JP2024024236A - 駆動ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】駐車時に車両が動いてしまうことを防止する。【解決手段】駆動ユニット100は、電気モータ2、トルクコンバータ3、動力伝達部4、第1シャフト5、第2シャフト6、及び第1切替機構7を備える。トルクコンバータ3は、電気モータ2の第1回転方向のトルクを増幅する。動力伝達部4は、第1前進用ギヤ列、及び第2前進用ギヤ列を有する。第1シャフト5は、電気モータ2からトルクコンバータ3にトルクを伝達する。第2シャフト6は、トルクコンバータ3から第2前進用ギヤ列にトルクを伝達する。第1切替機構7は、第1前進状態において、第1シャフト5から第1前進用ギヤ列にトルクを伝達する。第1切替機構7は、第1中立状態において、第1シャフトから第1前進用ギヤ列へトルクを伝達しないように構成される。第1切替機構は、ロック状態において、第1前進用ギヤ列を回転不能とするように構成される。【選択図】図1
Description
本発明は、駆動ユニットに関するものである。
電気自動車は、電気モータを駆動源として有している。この電気モータからのトルクを増幅させるために、トルクコンバータを設けた電気自動車が提案されている(例えば、特許文献1)。
上述したような駆動ユニットを搭載した車両を坂道などで駐車した場合、車両が動いてしまうおそれがある。そこで、本発明の課題は、駐車時に車両が動いてしまうことを防止することにある。
第1態様に係る駆動ユニットは、電気モータと、トルクコンバータと、動力伝達部と、第1シャフトと、第2シャフトと、第1切替機構とを備える。トルクコンバータは、電気モータの第1回転方向のトルクを増幅するように構成される。動力伝達部は、第1前進用ギヤ列、及び第2前進用ギヤ列を有する。第1シャフトは、電気モータからトルクコンバータにトルクを伝達するように構成される。第2シャフトは、トルクコンバータから第2前進用ギヤ列にトルクを伝達可能に構成される。第1切替機構は、第1前進状態と、第1中立状態と、ロック状態とに切り替わるように構成される。第1切替機構は、第1前進状態において、第1シャフトから第1前進用ギヤ列にトルクを伝達するように構成される。第1切替機構は、第1中立状態において、第1シャフトから第1前進用ギヤ列へトルクを伝達しないように構成される。第1切替機構は、ロック状態において、第1前進用ギヤ列を回転不能とするように構成される。
この構成によれば、第1切替機構をロック状態とすることにより、第1前進用ギヤ列が回転不能となる。この結果、駐車時に車両が動いてしまうことを防止できる。
第2態様に係る駆動ユニットは、第1態様に係る駆動ユニットにおいて、第2切替機構をさらに備える。動力伝達部は、後進用ギヤ列とを有する。第2切替機構は、第2前進状態と、後進状態と、第2中立状態とに切り替わるように構成される。第2切替機構は、第2前進状態において、第2シャフトから第2前進用ギヤ列へトルクを伝達するように構成される。第2切替機構は、後進状態において、第2シャフトから後進用ギヤ列へトルクを伝達するように構成される。第2切替機構は、第2中立状態において、第2シャフトからのトルクを伝達しないように構成される。
第3態様に係る駆動ユニットは、第2態様に係る駆動ユニットにおいて、次のように構成される。第1前進用ギヤ列は、第2前進用ギヤ列よりも減速比が小さい。
第4態様に係る駆動ユニットは、第2又は第3態様に係る駆動ユニットにおいて、制御部をさらに備える。制御部は、電気モータを制御するように構成される。制御部は、第1切替機構が第1前進状態にあると判断したとき、電気モータのモータ特性を高速モードとし、第2切替機構が第2前進状態にあると判断したとき、電気モータのモータ特性を低速モードとするように構成される。低速モードは、高速モードに対して最大トルクが大きく最大出力が小さい。
第5態様に係る駆動ユニットは、第1~第4態様のいずれかに係る駆動ユニットにおいて、クラッチをさらに備える。クラッチは、電気モータと第1シャフトとの間でトルクを遮断可能に伝達するように構成される。
第6態様に係る駆動ユニットは、第1~第5態様のいずれかに係る駆動ユニットにおいて、次のように構成される。第1切替機構は、第1トルク出力部と、第1トルク入力部と、固定部と、第1連結部とを有する。第1トルク出力部は、第1シャフトと一体的に回転する。第1トルク入力部は、第1前進用ギヤ列と一体的に回転する。固定部は、回転不能に配置される。第1連結部は、第1連結状態、第2連結状態、及び第1非連結状態を取り得る。第1連結部は、第1連結状態において、第1トルク出力部と第1トルク入力部とを連結する。第1連結部は、第2連結状態において、第2トルク入力部と固定部とを連結する。第1連結部は、第1非連結状態において、第1連結状態及び第2連結状態のいずれの状態も取らない。
