CN102725162A - 混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供混合动力驱动装置，能够省略电动油泵，实现燃料消耗率的进一步改善。锥环式CVT（3）利用凸轮机构（28）对环（25）赋予将其夹持于两摩擦轮（22、23）之间的轴向力。利用具有电动致动器（A2）的变速操作单元使环（25）沿轴向移动。利用具有电动致动器（A1）的操作单元（51）对离合器（4）进行操作。通过浸入贮油器的环（25）的旋转来润滑锥环式CVT（3）。轮传动装置（7）利用环形齿轮（41）溅起贮油器的油。

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驱动车轮的混合动力驱动装置，详细来说，涉及一体地组装电动马达和圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）的混合动力驱动装置。

背景技术

以往，作为利用发动机和电动马达驱动车轮的混合动力驱动装置，已知有组合一个电动马达和无级变速装置的驱动装置。一般情况下，作为该混合动力驱动装置用的无级变速装置，已知有包括一对带轮和绕挂于该一对带轮的金属制带（或者链条），通过变更带轮的有效直径来进行无级变速的带式无级变速装置。

另一方面，已知有如下的锥环式CVT，该锥环式CVT包括一对圆锥状的摩擦轮和夹装在上述一对摩擦轮之间的金属制的环，以变更环与所述两摩擦轮的接触部的方式使环移动，由此进行无级变速（例如参照专利文献1）。

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

一般情况下，在带式无级变速装置中，为了使带夹持力作用于带轮，且为了使前进后退切换装置的离合器以及制动器进行动作而需要工作油压，并且需要用于润滑齿轮等的传动部分的润滑油压，从而需要产生上述工作油压以及润滑油压的油泵。在混合动力驱动装置中，也存在在行驶过程中发动机停止的状况，因而，除了利用发动机驱动的油泵之外、或者为了取代该油泵，需要利用电动马达驱动的电动油泵。

因此，成为使混合动力驱动装置低成本化以及小型化的障碍，特别地，尽管为了改善燃料消耗率而进行混合动力装置化，但电动油泵却成为妨碍燃料消耗率进一步改善的原因。

虽然也考虑将上述锥环式CVT应用于所述混合动力驱动装置用的无级变速装置，但却不存在与锥环式CVT和电动马达的组合相关的现有技术，无法确立将锥环式CVT应用于混合动力驱动装置的技术。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种组合锥环式CVT和电动马达，不需要工作油压以及润滑油压就能够解决上述课题的混合动力驱动装置。

本发明提供混合动力驱动装置（1），上述混合动力驱动装置（1）具备：圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT3），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（22）以及输出侧摩擦轮（23）配置于相互平行的轴线（l-l）、（n－n）上，并且以大径侧和小径侧相反的方式配置；环（25），该环（25）环绕上述两摩擦轮的一方，且由两摩擦轮的对置的倾斜面夹持；以及变速操作单元（60），该变速操作单元（60）使该环移动而进行变速操作；

离合器（4），该离合器（4）夹装于与所述输入侧摩擦轮（22）连结的输入轴（6）和发动机输出轴（54）之间；

输出部件（5），该输出部件（5）将来自与所述输出侧摩擦轮（23）连结的输出轴（24）的动力朝输出部（39l、39r）输出；以及

电动马达（2），该电动马达（2）与所述输出轴（24）联动，

上述混合动力驱动装置的特征在于，

所述变速操作单元（60）具有电动致动器（A2），

操作所述离合器的离合器操作单元（51）具有电动致动器（A1），

上述混合动力驱动装置具备凸轮机构（28），该凸轮机构（28）根据与所述两摩擦轮之间的传递扭矩而产生在与所述两摩擦轮（22、23）之间夹持所述环（25）的轴向力（D），

