JP4858104B2

JP4858104B2 - 変速機構

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Publication number: JP4858104B2
Application number: JP2006310820A
Authority: JP
Inventors: 弘章江渕; 知也黒柳; 伸一馬場; 隆史太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: JP2008126710A

Description

この発明は、電動モータの動力が遊星ローラ機構に伝達される変速機構に関するものである。

従来、車両、産業機械、工作機械などにおいて、電動モータを動力源として用いるとともに、その電動モータのトルクを遊星ローラ機構に伝達して変速をおこなう変速機構が知られており、その変速機構の一例が、特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載されているモータ減速機は、電動モータと、この電動モータに直列に連結した第１段の減速機と、この第１段の減速機に直列に連結した第２段の減速機とを備えている。前記第１段の減速機は、くさび作用を利用した摩擦ローラ式減速機であり、この摩擦ローラ式減速機は、低速側シャフトおよび高速側シャフトおよびガイドローラおよび可動ローラを有する。前記低速側シャフトは、前記電動モータを収容したハウジングにより回転自在に支持されており、その低速側シャフトの一端部には外輪が設けられている。また、前記高速側シャフトは、前記外輪および低速側シャフトに対して偏心して設けられている。この高速側シャフトが、前記電動モータのロータに連結されている。さらに、前記ガイドローラは、前記高速側シャフトおよび前記外輪に接触されている。さらに、前記可動ローラは、前記高速側シャフトと前記外輪との間で、くさびに食い込む方向に移動できるように構成されている。一方、第２段の減速機は遊星歯車減速機である。この遊星歯車減速機は、サンギヤおよびリングギヤと、これらのサンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するピニオンローラ軸を有しており、このピニオンローラ軸がキャリヤにより前記ハウジングに固定されている。また、前記サンギヤが前記低速側シャフトにスプライン嵌合されている。なお、電動モータの出力軸に変速機を連結した変速機構は、特許文献２ないし６にも記載されている。

特開２００５−３０４９０号公報特開平１１−８２２６５号公報特開２００２−１０６６６１号公報特開２００２−３１２０３号公報特開平６−９２１５４号公報特開平９−２２６３９２号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されている変速機構においては、高速側シャフトおよび低速側シャフトが軸線方向に並べて配置されており、その高速側シャフトの外周側にくさびローラ式変速機が設けられ、低速側シャフトの外周側に遊星歯車減速機が設けられているため、前記高速側シャフトの軸線方向に構造が大型化する虞があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、電動モータの回転軸線に沿った方向における大型化を抑制することの可能な変速機構を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、出力軸と一体化されたロータの外周側に、コイルが巻き付けられたステータが配置されるとともに、前記コイルのコイルエンド部が前記ロータの両端部よりも軸線方向に突出している電動モータと、前記出力軸に連結された遊星ローラ機構である第１変速機とを備え、前記第１変速機が有する３つの回転要素に含まれる入力要素と出力要素との半径比に応じたトルクを伝達させる変速機構において、前記ロータと前記出力軸と前記３つの回転要素とが同一の回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、回転軸線に沿った方向における前記コイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記コイルエンド部の内側に、前記第１変速機が配置されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１変速機の出力要素に連結された別の変速機が設けられており、前記出力軸と前記第１変速機の入力要素とが一体化され、前記第１変速機の出力要素と前記別の変速機の入力要素とが一体化されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記３つの回転要素には、同軸上に配置されたサンローラおよびリングローラと、このサンローラおよびリングローラに接触するピニオンローラを保持するキャリヤとが含まれており、前記ロータおよび前記サンローラに加わるスラスト荷重を受けるスラスト軸受が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記３つの回転要素には、同軸上に配置されたサンローラおよびリングローラと、このサンローラおよびリングローラに接触するピニオンローラを保持するキャリヤとが含まれており、前記キャリヤに加わるラジアル荷重を受けるラジアル軸受が設けられていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項４の構成に加えて、前記ロータは、内周部分に円筒部を有しており、前記回転軸線を中心とする半径方向で前記円筒部の内側に前記ラジアル軸受が配置されていることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項２ないし５のいずれかの構成に加えて、内燃機関である動力源と、差回転可能な３つの回転要素を有する動力分配装置と、力行機能と回生機能とを有するモータ・ジェネレータとをさらに備え、前記動力源と前記電動モータと前記モータ・ジェネレータと前記第１変速機と前記別の変速機とを構成する各回転要素が、前記回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、前記動力分配装置の入力要素に前記動力源の出力軸が連結され、前記動力分配装置の反力要素に前記モータ・ジェネレータが連結され、前記別の変速機の出力要素と前記動力分配装置の出力要素とが、被駆動部材に対して並列に動力伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。

請求項７の発明は、出力軸と一体化されたロータの外周側に、コイルが巻き付けられたステータが配置されるとともに、前記コイルのコイルエンド部が前記ロータの両端部よりも軸線方向に突出している電動モータと、前記出力軸に連結された遊星ローラ機構である第１変速機と、前記第１変速機に動力伝達可能に連結された第２変速機とを備え、これらの変速機は差動回転可能な３つの回転要素を各々有しているとともに、前記３つの回転要素に含まれる入力要素と出力要素との半径比に応じたトルクを伝達させる変速機構において、前記ロータと前記出力軸と前記各３つの回転要素とが同一の回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、回転軸線に沿った方向で異なる箇所に、一方の前記コイルエンド部である一端部と他方の前記コイルエンド部である他端部とが配置され、回転軸線に沿った方向における前記一端部のコイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記一端部のコイルエンド部の内側に、前記第１変速機が配置され、回転軸線に沿った方向における前記他端部のコイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記他端部のコイルエンド部の内側に、前記第２変速機が配置されていることを特徴とするものである。

請求項８の発明は、請求項７の構成に加えて、前記出力軸に前記第１変速機の入力要素が連結され、前記第１変速機の出力要素に前記第２変速機の出力要素が連結されていることを特徴とするものである。

請求項９の発明は、請求項７または８の構成に加えて、内燃機関である動力源と、差回転可能な３つの回転要素を有する動力分配装置と、力行機能と回生機能とを有するモータ・ジェネレータとをさらに備え、前記動力源と前記電動モータと前記モータ・ジェネレータと前記第１変速機と前記第２変速機とを構成する各回転要素が、前記回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、前記動力分配装置の入力要素に前記動力源の出力軸が連結され、前記動力分配装置の反力要素に前記モータ・ジェネレータが連結され、前記第２変速機の出力要素と前記動力分配装置の出力要素とが、被駆動部材に対して並列に動力伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、遊星ローラ機構を構成する３つの回転要素同士の間で、トラクション伝動により動力伝達がおこなわれる。また、回転軸線を中心とする半径方向で、コイルの内側に遊星ローラ機構が配置されている。つまり、前記回転軸線に沿った方向で、前記コイルが配置された空間（領域・スペース）と、前記遊星ローラ機構が配置された空間（領域・スペース）とが重なる。したがって、前記遊星ローラ機構を配置する占有スペースを狭めることができ、変速機構の小型化が可能となる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、遊星ローラ機構から出力された動力を変速機に伝達可能である。また、前記遊星ローラ機構および前記変速機および前記電動モータを構成する部品同士が一体化されている。したがって、回転軸線方向において一層小型化しやすくなる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、前記出力軸に加わるスラスト荷重が、スラスト軸受を経由して前記サンローラに伝達される。このサンローラは、回転軸線方向で最も内周側に配置されているため、前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記スラスト軸受の半径を小さくすることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、前記キャリヤに加わるラジアル荷重が前記ラジアル軸受により受けられる。したがって、前記キャリヤが高速回転した場合に、前記サンローラと前記ピニオンローラとの間における接触圧力の低下を抑制できる。

