JP2023067198A - トルクベクタリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置全体の大型化を抑制できるトルクベクタリング装置を実現する。【解決手段】トルクベクタリング装置は、入力ギヤ(15)に噛み合う第1ピニオンギヤ(36)と第1出力ギヤ(22)に噛み合う第2ピニオンギヤ(37)と第2出力ギヤ(27)に噛み合う第3ピニオンギヤ(38)とが一体化されたピニオンギヤユニット(34)を備える。第1出力ギヤ(22)の歯数と第2出力ギヤ(27)の歯数とが同一である。入力ギヤ(15)の歯数が、偶数であって、第1出力ギヤ(22)及び第2出力ギヤ(27)の歯数と異なる。第1ピニオンギヤ(36)、第2ピニオンギヤ(37)、及び第3ピニオンギヤ(38)の歯数が、整数の減速比よりも小さい。【選択図】図4
Description
本発明は、トルクベクタリング装置に関する。
左右の車輪に伝達される駆動力の配分を調整することができるトルクベクタリング装置が利用されている。このようなトルクベクタリング装置の一例が、特開2021-38785号公報(特許文献1)の図1等に開示されている。特許文献1のトルクベクタリング装置は、駆動源(電気モータ8)の駆動力を左右の車輪に分配して伝達する差動機構(差動機構2)と、差動機構から左右の車輪へ伝達する駆動力の配分を制御する制御アクチュエータ(アクチュエータ5)とを備えている。
差動機構は、駆動源に駆動連結された入力ギヤ(動力入力要素17)と、第1車輪に駆動連結された第1出力ギヤ(第1動力出力要素18)と、第2車輪に駆動連結された第2出力ギヤ(第2動力出力要素)と、入力ギヤに噛み合う第1ピニオンギヤ(第3プラネタリギヤ24)、第1出力ギヤに噛み合う第2ピニオンギヤ(第1プラネタリギヤ22)、及び第2出力ギヤに噛み合う第3ピニオンギヤ(第2プラネタリギヤ23)が一体化されたピニオンギヤユニットを回転自在に支持するキャリヤ(キャリア28)とを備えている。
特許文献1のトルクベクタリング装置では、必要な減速比を確保しながら、第1ピニオンギヤに対する第2ピニオンギヤ及び第3ピニオンギヤの歯数差を利用して左右の車輪に伝達される駆動力に差を生み出している。但し、このような構成では、ピニオンギヤユニットを構成する各ピニオンギヤの歯数が多くなり、装置全体の大型化に繋がるという課題があった。
そこで、装置全体の大型化を抑制できるトルクベクタリング装置の実現が望まれる。
本開示に係るトルクベクタリング装置は、
駆動源に駆動連結される入力部材と、
第1車輪に駆動連結される第1出力部材と、
前記第1出力部材と同軸上に配置され、第2車輪に駆動連結される第2出力部材と、
前記入力部材と一体的に回転するように連結された入力ギヤと、
前記第1出力部材と一体的に回転するように連結された第1出力ギヤと、
前記第2出力部材と一体的に回転するように連結された第2出力ギヤと、
前記入力ギヤに噛み合う第1ピニオンギヤ、前記第1出力ギヤに噛み合う第2ピニオンギヤ、及び前記第2出力ギヤに噛み合う第3ピニオンギヤを備え、前記第1ピニオンギヤと前記第2ピニオンギヤと前記第3ピニオンギヤとが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニットと、
前記ピニオンギヤユニットを回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータにより回転駆動されるキャリヤと、を備え、
前記第1出力ギヤの歯数と前記第2出力ギヤの歯数とが同一であり、
前記入力ギヤの歯数が、偶数であって、前記第1出力ギヤ及び前記第2出力ギヤの歯数と異なり、
前記第1出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第1減速比と、前記第2出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第2減速比とが、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数に設定され、
前記第1ピニオンギヤ、前記第2ピニオンギヤ、及び前記第3ピニオンギヤの歯数が、前記第1減速比及び前記第2減速比の絶対値よりも小さい。
駆動源に駆動連結される入力部材と、
第1車輪に駆動連結される第1出力部材と、
前記第1出力部材と同軸上に配置され、第2車輪に駆動連結される第2出力部材と、
前記入力部材と一体的に回転するように連結された入力ギヤと、
前記第1出力部材と一体的に回転するように連結された第1出力ギヤと、
前記第2出力部材と一体的に回転するように連結された第2出力ギヤと、
前記入力ギヤに噛み合う第1ピニオンギヤ、前記第1出力ギヤに噛み合う第2ピニオンギヤ、及び前記第2出力ギヤに噛み合う第3ピニオンギヤを備え、前記第1ピニオンギヤと前記第2ピニオンギヤと前記第3ピニオンギヤとが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニットと、
前記ピニオンギヤユニットを回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータにより回転駆動されるキャリヤと、を備え、
前記第1出力ギヤの歯数と前記第2出力ギヤの歯数とが同一であり、
前記入力ギヤの歯数が、偶数であって、前記第1出力ギヤ及び前記第2出力ギヤの歯数と異なり、
前記第1出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第1減速比と、前記第2出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第2減速比とが、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数に設定され、
前記第1ピニオンギヤ、前記第2ピニオンギヤ、及び前記第3ピニオンギヤの歯数が、前記第1減速比及び前記第2減速比の絶対値よりも小さい。
この構成によれば、第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤ、及び第3ピニオンギヤの歯数を第1減速比及び第2減速比の絶対値よりも小さくすることで、各ピニオンギヤの歯数を小さく抑えやすい。これにより、各ピニオンギヤを小径に形成することができ、その結果、装置全体の大型化を抑制することができる。
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
トルクベクタリング装置の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のトルクベクタリング装置1は、車両用駆動装置100に備えられ、左右一対の車輪W1,W2に伝達される駆動力の配分を調整するための装置である。
図1に示すように、車両用駆動装置100は、駆動源PSと、駆動源PSに駆動連結されたトルクベクタリング装置1とを備えている。トルクベクタリング装置1は、駆動源PSと一対の車輪W1,W2との動力伝達経路に設けられている。本実施形態の車両用駆動装置100は、カウンタギヤ機構Cをさらに備えている。カウンタギヤ機構Cは、上記動力伝達経路における駆動源PSとトルクベクタリング装置1との間に設けられている。駆動源PS、カウンタギヤ機構C、及びトルクベクタリング装置1は、図示が省略されている駆動装置ケース内に収容されている。
本実施形態において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態や、2つの回転要素が1つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト、チェーン等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれても良い。
駆動源PSは、第1軸X1上に配置されている。カウンタギヤ機構Cは、第1軸X1とは異なる第2軸X2上に配置されている。トルクベクタリング装置1は、その主要部(少なくとも後述する差動機構30)が、第1軸X1及び第2軸X2とは異なる第3軸X3上に配置されている。また、トルクベクタリング装置1の一対の出力部材(第1出力部材20,第2出力部材25)は、車両用駆動装置100の一対の出力部材も兼ねており、第3軸X3上に配置されている。
