JP2017145874A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルク差増幅機構を小さくして、トルク差増幅機構を含む車両駆動輪装置を小型、軽量化する。【解決手段】 アウターロータ５を有する電動モータ２Ｌ、２Ｒと左右の駆動輪との間に設けられ、３要素２自由度の遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒを同軸上に二つ組み合わせた歯車装置とを備え、電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５に連結される入力用の内歯車ＲL、ＲRと、内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤＣL、ＣRと、内歯車ＲL、ＲRと同軸上に設けられた太陽歯車ＳL、ＳRと、公転歯車としての遊星歯車ＰL、ＰRとを有し、二つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの一方の遊星キャリヤＣLと他方の太陽歯車ＳRとを結合する第１結合部材３１と、一方の太陽歯車ＳLと他方の遊星キャリヤＣRとを結合する第２結合部材３２とを同軸上に配置し、遊星歯車機構ＳL、ＳRの遊星キャリヤＣL、ＣRと駆動輪の出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒとを連結したことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

この発明は、独立した二つの駆動源からの駆動トルクを左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達することができる車両駆動装置に関するものである。

電気自動車等の車両において、左右の駆動輪にそれぞれ電動モータを配置して、各電動モータを独立して制御することにより左右の駆動輪に適宜駆動トルク差を与え、これにより車両の旋回モーメントを制御することが知られている。例えば、各電動モータがそれぞれ減速機を介して左右の駆動輪に独立して接続されている場合、各電動モータの回転速度はそれぞれの減速機で減速され、かつ、各電動モータの出力トルクはそれぞれの減速機で増幅されて左右の駆動輪に伝達される。ここで、車両の右旋回時と左旋回時の挙動を同様にするために、各電動モータは同じ出力特性にして、それぞれの減速機も同じ減速比にしている。

ところで、左右の駆動輪の出力トルクに差を付けたい場合、左右の電動モータの出力トルクに差を付け、左右の駆動輪に左右の電動モータの出力トルクを減速機を介して伝達する。

左右の駆動輪に伝達される左右の電動モータの出力トルクは、減速機の減速比に応じて増幅される。但し、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率は、左右の減速機の減速比が同じであるので、左右の電動モータの出力トルクの差の比率と同一であり、左右の駆動輪の出力トルクの差の比率が増幅されるわけではない。

ところが、車両のスムーズな旋回走行の実現や、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の電動モータから与えられる出力トルクの差の比率よりも左右の駆動輪に伝達される出力トルクの差の比率を大きくすることが有効な場合がある。

特許文献１及び特許文献２には、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置を備え、二つの駆動源から与えられるトルクの差を増幅して左右の駆動輪に与えることができる車両駆動装置が開示されている。

特許文献１に開示された車両駆動装置（以下、従来技術１という。）を図９及び図１０を参照して説明する。図９は、従来技術１に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図、図１０は従来技術１に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差の増幅率を説明するための速度線図である。

車両駆動装置１００は、車両に搭載された左右の電動モータ１０２Ｌ及び電動モータ１０２Ｒと、左駆動輪１０４Ｌ及び右駆動輪１０４Ｒと、これらの間に設けられる歯車装置１０５と減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒ、１０７Ｌ、１０７Ｒとを備えている。

電動モータ１０２Ｌ及び電動モータ１０２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ（図示省略）からの電力により動作し、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。

電動モータ１０２Ｌの出力軸１０２ａＬ、電動モータ１０２Ｒの出力軸１０２ａＲは、それぞれ減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介して歯車装置１０５の各結合部材１１１、１１２に接続される。歯車装置１０５からの出力は減速ギヤ列１０７Ｌ、１０７Ｒを介して左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに与えられる。

歯車装置１０５は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。

遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒには、例えば、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。シングルピニオン遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_R及び内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと、これら太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとの間に位置する複数の遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rと、遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rを回動可能に支持し、太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_R及び内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと同軸上に設けられた遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rとから構成される。ここで、太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。

遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rは太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとに噛み合っている。遊星歯車機構では、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rを固定した場合に太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとが逆方向に回転するため、速度線図に表すと内歯車Ｒ_L、Ｒ_R及び太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rが遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rに対して反対側に配置される。換言すると、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rは遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rを挟んで太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rの反対側に配置される。

図１０に示す速度線図においては、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rまでの長さと遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rまでの長さの比は、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）と太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）との比と等しい。

この歯車装置１０５は、図９に示すように、太陽歯車Ｓ_L、遊星キャリヤＣ_L、遊星歯車Ｐ_L及び内歯車Ｒ_Lを有する第１遊星歯車機構１１０Ｌと、同じく太陽歯車Ｓ_R、遊星キャリヤＣ_R、遊星歯車Ｐ_R及び内歯車Ｒ_Rを有する第２遊星歯車機構１１０Ｒとが同軸上に組み合わされて構成されている。

そして、第１遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車Ｓ_Lと第２遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車Ｒ_Rとが第１結合部材１１１によって結合され、第１遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車Ｒ_Lと第２遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車Ｓ_Rとが第２結合部材１１２によって結合されている。

第１結合部材１１１には、電動モータ１０２Ｌで発生されたトルクＴＭ１が減速ギヤ列１０６Ｌを介して入力され、第２結合部材１１２には、電動モータ１０２Ｒで発生されたトルクＴＭ２が減速ギヤ列１０６Ｒを介して入力される。また、第１遊星歯車機構１１０Ｌの遊星キャリヤＣ_L及び第２遊星歯車機構１１０Ｒの遊星キャリヤＣ_Rは、それぞれ減速ギヤ列１０７Ｌ、１０７Ｒを介して左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに接続されて出力が取り出される。

ここで、歯車装置１０５によって伝達される駆動トルクについて、図１０に示す速度線図を用いて説明する。

歯車装置１０５は、二つの同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒを組み合わせて構成されるため、図１０に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図を示し、下側に遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図を示す。

