JP2007177952A - 出力駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達路を含めたユニット化を可能とする。
【解決手段】電動モータ５の駆動力を、油圧を用いたピストン・シリンダ９３により断続切り替え可能なクラッチ３５を介し左右アクスル・シャフト１１，１３から出力する出力駆動装置２３において、電動モータ５により駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプ１０１を設け、発生した油圧をピストン・シリンダ９３へ送る油圧回路１０３を設け、油圧回路１０３、油圧ポンプ１０１、ピストン・シリンダ９３を含めた装置全体のユニット化を可能としたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータにより出力駆動を行う出力駆動装置に関する。

従来の出力駆動装置としては、電動モータの出力を減速ギヤ組により減速し、減速された駆動力を電磁クラッチ又は油圧クラッチを介してデファレンシャルに伝達して左右の例えば後輪を駆動するようにしたものがある。電動モータは、内燃機関であるエンジンに対して補助駆動源として用いられ、電磁クラッチ又は油圧クラッチの断続により、電動モータによる後輪の駆動、非駆動を選択することができる。

しかし、電磁クラッチ又は油圧クラッチは、外部のバッテリ等を電源とする電磁力の作用又はバッテリを電源とする外部ポンプの油圧の作用により駆動されるため、
外部との配線や配管を必要とし、電磁クラッチ又は油圧クラッチ等のアクチュエータに動作エネルギを伝達するための伝達路を含めてユニット化することが困難であった。

特開２００３−１０４０７３号公報

解決しようとする問題点は、アクチュエータの動作エネルギの伝達路を含めてユニット化することが困難であった点である。

本発明は、アクチュエータの動作エネルギの伝達路を含めたユニット化を可能とするために、電動モータの駆動力を動作エネルギを用いたアクチュエータにより切り替え可能な伝達装置を介し出力回転部材から出力する出力駆動装置において、前記電動モータにより駆動され前記動作エネルギを発生させるエネルギー発生源を設け、前記発生した動作エネルギをアクチュエータへ送る伝達路を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明の出力駆動装置は、電動モータの駆動力を動作エネルギを用いたアクチュエータにより切り替え可能な伝達装置を介し出力回転部材から出力する出力駆動装置において、前記電動モータにより駆動され前記動作エネルギを発生させるエネルギー発生源を設け、前記発生した動作エネルギをアクチュエータへ送る伝達路を設けたため、アクチュエータの動作エネルギの伝達路を含めたユニット化が可能となる。

アクチュエータの動作エネルギの伝達路を含めたユニット化を可能にするという目的を、駆動源である電動モータによりエネルギー発生源を駆動することにより実現した。

［四輪駆動車］
図１は、本発明の実施例１に係る出力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１のように、自動車１は、主駆動源としての内燃機関であるエンジン３と、副駆動源として電動モータ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、電動モータ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。

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を回転駆動可能となっている。

電動モータ５は、駆動装置としての出力駆動装置２３に備えられている。出力駆動装置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、電動モータ５の駆動により回転駆動可能であると共に電動モータ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。

電動モータ５は、制御手段としてのコントローラ等によって制御されるようになっている。コントローラには、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からの検出信号を入力するようになっている。

電動モータ５には、ジェネレータから給電されるようになっている。ジェネレータは、コントローラによって制御され、ジェネレータの発電によって電動モータ５に電力供給が行われる。

通常走行時には、コントローラの制御により電動モータ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、コントローラにより電動モータ５が駆動される。従って、電動モータ５の出力トルクが出力駆動装置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の駆動と電動モータ５による出力駆動装置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。

［出力駆動装置］
図２は、出力駆動装置２３の一部スケルトンを用いた断面図である。

図２のように、前記出力駆動装置２３は、車体側に支持され固定側であるキャリヤ・ケース２９内に、減速ギヤ組として第１，第２の減速機構３１，３３と、切り替え可能な伝達装置である多板のクラッチ３５と、差動装置であるリヤ・デファレンシャル装置３７とを備えている。

キャリヤ・ケース２９は、電動モータ５、第１，第２の減速機構３１，３３、クラッチ３５、及びびリヤ・デファレンシャル装置３７を支持するものであり、本体部３９及び蓋体部４１の合わせ構造で形成されている。本体部３９及び蓋体部４１は、ボルトによって締結結合されている。このキャリヤ・ケース２９は、入力部側４３及び出力部側４５を備えている。