通过附着有油的旋转部件（例如环25）的旋转对所述环与所述两摩擦轮（22、23）的接触部供给油，

所述电动马达（2）的输出轴（8）以及所述离合器（4）的输出侧（4b）始终与所述输出部（39l，39r）驱动连结。

另外，所述旋转部件意味着伴随环（25）、摩擦轮（22、23）、油溅起用叶轮、差速装置的环形齿轮（41）等的本混合动力驱动装置的驱动而旋转的旋转部件，并且，附着有油包含基于泵的强制润滑以外的溅起润滑等，意味着利用基于旋转部件的连带旋转或者离心力供给油。此外，电动马达与输出轴联动包含经由锥环式CVT、以及仅经由轮或者直接地联动，最终意味着电动马达的输出轴（8）处于始终与输出轴（24）联动的状态。此外，电动马达的输出轴以及离合器的输出侧始终与例如差速装置等的输出部（39l、39r）驱动连结意味着：在中途不夹装例如前进后退切换装置，而是始终处于联动的状态。

例如参照图4、图5，所述旋转部件是所述环（25），该环的一部分浸入贮油器（59），通过该环的旋转对所述环（25）与所述两摩擦轮（22、23）的接触部供给油。

例如参照图2、图3，所述输出部件是差速装置（5），

所述混合动力驱动装置具备：

轮传动装置（7），该轮传动装置（7）包括进行啮合的旋转单元（16、17、19、44、41），还包括将所述电动马达（2）的输出轴（8）的旋转朝所述输出轴（24）传递的动力传递路径的一部分，并且将所述输出轴（24）的旋转朝所述差速装置（5）传递；以及

壳体（11），该壳体（11）至少具有：收纳所述圆锥摩擦轮环式无级变速装置（3）且填充有牵引用油的第一空间（A）；以及收纳所述轮传动装置（7）且填充有润滑用油的第二空间（B），将上述第一空间（A）和第二空间（B）油密状划分而形成该壳体（11），

在所述第二空间（B）中，所述差速装置（5）位于最下方位置，该差速装置的输入部亦即环形齿轮（41）的至少一部分浸入贮油器（48），通过所述贮油器（48）的油的溅起而润滑所述轮传动装置（7）。

另外，在本发明中，轮（gear）包含齿轮（toothed gear）以及链轮齿（sprocket，链轮），意味着进行啮合的旋转传递单元，因而，轮传动装置意味着基于该啮合旋转传递单元的传动装置。此外，电动马达（2）的输出轴（8）可以经由锥环式CVT（3）朝输出轴（24）传递动力，也可以仅经由轮传动装置而直接与输出轴（24）联动。

另外，上述括号内的标号用于与附图进行对照，由此，并不对权利要求书记载的结构造成任何影响。

根据技术方案1所涉及的本发明，组合电动马达和锥环式CVT而形成混合动力驱动装置，锥环式CVT利用凸轮机构对环赋予被夹持于两摩擦轮之间的轴向力，并且变速操作单元以及离合器操作单元使用电动致动器，且电动马达的输出轴始终与差速装置的输入部联动，通过使电动马达反转而能够进行后退，不需要以往所需的前进后退切换机构，不需要工作油压。

并且，锥环式CVT通过附着有油的旋转部件的旋转，使油、例如极压状态下具有较大的剪切力的牵引用油介于该环与两摩擦轮的接触部，能够防止两摩擦轮以及环的早期磨损，并能够传递所希望的扭矩，而且还不需要润滑油压。

与上述情况相结合，不需要油泵、特别是电动油泵，能够实现低成本化以及小型化，并且，与基于凸轮机构的与传递扭矩对应的不过于不足的轴向力赋予、以及仅在基于电动致动器的变速操作时和离合器操作时的电力供给相结合，能够提供如下的混合动力驱动装置，该混合动力驱动装置能够减少能量损失，从而能够进一步改善燃料消耗率以及实现CO₂削减效果。

根据技术方案2所涉及的本发明，环的一部分浸入贮油器，通过该环的旋转朝该环与两摩擦轮的接触部供给油，因此，能够毫无浪费且可靠地朝上述接触部供给油。

根据技术方案3所涉及的本发明，在第一空间收纳锥环式CVT，能够借助牵引用油顺畅且可靠地进行变速以及动力传递，并且，在第二空间收纳轮传动装置，且通过基于环形齿轮的油的溅起，不需要润滑用油压，使润滑用油介于轮传动装置，便能够以较高的传动效率顺畅地进行动力传递。