また、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図と第２の遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図は、太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rが左右反対に配置される。すなわち、図１０において、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車Ｓ_Lの下に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車Ｒ_Rが配置され、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車Ｒ_Lの下に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車Ｓ_Rが配置される。

この歯車装置１０５は、図１０に示す二本の速度線図の両端に位置する要素同士が、図中破線で示すように、第１結合部材１１１及び第２結合部材１１２によってそれぞれ結合されている。そして、第１結合部材１１１及び第２結合部材１１２に、それぞれ第１のモータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２が入力される。ここで、本来は、各電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２は各減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介し各結合部材１１１、１１２に入力されるため、減速比が掛かるが、理解を容易にするため、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、減速比を省略し、各結合部材１１１、１１２に入力されるトルクをＴＭ１及びＴＭ２のままとする。

一方、図１０に示す速度線図上で中間に位置する遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲが出力される。

このように構成された歯車装置１０５によって、第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒで発生させる各駆動トルクＴＭ１、ＴＭ２にトルク差（入力トルク差）ΔＴＩＮ（＝ＴＭ２−ＴＭ１）を与えると、左駆動輪１０４Ｌに伝達される駆動トルクＴＬと右駆動輪１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＲとに駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝ＴＬ−ＴＲ）を発生させることができる。すなわち、この歯車装置１０５によれば、以下の式（１）の関係が得られる。なお、係数αはトルク差増幅率である。

（ＴＬ−ＴＲ）＝α×（ＴＭ２−ＴＭ１） …（１）

この従来技術１に係る歯車装置１０５のトルク差増幅率αについて説明する。ここでは、二つの遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒは、シングルピニオン遊星歯車機構であり、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車Ｒ_Lと遊星キャリヤＣ_Lとの距離及び内歯車Ｒ_Rと遊星キャリヤＣ_Rとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車Ｓ_LとキャリヤＣ_Lとの距離及び太陽歯車Ｓ_Rと遊星キャリヤＣ_Rとの距離も等しく、これをｂとする。

左右両端の第１結合部材１１１、第２結合部材１１２に、それぞれ第１の電動モータ１０２Ｌ、第２の電動モータ１０２ＲのトルクＴＭ１、ＴＭ２を入力し、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから駆動トルクＴＬ、ＴＲを取り出す場合、トルクの入力と出力の関係から、以下の式（２）が得られる。

ＴＲ＋ＴＬ＝ＴＭ１＋ＴＭ２ …（２）

また、図中の左端（Ｒ_L、Ｓ_R）を基準としたモーメントの式は以下の式（３）となる。なお、図１０において、矢印Ｍ方向が＋のモーメント方向を示している。

０＝ａＴＬ＋ｂＴＲ−（ａ＋ｂ）ＴＭ１ …（３）

これら式（２）、（３）からＴＬ、ＴＲについてまとめると、以下の（４）、（５）式となる。
ＴＬ＝（（ａ／（ｂ−ａ））＋１）・ＴＭ２−（ａ／（ｂ−ａ））・ＴＭ１…（４）
ＴＲ＝（（ａ／（ｂ−ａ））＋１）・ＴＭ１−（ａ／（ｂ−ａ））・ＴＭ２…（５）

これら（４）、（５）式から駆動トルク差（ＴＬ−ＴＲ）は以下の（６）式となる。
（ＴＬ−ＴＲ）＝（（ａ＋ｂ）／（ｂ−ａ））・（ＴＭ２−ＴＭ１）…（６）

シングルピニオン形式の遊星歯車機構の場合、長さａは内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）、長さｂは太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）となるため、上記の式は（７）式のように書き換えられる。
（ＴＬ−ＴＲ）＝（（Ｚｒ＋Ｚｓ）／（Ｚｒ−Ｚｓ））・（ＴＭ２−ＴＭ１）…（７）

上記（７）式よりトルク差増幅率αは、（Ｚｒ＋Ｚｓ）／（Ｚｒ−Ｚｓ）となる。

上記したように、この従来技術１では、第１の電動モータ１０２Ｌ、第２の電動モータ１０２Ｒからの入力は、Ｓ_L＋Ｒ_R、Ｓ_R＋Ｒ_Lとなり、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力はＣ_L、Ｃ_Rとなる。

二つの電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮ（＝（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えると、歯車装置１０５において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差α・ΔＴＩＮを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔＴＩＮが小さくても、歯車装置１０５において所定のトルク差増幅率αで入力トルク差ΔＴＩＮを増幅することができ、左駆動輪１０４Ｌと右駆動輪１０４Ｒとに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲに、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝α・（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えることができる。

次に、特許文献２に開示された車両駆動装置（以下、従来技術２という。）を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、従来技術２に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図、図１２は従来技術２に係る車両駆動装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。

なお、図１１においては、従来技術１との差を分かりやすくするために、左右に電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒを配置して従来技術１と同様の図にし、同一構成部分には同一符号を付している。

図１１に示すように、車両駆動装置１００は、車両に搭載された第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒと、左駆動輪１０４Ｌ及び右駆動輪１０４Ｒと、これらの間に設けられる歯車装置１０５と減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒとを備えている。

第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ（図示省略）からの電力により動作し、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。第１の電動モータ１０２Ｌの出力軸１０２ａＬ、第２の電動モータ１０２Ｒの出力軸１０２ａＲは、それぞれ減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒを介して歯車装置１０５の太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rに接続される。歯車装置１０５からの出力は左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに与えられる。

従来技術１と同様に従来技術２の歯車装置１０５は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒが同軸上に二つ組み合わされて構成されている。遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒには、例えば、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。

そして、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの遊星キャリヤＣ_Lと第２の遊星歯車機構１１０Ｒの内歯車Ｒ_Rとが第１結合部材１１１によって結合され、第１の遊星歯車機構１１０Ｌの内歯車Ｒ_Lと第２の遊星歯車機構１１０Ｒの遊星キャリヤＣ_Rとが第２結合部材１１２によって結合されている。

