電圧制御によらないで、
機械的構造でエネルギー損失を少なくできるモーター装
置を提供することを目的とする。また、本発明は、モー
ター駆動中、出力の回転が外部の負荷により止められた
り、逆回転させられても、回転力を維持しながら、モー
ターの運転が続行できるモーター装置を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１モーター、第２モー
ターの２つのモーターと、差動装置を備え、該差動装置
は、差動回転する３つの回転軸を有し、その３つの回転
軸は各々第１モーターの回転軸と第２モーターの回転
軸、駆動出力軸に接続され、即ち、第１モーターの回転
軸と第２モーターの回転軸とは差動装置を介して接続さ
れることになる。その２つのモーターの１つを駆動モー
ターとして作動させ、他方のモーターを発電モーターと
して作動させる。該２つのモーターは互いに逆回転し
て、その２つのモーターの差動出力から駆動出力を得る
ことを特徴とし、さらに発電モーターとして作動させる
該モーターの回転軸をロックさせるためのブレーキ装置
を該回転軸に設けることを特徴とするモーター装置を提
供する。該ブレーキ装置を該２つのモーター各々の回転
軸に設けることもできる。また、第１モーター、第２モ
ーター及び差動装置の回転軸を同軸上に配置し、１つの
ケースに収め、一体化することができる。そして、第１
モーター、第２モーター及び差勅装置の回転軸を同軸上
に配置し、一体化したものを、ホイール内に納めたもの
を利用できる。また、第１モーターを駆動用モーターと
して電源装置と結合し、第２モーターを発電モーターと
して発電回生装置と結合し、該発電モーターから得られ
る発電力を、該発電回生装置が昇圧及び発電量の制御を
行い、電力の回生を行うことが好適である。また、第１
モーターを駆動用モーターとして電源装置と結合し、第
２モーターを発電モーターとして利用し電源端子間に負
荷抵抗器を配線し、該負荷抵抗器で、消費させる構成と
することもできる。この場合、発電回生装置の代用とし
て、該負荷抵抗を用いることで、発電量は回生されない
が、最も簡単な回路構成であり、汎用的に利用可能とな
る。また、第２モーターの発電力を、電圧を上げる回生
装置により、第１モーターへ直接回生、駆動することが
できる。この場合は、駆動モーターの余分な出力は、発
電力として回生されるため、きわめて効率の良いモータ
ーとなる。また、第１モーター、第２モーターの２つの
モーターと、差動装置を備え、該差動装置は、差動回転
する３つの回転軸を有し、その３つの回転軸は各々第１
モーターの回転軸と第２モーターの回転軸、駆動出力軸
に接続され、即ち、第１モーターの回転軸と第２モータ
ーの回転軸とは差動装置を介して接続されることにな
る。その２つのモーターは各々駆動モーターまたは発電
モーターとして作動させるための駆動回生装置に接続さ
れ、該２つのモーターは駆動または発電モーターとして
機能するように該駆動回生装置で制御され、該２つのモ
ーターの差動出力から駆動出力を得ることを特徴とし、
さらに該２つのモーターの回転軸をロック（固定）させ
るためのブレーキ装置を各々該モーター回転軸に設ける
ことを特徴とするモーター装置とすることにより、出力
回転数・トルクにより最適な駆動パターンを選択するこ
とが可能となる。その差動装置は、プラネタリーギアを
用いることができる。モーター回転を減速させる減速機
構を差動装置とモーターの間に設けることができる。ま
た、該２つのモーターにすでに減速機構が内蔵されてい
てもよい。本発明のモーター装置で使用するモーター
は、どの種類のモーターも適用できるが、ブラシ直流モ
ーターが最も単純でるので、本説明書では、主に、この
モーターを例にして説明する。本発明は、その性質から
どの種類のモーターにも適用できることは明らかであ
る。即ち、本発明のモーター装置は、モーター装置自体
の発明であり、その構造から電気乗り物用の動力源とし
て最適であるが、当然モーター駆動装置として、あらゆ
る産業に利用できる。また、本発明モーター装置の特徴
である、０回転で高トルクを連続運用でき、大きな外部
負荷（外部反力、キックバックなど）に対しても構造的
に対応できる優れた特徴を有するため小型油圧駆動シス
テムの代用として油圧駆動されるあらゆる装置に利用可
能である。また、第１モーター或いは第２モーターの回
転軸に駆動入力軸を接続し外部からの機械入力ができる
ようにしても良い、これにより機械的外部インターフェ
ースが駆動入力軸と駆動出力軸の２つを有することにな
り、駆動入力軸は第１または第２モーターと同一回転と
なるため駆動出力軸との間に回転差が生じる。この入力
と出力の回転差を利用して、発電側モーターの電力を駆
動側モーターに直接回生することにより本発明モーター
装置を無段変速装置とすることも可能である。

