JPH0715805A - 転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転換蓄電式ディファレンシャル・カップリン
グ複合動力システムを提供する。 【構成】 原動側回転動力源Ｐ１０１と電磁カップリン
グ駆動装置Ｍ１０１とディファレンシャル・ホイールア
センブリ１００と、充放電可能な蓄電池ＢＴ１０１と中
央制御装置ＣＣＵ１０１とよりなり、中央制御装置ＣＣ
Ｕ１０１は電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１と蓄電池
ＢＴ１０１間の充，放電電圧と電流を制御する外、電磁
カップリング駆動装置Ｍ１０１に於いて電磁制動機能の
ダンピング効果が発生した時のそのアーマーチュアーの
定電流出力の制御を行い、電磁カップリング駆動装置Ｍ
１０１を発電機として作用させたときそのエネルギーを
回収して蓄電池ＢＴ１０１に充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転換蓄電式ディファレ
ンシャル・カップリング複合動力システムに関するもの
で主として交通用の車両，船舶，航空機或いはその他の
機械の動力（工業用、産業用）の回転駆動用として広汎
な用途に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年に到り、エネルギーの使用が増大す
るに従って排気または騒音による環境汚染が問題視され
ている中で、動力による駆動動力源がこれらの問題を解
決する手段として広く注目され始めている。

【０００３】今電動動力を使った車両の沿革或いはその
研究，発展の経過をたどって見ると、先ず蓄電池の容量
の局限に制限されて航続距離に限度があることが難題で
あった。蓄電池の容量を増加する方法として現今では電
池自体の体積を大型化するか又は電池の数量を追加する
手段しかなく、これでは相対的に車両の自重が増加し且
つそのために負荷量が増大、エネルギーの消耗も相対的
に大きくなり経済条件に相反する結果となる。電池技術
の改善（即ち単一電池の容量増大技術）が一歩先に進ま
ない現今に於いて比較的実用度の高い駆動方式として複
式駆動機構の設計が発展の途上にあることは周知の通り
である。その典型的な実例として、 （Ａ）混合動力型：この種の形式の最も典型的な実例と
して電気自動車が挙げられる。これはエンジンによって
発電機を駆動し、発電機からの電流出力を蓄電池に充電
するもので、電池から供給される電気エネルギーは駆動
モーターを回転させ、車両を走行させる。例としてゼネ
ラル・モーターズが発表した ＧＭ ＨＸ３がそれであ
る。 （Ｂ）共軸式：エンジンの出力軸のエネルギーをクラッ
チを通して駆動モーターの回転軸と直結し、車輛を駆動
すると共に速度の制御作用も行う。ドイツの国民車 Ｖ
Ｗ ＣＨＩＣＯが好例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の（Ａ）項の方式
では総体的に効率が低いのが欠点である。上述の（Ｂ）
項に就いてエンジンとモーターは両者の中ただ一方だけ
が駆動出力として使われ、両者共同で効率の増加を実現
出来ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
原動側回転動力源Ｐ１０１と電磁カップリング駆動装置
Ｍ１０１とはディファレンシャル・ホイールアセンブリ
１００を介して連結し、又原動側回転動力源Ｐ１０１に
回転速度制御装置或いは能率制御装置ＰＣ１０１を設
け、上記電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１には制御シ
ステムＤ１０１を設け、中央制御装置ＣＣＵ１０１は上
記能率制御装置ＰＣ１０１と制御システムＤ１０１の制
御を行い、充放電可能な蓄電池ＢＴ１０１を設け、電磁
カップリング駆動装置Ｍ１０１の制御システムＤ１０１
は中央制御装置ＣＣＵ１０１の指令を受けて電磁カップ
リング駆動装置Ｍ１０１と蓄電池ＢＴ１０１間の充，放
電電圧と電流を制御する外、電磁カップリング駆動装置
Ｍ１０１に於いて電磁制動機能のダンピング効果が発生
した時のそのアーマーチュアーの定電流出力の制御を行
い、電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１を発電機として
作用させたときそのエネルギーを回収して蓄電池ＢＴ１
０１に充電を行うことを特徴とする転換蓄電式ディファ
レンシャル・カップリング複合動力システムである。

【０００６】本発明の第２の発明は、ガソリン，重油
（軽油），アルコール，ガス，水素化合物などの燃料を
燃焼させて動力を出力する内燃原動機Ｐ２０１と電磁カ
ップリング駆動装置Ｍ２０１とを有し、上記電磁カップ
リング駆動装置Ｍ２０１の可回転駆動磁場２０４はカッ
プリング２０３で直接内燃発動機Ｐ２０１の原動軸Ｓ２
０２と連結し、上記電磁カップリング駆動装置Ｍ２０１
の可回転磁場２０４と回転子２１１間にはクラッチ装置
ＣＬ２２２を設け、充電、放電が可能な蓄電池ＢＴ２２
０を設け、中央制御装置ＣＣＵ２２１は導電滑動リング
２１５と接触する導電ブラシ２１５を介して電磁カップ
リング駆動装置Ｍ２０１の回転子２１１に接続し、電磁
カップリング駆動装置Ｍ２０１を発電機として作用させ
たときそのエネルギーを回収して蓄電池ＢＴ２２０に充
電を行うことを特徴とする転換蓄電式ディファレンシャ
ル・カップリング複合動力システムである。

【０００７】

【作用】内燃原動機（又はその他の回転動力源）の回転
出力を直接或いは伝動歯車，ベルト，チェインなどの伝
動装置，又はカップリングを介して電磁カップリング駆
動装置の入力軸と連結することによって駆動動力が得ら
れる。電磁カップリング駆動装置は一種の交流又は直流
のブラシ付，或いはノーブラシの電機であり、ディファ
レンシャルシステムとエンジンの出力軸と各々連結され
て動力を伝達する。或いは両端に回転軸を具え，且つ両
端の軸はそれぞれ回転する磁場及び回転子と連結され、
制御装置の制御により効能の転換が行われる。即ち、電
流を投入した時には電動機としての役割を演じ、負荷を
駆動する動力を出力する。同時に又発電機として作用
し、出力電流によってカップリングトルクが発生し速度
可変のカップリング効能が産生する。

【０００８】又エンジンの起動用動力が得られ、システ
ムの制動用トルクも得られる。特にエンジンのみで単独
駆動する時にあっては、回転磁場及び回転子間の回転速
度差を利用して蓄電池に充電電流を送り電池の充電が行
われる。この時充電電流を制御することによって負荷と
の間の回転速度差を調節することが可能である。エンジ
ンは定速運転或いは部分的に回転速度の調整が可能であ
り、これによって最高の運転効率が得られ、同時に公害
を最低にまで抑制出来る最良の回転速度が維持される。
又電磁カップリング駆動装置によって差速出力が得られ
る。即ち、総合的にはエンジンの効率を向上させ、汚染
を極度に低減し、蓄電池に充電すると共に可変速のカッ
プリング結合が実現出来る機能を具備するものである。
以上の外駆動用モーターとして単独の回転出力で負荷を
駆動し、又はエンジンと共に合同で回転し負荷を駆動す
る。

【０００９】

【実施例】付図に就いて以下本発明の一実施例を詳細に
説明する。図１はディファレンシャル系を介してディフ
ァレンシャル・カップリングを実現させる転換蓄電式デ
ィファレンシャル・カップリング複合動力システムの実
施例を示したもので、図中に示す主要構成は下記の如く
である。・原動側回転動力源Ｐ１０１： 通常は内燃発
動機であるが実際の応用面では外燃エンジン，風力，水
力などの回転動力源で代替することも可能である。上述
の如く原動側回転動力源Ｐ１０１には制動器アセンブリ
Ｂ１０１が設けられ、必要に応じて原動側の回転出力軸
を制動する。又原動側回転動力源Ｐ１０１に速度調節の
ための或いは効率を抑制するための制御装置ＰＣ１０１
（内燃発動機の場合は燃油制御装置）が設けられてあ
り、これは手動又は中央制御装置ＣＣＵ１０１によって
制御操作される。

