JP5240265B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に関するものである。

従来から、車両用の自動変速装置や、内燃機関と電気モータとを併用するハイブリッド車両用の動力伝達装置といった動力を伝達する装置が利用されている。このような動力伝達装置には、動力伝達経路中の或る回転部材（例えば、ギア）を機械的にロックするパーキングロック機構や、変速比を変更する変速機構等の、種々の動作を行う動作機構が設けられている。ユーザは、操作部材（例えば、シフトレバーやシフトスイッチ）を操作することによって、そのような動作機構の動作状態（例えば、パーキングロック機構のロック状態や、変速機構の変速比の状態）を制御することができる。ここで、操作部材の操作を電気的に検出して、動作機構の動作状態を、電動アクチュエータ（例えば、電気モータ）を利用して制御するシステム（「シフト・バイ・ワイヤ」とも呼ばれる）が利用されている。シフト・バイ・ワイヤを利用すれば、操作部材の配置と操作部材の操作方法とのそれぞれの自由度を高めることができる。

特開２００９−９２１３４号公報

ところが、追加的に電動アクチュエータを設けることによって、動力伝達装置の大きさが大きくなる場合があった。そして、動力伝達装置の大きさが大きくなることを抑制するように電動アクチュエータを配置することに関しては、十分な工夫がなされていないのが実情であった。

本発明の主な利点は、動力伝達装置の大きさが大きくなることを抑制することができる技術を提供することである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
車両用の動力伝達装置であって、
動力伝達のために回転する回転部材と、
第１動作状態と第２動作状態とを含む複数の動作状態をとることが可能な動作機構と、
前記動作機構の動作状態を切り替える切替シャフトと、
前記切替シャフトを操作するための動力を出力する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータの動力を前記切替シャフトに伝える制御伝達機構と、
少なくとも前記回転部材を収容するケースと、
を備え、
前記ケースは、前記回転部材の回転軸と直交する方向を覆う部分に前記回転部材の少なくとも一部を収容する収容部分を含み、
前記切替シャフトは、前記ケースの前記収容部分から前記収容部分の外に向かって突出し、
前記電動アクチュエータは、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記ケースの前記収容部分の表面のうちの、前記切替シャフトが突出する部分とは重ならない他の部分と対向する位置に配置され、
前記電動アクチュエータの少なくとも一部分は、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記ケースの前記収容部分から前記切替シャフトが突出する部分を通る鉛直線よりも前記ケース側に配置され、
前記切替シャフトの軸方向から見た場合に、前記電動アクチュエータの少なくとも一部分は、前記ケースの前記収容部分と重なるように配置されている、
動力伝達装置。

この構成によれば、収容部分の表面のうちの切替シャフトが突出する部分とは異なる部分と対向する位置に電動アクチュエータが配置され、そして、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、電動アクチュエータの少なくとも一部分は、収容部分から切替シャフトが突出する部分を通る鉛直線よりもケース側に配置され、そして、切替シャフトの軸方向から見た場合に、電動アクチュエータの少なくとも一部分は、ケースの収容部分と重なるように配置されているので、切替シャフトの延長線上に電動アクチュエータを配置する場合と比べて、水平方向の動力伝達装置の大きさが大きくなる可能性を低減できる。

［適用例２］
適用例１に記載の動力伝達装置であって、
前記切替シャフトは、回転することにより前記動作機構の動作状態を切り替える回転軸であり、
前記電動アクチュエータは、前記切替シャフトと平行な出力回転軸を有する、
動力伝達装置。

この構成によれば、制御伝達機構は、平行な２本の回転軸（切替シャフトと電動アクチュエータの出力回転軸）の間で回転を伝達すればよいので、電動アクチュエータの回転軸が切替シャフトとねじれの位置に配置されている場合と比べて、制御伝達機構の構成を簡素化することができる。従って、制御伝達機構の大きさが大きくなる可能性を低減できる。その結果、動力伝達装置の大きさが大きくなる可能性を低減することができる。

［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の動力伝達装置であって、さらに、
前記電動アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動回路を含み、
前記電動アクチュエータは、前記制御伝達機構の一方側に配置されており、
前記アクチュエータ駆動回路は、前記制御伝達機構の電動アクチュエータ側とは反対側に配置されている、
動力伝達装置。

この構成によれば、アクチュエータ駆動回路と電動アクチュエータとの間が制御伝達機構によって分離されるので、アクチュエータ駆動回路と電動アクチュエータとのうちの一方で生じた熱によって他方の温度が上昇する可能性を低減できる。従って、アクチュエータ駆動回路と電動アクチュエータとをそれぞれ冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置の大きさが大きくなる可能性を低減することができる。

［適用例４］
適用例３に記載の動力伝達装置であって、
前記動力伝達装置が前記車両に搭載された場合に、
前記収容部分は、前記動力伝達装置の、前記車両の前進方向側に配置され、
前記切替シャフトは、前記収容部分の前記前進方向側に突出し、
前記アクチュエータ駆動回路は、前記制御伝達機構の前記前進方向側に配置される、
動力伝達装置。

この構成によれば、車両が前進する場合に、車両の前方から流れる風によってアクチュエータ駆動回路を冷却することができる。従って、アクチュエータ駆動回路を冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置の大きさが大きくなる可能性を低減することができる。

