JP3430530B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

動力伝達装置

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    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
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    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • F16H2015/383Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明に係る動力伝達装置は、
例えば電気自動車用の駆動系を構成する変速ユニット
して利用する。 【0002】 【従来の技術】自動車用変速機として、図3〜4に略示
する様なトロイダル型無段変速機を使用する事が、研究
されている。トロイダル型無段変速機は、例えば実開昭
62−71465号公報に開示されている様に、入力軸
1と同心に入力側ディスク2を支持し、出力軸3の端部
に出力側ディスク4を固定している。トロイダル型無段
変速機を納めたケーシングの内面、或はこのケーシング
内に設けられた支持ブラケットには、上記入力軸1並び
に出力軸3に対して捻れの位置にある枢軸5、5を中心
として揺動するトラニオン6、6が設けられている。 【0003】各トラニオン6、6は、両端部外側面に前
記枢軸5、5を設けている。又、各トラニオン6、6の
中心部には変位軸7、7の基端部を支持し、上記枢軸
5、5を中心として各トラニオン6、6を揺動させる事
により、各変位軸7、7の傾斜角度の調節を自在として
いる。 【0004】各トラニオン6、6に支持された変位軸
7、7の周囲には、それぞれパワーローラ8、8が回転
自在に支持されている。そして、各パワーローラ8、8
を、前記入力側、出力側両ディスク2、4の間に挟持し
ている。 【0005】入力側、出力側両ディスク2、4の互いに
対向する内側面2a、4aは、それぞれ断面が、上記枢
軸5を中心とする円弧形の凹面をなしている。そして、
球面状の凸面に形成された各パワーローラ8、8の周面
8a、8aは、前記内側面2a、4aに当接させてい
る。 【0006】前記入力軸1と入力側ディスク2との間に
は、ローディングカム式の加圧装置9を設け、この加圧
装置9によって、前記入力側ディスク2を出力側ディス
ク4に向け弾性的に押圧している。この加圧装置9は、
入力軸1と共に回転するカム板10と、保持器11によ
り保持された複数個(例えば4個)のローラ12、12
とから構成されている。前記カム板10の片側面(図3
〜4の右側面)には、円周方向に亙る凹凸面であるカム
面13を形成し、又、前記入力側ディスク2の外側面
(図3〜4の左側面)にも、同様のカム面14を形成し
ている。そして、前記複数個のローラ12、12を、前
記入力軸1の中心に対して放射方向の軸を中心に、回転
自在に設けている。 【0007】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸1の回転に伴なってカム板10が
回転すると、カム面13によって複数個のローラ12、
12が、入力側ディスク2外側面のカム面14に押圧さ
れる。この結果、前記入力側ディスク2が、前記複数の
パワーローラ8、8に押圧されると同時に、前記1対の
カム面13、14と複数個のローラ12、12との噛合
に基づいて、前記入力側ディスク2が回転する。そし
て、この入力側ディスク2の回転が、前記複数のパワー
ローラ8、8を介して出力側ディスク4に伝達され、こ
の出力側ディスク4に固定の出力軸3が回転する。 【0008】入力軸1と出力軸3との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸1と出力軸3との間で減速を行なう
場合には、図3に示す様に枢軸5、5を中心として各ト
ラニオン6、6を揺動させ、各パワーローラ8、8の周
面8a、8aが、入力側ディスク2の内側面2aの中心
寄り部分と出力側ディスク4の内側面4aの外周寄り部
分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸7、7を傾斜
