JP2024013470A - Vehicle driving device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device using an electromagnetic clutch unit.
電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置として、特許文献1のものが知られている。この車両駆動装置は、エンジンの回転を左右一対の前輪に伝達するフロント側回転伝達経路と、エンジンの回転を左右一対の後輪に伝達するリヤ側回転伝達経路とを有し、フロント側回転伝達経路には、通電と非通電の切り替えにより連結状態と空転状態とを切り替え可能な電磁クラッチユニットが組み込まれている。
As a vehicle drive device using an electromagnetic clutch unit, the one disclosed in
この特許文献1の車両駆動装置は、電磁クラッチユニットの通電と非通電を切り替えることで、4輪駆動と2輪駆動とを切り替えることが可能である。すなわち、特許文献1の車両駆動装置は、電磁クラッチユニットに通電することで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路とリヤ側回転伝達経路の両方を通じて車輪に伝達し、左右一対の前輪と左右一対の後輪とをすべて駆動する4輪駆動の状態とすることができる。一方、電磁クラッチユニットへの通電を遮断することで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路とリヤ側回転伝達経路のうちリヤ側回転伝達経路のみを通じて車輪に伝達し、左右一対の後輪のみを駆動する2輪駆動の状態とすることができる。
The vehicle drive device of
特許文献1の車両駆動装置は、エンジンのみを動力源として車輪を駆動するものであるため、環境への負荷が高い。
The vehicle drive device disclosed in
ここで、本願の発明者は、電磁クラッチユニットを用いた特許文献1の車両駆動装置において、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方(すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする)の3パターンが選択可能となれば、車両の燃費向上を図ることができ、環境への負荷を低減することが可能となる点に着目した。
Here, in the vehicle drive device of
この発明が解決しようとする課題は、電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置において、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方の3パターンを選択可能することである。 The problem to be solved by this invention is that in a vehicle drive system using an electromagnetic clutch unit, three patterns can be selected as the power source for driving the wheels: only the engine, only the electric motor, and both the engine and the electric motor. It is to be.
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の車両駆動装置を提供する。
[構成1]
エンジンと、
電動モータと、
車輪に回転を伝達する回転伝達経路の一部を構成する回転伝達軸と、
通電と非通電の切り替えにより、前記エンジンから前記回転伝達軸に回転を伝達する連結状態と、前記エンジンから前記回転伝達軸への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第1の電磁クラッチユニットと、
通電と非通電の切り替えにより、前記電動モータから前記回転伝達軸に回転を伝達する連結状態と、前記電動モータから前記回転伝達軸への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第2の電磁クラッチユニットと、を有する車両駆動装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides a vehicle drive device having the following configuration.
[Configuration 1]
engine and
electric motor and
a rotation transmission shaft that forms part of a rotation transmission path that transmits rotation to the wheels;
a first electromagnetic element capable of switching between a connected state in which rotation is transmitted from the engine to the rotation transmission shaft and an idling state in which transmission of rotation from the engine to the rotation transmission shaft is interrupted by switching between energization and de-energization; clutch unit and
A second motor capable of switching between a connected state in which rotation is transmitted from the electric motor to the rotation transmission shaft and an idling state in which transmission of rotation from the electric motor to the rotation transmission shaft is interrupted by switching between energization and de-energization. A vehicle drive device having an electromagnetic clutch unit.
このようにすると、第1の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットも連結状態とすることで、エンジンと電動モータの両方を動力源として車輪を駆動する(すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする)ことができる。 In this way, by bringing the first electromagnetic clutch unit into the connected state and putting the second electromagnetic clutch unit into the idling state, it is possible to drive the wheels using only the engine as a power source. Moreover, by setting the first electromagnetic clutch unit in an idle state and setting the second electromagnetic clutch unit in a connected state, the wheels can be driven using only the electric motor as a power source. Furthermore, by connecting the first electromagnetic clutch unit and also connecting the second electromagnetic clutch unit, the wheels are driven using both the engine and the electric motor as power sources (that is, the engine power is used as the electric motor). motor assist).
[構成2]
前記エンジンの回転を左右一対の前輪に伝達するフロント側回転伝達経路と、
前記エンジンの回転を左右一対の後輪に伝達するリヤ側回転伝達経路と、を有し、
前記回転伝達経路は、前記フロント側回転伝達経路である構成1に記載の車両駆動装置。
[Configuration 2]
a front side rotation transmission path that transmits the rotation of the engine to a pair of left and right front wheels;
a rear rotation transmission path that transmits the rotation of the engine to a pair of left and right rear wheels;
The vehicle drive device according to
このようにすると、第1の電磁クラッチユニットおよび第2の電磁クラッチユニットの通電と非通電を切り替えることで、エンジンによる4輪駆動、電動モータによる後輪のアシストを追加した4輪駆動、エンジンによる後輪の2輪駆動、電動モータによる前輪の2輪駆動の4パターンを選択可能となる。 In this way, by switching between energization and de-energization of the first electromagnetic clutch unit and the second electromagnetic clutch unit, four-wheel drive by the engine, four-wheel drive with additional rear wheel assistance by the electric motor, and four-wheel drive by the engine. There are four options to choose from: two-wheel drive for the rear wheels, and two-wheel drive for the front wheels using an electric motor.
