(57)【要約】【課題】２ウェイローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置の動作の信頼性を高める。【解決手段】１速出力ギヤ９Ａと出力軸７との間に１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａを設け、２速出力ギヤ９Ｂと出力軸７との間に２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂを設け、１速出力ギヤ９Ａ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１速摩擦板３６Ａと、２速出力ギヤ９Ｂ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３６Ｂとを設け、１速摩擦板３６Ａは、１速出力ギヤ９Ａの側面に対向するフランジ部３７と、シフトリング３５内に嵌合する案内ボス部３８とを有し、２速摩擦板３６Ｂも、２速出力ギヤ９Ｂの側面に対向するフランジ部３７と、シフトリング３５内に嵌合する案内ボス部３８とを有する構成を車両用モータ駆動装置に採用する。【選択図】図４
2012197912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（３）と、
その電動モータ（３）の回転が入力される入力軸（６）と、
その入力軸（６）に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸（７）と、
前記入力軸（６）に設けられた第１入力ギヤ（８Ａ）および第２入力ギヤ（８Ｂ）と、
前記出力軸（７）に設けられ、前記第１入力ギヤ（８Ａ）および第２入力ギヤ（８Ｂ）にそれぞれ噛合する第１出力ギヤ（９Ａ）および第２出力ギヤ（９Ｂ）と、
前記出力軸（７）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（５）とを有し、
前記第１入力ギヤ（８Ａ）と第２入力ギヤ（８Ｂ）と入力軸（６）の組と、前記第１出力ギヤ（９Ａ）と第２出力ギヤ（９Ｂ）と出力軸（７）の組とのうち一方を、第１クラッチギヤ（９Ａ）と第２クラッチギヤ（９Ｂ）とこれらのクラッチギヤ（９Ａ，９Ｂ）を軸受（１４Ａ，１４Ｂ）を介して回転可能に支持するクラッチギヤ支持軸（７）とし、
前記第１クラッチギヤ（９Ａ）とクラッチギヤ支持軸（７）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（１５Ａ）と、前記第２クラッチギヤ（９Ｂ）とクラッチギヤ支持軸（７）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（１５Ｂ）と、前記第１の２ウェイローラクラッチ（１５Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（１５Ｂ）とを選択的に係合させる変速アクチュエータ（３４）を設け、
前記第１の２ウェイローラクラッチ（１５Ａ）は、第１クラッチギヤ（９Ａ）の内周とクラッチギヤ支持軸（７）の外周のうち一方に設けられた円筒面（１６）と、他方に設けられたカム面（１８）と、そのカム面（１８）と前記円筒面（１６）の間に組み込まれたローラ（１９）と、そのローラ（１９）を保持し、前記カム面（１８）と円筒面（１６）の間にローラ（１９）を係合させる係合位置とローラ（１９）の係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸（７）に対して相対回転可能に設けられた第１保持器（２０Ａ）と、その第１保持器（２０Ａ）を前記中立位置に弾性保持する第１スイッチばね（２１Ａ）とからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチ（１５Ｂ）は、第２クラッチギヤ（９Ｂ）の内周とクラッチギヤ支持軸（７）の外周のうち一方に設けられた円筒面（１６）と、他方に設けられたカム面（１８）と、そのカム面（１８）と前記円筒面（１６）の間に組み込まれたローラ（１９）と、そのローラ（１９）を保持し、前記カム面（１８）と円筒面（１６）の間にローラ（１９）を係合させる係合位置とローラ（１９）の係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸（７）に対して相対回転可能に設けられた第２保持器（２０Ｂ）と、その第２保持器（２０Ｂ）を前記中立位置に弾性保持する第２スイッチばね（２１Ｂ）とからなり、
前記変速アクチュエータ（３４）は、前記第１保持器（２０Ａ）に対して回り止めされかつ前記第１クラッチギヤ（９Ａ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で第１保持器（２０Ａ）に対して軸方向に移動可能に設けられた第１摩擦板（３６Ａ）と、その第１摩擦板（３６Ａ）を前記第１クラッチギヤ（９Ａ）の側面から離反する方向に付勢する第１離反ばね（４０Ａ）と、前記第２保持器（２０Ｂ）に対して回り止めされかつ前記第２クラッチギヤ（９Ｂ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で前記第２保持器（２０Ｂ）に対して軸方向に移動可能に設けられた第２摩擦板（３６Ｂ）と、その第２摩擦板（３６Ｂ）を前記第２クラッチギヤ（９Ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第２離反ばね（４０Ｂ）と、前記第１摩擦板（３６Ａ）を押圧して前記第１クラッチギヤ（９Ａ）の側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板（３６Ｂ）を押圧して前記第２クラッチギヤ（９Ｂ）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（３５）と、そのシフトリング（３５）を軸方向に移動させるシフト機構（４３）とからなり、
前記第１摩擦板（３６Ａ）は、前記第１クラッチギヤ（９Ａ）の側面に対向して配置されたフランジ部（３７）と、そのフランジ部（３７）から前記シフトリング（３５）に向けて軸方向に突出して形成され、前記シフトリング（３５）内に周方向にスライド可能に嵌合する案内ボス部（３８）とを有し、
前記第２摩擦板（３６Ｂ）は、前記第２クラッチギヤ（９Ｂ）の側面に対向して配置されたフランジ部（３７）と、そのフランジ部（３７）から前記シフトリング（３５）に向けて軸方向に突出して形成され、前記シフトリング（３５）内に周方向にスライド可能に嵌合する案内ボス部（３８）とを有する車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記第１摩擦板（３６Ａ）の案内ボス部（３８）の反対側に、前記第１摩擦板（３６Ａ）のフランジ部（３７）と前記第１離反ばね（４０Ａ）とが軸直角方向に重なる配置となるように第１離反ばね（４０Ａ）を収容する第１離反ばね収容凹部（４２Ａ）を設け、前記第２摩擦板（３６Ｂ）の案内ボス部（３８）の反対側に、前記第２摩擦板（３６Ｂ）のフランジ部（３７）と前記第２離反ばね（４０Ｂ）とが軸直角方向に重なる配置となるように第２離反ばね（４０Ｂ）を収容する第２離反ばね収容凹部（４２Ｂ）を設けた請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記シフト機構（４３）は、前記シフトリング（３５）を転がり軸受（４４）を介して回転可能に支持するシフトスリーブ（４５）と、そのシフトスリーブ（４５）の外周に設けられた環状溝（４６）に係合する二股状のシフトフォーク（４７）と、そのシフトフォーク（４７）を軸方向に駆動するシフトモータ（４９）とを有し、前記シフトフォーク（４７）と環状溝（４６）の間の両側の軸方向隙間には軸方向に圧縮可能な予圧ばね（５２）が組み込まれている請求項１または２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１保持器（２０Ａ）は、前記ローラ（１９）を収容する複数のポケット（２２）が周方向に間隔をおいて形成された円筒部（２３）と、その円筒部（２３）の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部（２４）とを有し、前記クラッチギヤ支持軸（７）の外周には、前記第１保持器（２０Ａ）の内向きフランジ部（２４）の径方向内端を周方向にスライド可能に支持する第１保持器案内面（２５Ａ）が形成され、