第7態様に係る駆動ユニットは、第2~第4態様のいずれかに係る駆動ユニットにおいて、次のように構成される。第2切替機構は、第2トルク出力部と、第2トルク入力部と、第3トルク入力部と、第2連結部とを有する。第2トルク出力部は、第2シャフトと一体的に回転する。第2トルク入力部は、第2前進用ギヤ列と一体的に回転する。第3トルク入力部は、後進用ギヤ列と一体的に回転する。第2連結部は、第3連結状態、第4連結状態、及び第2非連結状態を取り得る。第2連結部は、第3連結状態において、第2トルク出力部と第2トルク入力部とを連結する。第2連結部は、第4連結状態において、第2トルク出力部と第3トルク入力部とを連結する。第2連結部は、第2非連結状態において、第3連結状態及び第4連結状態のいずれの状態も取らない。
本発明によれば、駐車時に車両が動いてしまうことを防止することができる。
以下、駆動ユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る駆動ユニット100の概略図である。なお、以下の説明において、軸方向とは電気モータ2又はトルクコンバータ3の回転軸Oが延びる方向である。また、周方向とは、回転軸Oを中心とした円の周方向であり、径方向とは、回転軸Oを中心とした円の径方向である。また、正回転とは、車両が前進するときの回転であり、逆回転とは、車両が後進するときの回転である。
[駆動ユニット100]
図1に示すように、駆動ユニット100は、電気モータ2、トルクコンバータ3、動力伝達部4、第1シャフト5、第2シャフト6、第1切替機構7、第2切替機構8、及び制御部9を備えている。この駆動ユニット100は、例えば、電気自動車に搭載される。駆動ユニット100は、駆動輪105を駆動するように構成されている。
図1に示すように、駆動ユニット100は、電気モータ2、トルクコンバータ3、動力伝達部4、第1シャフト5、第2シャフト6、第1切替機構7、第2切替機構8、及び制御部9を備えている。この駆動ユニット100は、例えば、電気自動車に搭載される。駆動ユニット100は、駆動輪105を駆動するように構成されている。
<電気モータ2>
電気モータ2は、モータケース21、モータステータ22、及びロータ23を有している。本実施形態における電気モータ2は、いわゆるインナーロータ型のモータである。モータケース21は、車体フレームなどに固定されており、回転不能である。このモータケース21内に、モータステータ22及びロータ23が収容されている。
電気モータ2は、モータケース21、モータステータ22、及びロータ23を有している。本実施形態における電気モータ2は、いわゆるインナーロータ型のモータである。モータケース21は、車体フレームなどに固定されており、回転不能である。このモータケース21内に、モータステータ22及びロータ23が収容されている。
モータステータ22は、モータケース21の内周面に固定されている。モータステータ22は回転不能である。ロータ23は、回転軸O周りに回転する。ロータ23は、径方向において、モータステータ22の内側に配置される。モータステータ22は、径方向において、ロータ23と間隔をあけて配置されている。
<トルクコンバータ3>
トルクコンバータ3は、軸方向において、電気モータ2と間隔をあけて配置されている。このトルクコンバータ3と電気モータ2との間に、動力伝達部4が配置されている。軸方向において、電気モータ2、動力伝達部4、トルクコンバータ3の順で配列している。
トルクコンバータ3は、軸方向において、電気モータ2と間隔をあけて配置されている。このトルクコンバータ3と電気モータ2との間に、動力伝達部4が配置されている。軸方向において、電気モータ2、動力伝達部4、トルクコンバータ3の順で配列している。
トルクコンバータ3は、回転可能に配置されている。トルクコンバータ3の回転軸Oは、電気モータ2の回転軸Oと実質的に一致している。トルクコンバータ3は、電気モータ2からのトルクが伝達される。トルクコンバータ3は、電気モータ2の第1回転方向のトルクを増幅するように構成されている。
トルクコンバータ3は、カバー31、インペラ32、タービン33、ステータ34、第1ワンウェイクラッチ36、及び遠心クラッチ37を有している。本実施形態において、トルクコンバータ3の外殻は、カバー31、及びインペラ32によって構成されている。
トルクコンバータ3は、インペラ32が電気モータ2側(図1の左側)に配置され、カバー31が電気モータ2と反対側(図1の右側)に配置されている。このトルクコンバータ3は、トルクコンバータケース30内に収容されている。トルクコンバータ3内には作動流体が供給されている。作動流体は、例えば作動油である。
カバー31は、電気モータ2からのトルクが入力される。カバー31は、電気モータ2からのトルクによって回転する。カバー31は、第1シャフト5に固定されている。例えば、カバー31は、スプライン孔を有しており、第1シャフト5がカバー31のスプライン孔にスプライン嵌合する。このため、カバー31は、第1シャフト5と一体的に回転する。カバー31は、タービン33を覆うように配置されている。
