(57)【要約】  【課題】  二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒから左右の駆動輪にトルク差を増幅する歯車装置３０を備える車両駆動装置において、左右輪のトルク応答性を等しくすることにより、車両挙動の安定性を向上させる。  【解決手段】  車両に搭載され独立して制御可能な二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒと左右の駆動輪との間に、遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせ、一方の遊星歯車機構の特定の要素と、他方の遊星歯車機構の特定の要素とを、第１結合部材３１と第２結合部材３２により相互に連結して二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒから左右の駆動輪にトルク差を増幅する歯車装置３０を設けた車両駆動装置において、第１結合部材３１と第２結合部材３２の形状寸法を、電動モータ２Ｌ、２Ｒから第１結合部材３１と第２結合部材３２に等しいトルクが入力された場合に、第１結合部材３１と第２結合部材３２のねじり角が等しくなるように設定し、左右輪のトルク応答性を等しくした。【選択図】  図２
2017145930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせ、一方の遊星歯車機構の特定の要素と、他方の遊星歯車機構の特定の要素とを、第１結合部材と第２結合部材により相互に連結して二つの駆動源から左右の駆動輪にトルク差を増幅する歯車装置を設けた車両駆動装置において、前記第１結合部材と第２結合部材の形状寸法を、前記二つの駆動源から前記第１結合部材と第２結合部材に等しいトルクが入力された場合に、前記第１結合部材と第２結合部材のねじり角が等しくなるように設定したことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
前記遊星歯車機構は、それぞれ内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第１結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第２結合部材とを有することを特徴とする請求項１記載の車両駆動装置。
【請求項３】
前記第１結合部材と前記第２結合部材が同軸上に配置されると共に、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が中空軸に挿通される軸を有し、２つの遊星歯車軸の間を通る軸が２重構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動装置。
【請求項４】
前記二つの駆動源の動力を前記駆動輪に伝達する減速装置を備え、前記減速装置は、駆動源に連結し、入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に連結し、出力歯車を有する出力歯車軸と、歯車の噛合いにより入力歯車軸から出力歯車軸の間の動力伝達を行う中間歯車軸が少なくとも1つ以上配され、前記内歯車の外周部に入力歯車軸の入力歯車と噛み合う外歯車を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
【請求項５】
前記車両駆動装置のハウジングが、中央ハウジングと左右の側面ハウジングからなる３ピース構成であり、前記中央ハウジングの中央部には左右を仕切る仕切り壁が設けられ、前記第１結合部材と前記第２結合部材が前記仕切り壁を貫通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両駆動装置。
【請求項６】
前記第１結合部材と第２結合部材が同軸上に配置されると共に、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造であり、前記第１結合部材および前記第２結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結がスプライン嵌合であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両駆動装置。
【請求項７】
前記遊星キャリヤのアウトボード側に、出力歯車または従動側の中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車を設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両駆動装置。
【請求項８】
前記遊星キャリヤのインボード側に、出力歯車または従動側の中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車を設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、独立した二つの駆動源からの駆動トルクを左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達することができる車両駆動装置に関し、特に、左右輪のトルク応答性が等しく、車両挙動の安定性を向上させた車両駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の車両において、左右の駆動輪にそれぞれ電動モータを配置して、各電動モータを独立して制御することにより左右の駆動輪に適宜駆動トルク差を与え、これにより車両の旋回モーメントを制御することが知られている。例えば、各電動モータがそれぞれ減速機を介して左右の駆動輪に独立して接続されている場合、各電動モータの回転速度はそれぞれの減速機で減速され、かつ、各電動モータの出力トルクはそれぞれの減速機で増大されて左右の駆動輪に伝達される。ここで、車両の右旋回時と左旋回時の挙動を同様にするために、各電動モータは同じ出力特性にして、それぞれの減速機も同じ減速比にしている。
【０００３】
ところで、左右の駆動輪の出力トルクに差を付けたい場合、左右の電動モータの出力トルクに差を付け、左右の駆動輪に左右の電動モータの出力トルクを減速機を介して伝達する。
【０００４】
左右の駆動輪に伝達される左右の電動モータの出力トルクは、減速機の減速比に応じて増大される。但し、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率は、左右の減速機の減速比が同じであるので、左右の電動モータの出力トルクの差の比率と同一であり、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率が増大されるわけではない。
【０００５】
ところが、車両のスムーズな旋回走行の実現や、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の電動モータから与えられる出力トルクの差の比率よりも左右の駆動輪に伝達される出力トルクの差の比率を大きくすることが有効な場合がある。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２には、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置を備え、二つの駆動源から与えられるトルクの差を増幅して左右の駆動輪に与えることができる車両駆動装置が開示されている。
【０００７】
特許文献１に開示された車両駆動装置（以下、従来技術１という。）を図７及び図８を参照して説明する。図７は、従来技術１に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図、図８は従来技術１に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差の増幅率を説明するための速度線図である。
【０００８】
車両駆動装置１００は、車両に搭載された左右の電動モータ１０２Ｌ及び電動モータ１０２Ｒと、左駆動輪１０４Ｌ及び右駆動輪１０４Ｒと、これらの間に設けられる歯車装置１０５と減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒ、１０７Ｌ、１０７Ｒとを備えている。
【０００９】
電動モータ１０２Ｌ及び電動モータ１０２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ（図示省略）からの電力により動作し、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
【００１０】
電動モータ１０２Ｌの出力軸１０２ａＬ、電動モータ１０２Ｒの出力軸１０２ａＲは、それぞれ減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介して歯車装置１０５の各結合部材１１１、１１２に接続される。歯車装置１０５からの出力は減速ギヤ列１０７Ｌ、１０７Ｒを介して左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに与えられる。
【００１１】
歯車装置１０５は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。
【００１２】
遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒには、例えば、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。シングルピニオン遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車ＳL、ＳR及び内歯車ＲL、ＲRと、これら太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとの間に位置する複数の遊星歯車ＰL、ＰRと、遊星歯車ＰL、ＰRを回動可能に支持し、太陽歯車ＳL、ＳR及び内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた遊星キャリヤＣL、ＣRとから構成される。ここで、太陽歯車ＳL、ＳRと遊星歯車ＰL、ＰRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車ＲL、ＲRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。
