JP5422749B2

JP5422749B2 - 電動車両の動力装置

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Publication number: JP5422749B2
Application number: JP2012541637A
Authority: JP
Inventors: 義基松田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2014-02-19
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Also published as: US9415694B2; JPWO2012059962A1; WO2012059962A1; US20130234505A1

Description

本発明は、電動機により発生された走行動力を駆動輪に伝達する電動車両の動力装置に関し、特に、複数の電動機を備える電動車両の動力装置に関する。

従来、電動車両の動力装置として、複数の三相交流電動機と、各電動機に対応して設けられた複数のインバータとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４３２７４号公報

しかし、電動機ごとにインバータが設けられていると、インバータを構成するスイッチング素子の個数が増大するので、動力装置の電気的構成が複雑になるとともに、動力装置全体のコストが増加する。しかも、高速で切替えが行われるスイッチング素子の個数が増大すると、その分インバータに関連する故障が発生する可能性が高くなることから、動力装置の信頼性が低下する。

そこで本発明は、複数の電動機を備える電動車両の動力装置の構成を簡素化することを目的としている。

本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、本発明に係る電動車両の動力装置は、直流を蓄電する蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄電される直流から交流を生成するインバータ装置と、前記インバータ装置により生成された交流の給電を受けて走行動力を発生する複数の電動機と、前記複数の電動機の各出力軸部の回転を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、を備え、前記動力伝達機構が、前記各出力軸部を前記駆動輪に対し互いに同一の変速比で回転させるよう前記各出力軸部を機械的に連結しており、前記複数の電動機が、単一の前記インバータ装置と接続され、前記単一のインバータ装置が生成する交流の給電を受けるように構成されている。

前記構成によれば、複数の電動機の各出力軸部の駆動輪に対する変速比が互いに同一であるため、複数の電動機を同一の電気的条件下で動作させれば複数の電動機の同期性を確保することができる。そこで、複数の電動機に対して単一のインバータ装置を設け、各電動機はこのインバータ装置により生成される交流の給電を受けるように構成されている。つまり、各電動機には、同一周波数及び同一位相の交流が給電されるようになっており、これにより複数の電動機を同期して動作させることができる。このように、複数の電動機の同期性を確保しながらも、電動車両の動力装置の構成を簡素化することができる。

前記複数の電動機のうち少なくとも２つの電動機の各出力軸部が、１本の共通出力軸を成しており、前記動力伝達機構が、前記共通出力軸の回転を前記駆動輪に伝達するよう構成されていてもよい。

前記構成によれば、１本の共通出力軸を構成している少なくとも２つの電動機に関し、機械的に生じる回転位相差を可及的に少なくすることができ、これら電動機の同期性を確保することができる。また、これら電動機が軸線方向に並ぶので、複数の電動機を備えた動力装置の全体を、出力軸部の半径方向にコンパクトに構成することができる。

前記共通出力軸の回転を取り出す動力取出位置が、前記２つの電動機の間に配置されていてもよい。

前記構成によれば、各電動機から動力取出位置までの距離をなるべく等しくすることができ、仮に２つの電動機の間に回転差が生じたとしても、共通出力軸のねじれを良好に防ぐことができる。

前記複数の電動機の回転慣性が、互いに同じに設定されていてもよい。

前記構成によれば、複数の電動機の間で回転差が生じるのを良好に防ぐことができる。

前記動力伝達機構に設けられ、前記共通出力軸と前記駆動輪との間で伝達される動力の急変を緩衝する緩衝手段を備えていてもよい。

前記構成によれば、車両がジャンプしたとき等に動力伝達機構を構成する要素の回転変動を良好に抑制することができ、車輪から電動機の出力軸部へ与えられるショックを良好に緩めることができる。

前記複数の電動機は、互いに同数相の多相巻線を有する多相交流電動機であり、前記単一のインバータ装置は、前記多相巻線の相数に応じた多相交流を出力するための多相配線と接続され、前記複数の電動機の同一相の巻線が前記多相配線に並列接続されていてもよい。

前記構成によれば、巻線が多相配線に並列接続されているため、各電動機の巻線に、インバータ装置により生成された同値の交流電圧を印加することができ、複数の電動機の同期性を確保することができる。すると、インバータ装置により生成されるべき交流の電位を低電位化することができるので、インバータ装置に高価なスイッチング素子を適用する必要がなくなる。

前記電動機は、前記インバータ装置の給電によって軸線回りに回転する回転子を有し、前記回転子が前記共通出力軸とスプライン嵌合されていてもよい。

前記構成によれば、機械的に生じる回転位相差が、高々、スプライン溝のバックラッシ相当の微小なものとなるので、電動機の同期性を良好に確保することができる。

複数の前記共通出力軸が互いに平行に延在し、前記動力伝達機構が、前記複数の共通出力軸と平行に延びる中間軸と、前記複数の共通出力軸の回転を互いに同一の変速比で前記中間軸に伝達する一次伝達機構と、を有していてもよい。

前記構成によれば、各出力軸部の駆動輪に対する変速比を互いに同一にする構成が実現されるとともに、複数の電動機を備えた動力装置の全体を、出力軸部の軸線方向及び半径方向の両方ともにコンパクトに構成することができる。

前記各電動機が、前記出力軸部上に固定されて前記出力軸部の外周面から半径方向に延びるフランジ部、及び前記フランジ部の外縁部から軸線方向に延びて前記出力軸部の外周面から半径方向に間隔をおいて配置される周壁部を有し、前記出力軸部とともに回転する回転子と、前記回転子の前記周壁部の内周面に貼り合わされた永久磁石と、円筒状に形成され、前記永久磁石と前記出力軸部の外周面との間に形成された円環状空間内に静置される固定子と、前記固定子の外周面に固定され、前記永久磁石と半径方向に対向するコイルと、を備えていてもよい。

前記構成によれば、各電動機がいわゆるアウタロータ型ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet（表面磁石貼付型））モータとなる。すると、従前のエンジン搭載型の二輪車に設けられていた一般的な交流発電機を動力装置の電動機に流用することができるようになり、電動二輪車の生産性がよくなる。また、インナロータ型ＳＰＭモータと比較すると、永久磁石が遠心力で剥がれ落ちるおそれが低減されるため、動力装置の信頼性が高くなる。また、永久磁石の設置スペースを確保することができる点、回転子の回転半径が大きくなるのでトルクが大きくなる点でも有利である。

このように、本発明によれば、複数の電動機を備える電動車両の動力装置を簡素化することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る動力装置を適用した電動車両の一例として示す電動二輪車を右側から見た側面図である。図２は、図１に示す動力装置の機械的構成を模式的に示す概念図である。図３は、図１に示す動力装置の電気的構成を模式的に示す概念図である。図４は、図１に示す動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る動力装置の電気的構成を模式的に示す概念図である。図６は、本発明の第３実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図７（ａ）は、図６に示す動力装置のモータハウジングの一例を示す側面図であり、図７（ｂ）は、その変形例を示す側面図であり図８は、本発明の第４実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図９は、本発明の第５実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図１０は、本発明の第６実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図１１は、本発明の第７実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図１２は、本発明の第８実施形態に係る動力装置の電動機の周辺の構造を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、本発明に係る電動車両の実施形態として電動二輪車を例示し、方向の概念は電動二輪車の運転者から見る方向を基準とする。また、全図を通じて同一又は相当の要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る動力装置２０を適用した電動二輪車１を右側から見た側面図である。図１に示すように、電動二輪車１は、前輪２及び後輪３を備えている。前輪２は、フロントフォーク４の下端部に回転可能に支持され、フロントフォーク４は、ステアリングシャフト（図示せず）を介してハンドル５と連結される。ハンドル５は、左右一対のグリップを有し、そのうち右側のグリップは、運転者により加減速要求が入力操作されるアクセルグリップ６である。

