JP5474456B2 - 車両用モータ駆動装置および自動車 - Google Patents

Description

この発明は、電動モータを駆動源として備え、その電動モータの出力を減速して車輪へ伝達する車両用モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した自動車に関する。

電気自動車およびハイブリッド車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。ここで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータの回転をベルト式無段変速機（ＣＶＴ）あるいは遊星歯車式変速機からなる変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。

また、特許文献２に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから出力される回転を遊星歯車式変速機の変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。

特許第３６８３４０５号公報 特開２００６−１１２４８９号公報

ところで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから補助駆動輪へのトルク伝達経路が常に閉じた状態にあるため、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでは、補助駆動輪からの回転によって、変速機およびモータが回転されることになり、エネルギの損失が大きいという不都合がある。特に、モータとして、永久磁石式同期モータを採用した場合、誘導モータに比べてモータを回転させることによる動力損失が大きい。

一方、特許文献２に記載の車両用モータ駆動装置においては、変速機に設けられたキーのスライドによって、変速機をＬｏギヤの状態、Ｈｉギヤの状態およびニュートラルの状態に切り換えることができるようにしているため、そのニュートラルの状態に切り換えることによって補助駆動輪から変速機やモータが回転されるのを防止することができるが、キーをスライドして遊星歯車機構のリングギヤとケーシングとを結合し、あるいは、上記リングギヤとサンギヤとを結合する変速の切換時に、相対回転する２つの部材をシンクロさせ、その相対回転速度差を小さくした状態でなければ２部品を結合することができない。そのため、シンクロに要する時間が長く、その間、車両は空走状態となり、ドライバビリティや商品性を低下させることになる。

この発明の課題は、車輪側から回転されるのを防止することができ、しかも、変速の切換えを迅速に行なうことができるようにした車両用モータ駆動装置および電気自動車ならびにハイブリッド車を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明に係る車両用モータ駆動装置おいては、電動モータと、第1シャフトと第２シャフトからなる平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータにより回転駆動される第１シャフトの回転を複数段に変速して第２シャフトから出力する常時噛合い式の変速機と、その変速機の第２シャフトから出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、解除して前記変速機の各変速段毎の互いに噛合するギヤの一方を第１シャフトと第２シャフトの一方のシャフトに対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、解除によりトルク伝達経路を切り換える変速比切換機構とからなる構成を採用したのである。

上記の構成からなる車両用モータ駆動装置において、変速比切換機構の作動により、各変速段のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの１つを係合して一方のシャフトと一方のギヤとを締結状態に切換えることにより、電動モータの回転は締結状態のギヤ列により変速されてディファレンシャルギヤに伝達され、左右の車輪が回転する。

また、変速比切換機構の作動により、上記２ウェイローラクラッチを解除状態に切換えると、電動モータからディファレンシャルギヤへのトルク伝達が遮断される。その２ウェイローラクラッチの解除状態で、一方のシャフトと一方のギヤは相対回転し得る状態にあるため、車輪側から回転トルクが伝達されると、ギヤが空回転し、平行軸は回転しない。

この発明に係る電気自動車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。

また、この発明に係るハイブリッド車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。

上記のようなハイブリッド車へのモータ駆動装置の採用において、エンジンの駆動による走行時、２ウェイローラクラッチを解除状態としておくことにより、モータによって駆動される車輪側から変速機やモータが回転されるのを防止することができ、エネルギの損失を抑制することができる。

２ウェイローラクラッチとして、一方のシャフトと一方のギヤとの間に組込まれてその一方のシャフトに回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなるものを採用することができる。

また、変速比切換機構として、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記一方のシャフトにスライド自在に支持され、前記円筒面が形成された部材に向けての移動により、その部材の一側面に摩擦板を押し付ける制御リングと、その制御リングの外周に回転自在に支持されたスリーブと、そのスリーブを円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなるものを採用することができる。

ここで、シフト機構として、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなるもの採用することができる。

