(57)【要約】【課題】ほとんどエネルギーロスなしに、駆動力配分や回転速度を能動的に制御可能であり、簡単な構成で小型・軽量化された駆動力配分装置を提供する。【解決手段】駆動力配分装置１００は、それぞれがリングギヤ２１、プラネタリギヤ２２、プラネタリキャリヤ２３およびサンギヤ２４から構成される２組のプラネタリギヤ機構２０と、左右輪間に差回転駆動力を生じさせるための制御用モータ３０とを備える。サンギヤ２４は制御用モータ３０からの駆動力が入力される第１ギヤ２５とシャフトを介して連結される。制御用モータ３０の回転軸３４、３５に設けられた一方の第２ギヤ３２は、右側のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５に直接的に噛み合い、他方の第２ギヤ３１は、左側のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５との間に設けられた第３ギヤ３３を介してプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５と間接的に噛み合う。【選択図】図１
2010144762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力を左右の車輪間で可変的に配分可能な駆動力配分装置であって、
前記駆動源からの駆動力が入力される入力部材と、
前記入力部材からの駆動力を前記左右の車輪に伝達するために、それぞれが３つの要素からなり、該入力部材と該左右の車輪との間にそれぞれ設けられた２組のプラネタリギヤ機構と、
前記左右の車輪間に差回転駆動力を生じさせるためのモータとを備え、
前記各プラネタリギヤ機構を構成する３つの要素のうち、第１要素が前記入力部材に連結され、第２要素が前記左右の車輪に駆動力を伝達する車軸に連結され、第３要素が前記モータからの駆動力が入力される第１ギヤを備え、
前記モータの回転軸に設けられた２つの第２ギヤの一方は、一方のプラネタリギヤ機構の前記第１ギヤに直接的に噛み合い、他方の第２ギヤは、他方のプラネタリギヤ機構の前記第１ギヤとの間に設けられた第３ギヤを介して他方のプラネタリギヤ機構の該第１ギヤと間接的に噛み合い、
前記モータの作動によって、前記２組のプラネタリギヤ機構の前記第１ギヤの回転に差回転駆動力を与えることにより、前記駆動源からの駆動力を左右の車輪に配分することを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記駆動源がモータであることを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記モータの回転軸が前記車軸と並行になるように該モータが配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力配分装置に関し、より詳しくは、駆動源から入力される駆動力とは別にこの駆動力を左右の車輪に配分させるための制御用モータを備える駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両の旋回時において車輪の一つの路面抵抗がなくなって駆動トルクが抜けてしまうことにより、車両の挙動が不安定になる等の問題を解決するために、出力軸に摩擦ブレーキや摩擦クラッチ等の摩擦係合要素あるいは粘性流体やヴィスカスなどを用いた機構（例えば、制動装置等）を組み込み、これらを電子制御する差動装置（リミテッドスリップデフ）が知られている。
【０００３】
このような摩擦係合要素または粘性流体やヴィスカスの開閉等を電子制御する差動装置では、摩擦係合要素による発熱や粘性流体のすべりによりエネルギーをロスしてしまうだけでなく、装置全体が重く大きくなる等の問題がある。この問題を解決するために、摩擦係合要素または粘性流体を用いることなく、差動制御用のモータを用いて、左右の車輪のトルク配分および回転速度を制御することができる差動歯車装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１４５３０号公報
【０００４】
特許文献１に開示される差動歯車装置は、所定間隔を設けて同軸で互いに対向するように、２つのプラネタリギヤ機構の各リングギヤの外周に固定される２つの外筒部材と、この２つの外筒部材の互いに対向する軸直角端面に設けられた差動大歯車と、この差動大歯車に噛み合う回転可能な歯車部材と、制御装置を介して歯車部材に連結された制御モータとを備える。
【０００５】
この差動歯車装置では、制御装置の制御により制御モータを回転作動し、その回転出力を歯車部材を介して２つのプラネタリギヤ機構のリングギヤに伝達することにより、差動制御を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される差動歯車装置では、ハイポイドギヤまたはフェイスギヤで左右それぞれの中間出力をプラネタリギヤを介して取り出して、左右駆動力配分を制御するための制御モータの出力と噛み合わせている。このため、上記ハイポイドギヤまたはフェイスギヤ（すなわち、外筒部材）がメイン入力軸のハイポイドギヤ（すなわち、入力部材）の外側を囲わなければならず、機械的構造が非常に大きくなってしまう。その結果、差動歯車装置全体の製造コストを増大させるとともに、その重量も増大させてしまうという問題があった。
【０００７】
