(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（１０）と、
その電動モータ（１０）の回転が入力される入力軸（２１）と、
その入力軸（２１）に設けられた第１の入力ギヤ（２３ａ）および第２の入力ギヤ（２４ａ）と、
その第１の入力ギヤ（２３ａ）および第２の入力ギヤ（２４ａ）にそれぞれ噛合する第１の出力ギヤ（２３ｂ）および第２の出力ギヤ（２４ｂ）と、
その第１の出力ギヤ（２３ｂ）および第２の出力ギヤ（２４ｂ）が設けられた出力軸（２２）と、
その出力軸（２２）の回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤ（９０）とを有し、
前記第１の入力ギヤ（２３ａ）と第２の入力ギヤ（２４ａ）と入力軸（２１）の組と、前記第１の出力ギヤ（２３ｂ）と第２の出力ギヤ（２４ｂ）と出力軸（２２）の組とのうち一方を、第１の制御ギヤ（２３ｂ）と第２の制御ギヤ（２４ｂ）とこれらの制御ギヤ（２３ｂ，２４ｂ）を軸受（４３）を介して回転自在に支持する制御ギヤ支持軸（２２）とし、
前記第１の制御ギヤ（２３ｂ）と制御ギヤ支持軸（２２）との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第１の２ウェイローラクラッチ（３０Ａ）と、前記第２の制御ギヤ（２４ｂ）と制御ギヤ支持軸（２２）との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第２の２ウェイローラクラッチ（３０Ｂ）と、前記第１の２ウェイローラクラッチ（３０Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（３０Ｂ）とを選択的に係合させる変速アクチュエータ（５０）を設け、
前記第１の２ウェイローラクラッチ（３０Ａ）は、第１の制御ギヤ（２３ｂ）の内周と制御ギヤ支持軸（２２）の外周のうち一方に設けられた円筒面（３３）と、他方に設けられたカム面（３４）と、そのカム面（３４）と前記円筒面（３３）の間に組み込まれたローラ（３５）と、そのローラ（３５）を保持し、前記カム面（３４）と円筒面（３３）の間にローラ（３５）を係合させる係合位置とローラ（３５）の係合を解除する中立位置との間で前記制御ギヤ支持軸（２２）に対して相対回転可能に設けられた第１の保持器（３６）と、その第１の保持器（３６）を前記中立位置に弾性保持する第１のスイッチばね（３８）とからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチ（３０Ｂ）は、第２の制御ギヤ（２４ｂ）の内周と制御ギヤ支持軸（２２）の外周のうち一方に設けられた円筒面（３３）と、他方に設けられたカム面（３４）と、そのカム面（３４）と前記円筒面（３３）の間に組み込まれたローラ（３５）と、そのローラ（３５）を保持し、前記カム面（３４）と円筒面（３３）の間にローラ（３５）を係合させる係合位置とローラ（３５）の係合を解除する中立位置との間で前記制御ギヤ支持軸（２２）に対して相対回転可能に設けられた第２の保持器（３６）と、その第２の保持器（３６）を前記中立位置に弾性保持する第２のスイッチばね（３８）とからなり、
前記変速アクチュエータ（５０）は、前記第１の保持器（３６）に対して回り止めされかつ前記第１の制御ギヤ（２３ｂ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第１の摩擦板（５２ａ）と、その第１の摩擦板（５２ａ）を前記第１の制御ギヤ（２３ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第１の離反ばね（５６）と、前記第２の保持器（３６）に対して回り止めされかつ前記第２の制御ギヤ（２４ｂ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第２の摩擦板（５２ｂ）と、その第２の摩擦板（５２ｂ）を前記第２の制御ギヤ（２４ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第２の離反ばね（５６）と、前記第１の摩擦板（５２ａ）を押圧して前記第１の制御ギヤ（２３ｂ）の側面に接触させる第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）と前記第２の摩擦板（５２ｂ）を押圧して前記第２の制御ギヤ（２４ｂ）の側面に接触させる第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリング（５１）と、そのシフトリング（５１）を軸方向に移動させるシフト機構（７０）とからなり、
前記第１の摩擦板（５２ａ）とシフトリング（５１）のうち一方に第１の係合凸部（６６ａ）を設け、他方に第１の係合凹部（６５）を設け、この第１の係合凸部（６６ａ）と係合凹部（６５）は、シフトリング（５１）が第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）にある状態では互いに係合して第１の摩擦板（５２ａ）に対するシフトリング（５１）の相対回転を規制し、シフトリング（５１）が第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）にある状態では係合を解除するように形成され、
前記第２の摩擦板（５２ｂ）とシフトリング（５１）のうち一方に第２の係合凸部（６６ｂ）を設け、他方に第２の係合凹部（６５）を設け、この第２の係合凸部（６６ｂ）と係合凹部（６５）は、シフトリング（５１）が第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）にある状態では互いに係合して第２の摩擦板（５２ｂ）に対してシフトリング（５１）を回り止めし、シフトリング（５１）が第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）にある状態では係合を解除するように形成され、
前記シフトリング（５１）の内周と前記制御ギヤ支持軸（２２）の外周のうち一方に突片（６３）を設け、他方に前記突片（６３）が軸方向に通過可能な切欠き（６２）を有する環状突出部（５８）を設け、前記突片（６３）と環状突出部（５８）は、突片（６３）の位置と環状突出部（５８）の切欠きの位置が一致した状態では、突片（６３）が切欠き（６２）を通過することで、第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）と第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）の間でのシフトリング（５１）の軸方向移動を許容し、突片（６３）が環状突出部（５８）の切欠きを軸方向に抜け出しかつ突片（６３）の位置と環状突出部（５８）の切欠き（６２）の位置が周方向にずれた状態では、突片（６３）が環状突出部（５８）に干渉することで、第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）と第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）の間でのシフトリング（５１）の軸方向移動を規制するように形成され、
前記変速アクチュエータ（５０）の作動と前記電動モータ（１０）の発生トルクとを制御する電子制御装置（１００）を設け、
その電子制御装置（１００）は、
前記第１の２ウェイローラクラッチ（３０Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（３０Ｂ）のうち現変速段の２ウェイローラクラッチ（３０Ａ）の係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチ（３０Ｂ）を係合させる変速切換指令を受けたときに、前記第１シフト位置（ＳＰ１ｆ）と第２シフト位置（ＳＰ２ｆ）のうち現変速段のシフト位置（ＳＰ１ｆ）から次変速段のシフト位置（ＳＰ２ｆ）へのシフトリング（５１）の移動を開始させる制御を実行するシフト移動開始制御手段（Ｓ２）と、
そのシフト移動開始制御手段（Ｓ２）の制御が実行された後、予め設定されたトルク制御開始位置（ＳＰ１ｔ）にシフトリング（５１）が到達したかどうかを判定するシフト位置判定手段（Ｓ３）と、
そのシフト位置判定手段（Ｓ３）でシフトリング（５１）がトルク制御開始位置（ＳＰ１ｔ）に到達したと判定されたときに、前記入力軸（２１）と出力軸（２２）の間で伝達するトルクがゼロとなるか伝達するトルクの方向が逆転するよう前記電動モータ（１０）のトルク制御を実行するトルク制御手段（Ｓ５、Ｓ８）と、
そのトルク制御手段（Ｓ５、Ｓ８）による前記トルク制御が実行された後、入力軸（２１）の回転数を次変速段の変速比（ｒ２）に対応して出力軸（２２）の回転数に同調させるシンクロ制御手段（Ｓ８〜Ｓ２７）とを有する車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記電子制御装置（１００）は、前記変速切換指令を受けたときに、前記入力軸（２１）と出力軸（２２）の間で伝達しているトルク（Ｔ１）の方向が、入力軸（２１）が出力軸（２２）を加速させる正方向と入力軸（２１）が出力軸（２２）を減速させる負方向のいずれであるかを判定するトルク方向判定手段（Ｓ４）をさらに有する請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記トルク制御手段（Ｓ８）は、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が正方向のとき、前記トルク制御として、電動モータ（１０）の回転が減速する方向の負トルク（Ｔ２）を前記電動モータ（１０）に発生させる制御を実行する請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記シンクロ制御手段（Ｓ８〜Ｓ２７）は、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が正方向のとき、前記シンクロ制御として、前記入力軸（２１）の回転数と、出力軸（２２）の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸（２１）の回転数との差が予め設定されたしきい値（ＤＮ２）以下となるまで前記電動モータ（１０）の発生トルク（Ｔ）を負トルク（Ｔ２）に維持する制御を実行する請求項３に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記トルク制御手段（Ｓ５、Ｓ８）は、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が負方向のとき、前記トルク制御として、電動モータ（１０）の回転が加速する方向の正トルク（Ｔ４）を前記電動モータ（１０）に発生させる制御を実行する請求項２から４のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記シンクロ制御手段（Ｓ８〜Ｓ２７）は、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が負方向のとき、前記シンクロ制御として、電動モータ（１０）の回転が減速する方向の負トルク（Ｔ２）を前記電動モータ（１０）に発生させ、前記入力軸（２１）の回転数と、出力軸（２２）の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値（ＤＮ２）以下となるまで前記電動モータ（１０）の発生トルクを負トルク（Ｔ２）に維持する制御を実行する請求項２から５のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
前記トルク制御手段（Ｓ５、Ｓ８）は、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が正方向のとき、前記トルク制御として、電動モータ（１０）の発生トルク（Ｔ）をゼロにする制御を実行する請求項２から６のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
前記シンクロ制御手段（Ｓ８〜Ｓ２７）は、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が正方向のとき、前記シンクロ制御として、電動モータ（１０）の回転が加速する方向の正トルク（Ｔ２）を前記電動モータ（１０）に発生させ、前記入力軸（２１）の回転数と、出力軸（２２）の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値（ＤＮ２）以下となるまで前記電動モータ（１０）の発生トルク（Ｔ）を正トルク（Ｔ２）に維持する制御を実行する請求項２から７のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項９】
前記トルク制御手段は、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が負方向のとき、前記トルク制御として、電動モータ（１０）の回転が加速する方向の正トルク（Ｔ２）を前記電動モータ（１０）に発生させる制御を実行する請求項２から８のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記シンクロ制御手段（Ｓ８〜Ｓ２７）は、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段（Ｓ４）で判定されたトルク（Ｔ１）の方向が負方向のとき、前記シンクロ制御として、前記入力軸（２１）の回転数と、出力軸（２２）の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値（ＤＮ２）以下となるまで前記電動モータ（１０）の発生トルク（Ｔ）を正トルク（Ｔ２）に維持する制御を実行する請求項２から９のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１１】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪（１，１）と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を請求項１から１０のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置で駆動するようにした電気自動車。
