JP2009011096A - 電動装置および電動装置の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向に大型化することを抑制することの可能な電動装置を提供する。
【解決手段】第１電動機３および第２電動機４を有し、第１電動機３は回転することが可能な第１ロータ１４を有し、第２電動機４は回転することが可能な第２ロータ２７を有しており、第１ロータ１４と第２ロータ２７とが同軸上に配置されているとともに、第１ロータ１４および第２ロータ２７について、回転角度または回転数または円周方向の位相の少なくとも１つを検知する検知装置７２，８０が設けられている電動装置において、第１ロータ１４および第２ロータ２７の回転軸線Ａ１に沿った方向で、第１ロータ１４と第２ロータ２７との間に検知装置７２，８０が配置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、第１電動機の第１ロータと第２電動機の第２ロータとが同軸上に配置された構成の電動装置、および電動装置の組立方法に関するものである。

従来から、第１電動機の第１ロータおよび第２電動機の第２ロータを同軸上に配置した構成の電動装置が知られており、このような構成の電動装置の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された電動機は電気自動車に搭載されるものであり、ケーシング内に第１電動機および第２電動機が収容されている。また、第１電動機は第１ロータおよび第１ステータを有し、第２電動機は第２ロータおよび第２ステータを有している。第１ステータおよび第２ステータはケーシングに固定され、第１ロータおよび第２ロータが同軸上に配置されている。さらに、第１ロータは軸受により回転可能に支持され、第２ロータは軸受により回転可能に支持されている。そして、第１ロータが右車輪に動力伝達可能に連結され、第２ロータが左車輪に動力伝達可能に連結されている。

特開平６−９８４９５号公報

ところで、特許文献１に記載されている電気自動車において、車速を検知したり電動機の回転数を制御するために、第１電動機の回転数および第２電動機の回転数を検知することが考えられる。このような場合、第１電動機および第２電動機の回転数を検知する検知装置を設けることが知られている。しかしながら、特許文献１に記載された電気自動車用の電動機は、第１電動機および第２電動機が同軸上に配置されているため、検知装置を設けると、第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向にユニット全体が大型化する虞があった。

この発明は上記事情を背景としてなされたものであり、第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向に大型化することを抑制することの可能な電動装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、通電により回転することが可能な第１ロータを有する第１電動機と、通電により回転することが可能な第２ロータを有する第２電動機とを有し、前記第１ロータと前記第２ロータとが回転軸線上で異なる位置に配置されているとともに、前記第１ロータおよび第２ロータの回転角度または回転数または円周方向の位相のうち、少なくとも１つの事項を検知する検知装置が設けられている電動装置において、前記回転軸線に沿った方向で、前記第１ロータと第２ロータとの間に前記検知装置が配置されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１電動機および前記第２電動機が取り付けられる固定構造物が設けられており、前記検知装置は、前記固定構造物に取り付けられた第１検知部と、前記第１ロータおよび第２ロータに設けられた第２検知部と、前記第１検知部を前記固定構造物に固定する締結部材とを有し、前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記締結部材の取り付け位置と、前記第１ロータおよび第２ロータの配置位置とが重なっており、前記第１ロータおよび第２ロータにおける、前記回転軸線を中心とする半径方向で前記締結部材の取り付け位置と同じ位置に、前記締結部材を締結する工具が挿入される切欠部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記第１ロータが車両の右側の車輪と動力伝達可能に接続されており、前記第２ロータが車両の左側の車輪と動力伝達可能に接続されていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、第１ロータを有する第１電動機と、第２ロータを有する第２電動機とを用意し、前記第１ロータと前記第２ロータとが同軸上に配置されるように、前記第１電動機および第２電動機を固定構造物に取り付けるとともに、前記第１ロータおよび第２ロータについて、回転角度または回転数または円周方向の位相の少なくとも１つを検知する検知装置を設ける電動装置の組立方法において、前記第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向で、この前記第１ロータと第２ロータとの間に前記検知装置を配置することを特徴とする電動装置の組立方法。

請求項５の発明は、請求項４の構成に加えて、前記検知装置を構成する第１検知部および第２検知部を別々に用意する第１工程と、前記第１ロータおよび第２ロータの外周に、前記回転軸線を中心とする半径方向に窪んだ谷部と、前記回転軸線を中心とする半径方向に突出された山部とを設ける第２工程と、前記第１工程および第２工程の後に、前記第２検知部を前記第１ロータおよび第２ロータに取り付け、かつ、その第１ロータおよび第２ロータを同軸上に配置する第３工程と、この第３工程の後に、前記谷部から前記回転軸線に沿った方向に工具を挿入して締結部材を締め付けることにより、前記第１検知部を前記固定構造物に固定する第４工程とを有することを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向で、第１ロータと第２ロータとの間に検知装置が配置されているため、回転軸線に沿った方向に電動装置が大型化することを抑制できる。

また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、切欠部に工具を挿入して締結部材を緩めたり締め付けたりすることができる。したがって、第１電動機および第２電動機を固定構造物から取り外さずに済み、締結部材を締め付けたり緩めたりする作業の作業性が向上する。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、第１電動機の動力が車両の右側の車輪に伝達され、第２電動機の動力が車両の左側の車輪に伝達される。

請求項４の発明によれば、第１ロータを有する第１電動機と、第２ロータを有する第２電動機とを用意し、第１ロータと前記第２ロータとが同軸上に配置されるように、第１電動機および第２電動機が固定構造物に取り付けられる。また、第１ロータおよび第２ロータについて、回転角度または回転数または円周方向の位相の少なくとも１つを検知する検知装置を設ける場合に、第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向で、第１ロータと第２ロータとの間に、検知装置が配置される。例えば、先に検知装置を取り付けた後、軸線に沿った方向で検知装置の両側に、第１ロータおよび第２ロータを配置することができる。したがって、この組立方法により組み立てられた電動装置においては、回転軸線に沿った方向に電動装置が大型化することを抑制できる。

