JP2021156389A - トルクベクタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を小型化して車両への搭載を容易にし、かつ、制御用アクチュエータの連れ回りを抑制することが可能なトルクベクタリング装置を提供する。【解決手段】動力源の動力トルクが伝達される第１回転軸３と第２回転軸４との差動回転を可能にする差動機構５と、第２回転軸４に差動トルクを付与して各回転軸３，４を差動回転させるアクチュエータ６と、アクチュエータ６が出力する差動トルクを増幅して第２回転軸４に伝達するとともに、第１回転軸３と第２回転軸４との差動回転の差回転数を増速させる減速機構７と、を備えたトルクベクタリング装置１において、減速機構７を複合遊星歯車機構３０で構成し、動力源側のギヤ比と、アクチュエータ６側のギヤ比とを互いに異ならせ、動力源とアクチュエータ６との間に、それぞれのリングギヤを互いに連結した増速遊星歯車機構４６および減速遊星歯車機構４０を更に設けた。【選択図】図１

Description

この発明は、同軸上で対向する二本の回転軸（例えば、左右のドライブシャフト、あるいは、前後のプロペラシャフト）にそれぞれ伝達するトルクの配分（分配率）を積極的に制御することが可能なトルクベクタリング装置に関するものである。

特許文献１には、車両に搭載される電動車軸が記載されている。この特許文献１に記載された電動車軸は、駆動用モータ、合成伝動装置、シフトアクチュエータ、および、分配伝動装置を備えている。駆動用モータは、電動車両の駆動力源として駆動トルクを出力する。合成伝動装置は、二段変速機として駆動用モータの回転速度を減速する。シフトアクチュエータは、摺動スリーブと、摺動スリーブを軸線方向に並進運動させるボールねじ機構と、ボールねじ機構を駆動する電気モータとを有しており、摺動スリーブを軸線方向に移動させて、合成伝動装置の二つのギヤ段を切り替える。分配伝動装置は、駆動用モータが出力する駆動トルクを、第１被動軸および第２被動軸（車両の左右の駆動軸）に分配する。駆動用モータ、合成伝動装置、シフトアクチュエータ、および、分配伝動装置は、いずれも、第１被動軸および第２被動軸と同軸上に配置されている。

更に、特許文献１に記載された電動車軸は、駆動トルクを第１被動軸および第２被動軸に意図的に分配するためのトルクベクタリングユニットを備えている。トルクベクタリングユニットは、トルクベクタリング用モータ、および、トルクベクタリング用モータの回転速度を減速する公転伝動装置を有している。トルクベクタリング用モータは、第１被動軸および第２被動軸の回転軸線と平行な他の回転軸線上に配置されている。

特許第６２２３４４５号

特許文献１に記載された電動車軸は、上記のようなトルクベクタリングユニットを備えており、トルクベクタリング用モータの出力トルクを制御することにより、第１の被動軸および第２の被動軸にそれぞれに伝達する駆動トルクの配分（分配率）を積極的に制御することができる。すなわち、第１の被動軸および第２の被動軸に対するいわゆるトルクベクタリングを行うことができる。そのような電動車軸をトルクベクタリング装置として車両に搭載する場合、車両への搭載を容易にするためには、装置の体格をできる限り小型化することが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載された電動車軸では、十分に装置を小型化できない可能性がある。特許文献１に記載された電動車軸は、トルクベクタリング用モータが第１被動軸および第２被動軸と異なる別の回転軸線上に配置されている。そのため、特許文献１に記載された電動車軸は、トルクベクタリング用モータを配置する分、装置の径方向に体格が増大してしまう。

また、特許文献１に記載された電動車軸では、トルクベクタリング用モータの回転速度を減速する公転伝動装置を設けることにより、トルクベクタリング用モータの出力トルクを増幅して、トルクベクタリング用モータの小型化を図っている。加えて、上記のようなトルクベクタリング用モータの配置に起因する径方向の大型化を回避するために、トルクベクタリング用モータを第１被動軸および第２被動軸と同軸上に配置する構成も考えられる。しかしながら、その場合は、トルクベクタリング用モータと分配伝動装置との間に配置する公転伝動装置で十分に大きな減速比を設定できない可能性がある。そのため、トルクベクタリング用モータを十分に小型化できず、結局、装置が大型化してしまうおそれがある。

なお、本出願人は、特願２０２０−５８０３６号の出願において、体格を小型化して車両への搭載性を向上させたトルクベクタリング装置を提案している。この特願２０２０−５８０３６号の出願におけるトルクベクタリング装置は、同軸上で対向して配置される二本の第１回転軸および第２回転軸を備えている。それら第１回転軸および第２回転軸は、例えば、車両の左右のドライブシャフト、あるいは、前後のプロペラシャフトとして機能する。また、各回転軸と同軸上にそれぞれ配置される差動機構、減速機構、および、アクチュエータ（例えば、差動制御用の電気モータ）を備えている。差動機構は、動力源のトルクを第１回転軸と第２回転軸とに分配して伝達するとともに、第１回転軸と第２回転軸との間の差動回転を可能にする。アクチュエータは、アクチュエータで発生するトルクを第２回転軸に付与し、第１回転軸と第２回転軸とを差動回転させる。減速機構は、複合遊星歯車機構によって構成され、アクチュエータの出力軸の回転速度を減速し、アクチュエータが発生するトルクを増幅する。それとともに、減速機構は、第１回転軸と第２回転軸との間の差動回転の差回転数を増速する。すなわち、差動回転を増大する。

したがって、特願２０２０−５８０３６号の出願におけるトルクベクタリング装置では、上記のような減速機構のトルク増幅作用により、アクチュエータの小型化および軽量化を図ることができ、その分、トルクベクタリング装置の体格を小型化して車両への搭載性を向上させることができる。また、差動機構、アクチュエータ、および、減速機構の主要な構成要素が、第１回転軸および第２回転軸と同一の回転軸線上に配置されたいわゆる一軸構造となっている。そのため、装置の径方向への大型化を抑制し、コンパクトなトルクベクタリング装置を構成できる。

一方で、上記の特願２０２０−５８０３６号の出願におけるトルクベクタリング装置は、例えば、そのトルクベクタリング装置を搭載した車両が直進走行する際に、第１回転軸と第２回転軸とが同方向に等速で回転する場合には、差動機構および減速機構が一体となって回転する。そのため、動力源または各回転軸側から、差動機構および減速機構を介して、アクチュエータにトルクが伝達し、アクチュエータが駆動されてしまう。アクチュエータとして電気モータを設けている場合は、いわゆる電気モータの連れ回りが生じてしまう。そのような電気モータの連れ回りによって、トルクベクタリング装置の動力伝達効率、あるいは、トルクベクタリング装置を搭載した車両のエネルギ効率が低下してしまう。また、例えば、車両が直進走行して電気モータの連れ回りが生じている状態で急加速または急減速する場合には、連れ回りしている電気モータの慣性トルクの影響を受けて、車両の加速性能または制動性能が低下してしまう。そのような電気モータの慣性トルクの影響は、慣性トルクを相殺または減殺するトルク（キャンセルトルク）を電気モータ自信で出力することによって抑制できるが、その場合は、キャンセルトルクを発生するための電気モータのトルク制御を別途実行しなければならない。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、装置の体格を小型化して車両への搭載を容易にし、かつ、差動制御用のアクチュエータの連れ回りを抑制することが可能なトルクベクタリング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、動力源から動力トルクが入力される入力部材と、同軸上で対向して配置され、互いに相対回転可能な第１回転軸および第２回転軸と、前記動力トルクを前記第１回転軸と前記第２回転軸とに分配して伝達するとともに、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の差動回転を可能にする差動機構と、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置され、前記第２回転軸に差動トルクを付与して前記第１回転軸と前記第２回転軸とを差動回転させる（すなわち、差動回転を増速させる）アクチュエータ（例えば、差動制御用の電気モータ、あるいは、差動制限装置として機能するブレーキ機構）と、前記アクチュエータと前記第２回転軸との間に配置され、前記アクチュエータが出力する前記差動トルクを前記第２回転軸に伝達する減速機構と、を備えたトルクベクタリング装置において、前記減速機構は、それぞれ、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置される、第１回転要素、第２回転要素、および、第３回転要素を有する複合遊星歯車機構から構成され、前記第１回転要素と前記第２回転要素との差動回転が可能であり、前記入力部材と前記第１回転要素とが連結され、前記第２回転要素と前記第２回転軸とが連結され、前記第３回転要素と、前記差動トルクを出力する前記アクチュエータの差動トルク出力軸とが連結され、前記第１回転要素と前記第３回転要素との間に形成されるギヤ対のギヤ比（または、速度伝達比）と、前記第２回転要素と前記第３回転要素との間に形成されるギヤ対のギヤ比（または、速度伝達比）とが互いに異なっており、前記差動トルクを増幅して前記第２回転軸に伝達するとともに、前記第１回転軸と前記第２回転軸との差動回転の差回転数を増速させ（すなわち、差動回転を増大させ）、それぞれ、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置され、増速サンギヤ、増速キャリア、および、増速リングギヤを有する増速遊星歯車機構と、減速サンギヤ、減速キャリア、および、減速リングギヤを有する減速遊星歯車機構とを更に備え、前記増速サンギヤは、回転不可能に固定され、前記増速キャリアは、前記入力部材に連結されて前記入力部材と一体に回転し、前記増速リングギヤは、前記増速キャリアが回転する際に、前記増速キャリアの回転速度に対して回転速度が増速し、前記減速サンギヤは、前記差動トルク出力軸に連結されて前記差動トルク出力軸と一体に回転し、前記減速キャリアは、前記入力部材ならびに前記第１回転軸および前記第２回転軸が一体となって回転する際に、前記減速リングギヤの回転速度に対して回転速度が減速し、前記減速リングギヤは、前記増速リングギヤに連結されて前記増速リングギヤと一体に回転することを特徴とするものである。