第１の電動モータ１０２Ｌで発生されたトルクＴＭ１が減速ギヤ列１０６Ｌを介して第１の遊星歯車機構１１０Ｌの太陽歯車Ｓ_Lに入力され、第２の電動モータ１０２Ｒで発生されたトルクＴＭ２が減速ギヤ列１０６Ｒを介して第２の遊星歯車機構１１０Ｒの太陽歯車Ｓ_Rに入力される。

また、第１結合部材１１１、第２の結合部材１１２は、それぞれ左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに接続されて出力が取り出される。

上記したように、この従来技術２では、電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒからの入力は、Ｓ_L、Ｓ_Rとなり、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力は、Ｃ_L＋Ｒ_R、Ｃ_R＋Ｒ_Lとなる。

ここで、従来技術２の歯車装置１０５によって伝達される駆動トルクについて、図１２に示す速度線図を用いて説明する。

歯車装置１０５は、二つの同一のシングルピニオンの遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒを組み合わせて構成されるため、図１０に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、理解を容易にするために、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第１の遊星歯車機構１１０Ｌの速度線図を示し、下側に第２の遊星歯車機構１１０Ｒの速度線図を示している。また、従来技術１での説明と同様に、速度線図及び各計算式の以降の説明においては、各減速ギヤ列１０６Ｌ、１０６Ｒでの減速比を省略し、各太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rに入力されるトルクをＴＭ１及びＴＭ２のままとする。

図１１に示す歯車装置１０５では、図１２に示す遊星キャリヤＣ_Lと内歯車Ｒ_Rが、図中破線で示すように、第１結合部材１１１によって結合され、遊星キャリヤＣ_Rと内歯車Ｒ_Lが、図中破線で示すように、第２結合部材１１２によって結合されている。

そして、太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rにそれぞれ第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒから出力されたトルクＴＭ１及びＴＭ２が入力される。一方、速度線図上で中間に位置する第１結合部材１１１、第２結合部材１１２から左右の駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲが出力される。

このように構成された歯車装置１０５によっても、第１の電動モータ１０２Ｌ及び第２の電動モータ１０２Ｒで発生させる各駆動トルクＴＭ１、ＴＭ２にトルク差（入力トルク差）ΔＴＩＮ（＝ＴＭ２−ＴＭ１）を与えることで、左駆動輪１０４Ｌに伝達される駆動トルクＴＬと右駆動輪１０４Ｒに伝達される駆動トルクＴＲとに駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝ＴＲ−ＴＬ）を発生させることができる。

この従来技術２に係る歯車装置１０５のトルク差増幅率αについて説明する。この従来技術２においても、二つのシングルピニオン形式の遊星歯車機構１１０Ｌ、１１０Ｒは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車Ｒ_Lと遊星キャリヤＣ_Lとの距離及び内歯車Ｒ_Rと遊星キャリヤＣ_Rとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車Ｓ_Lと遊星キャリヤＣ_Lとの距離及び太陽歯車Ｓ_Rと遊星キャリヤＣ_Rとの距離も等しく、これをｂとする。

この従来技術２の歯車装置１０５を速度線図で示すと図１２のようになる。

この速度線図において、トルクの釣り合いを考えると、トルク差増幅率αを求めることができる。なお、図１２において、矢印Ｍ方向が＋のモーメント方向を示している。

Ｓ_Rの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（８）式が算出される。
ｂ・ＴＲ＋（ａ＋ｂ）・ＴＬ−（ａ＋２ｂ）・ＴＭ１＝０ …（８）

Ｓ_Lの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（９）式が算出される。
−ｂ・ＴＬ−（ａ＋ｂ）・ＴＲ＋（ａ＋２ｂ）・ＴＭ２＝０ …（９）

（８）式＋（９）式より、下記（１０）式が算出される。
ａ・（ＴＲ−ＴＬ）―（ａ＋２ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）＝０
（ＴＲ−ＴＬ）＝（（ａ＋２ｂ）／ａ）・（ＴＭ２−ＴＭ１） …（１０）

（１０）式の（ａ＋２ｂ）／ａがトルク差増幅率αとなる。

ａ＝１／Ｚｒ、ｂ＝１／Ｚｓを代入すると、α＝（２Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｓとなる。

この従来技術２では、電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒからの入力は、Ｓ_L、Ｓ_R、駆動輪１０４Ｌ、１０４Ｒへの出力はＣ_L＋Ｒ_R、Ｃ_R＋Ｒ_Lであり、トルク差増幅率αは、（２Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｓである。

上記のように、従来技術１及び従来技術２に記載のものにおいては、二つの電動モータ１０２Ｌ、１０２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮを与えると、歯車装置１０５において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴを得ることができる。

特開２０１５−２１５９４号公報 特許第４９０７３９０号公報

ところで、車両駆動装置は、車体に搭載されるため、搭載空間確保のために小型化、軽量化は必須である。

車両駆動装置の歯車装置の入力軸を直接モータに連結し、歯車装置の出力軸を駆動輪に連結すると、駆動輪に必要な駆動トルクに合わせたモータ動力が必要となるため、モータが大型化してしまう。このため、車両駆動装置にはモータのトルクを増幅して駆動輪に伝達する減速機構としてのいくつかの歯車軸を有する。

歯車軸は、モータの出力軸と連結し、入力歯車としての小径歯車を有する入力歯車軸と、駆動輪と連結し、出力歯車としての大径歯車を有する出力歯車軸と、入力歯車と係合する大径歯車および出力歯車と係合する小径歯車を同軸上に配した中間歯車軸から構成される２段減速機構である。

従来技術１および従来技術２では、車両駆動装置における歯車装置の配置位置について具体的に言及されていないが、従来技術１では、２段減速の出力側に歯車装置が配置され、従来技術２では、２段減速の入力側に歯車装置が配置された実施例が開示されている。

歯車装置を２段減速の出力側に設けた場合、出力トルクに対する構成部品(歯車、軸受等)の強度確保のため、構成部品が大型化し、その結果、車両駆動装置が大型化し、製作コストも上がってしまう可能性がある。

