JP2013184656A

JP2013184656A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2013184656A
Application number: JP2012053434A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Arai; 健太郎新井; Masato Takaya; 真人高屋; Takao Sato; 隆夫佐藤; Toshikazu Kono; 敏和河野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP5908310B2

Abstract

【課題】ベアリングのトルク損失を低減させることができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＯＴの駆動力を用いて走行する車両に搭載され、トロイダル変速機構３と、トロイダル変速機構３を介して動力を伝達する第１動力伝達経路２，３，４１，４，４２，５、ＤＦと、トロイダル変速機構３を介さずに動力を伝達する第２動力伝達経路ＭＰ，４１，４，４２，５、ＤＦとを備える。内燃機関ＥＮＧの駆動力は第１動力伝達経路を介して駆動輪に伝達され、電動機ＭＯＴの駆動力は第２動力伝達経路を介して駆動輪に伝達される。第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とは、互いに合流する合流部分を備える。この合流部分に小比率ベアリング４ａが設けられ、トロイダル変速機構３に、大比率ベアリング２ａ，２ａ’が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トロイダル変速機構を備える動力伝達装置に関する。

ベアリングの外輪又は内輪の転送溝の曲率半径をベアリングの転動体の直径で割った値を曲率半径比率として、従来、曲率半径比率を５２％以上とすることにより、トルク損失を小さくした動力伝達装置のパワーローラのベアリングが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、近年、内燃機関と電動機の駆動力を用いて走行するハイブリッド車両が普及している。そして、内燃機関と電動機の駆動力が入力されるトロイダル変速機構を備えた動力伝達装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１３２３０１号公報特開２００２−１０４０００号公報

特許文献２のハイブリッド車両に用いられる動力伝達装置のトロイダル変速機構では、内燃機関と電動機のトルクが入力される。このため、トロイダル変速機構に用いられるベアリングには、比較的高い耐久性が要求され、ベアリングの曲率半径比率を出来るだけ小さくする必要がある。

しかしながら、曲率半径比率を小さくするとトルク損失が大きくなってしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、トロイダル変速機構のベアリングのトルク損失を低減させることができるハイブリッド車両用の動力伝達装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関と電動機の駆動力を用いて走行する車両に搭載されるトロイダル変速機構を備える動力伝達装置であって、前記トロイダル変速機構を介して駆動輪へ動力を伝達する第１動力伝達経路と、前記トロイダル変速機構を介さずに駆動輪へ動力を伝達する第２動力伝達経路とを備え、前記内燃機関の駆動力は前記第１動力伝達経路を介して駆動輪に伝達され、前記電動機の駆動力は前記第２動力伝達経路を介して駆動輪に伝達され、ベアリングの転動体の直径に対する外輪又は内輪の転送溝の曲率半径の比率を曲率半径比率として、前記第１動力伝達経路と前記第２動力伝達経路とは、互いに合流し、前記電動機と前記内燃機関の駆動力が合成されて伝達される合流部分を備え、該合流部分に前記曲率半径比率が小さい小比率ベアリングが設けられ、前記トロイダル変速機構には、前記小比率ベアリングよりも前記曲率半径比率が大きい大比率ベアリングを備えることを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関の動力はトロイダル変速機構に伝達されるが、電動機の動力は、トロイダル変速機構に伝達されない。このため、トロイダル変速機構に、合流部分に設けられた小比率ベアリングよりも、曲率半径比率が大きい大比率ベアリングを用いることができ、伝達効率の向上、及び動力伝達装置の小型化が図れる。

［２］また、本発明においては、合流部分を除いた第１動力伝達経路に、動力を伝達する伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在な動力伝達機構が設けることが好ましい。

かかる構成によれば、内燃機関を停止させ、電動機の駆動力を用いて車両が走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行時には、動力伝達機構を開放状態とすることにより、ＥＶ走行時のトロイダル変速機構のフリクションを低減でき、電力消費率を向上させることができる。

［３］また、本発明においては、内燃機関の動力により発電可能なジェネレータを設け、ジェネレータを、第１動力伝達経路における動力伝達機構よりも上流側に配置してもよい。

かかる構成によれば、動力伝達機構を開放状態とし、内燃機関でジェネレータを駆動させて、発電させることができ、この発電により電動機を駆動させて、シリーズ方式のハイブリッドシステムを構成することができる。このとき、内燃機関は、トロイダル変速機構を引き摺り回すこととなるが、本発明のトロイダル変速機構はコンパクト化されているため、フリクションを抑制して、ロスを最小限に抑えることができる。

