JPH0645139U - 減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原動機側の駆動力を減速して負荷側へ伝達す
る減速機において、原動機側が負荷側から駆動される場
合に、原動機側が増速されずに済む減速機を提供する。 【構成】 この考案の減速機は、固定のケースに収めら
れサンギヤ、ピニオンギヤ、ピニオンキャリヤ、インタ
ナルギヤを有するプラネタリギヤ機構と、前記サンギヤ
と前記ピニオンキャリヤ間および前記インタナルギヤと
前記ケース間にそれぞれ配設されたワンウェイクラッチ
または電磁クラッチとを備えたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば車両などに用いる減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、動力伝達系に使用される減速機は、原動機側から負荷側へ駆動力が伝達 される通常伝達経路の場合の減速比を例えば１０に設定してある場合に、原動機 側が負荷側から駆動される逆伝達経路のときは、逆伝達経路の減速比は１／１０ となり、つまり原動機側は１０倍に増速されるという構造のものであった。

【０００３】 図４に示すような原動機が２種類あって、その一方の役割が低車速範囲だけを まかなう車両の場合、この減速機（減速比１０）を使用するとつぎのような問題 が生じた。

【０００４】 図４はハイブリッド電気自動車３０１の駆動系部材のレイアウトを示し、原動 機はエンジン３０３とモータ３０５，３０７とであって２種類である。エンジン ３０３の駆動力はトランスミッション３０９、ディファレンシャル３１１、フロ ントアクスル３１３，３１５を経て前輪３１７，３１９に伝達される。一方、モ ータ３０５，３０７の駆動力はそれぞれ減速機３２１，３２３、クラッチ３２５ ，３２７を経て後輪３２９，３３１に伝達される。こうしてモータ３０５，３０ ７はトルク容量が小さいために減速機３２１，３２３（いずれも減速比１０）を 介して後輪３２９，３３１を駆動する構造としていた。

【０００５】 このモータ駆動の役割は、例えば車速４０Ｋｍ／ｈくらいまでの市街地走行で あり、それ以上の車速においてはエンジン駆動のみで走行を行っていた。電気自 動車であるので車両の減速エネルギーを回収しバッテリ（図示せず）を充電する ことにしたいが、モータの回転許容限界を車速４０Ｋｍ／ｈ時，５０００ｒ．ｐ ．ｍに設定しておくと、高速（例えば１００Ｋｍ／ｈ）走行時から車速４０Ｋｍ ／ｈまではモータの回転数が許容回転数を越えてしまうため車両の減速エネルギ ーを回収することが不可能となるという問題があった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、この点に注目してなされたものであり、駆動経路が前記逆伝達経路 の場合に原動機側が増速されずに済む減速機の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的のため本考案は、固定のケースに収められサンギヤ、ピニオンギヤ、 ピニオンキャリヤ、インタナルギヤを有するプラネタリギヤ機構と、前記サンギ ヤと前記ピニオンキャリヤ間および前記インタナルギヤと前記ケース間にそれぞ れ配設されたワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする（請求項１）。

【０００８】 また、前記ワンウェイクラッチを電磁クラッチとしたことを特徴とする（請求 項２）。

【０００９】

【作用】

この構成により、減速機の減速比は、駆動経路が前記通常伝達経路の場合には 所定の減速比となるが、前記逆伝達経路の場合には減速比が１となって原動機側 が増速されない。

【００１０】

【実施例】

本考案の適用は車両に限定されるものではないが、この実施例は、ハイブリッ ド方式の電気自動車の駆動系に適用した例である。

【００１１】 図１と図２とにより第１の考案の一実施例について説明する。図１はこの電気 自動車１０１の駆動系のレイアウト図で、図１の上下、左右は、それぞれ電気自 動車１０１の前後、左右を示す。図２は右後輪側の駆動系の主要構成部材のレイ アウトを示す。

【００１２】 まず、電気自動車１０１の駆動系の主な構成と機能とを説明する。

【００１３】 前輪側はエンジン１により駆動され、駆動力はエンジン１からトランスミッシ ョン３，フロントデフ５，フロントアクスル７，９を介して前輪１１，１３に伝 達される。一方、後輪側は２台のモータにより駆動され、駆動力はそれぞれモー タ１５，１７から減速機１９，２１、クラッチ２３，２５を介して後輪２７，２ ９に伝達される。