【０００５】

【作用】図６および図７は、本発明のモーター装置の２
つのモーターを、第１モーターは駆動用、第２モーター
は発電用に利用して、２つのモーターが、互いに逆回転
し、その差動出力を差動装置から得て出力とする場合の
構成を示す。その構造は、一般的に汎用動力用モーター
として最適であるが、電気乗り物用としても、利用でき
る。まず、図６または図７の各構成要素の簡単な機能に
ついて述べる。第１モーターは、電源装置からの電力供
給により駆動モーターとして機能する。差動装置は、該
第１モーターの駆動力を第２モーター及び出力回転軸に
分配するとともに、２つのモーターの回転差を出力回転
とする機能をもつ。第２モーターは、差動装置から与え
られた回転により発電モーターとして機能する。制動装
置は、第２モーターの回転をロック（固定）させる機能
を持つブレーキ装置で、差動装置とモーターの間（図
６）でもモーターの外側（図７）でも機能が等価であれ
ばどこでも良い。次に、モーターの動作曲線との関係で
説明すると、次のようになる。例えば、直流モーターで
は図３に示されるように、回転数０の近い領域は、トル
クの増大が著しくこれに比例して電流も増大するため電
流制限してあるか使用しない。モーターにかける電圧を
Ｖ，モーターの界磁の有効面積が作る地場の強さに界磁
の有効面積をかけた総磁束をφ、電気子の巻線数をＺ、
抵抗をＲとすると回転数の最大値Ｎ_ｍａｘ＝Ｖ／φＺ
で、トルクの最大値Ｔ_ｍａｘ＝φＺＶ／Ｒとなる。図３
の曲線で、回転数の軸上でＮ_ｍａｘの点と回転数軸上で
Ｔ_ｍａｘの点を結んだ線が、このモーターの回転数−ト
ルク特性である。図示のように、トルクは回転数ととも
に低下する。Ｖは電池の電圧に相当し、電圧が２倍にな
ると、最大トルク、最高回転数ともに２倍に増える。φ
は強い磁石であればあるほど、そして大きなモーターで
あればあるほど大きくなる。同じサイズのモーターであ
れば巻線数を変えることにより最大トルクや最高回転数
を変化させることができる。一方、トルクＴは前述のよ
うに、電流Ｉが小さいときには、電流に比例する。その
比例定数はφとＺをかけた値である。電流が大きくなる
とトルクの伸びは次第に小さくなる。即ち、飽和現象が
ある。本発明による差動装置において、差動歯車の比
率、即ち、差動比をＸとした。差動装置の比率は、１：
１ならＸ＝１で、２：１ならＸ＝２となる。第モーター
側Ｘで、第２モーター側１としてある。第１モーターの
トルクと回転数をＴ_１とＮ_１とし、出力回転軸の出力ト
ルクと回転数をＴ_２とＮ_２とし、第２モーターの消費ト
ルクと回転数をＴ_３Ｎ_３とすると、次のようになる。（Ｘ＋１）Ｔ_１＝Ｔ_２‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）（Ｎ_１−ＸＮ_３）／（Ｘ＋１）＝Ｎ_２‥‥‥‥‥‥‥（２）従って、第１モーターによる機械出力は、摩擦等による
損失を考えないと、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、
Ｔ_１・Ｎ_１であり、第２モーターからの機械入力は、回
転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_３・Ｎ_３である。よ
って、差動装置の出力の機械出力は、回転数（ｒｐｍ）
×トルクとなり、Ｔ_２・Ｎ_２である。従って、Ｔ_２・Ｎ_２＝Ｔ_１・Ｎ_１−Ｔ_３・Ｎ_３‥‥‥‥‥‥（３）となる。従って、駆動軸のトルクは、Ｘ＝１のときは、
駆動モーター（第１モーター）のトルクの２倍になる
が、その回転数は、Ｎ_２は、第２モーターの出力０のと
き、即ち、第２モーターが回転しないとき、第１モータ
ーの回転数の１／２（Ｘ＝１）になる。また、第１モー
ターと第２モーターの入出力トルクの関係は、ＸＴ_１＝Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（６）そして、第２モーターからの電気出力の増減により、消
費トルクが変化するため、ここでは負荷抵抗は一定とす
る。発進時（停止状態）での、第１、第２モーターの回
転トルクは、出力回転数が”０”のため、式（３）か
ら、０＝Ｔ_１・Ｎ_１−Ｔ_３・Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（Ａ）式（６）からＴ_１＝Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（Ｂ）（Ａ）、（Ｂ）２つの条件を満たす回転数トルクでバラ
ンスする。即ち、第１モーターと第２モーターを差動装
置を介して、接続し、差動装置から駆動出力を得る。第
１モーターと第２モーターは、差動回転し、駆動出力と
第１、モーターの回転速度差分に比例した回転速度差
が、駆動出力と第２モーターにも生じる。例えば、第１
モーターが２０００ｒｐｎで回転しているとして、差動
装置の比率を、１：１として、出力を１０００ｒｐｎと
する。第２モーターは、０ｒｐｎとなる。同様に、出力
を０ｒｐｎとすると、第２モーターは、逆回転のｒｐｎ
となる。図６で説明すると、出力回転軸（６）は、
（４）軸と（５）軸の回転数の間の（４）−（６）間と
（５）−（６）間で一定の比率、即ち、このように差動
装置の比率が１：１では、（４）−（６）間回転数と
（５）−（６）間回転数差が１：１になる回転数が出力
される。電気モーター、特に高性能の直流モーターの場
合、内部抵抗が小さいために、”０”回転数のときで
は、過大電流が流れ、モーターを破損してしまう可能性
がある。また、電力の損失も大きい。通常では、電流を
制限してしまう。即ち、図３での曲線ａでなく、曲線ｂ
のようになるように、電流をカットしてしまうことが、
一般的に行われている。即ち、図３に示されるように回
転数０に近付くと、トルクは無限に大きくなるが、回転
数Ｐ１の点より低い範囲で、磁気飽和などの影響や過電
流によるモーター破損を防止するため、図示のように、
電流を制限して操作している。この場合、最大トルク
は、回転数Ｐ１で発生しており、それより更に回転数を
下げても、トルクは上がらない。従って、従来のモータ
ー装置では、リニアなトルク特性が得られなく、理論的
には電流〜トルク上昇となるべきが、磁気飽和してしま
う。また、電流が過大に流れて、モーターを破損する可
能性がある。或いは、電流を制限してしまうために、ト
ルク特性に制限があり、効率的でない。また、高トルク
回転数では、銅損失が大となり、エネルギー損失が大き
くなる。本発明のモーター装置では第１モーターを定常
回転まで回転させ、このとき、大２モーターの負荷を少
なくするために、電力は取り出さないでおく。この状態
をアイドリング状態と呼ぶことにする。この状態では、
第２モーターが空転状態なので、機械的な抵抗によるト
ルクが多少発生する状態である。ここでの出力回転は”
０”とする。このアイドリング状態では、第１モーター
はトルク０の最高回転数に近い状態にある。従って、す
でに２つのモーターは回転しているので高トルクの０回
転数からの発進駆動を円滑に行うことができる。アイド
リング状態では、出力回転を”０”とすると第２モータ
ーは、逆回転している。この第２モーターから電力を取
り出すことにより第２モーターに大きなトルクが発生す
る。即ち、第１モーターは、第２モーターを回すための
トルクになるまで、回転数が下がる。第２モーターのト
ルクと第１モーターのトルクが、バランスした回転数で
安定する。このときの第１モーターの回転数とトルク
は、第２モーターの発電に利用される。駆動出力は、回
転数”０”のため、駆動出力に回転数は、”０”でも、
トルクは第２モーターの回転数、消費トルクと第１モー
ターのトルクを加算したトルクが発生している。即ち、
出力回転数”０”の状態では、トルクは、加算した値が
得られ、大きな始動トルクを得ることができる。しか
も、この状態で第１モーターは、効率の良い回転数にな
るように調整することができる。且つ、第２モーターで
電力を同時に生み出しているという優れた特性を有す
る。従って、第２モーターの回転数は、出力の負荷と回
転数と、第２モーターのトルクと回転数が互いに関連し
あいながら変化する。そして、停止している状態、すな
わち、出力の回転数が０の場合、駆動モーターは高い回
転数を維持しながら順回転している。このため、駆動モ
ーターは回転速度低下による過電流の防止が可能であ
り、消費電力の増大を防ぐことができる。また、出力の
回転数が０の場合は、第１モーターの出力はすべて差動
装置により第２モーターの発電に消費される。この発電
された電力を回生することによりきわめて効率の良いモ
ーター装置となる。また、その電力を直接駆動モーター
に回生すれば、発進時及び低速走行時のトルクアップが
可能となる。また、発進時は、出力の負荷と回転数に応
じた第１モーターの出力が、差動道装置により配分され
る。残りは、第２モーターの配分される。また、減速時
も同様で、第１モーターの出力が差動装置により配分さ
れる。更に、減速時又は下り坂などの場合、出力の負荷
がマイナスになる場合もある。この場合は、第１モータ
ーへの供給電力よりも第２モーターの発電出力の方が大
きくなる。また、出力回転が高速になった場合は、発電
モーターの回転数が減少する。この時発電モーターでは
ほとんど電力は回生されない状態で負荷があまり発生せ
ず、前式より出力のトルクが大きくとれない。これを該
ブレーキ装置により発電側モーター回転をロック（固
定）することにより、駆動側モーターの駆動力をロスす
ることなく出力回転軸に伝達することが可能となる。ま
た、構造から出力の回転速度の変動を発電モーターの回
転速度で吸収して駆動モーターの回転速度を定常回転範
囲内に納めることも可能であり、また、逆に駆動モータ
ーの回転速度で吸収して発電モーターの回転速度を一定
にすることも可能である。即ち、発電量の制御によりト
ルクが制御できるためである。本発明のモーター装置
は、駆動モーターの駆動力を差動装置により出力と発電
モーターとに配分され、駆動モーターの機械出力と出力
軸の機械出力の差がすべて発電モーターに配分される。
この回生電力の量を制御することにより出力のトルク特
性を、強弱制御することができる。このトルク特性は電
流Ｉと磁束φに比例するため、トルク制御は従来、電流
を制御するか、磁東を変化させるかして行われていた
が、本発明では、回生される電力の量により制御が可能
となる。次に、実際に数値を上げて、グラフで説明す
る。数値はあくまで説明のためであり、数値自体になん
ら意昧はない。説明を簡単にするために、差動歯車の回
転の比を、１：１として説明する。即ち、第１モーター
のトルク−回転数の曲線を、説明のためのみ用いたＴ−
Ｎ曲線として示す図３として、第２モーターＢの発電時
の必要となるトルクと回転数を説明のためのみ用いた消
費トルク一回転数の曲線として示す図４に示す。更に、
図５は、駆動出力軸のトルク−回転数の曲線を示す。図
示のように、第１モーターＡは、回転数の上昇とともに
トルクは減少し、第２モーターＢは、回転上昇とともに
トルクは増大する。そして、図５に示すように駆動出力
軸は、回転上昇とともにトルクが下がる。