［４］また、本発明においては、トロイダル変速機構をハーフトロイダル型で構成してもよい。ハーフトロイダル型では、パワーローラが、入力ディスクと出力ディスクとで画成されるキャビティの外側に押し出される力が発生する。従って、本発明を、上述の如く構成すれば、トロイダル変速機構は、入力トルクが小さいため、パワーローラが入力ディスクと出力ディスクとで画成されるキャビティの外側に押し出される力が低減され、パワーローラを押圧する機構の小型化を図ることができる。また、フルトロイダル型と比較して、トロイダル変速機構の小型化を図ることができる。

［５］また、本発明においては、トロイダル変速機構をシングルキャビティとしてもよい。かかる構成によれば、トロイダル変速機構の更なる軽量化を図ることができる。また、シングルキャビティのトロイダル変速機構は、ダブルキャビティのものと比較して、伝達効率が低下する。しかしながら、本発明の動力伝達装置では、電動機の動力はトロイダル変速機構に入力されないため、ＥＶ走行時には、トロイダル変速機構を用いることなく走行することができる。従って、動力伝達装置全体として、軽量化及び高効率化を図ることができる。

［６］また、本発明においては、合流部分に、出力軸又は中間軸と、出力軸又は中間軸に設けられた合流ギアとを設け、第１動力伝達経路と、第２動力伝達経路とは、合流ギアで合流するように構成してもよい。かかる構成によれば、電動機の配置自由度が向上するため、ファイナルドリブンギアに接続されるデファレンシャルギアと電動機とが干渉することを容易に防止することができる。

本発明の動力伝達装置の第１実施形態を示すスケルトン図。第１実施形態の動力伝達装置を軸方向から示す説明図。本発明の動力伝達装置の第２実施形態を示すスケルトン図。第２実施形態の動力伝達装置を軸方向から示す説明図。本発明の動力伝達装置の第３実施形態を示すスケルトン図。本発明の動力伝達装置の第４実施形態を示すスケルトン図。本発明の動力伝達装置の第５実施形態を示すスケルトン図。

［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、本発明の動力伝達装置の第１実施形態を説明する。本実施形態の動力伝達装置１は、エンジンからなる内燃機関ＥＮＧからの動力が伝達される入力軸２と、入力軸２に設けられたトロイダル変速機構３と、入力軸２と平行に配置された出力軸４と、電動機ＭＯＴとを備える。

トロイダル変速機構３は、キャビティ３ａを１つだけ備えるシングルキャビティ型のものであり、入力軸２に固定された入力ディスク３１と、入力ディスク３１に対向して配置され、入力軸２に回転自在に保持された出力ディスク３２と、入力ディスク３１と出力ディスク３２との間に配置されたパワーローラ３３と、出力ディスク３２と相対回転自在に設けられた中間駆動ギア３４と、中間駆動ギア３４と出力ディスク３２とを解除自在に連結するトロイダル用クラッチ３５（動力伝達機構）とを備える。

入力軸２は、内燃機関ＥＮＧ側の端部に配置された深溝玉ベアリング２ａ、及びトロイダル変速機構３を挟むように配置されたアンギュラ玉ベアリング２ａ’を介して動力伝達装置１のケース１ａに回転自在に軸支されている。また、パワーローラ３３には、スラスト玉ベアリング３３ａがトラニオン３３ｂとの間に位置するように設けられている。スラスト玉ベアリング３３ａの転送溝は、パワーローラ３３及びトラニオン３３ｂに設けられている。これらベアリング２ａ，２ａ’，３３ａの形式は適宜変更してもよい。

ここで、ベアリングの転動体の直径に対する外輪又は内輪の転送溝の曲率半径の比率を曲率半径比率として、大比率ベアリング２ａ，２ａ’，３３ａは比較的大きな曲率半径比率に設定され、トルク損失が小さくなるようにされている。

本実施形態においては、トロイダル用クラッチ３５（動力伝達機構）が、中間駆動ギア３４と出力ディスク３２とを連結する状態を連結状態（伝達状態）とし、この連結を断つ状態を開放状態と定義する。

