(57)【要約】【課題】油圧作動の無段変速機を搭載した電気自動車の走行性能及びエネルギー効率の向上を図る。【解決手段】電動モータ１０の出力を無段変速機２０を介して駆動輪に伝達する第一動力伝達経路と、第一動力伝達経路と並列に配設され電動モータ１０の出力をギヤ機構３０を介して駆動輪に伝達する第二動力伝達経路と、電動モータ１０を二つの動力伝達経路の何れか一方に選択的に連結する切替機構４０，６０を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源となる電動モータと、
前記電動モータの出力を油圧作動の無段変速機を介して駆動輪に伝達する第一動力伝達経路と、
前記第一動力伝達経路と並列に配設され前記電動モータの出力を機械式直結機構を介して前記駆動輪に伝達する第二動力伝達経路と、
前記電動モータを前記二つの動力伝達経路の何れか一方に選択的に連結する切替機構と
を具備したことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記無段変速機を作動するための油圧を発生させる油圧ポンプが、前記電動モータで駆動される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記油圧ポンプの吐出圧が所定値以下のとき、前記切替機構が前記電動モータと前記第二動力伝達経路とを連結する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記無段変速機がベルト−プーリ式の無段変速機であり、プーリを作動させる油圧シリンダのシールとして継ぎ目のない環状シールを用いた
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記機械式直結機構が歯車で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを駆動源とする電気自動車に好適な車両用動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動源に電動モータを用いた所謂電気自動車が注目されている。しかしながら、現行の電気自動車は電動モータの動力を歯車列又はチェーン等の機械式直結機構のみを用いて駆動輪に伝達しているため、車両の加速や走行の性能が電動モータの仕様のみで決まってしまい、高速走行に限界があり（車速が頭打ちになる）、またエネルギー効率にも課題があった。
そこで、前記課題を解決する手段として、電動モータに油圧作動式の無段変速機を組み合わせた車両用動力伝達装置が提案されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１の装置では、無段変速機へ油圧を供給するための油圧ポンプを駆動源である電動モータで駆動しているが、車両の停止時には電動モータも停止するため油圧ポンプも停止し、油圧の供給が停止されて無段変速機がニュートラル状態となってしまう。すると、次の車両発進に際して、油圧の供給が間に合わず（発進時は電動モータの回転が低いため、油圧ポンプの吐出圧が充分でない）、車両の発進、加速性能が低下するおそれがある。
これを防止するためには、駆動源とは別の電動モータで油圧ポンプを駆動すればよいが、コストアップを招くこととなる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、油圧作動式の無段変速機を搭載した電気自動車において、コストアップを招くことなく車両の発進や加速などの走行性能を向上させることができる車両用動力伝達装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の車両用動力伝達装置は、車両の駆動源となる電動モータと、前記電動モータの出力を油圧作動の無段変速機を介して駆動輪に伝達する第一動力伝達経路と、前記第一動力伝達経路と並列に配設され前記電動モータの出力を機械式直結機構を介して前記駆動輪に伝達する第二動力伝達経路と、前記電動モータを前記二つの動力伝達経路の何れか一方に選択的に連結する切替機構とを具備したことを特徴としている。
【０００７】
