JP6475188B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、左右の駆動輪に連結されたそれぞれのドライブシャフトのトルクを異ならせることができるように構成された駆動装置に関するものである。

特許文献１には、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に伝達する差動機構と、差動機構から左右輪に伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータとにより構成されたトルクベクタリング装置が記載されている。この差動機構は、二つのシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、各サンギヤに駆動用モータからトルクが伝達され、各リングギヤは各々を互いに反転させるように反転機構を介して連結され、かつ一方のリングギヤに差動用モータが連結されている。そして、各遊星歯車機構のキャリヤにドライブシャフトを介して駆動輪が連結されている。

国際公開第２０１５／００８６６１号

特許文献１に記載されたトルクベクタリング装置は、各回転部材同士が平行に配置されているため、トルクベクタリング装置における動力損失が小さく、各キャリヤが相対回転しやすい。そのため、このトルクベクタリング装置を車両に搭載した場合には、左右の駆動輪と路面との摩擦係数の相違や、路面の凹凸などの外乱により左右の駆動輪が相対回転しやすくなる。そのように左右の駆動輪が意図せずに相対回転すると直進走行時などの走行安定性が悪化する可能性がある。一方、左右の駆動輪が意図せずに相対回転することを抑制するために差動用モータを制御すると、差動用モータの制御が煩雑になり、または差動用モータから出力されるトルクの変動を要因として振動が生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、左右の駆動輪が意図せずに相対回転もしくは差動回転することを抑制することができる駆動装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両用の駆動力源と、前記駆動力源から伝達されたトルクを左右の駆動輪のうちの第１駆動輪に伝達する第１ドライブシャフトと、前記駆動力源から伝達されたトルクを前記左右の駆動輪のうちの第２駆動輪に伝達する第２ドライブシャフトとを備え、前記第１ドライブシャフトと前記第２ドライブシャフトとの相互のトルクを異ならせることができるように構成された差動機能を備えた駆動装置において、前記駆動力源は、前記第１ドライブシャフトにトルク伝達可能に連結された第１モータと、前記第２ドライブシャフトにトルク伝達可能に連結された第２モータとの少なくとも二つのモータを有し、前記第１モータから前記第１ドライブシャフトにトルクを伝達する第１トルク伝達経路と、前記第２モータから前記第２ドライブシャフトにトルクを伝達する第２トルク伝達経路と、前記第１トルク伝達経路に設けられた第１回転部材と、前記第２トルク伝達経路に設けられた第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に設けられ、かつ前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で伝達されるトルクを変更して前記第１回転部材と前記第２回転部材との差動回転を選択的に制限する差動制限機構と、前記第１回転部材と前記第２回転部材とのうちの一方の回転部材の回転を選択的に禁止するロック機構とを備え、前記差動制限機構は、前記車両の電源がオフされた場合であっても、差動回転を制限可能に構成され、前記ロック機構は、前記車両の電源がオフされた場合であっても、前記一方の回転部材の回転を禁止するロック状態を維持可能に構成されていることを特徴とするものである。

この発明では、前記差動制限機構は、前記第１回転部材と一体に回転する第１回転要素と、前記第２回転部材と一体に回転する第２回転要素と、前記第１回転要素と前記第２回転要素とを選択的に接触させ、かつその接触圧を制御するアクチュエータとを有する摩擦係合機構であり、前記第１回転要素は、第１ブレーキロータを有し、前記第２回転要素は、第２ブレーキロータを有し、前記第１ブレーキロータと固定部材とが接触して前記第１回転要素に制動トルクを作用させる第１制動機構と、前記第２ブレーキロータと前記固定部材とが接触して前記第２回転要素に制動トルクを作用させる第２制動機構とを備えていてよい。

この発明では、前記第１モータの回転軸線と前記第２モータの回転軸線とが同一軸線上に配置され、前記第１モータの第１出力軸は、前記第２モータ側に延出して形成され、前記第１出力軸における前記第２モータ側に延出した部分に、第１出力ギヤが連結され、前記第１出力ギヤおよび前記第１ドライブシャフトに連結され、かつ前記第１出力軸の回転軸線と平行な回転軸線を中心として回転する複数のギヤにより構成された第１ギヤトレーン部を有し、前記第１トルク伝達経路は、前記第１出力軸と、前記第１出力ギヤと、前記第１ギヤトレーン部により構成され、前記第２モータの第２出力軸は、前記第１モータ側に延出して形成され、前記第２出力軸における前記第１モータ側に延出した部分に、第２出力ギヤが連結され、前記第２出力ギヤおよび前記第２ドライブシャフトに連結され、かつ前記第２出力軸の回転軸線と平行な回転軸線を中心として回転する複数のギヤにより構成された第２ギヤトレーン部を有し、前記第２トルク伝達経路は、前記第２出力軸と、前記第２出力ギヤと、前記第２ギヤトレーン部により構成され、前記差動制限機構は、前記第１出力軸と前記第２出力軸との端部の間に配置され、かつ前記第１出力軸と前記第２出力軸との間で伝達されるトルクを変更して前記第１出力軸と前記第２出力軸との差動回転を選択的に制限するように構成されていてよい。

