KR20160114105A - 동력 장치 - Google Patents

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KR20160114105A
KR20160114105A KR1020167023139A KR20167023139A KR20160114105A KR 20160114105 A KR20160114105 A KR 20160114105A KR 1020167023139 A KR1020167023139 A KR 1020167023139A KR 20167023139 A KR20167023139 A KR 20167023139A KR 20160114105 A KR20160114105 A KR 20160114105A
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겐지 혼다
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있는 동력 장치를 제공한다.
상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)로 구성된 3연(3連) 피니언 기어(32)와, 부가 피니언 기어(33)가, 회전 가능한 캐리어(31)에, 회전 가능하게 지지되어 있다. 부가 피니언 기어(33)는 선 기어(S) 및 제3 피니언 기어(P3)에, 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)는 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)에 각각 맞물려 있다. 캐리어(31), 선 기어(S), 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)로 이루어지는 4개의 회전 요소는, 이들의 회전수가 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계를 만족하고 있고, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 선 기어(S) 및 캐리어(31)가 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에, 양자(S, 31)의 이웃에 각각 위치하는 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)가 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결되어 있다.

Description

동력 장치{POWER PLANT}
본 발명은 수송 기관을 추진하기 위한 2개의 피구동부를 구동하는 동력 장치에 관한 것이다.
종래 이런 유형의 동력 장치로서, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다. 이 동력 장치에서는, 소위 싱글 피니언 타입의 제1 및 제2 유성 기어 기구의 조합에 의해서 제1~제4 회전 요소를 갖는 차동 장치가 구성되어 있고, 제1~제4 회전 요소의 회전수는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어선 공선 관계를 만족하고 있다. 구체적으로, 제1 유성 기어 기구는, 제1 선 기어, 제1 피니언 기어, 제1 캐리어 및 제1 링 기어를 갖고 있고, 제2 유성 기어 기구는, 제2 선 기어, 제2 피니언 기어, 제2 캐리어 및 제2 링 기어를 갖고 있다. 이들 제1 선 기어와 제2 캐리어는 중공(中空)의 제1 회전축을 통해 상호 연결되어 있고, 제1 캐리어와 제2 선 기어는 중실(中實)의 제2 회전축을 통해 상호 연결되어 있다. 또한, 제2 회전축은 제1 회전축의 내측에 회전 가능하게 배치되어 있다.
이상의 구성으로 된 차동 장치에서, 제1 링 기어는 제1 회전 요소에 해당하고, 상호 연결된 제1 캐리어 및 제2 선 기어는 제2 회전 요소에, 상호 연결된 제1 선 기어 및 제2 캐리어는 제3 회전 요소에, 제2 링 기어는 제4 회전 요소에 각각 해당한다. 또한, 이러한 종래의 동력 장치는 4륜차량에 탑재되어 있고, 제1 회전 요소는 제1 회전 전기 기기에, 제2 회전 요소는 좌측 구동륜에, 제3 회전 요소는 우측 구동륜에, 제4 회전 요소는 제2 회전 전기 기기에 각각 연결되어 있다. 동력 장치에서는, 제1 및 제2 회전 전기 기기를 제어함으로써, 좌우의 구동륜에 분배되는 토크가 제어된다.
또한, 종래 이런 유형의 동력 장치로서, 예컨대 특허문헌 2에 개시된 것이 알려져 있다. 이러한 종래의 동력 장치의 차동 장치는, 모두 싱글 피니언 타입의 제1~제3 유성 기어 기구의 조합으로 구성되어 있고, 상호간에 동력을 전달할 수 있는 제1~제5 회전 요소를 갖고 있다. 이들 제1~제5 회전 요소는, 이들의 회전수가 공선 관계를 만족하고 있고, 이 공선 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 제1~제5 회전 요소의 회전수가 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서도록 구성되어 있다. 구체적으로, 제1 유성 기어 기구는, 제1 선 기어, 제1 피니언 기어, 제1 캐리어 및 제1 링 기어를 갖고 있고, 제2 유성 기어 기구는, 제2 선 기어, 제2 피니언 기어, 제2 캐리어 및 제2 링 기어를, 제3 유성 기어 기구는, 제3 선 기어, 제3 피니언 기어, 제3 캐리어 및 제3 링 기어를 각각 갖고 있다. 이들 제1 캐리어와 제3 링 기어는, 통 형상의 제1 연결부를 통해 상호 연결되어 있고, 제1 링 기어와 제3 캐리어는, 통 형상의 제2 연결부를 통해 상호 연결되어 있다. 또한, 제3 캐리어와 제2 링 기어는, 통 형상의 제3 연결부를 통해 상호 연결되어 있고, 제2 캐리어와 제3 선 기어는, 중실의 회전축을 통해 상호 연결되어 있다. 이상에 의해 전술한 제1~제5 회전 요소가 구성되어 있다.
또한, 특허문헌 2의 동력 장치는 4륜차량에 탑재되어 있고, 제1 회전 요소는 제1 회전 전기 기기에 연결되고, 제2 회전 요소는 좌측 구동륜에, 제3 회전 요소는 엔진에, 제4 회전 요소는 우측 구동륜에, 제5 회전 요소는 제2 회전 전기 기기에 각각 연결되어 있다. 이들 제1 및 제2 회전 전기 기기를 제어함으로써, 좌우의 구동륜에 분배되는 토크가 제어된다.
특허문헌 1: 일본 특허 제4637136호(도 2 등) 특허문헌 2: 일본 특허 제5153587호(도 2 등)
상술한 특허문헌 1의 동력 장치에서는, 제1~제4 회전 요소를 구성하기 위해서, 제1 및 제2 선 기어, 제1 및 제2 피니언 기어, 제1 및 제2 캐리어, 그리고 제1 및 제2 링 기어로 이루어지는 8개의 회전 요소와, 제1 선 기어와 제2 캐리어를 상호 연결하는 제1 회전축과, 제1 캐리어와 제2 선 기어를 상호 연결하는 제2 회전축이 필요하여, 합계 10개의 부품이 필요하다. 이와 같이, 장치를 구성하는 요소의 수가 비교적 많아, 장치의 대형화, 중량화 및 제조비의 증대를 초래해 버린다.
또한, 특허문헌 2의 동력 장치에서는, 제1~제5 회전 요소를 구성하기 위해서, 제1~제3 선 기어, 제1~제3 피니언 기어, 제1~제3 캐리어 및 제1~제3 링 기어로 이루어지는 12개의 회전 요소와, 각 기어 등을 상호 연결하는 제1~제3 연결부 및 회전축이 필요하여, 합계 16개의 부품이 필요하다. 이와 같이, 특허문헌 1과 마찬가지로, 장치를 구성하는 요소의 수가 비교적 많아, 장치의 대형화, 중량화 및 제조비의 증대를 초래해 버린다.
본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있는 동력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 따른 발명은, 수송 기관[실시형태에 있어서의(이하, 본 항에서 동일) 차량(V)]을 추진하기 위한 2개의 피구동부[좌우의 출력축(SL, SR)]를 구동하는 동력 장치로서, 회전 에너지를 입출력할 수 있는 제1 에너지 입출력 장치[제1 회전 전기 기기(11)]와, 회전 에너지를 입출력할 수 있는 제2 에너지 입출력 장치[제2 회전 전기 기기(12)]와, 차동 장치(GSF)를 구비하고, 차동 장치(GSF)는, 회전 가능한 캐리어(31)와, 상호 일체로 설치된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2) 및 제3 피니언 기어(P3)로 구성되고, 캐리어(31)에 회전 가능하게 지지된 3연 피니언 기어(32)와, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 제1 피니언 기어(P1)의 내주 측으로 제1 피니언 기어(P1)에 대응하여 설치된 제1 선 기어와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 제1 피니언 기어의 외주 측으로 제1 피니언 기어에 대응하여 설치된 제1 링 기어(R1) 중 하나인 제1 기어[제1 링 기어(R1)]와, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 제2 피니언 기어(P2)의 내주 측으로 제2 피니언 기어에 대응하여 설치된 제2 선 기어와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 제2 피니언 기어(P2)의 외주 측으로 제2 피니언 기어(P2)에 대응하여 설치된 제2 링 기어(R2) 중 하나인 제2 기어[제2 링 기어(R2)]와, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 제3 피니언 기어(P3)의 내주 측으로 제3 피니언 기어(P3)에 대응하여 설치된 제3 선 기어[선 기어(S)]와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 제3 피니언 기어(P3)의 외주 측으로 제3 피니언 기어(P3)에 대응하여 설치된 제3 링 기어 중 하나인 제3 기어[선 기어(S)]와, 제1~제3 피니언 기어(P1~P3) 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 제1~제3 기어에 맞물림과 더불어, 캐리어(31)에 회전 가능하게 지지된 부가 피니언 기어(33)를 가지고, 제1 피니언 기어(P1)는, 부가 피니언 기어(33)가 제1 피니언 기어(P1) 및 제1 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 제1 기어에 맞물리고, 제2 피니언 기어(P2)는, 부가 피니언 기어(33)가 제2 피니언 기어(P2) 및 제2 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 제2 기어에 맞물리고, 제3 피니언 기어(P3)는, 부가 피니언 기어가 제3 피니언 기어(P3) 및 제3 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 제3 기어에 맞물리고, 캐리어(31) 및 제1~제3 기어로 이루어지는 4개의 회전 요소의 회전수가 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계를 만족하고 있고, 4개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소[선 기어(S), 캐리어(31)]는, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소[제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1)]는, 2개의 피구동부의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다(도 18, 도 19 참고).
이 구성에 따르면, 차동 장치가, 회전 가능한 캐리어와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어로 이루어지는 3연(3連) 피니언 기어와, 제1~제3 기어와, 부가 피니언 기어를 갖고 있다. 제1 기어는, 제1 피니언 기어에 대응하여 설치된 제1 선 기어 및 제1 링 기어 중 하나이고, 제2 기어는, 제2 피니언 기어에 대응하여 설치된 제2 선 기어 및 제2 링 기어 중 하나이며, 제3 기어는, 제3 피니언 기어에 대응하여 설치된 제3 선 기어 및 제3 링 기어 중 하나이다. 이들 제1~제3 선 기어는 외접 기어로, 제1~제3 링 기어는 내접 기어로 각각 구성되어 있다. 또한, 3연 피니언 기어 및 부가 피니언 기어는 캐리어에 회전 가능하게 지지되어 있고, 부가 피니언 기어는, 제1~제3 피니언 기어 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 제1~제3 기어에 맞물려 있다. 또한, 제1~제3 피니언 기어 및 제1~제3 기어 중 부가 피니언 기어가 맞물리지 않은 기어는, 그 대응하는 기어끼리 맞물려 있다.
또한, 전술한 캐리어 및 제1~제3 기어에 의해서 4개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 4개의 회전 요소의 회전수는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다. 여기서, 부가 피니언 기어는, 공선도에 있어서의 캐리어에 대한 제1~제3 기어 중 하나 또는 2개의 위치를 변경하기 위한 것이기 때문에, 최대로 2개 있으면 충분하다. 즉, 상술한 구성에 따르면, 4개의 회전 요소를 구성하는 데에 있어서, 최대로 캐리어, 3연 피니언 기어, 제1~제3 기어 및 2개의 부가 피니언 기어로 이루어지는 합계 7개의 부품으로 충분하며, 최소로 합계 6개의 부품으로 충분하다. 이와 같이, 상술한 특허문헌 1의 경우와 달리, 각종 회전 요소를 상호 연결하는 제1 및 제2 회전축은 불필요하여, 특허문헌 1의 10개의 부품보다도 적은 6개 또는 7개의 부품에 의해 특허문헌 1과 동등한 차동 장치를 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 4개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소는, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소는, 2개의 피구동부의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치를 통해 2개의 피구동부에 전달하여, 양 피구동부를 적절히 구동할 수 있다. 이 경우, 상술한 것과 같이 4개의 회전 요소의 회전수가 상호 공선 관계에 있기 때문에, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 있어서의 회전 에너지의 입출력을 제어함으로써, 2개의 피구동부에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
제2항에 따른 발명은, 제1항에 기재한 동력 장치에 있어서, 차동 장치(GS)는, 제1~제3 선 기어 및 제1~제3 링 기어(R1~R3) 중 제1~제3 기어 이외의 하나인 제4 기어[선 기어(S)]를 추가로 구비하고, 부가 피니언 기어(33)는, 제1~제3 피니언 기어(P1~P3) 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 제1~제4 기어(제1 링 기어(R1), 제2 링 기어(R2), 제3 링 기어(R3), 선 기어(S))와 맞물려 있고, 제4 기어가 대응하는 제1~제3 피니언 기어(P1~P3) 중 하나는, 부가 피니언 기어(33)가 제1~제3 피니언 기어(P1~P3) 중 하나 및 제4 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 제4 기어에 맞물리고, 캐리어(31) 및 제1~제4 기어로 이루어지는 5개의 회전 요소의 회전수는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계를 만족하고 있고, 5개의 회전 요소 중 제1 및 제2 외측 회전 요소[선 기어(S), 캐리어(31)]는, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 기계적으로 각각 연결되고, 제1 및 제2 준외측 회전 요소[제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1)]는, 한쪽 및 다른 쪽의 피구동부에 기계적으로 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다(도 2, 도 4 참고).
이 구성에 따르면, 차동 장치가, 제1항에 따른 발명에서 설명한 제1~제3 선 기어 및 제1~제3 링 기어 중 제1~제3 기어 이외의 하나인 제4 기어를 추가로 갖고 있고, 부가 피니언 기어는, 제1~제3 피니언 기어 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 제1~제4 기어에 맞물려 있다. 또한, 제4 기어가 대응하는 제1~제3 피니언 기어의 하나는, 부가 피니언 기어가 제1~제3 피니언 기어의 상기 하나 및 제4 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 제4 기어에 맞물려 있다.
또한, 상기 캐리어 및 제1~제4 기어에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 5개의 회전 요소의 회전수는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다. 여기서, 부가 피니언 기어는, 공선도에 있어서의 캐리어에 대한 제1~제4 기어 중 하나 내지 3개 중 어느 한 위치를 변경하기 위한 것이기 때문에, 최대 3개 있으면 충분하다. 즉, 상술한 구성에 따르면, 5개의 회전 요소를 구성함에 있어서, 최대로 캐리어, 3연 피니언 기어, 제1~제4 기어 및 3개의 부가 피니언 기어로 이루어지는 합계 9개의 부품으로 충분하며, 최소로 합계 7개의 부품으로 충분하다. 이와 같이, 상술한 특허문헌 2의 경우와 달리, 각종 회전 요소를 상호 연결하는 제1~제3 연결부 및 회전축은 불필요하여, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 7개 또는 9개의 부품에 의해 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소는, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소는, 2개의 피구동부의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1항에 따른 발명과 마찬가지로, 2개의 피구동부에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
제3항에 따른 발명은, 제2항에 기재한 동력 장치에 있어서, 회전 에너지를 출력할 수 있고, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치와는 별개로 설치된 에너지 출력 장치[엔진(3)]를 추가로 구비하고, 5개의 회전 요소 중 제1 및 제2 외측 회전 요소 그리고 제1 및 제2 준외측 회전 요소 이외의 회전 요소인 중앙 회전 요소[제3 링 기어(R3)]는, 에너지 출력 장치에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다(도 2, 도 4 참고).
이 구성에 따르면, 5개의 회전 요소 중 제1 및 제2 외측 회전 요소 그리고 제1 및 제2 준외측 회전 요소 이외의 회전 요소인 중앙 회전 요소가, 회전 에너지를 출력할 수 있는 에너지 출력 장치에 기계적으로 연결되어 있고, 이 에너지 출력 장치는, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치와는 별개로 설치되어 있다. 이에 따라, 2개의 피구동부에, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치로부터의 회전 에너지에 더하여, 에너지 출력 장치로부터의 회전 에너지가 전달되기 때문에, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
제4항에 따른 발명은, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재한 동력 장치에 있어서, 제1 및 제2 준외측 회전 요소는, 각각 캐리어(31) 및 제1~제3 기어 중 하나 및 다른 하나로서의, 캐리어(31) 및 제1~제3 링 기어(R1, R2) 중 하나 및 다른 하나[제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1)]인 것을 특징으로 한다(도 18, 도 19 참고).
이 구성에 따르면, 2개의 피구동부의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 연결되는 제1 및 제2 준외측 회전 요소는 각각 캐리어 및 제1~제3 링 기어 중 하나 및 다른 하나이다. 이에 따라 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명과 달리, 상술한 제1 기어로서의 제1 선 기어를 피구동부에 연결했을 때는, 제1 선 기어에 비교적 큰 토크가 전달되는 경우가 있다. 이에 대하여, 도 20에 도시하는 것과 같이 제1 선 기어의 맞물림 반경(rs)이 비교적 작고, 또한 제1 선 기어로부터 피구동부에 전달되는 토크가, 이 맞물림 반경(rs)과 제1 선 기어에 작용하는 접선 방향의 맞물림 반력(fs)의 곱으로 나타내어지므로, 제1 선 기어에는, 큰 토크가 피구동부에 전달됨에 따라 매우 큰 맞물림 반력(fs)이 작용한다. 이 때문에, 그와 같은 맞물림 반력(fs)에 견딜 수 있도록, 제1 선 기어의 치폭(齒幅)을 큰 값으로 설정하지 않으면 안 되며, 이에 따라 동력 장치가 대형화되어 버린다. 이것은, 제2 및 제3 기어로서의 제2 및 제3 선 기어를 피구동부에 연결한 경우에도 마찬가지로 적용된다.
