(57)【要約】【課題】コンパクト化に有利になると共に、振動を招き難くすることを可能とする。【解決手段】駆動力の出力を行うモータ・ジェネレータ５と、駆動力を減速して出力するための複数段の第１，第２の減速機構４１，４３と、第１，第２の減速機構４１，４３の最終段の第２のピニオン・ギヤ１０１を備えた中間軸９１に同軸状に設けられ前段側からのトルク断続を行うクラッチ４５と、第１，第２の減速機構４１，４３の出力を差動分配出力するリヤ・デファレンシャル装置４７とを備え、中間軸９１に、ベアリング９３，９５を介して前段側の第１のリング・ギヤ８３を支持し、クラッチ４５は、モータ・ジェネレータ５及びリヤ・デファレンシャル装置４７間で第１のリング・ギヤ８３とモータ・ジェネレータ５との間に配置されたことを特徴とする。【選択図】図２
2007126108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力の出力を行う駆動源と、
前記駆動力を減速して出力するための複数段の減速ギヤ組と、
前記減速ギヤ組の最終段のピニオン・ギヤを備えた回転軸に同軸状に設けられ前段側からのトルク断続を行うクラッチと、
前記減速ギヤ組の出力を差動分配出力する差動装置とを備え、
前記回転軸に、ベアリングを介して前記減速ギヤ組の前段側のリング・ギヤを支持し、
前記クラッチは、前記駆動源及び差動装置間で前記リング・ギヤと駆動源との間に配置された
ことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の減速駆動装置であって、
前記クラッチ及びリング・ギヤの半径方向外周側には、前記差動装置の外郭小径部が位置する
ことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項３】
駆動力の出力を行う駆動源と、
前記駆動力を減速して出力するための複数段の減速ギヤ組と、
前記減速ギヤ組の最終段のピニオン・ギヤを備えた回転軸に同軸状に設けられ前段側からのトルク断続を行うクラッチと、
前記減速ギヤ組の出力を差動分配出力する差動装置とを備え、
前記回転軸に、ベアリングを介して前記減速ギヤ組の前段側のリング・ギヤを支持し、
前記クラッチとリング・ギヤとピニオン・ギヤとを駆動源側から配置した
ことを特徴とする減速駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の減速駆動装置であって、
前記回転軸及び差動装置は、それぞれベアリングを介してキャリヤ・ケースに支持され、
前記回転軸を支持するベアリングの半径方向外周側に、前記差動装置をベアリングで支持するキャリヤ・ケースの支持壁を配置した
ことを特徴とする減速駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ等の駆動源を用いた減速駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の減速駆動装置としては、例えば図５に示すようなものがある。図５の減速駆動装置２０１は、電動モータ２０３の出力を第１，第２の減速ギヤ組２０４，２０５を介して差動装置２０７に伝達し、差動装置２０７から左右のアクスル・シャフトへ伝達し、例えば左右の後輪を駆動するようになっている。
【０００３】
前記第１の減速ギヤ組２０４は、電動モータ２０３の出力軸２０９からクラッチ２１１のクラッチ外筒２１３へトルク伝達を行い、第２の減速ギヤ組２０５は、クラッチ２１１を介して中間軸２１５の一端にトルク伝達を行なう。中間軸２１５の他端からは、差動装置２０７にトルクが伝達される。
【０００４】
従って、電動モータ２０３の出力トルクを、クラッチ２１１を介して伝達し、差動装置２０７から左右の後輪へ出力することができる。
【０００５】
しかし、かかる構造では、差動装置２０７に対し一方側に電動モータ２０３が配置され、他方側にクラッチ２１１が配置されため、クラッチ２１１が差動装置２０７に対し、電動モータ２０３の反対側に張り出す形態となり、全体のコンパクト化に不利となっていた。
【０００６】