請求項５の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果を得られる他に、前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記円筒部の内側に前記ラジアル軸受が配置されている。したがって、前記回転軸線の半径方向で、前記円筒部と前記キャリヤとの距離を短くすることができ、前記回転軸線の半径方向における前記キャリヤの振動量（ブレ量）を少なくすることができる。

請求項７の発明によれば、回転軸線に沿った方向で、コイルが配置された空間（領域・スペース）と、第１変速機および第２変速機が配置された空間（領域・スペース）とが重なる。したがって、前記第１変速機および第２変速機を配置する占有スペースを狭めることができ、変速機構の小型化が可能となる。

請求項８の発明によれば、請求項７の発明と同様の効果を得られる他に、前記電動モータの動力が、第１変速機を経由して第２変速機に伝達される。

請求項６の発明によれば、請求項２ないし５のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、動力源のトルクを動力分配装置の入力要素に伝達し、モータ・ジェネレータで反力を受けるとともに、このモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、動力分配装置の入力要素と出力要素との変速比を無段階に制御可能である。そして、前記動力源の動力および電動モータの動力を、前記動力分配装置を経由して車輪に伝達することが可能である。

請求項９の発明によれば、請求項７または８の発明と同様の効果を得られる他に、動力源のトルクを動力分配装置の入力要素に伝達し、モータ・ジェネレータで反力を受けるとともに、このモータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、動力分配装置の入力要素と出力要素との変速比を無段階に制御可能である。そして、前記動力源の動力および電動モータの動力を、前記動力分配装置を経由して車輪に伝達することが可能である。

この発明における変速機構は、車両、産業機械、運搬機械などに用いることが可能である。また、車両には、乗用車、運搬車、トラック、バスなどが含まれる。また、車両には、単数の動力源が搭載された車両の他に、動力の発生原理が異なる複数種類の動力源を有するハイブリッド車も含まれる。この発明において、電動モータおよび動力源およびモータ・ジェネレータは、被駆動部材に伝達する動力を出力する装置である。変速機構を車両に用いる場合、電動モータおよび動力源の動力が車輪に伝達されるように構成され、電動モータから車輪に至る経路に変速機構が配置される。この発明の変速機構を車両、運搬機械に用いる場合、被駆動部材には車輪が含まれる。また、変速機構から車輪に至る動力伝達経路に配置される動力伝達装置、例えば、変速機、差動装置、歯車、チェーン、プーリ、ベルト、スプロケットなども、被駆動部材に含まれる。この発明の変速機構を産業機械、例えば工作機械に用いる場合、工具や刃物、または加工対象物を保持するチャックが被駆動部材となる。前記電動モータは電気エネルギを運動エネルギに変換する装置である。また、電動モータとして、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることも可能である。

さらに、この発明において電動モータは出力軸が回転運動をおこなう構成である。さらに、前記電動モータは、直流モータまたは交流モータのいずれでもよく、交流モータとしては、例えば、誘導モータ、同期モータ、整流子モータなどが挙げられる。この発明の電動モータは、コイルへの通電によって出力軸が回転するように構成されている。一方、動力源としては、エンジン、フライホイールシステム、油圧モータなどが挙げられる。エンジンは、熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、例えば内燃機関を挙げることができる。内燃機関は、燃料を燃焼させて熱エネルギを発生させる装置であり、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが挙げられる。前記油圧モータは、流体（圧油）のエネルギ（圧力・流量）を、機械的エネルギ（トルク・回転数）に変換する動力装置である。フライホイールシステムは、運動エネルギを蓄積し、かつ、放出する動力装置である。この発明において、第１出力部材および第２入力部材および回転要素は、何れもトルク伝達に関与する部材であり、例えば、ギヤ、ローラ、コネクティングドラム、キャリヤ、プーリ、回転軸などの部品が挙げられる。

また、この発明においては、動力源および電動モータおよびモータ・ジェネレータの各回転要素を、同一の回転軸線を中心として回転可能に配置することができる。また、この発明において「同軸上」とは、同一の回転軸線を中心として回転可能に配置することである。さらに、この発明において回転軸線に沿った方向とは、回転軸線を含む方向、もしくは回転軸線と平行な方向である。さらに、この発明において、回転軸線方向における部品の配置領域が重なる場合、少なくとも一部が重なっていればよい。すなわち、全部でもよいし、一部でもよい。また、この発明における遊星ローラ機構は、差動回転可能な３つの要素を有しており、いずれかの要素が入力要素として機能し、いずれかの要素が反力要素として機能し、いずれかの要素が出力要素として機能する。このような３つの回転要素の差動作用により、入力要素の回転数と、出力要素の回転数とを異ならせることが可能であり、遊星ローラ機構は変速機としての機能を有する。

さらにこの発明は、前記遊星ローラ機構の他に、別の変速機を設けることが可能である。この「別の変速機」には、遊星ローラ機構、歯車変速機構などが含まれる。すなわち、トラクション伝動により動力伝達がおこなわれる変速機、または歯車の噛み合い力により動力が伝達される変速機のいずれでもよい。なお、この発明において、遊星ローラ機構、および「別の変速機」は、入力要素の回転数と、出力要素の回転数とを異ならせることが可能な変速機であり、入力要素と出力要素との回転数の比、すなわち、変速比を変更可能な変速機、または変速比が固定された変速機のいずれでもよい。また、前記遊星ローラ機構が変速比の固定された変速機である場合、その変速比は「１」よりも大きい値、または「１」よりも小さい値のいずれでもよい。前記変速比が「１」よりも大きくなる変速機は減速機であり、変速比が「１」よりも小さくなる変速機は増速機である。

つぎに、変速機構の具体例を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、車両１のパワートレーンの構成例を示すスケルトン図である。図２に示された車両１は、Ｆ・Ｆ（フロントエンジン・フロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車である。図２に示された車両１では、内燃機関の一種であるエンジン２およびモータ・ジェネレータＭＧ１およびモータ・ジェネレータＭＧ２が、動力源として搭載されている。この動力源は、車輪に伝達する動力を出力する動力装置である。前記エンジン２は、燃料を燃焼させてその熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。このエンジン２は、吸排気装置、燃料噴射装置などを有する公知のものであり、例えば、電子スロットルバルブの開度、燃料噴射量、燃料噴射時期などを制御することによりエンジン出力、すなわち、エンジン回転数およびエンジントルクを制御することが可能である。また、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備した回転装置である。