【００１０】・ディファレンシャルアセンブリ１００：
これには電磁カップリング駆動装置が駆動するソーラ
ーギアー１０１、原動側回転動力源Ｐ１０１が駆動する
外環歯車１０２及び差動出力を司る遊星歯車１０３など
によって構成されている。遊星歯車アセンブリには外部
へ出力する共同中心軸Ｓ１０４がある。・電磁カップリ
ング駆動装置Ｍ１０１： 回転子及び磁場構造を持つ回
転型電機装置で、システムの運転過程に於いて入力電気
エネルギーを受けてモーターとして作用し、又システム
の慣性を電気エネルギーに変換して蓄電池ＢＴ１０１に
充電を行う発電機として作用し或いはディファレンシャ
ル系統の分配作用により原動側回転動力源Ｐ１０１の部
分駆動エネルギーを受けて発電機として動作し、蓄電池
ＢＴ１０１に充電を行う。又一方面ではすべての負荷量
と共に原動側回転動力源Ｐ１０１の負荷となって存在
し、蓄電池ＢＴ１０１への充電効率の調整をしつつ、全
系統の出力と原動側回転動力源Ｐ１０１両者間の回転速
度差を調整する様な役割をも担う。特に原動側回転動力
源Ｐ１０１が内燃エンジンである場合、上述の作用を活
用してエンジンを最良の運転状態に保持し、負荷に対し
て最も適当な回転速度（即ちエンジンと負荷との間の回
転速度差）を制御することが出来る。

【００１１】電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１は又一
種のダンピング（ＤＡＭＰＩＮＧ）作用を提供する。即
ち、全系統の運転をエンジンが直接駆動する状態にさせ
る。その方式として電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１
をして発電機として作用させて定電流出力の状態とし、
これによって一種の発電の負荷を制動（ＢＲＡＫＩＮ
Ｇ）ダンピングとして活用する。或いは電磁カップリン
グ駆動装置Ｍ１０１の回転磁場及び回転子間に制動装置
Ｂ１０２を配置して機械的制動操作を行う。電磁カップ
リング駆動装置Ｍ１０１の磁場及び回転子の機能は発電
機として又電動機としての役割を兼ね、永久磁石又はコ
イル励磁方式で磁場を形成する外、或いはコンダクティ
ングリングを介して巻線式回転子に電流を伝導して磁場
を形成する。又それは整流子付きアーマーチュアーによ
って構成される直列連結或いは複合励磁式のブラシ付或
いはノーブラシの電機又は同期型、非同期型の電機によ
って構成される。

【００１２】・電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１の制
御装置Ｄ１０１： 中央制御装置ＣＣＵ１０１の指令を
受けて電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１と蓄電池ＢＴ
１０１間の充電、放電の電圧と電流を制御する外、電磁
カップリング駆動装置Ｍ１０１自体が電磁制動ダンピン
グ効能を提供する時アーマーチュアーの定電流出力を制
御する。・蓄電池ＢＴ１０１： 充電及び放電が可能な
各種蓄電池が使用出来る。出力軸Ｓ１０３：この出力軸
Ｓ１０３は回転出力を終端に伝達し、負荷を駆動する。
必要に応じて制動器Ｂ１０３を追加設置することも出来
る。制動器Ｂ１０３はシステム操作に於いて負荷と共に
ダンピング効果を形成する役割をも担う。・中央制御装
置ＣＣＵ１０１： プリント基板及び通常の機電部品に
よって構成され、手動或いは信号により指令を発し、シ
ステムの動作を制御し、又表１に掲げる効能の全部又は
一部を実現させる。

【００１３】図１の実施例で効能表１に掲げる内容は以
下の如くである。 Ｆ１−Ａ，Ｆ１−Ｂ，Ｆ１−Ｃ，Ｆ１−Ｄ： 低出力で
負荷を駆動運転するモード。 Ｆ２： 蓄電池ＢＴ１０１の電力を電磁カップリング駆
動装置Ｍ１０１に投入し、モーター用途として運転し負
荷を駆動するモード。 Ｆ３： エンジンを駆動するため、及び蓄電池ＢＴ１０
１の電流を電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１に投入し
てモーター用途として運転し、出力の回転速度変換及び
効率相乗の大効率出力を得るモード。 Ｆ４： 負荷側の機械回転のエネルギーを電磁カップリ
ング駆動装置Ｍ１０１に投入して発電機として運転し、
発電エネルギーを回収して蓄電池ＢＴ１０１に充電する
運転モード。 Ｆ５： エンジンの出力で電磁カップリング駆動装置Ｍ
１０１を駆動運転し、発電として作用させ蓄電池ＢＴ１
０１に充電を行う運転モード。本モードに於いてはタイ
マーを設けて充電時間の自動制御が可能である。 Ｆ６： 電磁カップリング駆動装置Ｍ１０１をモーター
用途として運転し、蓄電池ＢＴ１０１の電流でモーター
を駆動，更にエンジンを起動する運転モード。

【００１４】

【表１】

【００１５】図２は本発明の第２実施例を示すもので一
種の双動式電磁カップリング駆動装置Ｍ２０１によって
構成される転換蓄電式ディファレンシャル・カップリン
グ複合動力システムの実施例を示す。この実施例で述べ
る転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動
力システムにあっては、その特徴はエンジン或いはその
他の回転動力源Ｐ２０１の出力軸Ｓ２０２と電磁カップ
リング駆動装置Ｍ２０１が結合する。該電磁カップリン
グ駆動装置Ｍ２０１は一種のブラシ付或いはノーブラシ
の交流又は直流型の電機で、一端は回転動力源Ｐ２０１
の出力軸Ｓ２０２に、他端の出力軸Ｓ２１２は図示しな
いディファレンシャルシステムと連結して双端軸構造と
なっており、両端は各々可回転磁場２０４及び可回転の
回転子２１１と夫々結合して回転子２１１の回転軸（又
は磁場回転軸）を総合出力軸Ｓ２１２として構成される
電磁カップリング装置である。図中に於いて内燃機すな
わち回転動力源Ｐ２０１の回転出力軸Ｓ２０２は直接或
いはチェーン，歯車，ベルトなどの伝動装置を介して又
はカップリングシャフトを経て電磁変速カップリング駆
動装置Ｍ２０１の入力軸に連結される。電磁カップリン
グ駆動装置Ｍ２０１は双端軸構造で、両軸端は各々回転
磁場２０４及び回転子２１１と連結され、制御装置によ
って制御される。この電磁カップリング駆動装置Ｍ２０
１は電流を投入した時モーターとして作用し、エンジン
を起動する電動機としての役割を演じ、又は駆動モータ
ーとして作用し単独で回転出力で負荷を駆動し、或いは
エンジンすなわち回転動力源Ｐ２０１と共同で負荷を駆
動する。又発電機として作用する時は、その出力はトル
クを発生し再生発電制動の効果を発揮する。例えば、エ
ンジンが単独で負荷を駆動する時には可変速のカップリ
ング装置として働き、可回転磁場２０４と回転子間２１
１間に電磁力或いは液力又は機械力によって動作するク
ラッチアセンブリＣＬ２２２が設けられ、このクラッチ
アセンブリＣＬ２２２が接合された状態に於いては可回
転磁場２０４と回転子２１１間が直接連結されてエンジ
ンの回転速度を制御する構造となっている。