また、歯車装置を２段減速の入力側に設けた場合、歯車装置を構成する遊星歯車機構の各歯車が高速で回転し、歯車の歯面同士のすべりによる摩擦熱が発生し易い。

そして、歯車歯面の冷却に潤滑油を用いた場合には、遊星歯車機構を２つ連結することで構成が複雑になり、歯車装置内部への潤滑油路の確保が困難になる可能性がある。

さらに、従来技術１及び従来技術２では、２つの遊星歯車機構を構成する内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと結合部材とを接続することによりトルク差を増幅するようにしているため、左右どちらかの内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと別部材を繋ぐ結合部材の１つが、必ず他方の内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rより大径になるため、装置が大型化するという問題がある。

そこで、この発明は、車両駆動装置に組み込むトルク増幅装置である歯車装置を小型化すると共に、入力段の回転数を低く抑えることを可能にして、従来の車両駆動装置における潤滑の課題を解決しようとするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、左右の駆動輪と、前記二つの駆動源と前記左右の駆動輪との間に設けられ、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置とを備える車両駆動装置において、前記駆動源がアウターロータを有する電動モータであり、前記遊星歯車機構は、前記電動モータのアウタロータに連結される入力用の内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第１結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第２結合部材とを同軸上に配置し、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと駆動輪の出力歯車軸とを連結したことを特徴とする。

前記遊星歯車機構の遊星歯車と係合する内歯車は、前記電動モータのアウタロータの内側端部に一体に設けることができる。

前記遊星歯車機構の遊星歯車と係合する内歯車は、前記電動モータのアウタロータの内側端部に別体に設けるようにしてもよい。

前記電動モータのアウタロータの内径側に、車両駆動装置を収容するハウジングに対して締結されるステータを配置することができる。

前記遊星歯車機構の遊星キャリヤは、遊星歯車を支持するキャリヤピンを介して、車両のインボード側およびアウトボード側にキャリヤフランジを有し、アウトボード側のキャリヤフランジにアウトボード側に延びる中空軸部を設け、この中空軸部の外径を前記電動モータのステータの内側に転がり軸受を介して支持することができる。

前記遊星歯車機構のインボード側のキャリヤフランジにインボード側に延びる中空軸部を設け、この中空軸部の外径面に、駆動輪に連結される出力歯車軸の出力歯車としての大径歯車に係合する出力側小径歯車を設けることができる。

前記車両駆動装置のハウジングを、センタハウジングと左右のサイドハウジングからなる３ピース構成とし、前記センタハウジングの中央部には左右を仕切る仕切り壁を設け、前記第１結合部材と前記第２結合部材を前記仕切り壁を貫通して設けることができる。

前記第１結合部材と第２結合部材の内の一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造であり、前記第１結合部材および前記第２結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結をスプライン嵌合とすることができる。

前記スプライン嵌合は、軸方向に摺動可能な嵌合とすることができる。

前記第１結合部材および第２結合部材の内、内径側の結合部材の内径に給油穴を設けることができる。

以上のように、この発明によれば、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、左右の駆動輪と、前記二つの駆動源と前記左右の駆動輪との間に設けられ、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置とを備える車両駆動装置において、前記駆動源を、アウターロータを有する電動モータとし、前記遊星歯車機構の入力用の内歯車を、電動モータのアウタロータに設けることにより、遊星歯車機構の入力段の回転数を低く抑えることが可能となるので、歯車の歯面同士のすべりによる摩擦熱が発生し難く、歯車の潤滑の課題が生じ難い。

また、電動モータをアウターロータ構造とし、外径を大きくすることにより、同体積のモータに比較して、大きなトルクを出力することができるため、２段減速構成の車両駆動装置に対して、よりコンパクトな構成とすることができる。

また、トルク差増幅機構である歯車装置の２つの遊星歯車機構の接続は、太陽歯車と遊星キャリヤの接続であり、内歯車より大径の接続部材は必要としないので、トルク差増幅機構を小さくすることができ、トルク差増幅機構を含む車両駆動装置を小型、軽量化することができる。

また、２つの遊星歯車機構を、中空軸とその中空軸の内部に挿通される軸からなる２重構造の第1結合部材及び第２結合部材によって結合し、内径側の結合部材の内径側に給油穴を設けることより、軸心給油が行えるので、遊星歯車機構内部の歯車歯面や軸受部分への潤滑が容易になる。

この発明の車両駆動装置の実施形態を示す横断平面図である。 図１の実施形態の歯車装置部分の拡大図である。 図１のＡ−Ａ線の断面図である。 図１のＢ−Ｂ線の断面図である。 図１の実施形態に係る車両駆動装置の歯車構成をスケルトン図で示した電気自動車の説明図である。 図１の実施形態に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。 この発明の車両駆動装置の他の実施形態を示す横断平面図である。 図７の実施形態の歯車装置部分の拡大図である。 従来技術１に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図である。 従来技術１に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。 従来技術２に係る車両駆動装置の歯車構成を示すスケルトン図である。 従来技術２に係る車両駆動装置に組み込まれた歯車装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図５に示す電気自動車ＡＭは、後輪駆動方式であり、シャーシ６０と、後輪としての駆動輪６１Ｌ、６１Ｒと、前輪６２Ｌ、６２Ｒと、この発明に係る２モータ式の車両駆動装置１、バッテリ６３、インバータ６４等を備える。図５では、車両駆動装置１の歯車構成をスケルトン図で示している。

図１及び図３に示す車両駆動装置１は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源としての電動モータ２Ｌ、２Ｒと、左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒと二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒとの間に設けられる左右２基の３要素２自由度の遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒとを備える。

２モータ式の車両駆動装置１の駆動トルクは、等速ジョイント６５ａ、６５ｂと中間シャフト６５ｃからなるドライブシャフトを介して左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに伝達される。

