(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体回転可能に配置される歯車が複数配置される入力軸と、
内燃機関からの回転動力を前記入力軸に伝達する接続状態及び前記入力軸に伝達しない切断状態を切り替え可能なクラッチと、
前記入力軸の前記複数の歯車と常時噛み合う複数の歯車が遊転又は一体回転可能に配置される出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸の間に設けられた複数の変速段と前記複数の変速段のうちの１つの変速段を選択する変速段選択装置とを持つ変速機構と、
回転電機と、
を有する動力伝達装置であって、
更に、
前記入力軸の軸方向と軸方向が平行で、一体回転可能な伝達歯車が１以上及び前記出力軸に対して一体回転する前記複数の歯車のうち１つと常時噛合し遊転可能なアイドラギヤが配置される伝達軸と、
前記入力軸の軸方向と軸方向が平行で前記回転電機の回転軸である回転電機軸と、前記伝達歯車の１つと常時噛合し前記回転電機軸に対して一体回転可能な回転電機軸歯車と、前記回転電機軸に対して遊転し前記伝達軸に対して一体回転する歯車のうちの１つと常時噛合する減速歯車と、前記入力軸に対して一体回転する前記歯車の１つと常時噛合し前記回転電機軸及び前記減速歯車に対して遊転可能な入力軸伝達歯車と、前記アイドラギヤに常時噛合し前記回転電機軸及び前記減速歯車に対して遊転可能な出力軸伝達歯車と、前記減速歯車と一体回転し前記入力軸伝達歯車又は前記出力軸伝達歯車のどちらかに一体回転可能に係合する状態及びどちらにも係合しない状態を切替可能な動力切替装置と、を持つ、回転電機から出力されるトルクを増幅可能な減速手段と、
を有することを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特にＦＦ（フロントエンジン−フロントドライブ）形式をもつ車両用に用いられる動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関及びモータを動力源とし、車両の走行速度に応じた適正なトルクの値になるように回転動力を変換して車輪に伝達する動力伝達装置は、例えば、特許文献１のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１４０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１では、第３軸３ａにモータ３と、入力軸１１あるいは出力軸１２にモータの回転動力を伝達できる動力切替機構２３を設置しているため、全長が長い。そして、モータのトルクをプラネタリギヤ２５で増大することが可能であるが、軸径の影響で遊転ギヤの小径化に限界があり、大きな減速比を得ることが難しい。また、プラネタリギヤを使用すると部品点数増加に伴うコストアップもある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、全長の延長の抑制ができ、且つ、必要な変速比を得ることができる動力伝達装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための発明の構成上の特徴は、一体回転可能に配置される歯車が複数配置される入力軸と、
内燃機関からの回転動力を前記入力軸に伝達する接続状態及び前記入力軸に伝達しない切断状態を切り替え可能なクラッチと、
前記入力軸の前記複数の歯車と常時噛み合う複数の歯車が遊転又は一体回転可能に配置される出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸の間に設けられた複数の変速段と前記複数の変速段のうちの１つの変速段を選択する変速段選択装置とを持つ変速機構と、
回転電機と、
を有する動力伝達装置であって、
更に、
前記入力軸の軸方向と軸方向が平行で、一体回転可能な伝達歯車が１以上及び前記出力軸に対して一体回転する前記複数の歯車のうち１つと常時噛合し遊転可能なアイドラギヤが配置される伝達軸と、
前記入力軸の軸方向と軸方向が平行で前記回転電機の回転軸である回転電機軸と、前記伝達歯車の１つと常時噛合し前記回転電機軸に対して一体回転可能な回転電機軸歯車と、前記回転電機軸に対して遊転し前記伝達軸に対して一体回転する歯車のうちの１つと常時噛合する減速歯車と、前記入力軸に対して一体回転する前記歯車の１つと常時噛合し前記回転電機軸及び前記減速歯車に対して遊転可能な入力軸伝達歯車と、前記アイドラギヤに常時噛合し前記回転電機軸及び前記減速歯車に対して遊転可能な出力軸伝達歯車と、前記減速歯車と一体回転し前記入力軸伝達歯車又は前記出力軸伝達歯車のどちらかに一体回転可能に係合する状態及びどちらにも係合しない状態を切替可能な動力切替装置と、を持つ、回転電機から出力されるトルクを増幅可能な減速手段と、
