(57)【要約】【課題】電気自動車において、回転電機のトルク増幅のための機構を搭載しても、左右共通の車軸を使用できるようにする。【解決手段】この動力伝達装置１は、回転電機５と変速機９との間に配置され、動力を伝達する。動力伝達装置１は、トルクコンバータ７と、出力反転機構８と、を備えている。トルクコンバータ７は、回転電機５からの動力が軸方向第１側から入力され、入力された動力を増幅して軸方向第２側に出力可能である。出力反転機構８は、入力軸３５及び出力軸３７を有し、トルクコンバータ７からの入力軸を介して軸方向第１側から動力が入力され、変速機９に対して出力軸を介して軸方向第１側へ動力を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と変速機との間に配置され、動力を伝達する動力伝達装置であって、
前記回転電機からの動力が軸方向第１側から入力され、入力された動力を増幅して軸方向第２側に出力可能なトルク増幅機構と、
入力軸及び出力軸を有し、前記トルク増幅機構から前記入力軸を介して前記軸方向第１側から動力が入力され、前記変速機に対して前記出力軸を介して前記軸方向第１側へ動力を出力する出力反転機構と、
を備えた動力伝達装置。
【請求項２】
前記出力反転機構は、
前記入力軸に装着された入力歯車と、
前記出力軸に装着され、前記入力歯車から動力が伝達される出力歯車と、
を有する、
請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記出力反転機構は、互いに噛み合う奇数個の歯車を有し、前記入力軸と前記出力軸の回転方向は同じであり、
前記回転電機と前記出力反転機構との間の動力伝達経路に設けられ、前記回転電機の動力の回転方向を反転して出力する回転反転機構をさらに備えた、
請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記変速機の出力軸は、車輪の軸と同軸上に配置されており、
前記トルク増幅機構の回転中心軸は、前記変速機の出力軸と別軸上であって平行に配置されている、
請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記トルク増幅機構はトルクコンバータである、請求項１から４に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記トルクコンバータに油圧を供給する油圧ユニットをさらに備えた、請求項５に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記トルクコンバータから排出された作動油を冷却する油冷システムをさらに備えた、請求項５又は６に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記回転電機を前記出力反転機構に直結するためのクラッチ機構をさらに備えた、請求項１から７のいずれかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置、特に、回転電機と変速機との間に配置される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車においては、回転電機と車輪との間に変速機が設けられている。また、回転電機のトルクを増幅するために、特許文献１に示されるように、回転電機と変速機との間にトルクコンバータが搭載される場合がある。
【０００３】
特許文献１では、回転電機の出力軸と、トルクコンバータの回転軸と、変速機の入力軸と、が同軸に配置されている。そして、変速機の出力は、差動装置を介して駆動輪に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３７０２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置では、回転電機、トルクコンバータ、及び変速機が横方向に並べて配置されている。このような構成では、車体のフレーム間のスペースが狭い場合、差動機構を含む変速機を車体の左右の中央に配置することができない。このため、変速機と左右の駆動輪との間の距離が左右で異なってしまい、左右の車軸の共通化を図ることができない。
【０００６】
本発明の課題は、車体のフレーム間の空間が狭い車両において、回転電機のトルク増幅のための機構を搭載しても、左右共通の車軸を使用できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る動力伝達装置は、回転電機と変速機との間に配置され、動力を伝達する装置である。この動力伝達装置は、トルク増幅機構と、出力反転機構と、を備えている。トルク増幅機構は、回転電機からの動力が軸方向第１側から入力され、入力された動力を増幅して軸方向第２側に出力可能である。出力反転機構は、入力軸及び出力軸を有し、トルク増幅機構からの入力軸を介して軸方向第１側から動力が入力され、変速機に対して出力軸を介して軸方向第１側へ動力を出力する。