これらの第1軸X1、第2軸X2、及び第3軸X3は、互いに異なる仮想軸であり、互いに平行に配置されている。本実施形態では、これらの第1軸X1、第2軸X2、及び第3軸X3に平行な方向を「軸方向L」とする。そして、軸方向Lの一方側(本例では第1出力部材20が配置される側)を「軸方向第1側L1」とするとともに、その反対側である軸方向Lの他方側(第2出力部材25が配置される側)を「軸方向第2側L2」とする。
駆動源PSは、一対の車輪W1,W2を駆動するための動力源である。本実施形態では、駆動源PSとして、第1回転電機MGが用いられている。第1回転電機MGは、非回転部材(例えば駆動装置ケース、以下同様。)に固定された第1ステータStと、この第1ステータStの径方向内側に回転自在に支持された第1ロータRoとを備えている。第1ロータRoには、軸方向Lに沿って延在する第1ロータ軸Axが一体的に回転するように連結されている。第1ロータ軸Axは、第1ロータRoから軸方向第1側L1に向かって延出している。この。第1ロータ軸Axにおける軸方向第1側L1の端部に、第1ロータ出力ギヤGoが形成されている。
本実施形態において、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いる。
駆動源PS(第1回転電機MG)は、カウンタギヤ機構Cに駆動連結されている。カウンタギヤ機構Cは、カウンタ入力ギヤCiと、カウンタ出力ギヤCoと、これらを連結するカウンタ軸Cxとを有する。カウンタ入力ギヤCiは、第1ロータ出力ギヤGoに噛み合っている。カウンタ出力ギヤCoは、本実施形態ではカウンタ入力ギヤCiに対して軸方向第2側L2に配置されている。また、カウンタ出力ギヤCoは、カウンタ入力ギヤCiよりも小径に形成されている。カウンタ出力ギヤCoは、トルクベクタリング装置1に駆動連結されている。こうして、駆動源PS(第1回転電機MG)が、カウンタギヤ機構Cを介してトルクベクタリング装置1に駆動連結されている。
図1及び図2に示すように、トルクベクタリング装置1は、入力部材10と、第1出力部材20と、第2出力部材25と、差動機構30と、差動機構30を収容するケース40とを備えている。また、トルクベクタリング装置1には、制御アクチュエータ5が駆動連結されている。本実施形態では、差動機構30に含まれるキャリヤ39に、制御アクチュエータ5が駆動連結され、当該制御アクチュエータ5からのトルクが伝達されるようになっている。
入力部材10は、駆動源PSに駆動連結される。本実施形態では、入力部材10は、カウンタギヤ機構Cを介して、駆動源PSとしての第1回転電機MGに駆動連結される。入力部材10は、全体として環状に形成されている。また、入力部材10は、外周部11と、内周部14と、これらを径方向に連結する中央連結部17とを有している。外周部11、内周部14、及び中央連結部17は一体的に形成されている。外周部11は、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。外周部11の外周面には、外歯の外周ギヤ12が形成されている。外周ギヤ12は、外周部11における軸方向Lの全域に形成されている。内周部14は、外周部11よりも短い軸方向長さを有し、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。内周部14の内周面には、内歯の入力ギヤ15が形成されている。入力ギヤ15は、内周部14における軸方向Lの全域に形成されている。この入力ギヤ15は、差動機構30の第1リングギヤ31を兼ねている。
中央連結部17は、径方向及び周方向に沿って延在する円環板状に形成されている。本実施形態では、中央連結部17は、外周部11及び内周部14のそれぞれの軸方向Lの中央部どうしを径方向に連結している。中央連結部17は、軸方向Lに貫通する挿通孔17bを有している。この挿通孔17bには、締結部材49の軸部が挿通される。この中央連結部17に対して径方向外側であって、径方向視で中央連結部17と重複する位置に外周ギヤ12が配置されている。また、中央連結部17に対して径方向内側であって、径方向視で中央連結部17と重複する位置に入力ギヤ15が配置されている。こうして、入力ギヤ15と外周ギヤ12とが、径方向視で互いに重複する位置に配置されている。
本実施形態において、2つの部材の配置に関して「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の両方に交わる領域が存在することを意味する。
第1出力部材20は、第1車輪W1に駆動連結されている。第1出力部材20は、入力部材10に対して軸方向第1側L1に配置されている。第1出力部材20は、第1外周筒状部21と、第1連結部23と、第1内周筒状部24とを有している。第1連結部23と第1内周筒状部24とは一体的に形成されており、これらと第1外周筒状部21とが一体的に回転するように連結されている。第1外周筒状部21は、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。第1外周筒状部21は、同じく円筒状に形成された入力部材10の内周部14と軸方向Lに並んで配置されている。第1外周筒状部21の内周面には、内歯の第1出力ギヤ22が形成されている。この第1出力ギヤ22は、差動機構30の第2リングギヤ32を兼ねている。
第1連結部23は、径方向及び周方向に沿って延在する円環板状に形成されている。第1連結部23は、第1外周筒状部21における軸方向第1側L1の部分に連結されている。第1内周筒状部24は、第1連結部23の径方向内側の端部から軸方向第1側L1に延びている。第1内周筒状部24は、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。第1内周筒状部24は、第1車輪W1と一体的に回転するように連結されている。
第2出力部材25は、第1出力部材20と同軸上に配置されており、第2車輪W2に駆動連結されている。第2出力部材25は、入力部材10に対して軸方向第2側L2に配置されている。第2出力部材25は、第2外周筒状部26と、第2連結部28と、第2内周筒状部29とを有している。第2連結部28と第2内周筒状部29とは一体的に形成されており、これらと第2外周筒状部26とが一体的に回転するように連結されている。第2外周筒状部26は、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。第2外周筒状部26は、同じく円筒状に形成された入力部材10の内周部14と軸方向Lに並んで配置されている。第2外周筒状部26の内周面には、内歯の第2出力ギヤ27が形成されている。この第2出力ギヤ27は、差動機構30の第3リングギヤ33を兼ねている。
第2連結部28は、径方向及び周方向に沿って延在する円環板状に形成されている。第2連結部28は、第2外周筒状部26における軸方向第2側L2の部分に連結されている。第2内周筒状部29は、第2連結部28の径方向内側の端部から軸方向第2側L2に延びている。第2内周筒状部29は、軸方向L及び周方向に沿って延在する円筒状に形成されている。第2内周筒状部29は、第2車輪W2と一体的に回転するように連結されている。
差動機構30は、4つの回転要素を有している。本実施形態の差動機構30は、4つの回転要素として、第1リングギヤ31と、第2リングギヤ32と、第3リングギヤ33と、キャリヤ39とを有している。第1リングギヤ31は、上述したように入力ギヤ15を兼ねており、入力部材10と一体的に回転するように連結されている。第2リングギヤ32は、第1出力ギヤ22を兼ねており、第1出力部材20と一体的に回転するように連結されている。第3リングギヤ33は、第2出力ギヤ27を兼ねており、第2出力部材25と一体的に回転するように連結されている。
第1リングギヤ31(入力ギヤ15)は、軸方向Lにおける第2リングギヤ32(第1出力ギヤ22)と第3リングギヤ33(第2出力ギヤ27)との間に配置されている。第2リングギヤ32は、第1リングギヤ31に対して軸方向第1側L1に隣接して配置されている。第3リングギヤ33は、第1リングギヤ31に対して軸方向第2側L2に隣接して配置されている。
キャリヤ39は、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニット34を回転自在に支持している。ここで、ピニオンギヤユニット34は、入力部材10、第1外周筒状部21、及び第2外周筒状部26に亘るように軸方向Lに延びる円筒状の中空軸35を有している。そして、その中空軸35の外周面に、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが形成されている。第1ピニオンギヤ36は、第1リングギヤ31(入力ギヤ15)に対して径方向の内側から噛み合っている。第2ピニオンギヤ37は、第2リングギヤ32(第1出力ギヤ22)に対して径方向の内側から噛み合っている。第3ピニオンギヤ38は、第3リングギヤ33(第2出力ギヤ27)に対して径方向の内側から噛み合っている。