すなわち、第1の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路を通じて前輪に伝達するとともに、エンジンの回転をリヤ側回転伝達経路を通じて左右一対の後輪に伝達し、エンジンによる4輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニットと第2の電磁クラッチユニットをいずれも連結状態とすることで、電動モータのアシスト力をフロント側回転伝達経路を通じて左右一対の前輪に伝達し、電動モータによる後輪のアシストを追加した4輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニットと第2の電磁クラッチユニットをいずれも空転状態とすることで、エンジンの回転をリヤ側回転伝達経路を通じて左右一対の後輪に伝達し、エンジンによる後輪の2輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータの回転をフロント側回転伝達経路を通じて左右一対の前輪に伝達し、電動モータによる前輪の2輪駆動の状態とすることができる。 That is, by bringing the first electromagnetic clutch unit into the connected state and the second electromagnetic clutch unit into the idling state, engine rotation is transmitted to the front wheels through the front side rotation transmission path, and engine rotation is transmitted to the rear wheels. The rotation is transmitted to the pair of left and right rear wheels through the side rotation transmission path, resulting in four-wheel drive by the engine. In addition, by connecting both the first electromagnetic clutch unit and the second electromagnetic clutch unit, the assist force of the electric motor is transmitted to the pair of left and right front wheels through the front side rotation transmission path, and the assist force of the electric motor is transmitted to the pair of left and right front wheels. It can be set to four-wheel drive with additional assist. In addition, by idling both the first electromagnetic clutch unit and the second electromagnetic clutch unit, engine rotation is transmitted to the pair of left and right rear wheels through the rear side rotation transmission path, and the rotation of the engine is transmitted to the left and right rear wheels. It can be in wheel drive mode. Furthermore, by idling the first electromagnetic clutch unit and connecting the second electromagnetic clutch unit, the rotation of the electric motor is transmitted to the pair of left and right front wheels through the front side rotation transmission path. The front wheels can be driven in two-wheel drive mode.
[構成3]
前記第1の電磁クラッチユニットと前記第2の電磁クラッチユニットは、前記回転伝達軸に沿って直列に配置されている構成1または2に記載の車両駆動装置。
[Configuration 3]
The vehicle drive device according to
このようにすると、回転伝達軸のまわりのスペースを効率的に使うことができ、車両駆動装置をコンパクトに収めることが可能となる。 In this way, the space around the rotation transmission shaft can be used efficiently, and the vehicle drive device can be housed compactly.
[構成4]
前記第1の電磁クラッチユニットとしては、前記回転伝達軸の外周に回り止めされた第1の内輪と、前記エンジンの回転が入力される第1の外輪と、前記第1の内輪の外周と前記第1の外輪の内周との間に組み込まれた係合子と、前記回転伝達軸を囲む環状の第1の電磁石と、前記第1の電磁石の通電と非通電の切り替えにより、前記第1の内輪と前記第1の外輪との間に前記係合子を係合させる係合状態と、前記第1の内輪と前記第1の外輪との間への前記係合子の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第1のスイッチ機構と、を有する構成3に記載の車両駆動装置。
[Configuration 4]
The first electromagnetic clutch unit includes a first inner ring that is prevented from rotating around the outer periphery of the rotation transmission shaft, a first outer ring to which the rotation of the engine is input, an outer periphery of the first inner ring, and a first inner ring that is fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft. An engaging element incorporated between the inner periphery of the first outer ring, an annular first electromagnet surrounding the rotation transmission shaft, and switching between energization and de-energization of the first electromagnet, An engaged state in which the engaging element is engaged between the inner ring and the first outer ring, and an engagement state in which the engaging element is disengaged between the first inner ring and the first outer ring. The vehicle drive device according to
[構成5]
前記第2の電磁クラッチユニットは、前記回転伝達軸の外周に回り止めされた第2の内輪と、前記電動モータの回転が入力される第2の外輪と、前記第2の内輪の外周と前記第2の外輪の内周との間に組み込まれた係合子と、前記回転伝達軸を囲む環状の第2の電磁石と、前記第2の電磁石の通電と非通電の切り替えにより、前記第2の内輪と前記第2の外輪との間に前記係合子を係合させる係合状態と、前記第2の内輪と前記第2の外輪との間への前記係合子の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第2のスイッチ機構と、を有する構成3または4に記載の車両駆動装置。
[Configuration 5]
The second electromagnetic clutch unit includes a second inner ring that is prevented from rotating around the outer periphery of the rotation transmission shaft, a second outer ring to which the rotation of the electric motor is input, an outer periphery of the second inner ring, and a second inner ring that is fixed to the outer periphery of the rotation transmission shaft. The second An engaged state in which the engaging element is engaged between the inner ring and the second outer ring, and an engagement state in which the engaging element is disengaged between the second inner ring and the second outer ring. The vehicle drive device according to
[構成6]
前記電動モータは、前記回転伝達軸に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置され、
前記電動モータと前記第2の外輪とが平行軸歯車を介して連結されている構成5に記載の車両駆動装置。
[Configuration 6]
The electric motor is arranged parallel to the rotation transmission shaft at intervals in a direction perpendicular to the axis,
The vehicle drive device according to
このようにすると、第1の電磁クラッチユニットと第2の電磁クラッチユニットと電動モータのレイアウトを軸方向にコンパクト化することが可能となる。 In this way, it becomes possible to make the layout of the first electromagnetic clutch unit, the second electromagnetic clutch unit, and the electric motor more compact in the axial direction.