上記変速比切換機構において、アクチュエータによりシフトロッドを軸方向に移動させると、シフトフォークによりスリーブおよび制御リングが円筒面が形成された部材に向けて移動し、上記制御リングにより摩擦板が円筒面が形成された部材に押し付けられて、その部材と摩擦係合する。その摩擦係合により、保持器は円筒面が形成された部材と連結された状態となるため、保持器はカム面が形成された部材に対して相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、２ウェイローラクラッチは直ちに係合状態になり、電動モータの回転は減速されてディファレンシャルギヤに伝達され、車輪が回転する。

ここで、カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を一方のシャフト上に設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けておくと、車両の急加減速時に２ウェイローラクラッチの保持器およびローラに作用する慣性力や摩擦力によるドラグトルクによって、ローラが誤係合するのを防止することができる。

また、制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速比切換機構によって２組の２ウェイローラクラッチの締結、解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。

さらに、制御リングとスリーブの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングからスリーブへの回転伝達を遮断することができるため、変速比の切換えを円滑に行なうことができる。

さらに、摩擦板と制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングとの接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができるため、摩擦板が円筒面が形成された部材の側面に対する摩擦係合時に、摩擦板を制御リングに対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチを確実に係合させることができる。

上記変速比切換機構において、シフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータは、モータであってもよく、あるいは、シフトロッドに接続されるシリンダあるいはソレノイドであってもよい。

モータを採用する場合は、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けるようにする。その運動変換機構として、シフトロッドを中心に回転自在に支持され、モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなるものを採用することができる。

上記のように、この発明においては、電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機の各変速段毎のギヤと平行軸間に２ウェイローラクラッチを組込み、その２ウェイローラクラッチの係合、解除を変速比切換機構によって制御するようにしたので、上記２ウェイローラクラッチの係合解除により、車輪側からの回転により、変速機やモータが回転されるのを防止することができる。このため、この発明に係るモータ駆動装置をハイブリッド車に搭載して補助駆動輪を駆動する構成を採用することにより、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでのエネルギの損失を抑制することができる。

また、変速比切換機構の作動によって２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御することにより、その２ウェイローラクラッチが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。

（イ）は、この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図、（ロ）は、上記車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド車の概略図 この発明に係る車両用モータ駆動装置の断面図 図２の変速機の要部を拡大して示す断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図３のV−V線に沿った断面図 変速比切換機構を示す断面図 図３のVII−VII線に沿った断面図 図６の一部を拡大して示す断面図 変速切換状態を示す断面図 ２ウェイローラクラッチの内輪、保持器、スイッチばねおよび変速比切換機構の弾性部材、ワッシャ、摩擦板のそれぞれを示す分解斜視図

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１（イ）は、この発明に係るモータ駆動装置Ａによって左右一対の前輪１を駆動するようにした電気自動車ＥＶを示す。また、図１（ロ）は、エンジンＥによって左右一対の駆動輪としての前輪１を駆動し、上記モータ駆動装置Ａによって左右一対の補助駆動輪としての後輪２を駆動するハイブリッド車ＨＶを示し、上記エンジンＥの回転を、トランスミッションＴおよびディファレンシャルギヤＤを介して前輪１に伝達するようにしている。

図２に示すように、モータ駆動装置Ａは、電動モータ１０と、その電動モータ１０の出力軸１１の回転を変速する変速機２０と、その変速機２０から出力される動力を、図１（イ）に示す電気自動車ＥＶの左右一対の前輪１に分配し、または、図１（ロ）に示すハイブリッド車ＨＶの左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ８０とを有している。

変速機２０は、第１シャフト２１と第２シャフト２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設けた常時噛合い式減速機からなる。

第１シャフト２１および第２シャフト２２は、ハウジング２５内に組込まれた対向一対の軸受２６により回転自在に支持されて平行の配置とされ、上記第１シャフト２１が電動モータ１０の出力軸１１に接続されている。

第１減速ギヤ列２３は、第１シャフト２１に第１入力ギヤ２３ａを設け、その第１入力ギヤ２３ａに噛合する第１出力ギヤ２３ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としている。

一方、第２減速ギヤ列２４は、第１シャフト２１に第２入力ギヤ２４ａを設け、その第２入力ギヤ２４ａに噛合する第２出力ギヤ２４ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としており、その第２減速ギヤ列２４の減速比は第１減速ギヤ列２３の減速比より小さくなっている。