【００１６】図２で示される第２実施例ではその主要な
構成は以下の如くとなる。 ・燃料にガソリン，軽（重）油，アルコール，ガス、水
素化合物などを使用する内燃原動機Ｐ２０１： ・内燃エンジンの回転出力軸Ｓ２０２： ・カップリングシステム２０３： 板状ジョイント、ユ
ニバーサルジョイント又はその他の軸対軸或いは軸対同
軸回転体の連結装置が用いられる。 ・電磁カップリング駆動装置Ｍ２０１の可回転駆動磁場
２０４：これは前述のカップリング２０３を介して直接
内燃機原動回転出力軸Ｓ２０２と連結されて直接回転エ
ネルギーを伝達する。又は歯車、ベルト、チェーンなど
の伝動装置を経て前述内燃発動機の動力を伝達する。こ
れらとは別に又軸受及び上述諸設備を配置するための固
定した機械的な台座がある。 ・固定鉄芯励磁コイル２０５： 中央制御装置ＣＣＵ２
２１の制御を受けて導電リングより極性及び電流を制御
出来る励磁電流を導入し対称となる磁場が形成される。
又は永久磁石によって形成される磁場から構成される交
流，直流型整流子付電機又はブラシ無しの同期型或いは
非同期型電機の類によって構成される。

【００１７】・アーマチュアー導電ブラシ台座絶縁プロ
テクター２０６： ・アーマチュアー導電ブラシ台座絶縁キャップ２０７： ・アーマチュアー導電ブラシ台座２０８： ・アーマチュアー導電ブラシ２０９： ・アーマチュアー回転方向転換器２１０： 即ち従来か
らあるコミュテーター（COMMUTATOR）のことで、上述の
電磁カップリング装置が整流子式電機の場合、回転子の
回転方向の転換及び導通の用途としての役割を担う。そ
の構造は円筒状又は皿状の何れもよく、ブラシ２０９及
び台座２０８は外側に或いは側面に対称的に配置され
る。 ・回転子２１１： 整流子式アーマチュアーで、従来の
歯溝型巻線式の円筒状直流アーマチュアーもこれに含ま
れる。その出力軸Ｓ２１２は図示しないディファレンシ
ャルアセンブリに連結される。又プリント式回転子、杯
型アーマチュアー回転子，或いは無鉄芯アーマチュアー
回転子などの構造がある。

【００１８】・アーマチュアー回転子出力軸Ｓ２１２： ・導電コンダクティングリング(CONDUCTING RING）絶縁
プロテクター２１３： ・アーマチュアー及び磁場入出力導電リング２１４：
各々アーマチュアー入出力導電ブラシシートと磁場励磁
コイルの両端に接続される。もしブラシ無しの電機の場
合は上記ブラシシート及びブラシアセンブリは省略出来
る。 ・導電リング２１４に接続されるブラシ２１５： ・導電リング２１４に接続されるブラシシート２１６： ・導電リング２１４のブラシと連結する絶縁シート２１
７： ・内燃エンジン原動出力軸電磁制動器Ｂ１０１： これ
はキー，楔などの結合工具を使って出力軸に連結固定さ
れ通電すると制動効能が発生する。又、制動器Ｂ１０１
はこの外電気エネルギーを利用するか、又は手動、気
圧、油圧などの方法の機械式制動装置も適用出来る。こ
れは必要に応じ設けるか否かを決定する。

【００１９】・電磁カップリング駆動装置Ｍ２０１の出
力側電磁制動装置Ｂ１０３：キー，楔又はその他の方法
で出力軸と結合され、通電することにより制動効果を得
る。又電気エネルギー，手動，気圧，油圧などの機械式
制動装置も適用出来る。これは必要性に応じて設けるか
否かを選択する。 ・蓄電池アセンブリＢＴ２２０： 各式の充電，供電の
可能な蓄電池又は燃料電池が適用出来る。 ・エンジン速度検出発電機ＴＧ１： 必要ある場合設置
する。原動出力軸Ｓ２０２に連結して光電センサー又は
電磁感応によってエンジン速度と相対的のアナログ又は
ディジタル信号を発し、結合する位置もエンジンの回転
速度と比例するその他の伝動装置の某一部位を選択する
ことが出来る。 ・出力軸速度検出発電機ＴＧ２： 必要ある場合に限り
設置する。出力側アーマチュアー回転子２１１の出力軸
Ｓ２１２に連結され、又は駆動ホイール系の中で出力軸
と回転比が正比例する位置に連結される。光電センサー
又は電磁感応によって出力軸回転速度と相対的なアナロ
グ又はデジタル信号を発する。

【００２０】・中央制御装置ＣＣＵ２２１： 従来の一
般に使われるスイッチ類，電位計，光電装置，機電部
品、固体或いは電子部品及びマイクロコンピューターな
どによって構成される。本制御装置には制御機能の外、
駆動仲介機構も設けられている。 ・電磁カップリング駆動装置Ｍ２０１の可回転磁場と回
転子間にあるクラッチアセンブリＣＬ２２２： 電磁感
応又は流体、機械力によって制動操作され、ＯＦＦでク
ラッチが解放された時は磁場と回転子は相対的に回転
し、ＯＮでクラッチを接合した時は磁場と回転子は直接
連結されて動力を伝達する。 以上の外、その他の周辺設備，例えば電磁式燃料噴出ノ
ズル調節操作制御装置は必要ある時はこれを設ける。こ
れは発電機ＴＧ１の動作状態に応じて燃料噴出を相対的
操作制御するもので、エンジンＰ２０１を定速運転する
時に有効である。補助発電機は直流式或いは整流器によ
って整流される交流発電機が適用出来る。ベルト又はそ
の他の伝動部品によってエンジンの回転出力を受けて発
電がなされる。電圧調整器はエンジンの回転速度が変動
する場合自動的に発電機の出力電圧を制御し、安定した
充電電圧を蓄電池に投入するためにある。図２に於ける
各項出力に対する効能を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】図３は本発明に係る転換蓄電式ディファレ
ンシャル・カップリング複合動力システムの分段負荷方
式の第３実施例である。主要は原動側回転動力源の出力
を先に前端部の負荷を駆動し、その後後端のディファレ
ンシャルシステムを介して電磁カップリング駆動装置に
動力を伝達する。図３の主な構成は以下の通りである。 ・原動側回転動力源３００： 内燃発動機である。 ・前端の負荷Ｗ３０１： ２組の駆動される前輪及び地
面の摩擦抵抗による負荷並びにその他の関連負荷。 ・前端負荷の中間歯車ボックスと伝動装置及び操作機構
の関連装置Ｍ３０２（従来の自動変速及び手動変速装置
の制御機構を含む。）： 前端の負荷を駆動する外、後
部に延伸する１組又は１組以上の前端負荷の回転数と適
当の速度比を持つ中軸Ｓ３０１（４輪駆動車の後部に延
伸する後輪伝動軸と同類のもの）がある。特徴として中
軸Ｓ３０１と後端のディファレンシャルギアーボックス
３１０間に自由に制御が可能なクラッチＣＬ３０１が設
けられていることである。これは原動側回転動力を後部
のディファレンシャルシステムに伝達することと、逆に
後端ディファレンシャルギアーボックス３１０の動力を
前端の負荷に伝達する役目の外、前記両者の動力を混合
伝達する役割を担う。クラッチＣＬ３０１は手動又は流
力或いは機械力によって操作されるか電力制御の可能な
電磁クラッチが適用される。

【００２３】・後端ディファレンシャルギアーボックス
３１０： 小歯車３０１は前記クラッチＣＬ３０１から
の出力によって駆動回転しこれと噛み合う大歯車３０２
を牽動する。大歯車と噛合する両差動歯車３２３，３２
４は各々出力歯車アセンブリ３０３，３０４を駆動し、
両方の出力軸を介して負荷（後輪）Ｗ３１０及びＷ３１
１に動力を伝達駆動する。大歯車３０２は２組の小歯車
と噛み合って２組の動力源と連結される。その中で前端
の小歯車３０１はクラッチＣＬ３０１を経て原動回転動
力源と連結され、後端の小歯車３０５は電磁カップリン
グ駆動装置Ｍ３０１と結合される。 ・電磁カップリング駆動装置Ｍ３０１： これは一種の
交流又は直流式のブラシ付或いはノーブラシの電機によ
って構成される駆動モーターである。小歯車３０５を駆
動し、つづいてこれらと噛み合うディファレンシャル系
の大歯車３０２を牽動して負荷を駆動する。モーターの
特性が機械回転エネルギーを電気エネルギーに転換し再
生発電の特性を具えるものであれば、再生発電の過程に
於いて全システムに対しダンピング効果を発生する。