なお、この発明では、前記減速サンギヤは、前記第１回転軸と前記第２回転軸とが同方向に等速で回転し、前記減速機構が、前記差動機構、ならびに、前記第１回転軸および前記第２回転軸と共に連れ回りする場合に、前記減速機構と相対回転するように構成してよい。

また、この発明では、前記増速遊星歯車機構のギヤ比と、前記減速遊星歯車機構のギヤ比とが、互いに等しくなるように構成してよい。

また、この発明では、前記第１回転軸、および、第２回転軸は、それぞれ、車両の車幅方向に同軸上で、前記車幅方向の左右に対向して配置してよい。

また、この発明では、前記第１回転軸、および、第２回転軸は、それぞれ、車両の全長方向に同軸上で、前記全長方向の前後に対向して配置してよい。

また、この発明では、前記動力源は、前記動力トルクとして、前記第１回転軸および前記第２回転軸を駆動するトルクを出力する動力用の電気モータ、ならびに、前記第１回転軸および前記第２回転軸を制動するトルクを出力するブレーキ機構の少なくともいずれかであり、前記差動機構、前記アクチュエータ、および、減速機構と一体的に配置してよい。

また、この発明では、前記動力モータは、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に一体的に配置してよい。

そして、この発明では、前記アクチュエータは、前記差動トルクとして、前記第２回転軸を駆動するトルクを出力する差動制御用の電気モータ、または、前記第２回転軸を制動するトルクを出力するブレーキ機構の少なくともいずれかを用いることができる。

この発明のトルクベクタリング装置は、互いに同軸上で対向して配置される第１回転軸および第２回転軸、ならびに、それら第１回転軸および第２回転軸と同軸上に配置される差動機構によって、動力源から入力部材に入力される動力トルクを第１回転軸および第２回転軸に分配して伝達する。それとともに、第１回転軸と第２回転軸との間の回転数差を吸収する。すなわち、第１回転軸と第２回転軸との間に回転数差が生じると、それら第１回転軸と第２回転軸とを差動回転させる。また、この発明のトルクベクタリング装置は、第２回転軸に差動トルクを付与するアクチュエータを備えている。そのため、上記のような差動装置としての作用に加えて、アクチュエータが出力する差動トルクにより、第１回転軸および第２回転軸に対するトルクの分配率、ならびに、第１回転軸と第２回転軸との間の差動回転を、積極的に制御できる。例えば、車両の左右の駆動輪、あるいは、四輪駆動車両の前後の駆動輪に対するいわゆるトルクベクタリングを行うことができる。アクチュエータは、第１回転軸および第２回転軸と同軸上に配置される。そして、この発明のトルクベクタリング装置は、第１回転軸および第２回転軸と同軸上に配置される減速機構を備えている。減速機構は、複合遊星歯車機構によって構成され、アクチュエータの差動トルク出力軸の回転速度を減速して、差動トルクを増幅する。それとともに、減速機構は、第１回転軸と第２回転軸との間の差動回転の差回転数を増速する。すなわち、差動回転を増大する。そのような、減速機構のトルク増幅作用により、アクチュエータの小型化および軽量化を図ることができ、その分、トルクベクタリング装置の体格を小型化して車両への搭載性を向上させることができる。

また、上記のように、差動機構、減速機構、および、アクチュエータは、第１回転軸および第２回転軸と同一の回転軸線上に配置される。すなわち、この発明のトルクベクタリング装置は、基本的に、主要な構成要素を第１回転軸および第２回転軸と同一の回転軸線上に配置するいわゆる一軸構造となっている。そのため、装置の径方向への大型化を抑制し、コンパクトなトルクベクタリング装置を構成できる。

また、この発明のトルクベクタリング装置では、減速機構のトルク増幅機能、すなわち、減速機構の減速比は、複合遊星歯車機構の第１回転要素と第３回転要素との間に形成されるギヤ対の（第１遊星歯車機構側の）ギヤ比（または、速度伝達比）と、第２回転要素と第３回転要素との間に形成されるギヤ対の（第２遊星歯車機構側の）ギヤ比とを互いに異ならせることによって実現される。具体的には、複合遊星歯車機構を構成する第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構の各プラネタリギヤと、各プラネタリギヤに噛み合っている各サンギヤまたは各リングギヤとの間のギヤ比を互いに異ならせることにより、容易に、減速機構で大きな減速比を設定できる。

より具体的には、この発明のトルクベクタリング装置では、第１遊星歯車機構を構成する第１プラネタリギヤと第１サンギヤとによるギヤ対のギヤ比と、第２遊星歯車機構を構成する第２プラネタリギヤと第２サンギヤとによるギヤ対のギヤ比とを、互いに異ならせている。あるいは、第１遊星歯車機構を構成する第１プラネタリギヤと第１リングギヤとによるギヤ対のギヤ比と、第２遊星歯車機構を構成する第２プラネタリギヤと第２リングギヤとによるギヤ対のギヤ比とを、互いに異ならせている。例えば、第１サンギヤの歯数と第２サンギヤの歯数とを互いに異ならせることにより、あるいは、第１リングギヤの歯数と第２リングギヤの歯数とを互いに異ならせることにより、あるいは、第１プラネタリギヤの歯数と第２プラネタリギヤの歯数とを互いに異ならせることにより、上記のような各ギヤ比を互いに異ならせることができる。すなわち、各ギヤの歯数をそれぞれ調整することにより、容易に、上記のような各ギヤ比を互いに異ならせることができる。

仮に、第１遊星歯車機構側のギヤ比と第２遊星歯車機構側のギヤ比とが等しくなるように構成すると、減速機構の減速比は、理論上、無限大になる。その場合は、実質的には、減速機構で差動トルク出力軸の回転速度を減速できない状態になってしまい、また、第１回転軸と第２回転軸との間の差動回転も不可能な状態になってしまう。それに対して、この発明のトルクベクタリング装置では、上記のように、第１遊星歯車機構側のギヤ比と第２遊星歯車機構側のギヤ比とを互いに異ならせることにより、減速機構の減速比が無限大になってしまう状態を回避しつつ、減速機構で相対的に大きな減速比を設定できる。各ギヤ比の間の差が大きくなると減速機構の減速比は小さくなる。したがって、各ギヤ比の間の差を小さくするほど、大きな減速比を減速機構で設定できる。