また、摩擦係合要素や粘性流体等を用いる差動歯車装置では、駆動源からの駆動力を摩擦係合要素や粘性流体により低減させて調整し、左右の車輪に適当な割合で伝達するものである。そのため、駆動源からの駆動力を通常用いられる駆動力以上の駆動力として差動歯車装置に伝達しなければならず、この点でもエネルギーのロスが大きくなってしまうという問題もあった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、左右の駆動力（トルク）を制御することにより車両の操舵や旋回性能を改善することができる駆動力配分装置を提供することである。より詳細には、本発明の目的は、左右駆動力配分装置内に摩擦係合要素や粘性流体等を用いず、その代わりにモータを用いることにより、ほとんどエネルギーロスなしに、駆動力配分および回転速度を能動的に制御することができるとともに、その構成が簡単で、装置の大型化を抑制することができる軽量コンパクトな駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の駆動力配分装置（１００、２００、３００、４００）は、駆動源からの駆動力を左右の車輪間で可変的に配分可能な駆動力配分装置であって、駆動源からの駆動力が入力される入力部材（１１〜１５）と、入力部材からの駆動力を左右の車輪に伝達するために、それぞれが３つの要素からなり、該入力部材と該左右の車輪との間にそれぞれ設けられた２組のプラネタリギヤ機構（２０）と、左右の車輪間に差回転駆動力を生じさせるためのモータ（３０）とを備え、各プラネタリギヤ機構（２０）を構成する３つの要素のうち、第１要素（２１、２４）が入力部材に連結され、第２要素（２３）が左右の車輪に駆動力を伝達する車軸（２、３）に連結され、第３要素（２４、２６）がモータ（３０）からの駆動力が入力される第１ギヤ（２５、リングギヤ２６の外歯）を備え、モータ（３０）の回転軸（３４、３５）に設けられた２つの第２ギヤの一方（３２）は、一方のプラネタリギヤ機構（２０）の第１ギヤ（２５等）に直接的に噛み合い、他方の第２ギヤ（３１）は、他方のプラネタリギヤ機構（２０）の第１ギヤ（２５等）との間に設けられた第３ギヤ（３３）を介して他方のプラネタリギヤ機構（２０）の該第１ギヤ（２５等）と間接的に噛み合い、モータ（３０）の作動によって、２組のプラネタリギヤ機構（２０）の第１ギヤ（２５）の回転に差回転駆動力を与えることにより、駆動源からの駆動力を左右の車輪に配分することを特徴とする。
【００１０】
本発明の駆動力配分装置によれば、従来のような摩擦係合要素や粘性流体等を用いることなく、駆動力配分および回転速度の制御のためのモータおよび複数のギヤ（第１〜第３ギヤ）を用いることにより、ほとんどエネルギーロスなしに、差動装置の駆動力配分および回転速度を能動的に制御することができる。
【００１１】
また、従来のような例えば左右２つのハイポイドギヤまたはフェイスギヤを用いてモータの駆動力を左右のプラネタリギヤ機構に配分する必要がないので、駆動力配分装置そのものの構成を簡単にすることができるとともに、装置全体を小型・軽量化することができる。これにより、駆動力配分装置の製造コストおよびその重量を低減することができる。なお、上記のような構成では、モータの回転軸が車軸と並行になるようにモータが配設されていればよい。
【００１２】
本発明の駆動力配分装置では、上述の駆動源が、車両のエンジンではなく、モータ（４）であってもよい。このように構成することにより、例えば、電子制御四輪駆動車両の後輪用の駆動力配分装置の構成を簡単にすることができるとともに、装置本体を小型・軽量化することができる。さらに、このように構成を簡単化することができるので、駆動力配分装置の製造コストを低減することができる。
【００１３】
本発明の駆動力配分装置では、例えば、各プラネタリギヤ機構（２０）の第１要素および第２要素が、それぞれリングギヤ（２１）およびプラネタリキャリヤ（２３）であってもよく、それぞれサンギヤ（２４）およびプラネタリキャリヤ（２３）であってもよい。
【００１４】
なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態における対応する構成要素を参考のために例示するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動力配分および回転速度の制御のためのモータおよび複数のギヤを用いることにより、ほとんどエネルギーロスなしに、差動装置の駆動力配分および回転速度を能動的に制御することができる。また、従来のようなハイポイドギヤ等を用いる必要がないので、その構成を簡単にすることができるとともに、駆動力配分装置を小型・軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の駆動力配分装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態における駆動力配分装置を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。図２は、図１の装置左側から見た各ギヤの構成図である。まず、本発明の第１実施形態における駆動力配分装置の構成を説明する。
【００１８】
