JP2021152368A - トルクベクタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両への搭載が容易なトルクベクタリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】第１リングギヤ１３と、第１リングギヤ１３に噛み合う第１ピニオンギヤ１４と、第１ピニオンギヤ１４に一体化された第２ピニオンギヤ１５および第３ピニオンギヤ１６と、それらのピニオンギヤ１４，１５，１６を保持するキャリヤ１９と、第２ピニオンギヤ１５に噛み合いかつ第１駆動軸１７にトルクを伝達する第２リングギヤ２０と、第３ピニオンギヤ１６に噛み合いかつ第２駆動軸１８にトルクを伝達する第３リングギヤ２１とにより構成された差動機構１０を備え、第１ピニオンギヤ１４に噛み合いかつアクチュエータ２４からトルクが伝達されるサンギヤ２２を更に備え、第２ピニオンギヤ１５と第２リングギヤ２０とのギヤ比と、第３ピニオンギヤ１６と第３リングギヤ２１とのギヤ比とが、互いに異なっている。【選択図】図１

Description

この発明は、左右の駆動軸に伝達するトルクの配分（分配率）を積極的に制御するトルクベクタリング装置に関するものである。

特許文献１には、車両に搭載される駆動歯車装置の一例が記載されている。この特許文献１に記載された駆動歯車装置は、いわゆるトルクベクタリング装置であり、駆動力源の出力トルクを左右の駆動輪に分配して伝達する差動機構、および差動機構から左右の駆動輪へ伝達するトルクの分配率を制御する制御用（差動用）モータを備えている。差動機構は、二組のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている。この特許文献１の「図１」に示されている例では、二組の遊星歯車機構における各サンギヤが入力要素となり、各キャリアが出力要素となり、各リングギヤが反力要素となっている。具体的には、二組の遊星歯車機構における各サンギヤが、結合軸によって互いに連結されている。結合軸の中央部分には入力ギヤが設けられており、駆動力源からトルクが伝達される。各キャリアには、それぞれ、駆動軸（出力軸）を介して左右の駆動輪が連結されている。そして、左右のリングギヤが、反転機構（逆回転部材）を介して互いに連結されている。また、一方のリングギヤには、制御用モータがトルク伝達可能に連結されている。反転機構は、第１歯車部材と第２歯車部材とから構成されている。第１歯車部材は、一方のリングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと噛み合う第１ピニオン、軸部材、および第２ピニオンを有している。軸部材の両端に、それぞれ、第１ピニオンおよび第２ピニオンが取り付けられている。同様に、第２歯車部材は、他方のリングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと噛み合う第１ピニオン、軸部材、および第２ピニオンを有している。軸部材の両端に、それぞれ、第１ピニオンおよび第２ピニオンが取り付けられている。そして、第１歯車部材の第２ピニオンと第２歯車部材の第２ピニオンとが噛み合っている。したがって、反転機構は、左右のリングギヤの間で、一方のリングギヤに入力される制御用モータのトルクを、その回転方向を反転させて他方のリングギヤへ伝達する。