前記第２保持器（２０Ｂ）は、前記ローラ（１９）を収容する複数のポケット（２２）が周方向に間隔をおいて形成された円筒部（２３）と、その円筒部（２３）の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部（２４）とを有し、前記クラッチギヤ支持軸（７）の外周には、前記第２保持器（２０Ｂ）の内向きフランジ部（２４）の径方向内端を周方向にスライド可能に支持する第２保持器案内面（２５Ｂ）が形成され、
前記クラッチギヤ支持軸（７）の内部を通る給油通路（２６）を設け、その給油通路（２６）の油出口を前記第１保持器案内面（２５Ａ）と第２保持器案内面（２５Ｂ）とにそれぞれ開口させた請求項１から３のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記第１保持器案内面（２５Ａ）を、第１の２ウェイローラクラッチ（１５Ａ）のローラ（１９）と第１クラッチギヤ（９Ａ）を支持する軸受（１４Ａ）との間に配置し、前記第２保持器案内面（２５Ｂ）を、第２の２ウェイローラクラッチ（１５Ｂ）のローラ（１９）と第２クラッチギヤ（９Ｂ）を支持する軸受（１４Ｂ）との間に配置した請求項４に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記第１スイッチばね（２１Ａ）は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部（２７）と、Ｃ形環状部（２７）の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部（２８）とからなり、前記第１の２ウェイローラクラッチ（１５Ａ）のカム面（１８）は、前記クラッチギヤ支持軸（７）の外周に回り止めされた環状の第１カム部材（１７Ａ）に形成され、その第１カム部材（１７Ａ）の軸方向端面には、前記第１スイッチばね（２１Ａ）のＣ形環状部（２７）が嵌り込む円形のスイッチばね収容凹部（２９）と、前記第１スイッチばね（２１Ａ）の一対の延出部（２８）が径方向に貫通して挿入される径方向溝（３０）とが設けられ、前記第１保持器（２０Ａ）には、前記第１スイッチばね（２１Ａ）の一対の延出部（２８）の前記径方向溝（３０）からの突出部分が挿入される切欠き（３１）が設けられ、前記第１カム部材（１７Ａ）の軸方向端面に前記径方向溝（３０）を覆う環状の第１ワッシャ（４１Ａ）が設けられ、その第１ワッシャ（４１Ａ）を介して前記第１離反ばね（４０Ａ）が前記第１カム部材（１７Ａ）の軸方向端面で支持され、
前記第２スイッチばね（２１Ｂ）は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部（２７）と、Ｃ形環状部の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部（２８）とからなり、前記第２の２ウェイローラクラッチ（１５Ｂ）のカム面（１８）は、前記クラッチギヤ支持軸（７）の外周に回り止めされた環状の第２カム部材（１７Ｂ）に形成され、その第２カム部材（１７Ｂ）の軸方向端面には、前記第２スイッチばね（２１Ｂ）のＣ形環状部（２７）が嵌り込む円形のスイッチばね収容凹部（２９）と、前記第２スイッチばね（２１Ｂ）の一対の延出部（２８）が径方向に貫通して挿入される径方向溝（３０）とが設けられ、前記第２保持器（２０Ｂ）には、前記第２スイッチばね（２１Ｂ）の一対の延出部（２８）の前記径方向溝（３０）からの突出部分が挿入される切欠き（３１）が設けられ、前記第２カム部材（１７Ｂ）の軸方向端面に前記径方向溝（３０）を覆う環状の第２ワッシャ（４１Ｂ）が設けられ、その第２ワッシャ（４１Ｂ）を介して前記第２離反ばね（４０Ｂ）が前記第２カム部材（１７Ｂ）の軸方向端面で支持されている請求項１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】
前記第１カム部材（１７Ａ）のカム面（１８）と前記第２カム部材（１７Ｂ）のカム面（１８）とを同数かつ同位相とし、前記第１カム部材（１７Ａ）と第２カム部材（１７Ｂ）の前記クラッチギヤ支持軸（７）に対する回り止めをスプライン嵌合により行なった請求項６に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
第１クラッチギヤ（９Ａ）は、その噛合する歯幅が、第１クラッチギヤ（９Ａ）を支持する前記軸受（１４Ａ）と軸直角方向に重なるように形成され、第２クラッチギヤ（９Ｂ）も、その噛合する歯幅が、第２クラッチギヤ（９Ｂ）を支持する前記軸受（１４Ｂ）と軸直角方向に重なるように形成された請求項１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】
左右一対の前輪（１）と左右一対の後輪（２）のうち少なくとも一方を請求項１から８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１０】
左右一対の前輪（１）と左右一対の後輪（２）のうち一方をエンジン（Ｅ）で駆動し、他方を請求項１から８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、電動モータの回転を変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自動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して出力する変速機と、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を使用すると、走行条件に応じて変速機の変速比を切り換えることにより、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。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。
【０００４】
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。
【０００５】
エンジンの回転が入力される入力軸と、その入力軸に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸と、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、出力軸に設けられ、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可能に支持され、
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た車両用の変速機。
【０００６】
ここで、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速保持器と、その２速保持器を中立位置に弾性保持する２速スイッチばねとからなる構成のものであり、２速保持器を係合位置と中立位置の間で周方向に移動させることにより、トルクの伝達と遮断を切り換えることができるようになっている。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である。
【０００７】
