JP4958113B2

JP4958113B2 - 動力伝達機構

Info

Publication number: JP4958113B2
Application number: JP2007335075A
Authority: JP
Inventors: 義弘須永; 一晃瀧澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP2009156344A

Description

本発明は、動力伝達機構に関し、より詳細には自動車等の車両において左右輪もしくは前後輪に動力を配分して伝達する動力伝達機構に関する。

自動車等の車両の動力伝達機構には差動装置が設けられている。この差動装置により、車両の旋回時に左右輪もしくは前後輪に生じる差回転を吸収し、エンジンやトラクションモータ等の主動力源の動力が左右輪もしくは前後輪に伝達されるようになっている。

しかしながら、差動装置は、左右輪もしくは前後輪に加わる負荷の差により動作し、例えば一方の車輪が無負荷、もしくは無負荷に近い状態となった場合に、他方の車輪側への動力の伝達が遮断され、もしくは伝達される動力が不足するといった不都合がある。

上記不都合を回避するために、さらには、車両の旋回時に外輪に伝達される動力を積極的に増加させ、他方、内輪に伝達される動力を減少させ、それにより旋回方向のヨーモーメントを発生させて旋回性能を高めるために、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜２参照）。

特許文献１に開示された技術では、主動力源の動力は差動装置により一旦左右輪それぞれの側に伝達される。そして、クラッチを用い、一方の車輪側に伝達された動力の一部を、クラッチのトルク容量を制御して、他方の車輪に伝達するようにしている。

また、特許文献２に開示された技術では、副動力源としての電動機および遊星歯車機構を用い、副動力源の動力を左右輪に付加するようにしている。また、電動機を用いたものでは、例えばインホイールモータ等、各車輪に独立に電動機を備え、各車輪を独立して駆動、制動することも考えられる。
特開２００２−２１１２５９号公報特開２００１−３９１７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、主動力源から一方の車輪側に伝達された動力の一部を他方の車輪に伝達するにあたってクラッチの滑りを利用しており、その作動時の伝達損失は決して小さくなく、また、配分比率を精密に制御することが容易ではない。また、油圧を用いてクラッチのトルク容量を制御していることから、応答性の向上にも限界があり、また、低温時の油の粘性の上昇など、環境条件によって性能が変化してしまう。

また、特許文献２に開示された技術では、左右輪に差回転が生じない直進状態においても電動機が回転してしまう構成となっており、電動機の引きずり損失が生じる。尚、電動機にクラッチを追加するなどして、電動機の引きずりを防止する構成も考えられるが、この場合、装置の複雑化を招く。そして、電動機の回転数は車輪の回転数に比例する関係にあり、動力の配分に必要となるトルクを満足するために電動機が大型（大出力）なものとなる傾向にある。そのため、動力伝達機構の大型化および重量の増加が懸念される。

また、各車輪に独立に電動機を備えた場合には、各電動機について小型化が図られるとしても全体として大型化および重量の増加が懸念される。さらに、各電動機の特性差により直進安定性を損なうことも懸念され、それらの特性差を補正するための補正システムの構築やその調整が必要となり、動力伝達機構が複雑なものとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、動力を配分して出力する動力伝達機構において、動力の伝達損失を低減することができ、小型化および軽量化を図ることができる動力伝達機構を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の動力伝達機構は、主動力源および副動力源と、前記主動力源のトルクが入力される入力要素、ならびに前記入力要素に入力されたトルクが配分される第１出力要素および第２出力要素をそれぞれ有する第１差動装置および第２差動装置と、前記第１差動装置の第１出力要素および前記第２差動装置の第１出力要素を同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容して連結する連結装置と、を備え、前記連結装置は、前記第１差動装置の前記第１出力要素と同軸に配置された第１傘歯歯車と、該第１傘歯歯車と前記第１差動装置の前記第１出力要素とを連結する第１連結要素と、前記第２差動装置の前記第１出力要素と同軸に配置された第２傘歯歯車と、該第２傘歯歯車と前記第２差動装置の前記第１出力要素とを連結する第２連結要素と、前記第１傘歯歯車及び前記第２傘歯歯車と噛み合う小歯車と、を有し、前記小歯車が、前記第１傘歯歯車および前記第２傘歯歯車の回転軸回りの回転を規制されて保持されており、前記副動力源のトルクが前記連結装置の前記小歯車または前記第１連結要素もしくは前記第２連結要素に入力され、前記連結装置の前記小歯車または前記第１連結要素もしくは前記第２連結要素に入力されたトルクが、前記第１差動装置の第１出力要素および前記第２差動装置の第１出力要素に配分され、前記第１差動装置の第１出力要素に対して差動回転する該第１差動装置の第２出力要素、および前記第２差動装置の第１出力要素に対して差動回転する該第２差動装置の第２出力要素から動力を出力することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明の動力伝達機構は、前記副動力源と前記連結装置との間に減速装置を備えていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明の動力伝達機構は、前記副動力源が電動機であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明の動力伝達機構によれば、第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素が、連結装置により、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容されて連結されている。そこで、連結装置を介して第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素に配分される副動力源のトルクは、一方の差動装置において、その第２出力要素に加速トルクとして作用し、他方の差動装置においては、その第２出力要素に減速トルクとして作用する。それにより、第１差動装置および第２差動装置の第２出力要素から出力される動力を制御することができる。

