JP2014133427A

JP2014133427A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2014133427A
Application number: JP2013000988A
Authority: JP
Inventors: Koji Iizuka; 浩司飯塚
Original assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: JP6166902B2

Abstract

【課題】簡易な構造で電動モータとエンジンとの減速比を異ならせることができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】電動モータ３と、エンジンと、電動モータ３とエンジンとの軸方向間に配置され電動モータ３とエンジンからの駆動力を減速する減速機構７と、この減速機構７で減速された駆動力が伝達される分配機構９とを備えた動力伝達装置１において、減速機構７が、電動モータ３に接続されるモータ軸１１と、このモータ軸１１と平行に配置されエンジンに接続されるエンジン軸１３と、このエンジン軸１３と平行に配置された入力軸１５と、この入力軸１５と平行に配置され分配機構９に接続される出力部材１７と、モータ軸１１とエンジン軸１３との間に設けられた第１ギヤ組１９と、エンジン軸１３と入力軸１５との間に設けられた第２ギヤ組２１と、入力軸１５と出力部材１７との間に設けられた第３ギヤ組２３とを有した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。

従来、動力伝達装置としては、電動モータと、エンジンと、電動モータとエンジンとの軸方向間に配置され電動モータとエンジンからの駆動力を減速する減速機構と、この減速機構で減速された駆動力が伝達される分配機構としてのディファレンシャル装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この動力伝達装置では、減速機構が中間伝動軸と、この中間軸と平行に配置された入力軸としてのカウンタドライブシャフトと、このカウンタドライブシャフトと平行に配置されディファレンシャル装置に接続される出力部材としての出力大歯車と、中間伝動軸とカウンタドライブシャフトとの間に設けられたギヤ組と、カウンタドライブシャフトと出力大歯車との間に設けられたギヤ組とを有している。この減速機構の中間伝動軸は、軸方向の両端側が電動モータとエンジンとに接続されている。

特開平５−５０８６３号公報

しかしながら、上記特許文献１のような動力伝達装置では、電動モータとエンジンとが減速機構の同一軸に接続されているので、減速機構における電動モータとエンジンとの減速比を異ならせることができなかった。

一方、減速機構における電動モータとエンジンとの減速比を異ならせるために、減速機構にプラネタリギヤ機構を配置させることが考えられるが、減速機構の構造が複雑化すると共に、大型化してしまう恐れがあった。

そこで、この発明は、簡易な構造で電動モータとエンジンとの減速比を異なら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。

本発明は、電動モータと、エンジンと、前記電動モータと前記エンジンとの軸方向間に配置され前記電動モータと前記エンジンからの駆動力を減速する減速機構と、この減速機構で減速された駆動力が伝達される分配機構とを備えた動力伝達装置であって、前記減速機構は、前記電動モータに接続されるモータ軸と、このモータ軸と平行に配置され前記エンジンに接続されるエンジン軸と、このエンジン軸と平行に配置された入力軸と、この入力軸と平行に配置され前記分配機構に接続される出力部材と、前記モータ軸と前記エンジン軸との間に設けられた第１ギヤ組と、前記エンジン軸と前記入力軸との間に設けられた第２ギヤ組と、前記入力軸と前記出力部材との間に設けられた第３ギヤ組とを有することを特徴とする。

この動力伝達装置では、減速機構が電動モータに接続されるモータ軸と、エンジンに接続されるエンジン軸と、モータ軸とエンジン軸との間に設けられた第１ギヤ組とを有するので、複雑な構造を採用することなく、減速機構における電動モータとエンジンとの減速比を異ならせることができる。

また、モータ軸とエンジン軸との間には、第１ギヤ組が設けられているので、電動モータをジェネレータとして機能させる場合、エンジンの回転を第１ギヤ組で増速して電動モータに伝達させることができ、発電効率を向上させることができる。

従って、このような動力伝達装置では、簡易な構造で電動モータとエンジンとの減速比を異ならせることができる。

本発明によれば、簡易な構造で電動モータとエンジンとの減速比を異なら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。

本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系を示す概略図である。本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系を示す概略図である。本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。本発明の第５実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。

まず、図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系について説明する。

図１に示すように、車両の動力系は、駆動源としての電動モータ３及びエンジン５と、減速ギヤ組からなる変速機構としての減速機構７と、エンジン５の出力を断続するクラッチ３１（図３参照）と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフとしての分配機構９とを有する動力伝達装置１と、前車軸５０３，５０５と、前輪５０７，５０９と、従動系としての後車軸５１１と、後輪５１３，５１５などから構成されている。なお、電動モータ３は、ジェネレータの機能を有するモータ／ジェネレータとなっている。