インペラ32は、カバー31と一体的に回転する。インペラ32は、カバー31を介して電気モータ2からのトルクが入力される。インペラ32は、カバー31に固定されている。インペラ32は、軸受部材(図示省略)を介して固定シャフト104に回転可能に支持されている。なお、この固定シャフト104は円筒状である。インペラ32と固定シャフト104との間は気密にシールされている。固定シャフト104内を第2シャフト6が軸方向に延びている。また、固定シャフト104は、例えば、動力伝達部ケース40又はトルクコンバータケース30から延びている。固定シャフト104は、回転不能である。
タービン33は、インペラ32と対向して配置されている。詳細には、タービン33は、軸方向においてインペラ32と対向している。タービン33は、作動流体を介してインペラ32からトルクが伝達される。
タービン33には、第2シャフト6が取り付けられている。詳細には、第2シャフト6が、タービン33にスプライン嵌合している。タービン33は、第2シャフト6と一体的に回転する。
ステータ34は、タービン33からインペラ32へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ34は、回転軸O周りに回転可能である。例えば、ステータ34は、固定シャフト104に、第1ワンウェイクラッチ36を介して支持されている。このステータ34は、軸方向において、インペラ32とタービン33との間に配置される。
第1ワンウェイクラッチ36は、固定シャフト104とステータ34との間に配置されている。第1ワンウェイクラッチ36は、ステータ34を正回転方向に回転可能とするように構成されている。一方、第1ワンウェイクラッチ36は、ステータ34を逆回転方向に回転不能とする。このステータ34によって、トルクが増幅されて、インペラ32からタービン33へと伝達される。
遠心クラッチ37は、タービン33又は第2シャフト6に取り付けられている。遠心クラッチ37は、タービン33と一体的に回転する。遠心クラッチ37は、タービン33の回転によって生じる遠心力によって、カバー31とタービン33とを連結するように構成されている。詳細には、遠心クラッチ37は、タービン33が所定の回転速度以上になると、カバー31からタービン33にトルクを伝達するように構成されている。
<動力伝達部4>
動力伝達部4は、動力伝達部ケース40内に収容される。動力伝達部4は、軸方向において電気モータ2とトルクコンバータ3との間に配置されている。動力伝達部4は、トルクコンバータ3からのトルクを出力ユニット101へと出力する。動力伝達部4は、回転速度を減速して、トルクコンバータ3からの出力ユニット101へと動力を伝達する。すなわち、動力伝達部4は、減速機として機能する。なお、出力ユニット101は、デファレンシャルギヤ102、一対のドライブシャフト103、及び駆動輪105を含んでいる。なお、出力ユニット101は、駆動輪105のみを有していてもよい。
動力伝達部4は、動力伝達部ケース40内に収容される。動力伝達部4は、軸方向において電気モータ2とトルクコンバータ3との間に配置されている。動力伝達部4は、トルクコンバータ3からのトルクを出力ユニット101へと出力する。動力伝達部4は、回転速度を減速して、トルクコンバータ3からの出力ユニット101へと動力を伝達する。すなわち、動力伝達部4は、減速機として機能する。なお、出力ユニット101は、デファレンシャルギヤ102、一対のドライブシャフト103、及び駆動輪105を含んでいる。なお、出力ユニット101は、駆動輪105のみを有していてもよい。
図2に示すように、動力伝達部4は、第1前進用ギヤ列41、第2前進用ギヤ列42、及び後進用ギヤ列43を有している。第1前進用ギヤ列41は、第1シャフト5から出力ユニット101へトルクを伝達する。詳細には、第1前進用ギヤ列41は、電気モータ2が出力した第1回転方向のトルクを、正回転方向のトルクとして出力するように構成されている。言い換えると、第1前進用ギヤ列41は、電気モータ2が出力した第2回転方向のトルクを、逆回転方向のトルクとして出力するように構成されている。このため、電気モータ2を第1回転方向に回転させて、第1前進用ギヤ列41を介してトルクを駆動輪105に出力すると、車両は前進する。また、電気モータ2を第2回転方向に回転させて、第1前進用ギヤ列41を介してトルクを駆動輪105に出力すると、車両は後進する。
第1前進用ギヤ列41は、互いに噛み合う第1ギヤ41a及び第2ギヤ41bを有する。第1ギヤ41aは、第1シャフト5に相対回転可能に支持されている。第2ギヤ41bは、第3シャフト44に支持されている。第2ギヤ41bは、第3シャフト44と一体的に回転する。第2ギヤ41bは、第1ギヤ41aからのトルクを第3シャフト44へと出力する。なお、第3シャフト44は、回転可能に配置されている。
第2前進用ギヤ列42は、第2シャフト6から出力ユニット101へトルクを伝達する。詳細には、第2前進用ギヤ列42は、電気モータ2が出力した第1回転方向のトルクを、正回転方向のトルクとして出力するように構成されている。このため、電気モータ2を第1回転方向に回転させて、第2前進用ギヤ列42を介してトルクを駆動輪105に出力すると、車両は前進する。