これらの、エンジン２およびモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が動力伝達可能に連結された動力分配装置３が設けられている。前記モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配装置３は、ケーシングＫ１の内部に配置されている。このケーシングＫ１は金属材料、たとえばアルミニウム、アルミニウム合金などにより構成されている。前記動力分配装置３は、前記エンジン２の動力を、前記モータ・ジェネレータＭＧ１および車輪に分配する装置であり、この動力分配装置３は、シングルピニオン式の遊星歯車機構により構成されている。具体的に説明すると、動力分配装置３は、サンギヤ４と、このサンギヤ４と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ４の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ５と、前記サンギヤ４および前記リングギヤ５に噛合されたピニオンギヤ６と、このピニオンギヤ６を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリヤ７とを有している。このように、３つの回転要素、すなわち、前記サンギヤ４および前記リングギヤ５および前記キャリヤ７が、相互に差動回転可能に構成されている。なお、前記サンギヤ４およびリングギヤ５および前記キャリヤ６は、いずれもはすば歯車により構成されている。

また、前記動力分配装置３の回転要素に対する前記エンジン２および前記モータ・ジェネレータＭＧ１の連結構造を説明する。まず、前記キャリヤ７と、前記エンジン２のクランクシャフト（図示せず）とが動力伝達可能に連結されている。具体的には、前記エンジン２と前記キャリヤ７とが、インプットシャフト８により接続されている。なお、前記エンジン２からインプットシャフト８に至る動力伝達経路には、クラッチ機構が設けられていてもよい。このクラッチ機構には、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ、流体式クラッチなどが含まれる。クラッチ機構として摩擦式クラッチまたは電磁式クラッチを用いる場合、ダンパ機構を併用することも可能である。一方、前記モータ・ジェネレータＭＧ１は、ステータ９およびロータ１０を有しており、前記ステータ９がケーシングＫ１に固定されている。そして、前記ロータ１０と前記サンギヤ４とが動力伝達可能に接続されている。この図１および図２の構成例では、前記ロータ１０と前記サンギヤ４とが一体回転するように連結されている。

前記図２の要部が図１に示されている。この図１は、前記インプットシャフト８の回転軸線Ａ１に沿った方向、言い換えれば、回転軸線Ａ１と平行な方向における半断面図である。前記ロータ１０は前記回転軸線Ａ１を中心とする円周上に配置された円筒部１１を有しており、その円筒部１１が前記インプットシャフト８の外周側に配置されている。一方、前記ケーシングＫ１の内周には、前記回転軸線を中心とする半径方向に延ばされた隔壁１２が設けられており、この隔壁１２の内周に取り付けたラジアル軸受１３により、前記円筒部１１が回転可能に支持されている。

つぎに、前記モータ・ジェネレータＭＧ２の構成について説明する。前記ケーシングＫ１には、前記エンジン２から最も離れた箇所にエンドカバー１４が取り付けられており、前記ケーシングＫ１内に設けられた隔壁１５とエンドカバー１４との間に前記モータ・ジェネレータＭＧ２が配置されている。このモータ・ジェネレータＭＧ２は、ステータ１６およびロータ１７を有している。まず、ステータ１６について説明すると、ステータ１６は複数枚を積層した電磁鋼板１８と、積層された電磁鋼板１８に巻き付けられたコイル１９とを有する。そして、電磁鋼板１８は、ボルト２０を用いて前記ケーシングＫ１に締め付け固定されている。前記電磁鋼板１８は、前記回転軸線Ａ１に沿った方向に積層されている。

一方、前記ロータ１７は、前記回転軸線Ａ１を中心として配置された中空軸２１と、その中空軸２１の外周側に連続して形成された円筒部２２と、この円筒部２２の外周に取り付けた電磁鋼板２３とを有している。また、前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、前記ロータ１７は前記ステータ１６の内周側に配置されている。また、前記回転軸線Ａ１に沿った方向、もしくは前記回転軸線Ａ１と平行な方向（回転軸線方向）において、前記電磁鋼板２３および円筒部２２の配置（占有）長さ（配置領域、配置範囲）は、前記回転軸線方向における前記コイル１９の内端１９Ａ同士の長さ以下に構成されている。さらに、前記モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ１７はラジアル軸受２４により回転可能に支持されており、そのラジアル軸受２４の外輪がエンドカバー１４により保持されている。

そして、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ１７から前記動力分配装置３に至る動力伝達経路には、２組の変速機が直列に配置されている。まず、モータ・ジェネレータＭＧ２から動力分配装置３に至る動力伝達方向で、上流側に配置された変速機について説明する。この変速機として遊星ローラ機構２５が設けられている。この遊星ローラ機構２５は、同軸上に配置されたサンローラ２６およびリングローラ２７と、サンローラ２６およびリングローラ２７に接触するピニオンローラ２８を自転・公転可能に支持するキャリヤ２９とを有している。前記サンローラ２６の外側に前記リングローラ２７が配置されている。前記サンローラ２６およびリングローラ２７およびピニオンローラ２８は全て金属材料により構成されている。前記サンローラ２６は前記中空軸２１と一体化された円筒形状を有している。さらに、リングローラ２７は前記サンローラ２６の外側に配置されており、前記サンローラ２６とリングローラ２７との間に前記ピニオンローラ２８が配置されている。この遊星ローラ機構２５は、リングローラ２７が反力要素として機能するとともに、入力要素であるサンローラ２６の回転数よりも、出力要素であるキャリヤ２９の回転数の方が低速となるように、各ローラの半径比が構成されている。すなわち、遊星ローラ機構２５は、変速比が「１」より大となるように固定された減速機として機能する。また、前記キャリヤ２９における回転軸線方向の一方の端部は、ラジアル軸受３０により支持されている。このラジアル軸受３０は、前記円筒部２２の内周に取り付けられている。

さらに、前記キャリヤ２９の前記軸線方向における他端部は、他のラジアル軸受３１により支持されている。このラジアル軸受３１は前記隔壁１５に取り付けられている。このように、前記回転軸線方向で前記ピニオンローラ２８の両側にラジアル軸受３０，３１が配置されている。さらに、前記リングローラ２７は前記隔壁１５に対して、ボルト３２により締め付け固定されている。このように構成された前記遊星ローラ機構２５は、前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、前記コイル１９の内側に配置されている。具体的には、前記コイル１９における、前記回線軸線Ａ１に沿った方向の一方の端部（コイルエンド部）１９Ｂの内側に、前記遊星ローラ機構２５の大半が配置されている。なお、前記遊星ローラ機構２５の取付時に、前記リングローラ２７を外側に弾性変形させてから、前記ピニオンローラ２８の周囲に配置されている。このため、前記リングローラ２７の弾性復元力により縮径し、前記ピニオンローラ２８の外周面が、前記リングローラ２７の内周面および前記サンローラ２６の外周面に押し付けられている。そして、前記ピニオンローラ２８が、前記リングローラ２７および前記サンローラ２６に接触する部分にはトラクションオイルが介在されている。

