(57)【要約】【課題】車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものにする事ができ、且つ、伝達効率を確保できる構造を実現する。【解決手段】バイパス用歯車伝達機構１０と、トロイダル型無段変速機１１及び第一、第二の両遊星歯車機構１２、１３とを、駆動側回転軸４ａと、この駆動側回転軸４ａと平行に配置された従動側回転軸５ａとの間に、動力の伝達方向に関して互いに並列に配置する。前記バイパス用歯車伝達機構１０と前記従動側回転軸５ａとの間に第一のクラッチ機構１６を、前記トロイダル型無段変速機１１の出力歯車３８と前記第一、第二の両遊星歯車機構１２、１３との間に第二、第三両クラッチ機構４４、４９を、それぞれ設ける。【選択図】図１
2015017664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力部との間に、トロイダル型無段変速機と、少なくとも２個のクラッチ機構とを備え、
このうちのトロイダル型無段変速機は、トロイド曲面である出力側曲面を有する出力ディスクと、トロイド曲面である入力側曲面をこの出力側曲面に対向させた状態でこの出力ディスクと同心に、且つ、この出力ディスクに対する相対回転を可能に支持された入力ディスクと、これら両ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動変位可能に配置された複数個の支持部材と、それぞれがこれら各支持部材に回転自在に支持された状態で、互いに対向する前記出力側曲面と前記入力側曲面との間に挟持された複数個のパワーローラとを備えたものであり、
前記各クラッチ機構の断接状態を切り換えると共に、前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構の動作を制御し、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、前記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさを最小限にする事で、前記電動モータからの動力の全部をこのトロイダル型無段変速機をバイパスして前記出力部に伝達するバイパスモードと、前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構の動作を、前記電動モータの出力トルクの大きさに応じて制御する事により、前記電動モータからの動力の全部又は一部をこのトロイダル型無段変速機を介して前記出力部に伝達するモードであって、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードと、同じくこのバイパスモードに比べて減速比の小さい状態を実現する高速モードとを切り換え可能とした電気自動車用駆動装置。
【請求項２】
前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構が、前記各支持部材を前記各枢軸の軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータであり、前記バイパスモードで、このアクチュエータを構成する１対の油圧室に導入する油圧を、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、互いに等しくし、前記低速、高速両モードでは、前記両油圧室同士の間の油圧差を、前記電動モータの出力トルクの大きさに応じた適切な大きさとする、請求項１に記載した電気自動車用駆動装置。
【請求項３】
前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構が、前記各パワーローラの周面と前記出力側、入力側各曲面との転がり接触部であるトラクション部の面圧を確保する為、前記入力ディスクと前記出力ディスクとを互いに近付く方向に押圧する油圧式の押圧装置であり、前記バイパスモードで、前記押圧装置が発生する押圧力の大きさを、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、最小限にし、前記低速、高速両モードでは、この押圧装置が発生する押圧力を、それぞれ前記電動モータの出力トルクの大きさに応じた適切な大きさにする、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した電気自動車用駆動装置。
【請求項４】
前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、前記低速モードに於ける最大増速状態と、前記バイパスモードと、前記高速モードに於ける最大減速状態とで一致させている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電気自動車用駆動装置。
【請求項５】
前記バイパスモードで走行中に前記各支持部材を、前記各枢軸を中心に揺動変位させて、前記トロイダル型無段変速機の変速比を変化させる、請求項４に記載した電気自動車用駆動装置。
【請求項６】
前記トロイダル型無段変速機が、軸方向に互いに離隔した位置に互いに同心に、それぞれの入力側曲面を互いに対向させた状態で配置した１対の入力ディスクと、これら両入力ディスク同士の間に、その出力側曲面とこれら両入力ディスクの入力側曲面に対向させた状態で設けられた出力ディスクユニットとを備え、これら両入力ディスクと出力ディスクユニットとの入力側、出力側各曲面同士の間に、前記各パワーローラを挟持したダブルキャビティ型である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した電気自動車用駆動装置。
【請求項７】
前記入力軸と前記出力部との間に少なくとも１個の遊星歯車機構を設けている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電気自動車用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの出力を変速（減速）して駆動輪に伝達する、電気自動車用駆動装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年に於ける化石燃料の消費量低減化の流れを受けて、電気自動車の研究が進み、一部で実施されている。電気自動車の動力源である電動モータは、化石燃料を直接燃焼させる事により動く内燃機関（エンジン）とは異なり、出力軸のトルク及び回転速度の特性が自動車用として好ましい（一般的に、起動時に最大トルクを発生する）ので、必ずしも内燃機関を駆動源とする一般的な自動車の様な変速機を設ける必要はない。但し、電気自動車の場合でも、変速機を設ける事により、加速性能及び高速性能を改善できる。具体的には、変速機を設ける事で、車両の走行速度と加速度との関係を、ガソリンエンジンを搭載すると共に、動力の伝達系統中に変速機を設けた自動車に近い、滑らかなものにできる。この点に就いて、図１３を参照しつつ説明する。
【０００３】
例えば、電気自動車の駆動源である電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤの入力部との間部分に、減速比の大きな動力伝達装置を設けた場合、電気自動車の加速度（Ｇ）と走行速度（km/h）との関係は、図１３の実線ａの左半部と鎖線ｂとを連続させた様になる。即ち、低速時の加速性能は優れているが、高速走行ができなくなる。これに対して、前記間部分に減速比の小さな動力伝達装置を設けた場合、前記関係は、図１３の鎖線ｃと実線ａの右半部とを連続させた様になる。即ち、高速走行は可能になるが、低速時の加速性能が損なわれる。これに対して、前記出力軸と前記入力部との間に変速機を設け、車速に応じてこの変速機の減速比を変えれば、前記実線ａの左半部と右半部とを連続させた如き特性を得られる。この特性は、図１３に破線ｄで示した、同程度の出力を有するガソリンエンジン車とほぼ同等であり、加速性能及び高速性能に関して、動力の伝達系統中に変速機を設けたガソリンエンジン車と同等の性能を得られる事が分かる。
【０００４】
図１４は、電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がるデファレンシャルギヤの入力部との間に変速機を設けた電気自動車用駆動装置の従来構造の１例として、特許文献１に記載の構造を示している。この電気自動車用駆動装置は、電動モータ１の出力軸の回転を、変速装置２を介して回転伝達装置３に伝達し、左右１対の駆動輪を回転駆動する様に構成している。この変速装置２は、前記電動モータ１の出力軸と同心である、駆動側回転軸４と、従動側回転軸５との間に、減速比が互いに異なる、１対の歯車伝達機構６ａ、６ｂを設けて成る。そして、１対のクラッチ機構７ａ、７ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構６ａ（６ｂ）のみを、動力の伝達を可能な状態として、前記駆動側回転軸４と前記従動側回転軸５との間の減速比を大小の２段階に切り換え可能としている。即ち、前記両クラッチ機構７ａ、７ｂのうちの一方のクラッチ機構７ａを、アクチュエータにより制御可能なものとし、同じく他方のクラッチ機構７ｂを、回転速度が一定値以上となった場合に接続が外れるオーバランニングクラッチとしている。前記一方のクラッチ機構７ａを接続した状態では、前記他方のクラッチ機構７ｂは切断され（空転して）、前記駆動側回転軸４の回転トルクは、前記両歯車伝達機構６ａ、６ｂのうちの一方の（減速比の小さい）歯車伝達機構６ａを介して前記従動側回転軸５に伝達される。前記一方のクラッチ機構７ａを切断した状態では、前記他方のクラッチ機構７ｂが接続され、前記駆動側回転軸４の回転トルクは、他方の（減速比の大きい）歯車伝達機構６ｂを介し前記従動側回転軸５に伝達される。