第2前進用ギヤ列42は、互いに噛み合う第3ギヤ42a及び第4ギヤ42bを有する。第3ギヤ42aは、第2シャフト6に相対回転可能に支持されている。第4ギヤ42bは、第3シャフト44に支持されている。第4ギヤ42bは、第3シャフト44と一体的に回転する。第4ギヤ42bは、第3ギヤ42aからのトルクを第3シャフト44へと出力する。第2前進用ギヤ列42は、第1前進用ギヤ列41よりも減速比が大きい。
後進用ギヤ列43は、第2シャフト6から出力ユニット101へトルクを伝達する。詳細には、後進用ギヤ列43は、電気モータ2が出力した第1回転方向のトルクを、逆回転方向のトルクとして出力するように構成されている。このため、電気モータ2を第1回転方向に回転させて、後進用ギヤ列43を介してトルクを駆動輪105に出力すると、車両は後進する。
後進用ギヤ列43は、第5ギヤ43a、第6ギヤ43b、及び第7ギヤ43cを有している。第5ギヤ43aは、第6ギヤ43bと噛み合う。また、第6ギヤ43bは、第7ギヤ43cと噛み合う。第5ギヤ43aは、第2シャフト6に相対回転可能に支持されている。第6ギヤ43bは、カウンターシャフト(図示省略)に支持されている。第6ギヤ43bは、第5ギヤ43aからのトルクを第7ギヤ43cへと伝達する。第7ギヤ43cは、第3シャフト44に支持されている。第7ギヤ43cは、第3シャフト44と一体的に回転する。第7ギヤ43cは、第6ギヤ43bからのトルクを第3シャフト44へと出力する。
<第1シャフト5>
図1に示すように、第1シャフト5は、電気モータ2から軸方向に延びている。詳細には、第1シャフト5は、電気モータ2のロータ23から延びている。なお、電気モータ2が出力シャフトを有している場合、第1シャフト5は、電気モータ2の出力シャフトに取り付けられる。第1シャフト5は、回転可能に配置されている。第1シャフト5の回転軸は、電気モータ2の回転軸、及びトルクコンバータ3の回転軸と実質的に同一線上にある。
図1に示すように、第1シャフト5は、電気モータ2から軸方向に延びている。詳細には、第1シャフト5は、電気モータ2のロータ23から延びている。なお、電気モータ2が出力シャフトを有している場合、第1シャフト5は、電気モータ2の出力シャフトに取り付けられる。第1シャフト5は、回転可能に配置されている。第1シャフト5の回転軸は、電気モータ2の回転軸、及びトルクコンバータ3の回転軸と実質的に同一線上にある。
第1シャフト5は、電気モータ2とトルクコンバータ3との間でトルクを伝達する。詳細には、第1シャフト5は、電気モータ2からトルクコンバータ3へトルクを伝達するように構成されている。第1シャフト5は、トルクコンバータ3のインペラ32に接続されている。詳細には、第1シャフト5は、カバー31を介してインペラ32に接続されている。第1シャフト5の先端部は、トルクコンバータ3のカバー31に取り付けられている。
第1シャフト5は、クラッチ11を介して電気モータ2と接続されている。このクラッチ11は、第1シャフト5と電気モータ2との間でトルクを遮断可能に伝達するように構成されている。詳細には、クラッチ11がクラッチオフ状態となることで、電気モータ2と第1シャフト5との間でトルク伝達が遮断される。一方、クラッチ11がクラッチオン状態となることで、電気モータ2と第1シャフト5との間でトルクが伝達される。
<第2シャフト6>
第2シャフト6は、トルクコンバータ3と動力伝達部4との間でトルクを伝達する。詳細には、第2シャフト6は、トルクコンバータ3から第2前進用ギヤ列42にトルクを伝達することができる。なお、後述する第2切替機構8によってトルク伝達経路を切り替えることにより、第2シャフト6は、トルクコンバータ3から後進用ギヤ列43にトルクを伝達することもできる。第2シャフト6は、トルクコンバータ3から電気モータ2に向かって軸方向に延びている。
第2シャフト6は、トルクコンバータ3と動力伝達部4との間でトルクを伝達する。詳細には、第2シャフト6は、トルクコンバータ3から第2前進用ギヤ列42にトルクを伝達することができる。なお、後述する第2切替機構8によってトルク伝達経路を切り替えることにより、第2シャフト6は、トルクコンバータ3から後進用ギヤ列43にトルクを伝達することもできる。第2シャフト6は、トルクコンバータ3から電気モータ2に向かって軸方向に延びている。
第2シャフト6は、円筒状である。第1シャフト5は、この第2シャフト6内を延びている。なお、第1シャフト5は中実状である。第2シャフト6の一方の端部(図1の右端部)は、トルクコンバータ3のタービン33に取り付けられている。第2シャフト6は、回転可能に配置されている。第2シャフト6は、例えば、動力伝達部ケース40などに軸受部材などを介して回転可能に支持されている。
<第1切替機構>
