特許 7556015 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(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/12 20060101AFI20240917BHJP

   B60K 17/16 20060101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

B60K17/12

B60K17/16 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022502657

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2020007715

(87)【国際公開番号】W WO2021171418

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-06-24

【前置審査】

(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】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】原 智之

(72)【発明者】

【氏名】平野 幸太郎

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０９７８０１４４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６４０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６３５３５７６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００３－３２８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５６１７９９６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１９／０３５０４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １７／１２

Ｂ６０Ｋ １７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１モータのトルクが出力される第１軸と、
第２モータのトルクが出力される、前記第１軸と異なる軸上にあって前記第１軸と平行な第２軸と、
前記第１軸および前記第２軸の少なくとも一方の回転を減速する減速機と、
前記減速機の出力トルクが伝わる差動装置と、
前記第１軸および前記第２軸と前記差動装置との間に介在して前記第１軸および前記第２軸の回転を前記差動装置に伝える中間軸と、を備え、
前記減速機は、前記第１軸の回転を減速して前記差動装置に伝達する第１減速機と、前記第１減速機を前記中間軸に断続する第２クラッチと、を含み、前記第２クラッチは前記中間軸に配置され、
前記中間軸は前記第１軸および前記第２軸と平行であり、
前記差動装置は、前記減速機の出力トルクを振り分ける第１出力軸および第２出力軸を備え、
前記第１軸および前記第２軸は、それぞれ前記第１モータ及び前記第２モータから同じ方向に延び、
前記第１出力軸の中心および前記第２出力軸の中心は、前記第１軸の中心および前記第２軸の中心を含む平面を除く領域に配置され、
前記第１軸の中心および前記第２軸の中心を含む平面に垂直な方向から見た平面視において、前記第１出力軸の中心を延長した直線および前記第２出力軸の中心を延長した直線は、前記第１軸および前記第２軸に交わらずに前記第１軸と前記第２軸との間に位置し、
前記第１軸および前記第２軸が延びる方向から見た平面視において、
前記第１軸の中心と前記第２軸の中心とを結ぶ線分は、前記第１出力軸の中心および前記第２出力軸の中心と前記中間軸の中心とを結ぶ線分と交わり、前記中間軸の中心は、前記第１軸の中心と前記第２軸の中心とを結ぶ線分に含まれていない動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は２つのモータのトルクを伝達する動力伝達装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

２つのモータのトルクを伝達する動力伝達装置において、特許文献１には、第１モータのトルクが出力される第１軸と、第２モータのトルクが出力される、第１軸と平行な第２軸と、第１軸および第２軸の少なくとも一方の回転を減速する減速機と、を備えるものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１９－５０２０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし上記技術では、減速機の出力トルクを振り分けることができないという問題点がある。また減速機の出力トルクを振り分ける差動装置を配置すると、装置が大型化するおそれがある。

【0005】

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、装置の大型化を防ぎつつ減速機の出力トルクを振り分けられ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モータのトルクが出力される第１軸と、第２モータのトルクが出力される、第１軸と平行な第２軸と、第１軸および第２軸の少なくとも一方の回転を減速する減速機と、減速機の出力トルクが伝わる差動装置と、を備える。第１軸および第２軸は、それぞれ第１モータ及び第２モータから同じ方向へ延びる。差動装置は、減速機の出力トルクを振り分ける第１出力軸および第２出力軸を備え、第１出力軸の中心および第２出力軸の中心は、第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面を除く領域に配置される。第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面に垂直な方向から見た平面視において、第１出力軸の中心を延長した直線および第２出力軸の中心を延長した直線は第１軸および第２軸に交わらずに第１軸と第２軸との間に位置する。

【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モータのトルクが第１軸に出力され、第１軸と平行な第２軸に第２モータのトルクが出力される。減速機は第１軸および第２軸の少なくとも一方の回転を減速する。減速機の出力トルクは差動装置に伝わり、差動装置により減速機の出力トルクが第１出力軸および第２出力軸に振り分けられる。

【0008】

第１軸および第２軸は、それぞれ第１モータ及び第２モータから同じ方向へ延び、第１出力軸の中心および第２出力軸の中心は、第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面を除く領域に配置される。これにより第１モータ及び第２モータが隣り合う方向の装置の寸法が過大にならないようにできる。

【0009】

第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面に垂直な方向から見た平面視において、第１出力軸の中心を延長した直線および第２出力軸の中心を延長した直線は、第１軸および第２軸に交わらずに第１軸と第２軸との間に位置する。これにより第１軸と第２軸との間の、第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面に垂直な方向に有効なスペースを作ることができる。このスペースに、例えば第１出力軸および第２出力軸にそれぞれ接続される等速ジョイントを配置できる。