또한, 도 20에 도시하는 것과 같이, 제1 피니언 기어가 제1 선 기어에 맞물려 있는 경우에는, 제1 피니언 기어를 지지하는 베어링(이하 「제1 피니언 베어링」이라고 함)에, 제1 피니언 기어의 회전에 따라 원심력(gp)이 작용한다. 또한, 제1 피니언 기어에는, 제1 선 기어로부터 피구동부로의 큰 토크의 전달에 따라, 제1 선 기어로부터의 비교적 큰 법선 방향의 맞물림 반력(ps)이 작용하고, 이 맞물림 반력(ps)은, 제1 피니언 베어링에 대하여, 상기 원심력(gp)과 동일한 방향으로 작용한다. 또한 도 20은, 제1 피니언 기어가 3개인 예이며, 동 도면에는 편의상, 원심력(gp) 및 맞물림 반력(ps)을, 우측 아래에 위치하는 제1 피니언 기어에 관해서만 도시하고 있다. 이와 같이, 제1 피니언 베어링에는, 제1 피니언 기어의 회전에 따른 원심력(gp)과 제1 선 기어로부터의 큰 맞물림 반력(ps)을 합한 매우 큰 합력이 작용하기 때문에, 제1 피니언 베어링은, 그 충분한 내구성을 확보하기 위해서 대형화되지 않을 수 없다. 따라서, 이에 의해 또한 동력 장치가 대형화되어 버린다. 이것은, 제1 피니언 기어를 제1 선 기어에 맞물리게 하지 않고 제1 선 기어 및 제1 피니언 기어 양쪽에 맞물리는 부가 피니언 기어를 설치한 경우, 상기 부가 피니언 기어를 지지하는 베어링에 관해서도 마찬가지로 적용되며, 제2 기어로서의 제2 선 기어 및 제3 기어로서의 제3 선 기어를 피구동부에 연결한 경우에도 각각 마찬가지로 적용된다.
본 발명에 따르면, 상술한 것과 같이, 한쪽 및 다른 쪽의 피구동부에, 제1~제3 선 기어가 아니라, 캐리어 및 제1~제3 링 기어 중 하나 및 다른 하나가 각각 연결되어 있다. 도 21은 3개의 제1 피니언 기어를 제1 링 기어에 맞물리게 함과 더불어, 제1 링 기어를 피구동부에 연결한 경우에 있어서의 각 기어의 맞물림 반력의 관계에 관해서 도시하고 있다. 도 21에 도시하는 것과 같이, 제1 링 기어의 맞물림 반경(rr)은 비교적 크고, 또한 제1 링 기어로부터 피구동부에 전달되는 토크가, 이 맞물림 반경(rr)과 제1 링 기어에 작용하는 맞물림 반력(FR)과의 곱으로 나타내어지므로, 도 20에서 설명한 제1 선 기어의 경우에 비해, 피구동부로의 토크 전달에 따라 제1 링 기어에 작용하는 맞물림 반력(FR)은 작아진다. 따라서, 제1 링 기어의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 이 효과는, 제2 및 제3 링 기어를 피구동부에 연결한 경우에도 각각 마찬가지로 얻을 수 있다.
더구나, 도 21에 도시하는 것과 같이, 제1 피니언 베어링에는, 제1 피니언 기어의 회전에 따라 원심력(GP)이 작용한다. 또한, 제1 피니언 기어에는, 제1 링 기어에서 한쪽의 회전축으로의 토크의 전달에 따라, 제1 링 기어로부터의 맞물림 반력(PR)이 작용하고, 이 맞물림 반력(PR)은, 제1 피니언 베어링에 대하여, 상기 원심력(GP)과 반대 방향으로 작용한다. 그 결과, 제1 피니언 베어링에 대하여, 원심력(GP)과 맞물림 반력(PR)이 상호 상쇄하는 식으로 작용하기 때문에, 상술한 제1 선 기어를 피구동부에 연결한 경우와 비교하여, 제1 피니언 베어링의 소형화를 도모할 수 있으며, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 또한 도 21에는, 편의상 원심력(GP) 및 맞물림 반력(PR)을, 우측에 위치하는 제1 피니언 기어에 관해서만 도시하고 있다. 또한, 제1 피니언 기어의 수는 3개에 한하지 않으며 임의적이다.
또한, 제1 피니언 기어를 제1 링 기어에 맞물리게 하지 않고서 제1 링 기어 및 제1 피니언 기어에 맞물리는 부가 피니언 기어를 설치한 경우, 이 부가 피니언 기어를 지지하는 베어링에 관해서 상술한 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다. 또한, 제2 또는 제3 링 기어를 피구동부에 연결한 경우에 있어서, 제2 또는 제3 링 기어에 맞물리는 부가 피니언 기어를 설치했을 때는, 이 부가 피니언 기어를 지지하는 베어링에 관해서 상술한 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다. 또한, 제2 또는 제3 링 기어에 맞물리는 부가 피니언 기어를 설치하지 않을 때는, 제2 및 제3 피니언 기어를 지지하는 베어링에 관해서 상술한 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량과 함께 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 3은 도 1의 동력 장치의 ECU 등을 도시하는 블럭도이다.
도 4는 도 1의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 차량이 직진할 때이면서 또한 감속 주행 이외의 주행 상태일 때에 관해서 도시하는 공선도이다.
도 5는 도 1의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 차량이 직진할 때이면서 또한 감속 주행 중일 때에 관해서 도시하는 공선도이다.
도 6은 도 1의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 우측 요우 모멘트 증대용의 제3 토크 분배 제어 중일 때에 관해서 도시하는 공선도이다.
도 7은 도 1의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 우측 요우 모멘트 저감용의 제3 토크 분배 제어 중일 때에 관해서 도시하는 공선도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 9는 도 8의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 11은 도 10의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 13은 도 12의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 15는 도 14의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 16은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 17은 도 16의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 18은 본 발명의 제7 실시형태에 의한 동력 장치 등을 도시하는 골격도이다.
도 19는 도 18의 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하는 공선도이다.
도 20은 본 발명에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명에 의한 효과를 설명하기 위한, 도 20과는 다른 도면이다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 제1 실시형태에 의한 동력 장치는, 4륜차량(V)의 좌우의 출력축(SL, SR)을 구동하는 것이며, 차량(V)의 전방부에 배치되어 있다. 이들 좌우의 출력축(SL, SR)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되고, 상호 동축형으로 배치됨과 더불어, 좌우의 전륜(WL, WR)에 각각 연결되어 있다.
동력 장치는, 동력원으로서의 내연기관(이하 「엔진」이라고 함)(3)과, 엔진(3)의 동력을 변속하기 위한 변속기(4)를 갖추고 있다. 엔진(3)은 가솔린 엔진이고, 그 크랭크축(도시하지 않음)이 변속기(4)의 입력축(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 변속기(4)는, 유단식(有段式)의 자동 변속기이며, 상기 입력축에 전달된 엔진(3)의 동력을 변속하여, 그 변속기 출력축에 출력한다. 변속기 출력축에는, 외접 기어인 기어(4a)(도 2 참조)가 일체로 마련되어 있다. 엔진(3) 및 변속기(4)의 작동은 후술하는 ECU(2)에 의해서 제어된다.
또한, 동력 장치는, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 동력을 제어하기 위한 배분 장치(DS1)를 갖추고 있고, 배분 장치(DS1)는, 차동 장치(GS), 제1 회전 전기 기기(11) 및 제2 회전 전기 기기(12) 등으로 구성되어 있다. 차동 장치(GS)는, 엔진(3), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)와 좌우의 출력축(SL, SR) 사이에서 동력을 전달하기 위한 것이며, 선 기어(S), 캐리어(31), 3연 피니언 기어(32), 부가 피니언 기어(33), 제1 링 기어(R1), 제2 링 기어(R2) 및 제3 링 기어(R3)로 구성되어 있다. 또한, 차동 장치(GS)는 좌우의 전륜(WL, WR)들 사이에 위치하고 있고, 선 기어(S) 및 제1~제3 링 기어(R1~R3)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다.
또한, 선 기어(S)는, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제1 피니언 기어(P1)에 대응하여, 제1 피니언 기어(P1)의 내주 측에 마련되어 있다. 또한 선 기어(S)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(14)을 통해, 제1 회전 전기 기기(11)의 후술하는 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(14)의 내주 측에는, 우측 출력축(SR)이, 동축형이면서 또한 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 캐리어(31)는, 도넛판 형상의 제1 기초부(31a) 및 제2 기초부(31b)와, 양 기초부(31a, 31b)에 일체로 설치된 3개의 제1 지지축(31c) 및 제2 지지축(31d)(모두 2개만 도시)으로 구성되어 있다. 또한, 캐리어(31)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내주 측에는 선 기어(S) 및 제1 회전축(14)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
제1 및 제2 기초부(31a, 31b)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 그 축선 방향에 있어서 상호 대향하고 있다. 또한, 제2 기초부(31b)는, 제1 기초부(31a)보다도 우측 전륜(WR) 측에 배치되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(15)을 통해, 제2 회전 전기 기기(12)의 후술하는 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있다. 이에 따라, 캐리어(31)는, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 회전축(15)의 내주 측에는, 제1 회전축(14)이, 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1 및 제2 지지축(31c, 31d)은, 제1 및 제2 기초부(31a, 31b) 사이에 설치되어 있고, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 제1 지지축(31c)은 제1 기초부(31a)의 직경 방향의 내측 단부에, 제2 지지축(31d)은 제1 기초부(31a)의 직경 방향의 외측 단부에 각각 위치하고 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(31c)은, 제1 기초부(31a)의 둘레 방향으로 상호 등간격으로 위치하고 있으며, 이것은 3개의 제2 지지축(31d)에 관해서도 마찬가지이다.
상기 3연 피니언 기어(32)는, 상호 일체로 형성된 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2) 및 제3 피니언 기어(P3)로 이루어지고, 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)는 외접 기어로 구성되어 있다. 3연 피니언 기어(32)의 수는, 상술한 제2 지지축(31d)(2개만 도시)과 동일한 3개이며, 각 3연 피니언 기어(32)는, 제2 지지축(31d)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행한 동일 축선 상에, 좌측 전륜(WL) 측에서부터 이 순서로 나란하게 늘어서 있다. 또한, 3연 피니언 기어(32)의 수 및 제2 지지축(31d)의 수는 3개로 한정하지 않으며 임의적이다.
상기 제1~제3 링 기어(R1~R3)는 내접 기어로 구성되어 있고, 좌측 전륜(WL) 측에서부터 이 순서로 나란하게 늘어서 있다. 제1 링 기어(R1)는, 제1 피니언 기어(P1)에 대응하며, 제1 피니언 기어(P1)의 외주 측에 설치되어 있고, 제1 피니언 기어(P1)에 맞물려 있다. 또한, 제1 링 기어(R1)는, 중공의 제3 회전축(16) 및 플랜지를 통해, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 연결되어 있고, 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 부가 피니언 기어(33)는 외접 기어로 구성되어 있고, 그 수가 제1 지지축(31c)(2개만 도시)과 동일한 3개이다. 각 부가 피니언 기어(33)는, 제1 지지축(31c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 선 기어(S) 및 제1 피니언 기어(P1) 양쪽에 맞물려 있다. 또한, 부가 피니언 기어(33)의 수 및 제1 지지축(31c)의 수는 3개로 한정하지 않으며 임의적이다.
제2 링 기어(R2)는, 제2 피니언 기어(P2)에 대응하며, 제2 피니언 기어(P2)의 외주 측에 설치되어 있고, 제2 피니언 기어(P2)에 맞물려 있다. 또한, 제2 링 기어(R2)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제4 회전축(17) 및 플랜지를 통해, 좌측 출력축(SL)에 동축형으로 연결되어 있고, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제4 회전축(17)의 내주 측에는, 상기 제3 회전축(16)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제3 링 기어(R3)는, 제3 피니언 기어(P3)에 대응하며, 제3 피니언 기어(P3)의 외주 측에 설치되어 있고, 제3 피니언 기어(P3)에 맞물려 있다. 또한, 제3 링 기어(R3)의 외주부에는 외접 기어인 기어(G)가 형성되어 있고, 기어(G)는 상술한 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다.
또한, 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 치수(齒數)(P1~ZP3) 및 제1~제3 링 기어(R1~R3)의 치수(ZR1~ZR3)는 이들 사이에 다음 식(1) 및 식(2)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR1/ZP1>ZR3/ZP3>ZR2/ZP2 …… (1)
ZP3/ZR3=(ZP1/ZR1+ZP2/ZR2)/2 …… (2)
상기 제1 회전 전기 기기(11)는 AC 모터이며, 복수의 철심이나 코일 등으로 구성된 제1 스테이터(11a)와, 복수의 자석 등으로 구성된 제1 로터(11b)를 갖고 있다. 제1 회전 전기 기기(11)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 차동 장치(GS)와 우측 전륜(WR) 사이에 위치하고 있다. 제1 스테이터(11a)는 부동의 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제1 로터(11b)는, 제1 스테이터(11a)에 대향하도록 배치되어 있고, 상술한 것과 같이 선 기어(S)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전 전기 기기(11)에서는, 제1 스테이터(11a)에 전력이 공급되면, 공급된 전력은 동력으로 변환되어, 제1 로터(11b)에 출력된다. 또한, 제1 로터(11b)에 동력이 입력되면, 이 동력은 전력으로 변환되어(발전), 제1 스테이터(11a)에 출력된다.
또한, 제1 스테이터(11a)는, 제1 파워 드라이브 유닛(이하 「제1 PDU」라고 함)(21)을 통해, 충전·방전 가능한 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와 전기 에너지를 주고 받을 수 있다. 제1 PDU(21)는 인버터 등의 전기 회로로 구성되어 있다. 도 3에 도시하는 것과 같이, 제1 PDU(21)에는, ECU(2)가 전기적으로 접속되어 있다. ECU(2)는, 제1 PDU(21)를 제어함으로써, 제1 스테이터(11a)에 공급하는 전력과, 제1 스테이터(11a)에서 발전하는 전력과, 제1 로터(11b)의 회전수를 제어한다.
상기 제2 회전 전기 기기(12)는, 제1 회전 전기 기기(11)와 마찬가지로 AC 모터이며, 제2 스테이터(12a) 및 제2 로터(12b)를 갖고 있다. 또한, 제2 회전 전기 기기(12)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 제1 회전 전기 기기(11)와 차동 장치(GS) 사이에 위치하고 있다. 이들 제2 스테이터(12a) 및 제2 로터(12b)는 각각 제1 스테이터(11a) 및 제1 로터(11b)와 같은 식으로 구성되어 있다. 또한, 제2 로터(12b)는, 상술한 것과 같이 캐리어(31)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 제2 회전 전기 기기(12)는, 제1 회전 전기 기기(11)와 마찬가지로, 제2 스테이터(12a)에 공급된 전력을 동력으로 변환하여, 제2 로터(12b)에 출력할 수 있고, 제2 로터(12b)에 입력된 동력을 전력으로 변환하여, 제2 스테이터(12a)에 출력할 수 있다.
또한, 제2 스테이터(12a)는, 제2 파워 드라이브 유닛(이하 「제2 PDU」라고 함)(22)을 통해, 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와 전기 에너지를 주고 받을 수 있다. 제2 PDU(22)는, 제1 PDU(21)와 마찬가지로, 인버터 등의 전기 회로로 구성되어 있고, 제2 PDU(22)에는 ECU(2)가 전기적으로 접속되어 있다. ECU(2)는, 제2 PDU(22)를 제어함으로써, 제2 스테이터(12a)에 공급하는 전력과, 제2 스테이터(12a)에서 발전하는 전력과, 제2 로터(12b)의 회전수를 제어한다.
이하, 제1 스테이터(11a)[제2 스테이터(12a)]에 공급된 전력을 동력으로 변환하여, 제1 로터(11b)[제2 로터(12b)]로부터 출력하는 것을 적절하게 「역행(力行)」이라고 한다. 또한, 제1 로터(11b)[제2 로터(12b)]에 입력된 동력을 이용하여 제1 스테이터(11a)[제2 스테이터(12a)]에서 발전하여, 그 동력을 전력으로 변환하는 것을 적절하게 「회생(回生)」이라고 한다.