本実施形態の駆動力配分装置１００は、図示しない駆動源（例えば、車両のエンジン）からの駆動力を左右の車輪間で可変的に配分可能な駆動力配分装置である。この駆動力配分装置１００は、駆動源からの駆動力が入力される入力部材と、２組のプラネタリギヤ機構（遊星歯車機構）２０と、左右の車輪（図示せず）間に差回転駆動力を生じさせるための制御用モータ３０とを備えている。本実施形態では、入力部材は、駆動源からの駆動力を伝達する入力軸１に接続されるドライブギヤ１１と、このドライブギヤ１１と噛み合い、シャフト２７を介してプラネタリギヤ機構２０に駆動力を伝達するドリブンギヤ１２とから構成される。ここでは、ドライブギヤ１１およびドリブンギヤ１２は、ベベルギヤとして図示している。ドリブンギヤ１２の各プラネタリギヤ機構２０側の端部には、シャフト２７の一端が固定される。このシャフト２７の他端は、プラネタリギヤ機構２０の後述するリングギヤ２１に固定される。これにより、リングギヤ２１は、ドリブンギヤ１２およびシャフト２７と一体的に回転する。
【００１９】
各プラネタリギヤ機構２０は、入力部材（ドライブギヤ１１、ドリブンギヤ１２およびシャフト２７）からの駆動力を左右の車輪（図示せず）に伝達するために、それぞれが３つの要素、すなわち、リングギヤ２１、プラネタリキャリヤ（遊星キャリヤ）２３（複数のプラネタリギヤ（遊星歯車）２２）およびサンギヤ２４から構成され、入力部材と左右の車輪（車軸２、３）の間にそれぞれ設けられる。
【００２０】
リングギヤ２１の内周面には内歯が設けられており、サンギヤ（太陽歯車）２４の外周面には外歯が設けられている。各プラネタリギヤ２２は、サンギヤ２４とリングギヤ２１との間に配置され、サンギヤ２４の外歯とリングギヤ２１の内歯の両方に噛み合っている。プラネタリギヤ２２は、プラネタリキャリヤ２３によってそれぞれ回転可能に支持される。プラネタリキャリヤ２３には、車軸２、３の一端が固定され、車軸２、３の中心軸は、プラネタリギヤ２２が公転する中心軸、すなわち、プラネタリギヤ機構２０の中心軸と一致するようになっている。
【００２１】
本実施形態では、第１要素であるリングギヤ２１は、上述のように、シャフト２７を介して入力部材としてのドリブンギヤ１２に連結される。プラネタリギヤ２２は、第２要素であるプラネタリキャリヤ２３を介して左右の車輪に駆動力を伝達する車軸２、３に連結される。第３要素であるサンギヤ２４は、制御用モータ３０からの駆動力が入力される第１ギヤ２５を備えている。すなわち、サンギヤ２４には、サンギヤ２４とともに回転する第１ギヤ２５が例えばシャフトを介して連結されている。したがって、本実施形態では、リングギヤ２１およびプラネタリキャリヤ２３が、それぞれ、プラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力部およびその出力部となっている。
【００２２】
なお、本実施形態では、制御用モータ３０からの駆動力をサンギヤ２４に入力するものであるが、リングギヤ２１の回転時にはリングギヤ２１とともに回転しているサンギヤ２４の外周または内周に直接駆動力を入力することができないため、第１ギヤ２５を介して入力するようになっている。
【００２３】
また、制御用モータ３０の回転軸３４、３５の端部には、２つの第２ギヤ３１、３２がそれぞれ設けられ、制御用モータ３０によって回転駆動される。図１に示すように、第２ギヤ３２は、右側のプラネタリギヤ機構２０のサンギヤ２４の第１ギヤ２５に直接的に噛み合う。一方、第２ギヤ３１は、左側のプラネタリギヤ機構２０のサンギヤ２４の第１ギヤ２５との間に設けられた第３ギヤ３３を介してその第１ギヤ２５と間接的に噛み合う。このように構成することにより、制御用モータ３０が作動すると、第２ギヤ３１、３２は制御用モータ３０の回転と同一方向に回転する。そして、第２ギヤ３１と噛み合う第３ギヤ３３は、第２ギヤ３１、３２とは逆方向に回転する。そのため、２つのプラネタリギヤ機構２０のサンギヤ２４に連結された第１ギヤ２５には、互いに逆方向に回転するように駆動力が与えられる。
【００２４】
したがって、制御用モータ３０の作動によって、２組のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５の回転に差回転駆動力を与えることにより、駆動源（例えば、エンジン）からの駆動力を左右の車輪（車軸２、３）に適宜配分することができる。
【００２５】
なお、制御用モータ３０の作動は、車両全体の制御を行う図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）等により制御される。例えば、図示しない車速センサ、車輪速センサ、舵角センサ、横Ｇセンサ等の検出結果に基づいて、左右の車輪への駆動力（トルク）指令値を演算し、その演算結果に基づいて制御用モータ３０の駆動電流値やディーティ比が決定されればよい。
【００２６】
ここで、図１の駆動力配分装置１００の左側から見た側面図で、各ギヤの配置関係を簡単に説明する。図２に示すように、制御用モータ３０の回転軸３４に連結された第２ギヤ３１は、回転軸３６に軸支されている上述の第３ギヤ３３と噛み合い、制御用モータ３０の回転駆動力を第３ギヤ３３に伝達する。この第３ギヤ３３は、車軸２と同軸に回転可能な第１ギヤ２５に噛み合い、制御用モータ３０から第２ギヤ３１を介して伝達された駆動力をこの第１ギヤ２５に伝達する。なお、本実施形態では、第２ギヤ３１、３２と第３ギヤ３３との歯数は同数である。また、図２では、第２ギヤ３１も第１ギヤ２５に噛み合っているように見えるが、図１から分かるように、軸方向で歯面の位置がずれているため、噛み合うことはない。
【００２７】
