(57)【要約】【課題】補助駆動源の駆動力を左右一対の補助駆動輪の双方に伝達するか、あるいは一方のみに伝達するかを切り替え可能で、かつ小型化が可能な四輪駆動車の駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置２は、電動機３、制御装置４、及び駆動力伝達機構５を備え、駆動力伝達機構５は、電動機３の駆動力を受けて回転する円筒状の入力回転部材５３０と、入力回転部材５３０に収容された第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２と、入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１とを連結する第１の連結状態、及び入力回転部材５３０と第２中間回転部材５４２とを連結する第２の連結状態を切り替え可能な連結機構５３と、第１中間回転部材５４１を介して伝達される駆動力を一対の出力回転部材５Ｌ，５Ｒに配分する第２の差動歯車機構５２とを有し、第２中間回転部材５４２は、出力回転部材５Ｌに相対回転不能に連結されている。【選択図】図２
2013132963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動源の駆動力が伝達される左右一対の主駆動輪、及び補助駆動源の駆動力が伝達される左右一対の補助駆動輪を備えた四輪駆動車に搭載され、
前記補助駆動源としての電動機と、
前記電動機を制御する制御装置と、
前記電動機の駆動力を前記左右一対の補助駆動に伝達する駆動力伝達機構とを備え、
前記駆動力伝達機構は、
前記電動機の駆動力を受けて回転する円筒状の入力回転部材と、
前記入力回転部材に収容され、前記入力回転部材と同軸上で回転可能な第１中間回転部材及び第２中間回転部材と、
前記入力回転部材と前記第１中間回転部材とを相対回転不能に連結する第１の連結状態、及び前記入力回転部材と前記第２中間回転部材とを相対回転不能に連結する第２の連結状態を切り替え可能な連結機構と、
前記左右一対の補助駆動輪にそれぞれ連結される一対の出力回転部材に、前記第１中間回転部材を介して伝達される駆動力を前記一対の出力回転部材間の差動を許容して配分する差動歯車機構とを有し、
前記第２中間回転部材は、前記一対の出力回転部材のうち、何れか一方の出力回転部材に相対回転不能に連結されている
四輪駆動車の駆動装置。
【請求項２】
前記連結機構は、前記入力回転部材に相対回転不能かつ軸方向移動可能に収容された環状連結部材、及び前記環状連結部材を軸方向移動させる移動機構を有し、
前記環状連結部材は、軸方向の一側への移動により前記第１の回転部材と相対回転不能に連結され、軸方向の他側への移動により前記第２の回転部材と相対回転不能に連結される、
請求項１に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【請求項３】
前記連結機構は、前記第１の連結状態と、前記第２の連結状態と、前記入力回転部材を前記第１中間回転部材及び前記第２中間回転部材の何れにも連結しない非連結状態とを切り替え可能である、
請求項１又は２に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【請求項４】
前記電動機は、その回転子が、前記一対の出力回転部材のうち、前記第２中間回転部材が連結されていない他方の出力回転部材を挿通させる挿通孔を有し、前記入力回転部材の回転軸と同軸上に配置されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記連結機構の連結状態を前記第１の連結状態に切り替えるとき、前記電動機の回転速度の制御によって前記環状連結部材の回転と前記第１の中間回転部材との回転を同期させ、前記連結機構の連結状態を前記第２の連結状態に切り替えるとき、前記電動機の回転速度の制御によって前記環状連結部材の回転と前記第２の中間回転部材との回転を同期させる、
請求項２乃至４の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【請求項６】
前記駆動力伝達機構は、前記電動機の回転子の回転を減速して前記入力回転部材に伝達する減速機をさらに有し、
前記減速機は、前記回転子に相対回転不能に連結された太陽歯車と、車体に対して固定された内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置された複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に保持する保持器とを有し、
前記保持器が前記入力回転部材に相対回転不能に連結されている、
