CN102695625B - 混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力驱动装置。在混合动力驱动装置中应用锥环式CVT，且作为装置整体形成紧凑的配置。将输入侧摩擦轮（22）配置于与发动机输出轴同轴的第一轴（Ⅰ），将输出侧摩擦轮（23）配置于第二轴（Ⅱ），将电动马达（2）配置于与第一轴、第二轴平行的第三轴（Ⅲ）。将电动马达（2）与锥环式CVT（3）配置成在轴向上一部分重叠。第三轴（Ⅲ）配置于第二轴（Ⅱ）的上方、且配置于比通过该第二轴的铅垂线（v－v）靠第一轴（Ⅰ）侧的位置。

Description

混合动力驱动装置

技术领域

本发明涉及能够利用发动机和电动马达来驱动车轮的混合动力驱动装置，详细地说，涉及将电动马达和圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）组装成一体的混合动力驱动装置。

背景技术

以往，在利用发动机和电动马达来驱动车轮的混合动力驱动装置中，公知有组合1个电动马达和无级变速装置而成的混合动力驱动装置。一般地，作为该混合动力驱动装置用的无级变速装置，采用带式无级变速装置，该带式无级变速装置由一对带轮和卷绕于这些带轮的金属制带（或链条）构成，并通过改变带轮的有效直径来进行无级变速。

另一方面，公知有锥环式CVT，其由1对圆锥状的摩擦轮和夹设在这些摩擦轮之间的金属制的环构成，并通过以改变环与上述两个摩擦轮的接触部的方式移动环，来进行无级变速（例如参照专利文献1）。

最近，公开了将上述锥环式CVT用于混合动力驱动装置的专利文献（参照专利文献2）。对于该混合动力驱动装置，上述锥环式CVT的输入侧的圆锥形状的摩擦轮配置在与内燃机的输出轴同轴的第一轴上，而电动马达配置在上述第一轴上或者其他轴上。

专利文献1：日本特表2006－501425号公报（JP2006－501425A）

专利文献2：日本特表2010－519470号公报（WO2008/104142A1）

一般地，对于混合动力驱动装置，电动马达以及带式无级变速装置的主动轮配置在与发动机输出轴同轴的第一轴上。虽然可以考虑将上述锥环式CVT适用于混合动力驱动装置，然而该锥环式CVT的圆锥形状的摩擦轮形成为在轴向较长的结构，从而将输入侧摩擦轮与电动马达一并配置在与上述发动机输出轴同轴的第一轴上的做法会导致第一轴变长而不适合搭载于车辆。并且，在上述专利文献2中也记载了将电动马达配置于第一轴以外的轴的实施方式，然而无论哪种方式，电动马达都配置于与锥环式CVT在轴向不重叠的位置，而需要作为电动马达用的专用的轴向空间。作为组合锥环式CVT和电动马达而成的混合动力驱动装置，谋求紧凑地构成以提高车辆搭载性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种混合动力驱动装置，通过紧凑地配置锥环式无级变速机和电动马达来提高车辆搭载性。

本发明的混合动力驱动装置具备：输入轴（6），该输入轴连结于发动机输出轴（54）；

电动马达（2）；以及

圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）（3），该圆锥摩擦轮环式无级变速装置具有：圆锥形状的输入侧摩擦轮（22）以及输出侧摩擦轮（23），该输入侧摩擦轮和输出侧摩擦轮配置于互相平行的轴（l-l）（n－n）上、且以大径侧和小径侧相反的方式配置；环（25），该环围绕上述两个摩擦轮中的一方，且由两个摩擦轮的对置的倾斜面夹持；以及变速操作机构（60），该变速操作机构移动上述环而进行变速操作，

经由上述圆锥摩擦轮环式无级变速装置（3）将上述输入轴（6）的旋转朝输出部（39l、39r）传递、并且将上述电动马达（2）的动力朝上述输出部（39l、39r）传递，

上述混合动力驱动装置的特征在于，

将上述输入侧摩擦轮（22）以及上述输入轴（6）配置在与发动机输出轴同轴的第一轴（Ⅰ）上，

将上述输出侧摩擦轮（23）配置在与上述第一轴（Ⅰ）平行且位于比上述第一轴靠上方的位置的第二轴（Ⅱ）上，

将上述电动马达（2）配置在与上述第一轴（Ⅰ）及第二轴（Ⅱ）平行的第三轴（Ⅲ）上，

上述圆锥摩擦轮环式驱动装置（锥环式CVT）（3）和上述电动马达（2）配置成：从径向观察，上述圆锥摩擦轮环式驱动装置（锥环式CVT）和上述电动马达在轴向上至少一部分重叠（例如参照图2），

从轴向观察（例如参照图5及图6），上述第三轴（Ⅲ）配置于比上述第二轴（Ⅱ）靠上方、且比通过该第二轴（Ⅱ）的铅垂线（v－v）靠上述第一轴（Ⅰ）侧的位置。

另外，第一轴、第二轴以及第三轴（也包括下述的第四轴）意味着分别独立的专用的轴（不包括共用的轴），且各轴意味着其轴心。并且，电动马达（2）可以经由上述锥环式CVT（3）与上述输出部（39l、39r）驱动连结，或者也可以不经由该锥环式CVT而直接与上述输出部驱动连结。

例如参照图5及图6，从轴向观察，上述第三轴（Ⅲ）配置于比通过上述第一轴（Ⅰ）、且与通过上述第一轴（Ⅰ）和第二轴（Ⅱ）的线（p－p）垂直的线（w－w）靠上述第二轴（Ⅱ）侧的位置。

例如参照图5及图6，上述混合动力驱动装置配置成：从轴向观察，上述电动马达（2）的壳体的外周（2c）与通过上述输出侧摩擦轮的最大直径部的上端（u）的水平线（h－h）相交。