また、電動モータ２０３の出力トルクが、中間軸２１５の一端側に伝達され、この中間軸２１５の他端側から差動装置２０７へ伝達される経路を採るため、トルク伝達経路が電動モータ２０３の出力軸２０９に対して大きく折り返すことで経路が長くなり、トルク伝達時の捻れ等が大きくなり、振動を招き易いという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２９３５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、クラッチが張り出し、コンパクト化に不利になると共に、経路が長くなり、振動を招き易くなる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、コンパクト化に有利になると共に、振動を招き難くするために、前記中間軸に、ベアリングを介して前段側のリング・ギヤを支持し、クラッチは、前記駆動源及び差動装置間で前記リング・ギヤと駆動源との間に配置されたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の減速駆動装置は、中間軸に、ベアリングを介して前段側のリング・ギヤを支持し、クラッチは、前記駆動源及び差動装置間で前記リング・ギヤと駆動源との間に配置されたため、クラッチの張り出しを抑制して全体的にコンパクトに形成することができる。
【００１１】
また、トルク伝達経路の折り返しを抑制し、トルク伝達経路を短くして振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
コンパクト化に有利になると共に、振動を招き難くするという目的を、クラッチの配置を変えることにより実現した。
【実施例１】
【００１３】
［四輪駆動車］
図１は、本発明の実施例１に係る駆動装置を適用した自動車のスケルトン平面図である。図１のように、自動車１は、いわゆるハイ・ブリッド自動車として構成したものであり、主駆動源としての内燃機関であるエンジン３と、副駆動源としてモーター・ジェネレータ５とを備えている。エンジン３は本実施例において、主回転部である左右の前輪７，９を駆動し、モーター・ジェネレータ５は、副回転部である同左右の後輪１１，１３を駆動する駆動源となっている。
【００１４】
前記エンジン３の出力は、トランス・ミッション１５を介してフロント・デファレンシャル装置１７に入力されるようになっている。フロント・デファレンシャル装置１７には、左右のアクスル・シャフト１９，２１を介して、前記前輪７，９が連動連結されている。従って、エンジン３の駆動によりトランス・ミッション１５を介して前輪７，９を前進方向又は後進方向へ双方向回転駆動可能となっている。
【００１５】
前記モーター・ジェネレータ５の出力は、駆動装置としての減速駆動装置２３に入力されるようになっている。減速駆動装置２３の出力側には、左右のアクスル・シャフト２５，２７を介して、前記左右の後輪１１，１３が連動連結されている。従って、後輪１１，１３は、モーター・ジェネレータ５の駆動により回転駆動可能であると共にモーター・ジェネレータ５が停止したときには前輪７，９の前進方向又は後進方向への駆動回転により前進方向又は後進方向へ連動回転する。
【００１６】
前記モーター・ジェネレータ５は、制御手段としてのコントローラ２９によって制御されるようになっている。コントローラ２９には、シフトポジション・スイッチ、ヨーモーメント・センサ、４ＷＤスイッチ、車速センサ、加速度センサ、ブレーキ・センサ、スロットル開度センサ、左右輪回転差検出センサ、前後輪回転差検出センサ、操舵角センサ等の各種センサ３１からの検出信号を入力するようになっている。
【００１７】
前記モーター・ジェネレータ５は、モータ・ジェネレータで構成されている。このモーター・ジェネレータ５は、インバータ３３を介してバッテリ３５に接続されている。エンジン３側には、ジェネレータあるいはモータ・ジェネレータ３７が設けられ、インバータ３８を介して前記バッテリ３５に接続されている。
【００１８】