なお、上記の特許文献１の「図１９」に示されている例では、二組の遊星歯車機構における各リングギヤが入力要素となり、各キャリアが出力要素となり、各サンギヤが反力要素となっている。具体的には、二組の遊星歯車機構における各リングギヤが、結合部材によってトルク伝達可能に連結されている。結合部材は、一方のリングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと噛み合う第１ピニオン、他方のリングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと噛み合う第２ピニオン、および軸部材を有している。軸部材の両端に、それぞれ、第１ピニオンおよび第２ピニオンが取り付けられている。また、一方のリングギヤの外歯ギヤには、駆動力源からのトルクが伝達される駆動ギヤが噛み合っている。各キャリアには、それぞれ、駆動軸（出力軸）を介して左右の駆動輪が連結されている。そして、各サンギヤが、上記のような結合軸の代わりに、逆回転モータユニットを介して互いに連結されている。逆回転モータユニットは、モータと歯車機構とから構成されている。モータのロータ軸の一方の端部が、逆回転モータユニットにおける第１出力軸を形成している。ロータ軸の他方の端部にはピニオンが取り付けられており、歯車機構の第１カウンタギヤと噛み合っている。第１カウンタギヤは、カウンタギヤ軸の一方の端部に取り付けられている。カウンタギヤ軸の他方の端部には、第２カウンタギヤが取り付けられている。第２カウンタギヤは、逆回転モータユニットにおける第２出力軸が形成された回転部材の内歯ギヤと噛み合っている。第１出力軸および第２出力軸は同軸上に配置されている。第１出力軸は、一方のサンギヤに連結されている。第２出力軸は、他方のサンギヤに連結されている。したがって、逆回転モータユニットは、左右のサンギヤの間で、一方のサンギヤに入力されるモータのトルクを、その回転方向を反転させて他方のサンギヤへ伝達する。すなわち、逆回転モータユニットは、上記のような制御用モータおよび反転機構として機能する。

特許第６１２２１１９号

上記の特許文献１に記載された駆動歯車装置は、トルクベクタリング装置として車両に搭載することを想定している。車両への搭載を容易にするためには、装置の体格をできる限り小型化することが望ましい。特許文献１の「図１」に示されている例では、反転機構が左右の遊星歯車機構における各リングギヤの外周側に配置されている。また、制御用（差動用）モータも各リングギヤの外周側に配置されている。そのため、装置の径方向に体格が増大してしまう。それに対して、例えば、制御用モータとリングギヤとの間により減速比が大きい減速機構を設ければ、制御用モータを小型化できる。あるいは、制御用または差動用のより大きなトルクを得ることができる。しかしながら、新たに減速機構を設けることによって、結局、装置の体格が増大してしまうおそれがある。

一方、特許文献１の「図１９」に示されている例では、反転機構と制御モータとを兼ねる逆回転モータユニットが、左右の遊星歯車機構における各サンギヤの間に配置されている。そのため、上記の特許文献１の「図１」に示されている例と比較して、装置の径方向への大型化を抑制できる可能性がある。しかしながら、径方向への大型化を抑制しつつ、逆回転モータユニットを各サンギヤの間に配置することは容易ではない。逆回転モータユニットは、第１出力軸および第２出力軸とカウンタギヤ軸とが平行に配置された二軸構造であり、構造が複雑になっている。また、モータを小型化するため、あるいは、より大きなトルクを得るために、減速機構を設けると、更に構造が複雑になってしまう。その結果、例えば遊星歯車機構の外径の範囲内に逆回転モータユニットを収めることが困難になり、結局、装置の体格が増大してしまうおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、装置の体格を小型化して、車両への搭載が容易なトルクベクタリング装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、動力源から動力トルクが入力される入力部材と、同軸上で左右に対向して配置され、互いに相対回転可能な第１駆動軸および第２駆動軸と、前記入力部材と前記第１駆動軸および前記第２駆動軸との間で、前記入力部材に入力された前記動力トルクを前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とに分配して伝達するとともに、前記第１駆動軸と前記第２駆動軸との差動回転が可能な差動機構と、前記差動機構に制御トルクを付与して前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とのうちの一方のトルクを増加させ、他方のトルクを減少させるアクチュエータとを備えたトルクベクタリング装置において、前記差動機構は、前記入力部材から前記動力トルクが伝達される内歯歯車の第１リングギヤと、前記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤに一体化された第２ピニオンギヤおよび第３ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤ、前記第２ピニオンギヤ、および前記第３ピニオンギヤを自転および公転可能に保持するキャリヤと、前記第２ピニオンギヤに噛み合いかつ前記第１駆動軸にトルクを伝達する第２リングギヤと、前記第３ピニオンギヤに噛み合いかつ前記第２駆動軸にトルクを伝達する第３リングギヤとにより構成され、前記第１ピニオンギヤに噛み合いかつ前記アクチュエータからトルクが伝達されるサンギヤを更に備え、前記第２ピニオンギヤおよび前記第２リングギヤを含む第１歯車列のギヤ比と、前記第３ピニオンギヤおよび前記第３リングギヤを含む第２歯車列のギヤ比とが、互いに異なっていることを特徴とするものである。