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の動力伝達装置であって、
前記ケースの前記収容部分は、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記切替シャフトが突出している部分から、前記動力伝達装置の内側へ向けて斜め下方向に傾斜する傾斜部分を含み、
前記電動アクチュエータは、前記収容部分の前記傾斜部分の下方に配置されている、
動力伝達装置。

この構成によれば、車両の走行時に車両と地面との間を流れる風によって、電動アクチュエータを冷却することができる。従って、電動アクチュエータを冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置の大きさが大きくなる可能性を低減することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関と電気モータとの少なくとも一方の動力を伝達する動力伝達方法または装置、その動力伝達装置を備えた車両等の態様で実現することができる。

本発明の一実施例としての車両を示すブロック図である。 車両１００の斜視図である。 動力伝達装置２００の側面図および動力伝達装置２００の一部分の正面図である。 ロック機構２５０の概略構成を示す斜視図である。 ボックス３９０とボックス３９０に収納された要素との分解斜視図である。 ボックス３９０の−Ｘ側の一部分を示す斜視図である。

次に、この発明の実施の形態を第１実施例と変形例とに基づいて説明する。

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての車両を示すブロック図である。この車両１００は、内燃機関１１０と電動モータ５００とを動力源として利用する、いわゆるハイブリッド車両である。図示するように、この車両１００は、内燃機関１１０と、内燃機関１１０に連結された動力伝達装置２００と、動力伝達装置２００に、ドライブシャフト２３０Ｌ、２３０Ｒを介してそれぞれ連結された駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒと、パワーコントロールユニット１５０と、バッテリ１６０と、電子制御ユニット１３０と、シフトレバー１４０と、を有している。

動力伝達装置２００は、発電機４００と、電動モータ５００と、動力分割機構２１０と、ディファレンシャルギア２２０と、ロック機構２５０と、を有している。これらの要素２００、４００、５００、２１０、２２０、２５０は、ケース２０５の内に収納されている。動力伝達装置２００は、さらに、ロック機構２５０に連結された切替シャフト２６０（「マニュアルシャフト」とも呼ばれる）と、切替シャフト２６０に連結された制御伝達機構３００と、制御伝達機構３００に連結された電動モータ２７０と、電動モータ２７０を駆動する駆動回路２８０と、を有している。駆動回路２８０は、電動モータ２７０を流れる電流の大きさと向きとを制御する電子回路であり、例えば、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）といったスイッチング素子を含んでいる。制御伝達機構３００と駆動回路２８０とは、ボックス３９０に収納されている。要素３００、２７０、２８０は、ケース２０５の外に配置されている。

ロック機構２５０は、車両１００の駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒをロック（回転を禁止）することが可能である（詳細は後述）。

動力分割機構２１０は、図示を省略するが、いわゆる遊星歯車機構であり、サンギアと、サンギアの周囲に配置されてサンギアと噛み合う複数のピニオン（「プラネタリギア」とも呼ばれる）と、複数のピニオンを自転および公転可能に支持するキャリアと、複数のピニオンと噛み合う内歯を有するリングギアと、を有する。本実施例では、キャリアに内燃機関１１０が連結され、サンギアに発電機４００が連結され、リングギアに電動モータ５００と駆動軸２１２とが連結されている。

動力分割機構２１０は、内燃機関１１０からの動力を、ディファレンシャルギア２２０に連結された駆動軸２１２と、発電機４００とに分配（分割）することができる。また、発電機４００は、電動モータとして動作し得る。内燃機関１１０を始動する時に、動力分割機構２１０は、発電機４００からの動力を内燃機関１１０に伝達する。また、動力分割機構２１０は、電動モータ５００からの動力をディファレンシャルギア２２０に伝達する。減速時には、動力分割機構２１０は、ディファレンシャルギア２２０からの動力を、電動モータ５００に伝達することができる。電動モータ５００は、発電機として動作することによって、エネルギを回収することができる。

パワーコントロールユニット１５０は、発電機４００と電動モータ５００とを制御するインバータ回路と、電圧を昇降するコンバータ回路とを有している。パワーコントロールユニット１５０は、バッテリ１６０からの電力を利用して、電動モータ５００を駆動することが可能であり、また、発電機４００をモータとして駆動することも可能である。さらに、パワーコントロールユニット１５０は、発電機４００からの電力を利用してバッテリ１６０を充電することが可能であり、また、電動モータ５００を発電機として利用することによって、電動モータ５００からの電力を利用してバッテリ１６０を充電することも可能である。また、上述したように、発電機４００は、電動モータとしても動作可能である。従って、以下、発電機４００を、「第１モータジェネレータＭＧ１」とも呼ぶ。また、上述したように、電動モータ５００は、発電機としても動作可能である。従って、以下、電動モータ５００を、「第２モータジェネレータＭＧ２」とも呼ぶ。

電子制御ユニット１３０は、パワーコントロールユニット１５０と駆動回路２８０とを制御するコンピュータである。図示を省略するが、電子制御ユニット１３０は、中央演算装置（ＣＰＵ:Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only memory）やＲＡＭ（Random Access memory）などのメモリと、種々の信号を利用するための入出力インタフェースと、アナログ−デジタルコンバータと、デジタル−アナログコンバータと、を有している。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを実行することによって、パワーコントロールユニット１５０と駆動回路２８０とを制御する種々の機能を実現する。