[構成7]
前記電動モータは、前記回転伝達軸を囲む中空モータであり、
前記電動モータと前記第2の外輪とが、前記回転伝達軸を囲む中空減速機を介して連結されている構成5に記載の車両駆動装置。
[Configuration 7]
The electric motor is a hollow motor surrounding the rotation transmission shaft,
The vehicle drive device according to
このようにすると、第1の電磁クラッチユニットと第2の電磁クラッチユニットと電動モータのレイアウトを軸直角方向にコンパクト化することが可能となる。 In this way, it becomes possible to make the layout of the first electromagnetic clutch unit, the second electromagnetic clutch unit, and the electric motor more compact in the axis-perpendicular direction.
この発明の車両駆動装置は、第1の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニットも連結状態とすることで、エンジンと電動モータの両方を動力源として車輪を駆動する(すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする)ことができる。このように、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方の3パターンを選択することが可能である。 The vehicle drive device of the present invention can drive the wheels using only the engine as a power source by keeping the first electromagnetic clutch unit in the connected state and the second electromagnetic clutch unit in the idling state. Moreover, by setting the first electromagnetic clutch unit in an idle state and setting the second electromagnetic clutch unit in a connected state, the wheels can be driven using only the electric motor as a power source. Furthermore, by connecting the first electromagnetic clutch unit and also connecting the second electromagnetic clutch unit, the wheels are driven using both the engine and the electric motor as power sources (that is, the engine power is used as the electric motor). motor assist). In this way, it is possible to select three patterns as the power source for driving the wheels: only the engine, only the electric motor, and both the engine and the electric motor.
図1に、この発明の第1実施形態にかかる車両駆動装置1を使用した車両を模式的に示す。この車両は、荒地、草地、砂地、圧雪地などの不整地(舗装されていない路面)を走行する不整地走行車両(All Terrain Vehicle、いわゆるATV)である。
FIG. 1 schematically shows a vehicle using a
車両駆動装置1は、エンジン2と、エンジン2の回転を変速して出力するトランスミッション3と、トランスミッション3から車両前方に延びるフロントプロペラシャフト4と、トランスミッション3から車両後方に延びるリヤプロペラシャフト5と、トランスミッション3からフロントプロペラシャフト4に出力されたエンジン2の回転を左右一対のフロントドライブシャフト6に減速して伝達するフロントファイナルギヤ装置7と、トランスミッション3からリヤプロペラシャフト5に出力されたエンジン2の回転を左右一対のリヤドライブシャフト8に減速して伝達するリヤファイナルギヤ装置9と、電動モータ10と、第1の電磁クラッチユニット11aと、第2の電磁クラッチユニット11bとを有する。
The
左右のフロントドライブシャフト6には、それぞれ左右の前輪12が接続されている。また、左右のリヤドライブシャフト8には、それぞれ左右の後輪13が接続されている。フロントファイナルギヤ装置7には、左右のフロントドライブシャフト6がそれぞれの回転負荷に応じた回転数で回転するようにフロントプロペラシャフト4の回転を左右のフロントドライブシャフト6に分配する差動機構(図示せず)が内蔵されている。同様に、リヤファイナルギヤ装置9にも、左右のリヤドライブシャフト8がそれぞれの回転負荷に応じた回転数で回転するようにリヤプロペラシャフト5の回転を左右のリヤドライブシャフト8に分配する差動機構(図示せず)が内蔵されている。リヤファイナルギヤ装置9は、差動機構を内蔵せずに、左右のリヤドライブシャフト8が常に同じ回転数で回転するように構成することも可能である。フロントファイナルギヤ装置7についても同様である。
Left and right
フロントプロペラシャフト4、フロントファイナルギヤ装置7、フロントドライブシャフト6は、エンジン2の回転を左右一対の前輪12に伝達するフロント側回転伝達経路14を構成している。また、リヤプロペラシャフト5、リヤファイナルギヤ装置9、リヤドライブシャフト8は、エンジン2の回転を左右一対の後輪13に伝達するリヤ側回転伝達経路15を構成している。フロントプロペラシャフト4とフロントファイナルギヤ装置7の間には、フロント側回転伝達経路14の一部を構成する回転伝達軸16(図2参照)が組み込まれている。電動モータ10、第1の電磁クラッチユニット11a、第2の電磁クラッチユニット11bは、フロント側回転伝達経路14の途中に設けられている。