【００２４】電磁カップリング駆動装置Ｍ３０１は又、
負荷が小さくなるに従って回転速度が相対的に高くなる
様な特性を具備するシリースモーター，又はコンパウン
ドモーターの類或いは電流値を制御出来る（恒流抑制を
含む）交流又は直流モーター，或いはブラシ付又はノー
ブラシ型の電機を使用して負荷の大小に従ってトルクを
制御する機能を具える。即ち、後述の効能Ｆ１４に於い
て述べる様に原動側回転動力源と共に駆動時にはトルク
増加のための支援動力としての役割を演じる。 ・中央制御装置ＣＣＵ３０１： 機電系統及び固体電子
素子によって混合構成される。制御操作の指令を受けた
時、又は原動側回転動力源の負荷状態（例えば燃料噴射
ノズルの開度）及び運転状態（速度）などの要件を参酌
して、電磁カップリング駆動装置の役割を発電機として
或いは駆動モーターとして、又は電源をＯＦＦし、無負
荷の状態にしたりするなどの制御操作を行う。又この中
央制御装置ＣＣＵ３０１はクラッチアセンブリＣＬ３０
１の接合、解放の動作を制御する。 上述のシステム構造とその効能は前述の表１に掲示され
ている外、下記の効能をも具備する。即ち

【００２５】Ｆ１１： 原動側回転動力源は直接前端の
負荷を駆動する。この時クラッチＣＬ３０１は開放され
た状態にある。 Ｆ１２： 原動側回転動力源は前端の負荷を駆動すると
共に後端のディファレンシャル（差動）ギアー及び終段
車輪に動力を伝達し駆動する。この時クラッチＣＬ３０
１は接合された状態となる。 Ｆ１３： 原動側回転動力源の出力は後端ディファレン
シャルシステムにのみ動力を伝達、この時クラッチＣＬ
３０１は接合された状態となり、前端機構の操作介面Ｍ
３０２は空転状態で前端の負荷に動力エネルギーは伝輸
されない。 Ｆ１４： 電磁カップリング駆動装置Ｍ３０１と原動側
回転動源は同時に全負荷を駆動する。この時クラッチＣ
Ｌ３０１は接合された状態となる。 Ｆ１５： 電磁カップリング駆動装置Ｍ３０１がただ後
端ディファレンシャルシステムのみを駆動する場合、ク
ラッチＣＬ３０１は接合された状態にある。 Ｆ１６： 電磁カップリング駆動装置Ｍ３０１が前端の
負荷及びディファレンシャル系の出力側負荷を同時に駆
動する場合、クラッチＣＬ３０１は接合状態となる。

【００２６】図３示の第３実施例の様な分段負荷の駆動
方式について上述の構成の外又下記の図３Ａ示の変形実
施例の如く設計上の変化が可能である。即ち、後端のデ
ィファレンシャルギアーは元来両終端の負荷（車輪）を
駆動するのであるが、もし単にその中の片側（一端）の
負荷に対してのみ出力を供給する場合にあっては、電磁
カップリング駆動装置Ｍ３０１をディファレンシャルギ
アーボックス両負荷側の中その一端のみ連結する様に改
めることが出来る。この場合他端が負荷を駆動する様な
状態となる。この時の全システムの運転効能は前述図２
の場合と同じで、且つ電磁カップリング駆動装置Ｍ３０
１は自己発電出力電流の逆流法則の原理を運用してダン
ピング（ＤＡＭＰＩＮＧ）効果を発生させる。この外、
又制動器Ｂ３０１を設けて電磁カップリング駆動装置本
体の回転部に対して回転出力のアウトプット或いは出力
の制止などの操作制御を行う。この場合中軸Ｓ３０１と
後端負荷の間にあるクラッチ機構は使用せず、これを省
略することが出来る。前述電磁カップリング駆動装置Ｍ
３０１及び制動器Ｂ３０１の制御はすべて中央制御装置
ＣＣＵ３０２によって操作される。

【００２７】図４に於いて示す本発明の第４実施例に係
る転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動
力システムに於いて分段式駆動構造では、原動側回転動
力源の出力で先ず前端の負荷を駆動し、次に出力を両端
軸を備える電磁カップリング駆動装置の一端に伝達し、
他の一端は直接後端の負荷へ、又は伝動装置を経て後端
の負荷へ或いはディファレンシャルシステムを経て差動
性を必要とする負荷（車両の後車輪など）へ動力を伝達
駆動する。その主要構成は以下の如くである。 ・原動側回転動力源４００： 内燃発動機である。・前
端の負荷Ｗ４０１，Ｗ４０２： ２組の駆動対象となる
前車輪及び地面の摩擦抵抗並びに関連する負荷。 ・前端負荷の中間ギアーボックスと伝動装置並びに操作
機構Ｍ４０２（前輪駆動用の自動変速装置及び伝統の手
動変速装置を含む）： 前輪を駆動する外、直接後部に
延伸するか又は前端負荷の出力回転数と一定の回転比を
保つ中軸Ｓ４０１（プロペラシャフトの類）があり、そ
の特徴として中軸とハウジングの中間に制動機Ｂ４０１
が設けられていることであり、これらはすべて中央制御
装置ＣＣＵ４０１によって制御操作される。

【００２８】・電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１：
両端軸を具えるシャフト（軸）構造で出力を伝達する。
主要は回転磁場と回転子によって構成され、可回転磁場
及び回転子はそれぞれ伝動中軸及び後端ディファレンシ
ャルギアーボックス４０１の入力軸に連結されて両終端
の差動性を必要とする負荷Ｗ４０２を駆動する。又可回
転磁場及び回転子間にクラッチアセンブリＣＬ４０２が
設けられ、中央制御装置ＣＣＵ４０１によって制御操作
される。これは前述両者が機械的同期が保持出来る様に
制御し、同期性を安定させるために設けられたものであ
る。この種の電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１は負荷
が小さくなるに従って回転速度が相対的に高くなるよう
な特性を具えるシリースモーター又はコンパウンドモー
ターの類，或いは電流値を制御出来る（恒流制御を含
む）交流又は直流型のブラシ付或いはノーブラシ型電機
を使用して負荷量の大小に従ってトルク増加を制御する
機能を具えると共に、駆動電気回路Ｄ４０１によって制
御操作がなされる。駆動電気回路Ｄ４０１は電磁カップ
リング駆動装置Ｍ４０１と蓄電池ＢＴ４０１の間に配置
され、中央制御装置ＣＣＵ４０１の制御指令を受けて電
磁カップリング駆動装置を動力モーターとして又は発電
機としての何れかに指定し制御をする。

【００２９】中央制御装置ＣＣＵ４０１は又操作者の指
定（制御指令）及び原動側回転動力源４００の運転状態
に基いて相応の制御指令を駆動電気回路装置Ｄ４０１に
伝達する。上述のシステムは前述表１に掲げる効能を具
備する外、又下記の別の効能を具える。即ち、 Ｆ２１： 原動側回転動力は前端の負荷を駆動する。こ
の場合電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１は電源がＯＦ
Ｆされた状態となる。 Ｆ２２： 原動側回転動力が後端の負荷を駆動する。こ
の時電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１は発電機として
動作し、クラッチアセンブリＣＬ４０２は接合された状
態である。この場合前端負荷に対する制御システムは空
転状態となる。 Ｆ２３： 原動側回転動力源が前端の負荷及び後端の負
荷の両方を同時駆動する。この時電磁カップリング駆動
装置Ｍ４０１は通電され、動力機（モーター）としての
役割を演じる。 Ｆ２４： 電磁カップリング駆動装置が後端の負荷を駆
動する。この時電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１は通
電され、動力機として作用し、制動機Ｂ４０１は閉じら
れた状態となる。 Ｆ２５： 電磁カップリング駆動装置Ｍ４０１が前端及
び後端の負荷を同時駆動する。この時電磁カップリング
駆動装置は通電されて動力機（モーター）として作用す
る。