また、変速アクチュエータは、２速入力ギヤの側面に対向するように２速保持器の端部に一体に形成した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２速離反ばねと、３速入力ギヤの側面に対向するように３速保持器の端部に一体に形成した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３速離反ばねと、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。
【０００８】
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速摩擦板がシフトリングで押圧されて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するので、２速摩擦板と一体の２速保持器が中立位置から係合位置に移動し、２速の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【０００９】
そして、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。
【００１０】
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、２速摩擦板と２速入力ギヤの接触面間の摩擦力が小さくなるので、２速スイッチばねのばね力により２速保持器が係合位置から中立位置に移動し、この２速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。
【００１１】
シフトリングが３速シフト位置に到達すると、３速摩擦板がシフトリングで押圧されて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、３速摩擦板に回り止めされた３速保持器が中立位置から係合位置に移動し、この３速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。
【００１２】
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】
【００１３】
【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】
【００１４】
ところで、上記変速機は、２速摩擦板がシフトリングで押圧されて軸方向に移動するとき、２速摩擦板と一体の２速保持器も軸方向に移動するので、２速保持器の姿勢が不安定である。３速保持器についても同様である。そのため、２速保持器および３速保持器で保持されたローラの位置が安定しにくく、次変速段のシフト位置にシフトリングが移動したときの次変速段の２ウェイローラクラッチの係合タイミングが不安定となる可能性があった。
【００１５】
そこで、２速保持器の姿勢を安定させるために、２速摩擦板を２速保持器とは別体とし、その２速摩擦板を、２速保持器に対して回り止めしかつ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２速保持器に対して軸方向に移動可能に支持するように設計変更することが考えられる。
【００１６】
このようにすると、２速摩擦板が２速保持器に対して軸方向に移動可能となるので、２速摩擦板がシフトリングで押圧されて軸方向に移動するときに２速保持器が軸方向に移動せず、２速保持器の姿勢が安定する。しかし、その一方で、２速保持器とは別体となった２速摩擦板の姿勢が不安定となりやすく、２速摩擦板がシフトリングで押圧されて２速入力ギヤの側面に接触するときの接触タイミングが不安定となる可能性がある。
【００１７】
この発明が解決しようとする課題は、２ウェイローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置の動作の信頼性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、その入力軸に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸と、  前記入力軸に設けられた第１入力ギヤおよび第２入力ギヤと、前記出力軸に設けられ、前記第１入力ギヤおよび第２入力ギヤにそれぞれ噛合する第１出力ギヤおよび第２出力ギヤと、前記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入力ギヤと第２入力ギヤと入力軸の組と、前記第１出力ギヤと第２出力ギヤと出力軸の組とのうち一方を、第１クラッチギヤと第２クラッチギヤとこれらのクラッチギヤを軸受を介して回転可能に支持するクラッチギヤ支持軸とし、
前記第１クラッチギヤとクラッチ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クラッチギヤとクラッチ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クラッチギヤの内周とクラッチ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クラッチギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第１保持器と、その第１保持器を前記中立位置に弾性保持する第１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クラッチギヤの内周とクラッチ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クラッチギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第２保持器と、その第２保持器を前記中立位置に弾性保持する第２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保持器に対して回り止めされかつ前記第１クラッチギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で第１保持器に対して軸方向に移動可能に設けられた第１摩擦板と、その第１摩擦板を前記第１クラッチギヤの側面から離反する方向に付勢する第１離反ばねと、前記第２保持器に対して回り止めされかつ前記第２クラッチギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で前記第２保持器に対して軸方向に移動可能に設けられた第２摩擦板と、その第２摩擦板を前記第２クラッチギヤの側面から離反する方向に付勢する第２離反ばねと、前記第１摩擦板を押圧して前記第１クラッチギヤの側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板を押圧して前記第２クラッチ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摩擦板は、前記第１クラッチギヤの側面に対向して配置されたフランジ部と、そのフランジ部から前記シフトリングに向けて軸方向に突出して形成され、前記シフトリング内に周方向にスライド可能に嵌合する案内ボス部とを有し、
前記第２摩擦板は、前記第２クラッチギヤの側面に対向して配置されたフランジ部と、そのフランジ部から前記シフトリングに向けて軸方向に突出して形成され、前記シフトリング内に周方向にスライド可能に嵌合する案内ボス部とを有する構成を車両用モータ駆動装置に採用した。
【００１９】
この構成を採用した車両用モータ駆動装置は、シフトリングが第１シフト位置にあるときは、第１摩擦板がシフトリングで押圧されて第１クラッチ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摩擦板がクラッチギヤ支持軸に対して相対回転するので、第１摩擦板に回り止めされた第１保持器が中立位置から係合位置に移動し、第１の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００２０】