【０００６】駆動出力の回転数は、左から右へと上昇す
る。各Ｐ点は、各グラフで示す点に相当している。

【表１】発進時、出力回転数は’０’である。このときの第１モ
ーターと第２モーターの回転数とトルクは、（Ｘ＝１）
式（Ａ）、（Ｂ）より第１、第２モーターとも同じトル
ク同じ回転数Ｐ１，Ｐ２でバランスする。（但し、機械
的損失は考えないものとする）このとき、出力軸は、第
１モーターＡのトルク１０ｋｇ・ｍ（Ｐ１）を２倍した
２０ｋｇ・ｍ（Ｐ３）が発生する。（式１、（Ｘ＋１）
Ｔ_１＝Ｔ_２より）。また、この時出力回転は’０’なの
で第１モーターのＡの駆動エネルギーは、第２モーター
Ｂの発電用エネルギーとなるために、エネルギー損失も
少なくてすむ。（式Ａ、０＝Ｔ_１・Ｎ_１−Ｔ_３・Ｎ_３よ
り）。このとき、回転数”０”の高トルク２０ｋｇ・ｍ
（Ｐ３）のトルクが発生していても、実際第１モーター
Ａは回転しているので、過電流にならず、通常に運転で
きる。乗り物が発進して、出力軸の回転数が１０００ｒ
ｐｍ（Ｐ６）になった場合、駆動モーターと発電モータ
ーの回転数とトルクは、差動歯車の比が、１：１のと
き、駆動モーター、発電モーターとも同じトルクで、バ
ランスするため、式（１）、（２）、（６）より、駆動
モーターは回転数３０００ｒｐｍ、トルク５ｋｇ−ｍ
（Ｐ４）で、発電モーターは回転数（駆動モーターとは
逆回転となる）１０００ｒｐｍ、トルク５ｋｇ−ｍ（Ｐ
５）となる。このとき出力軸のトルクは、駆動モーター
のトルク５ｋｇ−ｍ（Ｐ４）を２倍した１０ｋｇ−ｍの
トルク（Ｐ６）が得られる。同様に、駆動モーターが
（Ｐ７）の場合は、発電モーターは、（Ｐ８）、出力は
（Ｐ９）となる。このようにして、常に駆動モーター
（図３のＴ−Ｎ曲線）と発電モーター（図４のＴ−Ｎ曲
線）と駆動出力（出力軸）がバランスして、図５のよう
なＴ−Ｎ曲線の出力が得られる。

