(57)【要約】【課題】自動車用駆動装置等の連結機構であって、解除時の引きずり抵抗を減らす。【解決手段】動力伝達経路連結機構であって、該連結機構は、ワンウエイクラッチ７４と、該ワンウエイクラッチ７４と並列に、ドッグ歯４４ａ、５８、５８ｃにスリーブ７０又はポール５２ｂを噛み合わせ可能な機械的連結・解除手段５２ａを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達経路連結機構であって、該連結機構は、ワンウエイクラッチと、該ワンウエイクラッチと並列に、ドッグ歯にスリーブ又はポールを噛み合わせ可能な機械的連結・解除手段を設けたことを特徴とする自動車用駆動装置の連結機構。
【請求項２】
前記動力伝達経路における前記連結機構の前記ワンウエイクラッチの前後いずれかに回転方向の遊びを設け、該遊びが前記ワンウエイクラッチの係合する回転方向に形成されるように弾性力で付勢する弾性体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば内燃機関と電気モーターの２種類の動力源を有する、いわゆるハイブリッド自動車の駆動装置の連結機構に関し、特にエンジンより入力される動力を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、複数のモーターを備えた自動車用駆動装置等の連結機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車用駆動装置等のブレーキやクラッチなどの連結機構としては、一般に多板ブレーキまたは多板クラッチが用いられている。（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，４７８，７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の自動車用駆動装置等の連結機構にあっては、これを締結しない空転時において引きずり抵抗が発生して燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
解決しようとする問題点は、空転時において引きずり抵抗が発生して、特に湿式の多板ブレーキを用いた場合に高速走行における燃費が悪化する点である。
本発明の目的は、自動車用駆動装置等に用いる連結機構にあって、高速走行時等に発生する引きずり抵抗を減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車用駆動装置等の連結機構は、動力伝達経路中に設けた連結機構であって、該連結機構は、ワンウエイクラッチと、該ワンウエイクラッチと並列に、ドッグ歯にスリーブ又はポールを噛み合わせ可能な機械的連結・解除手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自動車用駆動装置等の連結機構は、この連結機構による連結・解除により多様な動力の伝達を可能にしながら、解除時における引きずり抵抗を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図２】図１のＡ部の拡大断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した拡大断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。
【図５】実施例１の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図７】実施例２の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図８】本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図９】図８のＧ部の拡大断面図である。
【図１０】図９のＨ−Ｈ線に沿って切断した断面図である。
【図１１】実施例３の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図１３】実施例４の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図１５】本発明の実施例６に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図１６】本発明の実施例７に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【図１７】実施例７の自動車用駆動装置における作動表を示す図である。
【図１８】本発明の実施例８に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る連結装置を、自動車用駆動装置に適用した各実施例に基づき図とともに説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
実施例１の連結機構を備えた自動車用駆動装置は、エンジン１から駆動される入力軸１０と、該入力軸１０と同軸心上に設けられた出力軸１２を備えている。出力軸１２は図示しない差動装置などを介して自動車の車輪を駆動する。
入力軸１０と出力軸１２との間には、第１遊星歯車組２０、第２遊星歯車組３０、第３遊星歯車組４０の３つの遊星歯車組が配置してある。第１遊星歯車組２０と、第２遊星歯車組３０と、第３遊星歯車組４０は、いずれも一般的にシングルピニオン型と呼ばれるもので、それぞれが同様の構成になっている。
【００１１】
すなわち、第１遊星歯車組２０は、第１サンギヤ２２と、第１リングギヤ２４と、第１サンギヤ２２および第１リングギヤ２４に噛み合った複数の第１ピニオン２６を回転自在に軸支する第１キャリア２８と、の３つの回転要素で構成され、動力分割遊星歯車組を構成する。
また、第２遊星歯車組３０は、第２サンギヤ３２と、第２リングギヤ３４と、第２サンギヤ３２および第２リングギヤ３４に噛み合った複数の第２ピニオン３６を回転自在に軸支する第２キャリア３８と、の３つの回転要素で構成され、入力歯車群を構成している。
同様に第３遊星歯車組４０は、第３サンギヤ４２と、第３リングギヤ４４と、第３サンギヤ４２および第３リングギヤ４４に噛み合った複数の第３ピニオン４６を回転自在に軸支する第３キャリア４８と、の３つの回転要素で構成され、減速歯車を構成している。
【００１２】
次に、上記各回転要素と他の回転メンバーとの連結関係を説明する。
入力軸１０は、第２キャリア３８と連結している。
第２サンギヤ３２はブレーキ５０によりケース（静止部）５２に固定可能であるとともに、第１ワンウエイクラッチ５４により一方の回転方向にのみにおいて第２リングギヤ３４と連結可能である。また第２リングギヤ３４は第１リングギヤ２４と連結している。
第１サンギヤ２２は第１Ｍ／Ｇ５６と連結している。
第１キャリア２８は第３キャリア４８と連結するとともに出力軸１２と連結している。
第３サンギヤ４２は第２Ｍ／Ｇ５８と連結するとともに、クラッチ６０と第２リングギヤ３４を介して第１リングギヤ２４と連結可能である。
【００１３】
第３リングギヤ４４は第２ワンウエイクラッチ７４を介して一方の回転方向にのみにおいてケース５２に固定可能であるとともに、回転方向に関わらず固定装置５２ａにより機械的に固定可能である。
すなわち、固定装置５２ａは、第３リングギヤ４４の外周に形成したドッグ歯溝４４ａにポール５２ｂを係合することにより、第３リングギヤ４４をケース５２に固定することができる。
また、第２ワンウエイクラッチ７４は、第３リングギヤ４４のエンジン１の回転方向と逆方向の回転を阻止するようになっている。
