(57)【要約】【課題】  ギヤドニュートラル状態を実現可能な動力伝達装置において、多重管構造の動力伝達軸の重合数を最小限に抑え、動力伝達装置の大型化を回避しながら軸強度の低下を抑制する。【解決手段】  電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤを同一軸線Ｌ上に順番に配置し、電動モータＭの出力軸１８をトロイダル変速ユニットＴの入力ディスク１９および遊星歯車機構Ｐの第１要素２３に接続し、出力ディスク２０を第２要素２４に接続し、第３要素２５をディファレンシャルギヤＤに接続したので、トロイダル変速ユニットＴの変速比を変化させるだけで、ギヤドニュートラルレンジ（無限大変速比）を含む広い領域で無段変速を実現できるだけでなく、軸線Ｌ方向に見たときの動力伝達装置の投影面積を最小化して車両への搭載性を高めることができ、しかも多重管構造の動力伝達軸の重合数を最小限に抑えることで、動力伝達装置の大型化を回避しながら軸強度の低下を抑制することができる。【選択図】        図１
2019002475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（Ｍ）、トロイダル変速ユニット（Ｔ）、遊星歯車機構（Ｐ）およびディファレンシャルギヤ（Ｄ）を同一軸線（Ｌ）上に順番に配置し、前記電動モータ（Ｍ）の出力軸（１８）を前記トロイダル変速ユニット（Ｔ）の入力ディスク（１９）および前記遊星歯車機構（Ｐ）の第１要素（２３）に接続し、前記トロイダル変速ユニット（Ｔ）の出力ディスク（２０）を前記遊星歯車機構（Ｐ）の第２要素（２４）に接続し、前記遊星歯車機構（Ｐ）の第３要素（２５）を前記ディファレンシャルギヤ（Ｄ）に接続したことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１要素はサンギヤ（２３）であり、前記第２要素はリングギヤ（２４）であり、前記第３要素はキャリヤ（２５）であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ、トロイダル変速ユニット、遊星歯車機構およびディファレンシャルギヤを備えて前進走行レンジ、ギヤドニュートラルレンジおよび後進走行レンジを実現する車両用動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータ、トロイダル変速ユニットおよびディファレンシャルギヤを同一軸線上に配置し、電動モータの出力をトロイダル変速ユニットで無段変速してディファレンシャルギヤに伝達する車両用動力伝達装置が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０００８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、駆動源の駆動力をディファレンシャルギヤに伝達する動力伝達経路をクラッチ等で遮断することなく、駆動源の駆動力がディファレンシャルギヤに伝達されない状態（ギヤドニュートラル状態）を実現可能な変速機は無限変速機として知られている。
【０００５】
上記特許文献１に記載されたものに遊星歯車機構を追加すると無限変速機の機能を与えることが可能であるが、その場合に電動モータ、トロイダル変速ユニット、ディファレンシャルギヤおよび遊星歯車機構が同一軸線上に配置されるため、複数の動力伝達軸が同軸上に多重管構造で配置されることになり、それらの動力伝達軸の直径や肉厚が小さくなって軸強度が低下する懸念がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ギヤドニュートラル状態を実現可能な動力伝達装置において、多重管構造の動力伝達軸の重合数を最小限に抑え、動力伝達装置の大型化を回避しながら軸強度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電動モータ、トロイダル変速ユニット、遊星歯車機構およびディファレンシャルギヤを同一軸線上に順番に配置し、前記電動モータの出力軸を前記トロイダル変速ユニットの入力ディスクおよび前記遊星歯車機構の第１要素に接続し、前記トロイダル変速ユニットの出力ディスクを前記遊星歯車機構の第２要素に接続し、前記遊星歯車機構の第３要素を前記ディファレンシャルギヤに接続したことを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１要素はサンギヤであり、前記第２要素はリングギヤであり、前記第３要素はキャリヤであることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、電動モータ、トロイダル変速ユニット