JP2023117872A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の動力伝達機構において、軸受部材の負荷を低減する。
【解決手段】動力伝達機構５は、走行モータ３によって回転駆動される第１回転軸５１と、第１回転軸５１の回転を減速して第２回転軸５２に伝達する第１変速機構Ｔ１と、第２回転軸５２の回転を減速して車両Ｖの駆動輪６に接続された第３回転軸５３に伝達する第２変速機構Ｔ２と、を備える。第１変速機構Ｔ１は、第１回転軸５１に固定された第１ギア１１と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第１ギア１１と動力伝達を行う第２ギア１２と、第２ギア１２と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第１クラッチＣ１と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達機構に関する。

特許文献１には、内燃エンジンと、内燃エンジンの動力を受けて発電可能に配設された発電モータと、発電モータが生じさせた電力により駆動可能に配設された走行モータと、を備えた電動車両が開示されている。

特許文献１に記載された電動車両では、内燃エンジンの動力により発電モータを駆動し、発電モータで生成した電力により走行モータを作動させるシリーズハイブリッドモードと、内燃エンジンの動力および発電モータの動力を駆動輪に伝達させて走行するエンジン直結モードと、が切換可能に構成されている。

特開２０２１－２０５９９号公報

特許文献１に記載された電動車両は、走行モータの回転を二段階の変速機構によって減速して、駆動輪に伝達するように構成されている。また、特許文献１に記載された電動車両では、エンジン直結モードで走行する際には、クラッチを解放して、走行モータと駆動輪の動力伝達を遮断している。

エンジン直結モードで走行している場合には、駆動輪の回転が、二段階の変速機構によって増速されて走行モータ側に伝達されることになる。このとき、クラッチが解放されており、かつ、走行モータの回転軸が停止しているため、走行モータの回転軸と走行モータの回転軸に対して空回りしている変速機構のギアとの回転速度差が大きくなる。このように、走行モータの回転軸と走行モータの回転軸に対して空回りしている変速機構のギアとの回転速度差が大きくなると、走行モータの回転軸とこのギアとの間に設けられた軸受部材の負荷が大きくなってしまう。

本発明の目的は、車両の動力伝達機構において、軸受部材の負荷を低減することを目的とする。

本発明のある態様によれば、動力伝達機構は、モータによって回転駆動される第１回転軸と、第１回転軸の回転を減速して第２回転軸に伝達する第１変速機構と、第２回転軸の回転を減速して車両の駆動輪に接続された第３回転軸に伝達する第２変速機構と、を備える。第１変速機構は、第１回転軸に固定された第１ギアと、第２回転軸に軸受部材を介して第２回転軸と相対回転可能に支持され、第１ギアと動力伝達を行う第２ギアと、第２ギアと第２回転軸との相対回転を規制または許容する第１クラッチと、を有する。

上記態様によれば車両の動力伝達機構において、軸受部材の負荷を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の駆動システムの概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両の動力伝達機構の概略構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係る車両の動力伝達機構の外観正面図である。 図４は、比較例に係る車両の動力伝達機構の概略構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両Ｖの駆動システムＳの概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る駆動システムＳは、車両Ｖに搭載されて、車両Ｖの推進装置を構成する。駆動システムＳは、エンジン１と、発電用の電気モータ（以下「発電モータ」という）２と、走行用の電気モータ（以下「走行モータ」という）３と、バッテリ４と、動力伝達機構５と、コントローラ９と、を備える。

エンジン１は、例えば、ガソリンを燃料とする内燃機関である。エンジン１は、そのクランク軸１ａが複数のギアからなる変速機構７を介して発電モータ２の回転軸２ａに接続される。エンジン１のトルクは、変速機構７を通じて所定の変速比で発電モータ２に伝達され、発電モータ２を作動させる。

発電モータ２は、例えば、三相交流の永久磁石型同期モータによって構成される。発電モータ２は、エンジン１からの回転動力を受けた場合には、発電機として機能する。また、発電モータ２は、バッテリ４から電力の供給を受けた場合には、エンジン１のスタータモータとしての機能やエンジン１を回転駆動させるモータリング運転としての機能を発揮することができる。

発電モータ２によって発電された電力は、バッテリ４に充電される。また、発電モータ２によって発電された電力は、走行モータ３に直接供給することも可能である。発電モータ２による発電は、バッテリ４の充電状態や車両Ｖの運転状態等に応じて制御される。

走行モータ３は、例えば、三相交流の永久磁石型同期モータによって構成される。走行モータ３は、バッテリ４からインバータ（図示せず）を介して供給される電力により駆動する。走行モータ３による回転動力は、後述する複数の変速機構を介して駆動輪６に伝達される。また、走行モータ３は、車両Ｖの減速時やブレーキ時において、駆動輪６からの回転動力を受けてバッテリ４に充電する電力を発生させる回生機能を有している。

