JP2024013470A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置において、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方の３パターンを選択可能する。【解決手段】通電と非通電の切り替えにより、エンジン２から回転伝達軸１６に回転を伝達する連結状態と、エンジン２から回転伝達軸１６への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第１の電磁クラッチユニット１１ａと、通電と非通電の切り替えにより、電動モータ１０から回転伝達軸１６に回転を伝達する連結状態と、電動モータ１０から回転伝達軸１６への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第２の電磁クラッチユニット１１ｂとを有する車両駆動装置１。【選択図】図１

Description

この発明は、電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置に関する。

電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置として、特許文献１のものが知られている。この車両駆動装置は、エンジンの回転を左右一対の前輪に伝達するフロント側回転伝達経路と、エンジンの回転を左右一対の後輪に伝達するリヤ側回転伝達経路とを有し、フロント側回転伝達経路には、通電と非通電の切り替えにより連結状態と空転状態とを切り替え可能な電磁クラッチユニットが組み込まれている。

この特許文献１の車両駆動装置は、電磁クラッチユニットの通電と非通電を切り替えることで、４輪駆動と２輪駆動とを切り替えることが可能である。すなわち、特許文献１の車両駆動装置は、電磁クラッチユニットに通電することで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路とリヤ側回転伝達経路の両方を通じて車輪に伝達し、左右一対の前輪と左右一対の後輪とをすべて駆動する４輪駆動の状態とすることができる。一方、電磁クラッチユニットへの通電を遮断することで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路とリヤ側回転伝達経路のうちリヤ側回転伝達経路のみを通じて車輪に伝達し、左右一対の後輪のみを駆動する２輪駆動の状態とすることができる。

特開２００３－１１８４１８号公報

特許文献１の車両駆動装置は、エンジンのみを動力源として車輪を駆動するものであるため、環境への負荷が高い。

ここで、本願の発明者は、電磁クラッチユニットを用いた特許文献１の車両駆動装置において、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方（すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする）の３パターンが選択可能となれば、車両の燃費向上を図ることができ、環境への負荷を低減することが可能となる点に着目した。

この発明が解決しようとする課題は、電磁クラッチユニットを用いた車両駆動装置において、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方の３パターンを選択可能することである。

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の車両駆動装置を提供する。
［構成１］
エンジンと、
電動モータと、
車輪に回転を伝達する回転伝達経路の一部を構成する回転伝達軸と、
通電と非通電の切り替えにより、前記エンジンから前記回転伝達軸に回転を伝達する連結状態と、前記エンジンから前記回転伝達軸への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第１の電磁クラッチユニットと、
通電と非通電の切り替えにより、前記電動モータから前記回転伝達軸に回転を伝達する連結状態と、前記電動モータから前記回転伝達軸への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第２の電磁クラッチユニットと、を有する車両駆動装置。

このようにすると、第１の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットも連結状態とすることで、エンジンと電動モータの両方を動力源として車輪を駆動する（すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする）ことができる。

［構成２］
前記エンジンの回転を左右一対の前輪に伝達するフロント側回転伝達経路と、
前記エンジンの回転を左右一対の後輪に伝達するリヤ側回転伝達経路と、を有し、
前記回転伝達経路は、前記フロント側回転伝達経路である構成１に記載の車両駆動装置。

このようにすると、第１の電磁クラッチユニットおよび第２の電磁クラッチユニットの通電と非通電を切り替えることで、エンジンによる４輪駆動、電動モータによる後輪のアシストを追加した４輪駆動、エンジンによる後輪の２輪駆動、電動モータによる前輪の２輪駆動の４パターンを選択可能となる。

すなわち、第１の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンの回転をフロント側回転伝達経路を通じて前輪に伝達するとともに、エンジンの回転をリヤ側回転伝達経路を通じて左右一対の後輪に伝達し、エンジンによる４輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニットと第２の電磁クラッチユニットをいずれも連結状態とすることで、電動モータのアシスト力をフロント側回転伝達経路を通じて左右一対の前輪に伝達し、電動モータによる後輪のアシストを追加した４輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニットと第２の電磁クラッチユニットをいずれも空転状態とすることで、エンジンの回転をリヤ側回転伝達経路を通じて左右一対の後輪に伝達し、エンジンによる後輪の２輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータの回転をフロント側回転伝達経路を通じて左右一対の前輪に伝達し、電動モータによる前輪の２輪駆動の状態とすることができる。

