JP2015183760A - 車両用モータ駆動装置における変速比切換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向長さのコンパクトな組立ての容易な車両用モータ駆動装置における変速比切換装置を提供する。
【解決手段】シフト機構６０におけるシフトフォーク６３の軸方向への移動により２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの保持器３６をシフトして、出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの一方に押し付けて、内輪３１に対する保持器３６の相対回転により２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの一方を係合状態とする。出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの側面に環状凹部３２を設け、その環状凹部３２の内面を２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの円筒状内面３３とし、上記環状凹部３２内に内輪３１の端部に設けられた円筒部３１ａおよび保持器３６の端部を位置させて、保持器３６の中立位置でローラ３５の転動面３５ａの全体および出力ギヤ２３ｂ、２４ｂを回転自在に支持する軸受２７ａ、２７ｂを位置させた。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動モータを駆動源とし、その電動モータから出力される回転を減速機により複数段に変速して左右の車輪を駆動する車両用モータ駆動装置の変速比切換装置に関する。

電気自動車およびハイブリッド車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、電動モータと、その電動モータの出力軸から出力される回転を複数段に変速する変速機と、その変速機から出力される動力を左右のアクスルに分配するディファレンシャルギヤとからなるものが従来から知られている。

上記のような車両用モータ駆動装置に採用される変速機として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。その特許文献１に記載された変速機においては、電動モータによって回転駆動される入力軸に平行に出力軸を設け、その両軸の相互間に変速比の異なる複数段のトルク伝達経路としてのギヤ列を設け、各段のギヤ列における出力ギヤ内に、その出力ギヤと出力軸とを締結、解除する２ウェイクラッチを内蔵した構成としている。そして、変速比切換装置により２ウェイクラッチの係合、解除を制御して、トルク伝達経路の切り換えを行ない、変速比を切換えるようにしている。

ここで、２ウェイクラッチとして、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により、ローラを出力軸に回り止めされた内輪の外周とクラッチ外輪としての出力ギヤの内周に対して係合、解除させるようにしたローラタイプのものが採用されている。

また、変速比切換装置として、軸方向で対向する一対の２ウェイクラッチの対向部間に、制御リングと、その制御リングの両側に配置されて２ウェイクラッチの保持器に回り止めされた一対の摩擦板と、その摩擦板のそれぞれを制御リングに向けて付勢する弾性部材を組込み、シフト用モータを駆動源とするシフト機構により上記制御リングをシフトし、そのシフト方向の前側に位置する摩擦板を出力ギヤの側面に押し付け、保持器と内輪の相対的な回転により、ローラを内輪の外周および出力ギヤの内周に係合させるようにしたものが採用されている。

特開２０１２−２２８５号公報

ところで、特許文献１に記載された変速比切換装置においては、２ウェイクラッチにおけるローラを保持する保持器と内輪の外径面上に嵌合されてクラッチ外輪としての出力ギヤを回転自在に支持する軸受が軸方向に並ぶ配置とされているため、変速機の軸方向長さが長く、その軸方向長さをコンパクト化する上において改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、軸方向長さのコンパクトな組立ての容易な車両用モータ駆動装置における変速比切換装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、平行２軸間に変速比が異なる複数段のトルク伝達経路としてのギヤ列が設けられ、そのトルク伝達経路の切換えによって車両駆動用モータから出力される回転を複数段に変速する平行軸常時噛合型変速機と、前記複数段のギヤ列のそれぞれにおける一方のギヤとその一方のギヤのそれぞれを軸受を介して回転自在に支持する支持軸の相互間に組み込まれた２ウェイクラッチを有してなり、前記一方のギヤの一側面に環状凹部が設けられ、前記２ウェイクラッチが、前記支持軸と一体に回転し、一方のギヤと対向する端部に前記環状凹部内に配置される円筒部が設けられた内輪の外周と前記環状凹部の円筒状内面間にローラおよびそのローラを保持する保持器を組み込み、前記内輪に対する保持器の相対回転によりローラを前記内輪の外周に形成されたカム面と前記円筒状内面に係合させるローラタイプのものからなり、前記平行２軸の軸方向に移動されるシフトフォークを有し、そのシフトフォークにより前記２ウェイクラッチの保持器を一方のギヤと接触する位置までシフトさせるシフト機構を設け、前記２ウェイクラッチの保持器が中立位置に配置される状態で、ローラの転動面の全体および前記一方のギヤを回転自在に支持する前記軸受のそれぞれを一方のギヤの歯幅内に位置させた構成を採用したのである。