バッテリ４は、例えば、リチウムイオン電池により構成される。バッテリ４は、発電モータ２によって発電された電力及び走行モータ３によって回生された電力が充電されるとともに、充電された電力を発電モータ２や走行モータ３に供給する。

バッテリ４のＳＯＣ（充電率）は、ＳＯＣセンサ（図示せず）によって検出され、コントローラ９に送信される。コントローラ９は、ＳＯＣ（充電率）に基づいてバッテリ４の充電制御を行う。バッテリ４のＳＯＣが充電制御の下限値まで低下すると、コントローラ９は、エンジン１を駆動する。これにより、発電モータ２が駆動し、発電モータ２によって発電された電力がバッテリ４に供給され、バッテリ４は充電される。これに対し、バッテリ４のＳＯＣが充電制御の上限値まで上昇すると、コントローラ９は、エンジン１を停止する。これにより、発電モータ２が停止し、発電モータ２による発電が停止する。

コントローラ９は、エンジン１、発電モータ２、走行モータ３、及び動力伝達機構５の動作を制御される。コントローラ９は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の各種記憶ユニット、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成される。

コントローラ９には、車両Ｖの運転状態を示す各種パラメータの情報が入力される。具体的には、コントローラ９には、運転者によるアクセルペダルの操作量を示す信号、車両Ｖの走行速度を示す信号、エンジン１の回転速度を示す信号、発電モータ２の回転速度を示す信号、走行モータ３の回転速度を示す信号、バッテリ４のＳＯＣを示す信号などが、入力される。

コントローラ９は、入力された各種信号に基づき、所定の演算を実行して、エンジン１、発電モータ２、走行モータ３、及び動力伝達機構５の動作を制御する。

次に、図１から図３を参照して、動力伝達機構５の具体的な構成について説明する。

動力伝達機構５は、エンジン１及び走行モータ３の回転動力を減速して駆動輪６に伝達する。動力伝達機構５は、走行モータ３の回転軸３ａに連結され、走行モータ３の回転軸３ａと一体となって回転する第１回転軸５１と、第１回転軸５１の回転が伝達される第２回転軸５２と、ドライブシャフト及びディファレンシャル機構８を介して駆動輪６と動力伝達を行う第３回転軸５３と、エンジン１によって回転駆動される第４回転軸５４と、第１回転軸５１の回転を減速して第２回転軸５２に伝達する第１変速機構Ｔ１と、第２回転軸５２の回転を減速して第３回転軸５３に伝達する第２変速機構Ｔ２と、第４回転軸５４の回転を減速して第２回転軸５２に伝達する第３変速機構Ｔ３と、を備える。第１回転軸５１の軸心と第４回転軸５４の軸心は、同一になるように配置される。

図２に示すように、第１変速機構Ｔ１は、第１回転軸５１に固定された第１ギア１１と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第１ギア１１と動力伝達を行う第２ギア１２と、第２ギア１２と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第１クラッチＣ１と、を有する。なお、軸受部材Ｂ１としては、例えば、ころ軸受が用いられる。

第１ギア１１の歯数は、第２ギア１２の歯数より少なく形成される。これにより、走行モータ３（第１回転軸５１）の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２の回転は、増速されて走行モータ３（第１回転軸５１）に伝達される。

第１クラッチＣ１は、例えば、第２回転軸５２の外周面に沿って軸方向に移動するスリーブ１０と、第２回転軸５２に固定されたハブ１０ａと、第２ギア１２に設けられたクラッチギア１２ａと、により構成される。スリーブ１０は、ハブ１０ａを介して第２回転軸５２と一体に回転するとともに、ハブ１０ａによって第２回転軸５２の軸方向に移動可能に支持される。スリーブ１０の移動は、図示しないアクチュエータによって制御される。スリーブ１０が第２ギア１２に設けられたクラッチギア１２ａに係合することで、第２ギア１２と第２回転軸５２との相対回転が規制され、第２ギア１２と第２回転軸５２とが一体となって回転する。これにより、第１変速機構Ｔ１による第１回転軸５１と第２回転軸５２との動力伝達が可能になる。これに対し、スリーブ１０とクラッチギア１２ａとの係合が解除されると、第２ギア１２は、第２回転軸５２に対して相対回転が可能になる、言い換えると、第２ギア１２は、第２回転軸５２に対して空回りする。これにより、第１変速機構Ｔ１による第１回転軸５１と第２回転軸５２の動力伝達が遮断される。

第２変速機構Ｔ２は、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持される第３ギア２１と、第３回転軸５３に固定され、第３ギア２１と動力伝達を行う第４ギア２２と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持される第５ギア２３と、第３回転軸５３に固定され、第５ギア２３と動力伝達を行う第６ギア２４と、第３ギア２１と第２回転軸５２との相対回転、及び第５ギア２３と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第２クラッチＣ２と、を有する。