電動二輪車１は、ヘッドパイプ７、メインフレーム８、左右一対のダウンフレーム９、ピボットフレーム１０、スイングアーム１１及びシートレール１２を有する車体フレームを備えている。ヘッドパイプ７は、ステアリングシャフトを回転可能に支持する。メインフレーム８は、ヘッドパイプ７から後下がりに延在し、車幅方向の中心線に沿って配置されている。各ダウンフレーム９は、ヘッドパイプ７から車幅方向の外側へ張り出しつつ下方に延在し、途中で屈曲して後方に延在している。ピボットフレーム１０は、メインフレーム８の後下端部とダウンフレーム９の各後端部とを連結している。スイングアーム１１は、前端部にてピボットフレーム１０に揺動可能に連結され且つ後端部にて後輪３を回転可能に支持している。スイングアーム１１の前部とメインフレーム８の後部との間には、後輪用のサスペンション１３が架け渡される。シートレール１２はメインフレーム８の後部から後上がりに延在し、シートレール１２上には運転者騎乗用のシート１４が設けられ、シート１４とハンドル５との間には燃料タンクに替えてダミータンク１５が設けられている。

動力装置２０は、電動機２１、動力伝達機構２２、蓄電装置２３、インバータ装置２４及び制御装置２５を備えている。図１によると、電動機２１の電動機ケース１６がメインフレーム８及び一対のダウンフレーム９の各後部に支持され、蓄電装置２３、インバータ装置２４及び制御装置２５が一対のダウンフレーム９の屈曲部分の間に配置され、制御装置２５がダミータンク１５内に収容されているが、これらの配置は適宜変更可能である。

図２は、図１に示す動力装置２０の機械的構成を模式的に示す概念図である。図２に示すように、電動機２１は、複数（例えば２つ）設けられている。各電動機２１は、三相交流同期電動機である。各電動機２１は交流の給電を受けると走行動力を発生し、これにより電動機２１の出力軸部３１が回転する。動力伝達機構２２は、各出力軸部３１の回転を後輪３に伝達する。後述するように、動力伝達機構２２は、各出力軸部３１の後輪３に対する変速比が互いに等しくなるように、また、各出力軸部３１の回転位相が互いに等しくなるようにして、各出力軸部３１を互いに機械的に連結している。よって、各電動機２１を同一の電気的条件（例えば同一位相、同一周波数、同一電圧及び同一電流）下で動作させると、各電動機２１が走行負荷を均等に分担することができる。以下、このように、複数の電動機２１が機械的構成により走行負荷を分担するようになっている動力装置２０の電気的構成について説明する。

図３は、図１に示す動力装置２０の電気的構成を模式的に示す概念図である。各電動機２１は、Ｕ相コイル３２Ｕ、Ｖ相コイル３２Ｖ及びＷ相コイル３２Ｗから成る３相コイル３２を有し、各コイル３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの一端は中性点３３にて星型結線されている。なお、各電動機２１は、互いに同値のインピーダンスを有している。

蓄電装置２３は、直流を充放電可能な複数のセル３５を直列接続してなるバッテリ３４を有している。各セル３５は、対応するセルモニタユニット３６（以下、「ＣＭＵ」と称す）と接続されており、各ＣＭＵ３６は、対応するセル３５の状況（例えば蓄電量）を監視する。

インバータ装置２４は、電源線３７及び接地線３８を介してバッテリ３４と接続されている。また、インバータ装置２４は、Ｕ相アーム３９Ｕ、Ｖ相アーム３９Ｖ及びＷ相アーム３９Ｗを有し、これらアーム３９Ｕ，３９Ｖ，３９Ｗは、電源線３７と接地線３８との間に並列接続されている。各アーム３９Ｕ，３９Ｖ，３９Ｗは、それぞれスイッチング素子及びダイオードから成る２つのアーム要素を直列接続してなる。Ｕ相アーム３９Ｕは、これを構成する２つのアーム要素の中間点にて、Ｕ相線４０Ｕと接続されている。Ｖ相アーム３９Ｖ及びＷ相アーム３９Ｗは、これと同様にしてＶ相線４０Ｖ及びＷ相線４０Ｗとそれぞれ接続されている。合計６個のスイッチング素子のオン／オフのスイッチングが制御されることにより、Ｕ相アーム３９Ｕは電源線３７からの直流からＵ相交流を生成し、このＵ相交流がＵ相線４０Ｕに出力される。これと同様に、Ｖ相アーム３９Ｖにより生成されたＶ相交流がＶ相線４０Ｖに出力され、また、Ｗ相アーム３９Ｗにより生成されたＷ相交流がＷ相線４０Ｗに出力される。このようにして、インバータ装置２４は、蓄電装置２３からの直流を三相交流に変換し、Ｕ相線４０Ｕ、Ｖ相線４０Ｖ及びＷ相線４０Ｗから成る三相線４０に当該三相交流を出力する。

制御装置２５は、車両制御部４１、電源制御部４２及びインバータ制御部４３を有している。車両制御部４１は、電源制御部４２を介し、各ＣＭＵ３６と接続されており、車両制御部４１には、各ＣＭＵ３６により監視されているセル３３の状況を表す情報が入力される。

また、車両制御部４１は、車両の各種状況を検出する複数のセンサと接続される。このようなセンサには、例えば、アクセルグリップ６の操作量を検出するアクセルセンサ４６、車速を検出する車速センサ４７、電動機２１の回転数を検出する回転数センサ４８及び三相線４０を流れる電流値を検出する電流センサ４９が含まれる。

車両制御部４１は、インバータ制御部４３を介し、インバータ装置２４の各スイッチング素子と接続されている。車両制御部４１は、例えばアクセルセンサ４６からの入力に応じて各アーム３９Ｕ，３９Ｖ，３９Ｗの動作に関する指令信号を生成し、生成された指令信号をインバータ制御部４３に出力する。インバータ制御部４３は、指令信号に応じて各スイッチング素子のオン／オフを制御する。このような制御を通じて、運転者の加減速要求の程度に応じて、三相線４０に出力される三相交流の電流値及び周波数などを可変的に制御することが可能となる。

本実施形態では、１個のインバータ装置２４及び１組の三相線４０に対して複数の電動機２１が設けられている。複数の電動機２１の各中性点３３は、三相線４０を成すＵ相線４０Ｕに並列接続され、Ｖ相線４０Ｖに並列接続され且つＷ相線４０Ｗに並列接続されている。このため、複数の電動機２１の各三相コイル３２には、インバータ装置２４により生成された同一周波数及び同一位相の交流が流れ、同一電圧の交流が印加される。また、前述のとおり、複数の電動機２１は互いに同値のインピーダンスを有するので、各三相コイル３２には、同一電流の交流が流れる。つまり、複数の電動機２１は、互いに同一の電気的条件下で動作する。上記のとおり、各電動機２１の出力軸部３１は後輪３に対し互いに同一の変速比で回転するよう互いに機械的に連結されているので、各電動機２１は互いに同量の走行動力を発生するとともに走行負荷を均等に分担する。これにより、各電動機２１が互いに動作を干渉するのを良好に抑制することができる。しかも、インバータ装置２４と電動機２１とが一対多の関係にあり、インバータ装置２４周辺の電気的構成が簡素となり、インバータ装置２４の高コスト化が抑制される。

また、インバータ装置２４に供給される直流は、高々、三相コイル３２に印加されるべき電圧分だけ確保されていればよい。このため、バッテリ３４の電位を殊更高くしなくとも、複数の電動機２１を駆動することができる。これにより、セル３５の個数を削減することができ、そのためＣＭＵ３６の個数の削減及びバッテリ３４の配置スペースの削減が図られる。したがって、蓄電装置２３の高コスト化及び大型化を抑制することができる。また、同時に、インバータ装置２４に要求される電位も低電位となるので、インバータ装置２４に高価なスイッチング素子を適用する必要がなくなり、インバータ装置２４を低コスト化することができる。

なお、図示例では、２つの電動機２１を設ける場合を示しているが、三相線４０上には、これら２つの電動機２１へ電流を供給する高出力状態と、２つのうち一方の電動機２１への電流供給を停止する低出力状態とを切り替えるスイッチ回路が設けられてもよい。定速走行状態など、高出力が不要な状態において、スイッチ回路によって低出力状態に切り替えることによって、不所望な出力を抑えることができ、走行可能距離を延長することができる。例えば、運転者からの加速指令が一定期間与えられない場合、走行速度が一定である場合、速度が高い場合などでは、低出力状態に切り替えてもよい。３つ以上の電動機が用いられる場合であっても同様に、それぞれ駆動電流を供給する電動機２１の数を変化可能なスイッチ回路を有することが好ましい。

