JPH10148245A - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents

電気自動車の駆動装置

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JPH10148245A
JPH10148245A JP9242091A JP24209197A JPH10148245A JP H10148245 A JPH10148245 A JP H10148245A JP 9242091 A JP9242091 A JP 9242091A JP 24209197 A JP24209197 A JP 24209197A JP H10148245 A JPH10148245 A JP H10148245A
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disk
input disk
shaft
transmission
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武治 小出
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Kinya Yoshii
欣也 吉井
Kenji Otaka
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    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を可及的に削減でき、かつ、軸線と
直交する方向の部品の配置スペースを可及的に抑制する
ことのできる電気自動車の駆動装置を提供する。 【解決手段】 動力源であるモータ６と、左右の出力軸
１４，３６との間に、それぞれ個別に変速比およびパワ
ーローラ２５，４７の押圧力を制御可能なトロイダル型
無段変速機２０，３８が設けられている。左右の車輪の
回転数トルクを個別に制御でき、また左右の車輪の差動
回転を、無段変速機２０，３８によって円滑に生じさせ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気式動力機構
すなわちモータを駆動力源とした電気自動車の駆動装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンを主とする化石燃料を使用する
内燃機関は、排気ガスや騒音などが環境問題の原因とな
ることがある。また化石燃料の将来的な枯渇の懸念があ
る。そこで、近年では、電気を駆動エネルギーとした電
気自動車が開発されつつある。電気自動車に搭載されて
いるモータは、所定の回転数までのトルクがほぼ一定で
あり、所定の回転数以上になるとトルクが徐々に減少す
るなどの出力特性を備えている。
【０００３】一方、電気自動車が坂道を登坂する場合な
どには、低速で大きなトルクが要求される。このような
ニーズに応えるためには、電気自動車に搭載するモータ
を、低速大トルク型のものとする必要がある。
【０００４】しかし、低速大トルク型のモータでは、最
高回転数が低く抑えられ、また高回転数での出力の低下
を招くため、電気自動車の要求性能すべてを満足できな
い。そこで、モータの出力側に変速機を配置し、モータ
の出力トルクを変速機により増減して車輪に伝達する構
成が採用されている。このように、モータの出力側に減
速機が配置された電気自動車の駆動装置の一例が特開平
８−４２６５６号公報に記載されている。
【０００５】この公報に記載された電気自動車の駆動装
置は、電動モータと、電動モータの出力側に配置された
減速機と、減速機の出力側に配置された差動装置とを備
えている。そして、これら電動モータと減速機と差動装
置とが同一軸線上に配置されている。
【０００６】また、減速機および差動装置は遊星型ロー
ラにより構成されている。つまり、減速機は、電動モー
タの出力軸に結合された第１サンローラと、第１サンロ
ーラの外周側に配置された第１リングローラと、第１サ
ンローラおよび第１リングローラに接触させた複数の第
１ピニオンローラと、第１ピニオンローラを回転可能に
支持している第１キャリヤとを備えている。
【０００７】さらに、差動装置は、第１キャリヤに固定
された第２リングローラと、第２リングローラの内周側
に配置された第２サンローラと、第２リングローラおよ
び第２サンローラに接触させられた複数の第２ピニオン
ローラと、第２ピニオンローラを回転可能に支持してい
る第２キャリヤとを備えている。
【０００８】前記出力軸の内部には右側ドライブシャフ
トが挿入され、この右側ドライブシャフトと同一軸線上
に左側ドライブシャフトが配置されている。そして、第
２サンローラが右側ドライブシャフトに結合され、第２
キャリヤが左側ドライブシャフトに結合されている。
【０００９】上記の従来の装置によれば、電動モータの
出力軸のトルクが減速機により減速されて差動装置に伝
達される。そして、差動装置に伝達されたトルクが右側
ドライブシャフトと左側ドライブシャフトとに分配さ
れ、電気自動車が走行する。
【００１０】電気自動車の走行中、車輪と路面との抵抗
により、右側ドライブシャフトの回転速度と左側ドライ
ブシャフトの回転速度とに差が生じた場合は、差動装置
の機能により回転速度差が吸収される。さらに、電動モ
ータと減速機と差動装置と出力軸と右側ドライブシャフ
トと左側ドライブシャフトとが同一軸線上に配置されて
いるため、軸線と直交する方向すなわち半径方向での部
品の配置スペースが可及的に狭められ、小型化に有利で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置では、電動モータの出力トルクを減速するための減速
機と、右側ドライブシャフトと左側ドライブシャフトと
の回転速度差を吸収するための差動装置とがそれぞれ別
個に構成されている。このため、部品点数が増加し、か
つ、軸線方向の部品の配置スペースが増大することとな
る。そのため、駆動装置が大型化および大重量化する問
題があった。また、減速機および差動装置が遊星型ロー
ラにより構成されているため、半径方向での部品の配置
スペースが増大し、駆動装置の外径が増大する不都合が
あった。
【００１２】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、部品点数を可及的に削減でき、かつ半径方向で
の部品の配置スペースを可及的に抑制することのできる
電気自動車の駆動装置を提供することを目的とするもの
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するため請求項１の発明は、電気的エネルギーを
回転力に変換して出力する電気式動力機構から第１出力
軸と第２出力軸にトルクを伝達して走行する電気自動車
の駆動装置において、前記電気式動力機構からトルクを
受けて回転させられる第１入力ディスクと、この第１入
力ディスクと軸線方向で対向して配置され、かつ前記第
１出力軸に連結された第１出力ディスクと、前記第１入
力ディスクと第１出力ディスクとの間に、これらのディ
スクの対向面に外周面を接触させてトルクを伝達し、か
つその接触点の前記各ディスクの回転中心軸線からの半
径を変化させるように傾斜可能に配置された円板状の第
１伝動ローラと、前記電気式動力機構からトルクを受け
て回転させられる第２入力ディスクと、この第２入力デ
ィスクと軸線方向で対向して配置され、かつ前記第２出
力軸に連結された第２出力ディスクと、前記第２入力デ
ィスクと第２出力ディスクとの間に、これらのディスク
の対向面に外周面を接触させてトルクを伝達し、かつそ
の接触点の前記各ディスクの回転中心軸線からの半径を