第３ギア２１の歯数は、第４ギア２２の歯数より少なく形成される。これにより、第３ギア２１と第４ギア２２とを介する動力伝達では、第２回転軸５２の回転は、減速されて第３回転軸５３に伝達される。反対に、第３回転軸５３の回転は、増速されて第２回転軸５２に伝達される。

第５ギア２３の歯数は、第６ギア２４の歯数より少なく形成される。これにより、第５ギア２３と第６ギア２４とを介する動力伝達では、第２回転軸５２の回転は、減速されて第３回転軸５３に伝達される。反対に、第３回転軸５３の回転は、増速されて第２回転軸５２に伝達される。なお、本実施形態では、第５ギア２３と第６ギア２４との変速比は、第３ギア２１と第４ギア２２との変速比より小さく設定されている。

第２変速機構Ｔ２では、第２クラッチＣ２を切り換えることで、第３ギア２１と第４ギア２２とによって構成される高速段と、第５ギア２３と第６ギア２４とによって構成される低速段と、の二段階の変速を行うことが可能である。

第２クラッチＣ２は、例えば、第２回転軸５２の外周面に沿って軸方向に移動するスリーブ２０、第２回転軸５２に固定されたハブ２０ａ、第３ギア２１に設けられたクラッチギア２１ａ、及び第５ギア２３に設けられたクラッチギア２３ａにより構成される。スリーブ２０は、ハブ２０ａを介して第２回転軸５２と一体に回転するとともに、ハブ２０ａによって第２回転軸５２の軸方向に移動可能に支持される。スリーブ２０の移動は、図示しないアクチュエータによって制御される。スリーブ２０が第３ギア２１に設けられたクラッチギア２１ａに係合することで、第３ギア２１と第２回転軸５２との相対回転が規制され、第３ギア２１と第２回転軸５２とが一体となって回転する。これにより、第２変速機構Ｔ２における第３ギア２１と第４ギア２２とを介する動力伝達経路を通じて、第２回転軸５２と第３回転軸５３の動力伝達が可能になる。これに対し、スリーブ２０と第３ギア２１に設けられたクラッチギア２１ａとの係合が解除されると、第３ギア２１は、第２回転軸５２に対して相対回転が可能になる、言い換えると、第３ギア２１は、第２回転軸５２に対して空回りする。これにより、第２変速機構Ｔ２における第３ギア２１と第４ギア２２とを介する動力伝達経路を通じた第２回転軸５２と第３回転軸５３の動力伝達が遮断される。

また、スリーブ２０が第５ギア２３に設けられたクラッチギア２３ａに係合することで、第５ギア２３と第２回転軸５２との相対回転が規制され、第５ギア２３と第２回転軸５２とが一体となって回転する。これにより、第２変速機構Ｔ２における第５ギア２３と第６ギア２４とを介する動力伝達経路を通じて、第２回転軸５２と第３回転軸５３の動力伝達が可能になる。これに対し、スリーブ２０と第５ギア２３に設けられたクラッチギア２３ａとの係合が解除されると、第５ギア２３は、第２回転軸５２に対して相対回転が可能になる、言い換えると、第５ギア２３は、第２回転軸５２に対して空回りする。これにより、第２変速機構Ｔ２における第５ギア２３と第６ギア２４とを介する動力伝達経路を通じた第２回転軸５２と第３回転軸５３の動力伝達が遮断される。

第３変速機構Ｔ３は、第４回転軸５４に固定された第７ギア３１と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第７ギア３１と動力伝達を行う第８ギア３２と、第４回転軸５４に固定された第９ギア３３と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第９ギア３３と動力伝達を行う第１０ギア３４と、第８ギア３２と第２回転軸５２との相対回転、及び第１０ギア３４と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第３クラッチＣ３と、を有する。

第７ギア３１の歯数は、第８ギア３２の歯数より少なく形成される。これにより、第７ギア３１と第８ギア３２とを介する動力伝達では、第４回転軸５４の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２の回転は、増速されて第４回転軸５４に伝達される。

第９ギア３３の歯数は、第１０ギア３４の歯数より少なく形成される。これにより、第９ギア３３と第１０ギア３４とを介する動力伝達では、第４回転軸５４の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２の回転は、減速されて第４回転軸５４に伝達される。なお、本実施形態では、第９ギア３３と第１０ギア３４との変速比は、第７ギア３１と第８ギア３２との変速比より小さく設定されている。

第３変速機構Ｔ３では、第３クラッチＣ３を切り換えることで、第７ギア３１と第８ギア３２とによって構成される低速段と、第９ギア３３と第１０ギア３４とによって構成される高速段と、の二段階の変速を行うことが可能である。