【００１４】 モータ１５，１７は同一サイズのもので、その配置の理由から回転方向が異な るだけである。減速機１９，２１とクラッチ２３，２５もそれぞれ同様に互いに 入出力回転方向が異なるだけで、その他は同じ機能を有する。従って説明の煩雑 さを避けるため、符号を付しての説明は右後輪駆動系の部材で代表させる。

【００１５】 減速機２１のケース２１ａはモータ１７のケース１７ａと共に電気自動車１０ １のフレーム（図示せず）に固定され、その内部に図２（ａ），（ｂ）に示すプ ラネタリギヤ機構３３とワンウェイクラッチ３５，３７とを組合わせた減速機構 ３９を支持している。駆動力はモータ１７からサンギヤ４１に入力される。サン ギヤ４１と噛合うピニオンギヤ４３はサンギヤ４１と同軸に配置されたピニオン キャリヤ４５に回転自在に支持されている。駆動力はサンギヤ４１からピニオン ギヤ４３，ピニオンキャリヤ４５，クラッチ２５を介して後輪２９へ出力される 。

【００１６】 ピニオンギヤ４３の外側には、これと噛合うインタナルギヤ４７がサンギヤ４ １と同軸に配置されている。さらにこのインタナルギヤ４７の外周と減速機２１ のケース２１ａの内周との間にワンウェイクラッチ３７がサンギヤ４１と同軸に 配置されている。

【００１７】 また、サンギヤ４１の軸部４１ａとピニオンキャリヤ４５の円筒部４５ａの内 径との間に、ワンウェイクラッチ３５がサンギヤ４１と同軸に配置されている。

【００１８】 つぎに、機能について説明する。

【００１９】 従来例の場合と同じく、モータ１７の回転数は車速４０Ｋｍ／ｈ時、５０００ ｒ．ｐ．ｍに設定され、これを許容回転数限界にしている。このモータ駆動の役 割は車速４０Ｋｍ／ｈまでの市街地走行であり、それ以上の車速においてはエン ジン駆動のみで走行を行う。また減速機２１の通常伝達経路の場合の減速比は１ ０である。

【００２０】 この電気自動車１０１は、前進走行時、モータ１７の駆動力は減速機２１のサ ンギヤ４１に入力され、サンギヤ４１はピニオンキャリヤ４５よりも速く回る。 サンギヤ４１，ピニオンキャリヤ４５間がこの速度関係のとき、ワンウェイクラ ッチ３５はフリーになるように配設されている。またインタナルギヤ４７はこの ときピニオンギヤ４３によりサンギヤ４１の回転方向とは逆の方向に回されよう とする。一方最外側のケース２１ａは固定されている。インタナルギヤ４７とケ ース２１ａ間の速度関係がこの条件のときワンウェイクラッチ３７はロックされ るように配設されているため、このときインタナルギヤ４７は回転できない。従 ってこのときプラネタリギヤ機構３９は、インタナルギヤ４７が固定、サンギヤ ４１に入力となるのでピニオンキャリヤ４５は設定された減速比（この実施例で は減速比１０）でサンギヤ４１と同方向に減速回転する。

【００２１】 こうして前進走行でモータ１７が後輪２９を駆動している条件下では、駆動力 は通常伝達経路を通ってピニオンキャリヤ４５から後輪２９出力され、所定（減 速比１０）の減速作用が得られる。

【００２２】 これに対して前進走行中モータ１７が後輪２９によって駆動されるブレーキの 状態では、駆動力は逆伝達経路を通る。すなわち後輪２９からの駆動力は減速機 ２１のピニオンキャリヤ４５に入力される。このときピニオンキャリヤ４５はサ ンギヤ４１よりも速く回されようとするので、ワンウェイクラッチ３５はロック 状態に切替わりピニオンキャリヤ４５とサンギヤ４１とは直結される。つまり減 速比は１でありモータ１７は増速されない。このときインタナルギヤ４７はピニ オンギヤによりピニオンキャリヤ４５，サンギヤ４１と同方向（通常伝達経路時 とは逆方向）に回され、ワンウェイクラッチ３７はフリーとなる。