このように構成された車両の動力系では、駆動源の駆動力が減速機構７を介して分配機構９に伝達される。この分配機構９に伝達された駆動力は、前車軸５０３，５０５を介して前輪５０７，５０９に配分され、この前輪５０７，５０９の駆動により後車軸５１１、後輪５１３，５１５が従動され、車両は前輪駆動の二輪駆動となる。

このような車両に適用される動力伝達装置１では、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、エンジン５とエンジン軸１３（図３参照）との間の動力伝達を断続するクラッチ３１が接続解除状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

この駆動源としての電動モータ３からの駆動力は、減速機構７を介して分配機構９に伝達され、分配機構９に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分される。

このとき、電動モータ３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電動モータ３を介してバッテリや蓄電池などの電源（不図示）に充電される。

一方、動力伝達装置１は、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。このエンジン５からの駆動力は、減速機構７を介して分配機構９に伝達され、分配機構９に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分される。

このとき、エンジン５の回転は、必要に応じてジェネレータとして機能する電動モータ３を介して電源に充電される。

ここで、図７に示す第４実施形態に係る動力伝達装置３０１のように、減速機構７と分配機構９との間の動力伝達を断続する断続機構３０３が設けられている場合には、車両が停止状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続解除状態となる。

これにより、エンジン５の回転は、ジェネレータとして機能する電動モータ３を介して電源に充電される。このとき、断続機構３０３は、接続解除状態であるので、エンジン５からの駆動力が分配機構９に伝達されることがない。

次に、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される他の車両の動力系について説明する。

図２に示すように、車両の動力系は、リヤ電動モータ６０３を駆動源とし、後輪側を駆動する主駆動系６０５と、電動モータ３とエンジン５とを駆動源とし、前輪側を駆動する副駆動系６０７とに大別される。

主駆動系６０５は、駆動源としてのモータ／ジェネレータであるリヤ電動モータ６０３と、減速ギヤ組などからなるリヤ減速機構６０９と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ６１１と、後車軸６１３，６１５と、後輪６１７，６１９などで構成されている。

この主駆動系６０５では、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、リヤ電動モータ６０３からの駆動力がリヤ減速機構６０９を介してリヤデフ６１１に伝達され、リヤデフ６１１に連結された後車軸６１３，６１５から後輪６１７，６１９に配分される。

これにより、車両は、発進時の場合、後輪駆動の２輪駆動状態となり、発進時から所定速度以上の高速状態までの間に後輪側のスリップや悪路走行などによって前後輪駆動を必要とする場合、前後輪駆動の４輪駆動状態となる。

このとき、リヤ電動モータ６０３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リヤ電動モータ６０３を介してバッテリや蓄電池などの電源（不図示）に充電される。

副駆動系６０７は、駆動源としてのモータ／ジェネレータである電動モータ３及びエンジン５と、減速ギヤ組からなる変速機構としての減速機構７と、エンジン５の出力を断続するクラッチ３１（図１参照）と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフとしての分配機構９とを有する動力伝達装置１と、前車軸５０３，５０５と、前輪５０７，５０９などで構成されている。

この副駆動系６０７では、車両の発進時から所定速度以上の高速状態までの間に後輪側のスリップや悪路走行などによって前後輪駆動を必要とする場合、エンジン５とエンジン軸１３（図１参照）との間の動力伝達を断続するクラッチ３１が接続解除状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

これにより、車両は、主駆動系６０５の駆動による後輪駆動と、電動モータ３のモータ機能による前輪駆動のアシストによる４輪駆動状態となる。

このとき、電動モータ３は、リヤ電動モータ６０３と同様に、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電動モータ３を介して電源に充電される。

一方、副駆動系６０７では、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

このとき、主駆動系６０５では、リヤ電動モータ６０３とリヤデフ６１１との間の動力伝達を断続するクラッチ（不図示）が設けられている場合、このクラッチが接続解除状態とされ、リヤデフ６１１とリヤ電動モータ６０３との間の動力伝達が遮断される。これにより、車両の走行による後輪６１７，６１９の回転がリヤ減速機構６０９やリヤ電動モータ６０３に伝達されることがなく、無駄な回転系を削減でき、車両の燃費向上を図ることができる。

この駆動源としてのエンジン５からの駆動力は、減速機構７を介して分配機構９に伝達され、分配機構９に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分される。これにより、車両は、エンジン５による前輪駆動の２輪駆動状態となる。

ここで、図７に示す第４実施形態に係る動力伝達装置３０１のように、減速機構７と分配機構９との間の動力伝達を断続する断続機構３０３が設けられている場合には、主駆動系６０５のみによる走行状態で、断続機構３０３が接続解除状態とされる。