【００１３】
遊星歯車ＰL、ＰRは太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとに噛み合っている。図７に示すようなシングルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤＣL、ＣRを固定した場合に太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとが逆方向に回転するため、速度線図に表すと内歯車ＲL、ＲR及び太陽歯車ＳL、ＳRが遊星キャリヤＣL、ＣRに対して反対側に配置される。換言すると、内歯車ＲL、ＲRは遊星キャリヤＣL、ＣRを挟んで太陽歯車ＳL、ＳRの反対側に配置される。
【００１４】
図８に示す速度線図においては、遊星キャリヤＣL、ＣRから内歯車ＲL、ＲRまでの長さと遊星キャリヤＣL、ＣRから太陽歯車ＳL、ＳRまでの長さの比は、内歯車ＲL、ＲRの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）と太陽歯車ＳL、ＳRの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）との比と等しい。
【００１５】
この歯車装置１０５は、図７に示すように、太陽歯車ＳL、遊星キャリヤＣL、遊星歯車ＰL及び内歯車ＲLを有する第１遊星歯車機構１１０Ｌと、同じく太陽歯車ＳR、遊星キャリヤＣR、遊星歯車ＰR及び内歯車ＲRを有する第２遊星歯車機構１１０Ｒとが同軸上に組み合わされて構成されている。
【００１６】
そして、第１遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車ＳLと第２遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車ＲRとが第１結合部材１１１によって結合され、第１遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車ＲLと第２遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車ＳRとが第２結合部材１１２によって結合されている。
【００１７】
第１結合部材１１１には、電動モータ１０２Ｌで発生されたトルクＴＭ１が減速ギヤ列１０６Ｌを介して入力され、第２結合部材１１２には、電動モータ１０２Ｒで発生されたトルクＴＭ２が減速ギヤ列１０６Ｒを介して入力される。また、第１遊星歯車機構１１０Ｌの遊星キャリヤＣL及び第２遊星歯車機構１１０Ｒの遊星キャリヤＣRは、それぞれ減速ギヤ列１０７Ｌ、１０７Ｒを介して左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに接続されて出力が取り出される。
【００１８】
ここで、歯車装置１０５によって伝達される駆動トルクについて、図８に示す速度線図を用いて説明する。
【００１９】
歯車装置１０５は、二つの同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒを組み合わせて構成されるため、図８に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図を示し、下側に遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図を示す。
【００２０】
また、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図と第２の遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図は、太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRが左右反対に配置される。すなわち、図８において、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車ＳLの下に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車ＲRが配置され、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車ＲLの下に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車ＳRが配置される。
【００２１】
この歯車装置１０５は、図８に示す二本の速度線図の両端に位置する要素同士が、図中破線で示すように、第１結合部材１１１及び第２結合部材１１２によってそれぞれ結合されている。そして、第１結合部材１１１及び第２結合部材１１２に、それぞれ第１のモータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２が入力される。ここで、本来は、各電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２は各減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介し各結合部材１１１、１１２に入力されるため、減速比が掛かるが、理解を容易にするため、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、減速比を省略し、各結合部材１１１、１１２に入力されるトルクをＴＭ１及びＴＭ２のままとする。
【００２２】
一方、図８に示す速度線図上で中間に位置する遊星キャリヤＣL、ＣRから左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲが出力される。
【００２３】
このように構成された歯車装置１０５によって、第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒで発生させる各駆動トルクＴＭ１、ＴＭ２にトルク差（入力トルク差）ΔＴＩＮ（＝ＴＭ２−ＴＭ１）を与えると、左駆動輪１０４Ｌに伝達される駆動トルクＴＬと右駆動輪１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＲとに駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）を発生させることができる。すなわち、この歯車装置１０５によれば、以下の式（１）の関係が得られる。なお、係数αはトルク差増幅率である。
【００２４】
（ＴＬ−ＴＲ）＝α×（ＴＭ２−ＴＭ１）  …（１）
【００２５】
この従来技術１に係る歯車装置１０５のトルク差増幅率αについて説明する。ここでは、二つの遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒは、シングルピニオン遊星歯車機構であり、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車ＲLと遊星キャリヤＣLとの距離及び内歯車ＲRと遊星キャリヤＣRとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車ＳLとキャリヤＣLとの距離及び太陽歯車ＳRと遊星キャリヤＣRとの距離も等しく、これをｂとする。
【００２６】
左右両端の第１結合部材１１１、第２結合部材１１２に、それぞれ第１の電動モータ１０２Ｌ、第２の電動モータ１０２ＲのトルクＴＭ１、ＴＭ２を入力し、遊星キャリヤＣL、ＣRから駆動トルクＴＬ、ＴＲを取り出す場合、トルクの入力と出力の関係から、以下の式（２）が得られる。
【００２７】
ＴＲ＋ＴＬ＝ＴＭ１＋ＴＭ２      …（２）
【００２８】
また、図中の左端（ＲL、ＳR）を基準としたモーメントの式は以下の式（３）となる。なお、図８において、矢印Ｍ方向が＋のモーメント方向を示している。
【００２９】
０＝ａＴＬ＋ｂＴＲ−（ａ＋ｂ）ＴＭ１    …（３）
【００３０】
これら式（２）、（３）からＴＬ、ＴＲについてまとめると、以下の（４）、（５）式となる。
ＴＬ＝（（ａ／（ｂ−ａ））＋１）・ＴＭ２−（ａ／（ｂ−ａ））・ＴＭ１…（４）
ＴＲ＝（（ａ／（ｂ−ａ））＋１）・ＴＭ１−（ａ／（ｂ−ａ））・ＴＭ２…（５）
【００３１】
これら（４）、（５）式から駆動トルク差（ＴＬ−ＴＲ）は以下の（６）式となる。
（ＴＬ−ＴＲ）＝（（ａ＋ｂ）／（ｂ−ａ））・（ＴＭ２−ＴＭ１）…（６）
【００３２】
シングルピニオン形式の遊星歯車機構の場合、長さａは内歯車ＲL、ＲRの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）、長さｂは太陽歯車ＳL、ＳRの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）となるため、上記の式は（７）式のように書き換えられる。
（ＴＬ−ＴＲ）＝（（Ｚｒ＋Ｚｓ）／（Ｚｒ−Ｚｓ））・（ＴＭ２−ＴＭ１）…（７）
【００３３】
上記（７）式よりトルク差増幅率αは、（Ｚｒ＋Ｚｓ）／（Ｚｒ−Ｚｓ）となる。
【００３４】
上記したように、この従来技術１では、第１の電動モータ１０２Ｌ、第２の電動モータ１０２Ｒからの入力は、ＳL＋ＲR、ＳR＋ＲLとなり、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力はＣL、ＣRとなる。
【００３５】