図2~図4に示すように、第1切替機構7は、第1トルク出力部71、第1トルク入力部72、固定部73、及び第1連結部74を有している。また、第1切替機構7は、第1連結部74を軸方向に移動させる第1アクチュエータ75をさらに有している。第1アクチュエータ75は、制御部9によって制御される。
図2~図4に示すように、第1切替機構7は、第1トルク出力部71、第1トルク入力部72、固定部73、及び第1連結部74を有している。また、第1切替機構7は、第1連結部74を軸方向に移動させる第1アクチュエータ75をさらに有している。第1アクチュエータ75は、制御部9によって制御される。
第1トルク出力部71は、第1シャフト5と一体的に回転する。第1トルク出力部71は、第1シャフト5に固定されたスプラインである。すなわち、第1トルク出力部71は、外周面に複数の歯を有している。第1トルク出力部71は、第1シャフト5と別の部材によって構成されていてもよいし、一つの部材によって第1シャフト5と一体的に構成されていてもよい。第1トルク出力部71は、回転軸Oを中心に回転可能に配置されている。
第1トルク入力部72は、回転軸Oを中心に回転可能に配置されている。第1トルク入力部72は、第1トルク出力部71と略同じ外径を有している。第1トルク入力部72は、スプラインである。すなわち、第1トルク入力部72は、外周面に複数の歯を有している。第1トルク入力部72は、第1シャフト5に相対回転可能に支持されている。第1トルク入力部72は、第1トルク出力部71と相対回転可能に配置されている。
第1トルク入力部72は、第1前進用ギヤ列41と一体的に回転する。詳細には、第1トルク入力部72は、第1ギヤ41aと一体的に回転する。第1トルク入力部72は、第1ギヤ41aと一体的に形成されている。第1トルク入力部72は、第1ギヤ41aと一つの部材によって構成されていてもよいし、別の部材によって構成されていてもよい。
固定部73は、スプラインである。すなわち、固定部73は、外周面に複数の歯を有している。固定部73は、第1トルク入力部72と略同じ外径を有している。固定部73は、回転不能に配置されている。詳細には、固定部73は、動力伝達部ケース40に取り付けられている。なお、固定部73は、動力伝達部ケース40と一つの部材によって構成されていてもよいし、別の部材によって構成されていてもよい。
軸方向において、第1トルク入力部72は、第1トルク出力部71と固定部73との間に配置されている。第1トルク出力部71と第1トルク入力部72とが軸方向において隣り合い、第1トルク入力部72と固定部73とが軸方向において隣り合う。
第1連結部74は、第1連結状態、第2連結状態、及び第1非連結状態を取ることができる。第1連結部74は、第1連結状態において、第1トルク出力部71と第1トルク入力部72とを連結する。第1連結部74は、第2連結状態において、第1トルク入力部72と固定部73とを連結する。第1連結部74は、第1非連結状態において、第1連結状態及び第2連結状態のいずれの状態もとらない。具体的には、第1連結部74は、第1非連結状態において、第1トルク入力部72のみに噛み合っており、第1トルク出力部71及び固定部73とは噛み合っていない。
第1連結部74は、スプライン孔を有している。すなわち、第1連結部74は、内周面に複数の歯を有している。第1連結部74は、常時、第1トルク入力部72と噛み合っており、第1トルク入力部72と一体的に回転する。第1連結部74は、第1シャフト5と相対回転可能である。
第1連結部74は、軸方向に移動可能に配置されている。第1連結部74が軸方向に移動することによって、第1連結部74は、第1連結状態、第2連結状態、及び第1非連結状態の間で切り替わる。この結果、第1切替機構7は、第1前進状態、ロック状態、及び第1中立状態に切り替わる。なお、第1切替機構7が第1前進状態にあるとき、後述する第2切替機構8は、第2中立状態となっている。
図2に示すように、第1切替機構7が第1前進状態にあるとき、第1連結部74は、第1連結状態にあり、第1トルク出力部71と第1トルク入力部72とを連結する。詳細には、第1連結部74は、第1トルク出力部71と噛み合うとともに、第1トルク入力部72とも噛み合っている。
このように第1連結部74が第1トルク出力部71及び第1トルク入力部72と噛み合うことによって、第1トルク出力部71と第1トルク入力部72とが連結して一体的に回転する。すなわち、第1シャフト5と第1ギヤ41aとが一体的に回転する。このように第1切替機構7が第1前進状態にあるとき、第1切替機構7は、第1シャフト5から第1前進用ギヤ列41にトルクを伝達する。
図3に示すように、第1切替機構7がロック状態にあるとき、第1連結部74は、第2連結状態にあり、第1トルク入力部72と固定部73とを連結する。詳細には、第1連結部74は、第1トルク入力部72と噛み合うとともに、固定部73とも噛み合っている。
このように第1連結部74が第1トルク入力部72及び固定部73と噛み合うことによって、第1トルク入力部72は回転不能となる。この結果、第1前進用ギヤ列41を構成する第1ギヤ41a及び第2ギヤ41bが回転不能となり、駆動輪105も回転不能となる。このように、第1切替機構7がロック状態にあるとき、第1切替機構7は、第1前進用ギヤ列41を回転不能とする。