なお、２モータ式の車両駆動装置１の搭載形態としては、図５に示す後輪駆動方式の他、前輪駆動方式、四輪駆動方式でもよい。

２モータ式の車両駆動装置１における左右の電動モータ２Ｌ、２Ｒは、同一の最大出力を有する同一規格のアウターロータ型の電動モータが用いられる。

２モータ式の車両駆動装置１は、ハウジング４内に収容されている。

ハウジング４は、遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの軸心と直交する方向に３ピースに分割され、図１に示すように、中央ハウジング４ａとこの中央ハウジング４ａの両側面に固定される左右の側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲの３ピース構造になっている。左右の側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲは、中央ハウジング４ａの両側の開口部に複数のボルト（図示省略）によって固定されている。

左右の側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲには、電動モータ２Ｌ、２Ｒを収容する円筒部が設けられ、この円筒部の外側面には、円筒部を閉塞する外側壁４ｃＬ、４ｃＲが設けられている。

中央ハウジング４ａには、図１に示すように、中央に仕切り壁１１が設けられている。ハウジング４は、この仕切り壁１１によって左右に２分割されている。

電動モータ２Ｌ、２Ｒは、アウターロータ型であり、アウタロータ５の内径側に、車両駆動装置を収容するハウジング４に対して締結されるステータ６を設けた構造である。

ステータ６は、ステータコア６ａとコイル部６ｂとからなり、ステータコア６ａは、電動モータ２Ｌ、２Ｒを収容する円筒部の外側壁４ｃＬ、４ｃＲに対して一体に形成されている。

アウタロータ５は、ステータ６の外周に間隔をおいて設けられ、アウトボード側の端部が、電動モータ２Ｌ、２Ｒを収容する円筒部の外側壁４ｃＬ、４ｃＲに対して転がり軸受７によって回転可能に支持されている。

電動モータ２Ｌ、２Ｒを収容する円筒部の外側壁４ｃＬ、４ｃＲの内側壁には、転がり軸受７を固定する軸受嵌合凸部８を設けている。

ハウジング４の中央の仕切り壁１１と左右の電動モータ２Ｌ、２Ｒの間には、二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒから与えられるトルクを左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに増幅して分配する歯車装置３０を構成する３要素２自由度の遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒが収容されている。

歯車装置３０を構成する遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒは、電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５をインボード側に延長した円筒部の内径面に設けられた入力用の内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと同軸上に設けられた太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rに噛み合う公転歯車としての遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rと、遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rに連結され、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rと、一方の遊星キャリヤＣ_L（図１では図の左側）と他方の太陽歯車Ｓ_R（図１及び図２では図の右側）とを結合する第１結合部材３１と、一方の太陽歯車Ｓ_L（図１及び図２では図の左側）と他方の遊星キャリヤＣ_R（図１及び図２では図の右側）とを結合する第２結合部材３２と、出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａと噛み合う出力側小径歯車１３ｂとを有し、出力側小径歯車１３ｂを、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rに連結した構成である。

なお、図１及び図２に示す実施形態では、電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５の内径面に、前記遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rと係合する内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rを一体に設け、図７及び図８に示す実施形態では、前記遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rと係合する内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rを、電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５の内側端部に別体で設けている。

また、図１及び図２に示す実施形態では、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rに連結された出力側小径歯車１３ｂは、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rと一体に形成しているが、別体に形成してもよい。

遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rは、遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rを支持するキャリヤピン３３と、キャリヤピン３３のアウトボード側端部に連結されたアウトボード側のキャリヤフランジ３４ａと、インボード側端部に連結されたインボード側のキャリヤフランジ３４ｂを有する。

アウトボード側のキャリヤフランジ３４ａは、アウトボード側に延びる中空軸部３５を備えており、中空軸部３５のアウトボード側の外径面が、電動モータ２Ｌ、２Ｒのステータコア６ａのインボード側端面に形成した軸受嵌合穴１９ｂに転がり軸受２０ｂを介して支持されている。

インボード側のキャリヤフランジ３４ｂは、インボード側に延びる中空軸部３６を備えており、中空軸部３６のインボード側の端部が、中央ハウジング４ａの仕切り壁１１に形成した軸受嵌合穴１９ａに転がり軸受２０ａを介して支持されている。

前記出力側小径歯車１３ｂは、キャリヤフランジ３４ａの中空軸部３５の外周面に一体に形成されている。

遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rは、針状ころ軸受３７を介してキャリヤピン３３によって支持されている。

また、前記各キャリヤフランジ３４ａ、３４ｂの対向面と遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rの間にスラスト板３８を挿入し、遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rの回転の円滑化を図っている。

前記各キャリヤフランジ３４ａ、３４ｂの外周面と内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとの間には、転がり軸受３９ａ、３９ｂを配置している。

車両駆動装置１の歯車装置３０を構成する２つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒを連結している第１結合部材３１および第２結合部材３２は、ハウジング４の中央ハウジング４ａを左右に仕切る仕切り壁１１を貫通して組み込まれている。

この第１結合部材３１と第２結合部材３２は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材（図１及び図２の実施形態では第２結合部材３２）が中空軸、他方の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）が中空軸に挿通される軸からなる２重構造になっている。

図１及び図２に示す実施形態では、中空軸で構成される第２結合部材３２の右側の遊星歯車機構３Ｒの端部と、遊星キャリヤＣ_Rのインボード側のキャリヤフランジ３４ｂの中空軸部３６とにスプライン４１を設け、第２結合部材３２を遊星キャリヤＣ_Rに対しスプライン嵌合により連結している。

また、図１及び図２に示す実施形態では、第１結合部材３１の左側の遊星歯車機構３Ｌの端部と、遊星キャリヤＣ_Lのアウトボード側のキャリヤフランジ３４ａの中空軸部３５とにスプライン４２を設けて、第１結合部材３１を遊星キャリヤＣ_Lに対しスプライン嵌合により連結している。