そして、この車両用モータ駆動装置は、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ることにより、第１の２ウェイローラクラッチの係合を解除し、第２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。
【００２１】
まず、シフト機構の作動により、シフトリングが第１シフト位置から第２シフト位置に向かって軸方向移動を開始すると、第１摩擦板と第１クラッチギヤの接触面間の摩擦力が小さくなるので、第１スイッチばねのばね力により第１保持器が係合位置から中立位置に移動し、この第１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】
シフトリングが第２シフト位置に到達すると、第２摩擦板がシフトリングで押圧されて第２クラッチ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第２摩擦板がクラッチギヤ支持軸に対して相対回転し、第２摩擦板に回り止めされた第２保持器が中立位置から係合位置に移動し、この第２保持器の移動によって第２の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００２３】
また、上記とは反対に、第２シフト位置から第１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、第２の２ウェイローラクラッチの係合を解除し、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。
【００２４】
ここで、シフトリングで第１摩擦板を押圧して第１クラッチギヤの側面に接触させるとき、第１摩擦板の案内ボス部がシフトリング内に嵌合しているので、第１摩擦板は安定した姿勢で第１クラッチギヤの側面に接触する。第２摩擦板についても同様である。そのため、安定したタイミングで次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させることが可能である。
【００２５】
前記第１摩擦板の案内ボス部の反対側に、前記第１摩擦板のフランジ部と前記第１離反ばねとが軸直角方向に重なる配置となるように第１離反ばねを収容する第１離反ばね収容凹部を設け、前記第２摩擦板の案内ボス部の反対側に、前記第２摩擦板のフランジ部と前記第２離反ばねとが軸直角方向に重なる配置となるように第２離反ばねを収容する第２離反ばね収容凹部を設けると好ましい。このようにすると、第１離反ばね収容凹部が無い場合と比べて、第１離反ばねが第１離反ばね収容凹部に入り込む分、第１摩擦板まわりの軸方向長さが短くなり、同様に、第２離反ばねが第２離反ばね収容凹部に入り込む分、第２摩擦板まわりの軸方向長さも短くなる。そのため、装置全体の軸方向長さを短くして、コンパクトにすることが可能となる。
【００２６】
前記シフト機構としては、前記シフトリングを転がり軸受を介して回転可能に支持するシフトスリーブと、そのシフトスリーブの外周に設けられた環状溝に係合する二股状のシフトフォークと、そのシフトフォークを軸方向に駆動するシフトモータとを有する構成のものを採用することができる。この場合、前記シフトフォークと環状溝の間の両側の軸方向隙間に、軸方向に圧縮可能な予圧ばねを組み込むと好ましい。このようにすると、シフトリングで第１摩擦板を押圧して第１クラッチギヤの側面に接触させるときに、シフトスリーブに対するシフトフォークの軸方向の相対位置を調節することによって予圧ばねのばね力を調節し、第１摩擦板と第１クラッチギヤの接触面間の摩擦力を調整することが可能となる。同様に、シフトリングで第２摩擦板を押圧して第２クラッチギヤの側面に接触させるときも、第２摩擦板と第２クラッチギヤの接触面間の摩擦力を調整することが可能となる。そのため、次変速段の２ウェイローラクラッチの係合タイミングを高い精度で調節することが可能となる。
【００２７】
前記第１保持器は、前記ローラを収容する複数のポケットが周方向に間隔をおいて形成された円筒部と、その円筒部の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部とを有するものを採用することができ、この場合、前記クラッチギヤ支持軸の外周には、前記第１保持器の内向きフランジ部の径方向内端を周方向にスライド可能に支持する第１保持器案内面を形成することができる。同様に、前記第２保持器は、前記ローラを収容する複数のポケットが周方向に間隔をおいて形成された円筒部と、その円筒部の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部とを有するものを採用することができ、この場合、前記クラッチギヤ支持軸の外周には、前記第２保持器の内向きフランジ部の径方向内端を周方向にスライド可能に支持する第２保持器案内面を形成することができる。このような第１保持器と第２保持器を採用する場合、前記クラッチギヤ支持軸の内部を通る給油通路を設け、その給油通路の油出口を前記第１保持器案内面と第２保持器案内面とにそれぞれ開口させると好ましい。このようにすると、第１保持器をスライド可能に支持する第１保持器案内面に潤滑油の油出口が直接開口しているので、第１保持器の移動抵抗が極めて小さくなり、係合位置と中立位置の間で第１保持器が移動するときの第１保持器の動作が安定したものとなる。同様に、第２保持器をスライド可能に支持する第２保持器案内面にも潤滑油の油出口が直接開口しているので、第２保持器の動作も安定したものとなる。
【００２８】
給油通路の油出口を前記第１保持器案内面と第２保持器案内面とにそれぞれ開口させる場合、第１保持器案内面を、第１の２ウェイローラクラッチのローラと第１クラッチギヤを支持する軸受との間に配置し、第２保持器案内面を、第２の２ウェイローラクラッチのローラと第２クラッチギヤを支持する軸受との間に配置すると好ましい。このようにすると、第１保持器案内面に開口する給油通路の油出口から流出する潤滑油で、第１の２ウェイローラクラッチのローラと、第１クラッチギヤを支持する軸受とを同時に潤滑することができる。また、第２保持器案内面に開口する給油通路の油出口から流出する潤滑油で、第２の２ウェイローラクラッチのローラと、第２クラッチギヤを支持する軸受とを同時に潤滑することができる。
【００２９】
前記第１スイッチばねは、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部と、Ｃ形環状部の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部とからなるものを採用し、前記第１の２ウェイローラクラッチのカム面を、前記クラッチギヤ支持軸の外周に回り止めされた環状の第１カム部材に形成し、その第１カム部材の軸方向端面に、前記第１スイッチばねのＣ形環状部が嵌り込む円形のスイッチばね収容凹部と、前記第１スイッチばねの一対の延出部が径方向に貫通して挿入される径方向溝とを設け、前記第１保持器には、前記第１スイッチばねの一対の延出部の前記径方向溝からの突出部分が挿入される切欠きを設けることができる。この場合、第１カム部材の軸方向端面で第１離反ばねを直接支持することも可能であるが、このようにすると、第１カム部材の軸方向端面には、第１スイッチばねの延出部が挿入される径方向溝があるので、その径方向溝の位置で第１離反ばねが支持されず、第１離反ばねのばね力の分布が周方向で不均一となり、その結果、第１摩擦板が第１クラッチギヤの側面に接触したときの接触面間の摩擦力も周方向で不均一となり、次変速段の２ウェイローラクラッチの係合タイミングが不安定となる可能性がある。そこで、この問題を解消するために、前記第１カム部材の軸方向端面に前記径方向溝を覆う環状の第１ワッシャを設け、その第１ワッシャを介して前記第１離反ばねが前記第１カム部材の軸方向端面で支持されるようにすると好ましい。このようにすると、第１離反ばねが第１ワッシャを介して全周にわたって支持されるので、第１離反ばねのばね力の分布が周方向で均一となり、その結果、第１摩擦板が第１クラッチギヤの側面に接触したときの接触面間の摩擦力も周方向で均一となり、次変速段の２ウェイローラクラッチの係合タイミングが安定する。