図4に示すように、第1切替機構7が第1中立状態にあるとき、第1連結部74は、第1非連結状態にあり、第1トルク入力部72のみと噛み合う状態となる。このように、第1連結部74が第1トルク入力部72のみと噛み合い、第1トルク出力部71及び固定部73のどちらとも噛合わないことによって、第1シャフト5と第1前進用ギヤ列41との間でのトルク伝達を遮断することができる。すなわち、第1切替機構7が第1中立状態にあるとき、第1切替機構7は、第1シャフト5から第1前進用ギヤ列41へトルクを伝達しない。
第1アクチュエータ75は、第1連結部74を軸方向に移動させるように構成されている。第1アクチュエータ75は、モータなどによって構成することができる。
<第2切替機構>
図4及び図5に示すように、第2切替機構8は、第2トルク出力部81、第2トルク入力部82、第3トルク入力部83、及び第2連結部84を有している。また、第2切替機構8は、第2連結部84を軸方向に移動させる第2アクチュエータ85をさらに有している。第2アクチュエータ85は、制御部9によって制御される。
図4及び図5に示すように、第2切替機構8は、第2トルク出力部81、第2トルク入力部82、第3トルク入力部83、及び第2連結部84を有している。また、第2切替機構8は、第2連結部84を軸方向に移動させる第2アクチュエータ85をさらに有している。第2アクチュエータ85は、制御部9によって制御される。
第2トルク出力部81は、第2シャフト6と一体的に回転する。第2トルク出力部81は、第2シャフト6に固定されたスプラインである。すなわち、第2トルク出力部81は、外周面に複数の歯を有している。第2トルク出力部81は、第2シャフト6と別の部材によって構成されていてもよいし、一つの部材によって第2シャフト6と一体的に構成されていてもよい。第2トルク出力部81は、回転軸Oを中心に回転可能に配置されている。
第2トルク入力部82は、回転軸Oを中心に回転可能に配置されている。第2トルク入力部82は、第2トルク出力部81と略同じ外径を有している。第2トルク入力部82は、スプラインである。すなわち、第2トルク入力部82は、外周面に複数の歯を有している。第2トルク入力部82は、第2シャフト6に相対回転可能に支持されている。第2トルク入力部82は、第2トルク出力部81と相対回転可能に配置されている。
第2トルク入力部82は、第2前進用ギヤ列42と一体的に回転する。詳細には、第2トルク入力部82は、第3ギヤ42aと一体的に回転する。第2トルク入力部82は、第3ギヤ42aと一体的に形成されている。第2トルク入力部82は、第3ギヤ42aと一つの部材によって構成されていてもよいし、別の部材によって構成されていてもよい。
第3トルク入力部83は、回転軸Oを中心に回転可能に配置されている。第3トルク入力部83は、第2トルク出力部81と略同じ外径を有している。第3トルク入力部83は、スプラインである。すなわち、第3トルク入力部83は、外周面に複数の歯を有している。第3トルク入力部83は、第2シャフト6に相対回転可能に支持されている。第3トルク入力部83は、第2トルク出力部81と相対回転可能に配置されている。
第3トルク入力部83は、後進用ギヤ列43と一体的に回転する。詳細には、第3トルク入力部83は、第5ギヤ43aと一体的に回転する。第3トルク入力部83は、第5ギヤ43aと一体的に形成されている。第3トルク入力部83は、第5ギヤ43aと一つの部材によって構成されていてもよいし、別の部材によって構成されていてもよい。
軸方向において、第2トルク出力部81は、第2トルク入力部82と第3トルク入力部83との間に配置されている。第2トルク出力部81と第2トルク入力部82とが軸方向において隣り合い、第2トルク出力部81と第3トルク入力部83とが軸方向において隣り合う。
第2連結部84は、第3連結状態、第4連結状態、及び第2非連結状態をとることができる。第2連結部84は、第3連結状態において、第2トルク出力部81と第2トルク入力部82とを連結する。第2連結部84は、第4連結状態において、第2トルク出力部81と第3トルク入力部83とを連結する。第2連結部84は、第2非連結状態において、第3連結状態及び第4連結状態のいずれの状態もとらない。具体的には、第2連結部84は、第2非連結状態において、第2トルク出力部81のみに噛み合っており、第2トルク入力部82及び第3トルク入力部83とは噛み合っていない。
第2連結部84は、スプライン孔を有している。すなわち、第2連結部84は、内周面に複数の歯を有している。第2連結部84は、常時、第2トルク出力部81と噛み合っており、第2トルク出力部81と一体的に回転する。
