JP5162792B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機構及びギヤ列を備える動力伝達装置に関する。

ドライブプーリ、ドリブンプーリ、及びＶベルトを有する無段変速機構を備える動力伝達装置においては、ドライブプーリのプーリ径が最小となる最大変速比、及び、ドリブンプーリのプーリ径が最小となる最小変速比で、Ｖベルトの伝達効率が低下する。
そこで、従来の動力伝達装置においては、無段変速機構と、最大変速比を確保するローギヤ列とを並列に配置し、最大変速比における動力伝達をローギヤ列で受け持つように構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
この動力伝達装置は、入力軸、出力軸、及び中間軸を備え、入力軸と中間軸との間に、入力軸上に相対回転自在に設けられたドライブプーリと、中間軸上に設けられたドリブンプーリと、ドライブプーリ及びドリブンプーリ間に設けられたＶベルトとを有して構成される無段変速機構が配置されている。入力軸には発進クラッチが設けられており、発進クラッチを作動させ、ドライブプーリを入力軸に結合することにより、無段変速機構での動力伝達を可能にしている。

入力軸にはロードライブギヤも設けられており、ロードライブギヤは、アイドラギヤを介して、中間軸上に相対回転自在に設けられたロードリブンギヤと噛み合っている。これらロードライブギヤ、アイドラギヤ、及びロードリブンギヤがローギヤ列を構成している。中間軸にはロークラッチが設けられており、ロークラッチを作動させ、ロードリブンギヤを中間軸に結合することにより、ローギヤ列での動力伝達を可能にしている。
特開２００４−２５７４０８号公報

しかしながら、従来の動力伝達装置では、無段変速機構の他に、ロードライブギヤ、あるいはオーバードライブギヤ等を追加する場合、例えばローギヤ列専用のロークラッチ、あるいはオーバードライブクラッチ等を必要とするため、軸長が長くなり、変速機が大型化、重量化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構に、例えばオーバードライブギヤ等のギヤ列を追加可能な動力伝達装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、エンジンからの出力を同軸上の第１入力軸、第２入力軸、及び該入力軸と並列の第１中間軸、第２中間軸のいずれかの軸を介して出力軸に伝達し、前記入力軸と前記第１中間軸との間に、該入力軸上のドライブプーリ、第１中間軸上のドリブンプーリ、及び両プーリの間に掛けたＶベルトを有する無段変速機構を備えた動力伝達装置であって、該入力軸と同軸上で第１入力軸、第２入力軸を選択可能なクラッチ機構を備え、前記第２入力軸上に後退ギヤ列及び出力軸に動力伝達する第２駆動ギヤ列を配置し、該第２入力軸と同軸上で後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を選択可能な選択機構を備え、前記第１中間軸と前記出力軸の間に前記無段変速機構を経て出力軸に動力伝達する第３駆動ギヤ列を配置したことを特徴とする。
上記構成によれば、クラッチ機構及び選択機構を設けるだけで、その切換によって、第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列（無段変速機構を含む。）、及び後退ギヤ列を選択できるので、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構に第２駆動ギヤ列（例えばオーバードライブギヤ列）を追加できる。そして、すべての運転モード切換がスムーズになる。

上記構成において、前記選択機構は、前記クラッチ機構により第１入力軸が選択され、第２入力軸が非選択のとき、第２入力軸上の後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を予め選択可能に構成されていてもよい。
上記構成によれば、第１入力軸が選択されたときに、非選択で、非回転の第２入力軸に配置された後退ギヤ列、又は第２駆動ギヤ列が選択機構により予め選択されるので、クラッチ機構を既に結合していた第１入力軸及び第２入力軸の一方から切り離すとともに、第１入力軸及び第２入力軸の他方に結合させるだけの、いわゆる２クラッチ切換によって、スムーズに直接変速できる。

上記構成において、前記第３駆動ギヤ列の内、第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、前記第２駆動ギヤ列と同一直線上に配置され、当該ギヤ列の一部が前記第２駆動ギヤ列の一部を兼ねてもよい。
上記構成によれば、第２駆動ギヤ列の一部を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸を短くできる。

上記構成において、前記第３駆動ギヤ列の内、第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、前記後退ギヤ列の一部と同一直線上に配置され、当該ギヤ列の一部が前記後退ギヤ列の一部を兼ねてもよい。
上記構成によれば、後退ギヤ列の一部を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸を短くできる。

上記構成において、前記クラッチ機構は、エンジンと第１入力軸又は第２入力軸とを切り離す発進クラッチを兼ねてもよい。
上記構成によれば、発進クラッチを別に設ける必要がなくなるので、入力軸を短くできる。

上記構成において、前記入力軸が内メイン軸と、内メイン軸の外周に相対回転自在に嵌合した外メイン軸とを備え、両軸が前記クラッチ機構により選択可能であり、外メイン軸が軸方向に分割されて第１外メイン軸、及び第２外メイン軸を備え、第１外メイン軸上に前記第２駆動ギヤ列が配列され、第２外メイン軸上に前記後退ギヤ列が配列されていてもよい。
上記構成によれば、入力軸が内外メイン軸の二重構造に形成されるので、各軸を直列に配置する場合に比べ、入力軸を短くできる。

上記構成において、前記第１入力軸上に出力軸に動力伝達する第１駆動ギヤ列が配置されていてもよい。
上記構成によれば、クラッチ機構及び選択機構を設けるだけで、その切換によって、第１駆動ギヤ列、第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列（無段変速機構を含む。）、及び後退ギヤ列を選択できるので、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構に第１駆動ギヤ列（例えばローギヤ列）及び第２駆動ギヤ列（例えばオーバードライブギヤ列）を追加できる。そして、すべての運転モード切換がスムーズになる。

上記構成において、前記第１駆動ギヤ列が、第１入力軸上のドライブギヤ、該ドライブギヤに噛み合う出力軸上のドリブンギヤで構成されてもよい。
上記構成によれば、第１駆動ギヤ列を中間軸に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、中間軸を短くできる。