第1リングギヤ31、第2リングギヤ32、及び第3リングギヤ33の配列に対応して、第1ピニオンギヤ36は、軸方向Lにおける第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38との間に配置されている。第2ピニオンギヤ37は、第1ピニオンギヤ36に対して軸方向第1側L1に隣接して配置されている。第3ピニオンギヤ38は、第1ピニオンギヤ36に対して軸方向第2側L2に隣接して配置されている。
ピニオンギヤユニット34は、キャリヤ39に固定されたピニオン軸39Aに外挿されており、ピニオン軸39Aに対して回転自在に支持されている。ピニオン軸39Aとそれに回転自在に支持されたピニオンギヤユニット34との組は、1組だけであっても良いし、複数組あっても良い。本実施形態では、ピニオン軸39Aとピニオンギヤユニット34との組が、複数組、周方向に均等に分散して設けられている。
ここで、入力ギヤ15の歯数を「Zc1」とし、第1出力ギヤ22の歯数を「Zc2」とし、第2出力ギヤ27の歯数を「Zc3」とする。また、第1ピニオンギヤ36の歯数を「Zp1」とし、第2ピニオンギヤ37の歯数を「Zp2」とし、及び第3ピニオンギヤ38の歯数を「Zp3」とする。そして、入力ギヤ15の歯数Zc1に対する第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1の比を第1ギヤ比T1とし、第1出力ギヤ22の歯数Zc2に対する第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2の比を第2ギヤ比T2とし、第2出力ギヤ27の歯数Zc3に対する第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3の比を第3ギヤ比T3とする。すると、本実施形態では、第1ギヤ比T1が、第2ギヤ比T2と第3ギヤ比T3との間の値に設定されている。
このように、
入力ギヤ15に対する第1ピニオンギヤ36のギヤ比を第1ギヤ比T1とし、第1出力ギヤ22に対する第2ピニオンギヤ37のギヤ比を第2ギヤ比T2とし、第2出力ギヤ27に対する第3ピニオンギヤ38のギヤ比を第3ギヤ比T3として、第1ギヤ比T1が第2ギヤ比T2と第3ギヤ比T3との間の値に設定されている。
入力ギヤ15に対する第1ピニオンギヤ36のギヤ比を第1ギヤ比T1とし、第1出力ギヤ22に対する第2ピニオンギヤ37のギヤ比を第2ギヤ比T2とし、第2出力ギヤ27に対する第3ピニオンギヤ38のギヤ比を第3ギヤ比T3として、第1ギヤ比T1が第2ギヤ比T2と第3ギヤ比T3との間の値に設定されている。
この構成によれば、制御アクチュエータ5を回転駆動して、第1車輪W1に伝達される駆動力と第2車輪W2に伝達される駆動力との配分を調整することができる。よって、トルクベクタリング装置1としての適正な機能を確保することができる。
入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のそれぞれのより具体的な歯数設定に関しては、後述する。
本実施形態では、入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、ピニオンギヤユニット34、及びキャリヤ39は、ケース40に収容されている。このケース40は、駆動装置ケースとは異なり、回転部材となっている。本実施形態では、ケース40は、非回転部材としての駆動装置ケースに対して回転自在に支持されている。
図2及び図3に示すように、本実施形態のケース40は、第1ケース部材41と第2ケース部材46とを有している。第1ケース部材41と第2ケース部材46とは、入力部材10に対して軸方向Lの両側に分かれて配置されている。本実施形態では、第1ケース部材41が入力部材10に対して軸方向第1側L1に配置され、第2ケース部材46が入力部材10に対して軸方向第2側L2に配置されている。
第1ケース部材41は、第1筒状部42と、第1フランジ部43とを備えている。これらは、一体的に形成されている。第1筒状部42は、軸方向Lに沿う筒状に形成されている。第1筒状部42は、第1出力部材20の第1外周筒状部21の径方向外側に、当該第1外周筒状部21と同心状に配置されている。第1筒状部42は、第1出力ギヤ22に対して軸方向第1側L1の部分(本例では、軸方向第1側L1の端部)で、第1軸受71によって径方向内側から回転自在に支持されている。
第1フランジ部43は、第1筒状部42の軸方向第2側L2の端部から径方向外側に突出するように形成されている。第1フランジ部43は、径方向及び周方向に延在する円環板状に形成されている。第1フランジ部43は、軸方向第2側L2を向く第1端面43aを有している。また、第1フランジ部43は、軸方向Lに貫通する挿通孔43bを有している。この挿通孔43bには、締結部材49の軸部が挿通される。
第2ケース部材46は、第2筒状部47と、第2フランジ部48とを備えている。これらは、一体的に形成されている。第2筒状部47は、軸方向Lに沿う筒状に形成されている。第2筒状部47は、第2出力部材25の第2外周筒状部26の径方向外側に、当該第2外周筒状部26と同心状に配置されている。本実施形態では、第2筒状部47は、第2外周筒状部26の径方向外側に、間に円筒状のキャリヤ連結部材69が同心状に配置される状態で、第2外周筒状部26及びキャリヤ連結部材69と同心状に配置されている。第2筒状部47は、第2出力ギヤ27に対して軸方向第2側L2の部分(本例では、軸方向第2側L2の端部)で、第2軸受72によって径方向内側から回転自在に支持されている。
このように、
第1筒状部42における第1出力ギヤ22に対して軸方向第1側L1の部分を径方向の内側から支持する第1軸受71と、
第2筒状部47における第2出力ギヤ27に対して軸方向第2側L2の部分を径方向の内側から支持する第2軸受72と、
を備える。
第1筒状部42における第1出力ギヤ22に対して軸方向第1側L1の部分を径方向の内側から支持する第1軸受71と、
第2筒状部47における第2出力ギヤ27に対して軸方向第2側L2の部分を径方向の内側から支持する第2軸受72と、
を備える。
この構成によれば、ケース40の支持と、第1出力ギヤ22及び第2出力ギヤ27の支持を適切に行うことができる。
第2フランジ部48は、第2筒状部47の軸方向第1側L1の端部から径方向外側に突出するように形成されている。第2フランジ部48は、径方向及び周方向に延在する円環板状に形成されている。第2フランジ部48は、軸方向第1側L1を向く第2端面48aを有している。また、第2フランジ部48は、軸方向Lに沿う締結孔48bを有している。本例では、締結孔48bの内周面に雌ねじが形成されている。そして、この締結孔48bに、締結部材49の軸部が螺合される。
本実施形態において回転部材であるケース40は、入力部材10と一体的に連結されている。本実施形態では、入力部材10が第1ケース部材41と第2ケース部材46との軸方向Lの間に挟まれた状態で、入力部材10と第1ケース部材41と第2ケース部材46とが一体的に連結されている。より具体的には、入力部材10の中央連結部17に対して、第1ケース部材41の第1フランジ部43の第1端面43aが軸方向第1側L1から当接し、第2ケース部材46の第2フランジ部48の第2端面48aが軸方向第1側L1から当接している。そしてその状態で、入力部材10(中央連結部17)と第1ケース部材41(第1フランジ部43)と第2ケース部材46(第2フランジ部48)とが締結部材49により締結されて共締めされている。締結部材49の軸部が、第1フランジ部43の挿通孔43bと中央連結部17の挿通孔17bとに挿通され、第2フランジ部48の締結孔48bに螺合されて、3つの部材が一体化されている。
このように、
トルクベクタリング装置1は、
駆動源PSに駆動連結される入力部材10と、
第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材20と、
第1出力部材20と同軸上に配置され、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材25と、