さらに、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記モータ・ジェネレータＭＧ１と前記遊星ローラ機構２５との間に、シングルピニオン式の遊星歯車機構３３が設けられている。すなわち、モータ・ジェネレータＭＧ２から動力分配装置３に至る動力伝達経路で、前記遊星ローラ機構２５よりも下流に、他の変速機である遊星歯車機構３３が設けられている。この遊星歯車機構３３は、サンギヤ３４と、このサンギヤ３４と同軸上に配置され、かつ、このサンギヤ３４の周囲を取り囲むように配置されたリングギヤ３５と、前記サンギヤ３４および前記リングギヤ３５に噛合されたピニオンギヤ３６と、このピニオンギヤ３６を自転可能、かつ、公転可能に支持するキャリヤ３７とを有している。このように、３つの回転要素、すなわち、前記サンギヤ３４および前記リングギヤ３５および前記キャリヤ３７が、相互に差動回転可能に構成されている。そして、前記キャリヤ３７が隔壁１５に固定されている。また、遊星歯車機構３３は、入力要素であるサンギヤ３４の回転数よりも、出力要素であるリングギヤ３５の回転数の方が低速となるように、各ギヤの歯数比が構成されている。すなわち、遊星歯車機構３３は減速機として機能する。さらに、前記サンギヤ３４が前記キャリヤ２９と一体回転するように、単一の構成部品（金属材料）により一体成形されている。そして、前記リングギヤ５，３５が内周側に形成されたコネクティングドラム３８が設けられている。このコネクティングドラム３８は、前記回転軸線Ａ１を中心とする円筒形状を有している。そして、このコネクティングドラム３８の外周側に、ラジアル軸受４０の内輪が取り付けられている。このラジアル軸受４０は回転軸線Ａ１に沿った方向で異なる位置に２個設けられており、そのラジアル軸受４０の外輪がケーシングＫ１に取り付けられている。一方のラジアル軸受４０は前記動力分配装置３の外側に配置され、他方のラジアル軸受４０は遊星歯車機構３３の外側に配置されている。

一方、前記インプットシャフト８と同軸上にオイルポンプ駆動シャフト４１が設けられており、このインプットシャフト８とオイルポンプ駆動シャフト４１とが一体回転するように連結されている。また、エンドカバー１４の側面にはオイルポンプカバー４２が取り付けられているとともに、エンドカバー１４とオイルポンプカバー４２との間にオイルポンプ４３が設けられている。このオイルポンプ４３のロータが、オイルポンプ駆動シャフト４１によって回転駆動される構成となっている。前記サンギヤ３４および前記ロータ１７は、前記オイルポンプ駆動シャフト４１の外周に取り付けられている。また、前記回転軸線Ａ１に沿った方向において、前記ロータ１７の中空軸２１と、前記サンギヤ３４とが異なる位置に配置されている。前記サンギヤ３４は円筒部材５０の外周に設けられており、その円筒部材５０および前記中空軸２１のうち、略同一円周上に配置されている部分同士の間に、スラスト軸受４４が配置されている。すなわち、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記中空軸２１と前記円筒部材５０との間にスラスト軸受４４が配置されている。

以上のように、図２に示された車両１においては、回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記エンジン２とモータ・ジェネレータＭＧ２との間に前記動力分配装置３が配置されている。この動力分配装置３と前記エンジン２との間に前記モータ・ジェネレータＭＧ１が配置されている。さらに、前記動力分配装置３とモータ・ジェネレータＭＧ２との間に遊星歯車機構３３が配置されている。そして、前記エンジン２および前記モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および動力分配装置３および遊星歯車機構３３および遊星ローラ機構２５は、全て同軸上に配置されている。さらに、前記コネクティングドラム３８から車輪（前輪）４５に至る動力伝達経路には歯車伝動装置が設けられている。具体的に説明すると、コネクティングドラム３８の外周にはカウンタドライブギヤ４６が形成されており、前記インプットシャフト８と平行なカウンタシャフト４７が設けられている。このカウンタシャフト４７にはカウンタドリブンギヤ４８が形成されており、カウンタドライブギヤ４６とカウンタドリブンギヤ４８とが噛合されている。さらに、前記カウンタシャフト４７と前記車輪４５との間には終減速機４９が設けられている。

一方、前記モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給する電力供給装置（図示せず）が設けられている。この電力供給装置としては、二次電池、すなわち、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能であり、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発生した電力を二次電池に充電することも可能である。さらに、前記電力供給装置として、燃料電池を用いることも可能である。つぎに車両の制御系統について説明すると、コントローラとしての電子制御装置（図示せず）が設けられており、この電子制御装置には、各種のセンサやスイッチなどの検知信号、例えば、加速要求、制動要求、エンジン回転数、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数などが入力される一方、この電子制御装置からは、エンジン２を制御する信号、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御する信号などが出力される。

図２に示す車両１において、エンジン２が運転されて、そのエンジントルクが動力分配装置３のキャリヤ７に入力されるとともに、モータ・ジェネレータＭＧ１でエンジントルクの反力を受け持つ制御が実行される。このモータ・ジェネレータＭＧ１は正回転で回生制御されるか、または逆回転で力行制御されて、エンジントルクの反力を受け持つ。そして、前記動力分配装置３においては、エンジントルクの反力を受け持つモータ・ジェネレータＭＧ１の回転数を制御すると、前記サンギヤ４およびリングギヤ５およびキャリヤ７の差動作用により、エンジン回転数と、出力要素であるリングギヤ５の回転数との比、すなわち変速比を、無段階（連続的）に制御することが可能である。このように、前記動力分配装置３は、電気的制御により変速比を変更可能な電気的無段変速機として機能する。そして、前記コネクティングドラム３８に伝達されたトルクが、前記カウンタシャフト４７および終減速機４９を経由して車輪４５に伝達されて駆動力が発生する。

一方、前記エンジン２の運転状態、またはエンジン２の停止状態において、モータ・ジェネレータＭＧ２を電動機として駆動させ、そのトルクを前記車輪４５に伝達することも可能である。前記モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが前記遊星ローラ機構２５に伝達されると、各ローラにより加圧されたトラクションオイルがガラス遷移化し、トラクション伝動の原理により動力伝達がおこなわれる。具体的には、前記モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが前記サンローラ２６に伝達されると、前記リングローラ２７が反力要素となり、前記キャリヤ２９が出力要素となる。このとき、前記サンローラ２６の回転速度よりも前記キャリヤ２９の回転速度の方が低速となる。すなわち、前記遊星ローラ機構２５が減速機として機能し、伝達トルクが増幅される。なお、前記遊星ローラ機構２５における減速比は一定（固定）である。