請求項４又は５に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【請求項７】
前記駆動力伝達機構は、前記電動機の回転子の回転を減速して前記入力回転部材に伝達する減速機をさらに有し、
前記減速機は、前記回転子に相対回転不能に連結された太陽歯車と、車体に対して固定された内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置された複数の遊星歯車とを有し、
前記遊星歯車は、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛み合う大径歯車部と、前記大径歯車部よりも小径に形成された小径歯車部とを有し、
前記小径歯車部が、前記入力回転部材に形成された内歯歯車に噛合している、
請求項４又は５に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車の駆動装置に関し、特に車両走行状態に応じて四輪駆動車の補助駆動輪を駆動する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの駆動力によって主駆動輪としての前輪を駆動し、モータの駆動力によって副駆動輪としての後輪を駆動するように構成された四輪駆動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の四輪駆動車は、その図５〜９に示されているように、クラッチ機構（３３）とブレーキ機構（２５１）の開放又は係合を切り替えることによって、モータの駆動力を左右の後輪に等配分して車両の推進力とするか、あるいはモータの駆動力を左右の後輪に互いに逆向きに作用させて旋回時におけるヨーモーメント（車両を上から見たときの回転運動モーメント）をコントロールするかを切り替えることができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の四輪駆動車は、ディファレンシャル装置の径方向の外側に減速機が配置され、そのさらに外方にモータが配置されているため、装置全体の車両前後方向の寸法が大きくなり、車両への搭載性に改善の余地があった。また、クラッチ機構及びブレーキ機構を車幅方向に離間した２箇所に独立して設けなければならないので、この点でも装置の小型化に制約があった。
【０００６】
そこで、本発明は、補助駆動源の駆動力を左右一対の補助駆動輪の双方に伝達するか、あるいは一方のみに伝達するかを切り替え可能で、かつ小型化が可能な四輪駆動車の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［７］の四輪駆動車の駆動装置を提供する。
【０００８】
［１］主駆動源の駆動力が伝達される左右一対の主駆動輪、及び補助駆動源の駆動力が伝達される左右一対の補助駆動輪を備えた四輪駆動車に搭載され、前記補助駆動源としての電動機と、前記電動機を制御する制御装置と、前記電動機の駆動力を前記左右一対の補助駆動に伝達する駆動力伝達機構とを備え、前記駆動力伝達機構は、前記電動機の駆動力を受けて回転する円筒状の入力回転部材と、前記入力回転部材に収容され、前記入力回転部材と同軸上で回転可能な第１中間回転部材及び第２中間回転部材と、前記入力回転部材と前記第１中間回転部材とを相対回転不能に連結する第１の連結状態、及び前記入力回転部材と前記第２中間回転部材とを相対回転不能に連結する第２の連結状態を切り替え可能な連結機構と、前記左右一対の補助駆動輪にそれぞれ連結される一対の出力回転部材に、前記第１中間回転部材を介して伝達される駆動力を前記一対の出力回転部材間の差動を許容して配分する差動歯車機構とを有し、前記第２中間回転部材は、前記一対の出力回転部材のうち、何れか一方の出力回転部材に相対回転不能に連結されている四輪駆動車の駆動装置。
【０００９】
［２］前記連結機構は、前記入力回転部材に相対回転不能かつ軸方向移動可能に収容された環状連結部材、及び前記環状連結部材を軸方向移動させる移動機構を有し、前記環状連結部材は、軸方向の一側への移動により前記第１の回転部材と相対回転不能に連結され、軸方向の他側への移動により前記第２の回転部材と相対回転不能に連結される、前記［１］に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【００１０】
［３］前記連結機構は、前記第１の連結状態と、前記第２の連結状態と、前記入力回転部材を前記第１中間回転部材及び前記第２中間回転部材の何れにも連結しない非連結状態とを切り替え可能である、前記［１］又は［２］に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【００１１】
