JP3520228B2 - 自動車及び自動車用動力伝達装置 - Google Patents

自動車及び自動車用動力伝達装置

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JP3520228B2 JP27703699A JP27703699A JP3520228B2 JP 3520228 B2 JP3520228 B2 JP 3520228B2 JP 27703699 A JP27703699 A JP 27703699A JP 27703699 A JP27703699 A JP 27703699A JP 3520228 B2 JP3520228 B2 JP 3520228B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制動装置を備えた
自動車及び自動車用動力伝達装置に係り、特に複数の車
輪を共通に駆動する方式の自動車及び自動車用動力伝達
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】制動装置は、自動車には不可欠な機構で
あるが、内燃機関を用いた一般的な自動車では、運転者
によるブレーキペダルの踏力に応じて発生した油圧を、
油圧配管により各車輪の近傍に装着されている制動機構
(一般的には摩擦ブレーキ機構)に伝達し、ブレーキ部材
間での摩擦により、運動エネルギーを熱エネルギーに変
換して制動力を得るようにした、いわゆる摩擦ブレーキ
装置が従来から使用されている。
【０００３】一方、電気自動車、又はハイブリッド自動
車など、動力源に電動機を用い、或いは併用している自
動車では、その動力源である電動機を発電動作させ、運
動エネルギーを電気エネルギーに変換し、発生した電力
を抵抗器や蓄電池(バッテリ)に吸収させて制動力を得る
ようにした、発電ブレーキ装置や回生ブレーキ装置が併
用されているが、この場合でも制動装置の主体は、あく
までも摩擦ブレーキ装置である。
【０００４】ところで、従来の自動車用の摩擦ブレーキ
装置は、一方のブレーキ部材であるブレーキドラム又は
ブレーキディスクを車輪の輪体(ホイール)などに取付
け、このとき、放熱を良くするため、これらのドラムや
ディスクは露出したままにしておくのが一般的である。
【０００５】この結果、従来技術では、ブレーキ機構
が、車輪に接近して設けられているため、例えば悪天候
時などでは、タイヤが跳ねた雨、雪、泥などがブレーキ
部材にかかり、ブレーキ部材の摩擦面にそれらが入り込
み、摩擦面の摩擦係数が変化してブレーキ油圧に対応し
た制動力が発生せず、制動力が不安定になってしまう。
【０００６】そして、このような悪条件のもとでは、実
際に与えられる制動力が、本来のブレーキ油圧に基づい
て発生する制動力以下になってしまう虞れがあり、しか
も、この制動力の不足の発生は、その不足する値も含め
て予測が困難で、ほとんど不可能といってよい。
【０００７】この結果、例えば渋滞時等に前車に追随し
て自動的に制動をかける自動制動モードの場合や、緊急
時の制動等では緻密な制御が難しくなり、目標の減速
度、およびまたは制動距離を得ることが困難となる可能
性が高くなる。また、それぞれの車輪のブレーキ機構ま
で油圧配管が必要なため、自動車の構造が複雑になり、
重量の増加とコストアップにつながるという問題もあ
る。
【０００８】そこで、内燃機関などの動力源から各車輪
にトルクを伝達させるための共通の回転軸(プロペラシ
ャフト)に摩擦ブレーキ機構を設けるようにした自動車
が従来から提案されており、その例を特開平６−４０３
１５号公報や特開平１０−１１４２６０号各公報に見る
ことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、制動
力の安定した確保について配慮が充分にされているとは
言えず、信頼性の点に問題があった。すなわち、従来技
術では、共通の回転軸に制動装置を設けた結果、各車輪
に対する制動力(ブレーキトルク)が差動歯車機構を介し
て伝達されるため、この差動歯車機構に異常が発生した
とすると、制動機能が損なわれてしまう虞れがあり、従
って、信頼性に問題が生じてしまうのである。
【００１０】ここで、差動歯車機構に異常が生じた場合
には、動力源からの駆動力の伝達にも影響が生じ、走行
機能が損なわれてしまう虞れがあるが、共通の回転軸に
制動装置を設けるようにした場合には、差動歯車機構に
よるトルク伝達の頻度とトルク量が多くなるので、特に
問題になり、さらに、制動力の場合はフェイルセーフが
喪失されるので、同じく特に問題になるのである。
【００１１】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、差動歯車機構の信頼性が充分で、環
境に左右されず、常に安定した制動力が得られるように
した自動車及び自動車用動力伝達装置を提供することに
ある。
【００１２】上記目的は、少なくとも遊星歯車公転駆動
用のリング歯車とドライブ歯車を有する差動歯車機構を
用い、動力源と複数の車輪の間を、共通の回転軸を介し