第３クラッチＣ３は、例えば、第２回転軸５２の外周面に沿って軸方向に移動するスリーブ３０、第２回転軸５２に固定されたハブ３０ａ、第８ギア３２に設けられたクラッチギア３２ａ、及び第１０ギア３４に設けられたクラッチギア３４ａにより構成される。スリーブ３０は、ハブ３０ａを介して第２回転軸５２と一体に回転するとともに、ハブ３０ａによって第２回転軸５２の軸方向に移動可能に支持される。スリーブ３０の移動は、図示しないアクチュエータによって制御される。スリーブ３０が第８ギア３２に設けられたクラッチギア３２ａに係合することで、第８ギア３２と第２回転軸５２との相対回転が規制され、第８ギア３２と第２回転軸５２とが一体となって回転する。これにより、第３変速機構Ｔ３における第７ギア３１と第８ギア３２とを介する動力伝達経路を通じて、第４回転軸５４と第２回転軸５２の動力伝達が可能になる。これに対し、スリーブ３０と第８ギア３２に設けられたクラッチギア３２ａとの係合が解除されると、第８ギア３２は、第２回転軸５２に対して相対回転が可能になる、言い換えると、第８ギア３２は、第２回転軸５２に対して空回りする。これにより、第３変速機構Ｔ３における第７ギア３１と第８ギア３２とを介する動力伝達経路を通じた第４回転軸５４と第２回転軸５２の動力伝達が遮断される。

また、スリーブ３０が第１０ギア３４に設けられたクラッチギア３４ａに係合することで、第１０ギア３４と第２回転軸５２との相対回転が規制され、第１０ギア３４と第２回転軸５２とが一体となって回転する。これにより、第３変速機構Ｔ３における第９ギア３３と第１０ギア３４とを介する動力伝達経路を通じて、第４回転軸５４と第２回転軸５２の動力伝達が可能になる。これに対し、スリーブ３０と第１０ギア３４に設けられたクラッチギア３４ａとの係合が解除されると、第１０ギア３４は、第２回転軸５２に対して相対回転が可能になる、言い換えると、第１０ギア３４は、第２回転軸５２に対して空回りする。これにより、第３変速機構Ｔ３における第９ギア３３と第１０ギア３４とを介する動力伝達経路を通じた第４回転軸５４と第２回転軸５２の動力伝達が遮断される。

本実施形態では、図３に示すように、第３回転軸５３は、第１回転軸５１より下方に設けられ、第２回転軸５２は、第１回転軸５１及び第３回転軸５３の軸心を通過する平面Ｐよりも下側に設けられる。このような構成とすることにより、第１回転軸５１と第３回転軸５３の間に、第２回転軸５２に設けられたスリーブ１０，２０，３０を制御するアクチュエータを設置する空間Ａを確保することができる。これにより、アクチュエータを極力、車両Ｖの下方に設けることができるので、車室が狭くなることを抑制できる。

このように構成された車両Ｖでは、走行状態として、シリーズハイブリッドモードとエンジン直結モードとで走行モードを切り換えることが可能である。シリーズハイブリッドモードでは、走行モータ３の動力によって車両Ｖが走行する。エンジン直結モードでは、基本的には、エンジン１の動力によって車両Ｖが走行する。

シリーズハイブリッドモードでは、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を締結し、第３クラッチＣ３を解放する。具体的には、第１クラッチＣ１を第２ギア１２に係合するとともに、第２クラッチＣ２を第３ギア２１及び第５ギア２３のいずれかに締結する。これにより、走行モータ３のトルクが、第１変速機構Ｔ１、第２変速機構Ｔ２、ドライブシャフトを通じて駆動輪６に伝達可能となる。また、このとき、第３クラッチＣ３と第８ギア３２及び第１０ギア３４との係合が解除される。これにより、第４回転軸５４と第２回転軸５２との第３変速機構Ｔ３を通じた動力伝達が遮断される。つまり、エンジン１のトルクが、第３変速機構Ｔ３を通じて、走行モータ３や駆動輪６に伝達されることが阻止される。

シリーズハイブリッドモードでは、このように第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３を制御することにより、車両Ｖが、走行モータ３のトルクのみによって駆動輪６を駆動して走行する。また、シリーズハイブリッドモードでは、必要に応じて、エンジン１を駆動して発電モータ２により発電を行う。このとき、エンジン１と駆動輪６との間の動力伝達は、第３変速機構Ｔ３によって遮断されているため、エンジン１のトルクが駆動輪６に伝達されることがない。なお、走行モータ３は、駆動輪６の回転動力がドライブシャフト、第２変速機構Ｔ２、及び第１変速機構Ｔ１を通じて伝達されると、発電機として機能する。走行モータ３が生じさせた電力は、バッテリ４に供給され、バッテリ４の充電に充てられる。