本実施形態では、図２に示すように、第２ギヤ３１および第３ギヤ３３を上下に（部分的に）重なるように配置することができるので、車両全体の寸法（ここでは、車両の前後方向の全長）の増加を抑制することができ、結果として、車両全体での製造コストおよび車重を低減することができる。この場合、制御用モータ３０は、制御用モータ３０の回転軸３４、３５が車軸２、３と並行になるように配設されている。このため、特に、従来のようなハイポイドギヤまたはフェイスギヤを用いる場合に比べて、車両全体の寸法が増加するのを十分に抑制することができる。
【００２８】
本実施形態の駆動力配分装置１００では、摩擦ブレーキや摩擦クラッチ等の摩擦係合要素あるいは粘性流体等を用いることなく駆動力を配分することができるので、従来の駆動力配分装置に比べ、エネルギーロスを非常に小さくすることができる。また、上述のような電子制御ユニット等により制御用モータ３０を制御することにより、差回転駆動力（差回転トルク）を発生させる駆動力配分（トルク配分）や回転速度を連続的に自在に制御することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態の駆動力配分装置１００では、従来の差動歯車装置において制御用モータの駆動力を入力するために用いられていたハイポイドギヤまたはフェイスギヤを設ける必要はなく、その代わりに、制御用モータ３０の出力ギヤの回転を３つの小径ギヤだけで反転させているので、装置全体の重量およびサイズを大幅に低減することができるとともに、その製造コストを削減することができる。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態における駆動力配分装置１００の動作を説明する。ここでは、車両の右旋回時における駆動力配分装置１００の動作について一例として説明する。
【００３１】
図１において、例えば、図示しない駆動源からの駆動入力によって、入力軸１が矢印Ａで示す方向に回転し、入力軸１に連結されるドライブギヤ１１が同様に矢印Ａで示す方向に回転すると、ドリブンギヤ１２は、車軸２、３を連結するシャフト全体として矢印Ｂで示す方向に回転する。これに伴って、リングギヤ２１はドリブンギヤ１２と一体的に回転し、リングギヤ２１に噛み合う各プラネタリギヤ２２は、矢印Ｂで示す方向に公転する。プラネタリギヤ２２の公転により、プラネタリキャリヤ２３が矢印Ｂで示す方向に回転して、車軸２、３（および図示しない車輪）が矢印Ｃで示す方向に回転する。制御用モータ３０が作動していない場合には、車軸２、３は等速で回転することになる。
【００３２】
ここで、車両の右旋回時には、矢印Ｄで示す方向にその回転軸３４、３５を回転させるように制御用モータ３０を作動すると、回転軸３４、３５の他端に設けられた第２ギヤ３１、３２は、矢印Ｄで示す方向と同じ方向に回転する。第２ギヤ３１に噛み合う第３ギヤ３３は、矢印Ｅで示す方向、すなわち、矢印Ｄで示す方向とは反対の方向に回転する。第２ギヤ３２および第３ギヤ３３は、それぞれプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５に噛み合っているので、２つの第１ギヤ２５は、図示のように、左右反対方向の矢印Ｆ、Ｇで示す方向に回転し、この回転駆動力を対応するサンギヤ２４に伝達する。
【００３３】
矢印Ｂで示す方向と同じ矢印Ｆで示す方向にサンギヤ２４を回転させる左側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリギヤ機構２０の出力となるプラネタリキャリヤ２３の回転を増速させることになり、逆に、リングギヤ２１と第１ギヤ２５の回転が反対方向である右側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を減速させることになる。このように各プラネタリギヤ機構２０の出力、すなわち、左右の車輪の駆動力を配分することにより、車両が右旋回するのに適した差動制御を行うことができる。これにより、車両の操舵や旋回性能を改善することができる。
【００３４】
なお、制御用モータ３０の作動回転の方向を反対にした場合には、第１ギヤ２５の回転方向が逆になり、左側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を減速させ、右側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を増速させることになる。これにより、車両が左旋回するのに適した差動制御を行うことができる。このように、摩擦ブレーキや摩擦クラッチ等の摩擦係合要素あるいは粘性流体等を用いることなく、制御用モータ３０と複数のギヤ３１〜３３、２５等の噛み合わせを工夫することにより、ほとんどエネルギーロスなしに、トルク配分および回転速度を制御することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の駆動力配分装置１００によれば、図示しない駆動源からの駆動力が入力されるドライブギヤ１１およびドリブンギヤ１２と、ドリブンギヤ１２からの駆動力を左右の車輪に伝達するために、それぞれが３つの要素であるリングギヤ２１、プラネタリキャリヤ２３（複数のプラネタリギヤ２２）およびサンギヤ２４から構成され、ドリブンギヤ１２と左右の車輪との間にそれぞれ設けられた２組のプラネタリギヤ機構２０と、左右の車輪間に差回転駆動力を生じさせるための制御用モータ３０とを備