入力部材10と一体的に回転するように連結された内歯の入力ギヤ15と、
第1出力部材20と一体的に回転するように連結された内歯の第1出力ギヤ22と、
第2出力部材25と一体的に回転するように連結された内歯の第2出力ギヤ27と、
入力ギヤ15に対して径方向の内側から噛み合う第1ピニオンギヤ36、第1出力ギヤ22に対して径方向の内側から噛み合う第2ピニオンギヤ37、及び第2出力ギヤ27に対して径方向の内側から噛み合う第3ピニオンギヤ38を備え、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニット34と、
ピニオンギヤユニット34を回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータ5からのトルクが伝達されるキャリヤ39と、
入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、ピニオンギヤユニット34、及びキャリヤ39を収容するケース40と、を備え、
入力ギヤ15に対する第1ピニオンギヤ36のギヤ比を第1ギヤ比T1とし、第1出力ギヤ22に対する第2ピニオンギヤ37のギヤ比を第2ギヤ比T2とし、第2出力ギヤ27に対する第3ピニオンギヤ38のギヤ比を第3ギヤ比T3として、第1ギヤ比T1が第2ギヤ比T2と第3ギヤ比T3との間の値に設定され、
入力ギヤ15が、軸方向Lにおける第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27との間に配置され、
ケース40は、入力部材10に対して軸方向Lの両側に分かれて配置された第1ケース部材41及び第2ケース部材46を備え、
入力部材10が第1ケース部材41と第2ケース部材46との軸方向Lの間に挟まれた状態で、入力部材10と第1ケース部材41と第2ケース部材46とが一体的に連結されるように締結部材49により共締めされている。
トルクベクタリング装置1は、
駆動源PSに駆動連結される入力部材10と、
第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材20と、
第1出力部材20と同軸上に配置され、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材25と、
入力部材10と一体的に回転するように連結された内歯の入力ギヤ15と、
第1出力部材20と一体的に回転するように連結された内歯の第1出力ギヤ22と、
第2出力部材25と一体的に回転するように連結された内歯の第2出力ギヤ27と、
入力ギヤ15に対して径方向の内側から噛み合う第1ピニオンギヤ36、第1出力ギヤ22に対して径方向の内側から噛み合う第2ピニオンギヤ37、及び第2出力ギヤ27に対して径方向の内側から噛み合う第3ピニオンギヤ38を備え、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニット34と、
ピニオンギヤユニット34を回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータ5からのトルクが伝達されるキャリヤ39と、
入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、ピニオンギヤユニット34、及びキャリヤ39を収容するケース40と、を備え、
入力ギヤ15に対する第1ピニオンギヤ36のギヤ比を第1ギヤ比T1とし、第1出力ギヤ22に対する第2ピニオンギヤ37のギヤ比を第2ギヤ比T2とし、第2出力ギヤ27に対する第3ピニオンギヤ38のギヤ比を第3ギヤ比T3として、第1ギヤ比T1が第2ギヤ比T2と第3ギヤ比T3との間の値に設定され、
入力ギヤ15が、軸方向Lにおける第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27との間に配置され、
ケース40は、入力部材10に対して軸方向Lの両側に分かれて配置された第1ケース部材41及び第2ケース部材46を備え、
入力部材10が第1ケース部材41と第2ケース部材46との軸方向Lの間に挟まれた状態で、入力部材10と第1ケース部材41と第2ケース部材46とが一体的に連結されるように締結部材49により共締めされている。
この構成によれば、第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27とが入力ギヤ15を挟んで軸方向Lの反対側に配置されるので、入力ギヤ15からの反力トルクを当該入力ギヤ15に対して軸方向Lの両側で受けることになり、ピニオンギヤユニット34のねじれ量を小さく抑えることができる。これにより、キャリヤ39に作用するねじれ量も小さく抑えることができ、その結果、キャリヤ39の剛性を高める必要性が低くなる。よって、キャリヤ39ひいてはトルクベクタリング装置1全体の大型化を抑制することができる。また、入力部材10が第1ケース部材41と第2ケース部材46との間に挟まれた状態で締結部材49により共締めされていることにより、入力ギヤ15を、軸方向Lにおける第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27との間に配置しつつ、入力部材10とケース40とを一体的に連結した構成を適切に実現することができる。
また、
第1ケース部材41は、軸方向Lに沿う筒状に形成された第1筒状部42と、第1筒状部42の軸方向第2側L2の端部から径方向外側に突出するように形成された第1フランジ部43と、を備え、
第2ケース部材46は、軸方向Lに沿う筒状に形成された第2筒状部47と、第2筒状部47の軸方向第1側L1の端部から径方向外側に突出するように形成された第2フランジ部48と、を備え、
第1フランジ部43の軸方向第2側L2を向く面が第1端面43aであり、
第2フランジ部48の軸方向第1側L1を向く面が第2端面48aであり、
中央連結部17は、径方向及び周方向に沿って延在する円環板状に形成され、
締結部材49は、中央連結部17と第1フランジ部43と第2フランジ部48とを締結している。
第1ケース部材41は、軸方向Lに沿う筒状に形成された第1筒状部42と、第1筒状部42の軸方向第2側L2の端部から径方向外側に突出するように形成された第1フランジ部43と、を備え、
第2ケース部材46は、軸方向Lに沿う筒状に形成された第2筒状部47と、第2筒状部47の軸方向第1側L1の端部から径方向外側に突出するように形成された第2フランジ部48と、を備え、
第1フランジ部43の軸方向第2側L2を向く面が第1端面43aであり、
第2フランジ部48の軸方向第1側L1を向く面が第2端面48aであり、
中央連結部17は、径方向及び周方向に沿って延在する円環板状に形成され、
締結部材49は、中央連結部17と第1フランジ部43と第2フランジ部48とを締結している。
この構成によれば、入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、ピニオンギヤユニット34、及びキャリヤ39がケース40内に収容されるとともに、入力部材10が第1ケース部材41と第2ケース部材46とで挟まれて締結部材49により共締めされた構成を、適切に実現できる。
本実施形態では、第1ケース部材41の第1フランジ部43と第2ケース部材46の第2フランジ部48との軸方向Lの間に挟まれて配置された中央連結部17が、「被固定部」に相当する。また、入力部材10と第1ケース部材41と第2ケース部材46とが一体化された状態で、外周ギヤ12が形成されている入力部材10の外周部11はケース40の外に配置され、入力ギヤ15が形成されている内周部14はケース40の中に配置される。本実施形態では、入力部材10の外周部11が「ケース40の外側に配置された部分」に相当し、内周部14が「ケース40の内側に配置された部分」に相当する。
このように、
入力部材10は環状に形成され、
入力部材10における、ケース40の内側に配置された部分の内周面に入力ギヤ15が形成されている。
入力部材10は環状に形成され、
入力部材10における、ケース40の内側に配置された部分の内周面に入力ギヤ15が形成されている。
この構成によれば、入力部材10と入力ギヤ15とが1つの部材により一体的に形成されることとなり、これらの部材の簡素化を図ることができる。
また、
入力部材10における、ケース40の外側に配置された部分の外周面に外周ギヤ12が形成され、
径方向視で入力ギヤ15と重複する位置に外周ギヤ12が配置されている。
