特許 6353576 動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6353576

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/04 20060101AFI20180625BHJP

   B60K 17/02 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   B60K17/04 N

   B60K17/02 F

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-55231(P2017-55231)

(22)【出願日】2017年3月22日

【審査請求日】2018年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154347

【氏名又は名称】株式会社ユニバンス

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】原 智之

(72)【発明者】

【氏名】平野 幸太郎

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−８５７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−４３８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０４２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １７／０４

Ｂ６０Ｋ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１モータ及び第２モータにそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸および第２入力軸と、
中間軸を介して前記第１入力軸の回転を出力軸に伝達する第１減速機構と、
前記第１減速機構の減速比とは異なる減速比で前記中間軸を介して前記第２入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第２減速機構と、
前記第１減速機構による動力の伝達を切断または接続する第１クラッチと、を備える動力伝達装置。

【請求項2】

前記第１クラッチは、前記中間軸に配置されている請求項１記載の動力伝達装置。

【請求項3】

前記第１入力軸と前記第２入力軸とを切断または接続する第２クラッチを備える請求項１又は２に記載の動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は動力伝達装置に関し、特に２つのモータの出力を出力軸に伝達する動力伝達装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

第１モータ及び第２モータの出力を、互いに異なる減速比で出力軸にそれぞれ伝達する動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１には、第１モータを入力軸に結合し、第２モータを中間軸に結合した動力伝達装置が開示されている。第１モータが駆動する入力軸の回転は第１歯車列および第２歯車列を介して出力軸に伝達され、第２モータが駆動する中間軸の回転は第２歯車列を介して出力軸に伝達される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−１０４２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１に開示される技術では、第２モータから出力軸への出力は第２歯車列のギヤ比に依存するので、第２モータが出力軸へ出力するトルクを大きくできないという問題点がある。

【0005】

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、第２モータが出力軸に出力するトルクを大きくできる動力伝達装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明の動力伝達装置は、第１モータ及び第２モータにそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸および第２入力軸と、中間軸を介して第１入力軸の回転を出力軸に伝達する第１減速機構と、第１減速機構の減速比とは異なる減速比で中間軸を介して第２入力軸の回転を出力軸に伝達する第２減速機構と、第１減速機構の動力を切断または接続する第１クラッチと、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載の動力伝達装置によれば、第１モータ及び第２モータにそれぞれ結合する第１入力軸および第２入力軸が同軸上に配置される。第１減速機構は中間軸を介して第１入力軸の回転を出力軸に伝達し、第１クラッチは第１減速機構による動力の伝達を切断または接続する。第２減速機構は、第１減速機構の減速比とは異なる減速比で中間軸を介して第２入力軸の回転を出力軸に伝達する。よって、第２入力軸に結合する第２モータが出力軸に出力するトルクを大きくできる効果がある。

【0008】

請求項２記載の動力伝達装置によれば、第１クラッチは中間軸に配置される。入力軸や出力軸に比べて回転数を低くできる可能性のある中間軸に第１クラッチが配置されるので、第１クラッチの潤滑不良を生じ難くできる。よって、請求項１の効果に加え、第１クラッチの耐久性を確保できる効果がある。

【0009】

請求項３記載の動力伝達装置によれば、第２クラッチにより第１入力軸と第２入力軸とが切断または接続される。第２クラッチにより第１入力軸と第２入力軸とを接続すると、第１モータ及び第２モータにより第１入力軸および第２入力軸を回転させることができる。よって、請求項１又は２の効果に加え、第２減速機構を介して出力軸に出力するトルクを大きくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施の形態における動力伝達装置のスケルトン図である。

【図2】第２実施の形態における動力伝達装置のスケルトン図である。

【図3】第３実施の形態における動力伝達装置のスケルトン図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず図１を参照して本発明の第１実施の形態における動力伝達装置１０について説明する。図１は第１実施の形態における動力伝達装置１０のスケルトン図である。動力伝達装置１０は、本実施の形態では車両に搭載される。