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概要图。

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是示出该混合动力驱动装置的轮传动装置的侧视图。

图4是示出该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是示出上述锥环式CVT的变速操作单元部分的局部剖切的主视图。

图6是其立体图。

图7是示出支承部件的动作部的概要图，（A）图示出限定了环的轴向位置的状态，（B）图示出容许环的轴向移动的状态。

具体实施方式

基于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；构成输出部件的差速装置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；以及轮传动装置7。上述各装置以及轴被收纳于组合两个壳体部件9、10而成的壳体11，且该壳体11由间隔壁12油密状地划分成第一空间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的一侧端部经由轴承13旋转自如地支承于第一壳体部件9，并且另一侧端部经由轴承15旋转自如地支承于第二壳体部件10。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。

锥环式CVT 3包括成为输入侧的圆锥形状的（一个圆锥形）摩擦轮22、成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。所述两摩擦轮22、23以其轴线l-l、n－n相互平行、且大径侧和小径侧在轴向上相反的方式配置，上述环25配置成：该环25由上述两摩擦轮22、23的对置的倾斜面夹持，且环绕两摩擦轮中的任一个，例如环绕输入侧摩擦轮22。在两摩擦轮中的至少一个作用有较大的轴向力，上述环25由基于上述轴向力的较大的夹持力夹持。具体而言，在输出侧摩擦轮23和无级变速装置输出轴24之间形成有轴向力施加机构28（参照图1），该轴向力施加机构28包括在轴向对置的面夹设有滚珠的倾斜凸轮机构，该轴向力施加机构（凸轮机构）28使得在输出侧摩擦轮23产生与传递扭矩相应的沿箭头D方向的轴向力，从而在输出侧摩擦轮23与沿克服该轴向力的方向被支承的输入侧摩擦轮22之间对环25产生较大的夹持力。另外，在本申请人的PCT／JP2009／006970号中公开了该轴向力施加单元28的详细情况（在本发明申请时尚未公开）。

输入侧摩擦轮22的一侧（大径侧）端部经由滚子轴承26支承于第一壳体部件9，并且其另一侧（小径侧）端部经由圆锥滚子轴承27支承于间隔壁12。输出侧摩擦轮23的一侧（小径侧）端部经由滚子（径向）轴承29支承于第一壳体部件9，并且其另一侧（大径侧）端部经由滚子（径向）轴承30支承于间隔壁12。对该输出侧摩擦轮23施加上述沿箭头D方向的轴向力的输出轴24，其另一侧端经由圆锥滚子轴承31支承于第二壳体部件10。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的来自输出侧摩擦轮23的轴向力由上述圆锥滚子轴承27承载。另一方面，作用于输出侧摩擦轮23的轴向力的反作用力，沿箭头D的反方向作用于输出轴24，该轴向反作用力由上述圆锥滚子轴承31承载。

上述环25借助变速操作机构（后述）而沿轴向移动，通过改变与输入侧摩擦轮22及输出侧摩擦轮23的接触位置，改变输入部件22和输出部件23之间的转速比而实现无级变速。与上述传递扭矩相应的轴向力D经由上述两圆锥滚子轴承27、31而在一体的壳体11内互相抵消，从而不需要油压等作为外力的平衡力。

差速装置5具有差速器壳体33，该差速器壳体33的一侧端部经由轴承35支承于第一壳体部件9，并且另一侧端部经由轴承36支承于第二壳体部件10。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，与上述差速器壳啮合的锥齿轮40、40固定于这些驱动轴。进而，在上述差速器壳体33的外部安装有大径的差速器环形齿轮（输入部）41。

在所述无级变速装置输出轴24形成有轮（小齿轮）44，所述差速器环形齿轮41与该齿轮44啮合。所述马达输出轮（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、以及差速器环形齿轮（齿轮）41构成所述轮传动装置7。上述马达输出轮16和差速器环形齿轮41以在轴向上部分重叠的方式配置，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及差速器环形齿轮41在轴向上部分重叠的方式配置。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，轮传动装置是指全都由齿轮构成的齿轮传动装置。另外，轮传动装置可以使用链条及链轮，或者可以仅经由轮传动装置7（因此不经由锥环式CVT 3）将旋转从电动马达2的输出轮16传递至输出轮44，或者还可以使电动马达2与输出轴24直接连结。