上記の構成からなる車両用モータ駆動装置の変速比切換装置において、シフト機構の作動により、対向一対の２ウェイクラッチのうちの一方の２ウェイクラッチにおける保持器を一方のギヤの側面に向けてシフトして、その一方のギヤに押し付けると、一方のギヤと保持器とが摩擦係合し、その摩擦係合によりギヤと回転方向に結合される保持器と内輪とが相対回転する。その相対回転によりローラが内輪の外周に形成されたカム面と一方のギヤに形成された円筒状内面に係合し、一方のギヤと支持軸と一体に回転する内輪とが２ウェイクラッチを介して結合される。このため、車両用駆動モータから出力される回転は、２ウェイクラッチにより結合状態とされたギヤ列により変速されて出力される。

この発明に係る変速比切換装置においては、一方のギヤの側面に環状凹部を設け、内輪の端部に上記環状凹部内に配置される円筒部を設けているため、保持器が中立位置に配置される状態で、２ウェイクラッチにおけるローラの転動面の全体および一方のギヤを回転自在に支持する軸受のそれぞれを一方のギヤの歯幅内に位置させることができ、しかも、シフト機構により、保持器を一方のギヤに向けてシフトして２ウェイクラッチの係合、解除を制御するようにしているため、軸方向長さのコンパクトな変速比切換装置を得ることができる。

ここで、複数の２ウェイクラッチの、軸方向で隣接する一対の２ウェイクラッチを左右対称の向きとして軸方向で対向し、その対向一対の２ウェイクラッチにおける保持器のそれぞれ外周に周方向溝を設け、前記シフトフォークの先端二股部の内周に、前記周方向溝のそれぞれに挿入される一対の係合突部を設けると、単一のシフトフォークによって対向一対の２ウェイクラッチを制御することができるため、変速比切換装置の軸方向長さをよりコンパクトとすることができる。

また、シフトフォークの移動により、対向一対の２ウェイクラッチのうちの一方の２ウェイクラッチにおける保持器を一方のギヤの側面に向けてシフトした際、他方の２ウェイクラッチにおける保持器は対応する一方のギヤの側面から離反する方向にシフトされるため、対向一対の２ウェイクラッチが同時に係合するようなことはなく、動力の循環が生じるという不都合の発生を皆無とすることができる。

シフトフォークの移動に際しては、平行２軸に平行に配置されたシフトロッドでそのシフトフォークを支持し、そのシフトロッドをアクチュエータで軸方向に移動させるようにした構成のものを採用することができる。

アクチュエータとして、モータを採用する場合、そのシフト用モータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けるようにする。

運動変換機構として、シフトロッドを中心に回転自在に支持され、シフト用モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなるものを採用することができる。

上記シフト用モータの採用において、内輪に径方向孔を設け、その径方向孔内に押圧子と、その押圧子を径方向外方に向けて付勢する弾性部材とを収容し、前記保持器の内径面には、前記押圧子に対する係合によって保持器を中立位置に保持する周方向溝と、前記押圧子による径方向の押圧力を径方向力と保持器が一方のギヤに向けて押圧される軸方向力とに分力するテーパ面を設けておくと、シフト機構の作動によって保持器を一方のギヤに向けてシフトとすると、押圧子が保持器の内周に形成されたテーパ面と径方向で対向して、そのテーパ面を径方向に押圧し、その押圧によって形成される軸方向力により保持器が一方のギヤの側面に押し付けられるため、変速比の切換え状態でシフト用モータに対する通電を停止することができ、電力消費量の低減を図ることができる。

この発明に係る車両用モータ駆動装置における変速比切換装置において、一方のギヤを回転自在に支持する軸受としてニードル軸受を採用することにより、径方向にコンパクトな変速比切換装置を得ることができる。