請求項５の発明は、請求項４の発明と同様の効果を得られる他に、検知装置を構成する第１検知部および第２検知部を別々に用意する第１工程と、前記第１ロータおよび第２ロータの外周に、回転軸線を中心とする半径方向に窪んだ谷部と、回転軸線を中心とする半径方向に突出された山部とを設ける第２工程とがおこなわれる。この第１工程と第２工程とは、いずれが先におこなわれてもよいし、同時におこなわれてもよい。この第１工程および第２工程の後におこなわれる第３工程では、第２検知部を第１ロータおよび第２ロータに取り付け、かつ、その第１ロータおよび第２ロータを同軸上に配置する。この第３工程の後におこなわれる第４工程では、谷部から回転軸線に沿った方向に工具を挿入して締結部材を締め付けることにより、第１検知部を固定構造物に固定する。したがって、第１電動機および第２電動機を固定構造物から取り外すことなく、締結部材を締め付けることが可能であり、作業性が向上する。

この発明における電動装置は、車両、産業機械、工作機械などに用いることが可能である。この発明において、第１電動機および第２電動機としては、同期電動機、特に、リラクタンス形の電動機を用いることが可能である。第１電動機および第２電動機は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能の他に、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能を兼備した発電電動機（モータ・ジェネレータ）であってもよい。この発明において、第１電動機および第２電動機は、通電により磁界が形成され、第１ロータおよび第２ロータでトルクが発生する。第１ロータおよび第２ロータは、回転軸、鉄心（電磁鋼板）、鉄心を保持するプレートなどにより構成されている。

この発明において検知装置には、検知信号を発生する信号発生装置、および検知された信号を処理する信号処理装置が含まれる。すなわち、この発明には、信号発生装置が、軸線に沿った方向で第１ロータと第２ロータとの間に配置されている構成、信号発生装置および信号処理装置が、共に軸線に沿った方向で第１ロータと第２ロータとの間に配置されている構成、信号処理装置が、軸線に沿った方向で第１ロータと第２ロータとの間に配置されている構成が含まれる。この発明では、信号発生装置が、軸線に沿った方向で第１ロータと第２ロータとの間に配置されている構成が、特に好ましい。そして、信号発生装置が、第１検知部と第２検知部とに分割して構成されている。そして、第１検知部が、固定構造物に取り付けられ、第２検知部が、回転要素であるロータに取り付けられる。そして、回転軸線を中心とする円周方向において、第１検知部と第２検知部との位置関係に基づいた信号（電気信号・磁気信号など）が発生するように構成されている。この信号を信号処理装置、例えば、電子制御装置または信号計測器で処理することにより、第１ロータおよび第２ロータについて、回転角度または回転数または円周方向の位相（停止位置）の少なくとも１つが判断される。この発明における信号発生装置としては、例えば、非接触式センサ、具体的には、磁気式センサ（レゾルバ）、光式センサ（ロータリエンコーダ）、電磁ピックアップセンサ、磁気抵抗素子センサなどを用いることが可能である。そして、信号発生装置は、回転軸線を中心とする円周上における前記第１検知部と第２検知部との相対位置関係に基づいて、前記第１検知部が検出信号を発生するように構成されている。この第１検知部の検出信号が信号処理装置で処理されて、第１ロータおよび第２ロータの回転状態が求められるように構成されている。この発明においては、信号発生装置を、回転軸線に沿った方向で、第１ロータと第２ロータとの間に配置し、信号処理装置を、軸線に沿った方向で、第１ロータと第２ロータとの間とは異なる箇所に配置する構成が含まれている。また、この発明においては、信号発生装置および信号処理装置を共に、回転軸線に沿った方向で、第１ロータと第２ロータとの間に配置する構成が含まれている。

この発明における信号発生装置として、磁気式センサ具体的にはレゾルバを用いることが可能である。このレゾルバは、複数の電磁コイルを有するステータと、磁性体により構成されたロータとを有している。また、ロータは楕円形に構成されている。そして、いずれかの電磁コイルに交流電流を流すと、他の電磁コイルにはロータの位置に応じた出力信号が発生する。このようなレゾルバを信号発生装置として用いる場合、ステータが第１検知部に相当し、ロータが第２検知部に相当する。前記光センサとして、発光部および受光部と、切欠きまたはスリットとを有するものを用い、発光部から出力された光が、前記切欠またはスリットを通過して受光部に到達して、検出信号を出力するように構成可能である。また、切欠またはスリットに代えて、反射部（白色部）を設けることも可能である。すると、発光部の光が反射部により反射されて受光部に至り、検出信号を発生する。このような光センサを前記信号発生装置として用いる場合、前記発光部および前記受光部が、前記第１検知部に相当し、前記スリットまたは切欠または反射部が、前記第２検知部に相当する。

前記磁気抵抗素子センサは、磁気抵抗素子（ＭＲＥ素子）と、磁石とを有する。そして、磁気抵抗素子は、磁界の方向によって抵抗値が変化する磁気異方性効果を持つ素子であり、予めパターン化されたＭＲＥ素子で抵抗ブリッジ回路を組み、その抵抗回路を、回転要素に設けられた磁石に対向させておく。回転要素の回転により、ＭＲＥ素子が出力信号を発生する。このような、磁気抵抗素子センサを前記検知装置として用いる場合、前記磁気抵抗素子が前記第１検知部に相当し、前記磁石が前記第２検知部に相当する。前記電磁ピックアップセンサは、ソレノイドと、凹凸部を設けた磁性体とを有する。そして、ソレノイドと磁性体との間に隙間を設け、磁性体が回転すると、ソレノイドのコイルには交流電圧（検出信号）が発生し、その交流電圧の周波数を測定することで、回転速度（回転数）を検出できる。この電磁ピックアップセンサを前記信号発生装置として用いる場合、前記ソレノイドが前記第１検知部に相当し、前記磁性体が前記第２検知部に相当する。