図３乃至図５に示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２との間には、その第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２とを締結、解除する第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａが組込まれている。また、第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２間には、その第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２を締結、解除する第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが組込まれている。

ここで、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、同一の構成であって左右対称の向きとされているため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを以下に説明し、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂについては、同一の部品に同一の符号を付して説明を省略する。

第１の２ウェイローラクラッチ３０は、第２シャフト２２に内輪３１を、スプライン３２による嵌合として回り止めし、その内輪３１の外周に第１出力ギヤ２３ｂの内周に形成された円筒面３３との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数の平坦なカム面３４を周方向に等間隔に設け、各カム面３４と円筒面３３間にローラ３５を組込み、そのローラ３５を第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１間に組込まれた保持器３６で保持している。

また、内輪３１の軸方向の一端面に円形の凹部３７を形成し、その凹部３７内にスイッチばね３８の円形部３８ａを嵌合し、その円形部３８ａの両端から外向きに設けられた一対の押圧片３８ｂを、凹部３７の外周壁に形成された切欠き３９から保持器３６の一端面に形成された切欠部４０に挿入し、その一対の押圧片３８ｂで切欠き３９および切欠部４０の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧して、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に対して係合解除する中立位置に保持器３６を弾性保持している。

ここで、第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた内輪３１と第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた内輪３１は、その対向部間に組込まれた回転部材としての間座４１と、第２シャフト２２に嵌合された一対のストッパリング４４により両側から挟持されて軸方向に非可動の支持とされている。また、間座４１は対向一対の内輪３１のそれぞれと一体に回転するようになっている。

一対の内輪３１には、ストッパリング４４と対向する外端部に円筒形の軸受嵌合面４２が形成され、その軸受嵌合面４２に嵌合された軸受４３によって、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが内輪３１に対して回転自在に支持されている。

第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、図６乃至図８に示す変速比切換機構５０によって係合、解除が制御される。

変速比切換機構５０は、間座４１の外周に軸方向に移動可能な制御リング５１を嵌合して回転自在に支持し、その制御リング５１の両側に配置された一対の摩擦板５２ａ、５２ｂの一方を第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、かつ、他方を第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０により第１出力ギヤ２３ｂに向けて移動させ、その第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ａの摩擦係合により保持器３６を第１出力ギヤ２３ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。

また、シフト機構６０により制御リング５１を第２出力ギヤ２４ｂに向けて移動させ、その第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ｂの摩擦係合により保持器３６を第２出力ギヤ２４ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。

ここで、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂは環状をなし、その内径面に形成されたＬ形の係合片５３を保持器３６に形成された前記切欠部４０に係合して、摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを保持器３６に回り止めしている。また、係合片５３と内輪３１の対向面間にワッシャ５４と弾性部材５５とを組込み、その弾性部材５５によって摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを内輪３１から離反する係合解除位置に向けて付勢している。

さらに、係合片５３の内端に係合溝５７を形成し、一方、間座４１の外周には、その係合溝５７とで係合手段５６を形成する複数の係合突条５８を設け、上記摩擦板５２ａ、５２ｂが係合解除位置まで移動した際、係合溝５７を係合突条５８の一つに係合させて、間座４１に一体化された内輪３１と保持器３６とが相対的に回転するのを防止し、ローラ３５を中立位置に保持するようにしている。

図６に示すように、シフト機構６０は、第２シャフト２２に平行に配置されたシフトロッド６１をハウジング２５に取り付けられた一対の滑り軸受６２によりスライド自在に支持し、そのシフトロッド６１にシフトフォーク６３を取付け、一方、制御リング５１の外周に嵌合された転がり軸受６４でスリーブ６５を回転自在に支持し、かつ、軸方向に非可動に支持し、そのスリーブ６５の外周に環状溝６６を設け、その環状溝６６にシフトフォーク６３の先端の二股片６３ａを嵌合し、上記シフトロッド６１をアクチュエータ６７により軸方向に移動させて、スリーブ６５と共に制御リング５１を軸方向に移動させるようにしている。

アクチュエータ６７として、シフトロッド６１に接続されるシリンダやソレノイドを採用することができるが、ここでは、モータ６８を採用し、そのモータ６８の出力軸６９の回転を運動変換機構７０によりシフトロッド６１の軸方向への移動に変換するようにしている。