【0012】

図１に示すように動力伝達装置１０は、第１入力軸１１、第２入力軸１２、中間軸１３及び出力軸１４を備えている。第１入力軸１１及び第２入力軸１２は同軸上に配置される。第１入力軸１１に第１モータ１５が結合し、第２入力軸１２に第２モータ１６が結合する。第１入力軸１１（第２入力軸１２）、中間軸１３及び出力軸１４は平行に配置されている。

【0013】

本実施の形態では、第１入力軸１１及び第２入力軸１２は、それぞれ第１モータ１５及び第２モータ１６の駆動力を直接受ける主軸である。また、出力軸１４は車軸であり、出力軸１４の中央に差動歯車１７が配置され、出力軸１４の両端に車輪１８がそれぞれ配置されている。動力伝達装置１０を搭載した車両は、車輪１８以外に複数の車輪（図示せず）が配置されており、出力軸１４及び車輪１８の回転駆動により走行できる。

【0014】

第１入力軸１１及び第２入力軸１２は、パイロットベアリング（図示せず）を介して互いに相対回転可能に連結されている。これにより、第１入力軸１１及び第２入力軸１２を軸受でそれぞれ支持する場合に比べ、軸受の点数を減らすことができる。

【0015】

第１モータ１５及び第２モータ１６は、第１入力軸１１及び第２入力軸１２にそれぞれ回転駆動力を与える装置である。本実施の形態では第１モータ１５及び第２モータ１６は電動モータである。第１モータ１５及び第２モータ１６は同一のトルク特性を有している。

【0016】

第１減速機構２１は、中間軸１３を介して第１入力軸１１の回転を出力軸１４に伝達する機構である。第１減速機構２１は、第１入力軸１１に結合する第１ギヤ２２と、中間軸１３に配置され第１ギヤ２２に噛み合う第２ギヤ２３と、を備えている。第２ギヤ２３は、出力軸１４に配置された差動歯車１７に噛み合う。第１減速機構２１は、第１ギヤ２２及び第２ギヤ２３の噛み合いによる減速比に設定される。

【0017】

中間軸１３に第１クラッチ２４が配置されている。本実施の形態では、第１クラッチ２４は第２ギヤ２３から中間軸１３へ正転方向の動力を伝達するワンウェイクラッチである。第１クラッチ２４は中間軸１３と第２ギヤ２３との間に介在する。第１クラッチ２４がつながると第２ギヤ２３は中間軸１３に結合し、第１クラッチ２４が切れると第２ギヤ２３は中間軸１３を空転する。第１クラッチ２４は、第２ギヤ２３の回転を中間軸１３に遮断可能に伝達する一方、中間軸１３から第２ギヤ２３への回転の伝達を遮断する。

【0018】

第２減速機構３１は、中間軸１３を介して第２入力軸１２の回転を出力軸１４に伝達する機構である。第２減速機構３１は、第２入力軸１２に結合する第３ギヤ３２と、中間軸１３に結合し第３ギヤ３２に噛み合う第４ギヤ３３と、中間軸１３に結合する第５ギヤ３４と、差動歯車１７に結合し第５ギヤ３４に噛み合う第６ギヤ３５と、を備えている。第２モータ１６は、第２減速機構３１を介して常に出力軸１４に動力を伝達できる。

【0019】

第２減速機構３１は、第３ギヤ３２、第４ギヤ３３、第５ギヤ３４及び第６ギヤ３５の噛み合いにより、第１減速機構２１とは異なる減速比に設定される。本実施の形態では、第２減速機構３１の減速比は第１減速機構２１の減速比よりも小さい。第２減速機構３１は、第１減速機構２１を構成する歯車列とは異なる歯車列が設定されている。

【0020】

動力伝達装置１０は、発進時や低速走行時には、少なくとも第１モータ１５を駆動する。第１モータ１５の出力は、第２減速機構３１よりも減速比の大きい第１減速機構２１を介して出力軸１４に伝達されるので、低速から大きな駆動トルクを得て力強い発進および低速走行が可能となる。低速走行から高速走行へ移行したら、少なくとも第２モータ１６を駆動する。