これにより、車両の走行による前輪５０７，５０９の回転が減速機構７や電動モータ３及びエンジン５に伝達されることがなく、無駄な回転系を削減でき、車両の燃費向上を図ることができる。

一方、第４実施形態に係る動力伝達装置３０１が適用された副駆動系６０７では、車両が停止状態、或いは主駆動系６０５のみによる走行状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続解除状態となる。

これにより、エンジン５の回転は、ジェネレータとして機能する電動モータ３を介して電源に充電される。このとき、断続機構３０３は、接続解除状態であるので、エンジン５からの駆動力が分配機構９に伝達されることがない。次に、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。

（第１実施形態）
図３を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１は、電動モータ３と、エンジン５（図１参照）と、電動モータ３とエンジン５との軸方向間に配置され電動モータ３とエンジン５からの駆動力を減速する減速機構７と、この減速機構７で減速された駆動力が伝達される分配機構９とを備えている。

そして、減速機構７は、電動モータ３に接続されるモータ軸１１と、このモータ軸１１と平行に配置されエンジン５に接続されるエンジン軸１３と、このエンジン軸１３と平行に配置された入力軸１５と、この入力軸１５と平行に配置され分配機構９に接続される出力部材１７と、モータ軸１１とエンジン軸１３との間に設けられた第１ギヤ組１９と、エンジン軸１３と入力軸１５との間に設けられた第２ギヤ組２１と、入力軸１５と出力部材１７との間に設けられた第３ギヤ組２３とを有する。

また、第１ギヤ組１９と第２ギヤ組２１とは、エンジン軸１３に設けられた同一のギヤ部としての第１大径ギヤ部２５に噛み合う。

さらに、エンジン軸１３の軸方向端面は、電動モータ３の軸方向側面と対向配置されている。

図３に示すように、動力伝達装置１は、ケーシング２７と、電動モータ３と、エンジン５（図１参照）の出力軸に接続される入力部材２９と、クラッチ３１と、減速機構７と、分配機構９とを備えている。

ケーシング２７は、一側ケーシング部３３と他側ケーシング部３５とがボルト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７を収容する入力側収容部と、主に分配機構９を収容する出力側収容部となっている。このケーシング２７の入力側収容部の一側ケーシング部３３の軸方向側面には、電動モータ３が組付けられている。

電動モータ３は、ジェネレータの機能を有するモータ／ジェネレータとなっており、回転軸３７の軸方向にロータとステータとが交互に配置されたアキシャルフラックスモータからなる。この電動モータ３は、ラジアル型のモータに比べて径方向が大型であり、軸方向が小型となっている。

ここで、動力伝達装置１は、ケーシング２７の他側ケーシング部３５側に径方向に大型なエンジン５を有するため、電動モータ３側の径方向の配置スペースに比較的余裕がある。このため、電動モータ３に軸方向に小型なアキシャルフラックスモータを用いることにより、余裕のある径方向の配置スペースに電動モータ３を配置させ、電動モータ３側の軸方向の配置スペースをコンパクト化することができる。

この電動モータ３は、ケーシング２７の外部に組付けられ、接続ボックスや接続端子などを介して通電を制御するコントローラ（不図示）に接続されている。また、電動モータ３の回転軸３７には、減速機構７のモータ軸１１が一体回転可能に連結されている。

このような電動モータ３は、モータとして機能する場合、コントローラの制御によって電源（不図示）から電力が供給され、減速機構７に駆動力を出力する。一方、電動モータ３は、ジェネレータとして機能する場合、コントローラの制御によって車両のブレーキエネルギーやエンジン５の駆動力が入力され、電源に充電する。

入力部材２９は、ケーシング２７の入力側収容部の他側ケーシング部３５内に回転可能に収容され、エンジン５の出力軸に一体回転可能に連結される。この入力部材２９と減速機構７のエンジン軸１３との間には、エンジン５の出力を断続するクラッチ３１が設けられている。

クラッチ３１は、入力部材２９と、減速機構７のエンジン軸１３と一体回転可能に連結された連結部材３９の間に設けられた乾式の単板クラッチからなる。このクラッチ３１は、コントローラによって制御されるオイル流路がケーシング２７に形成され、シリンダ、ピストン、リターンスプリングなどを備えた油圧式アクチュエータ４１によって断続操作され、接続されると、エンジン５の駆動力が減速機構７に出力される。

減速機構７は、ケーシング２７内の入力側収容部に収容され、モータ軸１１と、第１ギヤ組１９と、エンジン軸１３と、第２ギヤ組２１と、入力軸１５と、第３ギヤ組２３と、出力部材１７とを備えている。