The
図2に示すように、回転伝達軸16は、車両の前後方向に延びる第1のシャフト16aと、第1のシャフト16aの前端に接続した第2のシャフト16bとで構成されている。第1のシャフト16aの前端と第2のシャフト16bの後端は、スプライン嵌合している。
As shown in FIG. 2, the
第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bは、回転伝達軸16に沿って前後に並んで直列に配置されている。第1の電磁クラッチユニット11aは、第1のシャフト16aを囲む環状に形成され、第2の電磁クラッチユニット11bも、第2のシャフト16bを囲む環状に形成されている。
The first electromagnetic
第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bは、回転伝達軸16を中心とする筒状のクラッチケース17に収容されている。クラッチケース17は、第1の電磁クラッチユニット11aを収容する第1のケース17aと、第2の電磁クラッチユニット11bを収容する第2のケース17bとで構成されている。第2のケース17bは、第1のケース17aに連結して固定されている。
The first electromagnetic
回転伝達軸16を構成する第1のシャフト16aと第2のシャフト16bのうち、第1のシャフト16aは、第1のケース17aに装着した転がり軸受18aで回転可能に支持され、第2のシャフト16bは、第2のケース17bに装着した転がり軸受18bで回転可能に支持されている。第2のシャフト16bの第2のケース17bから前方に突出する部分には、フロントファイナルギヤ装置7のリングギヤ19と噛み合うピニオンギヤ20が一体に設けられている。
Of the
電動モータ10は、回転伝達軸16に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置されている。電動モータ10には、電動モータ10の回転を減速して出力する減速機21が取り付けられている。電動モータ10および減速機21は、クラッチケース17(ここでは第2のケース17b)に固定されている。減速機21と第2の電磁クラッチユニット11bの間には、減速機21から出力される回転を第2の電磁クラッチユニット11bに伝達する平行軸歯車22,23が設けられている。
The
図3に示すように、第1の電磁クラッチユニット11aは、第1の内輪24aと、第1の内輪24aの径方向外側に対向する第1の外輪25aと、第1の内輪24aの外周に形成された複数のカム面26(図5参照)と、第1の外輪25aの内周に形成された円筒面27と、各カム面26と円筒面27との間に組み込まれた係合子28と、それらの係合子28を保持する係合子保持器29と、第1のシャフト16aを囲む環状の第1の電磁石30aと、第1の電磁石30aの通電と非通電の切り替えにより係合子保持器29を周方向移動させる第1のスイッチ機構31aとを有する。
As shown in FIG. 3, the first electromagnetic
第1の内輪24aは、第1のシャフト16aの外周にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第1の内輪24aは、第1のシャフト16aと一体回転するように第1のシャフト16aの外周に回り止めされている。第1の内輪24aは、第1のシャフト16aの外周に一体に形成してもよい。
The first
第1の外輪25aの外周は、第1のケース17aに装着した転がり軸受32で回転可能に支持されている。第1の外輪25aの内周には、第1の内輪24aを回転可能に支持する転がり軸受33が装着されている。
The outer periphery of the first
図2に示すように、第1の外輪25aの後端部は、フロントプロペラシャフト4の前端部とスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第1の外輪25aは、フロントプロペラシャフト4と一体回転するようにフロントプロペラシャフト4に接続されている。図1に示すエンジン2の回転は、フロントプロペラシャフト4を介して第1の外輪25aに入力される。
As shown in FIG. 2, the rear end of the first
図5に示すように、第1の内輪24aの外周のカム面26は、第1の外輪25aの内周の円筒面27と径方向に対向している。カム面26と円筒面27の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
係合子保持器29には、径方向に貫通するポケット34(図3参照)が周方向に間隔をおいて複数形成され、その各ポケット34に係合子28が収容されている。係合子28は、円筒状に形成されたローラである。係合子保持器29は、係合子28をカム面26の周方向中央から周方向に移動させることでカム面26と円筒面27の間に係合子28を係合させる係合位置と、係合子28をカム面26の周方向中央に移動させることでカム面26と円筒面27の間への係合子28の係合を解除する係合解除位置との間で、第1の内輪24aに対して周方向に移動可能に支持されている。
A plurality of pockets 34 (see FIG. 3) passing through the
図3に示すように、第1の電磁石30aは、第1のスイッチ機構31aのアーマチュア35に向かって軸方向に開放するC形断面をもつ環状のフィールドコア36と、フィールドコア36に巻回されたソレノイドコイル37とを有する。フィールドコア36は、軸方向と周方向のいずれにも動かないように第1のケース17aに固定されている。第1のケース17aには、ソレノイドコイル37に電力を供給するリード線38が通る配線孔が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、第1のスイッチ機構31aは、第1の電磁石30aと軸方向に対向して配置された円板状のアーマチュア35と、第1の電磁石30aとアーマチュア35の軸方向の対向面間に配置されたロータ39と、アーマチュア35に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア35に回り止めされかつ係合子保持器29に回り止めされた中間プレート40と、係合子保持器29を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね41とを有する。
