(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ簡易な構造で車速のアシスト領域を向上させることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】前輪側を駆動する主駆動系３とは別に後輪側を駆動する副駆動系５に用いられる動力伝達装置５において、動力伝達装置５が、容量の同じ２つの電動モータ７，９と、この２つの電動モータ７，９から出力された駆動力を減速させる減速機構１１と、この減速機構１１で減速された駆動力が入力される分配機構１３と、電動モータ７，９と出力軸１９，２１との間に設けられたクラッチ機構２３とを有した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後車輪の一方側を駆動する主駆動系とは別に前後車輪の他方側を駆動する副駆動系に用いられる動力伝達装置であって、
前記動力伝達装置は、容量の同じ２つの電動モータと、この２つの電動モータから出力された駆動力を減速させる減速機構と、この減速機構で減速された駆動力が入力される分配機構と、前記電動モータと出力軸との間に設けられたクラッチ機構とを有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータは、軸方向に前記減速機構を挟んで対向配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
前記減速機構は、回転軸心が前記２つの電動モータのモータ軸と平行に配置され前記モータ軸に接続される入力軸と、回転軸心が前記入力軸と平行に配置され第１ギヤ組を介して前記入力軸に接続される中間軸と、回転軸心が前記中間軸と平行に配置され第２ギヤ組を介して前記中間軸に接続され前記分配機構に駆動力を出力する減速出力軸とからなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータのモータ軸は、前記減速機構の入力軸の軸方向両端にそれぞれ連結されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載の動力伝達装置であって、
前記減速機構は、ケーシングに収容され、前記入力軸は、中空状に形成され、前記ケーシングと前記入力軸との径方向間には、ケーシングの内部と外部とを区画するシール部材が配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記減速機構は、外接噛み合い式のヘリカルギヤからなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータのモータ軸は、それぞれの回転軸心が前記分配機構の回転軸心より鉛直方向の下側に位置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項７記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータは、電源側に接続される接続部が設けられ、前記接続部は、前記電動モータより鉛直方向の上側に位置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータは、前記分配機構の回転軸方向の中心に対して軸方向両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記減速機構と前記分配機構とは、ケーシングに収容され、前記ケーシングの軸方向の両側面には、前記２つの電動モータが取り付けられる取付フランジ部が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記クラッチ機構は、前記出力軸の軸方向で前記２つの電動モータ間に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記２つの電動モータは、ブラシ付きの直流モータからな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、車両に適用される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力伝達装置としては、前輪側を原動機で駆動する主駆動系と、後輪側を駆動する副駆動系とを備え、副駆動系が、電動モータと、減速機構と、分配機構としての差動機構と、出力軸としての後車軸と、減速機構と差動機構との間に設けられ減速機構と差動機構との間に伝達される動力を断続するクラッチ機構とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動力伝達装置では、車両の発進（0km/h）から30km/h程度までの発進低車速領域において、電動モータを駆動して作動される。このように車両の低速領域において、副駆動系を作動して車両の主駆動系による駆動をアシストすることにより、車両の発進をスムーズに行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１のような動力伝達装置では、車両の発進（0km/h）から30km/h程度までの発進低車速領域において、副駆動系を電動モータのみによって作動させ、車両の主駆動系による走行を安定してアシストすることができる。