そして、請求項１に記載の発明の動力伝達機構によれば、第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容され、第１差動装置および第２差動装置の両第２出力要素に差回転が生じない場合には、第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素は回転しない。よって、クラッチ等の装置を追加することなく、第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素にトルクを配分する副動力源のひきずりを無くし、動力の伝達損失を低減することができる。

さらに、請求項１に記載の発明の動力伝達機構によれば、第１差動装置および第２差動装置の両第２出力要素の差回転に伴う第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素の回転数は、両第２出力要素の平均の回転数に比べて十分に小さくなる。そこで、連結装置を介して第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素にトルクを配分する副動力源に必要となる出力は比較的小さく済み、副動力源の小型化および軽量化を図ることができる。

さらに、請求項１に記載の発明の動力伝達機構によれば、第１差動装置および第２差動装置の両第２出力要素から出力される動力は、共通の主動力源および副動力源から供給されており、出力要素毎に電動機等の動力源を備えた場合の各動力源の特性差の問題が生じることもない。

さらに、請求項１に記載の発明の動力伝達機構によれば、第１差動装置および第２差動装置の両第１出力要素を同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容して連結し、副動力源のトルクを両第１出力要素に配分することができる。

請求項２に記載の発明の動力伝達機構によれば、副動力源に低トルクなものを用いることができる。それにより、副動力源の小型化および軽量化を図ることができ、ひいては動力伝達機構の小型化および軽量化を図ることができる。

請求項３に記載の発明の動力伝達機構によれば、動力伝達機構の応答性の向上および環境に対する安定性の向上を図ることができる。

以下、本発明に係る動力伝達機構の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る動力伝達機構の第１実施形態のスケルトン図、図２は本発明に係る動力伝達機構の第２実施形態のスケルトン図、図３は本発明に係る動力伝達機構の第３実施形態のスケルトン図である。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の動力伝達機構１は、例えば自動車等の車両に設けられ、主動力源３の動力を左右輪２ａ、２ｂに配分して伝達する。主動力源３としては、例えばエンジンや、トラクションモータなどが用いられ得る。

動力伝達機構１は、第１差動装置５および第２差動装置６を備えている。第１差動装置５は、主動力源３のトルクが入力されるリングギヤ（入力要素）１１、ならびにリングギヤ１１に入力されたトルクが配分される第１サイドギヤ（第１出力要素）１２および第２サイドギヤ（第２出力要素）１３を有している。

第１作動装置５のサイドギヤ１２、１３は、いずれも傘歯歯車であって、互いに対向してリングギヤ１１と同軸に配置されている。そして、サイドギヤ１２、１３は、リングギヤ１１と一体に回転するギヤケース１５内に、リングギヤ１１およびギヤケース１５に対して相対回転可能に収容されている。