変化させるように傾斜可能に配置された円板状の第２伝
動ローラと、前記第１伝動ローラを前記軸線に直交する
直交線に対して傾斜可能に支持した第１支持機構と、前
記第２伝動ローラを前記軸線に直交する直交線に対して
傾斜可能に支持した第２支持機構とを備えていることを
特徴としている。
【００１４】したがって請求項１の発明によれば、電気
式動力機構の出力トルクが、第１入力ディスクと第１伝
動ローラと第１出力ディスクとを介して第１出力軸に伝
達される一方、第２入力ディスクと第２伝動ローラと第
２出力ディスクとを介して第２出力軸に伝達される。
【００１５】そして、直交線に対する第１伝動ローラの
傾斜角度が変更されると、第１伝動ローラと第１入力デ
ィスクとの接触点と、第１伝動ローラと第１出力ディス
クとの接触点との前記軸線からの半径すなわち公転半径
の比率が変化し、電気式動力機構の回転軸から第１出力
軸に伝達されるトルクの変速比が制御される。また、直
交線に対する第２伝動ローラの傾斜角度が変更される
と、第２伝動ローラと第２入力ディスクとの接触点と、
第２伝動ローラと第２出力ディスクとの接触点との前記
軸線からの半径すなわち公転半径の比率が変化し、電気
式動力機構の回転軸から第２出力軸に伝達されるトルク
の変速比が設定される。
【００１６】また、第１出力軸と第２出力軸とに回転数
差が生じた場合は、第１入力ディスクおよび第１出力デ
ィスクと、第２入力ディスクおよび第２出力ディスクと
に作用する負荷が変動し、直交線に対する第１伝動ロー
ラおよび第２伝動ローラの傾斜角度が別個に自動的に変
化する。すると、第１伝動ローラ側の半径比と第２伝動
ローラ側の半径比とが不均等になり、第１出力軸と第２
出力軸との回転数差が吸収される。
【００１７】このように、第１入力ディスクおよび第１
伝動ローラならびに第１出力ディスクと、第２入力ディ
スクおよび第２伝動ローラならびに第２出力ディスクと
が、変速機としての機能と差動装置としての機能とを兼
備している。このため、電気自動車の駆動装置を構成す
る部品点数を削減することができる。
【００１８】また、第１入力ディスクおよび第１伝動ロ
ーラおよび第１出力ディスクと、第２入力ディスクおよ
び第２伝動ローラおよび第２出力ディスクとを軸線方向
に沿って配置すれば、半径方向に並ぶ部品の数が少なく
なり、駆動装置の半径を小さくすることができる。
【００１９】請求項２の発明は、前記電気式動力機構
が、前記第１および第２の出力軸と同一軸線上に配置さ
れたロータと、そのロータの外周側に配置されたコイル
を有するステータとを備えたモータによって構成され、
そのモータの軸線方向での両側に前記第１入力ディスク
と前記第２入力ディスクとが別個に配置され、これら第
１入力ディスクおよび前記第２入力ディスクが、前記コ
イルの内周側に配置されていることを特徴としている。
【００２０】したがって請求項２の発明によれば、請求
項１と同様の作用を得られるほか、第１入力ディスクお
よび第２入力ディスクが、モータのコイルと回転軸との
間に配置されているため、これらのディスクの軸線方向
での間隔が短くなり、その結果、駆動装置の軸長の短縮
化することができる。
【００２１】さらに請求項３の発明は、請求項１あるい
は請求項２に記載した構成に加えて、前記電気式動力機
構の出力を制御する出力操作機構と、この出力操作機構
の操作状態に基づいて前記第１伝動ローラおよび前記第
２伝動ローラの傾斜角度を制御する第１傾斜角度制御機
構とを備えていることを特徴としている。
【００２２】したがって請求項３の発明によれば、請求
項１または請求項２と同様の作用を得られるほか、電気
式動力機構の出力状態に応じて第１伝動ローラおよび第
２伝動ローラの傾斜角度が制御され、第１伝動ローラ側
の半径比および第２伝動ローラ側の半径比が変化する。
【００２３】そして請求項４の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載した構成に加え、舵角を検出する舵
角センサと、車速を検出する車速センサと、前記舵角お
よび前記車速に基づいて前記第１伝動ローラおよび前記
第２伝動ローラの傾斜角度を制御する第２傾斜角度制御
機構とを備えていることを特徴としている。
【００２４】したがって請求項４の発明によれば、請求
項１ないし請求項３のいずれかと同様の作用を得られる
ほか、車両の旋回半径に応じて第１出力軸と第２出力軸
との回転数が制御される。すなわち旋回時の内外輪の回
転数差が制御される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）次に、この発明を添付図面に基づいて詳
細に説明する。図１は電気自動車の駆動装置の一実施例
を示す断面図である。図において、符号１は中空のケー
スであり、このケース１は、符号“Ａ”で示す中心軸線
を中心として配置された円筒状の本体２と、本体２の軸
線方向の両側の開口部を塞ぐように配置されたカバー
３，４とを備えている。
【００２６】カバー３と本体２とが、図示しないボルト
により締め付けて固定され、本体２とカバー４とが、ボ
ルト５により締め付けて固定されている。なお、本体２
の外周には放熱フィン２Ａが形成され、ケース１の内部
には、図示しないトラクションオイルが封入されてい
る。
【００２７】前記本体２の内部に収納されたモータ６
は、電気エネルギーを回転力に変換して出力する。した
がってモータ６が、この発明の電気式動力機構に相当し
ている。このモータ６は、ステータ７とコイル８とロー
タ９とを有している。ステータ７は複数枚のけい素鋼板
を軸線方向に積層して相互に固定したもので、本体２の
内周面に固定されている。
【００２８】また、ステータ７にはコイル８が巻き付け
られており、ステータ７の内周側には、軸線を中心とし
て回転可能な円筒状のロータ９が配置されている。この
ロータ９の外周には磁石１０が取り付けられており、磁
石１０とステータ７との対向面には微小間隙が形成され
ている。さらに、ロータ９は、軸線を中心として回転可
能な回転軸１１の外周に嵌合固定されている。したがっ
て、コイル８に通電してロータ９に取り付けられた磁石
１０による磁界の中で電流を制御することにより、回転
軸１１が回転する。ここに示すモータ６としてＰＭモー
タを例示してあるが、この発明では、直流モータや誘導
モータなどの他の形式のモータを使用して、図に示す構
造と同様に構成することもできる。
【００２９】一方、回転軸１１は中空軸であって、この
回転軸１１の内部にはアウトプットシャフト１２が挿入
されている。回転軸１１の軸線方向の長さは、本体２の
軸線方向の長さとほぼ同じに設定されている。回転軸１
１とアウトプットシャフト１２との間には軸受１３が配
置され、回転軸１１とアウトプットシャフト１２とが相
対回転可能となっている。
【００３０】またアウトプットシャフト１２は中空軸で
あり、カバー３の内部からカバー４の内部に到達する長
さに設定されている。したがって、アウトプットシャフ
ト１２の両端が回転軸１１の外部に所定量ずつ突き出し
ている。アウトプットシャフト１２のカバー４側の端部
には第１ドライブシャフト１４がスプライン嵌合されて
いる。
【００３１】一方、カバー４の内向きフランジ４Ａの中
心部には、符号“Ａ”で示す軸線を中心とする軸孔１５
が形成され、この軸孔１５内に第１出力軸としての右側
ドライブシャフト１４が配置されている。この右側ドラ
イブシャフト１４は図示しない車輪に連結されている。
また、軸孔１５の内周面にはオイルシール１６が固定さ
れ、オイルシール１６のシールリップが右側ドライブシ
ャフト１４の外周面に液密に接触している。
【００３２】さらに、アウトプットシャフト１２のカバ
ー４側のねじ部にはナット状の固定部材１７が取り付け
られている。また、カバー４の内向きフランジ４Ａの内