この発明においては、上記のように、一方のギヤの側面に環状凹部を設けたことにより、２ウェイクラッチの保持器が中立位置に配置される状態で、ローラの転動面の全体および前記一方のギヤを回転自在に支持する前記軸受のそれぞれを一方のギヤの歯幅内に位置させることができ、軸方向長さのコンパクトな変速比切換装置を得ることができる。

また、シフト機構により対向一対の２ウェイクラッチの保持器を一方のギヤと接触する位置までシフトするようにしたので、シフト機構により制御リングをシフトし、その制御リングにより摩擦板を一方のギヤの側面に押し付けて２ウェイクラッチの係合させるようにした従来の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置に比較して、部品点数がきわめて少なく、組立ての容易な軽量な変速比切換装置を得ることができる。

この発明に係る変速比切換装置を採用した車両用モータ駆動装置の断面図 図１の変速機の要部を拡大して示す断面図 図２のIII−III線に沿った断面図 図２のIV−IV線に沿った断面図 図２のV−V線に沿った断面図 変速比切換装置を示す断面図 図２の一部を拡大して示す断面図 図７のVIII−VIII線に沿った断面図 図８の横断面図 １速減速時の状態を示す断面図 図１０のXI−XI線に沿った断面図 図１１の横断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は、この発明に係る変速比切換装置を採用した車両用モータ駆動装置を示す。この車両用モータ駆動装置は、車両駆動用モータとしての電動モータ１０と、その電動モータ１０の出力軸１１の回転を変速する変速機２０と、その変速機２０から出力される動力を左右一対の車輪に分配するディファレンシャルギヤ８０とを有している。

変速機２０は、入力軸２１と出力軸２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設けた常時噛合型減速機からなる。

入力軸２１および出力軸２２は、ハウジング２５内に組込まれた対向一対の軸受２６によりそれぞれ回転自在に支持されて平行の配置とされ、上記入力軸２１が電動モータ１０の出力軸１１に接続されている。

図１および図２に示すように、第１減速ギヤ列２３は、入力軸２１に第１入力ギヤ２３ａを設け、その第１入力ギヤ２３ａに噛合する第１出力ギヤ２３ｂを出力軸２２に嵌合し、その嵌合部間に組み込まれた軸受２７ａで回転自在に支持している。

一方、第２減速ギヤ列２４は、入力軸２１に第２入力ギヤ２４ａを設け、その第２入力ギヤ２４ａに噛合する第２出力ギヤ２４ｂを出力軸２２に嵌合し、その嵌合部間に組み込まれた軸受２７ｂで回転自在に支持しており、その第２減速ギヤ列２４の減速比は第１減速ギヤ列２３の減速比より小さくなっている。

ここで、第１出力ギヤ２３ｂを回転自在に支持する軸受２７ａおよび第２出力ギヤ２４ｂを回転自在に支持する軸受２７ｂのそれぞれは、それぞれの出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの歯幅内に位置する組込みとされている。

また、上記軸受２７ａ、２７ｂとして深みぞ玉軸受を採用することができるが、ここでは、径方向のコンパクト化を図るため、ニードル軸受が採用されている。

図２に示すように、第１出力ギヤ２３ｂと出力軸２２との間には、その第１出力ギヤ２３ｂと出力軸２２を締結、解除する第１の２ウェイクラッチ３０Ａが組込まれている。また、第２出力ギヤ２４ｂと出力軸２２間には、その第２出力ギヤ２４ｂと出力軸２２を締結、解除する第２の２ウェイクラッチ３０Ｂが組込まれており、その第２の２ウェイクラッチ３０Ｂと上記第１の２ウェイクラッチ３０Ａとは軸方向で対向する配置とされている。なお、２ウェイクラッチの締結回転方向は同じである。

ここで、第１の２ウェイクラッチ３０Ａと、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂは、同一の構成であって左右対称の向きとされているため、第１の２ウェイクラッチ３０Ａを以下に説明し、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂについては、同一の部品に同一の符号を付して説明を省略する。