【００３０】
同様に、前記第２スイッチばねを、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部と、Ｃ形環状部の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部とからなるものを採用し、前記第２の２ウェイローラクラッチのカム面を、前記クラッチギヤ支持軸の外周に回り止めされた環状の第２カム部材に形成し、その第２カム部材の軸方向端面に、前記第２スイッチばねのＣ形環状部が嵌り込む円形のスイッチばね収容凹部と、前記第２スイッチばねの一対の延出部が径方向に貫通して挿入される径方向溝とを設け、前記第２保持器には、前記第２スイッチばねの一対の延出部の前記径方向溝からの突出部分が挿入される切欠きを設ける場合も、前記第２カム部材の軸方向端面に前記径方向溝を覆う環状の第２ワッシャを設け、その第２ワッシャを介して前記第２離反ばねが前記第２カム部材の軸方向端面で支持されるようにすると好ましい。このようにすると、第２離反ばねが第２ワッシャを介して全周にわたって支持されるので、第２離反ばねのばね力の分布が周方向で均一となり、その結果、第２摩擦板が第２クラッチギヤの側面に接触したときの接触面間の摩擦力も周方向で均一となり、次変速段の２ウェイローラクラッチの係合タイミングが安定する。
【００３１】
前記第１カム部材のカム面と前記第２カム部材のカム面とを同数かつ同位相とし、前記第１カム部材と第２カム部材の前記クラッチギヤ支持軸に対する回り止めをスプライン嵌合によるものとすることができる。このようにすると、スプラインを基準としてカム面を高精度に加工することができる。
【００３２】
第１クラッチギヤは、その噛合する歯幅が、第１クラッチギヤを支持する前記軸受と軸直角方向に重なるように形成すると好ましい。このようにすると、第１の２ウェイローラクラッチが係合解除した状態で第１クラッチギヤが空転するときに、第１クラッチギヤを支持する軸受に、軸受を傾斜させるモーメント荷重が作用するのを抑制し、軸受の動力損失を低減することができる。第２クラッチギヤも同様である。
【００３３】
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、左右一対の前輪と左右一対の後輪のうち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。
【００３４】
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、左右一対の前輪と左右一対の後輪のうち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】
【００３５】
この発明の車両用モータ駆動装置は、第１摩擦板の案内ボス部がシフトリング内に嵌合しているので、シフトリングで第１摩擦板を押圧して第１クラッチギヤの側面に接触させるときに、第１摩擦板は安定した姿勢で第１クラッチギヤの側面に接触する。第２摩擦板についても同様である。そのため、安定したタイミングで次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド自動車の概略図
【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１速出力ギヤおよび２速出力ギヤ近傍の拡大断面図
【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】図４のシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構を示す断面図
【図９】図４のシフトリング近傍の拡大断面図
【図１０】図３に示す車両用モータ駆動装置に組み付ける前の出力軸ユニットを示す図
【図１１】図４に示す２速カム部材と２速スイッチばねと２速ワッシャと２速離反ばねの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、左右一対の前輪１をこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａで駆動される駆動輪とし、左右一対の後輪２を従動輪とした電気自動車ＥＶを示す。
【００３８】
図２は、左右一対の前輪１をエンジンＥによって駆動される主駆動輪とし、左右一対の後輪２をこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａで駆動される補助駆動輪としたハイブリッド自動車ＨＶを示す。ハイブリッド自動車ＨＶには、エンジンＥの回転を変速するトランスミッションＴと、トランスミッションＴから出力された回転を左右の前輪１に分配するディファレンシャルギヤＤとが設けられている。
【００３９】
この電気自動車ＥＶおよびハイブリッド自動車ＨＶに組み込まれたこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａについて以下に説明する。
【００４０】
図３に示すように、車両用モータ駆動装置Ａは、電動モータ３と、電動モータ３の回転軸３ａの回転を変速して出力する変速機４と、その変速機４から出力された回転を図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自動車の左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ５とからなる。
【００４１】
変速機４は、図３に示すように、電動モータ３の回転軸３ａの回転が入力される入力軸６と、入力軸６に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸７と、入力軸６に設けられた１速入力ギヤ８Ａおよび２速入力ギヤ８Ｂと、出力軸７に設けられた１速出力ギヤ９Ａおよび２速出力ギヤ９Ｂとを有する。
【００４２】
入力軸６は、ハウジング１０内に組込まれた対向一対の軸受１１で回転可能に支持され、入力軸６の一端が電動モータ３の回転軸３ａに接続されている。出力軸７も、ハウジング１０内に組込まれた対向一対の軸受１２で回転可能に支持されている。
【００４３】
１速入力ギヤ８Ａと２速入力ギヤ８Ｂは軸方向に間隔をおいて配置され、入力軸６を中心として入力軸６と一体に回転するように入力軸６に固定されている。１速出力ギヤ９Ａと２速出力ギヤ９Ｂも軸方向に間隔をおいて配置されている。
【００４４】
図４に示すように、１速出力ギヤ９Ａは、出力軸７を貫通させる環状に形成され、軸受１４Ａを介して出力軸７で支持されており、出力軸７を中心として出力軸７に対して回転可能となっている。同様に、２速出力ギヤ９Ｂも、軸受１４Ｂを介して出力軸７で回転可能に支持されている。
【００４５】
１速入力ギヤ８Ａと１速出力ギヤ９Ａは互いに噛合しており、その噛合によって１速入力ギヤ８Ａと１速出力ギヤ９Ａの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ８Ｂと２速出力ギヤ９Ｂも噛合しており、その噛合によって２速入力ギヤ８Ｂと２速出力ギヤ９Ｂの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ８Ｂと２速出力ギヤ９Ｂの減速比は、１速入力ギヤ８Ａと１速出力ギヤ９Ａの減速比よりも小さい。
【００４６】
ここで、１速出力ギヤ９Ａは、１速入力ギヤ８Ａと噛合する歯幅が、１速出力ギヤ９Ａを支持する軸受１４Ａと軸直角方向に重なるように形成されている。同様に、２速出力ギヤ９Ｂも、２速入力ギヤ８Ｂと噛合する歯幅が、２速出力ギヤ９Ｂを支持する軸受１４Ｂと軸直角方向に重なるように形成されている。
【００４７】
１速出力ギヤ９Ａと出力軸７の間には、１速出力ギヤ９Ａと出力軸７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１５Ａが組込まれている。また、２速出力ギヤ９Ｂと出力軸７の間には、２速出力ギヤ９Ｂと出力軸７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１５Ｂが組込まれている。