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GS)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제3 링 기어(R3), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)는, 상호간에 동력의 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 여기서, 공선 관계란, 공선도에 있어서, 각각의 회전수가 단일의 직선 상에 나란하게 늘어서는 관계를 말한다. 또한, 캐리어(31)를 고정한 상태에서, 선 기어(S)를 회전시켰을 때, 제1~제3 링 기어(R1~R3)는 모두 선 기어(S)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 제1~제3 링 기어(R1~R3)의 회전수들 사이에, 「제2 링 기어(R2)의 회전수>제3 링 기어(R3)의 회전수>제1 링 기어(R1)의 회전수」의 관계가 성립한다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제3 링 기어(R3), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(S) 및 제1 로터(11b)는, 제1 회전축(14)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(S)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2)는, 제4 회전축(17) 및 플랜지를 통해 좌측 출력축(SL)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3)는, 기어(G) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(G) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 제3 링 기어(R3)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1)는, 제3 회전축(16) 및 플랜지를 통해 우측 출력축(SR)에 연결되어 있기 때문에, 제1 링 기어(R1)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(31)는, 제2 회전축(15)을 통해 제2 로터(12b)에 연결되어 있기 때문에, 캐리어(31)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 4에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 동 도면 및 후술하는 다른 공선도에서는, 값 0을 나타내는 횡선에서부터 종선 상의 흰 동그라미까지의 거리가 각 회전 요소의 회전수에 해당한다. 도 4로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전(差回轉)이 가능하다.
또한, 도 4에 있어서의 α 및 β는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(3) 및 식(4)으로 표시된다.
α=ZR1(ZR2×ZP1-ZS×ZP2)/ZS(ZR1×ZP2-ZR2×ZP1) …… (3)
β=ZR2×ZP1/(ZR1×ZP2-ZR2×ZP1) …… (4)
여기서, ZS는 선 기어(S)의 치수이다.
이들 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 치수(ZR1, ZR2), 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)의 치수(ZP1, ZP2), 그리고 선 기어(S)의 치수(ZS)는, 상기 식(1) 및 식(2)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b) 중 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(α, β)가 상호 같게 됨과 더불어 비교적 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 3에 도시하는 것과 같이, ECU(2)에는, 조타각 센서(41)로부터 차량(V)의 핸들(도시하지 않음)의 조타각(θ)을 나타내는 검출 신호가, 차속 센서(42)로부터 차량(V)의 차속(VP)을 나타내는 검출 신호가, 액셀러레이터 개방도 센서(43)로부터 차량(V)의 액셀러레이터 페달(도시하지 않음)의 조작량(이하 「액셀러레이터 개방도」라고 함)(AP)을 나타내는 검출 신호가 입력된다. ECU(2)에는 또한 전류 전압 센서(44)로부터, 배터리(23)에 입출력되는 전류·전압치를 나타내는 검출 신호가 입력된다. ECU(2)는 전류 전압 센서(44)로부터의 검출 신호에 기초하여 배터리(23)의 충전 상태를 산출한다.
ECU(2)는, I/O 인터페이스, CPU, RAM 및 ROM 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. ECU(2)는, 상술한 각종 센서(41~44)로부터의 검출 신호에 따라, ROM에 기억된 제어 프로그램에 따라서 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)를 제어한다. 이에 따라, 배분 장치(DS1)의 각종 작동이 이루어진다. 이하, 차량(V)의 직진 시 및 좌우 선회 시에 있어서의 배분 장치(DS1)의 작동에 관해서 설명한다.
[직진 시]
차량(V)이 직진할 때이며 또한 정속 주행 중 또는 가속 주행 중일 때는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 역행을 행함과 더불어, 배터리(23)로부터 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다. 도 4는 이 경우에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다.
도 4에서, TM1 및 TM2는 각각 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서의 역행에 따라 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 발생한 출력 토크(이하, 각각 「제1 모터 출력 토크」, 「제2 모터 출력 토크」라고 함)이다. 또한, RLM1 및 RRM1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 역행에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이며, RLM2 및 RRM2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 역행에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다. 또한 TE는, 엔진(3)으로부터 변속기(4)를 통해 제3 링 기어(R3)에 전달되는 토크(이하 「변속 후 엔진 토크」라고 함)이며, RLE 및 RRE는, 제3 링 기어(R3)에의 변속 후 엔진 토크(TE)의 전달에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 각각 작용하는 반력 토크이다.
또한, 좌측 출력축(SL)에 전달되는 토크(이하 「좌측 출력축 전달 토크」라고 함)는, RLE+RLM1-RLM2(RLM1>RLM2)로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축(SR)에 전달되는 토크(이하 「우측 출력축 전달 토크」라고 함)는, RRE+RRM2-RRM1(RRM2>RRM1)로 나타내어지고, 좌우의 출력축(SL, SR)이 좌우의 전륜(WL, WR)과 함께 정회전 방향으로 구동된다. 이 경우, 공선도(도 4)에 있어서의 제3 링 기어(R3)에서부터 좌측 출력축(SL)까지의 거리와, 제3 링 기어(R3)에서부터 우측 출력축(SR)까지의 거리가 상호 같기 때문에, 제3 링 기어(R3)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 토크의 분배비는 1:1로 상호 같다. 또한, 좌우의 출력축 전달 토크가 상호 동일한 요구 토크가 되도록, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력이 제어된다. 이 요구 토크는, 검출된 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라, 소정의 맵(도시하지 않음)을 검색함으로써 산출된다.
또한, 상기 좌측 출력축 전달 토크 중 RLM1-RLM2는 TM1×(α+1)-TM2×β으로 나타내어지고, 우측 출력축 전달 토크 중 RRM2-RRM1는 TM2×(β+1)-TM1×α으로 나타내어진다. 이들 식으로부터 분명한 것과 같이, 제1 레버비(α)는, 제1 모터 출력 토크(TM1)에 대해, 제1 회전 전기 기기(11)로부터 차동 장치(GS)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달되는 토크의 비를 나타낸다. 또한, 제2 레버비(β)는, 제2 모터 출력 토크(TM2)에 대해, 제2 회전 전기 기기(12)로부터 차동 장치(GS)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달되는 토크의 비를 나타낸다. 이에 대하여, 상술한 것과 같이 제1 및 제2 레버비(α, β)가 상호 동일한 값으로 설정되어 있기 때문에, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2)를 상호 동일한 크기로 제어하는 것만으로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 토크를, 상호 동일한 크기로 정밀도 좋게 그리고 또한 용이하게 제어할 수 있다.
더구나, 상술한 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 역행을 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의한 엔진(3)의 어시스트 중(이하 「모터 어시스트 중」이라고 함), 또는 엔진(3)을 이용하지 않고서 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의해서만 차량(V)을 구동하는 중(이하「EV 주행 중」이라고 함)이면서 또한 산출된 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다도 크다고 하는 조건이다. 이 경우, 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다도 크다는 것은, 배터리(23)가 방전 가능함을 나타내고 있다. 또한 도 4는, 모터 어시스트 중에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있지만, EV 주행 중에는, 엔진(3)이 정지하고 있기 때문에, 변속 후 엔진 토크(TE), 반력 토크(RLE) 및 반력 토크(RRE)는 발생하지 않는다.
더구나, 차량(V)이 직진할 때이며 또한 감속 주행 중[엔진(3)의 퓨얼 컷(fuel cut) 운전 중]일 때는, 차량(V)의 관성 에너지를 이용하여 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 회생을 하고, 회생한 전력을 배터리(23)에 충전함과 더불어, 그 회생 전력을 제어한다. 도 5는, 이 경우에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 동 도면에 있어서, TG1 및 TG2는 각각 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서의 회생에 따라 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 발생한 제동 토크(이하, 각각 「제1 모터 제동 토크」, 「제2 모터 제동 토크」라고 함)이다. 또한, RLG1 및 RRG1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 회생에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이고, RLG2 및 RRG2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 회생에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다.
이 경우, 좌측 출력축 전달 토크는 -RLG1+RLG2(RLG1>RLG2)로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 -RRG2+RRG1(RRG2>RRG1)로 나타내어지고, 좌우의 출력축(SL, SR)에 제동 토크가 작용하여, 차량(V)이 감속된다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에 작용하는 제동 토크가 상호 동일하게 되도록 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력이 제어된다.
또한, 상기 좌측 출력축 전달 토크 중 -RLG1+RLG2는 -TG1×(α+1)+TG2×β로 나타내어지고, 우측 출력축 전달 토크 중 -RRG2+RRG1은 -TG2×(β+1)+TG1×α로 나타내어진다. 상술한 것과 같이, 제1 및 제2 레버비(α, β)가 상호 동일한 값으로 설정되어 있고, 이에 따라, 제1 회전 전기 기기(11)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달되는 토크의 토크비와, 제2 회전 전기 기기(12)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달되는 토크의 토크비가 상호 동일한 값으로 설정되고 있다. 따라서, 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를 상호 동일한 크기로 제어하는 것만으로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 제동 토크를, 상호 동일한 크기로 정밀도 좋게 그리고 또한 용이하게 제어할 수 있다.
더구나, 상술한 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 회생을 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작다고 하는 조건이다. 이 경우, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작다는 것은 배터리(23)가 충전 가능하다는 것을 나타내고 있다.
[우측 선회 시]
차량(V) 전진 중의 우측 선회 시에 있어서, 차량(V)를 우측 선회시키는 시계 방향 방향의 요우 모멘트(이하 「우측 요우 모멘트」라 함)를 증대시킬 때는, 우측 요우 모멘트 증대용의 토크 분배 제어가 실행되고, 이 토크 분배 제어로서 제1~제4 토크 분배 제어가 준비되어 있다. 이하, 이들 우측 요우 모멘트 증대용의 제1~제4 토크 분배 제어에 관해서 순차적으로 설명한다. 이 제1 토크 분배 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 역행을 행함과 더불어, 제1 모터 출력 토크(TM1)가 제2 모터 출력 토크(TM2)보다도 커지도록 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다.
이에 따라, 상술한 도 4에 도시하는 토크의 균형 관계로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축 전달 토크가 우측 출력축 전달 토크보다도 커지는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 증대된다. 이 경우, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력은, 검출된 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서 제어된다. 또한, 우측 요우 모멘트 증대용의 제1 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 모터 어시스트 중[제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의한 엔진(3)의 어시스트 중] 또는 EV 주행 중[제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)만으로 차량(V)을 구동하는 중]이면서 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다도 크다고 하는 조건이다.
이어서, 우측 요우 모멘트 증대용의 제2 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제2 토크 분배 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 회생을 행함과 더불어, 양 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 경우, 제2 모터 제동 토크(TG2)가 제1 모터 제동 토크(TG1)보다도 커지도록, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생되는 전력을 제어한다.
이에 따라, 상술한 도 5에 도시하는 토크의 균형 관계로부터 분명한 것과 같이, 우측 출력축(SR)에 작용하는 제동 토크가 좌측 출력축(SL)의 그것보다도 커지는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 증대된다. 이 경우, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력은 조타각(θ)이나 차속(VP) 등에 따라서 제어된다. 또한, 우측 요우 모멘트 증대용의 제2 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 차량(V)의 감속 주행 중이면서 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작다고 하는 조건이다.
이어서, 우측 요우 모멘트 증대용의 제3 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제3 토크 분배 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 역행을 행함과 더불어, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생을 행한다. 도 6은 이 경우에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 도 4를 참조하여 상술한 것과 같이, 도 6에 있어서의 TM1은 제1 모터 출력 토크이고, RLM1 및 RRM1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 역행에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다. 또한, TE는 변속 후 엔진 토크이며, RLE 및 RRE는 제3 링 기어(R3)에의 변속 후 엔진 토크(TE)의 전달에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 각각 작용하는 반력 토크이다. 또한, 도 5를 참조하여 상술한 것과 같이, 도 6에 있어서의 TG2는 제2 모터 제동 토크이며, RLG2 및 RRG2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 회생에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다.
이 경우, 좌측 출력축 전달 토크는 RLE+RLM1+RLG2으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRE-(RRM1+RRG2)으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 구동 토크가 작용함과 더불어, 우측 출력축(SR)에 제동 토크가 작용하는 결과, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 증대된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서, 제1 스테이터(11a)에 공급하는 전력 및 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생하는 전력이 제어된다.
또한, 상기 좌측 출력축 전달 토크 중 RLM1+RLG2는 TM1×(α+1)+TG2×β으로 나타내어지고, 우측 출력축 전달 토크 중 -(RRM2+RRM1)는 -{TG2×(β+1)+TM1×α}으로 나타내어진다. 제1 및 제2 레버비(α, β)가 상호 동일한 값으로 설정되어 있기 때문에, 제1 모터 출력 토크(TM1) 및 제2 모터 제동 토크(TG2)를 통해, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 토크를, 정밀도 좋게 그리고 또한 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 우측 요우 모멘트 증대용의 제3 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 다음 제1 증대 조건 또는 제2 증대 조건이다.
제1 증대 조건: 엔진(3)에 의한 차량(V)의 구동 중이면서 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 것.
제2 증대 조건: 엔진(3)에 의한 차량(V)의 구동 중이고, 충전 상태가 상한치보다도 작으면서 또한 제2 회전 전기 기기(12)에 요구되는 제동 토크가 소정의 제1 상한 토크 이상일 것.
이 경우, 제1 증대 조건의 성립 시이며 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 때는, 배터리(23)를 충전할 수 없기 때문에, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생한 전력이 전부 배터리(23)에 충전되지 않고 제1 스테이터(11a)에 공급된다. 한편, 제2 증대 조건의 성립 시에는, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생한 전력의 일부가 배터리(23)에 충전됨과 더불어 나머지가 제1 스테이터(11a)에 공급된다. 이 경우, 요구되는 제동 토크에 대한 제2 모터 제동 토크(TG2)의 부족분을 보충하도록 제1 모터 출력 토크(TM1)가 제어된다.
이어서, 우측 요우 모멘트 증대용의 제4 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제4 토크 분배 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에 대하여 제로 토크 제어를 실행함과 더불어, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생을 하여, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 제로 토크 제어는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생이 이루어짐에 따른 끌림 손실이 발생하는 것을 피하기 위한 것이다. 이 경우, 제2 모터 제동 토크(TG2)만이 발생하기 때문에, 도 6으로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축 전달 토크는 RLE+RLG2으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRE-RRG2으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 구동 토크가 작용함과 더불어, 우측 출력축(SR)에 제동 토크가 작용하는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 증대된다. 바꿔 말하면, 우측 출력축(SR) 토크의 일부가 제2 모터 제동 토크 TG2를 반력으로서 좌측 출력축(SL)에 전달된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생하는 전력이 제어된다.
또한, 우측 요우 모멘트 증대용의 제4 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 엔진(3)에 의한 차량(V)의 구동 중이고 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작으면서 또한 제2 회전 전기 기기(12)에 요구되는 제동 토크가 상기 제1 상한 토크보다도 작다고 하는 조건이다.
또한, 우측 요우 모멘트를 증대시키기 위해서, 제2 회전 전기 기기(12)에 대하여 제로 토크 제어를 실행함과 더불어, 제1 회전 전기 기기(11)에서 역행을 행하여도 좋다. 이 경우, 제1 모터 출력 토크(TM1)만이 발생하기 때문에, 도 6으로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축 전달 토크는 RLE+RLM1으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRE-RRM1으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 구동 토크가 작용함과 더불어, 우측 출력축(SR)에 제동 토크가 작용하는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 증대한다. 바꿔 말하면, 우측 출력축(SR) 토크의 일부가 제1 모터 역행 토크(TM1)를 반력으로서 좌측 출력축(SL)에 전달된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서, 제1 스테이터(11a)에 공급되는 전력이 제어된다.
또한, 차량(V)의 우측 선회 시에 있어서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트를 저감할 때는, 우측 요우 모멘트 저감용의 토크 분배 제어가 실행되며, 이 우측 요우 모멘트 저감용의 토크 분배 제어로서 제1~제4 토크 분배 제어가 준비되어 있다. 이하, 이들 우측 요우 모멘트 저감용의 제1~제4 토크 분배 제어에 관해서 순차적으로 설명한다. 이 제1 토크 분배 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 역행을 행함과 더불어, 제2 모터 출력 토크(TM2)가 제1 모터 출력 토크(TM1)보다도 커지도록 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다.
이에 따라, 상술한 도 4에 도시하는 토크의 균형 관계로부터 분명한 것과 같이, 우측 출력축 전달 토크가 좌측 출력축 전달 토크보다도 커지는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 저감된다. 이 경우, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력은, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서 제어된다. 또한, 우측 요우 모멘트 저감용의 제1 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 모터 어시스트 중 또는 EV 주행 중이면서 또한 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다도 크다고 하는 조건이다.
이어서, 우측 요우 모멘트 저감용의 제2 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제2 토크 분배 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 양쪽에서 회생을 행함과 더불어, 양 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 경우, 제1 모터 제동 토크(TG1)가 제2 모터 제동 토크(TG2)보다도 커지도록 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생되는 전력을 제어한다.
이에 따라, 상술한 도 5에 도시하는 토크의 균형 관계로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축(SL)에 작용하는 제동 토크가 우측 출력축(SR)에 작용하는 제동 토크보다도 커지는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 저감된다. 이 경우, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력은 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라서 제어된다. 또한, 우측 요우 모멘트 저감용의 제2 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 차량(V)의 감속 주행 중이면서 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작다고 하는 조건이다.
이어서, 우측 요우 모멘트 저감용의 제3 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제3 토크 분배 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생을 행함과 더불어, 제2 회전 전기 기기(12)에서 역행을 행한다. 도 7은 이 경우에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 도 5를 참조하여 상술한 것과 같이, 도 7에 있어서의 TG1은 제1 모터 제동 토크이며, RLG1 및 RRG1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 회생에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다. 또한, 도 4를 참조하여 상술한 것과 같이, 도 7에 있어서의 TM2는 제2 모터 출력 토크이며, RLM2 및 RRM2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 역행에 따라 좌측 출력축(SL) 및 우측 출력축(SR)에 작용하는 반력 토크이다.