シフトレバー１４０は、ユーザによって操作される操作部材である。ユーザは、シフトレバー１４０のポジションを、複数のシフトレンジ（例えば、前進（Ｄ）と、後退（Ｒ）と、ニュートラル（Ｎ）と、パーキング（Ｐ）との４つのシフトレンジ）の内の任意の１つに設定することができる。シフトレバー１４０には、ポジションセンサ１４２が設けられており、ポジションセンサ１４２は、設定されたポジションを表す信号を電子制御ユニット１３０に供給する。電子制御ユニット１３０は、受信した信号（シフトレバー１４０のポジション）に応じて、駆動回路２８０とパワーコントロールユニット１５０とを制御する。

電子制御ユニット１３０は、シフトレバー１４０のポジションがパーキングである場合には、ロック機構２５０が駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒをロックするように、駆動回路２８０を制御する。一方、電子制御ユニット１３０は、シフトレバー１４０のポジションがパーキングとは異なる他のポジションである場合には、ロック機構２５０が駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒをロックしないように、駆動回路２８０を制御する。なお、電子制御ユニット１３０によるパワーコントロールユニット１５０の制御は、周知の制御であってよい。

図２は、車両１００の斜視図である。図中のＸ方向は、車両１００の前進方向を示し、Ｚ方向は、鉛直上向き方向を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向とのそれぞれと直交する方向（ここでは、Ｘ方向を向くユーザから見て左方向）を示している。また、図中には、車両１００内に配置された内燃機関１１０と動力伝達装置２００とパワーコントロールユニット１５０とが示されている。また、図中の第１風Ｗ１は、車両１００が前進する場合に、車両１００の前端から車両１００内に流れる風を示している。第２風Ｗ２は、車両１００が前進する場合に、車両１００と地面（図示せず）との間から車両１００内に流れる風を示している。

本実施例では、図示するように、車両１００のフロント部分に、動力伝達装置２００とパワーコントロールユニット１５０と内燃機関１１０とが配置されている。駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両１００の前輪に対応する。本実施例では、動力伝達装置２００の上方にパワーコントロールユニット１５０が配置され、動力伝達装置２００の側方（−Ｙ方向）に内燃機関１１０が配置されている。動力伝達装置２００のケース２０５の内部には、−Ｙ側に動力分割機構２１０が配置され、＋Ｙ側に、発電機４００と電動モータ５００とディファレンシャルギア２２０とが配置されている。

図３（Ａ）は、動力伝達装置２００を＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって見た側面図であり、図３（Ｂ）は、動力伝達装置２００の一部分を前方（＋Ｘ側）から後方（−Ｘ側）に向かって見た正面図である。これらの図には、ケース２０５の内部に収納されたディファレンシャルギア２２０と発電機４００と電動モータ５００とロック機構２５０とが、点線で示されている。図中の方向Ｘ、Ｙ、Ｚは、動力伝達装置２００を車両１００に搭載した状態での方向を示している。後述する他の図面においても、図示された方向Ｘ、Ｙ、Ｚは、動力伝達装置２００を車両１００に搭載した状態での方向を示している。

図示するように、動力伝達装置２００の下部にディファレンシャルギア２２０が配置されている。ディファレンシャルギア２２０の上方には、電動モータ５００が配置されている。そして、ディファレンシャルギア２２０と電動モータ５００との間の位置の前方（＋Ｘ側）に発電機４００が配置されている。そして、発電機４００の前方（＋Ｘ側）に、ロック機構２５０が配置されている。

ディファレンシャルギア２２０からは、＋Ｙ方向に向かって、左ドライブシャフト２３０Ｌが突出し、−Ｙ方向にむかって右ドライブシャフト２３０Ｒ（図示省略）が突出する。ドライブシャフト２３０Ｌ、２３０Ｒは、おおよそ、Ｙ方向と平行である。電動モータ５００は、ステータ５１０とロータ５２０とを有している。ロータ５２０の回転軸５２２は、Ｙ方向とおおよそ平行である。発電機４００は、ステータ４１０とロータ４２０とを有している。ロータ４２０の回転軸４２２は、Ｙ方向とおおよそ平行である。

以上のように、ディファレンシャルギア２２０と発電機４００と電動モータ５００とは、それぞれ、Ｙ方向とおおよそ平行な回転軸を中心に回転する回転部材（ドライブシャフト２３０Ｌ、ロータ４２０、ロータ５２０）を有しており、Ｙ方向に延びる円柱形状を有している（図３においては、ディファレンシャルギア２２０と発電機４００と電動モータ５００とは、それぞれ、略円形状で表される）。そして、図３（Ａ）に示すように、Ｙ方向から見た場合に（例えば、＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって見た場合に）、ケース２０５のうちのこれらの要素２２０、４００、５００を収納する部分の形状は、これらの要素２２０、４００、５００を囲む、角の丸められた略三角形状である。

特に、図３（Ａ）に示すように、発電機４００の＋Ｘ側の一部分を収納する部分２０５Ｂ（以下、「収容部分２０５Ｂ」とも呼ぶ）の形状は、＋Ｘ方向に突出する略凸形状である。図３（Ａ）では、この収容部分２０５Ｂの表面が太線で示されている。この収容部分２０５Ｂにおいては、収容部分２０５Ｂの表面に対する法線の向きは、徐々に変化している。具体的には、図３（Ａ）に示すように、収容部分２０５Ｂの表面を上部から下部まで辿ると、法線の向きは、ほぼ上向きＮＬ１、斜め上向きＮＬ２、斜め下向きＮＬ３、ほぼ下向きＮＬ４、のように変化する。