例如参照图2、图5以及图6，上述混合动力驱动装置具备差动装置（5），来自与上述输出侧摩擦轮（23）连结的输出轴（24）的动力输入至该差动装置，且该差动装置将动力朝左右的上述输出部（39l、39r）输出，

上述差动装置（5）配置在与上述第一轴（Ⅰ）、第二轴（Ⅱ）以及第三轴（Ⅲ）平行的第四轴（Ⅳ）上，

从轴向观察，上述第四轴（Ⅳ）配置于上述第二轴（Ⅱ）的下方、且相对于通过上述第二轴（Ⅱ）的铅垂线（v－v）而配置于上述第一轴（Ⅰ）的相反侧。

例如如图5所示，上述环（25）以围绕上述输入侧摩擦轮（22）的方式配置。

例如如图6所示，上述环（25）以围绕上述输出侧摩擦轮（23）的方式配置。

另外，上述括号内的标号是用于与附图进行对照的标号，并非意图借此对权利要求书记载的结构赋予任何影响。

根据技术方案1所涉及的本发明，能够提供如下混合动力驱动装置：电动马达配置于与锥环式CVT所被配置的第一轴及第二轴平行的第三轴，且以锥环式CVT与电动马达在轴向上至少一部分重叠的方式配置，因此，能够防止例如与发动机输出轴同轴的第一轴等一部分轴变长，从而能够实现轴向的小型化，并且，从轴向观察，输出侧摩擦轮所被配置的第二轴配置于比输入轴摩擦轮所被配置的第一轴靠上方的位置，并且，第三轴配置于上述第二轴的上方、且配置于比通过上述第二轴的铅垂线（v－v）靠第一轴侧的位置，因此能够防止电动马达与环干涉，能够将电动马达配置于锥环式CVT的附近，从而也能够实现径向的小型化，综上，能够提供在轴向及上下（高度）方向形成为紧凑的结构、并提高了车辆搭载性能的混合动力驱动装置。

根据技术方案2所涉及的本发明，第三轴配置于比通过第一轴、且与通过第一轴与第二轴的线（p－p）垂直的线（w－w）靠第二轴侧的位置，即配置于第二轴Ⅱ的上方、且配置于上述铅垂线（v－v）与上述垂线（w－w）之间，因此，电动马达配置于锥环式CVT的上方且接近锥环式CVT，从而也能够实现左右（宽度）方向上的小型化。

根据技术方案3所涉及的本发明，混合动力驱动装置配置成：电动马达的壳体的外周与通过输出侧摩擦轮的最大直径部的上端的水平线（h－h）相交，因此，电动马达能够尽量接近锥环式CVT配置，从而能够可靠地实现混合动力驱动装置的小型化。

根据技术方案4所涉及的本发明，差动装置所被配置的第四轴与电动马达所被配置的第三轴Ⅲ及输入摩擦轮所被配置的第一轴，相对于通过第二轴的铅垂线（v－v）配置于相反侧，且第四轴配置于第二轴的下方，因此，能够抑制从差动装置到电动马达的高度，从而能够紧凑地构成混合动力驱动装置整体。

根据技术方案5所涉及的本发明，电动马达相对于输出侧摩擦轮而配置于被环围绕的输入侧摩擦轮侧，然而该输入轴摩擦轮所被配置的第一轴位于输出侧摩擦轮所被配置的第二轴的下方，因此，能够在环的整个可动范围防止该环与上述电动马达干涉，从而实现径向的小型化。

根据技术方案6所涉及的本发明，电动马达配置于比通过被环包围的输出侧摩擦轮的轴心的铅垂线（v－v）靠输入侧摩擦轮侧的位置，因此，即便输出侧摩擦轮所被配置的第二轴位于比输入侧摩擦轮靠上方的位置，上述环的朝向斜上方侧的移动是朝向远离上述铅垂线的方向的移动，从而能够在环的整个可动范围防止环与上述电动马达干涉，从而能够实现径向的小型化。

附图说明：

图1是示出本发明所涉及的混合动力驱动装置的简图。

图2是示出应用了本发明的混合动力驱动装置的展开剖视图。

图3是示出混合动力驱动装置的齿轮传动装置的侧视图。

图4是示出混合动力驱动装置的圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）的侧视图。

图5是示出基于本发明所涉及的实施方式的电动马达、锥环式CVT以及差动装置的从轴向观察的配置关系的图。

图6是示出基于本发明所涉及的其他的实施方式的各装置的配置关系的图。

图7是示出上述锥环式CTV的变速操作机构部分的将局部剖开后的主视图。

具体实施方式

按照附图对应用了本发明的混合动力驱动装置进行说明。如图1及图2所示，混合动力驱动装置1具有：电动马达2、圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）3、差动装置5、经由离合器4与未图示的发动机的输出轴54连结的输入轴6、以及齿轮传动装置7。上述各装置及轴被收纳于由两个壳体部件9、10组合构成的壳体11，且该壳体11由间隔壁12油密状地分隔成第一空间A和第二空间B。

电动马达2具有固定于第一壳体部件9的定子2a和设置于输出轴8的转子2b，输出轴8的一侧端部由第一壳体部件9经由轴承13支承而旋转自如、并且另一侧端部由第二壳体部件10经由轴承15支承而旋转自如。在输出轴8的一侧形成有由齿轮（小齿轮）构成的输出轮16，该输出轮16经由惰轮17而与设置于输入轴6的中间轮（齿轮）19啮合。电动马达2的定子2a被由第一壳体部件9形成的有底圆筒状的马达壳体9a覆盖，且如图3所示，输出轮16的一部分被与上述马达壳体9a的端面接合、且形成有供输出轮16与惰轮17啮合的切口的第二壳体部件10的马达部10d覆盖。