【００２３】 この電気自動車１０１が１００Ｋｍ／ｈでの前進走行時（車速４０Ｋｍ／ｈ以 上であるのでクラッチ２５がオフとなり後輪２９だけが回転しモータ１７は作動 していない状態）からブレーキの状態に入った場合、１００Ｋｍ／ｈ時の後輪２ ９の回転数は、車速４０Ｋｍ／ｈ時にモータ１７の回転数を５０００ｒ．ｐ．ｍ （許容回転数限界）に設定してあるので、ほぼ（１００／４０）×５０００×１ ／１０＝１２５０ｒ．ｐ．ｍである。従ってこのときクラッチ２５をオンにして モータ１７が駆動される回転数は、減速機２１の減速比が１であるので、ほぼ１ ２５０ｒ．ｐ．ｍである。すなわちモータ１７の許容回転数限界を越えないので 、モータ１７を発電機に切替えることによって回生制動が得られてバッテリ（図 示せず）は充電される。

【００２４】 また、この電気自動車１０１を後進させる場合は、クラッチ２５が自動的にオ フとなり、モータ１７による駆動系は作動せずにエンジン１のみによる駆動とな る。

【００２５】 このようにして本考案によれば、この電気自動車１０１の前進走行時に、モー タ１７が後輪２９により駆動される（逆伝達経路の）条件下で減速比は１となり モータ１７は増速されない。従ってモータ１７の回転数が許容回転数を越える危 険が避けられると共に電気自動車１０１の減速エネルギの回収ができる。

【００２６】 つぎに図３によりハイブリッド電気自動車に適用した第２の考案の一実施例に ついて説明する。図３はこの電気自動車（図示せず）の右後輪側駆動系の主要構 成部材のレイアウト図で，前記第１の考案の一実施例と異なる点は、減速機１２ １の構成部材としてワンウェイクラッチの代りに電磁クラッチ１３５，１３７を 使用している点である。従って説明の煩雑さを避けるため、この相違点について だけ説明する。前記第１の考案の一実施例と同じ機能の部材には同じ符号を付し 、説明は右後輪２９側の部材で代表させる。

【００２７】 減速機１２１のケース１２１ａはモータ１７のケース１７ａと共に電気自動車 のフレーム（図示せず）に固定され、その内部に図３に示すプラネタリギヤ機構 ３３と電磁クラッチ１３５，１３７とを組合わせた減速機構１３９を支持してい る。駆動力はモータ１７からサンギヤ４１に入力される。サンギヤ４１と噛合う ピニオンギヤ４３はサンギヤ４１と同軸に配置されたピニオンキャリヤ４５に回 転自在に支持されている。駆動力はサンギヤ４１からピニオンギヤ４３，ピニオ ンキャリヤ４５を介して後輪２９へ出力される。

【００２８】 ピニオンギヤ４３の外側には、これと噛合うインタナルギヤ４７がサンギヤ４ １と同軸に配置されている。さらにこのインタナルギヤ４７の側面と減速機１２ １のケース１２１ａとの間に電磁クラッチ１３７が配置されている。電磁クラッ チ１３７のオン、オフによりインタナルギヤ４７と減速機１２１のケース１２１ ａ間が連結、連結解除され、インタナルギヤ４７が固定、フリー回転となる。

【００２９】 また、サンギヤ４１とピニオンキャリヤ４５間に、電磁クラッチ１３５が配置 されている。電磁クラッチ１３５のオン、オフによりサンギヤ４１とピニオンキ ャリヤ４５間が連結、連結解除され、サンギヤ４１とピニオンキャリヤ４５とが 直結、直結解除（フリー）となる。

【００３０】 つぎに、機能について説明する。

【００３１】 この電気自動車は、前進走行時、モータ１７の駆動力は減速機１２１のサンギ ヤ４１に入力される。このとき電磁クラッチ１３５はオフとなり、もうひとつの 電磁クラッチ１３７はオンとなる。すなわちプラネタリギヤ機構１３９は、サン ギヤ４１に入力、インタナルギヤ４７は固定となるため、ピニオンキャリヤ４５ はサンギヤ４１からピニオンギヤ４３を介してサンギヤ４１と同方向に回転させ られる。このときのピニオンキャリヤ４５の回転は設定された減速比（この例で は減速比は１０）で減速回転する。

【００３２】 こうして前進走行でモータ１７が後輪２９を駆動している条件下では、駆動力 は通常伝達経路を通ってピニオンキャリヤ４５から出力され、所定の減速作用が 得られる。