キャリヤ・ケース２９の出力部側４５左右には、軸受支持部４７，４９が設けられ、出力部側４５の内部にオイル溜部５１が設けられ、オイル５３が収容されている。

キャリヤ・ケース２９の入力部側４３では、蓋体部４９に前記電動モータ５が取り付けられ、ボルトによって締結固定されている。

第１，第２の減速機構３１，３３は、前記電動モータ５の駆動力を減速して出力するもので、第１の減速機構３１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２９の入力部側４３に支持されている。第１の減速機構３１は、第１の小径ギヤ５５及び大径ギヤ５７によって構成されている。

第１の小径ギヤ５５は、第１軸５９に固定されている。第１軸５９は、ベアリング６１，６３によりキャリヤ・ケース２９に回転自在に支持されている。第１軸５９の一端に、前記電動モータ５の出力軸が結合されている。

前記大径ギヤ５７は、中間軸である２軸６５に固定されている。第２軸６５は、電動モータ５の出力軸に平行に配置され、ベアリング６７，６９によりキャリヤ・ケース２９に回転自在に支持されている。

第２の減速機構３３は、複数段の減速ギヤ組の最終段を構成し、小径ギヤ７１及びリング・ギヤ７３を備えて、減速ギヤ組の出力をクラッチ３５を介してリヤ・デファレンシャル装置３７へ伝達する。

小径ギヤ７１は、前記第２軸６５に固定され、前記リング・ギヤ７３は、リヤ・デファレンシャル装置３７側に支持されている。

リヤ・デファレンシャル装置３７には、クラッチ３５を介して前記リング・ギヤ７３からのトルクが伝達され、リヤ・デファレンシャル装置３７から出力回転部材である第３軸としての前記左右アクスル・シャフト２５，２７へ出力するようになっている。従って、出力回転部材であるアクスル・シャフト２５，２７は、一対備えられ、伝達装置であるクラッチ３５及び一対のアクスル・シャフト２５，２７間に、クラッチ３５から一対のアクスル・シャフト２５，２７へ差動分配出力する差動装置としてリヤ・デファレンシャル装置３７を設けた構成となっている。

リング・ギヤ７３は、アウター・ケース７５に備えられ、アウター・ケース７５は、リヤ・デファレンシャル装置４７のデフ・ケース７７に対し同軸且つ相対回転可能に設けられている。デフ・ケース７７は、左右のボス部７９，８１が前記キャリヤ・ケース２９側の軸受支持部４７，４９に、ベアリング８３，８５を介して回転自在に支持されている。このデフ・ケース７７の一方の外周に、ベアリング８７，８９を介して前記アウター・ケース７５がリング・ギヤ７３と共に回転自在に支持されている。

クラッチ３５は、前記アウター・ケース７５及びデフ・ケース７７間に設けられて駆動力の断続を行い、本実施例において、動作エネルギを用いたアクチュエータにより切り替え可能な伝達装置を構成している。本実施例において、切り替え可能とは、アクチュエータによりクラッチ３５の断続切り替えが可能であることを意味する。

アクチュエータは、ピストン・シリンダ９３であり、動作エネルギとして流体圧力である油圧により動作する。ピストン・シリンダ９３は、リング状のシリンダ９５及びピストン９７からなり、シリンダ９５がキャリヤ・ケース２９の出力部側４５に固定的に支持され、ピストン９７がクラッチ３５に対して軸方向へ移動可能となっている。ピストン９７及びクラッチ３５間には、ニードル・ベアリング９９が介設されている。

ピストン・シリンダ９３を動作させる油圧は、油圧ポンプ１０１により発生させる。油圧ポンプ１０１は、動作エネルギを発生させるエネルギー発生源として流体ポンプを構成する。油圧ポンプ１０１は、キャリヤ・ケース２９の入力部側４３に固定的に支持され、第１軸５９に結合されている。従って、油圧ポンプ１０１は、電動モータ５の出力軸と同軸状に結合され、キャリヤ・ケース２９に支持された構成となっている。また、油圧ポンプ１０１は、オイル溜部５１のオイル５３を吸い込む構成であり、キャリヤ・ケース２９内の流体を用いて流体圧力である油圧を発生させる構成となっている。

油圧ポンプ１０１及びピストン・シリンダ９３間に、流体回路である油圧回路１０３が設けられている。油圧回路１０３は、キャリヤ・ケース２９の本体部３９に設けられている。油圧回路１０３は、油圧ポンプ１０１で発生した油圧をピストン・シリンダ９３のシリンダ９５へ送るものであり、発生した動作エネルギをアクチュエータへ送る伝達路を構成している。