锥环式CVT 3由作为输入侧的圆锥形状的（一个圆锥形）摩擦轮22、作为输出侧的具有相同圆锥形状的（另一个圆锥形）摩擦轮23、以及金属制的环25构成。上述两个摩擦轮22、23以轴l-l、n－n相互平行、且大径侧和小径侧在轴向相反的方式配置，上述环25配置成：该环25由上述两个摩擦轮22、23的对置的倾斜面夹持、且围绕两个摩擦轮中的一个例如输入侧摩擦轮22。在两个摩擦轮中的至少一个作用有大的轴向力，上述环25由基于上述轴向力的比较大的夹持力夹持。具体而言，在输出侧摩擦轮23和无级变速装置输出轴24之间，形成有由在轴向对置的面夹设有滚珠的倾斜凸轮机构构成的轴向力施加机构28（参照图1），该轴向力施加机构（凸轮机构）28使得在输出侧摩擦轮23产生有与传递转矩相应的沿箭头D方向的轴向力，从而在输出侧摩擦轮23与沿抵抗该轴向力的方向被支承的输入侧摩擦轮22之间产生作用于环25的大的夹持力。

输入侧摩擦轮22的一侧（大径侧）端部由第一壳体部件9经由滚子轴承26支承，并且其另一侧（小径侧）端部由间隔壁12经由圆锥滚子轴承27支承。输出侧摩擦轮23的一侧（小径侧）端部由第一壳体部件9经由滚子（径向）轴承29支承，并且其另一侧（大径侧）端部由间隔壁12经由滚子（径向）轴承30支承。对该输出侧摩擦轮23施加上述的沿箭头D方向的轴向力的输出轴24的另一侧端部由第二壳体部件10经由圆锥滚子轴承31支承。输入侧摩擦轮22的另一侧端部利用阶梯部及螺母32来夹持轴承27的内圈，经由环25作用于该输入侧摩擦轮22的来自于输出侧摩擦轮23的轴向力由上述圆锥滚子轴承27承担。另一方面，在输出轴24沿箭头D的反方向作用有作用于输出侧摩擦轮23的轴向力的反力，该轴向反力由上述圆锥滚子轴承31承担。

上述环25借助变速操作机构（下述）而沿轴向移动，改变输入侧摩擦轮22及输出侧摩擦轮23的接触位置，从而使输入部件22和输出部件23之间的转速比无级变速。与上述传递转矩相应的轴向力D经由上述两个圆锥滚子轴承27、31而在一体的壳体11内互相抵消，从而不需要液压等作为外力的平衡力。

差动装置5具有差速器壳体33，该差速器壳体33的一侧端部由第一壳体部件9经由轴承35支承，并且另一侧端部由第二壳体部件10经由轴承36支承。在该差速器壳体33的内部安装有与轴向正交的轴，在该轴卡合有成为差速器壳（differential carrier）的锥齿轮37、37，并且支承有左右驱动轴（输出部）39l、39r，并且在这些驱动轴上固定有与上述差速器壳啮合的锥齿轮40、40。此外，在上述差速器壳体33的外部安装有大径的差速器齿圈（输入部）41。

在上述无级变速装置输出轴24形成有轮（小齿轮）44，该轮44与上述差速器齿圈41啮合。上述马达输出轮（小齿轮）16、惰轮17、中间轮（齿轮）19、无级变速装置输出轮（小齿轮）44、以及差速器齿圈（齿轮）41构成上述齿轮传动装置7。上述马达输出轮16和差速器齿圈41以在轴向重叠的方式配置，此外，中间轮19及无级变速装置输出轮44以与马达输出轮16及差速器齿圈41在轴向重叠的方式配置。另外，花键卡合于无级变速装置输出轴24的轮45是在变速杆的驻车挡位锁定输出轴的驻车轮（parking gear）。并且，轮（gear）意味着包括齿轮及链轮的啮合旋转传动机构，在本实施方式中，齿轮传动装置是指由全都由齿轮构成的齿轮传动装置。另外，齿轮传动装置可以使用链条及链轮，或者也可以仅经由齿轮传动装置7（因此不经由锥环式CVT 3）将旋转从马达2的输出轮16传递至输出轮44。

上述输入轴6由第二壳体部件10经由滚珠轴承46支承，且其一端通过花键S而卡合于（驱动连结）无级变速装置3的输入部件22，且其另一端侧经由被收纳在由第二壳体部件10形成的第三空间C内的离合器4而与发动机的输出轴54联动。第二壳体部件10的上述第三空间C侧敞开并连结于未图示的发动机。

上述齿轮传动装置7被收纳于第二空间B内，第二空间B是电动马达2及上述第一空间A与第三空间C的轴向之间的部分，并由第二壳体部件10和间隔壁12形成。上述间隔壁12的轴支承部分（27、30）由油封47a、47b油密状地隔开，并且第二壳体部件10及第一壳体部件9的轴支承部分也由油封47c、47d以及47e在轴向密封，因此上述第二空间B油密状地构成，在该第二空间B填充有规定量的ATF等润滑油。由第一壳体部件9及间隔壁12形成的第一空间A也同样油密状地构成，在该第一空间A中填充有规定量的剪切力、特别是极压状态下的剪切力大的牵引用油。

上述电动马达2的定子2a及锥环式CVT 3被收纳于同一第一壳体部件9，如图2所示，（从径向观察）电动马达2的定子2a及锥环式CVT3以在轴向重叠的方式配置。另外，在图2中，电动马达2的定子2a以被包含于锥环式CVT 3的轴向范围的方式与锥环式CVT 3完全重叠，但电动马达2和锥环式CVT 3只要至少一部分在轴向重叠即可。