이 경우, 좌측 출력축 전달 토크는 -(RLG1+RLM2)으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRM2+RRG1으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 제동 토크가 작용함과 더불어, 우측 출력축(SR)에 구동 토크가 작용하는 결과, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 저감된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라서, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생하는 전력 및 제2 스테이터(12a)에 공급하는 전력이 제어된다.
또한, 상기 좌측 출력축 전달 토크 중 -(RLG1+RLM2)는 -{TG1×(α+1)+TM2×β}으로 나타내어지고, 우측 출력축 전달 토크 중 RRM2+RRG1은 TM2×(β+1)+TG1×α으로 나타내어진다. 제1 및 제2 레버비(α, β)가 상호 동일한 값으로 설정되어 있기 때문에, 제1 모터 제동 토크(TG1) 및 제2 모터 출력 토크(TM2)를 통해, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 토크를, 정밀도 좋게 그리고 또한 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 우측 요우 모멘트 저감용의 제3 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 다음 제1 저감 조건 또는 제2 저감 조건이다.
제1 저감 조건: 차량(V)의 감속 주행 중[엔진(3)의 퓨얼 컷 운전 중]이면서 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 것.
제2 저감 조건: 차량(V)의 감속 주행 중이고, 충전 상태가 상한치보다도 작으면서 또한 제1 회전 전기 기기(11)에 요구되는 제동 토크가 소정의 제2 상한 토크 이상일 것.
이 경우, 제1 저감 조건의 성립 시이며 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 때는, 배터리(23)를 충전할 수 없기 때문에, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생한 전력이 전부 배터리(23)에 충전되지 않고 제2 스테이터(12a)에 공급된다. 한편, 제2 저감 조건의 성립 시에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생한 전력의 일부가 배터리(23)에 충전됨과 더불어 나머지가 제2 스테이터(12a)에 공급된다. 이 경우, 요구되는 제동 토크에 대한 제1 모터 제동 토크(TG1)의 부족분을 보충하도록 제2 모터 출력 토크(TM2)가 제어된다.
이어서, 우측 요우 모멘트 저감용의 제4 토크 분배 제어에 관해서 설명한다. 이 제4 토크 분배 제어 중에는, 제2 회전 전기 기기(12)에 대하여 제로 토크 제어를 실행함과 더불어, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생을 하여, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 경우, 제1 모터 제동 토크(TG1)만이 발생하기 때문에, 도 7로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축 전달 토크는 -RLG1으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRG1으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 제동 토크가 작용함과 더불어, 우측 출력축(SR)에 구동 토크가 작용하는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 저감된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라서, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생하는 전력이 제어된다.
또한, 우측 요우 모멘트 저감용의 제4 토크 분배 제어를 실행하기 위한 실행 조건은, 예컨대, 차량(V)의 감속 주행 중이고 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다도 작으면서 또한 제1 회전 전기 기기(11)에 요구되는 제동 토크가 상기 제2 상한 토크보다도 작다고 하는 조건이다.
또한, 우측 요우 모멘트를 저감하기 위해서, 제1 회전 전기 기기(11)에 대하여 제로 토크 제어를 실행함과 더불어, 제2 회전 전기 기기(12)에서 역행을 행하여도 좋다. 이 경우, 제2 모터 출력 토크(TM2)만이 발생하기 때문에, 도 7로부터 분명한 것과 같이, 좌측 출력축 전달 토크는 -RLM2으로 나타내어짐과 더불어, 우측 출력축 전달 토크는 RRM2으로 나타내어진다. 이와 같이, 좌측 출력축(SL)에 제동 토크가 작용함과 더불어 우측 출력축(SR)에 구동 토크가 작용하는 결과로서, 차량(V)의 우측 요우 모멘트가 저감된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀러레이터 개방도(AP)에 따라서, 제2 스테이터(12a)에 공급되는 전력이 제어된다.
또한, 차량(V)의 전진 중에 좌측 선회할 때, 차량(V)을 좌측 선회시키는 반시계 방향 방향의 요우 모멘트(이하 「좌측 요우 모멘트」라고 함)를 증대시킬 때는, 좌측 선회 시의 좌측 요우 모멘트 증대용의 제1~제4 토크 분배 제어가 실행되고, 좌측 요우 모멘트를 저감할 때에는, 좌측 선회 시의 좌측 요우 모멘트 저감용의 제1~제4 토크 분배 제어가 실행된다. 이들 좌측 선회 시의 좌측 요우 모멘트 증대용 및 저감용의 제1~제4 토크 분배 제어는 각각 전술한 우측 선회 시의 우측 요우 모멘트 증대용 및 저감용의 제1~제4 토크 분배 제어와 좌우 대칭으로서 실행되기 때문에, 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제1 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제1 실시형태에 있어서의 차량(V) 및 좌우의 출력축(SL, SR)이, 본 발명에 있어서의 수송 기관 및 2개의 피구동부에 각각 해당함과 더불어, 제1 실시형태에 있어서의 엔진(3), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)가, 본 발명에 있어서의 에너지 출력 장치, 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 각각 해당한다. 또한, 제1 실시형태에 있어서의 선 기어(S)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제1 실시형태에 있어서의 캐리어(31)가, 본 발명에 있어서의 제2 외측 회전 요소에 해당한다. 또한, 제1 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제1 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제1 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 중앙 회전 요소에 해당한다.
이상과 같이, 제1 실시형태에 따르면, 차동 장치(GS)가, 캐리어(31)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)로 이루어지는 3연 피니언 기어(32)와, 선 기어(S)와, 제1~제3 링 기어(R1~R3)와, 부가 피니언 기어(33)로 구성되어 있다(도 2 참고). 또한, 이들 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제3 링 기어(R3), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 4~도 7 참고). 이와 같이, 전술한 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를, 캐리어(31), 3연 피니언 기어(32), 선 기어(S), 제1~제3 링 기어(R1~R3) 및 부가 피니언 기어(33)에 의해 구성할 수 있어, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 7개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 선 기어(S) 및 캐리어(31)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 선 기어(S) 및 캐리어(31)의 이웃에 각각 위치하는 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)가, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GS)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있다. 이 경우, 5개의 회전 요소[선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제3 링 기어(R3), 제1 링 기어(R1), 캐리어(31)]의 회전수가 상호 공선 관계에 있기 때문에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력을 제어함으로써, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 제3 링 기어(R3)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)와 별개로 설치된 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터의 회전 에너지에 더하여, 엔진(3)으로부터의 회전 에너지가 전달되기 때문에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(S)가 아니라, 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 도 20 및 도 21을 이용하여 설명한 것과 같이, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 선 기어(S) 및 캐리어(31)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제2 및 제1 링 기어(R1, R2)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 캐리어 및 선 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제1 및 제2 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제1 실시형태에서는, 선 기어(S)를, 제1 피니언 기어(P1)에 대응시켜 설치함과 더불어, 부가 피니언 기어(33)를, 선 기어(S) 및 제1 피니언 기어(P1)에 맞물리게 하고 있지만, 선 기어를, 제2 또는 제3 피니언 기어에 대응시켜 설치함과 더불어, 부가 피니언 기어를, 제2 및 제3 피니언 기어 중 선 기어가 대응하는 하나와 선 기어에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우에도, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서의 선 기어, 제2 링 기어, 제3 링 기어, 제1 링 기어 및 캐리어의 배열 순서는 도 4~도 7에 도시하는 배열 순서와 동일하며, 제1 로터, 좌측 출력축, 변속기 출력축, 우측 출력축 및 제2 로터와의 연결 관계도 같다.
이어서, 도 8 및 도 9를 참조하면서 본 발명의 제2 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치의 배분 장치(DS2)는, 제1 실시형태와 비교하여, 부가 피니언 기어(53)가, 선 기어(SA) 및 제1 피니언 기어(P1A)가 아니라, 제2 피니언 기어(P2A) 및 제2 링 기어(R2A)에 맞물려 있는 점이 주로 다르다. 도 8 및 도 9에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제2 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 8에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS2)의 차동 장치(GSA)는, 선 기어(SA), 캐리어(51), 3연 피니언 기어(52), 부가 피니언 기어(53) 및 제1~제3 링 기어(R1A~R3A)로 구성되어 있다. 차동 장치(GSA)와 우측 전륜(WR) 사이에는 제1 회전 전기 기기(11)가, 차동 장치(GSA)와 좌측 전륜(WL) 사이에는, 제2 회전 전기 기기(12)가 각각 배치되어 있고, 선 기어(SA) 및 제1~제3 링 기어(R1A~R3A)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 선 기어(SA)는 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제1 피니언 기어(P1A)에 대응하며, 제1 피니언 기어(P1A)의 내주 측에 설치되어 있고, 제1 피니언 기어(P1A)에 맞물려 있다. 또한, 선 기어(SA)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(54)을 통해 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(54)의 내주 측에는, 좌측 출력축(SL)이 동축형이면서 또한 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
캐리어(51)는, 도넛판 형상의 기초부(51a)와, 기초부(51a)에 일체로 설치된 제1 지지축(51b) 및 제2 지지축(51c)으로 구성되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(51)의 내주 측에는, 선 기어(SA) 및 제1 회전축(54)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1 및 제2 지지축(51b, 51c), 3연 피니언 기어(52) 및 부가 피니언 기어(53)의 수는 각각 3개이지만(각각 2개만 도시), 이것에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 기초부(51a)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 기초부(51a)에는 외접 기어인 기어(GA)가 일체로 마련되어 있고, 기어(GA)는 상술한 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다. 제1 및 제2 지지축(51b, 51c)은, 기초부(51a)에서 우측 전륜(WR) 측으로, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 제1 지지축(51b)은 기초부(51a)의 직경 방향의 내측 단부에, 제2 지지축(51c)은 기초부(71a)의 직경 방향의 외측 단부에 각각 위치하고 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(51b)은, 기초부(51a)의 둘레 방향으로 상호 등간격으로 위치하고 있고, 이것은 3개의 제2 지지축(51c)에 관해서도 마찬가지이다.
상기 3연 피니언 기어(52)는 제1 실시형태와 마찬가지로, 상호 일체로 형성된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1A), 제2 피니언 기어(P2A) 및 제3 피니언 기어(P3A)로 구성되어 있고, 제1 지지축(51b)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)의 위치 관계는 제1 실시형태의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 그것과 마찬가지이다.
제1~제3 링 기어(R1A~R3A)는, 제1 실시형태의 제1~제3 링 기어(R1~R3)와 같은 내접 기어로 구성되어 있고, 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)에 각각 대응하며, 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)의 외주 측에 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 링 기어(R1A)는, 제1 피니언 기어(P1A)에 맞물려 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(55), 플랜지 및 중공의 제3 회전축(56)을 통해, 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 회전축(55)의 내주 측에는 후술하는 제4 회전축(57)이, 제3 회전축(56)의 내주 측에는 우측 출력축(SR)이 각각 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
제2 링 기어(R2A)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제4 회전축(57) 및 플랜지를 통해, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 연결되어 있고, 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제4 회전축(57)의 내주 측에는, 후술하는 제5 회전축(58)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 부가 피니언 기어(53)는, 외접 기어로 구성되며, 제2 지지축(51c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제2 피니언 기어(P2A) 및 제2 링 기어(R2A) 양쪽에 맞물려 있다. 제3 링 기어(R3A)는, 제3 피니언 기어(P3A)에 맞물림과 더불어, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제5 회전축(58) 및 플랜지를 통해, 좌측 출력축(SL)에 동축형으로 연결되어 있고, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다.
또한, 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)의 치수(ZP1A~ZP3A) 및 제1~제3 링 기어(R1A~R3A)의 치수(ZR1A~ZR3A)는, 이들 사이에 다음 식(5) 및 식(6)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR3A/ZP3A>ZR1A/ZP1A …… (5)
ZP2A/ZR2A=ZP3A/ZR3A …… (6)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSA)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(SA), 제2 링 기어(R2A), 캐리어(51), 제3 링 기어(R3A) 및 제1 링 기어(R1A)는, 상호간에 동력의 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(51)를 고정한 상태에서, 선 기어(SA)를 회전시켰을 때는, 제2 링 기어(R2A)는 선 기어(SA)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고, 제1 및 제3 링 기어(R1A, R3A)는 선 기어(SA)의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수 관계로부터, 선 기어(SA)의 회전수는 제2 링 기어(R2A)의 회전수보다도 높게 되고, 제3 링 기어(R3A)의 회전수는 제1 링 기어(R1A)의 회전수보다도 높게 된다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(SA), 제2 링 기어(R2A), 캐리어(51), 제3 링 기어(R3A) 및 제1 링 기어(R1A)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(SA) 및 제2 로터(12b)는, 제1 회전축(54)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(SA)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2A)는, 제4 회전축(57) 및 플랜지를 통해 우측 출력축(SR)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2A)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(51)는, 기어(GA) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(GA) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 캐리어(51)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3A)는, 제5 회전축(58) 및 플랜지를 통해 좌측 출력축(SL)에 연결되어 있기 때문에, 제3 링 기어(R3A)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1A)는, 제2 회전축(55), 플랜지 및 제3 회전축(56)을 통해 제1 로터(11b)에 연결되어 있기 때문에, 제1 링 기어(R1A)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 9에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 9로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다. 또한, 도 9에서의 αA 및 βA는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(7) 및 식(8)으로 표시된다.
αA=ZR2A(ZR3A×ZP1A-ZR1A×ZP3A)/ZR1A(ZR2A×ZP3A+ZR3A×ZP2A) …… (7)
βA=ZR3A(ZR2A×ZP1A-ZSA×ZP2A)/ZSA(ZR2A×ZP3A+ZR3A×ZP2A) …… (8)
여기서, ZSA는 선 기어(SA)의 치수이다.
이들 제1~제3 링 기어(R1A~R3A)의 치수(ZR1A~ZR3A), 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)의 치수(ZP1A~ZP3A) 및 선 기어(SA)의 치수(ZSA)는, 상기 식(5) 및 식(6)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αA, βA)가 비교적 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 9과 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS2)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제2 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제2 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1A)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제2 실시형태에 있어서의 선 기어(SA)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제2 외측 회전 요소에 해당한다. 또한, 제2 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3A)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제2 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2A)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제2 실시형태에 있어서의 캐리어(51)가, 본 발명에 있어서의 중앙 회전 요소에 해당한다. 그 밖의 대응 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다.
이상과 같이, 제2 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSA)가, 캐리어(51)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1A~P3A)로 이루어지는 3연 피니언 기어(52)와, 선 기어(SA)와, 제1~제3 링 기어(R1A~R3A)와, 부가 피니언 기어(53)로 구성되어 있다(도 8 참고). 또한, 이들 제1 링 기어(R1A), 제3 링 기어(R3A), 캐리어(51), 제2 링 기어(R2A) 및 선 기어(SA)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있으며, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 9 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를, 캐리어(51), 3연 피니언 기어(52), 선 기어(SA), 제1~제3 링 기어(R1A~R3A) 및 부가 피니언 기어(53)에 의해 구성할 수 있어, 제1 실시형태와 마찬가지로, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 7개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 링 기어(R1A) 및 선 기어(SA)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제1 링 기어(R1A) 및 선 기어(SA)의 이웃에 각각 위치하는 제3 및 제2 링 기어(R3A, R2A)가 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSA)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 캐리어(51)가 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(SA)가 아니라, 제3 및 제2 링 기어(R3A, R2A)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제2 및 제3 링 기어(R2A, R3A)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 부가 피니언 기어(53) 및 제3 피니언 기어(P3A)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제2 실시형태애서는, 제1 링 기어(R1A) 및 선 기어(SA)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제3 및 제2 링 기어(R3A, R2A)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이것과는 반대로, 선 기어 및 제1 링 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제2 및 제3 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제2 실시형태에서는, 부가 피니언 기어(53)를, 제2 피니언 기어(P2A) 및 제2 링 기어(R2A) 양쪽에 맞물리게 하고 있지만, 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽, 또는 제3 피니언 기어 및 제3 링 기어 양쪽에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우, 제2 링 기어는 제2 피니언 기어에 맞물린다. 또한, 제2 실시형태에서는, 선 기어(SA)를 제1 피니언 기어(P1A)에 맞물리게 하고 있지만, 제2 또는 제3 피니언 기어에 맞물리게 하여도 좋다.
또한, 상술한 변형 중 어디에서나, 선 기어, 제1~제3 링 기어 및 캐리어로 이루어지는 5개의 회전 요소 중, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소가, 제1 및 제2 로터에 각각 연결됨과 더불어, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소가, 좌우의 출력축에 각각 연결된다. 또한, 5개의 회전 요소 중 중앙에 위치하는 중앙 회전 요소가 엔진에 연결된다. 또한, 상술한 변형에 있어서, 제1 및 제2 로터 등에 대한 연결 관계를 성립시키기 위해서, 각 기어의 치수를, 상기 식(5) 및 식(6)과는 다른 관계로 설정할 필요가 있는 경우가 있다.