二つの電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮ（＝（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えると、歯車装置１０５において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差α・ΔＴＩＮを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔＴＩＮが小さくても、歯車装置１０５において所定のトルク差増幅率αで入力トルク差ΔＴＩＮを増幅することができ、左駆動輪１０４Ｌと右駆動輪１０４Ｒとに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲに、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝α・（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えることができる。
【００３６】
次に、特許文献２に開示された車両駆動装置（以下、従来技術２という。）を図９及び図１０を参照して説明する。図９は、従来技術２に係る車両駆動輪装置の歯車構成を示すスケルトン図、図１０は従来技術２に係る車両駆動装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
【００３７】
なお、図９においては、従来技術１との差を分かりやすくするために、左右に電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒを配置して従来技術１と同様の図にし、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３８】
図９に示すように、車両駆動装置１００は、車両に搭載された第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒと、左駆動輪１０４Ｌ及び右駆動輪１０４Ｒと、これらの間に設けられる歯車装置１０５と減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒとを備えている。
【００３９】
第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ（図示省略）からの電力により動作し、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。第１の電動モータ１０２Ｌの出力軸１０２ａＬ、第２の電動モータ１０２Ｒの出力軸１０２ａＲは、それぞれ減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介して歯車装置１０５の太陽歯車ＳL、ＳRに接続される。歯車装置１０５からの出力は左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに与えられる。
【００４０】
従来技術１と同様に従来技術２の歯車装置１０５は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒには、例えば、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。
【００４１】
そして、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの遊星キャリヤＣLと第２の遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車ＲRとが第１結合部材１１１によって結合され、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車ＲLと第２の遊星歯車機構１１０Ｒの遊星キャリヤＣRとが第２結合部材１１２によって結合されている。
【００４２】
第１の電動モータ１０２Ｌで発生されたトルクＴＭ１が減速ギヤ列１０６Ｌを介して第１の遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車ＳLに入力され、第２の電動モータ１０２Ｒで発生されたトルクＴＭ２が減速ギヤ列１０６Ｒを介して第２の遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車ＳRに入力される。
【００４３】
また、第１結合部材１１１、第２の結合部材１１２は、それぞれ左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに接続されて出力が取り出される。
【００４４】
上記したように、この従来技術２では、電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒからの入力は、ＳL、ＳRとなり、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力は、ＣL＋ＲR、ＣR＋ＲLとなる。
【００４５】
ここで、従来技術２の歯車装置１０５によって伝達される駆動トルクについて、図１０に示す速度線図を用いて説明する。
【００４６】
歯車装置１０５は、二つの同一のシングルピニオンの遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒを組み合わせて構成されるため、図１０に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第１の遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図を示し、下側に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図を示している。また、従来技術１での説明と同様に、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、各減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒでの減速比を省略し、各太陽歯車ＳL、ＳRに入力されるトルクをＴＭ１及びＴＭ２のままとする。
【００４７】
図９に示す歯車装置１０５では、図１０に示す遊星キャリヤＣLと内歯車ＲRが、図中破線で示すように、第１結合部材１１１によって結合され、遊星キャリヤＣRと内歯車ＲLが、図中破線で示すように、第２結合部材１１２によって結合されている。
【００４８】
そして、太陽歯車ＳL、ＳRにそれぞれ第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２が入力される。一方、速度線図上で中間に位置する第１結合部材１１１、第２結合部材１１２から左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲが出力される。
【００４９】
このように構成された歯車装置１０５によっても、第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒで発生させる各駆動トルクＴＭ１、ＴＭ２にトルク差（入力トルク差）ΔＴＩＮ（＝ＴＭ２−ＴＭ１）を与えることで、左駆動輪１０４Ｌに伝達される駆動トルクＴＬと右駆動輪１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＲとに駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝ＴＲ−ＴＬ）を発生させることができる。
【００５０】
この従来技術２に係る歯車装置１０５のトルク差増幅率αについて説明する。この従来技術２においても、二つのシングルピニオン形式の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車ＲLと遊星キャリヤＣLとの距離及び内歯車ＲRと遊星キャリヤＣRとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車ＳLと遊星キャリヤＣLとの距離及び太陽歯車ＳRと遊星キャリヤＣRとの距離も等しく、これをｂとする。
【００５１】
この従来技術２の歯車装置１０５を速度線図で示すと図１０のようになる。
【００５２】
この速度線図において、トルクの釣り合いを考えると、トルク差増幅率αを求めることができる。なお、図１０において、矢印Ｍ方向が＋のモーメント方向を示している。
【００５３】
ＳRの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（８）式が算出される。
ｂ・ＴＲ＋（ａ＋ｂ）・ＴＬ−（ａ＋２ｂ）・ＴＭ１＝０  …（８）
【００５４】
ＳLの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（９）式が算出される。
−ｂ・ＴＬ−（ａ＋ｂ）・ＴＲ＋（ａ＋２ｂ）・ＴＭ２＝０  …（９）
【００５５】
（８）式＋（９）式より、下記（１０）式が算出される。
ａ・（ＴＲ−ＴＬ）―（ａ＋２ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）＝０
（ＴＲ−ＴＬ）＝（（ａ＋２ｂ）／ａ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）    …（１０）
【００５６】
（１０）式の（ａ＋２ｂ）／ａがトルク差増幅率αとなる。
【００５７】
ａ＝１／Ｚｒ、ｂ＝１／Ｚｓを代入すると、α＝（２Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｓとなる。
【００５８】
この従来技術２では、電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒからの入力は、ＳL、ＳR、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力はＣL＋ＲR、ＣR＋ＲLであり、トルク差増幅率αは、（２Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｓである。
【００５９】
上記のように、従来技術１及び従来技術２に記載のものにおいては、二つの電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮを与えると、歯車装置１０５において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２０１５−２１５９４号公報