面には、前記軸孔１５と同心上に円筒部１８が形成され
ており、この円筒部１８の内周に取り付けられたラジア
ル軸受１９により固定部材１７が回転可能に保持されて
いる。
【００３３】そして、回転軸１１の内部に挿入されたア
ウトプットシャフト１２の一方の端部、具体的にはカバ
ー４側の端部の外周側には、第１無段変速機（ＣＶＴ）
２０が配置されている。以下、第１無段変速機２０の構
成を詳細に説明する。
【００３４】第１無段変速機２０は環状の第１入力ディ
スク２１を備えており、第１入力ディスク２１は回転軸
１１の外周にスプライン嵌合されている。第１入力ディ
スク２１は、コイル８の軸線方向の端部の側方に配置さ
れている。そして、第１入力ディスク２１の軸孔１５側
の側面には、軸線を中心とする環状の伝動面２２が形成
されている。この伝動面２２はトロイダル面であり、図
示の例では、フルトロイダル式として構成されている。
なお、ハーフトロイダル式とすることも可能である。
【００３５】また、アウトプットシャフト１２の外周に
は第１出力ディスク２３がスプライン嵌合されており、
第１出力ディスク２３の第１入力ディスク２１側の側面
には、伝動面２２と対称なトロイダル面である伝動面２
４が形成されている。そして、伝動面２２と伝動面２４
との対向面の間に環状の第１キャビティＫ１が形成され
ている。
【００３６】さらに、第１キャビティＫ１の内部には、
円板状の第１伝動ローラとしてのパワーローラ２５が複
数配置されている。パワーローラ２５の外周面は伝動面
２２，２４に対応する曲面とされており、このパワーロ
ーラ２５の外周面が伝動面２２，２４に油膜を介して接
触している。また、パワーローラ２５の中心には軸２６
が貫通して固定されており、軸２６がホルダー２７によ
り回転可能に保持されている。そして、パワーローラ２
５の厚さ方向の中心線Ｃと、軸２６の中心線Ｄとの交点
が、伝動面２２および伝動面２４によって囲われたキャ
ビティＫ１の中心Ｂ上に配置され、いわゆるフルトロイ
ダル式の第１無段変速機２０が構成されている。
【００３７】さらに、アウトプットシャフト１２の外周
におけるナット状の固定部材１７と第１出力ディスク２
３との間には、シリンダ２８が配置されている。このシ
リンダ２８は、アウトプットシャフト１２の環状段部１
２Ａと固定部材１７とにより軸線方向での位置が決めら
れ、かつ固定されている。
【００３８】シリンダ２８の外周には、第１出力ディス
ク２３の外径よりも大きい内径を備えた円筒部２９が形
成されており、円筒部２９の内側に第１出力ディスク２
３が配置されている。そして、第１出力ディスク２３と
円筒部２９との間、および第１出力ディスク２３とアウ
トプットシャフト１２との間にはＯリングが装着されて
いる。このようにして、シリンダ２８と第１出力ディス
ク２３との間に油圧室３０が形成されている。
【００３９】また、シリンダ２８には、油圧室３０に連
通する油路３１が形成されている。さらに、シリンダ２
８と第１出力ディスク２３との間には、環状の予圧ワッ
シャ３２が装着され、予圧ワッシャ３２の弾性力により
第１出力ディスク２３が第１入力ディスク２１側に押さ
れている。
【００４０】一方、アウトプットシャフト１２のカバー
３側の端部の内部には、円筒状のホルダー３３が挿入さ
れている。アウトプットシャフト１２とホルダー３３と
の間にはラジアル軸受３４が配置され、アウトプットシ
ャフト１２とホルダー３３ととが相対回転可能に構成さ
れている。
【００４１】前記カバー３は本体２から離れるに従い外
径が縮小する形状に形成されており、カバー３における
本体２から最も離れた箇所には、符号“Ａ”で示す軸線
を中心とする軸孔３５が形成されている。この軸孔３５
内には第２出力軸としての左側ドライブシャフト３６が
挿入され、左側ドライブシャフト３６がホルダー３３の
内部にスプライン嵌合されている。また、軸孔３５の内
周面にはオイルシール３７が取り付けられ、オイルシー
ル３７のシールリップが左側ドライブシャフト３６の外
周面に液密に接触している。なお、左側ドライブシャフ
ト３６は、図示しない車輪、例えば前輪に連結されてい
る。
【００４２】そして、回転軸１１の内部に挿入されたア
ウトプットシャフト１２の他方の端部、具体的にはカバ
ー３側の端部の周囲には、第２無段変速機（ＣＶＴ）３
８が配置されている。以下、第２無段変速機３８の構成
を詳細に説明する。
【００４３】第２無段変速機３８は環状の第２入力ディ
スク３９を備えており、第２入力ディスクは回転軸１１
の外周にスプライン嵌合されている。第２入力ディスク
３９は、コイル８の軸線方向の端部の側方に配置されて
いる。そして、第２入力ディスク４２の軸孔３５側の側
面には、軸線を中心とする環状の伝動面４０が形成され
ている。この伝動面４０はトロイダル面であり、図示の
例では、フルトロイダル式として構成されている。な
お、ハーフトロイダル式とすることも可能である。
【００４４】また、ホルダー３３の外周におけるラジア
ル軸受３４と軸孔３５との間には、ハブ４１がスプライ
ン嵌合されており、ハブ４１の外周には第２出力ディス
ク４２が取り付けられている。そして、第２出力ディス
ク４２の軸孔３５側の側面には、軸線を中心とする円筒
部４２Ａが形成されている。
【００４５】この円筒部４２Ａの内径は、第２出力ディ
スク４２の内径よりも大きく設定されている。さらに、
カバー３の内面には軸線を中心とする円筒部４３が形成
されており、円筒部４３に取り付けられたラジアル軸受
４４により円筒部４２Ａが保持されている。
【００４６】また、アウトプットシャフト１２の軸孔３
５側の端部は、第２出力ディスク４２の円筒部４２Ａ内
に挿入されている。そして、アウトプットシャフト１２
の軸孔３５側の端部には外向きのフランジ４５が形成さ
れている。この外向きフランジ４５の外径は、円筒部４
２Ａの内径よりも小さく、かつ、第２出力ディスク４２
の内径よりも大きく設定されている。そして、第２出力
ディスク４２の側面と外向きフランジ４５の側面との間
にはスラスト軸受４６が配置されている。
【００４７】前記第２出力ディスク４２の第２入力ディ
スク３９側の側面には、軸線を中心とする環状の伝動面
３９Ａが形成されている。この伝動面３９Ａは前記伝動
面４０と対称なトロイダル面である。そして、伝動面４
０と伝動面３９Ａとの間には全体として環状をなす第２
キャビティＫ２が形成されている。
【００４８】さらに、第２キャビティＫ２内には、第２
伝動ローラとしての円板状のパワーローラ４７が複数配
置されている。パワーローラ４７の外周面は伝動面３９
Ａ，４０に対応する曲面とされており、このパワーロー
ラ４７の外周面が伝動面３９Ａ，４０に油膜を介して接
触している。パワーローラ４７の中心には軸４８が貫通
して固定されており、軸４８がホルダー４９により回転
可能に保持されている。そして、パワーローラ４７の厚
さ方向の中心線Ｆと、軸４８の中心線Ｇの交点とが、伝
動面３９Ａと伝動面４０とによって囲われたキャビティ
Ｋ２の中心Ｅ上に配置され、いわゆるフルトロイダル式
の第２無段変速機３８が構成されている。
【００４９】上記のように、モータ６の軸線方向の両側
に第１無段変速機２０と第２無段変速機３８とにより、
全体としてフルキャビティ型の無段変速機を構成してい
る。図２は上記第１無段変速機２０および第２無段変速
機３８の制御機構を示す概念図である。ホルダー２７，
４９には別個にバリエーター軸５０，５１が連結されて
いる。バリエーター軸５０，５１は軸線に対して所定の
キャスタ角θ１をもって移動可能に構成されている。
【００５０】一方、ケース１の内部には油圧シリンダ５
２，５３が固定されており、これらの油圧シリンダ５
２，５３はそれぞれ油圧室５４，５５およびピストン５
６，５７を備えている。そしてこのピストン５６，５７