上記構成において、前記第１駆動ギヤ列と前記出力軸との間に、前記第１駆動ギヤ列から前記出力軸の方向のみに動力伝達可能なワンウェイクラッチが配置されてもよい。
上記構成によれば、エンジンの駆動力が第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列又は後退ギヤ列を介して出力軸に伝達される際に、ワンウェイクラッチが空転するので、駆動力が出力軸から第１駆動ギヤ列へと逆伝達されるのを防止できる。また、ワンウェイクラッチは、油圧で作動する断接クラッチに比べて小型であり、油圧を発生させる駆動力が不要なため、断接クラッチを設ける場合に比べ燃費を向上できる。

上記構成において、エンジンと電動機の出力を出力軸に伝達するハイブリッド車両用の動力伝達装置であって、前記電動機を構成するロータを前記クラッチ機構の外周に該クラッチ機構と一体回転可能に配置し、該ロータの外周にステータを配置してもよい。
上記構成によれば、クラッチ機構の外周にハイブリッド車両の電動機が配置されるので、入力軸を短くできる。

上記構成において、前記クラッチ機構に前記エンジンを切り離すクラッチ部を一体に形成してもよい。
上記構成によれば、電動機用のクラッチ部がクラッチ機構に一体に形成されるので、入力軸を短くできる。

本発明によれば、第１入力軸、第２入力軸を選択可能なクラッチ機構と、後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を選択可能な選択機構とを備えたため、クラッチ機構及び選択機構を設けるだけで、その切換によって、第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列（無段変速機構を含む。）、及び後退ギヤ列を選択できるので、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構に第２駆動ギヤ列（例えばオーバードライブギヤ列）を追加できる。そして、すべての運転モード切換がスムーズになる。

また、選択機構は、クラッチ機構により第１入力軸が選択され、第２入力軸が非選択のとき、第２入力軸上の後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を予め選択可能に構成されているため、第１入力軸が選択されたときに、非選択で、非回転の第２入力軸に配置された後退ギヤ列、又は第２駆動ギヤ列が選択機構により予め選択されるので、クラッチ機構を既に結合していた第１入力軸及び第２入力軸の一方から切り離すとともに、第１入力軸及び第２入力軸の他方に結合させるだけの、いわゆる２クラッチ切換によって、スムーズに直接変速でき、変速に要する時間を短縮できるとともに、変速時の振動を低減できる。

また、第３駆動ギヤ列の内、第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、第２駆動ギヤ列と同一直線上に配置され、ギヤ列の一部が第２駆動ギヤ列の一部を兼ねるため、第２駆動ギヤ列の一部を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、第３駆動ギヤ列の内、第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、後退ギヤ列の一部と同一直線上に配置され、ギヤ列の一部が後退ギヤ列の一部を兼ねるため、後退ギヤ列の一部を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、クラッチ機構が、エンジンと第１入力軸又は第２入力軸とを切り離す発進クラッチを兼ねるため、発進クラッチを別に設ける必要がなくなるので、入力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、入力軸が内メイン軸と、軸方向に第１外メイン軸、及び第２外メイン軸に分割された外メイン軸とを備え、第１外メイン軸上に第２駆動ギヤ列が配列され、第２外メイン軸上に後退ギヤ列が配列されているため、入力軸が内外メイン軸からなる二重構造に形成されるので、各軸を直列に配置する場合に比べ、入力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、第１入力軸上に出力軸に動力伝達する第１駆動ギヤ列が配置されているため、クラッチ機構及び選択機構を設けるだけで、その切換によって、第１駆動ギヤ列、第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列（無段変速機構を含む。）、及び後退ギヤ列を選択できるので、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構に第１駆動ギヤ列（例えばローギヤ列）及び第２駆動ギヤ列（例えばオーバードライブギヤ列）を追加できる。そして、すべての運転モード切換がスムーズになる。

また、第１駆動ギヤ列が、第１入力軸上のドライブギヤ、ドライブギヤに噛み合う出力軸上のドリブンギヤで構成されるため、第１駆動ギヤ列を中間軸に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、中間軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、第１駆動ギヤ列と出力軸との間に、第１駆動ギヤ列から出力軸の方向のみに動力伝達可能なワンウェイクラッチが配置されるため、エンジンの駆動力が第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列又は後退ギヤ列を介して出力軸に伝達される際に、ワンウェイクラッチが空転するので、駆動力が出力軸から第１駆動ギヤ列へと逆伝達されるのを防止できる。また、ワンウェイクラッチは、油圧で作動する断接クラッチに比べて小型であり、油圧を発生させる駆動力が不要なため、断接クラッチを設ける場合に比べ燃費を向上できる。

また、エンジンと電動機の出力を出力軸に伝達するハイブリッド車両用の動力伝達装置であって、電動機を構成するロータをクラッチ機構の外周にクラッチ機構と一体回転可能に配置し、ロータの外周にステータを配置したため、クラッチ機構の外周に電動機が配置されるので、入力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

さらに、ＥＶモードでの走行を可能とすべくクラッチ機構にエンジンを切り離すクラッチ部を一体に形成したため、電動機用のクラッチ部がクラッチ機構に一体に形成されるので、入力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る動力伝達装置を示すスケルトン図である。
図１において、Ｅはエンジンを示す。エンジンＥは、クランク軸１１をクランキングして始動される。エンジンＥには、動力伝達装置１００が接続されている。動力伝達装置１００は発進機構１４を有し、発進機構１４は、エンジンＥのクランク軸１１に連結されている。発進機構１４は、湿式や乾式の摩擦機構よりなる発進クラッチとダンパとを備えて構成されている。この発進機構１４は、ダンパのみを用いて構成してもよいし、例えばトルクコンバータやフルードカップリング等の流体継ぎ手、電磁パウダー式のクラッチやブレーキを用いて構成してもよい。発進機構１４には、この発進機構１４と一体回転自在なクラッチ機構１５が接続されている。クラッチ機構１５は油圧多板クラッチであり、回転自在な内メイン軸１６と、内メイン軸１６の外周に相対回転自在に嵌合した中空の外メイン軸１７とを有し、クラッチ切換により、内メイン軸１６の回転、又は外メイン軸１７の回転を選択可能に構成されている。すなわち、クラッチ機構１５は、エンジンＥ側と内外メイン軸１６，１７とを切り離す従来の発進クラッチを兼ねている。このため、発進クラッチを別に設ける必要がなくなり、発進クラッチと選択機構を別に設ける場合に比べ、内外メイン軸１６，１７を短くすることが可能になる。