そして、前記回転伝達装置３は、前記従動側回転軸５の回転をデファレンシャルギヤ８の入力部に伝達し、左右１対の駆動輪を支持した出力軸９ａ、９ｂを回転駆動する。
【０００５】
上述の様な従来構造の電気自動車用駆動装置は、前記両クラッチ機構７ａ、７ｂの切り換えにより、何れか一方の歯車伝達機構６ａ（６ｂ）のみを、動力の伝達を可能な状態として、駆動側回転軸４と従動側回転軸５との間の減速比を大小の２段階に切り換え可能としている。
【０００６】
ところで、駆動側回転軸と従動側回転軸との間に組み込む変速機として、トロイダル型無段変速機の如き無段変速装置を採用すれば、前述の図１３に示した様な、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものとする（前記図１３の実線ａの左半部と右半部とを滑らかに連続させる）事ができ、加速性能及び高速性能を、前記図１３に破線ｄで示す、ガソリンエンジン車の性能により近いもの、更にはより優れたものにできる。但し、無段変速装置を採用した場合であっても、必ずトルク損失が発生する。図１５は、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を、動力の伝達経路中に無段変速装置としてトロイダル型無段変速機を組み込んだ構造と、電動モータの出力軸を直接（無段変速装置を介さずに）歯車式の減速機に接続した構造とで比較した結果を示している。前記図１５中の正の値が大きい程トロイダル型無段変速機を組み込んだ構造の電気自動車用駆動装置全体の伝達効率が、電動モータの出力軸を直接歯車式の減速機に接続した構造と比較して良好であり、負の値が大きい程低い事を表している。又、図１６は、電気自動車の動力源である電動モータの効率を示している。電動モータの効率は、この図１６中の数字が大きい程良好である。これら図１５〜１６から分かる様に、トロイダル型無段変速機を組み込んだ電気自動車用駆動装置全体の伝達効率は、電動モータの効率が低い、低速・高トルク域又は高速・低トルク域での走行時には、トロイダル型無段変速機のトルク損失が相対的に小さく、トロイダル型無段変速機を組み込んだ構造の方が、電動モータの出力軸を直接歯車式減速機に接続した構造よりも良好となる。これに対し、電動モータの効率が高い、低速・低トルク域乃至中速・中トルク域での走行時には、トロイダル型無段変速機のトルク損失が相対的に大きくなる（伝達効率が低下する）為、電動モータの出力軸を直接歯車式減速機に接続した構造の方が、トロイダル型無段変速機を組み込んだ構造よりも、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率が良い。この様に、電気自動車用駆動装置にトロイダル型無段変速機を組み込めば、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものとする事ができるが、電動モータの効率が高い、低速・低トルク域乃至中速・中トルク域での走行時に、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率が低下する。
【０００７】
特許文献２には、駆動側回転軸（電動機の出力軸１１０）と従動側回転軸（駆動軸）との間に、無段変速装置及び回転伝達軸を、動力の伝達方向に関して互いに並列に設け、クラッチ機構を切り換える事で、前記駆動側回転軸の回転を、前記無段変速装置をバイパスして前記従動側回転軸に伝達できるモードを備えた電気自動車用駆動装置が記載されている。但し、電気自動車用駆動装置の伝達効率をより一層良好にする為には、更なる改良の余地がある。即ち、前記特許文献２に記載された構造では、低速・高トルク域での走行時でも、高速・低トルク域での走行時でも、同じ動力伝達経路を通じて動力を伝達する。これに対して、前記図１５〜１６から分かる様に、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率の特性及び電動モータの効率の特性は、低速・高トルク域と高速・低トルク域とで互いに異なる。従って、トロイダル型無段変速機を介して動力を伝達する場合であっても、このトロイダル型無段変速機の変速比を調節すると共に、低速・高トルク域と高速・低トルク域とで、このトロイダル型無段変速機と、出力部である従動側回転軸との間に組み込む歯車式の減速機を切り換えれば、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率をより一層良好にできる。
尚、特許文献３〜４には、自動車用変速装置として使用可能な、トロイダル型無段変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２２８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１８０３１２号公報
【特許文献３】特開２００７−３１５５９５号公報
【特許文献４】特開２００８−２５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものにする事ができ、且つ、伝達効率を確保できる電気自動車用駆動装置を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電気自動車用駆動装置は、電動モータにより回転駆動される入力軸と、この入力軸の回転に基づく動力を取り出す為の出力部との間に、トロイダル型無段変速機と、少なくとも２個のクラッチ機構とを備える。
このうちのトロイダル型無段変速機は、出力ディスクと、入力ディスクと、複数個の支持部材と、複数個のパワーローラとを備える。
このうちの出力ディスクは、トロイド曲面である出力側曲面を有する。
又、前記入力ディスクは、トロイド曲面である入力側曲面を前記出力側曲面に対向させた状態で前記出力ディスクと同心に、且つ、この出力ディスクに対する相対回転を可能に支持されている。
又、前記各支持部材は、前記各ディスクの中心軸に対し捩れの位置にある枢軸を中心として揺動変位可能に配置されている。
又、前記各パワーローラは、それぞれが前記各支持部材に回転自在に支持された状態で、互いに対向する前記出力側曲面と前記入力側曲面との間に挟持されている。
【００１１】
そして、本発明の電気自動車用駆動装置は、前記入力軸と前記出力部との間の変速状態を、前記電動モータからの動力の全部を前記トロイダル型無段変速機をバイパスして前記出力部に伝達するバイパスモードと、前記電動モータからの動力の全部又は一部をこのトロイダル型無段変速機を介して（このトロイダル型無段変速機により減速して）この出力部に伝達するモードであって、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードと、同じくこのバイパスモードに比べて減速比の小さい（増速比の大きい）状態を実現する高速モードとの３種類のモードに切り換え可能としている。即ち、前記各クラッチ機構の断接状態を切り換えると共に、前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構の動作を制御し、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、前記トロイダル型無段変速機を通過するトルクの大きさを最小限にする（理想的には、零にする）事で、前記バイパスモードを実現する。又、前記各クラッチ機構の断接状態を切り換えると共に、前記トロイダル型無段変速機を構成し、このトロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構の動作を、前記電動モータの出力トルクの大きさに応じて制御する事で、前記低速モードと前記高速モードとを切り換える。
【００１２】
上述の様な本発明の電気自動車用駆動装置を実施する場合に具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構を、前記各支持部材を前記各枢軸の軸方向に変位させる油圧式のアクチュエータとする。そして、前記バイパスモードで、このアクチュエータを構成する１対の油圧室に導入する油圧を、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、互いに等しくする｛これら両油圧室同士の間の油圧差（差圧）を零にする｝。又、前記低速、高速両モードでこの差圧を、前記電動モータの出力トルクの大きさに応じた適切な大きさとする。
或いは、請求項３に記載した発明の様に、前記トロイダル型無段変速機が伝達するトルクを規制できる機構を、前記各パワーローラの周面と前記出力側、入力側各曲面との転がり接触部であるトラクション部の面圧を確保する為、前記入力ディスクと前記出力ディスクとを互いに近付く方向に押圧する油圧式の押圧装置とする。そして、前記低速、高速両モードで、この押圧装置が発生する押圧力を、前記電動モータの出力トルクの大きさに応じた適切な大きさとする。又、前記バイパスモードでは、前記押圧装置が発生する押圧力の大きさを、前記電動モータの出力トルクの大きさに拘らず、最小限にする（理想的には、零にする）。
【００１３】
又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、前記低速モードに於ける最大増速状態と、前記バイパスモードと、前記高速モードに於ける最大減速状態とで一致させる。この場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記バイパスモードで走行中に前記各支持部材を、前記各枢軸を中心に揺動変位させ、前記トロイダル型無段変速機の速度比を調整する。