この発明において、第１電動機および第２電動機が取り付けられる固定構造物は、回転不可能に設けられており、この固定構造物には、ケーシング、ブラケット、ハウジング、フレームなどが含まれる。この発明における締結部材は、第１検知部を固定構造物に取り付ける要素であり、回転することによって締結力が発生する。この締結部材には、ボルト、ナット、ビスなどが含まれる。この発明における工具は、締結部材を回転させる装置であり、工具にはドライバ、空気圧式工具、電動式工具、これらの締め付け機の回転軸、回転軸に取り付けられるソケットなどが含まれる。

この発明において、山部および谷部は、半径方向における高さの相違を示す用語であり、山部は突起または突出部でもよく、谷部は窪みまたは凹部でもよい。さらに、山部と谷部とは、円周方向に単数または複数が設けられる。すなわち、第１ロータまたは第２ロータの外周に山部および谷部が形成されて、歯が構成されていてもよい。この発明において、第１工程および第２工程は、いずれの工程を先におこなってもよいし、２つの工程を並行して同時におこなってもよい。この第１工程および第２工程についで、第３工程がおこなわれる。また第３工程の後に、第４工程がおこなわれる。また、この発明において、ロータおよび電動機に付記された「第１」および「第２」とは、ロータが別物として２個設けられ、電動機が別物として２個設けられていること（個数）を意味する。

以下、この発明の実施例を図２に基づいて説明する。図２は、電動装置１を搭載した車両２の部分的なスケルトン図である。つまり、図２に示された電動装置２は組立完了後の状態を示している。この図２に示すように、電動装置１は二基の電動機３，４を有しており、一方の電動機３と右側車輪５とが動力伝達可能に接続され、他方の電動機４と左側車輪６とが動力伝達可能に接続されている。そして、前記電動機３，４は、共にケーシング７内に配置されている。このケーシング７は車両２のボデー（図示せず）の下方に配置されており、このケーシング７は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などにより構成されている。また、ケーシング７は回転軸線に沿った方向で、複数の分割片により構成され、分割片同士を接触させてボルト、ナットなどの固定機構（図示せず）を用いて締め付け固定されている。

ケーシング７は、ボデーの下方に回転不可能に設けられている。図１は、ケーシング７の内部を示す部分的な断面図である。この図１に示すように、前記ケーシング７の内面に連続する支持壁８が設けられており、この支持壁８により、車両２の幅方向で、電動機３を配置する収納室９と、電動機４を配置する収納室１０とが区画されている。つまり、支持壁８は、後述する回転軸線に対してほぼ垂直な平面に沿って張り出している。さらに、ケーシング７の内面に連続する隔壁１１，１２が設けられており、一方の隔壁１１と支持壁８との間に収納室９が形成され、他方の隔壁１２と支持壁８との間に収納室１０が形成されている。このように、支持壁８を中心として左右対称に電動機３および電動機４が配置されている。前記電動機３，４は、共にブラシレスの同期電動機、具体的には、シンクロ・ランス・リラクタンス形の電動機である。以下、電動機３，４の構成を具体的に説明する。

まず、右側車輪５に接続された電動機３は、ステータ（固定子）１３およびロータ（回転子）１４を有している。このステータ１３は、ケーシング７に固定されている。また、ステータ１３は、電磁鋼板（鉄心）１５と、この電磁鋼板１５に巻き付けられたコイル（電機子）２９とを有している。また、電磁鋼板１５は、ロータ１４の回転軸線Ａ１に沿った方向に複数枚が積層されている。そして、複数枚が積層された電磁鋼板１５に、コイル（電磁コイル）２９が巻き付けられている。このように、複数枚が積層された電磁鋼板１５にコイル２９を巻き付けたものを１組のステータ１３として、複数のステータ１３が、回転軸線Ａ１を中心とする同一円周上に配置されている。この回転軸線Ａ１は略水平に配置されている。前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記コイル２９の両端は、電磁鋼板１５の積層領域の外側に位置している。

前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、複数のステータ１３の内側の空間に単一のロータ１４が配置されている。このロータ１４は、出力軸１６と、この出力軸１６に取り付けられた電磁鋼板（回転子鉄心）１７とを有している。この電磁鋼板１７は、回転軸線Ａ１に沿った方向に複数枚が積層されている。図３は、前記回転軸線Ａ１と垂直な平面内における電磁鋼板１７の形状を示す側面図である。前記電磁鋼板１７は環状に構成されており、その軸孔１７Ａ内に出力軸１６が挿入されている。また、電磁鋼板１７の外周には、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、外側に向けて突出された山部１７Ｂと、山部１７Ｂ同士の間に配置された谷部１７Ｃとが、円周方向に沿って交互に形成されている。また、電磁鋼板１７の円周方向において、山部１７Ｂの数（極数）は、ステータ１３の数（極数）と同一である。電磁鋼板１７は円板形状を有しており、谷部１７Ｃを半円形状の切欠部を構成している。さらに、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、谷部１７Ｃの深さは、後述するボルトを締め付けるソケット（後述）の外径とほぼ一致している。