サイドギヤ１２、１３の間には、傘歯歯車であるピニオンギヤ１４が設けられており、このピニオンギヤ１４は、サイドギヤ１２、１３に噛み合っている。ピニオンギヤ１４は、ギヤケース１５に自転可能に支持されており、また、ギヤケース１５の回転に伴ってリングギヤ１１および両サイドギヤ１２、１３の回転軸まわりに公転する。

同様に、第２差動装置６は、主動力源３のトルクが入力されるリングギヤ（入力要素）２１、ならびにリングギヤ２１に入力されたトルクが配分される第１サイドギヤ（第１出力要素）２２および第２サイドギヤ（第２出力要素）２３を有している。

第２作動装置６のサイドギヤ２２、２３は、いずれも傘歯歯車であって、互いに対向してリングギヤ２１と同軸に配置されている。そして、サイドギヤ２２、２３は、リングギヤ２１と一体に回転するギヤケース２５内に、リングギヤ２１およびギヤケース２５に対して相対回転可能に収容されている。

サイドギヤ２２、２３の間には、傘歯歯車であるピニオンギヤ２４が設けられており、このピニオンギヤ２４は、サイドギヤ２２、２３に噛み合っている。ピニオンギヤ２４は、ギヤケース２５に自転可能に支持されており、また、ギヤケース２５の回転に伴ってリングギヤ２１およびサイドギヤ２２、２３の回転軸まわりに公転する。

主駆動源３の出力シャフト４１には、第１差動装置５のリングギヤ１１および第２差動装置６のリングギヤ２１にそれぞれ噛み合う２つの減速ギヤ４２、４３が接合されている。主駆動源３のトルクは、これらの減速ギヤ４２、４３を介することにより増幅され、第１差動装置５のリングギヤ１１および第２差動装置６のリングギヤ２１に配分されて入力される。そして、第１差動装置５のリングギヤ１１および第２差動装置６のリングギヤ２１は、同一回転数で同一方向に回転する。

第１差動装置５の第２サイドギヤ１３は、ドライブシャフト１６を介して左側の車輪２ａに連結されている。また、第２差動装置６の第２サイドギヤ２３は、ドライブシャフト２６を介して右側の車輪２ｂに連結されている。そして、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は、連結装置７を介して互いに連結されている。

連結装置７は、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２と同軸に配置された第１サイドギヤ（第１傘歯歯車）３２と、この第１サイドギヤ３２を第１差動装置５の第１サイドギヤ１２に連結する連結シャフト（第１連結要素）３６と、第２差動装置６の第１サイドギヤ２２と同軸に配置された第２サイドギヤ（第２傘歯歯車）３３と、この第２サイドギヤ３３を第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に連結する連結シャフト（第２連結要素）３７と、を有している。

連結装置７のサイドギヤ３２、３３は、いずれも傘歯歯車であって、互いに対向して同軸に配置されている。さらに、連結装置７は、サイドギヤ３２、３３の間に設けられたピニオンギヤ（小歯車）３４を有している。このピニオンギヤ３４は、傘歯歯車であって、サイドギヤ３２、３３に噛み合っている。

連結装置７のピニオンギヤ３４には、副動力源４のトルクが入力される。副動力源４としては、応答性に優れ、温度等の環境への依存が比較的小さい電動機を用いることが好ましい。この副動力源４は、車体に固定されており、その出力シャフト５１は連結装置７のピニオンギヤ３４に接合されている。よって、ピニオンギヤ３４には、副動力源４から直接にトルクが入力される。

副動力源４の出力シャフト５１に接合されているピニオンギヤ３４は、出力シャフト５１を軸とする自転は許容されるが、連結装置７のサイドギヤ３２、３３の回転軸である連結シャフト３６、３７を軸とする公転は規制される。そこで、連結装置７のサイドギヤ３２、３３は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。それにより、連結シャフト３６を介してサイドギヤ３２に連結された第１差動装置５の第１サイドギヤ１２と、連結シャフト３７を介してサイドギヤ３３に連結された第２差動装置６の第１サイドギヤ２２とは、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。