え、第１要素であるリングギヤ２１がシャフト２７を介してドリブンギヤ１２に連結され、第２要素であるプラネタリキャリヤ２３が左右の車輪に駆動力を伝達する車軸２、３に連結され、第３要素であるサンギヤ２４が制御用モータ３０からの駆動力が入力される第１ギヤ２５を備え、制御用モータ３０の回転軸３４、３５に設けられた一方の第２ギヤ３２は、右側のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５に直接的に噛み合い、他方の第２ギヤ３１は、左側のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５との間に設けられた第３ギヤ３３を介してこのプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５と間接的に噛み合い、制御用モータ３０の作動によって、２組のプラネタリギヤ機構２０の第１ギヤ２５の回転に差回転駆動力を与えることにより、駆動源からの駆動力を左右の車輪に配分することとした。このように構成することにより、従来のような摩擦係合要素や粘性流体等を用いることなく、駆動力配分および回転速度の制御のための制御用モータ３０および複数のギヤ（第１〜第３ギヤ２５、３１〜３３）を用いることにより、ほとんどエネルギーロスなしに、差動装置の駆動力配分および回転速度を能動的に制御することができる。
【００３６】
また、従来のような例えば左右２つのハイポイドギヤまたはフェイスギヤを用いて制御用モータの駆動力を左右のプラネタリギヤ機構に配分する必要がないので、駆動力配分装置そのものの構成を簡単にすることができるとともに、装置全体を小型・軽量化することができる。これにより、駆動力配分装置の製造コストおよびその重量を低減することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態における駆動力配分装置を詳細に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略し、第１実施形態との相違点を主に説明する。図３は、本発明の第２実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。まず、本発明の第２実施形態における駆動力配分装置の構成を説明する
【００３８】
本実施形態の駆動力配分装置２００は、駆動源として、例えば、図示しない車両のエンジンではなく、駆動力配分装置２００に接続された左右輪の回転駆動に専用に設けられたモータ４を用いた点を除き、第１実施形態における駆動力配分装置１００と実質的に同等である。そのため、主に、駆動力の入力部分について詳細に説明する。
【００３９】
本実施形態の駆動力配分装置２００では、図３に示すように、駆動源としてモータ４が用いられる。このモータ４は、例えば、電子制御四輪駆動車両の後輪を駆動するための車輪駆動用モータであり、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。モータ４の回転軸５の一方には、モータ４の回転軸５とともに回転するドライブギヤ６が設けられる。ドライブギヤ６は、入力部材の一部であるドリブンギヤ１２と噛み合う。モータ４の回転駆動力がドライブギヤ６を介してドリブンギヤ１２に伝達されると、上述の第１実施形態と同様に、ドリブンギヤ１２の回転駆動力は、シャフト２７を介してプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２１に伝達される
【００４０】
リングギヤ２１が回転駆動されると、リングギヤ２１に噛み合う複数のプラネタリギヤ２２がプラネタリギヤ機構２０の回転軸を中心に公転し、このプラネタリギヤ２２の回転駆動力がプラネタリキャリヤ２３を介して車軸２、３に伝達される。したがって、本実施形態においても、リングギヤ２１がプラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力部となり、プラネタリキャリヤ２３がプラネタリギヤ機構２０からの出力部となっている。
【００４１】
本発明の特徴部分である制御用モータ３０と、複数のギヤ、すなわち、第１ギヤ２５、第２ギヤ３１、３２および第３ギヤ３３の構成や配置については第１実施形態と同様であるため、その構成および駆動力配分装置２００全体の動作については詳細な説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の駆動力配分装置２００によれば、第１実施形態における駆動力配分装置１００と同様に、２つのプラネタリギヤ機構２０と、制御用モータ３０と、制御用モータ３０の回転駆動力をプラネタリギヤ機構２０に入力するための複数のギヤ２５、３１〜３３とを備える構成において、駆動源として、モータ４を用いることとしたので、例えば、電子制御四輪駆動車両の従動輪である後輪用の駆動力配分装置として用いることができる。これにより、電子制御四輪駆動車両の後輪用の駆動力配分装置の構成を簡単にすることができるとともに、装置本体を小型・軽量化することができる。さらに、このように構成を簡単化することができるので、駆動力配分装置の製造コストを低減することができる。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、図４および図５を参照して、本発明の第３実施形態における駆動力配分装置を詳細に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略し、第１または第２実施形態との相違点を主に説明する。図４は、本発明の第３実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。図５は、図４の装置左側から見た各ギヤの構成図である。まず、本発明の第３実施形態における駆動力配分装置の構成を説明する