させる。 【0009】反対に、増速を行なう場合には、前記トラ
ニオン6、6を図4に示す様に揺動させ、各パワーロー
ラ8、8の周面8a、8aが、入力側ディスク2の内側
面2aの外周寄り部分と出力側ディスク4の内側面4a
の中心寄り部分とに、それぞれ当接する様に、各変位軸
7、7を傾斜させる。各変位軸7、7の傾斜角度を、図
3と図4との中間にすれば、入力軸1と出力軸3との間
で、中間の変速比を得る事が出来る。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、太陽電池を
電源とする電動モータと蓄電池を電源とする電動モータ
とを有する電気自動車の如く、複数の駆動源により被駆
動部(駆動輪)に通じる単一の出力軸を回転駆動する場
合に、これら各駆動源同士の間に存在する回転速度の差
を吸収して、上記被駆動部の回転駆動を、円滑に且つ効
率良く行なえる、小型且つ軽量な動力伝達装置を実現す
るものである。 【0011】 【0012】即ち、回転速度の異なる2種類の駆動源に
より単一の出力軸を回転駆動する様な場合、上記2種類
の駆動源の回転速度の差を変速機によりなくす必要があ
る。この様な場合で、両駆動源と出力軸との間に変速機
を設ける必要がある場合には、図3〜4に示す様な構造
をそのまま採用する事は出来ない。 【0013】例えば、実開昭63−60751号公報に
は、トロイダル型無段変速機を2個、互いに並列に配置
し、伝達可能な動力(トルク)を増大させる構造が記載
されているが、上述の様な課題に対応出来るものではな
い。 【0014】本発明の動力伝達装置は、上述の様な事情
に鑑みて発明したものである。 【0015】 【課題を解決する為の手段】本発明の動力伝達装置は、
第一の駆動源の出力と第二の駆動源の出力とを合計して
1本の出力軸を回転駆動する為、第一、第二の変速機ユ
ニットを互いに直列に配置して成る。 これら各変速機ユ
ニットは、それぞれが、入力側ディスクと、この入力側
ディスクと同心に配置され、且つこの入力側ディスクに
対する回転自在に支持された出力側ディスクと、入力
側、出力側両ディスクの中心軸に対し捻れの位置にあ
る、互いに同心の1対の枢軸を中心として揺動するトラ
ニオンと、このトラニオンに支持された変位軸と、この
変位軸に回転自在に支持され、入力側、出力側両ディス
クの間に挟持されたパワーローラとを備え、入力側、出
力側両ディスクの互いに対向する内側面を、それぞれ断
面が円弧形の凹面とし、パワーローラの周面を球面状の
凸面として、この周面と前記内側面とを当接させて成る
トロイダル型無段変速機である。 そして、前記第一の変
速機ユニットの出力側ディスクと前記第二の変速機ユニ
ットの入力側ディスクとを、同期して回転自在に結合す
と共に、前記第一の変速機ユニットの入力側ディスク
を前記第一の駆動源により、前記第二の変速機ユニット
の入力側ディスクを前記第二の駆動源により、それぞれ
回転駆動自在としている。 【0016】 【作用】上述の様に構成される本発明の動力伝達装置の
場合、互いに回転速度の異なる第一、第二の駆動源によ
り1本の出力軸を回転させる事が可能となる。 【0017】 【実施例】図1〜2は本発明の実施例を示している。
ず、図2に示した動力伝達装置の全体構成を説明する前
に、この動力伝達装置に組み込むトロイダル型無段変速
機の構成に就いて、図1により説明する。このトロイダ
ル型無段変速機は、2組の変速機ユニット15a、15
bを、互いに直列に結合する事で構成されている。各変
速機ユニット15a、15bの構成は、前記図3〜4に
示した、従来から知られたトロイダル型無段変速機と同
様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する
説明を省略する。 【0018】特に、本発明の動力伝達装置に組み込む
ロイダル型無段変速機に於いては、上記2組の変速機ユ
ニット15a、15b同士を、連結軸16によって結合
し、この連結軸16を一方(図1の左方)の変速機ユニ
ット15aの出力軸として機能させると共に、他方(図
1の右方)の変速機ユニット15bの入力軸として機能
させている。 【0019】 【0020】 【0021】尚、図示の実施例の場合、動力の伝達方向
で後側(図1の右側)の変速機ユニット15bを、前側