［構成３］
前記第１の電磁クラッチユニットと前記第２の電磁クラッチユニットは、前記回転伝達軸に沿って直列に配置されている構成１または２に記載の車両駆動装置。

このようにすると、回転伝達軸のまわりのスペースを効率的に使うことができ、車両駆動装置をコンパクトに収めることが可能となる。

［構成４］
前記第１の電磁クラッチユニットとしては、前記回転伝達軸の外周に回り止めされた第１の内輪と、前記エンジンの回転が入力される第１の外輪と、前記第１の内輪の外周と前記第１の外輪の内周との間に組み込まれた係合子と、前記回転伝達軸を囲む環状の第１の電磁石と、前記第１の電磁石の通電と非通電の切り替えにより、前記第１の内輪と前記第１の外輪との間に前記係合子を係合させる係合状態と、前記第１の内輪と前記第１の外輪との間への前記係合子の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第１のスイッチ機構と、を有する構成３に記載の車両駆動装置。

［構成５］
前記第２の電磁クラッチユニットは、前記回転伝達軸の外周に回り止めされた第２の内輪と、前記電動モータの回転が入力される第２の外輪と、前記第２の内輪の外周と前記第２の外輪の内周との間に組み込まれた係合子と、前記回転伝達軸を囲む環状の第２の電磁石と、前記第２の電磁石の通電と非通電の切り替えにより、前記第２の内輪と前記第２の外輪との間に前記係合子を係合させる係合状態と、前記第２の内輪と前記第２の外輪との間への前記係合子の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第２のスイッチ機構と、を有する構成３または４に記載の車両駆動装置。

［構成６］
前記電動モータは、前記回転伝達軸に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置され、
前記電動モータと前記第２の外輪とが平行軸歯車を介して連結されている構成５に記載の車両駆動装置。

このようにすると、第１の電磁クラッチユニットと第２の電磁クラッチユニットと電動モータのレイアウトを軸方向にコンパクト化することが可能となる。

［構成７］
前記電動モータは、前記回転伝達軸を囲む中空モータであり、
前記電動モータと前記第２の外輪とが、前記回転伝達軸を囲む中空減速機を介して連結されている構成５に記載の車両駆動装置。

このようにすると、第１の電磁クラッチユニットと第２の電磁クラッチユニットと電動モータのレイアウトを軸直角方向にコンパクト化することが可能となる。

この発明の車両駆動装置は、第１の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを空転状態とすることで、エンジンのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニットを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットを連結状態とすることで、電動モータのみを動力源として車輪を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニットを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニットも連結状態とすることで、エンジンと電動モータの両方を動力源として車輪を駆動する（すなわちエンジンの動力を電動モータでアシストする）ことができる。このように、車輪を駆動するための動力源として、エンジンのみ、電動モータのみ、エンジンと電動モータの両方の３パターンを選択することが可能である。

この発明の第１実施形態にかかる車両駆動装置を使用した不整地走行車両を模式的に示す図 図１の車両駆動装置の第１の電磁クラッチユニットおよび第２の電磁クラッチユニットの近傍を拡大して示す断面図 図２の第１の電磁クラッチユニットの近傍を拡大して示す断面図 図３の第１のスイッチ機構の近傍を拡大して示す断面図 図４のV－V線に沿った断面図 図２の第２の電磁クラッチユニットの近傍を拡大して示す断面図 図６の第２のスイッチ機構の近傍を拡大して示す断面図 この発明の第２実施形態を図２に対応して示す図

図１に、この発明の第１実施形態にかかる車両駆動装置１を使用した車両を模式的に示す。この車両は、荒地、草地、砂地、圧雪地などの不整地（舗装されていない路面）を走行する不整地走行車両（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ、いわゆるＡＴＶ）である。

車両駆動装置１は、エンジン２と、エンジン２の回転を変速して出力するトランスミッション３と、トランスミッション３から車両前方に延びるフロントプロペラシャフト４と、トランスミッション３から車両後方に延びるリヤプロペラシャフト５と、トランスミッション３からフロントプロペラシャフト４に出力されたエンジン２の回転を左右一対のフロントドライブシャフト６に減速して伝達するフロントファイナルギヤ装置７と、トランスミッション３からリヤプロペラシャフト５に出力されたエンジン２の回転を左右一対のリヤドライブシャフト８に減速して伝達するリヤファイナルギヤ装置９と、電動モータ１０と、第１の電磁クラッチユニット１１ａと、第２の電磁クラッチユニット１１ｂとを有する。