【００４４】
本実施形態の駆動力配分装置３００は、プラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力がリングギヤ２１からサンギヤ２４に変更されるとともに、制御用モータ３０の回転駆動力が第１ギヤ２５ではなくリングギヤ２６の外歯（図示せず）を用いている点を除き、第１実施形態における駆動力配分装置１００と実質的に同等である。なお、リングギヤ２６の外歯は第３ギヤ３３に噛み合うものである。第３ギヤ３３の回転駆動力をリングギヤ２６の外歯を介して当該リングギヤ２６に直接入力することができるので、第１実施形態の駆動力配分装置１００のような第１ギヤ２５を設ける必要がない。この外歯が実質的に第１ギヤ２５の役割を果たす。
【００４５】
本実施形態では、入力部材は、駆動源からの駆動力を伝達する入力軸１に接続されるドライブギヤ１１と、このドライブギヤ１１と噛み合い、車軸２、３と同軸のシャフト１４に固定されているドリブンギヤ１３と、シャフト１４から構成される。シャフト１４の両端は、２つのプラネタリギヤ機構２０のサンギヤ２４にそれぞれ固定されている。そのため、ドリブンギヤ１３、シャフト１４およびサンギヤ２４は、一体的に回転するものである。
【００４６】
プラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６は、上述のように、その外周に図示しない外歯を有しており、その外歯は第３ギヤ３３と噛み合う。これにより、制御用モータ３０の回転駆動力は、回転軸３４、３５、第２ギヤ３１、３２、第３ギヤ３３およびリングギヤ２６の外歯を介して、プラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６に直接的に入力される。
【００４７】
ここで、図５の駆動力配分装置３００の左側から見た側面図で、各ギヤの配置関係を簡単に説明する。図５に示すように、制御用モータ３０の回転軸３４に連結された第２ギヤ３１は、回転軸３６に軸支されている上述の第３ギヤ３３と噛み合い、制御用モータ３０の回転駆動力を第３ギヤ３３に伝達する。この第３ギヤ３３は、シャフト１４および車軸２と同軸に回転可能なリングギヤ２６に噛み合い、制御用モータ３０から第２ギヤ３１を介して伝達された駆動力をこのリングギヤ２６に伝達する。なお、本実施形態では、第２ギヤ３１、３２と第３ギヤ３３との歯数は同数である。また、図５では、第２ギヤ３１もリングギヤ２６に噛み合っているように見えるが、図４から分かるように、軸方向で歯面の位置がずれているため、噛み合うことはない。
【００４８】
本実施形態では、リングギヤ２６に３つのプラネタリギヤ２２が噛み合い、各プラネタリギヤ２２は同時にサンギヤ２４にも噛み合う。図５では図示を省略しているが、プラネタリギヤ２２の中心軸を含むリングギヤ２６と同心円状に形成されたプラネタリキャリヤ２３に、車軸２が連結されている。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態における駆動力配分装置３００の動作を説明する。ここでは、車両の左旋回時における駆動力配分装置３００の動作について一例として説明する。
【００５０】
図４において、例えば、図示しない駆動源からの駆動入力によって、入力軸１が矢印Ａで示す方向に回転し、入力軸１に連結されるドライブギヤ１１が同様に矢印Ａで示す方向に回転すると、ドリブンギヤ１３およびシャフト１４は矢印Ｂで示す方向に回転する。これに伴って、サンギヤ２４はドリブンギヤ１２と一体的に回転し、サンギヤ２４に噛み合う各プラネタリギヤ２２は、矢印Ｂで示す方向に公転する。プラネタリギヤ２２の公転により、プラネタリキャリヤ２３が矢印Ｂで示す方向に回転して、車軸２、３（および図示しない車輪）が矢印Ｃで示す方向に回転する。制御用モータ３０が作動していない場合には、車軸２、３は等速で回転することになる。
【００５１】
ここで、車両の左旋回時には、矢印Ｄで示す方向にその回転軸３４、３５を回転させるように制御用モータ３０を作動すると、回転軸３４、３５の他端に設けられた第２ギヤ３１、３２は、矢印Ｄで示す方向と同じ方向に回転する。第２ギヤ３１に噛み合う第３ギヤ３３は、矢印Ｅで示す方向、すなわち、矢印Ｄで示す方向とは反対の方向に回転する。第２ギヤ３２および第３ギヤ３３は、それぞれプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６の外歯に噛み合っているので、各リングギヤ２６は、図示のように、左右反対方向の矢印Ｆ、Ｇで示す方向に回転する。
【００５２】
矢印Ｂで示す方向と同じ矢印Ｇで示す方向にリングギヤ２６を回転させる右側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリギヤ機構２０の出力となるプラネタリキャリヤ２３の回転を増速させることになり、逆に、リングギヤ２６とサンギヤ２４の回転が反対方向である左側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を減速させることになる。このように各プラネタリギヤ機構２０の出力、すなわち、左右の車輪の駆動力を配分することにより、車両が左旋回するのに適した差動制御を行うことができる。これにより、車両の操舵や旋回性能を改善することができる。