更に、この発明のトルクベクタリング装置は、アクチュエータのいわゆる連れ回りを抑制するための増速遊星歯車機構、および、減速遊星歯車機構を備えている。この発明のトルクベクタリング装置では、第１回転軸と第２回転軸とが同方向に等速で回転する場合には、差動機構および減速機構全体が一体となって回転する（すなわち、連れ回りする）。それに伴い、増速遊星歯車機構の増速キャリアと減速遊星歯車機構の減速キャリアとは、同方向に等速で回転する。その場合、増速遊星歯車機構は、増速サンギヤの回転を止めた状態で、増速キャリアの回転速度に対して増速リングギヤの回転速度が増速する増速機構として機能する。一方、減速遊星歯車機構は、減速リングギヤの回転速度に対して減速キャリアの回転速度が減速する減速機構として機能する。増速キャリアの回転速度および減速キャリアの回転速度は互いに等しい。また、増速リングギヤと減速リングギヤとが連結されているので、それら増速リングギヤの回転速度および減速リングギヤの回転速度も互いに等しくなる。そのため、増速遊星歯車機構の増速比の絶対値と、減速遊星歯車機構の減速比の絶対値とが等しくなり、この場合、増速遊星歯車機構の増速サンギヤの回転速度が０であることから、減速遊星歯車機構では、減速遊星歯車機構のギヤ比に応じて、減速リングギヤまたは減速キャリアの回転速度に対して減速サンギヤの回転速度が０または０近傍の回転数に減速する（増速遊星歯車機構のギヤ比と減速遊星歯車機構のギヤ比とが等しい場合は、減速サンギヤの回転数は０になる）。したがって、上記のように第１回転軸と第２回転軸とが同方向に等速で回転し、差動機構（および反転機構）が一体となって連れ回りする場合に、減速サンギヤに連結している差動トルク出力軸の回転数を０またはほぼ０にすることができる。すなわち、アクチュエータの連れ回りを抑制することができる。

したがって、この発明のトルクベクタリング装置によれば、制御用または差動用のアクチュエータの連れ回りを抑制して、トルクベクタリング装置の動力伝達効率を向上させることができる。ひいては、この発明のトルクベクタリング装置を搭載する車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、例えば、車両が直進走行している状態で急加速または急減速する場合に、アクチュエータの連れ回りが抑制されることから、アクチュエータの慣性トルクの影響を排除することができる。そのため、例えば、アクチュエータが連れ回る場合の慣性トルクを相殺または減殺するトルク（キャンセルトルク）の制御を別途実行しなくともよく、その分、アクチュエータを制御する装置の負荷を軽減できる。ひいては、アクチュエータによるトルクベクタリング制御の制御性を向上させることができる。

この発明のトルクベクタリング装置の一例（第１実施形態）を説明するための図である。 この発明のトルクベクタリング装置の他の例（第２実施形態）を説明するための図である。 この発明のトルクベクタリング装置の他の例（第３実施形態）を説明するための図である。 この発明のトルクベクタリング装置におけるアクチュエータの他の例（アクチュエータとして電磁ブレーキを設ける例）を説明するための図である。 この発明のトルクベクタリング装置におけるアクチュエータの他の例（アクチュエータとして電動ブレーキを設ける例）を説明するための図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

〔第１実施形態〕
この発明を適用したトルクベクタリング装置の一例を図１に示してある。この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、基本的な構成要素として、入力部材２、第１回転軸３、第２回転軸４、差動機構５、アクチュエータ６、および、減速機構７を備えている。

入力部材２は、所定の動力源が出力する動力トルクが入力される。図１に示す例では、入力部材２は、後述する差動機構５のいわゆるデフケース１７であり、トルクベクタリング装置１のケース８に回転可能に支持されている。入力部材２は、後述する第１回転軸３および第２回転軸４の外周部分に、それら第１回転軸３および第２回転軸４と相対回転可能に配置されている。入力部材２（デフケース１７）の外周部分に、入力ギヤ９（図１に示す例では、後述する差動機構５のいわゆるデフリングギヤ１８）が取り付けられている。入力部材２と入力ギヤ９とは一体に回転する。入力ギヤ９は、後述するカウンタギヤ１６を介して、動力源に連結されている。

図１に示す例では、動力源として、動力モータ１０、および、ブレーキ機構１１が設けられている。具体的には、動力軸１２の一方（図１の右側）の端部に、動力モータ１０の出力軸１３が連結されている。動力モータ１０は、動力トルクとして駆動トルクまたは回生トルクを発生する。動力モータ１０は、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。動力軸１２の他方（図１の左側）の端部には、ブレーキ機構１１の回転軸１４が連結されている。ブレーキ機構１１は、動力トルクとして制動トルクを発生する。ブレーキ機構１１は、例えば、通電されることにより発生する磁気吸引力を利用して所定の回転部材を制動する励磁作動型の電磁ブレーキ、あるいは、電動モータによって駆動される送りねじ機構を用いて摩擦制動力を発生させる電動ブレーキ、あるいは、モータで発電する際に発生する抵抗力を利用して所定の回転部材を制動する回生ブレーキなどによって構成されている。したがって、この図１に示す例では、動力源として、ブレーキ機能付き電気モータがトルクベクタリング装置１に組み付けられ、ユニット化されている。

上記のような動力モータ１０およびブレーキ機構１１を、共に、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１と一体に組み付けることにより、トルクベクタリング機能および制動機能を有する動力ユニットを構成できる。なお、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、動力源として、動力モータ１０だけを組み付けた構成であってもよい。その場合、トルクベクタリング機能を有するモータ駆動ユニットを構成できる。あるいは、動力源として、ブレーキ機構１１だけを組み付けた構成であってもよい。その場合、トルクベクタリング機能を有するブレーキユニットを構成できる。

動力軸１２の中央部分には、ピニオン１５が取り付けられている。ピニオン１５と動力軸１２とは一体に回転する。ピニオン１５は、カウンタギヤ１６と噛み合っている。カウンタギヤ１６は、ケース８に回転可能に支持されている。カウンタギヤ１６は、ピニオン１５と噛み合うのと同時に、上記の入力ギヤ９と噛み合っている。ピニオン１５は、入力ギヤ９よりも径が小さく、歯数が少ない。そのため、ピニオン１５、カウンタギヤ１６、および、入力ギヤ９による歯車列は、ピニオン１５の入力回転速度に対して入力ギヤ９の出力回転速度を減速する減速歯車機構を形成している。したがって、動力軸１２に入力される動力源（図１に示す例では、動力モータ１０、および、ブレーキ機構１１）の動力トルクは、上記のような減速歯車機構で増幅されて、入力部材２に伝達される。

第１回転軸３、および、第２回転軸４は、同軸上で、前後または左右に（図１に示す例では左右に）、対向して配置されている。また、第１回転軸３、および、第２回転軸４は、後述する差動機構５、アクチュエータ６、および、減速機構７と共に、同一の回転軸線ＡＬ上に配置されている。第１回転軸３と第２回転軸４とは、互いに相対回転可能である。第１回転軸３は、突出側（図１の左側）の端部が、ケース８に回転可能に支持されている。同様に、第２回転軸４は、突出側（図１の右側）の端部が、ケース８に回転可能に支持されている。

差動機構５は、上記の第１回転軸３および第２回転軸４を、それぞれ、相対回転に保持している。それとともに、差動機構５は、動力源が出力する動力トルクを第１回転軸３と第２回転軸４とに分配して伝達する。図１に示す例では、差動機構５は、従来、車両に用いられる一般的なデファレンシャルギヤと同様の構成であり、デフケース１７（入力部材２）、デフリングギヤ１８（入力ギヤ９）、第１サイドギヤ１９、第２サイドギヤ２０、第１デフピニオン２１、第２デフピニオン２２、および、ピニオン軸２３を有している。