如图1所示的简图，离合器4由干式单板离合器构成，具有离合器片4a以及压盘4b，离合器片4a连结于发动机输出轴54，压盘4b经由减振弹簧44连结于上述输入轴6，该压盘4b构成输出侧，压盘由膜片弹簧56施力而始终接连于离合器片。并且，分离轴承57旋转自如地抵接于上述压盘的中心部分，该轴承57由分离叉58推压，从而对上述离合器4进行切断操作。分离叉58经由连杆53连结于蜗轮50，并且在该涡轮啮合有与电动致动器亦即电动马达A1的输出轴联动的蜗杆52。

上述电动马达A1、蜗杆52、蜗轮50及连杆53构成离合器操作机构51，并通过基于上述电动致动器（电动马达）A1的该离合器操作机构51的操作，来对上述离合器4进行切断、连接操作，并且，经由上述不可逆机构构成的蜗杆52及蜗轮50来保持电动马达A1停止的状态下的离合器4的操作位置（连接或切断）。

接着，对上述混合动力驱动装置1的动作进行说明。对于本混合动力驱动装置1，将内燃机结合在壳体11的第三空间C侧，且使该发动机的输出轴经由离合器4与输入轴6联动。来自于发动机的动力传递到输入轴6，输入轴6的旋转经由花键S朝锥环式CVT 3的输入侧摩擦轮22传递，并进一步经由环25朝输出侧摩擦轮23传递。

此时，在两个摩擦轮22、23和环25之间，借助作用于输出侧摩擦轮23的沿箭头D方向的轴向力而作用有较大的接触压力，且第一空间A填充有牵引用油，因此上述两个摩擦轮和环之间成为夹设有该牵引用油的油膜的极压状态。在该状态下，牵引用油具有较大的剪切力，因此能够利用该油膜的剪切力在两个摩擦轮和环之间进行动力传递。由此，即便金属彼此接触，摩擦轮及环也不会产生磨损，能够以不滑动的方式传递规定的转矩，且通过使环25沿轴向平滑地移动来改变两个摩擦轮的接触位置，从而无级地变速。

该无级变速后的输出侧摩擦轮23的旋转，经由其输出轴24、输出轮44以及差速器齿圈41传递至差动装置5的差速器壳体33，进而向左右半轴39l、39r分配动力而驱动车轮（前轮）。

另一方面，电动马达2的动力经由输出轮16、惰轮17以及中间轮19传递至输入轴6。与前面的说明相同，该输入轴6的旋转经由锥环式CVT 3被无级地变速，并进一步经由输出轮44、以及差速器齿圈41传递至差动装置5。由上述各齿轮16、17、19、44、41、37以及40构成的齿轮传动装置7被收纳于填充有润滑油的第二空间B，当各齿轮啮合时介由润滑油平滑地进行动力传递。此时，并且，配置于第二空间B的下方位置的差速器齿圈41由大径齿轮构成，该差速器齿圈41将润滑油溅起，从而对其他的轮（齿轮）16、17、19、44以及轴承27、30、20、21、31、46可靠地供给足量的润滑油。

关于这一点按照图3进行详细说明。各齿轮41、16、17、19、44在第二空间B内以如下的方式配置。在马达输出轮16、差速器齿圈41以及构成齿轮传动装置7的多个轮17、19、44之中，差速器齿圈41位于最下方。即，差动装置5的中心轴Ⅳ位于比马达轴Ⅲ、输入轴Ⅰ以及输出轴Ⅱ、惰轴Ⅴ靠下方的位置。并且，差速器齿圈41以一部分浸入润滑油的储油部48、一部分突出至比储油部48的油面48a靠上方的位置的方式配置。并且，马达输出轮16及多个轮17、19、44配置于比油面48a靠上方的位置，其中的马达输出轮16位于最上方。因此，马达输出轮16是各轮16、17、19、44之中的位于最上方的最上方轮。另外，为了减小差速器齿圈41的旋转阻力，优选油面48a位于比差速器齿圈41的旋转轴Ⅳ靠下方的位置。即，差速器齿圈41的比通过旋转轴IV的水平线N靠下的部分浸入储油部48。

并且，差速器齿圈41位于比各轮16、17、19、44靠图3的左方的位置，且当车辆前进时沿规定的旋转方向亦即箭头β方向旋转。并且，利用马达输出轮16、惰轮17以及中间轮19构成轮系Y。惰轮17及中间轮19依次配置于马达输出轮16的下方，各轮17、19的中心轴（惰轴V、输入轴Ⅰ）相对于通过马达输出轮16的中心轴（马达轴Ⅲ）的垂线（铅垂方向的线）γ位于差速器齿圈41的相反侧。从轴向观察，在水平方向（图3的左右方向）上，马达轴Ⅲ配置于输入轴Ⅰ和差动装置5的中心轴Ⅳ之间。并且，输出轮44配置于比中间轮19靠差速器齿圈41侧的位置、且配置在该差速器齿圈41的上方。此外，在上述各轮41、16、17、19、44中，外径最大的轮是差速器齿圈41。另一方面，输出轮44的外径比各轮41、17、19小很多（即外径小）。

各轮41、16、17、19、44的在径向上的配置如上所述，但在轴向上，如图1所示，各轮41、16、17、19、44以各自的齿部分在轴向重叠的方式配置。即，差速器齿圈41的至少一部分以与马达输出轮16及多个轮17、19、44在轴向重叠的方式配置。在本实施方式的情况下，各轮16、17、19、44的齿部分的轴向的宽度的全部或绝大部分都存在于差速器齿圈41的齿部分的轴向的宽度范围内。