外メイン軸１７は軸方向に分割されており、クラッチ機構１５側から順に、第１外メイン軸１７Ａ、及び第２外メイン軸１７Ｂに２分割されている。なお、内メイン軸１６は、第１入力軸を構成し、外メイン軸１７、第１外メイン軸１７Ａ、及び第２外メイン軸１７Ｂは、第２入力軸を構成している。この構成により、入力軸が内外メイン軸１６，１７からなる二重構造に形成されるので、第１入力軸及び第２入力軸を直列に配置する場合に比べ、入力軸を短くすることが可能になる。
内メイン軸１６のクラッチ機構１５と反対側の端部にはロードライブギヤ（ドライブギヤ）１８が設けられ、第１外メイン軸１７Ａにはオーバードライブギヤ１９が設けられ、第２外メイン軸１７Ｂにはリバースギヤ２０が設けられている。

第１外メイン軸１７Ａと第２外メイン軸１７Ｂとの間には、選択機構２１が配置され、選択機構２１は、その切換により、第１外メイン軸１７Ａ（オーバードライブギヤ１９）、又は第２外メイン軸１７Ｂ（リバースギヤ２０）の回転を選択可能に構成されている。選択機構２１は、例えばシンクロメッシュ機構を用いて構成され、軸方向に作動して、第１外メイン軸１７Ａ又は第２外メイン軸１７Ｂを外メイン軸１７に選択的に接続させる。すなわち、選択機構２１は、外メイン軸１７とリバースギヤ２０とを切り離す従来の後退クラッチを兼ねている。このため、後退クラッチを別に設ける必要がなくなり、後退クラッチと選択機構を別に設ける場合に比べ、内外メイン軸１６，１７を短くすることが可能になる。
内外メイン軸１６，１７と平行に、回転自在な第１中間軸２２が配置されている。内メイン軸１６と第１中間軸２２との間に、無段変速機構ＣＶＴが配置されている。
無段変速機構ＣＶＴは、内メイン軸１６上に設けられたドライブプーリ２３と、第１中間軸２２上に設けられたドリブンプーリ２４と、ドライブプーリ２３及びドリブンプーリ２４間に設けられたＶベルト２５とを有して構成される。

ドライブプーリ２３は、内メイン軸１６上に固定された固定側プーリ半体２３Ａと、固定側プーリ半体２３Ａと一体回転するとともに固定側プーリ半体２３Ａに対して接近・離反するように軸方向に移動可能に設けられた可動側プーリ半体２３Ｂとを備えて構成されている。可動側プーリ半体２３Ｂの側面にはドライブ油室２３Ｃが形成されており、ドライブ油室２３Ｃにドライブ制御油圧を供給して可動側プーリ半体２３Ｂの軸方向移動を制御するようになっている。
ドリブンプーリ２４は、第１中間軸２２上に固定された固定側プーリ半体２４Ａと、固定側プーリ半体２４Ａと一体回転するとともに固定側プーリ半体２４Ａに対して接近・離反するように軸方向に移動可能に設けられた可動側プーリ半体２４Ｂとを備えて構成されている。可動側プーリ半体２４Ｂの側面にはドリブン油室２４Ｃが形成されており、ドリブン油室２４Ｃにドリブン制御油圧を供給して可動側プーリ半体２４Ｂの軸方向移動を制御するようになっている。

無段変速機構ＣＶＴの変速比は、エンジンＥの負荷および回転数に応じてドライブ油室２３Ｃ及びドリブン油室２４Ｃへの油圧供給を制御することにより、無段階に変化する。例えば、ドライブプーリ２３の可動側プーリ半体２３Ｂを固定側プーリ半体２３Ａに接近させてドライブプーリ２３のプーリ径を大きくし、ドリブンプーリ２４の可動側プーリ半体２４Ｂを固定側プーリ半体２４Ａから離反させてドリブンプーリ２４のプーリ径を小さくすると、無段変速機構ＣＶＴの変速比が無段階に小さくなる。
逆に、ドライブプーリ２３の可動側プーリ半体２３Ｂを固定側プーリ半体２３Ａから離反させてドライブプーリ２３のプーリ径を小さくし、ドリブンプーリ２４の可動側プーリ半体２４Ｂを固定側プーリ半体２４Ａに接近させてドリブンプーリ２４のプーリ径を大きくすると、無段変速機構ＣＶＴの変速比が無段階に大きくなる。

第１中間軸２２のクラッチ機構１５側の端部には、第１ギヤ３３が設けられている。第１ギヤ３３は、オーバードライブギヤ１９と同一直線上に配置されている。
第２中間軸２６には、クラッチ機構１５の反対側から順に、リバースギヤ２０と噛み合う第１リバースアイドラギヤ３１と、第２リバースアイドラギヤ３２とが設けられている。第２リバースアイドラギヤ３２は、オーバードライブギヤ１９と同一直線上に配置されている。
第１中間軸２２に平行な出力軸３４上には、クラッチ機構１５側から順に、ファイナルドライブギヤ３５と、オーバードライブギヤ１９、第１ギヤ３３、又は第２リバースアイドラギヤ３２と噛み合う第２ギヤ３６と、ロードライブギヤ１８と噛み合うロードリブンギヤ（ドリブンギヤ）１２８とが設けられている。ロードリブンギヤ１２８は、ワンウェイクラッチ１３０を介して出力軸３４に支持されている。