【００１４】
上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、前記トロイダル型無段変速機を、軸方向に互いに離隔した位置に互いに同心に、それぞれの入力側曲面を互いに対向させた状態で配置した１対の入力ディスクと、これら両入力ディスク同士の間に、その出力側曲面をこれら両入力ディスクの入力側曲面に対向させた状態で設けられた出力ディスクユニットとを備え、これら両入力ディスクと出力ディスクユニットとの入力側、出力側各曲面同士の間に、前記各パワーローラをそれぞれ複数個ずつ挟持したダブルキャビティ型とする。
又、好ましくは請求項７に記載した発明の様に、前記入力軸と前記出力部との間に少なくとも１個の遊星歯車機構を設ける。
【００１５】
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば前記出力部を、前記入力軸と平行に設けられ、この入力軸により歯車式の動力伝達機構を介して回転駆動される従動側回転軸とする。又、この従動側回転軸の周囲に、第一、第二の両遊星歯車機構を設ける。これら第一、第二の両遊星歯車機構のうちの第一の遊星歯車機構は、第一の太陽歯車と、第一のリング歯車と、第一のキャリアと、複数の第一の遊星歯車とを備える。このうちの大地の太陽歯車は、前記従動側回転軸の周囲に、この従動側回転軸に対する回転を自在に支持し、前記出力ディスクにより回転駆動可能にする。又、前記第一のリング歯車は、前記第一の太陽歯車の周囲に配置し、前記従動側回転軸と同期した回転を自在に支持する。又、前記第一のキャリアは、ケーシング等の固定部分に支持する事で回転しない様にしている。又、前記各第一の遊星歯車は、前記第一のキャリアに回転自在に支持して、前記第一の太陽歯車と前記第一のリング歯車との間で動力を伝達する。
又、前記第二の遊星歯車機構は、第二の太陽歯車と、第二のリング歯車と、第二のキャリアと、複数の第二の遊星歯車とを備える。このうちの第二の太陽歯車は、前記従動側回転軸の周囲に、この従動側回転軸と同期した回転を自在に支持する。又、前記第二のリング歯車は、前記第二の太陽歯車の周囲に配置し、前記出力ディスクにより回転駆動可能に支持する。又、前記第二のキャリアは、固定部分に支持する事で回転しない様にしている。又、前記各第二の遊星歯車は、この第二のキャリアに支持して、前記第二のリング歯車と前記第二の太陽歯車との間で動力を伝達する。
そして、前記動力伝達機構中に、前記バイパスモードを実現する際に接続されて前記低速、高速両モードを実現する際に接続を断たれる第一のクラッチ機構を、前記出力ディスクと前記第一の太陽歯車との間に、前記低速モードを実現する際に接続されて前記バイパス、高速両モードを実現する際に接続を断たれる第二のクラッチ機構を、前記出力ディスクと前記第二のリング歯車との間に、前記高速モードを実現する際に接続されて前記バイパス、低速両モードを実現する際に接続を断たれる第三のクラッチ機構を、それぞれ設ける。
【００１６】
或いは、前記出力部を、前記入力軸の周囲に、この入力軸に対する回転を自在に、且つ、前記出力ディスクの動力を伝達可能に支持した従動側歯車とする。又、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、リング歯車と、キャリアと、複数個の遊星歯車とを備える。このうちの太陽歯車は、前記入力軸の周囲に、この入力軸に対する回転を自在に支持する。又、前記リング歯車は、前記太陽歯車の周囲に配置し、前記入力ディスク及び前記従動側歯車に、それぞれ動力の伝達を可能に接続する。又、前記キャリアは、前記太陽歯車と前記リング歯車との間に、これら太陽歯車及びリング歯車と同心に、且つ、前記入力軸より回転駆動可能に支持する。又、前記各遊星歯車は、前記キャリアに回転自在に支持して、前記太陽歯車と前記リング歯車との間で動力を伝達する。
そして、前記リング歯車と前記従動側歯車との間に、前記バイパス、低速両モードを実現する際に接続されて前記高速モードを実現する際に接続を断たれる第一のクラッチ機構を、前記出力ディスクと前記従動側歯車との間に、前記バイパス、高速両モードを実現する際に接続されて前記低速モードを実現する際に接続を断たれる第二のクラッチ機構を、それぞれ設ける。
【００１７】
或いは、前記出力部を、前記入力軸と平行に、且つ、前記出力ディスクの動力を伝達可能に設けた従動側回転軸とする。又、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、リング歯車と、キャリアと、複数個の遊星歯車とを備える。このうちの太陽歯車は、前記従動側回転軸の周囲に、この従動側回転軸と同期した回転を自在に支持する。又、前記リング歯車は、前記太陽歯車の周囲に配置し、前記入力軸に、この入力軸の動力を伝達可能に接続する。又、前記キャリアは、前記太陽歯車と前記リング歯車との間に、これら太陽歯車及びリング歯車と同心に、且つ、前記出力ディスクにより回転駆動可能に支持する。又、前記各遊星歯車は、前記キャリアに回転自在に支持されて、前記太陽歯車と前記リング歯車との間で動力を伝達する。
そして、前記出力ディスクと前記従動側回転軸との間に、前記バイパス、低速両モードを実現する際に接続されて前記高速モードを実現する際に接続を断たれる第一のクラッチ機構を、前記入力軸と前記リング歯車との間に、前記バイパス、高速両モードを実現する際に接続されて前記低速モードを実現する際に接続を断たれる第二のクラッチ機構を、それぞれ設ける。
【発明の効果】
【００１８】
上述の様に構成する本発明によれば、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものにする事ができ、且つ、伝達効率を確保できる電気自動車用駆動装置の構造を実現できる。即ち、電動モータの出力軸と、駆動輪に繋がる回転伝達装置との間に設ける変速機構として、トロイダル型無段変速機を用いている。この為、車両の加速性能及び高速性能を、前述の図１４に示した従来構造と比較して、前述の図１３に破線ｄで示した、一般的な変速機を搭載したガソリンエンジン車により近いか、より良好な、滑らかなものにできる。又、本発明の場合、前記電動モータの出力トルクの全部又は一部を前記トロイダル型無段変速機を介して駆動輪に伝達するモード（低速モード及び高速モード）と、前記電動モータの出力トルクの全部をこのトロイダル型無段変速機をバイパスして伝達するモード（バイパスモード）とを切り換えられる。この為、このトロイダル型無段変速機のトルク損失が相対的に大きくなる、低速・低トルク域乃至中速・中トルク域での走行時には、前記バイパスモードで運転する事により、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を確保できる。更に、本発明の場合、前記電動モータの出力トルクを、前記トロイダル型無段変速機を介して駆動輪に伝達する場合に、減速比が大きい低速モードと、同じく小さい高速モードとを切り換えられる。この為、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を、低速・高トルク域と高速・低トルク域とのそれぞれで、前述の図１５から求められる、より良好な範囲とする事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第１例に関して、バイパスモードでトルク伝達を行う部分を示す略断面図（Ａ）と、低速モードでトルク伝達を行う部分を示す略断面図（Ｂ）と、高速モードでトルク伝達を行う部分を示す略断面図（Ｃ）。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す略断面図。
【図５】同じく、図３と同様の図。
【図６】本発明の実施の形態の第３例を示す略断面図。
【図７】同じく、図３と同様の図。
【図８】本発明の実施の形態の第４例を示す略断面図。
【図９】同じく、図３と同様の図。
【図１０】本発明の実施例１に関して、電気自動車用駆動装置全体の速度比とトロイダル型無段変速機の速度比との関係を示す線図。
【図１１】同実施例２に関する、図１０と同様の図。
【図１２】同実施例３に関する、図１０と同様の図。
【図１３】電気自動車用駆動装置に変速機を組み込む事による効果を説明する為の線図。
【図１４】電気自動車用駆動装置の従来構造の１例を示す略断面図。
【図１５】電気自動車用駆動装置に関して、動力の経路中にトロイダル型無段変速機を組み込んだ場合の伝達効率を、電動モータの出力を直接歯車式の減速機に接続した場合と比較する分布図。
【図１６】電動モータの効率を示す分布図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の電気自動車用駆動装置は、電動モータ１ａと、バイパス用歯車伝達機構１０と、トロイダル型無段変速機１１と、第一の遊星歯車機構１２と、第二の遊星歯車機構１３と、回転伝達装置３ａとを備える。このうちの電動モータ１ａは、その出力軸により、この出力軸と同心に設けられ、特許請求の範囲に記載した入力軸に相当する駆動側回転軸４ａを回転駆動する。
【００２１】