てトルク結合する方式の自動車において、前記遊星歯車
公転駆動用のリング歯車とドライブ歯車を、同一減速比
で径が異なる第１と第２の２系統の歯車機構で構成し、
前記第１と第２の歯車機構の各々の前記ドライブ歯車を
同一の駆動軸に固定した上で、これら２系統の歯車機構
の内の一方と他方で、リング歯車とドライブ歯車の間の
歯の噛み合わせ遊隙に差が設けられているようにして達
成される。
【００１３】このとき、前記回転軸に制動装置を設け、
該制動装置が走行停止用のブレーキとして常用されるよ
うにしても上記目的が達成され、さらに、ここで、前記
制動装置が、前記回転軸と動力装置の間にある変速機と
共通にユニット化されるようにしても上記目的が達成さ
れる。
【００１４】また、ここで、前記制動装置から発生する
制動トルクを各車輪に分配するトルク配分ユニットを設
けることによっても上記目的が達成され、更に、前記制
動装置が、自動車駆動用電動機による発電制動装置で構
成されるようにしても、上記目的が達成される。
【００１５】上記構成により、差動歯車機構の一方の歯
車機構に異常が生じた場合でも、他方の歯車機構による
トルク伝達にそのまま移行するだけであるというフェイ
ルセーフ機能が与えられので、制動トルクも含めてトル
ク伝達機能が損なわれる虞れがなくなり、常に高い信頼
性が得られる。
【００１６】この結果、悪天候、又は悪路での走行時
に、制動装置がタイヤからの水はねや泥はねなどの影響
を受けるのが防止でき、従って、前記制動装置の摩擦面
の摩擦係数が変化し制動力が不安定になるのを防止で
き、どんな環境中にあっても常に安定した制動能力が得
られ、信頼性、安全性に優れた自動車を得ることがで
き、また、制動装置を集約することができるため、油圧
などの作動配管系が簡略化でき軽量化、コストダウンが
可能となる。
【００１７】ここで、好ましくは、前記制動装置を変速
機に設けることにより、例えば変速機の多板クラッチに
制動機能を付与する等、制動装置を１個のユニット内に
集約することが可能となり、より簡略化が図れる。
【００１８】また、好ましくは、前記制動装置から発生
する制動トルクを各車輪に分配するトルク配分ユニット
を設けることにより、左と右の車輪で路面の摩擦係数が
異なる場合、カーブなど旋回走行時で、４輪それぞれに
独自に制動力を与えなければならない場合など、独自の
制動力が必要な場合、前記制動装置による制動時に制動
トルクを発生させると共に、前記トルク配分ユニットを
作動させ、各輪に適切に制動トルクを配分することによ
り、危険な前輪単独でのロック、或いは後輪単独でのロ
ックを発生させること無く、常に走行してい路面から効
率よく制動力を得ることが可能となる。なお、トルク配
分ユニットとしては、クラッチ機構、或いは差動歯車機
構等の利用が考えられる。
【００１９】更に好ましくは、前記変速機に減速時のエ
ネルギーを回生する電動機を設けることにより、例えば
高速走行からの制動の場合など、すなわち発電動作させ
た電動機により回生されるエネルギーの変換効率が大き
いと判断される場合は発電ブレーキ併用し、車両の運動
エネルギーを電気エネルギーへ変換する際の変換抵抗に
より制動トルクを発生させ、且つ発生した制動トルクを
トルク配分ユニットにより各車輪に適切に配分された制
動力を与えることができる。
【００２０】このとき、変換した電気エネルギーはバッ
テリーなどに貯蔵してやれば、この貯蔵した電気エネル
ギーは、例えば駆動時に電動機に供給することにより駆
動力として再利用ができるため、有効利用が図れる。こ
こで、電動機の発電動作によるエネルギー変換効率が小
さいと判断される場合は、前記制動装置の作動により制
動力を与えるようにする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による自動車につい
て、図示の実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、
本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではな
い。
【００２２】図１は、本発明の第１の実施形態で、図に
おいて、１は動力装置(エンジン)、２はスロットル(絞
り弁)、３ａはエンジンの出力軸、３ｂはクラッチの出
力軸、４は駆動軸(共通の回転軸)、５ａ、５ｂはクラッ
チ板、６は変速機、７は集中制動装置、９ａ、９ｂは前
車輪、１０ａ、１０ｂは後車輪、１１ａ、１１ｂは前輪
車軸、１２ａ、１２ｂは後輪車軸、１３は油圧機構、１
４ａ、１４ｂは車輪用制動装置、１５は２重系差動歯車
装置である。
【００２３】この図１は、ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)
方式の自動車に本発明を適用した場合の一実施形態であ
り、従来技術によるＦＦ方式の自動車と異なっている点
は、前車輪軸１１ａ、１１ｂに車輪用制動装置が無く、
代りに、一般にはプロペラシャフト(推進軸)と呼ばれて
いる共通の駆動軸４にユニット化された集中制動装置７
が設けられている点にあり、更に、この実施形態が、特
