JP2007145088A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速ギヤ組の噛み合い振動がクラッチに入力され難く、クラッチの耐久性を向上することを可能とする。
【解決手段】駆動力を減速して出力するための減速ギヤ組４０と、減速ギヤ組４０の第２のリング・ギヤ１０３を備えた外側回転部材１０５と、外側回転部材１０５と同軸且つ相対回転可能に配置されたデフ・ケース１０９と、外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に設けられ駆動力の断続を行うクラッチ４５とを備え、クラッチ４５は、外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に周方向複数配置され外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間の相対回転により両間を噛み合い結合するローラ１２３を備え、第２のリング・ギヤ１０３の歯数とローラ１２３の個数とは、割り切れない関係に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、減速ギヤ組及びクラッチを備えて駆動力伝達を行う動力伝達装置に関する。

従来の動力伝達装置に、減速ギヤ組としてピニオン及びリング・ギヤと、リング・ギヤを取り付けた入力側回転部材と、入力側回転部材と同軸且つ相対回転可能に配置された内側回転部材と、入力側回転部材及び内側回転部材間に設けられ駆動力の断続を行うクラッチとを備えたものがある。

かかる装置により、電動モータの出力回転をピニオン及びリング・ギヤにより減速して入力側回転部材に伝達し、クラッチの作動により出力側回転部材を介し、デファレンシャル装置へ駆動力を伝達することができる。

しかし、かかる構造では、振動、騒音に対する考慮がなされておらず、減速ギヤ組であるピニオン及びリング・ギヤの噛み合い振動がクラッチの係合面に入力され、クラッチの耐久性を損なうという問題がある。

特開平１１−２９１７７４号公報

解決しようとする問題点は、振動、騒音に対する考慮がなされておらず、減速ギヤ組の噛み合い振動がクラッチの係合面に入力され、クラッチの耐久性を損なう点である。

本発明は、減速ギヤ組の噛み合い振動がクラッチに入力され難く、クラッチの耐久性を向上するために、出力ギヤ部又は入力ギヤ部の歯数と連結体の個数とは、割り切れない関係に設定されていることを最も主要な特徴とする。

本発明の動力伝達装置は、出力ギヤ部又は入力ギヤ部の歯数と連結体の個数とは、割り切れない関係に設定されているため、駆動力伝達時に減速ギヤ組の噛み合い振動がクラッチに入力され難く、クラッチの耐久性を向上させることができる。

減速ギヤ組の噛み合い振動がクラッチに入力され難く、クラッチの耐久性を向上するという目的を、出力ギヤ部又は入力ギヤ部の歯数と連結体の個数との設定により実現した。

［四輪駆動車］
図１は、本発明の実施例１に係る駆動装置を適用した自動車のスケルトン平面図である。図１のように、自動車１は、いわゆるハイ・ブリッド自動車として構成したものであり、主駆動源としての内燃機関であるエンジン３と、副駆動源としてモーター・ジェネレータ５とを備えている。エンジン３は本実施例において、主回転部である左右の前輪７，９を駆動し、モーター・ジェネレータ５は、副回転部である同左右の後輪１１，１３を駆動する駆動源となっている。

前記エンジン３の出力は、トランス・ミッション１５を介してフロント・デファレンシャル装置１７に入力されるようになっている。フロント・デファレンシャル装置１７には、左右のアクスル・シャフト１９，２１を介して、前記前輪７，９が連動連結されている。従って、エンジン３の駆動によりトランス・ミッション１５を介して前輪７，９を前進方向又は後進方向へ双方向回転駆動可能となっている。

前記モーター・ジェネレータ５の出力は、駆動装置としての減速駆動装置２３に入力されるようになっている。減速駆動装置２３の出力側には、左右のアクスル・シャフト２５，２７を介して、前記左右の後輪１１，１３が連動連結されている。従って、後輪１１，１３は、モーター・ジェネレータ５の駆動により回転駆動可能であると共にモーター・ジェネレータ５が停止したときには前輪７，９の前進方向又は後進方向への駆動回転により前進方向又は後進方向へ連動回転する。

前記モーター・ジェネレータ５は、制御手段としてのコントローラ２９によって制御されるようになっている。コントローラ２９には、シフトポジション・スイッチ、ヨーモーメント・センサ、４ＷＤスイッチ、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、左右輪回転差検出センサ、前後輪回転差検出センサ、操舵角センサ等の各種センサ３１からの検出信号を入力するようになっている。

前記モーター・ジェネレータ５は、モータ・ジェネレータで構成されている。このモーター・ジェネレータ５は、インバータ３３を介してバッテリ３５に接続されている。エンジン３側には、ジェネレータあるいはモータ・ジェネレータ３７が設けられ、インバータ３８を介して前記バッテリ３５に接続されている。

従って、発進走行時、加速走行時などには、バッテリ３５からインバータ３３を介してモーター・ジェネレータ５に給電が行われ、前記同様にエンジン３による前輪７，９の駆動に対し、モーター・ジェネレータ５により後輪１１，１３をアシスト駆動することができる。

また、減速走行時には、後述するクラッチ制御を行いモーター・ジェネレータ５，３７による発電によってバッテリ３５が充電され、次の発進走行、加速走行に備えられる。発進走行、加速走行時に、バッテリ３５からモータ・ジェネレータ３７にも給電を行ない、前輪７，９側をもモータ・ジェネレータ３７によって電動アシスト駆動することができる。

［減速駆動装置］
図２のように、前記減速駆動装置２３は、車体側に支持され固定側である静止部材のキャリヤ・ケース３９内に、複数段の減速ギヤ組４０である第１，第２の減速機構４１，４３と、クラッチ４５と、差動装置としてのリヤ・デファレンシャル装置４７とを備えている。