【００３０】図５は本発明の第５実施例に係る転換蓄電
式ディファレンシャル・カップリング複合動力システム
の直列双差動系統構成である。主要は入力軸によって駆
動される第１ディファレンシャルアセンブリと電磁カッ
プリング駆動装置が駆動する第２ディファレンシャルア
センブリによって和と差の合成駆動を実現することであ
る。これによって２組の終端軸と２組の終端車輪は差動
出力によって駆動される。その主要構成は下記の如くで
ある。 ・原動側回転動力源Ｐ５０１： 内燃発動機又はその他
の回転動力。 ・入力軸Ｓ５０１： 原動側動力源と連結して小歯車５
０２を駆動回転させ、これと噛合する大歯車５０３を牽
動する。 ・大歯車５０３： 小歯車５０２の駆動を受けて第１デ
ィファレンシャルの差動歯車アセンブリ５０４，５０５
のハウジング５３０を牽動し、従つて差動歯車アセンブ
リ５０４，５０５も駆動され、同時に第２ディファレン
シャルアセンブリ５０６と共にディファレンシャルアセ
ンブリ５１０に対して和又は差の駆動を行う。

【００３１】・第２ディファレンシャル５０６： 第２
入力小歯車５０８と噛み合っている第２入力大歯車５０
７と連結される。第２入力小歯車５０８は電磁カップリ
ング駆動装置Ｍ５０９の順転又は逆転の駆動力を受け
て、又逆に、入力小歯車から動力が供給されて電磁カッ
プリング駆動装置Ｍ５０９は発電機として運転される。 ・ディファレンシャルホイール５１０： ハウジング５
３１を介して第２ディファレンシャル系の入力差動歯車
アセンブリ５１１，５１２を駆動し、又出力差動歯車５
１３，５１４を牽動する。同時に２組の出力軸Ｓ５１
５，Ｓ５１６も駆動されて動力が出力される。 ・電磁カップリング駆動装置Ｍ５０９： 前述の如く、
負荷が小さくなるに従って相対的に回転速度が高くなる
ような特性を具備するシリースモーター又はコンパウン
ドモーターの類、或いは電流値を制御出来る（恒流制御
を含む）交流或いは直流式のブラシ付又はノーブラシ型
の電機を使用し、負荷量の大小変動に対応してトルクの
増加を制御する。その磁場と回転子の間にクラッチＣＬ
５１９が設けられて接合、開放の操作が行われる。

【００３２】・制動器Ｂ５１８： 制動器は静止ハウジ
ングと原動側動力源の入力端の間に設けられている。図
例では大歯車５０３とハウジング５００の間に設置され
ている。 ・駆動電気回路Ｄ５１７： 中央制御装置ＣＣＵ５２０
の指令を受けて電磁カップリング駆動装置を発電機とし
て又は駆動用モーターとしての作用の振り分けを行い、
又は原動側回転動力源と共同で負荷を駆動する時、蓄電
池ＢＴ５２１と電磁カップリング駆動装置Ｍ５０９間の
出力電流値（設定電流を含む）を制御し、負荷に対して
トルクを支援し、共同で負荷の駆動を行わせる。又電磁
カップリング駆動装置の蓄電池ＢＴ５２１への充電電流
を制御し、電磁カップリング駆動装置Ｍ５０９をしてダ
ンピング効果を発生させるなどの役割を担う。

【００３３】・中央制御装置アセンブリＣＣＵ５２０：
一般の電機部品類及び電子素子によって混合構成され
ている。操作者の操作により制御指令を受けた時並びに
原動側回転動力源の負荷状態（例えば燃料ノズルの開度
など）及び運転状態（速度）などを参酌して電磁カップ
リング駆動装置を発電機として又は駆動モーターとして
その役割を指定すると共に又電源をＯＦＦし無負荷の状
態にしたりするなどの多様な制御操作を行う。又この中
央制御装置ＣＣＵ５２０はクラッチＣＬ５１９及び制動
器Ｂ５１８の接合、解放の動作を制御する。制御操作の
状態は下記の如くとなる。 （１）電磁カップリング駆動装置が負荷を駆動する時、
又は発電再生制動の役目を行う時、制動器Ｂ５１８は制
動状態となる。 （２）原動側回転動力源が負荷を駆動する時、クラッチ
ＣＬ５１９は接合状態にある。 （３）原動側回転動力と電磁カップリング駆動装置が共
同で負荷を駆動する時には制動器Ｂ５１８とクラッチＣ
Ｌ５１９は何れも解放状態となる。

【００３４】図６では本発明の第６実施例に係る転換蓄
電式ディファレンシャル・カップリング複合動力システ
ムに於いて更に、負荷の大小によって回転速度が相対的
に高くなる様な特性の電機と組み合わせてトルクを制御
しつつ負荷を駆動するモードを示す。即ち、負荷が小さ
くなるに従って回転速度が相対的に高くなる様な特性を
具備するシリースモーター又はコンパウンドモーターの
類，或いは電流値を制御出来る（恒流制御を含む）交流
式又は直流式のブラシ付或いはノーブラシ型のモーター
を使用して負荷量の変動に対してトルクの制御を行うも
のである。この種のシステムは下記の構成によって成り
立つ。即ち、 ・回転動力源： 発動機（エンジン）或いはその他の回
転動力源で、入力軸Ｓ６０１との間にクラッチ機構が設
けられて動力の伝達を制御する。この場合トランスミッ
ション（変速機機構）のニュートラルポジションは必須
条件となる。

【００３５】・動力入力軸Ｓ６０１： 原動機（エンジ
ン）及びその他の回転動力を受けて回転する主軸で、第
１小歯車６０２と連結して動力を伝輸し、従ってこれと
噛み合う大歯車６０３も駆動されて回転する。 ・大歯車６０３： ２組のディファレンシャル・ギアー
アセンブリ６０５，６１５を牽動し、又第２小歯車６０
４と連結されて補助電機Ｍ６１０に動力を伝達回転駆動
する。 ・左側ディファレンシャル・ホイール６０６： 左側の
出力軸Ｓ６０８を駆動する。 ・右側ディファレンシャル・ホイール６０７： 右側の
出力軸Ｓ６０９を駆動する。 ・補助電機Ｍ６１０： 駆動器Ｄ６１１の動力を受けて
駆動される。駆動器Ｄ６１１は中央制御装置ＣＣＵ６２
０によって制御される。即ち、中央制御装置ＣＣＵ６２
０は原動側の駆動力運転状態（例えば回転速度、燃費な
ど）を参酌して駆動器Ｄ６１１に対しそれに対応する指
令を発し、補助電機Ｍ６１０に対して以下の制御を行
う。

【００３６】（１）蓄電池ＢＴ６１２から電気エネルギ
ーを取り出し補助電動機を駆動する。 （２）補助電動機を発電機として指令し蓄電池に充電を
行う。 （３）空転させる。 上述の補助電機Ｍ６１０には負荷量が小さくなるに従っ
て回転速度が高くなる様な特性を具備するシリースモー
ター又はコンパウンドモーターや電流値の制御（恒流値
の制御も含まれる）が可能な交流或いは直流のブラシ付
又はノーブラシ型電機類が含まれ、負荷量の大小変動に
対してトルク増値の制御を行う機能を具える。 ・電機駆動器Ｄ６１１： 中央制御装置ＣＣＵ６２０の
指令を受けて補助電気機器の制御を行う。駆動器Ｄ６１
１は主として電機部品及び固態部品によって混合構成さ
れる。 ・中央制御装置ＣＣＵ６２０： システム全体の総合出
力操作の指令により原動側の運転状態（例えば回転速
度、燃料消費量など）を参酌して駆動器Ｄ６１１に対し
てそれに対応する指令を発令する。