油圧回路１０３には、第１，第２制御バルブ１０５，１０７及びアキュームレータ１０９が接続されている。第１，第２制御バルブ１０５，１０７及びアキュームレータ１０９は、キャリヤ・ケース２９の本体部３９に固定されている。第１，第２制御バルブ１０５，１０７は、コントローラにより制御される。第１制御バルブ１０５は、アキュームレータ１０９の内圧に応じて油圧ポンプ１０１の油圧をアキュームレータ１０９へ蓄圧させるかキャリヤ・ケース２９内へリリーフするために切り替え動作する。第２制御バルブ１０７は、走行状態に応じてアキュームレータ１０９からシリンダ９５へ油圧を送るかシリンダ９５内の油圧をキャリヤ・ケース２９内へ抜くために切り替え動作する。

［トルク伝達］
前記電動モータ５の出力は、第１軸５９から第１，第２減速機構３１，３３を介してアウター・ケース７５に伝達される。このアウター・ケース７５からクラッチ３５を介してデフ・ケース７７に伝達される。

前記デフ・ケース７７の回転はピニオン・シャフトからピニオン・ギヤを介して各サイド・ギヤに配分され、左右アクスル・シャフト２５，２７へ出力される。
左右のアクスル・シャフト２５，２７からは、左右の後輪１１，１３へトルク伝達が行われる。

悪路などで後輪１１，１３の間に駆動抵抗差が生じると、電動モータ５の駆動力は、リヤ・デファレンシャル装置３７のピニオン・ギヤの自転によって左右の後輪１１，１３に差動配分される。

前記クラッチ３５の締結制御は、第２制御バルブ１０７の切り替え制御により行われる。第２制御バルブ１０７が開かれるとアキュームレータ１０９からシリンダ９５へ油圧が送られ、ピストン９７が移動する。このピストン９７の移動によりニードル・ベアリング９９を介してクラッチ３５が締結される。

コントローラによる第２制御バルブ１０７の切り替え制御は、各種センサーによって検知した路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件及び操舵条件などに応じて行なわれる。

こうしてクラッチ３５が連結されると、第１，第２の減速機構３１，３３によりリング・ギヤ７３まで伝達された電動モータ５のトルクがアウター・ケース７５からデフ・ケース７７に伝達され、その回転はリヤ・デファレンシャル装置３７の差動機構によって左右の後輪１１，１３に配分され、車両が四輪駆動状態になる。

第２制御バルブ１０７の切り替え制御によりシリンダ９５の油圧が抜かれるとクラッチ３５の締結が解除され、車両は前輪７，９駆動での二輪駆動状態になる。

前記クラッチ３５の締結解除操作は、電動モータ５の停止操作と同時に行われ、二輪駆動状態では、アウター・ケース７５と第１，第２の減速機構３１，３３と電動モータ５とが後輪１１，１３の連れ回りから切り離され、機械的に回されることが防止される。

アキュームレータ１０９への蓄圧は、油圧ポンプ１０１により行われる。油圧ポンプ１０１の駆動は、クラッチ３５のオン、オフにより異なる。

クラッチ３５がオフになった時は、第１，第２の減速機構３１，３３等の回転慣性力や電動モータ５の回転慣性力により第１軸５９を介して行われるか、電動モータ５の単独駆動制御により第１軸５９を介して行われる。

クラッチ３５がオンの時は、電動モータ５の駆動力が分岐されて第１軸５９により行われるか、後輪１１，１３が慣性力により先行回転するときはその回転慣性力により第１軸を介して行われる。

従って、回転慣性力を利用して油圧ポンプ１０１を駆動することができ、エネルギの回生を行うことができる。

油圧ポンプ１０１の駆動により発生した油圧は、油圧回路１０３を介してアキュームレータ１０９へ蓄圧される。このとき、アキュームレータ１０９の内圧が一定以上になると、第１制御バルブ１０５が切り替えられ、油圧がキャリヤ・ケース２９内へリリーフされる。

［実施例１の効果］
本発明実施例１の出力駆動装置２３は、電動モータ５の駆動力を油圧を用いたピストン・シリンダ９３により断続切り替え可能なクラッチ３５を介し左右アクスル・シャフト１１，１３から出力する出力駆動装置２３において、前記電動モータ５により駆動され前記油圧を発生させる油圧ポンプ１０１を設け、前記発生した油圧をピストン・シリンダ９３へ送る油圧回路１０３を設けたため、油圧回路１０３、油圧ポンプ１０１、ピストン・シリンダ９３を含めた装置全体のユニット化が可能となる。