【００４８】
１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂは、左右対称の同一構成なので、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂを以下に説明し、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａについては、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットＢをＡに置き換えた符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図４〜図６に示すように、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂは、２速出力ギヤ９Ｂの内周に設けられた円筒面１６と、出力軸７の外周に回り止めした環状の２速カム部材１７Ｂに形成されたカム面１８と、カム面１８と円筒面１６の間に組み込まれたローラ１９と、ローラ１９を保持する２速保持器２０Ｂと、２速スイッチばね２１Ｂとからなる。カム面１８は、円筒面１６との間で周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭くなるくさび形空間を形成するような面であり、例えば、図に示すように円筒面１６と対向する平坦面である。
【００５０】
図４に示すように、２速保持器２０Ｂは、ローラ１９を収容する複数のポケット２２が周方向に間隔をおいて形成された円筒部２３と、円筒部２３の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部２４とを有する。内向きフランジ部２４の径方向内端は、２速カム部材１７Ｂの外周に形成された円筒状の２速保持器案内面２５Ｂで周方向にスライド可能に支持され、この周方向のスライドによって、２速保持器２０Ｂは、カム面１８と円筒面１６の間にローラ１９を係合させる係合位置とローラ１９の係合を解除する中立位置との間で出力軸７に対して相対回転可能となっている。また、２速保持器２０Ｂは、内向きフランジ部２４の軸方向両側への移動が規制され、軸方向に非可動とされている。
【００５１】
出力軸７の内部には、図示しないオイルポンプから潤滑油を導入する給油通路２６が設けられている。給油通路２６の油出口は、２速保持器案内面２５Ｂに開口している。また、２速保持器案内面２５Ｂは、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂのローラ１９と、２速出力ギヤ９Ｂを支持する軸受１４Ｂとの間に配置されており、給油通路２６の油出口から流出する潤滑油でローラ１９と軸受１４Ｂとが同時に潤滑されるようになっている。
【００５２】
図６、図１１に示すように、２速スイッチばね２１Ｂは、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部２７と、Ｃ形環状部２７の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部２８，２８とからなる。Ｃ形環状部２７は、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面に形成された円形のスイッチばね収容凹部２９に嵌め込まれ、一対の延出部２８，２８は、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面に形成された径方向溝３０に挿入されている。
【００５３】
径方向溝３０は、スイッチばね収容凹部２９の内周縁から径方向外方に延びて２速カム部材１７Ｂの外周に至るように形成されている。２速スイッチばね２１Ｂの延出部２８は、径方向溝３０の径方向外端から突出しており、その延出部２８の径方向溝３０からの突出部分が、２速保持器２０Ｂの円筒部２３の軸方向端部に形成された切欠き３１に挿入されている。径方向溝３０と切欠き３１は同じ幅に形成されている。
【００５４】
図６に示すように、延出部２８は、径方向溝３０の周方向で対向する内面と、切欠き３１の周方向で対向する内面にそれぞれ接触しており、その接触面に作用する周方向の力によって２速保持器２０Ｂを中立位置に弾性保持している。
【００５５】
すなわち、２速保持器２０Ｂを出力軸７に対して相対回転させて、図６に示す中立位置から周方向に移動させると、径方向溝３０の位置と切欠き３１の位置が周方向にずれるので、一対の延出部２８，２８の間隔が狭まる方向にＣ形環状部２７が弾性変形し、その弾性復元力によって２速スイッチばね２１Ｂの一対の延出部２８，２８が径方向溝３０の内面と切欠き３１の内面を押圧し、その押圧によって２速保持器２０Ｂを中立位置に戻す方向の力が作用するようになっている。
【００５６】
図４に示すように、１速カム部材１７Ａと２速カム部材１７Ｂの出力軸７に対する回り止めは、スプライン嵌合によって行なわれている。１速カム部材１７Ａのカム面１８と２速カム部材１７Ｂのカム面１８は同数かつ同位相となっている。ここで、１速カム部材１７Ａのカム面１８と２速カム部材１７Ｂのカム面１８は、各カム部材１７Ａ，１７Ｂの内周のスプラインを基準として同位相となるように加工されている。また、１速カム部材１７Ａと２速カム部材１７Ｂは、出力軸７の外周に嵌合した止めナット３２によって軸方向に非可動となっている。１速カム部材１７Ａと２速カム部材１７Ｂの間には間座３３が組み込まれている。
【００５７】
１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂは、変速アクチュエータ３４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】
図９に示すように、変速アクチュエータ３４は、１速出力ギヤ９Ａと２速出力ギヤ９Ｂの間に軸方向に移動可能に設けられたシフトリング３５と、１速出力ギヤ９Ａとシフトリング３５の間に組み込まれた１速摩擦板３６Ａと、２速出力ギヤ９Ｂとシフトリング３５の間に組み込まれた２速摩擦板３６Ｂとを有する。
【００５９】
ここで、１速摩擦板３６Ａと２速摩擦板３６Ｂは、左右対称の同一構成となっているので、２速摩擦板３６Ｂを以下に説明し、１速摩擦板３６Ａについては、２速摩擦板３６Ｂに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットＢをＡに置き換えた符号を付して説明を省略する。
【００６０】
２速摩擦板３６Ｂは、２速出力ギヤ９Ｂの側面に対向して配置されたフランジ部３７と、そのフランジ部３７からシフトリング３５に向けて軸方向に突出して形成された案内ボス部３８とを有する。案内ボス部３８は、外周が円筒状となるように形成され、シフトリング３５内に周方向にスライド可能に嵌合している。
【００６１】
また、２速摩擦板３６Ｂには、２速保持器２０Ｂの円筒部２３の端部が係合する円弧状の開口部３９が設けられ、この円弧状の開口部３９と円筒部２３の端部との係合によって、２速摩擦板３６Ｂが２速保持器２０Ｂに回り止めされている。開口部３９は、２速保持器２０Ｂの円筒部２３の端部を軸方向にスライド可能に収容しており、このスライドによって、２速摩擦板３６Ｂは、２速保持器２０Ｂに回り止めされた状態のまま、２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触する位置と離反する位置との間で、２速保持器２０Ｂに対して軸方向に移動可能となっている。また、２速保持器２０Ｂの円筒部２３の端部は、２速摩擦板３６Ｂの円弧状の開口部３９の周縁に摺接することで径方向に位置決めされている。
【００６２】
２速摩擦板３６Ｂと２速カム部材１７Ｂの間には、軸方向に圧縮された状態で２速離反ばね４０Ｂが組み込まれており、この２速離反ばね４０Ｂの弾性復元力によって２速摩擦板３６Ｂが２速出力ギヤ９Ｂの側面から離反する方向に付勢されている。
