(57)【要約】【課題】駆動力源の出力トルクを増大させて差動機構に入力することができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】  駆動用モータ２からドリブンギヤ６を介して、そのドリブンギヤ６を挟んで両側に配置された各遊星歯車機構７，１３にトルクが伝達され、一方の第１遊星歯車機構７における第１リングギヤ９に第１補助ギヤ２０が噛み合い、かつ他方の遊星歯車機構１３における第２リングギヤ１５に第２補助ギヤ２３が噛み合い、それらの補助ギヤ２０，２３にトルクを反転させて伝達する反転機構２６の両端部が噛み合っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源と、
前記駆動力源からトルクが入力される第１入力要素と、一方のドライブシャフトに連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動力源からトルクが入力される第２入力要素と、他方のドライブシャフトに連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、
一方の端部に前記第１入力要素が連結され、他方の端部に前記第２入力要素が連結された回転軸と、
前記回転軸の軸線方向における前記第１入力要素と前記第２入力要素との間で前記回転軸に連結されるとともに、前記駆動力源からトルクが入力される入力ギヤと
を備えた動力伝達装置において、
前記第１反力要素と前記第２反力要素とは、内歯および外歯が形成されたリングギヤにより構成され、
前記第１反力要素のうちの外歯に噛み合う第１補助ギヤと、
前記第２反力要素のうちの外歯に噛み合う第２補助ギヤと、
一方の端部が前記第１補助ギヤに噛み合うとともに、他方の端部が前記第２補助ギヤに噛み合うように構成されて、前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と
を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置において、
前記駆動力源は、モータにより構成され、
前記モータの出力軸に、前記入力ギヤに噛み合う出力ギヤが連結されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達装置において、
前記第１補助ギヤと前記第２補助ギヤとのいずれか一方の補助ギヤにトルクを伝達する差動用モータが連結されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の動力伝達装置において、
前記各遊星歯車機構は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、
前記各入力要素がサンギヤにより構成され、前記各出力要素がキャリヤにより構成されている
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】
この発明は、駆動用モータから入力されたトルクを左右の駆動輪に伝達するとともに、左右の駆動輪が相対回転することができるように構成された動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に伝達する差動機構と、差動機構から左右輪に伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータとにより構成されたトルクベクタリング装置が記載されている。この差動機構は、二つのシングルピニオン型の遊星歯車機構を備え、各サンギヤが回転軸の両端に連結され、その回転軸の中央部に駆動用モータからトルクが入力される入力ギヤが設けられている。また、各リングギヤは各々を互いに反転させるように、二つの軸部材で構成された反転機構を介して連結され、かつ一方のリングギヤに差動用モータが連結されている。そして、各遊星歯車機構のキャリヤにドライブシャフトを介して駆動輪が連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／００８６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたトルクベクタリング装置は、入力ギヤを挟んで両側に各遊星歯車機構が配置され、各リングギヤが反転機構により連結されている。したがって、反転機構が入力ギヤの外周側を横切るように配置されるため、入力ギヤの外径がリングギヤの外径よりも小さく形成される。すなわち、各遊星歯車機構の構成に応じて入力ギヤの大きさが制限される。