前記油圧ポンプ１０１は、前記キャリヤ・ケース２９内のオイル５３を用いて前記油圧を発生させるため、特別なオイル溜を設ける必要が無く、油圧形成用のオイルを含めてユニット化が容易であると共に構造をコンパクトにすることができ、オイル５３を各部の潤滑に用いることもできる。

前記ピストン・シリンダ９３は、前記キャリヤ・ケース２９に設けられたため、特別なピストン・シリンダを設ける必要が無く、ピストン・シリンダ９３を含めた装置全体のユニット化が容易である。

前記油圧回路１０３は、前記キャリヤ・ケース２９に設けられたため、油圧回路１０３を含めた装置全体のユニット化が容易である。

前記クラッチ３５及び一対のアクスル・シャフト２５，２７間に、クラッチ３５から一対のアクスル・シャフト２５，２７へ差動分配出力するリヤ・デファレンシャル装置３７を設けたため、電動モータ５により後輪１１，１３を確実に補助駆動することができる。

図３は、本発明の実施例２に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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。

本実施例の出力駆動装置２３Ａでは、油圧ポンプ１０１Ａを、第２軸６５Ａに結合したものであり、エネルギー発生源としての油圧ポンプ１０１Ａを、中間軸である第２軸６５Ａにに結合した構成となっている。

本実施例でも実施例１と同様な効果を奏することができる。

図４は、本発明の実施例３に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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。

本実施例の出力駆動装置２３Ｂでは、第１，第２の減速機構３１Ｂ，３３Ｂの左右位置を変更し、クラッチ３５Ｂは、第１の減速機構３１Ｂの中間軸である第２軸６５Ｂに設けられている。すなわち、大径ギヤ５７Ｂ及び第２軸６５Ｂに、ボス部１１１，１１３が設けられ、大径ギヤ５７Ｂ及びボス部１１１は、ボス部１１３に対しベアリング８７Ｂ，８９Ｂにより相対回転自在に支持されている。ピストン・シリンダ９３Ｂ及びニードル・ベアリング９９Ｂは、クラッチ３５Ｂに対応した位置に設けられている。リヤ・デファレンシャル装置３７Ｂのリング・ギヤ７３Ｂは、デフ・ケース７７Ｂに取り付けられている。

本実施例においても、油圧ポンプ１０１Ｂの発生油圧によりピストン・シリンダ９３Ｂを動作させ、クラッチ３５Ｂを締結制御することができ、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

図５は、本発明の実施例４に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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Ｃを付して説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｃは、出力回転部材としての第３軸１１５に差動装置を設けない構造とした。出力駆動装置２３Ｃを、例えば一対備え、各第３軸１１５を左右後輪側に各別に結合する。

油圧ポンプ１０１Ｃ等の作動は、実施例１と同様である。

本実施例でも、実施例１と同様な効果を奏することができる。また、左右電動モータ５により、左右後輪を各別に制御することができ、リヤ・デファレンシャル装置を省略することができる。

図６は、本発明の実施例５に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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Ｄを付して説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｄは、動作エネルギを、発電電力とし、エネルギー発生源を、ジェネレータ１１７とし、アクチュエータを、動作モータ１１９とし、伝達路を、電気回路１２１とした。

動作モータ１１９は、キャリヤ・ケース２９Ｄ側に固定支持され、その出力軸１２３には、ピニオン・ギヤ１２５が取り付けられ、カム機構１２７のギヤ１２９に噛み合っている。カム機構１２７は、ボール・カムで構成されている。

電気回路１２１には、実施例１の第１，第２制御バルブ１０５，１０７、アキュームレータ１０９に相当する第１，第２制御スイッチ１３１，１３３、バッテリ１３５が設けられている。

クラッチ３５Ｄの締結制御は、第２制御スイッチ１３３の動作モータ正逆切り替え制御により行われる。第２制御スイッチ１３３がオンになるとバッテリ１３５から動作モータ１１９へ給電されて回転が制御される。この回転制御により、ピニオン・ギヤ１２５及びギヤ１２９を介してカム機構１２７が動作し、ニードル・ベアリング９９を介してクラッチ３５Ｄが締結される。第２制御スイッチ１３３がオフになるとバッテリ１３５から動作モータ１１９への給電が停止され、動作モータ１１９の回転が機械的に停止し、締結が継続される。締結解除時は、第２制御スイッチ１３３により動作モータ１１９が逆転し、カム機構１２７の動作が戻され締結が解除される。

コントローラによる第２制御スイッチ１３３の切り替え制御は、各種センサーによって検知した路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件及び操舵条件などに応じて行なわれる。