次に、上述のとおり構成された動力伝達機構１の動作について説明する。

主動力源３のトルクがリングギヤ１１に入力された第１差動装置５において、リングギヤ１１と一体にギヤケース１５が回転し、ギヤケース１５に支持されたピニオンギヤ１４もリングギヤ１１およびサイドギヤ１２、１３の回転軸まわりに公転する。リングギヤ１１に入力されたトルクは、ピニオンギヤ１４の公転によりサイドギヤ１２、１３に均等に配分される。このとき、ピニオンギヤ１４の自転によりサイドギヤ１２、１３の差動回転が許容される。リングギヤ１１と同一方向の回転数を正として、リングギヤ１１の回転数は、サイドギヤ１２、１３の平均の回転数となる。そして、第２サイドギヤ１３に配分されたトルクがドライブシャフト１６を介して左側の車輪２ａに作用し、車輪２ａに動力が伝達される。

同様に、主動力源３のトルクがリングギヤ２１に入力された第２差動装置６において、リングギヤ２１と一体にギヤケース２５が回転し、ギヤケース２５に支持されたピニオンギヤ２４もリングギヤ２１の回転軸まわりに公転する。リングギヤ２１に入力されたトルクは、ピニオンギヤ２４の公転によりサイドギヤ２２、２３に均等に配分される。このとき、ピニオンギヤ２４の自転によりサイドギヤ２２、２３の差動回転が許容される。リングギヤ２１と同一方向の回転数を正として、リングギヤ２１の回転数は、サイドギヤ２２、２３の平均の回転数となる。そして、第２サイドギヤ２３に配分されたトルクがドライブシャフト２６を介して右側の車輪２ｂに作用し、車輪２ｂに動力が伝達される。

ここで、車両が直進する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が同じである場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転は生じず、左右輪２ａ、２ｂには均等に動力が伝達される。この場合、左右輪２ａ、２ｂに伝達される動力を制御する必要はなく、副動力源４から連結装置７にトルクは入力されない。そして、左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じないことから、同一方向の回転を規制された第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は回転せず、副動力源４の引きずりも生じない。

次に、車両が旋回する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が異なる場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じる。左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じると、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２が同一回転数で且つ互いに逆転方向に回転する。即ち、連結装置７の第１サイドギヤ３２および第２サイドギヤ３３も同一回転数で且つ逆転方向に回転し、連結装置７の第１サイドギヤ３２および第２サイドギヤ３３の回転数に比例した回転数で副動力源４も回転する。ここで、連結装置７の第１サイドギヤ３２および第２サイドギヤ３３の回転数は、左右輪２ａ、２ｂの差回転ΔＮの半分の回転数となる。この状態で、副動力源４を駆動してトルクを発生させることにより、副動力源４のトルクが第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に均等に配分される。

副動力源４から第１差動装置５の第１サイドギヤ１２に配分されたトルクは、ピニオンギヤ１４の自転を介して、同第１差動装置５の第２サイドギヤ１３に伝達され、また、副動力源４から第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に配分されたトルクは、ピニオンギヤ２４の自転を介して、同第２差動装置６のサイドギヤ２３に伝達される。第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３にそれぞれ伝達されたトルクは、第１差動装置５または第２差動装置６のいずれかにおいて減速トルクとして作用し、他方において加速トルクとして作用する。それにより、第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３から出力される動力を制御することができる。

このように、本実施形態の動力伝達機構１によれば、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２が、連結装置７により、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容されて連結されている。そこで、連結装置７を介して第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に配分される副動力源４のトルクは、一方の差動装置において、その第２サイドギヤに加速トルクとして作用し、他方の差動装置においては、その第２サイドギヤに減速トルクとして作用する。それにより、第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３から出力される動力を制御することができる。

そして、本実施形態の動力伝達機構１によれば、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容され、第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３に差回転が生じない場合には、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は回転しない。よって、クラッチ等の装置を追加することなく、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２にトルクを配分する副動力源４のひきずりを無くし、動力の伝達損失を低減することができる。

さらに、本実施形態の動力伝達機構１によれば、第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３の差回転に伴う第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２の回転数は、両第２サイドギヤ１３、２３の平均の回転数に比べて十分に小さくなる。そこで、連結装置７を介して第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２にトルクを配分する副動力源４に必要となる出力は比較的小さく済み、副動力源４の小型化および軽量化を図ることができる。