将由差速器齿圈41、轮系Y以及导向壁面g包围的空间设定为空间部分X。因此，输出轮44配置于该空间部分X内。在以这种方式构成的本实施方式的情况下，使差速器齿圈41沿正转旋转方向β旋转，并将润滑油从差速器侧壁面e开始沿导向壁面f溅起，从而能够朝马达输出轮16及多个轮17、19、44、进而朝存在于第二空间B内的各轴承15、20、21、46、31、27、30供给润滑油。即，差速器齿圈41的直径大于其他轮的直径，通过该差速器齿圈41旋转，存在于形成在该差速器齿圈41的外周面的齿和齿之间的凹部内的润滑油借助大的离心力飞溅，从而受离心力作用的润滑油沿导向壁面g被溅起，并沿该导向壁面g或者在该导向壁面g的内侧的空间部分X内飞行。在空间部分X飞行的润滑油的一部分也供给至各轮17、19、44，并且，到达马达输出轮16后的润滑油朝下方流动从而也供给至位于马达输出轮16的下方的各轮17、19、44。并且，如上所述由差速器齿圈41溅起的润滑油也供给至存在于第二空间B内的各轴承15、20、21、46、31、27、30。另外，对差动器壳体33进行支承的轴承35、36的至少一部分浸入润滑油。

上述发动机及电动马达的动作方式、即混合动力驱动装置1的动作方式，能够根据需要采用各种方法。举个例子，当车辆起步时，切断离合器4并且停止发动机，仅利用电动马达2的转矩起步，当达到规定速度时，启动发动机并且使离合器4接合，利用发动机及电动马达的动力进行加速，当达到巡航速度时，使电动马达自由旋转或者使其处于再生模式，仅利用发动机进行行驶。当减速、制动时，使电动马达进行再生而对电池充电。并且，还可以将离合器4作为起步离合器使用，将马达转矩用于辅助而利用发动机的动力进行起步。

当车辆倒退时，将离合器4切断并且停止发动机，且驱动电动马达2而使其朝反方向旋转。由此，马达输出轴8的反向旋转经由轮16、17、19以及处于低速状态的锥环式CVT 3而传递至输出轴24。进一步经由轮44、41传递至差动装置5而使左右半轴39l、39r反转，从而使车辆后退。

接着，按照图4，对圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）3进行说明。如上所述，该无级变速装置3由输入侧摩擦轮22、输出侧摩擦轮23以及环25构成，上述两个摩擦轮及环由钢等金属制成。两个摩擦轮22、23的轴l－l、n－n（参照图2）以在水平方向互相平行的方式配置，且两个摩擦轮形成为倾斜面由直线构成的圆锥形状，并且，环25被夹持在对置的两个倾斜面之间。环25以围绕两个摩擦轮中的任一个，具体而言为输入侧（一个圆锥形）摩擦轮22的方式配置，与其周方向垂直的面上的截面大致呈平行四边形，旋转面m－m设定成与轴l－l大致正交（参照图7）。

对于上述锥环式CVT 3，其一端侧及其整周侧均由有底筒状的第一壳体部件9覆盖，并且，上述第一壳体部件9的开口侧由间隔壁12遮盖，从而上述锥环式CVT 3被油密状地收纳于第一空间A。两个摩擦轮以输出侧（另一个圆锥形）摩擦轮23的轴23a位于比输入侧（一个圆锥形）摩擦轮22的轴22a靠上方规定量的位置的方式倾斜配置，输入侧摩擦轮22以在其上方、下方以及与输出侧摩擦轮23反方向的侧方与壳体部件9之间留有余量的方式配置。围绕上述输入侧摩擦轮22的环25配置于该输入侧摩擦轮和壳体部件9之间的空间，并且在该空间配置有使该环25沿轴向移动的变速操作机构（装置）60。另外，在图4中，壳体部件9的上方部分9A是供电动马达2配置的部分，9B是供差动装置5配置的部分，上述上方部分9A成为上述马达壳体9a，其下表面外周2c构成锥环式CVT 3的收纳部分亦即葫芦形的一部分。并且，上述输入侧摩擦轮22与上述壳体部件9之间的、上述输入侧摩擦轮22的下方空间J成为牵引用油的储油部59（油位以59a表示）。

图5是从轴向观察电动马达2、锥环式CVT 3以及差动装置5的图。锥环式CVT 3的输入侧摩擦轮22配置于与发动机输出轴及输入轴6同轴的第一轴Ⅰ上，输出侧摩擦轮23配置于第二轴Ⅱ上。上述第二轴Ⅱ配置于第一轴Ⅰ的上方，差动装置5（用差速器齿圈41表示）配置于第二轴Ⅱ的下方、且相对于通过该第二轴Ⅱ的铅垂线v－v配置在第一轴Ⅰ的相反侧。环25以围绕位于上述第一轴Ⅰ的输入侧摩擦轮23的方式配置，且环25在最大程度UD（减速传动）位置（用252表示）与最大程度OD（加速传动）位置（用251表示）之间以该环25的中心与通过两个摩擦轮22、23的轴I、Ⅱ的线p－p一致的方式沿轴向移动，在上述最大程度UD位置，环25与输入侧摩擦轮22的最小直径部和输出侧摩擦轮23的最大直径部接触，在上述最大程度OD位置，环25与输入侧摩擦轮22的最大直径部及输出侧摩擦轮23的最小直径部接触。另外，第一轴、第二轴、第三轴、第四轴等轴意味着轴心（第五轴也同样）。并且，第一轴、第二轴、第三轴、第四轴以及第五轴全都平行地配置，且意味着各自独立的不同的轴（线）。

进而，电动马达2所被配置的第三轴Ⅲ配置于第二轴Ⅱ的上方，优选配置于比通过输出侧摩擦轮23的最大直径部的上端u的水平线h－h靠上方、且相对于通过上述第二轴Ⅱ的铅垂线v－v配置在第一轴Ⅰ侧。