モータ軸１１は、回転軸心が電動モータ３の回転軸３７と平行に配置されている。また、モータ軸１１は、軸方向の両側外周でベアリングを介してケーシング２７に回転可能に支持され、軸方向の端部側に設けられた連結部を介して電動モータ３の回転軸３７が一体回転可能に連結されている。このモータ軸１１の外周には、第１小径ギヤ部４３が連続する一部材で形成され、第１小径ギヤ部４３と第１大径ギヤ部２５とで第１ギヤ組１９が構成されている。

第１ギヤ組１９は、モータ軸１１に設けられた第１小径ギヤ部４３と、エンジン軸１３に設けられた第１大径ギヤ部２５とからなる。第１大径ギヤ部２５は、エンジン軸１３の外周にエンジン軸１３と連続する一部材で形成され、第１小径ギヤ部４３と噛み合っている。

この第１ギヤ組１９は、電動モータ３から出力される駆動力をモータ軸１１から減速させてエンジン軸１３に出力する。一方、第１ギヤ組１９は、電動モータ３がジェネレータとして機能する場合、エンジン５から出力される駆動力をエンジン軸１３から増速させて電動モータ３に出力する。

エンジン軸１３は、回転軸心がモータ軸１１と平行に配置され、軸方向の両側外周でベアリングを介してケーシング２７に回転可能に支持されている。また、エンジン軸１３は、軸方向の端部側にクラッチ３１を構成する連結部材３９が一体回転可能に連結されている。さらに、エンジン軸１３の電動モータ３側の軸方向端面は、電動モータ３の軸方向側面と対向配置されている。このような配置により、エンジン軸１３を軸方向に小型化することができる。このエンジン軸１３の外周に設けられた第１大径ギヤ部２５は、第２大径ギヤ部４５と第２ギヤ組２１を構成している。

第２ギヤ組２１は、エンジン軸１３に設けられた第１大径ギヤ部２５と、入力軸１５に設けられた第２大径ギヤ部４５とからなる。第２大径ギヤ部４５は、入力軸１５の外周に入力軸１５と連続する一部材で形成され、第１大径ギヤ部２５と噛み合っている。

このように第１大径ギヤ部２５を第１ギヤ組１９と第２ギヤ組２１とで共用化することにより、構造を簡易化することができると共に、配置スペースを小型化することができる。この第２ギヤ組２１は、エンジン軸１３から出力される駆動力を等速、或いは僅かに減速させて入力軸１５に出力する。

入力軸１５は、回転軸心がエンジン軸１３と平行に配置され、軸方向の両側外周でベアリングを介してケーシング２７に回転可能に支持されている。この入力軸１５の第２大径ギヤ部４５と軸方向に隣接する部分には、第３小径ギヤ部４７が入力軸１５と一体回転可能に圧入などの固定手段で固定され、第３小径ギヤ部４７と第３大径ギヤ部４９とで第３ギヤ組２３が構成されている。

第３ギヤ組２３は、入力軸１５に設けられた第３小径ギヤ部４７と、出力部材１７に設けられた第３大径ギヤ部４９とからなる。第３大径ギヤ部４９は、出力部材１７の外周に出力部材１７と連続する一部材で形成され、第３小径ギヤ部４７と噛み合っている。この第３ギヤ組２３は、入力軸１５から出力される駆動力を減速させて出力部材１７に出力する。

出力部材１７は、第３大径ギヤ部４９が形成されたリングギヤからなり、回転軸心が入力軸１５と平行に配置され、ボルトなどの固定手段で分配機構９のデフケース５１と一体回転可能に固定されている。この出力部材１７は、入力軸１５から第３ギヤ組２３を介して減速された駆動力が入力され、分配機構９に出力する。

分配機構９は、ケーシング２７内の出力側収容部に収容され、デフケース５１と、ピニオンシャフト５３と、ピニオン５５と、一対のサイドギヤ５７，５９とを有する差動機構からなる。

デフケース５１は、回転軸心が減速機構７の入力軸１５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を介してケーシング２７に回転可能に支持されている。このデフケース５１には、ピニオンシャフト５３と、ピニオン５５と、一対のサイドギヤ５７，５９とが収容されている。

ピニオンシャフト５３は、端部をデフケース５１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５１と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト５３には、ピニオン５５が支承されている。

ピニオン５５は、デフケース５１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５３に支承されてデフケース５１の回転によって公転する。また、ピニオン５５とデフケース５１との径方向間には、ピニオン５５の公転時などの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５５は、一対のサイドギヤ５７，５９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５７，５９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５３に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ５７，５９は、それぞれに形成されたボス部でデフケース５１に相対回転可能に支持され、ピニオン５５と噛み合っている。また、サイドギヤ５７，５９とデフケース５１との軸方向間には、ピニオン５５との噛み合い反力によるサイドギヤ５７，５９の軸方向への移動を受けるスラストワッシャがそれぞれ配置されている。