この発明のトルクベクタリング装置は、差動機構を備え、その差動機構は、一体化された第１ピニオンギヤ、第２ピニオンギヤ、および第３ピニオンギヤと、第１ピニオンギヤに噛み合う第１リングギヤと、第２ピニオンギヤに噛み合う第２リングギヤと、第３ピニオンギヤに噛み合う第３リングギヤと、上記の各ピニオンギヤを自転および公転可能に保持するキャリヤとによって構成されている。したがって、差動機構を構成する各回転部材を同一の回転軸線上に配置することができる。さらに、上記の第１ピニオンギヤにサンギヤが噛み合い、そのサンギヤにアクチュエータからトルクを伝達するように構成され、そのようにサンギヤにアクチュエータからトルクを伝達することにより、第１駆動軸と第２駆動軸とのトルクを異ならせるトルクベクタリングとしての機能を奏するように構成されている。すなわち、トルクベクタリングとしての機能を奏するための構成部材も、上記差動機構と同一の回転軸線上に配置することができる。

また、差動機構は、第２ピニオンギヤおよび第２リングギヤを含む第１歯車列のギヤ比と、第３ピニオンギヤおよび第３リングギヤを含む第２歯車列のギヤ比とを異ならせることにより、入力部材から第１駆動軸と第２駆動軸とにトルクを伝達できるように構成されているため、差動回転を許容しつつ、各駆動軸にトルクを分配する差動機構の構成を簡素化することができる。

さらに、入力部材からトルクが伝達される第１リングギヤに第１ピニオンギヤを噛み合わせ、その第１ピニオンギヤにサンギヤを噛み合わせることにより、第１リングギヤ、キャリヤ、およびサンギヤによる遊星歯車機構が構成される。そのため、そのサンギヤに伝達されるトルクは、増幅されてキャリヤに伝達される。すなわち、トルク増幅機として機能する。したがって、第１駆動軸と第２駆動軸とのトルクを異ならせるためにアクチュエータに要求されるトルクを低減することができる。その結果、アクチュエータを小型化することができ、ひいてはトルクベクタリング装置を小型化することができる。

この発明のトルクベクタリング装置の一例を説明するための図である。 この発明のトルクベクタリング装置の他の例を説明するための図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置を備えた駆動装置の一例を図１に示してある。図１に示す駆動装置１は、車両の駆動装置として設けられている。この駆動装置１は、駆動力源としてのモータ２を備えている。このモータ２は、従来知られている電気自動車やハイブリッド車両の駆動力源として設けられたモータと同様に構成することができ、例えば、永久磁石式の同期モータなどを採用することができる。また、駆動力源としてのモータ２は、図示しない駆動輪の回転数を増加させるための駆動トルクに加えて、駆動輪の回転数を低下させるための制動トルクを発生させることにより、駆動輪の運動エネルギーを電力に変換する発電機としての機能を備えていてもよい。なお、駆動力源は、上記のモータ２に限らず、エンジンなどの他の駆動力源であってもよい。

上記のモータ２が、駆動装置１を収容するハウジング３に取り付けられていて、そのモータ２の出力軸４は、ハウジング３の内部を貫通して設けられ、その出力軸４がハウジング３に嵌合する部分で、出力軸４が回転可能に支持されている。すなわち、出力軸４は、両端支持されている。その出力軸４の先端には、出力軸４に制動トルクを作用させるための制動装置５が設けられている。この制動装置５は、要は、駆動輪に制動トルクを作用させるためのものであって、摩擦式のブレーキ機構などにより構成することができる。なお、上記のモータ２や制動装置５が、この発明の実施形態における「動力源」に相当し、モータ２から出力されるトルクや、制動装置５によって発生させられる制動トルクが、この発明の実施形態における「動力トルク」に相当する。