図２および図４に示すように、第１の２ウェイクラッチ３０Ａは、出力軸２２の外周に、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂと共通の内輪３１を設け、その内輪３１の両端部に形成された薄肉円筒部３１ａを第１出力ギヤ２３ｂと第２出力ギヤ２４ｂの対向面に形成された環状凹部３２内に収容し、その内輪３１の外周に、上記環状凹部３２の円筒状内面３３との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成する複数のカム面３４を周方向に等間隔に設け、各カム面３４と円筒状内面３３間に係合子としてのローラ３５を組込み、そのローラ３５を内輪３１の外周に嵌合されて端部が上記環状凹部３２内に挿入された保持器３６で保持している。

ここで、保持器３６は、軸方向にスライド自在に支持され、上記環状凹部３２の側面から離反する位置が中立位置とされ、また、保持器３６の側面が環状凹部３２の側面と接触する位置が係合、解除の作動位置とされており、上記中立位置において、ローラ３５は、転動面３５ａの全体が環状凹部３２内に収容されて、第１出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの歯幅内に位置する組込みとされている。

また、保持器３６は、上記中立位置において、内輪３１との間に設けられた回り止め機構４０によって内輪３１に回り止めされる。

図７乃至図９に示すように、回り止め機構４０は、内輪３１の出力ギヤ２３ｂと対向する側面に、軸方向溝部４１ａと周方向溝部４１ｂとからなる平面Ｔ字状の切欠部４１を形成し、一方、保持器３６の内径面には回り止め突起４２を設け、上記軸方向溝部４１ａに対する回り止め突起４２の係合によって保持器３６を回り止めしている。

ここで、回り止め状態にある保持器３６を作動位置までスライドさせると、回り止め突起４２が軸方向溝部４１ａから抜け出して回り止めが解除し、また、回り止め突起４２は周方向溝部４１ｂ内に臨み、その周方向溝部４１ｂの周方向両端に回り止め突起４２が当接する範囲内において保持器３６は内輪３１に対して相対回転可能とされている。その回転可能な作動位置において、保持器３６が内輪３１に対して相対回転すると、ローラ３５が円筒状内面３３およびカム面３４に係合し、２ウェイクラッチ３０Ａが係合状態とされる。

内輪３１の円筒部３１ａの端部内にはリターンばね４３の円形部４３ａが嵌合され、その円形部４３ａの両端から外向きに設けられた一対の押圧片４３ｂが上記切欠部４１の周方向溝部４１ｂに挿通されて端部が円筒部３１ａの外径面より外方に臨み、一方、保持器３６の端部内周には上記一対の押圧片４３ｂと対向する位置に切欠き４４が形成されている。

切欠き４４の周方向幅は、周方向溝部４１ｂの周方向長さと同じ大きさとされ、保持器３６が係合位置までシフトされると、その切欠き４４内にリターンばね４３の一対の押圧片４３ｂが収容されて、切欠き４４の周方向両端を相反する方向に向けて押圧する。その押圧によってローラ３５が円筒状内面３３およびカム面３４に対して係合解除する中立位置に保持器３６が弾性保持される。

上記リターンばね４３は、円筒部３１ａの開口端部内に取り付けた止め輪４５によって抜止めされている。また、保持器３６の第１出力ギヤ２３ｂと対向する側面には摩擦材４６が取付けられている。

第１の２ウェイクラッチ３０Ａおよび第２の２ウェイクラッチ３０Ｂは上記の構造からなり、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂは、歯面以外の部分が鍛造により成形され、その鍛造成形後、切削により歯面が形成されると共に、環状凹部３２の円筒状内面３３および軸受嵌合用の中心孔の内径面が超仕上げされる。

鍛造工程では、外径が相違し、軸方向幅を同一とする同一形状のブランクを採用し、鍛造型および加工冶具を共通として環状凹部や中心孔の成形が行われ、コストの低減が図られている。

第１の２ウェイクラッチ３０Ａおよび第２の２ウェイクラッチ３０Ｂは上記の構造からなり、共通の内輪３１には、図３および図７に示すように、それぞれの２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの保持器３６のそれぞれに対応して複数の径方向孔５０が放射状の配置でもって形成されている。