この一対のサイドギヤ５７，５９は、内周側にスプライン形状の連結部がそれぞれ設けられ、前車軸５０３，５０５（図１参照）に一体回転可能に連結された駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ５７，５９と一体回転可能に連結され、デフケース５１に入力された駆動力を前車軸５０３，５０５を介して前輪５０７，５０９（図１参照）に出力する。

このように構成された動力伝達装置１では、図１に示す車両の動力系に適用される場合には車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、或いは図２に示す車両の動力系に適用される場合には車両の発進時から所定速度以上の高速状態までの間に後輪側のスリップや悪路走行などによって前後輪駆動を必要とする場合、クラッチ３１が接続解除状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

この電動モータ３からの駆動力は、減速機構７の第１ギヤ組１９と第２ギヤ組２１と第３ギヤ組２３とで減速され、分配機構９に伝達される。この分配機構９に伝達された駆動力は、一対のサイドギヤ５７，５９に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分される。

このとき、電動モータ３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電動モータ３を介して電源に充電される。

一方、動力伝達装置１は、図１，図２に示す車両の動力系のどちらに適用される場合においても、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

このエンジン５からの駆動力は、減速機構７の第２ギヤ組２１と第３ギヤ組２３とで減速され、分配機構９に伝達される。この分配機構９に伝達された駆動力は、一対のサイドギヤ５７，５９に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分される。

このように減速機構７において、電動モータ３とエンジン５との駆動力をそれぞれ別々に配置されたモータ軸１１とエンジン軸１３とに入力させることにより、プラネタリギヤ機構などのような複雑な構造を用いることなく、電動モータ３から分配機構９までの減速比と、エンジン５から分配機構９までの減速比とを異ならせることができる。

このような動力伝達装置１では、減速機構７が電動モータ３に接続されるモータ軸１１と、エンジン５に接続されるエンジン軸１３と、モータ軸１１とエンジン軸１３との間に設けられた第１ギヤ組１９とを有するので、複雑な構造を採用することなく、減速機構７における電動モータ３とエンジン５との減速比を異ならせることができる。

また、モータ軸１１とエンジン軸１３との間には、第１ギヤ組１９が設けられているので、電動モータ３をジェネレータとして機能させる場合、エンジン５の回転を第１ギヤ組１９で増速して電動モータ３に伝達させることができ、発電効率を向上させることができる。

従って、このような動力伝達装置１では、簡易な構造で電動モータ３とエンジン５との減速比を異ならせることができる。

また、第１ギヤ組１９と第２ギヤ組２１とは、エンジン軸１３に設けられた同一の第１大径ギヤ部２５に噛み合うので、構造を簡易化することができると共に、配置スペースを小型化することができる。

さらに、エンジン軸１３の軸方向端面は、電動モータ３の軸方向側面と対向配置されているので、エンジン軸１３を軸方向に小型化することができ、減速機構７を小型化することができる。

（第２実施形態）
図４，図５を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１０１は、分配機構１０３は、差動機構１０５と、この差動機構１０５の回転軸と直交する方向に配置された出力軸１０７と、差動機構１０５と出力軸１０７との間に設けられ差動機構１０５からの駆動力を方向変換して出力軸１０７に伝達する方向変換ギヤ組１０９とを有する。

なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

まず、図４を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系について説明する。

図４に示すように、車両の動力系は、駆動源としての電動モータ３及びエンジン５と、減速ギヤ組からなる変速機構としての減速機構７と、エンジン５の出力を断続するクラッチ３１（図５参照）と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフとしての差動機構１０５（図５参照）を有する分配機構１０３とを有する動力伝達装置１０１と、前車軸５０３，５０５と、前輪５０７，５０９と、プロペラシャフト７０３と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ７０５と、後車軸７０７，７０９と、後輪７１１，７１３などから構成されている。

このように構成された車両の動力系では、駆動源の駆動力が減速機構７を介して分配機構１０３に伝達される。この分配機構１０３に伝達された駆動力は、差動機構１０５の一対のサイドギヤ５７，５９（図５参照）に連結された前車軸５０３，５０５を介して前輪５０７，５０９に配分される。加えて、分配機構１０３に伝達された駆動力は、差動機構１０５のデフケース５１（図５参照）に設けられた方向変換ギヤ組１０９（図５参照）で方向変換されて出力軸１０７（図５参照）に伝達され、出力軸１０７に連結されたプロペラシャフト７０３を介してリヤデフ７０５に伝達される。

このリヤデフ７０５に伝達された駆動力は、リヤデフ７０５に連結された後車軸７０７，７０９を介して後輪７１１，７１３に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動となる。

このような車両に適用される動力伝達装置１０１では、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、クラッチ３１が接続解除状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