図３（Ａ）に示すように、収容部分２０５Ｂの略凸形状の中間部分（略凸形状の一端（上端）と他端（下端）との間の部分）からは、切替シャフト２６０が、＋Ｘ方向に向かって突出している（切替シャフト２６０は、Ｘ方向とおおよそ平行である）。図３中の部分２０８ａは、ケース２０５の収容部分２０５Ｂから（ケース２０５の収容部分２０５Ｂの表面（外面）から）切替シャフト２６０が突出する部分を示している。収容部分２０５Ｂの＋Ｘ側には、ボックス３９０が、ケース２０５に設けられたボス２０７ａ、２０７ｂに、ネジで固定されている。切替シャフト２６０は、このボックス３９０に、挿入されている。後述するように、ボックス３９０には、駆動回路２８０と制御伝達機構３００とが収納されている。ボックス３９０の切替シャフト２６０よりも下の部分には、電動モータ２７０が固定されている。電動モータ２７０は、ボックス３９０のケース２０５側に固定されている。

図４は、ロック機構２５０の概略構成を示す斜視図である。ロック機構２５０は、Ｘ方向と平行に延びる切替シャフト２６０と、切替シャフト２６０に固定されて切替シャフト２６０の上方に向かって延びるレバー２５１と、一端がレバー２５１に連結されて−Ｙ方向に延びるロッド２５２と、ロッド２５２の他端をスライド可能に支持する支持部２５４と、ロッド２５２に固定された略円錐状のカム２５３と、一端がカム２５３の上部と接触し他端が軸２５５ａによって回転可能に支持されたロックレバー２５５と、ロックレバー２５５の上方に配置されたパーキングギア２５６と、レバー２５１の上方に配置されたローラ２５７と、ローラ２５７を下方（−Ｚ方向）に向かって付勢する板バネ２５８と、を有している。カム２５３の形状は、レバー２５１に近いほど半径が大きくなる略円錐形状である。支持部２５４と軸２５５ａと板バネ２５８とは、動力伝達装置２００のケース２０５に固定されている。

ロックレバー２５５の上部（＋Ｚ側）には、突出部２５５ｐが設けられている。突出部２５５ｐは、パーキングギア２５６のギア歯２５６ｔと対向している。後述するように、突出部２５５ｐが上方に移動してギア歯２５６ｔと係合することによって、パーキングギア２５６がロックされる。パーキングギア２５６は、駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒ（図１）と連動して回転する部材に連結されている。従って、パーキングギア２５６のロック（あるいは、解放）によって、駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒがロック（あるいは、解放）される。なお、本実施例では、パーキングギア２５６は、動力分割機構２１０（図１）のリングギア（図示せず）に連結されている。上述したように、リングギアには駆動軸２１２が連結されているので、パーキングギア２５６のロック（あるいは、解放）によって、駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒが、ロック（あるいは、解放）される。なお、パーキングギア２５６は、駆動輪１２０Ｌ、１２０Ｒと連動して回転する任意の部材に連結されてよい。例えば、パーキングギア２５６は、電動モータ５００の回転軸に固定された部材（図示せず）に連結されてもよく、駆動軸２１２に固定された部材（図示せず）に連結されていてもよい。

レバー２５１の上端面は、滑らかな波形に加工されており、２つの凹部２５１ｒ１、２５１ｒ２を有している。ローラ２５７は、レバー２５１の上端面を下方に向かって押すことによって、レバー２５１の回動位置を、ローラ２５７が第１凹部２５１ｒ１に入った位置と、ローラ２５７が第２凹部２５１ｒ２に入った位置とのいずれかに、精度良く保持する。

＋Ｘ側から−Ｘ側に向かって見たときに、切替シャフト２６０が反時計回りに回転すると、ロッド２５２、すなわち、カム２５３が−Ｙ方向に移動する。カム２５３の−Ｙ方向への移動によって、ロックレバー２５５が上方に回動する。これにより、ロックレバー２５５の突出部２５５ｐが、パーキングギア２５６のギア歯２５６ｔと係合し、パーキングギア２５６がロックされる。切替シャフト２６０が逆方向に回転した場合には、カム２５３の＋Ｙ方向への移動によって、ロックレバー２５５が下方に回動する。これにより、ロックレバー２５５の突出部２５５ｐが、パーキングギア２５６のギア歯２５６ｔから離れ、パーキングギア２５６が回転可能になる。以下、種々の要素（例えば、要素２６０、２５２、２５３、２５５）のそれぞれの動作（回転あるいは移動）の方向のうちの、パーキングギア２５６をロックする動作方向をロック方向Ｐと呼び、パーキングギア２５６を解放する動作方向をアンロック方向ｎＰとも呼ぶ。

図５は、ボックス３９０と、ボックス３９０に収納された要素との分解斜視図である。図６は、ボックス３９０の−Ｘ側の一部分を示す斜視図である。図示するように、ボックス３９０は、動力伝達装置２００のケース２０５に固定される第１部分３９２と、第１部分３９２の前側（＋Ｘ側）に固定される第２部分３９４と、これらの部分３９２、３９４の間を仕切るプレート３９６と、を有している。各部分３９２、３９４の形状は、容器形状であり、互いに固定されることによって閉じた空間を形成する。プレート３９６は、その空間を二分する。第１部分３９２とプレート３９６とによって囲まれる空間内には、制御伝達機構３００が配置されている。第２部分３９４とプレート３９６とによって囲まれる空間内には、駆動回路２８０が配置されている（駆動回路２８０は、プレート３９６の前側（＋Ｘ側）に固定されている）。第２部分３９４の外面には、多数の凸部３９４ｐ形成されている。これらの凸部３９４ｐは、駆動回路２８０の放熱器として機能する。なお、第２部分３９４は、熱伝導性の高い材料（例えば、金属）で形成することが好ましい。駆動回路２８０と電動モータ２７０とを電気的に接続する電気配線は、ボックス３９０の内部を通っても良く、ボックス３９０の外を通っても良い。