径方向孔５０のそれぞれ内部には、押圧子としてのボール５１と、そのボール５１を径方向外方に向けて付勢する弾性部材５２とが組み込まれている。弾性部材５２として、ここではコイルスプリングが採用され、そのコイルスプリングのボール５１を押圧する端部にボールシート５３が組み込まれている。

保持器３６の内径面には、図７に示すように、その保持器３６が中立位置に位置する状態でボール５１と係合する断面円弧状の周方向溝５４と、その周方向溝５４から保持器３６の対向側面側(出力ギヤ２３ｂ、２４ｂと反対側の側面側)にテーパ面５５と、上記周方向溝５４から保持器３６の対向側面と反対側に保持溝５６とが形成されている。

テーパ面５５は、保持器３６の対向側面側を大径端とし、そのテーパ面５５がボール５１と対向し、そのボール５１を介してテーパ面５５に弾性部材５２の押圧力が付与されると、その押圧力は径方向力と軸方向力とに分力され、その軸方向力によって保持器３６は、対応する出力ギヤ２３ｂ、２４ｂに向けて付勢される。

図２に示すように、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂのそれぞれは、出力軸２２に対して回転自在の支持とされているが、軸方向には位置決めされて非可動の支持とされている。その位置決めに際し、ここでは、出力軸２２に取付けた止め輪５７と内輪３１とで第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂを軸方向の両端から挟み込むようにしている。

実施の形態では、内輪３１を出力軸２２に一体に形成しているが、出力軸２２と別体とし、その別体の内輪を出力軸の外周に嵌合して回り止めしてもよい。その回り止めには、セレーションやスプラインによって結合する方法、あるいは、キー止めする方法を採用することができる。

第１の２ウェイクラッチ３０Ａと第２の２ウェイクラッチ３０Ｂは、図３および図６に示すシフト機構６０がそれぞれの２ウェイクラッチの保持器３６を同時に同方向にシフトすることによって係合、解除が制御される。

シフト機構６０は、出力軸２２に平行に配置されたシフトロッド６１をハウジング２５に取り付けられた一対の滑り軸受６２によりスライド自在に支持し、そのシフトロッド６１にシフトフォーク６３の後端部を固定し、そのシフトフォーク６３の先端二股部の内周に設けられた一対の半環状の係合突部６４を保持器３６の対向端部の外周に形成された周方向溝６５に軸方向に余裕をもって嵌め合わせ、上記シフトロッド６１をアクチュエータ６６により軸方向に移動させて、係合突部６４と周方向溝６５の嵌合により、一対の保持器３６を出力ギヤ２３ｂ、２４ｂのいずれか一方に向けてシフトするようにしている。

アクチュエータ６６として、シフトロッド６１に接続されるシリンダやソレノイドを採用することができるが、ここでは、モータを採用し、そのシフト用モータ６６の出力軸６７の回転を運動変換機構７０によりシフトロッド６１の軸方向への移動に変換するようにしている。

すなわち、シフト用モータ６６の出力軸６７に設けられた駆動ギヤ７１にナット部材としての従動ギヤ７２を噛合し、その従動ギヤ７２を対向一対の軸受７３により回転自在に支持し、その従動ギヤ７２の内周に形成された雌ねじ７４をシフトロッド６１の端部外周に形成された雄ねじ７５にねじ係合し、上記従動ギヤ７２の定位置での回転により、シフトロッド６１を軸方向に移動させるようにしている。

図１に示すように、出力軸２２の軸端部には、その出力軸２２の回転をディファレンシャルギヤ８０に伝達するアウトプットギヤ７６が設けられている。

ディファレンシャルギヤ８０は、アウトプットギヤ７６に噛合するリングギヤ８１をハウジング２５によって回転自在に支持されたデフケース８２に取付け、上記デフケース８２により両端部が回転自在に支持されたピニオン軸８３に一対のピニオン８４を取付け、その一対のピニオン８４のそれぞれに一対のサイドギヤ８５を噛合した構成とされ、その一対のサイドギヤ８５のそれぞれにアクスル８６の軸端部が接続されている。