出力軸４には、中間駆動ギア３４と噛合する中間従動ギア４１と、出力ギア４２とが一体回転するように固定されている。出力ギア４２には、ファイナルドリブンギア５が噛合する。出力ギア４２から出力された動力は、デファレンシャルギアＤＦを介して駆動輪に伝達される。出力軸４は、その両端部で下流ベアリング４ａを介してケース１ａに回転自在に軸支されている。下流ベアリング４ａは、大比率ベアリング２ａ，２ａ’，３３ａよりも小さい曲率半径比率に設定され、強度（耐久性）の向上を図っている。これにより、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＯＴの駆動力が出力軸４に入力されても、下流ベアリング４ａが十分に耐えることができる。

また、中間従動ギア４１には、電動機ＭＯＴのモータピニオンＭＰが噛合している。第１実施形態における第１動力伝達経路は、入力軸２、トロイダル変速機構３、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。第１実施形態における第２動力伝達経路は、モータピニオンＭＰ、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。

また、第１実施形態の合流部分は、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。また、第１実施形態の合流ギアは中間従動ギア４１となる。内燃機関ＥＮＧ及び電動機ＭＯＴの駆動力は中間従動ギア４１で合成される。また、第１実施形態においては、第１動力伝達経路において、内燃機関ＥＮＧ側が上流側となり、デファレンシャルギアＤＦ側が下流側となる。

第１実施形態の動力伝達装置１によれば、トロイダル変速機構３に入力される動力は内燃機関ＥＮＧからの動力のみとなる。このため、トロイダル変速機構３に、動力伝達経路としての出力軸４に設けられた下流ベアリング４ａよりも、曲率半径比率が大きい大比率ベアリング２ａ，２ａ’，３３ａを用いることができ、伝達効率の向上、及び動力伝達装置１の小型化が図れる。

また、トロイダル変速機構３に入力される駆動力は内燃機関ＥＮＧのみであり、電動機ＭＯＴの駆動力はトロイダル変速機構３に伝達されない。従って、電動機ＭＯＴの駆動力を考慮することなく、内燃機関ＥＮＧの駆動力に耐え得る程度の強度を有するトロイダル変速機構３を採用することができ、トロイダル変速機構３の小型化を図ることができる。

また、電動機ＭＯＴとデファレンシャルギアＤＦとの軸間を比較的広く採ることができる。このため、電動機ＭＯＴとして比較的高出力の大型の電動機を採用することができる。または、比較的低出力の電動機ＭＯＴを用いて動力伝達装置１の小型化を図ることもできる。

また、内燃機関ＥＮＧを停止させ、電動機ＭＯＴの駆動力のみを用いて車両が走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行時には、トロイダル用クラッチ３５（動力伝達機構）を開放状態とすることにより、ＥＶ走行時のトロイダル変速機構３のフリクションを低減でき、電力消費率を向上させることができる。

また、本実施形態のトロイダル変速機構３は、ハーフトロイダル型で構成されている。ハーフトロイダル型では、パワーローラ３３が、入力ディスク３１と出力ディスク３２とで画成されるキャビティ３ａの外側に押し出される力が発生する。本実施形態のトロイダル変速機構３は、入力トルクが小さいため、パワーローラ３３が入力ディスク３１と出力ディスク３２とで画成されるキャビティ３ａの外側に押し出される力が低減され、パワーローラ３３を押圧する機構（図示省略）の小型化を図ることができる。また、フルトロイダル型と比較して、トロイダル変速機構３の小型化を図ることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１は、トロイダル変速機構３をシングルキャビティで構成している。このため、ダブルキャビティのトロイダル変速機構と比較して軽量化及び小型化を図ることができる。

ここで、シングルキャビティのトロイダル変速機構は、ダブルキャビティのように軸方向の力が相殺されないため、構成部品の強度を高める必要があり、ダブルキャビティのものと比較して伝達効率が低下する。しかしながら、本実施形態の動力伝達装置１では、電動機ＭＯＴの動力はトロイダル変速機構３に入力されない。このため、ＥＶ走行時には、トロイダル変速機構３を用いることなく走行することができ、動力伝達装置１全体として、軽量化及び高効率化を図ることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１は、電動機の駆動力を出力軸４に設けられた中間従動ギア４１に伝達する。従って、ケース１ａ内における電動機ＭＯＴの配置自由度が向上し、デファレンシャルギアＤＦと電動機ＭＯＴとが干渉することを容易に防止することができる。