そのため、入力ギヤを大きくすることができない可能性があり、駆動用モータから差動機構に入力されるトルクを充分に増大させることできない可能性がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力源の出力トルクを増大させて差動機構に入力することができる動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源からトルクが入力される第１入力要素と、一方のドライブシャフトに連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動力源からトルクが入力される第２入力要素と、他方のドライブシャフトに連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、一方の端部に前記第１入力要素が連結され、他方の端部に前記第２入力要素が連結された回転軸と、前記回転軸の軸線方向における前記第１入力要素と前記第２入力要素との間で前記回転軸に連結されるとともに、前記駆動力源からトルクが入力される入力ギヤとを備えた動力伝達装置において、前記第１反力要素と前記第２反力要素とは、内歯および外歯が形成されたリングギヤにより構成され、前記第１反力要素のうちの外歯に噛み合う第１補助ギヤと、前記第２反力要素のうちの外歯に噛み合う第２補助ギヤと、一方の端部が前記第１補助ギヤに噛み合うとともに、他方の端部が前記第２補助ギヤに噛み合うように構成されて、前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明では、前記駆動力源は、モータにより構成され、前記モータの出力軸に、前記入力ギヤに噛み合う出力ギヤが連結されてもよい。
【０００８】
この発明では、前記第１補助ギヤと前記第２補助ギヤとのいずれか一方の補助ギヤにトルクを伝達する差動用モータが連結されてもよい。
【０００９】
この発明では、前記各遊星歯車機構は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、前記各入力要素がサンギヤにより構成され、前記各出力要素がキャリヤにより構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、駆動力源からトルクが入力される入力ギヤが回転軸に連結されており、その入力ギヤを挟んで両側に遊星歯車機構が配置されている。それらの遊星歯車機構の反力要素はリングギヤで構成されており、それ反力要素の外歯にそれぞれ補助ギヤが噛み合い、その補助ギヤ同士が反転機構を介して連結されている。したがって、反転機構と入力ギヤとが干渉することを抑制することができるので、入力ギヤを大きくすることができる。その結果、駆動力源の出力トルクを増大させて、二つの遊星歯車機構を有する差動機構に入力することができる。
【００１１】
この発明によれば、駆動力源がモータにより構成され、そのモータの出力軸に連結された出力ギヤが、回転軸に連結された入力ギヤに噛み合っている。そして、上記のように入力ギヤを大型化するとともに、反転機構を反力要素とは異なるギヤ同士を連結するように構成することにより、モータの出力軸と回転軸との軸間距離を長くすることができる。その結果、モータの外径を大きくすることができる。すなわち、高トルクを出力するように構成されたモータを駆動力源とすることができる。
【００１２】
この発明によれば、各遊星歯車機構がシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、それらの遊星歯車機構における入力要素がサンギヤにより構成され、出力要素がキャリヤにより構成されている。このように構成された遊星歯車機構を有する差動機構は、各出力要素の回転数を異ならせるときにのみ反力要素が回転し、その回転数は極低回転数となる。そのため、各遊星歯車機構が減速機として機能することになる。その結果、ドライブシャフトに伝達するトルクをより一層増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施例における動力伝達装置の構成の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施例における動力伝達装置の構成の一例を図１に模式的に示している。図１に示す動力伝達装置１は、駆動力源としての駆動用モータ２を備えている。この駆動用モータ２は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車などに駆動力源として設けられているモータと同様に構成することができ、例えば、永久磁石形同期モータで構成することができる。