前記キャリヤ・ケース３９は、モーター・ジェネレータ５、第１，第２の減速機構４１，４３、クラッチ４５、及びびリヤ・デファレンシャル装置４７を支持するものであり、蓋本体部４９及び蓋体部５１の合わせ構造で形成されている。本体部４９及び蓋体部５１は、ボルト５３によって締結結合されている。このキャリヤ・ケース３９は、入力部側５７及び出力部側５９を備えている。

前記キャリヤ・ケース３９の出力部側５９左右には、支持壁としてボス部６１，６３が設けられている。ボス部６１，６３には、シール部材６５，６７が装着されている。ボス部６１，６３の奥側には、軸受支持部６９，７１が設けられている。軸受支持部６９は、ボス部６１に一体に形成され、軸受支持部７１は、キャリヤ・ケース３９と同様に静止部材である別体の環状部材７２に形成されている。環状部材７２は、キャリヤ・ケース３９に嵌合支持されている。

前記キャリヤ・ケース３９の入力部側５７では、本体部４９に貫通部７３が設けられ、貫通部７３の外周囲に取付フランジ７５が設けられている。取付フランジ７５に前記モーター・ジェネレータ５が取り付けられ、ボルト７７によって締結固定されている。貫通部７３には、シール部材７９が装着されている。本体部４９には、前記貫通部７３に隣接して軸受支持部８０が内面に突出形成されている。軸受支持部８０には、出力部５９側内に連通する油孔８２が設けられている。

前記第１，第２の減速機構４１，４３は、前記モーター・ジェネレータ５の駆動力を減速して出力するもので、第１の減速機構４１は、複数段の減速ギヤ組の前段を構成し、前記キャリヤ・ケース３９の入力部側５７に支持されている。第１の減速機構４１は、入力部側５７において概ねモーター・ジェネレータ５とリヤ・デファレンシャル装置４７との間に配置されている。

前記第１の減速機構４１は、入力ギヤ部である第１のピニオン８１及び出力ギヤ部である第１のリング・ギヤ８３によって構成されている。

前記第１のピニオン８１は、入力軸８５に一体に設けられている。入力軸８５は、ベアリング８７，８９によりキャリヤ・ケース３９に回転自在に支持されている。入力軸８５の一端に、前記モーター・ジェネレータ５の出力軸が結合され、前記シール部材７９が接している。入力軸８５の他端に第１のピニオン８１に設けられている。

前記第１のリング・ギヤ８３は、回転軸である中間軸９１に圧入固定されている。中間軸９１は、一端がベアリング９３により前記軸受支持部８０の内周に回転自在に支持され、他端が蓋体部５１にベアリング９５により回転自在に支持されている。中間軸９１は、前記蓋体部５１外に突出し、回転検出用のギヤ９７が取り付けられている。蓋体部５１及び入力軸８５間には、シール部材９９が介設されている。

前記第２の減速機構４３は、複数段の減速ギヤ組の最終段を構成し、入力ギヤ部である第２のピニオン１０１及び出力ギヤ部である第２のリング・ギヤ１０３を備えて、減速ギヤ組の出力をリヤ・デファレンシャル装置４７へ伝達する。

前記第２のピニオン１０１は、前記中間軸９１に一体に設けられ、前記第２のリング・ギヤ１０３は、リヤ・デファレンシャル装置４７側に支持されている。

前記リヤ・デファレンシャル装置４７は、クラッチ４５を介して前記第２のリング・ギヤ１０３からのトルクが伝達されるようになっている。

前記第２のリング・ギヤ１０３は、入力側回転部材である外側回転部材１０５に備えられ、外側回転部材１０５は、第２のリング・ギヤ１０３を備えたリング・ギヤ部１０６及び筒部１０７を有し、リング・ギヤ部１０６及び筒部１０７が軸方向に結合され、溶接により結合されている。このように、リング・ギヤ部１０６と筒部１０７とが別体で形成されているため、各の部材の固有振動数と強度とを考慮し、共振せずに必要な駆動力を伝達可能とするように各で異なった材料を選定してクラッチ４５への入力振動が抑制されるようになっている。筒部１０７の一部１０８は、中間部１１０に比べて環状で肉厚に形成され、クラッチ４５の締結荷重による変形を抑制している。

前記外側回転部材１０５と同軸且つ相対回転可能に出力側回転部材である内側回転部材として前記リヤ・デファレンシャル装置４７のデフ・ケース１０９が設けられている。デフ・ケース１０９は、左右のボス部１１１，１１３が前記キャリヤ・ケース３９側の軸受支持部６９，７１に、ベアリング１１５，１１７を介して回転自在に支持されている。このデフ・ケース１０９の一方のボス部１１１側外周に、ベアリング１１９，１２１を介して前記外側回転部材１０５がリング・ギヤ部１０６の内周側において回転自在に支持されている。

前記クラッチ４５は、前記外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に設けられ駆動力の断続を行う。クラッチ４５は、第２のリング・ギヤ１０３に対し回転軸方向に異なる位置に配置され、デフ・ケース１０９のボス部１１３側外周に配置されている。すなわち、前記第２のリング・ギヤ１０３が、前記外側回転部材１０５の筒部１０７一端のリング・ギヤ部１０６外周側に設けられているのに対し、クラッチ４５は、筒部１０７の他端内周側に設けられている。

前記クラッチ４５は、ツーウェイ・クラッチであり、前記外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に複数配置された連結体としてのローラ１２３と該ローラ１２３に軸方向に隣接配置され前記キャリヤ・ケース３９側の間の摩擦力を受けて前記ローラ１２３の公転を制動するブレーキ部としてブレーキシュー１２５とを備えている。

図３は、クラッチの側面図である。図２，図３のように、クラッチ４５は、くさび状に機能する傾斜面１２６を内周部に有する噛合部１２７及び前記くさび状の機能によって押圧される所定幅を持った円周状の外周面を有する結合部１２９間に前記複数のローラ１２３が配列されたものである。