この発明では、前記第１モータの回転軸線と前記第２モータの回転軸線とが同一軸線上に配置され、前記第１モータの回転軸線と前記第１ドライブシャフトのうちの前記第１トルク伝達経路に連結された端部の回転軸線とが同一軸線上に配置され、前記第２モータの回転軸線と前記第２ドライブシャフトのうちの前記第２トルク伝達経路に連結された端部の回転軸線とが同一軸線上に配置されていてよい。

この発明では、前記第１モータの第１出力軸は、前記第１モータの両側に延出し、前記第１出力軸のうちの前記第２モータとは反対側に延出した部分に、少なくとも三つの回転要素を有する第１遊星歯車機構が連結され、前記第１ドライブシャフトは、前記第１遊星歯車機構のうちの一つの回転要素に連結され、前記第１トルク伝達経路は、前記第１出力軸と前記第１遊星歯車機構とにより構成され、前記第２モータの第２出力軸は、前記第２モータの両側に延出し、前記第２出力軸のうちの前記第１モータとは反対側に延出した部分に、少なくとも三つの回転要素を有する第２遊星歯車機構が連結され、前記第２ドライブシャフトは、前記第２遊星歯車機構のうちの一つの回転要素に連結され、前記第２トルク伝達経路は、前記第２出力軸と前記第２遊星歯車機構とにより構成され、前記差動制限機構は、前記第１出力軸のうち前記第２モータ側に延出した端部と、第２出力軸のうち前記第１モータ側に延出した端部との間に配置され、かつ前記第１出力軸と前記第２出力軸との間で伝達されるトルクを変更して前記第１出力軸と前記第２出力軸との差動回転を選択的に制限するように構成されていてよい。

この発明によれば、第１トルク伝達経路に設けられた第１回転部材と、第２トルク伝達経路に設けられた第２回転部材との間で伝達するトルクを変更する差動制限機構を備えている。したがって、差動制限機構を係合して、第１回転部材と第２回転部材とを一体に回転させることにより、各モータから出力されるトルク差があっても、直進走行や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合に各ドライブシャフトに伝達されるトルクに差が生じることを抑制することができ、また各ドライブシャフトが相対回転あるいは差動回転することを抑制することができる。そのため、直進走行や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合の走行安定性を向上させることができるとともに、各モータを制御する際に過度に精度の高い制御が要求されることを抑制することができる。

この発明によれば、第１トルク伝達経路におけるいずれかの回転部材と、第２トルク伝達経路におけるいずれかの回転部材とのうちの一方の回転部材の回転を選択的に禁止するロック機構を備えている。したがって、差動制限機構を係合しつつ、ロック機構により一方の回転部材の回転を禁止することにより、各回転部材の回転を禁止することができる。つまり、一つのロック機構のみで各ドライブシャフトが回転することを抑制することができる。

この発明によれば、差動制限機構を構成する第１回転要素が、第１制動機構を構成する第１ブレーキロータを有し、また差動制限機構を構成する第２回転要素が、第２制動機構を構成する第２ブレーキロータを有している。つまり、第１回転要素は、差動制限機構と第１制動機構とに兼用され、かつ第２回転要素は、差動制限機構と第２制動機構とに兼用されている。したがって、制動機構や差動制限機構を構成する部品点数を低減することができるので、駆動装置の大型化やコストの増大を抑制できる。

この発明で対象とすることができる駆動装置の一例を説明するための断面図である。 車幅方向内側に制動機構を備えた駆動装置の一例を説明するための断面図である。 モータの出力軸の回転軸線と、ドライブシャフトが連結される部分の回転軸線とが同一の駆動装置の一例を説明するための断面図である。

この発明で対象とすることができる駆動装置の一例を図１に示している。図１に示す駆動装置１は、車両に搭載されたものであって、車幅方向における中央部分を挟んで両側がほぼ対称の形状に構成されている。したがって、以下の説明では、一方側（図における右側）の構成について説明し、他方側の構成は、一方側と構成が異なる部分のみについて説明し、他の部分の構成についてはその説明を省略する。なお、一方側と他方側とが同一の構成については、図中において一方側の部材の参照符号に「ａ」を付し、他方側の部材の参照符号に「ｂ」を付すとともに、以下の説明において一方側の部材と他方側の部材との区別をつけて説明する必要がある場合に、一方側の部材の名称に「第１」を付し、他方側の部材の名称に「第２」を付す。

この駆動装置１は、駆動力源としてのモータ２を備えている。このモータ２は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車の駆動力源として設けられたモータと同様に、発電機能のあるモータであって、その一例として永久磁石形の同期モータで構成されている。具体的には、ドラム状に形成されたモータハウジング３の内部に環状のステータ４が取り付けられ、そのステータ４の内部に環状のロータ５が設けられている。このロータ５の回転軸線Ｌ１が車幅方向に沿うようにロータ５が配置されており、そのロータ５に出力軸６が一体化されている。この出力軸６は、モータハウジング３の両側の側壁７，８を貫通している。なお、出力軸６は、モータハウジング３に嵌合したベアリング９，１０によって回転自在に保持されている。