さらに、本実施形態の動力伝達機構１によれば、第１差動装置５の第２サイドギヤ１３および第２差動装置６の第２サイドギヤ２３から出力される動力は、共通の主動力源３および副動力源４から供給されており、出力要素毎に電動機等の動力源を備えた場合の各動力源の特性差の問題が生じることもない。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明に係る動力伝達機構の第２実施形態を説明する。尚、上述した第１実施形態の動力伝達機構１と共通する要素には、同一符号を付することにより、説明を簡略あるいは省略する。

図２に示すように、本実施形態の動力伝達機構１０１は、第１差動装置５および第２差動装置６を備えている。

第１差動装置５の第２サイドギヤ１３は、ドライブシャフト１６を介して左側の車輪２ａに連結されている。また、第２差動装置６の第２サイドギヤ２３は、ドライブシャフト２６を介して右側の車輪２ｂに連結されている。そして、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は、連結装置１０７を介して互いに連結されている。

連結装置１０７は、第１差動装置５の第１サイドギヤ１２と同軸に配置された第１サイドギヤ（第１傘歯歯車）１３２と、この第１サイドギヤ１３２を第１差動装置５の第１サイドギヤ１２に連結する連結シャフト（第１連結要素）１３６と、第２差動装置６の第１サイドギヤ２２と同軸に配置された第２サイドギヤ（第２傘歯歯車）１３３と、この第２サイドギヤ１３３を第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に連結する連結シャフト（第２連結要素）１３７と、を有している。

連結装置１０７のサイドギヤ１３２、１３３は、いずれも傘歯歯車であって、互いに対向して同軸に配置されている。そして、サイドギヤ１３２、１３３は、車体に固定されたギヤケース１３５内に、このギヤケース１３５に対して相対回転可能に収容されている。さらに、連結装置１０７は、サイドギヤ１３２、１３３の間に設けられたピニオンギヤ（小歯車）１３４を有している。このピニオンギヤ１３４は、傘歯歯車であって、サイドギヤ１３２、１３３に噛み合っており、ギヤケース１３５に回転（自転）可能に支持されている。

連結装置１０７のギヤケース１３５が車体に固定されていることにより、ギヤケース１３５に支持されたピニオンギヤ１３４は、自転は許容されるが、連結装置１０７のサイドギヤ１３２、１３３の回転軸である連結シャフト１３６、１３７を軸とする公転は規制される。そこで、連結装置１０７のサイドギヤ１３２、１３３は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。それにより、連結シャフト１３６を介して第１サイドギヤ１３２に連結された第１差動装置５の第１サイドギヤ１２と、連結シャフト１３７を介して第２サイドギヤ１３３に連結された第２差動装置６の第１サイドギヤ２２とは、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。

そして、本実施形態の動力伝達機構１０１は、副動力源４のトルクが連結装置１０７の一方の連結シャフト１３７に入力されており、連結シャフト１３７と副動力源１０４との間に、一対の減速ギヤ１５２、１５３で構成された減速装置１０９を備えている。

次に、上述のとおり構成された動力伝達機構１０１の動作について説明する。

車両が直進する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が同じである場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転は生じず、同一方向の回転を規制された第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２は回転しない。それにより、副動力源４の引きずりも生じない。

次に、車両が旋回する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が異なる場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じる。左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じると、左右輪２ａ、２ｂの差回転ΔＮの半分の回転数に比例した回転数で副動力源４も回転する。この状態で、副動力源４を駆動してトルクを発生させることにより、副動力源４のトルクが第１差動装置５の第１サイドギヤ１２および第２差動装置６の第１サイドギヤ２２に均等に配分される。ここで、副動力源４と連結装置１０７との間に減速装置１０９が介在しており、副動力源４のトルクは増幅されて連結装置１０７に入力される。