また、電動機２１を発電機として使用して、制動時に駆動輪からの動力を電力として蓄える回生機能を有する場合、複数の電動機２１を発電機として用いると回生力が過剰となる場合がある。たとえば、制御手段が乗物の走行状態又は運転指令に基づいて、必要とする回生力を判断し、大きい回生力が必要であると判断する場合には、スイッチ回路によって発電機として用いられる電動機２１の数が増えるように回路接続し、小さい回生力で十分であると判断する場合には、スイッチ回路によって発電機として用いられる電動機２１の数が減るように回路接続するようにしてもよい。例えば、操作要求される減速量（ブレーキ量）が大きい場合には、大きい回生力が必要であると判断し、操作要求される減速量が小さい場合には、小さい回生力が必要であると判断する。

次に、動力伝達機構２２について具体的に説明する。図４は、図１に示す動力装置２０の電動機２１の周辺の構造を示す断面図である。図４に示すように、動力装置２０は、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂから成る２つの電動機が設けられている。各電動機２１は、アウタロータ型ＳＰＭモータであり、エンジン搭載型の自動二輪車に適用されている発電機を流用することが可能である。なお、１つのインバータ装置２４（図３参照）で駆動可能であるならば、他の駆動方式のモータであってもよい。例えば、インナロータ型ＳＰＭモータでもよく、ＳＰＭ型以外のモータを用いてもよい。

各電動機２１は、出力軸部３１に固定される回転子５１を備えている。回転子５１は、出力軸部３１の外周側にスプライン嵌合して出力軸部３１に固定される円筒状のボス部５２、ボス部５２から半径方向に延びる円板状のフランジ部５３、及びフランジ部５３の外周縁部から軸線方向に延びる円筒状の周壁部５４を有する。周壁部５４の内周面は、出力軸部３１と半径方向に離れて配置され、この内周面に永久磁石５５が貼り合わされる。永久磁石５５の表面と出力軸部３１の外周面との間には、円筒状の固定子５６が静置される。固定子５６の円筒周壁部分は、その外周面にコイル３２が設けられる支持部５６ａを成している。コイル３２に前述のように三相交流が流れて回転磁界が発生すると、磁力によって回転子５１が回転し、出力軸部３１が回転駆動される。電動機２１がアウタロータ型であれば、回転子５１及び出力軸部３１が回転しているときに永久磁石５５が遠心力により周壁部５４の内周面に押し付けられるので、永久磁石５５の剥がれを防止することができる。また、永久磁石５５の設置スペースを大きく確保することができる。さらに、回転子５１の回転半径が大きくなるため、その分出力軸部３１のトルクが大きくなる。

第１電動機２１Ａの出力軸部３１と、第２電動機２１Ｂの出力軸部３１とは、同一軸線上で一体となっており、１本の共通出力軸６１を成している。共通出力軸６１の外周面とボス部５２の内周面とにはそれぞれ、軸線方向に延在するスプライン溝６２が形成され、各ボス部５２は共通出力軸６１にスプライン嵌合している。これにより、第１電動機２１Ａの回転子５１と第２電動機２１Ｂの回転子５１との間の回転位相差は、高々、第１電動機２１の回転子５１と共通出力軸６１との間のバックラッシと第２電動機２１Ｂの回転子５１と共通出力軸６１との間のバックラッシとの和相当となる。このように、機械的な回転位相差が極めて微小であるので、１本の共通出力軸６１上に配置された２つの電動機２１Ａ，２１Ｂは、同一の電気的条件下においては実質的に同期して動作する。なお、機械的な回転位相差を微小にするために、スプライン嵌合に替えてキーを用いて回転子５１を共通出力軸６１に固定することもできる。

第１電動機２１Ａと第２電動機２１Ｂとは、ロータイナーシャ（回転慣性）が同じに設定されており、本実施形態では、各電動機２１Ａ，２１Ｂの回転子５１及び固定子５６の形状が同一形状に形成される。これにより、第１電動機２１Ａと第２電動機２１Ｂとの間で回転差が生じることを良好に防ぐことができるとともに、部品点数を削減することができる。

また、第１電動機２１Ａと第２電動機２１Ｂとは、軸線に対し垂直な面に対して線対称に配置され、各電動機２１Ａ，２１Ｂの固定子は、共通出力軸６１の外方側に配置されている。このように各固定子５６を共通出力軸６１の外方側に配置することにより、モータカバー７２に固定子５６を固定することができ、固定子５６が共通出力軸６１の内方寄りに配置される場合と比べ、固定子５６の固定部５６ｂを形成しやすい。固定部５６ｂは、固定子５６の円筒底壁部である（なお、本実施形態においては、当該円筒底壁部の中心に円形穴が形成されており、固定部５６ｂはリング状となっている）。また、回転子５１のフランジ部５３が共通出力軸の中心寄りに配置されることにより、共通出力軸６１の長さをなるべく短くすることができる。

動力伝達機構２２は、この共通出力軸６１と、一次伝動機構６３、中間軸６４及び二次伝動機構６５とを備えている。中間軸６４は、共通出力軸６１と平行に延在している。一次伝動機構６３は、共通出力軸６１と中間軸６４との間に介在し、共通出力軸６１の回転を中間軸６４に伝達する。二次伝動機構６４は、中間軸６４と後輪３（図２参照）の車軸３ａ（図２参照）との間に介在し、中間軸６４の回転を車軸３ａに伝達する。このように構成される動力伝達機構２２によれば、共通出力軸６１の後輪３に対する変速比が、一次伝動機構６３の変速比と二次伝動機構６５の変速比とを乗算したものに相当する。共通出力軸６１は、第１電動機２１Ａの出力軸部３１と第２電動機２１Ｂの出力軸部３１を成しているので、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各出力軸部３１の後輪３に対する変速比は互いに等しくなる。

なお、一次伝動機構６３は、共通出力軸６１と共に回転するよう構成された一次駆動要素６３ａと、一次駆動要素６３ａによって回転駆動される一次従動要素６３ｂとを有し、一次従動要素６３ｂは中間軸６４と共に回転するよう構成されている。図３には、一次伝動機構６３に歯車機構を採用し、一次駆動要素６３ａを駆動歯車とし一次従動要素６３ｂを駆動歯車と噛合する従動歯車とする場合を例示しているが、これは単なる一例であり、チェーン伝動機構又はベルト伝動機構を採用してもよい。

共通出力軸６１から動力が取り出される動力取出位置（すなわち、一次伝動機構６３の一次駆動要素６３ａが設けられる位置）は、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂの間に設定される。本実施形態では、動力取出位置は、共通出力軸６１の軸線方向中心であって、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂの線対称の基準となる位置に設定される。このように中心位置に設定することにより、各電動機２１Ａ，２１Ｂから動力取出位置までの距離を同じにすることができ、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂの間に仮に回転差が生じたとしても共通出力軸６１のねじれを良好に防ぐことができる。さらに、動力取出位置の軸線方向両側には、共通出力軸６１を回転支持するベアリング８６がそれぞれ配置されている。これにより、負荷がかかりやすい動力取出位置を安定して回転支持できるとともに、安定して出力を取り出すことができる。

また、共通出力軸６１よりも回転伝達方向下流側で、共通出力軸６１と後輪３との間で伝達される動力の急変化を緩衝する緩衝手段が動力伝達機構２２に設けられることが好ましい。本実施形態では、一次従動要素６３ａである従動歯車にダンパスプリング６８が介在している。これにより、車両がジャンプした際などに動力伝達機構２２を構成する要素の回転変動を良好に抑制することができ、車輪等から電動機２１Ａ，２１Ｂへ与えられるショックを緩めることができる。

また、二次伝動機構６５は、中間軸６４と共に回転するよう構成された二次駆動要素６７と、二次駆動要素６５ａによって回転駆動される二次従動要素６５ｂ（図２参照）とを有し、二次従動要素６５ｂは車軸３ａ（図２参照）と共に回転するよう構成されている。図３には、二次伝動機構６５にチェーン伝動機構を採用し、二次駆動要素６５ａを駆動鎖車として二次従動要素６５ｂを従動鎖車としてこれら鎖車にチェーンを巻回する場合が例示されているが、これも単なる一例であり、歯車機構又はベルト伝動機構を採用してもよく、シャフトドライブ式を採用してもよい。