【００３７】・蓄電システムＢＴ６１２： 充電及び供
電が可能な蓄電池アセンブリによって構成され、充電及
び供電が可能な二次電池又は燃料電池を適宜選択して使
用する。 以上のシステム構成によって有用性の高い効益の良好な
混合動力システムが完成される。この種の補助電機シス
テムＭ６１０は実際の運用に当ってディファレンシャル
系の入力歯車と連結し、又は一段とエンジン原動側に接
近する位置に連結して原動側回転動力を伝達する。その
ため以下の様な運転モードを設定することが出来る。原
動側がフリー（ＦＲＥＥ）の状態（即ち原動側と回転軸
がクラッチ作用によって切り離された状態、又はトラン
スミッションがニュートラルポジションにある状態）に
於いて蓄電池の電気エネルギーで補助電機Ｍ６１０を駆
動し、モーター機能を発揮させて負荷を稼働させる。

【００３８】原動側に回転入力を提供する時、補助電機
に対して電流制御を行い、原動側への回転トルクを支援
する。補助電機をフリー状態とし、原動側によって駆動
操作を行う。以上の外又下記の様な効能を具備する。即
ち、原動側が軽負荷の時、又は減速の必要ある時は、補
助電機を発電機の状態とし、蓄電池に充電を行いながら
回転ダンピング効果を発揮する。上述の図６系統のシス
テムは後端の駆動対象は単一の出力軸であって、図６Ａ
に示す変形実施例の如く後端負荷側の単一出力軸を直接
駆動するようにしてもよい。ここで図６と異なるところ
は入力大歯車６０３は直接入力軸Ｓ６０１と結合してい
ることで、このため複雑なディファレンシャルアセンブ
リを省略することが出来る。この場合補助電機Ｍ６１０
は第２小歯車６０４を介して大歯車６０３と連結され
る。

【００３９】以上の外、本発明は又図７の第７実施例に
示すが如く、原動側エンジンＰ７０２の歯車７０４と補
助電機Ｍ７０１の歯車７０３と噛み合わせて電気エネル
ギー転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合
動力システムを構成することが出来る。即ちこの種のシ
ステムはパラレル（並列）接続方式で、具体的にはエン
ジンＰ７０２と出力大歯車７０４間にクラッチシステム
ＣＬ７０５が設けられ、仮りにエンジンＰ７０２と補助
電機Ｍ７０１の共通出力端にクラッチＣＬ７０６（又は
ニュートラルポジションを具備するトランスミッショ
ン）が配置されている場合には出力軸Ｓ７０７と動力の
連結を切断した状態では補助電機Ｍ７０１によってエン
ジンＰ７０２を起動することが出来、又補助電機Ｍ７０
１駆動のための駆動器Ｄ７１１があって中央制御装置Ｃ
ＣＵ７２０の指令を受けて補助電機Ｍ７０１の制御操作
を行う。その構成は主として電機部品又は固態部品によ
って混合構成されている。

【００４０】中央制御装置ＣＣＵ７２０はシステムの出
力指令及び原動側の運転状態（回転速度、燃費など）を
参酌して駆動器Ｄ７１１に対してそれに対応する指令を
発する。又充電、供電が可能の蓄電池によって構成され
る蓄電装置ＢＴ７１２は二次電池或いは燃料電池が使わ
れる。この様なシステム構成に於いて下記の様な特徴が
ある。補助電機Ｍ７０１は負荷量が小さくなるに従って
回転速度が高くなる特性を備えるシリースモーター又は
コンパウンドモーターの類或いは電流値の制御（恒流制
御を含む）が可能の交流或いは直流型でブラシ付又はノ
ーブラシ式の電機類が使われ、負荷量の変動に対応して
トルク増値の制御を行う機能を具え、出力は小歯車７０
３に伝えられ、続いてこれと噛み合う大歯車７０４が駆
動される。この大歯車７０４の出力軸Ｓ７０７は図示し
ないディファレンシャルアセンブリに連結される。本発
明の表題で述べる転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
プリング複合動力システムでは以上とは別に又前置エン
ジン及び後置動力系統は負荷が減少した時に回転速度が
相対的に高くなる特性の駆動モーターによって構成する
ことが出来る。主要構成は図８示の第８実施例のように
下記の如くである。

【００４１】前置エンジン８００はガソリン、軽（重）
油或いはその他の燃料を使用する内燃機で、伝動装置８
０１を経て２組の前輪Ｗ８０５及びＷ８０６を駆動す
る。後置モーターは一種の負荷量が減少した時に回転が
高くなる特性を具えるモーター８１０で、シリースモー
ター（直列モーター）、コンパウンドモーター又は電流
値の制御（恒流制御を含む）が可能の定電流モーター又
はその他のブラシ付或いはノーブラシ式の交流又は直流
モーターによって構成され、直接か或いはディファレン
シャル減速装置８１１を通して負荷の変動に対し付加ト
ルクを発生させて負荷を駆動する能力を具え、最終的に
後輪Ｗ８１２，Ｗ８１３を駆動する。図８Ａは本発明の
表題で述べる転換蓄電式ディファレンシャル・カップリ
ング複合動力システムに於いて、前置エンジン及び後輪
に各々負荷量の減少に対して相対的に回転速度が高くな
る特性の駆動モーターを設定配置した変形実施例であ
る。主要構成は下記の如くである。

【００４２】前置エンジン８００はガソリン，軽（重）
油，アルコール、水素化合物などの燃料を使用する内燃
発動機で伝動装置８０１を通じて両前輪Ｗ８０５及びＷ
８０６を駆動する。後置モーターは一種の負荷量が減少
するに従って回転速度が高くなる特性のモーターで、直
列型モーター又はコンパウンドモーター、或いは電流値
制御（恒流制御を含む）の可能な定電流モーター、又は
更に負荷量の変動に伴って回転速度も変化する特性のブ
ラシ付或いはノーブラシ型の交流，直流式モーター８２
１，８２２などが使用され、直接又はディファレンシャ
ル減速装置８２３，８２４を介して負荷量に対してトル
ク支援を行いつつ両後輪Ｗ８２５，Ｗ８２６を駆動す
る。図８Ｂは本発明に係る転換蓄電式ディファレンシャ
ル・カップリング複合動力システムに於いて、特に前置
エンジン及び後置された負荷が小さくなるに従って回転
速度が相対的に高くなる特性のモーターによって単一の
後輪を駆動する変形実施例である。その構造並びに構成
は下記の如くである。

【００４３】前置エンジン８００は前述の如く、ガソリ
ン，軽（重）油，アルコール，水素化合物などを燃料と
する内燃発動機で、伝動装置８０１を経て両側の前輪Ｗ
８０５及びＷ８０６を駆動する。単一の後輪Ｗ８３４を
駆動するための後置モーター８３２として、負荷が減少
するに従って回転速度が高くなる特性のモーター８３２
は、直列モーター又はコンパウンドモーター、或いは電
流制御（恒流制御を含む）が可能な定電流モーター、或
いはその他のブラシ付或いはノーブラシ型の交流又は直
流モーターが使われ、直接、又はディファレンシャルシ
ステム８３３を経て負荷量の変動に対して支援トルクを
発生させ後輪Ｗ８３４を駆動する。上述の構造と機能の
もとに於いて図８、図８Ａ及び図８Ｂの実施例にあって
は実際の応用面で、前置エンジン８００、後置モーター
８３２は必要に応じて機能を前後置き換えて運転するこ
とが出来る。例えば負荷が減少した時回転速度が高くな
る特性を具備する前置モーターで前輪を駆動し、後置エ
ンジンで後輪を駆動するようにしてもよい。その特徴と
して、