左右のフロントドライブシャフト６には、それぞれ左右の前輪１２が接続されている。また、左右のリヤドライブシャフト８には、それぞれ左右の後輪１３が接続されている。フロントファイナルギヤ装置７には、左右のフロントドライブシャフト６がそれぞれの回転負荷に応じた回転数で回転するようにフロントプロペラシャフト４の回転を左右のフロントドライブシャフト６に分配する差動機構（図示せず）が内蔵されている。同様に、リヤファイナルギヤ装置９にも、左右のリヤドライブシャフト８がそれぞれの回転負荷に応じた回転数で回転するようにリヤプロペラシャフト５の回転を左右のリヤドライブシャフト８に分配する差動機構（図示せず）が内蔵されている。リヤファイナルギヤ装置９は、差動機構を内蔵せずに、左右のリヤドライブシャフト８が常に同じ回転数で回転するように構成することも可能である。フロントファイナルギヤ装置７についても同様である。

フロントプロペラシャフト４、フロントファイナルギヤ装置７、フロントドライブシャフト６は、エンジン２の回転を左右一対の前輪１２に伝達するフロント側回転伝達経路１４を構成している。また、リヤプロペラシャフト５、リヤファイナルギヤ装置９、リヤドライブシャフト８は、エンジン２の回転を左右一対の後輪１３に伝達するリヤ側回転伝達経路１５を構成している。フロントプロペラシャフト４とフロントファイナルギヤ装置７の間には、フロント側回転伝達経路１４の一部を構成する回転伝達軸１６（図２参照）が組み込まれている。電動モータ１０、第１の電磁クラッチユニット１１ａ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、フロント側回転伝達経路１４の途中に設けられている。

図２に示すように、回転伝達軸１６は、車両の前後方向に延びる第１のシャフト１６ａと、第１のシャフト１６ａの前端に接続した第２のシャフト１６ｂとで構成されている。第１のシャフト１６ａの前端と第２のシャフト１６ｂの後端は、スプライン嵌合している。

第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、回転伝達軸１６に沿って前後に並んで直列に配置されている。第１の電磁クラッチユニット１１ａは、第１のシャフト１６ａを囲む環状に形成され、第２の電磁クラッチユニット１１ｂも、第２のシャフト１６ｂを囲む環状に形成されている。

第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、回転伝達軸１６を中心とする筒状のクラッチケース１７に収容されている。クラッチケース１７は、第１の電磁クラッチユニット１１ａを収容する第１のケース１７ａと、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを収容する第２のケース１７ｂとで構成されている。第２のケース１７ｂは、第１のケース１７ａに連結して固定されている。

回転伝達軸１６を構成する第１のシャフト１６ａと第２のシャフト１６ｂのうち、第１のシャフト１６ａは、第１のケース１７ａに装着した転がり軸受１８ａで回転可能に支持され、第２のシャフト１６ｂは、第２のケース１７ｂに装着した転がり軸受１８ｂで回転可能に支持されている。第２のシャフト１６ｂの第２のケース１７ｂから前方に突出する部分には、フロントファイナルギヤ装置７のリングギヤ１９と噛み合うピニオンギヤ２０が一体に設けられている。

電動モータ１０は、回転伝達軸１６に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置されている。電動モータ１０には、電動モータ１０の回転を減速して出力する減速機２１が取り付けられている。電動モータ１０および減速機２１は、クラッチケース１７（ここでは第２のケース１７ｂ）に固定されている。減速機２１と第２の電磁クラッチユニット１１ｂの間には、減速機２１から出力される回転を第２の電磁クラッチユニット１１ｂに伝達する平行軸歯車２２，２３が設けられている。

図３に示すように、第１の電磁クラッチユニット１１ａは、第１の内輪２４ａと、第１の内輪２４ａの径方向外側に対向する第１の外輪２５ａと、第１の内輪２４ａの外周に形成された複数のカム面２６（図５参照）と、第１の外輪２５ａの内周に形成された円筒面２７と、各カム面２６と円筒面２７との間に組み込まれた係合子２８と、それらの係合子２８を保持する係合子保持器２９と、第１のシャフト１６ａを囲む環状の第１の電磁石３０ａと、第１の電磁石３０ａの通電と非通電の切り替えにより係合子保持器２９を周方向移動させる第１のスイッチ機構３１ａとを有する。