前記噛合部１２７は、前記筒部１０７の端部に一体に設けられ、内周は、傾斜面１２６が周方向に連続して多角形に形成されている。噛合部１２７の内周は、筒部１０７において最小径となっている。ツーウェイ・クラッチの係合面の加工時の工具の進入時に筒部１０７において噛合部１２７以外の部分の内周側との干渉を避け、加工性を向上させている。噛合部１２７の側面には、係合溝１３１が設けられている。結合部１２９は、デフ・ケース１０９とは別部材のスチール材で形成され、クラッチ４５の連結に係る部分を厚肉として強度を高めると共に、デフ・ケース１０９の外周側にて、結合部１２９の軸方向に隣接して連結部１３３が一体に設けられ、デフ・ケース１０９の外周に設けられた連結噛合部１３５に噛み合いにより連動連結されている。結合部１２９は、第２のリング・ギヤ１０３と共に一体に組み付けられる。

前記各ローラ１２３は、リテーナ１３７によってそれぞれ回転自在に支持されている。リテーナ１３７には、リング状のリターン・スプリング１３９のアーム１４１，１４３が係合し、アーム１４１，１４３は、さらに噛合部１２７の係合溝１３１に係合している。
前記リテーナ１３７は、軸方向へ伸びており、周方向に複数に分割されスプリングによって整列したブレーキシュー１２５に係合している。ブレーキシュー１２５の外周には、リング状のスプリング１４５が円周方向に掛け回されている。スプリング１４５によってブレーキシュー１２５は内周側の環状支持部１４７に押し付けられている。前記環状支持部１４７は、前記環状部材７２に形成されている。ブレーキ・シュー１２５と摺動する環状支持部１４７の外周面には、摩擦特性を安定させるための格子、又は周方向に向けて軸方向に複数並んだリング状又は螺旋状の微小突起、或いは面粗しを行い硬化熱処理を施したスチール製リングを設けることもできる。

前記リヤ・デファレンシャル装置４７は、前記減速ギヤ組４０の出力を、例えば車軸であるアクスルシャフトに差動分配出力するものである。

前記リヤ・デファレンシャル装置４７は、デフ・ケース１０９内にピニオン・シャフト１４９を介しギヤ機構の一部を構成するピニオン１５１が支持されている。ピニオン１５１に対し、ピニオン１５１と共に差動ギヤ機構を構成する左右のサイド・ギヤ１５３，１５５が噛み合い結合されている。サイド・ギヤ１５３，１５５には、アクスル・シャフトが連動構成されている。

［出力ギヤ部とローラの個数等］
前記第２のリング・ギヤ１０３の歯数と連結体の個数とは、割り切れない関係に設定されている。本実施例では、ローラ１２３の数を、１６個とし、第２のリング・ギヤ１０３の歯数を７９枚としている。ローラ１２３の数は、入力される駆動トルクにもよるが、５〜１７個が適当であり、第２のリング・ギヤ１０３の歯数との関係においては、素数の組み合わせとしている。例えば、第２のリング・ギヤ１０３の歯数を７９枚、ローラ１２３を１１個等とすることもできる。

なお、前記第１のピニオン８１の歯数は、１３枚、第１のリング・ギヤ８３の歯数は、７７枚、第２のピニオン１０１の歯数は、１３枚としている。

前記リング・ギヤ部１０６をデフ・ケース１０９に対して支持するベアリング１１９，１２１は、ボールなどの転動体の数を、第２のリング・ギヤ１０３の歯数との関係において、少なくとも互いに整数で割り切れない関係（好ましくはそれぞれを素数）に設定しても良い。

前記ベアリング１１５，１１７は、第２のリング・ギヤ１０３の噛み合い振動を第２のリング・ギヤ１０３のベアリング１１９，１２１及びデフ・ケース１０９
を介して間接的に受けるため、影響が少ないとは言え、ボールなど転動体の個数設定を第２のリング・ギヤ１０３の歯数との関係で同様に割り切れない関係にすることもできる。

［トルク伝達］
モーター・ジェネレータ５の駆動によって、入力軸８５から第１のピニオン４３、第１のリング・ギヤ８３、中間軸９１、第２のピニオン１０１、第２のリング・ギヤ１０３を介して外側回転部材１０５にトルクが伝達される。外側回転部材１０５からは、筒部１０７を介してクラッチ４５の噛合部１２７にトルクが伝達される。従って、クラッチ４５では、噛合部１２７が第２のリング・ギヤ１０３と共に回転する。このとき、ローラ１２３は、リテーナ１３７を介してブレーキシュー１２５に係合するから、環状支持部１４７側から回転抵抗を受ける。

この回転抵抗により、噛合部１２７がローラ１２３に対して先行回転し、ローラ１２３が噛合部１２７及び結合部１２９間に噛み合う。このとき、リターン・スプリング１３９の一方のアーム１４１が噛合部１２７と共に移動し、同他方のアーム１４３は、リテーナ１３７側に係合するからリターン・スプリング１３９にリターン用の付勢力が発生する。

前記噛み合いにより、外側回転部材１０５の筒部１０７からクラッチ４５の噛合部１２７、ローラ１２３、結合部１２９、連結部１３３、連結噛合部１３５を介してデフ・ケース１０９にトルクが伝達される。

従って、デフ・ケース１０９からピニオン・シャフト１４９、ピニオン１５１、サイド・ギヤ１５３，１５５を介して、アクスル・シャフト２５，２７側へトルク伝達が行われ、後輪１１，１３が駆動される。

前記差動回転時には、ピニオン１５１の自転を介して、サイド・ギヤ１５３，１５５が差動回転し、アクスル・シャフト側の差動回転を許容することができる。

モーター・ジェネレータ５からの入力が停止したときは、リターン・スプリング１３９の付勢力によりリテーナ１３７がブレーキシュー１２５の抵抗に抗して僅かに強制回転され、ローラ１２３の噛合部１２７及び結合部１２９間への噛み込みが解除される。