にバリエーター軸５０，５１が別個に連結されている。
また、ホルダー２７，４９はバリエーター軸５０，５１
に対して回転可能に、かつ揺動可能に連結されている。
【００５１】したがって、油圧室５４，５５の油圧を制
御することにより、パワーローラ２５，４７を第１キャ
ビティＫ１あるいは第２キャビティＫ２の円周方向に移
動させることが可能である。また、パワーローラ２５，
４７は軸線に直交する直交線（図示せず）に対する傾斜
角度を個別に変更可能になっている。上記ホルダー２７
とバリエーター軸５０とがこの発明の第１支持機構に相
当し、上記ホルダー４９とバリエーター軸５１とが第２
支持機構に相当する。
【００５２】図３は上記電気自動車の駆動装置の制御シ
ステムの構成例を示すブロック図である。前記モータ６
に直流電流を供給するバッテリ５８がコントローラ５９
に接続されている。モータ６が直流モータである場合に
はコンバータを内蔵したコントローラ５９が用いられ、
モータ６が交流モータである場合にはインバータを内蔵
したコントローラ５９が用いられる。
【００５３】コントローラ５９は、バッテリ５８からモ
ータ６に供給される電流や電圧を調整するためのもの
で、コントローラ５９は電子制御装置（ＥＣＵ）６０に
より制御される。電子制御装置６０は、入出力インター
フェースおよび記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに中
央演算処理装置（ＣＰＵ）を主体とするマイクロコンピ
ュータにより構成されている。
【００５４】電子制御装置６０には、アクセルペダルの
開度θを検出するアクセルペダルスイッチ６１の信号
と、ステアリングハンドルの操作状態を検出する舵角セ
ンサ６２の信号と、電気自動車の車速を検出する車速セ
ンサ６３の信号とが入力される。そして、電子制御装置
６０は、アクセル開度θや車速により電気自動車の走行
状態を判断し、判断結果に基づいてコントローラ５９が
制御される。
【００５５】なお、クルーズコントロールなどの車速を
一定に維持するシステムを備えている場合には、そのシ
ステムによってモータ６の出力を制御する出力制御機構
の操作量が前記アクセル開度θに替わって採用される。
したがってアクセルペダルやこれに替わる出力制御機構
が、この発明における出力操作機構に相当する。また舵
角センサ６２は、ステアリングハンドルの操舵角度を検
出する替わりに、車輪の舵角を検出するものとしてもよ
い。さらに車速センサ６３は、要は、車速に対応するデ
ータを検出するものであればよいので、動力伝達系統を
構成するいずれかの回転部材の回転数を検出するもので
あればよい。
【００５６】また、第１出力ディスク２３を動作させる
油圧室３０は、ソレノイドバルブ６４を介してポンプな
どの油圧源６５に接続されている。ソレイドバルブ６４
は電子制御装置６１によりそのデューティ比が制御さ
れ、油圧室３０に作用する油圧が制御される。
【００５７】一方、パワーローラ２５，４７の動作を制
御する油圧室５４，５５は、ソレイドバルブ６６，６７
を介して別々に油圧源６５に接続されている。ソレイド
バルブ６６，６７は、電子制御装置６１によりそのデュ
ーティ比が別々に制御され、油圧室５４，５５に作用す
る油圧を制御する。上記ソレイドバルブ６６，６７と、
油圧室５４，５５と、ピストン５６，５７と、バリエー
ター軸５０，５１と、ホルダー２７，４９とが、この発
明の第１傾斜角度制御機構あるいは第２傾斜角度制御機
構に相当する。
【００５８】つぎに、上記構成の電気自動車の駆動装置
の動作を説明する。まず、バッテリ５８からコントロー
ラ５９に給電されてモータ６が起動可能な状態になる。
そして、アクセルペダルが駆動力を増大させるように操
作されると、アクセル開度θに応じた電流がモータ６に
供給され、例えば図２の矢印方向に回転軸１１が回転す
る。
【００５９】そして、予圧ワッシャ３２の弾性力および
油圧室３０の油圧が第１出力ディスク２３に作用し、第
１出力ディスク２３が第１入力ディスク２１側に押され
る。その結果、パワーローラ２５と第１入力ディスク２
１および第１出力ディスク２３との接触面の面圧に応じ
たトルク容量が設定され、各部品の当接面に介在するト
ラクションオイルのせん断力によりトルクが伝達され
る。
【００６０】また、第１出力ディスク２３に作用する押
圧力に対応する反力が、回転軸１１を介して第２入力デ
ィスク３９に伝達され、第２入力ディスク３９が第２出
力ディスク４２側に押される。その結果、パワーローラ
４７と第２入力ディスク３９および第２出力ディスク４
２との当接面の面圧に応じたトルク容量が設定され、各
部品の当接面に介在するトラクションオイルのせん断力
によりトルクが伝達される。
【００６１】このようにして、第１無段変速機２０のト
ルク容量と、第２無段変速機３８のトルク容量とがほぼ
均等に制御される。そして、第１出力ディスク２３や第
１出力ディスク４２に伝達されたトルクが、右側ドライ
ブシャフト１４や左側ドライブシャフト３６を介して車
輪に伝達され、電気自動車が走行する。
【００６２】そして、第１無段変速機２０および第２無
段変速機３８の変速比は、軸線に直交する直交線に対す
るパワーローラ２５，４７の傾斜角度により設定され
る。パワーローラ２５，４７の傾斜角度は、油圧室５
４，５５の油圧と、パワーローラ２５，４７に作用する
駆動反力とのバランスにより変化し、所定の値に設定さ
れる。
【００６３】まず、油圧室５４，５５の油圧を減少させ
ると、第１入力ディスク２１とパワーローラ２５との接
触抵抗により、パワーローラ２５がシリンダ５２に近づ
く方向に移動する。同様にしてパワーローラ４７がシリ
ンダ５３に近づく方向に移動する。
【００６４】すると、第１入力ディスク２１とパワーロ
ーラ２５との接触点では、第１入力ディスク２１の回転
方向とパワーローラ２５の回転方向とに差が生じるた
め、パワーローラ２５の回転方向と第１入力ディスクの
回転方向とを一致させようとする力が作用して、パワー
ローラ２５が第１キャビテイＫ１の円周方向に傾斜しな
がら直交線に対する傾斜角度が変化する。
【００６５】この実施例では、図１に示すようにパワー
ローラ２５と第１入力ディスク２１との接触点の符号
“Ａ”で示す軸線からの公転半径が減少し、かつ、パワ
ーローラ２５と第１出力ディスク２３との接触点との公
転半径が増大する方向にパワーローラ２５が変位する。
そして、パワーローラ２５の回転方向と第１入力ディス
クの回転方向とが一致した時点でパワーローラ２５の変
位が終了し、第１無段変速機２０の変速が完了する。
【００６６】一方、第２無段変速機３８側においても、
上記と同様の作用により図１に示すようにパワーローラ
４７と第２入力ディスク３９との接触点の公転半径が減
少し、かつ、パワーローラ４７と第２出力ディスク４２
との接触点との公転半径が増大する方向にパワーローラ
４７が変位する。そして、パワーローラ４７の回転方向
と第２入力ディスクの回転速度方向とが一致した時点で
パワーローラ４７の変位が終了し、第２無段変速機３８
での変速が完了する。
【００６７】上記のようにパワーローラ２５，４７の変
位が終了すると、第１無段変速機２０および第２無段変
速機３８における変速比がより大きい値になる。つま
り、回転軸１１のトルクが第１ドライブシャフト１４お
よび第２ドライブシャフト３６に対して減速して伝達さ
れる。
【００６８】また、油圧室５４，５５の油圧を増大させ
ると、パワーローラ２５がシリンダ５２から離れる方向
に移動し、パワーローラ４７がシリンダ５３から離れる
方向に移動する。
【００６９】すると、上記と同様の作用によりパワーロ
ーラ２５が第１キャビティＫ１の円周方向に傾斜しなが
ら直交線に対して傾斜し、パワーローラ２５と第１入力