第１の内輪２４ａは、第１のシャフト１６ａの外周にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第１の内輪２４ａは、第１のシャフト１６ａと一体回転するように第１のシャフト１６ａの外周に回り止めされている。第１の内輪２４ａは、第１のシャフト１６ａの外周に一体に形成してもよい。

第１の外輪２５ａの外周は、第１のケース１７ａに装着した転がり軸受３２で回転可能に支持されている。第１の外輪２５ａの内周には、第１の内輪２４ａを回転可能に支持する転がり軸受３３が装着されている。

図２に示すように、第１の外輪２５ａの後端部は、フロントプロペラシャフト４の前端部とスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第１の外輪２５ａは、フロントプロペラシャフト４と一体回転するようにフロントプロペラシャフト４に接続されている。図１に示すエンジン２の回転は、フロントプロペラシャフト４を介して第１の外輪２５ａに入力される。

図５に示すように、第１の内輪２４ａの外周のカム面２６は、第１の外輪２５ａの内周の円筒面２７と径方向に対向している。カム面２６と円筒面２７の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。

係合子保持器２９には、径方向に貫通するポケット３４（図３参照）が周方向に間隔をおいて複数形成され、その各ポケット３４に係合子２８が収容されている。係合子２８は、円筒状に形成されたローラである。係合子保持器２９は、係合子２８をカム面２６の周方向中央から周方向に移動させることでカム面２６と円筒面２７の間に係合子２８を係合させる係合位置と、係合子２８をカム面２６の周方向中央に移動させることでカム面２６と円筒面２７の間への係合子２８の係合を解除する係合解除位置との間で、第１の内輪２４ａに対して周方向に移動可能に支持されている。

図３に示すように、第１の電磁石３０ａは、第１のスイッチ機構３１ａのアーマチュア３５に向かって軸方向に開放するＣ形断面をもつ環状のフィールドコア３６と、フィールドコア３６に巻回されたソレノイドコイル３７とを有する。フィールドコア３６は、軸方向と周方向のいずれにも動かないように第１のケース１７ａに固定されている。第１のケース１７ａには、ソレノイドコイル３７に電力を供給するリード線３８が通る配線孔が設けられている。

図４に示すように、第１のスイッチ機構３１ａは、第１の電磁石３０ａと軸方向に対向して配置された円板状のアーマチュア３５と、第１の電磁石３０ａとアーマチュア３５の軸方向の対向面間に配置されたロータ３９と、アーマチュア３５に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア３５に回り止めされかつ係合子保持器２９に回り止めされた中間プレート４０と、係合子保持器２９を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね４１とを有する。

アーマチュア３５は、第１の内輪２４ａの外周の円筒面で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア３５とロータ３９の間には、アーマチュア３５をロータ３９から離反する方向に付勢する離反ばね４２が組み込まれている。第１の内輪２４ａの外周には、アーマチュア３５のロータ３９から遠ざかる側の軸方向移動を規制する止め輪４３が装着されている。

ロータ３９は、第１のシャフト１６ａの外周に装着した転がり軸受４４で回転可能に支持されている。ロータ３９は、筒状のロータガイド４５を介して第１の外輪２５ａに連結され、第１の外輪２５ａが回転するとその第１の外輪２５ａの回転に応じてロータ３９も回転するようになっている。アーマチュア３５およびロータ３９は、いずれも磁性材料（鉄、珪素鋼など）で形成されており、ソレノイドコイル３７に通電すると、フィールドコア３６とロータ３９とアーマチュア３５を通る磁気回路が形成され、アーマチュア３５がロータ３９に吸着されるようになっている。

中間プレート４０には、係合子保持器２９に形成された係合凹部４６に係合する係合凸部４７が形成されている。この係合凸部４７と係合凹部４６の係合によって、中間プレート４０は、係合子保持器２９に回り止めされている。また、中間プレート４０には、アーマチュア３５に向かって軸方向に延びる軸方向突起４８が形成されている。アーマチュア３５には、中間プレート４０の軸方向突起４８が軸方向にスライド可能に挿入される軸方向孔４９が形成されている。中間プレート４０は、この軸方向突起４８と軸方向孔４９の係合によって、アーマチュア３５の軸方向移動を許容する状態でアーマチュア３５に回り止めされている。