所述输入轴6被滚珠轴承46支承于第二壳体部件10，且其一端通过花键S而与无级变速装置3的输入部件22卡合（驱动连结），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侧敞开并与未图示的发动机连结。

所述轮传动装置7被收纳于第二空间B内，第二空间B是电动马达2及所述第一空间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。所述间隔壁12的轴支承部分（27、30）被油封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的轴支承部分也被油封47c、47d以及47e在轴向上密封，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等润滑用油。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较大的牵引用油，特别是极压状态下的剪切力较大的牵引用油。

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以及构成输出侧的压盘4b，该离合器片4a与发动机输出轴54连结，该压盘4b经由减振弹簧55而与所述输入轴6连结，压盘由膜片弹簧56施力而始终与离合器片连接。并且，分离轴承57旋转自如地与上述压盘的中心部分抵接，该轴承57被分离叉58推压，从而对上述离合器4进行切断操作。分离叉58经由杆53而与蜗轮50连结，并且在该蜗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及杆53构成离合器操作单元51，通过基于所述电动致动器（电动马达）A1的对该离合器操作单元51的操作，对上述离合器4进行切断、连接操作，并且，经由上述非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，将内燃发动机结合在壳体11的第三空间C侧，且使该发动机的输出轴经由离合器4而与输入轴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，进而经由环25朝输出侧摩擦轮23传递。

此时，在两摩擦轮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，因此在上述两摩擦轮和环之间形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扭矩，且通过使环25沿轴向顺畅地移动来改变与两摩擦轮的接触位置，由此进行无级变速。

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以及差速器环形齿轮41传递至差速装置5的差速器壳体33，进而向左右驱动轴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，经由锥环式CVT 3而对该输入轴6的旋转进行无级变速，进而经由输出轮44、以及差速器环形齿轮41将无级变速后的旋转传递至差速装置5。包括上述各轮16、17、19、44、41、37以及40的轮传动装置7被收纳于填充有润滑用油的第二空间B，当各轮啮合时经由润滑用油来顺畅地传递动力。此时，配置于第二空间B的下方位置的差速器环形齿轮41由大径轮构成，该差速器环形齿轮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用油。

关于这一点，基于图3进行详细说明。各轮41、16、17、19、44在第二空间B内以如下方式配置。在马达输出轮16、差速器环形齿轮41以及构成轮传动装置7的多个轮17、19、44中，差速器环形齿轮41位于最下方。即，差速装置5的中心轴IV位于比马达轴I、输入轴II、输出轴III以及惰轴V更靠下方的位置。并且，差速器环形齿轮41以一部分浸入润滑用油的贮油器48、且一部分突出至比贮油器48的油位48a更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配置于比油位48a更靠上方的位置，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中的位于最上方的最上方轮。另外，为了减小差速器环形齿轮41的旋转阻力，优选油位48a位于比差速器环形齿轮41的旋转轴IV更靠下方的位置。即，差速器环形齿轮41的比通过旋转轴IV的水平线N靠下的部分浸入贮油器48。

并且，差速器环形齿轮41位于比各轮16、17、19、44更靠图3的左侧的位置，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II）相对于通过马达输出轮16的中心轴（马达轴I）的垂线（铅直方向的线）γ位于差速器环形齿轮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I配置于输入轴II和差速装置5的中心轴IV之间。并且，输出轮44配置成比中间轮19更靠差速器环形齿轮41侧、且配置在该差速器环形齿轮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环形齿轮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上部分重叠的方式配置。即，差速器环形齿轮41的至少一部分以与马达输出轮16及多个轮17、19、44在轴向上重叠的方式配置。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处于差速器环形齿轮41的齿部分的轴向的宽度范围内。