As shown in FIG. 4, the
アーマチュア35は、第1の内輪24aの外周の円筒面で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア35とロータ39の間には、アーマチュア35をロータ39から離反する方向に付勢する離反ばね42が組み込まれている。第1の内輪24aの外周には、アーマチュア35のロータ39から遠ざかる側の軸方向移動を規制する止め輪43が装着されている。
The
ロータ39は、第1のシャフト16aの外周に装着した転がり軸受44で回転可能に支持されている。ロータ39は、筒状のロータガイド45を介して第1の外輪25aに連結され、第1の外輪25aが回転するとその第1の外輪25aの回転に応じてロータ39も回転するようになっている。アーマチュア35およびロータ39は、いずれも磁性材料(鉄、珪素鋼など)で形成されており、ソレノイドコイル37に通電すると、フィールドコア36とロータ39とアーマチュア35を通る磁気回路が形成され、アーマチュア35がロータ39に吸着されるようになっている。
The
中間プレート40には、係合子保持器29に形成された係合凹部46に係合する係合凸部47が形成されている。この係合凸部47と係合凹部46の係合によって、中間プレート40は、係合子保持器29に回り止めされている。また、中間プレート40には、アーマチュア35に向かって軸方向に延びる軸方向突起48が形成されている。アーマチュア35には、中間プレート40の軸方向突起48が軸方向にスライド可能に挿入される軸方向孔49が形成されている。中間プレート40は、この軸方向突起48と軸方向孔49の係合によって、アーマチュア35の軸方向移動を許容する状態でアーマチュア35に回り止めされている。
An
図5に示すように、センタリングばね41は、鋼線をC形に巻いたC形環状部50と、C形環状部50の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部51とを有する。C形環状部50は、第1の内輪24aの軸方向端面に形成された円形のばね収容凹部52に嵌め込まれている。一対の延出部51は、ばね収容凹部52から径方向外方に貫通するように第1の内輪24aの軸方向端面に形成された径方向溝53に挿入されている。
As shown in FIG. 5, the centering
センタリングばね41の延出部51は、径方向溝53の径方向外端から突出しており、その延出部51の径方向溝53からの突出部分が、係合子保持器29に形成された保持器溝54に挿入されている。径方向溝53と保持器溝54は同じ周方向幅をもつように形成されている。センタリングばね41の延出部51は、径方向溝53の内面と、保持器溝54の内面にそれぞれ接触し、その接触部分に作用する周方向の力によって係合子保持器29を係合解除位置に弾性保持している。
The extending
第1のスイッチ機構31aの作用を説明する。図3に示す第1の電磁石30aに通電すると、アーマチュア35が第1の電磁石30aに向かって吸引され、ロータ39に摩擦接触する。この状態で、第1の外輪25aを回転させると、第1の外輪25aにロータガイド45を介して連結されたロータ39も回転し、そのロータ39に摩擦接触するアーマチュア35も回転する。ここで、アーマチュア35は、中間プレート40を介して係合子保持器29に回り止めされているので、アーマチュア35が回転すると、アーマチュア35と一体に係合子保持器29も周方向移動する。その結果、図5に示す係合子保持器29が、センタリングばね41の弾性力に抗して係合解除位置から係合位置に移動し、カム面26と円筒面27の間に係合子28が係合した係合状態となる。このとき、図1に示す第1の電磁クラッチユニット11aは、エンジン2から回転伝達軸16に回転を伝達する連結状態となる。
The operation of the
一方、図3に示す第1の電磁石30aを非通電にすると、アーマチュア35が、離反ばね42の付勢力によってロータ39から離反し、アーマチュア35のロータ39との摩擦接触が解除される。このとき、アーマチュア35に中間プレート40を介して回り止めされた係合子保持器29が、図5に示すセンタリングばね41の弾性復元力によって、係合位置から係合解除位置に移動し、カム面26と円筒面27の間への係合子28の係合を解除した係合解除状態となる。このとき、図1に示す第1の電磁クラッチユニット11aは、エンジン2から回転伝達軸16への回転の伝達を遮断する空転状態となる。
On the other hand, when the
図6、図7に、第2の電磁クラッチユニット11bを示す。第2の電磁クラッチユニット11bは、図3、図4に示す第1の電磁クラッチユニット11aと基本的に同じ構成である。そのため、第1の電磁クラッチユニット11aに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットaをbに置き換えた符号を付して説明を省略する。
6 and 7 show the second electromagnetic
図6に示すように、第2の電磁クラッチユニット11bは、第2の内輪24bと、第2の内輪24bの径方向外側に対向する第2の外輪25bと、第2の内輪24bの外周に形成された複数のカム面26と、第2の外輪25bの内周に形成された円筒面27と、各カム面26と円筒面27との間に組み込まれた係合子28と、それらの係合子28を保持する係合子保持器29と、第2のシャフト16bを囲む環状の第2の電磁石30bと、第2の電磁石30bの通電と非通電の切り替えにより係合子保持器29を周方向移動させる第2のスイッチ機構31bとを有する。
As shown in FIG. 6, the second electromagnetic
第2の内輪24bは、第2のシャフト16bの外周にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第2の内輪24bは、第2のシャフト16bと一体回転するように第2のシャフト16bの外周に回り止めされている。
The second