すなわち、モータ６８の出力軸６９に設けられた駆動ギヤ７１にナット部材としての従動ギヤ７２を噛合し、その従動ギヤ７２を対向一対の軸受７３により回転自在に支持し、その従動ギヤ７２の内周に形成された雌ねじ７４をシフトロッド６１の端部外周に形成された雄ねじ７５にねじ係合し、上記従動ギヤ７２の定位置での回転により、シフトロッド６１を軸方向に移動させるようにしている。

図２に示すように、第２シャフト２２の軸端部には、その第２シャフト２２の回転をディファレンシャルギヤ８０に伝達するアウトプットギヤ７６が設けられている。

ディファレンシャルギヤ８０は、アウトプットギヤ７６に噛合するリングギヤ８１をハウジング２５によって回転自在に支持されたデフケース８２に取付け、上記デフケース８２により両端部が回転自在に支持されたピニオン軸８３に一対のピニオン８４を取付け、その一対のピニオン８４のそれぞれに一対のサイドギヤ８５を噛合した構成とされ、その一対のサイドギヤ８５のそれぞれにアクスル８６の軸端部が接続されている。

実施の形態で示す車両用モータ駆動装置Ａは上記の構造からなり、図３は、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂから離反する係合解除位置に保持された状態を示し、上記第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａおよび第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのそれぞれは、図４に示すように、係合解除状態にある。

このため、電動モータ１０が駆動されて第１シャフト２１が回転しても、その回転は第１入力ギヤ２３ａからこれに噛合する第１出力ギヤ２３ｂに伝達され、また、第２入力ギヤ２４ａからこれに噛合する第２出力ギヤ２４ｂに伝達されるが、第２シャフト２２に伝達されず、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが空転する。

第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの空転状態において、２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの中立状態にあるローラ３５には円筒面３３との接触により、ドラグトルクが作用して、保持器３６を回転させようとする。

このとき、保持器３６に回り止めされた摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれは、係合溝５７と係合突条５８に係合によって内輪３１に対して回り止めされているため、保持器３６も内輪３１に対して回り止めされる状態にある。このため、ローラ３５に作用するドラグトルクによって、内輪３１と保持器３６とが相対回転するようなことはなく、第１、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂが誤係合するという不都合の発生はない。

電動モータ１０の駆動によって第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂのそれぞれが空転する状態において、図６に示すモータ６８の駆動によりシフトロッド６１を同図の右方向に移動させると、シフトフォーク６３によってスリーブ６５および制御リング５１がシフトロッド６１と同方向に移動され、その制御リング５１により、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる。

このとき、摩擦板５２ａの係合溝５７と間座４１の係合突条５８の係合が解除し、また、摩擦板５２ａは、第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合するため、保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂに連結される状態になる。

このため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転は、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを介して第２シャフト２２に直ちに伝達される。また、第２シャフト２２の回転はディファレンシャルギヤ８０を介してアクスル８６に伝達される。

その結果、図１（イ）に示す電気自動車ＥＶにおいては、前輪１が回転することになり、その電気自動車ＥＶを走行させることができると共に、図１（ロ）に示すハイブリッド車ＨＶにおいては、補助駆動輪としての後輪２が回転し、前輪１の駆動をアシストすることになる。

ここで、内輪３１と保持器３６が相対回転すると、スイッチばね３８が弾性変形する。そのため、モータ６８を上記の逆方向に回転し、シフトロッド６１を上記の逆の方向に移動（図６の左方向）させて、制御リング５１を第１出力ギヤ２３ｂから離反する方向に移動させると、摩擦板５２ａは弾性部材５５の復元弾性により、第１出力ギヤ２３ｂから離反し、同時にスイッチばね３８の復元弾性により、保持器３６が復帰回動され、ローラ３５は中立位置に戻されることになり、第１シャフト２１から第２シャフト２２への回転伝達が直ちに遮断されることになる。

シフトロッド６１を同方向（図６の左方向）にさらに移動させると、制御リング５１の押圧により、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられて摩擦係合する。

このため、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第２出力ギヤ２４ｂの回転は、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを介して第２シャフト２２に直ちに伝達されることになり、トルク伝達経路が直ちに切換えられることになる。