【０００７】次に、いくつかの本発明モーター装置の制
御例を示すが、本発明はそれらによって限定されるもの
ではない。ここでは、第１モーターを駆動用として、第
２モーターを発電用として使用する場合の制御例を示
す。第２モーターの電源端子に負荷抵抗を設けるだけ
の、本発明モーター装置の最も簡単な制御例を図８に示
す。発電側に負荷抵抗を入れたことにより出力トルクを
発生させ、該抵抗値の大きさで出力トルクの大きさを制
御させるものである。発電による電力は、抵抗により消
費され損失は大きいが回路が単純で汎用性があり、（小
型駆動モーターなどあらゆる分野のモーター装置として
利用可）、また、モーターの種類（交流、直流）を問わ
ない。また、本発明の特徴である出力０回転時からの使
用が可能である。このため、駆動側が直流モーターの場
合、回転中に外部からの機械的負荷により出力回転が止
められても、駆動側モーターにかかる負担は大きくなら
ないので、過電流防止策を講じなくてもよい。これに対
し、駆動側が交流モーターの場合、駆動モーターのトル
クの高い回転域の範囲内で、出力０回転時からの使用が
可能となる。また、本発明のモーター装置においては、
モーターの回生電力の量（負荷）を制御することによ
り、出力トルクの特性を、強弱制御することができる。
従来、トルク制御は、電流を制御するか磁束を変化させ
るかして行われていたが、本発明のモーター装置では、
回生される電力の量により制御が可能となる。このた
め、負荷抵抗の値を変えることにより、トルクの値も変
えられる。勿論、負荷抵抗を可変抵抗にしてもよい。昇
圧回路を設けないで、発電力を回生させることもでき
る。そのためには、充電電圧又は駆動側供給電圧よりも
高い電圧になるように、第２モーターの磁束を大きくす
るか、又は、回転速度を上げるための差動比の調整が必
要となる。Ｅ［Ｖ］＝Ｋ・Ｎ・Φ である。（但し、Ｋは係数である。）従って、以下の方法により昇圧しなくても回生すること
ができる。先ず、差動比を変えて出力０回転のときに、
Ｍ１よりＭ２の回転を大きくする。或いは、Ｍ１よりＭ
２の磁束を大きくする。或いは、別電源に充電し、充電
電圧を低くしておくなどである。図９は回生装置から回
生された電力を直接駆動モーター（第１モーター）に供
給する場合の図である。この場合の回生装置の１例とし
て昇圧の必要のない場合は、逆流防止ダイオードを使用
することができる。この場合は第１、第２モーターとも
直流モーターである。逆流防止ダイオードから、回生電
流を直接駈動モーターに供給させる。また、、第２モー
ターが交流モーターの場合、回生装置は逆流防止ダイオ
ードから整流器に置き換えることで行える。第１モータ
ーは直流モーターである。また、昇圧の必要のある場合
は、逆流防止ダイオードまたは整流器の前段に昇圧回路
を設けるようにする。これにより発電モーターの電圧が
下がっても十分に昇圧された電圧を第１モーターに供給
できる。図１０は回生装置からの回生電力を充電器に充
電する場合の図である。この場合の回生装置の１例とし
ては逆流防止ダイオード（第２モーターが直流モータ
ー）又は整流器（第２モーターが交流モーター）と該回
路の後段に定電圧回路を設けることで行える。第２モー
ターで発電される電圧が一定でないために、電圧変動を
定電圧回路で一定にして充電器に充電するためである。
また、充電電圧が高い場合または、回生される電圧が充
電電圧より低い場合は、前記逆流防止ダイオード又は整
流器との前段に昇圧回路をを設けることで、発電モータ
ーの電圧が下がっても十分に昇圧された電圧により充電
装置に電力を充電することができる。図１１または図１
２の駆動回生装置１と駆動回生装置２の制御パターン
（ＳＷ１、２）を制御して駆動、回生（発電）などの制
御のをを組み合わせることにより、走行状態に適したモ
ーター駆動制御を可能にする。運転状態、走行状態に対
して最適な駆動力を得ようとするものである。そして、
効率的な運転状態を確保する。図１１および図１２は、
本発明のモーター装置の２つのモーターを、各々駆動用
または発電用に利用して、２つのモーターの状態（駆
動、回生（発電）、フリー（空転））の組み合わせの差
動出力を差動装置から得て出力とする場合の構成を示
す。まず、図１１または図１２の各構成要素の簡単な機
能について述べる。第１、第２モーターは、駆動回生装
置１、２からの制御により電源装置からの電力供給によ
り駆動モーターとして機能するか、差動装置から与えら
れた回転により発電モーターとして機能する。差動装置
は、第１モーターと第２モーターの機械入出力を出力回
転軸に分配するとともに、２つのモーターの回転差を出
力回転とする機能をもつ。制動装置は、第１、第２モー
ターの回転をロック（固定）させる機能を持つブレーキ
装置で、差動装置とモーターの間（図６）でもモーター
の外側（図７）でも機能が等価であればどこでも良い。
図１１または図１２に示される様に、第１モーター、第
２モーターには、各々、駆動回生装置１と２を経由し
て、電源装置と接続されている。そして、駆動回生装置
１と２は、各々、スイッチングコントロール（ＳＷ１，
ＳＷ２）により、コントロールされ、各々のモーターを
駆動するか、発電させるか、ＯＦＦ状態（フリー）にす
るか制御される。第１モーターと第２モーターと３つの
モードの関係は、次の表に示される。