さらに、積層された電磁鋼板１７は、回転軸線Ａ１に沿った方向の両側から、プレート７０，７１により挟み付けられている。このプレート７０，７１も円板形状を有しており、プレート７０，７１は出力軸１６に取り付けられている。このプレート７０，７１の外径が、電磁鋼板１７の谷部１７Ｃの内接円（図示せず）よりも大きい場合は、プレート７０，７１にも、前記電磁鋼板１７の形状と同様に山部および谷部が設けられる。この場合、山部の数および谷部の数は電磁鋼板１７と同じとし、円周方向における山部および谷部の位相は電磁鋼板１７と同じとした状態で、前記複数の電磁鋼板１７およびプレート７０，７１が、円周方向では回転不可能に固定されている。そして、出力軸１６は２個の軸受１８，１９を用いて、前記ケーシング７により回転可能に支持されている。

具体的に説明すると、回転軸線Ａ１に沿った方向で異なる位置に、２個の軸受１８，１９が配置されている。つまり、回転軸線Ａ１に沿った方向で、軸受１８と軸受１９との間に、複数の電磁鋼板１７が積層して配置されている。前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、複数の電磁鋼板１５の配置領域と、複数の電磁鋼板１７の配置領域とが一致している。まず、２つの軸受１８，１９のうち、前記電動機４に近い位置に配置された軸受１８の構成を説明すると、軸受１８は、前記出力軸１６に圧入された内輪２０と、内輪２０と同軸上に配置された外輪２１と、内輪２０と外輪２１との間に配置された転動体２２とを有している。さらに、前記支持壁８には軸孔２３が貫通して形成されており、前記外輪２１が軸孔２３に挿入、具体的にはすき間嵌めされている。さらに、他方の軸受１９は、出力軸１６に圧入された内輪２４と、内輪２４と同軸上に配置された外輪２５と、内輪２４と外輪２５との間に介在された転動体２６とを有している。前記隔壁１１には軸孔（図示せず）が貫通して形成されており、外輪２５が軸孔に挿入、具体的にはすき間嵌めされている。このようにして、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向でロータ１４が位置決めされ、各ステータ１３の電磁鋼板１５と、ロータ１４の電磁鋼板１７との間に、半径方向のすき間が形成されている。

つぎに、ロータ１４の回転状態を検知して信号を発生する信号発生装置の構成を説明する。この信号発生装置は、ロータ１４の回転数、回転角度、円周方向の位相などを検知する装置であり、具体的には、非接触式の磁気センサの１種であるレゾルバ７２が用いられている。このレゾルバ７２は、前記支持壁８に固定されたステータ７３と、前記ロータ１４、具体的には出力軸１６に固定されたロータ７４とを有している。、ステータ７３はリング形状を有しており、そのステータ７３には３個のコイルが内蔵されている。これらのコイルは電源および電子制御装置に接続されている。この電子制御装置は、信号発生装置の信号を処理する構成を有している。そして、このステータ７３は前記支持壁８に対して、ボルト７５の締め付けにより回転不可能に固定されている。つまり、支持壁８にはボルト７５の雄ねじ部（図示せず）がねじ込まれる雌ねじ部（図示せず）が形成されている。ボルト７５および雌ねじ部は、単数でもよいし、円周方向に複数設けられていてもよい。また、ステータ７３にはボルト７５が差し込まれる軸孔（図示せず）が設けられている。この軸孔はステータ７３を回転軸線Ａ１に沿った方向に貫通しており、この軸孔は、回転軸線Ａ１を中心とする円弧形状に構成された長孔である。さらに、前記ロータ７４は磁性材料により構成されており、回転軸線Ａ１と垂直な平面内における外周形状が楕円形状に構成されている。そして、ステータ７３のいずれかのコイルに交流電圧を印加すると、他のコイルにはロータ７４の位置（円周方向における回転位置）を基準とした検知信号が発生し、その検知信号が電子制御装置により処理されるように構成されている。

このように構成されたレゾルバ７２は、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、積層された電磁鋼板１７と支持壁８との間に配置されている。また、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、コイル２９における電磁鋼板１５から回転軸線Ａ１に沿った方向で露出した部分の内側に、レゾルバ７２が配置されている。すなわち、回転軸線Ａ１に沿った方向で、コイル２９の配置領域内に前記レゾルバ７２が配置されている。また、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、電磁鋼板１７の配置領域内に、前記レゾルバ７２が配置されている。一方、左側車輪６に動力伝達可能に接続された電動機４は、ステータ（固定子）７６およびロータ（回転子）２７を有している。このステータ７６は、ケーシング７に固定されている。また、ステータ７６は、電磁鋼板（鉄心）２８と、この電磁鋼板２８に巻き付けられたコイル（電機子）７７とを有している。また、電磁鋼板２８は、ロータ２７の回転軸線Ａ１に沿った方向に複数枚が積層されている。そして、複数枚が積層された電磁鋼板２８に、コイル（電磁コイル）７７が巻き付けられている。このように、複数枚が積層された電磁鋼板２８にコイル７７を巻き付けたものを１組のステータ７６として、複数のステータ７６が、回転軸線Ａ１を中心とする同一円周上に配置されている。前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記コイル７７の両端は、電磁鋼板２８の積層領域の外側に位置している。

前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、複数のステータ７６の内側の空間に単一のロータ２７が配置されている。ロータ２７および１４は同軸上に配置されており、かつ、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、このロータ２７はロータ１４とは異なる位置に配置されている。出力軸３０と、この出力軸３０に取り付けられた電磁鋼板（回転子鉄心）３１とを有している。この電磁鋼板３１は、回転軸線Ａ１に沿った方向に複数枚が積層されている。この電磁鋼板３１の構成、および前記回転軸線Ａ１と垂直な平面内における電磁鋼板３１の形状は、図３に基づいて説明した電磁鋼板１７の構成および形状と同じである。すなわち、前記電磁鋼板３１は環状に構成されており、その軸孔３１Ａ内に出力軸３０が挿入されている。また、電磁鋼板３１の外周には、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、外側に向けて突出された山部３１Ｂと、山部３１Ｂ同士の間に配置された谷部３１Ｃとが、円周方向に沿って交互に形成されている。また、電磁鋼板３１の円周方向において、山部３１Ｂの数（極数）は、ステータ７６の数（極数）と同一である。電磁鋼板３１は円板形状を有しており、谷部３１Ｃを半円形状の切欠部を構成している。さらに、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、谷部３１Ｃの深さは、後述するボルトを締め付けるソケット（後述）の外径とほぼ一致している。