入力部材10における、ケース40の外側に配置された部分の外周面に外周ギヤ12が形成され、
径方向視で入力ギヤ15と重複する位置に外周ギヤ12が配置されている。
この構成によれば、入力部材10と外周ギヤ12とが1つの部材により一体的に形成されることとなり、これらの部材の簡素化を図ることができる。また、外周ギヤ12と入力ギヤ15との軸方向Lの配置領域を重ねることで、トルクベクタリング装置1を軸方向Lに小型化することができる。
また、
第1ケース部材41は、入力部材10に対して軸方向Lの一方側である軸方向第1側L1に配置され、第2ケース部材46は、入力部材10に対して軸方向Lの他方側である軸方向第2側L2に配置され、
入力部材10は、第1ケース部材41の軸方向第2側L2の端面である第1端面43aと第2ケース部材46の軸方向第1側L1の端面である第2端面48aとの軸方向Lの間に挟まれて配置された中央連結部17を備え、
中央連結部17に対して径方向内側であって、径方向視で中央連結部17と重複する位置に入力ギヤ15が配置されている。
第1ケース部材41は、入力部材10に対して軸方向Lの一方側である軸方向第1側L1に配置され、第2ケース部材46は、入力部材10に対して軸方向Lの他方側である軸方向第2側L2に配置され、
入力部材10は、第1ケース部材41の軸方向第2側L2の端面である第1端面43aと第2ケース部材46の軸方向第1側L1の端面である第2端面48aとの軸方向Lの間に挟まれて配置された中央連結部17を備え、
中央連結部17に対して径方向内側であって、径方向視で中央連結部17と重複する位置に入力ギヤ15が配置されている。
この構成によれば、中央連結部17と入力ギヤ15との軸方向Lの配置領域を重ねることで、トルクベクタリング装置1を軸方向Lに小型化することができる。
図1及び図2に示すように、差動機構30を構成するキャリヤ39は、制御アクチュエータ5に駆動連結されている。本実施形態では、制御アクチュエータ5として、第2回転電機50が用いられている。本実施形態では、第2回転電機50は、差動機構30と同軸となる、第3軸X3上に配置されている。第2回転電機50は、非回転部材に固定された第2ステータ51と、この第2ステータ51の径方向内側に回転自在に支持された第2ロータ52とを備えている。制御アクチュエータ5としての第2回転電機50のトルクがキャリヤ39に伝達され、当該キャリヤ39が回転駆動されることで、差動機構30から一対の出力部材(第1出力部材20,第2出力部材25)に伝達される駆動力の配分を調整することができる。
本実施形態では、制御アクチュエータ5(第2回転電機50)とキャリヤ39との動力伝達経路に、連れ回り規制機構60が設けられている。連れ回り規制機構60は、本実施形態では2つの遊星歯車機構を組み合わせて構成されている。連れ回り規制機構60は、第1の遊星歯車機構に属する第1サンギヤ61、第1リングギヤ63、及び第1キャリヤ67と、第2の遊星歯車機構に属する第2サンギヤ62、第2リングギヤ64、及び第2キャリヤ68とを備えている。
第1サンギヤ61は、制御アクチュエータ5としての第2回転電機50の第2ロータ52に駆動連結されている。第2サンギヤ62は、非回転部材に固定されている。第1リングギヤ63と第2リングギヤ64とは、一体回転するように連結されている。本実施形態では、第1リングギヤ63及び第2リングギヤ64は、一体の共通リングギヤとして構成されている。第1キャリヤ67は、第1サンギヤ61及び第1リングギヤ63の両方に噛み合う複数の第1ピニオンギヤ65を回転自在に支持している。第1キャリヤ67は、キャリヤ連結部材69を介して、差動機構30のキャリヤ39に駆動連結されている。第2キャリヤ68は、第2サンギヤ62及び第2リングギヤ64の両方に噛み合う複数の第2ピニオンギヤ66を回転自在に支持している。第2キャリヤ68は、第2ケース部材46に駆動連結されている。
連れ回り規制機構60は、第1出力ギヤ22(第1車輪W1)と第2出力ギヤ27(第2車輪W2)とが差回転を有する場合に、制御アクチュエータ5とキャリヤ39との間で実際に駆動力を伝達可能とする。一方、連れ回り規制機構60は、第1出力ギヤ22(第1車輪W1)と第2出力ギヤ27(第2車輪W2)とが同期回転する場合には、制御アクチュエータ5とキャリヤ39との間の駆動力の伝達を遮断する。こうして、連れ回り規制機構60は、第1出力ギヤ22(第1車輪W1)と第2出力ギヤ27(第2車輪W2)との差回転がない状態で、キャリヤ39の回転が制御アクチュエータ5としての第2回転電機50に伝達されることを規制する機能を果たす。
本実施形態では、連れ回り規制機構60は、ケース40の中に収容されている。連れ回り規制機構60は、差動機構30(入力ギヤ15を兼ねる第1リングギヤ31、第1出力ギヤ22を兼ねる第2リングギヤ32、第2出力ギヤ27を兼ねる第3リングギヤ33、ピニオンギヤユニット34、及びキャリヤ39)と共に、ケース40の中に収容されている。連れ回り規制機構60は、差動機構30に対して軸方向第2側L2に配置されており、第2ケース部材46の内側空間に配置されている。
このように、
制御アクチュエータ5とキャリヤ39との動力伝達経路に、第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27との差回転がない状態で、キャリヤ39の回転が制御アクチュエータ5に伝達されることを規制する連れ回り規制機構60が設けられ、
連れ回り規制機構60がケース40内に収容されている。
制御アクチュエータ5とキャリヤ39との動力伝達経路に、第1出力ギヤ22と第2出力ギヤ27との差回転がない状態で、キャリヤ39の回転が制御アクチュエータ5に伝達されることを規制する連れ回り規制機構60が設けられ、
連れ回り規制機構60がケース40内に収容されている。
この構成によれば、連れ回り規制機構60も含めてケース40内に収容して、連れ回り規制機構60を備えたトルクベクタリング装置1の小型化を図ることができる。
差動機構30に戻り、以下では、入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のそれぞれの歯数設定について説明する。
入力ギヤ15の歯数Zc1は、偶数とされている。第1出力ギヤ22の歯数Zc2及び第2出力ギヤ27の歯数Zc3は、偶数又は奇数とされている。本実施形態では、入力ギヤ15の歯数Zc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2、及び第2出力ギヤ27の歯数Zc3は、いずれも偶数とされている。また、第1出力ギヤ22の歯数Zc2と第2出力ギヤ27の歯数Zc3とが同一とされ、入力ギヤ15の歯数Zc1は、第1出力ギヤ22及び第2出力ギヤ27の歯数Zc2(=Zc3)とは異なっている。本実施形態では、入力ギヤ15の歯数Zc1は、第1出力ギヤ22及び第2出力ギヤ27の歯数Zc2(=Zc3)よりも小さく設定されている。
また、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3は、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値よりも小さく設定されている。ここで、第1減速比R1は、第1出力ギヤ22の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比であり、第2減速比R2は、第2出力ギヤ27の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比である。第1減速比R1と第2減速比R2とは、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数(本例では奇数)に設定されている。そして、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3に関しては、さらに、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値の1/2の値を挟んだ両側の整数とされている。
このように、
トルクベクタリング装置1は、
駆動源PSに駆動連結される入力部材10と、
第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材20と、
第1出力部材20と同軸上に配置され、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材25と、
入力部材10と一体的に回転するように連結された入力ギヤ15と、