ディスク２１の回転方向とが一致した時点でパワーロー
ラ２５の変位が終了し、第１無段変速機２０での変速が
完了する。この実施例では、第１入力ディスク２１側の
接触点の公転半径よりも第１出力ディスク２３側の接触
点の公転半径の方が小さくなる方向に動く。
【００７０】また、同様にしてパワーローラ４７が第２
入力ディスク３９の半径方向および円周方向に変位し、
パワーローラ４７と第２入力ディスク３９の回転方向と
が一致した時点でパワーローラ４７の変位が終了し、第
２無段変速機３８の変速が完了する。この実施例では、
第２入力ディスク３９側の接触点の公転半径よりも第２
出力ディスク側４２の接触点の公転半径の方が小さくな
る方向に動く。
【００７１】上記のようにパワーローラ２５，４７の変
位が終了すると、第１無段変速機２０および第２無段変
速機３８での変速比が、より小さい値となり、回転軸１
１のトルクが第１ドライブシャフト１４および第２ドラ
イブシャフト３６に対して増速して伝達される。
【００７２】ところで、電気自動車の走行中にステアリ
ングハンドルを操作して電気自動車を右方向に旋回させ
ようとすると、車両にヨーモーメントが発生して旋回を
開始する。すると、内輪の回転数よりも外輪の回転数が
大きくなり、図中右側のドライブラインに捩りトルク、
すなわち制動力が作用する。そのため、内輪に連結され
た右側ドライブシャフト１４の制動力がアウトプットシ
ャフト１２を介して第１出力ディスク２３に伝達され、
ホルダー２７に作用する反力が増大する。
【００７３】このため、パワーローラ２５が油圧室５４
の油圧に抗してシリンダ５２側に移動し、前述と同様の
作用によってパワーローラ２５が第１キャビティＫ１の
円周方向に傾斜しながら直交線に対して傾斜する。その
結果、パワーローラ２５と第１入力ディスク２１との接
触点の公転半径が、パワーローラ２５と第１出力ディス
ク２３との接触点の公転半径よりも小さくなる方向に動
く。
【００７４】一方、上記動作中、外輪の回転数が増大す
ることにより、第２出力ディスク４２の回転数が第２入
力ディスク３９の回転数よりも増大しようとする。する
と、ホルダー４９に作用する反力が減少してパワーロー
ラ４７がシリンダ５３から離れる方向に移動し、前述と
同様の作用によってパワーローラ４７が第２入力ディス
ク３９の半径方向および円周方向に変位する。その結
果、パワーローラ４７と第２入力ディスク３９との接触
点の公転半径が、パワーローラ４７と第２出力ディスク
４２との接触点の公転半径よりも大きくなる方向に動
く。このようにして、右側ドライブシャフト１４に取り
付けられた車輪と左側ドライブシャフト３６に取り付け
られた車輪との差動回転が吸収される。
【００７５】なお、ステアリングハンドル舵角を直進状
態に復帰する操作が行われた場合は、第１入力ディスク
２１と第１出力ディスク２３との回転数差、および第２
入力ディスク３９と第２出力ディスク４２との回転数差
による反力に基づいてパワーローラ２５，４７が第１キ
ャビティＫ１および第２キャビティＫ２の円周方向に傾
斜しながら変位し、左右のパワーローラ２５，４７の傾
斜角が等しくなる。
【００７６】さらに、電気自動車を左方向に旋回させる
場合には、左側ドライブシャフト３６に取り付けられた
車輪が内輪となって同様の作用が行われ、右側ドライブ
シャフト１４に取り付けられた車輪が外輪となって同様
の作用が行われる。
【００７７】なお、上記のようにステアリングハンドル
の操作により第１無段変速機２０および第２無段変速機
３８を差動装置として機能させる場合に、舵角センサ６
２および車速センサ６３により検出される信号に基づい
て、電子制御装置６０により油圧室５４，５５の油圧を
自動的に制御し、直交線に対するパワーローラ２５，４
７の傾斜角度を制御することも可能である。このような
制御を行えば電気自動車の旋回半径に応じて内輪および
外輪それぞれの回転数を個別に設定することができ、旋
回性能が一層向上する。
【００７８】このように、第１実施例では第１無段変速
機２０および第２無段変速機３８が、変速機としての機
能と差動装置としての機能とを兼備している。このた
め、駆動装置に用いる部品点数を可及的に削減すること
ができ、駆動装置の小型化および軽量化に寄与すること
ができる。
【００７９】また、第１実施例では第１入力ディスク２
１とパワーローラ２５と第１出力ディスク２３とがモー
タ６の一方に軸線方向に配置され、第２入力ディスク３
９とパワーローラ４７と第２出力ディスク４２とがモー
タ６の他方に軸線方向に配置されている。このため、軸
線に直交する方向（半径方向）に配列する部品の数が少
なくなり、したがって半径方向での部品の配置スペース
が抑制され、駆動装置の外径を小さくすることができ
る。
【００８０】さらに、上述した第１の実施例では、油圧
室５４，５５の油圧Ｐを、アクセルペダルの開度θをパ
ラメータとした関数（Ｐ＝ｆ（θ））で求められるよう
に、電子制御制御装置６０のプログラムを設定しておく
ことも可能である。制御プログラムをこのように設定し
ておけば、アクセル開度θが増加してモータ６の出力ト
ルクが増大した場合には、第１無段変速機２０および第
２無段変速機３８が、その変速比を増大させるように自
動的に制御される。一方、アクセル開度θが減少してモ
ータ６の出力トルクが減少にした場合には、第１無段変
速機２０および第２無段変速機３８が、その変速比を減
少させるように自動的に制御される。つまり、電気自動
車が走行する道路の状態あるいは運転者の増減速の意図
に応じてモータ６の出力トルクを増減することが可能と
なり、駆動装置の駆動性能が一層が向上する。
【００８１】また、第１実施例では、第１無段変速機２
０および第２無段変速機３８を構成する各部品の接触面
に介在するトラクションオイルのせん断力によりトルク
を伝達するため、ギヤ機構を用いて変速または差動を行
う構成に比べて振動が少なく、かつ異音が生じない効果
がある。
【００８２】また、第１実施例では、アウトプットシャ
フト１２とシリンダ２８とが固定部材１７により軸線方
向に向けて固定され、かつ、第２出力ディスク４２とア
ウトプットシャフト１２の外向きフランジ４５との間に
スラスト軸受４６が配置されている。このため、第１無
段変速機２０および第２無段変速機３８においてトルク
を伝達している際に、第１出力ディスク２３に反力とし
て作用するスラスト荷重と、第２出力ディスク４２に反
力として作用するスラスト荷重とが、いずれもアウトプ
ットシャフト１２に伝達され、二つのスラスト荷重が相
殺される。したがって、ケース１側に上記スラスト荷重
を受けるスラスト軸受を配置する必要がなく、部品点数
を可及的に削減して駆動装置の小型化および軽量化を図
ることができる。
【００８３】さらに、上記のようにしてスラスト荷重が
相殺されるため、ラジアル軸受１８，４３にはラジアル
方向の荷重のみが作用してスラスト方向の荷重が作用せ
ず、ラジアル軸受１８，４３の容量を可及的に小さく設
定することができる。さらに、ラジアル軸受１８，４３
を保持するカバー３，４の強度を可及的に小さく設定す
ることができる。
【００８４】（第２実施例）図４は、この発明に係る駆
動装置の第２実施例を示す断面図である。この第２実施
例では、第１入力ディスク２１の外径が第１出力ディス
ク２３の外径よりも小さく設定され、第２入力ディスク
３９の外径が第２出力ディスク４２の外径よりも小さく
設定されている。
【００８５】このため、第１入力ディスク２１とパワー
ローラ２５との接触点の最大公転半径が、第１出力ディ
スク２３とパワーローラ２５との接触点の最大公転半径
よりも小さく設定されている。また、第２入力ディスク
３９とパワーローラ４７との接触点の最大公転半径が、
第２出力ディスク４２とパワーローラ４７との接触点の