この噛み込み解除により外側回転部材１０５に対してデフ・ケース１０９側の回転が自由となる。

従って、前記モーター・ジェネレータ５が停止している時、アクスル・シャフト２５，２７からリヤ・デファレンシャル装置４７へとトルクが伝達されても、外側回転部材１０５へは回転が伝達されることはない。

このため、アクスル・シャフト２５，２７側の回転によって、減速ギヤ組４０、モーター・ジェネレータ５が回転することはない。

すなわち、減速ギヤ組を逆方向から駆動することによる大きなエネルギーロス、停止されたモーター・ジェネレータ５をアクスル・シャフト側で駆動することによるエネルギーロスを確実に抑制し、燃費向上を図ることができ、モーター・ジェネレータ５の耐久性も向上することができる。

ローラ１２３は、筒部１０７側にリテーナ１３７と共に支持されているので、前記モーター・ジェネレータ５が停止しているときは、同様にローラ１２３も停止する。従って、クラッチ４５が切断されているとき、デフ・ケース２７と共に結合部１２９が回転してもローラ１２３は公転しないので遠心力による誤作動を受けない。

なお、エネルギの回生については、リテーナ１３７の先端１３８にギヤ部を形成し、このギヤ部に小型モータのピニオンを噛み合わせ、車両減速時や降坂時において出力側回転部材の回転方向と同方向に先行するようにリテーナを回転制御する。このため、クラッチ４５はローラ１２３と傾斜面１２６とがくさび状に機能し連結されるため、車輪側からクラッチ４５と減速ギヤ組４０とを介してモータ・ジェネレータを逆駆動し発電機として機能させ、発生した電力をインバータ３３からバッテリ３５に蓄電させることができる。

［実施例１の効果］
本発明実施例１の減速駆動装置２３は、駆動力を減速して出力するための減速ギヤ組４０と、前記減速ギヤ組４０の第２のリング・ギヤ１０３を備えた外側回転部材１０５と、前記外側回転部材１０５と同軸且つ相対回転可能に配置されたデフ・ケース１０９と、前記外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に設けられ駆動力の断続を行うクラッチ４５とを備え、前記クラッチ４５は、外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間に周方向複数配置され外側回転部材１０５及びデフ・ケース１０９間の相対回転により両間を噛み合い結合するローラ１２３を備え、前記第２のリング・ギヤ１０３の歯数とローラ１２３の個数とは、割り切れない関係に設定されているため、駆動力伝達時に減速ギヤ組４０の噛み合い振動がクラッチ４５に入力され難く、クラッチ４５の耐久性を向上させることができる。

前記第２のリング・ギヤ１０３とクラッチ４５とは、回転軸方向に異なる位置に配置されたため、駆動力伝達時に減速ギヤ組４０の噛み合い反力がクラッチ４５に影響し難くし、振動低減を図りクラッチ４５の耐久性を向上させることができる。

前記減速ギヤ組４０と外側回転部材１０５とデフ・ケース１０９とクラッチ４５とは、キャリヤ・ケース３９に収容配置され、前記クラッチ４５は、前記キャリヤ・ケース３９側の環状部材７２との間の摩擦力を受けて結合の起因とするブレーキ・シュー１２５を備えたツーウェイ・クラッチであるため、クラッチ４５の断続に際してギヤの噛み合い振動が入力されることがない。また、ローラ１２３及びブレーキシュー１２５間に他の部材が介在せず、軸方向のコンパクト化と、作動レスポンスの向上を図ることができる。

前記減速ギヤ組４０は、モーター・ジェネレータ５で駆動され、前記デフ・ケース１０９は、差動機構のピニオン・シャフト１４９、ピニオン１５１、サイド・ギヤ１５３，１５５を介して左右の車輪側に連動連結されるため、振動を低減し、システムの耐久性を向上させることができる。また、振動によるドライバーへの走行不快感を与えない。

なお、図３のように入力回転部材側に傾斜面１２６が形成され、ローラ１２３が入力側回転部材と一体に回転するように配置されているので、電動モータ及び入力側回転部材が停止状態のとき出力側回転部材が回転していても、ローラ１２３には遠心力は作用しないので、クラッチ１４５が誤って連結されることがない。

本実施例１及び後述する実施例２，３において、ブレーキ・シュー１２５を用いて静止部材のキャリヤ・ケース３９から直接に回転抵抗を生じさせていたが、他に考えられる例としては、キャリヤ・ケース３９に回転不能に固定された電磁石を設け、この電磁石の吸引力を用いてリテーナ１３７に回転抵抗を与えてクラッチ４５を断続するものもあり得る。

［その他の四輪駆動車］
図４は、本発明の実施例１に係る減速駆動装置を適用した電動アシスト式の自動車のスケルトン平面図である。

図４の自動車１のモータ５も、前記同様に制御手段としてのコントローラ２９によって制御されるようになっている。また、モータ５には、ジェネレータ３７から給電されるようになっている。ジェネレータ３７は、前記コントローラ２９によって制御され、ジェネレータ３７の発電によってモータ５に電力供給が行われる。

通常走行時には、コントローラ２９の制御によりモータ５の駆動を停止して後輪１１，１３側へのトルク伝達を行わない。エンジン３の駆動によってトランス・ミッション１５を介しフロント・デファレンシャル装置１７にトルクが伝達される。フロント・デファレンシャル装置１７から左右のアクスル・シャフト１９，２１を介して、左右の前輪７，９にトルク伝達が行われ、２ＷＤで走行することができる。

車両発進走行、車両加速走行時等、大きな駆動力が必要となるときは、コントローラ２９によりモータ５が駆動される。従って、モータ５の出力トルクが減速駆動装置２３により減速されて左右のアクスル・シャフト２５，２７へ伝達される。アクスル・シャフト２５，２７から左右の後輪１１，１３へトルク伝達が行われる。