［４］前記電動機は、その回転子が、前記一対の出力回転部材のうち、前記第２中間回転部材が連結されていない他方の出力回転部材を挿通させる挿通孔を有し、前記入力回転部材の回転軸と同軸上に配置されている、前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の四輪駆動車の駆動装置。
【００１２】
［５］前記制御装置は、前記連結機構の連結状態を前記第１の連結状態に切り替えるとき、前記電動機の回転速度の制御によって前記環状連結部材の回転と前記第１の中間回転部材との回転を同期させ、前記連結機構の連結状態を前記第２の連結状態に切り替えるとき、前記電動機の回転速度の制御によって前記環状連結部材の回転と前記第２の中間回転部材との回転を同期させる、前記［２］乃至［４］の何れか１つに記載の四輪駆動車の駆動装置。
【００１３】
［６］前記駆動力伝達機構は、前記電動機の回転子の回転を減速して前記入力回転部材に伝達する減速機をさらに有し、前記減速機は、前記回転子に相対回転不能に連結された太陽歯車と、車体に対して固定された内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置された複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に保持する保持器とを有し、
前記保持器が前記入力回転部材に相対回転不能に連結されている、前記［４］又は［５］に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【００１４】
［７］前記駆動力伝達機構は、前記電動機の回転子の回転を減速して前記入力回転部材に伝達する減速機をさらに有し、前記減速機は、前記回転子に相対回転不能に連結された太陽歯車と、車体に対して固定された内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車との間に配置された複数の遊星歯車とを有し、前記遊星歯車は、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛み合う大径歯車部と、前記大径歯車部よりも小径に形成された小径歯車部とを有し、前記小径歯車部が、前記入力回転部材に形成された内歯歯車に噛合している、前記［４］又は［５］に記載の四輪駆動車の駆動装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、補助駆動源の駆動力を左右一対の補助駆動輪の双方に伝達するか、あるいは一方のみに伝達するかを切り替え可能で、かつ小型化が可能な四輪駆動車の駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【図２】電動機及び駆動力伝達機構の構成例を示す概略図である。
【図３】連結機構の動作例を示す説明図であり、（ａ）は第１の連結状態を、（ｂ）は非連結状態を、（ｃ）は第２の連結状態を、それぞれ示す。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電動機及び駆動力伝達機構の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、この四輪駆動車１０は、車体１００と、車体１００に搭載された主駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１の出力軸に連結されたトルクコンバータ１０２と、トルクコンバータ１０２によって伝達されたエンジン１０１の駆動力を変速するトランスミッション１０３と、トランスミッション１０３の出力側に設けられた減速機構１０４と、トランスミッション１０３及び減速機構で変速された駆動力を主駆動輪としての左右一対の前輪１０５（左前輪１０５Ｌ及び右前輪１０５Ｒ）に配分する第１の差動歯車機構１１とを有している。
【００１８】
第１の差動歯車機構１１は、左前輪１０５Ｌと右前輪１０５Ｒとの差動を許容しながら左前輪１０５Ｌ及び右前輪１０５Ｒに駆動力を伝達するディファレンシャル装置であり、デフケース１１０と、デフケース１１０に固定されたピニオンシャフト１１１と、ピニオンシャフト１１１に軸支された一対のピニオンギヤ１１２と、一対のピニオンギヤ１１２にギヤ軸を直交させて噛み合う一対のサイドギヤ１１３と、デフケース１１０の外周面に固定されたリングギヤ１１４とを有している。リングギヤ１１４には、トランスミッション１０３によって変速されたエンジン１０１の駆動力が減速機構１０４によって伝達される。
【００１９】