（２）前記無段変速機を作動するための油圧を発生させる油圧ポンプが、前記電動モータで駆動されることが好ましい。
（３）また、前記油圧ポンプの吐出圧が所定値以下のとき、前記切替機構が前記電動モータと前記第二動力伝達経路とを連結することが好ましい。
【０００８】
（４）さらに、前記無段変速機がベルト−プーリ式の無段変速機であり、プーリを作動させる油圧シリンダのシールとして継ぎ目のない環状シールを用いることが好ましい。
（５）前記機械式直結機構が歯車で構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無段変速機による第一動力伝達経路と機械式直結機構による第二動力伝達経路とが、電動モータに対して選択的に連結可能となるので、無段変速機によって電気自動車の走行性能（特に高速走行や加速性）を向上させることができ、また無段変速機の機能が低下するおそれのある状態（発進時等）では機械式直結機構により発進、走行性能の低下を抑制できる車両用動力伝達装置を提供できる。
また、無段変速機の変速比をハイ側にすることにより高速走行時の電動モータの回転速度を下げることができるのでエネルギー効率を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、油圧作動の無段変速機へ油圧を供給する油圧ポンプを車両の駆動源としての電動ポンプで駆動するので別の電動モータを用いる必要がなくコストアップが抑制され、さらに油圧ポンプの吐出圧が所定値以下となるとき（例えば車両発進時）には機械式直結機構による第二動力伝達機構を用いることができるので無段変速機の機能低下による車両の走行性能の低下を抑制できる。
さらに、プーリを作動する油圧アクチュエータの液密を保つシールに継ぎ目のない環状シールを用いるので、油圧ポンプの吐出圧が低くなる（又は、０となる）車両の停止時等において油圧シリンダからの油圧漏れを抑制でき、プーリを作動する場合の油圧ポンプの負担が軽減されてエネルギー効率が向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両用動力伝達装置の模式的な構成図である。
【図２】本発明に用いられる油圧作動のベルト−プーリ式無段変速機の一部断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る車両用動力伝達装置の模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
【００１３】
まず、本発明の第一実施態様を説明する。
図１に示すように、第一実施形態に係る車両用動力伝達装置は、車両（電気自動車）の駆動源としての電動モータ１０と、電動モータ１０の出力を伝達可能な第一動力伝達経路を構成する油圧作動の無段変速機２０と、無段変速機２０と並列に配設され電動モータ１０の出力を伝達可能な第二動力伝達経路を構成する機械式直結機構としてのギヤ機構３０と、電動モータ１０を無段変速機２０またはギヤ機構３０の何れか一方に選択的に連結可能な切替機構４０とを備えている。なお、機械式直結機構とは、歯車やチェーン等の、油圧力や摩擦力を用いずに機械的に動力を伝達する機構を意味している。
また、電動モータ１０の出力軸１２には、チェーン、ベルト等の動力伝達機構を介して油圧ポンプ５０が駆動連結されている。
【００１４】
第一動力伝達経路を構成する無段変速機２０は、プライマリプーリ２２とセカンダリプーリ２４と両プーリ２２，２４間に巻き掛けられたベルト２６とを備えた従来周知の油圧作動のベルトープーリ式無段変速機であり、図示しない油圧制御装置を介して油圧ポンプ５０からの油圧によって作動（変速）されるものである。
また、セカンダリプーリ２４に連結された出力ギヤ２８は、アイドラギヤを介して又は直接、図示しない最終減速ギヤに駆動連結されている。なお、最終減速ギヤは従来周知の構成で、デフ機構を介して車両の駆動輪に連結される。
【００１５】
第二動力伝達経路を構成するギヤ機構３０は、図示しない軸受を介して出力軸１２に回転自在に軸支された歯車３２を備えており、この歯車３２は前記アイドラギヤとは別のアイドラギヤを介して又は直接、前記最終減速ギヤに駆動連結されている。