このように、本実施形態では、注目する走行輪に対し、複数の電動機で発生した動力を動力合成機構で伝達する構成であって、電動機の回転を減速して当該走行輪に伝達する場合に、駆動輪よりも回転数が高くなる高回転動力伝達機構部分で２つの電動機の出力を１つの動力として合成させる。例えば、電動機の出力軸、すなわち、最も高回転となる動力伝達機構部分で複数の動力を合成させることが好ましい。このように高回転側で動力を合成させることで、低回転側で動力を合成させる場合に比べて、２つの電動機で回転差が生じた場合に生じる動力合成機構に生じるねじれ力を抑えることができる。高回転側で動力を合成する場合には、棒状のシャフトを介して動力を合成することで、円板上の歯車を介して動力を合成する場合に比べて回転慣性を抑えることができる。

このように２つの電動機の動力を合成する機械的機構は、回転動力を機械的に伝達する機構であればよく、スプライン構造又はギヤ構造のほか、ベルト機構またはチェーン機構、ウォーム機構などであってもよい。

次に、電動機ケース１６の構成の一例と共に、電動機２１及び動力伝達機構２２の詳細構造を説明する。図１に戻ると、電動機ケース１６は、一対の半体７３，７４を組み合わせて成るモータハウジング７１と、モータハウジング７１を車幅方向の外側から部分的に覆うモータカバー７２とを有している。モータハウジング７１は、車幅方向に平行に延びる共通出力軸６１及び中間軸６４を収容している。一対の半体７３，７４はこれら２本の軸の軸線直交方向に分割され、モータハウジング７１の分割線は車幅方向の外側に現れる。

また、電動機ケース１６は、共通出力軸６１が中間軸６４よりも上方に配置されるようにしてフレームに支持され、共通出力軸６１上に設けられて重量物である電動機２１をメインフレーム８に近い位置に配置することができる。これにより、同じくメインフレーム８付近に位置する車両全体の重心に質量が集中し、操安性を向上させることができる。また、電動機ケース１６のうち、２つの電動機２１が軸線方向に並ぶ上方部分と比べて、下方部分の車幅方向の寸法が小型化されるので、自動二輪車１が確保可能なバンク角を大きくすることができる。

図４に示すように、モータハウジング７１は、左右一対のモータ収容部７５、機構収容部７６及び軸収容部７７を有している。一対のモータ収容部７５は、略円筒状に形成されて互いに同一軸線上に配置されている。各モータ収容部７５は、軸線方向の外端部に円形状の開口を有し、モータカバー７２は、この開口を塞ぐようにして設けられている。機構収容部７６は、左右一対のモータ収容部７５の間に設けられた駆動側収容部７８と、軸線方向に見てモータ収容部７１の半径方向外側に張り出すようにして設けられた従動側収容部７９とを有している。駆動側収容部７８は、左右一対の隔壁８０を介して各モータ収容部７５と隣接している。また、駆動側収容部７８及び従動側収容部７９は軸線方向に見て断面円形状に形成され、駆動側収容部７８の内部は従動側収容部７９の内部と連通している。そのため、機構収容部７５は、軸線方向に見ると、互いに中心位置が異なる２つの円が２点で交わったような瓢箪状に形成されている。従動側収容部７９の左壁の中心部には貫通穴８１が形成されている。軸収容部７７は、略円筒状に形成され、この左壁の外面における貫通穴８１の外周縁から左側へ突出している。

共通出力軸６１は、一次駆動要素６３ａが固定される機構取付部６１ｃと、機構取付部６１ａの軸線方向の両側に位置する一対のジャーナル部６１ｂと、各ジャーナル部６１ｂの軸線方向の先端側に位置する一対のモータ取付部６１ｃとを有している。各ジャーナル部６１ｂは、隔壁８０内に軸線方向に移動不能に取り付けられたベアリング８６によって回転可能に支持される。このため、機構取付部６１ａは、一次駆動要素６３ａと共に機構収容部７６の駆動側収容部７８に収容される。一対のモータ取付部６１ｃは、隔壁８０、モータ収容部７５及びモータカバー７２により形成される空間に収容される。

中間軸６４は、貫通穴８１の内径側に設けられたベアリング８７と、軸収容部７７の内部に設けられたベアリング８８とによって回転可能に支持されている。中間軸６４の右端部は、貫通穴８１を介して従動側収容部７９の内部に突出し、この右端部に一次伝動機構６３の一次従動要素６３ｂが固定されている。中間軸６４の左端部は、軸収容部７７から外部に突出しており、この左端部に二次伝動機構６５の二次駆動要素６５ａが固定されている。

上記スプライン溝６２はモータ取付部６１ｃに形成され、電動機２１の回転子５１は、モータ取付部６１ｃとスプライン嵌合して前記空間に収容される。回転子５１は、フランジ部５３が軸線方向の中心側に位置して隔壁８０と近接する状態で設けられている。電動機２１の固定子５６は、モータカバー７２の内面にステータボルト８９で締結され、モータカバー７２の内面から軸線方向の中心側に突出するようにして設けられ、回転子５１の内周側に静置される。

ここで、周壁部５４の軸線方向の先端部は、椀状の回転子５１の開口を規定しているが、その先端部に、周方向に間隔をおいて複数のフィン９０が設けられている。このため、回転子５１が回転すると、前記空間のうち周壁部８４の先端部周辺のエアが攪拌される。この攪拌により、電動機２１を強制空冷することができる。

また、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂは、車幅方向の両側に配置されている。このため、電動機ケースがフレームに支持されると、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂは走行風を受けて冷却されやすくなるので、コイル等の温度上昇を抑えることができる。本実施形態では、２つの回転子の開口がそれぞれ車幅方向外側に向けられているので、固定子に設けられるコイルを車幅方向外側に配置することができ、コイルの温度上昇を空冷によって好適に抑制することができるようになっている。また、コイル３２を支持する固定子５５の支持部５６ａは走行風が衝突するケースに熱伝導可能に接続されているので、コイル３２で発生した熱は当該支持部５６ａを介して走行風で冷却されたケースに伝えられる。これにより、更にコイル３２の温度上昇を抑制することができる。

上記構成の電動機ケース１６、電動機２１及び動力伝達機構２２の組立て手順を説明する。予め、共通出力軸６１の機構取付部６１ａに一次駆動要素６３ａを嵌め込み、一対のＣクリップ９３により一次駆動要素６３ａを軸線方向に挟持し、各ジャーナル部６１ｂにベアリング８６を嵌め込み、モータ取付部６１ｃに回転子５１をスプライン嵌合させ、モータ取付部６１ｃの先端部にナット９４を仮締めする。また、中間軸６４にベアリング８７，８８を嵌め込む。また、モータカバー７２の内面に固定子５６及び通路部材９２を取り付ける。

次いで、一対の半体７３，７４のうち一方の隔壁８０にベアリング８６を嵌め込むことにより、共通出力軸６１を回転子５１及び一次駆動要素６３ａと共に当該一方の半体に取り付ける。また、ベアリング８７，８８を貫通穴８１及び軸収容部７７に嵌め込むことにより中間軸６４を当該一方の半体に取り付ける。次いで、中間軸６４の右端部に一次従動要素６３ｂを一次駆動要素６３ａに係合させながら嵌め込み、中間軸６４の右端部にナット９５を締め付ける。

次いで、前記一方の半体に他方の半体を組み付ける。すると、モータ収容部７５の円形状の開口が構成される。次いで、モータ収容部７５が開口を有するためアクセス可能なナット９４を締め付ける。すると、ボス部５２がナット９４とベアリング８６との間に挟持され、回転子５１が軸線方向に位置決めされる。次いで、開口を塞ぐようにしてモータ収容部７５にモータカバー７２を取り付ける。すると、椀状の回転子５１は軸線方向の外側に開口を向けているので、このようにモータカバー７２を取り付けるだけで、固定子５６が回転子５１の内周側に挿入されて静置される。また、このモータカバー７２をモータ収容部７５に取り付けるにあたっては、モータカバー７２をモータ収容部７５に対して周方向に位置決めする位置決め機構（図示せず）が用いられる。これにより、モータハウジング７１に設けられている第１通路９１ａをモータカバー７２に設けられている第２通路９１ｂと容易に連通させることができ、冷却液通路９１を簡便に構成することができる。