【特許文献２】特許第４９０７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００６１】
ところで、前記従来技術１及び従来技術２では、一方の遊星歯車機構の特定の要素と、他方の遊星歯車機構の特定の要素とを第１結合部材と第２結合部材によって相互に連結することにより、トルク差を増幅するようにしている。
【００６２】
２つの遊星歯車機構を連結する第１結合部材と第２結合部材は、一方の結合部材（例えば、第１結合部材）を避けながら他方の結合部材（例えば、第２結合部材）を連結する構造であるため、両者が同じ構造にならならない。
【００６３】
例えば、従来技術１では、二つの遊星歯車機構の間を通る軸が二重構造になっている。
【００６４】
また、従来技術２では、二つの遊星歯車機構を通る軸が、多いところでは三重構造になっている。
【００６５】
車両駆動装置は、車両の挙動制御に影響するため、応答性が重要であるが、第１結合部材と第２結合部材の構造が異なると、二つの駆動源から第１結合部材と第２結合部材に等しい動力が入力された場合に、左右輪の応答性に差がでて、運転者が車両運転時、特に、発進時や加速時に違和感を感じる可能性がある。
【００６６】
そこで、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、左右の駆動輪との間に、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせて、二つの駆動源から左右の駆動輪にトルク差を増幅する歯車装置を備える車両駆動装置において、左右輪のトルク応答性を等しくすることにより、車両挙動の安定性を向上させ、運転者が車両運転時、特に、発進時や加速時に違和感を感じないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせ、一方の遊星歯車機構の特定の要素と、他方の遊星歯車機構の特定の要素とを、第１結合部材と第２結合部材により相互に連結して二つの駆動源から左右の駆動輪にトルク差を増幅する歯車装置を設けた車両駆動装置において、前記第１結合部材と第２結合部材の形状寸法を、前記二つの駆動源から前記第１結合部材と第２結合部材に等しいトルクが入力された場合に、前記第１結合部材と第２結合部材のねじり角が等しくなるように設定したことを特徴とする。
【００６８】
前記遊星歯車機構は、それぞれ内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第１結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第２結合部材とを有するように構成することができる。
【００６９】
前記第１結合部材と前記第２結合部材が同軸上に配置されると共に、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が中空軸に挿通される軸を有し、２つの遊星歯車軸の間を通る軸を２重構造にすることができる。
【００７０】
前記二つの駆動源の動力を前記駆動輪に伝達する減速装置を備え、前記減速装置は、駆動源に連結し、入力歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪に連結し、出力歯車を有する出力歯車軸と、歯車の噛合いにより入力歯車軸から出力歯車軸の間の動力伝達を行う中間歯車軸が少なくとも1つ以上配され、前記内歯車の外周部に入力歯車軸の入力歯車と噛み合う外歯車を設けることができる。
【００７１】
前記車両駆動装置のハウジングが、中央ハウジングと左右の側面ハウジングからなる３ピース構成であり、前記中央ハウジングの中央部には左右を仕切る仕切り壁が設けられ、前記第１結合部材と前記第２結合部材を前記仕切り壁を貫通して設けることができる。
【００７２】
前記第１結合部材と第２結合部材が同軸上に配置されると共に、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造であり、前記第１結合部材および前記第２結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結をスプライン嵌合にすることができる。
【００７３】
前記遊星キャリヤのアウトボード側に、出力歯車または従動側の中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車を設けるようにしてもよい。
【００７４】
前記遊星キャリヤのインボード側に、出力歯車または従動側の中間歯車軸の歯車と噛み合う出力側小径歯車を設けるようにしてもよい。
【００７５】
この発明では、第1結合部材と第2結合部材の軸部のねじり角を等しくすることにより課題を解決しているため、２つの遊星歯車機構における、太陽ギヤと遊星歯車とのバックラッシ等のガタや、第１結合部材および第２結合部材と遊星キャリヤとのスプライン嵌合部のガタは左右で同一であるとする。
【００７６】
また、この発明では、遊星歯車機構の配置により、２つの結合部材の軸方向長さはほぼ決定される。
【００７７】
さらに、例えば、一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造である場合、内側の結合部材の方が外側の結合部材よりも外径が小さく、軸方向寸法が大きいため、ねじり剛性は小さくなる。すなわち、ねじり角は大きくなる。２つの結合部材のねじり角を等しくするために、内側の結合部材の外径を大きくすると、質量が大きくなる。逆に、外側の結合部材の外径を小さくすると質量を小さくすることができる。したがって、２つの結合部材のねじり角を等しくするために、形状寸法を決定する際、外側の結合部材の外径を小さくする。すなわち、ねじり剛性の小さい方に等しくなるようにする。
【００７８】
また、各結合部材の寸法決定に際し、必要な強度確保は大前提になる。
【００７９】
そして、ねじり角が等しくなるように各結合部材の形状寸法を決定するが、加工精度や組付け精度等、不確定な要素があるため、各結合部材のねじり角を完全一致することは非常に困難であり、さらに、各結合部材のねじり角の差の許容範囲については、車両コンセプトにより異なるため、例えば、車両コンセプトにより、内側の結合部材のねじり角に対して、外側の結合部材のねじり角が±１０％以内の範囲であれば、この発明では、ねじり角が等しいと言える。
【００８０】
この発明は、上記のように、二つの駆動源から第１結合部材および第２結合部材に等しい動力が入力された場合において、第１結合部材および第２結合部材のねじり角が等しくなるような形状寸法としている。
【００８１】
ここで言う形状寸法とは、各結合部材の内外径および各結合部材と遊星キャリヤとのスプライン嵌合中心と、太陽歯車と遊星歯車の噛み合い中心との長さである（図２のＬ1、Ｌ2参照）。
【００８２】
例えば、軸方向に直径の異なる軸部品で曲げが作用しない単純ねじりを考えた場合、そのねじり角θは数式１で表される。
【００８３】
【数１】
2017145930.tif 000003
【００８４】
ここで、Ｍtは軸に作用するねじりモーメント、Ｇはせん断弾性係数(横弾性係数)であり、材料によって決まる定数である。また、Ｌi(i=1,2,…,n)は、各直径di(i=1,2,…,n)である軸の長さであり、軸全体の長さをＬとすると、Ｌ=Ｌ1+Ｌ2+…+Ｌnである。さらにＪi(i=1,2,…,n)は、各直径におけるねじり定数であり、軸の断面2次極モーメントＩPで表される（Ｊi=ＩPi）。
【００８５】
この発明において、上記のように、ねじり角を算出する軸が中空軸の場合、中空軸の内径をｄ1、外径をｄ2とすると、断面２次極モーメントＩPは数式２で表される。
【００８６】
【数２】
2017145930.tif 000004
【００８７】
上記のように、２つの同一材料で、異なる内外径および長さの中空軸部材に同じねじりモーメントが作用した場合、双方のねじり角を等しくするためには、式１で表されるそれぞれの部材のねじり角が等しくなるように、部材の内外径および長さを設定すればよい。
【００８８】
ただし、この発明における第１結合部材および第２結合部材のように、歯車係合部やスプライン嵌合部の様な複雑な形状の軸のねじりを考えた場合では、ＣＡＥ解析によるシミュレーションや、ねじり試験による測定によってねじり角を算出することで形状寸法を決定することも可能である。
【発明の効果】
【００８９】
以上のように、この発明は、第１結合部材と第２結合部材の形状寸法を、前記二つの駆動源から前記第１結合部材と第２結合部材に等しいトルクが入力された場合に、前記第１結合部材と第２結合部材のねじり角が等しくなるように設定しているので、第１結合部材と第２結合部材のねじり剛性が一致し、左右輪の応答差が出ず、運転者が車両運転時、特に、発進時や加速時においても違和感を感じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。
【図２】図１の実施形態の歯車装置部分の拡大図である。
【図３】図１の実施形態に係る車両駆動装置の歯車構成をスケルトン図で示した電気自動車の説明図である。
【図４】図１の実施形態に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
【図５】この発明の車両駆動装置の他の実施形態を示す横断平面図である。
【図６】図５の実施形態の歯車装置部分の拡大図である。
【図７】従来技術１に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図である。
【図８】従来技術１に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
【図９】従来技術２に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図である。
【図１０】従来技術２に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００９１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００９２】