一対のサイドギヤ１１３には、左前輪１０５Ｌに連結されたドライブシャフト１１Ｌ、及び右前輪１０５Ｒに連結されたドライブシャフト１１Ｒがそれぞれ連結されている。これにより、左前輪１０５Ｌ及び右前輪１０５Ｒには、エンジン１０１の駆動力が伝達される。
【００２０】
また、四輪駆動車１０には、オルターネータ１２及びバッテリー１３が搭載されている。オルターネータ１２は、その入力軸１２ａとエンジン１０１の出力軸１０１ａとの間に掛け回されたベルト１２０によって作動し、ベルト１２０を介して伝達される動力によって発電を行う発電機である。オルターネータ１２で発電された電力は、配線１２１を介してバッテリー１３に蓄電される。
【００２１】
また、四輪駆動車１０には、補助駆動輪としての左右一対の後輪１０６（左後輪１０６Ｌ及び右後輪１０６Ｒ）を駆動する補助駆動輪用の駆動装置２が搭載されている。
【００２２】
（駆動装置２の構成）
駆動装置２は、補助駆動源としての電動機３と、電動機３を制御する制御装置４と、電動機３の駆動力を左後輪１０６Ｌ及び右後輪１０６Ｒに伝達する駆動力伝達機構５とを備えている。
【００２３】
電動機３は、例えばＳＲ（switched reluctance、スイッチド・リラクタンス）モータから構成されるが、これに限らず、電気エネルギーを回転力としての機械エネルギーに変換できるものであればよい。また、本実施の形態では、電動機３が、後述する出力回転部材５Ｒを挿通させる中空状に構成されている。
【００２４】
制御装置４は、制御回路４０と、制御回路４０からの出力信号に基づいてバッテリー１３から配線４１１を介して供給される電力をスイッチングし、電動機３にモータ電流を供給するインバータ４１とを備えている。制御回路４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及び記憶素子等を有し、記憶素子に予め記憶されたプログラムに基づいてＣＰＵが処理を実行するように構成されている。この制御回路４０は、インバータ４１に設けられた複数の半導体スイッチング素子のオン又はオフのタイミングを制御することにより、電動機３の回転速度及び駆動力（出力トルク）を制御する。
【００２５】
駆動力伝達機構５は、一対の出力回転部材５Ｌ，５Ｒを有し、出力回転部材５Ｌは、ドライブシャフト６Ｌを介して左後輪１０６Ｌに連結され、出力回転部材５Ｒは、ドライブシャフト６Ｒを介して右後輪１０６Ｒに連結されている。ドライブシャフト６Ｌ，６Ｒのそれぞれの両端には、等速ジョイント６１，６２が設けられている。駆動力伝達機構５側の等速ジョイント６１は、例えば摺動式トリポード型等速ジョイントであり、後輪１０６側の等速ジョイント６２は、例えばボール型等速ジョイントである。
【００２６】
駆動力伝達機構５は、電動機３の駆動力を一対の出力回転部材５Ｌ，５Ｒの双方に伝達するか、あるいは一方のみに伝達するかを切り替え可能である。駆動力伝達機構５の構成については後述する。
【００２７】
（電動機３及び駆動力伝達機構５の構成）
図２は、電動機３及び駆動力伝達機構５の構成例を示す概略図である。図２に示すように、電動機３及び駆動力伝達機構５は、車体１００（図１に示す）に固定された円筒状のケーシング部材５０に収容されている。
【００２８】
電動機３は、ケーシング部材５０の内面に固定された環状の固定子３０と、固定子３０と同軸上で回転する回転子３１とを有している。回転子３１は、後述する連結機構５３の入力回転部材５３０の回転軸と同軸上に配置され、出力回転部材５Ｒを挿通させる挿通孔３１ａを有している。固定子３０は、インバータ４１から供給されるモータ電流によって磁界を発生させ、この磁界によって回転子３１にトルクを発生させる。
【００２９】
駆動力伝達機構５は、減速機としての遊星歯車機構５１と、一対の出力回転部材５Ｌ，５Ｒに駆動力を配分する第２の差動歯車機構５２と、電動機３の駆動力の伝達経路を切り替えるための連結機構５３と、連結機構５３と第２の差動歯車機構５２との間に配置された第１中間回転部材５４１と、連結機構５３と出力回転部材５Ｌとの間に配置された第２中間回転部材５４２とを有している。
【００３０】
遊星歯車機構５１は、回転子３１に相対回転不能に連結され、外周面にギヤ歯が形成された太陽歯車５１１と、ケーシング部材５０に固定され、内周面にギヤ歯が形成された内歯歯車５１２と、太陽歯車５１１と内歯歯車５１２との間に配置され、太陽歯車５１１及び内歯歯車５１２のギヤ歯に共に噛み合うギヤ歯が外周面に形成された複数の遊星歯車５１３と、複数の遊星歯車５１３を回転可能に保持する保持器５１４とを有している。太陽歯車５１１はリング状であり、その中心部には出力回転部材５Ｒが挿通されている。この遊星歯車機構５１は、電動機３の回転子３１の回転を減速して、次に説明する連結機構５３の入力回転部材５３０に伝達する。