【０００８】
この装置では、回転電機からの動力は、トルク増幅機構によって増幅される。トルク増幅機構からの動力は、軸方向第１側から出力反転機構に入力され、その後出力方向が反転されて、同じ軸方向第１側から出力される。出力反転機構からの動力は、変速機に入力される。
【０００９】
ここでは、トルク増幅機構からの動力は、出力反転機構によって、動力の出力方向が反転されて、トルク増幅機構側に出力される。このため、回転電機及びトルク増幅機構と、変速機と、は異なる軸上に配置されることになる。すなわち、回転電機、トルク増幅機構、及び変速機を、２つの軸上に配置することができる。
【００１０】
したがって、変速機の配置の自由度が高まり、車体の左右のフレーム間が狭い車両にトルク増幅機構を搭載しても、高さ方向の空きスペース等を利用して、変速機を車体の中央付近に配置できる。このため、左右の車軸を共通化できる。
【００１１】
ここで、本発明の装置では、従来装置の変速機に代わって、出力反転機構の入力部が回転電機及びトルク増幅機構と同軸上に配置されることになる。しかし、出力反転機構は、変速機に比較してコンパクトに構成することができる。このため、回転電機、トルク増幅機構、及び出力反転機構を、従来に比較して狭いスペースに配置することができる。
【００１２】
（２）好ましくは、出力反転機構は、入力歯車と出力歯車とを有する。入力歯車は、入力軸に装着されている。出力歯車は、出力軸に装着され、入力歯車から動力が伝達される。この場合は、簡単な構成で出力反転機構を実現できる。
【００１３】
（３）好ましくは、出力反転機構は、互いに噛み合う奇数個の歯車を有し、入力軸と出力軸の回転方向は同じである。この場合は、本装置は、好ましくは、回転反転機構をさらに備えている。回転反転機構は、回転電機と出力反転機構との間の動力伝達経路に設けられ、回転電機の動力の回転方向を反転して出力する。
【００１４】
出力反転機構の入力軸と出力軸の回転方向が同じである場合、変速機に入力される回転の方向は、回転電機と変速機とが同軸上に配置されている場合（このような配置を従来構成とする）の変速機に入力される回転の方向と異なることになる。
【００１５】
すなわち、トルク増幅機構を搭載し、かつ出力反転機構を設けて、狭いスペースに各機構を配置できるようにした場合、従来構成に対して、変速機に入力される回転方向が逆になる場合がある。
【００１６】
このように、変速機への回転方向が従来構成に対して逆になると、車両の進行方向に対する回転電機の回転方向を逆にする必要がある。ここで、電気自動車では、前進時の回転電機の制御と、後進時の回転電機の制御と、は異なっている。したがって、前述のような事情で回転電機の回転方向を逆にすると、回転電機の制御を変更する必要がある。
【００１７】
しかし、トルク増幅機構及び出力反転機構を搭載したために、従来構成に対して変速機への入力の回転方向が逆になる場合であっても、回転反転機構を設けることによって、回転電機に対する制御を、従来構成と同様にすることができる。
【００１８】
（４）好ましくは、変速機の出力軸は、車輪の軸と同軸上に配置されている。そして、トルク増幅機構の回転中心軸は、変速機の出力軸と別軸上であって平行に配置されている。
【００１９】
（５）好ましくは、トルク増幅機構はトルクコンバータである。
【００２０】
（６）好ましくは、トルクコンバータに油圧を供給する油圧ユニットをさらに備えている。
【００２１】
（７）好ましくは、トルクコンバータから排出された作動油を冷却する油冷システムをさらに備えている。
【００２２】
（８）好ましくは、回転電機を出力反転機構に直結するためのクラッチ機構をさらに備えている。
【発明の効果】
【００２３】
以上のような本発明では、車体のフレーム間のスペースが狭い車両において、回転電機のトルク増幅のための機構を搭載しても、左右共通の車軸を使用することができる。また、回転反転機構を設けた場合は、従来装置における回転電機の制御を変更することなく、トルク増幅機構及び出力反転機構を搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による動力伝達装置を搭載した車両の概略模式図。
【図２】図１の拡大部分図。
【図３】図１の動力伝達装置を側面から観た模式図。
【図４】図１のトルクコンバータの概略構成を示す断面図。
【図５】従来のトルクコンバータを搭載していない動力伝達装置の概略構成を示す模式図。