なお、第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグ歯溝４４ａは本発明のドッグ歯を構成し、また固定装置５２ａは本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
【００１４】
ここで、前述の第１ワンウエイクラッチ５４は第１締結要素を、またブレーキ５０は第２締結要素を、それぞれ構成する。また、第１ワンウエイクラッチ５４およびブレーキ５０は、これらを同時締結することで第１リングギヤをケース５２に固定する固定手段をも構成する。
【００１５】
なお、第１ワンウエイクラッチ５４は、第２サンギヤ３２が第１リングギヤ２４に対してエンジン１の回転方向と同じ方向に相対回転するのを係止（係合）するようになっているもので、周知の機械式のものを用いる。
したがって、入力軸１０と連結した第２キャリア３８がエンジン１に駆動され、ブレーキ５０が解放されていて第２サンギヤ３２がエンジン１の回転方向と同じ方向回転しようとすると第１ワンウエイクラッチ５４により第１リングギヤ２４に係止され、第２遊星歯車組３０が一体になる。
【００１６】
これとは逆に、第２リングギヤ３４がエンジン１の回転方向と逆の方向に回転しようとした場合も、第２サンギヤ３２との間で第１ワンウエイクラッチ５４が係合して、第２遊星歯車組３０が一体になる。
また、第１ワンウエイクラッチ５４は上記に限らず、第２キャリア３８と第２サンギヤとの間、または第２キャリア３８と第２サンギヤ３２との間に設けても同様の機能を果たすことができる。
【００１７】
ここで、固定装置５２ａを解除する場合の作動を、図２乃至図４とともに説明する。
なお、以下の説明ではエンジン１の回転方向と同じ方向の回転を「正回転」、その逆を「逆回転」と定義する。
一般にワンウエイクラッチと並行して機械的な噛み合いを設けると、機械的な噛み合いを解除するのに大きな力が必要になるとともに、噛み合いが外れる瞬間に衝撃が生じることがある。
【００１８】
すなわち、対象物（この場合は第３リングギヤ４４）に作用するトルクを、一方の回転方向はでワンウエイクラッチで受け、他方の回転方向では機械的な噛み合いで受けると、機械的な噛み合いで受けた後に対象物に作用するトルクがなくなっても、ワンウエイクラッチと機械的な噛み合いの両者間でトルクが残留することになる。
このため、機械的な噛み合いを解除する際に、その残留トルクに抗して外す必要があるからである。以下の説明はその解除を容易にするための構成と作用である。
【００１９】
図２は図１のＡ部の断面を示す拡大図であり、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を示す拡大図である。また、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面を示す図である。
図２において、第３リングギヤ４４の外周には固定装置５２ａのポール５２ｂが係合するドッグ歯溝４４ａと第２ワンウエイクラッチ７４のスプラグ７４ａが接する外周面４４ｂ、が形成されている。なお、図２は、図４のようにポール５２ｂの歯５２ｅがドッグ歯溝４４ａに係合している状態を示す。
【００２０】
図４において、第３リングギヤ４４の外周に形成されたドッグ歯溝４４ａに、固定装置５２ａの内側に形成された歯５２ｅが噛み合っている。ポール５２ｂは、ケース５２にピン５２ｄによって係止されており、ピン５２ｄを中心に揺動可能である。したがって、図４の状態からポール５２ｂが時計回り方向に揺動するとドッグ歯溝４４ａとの噛み合いが外れる。
【００２１】
第２ワンウエイクラッチ７４は、第３リングギヤ４４とアウターリング７４ｂとの間に楔作用をするスプラグ７４ａがあり、第３リングギヤ４４が正回転するのは自由であるが、逆回転するのをスプラグ７４ａの楔作用で阻止する。
図２、図３に見るように、アウターリング７４ｂの外側に形成されたスプライン歯７４ｃがケース５２に形成されたスプライン溝５２ｃに係合している。スプライン歯７４ｃとスプライン溝５２ｃとの間にはスプリング７２が挿入されているとともに、回転方向に「Ｄ」で示す回転量の遊びがある。
【００２２】
スプリング７２は板バネであり、本発明の弾性体を構成する。スプリング７２は、図２に示すリング部７２ａがアウターリング７４ｂに対応したリング状になっている。リング部７２ａの半径方向最外部分からスプライン溝５２ｃとスプライン歯７４ｃの径方向の隙間に外周部分７２ｂが入り込み、図３に見るように外周部分７２ｂの一端側部分から半径方向内側方向に曲げられた舌部７２ｃが、スプライン歯７４ｃを回転方向に押圧するように形成されている。
そのため、舌部７２ｃの弾性でスプライン歯７４ｃがスプライン溝５２ｃの左側（反時計回り方向）へ寄せられている。そして、第２ワンウエイクラッチ７４が第３リングギヤ４４の逆回転を阻止する際には、舌部７２ｃをたわませて遊びＤを詰めるようになっている。
【００２３】
図４のように、固定装置５２ａの互いに噛み合っているドッグ歯溝４４ａと歯５２ｅの間にも回転方向に若干の遊び（隙間）が存在するとともに、ドッグ歯溝４４ａと歯５２ｅの歯面形状や、ドッグ歯溝４４ａの先端の面取りＥや歯５２ｅの先端の面取りＦなどの影響で、両者が噛み合う際や、これを解除する際に第３リングギヤ４４が僅かに回転する。この回転量を上述の回転量Ｄに相当する値として「Ｇ」と定義する。
【００２４】
この両者が噛み合った状態で第３リングギヤ４４にトルクが作用して、それが正回転方向であれば固定装置５２ａによって回転を阻止され、逆回転方向であった場合に第２ワンウエイクラッチ７４がこれを阻止する。
このため、正回転方向のトルクが作用して固定装置５２ａによって回転を阻止された後に、固定装置５２ａの噛み合いを解除するには第３リングギヤ４４が逆回転方向に最大、回転量Ｇだけ回転すれば、ポール５２ｂの噛み合いがスムーズに外れることができる。
したがって、回転量Ｄを回転量Ｇより大きく設定しておくことにより、ポール５２ｂを揺動させて歯５２ｅがドッグ歯溝４４ａから外れる際に、舌部７２ｃの弾性力に打ち勝つだけの力があればよく、衝撃も起きない。
【００２５】
次に、図１に示した連結機構を備えた自動車用駆動装置の作動を、図５に示した作動表を参考にしながら説明する。
図５の作動表において、縦方向にこれから説明する走行モードと各駆動モードを割り当て、横方向にはブレーキなどの締結要素とＭ／Ｇをそれぞれ割り当ててある。すなわち、クラッチ６０を「Ｃ」、ブレーキを「Ｂ」、固定装置５２ａを「Ｌ」、第１ワンウエイクラッチ５４を「ＯＷＣ１」、第２ワンウエイクラッチ７４を「ＯＷＣ２」、第１Ｍ／Ｇ５６を「Ｍ／Ｇ１」、第２Ｍ／Ｇ５８を「Ｍ／Ｇ２」とした。
【００２６】
表中の○印はクラッチ６０などの締結要素にあっては締結・係合を表し、第１Ｍ／Ｇ５６、第２Ｍ／Ｇ５８にあっては駆動を表し、△印は第１Ｍ／Ｇ５６、第２Ｍ／Ｇ５８において発電を表している。また、第１Ｍ／Ｇ５６、第２Ｍ／Ｇ５８における−印は停止可能であることを表す。
【００２７】
なお、図示は省略するが図１に示した自動車用駆動装置は、これを作動させるため、必要に応じて油圧ポンプ、バッテリー、各種センサ、コントローラー、アクチュエーターなどを備えており、以下の作動はコントローラーの指示に基づいて行われる。
さらに、各遊星歯車組の歯数比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を、第１遊星歯車組２０にあってはα１、第２遊星歯車組３０にあってはα２、第３遊星歯車組４０にあってはα３とする。
【００２８】
始めに、バッテリーに蓄えた電力のみを動力源として、電気自動車（ＥＶ）として走る、ＥＶ走行について説明する。
ＥＶ走行は、前進のＥ−１モード乃至Ｅ−４モードと、後進のＥ−Ｒモードの、計５種類の駆動モードがある。