図３に示す電気自動車ＡＭは、後輪輪駆動方式であり、シャーシ６０と、後輪としての駆動輪６１Ｌ、６１Ｒと、前輪６２Ｌ、６２Ｒと、この発明に係る２モータ式の車両駆動装置１、バッテリ６３、インバータ６４等を備える。図３では、車両駆動装置１の歯車構成をスケルトン図で示している。
【００９３】
図１及び図３に示す車両駆動装置１は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源としての電動モータ２Ｌ、２Ｒと、左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒと二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒとの間に設けられる左右２基の減速装置３Ｌ、３Ｒとを備える。
【００９４】
２モータ式の車両駆動装置１の駆動トルクは、等速ジョイント６５ａ、６５ｂと中間シャフト６５ｃからなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに伝達される。
【００９５】
なお、２モータ式の車両駆動装置１の搭載形態としては、図３に示す後輪駆動方式の他、前輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。
【００９６】
２モータ式の車両駆動装置１における左右の電動モータ２Ｌ、２Ｒは、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータが用いられ、図１に示すように、モータハウジング４Ｌ、４Ｒ内に収容されている。
【００９７】
モータハウジング４Ｌ、４Ｒは、円筒形のモータハウジング本体４ａＬ、４ａＲと、このモータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの外側面を閉塞する外側壁４ｂＬ、４ｂＲと、モータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側面に減速装置３Ｌ、３Ｒと隔てる内側壁４ｃＬ、４ｃＲとからなる。モータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側壁４ｃＬ、４ｃＲには、モータ軸５ａを引き出す開口部が設けられている。
【００９８】
電動モータ２Ｌ、２Ｒは、図１に示すように、モータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内周面にステータ６を設け、このステータ６の内周に間隔をおいてロータ５を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。なお、電動モータ２Ｌ、２Ｒは、アキシャルギャップタイプのものを使用してもよい。
【００９９】
ロータ５は、モータ軸５ａを中心部に有し、そのモータ軸５ａはモータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側壁４ｃＬ、４ｃＲの開口部からそれぞれ減速装置３Ｌ、３Ｒ側に引き出されている。モータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側壁４ｃＬ、４ｃＲの開口部とモータ軸５ａとの間にはシール部材７が設けられている。
【０１００】
モータ軸５ａは、モータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側壁４ｃＬ、４ｃＲと外側壁４ｂＬ、４ｂＲとに転がり軸受８ａ、８ｂによって回転自在に支持されている（図１）。
【０１０１】
左右並列に設けられた２基の減速装置３Ｌ、３Ｒを収容するハウジング９は、減速装置３Ｌ、３Ｒの歯車軸と直交する方向に３ピースに分割され、図１に示すように、中央ハウジング９ａとこの中央ハウジング９ａの両側面に固定される左右の側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲの３ピース構造になっている。左右の側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲは、中央ハウジング９ａの両側の開口部に複数のボルト（図示省略）によって固定されている。
【０１０２】
ハウジング９の側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲのアウトボード側（車体外側）の側面と電動モータ２Ｌ、２Ｒのモータハウジング本体４ａＬ、４ａＲの内側壁４ｃＬ、４ｃＲとを、複数のボルト１０によって固定することにより、ハウジング９の左右に２基の電動モータ２Ｌ、２Ｒが固定配置される（図１）。
【０１０３】
中央ハウジング９ａには、図１に示すように、中央に仕切り壁１１が設けられている。ハウジング９は、この仕切り壁１１によって左右に２分割され、２基の減速装置３Ｌ、３Ｒを収容する独立した左右の収容室が並列に設けられている。
【０１０４】
減速装置３Ｌ、３Ｒは、図１に示すように、左右対称形に設けられ、モータ軸５ａから動力が伝達され、入力歯車１２ａを有する入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒと、この入力歯車１２ａに噛み合う大径の入力側外歯車１３ａと出力歯車１４ａに噛み合う出力側小径歯車１３ｂを有する中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒと、出力歯車１４ａを有し、ハウジング９から引き出されて等速ジョイント６５ａ、６５ｂ、中間シャフト６５ｃ（図３）を介して駆動輪６１Ｌ、６１Ｒにトルクを伝達する出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒとを備える平行軸歯車減速機である。左右２基の減速装置３Ｌ、３Ｒの各入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒ、各中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒ、各出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒは、それぞれが同軸上に配置されている。
【０１０５】
減速装置３Ｌ、３Ｒの入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒの両端は、中央ハウジング９ａの仕切り壁１１の左右両面に形成した軸受嵌合穴１６ａと側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した軸受嵌合穴１６ｂに転がり軸受１７ａ、１７ｂを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴１６ａ、１６ｂは、転がり軸受１７ａ、１７ｂの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
【０１０６】
入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒのアウトボード側の端部は、側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部と入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒの外側端部との間にはオイルシール１８を設け、ハウジング９に封入された潤滑油の漏洩を防止している。
【０１０７】
入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒは中空構造であり、この中空の入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒに、モータ軸５ａの端部が挿入されている。入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒとモータ軸５ａとは、スプライン（セレーションも含む以下同じ）結合されている。
【０１０８】
中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒは、少なくとも一つ以上配置されており、図１に示す実施形態では、一対の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒを有する。
【０１０９】
中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒは、外周面に入力歯車１２ａに噛み合う入力側外歯車１３ａと出力歯車１４ａに噛み合う出力側小径歯車１３ｂを有する段付きの歯車軸を構成している。この中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの両端は、中央ハウジング９ａの仕切り壁１１の両面に形成した軸受嵌合穴１９ａと側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した軸受嵌合穴１９ｂとに転がり軸受２０ａ、２０ｂを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴１９ａ、１９ｂは、転がり軸受２０ａ、２０ｂの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっており、後述する第１結合部材３１と第２結合部材３２が通るように貫通している。
【０１１０】
同軸上に配置された中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒには、この中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒと同軸上に、二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒから与えられる駆動トルクを左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒにトルク差を増幅して分配する歯車装置３０が組み込まれている。
【０１１１】