バッテリ１３５への蓄電は、ジェネレータ１１７により行われる。ジェネレータ１１７の駆動は、実施例１の油圧ポンプ１０１の駆動と同様である
ジェネレータ１１７の駆動により発生した電力は、電気回路１２１を介してバッテリ１３５へ蓄電される。このとき、バッテリ１３５の蓄電量が一定以上になると、第１制御スイッチ１３１がオフに切り替えられ、ジェネレータ１１７が発生した電力は、そのまま放電される。

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は、本発明の実施例６に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は、実施例５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Ｅを付し、或いは同符号のＤをＥに代えて説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｅは、アクチュエータを、ソレノイド１３７とした。ソレノイド１３７は、電磁コイル１３９及びプランジャ１４１を備え、電磁コイル１３９は、キャリヤ・ケース２９側に固定支持され、プランジャ１４１は、押圧板１４３を介してクラッチ３５側のピストン１４５に対向している。ピストン１４５は、アウター・ケース７５Ｅの摺動増幅機構部に移動可能に支持され、アウター・ケース７５Ｅとの間に、皿ばねで構成されたリターン・スプリング１４７が介設されている。

ソレノイド１３７の電磁コイル１３９に給電されると、プランジャ１４１が移動し、押圧板１４３を介してピストン１４５がリターン・スプリング１４７の付勢力に抗して移動する。このピストン１４５の移動と、アウター・ケース７５Ｅの推力増幅機構で発生する移動力とによりクラッチ３５Ｅが締結される。電磁コイル１３９への給電が停止されるとリターン・スプリング１４７によってピストン１４５の移動が戻され、クラッチ３５の締結が解除される。

本実施例においても、実施例５と同様な効果を奏することができる。

図８は、本発明の実施例７に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は、実施例５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Ｆを付し、或いは同符号のＤをＦに代えて説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｆは、アクチュエータを、電磁石１４９とした。電磁石１４９は、キャリヤ・ケース２９Ｆ側に固定支持され、電磁石１４９に対してロータ１５１、カム機構１５３、パイロット・クラッチ１５５、アーマチャ１５７を備えている。

ロータ１５１は、非磁性体部を有し、デフ・ケース７７のボス部７９側に支持されている。カム機構１５３は、ボール・カムで構成され、カム・リング１５９とプレッシャー・リング１６１との間に設けられている。カム・リング１５９は、デフ・ケース７７に対して相対回転可能であり、プレッシャー・リング１６１は、デフ・ケース７７に軸方向移動可能に回転係合している。プレッシャー・リング１６１とデフ・ケース７７との間には、リターン・スプリング１６３が介設されている。パイロット・クラッチ１５５は、インナー・プレートがカム・リング１５９外周に係合し、アウター・プレートがアウター・ケース７５Ｆに係合している。アーマチャ１５７は、パイロット・クラッチ１５５に対向している。

電磁石１４９が通電制御されると、ロータ１５１を介してアーマチャ１５７との間に磁路が形成され、アーマチャ１５７が電磁石１４９に引き付けられる。この引き付けで、パイロット・クラッチ１５５が締結され、アウター・ケース７５Ｆの回転と共にカム・リング１５９が回転しようとする。これによりカム・リング１５９及びプレッシャー・リング１６１間で相対回転が起こり、カム機構１５３が働いてプレッシャー・リング１６１がリターン・スプリング１６３の付勢力に抗して移動し、クラッチ３５Ｆが締結される。

電磁石１４９の通電制御が停止されるとパイロット・クラッチ１５５の締結が解除され、リターン・スプリング１６３によってプレッシャー・リング１６１の移動が戻され、クラッチ３５Ｆの締結が解除される。

本実施例においても、実施例５と同様な効果を奏することができる。

図９は、本発明の実施例８に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は、実施例５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Ｇを付し、或いは同符号のＤをＧに代えて説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｇは、アクチュエータを、動作モータ１１９とし、第２制御スイッチ１３３Ｇは、動作モータ１１９の正逆転を切り替える。動作モータ１１９は、キャリヤ・ケース２９Ｇに固定支持され、その出力軸１２３には、ウォーム・ギヤ１６９が設けられ、ウォーム・ホイール１７１に噛み合っている。ウォーム・ホイール１７１は、キャリヤ・ケース２９Ｇに回転自在に支持され、その側面に偏心ピン１７３が突設されている。偏心ピン１７３には、連動ロッド１７５のフォーク部１７７が係合し、連動ロッド１７５は、ニードル・ベアリング９９を介してクラッチ３５Ｇに対向している。