本実施形態の動力伝達機構１０１によれば、上述した第１実施形態の動力伝達機構１と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態の動力伝達機構１０１によれば、副動力源４と連結装置１０７との間に減速装置１０９が介在しており、副動力源４のトルクは増幅されて連結装置１０７に入力される。そこで、副動力源４に低トルクなものを用いることができ、副動力源４のさらなる小型化・軽量化を図ることができる。尚、減速装置１０９により副動力源４の回転数が上昇するとしても、副動力源４の回転数は、左右輪２ａ、２ｂの差回転ΔＮの半分の回転数に比例した回転数で、十分に低く抑えられるので、支障はない。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明に係る動力伝達機構の第３実施形態を説明する。尚、上述した第１実施形態の動力伝達機構１と共通する要素には、同一符号を付することにより、説明を簡略あるいは省略する。

図３に示すように、本実施形態の動力伝達機構２０１は、第１差動装置２０５および第２差動装置２０６を備えている。第１差動装置２０５は、主動力源３のトルクが入力される外輪歯車（入力要素）２１１、ならびに外輪歯車２１１に入力されたトルクが配分される太陽歯車（第１出力要素）２１２および、複数の遊星歯車２１４を保持する保持器（第２出力要素）２１３を有している。

第１作動装置２０５の複数の遊星歯車２１４は、同軸に配置された外輪歯車２１１と太陽歯車２１２との間に周方向に間隔をおいて配置され、外輪歯車２１１の内周部および太陽歯車２１１の外周部に噛み合っている。保持器２１３は、複数の遊星歯車２１４を自転可能に保持している。

同様に、第２差動装置２０６は、主動力源３のトルクが入力される外輪歯車（入力要素）２２１、ならびに外輪歯車２２１に入力されたトルクが配分される太陽歯車（第１出力要素）２２２および、複数の遊星歯車２２４を保持する保持器（第２出力要素）２２３を有している。

第２作動装置２０６の複数の遊星歯車２２４は、同軸に配置された外輪歯車２２１と太陽歯車２２２との間に周方向に間隔をおいて配置され、外輪歯車２２１の内周部および太陽歯車２２１の外周部に噛み合っている。保持器２２３は、複数の遊星歯車２２４を自転可能に保持している。

主駆動源３の出力シャフト４１には、第１差動装置２０５の外輪歯車２１１および第２差動装置６の外輪歯車２２１にそれぞれ噛み合う２つの減速ギヤ４２、４３が接合されている。主駆動源３のトルクは、これらの減速ギヤ４２、４３を介することにより増幅され、第１差動装置２０５の外輪歯車２１１および第２差動装置２０６の外輪歯車２２１に配分されて入力される。そして、第１差動装置２０５の外輪歯車２１１および第２差動装置２０６の外輪歯車２２１は、同一回転数で同一方向に回転する。

第１差動装置５の保持器２１３は、ドライブシャフト１６を介して左側の車輪２ａに連結されている。また、第２差動装置２０６の保持器２２３は、ドライブシャフト２６を介して右側の車輪２ｂに連結されている。そして、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２は、連結装置２０７を介して互いに連結されている。

連結装置２０７は、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２と同軸に配置される第１サイドギヤ（第１傘歯歯車）２３２と、このサイドギヤ２３２を第１差動装置２０５の太陽歯車２１２に連結する連結シャフト（第１連結要素）２３６と、第２差動装置２０６の太陽歯車２２２と同軸に配置される第２サイドギヤ（第２傘歯歯車）２３３と、この第２サイドギヤ２３３を第２差動装置２０６の太陽歯車２２２に連結する連結シャフト（第２連結要素）２３７と、を有している。

連結装置２０７のサイドギヤ２３２、２３３は、いずれも傘歯歯車であって、互いに対向して同軸に配置されている。さらに、連結装置２０７は、サイドギヤ２３２、２３３の間に設けられたピニオンギヤ（小歯車）２３４を有している。このピニオンギヤ２３４は、傘歯歯車であって、サイドギヤ２３２、２３３に噛み合っている。

連結装置２０７のピニオンギヤ２３４には、副動力源４のトルクが入力される。副動力源４は、車体に固定されており、その出力シャフト５１は連結装置２０７のピニオンギヤ２３４に接合されている。よって、ピニオンギヤ２３４には、副動力源４から直接にトルクが入力される。