図１に示す例では、デフケース１７は、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１の入力部材２となっており、外周部分に、デフリングギヤ１８が形成されている。デフケース１７とデフリングギヤ１８とは一体に回転する。デフリングギヤ１８は、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１の入力ギヤ９となっており、上述のカウンタギヤ１６と噛み合っている。

第１サイドギヤ１９は、大径のかさ歯車であり、第１回転軸３の後端（図１の右端部）に取り付けられている。第１サイドギヤ１９と第１回転軸３とは一体に回転する。第２サイドギヤ２０は、大径のかさ歯車であり、第２回転軸４の後端（図１の左端部）に取り付けられている。第２サイドギヤ２０と第２回転軸４とは一体に回転する。

第１デフピニオン２１は、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０よりも小径のかさ歯車であり、ピニオン軸２３に回転可能に支持されている。第１デフピニオン２１は、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０に、同時に噛み合っている。第２デフピニオン２２は、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０よりも小径のかさ歯車であり、第１デフピニオン２１と共に、ピニオン軸２３に回転可能に支持されている。第１デフピニオン２１は、ピニオン軸２３上で、第１デフピニオン２１と対向して配置されており、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０に、同時に噛み合っている。ピニオン軸２３は、上記のように第１デフピニオン２１および第２デフピニオン２２を、それぞれ、相対回転可能に支持している。ピニオン軸２３は、その軸線方向が第１回転軸３および第２回転軸４の回転軸線ＡＬと直交して配置され、デフケース１７に固定されている。これにより、第１デフピニオン２１および第２デフピニオン２２は、それぞれ、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０に噛み合いながら、ピニオン軸２３を中心にして自転し、かつ、ピニオン軸２３およびデフケース１７と共に回転軸線ＡＬを中心にして公転する。

動力源からデフリングギヤ１８およびデフケース１７に動力トルクが入力されると、動力トルクは、ピニオン軸２３を介して、第１デフピニオン２１および第２デフピニオン２２に伝達される。その際に、第１回転軸３と第２回転軸４とが、いずれも、同方向に等速で回転する場合は、第１デフピニオン２１および第２デフピニオン２２は、いずれも、自転することなく、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０の周りを、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０と噛み合いながら公転する。そのため、動力トルクは、第１サイドギヤ１９と第２サイドギヤ２０とに等分に分配される。すなわち、動力トルクは、第１回転軸３と第２回転軸４とに等しく分配される。一方、第１回転軸３と第２回転軸４とが差動回転する場合は、第１デフピニオン２１および第２デフピニオン２２は、それぞれ、自転しつつ、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０の周りを、第１サイドギヤ１９および第２サイドギヤ２０と噛み合いながら公転する。そのため、動力トルクは、第１回転軸３および第２回転軸４の回転状態に応じたトルク配分（分配率）で、第１サイドギヤ１９と第２サイドギヤ２０とに分配される。すなわち、動力トルクは、第１回転軸３と第２回転軸４とに、所定のトルク配分（分配率）で分配される。したがって、差動機構５は、動力源が出力し、入力部材２（デフケース１７）に入力される動力トルクを、第１回転軸３と第２回転軸４とに分配して伝達するとともに、第１回転軸３と第２回転軸４との間の差動回転を可能にしている。

アクチュエータ６は、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上（同一の回転軸線ＡＬ上）に配置されており、アクチュエータ６で発生するトルクを、差動トルクとして第２回転軸４に付与する。第２回転軸４に差動トルクが付与されることにより、差動機構５では、第１回転軸３と第２回転軸４とが差動回転する。アクチュエータ６としては、例えば、電気モータ、あるいは、ブレーキ機構を用いることができる。電気モータは、差動トルクとして、第２回転軸４、および、差動機構５の第２サイドギヤ２０を駆動する力行トルクを出力する。あるいは、差動トルクとして、第２回転軸４、および、差動機構５の第２サイドギヤ２０を制動する回生トルクを出力する。ブレーキ機構は、差動トルクとして、第２回転軸４、および、差動機構５の第２サイドギヤ２０を制動するトルクを出力する。

また、アクチュエータ６は、差動トルクとして、上記のようなトルクを出力する差動トルク出力軸２４を有している。図１に示す例では、差動トルクとして、力行トルクまたは回生トルクを出力する差動制御用（あるいは、トルクベクタリング用）の制御モータ２５がアクチュエータ６として用いられている。制御モータ２５は、差動トルク出力軸２４を駆動するトルクを出力する。制御モータ２５は、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。したがって、制御モータ２５のロータ２６を支持する回転軸が差動トルク出力軸２４になっている。差動トルク出力軸２４は、後述する減速機構７を介して、第２回転軸４に連結されている。

上記のように、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１では、アクチュエータ６として、例えば、制御モータ２５が用いられる。制御モータ２５を制御して差動トルクを変化させることにより、第１回転軸３と第２回転軸４との間の差動回転を制御できる。あるいは、制御モータ２５の回生トルクによって、第１回転軸３と第２回転軸４との間の差動回転を制限すること（差動制限またはデファレンシャル・ロック）ができる。

減速機構７は、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置されており、アクチュエータ６が出力する差動トルクを増幅して第２回転軸４に伝達する。減速機構７は、第１回転要素２７、第２回転要素２８、および、第３回転要素２９を有する一種の複合遊星歯車機構３０から構成されている。第１回転要素２７、第２回転要素２８、および、第３回転要素２９は、いずれも、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置される。第１回転要素２７は、上述の入力部材２に連結される。第２回転要素２８は、第２回転軸４に連結される。第３回転要素２９は、差動トルク出力軸２４に連結される。第１回転要素２７と第２回転要素２８とは、互いに差動回転が可能になっている。そして、第１回転要素２７と第３回転要素２９との間に形成されるギヤ対のギヤ比（または、速度伝達比）と、第２回転要素２８と第３回転要素２９との間に形成されるギヤ対のギヤ比（または、速度伝達比）とが互いに異なっている。

具体的には、減速機構７、すなわち、複合遊星歯車機構３０は、第１遊星歯車機構３１、および、第２遊星歯車機構３２から構成されている。第１遊星歯車機構３１、および、第２遊星歯車機構３２は、いずれも、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置されている。図１に示す例では、第１遊星歯車機構３１は、第１サンギヤ３３、第１プラネタリギヤ３４、および、キャリア３５を有している。同様に、第２遊星歯車機構３２は、第２サンギヤ３６、第２プラネタリギヤ３７、および、キャリア３５を有している。キャリア３５は、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とで共用されている。

第１サンギヤ３３は、中空形状のサンギヤ軸３８の一方（図１の右側）の端部に取り付けられている。第１サンギヤ３３とサンギヤ軸３８とは一体に回転する。サンギヤ軸３８の他方（図１の左側）の端部は、差動機構５のデフケース１７、すなわち、入力部材２に連結されている。サンギヤ軸３８とデフケース１７とは一体に回転する。したがって、第１サンギヤ３３は、複合遊星歯車機構３０の第１回転要素２７として、入力部材２に連結されている。第１サンギヤ３３と入力部材２とは一体に回転する。第１プラネタリギヤ３４は、第１サンギヤ３３よりも小径の外歯歯車であり、第１サンギヤ３３に噛み合っている。キャリア３５は、第１プラネタリギヤ３４を自転可能に、かつ、第１サンギヤ３３の周りを公転可能に保持している。

第２サンギヤ３６は、複合遊星歯車機構３０の第２回転要素２８として、第２回転軸４の外周部分に取り付けられている。第２サンギヤ３６と第２回転軸４とは一体に回転する。第２プラネタリギヤ３７は、第２サンギヤ３６よりも小径の外歯歯車であり、第２サンギヤ３６に噛み合っている。第２プラネタリギヤ３７は、第１プラネタリギヤ３４と共に、キャリア３５によって、自転可能に、かつ、第１サンギヤ３３の周りを公転可能に保持されている。