Ｅ−１モードは、第２Ｍ／Ｇ５８のみを使った駆動である。つまり、第３リングギヤ４４が第２ワンウエイクラッチ７４により逆回転方向の回転を阻止されているので、第２Ｍ／Ｇ５８が第３サンギヤ４２を正回転方向に駆動することで出力軸１２と連結した第３キャリア４８を減速駆動する。
この場合の出力トルクＴｏは、第２Ｍ／Ｇ５８のトルクをＴ２とした場合、Ｔ２（１＋α３）／α３である。このとき第１Ｍ／Ｇ５６は停止していることができる。
【００２９】
次に、Ｅ−２モードは、第２締結要素であるブレーキ５０の締結と、第１締結要素である第１ワンウエイクラッチ５４の締結により行う。これにより、第２遊星歯車組３０は一体になってケース５２に固定されるので、第１Ｍ／Ｇ５６が第１遊星歯車組２０を介して出力軸１２を減速駆動する。
この場合の出力トルクＴｏは、第１Ｍ／Ｇ５６のトルクをＴ１とした場合、Ｔ１（１＋α１）／α１である。このとき第２ワンウエイクラッチ７４の係合は自動的に解除されるので、第３リングギヤ４４は正回転可能であり、第２Ｍ／Ｇ５８は停止していることができる。
【００３０】
次に、Ｅ−３モードは、ブレーキ５０を締結し第２ワンウエイクラッチ７４が係合することで駆動する。この場合、第１ワンウエイクラッチ５４も自動的に締結され、上記のＥ−１モードとＥ−２モードを合わせた駆動になる。したがって、この場合の出力トルクＴｏは、Ｔ１（１＋α１）／α１＋Ｔ２（１＋α３）／α３である。
【００３１】
次に、Ｅ−４モードは、ブレーキ５０を解除してクラッチ６０を締結して駆動する。
これにより、第２Ｍ／Ｇ５８が第１リングギヤ２４と連結されるので、出力軸１２は第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８とにより協調して駆動されるようになる。この場合の出力トルクＴｏは、Ｔ１＋Ｔ２である。
したがって、いずれも減速駆動のＥ−１モード乃至Ｅ−３モードは、低速から中速の走行に適し、Ｅ−４モードは高速走行に適している。特にＥ−１モード乃至Ｅ−３モードは自動車の走行負荷などに応じて自由に切り替えて駆動することができる。
また、Ｅ−１モード乃至Ｅ−３モードは、第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８の容量を異なるものとした場合、それぞれの単独での駆動と、両方同時の駆動の計３種類の容量のＭ／Ｇで減速駆動できるので、自動車の走行負荷などに応じた最適の駆動モードの選択ができる。
【００３２】
次にＥＶ走行で後進するＥ−Ｒモードについて説明する。
Ｅ−Ｒモードは、固定装置５２ａを係合することで第３リングギヤ４４をケース５２に固定するとともに、クラッチ６０を締結する。
これにより、第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８の両者による後進駆動が可能である。
Ｅ−Ｒモードの出力軸トルクは、−（Ｔ１／α１＋Ｔ２）｛（１＋α３）／α３｝＋Ｔ１（１＋α１）／α１である。
【００３３】
続いて、前進走行中においてエンジン１が停止した状態で、第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８のいずれも駆動せずに惰行するか、あるいはいずれかが発電して自動車を制動する作用について説明する。この走行は作動表のＥＢ欄に記載してある。
【００３４】
ＥＢ走行はＥ−４モードと同じ締結関係であり、第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８の両方での発電を行う。この場合の出力トルクも、発電と駆動の違いはあるが、Ｅ−４モードと同様である。Ｂ−１モードは高速走行から低速まで幅広い走行をカバーし、制動力の制御も自由度が高い。
ＥＢ走行で発電した電力は、バッテリーに蓄えて次の加速等に使うことにより、いわゆるエネルギー回生を行って自動車の電力消費を少なくする。
【００３５】
次に、エンジン１を始動して第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８の両者を併用して走行するハイブリッド自動車（ＨＶ）として走る、ＨＶ走行について説明する。
ＨＶ走行は、バッテリーの充電量が少なくなった場合の一般走行や、ＥＶ走行では得られない大きな駆動力を要する加速または登坂、および高速走行等において用いる。
【００３６】
始めにエンジン１の始動について説明する。
自動車が停止中または低速走行中のエンジン１の始動は、ブレーキ５０を締結した上で、第１Ｍ／Ｇ５６に電力を供給して逆回転させる。これにより第１遊星歯車組２０の作用で第１リングギヤ２４と第２リングギヤ３４が正回転し、第２遊星歯車組３０の作用で第２キャリア３８が減速駆動され、これと連結したエンジン１が正回転する。そこで、燃料供給や点火動作などの一般的な方法でエンジン１が始動する。
このエンジン１の始動中に、第１Ｍ／Ｇ５６による駆動で第１キャリア２８に逆回転方向のトルクが作用するので、これによる自動車の後進を防ぐために第２Ｍ／Ｇ５８に正回転方向のトルクを出させる。
むろん、第２Ｍ／Ｇ５８の駆動によるＥ−１モードで前進駆動中に、第１Ｍ／Ｇ５６による駆動でエンジン１を始動することができる。
【００３７】
また、自動車が一定速以上の速度で走行中のエンジン１の始動にあっては、上記のＥＢ走行にして、第２リングギヤ３４が正回転しているので、ブレーキ５０で第２サンギヤ３２を制動することでエンジン１を減速回転させて行う。このとき、ブレーキ５０は締結（第２サンギヤ３２の固定）ではなく、制動力の付与（第２サンギヤ３２の制動回転）でよい。
【００３８】
エンジン１が始動した後は、自動車の速度等に応じてＨ−１モード（ＨＶ走行での低速モード）乃至Ｈ−２モード（同、中速モード）へ移行する。
はじめに、Ｈ−１モードは第１ワンウエイクラッチ５４と第２ワンウエイクラッチ７４の係合で駆動する。すなわち、エンジン１により入力軸１０が正回転すると、第１ワンウエイクラッチ５４の係合で第２遊星歯車組３０が入力軸１０と一体になって、第１リングギヤ２４を駆動する。
第１リングギヤ２４は第１遊星歯車組２０において出力軸１２と一体の第１キャリア２８を減速駆動するとともに、その反力トルクで第１Ｍ／Ｇ５６を逆回転させ発電させる。すなわち、ここでエンジン１のトルクは第１キャリア２８を機械的に減速駆動するトルクと第１Ｍ／Ｇ５６に発電させるトルクとに分割される。
【００３９】
そして、第１Ｍ／Ｇ５６が発電した電力を第２Ｍ／Ｇ５８に供給してＥ−１モードと同様に第３遊星歯車組４０を介して出力軸１２を減速駆動する。このとき、出力軸１２のトルクＴｏは、Ｔ１（１＋α１）／α１＋Ｔ２（１＋α３）／α３であり、他方エンジン１のトルクをＴｅとすると、Ｔｏ＝Ｔｅ（１＋α１）＋Ｔ２（１＋α３）／α３でもある。
Ｈ−１モードにおいて車速が上昇していくと、第１サンギヤ２２とともに第１Ｍ／Ｇ５６がごく低速回転になって発電効率が悪い運転域になるので、そうなる前にＨ−２モードへ切り替える。
【００４０】
Ｈ−２モードは、ブレーキ５０を締結することで駆動する。これにより、Ｈ−１モードにおいて入力軸１０と同じ回転速度であった第１リングギヤ２４が、第２遊星歯車組３０によって増速駆動されるようになる。
したがって、出力軸１２の回転速度を切り替え前と同じとした場合、第１サンギヤ２２と第１Ｍ／Ｇ５６の回転速度が上昇し、上記の発電効率が悪い運転域から脱する結果、動力伝達効率が向上する。
このとき、出力軸１２のトルクＴｏは、Ｔ１（１＋α１）／α１＋Ｔ２（１＋α３）／α３であり、他方エンジン１のトルクをＴｅとすると、Ｔｏ＝Ｔｅ（１＋α１）／（１＋α２）＋Ｔ２（１＋α３）／α３でもある。
【００４１】