【図６】図４の車両にトルクコンバータを搭載した場合の従来の動力伝達装置の模式図。
【図７】本発明の別の実施形態による動力伝達装置を搭載した図１に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［構成］
図１は、本件発明の一実施形態による動力伝達装置１を搭載した電気自動車の模式図である。なお、図１は、各機構を平面展開したものである。図２は図１の拡大部分図である。また、図１の動力伝達装置１の配置を側面から観た場合を図３に示している。なお、図３では、各機構の軸等を省略している。図１及び図２において、上方向が前方、下方向が後方である。
【００２６】
この電気自動車は、左右の車体フレーム２，３で囲まれたスペースに、回転電機５、回転反転機構６、トルクコンバータ７（トルク増幅機構の一例）、出力反転機構８、及び変速機９を備えている。変速機９には、左右の車軸１１，１２を介して左右の駆動輪１３，１４が連結されている。また、この電気自動車は油圧ユニット１５と油冷システム１６とを有している。動力伝達装置１は、回転電機５からの動力を変速機９に伝達するものであり、回転反転機構６、トルクコンバータ７、出力反転機構８、油圧ユニット１５、及び油冷システム１６によって構成されている。
【００２７】
回転電機５は、車軸１１，１２から前方側にオフセットして、かつ変速機９の右側（軸方向第１側）に配置されている。回転電機５は、図示しない制御ユニットによって、前進時及び後進時の回転が制御される。
【００２８】
図２に示すように、回転反転機構６は入力軸２１及び出力軸２２を有している。入力軸２１と出力軸２２とを結ぶ直線は、概略水平である。入力軸２１には回転電機５の出力軸が連結されている。入力軸２１には第１ギア２３が固定され、出力軸２２には第２ギア２４が固定されている。第１ギア２３と第２ギア２４とは噛み合っており、したがって、回転電機５の出力の回転方向は、この回転反転機構６によって反転される。なお、回転電機５の出力軸と、回転反転機構６の入力軸２１と、は共通であってもよい。すなわち、回転電機５の出力軸が回転反転機構６のケース内に延び、この軸に第１ギア２３が固定されていてもよい。
【００２９】
トルクコンバータ７は、車軸１１，１２から前方側にオフセットして、かつ回転反転機構６の左側（軸方向第２側）に配置されている。トルクコンバータ７は、図４に示すように、トルクコンバータ本体３０と、ロックアップ装置３１と、を有している。トルクコンバータ本体３０は、インペラ、タービン、及びステータを有し、インペラに入力された動力を増幅してタービンから出力することができる。ロックアップ装置３１は、ピストン及びクラッチ部を有しており、ロックアップオン状態では、回転反転機構６からの動力を、トルクコンバータ本体３０を介さずにタービンに伝達する。ロックアップ装置３１及びトルクコンバータ本体３０の回転軸（出力軸）３２は、回転反転機構６の出力軸２２と同軸上に配置されている。そして、トルクコンバータ本体３０及びロックアップ装置３１には、回転反転機構６の出力軸２２からの動力が入力される。
【００３０】
出力反転機構８は、車軸１１，１２から前方側にオフセットして、かつトルクコンバータ７の左側に配置されている。出力反転機構８は、互いに平行に配置された入力軸３５、中間軸３６、及び出力軸３７を有している。入力軸３５は、トルクコンバータ７の出力軸３２と同軸上に配置され、トルクコンバータ７の出力軸３２に連結されている。出力軸３７は、入力軸３５の下方に配置され、入力軸３５と出力軸３７とを結ぶ直線は、回転反転機構６の入力軸２１と出力軸２２とを結ぶ直線とほぼ直交している。中間軸３６は、入力軸３５と出力軸３７との間において、これらの軸３５，３７から後方にオフセットして配置されている。
【００３１】
入力軸３５には第３ギア３８（入力歯車の一例）が固定され、中間軸３６には第４ギア３９が固定され、出力軸３７には第５ギア４０（出力歯車の一例）が固定されている。そして、第３ギア３８と第４ギア３９とが噛み合い、第４ギア３９と第５ギア４０とが噛み合っている。
【００３２】
この出力反転機構８は、トルクコンバータ７からの動力が右側から入力軸３５に入力され、変速機９に対して右側に出力軸３７を介して出力する。また、入力軸３５の回転方向と出力軸３７の回転方向とは同じである。なお、出力軸３７は、変速機９の入力軸と共通であってもよい。この場合は、変速機９の入力軸に、第５ギア４０が固定されることになる。
【００３３】
変速機９は、複数のギア及び差動機構を有しているが、従来と同様の構成であるので詳しい説明は省略する。変速機９の入力軸は、出力反転機構８の出力軸３７と同軸上に配置され、出力反転機構８の出力軸３７に連結されている。前述のように、出力反転機構８の出力軸３７と変速機９の入力軸とは共通であってもよい。変速機９の出力軸は、入力軸より後方において、車軸１１，１２と同軸上に配置され、車軸１１，１２に連結されている。すなわち、変速機９の出力軸及び車軸１１，１２は、回転反転機構６の出力軸２２、トルクコンバータ７の出力軸３２、及び出力反転機構８の入力軸３５と平行に配置されている。