図５に示すように、センタリングばね４１は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部５０と、Ｃ形環状部５０の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部５１とを有する。Ｃ形環状部５０は、第１の内輪２４ａの軸方向端面に形成された円形のばね収容凹部５２に嵌め込まれている。一対の延出部５１は、ばね収容凹部５２から径方向外方に貫通するように第１の内輪２４ａの軸方向端面に形成された径方向溝５３に挿入されている。

センタリングばね４１の延出部５１は、径方向溝５３の径方向外端から突出しており、その延出部５１の径方向溝５３からの突出部分が、係合子保持器２９に形成された保持器溝５４に挿入されている。径方向溝５３と保持器溝５４は同じ周方向幅をもつように形成されている。センタリングばね４１の延出部５１は、径方向溝５３の内面と、保持器溝５４の内面にそれぞれ接触し、その接触部分に作用する周方向の力によって係合子保持器２９を係合解除位置に弾性保持している。

第１のスイッチ機構３１ａの作用を説明する。図３に示す第１の電磁石３０ａに通電すると、アーマチュア３５が第１の電磁石３０ａに向かって吸引され、ロータ３９に摩擦接触する。この状態で、第１の外輪２５ａを回転させると、第１の外輪２５ａにロータガイド４５を介して連結されたロータ３９も回転し、そのロータ３９に摩擦接触するアーマチュア３５も回転する。ここで、アーマチュア３５は、中間プレート４０を介して係合子保持器２９に回り止めされているので、アーマチュア３５が回転すると、アーマチュア３５と一体に係合子保持器２９も周方向移動する。その結果、図５に示す係合子保持器２９が、センタリングばね４１の弾性力に抗して係合解除位置から係合位置に移動し、カム面２６と円筒面２７の間に係合子２８が係合した係合状態となる。このとき、図１に示す第１の電磁クラッチユニット１１ａは、エンジン２から回転伝達軸１６に回転を伝達する連結状態となる。

一方、図３に示す第１の電磁石３０ａを非通電にすると、アーマチュア３５が、離反ばね４２の付勢力によってロータ３９から離反し、アーマチュア３５のロータ３９との摩擦接触が解除される。このとき、アーマチュア３５に中間プレート４０を介して回り止めされた係合子保持器２９が、図５に示すセンタリングばね４１の弾性復元力によって、係合位置から係合解除位置に移動し、カム面２６と円筒面２７の間への係合子２８の係合を解除した係合解除状態となる。このとき、図１に示す第１の電磁クラッチユニット１１ａは、エンジン２から回転伝達軸１６への回転の伝達を遮断する空転状態となる。

図６、図７に、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを示す。第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、図３、図４に示す第１の電磁クラッチユニット１１ａと基本的に同じ構成である。そのため、第１の電磁クラッチユニット１１ａに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットａをｂに置き換えた符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、第２の内輪２４ｂと、第２の内輪２４ｂの径方向外側に対向する第２の外輪２５ｂと、第２の内輪２４ｂの外周に形成された複数のカム面２６と、第２の外輪２５ｂの内周に形成された円筒面２７と、各カム面２６と円筒面２７との間に組み込まれた係合子２８と、それらの係合子２８を保持する係合子保持器２９と、第２のシャフト１６ｂを囲む環状の第２の電磁石３０ｂと、第２の電磁石３０ｂの通電と非通電の切り替えにより係合子保持器２９を周方向移動させる第２のスイッチ機構３１ｂとを有する。

第２の内輪２４ｂは、第２のシャフト１６ｂの外周にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第２の内輪２４ｂは、第２のシャフト１６ｂと一体回転するように第２のシャフト１６ｂの外周に回り止めされている。

第２の外輪２５ｂの外周には、平行軸歯車２２，２３（図２参照）を構成する歯車２３が固定されている。図２に示すように、第２の外輪２５ｂは、減速機２１および平行軸歯車２２，２３を介して電動モータ１０に連結され、電動モータ１０の回転が、減速機２１、平行軸歯車２２，２３を介して第２の外輪２５ｂに入力されるようになっている。