【０００６】
しかしながら、車両の低速領域でも、電動モータで駆動される副駆動系のアシストが解除された後の30km/hから、日常一般路走行車速領域として例えば60km/h程度までの車速領域では、主駆動系による駆動車両の走行が依然として不安定となる場合が生じていた。
【０００７】
このため、動力伝達装置による日常一般路走行車速領域をアシストすべく、電動モータの出力を上げるために、電動モータの容量を増やすことが考えられるが、電動モータの容量を増やそうとすると、電動モータ自体と、電動モータ周辺の取付構造などを大幅に大型化する必要があった。
【０００８】
そこで、この発明は、大型化を抑制しつつ簡易な構造で車速のアシスト領域を向上させることができる動力伝達装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前後車輪の一方側を駆動する主駆動系とは別に前後車輪の他方側を駆動する副駆動系に用いられる動力伝達装置であって、前記動力伝達装置は、容量の同じ２つの電動モータと、この２つの電動モータから出力された駆動力を減速させる減速機構と、この減速機構で減速された駆動力が入力される分配機構と、前記電動モータと出力軸との間に設けられたクラッチ機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
この動力伝達装置では、副駆動系が容量の同じ２つの電動モータを有するので、１つの電動モータを大型化させることなく、電動モータの出力を増加させることができ、簡易な構造でありながら装置の大型化を抑制することができる。
【００１１】
また、２つの電動モータを有するので、減速機構のギヤ比を小さくしても、車両の発進に必要な出力（左右車軸の駆動トルク）を十分に得ることができ、車両の発進から車両の走行を安定してアシストできる車速領域を拡大することができる。
【００１２】
従って、このような動力伝達装置では、容量の同じ２つの電動モータを有するので、装置の大型化を抑制しつつ、車速のアシスト領域を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大型化を抑制しつつ簡易な構造で車速のアシスト領域を向上させることができる動力伝達装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用された車両の動力系を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の電動モータを組付ける前の側面図である。（ｂ）は本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の電動モータを組付けたときの側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の車速に対するトルク変化と、比較例としての動力伝達装置の車速に対するトルク変化とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図４を用いて本実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。
【００１６】
本実施の形態に係る車両駆動システム１は、車両の前輪側に配置された主駆動系３と、車両の後輪側に配置された副駆動系４とを備える。動力伝達装置５は、前輪側を駆動する主駆動系３とは別に、後輪側を駆動する副駆動系４に用いられている。
【００１７】
そして、動力伝達装置５は、容量の同じ２つの電動モータ７，９と、この２つの電動モータ７，９から出力された駆動力を減速させる減速機構１１と、この減速機構１１で減速された駆動力が入力される分配機構１３と、この分配機構１３からの駆動力を左右輪１５，１７に出力する出力軸１９，２１と、電動モータ７，９と出力軸１９，２１との間に設けられ電動モータ７，９と出力軸１９，２１との間に伝達される動力を断続するクラッチ機構２３とを有する。
【００１８】
また、２つの電動モータ７，９は、軸方向に減速機構１１を挟んで対向配置されている。
【００１９】
さらに、減速機構１１は、回転軸心が２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７と平行に配置されモータ軸２５，２７に接続される入力軸２９と、回転軸心が入力軸２９と平行に配置され第１ギヤ組３１を介して入力軸２９に接続される中間軸３３と、回転軸心が中間軸３３と平行に配置され第２ギヤ組３５を介して中間軸３３に接続され分配機構１３に駆動力を出力する減速出力軸としての出力部材３７とからなる。
【００２０】
また、２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７の先端側の外周には外スプライン部が形成され、減速機構１１の入力軸２９の軸方向両端の中空部に形成された内スプライン部にそれぞれ連結されている。これら連結する内外スプライン部には、グリースなどの摩耗防止剤が塗布されている。
【００２１】
さらに、減速機構１１は、ケーシング３９内に収容され、入力軸２９は、中空状に形成され、ケーシング３９と入力軸２９の両端側外周との径方向間には、ケーシング３９の内部と外部とを区画するシール部材４１，４３が配置されている。