【００３４】
油圧ユニット１５は、油圧ポンプ等を有しており、トルクコンバータ７に対して作動油を供給する。また、油冷システム１６は、トルクコンバータ７の作動油を冷却して油圧ユニット１５に供給する。
【００３５】
［動作］
まず、動力の伝達について説明する。
【００３６】
回転電機５からの動力は、回転反転機構６を介してトルクコンバータ７に入力される。トルクコンバータ７では、トルクコンバータ本体３０を介して、またはロックアップ装置３１を介して、動力を出力反転機構８に伝達する。トルクコンバータ本体３０を介して動力が伝達される場合は、トルクが増幅されて伝達される。また、ロックアップ装置３１を介して動力が伝達される場合は、回転反転機構６の動力はそのまま直接出力反転機構８に伝達される。
【００３７】
出力反転機構８では、右側から入力された動力を反転させて、同じ方向、すなわち右側に出力する。この出力反転機構８からの動力は変速機９によって変速され、左右の車軸１１，１２を介して各駆動輪１３，１４に伝達される。
【００３８】
以上のような動力の伝達経路における、回転方向について説明する。以下、前進時においては、回転電機５の出力軸の回転方向は＋Ｒであり、また変速機９においても入力軸の回転方向は、出力反転機構８から変速機９に向かって＋Ｒとする。
【００３９】
回転電機５から＋Ｒ方向の回転が出力されると、この回転は回転反転機構６によって反転される。したがって、トルクコンバータ７には−Ｒ方向の回転が入力される。トルクコンバータ７は、この−Ｒ方向の回転をそのまま出力反転機構８に出力する。出力反転機構８では、第３ギア３８、第４ギア３９、及び第５ギア４０の噛み合いによって、入力の−Ｒ方向と同様の−Ｒ方向の回転を出力する。ここで、トルクコンバータ７や出力反転機構８には、右側から動力が入力されるが、変速機９には、出力反転機構８によって左側から動力が入力される。したがって、変速機９の入力軸には、出力反転機構８から変速機９に向かって＋Ｒ方向の回転が入力されることになる。
【００４０】
［特徴］
図５に、回転電機５及び変速機９のみを有する電気自動車の一部を示している。このような構成では、変速機９を車体の左右のフレーム２，３間の中央に配置できる。このため、左右の車軸１１，１２の長さが同じになり、車軸１１，１２の共通化を図ることができる。
【００４１】
一方、図６に、図５の電気自動車にトルクコンバータ７を搭載した場合を示している。この図６から明らかなように、トルクコンバータ７を搭載することによって、差動機構を含む変速機９は、左右のいずれか一方に偏って配置せざるを得ない。この場合は、左右の車軸１１，１２を共通化することができない。
【００４２】
しかし、本実施形態では、出力反転機構８を設けることによって、トルクコンバータ７を搭載した場合であっても、変速機９を左右のフレーム２，３の中央に配置できる。
【００４３】
また、出力反転機構８を３個のギア（一般化すれば奇数個のギア）で構成した場合であっても、回転反転機構６を設けることによって、回転電機５の制御を、従来構成（トルクコンバータや出力反転機構が設けられていない構成）の場合と同様にすることができる。
【００４４】
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００４５】
（ａ）図７に、別の実施形態を示している。この実施形態では、出力反転機構８’が互いに噛み合う２個のギア４１，４２で構成されている。この場合は、回転電機５の制御を従来構成と同様にするための回転反転機構を省略することができる。
【００４６】
（ｂ）前記実施形態において、各機構の配置は一例であって、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  動力伝達装置
２，３  車体フレーム
５  回転電機
６  回転反転機構
７  トルクコンバータ（トルク増幅機構）
８  出力反転機構
９  変速機
１１，１２  車軸
１５  油圧ユニット
１６  油冷システム
３１  ロックアップ装置
３５  出力反転機構の入力軸
３７  出力反転機構の出力軸
３８  第３ギア（入力歯車）
４０  第５ギア（出力歯車）
【図１】
2020183172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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