を有することである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項２に係る発明においては、回転電機の回転動力を入力軸と出力軸とのどちらかに伝達を切り替えることができる。そして、本発明の動力伝達装置は、回転電機を入力軸及び出力軸とは異なる軸に配置し、更にもう一つ伝達軸を配置することで３段減速し、回転電機から出力されるトルクを増幅して、入力軸又は出力軸に伝達することができる。そして、回転電機を入力軸及び出力軸上に回転電機が配置せず、入力軸及び出力軸とは異なる軸に配置するため、変速比を確保した上で、全長延長を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態１の動力伝達装置１１のスケルトン図である。
【図２】本実施形態２の動力伝達装置１２のスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図２を参照して説明する。本実施形態に係る動力伝達装置は、車両に搭載される。なお、実施形態１に係る変速機１１は本発明の参考形態である。
【００１２】
（実施形態１）
本実施形態１の変速機１１は、図１に示されるように、クラッチ１３、入力軸２、出力軸３、変速機構４、モータ（回転電機）１４、回転電機軸５及び減速手段６を有する。
【００１３】
入力軸２は、一端が後述するクラッチ１３と結合しており、他端は動力伝達装置１１のケース（図示略）かケースに固定された部材に回転可能に枢支される。入力軸２には、一体回転可能な５つの歯車２１〜２５と遊転可能な歯車２６（第１遊転歯車と第２遊転歯車）とが配置されている。
【００１４】
クラッチ１３は、内燃機関（図示略）からの回転動力を入力軸２に伝達する接続状態と入力軸２に伝達しない切断状態とを切り替える装置で、内燃機関と入力軸２との間に位置する。
【００１５】
出力軸３は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行に配置され、両端が動力伝達装置１１のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支され、出力軸３に対して遊転可能な５つの歯車３１〜３５と出力軸３と一体回転する歯車３６ａとが配置されている。歯車３１〜３５は、入力軸２の５つの歯車２１〜２５のそれぞれと一対一で常時噛合する。歯車３６ａは、歯車２６と常時噛合する。更に、出力軸３には、出力軸３と一体回転する３つの変速段選択装置３７〜３９が配置されている。また、出力軸３と一体回転し、車両の車輪側に回転動力を伝達する差動機構（図示略）の歯車９１と常時噛合する出力歯車３０が配置されている。
【００１６】
変速機構４は、入力軸２を回転軸とする歯車２１〜２６、出力軸３を回転軸とする歯車３１〜３５及び変速段選択装置３７〜３９で構成される。第１変速段は歯車２１と歯車３１、第２変速段は歯車２２と歯車３２、第３変速段は歯車２３と歯車３３、第４変速段は歯車２４と歯車３４、第５変速段は歯車２５と歯車３５の組み合わせによる変速比によって実現される。歯車３１と歯車３２との間に変速段選択装置３７、歯車３３と歯車３４との間に変速段選択装置３８が軸方向移動可能に配置されており、各変速段選択装置３７は一方の歯車と一体回転可能に係合する状態とどちらの歯車にも係合しない中立状態とを有する。そして、変速段選択装置３９は、軸方向移動可能で、歯車３５と係合する状態と歯車３５と係合しない中立状態とを有する。本実施形態１の動力伝達装置１１において、回転動力を第１変速段から第５変速段の何れかの変速段の変速比で変換する場合は、変速段選択装置３７〜３９を軸方向に移動させ、何れかの変速段と一体回転可能に係合させる。例えば、第１変速段を選択する場合は、変速段選択装置３７を歯車３１側に移動し、変速段選択装置３７と歯車３１とを一体回転可能に係合させる。他の変速段選択装置３８、３９は、何れの変速段とも係合しないように、中立状態で待機させる。
【００１７】
モータ１４は、後述する回転電機軸５を回転軸とし、回転電機軸５に回転動力を出力する。
【００１８】