図５に示すように、制御伝達機構３００は、電動モータ２７０の出力軸である回転軸２７０ａに固定されたギヤ３１０と噛み合う第１ギア３１２と、第１ギア３１２に固定された第２ギア３１４と、第２ギア３１４と噛み合う扇ギア３１６と、扇ギア３１６の孔３１６ｈに挿入された突出部３１８ｐを有する調整レバー３１８と、を有している。調整レバー３１８は、切替シャフト２６０に固定されている。

電動モータ２７０の回転軸２７０ａは、切替シャフト２６０と平行であり、切替シャフト２６０の下方（−Ｚ側）に配置されている。回転軸２７０ａの端部には、ギヤ３１０が固定されている。モータのギヤ３１０と噛み合う第１ギア３１２は、ギヤ３１０の上方（＋Ｚ側）に配置されている。第１ギア３１２の−Ｘ側には、第１ギア３１２よりも直径の小さい第２ギア３１４が固定されている。第１ギア３１２の回転軸は、第２ギア３１４の回転軸と同じであり、電動モータ２７０の回転軸２７０ａと平行である。電動モータ２７０の回転軸２７０ａが回転すると、モータのギヤ３１０が回転し、そして、第１ギア３１２（および、第２ギア３１４）が回転する。

第２ギア３１４と噛み合う扇ギア３１６は、第２ギア３１４の上方に配置されている。扇ギア３１６の上方の端部は、切替シャフト２６０と同軸の軸孔３１６ａｈを有する。扇ギア３１６の−Ｘ側には、調整レバー３１８が配置されている。調整レバー３１８の＋Ｘ側には、軸３１６ａａが設けられており、扇ギア３１６の軸孔３１６ａｈは、この軸３１６ａａに嵌め込まれる。軸３１６ａａは、扇ギア３１６を回動可能に支持する。扇ギア３１６の下部分の形状は、第２ギア３１４に近づくにつれて広がる扇形状であり、扇形状の端部には、第２ギア３１４と噛み合うギヤ歯が形成されている。扇形状の中央付近には、孔３１６ｈが形成されている。孔３１６ｈには、調整レバー３１８の突出部３１８ｐが挿入されている。第２ギア３１４が回転すると、扇ギア３１６は、軸孔３１６ａを中心に回転（部分的な回転）する。これにより、扇ギア３１６の孔３１６ｈも、回転する。

扇ギア３１６の孔３１６ｈが回転（部分的な回転）すると、孔３１６ｈの内壁に接触することによって突出部３１８ｐ（すなわち、調整レバー３１８）も、同じ方向に回転する。調整レバー３１８は、切替シャフト２６０に固定されているので、調整レバー３１８の回転によって、切替シャフト２６０が回転する。なお、扇ギア３１６の回転と、調整レバー３１８の回転との間には、孔３１６ｈの大きさ分のズレ（遊び）がある。ただし、切替シャフト２６０の回転位置は、図４のローラ２５７によって、精度良く所定の位置に保持される。

このように、電動モータ２７０は、切替シャフト２６０を、ロック方向Ｐとアンロック方向ｎＰとのそれぞれに、回転させることができる。電子制御ユニット１３０（図１）は、シフトレバー１４０のポジションがパーキングに切り替えられた場合には、電動モータ２７０の回転軸２７０ａがロック方向Ｐに回転するように、駆動回路２８０を制御する。シフトレバー１４０のポジションがパーキングから他のレンジに切り替えられた場合には、電子制御ユニット１３０は、電動モータ２７０の回転軸２７０ａがアンロック方向ｎＰに回転するように、駆動回路２８０を制御する。

以上のように、本実施例では、図３に示すように、切替シャフト２６０を駆動する電動モータ２７０は、切替シャフト２６０の端部ではなく、切替シャフト２６０から離れて、収容部分２０５Ｂの斜め下の後退した位置に配置されている（図３、図５）。従って、切替シャフト２６０の端部（延長線上）に電動モータ２７０を設ける場合と比べて、切替シャフト２６０の突出する方向（＋Ｘ方向）とは反対の方向（−Ｘ方向）にシフトした位置に、電動モータ２７０を配置することができる。具体的には、本実施例では、以下のように、電動モータ２７０が配置されている。図３には、鉛直線２０９ａが示されている。この鉛直線２０９ａは、収容部分２０５Ｂから切替シャフト２６０の突出する部分２０８ａを通る鉛直線（重力方向と平行なライン）である。電動モータ２７０の少なくとも一部分は、この鉛直線２０９ａよりもケース２０５側（動力伝達装置２００から離れる方向とは反対方向側。本実施例では、切替シャフト２６０が突出する側（鉛直線２０９ａの＋Ｘ側）とは反対側（鉛直線２０９ａの−Ｘ側））に配置されている。また、図３（Ｂ）に示すように、切替シャフト２６０の軸方向から見た場合に（本実施例では、例えば＋Ｘ側から−Ｘ側に向かって見た場合に）、電動モータ２７０は、ケース２０５の収容部分２０５Ｂと重なるように配置されている。この結果、切替シャフト２６０の端部（延長線上）に電動モータ２７０を設ける場合と比べて、水平方向（ここでは、Ｘ方向）の動力伝達装置２００の大きさを小さくすることができる。その結果、動力伝達装置２００の配置の自由度を高めることができる。また、本実施例では、車両１００に搭載された場合の前後方向の動力伝達装置２００の大きさを小さくすることができる。その結果、衝突時に動力伝達装置２００が客室に侵入する可能性を低減できる。