この駆動源としての電動モータ３からの駆動力は、減速機構７を介して分配機構１０３に伝達され、分配機構１０３に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分されると共に、方向変換ギヤ組１０９からプロペラシャフト７０３を介してリヤデフ７０５に伝達され、リヤデフ７０５に連結された後車軸７０７，７０９から後輪７１１，７１３に配分される。

一方、動力伝達装置１０１は、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

このエンジン５からの駆動力は、減速機構７を介して分配機構１０３に伝達され、分配機構１０３に連結された前車軸５０３，５０５から前輪５０７，５０９に配分されると共に、方向変換ギヤ組１０９からプロペラシャフト７０３を介してリヤデフ７０５に伝達され、リヤデフ７０５に連結された後車軸７０７，７０９から後輪７１１，７１３に配分される。

ここで、図８に示す第５実施形態に係る動力伝達装置４０１のように、減速機構７と分配機構１０３との間の動力伝達を断続する断続機構４０３が設けられている場合には、車両が停止状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構４０３が接続解除状態となる。

これにより、エンジン５の回転は、ジェネレータとして機能する電動モータ３を介して電源に充電される。このとき、断続機構４０３は、接続解除状態であるので、エンジン５からの駆動力が分配機構１０３に伝達されることがなく、後輪側に駆動力が伝達されることがない。

なお、例えば、リヤデフ７０５とプロペラシャフト７０３との間にカップリングを設ける、或いはリヤデフ７０５の一方の出力軸上にアクスルディスコネクト機構を設けるなど、前輪側と後輪側との間の動力伝達を断続する２−４切換機構のような断続機構を設けてもよい。次に、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。

図５に示すように、分配機構１０３は、差動機構１０５と、出力軸１０７と、方向変換ギヤ組１０９とを備えている。差動機構１０５は、上述したように、デフケース５１と、ピニオンシャフト５３と、ピニオン５５と、一対のサイドギヤ５７，５９などを備えている。この差動機構１０５に伝達された駆動力は、出力軸１０７に伝達される。

出力軸１０７は、差動機構１０５の回転軸心と直交する方向に配置され、外周側を２つのベアリングを介してケーシング２７に回転可能に支持されている。また、出力軸１０７の軸方向一端側には、プロペラシャフト７０３（図４参照）側に一体回転可能に連結される連結部材１１１がスプライン形状の連結部を介して出力軸１０７と一体回転可能に連結され、ナットなどの固定部材によって軸方向位置が位置決めされている。この出力軸１０７の軸方向他端側には、方向変換ギヤ組１０９を構成する出力ギヤ部１１５が連続する一部材で形成されている。

方向変換ギヤ組１０９は、大径のリングギヤである入力ギヤ部１１３と、小径のピニオンである出力ギヤ部１１５とを有する変速駆動可能なベベルギヤ組からなる。入力ギヤ部１１３は、差動機構１０５のデフケース５１にボルトなどの固定手段によってデフケース５１と一体回転可能に固定され、出力ギヤ部１１５と噛み合っている。

この方向変換ギヤ組１０９は、減速機構７を介して差動機構１０５のデフケース５１に伝達された駆動力を変速しつつ方向変換して出力軸１０７に伝達し、プロペラシャフト７０３側に出力する。このようにデフケース５１に入力ギヤ部１１３を設け、この入力ギヤ部１１３を出力軸１０７の出力ギヤ部１１５に噛み合わせることにより、デフケース５１に中空軸を連結させ、この中空軸に入力ギヤ部１１３を設けるようなトランスファ装置を分配機構に集約させることができ、装置を大幅に小型化することができる。

このような動力伝達装置１０１では、分配機構１０３が差動機構１０５と、この差動機構１０５の回転軸と直交する方向に配置された出力軸１０７と、差動機構１０５と出力軸１０７との間に設けられ差動機構１０５からの駆動力を方向変換して出力軸１０７に伝達する方向変換ギヤ組１０９とを有するので、後輪側に駆動力を出力する伝達機構を分配機構１０３に集約させることができ、装置を大幅に小型化することができる。

（第３実施形態）
図６を用いて第３実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、分配機構２０３は、差動機構１０５からなり、差動機構１０５のデフケース５１には、減速機構７の出力部材１７とデフケース５１とを固定させる固定部材２０５が設けられている。

なお、他の実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は他の実施形態を参照するものとし省略するが、他の実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