前記キャリヤ２９に伝達されたトルクは、前記遊星歯車機構３３の入力要素であるサンギヤ３４に伝達される。すると、遊星歯車機構３３のキャリヤ３７が反力要素となり、前記リングギヤ３５からトルクが出力される。この遊星歯車機構３３では、前記サンギヤ３４の回転速度に対して、前記リングギヤ３５の回転速度の方が低速となるように構成されている。すなわち、前記遊星歯車機構３３は減速機として機能し、その減速比は一定である。なお、前記車両１を前進させる向きのトルクを発生させる場合は、前記モータ・ジェネレータＭＧ１が逆回転され、前記車両１を後退させる向きのトルクを発生させる場合は、前記モータ・ジェネレータＭＧ２が正回転される。なお、正回転とは、エンジン２の回転方向と同じ回転方向であり、逆回転とは、エンジン２の回転方向とは逆向きの回転方向である。さらに、車両１を後退させる場合は、前記エンジン２は停止され、かつ、前記モータ・ジェネレータＭＧ１は無負荷で正回転（空転）する。以上のように、前記車両１は、エンジン２またはモータ・ジェネレータＭＧ２の動力を車輪４５に伝達することの可能なハイブリッド車である。

上記した図１および図２で説明した構成例によれば、前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、前記コイル１９のエンド部の内側にあるデッドスペースに前記遊星ローラ機構２５が配置されている。つまり、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、コイル１９が配置された空間と、前記遊星ローラ機構２５が配置された空間とが重なっている。このため、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記遊星ローラ機構２５を配置する占有スペースを狭めることができ、変速機構の小型化が可能となる。また、前記遊星ローラ機構２５のサンローラ２６と、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ１７とが一体化され、前記遊星歯車機構３３のサンギヤ３４と、前記キャリヤ２９とが一体化されている。ここで、一体化とは、単一の構成部品により一体成形されているという意味である。したがって、前記回転軸線Ａ１に沿った方向における変速機構の長さを大きくすることなく、モータ・ジェネレータＭＧ２の減速比を大きくすることができる。

さらに、図１で前記ロータ１７を右方向に押圧する荷重が発生した場合、その荷重はスラスト軸受４４を経由して前記キャリヤ２９に伝達され、その荷重が前記ケーシングＫ１で受け止められる。つまり、前記スラスト軸受４４は、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で前記ロータ１７およびサンローラ２６を位置決めする機能と、スラスト荷重を受ける機能とを兼備する。さらに、スラスト軸受４４は、半径方向で前記回転軸線Ａ１に近い位置に設けられているため、スラスト軸受４４の外径をなるべく小さくすることができる。このため、モータ・ジェネレータＭＧ２のロータ１７を支持する軸受を単独で設けずに済み、変速機構の小型化を一層促進できる。なお、前記ロータ１７には実質的にスラスト荷重は作用しないため、前記スラスト軸受４４は前記ロータ１７と前記サンギヤ３４との接触時の摩擦力低減に用いる。

さらに、前記キャリヤ２９に加わるラジアル荷重は前記ラジアル軸受３０，３１により受けられる。したがって、前記キャリヤ２９が高速回転した場合に、前記サンローラ２６と前記ピニオンローラ２８との間における接触圧力の低下を抑制できる。さらに、前記キャリヤ２９に遠心力が働いた場合でも、高剛性の形状を有する前記ロータ１７により、その荷重が受け止められる。さらに、前記ロータ１７は、前記回転軸線Ａ１を中心とする円周上に配置された円筒部２２を有しており、前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、前記円筒部２２の内側に前記ラジアル軸受３０が配置されている。したがって、前記回転軸線Ａ１の半径方向で、前記サンローラ２６と前記ピニオンローラ２８との軸間距離を短くすることができ、前記サンローラ２６の半径方向における振動量（ブレ量）を少なくすることができる。

さらに、図１および図２の構成例では、モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクを増幅する減速機として遊星ローラ機構２５を用いており、噛み合い力により動力伝達をおこなうのではなく、トラクション伝動によって動力伝達をおこなうため、駆動損失を低減でき、かつ、軸方向のスラスト力を発生することもなく、噛み合い振動やノイズも発生しない。特に、モータ・ジェネレータＭＧ２として高回転モーターを使用した場合、高回転領域における動力損失を抑制でき、かつ、ギヤノイズの懸念もない。また、ラジアル軸受３０をロータ１７の円筒部２２の内周に取り付けているため、その円筒部２２の内径を変更せずに済む。また、ロータ１７を支持するラジアル軸受２４，３０は、片側のラジアル軸受２４がケーシングＫ１に取り付けられ、片側のラジアル軸受３０が遊星ローラ機構２５に取り付けられているため、部品点数を低減できる。また軸受の数を低減できるため、軸受の転動部分や摺動部分における動力損失の増加を抑制できる。さらに、図１および図２の構成例では、遊星ローラ機構２５で１段階目の減速をおこない、遊星歯車機構３３で２段階目の減速をおこなうことができる。すなわち、モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクをサンギヤ３４に伝達するにあたり、２段階の減速をおこなうことができトルク増幅機能が一層向上している。

さらに、ロータ１７と前記サンローラ３４とが一体成形されており、遊星ローラ機構２５のキャリヤ２９がラジアル軸受３０を介してロータ１７に取り付けられている。このため、変速機構の組み立て工程で、前記ケーシングＫ１の内部にモータ・ジェネレータＭＧ２および遊星ローラ機構２５を配置する前に、モータ・ジェネレータＭＧ２および遊星ローラ機構２５をユニット化（アッセンブリ化）することが可能である。したがって、ケーシングＫ１に対する組付け性が向上する。なお、ラジアル軸受３０，３１は、玉軸受、ニードル軸受などのいずれでもよい。また、この図１および図２の構成例では、エンジン２およびモータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが、前輪に伝達される構成のパワートレーンを有する二輪駆動車が示されているが、エンジン２およびモータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが、後輪に伝達される構成のパワートレーンを有する二輪駆動車にも適用可能である。さらに、エンジン２およびモータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが、前輪および後輪の両方に伝達される構成のパワートレーンを有する四輪駆動車にも適用可能である。さらに、前記動力分配装置３として、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いることも可能である。さらに、遊星歯車機構３３に代えて、変速比を変更可能な変速機を用いることも可能である。また、遊星ローラ機構２５として、変速比を変更可能な変速機を用いてもよい。この場合、遊星ローラ機構の反力要素の回転数を可変とすることにより、その変速比を変更可能であり、その技術は公知である。さらに、回転軸線が車両の幅方向、または前後方向のいずれに配置されている場合でも、図１および図２の変速機構を用いることができる。