【００５３】
なお、制御用モータ３０の作動回転の方向を反対にした場合には、リングギヤ２６の回転方向が逆になり、左側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を増速させ、右側のプラネタリギヤ機構２０は、プラネタリキャリヤ２３の回転を減速させることになる。これにより、車両が右旋回するのに適した差動制御を行うことができる。このように、摩擦ブレーキや摩擦クラッチ等の摩擦係合要素あるいは粘性流体等を用いることなく、制御用モータ３０と複数のギヤ３１〜３３等の噛み合わせを工夫することにより、ほとんどエネルギーロスなしに、トルク配分および回転速度を制御することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の駆動力配分装置３００によれば、図示しない駆動源からの駆動力が入力されるドライブギヤ１１、ドリブンギヤ１３およびシャフト１４と、ドリブンギヤ１３からの駆動力を左右の車輪に伝達するために、それぞれが３つの要素であるリングギヤ２６、プラネタリキャリヤ２３（複数のプラネタリギヤ２２）およびサンギヤ２４から構成され、シャフト１４と左右の車輪との間にそれぞれ設けられた２組のプラネタリギヤ機構２０と、左右の車輪間に差回転駆動力を生じさせるための制御用モータ３０とを備え、第１要素であるサンギヤ２４がシャフト１４に連結され、第２要素であるプラネタリキャリヤ２３が左右の車輪に駆動力を伝達する車軸２、３に連結され、第３要素であるリングギヤ２６が制御用モータ３０からの駆動力を入力するための外歯（第１実施形態における第１ギヤ２５に相当する）を備え、制御用モータ３０の回転軸３４、３５に設けられた一方の第２ギヤ３２は、右側のプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６の外歯に直接的に噛み合い、他方の第２ギヤ３１は、左側のプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６との間に設けられた第３ギヤ３３を介してこのプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６の外歯と間接的に噛み合い、制御用モータ３０の作動によって、２組のプラネタリギヤ機構２０のリングギヤ２６の回転に差回転駆動力を与えることにより、駆動源からの駆動力を左右の車輪に配分することとした。このように構成することにより、従来のような摩擦係合要素や粘性流体等を用いることなく、駆動力配分および回転速度の制御のための制御用モータ３０および複数のギヤ（第２および第３ギヤ３１〜３３）を用いることにより、ほとんどエネルギーロスなしに、差動装置の駆動力配分および回転速度を能動的に制御することができる。
【００５５】
また、第１実施形態と同様に、従来のような例えば左右２つのハイポイドギヤまたはフェイスギヤを用いて制御用モータの駆動力を左右のプラネタリギヤ機構に配分する必要がないので、駆動力配分装置そのものの構成を簡単にすることができるとともに、装置全体を小型・軽量化することができる。これにより、駆動力配分装置の製造コストおよびその重量を低減することができる。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、図６および図７を参照して、本発明の第４実施形態における駆動力配分装置を詳細に説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略し、第１ないし第３実施形態との相違点を主に説明する。図６は、本発明の第４実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。図７は、図６の装置左側から見た各ギヤの構成図である。まず、本発明の第４実施形態における駆動力配分装置の構成を説明する
【００５７】
本実施形態の駆動力配分装置４００は、駆動源として、例えば、図示しない車両のエンジンではなく、駆動力配分装置４００に接続された左右輪の回転駆動に専用に設けられたモータ４を用いた点を除き、第３実施形態における駆動力配分装置３００と実質的に同等である。そのため、主に、駆動力の入力部分について詳細に説明する。
【００５８】
本実施形態の駆動力配分装置４００では、図６に示すように、駆動源としてモータ４が用いられる。このモータ４は、例えば、電子制御四輪駆動車両の後輪を駆動するための車輪駆動用モータであり、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。モータ４の回転軸５の一方には、モータ４の回転軸５とともに回転するドライブギヤ６が設けられる。ドライブギヤ６は、入力部材の一部であるドリブンギヤ１５と噛み合う。モータ４の回転駆動力がドライブギヤ６を介してドリブンギヤ１５に伝達されると、上述の第３実施形態と同様に、ドリブンギヤ１５の回転駆動力は、シャフト１４を介してプラネタリギヤ機構２０のサンギヤ２４に伝達される
【００５９】