従って、発進走行時、加速走行時などには、バッテリ３５からインバータ３３を介してモーター・ジェネレータ５に給電が行われ、前記同様にエンジン３による前輪７，９の駆動に対し、モーター・ジェネレータ５により後輪１１，１３をアシスト駆動することができる。
【００１９】
また、減速走行時には、モーター・ジェネレータ５，３７による発電によってバッテリ３５が充電され、次の発進走行、加速走行に備えられる。発進走行、加速走行時に、バッテリ３５からモータ・ジェネレータ３７にも給電を行ない、前輪７，９側をもモータ・ジェネレータ３７によって電動アシスト駆動することができる。
【００２０】
［減速駆動装置］
前記減速駆動装置２３は、例えば図２の断面図のようになっている。
【００２１】
図２のように、前記減速駆動装置２３は、車体側に支持され固定側であるキャリヤ・ケース３９内に、複数段の減速ギヤ組である第１，第２の減速機構４１，４３と、クラッチ４５と、差動装置としてのリヤ・デファレンシャル装置４７とを備えている。
【００２２】
前記キャリヤ・ケース３９は、モーター・ジェネレータ５、第１，第２の減速機構４１，４３、クラッチ４５、及びびリヤ・デファレンシャル装置４７を支持するものであり、蓋本体部４９及び蓋体部５１の合わせ構造で形成されている。本体部４９及び蓋体部５１１は、ボルト５３によって締結結合されている。このキャリヤ・ケース３９は、入力部側５７及び出力部側５９を備えている。
【００２３】
前記キャリヤ・ケース３９の出力部側５９左右には、支持壁としてボス部６１，６３が設けられている。ボス部６１，６３には、シール部材６５，６７が装着されている。ボス部６１，６３の奥側には、軸受支持部６９，７１が設けられている。
【００２４】
前記キャリヤ・ケース３９の入力部側５７では、本体部４９に貫通部７３が設けられ、貫通部７３の外周囲に取付フランジ７５が設けられている。取付フランジ７５に前記モーター・ジェネレータ５が取り付けられ、ボルト７７によって締結固定されている。貫通部７３には、シール部材７９が装着されている。本体部４９には、前記貫通部７３に隣接して環状支持壁８０が内面に突出形成されている。
【００２５】
前記第１，第２の減速機構４１，４３は、前記モーター・ジェネレータ５の駆動力を減速して出力するもので、第１の減速機構４１は、複数段の減速ギヤ組の前段を構成し、前記キャリヤ・ケース３９の入力部側５７に支持されている。第１の減速機構４１は、入力部側５７において概ねモーター・ジェネレータ５とリヤ・デファレンシャル装置４７との間に配置されている。
【００２６】
前記第１の減速機構４１は、第１のピニオン・ギヤ８１及び第１のリング・ギヤ８３によって構成されている。
【００２７】
前記第１のピニオン・ギヤ８１は、入力軸８５に一体に設けられている。入力軸８５は、ベアリング８７，８８によりキャリヤ・ケース３９に回転自在に支持されている。入力軸８５の一端に、前記モーター・ジェネレータ５の出力軸が結合され、前記シール部材７９が接している。入力軸８５の他端は、前記蓋体部５１外に突出し、回転検出用のギヤ８９が取り付けられている。蓋体部５１及び入力軸８５間には、シール部材９０が介設されている。
【００２８】
前記第１のリング・ギヤ８３は、回転軸である中間軸９１にベアリング９３，９５により回転自在に支持されている。中間軸９１は、一端がベアリング９７により前記環状支持壁８０の内周に回転自在に支持され、他端が蓋体部５１にベアリング９９により回転自在に支持されている。ベアリング９７，９９は、一対のテーパローラ・ベアリングを用いているが、クラッチ４５を配置した上で省スペースを達成するために、本装置におけるベアリング９７，９９部分に入力される回転数と荷重とを考慮して耐久性が十分得られるベアリングとしてテーパローラ・ベアリングを採用している。
【００２９】
前記第２の減速機構４３は、複数段の減速ギヤ組の最終段を構成し、第２のピニオン・ギヤ１０１及び第２のリング・ギヤ１０３を備えて、減速ギヤ組の出力をリヤ・デファレンシャル装置４７へ伝達する。
【００３０】
前記第２のピニオン・ギヤ１０１は、前記中間軸９１に一体に設けられ、前記第２のリング・ギヤ１０３は、リヤ・デファレンシャル装置４７側に取り付けられている。