【0021】

このときに第１モータ１５を駆動していれば、第１モータ１５は高回転域になるので、一般的に第１モータ１５のトルクは減少する。しかし、第２モータ１６の出力は、第１減速機構２１の減速比よりも小さい第２減速機構３１の減速比で出力軸１４に伝達されるので、高速でも十分な駆動トルクを得て安定した加速が可能となる。

【0022】

また、第２減速機構３１は第１減速機構２１の減速比とは異なる減速比で第２入力軸１２の回転を出力軸１４に伝達するので、第２入力軸１２に結合する第２モータ１６が出力軸１４に出力するトルクを大きくできる。よって、低速から高速まで十分な駆動トルクを得ることができる。

【0023】

第２減速機構３１は第１減速機構２１を構成する歯車列とは異なる歯車列が設定されているので、第１減速機構２１及び第２減速機構３１は互いに影響を与えることなく任意の減速比に設定できる。よって、第１減速機構２１の制約を受けることなく、第２減速機構３１により、第２モータ１６が出力軸１４に出力するトルクを大きくできる。

【0024】

動力伝達装置１０は、第１モータ１５を駆動して、第２ギヤ２３の回転数が中間軸１３の回転数より相対的に高くなると、第１クラッチ２４がつながり、第１減速機構２１を介して第１モータ１５が出力軸１４へトルクを出力する。一方、第２ギヤ２３の回転数が中間軸１３の回転数より相対的に低くなると、第１クラッチ２４が切れるので、第１モータ１５の回転数が過大になることを防止できる。さらに、第２モータ１６及び第２減速機構３１で駆動するときの第１モータ１５及び第１減速機構２１による引き摺り損失を抑制できる。第１クラッチ２４はワンウェイクラッチなので、クラッチの切断と接続とを切り換えるアクチュエータを不要にできる。

【0025】

第１クラッチ２４は、第１入力軸１１や第２入力軸１２、出力軸１４に比べて回転数を低くできる可能性のある中間軸１３に配置されるので、第１クラッチ２４の潤滑不良を生じ難くできる。よって、第１クラッチ２４の耐久性を確保できる。

【0026】

図２を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、ワンウェイクラッチからなる第１クラッチ２４を備える動力伝達装置１０について説明した。これに対し第２実施の形態では、かみあいクラッチからなる第１クラッチ４１を備える動力伝達装置４０について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図２は第２実施の形態における動力伝達装置４０のスケルトン図である。

【0027】

図２に示すように動力伝達装置４０は、中間軸１３に第１クラッチ４１が配置されている。本実施の形態では、第１クラッチ４１は、第２ギヤ２３の中間軸１３への結合と、第２ギヤ２３の中間軸１３からの解放と、を切換可能なかみあいクラッチである。かみあいクラッチとしては、歯車クラッチ、ツースクラッチ、ドグクラッチ等が挙げられる。第１クラッチ４１は、アクチュエータ（図示せず）を作動させて切断と接続とが切り換えられる。

【0028】

動力伝達装置４０では、第１クラッチ４１をつなぐと、第１モータ１５が第１減速機構２１を介してトルクを出力軸１４に出力する。第１クラッチ４１を切ると、第２モータ１６及び第２減速機構３１で駆動するときの第１モータ１５及び第１減速機構２１による引き摺り損失を抑制できる。第１クラッチ４１をかみあいクラッチにすることにより、多板クラッチ等を用いる場合に比べて、クラッチの構造を簡素化できる。

【0029】

図３を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、パイロットベアリング（図示せず）を介して第１入力軸１１及び第２入力軸１２が互いに相対回転可能に連結される場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、第１入力軸１１及び第２入力軸１２を切断または接続する第２クラッチ５１が設けられる場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第３実施の形態における動力伝達装置５０のスケルトン図である。

【0030】

図３に示すように動力伝達装置５０は、同軸上に配置された第１入力軸１１と第２入力軸１２との間に、第２クラッチ５１が配置されている。第２クラッチ５１は、第１入力軸１１及び第２入力軸１２を切断または接続する。第２クラッチ５１は、かみあいクラッチや摩擦クラッチ等の任意のクラッチが採用される。第２クラッチ５１にシンクロメッシュを組み込むことは当然可能である。