上記のように、２つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの第１結合部材３１と第２結合部材３２とを、遊星キャリヤＣ_Lと遊星キャリヤＣ_Rに対しスプライン嵌合によって連結することにより、２つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒが左右に分割することが可能となり、３ピース構成のハウジング４に他の減速歯車軸と一緒に左右から組込むことができる。

第２結合部材３２の遊星キャリヤＣ_L側の端部は、その外周面に、左側の遊星歯車機構３Ｌの遊星歯車Ｐ_Lと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が左側の遊星歯車機構３Ｌの太陽歯車Ｓ_Lを構成している。

中空軸で構成される第２結合部材３２に挿通される第１結合部材３１は、右側の遊星歯車機構３Ｒの端部に大径部４３を有し、この大径部４３の外周面に、右側の遊星歯車機構３Ｒの遊星歯車Ｐ_Rと噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が右側の遊星歯車機構の太陽歯車Ｓ_Rを構成している。

第１結合部材３１および第２結合部材３２の内、内径側の結合部材（第１結合部材３１）と連結している太陽歯車Ｓ_Rの最大径は、外径側の結合部材（第２結合部材３２）が嵌合う遊星キャリヤＣ_Rのインボード側のキャリヤフランジ３４ｂの中空軸部３６の内面のスプライン穴の最小径よりも小さく設定することにより、内径側の結合部材（第１結合部材３１）を容易に組み込むことが可能である。

内径側の結合部材（第１結合部材３１）の外周面と、外径側の結合部材（第２結合部材３２）の内周面との間には、カラー４４と、カラー４４の両端に針状ころ軸受４５、４６を介在させている。

第１結合部材３１および第２結合部材３２と遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rとの嵌合（スプライン４１、４２）は、軸方向に摺動可能な嵌め合い公差とすることにより、はすば歯車のスラスト力による歯車歯面への偏荷重を防ぐことができる。

また、第１結合部材３１および第２結合部材３２と遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rとのスプライン（スプライン４１、４２）嵌合部の摺動による軸方向移動は、外径側結合部材（図１及び図２の実施形態では第２結合部材３２）の両端にスラスト軸受４７、４８を設けることにより規制している。

２つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒを連結する２重構造の軸の内径側の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）は、結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）と遊星キャリヤ（図１及び図２の実施形態ではＣ_L）とのスプライン嵌合と反対側の軸端を、他方の遊星キャリヤ（図１及び図２の実施形態ではＣ_R）に対して深溝玉軸受４９によって支持している。

２つの遊星歯車機構を連結する２重構造の軸の内径側の結合部材（図１及び図２の実施形態では第１結合部材３１）には、軸心に給油穴５０を設けている。

出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒは、大径の出力歯車１４ａを有し、中央ハウジング４ａの仕切り壁１１の両面に形成した軸受嵌合穴５３ａと側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲに形成した軸受嵌合穴５３ｂに転がり軸受５４ａ、５４ｂによって支持されている。そして、軸受嵌合穴５３ａ、５３ｂは、転がり軸受５４ａ、５４ｂの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。

出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部は、側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲに形成した開口部からハウジング４の外側に引き出され、引き出された出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント６５ａの外側継手部がスプライン結合されている。

出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒに結合された等速ジョイント６５ａは、中間シャフト６５ｃ、等速ジョイント６５ｂを介して駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに接続される（図５）。

出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒのアウトボード側の端部と側面ハウジング４ｂＬ、４ｂＲに形成した開口部との間には、オイルシール５５を設け、ハウジング４に封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。

図１及び図２に示す実施形態の２モータ式の車両駆動装置１の歯車構成は、図５に示すスケルトン図の通りである。

図５に示すように、左右の電動モータ２Ｌ及び電動モータ２Ｒは、車両に搭載されたバッテリ６３からインバータ６４を介して与えられた電力により動作する。そして、電動モータ２Ｌ、２Ｒは、電子制御装置（図示省略）により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。

電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５のトルクは、歯車装置３０の内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rに伝達される。

そして、歯車装置３０を介して遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒの出力側小径歯車１３ｂが出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの大径の出力歯車１４ａに噛み合って出力側小径歯車１３ｂと出力歯車１４ａとの歯数比で電動モータ２Ｌ、２Ｒのアウタロータ５のトルクがさらに増幅されて、駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに出力される。

歯車装置３０は、３要素２自由度の同一の遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒが同軸上に二つ組み合わされて構成され、遊星歯車機構として、シングルピニオン遊星歯車機構を採用している。

遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒは、同軸上に設けられた太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_R及び内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと、これら太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとの間に位置する複数の遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rと、遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rを回動可能に支持し太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_R及び内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rと同軸上に設けられた遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rとから構成される。ここで、太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。遊星歯車Ｐ_L、Ｐ_Rは太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとに噛み合っている。

遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒでは、遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rを固定した場合に太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rと内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rとが逆方向に回転するため、図６に示す速度線図に表すと内歯車Ｒ_L、Ｒ_R及び太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rが遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rに対して反対側に配置される。

この歯車装置３０は、前記のように、太陽歯車Ｓ_L、遊星キャリヤＣ_L、遊星歯車Ｐ_L及び内歯車Ｒ_Lを有する第１の遊星歯車機構３Ｌと、同じく太陽歯車Ｓ_R、遊星キャリヤＣ_R、遊星歯車Ｐ_R及び内歯車Ｒ_Rを有する第２の遊星歯車機構３Ｒとが同軸上に組み合わされて構成されている。

そして、第１の遊星歯車機構３Ｌの遊星キャリヤＣ_Lと第２の遊星歯車機構３Ｒの太陽歯車Ｓ_Rとが結合されて第１結合部材３１を形成し、第１の遊星歯車機構の太陽歯車Ｓ_Lと第２の遊星歯車機構３Ｒの遊星キャリヤＣ_Rとが結合されて第２結合部材３２を形成している。