さらに、積層された電磁鋼板３１は、回転軸線Ａ１に沿った方向の両側から、プレート７８，７９により挟み付けられている。このプレート７８，７９も円板形状を有しており、プレート７８，７９は出力軸３０に取り付けられている。このプレート７８，７９の外径が、電磁鋼板３１の谷部３１Ｃの内接円（図示せず）よりも大きい場合は、プレート７７，７９にも、前記電磁鋼板３１の形状と同様に山部および谷部が設けられる。この場合、山部の数および谷部の数は電磁鋼板３１と同じとし、円周方向における山部および谷部の位相は電磁鋼板３１と同じとした状態で、前記複数の電磁鋼板３１およびプレート７８，７９が、円周方向では回転不可能に固定されている。そして、出力軸３１は２個の軸受３２，３３を用いて、前記ケーシング７により回転可能に支持されている。

具体的に説明すると、回転軸線Ａ１に沿った方向で異なる位置に、２個の軸受３２，３３が配置されている。つまり、回転軸線Ａ１に沿った方向で、軸受３２と軸受３３との間に、複数の電磁鋼板３１が積層して配置されている。前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、複数の電磁鋼板２８の配置領域と、複数の電磁鋼板３１の配置領域とが一致している。まず、２つの軸受３２，３３のうち、前記電動機３に近い位置に配置された軸受３２の構成を説明すると、軸受３２は、前記出力軸３０に圧入された内輪３４と、内輪３４と同軸上に配置された外輪３５と、内輪３４と外輪３５との間に配置された転動体３６とを有している。さらに、前記支持壁８には軸孔２３が貫通して形成されており、前記外輪３５が軸孔２３に挿入、具体的にはすき間嵌めされている。さらに、他方の軸受３３は、出力軸１６に圧入された内輪３７と、内輪３７と同軸上に配置された外輪３８と、内輪３７と外輪３８との間に介在された転動体３９とを有している。前記隔壁１１には軸孔（図示せず）が貫通して形成されており、外輪３８が軸孔に挿入、具体的にはすき間嵌めされている。このようにして、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向でロータ２７が位置決めされ、各ステータ７６の電磁鋼板２８と、ロータ２７の電磁鋼板３１との間に、半径方向のすき間が形成されている。

つぎに、ロータ２７の回転状態を検知する信号発生装置の構成を説明する。この信号発生装置は、ロータ２７の回転数、回転角度、円周方向の位相などを検知して、検知信号に基づいて信号を発生する装置であり、具体的には、非接触式の磁気センサの１種であるレゾルバ８０が用いられている。このレゾルバ８０は、前記支持壁８に固定されたステータ８１と、前記ロータ２７、具体的には出力軸３０に固定されたロータ８２とを有している。ステータ８１はリング形状を有しており、そのステータ８１には３個のコイルが内蔵されている。これらのコイルは電源および電子制御装置に接続されている。そして、このステータ８１は前記支持壁８に対して、ボルト８３の締め付けにより回転不可能に固定されている。つまり、支持壁８にはボルト８３の雄ねじ部（図示せず）がねじ込まれる雌ねじ部（図示せず）が形成されている。ボルト８３および雌ねじ部は、単数設けられていてもよいし、円周方向に複数設けられていてもよい。

また、ステータ８１にはボルト８３が差し込まれる軸孔（図示せず）が設けられている。この軸孔はステータ８１を回転軸線Ａ１に沿った方向に貫通しており、この軸孔は、回転軸線Ａ１を中心とする円弧形状に構成された長孔である。さらに、前記ロータ８２は磁性材料により構成されており、回転軸線Ａ１と垂直な平面内における外周形状が楕円形状に構成されている。そして、ステータ８１のいずれかのコイルに交流電流を流すと、他のコイルにはロータ８２の位置（円周方向における回転位置）を基準とした検知信号が発生し、その検知信号が電子制御装置により処理されるように構成されている。このように構成されたレゾルバ８０は、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、積層された電磁鋼板３１と支持壁８との間に配置されている。また、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、コイル７７における電磁鋼板２８から回転軸線Ａ１に沿った方向で露出した部分の内側に、レゾルバ８０が配置されている。すなわち、回転軸線Ａ１に沿った方向で、コイル７７の配置領域内に前記レゾルバ８０が配置されている。さらに、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、電磁鋼板３１の配置領域内にレゾルバ８０が配置されている。

つぎに、電動機３と右側車輪５との間に設けられた動力伝達装置の構成を説明する。この実施例では、電動機３と右側車輪５とを接続する動力伝達装置として歯車伝動装置４１が用いられている。この歯車伝動装置４１は前記ケーシング７内に配置されている。より具体的には、回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記右側車輪５と電動機３との間に歯車伝動装置４１が配置されている。この歯車伝動装置４１は、出力軸１６に形成された出力ギヤ４２と、出力ギヤ４２に噛合されたカウンタドリブンギヤ４３と、カウンタドリブンギヤ４３と一体回転するカウンタシャフト４４と、カウンタシャフト４４に形成されたカウンタドライブギヤ４５と、カウンタドライブギヤ４５に噛合されたファイナルギヤ４６と、ファイナルギヤ４６が形成され、かつ、右側車輪５に接続されたアクスルシャフト４７とを有している。また、前記カウンタシャフト４４は２個の軸受４８，４９を用いてケーシング７により回転可能に支持され、前記アクスルシャフト４７は２個の軸受５０，５１を用いてケーシング７により回転可能に支持されている。さらに、出力ギヤ４２の歯数よりもカウンタドリブンギヤ４３の歯数の方が多く構成され、カウンタドライブギヤ４５の歯数よりもファイナルギヤ４６の歯数の方が多く構成されている。このため、電動機３から右側車輪５にトルクを伝達する場合、出力軸１６の回転数に対して、アクスルシャフト４７の回転数の方が低回転数となる。つまり、歯車伝動装置４１は、出力軸１６の回転数とアクスルシャフト４７の回転数との間における変速比が「１」未満となる変速機、いわゆる減速機としての機能を有している。