第2の外輪25bの外周には、平行軸歯車22,23(図2参照)を構成する歯車23が固定されている。図2に示すように、第2の外輪25bは、減速機21および平行軸歯車22,23を介して電動モータ10に連結され、電動モータ10の回転が、減速機21、平行軸歯車22,23を介して第2の外輪25bに入力されるようになっている。
A
第2の電磁クラッチユニット11bは、第1の電磁クラッチユニット11aよりも伝達可能な回転トルクが小さいもの(軸方向長さがコンパクトなもの)が使用されている。第2の電磁クラッチユニット11bの係合子28は、第1の電磁クラッチユニット11aの係合子28よりも軸方向長さが短い。また、第2の電磁石30bの軸方向幅寸法は、第1の電磁石30aの軸方向幅寸法よりも短い。
The second electromagnetic
第2のスイッチ機構31bの作用を説明する。図6に示す第2の電磁石30bに通電すると、アーマチュア35が第2の電磁石30bに向かって吸引され、ロータ39に摩擦接触する。この状態で、第2の外輪25bを回転させると、第2の外輪25bにロータガイド45を介して連結されたロータ39も回転し、そのロータ39に摩擦接触するアーマチュア35も回転する。ここで、アーマチュア35は、中間プレート40(図7参照)を介して係合子保持器29に回り止めされているので、アーマチュア35が回転すると、アーマチュア35と一体に係合子保持器29も周方向移動する。その結果、係合子保持器29が、センタリングばね41(図5参照)の弾性力に抗して係合解除位置から係合位置に移動し、カム面26と円筒面27の間に係合子28が係合した係合状態となる。このとき、図1に示す第2の電磁クラッチユニット11bは、電動モータ10から回転伝達軸16に回転を伝達する連結状態となる。
The operation of the
一方、図6に示す第2の電磁石30bを非通電にすると、アーマチュア35が、離反ばね42の付勢力によってロータ39から離反し、アーマチュア35のロータ39との摩擦接触が解除される。このとき、アーマチュア35に中間プレート40(図7参照)を介して回り止めされた係合子保持器29が、センタリングばね41(図5参照)の弾性復元力によって、係合位置から係合解除位置に移動し、カム面26と円筒面27の間への係合子28の係合を解除した係合解除状態となる。このとき、図1に示す第2の電磁クラッチユニット11bは、電動モータ10から回転伝達軸16への回転の伝達を遮断する空転状態となる。
On the other hand, when the
この車両駆動装置1は、図2に示す第1の電磁クラッチユニット11aを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを空転状態とすることで、図1に示すエンジン2のみを動力源として前輪12を駆動することができる。また、図2に示す第1の電磁クラッチユニット11aを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを連結状態とすることで、電動モータ10のみを動力源として前輪12を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bも連結状態とすることで、図1に示すエンジン2と電動モータ10の両方を動力源として前輪12を駆動する(すなわちエンジン2の動力を電動モータ10でアシストする)ことができる。このように、前輪12を駆動するための動力源として、エンジン2のみ、電動モータ10のみ、エンジン2と電動モータ10の両方の3パターンを選択することが可能である。
This
また、この車両駆動装置1は、図1に示すように、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bと電動モータ10をフロント側回転伝達経路14の途中に設けているので、第1の電磁クラッチユニット11aおよび第2の電磁クラッチユニット11bの通電と非通電を切り替えることで、エンジン2による4輪駆動、電動モータ10による後輪13のアシストを追加した4輪駆動、エンジン2による後輪13の2輪駆動、電動モータ10による前輪12の2輪駆動の4パターンを選択することが可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 1, this
すなわち、この車両駆動装置1は、第1の電磁クラッチユニット11aを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを空転状態とすることで、エンジン2の回転をフロント側回転伝達経路14を通じて前輪12に伝達するとともに、エンジン2の回転をリヤ側回転伝達経路15を通じて左右一対の後輪13に伝達し、エンジン2による4輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bをいずれも連結状態とすることで、電動モータ10のアシスト力をフロント側回転伝達経路14を通じて左右一対の前輪12に伝達し、電動モータ10による後輪13のアシストを追加した4輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bをいずれも空転状態とすることで、エンジン2の回転をリヤ側回転伝達経路15を通じて左右一対の後輪13に伝達し、エンジン2による後輪13の2輪駆動の状態とすることができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを連結状態とすることで、電動モータ10の回転をフロント側回転伝達経路14を通じて左右一対の前輪12に伝達し、電動モータ10による前輪12の2輪駆動の状態とすることができる。
That is, this
また、この車両駆動装置1は、図2に示すように、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bが回転伝達軸16に沿って直列に配置されているので、回転伝達軸16のまわりのスペースを効率的に使うことができ、コンパクトである。
Moreover, as shown in FIG. 2, this
また、この車両駆動装置1は、電動モータ10を、回転伝達軸16に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置し、その電動モータ10と第2の外輪25bとを平行軸歯車22,23を介して連結した構成を採用しているので、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bと電動モータ10のレイアウトが軸方向にコンパクトである。