従って、自動車１は、エンジン３による前輪７，９の駆動とモータ５による減速駆動装置２３を介した後輪１１，１３の電動アシスト駆動とによって４ＷＤで発進走行等を行うことができる。

図５、図６は、本発明の実施例２に係り、図５は、減速駆動装置の断面図、図６は、クラッチの断面図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。

本実施例の減速駆動装置２３Ａは、クラッチ４５Ａの配置をベアリング１２１Ａに対して軸方向左右変更し減速ギヤ組４０Ａの最終段側に組み付けたものである。

すなわち、本実施例２では、クラッチ４５Ａが減速ギヤ組４０Ａの最終段の第２のリング・ギヤ１０３のリング・ギヤ部１０６内周側において外側回転部材１０５Ａと内側回転部材であるデフ・ケース１０９Ａとの間に設けられたものである。

また、本実施例では、噛合部１２７Ａが、外側回転部材１０５Ａのリング・ギヤ部１０６に一体に形成され、結合部１２９Ａは、デフ・ケース１０９Ａに一体に形成されている。結合部１２９Ａの外周面は摩擦特性を安定させるための浸炭窒化熱処理を施してピッチングなどを防止し、耐久性を向上させている。また、ローラ１２３と結合部１２９Ａとの間に、硬質又は硬化処理を施したリングを介設し、該リングを結合部１２９Ａ側と共に一対に回転する構成にすることもできる。

外側回転部材１０５Ａは、ベアリング１１９Ａ，１２１Ａを介してデフ・ケース１０９Ａに回転自在に支持されている。本実施例では、軸受支持部６９に環状支持部１４７Ａが形成されている。

トルク伝達に際しては、クラッチ４５Ａを介し第２のリング・ギヤ１０３から外側回転部材１０５Ａ、デフ・ケース１０９Ａへとトルクを直接的に伝達することができる。

前記第２のリング・ギヤ１０３の歯数とクラッチ４５Ａのローラ１２３の個数との関係等は、実施例１と同様に設定されている。例えば、第２のリング・ギヤ１０３の歯数を７９枚とし、ローラ１２３の個数を１４個とした。

従って、本実施例においても、実施例１と同様な効果を奏することができる。

図７，図８は、本発明の実施例３に係り、図７は、減速駆動装置の断面図、図８は、クラッチの断面図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付して説明する。
本実施例３の入力軸８５Ｂの他端は、前記蓋体部５１Ｂ外に突出し、回転検出用のギヤ９７Ｂが取り付けられている。蓋体部５１Ｂ及び入力軸８５Ｂ間には、シール部材９９Ｂが介設されている。

出力ギヤ部である第１のリング・ギヤ８３Ｂは、出力側回転部材である中間軸９１Ｂにベアリング１５７，１５９により回転自在に支持されている。中間軸９１Ｂは、一端がベアリング９３Ｂにより前記軸受支持部８０の内周に回転自在に支持され、他端が蓋体部５１Ｂにベアリング９５Ｂにより回転自在に支持されている。ベアリング９３Ｂ，９５Ｂは、一対のテーパローラ・ベアリングを用いているが、これはクラッチ４５を配置した上で省スペースを達成するために、本装置におけるベアリング９３Ｂ，９５Ｂ部分に入力される回転数と荷重とを考慮して耐久性が十分得られるベアリングとしてテーパローラ・ベアリングを採用している。

入力ギヤ部としての第２のピニオン１０１Ｂは、前記中間軸９１Ｂに一体に設けられ、前記第２のリング・ギヤ１０３Ｂは、リヤ・デファレンシャル装置４７側に取り付けられている。

クラッチ４５Ｂは、減速ギヤ組の最終段の第２のピニオン１０１Ｂを備えた中間軸９１Ｂに同軸状に設けられ前段側からのトルク断続を行うものであり、駆動経路として、また減速駆動装置２３Ｂの前後方向の配置位置としてモーター・ジェネレータ５及びリヤ・デファレンシャル装置４７間であって、また減速駆動装置２３Ｂの左右方向（すなわち、中間軸９１Ｂの軸方向）において第１のリング・ギヤ８３Ｂとモーター・ジェネレータ５との間に配置されている。従って、クラッチ４５Ｂと第１のリング・ギヤ８３Ｂと最終段の第２のピニオン１０１Ｂとをモーター・ジェネレータ５側から配置した構成となっている。

噛合部１２７Ｂは、前記第１のリング・ギヤ８３Ｂに溶接等により一体的に設けられ、入力側回転部材を構成している。噛合部１２７Ｂの内周は、傾斜面１２６が周方向に連続して多角形に形成されている。噛合部１２７Ｂの側面には、係合溝１３１が設けられている。前記結合部１３３は、前記中間軸９１Ｂに一体に設けられている。噛合部１２７Ｂと第１のリング・ギヤ８３Ｂとの連結部には、内周側に開口する外周袋状の空間１６１が形成され、第１のリング・ギヤ８３Ｂに形成された空間１６３と共にクラッチ４５Ｂに臨んで潤滑オイルを溜め込みクラッチ４５Ｂの潤滑を良好に機能させる。