この出力軸６のうち、側壁７よりも車幅方向における内側に延出した部分には、出力ギヤ１１が連結されている。また、出力軸６と平行にカウンタシャフト１２が設けられており、そのカウンタシャフト１２の一方の端部に、出力ギヤ１１よりも大径のカウンタドリブンギヤ１３が連結され、他方の端部に、カウンタドリブンギヤ１３よりも小径のピニオンギヤ１４が連結されている。さらに、ピニオンギヤ１４には、ピニオンギヤ１４よりも大径の終減速ギヤ１５が連結されている。

この終減速ギヤ１５の回転中心には、車幅方向における外側に向けて突出し、かつ車幅方向における外側に開口した円筒軸１６が連結されている。この円筒軸１６は、その回転軸線Ｌ２が、出力軸６の回転軸線Ｌ１と平行となるように形成されている。そして、円筒軸１６にドライブシャフト１７の一方の端部が差し込まれてスプライン係合している。このドライブシャフト１７は、従来知られているドライブシャフトと同様に、両端の回転軸線を車両の高さ方向に変更するための等速ジョイントなどの図示しない連結機構を有している。そして、そのドライブシャフト１７の他方の端部には、駆動輪１８が連結されている。

したがって、出力ギヤ１１のトルクは、出力ギヤ１１とカウンタドリブンギヤ１３とのギヤ比、およびピニオンギヤ１４と終減速ギヤ１５とのギヤ比に応じて増大して、ドライブシャフト１７に伝達される。すなわち、出力ギヤ１１、カウンタドリブンギヤ１３、ピニオンギヤ１４、終減速ギヤ１５により減速機１９を構成し、これらのギヤ１１，１３，１４，１５が、この発明の実施形態における「ギヤトレーン部」に相当する。また、出力軸６、出力ギヤ１１、カウンタドリブンギヤ１３、カウンタシャフト１２、ピニオンギヤ１４、終減速ギヤ１５によりトルク伝達経路Ｒを形成している。

なお、上記の各ギヤ１１，１３，１４，１５、カウンタシャフト１２、円筒軸１６は、センターハウジング２０の内部に収容されている。このセンターハウジング２０には、車幅方向における両側に各モータハウジング３ａ，３ｂが一体化されている。また、そのセンターハウジング２０によってカウンタシャフト１２や円筒軸１６が回転自在に保持されている。

なおまた、第１モータ２ａの出力軸６ａの回転軸線Ｌ１ａと、第２モータ２ｂの出力軸６ｂの回転軸線Ｌ１ｂとが同一軸線となり、かつ各ドライブシャフト１７ａ，１７ｂのうちの円筒軸１６ａ，１６ｂ側の端部の回転軸線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ同士が同一軸線となっている。

また、車幅方向における外側に延出した出力軸６の端部には、モータハウジング３よりも外径が若干小さい円盤状のブレーキロータ２１が連結されている。このブレーキロータ２１は、磁性材料により構成されており、モータ２とは反対側を向いた側面に環状の凸部２２が形成されている。

さらに、図に示す例では、ブレーキロータ２１の外径よりも内径が大きい有底円筒状のカバー部材２３が設けられており、カバー部材２３の開口部を閉じるようにカバー部材２３とモータハウジング３とが一体化されている。カバー部材２３とモータハウジング３とに囲われた空間に、出力軸６の回転を停止させるための制動機構２４が設けられている。

この制動機構２４は、ブレーキロータ２１と、ブレーキロータ２１のうち凸部２２が形成された側面に対向した環状の押圧部材２５とにより構成されている。押圧部材２５の外周面とカバー部材２３の内周面とがスプライン係合しており、押圧部材２５は、カバー部材２３の軸線方向に移動することができ、かつ回転することができないように構成されている。また、押圧部材２５の内周部は、ブレーキロータ２１の凸部２２よりも内側まで形成されており、その内周部がブレーキロータ２１側に突出している。そして、その突出した部分に、コイル２６が巻き付けられている。

したがって、上記コイル２６に通電することにより、その電流値に応じた電磁力がブレーキロータ２１と押圧部材２５とを接近させる荷重として生じるので、ブレーキロータ２１と押圧部材２５とが接触する。上記のように押圧部材２５は回転することができないため、ブレーキロータ２１と押圧部材２５とが接触することにより、その接触圧に応じた摩擦力が制動トルクとしてブレーキロータ２１に作用する。すなわち、出力軸６に制動トルクが作用する。なお、その際の摩擦力は、コイル２６に通電した電流値に応じた大きさになる。すなわち、コイル２６に通電する電流を制御することにより、ブレーキロータ２１に作用させる制動トルクを制御することができる。