第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、第１の電磁クラッチユニット１１ａよりも伝達可能な回転トルクが小さいもの（軸方向長さがコンパクトなもの）が使用されている。第２の電磁クラッチユニット１１ｂの係合子２８は、第１の電磁クラッチユニット１１ａの係合子２８よりも軸方向長さが短い。また、第２の電磁石３０ｂの軸方向幅寸法は、第１の電磁石３０ａの軸方向幅寸法よりも短い。

第２のスイッチ機構３１ｂの作用を説明する。図６に示す第２の電磁石３０ｂに通電すると、アーマチュア３５が第２の電磁石３０ｂに向かって吸引され、ロータ３９に摩擦接触する。この状態で、第２の外輪２５ｂを回転させると、第２の外輪２５ｂにロータガイド４５を介して連結されたロータ３９も回転し、そのロータ３９に摩擦接触するアーマチュア３５も回転する。ここで、アーマチュア３５は、中間プレート４０（図７参照）を介して係合子保持器２９に回り止めされているので、アーマチュア３５が回転すると、アーマチュア３５と一体に係合子保持器２９も周方向移動する。その結果、係合子保持器２９が、センタリングばね４１（図５参照）の弾性力に抗して係合解除位置から係合位置に移動し、カム面２６と円筒面２７の間に係合子２８が係合した係合状態となる。このとき、図１に示す第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、電動モータ１０から回転伝達軸１６に回転を伝達する連結状態となる。

一方、図６に示す第２の電磁石３０ｂを非通電にすると、アーマチュア３５が、離反ばね４２の付勢力によってロータ３９から離反し、アーマチュア３５のロータ３９との摩擦接触が解除される。このとき、アーマチュア３５に中間プレート４０（図７参照）を介して回り止めされた係合子保持器２９が、センタリングばね４１（図５参照）の弾性復元力によって、係合位置から係合解除位置に移動し、カム面２６と円筒面２７の間への係合子２８の係合を解除した係合解除状態となる。このとき、図１に示す第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、電動モータ１０から回転伝達軸１６への回転の伝達を遮断する空転状態となる。

この車両駆動装置１は、図２に示す第１の電磁クラッチユニット１１ａを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを空転状態とすることで、図１に示すエンジン２のみを動力源として前輪１２を駆動することができる。また、図２に示す第１の電磁クラッチユニット１１ａを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを連結状態とすることで、電動モータ１０のみを動力源として前輪１２を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂも連結状態とすることで、図１に示すエンジン２と電動モータ１０の両方を動力源として前輪１２を駆動する（すなわちエンジン２の動力を電動モータ１０でアシストする）ことができる。このように、前輪１２を駆動するための動力源として、エンジン２のみ、電動モータ１０のみ、エンジン２と電動モータ１０の両方の３パターンを選択することが可能である。

また、この車両駆動装置１は、図１に示すように、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂと電動モータ１０をフロント側回転伝達経路１４の途中に設けているので、第１の電磁クラッチユニット１１ａおよび第２の電磁クラッチユニット１１ｂの通電と非通電を切り替えることで、エンジン２による４輪駆動、電動モータ１０による後輪１３のアシストを追加した４輪駆動、エンジン２による後輪１３の２輪駆動、電動モータ１０による前輪１２の２輪駆動の４パターンを選択することが可能である。

すなわち、この車両駆動装置１は、第１の電磁クラッチユニット１１ａを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを空転状態とすることで、エンジン２の回転をフロント側回転伝達経路１４を通じて前輪１２に伝達するとともに、エンジン２の回転をリヤ側回転伝達経路１５を通じて左右一対の後輪１３に伝達し、エンジン２による４輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂをいずれも連結状態とすることで、電動モータ１０のアシスト力をフロント側回転伝達経路１４を通じて左右一対の前輪１２に伝達し、電動モータ１０による後輪１３のアシストを追加した４輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂをいずれも空転状態とすることで、エンジン２の回転をリヤ側回転伝達経路１５を通じて左右一対の後輪１３に伝達し、エンジン２による後輪１３の２輪駆動の状態とすることができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを連結状態とすることで、電動モータ１０の回転をフロント側回転伝達経路１４を通じて左右一対の前輪１２に伝達し、電動モータ１０による前輪１２の２輪駆動の状態とすることができる。

また、この車両駆動装置１は、図２に示すように、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂが回転伝達軸１６に沿って直列に配置されているので、回転伝達軸１６のまわりのスペースを効率的に使うことができ、コンパクトである。