に従来技術と大きく異なっている点は、差動歯車装置と
して２重系差動歯車装置１５が設けられている点にあ
る。
【００２４】ここで、この２重系差動歯車装置１５と
は、遊星歯車公転駆動用のリング歯車とドライブ歯車
を、同一減速比で径が異なる第１と第２の２系統の歯車
機構で構成したものであり、さらに、これら２系統の歯
車機構の内の一方と他方で、リング歯車とドライブ歯車
間の歯の噛み合わせに設定されている遊隙(クリアラン
ス)に差が設けてあるものであり、詳しくは後述する。
【００２５】クラッチ板５ａ、５ｂは、一般的な単板式
のクラッチを構成するものであり、次に変速機６は、マ
ニュアルシフト方式の多段歯車式変速機や、トルクコン
バータと多段減速比歯車機構を組合わせた自動変速機、
或いはベルト式の無段変速機など任意の形式のものでよ
い。
【００２６】油圧機構１３は、図示してないクラッチペ
ダルとブレーキペダルの操作に応じて、或いは図示して
ない自動車装置からの指令に応じて、所定の油圧を発生
し、クラッチとブレーキの夫々のアクチュエータ(油圧
シリンダとピストン)に、矢印で示すように、油圧を供
給する働きをするもので、ここで、クラッチとブレーキ
のアクチュエータは、油圧シリンダとピストンで構成さ
れているのが一般的である。
【００２７】なお、この油圧機構１３としては、クラッ
チペダルとブレーキペダルの動きをセンサで検出し、電
気信号として取り込んだ上、夫々所定の油圧としてクラ
ッチとブレーキの夫々のアクチュエータに供給する方式
の油圧制御ユニットで構成しても良い。
【００２８】次に、この実施形態の動作について説明す
る。まず、自動車の走行は、図示しないアクセルペダル
の踏み込み操作に応じてスロットル２が開き、動力装置
１の回転速度が制御され、且つ、図示してないクラッチ
ペダルが操作され、クラッチ板５ａ、５ｂが係合される
ことにより開始される。
【００２９】すなわち、これにより動力装置１がトルク
を発生し、それが出力軸３ａからクラッチ板５ａ、５ｂ
を介して出力軸３ｂに伝達され、更に、出力軸３ｂから
変速機６に供給され、ここで回転速度とトルクが調整さ
れる。そして、変速機６から出力された駆動トルクは、
駆動軸４と２重系差動歯車装置１５を介して前輪車輪軸
１１ａ、１１ｂに伝達され、これら車輪軸１１ａ、１１
ｂに結合されている前車輪９ａ、９ｂが回転駆動された
結果、路面との間に推進力が生じ、自動車が走行駆動さ
れるのである。
【００３０】一方、ブレーキ時には、図示してないブレ
ーキペダルを踏むことにより、その踏力に応じて、矢印
で示すように、油圧機構１３から集中制動装置７と車輪
用制動装置１４ａ、１４ｂに所定の圧力の油圧が作用
し、集中制動装置７では駆動軸４に制動トルクが与えら
れ、車輪用制動装置１４ａ、１４ｂでは、後輪１０ａ、
１０ｂに夫々制動トルクが与えられる。
【００３１】すなわち、集中制動装置７で発生した制動
トルクは駆動軸４と２重系差動歯車装置１５を介して前
輪車軸１１ａ、１１ｂに伝えられ、最終的に前車輪９
ａ、９ｂに伝えられて制動力となり、車輪用制動装置１
４ａ、１４ｂで発生した制動トルクはそのまま後輪１０
ａ、１０ｂに伝えられて制動力になる。
【００３２】従って、この図１の実施形態によれば、本
来、前輪車軸１１ａ、１１ｂに装着されるべき車輪用制
動装置を１系統の集中制動装置７に集約することができ
るので、構成が簡単になり、しかも、この集中制動装置
７は、自動車の車体側に装備できるので、雨、雪、泥な
どが入り込まない形でユニット化することができ、制動
性能が不安定となる虞れがなく、常に安定した制動力を
得ることができる。
【００３３】また、この実施形態では、動力装置１から
見て、一般的には減速系になっている２重系差動歯車装
置１５の手前に集中制動装置７が位置しているので、車
輪側に対しては、２重系差動歯車装置１５の減速比(一
般的には最終減速比と呼ばれている)により(駆動軸回転
速度／車輪軸回転速度)倍に増幅された制動トルクが与
えられることになる。
【００３４】例えば、通常、この最終減速比は、４前後
となるように設定されているため、駆動軸４上で必要な
制動トルクは、車輪軸１１ａ、１１ｂで必要な制動トル
クの１／４前後で済むことになる。なお、この最終減速
比は、２重系差動歯車装置１５に含まれているリング歯
車とドライブ歯車の歯数で決まるようになっているのが
一般的である。
【００３５】従って、この実施形態によれば、集中制動
装置７に必要な油圧も１／４前後に低減させることがで
き、この結果、油圧機構１３を含む、図示しない制動装
置用油圧ユニットのスペック(仕様)を大幅に抑えること
ができ、一層のコストダウンが図れることになる。
【００３６】反面、本来は複数設けてあるのが一般的な
車輪用制動装置が、本発明の実施形態では、１基の集中
制動装置７に集約されているため、同形式の制動装置と
した場合、摩擦面の面積が集約数倍、この図１の実施形
態の場合は２倍必要になり、大型化する虞れがある。
【００３７】しかしながら、これは、制動装置が、例え
ばディスクブレーキ装置の場合、周知の多板クラッチと
同様に、軸方向にブレーキ板を何枚か設けるようにして