【請求項１２】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪（１，１）と後部に設けられた左右一対の後輪（２，２）の一方をエンジン（Ｅ）で駆動し、他方を請求項１から１０のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置で駆動するようにしたハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源として備え、その電動モータの回転を減速して車輪へ伝達する車両用モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、電動モータと、その電動モータの回転を変速する変速機と、その変速機から出力された回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤとからなるものが従来から知られている。
【０００３】
この車両用モータ駆動装置においては、走行条件に応じて変速機の変速比を切換えることにより、駆動および回生時において、効率の高い回転数およびトルク領域で電動モータを使用することが可能となる。
【０００４】
また、適切な変速比とすることで、高速走行時の変速機の回転部材の回転速度が下がり、変速機の動力損失が低減して車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【０００５】
ところで、特許文献１には、車両用の変速機として以下の構成のものが開示されている。
【０００６】
エンジンの回転が入力される入力軸と、その入力軸に設けられた２速入力ギヤおよび３速入力ギヤと、その２速入力ギヤおよび３速入力ギヤにそれぞれ噛合する２速出力ギヤおよび３速出力ギヤと、その２速出力ギヤおよび３速出力ギヤが設けられた出力軸と、エンジンから入力軸までのトルク伝達経路の途中に設けられた電磁多板クラッチとを有し、
２速入力ギヤと３速入力ギヤは軸受を介して入力軸で回転自在に支持され、
２速入力ギヤと入力軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう２速の２ウェイローラクラッチと、３速入力ギヤと入力軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう３速の２ウェイローラクラッチと、２速の２ウェイローラクラッチと３速の２ウェイローラクラッチとを選択的に係合させる変速アクチュエータを設け、
２速の２ウェイローラクラッチは、２速入力ギヤの内周に設けられた円筒面と、入力軸の外周に設けられたカム面と、そのカム面と前記円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、前記カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で入力軸に対して相対回転可能に設けられた２速側の保持器と、その保持器を中立位置に弾性保持するスイッチばねとからなり、
３速の２ウェイローラクラッチも、２速の２ウェイローラクラッチと同様の構成からなり、
前記変速アクチュエータは、２速側の保持器に対して回り止めされかつ２速入力ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた２速摩擦板と、２速摩擦板を２速入力ギヤの側面から離反する方向に付勢する離反ばねと、３速側の保持器に対して回り止めされかつ３速入力ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた３速摩擦板と、３速摩擦板を３速入力ギヤの側面から離反する方向に付勢する離反ばねと、２速摩擦板を押圧して２速入力ギヤの側面に接触させる２速シフト位置と３速摩擦板を押圧して３速入力ギヤの側面に接触させる３速シフト位置との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリングと、そのシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構とからなる変速機。
【０００７】
この変速機は、シフトリングが２速シフト位置にあるときは、２速摩擦板が２速入力ギヤの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって２速摩擦板が入力軸に対して相対回転し、その２速摩擦板に回り止めされた２速側の保持器が中立位置から係合位置に移動するので、２速の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【０００８】
また、この変速機は、シフトリングを２速シフト位置から３速シフト位置に軸方向移動させることにより、２速の２ウェイローラクラッチの係合を解除し、３速の２ウェイローラクラッチを係合させることができる。この動作を以下に説明する。
【０００９】
まず、シフト機構の作動により、シフトリングが２速シフト位置から３速シフト位置に向かって軸方向移動を開始すると、離反ばねの弾性力により２速摩擦板が２速入力ギヤの側面から離反するので、スイッチばねの弾性力により２速側の保持器が係合位置から中立位置に移動し、この２速側の保持器の移動によって２速の２ウェイローラクラッチの係合が解除される。
【００１０】
そして、シフトリングが３速シフト位置に到達すると、３速摩擦板が３速入力ギヤの側面に接触するので、その接触面間の摩擦力によって３速摩擦板が入力軸に対して相対回転し、その３速摩擦板に回り止めされた３速側の保持器が中立位置から係合位置に移動し、この３速側の保持器の移動によって３速の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００１１】
また、上記とは反対に、３速シフト位置から２速シフト位置にシフトリングを軸方向移動させることにより、３速の２ウェイローラクラッチの係合を解除し、２速の２ウェイローラクラッチを係合させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２１１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記変速機は、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、現変速段の２ウェイローラクラッチを介してトルクが伝達していると、そのトルクによって現変速段の２ウェイローラクラッチの係合解除が妨げられる。
【００１４】
そのため、シフト機構の作動により、シフトリングが現変速段のシフト位置から次変速段のシフト位置に向かって軸方向移動を開始したときに、現変速段の摩擦板が、現変速段の入力ギヤの側面から既に離反しているにもかかわらず、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合が解除されない可能性があった。
【００１５】
この場合、次変速段のシフト位置にシフトリングが到達すると、現変速段の２ウェイローラクラッチと次変速段の２ウェイローラクラッチとが二重係合した状態となり、この状態では、入力軸と出力軸の間で変速比の異なる２つのトルク伝達経路が同時に成立するので、入力軸と出力軸が回転できず、変速機が破損するおそれがある。
【００１６】
この発明が解決しようとする課題は、現変速段の２ウェイローラクラッチと次変速段の２ウェイローラクラッチとが二重係合するのを確実に防止することが可能な車両用モータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、電動モータと、その電動モータの回転が入力される入力軸と、その入力軸に設けられた第１の入力ギヤおよび第２の入力ギヤと、その第１の入力ギヤおよび第２の入力ギヤにそれぞれ噛合する第１の出力ギヤおよび第２の出力ギヤと、その第１の出力ギヤおよび第２の出力ギヤが設けられた出力軸と、その出力軸の回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤとを有し、
前記第１の入力ギヤと第２の入力ギヤと入力軸の組と、前記第１の出力ギヤと第２の出力ギヤと出力軸の組とのうち一方を、第１の制御ギヤと第２の制御ギヤとこれらの制御ギヤを軸受を介して回転自在に支持する制御ギヤ支持軸とし、
前記第１の制御ギヤと制御ギヤ支持軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第１の２ウェイローラクラッチと、前記第２の制御ギヤと制御ギヤ支持軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第２の２ウェイローラクラッチと、前記第１の２ウェイローラクラッチと第２の２ウェイローラクラッチとを選択的に係合させる変速アクチュエータを設け、
前記第１の２ウェイローラクラッチは、第１の制御ギヤの内周と制御ギヤ支持軸の外周のうち一方に設けられた円筒面と、他方に設けられたカム面と、そのカム面と前記円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、前記カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で前記制御ギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第１の保持器と、その第１の保持器を前記中立位置に弾性保持する第１のスイッチばねとからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチは、第２の制御ギヤの内周と制御ギヤ支持軸の外周のうち一方に設けられた円筒面と、他方に設けられたカム面と、そのカム面と前記円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、前記カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で前記制御ギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第２の保持器と、その第２の保持器を前記中立位置に弾性保持する第２のスイッチばねとからなり、
前記変速アクチュエータは、前記第１の保持器に対して回り止めされかつ前記第１の制御ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第１の摩擦板と、その第１の摩擦板を前記第１の制御ギヤの側面から離反する方向に付勢する第１の離反ばねと、前記第２の保持器に対して回り止めされかつ前記第２の制御ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第２の摩擦板と、その第２の摩擦板を前記第２の制御ギヤの側面から離反する方向に付勢する第２の離反ばねと、前記第１の摩擦板を押圧して前記第１の制御ギヤの側面に接触させる第１シフト位置と前記第２の摩擦板を押圧して前記第２の制御ギヤの側面に接触させる第２シフト位置との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリングと、そのシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構とからなり、
前記第１の摩擦板とシフトリングのうち一方に第１の係合凸部を設け、他方に第１の係合凹部を設け、この第１の係合凸部と係合凹部は、シフトリングが第１シフト位置にある状態では互いに係合して第１の摩擦板に対してシフトリングを回り止めし、シフトリングが第２シフト位置にある状態では係合を解除するように形成され、
前記第２の摩擦板とシフトリングのうち一方に第２の係合凸部を設け、他方に第２の係合凹部を設け、この第２の係合凸部と係合凹部は、シフトリングが第２シフト位置にある状態では互いに係合して第２の摩擦板に対してシフトリングを回り止めし、シフトリングが第１シフト位置にある状態では係合を解除するように形成され、
前記シフトリングの内周と前記制御ギヤ支持軸の外周のうち一方に突片を設け、他方に前記突片が軸方向に通過可能な切欠きを有する環状突出部を設け、前記突片と環状突出部は、突片の位置と環状突出部の切欠きの位置が一致した状態では、突片が切欠きを通過することで、第１シフト位置と第２シフト位置の間でのシフトリングの軸方向移動を許容し、突片が環状突出部の切欠きを軸方向に抜け出しかつ突片の位置と環状突出部の切欠きの位置が周方向にずれた状態では、突片が環状突出部に干渉することで、第１シフト位置と第２シフト位置の間でのシフトリングの軸方向移動を規制するように形成された構成を車両用モータ駆動装置に採用した。
【００１８】
上記の構成からなる車両用モータ駆動装置は、シフトリングが第１のシフト位置にあるときは、第１の摩擦板が第１の制御ギヤの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって第１の摩擦板が制御ギヤ支持軸に対して相対回転し、この摩擦板に回り止めされた第１の保持器が中立位置から係合位置に移動するので、第１の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００１９】
ここで、シフトリングが第１のシフト位置にあるとき、第１の係合凸部と第１の係合凹部の係合により、第１の摩擦板に対するシフトリングの相対回転が規制されるので、シフトリングは第１の摩擦板を介して第１の保持器に回り止めされた状態となる。この状態で、第１の保持器が中立位置から係合位置に移動すると、その第１の保持器と共にシフトリングも回転し、突片の位置と環状突出部の切欠きの位置が周方向にずれる。そのため、第１の保持器が係合位置にある状態のままで、シフトリングを第１シフト位置から第２シフト位置に軸方向移動させようとしても、突片と環状突出部が干渉し、シフトリングを第２シフト位置まで移動させることはできない。