将由差速器环形齿轮41、轮系Y以及引导壁面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。在以该方式构成的本实施方式的情况下，使差速器环形齿轮41沿规定的旋转方向β旋转，并将润滑用油从差速器侧壁面e开始沿引导壁面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供给该润滑用油。即，差速器环形齿轮41的直径大于其他轮的直径，通过该差速器环形齿轮41旋转，使得存在于形成在该差速器环形齿轮41的外周面的齿和齿之间的凹部内的润滑用油借助较大的离心力飞溅，从而受到离心力作用的润滑用油沿引导壁面g被溅起，并沿该引导壁面g或者在该引导壁面g的内侧的空间部分X内飞行。在空间部分X飞行的润滑用油的一部分还供给至各轮17、19、44，并且，到达马达输出轮16后的润滑用油朝下方流动，从而还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，由差速器环形齿轮41溅起的润滑用油还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用油。

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式。举个例子，当车辆起步时，切断离合器4并且使发动机停止，仅利用电动马达2的扭矩起步，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。当进行减速、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，将马达扭矩用于辅助而利用发动机的动力进行起步。

当车辆后退时，将离合器4切断并使发动机停止，且驱动电动马达2朝相反方向旋转。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。进而经由轮44、41传递至差速装置5而使左右驱动轴39l、39r反转，从而使车辆后退。

接着，基于图4至图6对圆锥摩擦轮环式无级变速装置（锥环式CVT）3进行说明。如前所述，该无级变速装置3包括输入侧摩擦轮22、输出侧摩擦轮23以及环25，上述两摩擦轮及环由钢等金属制成。两摩擦轮22、23的轴线l－l、n－n（参照图2）以在水平方向互相平行的方式配置，且两摩擦轮形成为倾斜面由直线构成的圆锥形状，环25被夹持在对置的两倾斜面之间。环25以环绕两摩擦轮中的任一个，具体而言，以环绕输入侧（一个圆锥形）摩擦轮22的方式配置，与其周向垂直的面上的截面大致呈平行四边形，其旋转面m－m设定成与轴l－l大致正交。

对于上述锥环式CVT 3，其一端侧及其整周侧被有底筒状的第一壳体部件9覆盖，上述第一壳体部件9的开口侧被间隔壁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相反方向的侧方与壳体部件9之间留有余量的方式配置。环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单元（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是供差速装置5配置的部分。并且，上述输入侧摩擦轮22的与上述壳体部件9之间的下方空间J成为牵引用油的贮油器59（油位以59a表示）。

所述变速操作单元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；配置于成为所述贮油器59的下方空间J的导轨62；以及移动部件63，该移动部件63以环绕输入侧摩擦轮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。进给丝杠61及导轨62位于隔着所述输入侧摩擦轮22的上下位置并互相平行地配置，且以沿着两圆锥形摩擦轮22、23所对置的斜面的方式平行地配置。进给丝杠61旋转自如地支承于壳体部件9，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，通过与驾驶者的意愿及车辆的行驶状况相应的针对加速踏板等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被支承为在轴向上遍及所述进给丝杠61及导轨62地移动自如，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被支承为在所述导轨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摩擦轮22、23的轴l-l、n－n在内的平面配置在不同侧，但两支承部件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、即沿着与环接触的两摩擦轮22、23的对置的斜面的方向，与两摩擦轮的轴不同。另外，上述变速操作单元60，使进给丝杠61以及滚珠螺母部65构成为非可逆机构，或者使用在电动马达A2的动作时被通电而形成为解放状态，在未对电动马达A2通电的同时变成非通电状态从而卡合的电磁制动器。由此，如果使作为电动致动器的电动马达A2停止，则该变速操作单元60被保持于该变速操作位置，锥环式CVT3的变速操作停止，该锥环式CVT3被保持于该变速位置。

所述上支承部件67及下支承部件69能够以夹持环25的方式对该环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形成为如下构造：在环25被朝与两摩擦轮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以通过从两面对环25进行支承而在轴向上对环25进行限制的方式（以紧抓的方式）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沿轴向移动（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以紧抓环25的方式对环25进行支承，且根据移动部件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。

利用对轴向移动进行限定的旋转上游侧的支承部件67或69、和环25与两个摩擦轮接触的接触部，对该环25的倾斜角（包括与轴正交的0度倾斜角）进行确定，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保持操作，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。