やれば良く、これにより、ブレーキ板の径を大きくする
こと無く必要な摩擦面積を確保することができる。
【００３８】なお、上記実施形態では、前輪車軸１１
ａ、１１ｂには車輪用制動装置が装着されていないが、
装着されていても一向に差し支えない。また、自動車の
構造上、駆動軸４上での集中制動装置７が装着されてい
る部位が、遮蔽板などにより環境の影響を受けにくい部
位になっていたときは、集中制動装置７をユニット内に
収納する必要は無く、剥き出しのままでも構わない。
【００３９】次に、図２は、本発明の第２の実施形態
で、この図２に示した自動車が、図１の第１の実施形態
と異なる点は、集中制動装置７が変速機６のユニット内
に収納されている点にあり、その他の点は、図１の自動
車と同じである。従って、この図２の実施形態によって
も、図１の実施形態と同じ作用効果を得ることができ、
簡単な構成で、制動性能が不安定となる虞れがなく、常
に安定した制動力を得ることができる。
【００４０】また、この図２の実施形態によれば、変速
機６が、例えば自動変速機など、ユニット内に多板クラ
ッチを有する場合には、その多板クラッチに制動機能を
付与することにより、変速機６そのものが集中制動装置
７を兼ねるように構成することもできる。ここで、変速
機６内に有する多板クラッチの一例を図１２に示す。
【００４１】この図１２に示した多板クラッチは、駆動
軸４に複数枚のクラッチ板１７を設け、これに対応して
設けた複数枚の摩擦隔壁１８とで構成されている。制動
時は、アクチュエータにより駆動軸４を右方に移動させ
ることにより、クラッチ板１７が摩擦隔壁１８に接触さ
せ、このとき接触部に発生する摩擦により制動トルクを
発生させるようにしたものである。
【００４２】従って、この実施形態によれば、変速機６
と集中制動装置７が一体にユニット化されているので、
構成が簡単になり、更に信頼性を増すことができる。な
お、この場合、更に変速機６の中に、例えば冷却装置、
或いは摩耗粉除去機構など、他の機構を有していても良
い。
【００４３】次に、図３は、本発明の第３の実施形態
で、この図３に示す自動車が、図２の実施形態と異なる
点は、集中制動装置７を駆動軸４ではなく、クラッチ出
力軸３ｂに設けた点にあり、その他の点は、図２の実施
形態と同じである。従って、この図３の実施形態によっ
ても、図２の実施形態と同様の作用効果が得られ、簡単
な構成で、制動性能が不安定となる虞れがなく、常に安
定した制動力を得ることができる。
【００４４】次に、図４は、本発明の第４実施形態によ
る自動車を示したもので、この図４の実施形態は、ＦＲ
(前置エンジン前輪駆動)方式の自動車に本発明を適用し
た場合の一実施形態で、従って、既に図２で説明した実
施形態と異なる点は、２重系差動歯車装置１５が後輪車
軸１２ａ、１２ｂに結合され、且つ車輪用制動装置１４
ａ、１４ｂが前輪車軸１１ａ、１１ｂではなく、後輪車
軸１２ａ、１２ｂに設けられている点にあり、その他の
点は、図２の実施形態と同じである。
【００４５】従って、この図４の実施形態の動作につい
ては、図２の自動車で、前輪側を後輪側に、後輪側を前
輪側にそれぞれ置き換えた動作に等しく、同じく簡単な
構成で、制動性能が不安定となる虞れがなく、常に安定
した制動力を得ることができる。
【００４６】次に、図５は、本発明の第５の実施形態に
よる自動車を示したもので、この図５に示した実施形態
は、４ＷＤ(４輪駆動)方式の自動車に本発明を適用した
場合の一実施形態であり、図２の実施形態にトルク配分
ユニット８ｃと、後輪用の２重系差動歯車装置１５ｂを
設け、後輪車軸１２ａ、１２ｂにも駆動軸４からの駆動
トルクが伝達されるようにしたものであり、その他の構
成は、図２の実施形態と同じである。なお、後輪用の２
重系差動歯車装置１５ｂを設けた関係上、前輪用の２重
系差動歯車装置については、１５ａで示してある。
【００４７】これにより、この図５の実施形態では、前
輪車軸１１ａ、１１ｂと、後輪車軸１２ａ、１２ｂの全
ての車輪軸に対する制動トルクを、全部、集中制動装置
７で与えるように構成したものであり、従って、図２の
実施形態における車輪用制動装置１４ａ、１４ｂは、こ
の図５の実施形態には設けられていない。
【００４８】トルク配分ユニット８ｃは油圧機構１３か
ら供給される油圧で動作し、ブレーキ作動時、集中制動
装置７から与えられる制動トルクを、前輪車軸１１ａ、
１１ｂと後輪車軸１２ａ、１２ｂの間で配分し、これに
より、必要に応じて前輪と後輪で個別に適切な制動力が
得られるようにする働きをする。
【００４９】従って、この図５の実施形態によっても、
同じく簡単な構成で、制動性能が不安定となる虞れがな
く、常に安定した制動力を得ることができる上、個別の
車輪用制動装置が無いので、それらに対する油圧配管が
不要になる点も含めて構成が大幅に簡略化できるという
利点がある。
【００５０】また、この図５の実施形態では、トルク配
分ユニット８ｃにより、前輪と後輪でのブレーキ力の配
分が得られるので、路面の状態などにより常に適切なブ
レーキ力の配分を得ることができるという利点がある。