また、この車両駆動装置１は、電動モータ１０を、回転伝達軸１６に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置し、その電動モータ１０と第２の外輪２５ｂとを平行軸歯車２２，２３を介して連結した構成を採用しているので、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂと電動モータ１０のレイアウトが軸方向にコンパクトである。

図８に、この発明の第２実施形態を示す。第２実施形態は、第１実施形態と比べて電動モータ１０の構成およびその配置が異なり、それ以外の構成は第１実施形態と基本的に同じである。そのため、第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂは、回転伝達軸１６を中心とする筒状のクラッチケース１７に収容されている。クラッチケース１７は、第１の電磁クラッチユニット１１ａを収容する第１のケース１７ａと、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを収容する第２のケース１７ｂとで構成されている。第２のケース１７ｂは、電動モータ１０および中空減速機５５を介して第１のケース１７ａに固定されている。電動モータ１０と中空減速機５５は、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂの間に軸方向に挟まれて配置されている。

電動モータ１０は、回転伝達軸１６を囲む中空モータである。電動モータ１０は、中空減速機５５を介して第２の電磁クラッチユニット１１ｂの第２の外輪２５ｂに連結されている。中空減速機５５は、電動モータ１０の回転を減速して出力する減速機であり、電動モータ１０と同様、回転伝達軸１６を囲む中空に形成されている。中空減速機５５は、電動モータ１０の回転を減速して出力する中空筒状の出力軸５６を有し、その出力軸５６と第２の外輪２５ｂとがスプライン嵌合している。

この第２実施形態の車両駆動装置１も、第１実施形態と同様、第１の電磁クラッチユニット１１ａを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを空転状態とすることで、エンジン２（図１参照）のみを動力源として前輪１２を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａを空転状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂを連結状態とすることで、電動モータ１０のみを動力源として前輪１２を駆動することができる。また、第１の電磁クラッチユニット１１ａを連結状態とし、かつ、第２の電磁クラッチユニット１１ｂも連結状態とすることで、エンジン２（図１参照）と電動モータ１０の両方を動力源として前輪１２を駆動する（すなわちエンジン２の動力を電動モータ１０でアシストする）ことができる。

また、この車両駆動装置１は、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂが回転伝達軸１６に沿って直列に配置されているので、回転伝達軸１６のまわりのスペースを効率的に使うことができ、コンパクトである。

また、この車両駆動装置１は、電動モータ１０として回転伝達軸１６を囲む中空モータを使用し、その電動モータ１０と第２の外輪２５ｂとを中空減速機５５を介して連結した構成を採用しているので、第１の電磁クラッチユニット１１ａと第２の電磁クラッチユニット１１ｂと電動モータ１０のレイアウトが軸直角方向にコンパクトである。

上記実施形態では、第１の内輪２４ａの外周と第１の外輪２５ａの内周との間（あるいは第２の内輪２４ｂの外周と第２の外輪２５ｂの内周との間）に組み込む係合子２８としてローラを用いたものを例に挙げて説明したが、係合子２８としてボールやスプラグを用いることも可能である。

上記実施形態では、第１のスイッチ機構３１ａとして、第１の電磁石３０ａの通電時に係合子２８をカム面２６と円筒面２７の間に係合させ、第１の電磁石３０ａの非通電時に係合子２８のカム面２６と円筒面２７の間への係合を解除する構成のものを採用した（つまり、通電することにより係合する励磁作動型クラッチを第１の電磁クラッチユニット１１ａとした）が、第１のスイッチ機構３１ａとして、第１の電磁石３０ａの非通電時に係合子２８をカム面２６と円筒面２７の間に係合させ、第１の電磁石３０ａの通電時に係合子２８のカム面２６と円筒面２７の間への係合を解除する構成のものを採用する（つまり、通電を解除することにより係合する無励磁作動型クラッチを第１の電磁クラッチユニット１１ａとする）ようにしてもよい。第２のスイッチ機構３１ｂについても同様である。