【００６３】
２速離反ばね４０Ｂは、間座３３の外周に沿って巻回されたコイルスプリングであり、その一端が２速ワッシャ４１Ｂを介して２速カム部材１７Ｂの軸方向端面で支持されている。２速ワッシャ４１Ｂは、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面の径方向溝３０を覆うように環状に形成されている（図１１参照）。
【００６４】
図９に示すように、２速離反ばね４０Ｂは、２速摩擦板３６Ｂの案内ボス部３８の反対側に形成された環状の２速離反ばね収容凹部４２Ｂに収容され、これにより、２速摩擦板３６Ｂのフランジ部３７と２速離反ばね４０Ｂとが軸直角方向に重なる配置となっている。
【００６５】
シフトリング３５は、１速摩擦板３６Ａを押圧して１速出力ギヤ９Ａの側面に接触させる１速シフト位置と、２速摩擦板３６Ｂを押圧して２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触させる２速シフト位置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３５を１速シフト位置と２速シフト位置の間で軸方向に移動させるシフト機構４３が設けられている。
【００６６】
図７、図８に示すように、シフト機構４３は、シフトリング３５を転がり軸受４４を介して回転可能に支持するシフトスリーブ４５と、そのシフトスリーブ４５の外周に設けられた環状溝４６に係合する二股状のシフトフォーク４７と、シフトフォーク４７が固定されたシフトロッド４８と、シフトモータ４９と、シフトモータ４９の回転をシフトロッド４８の直線運動に変換する運動変換機構５０（送りねじ機構等）とからなる。
【００６７】
図８に示すように、シフトロッド４８は、出力軸７に対して間隔をおいて平行に配置され、ハウジング１０内に組み込まれた一対の滑り軸受５１で軸方向にスライド可能に支持されている。シフトリング３５とシフトスリーブ４５の間に組み込まれた転がり軸受４４は、シフトリング３５とシフトスリーブ４５のいずれに対しても軸方向に非可動となるように組み付けられている。
【００６８】
このシフト機構４３は、シフトモータ４９の回転が運動変換機構５０により直線運動に変換されてシフトフォーク４７に伝達し、そのシフトフォーク４７の直線運動が転がり軸受４４を介してシフトリング３５に伝達することにより、シフトリング３５を軸方向に移動させる。
【００６９】
図９に示すように、シフトフォーク４７と環状溝４６の間の両側の軸方向隙間には、軸方向に圧縮可能な予圧ばね５２が組み込まれている。これにより、シフトリング３５で１速摩擦板３６Ａを押圧して１速出力ギヤ９Ａの側面に接触させるときに、シフトスリーブ４５に対するシフトフォーク４７の軸方向の相対位置を調節することによって予圧ばね５２のばね力を調節し、１速摩擦板３６Ａと１速出力ギヤ９Ａの接触面間の摩擦力を調整することが可能となっている。また、シフトリング３５で２速摩擦板３６Ｂを押圧して２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触させるときも、２速摩擦板３６Ｂと２速出力ギヤ９Ｂの接触面間の摩擦力を調整することが可能となっている。
【００７０】
図３に示すように、出力軸７には、出力軸７の回転をディファレンシャルギヤ５に伝達するディファレンシャル駆動ギヤ５３が固定されている。
【００７１】
ディファレンシャルギヤ５は、一対の軸受５４で回転可能に支持されたデフケース５５と、デフケース５５の回転中心と同軸にデフケース５５に固定され、ディファレンシャル駆動ギヤ５３に噛合するリングギヤ５６と、デフケース５５の回転中心と直角な方向にデフケース５５に固定されたピニオン軸５７と、ピニオン軸５７に回転可能に支持された一対のピニオン５８と、その一対のピニオン５８に噛合する左右一対のサイドギヤ５９とからなる。左側のサイドギヤ５９には、左側の車輪に接続されたアクスル６０の軸端部が接続され、右側のサイドギヤ５９には、右側の車輪に接続されたアクスル６０の軸端部が接続されている。出力軸７が回転するとき、出力軸７の回転はディファレンシャル駆動ギヤ５３を介してデフケース５５に伝達され、そのデフケース５５の回転がピニオン５８とサイドギヤ５９を介して左右の車輪に分配される。
【００７２】
以下に、車両用モータ駆動装置Ａの動作例を説明する。
【００７３】
まず、図９に示すように、１速摩擦板３６Ａが１速出力ギヤ９Ａの側面から離反し、かつ、２速摩擦板３６Ｂも２速出力ギヤ９Ｂの側面から離反した状態では、１速保持器は１速スイッチばね２１Ａのばね力により中立位置に保持され、２速保持器２０Ｂも２速スイッチばね２１Ｂのばね力により中立位置に保持されるので、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａはローラ１９の係合が解除された状態となり、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂもローラ１９の係合が解除された状態となる。
【００７４】
この状態では、図３に示す電動モータ３の回転軸３ａが回転し、入力軸６が回転しても、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂによって回転の伝達が遮断されるので、１速出力ギヤ９Ａおよび２速出力ギヤ９Ｂは空転し、入力軸６の回転は出力軸７に伝達されない。
【００７５】
次に、シフト機構４３を作動させて、図９に示すシフトリング３５を１速出力ギヤ９Ａに向けて移動させると、１速摩擦板３６Ａが１速出力ギヤ９Ａ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３６Ａが出力軸７に対して相対回転するので、１速摩擦板３６Ａに回り止めされた１速保持器２０Ａが中立位置から係合位置に移動し、１速保持器２０Ａに保持されたローラ１９が円筒面１６とカム面１８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１５Ａが係合した状態となる。
【００７６】
この状態では、１速出力ギヤ９Ａの回転は、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａを介して出力軸７に伝達され、出力軸７の回転が、ディファレンシャルギヤ５を介してアクスル６０に伝達される。その結果、図１に示す電気自動車ＥＶにおいては、駆動輪としての前輪１が回転駆動され、図２に示すハイブリッド自動車においては補助駆動輪としての後輪２が回転駆動される。
【００７７】
次に、シフト機構４３の作動により、シフトリング３５を１速シフト位置から２速シフト位置に向かって軸方向移動させると、１速摩擦板３６Ａと１速出力ギヤ９Ａの接触面間の摩擦力が小さくなるので、１速スイッチばね２１Ａのばね力により１速保持器２０Ａが係合位置から中立位置に移動し、この１速保持器２０Ａの移動によって１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａの係合が解除される。
【００７８】
シフトリング３５が２速シフト位置に到達すると、２速摩擦板３６Ｂがシフトリング３５で押圧されて２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触するので、その接触面間の摩擦力によって２速摩擦板３６Ｂが出力軸７に対して相対回転し、２速摩擦板３６Ｂに回り止めされた２速保持器２０Ｂが中立位置から係合位置に移動し、この２速保持器２０Ｂの移動によって２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂが係合した状態となる。
【００７９】
この状態では、２速出力ギヤ９Ｂの回転は、２速の２ウェイローラクラッチ１５Ｂを介して出力軸７に伝達され、出力軸７の回転がディファレンシャルギヤ５を介してアクスル６０に伝達される。