또한, 제2 실시형태에서는, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서의 캐리어(51)에서부터 제2 및 제3 링 기어(R2A, R3A)까지의 거리는 상호 동일하지만, 상호 상이하게 하여도 좋다. 이 경우, 제2 및 제3 피니언 기어의 치수 및 제2 및 제3 링 기어의 치수 사이에, 상기 식(6)이 성립하지 않아도 좋으며, 그 만큼, 그 설정 자유도가 커지기 때문에, 상술한 제1 및 제2 레버비가 상호 같아지도록 각 기어의 치수를 설정할 수 있게 된다.
이어서, 도 10 및 도 11을 참조하면서 본 발명의 제3 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치의 배분 장치(DS3)는, 제1 실시형태와 비교하여, 부가 피니언 기어(33) 대신에, 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64)를 갖는 점이 주로 다르다. 도 10 및 도 11에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제3 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1 및 제2 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 10에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS3)의 차동 장치(GSB)는, 선 기어(SB), 캐리어(61), 3연 피니언 기어(62), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64), 그리고 제1~제3 링 기어(R1B~R3B)로 구성되어 있다. 차동 장치(GSB), 좌우의 전륜(WL, WR), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 위치 관계는 제2 실시형태와 마찬가지이며, 선 기어(SB) 및 제1~제3 링 기어(R1B~R3B)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 선 기어(SB)는, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제2 피니언 기어(P2B)에 대응하며, 제2 피니언 기어(P2B)의 내주 측에 설치되어 있다. 또한, 선 기어(SB)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(65)을 통해, 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(65)의 내주 측에는, 우측 출력축(SR)이, 동축형이면서 또한 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
캐리어(61)는, 원판형의 기초부(61a)와, 기초부(61a)에 일체로 설치된 제1 지지축(61b), 제2 지지축(61c) 및 제3 지지축(61d)으로 구성되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(61)의 내주 측에는, 선 기어(SB) 및 제1 회전축(65)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1~제3 지지축(61b, 61c, 61d), 3연 피니언 기어(62), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64)의 수는 각각 3개이지만(각각 2개만 도시), 이것에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 기초부(61a)는, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 부착되어 있고, 이에 따라, 캐리어(61)는 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1~제3 지지축(61b, 61c, 61d)은, 기초부(61a)에서 우측 전륜(WR) 측으로, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있고, 기초부(61a)의 직경 방향으로 내측에서부터 이 순서로 나란하게 늘어서 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(61b)은, 기초부(61a)의 둘레 방향으로 상호 등간격으로 위치하고 있고, 이것은 3개의 제2 및 제3 지지축(61c, 61d)에 관해서도 마찬가지이다.
상기 3연 피니언 기어(62)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상호 일체로 형성된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1B), 제2 피니언 기어(P2B) 및 제3 피니언 기어(P3B)로 구성되어 있고, 제2 지지축(61c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1B~P3B)의 위치 관계는 제1 실시형태의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 그것과 마찬가지이다.
제1~제3 링 기어(R1B~R3B)는, 제1 실시형태의 제1~제3 링 기어(R1~R3)와 같은 내접 기어로 구성되어 있고, 제1~제3 피니언 기어(P1B~P3B)에 각각 대응하며, 제1~제3 피니언 기어(P1B~P3B)의 외주 측에 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 링 기어(R1B)는, 제1 피니언 기어(P1B)에 맞물림과 더불어, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(66) 및 플랜지를 통해, 좌측 출력축(SL)에 동축형으로 연결되어 있고, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 링 기어(R2B)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제3 회전축(67), 플랜지 및 중공의 제4 회전축(68)을 통해, 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제3 회전축(67)의 내주 측에는 상기 제2 회전축(66)이, 제4 회전축(68)의 내주 측에는 좌측 출력축(SL)이 각각 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제3 링 기어(R3B)는, 제3 피니언 기어(P3B)에 맞물려 있고, 그 외주부에는 외접 기어인 기어(GB)가 형성되어 있다. 기어(GB)는 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다.
제1 부가 피니언 기어(63)는 외접 기어로 구성되며, 제1 지지축(61b)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 선 기어(SB) 및 제2 피니언 기어(P2B) 양쪽에 맞물려 있다. 제2 부가 피니언 기어(64)는 외접 기어로 구성되며, 제3 지지축(61d)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제2 피니언 기어(P2B) 및 제2 링 기어(R2B) 양쪽에 맞물려 있다. 또한, 제1~제3 피니언 기어(P1B~P3B)의 치수(ZP1B~ZP3B) 및 제1~제3 링 기어(R1B~R3B)의 치수(ZR1B~ZR3B)는 이들 사이에 다음 식(9) 및 식(10)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR3B/ZP3B>ZR1B/ZP1B>ZR2B/ZP2B …… (9)
ZP1B/ZR1B=2×ZP3B/ZR3B …… (10)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSB)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(SB), 제1 링 기어(R1B), 제3 링 기어(R3B), 캐리어(61) 및 제2 링 기어(R2B)는, 상호간에 동력의 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(61)를 고정한 상태에서, 선 기어(SB)를 회전시켰을 때는, 제1 및 제3 링 기어(R1B, R3B)는, 선 기어(SB)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고, 제2 링 기어(R2B)는, 선 기어(SB)의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 선 기어(SB)의 회전수, 제1 및 제3 링 기어(R1B, R3B)의 회전수들 사이에, 「선 기어(SB)의 회전수>제1 링 기어(R1B)의 회전수>제3 링 기어(R3B)의 회전수」의 관계가 성립한다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(SB), 제1 링 기어(R1B), 제3 링 기어(R3B), 캐리어(61) 및 제2 링 기어(R2B)는 이 순서로 나란히 늘어선다.
또한, 선 기어(SB) 및 제1 로터(11b)는, 제1 회전축(65)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(SB)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1B)는, 제2 회전축(66) 및 플랜지를 통해 좌측 출력축(SL)에 연결되어 있기 때문에, 제1 링 기어(R1B)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3B)는, 기어(GB) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(GB) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 제3 링 기어(R3B)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(61)는, 우측 출력축(SR)에 직결되어 있기 때문에, 캐리어(61)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2B)는, 제3 회전축(67), 플랜지 및 제4 회전축(68)을 통해 제2 로터(12b)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2B)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 11에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 11로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다. 또한, 도 11에서의 αB 및 βB는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(11) 및 식(12)으로 표시된다.
αB=ZR1B×ZP2B/(ZSB×ZP1B)-1 …… (11)
βB=ZR1B×ZP2B/(ZR2B×ZP1B) …… (12)
여기서, ZSB는 선 기어(SB)의 치수이다.
이들 제1 및 제2 링 기어(R1B, R2B)의 치수(ZR1B, ZR2B), 제1 및 제2 피니언 기어(P1B, P2B)의 치수(ZP1B, ZP2B), 그리고 선 기어(SB)의 치수(ZSB)는, 상기 식(9) 및 식(10)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αB, βB)가 상호 같게 됨과 더불어 비교적 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 11과 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS3)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제3 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제3 실시형태에 있어서의 선 기어(SB)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당하고, 제3 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2B)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제2 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제3 실시형태에 있어서의 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64)가, 본 발명에 있어서의 부가 피니언 기어에 해당한다. 또한, 제3 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1B)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제3 실시형태에 있어서의 캐리어(61)가, 본 발명에 있어서의 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제3 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3B)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 중앙 회전 요소에 해당한다. 그 밖의 대응 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다.
이상과 같이, 제3 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSB)가, 캐리어(61)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1B~P3B)로 이루어지는 3연 피니언 기어(62)와, 선 기어(SB)와, 제1~제3 링 기어(R1B~R3B)와, 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64)로 구성되어 있다(도 10 참고). 또한, 이들 선 기어(SB), 제1 링 기어(R1B), 제3 링 기어(R3B), 캐리어(61) 및 제2 링 기어(R2B)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있으며, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 11 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를, 캐리어(61), 3연 피니언 기어(62), 선 기어(SB), 제1~제3 링 기어(R1B~R3B), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(63, 64)에 의해 구성할 수 있어, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 8개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 선 기어(SB) 및 제2 링 기어(R2B)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 선 기어(SB) 및 제2 링 기어(R2B)의 이웃에 각각 위치하는 제1 링 기어(R1B) 및 캐리어(61)가, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSB)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 제3 링 기어(R3B)가, 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(SB)가 아니라, 제1 링 기어(R1B) 및 캐리어(61)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지로, 제1 링 기어(R1B)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제1 피니언 기어(P1B)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제3 실시형태에서는, 선 기어(SB) 및 제2 링 기어(R2B)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제1 링 기어(R1B) 및 캐리어(61)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 제2 링 기어 및 선 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 캐리어 및 제1 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제3 실시형태에서는, 선 기어(SB)를, 제2 피니언 기어(P2B)에 대응시켜 설치함과 더불어, 제1 부가 피니언 기어(63)를, 선 기어(SB) 및 제2 피니언 기어(P2B)에 맞물리게 하고 있지만, 선 기어를, 제1 또는 제3 피니언 기어에 대응시켜 설치함과 더불어, 제1 부가 피니언 기어를, 제1 및 제3 피니언 기어 중 선 기어가 대응하는 하나와 선 기어에 맞물리게 하여도 좋다.
더구나, 제3 실시형태에서는, 제2 부가 피니언 기어(64)를, 제2 피니언 기어(P2B) 및 제2 링 기어(R2B) 양쪽에 맞물리게 하고 있지만, 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽, 또는 제3 피니언 기어 및 제3 링 기어 양쪽에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우, 제2 링 기어는 제2 피니언 기어에 맞물린다. 또한, 상술한 변형 중 어디에서나, 선 기어, 제1~제3 링 기어 및 캐리어로 이루어지는 5개의 회전 요소 중, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소가, 제1 및 제2 로터에 각각 연결됨과 더불어, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소가, 좌우의 출력축에 각각 연결된다. 또한, 5개의 회전 요소 중 중앙에 위치하는 중앙 회전 요소가 엔진에 연결된다. 또한, 상술한 변형에 있어서, 제1 및 제2 로터 등과의 연결 관계를 성립시키기 위해서, 각 기어의 치수를, 상기 식(9) 및 식(10)과는 다른 관계로 설정할 필요가 있는 경우가 있다.
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하면서 본 발명의 제4 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치의 배분 장치(DS4)는, 제1 실시형태와 비교하여, 상술한 부가 피니언 기어(33) 대신에, 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74)를 갖는 점이 주로 다르다. 도 12 및 도 13에 있어서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제4 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1~제3 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 12에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS4)의 차동 장치(GSC)는, 선 기어(SC), 캐리어(71), 3연 피니언 기어(72), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74), 그리고 제1~제3 링 기어(R1C~R3C)로 구성되어 있다. 차동 장치(GSC), 좌우의 전륜(WL, WR), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 위치 관계는 제2 실시형태와 마찬가지이며, 선 기어(SC) 및 제1~제3 링 기어(R1C~R3C)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 선 기어(SC)는, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제1 피니언 기어(P1C)에 대응하며, 제1 피니언 기어(P1C)의 내주 측에 설치되어 있고, 제1 피니언 기어(P1C)에 맞물려 있다. 또한, 선 기어(SC)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(75)을 통해, 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(75)의 내주 측에는, 좌측 출력축(SL)이 동축형이면서 또한 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
캐리어(71)는, 도넛판 형상의 제1 기초부(71a)와, 원판형의 제2 기초부(71b)와, 양 기초부(71a, 71b)에 일체로 설치된 제1 지지축(71c)과, 제1 기초부(71a)에 일체로 설치된 제2 지지축(71d)과, 제2 기초부(71b)에 일체로 설치된 제3 지지축(71e)으로 구성되어 있으며, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(71)의 내주 측에는, 선 기어(SC) 및 제1 회전축(75)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1~제3 지지축(71c~71e), 3연 피니언 기어(72), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74)의 수는 각각 3개이지만(각각 2개만 도시), 이것에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 제1 및 제2 기초부(71a, 71b)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 그 축선 방향에 있어서 상호 대향하고 있다. 또한, 제2 기초부(71b)는, 제1 기초부(71a)보다도 우측 전륜(WR) 측에 배치되어 있고, 좌측 출력축(SL)에 부착되어 있다. 이에 따라, 캐리어(71)는, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1~제3 지지축(71c, 71d, 71e)은, 제1 및 제2 기초부(71a, 71b) 사이에 설치되어 있고, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 제1 지지축(71c)은, 제1 기초부(71a)의 직경 방향의 내측 단부이면서 또한 제2 기초부(71b)의 직경 방향의 중앙부에 위치하고 있다. 제2 지지축(71d)은, 제1 기초부(71a)의 직경 방향의 외측 단부에 위치하고 있으며, 제2 기초부(71b) 측으로 연장되어 있다. 제3 지지축(71e)은, 제2 기초부(71b)의 직경 방향의 외측 단부에 위치하고 있으며, 제1 기초부(71a) 측으로 연장되어 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(71c)은, 제1 및 제2 기초부(71a, 71b)의 둘레 방향으로 상호 등간격에 위치하고 있고, 이것은 3개의 제2 및 제3 지지축(71d, 71e)에 관해서도 마찬가지이다.
상기 3연 피니언 기어(72)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상호 일체로 형성된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1C), 제2 피니언 기어(P2C) 및 제3 피니언 기어(P3C)로 구성되어 있고, 제1 지지축(71c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)의 위치 관계는 제1 실시형태의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 그것과 마찬가지이다.
제1~제3 링 기어(R1C~R3C)는, 제1 실시형태의 제1~제3 링 기어(R1~R3)와 같은 내접 기어로 구성되어 있고, 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)에 각각 대응하며, 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)의 외주 측에 각각 설치되어 있다. 또한, 제1 링 기어(R1C)의 외주부에는, 외접 기어인 기어(GC)가 형성되어 있고, 기어(GC)는, 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다. 제1부가 피니언 기어(73)는 외접 기어로 구성되며, 제2 지지축(71d)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제1 피니언 기어(P1C) 및 제1 링 기어(R1C) 양쪽에 맞물려 있다. 제2 링 기어(R2C)는, 제2 피니언 기어(P2C)에 맞물림과 더불어, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(76), 플랜지 및 중공의 제3 회전축(77)을 통해, 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 회전축(76)의 내주 측에는 후술하는 제4 회전축(78)이, 제3 회전축(77)의 내주 측에는 우측 출력축(SR)이, 각각 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
제3 링 기어(R3C)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제4 회전축(78) 및 플랜지를 통해, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 연결되어 있고, 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 부가 피니언 기어(74)는 외접 기어로 구성되며, 제3 지지축(71e)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제3 피니언 기어(P3C) 및 제3 링 기어(R3C) 양쪽에 맞물려 있다. 또한, 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)의 치수(ZP1C~ZP3C) 및 제1~제3 링 기어(R1C~R3C)의 치수(ZR1C~ZR3C)는 이들 사이에 다음 식(13) 및 식(14)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR1C/ZP1C>ZR3C/ZP3C>ZR2C/ZP2C …… (13)
2×ZP1C/ZR1C=ZP3C/ZR3C …… (14)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSC)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(SC), 제3 링 기어(R3C), 제1 링 기어(R1C), 캐리어(71) 및 제2 링 기어(R2C)는, 상호간에 동력의 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(71)를 고정한 상태에서, 선 기어(SC)를 회전시켰을 때는, 제1 및 제3 링 기어(R1C, R3C)는, 선 기어(SC)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고, 제2 링 기어(R2C)는, 선 기어(SC)의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 선 기어(SC)의 회전수, 제1 및 제3 링 기어(R1C, R3C)의 회전수들 사이에, 「선 기어(SC)의 회전수>제3 링 기어(R3C)의 회전수>제1 링 기어(R1C)의 회전수」의 관계가 성립한다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(SC), 제3 링 기어(R3C), 제1 링 기어(R1C), 캐리어(71) 및 제2 링 기어(R2C)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(SC) 및 제2 로터(12b)는, 제1 회전축(75)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(SC)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3C)는, 제4 회전축(78) 및 플랜지를 통해 우측 출력축(SR)에 연결되어 있기 때문에, 제3 링 기어(R3C)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1C)는, 기어(GC) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(GC) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 제1 링 기어(R1C)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(71)는 좌측 출력축(SL)에 직결되어 있기 때문에, 캐리어(71)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2C)는, 제2 회전축(76), 플랜지 및 제3 회전축(77)을 통해 제1 로터(11b)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2C)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 13에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 13으로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다.
또한, 도 13에서의 αC 및 βC는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(15) 및 식(16)으로 표시된다.
αC=ZR3C×ZP2C/(ZR2C×ZP3C) …… (15)
βC=ZR3C×ZP1C/(ZSC×ZP3C)-1 …… (16)
여기서, ZSC는 선 기어(SC)의 치수이다.
이들 제2 및 제3 링 기어(R2C, R3C)의 치수(ZR2C, ZR3C), 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)의 치수(ZP1C~ZP3C), 그리고 선 기어(SC)의 치수(ZSC)는, 상기 식(13) 및 식(14)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αC, βC)가 상호 같게 됨과 더불어 비교적 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 13과 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS4)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제4 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제4 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2C)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당하고, 제4 실시형태에 있어서의 선 기어(SC)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제2 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제4 실시형태에 있어서의 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74)가, 본 발명에 있어서의 부가 피니언 기어에 해당한다. 또한, 제4 실시형태에 있어서의 캐리어(71)가, 본 발명에 있어서의 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제4 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3C)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제4 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1C)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 중앙 회전 요소에 해당한다. 그 밖의 대응 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다.