【００５１】次に、図６は、本発明の第６の実施形態
で、この図６に示した自動車は、図５の実施形態に、更
にトルク配分８ｂ、８ｄを付加したものに相当するもの
で、その他の構成は、図５の実施形態と同じである。ブ
レーキ作動時、油圧機構１３からの油圧指令により集中
制動装置７が作動して発生した制動トルクは、まず駆動
軸４上のトルク配分ユニット８ｃにより前後に適切に配
分されるが、更に、この前後に配分された制動トルク
は、トルク配分ユニット８ｂ、８ｄにより左右の車輪間
で配分される。
【００５２】従って、この実施形態によれば、図６の実
施形態と同様な利点が得られると共に、更に全部の車輪
間での制動トルクの配分も容易に調整することができ、
この結果、常に適切な制動状態を得ることができる。
【００５３】次に、図７は、本発明の第７の実施形態
で、この図７に示した自動車は、図４に示した実施形態
にトルク配分ユニット８を付加したものに相当し、これ
により集中制動装置７によるブレーキ作動時、後車輪１
０ａ、１０ｂ間で制動トルクの配分が得られるようにし
たものである。
【００５４】従って、この図７の実施形態によっても、
図４の実施形態と同様な作用効果が得られる上、後車輪
１０ａ、１０ｂ間での制動トルクの配分制御により、路
面状態などに応じて常に適切な制動状態を得ることがで
きるという利点がある。
【００５５】次に、図８は、本発明の第８の実施形態
で、この図８に示した自動車は、図２に示した実施形態
における車輪用制動装置１２ａ、１２ｂに代えて、クラ
ッチ板１９ａ、１９ｂからなるクラッチ機構と、ブレー
キディスク２０ａ及びブレーキシュー２０ｂからなる制
動装置を設けたものである。
【００５６】ここで、具体的には、クラッチ板１９ａ、
１９ｂは、それらの押圧力が、図示してない油圧アクチ
ュエータにより制御され、油圧機構１３から供給される
油圧に応じて伝達トルクが制御されるものであり、ブレ
ーキシュー２０ｂは、図示してない油圧アクチュエータ
によりブレーキディスク２０ａに押し付けられることに
より制動トルクが得られるようにしたものである。
【００５７】通常は、クラッチ板１９ａ、１９ｂは連結
されており、このため、後車輪１０ａ、１０ｂには同じ
制動トルクが伝達される。しかし、左右の車輪での摩擦
係数の相違等により、異なる制動トルクを伝達する必要
が生じた場合は、クラッチ板１９ａ、１９ｂの連結状態
を油圧指令により緩和させることにより、後車輪１０
ａ、１０ｂに、それぞれ異なった制動トルクが伝達でき
るようになる。
【００５８】ここで、クラッチ板１９ａ、１９ｂは、図
８の形式にはこだわらず、多板式であっても良い。ま
た、クラッチ板に限定する必要も無く、メカニカルな差
動機構であっても構わない。また、制動装置も、ブレー
キディスク２０ａとブレーキシュー２０ｂからなる形式
にこだわる必要は無く、電気制動装置などでも構わな
い。
【００５９】次に、図９は、本発明の第９の実施形態
で、この図９に示した自動車は、図２の実施形態におい
て、エンジン出力軸３ｂに、トルク配分ユニット８ａを
介して結合させた電動機１６を設け、更に前輪車軸１１
ｂにトルク配分ユニット８ｂを設けたものに相当する。
従って、この図９は、ＦＦ方式のいわゆるハイブリッド
自動車であり、図示してないが、電動機１６の外にもバ
ッテリが設けてあり、走行時には電動機１６による駆動
トルクも使用し、制動時には、回生ブレーキトルクを利
用するように構成してある。
【００６０】この実施形態では、例えば高速走行からの
制動時など、電動機１６を発電動作させたときでのエネ
ルギー変換効率が大きい場合はトルク配分ユニット８ａ
を作動させ、エンジン出力軸３ｂのトルクを電動機１６
に伝えるようにする。
【００６１】そして、自動車の惰力走行により電動機１
６を発電動作させ、発電された電気エネルギーは、その
まま使用される量を除き、図示してないバッテリに供給
し、このバッテリに充電させることにより回生ブレーキ
動作させ、必要な制動トルクが発生されるように制御す
る。なお、この間は、集中制動装置７を作動させても、
作動させなくても良い。
【００６２】一方、例えば低速走行からの制動の場合、
つまり電動機１６を発電動作させてもエネルギー変換が
それほど期待できない場合は、集中制動装置７による制
動トルクが制動力の主体となるように制御される。
【００６３】従って、この図９の実施形態によれば、簡
単な構成で、制動性能が不安定となる虞れがなく、常に
安定した制動力を得ることができる上、個別の車輪用制
動装置が無いので、それらに対する圧油配管が不要にな
る点も含めて構成が大幅に簡略化できるという利点に加
えて、自動車がもつ運動エネルギーを制動時に回生でき
るというハイブリッド自動車の特性がそのまま活用でき
るという利点がある。
【００６４】次に、図１０は、本発明の第１０の実施形
態で、この図１０の自動車は、図４の実施形態におい
て、エンジン出力軸３ｂに、トルク配分ユニット８ａを
介して結合させた電動機１６を設け、更に後輪車軸１２
ｂにトルク配分ユニット８ｂを設けたものに相当する。
【００６５】従って、この図１０は、ＦＲ方式のハイブ