第2連結部84は、軸方向に移動可能に配置されている。第2連結部84が軸方向に移動することによって、第2連結部84は、第3連結状態、第4連結状態、及び第2非連結状態の間で切り替わる。この結果、第2切替機構8は、第2前進状態、後進状態、及び第2中立状態に切り替わる。なお、第2切替機構8が第2前進状態又は後進状態にあるとき、第1切替機構7は、第1中立状態となっている。
図4に示すように、第2切替機構8が第2前進状態にあるとき、第2連結部84は、第3連結状態にあり、第2トルク出力部81と第2トルク入力部82とを連結する。詳細には、第2連結部84は、第2トルク出力部81と噛み合うとともに、第2トルク入力部82とも噛み合っている。
このように第2連結部84が第2トルク出力部81及び第2トルク入力部82と噛み合うことによって、第2トルク出力部81と第2トルク入力部82とが連結して一体的に回転する。すなわち、第2シャフト6と第3ギヤ42aとが一体的に回転する。このように第2切替機構8が第2前進状態にあるとき、第2切替機構8は、第2シャフト6から第2前進用ギヤ列42にトルクを伝達する。
図5に示すように、第2切替機構8が後進状態にあるとき、第2連結部84は、第4連結状態にあり、第2トルク出力部81と第3トルク入力部83とを連結する。詳細には、第2連結部84は、第2トルク出力部81と噛み合うとともに、第3トルク入力部83とも噛み合っている。
このように第2連結部84が第2トルク出力部81及び第3トルク入力部83と噛み合うことによって、第2トルク出力部81と第3トルク入力部83とが連結して一体的に回転する。すなわち、第2シャフト6と第5ギヤ43aとが一体的に回転する。このように第2切替機構8が後進状態にあるとき、第2切替機構8は、第2シャフト6から後進用ギヤ列43にトルクを伝達する。
図2又は図3に示すように、第2切替機構8が第2中立状態にあるとき、第2連結部84は、第2非連結状態にあり、第2トルク出力部81のみと噛み合う状態となる。このように、第2連結部84が第2トルク出力部81のみと噛み合い、第2トルク入力部82及び第3トルク入力部83のどちらとも噛合わないことによって、第2シャフト6と第2前進用ギヤ列42及び後進用ギヤ列43との間でのトルク伝達を遮断することができる。すなわち、第2切替機構8が第2中立状態にあるとき、第2切替機構8は、第2シャフト6から第2前進用ギヤ列42及び後進用ギヤ列43のどちらへもトルクを伝達しない。
第2アクチュエータ85は、第2連結部84を軸方向に移動させるように構成されている。第2アクチュエータ85は、モータなどによって構成することができる。
<制御部>
制御部9は、第1アクチュエータ75を制御することによって、第1連結部74を軸方向に移動させる。また、制御部9は、第2アクチュエータ85を制御することによって、第2連結部84を軸方向に移動させる。
制御部9は、第1アクチュエータ75を制御することによって、第1連結部74を軸方向に移動させる。また、制御部9は、第2アクチュエータ85を制御することによって、第2連結部84を軸方向に移動させる。
制御部9は、電気モータ2を制御するように構成されている。詳細には、制御部9は、駆動ユニット100の状態に応じて、電気モータ2の特性を高速モードと低速モードとに切り替える。
図6は、電気モータ2の特性を示すグラフである。図6のうち実線が低速モードを示し、破線が高速モードを示している。図6に示すように、低速モードでは、高速モードに対して最大トルクが大きく最大出力が小さい。高速モードでは、低速モードに対して、最大出力が大きく、最大トルクが小さい。また、高速モードでは、低速モードに対して、最大回転速度が大きい。
制御部9は、位置センサなどから、第1切替機構7の第1連結部74の位置に関する位置情報、及び第2切替機構8の第2連結部84の位置に関する位置情報を取得する。そして、制御部9は、その位置情報に基づき、第1切替機構7が第1前進状態にあると判断したとき、電気モータ2のモータ特性を高速モードとする。一方、制御部9は、第2切替機構8が第2前進状態にあると判断したとき、電気モータ2のモータ特性を低速モードとする。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の各変形例は、基本的には同時に適用することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の各変形例は、基本的には同時に適用することができる。
(a)上記実施形態では、駆動ユニット100は、クラッチ11を有していたが、駆動ユニット100の構成はこれに限定されない。すなわち、駆動ユニット100は、クラッチ11を有していなくてもよい。
(b)上記実施形態では、制御部9は、電気モータ2の特性を高速モードと低速モードとに切り替えるように構成しているが、制御部9の構成はこれに限定されない。例えば、制御部9は、電気モータ2の特性を切り替えなくてもよい。
(c)上記実施形態では、動力伝達部4は、後進用ギヤ列43を有しているが、動力伝達部4の構成はこれに限定されない。例えば、動力伝達部4は、後進用ギヤ列43を有していなくてもよい。この場合、電気モータ2を第2回転方向に回転させて、第1前進用ギヤ列41を介してトルク伝達することによって、車両を後進させる。