【００２０】
また、上記車両用モータ駆動装置は、シフト機構の作動により、シフトリングが第１のシフト位置から第２のシフト位置に向かって軸方向移動を開始すると、第１の２ウェイローラクラッチの係合が解除され、第２の２ウェイローラクラッチが係合する。この動作を以下に説明する。
【００２１】
まず、シフト機構の作動により、シフトリングが第１のシフト位置から第２のシフト位置に向かって軸方向移動を開始すると、離反ばねの付勢力によって第１の摩擦板が第１の制御ギヤの側面から離反する方向に移動し、第１の摩擦板と第１の制御ギヤの間の摩擦が小さくなるので、スイッチばねの弾性力により第１の保持器が係合位置から中立位置に移動し、この第１の保持器の移動によって第１の２ウェイローラクラッチの係合が解除される。
【００２２】
ここで、シフトリングが第１のシフト位置から第２のシフト位置に向けて軸方向移動を開始したときに、第１の２ウェイローラクラッチを伝達するトルク等が原因で、万一、第１の保持器が係合位置から中立位置に移動しなかった場合、突片の位置と環状突出部の切欠きの位置が周方向にずれた状態に維持され、その突片と環状突出部の干渉により、第１シフト位置から第２シフト位置へのシフトリングの軸方向移動が規制される。そのため、第１の２ウェイローラクラッチと第２の２ウェイローラクラッチの二重係合が発生しない。
【００２３】
一方、シフトリングが第１のシフト位置から第２のシフト位置に向けて軸方向移動を開始したときに、第１の保持器が、係合位置から中立位置に正常に移動した場合は、その第１の保持器に回り止めされた第１の摩擦板と共にシフトリングも回転し、突片の位置と環状突出部の切欠きの位置が一致する。そのため、その突片が切欠きを通過することで、第１シフト位置と第２シフト位置の間でのシフトリングの軸方向移動が許容される。
【００２４】
次に、シフトリングが第２のシフト位置に到達すると、第２の摩擦板が第２の制御ギヤの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって第２の摩擦板が制御ギヤ支持軸に対して相対回転し、この摩擦板に回り止めされた第２の保持器が中立位置から係合位置に移動するので、第２の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００２５】
同様にして、この車両用モータ駆動装置は、シフトリングを第２のシフト位置から第１のシフト位置に軸方向移動させることにより、第２の２ウェイローラクラッチの係合を解除して、第１の２ウェイローラクラッチを係合させることができる。
【００２６】
ところで、第１の２ウェイローラクラッチと第２の２ウェイローラクラッチのうち現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、現変速段の２ウェイローラクラッチを介してトルクが伝達していると、そのトルクによって現変速段の２ウェイローラクラッチの係合解除が妨げられる。そのため、シフト機構の作動により、シフトリングが現変速段のシフト位置から次変速段のシフト位置に向かって軸方向移動を開始したときに、現変速段の摩擦板が、現変速段の制御ギヤの側面から既に離反しているにもかかわらず、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合が解除されない可能性がある。
【００２７】
そこで、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するときの動作の信頼性を高めるため、上記車両用モータ駆動装置に以下の構成を加えることができる。
【００２８】
前記変速アクチュエータの作動と前記電動モータの発生トルクとを制御する電子制御装置を設け、
その電子制御装置は、
前記第１の２ウェイローラクラッチと第２の２ウェイローラクラッチのうち現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速切換指令を受けたときに、前記第１シフト位置と第２シフト位置のうち現変速段のシフト位置から次変速段のシフト位置へのシフトリングの移動を開始させる制御を実行するシフト移動開始制御手段と、
そのシフト移動開始制御手段の制御が実行された後、予め設定されたトルク制御開始位置にシフトリングが到達したかどうかを判定するシフト位置判定手段と、
そのシフト位置判定手段でシフトリングがトルク制御開始位置に到達したと判定されたときに、前記入力軸と出力軸の間で伝達するトルクがゼロとなるか伝達するトルクの方向が逆転するよう前記電動モータのトルク制御を実行するトルク制御手段と、
そのトルク制御手段による前記トルク制御が実行された後、次変速段の変速比に対応して入力軸の回転数を出力軸の回転数に同調させるシンクロ制御を実行するシンクロ制御手段とを有する。
【００２９】
上記構成を加えると、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除する際に、トルク制御手段による電動モータのトルク制御により、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクがゼロとなるか、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクの方向が逆転するので、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクによって現変速段の２ウェイローラクラッチの係合解除が妨げられるのを防止することができ、現変速段の２ウェイローラクラッチを確実に係合解除することができる。
【００３０】
また、シフトリングの移動を開始してから、シフトリングがトルク制御開始位置に到達したと判定するまでの間は、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、シフトリングの移動を開始すると同時に入力軸と出力軸の間で伝達するトルクがゼロになるよう電動モータのトルク制御を実行する場合と比較して、トルク抜けの時間が短い。
【００３１】
前記電子制御装置は、前記変速切換指令を受けたときに、前記入力軸と出力軸の間で伝達しているトルクの方向が、入力軸が出力軸を加速させる正方向と入力軸が出力軸を減速させる負方向のいずれであるかを判定するトルク方向判定手段をさらに設けた構成とすることができる。このようにすると、そのトルク方向判定手段で判定したトルクの方向に応じて前記電動モータのトルク制御を行なうように前記トルク制御手段を構成することが可能となる。
【００３２】
例えば、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が正方向のときに、前記トルク制御として、電動モータの回転が減速する方向の負トルクを前記電動モータに発生させる制御を実行するように前記トルク制御手段を構成することができる。このようにすると、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクを積極的に利用して現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するので、単に電動モータの発生トルクをゼロにして係合解除を図るよりも、現変速段の２ウェイローラクラッチを確実に係合解除することが可能となる。また、電動モータで発生する負トルクによって入力軸が減速するので、その後のシンクロ制御が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【００３３】
前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が正方向のときに、電動モータに負トルクを発生させる制御を前記トルク制御として実行する場合、前記シンクロ制御手段は、前記シンクロ制御として、前記入力軸の回転数と、出力軸の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値以下となるまで前記電動モータの発生トルクを負トルクに維持する制御を実行するように構成することができる。
【００３４】
また例えば、前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が負方向のときに、前記トルク制御として、電動モータの回転が加速する方向の正トルクを前記電動モータに発生させる制御を実行するように前記トルク制御手段を構成することができる。このようにすると、単に電動モータの発生トルクをゼロにして現変速段の２ウェイローラクラッチの係合解除を図るよりも確実に、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除することが可能となる。
【００３５】
前記変速切換指令がシフトアップ指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が負方向のときに、電動モータに正トルクを発生させる制御を前記トルク制御として実行する場合、前記シンクロ制御手段は、前記シンクロ制御として、電動モータの回転が減速する方向の負トルクを前記電動モータに発生させ、前記入力軸の回転数と、出力軸の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値以下となるまで前記電動モータの発生トルクを負トルクに維持する制御を実行するように構成することができる。
【００３６】
また例えば、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が正方向のときに、前記トルク制御として、電動モータの発生トルクをゼロにする制御を実行するように前記トルク制御手段を構成することができる。このようにすると、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときの入力軸の減速を最小限に抑えることができ、その後のシンクロ制御が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【００３７】
前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が正方向のときに、電動モータの発生トルクをゼロにする制御を前記トルク制御として実行する場合、前記シンクロ制御手段は、前記シンクロ制御として、電動モータの回転が加速する方向の正トルクを前記電動モータに発生させ、前記入力軸の回転数と、出力軸の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値以下となるまで前記電動モータの発生トルクを正トルクに維持する制御を実行するように構成することができる。
【００３８】
また例えば、前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が負方向のときに、前記トルク制御として、電動モータの回転が加速する方向の正トルクを前記電動モータに発生させる制御を実行するように前記トルク制御手段を構成することができる。このようにすると、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクを積極的に利用して現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するので、単に電動モータの発生トルクをゼロにして係合解除を図るよりも、現変速段の２ウェイローラクラッチを確実に係合解除することが可能となる。また、電動モータで発生する正トルクによって入力軸が加速するので、その後のシンクロ制御が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【００３９】
前記変速切換指令がシフトダウン指令であり、かつ、前記トルク方向判定手段で判定されたトルクの方向が負方向のときに、電動モータに正トルクを発生させる制御を前記トルク制御として実行する場合、前記シンクロ制御手段は、前記シンクロ制御として、前記入力軸の回転数と、出力軸の回転数に基づいて求められる次変速段での入力軸の回転数との差が予め設定されたしきい値以下となるまで前記電動モータの発生トルクを正トルクに維持する制御を実行するように構成することができる。
【００４０】
また、この発明では、上記の車両用モータ駆動装置を用いた電気自動車として、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を上記の車両用モータ駆動装置で駆動するようにした電気自動車を提供する。
【００４１】
また、この発明では、上記の車両用モータ駆動装置を用いたハイブリッド自動車として、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を上記の車両用モータ駆動装置で駆動するようにしたハイブリッド自動車を提供する。
【発明の効果】
【００４２】
この発明の車両用モータ駆動装置は、現変速段の保持器が係合位置にある状態のままで、シフトリングを現変速段のシフト位置から次変速段のシフト位置に軸方向移動させようとしても、突片と環状突出部が干渉してシフトリングの軸方向移動を規制するので、シフトリングを次変速段のシフト位置まで移動させることはできない。そのため、シフトリングが現変速段のシフト位置から次変速段のシフト位置に向けて軸方向移動を開始したときに、現変速段の２ウェイローラクラッチを伝達するトルク等が原因で、万一、現変速段の保持器が係合位置から中立位置に移動しなかった場合でも、現変速段の２ウェイローラクラッチと次変速段の２ウェイローラクラッチとが二重係合するのを確実に防止することができる。
【００４３】