第２制御スイッチ１３３Ｇの制御により動作モータ１１９へ給電されて例えば正転制御されると、ウォーム・ギヤ１６９を介してウォーム・ホイール１７１が正転方向へ回転し、偏心ピン１７３が偏心回転する。偏心ピン１７３の偏心回転により連動ロッド１７５が軸方向移動し、ニードル・ベアリング９９を介してクラッチ３５Ｇが締結される。動作モータ１１９が逆転制御されると、ウォーム・ホイール１７１が逆転方向へ回転し、偏心ピン１７３の偏心回転が戻る。この偏心回転の戻りで連動ロッド１７５の軸方向移動が戻され、クラッチ３５Ｇの締結が解除される。

本実施例においても、実施例５と同様な効果を奏することができる。

図１０は、本発明の実施例９に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。なお、基本的な構成は、実施例５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Ｈを付し、或いは同符号のＤをＨに代えて説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｈでは、第１，第２の減速機構３１Ｈ，３３Ｈの左右位置を変更し、伝達装置は、第１の減速機構３１Ｈに設けられた高低変速切替用のクラッチ１７９である。第１の減速機構３１Ｈは、高速段１８１及び低速段１８３からなり、高速段１８１の第１ギヤ１８５及び低速段１８３の第２ギヤ１８７は、第１軸５９Ｈに固定され、高速段１８１の第３ギヤ１８９及び低速段１８３の第４ギヤ１９１は、第２軸６５Ｈにニードル・ベアリング１９３，１９５を介して相対回転自在に配置されている。

クラッチ１７９は、クラッチ・リング１９７が高速段１８１側へ移動すると第３ギヤ１８９を第２軸６５Ｈに結合し、同低速段１８３側へ移動すると第４ギヤ１９１を第２軸６５Ｈに結合する。クラッチ・リング１９７は、第１ロッド１９９に係合している。第１ロッド１９９は、スプリングを用いた待ち機構２０１を介して第２ロッド２０３に結合され、第２ロッド２０３は、ボールねじ機構２０５に結合されている。ボールねじ機構２０５には、ギヤ２０７が取り付けられ、動作モータ１１９の出力軸１２３のピニオン・ギヤ１２５に噛み合っている。動作モータ１１９は、第２制御スイッチ１３３Ｈにより正逆転が切り替えられる。

リヤ・デファレンシャル装置３７Ｈのリング・ギヤ７３Ｈは、デフ・ケース７７Ｈに取り付けられている。

第２制御スイッチ１３３Ｈの制御により動作モータ１１９へ給電されて例えば正転制御されると、ピニオン・ギヤ１２５及びギヤ２０７の回転によりボールねじ機構２０５及び待ち機構２０１を介してクラッチ・リング１９７が高速段１８１側へ移動して第３ギヤ１８９を第２軸６５Ｈに結合する。この結合により、電動モータ５の出力が、高速段１８１から第２軸６５Ｈへ伝達される。第２制御スイッチ１３３Ｈの制御により動作モータ１１９へ給電されて例えば逆転制御されると、クラッチ・リング１９７が低速段１８３側へ移動して第４ギヤ１９１を第２軸６５Ｈに結合する。この結合により、電動モータ５の出力が、低速段１８３から第２軸６５Ｈへ伝達される。

又、クラッチ・リング１９７が高速段１８１及び低速段１８３の中立位置に移動することで電動モータ５のトルク伝達が行われず、２ＷＤで走行することができる。

本実施例においても、実施例５と同様な効果を奏することができる。

図１１は、本発明の実施例１０に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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Ｉを付して説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｉでは、伝達装置を、クラッチ３５ではなく電動モータ５の出力を変速する第１の減速機構であるベルト式変速装置２０９とし、アクチュエータとしてのピストン・シリンダ９３Ｉを、ベルト式変速装置２０９に設けた。

ベルト式変速装置２０９は、第１軸５９Ｉに第１プーリ２１１が支持され、第２軸６５Ｉに第２プーリ２１３が支持されたものである。

第１プーリ２１１がピストン・シリンダ９３Ｉにより間隔を広くするように制御されると、第２プーリ２１３の間隔が自動的に狭くなり、電動モータ５の出力が第１軸５９Ｉから第２軸６５Ｉへ相対的に減速して伝達される。第１プーリ２１１が間隔を狭くするように制御されると、第２プーリ２１３の間隔が自動的に広くなり、電動モータ５の出力が第１軸５９Ｉから第２軸６５Ｉへ相対的に増速して伝達される。