つぎに、駆動装置１の作用について説明する。上述したモータ２は、発電機能のあるモータであるので、モータ２により駆動するためのトルクと制動するためのトルクとを出力することができる。また、第１モータ２ａと第１ドライブシャフト１７ａとが連結され、第２モータ２ｂと第２ドライブシャフト１７ｂとが連結されている。すなわち、各モータ２ａ，２ｂは、各ドライブシャフト１７ａ，１７ｂにそれぞれ独立して連結されている。したがって、各駆動輪１８ａ，１８ｂに要求される駆動力や制動力（以下、単に駆動力と記す場合がある）に応じたトルクを各モータ２ａ，２ｂから出力することにより、各ドライブシャフト１７ａ，１７ｂの相互のトルクを異ならせることができ、また各駆動輪１８ａ，１８ｂが相対回転することができる。つまり、駆動装置１は、差動機能を備えている。そのため、各モータ２ａ，２ｂの出力トルクを同一に制御すれば、各駆動輪１８ａ，１８ｂにより同一の駆動力を発生させることができる。また、各モータ２ａ，２ｂの出力トルクを異ならせることにより、各ドライブシャフト１７ａ，１７ｂの相互のトルクを異ならせることができ、旋回走行時の走行安定性を向上させることができる。

また、要求される制動力が比較的大きく、モータ２により発生させる制動トルクでは要求される制動力を充足できない場合や、モータ２に電気的に接続された図示しない蓄電装置の充電残量が上限値に達している場合などには、不足する分の制動トルクを上記制動機構２４により発生させる。すなわち、不足する制動トルクに応じた電流をコイル２６に通電する。なお、各制動機構２４ａ，２４ｂにより発生させるトルクの大きさは、各駆動輪１８ａ，１８ｂに要求される制動力に応じて異ならせてもよい。

上記のようにモータ２や制動機構２４により生じた駆動トルクや制動トルクは、減速機１９を介して駆動輪１８に伝達される。すなわち、駆動トルクや制動トルクが増大して駆動輪１８に伝達される。したがって、モータ２や制動機構２４により発生させる駆動トルクや制動トルクを小さくすることができる。そのため、モータ２や制動機構２４を小型化することができる。

さらに、制動機構２４をドライブシャフト１７よりも入力側（駆動力源側）に設けることにより、駆動輪１８と一体となる部材を少なくすることができる。そのため、いわゆるバネ下荷重を低下させて、車体の振動を低減できるなど、車両の走行安定性を向上させることができる。

またさらに、モータ２の出力軸６の回転軸線Ｌ１と、ドライブシャフト１７のうちの円筒軸１６側の端部の回転軸線Ｌ２とを平行に配置することにより、第１終減速ギヤ１５ａと第２終減速ギヤ１５ｂとを接近させて、あるいは第１円筒軸１６ａと第２円筒軸１６ｂとを接近させて配置することができる。そのため、ドライブシャフト１７の長さを長くすることができるので、ドライブシャフト１７に設けられた図示しない連結機構の揺動角を小さくすることができる。その結果、連結機構の動力損失を低減することができる。

一方、直進走行時や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合には、各駆動輪１８ａ，１８ｂの回転速度を一致させ、各駆動輪１８ａ，１８ｂのトルクを一致させることが好ましい。そのような場合に各モータ２ａ，２ｂの回転速度を同期させ、また各モータ２ａ，２ｂの出力トルクを同一に制御すると、比較的精度の高い制御が要求される。そのため、図１に示す駆動装置１は、各モータ２ａ，２ｂの出力軸６ａ，６ｂを一体回転させることができるように差動制限機構２７が設けられている。なお、第１出力軸６ａが、この発明の実施形態における「第１回転部材」に相当し、第２出力軸６ｂが、この発明の実施形態における「第２回転部材」に相当する。

この差動制限機構２７は、第１トルク伝達経路Ｒａにおけるいずれかの回転部材と、第２トルク伝達経路Ｒｂにおけるいずれかの回転部材との間でトルクを伝達し、両者の回転部材の差動回転を制限するように係合するように構成されており、図１に示す例では、第１出力軸６ａと第２出力軸６ｂとを一体に回転させることができる摩擦係合機構により構成されている。以下、差動制限機構２７の構成について説明する。

図１に示す第１モータ２ａの出力軸６ａは、出力ギヤ１１ａが連結されている箇所よりも車幅方向における内側に延出しており、その先端には、連結軸２８が一体回転するように連結されている。具体的には、連結軸２８における出力軸６ａ側の端部に、中空部が形成されており、その中空部に出力軸６ａの先端が差し込まれて一体化されている。その連結軸２８のうちの車幅方向における内側の端部には、フランジ部２９が形成されている。このフランジ部２９の外周面にはスプライン歯が形成されている。また、フランジ部２９と同心円上に環状の締結プレート３０が配置され、その締結プレート３０の内周面にスプライン歯が形成され、フランジ部２９と締結プレート３０とがスプライン係合している。なお、フランジ部２９と締結プレート３０とは、組み付け性を考慮して個別に形成しているものの、フランジ部２９と締結プレート３０とが一体に形成されていてもよく、この連結軸２８と締結プレート３０とが、この発明の実施例における「第１回転要素」に相当する。

また、第２モータの出力軸６ｂは、出力ギヤ１１ｂが連結されている箇所よりも車幅方向における内側に延出しており、その先端には、延長軸３１が一体回転するように連結されている。具体的には、延長軸３１における出力軸６ｂ側の端部に、中空部が形成されており、その中空部に出力軸６ｂの先端が差し込まれて一体化されている。その延長軸３１のうちの車幅方向における内側の端部には、有底円筒状の収容部３２が形成されており、その収容部３２の内部に上記締結プレート３０が、相対回転可能に挿入されている。また、収容部３２の開口部側には、締結プレート３０が収容部３２から抜け出ることを抑制するためのスナップリング３３が取り付けられている。