また、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除する際に、トルク制御手段による電動モータのトルク制御により、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクがゼロとなるか、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクの方向が逆転するので、入力軸と出力軸の間で伝達するトルクによって現変速段の２ウェイローラクラッチの係合解除が妨げられるのを防止することができる。そのため、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するときの動作の信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図
【図２】上記車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド車の概略図
【図３】この発明に係る車両用モータ駆動装置の断面図
【図４】図３の変速機の要部を拡大して示す断面図
【図５】図４のV−V線に沿った断面図
【図６】図４のVI−VI線に沿った断面図
【図７】図４のVII−VII線に沿った断面図
【図８】変速比切換機構を示す断面図
【図９】図４の一部を拡大して示す断面図
【図１０】摩擦板とシフトリングの回り止め部を示す断面図
【図１１】１速減速時の状態を示す断面図
【図１２】（I）は図１１の加速時の回り止め部の状態を示す断面図、（II）は図１１の減速時の回り止め部の状態を示す断面図
【図１３】２速減速時の状態を示す断面図
【図１４】（I）は、図１３の加速時の回り止め部の状態を示す断面図、（II）は、図１３の減速時の状態を示す断面図
【図１５】変速比切換機構の間座、摩擦板およびシフトリングを示す分解斜視図
【図１６】図３に示す車両用モータ駆動装置を制御する電子制御装置のブロック図
【図１７】図１６に示す電子制御装置のシフトアップ時の制御を示すフロー図
【図１８】シフトアップ時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の一例を示す図
【図１９】シフトアップ時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の他の例を示す図
【図２０】シフトアップ時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の更に他の例を示す図
【図２１】図１６に示す電子制御装置のシフトダウン時の制御を示すフロー図
【図２２】シフトダウン時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の一例を示す図
【図２３】シフトダウン時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の他の例を示す図
【図２４】シフトダウン時のシフト位置と、モータトルクと、入力軸および出力軸の回転数との対応関係の更に他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は、この発明に係るモータ駆動装置Ａによって左右一対の前輪１を駆動するようにした電気自動車ＥＶを示す。また、図２は、エンジンＥによって左右一対の駆動輪としての前輪１を駆動し、上記モータ駆動装置Ａによって左右一対の補助駆動輪としての後輪２を駆動するハイブリッド車ＨＶを示し、上記エンジンＥの回転を、トランスミッションＴおよびディファレンシャルギヤＤを介して前輪１に伝達するようにしている。
【００４６】
図３に示すように、モータ駆動装置Ａは、電動モータ１０と、その電動モータ１０の出力軸１１の回転を変速する変速機２０と、その変速機２０から出力される回転を、図１に示す電気自動車ＥＶの左右一対の前輪１に分配し、または、図２に示すハイブリッド車ＨＶの左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ９０とを有している。
【００４７】
変速機２０は、入力軸２１と出力軸２２間に１速のギヤ列２３と２速のギヤ列２４を設けた常時噛合型減速機からなる。
【００４８】
入力軸２１および出力軸２２は、ハウジング２５内に組込まれた対向一対の軸受２６により回転自在に支持されて平行の配置とされ、上記入力軸２１が電動モータ１０の出力軸１１に接続されている。
【００４９】
１速のギヤ列２３は、入力軸２１に１速入力ギヤ２３ａを設け、その１速入力ギヤ２３ａに噛合する１速出力ギヤ２３ｂを出力軸２２を中心にして回転自在としている。
【００５０】
一方、２速のギヤ列２４は、入力軸２１に２速入力ギヤ２４ａを設け、その２速入力ギヤ２４ａに噛合する２速出力ギヤ２４ｂを出力軸２２を中心にして回転自在としており、その２速のギヤ列２４の減速比は１速のギヤ列２３の減速比より小さくなっている。
【００５１】
図４に示すように、１速出力ギヤ２３ｂと出力軸２２との間には、その１速出力ギヤ２３ｂと出力軸２２の間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａが組込まれている。また、２速出力ギヤ２４ｂと出力軸２２間には、その２速出力ギヤ２４ｂと出力軸２２の間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが組込まれている。
【００５２】
ここで、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａと、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、同一の構成であって左右対称の向きとされているため、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを以下に説明し、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａについては、同一の部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図４乃至図６に示すように、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、出力軸２２に内輪３１を嵌合し、その嵌合をスプライン３２による嵌合として出力軸２２に内輪３１を回り止めし、その内輪３１の外周に２速出力ギヤ２４ｂの内周に形成された円筒面３３との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数の平坦なカム面３４を周方向に等間隔に設け、各カム面３４と円筒面３３間に係合子としてのローラ３５を組込み、そのローラ３５を２速出力ギヤ２４ｂと内輪３１間に組込まれた保持器３６で保持している。保持器３６は、内輪３１の外周で回転可能に支持され、カム面３４と円筒面３３の間にローラ３５を係合させる係合位置とローラ３５の係合を解除する中立位置との間で出力軸２２に対して相対回転可能となっている。
【００５４】
また、内輪３１の軸方向の一端面に円形の凹部３７を形成し、その凹部３７内にスイッチばね３８の円形部３８ａを嵌合し、その円形部３８ａの両端から外向きに設けられた一対の押圧片３８ｂを、凹部３７の外周壁に形成された切欠き３９から保持器３６の一端面に形成された切欠部４０に挿入し、その一対の係合片３８ｂで切欠き３９および切欠部４０の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧して、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に対して係合解除する中立位置に保持器３６を弾性保持している。
【００５５】
ここで、１速出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた内輪３１と２速出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた内輪３１は、図４に示すように、その対向部間に組込まれた間座４１と、出力軸２２に嵌合された一対のストッパリング４４とにより両側から挟持されて軸方向に非可動の支持とされている。また、間座４１は対向一対の内輪３１のそれぞれと一体化されて、内輪３１と共に回転するようになっている。
【００５６】
一対の内輪３１には、ストッパリング４４と対向する外端部に円筒形の軸受嵌合面４２が形成され、その軸受嵌合面４２に嵌合された軸受４３によって、１速出力ギヤ２３ｂおよび２速出力ギヤ２４ｂが内輪３１に対して回転自在に支持されている。
【００５７】
１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａと２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、図４、図７乃至図９に示す変速アクチュエータ５０により選択的に係合することができるようになっている。
【００５８】
変速アクチュエータ５０は、間座４１の外周に嵌合するシフトリング５１と、そのシフトリング５１の一側で間座４１の外周に嵌合する１速摩擦板５２ａと、シフトリング５１の他側で間座４１の外周に嵌合する２速摩擦板５２ｂとを有する。１速摩擦板５２ａは、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めされており、２速摩擦板５２ｂは、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めされている。
【００５９】
図９に示すように、１速摩擦板５２ａは、シフトリング５１と１速出力ギヤ２３ｂの間に配置され、１速出力ギヤ２３ｂの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に支持されている。また、２速摩擦板５２ｂは、シフトリング５１と２速出力ギヤ２４ｂの間に配置され、２速出力ギヤ２４ｂの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に支持されている。シフトリング５１は、図１１に示すように、１速摩擦板５２ａを押圧して１速出力ギヤ２３ｂの側面に接触させる１速シフト位置ＳＰ１ｆと、図１３に示すように、２速摩擦板５２ｂを押圧して２速出力ギヤ２４ｂの側面に接触させる２速シフト位置ＳＰ２ｆとの間で軸方向に移動可能に支持されている。また、シフトリング５１を軸方向に移動させるシフト機構７０が設けられている。
【００６０】
上記変速アクチュエータ５０は、図１１に示すように、上記シフトリング５１をシフト機構７０により１速出力ギヤ２３ｂに向けて移動させ、その１速出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる１速摩擦板５２ａの摩擦係合により１速側の保持器３６を１速出力ギヤ２３ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、１速側のローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。
【００６１】
また、変速アクチュエータ５０は、図１３に示すように、シフト機構７０によりシフトリング５１を２速出力ギヤ２４ｂに向けて移動させ、その２速出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられる２速摩擦板５２ｂの摩擦係合により２速側の保持器３６を２速出力ギヤ２４ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、２速側のローラ３５を係合させるようにしている。
【００６２】
ここで、１速摩擦板５２ａおよび２速摩擦板５２ｂは、図９および図１５に示すように、保持器３６の切欠部４０が形成された端部が係合可能な円弧状溝５３を有し、その円弧状溝５３に対する保持器３６の端部の係合により、１速摩擦板５２ａおよび２速摩擦板５２ｂのそれぞれが保持器３６に回り止めされている。
【００６３】
１速摩擦板５２ａは、対向する２速摩擦板５２ｂに向けて突出するボス部５４を内周部に有し、そのボス部５４と１速側の内輪３１の間にワッシャ５５および離反ばね５６が組込まれ、その離反ばね５６によって１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面から離反する方向に付勢されている。
【００６４】
また、２速摩擦板５２ｂも、１速摩擦板５２ａに向けて突出するボス部５４を内周部に有し、そのボス部５４と２速側の内輪３１の間にワッシャ５５および離反ばね５６が組込まれ、その離反ばね５６によって２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂの側面から離反する方向に付勢されている。
【００６５】
図７および図９に示すように、１速摩擦板５２ａと出力軸２２の間には、１速摩擦板５２ａの回り止め手段５７ａが設けられている。回り止め手段５７ａは、出力軸２２と一体とされた間座４１の外周に周方向に延びる環状突出部５８を設け、その環状突出部５８に複数の回り止め溝５９を周方向に間隔をおいて設け、一方、１速摩擦板５２ａのボス部５４には、その回り止め溝５９に係合される１速側の回り止め突起６０ａを設けた構成からなる。
【００６６】
そして、この回り止め突起６０ａと回り止め溝５９は、図９、図１０に示すように、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面から離反した位置にある状態では、回り止め突起６０ａと回り止め溝５９が係合することで、１速摩擦板５２ａを間座４１を介して出力軸２２に回り止めし、このとき、１速摩擦板５２ａに回り止めされた１速側の保持器３６が中立位置に保持されるようになっている。また、図１１、図１２に示すように、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面に接触する位置にある状態では、回り止め突起６０ａと回り止め溝５９の係合が解除することで、１速摩擦板５２ａの回り止めが解除されるようになっている。