所述移动部件63在位于上端的球状螺母部65和位于下端的滑动部66之间具有以沿着输入侧摩擦轮22的外侧的方式呈圆弧状地延伸的连结部63a，在该连结部63a的内周面形成有规定宽度以及规定深度的凹槽71，以容纳所述环25。并且，在上述移动部件63的下端部末端63d固定有导油件（oil guide）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72a由能够容纳上述环25的薄金属板部件构成。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72a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72a也不会与该环干涉。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，从而能够改善锥环式CVT 3的紧凑性。

进而，所述变速操作机构60的导轨62及滑动部66遍及轴向（移动方向）的整个可动范围地浸入于上述贮油器59。此外，下支承部件69也遍及移动部件63的轴向（移动方向）的整个可动范围地浸入于上述贮油器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遍及其轴向（移动方向）的整个可动范围地位于油位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）的整个可动范围地位于油位59a的上方，从而不浸入到贮油器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沿图4的箭头K方向旋转，上述环25在其轴向（移动方向）的整个可动范围内从浸入于贮油器59的状态开始朝环25与两个摩擦轮22、23的接触部、且朝上方旋转。并且，在上述实施方式中，虽然导轨62及滑动部66遍及其移动方向的整个可动范围地浸入于贮油器59，但导轨62及滑动部66也可以并不遍及整个可动范围地浸入于贮油器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意变速位置，变速操作机构60的导轨62及滑动部66始终浸入于贮油器59，并且包括进给丝杠61及球状螺母部65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沿两摩擦轮22、23的对置倾斜面平行地移动时，包括导轨62及滑动部66的滑动机构始终位于贮油器内，从而使移动部件63顺畅地平行移动，然而进给丝杠机构始终位于油位59a的上方，不会搅拌贮油器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在贮油器59内将油溅起，被该环带起的油被导油件72引导，从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引导的足量的牵引油存在于环25与两摩擦轮22、23的接触部，由此，能够利用所述剪切力进行可靠的摩擦动力传递，并且，伴随着旋转而使环25顺畅地沿轴向移动，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，并因离心力而飞溅，从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并返回到贮油器59。

从所述环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，并与上述环25的移动相配合地将油适当地供给至包括进给丝杠和球状螺母螺合的部位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适当的润滑，由此能够使移动部件63顺畅地移动。并且，导轨62和滑动部66浸入到贮油器59，通过充分地润滑而顺畅地引导移动部件63，并且，对于上述滑动部66的滑动动作，即便滑动部66浸入到贮油器59，对贮油器的搅拌的影响也较小。

当锥环式CVT 3正转时，浸入到贮油器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70能够在贮油器59内一边使环25顺畅地旋转一边限制环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被附着于环25的油充分地润滑，不会对环25的旋转造成不良影响。

另一方面，当车辆后退时，环25沿箭头K方向的反方向旋转，由浸入到贮油器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，从而一边使环25顺畅地旋转一边限制环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，并进行基于所述剪切力的摩擦传动及环25的轴向移动。此时，与正转时相比，在进行反转时，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，但在车辆的后退状态下，使用时间绝对少于前进时，且其需要的扭矩容量及变速区域也小，因此即便使用上述较少的油量，也不会给摩擦动力传递及变速操作带来障碍，从而能够正确且顺畅地进行动力传递及变速操作。

接着，基于图7对所述支承部件67、69的具体结构进行说明。另外，由于上下的支承部件为相同的结构，所以有时仅示出一方而省略另一方。

图7示出摆臂方式的支承部件67、69。该支承部件的左右动作部70、70包括摆臂85，该摆臂85被支承为以枢支轴73为中心转动自如。左右摆臂85、85构成为相对于环25呈镜面对称，分别经由枢支轴73而以旋转自如的方式支承于在移动部件63固定的框71，在其前端形成有能够与环侧面接触的凸轮面（滑动接触面）75，利用移动部件63的框71等形成止挡件76，该止挡件76限制朝接近环的方向上的进一步的转动。