副動力源４の出力シャフト５１に接合されているピニオンギヤ２３４は、出力シャフト５１を軸とする自転は許容されるが、連結装置２０７のサイドギヤ２３２、２３３の回転軸である連結シャフト２３６、２３７を軸とする公転は規制される。そこで、連結装置２０７のサイドギヤ２３２、２３３は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。それにより、連結シャフト２３６を介してサイドギヤ２３２に連結された第１差動装置２０５の太陽歯車２１２と、連結シャフト２３７を介してサイドギヤ２３３に連結された第２差動装置２０６の太陽歯車２２２とは、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容される。

次に、上述のとおり構成された動力伝達機構２０１の動作について説明する。

第１差動装置２０５において、外輪歯車２１１に入力されたトルクは、遊星歯車２１４の公転により太陽歯車２１２および保持器２１３に配分される。このとき、遊星歯車２１４の自転により太陽歯車２１２および保持器２１３の差動回転が許容される。外輪歯車２１１と同一方向の回転数を正として、外輪歯車２１１の回転数をＮａ１、保持器２１３の回転数をＮａ２、太陽歯車２１２の回転数をＮａ３、太陽歯車２１２および外輪歯車２１１のギヤ比をＡａとして、Ｎａ１＝（１＋Ａａ）×Ｎａ２−Ａａ×Ｎａ３となる。そして、保持器２１３に配分されたトルクがドライブシャフト１６を介して左側の車輪２ａに作用し、車輪２ａに動力が伝達される。

同様に、第２差動装置２０６において、外輪歯車２２１に入力されたトルクは、遊星歯車２２４の公転により太陽歯車２２２および保持器２２３に配分される。このとき、遊星歯車２２４の自転により太陽歯車２２２および保持器２２３の差動回転が許容される。外輪歯車２２１と同一方向の回転数を正として、外輪歯車２２１の回転数をＮｂ１（＝Ｎａ１）、保持器２２３の回転数をＮｂ２、太陽歯車２２２の回転数をＮｂ３、太陽歯車２２２および外輪歯車２２１のギヤ比をＡｂ（＝Ａａ）として、Ｎｂ１＝（１＋Ａｂ）×Ｎｂ２−Ａｂ×Ｎｂ３となる。そして、保持器２２３に配分されたトルクがドライブシャフト２６を介して右側の車輪２ｂに作用し、車輪２ｂに動力が伝達される。

ここで、車両が直進する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が同じである場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転は生じず、左右輪２ａ、２ｂには均等に動力が伝達される。この場合、左右輪２ａ、２ｂに伝達される動力を制御する必要はなく、副動力源４から連結装置２０７にトルクは入力されない。そして、左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じないことから、同一方向の回転を規制された第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２は回転せず、副動力源４の引きずりも生じない。

次に、車両が旋回する場合などで左右輪２ａ、２ｂに加わる負荷が異なる場合には、左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じる。左右輪２ａ、２ｂに差回転が生じると、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２が同一回転数で且つ互いに逆転方向に回転する。即ち、連結装置２０７の第１サイドギヤ２３２および第２サイドギヤ２３３も同一回転数で且つ逆転方向に回転し、連結装置２０７の第１サイドギヤ２３２および第２サイドギヤ２３３の回転数に比例した回転数で副動力源４も回転する。ここで、連結装置２０７の第１サイドギヤ２３２および第２サイドギヤ２３３の回転数は、左右輪２ａ、２ｂの差回転ΔＮの半分の回転数に比例した回転数となる。この状態で、副動力源４を駆動してトルクを発生させることにより、副動力源４のトルクが第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２に均等に配分される。

副動力源４から第１差動装置２０５の太陽歯車２１２に入力されたトルクは、遊星歯車２１４の自転を介して、同第１差動装置２０５の保持器２１３に伝達され、また、副動力源４から第２差動装置２０６の太陽歯車２２２に入力されたトルクは、遊星歯車２２４の自転を介して、同第２差動装置２０６の保持器２２３に伝達される。第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３にそれぞれ伝達されたトルクは、第１差動装置２０５または第２差動装置２０６のいずれかにおいて減速トルクとして作用し、他方において加速トルクとして作用する。それにより、第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３から出力される動力を制御することができる。