回転電機軸５は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行に配置され、両端が動力伝達装置１１のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支され、モータ１４から出力されるトルクにより回転する。そして、回転電機軸５には、回転電機軸５と一体回転可能な回転電機軸歯車５１が配置される。
【００１９】
減速手段６は、伝達軸６１、伝達歯車６２、入力軸伝達歯車６３、出力軸伝達歯車６４及び動力切替装置６５を有する。伝達軸６１は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行に配置され、両端が動力伝達装置１１のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支される。伝達歯車６２は、伝達軸６１と一体回転し、回転電機軸歯車５１と常時噛合する。入力軸伝達歯車６３は、入力軸２と一体回転する歯車２３と常時噛合し、伝達軸６１に対して遊転可能な歯車である。出力軸伝達歯車６４は、入力軸２に対して遊転している歯車２６と常時噛合し、伝達軸６２に対して遊転可能な歯車である。動力切替装置６５は、伝達軸６１と一体回転し且つ伝達軸６１の軸方向に移動可能で、入力軸伝達歯車６３と一体回転可能に係合する入力軸出力状態と、出力軸伝達歯車６４と一体回転可能に係合する出力軸出力状態と、入力軸伝達歯車６３及び出力軸伝達歯車６４のどちらにも係合しない切断状態とを切替可能な装置である。
【００２０】
次に、本実施形態１の動力伝達装置１１の動作について説明する。
【００２１】
動力伝達装置１１は、動力切替装置６５が切断状態のとき、モータ１４の出力は入力軸２にも出力軸３にも伝達されず、クラッチ１３が接続状態であれば、内燃機関の回転動力が入力軸２に伝達される。変速段選択装置３７〜３９を何れかに対応する変速段の歯車（歯車３１〜３５の何れか）と一体回転可能に係合することで、所望の変速比によって変換された回転動力が出力歯車から差動機構の歯車９１に伝達される。
【００２２】
モータ１４の回転動力を入力軸２に伝達する場合には、動力切替装置６５を入力軸出力状態とする。モータ１４から出力された回転動力は回転電機軸５、回転電機軸歯車５１、伝達歯車６２、伝達軸６１と伝達する。伝達軸６１と一体回転する動力切替装置６５は、入力軸出力状態であるため、入力軸伝達歯車６３と係合しており、回転動力は入力軸伝達歯車６３から入力軸２の歯車２３に伝達され、入力軸２がモータ１４の出力によって回転する。このとき、クラッチを切断状態とし、変速段選択装置３７〜３９を第１変速段から第５変速段を何れかの変速段に係合させることで、回転動力を所望の変速比で変換して、出力歯車３０を介して差動機構の歯車９１に伝達することができる。クラッチ１３を接続状態とし、内燃機関から出力される回転動力を補助することもできる。あるいは、変速段選択装置３７〜３９の何れも中立状態とし、クラッチ１３を接続状態とすることで、モータ１４で内燃機関を始動することも可能である。
【００２３】
モータ１４の回転動力を変速機構４によって変速せずに出力軸３に伝達する場合には、動力切替装置６５を出力軸出力状態とする。このとき、クラッチ１３は切断状態にする。モータ１４から出力された回転動力は回転電機軸５、回転電機軸歯車５１、伝達歯車６２、伝達軸６１と伝達する。伝達軸６１と一体回転する動力切替装置６５は、出力軸出力状態であるため、出力軸伝達歯車６４と係合しており、回転動力は出力軸伝達歯車６４から入力軸２に対して遊転している歯車２６に伝達される。歯車２６は出力軸３と一体回転する歯車３６ａと常時噛合しているため、歯車２６から歯車３６ａへと回転動力が伝達し、出力歯車３０を介して差動機構の歯車９１に伝達される。
【００２４】
本実施形態１の動力伝達装置１１によれば、モータ１４の回転動力を入力軸２と出力軸３とのどちらかに伝達を切り替えることができる。そして、モータ１４を入力軸２及び出力軸３とは異なる回転電機軸５に配置し、更にもう一つ伝達軸６を配置することで２段減速し、モータ１４から出力されるトルクを増幅して、入力軸２又は出力軸３に伝達することができる。そして、モータ１４を入力軸２及び出力軸３上に配置せず、入力軸２及び出力軸３とは異なる軸に配置するため、全長延長を抑制できる。あるいは、モータ１４を入力軸２又は出力軸３と同軸に配置する装置に比べ、変速段を減少させることなく（変速比を確保して）全長を短縮することができる。
【００２５】
（実施形態２）