続いてＨ−３モードは、ブレーキ５０の締結を解除してクラッチ６０を締結する結果、エンジン１により入力軸１０が正回転すると、第１ワンウエイクラッチ５４の作用で、第２遊星歯車組３０が入力軸１０と一体になって第２Ｍ／Ｇ５８および第１リングギヤ２４を駆動する。
このとき、エンジン１のトルクＴｅは第２Ｍ／Ｇ５８を駆動するトルクと第１リングギヤ２４を駆動するトルクとに分割される。
これにより第２Ｍ／Ｇ５８が発電し、その電力を第１Ｍ／Ｇ５６に供給して第１サンギヤ２２を駆動する。したがって、出力軸１２はエンジン１のトルクの一部で駆動される第１リングギヤ２４と第１Ｍ／Ｇ５６とに駆動される。
このとき、出力軸１２のトルクはＴｅ＋Ｔ１−Ｔ２であり、Ｔ１（１＋α１）／α１でもある。
【００４２】
なお、エンジン１のトルクＴｅのうち、分割されて第１リングギヤ２４を駆動するトルクは、第１Ｍ／Ｇ５６が第１サンギヤ２２を駆動するトルクの反力として第１リングギヤ２４に作用するトルク、Ｔ１／α１である。
Ｈ−３モードにおいて車速が上昇すると、第１Ｍ／Ｇ５６の回転速度が上がって、第１Ｍ／Ｇ５６の駆動効率が悪い運転域になるので、そうなる前にＨ−４モードへ切り替える。
【００４３】
Ｈ−４モードは、クラッチ６０とともにブレーキ５０を締結して駆動する。
その結果、入力軸１０の回転は第２遊星歯車組３０において増速され、第２Ｍ／Ｇ５８と第１リングギヤ２４とを（１＋α２）倍の回転速度で駆動する。
したがって、出力軸１２の回転速度を切り替え前と同じとした場合、第２サンギヤ３２と第２Ｍ／Ｇ５８の回転速度が低下し、上記の発電効率が悪い運転域から脱する結果、動力伝達効率が向上する。
これにより、Ｈ−３モードと同様に、第２Ｍ／Ｇ５８が発電し、その電力を第１Ｍ／Ｇ５６に供給して第１サンギヤ２２を駆動する。したがって、出力軸１２はエンジン１のトルクの一部で駆動される第１リングギヤ２４と第１Ｍ／Ｇ５６とに駆動される。
このとき、出力軸１２のトルクはＴｅ／（１＋α２）＋Ｔ１−Ｔ２であり、Ｔ１（１＋α１）／α１でもある。
【００４４】
以上のＨ−１モード乃至Ｈ−４モードはいずれも、動力分割遊星歯車組である第１遊星歯車組２０において、エンジン１のトルクの一部を機械的に、残りを電気的に出力軸１２に伝えて駆動するので、常に機械的な動力伝達比率が高く、したがって動力伝達効率が高い。
それに加えて、上記したように発電効率や駆動効率の悪い運転領域を回避した駆動ができるのが特徴である。
【００４５】
次にＨＶ走行の後進であるＨ−Ｒモードについて説明する。
エンジン１を回転させての後進は、固定装置５２ａにより第３リングギヤ４４をケース５２に固定して駆動する。
そして、後述するようにＨ−２モードと同様の連結にして駆動する。その場合、第２Ｍ／Ｇ５８の回転方向が逆になるだけで、作動は実質的にＨ−２モードの場合と同様である。
つまり、例えば前進のＨ−１モードと同じ連結関係にして第２Ｍ／Ｇ５８の回転方向を逆にした場合の出力軸１２のトルクは、Ｔｅ（１＋α１）−Ｔ２（１＋α３）／α３であるのに対して、図５のＨ−Ｒモードに書いたようにＨ−２モードと同じ締結にした場合の出力軸１２のトルクは、Ｔｅ（１＋α１）／（１＋α２）−Ｔ２（１＋α３）／α３となるので、後進方向の駆動力は後者の方が大きい。
【００４６】
すなわち、エンジン１のトルクのうち機械的に伝達するトルクは常に前進方向のトルクであるので、これを少なくした方が後進駆動トルクを大きく確保できる。
したがって、バッテリーの残量が少ない場合などの後進には、Ｈ−２モードと同じ締結のＨ−Ｒモードが適している。
なお、上記のＨＶ走行は第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８のいずれか一方が発電した電力を他方に供給して駆動する前提で説明したが、これに限ることなく発電した電力の一部をバッテリーの充電にあててもいいし、発電した電力にバッテリーから追加して供給して駆動することもできる。
【００４７】
以上説明したように、本実施例１の連結機構を備えた自動車用駆動装置は、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列に固定装置５２ａを設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
【００４８】
そして、第２ワンウエイクラッチ７４とケース５２との間のスプライン歯７４ｃとスプライン溝５２ｃとの間に、回転方向に回転量「Ｄ」の遊びを設けるとともに、スプリング７２を挿入してスプライン歯７４ｃを回転方向に押圧するように形成し、第２ワンウエイクラッチ７４が第３リングギヤ４４の逆回転を阻止する際には、スプリング７２の舌部７２ｃをたわませて遊びＤを詰めるようにしたため、固定装置５２ａの係合を解除するのがスムーズにできる。
【００４９】
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に第１固定装置５２ａを設けたことによるものである。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明の実施例２の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図６は、本発明の実施例２に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００５１】
実施例２における実施例１との違いは、実施例１における第２遊星歯車組３０がないことである。また、第１遊星歯車組２０と第３遊星歯車組４０の軸方向の位置関係が入れ替わっている。そして、第１遊星歯車組２０と第３遊星歯車組４０のキャリア同士は第１キャリア２８として一体になっている。
各回転メンバーの連結関係は次のようになっている。
入力軸１０は第１クラッチ６０を介して第１リングギヤ２４と連結可能であり、第２Ｍ／Ｇ５８は第３リングギヤ４４と連結するとともに、第２クラッチ６８により第１リングギヤ２４と連結可能である。第１キャリア２８は出力軸１２と連結している。
【００５２】
第３サンギヤ４２はクラッチ７４を介して一方の回転方向にのみにおいてケース５２に固定可能であるとともに、回転方向に関わらず固定装置５２ａにより機械的に固定可能である。
なお、第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、また固定装置５２ａは本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
第２ワンウエイクラッチ７４と固定装置５２ａの詳細は実施例１で説明したのと同様である。その他の構成と連結関係は、実施例１と同様であり、説明を省略する。
なお、第１遊星歯車組２０の歯数比α１を第３遊星歯車組４０の歯数比α３と同じか、それよりも大きな値に設定することが望ましい。
【００５３】
続いて実施例２の作動を、図７に示した作動表を参考にしながら説明する。
図７は、第１クラッチ６０を「Ｃ１」、第２クラッチ６８を「Ｃ２」、固定装置５２ａを「Ｌ」、第２ワンウエイクラッチ７４を「ＯＷＣ」とした以外は実施例１の図５と書き方は同様である。
始めに、ＥＶ走行のＥ−１モードは実施例１と同様であり、Ｅ−２モードは第２クラッチ６８の締結で行うが、実施例１のＥ−４モードと実質的に同様である。Ｅ−１モードは低速走行に、Ｅ−２モードは中速から高速走行に適している。
Ｅ−Ｒモードは第２クラッチ６８の締結で行うが、実施例１と実質的に同様である。
なお、ＥＶ走行の後進は、Ｅ−２モードと同じ締結にした上で、両Ｍ／Ｇ５６、５８を逆回転駆動させて行うこともできる。
ＥＢ走行も第２クラッチ６８の締結で行うが、実施例１と実質的に同様であり、高速から低速まで幅広い制動力を得ることができる。
【００５４】