第1出力部材20と一体的に回転するように連結された第1出力ギヤ22と、
第2出力部材25と一体的に回転するように連結された第2出力ギヤ27と、
入力ギヤ15に噛み合う第1ピニオンギヤ36、第1出力ギヤ22に噛み合う第2ピニオンギヤ37、及び第2出力ギヤ27に噛み合う第3ピニオンギヤ38を備え、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニット34と、
ピニオンギヤユニット34を回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータ5によって回転駆動されるキャリヤ39と、を備え、
第1出力ギヤ22の歯数Zc2と第2出力ギヤ27の歯数Zc3とが同一であり、
入力ギヤ15の歯数Zc1が、偶数であって、第1出力ギヤ22及び第2出力ギヤ27の歯数Zc2,Zc3と異なり、
第1出力ギヤ22の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比である第1減速比R1と、第2出力ギヤ27の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比である第2減速比R2とが、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数に設定され、
第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp1~Zp3が、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値よりも小さい。
トルクベクタリング装置1は、
駆動源PSに駆動連結される入力部材10と、
第1車輪W1に駆動連結される第1出力部材20と、
第1出力部材20と同軸上に配置され、第2車輪W2に駆動連結される第2出力部材25と、
入力部材10と一体的に回転するように連結された入力ギヤ15と、
第1出力部材20と一体的に回転するように連結された第1出力ギヤ22と、
第2出力部材25と一体的に回転するように連結された第2出力ギヤ27と、
入力ギヤ15に噛み合う第1ピニオンギヤ36、第1出力ギヤ22に噛み合う第2ピニオンギヤ37、及び第2出力ギヤ27に噛み合う第3ピニオンギヤ38を備え、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38とが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニット34と、
ピニオンギヤユニット34を回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータ5によって回転駆動されるキャリヤ39と、を備え、
第1出力ギヤ22の歯数Zc2と第2出力ギヤ27の歯数Zc3とが同一であり、
入力ギヤ15の歯数Zc1が、偶数であって、第1出力ギヤ22及び第2出力ギヤ27の歯数Zc2,Zc3と異なり、
第1出力ギヤ22の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比である第1減速比R1と、第2出力ギヤ27の回転速度に対する入力ギヤ15の回転速度の比である第2減速比R2とが、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数に設定され、
第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp1~Zp3が、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値よりも小さい。
この構成によれば、第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp1~Zp3を第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値よりも小さくすることで、各ピニオンギヤ36~38の歯数を小さく抑えやすい。これにより、各ピニオンギヤ36~38を小径に形成することができ、その結果、トルクベクタリング装置1全体の大型化を抑制することができる。
また、
第1減速比R1及び第2減速比R2が奇数であり、
第2ピニオンギヤ37及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp2,Zp3が、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値の1/2の値を挟んだ両側の整数となっている。
第1減速比R1及び第2減速比R2が奇数であり、
第2ピニオンギヤ37及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp2,Zp3が、第1減速比R1及び第2減速比R2の絶対値の1/2の値を挟んだ両側の整数となっている。
この構成によれば、第2ピニオンギヤ37及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp2,Zp3を小さく抑えることができ、トルクベクタリング装置1全体の大型化を効果的に抑制することができる。
より具体的には、入力ギヤ15の歯数Zc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2、第2出力ギヤ27の歯数Zc3、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3は、以下の式(1)~(5)を満たすように設定されている。
(1)Zp1=a×p1
(2)Zp2=b×(R-1)/2
(3)Zp3=b×(R+1)/2
(4)Zc1=a’×2
(5)Zc2=Zc3=b’×c2
ここで、a,b,a’,b’は、それぞれ自然数である。p1は、奇数である。c2は、3以上の奇数である。Rは、減速比であって、R=c2×p1である。
(1)Zp1=a×p1
(2)Zp2=b×(R-1)/2
(3)Zp3=b×(R+1)/2
(4)Zc1=a’×2
(5)Zc2=Zc3=b’×c2
ここで、a,b,a’,b’は、それぞれ自然数である。p1は、奇数である。c2は、3以上の奇数である。Rは、減速比であって、R=c2×p1である。
c2及びp1を変数とし(c2=3,5,7,・・・、p1=1,3,5,・・・)、これらの組み合わせに応じた減速比Rを算出する(R=c2×p1)。c2及びp1はいずれも奇数であるので、減速比Rも奇数となる。a,b,a’,b’は、規定の係数であり、適宜設定することができる。bは「1」であることが好ましく、この場合、上記の式(2)(3)は以下のようになる。
(2)Zp2=(R-1)/2
(3)Zp3=(R+1)/2
減速比Rは奇数であるから、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3は、互いに隣り合う2つの整数(具体的には、減速比Rの1/2の値を挟んだ両側の整数)となる。
(2)Zp2=(R-1)/2
(3)Zp3=(R+1)/2
減速比Rは奇数であるから、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3は、互いに隣り合う2つの整数(具体的には、減速比Rの1/2の値を挟んだ両側の整数)となる。
また、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2、及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3は、規定の係数であるa,a’,b’と、変数であるc2及びp1とに基づき、式(1)(4)(5)に従って算出される。
本実施形態のように、キャリヤ39に、ピニオン軸39Aとピニオンギヤユニット34との組が複数組支持されている場合には、入力ギヤ15の歯数Zc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2、及び第2出力ギヤ27の歯数Zc3は、さらに以下の式(4’)(5’)を満たすように設定される。
(4’)Zc1=a×n×2
(5’)Zc2=Zc3=b×n×c2
ここで、nは、キャリヤ39に支持されているピニオンギヤユニット34の個数である。a,bは、上記の式(1)~(5)におけるものと同じである。
(4’)Zc1=a×n×2
(5’)Zc2=Zc3=b×n×c2