本実施形態２の変速機１２は、図２に示されるように、クラッチ１３、入力軸２、出力軸３、変速機構４、モータ（回転電機）１４、伝達軸７及び減速手段８を有する。
【００２６】
入力軸２は、一端が後述するクラッチ１３と結合しており、他端は動力伝達装置１２のケース（図示略）かケースに固定された部材に回転可能に枢支される。入力軸２には、一体回転可能な５つの歯車２１〜２５が配置されている。
【００２７】
クラッチ１３は、内燃機関（図示略）からの回転動力を入力軸２に伝達する接続状態と入力軸２に伝達しない切断状態とを切り替える装置で、内燃機関と入力軸２との間に位置する。
【００２８】
出力軸３は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行に配置され、両端が動力伝達装置１２のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支され、出力軸３に対して遊転可能な５つの歯車３１〜３５と出力軸３と一体回転する３つの変速段選択装置３７〜３９とが配置されている。歯車３１〜３５は、入力軸２の５つの歯車２１〜２５のそれぞれと一対一で常時噛合する。変速段選択装置３７〜３９は、軸方向移動可能である。更に、出力軸３３は、後述するアイドラギヤ７３と常時噛合し出力軸３と一体回転する歯車３６ｂと、出力軸３と一体回転し車両の車輪側に回転動力を伝達する差動機構（図示略）の歯車９１と常時噛合する出力歯車３０とが配置されている。
【００２９】
変速機構４は、入力軸２を回転軸とする歯車２１〜２６、出力軸３を回転軸とする歯車３１〜３５及び変速段選択装置３７〜３９で構成される。第１変速段は歯車２１と歯車３１、第２変速段は歯車２２と歯車３２、第３変速段は歯車２３と歯車３３、第４変速段は歯車２４と歯車３４、第５変速段は歯車２５と歯車３５の組み合わせによる変速比によって実現される。歯車３１と歯車３２との間に変速段選択装置３７、歯車３３と歯車３４との間に変速段選択装置３８が軸方向移動可能に配置されており、各変速段選択装置３７は一方の歯車と一体回転可能に係合する状態とどちらの歯車にも係合しない中立状態とを有する。そして、変速段選択装置３９は、軸方向移動可能で、歯車３５と係合する状態と歯車３５と係合しない中立状態とを有する。本実施形態２の動力伝達装置１２において、回転動力を第１変速段から第５変速段の何れかの変速段の変速比で変換する場合は、変速段選択装置３７〜３９を軸方向に移動させ、何れかの変速段と一体回転可能に係合させる。例えば、第５変速段を選択する場合は、変速段選択装置３９を歯車３５側に移動し、変速段選択装置３９と歯車３５とを一体回転可能に係合させる。他の変速段選択装置３７、３８は、何れの変速段とも係合しないように、中立状態で待機させる。
【００３０】
モータ１４は、後述する回転電機軸８１を回転軸とし、回転電機軸８１に回転動力を出力する。
【００３１】
伝達軸７は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行に配置され、両端が動力伝達装置１２のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支される。伝達軸７には、伝達軸７と一体回転する２つの伝達歯車７１、７２と伝達軸７に対して遊転可能なアイドラギヤ７３とが配置されている。アイドラギヤ７３は、出力軸３と一体回転する歯車３６ｂと常時噛合する。
【００３２】
減速手段８は、回転電機軸８１、回転電機軸歯車８２、減速歯車８３、入力軸伝達歯車８４、出力軸伝達歯車８５及び動力切替装置８６を有する。回転電機軸８１は、入力軸２の軸方向と軸方向が平行で、両端が動力伝達装置１２のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支される。回転電機軸歯車８２は、回転電機軸８１と一体回転し、伝達軸７１の伝達歯車７１と常時噛合する。減速歯車８３は、回転電機軸８１に対して遊転し、伝達軸７の伝達歯車７２と常時噛合する。入力軸伝達歯車８４は、入力軸２と一体回転する歯車２５と常時噛合し、伝達軸７及び減速歯車８３に対して遊転可能な歯車である。出力軸伝達歯車８５は、伝達軸７のアイドラギヤ７３と常時噛合し、伝達軸７及び減速歯車８３に対して遊転可能な歯車である。動力切替装置８６は、減速歯車８３と一体回転し且つ回転電機軸８１の軸方向に移動可能で、入力軸伝達歯車８４と一体回転可能に係合する入力軸出力状態と、出力軸伝達歯車８５と一体回転可能に係合する出力軸出力状態と、入力軸伝達歯車８４及び出力軸伝達歯車８５のどちらにも係合しない切断状態とを切替可能な装置である。