リッド自動車に本発明を適用したもので、図示してない
が、電動機１６の外にもバッテリが設けてあり、走行時
には電動機１６による駆動トルクも使用し、制動時に
は、回生ブレーキトルクを利用するように構成したもの
であり、従って、自動車の形式がＦＲ方式になっている
以外は、図９の実施形態と同じであり、作用効果も同じ
である。
【００６６】また、図１１は、本発明の第１１の実施形
態で、これは、図６に示した本発明による４ＷＤ方式の
自動車に、図９に示したハイブリッド自動車の構成を適
用した場合の本発明の一実施形態であり、従って、作用
効果も、自動車が４ＷＤ方式である点を除き、図９の実
施形態と同様なので、詳しい説明は割愛する。
【００６７】次に、図１３により、本発明の大きな特徴
である２重系差動歯車装置１５、１５ａ、１５ｂについ
て説明する。図１３において、２１は差動歯車機構、２
２Ａは第１のリング歯車、２２Ｂは第２のリング歯車、
２３Ａは第１のドライブ歯車、２３Ｂは第２のドライブ
歯車であり、これらは、２重系差動歯車装置１５、１５
ａ、１５ｂのいずれにも共通である。
【００６８】差動歯車機構２１は、前車輪軸１１ａ(又
は１１ｂ)に結合された一方の傘歯車(ベベルギア)２１
ａと、後車輪軸１２ａ(又は１２ｂ)に結合された他方の
傘歯車２１ｂ、これらの傘歯車２１ａ、２１ｂの双方に
噛合っている複数個の傘歯車２１ｃ、それにデフケース
２１ｄとで構成された周知のものである。
【００６９】そして、複数個の傘歯車２１ｃは、デフケ
ース２１ｄの円筒部内面に、図示のように軸支されるこ
とにより、遊星歯車系を構成し、このデフケース２１ｄ
が前車輪軸１１ａ(１１ｂ)と後車輪軸１２ａ(１２ｂ)を
中心軸として回動することにより公転してトルク伝達機
能を果たし、このとき自転することにより差動歯車とし
ての機能を果たすようになっている。
【００７０】第１のリング歯車２２Ａと第２のリング歯
車２２Ｂは、何れもデフケース２１ｄに取付られ、これ
らには、それぞれ第１のドライブ歯車２３Ａと第２のド
ライブ歯車２３Ｂが噛合わされている。そして、これら
のドライブ歯車２３Ａ、２３Ｂは、何れも駆動軸４に取
り付けられている。
【００７１】従って、ここで、第１のリング歯車２２Ａ
と第１のドライブ歯車２３Ａ、又は第２のリング歯車２
２Ｂと第２のドライブ歯車２３Ｂの一方しかなけれは、
普通の差動歯車装置と同じであり、駆動軸４と左右２本
の前車輪軸１１ａ、１１ｂの間、又は駆動軸４と左右２
本の後車輪軸１２ａ、１２ｂの間で、差動機能を備えた
トルク伝達系を構成することになる。
【００７２】しかして、この２重系差動歯車装置１５、
１５ａ、１５ｂの場合は、第１のリング歯車２２Ａと第
１のドライブ歯車２３Ａによる第１の歯車系と、第２の
リング歯車２２Ｂと第２のドライブ歯車２３Ｂによる第
２の歯車系の双方を備えている。なお、これが本発明に
おける２重系差動歯車装置という名称の由来である。
【００７３】ここで、これら第１のリング歯車２２Ａと
第１のドライブ歯車２３Ａによる第１の歯車系と、第２
のリング歯車２２Ｂと第２のドライブ歯車２３Ｂによる
第２の歯車系とで、同一減速比のもとで各歯車の径が変
えてあり、図示のように、第１の歯車系のリング歯車２
２Ａとドライブ歯車２３Ａの径の方が、第２の歯車系の
リング歯車２２Ｂとドライブ歯車２３Ｂよりも大きくし
てあり、これにより、２重系として構成できるようにし
てある。
【００７４】そして、更にここで、各歯車間の歯の噛み
合わせに設定してある遊隙(クリアランス)に、第１と第
２の歯車系で差を設け、第２の歯車系のリング歯車２２
Ｂとドライブ歯車２３Ｂにおける歯の噛み合わせに設定
されている遊隙の方が、第１の歯車系のリング歯車２２
Ａとドライブ歯車２３Ａよりも大きくなるように構成し
てある。
【００７５】具体的には、例えば、第１と第２の歯車系
で、歯のピッチ(周方向での配列寸法)を同じにした上
で、歯の厚さ(周方向での歯の寸法)については、第１の
歯車系の方が大きくなるようにしてやれば良い。この結
果、第１と第２の歯車系で歯の位相を揃えることによ
り、第１の歯車系では各歯車の歯が接触し、第２の歯車
系では各歯車の歯が接触してない状態にすることができ
る。
【００７６】この結果、この図１３に示した２重系差動
歯車装置１５〜によれば、通常の動作状態では、駆動軸
４と、前車輪軸１１ａ(１１ｂ)及び後車輪軸１２ａ(１
２ｂ)との間でのトルクの伝達は、主として遊隙が少な
くされている第１の歯車系のリング歯車２２Ａとドライ
ブ歯車２３Ａを介して行われ、遊隙が大きな第２の歯車
系のリング歯車２２Ｂとドライブ歯車２３Ｂの間では、
歯の接触がほとんど起らず、トルクが掛からないで遊ん
でいる状態を保つことができる。
【００７７】しかして、この結果、例えば第１の歯車系
のリング歯車２２Ａとドライブ歯車２３Ａに疲労が蓄積
され、歯の欠損などの異常が発生したとすると、第１の
歯車系のリング歯車２２Ａとドライブ歯車２３Ａの間で
の歯の接触状態が失われてしまうので、第２の歯車系の
リング歯車２２Ｂとドライブ歯車２３Ｂの歯同士が接触