【００６７】
同様に、２速摩擦板５２ｂと出力軸２２の間にも、２速摩擦板５２ｂの回り止め手段５７ｂが設けられている。２速摩擦板５２ｂの回り止め手段５７ｂは、１速摩擦板５２ａの回り止め手段５７ａと同様、２速摩擦板５２ｂのボス部５４に、上記回り止め溝５９に係合される２速側の回り止め突起６０ｂを設けた構成からなる。
【００６８】
また、シフトリング５１と出力軸２２の間には、シフトリング５１の回り止め手段６１が設けられている。シフトリング５１の回り止め手段６１は、間座４１の外周に設けられた上記環状突出部５８に、上記の回り止め溝５９よりも周方向の幅が広い切欠き６２を形成し、一方、シフトリング５１の内周には突片６３を設けた構成からなる。
【００６９】
そして、この突片６３と切欠き６２は、図９、図１０に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆと２速シフト位置ＳＰ２ｆの中間のニュートラル位置にある状態では、突片６３が切欠き６２内に進入し、切欠き６２の内面が突片６３の周方向移動を規制することで、シフトリング５１を間座４１を介して出力軸２２に回り止めし、このとき、シフトリング５１に１速摩擦板５２ａを介して回り止めされた１速側の保持器３６が、中立位置に保持されるようになっている。また、図１２、図１４に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆまたは２速シフト位置ＳＰ２ｆにある状態では、突片６３が切欠き６２から抜け出すことで、シフトリング５１の回り止めが解除されるようになっている。
【００７０】
環状突出部５８の切欠き６２は、突片６３が軸方向に通過できる幅をもって軸方向に貫通して形成されている。突片６３と環状突出部５８は、突片６３の位置と環状突出部５８の切欠きの位置が一致した状態では、突片６３が切欠き６２を通過することで、１速シフト位置ＳＰ１ｆと２速シフト位置ＳＰ２ｆの間でのシフトリング５１の軸方向移動を許容する。一方、突片６３が環状突出部５８の切欠き６２を軸方向に抜け出しかつ突片６３の位置と環状突出部５８の切欠き６２の位置が周方向にずれた状態では、突片６３が環状突出部５８に干渉することで、１速シフト位置ＳＰ１ｆと２速シフト位置ＳＰ２ｆの間でのシフトリング５１の軸方向移動を規制する。
【００７１】
突片６３の先端は、図８および図１５に示すように二股状に形成されている。１速摩擦板５２ａのボス部５４には、突片６３の先端の二股の間に形成された係合凹部６５の位置に対応して１速側の係合凸部６６ａが設けられている。係合凹部６５と１速側の係合凸部６６ａは、図１１、図１２に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆにある状態では互いに係合して１速摩擦板５２ａに対するシフトリング５１の相対回転を規制し、図１３、図１４に示すように、シフトリング５１が第２シフト位置ＳＰ２ｆにある状態では係合を解除して１速摩擦板５２ａに対するシフトリング５１の相対回転を許容するようになっている。
【００７２】
同様に、２速摩擦板５２ｂのボス部５４にも、突片６３の先端の係合凹部６５の位置に対応して２速側の係合凸部６６ｂが設けられている。係合凹部６５と２速側の係合凸部６６ｂは、図１３、図１４に示すように、シフトリング５１が第２シフト位置ＳＰ２ｆにある状態では互いに係合して２速摩擦板５２ｂに対するシフトリング５１の相対回転を規制し、図１１、図１２に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆにある状態では係合を解除して２速摩擦板５２ｂに対するシフトリング５１の相対回転を許容するようになっている。
【００７３】
また、環状突出部５８の軸方向の両端面には、切欠き６２に向かって傾斜するテーパ面６４が切欠き６２の周方向両側に設けられている。このテーパ面６４は周方向に対して５°〜３０°の傾斜を有し、突片６３がテーパ面６４に接触したときに、その接触面間に作用する周方向分力によって突片６３を切欠き６２内に案内するようになっている。
【００７４】
図７および図８に示すように、シフト機構７０は、出力軸２２に平行に配置されたシフトロッド７１をハウジング２５に取り付けられた一対の滑り軸受７２によりスライド自在に支持し、そのシフトロッド７１にシフトフォーク７３を取付け、一方、シフトリング５１の外周に嵌合された転がり軸受７４でシフトスリーブ７５を回転自在に支持し、かつ、軸方向に非可動に支持し、そのシフトスリーブ７５の外周に環状溝７６を設け、その環状溝７６にシフトフォーク７３の先端の二股片７３ａを嵌合し、環状溝７６と二股片７３ａ間の両側の軸方向隙間に軸方向に弾性力を持つ与圧ばね９７を配し、上記シフトロッド７１をアクチュエータ７７により軸方向に移動させて、シフトスリーブ７５と共にシフトリング５１を軸方向に移動させると共に、シフトリング５１が1速摩擦板５２ａ乃至２速摩擦板５２ｂを押す押圧力をシフトスリーブ７５に対するシフトフォーク７３の軸方向相対位置により調整できるようにしている。
【００７５】
アクチュエータ７７として、シフトロッド７１に接続されるシリンダやソレノイドを採用することができるが、ここでは、モータ７８を採用し、そのモータ７８の出力軸７９の回転を運動変換機構８０によりシフトロッド７１の軸方向への移動に変換するようにしている。
【００７６】
すなわち、モータ７８の出力軸７９に設けられた駆動ギヤ８１にナット部材としての従動ギヤ８２を噛合し、その従動ギヤ８２を対向一対の軸受８３により回転自在に支持し、その従動ギヤ８２の内周に形成された雌ねじ８４をシフトロッド７１の端部外周に形成された雄ねじ８５にねじ係合し、上記従動ギヤ８２の定位置での回転により、シフトロッド７１を軸方向に移動させるようにしている。
【００７７】
図３に示すように、出力軸２２の軸端部には、その出力軸２２の回転をディファレンシャルギヤ９０に伝達するアウトプットギヤ８６が設けられている。
【００７８】
ディファレンシャルギヤ９０は、アウトプットギヤ８６に噛合するリングギヤ９１をハウジング２５によって回転自在に支持されたデフケース９２に取付け、上記デフケース９２により両端部が回転自在に支持されたピニオン軸９３に一対のピニオン９４を取付け、その一対のピニオン９４のそれぞれに一対のサイドギヤ９５を噛合した構成とされ、その一対のサイドギヤ９５のそれぞれにアクスル９６の軸端部が接続されている。
【００７９】
電動モータ１０は、図１６に示す電子制御装置１００から出力される制御信号によって発生トルクが制御される。電子制御装置１００には、入力軸回転センサ１０１から入力軸２１の回転速度に対応する信号が、出力軸回転センサ１０２から出力軸２２の回転速度に対応する信号が、シフト位置センサ１０３からシフトフォーク７３の位置に対応する信号がそれぞれ入力される。シフト位置センサ１０３としては、例えば、シフトロッド７１に接続したポテンショメータが挙げられる。また、電子制御装置１００からは、モータ７８の回転を制御する制御信号が出力される。
【００８０】
実施の形態で示す車両用モータ駆動装置Ａは上記の構造からなり、図４は、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂが１速出力ギヤ２３ｂおよび２速出力ギヤ２４ｂから離反する位置に保持された状態を示し、上記１速出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａおよび２速出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのそれぞれは、図５に示すように、係合解除状態にある。
【００８１】
このため、図３に示す電動モータ１０が駆動されて入力軸２１が回転しても、その回転は１速入力ギヤ２３ａからこれに噛合する１速出力ギヤ２３ｂに伝達され、また、２速入力ギヤ２４ａからこれに噛合する２速出力ギヤ２４ｂに伝達されるが、出力軸２２には伝達されず、１速出力ギヤ２３ｂおよび２速出力ギヤ２４ｂが空転する。
【００８２】
１速出力ギヤ２３ｂおよび２速出力ギヤ２４ｂの空転状態において、２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの中立状態にあるローラ３５には円筒面３３との接触により、ドラグトルクが作用して、保持器３６を回転させようとする。
【００８３】
このとき、図１０に示すように、保持器３６に回り止めされた摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれは、回り止め溝５９と回り止め突起６０ａ、６０ｂの係合により内輪３１と一体の間座４１に回り止めされている状態にある。このため、ローラ３５に作用するドラグトルクによって、内輪３１と保持器３６とが相対回転するようなことはなく、１速、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂが誤係合するという不都合の発生はない。
【００８４】
電動モータ１０の駆動によって１速出力ギヤ２３ｂおよび２速出力ギヤ２４ｂのそれぞれが空転する状態において、図８に示すモータ７８の駆動によりシフトロッド７１を同図の左方向に移動させると、シフトフォーク７３によってシフトスリーブ７５およびシフトリング５１がシフトロッド７１と同方向に移動され、そのシフトリング５１により、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる。
【００８５】
図１１は、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられた状態を示す。このとき、上記１速摩擦板５２ａの軸方向への移動によって、その１速摩擦板５２ａに設けられた回り止め突起６０ａと回り止め溝５９の係合が解除し、また、１速摩擦板５２ａは、１速出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合するため、保持器３６は１速出力ギヤ２３ｂに連結される状態になる。
【００８６】
すなわち、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆにあるとき、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって１速摩擦板５２ａが出力軸２２に対して相対回転し、このとき１速摩擦板５２ａに回り止めされた１速側の保持器３６が中立位置から係合位置に移動するので、１速側のローラ３５が円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分に押し込まれ、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合した状態となる。
【００８７】
このため、１速出力ギヤ２３ｂの回転は、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを介して出力軸２２に直ちに伝達される。また、出力軸２２の回転はディファレンシャルギヤ９０を介してアクスル９６に伝達される。
【００８８】
その結果、図１に示す電気自動車ＥＶにおいては、前輪１が回転することになり、その電気自動車ＥＶを走行させることができると共に、図２に示すハイブリッド車ＨＶにおいては、補助駆動輪としての後輪２が回転し、前輪１の駆動をアシストすることになる。
【００８９】
ここで、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの１速摩擦板５２ａと円筒面３３が形成された１速出力ギヤ２３ｂの摩擦係合状態において、トルク負荷もしくは車両を急加速して１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合した際には、図１２（I）に示すように、突片６３が環状突出部５８に形成されたテーパ面６４と軸方向で対向する。また、トルク除荷もしくは車両を急減速すると、図１２（II）に示すように、突片６３が環状突出部５８に形成されたテーパ面６４と軸方向で対向する。
【００９０】
上記のような車両の急加減速時、慣性力により、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのローラ３５がくさび空間に押し込まれようとするが、２速摩擦板５２ｂは、回り止め突起６０ｂと回り止め溝５９の係合により、内輪３１に一体の間座４１に回り止めされているため、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの内輪３１と保持器３６は相対回転することがなく、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは係合しない。
【００９１】
また、図１１に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆにあるとき、１速側の係合凸部６６ａと係合凹部６５の係合により、１速摩擦板５２ａに対するシフトリング５１の相対回転が規制されるので、シフトリング５１は１速摩擦板５２ａを介して１速側の保持器３６に回り止めされた状態となる。この状態で、１速側の保持器３６が中立位置から係合位置に移動すると、その１速側の保持器３６と共にシフトリング５１も回転し、突片６３の位置と環状突出部５８の切欠き６２の位置が周方向にずれる。そのため、１速側の保持器３６が係合位置にある状態のままで、シフトリング５１を１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに軸方向移動させようとしても、突片６３と環状突出部５８が干渉し、シフトリング５１を２速シフト位置ＳＰ２ｆまで移動させることはできない。
【００９２】
上記車両用モータ駆動装置Ａは、シフト機構７０の作動により、シフトリング５１が図１１に示す１速シフト位置ＳＰ１ｆから図１３に示す２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって軸方向移動を開始すると、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除され、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合する。この動作を以下に説明する。