エンジン直結モードでは、第１クラッチＣ１を解放し、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を締結する。具体的には、第３クラッチＣ３を第８ギア３２及び第１０ギア３４のいずれかに締結するとともに、第２クラッチＣ２を第４ギア２２及び第６ギア２４のいずれかに締結する。これにより、エンジン１のトルクが、第３変速機構Ｔ３、第２変速機構Ｔ２、ドライブシャフトを通じて駆動輪６に伝達可能となる。また、このとき、第１クラッチＣ１と第２ギア１２との係合が解除される。これにより、第１回転軸５１と第２回転軸５２との第１変速機構Ｔ１を通じた動力伝達が遮断される。つまり、走行モータ３のトルクが、第１変速機構Ｔ１を通じてエンジン１や駆動輪６に伝達されることが阻止される。

エンジン直結モードでは、このように第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３を制御することにより、車両Ｖが、エンジン１のトルクのみによって駆動輪６を駆動して走行する。また、エンジン直結モードでは、必要に応じて、発電モータ２により発電を行うことができる。なお、発電モータ２がモータジェネレータによって構成される場合には、エンジン１だけでなく、発電モータ２のトルクを、第３変速機構Ｔ３、第２変速機構Ｔ２、及びドライブシャフトを通じて駆動輪６に伝達させることも可能である。

動力伝達機構５におけるシリーズハイブリッドモードとエンジン直結モードとの切り換えは、コントローラ９によって制御される。コントローラ９は、走行モードに応じて、スリーブ１０，２０，３０を駆動するアクチュエータ（図示せず）を制御することにより、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３の締結および解放の状態を切り換える。

ところで、例えば、車両Ｖがエンジン直結モードで走行している場合には、上述のように、第１クラッチＣ１は解放されている。このため、第２ギア１２は、第２回転軸５２に対して空回りしている。このとき、軸受部材Ｂ１によって、第２ギア１２と第２回転軸５２との回転速度差を吸収させることになる。ここで、本願の動力伝達機構５の作用を図４に示す比較例を参照しつつ説明する。

まず、図４に示す比較例の構成について説明する。図４に示す比較例における動力伝達機構１０５では、第１変速機構Ｔ１１及び第３変速機構Ｔ３１が、図１及び図２に示す本実施形態の第１変速機構Ｔ１及び第３変速機構Ｔ３と相違している。具体的には、本実施形態の第１変速機構Ｔ１では、第１クラッチＣ１が第２回転軸５２に設けられているのに対し、比較例における第１変速機構Ｔ１１では、第１クラッチＣ１１が第１回転軸５１に設けられている点で相違している。また、本実施形態の第３変速機構Ｔ３では、第３クラッチＣ３が第２回転軸５２に設けられているのに対し、比較例における第３変速機構Ｔ３１では、第３クラッチＣ３１が第４回転軸５４に設けられている点で相違している。なお、図４に示す比較例における動力伝達機構１０５では、上記実施形態における動力伝達機構５と同一の構成については、同じ番号を付している。

第１変速機構Ｔ１１は、第１回転軸５１に軸受部材Ｂ１を介して第１回転軸５１と相対回転可能に支持された第１ギア１１１と、第２回転軸５２に固定され、第１ギア１１１と動力伝達を行う第２ギア１１２と、第１ギア１１１と第１回転軸５１との相対回転を規制または許容する第１クラッチＣ１１と、を有する。

第１ギア１１１の歯数は、第２ギア１１２の歯数より少なく形成される。これにより、走行モータ３（第１回転軸５１）の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２の回転は、増速されて走行モータ３（第１回転軸５１）に伝達される。

第１クラッチＣ１１の構成及び動作は、第１クラッチＣ１と同様であるので、説明を省略する。

第３変速機構Ｔ３１は、第４回転軸５４に軸受部材Ｂ１を介して第４回転軸５４と相対回転可能に支持された第７ギア１３１と、第２回転軸５２に固定され、第７ギア１３１と動力伝達を行う第８ギア１３２と、第４回転軸５４に軸受部材Ｂ１を介して第４回転軸５４と相対回転可能に支持された第９ギア１３３と、第２回転軸５２に固定され、第９ギア１３３と動力伝達を行う第１０ギア１３４と、第７ギア１３１と第４回転軸５４との相対回転、及び第９ギア１３３と第４回転軸５４との相対回転を規制または許容する第３クラッチＣ３１と、を有する。

第７ギア１３１の歯数は、第８ギア１３２の歯数より少なく形成される。これにより、第７ギア１３１と第８ギア１３２とを介する動力伝達では、第４回転軸５４の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２回転は、増速されて第４回転軸５４に伝達される。