実施の形態で示す車両用モータ駆動装置は上記の構造からなり、図２および図７は、第１の２ウェイクラッチ３０Ａおよび第２の２ウェイクラッチ３０Ｂの保持器３６が中立位置に位置する状態を示し、ローラ３５は、図４に示すように、円筒状内面３３およびカム面３４に対して係合解除する状態にある。

また、図７に示すように、ボール５１は、保持器３６の内径面に設けられた周方向溝５４に係合し、その係合によって保持器３６は中立位置に保持されている。さらに、回り止め機構４０の回り止め突起４２は内輪３１の外周に形成された切欠部４１の軸方向溝部４１ａに係合し、その係合によって保持器３６は内輪３１に回り止めされている。

上記のように、第１の２ウェイクラッチ３０Ａおよび第２の２ウェイクラッチ３０Ｂが係合解除する状態にあると、図１に示す電動モータ１０が駆動されて入力軸２１が回転しても、その回転は第１入力ギヤ２３ａからこれに噛合する第１出力ギヤ２３ｂに伝達され、また、第２入力ギヤ２４ａからこれに噛合する第２出力ギヤ２４ｂに伝達されるが、出力軸２２には伝達されず、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが空転する。

電動モータ１０の駆動によって第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂのそれぞれが空転する状態において、図６に示すシフト用モータ６６の駆動によりシフトロッド６１を同図の右方向に移動させると、シフトフォーク６３によって対向一対の保持器３６が第１出力ギヤ２３ｂに向けてシフトされる。

保持器３６のシフトにより、図１０に示すように、ボール５１と周方向溝５４の係合が解除すると共に、第１の２ウェイクラッチ３０Ａの保持器３６の内径面に形成された回り止め突起４２が軸方向溝部４１ａから抜け出して、その保持器３６の回り止めが解除される。

また、回り止めが解除された保持器３６内径面のテーパ面５５がボール５１と対向する。このとき、ボール５１は弾性部材５２により径方向外方に向けて付勢されているため、ボール５１はテーパ面５５を径方向外方に向けて押圧する。その押圧力は径方向力と軸方向力とに分力され、軸方向力によって保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂに形成された環状凹部３２の側面に押し付けられ、摩擦材４６の摩擦係合により、保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂに連結される状態になる。

このため、第１の２ウェイクラッチ３０Ａの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、図４に示すローラ３５が円筒状内面３３およびカム面３４に係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転は、第１の２ウェイクラッチ３０Ａを介して出力軸２２に直ちに伝達される。また、出力軸２２の回転はディファレンシャルギヤ８０を介してアクスル８６に伝達される（図１参照）。

上記のようなアクスル８６への動力伝達状態において、第１出力ギヤ２３ｂに向けてシフトされた保持器３６には、ボール５１がテーパ面５５を押圧する作用によって第１出力ギヤ２３ｂに向けての軸方向力が常に負荷されるため、シフト用モータ６６に対する通電の解除により停止状態としても、保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる状態を維持して第１の２ウェイクラッチ３０Ａは係合状態を保持されることになり、上記シフト用モータ６６に対する通電の停止によって電力消費量の低減を図ることができる。

ここで、シフト用モータ６６に対する通電の解除により、保持器３６はシフトロッド６１から軸力が負荷されることはないため、出力軸２２に負荷されるアキシャル荷重は保持器３６に負荷される軸方向力のみであって極めて小さく、その出力軸２２を回転自在に支持する軸受２６の耐久性の低下を抑制することができる（図１参照）。

また、シフトフォーク６３は、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂにおける保持器３６も第１出力ギヤ２３ｂに向けてシフトするため、その保持器３６の内周に設けられた回り止め突起４２は軸方向溝部４１ａに係合する状態に保持されると共に、押圧子としてのボール５１は、図１０に示すように、保持溝５６に係合し、共通内輪３１に対して相対回転することはない。このため、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂが誤係合するという不都合の発生は皆無である。

ここで、第１の２ウェイクラッチ３０Ａの保持器３６が第１出力ギヤ２３ｂに向けてシフトされると、図１０に示すように、その保持器３６の端部内周に形成された切欠き４４内にリターンばね４３の一対の押圧片４３ｂが収容され、一対の押圧片４３ｂは切欠き４４と係合する。