Further, in this
図8に、この発明の第2実施形態を示す。第2実施形態は、第1実施形態と比べて電動モータ10の構成およびその配置が異なり、それ以外の構成は第1実施形態と基本的に同じである。そのため、第1実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 shows a second embodiment of the invention. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration and arrangement of the
第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bは、回転伝達軸16を中心とする筒状のクラッチケース17に収容されている。クラッチケース17は、第1の電磁クラッチユニット11aを収容する第1のケース17aと、第2の電磁クラッチユニット11bを収容する第2のケース17bとで構成されている。第2のケース17bは、電動モータ10および中空減速機55を介して第1のケース17aに固定されている。電動モータ10と中空減速機55は、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bの間に軸方向に挟まれて配置されている。
The first electromagnetic
電動モータ10は、回転伝達軸16を囲む中空モータである。電動モータ10は、中空減速機55を介して第2の電磁クラッチユニット11bの第2の外輪25bに連結されている。中空減速機55は、電動モータ10の回転を減速して出力する減速機であり、電動モータ10と同様、回転伝達軸16を囲む中空に形成されている。中空減速機55は、電動モータ10の回転を減速して出力する中空筒状の出力軸56を有し、その出力軸56と第2の外輪25bとがスプライン嵌合している。
The
この第2実施形態の車両駆動装置1も、第1実施形態と同様、第1の電磁クラッチユニット11aを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを空転状態とすることで、エンジン2(図1参照)のみを動力源として前輪12を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aを空転状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bを連結状態とすることで、電動モータ10のみを動力源として前輪12を駆動することができる。また、第1の電磁クラッチユニット11aを連結状態とし、かつ、第2の電磁クラッチユニット11bも連結状態とすることで、エンジン2(図1参照)と電動モータ10の両方を動力源として前輪12を駆動する(すなわちエンジン2の動力を電動モータ10でアシストする)ことができる。
Similarly to the first embodiment, the
また、この車両駆動装置1は、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bが回転伝達軸16に沿って直列に配置されているので、回転伝達軸16のまわりのスペースを効率的に使うことができ、コンパクトである。
Furthermore, in this
また、この車両駆動装置1は、電動モータ10として回転伝達軸16を囲む中空モータを使用し、その電動モータ10と第2の外輪25bとを中空減速機55を介して連結した構成を採用しているので、第1の電磁クラッチユニット11aと第2の電磁クラッチユニット11bと電動モータ10のレイアウトが軸直角方向にコンパクトである。
Further, this
上記実施形態では、第1の内輪24aの外周と第1の外輪25aの内周との間(あるいは第2の内輪24bの外周と第2の外輪25bの内周との間)に組み込む係合子28としてローラを用いたものを例に挙げて説明したが、係合子28としてボールやスプラグを用いることも可能である。
In the above embodiment, the engager is installed between the outer circumference of the first
上記実施形態では、第1のスイッチ機構31aとして、第1の電磁石30aの通電時に係合子28をカム面26と円筒面27の間に係合させ、第1の電磁石30aの非通電時に係合子28のカム面26と円筒面27の間への係合を解除する構成のものを採用した(つまり、通電することにより係合する励磁作動型クラッチを第1の電磁クラッチユニット11aとした)が、第1のスイッチ機構31aとして、第1の電磁石30aの非通電時に係合子28をカム面26と円筒面27の間に係合させ、第1の電磁石30aの通電時に係合子28のカム面26と円筒面27の間への係合を解除する構成のものを採用する(つまり、通電を解除することにより係合する無励磁作動型クラッチを第1の電磁クラッチユニット11aとする)ようにしてもよい。第2のスイッチ機構31bについても同様である。
In the above embodiment, as the
上記実施形態では、この発明を不整地走行車両(いわゆるATV)に適用したものを例に挙げて説明したが、この発明は、例えば、多目的車両(Multi Purpose Vehicle、いわゆるMPV)など他の種類の車両にも同様に適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to an all-terrain vehicle (so-called ATV), but the present invention can also be applied to other types of vehicles such as a multi-purpose vehicle (Multi Purpose Vehicle, so-called MPV). It can be similarly applied to vehicles.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
1 車両駆動装置
2 エンジン
10 電動モータ
11a 第1の電磁クラッチユニット
11b 第2の電磁クラッチユニット
12 前輪(車輪)
13 後輪
14 フロント側回転伝達経路