モータ２の出力軸４の中央部分には、ピニオンギヤ６が一体回転するように取り付けられており、そのピニオンギヤ６には、カウンタドリブンギヤ７が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ７は、上記出力軸４と平行に配置されたカウンタシャフト８の一方側に一体回転可能に連結されている。また、カウンタドリブンギヤ７は、ピニオンギヤ６よりも大径に形成されている。すなわち、ピニオンギヤ６とカウンタドリブンギヤ７とにより減速ギヤ対が形成されている。そのため、出力軸４のトルクが増幅されてカウンタシャフト８に伝達される。なお、カウンタシャフト８の両端は、ハウジング３に回転可能に支持されている。

カウンタシャフト８の他方側には、カウンタドライブギヤ９が一体回転可能に連結され、そのカウンタドライブギヤ９に差動機構１０が連結されている。具体的には、差動機構１０を構成する各ギヤを収容するケース１１に、外歯歯車であるリングギヤ１２が一体に形成されていて、そのリングギヤ１２がカウンタドライブギヤ９に噛み合っている。このリングギヤ１２は、カウンタドライブギヤ９よりも大径に形成されている。すなわち、カウンタドライブギヤ９とリングギヤ１２とにより減速ギヤ対が形成されている。そのため、カウンタシャフト８のトルクが増幅されてリングギヤ１２に伝達される。言い換えると、モータ２のトルクや、制動装置５のトルクが二段階に増幅されてリングギヤ１２に伝達される。なお、リングギヤ１２が、この発明の実施形態における「入力部材」に相当する。

差動機構１０は、ケース１１の内面に形成された内歯歯車（以下、第１リングギヤと記す）１３と、その第１リングギヤ１３に噛み合う第１ピニオンギヤ１４と、第１ピニオンギヤ１４と一体に形成された第２ピニオンギヤ１５および第３ピニオンギヤ１６と、それらのピニオンギヤ１４，１５，１６を自転可能に保持するとともに、後述するドライブシャフト１７，１８の回転軸線を中心として公転可能に保持するキャリヤ１９と、第２ピニオンギヤ１５に噛み合う第２リングギヤ２０と、第３ピニオンギヤ１６に噛み合う第３リングギヤ２１とにより構成されている。すなわち、差動機構１０を構成する各回転部材は、ドライブシャフト１７，１８の回転軸線を中心に自転し、または公転するように構成されている。つまり、一軸構造によって構成されている。なお、第１ピニオンギヤ１４、第２ピニオンギヤ１５、および第３ピニオンギヤ１６のセットが、キャリヤ１９の円周方向に所定の間隔を空けて複数配置されている。

また、ケース１１の底部（図１における右側の壁面）側から順に第１ピニオンギヤ１４、第２ピニオンギヤ１５、および第３ピニオンギヤ１６が形成されていて、第２ピニオンギヤ１５の歯数は、第１ピニオンギヤ１４の歯数よりも多く形成され、かつ第３ピニオンギヤ１６の歯数は、第１ピニオンギヤ１４の歯数よりも少なく形成されている。すなわち、第１ピニオンギヤ１４の歯数を基準として、第２ピニオンギヤ１５と第３ピニオンギヤ１６との歯数を大小に設定してある。図１に示す例では、第１ピニオンギヤ１４の歯数を「１８」、第２ピニオンギヤ１５の歯数を「１９」、および第３ピニオンギヤ１６の歯数を「１７」に設定してある。