切欠き４４と押圧片４３ｂの係合状態で内輪３１と保持器３６が相対回転すると、一対の押圧片４３ｂは切欠き４４の周方向の一端面と周方向溝部４１ｂの周方向他端面とで近接する方向に押圧される。その押圧によりリターンばね４３は縮径する。図１１および図１２は、一対の押圧片４３ｂが押圧されてリターンばね４３が縮径した状態を示す。

上記のように、第１の２ウェイクラッチ３０Ａが係合すると、リターンばね４３は縮径状態とされるため、図６に示すシフト用モータ６６を上記と逆方向に回転し、シフトロッド６１を上記の逆の方向（図６の左方向）に移動させて、保持器３６を第１出力ギヤ２３ｂから離反する方向に移動させると、その移動初期の段階でリターンばね４３の復元弾性により保持器３６が復帰回動されてローラ３５は中立位置に戻されることになり、入力軸２１から出力軸２２への回転伝達が直ちに遮断されることになる。

また、保持器３６の復帰回動により、回り止め突起４２が切欠部４１の軸方向溝部４１ａと軸方向で対向し、シフトフォーク６３の軸方向への移動により軸方向溝部４１ａ内に回り止め突起４２が進入して互いに係合し、保持器３６は内輪３１に対して回り止めされる。

保持器３６を中立位置に戻した状態から、シフトフォーク６３を第２減速ギヤ列２４の第２出力ギヤ２４ｂに向けて移動させると、保持器３６が第２出力ギヤ２４ｂに向けてシフトされ、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂにおける保持器３６の内周のテーパ面５５がボール５１と径方向で対向する。ボール５１がそのテーパ面５５を押圧する作用により、保持器３６が第２出力ギヤ２４ｂの環状凹部３２の側面に押し付けられて、摩擦材４６の接触により結合状態とされる。

このため、第２の２ウェイクラッチ３０Ｂの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、図４に示すローラ３５が円筒状内面３３およびカム面３４に係合して、第２入力ギヤ２４ａの回転が第２出力ギヤ２４ｂに伝達されてトルク伝達経路が切換えられる。そのトルク伝達経路の切換えに伴なって減速比が切り換わり、第２出力ギヤ２４ｂと一体に回転する出力軸２２の回転がディファレンシャルギヤ８０を介してアクスル８６に伝達される。

実施の形態に示すように、出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの側面に環状凹部３２を設けることにより、２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの保持器３６が中立位置に配置される状態で、ローラ３５の転動面３５ａの全体および出力ギヤ２３ｂ、２４ｂを回転自在に支持する軸受２７ａ、２７ｂのそれぞれを対応する出力ギヤの歯幅内に位置させることができ、軸方向長さのコンパクトな変速比切換装置を得ることができる。

また、シフト機構６０により対向一対の２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂのそれぞれの保持器３６を出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの一方の出力ギヤに向けて同時にシフトして、その保持器３６に設けられた摩擦材４６を保持器シフト側の出力ギヤに押し付けて２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの一方を係合させることにより、対向一対の２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂのそれぞれが同時に係合するという不都合の発生を確実に防止することができる。

また、シフト機構６０により一対の保持器３６を同時にシフトして対向一対の２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの一方の２ウェイクラッチを係合させることにより、シフト機構により制御リングをシフトし、その制御リングにより摩擦板を一方のギヤの側面に押し付けて２ウェイクラッチを係合させるようにした従来の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置に比較して、部品点数の少ない組立ての容易な軸方向長さのコンパクトな変速比切換装置を得ることができる。

実施の形態においては、出力軸２２と出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの相互間に２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂを組込むようにしたが、入力軸２１と入力ギヤ２３ａ、２４ａ間に２ウェイクラッチを組込むようにしてもよい。

また、テーパ面５５をボール５１で押圧し、押圧力を径方向力と軸方向力とに分力し、その軸方向力で保持器３６を出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの一方の出力ギヤに押し付けるようにしたが、テーパ面５５やボール５１を除去し、シフト機構６０により２ウェイクラッチ３０Ａ、３０Ｂの保持器３６をそれぞれ単独で対応する出力ギヤに向けてシフトしてもよい。