さらに、収容部３２における底面側には、環状の位置決めプレート３４が一体化されており、その位置決めプレート３４と上記締結プレート３０との間に環状の押圧板３５が配置されている。この押圧板３５と収容部３２とはスプライン係合しており、押圧板３５が、収容部３２と一体に回転するとともに、収容部３２の軸線方向に移動することができるように構成されている。また、押圧板３５は、磁性材料により構成されており、その内周部には、軸線方向における収容部３２の底面側に延出した円筒部３６が形成されている。そして、収容部３２の底面と押圧板３５との間に圧縮されて配置され、かつ円筒部３６の外周面を覆うように配置されたコイルバネ３７が設けられている。さらに、収容部３２の外周側には、コイル３８が設けられている。なお、延長軸３１、収容部３２、押圧板３５により、この発明の実施形態における「第２回転要素」を構成し、またコイル３８が、この発明の実施形態における「アクチュエータ」に相当する。

上記のコイル３８に通電することにより、コイルバネ３７のバネ力に対抗した電磁力が押圧板３５に作用するように構成されている。一方、コイル３８に通電していない場合には、押圧板３５はコイルバネ３７に押圧されて締結プレート３０に接触し、押圧板３５と締結プレート３０との間には、コイルバネ３７のバネ力に応じた摩擦力が生じる。この摩擦力は、直進走行や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合における各出力軸６ａ，６ｂに作用するトルク差あるいは回転速度差によって、押圧板３５と締結プレート３０とが相対回転しない程度に定められている。したがって、差動制限機構２７は、コイル３８に通電する電流値に応じて押圧板３５と締結プレート３０との伝達トルク容量が定められるように構成され、また押圧板３５と締結プレート３０とのトルクの伝達を遮断することができるように構成されている。つまり、差動制限機構２７は、第１出力軸６ａと第２出力軸６ｂとの間で伝達するトルクを、「０」以上のトルクに適宜変更することができるように構成されている。

したがって、直進走行や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合には、コイル３８へは通電せずに、押圧板３５と締結プレート３０とを摩擦係合させる。その結果、第１モータ２ａの出力軸６ａと第２モータ２ｂの出力軸６ｂとを一体に回転させることにより、各モータ２ａ，２ｂから出力されるトルク差があっても、各駆動輪１８ａ，１８ｂに伝達されるトルクに差が生じることを抑制することができ、また各駆動輪１８ａ，１８ｂが相対回転することを抑制することができる。そのため、直進走行や比較的旋回半径が大きい走行路を走行する場合の走行安定性を向上させることができるとともに、各モータ２ａ，２ｂを制御する際に過度に精度の高い制御が要求されることを抑制することができる。

また、図１に示す駆動装置１は、更に、車両の電源がオフされている場合に各駆動輪１８ａ，１８ｂに制動トルクを作用させることができるパーキングロック機構３９を備えている。このパーキングロック機構３９は、この発明の実施形態における「ロック機構」に相当するものであって、車両の電源がオフされた状態であっても第１ブレーキロータ２１ａと第１押圧部材２５ａとの接触圧を維持するように構成されている。具体的には、パーキングロック機構３９は、第１押圧部材２５ａを挟んで第１ブレーキロータ２１ａとは反対側に設けられた環状のプレート部材４０と、そのプレート部材４０を軸線方向に移動させるためのパーキング用モータ４１とにより構成されている。

このパーキング用モータ４１は、第１カバー部材２３ａの側壁に取り付けられており、その出力軸４２が、第１カバー部材２３ａの側壁を貫通して第１カバー部材２３ａの内側まで延出している。また、出力軸４２の外周面には、雄ねじ部４３が形成され、プレート部材４０の内周面には、その雄ねじ部４３に噛み合う雌ねじ部４４が形成されている。さらに、プレート部材４０は、第１カバー部材２３ａの内側に配置されており、そのプレート部材４０の外周面と第１カバー部材２３ａの内周面とがスプライン係合している。したがって、パーキング用モータ４１を回転させることにより、プレート部材４０は、出力軸４２の回転軸線に沿って移動する。すなわち、上記出力軸４２とプレート部材４０とにより送りネジ機構が構成されている。なお、プレート部材４０における第１押圧部材２５ａ側を向いた側面には、第１押圧部材２５ａと接触する環状の凸部４５が形成されている。

したがって、シフトレバーがパーキングポジションに切り替えられた場合など、パーキングロックする必要がある場合には、まず、パーキング用モータ４１に通電してプレート部材４０を第１押圧部材２５ａ側に移動させ、プレート部材４０と第１ブレーキロータ２１ａとの間に第１押圧部材２５ａを挟み付ける。その際の押圧力は、パーキングロックできる程度とする。その状態で、パーキング用モータ４１への通電を停止する。その結果、第１ブレーキロータ２１ａと第１押圧部材２５ａとが圧着された状態を維持することになるため、車両の電源がオフされた場合であっても、第１制動機構２４ａによる制動トルクを維持することができる。すなわち、第１出力軸６ａの回転を禁止することができる。