又、前記バイパス用歯車伝達機構１０と、前記トロイダル型無段変速機１１及び前記第一、第二の両遊星歯車機構１２、１３とは、前記駆動側回転軸４ａと、この駆動側回転軸４ａと平行に配置された、特許請求の範囲に記載した出力部に相当する従動側回転軸５ａとの間に、動力の伝達方向に関して互いに並列に配置している。前記バイパス用歯車伝達機構１０は、複数の歯車１４、１５と、第一のクラッチ機構１６とを備える。このうちの駆動側歯車１４は、前記駆動側回転軸４ａの中間部に、この駆動側回転軸４ａと同心に、且つ、同期した回転を可能に設けられている。前記電動モータ１ａによりこの駆動側回転軸４ａが回転駆動され、前記駆動側歯車１４が回転すると、この回転は、この駆動側歯車１４と噛合する従動側歯車１５に伝達される。この従動側歯車１５は、前記従動側回転軸５ａの周囲に、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、この従動側回転軸５ａに対する相対回転を可能に設けられている。そして、前記従動側歯車１５とこの従動側回転軸５ａとの間に、アクチュエータにより制御（断接）可能な第一のクラッチ機構１６を設けている。
【００２２】
又、前記トロイダル型無段変速機１１は、１対の入力ディスク１７ａ、１７ｂと、一体型の出力ディスク１８と、複数個のパワーローラ１９、１９と、それぞれが特許請求の範囲に記載した支持部材である複数個のトラニオン２０と、これら各トラニオン２０と同数のアクチュエータ２１と、押圧装置２２とを備える。このうちの入力ディスク１７ａ、１７ｂは、前記駆動側回転軸４ａと同心に設けられた入力回転軸２３の両端寄り部分の周囲に、それぞれがトロイド曲面である内側面同士を互いに対向させた状態で、前記入力回転軸２３と同期した回転を可能に支持している。又、前記出力ディスク１８は、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂ同士の間に、これら両入力ディスク１７ａ、１７ｂに対する相対回転を可能に支持している。この状態で、それぞれがトロイド曲面である、前記出力ディスク１８の軸方向両側面を、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂの内側面に対向させている。
【００２３】
又、前記各パワーローラ１９、１９は、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂの内側面と前記出力ディスク１８の両側面との間に、それぞれ複数個ずつ挟持されている。そして、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂの回転に伴って回転しつつ、これら両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達する。前記各パワーローラ１９、１９は、それぞれ前記各トラニオン２０を構成する支持梁部２４の内側面に、基半部と先半部とが互いに偏心した支持軸２５と、複数の転がり軸受とを介して、これら各支持軸２５の先半部回りの回転、及び、これら各支持軸２５の基端部を中心とする若干の揺動変位を可能に支持している。前記各パワーローラ１９、１９の外側面と、前記各トラニオン２０の支持梁部２４の内側面との間には、それぞれが前記複数の転がり軸受の一部である、スラスト玉軸受２６と、スラストニードル軸受２７とを、前記各パワーローラ１９、１９の側から順番に設けている。前記各トラニオン２０は、それぞれ前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８の中心軸に対し捩れの位置にある枢軸２８ａ、２８ｂを中心とする揺動変位自在に支持されている。又、前記各アクチュエータ２１は、油圧式のもので、前記各トラニオン２０を、それぞれの両端部に設けた枢軸２８ａ、２８ｂの軸方向に変位させる。この為に、前記各アクチュエータ２１は、シリンダ室２９の内周面に、ピストン３０の外周面に装着したシールリング３１の外周縁を摺接させて、このシリンダ室２９の内側を、互いに油密に隔てられた１対の油圧室３２ａ、３２ｂに仕切っている。又、前記ピストン３０の中心部に設けた円管部３３と前記各トラニオン２０の一端部（図２の下端部）に設けた前記枢軸２８ａとの間に、この枢軸２８ａの側から順に、ロックナットを兼ねたスリーブ３４とスラスト転がり軸受３５ａとを設けている。一方、前記円管部３３と、この円管部３３を前記枢軸２８ａに対し結合固定しているボルト３６の頭部３７との間に、スラスト転がり軸受３５ｂを設けている。これにより、このボルト３６及びこのボルト３６の端部が結合された前記枢軸２８ａ及びトラニオン２０を、前記ピストン３０に対し回転自在としている。又、前記押圧装置２２は、油圧の導入に伴ってこの油圧に比例した押圧力を発生させる油圧式のものであり、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと、前記出力ディスク１８とを互いに近付く方向に押圧する。これにより、前記各パワーローラ１９、１９の周面と、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８の側面との転がり接触部であるトラクション部の面圧を確保する。
【００２４】
前記トロイダル型無段変速機１１の運転時（動力伝達時）には、前記駆動側回転軸４ａにより一方（図１の左方）の入力ディスク１７ａを、前記押圧装置２２を介して回転駆動する。この結果、前記入力回転軸２３の両端部に支持された１対の入力ディスク１７ａ、１７ｂが、互いに近付く方向に押圧されつつ同期して回転する。そして、この回転が、前記各パワーローラ１９、１９を介して前記出力ディスク１８に伝わり、この出力ディスク１８と同心に設けられた出力歯車３８から取り出され、この出力歯車３８の回転を、前記従動側回転軸５ａの周囲に、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、この従動側回転軸５ａに対する相対回転を自在に支持された歯車３９に伝達する。前記入力回転軸２３と前記出力歯車３８との間の変速比を変える場合は、前記各アクチュエータ２１への圧油の給排に基づき、前記各トラニオン２０を前記各枢軸２８ａ、２８ｂの軸方向に変位させ、前記各パワーローラ１９、１９の周面と前記入力、出力各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８の側面との転がり接触部（トラクション部）に作用する、接線方向の力の向きを変化（転がり接触部にサイドスリップを発生）させる。そして、この力の向きの変化に伴い前記各トラニオン２０を前記各枢軸２８ａ、２８ｂを中心に揺動させ、前記各パワーローラ１９、１９の周面と前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８の側面の接触位置を変化させる。これら各パワーローラ１９、１９の周面を、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂの内側面の径方向外寄り部分と、前記出力ディスク１８の両側面の径方向内寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸２３と前記出力歯車３８との間の変速比が増速側になる。これに対して、前記各パワーローラ１９、１９の周面を、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂの内側面の径方向内寄り部分と、前記出力ディスク１８の両側面の径方向外寄り部分とに転がり接触させれば、前記入力回転軸２３と前記出力歯車３８との間の変速比が減速側になる。
【００２５】
又、前記第一の遊星歯車機構１２は、第一のキャリア４０と、第一の太陽歯車４１と、第一の遊星歯車４２、４２と、第一のリング歯車４３とを備える。前記第一の遊星歯車機構１２は、前記第一のキャリア４０に回転自在に支持された前記各第一の遊星歯車４２、４２を、前記第一の太陽歯車４１に噛合させると共に、前記第一のリング歯車４３にも噛合させる、シングルピニオン式としている。前記第一のキャリア４０は、ケーシング内部に設けた取付部等の固定部分に支持固定されて回転しない。又、前記第一のリング歯車４３は、前記従動側回転軸５ａに対し、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、同期した回転を可能に支持している。又、前記第一の太陽歯車４１は、この従動側回転軸５ａの周囲に、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、この従動側回転軸５ａに対する相対回転を自在に設けている。そして、前記歯車３９と前記第一の太陽歯車４１との間に、アクチュエータにより制御（断接）可能な第二のクラッチ機構４４を設けている。
【００２６】
又、前記第二の遊星歯車機構１３は、第二のキャリア４５と、第二の太陽歯車４６と、第二の遊星歯車４７、４７と、第二のリング歯車４８とを備える。前記第二の遊星歯車機構１３は、上述の第一の遊星歯車機構１２と同様に、固定部分に支持されて回転しない前記第二のキャリア４５に回転自在に支持された前記各第二の遊星歯車４７、４７を、前記第二の太陽歯車４６に噛合させると共に、前記第二のリング歯車４８にも噛合させる、シングルピニオン式としている。前記第二の太陽歯車４６は、前記従動側回転軸５ａの周囲に、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、同期した回転を可能に支持している。又、前記第二のリング歯車４８を、この従動側回転軸５ａに対する相対回転を自在に支持し、前記歯車３９とこの第二のリング歯車４８との間に、アクチュエータにより制御可能な第三のクラッチ機構４９を設けている。尚、この第二のリング歯車４８の歯数ｍ４８と前記第二の太陽歯車４６の歯数ｍ４６との比（ｍ４８／ｍ４６）を、前記第一のリング歯車４３の歯数ｍ４３の歯数ｍ４３と前記第一の太陽歯車４１の歯数ｍ４１との比（ｍ４３／ｍ４１）と等しく（ｍ４８／ｍ４６＝ｍ４３／ｍ４１）して、前記第二の遊星歯車機構１３の減速比（ｍ４８／ｍ４６）と、前記第一の遊星歯車機構１２の減速比（ｍ４３／ｍ４１）とを等しくしている。但し、これら第一、第二の両遊星歯車機構１２、１３の減速比を互いに異ならせる事もできる。