次にＨＶ走行のＨ−１モードは第１クラッチ６０の締結で駆動するが、実質的に実施例１と同様である。
Ｈ−２モードは第１クラッチ６０、第２クラッチ６８の締結に加えて第２ワンウエイクラッチ７４による第３リングギヤ４４の固定により、入力軸１０と出力軸１２とは機械的に連結される。その変速比（入力軸１０の回転速度／出力軸１２の回転速度）は１＋α３である。
前述のように、第１遊星歯車組２０の歯数比α１を第３遊星歯車組４０の歯数比α３よりも大きな値に設定した場合、Ｈ−１モードでは第１Ｍ／Ｇ５６は逆回転して発電していたが、Ｈ−２モードにおいては正回転するので第１Ｍ／Ｇ５６に電力を供給して駆動させてもよい。むろん、その電力は第２Ｍ／Ｇ５８の発電により得てもいいし、バッテリーから供給してもよい。また、両Ｍ／Ｇ５６、５８は発電・駆動のいずれもしないでも駆動可能である。
【００５５】
続くＨ−３モードは、第１クラッチ６０、第２クラッチ６８の締結は維持して、第２ワンウエイクラッチ７４による第３リングギヤ４４の固定を解除して駆動する。
すなわち、Ｈ−２モードの状態から第１Ｍ／Ｇ５６の回転速度が上昇すれば、第２ワンウエイクラッチ７４による固定は自動的に解除されＨ−３モードに移行する。
Ｈ−３モードは実施例１のＨ−４モードと実質的に同様である。
Ｈ−１モードは低速走行に、Ｈ−２モードは中継的に用い、Ｈ−３モードは中速から高速走行に適している。
Ｈ−Ｒモードは第１クラッチ６０と固定装置５２ａを締結して行う。出力軸１２のトルクはＴｅ（１＋α１）−Ｔ２（１＋α３）／α３である。
【００５６】
実施例２の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列に固定装置５２ａを設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に第１固定装置５２ａを設けたことによるものである。
【００５７】
そして、図６で分かるように、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、歯車やワンウエイクラッチのような潤滑を必要とする構成要素と隔離した場所に配置することが可能である。したがって、乾式クラッチにすることが容易である。
この場合、さらに、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８をスプリングの張力で常に締結する構成にして、締結を解除するときだけアクチュエーターで操作するようにすれば、一般的な自動変速機などが有する油圧ポンプを用いないで済ませることができる。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明の実施例３の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図８は、本発明の実施例３に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００５９】
実施例３における実施例１との違いは、第１に、出力軸１２が入力軸１０と平行に設けられており、第１キャリア２８と出力軸１２との間を伝達歯車２８ａ、１２ａとで連結していることである。
第２の違いは入力変速歯車群と減速歯車に遊星歯車を用いていない点である。すなわち、入力変速歯車群は、入力軸１０と平行に設けたカウンタ軸６２との間に、入力歯車６４ａ、６４ｂ、および駆動歯車６６ａ、６６ｂの、計４枚のいわゆる平行軸歯車で構成されており、第１クラッチ６０を介して第１リングギヤ２４を駆動可能である。
【００６０】
そして、第２Ｍ／Ｇ５８が駆動軸５８ｅと第２ワンウエイクラッチ７４および第１減速歯車５８ａ、伝達歯車１２ａを介して出力軸１２を減速駆動可能であるとともに、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に設けたドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０を介して出力軸１２を駆動可能である。
なお、ドッグクラッチ５８は本発明のドッグ歯を構成し、また第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０は本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
すなわち、スリーブ７０は第１減速歯車５８ｂに形成したスプライン５８ｄと常時噛み合って軸方向に移動可能であり、スリーブ７０を左側へ移動してドッグクラッチ５８ｃと噛み合わせると駆動軸５８ｅと第１減速歯車５８ｂとが機械的に連結される。
【００６１】
第１減速歯車５８ａと伝達歯車１２ａは、減速歯車を構成する。
さらに、第２Ｍ／Ｇ５８は第２クラッチ６８と第２減速歯車５８ｂを介して入力歯車６４ｂを駆動可能であり、カウンタ軸６２および駆動歯車６６ａ、６６ｂを介して第１リングギヤ２４を減速駆動することができる。
図５では、第２減速歯車５８ｂと入力歯車６４ｂが離れて描かれているが、実際は両者が噛み合う位置関係になっている。
さらに、出力軸１２は油圧ポンプ２を駆動可能になっている。
【００６２】
入力変速歯車群を含めて各回転メンバーの連結関係は以下のようになっている。
入力軸１０は第１ワンウエイクラッチ５４を介して第１リングギヤ２４を駆動可能である。この場合、エンジン１が正回転方向に駆動する方向にのみ第１ワンウエイクラッチ５４が係合する。なお、第１クラッチ６０および第１ワンウエイクラッチ５４は、これらが同時締結することで第１リングギヤ２４をケース５２に固定する。
【００６３】
入力軸１０はまた、第１クラッチ６０を介して入力歯車６４ａと連結可能であり、入力歯車６４ａは相手の入力歯車６４ｂ、カウンタ軸６２、駆動歯車６６ａ、６６ｂを介して第１リングギヤ２４を増速駆動可能になっている。すなわち、入力歯車６４ａ、６４ｂと駆動歯車６６ａ、６６ｂの各歯数は増速比になるようにそれぞれ設定されている。その他の連結関係は基本的に実施例１と同様である。
【００６４】
ここで、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に設けた機械的な連結手段であるドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０について説明する。
すなわち、実施例１でも説明したように、ドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０を噛み合わせてトルクを伝達した後に、これを解除する際に大きな力が必要になり、衝撃が生ずることがある。
したがって、ここでも第２ワンウエイクラッチ７４に実施例１で説明したような遊びと弾性体が設けてあるが図示は省略する。なお、遊びと弾性体を設ける部位は、第２ワンウエイクラッチ７４と第１減速歯車５８ａの間、および第２ワンウエイクラッチ７４と駆動軸５８ｅとの間のいずれでもよい。
【００６５】
一方、実施例１における固定装置５２ａに相当するのが、ドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０であり、これを図９および図１０で説明する。
ドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
図９は図８におけるＧ部の断面を表し、図１０は図９のＨ−Ｈ線に沿って切断した断面を表す。
前述のように、スリーブ７０のスプライン７０ａは第１減速歯車５８ａに形成したスプライン５８ｄと常時噛み合っている。スリーブ７０が左側へ移動するとドッグクラッチ５８ｃの外周に形成したスプライン５８ｆとスプライン７０ａが噛み合ってトルクを伝達する。
【００６６】