このように、本実施形態の動力伝達機構２０１によれば、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２が、連結装置２０７により、同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容されて連結されている。そこで、連結装置２０７を介して第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２に配分される副動力源４のトルクは、一方の差動装置において、その保持器に加速トルクとして作用し、他方の差動装置においては、その保持器に減速トルクとして作用する。それにより、第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３から出力される動力を制御することができる。

そして、本実施形態の動力伝達機構２０１によれば、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２は同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容され、第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３に差回転が生じない場合には、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２は回転しない。よって、クラッチ等の装置を追加することなく、第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２にトルクを配分する副動力源４のひきずりを無くし、動力の伝達損失を低減することができる。

さらに、本実施形態の動力伝達機構２０１によれば、第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３の差回転に伴う第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２の回転数は、両保持器２１３、２２３の平均の回転数に比べて十分に小さくなる。そこで、連結装置２０７を介して第１差動装置２０５の太陽歯車２１２および第２差動装置２０６の太陽歯車２２２にトルクを配分する副動力源４に必要となる出力は比較的小さく済み、副動力源４の小型化および軽量化を図ることができる。

さらに、本実施形態の動力伝達機構１によれば、第１差動装置２０５の保持器２１３および第２差動装置２０６の保持器２２３から出力される動力は、共通の主動力源３および副動力源４から供給されており、出力要素毎に電動機等の動力源を備えた場合の各動力源の特性差の問題が生じることもない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明に係る動力伝達機構の第１実施形態のスケルトン図である。本発明に係る動力伝達機構の第２実施形態のスケルトン図である。本発明に係る動力伝達機構の第３実施形態のスケルトン図である。

符号の説明

１動力伝達機構
２ａ、２ｂ車輪
３主駆動源
４副駆動源
５第１差動装置
６第２差動装置
７連結装置
１１第１差動装置のリングギヤ（入力要素）
１２第１差動装置の第１サイドギヤ（第１出力要素）
１３第１差動装置の第２サイドギヤ（第２出力要素）
２１第２差動装置のリングギヤ（入力要素）
２２第２差動装置の第１サイドギヤ（第１出力要素）
２３第２差動装置の第２サイドギヤ（第２出力要素）

Claims

主動力源および副動力源と、
前記主動力源のトルクが入力される入力要素、ならびに前記入力要素に入力されたトルクが配分される第１出力要素および第２出力要素をそれぞれ有する第１差動装置および第２差動装置と、
前記第１差動装置の第１出力要素および前記第２差動装置の第１出力要素を同一回転数で且つ互いに逆転方向の回転のみ許容して連結する連結装置と、
を備え、
前記連結装置は、
前記第１差動装置の前記第１出力要素と同軸に配置された第１傘歯歯車と、
該第１傘歯歯車と前記第１差動装置の前記第１出力要素とを連結する第１連結要素と、
前記第２差動装置の前記第１出力要素と同軸に配置された第２傘歯歯車と、
該第２傘歯歯車と前記第２差動装置の前記第１出力要素とを連結する第２連結要素と、
前記第１傘歯歯車及び前記第２傘歯歯車と噛み合う小歯車と、
を有し、
前記小歯車が、前記第１傘歯歯車および前記第２傘歯歯車の回転軸回りの回転を規制されて保持されており、
前記副動力源のトルクが前記連結装置の前記小歯車または前記第１連結要素もしくは前記第２連結要素に入力され、
前記連結装置の前記小歯車または前記第１連結要素もしくは前記第２連結要素に入力されたトルクが、前記第１差動装置の第１出力要素および前記第２差動装置の第１出力要素に配分され、
前記第１差動装置の第１出力要素に対して差動回転する該第１差動装置の第２出力要素、および前記第２差動装置の第１出力要素に対して差動回転する該第２差動装置の第２出力要素から動力を出力することを特徴とする動力伝達機構。
前記副動力源と前記連結装置との間に減速装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
前記副動力源が電動機であることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達機構。