【００２７】
又、前記回転伝達装置３ａは、前記従動側回転軸５ａの回転をデファレンシャルギヤ８の入力部に伝達し、左右１対の駆動輪に繋がる出力軸９ａ、９ｂを回転駆動する。
【００２８】
上述の様に構成する本例の電気自動車用駆動装置は、前記電動モータ１ａの出力軸の回転速度及び回転トルクに応じて、前記各クラッチ機構１６、４４、４９の断接（係合）状態をそれぞれ切り換えると共に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材（前記押圧装置２２と前記アクチュエータ２１とのうちの少なくとも何れか一方の部材）の動作を制御して、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達する状態と、伝達しない状態とを切り換える。これにより、前記駆動側回転軸４ａの回転を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして前記従動側回転軸５ａに伝達するバイパスモードと、同じくこのトロイダル型無段変速機１１と前記第一の遊星歯車機構１２とを介して（これらトロイダル型無段変速機１１と第一の遊星歯車機構１２とにより減速して）前記従動側回転軸５ａに伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードと、同じく前記トロイダル型無段変速機１１と前記第二の遊星歯車機構１３とを介して（これらトロイダル型無段変速機１１と第二の遊星歯車機構１３とにより減速して）前記従動側回転軸５ａに伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の小さい状態を実現する高速モードとの３種類のモードのうちの何れか一つのモードに切り換える。以下、それぞれの場合に就いて説明する。
【００２９】
［トロイダル型無段変速機１１をバイパスして動力を伝達するバイパスモード］
このバイパスモードでは、前記第一のクラッチ機構１６を接続し、且つ、前記第二、第三の両クラッチ機構４４、４９を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作を制御して、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達しない状態にする。この為に、前記押圧装置２２が発生する押圧力を、前記駆動側回転軸４ａの回転トルクの大きさに拘らず、最小限の大きさにする（理想的には、零にする）。これにより、前記各パワーローラ１９、１９の周面と、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８の側面との転がり接触部であるトラクション部の面圧をほぼ零にする。この様な押圧装置２２が発生する押圧力の制御に代えて、或いは、この押圧装置２２が発生する押圧力の制御と共に、前記アクチュエータ２１への圧油の給排を調整する事により、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達しない状態にする事もできる。即ち、前記アクチュエータ２１を構成する１対の油圧室２８ａ、２８ｂ同士の間に存在する油圧の差（差圧）を、前記駆動側回転軸４ａの回転トルクの大きさに拘らず、零にする（前記両油圧室２８ａ、２８ｂ内に導入する油圧を互いに等しくする）。この為に、具体的には、前記バイパスモード実行中は、これら両油圧室２８ａ、２８ｂ内の油圧が互いに等しくなる様に、これら両油圧室２８ａ、２８ｂ内に導入する圧油を制御する。或いは、これら両油圧室２８ａ、２８ｂ同士を互いに（強制的に）連通させても良いし、これら両油圧室２８ａ、２８ｂを共にドレン（油圧零の油圧源）に連通させても良い。何れにしても、前記差圧を零にする事で、前記トロイダル型無段変速機１０ｂの運転時（動力伝達時）に前記各トラニオンに加わる力（トロイダル型無段変速機の技術の分野で２Ｆｔと呼ばれて周知のトラクション力）が支承されなくなって、前記トロイダル型無段変速機１０ｂによるトルク伝達が行われなくなる。
【００３０】
上述の様に、前記押圧装置２２が発生する押圧力を最小限とする制御と、前記アクチュエータ２１の油圧室２８ａ、２８ｂ同士の油圧を互いに等しくする制御とのうちの少なくとも何れか一方の制御を実施する事で、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で、動力が伝達されないか、されたとしても極僅かとなる。この結果、前記駆動側回転軸４ａの動力は、図３の（Ａ）に太線で示す様に、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスし、前記バイパス用歯車伝達機構１０（駆動側、従動側両歯車１４、１５）を介して前記従動側回転軸５ａに伝達される。この様なバイパスモードでの電気自動車の速度調節は、前記電動モータ１ａの出力軸の回転制御のみにより行う。
【００３１】
［バイパスモードと比べて減速比が大きい低速モード］
この低速モードでは、前記第二のクラッチ機構４４を接続し、且つ、前記第一、第三の両クラッチ機構１６、４９を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１が伝達するトルクを規制する機構（押圧装置２２及び油圧式のアクチュエータ２１）の動作を制御して、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達する状態にする。即ち、前記押圧装置２２が発生する押圧力と、前記アクチュエータ２１を構成する１対の油圧室２８ａ、２８ｂ同士の間の差圧とを、それぞれ前記駆動側回転軸４ａの回転トルクの大きさに応じた適切な大きさとする。これにより、前記駆動側回転軸４ａの動力は、図３の（Ｂ）に太線で示す様に、前記トロイダル型無段変速機１１により減速されて前記歯車３９に伝達され、更に、この歯車３９の回転は、前記第一の遊星歯車機構１２により（前記第一の太陽歯車４１と前記第一のリング歯車４３との間で）減速されて前記従動側回転軸５ａに伝達される。この様な低速モードでは、前記電動モータ１ａの出力軸の速度調節によるだけでなく、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比を調整する事によっても、前記駆動側、従動側両回転軸４ａ、５ａ同士の間の変速比が調整可能となる。即ち、この様な低速モードでの電気自動車の速度調節は、前記電動モータ１ａの出力軸の回転制御に加えて、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比調節によっても行える。但し、このトロイダル型無段変速機１１の変速比は、前述の図１５から求められる、伝達効率の良好な範囲とする。
【００３２】
［バイパスモードと比べて減速比が小さい高速モード］
この高速モードでは、前記第三のクラッチ機構４９を接続し、且つ、前記第一、第二の両クラッチ機構１６、４４を切断すると共に、前記低速モードの場合と同様に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作を制御し、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達する状態にする。これにより、前記駆動側回転軸４ａの動力は、図３の（Ｃ）に太線で示す様に、前記トロイダル型無段変速機１１により減速されて前記歯車３９に伝達され、更に、この歯車３９の回転は、前記第二の遊星歯車機構１３により（前記第二のリング歯車４８と前記第二の太陽歯車４６との間で）減速されて前記従動側回転軸５ａに伝達される。この様な高速モードでは、前記低速モードの場合と同様に、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比を調整する事によっても、前記駆動側、従動側両回転軸４ａ、５ａ同士の間の変速比が調整可能となり、電動自動車の速度調節を行える。但し、この様な高速モード時にも、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比の調節範囲は、前述の図１５から求められる、伝達効率の良好な範囲とする。
【００３３】
上述の様な本例の電気自動車用駆動装置は、前記電動モータ１ａの出力（この電動モータ１ａの出力軸の回転速度及び回転トルク）に応じて、前記各クラッチ機構１６、４４、４９を切り換えると共に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作を制御する事で、前記各モードを切り換える。具体的には、前記電動モータ１ａの出力が低速・高トルク域では低速モードとし、同じく低速・低トルク域乃至中速・中トルク域ではバイパスモードとし、同じく高速・低トルク域では高速モードとする。特に、本例の電気自動車用駆動装置の場合には、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比が１若しくは１の近傍の状態（例えば０．５以上、１．５以下の範囲）で、バイパスモードに切り換える様にしている。この様に、前記トロイダル型無段変速機１１のトルク損失が相対的に大きくなる、低速・低トルク域乃至中速・中トルク域での走行時には、前記バイパスモードで運転する事により、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を確保している。これに対し、低速モード若しくは高速モードでの運転時には、前記トロイダル型無段変速１１の速度比を調整する事により、電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を、低速・高トルク域の場合と高速・低トルク域の場合とのそれぞれで、前述の図１３から求められる、良好な範囲とする。