最大公転半径よりも小さく設定されている。そして、第
１入力ディスク２１および第２入力ディスク３９が、コ
イル８の軸線方向の端部の内周側、すなわちその端部と
回転軸１１との間に配置されている。そのほかの構成は
第１実施例と同様であるため説明を省略する。
【００８６】この第２実施例においても、第１実施例と
同様の作用効果を得られる。また、第２実施例では、第
１入力ディスク２１と第２入力ディスク３９とが、コイ
ル８の軸線方向の端部と回転軸１１との間に配置されて
いる。このため、軸線方向におけるモータ６の配置スペ
ースと、第１無段変速機２０および第２無段変速機３８
の配置スペースとを部分的に重複させることが可能とな
り、駆動装置を短くすることができる。
【００８７】さらに、第２実施例では、第１入力ディス
ク２１とパワーローラ２５との接触点の最大公転半径
が、第１出力ディスク２３とパワーローラ２５との接触
点の最大公転半径よりも小さく設定されている。また、
第２入力ディスク３９とパワーローラ４７との接触点の
最大公転半径が、第２出力ディスク４２とパワーローラ
４７との接触点の最大公転半径よりも小さく設定されて
いる。
【００８８】このため、パワーローラ２５，４７の変位
による減速制御可能な領域の割合の方が、増速制御可能
な領域の割合よりも多くなるが、電気自動車に搭載され
るモータ６では、要求される変速比が「１」以上の状
態、つまりトルクを減速して伝達させるような駆動状態
が多いため、変速制御領域が限定されても第１実施例と
比べ電気自動車の走行に支障が生じる可能性はない。
【００８９】（第３実施例）図５は、電気自動車の駆動
装置の第３実施例を示す断面図であり、この第３実施例
においては第１出力ディスクおよび第２出力ディスクが
軸線方向に別個に移動可能に構成されている点で、第１
実施例または第２実施例と相違している。すなわち図５
において、符号６８は中空のケースであり、このケース
６８は、軸線を中心として配置された円筒状の本体６９
と、本体６９の一方の開口部を覆う位置に配置されたカ
バー７０と、本体６９の他方の開口部に取り付けられた
円筒体７１と、円筒体７１の開口部を閉じた環状のカバ
ー７２とを備えている。
【００９０】これらカバー７０と本体６９とがボルト７
３により締め付けて固定され、また本体６９と円筒体７
１とがボルト７４により締め付けて固定され、さらに円
筒体７１とカバー７２とがボルト７５により締め付けて
固定されている。なお、本体６９の外周には放熱フィン
７６が形成され、ケース６８の内部には、図示しないト
ラクションオイルが封入されている。
【００９１】前記本体６９の内部に収納されたモータ７
７は電気エネルギーを回転力に変換するこの発明の電気
式動力機構に相当し、このモータ７７は、ステータ７８
とコイル７９とロータ８０とを有する。ステータ７８は
複数のけい素鋼板を軸線方向に積層して相互に固定した
もので、ステータ７８は本体６９の内周面に固定されて
いる。
【００９２】また、ステータ７８にはコイル７９が巻き
付けられており、ステータ７８の内周側には、軸線を中
心として回転可能な円筒状のロータ８０が配置されてい
る。このロータ８０の外周には磁石８１が取り付けられ
ており、磁石８１とステータ７８との対向面には微小間
隙が形成されている。さらに、ロータ８０は、軸線を中
心として回転可能な回転軸８２の外周に嵌合固定されて
いる。したがって、コイル７９に通電してステータ７８
により磁界が形成されると、回転軸８２が回転する。
【００９３】一方、回転軸８２は中空軸であって、回転
軸８２の軸線方向の長さは、本体６９の軸線方向の長さ
よりも長く設定されている。回転軸８２のほとんどは本
体６９の内部に配置され、その一端がカバー７０の内部
に到達し、他端が円筒体７１の内部に到達している。
【００９４】そして、回転軸８２の内部には、第１アウ
トプットシャフト８３と第２アウトプットシャフト８４
とが挿入されている。第１アウトプットシャフト８３は
カバー７０側に配置されており、その端部がカバー７０
の内向きフランジ８５の軸孔８６の近傍まで到達してい
る。
【００９５】また、回転軸８２と第１アウトプットシャ
フト８３との間には軸受１０８が配置され、回転軸８２
と第１アウトプットシャフト８３とが相対回転可能とな
っている。第１アウトプットシャフト８３は中空軸であ
り、第１ドライブシャフトとしての右側ドライブシャフ
ト８７が、カバー７０の外部からカバー７０の内部に挿
入されている。そして、右側ドライブシャフト８７が、
第１アウトプットシャフト８３の内部にスプライン嵌合
されている。また、右側ドライブシャフト８７は図示し
ない車輪に連結されている。
【００９６】第１アウトプットシャフト８３の軸孔８６
側のねじ部にはナット状の固定部材８８が取り付けられ
ている。また、カバー７０の内向きフランジ８５の内面
には、軸線を中心とする円筒部８９が形成されており、
円筒部８９の内周に取り付けられたラジアル軸受９０に
より、固定部材８８が保持されている。さらに、軸孔８
６の内周面にはオイルシール９１が固定され、オイルシ
ール９１のシールリップが右側ドライブシャフト８７の
外周面に液密に接触している。また、回転軸８２に挿入
された第１アウトプットシャフト８３の一方の端部の外
周側には、第１無段変速機（ＣＶＴ）９２が配置されて
いる。
【００９７】以下、第１無段変速機９２の構成を詳細に
説明する。まず、本体６９のカバー７０側の端部内周に
は内向きフランジ９３が形成されており、内向きフラン
ジ９３の内周にラジアル軸受９４が取り付けられてい
る。
【００９８】第１無段変速機９２は、環状の第１入力デ
ィスク９５と環状の第１出力ディスク９６とを備え、第
１入力ディスク９５が回転軸８２の外周にスプライン嵌
合されている。第１入力ディスク９５はラジアル軸受９
４により保持され、第１入力ディスク９５の軸孔８６側
の側面には、符号“Ａ”で示す軸線を中心とする環状の
伝動面９７が形成されている。この伝動面９７はトロイ
ダル面として構成されている。
【００９９】また、第１出力ディスク９６は第１アウト
プットシャフト８３の外周にスプライン嵌合されてお
り、第１出力ディスク９６の第１入力ディスク９５側の
側面には、伝動面９７と対称な形状の伝動面９８が形成
されている。そして、伝動面９７と伝動面９８との対向
面の間に環状の第１キャビティＫ１が形成されている。
【０１００】この第１キャビティＫ１の内部には、円板
状の第１伝動ローラとしてのパワーローラ９９が複数配
置されている。パワーローラ９９の外周面は、前記伝動
面９７，９８に対応する曲面に成形され、そのパワーロ
ーラ９９の外周面が伝動面９７，９８に油膜を介して接
触させられている。またパワーローラ９９の中心には軸
１００が貫通して固定されており、この軸１００がホル
ダー１０１により回転可能に保持されている。そして、
パワーローラ９９の厚さ方向の中心線Ｃと、軸１００の
中心線Ｄとの交点が、伝動面９７と伝動面９８とによっ
て形成されているキャビティＫ１の中心Ｂ上に配置され
ている。したがっていわゆるフルトロイダル式の第１無
段変速機９２が構成されている。
【０１０１】さらに、第１アウトプットシャフト８３の
外周におけるナット状の固定部材８８と第１出力ディス
ク９６との間には、環状のシリンダ１０２が固定されて
いる。そのシリンダ１０２の外周には、第１出力ディス
ク９６の外形よりも大きい内径を備えた円筒部１０３が
形成されており、円筒部１０３の内側に第１出力ディス
ク９６が配置されている。
【０１０２】そして、第１出力ディスク９６と円筒部１
０３との間、および第１出力ディスク９６と第１アウト
プットシャフト８３との間にはＯリングが装着されてい
る。このようにして、シリンダ１０２と第１出力ディス
ク９６との間に油圧室１０４形成されている。