さらに、各リングギヤ１３，２０，２１の歯数は、それぞれ同一に設定されるとともに、第１ピニオンギヤ１４ないし第３ピニオンギヤ１６の歯数よりも多く形成されている。図１に示す例では、それぞれのリングギヤ１３，２０，２１の歯数を「７２」に設定してある。すなわち、第１リングギヤ１３および第１ピニオンギヤ１４を含む歯車列のギヤ比と、第２リングギヤ２０および第２ピニオンギヤ１５を含む歯車列のギヤ比と、第３リングギヤ２１および第３ピニオンギヤ１６を含む歯車列のギヤ比とがそれぞれ異なっている。なお、第２リングギヤ２０および第２ピニオンギヤ１５を含む歯車列が、この発明の実施形態における「第１歯車列」に相当し、第３リングギヤ２１および第３ピニオンギヤ１６を含む歯車列が、この発明の実施形態における「第２歯車列」に相当する。

上記の第２リングギヤ２０には、ケース１１の開口部側（図１における左側）に向けて延出した円筒軸２０ａと、その円筒軸２０ａの開口端を閉じるように設けられた円板部２０ｂとが一体化されている。すなわち、第２リングギヤ２０と円筒軸２０ａと円板部２０ｂとが一体に回転する。その円板部２０ｂの回転中心に、一方のドライブシャフト（以下、左ドライブシャフトと記す）１７を介して図示しない一方の駆動輪（以下、左駆動輪と記す）が連結されている。この左ドライブシャフト１７は、ハウジング３に回転自在に支持されている。なお、左ドライブシャフト１７が、この発明の実施形態における「第１駆動軸」に相当する。

同様に、第３リングギヤ２１には、ケース１１の開口部側（図１における左側）に向けて延出した円筒軸２１ａと、その円筒軸２１ａの開口端を閉じるように設けられた円板部２１ｂとが一体化されている。すなわち、第３リングギヤ２１と円筒軸２１ａと円板部２１ｂとが一体に回転する。その円板部２１ｂの回転中心に、他方のドライブシャフト（以下、右ドライブシャフトと記す）１８を介して図示しない他方の駆動輪（以下、右駆動輪と記す）が連結されている。この右ドライブシャフト１８は、ハウジング３に回転自在に支持され、また、キャリヤ１９を構成する一方のキャリヤプレートが、右ドライブシャフト１８に回転自在に支持されている。この右ドライブシャフト１８は、回転中心軸線が、左ドライブシャフト１７の回転中心軸線と同軸となるように配置されており、また、左ドライブシャフト１７とは反対方向に延出して設けられており、この右ドライブシャフト１８が、この発明の実施形態における「第２駆動軸」に相当する。

上記の第１ピニオンギヤ１４の内側（公転中心側）には、サンギヤ２２が噛み合っている。このサンギヤ２２には、ケース１１の底面およびハウジング３を貫通するように回転軸２３が一体に形成されている。この回転軸２３は、サンギヤ２２にトルクを作用させる制御モータ２４のロータ軸であって、その先端に、制御モータ２４のロータが一体回転するように連結されている。すなわち、制御モータ２４も、上記差動機構１０を構成する回転部材と同一の軸線を中心として回転するように構成されている。つまり、差動機構１０および制御モータ２４が一軸構造によって構成されている。なお、制御モータ２４は、サンギヤ２２に作用させるトルクを制御することができればよく、上記の駆動力源としてのモータ２と同様に永久磁石式の同期モータなどの交流モータによって構成してもよく、直流モータによって構成してもよい。この制御モータ２４が、この発明の実施形態における「アクチュエータ」に相当する。

図１に示す例では、右ドライブシャフト１８は、制御モータ２４のケース２４ａを貫通して設けられており、そのケース２４ａに嵌合する部分で、回転自在に保持されている。また、回転軸２３は、右ドライブシャフト１８、ハウジング３、および制御モータ２４のケース２４ａに回転自在に保持され、その回転軸２３にケース１１および他方のキャリヤプレートが回転自在に保持されている。