【表２】即ち、モード１では、第１モーターと第２モーターとは
逆方向に回転される。このモードは、停止状態から高ト
ルクが必要となる低速域運転でのモーターの効率がよ
い。そして、モード２では、第１モーター、第２モータ
ーともに、電源からエネルギーが供給され、同方向に回
転され、即ち、駆動軸は、第１モーターと第２モーター
の合計の駆動回転で運転され、高速回転が可能になる。
即ち、出力回転が上がると、駆動モーターの回転数も上
がり、モード１の状態でなくても、モーターの効率はあ
る程度良くなる。従って、高い回転のときは、効率の差
が少ないので、両モーターとも、駆動モーターとしての
方がメリットが大きい。また、モード３では、第１モー
ター、第２モーターともに同方向に回転されるが、発電
モーターとして働かせ、ブレーキング状態のときに、作
用させる。本発明による差動装置において、差動歯車の
比率、即ち、差動比をＸとした。差動装置の比率は、
１：１ならＸ＝１で、２：１ならＸ＝２となる。第１モ
ーター側Ｘで、第２モーター側１としてある。そして、
モード１のとき、第１モーターと第２モーターは、互い
に逆方向に回転する。第１モーターのトルクと回転数を
Ｔ_１とＮ_１とし、駆動出力の回転軸の出力トルクと回転
数をＴ_２とＮ_２とし、第２モーターの消費トルクと回転
数をＴ_３とＮ_３とすると、モード１は次のようになる。（Ｘ＋１）Ｔ_１＝Ｔ_２‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）（Ｎ_１−ＸＮ_３）／（Ｘ＋１）＝Ｎ_２‥‥‥‥‥‥‥（２）従って、第１モーターによる機械出力は、摩擦などによ
る損失を考えないと、回転数（ｒｐｍ）×トルクとな
り、Ｔ_１・Ｎ_１であり、第２モーターからの機械入力
は、、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_３・Ｎ_３で
ある。よって、差動装置の出力の機械出力は、（ｒｐ
ｍ）×トルクとなり、Ｔ_２・Ｎ_２である。従って、Ｔ_２・Ｎ_２＝Ｔ_１・Ｎ_１− Ｔ_３・Ｎ_３‥‥‥（３）となる。従って、駆動軸のトルクは、Ｘ＝１のときは、
駆動モーター（第１モーター）のトルクの２倍になる
が、その回転数Ｎ_２は、第２モーターの出力０のとき、
即ち、第２モーターが回転しないとき、第１モーターの
回転数１／２（Ｘ＝１）になる。また、第１モーターと
第２モーターの入出力トルクの関係は、ＸＴ_１＝Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（６）モード１では、出力側の回転軸の回転を、（Ｎ_１＝ＸＮ
_３）／（Ｘ＋１）にまで上げることができ、トルクは、
（Ｘ＋１）Ｔ_１にまで上がる。発進時（停止状態）で
の、第１、第２モーターの回転トルクは、出力回転数
が”０”のため、式（３）から、０＝Ｔ_１・Ｎ_１＝Ｔ_３・Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥（Ａ）式（６）からＴ_１＝Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（Ｂ）（Ａ）、（Ｂ）２つの条件を満たす回転数トルクで２つ
のモーターはバランスする。次に、モード２の場合、第
１モーターと第２モーターは両方とも駆動モーターで、
同方向に回転しており、（Ｎ_１＋Ｎ_３）／（Ｘ＋１）＝Ｎ_２‥‥‥‥‥‥（４）
となる。そして、第１モーターによる機械出力は、摩擦などによ
る損失を考えないと、回転数（ｒｐｍ）×トルクとな
り、Ｔ_１・Ｎ_１である。従って、第２モーターの機械出
力は、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_３・Ｎ_３で
ある。よって、差動装置の出力の機械出力は、第１モー
ターの出力と第２モーターの出力の合計であり、それ
は、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_２・Ｎ_２であ
るので、Ｔ_２・Ｎ_２＝Ｔ_１・Ｎ_１＋Ｔ_３・Ｎ_３‥‥‥‥‥（５）となる。また、第１モーターと第２モーターの入出力ト
ルクの関係は、ＸＴ_１＝Ｔ_３‥‥‥‥‥‥‥‥（６）となる。また、モード３の場合、第１モーターと第２モーター
は、両方とも発電モーターで同方向に回転しており、（Ｎ_１＋ＸＮ_３）／（Ｘ＋１）＝Ｎ_２‥‥‥‥‥‥‥（４）となる。そして、第１モーターによる機械出力は、摩擦などによ
る損失を考えないと回転数、（ｒｐｍ）×トルクとな
り、Ｔ_１・Ｎ_１である。従って、第２モーターの機械出
力は、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_３・Ｎ_３で
ある。よって、差動装置の出力の機械出力は、第１モー
ターの出力と第２モーターの出力の合計であり、それ
は、回転数（ｒｐｍ）×トルクとなり、Ｔ_２・Ｎ_２であ
るので、Ｔ_２・Ｎ_２＝−（Ｔ_１・Ｎ_１＋Ｔ_３・Ｎ_３）‥‥‥‥‥（７）となる。これは、機械出力がマイナスであり、機械入力
となり、発電力が発生することを示す。以上のことでも
分かるように、モード２及びモード３では、同一方向に
回転（順回転）するために、２つのモーターは、差動装
置を介して、それらの回転エネルギーはトルク×回転数
の合計となっている。そして、このようなモード切り替
えは、図１１または図１２の駆動回生装置１及び２のＳ
Ｗ１及び２を制御して行うが、これは、手動式でもよ
く、自動制御でも良い。そして、モード１は、低速モー
ドであり、モード２は、高速モードであり、モード３は
減速モードである。また、モード切り替え時（モード１
からモード２への移行）のモーター回転方向が変わると
きには回転方向が変わるモーターをフリー（電気的な絶
縁状態）状態にして、もう１つの駆動状態にあるモータ
ーの回転を出力回転まで下げるように、一時回生状態と
するか、制動装置で回転のブレーキをかけることで、差
動装置により２つのモーターの回転差がなくなりモード
２の移行が完了する。モード移行完了後はモード２の運
転状態にする。そうすることで移行時の無駄な電力を消
費したり、モーターに高負荷をかけてしまうことを防止
し、スムーズに回転方向を切り変えることができるよう
になる。また、モード２、３からモード１、の移行の場
合は、回生させるモーターのみを一時フリーとし駆動さ
せるモーターと逆回転になった状態で完了する。モード
１の場合で出力回転が高速になった場合は、発電モータ
ーの回転数が減少する。この時発電モーターではほとん
ど電力は回生されない状態で負荷があまり発生せず、前
式より出力のトルクが大きくとれない。これを該ブレー
キ装置（制動装置１、２）により発電側モーター回転を
ロック（固定）することにより、駆動側モーターの駆動
力をロスすることなく出力回転軸に伝達することが可能
となる。２つのモーターのどちらが発電モーターになっ
ても対応できるように２つのモーター各々に制動装置が
設けられ、第１モーターが発電モーターとして制御され
ているときは、第１モーター側の制動装置をロックし、
第２モーターが発電モーターとして制御されているとき
は、第２モーター側の制動装置をロックするようにでき
る。また前記のモード移行時の一時的な制動にも使用で
きる。２つのモーターを減速機構を使用して減速させて
の使用もなんら差し支えない。この場合、第１モーター
のみ減速でも、第２モーターのみ減速でも同様である。
本発明モーター装置にモーター回転の減速機構を設けた
場合の概略図を図１３、１４、１５に示す。図１３は、
モーターと差動装置の間に減速装置を設けた場合の概略
図である。図１４、図１５は、モーターと差動装置の間
に減速装置と制動装置を設けた場合の概略図である。図
１３、図１４、図１５は、減速装置、制動装置の配設位
置バリエーションを示した図であるが、いずれもモータ
ー回転軸に接続されるため、機能は等価である。減速
装置は、減速ギアでもよく、プラネタリーギアでも、減
速ベルトを使用しても何ら差し支えない。