、遊星歯車機構およびディファレンシャルギヤを同一軸線上に順番に配置し、電動モータの出力軸をトロイダル変速ユニットの入力ディスクおよび遊星歯車機構の第１要素に接続し、トロイダル変速ユニットの出力ディスクを遊星歯車機構の第２要素に接続し、遊星歯車機構の第３要素をディファレンシャルギヤに接続したので、トロイダル変速ユニットの変速比を変化させるだけで、前進走行レンジ、ギヤドニュートラルレンジ（無限大変速比）および後進走行レンジを含む広い領域で無段変速を実現できるだけでなく、軸線方向に見たときの動力伝達装置の投影面積を最小化して車両への搭載性を高めることができ、しかも多重管構造の動力伝達軸の重合数を最小限に抑えることで、動力伝達装置の大型化を回避しながら軸強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
また請求項２の構成によれば、第１要素はサンギヤであり、第２要素はリングギヤであり、第３要素はキャリヤであるので、ディファレンシャルギヤから駆動力を出力する車軸を含む多重管構造の動力伝達軸の重合数を最大３に抑え、軸強度を確保しながら動力伝達装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両用動力伝達装置のスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１に示すように、自動車の車幅方向に沿う軸線Ｌ上の一方側から他方側に向かって、電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤが順番に配置される。
【００１４】
ディファレンシャルギヤＤは、ディファレンシャルケース１１の内部に固設されたピニオンシャフト１２に回転自在に支持された一対のディファレンシャルピニオン１３，１３と、左右の車軸１４，１４の対向端部に固設されてディファレンシャルピニオン１３，１３に歯合する一対のディファレンシャルサイドギヤ１５，１５とを備えており、ディファレンシャルギヤＤから軸線Ｌ上を左右方向に延びる車軸１４，１４に左右の駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。
【００１５】
電動モータＭはステータ１６およびロータ１７を備え、ロータ１７に接続された中空のモータ出力軸１８は一方の車軸１４の外周に同軸に嵌合する。トロイダル変速ユニットＴは入力ディスク１９と、出力ディスク２０と、入力ディスク１９および出力ディスク２０間に挟持された複数のパワーローラ２１…とを備え、入力ディスク１９はモータ出力軸１８の外周に固設され、出力ディスク２０を支持する中空の変速ユニット出力軸２２はモータ出力軸１８の外周に同軸に嵌合する。
【００１６】
トロイダル変速ユニットＴは周知の構造を有するもので、入力ディスク１９および出力ディスク２０間に挟まれたパワーローラ２１…の傾転角を変化させ、パワーローラ２１…が入力ディスク１９に当接する位置の軸線Ｌからの距離と、パワーローラ２１…が出力ディスク２０に当接する位置の軸線Ｌからの距離とを増減することで、入力ディスク１９の回転を無段階に変速して出力ディスク２０に伝達することができる。
【００１７】
シングルピニオン型の遊星歯車機構Ｐは、サンギヤ２３と、リングギヤ２４と、キャリヤ２５と、キャリヤ２５に回転自在に支持されてサンギヤ２３およびリングギヤ２４に歯合する複数のピニオン２６…とを備え、サンギヤ２３はモータ出力軸１８に固設され、リングギヤ２４はモータ出力軸１８の外周に同軸に嵌合する変速ユニット出力軸２２に固設され、キャリヤ２５は一方の車軸１４の外周に同軸に嵌合する遊星歯車機構出力軸２７を介してディファレンシャルギヤＤのディファレンシャルケース１１に接続される。
【００１８】
従って、電動モータＭを駆動すると、そのロータ１７の回転がモータ出力軸１８を介してトロイダル変速ユニットＴの入力ディスク１９に伝達されるとともに、モータ出力軸１８を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ２３に伝達される。トロイダル変速ユニットＴの入力ディスク１９の回転はパワーローラ２１…を介して変速されて出力ディスク２０に伝達され、出力ディスク２０から変速ユニット出力軸２２を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ２４に伝達される。
【００１９】
このようにして、遊星歯車機構Ｐのサンギヤ２３に電動モータＭのロータ１７の回転が直接伝達されるとともに、遊星歯車機構Ｐのリングギヤ２４に電動モータＭのロータ１７の回転が変速されて伝達されると、遊星歯車機構Ｐのキャリヤ２５がサンギヤ２３の回転数およびリングギヤ２４の回転数に応じた回転数で回転する。その結果、キャリヤ２５から遊星歯車機構出力軸２７を介してディファレンシャルケース１１に駆動力が伝達され、ディファレンシャルギヤＤから左右の車軸１４，１４を介して左右の駆動輪Ｗ，Ｗに駆動力が配分される。