結合部１２９Ｂは、中間軸９１Ｂに一体に設けられ、その外周面は、硬化熱処理、浸炭窒化、酸窒化、ダイヤモンドライクカーボン処理などが施されている。

前記各ローラ１２３は、リテーナ１３７によって回転自在に支持されている。リテーナ１３７には、リング状のリターン・スプリング１３９のアーム１４１，１４３が係合し、アーム１４１，１４３は、さらに噛合部１２７Ｂの係合溝１３１に係合している。係合溝１３１は、噛合部１２７Ｂにおいて、これと連動する第１のリング・ギヤ８３Ｂのギヤ部に近い外径をもって径方向に向いて形成されており、第１のリング・ギヤ８３Ｂが回転するときに係合溝１３１によってキャリヤ・ケース３９Ｂ内部に滞留するオイルを掻き上げ、又はクラッチ４５Ｂに導通させるように機能する。
前記リテーナ１３７は、軸方向へ伸びており、周方向に複数分割されスプリングに係合して整列したブレーキ・シュー１２５に係合している。前記ブレーキ・シュー１２５の外周には、リング状のスプリング１４５が円周方向に掛け回されている。スプリング１４５によってブレーキ・シュー１２５は内周側の環状支持部１４７Ｂに押し付けられている。ブレーキ・シュー１２１と摺動する環状支持部１４７Ｂの外周面には、摩擦特性を安定させるための格子、又は周方向複数形成された平行又は螺旋状の微小突起、或いは面粗しを行い硬化熱処理を施したスチール製リング１６５を設けている。

前記第１のリング・ギヤ８３Ｂの歯数とクラッチ４５Ｂのローラ１２３の個数との関係や、第２のピニオン１０１Ｂとクラッチ４５Ｂのローラ１２３の個数との関係等は、実施例１と同様に設定されている。例えば、第１のリング・ギヤ８３Ｂの歯数は、７７枚、ローラ１２３の個数は、８個に設定されている。また、第１のピニオン８１Ｂの歯数は、１３枚、第２のピニオン１０１Ｂの歯数は、１３枚、第２のリング・ギヤ１０３Ｂの歯数は、７９枚に設定されている。

［トルク伝達］
前記モーター・ジェネレータ５の回転によって、モーター・ジェネレータ５の出力軸から第１のピニオン８１Ｂ、第１のリング・ギヤ８３Ｂを介してクラッチ４５Ｂにトルクが伝達される。

前記クラッチ４５Ｂでは、噛合部１２７Ｂが第１のリング・ギヤ８３Ｂと共に回転する。このとき、ローラ１２３は、リテーナ１３７を介してブレーキ・シュー１２５に係合するから、環状支持部１４７Ｂ側から回転抵抗を受ける。

この回転抵抗により、噛合部１２７Ｂがローラ１２３に対して先行回転し、ローラ１２３が噛合部１２７Ｂ及び結合部１２９Ｂ間に噛み合う。このとき、リターン・スプリング１３９の一方のアーム１４１が係合溝１３１から力を受け噛合部１２７Ｂと共に移動し、同他方のアーム１４３は、リテーナ１３７側に係合するからリターン・スプリング１３９にリターン用の付勢力が発生する。

前記噛み合いにより、第１のリング・ギヤ８３Ｂからクラッチ４５Ｂを介して中間軸９１Ｂにトルクが伝達され、中間軸９１Ｂのトルクは、第２のピニオン１０１Ｂ及び第２のリング・ギヤ１０３Ｂを介してデフ・ケース１０９Ｂに入力される。

従って、デフ・ケース１０９Ｂからピニオン・シャフト１４９、ピニオン１５１、サイド・ギヤ１５３，１５５を介して、アクスル・シャフト２５，２７側へトルク伝達が行われ、後輪１１，１３が駆動される。

前記後輪１１，１３の差動回転時には、ピニオン１５１の自転を介して、サイド・ギヤ１５３，１５５が差動回転し、後輪１１，１３間の差動回転を許容することができる。

前記モーター・ジェネレータ５が停止したときは、リターン・スプリング１３９の付勢力によりリテーナ１３７がブレーキ・シュー１２５の抵抗に抗して僅かに強制回転され、ローラ１２３の噛合部１２７Ｂ及び結合部１２９Ｂ間への噛み込みが解除される。

この噛み込み解除により第１のリング・ギヤ８３Ｂに対して中間軸９１Ｂの回転が自由となる。

従って、前記モーター・ジェネレータ５が停止している時、後輪１１，１３側からアクスル・シャフト２５，２７、リヤ・デファレンシャル装置４７、中間軸９１Ｂへとトルクが伝達されても、入力軸８５Ｂへは回転が伝達されることはない。

この結果、後輪１１，１３の回転によって、第１の減速機構４１Ｂ、入力軸８５Ｂ、モーター・ジェネレータ５が回転することはない。

すなわち、第１の減速機構４１Ｂを逆方向から駆動することによる大きなエネルギーロス、停止されたモーター・ジェネレータ５を後輪２５，２７側で駆動することによるエネルギーロスを確実に抑制し、燃費向上を図ることができ、モーター・ジェネレータ５の耐久性も向上することができる。

また、本実施例においても、前記第１のリング・ギヤ８３Ｂの歯数とクラッチ４５Ｂのローラ１２３の個数との関係や、第２のピニオン１０１Ｂとクラッチ４５Ｂのローラ１２３の個数との関係等は、前記のように設定されているため、実施例１と同様な効果を奏することができる。

なお、車両の減速時や降坂時のエネルギを回収したい場合には、実施例１と同様に図示外の小型モータにより中間軸９１Ｂの回転方向と同方向に先行してリテーナ１３７を駆動させれば、クラッチ４５Ｂが連結され、中間軸９１Ｂからモータ・ジェネレータが駆動回転され、発生電力エネルギをバッテリ３５に蓄電させることができる。

図９，図１０は、本発明の実施例４に係り、図９は、図１０のＸ−Ｘ線矢視における動力伝達装置の断面図、図１０は、図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。なお、実施例１と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＣを付して説明する。

本実施例４では、減速ギヤ組４０Ｃが入力ギヤであるピニオン１０１Ｃ及び出力ギヤであるリング・ギヤ１０３Ｃからなり、リング・ギヤ１０３Ｃが外側回転部材１０５Ｃに一体に設けられている。外側回転部材１０５Ｃは、ベアリング１６７，１６９により内側回転部材としてのデフ・ケース１０９Ｃ外周に相対回転自在に支持されている。外側回転部材１０５Ｃには、周方向所定間隔でリブ１７１が設けられている。