【００３１】
前記クラッチ４５は、減速ギヤ組の最終段の第２のピニオン・ギヤ１０１を備えた中間軸９１に同軸状に設けられ前段側からのトルク断続を行うものであり、駆動経路として、また減速駆動装置２３の前後方向の配置位置としてモーター・ジェネレータ５及びリヤ・デファレンシャル装置４７間であって、また減速駆動装置２３の左右方向（すなわち、中間軸９１の軸方向）において第１のリング・ギヤ８３とモーター・ジェネレータ５との間に配置されている。従って、クラッチ４５と第１のリング・ギヤ８３と最終段の第２のピニオン・ギヤ１０１とをモーター・ジェネレータ５側から配置した構成となっている。
【００３２】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【００３３】
図２，図３のように、クラッチ４５は、くさび状に機能する傾斜面１０４を内周部に有する噛合部１０５及び前記くさび状の機能によって押圧される所定幅を持った円周状の外周面を有する結合部１０７間に複数のローラ１０９が配列されたものである。
【００３４】
前記噛合部１０５は、前記第１のリング・ギヤ８３に溶接等により一体的に設けられ、内周は、傾斜面１０４が周方向に連続して多角形に形成されている。噛合部１０５の側面には、係合溝１１１が設けられている。前記結合部１０７は、前記中間軸９１に一対に設けられている。噛合部１０５と第１のリング・ギヤ８３との連結部には、内周側に開口する外周袋状の空間１０６が形成され、第１のリング・ギヤ８３に形成された空間８４と共にクラッチ４５に臨んで潤滑オイルを溜め込みクラッチ４５の潤滑を良好に機能させる。
【００３５】
前記各ローラ１０９は、支持部材１１３によって回転自在に支持されている。支持部材１１３には、リング状のリターン・スプリング１１５のアーム１１７，１１９が係合し、アーム１１７，１１９は、さらに噛合部１０５の係合溝１１１に係合している。係合溝１１３は、噛合部１０５において、これと連動する第１のリング・ギヤ８３のギヤ部に近い外径をもって径方向に向いて形成されており、第１のリング・ギヤ８３が回転するときに係合溝１１３によってキャリヤ・ケース３９内部に滞留するオイルを掻き上げ、又はクラッチ４５に導通させるように機能する。
前記支持部材１１３は、軸方向へ伸びており、ブレーキ・シュー１２１に係合している。前記ブレーキ・シュー１２１の外周には、リング状のスプリング１２３が円周方向に掛け回されている。スプリング１２３によってブレーキ・シュー１２１は内周側の環状支持壁８０に押し付けられている。ブレーキ・シュー１２１と摺動する環状支持壁８０の外周側は摩擦特性を安定させるための格子、又は周方向の微小突起、或いは面粗しを行い硬化熱処理を施したスチール製リング８２が介在する。
【００３６】
前記リヤ・デファレンシャル装置４７は、前記第２の減速機構４３の出力を車軸であるアクスル・シャフト２５，２７に差動分配出力するものである。
【００３７】
前記リヤ・デファレンシャル装置４７は、前記前記第２のリング・ギヤ１０３をボルト１２５により取り付けたデフ・ケース１２７を備えている。デフ・ケース１２７には、差動装置の外郭小径部を構成する左右のボス部１２９，１３１が設けられている。デフ・ケース１２７は、ボス部１２９，１３１がベアリング１３３，１３５によって前記キャリヤ・ケース３９の軸受支持部６９，７１に各々回転自在に支持されている。従って、中間軸９１を支持するベアリング９９の半径方向外周側に、前記リヤ・デファレンシャル装置４７をベアリング１３５で支持するキャリヤ・ケース３９の支持壁（ボス部６３）を配置した構成となっている。
【００３８】
前記デフ・ケース１２７内には、ピニオン・シャフト１３７を介しピニオン・ギヤ１３９が支持されている。ピニオン・ギヤ１３９に対し、左右のサイド・ギヤ１４１，１４３が噛み合い結合されている。サイド・ギヤ１４１，１４３には、前記後輪１１，１３側のアクスル・シャフト２５，２７が連動構成されている。
【００３９】
［トルク伝達］