ピストン・シリンダ９３Ｉのシリンダ９５Ｉに、アキュームレータ１０９Ｉから油圧が供給されると第１プーリ２１１の可動側と一体のピストン９７Ｉが移動して第１プーリ２１１の間隔が狭くなり、第２プーリ２１３の間隔がスプリング力に抗して広くなる。シリンダ９５Ｉから油圧が抜かれると逆の動作をし、第２プーリ２１３の間隔がスプリング力により狭くなり、第１プーリ２１１の間隔がこれに応じて広くなる。

従って、本実施例において、アクチュエータにより切り替え可能とは、ベルト式変速装置２０９の変速切り替えが可能であることを意味する。

リヤ・デファレンシャル装置３７Ｉ及びその締結機構は、図８の実施例７と同一構成となっている。但し、本実施例では、電磁石１４９への通電を、制御スイッチ２１５のコントローラによる制御を介してバッテリィ２１７から行う構成となっている。

本実施例においても、実施例５と同様な効果を奏することができる。

図１２は、本発明の実施例１１に係る出力駆動装置のスケルトン断面図である。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Ｊを付して説明する。

本実施例の出力駆動装置２３Ｊでは、動作エネルギを、摩擦力とし、エネルギー発生源を、摩擦力を発生させる電磁摩擦クラッチ２１９とし、アクチュエータを、摩擦力で動作するカム機構２２１とし、伝達路を、摩擦力をカム機構２２１に伝達するギヤ機構２２３とした。

電磁摩擦クラッチ２１９は、第２軸６５Ｊに固定された円板２２５を挟んで電磁石２２７及びアーマチャ２２９を備えている。電磁石２２７は、キャリヤ・ケース２９Ｊ側に固定支持され、電磁石２２７への通電を、制御スイッチ２３１のコントローラによる制御を介してバッテリィ２３３から行う構成となっている。アーマチャ２２９は、第２軸６５Ｊの端部に同軸に配置された回転軸２３５に軸方向移動可能に回転係合している。

カム機構２２１は、ボール・カムで構成され、キャリヤ・ケース２９Ｊ側に支持されている。

ギヤ機構２２３は、回転軸２３５に平行な回転軸２３７を備え、回転軸２３５に小径ギヤ２３９が固定され、回転軸２３７に大径ギヤ２４１及び小径ギヤ２４３が固定されている。回転軸２３７の小径ギヤ２４３は、カム機構２２１のギヤ２４５に噛み合っている。

クラッチ３５Ｊの締結制御は、制御スイッチ２３１の切り替え制御により行われる。制御スイッチ２３１がオンになるとバッテリィ２３３から電磁石２２７へ給電され、アーマチャ２２９が引き付けられる。この引き付けでアーマチャ２２９が円板２２５に摩擦係合し、第２軸６５Ｊの回転がギヤ機構２２３の回転軸２３５に伝達される。回転軸２３５の回転により、小径ギヤ２３９，回転軸２３７，大径ギヤ２４１，小径ギヤ２４３を介してギヤ２４５が回転し、カム機構２２１が動作する。カム機構２２１が動作すると、ニードル・ベアリング９９を介してクラッチ３５Ｊが締結される。制御スイッチ２１３がオフになるとバッテリィ２３３から電磁石２２７への給電が停止され、アーマチャ２２９の円板２２５に対する摩擦係合が解除され、第２軸６５Ｊからカム機構２２１へのアクチュエータ動作エネルギ伝達のための回転伝達が停止する。この回転伝達の停止によりカム機構２２１が解放され、クラッチ３５Ｊの締結が解除される。

本実施例では、動作エネルギ発生源を油圧ポンプやジェネレータのように直接エネルギを発生するものではなく、伝動モータ５の駆動力を電磁摩擦クラッチ２１９により適度な摩擦力に変換してアクチュエータであるカム機構２２１を動作させるものである。

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。
［その他］
動作エネルギを、空気圧とし、流体ポンプを、空気圧ポンプとすることも可能である。

出力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）。 出力駆動装置の一部スケルトンを用いた断面図である（実施例１）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例２）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例３）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例４）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例５）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例６）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例７）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例８）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例９）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例１０）。 出力駆動装置のスケルトン断面図である（実施例１１）。