つぎに、電動機４と左側車輪６との間に設けられた動力伝達装置の構成を説明する。この実施例では、電動機４と左側車輪６とを接続する動力伝達装置として歯車伝動装置５２が用いられている。この歯車伝動装置５２は前記ケーシング７内に配置されている。より具体的には、回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記左側車輪６と電動機４との間に歯車伝動装置５２が配置されている。この歯車伝動装置５２は、出力軸３０に形成された出力ギヤ５３と、出力ギヤ５３に噛合されたカウンタドリブンギヤ５４と、カウンタドリブンギヤ５４と一体回転するカウンタシャフト５５と、カウンタシャフト５５に形成されたカウンタドライブギヤ５６と、カウンタドライブギヤ５６に噛合されたファイナルギヤ５７と、ファイナルギヤ５７が形成され、かつ、左側車輪６に接続されたアクスルシャフト５８とを有している。また、前記カウンタシャフト５５は２個の軸受５９，６０を用いてケーシング７により回転可能に支持され、前記アクスルシャフト５８は２個の軸受６１，６２を用いてケーシング７により回転可能に支持されている。さらに、出力ギヤ５３の歯数よりもカウンタドリブンギヤ５４の歯数の方が多く構成され、カウンタドライブギヤ５６の歯数よりもファイナルギヤ５７の歯数の方が多く構成されている。このため、電動機４から左側車輪６にトルクを伝達する場合、出力軸３０の回転数に対して、アクスルシャフト５８の回転数の方が低回転数となる。つまり、歯車伝動装置５２は、出力軸３０の回転数とアクスルシャフト５８の回転数との間における変速比が「１」未満となる変速機、いわゆる減速機としての機能を有している。また、歯車伝動装置４１の変速比と、歯車変速装置５２の変速比とが同一に構成されている。

つぎに、車両２の製造工程で、電動装置１を組み立てる方法の一例を説明する。まず、第１工程では、ロータ７４およびステータ７３が別々に用意されるとともに、ロータ８２およびステータ８１が別々に用意される。また、第２工程では、電磁鋼板１７の成形過程で、山部１７Ｂおよび谷部１７Ｃが形成されるとともに、電磁鋼板３１の成形過程で、山部３１Ｂおよび谷部３１Ｃが形成される。この電磁鋼板１７，３１は、共に金属材料をプレス加工して打ち抜かれる。また、第１工程と第２工程とは、いずれの工程を先におこなってもよいし、２つの工程を同時に（並行して）おこなってもよい。

一方、ケーシング７にステータ１３が固定され、かつ、ケーシング７にステータ７６が固定される。また、ステータ７３を支持壁８に接触させ、ボルト７２を締め付けてステータ７３が支持壁８に固定される。さらに、ステータ８１を支持壁８に接触させ、ボルト８３を締め付けてステータ８１が支持壁８に固定される。その後、第３工程では、ロータ７４および電磁鋼板１７を出力軸１６に取り付けて、その出力軸１６をステータ１３の内側に配置し、軸受１８，１９により出力軸１６を回転可能に支持する。また、第３工程では、ロータ８２および電磁鋼板３１を出力軸３０に取り付けて、その出力軸３０をステータ７６の内側に配置し、軸受３２，３３により出力軸３０を回転可能に支持する。

このようにして、電動装置１を組み立てた後、前記レゾルバ７２のステータ７３に通電し、かつ、レゾルバ８０のステータ８１に通電する。そして、レゾルバ７２で検知される信号を電子制御装置により処理して、ロータ１４の回転方向における基準位置と、レゾルバ７２で検知される基準位置の信号とが、円周方向の位相で一致しているか否かの判断をおこなう。また、レゾルバ８０で検知される信号を、電子制御装置または専用の信号計測器により処理して、ロータ２７の回転方向における基準位置と、レゾルバ８０で検知される基準位置の信号とが、円周方向の位相で一致しているか否かを測定する。このように、「ロータ２７の回転方向における基準位置と、レゾルバ８０で検知される基準位置の信号とが、円周方向の位相で一致しているか否かを測定すること」を、「測定作業」と呼ぶ。そして、ロータ１４の回転方向における基準位置と、基準位置を示す信号とが、レゾルバ７２で検知される。

ここで、基準位置と、基準位置を示す信号とが、円周方向の位相で一致していない場合は、図４に示すように、空気式工具または電動式工具の回転軸８５にソケット８４を取り付ける。このソケット８４は、ボルト７５，８３の形状と同じ形状（６角形）の６角形の凹部を有する。そして、図４に示すソケット８４を回転軸線Ａ１に沿った方向で、左向きに移動させて谷部１７Ｃに挿入し、このソケット８４をボルト７２の頭部に装着する。そして、ソケット８４を回転させてボルト７５を緩める。ついで、ロータ１４の回転方向における基準位置と、レゾルバ７２で検知される基準位置の信号とにおける、円周方向の位相ズレ量を解消する分、ロータ７３を円周方向に所定角度回転させた後、ソケット８４を回転させてボルト７５を締め付ける。その後、ソケット８４を回転軸線Ａ１に沿った方向で図４で右向きに移動させて、谷部１７Ｃからソケット８４を抜き取る。そして、前記の「測定作業」を再度おこなう。なお、前記した「位相ズレ量（オフセット量）」とロータ７３の回転角度との関係は、予め実験的に求められている。