図２は、第１実施形態の動力伝達装置１を軸方向から模式的に表し、入力軸２、出力軸４、電動機ＭＯＴ、及びデファレンシャルギアＤＦの回転中心軸の相対的な位置関係を模式的に示している。図２によれば、電動機ＭＯＴとデファレンシャルギアＤＦとは重なっており、互いに干渉しているように見えるが、図１から示唆されるように、実際には、軸方向に位置がずれており、電動機ＭＯＴとデファレンシャルギアＤＦとが互いに干渉することはない。

また、第１実施形態の動力伝達装置１では、トルクコンバータや発進クラッチなどの発進デバイスやリバース機構を電動機ＭＯＴで代替している。これにより、本実施形態の動力伝達装置１は、軽量且つコンパクトで、更なるトロイダル変速機構３を通過するトルクの頻度を低減させることができる。

［第２実施形態］
次に、図３及び図４を参照して、本発明の動力伝達装置の第２実施形態を説明する。第２実施形態の動力伝達装置１では、中間駆動ギア３４とトロイダル用クラッチ（動力伝達機構）３５との位置が入れ替わり、中間従動ギア４１と出力ギア４２との位置も入れ替わり、モータピニオンＭＰは、モータ中間ピニオンＭＩＰを介して、中間従動ギア４１に噛合している。これらの点を除いた他の構成は、第１実施形態と同一に構成される。

第２実施形態の動力伝達装置１によっても、トロイダル変速機構３に入力される動力は内燃機関ＥＮＧからの動力のみとなる。このため、トロイダル変速機構３に、動力伝達経路としての出力軸４に設けられた下流ベアリング４ａよりも、曲率半径比率が大きい大比率ベアリング２ａ，２ａ’，３３ａを用いることができ、伝達効率の向上、及び動力伝達装置１の小型化が図れる。

なお、第２実施形態の動力伝達装置１においては、中間駆動ギア３４とトロイダル用クラッチ（動力伝達機構）３５との位置が入れ替わることにより、電動機ＭＯＴとデファレンシャルギアＤＦとが径方向に重なり合う部分が生じる。このため、第２実施形態の動力伝達装置１においては、図４に示すように、モータ中間ピニオンＭＩＰを用いることにより、電動機ＭＯＴとデファレンシャルギアＤＦとが干渉することを防止している。

［第３実施形態］
次に、図５を参照して、本発明の動力伝達装置の第３実施形態を説明する。本実施形態の動力伝達装置１は、エンジンからなる内燃機関ＥＮＧからの動力が伝達される入力軸２と、入力軸２に設けられたトロイダル変速機構３と、入力軸２と平行に配置された出力軸４と、入力軸２及び出力軸４と平行に配置された中間軸６と、入力軸２と同心に配置された電動機ＭＯＴとを備える。

トロイダル変速機構３は、キャビティ３ａを１つだけ備えるシングルキャビティ型のものであり、入力軸２に固定された入力ディスク３１と、入力ディスク３１に対向して配置され、入力軸２に回転自在に保持された出力ディスク３２と、入力ディスク３１と出力ディスク３２との間に配置されたパワーローラ３３と、出力ディスク３２と一体的に回転するように設けられた中間駆動ギア３４とを備える。

入力軸２は、内燃機関ＥＮＧ側の端部に配置された深溝玉ベアリング２ｂ、及びトロイダル変速機構３を挟むように配置されたアンギュラ玉ベアリング２ａ’，２ａ’を介してケース１ａに回転自在に軸支されている。また、パワーローラ３３には、スラスト玉ベアリング３３ａがトラニオン３３ｂとの間に位置するように設けられている。スラスト玉ベアリング３３ａの転送溝は、パワーローラ３３及びトラニオン３３ｂに設けられている。これらベアリング２ａ’，２ｂ，３３ａの形式は適宜変更してもよい。

ここで、ベアリングの転動体の直径に対する外輪又は内輪の転送溝の曲率半径の比率を曲率半径比率として、アンギュラ玉ベアリング２ａ’は比較的大きな曲率半径比率に設定された大比率ベアリングであり、トルク損失が小さくなるようにされている。

中間軸６は、下流ベアリング６ａを介してケース１ａに回転自在に軸支されている。中間軸６には、第１中間ギア６１が回転自在に軸支されている。下流ベアリング６ａは、大比率ベアリング２ａよりも小さい曲率半径比率に設定され、強度（耐久性）の向上を図っている。これにより、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＯＴの駆動力が中間軸６に入力されても、下流ベアリング６ａが十分に耐えることができる。