【００３３】 これに対して前進走行中モータ１７が後輪２９によって駆動されるブレーキの 状態では、駆動力は逆伝達経路を通る。すなわち後輪２９からの駆動力は減速機 １２１のピニオンキャリヤ４５に入力される。このとき電磁クラッチ１３５はオ ンとなり、もうひとつの電磁クラッチ１３７はオフとなる。従ってピニオンキャ リヤ４５とサンギヤ４１とは直結され一体となって回転する。つまり減速比は１ でありモータは増速されない。このときインタナルギヤ４７は、電磁クラッチ１ ３７がオフになっているため減速機１２１のケース１２１ａとの連結が解除され 、ピニオンギヤによりピニオンキャリヤ４５，サンギヤ４１と同方向（通常伝達 経路時とは逆方向）に回される。

【００３４】 この電気自動車が１００Ｋｍ／ｈでの前進走行時（車速４０Ｋｍ／ｈ以上であ るので電磁クラッチ１３５，１３７がオフとなり後輪２９だけが回転しモータ１ ７は作動していない状態）からブレーキの状態に入った場合、１００Ｋｍ／ｈ時 の後輪２９の回転数は、車速４０Ｋｍ／ｈ時にモータ１７の回転数を５０００ｒ ．ｐ．ｍ（許容回転数限界）に設定してあるので、ほぼ（１００／４０）×５０ ００×１／１０＝１２５０ｒ．ｐ．ｍである。従ってこのとき電磁クラッチ１３ ５をオンとし電磁クラッチ１３７をオフとしてモータ１７が駆動される回転数は 、減速機１２１の減速比が１であるので、ほぼ１２５０ｒ．ｐ．ｍである。すな わちモータ１７の許容回転数限界を越えないので、このときモータ１７を発電機 に切替えることによって回生制動が得られてバッテリ（図示せず）は充電される 。

【００３５】 つぎに、この電気自動車を後進させる場合は、モータ１７を前進時回転方向と は逆回転させて行う。この場合モータが駆動側のときも被駆動側のときも電磁ク ラッチ１３５、１３７はそれぞれ前進走行時と同じオン、オフ状態になっている ので、減速比は前進走行時と同じとなる。このため第１の考案の実施例で説明し たクラッチ２５（図１参照）は省略できる。

【００３６】 こうして、この電気自動車の前進走行時、後進走行時共に、モータ１７が後輪 ２９により駆動される（逆伝達経路の）条件下で減速機１２１の減速比は１とな りモータは増速されない。従ってモータ１７の回転数が許容回転数を越える危険 が避けられると共に電気自動車の減速エネルギの回収ができる。

【００３７】 なお、電磁クラッチ１３５、１３７のオン、オフ動作は、車速のみならず、モ ータ１７の回転数やギヤポジション、アクセル開度等により、車両の前進、後進 、加速、減速の状況に応じて行われる。

【００３８】 また、前記電磁クラッチ１３５，１３７は油圧クラッチ、バンドブレーキなど を用いてもよい。

【００３９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、原動機側が負荷側から駆動される場合 に原動機側は増速されないから、モータ１７の回転数が許容回転数を越える危険 が避けられると共に電気自動車の減速エネルギの回収ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案の一実施例の駆動系のレイアウト図
である。

【図２】第１の考案の一実施例の主要構成部材のレイア
ウト図である。

【図３】第２の考案の一実施例の主要構成部材のレイア
ウト図である。

【図４】従来例の駆動系のレイアウト図である。

【符号の説明】

１５，１７ モータ １９，２１，１２１ 減速機 ４１ サンギヤ ４３ ピニオンギヤ ４５ ピニオンキャリヤ ４７ インタナルギヤ ３５、３７ ワンウェイクラッチ １３５，１３７ 電磁クラッチ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定のケースに収められサンギヤ、ピニ
   オンギヤ、ピニオンキャリヤ、インタナルギヤを有する
   プラネタリギヤ機構と、前記サンギヤと前記ピニオンキ
   ャリヤ間および前記インタナルギヤと前記ケース間にそ
   れぞれ配設されたワンウェイクラッチとを備えたことを
   特徴とする減速機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の減速機であって、前記ワ
   ンウェイクラッチは、電磁クラッチであることを特徴と
   する減速機。