【0010】

第１軸および第２軸と差動装置との間に介在する中間軸は、第１軸および第２軸と平行であり、第１軸および第２軸の回転を差動装置に伝える。第１軸および第２軸が延びる方向から見た平面視において、第１軸の中心と第２軸の中心とを結ぶ線分は、第１出力軸の中心および第２出力軸の中心と中間軸の中心とを結ぶ線分と交わる。これにより該平面視において２つの線分が交わらない場合に比べて、第１軸の中心および第２軸の中心を含む平面に垂直な方向の装置の寸法を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一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】動力伝達装置の模式的な正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。図１は一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、第１モータ１１及び第２モータ１２のトルクが伝わる差動装置４０を備えている。差動装置４０は、第１モータ１１及び第２モータ１２のトルクを第１出力軸４１及び第２出力軸４２に振り分ける。第１モータ１１及び第２モータ１２は巻線形電動機、かご形電動機などの交流電動機または直流電動機である。本実施形態では、第１モータ１１及び第２モータ１２は同一のトルク特性を有している。第１モータ１１及び第２モータ１２は並んで配置されている。

【0013】

第１軸１３は第１モータ１１の回転軸に結合しており、第１軸１３は第１モータ１１の回転軸と同軸上に配置されている。第２軸１４は第２モータ１２の回転軸に結合しており、第２軸１４は第２モータ１２の回転軸と同軸上に配置されている。第２軸１４は第１軸１３と平行であり、第２軸１４は第１軸１３と同じ方向に延びている。中間軸１５は、第１軸１３及び第２軸１４と平行に配置されている。

【0014】

第１減速機２０は第１軸１３の回転を減速して差動装置４０に伝達する機構である。第１減速機２０は、第１軸１３に結合する第１ギヤ２１と、第２クラッチ２３の切換によって中間軸１５に結合または中間軸１５を空転する第２ギヤ２２と、を備えている。第２ギヤ２２は第１ギヤ２１にかみ合う。第１減速機２０は、第１ギヤ２１と第２ギヤ２２とのかみ合いによる減速比に設定される。

【0015】

第２クラッチ２３は中間軸１５と第２ギヤ２２との間に介在する。第２クラッチ２３は第２ギヤ２２から中間軸１５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２クラッチ２３は、第２ギヤ２２の正回転を中間軸１５に伝達する一方、中間軸１５から第２ギヤ２２への正回転の伝達を遮断する。

【0016】

第２減速機３０は第２軸１４の回転を減速して差動装置４０に伝達する機構である。第２減速機３０は、第２軸１４に結合する第３ギヤ３１と、中間軸１５に結合し第３ギヤ３１にかみ合う第４ギヤ３２と、を備えている。第２モータ１２は、第２減速機３０を介して常に差動装置４０に動力を伝達できる。第２減速機３０は、第３ギヤ３１と第４ギヤ３２とのかみ合いにより、第１減速機２０の減速比よりも小さい減速比に設定される。第１減速機２０は低速用伝動経路であり、第２減速機３０は高速用伝動経路である。

【0017】

第２ギヤ２２と中間軸１５との間を切断または接続する第１クラッチ３３が、第２ギヤ２２と第４ギヤ３２との間に配置されている。本実施形態では第１クラッチ３３はかみあいクラッチである。制御装置（図示せず）は、アクチュエータを用いてスリーブ３４を移動させて第１クラッチ３３を断接する。しかし、これに限られるものではなく、第１クラッチ３３に摩擦クラッチ等の他のクラッチを採用したりシンクロメッシュを組み込んだりすることは当然可能である。

【0018】

中間軸１５に結合する第５ギヤ３５は、差動装置４０に結合する第６ギヤ３６にかみ合う。第５ギヤ３５及び第６ギヤ３６は、中間軸１５のトルクを差動装置４０に伝える。第１出力軸４１及び第２出力軸４２は、互いに反対向きに延びている。差動装置４０は第１出力軸４１及び第２出力軸４２にトルクを配分する。差動装置４０の動作を制限する制限装置を設けることは当然可能である。

【0019】

差動装置４０の第１出力軸４１は、等速ジョイント４３を介して軸４５に接続されている。差動装置４０の第２出力軸４２は、等速ジョイント４４を介して軸４６に接続されている。本実施形態では、軸４５，４６に駆動輪（図示せず）がそれぞれ配置されている。動力伝達装置１０が搭載された車両（図示せず）は、軸４５，４６に配置された駆動輪以外に複数の車輪（図示せず）が配置されている。