【００１５】
この駆動用モータ２の出力軸３には、出力ギヤ４が連結されている。また、駆動用モータ２の出力軸３と平行に回転軸５が配置されており、その回転軸５の中央部分に、出力ギヤ４に噛み合うドリブンギヤ６が連結されている。このドリブンギヤ６は、後述する各遊星歯車機構７，１３を有する差動機構Ｄにトルクを入力する部材であって、出力ギヤ４の外径よりも大きく形成されている。すなわち、駆動用モータ２から出力されたトルクを増大させて差動機構Ｄにトルクを伝達するように構成されている。なお、ドリブンギヤ６が、この発明の実施例における「入力ギヤ」に相当する。
【００１６】
また、回転軸５の一方の端部には、シングルピニオン型の遊星歯車機構（以下、第１遊星歯車機構と記す）７が連結されている。この第１遊星歯車機構７は、従来知られたものと同様に構成することができる。図１に示す例では、回転軸５に連結された第１サンギヤ８と、その第１サンギヤ８と同心円上に配置された第１リングギヤ９と、第１サンギヤ８および第１リングギヤ９に噛み合う第１プラネタリギヤ１０を自転可能にかつ回転軸５の回転中心軸線を中心として公転可能に保持する第１キャリヤ１１とにより構成されている。そして、第１キャリヤ１１に第１ドライブシャフト１２が連結されている。また、第１リングギヤ９には、外歯が形成されている。なお、第１サンギヤ８が、この発明の実施例における「第１入力要素」に相当し、第１キャリヤ１１が、この発明の実施例における「第１出力要素」に相当し、第１リングギヤ９が、この発明の実施例における「第１反力要素」に相当する。
【００１７】
一方、回転軸５の他方の端部にも同様に、シングルピニオン型の遊星歯車機構（以下、第２遊星歯車機構と記す）１３が連結されている。この第２遊星歯車機構１３は、第１遊星歯車機構７と同一に形成されている。具体的には、回転軸５に連結された第２サンギヤ１４と、その第２サンギヤ１４と同心円上に配置された第２リングギヤ１５と、第２サンギヤ１４および第２リングギヤ１５に噛み合う第２プラネタリギヤ１６を自転可能にかつ回転軸５の回転中心軸線を中心として公転可能に保持する第２キャリヤ１７とにより構成されている。そして、第２キャリヤ１７に第２ドライブシャフト１８が連結されている。また、第２リングギヤ１５には、外歯が形成されている。なお、第２サンギヤ１４が、この発明の実施例における「第２入力要素」に相当し、第２キャリヤ１７が、この発明の実施例における「第２出力要素」に相当し、第２リングギヤ１５が、この発明の実施例における「第２反力要素」に相当する。
【００１８】
上記第１リングギヤ９の外歯には、ケース１９に回転自在に保持された第１補助ギヤ２０が噛み合っている。この第１補助ギヤ２０の外径は、出力ギヤ４の外径よりも大きく形成された環状の部材であって、その中空部が、第１ボールベアリング２１を介してケース１９に保持されている。具体的には、ケース１９のうち駆動用モータ２が取り付けられる側面から、出力軸３の外周側を囲うように第１円筒部２２が形成されており、その第１円筒部２２の外周面に第１ボールベアリング２１のインナーレースが嵌合し、その第１ボールベアリング２１のアウターレースが第１補助ギヤ２０の中空部に挿入されている。
【００１９】
第２リングギヤ１５の外歯も第１リングギヤ９と同様に、ケース１９に回転自在に保持された第２補助ギヤ２３が噛み合っている。この第２補助ギヤ２３は、第１補助ギヤ２０と同一の形状に形成された環状の部材である。すなわち、第２補助ギヤ２３の外径は、出力ギヤ４の外径よりも大きく形成されている。その第２補助ギヤ２３の中空部が、第２ボールベアリング２４を介してケース１９に保持されている。具体的には、ケース１９のうち駆動用モータ２が取り付けられる側面と対向した側面から、出力軸３の先端部に到る長さの第２円筒部２５が形成されており、その第２円筒部２５の外周面に第２ボールベアリング２４のインナーレースが嵌合し、その第２ボールベアリング２４のアウターレースが第２補助ギヤ２３の中空部に挿入されている。
【００２０】
これらの補助ギヤ２０，２３は、反転機構２６を介して連結されている。この反転機構２６は、出力軸３や回転軸５と平行に配置され、かつケース１９に回転自在に保持された第１連結軸２７と、第２連結軸２８とにより構成されている。この第１連結軸２７における一方の端部には、第１補助ギヤ２０に噛み合う第１ピニオンギヤ２９が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ３０が形成されている。また、第２連結軸２８における一方の端部には、第２補助ギヤ２３に噛み合う第３ピニオンギヤ３１が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ３０に噛み合う第４ピニオンギヤ３２が形成されている。上記の第２ピニオンギヤ３０と第４ピニオンギヤ３２との歯数は同一である。したがって、第１連結軸２７と第２連結軸２８とが同一の回転数で回転するように構成されている。上記のように構成された反転機構２６が、各補助ギヤ２０，２３の外周側を囲うように、円周方向に所定の間隔を空けて三つ設けられている。