【００４４】（１）内燃エンジンによって積載工具（即
ち車両）を駆動運転する。 （２）電力モーターで積載工具（即ち車両）を駆動し、
前進，後退運転を行う。 （３）（１）と（２）を同時駆動運転する。 （４）電力モーターを起動し、巡航運転中に於いてエン
ジンを発動させ、引き続き後続運転をする。 （５）ブレーキ機能が作用した時（即ちブレーキをかけ
た時）モーターを発電機に転換して蓄電池に充電を行
う。 （６）エンジンによる駆動中に於いて、同時にモーター
を発電機として運転し、蓄電池に充電を行う。 上述図８、図８Ａ，図８Ｂの中で述べる蓄電池は従来か
らある従来の鉛酸ニッケル・カドミウム電池又はニッケ
ル・水素電池など充，放電の可能な蓄電池が使われる。
又、モーターの制御装置は、モーターの運転を制御操作
する外、電流方向を制御し、モーターの順転，逆転、或
いは速度調節を行い、発電機として運用するなどの制御
を行う。

【００４５】本発明に係る転換蓄電式ディファレンシャ
ル・カップリング複合動力システムに於いて、エンジン
とモーターの両者で共同の車輪を駆動することの応用が
出来る。図９にその第９実施例を示す。即ち、環状歯車
９０９が設けられたハウジング９０１内に第１小歯車９
０２を配し、この小歯車９０２と連結する第１入力軸９
０３と車輪ハウジング９０１は同軸でなく、即ち、車輪
と同軸に配置させた第２小歯車９０４と第１小歯車９０
２が連結され、この第１小歯車９０２と第２小歯車９０
４は左右に分れて各々電力モーター９１０及びエンジン
９００に連結されて複合動力システムが形成される。そ
の主要構造と構成を下記に示す。 ・車輪ハウジング９０１： ハウジングにタイヤを装着
するか、又は直接接地車輪を構成する。その中間に環状
歯車９０９及び制動装置９０８があり、両車共同で心軸
９１２と連結されている。ハウジング９０１は心軸９１
２をめぐって自由に回転出来、制動器９０８によって制
動操作される。

【００４６】・心軸９１２： 片側又は両側を車体の梁
（シャシー）と連結し、心軸９１２に第２小歯車９０４
を設けてエンジン９００又は電力モーター装置９１０の
動力を受けて自由に回転する。 ・第１小歯車９０２： ハウジング９０１に設けられた
環状歯車９０９と噛み合い、又は直接第２小歯車９０４
と噛合するか或いは中間歯車を介して第２小歯車９０４
と連動し、第１入力軸９０３と連結してエンジン又は電
力モーターの駆動出力を受けて回転する。上記心軸９１
２と第１入力軸９０３は各々ハウジングの左右両方向に
延伸し動力装置と連絡される。 ・動力装置： 動力装置として電力モーター９１０と内
燃エンジン９００がこれに含まれる。何れも各々ハウジ
ング９０１両側の心軸９１２及び第１入力軸９０３の入
力端と連結されている。

【００４７】上述のエンジン９００は、ガソリン，軽
（重）油又はその他の燃料を使用する内燃エンジンであ
る。又上述の電力モーター９１０は負荷が減少するに従
って回転速度が高くなる特性のモーターで、直列モータ
ー又はコンパウンドモーターの類或いはその他負荷量の
減少に伴って相対的に回転速度が高くなる特性のブラシ
付或いはノーブラシ型の交流，直流式モーター、或いは
電流値の制御（恒流制御を含む）が可能な定電流モータ
ーで支援トルクを発生し負荷を駆動する機能を具えるも
のが使用される。上記の動力装置の中で、エンジン９０
０と心軸９１２の入力側の間に必要に応じて遠心式クラ
ッチを設け、機械操作又は手動操作、電気操作などによ
って制御操作をする。上述の第１入力軸９０３にある小
歯車９０２は直接心軸９１２の第２小歯車９０４と噛み
合い、或いは第１入力軸９０３と第２小歯車９０４間に
別に中間歯車を設けて回転比を調節するなどの加工が可
能である。

【００４８】以上の実施例に於いて結果的に下記の効能
が得られる。 （１）エンジン単独で負荷を駆動する。 （２）電力モーター単独で負荷を駆動する。 （３）一種の負荷量の減少に従って相対的に回転速度が
高くなる特性の直列モーター又はコンパウンドモーター
の類、或いはその他、負荷量の減少に従って回転速度が
高くなる特性のブラシ付或いはノーブラシ型の交流式或
いは直流式モーター、或いは電流値制御（恒流制御を含
む）が可能の定電流モーターで支援トルクを発生する機
能のモーターとエンジン共同で負荷を駆動する。 （４）電力モーターを発電，制動の動力として活用し、
蓄電池に充電をすると共に制動力ダンピング効果を得
る。 （５）エンジンがモーターを駆動し、発電機として作用
させ蓄電池に充電を行う。

【００４９】以上を総合すれば、本発明に係る表題の転
換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力シ
ステムはその用途として、車両，船舶、或いはその他固
定式複合駆動動力として運用出来る。前述図１〜図７で
述べる各種の実施例では本案に係る転換蓄電式ディファ
レンシャル・カップリング複合動力システムの色々な応
用方式を掲示したものであり、実際の運用に当っては実
質上の需要に応じてその中の出力効能、周辺設備などを
考慮し、最も適合する方式を適宜選択して実用に供する
ことが出来る。

【００５０】

【発明の効果】本発明の設計並びに構造ではエンジンの
出力と電磁カップリング駆動装置自体が産生する出力が
効率的に相乗効果が発生し、同時に速度も両者の和が生
れる。又両者の効率速度の相乗過程に於いて何れも両者
の速度関係の影響を受けないことが特徴である。このた
め、体積が小さく、コストの節減及び空間の縮減が可能
となる。又機構全体は制御装置の制御を受け、電流を投
入した時は電動機として駆動効能が発生し、又発電機と
しての役割を演じる。この外、エンジンの起動動力とし
て又は制動器の制動動力として働き、特にエンジンによ
って単独で負荷を駆動する時回転磁場及び回転子間の回
転速度差を活用して蓄電池に充電が行われ、充電電流を
制御することにより負荷との間の回転速度差を調節する
ことが出来る。又エンジンは定速運転或いは部分的に回
転速度を調整して高効率の運転状態を保持し、且つ汚染
公害を最低に抑制する効能を見える。電磁カップリング
駆動装置は又その差動出力によって蓄電池への充電効率
を向上させる特徴がある。この外又駆動用モーターとし
て単独で回転出力を発生し負荷を駆動すると共に又エン
ジンと共同で負荷を駆動することも可能な機能を具備す
る特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
プリング複合動力システムを差動ギアーボックスと組み
合わせて複合動力システムを構成する実施例を示す説明
図である。

【図２】同双動式電磁カップリング駆動装置による転換
蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力シス
テムの構成の第２実施例を示す説明図である。

【図３】図３は同本転換蓄電式ディファレンシャル・カ
ップリング複合動力システムの分段負荷駆動方式の第３
実施例を示す説明図、図３Ａはその変形実施例の説明図
である。

【図４】同本転換蓄電式ディファレンシャル・カップリ
ング複合動力システムの分段負荷駆動方式の第４実施例
を示す説明図である。

【図５】同本転換蓄電式ディファレンシャル・カップリ
ング複合動力システムが直列双差動系統を構成する第５
実施例を示す説明図である。

【図６】図６は同本転換蓄電式ディファレンシャル・カ
ップリング複合動力システムが負荷の変動に即応して支
援トルクを提供する補助電機と混合で駆動を行うエンジ
ン動力系統の第６実施例を示す説明図、図６Ａは図６の
システムの後端負荷側を単一出力軸の駆動に供するため
の変形実施例を示す説明図である。

【図７】本発明のエンジン側の歯車と補助電機の歯車が
噛み合って構成する転換蓄電式ディファレンシャル・カ
ップリング複合動力システムの第７実施例を示す説明図
である。