また、車両の電源がオフされている場合には、コイル３８への電力の供給も停止されるので、差動制限機構２７は係合した状態となる。そのため、パーキングロック機構３９により第１出力軸６ａの回転を停止させることにより、第２出力軸６ｂの回転も停止される。つまり、各駆動輪１８ａ，１８ｂに制動トルクを作用させた状態を維持することができる。なお、パーキングロック機構３９は、第２出力軸６ｂの回転を禁止するように設けられていてもよく、また、出力軸６に限らず、例えば、カウンタシャフト１２の回転を禁止するように設けられていてもよい。

上述した制動機構２４は、車幅方向におけるモータ２の外側に配置したものに限らず、図２に示すように車幅方向における内側に設けていてもよい。ここで、図２に示す駆動装置１の構成について説明する。なお、図１と同様の構成については同一の参照符号を付してその説明を省略する。

図２に示す駆動装置１は、連結軸２８における先端の外周面にスプライン歯が形成され、そのスプライン歯と締結プレート３０とがスプライン係合している。また、スプライン歯が形成された箇所よりも第１出力軸６ａ側にフランジ部４６が形成されている。このフランジ部４６はブレーキロータとして機能するように構成されており、収容部３２よりも第１出力軸６ａ側に形成され、その外径は、収容部３２の外径とほぼ同一に形成されている。

上記のフランジ部４６における第１出力軸６ａ側の側面と対向して環状の第１ブレーキディスク４７ａが設けられている。この第１ブレーキディスク４７ａは、磁性材料により構成されており、外周面がセンターハウジング２０の内周面とスプライン係合している。すなわち、第１ブレーキディスク４７ａは、軸線方向に移動することができ、かつ回転することができないように構成されている。そして、第１ブレーキディスク４７ａに電磁力を作用させるための第１コイル４８ａが、フランジ部４６や第１ブレーキディスク４７ａの外周側に設けられている。したがって、第１コイル４８ａに電流を供給することにより、第１ブレーキディスク４７ａが、フランジ部４６に接触し、その電流値に応じた摩擦力が生じる。すなわち、第１コイル４８ａに通電する電流値に応じた制動トルクがフランジ部４６に作用するように構成されている。したがって、このフランジ部４６が、この発明の実施形態における「第１ブレーキロータ」に相当する。なお、第１ブレーキディスク４７ａをフランジ部４６から離隔する方向に押圧するリターンスプリングなど必要な部材を適宜設けていてもよい。

また、図２に示す例では、収容部３２における第２出力軸６ｂ側を向いた側面に対向して、環状の第２ブレーキディスク４７ｂが設けられている。この第２ブレーキディスク４７ｂは、磁性材料により構成されており、外周面がセンターハウジング２０の内周面とスプライン係合している。すなわち、第２ブレーキディスク４７ｂは、軸線方向に移動することができ、かつ回転することができないように構成されている。そして、第２ブレーキディスク４７ｂに電磁力を作用させるための第２コイル４８ｂが、第２ブレーキディスク４７ｂの外周側に設けられている。したがって、第２コイル４８ｂに電流を供給することにより、第２ブレーキディスク４７ｂが、収容部３２の底面に接触し、その電流値に応じた摩擦力が生じる。すなわち、第２コイル４８ｂに通電する電流値に応じた制動トルクが収容部３２に作用するように構成されている。したがって、この収容部３２が、この発明の実施形態における「第２ブレーキロータ」に相当する。なお、第２ブレーキディスク４７ｂを収容部３２から離隔する方向に押圧するリターンスプリングなど必要な部材を適宜設けていてもよい。

上述したように制動機構２４を車幅方向における内側に配置したことに伴って、ブレーキロータ２１とプレート部材４０とを対向して配置し、プレート部材４０がブレーキロータ２１に接触することにより、第１出力軸６ａの回転を停止させるように構成されている。

図２に示すように駆動装置１を構成することにより、制動機構２４のアクチュエータとして機能する各コイル４８ａ，４８ｂや、差動制限機構２７を制御するためのコイル３８を隣接して配置することができるので、コイル３８，４８ａ，４８ｂに通電するための電気回路を容易に構成することができる。

また、制動機構２４のブレーキロータとして機能するフランジ部４６が連結軸２８に形成され、かつ差動制限機構２７の係合要素として機能する締結プレート３０が連結されているので、制動機構２４と差動制限機構２７とを構成する部材を兼用することができる。すなわち、制動機構２４や差動制限機構２７を構成する部品点数を少なくすることができるので、駆動装置１の大型化やコストの増大を抑制できる。

つぎに、モータ２の出力軸６の回転軸線Ｌ１と、ドライブシャフト１７のうちの円筒軸１６側の端部の回転軸線Ｌ２とが同一軸線上となるように配置された駆動装置１の構成について、図３を参照して説明する。なお、図１および図２に記載された駆動装置１と同様の構成については同一の参照符号を付してその説明を省略する。図３に示す駆動装置１は、モータ２の出力軸６のうち車幅方向の外側に向けて延出した部分に、シングルピニオン型の遊星歯車機構４９が連結されている。この遊星歯車機構４９は、従来知られているものと同様に構成されており、サンギヤ５０と、そのサンギヤ５０と同心円状に配置されたリングギヤ５１と、サンギヤ５０およびリングギヤ５１に噛み合うピニオンギヤ５２と、ピニオンギヤ５２を自転可能に保持するとともに、サンギヤ５０の回転中心を中心として公転することができるように保持するキャリヤ５３とにより構成されている。