上述した駆動装置１は、車両が直進走行していることにより左右の駆動輪が同一の回転数で回転している場合には、第１ピニオンギヤ１４に対して第２ピニオンギヤ１５の歯数が多いことにより、ピニオンシャフトを介してキャリヤ１９を一方向に回転させるようにトルクが作用する。それに対して、第１ピニオンギヤ１４に対して第３ピニオンギヤ１６の歯数が少ないことにより、ピニオンシャフトを介してキャリヤ１９を他方向に回転させるようにトルクが作用する。言い換えると、第２ピニオンギヤ１５および第２リングギヤ２０のギヤ比と、第３ピニオンギヤ１６および第３リングギヤ２１のギヤ比とが異なっていることにより、キャリヤ１９が、第１リングギヤ１３から入力されたトルクを第２リングギヤ２０および第３リングギヤ２１に伝達するための反力要素として機能する。その結果、キャリヤ１９は回転することなく、モータ２や制動装置５のトルクが、第２リングギヤ２０および第３リングギヤ２１に伝達される。その際に第２リングギヤ２０に伝達されるトルクと、第３リングギヤ２１に伝達されるトルクとは同一である。

それに対して、車両が旋回し始めるなどにより左右の駆動輪の回転数が異なり始めると、第２リングギヤ２０と第３リングギヤ２１との回転数の差を吸収するようにキャリヤ１９が回転し始める。そして、左右の駆動輪の回転数の差が変化しなくなった時点でのキャリヤ１９の回転数を維持する。そのように左右の駆動輪の回転数に差が生じた場合であっても、キャリヤ１９が回転することにより、上記直進走行している場合と同様に、第２ピニオンギヤ１５からキャリヤ１９に作用するトルクと、第３ピニオンギヤ１６からキャリヤ１９に作用するトルクとは対抗し、かつ同一であることにより、差動機構１０の入力要素となる第１リングギヤ１３から、第２リングギヤ２０と第３リングギヤ２１とのそれぞれに同一の大きさのトルクが伝達される。

また、図１に示す駆動装置１は、左右の駆動輪に伝達するトルクを異ならせるトルクベクタリングとしての機能を備えている。このトルクベクタリングとしての機能は、キャリヤ１９、各リングギヤ１３，２０，２１、各ピニオンギヤ１４，１５，１６、サンギヤ２２、および制御モータ２４により達成される。すなわち、キャリヤ１９、各リングギヤ１３，２０，２１、および各ピニオンギヤ１４，１５，１６は、差動機構１０の構成部材であるとともに、トルクベクタリング装置ＴＶの構成部材となっている。つまり、上記差動機構１０がトルクベクタリング装置ＴＶを兼備している。

上述したように第２ピニオンギヤ１５からキャリヤ１９に作用するトルクと、第３ピニオンギヤ１６からキャリヤ１９に作用するトルクとは対抗し、かつ同一である場合に、キャリヤ１９の回転数が維持されて、第２リングギヤ２０と第３リングギヤ２１とに同一のトルクが伝達される。言い換えると、キャリヤ１９にトルクを入力することにより、第２リングギヤ２０に一方向のトルクを作用させ、第３リングギヤ２１に他方向のトルクを作用させることができる。

そのキャリヤ１９と第２リングギヤ２０との回転数比（減速比）は、以下の式（１）によって求めることができ、キャリヤ１９と第３リングギヤ２１との回転数比（減速比）は、以下の式（２）によって求めることができる。
Ｒ２＝（１／（１−（ｚ_Ｒ１／ｚ_Ｐ１）×（ｚ_Ｐ２／ｚ_Ｒ２））） …（１）
Ｒ３＝（１／（１−（ｚ_Ｒ１／ｚ_Ｐ１）×（ｚ_Ｐ３／ｚ_Ｒ３））） …（２）

なお、上式におけるｚ_Ｒ１は、第１リングギヤ１３の歯数を示し、ｚ_Ｐ１は、第１ピニオンギヤ１４の歯数を示し、ｚ_Ｒ２は、第２リングギヤ２０の歯数を示し、ｚ_Ｐ２は、第２ピニオンギヤ１５の歯数を示し、ｚ_Ｒ３は、第３リングギヤ２１の歯数を示し、ｚ_Ｐ３は、第３ピニオンギヤ１６の歯数を示している。