第９ギア１３３の歯数は、第１０ギア１３４の歯数より少なく形成される。これにより、第９ギア１３３と第１０ギア１３４とを介する動力伝達では、第４回転軸５４の回転は、減速されて第２回転軸５２に伝達される。反対に、第２回転軸５２の回転は、減速されて第４回転軸５４に伝達される。

第３クラッチＣ３１の構成及び動作は、第３クラッチＣ３と同様であるので、説明を省略する。

このように構成された図４に示す比較例では、例えば、エンジン直結モードで、車両Ｖが走行している（駆動輪６が回転している）と、駆動輪６に接続された第３回転軸５３の回転は、第２変速機構Ｔ２によって増速されて第２回転軸５２に伝達される。第２回転軸５２の回転は、さらに第１変速機構Ｔ１１によって増速されて、第１ギア１１１に伝達される。

エンジン直結モードでは、第１クラッチＣ１１が解放されているので、第１ギア１１１は、停止している第１回転軸５１に対して空回りする。このとき、第１回転軸５１と第１ギア１１１の回転速度差は、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２及び第１変速機構Ｔ１１によって二段階増速された回転速度分の差になる。この結果、第１回転軸５１と第１ギア１１１との間に設けられた軸受部材Ｂ１には、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２及び第１変速機構Ｔ１１によって二段階増速された回転速度分の回転速度差が作用するため、大きな負荷がかかる。

これに対して、本実施形態の動力伝達機構５では、駆動輪６が回転していると、駆動輪６に接続された第３回転軸５３の回転は、第２変速機構Ｔ２によって増速されて第２回転軸５２に伝達される。しかしながら、第１クラッチＣ１が解放されているので、第２回転軸５２の回転は、第１回転軸５１に伝達されない。

エンジン直結モードでは、走行モータ３が停止しているので、第２ギア１２は停止している。また、第１クラッチＣ１が解放されているので、第２ギア１２は、回転している第２回転軸５２に対して相対回転（空回り）する。このとき、第２回転軸５２と第２ギア１２の回転速度差は、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２によって増速された回転速度分の差になる。つまり、本実施形態の動力伝達機構５によれば、図４に示す比較例に比べて、回転軸と空回りするギアとの回転速度差を第１変速機構Ｔ１による増速分、小さくすることができる。これにより、軸受部材Ｂ１の負荷を小さくすることができるので、軸受部材Ｂ１の寿命を向上させることができる。

また、図４に示す比較例では、シリーズハイブリッドモードで、車両Ｖが走行している（駆動輪６が回転している）と、駆動輪６に接続された第３回転軸５３の回転は、第２変速機構Ｔ２によって増速されて第２回転軸５２に伝達される。第２回転軸５２の回転は、さらに第３変速機構Ｔ３１によって増速されて、第７ギア１３１及び第９ギア１３３に伝達される。

シリーズハイブリッドモードでは、エンジン１が発電のため駆動しているので第４回転軸５４は回転しているが、第３クラッチＣ３１が解放されているので、第７ギア１３１及び第９ギア１３３は、第４回転軸５４に対して相対回転（空回り）する。これにより、第４回転軸５４と第７ギア１３１及び第９ギア１３３の回転速度差は、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２及び第３変速機構Ｔ３１によって二段階増速された回転速度と第４回転軸５４の回転速度との差になる。この結果、第４回転軸５４と第７ギア１３１及び第９ギア１３３との間に設けられた軸受部材Ｂ１には、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２及び第３変速機構Ｔ３１によって二段階増速された回転速度と第４回転軸５４の回転速度との回転速度差が作用するため、大きな負荷がかかる。

これに対して、本実施形態の動力伝達機構５では、駆動輪６が回転していると、駆動輪６に接続された第３回転軸５３の回転は、第２変速機構Ｔ２によって増速されて第２回転軸５２に伝達される。しかしながら、第３クラッチＣ３が解放されているので、第２回転軸５２の回転は、第４回転軸５４に伝達されない。

また、シリーズハイブリッドモードでは、エンジン１が発電のため駆動しているので第４回転軸５４は回転している。本実施形態の動力伝達機構５では、第４回転軸５４の回転は、第７ギア３１及び第９ギア３３を通じて、第８ギア３２及び第１０ギア３４に伝達され、第８ギア３２及び第１０ギア３４が回転する。このとき、第３クラッチＣ３が解放されているので、第８ギア３２及び第１０ギア３４は、第２回転軸５２に対して相対回転（空回り）する。そして、第２回転軸５２と第８ギア３２及び第１０ギア３４の回転速度差は、第３回転軸５３の回転が第２変速機構Ｔ２によって増速された回転速度と第４変速機構Ｔ４によって減速された回転速度との差になる。つまり、本実施形態の動力伝達機構５によれば、図４に示す比較例に比べて、回転軸と空回りするギアとの回転速度差を第３変速機構Ｔ３による増速分、小さくすることができる。これにより、軸受部材Ｂ１の負荷を小さくすることができるので、軸受部材Ｂ１の寿命を向上させることができる。