【００３４】
又、本例の場合、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比（１／減速比、増速比）を、低速モードに於ける最大増速状態と、バイパスモードと、高速モードに於ける最大減速状態とで一致させている。そして、バイパスモードでの走行中に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成するトラニオン２０を、前記各枢軸２８ａ、２８ｂを中心に揺動変位させ、このトロイダル型無段変速機１１の速度比（入力ディスク１７ａ、１７ｂと出力ディスク１８との間の速度比）を変化させる様に構成している。この理由は、低速モードとバイパスモードとの間の切り換え時、及び、バイパスモードと高速モードとの間の切り換え時に、電気自動車用駆動装置全体としての速度比が不連続となる事を防止若しくはその程度を低減する為である。即ち、低速モードからバイパスモードを経て高速モードへの切り換えを行う際、バイパスモードでの走行中に、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を、低速モードに於ける前記電気自動車用駆動装置全体の最大増速状態を実現する値から高速モードに於けるこの電気自動車用駆動装置全体の最大減速状態を実現する値へと変化させる。これに対し、高速モードからバイパスモードを経て低速モードへの切り換えを行う際には、バイパスモードでの走行中に、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を、上述の低速モードから高速モードへの切り換えの場合とは反対方向に変化させる。
【００３５】
上述の様に構成される本例の電気自動車用駆動装置によれば、車両の走行速度と加速度との関係を、より理想に近い、滑らかなものにする事ができ、伝達効率を向上できる。即ち、本例の場合、電動モータ１ａの出力トルクを、トロイダル型無段変速機１１により変速して、回転伝達装置３ａに伝達する。この為、車両の加速性能及び高速性能を、前述の図１４に示した従来構造と比較して、前述の図１３に破線ｄで示した、一般的な変速機を搭載したガソリンエンジン車により近いか、より優れた、滑らかなものにできる。又、本例の場合、前記電動モータ１ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して伝達するモード（低速モード及び高速モード）と、同じくこのトロイダル型無段変速機１１をバイパスし駆動側、従動側両歯車１４、１５を介して伝達するバイパスモードとに切り換える事ができる。この為、前記トロイダル型無段変速機１１のトルク損失が相対的に大きくなる、低速・低トルク域乃至中速・中トルク域での走行時には、前記バイパスモードで運転する事により、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を確保できる。特に、本例の場合、前記トロイダル型無段変速機１１の変速比が１若しくは１の近傍である（駆動側回転軸４ａの動力をこのトロイダル型無段変速機１１で減速しないか、したとしても僅かである）場合に、このトロイダル型無段変速機１１をバイパスするバイパスモードで運転する様にしている。この面からも前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を確保できる。更に、本例の場合、前記電動モータ１ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して駆動輪に伝達する場合に、前記バイパスモードよりも減速比が大きい低速モードと、同じく小さい高速モードとを切り換える事ができる。この為、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を、前記トロイダル型無段変速機１１のトルク損失が相対的に小さい、低速・高トルク域と高速・低トルク域とのそれぞれで、前述の図１５から求められる、良好な範囲にでき、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率をより良好に確保する事ができる。
【００３６】
［実施の形態の第２例］
図４〜５は、請求項１〜４、６〜７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の電気自動車用駆動装置は、電動モータ１ａにより回転駆動される駆動側回転軸４ａと、この駆動側回転軸４ａの中間部に設けた、特許請求の範囲に記載した出力部に相当する従動側歯車５０との間に、トロイダル型無段変速機１１と、遊星歯車機構５１とを設けている。このうちの遊星歯車機構５１は、キャリア５２に回転自在に支持された複数の遊星歯車５３、５３を、太陽歯車５４に噛合させると共に、リング歯車５５にも噛合させる、シングルピニオン式としている。前記キャリア５２は、前記駆動側回転軸４ａにより回転駆動可能に支持している。又、前記太陽歯車５４は、この駆動側回転軸４ａの周囲に、この駆動側回転軸４ａと同心に、且つ、この駆動側回転軸４ａに対する相対回転を自在に設けられた中空回転軸５６の軸方向片端部（図４の左端部）に、この中空回転軸５６と同期した回転を可能に支持している。又、前記リング歯車５５は、この中空回転軸５６の周囲に、この中空回転軸５６と同心に、且つ、この中空回転軸５６（及び前記駆動側回転軸４ａ）に対する相対回転を自在に支持された第一の歯車５７に、この第一の歯車５７を回転駆動可能に接続している。そして、この第一の歯車５７と、前記中空回転軸５６の周囲に、この中空回転軸５６と同心に、且つ、この中空回転軸５６に対する相対回転を自在に支持された前記従動側歯車５０との間に、第一のクラッチ機構５８を設けている。又、前記中空回転軸５６とこの従動側歯車５０との間に、第二のクラッチ機構５９を設けている。
【００３７】
又、前記第一の歯車５７は、前記トロイダル型無段変速機１１の入力回転軸２３と同心に設けられた中間軸６０の周囲に、この中間軸６０と同期した回転を可能に設けられた中間歯車６１と噛合させる事により、この中間軸６０を回転駆動可能としている。前記トロイダル型無段変速機１１の運転時（動力伝達時）には、前記中間軸６０の回転を、押圧装置２２を介して１対の入力ディスク１７ａ、１７ｂに伝達し、これら両入力ディスク１７ａ、１７ｂと出力ディスク１８との間で減速して、この出力ディスク１８と同心に設けられた出力歯車３８から取り出す。そして、この出力歯車３８の回転を中間歯車６２を介し、前記中空回転軸５６の軸方向他端部（図４の右端部）に、この中空回転軸５６と同期した回転を可能に支持された第二の歯車６３に伝達する。
【００３８】
上述の様な本例の場合にも、前記両クラッチ機構５８、５９の断接（係合）状態と、前記トロイダル型無段変速機を構成する部材の動作とを調整する事で、３種類のモードに切り換える事ができる。即ち、バイパスモード時には、前記両クラッチ機構５８、５９を共に接続すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１が伝達するトルクを規制できる機構｛押圧装置２２と、トラニオン２０（図２参照）を枢軸２８ａ、２８ｂの軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータ２１（図２参照）とのうちの少なくとも何れか一方｝の動作を制御し、前記両入力ディスク１７ａ、１７ｂと前記出力ディスク１８との間で動力を伝達しない状態（伝達したとしても、極僅かな状態）にする。これにより、図５の（Ａ）に太線で示した、前記従動側回転軸４ａの動力の全部を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして前記従動側歯車５０に伝達するバイパスモードに切り換える。本例の場合、このバイパスモードで、前記太陽歯車５４と前記キャリア５２と前記リング歯車５５との回転方向及び回転速度が同じとなり、前記遊星歯車機構５１全体が一体となって回転する、所謂のり付け状態となる。又、低速モード時には、前記第一のクラッチ機構５８を接続し、且つ、前記第二のクラッチ機構５９を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作を制御して、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８同士の間で動力を伝達する状態にする。これにより、図５の（Ｂ）に太線で示した、前記駆動側回転軸４ａの動力の一部を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して前記従動側歯車５０に伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードに切り換える。更に、高速モード時には、前記第二のクラッチ機構５８を接続し、且つ、前記第一のクラッチ機構５９を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作を制御して、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８同士の間で動力を伝達する状態にする。これにより、図５の（Ｃ）に太線で示した、上述の低速モードの場合と同様に、前記駆動側回転軸４ａの動力の一部を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して前記従動側歯車５０に伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の小さい状態を実現する高速モードに切り換える。