【００３１】
連結機構５３は、遊星歯車機構５１によって減速された電動機３の駆動力を受けて回転する円筒状の入力回転部材５３０と、入力回転部材５３０に相対回転不能かつ軸方向移動可能に収容された環状連結部材５３１と、環状連結部材５３１を支持する支持部材５３２と、環状連結部材５３１を支持部材５３２を介して軸方向移動させる移動機構５５とを有している。入力回転部材５３０は、遊星歯車機構５１の保持器５１４に相対回転不能に連結されている。
【００３２】
この連結機構５３は、環状連結部材５３１の軸方向移動により、入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１と相対回転不能に連結する第１の連結状態と、入力回転部材５３０と第２中間回転部材５４２と相対回転不能に連結する第２の連結状態と、入力回転部材５３０を第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２の何れにも連結しない非連結状態とを切り替え可能である。
【００３３】
本実施の形態では、移動機構５５が、電磁石を内蔵する本体部５５０と、本体部５５０に対して進退移動するシャフト５１０とを有する電磁ソレノイドによって構成されている。本体部５５０は、例えば制御回路４０から供給される電流によってシャフト５１０を３つの位置に位置決めすることが可能である。すなわち、本実施の形態では、移動機構５５が３ポジションの電磁ソレノイドによって構成されている。なお、移動機構５５をリニアモータによって構成してもよく、あるいは電気モータの回転軸の回転を直線往復運動に変換するリニアアクチュエータによって構成してもよい。
【００３４】
シャフト５１０は、その先端部に出力回転部材５Ｌを挿通させる環状部材５６が固定され、環状部材５６には、玉軸受５７の外輪５７３が固定されている。外輪５７３の環状部材５６への固定は、例えば圧入によって行うことが可能である。外輪５７３との間に複数の球状の転動体５７２を介して配置された内輪５７１は、支持部材５３２に固定されている。環状部材５６、玉軸受５７、及び支持部材５３２は、図略のガイドによって案内され、シャフト５１０の進退移動により、入力回転部材５３０の軸方向に沿って移動する。
【００３５】
第２の差動歯車機構５２は、出力回転部材５Ｌと出力回転部材５Ｒとの差動を許容しながら出力回転部材５Ｌ，５Ｒに駆動力を伝達するディファレンシャル装置である。第２の差動歯車機構５２は、デフケース５２０と、デフケース５２０に固定されたピニオンシャフト５２１と、ピニオンシャフト５２１に軸支された一対のピニオンギヤ５２２と、一対のピニオンギヤ５２２にギヤ軸を直交させて噛み合う一対のサイドギヤ５２３とを有している。一方のサイドギヤ５２３には出力回転部材５Ｌが、他方のサイドギヤ５２３には出力回転部材５Ｒが、それぞれ相対回転不能に連結されている。
【００３６】
第１中間回転部材５４１は、第２の差動歯車機構５２のデフケース５２０に相対回転不能に連結されている。本実施の形態では、第１中間回転部材５４１が、デフケース５２０の外周面に固定されたリング状の回転部材として形成されている。これにより、第２の差動歯車機構５２は、第１中間回転部材５４１を介して伝達される駆動力を一対の出力回転部材５Ｌ，５Ｒに、出力回転部材５Ｌと出力回転部材５Ｒとの差動を許容して配分する。
【００３７】
第２中間回転部材５４２は、出力回転部材５Ｌに相対回転不能に連結されている。第２中間回転部材５４２に電動機３の駆動力が伝達されると、その駆動力が第２の差動歯車機構５２を介して、出力回転部材５Ｒに逆方向の駆動力として伝達される。つまり、第２の差動歯車機構５２の一方のサイドギヤ５２３が一方向に回転すると、その回転が一対のピニオンギヤ５２２によって他方のサイドギヤ５２３に伝達され、他方のサイドギヤ５２３を逆方向に回転させるので、第２中間回転部材５４２に伝達された駆動力は、出力回転部材５Ｌ及び出力回転部材５Ｒに互いに逆方向の回転トルクとして伝達される。
【００３８】
第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２は、入力回転部材５３０に収容され、入力回転部材５３０と同軸上で回転可能である。また、第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２は、その外径寸法が同じであり、入力回転部材５３０の回転軸に沿って並列して配置されている。
【００３９】
また、駆動装置２には、回転子３１の回転速度を検出する回転速センサ４０１、及び出力回転部材５Ｌ，５Ｒの回転速度を検出する回転速センサ４０２，４０３が設けられている。