【００３３】
次に、本実施形態２の動力伝達装置１２の動作について説明する。
【００３４】
動力伝達装置１２は、動力切替装置８６が切断状態のとき、モータ１４の出力は入力軸２にも出力軸３にも伝達されず、クラッチ１３が接続状態であれば、内燃機関の回転動力が入力軸２に伝達される。変速段選択装置３７〜３９を何れかに対応する変速段の歯車（歯車３１〜３５の何れか）と一体回転可能に係合することで、所望の変速比によって変換された回転動力が出力歯車から差動機構の歯車９１に伝達される。
【００３５】
モータ１４の回転動力を入力軸２に伝達する場合には、動力切替装置８６を入力軸出力状態とする。モータ１４から出力された回転動力は回転電機軸８１、回転電機軸歯車８２、伝達歯車７１、伝達軸７、伝達歯車７２と伝達する。そして、回転動力は伝達歯車７２から減速歯車８３に伝達し、減速歯車８３と一体回転する動力切替装置８６が入力軸出力状態であるため、入力軸伝達歯車８４から歯車２５に伝達され、入力軸２がモータ１４の出力によって回転する。このとき、クラッチを切断状態とし、変速段選択装置３７〜３９を第１変速段から第５変速段を何れかの変速段に係合させることで、回転動力を所望の変速比で変換して、出力歯車３０を介して差動機構の歯車９１に伝達することができる。クラッチ１３を接続状態とし、内燃機関から出力される回転動力を補助することもできる。あるいは、変速段選択装置３７〜３９の何れも中立位置とし、クラッチ１３を接続状態とすることで、モータ１４で内燃機関を始動することも可能である。
【００３６】
モータ１４の回転動力を変速機構４によって変速せずに出力軸３に伝達する場合には、動力切替装置８６を出力軸出力状態とする。このとき、クラッチ１３は切断状態にする。モータ１４から出力された回転動力は回転電機軸８１、回転電機軸歯車８２、伝達歯車７１、伝達軸７、伝達歯車７２と伝達する。そして、回転動力は伝達歯車７２から減速歯車８３に伝達し、減速歯車８３と一体回転する動力切替装置８６が出力軸出力状態であるため、出力軸伝達歯車８５からアイドラギヤ７３に伝達される。アイドラギヤ７３は出力軸３と一体回転する歯車３６ｂと常時噛合しているため、回転動力は、出力軸３に伝達し、出力歯車３０を介して差動機構の歯車９１に伝達される。
【００３７】
本実施形態２の動力切替装置１２によれば、モータ１４の回転動力を入力軸２と出力軸３とのどちらかに伝達を切り替えることができる。そして、モータ１４を入力軸２及び出力軸３とは異なる軸である回転電機軸８１に配置し、更にもう一つ伝達軸７を配置することで３段減速し、モータ１４から出力されるトルクを増幅して、入力軸２又は出力軸３に伝達することができる。そして、モータ１４を入力軸２及び出力軸３上に配置せず、入力軸２及び出力軸３とは異なる軸に配置することで、全長を延長が抑制される。あるいは、モータ１４を入力軸２又は出力軸３と同軸に配置する装置に比べ、変速段を減少させることなく（変速比を確保して）全長を短縮することができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、モータ１４から出力される回転動力を入力軸２に伝達するために使用する歯車（実施形態１では歯車２３、実施形態２では歯車２５）は、入力軸２と一体回転する他の歯車とすることができる。つまり、入力軸２の各歯車の配置や減速手段６、８の構成要素の配置等により変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１１、１２：動力伝達装置、  １３：クラッチ、
１４：モータ（回転電機）、  ２：入力軸、
２１〜２６：歯車、          ３：出力軸、  ３１〜３５，３６ａ，３６ｂ：歯車、
３０：出力歯車、            ３７〜３９：変速段選択装置、       ４：変速機構、
５，８１：回転電機軸、             ５１，８２：回転電機軸歯車、
６，８：減速手段、          ６１：伝達軸、                     ６２：伝達歯車、
６３，８４：入力軸伝達歯車、       ６４，８５：出力軸伝達歯車、
６５，８６：動力切替機構、  ７：伝達軸、
７１，７２：伝達歯車、             ７３：アイドラギヤ、        ８３：減速歯車、
９１：歯車。
【図１】
0005461969.tif 000002
【図２】
0005461969.tif 000003