【００２０】
電動モータＭの回転数、つまりサンギヤ２３の回転数が所定回転数であるとき、トロイダル変速ユニットＴの変速比を調整して出力ディスク２０の回転数、つまりリングギヤ２４の回転数をサンギヤ２３の歯数およびリングギヤ２４の歯数に応じた所定の回転数に設定すると、キャリヤ２５の回転数はゼロになり、変速比が無限大のギヤドニュートラル状態になって車両は走行を停止する。
【００２１】
この状態からトロイダル変速ユニットＴの変速比を調整して出力ディスク２０の回転数、つまりリングギヤ２４の回転数を増速すると、キャリヤ２５の回転数はゼロから正側に増加して車両は前進走行する。逆に、トロイダル変速ユニットＴの変速比を調整して出力ディスク２０の回転数、つまりリングギヤ２４の回転数を減速すると、キャリヤ２５の回転数はゼロから負側に増加して車両は後進走行する。
【００２２】
本実施の形態の動力伝達装置は、電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤを同一軸線Ｌ上に順番に配置したので、軸線Ｌ方向に見た動力伝達装置の投影面積を最小化して車両への搭載性を高めることができるだけでなく、電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤを収納するケーシングの小型化および構造の簡素化が可能となり、車両への搭載性の向上や重量の削減が達成される。
【００２３】
また電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤを同一軸線Ｌ上に配置した場合、それらの構成要素どうしを軸線Ｌ上で多重管構造の動力伝達軸で接続して動力伝達を行うことが必要となるが、多重管構造の動力伝達軸の重合数が増加すると軸強度の低下が懸念され、これを回避するために動力伝達軸の直径や肉厚を拡大すると重量や寸法が増加する問題がある。
【００２４】
しかしながら、本実施の形態によれば、電動モータＭ、トロイダル変速ユニットＴ、遊星歯車機構ＰおよびディファレンシャルギヤＤを同一軸線Ｌ上に順番に配置し、かつ電動モータＭのロータ１７をモータ出力軸１８を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ２３に接続し、トロイダル変速ユニットＴの出力ディスク２０を変速ユニット出力軸２２を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ２４に接続し、遊星歯車機構Ｐのキャリヤ２５を遊星歯車機構出力軸２７を介してディファレンシャルギヤＤのディファレンシャルケース１１に接続したので、多重管構造の動力伝達軸の重合数を最小限に抑え、動力伝達軸の軸強度を確保しながら重量や寸法が増加を回避することができる。
【００２５】
すなわち、電動モータＭおよびトロイダル変速ユニットＴの入力ディスク１９の径方向内側部分における動力伝達軸の重合数は、車軸１４およびモータ出力軸１８の２本であり、トロイダル変速ユニットＴの出力ディスク２０の径方向内側部分における動力伝達軸の重合数は、車軸１４、モータ出力軸１８および変速ユニット出力軸２２の３本であり、遊星歯車機構Ｐの径方向内側部分における動力伝達軸の重合数は、車軸１４および遊星歯車機構出力軸２７の２本であり、よって動力伝達軸の重合数の最大値は３に抑えられ、かつその場所はトロイダル変速ユニットＴの出力ディスク２０の径方向内側部分の一カ所に抑えられる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２７】
例えば、遊星歯車機構Ｐは実施の形態のシングルピニオン型に限定されず、ダブルピニオン型のものであっても良い。
【００２８】
また実施の形態ではトロイダル変速ユニットＴの変速比を調整して後進走行レンジを実現しているが、電動モータＭを逆回転させて後進走行レンジを実現しても良い。
【符号の説明】
【００２９】
Ｄ          ディファレンシャルギヤ
Ｌ          軸線
Ｍ          電動モータ
Ｐ          遊星歯車機構
Ｔ          トロイダル変速ユニット
１８        モータ出力軸
１９        入力ディスク
２０        出力ディスク
２３        サンギヤ（第１要素）
２４        リングギヤ（第２要素）
２５        キャリヤ（第３要素）
【図１】
2019002475.tif 000003