また、電動機ケース１６内に一次伝動機構６３と中間軸６４とが収容されるため、電動機２１と共通出力軸６１との間の潤滑と、一次伝動機構６３に関する潤滑とが同一ケース内でなされ、潤滑系の構成を簡素化することができる。本実施形態では、一次伝動機構６３が収容される機構収容部７６が軸線方向の中央部に位置し、この機構収容部７６を中心として軸線方向の両側に電動機２１を収容するためのモータ収容部７５が設けられている。このため、機構収容部７６を中継してモータ収容部７５に潤滑油を供給するという簡素な構造により、電動機２１と共通出力軸６１との間の潤滑と一次伝動機構６３に関する潤滑とを実現することができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る動力装置１２０の電気的構成を模式的に示す概念図である。第１実施形態では、複数の電動機２１のうち同一相のコイルを三相線４０のうちの対応する配線に並列接続しているが、図５に示すように、同一相のコイルを直列に接続することも可能である。つまり、三相線１４０を成すＵ相線１４０Ｕ、Ｖ相線１４０Ｖ及びＷ相線１４０Ｗの一端を単一の中性点１３３にて星型結線し、Ｕ相線１４０Ｕ上に複数のＵ相コイル３２Ｕを直列接続し、Ｖ相線１４０Ｖ上に複数のＶ相コイル３２Ｖを直列接続し、Ｗ相線１４０Ｗ上に複数のＷ相コイル３２Ｗを直列接続してもよい。このように電気的構成が変更されても、第１実施形態と同様にして、インバータ装置２４と電動機２１とを一対多の関係で設けつつ、各電動機２１が互いの動作を干渉するのを良好に抑制することができる。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る動力装置２２０の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態に係る動力装置２２０は、第１電動機２１Ａ、第２電動機２１Ｂ、第３電動機２１Ｃ及び第４電動機２１Ｄから成る４個の電動機を備え、全ての電動機２１が第１実施形態と同様のアウタロータ型ＳＰＭモータである。

第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各出力軸部３１は、第１実施形態と同様にして、１本の共通出力軸（以下、本実施形態では「第１共通出力軸６１Ａ」と称す）を成している。第３電動機２１Ｃ及び第４電動機２１Ｄの各出力軸部３１は、当該第１共通出力軸６１Ａ（すなわち、第１実施形態の共通出力軸６１）と同様にして、１本の第２共通出力軸６１Ｂを成している。

動力伝達機構２２２は、これら２本の共通出力軸６１Ａ，６１Ｂと、一次伝動機構２６３と、第１実施形態と同様の中間軸６４及び二次伝動機構６５とを備えている。第１共通出力軸６１Ａ、第２共通出力軸６１Ｂ及び中間軸６４は、互いに平行に延在している。

一次伝動機構２６３は、中間軸６４と第１共通出力軸６１Ａとの間と、中間軸６４と第２共通出力軸６１Ｂとの間とに介在しており、第１共通出力軸６１Ａの回転を中間軸６４に伝達し、且つ第２共通出力軸６１Ｂの回転を中間軸６４に伝達する。そのため、一次伝動機構２６３は、第１実施形態と同様の一次従動要素２６３ｂと、第１共通出力軸６１Ａの機構取付部６１Ａａに固定された第１の一次駆動要素２６３Ａａと、第２共通出力軸６１Ｂの機構取付部６１Ｂａに固定された第２の一次駆動要素２６３Ｂａとを有し、一次従動要素２６３ｂは、これら２つの一次駆動要素２６３Ａａ，２６３Ｂａにより回転駆動される。一次伝動機構２６３は、各共通出力軸６１Ａ，６１Ｂの中間軸６４に対する変速比が互いに等しくなるように構成されている。これにより、第１実施形態と同様にして、４つの電動機２１の各出力軸部３１の後輪３（図１参照）に対する変速比は互いに等しくなり、４つの電動機２１を実質的に同期させて動作させることができる。また、４つの電動機を２つのグループに分け、各グループを構成する２つの電動機を１本の共通出力軸上に設けている。この構成により、電動機２１が４つ設けられているにも関わらず、動力装置２２０を軸線方向にコンパクトに構成することができる。

電動機ケース２１６のモータハウジング２７１の機構収容部２７６は、第１実施形態と同様の従動側収容部２７９と、第１の一次駆動要素２６３Ａａを収容する第１駆動側収容部２７８Ａと、第２の二次駆動要素２６３Ｂａを収容する第２駆動側収容部２７８Ｂとを有している。第１駆動側収容部２７８Ａと第２駆動側収容部２７８Ｂとは、従動側収容部２７９と径方向に隣接し且つ互いに周方向に離れて設けられている。従動側収容部２７９の内部は、第１駆動側収容部２７８Ａの内部及び第２駆動側収容部２７８Ｂの内部とそれぞれ連通している。第１駆動側収容部２７８Ａの軸線方向の両側には、隔壁２８０Ａを介し、第１実施形態と同様の左右一対のモータ収容部２７５が設けられている。第２駆動側収容部２７８Ｂの軸線方向の両側にも、隔壁２８０Ｂを介し、第１実施形態と同様の左右一対のモータ収容部２７５が設けられている。

図７（ａ）は、図６に示す動力装置２２０のモータハウジング２７１の一例を示す側面図であり、図７（ｂ）は、その変形例を示す側面図であり、図７（ａ）に示すVI−VI線に沿って切断したときにも、図６（ｂ）に示すVI−VI線に沿って切断したときにも、図６に示す断面が表れる。ここでは、一次伝動機構２６３が歯車機構であり、第１の一次駆動要素２６３Ａａ及び第２の一次駆動要素２６３Ｂａが、互いに同一径及び同一歯数を有するものとして説明する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１共通出力軸６１Ａの軸心Ｏ61A と第２共通出力軸６１Ｂの軸心Ｏ61B とは、中間軸６４の軸心Ｏ64を中心として、一次従動要素２６３ｂのピッチ円半径ｒb及び一次駆動要素２６３Ａａ，２６３Ｂａのピッチ円半径ｒaの和に相当する半径Ｒを有する円周上に配置される。中間軸６４の軸心Ｏ64と第１共通出力軸６１Ａの軸心Ｏ61A とを結ぶ線と、中間軸６４の軸心Ｏ64と第２共通出力軸６１Ｂの軸心Ｏ61B とを結ぶ線とで成す角度αは、適宜変更可能である。第１共通出力軸６１Ａ、第２共通出力軸６１Ｂ及び中間軸６４は、前記角度αが１８０°となるように配置されてもよいし（図７（ａ）参照）、その他の角度となるように配置されてもよい（図７（ｂ）参照）。

図７（ａ）に示すように、複数の電動機を周方向に等間隔に配置した場合、中間軸にねじれが発生するのを抑制することができ、中間軸を円滑に回転させることができる。図７（ｂ）に示すように、複数の電動機を周方向に不等間隔で配置した場合においては、間隔が狭い側の部分を前側に配置することにより、電動機ケースとスイングアームとの干渉を防止することができ、また、ピボットフレームよりも前方であってダウンフレームと左右にオーバーラップする部分のスペースを有効活用することができる。間隔が狭い側の部分を上側に配置したときには、バンク角を大きくして旋回走行可能になる。

［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係る動力装置３２０の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態に係る動力装置３２０は、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂから成る２つの電動機を備え、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂは第１実施形態と同様のアウタロータ型ＳＰＭモータである。第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各出力軸部３１は、１本の共通出力軸３６１を成している。動力伝達機構３２２は、この１本の共通出力軸３６１と、第１実施形態と同様の一次伝動機構６３、中間軸６４及び二次伝動機構６５とを備え、各出力軸部３１の後輪３（図１参照）に対する変速比が互いに等しくなっている。

共通出力軸３６１は、一次伝動機構６３の一次駆動要素６３ａが取り付けられる機構取付部３６１ａと、一対のジャーナル部３６１ｂと、スプライン溝３６２が形成された単一のモータ取付部３６１ｃとを有している。一対のジャーナル部３６１ｂは、共通出力軸３６１の両端に分かれて設けられ、機構取付部３６１ａは、左側のジャーナル部３６１ｂの右側に隣接している。モータ取付部３６１ｃは、機構取付部３６１ａと右側のジャーナル部３６１ｂとの中間に設けられている。