一方、前記ロータ２７の回転方向における基準位置と、レゾルバ８０で検知される基準位置の信号とが、円周方向の位相で一致していない場合は、ソケット８４を電磁鋼板３１に形成された谷部３１Ｃに挿入し、回転軸線Ａ１に沿った方向に移動させて、ソケット８４をボルト８３の頭部に装着し、ソケット８４を回転させてボルト８３を緩める。そして、ロータ８１を円周方向に所定角度回転させた後、ソケット８４を逆方向に回転させてボルト８３を締め付ける。なお、前記した「位相ズレ量（オフセット量）」とロータ８１の回転角度との関係は、予め実験的に求められている。ついで、ソケット８４を回転軸線Ａ１に沿った方向に移動させて、谷部３１Ｃからソケット８４を抜き取る。そして、前記の「測定作業」をおこなう。このようにして、測定作業およびロータ７３，８１の位相調整をおこなう。

この実施例における電動装置１の構成および電動装置１の組立方法によれば、電動装置１の組立完了後において、ステータ１３，７６がケーシング７に固定され、かつ、ロータ１４を軸受１８，１９により支持し、かつ、ロータ２７を軸受３２，３３により支持した状態で、上記の「測定作業」およびロータ７３，８１の位相を調整する作業をおこなうことができる。言い換えれば、電動装置１を分解することなく、上記の「測定作業」および「ロータ７３，８１の位相を調整する作業」を、迅速かつ効率的に短時間でおこなうことができる。また、電動機３，４をケーシング７に取り付けた状態で、測定作業およびロータ７３，８１の位相を調整する作業をおこなうことができるため、ケーシング７を回転軸線Ａ１に沿った方向で、電動機３と電動機４との間で分割せずに済む。

ところで、図２に示された右側車輪５および左側車輪６は共に後輪である。そして、前輪（図示せず）に対しては、駆動力源のトルクが伝達されるように構成されている。前輪に伝達するトルクを発生する駆動力源としては、エンジンまたはモータ・ジェネレータのうちの少なくとも一方を用いることが可能である。エンジンは、熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置であり、エンジンとしては、内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることが可能である。また、モータ・ジェネレータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する機能、および運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を有する動力装置である。さらに、駆動力源としては、エンジン、モータ・ジェネレータに代えて、油圧モータ、フライホイールシステムを用いることも可能である。

上記の電動装置１を車両２に搭載した後、前記コイル２９，７７に３相交流電圧を印加すると、ステータ１３，７６で別々に磁界が形成される。そして、ステータ１３により形成された磁界でロータ１４にトルクが発生し、ステータ７６で形成された磁界でロータ２７にトルクが発生する。このようにして、２基の電動機３，４が力行制御される。また、レゾルバ７２で検知される信号が電子制御装置で処理され、ロータ１４の回転中における回転数、回転角速度、ロータ１４の停止時における位相などが判断される。さらに、レゾルバ８０で検知される信号が電子制御装置で処理され、ロータ２７の回転中における回転数、回転角速度、ロータ２７の停止時における位相などが判断される。一方のロータ１４で発生したトルクは、出力軸１６および出力ギヤ４２を経由してカウンタドリブンギヤ４３に伝達される。さらに、カウンタドリブンギヤ４３のトルクは、カウンタシャフト４４およびカウンタドライブギヤ４５を経由してファイナルギヤ４６に伝達される。ファイナルギヤ４６のトルクはアクスルシャフト４７を経由して右側車輪５に伝達され、駆動力が発生する。これに対して、他方のロータ２７で発生したトルクは、出力軸３０および出力ギヤ５３を経由してカウンタドリブンギヤ５４に伝達される。さらに、カウンタドリブンギヤ５４のトルクは、カウンタシャフト５５およびカウンタドライブギヤ５６を経由してファイナルギヤ５７に伝達される。ファイナルギヤ５７のトルクはアクスルシャフト５８を経由して左側車輪６に伝達され、駆動力が発生する。

前記出力軸１６のトルクがアクスルシャフト４７に伝達される場合、歯車伝動装置４１は、出力軸１６の回転数とアクスルシャフト４７の回転数との間における変速比が「１」未満となる減速機として機能するため、出力軸１６からアクスルシャフト４７にトルクが伝達される過程で、そのトルクが増幅される。また、出力軸３０のトルクがアクスルシャフト５８に伝達される場合、歯車伝動装置５２は、出力軸３０の回転数とアクスルシャフト５８の回転数との間における変速比が「１」未満となる減速機として機能するため、出力軸３０からアクスルシャフト５８にトルクが伝達される過程で、そのトルクが増幅される。さらに、右側車輪５および左側車輪６にトルクが伝達された場合、あるいは、駆動力源（図示せず）のトルクが前輪に伝達されて車両２が走行している場合に、車両２が旋回走行すると、右側車輪５の回転数と、左側車輪６の回転数とに差が生じる。