이상과 같이, 제4 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSC)가, 캐리어(71)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1C~P3C)로 이루어지는 3연 피니언 기어(72)와, 선 기어(SC)와, 제1~제3 링 기어(R1C~R3C)와, 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74)로 구성되어 있다(도 12). 또한, 이들 제2 링 기어(R2C), 캐리어(71), 제1 링 기어(R1C), 제3 링 기어(R3C) 및 선 기어(SC)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 13 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 2과 동등한 차동 장치를, 캐리어(71), 3연 피니언 기어(72), 선 기어(SC), 제1~제3 링 기어(R1C~R3C), 제1 및 제2 부가 피니언 기어(73, 74)에 의해 구성할 수 있어, 제3 실시형태와 마찬가지로, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 8개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제2 링 기어(R2C) 및 선 기어(SC)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제2 링 기어(R2C) 및 선 기어(SC)의 이웃에 각각 위치하는 캐리어(71) 및 제3 링 기어(R3C)가 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1~제3 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSC)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 제1 링 기어(R1C)가, 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 제1~제3 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(SC)가 아니라, 캐리어(71) 및 제3 링 기어(R3C)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1~제3 실시형태와 마찬가지로, 제3 링 기어(R3C)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제2 부가 피니언 기어(74)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제4 실시형태에서는, 제2 링 기어(R2C) 및 선 기어(SC)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 캐리어(71) 및 제3 링 기어(R3C)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 선 기어 및 제2 링 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제3 링 기어 및 캐리어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제4 실시형태에서는, 선 기어(SC)를, 제1 피니언 기어(P1C)에 맞물리게 하고 있지만, 제2 또는 제3 피니언 기어에 맞물리게 하여도 좋다. 또한, 제4 실시형태에서는, 제1 부가 피니언 기어(73)를 제1 피니언 기어(P1C) 및 제1 링 기어(R1C) 양쪽에, 제2 부가 피니언 기어(74)를 제3 피니언 기어(P3C) 및 제3 링 기어(R3C) 양쪽에 각각 맞물리게 하고 있지만, 제1 및 제2 부가 피니언 기어 중 한쪽을, 제2 피니언 기어 및 제2 링 기어 양쪽에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우에 있어서, 제1 부가 피니언 기어를 제2 피니언 기어 및 제2 링 기어 양쪽에 맞물리게 했을 때는, 제1 링 기어는 제1 피니언 기어에 맞물린다. 또한, 제2 부가 피니언 기어를 제2 피니언 기어 및 제2 링 기어 양쪽에 맞물리게 했을 때는, 제3 링 기어는 제3 피니언 기어에 맞물린다.
또한, 상술한 변형 중 어디에서나, 선 기어, 제1~제3 링 기어 및 캐리어로 이루어지는 5개의 회전 요소 중, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소가, 제1 및 제2 로터에 각각 연결됨과 더불어, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소가 좌우의 출력축에 각각 연결된다. 또한, 5개의 회전 요소 중 중앙에 위치하는 중앙 회전 요소가 엔진에 연결된다. 또한, 상술한 변형에 있어서, 제1 및 제2 로터 등과의 연결 관계를 성립시키기 위해서, 각 기어의 치수를, 상기 식(13) 및 식(14)과는 다른 관계로 설정할 필요가 있는 경우가 있다.
이어서, 도 14 및 도 15를 참조하면서 본 발명의 제5 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치의 배분 장치(DS5)는, 제4 실시형태와 비교하여, 제3 부가 피니언 기어(85)를 추가로 구비한다는 점이 주로 다르다. 도 14 및 도 15에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제5 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1~제4 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 14에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS5)의 차동 장치(GSD)는, 선 기어(SD), 캐리어(81), 3연 피니언 기어(82), 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85) 및 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)로 구성되어 있다. 차동 장치(GSD), 좌우의 전륜(WL, WR), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 위치 관계는 제1 실시형태와 마찬가지이며, 선 기어(SD), 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 선 기어(SD)는, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제1 피니언 기어(P1D)에 대응하며, 제1 피니언 기어(P1D)의 내주 측에 설치되어 있고, 제1 피니언 기어(P1D)에 맞물려 있다. 또한, 선 기어(SD)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(86)을 통해, 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(86)의 내주 측에는, 우측 출력축(SR)이 동축형이면서 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
상기 캐리어(81)는, 도넛판 형상의 제1 및 제2 기초부(81a, 81b)와, 양 기초부(81a, 81b)에 일체로 설치된 제1 지지축(81c)과, 제1 기초부(81a)에 일체로 설치된 제2 지지축(81d)과, 제2 기초부(81b)에 일체로 설치된 제3 지지축(81e) 및 제4 지지축(81f)으로 구성되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(81)의 내주 측에는, 선 기어(SD) 및 제1 회전축(86)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1~제4 지지축(81c~81f), 3연 피니언 기어(82) 및 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85)의 수는 각각 3개이지만(각각 2개만 도시), 이것에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 제1 및 제2 기초부(81a, 81b)는, 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 그 축선 방향에 있어서 상호 대향하고 있다. 또한, 제2 기초부(81b)는, 제1 기초부(81a)보다도 우측 전륜(WR) 측에 배치되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(87)을 통해, 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있다. 이에 따라, 캐리어(81)는, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 회전축(87)의 내주 측에는, 제1 회전축(86)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1~제4 지지축(81c~81f)은, 제1 및 제2 기초부(81a, 81b) 사이에 설치되어 있고, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있다.
또한, 제1 지지축(81c)은, 제1 및 제2 기초부(81a, 81b)의 직경 방향의 내측 단부에 위치하고 있고, 제2 지지축(81d)은, 제1 기초부(81a)의 직경 방향의 외측 단부에 위치하며, 제2 기초부(81b) 측으로 연장되어 있다. 또한, 제3 지지축(81e)은, 제2 기초부(81b)의 직경 방향의 외측 단부에, 제4 지지축(81f)은, 제2 기초부(81b)의 제3 지지축(81e)과의 연결 부분보다도 직경 방향의 내측의 부위에 각각 위치하고 있고, 양 지지축(81e, 81f)은 제1 기초부(81a) 측으로 연장되어 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(81c)은, 제1 및 제2 기초부(81a, 81b)의 둘레 방향으로 상호 등간격으로 위치하고 있고, 이것은 3개의 제2~제4 지지축(81d~81f)의 각각에 관해서도 마찬가지이다. 또한, 제3 및 제4 지지축(81e, 81f)은, 제2 기초부(81b)의 둘레 방향의 상호 다른 위치에 위치하고 있다.
상기 3연 피니언 기어(82)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상호 일체로 형성된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1D), 제2 피니언 기어(P2D) 및 제3 피니언 기어(P3D)로 구성되어 있고, 제1 지지축(81c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1D~P3D)의 위치 관계는 제1 실시형태의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 그것과 마찬가지이다.
제1~제3 링 기어(R1D~R3D)는, 제1 실시형태의 제1~제3 링 기어(R1~R3)와 같은 내접 기어로 구성되어 있고, 제1~제3 피니언 기어(P1D~P3D)에 각각 대응하며, 제1~제3 피니언 기어(P1D~P3D)의 외주 측에 각각 마련되어 있다. 또한, 제1 링 기어(R1D)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제3 회전축(88) 및 플랜지를 통해, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 연결되어 있고, 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85)는 외접 기어로 구성되어 있다. 또한, 제1 부가 피니언 기어(83)는, 제2 지지축(81d)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제1 피니언 기어(P1D) 및 제1 링 기어(R1D) 양쪽에 맞물려 있다.
제2 링 기어(R2D)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제4 회전축(89) 및 플랜지를 통해, 좌측 출력축(SL)에 동축형으로 연결되어 있고, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제4 회전축(89)의 내주 측에는, 상기 제3 회전축(88)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제2 부가 피니언 기어(84)는, 제3 지지축(81e)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제2 피니언 기어(P2D) 및 제2 링 기어(R2D) 양쪽에 맞물려 있다. 제3 링 기어(R3D)의 외주부에는 외접 기어인 기어(GD)가 형성되어 있고, 기어(GD)는 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다. 제3 부가 피니언 기어(85)는, 제4 지지축(81f)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제3 피니언 기어(P3D) 및 제3 링 기어(R3D) 양쪽에 맞물려 있다.
또한, 제1~제3 피니언 기어(P1D~P3D)의 치수(ZP1D~ZP3D) 및 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)의 치수(ZR1D~ZR3D)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 이들 사이에 다음 식(17) 및 식(18)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR1D/ZP1D>ZR3D/ZP3D>ZR2D/ZP2D …… (17)
ZP3D/ZR3D=(ZP1D/ZR1D+ZP2D/ZR2D)/2 …… (18)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSD)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(SD), 제2 링 기어(R2D), 제3 링 기어(R3D), 제1 링 기어(R1D) 및 캐리어(81)는, 상호간에 동력의 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(81)를 고정한 상태에서, 선 기어(SD)를 회전시켰을 때는, 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)는, 선 기어(SD)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 선 기어(SD)의 회전수 및 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)의 회전수들 사이에, 「선 기어(SD)의 회전수>제2 링 기어(R2D)의 회전수>제3 링 기어(R3D)의 회전수>제1 링 기어(R1D)의 회전수」의 관계가 성립한다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(SD), 제2 링 기어(R2D), 제3 링 기어(R3D), 제1 링 기어(R1D) 및 캐리어(81)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(SD) 및 제1 로터(11b)는, 제1 회전축(86)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(SD)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2D)는, 제4 회전축(89) 및 플랜지를 통해 좌측 출력축(SL)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2D)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3D)는, 기어(GD) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(GD) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 제3 링 기어(R3D)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1D)는, 제3 회전축(88) 및 플랜지를 통해 우측 출력축(SR)에 연결되어 있기 때문에, 제1 링 기어(R1D)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(81)는, 제2 회전축(87)을 통해 제2 로터(12b)에 연결되어 있기 때문에, 캐리어(81)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 15에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 15로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다. 또한, 도 15에서의 αD 및 βD는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(19) 및 식(20)으로 표시된다.
αD=ZR1D(ZR2D×ZP1D-ZSD×ZP2D)/ZSD(ZR1D×ZP2D-ZR2D×ZP1D) …… (19)
βD=ZR2D×ZP1D/(ZR1D×ZP2D-ZR2D×ZP1D) …… (20)
여기서, ZSD는 선 기어(SD)의 치수이다.
이들 제1 및 제2 링 기어(R1D, R2D)의 치수(ZR1D, ZR2D), 제1 및 제2 피니언 기어(P1D, P2D)의 치수(ZP1D, ZP2D), 그리고 선 기어(SD)의 치수(ZSD)는, 상기 식(17) 및 식(18)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αD, βD)가 상호 같게 됨과 더불어 비교적 큰 값이 되도록, 설정되어 있다.
또한, 도 15와 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS5)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제5 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제5 실시형태에 있어서의 선 기어(SD)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당하고, 제5 실시형태에 있어서의 캐리어(81)가, 본 발명에 있어서의 제2 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제5 실시형태에 있어서의 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85)가, 본 발명에 있어서의 부가 피니언 기어에 해당한다. 또한, 제5 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2D)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제5 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1D)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제5 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3D)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 중앙 회전 요소에 해당한다. 그 밖의 대응 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다.
이상과 같이, 제5 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSD)가, 캐리어(81)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1D~P3D)로 이루어지는 3연 피니언 기어(82)와, 선 기어(SD)와, 제1~제3 링 기어(R1D~R3D)와, 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85)로 구성되어 있다(도 14 참고). 또한, 이들 선 기어(SD), 제2 링 기어(R2D), 제3 링 기어(R3D), 제1 링 기어(R1D) 및 캐리어(81)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 15 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를, 캐리어(81), 3연 피니언 기어(82), 선 기어(SD), 제1~제3 링 기어(R1D~R3D) 및 제1~제3 부가 피니언 기어(83~85)에 의해 구성할 수 있어, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 9개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 선 기어(SD) 및 캐리어(81)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제 2로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 선 기어(SD) 및 캐리어(81)의 이웃에 각각 위치하는 제2 링 기어(R2D) 및 제1 링 기어(R1D)가, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1~제4 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSD)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 제3 링 기어(R3D)가 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 제1~제4 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(SD)가 아니라, 제2 및 제1 링 기어(R2D, R1D)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1~제4 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 링 기어(R1D, R2D)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제1 및 제2 부가 피니언 기어(83, 84)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제5 실시형태에서는, 선 기어(SD) 및 캐리어(81)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제2 및 제1 링 기어(R2D) R1D)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 캐리어 및 선 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제1 및 제2 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제5 실시형태에서는, 선 기어(SD)를, 제1 피니언 기어(P1D)에 맞물리게 하고 있지만, 제2 또는 제3 피니언 기어에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우에도, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서의 선 기어, 제2 링 기어, 제3 링 기어, 제1 링 기어 및 캐리어의 배열 순서는 도 15에 도시하는 배열 순서와 같고, 제1 로터, 좌측 출력축, 변속기 출력축, 우측 출력축 및 제2 로터와의 연결 관계도 같다.
이어서, 도 16 및 도 17을 참조하면서 본 발명의 제6 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치의 배분 장치(DS6)는, 제5 실시형태와 비교하여, 제1 부가 피니언 기어(93)가, 제1 피니언 기어(P1E) 및 제1 링 기어(R1E) 양쪽이 아니라, 선 기어(SE) 및 제1 피니언 기어(P1E) 양쪽에 맞물려 있다는 점이 주로 다르다. 도 16 및 도 17에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제6 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1~제5 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 16에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS6)의 차동 장치(GSE)는, 선 기어(SE), 캐리어(91), 3연 피니언 기어(92), 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95) 및 제1~제3 링 기어(R1E~R3E)로 구성되어 있다. 차동 장치(GSE)와 좌측 전륜(WL) 사이에는 제1 회전 전기 기기(11)가, 차동 장치(GSE)와 우측 전륜(WR) 사이에는 제2 회전 전기 기기(12)가 각각 배치되어 있고, 선 기어(SE) 및 제1~제3 링 기어(R1E~R3E)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있다. 또한, 선 기어(SE)는, 외접 기어로 구성됨과 더불어, 후술하는 제1 피니언 기어(P1E)에 대응하며, 제1 피니언 기어(P1E)의 내주 측에 설치되어 있다. 또한, 선 기어(SE)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제1 회전축(96)을 통해, 제2 로터(12b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제2 로터(12b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(96)의 내주 측에는, 우측 출력축(SR)이 동축형이면서 또한 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
상기 캐리어(91)는, 도넛판 형상의 제1 및 제2 기초부(91a, 91b)와, 제1 기초부(91a)에 일체로 설치된 제1 지지축(91c)과, 제1 및 제2 기초부(91a, 91b)에 일체로 설치된 제2 지지축(91d)과, 제2 기초부(91b)에 일체로 설치된 제3 지지축(91e) 및 제4 지지축(91f)으로 구성되어 있고, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어(91)의 내주 측에는, 선 기어(SE) 및 제1 회전축(96)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1~제4 지지축(91c~91f), 3연 피니언 기어(92) 및 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95)의 수는 각각 3개이지만(각각 2개만 도시), 이것에 한정되지 않음은 물론이다. 또한, 제1 및 제2 기초부(91a, 91b)는 좌우의 출력축(SL, SR)과 동축형으로 배치되어 있고, 제2 기초부(91b)는 제1 기초부(91a)보다도 우측 전륜(WR) 측에 배치되어 있다. 또한, 제2 기초부(91b)의 직경 방향의 외측 단부에는, 외접 기어인 기어(GE)가 일체로 설치되어 있고, 기어(GE)는 변속기 출력축의 기어(4a)에 맞물려 있다.
또한, 제1~제4 지지축(91c~91f)은, 좌우의 출력축(SL, SR)과 평행하게 연장되어 있고, 제1 지지축(91c)은, 제1 기초부(91a)의 직경 방향의 내측 단부에 위치함과 더불어, 제2 기초부(91b) 측으로 연장되어 있다. 제2 지지축(91d)은, 제1 기초부(91a)의 직경 방향의 외측 단부에 위치함과 더불어, 제2 기초부(91b)의 직경 방향의 내측 단부에 위치하고 있으며, 제1 기초부(91a)와 제2 기초부(91b) 사이로 연장되어 있다. 제3 지지축(91e)은, 제2 기초부(91b)의 직경 방향의 중앙부에, 제4 지지축(91f)은, 제2 기초부(91b)의 제3 지지축(91e)과의 연결 부분보다도 직경 방향의 외측 부위에 각각 위치하고 있으며, 양 지지축(91e, 91f)은 제1 기초부(91a) 측으로 연장되어 있다. 또한, 3개의 제1 지지축(91c)은, 제1 및 제2 기초부(91a, 91b)의 둘레 방향으로 상호 등간격으로 위치하고 있으며, 이것은 3개의 제2~제4 지지축(91d~91f)의 각각에 관해서도 마찬가지이다. 또한, 제3 및 제4 지지축(91e, 91f)은, 제2 기초부(91b)의 둘레 방향의 상호 다른 위치에 위치하고 있다.