【００９３】
まず、シフト機構７０の作動により、シフトフォーク７３が１速側から２速側へ向けて移動を開始すると１速側の与圧ばね９７の弾性力が弱まり、シフトリング５１による１速摩擦板５２ａの押圧力が低下し、１速摩擦板５２ａと１速出力ギヤ２３ｂの間の摩擦が小さくなるので、スイッチばね３８の弾性力により１速側の保持器３６が係合位置から中立位置に移動し、この１速側の保持器３６の移動によって１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除される。
【００９４】
ここで、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに軸方向移動を開始したときに、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを伝達するトルク等が原因で、万一、１速側の保持器３６が係合位置から中立位置に移動しなかった場合、そのままシフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆまで軸方向移動すれば、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａと２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが二重係合する可能性がある。しかし、この車両用モータ駆動装置Ａにおいては、万一、１速側の保持器３６が係合位置から中立位置に移動しなかった場合、突片６３の位置と環状突出部５８の切欠き６２の位置が周方向にずれた状態に維持され、その突片６３と環状突出部５８の干渉により、１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆへのシフトリング５１の軸方向移動が規制される。そのため、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａと２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの二重係合が発生しない。
【００９５】
一方、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向けて軸方向移動を開始したときに、１速側の保持器３６が、係合位置から中立位置に正常に移動した場合は、その１速側の保持器３６に回り止めされた１速摩擦板５２ａと共にシフトリング５１も回転し、突片６３の位置と環状突出部５８の切欠き６２の位置が一致する。そのため、その突片６３が切欠き６２を通過することで、１速シフト位置ＳＰ１ｆと２速シフト位置ＳＰ２ｆの間でのシフトリング５１の軸方向移動が許容される。
【００９６】
次に、図１３に示すように、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに到達すると、２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって２速摩擦板５２ｂが出力軸２２に対して相対回転し、この摩擦板に回り止めされた２速側の保持器３６が中立位置から係合位置に移動するので、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合した状態となる。このとき、２速出力ギヤ２４ｂの回転は、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを介して出力軸２２に伝達され、出力軸２２の回転はディファレンシャルギヤ９０を介してアクスル９６に伝達される。
【００９７】
同様にして、この車両用モータ駆動装置Ａは、シフトリング５１を２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに軸方向移動させることにより、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合させることができる。
【００９８】
ところで、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するときに、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを介してトルクが伝達していると、そのトルクがローラ３５を円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分に押し込むように作用し、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除が妨げられる。そのため、シフト機構７０の作動により、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって軸方向移動を開始したときに、１速摩擦板５２ａが、１速出力ギヤ２３ｂの側面から既に離反しているにもかかわらず、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除されない可能性がある。
【００９９】
このため、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを確実に係合解除するためには、シフト機構７０の作動により、１速摩擦板５２ａを１速出力ギヤ２３ｂの側面から離反させるだけでなく、電動モータ１０の発生トルクを制御して、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクを変化させる必要がある。２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合解除するときも同様である。
【０１００】
そこで、電子制御装置１００は、図１７，図２１に示すように、変速アクチュエータ５０の作動と電動モータ１０の発生トルクとを制御し、この制御によって、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａまたは２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合を解除するときの動作の信頼性を高めるようにしている。
【０１０１】
図１７〜図２０に基づいてシフトアップ時の制御について説明する。
【０１０２】
１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合を解除して、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合させるシフトアップの変速切換指令を受けると、まず、入力軸回転センサ１０１、出力軸回転センサ１０２、シフト位置センサ１０３からそれぞれ信号を取り込み、これらの信号に基づいて入力軸２１の回転速度Ｎｇｉと、出力軸２２の回転速度Ｎｇｏと、シフトリング５１の位置ＳＰを取得する（ステップＳ１）。
【０１０３】
次に、変速アクチュエータ５０を作動させて、図１８〜図２０の時刻０〜ｔ１に示すように、１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かってシフトリング５１の移動を開始させる（ステップＳ２）。ここで、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動している間、入力軸２１と出力軸２２の間で、入力軸２１が出力軸２２を加速させる方向のトルク（以下、「正方向のトルク」という）が伝達していると、そのトルクがローラ３５を円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分に押し込むように作用するので、１速摩擦板５２ａと１速出力ギヤ２３ｂの間の摩擦が解除されても、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合は解除されない。
【０１０４】
次に、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動している間、現在のシフト位置ＳＰが、予め設定された１速側のトルク制御開始位置ＳＰ１ｔに到達したか否かの判定を行なう（ステップＳ３）。ここで、１速側のトルク制御開始位置ＳＰ１ｔは、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面と接触しているが、その接触面間の摩擦力がスイッチばね３８の弾性力よりも小さくなる位置である。そのようなトルク制御開始位置ＳＰ１ｔとしては、例えば、１速側の保持器３６が係合位置にある状態のままでシフトリング５１を１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって軸方向移動させた場合に、突片６３と環状突出部５８が干渉するときのシフトリング５１の位置に設定することができる。
【０１０５】
そして、シフトリング５１が１速側のトルク制御開始位置ＳＰ１ｔに到達したと判定されたとき（図１８〜図２０の時刻ｔ１）、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなるか、伝達するトルクの方向が逆転するよう電動モータ１０のトルクＴを制御する（ステップＳ４〜Ｓ８）。
【０１０６】
具体的には、まず、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が正方向と負方向のいずれであるかを判定する（ステップＳ４）。この判定は、例えば電動モータ１０の駆動トルクＴを入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクとみなして、電動モータ１０を駆動するインバータの出力電流から判断することができる。また、変速機２０の内部に組み込んだトルクメータ等によっても判断することができる。
【０１０７】
次に、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が負方向のとき（例えば、出力軸２２を加速する方向のトルクが車両用モータ駆動装置Ａの出力側から入力され、そのトルクが出力軸２２側から入力軸２１側に伝達されるとき）は、図２０の時刻ｔ１に示すように、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなる大きさの正トルク、すなわち出力軸２２側から入力軸２１側に伝達するトルクに倣うトルクＴ４を電動モータ１０に発生させる（ステップＳ５）。これにより、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなるので、スイッチばね３８の弾性力により保持器３６が中立位置に回転し、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除される。ここでいうゼロとは、厳密な意味でゼロである必要はなく、スイッチばね３８の弾性力によって２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除される程度の微小トルクを許容する意味でのゼロである。
【０１０８】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が負方向のとき、図２０の時刻ｔ１に示すように、変速アクチュエータ５０は、シフトリング５１を１速側のトルク制御開始位置ＳＰ１ｔで一旦停止させ、その後、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除されるのに十分な時間ｄｔ１が経過するのを待って、再びシフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動を開始するように制御する（ステップＳ５〜Ｓ７）。そして、このシフトリング５１の移動再開と同時に、電動モータ１０の回転が減速する方向の負トルクＴ２を電動モータ１０に発生させ（ステップＳ８）、入力軸２１の回転数Ｎｇｉを、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる２速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ２に変化させるシンクロ動作（すなわち、入力軸２１の回転数を次変速段の変速比ｒ２に対応して出力軸２２の回転数に同調させる動作）を開始する。
【０１０９】
一方、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が正方向のときは、図１８の時刻ｔ１に示すように、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクの方向が逆転するよう電動モータ１０に負トルクＴ２を発生させる（ステップＳ８）。これにより、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクが、円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分からローラ３５を抜き出す方向に作用し、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が解除される。ここで、電動モータ１０に負トルクＴ２を発生させる動作は、入力軸２１の回転数を２速の変速比ｒ２に対応して出力軸２２の回転数に同調させるシンクロ動作の開始を兼ねている。