【００２２】
また、ケーシング３９は、各軸２９，３３，３７の一端側がそれぞれベアリングを介して支持される一側ケーシング部４０と、各軸２９，３３，３７の他側がそれぞれベアリングを介して支持される他側ケーシング部４２とからなる。
【００２３】
さらに、両ケーシング部４０，４２は、複数のボルト４４によって一体結合されて、内部に必要な潤滑油が封入されている。
【００２４】
また、減速機構１１は、外接噛み合い式のヘリカルギヤからなる。
【００２５】
さらに、２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７は、それぞれの回転軸心２８，２８が分配機構１３の回転軸心１４より鉛直方向の下側に位置されている。
【００２６】
また、２つの電動モータ７，９は、電源４５に接続される接続端子４７，４９および結線部分を収容する接続ボックス４８，５０が設けられ、接続端子４７，４９は、電動モータ７，９より鉛直方向の上側に位置されている。
【００２７】
さらに、２つの電動モータ７，９は、分配機構１３の回転軸方向位置の中心に対して軸方向両側にそれぞれ配置されている。
【００２８】
また、減速機構１１と分配機構１３とは、ケーシング３９に収容され、ケーシング３９の軸方向の両側面、つまり一側ケーシング部４０と他側ケーシング部４２の端面には、２つの電動モータ７，９が取り付けられる取付フランジ部５１，５３が設けられている。
【００２９】
さらに、クラッチ機構２３は、出力軸１９，２１の軸方向で２つの電動モータ７，９間に配置されている。
【００３０】
また、２つの電動モータ７，９は、小型で簡易な構成かつ低コストなブラシ付きの直流モータからなる。
【００３１】
まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置５が適用された車両の動力系について説明する。
【００３２】
図１に示すように、車両駆動システム１を備えた車両は、内燃機関などからなる原動機５５とモータ／ジェネレータ５７とを駆動源とし、前輪側を駆動する主駆動系３と、２つの電動モータ７，９を駆動源とし、後輪側を駆動する副駆動系４とに大別される。
【００３３】
本実施の形態に係る車両駆動システム１における主駆動系３は、駆動源としてのエンジン５５及びモータ／ジェネレータ５７と、変速機構としてのトランスミッション５９と、発電機としてのジェネレータ６１と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ６３と、前車軸６５，６７と、前輪６９，７１などで構成されている。
【００３４】
この主駆動系３では、車両が設定速度以上である場合、駆動源として原動機５５が選択され、原動機５５からの駆動力がトランスミッション５９を介してフロントデフ６３に伝達され、フロントデフ６３に連結された前車軸６５，６７から前輪６９，７１に配分される。これにより、車両は、原動機５５による前輪駆動の２輪駆動状態となる。このとき、原動機５５の回転は、ジェネレータ６１を介して電源４５に充電されることも可能である。
【００３５】
一方、主駆動系３では、車両が設定速度以下である場合、駆動源としてモータ／ジェネレータ５７が選択され、モータ／ジェネレータ５７からの駆動力が図示外の減速機構を介してフロントデフ６３に伝達され、フロントデフ６３に連結された前車軸６５，６７から前輪６９，７１に配分される。これにより、車両は、モータ／ジェネレータ５７のモータ機能による前輪駆動の２輪駆動状態となる。なお、モータ／ジェネレータ５７は、車両の停車や減速などにおける減速時にジェネレータとして機能し、車両の減速によるブレーキエネルギーがモータ／ジェネレータ５７を介して電源４５に充電される。
【００３６】
副駆動系４は、主駆動系３により駆動されるジェネレータ６１或いはモータ／ジェネレータ５７によって充電されるバッテリや蓄電池などからなる電源４５と、この電源４５に連結され車両駆動システム１の作動を制御するコントローラ７３と、駆動源としての２つの電動モータ７，９と、減速機構１１と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフである分配機構１３と、後車軸である出力軸１９，２１と、後輪１５，１７などで構成されている。
【００３７】
動力伝達装置５は、容量の同じ２つの電動モータ７，９と、この２つの電動モータ７，９から出力された駆動力を減速させる減速機構１１と、この減速機構１１で減速された駆動力が入力される分配機構１３と、この分配機構１３からの駆動力を左右輪１５，１７に出力する出力軸１９，２１と、電動モータ７，９と出力軸１９，２１との間の駆動系路に設けられ電動モータ７，９と出力軸１９，２１との間に伝達される動力を断続するクラッチ機構２３とからなる。
【００３８】
動力伝達装置５は、コントローラ７３からの制御信号により、２つの電動モータ７，９の駆動回転と駆動停止、およびクラッチ機構２３の断続が制御される。
【００３９】
なお、コントローラ７３は、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、左右輪差回転センサ、前後輪差回転センサ、操舵角センサ、ヨーモーメントセンサ、油温センサ、外気温センサなどの各種センサ７５の情報が入力され、車両駆動システム１における各機構に制御情報を出力して各機構の作動を制御する。