【0031】

動力伝達装置５０は第２クラッチ５１により第１入力軸１１と第２入力軸１２とを接続すると、第１モータ１５及び第２モータ１６により第１入力軸１１及び第２入力軸１２を回転させることができる。よって、第２減速機構３１を介して常に出力軸１４に動力を伝達できる第２モータ１６と第１モータ１５とを駆動して、出力軸１４に出力するトルクを大きくできる。特に、第１モータ１５のトルクが減少する高速走行のときのトルクを大きくできるので、高速でも十分な駆動トルクを得て加速が可能となる。

【0032】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0033】

上記各実施の形態では、第１入力軸１１及び第２入力軸１２と出力軸１４との間に中間軸１３が１本配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中間軸１３を複数設け、中間軸１３にそれぞれギヤを配置し、第１減速機構２１及び第２減速機構３１の一部を構成する歯車列を中間軸１３に設けることは当然可能である。

【0034】

上記各実施の形態では、第１モータ１５及び第２モータ１６にトルク特性が同一の電動モータを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。トルク特性が異なるモータを用いることは当然可能である。例えば、低速用のトルク特性を有するモータを第１モータ１５とし、高速用のトルク特性を有するモータを第２モータ１６とする。低速用のトルク特性を有する第１モータ１５は、トルクピーク値が低回転側にあるモータである。高速用のトルク特性を有する第２モータ１６は、第１モータ１５のトルクがピークとなる回転数よりも高回転側にトルクピーク値があるモータである。

【0035】

上記各実施の形態では、第１モータ１５及び第２モータ１６に電動モータを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１モータ１５及び第２モータ１６のいずれか一方または両方を油圧モータにすることは当然可能である。

【0036】

上記各実施の形態では、第１入力軸１１及び第２入力軸１２が第１モータ１５及び第２モータ１６の駆動力を直接受ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１モータ１５及び第２モータ１６と第１入力軸１１及び第２入力軸１２との間に歯車列やベルト等を介在することは当然可能である。

【0037】

上記各実施の形態では説明を省略したが、動力伝達装置１０，４０，５０が車両に搭載される場合には、前輪、後輪のいずれかを第１モータ１５及び第２モータ１６で駆動し、残りの車輪をエンジンで駆動する４輪駆動車に適用することが可能である。また、前輪、後輪のいずれかを第１モータ１５及び第２モータ１６で駆動する２輪駆動車に適用することは当然可能である。

【0038】

上記各実施の形態では、動力伝達装置１０，４０，５０の出力軸１４の両端に車輪１８が配置される場合（動力伝達装置１０，４０，５０が車両に搭載される場合）について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。動力伝達装置１０，４０，５０を工作機械や建設機械、農業機械などに用いることは当然可能である。

【0039】

上記実施の形態では、第１クラッチ２４がワンウェイクラッチである場合、第１クラッチ４１がかみあいクラッチである場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１クラッチ２４を他のクラッチにすることは当然可能である。他のクラッチとしては、例えばディスククラッチ、ドラムクラッチ、円すいクラッチ等の摩擦クラッチが挙げられる。

【符号の説明】

【0040】

１０，４０，５０ 動力伝達装置
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ 中間軸
１４ 出力軸
１５ 第１モータ
１６ 第２モータ
２１ 第１減速機構
２４，４１ 第１クラッチ
３１ 第２減速機構
５１ 第２クラッチ

【要約】

【課題】第２モータが出力軸に出力するトルクを大きくできる動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】動力伝達装置は、第１モータ及び第２モータにそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸および第２入力軸と、中間軸を介して第１入力軸の回転を出力軸に伝達する第１減速機構と、第１減速機構の減速比とは異なる減速比で中間軸を介して第２入力軸の回転を出力軸に伝達する第２減速機構と、第１減速機構の動力を切断または接続する第１クラッチと、を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】