クラッチ４５Ｃは、外側回転部材１０５Ｃとデフ・ケース１０９Ｃとの間に設けられている。クラッチ４５Ｃは、連結体としてスプラグ１２３Ｃと内外の第１，第２の保持器１７３，１７５とスイッチング・プレート１７７と皿ばね１７９とを備えている。

前記第１の保持器１７３は、周方向複数の足部１８１を備え、足部１８１間に各スプラグ１２３Ｃが配置されている。前記第２の保持器１７５は、第１の保持器１７３の足部１８１と同数備えて周方向へ一定間隔で配置され、外側回転部材１０５Ｃの内周面に固定されている。

前記第１の保持器１７３の一つの足部１８１には、スイッチング・ピン１８３が固定され、スイッチング・ピン１８３の先端は、第２の保持器１７５の一つに形成された周方向の長孔に遊嵌している。従って、第１，第２の保持器１７３，１７５の相対回転が、スイッチング・ピン１８３及び長孔による規制の下で許容される。

前記スイッチング・プレート１７７は、第１の保持器１７３の外端部に回転自在に支持され、皿ばね１７９によりフランジ１８５に押し付けられている。スイッチング・プレート１７７は、ピニオン１０１Ｃに噛み合い、歯数がリング・ギヤ１０３Ｃよりも多く設定されている。

前記デフ・ケース１０９Ｃの外周面には、硬度の高い鋼製リング１８７が嵌合固定されている。

そして、リング・ギヤ１０３Ｃの歯数は、６５枚、スプラグ１２３Ｃの個数は、８個であるが、実施例１に開示されたような数でギヤの歯数とスプラグの個数が設定されていればよい。

又、本実施例では、出力ギヤ部であるリング・ギヤ１０３Ｃとクラッ４５Ｃとは、少なくとも一部が回転軸方向同位置に配置され径方向に重なっている。

前記第１，第２のリテーナ１７３，１７５が相対回転すると、何れかの回転方向へスプラグ１２３Ｃを傾け、クラッチ４５Ｃを動作させ、外側回転部材１０５Ｃからデフ・ケース１０９Ｃへ駆動力伝達を行わせることができる。また、デフ・ケース１０９Ｃがリング・ギヤ１０３Ｃに対して先行回転するときは、スプラグ１２３Ｃの傾動が戻り、デフ・ケース１０９Ｃをリング・ギヤ１０３Ｃに対して空転させることができる。

また、本実施例においても、前記リング・ギヤ１０３Ｃの歯数とクラッチ４５Ｃのスプラグ１２３Ｃの個数との関係が、前記のように設定されているため、実施例１と同様な効果を奏することができる。

さらに、リング・ギヤ１０３Ｃとクラッ４５Ｃとは、少なくとも一部が回転軸方向同位置に配置され径方向に重なっているため、軸方向において、占有容積の共用化を図ることができる。

図１１〜図１３は、本発明の実施例５に係り、図１１は、動力伝達装置の断面図、図１２は、カム・ボールの配置を示す要部拡大図、図１３は、カム・プレートと外側回転部材との関係の要部拡大断面図である。なお、実施例１と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＤを付して説明する。

本実施例５は、実施例１のリヤ・デファレンシャル装置４７周辺の構造と同様な構造を採っており、クラッチ４５Ｄの形態を変更した。

すなわち、クラッチ４５Ｄは、ボール・カム機構１８９と電磁石１９０とからなっている。

前記ボール・カム機構１８９は、一対のカム・プレート１９１，１９３を備え、カム・プレート１９１，１９３の各カム面１９５，１９７間に、周方向複数の連結体としてのカム・ボール１９９が介設されたものである。カム・ボール１９９の数は、６個である。但し、カム・ボール１９９は、４〜７個の範囲で選択することが好ましい。

前記カム・プレート１９１は、その連結部１３３が、出力回転部材（内側回転部材）である鋳物製のデフ・ケース１０９Ｄの連結噛合部１３５にスプライン係合により噛み合っている。前記カム・プレート１９３は、デフ・ケース１０９Ｄのボス部１１３Ｄに配置されたリターン機能用の皿ばね２０３により付勢されている。皿ばね２０３は、カム・プレート１９３及びスラスト・ベアリング２０１間に介設され、スラスト・ベアリング２０１は、スナップ・リング２００により位置決められた
前記カム・プレート１９３の外周部には、アーマチャ部２０５が一対に設けられ、アーマチャ部２０５の背面は、曲率Ｒの曲面２０７となっており、外側回転部材１０５Ｄの側壁部２０９内面に当接している。曲面２０７を設けるのは、クラッチ４５Ｄ解除時の貼り付き防止を図る、解除時の引きずり抵抗の低減、摩擦部の経時的安定性を図る、後述の磁路短絡防止部より半径方向外径側に摩擦面を設けることで強度を向上し摩擦トルクを増大させることで摩擦トルクの安定性、耐久性向上を図る等のためである。なお、側壁部２０９側を曲面とすることもできる。

前記側壁部２０９には、磁路短絡防止部２１１が設けられている。磁路短絡防止部２１１は、ステンレスなどの非磁性体リングを介設するか、周方向所定間隔に長孔を設けることで構成することができる。側壁部２０９は、外側回転部材１０５Ｄに一体形成されているが、分割形成して溶接接合し、或いはねじ止め等の固定具を用いて一体に形成することもできる。外側回転部材１０５Ｄとリング・ギヤ部１０６Ｄとは、溶接部２１３により結合されている。

前記電磁石１９０は、キャリヤ・ケース３９Ｄ側に固定され、ベアリング１１７によりボス部１１３Ｄを回転自在に支持している。キャリヤ・ケース３９Ｄとベアリング１１５，１１７との間には、ワッシャ２１５，２１７が介設されている。