【００４０】
動力伝達装置５は、車両が設定速度以下、もしくは例えば、雪道などの悪路で主駆動系３の前輪６９，７１でスリップを検知したなどの場合、電源４５からコントローラ７３を介して電力が２つの電動モータ７，９に供給されて、電動モータ７，９が起動される。
【００４１】
この２つの電動モータ７，９の駆動力は、減速機構１１を介して分配機構１３に伝達され、分配機構１３に連結された出力軸１９，２１から後輪１５，１７に配分される。これにより、車両は、主駆動系３の前輪駆動と、副駆動系５の後輪駆動のアシストによる４輪駆動状態、もしくは副駆動系５による後輪駆動の２輪状態となる。このとき、２つの電動モータ７，９の出力は、コントローラ７３によって制御される。
【００４２】
なお、減速機構１１と分配機構１３との間には、クラッチ機構２３が設けられている。このクラッチ機構２３は、２つの電動モータ７，９が起動されると、接続状態に制御され２つの電動モータ７，９の駆動力が減速機構１１で減速されてクラッチ機構２３を介して分配機構１３に伝達され、後輪１５，１７側に伝達される。
【００４３】
一方、クラッチ機構２３は、電動モータ７，９が作動されていない状態であると、接続解除状態に制御され減速機構１１と分配機構１３との動力伝達が遮断され、車両の走行による後輪１５，１７側からの回転を減速機構１１及び２つの電動モータ７，９に入力させないようにしている。次に、図２〜図４を用いて動力伝達装置５について詳述する。
【００４４】
動力伝達装置５は、ケーシング３９と、２つの電動モータ７，９と、減速機構１１と、分配機構１３と、クラッチ機構２３と、アクチュエータ７７とを備えている。
【００４５】
ケーシング３９は、一側ケーシング部４０と他側ケーシング部４２とがボルト４４などの固定手段によって一体的に固定され、内部が主に減速機構１１を収容する入力側収容部と、主に分配機構１３及びクラッチ機構２３を収容する出力側収容部となっている。このケーシング３９の入力側収容部の軸方向両側面には、２つの電動モータ７，９が取り付けられる取付フランジ部５１，５３が設けられている。
【００４６】
２つの電動モータ７，９は、それぞれブラシ付きの直流モータからなり、同じ容量、すなわち最大出力が同一に設定されており、好ましくはロータとハウジングおよび取付部の形状が同一であり、大まかな部品の共用化がなされる２つの電動モータであるとよい。
【００４７】
また、２つの電動モータ７，９は、分配機構１３の回転中心に対して軸方向両側にそれぞれ配置されるように、軸方向に減速機構１１を挟んで対向配置されている。このように２つの電動モータ７，９を配置することにより、径方向に小型な電動モータ７，９が径方向にオーバーラップして配置されることがなく、装置の径方向への大型化を抑制することができると共に、装置の軸方向の重量バランスの均等化に寄与して、電動モータ７，９の回転による振動を抑制することができる。
【００４８】
この２つの電動モータ７，９には、それぞれコントローラ７３（図１参照）を介して電源４５（図１参照）に接続される接続端子４７，４９及び接続ボックス４８，５０が設けられ、コントローラ７３の制御によって電源４５から電力が供給される。また、図３に示すように、２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７は、それぞれの回転軸心２８が分配機構１３の回転軸心１４より鉛直方向の下側に位置されている。このように２つの電動モータ７，９を配置することにより、電動モータ７，９の最低地上高を確保しつつ、電動モータ７，９の上方のスペースを確保することができる。この上方のスペースには、接続端子４７，４９や接続ボックス４８，５０が設けられている。このような２つの電動モータ７，９は、減速機構１１の入力軸２９の軸方向両端に一体回転可能にそれぞれ連結されている。
【００４９】
減速機構１１は、ケーシング３９内の入力側収容部に収容され、入力軸２９と、第１ギヤ組３１と、中間軸３３と、第２ギヤ組３５と、減速出力軸としての出力部材３７とを備えている。接続端子４７，４９や接続ボックス４８，５０は、２つの電動モータ７，９とコントローラ７３を介して電源との配線を連結するために所定の大きさを有する接続部という技術的構成物である。
【００５０】
入力軸２９は、中空状に形成され、回転軸心が２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７と平行に配置されている。また、入力軸２９は、軸方向の両側外周でベアリング７９，８１を介してケーシング３９に回転可能に支持され、軸方向の両端面からそれぞれ電動モータ７，９のモータ軸２５，２７が一体回転可能にスプライン連結されている。また、入力軸２９の軸方向両側の外周とケーシング３９の内周との径方向間には、ケーシング３９の内部と外部とを区画するシール部材４１，４３が配置されている。この入力軸２９の外周には、第１小径ギヤ部８３が連続する一部材で形成され、第１小径ギヤ部８３と第１大径ギヤ部８５とで第１ギヤ組３１が構成されている。
【００５１】