【００１６】
切替機構４０は、出力軸１２をプライマリプーリ２２に連列可能なクラッチ４２と、出力軸１２を歯車３２に連結可能なクラッチ４４と、両クラッチ４２，４４の係合、解放を切り替える油圧アクチュエータ４６とから構成されている。
【００１７】
油圧アクチュエータ４６は、出力軸１２に固定的に形成されたシリンダ４６ａと、シリンダ４６ａ内に摺動自在且つ液密に挿入されてシリンダ４６ａと協働して油室４６ｂを形成するピストン４６ｃと、ピストン４６ｃを油室４６ｂの容積が縮小する方向（図中左方）へ付勢するリターンスプリング４６ｄとを備えている。
ピストン４６ｃは、その外端部４６ｅがクラッチ４２のプレッシャプレート４２ａを押圧可能に形成され、また軸方向中間部でシリンダ４６ａの外側となる位置の全周に亘って径方向へ突設されクラッチ４４のプレッシャプレート４４ａを押圧可能なフランジ４６ｆが形成されている。
【００１８】
油室４６ｂには油圧ポンプ５０からの油圧が直接供給されており、油室４６ｂ内の油圧（即ち、油圧ポンプ５０の吐出圧）が所定値以上となると、リターンスプリング４６ｄの付勢力に打ち勝ってピストン４６ｃを図中右方へ移動させて外端部４６ｅをクラッチ４２に押圧させ、同油圧によってクラッチ４２を係合状態とする。この状態では、電動モータ１０と無段変速機２０とが駆動連結されるので、電動モータ１０の出力は無段変速機２０（即ち、第一動力伝達経路）を介して駆動輪へ伝達される。
なお、油室４６ｂと油圧ポンプ５０とは、油圧ポンプ５０の吐出圧が前記所定値以上となったとき、または電動モータ１０の回転速度や車速が一定値以上となったときに油路を開放するような切替弁等を介して連通してもよい。
【００１９】
一方、電動モータ１０の回転速度が低下または停止して油圧ポンプ５０の吐出圧が前記所定値以下となると、リターンスプリング４６ｄの付勢力によりピストン４６ｃが図中左方（図示の位置）へ移動されてフランジ４６ｆをクラッチ４４に押圧させ、リターンスプリング４６ｄの付勢力によってクラッチ４４を係合状態とする。この状態では、電動モータ１０と歯車３２とが駆動連結されるので、電動モータ１０の出力はギヤ機構３０（即ち、第二動力伝達経路）を介して駆動輪へ伝達される。
【００２０】
以上、上記第一実施形態の構成によれば、無段変速機２０によって車両の走行性能（高速走行や加速性）を向上させることができる。そして、電動モータ１０の回転速度が低下または停止して油圧ポンプ５０の吐出圧が前記所定値以下となる車両の低速走行または停車状態では、電動モータ１０の出力がギヤ機構３０によって駆動輪へ伝達されるので、発進時や低速走行時において良好な車両の走行性能が確保できる。換言すれば、車両の低速走行または停車状態では、油圧作動の無段変速機２０による動力伝達を行わないので、油圧低下に起因する無断変速機２０の機能低下による走行性能の低下を抑制できる。
また、無段変速機２０の変速比をハイ側にすることにより高速走行時の電動モータ１０の回転速度を下げることができるのでエネルギー効率を向上することができる。
さらに、油圧ポンプ５０を車両用駆動源の電動モータ１０で駆動しているので、油圧ポンプ１０専用の電動モータを用いる必要がなく、コストアップを抑制できる。
【００２１】
さらにまた、上記構成によれば、プーリ２２，２４を作動する油圧アクチュエータの液密を保つシールに継ぎ目のない環状シールを用いるので、油圧ポンプの吐出圧が低くなる（又は、０となる）車両の停止時等において油圧シリンダからの油圧漏れを抑制でき、プーリを作動する場合の油圧ポンプの負担が軽減されてエネルギー効率を向上させることができる。
即ち、図２に示すように、プーリ２２，２４（特にプライマリプーリ２２）を作動させる油圧アクチュエータ２０ａの油圧室２０ｂの液密を確保するためのシール２０ｃとして、継ぎ目のない環状シールを用いることが可能となる。
【００２２】
これは、従来の油圧作動のベルト−プーリ式無段変速機のみを用いた車両用動力伝達装置では、車両が急停止された場合、次の発進に備えて変速比を急速にロー側へ変更する必要があるため、特にプライマリプーリの油圧を急速に低下させる必要が生じる。しかしながら、油圧制御弁からの油圧の排出には限界があるため、シールの継ぎ目からも油圧を排出することで油圧の低下の促進を図っていた。このため、通常の変速制御（油圧制御）においては、シールの継ぎ目からの油圧漏洩分を上乗せした油圧供給を行う必要があり、油圧ポンプの負担が増加しエネルギー効率の低下を招いている。