【００４０】
図３は、連結機構５３の動作例を示す説明図であり、（ａ）は第１の連結状態を、（ｂ）は非連結状態を、（ｃ）は第２の連結状態を、それぞれ示す。
【００４１】
図３に示すように、入力回転部材５３０の内周面には、軸方向に平行に延びる複数のスプライン歯５３０ａが形成されている。第１中間回転部材５４１の外周面には、スプライン歯５３０ａに平行な複数のスプライン歯５４１ａが形成されている。また、第２中間回転部材５４２の外周面には、第１中間回転部材５４１の複数のスプライン歯５４１ａと共通の諸元で形成された複数のスプライン歯５４２ａが形成されている。
【００４２】
環状連結部材５３１には、その外周面及び内周面に、それぞれ軸方向に平行に延びる複数のスプライン歯５３１ａ，５３１ｂが形成されている。環状連結部材５３１の外周面に形成された複数のスプライン歯５３１ａは、入力回転部材５３０のスプライン歯５３０ａにスプライン係合している。これにより、環状連結部材５３１は、入力回転部材５３０に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。
【００４３】
また、環状連結部材５３１の内周面に形成された複数のスプライン歯５３１ｂは、第１中間回転部材５４１のスプライン歯５４１ａ、及び第２中間回転部材５４２のスプライン歯５４２ａにスプライン係合可能である。
【００４４】
環状連結部材５３１は、ボルト５３３によって支持部材５３２に固定され、移動機構５５の動作によって支持部材５３２と共に軸方向に進退移動する。環状連結部材５３１は、図３（ａ）に示すように、軸方向の一側（電動機３側）への移動により、スプライン歯５３１ｂが第１中間回転部材５４１のスプライン歯５４１ａにスプライン係合し、第１中間回転部材５４１と相対回転不能に連結される。また、環状連結部材５３１は、図３（ｃ）に示すように、軸方向の他側（移動機構５５側）への移動により、スプライン歯５３１ｂが第２中間回転部材５４２のスプライン歯５４２ａにスプライン係合し、第２中間回転部材５４２と相対回転不能に連結される。またさらに、環状連結部材５３１は、図３（ｂ）に示すように、第１中間回転部材５４１と第２中間回転部材５４２の間にあるとき、第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２の何れにも連結されない非連結状態となる。
【００４５】
（駆動装置２の動作）
駆動装置２の動作は、例えば以下のように行われる。
【００４６】
四輪駆動車１０の発進又は加速時には、エンジン１０１の駆動力を補助して発進又は加速を速やかに行うべく、電動機３の駆動力によって後輪１０６を駆動する。この場合、制御装置４の制御回路４０は、移動機構５５を制御して、連結機構５３を第１の連結状態とする。
【００４７】
第１の連結状態において電動機３が駆動力を発生すると、回転子３１の回転が遊星歯車機構５１によって減速されて入力回転部材５３０に伝達され、さらに環状連結部材５３１及び第１中間回転部材５４１を介して第２の差動歯車機構５２に伝達される。第２の差動歯車機構５２は、伝達された駆動力を左後輪１０６Ｌ及び右後輪１０６Ｒに等配分する。
【００４８】
また、四輪駆動車１０の旋回時には、ヨーモーメントを発生させて旋回を円滑にすべく、電動機３の駆動力を出力回転部材５Ｌに伝達する。この場合、制御装置４の制御回路４０は、移動機構５５を制御して、連結機構５３を第２の連結状態とする。
【００４９】
第２の連結状態において電動機３が駆動力を発生すると、回転子３１の回転が遊星歯車機構５１によって減速されて入力回転部材５３０に伝達され、さらに環状連結部材５３１及び第２中間回転部材５４２を介して出力回転部材５Ｌに伝達される。出力回転部材５Ｌに伝達された駆動力の一部は、第２の差動歯車機構５２によって出力回転部材５Ｒに逆向きに伝達される。
【００５０】
制御装置４は、右旋回時には旋回の外側となる左後輪１０６Ｌを加速させ、旋回の内側となる右後輪１０６Ｒを減速させるように、電動機３を制御する。本実施の形態では、第２中間回転部材５４２が出力回転部材５Ｌに相対回転不能に連結されているので、制御装置４は、四輪駆動車１０の右旋回時に、前進加速時と同じ方向にトルクを発生させるように電動機３を制御する。また、左旋回時には、左後輪１０６Ｌを減速させ、右後輪１０６Ｒを加速させるように、右旋回時とは逆方向にトルクを発生するよう電動機３を制御する。
【００５１】
また、例えば四輪駆動車１０が一定の車速で直進走行する定常走行時には、連結機構５３が非連結状態となるように移動機構５５を制御する。この状態では、第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２と入力回転部材５３０との連結が解除されるので、電動機３を停止させておくことができる。