ここで、nは、キャリヤ39に支持されているピニオンギヤユニット34の個数である。a,bは、上記の式(1)~(5)におけるものと同じである。
複数のピニオンギヤユニット34が設けられる場合、それらは同一構造のものであることが好ましい。この点を考慮して、同一構造の複数のピニオンギヤユニット34をキャリヤ39に支持する際の組み付けが適切に行えるように、また、ギヤどうしが適切に噛み合うように、入力ギヤ15の歯数Zc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2、及び第2出力ギヤ27の歯数Zc3は、ピニオンギヤユニット34の個数nの倍数に設定される。
このように、
入力ギヤ15の歯数Zc1をZc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2をZc2、第2出力ギヤ27の歯数Zc3をZc3、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1をZp1、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2をZp2、第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3をZp3として、
Zc1、Zc2、Zc3、Zp1、Zp2、及びZp3が、以下の各式を満たすように設定されている。
Zp1=a×p1
Zp2=b×(R-1)/2
Zp3=b×(R+1)/2
Zc1=a’×2
Zc2=Zc3=b’×c2
[ここで、a,b,a’,b’は自然数であり、p1は奇数であり、c2は3以上の奇数であり、Rは減速比であってR=c2×p1である。]
入力ギヤ15の歯数Zc1をZc1、第1出力ギヤ22の歯数Zc2をZc2、第2出力ギヤ27の歯数Zc3をZc3、第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1をZp1、第2ピニオンギヤ37の歯数Zp2をZp2、第3ピニオンギヤ38の歯数Zp3をZp3として、
Zc1、Zc2、Zc3、Zp1、Zp2、及びZp3が、以下の各式を満たすように設定されている。
Zp1=a×p1
Zp2=b×(R-1)/2
Zp3=b×(R+1)/2
Zc1=a’×2
Zc2=Zc3=b’×c2
[ここで、a,b,a’,b’は自然数であり、p1は奇数であり、c2は3以上の奇数であり、Rは減速比であってR=c2×p1である。]
この構成によれば、必要な減速比を確保しながら、左右の車輪W1,W2に伝達される駆動力に差を生み出すことができ、さらにトルクベクタリング装置1全体の大型化を抑制することができるように、各ギヤの歯数を適切に設定することができる。
また、
Zp1、Zp2、及びZp3が、以下の各式を満たすように設定されている。
Zc1=a×n×2
Zc2=Zc3=b×n×c2
[ここで、nはキャリヤ39に支持されているピニオンギヤユニット34の個数である。]
Zp1、Zp2、及びZp3が、以下の各式を満たすように設定されている。
Zc1=a×n×2
Zc2=Zc3=b×n×c2
[ここで、nはキャリヤ39に支持されているピニオンギヤユニット34の個数である。]
この構成によれば、キャリヤ39によって同一構造の複数のピニオンギヤユニット34が周方向に支持される構成において、各ピニオンギヤ36~38を、入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、及び第2出力ギヤ27に適切に噛み合わせることができる。
図4~図6に、組付性も考慮した入力ギヤ15、第1出力ギヤ22、第2出力ギヤ27、第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のそれぞれの歯数設定の一例を示す(括弧内の数字が各ギヤの歯数である)。図4は、3ピニオンの場合の一例であり、減速比R=27、第1ギヤ比T1(=Zp1/Zc1)=2.67、第2ギヤ比T2(=Zp2/Zc2)=2.77、第3ギヤ比T3(=Zp3/Zc3)=2.57が実現されている。図5は、4ピニオンの場合の一例であり、減速比R=25、第1ギヤ比T1=3.2、第2ギヤ比T2=3.33、第3ギヤ比T3=3.08が実現されている。図6は、5ピニオンの場合の一例であり、減速比R=25、第1ギヤ比T1=4、第2ギヤ比T2=4.17、第3ギヤ比T3=3.85が実現されている。もちろん、これらは単なる一例であり、式(1)~(5)を満足する限り、トルクベクタリング装置1ないし車両用駆動装置100に求められる各種特性に応じて適宜設定することができる。
上述したように、第1ピニオンギヤ36は、軸方向Lにおける第2ピニオンギヤ37と第3ピニオンギヤ38との間に配置されている。すなわち、第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のうち、軸方向Lの中央に配置されるピニオンギヤは第1ピニオンギヤ36である。この第1ピニオンギヤ36に対して、軸方向Lの一方側である軸方向第1側L1に、第2ピニオンギヤ37が配置されている。本実施形態では、第1ピニオンギヤ36が「中央ピニオンギヤ」に相当し、第2ピニオンギヤ37が「対象ピニオンギヤ」に相当する。
本実施形態では、第2ピニオンギヤ37のモジュールが、第1ピニオンギヤ36のモジュールよりも小さく設定されている。ここで、「モジュール」とは、歯車のピッチ円の直径を歯数で除算した値を意味する。モジュールの値が大きいほど、歯の大きさが大きくなる。本実施形態では、第1ピニオンギヤ36と第2ピニオンギヤ37とは同程度の径に形成されている一方、好適には図4~図6に示すように第2ピニオンギヤ37及び第3ピニオンギヤ38の歯数Zp2,Zp3に比べて第1ピニオンギヤ36の歯数Zp1が少ない。これにより、第1ピニオンギヤ36のモジュールが相対的に大きくなることで、第2ピニオンギヤ37のモジュールが、第1ピニオンギヤ36のモジュールよりも小さくなっている。
このように、
第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のうち、軸方向Lの中央に配置されるピニオンギヤを中央ピニオンギヤとし、中央ピニオンギヤに対して軸方向Lの一方側に配置されるピニオンギヤを対象ピニオンギヤとして、
対象ピニオンギヤのモジュールが、中央ピニオンギヤのモジュールよりも小さい。
第1ピニオンギヤ36、第2ピニオンギヤ37、及び第3ピニオンギヤ38のうち、軸方向Lの中央に配置されるピニオンギヤを中央ピニオンギヤとし、中央ピニオンギヤに対して軸方向Lの一方側に配置されるピニオンギヤを対象ピニオンギヤとして、
対象ピニオンギヤのモジュールが、中央ピニオンギヤのモジュールよりも小さい。
この構成によれば、軸方向Lに並んで配置された、中央ピニオンギヤに噛み合うギヤ(「中央ギヤ」と言う。)及び対象ピニオンギヤに噛み合うギヤ(「対象ギヤ」と言う。)に対して、ピニオンギヤユニット34を軸方向Lに移動させて組み付けることができる。その際、対象ピニオンギヤは中央ピニオンギヤよりもモジュールが小さいので、中央ギヤを比較的容易に通過させることができ、組み付けが容易である。また、ピニオンギヤユニット34を支持するキャリヤ39の剛性が高い場合であっても組み付けが可能であるため、キャリヤ39の剛性を高めることができる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、入力ギヤ15も含めて入力部材10の全体が一体的に形成されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、入力ギヤ15が形成された部材が、入力部材10とは別体で形成されていても良い。この場合、入力ギヤ15は、例えば、スプライン係合部等によって入力部材10と係合し、或いは、ボルト等によって締結されることで、入力部材10と一体的に回転するように連結されると良い。
(1)上記の実施形態では、入力ギヤ15も含めて入力部材10の全体が一体的に形成されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、入力ギヤ15が形成された部材が、入力部材10とは別体で形成されていても良い。この場合、入力ギヤ15は、例えば、スプライン係合部等によって入力部材10と係合し、或いは、ボルト等によって締結されることで、入力部材10と一体的に回転するように連結されると良い。