第１の遊星歯車機構３Ｌの内歯車Ｒ_Lに電動モータ２Ｌで発生したトルクＴＭ１が、第１の遊星歯車機構３Ｌによって出力側小径歯車１３ｂに伝達され、出力側小径歯車１３ｂと出力歯車軸１４Ｌの出力歯車１４ａとが噛み合って１段減速されて出力歯車軸１４Ｌから駆動輪６１Ｌに駆動トルクＴＬが出力される。

第２の遊星歯車機構３Ｒの内歯車Ｒ_Rに電動モータ２Ｒで発生したトルクＴＭ２が、第２の遊星歯車機構３Ｒによって出力側小径歯車１３ｂに伝達され、出力側小径歯車１３ｂと出力歯車軸１４Ｒの出力歯車１４ａとが噛み合って１段減速されて出力歯車軸１４Ｒから駆動輪６１Ｒに駆動トルクＴＲが出力される。

電動モータ２Ｌ、２Ｒからの出力は、二つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒのそれぞれの内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rに与えられ、第１結合部材３１、第２結合部材３２からの出力が駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに与えられる。

第２結合部材３２は、中空軸で構成されており、その内部に第１結合部材３１が挿通され、第１結合部材３１と第２結合部材３２を構成する軸は二重構造になっている。

中実軸である第１結合部材３１は、その一端（図中右端）が太陽歯車Ｓ_Rの回転軸であり、他端（図中左端）が太陽歯車Ｓ_Lを貫通して設けられ、遊星キャリヤＣ_Lに接続されている。また、中空軸である第２結合部材３２は、一端（図中左端）が太陽歯車Ｓ_Lの回転軸となっており、他端（図中右端）は遊星キャリヤＣ_Rと接続されている。この第１結合部材３１と第２結合部材３２によって、二つの遊星歯車機構が結合されている。

歯車装置３０は、二つの同一のシングルピニオン形式の遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒを組み合わせて構成されるため、図６に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に左側の遊星歯車機構３Ｌの速度線図を示し、下側に右側の遊星歯車機構３Ｒの速度線図を示す。また本来は、図１及び図２の実施形態では、歯車装置３０から取り出された駆動トルクＴＬ、ＴＲは、出力歯車１４ａと噛み合う出力側小径歯車１３ｂを介し左右の駆動輪６１Ｌ、６１Ｒへ伝達されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、図６に示す速度線図及び各計算式の説明においては、駆動トルクはＴＬ、ＴＲのままとする。

歯車装置３０を構成する二つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯車Ｒ_Lと遊星キャリヤＣ_Lとの距離及び内歯車Ｒ_Rと遊星キャリヤＣ_Rとの距離は等しく、これをａとする。また、太陽歯車Ｓ_Lと遊星キャリヤＣ_Lとの距離及び太陽歯車Ｓ_Lと遊星キャリヤＣ_Rとの距離も等しく、これをｂとする。遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rまでの長さと遊星キャリヤＣ_L、Ｃ_Rから太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rまでの長さの比は、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rの歯数Ｚｒの逆数（１／Ｚｒ）と太陽歯車Ｓ_L、Ｓ_Rの歯数Ｚｓの逆数（１／Ｚｓ）との比と等しい。よって、ａ＝（１／Ｚｒ）、ｂ＝（１／Ｚｓ）である。

Ｒ_Rの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（１１）式が算出される。なお、図６において、図中矢印方向Ｍがモーメントの正方向である。
ａ・ＴＲ＋（ａ＋ｂ）・ＴＬ−（ｂ＋２ａ）・ＴＭ１＝０ …（１１）

Ｒ_Lの点を基準にしたモーメントＭの釣り合いから下記（１２）式が算出される。
−ａ・ＴＬ−（ａ＋ｂ）・ＴＲ＋（ｂ＋２ａ）・ＴＭ２＝０ …（１２）

（１１）式＋（１２）式より、下記（１３）式が得られる。
−ｂ・（ＴＲ−ＴＬ）＋（２ａ＋ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１）＝０
（ＴＲ−ＴＬ）＝（（２ａ＋ｂ）／ｂ）・（ＴＭ２−ＴＭ１） …（１３）

（１３）式の（２ａ＋ｂ）／ｂがトルク増幅率αとなる。ａ＝１／Ｚｒ、ｂ＝１／Ｚｓを代入すると、α＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。

α＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒ

この発明では、電動モータ２Ｌ、２Ｒからの入力は、Ｒ_L、Ｒ_Rとなり、駆動輪６１Ｌ、６１Ｒへの出力はＳ_R＋Ｃ_L、Ｓ_L＋Ｃ_Rとなる。

そして、二つの電動モータ２Ｌ、２Ｒで異なるトルクＴＭ１、ＴＭ２を発生させて入力トルク差ΔＴＩＮ（＝（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えると、歯車装置３０において入力トルク差ΔＴＩＮが増幅され、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差α・ΔＴＩＮを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔＴＩＮが小さくても、歯車装置３０において上記したトルク差増幅率α（＝（Ｚｒ＋２Ｚｓ）／Ｚｒ）で入力トルク差ΔＴＩＮを増幅することができ、左の駆動輪６１Ｌと右の駆動輪６１Ｒとに伝達される駆動トルクＴＬ、ＴＲに、入力トルク差ΔＴＩＮよりも大きな駆動トルク差ΔＴＯＵＴ（＝α・（ＴＭ２−ＴＭ１））を与えることができる。

従来技術１及び従来技術２では、トルク差増幅機構である歯車装置１０５の、２つの遊星歯車機構の左右接続部材に内歯車Ｒが含まれるため、左右どちらかの内歯車と別部材を繋ぐ結合部材の１つが必ず他方の内歯車Ｒより大径にならなければならない。

この発明では、トルク差分配機構である歯車装置３０を構成する２つの遊星歯車機構の接続は、太陽歯車Ｓ_Lと遊星キャリヤＣ_R、太陽歯車Ｓ_Rと遊星キャリヤＣ_Lであるから、内歯車Ｒ_L、Ｒ_Rよりも大径の接続部材を必要としない。このため、この発明では、従来技術１及び従来技術２のものに比してトルク差分配機構を小さくすることができので、トルク差分配機構を組み込んだ電気自動車用の車両駆動装置１を小さく軽量化することができる。