つぎに、変速機構の他の構成例を、図３に基づいて説明する。図３の構成例は、車両の車輪７２の内側に各々電動モータを配置する構成、いわゆるインホイール形式の電動モータの機構を示す例である。すなわち、各車輪７２は、ホイール５１の周囲にタイヤ７３を取り付けて構成されており、ホイール５１毎に、それぞれモータ・ジェネレータＭＧ２が設けられている。なお、図３の構成例において、図１および図２の構成例と同じ構成部分については、図１および図２と同じ符号を付してある。また、モータ・ジェネレータＭＧ２はケーシング５２の内部に配置されており、このモータ・ジェネレータＭＧ２のロータ１７は、回転軸線Ａ２を中心として回転可能に構成されている。さらに、ステータ１６はケーシング５２に固定されている。なお、このケーシング５２は車体、または車体に取り付けられたブラケット、あるいはフレームなどに固定されている。したがって、ケーシング５２は回転しない。また、前記回転軸線Ａ２に沿った方向における異なる位置に、前記コイル１９の両端部（コイルエンド部）１９Ｂ，１９Ｃが配置されている。そして、前記回転軸線Ａ２を中心とする半径方向で、前記コイルエンド部１９Ｂの内側に第１変速機が設けられ、前記コイルエンド部１９Ｃの内側に第２変速機が設けられている。

前記第１変速機は遊星ローラ機構５３により構成されている。この遊星ローラ機構５３は、前記ケーシング５２の内部に配置されており、この遊星ローラ機構５３は、サンローラ５４と、このサンローラ５４の外周側に配置されたリングローラ５５と、サンローラ５４およびリングローラ５５に接触するピニオンローラ５６を保持するキャリヤ５７とを有している。そして、前記キャリヤ５７は前記ケーシング５２に固定されており、したがって、キャリヤ５７は回転不可能である。この遊星ローラ機構５３は、キャリヤ５７が反力要素として機能するとともに、入力要素であるサンローラ５４の回転数よりも、出力要素であるリングローラ５５の回転数の方が低速となるように、各ローラの半径比が構成されている。すなわち、遊星ローラ機構５３は、変速比が「１」よりも大となる値に固定された減速機として機能する。さらに、前記リングローラ５５と中空軸６３とが、コネクティングドラム５８により、動力伝達可能に連結されている。すなわち、前記中空軸６３と前記リングローラ５５とが一体回転するように構成されている。中空軸６３はステータ１７の内側に配置されており、中空軸６３とステータ１７とが相対回転可能である。そして、中空軸６３とステータ１７との間にはニードルベアリング６４が設けられている。また、前記ロータ１７の軸端部と、前記コネクティングドラム５８との間には、スラスト軸受５９が設けられている。さらに、前記ケーシング５２の軸線方向の端部にはエンドカバー６０が取り付けられており、このエンドカバー６０と、前記コネクティングドラム５８との間にはスラスト軸受６１が設けられている。

つぎに、前記第２変速機について説明する。前記回転軸線Ａ２に沿った方向で、前記電磁鋼板２３とホイール５１との間に、前記第２変速機としての遊星ローラ機構６２が設けられている。つまり、前記回転軸線Ａ２に沿った方向で、前記遊星ローラ機構５３と前記遊星ローラ機構６２との間に、前記電磁鋼板２３が積層して配置されている。この遊星ローラ機構６２は、前記ケーシング５２の内部に配置されており、この遊星ローラ機構６２は、サンローラ６５と、このサンローラ６５の外周側に配置されたリングローラ６６と、サンローラ６５およびリングローラ６６に接触するピニオンローラ６７を保持するキャリヤ６８とを有している。前記サンローラ６５は前記中空軸６３の外周に形成されている。前記リングローラ６６は前記ケーシング５２に固定されており、したがって、リングローラ６６は回転不可能である。この遊星ローラ機構６２は、リングローラ６６が反力要素として機能するとともに、入力要素であるサンローラ６５の回転数よりも、出力要素であるキャリヤ６８の回転数の方が低速となるように、各ローラの半径比が構成されている。すなわち、遊星ローラ機構６２は、変速比が「１」よりも大となる値に固定された減速機として機能する。

さらに、前記キャリヤ６８と前記ホイール５１とが動力伝達可能に連結されている。このように、前記モータ・ジェネレータＭＧ２および遊星ローラ機構２５，２６が回転軸線Ａ１を中心として同軸上に配置されている。また、前記ロータ１７の軸端部と、前記キャリヤ６８との間には、スラスト軸受６９が設けられている。さらに、前記ケーシング５２の軸線方向の端部における前記ホイール５１に近い箇所にはエンドカバー７０が取り付けられており、このエンドカバー７０と、前記キャリヤ６８との間にはスラスト軸受７１が設けられている。この図３に示す構成例においても、前述した電力供給装置が、モータ・ジェネレータＭＧ２に接続される。

図３に示す構成例の作用を説明する。前記電力供給装置からモータ・ジェネレータＭＧ２に電力が供給されて、このモータ・ジェネレータＭＧ２が電動機として駆動される。また、前記遊星ローラ機構５３，６２には、前述したトラクションオイルが供給され、トラクションドライブ（伝動）の原理で動力伝達がおこなわれる。前記モータ・ジェネレータＭＧ２の出力トルクが遊星ローラ機構５３のサンローラ５４に伝達されると、固定されている前記キャリヤ５７が反力要素となり、前記リングローラ５５からトルクが出力される。ここで、サンローラ５４に対するリングローラ５５のトルクの向きは逆であり、サンローラ５２の回転数よりもリングローラ５５の回転数の方が低くなり、トルクが増幅される。さらに、前記リングローラ５５のトルクは中空軸６３を経由して、前記遊星ローラ機構６２のサンローラ６５に入力される。すると、固定されているサンローラ６６が反力要素となり、前記キャリヤ６８からトルクが出力される。

このとき、サンローラ６５およびキャリヤ６８のトルクの向きは同じであり、サンローラ６５の回転数よりもキャリヤの回転数の方が低くなり、トルクが増幅される。前記キャリヤ６８のトルクは前記ホイール５１に伝達され、駆動力が発生する。このように、図３の構成例においても、モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクを車輪４５に伝達する場合、遊星ローラ機構５３，６２のそれぞれで減速され、合計２段階の減速がおこなわれる。したがって、モータ・ジェネレータＭＧ２を半径方向に小型化できるとともに、モータ・ジェネレータＭＧ２を高回転化できる。この図３の構成例においても、前記回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で、前記コイルエンド部１９Ｂの内側に遊星ローラ機構５３が配置され、かつ、前記コイルエンド部１９Ｃの内側に遊星ローラ機構６２が配置されている。また、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記コイルエンド部１９Ｂの配置領域と、遊星ローラ機構５３の配置領域とが重なるとともに、前記コイルエンド部１９Ｃの配置領域と、遊星ローラ機構６２の配置領域とが重なっている。したがって、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で部品の配置スペースが狭められ、変速機構の小型化を図ることができる。