第１電動機２１Ａの回転子と第２電動機２１Ｂの回転子とは、一体の回転体３５１を成しており、この回転体３５１が単一のモータ取付部３６１ｃにスプライン嵌合している。回転体３５１は、ボス部３５２及びフランジ部３５３を共通化している。当該共通化されたフランジ部３５３の外周縁部から軸線方向（左右方向）の両側へ周壁部３５４が延在し、左側へ延在する部分の内周面に第１電動機２１Ａの永久磁石５５が貼り合わされ、右側へ延在する部分の内周面に第２電動機２１Ｂの永久磁石５５が貼り合わされている。このように、ボス部を共通化しているため、回転子同士の機械的な回転位相差をなくすことができ、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの同期性を更に高めることができる。また、フランジ部を共通化しているため、２つの電動機を軸線方向にコンパクトに配置することができる。また、回転慣性を左右の電動機間で同一に設定することができる。

電動機ケース３１６のモータハウジング３７１の機構収容部３７６は、第１実施形態と同様の駆動側収容部３７８及び従動側収容部３７９を有する。モータハウジング３７１の軸収容部３７７は、従動側収容部３７９から左側に突出している。モータハウジング３７１のモータ収容部３７５は、駆動側収容部３７７の右側に隔壁３８０を介して隣接している。モータ収容部３７５は軸線方向の端部に円形状の開口を有し、モータケース３７２が開口を塞ぐようにしてモータハウジング３７１に取り付けられている。

共通出力軸３６１の左側のジャーナル部３６１ｂは、駆動側収容部３７６に取り付けられたベアリング３８６ａにより回転可能に支持され、右側のジャーナル部３６１ｂは、モータカバー３７２の内面に取り付けられたベアリング３８６Ｂにより回転可能に支持される。すると、機構取付部３６１ａ及び一次駆動要素６３ａが駆動側収容部３７８に収容され、モータ取付部３６１ｃ及び回転体３５１がモータ収容部３７５に収容される。第１電動機２１Ａの固定子５６は、隔壁３８０の右側端面に締結され、第２電動機２１Ｂの固定子５６は、モータカバー３７２の内面に締結される。このように、ボス部３５１及びフランジ部３５３が共通化されても、隔壁３８０及びモータカバー３７２を利用して各固定子５６を静置することができる。なお、中間軸６４の右端部は、従動側収容部３７８の右壁内面に取り付けられたベアリング３８７により回転可能に支持され、中間軸６４の左端部は、軸収容部３７７に収容されたベアリング３８８により回転可能に支持される。

本実施形態においては、共通出力軸３６１の回転を取り出す動力取出位置が共通出力軸の一端部（図示例では左端部）に配置されているので、当該共通出力軸３６１上に設けられる２つの電動機２１Ａ，２１Ｂを、共通出力軸の他側（図示例では右側）に配置することができる。このため、２つの電動機２１Ａ，２１Ｂを車幅方向において中心から偏倚させて配置することがで２１Ａ，２１Ｂきるので、２つの電動機が配置されている側と逆側に配置される残余の部品との重量バランスをとることができる。

［第５実施形態］
図９は、本発明の第５実施形態に係る動力装置４２０の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図９に示すように、本実施形態に係る動力装置４２０は、第４実施形態と同様にして、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂから成る２つの電動機を備え、２つの電動機がアウタロータ型ＳＰＭモータであり、各出力軸部３１が１本の共通出力軸３６１を成し、各回転子が一体の回転体３５１を成している。

動力伝達機構４２２は、１本の共通出力軸３６１と、一次伝動機構４６３、クラッチ４６６、第１中間軸４６４Ａ、変速機構４６７、及び第２中間軸４６４Ｂ、二次伝動機構６５を有する。共通出力軸３６１、第１中間軸４６４Ａ及び第２中間軸４６４Ｂは互いに平行に延在している。

一次伝動機構４６３の一次従動要素４６３ｂは、クラッチ４６６の入力要素４６６ａと共に回転するよう構成されている。クラッチ４６６は、第１中間軸４６４Ａの軸線方向の一端部（図示例では右端部）に設けられ、前記入力要素４６６ａと、第１中間軸４６４Ａと共に回転するよう構成された出力要素４６６ｂと、入力要素４６６ａ及び出力要素４６４Ｂに設けられた摩擦板（図示せず）とを有し、入力要素４６６ａには、共通出力軸３６１の回転が一次伝動機構４６３を介して入力される。クラッチレバー（図示せず）が操作されると、入力要素４６６ａの摩擦板が出力要素４６６ｂの摩擦板と離間し、共通出力軸３６１の回転が第１中間軸４６４Ａに伝達されない。クラッチレバーが非操作であれば、入力要素４６６ａの摩擦板が出力要素４６６ｂの摩擦板に係合し、共通出力軸３６１の回転を第１中間軸４６４Ａに伝達することができる。

変速機構４６７は、平行軸式の手動二段変速機である。つまり、第１中間軸４６４Ａと第２中間軸４６４Ｂとの間には、互いの変速比が異なる第１変速ギヤ列４６７ａ及び第２変速ギヤ列４６７ｂが介在している。各変速ギヤ列４６７ａ，４６７ｂは、第１中間軸４６４Ａと一体に回転する駆動ギヤと、駆動ギヤに噛合し且つ第２中間軸４６４Ｂ上に相対回転可能に設けられた従動ギヤとを有している。これら変速ギヤ列４６７ａ，４６７ｂの従動ギヤの間には、スリーブ４６７ｃが設けられる。スリーブ４６７ｃは第２中間軸４６４Ｂと共に回転し且つ軸線方向に沿って移動可能である。従動ギヤは、スリーブ４６７ｃが配置されている側の端面にドグ歯４６７ｄが設けられている一方、スリーブ４６７ｃの軸線方向の両面にはドグ歯４６７ｃと係合可能な係合孔４６７ｅが形成されている。スリーブ４６７ｃには、運転者により操作されるシフトレバー（図示せず）が取り付けられており、スリーブ４６７ｃの軸線方向の位置は、運転者の操作に応じて、第１ギヤ位置、第２ギヤ位置及び中立位置の間で切り換えられる。スリーブ４６７ｃが第１ギヤ位置にあるときには、第１変速ギヤ列４６７ａの従動ギヤのドグ歯４６７ｄが係合孔４６７ｅに係合し、第１中間軸４６４Ａの回転が第１変速ギヤ列４６７ａを介して第１の変速比で変速されて第２中間軸４６４Ｂに伝達される。スリーブ４６７ｃが第２ギヤ位置にあるときには、第２変速ギヤ列４６７ｂの従動ギヤのドグ歯４６７ｄが係合孔４６７ｅに係合し、第２中間軸４６４Ｂの回転が第２変速ギヤ列４６７ｂを介して第１の変速比とは異なる第２の変速比で変速されて第２中間軸４６４Ｂに伝達される。スリーブ４６７ｃが中立位置にあるときには、何れの従動ギヤのドグ歯４６７ｄも係合孔４６７ｅと係合されず、第１中間軸４６４Ａの回転は第２中間軸４６４Ｂに伝達されない。

本実施形態においては、共通出力軸４６１の後輪（図１参照）に対する変速比が、二次伝動機構６５の変速比、変速機構４６７において選択されている変速比及び一次伝動機構４６４の変速比を乗算したものに相当する。共通出力軸４６１は、第１電動機２１Ａの出力軸部３１と第２電動機２１Ｂの出力軸部３１を成しているので、これら電動機２１Ａ，２１Ｂの各出力軸部３１の後輪３に対する変速比を互いに等しくすることができる。また、運転者は当該変速比を走行状況に応じて変更することができる。