【００３９】
上述の様な本例の場合、前記低速モードでは、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を増速側に変化させる程、前記電気自動車用駆動装置全体としての速度比も増速側に変化する。これに対し、前記高速モードでは、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を減速側に変化させる程、前記電気自動車用駆動装置全体としての速度比が増速側に変化する。又、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、前記低速モードでの最大増速側と、バイパスモードと、前記高速モードでの最大減速側とで一致させている。そして、本例の場合、前記低速モードと前記バイパスモードとの切り換え、及び、このバイパスモードと前記高速モードとの切り換えを、前記トロイダル型無段変速機１１の最大増速比乃至その近傍で行う様にしている。これにより、前記各モード同士の切り換え時に、電気自動車用駆動装置全体としての速度比が不連続となる事を防止若しくはその程度を低減できると共に、この電気自動車用駆動装置全体の速度比をきめ細かに調節する事ができる。
【００４０】
上述の様に構成する本例の電気自動車用駆動装置によれば、前記低速、高速両モードに於いて、前記駆動側回転軸４ａの動力の一部を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして動力を伝達する所謂パワースプリット状態を実現できる。この結果、このトロイダル型無段変速機１１に入力される動力を小さく抑え、このトロイダル型無段変速機１１の耐久性を向上できる。又、本例の場合、前記バイパスモードで、前記遊星歯車機構５１全体が一体となって回転する為、前記太陽歯車５４と前記リング歯車５５との間で前記各遊星歯車５３、５３を介し動力が伝達されない状態となる。この結果、前記遊星歯車機構５１内での歯車の噛み合いによるエネルギ損失を無くす事ができ、高効率の電気自動車用駆動装置を実現できる。
その他の部分の構造及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４１】
［実施の形態の第３例］
図６〜７は、請求項１〜４、６〜７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の電気自動車用駆動装置は、駆動側回転軸４ａと、この駆動側回転軸４ａと平行に配置された、特許請求の範囲に記載した出力部に相当する従動側回転軸５ａとの間に、トロイダル型無段変速機１１と、遊星歯車機構５１ａとを設けて成る。このうちの遊星歯車機構５１ａは、キャリア５２ａに回転可能に支持されて対となる遊星歯車５３ａ、５３ｂを、互いに噛合させると共に、このうちの内径寄りの遊星歯車５３ａ、５３ａを太陽歯車５４ａに、同じく外径寄りの遊星歯車５３ｂ、５３ｂをリング歯車５５ａに、それぞれ噛合させる、ダブルピニオン式としている。前記太陽歯車５４ａは、前記従動側回転軸５ａの中間部に、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、同期した回転を可能に支持している。又、この従動側回転軸５ａの軸方向に離隔した２箇所位置に、第一、第二の従動側歯車６４、６５を、この従動側回転軸５ａと同心に、且つ、この従動側回転軸５ａに対する相対回転を自在に、それぞれ設けている。このうちの前記第一の従動側歯車６４に前記リング歯車５５ａを、第二のクラッチ機構５９ａを介しこの第一の従動側歯車６４と同期した回転を可能に接続している。又、前記第二の従動側歯車６５に前記キャリア５２ａを、この第二の従動側歯車６５と同期した回転を可能に接続している。又、この第二の従動側歯車６５と前記従動側回転軸５ａとの間に、第一のクラッチ機構５８ａを設けている。
【００４２】
又、本例の場合、前記駆動側回転軸４ａの中間部に、この駆動側回転軸４ａと同期した回転を自在に支持された駆動側歯車１４と、前記第一の従動側歯車６４とを噛合させている。又、出力ディスク１８の周囲に設けた出力歯車３８の動力を、中間歯車６２ａを介し、前記第二の従動側歯車６５に伝達可能としている。この様な本例の場合にも、前記両クラッチ機構５８ａ、５９ａの断接（係合）状態と、前記トロイダル型無段変速機１１を構成する部材の動作とを調整する事で、図７の（Ａ）に太線で示した、前記駆動側回転軸４ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして前記従動側回転軸５ａに伝達するバイパスモードと、図７の（Ｂ）に太線で示した、前記駆動側回転軸４ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して前記従動側回転軸５ａに伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードと、図７の（Ｃ）に太線で示した、前記駆動側回転軸４ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１を介して前記従動側回転軸５ａに伝達し、前記バイパスモードに比べて減速比の小さい状態を実現する高速モードとに切り換えられる。
【００４３】
上述の様な本例の場合には、高速モードで、この駆動側回転軸４ａの動力の一部を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして動力を伝達する所謂パワースプリット状態を実現できる。この結果、高速モードでの運転中にこのトロイダル型無段変速機１１に入力される動力を小さく抑え、このトロイダル型無段変速機１１の耐久性を向上できる。
その他の部分の構造及び作用は、前述した実施の形態の第１例及び上述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４４】
［実施の形態の第４例］
図８〜９は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の電気自動車用駆動装置は、バイパス用歯車伝達機構１０と、トロイダル型無段変速機１１及び低速用、高速用両歯車伝達機構６６、６７とを、駆動側回転軸４ａと従動側回転軸５ａとの間に、動力の伝達方向に関して互いに並列に設けて成る。又、前記低速用、高速用両歯車伝達機構６６、６７は、前記トロイダル型無段変速機１１の出力ディスク１８の周囲に設けた出力歯車３８と、前記従動側回転軸５ａとの間に、動力の伝達方向に関して互いに並列に配置している。そして、この従動側回転軸５ａと前記バイパス用歯車伝達機構１０との間にバイパス用クラッチ機構６８を、同じく前記低速用歯車伝達機構６６との間に低速用クラッチ機構６９を、同じく前記高速用歯車伝達機構６７との間に高速用クラッチ機構７０を、それぞれ設けている。
【００４５】
この様な本例の場合、前記バイパス用クラッチ機構６８を接続し、且つ、前記低速用、高速用両クラッチ機構６９、７０を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１が伝達するトルクを規制できる機構｛押圧装置２２と、トラニオン２０（図２参照）を枢軸２８ａ、２８ｂの軸方向に変位させる為の油圧式のアクチュエータ２１（図２参照）とのうちの少なくとも何れか一方｝の動作を制御し、前記トロイダル型無段変速機１１の入力ディスク１７ａ、１７ｂと出力ディスク１８との間で動力を伝達しない状態（伝達したとしても、極僅かな状態）にする。これにより、図９の（Ａ）に太線で示した、前記駆動側回転軸４ａの動力を、前記トロイダル型無段変速機１１をバイパスして前記従動側回転軸５ａに伝達するバイパスモードに切り換える。又、低速モード時には、前記低速用クラッチ機構６９を接続し、且つ、前記バイパス用、高速用両クラッチ機構６８、７０を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１が伝達するトルクを規制できる機構の動作を制御して、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８同士の間で動力を伝達する状態にする。これにより、図９の（Ｂ）に太線で示した、前記バイパスモードに比べて減速比の大きい状態を実現する低速モードに切り換える。更に、高速モード時には、前記高速用クラッチ機構７０を接続し、且つ、前記バイパス用、低速用両クラッチ機構６８、６９を切断すると共に、前記トロイダル型無段変速機１１が伝達するトルクを規制できる機構の動作を制御して、前記各ディスク１７ａ、１７ｂ、１８同士の間で動力を伝達する状態にする。これにより、図９の（Ｃ）に太線で示した、前記バイパスモードに比べて減速比の小さい状態を実現する高速モードに切り換える。
その他の部分の構造及び作用は、前述した実施の形態の第１例〜第３例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００４６】
前述の図１に示した、本発明の電気自動車用駆動装置の実施の形態の第１例の構造に関し、バイパス、低速、高速各モードに於けるこの電気自動車用駆動装置全体の速度比と、この電気自動車用駆動装置を構成するトロイダル型無段変速機の速度比との関係に就いて、具体例を示す。
第一、第二両遊星歯車機構１２、１３の歯車比（リング歯車４３、４８の歯数／太陽歯車４１、４６の歯数）を１．５に、回転伝達装置３ａの歯車比（出力側歯車の歯数／入力側歯車の歯数）を４に、バイパス用歯車伝達機構１０の歯車比を１に、それぞれ設定する。これにより、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、低速モードでトロイダル型無段変速機１１の速度比が凡そ１．５である場合と、バイパスモードの場合と、高速モードで前記トロイダル型無段変速機１１の速度比が凡そ０．６である場合とで、互いに一致させている。