また、図３に示す構成例では、遊星ローラ機構５３，６２を用いているため、はすば歯車を用いた減速機に比べて、各回転要素で発生するスラスト荷重は低く、前記スラスト軸受５９，６１，７１の小型化を図ることができる。また、スラスト軸受に代えて滑り軸受を用いることもでき、変速機構を回転軸線Ａ１に沿った方向に一層小型化できる。また、前記中空軸６３を前記軸線方向の一方でニードルベアリング６４で支持し、前記軸線方向の他方でスラスト軸受５９，６１で支持している。すなわち、ニードルベアリング６４は中空軸６３の内側に配置できるため、回転軸線Ａ１に沿った方向に一層小型化できる。なお、図３に示された構成は、左右の前輪および左右の後輪に各々設けることが可能である。すなわち、図３に示された構成例では、車輪７２に動力を伝達する駆動力源としてモータ・ジェネレータＭＧ２が設けられている。つまり、エンジンが駆動力源として設けられていない電気自動車に用いることが可能である。

なお、前輪に図２に示す構成例を用い、後輪に図３に示す構成例を用いて、ハイブリッド車とすることも可能である。この遊星ローラ機構５３は、キャリヤ５７が反力要素として機能するとともに入力要素であるサンローラ５４の回転数よりも、出力要素であるリングローラ５５の回転数の方が低速となるように、各ローラの半径比が構成されている。すなわち、遊星ローラ機構５３は、変速比が「１」よりも大となる値に固定された減速機として機能する。なお、遊星ローラ機構５３，６２として、変速比を変更可能な変速機を用いてもよい。この場合、遊星ローラ機構の反力要素の回転数を可変とすることにより、その変速比を変更可能であり、その技術は公知である。さらに、図３の構成例において、第２の変速機としては、遊星ローラ機構６２に代えて、遊星歯車式の変速機を用いることも可能である。この場合も、変速比は固定または可変のいずれでもよいし、増速機または減速機のいずれでもよい。

また、図２に示された変速機構に代えて、図３に示された変速機構を用い、図４に示すパワートレーンを構成することも可能である。具体的には、図３に示されたキャリヤ６８を、前記コネクティングドラム３８に動力伝達可能に連結する構成である。この図４の構成例は、エンジン２の動力、およびモータ・ジェネレータＭＧ２の動力を、前記車輪４５に伝達可能なハイブリッド車のパワートレーンを形成するものである。この図４の場合、前記モータ・ジェネレータＭＧ２のステータ１６、前記リングローラ６６、前記キャリヤ５７は、前記ケーシングＫ１に固定される。また、前記ロータ１７および前記中空軸６３が、前記インプットシャフト８に対して同軸上に配置される。さらに、前記回転軸線Ａ１に沿った方向で、前記ケーシングＫ１のエンドカバー１４と、前記動力分配装置３との間に前記モータ・ジェネレータＭＧ２が配置される。そして、図４に示されたモータ・ジェネレータＭＧ２を電動機として駆動すると、そのトルクが前記遊星ローラ機構５３および遊星ローラ機構６２を経由して、前記コネクティングドラム３８に伝達される。また、この図４において、図２と同様の構成部分については、図２と同様の作用効果を得られ、図３と同様の構成部分については、図３と同様の作用効果を得られる。なお、遊星ローラ機構５３，６２として、変速比を変更可能な変速機を用いてもよい。この場合、遊星ローラ機構の反力要素の回転数を可変とすることにより、その変速比を変更可能であり、その技術は公知である。さらに、図４の構成例において、第２の変速機としては、遊星ローラ機構５３，６２に代えて、遊星歯車式の変速機を用いることも可能である。この場合も、変速比は固定または可変のいずれでもよいし、増速機または減速機のいずれでもよい。

つぎに、変速機構の他の構成例を、図５に基づいて説明する。この図５に示す構成例は、基本的な構成は図３に示された構成と同じであるが、第２減速機の出力側に終減速機７４が連結されている点が、図３の構成と相違する。終減速機７４は、前記ケーシングＫ２の内部に配置されたデフケース７５を有しており、そのデフケース７５が、前記回転軸線Ａ２を中心として回転可能に設けられている。そして、このデフケース７５に前記キャリヤ６８が動力伝達可能に連結されている。このデフケース７５は、前記回転軸線Ａ２に沿った方向で、前記遊星ローラ機構６２とエンドカバー７０との間に配置されている。また、デフケース７５の内部には、ピニオンシャフト（図示せず）に支持されたピニオンギヤ（図示せず）、このピニオンギヤに噛合されたサイドギヤ（図示せず）が設けられており、このサイドギヤにアクスルシャフト７６が動力伝達可能に連結されている。前記アクスルシャフト７６は２本設けられており、１本のアクスルシャフト７６は中空軸６３内に配置されている。

そして、前記ケーシング５２にはラジアル軸受７７，７８が設けられており、このラジアル軸受７７により前記デフケース７６が保持されており、前記ラジアル軸受７８により、片方のアクスルシャフト７６が保持されている。２本のアクスルシャフト７６は、共に前記回転軸線Ａ２を中心として回転可能である。この図５の構成例の配置レイアウトとしては、前記アクスルシャフト７６を左右の前輪、または左右の後輪に連結することが可能である。この場合、前記回転軸線Ａ２は車両の左右方向（幅方向）に沿って配置される。また他のレイアウトとしては、前記回転軸線Ａ２を車両の前後方向に沿って配置し、一方のアクスルシャフト７６を、フロントデファレンシャル（図示せず）を経由させて後輪に動力伝達可能に連結し、他方のアクスルシャフト７６を、リヤデファレンシャル（図示せず）を経由させて後輪に動力伝達可能に連結する構成も可能である。この図５の構成例においては、図３の構成例と同様に、前記モータ・ジェネレータＭＧ２のトルクが前記遊星ローラ機構６２のキャリヤ６８に伝達され、そのトルクが終減速機７４を経由してアクスルシャフト７６に伝達される。この図５の構成例においても、図３の構成と同様の構成部分については、図３の構成例と同様の効果を得られる。また、図５の構成例において、遊星ローラ機構５３，６２として、変速比を変更可能な変速機を用いてもよい。この場合、遊星ローラ機構の反力要素の回転数を可変とすることにより、その変速比を変更可能であり、その技術は公知である。さらに、図５の構成例において、第２の変速機としては、遊星ローラ機構５３，６２に代えて、遊星歯車式の変速機を用いることも可能である。この場合も、変速比は固定または可変のいずれでもよいし、増速機または減速機のいずれでもよい。

ここで、各図に示された構成例と、この発明との関係を説明すると、図１および図２の構成例は、請求項１ないし６の発明に対応する実施例である。また、図３の構成例は、請求項１および請求項２および請求項７および請求項８に対応する実施例であり、図４の構成例は、請求項１および請求項２および請求項７および請求項８および請求項９に対応する実施例であり、図５の構成例は、請求項１および請求項２および請求項７および請求項８に対応する実施例である。そして、前記図１および図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、モータ・ジェネレータＭＧ２が、この発明の電動モータに相当し、遊星ローラ機構２５が、この発明の第１変速機に相当し、遊星歯車機構３３が、この発明の別の変速機に相当し、遊星ローラ機構５３が、この発明の第１変速機に相当し、遊星ローラ機構６２が、この発明の第２変速機に相当する。