このように、電動モータ２７０を、切替シャフト２６０の突出する部分２０８ａを通る鉛直線２０９ａよりもケース２０５側にシフトした位置に配置するためには、本実施例のように、動力伝達装置２００のケース２０５の収容部分２０５Ｂを利用することが好ましい。すなわち、本実施例では、図３に示すように、動力伝達装置２００のケース２０５は、発電機４００を収容する部分である収容部分２０５Ｂを含んでいる。発電機４００のように回転する部材（ここでは、ロータ４２０）を含む装置の形状は、略円筒形状であることが多い。従って、ケース２０５の、そのような装置（ここでは、発電機４００）を収容する収容部分２０５Ｂを、円筒の側面のように略凸形状に形成することが可能である。本実施例では、回転する部材（ここでは、ロータ４２０）の回転軸４２２の軸方向から見た場合に（本実施例では、例えば＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって見た場合に）、収容部分２０５Ｂは、ロータ４２０（発電機４００）の回転軸４２２とは直交する方向（図３では、発電機４００の左部分）を覆っている。そして、その収容部分２０５Ｂの形状（表面の形状）は略凸形状であり、その略凸形状の内に発電機４００が収容される。切替シャフト２６０は、その収容部分２０５Ｂ（部分２０８ａ）から突出する。そして、ロータ４２０の回転軸４２２の軸方向から見た場合に、収容部分２０５Ｂの表面のうちの、切替シャフト２６０が突出している部分２０８ａとは重ならない他の部分２０８ｂと対向する位置に、電動モータ２７０が配置されている。こうすれば、図３に示すように、電動モータ２７０の少なくとも一部分を、鉛直線２０９ａよりもケース２０５側に容易に配置することができる。

なお、収容部分２０５Ｂの表面のうちの電動モータ２７０と対向する部分は、収容部分２０５Ｂの表面上の部分であって、電動モータ２７０に最も近い部分を意味している。

また、本実施例では、図５に示すように、制御伝達機構３００の−Ｘ側に電動モータ２７０が配置され、制御伝達機構３００の反対側（＋Ｘ側）に駆動回路２８０が配置されている。従って、電動モータ２７０と駆動回路２８０とは、制御伝達機構３００によって互いに物理的に分離される。その結果、電動モータ２７０と駆動回路２８０との間の熱の伝導が抑制されるので、電動モータ２７０と駆動回路２８０との一方で生じた熱によって他方の温度が上昇する可能性を低減できる。従って、それらの要素２７０、２８０を冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置２００の大きさが大きくなる可能性を低減できる。

また、本実施例では、図４に示すように、切替シャフト２６０は、回転することによりロック機構２５０の動作状態を切り替える回転軸であり、図５に示すように、電動モータ２７０は、切替シャフト２６０と平行な回転軸（出力軸）２７０ａを有している。従って、回転軸２７０ａが切替シャフト２６０とねじれの位置に配置されている場合と比べて、制御伝達機構３００の構成を簡素化することができる。これにより、制御伝達機構３００の小型化が可能である。その結果、動力伝達装置２００の大きさが大きくなる可能性を低減できる。

また、図３に示すように、本実施例では、ケース２０５の収容部分２０５Ｂは、動力伝達装置２００の、車両１００の前進方向（＋Ｘ方向）側に配置されている。そして、切替シャフト２６０は、収容部分２０５Ｂの前進方向（＋Ｘ方向）側に突出しており、電動モータ２７０の駆動回路２８０は、制御伝達機構３００の前進方向（＋Ｘ方向）側に配置されている。従って、図２に示すように、車両１００が前進する場合に、車両１００の前方から流れる風Ｗ１によって駆動回路２８０を冷却することができる。これにより、駆動回路２８０を冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置２００の大きさが大きくなる可能性を低減できる。なお、第１風Ｗ１は、内燃機関１１０の冷却水を冷却するラジエータ（図示せず）を通って動力伝達装置２００に到達してもよい。

また、図３に示すように、収容部分２０５Ｂは、切替シャフト２６０が突出している部分２０８ａから、動力伝達装置２００の内側へ向けて（動力伝達装置２００から離れる方向とは反対の方向に向けて）斜め下方向に傾斜する傾斜部分２０８ｃを含んでいる。そして、電動モータ２７０は、その傾斜部分２０８ｃの下方に配置されている。これにより、図２に示すように、車両１００が前進する場合に、車両１００と地面との間を流れる風Ｗ２によって、電動モータ２７０を冷却することができる。従って、電動モータ２７０を冷却するために、大きな冷却装置（例えば、放熱器）を設けずに済む。その結果、動力伝達装置２００の大きさが大きくなる可能性を低減できる。

Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
上記各実施例において、動力伝達装置２００の構成としては、図１〜図６に示す構成に限らず、他の種々の構成を採用可能である。例えば、電動モータ２７０と駆動回路２８０とが、制御伝達機構３００の同じ側に配置されてもよい。また、駆動回路２８０は、制御伝達機構３００の、車両の後退側に配置されてもよい。また、電動モータ２７０の回転軸２７０ａが、切替シャフト２６０とねじれの位置に配置されてもよい。また、切替シャフト２６０が、車両の前進方向と平行でなくてもよい。この場合も、ケース２０５から突出した切替シャフト２６０の延びる方向をＸ、Ｙ、Ｚ成分に分解した場合に、前進方向（Ｘ方向）の成分が正値であれば、その切替シャフト２６０は前進方向側に突出している、ということができる。また、ケース２０５の収容部分２０５Ｂが、ケース２０５の、車両１００の後退側に配置されてもよい。また、電動モータ２７０が、収容部分２０５Ｂの表面の切替シャフト２６０が突出する部分２０８ａよりも上方に配置されてもよい。また、上記各実施例において、発電機４００と電動モータ５００とディファレンシャルギア２２０とのうちの少なくとも一部の要素は、ケース２０５の外に配置されてもよく、動力伝達装置２００とは別に設けられていても良い。

また、ロック機構２５０の構成は、図４に示す構成に限らず、他の種々の構成であってよい。

また、切替シャフト２６０を動かすための電動アクチュエータは、電動モータ２７０に限らず、他の種々のアクチュエータであってよい。例えば、電磁ソレノイドアクチュエータを採用してもよい。

また、切替シャフト２６０の動きは、回転に限らず、他の動きであってよい。例えば、切替シャフト２６０は、スライドしてもよい。

また、制御伝達機構３００の構成は、図５、図６に示す構成に限らず、他の種々の構成を採用可能である。例えば、制御伝達機構３００は、リンク機構を含んでもよく、ギアのみで構成されてもよい。一般には、電動アクチュエータの動きを切替シャフト２６０の動きと対応付ける任意の機構を採用可能である。

変形例２：
動力伝達装置２００は、内燃機関１１０と電動モータ５００といった複数の動力源を利用する動力伝達装置に限らず、１つの動力源から供給された動力を伝達する動力伝達装置（例えば、オートマチックトランスミッション）であってもよい。また、動力伝達装置は多段変速機であってもよい。この場合には、第１動作状態と第２動作状態とを含む複数の動作状態をとることが可能な動作機構は、多段変速機のシフトレンジ切替機構であってよい。一般には、シフトレンジ切替機構は、変速機構の複数の摩擦係合要素を油圧によって制御する油圧制御装置と、その油圧制御装置において油圧の供給先を制御するスライドバルブ（マニュアルシフトバルブとも呼ばれる）と、そのスライドバルブのスプールと、を有している。スプールは、切替シャフト２６０に連結されてよい。そして、電動モータ２７０と制御伝達機構３００とは、切替シャフト２６０を回転させることによって、スプールをスライドさせるように構成されてよい。なお、切替シャフトによって動作状態が切り替えられる動作機構は、ロック機構２５０やシフトレンジ切替機構に限らず、第１動作状態と第２動作状態とを含む複数の動作状態をとることが可能な任意の動作機構であってよい。

変形例３：
上述の各実施例において、収容部分２０５Ｂに少なくとも一部分が収容される部材は、発電機４００に限らず、動力伝達のために回転する任意の回転部材（そのような回転部材を含む任意の装置）であってよい。例えば、収容部分２０５Ｂは、電動モータ５００を収容する部分であってもよく、ディファレンシャルギア２２０を収容する部分であってもよい。また、収容部分２０５Ｂは、変速機（例えば、多段変速機や無段変速機）を構成する回転部材（例えば、リングギアやクラッチプレート）を収容する部分であってもよい。また、収容部分は、回転部材の全体を収容してもよい。いずれの場合も、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、電動アクチュエータの少なくとも一部分は、収容部分から切替シャフトが突出する部分を通る鉛直線よりもケース側（動力伝達装置から離れる方向とは反対方向側。すなわち、動力伝達装置の水平方向の大きさが小さくなる方向側）に配置されていることが好ましい。

変形例４：
上述の各実施例において、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合の収容部分２０５Ｂの形状（表面の形状）は、任意の略凸形状であってよい。例えば、収容部分２０５Ｂの形状は、多角形（あるいは、多角形の一部）であってよく、円（あるいは円弧）であってよく、楕円（あるいは楕円の一部）であってもよい。

いずれの場合も、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、収容部分２０５Ｂの表面には、回転部材における回転軸から最も遠い部分と回転軸との間の距離（回転部部材の回転半径）と比べて小さい凹凸や段差が設けられていてもよい。回転部材を収容する凸形状に、このような小さい凹凸や段差が設けて得られる形状も、略凸形状ということができる。略凸形状は、凸形状と、凸形状に小さい凹凸や段差が設けて得られる形状との両方を含んでいる。

また、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、収容部分２０５Ｂの形状（表面の形状）は、表面に対する法線の向きが徐々に変化する略凸形状であることが好ましい。こうすれば、２本の直線が交わって得られる角形状（法線の向きが１回だけ変化する形状）を採用する場合と比べて、収容部分２０５Ｂの大きさを小さくすることができる。ここで、法線の向きは、連続的に変化してもよく、複数の段階を経て変化してもよい。