上記のサンギヤ軸３８は、第２回転軸４の外周部分に、第２回転軸４と相対回転可能に配置されている。したがって、第１サンギヤ３３と第２サンギヤ３６とは、互いに相対回転する。第１プラネタリギヤ３４および第２プラネタリギヤ３７は、いずれも、プラネタリギヤ軸３９に取り付けられている。プラネタリギヤ軸３９は、キャリア３５に回転可能に支持されている。第１プラネタリギヤ３４と第２プラネタリギヤ３７とプラネタリギヤ軸３９とは、一体に回転する。したがって、第１プラネタリギヤ３４と第２プラネタリギヤ３７とは、自転方向に一体に回転する。キャリア３５は、複合遊星歯車機構３０の第３回転要素２９として、アクチュエータ６の差動トルク出力軸２４に連結されている。キャリア３５と差動トルク出力軸２４とは一体に回転する。

なお、複合遊星歯車機構３０は、上記のような第１プラネタリギヤ３４および第２プラネタリギヤ３７ならびにプラネタリギヤ軸３９によるプラネタリギヤセットを、少なくとも一組備えていればよい。図１では、二組のプラネタリギヤセットを示してある。プラネタリギヤセットが、各サンギヤ３３，３６の周りを公転する際のバランスを考慮すると、各サンギヤ３３，３６の円周方向に等間隔で、少なくとも三組のプラネタリギヤセットを設けることが好ましい。

上記のような構成により、減速機構７は、第１回転軸３と第２回転軸４とが同方向に等速で回転する場合に、入力部材２（すなわち、デフケース１７）、ならびに、第１回転軸３および第２回転軸４と共に連れ回りする。

減速機構７は、アクチュエータ６が出力する差動トルクを増幅するためのものであり、できるだけ大きな“減速比”を設定可能なことが好ましい。そのために、この減速機構７（複合遊星歯車機構３０）は、第１回転要素２７と第３回転要素２９との間に形成されるギヤ対のギヤ比と、第２回転要素２８と第３回転要素２９との間に形成されるギヤ対のギヤ比とを互いに異ならせている。図１に示す例では、第１サンギヤ３３と第１プラネタリギヤ３４との間のギヤ比（第１ギヤ比ｕ_１）と、第２サンギヤ３６と第２プラネタリギヤ３７との間のギヤ比（第２ギヤ比ｕ_２）とを互いに異ならせている。それにより、減速機構７は、キャリア３５すなわち第３回転要素２９の回転速度に対して、第２サンギヤ３６すなわち第２回転要素２８の回転速度が減速するように構成されている。なお、この発明の実施形態では、減速機構７の“減速比”を、第３回転要素２９の回転速度に対する第２回転要素２８の回転速度の比率として定義する。

図１に示す例では、第１プラネタリギヤ３４の歯数と第２プラネタリギヤ３７の歯数とを互いに異ならせ、第１サンギヤ３３の歯数と第２サンギヤ３６の歯数とを互いに異ならせることにより、上記のような第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とを互いに異ならせている。あるいは、第１プラネタリギヤ３４の歯数と第２プラネタリギヤ３７の歯数とを互いに異ならせ、第１サンギヤ３３の歯数と第２サンギヤ３６の歯数とを互いに等しくすることにより、上記のような第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とを互いに異ならせることができる。あるいは、第１プラネタリギヤ３４の歯数と第２プラネタリギヤ３７の歯数とを互いに等しくし、第１サンギヤ３３の歯数と第２サンギヤ３６の歯数とを互いに異ならせることにより、上記のような第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とを互いに異ならせてもよい。すなわち、各サンギヤ３３，３６の歯数および各プラネタリギヤ３４，３７の歯数をそれぞれ調整することにより、容易に、上記のような第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とを互いに異ならせることができる。

なお、この発明の実施形態における減速機構７では、複合遊星歯車機構３０のプラネタリギヤ（図１に示す例では、第１プラネタリギヤ３４および第２プラネタリギヤ３７）に噛み合っているサンギヤまたはリングギヤ（図１に示す例では、第１サンギヤ３３および第２サンギヤ３６）の歯数に対するプラネタリギヤの歯数の比率を、サンギヤまたはリングギヤとプラネタリギヤとの間のギヤ比として定義する。

したがって、第１サンギヤ３３の歯数をｚ_S1、第１プラネタリギヤ３４の歯数をｚ_P1とすると、第１ギヤ比ｕ_１は、
ｕ_１＝ｚ_P1／ｚ_S1
となる。同様に、第２サンギヤ３６の歯数をｚ_S2、第２プラネタリギヤ３７の歯数をｚ_P2とすると、第２ギヤ比ｕ_２は、
ｕ_２＝ｚ_P2／ｚ_S2
となる。

例えば、図１に示す例では、図中に括弧内の数値で示すように、第１プラネタリギヤ３４の歯数ｚ_P1が“１７”であり、第２プラネタリギヤ３７の歯数ｚ_P2が“１８”であり、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1が“４０”であり、第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2が“３９”となっている。この場合、第１ギヤ比ｕ_１は、
ｕ_１＝１７／４０＝０．４２５
となる。同様に、第２ギヤ比ｕ_２は、
ｕ_２＝１８／３９≒０．４６２
となる。このように、各サンギヤ３３,３６の歯数ｚ_S1,歯数ｚ_S2を互いに異ならせ、また、各プラネタリギヤ３４，３７の歯数ｚ_P1,歯数ｚ_P2を互いに異ならせていることにより、第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とが互いに異なっている。

図１に示すように構成された複合遊星歯車機構３０の減速比、すなわち、減速機構７の減速比Ｒは、理論上、下記の演算式から算出できる。
Ｒ＝｜１／｛１−（ｚ_S1／ｚ_P1）×（ｚ_P2／ｚ_S2）｝｜

したがって、上記の例のように、第１プラネタリギヤ３４の歯数ｚ_P1が“１７”であり、第２プラネタリギヤ３７の歯数ｚ_P2が“１８”であり、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1が“４０”であり、第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2が“３９”である場合は、減速比Ｒは、
Ｒ＝｜１／｛１−（４０／１７）×（１８／３９）｝｜≒１２
となる。従来の一般的な遊星歯車機構で実現可能な減速比が、概ね４から１０程度であることと比較して、相対的に、大きな減速比を得ることができる。なお、減速比Ｒは、図１の括弧内に“Ｒ＝１２”と表示してある。

なお、図１に示す減速機構７において、例えば、第１プラネタリギヤ３４の歯数ｚ_P1、および、第２プラネタリギヤ３７の歯数ｚ_P2をいずれも“１７”とし、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1を“３８”、第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2を“４０”とした場合には、減速比Ｒは、
Ｒ＝｜１／｛１−（３８／１７）×（１７／４０）｝｜＝２０
となる。また、例えば、第１プラネタリギヤ３４の歯数ｚ_P1、および、第２プラネタリギヤ３７の歯数ｚ_P2をいずれも“１７”とし、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1を“３９”、第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2を“４０”とした場合には、減速比Ｒは、
Ｒ＝｜１／｛１−（３９／１７）×（１７／４０）｝｜＝４０
となる。

このように、例えば、第１プラネタリギヤ３４の歯数ｚ_P1と第２プラネタリギヤ３７の歯数ｚ_P2とを互いに等しく設定した場合は、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1と第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2とを互いに異ならせることにより、大きな減速比Ｒを設定できる。その場合、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1と第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2との差が小さいほど、減速比Ｒは大きくなる。すなわち、二番目の例のように、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1と第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2との差が“１”となるように設定することにより、相対的に大きな減速比Ｒを設定できる。