電動機ケース４１６のモータハウジング４７１は、第１実施形態と同様の従動側収容部４７９を有し、従動側収容部４７９の左側には、隔壁４８０Ｂを介して変速機収容部４９６が隣接しており、変速機収容部４９６に、第１中間軸４６４Ａの左側部、変速機構４６７及び第２中間軸４６４Ｂが収容されている。モータハウジング４７１のモータ収容部４７５は、変速機収容部４９６と径方向に隣接するように設けられている。モータハウジング４７１のうちモータ収容部４７５の左部は開口しており、この左部開口を覆うようにしてモータカバー４７２が設けられている。第１電動機２１Ａの固定子５６は隔壁４８０Ａに固定され、第２電動機２１Ｂの固定子５６はモータカバー４７２の内面に固定されている。他方、モータハウジング４７１のうち従動側収容部４７９の右部は開口しており、この右部開口を覆うようにしてクラッチカバー４８６が設けられ、これによりクラッチ４６６が電動機ケース４１６内に収容される。このように、駆動側収容部４７８及び従動側収容部４７９を有する機構収容部４７６から見て、モータ収容部４７５と変速機収容部４９６とを軸線方向に関して同じ側（図示例においては左側）に配置しているため、電動機ケース４１６を全体として軸線方向にコンパクトに構成することができる。

［第６実施形態］
図１０は、本発明の第６実施形態に係る動力装置５２０の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図１０に示すように、本実施形態の動力装置５２０は、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂから成る２つの電動機を備え、これら２つの電動機は第１実施形態と同様にしてアウタロータ型ＳＰＭモータである。第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各出力軸部３１は、１本の共通出力軸５６１を成している。動力伝達機構５２２は、この１本の共通出力軸５６１と、第１実施形態と同様の一次伝動機構６３、中間軸６４及び二次伝動機構６５を備えている。本実施形態においても、各出力軸部３１の後輪３（図１参照）に対する変速比を互いに等しくすることができる。

共通出力軸５６１は、機構取付部５６１ａと、一対のジャーナル部５６１ｂと、一対のモータ取付部５６１ｃとを有している。一対のジャーナル部５６１ｂは、共通出力軸５６１の左端部と、軸線方向の中央部に設けられている。機構取付部５６１ａは、左端部のジャーナル部５６１ｂの右側に隣接して設けられており、一方のモータ取付部５６１ｃは、機構取付部５６１ａと中央部のジャーナル部５６１ｂとの間に設けられ、他方のモータ取付部５６１ｃは共通出力軸５６１の右端部に設けられている。

電動機ケース５１６のモータハウジング５７１の機構収容部５７６は、第１実施形態と同様の駆動側収容部５７８及び従動側収容部５７９を有している。軸収容部５７７は、従動側収容部５７８の左壁から左側に突出するようにして設けられている。一対のモータ収容部５７５は、駆動側収容部５７８と軸線方向に並ぶようにして設けられている。モータ収容部５７５は、駆動側収容部５７８の右側に隣接し、モータ収容部５７５の左部は開口している。この開口を覆うようにして隔壁部材５８０がモータ収容部５７５に左側から取り付けられると共に、この隔壁部材５８０を収容するようにして、モータ収容部５７５に左側からモータカバー５７２が取り付けられる。

共通出力軸５６１のジャーナル部５６１ｂは、駆動側収容部５７８に取り付けられたベアリング５８６Ａと、隔壁部材５８０の中心部に取り付けられたベアリング５８６Ｂとによって回転可能に支持される。これにより、機構取付部５６１ａは駆動側収容部５７８に収容され、左側のモータ取付部５６１ｃは左側のモータ収容部５７５に収容され、右側のモータ取付部５６１ｃはモータカバー５７２の内部に収容される。左側のモータ取付部５６１ｃには、第１電動機２１Ａの回転子５１がスプライン嵌合され、右側のモータ取付部５６１ｃには、第２電動機２１Ｂの回転子５１がスプライン嵌合される。第１電動機２１Ａの固定子５６は、隔壁部材５８０の左側面に締結され、第２電動機２１Ｂの固定子５６は、隔壁部材５８０の右側面に締結される。

本実施形態も、第４実施形態と同様にして、車幅方向中心から２つの電動機を偏倚させて配置することができるので有益である。

［第７実施形態］
図１１は、本発明の第７実施形態に係る動力装置６２０の電動機の周辺の構造を示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態の動力装置６２０は、第１電動機２１Ａ、第２電動機２１Ｂ、第３電動機２１Ｃ及び第４電動機２１Ｄから成る４つの電動機を備え、全ての電動機がアウタロータ型ＳＰＭモータである。４つの電動機２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの各出力軸部３１は、１本の共通出力軸６６１を成している。動力伝達機構６２２は、この１本の共通出力軸６６１と、第１実施形態と同様の一次伝動機構６３、中間軸６４及び二次伝動機構６５とを備えている。本実施形態においても、各出力軸部３１の後輪（図１参照）に対する変速比を互いに等しくすることができる。

共通出力軸６６１は、機構取付部６６１ａと、一対のジャーナル部６６１ｂと、４つのモータ取付部６６１ｃとを有している。機構取付部６６１ａは、軸線方向の中央部に設けられている。一対のジャーナル部６６１ｂは、機構取付部６６１ａから見て軸線方向の両側に離れて配置されている。４つのモータ取付部６６１ｃは、共通出力軸６６１の左端と左側のジャーナル部６６１ｂとの間、左側のジャーナル部６６１ｂと機構取付部６６１ａとの間、機構取付部６６１ａと右側のジャーナル部６６１ｂとの間、右側のジャーナル部６６１ｂと共通出力軸６６１の右端との間にそれぞれ設けられている。

電動機ケース６１６のモータハウジング６７１の機構収容部６７６は、第１実施形態と同様の駆動側収容部６７８及び従動側収容部６７９を有している。軸収容部６７７は、従動側収容部６７９の左壁から左側に突出するようにして設けられている。４つのモータ収容部６７５は、駆動側収容部６７８と軸線方向に並ぶようにして設けられ、駆動側収容部６７８の左側に２つ配置され、右側に２つ配置されている。左側２つのモータ収容部６７５は隔壁６８０Ａを介して軸線方向に並んでおり、右側２つのモータ収容部６７５は隔壁６８０Ｂを介して軸線方向に並んでいる。

共通出力軸６６１の一対のジャーナル部６６１ｂは、隔壁６８０Ａ，６８０Ｂに取り付けられるベアリング６８６により回転可能に支持される。すると、機構取付部６６１ａが駆動側収容部６７８に収容され、軸線方向に並ぶ４つのモータ取付部６６１ｃが、４つのモータ収容部６７５にそれぞれ分かれて収容される。各モータ取付部６６１ｃには電動機２１の回転子５１がスプライン嵌合される。他方、左側の隔壁６８０Ａの左側面には、第１電動機２１Ａの固定子５６が締結され、左側の隔壁６８０Ａの右側面には第２電動機２１Ｂの固定子５６が締結される。また、右側の隔壁６８０Ｂの左側面には第３電動機２１Ｃの固定子５６が締結され、右側の隔壁４８０Ｂの右側面には第４電動機２１Ｄの固定子５６が締結される。このように、本実施形態においては、４つの電動機を同一軸線上に並べて配置することができるため、動力装置６２０を電動機の半径方向にコンパクトに構成することができる。

本実施形態では、４つの電動機が同一の共通出力軸上に設けられているため、共通出力軸が車幅方向に向けられるようにして電動機ケースがフレームに支持されると、車両の前後方向において共通出力軸が配置される位置にて大重量物が配置されることとなる。そこで、この大重量物となる共通出力軸及び４つの電動機を、メインフレームの下方であってスイングアームの前方に配置することにより、前輪及び後輪の間に大重量物を配置することができ且つ低重心化を図ることができる。これにより、パワーユニットの重量化に関わらず、操安性の低下を防ぐことができる。

なお、第１〜第７実施形態において、同一の共通出力軸上に設けられている複数の電動機が、共通出力軸の軸線に垂直な或る平面に対し対称に配置されている（すなわち、回転子の開口が互いに向き合う又は互いに反対側に向いている）が、複数の電動機は、開口が同じ方向に向けられるようにして配置されていてもよい。

［第８実施形態］
図１２は、本発明の第８実施形態に係る動力装置７２０の電動機２１の周辺の構造を示す断面図である。図１２に示すように、本実施形態に係る動力装置７２０は、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂから成る２つの電動機を備え、２つの電動機が第１実施形態と同様のアウタロータ型のＳＰＭモータである。第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａは、第２電動機２１Ｂの出力軸部３１Ｂと独立しており、これら出力軸部３１Ａ，３１Ｂは互いに平行に延在している。本実施形態においても、１つのインバータ装置２４（図３参照）から出力される交流によって２つの電動機２１Ａ，２１Ｂを互いに逆方向に回転させることができるように電気回路が設計されている。