在搭载有混合动力驱动装置1的车辆正在前进的状态下，如图7（A）所示，锥环式CVT3沿正转方向（环25沿箭头方向）旋转，相对于与摩擦轮的接触部成为环25的旋转方向上游侧的下支承部件69进行动作。即，环25沿箭头方向旋转，由此使得两摆臂85、85分别被牵引而朝与环25相互接近的方向旋转，进而与止挡件76抵接。在该状态下，两摆臂85、85的前端凸轮面75以支承环25的两侧面的方式限定轴向位置，环25由该支承部件69在其旋转上游侧定位支承而进行旋转。另外，该状态下的两摆臂凸轮面75、75的间隙设定得比环25的宽度稍宽，夹装油而容许环25的旋转并且限制该环25的轴向移动。如右摆臂85所示，设置对摆臂施力而使其朝接近环的方向旋转的弹簧77，优选进行施力以使摆臂处于动作位置。另外，也可以不设置该弹簧77。

另一方面，如图7（B）所示，在相对于摩擦轮接触部处于环25的旋转方向下流侧的上支承部件67中，与环25抵接的摆臂85（参照右侧）因该环25的旋转而被牵引，朝远离止挡件76的方向转动。因而，摆臂85不会妨碍环25的轴向移动（摆动），环25会沿轴向自由地移动，不会妨碍环的倾斜。

因而，通过进给丝杠61的旋转使滚珠螺母部65移动，由此，移动部件63被导轨62引导而沿着两摩擦轮22、23的对置倾斜面平行地移动。在该状态下，处于环旋转的上游侧的下支承部件69，在作为其动作部的左右摆臂85接近止挡件76的状态下在轴向上对环25进行定位支承，因此，环25在其旋转上游侧被下支承部件69紧抓的状态下沿轴向移动，与上支承部件67容许环25的轴向移动的情况相结合，以与上述移动部件63的移动速度对应的角度倾斜。由此，环25相对于输入侧摩擦轮22成为螺旋状，因此，以与上述角度对应的速度沿轴向移动，对与输入侧以及输出侧的两摩擦轮22、23的接触位置进行变更，由此对锥环式CVT3进行变速操作。

因未对电动致动器A2通电而使进给丝杠61停止，如果使移动部件63的轴向移动停止，则会使上下支承部件67、69也停止。在该状态下，处于旋转上游侧的下支承部件69的摆臂85在轴向上对环25进行定位支承，并且该摆臂85在上述状态下且在该位置停止，从而上支承部件67的两摆臂85形成为容许环25的轴向移动的状态。因而，环25在旋转上游侧的恒定位置被紧抓，并在该状态下持续旋转，因此，自动地在螺旋角度为0、即在相对于两摩擦轮的轴线l－l、n－n垂直的平面m－m内旋转，并保持该位置处的规定旋转比而持续进行恒定的旋转。

如果车辆后退而锥环式CVT3反转，则上支承部件67处于图7（A）所示的相对于摩擦轮接触部的环25的旋转方向上游侧，下支承部件69处于图7（B）所示的环25的旋转方向下流侧，在反转时也以与前述正转时同样的方式进行动作。

另外，虽然上述支承部件使用前端由凸轮面构成的臂，但也可以在臂的前端支承球轴承等的旋转部件，且旋转部件并不局限于球轴承，也可以为滚针轴承、在轴承钢、合成树脂或者铁的外周旋涂氟树脂等的自润滑性优异的树脂的滚柱、套筒。并且，也可以在臂的前端安装在陶瓷或者基台的表面旋涂氟的滑槽。进而，作为动作部也可以使用单向离合器，该单向离合器具备：罩，该罩具有底面为倾斜面的收纳空间；以及滚珠或者挡块等的楔块，该楔块以沿环的旋转方向移动自如的方式收纳于该罩的收纳空间。

如上所说明，本混合动力驱动装置1，利用包括凸轮机构28的机械式轴向力赋予单元28对锥环式CVT3的环25作用与传递（负载）扭矩对应的轴向力，在不需要油压而对两摩擦轮22、23之间作用夹持力且夹装有牵引油的状态下，能够可靠地传递动力。并且，变速操作单元60以及离合器操作单元51利用电动致动器A2、A1而进行动作，因此，在不需要油压且不需要操作的状态下，使电动致动器（电动马达）A2、A1停止，通过非可逆机构或者电磁制动器将其保持在该操作位置（在离合器4中为分离或者接合位置，在锥环式CVT3中为变速位置）。