(d)上記実施形態では、第1連結部74は、第1非連結状態において、第1トルク入力部72のみに噛み合っていたが、第1連結部74の構成はこれに限定されない。例えば、第1連結部74は、第1非連結状態において、第1トルク出力部71のみに噛み合っていてもよいし、固定部73のみに噛み合っていてもよい。
(e)上記実施形態では、第2連結部84は、第2非連結状態において、第2トルク出力部81のみに噛み合っていたが、第2連結部84の構成はこれに限定されない。例えば、第2連結部84は、第2非連結状態において、第2トルク入力部82のみに噛み合っていてもよいし、第3トルク入力部83のみに噛み合っていてもよい。
2 :電気モータ
3 :トルクコンバータ
4 :動力伝達部
41 :第1前進用ギヤ列
42 :第2前進用ギヤ列
43 :後進用ギヤ列
5 :第1シャフト
6 :第2シャフト
7 :第1切替機構
71 :第1トルク出力部
72 :第1トルク入力部
73 :固定部
74 :第1連結部
8 :第2切替機構
81 :第2トルク出力部
82 :第2トルク入力部
83 :第3トルク入力部
84 :第2連結部
9 :制御部
11 :クラッチ
100 :駆動ユニット
3 :トルクコンバータ
4 :動力伝達部
41 :第1前進用ギヤ列
42 :第2前進用ギヤ列
43 :後進用ギヤ列
5 :第1シャフト
6 :第2シャフト
7 :第1切替機構
71 :第1トルク出力部
72 :第1トルク入力部
73 :固定部
74 :第1連結部
8 :第2切替機構
81 :第2トルク出力部
82 :第2トルク入力部
83 :第3トルク入力部
84 :第2連結部
9 :制御部
11 :クラッチ
100 :駆動ユニット
Claims (7)
- 電気モータと、
前記電気モータの第1回転方向のトルクを増幅するように構成されるトルクコンバータと、
第1前進用ギヤ列、及び第2前進用ギヤ列を有する動力伝達部と、
前記電気モータから前記トルクコンバータにトルクを伝達するように構成される第1シャフトと、
前記トルクコンバータから前記第2前進用ギヤ列にトルクを伝達可能に構成される第2シャフトと、
前記第1シャフトから前記第1前進用ギヤ列にトルクを伝達する第1前進状態と、前記第1シャフトから前記第1前進用ギヤ列へトルクを伝達しない第1中立状態と、前記第1前進用ギヤ列を回転不能とするロック状態と、に切り替わるように構成される第1切替機構と、
を備える、駆動ユニット。
- 第2切替機構をさらに備え、
前記動力伝達部は、後進用ギヤ列を有し、
前記第2切替機構は、前記第2シャフトから前記第2前進用ギヤ列へトルクを伝達する第2前進状態と、前記第2シャフトから前記後進用ギヤ列へトルクを伝達する後進状態と、前記第2シャフトからのトルクを伝達しない第2中立状態と、に切り替わるように構成される、
請求項1に記載の駆動ユニット。
- 前記第1前進用ギヤ列は、前記第2前進用ギヤ列よりも減速比が小さい、
請求項2に記載の駆動ユニット。
- 前記電気モータを制御するように構成される制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1切替機構が前記第1前進状態にあると判断したとき、前記電気モータのモータ特性を高速モードとし、前記第2切替機構が前記第2前進状態にあると判断したとき、前記電気モータのモータ特性を前記高速モードに対して最大トルクが大きく最大出力が小さい低速モードとするように構成される、
請求項2に記載の駆動ユニット。
- 前記電気モータと前記第1シャフトとの間でトルクを遮断可能に伝達するように構成されるクラッチをさらに備える、
請求項1に記載の駆動ユニット。
- 前記第1切替機構は、
前記第1シャフトと一体的に回転する第1トルク出力部と、
前記第1前進用ギヤ列と一体的に回転する第1トルク入力部と、
回転不能に配置される固定部と、
前記第1トルク出力部と前記第1トルク入力部とを連結する第1連結状態、第2トルク入力部と前記固定部とを連結する第2連結状態、並びに第1連結状態及び第2連結状態のいずれの状態も取らない第1非連結状態、とを取り得る第1連結部と、
を有する、
請求項1に記載の駆動ユニット。
- 前記第2切替機構は、
前記第2シャフトと一体的に回転する第2トルク出力部と、
前記第2前進用ギヤ列と一体的に回転する第2トルク入力部と、
前記後進用ギヤ列と一体的に回転する第3トルク入力部と、
前記第2トルク出力部と前記第2トルク入力部とを連結する第3連結状態、第2トルク出力部と前記第3トルク入力部とを連結する第4連結状態、並びに第3連結状態及び第4連結状態のいずれの状態も取らない第2非連結状態、とを取り得る第2連結部と、
を有する、
請求項2に記載の駆動ユニット。
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2023
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