ワンウェイクラッチ１３０は、車両が前進走行する際に内メイン軸１６側から出力軸３４側に駆動力が伝達するときに出力軸３４と結合し、その逆方向に駆動力が伝達するときに空転する。このワンウェイクラッチ１３０は、油圧で作動する断接クラッチに比べて小型であり、油圧を発生させる駆動力が不要なため、断接クラッチを設ける場合に比べ燃費を向上できる。
ファイナルドライブギヤ３５は、ディファレンシャルギヤ３７に繋がるファイナルドリブンギヤ３８に噛み合っている。ディファレンシャルギヤ３７には、左右の車輪（不図示）へと延びる車軸３９が接続されている。

図２は、動力伝達装置１００の軸配列位置を示す図である。
図２に示すように、同一軸上に配置した内外メイン軸１６，１７に対して第１中間軸２２が後上方に配置され、第１中間軸２２に対して出力軸３４が後下方に配置され、出力軸３４に対して車軸３９が後下方に配置されている。
第２中間軸２６は、内外メイン軸１６，１７の後下方であって出力軸３４の前下方に配置されている。

一般に、無段変速機構ＣＶＴでは、発進機構１４、ドライブプーリ２３、ドリブンプーリ２４、及びファイナルドリブンギヤ３８が大きなＣＶＴ配置スペースを占める。
本構成では、図２に示す軸配列位置から明らかなように、付加されたロードライブギヤ１８、ロードリブンギヤ１２８、オーバードライブギヤ１９、第１ギヤ３３、及び第２ギヤ３６等が、従来のＣＶＴ配置スペース内に概ね納まっている。
この軸配列位置により、無段変速機構ＣＶＴを含む動力伝達装置１００の寸法を小型化し、動力伝達装置１００の大型化を回避している。

図３は、動力伝達装置１００の変速段を示す。
動力伝達装置１００は、運転モードとして、ニュートラル段Ｎ、ロー段Ｌ（図４）、ドライブ段Ｄ（図５）、オーバードライブ段ＯＤ（図６）、リバース段Ｒ（図７）の各変速段を備える。
ニュートラル段Ｎでは、図１に示すクラッチ機構１５が解放され、エンジンＥからの駆動力は、内外メイン軸１６，１７に伝達されない。

ニュートラル段Ｎの状態から、クラッチ機構１５が内メイン軸１６に結合されると、動力伝達装置１００の変速段は、ニュートラル段Ｎから、図４に示すように、ロー段Ｌとなる。
ロー段Ｌでは、エンジンＥの駆動力は、図４に太線で示すように、クラッチ機構１５から内メイン軸１６、ロードライブギヤ１８、ロードリブンギヤ１２８、ワンウェイクラッチ１３０、出力軸３４、ファイナルドライブギヤ３５、ファイナルドリブンギヤ３８、及びディファレンシャルギヤ３７を介して車軸３９に伝達される。
この経路は、第１駆動力伝達経路（ロー段Ｌ）と定義される。ロードライブギヤ１８及びロードリブンギヤ１２８は、第１駆動ギヤ列（ローギヤ列）を構成している。

ロー段Ｌでは、選択機構２１は第２外メイン軸１７Ｂに結合され、リバースギヤ２０は外メイン軸１７に予め間接的に接続された状態になる。また、ロー段Ｌでは、ワンウェイクラッチ１３０の作用により、車輪駆動方向の駆動力は伝達されるが、これと逆方向の駆動力は伝達されない。
動力伝達装置１００は、ドライブプーリ２３のプーリ径が最小となりＶベルト２５の伝達効率が低下する最大変速比において、動力伝達を第１駆動力伝達経路、すなわちローギヤ列１８，１２８で受け持つように構成されている。このため、動力伝達装置１００は、最大変速比を無段変速機構が受け持つ場合に比べ、より高い駆動力を得ることができ、その結果、車両をスムーズに発進させ、あるいは車両を効率良く低速走行させることができる。

上記ニュートラル段Ｎの状態では、無段変速機構ＣＶＴの変速比は最大変速比（ドライブプーリ２３のプーリ径が最小で、ドリブンプーリ２４のプーリ径が最大。）に制御されている。そして、上記ロー段Ｌ時に、エンジンＥの回転速度が増速して、無段変速機構ＣＶＴの変速比が最大変速比未満であって最小変速比（ドライブプーリ２３のプーリ径が最大で、ドリブンプーリ２４のプーリ径が最小。）より大きく制御されると、動力伝達装置１００の変速段は、図５に示すように、ドライブ段Ｄとなる。
すなわち、ロー段Ｌの変速比は、無段変速機構ＣＶＴの変速比が最大変速比となるドライブ段Ｄの最大変速比と略同一に設定されているので、ロー段Ｌ時において、出力軸３４及びロードリブンギヤ１２８の回転速度は略同一になる。したがって、ワンウェイクラッチ１３０は出力軸３４に結合し、エンジンＥの駆動力はロー段Ｌのギヤ列を介して車軸３９に伝達される。

しかしながら、エンジンＥの回転数が上記ロー段Ｌを超えてドライブ段Ｄに増速すると、出力軸３４はロードリブンギヤ１２８より速く回転するので、ワンウェイクラッチ１３０が空転する。
ドライブ段Ｄでは、エンジンＥの駆動力は、図５に太線で示すように、クラッチ機構１５から内メイン軸１６、無段変速機構ＣＶＴ、第１中間軸２２、第１ギヤ３３、第２ギヤ３６、出力軸３４、ファイナルドライブギヤ３５、ファイナルドリブンギヤ３８、及びディファレンシャルギヤ３７を介して車軸３９に伝達される。
この経路は、第３駆動力伝達経路（ドライブ段Ｄ）と定義される。第１ギヤ３３及び第２ギヤ３６は、第３駆動ギヤ列を構成している。
ドライブ段Ｄでは、選択機構２１は第１外メイン軸１７Ａに結合され、オーバードライブギヤ１９は外メイン軸１７に予め間接的に接続された状態になる。