第１ギヤ組３１は、入力軸２９に設けられた第１小径ギヤ部８３と、中間軸３３に設けられた第１大径ギヤ部８５とからなる。第１大径ギヤ部８５は、中間軸３３と一体回転可能に圧入などの固定手段で固定され、第１小径ギヤ部８３と噛み合っている。この第１ギヤ組３１は、２つの電動モータ７，９から出力される駆動力を入力軸２９から減速させて中間軸３３に出力する。
【００５２】
中間軸３３は、回転軸心が入力軸２９と平行に配置され、軸方向の両側外周でベアリング８７，８９を介してケーシング３９に回転可能に支持されている。この中間軸３３の外周には、第２小径ギヤ部９１が連続する一部材で形成され、第２小径ギヤ部９１と第２大径ギヤ部９３とで第２ギヤ組３５が構成されている。
【００５３】
第２ギヤ組３５は、中間軸３３に設けられた第２小径ギヤ部９１と、出力部材３７に設けられた第２大径ギヤ部９３とからなる。第２大径ギヤ部９３は、出力部材３７の外周に連続する一部材で形成され、第２小径ギヤ部９１と噛み合っている。この第２ギヤ組３５は、中間軸３３から出力される第１ギヤ組３１で減速された駆動力をさらに減速させて出力部材３７に出力する。
【００５４】
出力部材３７は、筒状に形成され、回転軸心が中間軸３３と平行に配置されている。また、出力部材３７は、内周側でベアリング９５，９７を介して分配機構１３のデフケース９９と相対回転可能に配置されている。この出力部材３７は、中間軸３３から第２ギヤ組３５を介して減速された駆動力が入力される。
【００５５】
このような減速機構１１は、第１ギヤ組３１と第２ギヤ組３５とが外接噛み合い式のヘリカルギヤからなり、２段式の減速機構となっている。この減速機構１１の入力軸から減速出力軸までのギヤ比は、例えば、従来では電動モータが１つである場合に1/36であるとすると、本実施の形態のように、同じ容量の電動モータが２つである場合では1/18に設定されている。
【００５６】
ここで、電動モータが１つで減速機構１１のギヤ比が1/36であるときの車速に対するトルクの変化C2と、同じ容量の電動モータが２つで減速機構１１のギヤ比が1/36であるときの車速に対するトルクの変化C3と、同じ容量の電動モータが２つで減速機構１１のギヤ比が1/18であるときの車速に対するトルクの変化C1とを図４に示す。
【００５７】
図４から明らかなように、本実施の形態の同じ容量の電動モータが２つで減速機構１１のギヤ比が1/18であるときの車速に対するトルクの変化C1では、車速のアシスト領域を日常一般路走行車速領域として約２倍である例えば60km/h程度まで拡大することができると共に、0km/hから30km/hの発進低車速領域で減速機構１１のギヤ比を小さくしたにも関わらずトルクが低下することがなく、むしろ伝達トルクを増大することができる。このような減速機構１１で減速された駆動力は、分配機構１３に伝達される。
【００５８】
分配機構１３は、ケーシング３９内の出力側収容部に収容され、デフケース９９と、ピニオンシャフト１０１と、ピニオン１０３と、一対のサイドギヤ１０５，１０７とを備えた差動機構からなる。
【００５９】
デフケース９９は、回転軸心が減速機構１１の出力部材３７と平行に配置され、軸方向両側に形成されたボス部でそれぞれベアリング１０９，１１１を介してケーシング３９に回転可能に支持されている。このデフケース９９には、ピニオンシャフト１０１と、ピニオン１０３と、一対のサイドギヤ１０５，１０７とが収容されている。
【００６０】
ピニオンシャフト１０１は、端部をデフケース９９に係合してピンなどの抜け止め部材で抜け止めされデフケース９９と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト１０１には、ピニオン１０３が支承されている。
【００６１】
ピニオン１０３は、デフケース９９の周方向等間隔に複数配置され、それぞれピニオンシャフト１０１に支承されてデフケース９９の回転によって公転する。また、ピニオン１０３の背面側とデフケース９９との径方向間には、ピニオン１０３の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャが配置されている。このピニオン１０３は、一対のサイドギヤ１０５，１０７に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ１０５，１０７に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト１０１に自転可能に支持されている。
【００６２】
一対のサイドギヤ１０５，１０７は、それぞれに形成されたボス部でデフケース９９に相対回転可能に支持され、ピニオン１０３と噛み合っている。また、サイドギヤ１０５，１０７とデフケース９９との軸方向間には、ピニオン１０３との噛み合い反力によるサイドギヤ１０５，１０７の軸方向への移動を受けるスラストワッシャが配置されている。
【００６３】
この一対のサイドギヤ１０５，１０７は、内周側にスプライン形状の連結部１１３，１１５が設けられ、後輪１５，１７（図１参照）側に連結された出力軸１９，２１（図１参照）がそれぞれサイドギヤ１０５，１０７と一体回転可能に連結され、デフケース９９に入力された駆動力を出力軸１９，２１を介して後輪１５，１７に出力する。なお、出力軸１９，２１の外周とケーシング３９の内周との径方向間には、ケーシング３９の内部と外部とを区画するシール部材１１７，１１９が配置されている。