一方、仮に、第１サンギヤ３３の歯数ｚ_S1と第２サンギヤ３６の歯数ｚ_S2との差を“０”にすると、すなわち、歯数ｚ_S1と歯数ｚ_S2とを互いに等しく設定すると、理論上、減速比Ｒは無限大になる。言い換えると、第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とが互いに等しくなると、減速比Ｒは無限大になってしまう。そのような場合には、実質的には、減速機構７で、第３回転要素２９、すなわち、差動トルク出力軸２４の回転速度を減速できない状態になってしまう。また、第１回転軸３と第２回転軸４との間の差動回転も不可能な状態になってしまう。それに対して、この発明の実施形態における減速機構７では、上記のように、第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２とを互いに異ならせている。そのため、減速比Ｒが無限大になってしまう状態を回避しつつ、相対的に大きな減速比Ｒを設定できる。上記の例から分かるように、第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２との差が“０”にならない範囲で、それら第１ギヤ比ｕ_１と第２ギヤ比ｕ_２との差を小さくするほど、大きい減速比Ｒを設定できる。

上記のように、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１では、差動機構５、アクチュエータ６、および、減速機構７は、第１回転軸３および第２回転軸４と同一の回転軸線ＡＬ上に配置される。すなわち、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、基本的に、主要な構成要素を第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置するいわゆる一軸構造となっている。そのため、装置の径方向への大型化を抑制し、コンパクトなトルクベクタリング装置１を構成できる。

また、減速機構７は、アクチュエータ６の差動トルク出力軸２４の回転速度を減速して、差動トルクを増幅する。それとともに、減速機構７は、第１回転軸３と第２回転軸４との間の差動回転の差回転数を増速する。すなわち、差動回転を増大する。その減速機構７は、変則的な一種の複合遊星歯車機構３０によって構成され、一般的な遊星歯車機構を用いた減速機構と比較して、相当に大きな減速比を設定できる。そのため、減速機構７の大きな減速作用、すなわち、アクチュエータ６の差動トルクに対する大きなトルク増幅作用により、アクチュエータ６の小型化および軽量化を図ることができる。したがって、トルクベクタリング装置１の体格を小型化することができ、ひいては、トルクベクタリング装置１の車両への搭載性を向上させることができる。

更に、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、第１回転軸３、第２回転軸４、差動機構５、減速機構７、および、アクチュエータ６と同軸上に、後述する増速遊星歯車機構４６、および、減速遊星歯車機構４０を備えている。そのうち、減速遊星歯車機構４０は、アクチュエータ６と減速機構７の第３回転要素２９、すなわち、キャリア３５との間に配置されており、アクチュエータ６が差動トルクを出力する場合に、その差動トルクを増幅して減速機構７に伝達する。また、後述するように、減速遊星歯車機構４０は、入力部材２（すなわち、デフケース１７）、ならびに、第１回転軸３および第２回転軸４が一体となって回転する際に、アクチュエータ６の差動トルク出力軸２４の回転速度に対して減速機構７のキャリア３５の回転速度が減速する減速機構として機能する。

減速遊星歯車機構４０は、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置されている。減速遊星歯車機構４０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されており、サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを有している。この発明の実施形態では、他の遊星歯車機構の各回転要素と区別するために、減速遊星歯車機構４０のサンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを、それぞれ、減速サンギヤ４１、減速キャリア４２、および、減速リングギヤ４３と呼称する。

減速サンギヤ４１は、中空形状の回転軸の外周部分に形成されており、ケース８に回転可能に支持されている。減速サンギヤ４１は、アクチュエータ６の差動トルク出力軸２４に連結されている。減速サンギヤ４１と差動トルク出力軸２４とは一体に回転する。

減速キャリア４２は、減速遊星歯車機構４０のプラネタリギヤ４４を自転かつ公転可能に支持している。減速キャリア４２は、差動機構５のキャリア３５と兼用されており、それら減速キャリア４２とキャリア３５とは一体に回転する。後述するように、減速キャリア４２は、入力部材２ならびに第１回転軸３および第２回転軸４が一体となって回転する際に、減速リングギヤ４３の回転速度に対して回転速度が減速する。

減速リングギヤ４３は、プラネタリギヤ４４に噛み合う内歯歯車であり、ケース８に回転可能に支持されている。減速リングギヤ４３は、減速機構７を覆うカバー状に形成された連結部材４５を介して、後述する増速遊星歯車機構４６の増速リングギヤ４９に連結されている。減速リングギヤ４３と連結部材４５および増速リングギヤ４９とは一体に回転する。

したがって、減速遊星歯車機構４０は、差動トルク出力軸２４から差動トルクが伝達されて減速サンギヤ４１が回転する場合、減速リングギヤ４３が反力要素となり、減速サンギヤ４１の回転速度に対して減速キャリア４２の回転速度が減速する。すなわち、減速遊星歯車機構４０は、アクチュエータ６の減速ギヤ機構として機能する。したがって、減速遊星歯車機構４０は、アクチュエータ６とキャリア３５との間で、アクチュエータ６が出力する差動トルクを増幅して、キャリア３５に伝達する。

図１に示す例では、図中に括弧内の数値で示すように、減速遊星歯車機構４０における減速サンギヤ４１の歯数が“２４”、減速リングギヤ４３の歯数が“６０”、プラネタリギヤ４４の歯数が“１８”となっており、この減速遊星歯車機構４０の減速比は“３．５”となる。したがって、この減速遊星歯車機構４０の減速比を加味した、減速機構７（アクチュエータ６と第２回転軸４との間）の実質的な減速比Ｒ’は、“Ｒ’＝１２×３．５＝４２”となる。減速遊星歯車機構４０の減速機能により、より一層大きな減速比を得ることができる。

一方、前述したように、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、第１回転軸３と第２回転軸４とが同方向に等速で回転する場合、減速機構７が一体になって連れ回りする。その場合に、仮に、アクチュエータ６も一緒に連れ回りしてしまうと、トルクベクタリング装置１の動力伝達効率の低下を招いてしまう。あるいは、アクチュエータ６の慣性トルクに対するキャンセルトルクを出力するための制御が別途必要になってしまう。そのため、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１では、上記のようなアクチュエータ６の連れ回りを回避または抑制するために、前述した減速遊星歯車機構４０と共に、増速遊星歯車機構４６が設けられている。

増速遊星歯車機構４６は、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上に配置されている。増速遊星歯車機構４６は、シングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されており、サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを有している。この発明の実施形態では、他の遊星歯車機構の各回転要素と区別するために、増速遊星歯車機構４６のサンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを、それぞれ、増速サンギヤ４７、増速キャリア４８、および、増速リングギヤ４９と呼称する。

増速サンギヤ４７は、中空形状の軸部材の外周部分に形成されており、回転不可能に固定されている。例えば、ケース８と一体に形成されたフランジ部分（図示せず）に取り付けられている。

増速キャリア４８は、増速遊星歯車機構４６のプラネタリギヤ５０を自転かつ公転可能に支持している。増速キャリア４８は、入力部材２に連結されている。具体的には、増速キャリア４８は、サンギヤ軸３８を介して、デフケース１７に連結されている。したがって、増速キャリア４８は、サンギヤ軸３８および入力部材２と一体に回転する。

増速リングギヤ４９は、プラネタリギヤ５０に噛み合う内歯歯車であり、減速遊星歯車機構４０の減速リングギヤ４３と共に、ケース８に回転可能に支持されている。増速リングギヤ４９は、連結部材４５を介して、減速リングギヤ４３に連結されている。増速リングギヤ４９と減速リングギヤ４３とは一体に回転する。増速リングギヤ４９は、増速キャリア４８が回転する際に、増速キャリア４８の回転数に対して回転数が増速する。

したがって、増速遊星歯車機構４６は、入力部材２から動力トルクが伝達されて増速キャリア４８が回転する場合、増速サンギヤ４７が反力要素となり、増速キャリア４８の回転速度に対して増速リングギヤ４９の回転速度が増速する増速機構として機能する。

図１に示す例では、図中に括弧内の数値で示すように、増速遊星歯車機構４６における増速サンギヤ４７の歯数が“２４”、増速リングギヤ４９の歯数が“６０”、プラネタリギヤ５０の歯数が“１８”となっている。すなわち、増速サンギヤ４７の歯数、増速リングギヤ４９の歯数、および、プラネタリギヤ５０の歯数は、それぞれ、前述の減速遊星歯車機構４０にける減速サンギヤ４１の歯数、減速リングギヤ４３の歯数、および、プラネタリギヤ４４の歯数と等しい。したがって、増速遊星歯車機構４６と、減速遊星歯車機構４０とは、ギヤ比（または、速度伝達比、速度比）が互いに等しい。