(2)上記の実施形態では、外周ギヤ12が平歯車で構成されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、駆動源PSからの動力伝達経路の向きとの関係次第では、外周ギヤ12が例えば傘歯車等で構成されても良い。
(3)上記の実施形態では、入力ギヤ15と中央連結部17と外周ギヤ12とが、径方向視で互いに重複する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、入力ギヤ15、中央連結部17、及び外周ギヤ12のうちのいずれかが、他に対して径方向視で重複しない位置に配置されていても良い。或いは、入力ギヤ15と中央連結部17と外周ギヤ12とが径方向視で互いに重複しない位置に配置されていても良い。
(4)上記の実施形態では、第1ケース部材41が第1軸受71によって径方向内側から回転自在に支持され、第2ケース部材46が第2軸受72によって径方向内側から回転自在に支持されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば第1ケース部材41及び第2ケース部材46のうちの少なくとも一方が、軸受によって径方向外側から回転自在に支持されていても良い。
(5)上記の実施形態では、制御アクチュエータ5が差動機構30と同軸に配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御アクチュエータ5が差動機構30と別軸に配置されても良い。例えば制御アクチュエータ5が、第1軸X1、第2軸X2、及び第3軸X3とは異なる第4軸上に配置されても良い。
(6)上記の実施形態では、制御アクチュエータ5が第2回転電機50で構成されている例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御アクチュエータ5が例えばブレーキ機構で構成されても良い。或いは、制御アクチュエータ5が第2回転電機50とブレーキ機構との両方を含んで構成されても良い。
(7)上記の実施形態では、駆動源PSが第1回転電機MGで構成されている例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、駆動源PSは例えば内燃機関であっても良い。
(8)上記の実施形態では、入力ギヤ15が内歯のギヤで構成され、第1リングギヤ31を兼ねている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、入力ギヤ15が外歯のギヤで構成され、第1ピニオンギヤ36に対して径方向内側から噛み合うように構成されても良い。この場合、例えば入力ギヤ15は第1サンギヤを兼ね、第1出力ギヤ22は第2サンギヤを兼ね、第2出力ギヤ27は第3サンギヤを兼ねるものであっても良い。
(9)上述した各実施形態(上記の実施形態及びその他の実施形態を含む;以下同様)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
1:トルクベクタリング装置、5:制御アクチュエータ、10:入力部材、11:外周部、12:外周ギヤ、14:内周部、15:入力ギヤ、17:中央連結部、17b:挿通孔、20:第1出力部材、21:第1外周筒状部、22:第1出力ギヤ、23:第1連結部、24:第1内周筒状部、25:第2出力部材、26:第2外周筒状部、27:第2出力ギヤ、28:第2連結部、29:第2内周筒状部、30:差動機構、31:第1リングギヤ、32:第2リングギヤ、33:第3リングギヤ、34:ピニオンギヤユニット、35:中空軸、36:第1ピニオンギヤ、37:第2ピニオンギヤ、38:第3ピニオンギヤ、39:キャリヤ、39A:ピニオン軸、40:ケース、41:第1ケース部材、42:第1筒状部、43:第1フランジ部、43a:第1端面、43b:挿通孔、46:第2ケース部材、47:第2筒状部、48:第2フランジ部、48a:第2端面、48b:締結孔、49:締結部材、50:第2回転電機、51:第2ステータ、52:第2ロータ、60:回り規制機構、61:第1サンギヤ、62:第2サンギヤ、63:第1リングギヤ、64:第2リングギヤ、65:第1ピニオンギヤ、66:第2ピニオンギヤ、67:第1キャリヤ、68:第2キャリヤ、69:キャリヤ連結部材、71:第1軸受、72:第2軸受、100:車両用駆動装置、Ax:第1ロータ軸、C:カウンタギヤ機構、Ci:カウンタ入力ギヤ、Co:カウンタ出力ギヤ、Cx:カウンタ軸、Go:第1ロータ出力ギヤ、L:軸方向、L1:軸方向第1側、L2:軸方向第2側、MG:第1回転電機、PS:駆動源、R1:第1減速比、R2:第2減速比、Ro:第1ロータ、St:第1ステータ、T1:第1ギヤ比、T2:第2ギヤ比、T3:第3ギヤ比、W1:第1車輪、W2:第2車輪、X1:第1軸、X2:第2軸、X3:第3軸、Zc1:入力ギヤの歯数、Zc2:第1出力ギヤの歯数、Zc3:第2出力ギヤの歯数、Zp1:第1ピニオンギヤの歯数、Zp2:第2ピニオンギヤの歯数、Zp3:第3ピニオンギヤの歯数
Claims (5)
- 駆動源に駆動連結される入力部材と、
第1車輪に駆動連結される第1出力部材と、
前記第1出力部材と同軸上に配置され、第2車輪に駆動連結される第2出力部材と、
前記入力部材と一体的に回転するように連結された入力ギヤと、
前記第1出力部材と一体的に回転するように連結された第1出力ギヤと、
前記第2出力部材と一体的に回転するように連結された第2出力ギヤと、
前記入力ギヤに噛み合う第1ピニオンギヤ、前記第1出力ギヤに噛み合う第2ピニオンギヤ、及び前記第2出力ギヤに噛み合う第3ピニオンギヤを備え、前記第1ピニオンギヤと前記第2ピニオンギヤと前記第3ピニオンギヤとが互いに一体的に回転するように連結されてなるピニオンギヤユニットと、
前記ピニオンギヤユニットを回転自在に支持しているとともに、制御アクチュエータにより回転駆動されるキャリヤと、を備え、
前記第1出力ギヤの歯数と前記第2出力ギヤの歯数とが同一であり、
前記入力ギヤの歯数が、偶数であって、前記第1出力ギヤ及び前記第2出力ギヤの歯数と異なり、
前記第1出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第1減速比と、前記第2出力ギヤの回転速度に対する前記入力ギヤの回転速度の比である第2減速比とが、絶対値が同じであって正負の符号が互いに逆となる整数に設定され、
前記第1ピニオンギヤ、前記第2ピニオンギヤ、及び前記第3ピニオンギヤの歯数が、前記第1減速比及び前記第2減速比の絶対値よりも小さい、トルクベクタリング装置。 - 前記第1減速比及び前記第2減速比が奇数であり、
前記第2ピニオンギヤ及び前記第3ピニオンギヤの歯数が、前記第1減速比及び前記第2減速比の絶対値の1/2の値を挟んだ両側の整数となっている、請求項1に記載のトルクベクタリング装置。 - 前記入力ギヤの歯数をZc1、前記第1出力ギヤの歯数をZc2、前記第2出力ギヤの歯数をZc3、前記第1ピニオンギヤの歯数をZp1、前記第2ピニオンギヤの歯数をZp2、前記第3ピニオンギヤの歯数をZp3として、
Zc1、Zc2、Zc3、Zp1、Zp2、及びZp3が、以下の各式を満たすように設定されている、請求項1又は2に記載のトルクベクタリング装置。
Zp1=a×p1
Zp2=b×(R-1)/2
Zp3=b×(R+1)/2
Zc1=a’×2
Zc2=Zc3=b’×c2
[ここで、a,b,a’,b’は自然数であり、p1は奇数であり、c2は3以上の奇数であり、Rは減速比であってR=c2×p1である。] - Zc1、Zc2、及びZc3が、以下の各式を満たすように設定されている、請求項3に記載のトルクベクタリング装置。
Zc1=a×n×2
Zc2=Zc3=b×n×c2
[ここで、nは前記キャリヤに支持されている前記ピニオンギヤユニットの個数である。] - 前記第1ピニオンギヤ、前記第2ピニオンギヤ、及び前記第3ピニオンギヤのうち、軸方向の中央に配置されるピニオンギヤを中央ピニオンギヤとし、前記中央ピニオンギヤに対して前記軸方向の一方側に配置されるピニオンギヤを対象ピニオンギヤとして、
前記対象ピニオンギヤのモジュールが、前記中央ピニオンギヤのモジュールよりも小さい、請求項1から4のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021178227A JP2023067198A (ja) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | トルクベクタリング装置 |
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