【図８】図８は本発明の本転換蓄電式ディファレンシャ
ル・カップリング複合動力システムの前置エンジン及び
後置駆動モーターの第８実施例を示す説明図、図８Ａは
同本転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング駆動
装置に於いて、前置エンジン及び後輪にそれぞれ駆動モ
ーターを配置する変形実施例を示す説明図、図８Ｂは同
本転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動
力システムの前置エンジン及び後置駆動モーターが単一
の後輪を駆動する変形実施例を示す説明図である。

【図９】同本転換蓄電式ディファレンシャル・カップリ
ング駆動装置がエンジンとモーターが共同で一つの車輪
を駆動するシステム応用の第９実施例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１００ ディファレンシャル・ホイールアセンブリ Ｐ１０１，Ｐ２０１ 原動側回転動力源 Ｍ１０１，Ｍ２０１ 電磁カップリング駆動装置 Ｂ１０１ ブレーキシステム ＰＣ１０１ 能率制御装置 Ｂ１０２ 制動装置 Ｄ１０１ 制御システム ＣＣＵ１０１，ＣＣＵ２２１ 中央制御装置 ＢＴ１０１，ＢＴ２２０ 蓄電池 ２０３ カップリング ２０４ 可回転駆動磁場 Ｓ２０２ 原動軸 ２１１ 回転子 ２１４ 導電滑動リング ２１５ 導電ブラシ ＣＬ２２２ クラッチ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 48/08 Ｈ０２Ｐ 6/08

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動側回転動力源と電磁カップリング駆
   動装置とはディファレンシャル・ホイールアセンブリを
   介して連結し、又原動側回転動力源に回転速度制御装置
   或いは能率制御装置を設け、上記電磁カップリング駆動
   装置には制御システムを設け、中央制御装置は上記能率
   制御装置と制御システムの制御を行い、充放電可能な蓄
   電池を設け、電磁カップリング駆動装置の制御システム
   は中央制御装置の指令を受けて電磁カップリング駆動装
   置と蓄電池間の充，放電電圧と電流を制御する外、電磁
   カップリング駆動装置に於いて電磁制動機能のダンピン
   グ効果が発生した時のそのアーマーチュアーの定電流出
   力の制御を行い、電磁カップリング駆動装置を発電機と
   して作用させたときそのエネルギーを回収して蓄電池に
   充電を行うことを特徴とする転換蓄電式ディファレンシ
   ャル・カップリング複合動力システム。
2. 【請求項２】 ガソリン，重油（軽油），アルコール，
   ガス，水素化合物などの燃料を燃焼させて動力を出力す
   る内燃原動機と電磁カップリング駆動装置とを有し、上
   記電磁カップリング駆動装置の可回転駆動磁場はカップ
   リングで直接内燃発動機の原動軸と連結し、上記電磁カ
   ップリング駆動装置の可回転磁場と回転子間にはクラッ
   チ装置を設け、充電、放電が可能な蓄電池を設け、中央
   制御装置は導電滑動リングと接触する導電ブラシを介し
   て電磁カップリング駆動装置の回転子に接続し、電磁カ
   ップリング駆動装置を発電機として作用させたときその
   エネルギーを回収して蓄電池に充電を行うことを特徴と
   する転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合
   動力システム。
3. 【請求項３】 原動側回転動力源（３００）の出力で先
   ず前段の負荷（Ｗ３０１）を駆動し、次に出力を後段の
   ディファレンシャル・ギヤボックス（３１０）と後段の
   負荷（Ｗ３１０，Ｗ３１１）に伝輸し、かつ電磁カップ
   リング駆動装置（Ｍ３０１）を駆動する請求項２記載の
   転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力
   システム。
4. 【請求項４】 原動側回転動力源（４００）の出力で先
   ず前端の負荷（Ｗ４０１）を駆動し，次に出力を両端軸
   式の電磁カップリング装置（Ｍ４０１）の一端に伝達
   し、その他の一端は直接後端の負荷（Ｗ４０２）へ又は
   伝動装置を経て後端負荷へ或いはディファレンシャルシ
   ステム（４０１）を経て差動性を必要とする負荷（Ｗ４
   ０２）へ動力を伝達しこれを駆動することを特徴とする
   請求項２記載の転換蓄電式ディファレンシャル・カップ
   リング複合動力システム。
5. 【請求項５】 入力軸（Ｓ５０１）によって駆動される
   第１ディファレンシャルアセンブリ（５０４，５０５）
   と電磁カップリング駆動装置（Ｍ５０９）が駆動する第
   ２ディファレンシャルアセンブリ（５０６）によって和
   及び差の合成駆動を実現し、これによって２組の終端軸
   と２組の終端車輪は差動出力によって駆動されることを
   特徴とする請求項１記載の転換蓄電式ディファレンシャ
   ル・カップリング複合動力システム。
6. 【請求項６】 転換蓄電式ディファレンシャル・カップ
   リング複合動力装置に於いて負荷の大小によって回転速
   度が変化する様な補助電機（Ｍ６１０）と組んで負荷を
   駆動することを特徴とする請求項１記載の転換蓄電式デ
   ィファレンシャル・カップリング複合動力システム。
7. 【請求項７】 転換蓄電式ディファレンシャル・カップ
   リング複合動力システムに於いて原動側エンジン（Ｐ７
   ０２）の歯車（７０４）と補助電機（Ｍ７０１）の歯車
   （７０３）と噛合わせて電気エネルギー転換蓄電式ディ
   ファレンシャル・カップリング複合動力システムを構成
   したことを特徴とする請求項２記載の転換蓄電式ディフ
   ァレンシャル・カップリング複合動力システム。
8. 【請求項８】 転換蓄電式ディファレンシャル・カップ
   リング複合動力システムに於いて前置エンジン（８０
   ０）及び後置動力系統は負荷が減少したとき回転速度が
   相対的に高くなる特性を具える駆動モーター（８１０）
   によって構成することを特徴とする請求項１記載の転換
   蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力シス
   テム。
9. 【請求項９】 転換蓄電式ディファレンシャル・カップ
   リング複合動力システムに於いて、更に前置エンジン
   （８００）及び後輪（Ｗ８２５，Ｗ８２６）に各々負荷
   量の減少に対して相対的に回転速度が高くなる特性を具
   備する駆動モーター（８２１，８２２）を設定配置する
   ことを特徴とする請求項１記載の転換蓄電式ディファレ
   ンシャル・カップリング複合動力システム。
10. 【請求項１０】 転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
    プリング複合動力システムに於いて、前置エンジン（８
    ００）で前輪を駆動し、負荷が小さくなるに従って回転
    速度が高くなる後置モーター（８３２）によって単一の
    後輪（Ｗ８３４）を駆動することを特徴とする請求項１
    記載の転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複
    合動力システム。
11. 【請求項１１】 転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
    プリング複合動力システムにおいて負荷が減少した時回
    転速度が高くなる特性を具備する前置モーターで前輪を
    駆動し、後置エンジンで後輪を駆動することを特徴とす
    る請求項１記載の転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
    プリング複合動力システム。
12. 【請求項１２】 転換蓄電式ディファレンシャル・カッ
    プリング複合動力システムに於いて、エンジン（９０
    ０）とモーター（９１０）の両者で共同の車輪を駆動す
    ることを特徴とする請求項１記載の転換蓄電式ディファ
    レンシャル・カップリング複合動力システム。
13. 【請求項１３】 上記上記原動側回転動力源（Ｐ１０
    １，Ｐ２０１）にブレーキシステム（Ｂ１０１）を設
    け、また、電磁カップリング駆動装置（Ｍ１０１，Ｍ２
    ０１）の回転磁場及び回転子間に制動装置（Ｂ１０２）
    を設置してなる請求項１あるいは２のいずれかに記載の
    転換蓄電式ディファレンシャル・カップリング複合動力
    システム。