上記の遊星歯車機構４９は、有底円筒状のカバー部材５４の内部に収容されており、サンギヤ５０が出力軸６と一体に回転するように連結され、リングギヤ５１がカバー部材５４の内壁面に連結されている。そして、キャリヤ５３には、車幅方向外側に向けて突出した円筒軸５５が連結されており、その円筒軸５５がカバー部材５４の底面を貫通し、かつカバー部材５４に回転自在に保持されている。したがって、この遊星歯車機構４９は、サンギヤ５０の回転速度が、キャリヤ５３の回転速度よりも高速になり、減速機１９を構成する。そして、円筒軸５５に、ドライブシャフト１７が連結する。なお、上記カバー部材５４は、モータハウジング３の車幅方向外側に連結され、カバー部材５４の開口部がモータハウジング３により閉じられている。

また、モータハウジング３の車幅方向内側には、センターハウジング５６が連結されている。このセンターハウジング５６は、二つの円筒状の部材５７ａ，５７ｂを、互いの端部同士を連結して形成されている。

そして、上記モータ２の出力軸６のうちセンターハウジング５６側に延出した部分には、図１および図２に示す構成と同様に構成されたブレーキロータ２１が連結されている。また、センターハウジング５６のブレーキロータ２１よりも車幅方向における中央部側には、ブレーキロータ２１に対向して押圧部材２５が設けられている。なお、押圧部材２５は、センターハウジング５６の内周面とスプライン係合している。

また、第１出力軸６ａの先端には、連結軸２８が一体化されており、その連結軸２８に、締結プレート３０がスプライン係合している。さらに、第２出力軸６ｂの先端には、延長軸３１が一体化されている。そして、延長軸３１に形成された収容部３２の内部に、図１や図２に示す例と同様に構成された押圧板３５、円筒部３６、コイルバネ３７が収容され、収容部３２の外周部にコイル３８が設けられている。なお、図示しないピンなどによりいずれかの回転部材を固定することにより、駐車時に制動トルクを維持するように構成されている。

上述したように構成された駆動装置１であっても、ブレーキロータ２１と押圧部材２５とを接触させて制動トルクを出力軸６に作用させることにより、その制動トルクが遊星歯車機構４９を介して増大させられてドライブシャフト１７や駆動輪１８に作用することになる。そのため、図１および図２と同様にブレーキロータ２１や押圧部材２５を小型化することができる。また、上述したようにモータ２の出力軸６の回転軸線Ｌ１と、ドライブシャフト１７のうちの円筒軸１６側の端部の回転軸線Ｌ２とが同一軸線に配置することにより、車両の上下方向に空間を空けることができるので、他の装置などの搭載自由度を向上させることができる。また、差動制限機構２７により各出力軸６ａ，６ｂを一体に回転させることができるので、図１や図２と同様に直進走行時や比較的旋回半径の大きい走行路を走行する際の走行安定性を向上させることができるとともに、各モータ２ａ，２ｂの制御が煩雑になることを抑制することができる。

上述した制動機構２４やパーキングロック機構３９は、電磁アクチュエータにより駆動するものに限らず、油圧アクチュエータなどの他のアクチュエータにより駆動するものであってもよい。さらに、制動機構２４は、アクチュエータの制御量の増加に伴って制動トルクが大きくなるものに限らず、例えば、バネによりブレーキロータ２１と押圧部材２５とを係合させ、そのバネ力に対抗する荷重をアクチュエータで作用させるように構成されたものであってもよい。また、パーキングロック機構３９は、トルク伝達経路Ｒに設けられた回転部材の回転を停止する構成であればよく、その制動トルクを作用させる回転部材は、出力軸６に限られず、また従来知られているパーキングギヤと、パーキングロックアームとを係合させて、回転部材の回転を機械的に停止させる構成であってもよい。

１…駆動装置、 ２…モータ、 ６，４２…出力軸、 １７…ドライブシャフト、 ２４…制動機構、 ２６，３８，４８…コイル、 ２７…差動制限機構、 ２９，４６…フランジ部、 ３０…締結プレート、 ３１…延長軸、 ３２…収容部、 ３５…押圧板、 ３９…パーキングロック機構、 Ｒ…トルク伝達経路。

Claims (5)