【０１１０】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が正方向のとき、図１８の時刻ｔ１に示すように、変速アクチュエータ５０は、シフトリング５１を１速側のトルク制御開始位置ＳＰ１ｔで停止させずに２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動させるように制御する。なお、電動モータ１０で発生する上記負トルクＴ２の大きさは、シフトリング５１が２速側の待機位置ＳＰ２ｎに到達するタイミングとシンクロ動作が完了するタイミングとが同時となる程度の大きさに設定する。ここで、２速側の待機位置ＳＰ２ｎは、２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂに接触する直前の位置、あるいは２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂに接触しているがその接触面間の摩擦力がスイッチばね３８の弾性力よりも小さい位置である。
【０１１１】
次に、シンクロ動作の開始（ステップＳ８）後、入力軸２１の回転数Ｎｇｉと、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる１速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ１との間に有意義な差を観測可能な程度の時間ｄｔ３が経過するのを待って（ステップＳ９）、入力軸２１の実回転数Ｎｇｉと出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ１とを比較する（ステップＳ１０）。
【０１１２】
この２つの値に差が見られない場合は、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除に失敗したと考えられるので、変速アクチュエータ５０の作動とシンクロ動作を中止し（ステップＳ１１）、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆに戻るように変速アクチュエータ５０を作動させ、最初からシフトアップ制御をやり直す（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。
【０１１３】
一方、上記２つの値に差がある場合は、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除に成功したと考えられるので、そのままシンクロ動作を継続する。これ以降は、シフトリング５１が２速側の待機位置ＳＰ２ｎに到達するタイミングと、シンクロ動作が完了するタイミングとで、いずれのタイミングの方が先かにより制御方法を変える。ここで、シンクロ動作が完了したか否かは、入力軸２１の実回転数Ｎｇｉと、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる２速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ２との差が、予め設定されたしきい値ＤＮ２以下になったか否かで判断することができる。
【０１１４】
シフトリング５１が２速側の待機位置ＳＰ２ｎに到達するタイミング（図１８の時刻ｔ３）よりも、シンクロ動作が完了するタイミング（図１８の時刻ｔ２）の方が早い場合（ステップＳ１５、Ｓ１６）、図１８に示すように、シフトリング５１を２速側の待機位置ＳＰ２ｎで停止させずに２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動させるよう変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ１７〜Ｓ１９）。このとき、電動モータ１０の発生トルクはシンクロ動作が完了した時点でゼロにする（ステップＳ１７）。
【０１１５】
シフトリング５１が２速側の待機位置ＳＰ２ｎに到達するタイミング（図１９の時刻ｔ３）よりも、シンクロ動作が完了するタイミング（図１９の時刻ｔ２）の方が遅い場合（ステップＳ１６、Ｓ２２）、図１９に示すように、シフトリング５１を２速側の待機位置ＳＰ２ｎで一旦停止させ（ステップＳ２３）、その後、シンクロ動作が完了するのを待ち（ステップＳ２４）、シンクロ動作が完了した時点で再びシフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動を開始するよう変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ２５〜Ｓ２７）。このときも、電動モータ１０の発生トルクはシンクロ動作が完了した時点でゼロとする（ステップＳ２５）。
【０１１６】
シフトリング５１が２速側の待機位置ＳＰ２ｎに到達するタイミングと、シンクロ動作が完了するタイミングとが同時の場合、または２速側の待機位置ＳＰ２ｎへのシフトリング５１の到達とシンクロ動作の完了とが上述の時間ｄｔ３が経過するまでの間に起こった場合は（ステップＳ１６、Ｓ２２）、シフトリング５１を２速側の待機位置ＳＰ２ｎで停止させずに２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって移動させるように変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ１７〜Ｓ１９）。
【０１１７】
そして、図１８〜図２０の時刻ｔ４に示すように、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに到達すれば、変速アクチュエータ５０を停止してシフトリング５１を停止させ（ステップＳ２０）、その後、アクセル開度に相当するトルクＴ３を電動モータ１０に発生させる（ステップＳ２１）。このとき、アクセル開度に相当するトルクＴ３を電動モータ１０に発生させる制御は、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに到達した後、２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂの側面に接触してから２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合するまでに要すると想定される時間ｄｔ２が経過するのを待ってから行なう（図１８〜図２０の時刻ｔ５）。これは、２速側の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのカム面３４と円筒面３３の間にローラ３５が係合するときの衝撃を和らげるために、ローラ３５が係合するときのカム面３４と円筒面３３の回転速度差を小さくする措置である。
【０１１８】
なお、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに到達したときに、カム面３４と円筒面３３の回転速度差が極めて小さいと、時間ｄｔ２内では２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合が完了しないことがあるが、この場合は、後に電動モータ１０にアクセル開度に相当するトルクを発生させたときに、カム面３４と円筒面３３の間に回転速度差が生じることによって２速側の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合が完了する。
【０１１９】
以上のようにシフトアップの制御を行なうと、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合を解除する際に、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなるか、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクの方向が逆転するので、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクによって１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除が妨げられるのを防止することができ、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを確実に係合解除することができる。
【０１２０】
また、図１８〜図２０において時刻ｔ１〜ｔ５の間はトルク抜けが生じているが、シフトリング５１の移動を開始してから、シフトリング５１がトルク制御開始位置ＳＰ１ｔに到達したと判定されるまでの間（時刻０〜ｔ１）は、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、シフトリング５１の移動を開始すると同時に入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロになるよう電動モータ１０のトルク制御を実行する場合と比較して、トルク抜けの時間が短い。
【０１２１】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で正方向のトルクが伝達する状態から１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するときに、電動モータ１０に負トルクを発生させ、このとき入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクを積極的に利用して１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するので、単に電動モータ１０の発生トルクをゼロにして係合解除を図るよりも、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを確実に係合解除可能である。しかも、電動モータ１０で発生する負トルクによって入力軸２１が減速するので、その後のシンクロ動作が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【０１２２】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で負方向のトルクが伝達する状態から１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するときに、電動モータ１０に正トルクを発生させることにより入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクをゼロとするので、単に電動モータ１０の発生トルクをゼロにして係合解除を図るよりも確実に、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除可能である。
【０１２３】
次に、図２１〜図２４に基づいてシフトダウン時の制御について説明する。
【０１２４】
２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合させるシフトダウンの変速切換指令を受けると、まず、入力軸回転センサ１０１、出力軸回転センサ１０２、シフト位置センサ１０３からそれぞれ信号を取り込み、これらの信号に基づいて入力軸２１の回転速度Ｎｇｉと、出力軸２２の回転速度Ｎｇｏと、シフトフォーク７３の位置ＳＰを取得する（ステップＳ３１）。
【０１２５】
次に、変速アクチュエータ５０を作動させて、図２１〜図２４の時刻０〜ｔ１に示すように、２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かってシフトリング５１の移動を開始させる（ステップＳ３２）。ここで、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動している間、入力軸２１と出力軸２２の間で正方向のトルクが伝達していると、そのトルクがローラ３５を円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分に押し込むように作用するので、２速摩擦板５２ｂと２速出力ギヤ２４ｂの間の摩擦が解除されても、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合は解除されない。
【０１２６】
次に、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動している間、現在のシフト位置ＳＰが、予め設定された２速側のトルク制御開始位置ＳＰ２ｔに到達したか否かの判定を行なう（ステップＳ３３）。ここで、２速側のトルク制御開始位置ＳＰ２ｔは、２速摩擦板５２ｂが２速出力ギヤ２４ｂの側面と接触しているが、その接触面間の摩擦力がスイッチばね３８の弾性力よりも小さくなる位置である。そのようなトルク制御開始位置ＳＰ２ｔとして、２速側の保持器３６が係合位置にある状態のままでシフトリング５１を２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって軸方向移動させた場合に、突片６３と環状突出部５８が干渉するときのシフトリング５１の位置に設定することができる。
【０１２７】
そして、シフトリング５１が２速側のトルク制御開始位置ＳＰ２ｔに到達したと判定されたとき（図２１〜図２４の時刻ｔ１）、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなるか、伝達するトルクの方向が逆転するよう電動モータ１０のトルクを制御する（ステップＳ３４〜Ｓ３７）。
【０１２８】
具体的には、まず、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が正方向と負方向のいずれであるかを判定する（ステップＳ３４）。
【０１２９】
次に、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が正方向のときは、図２２、図２３の時刻ｔ１に示すように、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクをゼロにするため、電動モータ１０の発生トルクをゼロにする（ステップＳ３５）。これにより、スイッチばね３８の弾性力により保持器３６が中立位置に回転し、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合が解除される。