上記のように、アクチュエータとしてのモータ６８を駆動してシフトロッド６１を軸方向に移動させることにより、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａまたは第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。

実施の形態で示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２出力ギヤ２４ｂ間に制御リング５１と２枚の摩擦板５２ａ、５２ｂを組込み、一方の摩擦板５２ａを第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、他方の摩擦板５２ｂを第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０で左右方向にシフトできるようにして、１つの変速比切換機構５０によって２組の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの係合、解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。

ここで、図では省略したが、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１の対向面間に転がり軸受を組込んでおくのがよい。その転がり軸受の組込みによって、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１との接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができる。このため、摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂ、第２出力ギヤ２４ｂに押し付けられて摩擦係合する係合時に、摩擦板５２ａ、５２ｂを制御リング５１に対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチ３０Ａ，３０Ｂを確実に係合させることができる。

実施の形態においては、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周に円筒面３３を形成し、各出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの内側に組込まれた内輪３１の外周にカム面３４を設けたが、その逆に、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周にカム面を形成し、内輪の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。この場合、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂと保持器３６との間にスイッチばねを組込むようにして、ローラが中立状態となるよう保持器を弾性保持する。

１ 前輪
２ 後輪
１０ 電動モータ
２０ 変速機
２１ 第１シャフト
２２ 第２シャフト
２３ 第１減速ギヤ列
２４ 第２減速ギヤ列
３０Ａ 第１の２ウェイローラクラッチ
３０Ｂ 第２の２ウェイローラクラッチ
３１ 内輪
３３ 円筒面
３４ カム面
３５ ローラ
３６ 保持器
３８ スイッチばね
４１ 間座（回転部材）
５０ 変速比切換機構
５１ 制御リング
５２ａ 摩擦板
５２ｂ 摩擦板
５５ 弾性部材
５６ 係合手段
５７ 係合溝
５８ 係合突条
６０ シフト機構
６１ シフトロッド
６３ シフトフォーク
６４ 転がり軸受
６５ スリーブ
６７ アクチュエータ
６８ モータ
７２ 従動ギヤ（ナット部材）
７４ 雌ねじ
７５ 雄ねじ
８０ ディファレンシャルギヤ

Claims (14)

1. 電動モータと、第1シャフトと第２シャフトからなる平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータにより回転駆動される第１シャフトの回転を複数段に変速して第２シャフトから出力する常時噛合い式の変速機と、その変速機の第２シャフトから出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、解除して前記変速機の各変速段毎の互いに噛合するギヤの一方を第１シャフトと第２シャフトの一方のシャフトに対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、解除によりトルク伝達経路を切り換える変速比切換機構とからなる車両用モータ駆動装置。
2. 前記２ウェイローラクラッチが、前記一方のギヤと前記一方のシャフトの間に組込まれてその一方のシャフトに回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなる請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
3. 前記変速比切換機構が、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記一方のシャフトにスライド自在に支持され、前記円筒面が形成された部材に向けての移動により、その部材の一側面に摩擦板を押し付ける制御リングと、その制御リングの外周に回転自在に支持されたスリーブと、そのスリーブを円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなる請求項１又は２に記載の車両用モータ駆動装置。
4. 前記シフト機構が、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなる請求項３に記載の車両用モータ駆動装置。
5. 前記カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けた請求項３又は４に記載の車両用モータ駆動装置。
6. 前記制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速比切換機構によって２つの２ウェイローラクラッチの締結、解除を制御し得るようにした請求項３乃至５のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
7. 前記制御リングと前記スリーブ間に転がり軸受を組込み、前記２ウェイローラクラッチの締結、解除を制御する際に、前記転がり軸受を介して制御リングを軸方向に移動させるようにした請求項３乃至６のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
8. 前記摩擦板と前記制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んだ請求項３乃至７のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
9. 前記アクチュエータがモータからなり、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けた請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
10. 前記運動変換機構が、前記シフトロッドを中心に回転自在に支持され、前記モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなる請求項９に記載の車両用モータ駆動装置。
11. 前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたシリンダからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
12. 前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたソレノイドからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
13. 車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにした電気自動車。
14. 車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにしたハイブリッド自動車。

Images