歯車装置３０は、同軸に配された左右の1対の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒと同軸上に二つ組み合わせた３要素２自由度の遊星歯車機構からなる。
【０１１２】
歯車装置３０を構成する遊星歯車機構は、図２の拡大図に示すように、中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの大径の入力側外歯車１３ａにそれぞれ組み込まれた内歯車ＲL、ＲRと、内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた太陽歯車ＳL、ＳRと、内歯車ＲL、ＲRと太陽歯車ＳL、ＳRに噛み合う公転歯車としての遊星歯車ＰL、ＰRと、遊星歯車ＰL、ＰRに連結され、内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた遊星キャリヤＣL、ＣRと、一方の遊星キャリヤＣL（図２では図の左側）と他方の太陽歯車ＳR（図２では図の右側）とを結合する第１結合部材３１と、一方の太陽歯車ＳL（図２では図の左側）と他方の遊星キャリヤＣR（図２では図の右側）とを結合する第２結合部材３２と、内歯車ＲL、ＲRに連結された、入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒの入力歯車１２ａと噛み合う中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの入力側外歯車１３ａと、出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａと噛み合う中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの出力側小径歯車１３ｂとを有し、中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの出力側小径歯車１３ｂを、遊星キャリヤＣL、ＣRに連結した構成である。
【０１１３】
なお、中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒを複数対設けた場合には、入力側外歯車１３ａに連結された内歯車ＲL、ＲRは、複数対の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの内、入力歯車１２ａと噛み合う入力側外歯車１３ａに配置され、また、出力側小径歯車１３ｂが、複数対の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの内の従動側の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒに設けられた歯車と噛み合うように配置される。
【０１１４】
図２に示す実施形態では、内歯車ＲL、ＲRに連結された入力側外歯車１３ａは、内歯車ＲL、ＲRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
【０１１５】
また、図２に示す実施形態では、遊星キャリヤＣL、ＣRに連結された出力側小径歯車１３ｂは、遊星キャリヤＣL、ＣRと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
【０１１６】
また、図２に示す実施形態では、出力側小径歯車１３ｂと出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａは、車両駆動装置１のアウトボード側（車両の外側）に設けているが、図５及び図６に示す実施形態のように、車両駆動装置１のインボード側（車両の内側）に設けるようにしてもよい。
【０１１７】
遊星キャリヤＣL、ＣRは、図２に示すように、遊星歯車ＰL、ＰRを支持するキャリヤピン３３と、キャリヤピン３３のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側のキャリヤフランジ３４ａと、インボード側端部に連結されたインボード側のキャリヤフランジ３４ｂを有する。
【０１１８】
アウトボード側のキャリヤフランジ３４ａは、アウトボード側に延びる中空軸部３５を備えており、中空軸部３５のアウトボード側の端部が、ハウジング９の側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した軸受嵌合穴１９ｂに転がり軸受２０ｂを介して支持されている。
【０１１９】
インボード側のキャリヤフランジ３４ｂは、インボード側に延びる中空軸部３６を備えており、中空軸部３６のインボード側の端部が、中央ハウジング９ａの仕切り壁１１に形成した軸受嵌合穴１９ａに転がり軸受２０ａを介して支持されている。
【０１２０】
図１に示す実施形態では、前記出力側小径歯車１３ｂが、キャリヤフランジ３４ａの中空軸部３５の外周面に一体に形成されている。
【０１２１】
遊星歯車ＰL、ＰRは、針状ころ軸受３７を介してキャリヤピン３３によって支持されている。
【０１２２】
また、前記各キャリヤフランジ３４ａ、３４ｂの対向面と遊星歯車ＰL、ＰRの間にスラスト板３８を挿入し、遊星歯車ＰL、ＰRの回転の円滑化を図っている。
【０１２３】
前記各キャリヤフランジ３４ａ、３４ｂの外周面と内歯車ＲL、ＲRとの間には、転がり軸受３９ａ、３９ｂを配置している。
【０１２４】
また、インボード側のキャリヤフランジ３４ｂと、インボード側のキャリヤフランジ３４ｂの中空軸部３６を支持する転がり軸受２０ａとの間には、カラー４０を配置している。
【０１２５】
車両駆動装置１の歯車装置３０を構成する２つの遊星歯車機構を連結している第１結合部材３１および第２結合部材３２は、ハウジング９の中央ハウジング９ａを左右に仕切る仕切り壁１１を貫通して組み込まれている。
【０１２６】
この第１結合部材３１と第２結合部材３２は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材（図１及び図２の実施形態では第２結合部材３２）が中空軸、他方の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）が中空軸に挿通される軸からなる２重構造になっており、第１結合部材３１と第２結合部材３２の軸径が異なり、通常、第１結合部材３１と第２結合部材３２のねじり剛性が異なるが、この発明では、第１結合部材３１と第２結合部材３２のねじり角を等しくして、左右輪の応答性に差がでないようにしている。
【０１２７】
すなわち、第２結合部材３２が中空軸、第１結合部材３１が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造である場合、内側の結合部材の方が外側の結合部材よりも外径が小さく、軸方向寸法が大きいため、ねじり剛性は小さくなるので、例えば、第１結合部材３１と第２結合部材３２のねじり角を等しくするために、形状寸法を決定する際、外側の第２結合部材３２の外径を小さくして、ねじり剛性の小さい方に等しくなるようにする。
【０１２８】
図１及び図２に示す実施形態では、中空軸で構成される第２結合部材３２の右側の遊星歯車機構の端部と、遊星キャリヤＣRのインボード側のキャリヤフランジ３４ｂの中空軸部３６とにスプライン４１を設け、第２結合部材３２を遊星キャリヤＣRに対しスプライン嵌合により連結している。
【０１２９】
また、図１及び図２に示す実施形態では、第１結合部材３１の左側の遊星歯車機構の端部と、遊星キャリヤＣLのアウトボード側のキャリヤフランジ３４ａの中空軸部３５とにスプライン４２を設けて、第１結合部材３１を遊星キャリヤＣLに対しスプライン嵌合により連結している。
【０１３０】
上記のように、２つの遊星歯車機構の第１結合部材３１と第２結合部材３２とを、遊星キャリヤＣLと遊星キャリヤＣRに対しスプライン嵌合によって連結することにより、２つの遊星歯車機構が左右に分割することが可能となり、３ピース構成のハウジング９に他の減速歯車軸と一緒に左右から組込むことができる。
【０１３１】
第２結合部材３２の遊星キャリヤＣL側の端部は、その外周面に、左側の遊星歯車機構の遊星歯車ＰLと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が左側の遊星歯車機構の太陽歯車ＳLを構成している。
【０１３２】
中空軸で構成される第２結合部材３２に挿通される第１結合部材３１は、右側の遊星歯車機構側の端部に大径部４３を有し、この大径部４３の外周面に、右側の遊星歯車機構の遊星歯車ＰRと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が右側の遊星歯車機構の太陽歯車ＳRを構成している。
【０１３３】
第１結合部材３１および第２結合部材３２の内、内径側の結合部材（第１結合部材３１）と連結している太陽歯車ＳRの最大径は、外径側の結合部材（第２結合部材３２）が嵌め合う遊星キャリヤＣRのインボード側のキャリヤフランジ３４ｂの中空軸部３６の内面のスプライン穴の最小径よりも小さく設定することにより、内径側の結合部材（第１結合部材３１）を容易に組み込むことが可能である。
【０１３４】
内径側の結合部材（第１結合部材３１）の外周面と、外径側の結合部材（第２結合部材３２）の内周面との間には、カラー４４と、カラー４４の両端に針状ころ軸受４５、４６を介在させている。
【０１３５】
第１結合部材３１および第２結合部材３２と遊星キャリヤＣL、ＣRとの嵌合（スプライン４１、４２）は、軸方向に摺動可能な嵌め合い公差とすることにより、はすば歯車のスラスト力による歯車歯面への偏荷重を防ぐことができる。
【０１３６】
また、第１結合部材３１および第２結合部材３２と遊星キャリヤＣL、ＣRとのスプライン（スプライン４１、４２）嵌合部の摺動による軸方向移動は、外径側結合部材（図１及び図２の実施形態では第２結合部材３２）の両端にスラスト軸受４７、４８を設けることにより規制している。
【０１３７】
２つの遊星歯車機構を連結する２重構造の軸の内径側の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）は、結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）と遊星キャリヤ（図１及び図２の実施形態ではＣL）とのスプライン嵌合と反対側の軸端を、他方の遊星キャリヤ（図１及び図２の実施形態ではＣR）に対して深溝玉軸受４９によって支持している。