另一方面，锥环式CVT3包括其传动部分22、23、25以及变速操作装置，通过油浴方式或者溅起方式供给油，不需要润滑油压就能够进行润滑。并且，在轮传动装置7中，也通过油浴方式或者溅起方式供给油，不需要润滑油压就能够进行润滑。特别地，锥环式CVT以及轮传动装置7，能够对需要润滑的部位可靠地供给与正转、反转等的使用方式对应的量的油，而不会使该需要润滑的部位处的油过于不足。

因而，本混合动力驱动装置1，由于不需要油压，所以不需要油泵、特别是电动油泵，能够实现低成本化以及小型化，并且能够消除油压的渗漏，且自动地赋予与锥环式CVT的传递扭矩对应的必需的轴向力，且仅在需要进行变速操作以及离合器操作时使电动致动器A1、A2进行动作即可，能够消除能量损失，实现燃料消耗率的改善。

另外，电动致动器包括电动油压致动器，上述电动致动器A1、A2也可以是电动油压致动器。

产业上的利用可能性

本发明涉及将内燃发动机和电动马达作为驱动源的混合动力驱动装置，能够利用于轿车、公共汽车、卡车等的所有汽车，以及拖拉机等的农业用作业车、推土机等的建筑用作业车的所有作业车辆。

标号说明：

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）；4…离合器；5…输出部件（差速装置）；6…输入轴；7…轮传动装置；8…马达输出轴；11…壳体；12…间隔壁；22…输入侧摩擦轮；23…输出侧摩擦轮；24…输出轴；25…环；28…凸轮机构；39l、39r…输出部；41…输入部（环形齿轮）；48…贮油器；51…离合器操作单元；54…发动机输出轴；59…贮油器；60…变速操作单元；A1…离合器用电动致动器；A2…变速用电动致动器；A…第一空间；B…第二空间；l-l、n－n…轴线。

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：

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以及输出侧摩擦轮，所述输入侧摩擦轮以及输出侧摩擦轮配置于相互平行的轴线上，并且以大径侧和小径侧相反的方式配置；环，该环环绕所述两摩擦轮的一方，且由两摩擦轮的对置的倾斜面夹持；以及变速操作单元，该变速操作单元使该环移动而进行变速操作；

离合器，该离合器夹装于与所述输入侧摩擦轮连结的输入轴和发动机输出轴之间；

输出部件，该输出部件将来自与所述输出侧摩擦轮连结的输出轴的动力朝输出部输出；以及

电动马达，该电动马达与所述输出轴联动，

所述混合动力驱动装置的特征在于，

所述变速操作单元具有电动致动器，

操作所述离合器的离合器操作单元具有电动致动器，

所述混合动力驱动装置具备凸轮机构，该凸轮机构根据与所述两摩擦轮之间的传递扭矩而产生在与所述两摩擦轮之间夹持所述环的轴向力，

通过附着有油的旋转部件的旋转对所述环与所述两摩擦轮的接触部供给油，

所述电动马达的输出轴以及所述离合器的输出侧始终与所述输出部驱动连结。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述旋转部件是所述环，该环的一部分浸入贮油器，通过该环的旋转对所述环与所述两摩擦轮的接触部供给油。

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，

所述输出部件是差速装置，

所述混合动力驱动装置具备：

轮传动装置，该轮传动装置包括进行啮合的旋转单元，还包括将所述电动马达的输出轴的旋转朝所述输出轴传递的动力传递路径的一部分，并且将所述输出轴的旋转朝所述差速装置传递；以及

壳体，该壳体至少具有：收纳所述圆锥摩擦轮环式无级变速装置且填充有牵引用油的第一空间；以及收纳所述轮传动装置且填充有润滑用油的第二空间，将所述第一空间和第二空间油密状地划分而形成所述壳体，

在所述第二空间中，所述差速装置位于最下方位置，该差速装置的输入部亦即环形齿轮的至少一部分浸入贮油器，通过所述贮油器的油的溅起而润滑所述轮传动装置。

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