また、動力伝達装置２０１は、図１，図２に示すような車両の動力系に適用される。

図６に示すように、分配機構２０３が差動機構１０５からなり、差動機構１０５のデフケース５１の外周には、ボルトなどの固定手段を介して減速機構７の出力部材１７とデフケース５１とを固定させる固定部材２０５が設けられている。この固定部材２０５は、図５に示す動力伝達装置１０１の入力ギヤ部１１３に変えてデフケース５１の外周に組み付けらている。なお、ケーシング２７の出力軸１０７が配置されていた部分には、ボルトなどの固定手段によって閉塞部材２０７が固定されている。

このため、動力伝達装置２０１における各部材は、図５に示す動力伝達装置１０１の各部材と同様である。このように固定部材２０５と入力ギヤ部１１３とを変更するだけで、動力伝達装置２０１と動力伝達装置１０１との各部材を共用化することができ、図１，図２に示すような車両の動力系や図４に示すような車両の動力系に対応することができ、動力伝達装置２０１の汎用性を向上することができる。

このような動力伝達装置２０１では、差動機構１０５のデフケース５１に減速機構７の出力部材１７とデフケース５１とを固定させる固定部材２０５が設けられているので、固定部材２０５と入力ギヤ部１１３とを変更するだけで、図５に示す動力伝達装置１０１の各部材を共用化することができ、汎用性を向上することができる。

（第４実施形態）
図７を用いて第４実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置３０１は、減速機構７と分配機構９との間には、減速機構７と分配機構９との間の動力伝達を断続する断続機構３０３が設けられている。

また、動力伝達装置３０１は、図１，図２に示すような車両の動力系に適用される。

図７に示すように、減速機構７の入力軸１５の軸方向端部側には、減速機構７と分配機構９との間の動力伝達を断続する断続機構３０３が設けられている。この断続機構３０３は、断続部３０５と、油圧式アクチュエータ３０７とを備えている。なお、入力軸１５の外周に配置された第２ギヤ組２１を構成する第２大径ギヤ部４５は、入力軸１５と相対回転可能に配置されている。

断続部３０５は、入力軸１５の外周に入力軸１５と一体回転可能に設けられたクラッチドラム部と、第２大径ギヤ部４５とボルトなどの固定手段によって第２大径ギヤ部４５と一体回転可能に設けられた固定部材との径方向間に設けられ、複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。

複数の外側クラッチ板は、クラッチドラム部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入力軸１５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、固定部材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第２大径ギヤ部４５と一体回転可能に係合されている。

この断続部３０５は、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の複数のクラッチ板からなる多板クラッチとなっている。このような断続部３０５は、油圧式アクチュエータ３０７によって押圧接続され、入力軸１５と第２大径ギヤ部４５との間の動力伝達を可能とする。

油圧式アクチュエータ３０７は、入力軸１５の軸方向端部に設けられオイルポンプを有する油圧回路と、入力軸１５の軸心部に設けられ油圧回路に連通された油路と、クラッチドラム部内に設けられ油路に連通された油圧室と、入力軸１５の外周に軸方向移動可能に設けられ油圧室を構成し断続部３０５に軸方向に隣接配置された押圧部材３０９とを有する。

この油圧式アクチュエータ３０７は、油圧回路で油圧が制御されたオイルが油路を介して油圧室に供給され、押圧部材３０９を断続部３０５の接続方向に軸方向移動させる。この押圧部材３０９の軸方向移動により、断続部３０５が接続され、入力軸１５と第２大径ギヤ部４５との間の動力伝達が可能となる。この入力軸１５と第２大径ギヤ部４５との接続により、減速機構７と分配機構９との間の動力伝達が可能となる。

このように構成された動力伝達装置３０１では、図１に示す車両の動力系に適用される場合、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、クラッチ３１が接続解除状態とされ、断続機構３０３が接続状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

また、動力伝達装置３０１は、図１に示す車両の動力系に適用される場合、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

さらに、動力伝達装置３０１は、図１に示す車両の動力系に適用される場合、車両が停止状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続解除状態となる。

一方、動力伝達装置３０１は、図２に示す車両の動力系に適用される場合、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまでの主駆動系６０５のみによる走行時の場合、断続機構３０３が接続解除状態とされる。

また、動力伝達装置３０１は、図２に示す車両の動力系に適用される場合、車両の発進時から所定速度以上の高速状態までの間に後輪側のスリップや悪路走行などによって前後輪駆動を必要とする場合、クラッチ３１が接続解除状態とされ、断続機構３０３が接続状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

さらに、動力伝達装置３０１は、図２に示す車両の動力系に適用される場合、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

また、動力伝達装置３０１は、図２に示す車両の動力系に適用される場合、車両が停止状態、或いは主駆動系６０５のみによる走行状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構３０３が接続解除状態となる。

このような動力伝達装置３０１では、減速機構７と分配機構９との間に減速機構７と分配機構９との間の動力伝達を断続する断続機構３０３が設けられているので、車両の停車時におけるエンジン５の回転による回生、或いは車両の走行時における無駄な回転系を削減することができ、車両の燃費向上を図ることができる。