前記モーター・ジェネレータ５の回転によって、モーター・ジェネレータ５の出力軸から第１のピニオン・ギヤ８１、第１のリング・ギヤ８３を介してクラッチ４５にトルクが伝達される。
【００４０】
前記クラッチ４５では、噛合部１０５が第１のリング・ギヤ８３と共に回転する。このとき、ローラ１０９は、支持部材１１３を介してブレーキ・シュー１２１に係合するから、環状支持壁８０側から回転抵抗を受ける。
【００４１】
この回転抵抗により、噛合部１０５がローラ１０９に対して先行回転し、ローラ１０９が噛合部１０５及び結合部１０７間に噛み合う。このとき、リターン・スプリング１１５の一方のアーム１１７が係合溝１１１から力を受け噛合部１０５と共に移動し、同他方のアーム１１９は、支持部材１１３側に係合するからリターン・スプリング１１５にリターン用の付勢力が発生する。
【００４２】
前記噛み合いにより、第１のリング・ギヤ８３からクラッチ４５を介して中間軸９１にトルクが伝達され、中間軸９１のトルクは、第２のピニオン・ギヤ１０１及び第２のリング・ギヤ１０３を介してデフ・ケース１２７に入力される。
【００４３】
従って、デフ・ケース１２７からピニオン・シャフト１３７、ピニオン・ギヤ１３９、サイド・ギヤ１４１，１４３を介して、アクスル・シャフト２５，２７側へトルク伝達が行われ、後輪１１，１３が駆動される。
【００４４】
前記後輪１１，１３の差動回転時には、ピニオン・ギヤ１３９の自転を介して、サイド・ギヤ１４１，１４３が差動回転し、後輪１１，１３間の差動回転を許容することができる。
【００４５】
前記モーター・ジェネレータ５が停止したときは、リターン・スプリング１１５の付勢力により支持部材１１３がブレーキ・シュー１２１の抵抗に抗して僅かに強制回転され、ローラ１０９の噛合部１０５及び結合部１０７間への噛み込みが解除される。
【００４６】
この噛み込み解除により第１のリング・ギヤ８３に対して中間軸９１の回転が自由となる。
【００４７】
従って、前記モーター・ジェネレータ５が停止している時、後輪１１，１３側からアクスル・シャフト２５，２７、リヤ・デファレンシャル装置４７、中間軸９１へとトルクが伝達されても、入力軸８５へは回転が伝達されることはない。
【００４８】
この結果、後輪１１，１３の回転によって、第１の減速機構４１、入力軸８５、モーター・ジェネレータ５が回転することはない。
【００４９】
すなわち、第１の減速機構４１を逆方向から駆動することによる大きなエネルギーロス、停止されたモーター・ジェネレータ５を後輪２５，２７側で駆動することによるエネルギーロスを確実に抑制し、燃費向上を図ることができ、モーター・ジェネレータ５の耐久性も向上することができる。
【００５０】
［実施例１の効果］
本発明実施例１の減速駆動装置２３は、中間軸９１に、ベアリング９３，９５を介して前段側の第１のリング・ギヤ８３を支持し、クラッチ４５は、前記モーター・ジェネレータ５及びリヤ・デファレンシャル装置４７間で前記第１のリング・ギヤ８３とモーター・ジェネレータ５との間に配置されたため、リヤ・デファレンシャル装置４７と同軸にクラッチ４５を設ける場合に比較して伝達トルクを小さくすることができ、クラッチ４５の小型化が可能となる。またクラッチ４５のキャリヤ・ケース３９に対する張り出しを抑制して全体的にコンパクトに形成することができる。さらに、トルク伝達経路の折り返しを抑制し、トルク伝達経路を短くして振動を抑制することができる。
【００５１】
前記クラッチ４５及び第１のリング・ギヤ８３の半径方向外周側には、前記リヤ・デファレンシャル装置４７の外郭小径部であるボス部１３１が位置するため、入力軸８５及びリヤ・デファレンシャル装置４７の回転中心間の距離を狭くすることができ、全体的にコンパクトに形成することができる。
【００５２】
前記クラッチ４５と第１のリング・ギヤ８３と前記最終段の第２のピニオン・ギヤ１０１とをモーター・ジェネレータ５側から配置したため、クラッチ４５を第１のリング・ギヤ８３とモーター・ジェネレータ５との軸方向間に配置することができ、クラッチ４５の軸方向の張り出しが抑制され、コンパクトなシステムにすることができる。
【００５３】