そして、前記カム・ボール１９９の数６個に対し、リング・ギヤ１０３Ｄの歯数は、７３枚に設定されている。

前記電磁石の通電制御により、カム・プレート１９３のアーマチャ部２０５と電磁石１９０との間に、磁束が形成され、カム・プレート１９３が引きつけられる。この引きつけにより、カム・プレート１９３は、曲面２０７が側壁部２０９に当接し、回転方向に摩擦係合する。すなわち、クラッチ４５Ｄは、曲面２０７と側壁部２０９との間の摩擦力がボール・カム機構１８９に入力され、このボ−ル・カム機構１８９により生じる推力が曲面２０７と側壁部２０９との間の摩擦力をさらに増大させセルフロックする。

この摩擦係合によりカム・ボール１９９及びカム面１９５，１９７を介してカム・プレート１９１，１９３間のトルク伝達が行われる。従って、外側回転部材１０５Ｄからデフ・ケース１０９Ｄへのトルク伝達を行わせることができる。

また、本実施例においても、出力ギヤ部であるリング・ギヤ１０３Ｄの歯数とクラッチ４５Ｄのカム・ボール１９９の個数との関係が、前記のように設定されているため、実施例１と同様に、ギヤの噛み合い振動がボール・カム機構１８９のカム・ボール１９９に入力され難く、耐久性を向上させる効果を奏することができる。
［その他］
減速ギヤ組は、２段に限らず３段以上で構成することも可能である。
クラッチ４５は、切り替えを流体圧などの外部制御可能なアクチュエータによって行うこともできる。
また、クラッチは、単板、多板の摩擦クラッチでも、ＥＲ流体、ビスカス流体などの粘性クラッチでも良い。

なお、出力ギヤ部の歯数と連結体の個数とが割り切れない関係に設定されるとは、少なくとも何れか一方が他方に対して整数倍の関係にないことを定義するもので、なるべく小数点第２以下の値となるように両者の関係が設定されている。また、差動機構とは、デファレンシャルギヤに限定されず、左右車輪が異なる回転数を生じるものであれば、例えば左右各に設けたクラッチなどであっても良い。

減速駆動装置を適用したハイ・ブリッド自動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 減速駆動装置の断面図である（実施例１）。 クラッチの断面図である（実施例１）。 減速駆動装置を適用した電動アシスト式の自動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 減速駆動装置の断面図である（実施例２）。 クラッチの断面図である（実施例２）。 減速駆動装置の断面図である（実施例３）。 クラッチの断面図である（実施例３）。 図１０のＩＸ−ＩＸ線矢視に対応する動力伝達装置の断面図である（実施例４）。 図９のＸ−Ｘ線矢視における断面図である（実施例４）。 動力伝達装置の断面図である（実施例５）。 カム・ボールの配置を示す要部拡大図である（実施例５）。 カム・プレートと外側回転部材との関係の要部拡大断面図である（実施例５）。

符号の説明

１ 減速駆動装置
３ キャリヤ・ケース
５ モータ・ジェネレータ
５Ａ モータ
１１，１３ 後輪（車輪）
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ 減速ギヤ組
４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ クラッチ
８３Ｂ 第１のリング・ギヤ（出力ギヤ部）
１０１Ｂ 入力ギヤ部
１０３ 第２のリング・ギヤ（出力ギヤ部）
１０３Ｃ，１０３Ｄ リング・ギヤ（出力ギヤ部）
１０５，１０５Ａ，１０５Ｃ，１０５Ｄ 外側回転部材（入力側回転部材）
１０９，１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄ デフ・ケース（出力側回転部材）
１２３ ローラ（連結体）
１２３Ｃ スプラグ（連結体）
１２７Ｂ 噛合部（入力側回転部材）
１４９ ピニオン・シャフト（差動機構）
１５１ ピニオン（差動機構）
１５３，１５５ サイド・ギヤ（差動機構）
１９９ カム・ボール（連結体）

Claims (6)

1. 駆動力を減速して出力するための減速ギヤ組と、
   前記減速ギヤ組の出力ギヤ部を備えた入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材と同軸且つ相対回転可能に配置された出力側回転部材と、
   前記入力側回転部材及び出力側回転部材間に設けられ駆動力の断続を行うクラッチとを備え、
   前記クラッチは、入力側回転部材及び出力側回転部材間に周方向複数配置され両回転部材間を連結させる連結体を備え、
   前記出力ギヤ部の歯数と連結体の個数とは、割り切れない関係に設定されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記出力ギヤ部とクラッチとは、回転軸方向に異なる位置に配置された
   ことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記出力ギヤ部とクラッチとは、少なくとも一部が回転軸方向同位置に配置され径方向に重なっている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記減速ギヤ組と入力側回転部材と出力側回転部材とクラッチとは、キャリヤ・ケースに収容配置され、
   前記クラッチは、前記キャリヤ・ケースとの間の摩擦力を受けて結合の起因とするブレーキ部を備えたツーウェイ・クラッチである
   ことを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の動力伝達装置であって、
   前記減速ギヤ組は、モータで駆動され、
   前記出力側回転部材は、差動機構を介して左右の車輪側に連動連結される
   ことを特徴とする動力伝達装置。
6. 駆動力を減速して出力するための減速ギヤ組と、
   前記減速ギヤ組における入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材と同軸且つ相対回転可能に配置され前記減速ギヤ組の入力ギヤ部を備えた出力側回転部材と、
   前記入力側回転部材及び出力側回転部材間に設けられ駆動力の断続を行うクラッチとを備え、
   前記クラッチは、入力側回転部材及び出力側回転部材間に周方向複数配置され両回転部材間を連結させる連結体を備え、
   前記入力ギヤ部の歯数と連結体の個数とは、割り切れない関係に設定されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
   

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