（第５実施形態）
図８を用いて第５実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置４０１は、分配機構１０３は、差動機構１０５と、この差動機構１０５の回転軸と直交する方向に配置された出力軸１０７と、差動機構１０５と出力軸１０７との間に設けられ差動機構１０５からの駆動力を方向変換して出力軸１０７に伝達する方向変換ギヤ組１０９とを有し、減速機構７と分配機構１０３との間には、減速機構７と分配機構１０３との間の動力伝達を断続する断続機構４０３が設けられている。

また、動力伝達装置４０１は、図４に示すような車両の動力系に適用される。

図８に示すように、分配機構１０３は、上述した差動機構１０５と、出力軸１０７と、方向変換ギヤ組１０９とを備えている。この分配機構１０３に駆動力を伝達する減速機構７の入力軸１５には、上述した断続部３０５と油圧式アクチュエータ３０７とを有する断続機構４０３が設けられている。

このように構成された動力伝達装置４０１では、図４に示す車両の動力系に適用される場合、車両の発進時から所定速度以上の高速状態となるまで、クラッチ３１が接続解除状態とされ、断続機構４０３が接続状態とされ、駆動源として電動モータ３が選択される。

また、動力伝達装置４０１は、図４に示す車両の動力系に適用される場合、車両が所定速度以上の高速状態である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構４０３が接続状態とされ、駆動源としてエンジン５が選択される。

さらに、動力伝達装置４０１は、図４に示す車両の動力系に適用される場合、車両が停止状態であり、電源の残量が所定値以下である場合、クラッチ３１が接続状態とされ、断続機構４０３が接続解除状態となる。

このような動力伝達装置４０１では、分配機構１０３が差動機構１０５と出力軸１０７と方向変換ギヤ組１０９とを有し、減速機構７と分配機構１０３との間に減速機構７と分配機構１０３との間の動力伝達を断続する断続機構４０３が設けられているので、車両の停車時におけるエンジン５の回転による回生を行うことができ、車両の燃費向上を図ることができる。

なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、減速機構と分配機構との間の動力伝達を断続する断続機構が減速機構の入力軸に設けられているが、これに限らず、例えば、分配機構にフリーランニングデフなどのような断続機構を設けてもよく、減速機構と分配機構との間の動力伝達を断続する断続機構であれば、どのような断続機構であってもよい。

また、断続機構の断続部は、多板クラッチとなっているが、これに限らず、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。

さらに、断続部を断続操作するアクチュエータは、油圧式アクチュエータに限らず、電磁式アクチュエータなど断続部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。

１，１０１，２０１，３０１，４０１…動力伝達装置
３…電動モータ
５…エンジン
７…減速機構
９，１０３，２０３…分配機構
１１…モータ軸
１３…エンジン軸
１５…入力軸
１７…出力部材
１９…第１ギヤ組
２１…第２ギヤ組
２３…第３ギヤ組
２５…第１大径ギヤ部（エンジン軸に設けられたギヤ部）
１０５…差動機構
１０７…出力軸
１０９…方向変換ギヤ組
３０３，４０３…断続機構

Claims

電動モータと、エンジンと、前記電動モータと前記エンジンとの軸方向間に配置され前記電動モータと前記エンジンからの駆動力を減速する減速機構と、この減速機構で減速された駆動力が伝達される分配機構とを備えた動力伝達装置であって、
前記減速機構は、前記電動モータに接続されるモータ軸と、このモータ軸と平行に配置され前記エンジンに接続されるエンジン軸と、このエンジン軸と平行に配置された入力軸と、この入力軸と平行に配置され前記分配機構に接続される出力部材と、前記モータ軸と前記エンジン軸との間に設けられた第１ギヤ組と、前記エンジン軸と前記入力軸との間に設けられた第２ギヤ組と、前記入力軸と前記出力部材との間に設けられた第３ギヤ組とを有することを特徴とする動力伝達装置。
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記第１ギヤ組と前記第２ギヤ組とは、前記エンジン軸に設けられた同一のギヤ部に噛み合うことを特徴とする動力伝達装置。
請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
前記減速機構と前記分配機構との間には、前記減速機構と前記分配機構との間の動力伝達を断続する断続機構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１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記分配機構は、差動機構と、この差動機構の回転軸と直交する方向に配置された出力軸と、前記差動機構と前記出力軸との間に設けられ前記差動機構からの駆動力を方向変換して前記出力軸に伝達する方向変換ギヤ組とを有することを特徴とする動力伝達装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記エンジン軸の軸方向端面は、前記電動モータの軸方向側面と対向配置されていることを特徴とする動力伝達装置。