したがって、図１に示す各ギヤの歯数を代入して求めると、キャリヤ１９に対する第２リングギヤ２０の減速比は、「１８」となり、キャリヤ１９に対する第３リングギヤ２１の減速比は、「−１８」となる。つまり、第２リングギヤ２０と第３リングギヤ２１とには、反対方向のトルクが伝達されることになる。すなわち、キャリヤ１９から第２リングギヤ２０に伝達されるトルクの向きと、差動機構１０の入力要素である第１リングギヤ１３から第２リングギヤ２０に伝達されるトルクの向きとが同一となるように、キャリヤ１９にトルクを入力することにより、左駆動輪のトルクを増加させ、右駆動輪のトルクを減少させることができ、それとは反対方向のトルクをキャリヤ１９に入力することにより、左駆動輪のトルクを減少させ、右駆動輪のトルクを増加させることができる。つまり、トルクベクタリングとしての機能を奏することができる。

そのため、図１に示す例では、キャリヤ１９にトルクを伝達し、またそのトルクの大きさや方向を制御するために、サンギヤ２２を介して第１ピニオンギヤ１４に制御モータ２４が連結されている。すなわち、第１リングギヤ１３、サンギヤ２２、およびキャリヤ１９によってシングルピニオン型の遊星歯車機構を構成している。このようにサンギヤ２２を設けることにより、サンギヤ２２が入力要素となり、第１リングギヤ１３が反力要素となり、キャリヤ１９が出力要素となる。

したがって、サンギヤ２２に制御モータ２４からトルクを伝達すると、キャリヤ１９には、サンギヤ２２のトルク、および第１リングギヤ１３に対するサンギヤ２２の歯数比（ｚ_Ｓ／ｚ_Ｒ１）に応じたトルクが伝達される。具体的には、サンギヤ２２のトルクをＴｓとすると、キャリヤ１９には、（ｚ_Ｓ／ｚ_Ｒ１＋１）Ｔｓで求められるトルクが入力される。図１に示す例では、サンギヤ２２の歯数ｚ_Ｓは「３６」であり、第１リングギヤ１３の歯数ｚ_Ｒ１は「７２」であるから、サンギヤ２２のトルクの３倍のトルクがキャリヤ１９に伝達される。すなわち、第１リングギヤ１３、サンギヤ２２、およびキャリヤ１９によってトルク増幅機を構成しているため、制御モータ２４から比較的小さなトルクを出力すれば、左右輪に要求されるトルク差を発生させることができる。

上述したように構成することにより、制御モータ２４からキャリヤ１９にトルクが増幅されて伝達され、また、キャリヤ１９の回転数が減速されて第２リングギヤ２０や第３リングギヤ２１に伝達される。したがって、各ドライブシャフト１７，１８に伝達するトルクを異ならせるために要求される制御モータ２４の出力トルクを小さくできる。すなわち、制御モータ２４を小型化することができる。そのため、トルクベクタリング装置ＴＶを小型化できる。

また、駆動力源としてのモータ２から各駆動輪にトルクを伝達するとともに、各駆動輪が差動回転できるように構成された差動機構の構成部材を、トルクベクタリングとして機能させるための構成部材として兼用することにより、より一層トルクベクタリング装置ＴＶを小型化することができる。さらに、それらの構成部材は、ドライブシャフト１７，１８の回転軸線を中心として回転するように設けられている。すなわち、一軸構造となっている。そのため、トルクベクタリング装置を小型化できる。