【００５２】
環状連結部材５３１は、第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２にスプライン係合することにより、入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１、又は入力回転部材５３０と第２中間回転部材５４２を連結するので、非連結状態から第１の連結状態又は第２の連結状態に移行する際には、環状連結部材５３１と第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２との回転を同期させる必要がある。
【００５３】
このため、制御装置４は、連結機構５３の連結状態を第１の連結状態に切り替えるときは、電動機３の回転速度の制御によって、環状連結部材５３１の回転と第１の中間回転部材５４１との回転を同期させる。また、連結機構５３の連結状態を第２の連結状態に切り替えるときは、電動機３の回転速度の制御によって、環状連結部材５３１の回転と第２の中間回転部材５４２との回転を同期させる。
【００５４】
より具体的には、制御装置４は、第１の連結状態に切り替えるとき、回転速センサ４０１によって検出した回転子３１の回転速度に基づいて入力回転部材５３０の回転速度を算出し、また、回転速センサ４０２及び回転速センサ４０３によって検出した出力回転部材５Ｌ，５Ｒの回転速度に基づいて第１中間回転部材５４１の回転速度を算出する。そして、入力回転部材５３０の回転速度が第１中間回転部材５４１の回転速度に一致するように電動機３を制御し、両回転速度がほぼ一致したとき、移動機構５５を作動させて連結機構５３の連結状態を第１の連結状態にする。
【００５５】
また、制御装置４は、第２の連結状態に切り替えるとき、回転速センサ４０１によって検出した回転子３１の回転速度に基づいて入力回転部材５３０の回転速度を算出し、この回転速度が回転速センサ４０３によって検出した出力回転部材５Ｌの回転速度に一致するように電動機３を制御し、両回転速度がほぼ一致したとき、移動機構５５を作動させて連結機構５３の連結状態を第２の連結状態にする。
【００５６】
なお、入力回転部材５３０の回転速度は、回転子３１の回転速度を遊星歯車機構５１の減速比で除算することにより求めることができる。第１中間回転部材５４１の回転速度は、出力回転部材５Ｌ，５Ｒの回転速度の平均値として求めることができる。
【００５７】
（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態に係る駆動装置２によれば、以下に示す効果が得られる。
【００５８】
（１）第１中間回転部材５４１及び第２中間回転部材５４２が入力回転部材５３０に収容され、入力回転部材５３０に第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２の何れかを連結することによって第１の連結状態と第２の連結状態とを切り替えることができる。これにより、連結機構５３の構成を簡素化し、駆動力伝達機構５を小型化することが可能となる。
【００５９】
（２）入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２は、環状連結部材５３１によって連結され、環状連結部材５３１の軸方向移動によって連結機構５３の連結状態が切り替えられるので、例えば入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２とを電磁クラッチによって連結する場合に比較して、連結機構５３の構成をさらに簡素化し、駆動力伝達機構５を小型化することが可能となる。
【００６０】
（３）連結機構５３は、第１の連結状態及び第２の連結状態の他に、走行中に電動機３を停止させることが可能な非連結状態とすることができるので、例えば回転子３１が第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２の回転によって常に連れ回される場合に比較して、摩擦抵抗を低減し、四輪駆動車１０の燃費を向上させることが可能となる。
【００６１】
（４）電動機３は、出力回転部材５Ｒを挿通させる挿通孔３１ａを有し、回転子３１が入力回転部材５３０と同軸上に配置されているので、電動機３及び駆動力伝達機構５を収容するケーシング部材５０の外径寸法を小さくすることができる。
【００６２】