この実施例では、２個のロータ１４，２７が別個に回転可能に構成されており、２個のロータ１４，２７が異なる回転数で回転可能である。つまり、２基の電動機３，４は、デファレンシャルとしての機能をも兼備している。この実施例では、回転軸線Ａ１に沿った方向で、電動機３と電動機４との間にレゾルバ７２，８０が配置されている。より具体的には、中間壁８と、複数の電磁鋼板１７との間であり、かつ、コイル２９の内側空間にレゾルバ７２が配置されている。また、中間壁８と、複数の電磁鋼板３１との間であり、かつ、コイル７６の内側空間にレゾルバ８０が配置されている。したがって、他の部品のレイアウトにより形成された空間を有効に利用して、レゾルバ７２，８０を配置することができ、回転軸線Ａ１に沿った方向に、電動装置１が大型化することを抑制できる。したがって、電動装置１の車載性が向上する。なお、この実施例では、軸線Ａ１に沿った方向で、電動機３と電動機４との間にレゾルバ７２，８０を配置する構成が説明されている。一方、前記レゾルバ７２，８０で発生する検知信号を処理する信号処理装置、例えば電子制御装置、信号計測器などの配置個所については、具体的には説明されていない。そこで、信号処理装置の配置個所について説明すると、この信号処理装置の配置箇所としては、ケーシング７の外部、具体的には、車両２のエンジンルーム、電動機３，４に電気回路を介して接続された電源の近くなどが挙げられる。また、信号処理装置を、ケーシング７の内部に配置することも可能である。例えば、軸線Ａ１に沿った方向で、電動機３と電動機４との間に配置することも可能である。

ここで、実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、電動機３が、この発明の第１電動機に相当し、電動機４が、この発明における第２電動機に相当し、ロータ１４が、この発明の第１ロータに相当し、ロータ２７が、この発明の第２ロータに相当し、レゾルバ７２，８０、およびレゾルバ７２，８０の信号を処理する信号処理装置が、この発明の検知装置に相当し、ケーシング７が、この発明の固定構造物に相当する。また、ステータ７３，８１が、この発明の第１検知部に相当し、ロータ７４，８２が、この発明の第２検知部に相当し、ボルト７３，８３が、この発明における締結部材に相当し、回転軸８５およびソケット８４が、この発明における工具に相当し、谷部１７Ｃ，３１Ｃが、この発明の切欠部に相当し、山部１７Ｂ，３１Ｂが、この発明における山部に相当し、車両２が、この発明の車両に相当し、右側車輪５が、この発明の右側の車輪に相当し、左側車輪６が、この発明の左側の車輪に相当する。なお、この発明は、一方の電動機のトルクが右側前輪に伝達され、他方の電動機のトルクが左側前輪に伝達される構成の車両にも適用可能である。また、実施例では、軸線Ａ１と垂直な平面において、谷部の形状が半円形状である場合を説明しているが、谷部の形状は矩形（四角形）または三角形でもよい。

この発明の電動装置の部分的な断面図である。 この発明の電動装置を有する車両のパワートレーンを示すスケルトン図である。 図１に示された電動機の電磁鋼板を示す側面図である。 図１に示されたレゾルバの位相調整作業を示す断面図である。

符号の説明

１…電動装置、 ２…車両、 ３，４…電動機、 ５…右側車輪、 ６…左側車輪、 ７…ケーシング、 １４，２７…ロータ、 １７Ｂ，３１Ｂ…山部、 １７Ｃ，３１Ｃ…谷部、 ７２，８０…レゾルバ、 ７３，８１…ステータ、 ７４，８２…ロータ、 ７３，８３…ボルト、 ８４…ソケット、 ８５…回転軸。

Claims (5)

1. 通電により回転することが可能な第１ロータを有する第１電動機と、通電により回転することが可能な第２ロータを有する第２電動機とを有し、前記第１ロータと前記第２ロータとが回転軸線上で異なる位置に配置されているとともに、前記第１ロータおよび第２ロータの回転角度または回転数または円周方向の位相のうち、少なくとも１つの事項を検知する検知装置が設けられている電動装置において、
   前記回転軸線に沿った方向で、前記第１ロータと第２ロータとの間に前記検知装置が配置されていることを特徴とする電動装置。
2. 前記第１電動機および前記第２電動機が取り付けられる固定構造物が設けられており、
   前記検知装置は、前記固定構造物に取り付けられた第１検知部と、前記第１ロータおよび第２ロータに設けられた第２検知部と、前記第１検知部を前記固定構造物に固定する締結部材とを有し、
   前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記締結部材の取り付け位置と、前記第１ロータおよび第２ロータの配置位置とが重なっており、
   前記第１ロータおよび第２ロータにおける、前記回転軸線を中心とする半径方向で前記締結部材の取り付け位置と同じ位置に、前記締結部材を締結する工具が挿入される切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動装置。
3. 前記第１ロータが車両の右側の車輪と動力伝達可能に接続されており、前記第２ロータが車両の左側の車輪と動力伝達可能に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動装置。
4. 第１ロータを有する第１電動機と、第２ロータを有する第２電動機とを用意し、前記第１ロータと前記第２ロータとが同軸上に配置されるように、前記第１電動機および第２電動機を固定構造物に取り付けるとともに、前記第１ロータおよび第２ロータについて、回転角度または回転数または円周方向の位相の少なくとも１つを検知する検知装置を設ける電動装置の組立方法において、
   前記第１ロータおよび第２ロータの回転軸線に沿った方向で、この前記第１ロータと第２ロータとの間に前記検知装置を配置することを特徴とする電動装置の組立方法。
5. 前記検知装置を構成する第１検知部および第２検知部を別々に用意する第１工程と、
   前記第１ロータおよび第２ロータの外周に、前記回転軸線を中心とする半径方向に窪んだ谷部と、前記回転軸線を中心とする半径方向に突出された山部とを設ける第２工程と、
   前記第１工程および第２工程の後に、前記第２検知部を前記第１ロータおよび第２ロータに取り付け、かつ、その第１ロータおよび第２ロータを同軸上に配置する第３工程と、
   この第３工程の後に、前記谷部から前記回転軸線に沿った方向に工具を挿入して締結部材を締め付けることにより、前記第１検知部を前記固定構造物に固定する第４工程と
   を有することを特徴とする請求項４に記載の電動装置の組立方法。

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