【０１３８】
２つの遊星歯車機構を連結する２重構造の軸の内径側の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）には、軸心に給油穴５０を設けている。内径側の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）の給油穴５０には、外径側結合部材（図１及び図２の実施形態では第２結合部材３２）の両端のスラスト軸受４７、４８の位置に、径方向の給油通路５１、５２を設けている。
【０１３９】
出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒは、大径の出力歯車１４ａを有し、中央ハウジング９ａの仕切り壁１１の両面に形成した軸受嵌合穴５３ａと側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した軸受嵌合穴５３ｂに転がり軸受５４ａ、５４ｂによって支持されている。そして、軸受嵌合穴５３ａ、５３ｂは、転がり軸受５４ａ、５４ｂの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
【０１４０】
出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部は、側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した開口部からハウジング９の外側に引き出され、引き出された出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント６５ａの外側継手部がスプライン結合されている。
【０１４１】
出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒに結合された等速ジョイント６５ａは、中間シャフト６５ｃ、等速ジョイント６５ｂを介して駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに接続される（図３）。
【０１４２】
出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部と側面ハウジング９ｂＬ、９ｂＲに形成した開口部との間には、オイルシール５５を設け、ハウジング９に封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。
【０１４３】
図１に示す実施形態の２モータ式の車両駆動装置１の歯車構成は、図３に示すスケルトン図の通りである。
【０１４４】
図３に示すように、左右の電動モータ２Ｌ及び電動モータ２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ６３からインバータ６４を介して与えられた電力により動作する。そして、電動モータ２Ｌ、２Ｒは、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
【０１４５】
電動モータ２Ｌ、２Ｒのモータ軸５ａのトルクは、減速装置３Ｌ、３Ｒの入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒの入力歯車１２ａと中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの大径の入力側外歯車１３ａとの歯数比で増大されて歯車装置３０の内歯車ＲL、ＲRに伝達される。
【０１４６】
そして、歯車装置３０を介して中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒの出力側小径歯車１３ｂが出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの大径の出力歯車１４ａに噛み合って出力側小径歯車１３ｂと出力歯車１４ａとの歯数比で電動モータ２Ｌ、２Ｒのモータ軸５ａのトルクがさらに増大されて、駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに出力される。
【０１４７】
歯車装置３０は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構が同軸上の中間歯車軸１３Ｌ、１３Ｒに二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構として、シングルピニオン遊星歯車機構を採用している。
【０１４８】
遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車ＳL、ＳR及び内歯車ＲL、ＲRと、これら太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとの間に位置する複数の遊星歯車ＰL、ＰRと、遊星歯車ＰL、ＰRを回動可能に支持し太陽歯車ＳL、ＳR及び内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた遊星キャリヤＣL、ＣRとから構成される。ここで、太陽歯車ＳL、ＳRと遊星歯車ＰL、ＰRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車ＲL、ＲRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。遊星歯車ＰL、ＰRは太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとに噛み合っている。
【０１４９】
シングルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤＣL、ＣRを固定した場合に太陽歯車ＳL、ＳRと内歯車ＲL、ＲRとが逆方向に回転するため、図４に示す速度線図に表すと内歯車ＲL、ＲR及び太陽歯車ＳL、ＳRが遊星キャリヤＣL、ＣRに対して反対側に配置される。
【０１５０】
この歯車装置３０は、前記のように、太陽歯車ＳL、遊星キャリヤＣL、遊星歯車ＰL及び内歯車ＲLを有する第１の遊星歯車機構と、同じく太陽歯車ＳR、遊星キャリヤＣR、遊星歯車ＰR及び内歯車ＲRを有する第２の遊星歯車機構とが同軸上に組み合わされて構成されている。
【０１５１】
そして、第１の遊星歯車機構の遊星キャリヤＣLと第２の遊星歯車機構の太陽歯車ＳRとが結合されて第１結合部材３１を形成し、第１の遊星歯車機構の太陽歯車ＳLと第２の遊星歯車機構の遊星キャリヤＣRとが結合されて第２結合部材３２を形成している。
【０１５２】
第１の遊星歯車機構の内歯車ＲLに電動モータ２Ｌで発生したトルクＴＭ１は、入力歯車軸１２Ｌの入力歯車１２ａと入力側外歯車１３ａとが噛み合って中間歯車軸１３Ｌに伝達され、中間歯車軸１３Ｌに伝達されたトルクが、第１の遊星歯車機構を介して中間歯車軸１３Ｌの出力側小径歯車１３ｂに伝達され、中間歯車軸１３Ｌの出力側小径歯車１３ｂと出力歯車軸１４Ｌの出力歯車１４ａとが噛み合って出力歯車軸１４Ｌから駆動輪６１Ｌに駆動トルクＴＬが出力される。
【０１５３】
第２の遊星歯車機構の内歯車ＲRに電動モータ２Ｒで発生したトルクＴＭ２は、入力歯車軸１２Ｒの入力歯車１２ａと入力側外歯車１３ａとが噛み合って中間歯車軸１３Ｒに伝達され、中間歯車軸１３Ｒに伝達されたトルクが、第２の遊星歯車機構を介して中間歯車軸１３Ｒの出力側小径歯車１３ｂに伝達され、中間歯車軸１３Ｒの出力側小径歯車１３ｂと出力歯車軸１４Ｒの出力歯車１４ａとが噛み合って出力歯車軸１４Ｒから駆動輪６１Ｒに駆動トルクＴＲが出力される。
【０１５４】
電動モータ２Ｌ、２Ｒからの出力は、二つの遊星歯車機構のそれぞれの内歯車ＲL、ＲRに与えられ、第１結合部材３１、第２結合部材３２からの出力が駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに与えられる。
第２結合部材３２は、中空軸で構成されており、その内部に第１結合部材３１が挿通され、第１結合部材３１と第２結合部材３２を構成する軸は２重構造になっている。
【０１５５】
第１結合部材３１は、その一端（図中右端）が太陽歯車ＳRの回転軸であり、他端（図中左端）が太陽歯車ＳLを貫通して設けられ、遊星キャリヤＣLに接続されている。また、中空軸である第２結合部材３２は、一端（図中左端）が太陽歯車ＳLの回転軸となっており、他端（図中右端）は遊星キャリヤＣRと接続されている。この第１結合部材３１と第２結合部材３２によって、二つの遊星歯車機構が結合されている。
【０１５６】
歯車装置３０は、二つの同一のシングルピニオン形式の遊星歯車機構を組み合わせて構成されるため、図４に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に左側の遊星歯車機構の速度線図を示し、下側に右側の遊星歯車機構の速度線図を示す。また本来は、図１の実施形態では、各電動モータ２Ｌ、２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２は、各入力歯車軸１２Ｌ、１２Ｒの入力歯車１２ａと噛み合う入力側外歯車１３ａを介して各内歯車ＲL、ＲRに入力されるため減速比が掛かる、また、歯車装置３０から取り出された駆動トルクＴＬ、ＴＲは、出力歯車１４ａと噛み合う出力側小径歯車１３ｂを介し左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒへ伝達されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、図４に示す速度線図及び各計算式の説明においては、減速比を省略し、各内歯車ＲL、ＲRに入力されるトルクをＴＭ１及びＴＭ２のまま、駆動トルクはＴＬ、ＴＲのままとする。
【０１５７】