【0020】

動力伝達装置１０は、第１クラッチ３３を切った状態で第２モータ１２は非通電とし、第１モータ１１を駆動すると（以下「第１モード」と称す）、第１モータ１１のトルクを、第２減速機３０よりも減速比の大きい第１減速機２０を介して第１出力軸４１及び第２出力軸４２に出力する。第１モードでは発進時や低速走行時などに大きなトルクを得て、力強い発進および低速走行が可能となる。

【0021】

第１クラッチ３３を切った状態で第２モータ１２を駆動すると（以下「第２モード」と称す）、動力伝達装置１０は、第２モータ１２のトルクを、第１減速機２０よりも減速比の小さい第２減速機３０を介して第１出力軸４１及び第２出力軸４２に出力する。これにより電費の良い高速走行が可能となる。ワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３は、中間軸１５から第２ギヤ２２への動力の伝達を遮断する。よって第２モードでは、第２モータ１２が駆動するときの第１減速機２０及び第１モータ１１による引き摺り損失を抑制できる。

【0022】

第１クラッチ３３を切った状態で第１モータ１１及び第２モータ１２を駆動すると（以下「第３モード」と称す）、第１モータ１１により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１２に駆動される第４ギヤ３２（中間軸１５）の回転数より大きいときは、ワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３がつながる。よって動力伝達装置１０は、第１モータ１１及び第２モータ１２の駆動力を中間軸１５に伝える。

【0023】

第３モードのときに、第１モータ１１により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１２に駆動される第４ギヤ３２（中間軸１５）の回転数より小さいときは第２クラッチ２３が切れるので、第１モータ１１のトルクは中間軸１５に伝わらない。中間軸１５にワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３が配置されているので、第３モードのときに第１モータ１１及び第２モータ１２が中間軸１５を駆動する状態と、第２モータ１２が中間軸１５を駆動する状態とを、切れ目なく切り換えることができる。

【0024】

第１クラッチ３３をつないだ状態で第１モータ１１及び第２モータ１２を駆動すると（以下「第４モード」と称す）、第１モータ１１及び第２モータ１２により中間軸１５が常に駆動される。よって中間軸１５に出力するトルクを大きくできる。特に第１モータ１１及び第２モータ１２の両方で高速用伝動経路の第２減速機３０を駆動できるので、第４モードでは、高速でも十分な駆動トルクを得て加速が可能となる。

【0025】

第２モードにおいて第１モータ１１に通電して第１モータ１１の回転数を上げておくと、第２ギヤ２２の回転数と第４ギヤ３２の回転数とを合わせて第１クラッチ３３をつなぐときの時間を短縮できる。よって第２モードから第４モードへの切換時間を短縮できる。

【0026】

なお、第１クラッチ３３をつないだ状態で第２モータ１２を駆動し、第１モータ１１を非通電にしても良い。このときは第２モータ１２の駆動によって第１モータ１１は連れ回るので、この状態から第４モードへスムーズに切り換えられる。このときに第１モータ１１に通電しても良い。中間軸１５に第２クラッチ２３が配置されているので、第１モータ１１により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１２に駆動される第４ギヤ３２（中間軸１５）の回転数より小さいときは、第２クラッチ２３が切れて第１モータ１１の駆動力は中間軸１５に伝わらないからである。

【0027】

図２は動力伝達装置１０の模式的な正面図である。図２に示す複数の円は、第１軸１３及び第２軸１４が延びる方向（図１の矢印Ｐ１方向）から見た平面視の状態における、各部材の模式的な外形線である。ギヤの歯の図示は省略されている。第１ギヤ２１と第２ギヤ２２との重なりは、第１ギヤ２１と第２ギヤ２２とのかみ合いを示している。第３ギヤ３１と第４ギヤ３２との重なりは、第３ギヤ３１と第４ギヤ３２とのかみ合いを示している。第５ギヤ３５と第６ギヤ３６との重なりは、第５ギヤ３５と第６ギヤ３６とのかみ合いを示している。その他の円の重なりは、重なる円が示す部材が、矢印Ｐ１方向（図２の紙面に垂直な方向）から見たときに手前と奥の関係にあることを示している。

【0028】

図２に示すように、差動装置４０の第１出力軸４１の中心および第２出力軸４２の中心は、第１軸１３の中心および第２軸１４の中心を含む平面４８を除く領域に配置されている。第１軸１３の中心および第２軸１４の中心を含む平面４８は、第１軸１３の中心と第２軸１４の中心とを結ぶ線分４７を含む、図２の左右に延びる直線で表される平面である。これにより差動装置４０の第１出力軸４１の中心および第２出力軸４２の中心が平面４８上に配置される場合に比べ、第１モータ１１と第２モータ１２との間の距離を短くできる。よって第１モータ１１及び第２モータ１２が隣り合う方向（図２左右方向）の動力伝達装置１０の寸法が過大にならないようにできる。