実施例でも説明したように、スプライン５８ｅとスプライン７０ａの両者が噛み合い始めてから係合が終わるまでの駆動軸５８ｅとスリーブ７０との相対回転が、第２ワンウエイクラッチ７４に付随して設けた遊びを詰める回転方向側に小さいことが重要である。そのために、図１０に示すように、スプライン５８ｅとスプライン７０ａの先端同士５８ｇと７０ｂは互いに一方向の面取りになっている。
【００６７】
続いて実施例３の作動を、図１１に示した作動表を参考にしながら説明する。
図１１は、第１クラッチ６０を「Ｃ１」、第２クラッチ６８を「Ｃ２」、スリーブ７０を「Ｓ」とした以外は実施例１の図５と同様である。
また、各締結要素は実施例１におけるクラッチ６０「Ｃ」の機能を第２クラッチ６８「Ｃ２」が、ブレーキ５０の機能を第１クラッチ６０「Ｃ１」が、固定装置「Ｌ」の機能をスリーブ「Ｓ」が、それぞれ果たしており、これらの締結要素の組み合わせの関係は実質的に実施例１と同様である。
唯一、機能的に異なるのは第２減速歯車５８ｂが入力歯車６４ｂと噛み合って、第１リングギヤ２４を減速駆動するようになっている点である。
【００６８】
また、各駆動モードにおける出力軸１２のトルクであるが、入力変速歯車群と減速歯車に遊星歯車を用いていないので、上記した伝達歯車２８ａ、１２ａと、入力変速歯車群を構成する入力歯車６４ａ、６４ｂ、および駆動歯車６６ａ、６６ｂと、第１、第２減速歯車５８ａ、５８ｂとそれぞれの相手歯車１２ａ、６４ｂの、各歯数比が出力軸トルクに影響することが異なるのみで、実質的に実施例１と同様であるので、詳細の説明を省略する。
【００６９】
ここで、油圧ポンプ２の役割について説明する。
実施例１の作動の部分に記したように、ＥＶ走行においてはエンジン１が回転しておらず、ＨＶ走行に切り替わって初めて始動されて回転する。自動車の運転条件にもよるが、ＥＶ走行を長時間行った後にＨＶ走行に切り替わり、急に高負荷の運転を余儀なくされる場合が考えられ、エンジン１にとって潤滑面で厳しい状態になる可能性がある。
そこで、ＥＶ走行をしている間に出力軸１２で駆動する油圧ポンプ２でエンジン１の潤滑回路にエンジンオイルを循環させて、予備的に潤滑を行っておくことができるようになっている。
【００７０】
図示は省略したが、吐出管２ｂ側に電磁バルブなどを設けて、時々油圧を発生させることも可能である。むろん、エンジン１自体にも図示しない潤滑ポンプを有しているので、油圧ポンプ２はあくまでも補助的な潤滑を行うものである。
また、油圧ポンプ２の駆動は出力軸１２に限ることなく、他の回転メンバーで駆動してもよいし、専用の小型モーターで駆動してもよい。重要なことはＥＶ走行をしている間にエンジン１を予備的に潤滑できるようにすることである。
【００７１】
実施例３の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
そして、第２ワンウエイクラッチ７４と第１減速歯車５８ａの間、および第２ワンウエイクラッチ７４と駆動軸５８ｅとの間のいずれかに回転方向の遊びを設けることにより、スリーブ７０の係合を解除するのがスムーズにできる。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【００７２】
そして、図８で分かるように、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、歯車やワンウエイクラッチのような潤滑を必須とする構成要素と隔離した位置に配置することが可能である。したがって、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例４】
【００７３】
次に、本発明の実施例４の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図１２は、本発明の実施例４に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例１および実施例３と異なる部分を中心に説明し、それらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
実施例４における実施例１との違いは、実施例３と同様に、出力軸１２が入力軸１０と平行に設けられていることであり、実施例２と同様に入力変速歯車群がない構成である点が実施例３と異なる。
以下、各回転メンバーの連結関係も含めて、次のようになっている。
すなわち、入力軸１０は第１クラッチ６０を介して第１リングギヤ２４を直結駆動可能である。
第１キャリア２８は出力軸１２と連結歯車２８ａ、１２ａで連結されている。なお、連結歯車２８ａ、１２ａの歯数比を、第１キャリア２８が出力軸１２を増速駆動するような設定にすることが望ましい。
【００７５】
出力軸１２と平行に設けた第２Ｍ／Ｇ５８は、実施例３と同様に第２ワンウエイクラッチ７４と第１減速歯車５８ａ、１２ａを介して出力軸１２を減速駆動可能であるとともに、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に設けたドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０を介して出力軸１２を駆動可能である。むろん、第２ワンウエイクラッチ７４には実施例１および実施例３で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
なお、ドッグクラッチ５８ｃは本発明のドッグ歯を構成し、また第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
【００７６】
第２Ｍ／Ｇ５８はまた、第２減速歯車５８ｂと、カウンタ軸６２と入力軸１０間に設けられた駆動歯車６６ａ、６６ｂと、第２クラッチ６８を介して第１リングギヤ２４と連結可能である。
図１２において第２減速歯車５８ｂと駆動歯車６６ａは離れて描いてあるが、実際は両者が噛み合う位置関係になっている。
その他は、実施例１および実施例３と同様である。
【００７７】
続いて実施例４の作動を、図１３に示した作動表を参考にしながら説明する。
図１３は、実施例３の第１ワンウエイクラッチ５４がなくなって、第２ワンウエイクラッチ７４を「ＯＷＣ」としてある。
各締結要素の組み合わせと作動は、固定装置５２ａの「Ｌ」がスリーブ７０の「Ｓ」に置き換わっているが、実質的に実施例２と同様である。
また、出力軸１２のトルクも、上記した第１減速歯車５８ａ、１２ａ、第２減速歯車５８ｂ、駆動歯車６６ａ、６６ｂの各歯数比分が影響するものの、実質的に実施例２と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００７８】
実施例４の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【００７９】
そして、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例５】
【００８０】
次に、本発明の実施例５の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図１４は、本発明の実施例５に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００８１】
実施例５における実施例１との違いは、入力軸１０と出力軸１２とが同じ軸心上にありながら、カウンタ軸６２が入力軸１０と平行に設けられていることである。
すなわち実施例３と同様に、入力変速歯車群が入力軸１０とカウンタ軸６２との間に設けられた入力歯車６４ａ、６４ｂ、および駆動歯車６６ａ、６６ｂの、計４枚の平行軸歯車で構成されており、第１クラッチ６０を介して第１リングギヤ２４を増速駆動可能である。