【００６４】
このような分配機構１３に伝達される駆動力は、減速機構１１の出力部材３７とデフケース９９との間に設けられたクラッチ機構２３によって断続される。なお、このような出力部材３７とデフケース９９との間にクラッチ機構２３が配置された機構は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。
【００６５】
クラッチ機構２３は、出力軸１９，２１（分配機構１３の回転軸方向位置の軸心）の軸方向で２つの電動モータ７，９間に配置され、断続部１２１と、押圧部材１２３とを備えている。断続部１２１は、複数の外側クラッチ板と複数の内側クラッチ板とからなる。複数の外側クラッチ板は、出力部材３７の内周に形成されたスプライン形状の係合部に軸方向移動可能で出力部材３７と一体回転可能に係合されている。複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、デフケース９９の外周に形成されたスプライン形状の係合部に軸方向移動可能でデフケース９９と一体回転可能に係合されている。
【００６６】
この断続部１２１は、複数の外側クラッチ板と複数の内側クラッチ板とで構成された多板クラッチであり、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチとなっている。このような断続部１２１は、押圧部材１２３によって押圧されて接続される。
【００６７】
押圧部材１２３は、デフケース９９のボス部の外周側で断続部１２１に対して軸方向に隣接配置され、出力部材３７内に軸方向移動可能に配置されている。また、押圧部材１２３とデフケース９９との軸方向間には、押圧部材１２３を断続部１２１の接続解除方向に付勢する皿バネなどからなる付勢部材１２５が配置されている。この付勢部材１２５により、断続部１２１の接続解除状態では、押圧部材１２３が断続部１２１を押圧することがなく、断続部１２１における引きずりトルクの発生を抑制することができる。この押圧部材１２３は、アクチュエータ７７によって断続部１２１の接続方向に軸方向移動され、断続部１２１を接続させる。
【００６８】
アクチュエータ７７は、ロータ１２７と、パイロットクラッチ１２９と、アーマチャ１３１と、電磁石１３３と、カム機構１３５とを備えている。ロータ１２７は、磁性材料からなり、デフケース９９のボス部の外周側で軸方向移動が規制されて配置され、電磁石１３３とパイロットクラッチ１２９との軸方向間に配置されている。また、ロータ１２７には、磁束ループを形成させるための非磁性材料からなる磁路形成部材が溶接などの固定手段によってロータ１２７と一体的に設けられている。このロータ１２７は、電磁石１３３のコアとの径方向間に微小隙間を持って対向するエアギャップが設けられており、電磁石１３３のコアからロータ１２７への磁束の受け渡しが可能となっている。このようなロータ１２７には、パイロットクラッチ１２９が隣接配置されている。
【００６９】
パイロットクラッチ１２９は、出力部材３７内でロータ１２７とアーマチャ１３１との軸方向間に配置されている。このパイロットクラッチ１２９は、出力部材３７の内周に形成された係合部に軸方向移動可能で出力部材３７と一体回転可能に連結する複数の外側プレートと、カムリング１３９の外周に複数の外側プレートに対して軸方向間に交互に配置され軸方向移動可能でカムリング１３９と一体回転可能に連結する複数の内側プレートとで構成されている。このようなパイロットクラッチ１２９は、アーマチャ１３１が電磁石１３３の励磁によって吸引移動されることにより接続される。
【００７０】
アーマチャ１３１は、磁性材料からなり、軸方向にパイロットクラッチ１２９を挟んでロータ１２７と対向配置され、出力部材３７内で軸方向移動可能に配置されている。このアーマチャ１３１は、電磁石１３３が励磁されたときに形成される磁束ループによって電磁石１３３側に吸引移動され、パイロットクラッチ１２９を接続させる。
【００７１】
電磁石１３３は、ケーシング３９内に固定配置され、電磁コイルとコアとを備えている。電磁コイルは、合成樹脂などの絶縁部材によってモールド成形され、コアの内部に配置されている。コアは、磁性材料からなり、ロータ１２７とで電磁コイルの周囲を囲むように配置されてロータ１２７と共に磁束を透過して磁束ループを形成させる。このコアは、電磁コイルとケーシング３９の外部に配置された通電を制御するコントローラ７３（図１参照）とを接続するリード線１３７が外部に引き出され、コントローラ７３による制御によって断続部１２１で必要な摩擦トルクを生じさせるように電磁コイルに通電される。この電磁コイルの通電により、パイロットクラッチ１２９が接続され、カム機構１３５でスラスト力が発生される。
【００７２】
カム機構１３５は、カムリング１３９と、カムリング１３９と押圧部材１２３とに周方向に形成された複数のカム面間に介在されたカムボール１４１とからなる。カムリング１３９は、デフケース９９のボス部の外周に軸方向移動可能に配置されている。また、カムリング１３９とロータ１２７の軸方向間には、カム機構１３５で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリングが配置されている。このカムリング１３９の外周には、パイロットクラッチ１２９の複数の内側プレートが軸方向移動可能で一体回転可能に係合されている。