【００２１】
また、上記第２連結軸２８は、第３ピニオンギヤ３１を挟んで第４ピニオンギヤ３２とは反対側に突出した端部に各ピニオンギヤ２９，３０，３１，３２の外径よりも大径のドリブンギヤ３３が形成されている。そして、そのドリブンギヤ３３に差動用モータ３４からトルクが伝達されるように構成されている。具体的には、差動用モータ３４の出力軸３５に、ドリブンギヤ３３よりも小径のドライブギヤ３６が形成されており、そのドライブギヤ３６がドリブンギヤ３３に噛み合っている。すなわち、差動用モータ３４から出力されたトルクが増大させられて第２連結軸２８に伝達されるように構成されている。なお。差動用モータ３４は、永久磁石形同期モータや誘導モータなどにより構成することができ、出力されるトルクと回転数とをそれぞれ制御することができるように構成されている。
【００２２】
上述したように構成された動力伝達装置１は、駆動用モータ２から出力されたトルクは、出力ギヤ４を介してドリブンギヤ６に入力される。上述したようにドリブンギヤ６の外径は、出力ギヤ４の外径よりも大きいため、駆動用モータ２から出力されたトルクが増大されてドリブンギヤ６に入力される。
【００２３】
そのようにドリブンギヤ６に入力されたトルクが、各サンギヤ８，１４に伝達される。その際に、差動用モータ３４を停止させている場合には、第１サンギヤ８に作用するトルクとは反対方向のトルクが第１リングギヤ９に作用するとともに、第２サンギヤ１４に作用するトルクとは反対方向のトルクが第２リングギヤ１５に作用する。すなわち、駆動用モータ２から各遊星歯車機構７，１３に入力されるトルクは、各リングギヤ９，１５に同一の方向のトルクとして作用する。そのように各リングギヤ９，１５には、同一方向のトルクが作用するものの、各リングギヤ９，１５は、各補助ギヤ２０，２３および反転機構２６を介して連結されているため、各リングギヤ９，１５に作用するトルクが相殺される。そのため、各リングギヤ９，１５は停止した状態となり、かつ反力要素として機能する。
【００２４】
したがって、第１サンギヤ８に伝達されたトルクが、第１遊星歯車機構７のギヤ比に応じて増大されて第１キャリヤ１１から出力され、第２サンギヤ１４に伝達されたトルクが、第２遊星歯車機構１３のギヤ比に応じて増大されて第２キャリヤ１７から出力される。上述したように第１遊星歯車機構７と第２遊星歯車機構１３とは、同一の構成となっているため、第１キャリヤ１１から出力されるトルクと、第２キャリヤ１７から出力されるトルクとは同一となる。すなわち、各ドライブシャフト１２，１８に伝達されるトルクが同一となる。
【００２５】
そのように差動用モータ３４を停止した状態では、上記のトルクの反力は、各補助ギヤ２０，２３が等しく受け持つこととなる。一方、第１補助ギヤ２０と第１ピニオンギヤ２９とが噛み合い、かつ第２補助ギヤ２３と第３ピニオンギヤ３１とが噛み合い、更に第１ピニオンギヤ２０と一体に回転する第２ピニオンギヤ３０と、第３ピニオンギヤ３１と一体に回転する第４ピニオンギヤ３２とが噛み合っているため、それらのピニオンギヤ２９，３０，３１，３２の噛み合いにより反力トルクが受け持たれ、その結果、ドリブンギヤ３３にはトルクが作用しない。すなわち、差動用モータ３４にトルクが作用しない。そのため、直進走行している場合には、差動用モータ３４は回転しない。
【００２６】
一方、差動用モータ３４からトルクを出力すると、第２遊星歯車機構１３における反力要素として機能する第２リングギヤ１５の反力トルクが変化するため、第２キャリヤ１７から出力されるトルクが変化する。例えば、第２リングギヤ１５の反力トルクが増大するように差動用モータ３４からトルクを出力すると、第２キャリヤ１７から出力されるトルクが増大する。他方、そのように第２リングギヤ１５の反力トルクが増大するように差動用モータ３４からトルクを出力した場合には、第１リングギヤ９には、反転機構２６を介して反力トルクが低下するようにトルクが作用する。その結果、第１キャリヤ１１から出力されるトルクが低下する。すなわち、差動用モータ３４からトルクを出力することにより、各ドライブシャフト１２，１８に伝達されるトルクの分配率を変更することができる。
【００２７】