この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１では、第１回転軸３と第２回転軸４とが同方向に等速で回転する場合には、差動機構５および減速機構７の全体が一体となって連れ回りする。それに伴い、増速遊星歯車機構４６の増速キャリア４８と減速遊星歯車機構４０の減速キャリア４２とは、同方向に等速で回転する。その場合、増速遊星歯車機構４６は、増速サンギヤ４７の回転を止めた状態で、増速キャリア４８の回転速度に対して増速リングギヤ４９の回転速度が増速する増速機構として機能する。一方、減速遊星歯車機構４０は、減速リングギヤ４３の回転速度に対して減速キャリア４２の回転速度が減速する減速機構として機能する。増速キャリア４８の回転速度および減速キャリア４２の回転速度は互いに等しい。また、増速リングギヤ４９と減速リングギヤ４３が連結されていることから、それら増速リングギヤ４９の回転速度および減速リングギヤ４３の回転速度も互いに等しい。そのため、増速遊星歯車機構４６の増速比の絶対値と、減速遊星歯車機構４０の減速比の絶対値とが等しくなる。この場合、増速サンギヤ４７の回転速度が０であることから、減速遊星歯車機構４０では、減速遊星歯車機構４０のギヤ比に応じて、減速リングギヤ４３の回転速度に対して減速サンギヤ４１の回転速度が０または０近傍の回転速度に減速する。図１に示す例では、増速遊星歯車機構４６のギヤ比と減速遊星歯車機構４０のギヤ比とが等しいので、減速サンギヤ４１の回転数は０になる。したがって、上記のように第１回転軸３と第２回転軸４とが同方向に等速で回転し、差動機構５および減速機構７が一体となって連れ回りする場合に、減速サンギヤ４１に連結しているアクチュエータ６の差動トルク出力軸２４は、回転数が０になる。すなわち、アクチュエータ６の連れ回りが抑制される。

したがって、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１によれば、差動トルクを出力するアクチュエータ６の連れ回りを抑制して、トルクベクタリング装置１の動力伝達効率を向上させることができる。ひいては、トルクベクタリング装置１を搭載する車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、例えば、車両が直進走行している状態で急加速または急減速する場合に、アクチュエータ６の連れ回りが抑制されることから、アクチュエータ６の慣性トルクの影響を排除することができる。そのため、例えば、アクチュエータ６が連れ回る場合の慣性トルクを相殺または減殺するトルクの制御を別途実行しなくともよく、その分、アクチュエータ６を制御する装置の負荷を軽減できる。ひいては、アクチュエータ６によるトルクベクタリング制御の制御性を向上させることができる。

図２から図５に、この発明を適用したトルクベクタリング装置１の他の実施形態を示してある。なお、以下に図示して説明するトルクベクタリング装置１において、上述した図１、あるいは、既出の図面で示したトルクベクタリング装置１と構成や機能が同じ部材もしくは部品等については、図１、あるいは、既出の図面で用いた参照符号と同じ参照符号を付けてある。

〔第２実施形態〕
図２に示すトルクベクタリング装置１は、いわゆる左右デファレンシャル装置として車両に搭載することを想定して構成されている。すなわち、この図２に示すトルクベクタリング装置１では、第１回転軸３、および、第２回転軸４が、それぞれ、車両（図示せず）の車幅方向（回転軸線ＡＬ方向、図２の左右方向）に同軸上で、車幅方向の左右に対向して配置される。

図２に示すトルクベクタリング装置１では、入力部材２、すなわち、差動機構５のデフケース１７の外周部分に、デフリングギヤ１０１が取り付けられている。デフリングギヤ１０１とデフケース１７とは一体に回転する。デフリングギヤ１０１は、大径のかさ歯車であり、プロペラシャフト１０２の先端（図２の下端）に設けられたドライブピニオン１０３に噛み合っている。ドライブピニオン１０３は、デフリングギヤ１０１よりも小径で歯数の少ないかさ歯車である。したがって、ドライブピニオン１０３、および、デフリングギヤ１０１によって、車両の終減速装置（ファイナルギヤ）が構成されている。

プロペラシャフト１０２は、プロペラシャフト１０２の軸線方向が回転軸線ＡＬ方向に直交するように配置されている。プロペラシャフト１０２の一方の端部に、ドライブピニオン１０３が取り付けられている。プロペラシャフト１０２とドライブピニオン１０３とは一体に回転する。プロペラシャフト１０２の他方の端部（図示せず）は、例えばエンジンや電気モータなどの動力源の出力軸（図示せず）が連結される。したがって、デフケース１７、すなわち、入力部材２は、デフリングギヤ１０１、ドライブピニオン１０３、および、プロペラシャフト１０２を介して、動力源に連結される。

このように、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１は、第１回転軸３、および、第２回転軸４を、それぞれ、車両の車幅方向に同軸上で、車幅方向の左右に対向して配置して、車両に搭載できる。すなわち、トルクベクタリング装置１は、アクチュエータ６を一体に組み込んだ、左右の駆動軸に対するデファレンシャル装置として、車両に搭載できる。したがって、トルクベクタリング装置１は、いわゆるトルクベクタリング機能を備えたコンパクトなデファレンシャル装置として、容易に車両に搭載できる。そのため、従来のデファレンシャル装置としての機能に加えて、アクチュエータ６が出力する差動トルクにより、車両の左右の駆動輪に対するトルクの分配率、ならびに、車両の左右の駆動輪の間の差動回転を、積極的に制御できる。すなわち、左右の駆動輪に対するトルクベクタリングを行うことができる。

〔第３実施形態〕
図３に示すトルクベクタリング装置１は、いわゆるセンターデファレンシャル装置として四輪駆動車両に搭載することを想定して構成されている。すなわち、この図３に示すトルクベクタリング装置１では、第１回転軸３、および、第２回転軸４が、それぞれ、車両（図示せず）の全長方向（回転軸線ＡＬ方向、図３の左右方向）に同軸上で、全長方向の前後に対向して配置される。

図３に示すトルクベクタリング装置１では、動力源として動力モータ１１１を備えている。動力モータ１１１は、前述した動力モータ１０と同様に、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。動力モータ１１１は、第１回転軸３および第２回転軸４と同軸上（同一の回転軸線ＡＬ１上）に、一体的に配置されている。動力モータ１１１は、第１回転軸３および第２回転軸４を駆動または制動する動力トルクを出力する。

動力モータ１１１は、中空形状のロータ１１２、および、ロータ１１２を回転可能に支持する中空形状のロータ軸１１３を有している。ロータ軸１１３は、ケース８に回転可能に支持されている。ロータ軸１１３の内周部分に、第１回転軸３が配置されている。ロータ軸１１３と第１回転軸３とは、互いに相対回転する。ロータ軸１１３は、減速ギヤ機構１１４を介して、入力部材２に連結されている。

減速ギヤ機構１１４は、動力モータ１１１の出力トルクを増幅して、トルクベクタリング装置１の入力部材２、すなわち、デフケース１７に伝達する。減速ギヤ機構１１４は、サンギヤ１１５、キャリア１１６、および、リングギヤ１１７を有するシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている。

サンギヤ１１５は、中空形状の回転軸の外周部分に形成されて、動力モータ１１１のロータ軸１１３に連結されている。例えば、サンギヤ１１５が一体に形成された中空軸とロータ軸１１３とが連結されている。あるいは、ロータ軸１１３の先端部分に、サンギヤ１１５が一体に形成されている。したがって、サンギヤ１１５とロータ軸１１３とは一体に回転する。キャリア１１６は、減速ギヤ機構１１４を構成する遊星歯車機構のプラネタリギヤ１１８を自転かつ公転可能に支持している。キャリア１１６は、デフケース１７に連結されている。キャリア１１６は、デフケース１７、すなわち、入力部材２と一体に回転する。リングギヤ１１７は、プラネタリギヤ１１８に噛み合う内歯歯車である。リングギヤ１１７は、ケース８の内壁部分に、回転不可能に固定されている。