動力伝達機構７２０は、これら２本の出力軸部３１Ａ，３１Ｂと、一次伝動機構７６３と、二次伝動機構７６５とを備えている。一次伝動機構７６３は、第２電動機２１Ｂの出力軸部３１Ｂの回転を第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａに変速することなく伝達する。二次伝動機構７６５は、第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａの回転を後輪３の車軸３ａに伝達する。このように、一次伝動機構７６３の変速比が１であるため、出力軸部３１Ａの後輪３に対する変速比は、出力軸部３１Ｂの後輪３に対する変速比と等しくなる。

なお、図示例においては、一次伝動機構７６３に歯車機構を採用し、一次伝動機構７６３が、第２電動機２１Ｂの出力軸部３１Ｂと共に回転する駆動歯車と、駆動歯車に噛合し且つ第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａと共に回転して従動歯車とから成る。このため、一次伝動機構７６３を電動機２１の半径方向にコンパクトに構成することができ、２つの出力軸部の距離をなるべく短くすることができる。出力軸部３１Ａ，３１Ｂの回転方向を揃える場合には、駆動歯車と従動歯車との間にアイドル歯車を介在させてもよいし、歯車機構に替えて一次伝動機構７６３にチェーン伝動機構又はベルト伝動機構を採用してもよい。

本実施形態においては、前後方向に延びるスイングアーム７１１を第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂを収容するためのモータハウジングに活用しており、電動機ケース７１６が、スイングアーム７１１と、スイングアーム７１１の車幅方向の外側に設けられるモータカバー７７２とから構成されている。

スイングアーム７１１は、車幅方向に対向する一対の隔壁７８０Ａ，７８０Ｂを有しており、この隔壁７８０Ａ，７８０Ｂによって一次伝動機構７６３を収容するための機構収容部７７６が構成される。他方、第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａは、一次伝動機構７６３の一次従動要素７６３ｂを取り付けるための機構取付部７６１ａと、一対のジャーナル部７６１ｂと、単一のモータ取付部７６１ｃとを有している。一対のジャーナル部７６１ｂは、各隔壁７８０Ａ，７８０Ｂに取り付けられたベアリング７８６により回転可能に支持される。すると、機構取付部７６１ａは、隔壁７８０Ａ，７８０Ｂの間の空間に一次従動要素７６３ｂと共に収容され、モータ取付部７６１ｃは、左側の隔壁７８０Ａから左側に突出するようにして配置される。モータ取付部７６１ｃにはスプライン溝７６２が形成されており、モータ取付部７６１ｃには第１電動機２１Ａの回転子５１がスプライン嵌合される。第２電動機２１Ｂの出力軸部３１Ｂについても、機構取付部７６１ａに一次伝動機構７６３の一次駆動要素７６３ａが取り付けられることを除き、第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａと同様にしてスイングアーム７１１に取り付けられる。モータカバー７７２の内面には、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各固定子５６が前後方向に並ぶようにして締結される。モータカバー７７２をスイングアーム７１１に取り付けるだけで、２つの固定子５６を対応する回転子５１の内周側に静置することができる。

また、第１電動機２１Ａの出力軸部３１Ａの右端部は、右側の隔壁７８０Ｂから突出し、スイングアーム７１１から見て車幅方向の内側の空間に配置される。二次伝動機構７６５の二次駆動要素７６５ａは、このようにして配置された出力軸部３１Ａの右端部に取り付けられている。このため、二次伝動機構７６５を車幅方向の中央寄りに配置することができ、電動二輪車が側方に転倒するようなことがあっても二次伝動機構７６５に損傷が生じるのを良好に抑制することができる。

スイングアーム７１１には、第１電動機２１Ａ及び第２電動機２１Ｂの各コイル３２に交流を給電するための配線７９７が内蔵されている。配線の一端は、モータカバー７２２の前側面に接続され、配線７９７はそこからスイングアーム７１１の内部を延在し、ピボットフレーム１０の合わせ面とは反対側となる車幅方向の中央側の側面を通じてスイングアーム７１１の外部へと引き出されている。このように配線７９７を配置することで、断線を良好に防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。本発明に係る動力装置は、電動式の自動二輪車に限られず、その他の車両にも適用することができる。

本発明は、複数の電動機を備える電動車両の動力装置の構成を簡素化することができ、例えば電動の自動二輪車に適用すると有益である。

１電動二輪車
３後輪
１２スイングアーム
１６電動機ケース
２０動力装置
２１電動機
２２動力伝達機構
２３蓄電装置
２４インバータ装置
２５制御装置
３１出力軸部
３２三相コイル
３４バッテリ
５１回転子
５５永久磁石
５６固定子
６１共通出力軸
６２スプライン溝
６３一次伝動機構
６４中間軸
６５二次伝動機構
７１モータハウジング
７２モータカバー
７５モータ収容部
７６機構収容部
７７軸収容部
７８駆動側収容部
７９従動側収容部

Claims

直流を蓄電する蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄電される直流から交流を生成するインバータ装置と、
前記インバータ装置により生成された交流の給電を受けて走行動力を発生する複数の電動機と、
前記複数の電動機の各出力軸部の回転を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、を備え、
前記動力伝達機構が、前記各出力軸部が前記駆動輪の車軸に対し互いに同一の変速比で回転するように前記各出力軸部を互いに機械的に連結しており、
前記複数の電動機が、単一の前記インバータ装置と接続され、前記単一のインバータ装置が生成する交流の給電を受けるように構成されている、電動車両の動力装置。
前記複数の電動機各々の回転子及び固定子の形状が同一形状に形成される、請求項１に記載の電動車両の動力装置。
前記複数の電動機の回転慣性が、互いに同じに設定されている、請求項１又は２に記載の電動車両の動力装置。
前記複数の電動機のうち少なくとも２つの電動機の各出力軸部が、１本の共通出力軸を成しており、
前記動力伝達機構が、前記共通出力軸の回転を前記駆動輪の前記車軸に伝達するよう構成されている、請求項２又は３に記載の電動車両の動力装置。
前記複数の電動機は、互いに同数相の多相巻線を有する多相交流電動機であり、
前記単一のインバータ装置は、前記多相巻線の相数に応じた多相交流を出力するための多相配線と接続され、
前記複数の電動機の同一相の巻線が前記多相配線に並列接続されている、請求項４に記載の電動車両の動力装置。
前記動力伝達機構に設けられ、前記共通出力軸と前記駆動輪との間で伝達される動力の急変を緩衝する緩衝手段を備える、請求項４又は５に記載の電動車両の動力装置。
前記電動車両が電動二輪車であって、
前記動力伝達機構が、前記共通出力軸の回転が伝達される中間軸と、前記中間軸の回転を前記駆動輪の前記車軸に伝達する二次伝動機構と、を有し、
前記二次伝動機構の二次駆動要素が、前記共通出力軸から動力が取り出される動力取出位置に対して車幅方向一方側に配置され、前記複数の電動機が、前記動力取出位置に対して車幅方向他方側に配置される、請求項１〜４及び６のいずれか１項に記載の電動車両の動力装置。
複数の前記共通出力軸が互いに平行に延在し、
前記動力伝達機構が、前記複数の共通出力軸と平行に延びる中間軸と、前記複数の共通出力軸の回転を互いに同一の変速比で前記中間軸に伝達する一次伝達機構と、を有する、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の電動車両の動力装置。
前記各電動機が、
前記出力軸部上に固定されて前記出力軸部の外周面から半径方向に延びるフランジ部、及び前記フランジ部の外縁部から軸線方向に延びて前記出力軸部の外周面から半径方向に間隔をおいて配置される周壁部を有し、前記出力軸部とともに回転する回転子と、
前記回転子の前記周壁部の内周面に貼り合わされた永久磁石と、
円筒状に形成され、前記永久磁石と前記出力軸部の外周面との間に形成された円環状空間内に静置される固定子と、
前記固定子の外周面に固定され、前記永久磁石と半径方向に対向するコイルと、を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電動車両の動力装置。