【０００８】次に、いくつかの本発明モーター装置の実
施例を示すが、本発明はそれらによって限定されるもの
ではない。

【実施例１】図１６は、差動装置にプラネタリーギアを
使用した場合の１例を模試的に示す断面図である。図１
７は、プラネタリーギア（図１６）を差動装置に使用し
て、減速ギアでモーター回転を減速して使用する場合の
本発明モーター装置の一例を示す。差動装置は主にサン
ギア３５とピニオンギア２８該ピニオンギアを支持する
プラネタリーアーム２７、インターナルギア２９などか
ら構成される。第１モーター２０のローターシャフトに
減速ギア２１が接合され、該減速ギア２１は、減速ギア
２６と噛み合わされる。該減速ギア２６はインターナル
ギア２９と接合され、該モーターの回転が減速されて差
動装置のインターナルギア２９の回転となる。第２モー
ター２４のローターシャフトに減速ギア２３が接合さ
れ、該減速ギア２３は、減速ギア３０と噛み合わされ
る。該減速ギア３０はサンギア３５と接合され、該モー
ターの回転が減速されて差動装置のサンギア３５の回転
となる。該サンギア３５と該インターナルギア２９の間
に内接されるピニオンギア２８の公転が該２つのモータ
ー回転の差動出力となる。該ピニオンギア２８の公転
が、これを支持するプラネタリーアーム２７の回転とな
り、該プラネタリーアーム２７と接合されている駆動出
力軸２５の出力回転となる。また、第２モーター２４と
接続される減速ギア３０およびサンギア３５にブレーキ
ディスク３１が設けられ、ブレーキ装置３２が該ブレー
キディスクに配設される。このブレーキ装置３２は、該
第２モーターのブレーキ装置となる。図２３は、図１７
の第１モーター側に駆動入力軸３６を設けた場合の１例
を示す断面図で、駆動入力軸３６と駆動出力軸２５は遊
星歯車（プラネタリーギア）により回転差が生じ、発電
側の電力を駆動側に直接回生することにより変速装置と
しての利用が可能である。図１８は、図１７の第２モー
ターのブレーキ装置３２、ブレーキディスク３１に加
え、第１モーターにもブレーキ装置３４とブレーキディ
スク３３を設けた図である。図１８の構成では、第１、
第２モーターの両方が各々駆動または回生となる場合の
ケースでも対応可能となる。図２４は、図１８の第１モ
ーター側に駆動入力軸３６を設けた場合の１例を示す断
面図で、駆動入力軸３６と駆動出力軸２５は遊星歯車
（プラネタリーギア）により回転差が生じ、発電側の電
力を駆動側に直接回生することにより変速装置としての
利用が可能である。

【実施例２】図１６は、差動装置にプラネタリーギアを
使用した場合の１例を模試的に示す断面図である。図１
９は、プラネタリーギア（図１６）を差動装置に使用し
て、モーター及び差動装置を同軸上に配設する場合の本
発明モーター装置の一例を示す。差動装置は主にサンギ
ア４７とピニオンギア４５該ピニオンギアを支持するプ
ラネタリーアーム４４、インターナルギア４６などから
構成される。第１モーターは主にケース５５に固定され
るモーターコイル４３と回転するモーターのローターシ
ャフト４１と該ローターシャフトに設けられるモーター
磁石４２などからなる。第２モーターは主にケース５５
に固定されるモーターコイル４８と回転するモーターの
ローターシャフト５１と該ローターシャフトに設けられ
るモーター磁石４９などからなる。第１モーターのロー
ターシャフト４１は差動装置のインターナルギア４６と
直接接合され、第２モーターのローターシャフト５１は
差動装置のサンギア４７に直接接合される。該サンギア
４７と該インターナルギア４６の間に内接されるピニオ
ンギア４５の公転が、該２つのモーター回転の差動出力
となる。該ピニオンギア４５の公転が、これを支持する
プラネタリーアーム４４の回転となり、該プラネタリー
アーム４４と接合されている駆動出力軸４０の出力回転
となる。また、第２モーターのローターシャフト５１に
ブレーキディスク５０が接合され、ブレーキ装置５２が
該ブレーキディスクに配設される。このブレーキ装置５
２は、該第２モーターのブレーキ装置となる。図２５
は、図１９の第１モーター側に駆動入力軸５６を設けた
場合の１例を示す断面図で、駆動入力軸５６と駆動出力
軸４０は遊星歯車（プラネタリーギア）により回転差が
生じ、発電側の電力を駆動側に直接回生することにより
変速装置としての利用が可能である。図２０は、図１９
の第２モーターのブレーキ装置５２、ブレーキディスク
５０に加え、第１モーターにもブレーキ装置５４とブレ
ーキディスク５３を設けた図である。図２０の構成で
は、第１、第２モーターの両方が各々駆動または回生と
なる場合のケースでも対応可能となる。図２６は、図２
０の第１モーター側に駆動入力軸５６を設けた場合の１
例を示す断面図で、駆動入力軸５６と駆動出力軸４０は
遊星歯車（プラネタリーギア）により回転差が生じ、発
電側の電力を駆動側に直接回生することにより変速装置
としての利用が可能である。