(図1の左側)の変速機ユニット15aよりも大型に形
成している。これは、前側の変速機ユニット15aを減
速状態で使用すると、この変速機ユニット15aに入力
されるトルクよりも、後側の変速機ユニット15bに入
力されるトルクが大きくなる為である。 【0022】上述の様な基本構造を有するトロイダル型
無段変速機を組み込んで構成する本 発明の動力伝達装置
は、例えば図2に示す様に構成する。この図2に示した
実施例は、太陽電池から通電される第一の電動モータ1
7と、バッテリーから通電される第二の電動モータ18
とにより、デファレンシャルギヤ20を介して互いに結
合された、左右1対の駆動軸19、19を回転駆動す
る、所謂ハイブリッド型電気自動車の動力伝達装置であ
。この動力伝達装置に組み込むトロイダル型無段変速
機は、互いに直列に結合された、第一、第二の変速機ユ
ニット21、22を有する。 【0023】第一の電動モータ17の駆動力は、互いに
噛合した歯車23、24を介して、前記第一の変速機ユ
ニット21の入力側ディスク25aに伝達され、この入
力側ディスク25aを回転させる。この入力側ディスク
25aの回転は、パワーローラ8、8、出力側ディスク
26aを介して、加圧装置9aを構成するカム板10a
に伝達され、このカム板10aを回転させる。 【0024】このカム板10aに一端を固定した連結軸
27の他端部は、前記第二の変速機ユニット22に組み
込まれた加圧装置9bを構成する、カム板10bに固定
されている。従って、前記第一の変速機ユニット21の
出力側ディスク26aの回転と同期して、前記第二の変
速機ユニット22の入力側ディスク25bが、前記加圧
装置9bを介して回転駆動される。 【0025】この第二の変速機ユニット22の入力側デ
ィスク25bの回転は、パワーローラ8、8を介して出
力側ディスク26bに伝達され、この出力側ディスク2
6bを回転させる。ここ迄の構成は、第一、第二の変速
機ユニット21、22の配列等に若干の相違はあるにし
ても、基本的には、前述の図1に示した構造と同様であ
る。 【0026】特に、本例の動力伝達装置に於いては、前
記連結軸27の他端を、前記第二の電動モータ18に結
合し、この第二の電動モータ18により回転駆動自在と
している。従って、前記第二の変速機ユニット22の入
力側ディスク25bは、前記第一の変速機ユニット21
を介して前記第一の電動モータ17から伝達される駆動
力と、前記第二の電動モータ18の駆動力とを合計した
力で、回転駆動される。 【0027】更に、前記第二の変速機ユニット22の回
転は、複数の歯車28〜31により構成される歯車減速
機32を介して、前記デファレンシャルギヤ20に伝達
され、このデファレンシャルギヤ20を介して、前記1
対の駆動軸19、19を回転駆動する。 【0028】上述の様に構成される本実施例の場合、第
一の電動モータ17の回転駆動力は、第一の変速機ユニ
ット21と、第二の変速機ユニット22と、歯車減速機
32と、デファレンシャルギヤ20とを介して、左右1
対の駆動軸19、19に伝達され、各駆動軸19、19
の端部に設けられた、左右1対の駆動輪を回転駆動す
る。 【0029】太陽電池の発電量が少ない等により、第一
の電動モータ17の回転駆動力のみでは、前記駆動輪の
駆動力が不足する場合には、バッテリーから前記第二の
電動モータ18に通電する。この第二の電動モータ18
への通電に伴ない、前記第二の変速機ユニット22の入
力側ディスク25bは、前記第一の電動モータ17の回
転駆動力だけでなく、前記第二の電動モータ18の回転
駆動力によっても回転させられる。この結果、前記第二
の変速機ユニット22の入力側ディスク25bを回転さ
せる力(トルク)は十分に大きなものとなる。 【0030】この様に、第一、第二の両電動モータ1
7、18により単一の入力側ディスク25bを回転させ
る場合、動力損失を抑える為に、両電動モータ17、1
8からこの入力側ディスク25bに伝達される動力の回
転速度を合わせなければならない。一方、太陽電池から
の通電により回転する、前記第一の電動モータ17の回
転速度を任意に調節する事は難しい。 【0031】そこで、本実施例の場合、前記第一の変速
機ユニット21を構成するパワーローラ8、8の傾斜角
度を調節する事により、この第一の変速機ユニット21
の出力側ディスク26aの回転速度と、前記第二の電動