【０１０３】また、シリンダ１０２には、油圧室１０４
に連通する油路１０５が形成されている。さらに、シリ
ンダ１０２と第１出力ディスク９６との間には、環状の
予圧ワッシャ１０６が装着され、予圧ワッシャ１０６の
弾性力により第１出力ディスク９６が第１入力ディスク
９５側に押されている。
【０１０４】一方、前記第２アウトプットシャフト８４
は円筒体７１側に配置されており、その端部がカバー７
２の軸孔１０７の近傍まで到達している。回転軸８２と
第２アウトプットシャフト８４との間には軸受１０８が
配置され、回転軸８２と第２アウトプットシャフト８４
とが相対回転可能となっている。
【０１０５】第２アウトプットシャフト８３は中空軸で
あって、第２ドライブシャフトとしての左側ドライブシ
ャフト１０９が、カバー７２の外部からカバー７２の内
部に挿入されている。そして、左側ドライブシャフト１
０９が、第２アウトプットシャフト８４の内部にスプラ
イン嵌合されている。また、左側ドライブシャフト１０
９は図示しない車輪に連結されている。
【０１０６】第２アウトプットシャフト８４の軸孔１０
７側のねじ部にはナット状の固定部材１１０が固定され
ている。また、カバー７２の内面には、軸線を中心とす
る円筒部１１１が形成されており、円筒部１１１の内周
に取り付けられたラジアル軸受１１２により、固定部材
１１０が保持されている。さらに、軸孔１０７の内周面
にはオイルシール１１３が固定され、オイルシール１１
３のシールリップが左側ドライブシャフト１０９の外周
面に液密に接触している。また、回転軸８２に挿入され
た第２アウトプットシャフト８４の端部の外周側には、
第２無段変速機（ＣＶＴ）１１４が配置されている。
【０１０７】以下、第２無段変速機１１４の構成を詳細
に説明する。まず、円筒体７１の本体６９側の端部内周
には内向きフランジ１１５が形成されており、内向きフ
ランジ１１５の内周にラジアル軸受１１６が取り付けら
れている。
【０１０８】第２無段変速機１１４は、環状の第２入力
ディスク１１７と環状の第２出力ディスク１１８とを備
え、第１入力ディスク１１７が回転軸８２の外周にスプ
ライン嵌合されている。第２入力ディスク１１８はラジ
アル軸受１１６により保持され、第２入力ディスク１１
７のカバー７２側の側面には、軸線を中心とする環状の
伝動面１１９が形成されている。伝動面１１９はトロイ
ダル面として形成されている。
【０１０９】また、第２出力ディスク１１８は第２アウ
トプットシャフト８４の外周にスプライン嵌合されてお
り、第２出力ディスク１１８の第２入力ディスク１１７
側の側面には、伝動面１１９と対称な形状の伝動面１２
０が形成されている。そして、伝動面１１９と伝動面１
２０との対向面の間に環状の第２キャビティＫ２が形成
されている。
【０１１０】さらに、第２キャビティＫ２には円板状の
第２伝動ローラとしてのパワーローラ１２１が複数配置
されており、パワーローラ１２１の外周面が、伝動面１
１９，１２０に対応す曲面に形成されている。そして、
パワーローラ１２１の外周面が伝動面１１９，１２０に
油膜を介して接触させられている。またパワーローラ１
２１の中心には軸１２２が貫通して固定されており、軸
１２２がホルダー１２３により回転可能に保持されてい
る。そして、パワーローラ１２３の厚さ方向の中心線Ｆ
と軸１２２の中心線Ｇとの交点が、伝動面１１９と伝動
面１２０とによって形成されているキャビティＫ２の中
心Ｅ上に配置されている。したがっていわゆるフルトロ
イダル式の第２無段変速機１１４が構成されている。
【０１１１】さらに、第２アウトプットシャフト８４の
外周におけるナット状の固定部材１１０と第２出力ディ
スク１１８との間には、環状のシリンダ１２４が固定さ
れている。シリンダ１２４の外周には、第２出力ディス
ク１１８の外径よりも大きい内径を備えた円筒部１２５
が形成されており、円筒部１２５の内側に第２出力ディ
スク１１８が配置されている。
【０１１２】そして、第２出力ディスク１１８と円筒部
１２５との間、および第２出力ディスク１１８と第２ア
ウトプットシャフト８４との間にはＯリングが装着され
ている。このようにして、シリンダ１２４と第２出力デ
ィスク１１８との間に油圧室１２６が形成されている。
【０１１３】また、シリンダ１２４には、油圧室１２６
に連通する油路１２７が形成されている。さらに、シリ
ンダ１２４と第２出力ディスク１１８との間には、環状
の予圧ワッシャ１２８が装着され、予圧ワッシャ１２８
の弾性力により第２出力ディスク１１８が第２入力ディ
スク１１７側に押されている。なお、パワーローラ９
９，１２１は、図２と同様の制御機構、つまりシリン
ダ、油圧室、ピストン、バリエーター軸などにより制御
される。
【０１１４】この第３実施例においては、モータ７７が
駆動されると、回転軸８２の出力トルクが第１無段変速
機９２および第２無段変速機１１４に伝達され、第１実
施例で述べたトルクの伝達と同様にして右側ドライブシ
ャフト８７および左側ドライブシャフト１０９にトルク
が伝達されて電気自動車が走行する。
【０１１５】また、第１無段変速機９２および第２無段
変速機１１４の変速機能や差動機能は、第１実施例と同
様に行われる。したがって、第３実施例でも第１実施例
と同様の作用効果を得られる。さらに、第３実施例で
は、第１出力ディスク９６と第２出力ディスク１１８と
が別個に軸線方向に移動可能に構成されている。
【０１１６】そして、油圧室１０４および油圧室１２６
の油圧を別個に制御することにより、第１無段変速機９
２のトルク容量と第２無段変速機１１４のトルク容量と
を独立して制御することができるため、電気自動車の左
右の車輪間のトルクを変更するなどのことにより走行性
能が向上し、かつ、パワーローラ９９，１２１に生じる
無駄な動力損失を省くことができる。
【０１１７】上記第１実施例ないし第３実施例では、フ
ルトロイダル式の無段変速機が用いられているが、ハー
フトロイダル式の無段変速機を用いることも可能であ
る。ハーフトロイダル式の無段変速機とは、パワーロー
ラの厚さ方向の中心線と軸の中心線との交点が、伝動面
を形成する円弧の中心以外の位置に配置されている構成
の無段変速機である。換言すれば、トロイダル面である
伝動面の外周側の端部同士の間隔、すなわち伝動面の回
転中心から計った最外周側の端部同士の間隔が、最も広
くなるように伝動面を形成した無段変速機である。
【０１１８】このハーフトロイダル式の無段変速機を用
いた場合には、第１ドライブシャフトと第２ドライブシ
ャフトとに差動回転が生じた場合に、第１無段変速機と
第２無段変速機との変速比を自動的に制御する機能が得
られない。そこで、舵角センサ６２により検出されるス
テアリングハンドルの舵角と、車速センサ６３により検
出される車速とに基づいて、左右輪の回転数比を電子制
御装置６０が演算処理する。
【０１１９】そして、演算された回転数比に基づいて第
１無段変速機のパワーローラの傾斜角度と、第２無段変
速機のパワーローラの傾斜角度とを演算し、演算結果に
基づいてパワーローラ制御用のアクチュエータを制御す
る。その結果、第１無段変速機のパワーローラと第２無
段変速機のパワーローラとが回転して減速または増速さ
れ、左右輪の差動が円滑になり、車両としての旋回性能
が向上する。
【０１２０】上記第１実施例ないし第３実施例におい
て、第１無段変速機および第２無段変速機を電動モータ
の中空の回転軸の内部に配置する構成を採用することも
可能である。このような構成を採用すれば、軸線方向の
部品の配置スペースがさらに減少し、駆動装置を軸線方
向に一層小型化することが可能になる。
【０１２１】この発明の駆動装置は、電気自動車の前輪
または後輪のいずれか一方または両方に適用してもよ
い。また、モータとそのほかの駆動力源、例えば内燃機