【実施例３】図１６は、差動装置にプラネタリーギアを
使用した場合の１例を模試的に示す断面図である。図２
１は、プラネタリーギア（図１６）を差動装置及び減速
装置に使用して、モーター回転をプラネタリーギアで減
速して、モーター及び差動装置、減速装置を同軸上に配
設する場合の本発明モーター装置の一例を示す。差動装
置は主にサンギア７２とピニオンギア７１該ピニオンギ
アを支持するプラネタリーアーム６９、インターナルギ
ア７０などから構成される。第１モーターは主にケース
８３に固定されるモーターコイル６４と回転するモータ
ーのローターシャフト６１と該ローターシャフトに設け
られるモーター磁石６３などからなる。第２モーターは
主にケース８３に固定されるモーターコイル７５と回転
するモーターのローターシャフト７８と該ローターシャ
フトに設けられるモーター磁石７４などからなる。第１
モーターの減速装置は主にサンギア６５とピニオンギア
６６該ピニオンギアを支持するプラネタリーアーム６
８、インターナルギア６７などから構成される。第２モ
ーターの減速装置は主にサンギア７６とピニオンギア７
３該ピニオンギアを支持するプラネタリーアーム７９、
インターナルギア８０などから構成される。第１モータ
ーのローターシャフト６１に減速装置のサンギア６５が
接合され、該サンギア６５とケース８３に固定されたイ
ンターナルギア６７の間に内接されるピニオンギア６６
の公転が該モーター回転の減速出力となる。該ピニオン
ギア６６の公転がプラネタリーアーム６８の回転とな
る。該プラネタリーアーム６８は差動装置のインターナ
ルギア７０と接合され、該モーターの回転が減速されて
差動装置のインターナルギア７０の回転となる。第２モ
ーターのローターシャフト７８に減速装置のサンギア７
６が接合され、該サンギア７６とケース８３に固定され
たインターナルギア８０の間に内接されるビニオンギア
７３の公転が該モーター回転の減速出力となる。該ピニ
オンギア７３の公転がプラネタリーアーム７９の回転と
なる。該プラネタリーアーム７９は差動装置のサンギア
７２と接合され、該モーターの回転が減速されて差動装
置のサンギア７２の回転となる。該サンギア７２と該イ
ンターナルギア７０の間に内接されるピニオンギア７１
の公転が該２つのモーター回転の差動出力となる。該ピ
ニオンギア７１の公転が、これを支持するプラネタリー
アーム６９の回転となり、該プラネタリーアーム６９と
接合されている駆動出力軸６０の出力回転となる。ま
た、第２モーターのローターシャフト７８にブレーキデ
ィスク７７が接合され、ブレーキ装置８１が該ブレーキ
ディスクに配設される。このブレーキ装置８１は、該第
２モーターのブレーキ装置となる。図２７は、図２１の
第１モーター側に駆動入力軸８４を設けた場合の１例を
示す断面図で、駆動入力軸８４と駆動出力軸６０は遊星
歯車（プラネタリーギア）により回転差が生じ、発電側
の電力を駆動側に直接回生することにより変速装置とし
ての利用が可能である。図２２は、図２１の第２モータ
ーのブレーキ装置８１、ブレーキディスク７７に加え、
第１モーターにもブレーキ装置８２とブレーキディスク
６２を設けた図である。図２２の構成では、第１、第２
モーターの両方が各々駆動または回生となる場合のケー
スでも対応可能となる。図２８は、図２２の第１モータ
ー側に駆動入力軸８４を設けた場合の１例を示す断面図
で、駆動入力軸８４と駆動出力軸６０は遊星歯車（プラ
ネタリーギア）により回転差が生じ、発電側の電力を駆
動側に直接回生することにより変速装置としての利用が
可能である。

【０００９】

【発明の効果】本発明のモーター装置は、図示のような
構造により、次のごとき技術的効果があった。即ち、直
流モーターのすぐれたトルク−回転数特性を生かしつつ
欠点である高トルクで”０”回転数のときの過電流防止
や、発電回生による消費電力の節約を行うモーター装置
を提供した。出力回転が０でも、モーターは回転してい
る。このことは回転していない場合に比べてモーターの
効率が良いことになる。モーターの駆動出力は差動装置
を介して発電モーターと出力に配分され、出力回転が０
の場合、すべて発電モーターに分配されるため発電モー
ターの起電力を回生させることにより極めて消費電力が
少なくてすむ。第２に、駆動用の第１モーターを中〜高
速回転を維持したまま、出力の回転範囲が０回転から中
速回転まで変動して利用することが可能でなので、出力
回転変動の大きい場合でも、バッテリー及び制御回路の
負担が軽減でき、駆動モーターの回転数の変動が少ない
ので、電流変動が少なくてすむ。また、モーターの許容
回転数範囲が狭くても、その狭い範囲を利用して０回転
からの使用が可能となり、交流モーターなどの低速で低
トルクのモーターでも最高のトルクと効率の回転数の範
囲で運転することができる。第３に、出力が０回転或い
は低速回転の高トルク（負荷）使用ができる。モーター
自体は定常回転で回転可能なためである。更に、磁気飽
和を防止でき、モーター自体は低速回転にする必要はな
い。そして、直流モーターの場合、過電流防止回路など
の電流制限の回路が不要にできる。第４に、モーター運
転中、大きな外部負荷によるモーター破損の危険が少な
い。大きな反力やキックバックなどにより出力回転が止
められても、また、多少外部要因で出力回転が逆回転さ
せられても影響なく、回転力を維持しながらモーターの
運転が可能である。第５に、発電用のモーターの発電量
を制御することにより、出力トルクを制御することがで
きる。これは次の効果をもたらす。モーターの種類を選
ばず、トルク制御が可能となり、電圧制御できないモー
ターでも、磁束制御できないモーターでもトルク制御で
きることになる。これは、交流でも直流でもモーター本
来の機能である駆動又は発電ができるモーターがあれ
ば、トルク制御が可能となる。また、第２モーターの発
電量を０にすることにより、発電による負荷トルクはな
くなり、発電側は空回り状態として、駆動用モーターの
駆動力が出力に伝達されない状態となり（慣性トルクが
あるのでその分だけは伝達される）、丁度、クラッチを
切った状態を作り出せ、クラッチと同じ機能が提供でき
る様になる。第６に、発電用のモーターの発電力を回生
することにより、出力が発進時（０回転時）及び低速回
転域での電力の節約ができる。また、発電力を駆動側に
直接回生させることにより、発進及び低速回転域での出
力トルクを増強できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モーターのＴ−Ｎ曲線を表すグラフである。

【図２】モーターのＴ−Ｉ曲線を表すグラフである。

【図３】本発明モーター装置での第１モーターのトルク
−回転数の関係を示すグラフである。

【図４】本発明モーター装置での第２モーターのトルク
−回転数の関係を示すグラフである。

【図５】本発明モーター装置での出力軸のトルク−回転
数の関係を示すグラフである。

【図６】本発明のモーター装置のモーターの外側に制動
装置（ブレーキ機構）を配設した１例の構成を示す。

【図７】本発明のモーター装置の差動装置とモーターの
間に制動装置（ブレーキ機構）を配設した１例の構成を
示す。

【図８】本発明モーター装置の第２モーターの回生装置
を負荷抵抗とした例を示した図である。

【図９】本発明モーター装置のの第２モーターの回生装
置からの発電力を直接第１モーターに回生させる１例を
示した図である。

【図１０】本発明モーター装置のの第２モーターの回生
装置からの発電力を充電装置に充電する１例を示した図
である。

【図１１】本発明モーター装置のモーターを駆動回生装
置により駆動または回生を各々のモーターについて切り
替えて駆動し、モーターの外側に制動装置（ブレーキ機
構）を配設した１例の構成を示す。