优选配置成：电动马达2的上述电动马达壳体9a的外周2c与通过上述输出侧摩擦轮23的最大直径部的上端u的水平线h－h交叉。

根据以上的配置结构，电动马达2以与锥环式CVT 3、特别是和发动机输出轴同轴（Ⅰ）的输入侧摩擦轮在轴向重叠的方式配置，从而在轴向紧凑地构成。并且，第三轴Ⅲ配置于比通过比第一轴I靠上方的第二轴Ⅱ的铅垂线v－v靠第一轴Ⅰ侧的位置，因此，电动马达2配置在围绕第一轴I上的输入侧摩擦轮22的环25的上方，然而，该环25在其整个可动范围内以与通过两个轴Ⅰ、Ⅱ的线p－p平行的方式移动，因此电动马达2在上述环25的整个可动范围内不与环干涉，从而电动马达2能够配置于锥环式CVT 3的附近。特别是，以电动马达2的电动马达壳体9a的外周2c与上述水平线h－h交叉的方式配置，由此，电动马达2能够尽量接近锥环式CVT 3配置，从而能够实现混合动力驱动装置的小型化。

此外，在图5所示的实施方式中，差动装置5所被配置的第四轴Ⅳ配置在第二轴Ⅱ的下方、且相对于通过该第二轴Ⅱ的铅垂线v－v配置在第一轴Ⅰ及第三轴Ⅲ的相反侧。因此，电动马达2配置在相对于第二轴Ⅱ位于下方的输入侧摩擦轮22侧，差动装置5相对于上述铅垂线v－v配置在输入侧摩擦轮22的相反侧。

由此，差动装置5也以不与锥环式CVT 3、特别是环25干涉的方式接近锥环式CVT配置，从轴向观察，形成为电动马达2、锥环式CVT3以及差动装置集中配置的紧凑且合理的配置构造，能够形成为抑制了混合动力驱动装置整体的高度的紧凑的结构。

优选的是，配置电动马达2的第三轴Ⅲ配置于比通过第一轴I、且与通过第一轴I以及第二轴Ⅱ垂直的垂线w－w靠第二轴Ⅱ侧的位置。即，第三轴Ⅲ配置于比上述第二轴Ⅱ靠上方的位置、且配置在上述铅垂线v－v与垂线w－w之间。由此，电动马达2在左右（宽度）方向上也被收纳于锥环式CVT 3的范围内，从而实现了小型化。

图6是示出从轴向观察的锥环式CVT 3的环25以围绕输入侧摩擦轮23的方式配置的配置构造的图。在该实施方式中，与图5所示的实施方式相同，电动马达2所被配置的第三轴Ⅲ配置于第二轴Ⅱ的上方，优选配置于比通过输出侧摩擦轮23的最大直径部的上端u的水平线h－h靠上方、且相对于通过上述第二轴Ⅱ的铅垂线v－v靠第一轴Ⅰ侧的位置。

环25以围绕输出侧摩擦轮23的方式配置，环25在最大程度OD（加速传动）位置（用253表示）和最大程度UD（减速传动）位置（用254表示）之间以与通过上述两个轴I、Ⅱ的线p－p平行的方式移动，在最大程度OD位置，环25接近输入侧摩擦轮22的轴心Ⅰ，在最大程度UD位置，环25接近输出侧摩擦轮23的轴心Ⅱ，然而，该环25的整个可动范围的趋向斜上方的位置全都相对于上述铅垂线v－v位于输入侧摩擦轮22的相反侧，因此电动马达22能够配置于接近锥环式CVT 3的上方的位置。

由此，在图5所示的实施例中，能够防止电动马达2与环25干涉，能够将电动马达2配置于锥环式CVT 3的附近，从而能够实现混合动力驱动装置的小型化。

差动装置5所被配置的第四轴Ⅳ配置在第二轴Ⅱ的下方、且相对于通过该第二轴Ⅱ的铅垂线v－v配置在第一轴Ⅰ的相反侧，这点与前面的实施方式相同，从而能够降低电动马达2和差动装置5之间的间隔、即降低动力驱动装置整体的高度，从而能够实现小型化。在本实施方式中，差动装置5配置于由环25围绕的输出侧摩擦轮23侧，然而如图2所示，差动装置5的直径最大的齿圈41与锥环式CVT 3在轴向上位于不同位置，从而齿圈41不会与该CVT 3发生干涉，作为混合动力驱动装置整体能够紧凑地配置。

另外，即便在本实施方式中，也与前面的实施方式相同，优选配置成：电动马达2的壳体2c的外周与通过输出侧摩擦轮的大径部的上端u的水平线h－h交叉，由此，电动马达不会与环25干涉，能够尽量接近锥环式CVT 3配置。并且，优选的是：第三轴Ⅲ配置于第二轴Ⅱ的上方、且配置于上述铅垂线v－v和与连结第一轴I和第二轴Ⅱ的线p－p垂直的线w－w之间，由此，电动马达2不会与环25干涉，能够接近锥环式CVT 3的上方配置，从而混合动力驱动装置整体的宽度也能够紧凑地构成。

如图4及图7所示，上述变速操作机构60具有：配置于输入侧摩擦轮22的上方空间F的进给丝杠61；配置于成为上述储油部59的下方空间J的导轨62；以及以围绕输入侧摩擦轮22的与输出侧摩擦轮23相反的面的方式配置于侧面空间G的移动部件63。进给丝杠61及导轨62位于隔着上述输入侧摩擦轮22的上下位置且互相平行地配置，且以沿着两个圆锥形摩擦轮22、23所对置的斜面的方式平行地配置。进给丝杠61由壳体部件9支承而旋转自如，并且在该壳体部件9的外侧与电动致动器亦即电动马达A2联动，通过与加速踏板等的驾驶者的想法及车辆的行驶状况相应的来自控制部的驱动信号而被适宜地驱动旋转。