このように、本実施形態の動力伝達機構５によれば、空回りするギア（第２ギア１２、第８ギア３２、第１０ギア３４）と第２回転軸５２との間に設けられた軸受部材Ｂ１が吸収する回転速度差を小さくできるので、軸受部材Ｂ１に作用する負荷を小さくできる。これにより、軸受部材Ｂ１の寿命を向上させることができる。

また、図４に示す比較例の動力伝達機構１０５では、第１クラッチＣ１１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３１が、異なる回転軸に設けられているため、これらを制御するアクチュエータを設ける空間を個別に確保する必要がある。これに対し、本実施形態の動力伝達機構５では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３が、第２回転軸５２上に設けられているので、アクチュエータを設置する空間をまとめることができる。

なお、上記実施形態では、第２変速機構Ｔ２及び第３変速機構Ｔ３において、二段階の変速を行うことができるように構成していたが、これらを一段階の変速としてもよい。この場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３のいずれかを設けなくてもよい。また、第２変速機構Ｔ２及び第３変速機構Ｔ３における一方のギア列を減速とし、他方のギア列を増速とするように構成してもよい。

上記実施形態では、車両Ｖの走行モードとして、シリーズハイブリッドモードと、エンジン直結モードのみを説明したが、エンジン１と走行モータ３の両方の動力によって走行するパラレルハイブリッドモードを含むようにしてもよい。

また、上記実施形態では、軸受部材Ｂとして、ころ軸受を例に説明したが、軸受部材Ｂは、ボールベアリングなどであってもよい。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

動力伝達機構５は、走行モータ３によって回転駆動される第１回転軸５１と、第１回転軸５１の回転を減速して第２回転軸５２に伝達する第１変速機構Ｔ１と、第２回転軸５２の回転を減速して車両Ｖの駆動輪６に接続された第３回転軸５３に伝達する第２変速機構Ｔ２と、を備える。第１変速機構Ｔ１は、第１回転軸５１に固定された第１ギア１１と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第１ギア１１と動力伝達を行う第２ギア１２と、第２ギア１２と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第１クラッチＣ１と、を有する。

この構成では、第２ギア１２が第２回転軸５２に対して空回りした場合において、第２ギア１２と第２回転軸５２と第２回転軸５２との間に設けられた軸受部材Ｂ１が吸収する回転速度差を小さくできるので、軸受部材Ｂ１に作用する負荷を小さくできる。これにより、軸受部材Ｂ１の寿命を向上させることができる。

動力伝達機構５では、第２変速機構Ｔ２は、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持される第３ギア２１と、第３回転軸５３に固定され、第３ギア２１と動力伝達を行う第４ギア２２と、第３ギア２１と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第２クラッチＣ２と、を有する。

この構成では、第２クラッチＣ２によって、第２回転軸５２と第３回転軸５３との動力伝達を遮断することができるので、第２回転軸５２と第３回転軸５３との動力伝達が不必要に行われることを防止できる。

動力伝達機構５では、第２変速機構Ｔ２は、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持される第５ギア２３と、第３回転軸５３に固定され、第５ギア２３と動力伝達を行う第６ギア２４と、をさらに有する。第２クラッチＣ２は、第５ギア２３と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する。

この構成では、第２回転軸５２の回転速度を一つの第２クラッチＣ２で二段階の変速ができる。

動力伝達機構５は、エンジン１によって回転駆動される第４回転軸５４と、第４回転軸５４の回転を減速して第２回転軸５２に伝達する第３変速機構Ｔ３と、をさらに備える。 第３変速機構Ｔ３は、第４回転軸５４に固定された第７ギア３１と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第７ギア３１と動力伝達を行う第８ギア３２と、第８ギア３２と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する第３クラッチＣ３と、を有する。

この構成では、第１クラッチＣ１に加え、第３クラッチＣ３に係る構成を第２回転軸５２に設けることで、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を制御するアクチュエータの設置場所を集約することができる。さらに、第２回転軸５２との相対回転する第８ギア３２が第２回転軸５２に支持されているので、駆動輪６からの回転が第２変速機構Ｔ２によって増速されて第２回転軸５２に伝達した場合に、第８ギア３２と第２回転軸５２との回転速度差を小さくできる。これにより、軸受部材Ｂ１の負担を小さくできる。

動力伝達機構５では、第３変速機構Ｔ３は、第４回転軸５４に固定された第９ギア３３と、第２回転軸５２に軸受部材Ｂ１を介して第２回転軸５２と相対回転可能に支持され、第９ギア３３と動力伝達を行う第１０ギア３４と、をさらに有する。第３クラッチＣ３は、第１０ギア３４と第２回転軸５２との相対回転を規制または許容する。