15 リヤ側回転伝達経路
16 回転伝達軸
22,23 平行軸歯車
24a 第1の内輪
24b 第2の内輪
25a 第1の外輪
25b 第2の外輪
28 係合子
30a 第1の電磁石
30b 第2の電磁石
31a 第1のスイッチ機構
31b 第2のスイッチ機構
55 中空減速機
1
13
Claims (7)
電動モータ(10)と、
車輪に回転を伝達する回転伝達経路の一部を構成する回転伝達軸(16)と、
通電と非通電の切り替えにより、前記エンジン(2)から前記回転伝達軸(16)に回転を伝達する連結状態と、前記エンジン(2)から前記回転伝達軸(16)への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第1の電磁クラッチユニット(11a)と、
通電と非通電の切り替えにより、前記電動モータ(10)から前記回転伝達軸(16)に回転を伝達する連結状態と、前記電動モータ(10)から前記回転伝達軸(16)への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第2の電磁クラッチユニット(11b)と、を有する車両駆動装置。 engine (2);
an electric motor (10);
a rotation transmission shaft (16) forming part of a rotation transmission path that transmits rotation to the wheels;
By switching between energization and de-energization, a connected state in which rotation is transmitted from the engine (2) to the rotation transmission shaft (16) and a connection state in which rotation is transmitted from the engine (2) to the rotation transmission shaft (16) are cut off. a first electromagnetic clutch unit (11a) capable of switching between a idling state and a idling state;
A connected state in which rotation is transmitted from the electric motor (10) to the rotation transmission shaft (16) by switching between energization and de-energization, and a connection state in which rotation is transmitted from the electric motor (10) to the rotation transmission shaft (16). A vehicle drive device comprising: a second electromagnetic clutch unit (11b) capable of switching between an idling state and a state where the idling state is interrupted;
前記エンジン(2)の回転を左右一対の後輪(13)に伝達するリヤ側回転伝達経路(15)と、を有し、
前記回転伝達経路は、前記フロント側回転伝達経路(14)である請求項1に記載の車両駆動装置。 a front side rotation transmission path (14) that transmits the rotation of the engine (2) to a pair of left and right front wheels (12);
a rear rotation transmission path (15) that transmits the rotation of the engine (2) to a pair of left and right rear wheels (13);
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the rotation transmission path is the front side rotation transmission path (14).
前記電動モータ(10)と前記第2の外輪(25b)とが平行軸歯車(22,23)を介して連結されている請求項5に記載の車両駆動装置。 The electric motor (10) is arranged parallel to the rotation transmission shaft (16) at intervals in a direction perpendicular to the axis;
The vehicle drive system according to claim 5, wherein the electric motor (10) and the second outer ring (25b) are connected via parallel shaft gears (22, 23).
前記電動モータ(10)と前記第2の外輪(25b)とが、前記回転伝達軸(16)を囲む中空減速機(55)を介して連結されている請求項5に記載の車両駆動装置。 The electric motor (10) is a hollow motor surrounding the rotation transmission shaft (16),
The vehicle drive device according to claim 5, wherein the electric motor (10) and the second outer ring (25b) are connected via a hollow reduction gear (55) surrounding the rotation transmission shaft (16).
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