移动部件63被支承为遍及上述进给丝杠61及导轨62而在轴向移动自如，在其上部固定有与进给丝杠61螺合的球状螺母部65，并且在其下部固定有滑动部66，该滑动部66被支承为在上述导轨62上沿轴向移动自如。进而，在上述移动部件63的与球状螺母部65的相反的面亦即内表面侧设置有上（第一）支承部件67，在上述滑动部的相反侧亦即内表面侧设置有下（第二）支承部件69。虽然上述上支承部件67和下支承部件69相对于包括输入侧及输出侧的两个摩擦轮22、23的轴l-l、n－n的平面配置在不同侧，但两个支承部件67、69配置成：分别在距离上述平面最远的位置对环25进行支承。另外，对上述环25进行变速操作的轴向移动，意味着移动部件63沿互相平行的上述进给丝杠61及导轨62移动的方向、即沿与环接触的两个摩擦轮22、23的对置的斜面的方向，与两个摩擦轮的轴不同。环25以其中心轴与上述对置的斜面平行的方式定位，因此该环的上端及下端沿与包括两个摩擦轮的轴心Ⅰ、Ⅱ的平面（p－p）平行的面移动。

上述上支承部件67及下支承部件69能够以夹持环25的方式对环25进行支承，并且与移动部件63一体地移动而使环25沿轴向移动，上支承部件67及下支承部件69形成为如下的构造：在环25被朝与两个摩擦轮22、23的接触部拉入的旋转方向上游侧，上支承部件67及下支承部件69以从两面对环25进行支承而在轴向对环25进行限制的方式（以抓住的方式）联动，而在环25被从上述接触部推出的旋转方向下游侧，上支承部件67及下支承部件69允许环25在轴向移动（摆动）。因此，对于环25，无论摩擦轮正转还是反转，都能够利用位于旋转方向上游侧的上下任一个支承部件67或69以抓住环25的方式对环25进行支承，且根据基于移动部件63的移动或停止的位置进行定位，并且上下任意另一方的支承部件69或67允许此时的上述移动或停止的环25的摆动，从而自主地对环25进行支承。

环25的倾斜角（包括与轴正交的倾斜角0）由对轴向移动进行限定的旋转上游侧的支承部件67或69、和该环25与两个摩擦轮接触的接触部确定，但上述支承部件在距离接触部最远的位置对环进行支承，因此环的倾斜角稳定，能够容易地执行正确的变速操作以及恒定速度的速度维持操作，且能够容易且可靠地设定与移动部件63的移动速度相应的环的倾斜角，从而能够以快速的响应速度进行变速。

上述移动部件63在位于上端的球状螺母部65和位于下端的滑动部66之间具有以沿输入侧摩擦轮22的外侧的方式呈圆弧状地延伸的连结部，在该连结部的内周面形成有规定宽度以及规定深度的凹槽71，以容纳上述环25。并且，在上述移动部件63的下端部末端固定有导油件（oilguide）72。导油件72的截面呈“コ”字状，且呈具有规定角度的圆弧状，其凹部由能够容纳上述环25的薄板部件构成。该导油件72的末端位于不与输出侧摩擦轮23干涉的范围、且靠近环和摩擦轮的接触部，该末端为自由端，并沿上述环25的外周延伸。另外，上述凹槽71及导油件72的凹部设定成如下宽度：即便在进行变速操作时环25倾斜，凹槽71以及导油件72的凹部也不与该环干涉。并且，由于移动部件63在其内周面具有容纳环25的凹槽71，因此，相应地能够减小朝环外径侧突出的尺寸，从而能够提高锥环式CVT 3的紧凑性。

进而，上述变速操作机构60的导轨62及滑动部66遍及轴向（移动方向）的整个可动范围都浸入于上述储油部59。此外，下支承部件69也遍及移动部件63的轴向（移动方向）的整个可动范围浸入于上述储油部59。另一方面，位于移动部件63的上部的球状螺母部65及进给丝杠61遍及轴向（移动方向）的整个可动范围位于油位59a的上方。此外，上支承部件67也遍及移动部件63的轴向（移动方向）的整个可动范围位于油位59a的上方而不浸入储油部59。另外，当车辆前进时的锥环式CVT 3正向旋转时，输入侧摩擦轮22朝图4的箭头K方向旋转，上述环25在其轴向（移动方向）的整个可动范围从浸入储油部59的状态朝向环25与两个摩擦轮22、23的接触部而朝上方旋转。并且，在上述实施方式中，导轨62及滑动部66遍及移动方向的整个可动范围浸入于储油部59，但导轨62及滑动部66也可以并不遍及整个可动范围浸入储油部59，也可以配置成导轨62的轴向的一部分位于油位59a的上方。

因此，无论锥环式CVT 3正转还是反转，在从最高速位置到最低速位置的任一变速位置，变速操作机构60的导轨62及滑动部66始终浸入储油部59，并且由进给丝杠61及球状螺母部65构成的进给丝杠机构始终位于油位59a的上方。当通过进给丝杠61的旋转使移动部件63沿两个摩擦轮22、23的对置倾斜面平行地移动时，由导轨62及滑动部66构成的滑动机构始终位于储油部，从而使移动部件63平滑地平行移动，然而进给丝杠机构始终位于油位59a的上方，不会搅拌储油部59的油，因此不会产生因对该油进行搅拌而导致的能量损失。进而，当车辆前进时，环25也沿图4的箭头K方向旋转，该环25在储油部59内将油溅起，被该环带起的油由导油件72引导而被引导至该环与上述摩擦轮22、23的接触部。由该导油件72引导的足量的牵引用油介于环25与两个摩擦轮22、23的接触部，由此，能够利用上述剪切力可靠地进行摩擦动力传递，并且，伴随旋转而使环25平滑地在轴向移动，从而能够正确并快速地进行变速操作。此外，油的一部分伴随环25一起旋转而被供给至上支承部件67，并借助离心力飞溅而被供给至进给丝杠61及球状螺母部65。进而，附着于环25的另一部分油被引导到移动部件63的凹槽71而返回储油部59。