상기 3연 피니언 기어(92)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 상호 일체로 형성된 외접 기어인 제1 피니언 기어(P1E), 제2 피니언 기어(P2E) 및 제3 피니언 기어(P3E)로 구성되어 있고, 제2 지지축(91d)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)의 위치 관계는 제1 실시형태의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 그것과 마찬가지이다.
제1~제3 링 기어(R1E~R3E)는, 제1 실시형태의 제1~제3 링 기어(R1~R3)와 같은 내접 기어로 구성되어 있고, 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)에 각각 대응하며, 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)의 외주 측에 각각 마련되어 있다. 또한, 제1 링 기어(R1E)는, 제1 피니언 기어(P1E)에 맞물림과 더불어, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제2 회전축(97) 및 플랜지를 통해, 우측 출력축(SR)에 동축형으로 연결되어 있고, 우측 출력축(SR)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95)는 외접 기어로 구성되어 있다. 또한, 제1 부가 피니언 기어(93)는, 제1 지지축(91c)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 선 기어(SE) 및 제1 피니언 기어(P1E) 양쪽에 맞물려 있다.
제2 링 기어(R2E)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제3 회전축(98) 및 플랜지를 통해, 좌측 출력축(SL)에 동축형으로 연결되어 있고, 좌측 출력축(SL)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제3 회전축(98)의 내주 측에는, 상기한 제2 회전축(97)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제2 부가 피니언 기어(94)는, 제3 지지축(91e)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제2 피니언 기어(P2E) 및 제2 링 기어(R2E) 양쪽에 맞물려 있다. 제3 링 기어(R3E)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 중공의 제4 회전축(99), 플랜지 및 중공의 제5 회전축(100)을 통해, 제1 로터(11b)에 동축형으로 연결되어 있고, 제1 로터(11b)와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 제4 회전축(99)의 내주 측에는 상기한 제3 회전축(98)이, 제5 회전축(100)의 내주 측에는 좌측 출력축(SL)이 각각 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.
제3 부가 피니언 기어(95)는, 제4 지지축(91f)에 베어링(도시하지 않음)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 제3 피니언 기어(P3E) 및 제3 링 기어(R3E) 양쪽에 맞물려 있다. 또한, 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)의 치수(ZP1E~ZP3E) 및 제1~제3 링 기어(R1E~R3E)의 치수(ZR1E~ZR3E)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 이들 사이에 다음 식(21) 및 식(22)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR2E/ZP2E>ZR3E/ZP3E …… (21)
ZP1E/ZR1E=ZP2E/ZR2E …… (22)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSE)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(SE), 제1 링 기어(R1E), 캐리어(91), 제2 링 기어(R2E) 및 제3 링 기어(R3E)는, 상호간에 동력 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(91)를 고정한 상태에서, 선 기어(SE)를 회전시켰을 때는, 제1 링 기어(R1E)는 선 기어(SE)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고, 제2 및 제3 링 기어(R2E, R3E)는 선 기어(SE)의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 선 기어(SE)의 회전수는 제1 링 기어(R1E)의 회전수보다도 높아지고, 제2 링 기어(R2E)의 회전수는 제3 링 기어(R3E)의 회전수보다도 높아진다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(SE), 제1 링 기어(R1E), 캐리어(91), 제2 링 기어(R2E) 및 제3 링 기어(R3E)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(SE) 및 제2 로터(12b)는 제1 회전축(96)을 통해 상호 연결되어 있기 때문에, 선 기어(SE)의 회전수 및 제2 로터(12b)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제1 링 기어(R1E)는 제2 회전축(97) 및 플랜지를 통해 우측 출력축(SR)에 연결되어 있기 때문에, 제1 링 기어(R1E)의 회전수 및 우측 출력축(SR)의 회전수는 상호 같다. 또한, 캐리어(91)는 기어(GE) 및 기어(4a)를 통해 변속기(4)의 변속기 출력축에 연결되어 있기 때문에, 이들 기어(GE) 및 기어(4a)에 의한 변속을 무시하면, 캐리어(91)의 회전수 및 변속기 출력축의 회전수는 상호 같다. 또한, 제2 링 기어(R2E)는 제3 회전축(98) 및 플랜지를 통해 좌측 출력축(SL)에 연결되어 있기 때문에, 제2 링 기어(R2E)의 회전수 및 좌측 출력축(SL)의 회전수는 상호 같다. 또한, 제3 링 기어(R3E)는 제4 회전축(99), 플랜지 및 제5 회전축(100)을 통해 제1 로터(11b)에 연결되어 있기 때문에, 제3 링 기어(R3E)의 회전수 및 제1 로터(11b)의 회전수는 상호 같다.
이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 17에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 17로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다. 또한, 도 17에서의 αE 및 βE는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(23) 및 식(24)으로 표시된다.
αE=ZR1E(ZR2E×ZP3E-ZR3E×ZP2E)/ZR3E(ZR1E×ZP2E+ZR2E×ZP1E) …… (23)
βE=ZR2E×ZP1E(ZR1E-ZSE)/ZSE(ZR1E×ZP2E+ZR2E×ZP1E) …… (24)
여기서, ZSE는 선 기어(SE)의 치수이다.
이들 제1~제3 링 기어(R1E~R3E)의 치수(ZR1E~ZR3E), 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)의 치수(ZP1E~ZP3E) 및 선 기어(SE)의 치수(ZSE)는, 상기 식(21) 및 식(22)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αE, βE)가 비교적 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 17과 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS6)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제6 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제6 실시형태에 있어서의 제3 링 기어(R3E)가, 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당하고, 제6 실시형태에 있어서의 선 기어(SE)가, 본 발명에 있어서의 제4 기어 및 제2 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제6 실시형태에 있어서의 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95)가, 본 발명에 있어서의 부가 피니언 기어에 해당한다. 또한, 제6 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2E)가, 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당하고, 제6 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1E)가, 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제6 실시형태에 있어서의 캐리어(91)가, 본 발명에 있어서의 중앙 회전 요소에 해당한다. 그 밖의 대응 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다.
이상과 같이, 제6 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSE)가, 캐리어(91)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1E~P3E)로 이루어지는 3연 피니언 기어(92)와, 선 기어(SE)와, 제1~제3 링 기어(R1E~R3E)와, 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95)로 구성되어 있다(도 16 참고). 또한, 이들 제3 링 기어(R3E), 제2 링 기어(R2E), 캐리어(91), 제1 링 기어(R1E) 및 선 기어(SE)에 의해서 5개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 5개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 17 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 2와 동등한 차동 장치를, 캐리어(91), 3연 피니언 기어(92), 선 기어(SE), 제1~제3 링 기어(R1E~R3E) 및 제1~제3 부가 피니언 기어(93~95)에 의해 구성할 수 있어, 제5 실시형태와 마찬가지로, 특허문헌 2의 16개의 부품보다도 적은 합계 9개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제3 링 기어(R3E) 및 선 기어(SE)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 제3 링 기어(R3E) 및 선 기어(SE)의 이웃에 각각 위치하는 제2 링 기어(R2E) 및 제1 링 기어(R1E)가, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1~제5 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSE)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 5개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 중앙에 위치하는 캐리어(91)가 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 제1~제5 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요하게 되는 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(SE)가 아니라, 제2 및 제1 링 기어(R2E, R1E)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1~제5 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 링 기어(R1E, R2E)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제2 및 제3 부가 피니언 기어(94, 95)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제6 실시형태에서는, 제3 링 기어(R3E) 및 선 기어(SE)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제2 및 제1 링 기어(R2E, R1E)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이것과는 반대로, 선 기어 및 제3 링 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제1 및 제2 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제6 실시형태에서는, 선 기어(SE)를, 제1 피니언 기어(P1E)에 대응시켜 설치함과 더불어, 제1 부가 피니언 기어(93)를, 선 기어(SE) 및 제1 피니언 기어(P1E)에 맞물리게 하고 있지만, 선 기어를, 제2 또는 제3 피니언 기어에 대응시켜 설치함과 더불어, 제1 부가 피니언 기어를, 제2 및 제3 피니언 기어 중 선 기어가 대응하는 하나와 선 기어에 맞물리게 하여도 좋다.
더구나, 제6 실시형태에서는, 제2 부가 피니언 기어(94)를, 제2 피니언 기어(P2E) 및 제2 링 기어(R2E) 양쪽에, 제3 부가 피니언 기어(95)를, 제3 피니언 기어(P3E) 및 제3 링 기어(R3E) 양쪽에 각각 맞물리게 하고 있지만, 제2 및 제3 부가 피니언 기어 중 한쪽을, 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽에 맞물리게 하여도 좋다. 이 경우에 있어서, 제2 부가 피니언 기어를 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽에 맞물리게 했을 때는, 제2 링 기어는 제2 피니언 기어에 맞물린다. 또한, 제3 부가 피니언 기어를 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽에 맞물리게 했을 때는, 제3 링 기어는 제3 피니언 기어에 맞물린다.
또한, 상술한 변형 중 어디에서나, 선 기어, 제1~제3 링 기어 및 캐리어로 이루어지는 5개의 회전 요소 중, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소가 제1 및 제2 로터에 각각 연결됨과 더불어, 제1 및 제2 외측 회전 요소의 이웃에 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소가 좌우의 출력축에 각각 연결된다. 또한, 중앙에 위치하는 중앙 회전 요소가 엔진에 연결된다. 또한, 상술한 변형에 있어서, 제1 및 제2 로터 등과의 연결 관계를 성립시키기 위해서, 각 기어의 치수를, 상기 식(21) 및 식(22)과는 다른 관계로 설정할 필요가 있는 경우가 있다.
또한, 제6 실시형태에서는, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서의 캐리어(91)에서부터 제2 및 제1 링 기어(R2E, R1E)까지의 거리는 상호 동일하지만, 상호 상이하게 하여도 좋다. 이 경우, 제1 및 제2 피니언 기어의 치수 및 제1 및 제2 링 기어의 치수 사이에 상기 식(22)이 성립하지 않아도 되며, 그 만큼, 그 설정 자유도가 커지기 때문에, 상술한 제1 및 제2 레버비가 상호 같아지도록 각 기어의 치수를 설정하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1~제6 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 제1~3 기어를, 제1~제3 링 기어(R1~R3, R1A~R3A, R1B~R3B, R1C~R3C, R1D~R3D, R1E~R3E)로 각각 구성함과 더불어, 제4 기어를, 선 기어(S, SA, SB, SC, SD, SE)로 구성하고 있지만, 제1~제4 기어를 다음과 같이 구성하여도 좋다. 즉, 제1~제3 기어 중 적어도 하나를, 제1~제3 피니언 기어에 대응하는 제1~제3 선 기어 중 적어도 하나로 구성함과 더불어, 제4 기어를, 제1~제3 선 기어 및 제1~제3 링 기어 중 제1~제3 기어 이외의 하나로 구성하여도 좋다. 이 경우, 부가 피니언 기어의 수는 임의적이지만, 본 발명에 의한 상술한 효과(장치의 소형화 등)를 얻는 데에 있어서 3개 이하가 바람직하다.
이어서, 도 18 및 도 19을 참조하면서 본 발명의 제7 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 설명한다. 이 동력 장치는, 제1 실시형태와 비교하여, 엔진 및 변속기(모두 도시하지 않음)가 배분 장치(DS7)를 통해 좌우의 전륜(WL, WR)에 연결되어 있지 않고, 차량 좌우의 후륜에 연결되어 있다는 점이 주로 다르다. 도 18 및 도 19에서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제7 실시형태에 의한 동력 장치에 관해서 제1~제6 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 18에 도시하는 것과 같이, 배분 장치(DS7)의 차동 장치(GSF)는, 제1 실시형태에 의한 차동 장치(GS)와 달리, 제3 링 기어(R3)를 갖지 않고, 선 기어(S)는, 제1 피니언 기어(P1)가 아니라, 제3 피니언 기어(P3)에 대응하며, 제3 피니언 기어(P3)의 내주 측에 설치되어 있고, 부가 피니언 기어(33)는, 제1 피니언 기어(P1)가 아니라, 제3 피니언 기어(P3) 및 선 기어(S) 양쪽에 맞물려 있다.
또한, 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)의 치수(ZP1, ZP2) 및 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 치수(ZR1, ZR2)는, 이들 사이에 다음 식(25)이 성립하도록 설정되어 있다.
ZR1/ZP1>ZR2/ZP2 …… (25)
이상의 구성으로 된 동력 장치에서는, 차동 장치(GSF)가 상술한 것과 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)는, 상호간에 동력 전달이 가능하고, 이들의 회전수가 상호 공선 관계에 있다. 또한, 캐리어(31)를 고정한 상태에서, 선 기어(S)를 회전시켰을 때는, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)는 선 기어(S)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다. 이 경우, 각 기어의 치수의 관계로부터, 선 기어(S)의 회전수, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 회전수들 사이에, 「선 기어(S)의 회전수>제2 링 기어(R2)의 회전수>제1 링 기어(R2)의 회전수」의 관계가 성립한다. 이상으로부터, 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(51)는 이 순서로 나란하게 늘어선다.
또한, 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)와, 제1 로터(11b), 좌우의 출력축(SL, SR) 및 제2 로터(12b)의 연결 관계는 제1 실시형태와 마찬가지다. 이상으로부터, 동력 장치에 있어서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 19에 도시하는 공선도와 같이 나타내어진다. 도 19로부터 분명한 것과 같이, 좌우의 출력축(SL, SR)은 상호 차회전이 가능하다.
또한, 도 19에서의 αF 및 βF는 각각 제1 레버비 및 제2 레버비(토크비·속도비)이며, 다음 식(26) 및 식(27)으로 표시된다.
αF=ZR1(ZR2×ZP3-ZS×ZP2)/ZS(ZR1×ZP2-ZR2×ZP1) …… (26)
βF=ZR2×ZP1/(ZR1×ZP2-ZR2×ZP1) …… (27)
이들 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 치수(ZR1, ZR2), 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 치수(ZP1~ZP3) 및 선 기어(S)의 치수(ZS)는, 상기 식(25)에 의한 조건에 더하여, 좌우의 전륜(WL, WR)의 차회전이 가능한 범위 내에서 제1 및 제2 로터(11b, 12b)의 한쪽이 역회전하지 않음을 조건으로 하여, 제1 및 제2 레버비(αF, βF)가 상호 같게 됨과 더불어 비교적 큰 값으로 되도록 설정되어 있다.
또한, 도 19와 도 4~도 7의 비교로부터 분명한 것과 같이, 배분 장치(DS7)에서는, 제1 실시형태에 의한 배분 장치(DS1)의 작동이 같은 식으로 이루어진다. 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.
또한, 제7 실시형태에 있어서의 각종 요소와 본 발명에 있어서의 각종 요소의 대응 관계는 다음과 같다. 즉, 제7 실시형태에 있어서의 선 기어(S)가 본 발명에 있어서의 제3 기어 및 제1 외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제7 실시형태에 있어서의 캐리어(31)가 본 발명에 있어서의 제2 외측 회전 요소에 해당한다. 또한, 제7 실시형태에 있어서의 제2 링 기어(R2)가 본 발명에 있어서의 제2 기어 및 제1 준외측 회전 요소에 해당함과 더불어, 제7 실시형태에 있어서의 제1 링 기어(R1)가 본 발명에 있어서의 제1 기어 및 제2 준외측 회전 요소에 해당한다.
이상과 같이, 제7 실시형태에 따르면, 차동 장치(GSF)가, 캐리어(31)와, 상호 일체의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)로 이루어지는 3연 피니언 기어(32)와, 선 기어(S)와, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)와, 부가 피니언 기어(33)로 구성되어 있다(도 18 참고). 또한, 이들 선 기어(S), 제2 링 기어(R2), 제1 링 기어(R1) 및 캐리어(31)에 의해서 4개의 회전 요소가 구성되어 있고, 이들 4개의 회전 요소는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 이 순서로 나란히 늘어서는 공선 관계에 있다(도 19 참고). 이와 같이, 상술한 특허문헌 1과 동등한 차동 장치를, 캐리어(31), 3연 피니언 기어(32), 선 기어(S), 제1 및 제2 링 기어(R1, R2) 및 부가 피니언 기어(33)에 의해 구성할 수 있어, 특허문헌 1의 10개의 부품보다도 적은 합계 6개의 부품에 의해서 구성할 수 있다. 따라서, 동력 장치 전체의 부품 점수를 삭감할 수 있어, 장치의 소형화, 경량화 및 제조비의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 선 기어(S) 및 캐리어(31)가, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)[제1 및 제2 로터(11b, 12b)]에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 선 기어(S) 및 캐리어(31)의 이웃에 각각 위치하는 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)가, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로부터 출력된 회전 에너지를, 차동 장치(GSF)를 통해 좌우의 출력축(SL, SR)에 전달하여, 양자(SL, SR)를 적절히 구동할 수 있음과 더불어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 있어서의 회전 에너지의 입출력 제어에 의해서, 좌우의 출력축(SL, SR)에 분배되는 회전 에너지(토크)를 적절히 제어할 수 있다.