モータ18の回転速度とを一致させる。この結果、第
一、第二の両電動モータ17、18から単一の入力側デ
ィスク25bに、2系統から伝達される動力の回転速度
が一致し、動力損失が抑えられる。 【0032】尚、図示は省略したが、第一、第二の電動
モータ17、18には必要に応じて電磁クラッチを組み
込み、何れかの電動モータに通電しない場合には、当該
電動モータに対応する電磁クラッチを切り(接続を断
ち)、この電動モータが駆動力を消費するのを防止す
る。又、前述の図1に示した構造と同様に、第一、第二
の両変速機ユニット21、22の大きさを変え(第二の
変速機ユニット22を大きくし)ても良い。更に、第一
の電動モータ17にバッテリーから通電し、第二の電動
モータ18に太陽電池から通電する事も出来る。 【0033】 【発明の効果】本発明の動力伝達装置は、以上に述べた
通り構成され作用する為、得られる変速比の自由度を増
大させる事で、トロイダル型無段変速機の実用性、利便
性を増大させ、例えばハイブリッド型電気自動車の実用
化に寄与する等、産業上の効果が大きい。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の動力伝達装置に組み込むトロイダル型
無段変速機の基本構成を示す側面図。 【図2】本発明の動力伝達装置の実施例を示す略断面
図。 【図3】従来から知られたトロイダル型無段変速機の基
本的構成を、最大減速時の状態で示す側面図。 【図4】同じく最大増速時の状態で示す側面図。 【符号の説明】 1 入力軸 2 入力側ディスク 2a 内側面 3 出力軸 4 出力側ディスク 4a 内側面 5 枢軸 6 トラニオン 7 変位軸 8 パワーローラ 8a 周面 9、9a、9b 加圧装置 10、10a、10b カム板 11 保持器 12 ローラ 13、14 カム面 15a、15b 変速機ユニット 16 連結軸 17 第一の電動モータ 18 第二の電動モータ 19 駆動軸 20 デファレンシャルギヤ 21 第一の変速機ユニット 22 第二の変速機ユニット 23、24 歯車 25a、25b 入力側ディスク 26a、26b 出力側ディスク 27 連結軸 28、29、30、31 歯車 32 歯車減速機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−47060(JP,A) 特開 平4−297330(JP,A) 米国特許1833475(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 13/00 - 15/56 F16H 9/00 - 9/26 F16H 3/00 - 3/78 B60K 17/00 - 17/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 第一の駆動源の出力と第二の駆動源の出
    力とを合計して1本の出力軸を回転駆動する為、第一、
    第二の変速機ユニットを互いに直列に配置して成る動力
    伝達装置であって、これら各変速機ユニットは、それぞ
    れが、入力側ディスクと、この入力側ディスクと同心に
    配置され、且つこの入力側ディスクに対する回転自在に
    支持された出力側ディスクと、入力側、出力側両ディス
    クの中心軸に対し捻れの位置にある、互いに同心の1対
    の枢軸を中心として揺動するトラニオンと、このトラニ
    オンに支持された変位軸と、この変位軸に回転自在に支
    持され、入力側、出力側両ディスクの間に挟持されたパ
    ワーローラとを備え、入力側、出力側両ディスクの互い
    に対向する内側面を、それぞれ断面が円弧形の凹面と
    し、パワーローラの周面を球面状の凸面として、この周
    面と前記内側面とを当接させて成るトロイダル型無段変
    速機であり、前記第一の変速機ユニットの出力側ディス
    クと前記第二の変速機ユニットの入力側ディスクとを、
    同期して回転自在に結合すると共に、前記第一の変速機
    ユニットの入力側ディスクを前記第一の駆動源により、
    前記第二の変速機ユニットの入力側ディスクを前記第二
    の駆動源により、それぞれ回転駆動自在として成る動力
    伝達装置
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