ドライブ段Ｄの状態から、無段変速機構ＣＶＴの変速比が最小変速比に制御されると、動力伝達装置１００の変速段は、ドライブ段Ｄから、図６に示すように、オーバードライブ段ＯＤとなる。
オーバードライブ段ＯＤでは、エンジンＥの駆動力は、図６に太線で示すように、クラッチ機構１５から外メイン軸１７、第１外メイン軸１７Ａ、オーバードライブギヤ１９、第２ギヤ３６、出力軸３４、ファイナルドライブギヤ３５、ファイナルドリブンギヤ３８、及びディファレンシャルギヤ３７を介して車軸３９に伝達される。
この経路は、第２駆動力伝達経路（オーバードライブ段ＯＤ）と定義される。オーバードライブギヤ１９及び第２ギヤ３６は、第２駆動ギヤ列（オーバードライブギヤ列）を構成している。

このとき、第１外メイン軸１７Ａ（オーバードライブギヤ１９）は、選択機構２１により外メイン軸１７に予め接続されているので、クラッチ機構１５を内メイン軸１６から切り離すとともに外メイン軸１７に結合するだけで、駆動力の伝達経路が第３駆動力伝達経路から第２駆動力伝達経路にスムーズに直接変更される。
動力伝達装置１００は、ドリブンプーリ２４のプーリ径が最小となりＶベルト２５の伝達効率が低下する最小変速比において、動力伝達を第２駆動力伝達経路、すなわちオーバードライブギヤ列１９，３６で受け持つように構成されている。このため、動力伝達装置１００は、最小変速比を無段変速機構が受け持つ場合に比べ、車両を効率良く高速走行できる。

オーバードライブ段ＯＤの状態から、無段変速機構ＣＶＴの変速比が最小変速比より大きく、かつ、最大変速比未満に制御されると、動力伝達装置１００の変速段はオーバードライブ段ＯＤからドライブ段Ｄとなる。
この場合も、クラッチ機構１５を外メイン軸１７から切り離すとともに、内メイン軸１６に結合するだけで、駆動力の伝達経路が第２駆動力伝達経路から第３駆動力伝達経路にスムーズに直接変更される。
動力伝達装置１００の変速段をドライブ段Ｄとオーバードライブ段ＯＤとの間で変更する際には、第１外メイン軸１７Ａ（オーバードライブギヤ１９）は、選択機構２１により外メイン軸１７に予め接続されている。これにより、動力伝達装置１００は、クラッチ機構１５を既に結合していた内メイン軸１６及び外メイン軸１７の一方から切り離すとともに、内メイン軸１６及び外メイン軸１７の他方に結合させるだけの、いわゆる２クラッチ切換により、スムーズに直接変速でき、変速に要する時間を短縮できるとともに、変速時の振動を低減できる。

また、ロー段Ｌの状態からリバース段Ｒに変更されると、図７に示すように、クラッチ機構１５が内メイン軸１６から切り離されるとともに、外メイン軸１７に結合する。
リバース段Ｒでは、エンジンＥの駆動力は、図７に太線で示すように、外メイン軸１７から、第２外メイン軸１７Ｂ、リバースギヤ２０、第１リバースアイドラギヤ３１、第２中間軸２６、第２リバースアイドラギヤ３２、第２ギヤ３６、出力軸３４、ファイナルドライブギヤ３５、ファイナルドリブンギヤ３８、及びディファレンシャルギヤ３７を介して車軸３９に伝達される。
この経路は、第４駆動力伝達経路と定義される。リバースギヤ２０、第１リバースアイドラギヤ３１、第２リバースアイドラギヤ３２、及び第２ギヤ３６は、後退ギヤ列を構成している。
このとき、第２外メイン軸１７Ｂ（リバースギヤ２０）は、選択機構２１により外メイン軸１７に予め接続されているので、クラッチ機構１５の切換だけで、駆動力の伝達経路が第１駆動力伝達経路から第４駆動力伝達経路にスムーズに直接変更される。

リバース段Ｒからロー段Ｌに変更される場合も、クラッチ機構１５を、外メイン軸１７から切り離すとともに、内メイン軸１６と結合するだけで、駆動力の伝達経路が第４駆動力伝達経路から第１駆動力伝達経路にスムーズに直接変更される。
ロー段Ｌとリバース段Ｒとの間で変更する際には、第２外メイン軸１７Ｂ（リバースギヤ２０）は、選択機構２１により外メイン軸１７に予め接続されている。これにより、動力伝達装置１００は、クラッチ機構１５を既に結合していた内メイン軸１６及び外メイン軸１７の一方から切り離すとともに、内メイン軸１６及び外メイン軸１７の他方に結合させるだけの、いわゆる２クラッチ切換により、スムーズに直接変速でき、変速に要する時間を短縮できるとともに、変速時の振動を低減できる。

このように動力伝達装置１００は、ローギヤ列１８，１２８、オーバードライブギヤ列１９，３６、第３駆動ギヤ列３３，３６、及び後退ギヤ列２０，３１，３２，３６がクラッチ機構１５及び選択機構２１により選択可能に構成されている。このため、本構成の動力伝達装置１００は、クラッチ機構１５及び選択機構２１を設けるだけで、無段変速機構ＣＶＴに、ローギヤ列１８，１２８及びオーバードライブギヤ列１９，３６を追加できる。
また動力伝達装置１００では、クラッチ機構１５により内メイン軸１６が選択され、外メイン軸１７が非選択で非回転のとき、動力伝達装置１００の変速段がロー段Ｌの場合には、第２外メイン軸１７Ｂ（リバースギヤ２０）が選択機構２１により予め選択され、ドライブ段Ｄの場合には、第１外メイン軸１７Ａ（オーバードライブギヤ１９）が選択機構２１により予め選択される。