また、入力軸１０は第１ワンウエイクラッチ５４を介して第１リングギヤ２４と連結可能である。なお、第１クラッチ６０および第１ワンウエイクラッチ５４は、これらが同時締結することで第１リングギヤ２４をケース５２に固定する。
【００８２】
そして、第１Ｍ／Ｇ５６は出力軸１２と平行に設けられ、第１減速歯車５６ａ、２２ａを介して第１サンギヤ２２と連結している。さらに、第２Ｍ／Ｇ５８はカウンタ軸６２と同じ軸心上に配置され、実施例２と同様に第１減速歯車５８ａ、５８ｂと第２ワンウエイクラッチ７４を介して出力軸１２を減速駆動可能であるとともに、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に設けたドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０を介して出力軸１２を駆動可能である。むろん、第２ワンウエイクラッチ７４には実施例１および実施例２で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
なお、ドッグクラッチ５８ｃは本発明のドッグ歯を構成し、また第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
第２Ｍ／Ｇ５８はまた、第２クラッチ６８と駆動歯車６６ａ、６６ｂを介して第１リングギヤ２４と連結可能である。
【００８３】
そして、駆動歯車６６ａは動力取り出し歯車７６と噛み合っており、これを介して動力取り出し軸７８を駆動することができる。これは、一般にパワーテークオフ装置と言われるもので、駆動装置の横に取り付けて自動車の走行以外の目的で、動力取り出し軸７８から動力を取り出してさまざまな作業等に使用するものである。
【００８４】
続いて実施例５の作動であるが、上記した入力歯車６４ａ、６４ｂ、および駆動歯車６６ａ、６６ｂ、第１減速歯車５６ａ、２２ａ、第１減速歯車５８ａ、２８ａ、の動力伝達経路は若干異なるが、図１１の作動表も含めて実質的に実施例３と同様である。
出力軸１２のトルクについても同様であるので、詳細の説明は省略する。
【００８５】
また、動力取り出し軸７８は、第２クラッチ６８を締結すると第２Ｍ／Ｇ５８で駆動可能であり、第１クラッチ６０を締結した場合はエンジン１で駆動することができるので、自動車が停止中、走行中を問わずに駆動することができる。
外部への動力取り出し方法は上記に限らず、例えばカウンタ軸６２から直接取り出すことも可能である。重要なことは、第１リングギヤ２４の回転と連動した動力を取り出すことである。
【００８６】
実施例５の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【００８７】
そして、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例６】
【００８８】
次に、本発明の実施例６の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図１５は、本発明の実施例６に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例１および実施例５と異なる部分を中心に説明し、これらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００８９】
実施例６における実施例５との違いは、入力変速歯車群がないことである。
以下、実施例６の構成と連結関係を説明する。
入力軸１０は第１クラッチ６０を介して第１リングギヤ２４と連結可能であり、第２Ｍ／Ｇ５８は駆動歯車６６ａ、６６ｂと第２クラッチ６８を介して第１リングギヤ２４と連結可能であるとともに、減速歯車５８ａ、５８ｂと第２ワンウエイクラッチ７４を介して出力軸１２を一方の回転方向に減速駆動可能である。また、第２ワンウエイクラッチ７４と並列に設けたドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０を介して出力軸１２を駆動可能である。むろん、第２ワンウエイクラッチ７４には実施例１および実施例２で説明したように回転方向の遊びが設けられている。
【００９０】
なお、ドッグクラッチ５８ｃは本発明のドッグ歯を構成し、また第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグクラッチ５８ｃとスリーブ７０とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
その他の構成は実施例５と同様である。
次に実施例６の作動であるが、図１３の作動表を含めて実施例４と実質的に同様である。出力軸１２のトルクは、駆動歯車６６ａ、６６ｂと減速歯車５８ａ、５８ｂの各歯数比分は実施例４と異なるが、実質的に同様であるので説明を省略する。
【００９１】
実施例６の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【００９２】
そして、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例７】
【００９３】
次に、本発明の実施例７の連結機構を備えた自動車用駆動装置につき説明する。
図１６は、本発明の実施例７に係る連結機構を備えた自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例１および実施例６と異なる部分を中心に説明し、これらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【００９４】
実施例７における実施例６との違いは、実施例６における駆動歯車６６ａ、６６ｂと第１減速歯車５８ａ５８ｂとが共通の歯車になっていることである。
すなわち、実施例７においては第１減速歯車５８ａ、５８ｂが実施例６の駆動歯車６６ａ、６６ｂを兼ねている。
したがって、第１減速歯車５８ｂが、第２ワンウエイクラッチ７４を介して一方の回転方向にのみ第１キャリア２８を経て出力軸１２と連結可能であり、スリーブ７０を介して回転方向に関係なくドッグクラッチ２８ｃ経由で出力軸１２と連結可能である。第１減速歯車５８ｂはまた、第２クラッチ６８を介して第１リングギヤ２４と連結可能である。
【００９５】
なお、第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、またドッグクラッチ２８ｃとスリーブ７０とは、本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
また、入力軸１０をケース５２に固定するドッグ歯１０ａが設けてあり、固定装置５２ａを噛み合わせることで固定可能である。これは後述のようにＥＶ走行において特に大きな駆動力を要する場合に固定する。
固定装置５２ａは実施例１で示したのと同様のものでよく、ドッグ歯１０ａは入力軸１０に限らず、エンジン１が一般的に備えるフライホイールの外周に形成してもよい。
その他の連結関係は実施例６と同様である。
【００９６】
続いて実施例７の作動を、図１７に示した作動表を参考にしながら説明する。
図１７の締結要素は、固定装置５２ａの「Ｌ」が新たに設けられたのみで、他は実施例４の図１３と同様である。
また、各駆動モードについてもＥ−Ｌモード、Ｅ−ＲＬ１モード、Ｅ−ＲＬ２モードが、新たに加わったのみで他は実施例６と同様であるので、新たな駆動モードのみ説明する。
Ｅ−Ｌモードは特に大きな駆動力を要する場合に用いる。すなわち、前述の固定装置５２ａを噛み合わせて入力軸１０を固定するとともに、第１クラッチ６０の締結で第１リングギヤ２４をケース５２に固定する。これにより、第１Ｍ／Ｇ５６、第２Ｍ／Ｇ５８の両者で減速駆動できるようになる。すなわち、減速歯車５８ａ、５８ｂの歯数比（５８ｂの歯数／５８ａの歯数）をｉとした場合、出力軸トルクはＴ１（１＋α１）／α１＋Ｔ２・ｉである。