（５）制御装置４は、入力回転部材５３０と第１中間回転部材５４１又は第２中間回転部材５４２との回転を同期させてから連結機構５３の連結状態を切り替えるので、この連結状態の切り替えを短時間で円滑に行うことができる。
【００６３】
（６）遊星歯車機構５１は、ケーシング部材５０に収容され、電動機３及び入力回転部材５３０と同軸上に配置されているので、駆動力伝達機構５を小型化することが可能となる。
【００６４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置２Ａを図４を参照して説明する。図４において、第１の実施の形態について説明した構成要素と実質的に共通する機能を有する部材については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態に係る駆動装置２Ａは、遊星歯車機構５１Ａの構成が、第１の実施の形態に係る遊星歯車機構５１と異なっている。遊星歯車機構５１Ａの複数の遊星歯車５１５は、太陽歯車５１１及び内歯歯車５１２のギヤ歯に噛み合うギヤ歯が外周面に形成された大径歯車部５１５ａと、大径歯車部５１５ａと一体に回転し、大径歯車部５１５ａよりも小径に形成された小径歯車部５１５ｂとを有している。複数の遊星歯車５１５は、保持器５１６に回転可能に保持されている。
【００６６】
また、本実施の形態に係る入力回転部材５３０Ａには、一端に内歯歯車５３０ｂが設けられている。入力回転部材５３０Ａは、内歯歯車５３０ｂが設けられていること以外は、第１の実施の形態に係る入力回転部材５３０と同様に構成されている。入力回転部材５３０Ａの内歯歯車５３０ｂは、遊星歯車５１５の小径歯車部５１５ｂと噛合（噛み合うこと）している。
【００６７】
この遊星歯車機構５１Ａによれば、大径歯車部５１５ａと小径歯車部５１５ｂとの径差に応じて、第１の実施の形態における遊星歯車機構５１よりも大きな減速比を得ることができる。これにより、電動機３の出力トルクが同じであっても、入力回転部材５３０Ａにより大きなトルクを作用させることができる。
【００６８】
［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動装置を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００６９】
例えば、第１及び第２の実施の形態では、第２中間回転部材５４２が出力回転部材５Ｌに連結された場合について説明したが、これに限らず、第２中間回転部材５４２が出力回転部材５Ｒに連結されていてもよい。
【００７０】
また、第１の実施の形態において、遊星歯車機構５１を設けず、回転子３１を入力回転部材５３０に一体回転可能に連結してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
２，２Ａ…駆動装置、３…電動機、４…制御装置、５…駆動力伝達機構、５Ｌ，５Ｒ…出力回転部材、６Ｌ，６Ｒ…ドライブシャフト、１０…四輪駆動車、１１…第１の差動歯車機構、１１Ｌ，１１Ｒ…ドライブシャフト、１２…オルターネータ、１２ａ…入力軸、１３…バッテリー、３０…固定子、３１…回転子、３１ａ…挿通孔、４０…制御回路、４１…インバータ、５０…ケーシング部材、５１，５１Ａ…遊星歯車機構、５２…第２の差動歯車機構、５３…連結機構、５５…移動機構、５６…環状部材、５７…玉軸受、６１，６２…等速ジョイント、１００…車体、１０１…エンジン、１０１ａ…出力軸、１０２…トルクコンバータ、１０３…トランスミッション、１０４…減速機構、１０５…前輪、１０５Ｌ…左前輪、１０５Ｒ…右前輪、１０６…後輪、１０６Ｌ…左後輪、１０６Ｒ…右後輪、１１０…デフケース、１１１…ピニオンシャフト、１１２…ピニオンギヤ、１１３…サイドギヤ、１１４…リングギヤ、１２０…ベルト、１２１…配線、４０１，４０２，４０３…回転速センサ、４１１…配線、５１０…シャフト、５１１…太陽歯車、５１２…内歯歯車、５１３…遊星歯車、５１４…保持器、５１５…遊星歯車、５１５ａ…大径歯車部、５１５ｂ…小径歯車部、５１６…保持器、５２０…デフケース、５２１…ピニオンシャフト、５２２…ピニオンギヤ、５２３…サイドギヤ、５３０，５３０Ａ…入力回転部材、５３０ａ…スプライン歯、５３０ｂ…内歯歯車、５３１…環状連結部材、５３１ａ，５３１ｂ…スプライン歯、５３２…支持部材、５３３…ボルト、５４１…第１中間回転部材、５４２…第２中間回転部材、５４１ａ，５４２ａ…スプライン歯、５５０…本体部、５７１…内輪、５７２…転動体、５７３…外輪
【図１】
2013132963.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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