し、今度は第２の歯車系のリング歯車２２Ｂとドライブ
歯車２３Ｂを介してトルクが伝達される状態になる。
【００７８】従って、この図１３の実施形態によれば、
それが駆動と制動の双方のトルクの伝達に使用された結
果、第１の歯車系のリング歯車２２Ａとドライブ歯車２
３Ａに、歯の欠損などの異常が発生した場合には、直ち
に第２の歯車系のリング歯車２２Ｂとドライブ歯車２３
Ｂによるバックアップが得られ、トルクの伝達に支障が
生じる虞れはなく、常に確実にブレーキを効かすことが
でき、充分に安全性を保つことができる。
【００７９】しかも、この図１３の実施形態によれば、
通常の動作状態のとき、第２の歯車系のリング歯車２２
Ｂとドライブ歯車２３Ｂは、トルクの伝達に関しては遊
んでいる状態になっているので、これらに応力疲労が蓄
積される虞れは全く無く、いつまでも新品同様の状態を
保つことになり、従って、万一のバックアップにも常に
万全を期すことができ、高い信頼性を容易に保持させる
ことができる。
【００８０】ところで、上記した第１と第２の歯車系の
間での遊隙の大小関係は一例であって、反対にしても良
く、本発明の実施形態としては、要は一方と他方の歯車
系で遊隙の大きさに差が設けられるようにしてあれば良
い。
【００８１】なお、図１３の実施形態では、リング歯車
とドライブ歯車が傘歯車になっているが、乗用自動車な
どに多く使用されているハイポイドギヤを用いて実施し
ても良く、傘歯車の場合でも、直歯の歯車の外、はす歯
の歯車を用いて実施することもできる。
【００８２】以上、本発明について幾つかの実施形態に
より説明したが、本発明は、上記各実施形態のシステム
構成に限定されるものではなく、例えば制動装置を出力
軸及び駆動軸の両者に設置しても良く、且つ、それに回
生ブレーキ装置、或いは車輪用制動装置など、他の制動
装置が共存しても性能的に何ら劣るものではない。ま
た、本発明の範囲内であれば、上記実施の形態の一部同
士を組み合わせた構成としても一向に差し支えない。
【００８３】
【発明の効果】本発明によれば、集中制動装置により複
数の制動装置を集約しても、高い信頼性を容易に保持で
きるので、制動装置のユニット化が可能になり、この結
果、降雨、降雪、泥道などの環境の影響を受ける虞れが
無く、いかなる環境中でも常に安定した制動力を得るこ
とができる。
【００８４】また、制動装置が集約されているので、油
圧などの作動配管系が簡略化でき、軽量化とコストダウ
ンを充分に図ることができる。そして、以上の結果、低
コストで信頼性の高い制動装置が使用でき、高い安全性
を備えた自動車を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車の第１の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図２】本発明による自動車の第２の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図３】本発明による自動車の第３の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図４】本発明による自動車の第４の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図５】本発明による自動車の第５の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図６】本発明による自動車の第６の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図７】本発明による自動車の第７の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図８】本発明による自動車の第８の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図９】本発明による自動車の第９の実施形態を示すシ
ステム構成図である。
【図１０】本発明による自動車の第１０の実施形態を示
すシステム構成図である。
【図１１】本発明による自動車の第１１の実施形態を示
すシステム構成図である。
【図１２】本発明の一実施形態における多板クラッチ形
式によるブレーキ装置の一例を示す説明図である。
【図１３】本発明における２重系差動歯車装置の一実施
形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 動力装置(エンジン) ２ スロットル(絞り弁) ３ａ エンジンの出力軸 ３ｂ クラッチの出力軸 ４ 駆動軸 ５ａ、５ｂ クラッチ板 ６ 変速機 ７ 集中制動装置 ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ トルク配分ユニット ９ａ、９ｂ 前車輪 １０ａ、１０ｂ 後車輪 １１ａ、１１ｂ 前輪車軸 １２ａ、１２ｂ 後輪車軸 １３ 油圧機構 １４ａ、１４ｂ 車輪用制動装置 １５、１５ａ、１５ｂ ２重系差動歯車装置 １６ 電動機 １７ クラッチ板 １８ 摩擦隔壁 １９ａ、１９ｂ クラッチ板 ２０ａ ブレーキディスク ２０ｂ ブレーキシュー ２１ 差動歯車機構 ２２Ａ 第１のリング歯車 ２２Ｂ 第２のリング歯車 ２３Ａ 第１のドライブ歯車 ２３Ｂ 第２のドライブ歯車
フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼川 徳治 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 越智 辰哉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平５−118393（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−114260（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40315（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 48/08 B60L 11/14 B60T 1/06

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも遊星歯車公転駆動用のリング
    歯車とドライブ歯車を有する差動歯車機構を用い、動力
    源と複数の車輪の間を、共通の回転軸を介してトルク結
    合する方式の自動車において、 前記遊星歯車公転駆動用のリング歯車とドライブ歯車
    を、同一減速比で径が異なる第１と第２の２系統の歯車
    機構で構成し、前記第１と第２の歯車機構の各々の前記ドライブ歯車を
    同一の駆動軸に固定した上で、 これら２系統の歯車機構の内の一方と他方で、リング歯
    車とドライブ歯車の間の歯の噛み合わせ遊隙に差が設け
    られていることを特徴とする自動車。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、 前記回転軸に制動装置を設け、 該制動装置が走行停止用のブレーキとして常用されるよ
    うに構成したことを特徴とする自動車。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の発明において、 前記制動装置が、前記回転軸と前記動力装置の間にある
    変速機と共通にユニット化されていることを特徴とする
    自動車。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の発明において、 前記制動装置から発生する制動トルクを各車輪に分配す
    るトルク配分ユニットが設けられていることを特徴とす
    る自動車。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載の発明において、 前記制動装置から発生する制動トルクの少なくとも一部
    が、自動車駆動用電動機の発電制動トルクにより与えら
    れるように構成したことを特徴とする自動車。
  6. 【請求項６】 少なくとも遊星歯車公転駆動用のリング
    歯車とドライブ歯車を有する差動歯車機構を用い、動力
    源と複数の車輪の間を、共通の回転軸を介してトルク結
    合する自動車用動力伝達装置において、 前記遊星歯車公転駆動用のリング歯車とドライブ歯車
    を、同一減速比で径が異なる第１と第２の２系統の歯車
    機構で構成し、 前記第１と第２の歯車機構の各々の前記ドライブ歯車を
    同一の駆動軸に固定した上で、 これら２系統の歯車機構の内の一方と他方で、リング歯
    車とドライブ歯車の間の歯の噛み合わせ遊隙に差が設け
    られていることを特徴とする自動車用動力伝達装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の発明において、 前記回転軸に制動装置を設け、 該制動装置が走行停止用のブレーキとして常用されるよ
    うに構成したことを特徴とする自動車用動力伝達装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の発明において、 前記制動装置が、前記回転軸と前記動力装置の間にある
    変速機と共通にユニット化されていることを特徴とする
    自動車用動力伝達装置。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の発明において、 前記制動装置から発生する制動トルクを各車輪に分配す
    るトルク配分ユニットが設けられていることを特徴とす
    る自動車用動力伝達装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７に記載の発明において、 前記制動装置から発生する制動トルクの少なくとも一部
    が、自動車駆動用電動機の発電制動トルクにより与えら
    れるように構成したことを特徴とする自動車用動力伝達
    装置。
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