【００８０】
同様に、シフトリング３５を２速シフト位置から１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１５Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａを係合させることができる。
【００８１】
ここで、シフトリング３５で１速摩擦板３６Ａを押圧して１速出力ギヤ９Ａの側面に接触させるとき、１速摩擦板３６Ａの案内ボス部３８がシフトリング３５内に嵌合しているので、１速摩擦板３６Ａは安定した姿勢で１速出力ギヤ９Ａの側面に接触する。２速摩擦板３６Ｂについても同様である。そのため、この車両用モータ駆動装置Ａは、安定したタイミングで次変速段の２ウェイローラクラッチ１５Ａ（または１５Ｂ）を係合させることが可能である。
【００８２】
また、この車両用モータ駆動装置Ａは、２速摩擦板３６Ｂの案内ボス部３８の反対側に、２速摩擦板３６Ｂのフランジ部３７と２速離反ばね４０Ｂとが軸直角方向に重なる配置となるように２速離反ばね４０Ｂを収容する２速離反ばね収容凹部４２Ｂを設けているので、２速離反ばね収容凹部４２Ｂが無い場合と比べて、２速離反ばね４０Ｂが２速離反ばね収容凹部４２Ｂに入り込む分、２速摩擦板３６Ｂまわりの軸方向長さが短い。同様に、１速離反ばね４０Ａが１速離反ばね収容凹部４２Ａに入り込む分、１速摩擦板３６Ａまわりの軸方向長さも短い。そのため、装置全体の軸方向長さが短く、コンパクトである。
【００８３】
また、この車両用モータ駆動装置Ａは、シフトフォーク４７と環状溝４６の間の両側の軸方向隙間に、軸方向に圧縮可能な予圧ばね５２を組み込んでいるので、シフトリング３５で１速摩擦板３６Ａを押圧して１速出力ギヤ９Ａの側面に接触させるときに、シフトスリーブ４５に対するシフトフォーク４７の軸方向の相対位置を調節することによって予圧ばね５２のばね力を調節し、１速摩擦板３６Ａと１速出力ギヤ９Ａの接触面間の摩擦力を調整することが可能である。同様に、シフトリング３５で２速摩擦板３６Ｂを押圧して２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触させるときも、２速摩擦板３６Ｂと２速出力ギヤ９Ｂの接触面間の摩擦力を調整することが可能である。そのため、次変速段の２ウェイローラクラッチ１５Ａ（または１５Ｂ）の係合タイミングを高い精度で調節することが可能である。
【００８４】
また、この車両用モータ駆動装置Ａは、２速保持器２０Ｂをスライド可能に支持する２速保持器案内面２５Ｂに潤滑油の油出口が直接開口しているので、２速保持器２０Ｂの移動抵抗が極めて小さく、係合位置と中立位置の間で２速保持器２０Ｂが移動するときの２速保持器２０Ｂの動作が安定している。同様に、１速保持器２０Ａをスライド可能に支持する１速保持器案内面２５Ａにも潤滑油の油出口が直接開口しているので、１速保持器２０Ａの動作も安定している。
【００８５】
ところで、２速離反ばね４０Ｂは、図１１に示す２速ワッシャ４１Ｂを介さずに、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面で直接支持することも可能であるが、このようにすると、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面には、２速スイッチばね２１Ｂの延出部２８，２８が挿入される径方向溝３０があるので、その径方向溝３０の位置で２速離反ばね４０Ｂが支持されず、２速離反ばね４０Ｂのばね力の分布が周方向で不均一となり、その結果、２速摩擦板３６Ｂが２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触したときの接触面間の摩擦力も周方向で不均一となり、次変速段の２ウェイローラクラッチ１５Ａ（または１５Ｂ）の係合タイミングが不安定となる可能性がある。
【００８６】
これに対し、上記車両用モータ駆動装置Ａは、２速カム部材１７Ｂの軸方向端面に２速ワッシャ４１Ｂを設けているので、２速離反ばね４０Ｂが２速ワッシャ４１Ｂを介して全周にわたって支持され、２速離反ばね４０Ｂのばね力の分布が周方向で均一となり、その結果、２速摩擦板３６Ｂが２速出力ギヤ９Ｂの側面に接触したときの接触面間の摩擦力も周方向で均一となる。１速カム部材１７Ａの軸方向端面に設けた１速ワッシャ４１Ａについても同様である。そのため、次変速段の２ウェイローラクラッチ１５Ａ（または１５Ｂ）の係合タイミングが安定したものとなる。
【００８７】
また、この車両用モータ駆動装置Ａは、１速出力ギヤ９Ａの１速入力ギヤ８Ａと実際に噛合する部分が軸受１４Ａと軸直角方向に重なる配置なので、１速の２ウェイローラクラッチ１５Ａが係合解除した状態で１速出力ギヤ９Ａが空転するときに、軸受１４Ａを傾斜させるモーメント荷重が作用しにくく、軸受１４Ａの動力損失が低い。同様に、２速出力ギヤ９Ｂの２速入力ギヤ８Ｂと実際に噛合する部分が軸受１４Ｂと軸直角方向に重なる配置なので、２速出力ギヤ９Ｂを支持する軸受１４Ｂの動力損失が低い。
【００８８】
また、この車両用モータ駆動装置Ａは、２速保持器２０Ｂが軸方向の両端で支持されている。すなわち、２速保持器２０Ｂの一端の内向きフランジ部２４が２速保持器案内面２５Ｂで支持され、２速保持器２０Ｂの他端が２速摩擦板３６Ｂの円弧状の開口部３９の周縁で支持されている。そのため、２速保持器２０Ｂが中立位置と係合位置の間で周方向に移動するときに、２速保持器２０Ｂがこじれることなく円滑に移動する。１速保持器２０Ａについても同様である。
【００８９】
なお、この車両用モータ駆動装置Ａを組み立てるに際しては、図１０に示すように、出力軸７上の各部品（１速出力ギヤ９Ａ、２速出力ギヤ９Ｂなど）を予め出力軸７に組み付けて出力軸ユニット６１を形成し、その出力軸ユニット６１の状態で出荷・搬送などを行ない、最終工程で出力軸ユニット６１をハウジング１０に組み付けるようにすると、組立作業性が向上する。
【符号の説明】
【００９０】
１        前輪
２        後輪
３        電動モータ
５        ディファレンシャルギヤ
６        入力軸
７        出力軸
８Ａ      １速入力ギヤ
８Ｂ      ２速入力ギヤ
９Ａ      １速出力ギヤ
９Ｂ      ２速出力ギヤ
１４Ａ，１４Ｂ  軸受
１５Ａ    １速の２ウェイローラクラッチ
１５Ｂ    ２速の２ウェイローラクラッチ
１６      円筒面
１７Ａ    １速カム部材
１７Ｂ    ２速カム部材
１８      カム面
１９      ローラ
２０Ａ    １速保持器
２０Ｂ    ２速保持器
２１Ａ    １速スイッチばね
２１Ｂ    ２速スイッチばね
２２      ポケット
２３      円筒部
２４      内向きフランジ部
２５Ａ    １速保持器案内面
２５Ｂ    ２速保持器案内面
２６      給油通路
２７      Ｃ形環状部
２８      延出部
２９      スイッチばね収容凹部
３０      径方向溝
３１      切欠き
３４      変速アクチュエータ
３５      シフトリング
３６Ａ    １速摩擦板
３６Ｂ    ２速摩擦板
３７      フランジ部
３８      案内ボス部
４０Ａ    １速離反ばね
４０Ｂ    ２速離反ばね
４１Ａ    １速ワッシャ
４１Ｂ    ２速ワッシャ
４２Ａ    １速離反ばね収容凹部
４２Ｂ    ２速離反ばね収容凹部
４３      シフト機構
４４      転がり軸受
４５      シフトスリーブ
４６      環状溝
４７      シフトフォーク
４９      シフトモータ
５２      予圧ばね
Ａ        車両用モータ駆動装置
Ｅ        エンジン
【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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