これに対し、上記実施態様では車両の発進時にはギヤ機構３０で動力が伝達されるので、急停止後の再発進時に無段変速機２０の変速比がロー側まで戻っていなくても、何ら支障なく発進が可能となる。従って、急停止に応じたプーリ油圧の急速な低下を達成する必要がなく、継ぎ目のないシールを利用することによって油圧漏洩を抑制して油圧ポンプ１０の負担を軽減しエネルギー効率を向上させることができる。
【００２３】
次に、本発明の第二実施態様を説明する。なお、第一実施態様と同一または実質的に同一の構成の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図３に示すように、第二実施態様は、第一実施態様の油圧式の切替機構４０をソレノイド式の切替機構６０に変更したものである。
切替機構６０は、電動モータ１０の出力軸１２に軸方向に摺動可能且つ相対回転不能に装着された筒状の電磁アクチュエータ６２ａと、電磁アクチュエータ６２ａの一方の端部（図中右側）に対向する無段変速機２０の入力軸２２ａに装着された環状の永久磁石２２ｂと、電磁アクチュエータ６２ａの他方の端部（図中左側）に対向する歯車３２の側面に装着された環状の永久磁石３２ａとから構成されている。
なお、図３では、出力軸１２の上側は歯車３２の永久磁石３２ａに磁着している電磁アクチュエータ６２ａの上半部を示し、出力軸１２の下側は入力軸２２ａの永久磁石２２ｂに磁着している電磁アクチュエータ６２ａの下半部を示している。
【００２５】
上記両永久磁石２２ｂ，３２ａは、同じ磁極（例えばＮ極）が互いに対向するように、換言すると、両永久磁石２２ｂ，３２ａともＮ極が電磁アクチュエータ６２ａの端部に対向するように装着されている。
そして、電流の供給方向を切り替えて電磁アクチュエータ６２ａの端部に生じる磁極を切り替えることにより、電磁アクチュエータ６２ａが何れか一方の永久磁石２２ｂ，３２ａに磁着して第一または第二動力伝達経路の何れか一方を形成する。なお、このとき異極間に生じる引力に加えて同極間に生じる反力によって、電磁アクチュエータ６２ａはより強く永久磁石２２ｂ，３２ａに磁着される。
【００２６】
また、電磁アクチュエータ６２ａへの電流の供給方向の切り換えは、油圧ポンプ５０の吐出圧が所定値以下のときに電磁アクチュエータ６２ａが歯車３２の永久磁石３２ａに磁着し、吐出圧が所定値以上のときに電磁アクチュエータ６２ａが入力軸２２ａの永久磁石２２ｂに磁着するように切り換え制御する。
なお、電流の切り換えは、油圧ポンプ５０の吐出圧を直接検知して制御するようにしてもよいが、油圧ポンプ５０の吐出圧は電動モータ１０の回転速度に略比例するので出力軸１２の回転速度を検知して制御するようにしてもよい。
上記第二実施形態の構成によれば、第一実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態を適宜変形して実施することができる。
例えば、上記実施態様では、切替機構として油圧式と電磁式の構成を示したが、これに代えて周知の平行軸型手動変速機等に用いられているドグクラッチ式の切替機構を用いることもできる。
第二動力伝達経路を構成する機械式直結機構は、機械的に動力を伝達する機構であればよく、ギヤ機構に限定されずチェーン等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電動モータ
２０  無段変速機（第一動力伝達経路）
２０ｃ  シール
３０  ギヤ機構（第二動力伝達経路、機械式直結機構）
４０，６０  切替機構
４２，４４  クラッチ
４６  油圧アクチュエータ
５０  油圧ポンプ
６２ａ  電磁アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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