【０１３０】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクの方向が正方向のとき、図２２，図２３の時刻ｔ１に示すように、変速アクチュエータ５０は、シフトリング５１を２速側のトルク制御開始位置ＳＰ２ｔで一旦停止させ、その後、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合が解除されるのに十分な時間ｄｔ１が経過するのを待って、再びシフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆから１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動を開始するように制御する（ステップＳ３５〜Ｓ３７）。そして、このシフトリング５１の移動再開と同時に電動モータ１０に正トルクＴ２を発生させ（ステップＳ３７）、入力軸２１の回転数Ｎｇｉを、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる１速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ１に変化させるシンクロ動作を開始する。
【０１３１】
一方、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が負方向のときは、図２４の時刻ｔ１に示すように、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクの方向が逆転するよう電動モータ１０に正トルクＴ２を発生させる（ステップＳ３７）。これにより、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクが、円筒面３３とカム面３４の間のくさび形空間の狭小部分からローラ３５を抜き出す方向に作用し、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合が解除される。ここで、電動モータ１０に正トルクを発生させる動作は、入力軸２１の回転数を１速の変速比ｒ１に対応して出力軸２２の回転数に同調させるシンクロ動作の開始を兼ねている。
【０１３２】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達しているトルクＴ１の方向が負方向のとき、図２４の時刻ｔ１に示すように、変速アクチュエータ５０は、シフトリング５１を２速側のトルク制御開始位置ＳＰ２ｔで停止させずに１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動させるように制御する。なお、電動モータ１０で発生する上記正トルクＴ２の大きさは、シフトリング５１が１速側の待機位置ＳＰ１ｎに到達するタイミングとシンクロ動作が完了するタイミングとが同時となる程度の大きさに設定する。ここで、１速側の待機位置ＳＰ１ｎは、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂに接触する直前の位置、あるいは１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂに接触しているがその接触面間の摩擦力がスイッチばね３８の弾性力よりも小さい位置である。
【０１３３】
次に、シンクロ動作の開始（ステップＳ３７）後、入力軸２１の回転数Ｎｇｉと、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる２速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ２との間に有意義な差を観測可能な程度の時間ｄｔ３が経過するのを待って（ステップＳ３８）、入力軸２１の実回転数Ｎｇｉと出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ２とを比較する（ステップＳ３９）。
【０１３４】
この２つの値に差が見られない場合は、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合解除に失敗したと考えられるので、変速アクチュエータ５０の作動とシンクロ動作を中止し（ステップＳ４０）、シフトリング５１が２速シフト位置ＳＰ２ｆに戻るように変速アクチュエータ５０を作動させ、最初からシフトダウン制御をやり直す（ステップＳ４１〜Ｓ４３）。
【０１３５】
一方、上記２つの値に差がある場合は、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合解除に成功したと考えられるので、そのままシンクロ動作を継続する。これ以降は、シフトリング５１が１速側の待機位置ＳＰ１ｎに到達するタイミングと、シンクロ動作が完了するタイミングとで、いずれのタイミングの方が先かにより制御方法を変える。ここで、シンクロ動作が完了したか否かは、入力軸２１の実回転数Ｎｇｉと、出力軸２２の回転数Ｎｇｏに基づいて求められる１速での入力軸２１の回転数Ｎｇｏ×ｒ１との差が、予め設定されたしきい値ＤＮ１以下になったか否かで判断することができる。
【０１３６】
シフトリング５１が１速側の待機位置ＳＰ１ｎに到達するタイミング（図２２の時刻ｔ４）よりも、シンクロ動作が完了するタイミング（図２２の時刻ｔ３）の方が早い場合（ステップＳ４４、Ｓ４５）、図２２に示すように、シフトリング５１を１速側の待機位置ＳＰ１ｎで停止させずに１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動させるよう変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ４６〜Ｓ４８）。このとき、電動モータ１０の発生トルクはシンクロ動作が完了した時点でゼロにする（ステップＳ４６）。
【０１３７】
シフトリング５１が１速側の待機位置ＳＰ１ｎに到達するタイミング（図２３の時刻ｔ４）よりも、シンクロ動作が完了するタイミング（図２３の時刻ｔ３）の方が遅い場合（ステップＳ４５、Ｓ５１）、シフトリング５１を１速側の待機位置ＳＰ１ｎで一旦停止させ（ステップＳ５２）、その後、シンクロ動作が完了するのを待ち（ステップＳ５３）、シンクロ動作が完了した時点で再びシフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動を開始するよう変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ５４〜Ｓ５６）。このときも、電動モータ１０の発生トルクはシンクロ動作が完了した時点でゼロとする（ステップＳ５４）。
【０１３８】
シフトリング５１が１速側の待機位置ＳＰ１ｎに到達するタイミングと、シンクロ動作が完了するタイミングとが同時の場合、または１速側の待機位置ＳＰ１ｎへのシフトリング５１の到達とシンクロ動作の完了とが上述の時間ｄｔ３が経過するまでの間に起こった場合は（ステップＳ４５、Ｓ５１）、シフトリング５１を１速側の待機位置ＳＰ１ｎで停止させずに１速シフト位置ＳＰ１ｆに向かって移動させるように変速アクチュエータ５０を制御する（ステップＳ４６〜Ｓ４８）。
【０１３９】
そして、図２２〜図２４の時刻ｔ５に示すように、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆに到達すれば、変速アクチュエータ５０を停止してシフトリング５１を停止させ（ステップＳ４９）、その後、アクセル開度に相当するトルクＴ３を電動モータ１０に発生させる（ステップＳ５０）。このとき、アクセル開度に相当するトルクＴ３を電動モータ１０に発生させる制御は、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆに到達した後、１速摩擦板５２ａが１速出力ギヤ２３ｂの側面に接触してから１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合するまでに要すると想定される時間ｄｔ２が経過するのを待ってから行なう（図２２〜図２４の時刻ｔ６）。これは、１速側の２ウェイローラクラッチ３０Ａのカム面３４と円筒面３３の間にローラ３５が係合するときの衝撃を和らげるために、ローラ３５が係合するときのカム面３４と円筒面３３の回転速度差を小さくする措置である。
【０１４０】
なお、シフトリング５１が１速シフト位置ＳＰ１ｆに到達したときに、カム面３４と円筒面３３の回転速度差が極めて小さいと、時間ｄｔ２内では１速の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が完了しないことがあるが、この場合は、後に電動モータ１０にアクセル開度に相当するトルクを発生させたときに、カム面３４と円筒面３３の間に回転速度差が生じることによって１速側の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合が完了する。
【０１４１】
以上のようにシフトダウンの制御を行なうと、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合を解除する際に、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロとなるか、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクの方向が逆転するので、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクによって２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの係合解除が妨げられるのを防止することができ、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを確実に係合解除することができる。
【０１４２】
また、図２２〜図２４において時刻ｔ１〜ｔ６の間はトルク抜けが生じているが、シフトリング５１の移動を開始してから、シフトリング５１がトルク制御開始位置ＳＰ２ｔに到達したと判定されるまでの間（時刻０〜ｔ１）は、入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、シフトリング５１の移動を開始すると同時に入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクがゼロになるよう電動モータ１０のトルク制御を実行する場合と比較して、トルク抜けの時間が短い。
【０１４３】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で負方向のトルクが伝達する状態から２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合解除するときに、電動モータ１０に正トルクを発生させ、このとき入力軸２１と出力軸２２の間で伝達するトルクを積極的に利用して２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合解除するので、単に電動モータ１０の発生トルクをゼロにして係合解除を図るよりも、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを確実に係合解除可能である。しかも、電動モータ１０で発生する正トルクによって入力軸２１が加速するので、その後のシンクロ動作が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【０１４４】
また、入力軸２１と出力軸２２の間で正方向のトルクが伝達する状態から２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合解除するときに、電動モータ１０の発生トルクをゼロにする制御を実行するので、電動モータ１０に負トルクを発生させて係合解除を図る場合と比べて、２速の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを係合解除するときの入力軸２１の減速を最小限に抑えることができ、その後のシンクロ動作が完了するまでに要する時間が短くすむ。
【０１４５】
実施の形態では、内輪３１に回り止めされた間座４１の外周の環状突出部５８を形成したが、環状突出部５８を有する間座４１を出力軸２２に直接回り止めしてもよく、上記環状突出部５８を出力軸２２の外周に直接設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１      前輪
２      後輪
１０    電動モータ
２０    変速機
２１    入力軸
２２    出力軸
２３    １速のギヤ列
２４    ２速のギヤ列
３０Ａ  １速の２ウェイローラクラッチ
３０Ｂ  ２速の２ウェイローラクラッチ
３１    内輪
３３    円筒面
３４    カム面
３５    ローラ
３６    保持器
３８    スイッチばね
５０    変速アクチュエータ
５１    シフトリング
５２ａ  １速摩擦板（摩擦板）
５２ｂ  ２速摩擦板（摩擦板）
５７ａ    １速摩擦板の回り止め手段
５７ｂ    ２速摩擦板の回り止め手段
５８    環状突出部
５９    回り止め溝
６０ａ、６０ｂ    回り止め突起
６１    シフトリングの回り止め手段
６２    切欠き
６３    突片
７０    シフト機構
７１    シフトロッド
７３    シフトフォーク
７４    転がり軸受
７５    シフトスリーブ
７７    アクチュエータ
７８    モータ
８０    運動変換機構
８２    従動ギヤ（ナット部材）
８４    雌ねじ
８５    雄ねじ
９０    ディファレンシャルギヤ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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