本実施の形態では、第３駆動ギヤ列３３，３６の一部（第２ギヤ３６）がオーバードライブギヤ列１９，３６と同一直線上に配置され、第３駆動ギヤ列３３，３６の一部（第２ギヤ３６）が、オーバードライブギヤ列１９，３６の一部（第２ギヤ３６）を兼ねている。さらに、第３駆動ギヤ列３３，３６の一部（第２ギヤ３６）が後退ギヤ列２０→３６の一部（第２リバースアイドラギヤ３２及び第２ギヤ３６）と同一直線上に配置され、第３駆動ギヤ列３３，３６の一部（第２ギヤ３６）が、後退ギヤ列２０→３６の一部（第２ギヤ３６）を兼ねている。したがって、本構成では、オーバードライブギヤ列１９，３６の一部（第２ギヤ３６）、及び後退ギヤ列２０→３６の一部（第２ギヤ３６）を別に設ける必要がなく、オーバードライブギヤ列１９，３６、及び後退ギヤ列２０→３６を配置する空間を削減できる。

ローギヤ列１８，１２８、オーバードライブギヤ列１９，３６、第３駆動ギヤ列３３，３６、及び後退ギヤ列２０→３６は、オーバードライブギヤ１９、第１ギヤ３３、第２リバースアイドラギヤ３２、及び第２ギヤ３６の列と、リバースギヤ２０、及び第１リバースアイドラギヤ３１の列と、ロードライブギヤ１８、及びロードリブンギヤ１２８の列との３列で構成される。したがって、駆動ギヤ列の数、あるいは駆動力伝達経路の数に対するギヤ列の数が削減されるので、ギヤ数が削減され、内外メイン軸１６，１７、第１中間軸２２、第２中間軸２６、及び出力軸３４を短くでき、小型化、軽量化が図れる。

ロー段Ｌの変速比は、ドライブ段Ｄの最大変速比と略同一に設定されている。
オーバードライブ段ＯＤの変速比は、ドライブ段Ｄの最小変速比以下に設定されている。オーバードライブ段ＯＤの変速比は、車両の特性に合わせて、ドライブ段Ｄの最小変速比近傍の適切な所定値、例えば最小変速比よりもやや大きい値に設定してもよい。また、オーバードライブ段ＯＤの変速比は、最も頻度の高い変速比に設定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、内メイン軸１６、外メイン軸１７を選択可能なクラッチ機構１５と、後退ギヤ列２０→３６又はオーバードライブギヤ列１９，３６を選択可能な選択機構２１とを備え、内メイン軸１６上に出力軸３４に動力伝達するローギヤ列１８，１２８が配置されている。このため、クラッチ機構１５及び選択機構２１を設けるだけで、その切換によって、ローギヤ列１８，１２８、オーバードライブギヤ列１９，３６、第３駆動ギヤ列３３，３６（無段変速機構ＣＶＴを含む。）、及び後退ギヤ列２０→３６を選択できる。したがって、動力伝達装置１００は、小型化、軽量化を図りつつ、無段変速機構ＣＶＴにローギヤ列１８，１２８及びオーバードライブギヤ列１９，３６を追加できる。そして、すべての運転モード切換がスムーズになる。
すなわち、動力伝達装置１００は、ドライブプーリ２３のプーリ径が最小となりＶベルト２５の伝達効率が低下する最大変速比において、動力伝達をローギヤ列１８，１２８で受け持つように構成され、ドリブンプーリ２４のプーリ径が最小となりＶベルト２５の伝達効率が低下する最小変速比において、動力伝達をオーバードライブギヤ列１９，３６で受け持つように構成されている。このため、動力伝達装置１００は、最大変速比を無段変速機構が受け持つ場合に比べ、より高い駆動力を得ることができ、その結果、車両をスムーズに発進させ、あるいは車両を効率良く低速走行させることができ、かつ、最小変速比を無段変速機構が受け持つ場合に比べ、車両を効率良く高速走行できる。

また、本実施の形態によれば、選択機構２１は、クラッチ機構１５により内メイン軸１６が選択され、外メイン軸１７が非選択のとき、外メイン軸１７に間接的に接続される後退ギヤ列２０→３６又はオーバードライブギヤ列１９，３６を予め選択可能に構成されている。このため、内メイン軸１６が選択されたときに、非選択で、非回転の外メイン軸１７に間接的に接続された後退ギヤ列２０→３６又はオーバードライブギヤ列１９，３６が選択機構２１により予め選択される。したがって、動力伝達装置１００は、クラッチ機構１５を既に結合していた内メイン軸１６及び外メイン軸１７の一方から切り離すとともに、内メイン軸１６及び外メイン軸１７の他方に結合させるだけの、いわゆる２クラッチ切換によって、スムーズに直接変速でき、その結果、変速に要する時間を短縮できるとともに、変速時の振動を低減できる。