符号の説明

５ 電動モータ
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈ， ２３Ｉ，２３Ｊ 出力駆動装置
２５，２７ アクスル・シャフト（出力回転部材）
２９，２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ，２９Ｅ，２９Ｆ，２９Ｇ，２９Ｈ， ２９Ｉ，２９Ｊ キャリヤ・ケース
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｊ，
クラッチ（伝達装置）
９３，９３Ｂ，９３Ｉ ピストン・シリンダ（アクチュエータ）
３７ 差動装置
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ 油圧ポンプ（流体ポンプ、エネルギー発生源）
１０３ 油圧回路（流体回路、伝達路）
１１５ 第３軸（出力回転部材）
１１７，１１７Ｅ，１１７Ｆ，１１７Ｇ，１１７Ｈ ジェネレータ（エネルギ ー発生源）
１１９ 動作モータ（アクチュエータ）
１２１ 電気回路（伝達路）
１３７ ソレノイド（アクチュエータ）
１４９ 電磁石（アクチュエータ）
１７９ クラッチ（伝達装置）
２１９ 電磁摩擦クラッチ（エネルギー発生源）
２２１ カム機構（アクチュエータ）
２２３ ギヤ機構（伝達路）

Claims (13)

1. 電動モータの駆動力を動作エネルギを用いたアクチュエータにより切り替え可能な伝達装置を介し出力回転部材から出力する出力駆動装置において、
   前記電動モータにより駆動され前記動作エネルギを発生させるエネルギー発生源を設け、
   前記発生した動作エネルギをアクチュエータへ送る伝達路を設けた
   ことを特徴とする出力駆動装置。
2. 請求項１記載の出力駆動装置であって、
   前記動作エネルギは、流体圧力であり、
   前記エネルギー発生源は、前記流体圧力を発生させる流体ポンプであり、
   前記アクチュエータは、前記流体圧力で動作するピストン・シリンダであり、
   前記伝達路は、流体回路である
   ことを特徴とする出力駆動装置。
3. 請求項２記載の出力駆動装置であって、
   前記電動モータ及び流体ポンプは、流体が収容されたキャリヤ・ケースに支持され、
   前記流体ポンプは、前記キャリヤ・ケース内の流体を用いて前記流体圧力を発生させる
   ことを特徴とする出力駆動装置。
4. 請求項２記載の出力駆動装置であって、
   前記電動モータ及び流体ポンプは、キャリヤ・ケースに支持され、
   前記ピストン・シリンダは、前記キャリヤ・ケースに設けられた
   ことを特徴とする出力駆動装置。
5. 請求項１記載の出力駆動装置であって、
   前記動作エネルギは、発電電力であり、
   前記エネルギー発生源は、ジェネレータであり、
   前記アクチュエータは、前記動作モータ，ソレノイド，電磁石の何れかであり、 前記伝達路は、電気回路である
   ことを特徴とする出力駆動装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の出力駆動装置であって、
   前記電動モータ及びエネルギー発生源は、キャリヤ・ケースに支持され、
   前記伝達路は、前記キャリヤ・ケースに設けられた
   ことを特徴とする出力駆動装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の出力駆動装置であって、
   前記駆動力を減速して前記伝達装置へ伝達するための減速ギヤ組を備え、
   前記伝達装置は、クラッチである
   ことを特徴とする出力駆動装置。
8. 請求項７記載の出力駆動装置であって、
   前記出力回転部材は、一対備えられ、
   前記伝達装置及び一対の出力回転部材間に、伝達装置から一対の出力回転部材へ差動分配出力する差動装置を設けた
   ことを特徴とする出力駆動装置。
9. 請求項１〜８記載の出力駆動装置であって、
   前記エネルギー発生源は、前記電動モータの出力軸と同軸状に結合された
   ことを特徴とする出力駆動装置。
10. 請求項７又は８記載の出力駆動装置であって、
    前記減速ギヤ組は、前記電動モータの出力軸に平行に配置された中間軸を備え、
    前記エネルギー発生源は、前記中間軸に結合された
    ことを特徴とする出力駆動装置。
11. 請求項７又は８記載の出力駆動装置であって、
    前記減速ギヤ組は、前記電動モータの出力軸に平行に配置された中間軸を備え、
    前記伝達装置は、前記中間軸に設けられた
    ことを特徴とする出力駆動装置。
12. 請求項２記載の出力駆動装置であって、
    前記伝達装置は、前記電動モータの出力を変速するベルト式変速装置であり、
    前記ピストン・シリンダは、前記ベルト式変速装置に設けられた
    ことを特徴とする出力駆動装置。
13. 請求項１記載の出力駆動装置であって、
    前記動作エネルギは、摩擦力であり、
    前記エネルギー発生源は、前記摩擦力を発生させる電磁摩擦クラッチであり、
    前記アクチュエータは、前記摩擦力で動作するカム機構であり、
    前記伝達路は、前記摩擦力を前記カム機構に伝達するギヤ機構である
    ことを特徴とする出力駆動装置。
    

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