この構成では、エンジン１の回転速度を一つの第３クラッチＣ３で二段階の変速ができる。

動力伝達機構５では、第１回転軸５１と第４回転軸５４は、同軸上に設けられる。また、第２回転軸５２は、第１回転軸５１及び第３回転軸５３の軸心を通過する平面Ｐよりも下側に設けられる。

この構成では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を制御するアクチュエータを設置する空間を、第１回転軸５１及び第３回転軸５３の間に確保することができる。これにより、アクチュエータを極力下方に設けることができるので、車室が狭くなることを抑制できる。

動力伝達機構５では、第３回転軸５３は、第１回転軸５１より下方に設けられる。

この構成では、第３回転軸５３を最も下方に設けているので、アクチュエータをより下方に設けることができる。これにより、車室が狭くなることを抑制できる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

上記実施形態では、第１～第３変速機構Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において、２つのギアが噛合することによって変速する構成を例に説明したが、これに限らず、３つ以上のギアが噛合する構成であってもよい。

１・・・エンジン、２・・・発電モータ、３・・・走行モータ、４・・・バッテリ、５・・・動力伝達機構、６・・・駆動輪、９・・・コントローラ、１１・・・第１ギア、１２・・・第２ギア、２１・・・第３ギア、２２・・・第４ギア、２３・・・第５ギア、２４・・・第６ギア、３１・・・第７ギア、３１・・・第７クラッチ、３２・・・第８ギア、３３・・・第９ギア、３４・・・第１０ギア、５１・・・第１回転軸、５２・・・第２回転軸、５３・・・第３回転軸 、５４・・・第４回転軸、Ｔ１・・・第１変速機構、Ｂ１・・・軸受部材、Ｃ１・・・第１クラッチ、Ｃ２・・・第２クラッチ、Ｃ３・・・第３クラッチ

Claims (7)

1. モータによって回転駆動される第１回転軸と、
   前記第１回転軸の回転を減速して第２回転軸に伝達する第１変速機構と、
   前記第２回転軸の回転を減速して車両の駆動輪に接続された第３回転軸に伝達する第２変速機構と、を備え、
   前記第１変速機構は、
   前記第１回転軸に固定された第１ギアと、
   前記第２回転軸に軸受部材を介して前記第２回転軸と相対回転可能に支持され、前記第１ギアと動力伝達を行う第２ギアと、
   前記第２ギアと前記第２回転軸との相対回転を規制または許容する第１クラッチと、を有する動力伝達機構。
2. 請求項１に記載された動力伝達機構であって、
   前記第２変速機構は、
   前記第２回転軸に軸受部材を介して前記第２回転軸と相対回転可能に支持される第３ギアと、
   前記第３回転軸に固定され、前記第３ギアと動力伝達を行う第４ギアと、
   前記第３ギアと前記第２回転軸との相対回転を規制または許容する第２クラッチと、を有する動力伝達機構。
3. 請求項２に記載された動力伝達機構であって、
   前記第２変速機構は、
   前記第２回転軸に軸受部材を介して前記第２回転軸と相対回転可能に支持される第５ギアと、
   前記第３回転軸に固定され、前記第５ギアと動力伝達を行う第６ギアと、をさらに有し、
   前記第２クラッチは、前記第５ギアと前記第２回転軸との相対回転を規制または許容する動力伝達機構。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載された動力伝達機構であって、
   エンジンによって回転駆動される第４回転軸と、
   前記第４回転軸の回転を減速して前記第２回転軸に伝達する第３変速機構と、をさらに備え、
   前記第３変速機構は、
   前記第４回転軸に固定された第７ギアと、
   前記第２回転軸に軸受部材を介して前記第２回転軸と相対回転可能に支持され、前記第７ギアと動力伝達を行う第８ギアと、
   前記第８ギアと前記第２回転軸との相対回転を規制または許容する第３クラッチと、を有する動力伝達機構。
5. 請求項４に記載された動力伝達機構であって、
   前記第３変速機構は、
   前記第４回転軸に固定された第９ギアと、
   前記第２回転軸に軸受部材を介して前記第２回転軸と相対回転可能に支持され、前記第９ギアと動力伝達を行う第１０ギアと、をさらに有し、
   前記第３クラッチは、前記第１０ギアと前記第２回転軸との相対回転を規制または許容する動力伝達機構。
6. 請求項４または５に記載された動力伝達機構であって、
   前記第１回転軸と前記第４回転軸は、同軸上に設けられ、
   前記第２回転軸は、前記第１回転軸及び前記第３回転軸の軸心を通過する平面よりも下側に設けられた動力伝達機構。
7. 請求項６に記載された動力伝達機構であって、
   前記第３回転軸は、前記第１回転軸より下方に設けられた動力伝達機構。