また、サンローラ２６とリングローラ２７とキャリヤ２９、およびサンローラ５４とリングローラ５５とキャリヤ５７が、この発明における「第１変速機が有する３つの回転要素」に相当し、サンローラ６５とリングローラ６６とキャリヤ６８が、この発明における「第２変速機が有する３つの回転要素」に相当し、スラスト軸受４４が、この発明の荷重伝達機構およびスラスト軸受に相当し、ラジアル軸受３０，３１が、この発明のラジアル軸受に相当し、円筒部２２が、この発明の円筒部に相当する。また、エンジン２が、この発明の動力源に相当し、モータ・ジェネレータＭＧ１が、この発明のモータ・ジェネレータに相当し、コイルエンド部１９Ｂが、この発明における「一方のコイルエンド部である一端部」または「一端部のコイルエンド部」に相当し、コイルエンド部１９Ｃが、この発明における「他方のコイルエンド部である他端部」または「他端部であるコイルエンド部」に相当し、キャリヤ７が、この発明における動力分配装置の入力要素に相当し、サンギヤ４が、この発明における動力分配装置の反力要素に相当し、リングギヤ５が、この発明における動力分配装置の出力要素に相当し、車輪４５が、この発明の被駆動部材に相当する。また、図３の構成例では、リングローラ５５が、この発明における第１変速機の出力要素に相当し、サンローラ６５が、この発明における第２変速機の入力要素に相当する。また、図４の構成例では、前記コネクティングドラム３８および前記車輪４５および前記終減速機４９が、この発明の被駆動部材に相当する。

この発明の変速機構の構成例を示す部分的な断面図である。この発明の変速機構を有する車両のパワートレーンを示すスケルトン図である。この発明の変速機構の他の構成例を示す断面図である。この発明の変速機構を有する車両のパワートレーンを示すスケルトン図である。この発明の変速機構の他の構成例を示す断面図である。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、３…動力分配装置、７，２９，５７，６８…キャリヤ、４，３４…サンギヤ、５，３５…リングギヤ、１７…ロータ、１９…コイル、１９Ｂ，１９Ｃ…コイルエンド部、２２…円筒部、２５，５３，６２…遊星ローラ機構、２６，５４，６５…サンローラ、２７，５５，６６…リングローラ、２８，５６，６７…ピニオンローラ、３３…遊星歯車機構、３０，３１…ラジアル軸受、３８…コネクティングドラム、４４…スラスト軸受、４５…車輪、４９…終減速機、Ａ１，Ａ２…回転軸線、ＭＧ１，ＭＧ２…モータ・ジェネレータ。

Claims

出力軸と一体化されたロータの外周側に、コイルが巻き付けられたステータが配置されるとともに、前記コイルのコイルエンド部が前記ロータの両端部よりも軸線方向に突出している電動モータと、前記出力軸に連結された遊星ローラ機構である第１変速機とを備え、前記第１変速機が有する３つの回転要素に含まれる入力要素と出力要素との半径比に応じたトルクを伝達させる変速機構において、
前記ロータと前記出力軸と前記３つの回転要素とが同一の回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、
回転軸線に沿った方向における前記コイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記コイルエンド部の内側に、前記第１変速機が配置されていることを特徴とする変速機構。
前記第１変速機の出力要素に連結された別の変速機が設けられており、前記出力軸と前記第１変速機の入力要素とが一体化され、前記第１変速機の出力要素と前記別の変速機の入力要素とが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機構。
前記３つの回転要素には、同軸上に配置されたサンローラおよびリングローラと、このサンローラおよびリングローラに接触するピニオンローラを保持するキャリヤとが含まれており、
前記ロータおよび前記サンローラに加わるスラスト荷重を受けるスラスト軸受が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の変速機構。
前記３つの回転要素には、同軸上に配置されたサンローラおよびリングローラと、このサンローラおよびリングローラに接触するピニオンローラを保持するキャリヤとが含まれており、
前記キャリヤに加わるラジアル荷重を受けるラジアル軸受が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の変速機構。
前記ロータは、内周部分に円筒部を有しており、前記回転軸線を中心とする半径方向で前記円筒部の内側に前記ラジアル軸受が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の変速機構。
内燃機関である動力源と、差回転可能な３つの回転要素を有する動力分配装置と、力行機能と回生機能とを有するモータ・ジェネレータとをさらに備え、
前記動力源と前記電動モータと前記モータ・ジェネレータと前記第１変速機と前記別の変速機とを構成する各回転要素が、前記回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、
前記動力分配装置の入力要素に前記動力源の出力軸が連結され、前記動力分配装置の反力要素に前記モータ・ジェネレータが連結され、
前記別の変速機の出力要素と前記動力分配装置の出力要素とが、被駆動部材に対して並列に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の変速機構。
出力軸と一体化されたロータの外周側に、コイルが巻き付けられたステータが配置されるとともに、前記コイルのコイルエンド部が前記ロータの両端部よりも軸線方向に突出している電動モータと、前記出力軸に連結された遊星ローラ機構である第１変速機と、前記第１変速機に動力伝達可能に連結された第２変速機とを備え、これらの変速機は差動回転可能な３つの回転要素を各々有しているとともに、前記３つの回転要素に含まれる入力要素と出力要素との半径比に応じたトルクを伝達させる変速機構において、
前記ロータと前記出力軸と前記各３つの回転要素とが同一の回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、
回転軸線に沿った方向で異なる箇所に、一方の前記コイルエンド部である一端部と他方の前記コイルエンド部である他端部とが配置され、
回転軸線に沿った方向における前記一端部のコイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記一端部のコイルエンド部の内側に、前記第１変速機が配置され、
回転軸線に沿った方向における前記他端部のコイルエンド部と重なり、かつ前記回転軸線を中心とする半径方向における前記他端部のコイルエンド部の内側に、前記第２変速機が配置されていることを特徴とする変速機構。
前記出力軸に前記第１変速機の入力要素が連結され、前記第１変速機の出力要素に前記第２変速機の出力要素が連結されていることを特徴とする請求項７に記載の変速機構。
内燃機関である動力源と、差回転可能な３つの回転要素を有する動力分配装置と、力行機能と回生機能とを有するモータ・ジェネレータとをさらに備え、
前記動力源と前記電動モータと前記モータ・ジェネレータと前記第１変速機と前記第２変速機とを構成する各回転要素が、前記回転軸線を中心として回転可能に配置されているとともに、
前記動力分配装置の入力要素に前記動力源の出力軸が連結され、前記動力分配装置の反力要素に前記モータ・ジェネレータが連結され、
前記第２変速機の出力要素と前記動力分配装置の出力要素とが、被駆動部材に対して並列に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項７または８に記載の変速機構。