从上述环25飞溅出并被供给至进给丝杠61的油被供给至欲与球状螺母部65螺合的上述进给丝杠61，并配合上述环25的移动将油适当地供给至由进给丝杠和球状螺母螺合的部位构成的需要润滑的上述进给丝杠部分，因此即便进给丝杠处于油位59a的上方也能够对其进行恰当的润滑而使移动部件63平滑地移动。并且，导轨62和滑动部66浸入储油部59，并通过充分地润滑而引导移动部件63平滑地移动，并且，对于上述滑动部66的滑动动作，即便滑动部66浸入储油部59，对储油部的搅拌的影响也很小。

当锥环式CVT 3正转时，浸入储油部59的下支承部件69成为限制环25的轴向移动的动作部，该动作部能够在储油部59内边使环25平滑地旋转边限制环25的轴向移动。另一方面，上支承部件67容许环25的轴向移动，因此上支承部件67由附着于环25的油充分地润滑，不会对环25的旋转造成损耗。

另一方面，当车辆后退时，环25沿箭头K方向的反方向旋转，由浸入储油部59的环25溅起的油被引导至移动部件63的凹槽71并伴随环25旋转，从而被引导至上支承部件67。当锥环式CVT 3反转时，上支承部件67成为限制环的轴向移动的动作部，但该上支承部件67由被引导至上述凹槽71的比较充足的油润滑，从而边使环25平滑地旋转边限制环25的轴向移动。进而，伴随环25的旋转而进一步旋转的油被供给至环和摩擦轮的接触部，并进行借助上述剪切力进行的摩擦传动及环25的轴向移动。此时，与正转时相比，在反转时，成为环的轴向定位动作部的上支承部件67及环和摩擦轮的接触部处的油量少，但与前进时相比，车辆的后退状态的使用时间压倒性的少，且其需要的转矩容量及变速区域也小，因此即便使用上述较少的油量，也不会影响摩擦动力传递及变速操作，从而能够正确且平滑地进行动力传递及变速操作。

另外，变速操作机构60以抓住环25的接触部旋转上游侧的方式沿轴向移动而进行变速操作，然而不限于此，还可以以使环25倾斜的方式进行操作，并使该环沿倾斜角在轴向移动（例如，参照日本特表WO2005/061928号公报）。

工业上的利用可行性

本发明涉及以内燃机和电动马达为驱动源的混合动力驱动装置，能够用于乘用车、公共汽车及卡车等所有汽车，以及拖拉机等的农业用公程车、推土机等建筑用工程车等所有工程车辆。

附图标记说明：

1…混合动力驱动装置；2…电动马达；3…圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）；5…差动装置；6…输入轴；22…输入侧摩擦轮；23…输出侧摩擦轮；25…环；39l、39r…输出部；41…差速器齿圈；54…发动机输出轴；60…变速操作机构；Ⅰ…第一轴；Ⅱ…第二轴；Ⅲ…第三轴；Ⅳ…第四轴；u…输出侧摩擦轮的最大直径部的上端；h－h…通过上端u的水平线；v－v…通过第二轴的铅垂线；p－p…通过第一轴及第二轴的线；w－w…p－p的垂线；l-l、n－n…轴。

Claims (3)

1.一种混合动力驱动装置，

所述混合动力驱动装置具备：

输入轴，该输入轴连结于发动机输出轴；

电动马达；以及

圆锥摩擦轮环式无级变速装置，该圆锥摩擦轮环式无级变速装置具有：圆锥形状的输入侧摩擦轮和输出侧摩擦轮，所述输入侧摩擦轮和输出侧摩擦轮配置于互相平行的轴上、且以大径侧和小径侧相反的方式配置；环，该环围绕所述两个摩擦轮中的一方，且由两个摩擦轮的对置的倾斜面夹持；以及变速操作机构，该变速操作机构移动所述环而进行变速操作，

经由所述圆锥摩擦轮环式无级变速装置将所述输入轴的旋转朝输出部传递、并且将所述电动马达的动力朝所述输出部传递，

所述混合动力驱动装置的特征在于，

将所述输入侧摩擦轮以及所述输入轴配置在与发动机输出轴同轴的第一轴上，

将所述输出侧摩擦轮配置在与所述第一轴平行且位于比所述第一轴靠上方的位置的第二轴上，

将所述电动马达配置在与所述第一轴以及第二轴平行的第三轴上，

所述圆锥摩擦轮环式驱动装置和所述电动马达配置成：从径向观察，所述圆锥摩擦轮环式驱动装置和所述电动马达在轴向上至少一部分重叠，

从轴向观察，所述第三轴配置于比所述第二轴靠上方、且比通过该第二轴的铅垂线靠所述第一轴侧的位置，

从轴向观察，所述第三轴配置于比通过所述第一轴、且与通过所述第一轴和第二轴的线垂直的线靠所述第二轴侧的位置，

所述环以围绕所述输入侧摩擦轮的方式配置，

所述环在与所述输入侧摩擦轮的最小直径部和所述输出侧摩擦轮的最大直径部接触的位置、和与所述输入侧摩擦轮的最大直径部及所述输出侧摩擦轮的最小直径部接触的位置之间，以该环的中心与通过所述输入侧摩擦轮的轴和所述输出侧摩擦轮的轴的线一致的方式沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述混合动力驱动装置配置成：从轴向观察，所述电动马达的壳体的外周与通过所述输出侧摩擦轮的最大直径部的上端的水平线相交。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述混合动力驱动装置具备差动装置，来自与所述输出侧摩擦轮连结的输出轴的动力输入至该差动装置，且该差动装置将动力朝左右的所述输出部输出，

所述差动装置配置在与所述第一轴、第二轴以及第三轴平行的第四轴上，

从轴向观察，所述第四轴配置于所述第二轴的下方、且相对于通过所述第二轴的铅垂线配置在所述第一轴的相反侧。