【００７３】
カムボール１４１は、カムリング１３９と押圧部材１２３とに周方向に形成された複数のカム面を対向させ、これらのカム面間に介在されている。このカムボール１４１は、パイロットクラッチ１２９の接続によってカムリング１３９と押圧部材１２３との間に差回転が生じることにより、パイロットクラッチ１２９に生じる摩擦トルクに応じた強さで押圧部材１２３を断続部１２１側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。
【００７４】
このように構成されたクラッチ機構２３では、電磁石１３３の電磁コイルへの通電により、コア、ロータ１２７、パイロットクラッチ１２９、アーマチャ１３１を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ１３１が電磁石１３３側に吸引移動されてパイロットクラッチ１２９が締結される。このパイロットクラッチ１２９の締結トルクは、カム機構１３５を介して軸方向推力に変換され、押圧部材１２３が付勢部材１２５の付勢力に抗して断続部１２１を押圧して断続部１２１が接続される。この断続部１２１の接続により、出力部材３７とデフケース９９とが接続されて減速機構１１で減速された駆動力が分配機構１３に伝達される。
【００７５】
この断続部１２１の接続状態は、電磁石１３３への通電を停止することにより、付勢部材１２５の付勢力によって押圧部材１２３が断続部１２１の接続解除方向に軸方向移動されて解除される。この断続部１２１の接続解除により、出力部材３７とデフケース９９との間の動力伝達が遮断され、車両の走行による後輪１５，１７（図１参照）の回転が減速機構１１に入力されることがなく、車両の燃費向上を図ることができる。
【００７６】
このように構成された動力伝達装置５では、車両が設定速度以下、もしくは例えば、雪道などの悪路で主駆動系３の前輪６９，７１（図１参照）でスリップを検知したなどの場合、電源４５（図１参照）からコントローラ７３（図１参照）を介して電力が２つの電動モータ７，９に供給されて、電動モータ７，９が起動される。このとき、クラッチ機構２３では、電源４５からコントローラ７３を介して電磁石１３３に通電され、断続部１２１が接続状態となり、減速機構１１から分配機構１３への動力伝達が可能となる。
【００７７】
この２つの電動モータ７，９は、車両の状況に応じてコントローラ７３によって供給される電力が制御され、車速に応じた駆動力を減速機構１１に出力する。この減速機構１１に伝達された駆動力は、第１ギヤ組３１と第２ギヤ組３５とで減速され、クラッチ機構２３の断続部１２１を介して分配機構１３に伝達される。この分配機構１３に伝達された駆動力は、出力軸１９，２１（図１参照）を介して後輪１５，１７（図１参照）に配分され、車両の走行をアシストする。
【００７８】
動力伝達装置５が容量の同じ２つの電動モータ７，９を有するので、１つの電動モータを大型化させることなく、電動モータの出力を増加させることができる共に、各電動モータ７，９を分離して配置することができ、装置の大型化を抑制することができる。
【００７９】
また、２つの電動モータ７，９を有するので、減速機構１１のギヤ比を小さくしても、車両の発進に必要な出力を得ることができ、車両の発進から車両の走行を安定してアシストできる車速領域を拡大することができる。
【００８０】
従って、動力伝達装置５が容量の同じ２つの電動モータ７，９を有するので、装置の大型化を抑制しつつ簡易な構造で、車速のアシスト領域を向上させることができる。
【００８１】
また、２つの電動モータ７，９は、軸方向に減速機構１１を挟んで対向配置されているので、装置の径方向の大型化を抑制することができると共に、２つの電動モータ７，９の配置バランスを向上でき、振動の発生を抑制することができる。
【００８２】
さらに、減速機構１１は、電動モータ７，９のモータ軸２５，２７に接続される入力軸２９と、第１ギヤ組３１を介して入力軸２９に接続される中間軸３３と、第２ギヤ組３５を介して中間軸３３に接続され分配機構１３に駆動力を出力する出力部材３７とからなるので、電動モータ７，９と分配機構１３との干渉を防止することができる。
【００８３】
また、２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７は、減速機構１１の入力軸２９の軸方向両端にそれぞれスプライン連結されているので、入力軸２９の両端側から電動モータ７，９を連結させることができ、装置の組付性を向上することができる。
【００８４】
さらに、減速機構１１の入力軸２９は、中空状に形成され、ケーシング３９と入力軸２９との径方向間には、ケーシング３９の内部と外部とを区画するシール部材４１，４３が配置されているので、入力軸２９に２つの電動モータ７，９を組み付ける前の状態で、ケーシング３９の内部と外部とを区画することができ、ユニット性を向上することができる。加えて、減速機構１１とケーシング３９とがユニット化された状態で、２つの電動モータ７，９を入力軸２９に組み付けることができ、装置の組付性を向上することができる。
【００８５】