더구나, 제1 실시형태와 마찬가지로, 좌우의 출력축(SL, SR)에, 선 기어(S)가 아니라, 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)가 각각 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)의 치폭을 비교적 작은 값으로 설정할 수 있고, 이에 따라 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다. 같은 이유에서, 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)를 지지하는 베어링의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 동력 장치를 한층 더 소형화하는 것을 도모할 수 있다.
또한, 제7 실시형태와 달리, 3연 피니언 기어(32) 대신에, 상호 일체의 제1 및 제2 피니언 기어로 이루어지는 2연 피니언 기어를 이용함과 더불어, 이들 제1 및 제2 피니언 기어 중 한쪽(이하 「한쪽의 피니언 기어」라고 함)에, 부가 피니언 기어를 맞물리게 하여, 캐리어, 선 기어, 제1 및 제2 링 기어에 의해서 4개의 회전 요소를 구성한 경우에는, 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 각 기어를 맞물리게 하기 위해서는, 선 기어와, 부가 피니언 기어와, 한쪽의 피니언 기어와, 한쪽의 피니언 기어가 맞물리는 제1 및 제2 링 기어 중 한쪽(이하 「한쪽의 링 기어」라고 함)을, 동일 평면상에 직경 방향으로 나란하게 배치하지 않으면 안 된다. 이 때문에, 선 기어 및 한쪽의 링 기어의 치수 설정에는 어느 정도의 제약이 있다. 또한, 공선도에 있어서, 캐리어에서부터 한쪽의 링 기어까지의 거리는 한쪽의 피니언 기어와 한쪽의 링 기어의 기어비로 정해지고, 선 기어까지의 거리는 한쪽의 피니언 기어와 선 기어의 기어비로 정해진다. 이와 같이, 한쪽의 피니언 기어의 치수는, 공선도에 있어서의 캐리어에 대한 선 기어의 위치 및 한쪽의 링 기어의 위치 양쪽에 영향을 미치게 한다. 이상으로부터, 2연 피니언 기어를 이용한 경우에는, 공선도에 있어서의 캐리어에 대한 선 기어와 한쪽의 링 기어의 위치 관계의 설정 자유도가 낮아져 버린다. 이러한 문제점은, 2연 피니언 기어를 이용한 경우에 있어서, 제1 및 제2 링 기어의 한쪽을 선 기어로 구성하고, 4개의 회전 요소를 2개의 선 기어, 캐리어 및 하나의 링 기어로 구성했을 때도 마찬가지로 발생한다.
이에 대하여, 제7 실시형태에 따르면, 3연 피니언 기어(32)의 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)가, 제1 링 기어(R1), 제2 링 기어(R2) 및 부가 피니언 기어(33)에 각각 맞물려 있다. 이에 따라, 공선도에 있어서, 캐리어(31)에서부터 제1 링 기어(R1)까지의 거리는 제1 피니언 기어(P1)와 제1 링 기어(R1)의 기어비로 정해지고, 제2 링 기어(R2)까지의 거리는 제2 피니언 기어(P2)와 제2 링 기어(R2)의 기어비로, 선 기어(S)까지의 거리는 제3 피니언 기어(P3)와 선 기어(S)의 기어비로 각각 정해진다. 이와 같이, 상술한 2연 피니언 기어를 이용한 경우와 달리, 제1~제3 피니언 기어(P1~P3)의 치수는, 각각 공선도에 있어서의 캐리어(31)에 대한 제1 링 기어(R1), 제2 링 기어(R2) 및 선 기어(S)의 위치에 영향을 미치게 할 뿐이며, 이들 3개의 기어(R1, R2, S) 중 2개의 위치에 영향을 미치게 하는 일이 없다. 따라서, 공선도에 있어서의 캐리어(31)에 대한 선 기어(S), 제1 및 제2 링 기어(R1, R2) 사이의 위치 관계의 설정 자유도를 높일 수 있다.
또한, 제7 실시형태에서는, 선 기어(S) 및 캐리어(31)를, 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 각각 연결함과 더불어, 제2 및 제1 링 기어(R2, R1)를, 좌우의 출력축(SL, SR)에 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 캐리어 및 선 기어를, 제1 및 제2 로터에 각각 연결함과 더불어, 제1 및 제2 링 기어를, 좌우의 출력축에 각각 연결하여도 좋다. 또한, 제7 실시형태에서는, 선 기어(S)를, 제3 피니언 기어(P3)에 대응시켜 설치함과 더불어, 부가 피니언 기어(33)를, 선 기어(S) 및 제3 피니언 기어(P3)에 맞물리게 하고 있지만, 선 기어를, 제1 또는 제2 피니언 기어에 대응시켜 설치함과 더불어, 부가 피니언 기어를, 제1 및 제2 피니언 기어 중 선 기어가 대응하는 하나와 선 기어에 맞물리게 하여도 좋다.
또한, 제7 실시형태에서는, 부가 피니언 기어(33)의 수는 하나이지만, 2개 이상이라도 좋다. 단, 본 발명의 효과를 얻음에 있어서는 2개 이하가 바람직하다. 부가 피니언 기어를 2개 설치한 경우에는, 또 하나의 부가 피니언 기어는, 제1 피니언 기어 및 제1 링 기어 양쪽, 또는 제2 피니언 기어 및 제2 링 기어 양쪽에 맞물린다. 또한, 제7 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 기어를, 제1 및 제2 링 기어(R1, R2)로 각각 구성하고 있지만, 제1 및 제2 기어 중 적어도 하나를, 이 적어도 하나에 대응하는 제1 및 제2 선 기어 중 적어도 하나로 구성하여도 좋다. 또한, 제7 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 제3 기어를, 선 기어(S)로 구성하고 있지만, 제3 피니언 기어에 대응하는 제3 링 기어로 구성하여도 좋다. 이들 변형 중 어디에서나, 부가 피니언 기어의 수는 임의적이지만, 본 발명의 효과를 얻음에 있어서, 2개 이하가 바람직하다.
또한, 본 발명은, 설명한 제1~제7 실시형태(이하, 총칭하여 「실시형태」라고 함)에 한정되지 않으며, 다양한 양태로 실시할 수 있다. 예컨대, 실시형태에서, 본 발명에 있어서의 2개의 피구동부는, 엔진(3) 및 변속기(4)가 연결되는 좌우의 전륜(WL, WR)에 각각 연결된 좌우의 출력축(SL, SR)이지만, 엔진 및 변속기가 연결되지 않는 차량의 좌우의 후륜에 각각 연결된 좌우의 출력축이라도 좋고, 차량의 전륜 및 후륜에 각각 연결된 전후의 출력축이라도 좋다. 또한, 실시형태에서, 본 발명에 있어서의 제1 및 제2 에너지 입출력 장치는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)이지만, 회전 에너지를 입출력할 수 있는 다른 장치, 예컨대, 유압 모터 등이라도 좋다. 또한, 실시형태에서는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)로서 AC 모터를 이용하고 있지만, 회전 에너지와 전기 에너지 사이에서 에너지를 변환할 수 있는 다른 장치, 예컨대 DC 모터를 이용하여도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 배터리(23)가 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 공용이지만, 배터리를 별개로 설치하여도 좋다. 또한, 실시형태에서는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을, 배터리(23)에 충전하고 있지만, 커패시터에 충전하여도 좋다. 혹은, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)와는 상이한 다른 회전 전기 기기와, 이 밖의 회전 전기 기기에 연결된 플라이휠을 이용하여, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을 다른 회전 전기 기기로 동력으로 변환함과 더불어, 변환된 동력을 운동 에너지로서 플라이휠에 축적하여도 좋다. 혹은, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을, 다른 회전 전기 기기나 액츄에이터에 직접 공급하여도 좋다. 혹은, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12) 대신에, 상술한 것과 같이 회전 에너지를 압력 에너지로 변환할 수 있는 유압 모터를 이용함과 더불어, 이 유압 모터에서 변환된 압력 에너지를 어큐뮬레이터에 축적하여도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 에너지 출력 장치로서, 가솔린 엔진인 엔진(3)을 이용하고 있지만, 회전 에너지를 출력할 수 있는 다른 장치, 예컨대, 디젤 엔진이나, LPG 엔진, CNG(Compressed Natural Gas) 엔진, 외연기관, 유압 모터 등을 이용하여도 좋다. 혹은, 회전 에너지의 출력에 더하여, 회전 에너지의 입력이 가능한 장치, 예컨대, 회전 전기 기기 등을 이용하여도 좋다. 또한, 실시형태에서는, 동력 장치의 동력원으로서 엔진(3)을 이용하고 있지만, 엔진을 생략하여도 되는 것은 물론이다. 또한, 실시형태는, 본 발명에 의한 동력 장치를 차량(V)에 적용한 예이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 선박이나 항공기 등의 다른 수송 기관에 적용하여도 좋다. 그 밖에, 본 발명 취지의 범위 내에서 세부 구성을 적절하게 변경하는 것이 가능하다.
V: 차량(수송 기관), SL: 좌측 출력축(피구동부), SR: 우측 출력축(피구동부), 3: 엔진(에너지 출력 장치), GS: 차동 장치, 11: 제1 회전 전기 기기(제1 에너지 입출력 장치), 12: 제2 회전 전기 기기(제2 에너지 입출력 장치), S: 선 기어(제4 기어, 제3 기어, 제1 외측 회전 요소), 31: 캐리어(제2 외측 회전 요소), 32: 3연 피니언 기어, P1: 제1 피니언 기어, P2: 제2 피니언 기어, P3: 제3 피니언 기어, 33: 부가 피니언 기어, R1: 제1 링 기어(제1 기어, 제2 준외측 회전 요소), R2: 제2 링 기어(제2 기어, 제1 준외측 회전 요소), R3: 제3 링 기어(제3 기어, 중앙 회전 요소), GSA: 차동 장치, SA: 선 기어(제4 기어, 제2 외측 회전 요소), 51: 캐리어(중앙 회전 요소), 52: 3연 피니언 기어, P1A: 제1 피니언 기어, P2A: 제2 피니언 기어, P3A: 제3 피니언 기어, 53: 부가 피니언 기어, R1A: 제1 링 기어(제1 기어, 제1 외측 회전 요소), R2A: 제2 링 기어(제2 기어, 제2 준외측 회전 요소), R3A: 제3 링 기어(제3 기어, 제1 준외측 회전 요소), GSB: 차동 장치, SB: 선 기어(제4 기어, 제1 외측 회전 요소), 61: 캐리어(제2 준외측 회전 요소), 62: 3연 피니언 기어, P1B: 제1 피니언 기어, P2B: 제2 피니언 기어, P3B: 제3 피니언 기어, 63: 제1 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 64: 제2 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), R1B: 제1 링 기어(제1 기어, 제1 준외측 회전 요소), R2B: 제2 링 기어(제2 기어, 제2 외측 회전 요소), R3B: 제3 링 기어(제3 기어, 중앙 회전 요소), GSC: 차동 장치, SC: 선 기어(제4 기어, 제2 외측 회전 요소), 71: 캐리어(제1 준외측 회전 요소), 72: 3연 피니언 기어, P1C: 제1 피니언 기어, P2C: 제2 피니언 기어, P3C: 제3 피니언 기어, 73: 제1 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 74: 제2 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), R1C: 제1 링 기어(제1 기어, 중앙 회전 요소), R2C: 제2 링 기어(제2 기어, 제1 외측 회전 요소), R3C: 제3 링 기어(제3 기어, 제2 준외측 회전 요소), GSD: 차동 장치, SD: 선 기어(제4 기어, 제1 외측 회전 요소), 81: 캐리어(제2 외측 회전 요소), 82: 3연 피니언 기어, P1D: 제1 피니언 기어, P2D: 제2 피니언 기어, P3D: 제3 피니언 기어, 83: 제1 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 84: 제2 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 85: 제3 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), R1D: 제1 링 기어(제1 기어, 제2 준외측 회전 요소), R2D: 제2 링 기어(제2 기어, 제1 준외측 회전 요소), R3D: 제3 링 기어(제3 기어, 중앙 회전 요소), GSE: 차동 장치, SE: 선 기어(제4 기어, 제2 외측 회전 요소), 91: 캐리어(중앙 회전 요소), 92: 3연 피니언 기어, P1E: 제1 피니언 기어, P2E: 제2 피니언 기어, P3E: 제3 피니언 기어, 93: 제1 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 94: 제2 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), 95: 제3 부가 피니언 기어(부가 피니언 기어), R1E: 제1 링 기어(제1 기어, 제2 준외측 회전 요소), R2E: 제2 링 기어(제2 기어, 제1 준외측 회전 요소), R3E: 제3 링 기어(제3 기어, 제1 외측 회전 요소), GSF: 차동 장치

Claims (4)

  1. 수송 기관을 추진하기 위한 2개의 피구동부를 구동하는 동력 장치로서,
    회전 에너지를 입출력할 수 있는 제1 에너지 입출력 장치와,
    회전 에너지를 입출력할 수 있는 제2 에너지 입출력 장치와,
    차동 장치
    를 구비하고,
    상기 차동 장치는,
    회전 가능한 캐리어와,
    상호 일체로 설치된 외접 기어인 제1 피니언 기어, 제2 피니언 기어 및 제3 피니언 기어로 구성되어, 상기 캐리어에 회전 가능하게 지지된 3연(3連) 피니언 기어와,
    외접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제1 피니언 기어의 내주 측으로 상기 제1 피니언 기어에 대응하여 설치된 제1 선 기어와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제1 피니언 기어의 외주 측으로 상기 제1 피니언 기어에 대응하여 설치된 제1 링 기어 중 하나인 제1 기어와,
    외접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제2 피니언 기어의 내주 측으로 상기 제2 피니언 기어에 대응하여 설치된 제2 선 기어와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제2 피니언 기어의 외주 측으로 상기 제2 피니언 기어에 대응하여 설치된 제2 링 기어 중 하나인 제2 기어와,
    외접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제3 피니언 기어의 내주 측으로 상기 제3 피니언 기어에 대응하여 설치된 제3 선 기어와, 내접 기어로 구성됨과 더불어, 상기 제3 피니언 기어의 외주 측으로 상기 제3 피니언 기어에 대응하여 설치된 제3 링 기어 중 하나인 제3 기어와,
    상기 제1~제3 피니언 기어 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 상기 제1~제3 기어에 맞물림과 더불어, 상기 캐리어에 회전 가능하게 지지된 부가 피니언 기어
    를 가지고,
    상기 제1 피니언 기어는, 상기 부가 피니언 기어가 상기 제1 피니언 기어 및 상기 제1 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 상기 제1 기어에 맞물리고,
    상기 제2 피니언 기어는, 상기 부가 피니언 기어가 상기 제2 피니언 기어 및 상기 제2 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 상기 제2 기어에 맞물리고,
    상기 제3 피니언 기어는, 상기 부가 피니언 기어가 상기 제3 피니언 기어 및 상기 제3 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 상기 제3 기어에 맞물리고,
    상기 캐리어 및 상기 제1~제3 기어로 이루어지는 4개의 회전 요소의 회전수가 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계를 만족하고,
    상기 4개의 회전 요소 중, 상기 공선도에 있어서 양 외측에 각각 위치하는 제1 및 제2 외측 회전 요소는, 상기 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 각각 기계적으로 연결되어 있고, 상기 제1 및 제2 외측 회전 요소에 이웃하여 각각 위치하는 제1 및 제2 준외측 회전 요소는, 상기 2개의 피구동부의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차동 장치는, 상기 제1~제3 선 기어 및 상기 제1~제3 링 기어 중 상기 제1~제3 기어 이외의 하나인 제4 기어를 추가로 구비하고,
    상기 부가 피니언 기어는, 상기 제1~제3 피니언 기어 중 적어도 하나와, 이 적어도 하나에 대응하는 상기 제1~제4 기어에 맞물려 있고,
    상기 제4 기어가 대응하는 상기 제1~제3 피니언 기어 중 하나는, 상기 부가 피니언 기어가 상기 제1~제3 피니언 기어 중 상기 하나 및 상기 제4 기어 중 어디에도 맞물리지 않았을 때는, 상기 제4 기어에 맞물리고,
    상기 캐리어 및 상기 제1~제4 기어로 이루어지는 5개의 회전 요소의 회전수는, 공선도에 있어서 단일의 직선 상에 나란히 늘어서는 공선 관계를 만족하고 있고,
    상기 5개의 회전 요소 중 상기 제1 및 제2 외측 회전 요소는, 상기 제1 및 제2 에너지 입출력 장치에 기계적으로 각각 연결되고, 상기 제1 및 제2 준외측 회전 요소는, 상기 한쪽 및 다른 쪽의 피구동부에 기계적으로 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    회전 에너지를 출력할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 에너지 입출력 장치와는 별개로 설치된 에너지 출력 장치
    를 추가로 구비하고,
    상기 5개의 회전 요소 중 상기 제1 및 제2 외측 회전 요소 그리고 상기 제1 및 제2 준외측 회전 요소 이외의 회전 요소인 중앙 회전 요소는, 상기 에너지 출력 장치에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 준외측 회전 요소는 각각, 상기 캐리어 및 상기 제1~제3 기어 중 하나 및 다른 하나로서의, 상기 캐리어 및 상기 제1~제3 링 기어 중 하나 및 다른 하나인 것을 특징으로 하는 동력 장치.
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