１０ 電動モータ(車両駆動用モータ)
２０ 変速機
２１ 入力軸（支持軸）
２２ 出力軸（支持軸）
２３ 第１減速ギヤ列
２３ａ 第１入力ギヤ
２３ｂ 第１出力ギヤ
２４ 第２減速ギヤ列
２４ａ 第２入力ギヤ
２４ｂ 第２出力ギヤ
２７ａ 軸受
２７ｂ 軸受
３０Ａ 第１の２ウェイクラッチ
３０Ｂ 第２の２ウェイクラッチ
３１ 内輪
３１ａ 円筒部
３２ 環状凹部
３３ 円筒状内面
３４ カム面
３５ ローラ
３５ａ 転動面
３６ 保持器
５１ ボール(押圧子)
５２ 弾性部材
５５ テーパ面
６０ シフト機構
６１ シフトロッド
６３ シフトフォーク
６４ 係合突部
６５ 周方向溝
６６ シフト用モータ(アクチュエータ)
７０ 運動変換機構
７２ 従動ギヤ（ナット部材）
７４ 雌ねじ
７５ 雄ねじ

Claims (8)

1. 平行２軸間に変速比が異なる複数段のトルク伝達経路としてのギヤ列が設けられ、そのトルク伝達経路の切換えによって車両駆動用モータから出力される回転を複数段に変速する平行軸常時噛合型変速機と、
   前記複数段のギヤ列のそれぞれにおける一方のギヤとその一方のギヤのそれぞれを軸受を介して回転自在に支持する支持軸の相互間に組み込まれた２ウェイクラッチを有してなり、
   前記一方のギヤの一側面に環状凹部が設けられ、
   前記２ウェイクラッチが、前記支持軸と一体に回転し、一方のギヤと対向する端部に前記環状凹部内に配置される円筒部が設けられた内輪の外周と前記環状凹部の円筒状内面間にローラおよびそのローラを保持する保持器を組み込み、前記内輪に対する保持器の相対回転によりローラを前記内輪の外周に形成されたカム面と前記円筒状内面に係合させるローラタイプのものからなり、
   前記平行２軸の軸方向に移動されるシフトフォークを有し、そのシフトフォークにより前記２ウェイクラッチの保持器を一方のギヤと接触する位置までシフトさせるシフト機構を設け、
   前記２ウェイクラッチの保持器が中立位置に配置される状態で、ローラの転動面の全体および前記一方のギヤを回転自在に支持する前記軸受のそれぞれを一方のギヤの歯幅内に位置させた車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
2. 前記複数の２ウェイクラッチの、軸方向で隣接する一対の２ウェイクラッチを左右対称の向きとして軸方向で対向し、その対向一対の２ウェイクラッチにおける保持器のそれぞれ外周に周方向溝を設け、前記シフトフォークの先端二股部の内周に、前記周方向溝のそれぞれに挿入される一対の係合突部を設けた請求項１に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
3. 前記シフトフォークが、前記平行２軸に平行配置され、前記アクチュエータにより軸方向に移動されるシフトロッドに支持された請求項２に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
4. 前記アクチュエータが、シフト用モータからなり、そのシフト用モータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けた請求項３に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
5. 前記運動変換機構が、前記シフトロッドを中心に回転自在に支持され、前記シフト用モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなる請求項４に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
6. 前記内輪に径方向孔を設け、その径方向孔内に押圧子と、その押圧子を半径方向外方に向けて付勢する弾性部材とを収容し、前記保持器の内径面には、前記押圧子に対する係合によって保持器を中立位置に保持する周方向溝と、前記押圧子による径方向の押圧力を径方向力と保持器が一方のギヤに向けて押圧される軸方向力とに分力するテーパ面を設けた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
7. 前記押圧子が、ボールからなる請求項６に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。
8. 前記一方のギヤを回転自在に支持する軸受が、ニードル軸受からなる請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置における変速比切換装置。

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