サンギヤ２４が回転駆動されると、サンギヤ２４に噛み合う複数のプラネタリギヤ２２がプラネタリギヤ機構２０の回転軸を中心に公転し、このプラネタリギヤ２２の回転駆動力がプラネタリキャリヤ２３を介して車軸２、３に伝達される。したがって、本実施形態においても、第３実施形態と同様に、サンギヤ２４がプラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力部となり、プラネタリキャリヤ２３がプラネタリギヤ機構２０からの出力部となっている。
【００６０】
本発明の特徴部分である制御用モータ３０と、複数のギヤ、すなわち、第２ギヤ３１、３２および第３ギヤ３３の構成や配置については第３実施形態と同様であるため、その構成および駆動力配分装置４００全体の動作については詳細な説明を省略する。また、駆動力配分装置４００の左側から見た側面図である図７からも分かるように、第２ギヤ３１、第３ギヤ３３およびプラネタリギヤ機構２０の配置は第３実施形態と同様であるため、その配置についての詳細な説明も省略する。
【００６１】
本実施形態の駆動力配分装置４００によれば、第３実施形態における駆動力配分装置３００と同様に、２つのプラネタリギヤ機構２０と、制御用モータ３０と、制御用モータ３０の回転駆動力をプラネタリギヤ機構２０に入力するための複数のギヤ３１〜３３とを備える構成において、駆動源として、モータ４を用いることとしたので、例えば、電子制御四輪駆動車両の従動輪である後輪用の駆動力配分装置として用いることができる。これにより、電子制御四輪駆動車両の後輪用の駆動力配分装置の構成を簡単にすることができるとともに、装置本体を小型・軽量化することができる。さらに、このように構成を簡単化することができるので、駆動力配分装置の製造コストを低減することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の駆動力配分装置４００では、リングギヤ２６の内歯および外歯をはすば歯車とするとともに、プラネタリギヤ２２および第３ギヤ３３もリングギヤ２６の内歯および外歯とそれぞれ噛み合うようにはすば歯車としてもよい。この場合、リングギヤ２６の内歯と外歯の歯切りの角度を反対方向とすることにより、噛み合いによる軸方向に生じる力をキャンセルすることができる。これにより、リングギヤ２６を支持しているベアリング（図示せず）の容量を小さくすることができる。
【００６３】
以上、本発明の駆動力配分装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は、これらの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書および図面に記載のない形状・構造・機能を有するものであっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。すなわち、動力伝達装置あるいは故障検知装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００６４】
上述の実施形態では、第１および第２実施形態において、プラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力部およびその出力部がそれぞれリングギヤ２１およびプラネタリキャリヤ２３であり、第３および第４実施形態において、プラネタリギヤ機構２０への駆動力の入力部およびその出力部がそれぞれサンギヤ２４およびプラネタリキャリヤ２３であったが、本発明はこのような構成に限定されず、車輪を駆動するための強度や耐性等が許容する限りにおいて、プラネタリギヤ機構２０の３つの要素のいずれか２つを用いるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。
【図２】図１の装置左側から見た各ギヤの構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。
【図５】図４の装置左側から見た各ギヤの構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態における駆動力配分装置の全体構成図である。
【図７】図６の装置左側から見た各ギヤの構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１        入力軸
２、３        車軸
４        モータ
５        回転軸
６、１１        ドライブギヤ
１２、１３、１５        ドリブンギヤ
１４        シャフト
２０        プラネタリギヤ機構
２１、２６        リングギヤ
２２        プラネタリギヤ
２３        プラネタリキャリヤ
２４        サンギヤ
２５        第１ギヤ
２７        シャフト
３０        制御用モータ
３１、３２        第２ギヤ
３３        第３ギヤ
３４、３５、３６        回転軸
１００、２００、３００、４００        駆動力配分装置
【図１】
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【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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