また、中間軸６には、第２中間ギア６２及び第３中間ギア６３が一体回転するように固定されている。また、中間軸６には、スリーブ６４ａを軸方向にスライドさせることにより、中間軸６と第１中間ギア６１とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な同期噛合機構６４（動力伝達機構）が設けられている。

電動機ＭＯＴのロータＲＯは、入力軸２に回転自在に配置されている。電動機ＭＯＴのロータＲＯには、モータギアＭＧが一体回転するように設けられている。モータギアＭＧは、第２中間ギア６２と噛合している。ロータＲＯとモータギアＭＧとを連結する筒状部は、ベアリング２ｂで回転自在にケース１ａに軸支されている。

ベアリング２ｂは、下流ベアリング６ａと同様に、大比率ベアリング２ａよりも小さい曲率半径比率に設定され、強度（耐久性）の向上を図っている。これにより、内燃機関ＥＮＧの駆動力が入力軸２に伝達され、電動機ＭＯＴの駆動力がロータＲＯからモータギアＭＧに入力されても、小比率ベアリング２ｂが十分に耐えることができる。

出力軸４には、第３中間ギア６３と噛合する中間従動ギア４１と、出力ギア４２とが一体回転するように固定されている。出力ギア４２には、ファイナルドリブンギア５が噛合する。出力ギア４２から出力された動力は、デファレンシャルギアＤＦを介して駆動輪に伝達される。出力軸４は、下流ベアリング４ａを介してケース１ａに回転自在に軸支されている。下流ベアリング４ａは、大比率ベアリング２ａよりも小さい曲率半径比率に設定され、強度（耐久性）の向上を図っている。これにより、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＯＴの２つの駆動力が合成されて出力軸４に入力されても、下流ベアリング４ａが十分に耐えることができる。

第３実施形態における第１動力伝達経路は、入力軸２、トロイダル変速機構３、第１中間ギア６１、同期噛合機構６４、中間軸６、第３中間ギア６３、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。第２動力伝達経路は、モータギアＭＧ、第２中間ギア６２、中間軸６、第３中間ギア６３、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。

第３実施形態における合流部分は、中間軸６、第３中間ギア６３、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。また、第３実施形態における合流ギアは第２中間ギア６２となる。電動機ＭＯＴの駆動力は、モータギアＭＧ、第２中間ギア６２を介して、中間軸６に伝達される。

第３実施形態の動力伝達装置１によっても、トロイダル変速機構３に入力される動力は内燃機関ＥＮＧからの動力のみとなる。このため、トロイダル変速機構３に、動力伝達経路としての出力軸４に設けられた下流ベアリング４ａよりも、曲率半径比率が大きい大比率ベアリング２ａを用いることができ、伝達効率の向上、及び動力伝達装置１の小型化が図れる。

また、電動機ＭＯＴを入力軸２と同心とすることで、動力伝達装置１の小型化を図ることができ、車両への搭載性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１は、電動機ＭＯＴの駆動力を中間軸６に設けられた第２中間ギア６２に伝達する。従って、ケース１ａ内における電動機ＭＯＴの配置自由度が向上し、デファレンシャルギアＤＦと電動機ＭＯＴとが干渉することを容易に防止することができる。

また、第３実施形態の動力伝達装置１では、トルクコンバータや発進クラッチなどの発進デバイスやリバース機構を電動機ＭＯＴで代替している。これにより、本実施形態の動力伝達装置１は、軽量且つコンパクトで、更なるトロイダル変速機構３を通過するトルクの頻度を低減させることができる。

なお、第３実施形態の動力伝達装置１において、同期噛合機構６４を中間軸に設けたものを説明したが、本発明の動力伝達装置はこれに限らない。例えば、動力伝達機構たる同期噛合機構６４を出力ディスク３２に設け、出力ディスク３２と中間駆動ギア３４とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在としてもよい。この場合、動力伝達機構たる同期噛合機構６４と電動機ＭＯＴとが同軸となる。

［第４実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の動力伝達装置の第４実施形態を説明する。本実施形態の動力伝達装置１は、エンジンからなる内燃機関ＥＮＧからの動力が伝達される入力軸２と、入力軸２に設けられたトロイダル変速機構３と、入力軸２と平行に配置された出力軸４と、電動機ＭＯＴとを備える。