上記実施形態では、この発明を不整地走行車両（いわゆるＡＴＶ）に適用したものを例に挙げて説明したが、この発明は、例えば、多目的車両（Ｍｕｌｔｉ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ、いわゆるＭＰＶ）など他の種類の車両にも同様に適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両駆動装置
２ エンジン
１０ 電動モータ
１１ａ 第１の電磁クラッチユニット
１１ｂ 第２の電磁クラッチユニット
１２ 前輪（車輪）
１３ 後輪
１４ フロント側回転伝達経路
１５ リヤ側回転伝達経路
１６ 回転伝達軸
２２，２３ 平行軸歯車
２４ａ 第１の内輪
２４ｂ 第２の内輪
２５ａ 第１の外輪
２５ｂ 第２の外輪
２８ 係合子
３０ａ 第１の電磁石
３０ｂ 第２の電磁石
３１ａ 第１のスイッチ機構
３１ｂ 第２のスイッチ機構
５５ 中空減速機

Claims (7)

1. エンジン（２）と、
   電動モータ（１０）と、
   車輪に回転を伝達する回転伝達経路の一部を構成する回転伝達軸（１６）と、
   通電と非通電の切り替えにより、前記エンジン（２）から前記回転伝達軸（１６）に回転を伝達する連結状態と、前記エンジン（２）から前記回転伝達軸（１６）への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第１の電磁クラッチユニット（１１ａ）と、
   通電と非通電の切り替えにより、前記電動モータ（１０）から前記回転伝達軸（１６）に回転を伝達する連結状態と、前記電動モータ（１０）から前記回転伝達軸（１６）への回転の伝達を遮断する空転状態とを切り替え可能な第２の電磁クラッチユニット（１１ｂ）と、を有する車両駆動装置。
2. 前記エンジン（２）の回転を左右一対の前輪（１２）に伝達するフロント側回転伝達経路（１４）と、
   前記エンジン（２）の回転を左右一対の後輪（１３）に伝達するリヤ側回転伝達経路（１５）と、を有し、
   前記回転伝達経路は、前記フロント側回転伝達経路（１４）である請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 前記第１の電磁クラッチユニット（１１ａ）と前記第２の電磁クラッチユニット（１１ｂ）は、前記回転伝達軸（１６）に沿って直列に配置されている請求項１または２に記載の車両駆動装置。
4. 前記第１の電磁クラッチユニット（１１ａ）は、前記回転伝達軸（１６）の外周に回り止めされた第１の内輪（２４ａ）と、前記エンジン（２）の回転が入力される第１の外輪（２５ａ）と、前記第１の内輪（２４ａ）の外周と前記第１の外輪（２５ａ）の内周との間に組み込まれた係合子（２８）と、前記回転伝達軸（１６）を囲む環状の第１の電磁石（３０ａ）と、前記第１の電磁石（３０ａ）の通電と非通電の切り替えにより、前記第１の内輪（２４ａ）と前記第１の外輪（２５ａ）との間に前記係合子（２８）を係合させる係合状態と、前記第１の内輪（２４ａ）と前記第１の外輪（２５ａ）との間への前記係合子（２８）の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第１のスイッチ機構（３１ａ）と、を有する請求項３に記載の車両駆動装置。
5. 前記第２の電磁クラッチユニット（１１ｂ）は、前記回転伝達軸（１６）の外周に回り止めされた第２の内輪（２４ｂ）と、前記電動モータ（１０）の回転が入力される第２の外輪（２５ｂ）と、前記第２の内輪（２４ｂ）の外周と前記第２の外輪（２５ｂ）の内周との間に組み込まれた係合子（２８）と、前記回転伝達軸（１６）を囲む環状の第２の電磁石（３０ｂ）と、前記第２の電磁石（３０ｂ）の通電と非通電の切り替えにより、前記第２の内輪（２４ｂ）と前記第２の外輪（２５ｂ）との間に前記係合子（２８）を係合させる係合状態と、前記第２の内輪（２４ｂ）と前記第２の外輪（２５ｂ）との間への前記係合子（２８）の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な第２のスイッチ機構（３１ｂ）と、を有する請求項３に記載の車両駆動装置。
6. 前記電動モータ（１０）は、前記回転伝達軸（１６）に対して軸直角方向に間隔をおいて平行に配置され、
   前記電動モータ（１０）と前記第２の外輪（２５ｂ）とが平行軸歯車（２２，２３）を介して連結されている請求項５に記載の車両駆動装置。
7. 前記電動モータ（１０）は、前記回転伝達軸（１６）を囲む中空モータであり、
   前記電動モータ（１０）と前記第２の外輪（２５ｂ）とが、前記回転伝達軸（１６）を囲む中空減速機（５５）を介して連結されている請求項５に記載の車両駆動装置。

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