【0029】

平面４８に垂直な方向（矢印Ｐ２方向）から見た平面視において、第１出力軸４１の中心を延長した直線および第２出力軸４２の中心を延長した直線は、第１軸１３及び第２軸１４に交わらずに第１軸１３と第２軸１４との間に位置する。これにより第１軸１３と第２軸１４との間の、平面４８に垂直な方向にスペースを作ることができる。このスペースに、例えば第１出力軸４１及び第２出力軸４２のそれぞれに接続される等速ジョイント４３，４４を配置できる。このように動力伝達装置１０の周辺に有効なスペースを作ることができる。

【0030】

図２において第１軸１３の中心と第２軸１４の中心とを結ぶ線分４７は、第１出力軸４１の中心および第２出力軸４２の中心と中間軸１５の中心とを結ぶ線分４９と交わる。２つの線分４７，４９が交わるように第１モータ１１、第２モータ１２、中間軸１５及び差動装置４０が配置されているので、図２において２つの線分４７，４９が交わらないように各部材が配置される場合に比べ、第１軸１３及び第２軸１４に垂直な方向（図２上下方向）の動力伝達装置１０の寸法を小さくできる。特に中間軸１５の中心が線分４７に含まれていないので、中間軸１５の中心が線分４７の上にある場合に比べ、第１モータ１１及び第２モータ１２が隣り合う方向（図２左右方向）の動力伝達装置１０の寸法を小さくできる。

【0031】

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。

【0032】

実施形態では、第１モータ１１及び第２モータ１２にトルク特性が同一の電動機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電動機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１１とし、高速用のトルク特性を有するモータを第２モータ１２とする。

【0033】

実施形態では、第１モータ１１及び第２モータ１２が接続された動力伝達装置１０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１１及び第２モータ１２に加え、車両に別のモータを設けたりエンジンを設けたりすることは当然である。

【0034】

実施形態では中間軸１５が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１５に加え、別の中間軸を１本以上設け、中間軸にそれぞれ配置したギヤによって、第１減速機２０及び第２減速機３０の一部を構成する歯車列を作ることは当然可能である。

【0035】

実施形態では、第１減速機２０を第１モータ１１と別に配置する場合について説明したが、ギヤードモータのように、第１減速機２０を一体に第１モータ１１に組み付けることは当然可能である。同様に第２減速機３０を一体に第２モータ１２に組み付けることは当然可能である。

【0036】

実施形態では、歯車列を用いて第１減速機２０及び第２減速機３０を構成す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減速機２０及び第２減速機３０に、ベルトや無段変速機（ＣＶＴ）等を用いた他の減速機を用いることは当然可能である。

【0037】

実施形態では、第１軸１３を減速する第１減速機２０、及び、第２軸１４を減速する第２減速機３０の両方を動力伝達装置１０に設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減速機２０及び第２減速機３０の片方を省略することは当然可能である。

【0038】

実施形態では、第１減速機２０を中間軸１５に断続する第２クラッチ２３がワンウェイクラッチの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。摩擦クラッチやかみ合いクラッチ等によって第２クラッチ２３を構成することは当然可能である。この場合、制御装置（図示せず）は、摩擦クラッチやかみ合いクラッチ等からなる第２クラッチ２３の断続を制御する。

【0039】

実施形態では、第１出力軸４１及び第２出力軸４２にそれぞれ接続された軸４５，４６に車輪（図示せず）が取り付けられる場合、即ち車体の左右に向かって軸４５，４６（車軸）が延び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。例えば車体の前後に向かって軸４５，４６が延びるように動力伝達装置１０を配置することは当然可能である。この場合、車体の前後に向かって延びる軸４５，４６（プロペラシャフト）をそれぞれ車軸に接続することにより、４輪駆動の車両が得られる。

【0040】

実施形態では、第１軸１３の中心および第２軸１４の中心を含む平面４８の下方に差動装置４０の第１出力軸４１及び第２出力軸４２が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。平面４８の上方に差動装置４０の第１出力軸４１及び第２出力軸４２を配置することは当然可能である。

【0041】

実施形態では、第１軸１３の中心および第２軸１４の中心を含む平面４８が、鉛直線にほぼ垂直となるように動力伝達装置１０が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。鉛直線に平面４８が斜めに交わるように動力伝達装置１０を配置したり、鉛直線を平面４８が含むように動力伝達装置１０を配置したりすることは当然可能である。

【符号の説明】

【0042】

１０ 動力伝達装置
１１ 第１モータ
１２ 第２モータ
１３ 第１軸
１４ 第２軸
１５ 中間軸
２０ 第１減速機
３０ 第２減速機
４０ 差動装置
４１ 第１出力軸
４２ 第２出力軸
４７，４９ 線分
４８ 平面

【図1】

【図2】