減速ギヤ機構１１４は、動力モータ１１１が出力する動力トルクがサンギヤ１１５に伝達されると、リングギヤ１１７が反力要素となり、サンギヤ１１５の回転速度に対してデフケース１７に連結されたキャリア１１６の回転速度が減速する。すなわち、減速ギヤ機構１１４は、動力モータ１１１が出力した動力トルクを増幅して、入力部材２へ伝達する。したがって、減速ギヤ機構１１４によって、車両の終減速装置（ファイナルギヤ）が構成されている。

上記のように、この図３に示すトルクベクタリング装置１を用いて、動力源として動力モータ１１１を同軸上に一体に内蔵した、いわゆる動力ユニットを構成することができる。そして、この図３に示す例のように、一軸構造のトルクベクタリング装置１を、センターデファレンシャル装置として、四輪駆動車両に搭載できる。すなわち、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１によれば、センターデファレンシャル装置の機能とトルクベクタリング装置の機能とを兼ね備えた、コンパクトな動力ユニットを構成することができる。

なお、この図３に示すトルクベクタリング装置１においても、前述した他の実施形態と同様に、差動トルクを発生するアクチュエータ６として、制御モータ２５が用いられている。それに対して、前述したように、この発明の実施形態におけるトルクベクタリング装置１では、アクチュエータ６として、制御モータ２５の他に、差動トルクとして、第２回転軸４、および、差動機構５の第２サイドギヤ２０を制動するトルクを発生するブレーキ機構を用いてもよい。例えば、図４に示すように、アクチュエータ６として、コイル１２２に通電されることにより発生する磁気吸引力を利用して第２回転軸４、および、差動機構５の第２サイドギヤ２０を制動する励磁作動型の電磁ブレーキ１２１を用いることができる。あるいは、図５に示すように、アクチュエータ６として、電気モータ１３２によって駆動される送りねじ機構１３３を用いて摩擦制動力を発生させる電動ブレーキ１３１などを用いることができる。

１ トルクベクタリング装置
２ 入力部材
３ 第１回転軸
４ 第２回転軸
５ 差動機構
６ アクチュエータ
７ 減速機構
８ ケース
９ 入力ギヤ
１０ 動力モータ（動力源）
１１ ブレーキ機構（動力源）
１２ 動力軸
１３ （動力モータ１０の）出力軸
１４ （ブレーキ機構１１の）回転軸
１５ （動力軸１２の）ピニオン
１６ カウンタギヤ
１７ （差動機構５の）デフケース
１８ （差動機構５の）デフリングギヤ
１９ （差動機構５の）第１サイドギヤ
２０ （差動機構５の）第２サイドギヤ
２１ （差動機構５の）第１デフピニオン
２２ （差動機構５の）第２デフピニオン
２３ （差動機構５の）ピニオン軸
２４ （アクチュエータ６の）差動トルク出力軸
２５ 制御モータ（アクチュエータ）
２６ （制御モータ２５の）ロータ
２７ （減速機構７の）第１回転要素
２８ （減速機構７の）第２回転要素
２９ （減速機構７の）第３回転要素
３０ （減速機構７の）複合遊星歯車機構
３１ （複合遊星歯車機構３０の）第１遊星歯車機構
３２ （複合遊星歯車機構３０の）第２遊星歯車機構
３３ （第１遊星歯車機構３１の）第１サンギヤ
３４ （第１遊星歯車機構３１の）第１プラネタリギヤ
３５ （第１遊星歯車機構３１および第２遊星歯車機構３２の）キャリア
３６ （第２遊星歯車機構３２の）第２サンギヤ
３７ （第２遊星歯車機構３２の）第２プラネタリギヤ
３８ （第１サンギヤ３３の）サンギヤ軸
３９ （キャリア３５の）プラネタリギヤ軸
４０ 減速遊星歯車機構
４１ （減速遊星歯車機構４０の）減速サンギヤ
４２ （減速遊星歯車機構４０の）減速キャリア
４３ （減速遊星歯車機構４０の）減速リングギヤ
４４ （減速遊星歯車機構４０の）プラネタリギヤ
４５ 連結部材
４６ 増速遊星歯車機構
４７ （増速遊星歯車機構４６の）増速サンギヤ
４８ （増速遊星歯車機構４６の）増速キャリア
４９ （増速遊星歯車機構４６の）増速リングギヤ
５０ （増速遊星歯車機構４６の）プラネタリギヤ
１０１ （差動機構５の）デフリングギヤ
１０２ プロペラシャフト
１０３ ドライブピニオン
１１１ 動力モータ（動力源）
１１２ （動力モータ１１１の）ロータ
１１３ （動力モータ１１１の）ロータ軸
１１４ 減速ギヤ機構
１１５ （減速ギヤ機構１１４の）サンギヤ
１１６ （減速ギヤ機構１１４の）キャリア
１１７ （減速ギヤ機構１１４の）リングギヤ
１１８ （減速ギヤ機構１１４の）プラネタリギヤ
１２１ 電磁ブレーキ（アクチュエータ）
１２２ （電磁ブレーキ１２１の）コイル
１３１ 電動ブレーキ（アクチュエータ）
１３２ （電動ブレーキ１３１の）電気モータ
１３３ （電動ブレーキ１３１の）送りねじ機構
ＡＬ （第１回転軸３および第２回転軸４の）回転軸線

Claims (1)

1. 動力源から動力トルクが入力される入力部材と、同軸上で対向して配置され、互いに相対回転可能な第１回転軸および第２回転軸と、前記動力トルクを前記第１回転軸と前記第２回転軸とに分配して伝達するとともに、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の差動回転を可能にする差動機構と、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置され、前記第２回転軸に差動トルクを付与して前記第１回転軸と前記第２回転軸とを差動回転させるアクチュエータと、前記アクチュエータと前記第２回転軸との間に配置され、前記アクチュエータが出力する前記差動トルクを前記第２回転軸に伝達する減速機構と、を備えたトルクベクタリング装置において、
   前記減速機構は、
   それぞれ、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置される、第１回転要素、第２回転要素、および、第３回転要素を有する複合遊星歯車機構から構成され、
   前記第１回転要素と前記第２回転要素との差動回転が可能であり、
   前記入力部材と前記第１回転要素とが連結され、
   前記第２回転要素と前記第２回転軸とが連結され、
   前記第３回転要素と、前記差動トルクを出力する前記アクチュエータの差動トルク出力軸とが連結され、
   前記第１回転要素と前記第３回転要素との間に形成されるギヤ対のギヤ比と、前記第２回転要素と前記第３回転要素との間に形成されるギヤ対のギヤ比とが互いに異なっており、
   前記差動トルクを増幅して前記第２回転軸に伝達するとともに、前記第１回転軸と前記第２回転軸との差動回転の差回転数を増速させ、
   それぞれ、前記第１回転軸および前記第２回転軸と同軸上に配置され、増速サンギヤ、増速キャリア、および、増速リングギヤを有する増速遊星歯車機構と、減速サンギヤ、減速キャリア、および、減速リングギヤを有する減速遊星歯車機構とを更に備え、
   前記増速サンギヤは、回転不可能に固定され、
   前記増速キャリアは、前記入力部材に連結されて前記入力部材と一体に回転し、
   前記増速リングギヤは、前記増速キャリアが回転する際に、前記増速キャリアの回転速度に対して回転速度が増速し、
   前記減速サンギヤは、前記差動トルク出力軸に連結されて前記差動トルク出力軸と一体に回転し、
   前記減速キャリアは、前記入力部材ならびに前記第１回転軸および前記第２回転軸が一体となって回転する際に、前記減速リングギヤの回転速度に対して回転速度が減速し、
   前記減速リングギヤは、前記増速リングギヤに連結されて前記増速リングギヤと一体に回転する
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。

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