歯車装置３０を構成する二つの遊星歯車機構は、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車ＲLと遊星キャリヤＣLとの距離及び内歯車ＲRと遊星キャリヤＣRとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車ＳLと遊星キャリヤＣLとの距離及び太陽歯車ＳRと遊星キャリヤＣRとの距離も等しく、これをｂとする。遊星キャリヤＣL、ＣRから内歯車ＲL、ＲRまでの長さと遊星キャリヤＣL、ＣRから太陽歯車ＳL、ＳRまでの長さの比は、内歯車ＲL、ＲRの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）と太陽歯車ＳL、ＳRの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）との比と等しい。よって、ａ＝（１／Ｚｒ）、ｂ＝（１／Ｚｓ）である。
【０１５８】
ＲRの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（１１）式が算出される。なお、図４において、図中矢印方向Ｍがモーメントの正方向である。
ａ・ＴＲ＋（ａ＋ｂ）・ＴＬ−（ｂ＋２ａ）・ＴＭ１＝０  …（１１）
【０１５９】
ＲLの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（１２）式が算出される。
−ａ・ＴＬ−（ａ＋ｂ）・ＴＲ＋（ｂ＋２ａ）・ＴＭ２＝０  …（１２）
【０１６０】
（１１）式＋（１２）式より、下記（１３）式が得られる。
−ｂ・（ＴＲ−ＴＬ）＋（２ａ＋ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）＝０
（ＴＲ−ＴＬ）＝（（２ａ＋ｂ）／ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）    …（１３）
【０１６１】
（１３）式の（２ａ＋ｂ）／ｂがトルク増幅率αとなる。ａ＝１／Ｚｒ、ｂ＝１／Ｚｓを代入すると、α＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。
【０１６２】
α＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒ
【０１６３】
この発明では、電動モータ２Ｌ、２Ｒからの入力は、ＲL、ＲRとなり、駆動輪６１Ｌ、６１Ｒへの出力はＳR＋ＣL、ＳL＋ＣRとなる。
【０１６４】
そして、二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮ（＝（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えると、歯車装置３０において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差α・ΔＴＩＮを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔＴＩＮが小さくても、歯車装置３０において上記したトルク差増幅率α（＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒ）で入力トルク差ΔＴＩＮを増幅することができ、左駆動輪６１Ｌと右駆動輪６１Ｒとに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲに、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝α・（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えることができる。
【０１６５】
従来技術１及び従来技術２では、トルク差増幅機構である歯車装置１０５の、２つの遊星歯車機構の左右接続部材に内歯車Ｒが含まれるため、左右どちらかの内歯車と別部材を繋ぐ結合部材の１つが必ず他方の内歯車Ｒより大径にならなければならない。
【０１６６】
この発明では、トルク差分配機構である歯車装置３０を構成する２つの遊星歯車機構を連結する、第１結合部材と第２結合部材の形状寸法を二つの駆動源から前記第１結合部材と第２結合部材に等しいトルクが入力された場合に、前記第１結合部材と第２結合部材のねじり角が等しくなるように設定することで、左右輪のトルク応答性を等しくすることにより、車両挙動の安定性を向上させ、運転者が車両運転時、特に、発進時や加速時に違和感を感じないようにすることができる。
【０１６７】
さらに、この発明では、トルク差分配機構である歯車装置３０を構成する２つの遊星歯車機構の接続は、太陽歯車ＳLと遊星キャリヤＣR、太陽歯車ＳRと遊星キャリヤＣLであるから、内歯車ＲL、ＲRよりも大径の接続部材を必要としない。このため、この発明では、従来技術１及び従来技術２のものに比してトルク差分配機構を小さくすることができので、トルク差分配機構を組み込んだ電気自動車用の車両駆動装置１を小さく軽量化することができる。
【０１６８】
電気自動車用の車両駆動装置１を小さく軽量化することにより、車両駆動装置１の車体搭載レイアウトと共に、周辺補機類の車体搭載レイアウトの自由度が向上する。
【０１６９】
また、車両駆動装置１が小型化することにより、車室空間が拡大する等のメリットがある。
【０１７０】
以上、図１及び図２に示す実施形態では、出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａは、減速装置３Ｌ、３Ｒのアウトボード（車両の外側）寄りに設けているが、図５及び図６に示す実施形態は、減速装置３Ｌ、３Ｒのインボード（車両の内側）寄りに、出力歯車１４ａと出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａを設けている。
【０１７１】
図５及び図６に示す実施形態は、図１及び図２に示す実施形態に対し、出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａを、減速装置３Ｌ、３Ｒのアウトボード（車両の外側）寄りに設けるか、減速装置３Ｌ、３Ｒのインボード（車両の内側）寄りに設けるかの相違があるだけであるから、図５及び図６に示す実施形態は、図１及び図２に示す実施形態と同一の符号を附すことにより、重複する説明を省略する。
【０１７２】
図１に示す実施形態では、二つの駆動源として電動モータ２Ｌ、２Ｒを用い、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータである場合を例示したが、二つの駆動源はこれに限られない。
【０１７３】
なお、車両駆動装置１が搭載される車両は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に限られず、例えば、第１の電動モータ２Ｌ及び第２の電動モータ２Ｒを駆動源とした燃料電池自動車であってもよい。
【０１７４】
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得る。
【符号の説明】
【０１７５】
１        ：車両駆動装置
２Ｌ、２Ｒ      ：電動モータ
３Ｌ、３Ｒ      ：減速装置
４Ｌ、４Ｒ      ：モータハウジング
４ａＬ、４ａＲ    ：モータハウジング本体
４ｂＬ、４ｂＲ    ：外側壁
４ｃＬ、４ｃＲ    ：内側壁
５        ：ロータ
５ａ      ：モータ軸
６        ：ステータ
７        ：シール部材
８ａ、８ｂ      ：転がり軸受
９        ：ハウジング
９ａ      ：中央ハウジング
９ｂＬ、９ｂＲ    ：側面ハウジング
１０      ：ボルト
１１      ：仕切り壁
１２Ｌ、１２Ｒ    ：入力歯車軸
１２ａ    ：入力歯車
１３Ｌ、１３Ｒ    ：中間歯車軸
１３ａ    ：入力側外歯車
１３ｂ    ：出力側小径歯車
１４Ｌ、１４Ｒ    ：出力歯車軸
１４ａ    ：出力歯車
１６ａ、１６ｂ    ：軸受嵌合穴
１７ａ、１７ｂ    ：転がり軸受
１８      ：オイルシール
１９ａ、１９ｂ    ：軸受嵌合穴
２０ａ、２０ｂ    ：転がり軸受
３０      ：歯車装置
３１      ：第１結合部材
３２      ：第２結合部材
３３      ：キャリヤピン
３４ａ、３４ｂ    ：キャリヤフランジ
３５、３６      ：中空軸部
３７      ：軸受
３８      ：スラスト板
３９ａ、３９ｂ    ：転がり軸受
４０      ：カラー
４１、４２      ：スプライン
４３      ：大径部
４４      ：カラー
４５、４６      ：軸受
４７、４８      ：スラスト軸受
４９      ：深溝玉軸受
５０      ：給油穴
５１、５２      ：給油通路
５３ａ、５３ｂ    ：軸受嵌合穴
５４ａ、５４ｂ    ：転がり軸受
５５      ：オイルシール
６０      ：シャーシ
６１Ｌ、６１Ｒ    ：駆動輪
６２Ｌ、６２Ｒ    ：前輪
６３      ：バッテリ
６４      ：インバータ
６５ａ、６５ｂ    ：等速ジョイント
６５ｃ    ：中間シャフト
ＡＭ      ：電気自動車
ＣL、ＣR      ：遊星キャリヤ
Ｍ        ：モーメント
ＰL、ＰR      ：遊星歯車
ＲL、ＲR      ：内歯車
ＳL、ＳR      ：太陽歯車
ＴＭ１、ＴＭ２    ：電動モータで発生したトルク
ＴＬ、ＴＲ      ：駆動トルク
Ｚｒ      ：内歯車の歯数
Ｚｓ      ：太陽歯車の歯数
ａ、ｂ      ：距離
α        ：トルク差増幅率
ΔＴＩＮ      ：入力トルク差
ΔＴＯＵＴ    ：駆動トルク差
【図１】
2017145930.tif 000005
【図２】
2017145930.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017145930.tif 000009
【図６】
2017145930.tif 000010
【図７】
2017145930.tif 000011
【図８】
2017145930.tif 000012
【図９】
2017145930.tif 000013
【図１０】
2017145930.tif 000014