トロイダル変速機構３は、キャビティ３ａを１つだけ備えるシングルキャビティ型のものであり、入力軸２に固定された入力ディスク３１と、入力ディスク３１に対向して配置され、入力軸２に回転自在に保持された出力ディスク３２と、入力ディスク３１と出力ディスク３２との間に配置されたパワーローラ３３と、出力ディスク３２と相対回転自在に設けられた中間駆動ギア３４と、中間駆動ギア３４と出力ディスク３２とを解除自在に連結するトロイダル用ドグクラッチ３６（動力伝達機構）とを備える。

入力軸２は、大比率ベアリング２ａを介してケース１ａに回転自在に軸支されている。大比率ベアリング２ａは比較的大きな曲率半径比率に設定され、トルク損失が小さくなるようにされている。

本実施形態においては、スリーブ３６ａを軸方向にスライドさせることにより、トロイダル用ドグクラッチ３６（動力伝達機構）が、中間駆動ギア３４と出力ディスク３２とを連結する状態を連結状態とし、この連結を断つ状態を開放状態と定義する。

出力軸４には、中間駆動ギア３４と噛合する中間従動ギア４１と、出力ギア４２とが一体回転するように固定されている。出力ギア４２には、ファイナルドリブンギア５が噛合する。出力ギア４２から出力された動力は、デファレンシャルギアＤＦを介して駆動輪に伝達される。出力軸４は、下流ベアリング４ａを介してケース１ａに回転自在に軸支されている。下流ベアリング４ａは、大比率ベアリング２ａよりも小さい曲率半径比率に設定され、強度（耐久性）の向上を図っている。これにより、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＯＴの駆動力が出力軸４に入力されても、下流ベアリング４ａが十分に耐えることができる。

また、中間従動ギア４１には、電動機ＭＯＴのモータピニオンＭＰが、モータ中間ピニオンＭＩＰを介して、噛合している。第４実施形態における第１動力伝達経路は、入力軸２、トロイダル変速機構３、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。第４実施形態における第２動力伝達経路は、モータピニオンＭＰ、モータ中間ピニオンＭＩＰ、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。

また、第４実施形態の合流部分は、中間従動ギア４１、出力軸４、出力ギア４２、ファイナルドリブンギア５、デファレンシャルギアＤＦとなる。また、第４実施形態の合流ギアは中間駆動ギア４１となる。内燃機関ＥＮＧ及び電動機ＭＯＴの駆動力は中間従動ギア４１で合成される。また、第４実施形態においては、第１動力伝達経路において、内燃機関ＥＮＧ側が上流側となり、デファレンシャルギアＤＦ側が下流側となる。

入力ディスク３１の外周には、外歯３１ａが設けられている。なお、外歯３１ａに変えて入力ディスク３１に固定されたギアを用いてもよい。外歯３１ａには、スタータ中間ピニオンＳＩＰを介して、スタータ・ジェネレータＩＳＧ（Integrated Starter Generator）のスタータピニオンＳＰが噛合している。スタータ・ジェネレータＩＳＧは、内燃機関ＥＮＧを始動させることができると共に、内燃機関ＥＮＧの駆動力で発電して、バッテリー（図示省略）に充電することもできる。そして、充電されたバッテリー（図示省略）で電動機ＭＯＴを駆動させ、シリーズ方式のハイブリッドシステムとすることができる。なお、シリーズ方式で走行する場合には、内燃機関ＥＮＧは、トロイダル変速機構３を一緒に連れ回すこととなる。しかしながら、本実施形態のトロイダル変速機構３は、ハーフトロイダル型であり、且つシングルキャビティ型であるため、比較的コンパクトであり、トロイダル変速機構３によるフリクションは小さく、ロスが低減される。

第４実施形態の動力伝達装置１によっても、トロイダル変速機構３に入力される動力は内燃機関ＥＮＧからの動力のみとなる。このため、トロイダル変速機構３に、動力伝達経路としての出力軸４に設けられた下流ベアリング４ａよりも、曲率半径比率が大きい大比率ベアリング２ａを用いることができ、伝達効率の向上、及び動力伝達装置１の小型化が図れる。

また、内燃機関ＥＮＧを停止させ、電動機ＭＯＴの駆動力のみを用いて車両が走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行時には、トロイダル用ドグクラッチ３６（動力伝達機構）を開放状態とすることにより、ＥＶ走行時のトロイダル変速機構３のフリクションを低減でき、電力消費率を向上させることができる。