また、減速機構１１は、外接噛み合い式のヘリカルギヤからなるので、装置の径方向を小型化して装置のレイアウトの自由度を向上することができる。加えて、減速機構１１の構造を簡易化することができると共に、コストを低減することができる。
【００８６】
さらに、２つの電動モータ７，９のモータ軸２５，２７は、それぞれの回転軸心２８，２８が分配機構１３の回転軸心１４より鉛直方向の下側に位置されているので、分配機構１３の上部側の水平方向であって２つの電動モータ７，９の上方にスペースを確保して装置をコンパクト化することができ、車両への搭載性を向上することができる。
【００８７】
また、２つの電動モータ７，９は、電源４５に接続される接続端子４７，４９や接続ボックス４８，５０が設けられ、接続端子４７，４９や接続ボックス４８，５０は、電動モータ７，９より鉛直方向の上側に位置されているので、２つの電動モータ７，９の上方に確保された上述したスペースに接続部としての接続端子４７，４９や接続ボックス４８，５０を配置することにより、２つの電動モータ７，９の最低地上高を確保しつつ、装置の外形周りへの張り出しを抑制し、装置の大型化を防止することができる。
【００８８】
さらに、２つの電動モータ７，９は、分配機構１３の回転中心に対して軸方向両側にそれぞれ配置されているので、装置の重量バランスや回転バランスを均等化することができ、装置のバランスを向上することができる。
【００８９】
また、ケーシング３９の軸方向の両側面には、２つの電動モータ７，９が取り付けられる取付フランジ部５１，５３が設けられているので、減速機構１１の軸方向両側でケーシング３９の高度を向上させることができ、２つの電動モータ７，９の回転振動を抑制し、減速機構１１の噛み合い状態を良好にして、ケーシングへの噛み合い振動の伝搬による音振を抑制することができる。また、ケーシング３９の軸方向の投影面内に２つの電動モータ７，９を含めた全ての機構が配置され、装置を小型化することができる。
【００９０】
さらに、クラッチ機構２３は、出力軸１９，２１の軸方向で２つの電動モータ７，９間に配置されているので、装置を軸方向に小型化して構造を簡易化することができる。
【００９１】
また、２つの電動モータ７，９は、ブラシ付きの直流モータからなるので、電動モータ自体が大型化することがないと共に、電動モータの構造を簡易化することができる。
【００９２】
なお、本発明の実施の形態に係る車両駆動システムでは、主駆動系が前輪側を駆動し、副駆動系が後輪側を駆動しているが、これに限らず、主駆動系が後輪側を駆動し、副駆動系が前輪側を駆動してもよい。
【００９３】
また、クラッチ機構は、多板クラッチなどの摩擦クラッチに限らず、軸方向或いは径方向に対向する一対の噛み合い歯からなる噛み合いクラッチ、ロータ又はスプラグなどを用いた１ウェイクラッチ、もしくは２ウェイクラッチであってもよい。
【００９４】
さらに、アクチュエータは、電磁式アクチュエータに限らず、油圧式アクチュエータなどクラッチ機構を断続できるものであればどのような形態であってもよい。
【００９５】
また、クラッチ機構は、減速機構と分配機構との間に設けられているが、これに限らず、例えば、分配機構とクラッチ機構とを一体にしてもよい。詳細には、分配機構の左右出力軸それぞれに減速機構の減速出力軸を連結する一対のクラッチ機構を設け、減速機構からの動力をそれぞれのクラッチ機構を断続して駆動力の分配を行ってもよい。
【００９６】
また、クラッチ機構は、減速機構と分配機構との間に設けられているが、これに限らず、減速機構の入力軸側や中間軸側、或いは左右の出力軸の少なくとも一方側などに設けることができる。
【００９７】
さらに、減速機構は、プラネタリギヤ機構を用いてもよい。この場合には、出力軸と同軸上に配置してもよい。
【００９８】
また、電動モータのモータ軸は、出力軸の交差方向に配置されてもよい。加えて、２つの電動モータは、小型であるので、隣接して直列配置されてもよい。
【００９９】
さらに、電動モータは、直流モータ、交流モータいずれでもよく、電子ブラシを有するものや、ブラシレスの種類に特定されず、或いはスイッチトリラクタンスモータを用いてもよく、適宜選定することができる。加えて、電動モータにジェネレータ機能をもたせてブレーキエネルギーによって回生を行ってもよい。さらには、電動モータの電源は、主駆動系の駆動源によって回転駆動されて発電が可能なジェネレータから直接供給される構造であってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…車両駆動システム
３…主駆動系
４…副駆動系
５…動力伝達装置
７，９…電動モータ
１１…減速機構
１３…分配機構
１５，１７…左右輪
１９，２１…出力軸
２３…クラッチ機構
２５，２７…モータ軸
２９…入力軸
３１…第１ギヤ組
３３…中間軸
３５…第２ギヤ組
３７…出力部材（減速出力軸）
３９…ケーシング
４１，４３…シール部材
４５…電源
４７，４９…接続端子（接続部）
４８，５０…接続ボックス（接続部）
５１，５３…取付フランジ部
【図１】
2013208990.tif 000003
【図２】
2013208990.tif 000004
【図３】
2013208990.tif 000005
【図４】
2013208990.tif 000006