また、旋回走行時には、各ドライブシャフト１２，１８の回転数が異なるため、その回転数差に応じて各リングギヤ９，１５が相対回転する。その結果、各補助ギヤ２０，２３を介して各リングギヤ９，１５に連結された差動用モータ３４が連れ回される。一方、そのように差動用モータ３４が回転する場合であっても、差動用モータ３４からトルクを出力すると、そのトルクは、第３ピニオンギヤ３１を介して第２補助ギヤ２３に伝達されるとともに、第４ピニオンギヤ３２、第２ピニオンギヤ３０、第１ピニオンギヤ２９を介して第１補助ギヤ２０に伝達される。これら各補助ギヤ２０，２３に伝達されるトルクは、同一の大きさでかつ反対方向である。すなわち、一方のリングギヤ９（１５）の反力トルクを増大させ、他方のリングギヤ１５（９）の反力トルクを減少させるように、差動用モータ３４から各リングギヤ９，１５にトルクが作用する。そのため、旋回走行時であっても、差動用モータ３４からトルクを出力することにより、各ドライブシャフト１２，１８に伝達されるトルクの分配率を変更することができる。したがって、旋回走行時に作動用モータ３４の出力トルクを制御することにより、内輪側に伝達するトルクと外輪側に伝達するトルクとを異ならせることができ、走行安定性を向上させることができる。
【００２８】
なお、旋回走行時には、各リングギヤ９，１５は、差動量を調整するために回転し、その回転数は極低速となる。したがって、各リングギヤ９，１５が回転している場合であっても、第１遊星歯車機構７および第２遊星歯車機構１３は、減速機として機能することとなる。すなわち、第１サンギヤ８に伝達されたトルクが増大されて第１キャリヤ１１から出力され、同様に第２サンギヤ１４に伝達されたトルクが増大されて第２キャリヤ１７から出力される。
【００２９】
上述したように反転機構２６を各補助ギヤ２０，２３を介して各リングギヤ９，１５に連結することにより、反転機構２６が配置される箇所が、ドリブンギヤ６を横切るように配置する必要がなく、すなわち、ドリブンギヤ６と反転機構２６とが干渉することがなく、ドリブンギヤ６の大きさが、各リングギヤ９，１５の大きさに制限されることを抑制することができる。その結果、ドリブンギヤ６を大きくすることができるため、各遊星歯車機構に入力されるトルクを充分に増大させることができる。また、そのようにドリブンギヤ６を大きく形成することにより、出力軸３と回転軸５との軸間距離を長くすることができる。そのため、駆動用モータ２の回転中心軸線と第１ドライブシャフト１２とを離すことができるため、駆動用モータ２の外径を大きくすること、すなわち、高トルクを出力することができるモータとすることができる。
【００３０】
また、反転機構２６を各遊星歯車機構７，１３の回転軸線とは異なる軸線を中心として配置するように構成すること、すなわち、各ドライブシャフト１２，１８の回転中心軸とは異なる軸線を中心として配置することにより、動力伝達装置１の下端部が、車両の下側に突出する量を低減することができる。言い換えると、各ドライブシャフト１２，１８を低い位置に配置することができる。その結果、各ドライブシャフト１２，１８の先端部に取り付けられる図示しないボールジョイントの傾斜角を低下させることができ、図示しない駆動輪への動力の伝達効率が低下することを抑制することができる。
【００３１】
なお、この発明の実施例における遊星歯車機構は、図１に示す構成に限らず、回転軸５が各キャリヤ１１，１７に連結され、各サンギヤ８，１４に各ドライブシャフト１２，１８が連結されるように構成されてもよく、あるいはダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成してもよい。また、差動用モータ３４は、各ドライブシャフト１２，１８の差動量を制御するためのものであり、差動用モータ３４が設けられていなくてもよい。さらに、上記反転機構２６は、一方の補助ギヤ２０（２３）に作用するトルクを反転させて他方の補助ギヤ２３（２０）に伝達することができればよい。したがって、反転機構２６は、一つのみであってもよく、または複数設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…動力伝達装置、  ２…駆動用モータ、  ３，３５…出力軸、  ４…出力ギヤ、  ５…回転軸、  ６，３３…ドリブンギヤ、  ７，１３…遊星歯車機構、  ８，１４…サンギヤ、  ９，１５…リングギヤ、  １１，１７…キャリヤ、  １２，１８…ドライブシャフト、  １９…ケース、  ２０，２３…補助ギヤ、  ２６…反転機構、  ２７，２８…連結軸、  ３４…差動用モータ、  Ｄ…差動機構。
【図１】
2017110682.tif 000003