【００４７】
上述の様な条件の下に於いて、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比と、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比との関係は、図１０に示す様になる。
本例の場合、このトロイダル型無段変速機１１の速度比が凡そ１．５である状態で、低速モードとバイパスモードとの切り替えを、同じく凡そ０．６である状態で、バイパスモードと高速モードとの切り替えを、それぞれ行う。即ち、トルク損失が相対的に大きくなる、このトロイダル型無段変速機１１の速度比が１の近傍（図示の例では、凡そ０．６〜１．５の範囲）で、駆動側回転軸４ａの動力を、このトロイダル型無段変速機１１をバイパスして伝達するバイパスモードに切り換える様にしている。これにより、前記電気自動車用駆動装置全体の伝達効率を確保している。又、本例の場合、バイパスモードで走行中に、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を凡そ１．５〜０．６の範囲で変化させる事で、前記各モードの切り替え時に、電気自動車用駆動装置全体としての速度比が不連続となる事を防止若しくはその程度を低減している。
【実施例２】
【００４８】
前述の図４に示した、本発明の電気自動車用駆動装置の実施の形態の第２例に関し、バイパス、低速、高速各モードに於けるこの電気自動車用駆動装置全体の速度比と、この電気自動車用駆動装置を構成するトロイダル型無段変速機の速度比との関係に就いて、具体例を示す。
遊星歯車機構５１の歯車比（リング歯車５５の歯数／太陽歯車５４の歯数）を２に、回転伝達装置３ａの歯車比（出力側歯車の歯数／入力側歯車の歯数）を４に、第一の歯車５７と中間歯車６１との間の歯車比（中間歯車６１の歯数／第一の歯車５７の歯数）を２に、第二の歯車６３と出力歯車３８との間の歯車比（出力歯車３８の歯数／第二の歯車６３の歯数）を０．７８４に、それぞれ規制する。これにより、又、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、前記低速モードでの最大増速側と、バイパスモードと、前記高速モードでの最大減速側とで一致させている。これと同時に、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を最大増速側（凡そ２．５）とした状態で、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比が前記低速モードでは最大増速側に、同じく前記高速モードでは最大減速側となる様にしている。
【００４９】
上述の様な条件の下に於いて、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比と、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比との関係は、図１１に示す様になる。
又、本例の場合、トロイダル型無段変速機１１が最大増速比（凡そ２．５）である状態で、低速モードとバイパスモードとの切り換え、及び、バイパスモードと高速モードとの切り換えを行う事により、電気自動車用駆動装置全体としての速度比が不連続となる事を防止若しくはその程度を低減している。
【実施例３】
【００５０】
前述の図６に示した、本発明の電気自動車用駆動装置の実施の形態の第３例に関し、バイパス、低速、高速各モードに於けるこの電気自動車用駆動装置全体の速度比と、この電気自動車用駆動装置を構成するトロイダル型無段変速機の速度比との関係に就いて、具体例を示す。
遊星歯車機構５１ａの歯車比（リング歯車５５ａの歯数／太陽歯車５４ａの歯数）を２に、回転伝達装置３ａの歯車比（出力側歯車の歯数／入力側歯車の歯数）を４に、駆動側歯車１４と第一の従動側歯車６４との間の歯車比（第一の従動側歯車６４の歯数／駆動側歯車１４の歯数）を１に、第二の従動側歯車６５と出力歯車３８との間の歯車比（出力歯車３８の歯数／第二の従動側歯車６５の歯数）を０．３９２２に、それぞれ規制する。これにより、又、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比を、前記低速モードでの最大増速側と、バイパスモードと、前記高速モードでの最大減速側とで一致させている。又、本例の場合、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比を、０．３９２２〜２．５５０の範囲で調整可能とし、このトロイダル型無段変速機１１の速度比を最大増速側とした状態で、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比が前記低速モードでは最大増速側に、同じく前記高速モードでは最大減速側となる様にしている。
【００５１】
上述の様な条件の下に於いて、前記電気自動車用駆動装置全体の速度比と、前記トロイダル型無段変速機１１の速度比との関係は、図１２に示す様になる。
又、本例の場合、トロイダル型無段変速機１１が最大増速比である状態で、低速モードとバイパスモードとの切り換え、及び、バイパスモードと高速モードとの切り換えを行う事により、電気自動車用駆動装置全体としての速度比が不連続となる事を防止若しくはその程度を低減している。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述した実施の形態の各例の構造で、電動モータの出力トルクの全部をトロイダル型無段変速機をバイパスして出力部に伝達するバイパスモードで、アクチュエータを構成する１対の油圧室に導入する油圧を互いに等しくする制御のみを実施する構造に於いて、入力、出力両ディスク同士を互いに近付く方向に押圧する押圧装置としては、ローディングカム等の機械式のものを設ける事もできるが、油圧式の押圧装置を設ける事も可能である。
又、バイパスモードと低速モードと高速モードとの３種類のモードを実現できれば、各要素（遊星歯車機構、クラッチ機構及びトロイダル型無段変速機）の構造や組み込み位置、これら各要素同士の間で動力の伝達を可能にする為の歯車の数等は、適宜変更可能である。
【００５３】
又、本発明の電気自動車用駆動装置に組み込むトロイダル型無段変速機を、上述した実施の形態の各例の様な、ハーフトロイダル型とした場合、パワーローラをトラニオンに支持する部分の構造に就いては、前述の図２に示した構造に限られない。即ち、例えば前述の特許文献４に記載された構造の様に、パワーローラをトラニオンの内側面に、それぞれスラスト転がり軸受を介して支持し、このトラニオンを構成する支持梁部の内側面に設けた円筒状凸面と、スラスト転がり軸受の外輪の外側面に設けた凹部とを、揺動変位可能に係合させる構造とする事もできる。
更に、本発明の電気自動車用駆動装置に組み込むトロイダル型無段変速機は、上述した実施の形態の各例に示した様な、ハーフトロイダル型に限らず、フルトロイダル型とする事もできる。
【符号の説明】
【００５４】
１、１ａ  電動モータ
２    変速装置
３、３ａ  回転伝達装置
４、４ａ  駆動側回転軸
５、５ａ  従動側回転軸
６ａ、６ｂ  歯車伝達機構
７ａ、７ｂ  クラッチ機構
８    デファレンシャルギヤ
９ａ、９ｂ  出力軸
１０    バイパス用歯車伝達機構
１１    トロイダル型無段変速機
１２    第一の遊星歯車機構
１３    第二の遊星歯車機構
１４    駆動側歯車
１５    従動側歯車
１６    第一のクラッチ機構
１７ａ、１７ｂ  入力ディスク
１８    出力ディスク
１９    パワーローラ
２０    トラニオン
２１    アクチュエータ
２２    押圧装置
２３    入力回転軸
２４    支持梁部
２５    支持軸
２６    スラスト玉軸受
２７    スラストニードル軸受
２８ａ、２８ｂ  枢軸
２９    シリンダ室
３０    ピストン
３１    シールリング
３２ａ、３２ｂ  油圧室
３３    円管部
３４    スリーブ
３５ａ、３５ｂ  スラスト転がり軸受
３６    ボルト
３７    頭部
３８    出力歯車
３９    歯車
４０    第一のキャリア
４１    第一の太陽歯車
４２    第一の遊星歯車
４３    第一のリング歯車
４４    第二のクラッチ機構
４５    第二のキャリア
４６    第二の太陽歯車
４７    第二の遊星歯車
４８    第二のリング歯車
４９    第三のクラッチ機構
５０    出力用歯車
５１、５１ａ  遊星歯車機構
５２、５２ａ  キャリア
５３、５３ａ、５３ｂ  遊星歯車
５４、５４ａ  太陽歯車
５５、５５ａ  リング歯車
５６    中空回転軸
５７    第一の歯車
５８、５８ａ  第一のクラッチ機構
５９、５９ａ  第二のクラッチ機構
６０    回転軸
６１    中間歯車
６２、６２ａ  中間歯車
６３    第二の歯車
６４    第一の従動側歯車
６５    第二の従動側歯車
６６    低速用歯車伝達機構
６７    高速用歯車伝達機構
６８    バイパス用クラッチ機構
６９    低速用クラッチ機構
７０    高速用クラッチ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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