前記中間軸９１を支持するベアリング９９の半径方向外周側に、前記リヤ・デファレンシャル装置４７をベアリング１３５で支持するキャリヤ・ケース３９の支持壁であるボス部６３を配置したため、キャリヤ・ケースの側壁の張り出しを抑制することができる。
【００５４】
上述したとおり、リターン・スプリング１１５、ローラ１０９は、第１のリング・ギヤ８３と共に一体に回転するので、モータ・ジェネレータ５が非作動の状態では回転しない。つまり、クラッチ４５が切断されている状態では車輪１１，１３から結合部１０７までが常時回転するので高車速で高速回転してもローラ１０９は遠心力を受けないのでクラッチ４５の誤作動を防止できる。
【００５５】
［その他の四輪駆動車］
図４は、本発明の実施例１に係る駆動装置を適用した電動アシスト式の自動車のスケルトン平面図である。図１と同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＡを付して説明する。
【００５６】
図４の自動車１Ａのモータ５Ａも、前記同様に制御手段としてのコントローラ２９によって制御されるようになっている。また、モータ５Ａには、ジェネレータ３７Ａから給電されるようになっている。ジェネレータ３７Ａは、前記コントローラ２９によって制御され、ジェネレータ３７Ａの発電によってモータ５Ａに電力供給が行われる。
【００５７】
通常走行時には、コントローラ２９の制御によりモータ５Ａの駆動を停止して後輪１１，１３側へのトルク伝達を行わない。エンジン３の駆動によってトランス・ミッション１５を介しフロント・デファレンシャル装置１７にトルクが伝達される。フロント・デファレンシャル装置１７から左右のアクスル・シャフト１９，２１を介して、左右の前輪７，９にトルク伝達が行われ、２ＷＤで走行することができる。
【００５８】
車両発進走行、車両加速走行時等、大きな駆動力が必要となるときは、コントローラ２９によりモータ５Ａが駆動される。従って、モータ５Ａの出力トルクが減速駆動装置２３により減速されて左右のアクスル・シャフト２５，２７へ伝達される。アクスル・シャフト２５，２７から左右の後輪１１，１３へトルク伝達が行われる。
【００５９】
従って、自動車１は、エンジン３による前輪７，９の駆動とモータ５Ａによる減速駆動装置２３を介した後輪１１，１３の電動アシスト駆動とによって４ＷＤで発進走行等を行うことができる。
［その他］
減速ギヤ組は、２段に限らず３段以上で構成することも可能である。
クラッチ４５は、切り替えを電磁石、流体圧、電動モータなどの外部制御可能なアクチュエータによって行うこともできる。
また、クラッチ４５自体は、上述したツーウェイ・クラッチに限らず、単板、多板の摩擦クラッチでも、ＥＲ流体、ビスカス流体などの粘性クラッチでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】減速駆動装置を適用した自動車のスケルトン平面図である（実施例１）。
【図２】減速駆動装置の断面図である（実施例１）。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である（実施例１）。
【図４】減速駆動装置を適用した自動車のスケルトン平面図である（実施例１）。
【図５】減速駆動装置の断面図である（他の従来例）。
【符号の説明】
【００６１】
１，１Ａ  自動車
５  モーター・ジェネレータ（駆動源）
５Ａ  モータ（駆動源）
２３  減速駆動装置
３９  キャリヤ・ケース
４１  第１の減速機構（減速ギヤ組）
４３  第２の減速機構（減速ギヤ組）
４５  クラッチ
４７  リヤ・デファレンシャル装置（差動装置）
６３  ボス部（支持壁）
８３  第１のリング・ギヤ
９１  中間軸（回転軸）
９９  ベアリング
１０１  第２のピニオン・ギヤ
１２７  デフ・ケース
【図１】
2007126108.tif 000003
【図２】
2007126108.tif 000004
【図３】
2007126108.tif 000005
【図４】
2007126108.tif 000006
【図５】
2007126108.tif 000007