また、本実施の形態によれば、第３駆動ギヤ列３３，３６の内、第１中間軸２２と出力軸３４の間を連結するギヤ列の一部（第２ギヤ３６）が、オーバードライブギヤ列１９，３６と同一直線上に配置され、ギヤ列の一部（第２ギヤ３６）がオーバードライブギヤ列１９，３６の一部（第２ギヤ３６）を兼ねる。このため、オーバードライブギヤ列１９，３６の一部（第２ギヤ３６）を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸３４を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、第３駆動ギヤ列３３，３６の内、第１中間軸２２と出力軸３４の間を連結するギヤ列の一部（第２ギヤ３６）が、後退ギヤ列２０→３６の一部（第２リバースアイドラギヤ３２及び第２ギヤ３６）と同一直線上に配置され、ギヤ列の一部（第２ギヤ３６）が後退ギヤ列２０→３６の一部（第２ギヤ３６）を兼ねる。このため、後退ギヤ列２０→３６の一部（第２ギヤ３６）を別に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、出力軸３４を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、クラッチ機構１５が、エンジンＥと内外メイン軸１６，１７とを切り離す発進クラッチを兼ねている。このため、動力伝達装置１００は、発進クラッチを別に設ける必要がなくなり、発進クラッチとクラッチ機構を別に設ける場合に比べ、内外メイン軸１６，１７を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、入力軸が内メイン軸１６と、軸方向に第１外メイン軸１７Ａ、及び第２外メイン軸１７Ｂに分割された外メイン軸１７とを備え、第１外メイン軸１７Ａ上にオーバードライブギヤ列１９，３６が配列され、第２外メイン軸１７Ｂ上に後退ギヤ列２０→３６が配列されている。このため、動力伝達装置１００は、入力軸が内外メイン軸１６，１７からなる二重構造に形成されるので、第１入力軸及び第２入力軸を直列に配置する場合に比べ、入力軸を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、ローギヤ列１８，１２８が、内メイン軸１６上のロードライブギヤ１８、ロードライブギヤ１８に噛み合う出力軸３４上のロードリブンギヤ１２８で構成される。このため、ローギヤ列１８，１２８を中間軸２２，２７に設ける必要がなくなるので、ギヤ数を削減できるとともに、中間軸２２，２７を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、ロードリブンギヤ１２８と出力軸３４との間に、ロードリブンギヤ１２８から出力軸３４の方向のみに動力伝達可能なワンウェイクラッチ１３０が配置されている。このため、エンジンＥの駆動力が第３駆動ギヤ列３３，３６、オーバードライブギヤ列１９，３６、又は後退ギヤ列２０→３６を介して出力軸３４に伝達される際に、ワンウェイクラッチ１３０が空転するので、駆動力が出力軸３４からロードリブンギヤ１２８へと逆伝達されるのを防止することが可能になる。また、ワンウェイクラッチ１３０は、油圧で作動する断接クラッチに比べて小型であり、油圧を発生させる駆動力が不要なため、断接クラッチを設ける場合に比べ燃費を向上できる。

〔第二の実施の形態〕
次に、図８を参照して、第二の実施の形態を説明する。なお図８では、図１に示す動力伝達装置１００と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
第三の実施の形態に係る動力伝達装置３００は、電動機３０１を備え、ハイブリッド車両に適用される。動力伝達装置３００はダンパ１３を有し、ダンパ１３は、エンジンＥのクランク軸１１に連結されている。
ダンパ１３には、クラッチ装置３０２が接続されている。クラッチ装置３０２は、ドラム状のクラッチハウジング３０２Ａを備え、クラッチハウジング３０２Ａ内にクラッチ機構１５と、このクラッチ機構１５からエンジンＥ側を切り離すクラッチ部３０３とを一体に備えている。クラッチ部３０３は、その切換により、ダンパ１３の出力軸１３Ａをクラッチ機構１５に結合可能に構成されている。クラッチハウジング３０２Ａの外周には、車両に搭載されたバッテリ（図示略）から電力供給されて駆動される電動機３０１が配置されている。電動機３０１は、ロータ３０１Ａとステータ３０１Ｂとを備えている。ロータ３０１Ａは、クラッチハウジング３０２Ａの外周に、クラッチハウジング３０２Ａと一体回転可能に配置されている。ステータ３０１Ｂは、ロータ３０１Ａの外周に配置されており、固定部に固定される。

この動力伝達装置３００は、駆動モードとして、エンジンＥで駆動する通常モードと、エンジンＥ及び電動機３０１で駆動するアシストモードと、電動機３０１で駆動するＥＶモードと、電動機３０１を回生制動する回生モードとを備える。
通常モードでは、クラッチ部３０３が結合され、エンジンＥの駆動力が動力伝達装置３００に出力される。通常モードでは、動力伝達装置３００の変速段は、図１に示す動力伝達装置１００と同様に、ニュートラル段Ｎ、ロー段Ｌ、ドライブ段Ｄ、オーバードライブ段ＯＤ、及びリバース段Ｒの各変速段に変速される。各段におけるギヤ列は、図１に示す対応したギヤ列と同様の構成である。

通常モード時に電動機３０１を駆動すると、エンジンＥ及び電動機３０１の駆動力を伝達するアシストモードとなる。アシストモードでは、動力伝達装置３００の変速段は、図１に示す動力伝達装置１００と同様に、ニュートラル段Ｎ、ロー段Ｌ、ドライブ段Ｄ、オーバードライブ段ＯＤ、及びリバース段Ｒの各変速段に変速される。アシストモードでは、電動機３０１の駆動力により、エンジンＥの駆動力がアシストされる。
ＥＶモードでは、クラッチ部３０３が解放され、電動機３０１の駆動力が動力伝達装置３００に出力される。動力伝達装置３００の変速段は、図１に示す動力伝達装置１００と同様に、ニュートラル段Ｎ、ロー段Ｌ、ドライブ段Ｄ、オーバードライブ段ＯＤ、及びリバース段Ｒの各変速段に変速される。

ＥＶモードで減速する場合には、車軸３９から駆動力を逆伝達し、電動機３０１を回転させて回生制動する回生モードとなる。
電動機３０１を回生制動する場合、電動機３０１の回転数を回生効率が最も高くなる回転数に近づけるのが望ましい。したがって、車速に応じて、ロー段Ｌと、オーバードライブ段ＯＤと、ドライブ段Ｄとに変速される。無段変速機構ＣＶＴを含むドライブ段Ｄに変速する場合には、電動機３０１の回転数が回生効率の最も高くなる回転数に一致するように無段変速機構ＣＶＴの変速比が制御される。これにより、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして効率的に回収することが可能になる。