図１に示す駆動装置は、駆動力源の回転軸線が車幅方向となるいわゆる横置きタイプの駆動装置であり、駆動力源と差動機構とを一体のユニットによって構成している。一方、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置は、例えば、車両の前方に設けられた駆動力源からトルクが伝達され、左右の後輪の差動回転を許容しつつ、駆動力源のトルクを左右の後輪に伝達するように構成されていてもよい。図２は、その構成を説明するための図であり、 図２に示すトルクベクタリング装置ＴＶは、入力部材２５を備えている。入力部材２５は、所定の駆動力源が出力するトルクが入力される。入力部材２５は、後述する入力ギヤ２６が設けられた回転軸であり、各ドライブシャフト１７，１８の回転軸線と直交する回転軸線方向で、駆動装置１のハウジング３に回転可能に支持されている。

入力部材２５の一方（図２の下側）の端部には、入力ギヤ２６が取り付けられている。図２に示す例では、入力ギヤ２６は、後述するデファレンシャルリングギヤ２７と噛み合う小径のかさ歯車である。入力ギヤ２６には、入力部材２５を介して駆動力源からトルクが伝達される。入力ギヤ２６は、デファレンシャルリングギヤ２７と噛み合っている。デファレンシャルリングギヤ２７は、差動機構１０のケース１１の外周部分に設けられた大径のかさ歯車である。デファレンシャルリングギヤ２７とケース１１とは一体に回転する。入力ギヤ２６およびデファレンシャルリングギヤ２７は、例えば、ハイポイドギヤを用いて構成してもよい。なお、ケース１１から、差動機構１０を介して、左ドライブシャフト１７および右ドライブシャフト１８に至る構成は、図１で示した構成と同一である。

このように、図２に示すトルクベクタリング装置ＴＶによれば、駆動力源と別体の、トルクベクタリング機能を有する差動装置を構成できる。したがって、例えば、既製の車両における従来の差動装置と入れ替えて、トルクベクタリング機能付きの差動装置として、トルクベクタリング装置ＴＶを容易に車両に搭載することができる。

１ 駆動装置
２ モータ
３ ハウジング
４ 出力軸
５ 制動装置
６ ピニオンギヤ
７ カウンタドリブンギヤ
８ カウンタシャフト
９ カウンタドライブギヤ
１０ 差動機構
１１ ケース
１２，１３，２０，２１ リングギヤ
１４，１５，１６ ピニオンギヤ
１７ 左ドライブシャフト
１８ 右ドライブシャフト
１９ キャリヤ
２２ サンギヤ
２３ 回転軸
２４ 制御モータ
２５ 入力部材
２６ 入力ギヤ
２７ デファレンシャルリングギヤ
ＴＶ トルクベクタリング装置

Claims (1)

1. 動力源から動力トルクが入力される入力部材と、同軸上で左右に対向して配置され、互いに相対回転可能な第１駆動軸および第２駆動軸と、前記入力部材と前記第１駆動軸および前記第２駆動軸との間で、前記入力部材に入力された前記動力トルクを前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とに分配して伝達するとともに、前記第１駆動軸と前記第２駆動軸との差動回転が可能な差動機構と、前記差動機構に制御トルクを付与して前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とのうちの一方のトルクを増加させ、他方のトルクを減少させるアクチュエータとを備えたトルクベクタリング装置において、
   前記差動機構は、
   前記入力部材から前記動力トルクが伝達される内歯歯車の第１リングギヤと、前記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤに一体化された第２ピニオンギヤおよび第３ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤ、前記第２ピニオンギヤ、および前記第３ピニオンギヤを自転および公転可能に保持するキャリヤと、前記第２ピニオンギヤに噛み合いかつ前記第１駆動軸にトルクを伝達する第２リングギヤと、前記第３ピニオンギヤに噛み合いかつ前記第２駆動軸にトルクを伝達する第３リングギヤとにより構成され、
   前記第１ピニオンギヤに噛み合いかつ前記アクチュエータからトルクが伝達されるサンギヤを更に備え、
   前記第２ピニオンギヤおよび前記第２リングギヤを含む第１歯車列のギヤ比と、前記第３ピニオンギヤおよび前記第３リングギヤを含む第２歯車列のギヤ比とが、互いに異なっている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。

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