1. 車両用の駆動力源と、前記駆動力源から伝達されたトルクを左右の駆動輪のうちの第１駆動輪に伝達する第１ドライブシャフトと、前記駆動力源から伝達されたトルクを前記左右の駆動輪のうちの第２駆動輪に伝達する第２ドライブシャフトとを備え、
   前記第１ドライブシャフトと前記第２ドライブシャフトとの相互のトルクを異ならせることができるように構成された差動機能を備えた駆動装置において、
   前記駆動力源は、前記第１ドライブシャフトにトルク伝達可能に連結された第１モータと、前記第２ドライブシャフトにトルク伝達可能に連結された第２モータとの少なくとも二つのモータを有し、
   前記第１モータから前記第１ドライブシャフトにトルクを伝達する第１トルク伝達経路と、
   前記第２モータから前記第２ドライブシャフトにトルクを伝達する第２トルク伝達経路と、
   前記第１トルク伝達経路に設けられた第１回転部材と、
   前記第２トルク伝達経路に設けられた第２回転部材と、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に設けられ、かつ前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で伝達されるトルクを変更して前記第１回転部材と前記第２回転部材との差動回転を選択的に制限する差動制限機構と、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材とのうちの一方の回転部材の回転を選択的に禁止するロック機構と
   を備え、
   前記差動制限機構は、前記車両の電源がオフされた場合であっても、差動回転を制限可能に構成され、
   前記ロック機構は、前記車両の電源がオフされた場合であっても、前記一方の回転部材の回転を禁止するロック状態を維持可能に構成されている
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記差動制限機構は、前記第１回転部材と一体に回転する第１回転要素と、前記第２回転部材と一体に回転する第２回転要素と、前記第１回転要素と前記第２回転要素とを選択的に接触させ、かつその接触圧を制御するアクチュエータとを有する摩擦係合機構であり、
   前記第１回転要素は、第１ブレーキロータを有し、
   前記第２回転要素は、第２ブレーキロータを有し、
   前記第１ブレーキロータと固定部材とが接触して前記第１回転要素に制動トルクを作用させる第１制動機構と、
   前記第２ブレーキロータと前記固定部材とが接触して前記第２回転要素に制動トルクを作用させる第２制動機構と
   を備えている
   ことを特徴とする駆動装置。
3. 請求項１または２に記載の駆動装置において、
   前記第１モータの回転軸線と前記第２モータの回転軸線とが同一軸線上に配置され、
   前記第１モータの第１出力軸は、前記第２モータ側に延出して形成され、
   前記第１出力軸における前記第２モータ側に延出した部分に、第１出力ギヤが連結され、
   前記第１出力ギヤおよび前記第１ドライブシャフトに連結され、かつ前記第１出力軸の回転軸線と平行な回転軸線を中心として回転する複数のギヤにより構成された第１ギヤトレーン部を有し、
   前記第１トルク伝達経路は、前記第１出力軸と、前記第１出力ギヤと、前記第１ギヤトレーン部により構成され、
   前記第２モータの第２出力軸は、前記第１モータ側に延出して形成され、
   前記第２出力軸における前記第１モータ側に延出した部分に、第２出力ギヤが連結され、
   前記第２出力ギヤおよび前記第２ドライブシャフトに連結され、かつ前記第２出力軸の回転軸線と平行な回転軸線を中心として回転する複数のギヤにより構成された第２ギヤトレーン部を有し、
   前記第２トルク伝達経路は、前記第２出力軸と、前記第２出力ギヤと、前記第２ギヤトレーン部により構成され、
   前記差動制限機構は、前記第１出力軸と前記第２出力軸との端部の間に配置され、かつ前記第１出力軸と前記第２出力軸との間で伝達されるトルクを変更して前記第１出力軸と前記第２出力軸との差動回転を選択的に制限するように構成されている
   ことを特徴とする駆動装置。
4. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記第１モータの回転軸線と前記第２モータの回転軸線とが同一軸線上に配置され、
   前記第１モータの回転軸線と前記第１ドライブシャフトのうちの前記第１トルク伝達経路に連結された端部の回転軸線とが同一軸線上に配置され、
   前記第２モータの回転軸線と前記第２ドライブシャフトのうちの前記第２トルク伝達経路に連結された端部の回転軸線とが同一軸線上に配置されている
   ことを特徴とする駆動装置。
5. 請求項４に記載の駆動装置において、
   前記第１モータの第１出力軸は、前記第１モータの両側に延出し、
   前記第１出力軸のうちの前記第２モータとは反対側に延出した部分に、少なくとも三つの回転要素を有する第１遊星歯車機構が連結され、
   前記第１ドライブシャフトは、前記第１遊星歯車機構のうちの一つの回転要素に連結され、
   前記第１トルク伝達経路は、前記第１出力軸と前記第１遊星歯車機構とにより構成され、
   前記第２モータの第２出力軸は、前記第２モータの両側に延出し、
   前記第２出力軸のうちの前記第１モータとは反対側に延出した部分に、少なくとも三つの回転要素を有する第２遊星歯車機構が連結され、
   前記第２ドライブシャフトは、前記第２遊星歯車機構のうちの一つの回転要素に連結され、
   前記第２トルク伝達経路は、前記第２出力軸と前記第２遊星歯車機構とにより構成され、
   前記差動制限機構は、前記第１出力軸のうち前記第２モータ側に延出した端部と、第２出力軸のうち前記第１モータ側に延出した端部との間に配置され、かつ前記第１出力軸と前記第２出力軸との間で伝達されるトルクを変更して前記第１出力軸と前記第２出力軸との差動回転を選択的に制限するように構成されている
   ことを特徴とする駆動装置。

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