ＥＶモード時又は回生モード時には、クランク軸１１をクランキングしてエンジンＥを駆動する。この場合、クラッチ機構１５からエンジンＥ側を切り離すクラッチ部３０３を解放しておくことで、エンジンＥの始動による振動がクラッチ機構１５に伝達されず、エンジンＥの始動時の振動や騒音を防止できる。

このように、本実施の形態によれば、エンジンＥと電動機３０１の出力を出力軸３４に伝達するハイブリッド車両用の動力伝達装置３００であって、電動機３０１を構成するロータ３０１Ａを、クラッチハウジング３０２Ａの外周に一体回転可能に配置し、ロータ３０１Ａの外周にステータ３０１Ｂを配置した。これにより、動力伝達装置３００は、クラッチ機構１５の外周に電動機３０１が配置されるので、内外メイン軸１６，１７を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

また、本実施の形態によれば、クラッチ機構１５にエンジンＥを切り離すクラッチ部３０３を一体に形成したため、電動機３０１用のクラッチ部３０３がクラッチ機構１５に一体に形成されるので、内外メイン軸１６，１７を短くでき、その結果、小型化、軽量化が図れる。

本発明の第一の実施の形態に係る動力伝達装置を示すスケルトン図である。 動力伝達装置の軸配列位置を示す図である。 動力伝達装置の変速段を示す図である。 ロー段時の動力伝達装置を示すスケルトン図である。 ドライブ段時の動力伝達装置を示すスケルトン図である。 オーバードライブ段時の動力伝達装置を示すスケルトン図である。 リバース段時の動力伝達装置を示すスケルトン図である。 本発明の第二の実施の形態に係る動力伝達装置を示すスケルトン図である。

１００，３００ 動力伝達装置
１５ クラッチ機構
１６ 内メイン軸（第１入力軸）
１７ 外メイン軸（第２入力軸）
１７Ａ 第１外メイン軸（第２入力軸）
１７Ｂ 第２外メイン軸（第２入力軸）
１８ ロードライブギヤ（ドライブギヤ、第１駆動ギヤ列）
１９ オーバードライブギヤ（第２駆動ギヤ列）
２０ リバースギヤ（後退ギヤ列）
２１ 選択機構
２２ 第１中間軸
２３ ドライブプーリ
２４ ドリブンプーリ
２５ Ｖベルト
２６ 第２中間軸
２８ ロードリブンギヤ（ドリブンギヤ、第１駆動ギヤ列）
１３０ ワンウェイクラッチ
３１ 第１リバースアイドラギヤ（後退ギヤ列）
３２ 第２リバースアイドラギヤ（後退ギヤ列）
３３ 第１ギヤ（第１駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列）
３４ 出力軸
３６ 第２ギヤ（第１駆動ギヤ列、第２駆動ギヤ列、第３駆動ギヤ列、後退ギヤ列）
３０１ 電動機
３０１Ａ ロータ
３０１Ｂ ステータ
３０３ クラッチ部
ＣＶＴ 無段変速機構
Ｅ エンジン

Claims (11)

1. エンジンからの出力を同軸上の第１入力軸、第２入力軸、及び該入力軸と並列の第１中間軸、第２中間軸のいずれかの軸を介して出力軸に伝達し、前記入力軸と前記第１中間軸との間に、該入力軸上のドライブプーリ、第１中間軸上のドリブンプーリ、及び両プーリの間に掛けたＶベルトを有する無段変速機構を備えた動力伝達装置であって、
   該入力軸と同軸上で第１入力軸、第２入力軸を選択可能なクラッチ機構を備え、
   前記第２入力軸上に後退ギヤ列及び出力軸に動力伝達する第２駆動ギヤ列を配置し、
   該第２入力軸と同軸上で後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を選択可能な選択機構を備え、
   前記第１中間軸と前記出力軸の間に前記無段変速機構を経て出力軸に動力伝達する第３駆動ギヤ列を配置したことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記選択機構は、
   前記クラッチ機構により第１入力軸が選択され、第２入力軸が非選択のとき、第２入力軸上の後退ギヤ列又は第２駆動ギヤ列を予め選択可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記第３駆動ギヤ列の内、
   第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、前記第２駆動ギヤ列と同一直線上に配置され、当該ギヤ列の一部が前記第２駆動ギヤ列の一部を兼ねることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
4. 前記第３駆動ギヤ列の内、
   第１中間軸と出力軸の間を連結するギヤ列の一部が、前記後退ギヤ列の一部と同一直線上に配置され、当該ギヤ列の一部が前記後退ギヤ列の一部を兼ねることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 前記クラッチ機構は、エンジンと第１入力軸又は第２入力軸とを切り離す発進クラッチを兼ねることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
6. 前記入力軸が内メイン軸と、内メイン軸の外周に相対回転自在に嵌合した外メイン軸とを備え、両軸が前記クラッチ機構により選択可能であり、外メイン軸が軸方向に分割されて第１外メイン軸、及び第２外メイン軸を備え、
   第１外メイン軸上に前記第２駆動ギヤ列が配列され、
   第２外メイン軸上に前記後退ギヤ列が配列されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
7. 前記第１入力軸上に出力軸に動力伝達する第１駆動ギヤ列が配置されていることを特徴とする請求項１又は６に記載の動力伝達装置。
8. 前記第１駆動ギヤ列が、第１入力軸上のドライブギヤ、該ドライブギヤに噛み合う出力軸上のドリブンギヤで構成されることを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。
9. 前記第１駆動ギヤ列と前記出力軸との間に、前記第１駆動ギヤ列から前記出力軸の方向のみに動力伝達可能なワンウェイクラッチが配置されていることを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置。
10. エンジンと電動機の出力を出力軸に伝達するハイブリッド車両用の動力伝達装置であって、
    前記電動機を構成するロータを前記クラッチ機構の外周に該クラッチ機構と一体回転可能に配置し、該ロータの外周にステータを配置したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
11. 前記クラッチ機構に前記エンジンを切り離すクラッチ部を一体に形成したことを特徴とする請求項１０に記載の動力伝達装置。

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