【図１２】本発明モーター装置のモーターを駆動回生装
置により駆動または回生を各々のモーターについて切り
替えて駆動し、差動装置とモーターの間に制動装置（ブ
レーキ機構）を配設した１例の構成を示す。

【図１３】本発明モーター装置に減速装置を設ける場合
の１例を示した概略図である。

【図１４】本発明モーター装置に減速装置を設ける場合
の１例を示した概略図である。

【図１５】本発明モーター装置に減速装置を設ける場合
の１例を示した概略図である。

【図１６】本発明モーター装置の差動装置の遊星歯車を
使用した１例を示す断面図である。

【図１７】減速機構を有する本発明モーター装置の片側
のモーターにのみ制動装置を設けた１例を示す断面図で
ある。

【図１８】減速機構を有する本発明モーター装置の両側
のモーター各々に制動装置を設けた１例を示す断面図で
ある。

【図１９】本発明モーター装置のモーターおよび差動装
置、制動装置を同軸に配設し、片側のモーターにのみ制
動装置を設けた１例を示す断面図である。

【図２０】本発明モーター装置のモーターおよび差動装
置、制動装置を同軸に配設し、両側のモーター各々に制
動装置を設けた１例を示す断面図である。

【図２１】本発明モーター装置に遊星歯車による減速機
構を有し、モーターおよび差動装置、減速機構を同軸に
配設し、片側のモーターにのみ制動装置を設けた１例を
示す断面図である。

【図２２】本発明モーター装置に遊星歯車による減速機
構を有し、モーターおよび差動装置、減速機構を同軸に
配設し、片側のモーターにのみ制動装置を設けた１例を
示す断面図である。

【図２３】減速機構および駆動入力軸を有する本発明モ
ーター装置の片側のモーターにのみ制動装置を設けた１
例を示す断面図である。

【図２４】減速機構および駆動入力軸を有する本発明モ
ーター装置の両側のモーター各々に制動装置を設けた１
例を示す断面図である。

【図２５】駆動入力軸を有する本発明モーター装置のモ
ーターおよび差動装置、制動装置を同軸に配設し、片側
のモーターにのみ制動装置を設けた１例を示す断面図で
ある。

【図２６】駆動入力軸を有する本発明モーター装置のモ
ーターおよび差動装置、制動装置を同軸に配設し、両側
のモーター各々に制動装置を設けた１例を示す断面図で
ある。

【図２７】本発明モーター装置に遊星歯車による減速機
構と駆動入力軸を有し、モーターおよび差動装置、減速
機構を同軸に配設し、片側のモーターにのみ制動装置を
設けた１例を示す断面図である。

【図２８】本発明モーター装置に遊星歯車による減速機
構と駆動入力軸を有し、モーターおよび差動装置、減速
機構を同軸に配設し、片側のモーターにのみ制動装置を
設けた１例を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２０、第１モータ
ー４、４１、６１第１モータ
ー回転軸３差動装置６、２５、４０、６０差動出力軸
（駆動出力軸）９、３６、５６、８４駆動入力軸２、２４第２モータ
ー５、５１、７８第２モータ
ー回転軸７、８、３２、３４、５４、５２、８１、８２制動装
置（ブレーキ装置）３１、３３、５０、５３、６２、７７ブレーキデ
ィスク１７減速装置１８負荷抵抗１６第１又は第
２モーター１４、２７、４４、６９プラネタリ
ーキャリア（アーム）１３、２８、４５、７１ピニオンギ
ア１１、２９、４６、７０インターナ
ルギア１２、３５、４７、７２サンギア４３、６４コイル（第
１モーター）４２、６３磁石（第１
モーター）４８、７５コイル（第
２モーター）４９、７４磁石（第２
モーター）５５、８３ケース２１、２３減速ギア
（モーターシャフト側）２６、３０減速ギア
（差動装置側）６８、７９減速用プラ
ネタリーキャリア６６、７３減速用ピニ
オンギア６７、８０減速用イン
ターナルギア６５、７６減速用サン
ギア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１モーター、第２モーターの２つのモー
ターと、差動装置を備え、該差動装置は、差動回転する
３つの回転軸を有し、その３つの回転軸は各々第１モー
ターの回転軸と第２モーターの回転軸、駆動出力軸に接
続され、即ち、第１モーターの回転軸と第２モーターの
回転軸とは差動装置を介して接続されることになる。そ
の２つのモーターの１つを駆動モーターとして作動さ
せ、他方のモーターを発電モーターとして作動させる。
該２つのモーターは互いに逆回転して、その２つのモー
ターの差動出力から駆動出力を得ることを特徴とし、さ
らに発電モーターとして作動させる該モーターの回転軸
をロック（固定）させるためのブレーキ装置を該回転軸
に設けることを特徴とするモーター装置。
【請求項２】第１モーター、第２モーターの２つのモー
ターと、差動装置を備え、該差動装置は、差動回転する
３つの回転軸を有し、その３つの回転軸は各々第１モー
ターの回転軸と第２モーターの回転軸、駆動出力軸に接
続され、即ち、第１モーターの回転軸と第２モーターの
回転軸とは差動装置を介して接続されることになる。そ
の２つのモーターは各々駆動モーターまたは発電モータ
ーとして作動させるための駆動回生装置に接続され、該
２つのモーターは駆動または発電モーターとして機能す
るように該駆動回生装置で制御され、該２つのモーター
の差動出力から駆動出力を得ることを特徴とし、さらに
該２つのモーターの回転軸をロック（固定）させるため
のブレーキ装置を各々該モーター回転軸に設けることを
特徴とするモーター装置。
【請求項３】該差動装置は、プラネタリーギア（遊星歯
車）であり、そのサンギアとインターナルギアの回転軸
が、各々第１、第２モーターの回転軸に接続され、公転
するピニオンギアを支持するプラネタリーアームの回転
軸が駆動出力となることを特徴とする請求項１或いは２
に記載のモーター装置。
【請求項４】該２つ或いは片方のモーターの回転を減速
させる減速装置を、該２つ或いは片方のモーター回転軸
に接続し、該差動装置の回転軸とは減速装置を介して接
続されることを特徴とする請求項１〜３に記載のモータ
ー装置。
【請求項５】第１モーター或いは第２モーターの回転軸
に駆動入力軸を接続し外部からの機械入力ができるよう
にし、駆動入力軸と駆動出力軸の２つの機械的外部イン
ターフェースを有することを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載のモーター装置。