また、回転部材の回転軸と平行な断面において、収容部分２０５Ｂの表面が、回転部材の回転軸と平行ではない部分を含んでも良い。この場合も、回転部材の回転軸と垂直な断面において収容部分２０５Ｂの形状（表面の形状）が略凸形状であればよい。この場合も、回転部材の回転軸と平行に見た場合に、収容部分２０５Ｂの形状が略凸形状である、ということができる。ここで、回転部材の回転軸と垂直な任意の断面において収容部分２０５Ｂの形状（表面の形状）が略凸形状であることが好ましい。

ただし、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合の収容部分の形状は、略凸形状とは異なる他の形状であってよい。この場合も、電動アクチュエータは、以下のように配置されることが好ましい。すなわち、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、電動アクチュエータは、ケースの収容部分の表面のうちの、切替シャフトが突出する部分とは重ならない他の部分と対向する位置に配置される。また、回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、電動アクチュエータの少なくとも一部分は、ケースの収容部分から切替シャフトが突出する部分を通る鉛直線よりもケース側に配置される。そして、切替シャフトの軸方向から見た場合に、電動アクチュエータの少なくとも一部分は、ケースの収容部分と重なるように配置される。このような配置を採用すれば、切替シャフトの延長線上に電動アクチュエータを配置する場合と比べて、動力伝達装置の水平方向の大きさが大きくなる可能性を低減できる。

１００...車両
１１０...内燃機関
１２０Ｌ、１２０Ｒ...駆動輪
１３０...電子制御ユニット
１４０...シフトレバー
１４２...ポジションセンサ
１５０...パワーコントロールユニット
１６０...バッテリ
２００...動力伝達装置
２０５...ケース
２０５Ｂ...収容部分
２０７ａ、２０７ｂ...ボス
２０８ｃ...傾斜部分
２０９ａ...鉛直線
２１０...動力分割機構
２１２...駆動軸
２２０...ディファレンシャルギア
２３０Ｌ、２３０Ｒ...ドライブシャフト
２５０...ロック機構
２５１...レバー
２５１ｒ１...第１凹部
２５１ｒ２...第２凹部
２５２...ロッド
２５３...カム
２５４...支持部
２５５...ロックレバー
２５５ａ...軸
２５５ｐ...突出部
２５６...パーキングギア
２５６ｔ...ギア歯
２５７...ローラ
２５８...板バネ
２６０...切替シャフト
２７０...電動モータ
２７０ａ...回転軸
２８０...駆動回路
３００...制御伝達機構
３１０...ギヤ
３１２...第１ギア
３１４...第２ギア
３１６...扇ギア
３１６ａ...軸孔
３１６ｈ...孔
３１６ａａ...軸
３１６ａｈ...軸孔
３１８...調整レバー
３１８ｐ...突出部
３９０...ボックス
３９２...第１部分
３９４...第２部分
３９４ｐ...凸部
３９６...プレート
４００...発電機
４１０...ステータ
４２０...ロータ
４２２...回転軸
５００...電動モータ
５１０...ステータ
５２０...ロータ
５２２...回転軸
Ｗ１...第１風
Ｗ２...第２風

Claims (5)

1. 車両用の動力伝達装置であって、
   動力伝達のために回転する回転部材と、
   第１動作状態と第２動作状態とを含む複数の動作状態をとることが可能な動作機構と、
   前記動作機構の動作状態を切り替える切替シャフトと、
   前記切替シャフトを操作するための動力を出力する電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータの動力を前記切替シャフトに伝える制御伝達機構と、
   少なくとも前記回転部材を収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースは、前記回転部材の回転軸と直交する方向を覆う部分に前記回転部材の少なくとも一部を収容する収容部分を含み、
   前記切替シャフトは、前記ケースの前記収容部分から前記収容部分の外に向かって突出し、
   前記電動アクチュエータは、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記ケースの前記収容部分の表面のうちの、前記切替シャフトが突出する部分とは重ならない他の部分と対向する位置に配置され、
   前記電動アクチュエータの少なくとも一部分は、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記ケースの前記収容部分から前記切替シャフトが突出する部分を通る鉛直線よりも前記ケース側に配置され、
   前記切替シャフトの軸方向から見た場合に、前記電動アクチュエータの少なくとも一部分は、前記ケースの前記収容部分と重なるように配置されている、
   動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置であって、
   前記切替シャフトは、回転することにより前記動作機構の動作状態を切り替える回転軸であり、
   前記電動アクチュエータは、前記切替シャフトと平行な出力回転軸を有する、
   動力伝達装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置であって、さらに、
   前記電動アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動回路を含み、
   前記電動アクチュエータは、前記制御伝達機構の一方側に配置されており、
   前記アクチュエータ駆動回路は、前記制御伝達機構の電動アクチュエータ側とは反対側に配置されている、
   動力伝達装置。
4. 請求項３に記載の動力伝達装置であって、
   前記動力伝達装置が前記車両に搭載された場合に、
   前記収容部分は、前記動力伝達装置の、前記車両の前進方向側に配置され、
   前記切替シャフトは、前記収容部分の前記前進方向側に突出し、
   前記アクチュエータ駆動回路は、前記制御伝達機構の前記前進方向側に配置される、
   動力伝達装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の動力伝達装置であって、
   前記ケースの前記収容部分は、前記回転部材の回転軸の軸方向から見た場合に、前記切替シャフトが突出している部分から、前記動力伝達装置の内側へ向けて斜め下方向に傾斜する傾斜部分を含み、
   前記電動アクチュエータは、前記収容部分の前記傾斜部分の下方に配置されている、
   動力伝達装置。

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