電気自動車用の車両駆動装置１を小さく軽量化することにより、車両駆動装置１の車体搭載レイアウトと共に、周辺補機類の車体搭載レイアウトの自由度が向上する。

また、車両駆動装置１が小型化することにより、車室空間が拡大する等のメリットがある。

以上の実施形態では、二つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒから出力されるトルクを、駆動輪６１Ｌ、６１Ｒに連結された出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒの出力歯車１４ａに伝達しているが、二つの遊星歯車機構３Ｌ、３Ｒと出力歯車軸１４Ｌ、１４Ｒとの間に、中間歯車軸を設けた複数段の歯車機構を採用することもできる。

図１に示す実施形態では、二つの駆動源として電動モータ２Ｌ、２Ｒを用い、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータである場合を例示したが、二つの駆動源はこれに限られない。

なお、車両駆動装置１が搭載される車両は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に限られず、例えば、第１の電動モータ２Ｌ及び第２の電動モータ２Ｒを駆動源とした燃料電池自動車であってもよい。

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得る。

１ ：車両駆動装置
２Ｌ、２Ｒ ：電動モータ
３Ｌ、３Ｒ ：遊星歯車機構
４ ：ハウジング
４ａ ：中央ハウジング
４ｂＬ、４ｂＲ ：側面ハウジング
４ｃＬ、４ｃＲ ：外側壁
５ ：アウタロータ
６ ：ステータ
６ａ ：ステータコア
６ｂ ：コイル部
７ ：転がり軸受
８ ：軸受嵌合凸部
１１ ：仕切り壁
１３ｂ ：出力側小径歯車
１４Ｌ、１４Ｒ ：出力歯車軸
１４ａ ：出力歯車
１９ａ、１９ｂ ：軸受嵌合穴
２０ａ、２０ｂ ：転がり軸受
３０ ：歯車装置
３１ ：第１結合部材
３２ ：第２結合部材
３３ ：キャリヤピン
３４ａ、３４ｂ ：キャリヤフランジ
３５、３６ ：中空軸部
３７ ：針状ころ軸受
３８ ：スラスト板
３９ａ、３９ｂ ：転がり軸受
４１、４２ ：スプライン
４３ ：大径部
４４ ：カラー
４５、４６ ：針状ころ軸受
４７、４８ ：スラスト軸受
４９ ：深溝玉軸受
５０ ：給油穴
５３ａ、５３ｂ ：軸受嵌合穴
５４ａ、５４ｂ ：転がり軸受
５５ ：オイルシール
６０ ：シャーシ
６１Ｌ、６１Ｒ ：駆動輪
６２Ｌ、６２Ｒ ：前輪
６３ ：バッテリ
６４ ：インバータ
６５ａ、６５ｂ ：等速ジョイント
６５ｃ ：中間シャフト
ＡＭ ：電気自動車
Ｃ_L、Ｃ_R ：遊星キャリヤ
Ｐ_L、Ｐ_R ：遊星歯車
Ｒ_L、Ｒ_R ：内歯車
Ｓ_L、Ｓ_R ：太陽歯車

Claims (9)

1. 車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、左右の駆動輪と、前記二つの駆動源と前記左右の駆動輪との間に設けられ、３要素２自由度の遊星歯車機構を同軸上に二つ組み合わせた歯車装置とを備える車両駆動装置において、前記駆動源がアウターロータを有する電動モータであり、前記遊星歯車機構は、前記電動モータのアウタロータに連結される入力用の内歯車と、前記内歯車と同軸上に設けられた出力用の遊星キャリヤと、前記内歯車と同軸上に設けられた太陽歯車と、公転歯車としての遊星歯車とを有し、前記二つの遊星歯車機構の一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第１結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第２結合部材とを同軸上に配置し、前記遊星歯車機構の遊星キャリヤと駆動輪の出力歯車軸とを連結したことを特徴とする車両駆動装置。
2. 前記電動モータのアウタロータの内径面に、前記遊星歯車機構の遊星歯車と係合する内歯車を一体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 前記遊星歯車機構の遊星歯車と係合する内歯車を、前記電動モータのアウタロータの内側端部に別体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
4. 前記電動モータのアウタロータの内径側に、車両駆動装置を収容するハウジングに対して締結されるステータを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両駆動装置。
5. 前記遊星歯車機構の遊星キャリヤは、遊星歯車を支持するキャリヤピンを介して、車両のインボード側およびアウトボード側にキャリヤフランジを有し、アウトボード側のキャリヤフランジにアウトボード側に延びる中空軸部を設け、この中空軸部の外径を前記電動モータのステータの内側に転がり軸受を介して支持することを特徴とする請求項４に記載の車両駆動装置。
6. 前記遊星歯車機構のインボード側のキャリヤフランジにインボード側に延びる軸部を設け、この軸部の外径面に、駆動輪に連結される出力歯車軸の出力歯車としての大径歯車に係合する出力側小径歯車を設けたことを特徴とする請求項４又は５に記載の車両駆動装置。
7. 前記車両駆動装置のハウジングが、センタハウジングと左右のサイドハウジングからなる３ピース構成であり、前記センタハウジングの中央部には左右を仕切る仕切り壁が設けられ、前記第１結合部材と前記第２結合部材が前記仕切り壁を貫通していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両駆動装置。
8. 前記第１結合部材と第２結合部材の内の一方の結合部材が中空軸、他方の結合部材が前記中空軸内部に挿通される軸からなる２重構造であり、前記第１結合部材および前記第２結合部材と、それぞれの結合部材が連結する遊星キャリヤとの連結がスプライン嵌合であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両駆動装置。
9. 前記第１および第２結合部材の内、内径側の結合部材の内径に給油穴を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の車両駆動装置。

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