むろん、第１Ｍ／Ｇ５６のみでの減速駆動も可能であり、その場合は第２ワンウエイクラッチ７４の締結が解除され、第２Ｍ／Ｇ５８は停止していることができる。
Ｅ−１モード、Ｅ−２モードは、実施例６と実質的に同じである。
【００９７】
次に後進のＥ−ＲＬ１モードとＥ−ＲＬ２モードとは、Ｅ−Ｌモードと同様に特に大きな駆動力を要する場合に用いる。
Ｅ−ＲＬ１モードは、Ｅ−Ｌモードと同じ締結に加えてスリーブ７０を締結して第１Ｍ／Ｇ５６、第２Ｍ／Ｇ５８の両者で減速駆動する。出力軸１２のトルクは回転方向が異なるのみで、Ｅ−Ｌモードと同じである。
Ｅ−ＲＬ２モードは、スリーブ７０の噛み合いをしない場合で、第１Ｍ／Ｇ５６のみでの駆動である。出力軸トルクは−Ｔ１（１＋α１）／α１である。
【００９８】
Ｅ−Ｒモードは実施例６と実質的に同じである。
その他の駆動モードも実施例６と実質的に同様であるので、説明を省略する。
なお、実施例６と実質的に同様とした駆動モードの出力軸トルクは、第１減速歯車５８ａ、５８ｂが実施例６の駆動歯車６６ａ、６６ｂを兼ねている分のみ異なるが、実質的に同様である。
【００９９】
実施例７の連結機構を備えた自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【０１００】
そして、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８とは、乾式クラッチにすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素として第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけにできたことによるものである。
【実施例８】
【０１０１】
次に、本発明の実施例８の自動車用駆動装置につき説明する。
図１８は、本発明の実施例８に係る自動車用駆動装置の主要部のスケルトン図である。ここでは、実施例１および実施例２と異なる部分を中心に説明し、これらと実質的に同じ部分については同じ符号を付し、それらの説明を省略する。
【０１０２】
実施例８における実施例１および実施例２との違いは、入力歯車群を構成する第２遊星歯車組３０は実施例１と同様であり、動力分割遊星歯車組を構成する第１遊星歯車組２０と減速歯車を構成する第３遊星歯車組４０とは実施例２と同様であり、クラッチ６０の連結関係のみが異なる。
すなわち、クラッチ６０は第１サンギヤ２２と第３サンギヤ４２とを連結可能になっている。一方、実施例２と同様に第１キャリア２８と第３遊星歯車組４０のキャリアが一体になっているので、クラッチ６０により第１サンギヤ２２と第３サンギヤ４２とを連結すると、サンギヤ同士２２、４２も一体になるので、結果としてリングギヤ同士２４と４４も実質的に一体になったのと同様になる。
【０１０３】
したがって、クラッチ６０の連結関係は実施例１と異なるが、実質的には入力軸１０と第２リングギヤ３４および第３リングギヤ４４が連結可能であるのと同じことになる。
なお、第２ワンウエイクラッチ７４は本発明のワンウエイクラッチを構成し、また固定装置５２ａは本発明の機械的連結・解除手段を構成する。
続いて実施例８の作動であるが、上記したように実質的に実施例１と実施例２とを組み合わせたようになる。作動表も図５の実施例１と同様であるので、詳細の説明は省略する。
【０１０４】
実施例８の自動車用駆動装置も、連結機構として第２ワンウエイクラッチ７４と並列に固定装置５２ａを設けたため、一般的な多板ブレーキを用いないで済む。したがって、特に高速走行における引きずり抵抗が従来例より大幅に少なくなるので、自動車の燃費が向上する。
また、上記の駆動機能を得るための摩擦要素としては、第１クラッチ６０と第２クラッチ６８の２個だけで済むようになる。これは、第２ワンウエイクラッチ７４と並列にスリーブ７０を設けたことによるものである。
【０１０５】
そして、ブレーキ５０とクラッチ６０とは、乾式にすることと、これに伴って油圧ポンプを用いないことが容易である。
これらにより、油圧ポンプを駆動する動力や湿式の摩擦要素につきまとう引きずり抵抗といったロスを回避することが出来るので、より一層、電力消費や燃料消費の低い走行が期待できる。
これらのメリットも、摩擦要素としてブレーキ５０とクラッチ６０の２個だけにできたことによるものである。
【０１０６】
以上説明したように、本発明の連結機構を備えた上記各実施例の自動車用駆動装置にあっては、いずれもエンジン１が停止したＥＶ走行で第１Ｍ／Ｇ５６と第２Ｍ／Ｇ５８の両者で出力軸を駆動可能である。
そして、各実施例は以上の特徴を有しながら摩擦要素の数がいずれも２個と少ないことが特徴である。したがって、制御装置も含めてコストが安くなる。これらは、第２ワンウエイクラッチと並列に、クラッチ歯にスリーブ又はポールがかみ合い可能な機械的連結・解除手段を設けたためである。
【０１０７】
また、第２ワンウエイクラッチ７４の連結部分に回転方向に回転量「Ｄ」の遊びを設けるとともに、スプリング７２により第２ワンウエイクラッチ７４が係合する際には、スプリング７２をたわませて遊びＤを詰めるようにしたため、固定装置５２ａやスリーブ７０などの機械的連結・解除手段の係合を解除するのがスムーズにできる。
【０１０８】
また、本発明の連結機構にあっては、以下のような部位に用いることも可能である。
例えば、トルクコンバーターと遊星歯車列を備えた自動変速機の、前進第１速の動力伝達部位に本発明の連結機構を設け、後進の際に機械的連結・解除手段を係合することで、従来の多板ブレーキを用いるのに比べて、高速走行における引きずり抵抗を減らし、燃費の向上をはかることができる。
【０１０９】
本発明の連結機構は、当業者の一般的な知識に基づいて、さまざまな改良や工夫と合わせた態様で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の連結機構は、ハイブリッド車用の駆動装置を始めとして、さまざまな自動車用駆動装置を含め、動力を伝達・遮断可能な種々の動力伝達系に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１      エンジン
２      油圧ポンプ
１０    入力軸
１２    出力軸
２０    第１遊星歯車組
２２    第１サンギヤ
２４    第１リングギヤ
２６    第１ピニオン
２８    第１キャリア
３０    第２遊星歯車組
３２    第２サンギヤ
３４    第２リングギヤ
３６    第２ピニオン
３８    第２キャリア
４０    第３遊星歯車組
４２    第３サンギヤ
４４    第３リングギヤ
４４ａ  ドッグ歯溝（ドッグ歯）
４６    第３ピニオン
４８    第３キャリア
５０    ブレーキ
５２    ケース
５２ａ  固定装置（機械的連結・解除手段）
５２ｂ  ポール
５４    第１ワンウエイクラッチ
５６    第１Ｍ／Ｇ
５８    第２Ｍ／Ｇ
５８ａ  第１減速歯車
６０    クラッチ
６２    カウンタ軸
６４    入力歯車
６６    駆動歯車
６８    第２クラッチ
７０    スリーブ（機械的連結・解除手段）
７２    スプリング
７４    第２ワンウエイクラッチ（ワンウエイクラッチ）
７６    動力取り出し歯車
７８    動力取り出し軸 
【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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