また、本実施形態のトロイダル変速機構３は、ハーフトロイダル型で構成されている。ハーフトロイダル型では、パワーローラ３３が、入力ディスク３１と出力ディスク３２とで画成されるキャビティ３ａの外側に押し出される力が発生する。本実施形態のトロイダル変速機構３は、入力トルクが小さいため、パワーローラ３３が入力ディスク３１と出力ディスク３２とで画成されるキャビティ３ａの外側に押し出される力が低減される。また、フルトロイダル型と比較して、トロイダル変速機構３の小型化を図ることができる。

なお、図７に示す第５実施形態のように、スタータ・ジェネレータＩＳＧを内燃機関ＥＮＧと同軸に設けてもよい。この場合、第４実施形態の外歯３１ａ、スタータ中間ピニオンＳＩＰ、スタータピニオンＳＰが不要となり、歯の噛み合いによる損失がなくなって、シリーズ方式で走行するときの効率が上昇する。

１…動力伝達装置、１ａ…ケース、２…入力軸、２ａ，２ａ’…大比率ベアリング、２ｂ…小比率ベアリング、３…トロイダル変速機構、３ａ…キャビティ、３１…入力ディスク、３１ａ…外歯、３２…出力ディスク、３３…パワーローラ、３３ａ…スラスト玉ベアリング（大比率ベアリング）、３３ｂ…トラニオン、３４…中間駆動ギア、３５…トロイダル用クラッチ（動力伝達機構）、３６…トロイダル用ドグクラッチ（動力伝達機構）、３６ａ…スリーブ、４…出力軸、４ａ…下流ベアリング（小比率ベアリング）、４１…中間従動ギア、４２…出力ギア、５…ファイナルドリブンギア、６…中間軸、６ａ…下流ベアリング（小比率ベアリング）、６１…第１中間ギア、６２…第２中間ギア、６３…第３中間ギア、６４…同期噛合機構（動力伝達機構）、ＥＮＧ…内燃機関、ＭＯＴ…電動機、ＲＯ…ロータ、ＭＰ…モータピニオン、ＭＩＰ…モータ中間ピニオン、ＭＧ…モータギア、ＤＦ…デファレンシャルギア、ＩＳＧ…スタータ・ジェネレータ（ジェネレータ）、ＳＰ…スタータピニオン、ＳＩＰ…スタータ中間ピニオン。

Claims

内燃機関と電動機の駆動力を用いて走行する車両に搭載されるトロイダル変速機構を備える動力伝達装置であって、
前記トロイダル変速機構を介して駆動輪へ動力を伝達する第１動力伝達経路と、
前記トロイダル変速機構を介さずに駆動輪へ動力を伝達する第２動力伝達経路とを備え、
前記内燃機関の駆動力は前記第１動力伝達経路を介して駆動輪に伝達され、
前記電動機の駆動力は前記第２動力伝達経路を介して駆動輪に伝達され、
ベアリングの転動体の直径に対する外輪又は内輪の転送溝の曲率半径の比率を曲率半径比率として、
前記第１動力伝達経路と前記第２動力伝達経路とは、互いに合流し、前記電動機と前記内燃機関の駆動力が合成されて伝達される合流部分を備え、
該合流部分に前記曲率半径比率が小さい小比率ベアリングが設けられ、
前記トロイダル変速機構には、前記小比率ベアリングよりも前記曲率半径比率が大きい大比率ベアリングを備えることを特徴とする動力伝達装置。
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記合流部分を除いた前記第１動力伝達経路に、動力を伝達する伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在な動力伝達機構が設けることを特徴とする動力伝達装置。
請求項２記載の動力伝達装置であって、
前記内燃機関を始動させることができると共に、前記内燃機関の動力により発電可能なジェネレータを備え、
該ジェネレータは、前記第１動力伝達経路における前記動力伝達機構よりも上流側に配置されることを特徴とする動力伝達装置。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記トロイダル変速機構は、ハーフトロイダル型であることを特徴とする動力伝達装置。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記トロイダル変速機構は、シングルキャビティであることを特徴とする動力伝達装置。
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の動力伝達装置であって、
前記合流部分は、出力軸又は中間軸を備え、
該出力軸又は該中間軸には設けられた合流ギアが設けられ、
前記第１動力伝達経路と、前記第２動力伝達経路とは、前記出力軸若しくは前記中間軸又は前記合流ギアで合流することを特徴とする動力伝達装置。