関とを搭載したハイブリッド方式の電気自動車にも適用
可能である。さらに、電気式動力機構として、力行機能
と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。
【０１２２】さらに第３実施例においては、第１無段変
速機９２のトルク容量と第２無段変速機１１４のトルク
容量とを別個に制御するために、第１入力ディスク９５
と第２入力ディスク１１７とを軸線方向に移動させる機
構を設けることも可能である。
【０１２３】（第４実施例）この発明の第４の実施例に
ついて図６を参照して説明する。この図６に示す第４実
施例は、モータを左右両輪に対応させて２つ設けるとと
もに、モータを液密状態のモータ室に収容することによ
りトラクションオイルによりモータの出力特性が影響さ
れることを防止するように構成されている。したがって
ケース６８の構造を含めてほぼ完全に左右対称に構成さ
れている。以下、第４実施例を、前述した第３実施例と
対比しつつ説明し、第３実施例と同一の部分には図に同
一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２４】ケース６８を構成している本体６９は、そ
の軸線方向での中央部で二分割されており、それぞれの
本体部分６９Ｒ，６９Ｌの内部にモータ７７Ｒ，７７Ｌ
が配置されている。これらのモータ７７Ｒ，７７Ｌは、
図５に示すモータと同様に、コイル７９Ｒ，７９Ｌを備
えたステータ７８Ｒ，７８Ｌと、磁石８１Ｒ，８１Ｌを
備えたロータ８０Ｒ，８０Ｌとを有している。そのロー
タ８０Ｒ，８０Ｌの内周側には、回転軸（ロータ軸）８
２Ｒ，８２Ｌがそれぞれ嵌合させて固定されている。し
たがってこれらのモータ７７Ｒ，７７Ｌがこの発明の電
気式動力機構に相当する。
【０１２５】これらの回転軸８２Ｒ，８２Ｌは、それぞ
れのロータ８０Ｒ，８０Ｌより軸長の長いものであっ
て、駆動装置の中心側に位置するそれぞれの端部は互い
に嵌合するとともに、両者の間にラジアル軸受１３０が
配置されている。なお、これらの互いに嵌合している箇
所をオイルシールなどの封止材によって液密状態に閉じ
てもよい。また各回転軸８２Ｒ，８２Ｌの他方の端部
は、各本体部分６９Ｒ，６９Ｌに一体化されている内向
きフランジ（隔壁部）９３，１１５を貫通し、その貫通
部分をラジアル軸受９４，１１６によって回転自在に支
持されている。なお、このラジアル軸受９４，１１６
は、図に示すように、モータ７７Ｒ，７７Ｌ側にオイル
シール１３１Ｒ，１３１Ｌを備えている。したがって本
体６９の内部が液密状態に封止され、ここにモータ室１
３２が構成されている。また各回転軸８２Ｒ，８２Ｌと
内向きフランジ９３，１１５との間にはレゾルバ１３３
Ｒ，１３３Ｌが設けられている。これらのレゾルバ１３
３Ｒ，１３３Ｌは、モータ室１３２の内部に配置されて
いる。
【０１２６】前述したアウトプットシャフト８３，８４
に相当するアウトプットハブ８３Ｒ，８３Ｌが、左右の
それぞれのカバー７０Ｒ，７０Ｌの内部にラジアル軸受
９０，１１２によって回転自在に支持されている。ここ
で、カバー７０Ｒ，７０Ｌは、上記の第３実施例におけ
るカバー７０と同様な部材であって、軸孔を内向きフラ
ンジの中心部に形成した円筒状を成し、前記本体部分６
９Ｒ，６９Ｌの端部にボルト７３，７４によって固定さ
れている。また、アウトプットハブ８３Ｒ，８３Ｌは、
軸長の短い中空軸状の部材であり、その先端部が前記回
転軸８２Ｒ，８２Ｌの先端部側に延びており、左右の各
アウトプットハブ８３Ｒ，８３Ｌの先端部と回転軸８２
Ｒ，８２Ｌの先端部同士が軸線方向で互いに対向してい
る。
【０１２７】各回転軸８２Ｒ，８２Ｌの端部にスプライ
ン嵌合された各入力ディスク９５，１１７は、アウトプ
ットハブ８３Ｒ，８３Ｌの外周側に延びた円筒部を備え
ており、その円筒部の内周側に嵌合させたラジアル軸受
１０８Ｒ，１０８Ｌによって、回転軸８２Ｒ，８２Ｌと
アウトプットハブ８３Ｒ，８３Ｌとが相対的に回転自在
に連結されている。そしてこのアウトプットハブ８３
Ｒ，８３Ｌの外周面に出力ディスク９６，１１８および
シリンダ１０２，１２４が一体的に取り付けられてい
る。他の構成は図５に示す第３実施例と基本的には同様
である。
【０１２８】したがって図６に示す駆動装置において
は、電気式動力機構が２つのモータ７７Ｒ，７７Ｌによ
って構成され、しかもそれぞれのロータ８０Ｒ，８０Ｌ
に取り付けた回転軸８２Ｒ，８２Ｌが軸受１３０によっ
て互いに相対回転自在に連結されているから、左右の車
輪の駆動機構が完全に独立して構成されている。すなわ
ち左右の車輪は、それぞれに対応して設けたモータ７７
Ｒ，７７Ｌによって駆動され、その回転数やトルクが個
別に制御される。そのため、例えば旋回走行時に、モー
タ７７Ｒ，７７Ｌの回転数あるいは左右の無段変速機９
２，１１４の変速比を異ならせることにより、内外輪の
回転数差を生じさせ、円滑な旋回をおこなうことができ
る。またあるいはヨーレートセンサや内外輪の回転数セ
ンサなどからの入力信号に基づいて、モータ７７Ｒ，７
７Ｌの回転数あるいは左右の無段変速機９２，１１４の
変速比を制御することにより、オーバーステアー傾向や
アンダーステアー傾向を是正することもできる。
【０１２９】また上記のように左右の車輪の駆動系統が
独立しているので、一方の車輪からの瞬間的な入力が、
その車輪に対する無段変速機９２，１１４における力の
バランスで緩和もしくは解消される。そのため、モータ
７７Ｒ，７７Ｌに対するいわゆる逆入力トルクが回避も
しくは低減され、しかも一方の車輪からの逆入力トルク
が他方の車輪の駆動系に影響することがないので、モー
タ７７Ｒ，７７Ｌの制御に対する外乱要因が少なくな
り、走行の安定性を向上させることができる。
【０１３０】さらに図６に示す構成では、左右の回転軸
８２Ｒ，８２Ｌをそれぞれ完全に独立させて支持せず
に、それぞれの一端部を軸受１３０を介して相対的に回
転可能なように嵌合させたから、これらの回転軸８２
Ｒ，８２Ｌの支持機構の一部を共用化し、その結果、駆
動装置の全長を短縮化することができる。なお、左右の
無段変速機９２，１１４によって、変速比を適宜に設定
することができ、また左右の車輪の差動回転を許容でき
ることなどの作用は、前述した第３実施例における駆動
装置と同様である。
【０１３１】（第５実施例）さらにこの発明の第５の実
施例を図７を参照して説明する。この図７に示す例は、
上述した図６に示す駆動装置を改良したものであり、具
体的には、単一のステータに対して２つのロータを設け
たものである。すなわち図７に示すように、左右のロー
タ８０Ｒ，８０Ｌの外周側に単一のステータ７８が配置
されている。したがってこのステータ７８におけるコイ
ル７９に通電することにより、ロータ０Ｒ，８０Ｌにト
ルクが発生し、そのトルクが左右の無段変速機９２，１
１４を介して左右の駆動輪に伝達されるように構成され
ている。また本体６９は、内向きフランジ１１５を一端
部に備えた円筒状部材６９ｌとその開口端に取り付けら
れたフランジ９３を有するエンドプレート６９ｒとによ
って構成されている。他の構成は、図６に示す駆動装置
の構成と同様である。この図７に示す構成では、単一の
ステータ７８と２つのロータ８０Ｒ，８０Ｌがこの発明
の電気式動力機構に相当する。
【０１３２】したがって図７に示す駆動装置では、ステ
ータ７８のコイル７９に通電することにより、左右の車
輪を駆動することができる。その場合、各回転軸８２
Ｒ，８２Ｌのトルクおよび回転数が同等になるが、左右
それぞれ独立して無段変速機９２，１１４を設けてある
ので、左右の車輪のトルクや回転数を個別に制御するこ
とができ、また左右の車輪の差動回転を、走行抵抗に応
じて生じさせ、あるいはパワーローラ９９，１２１の傾
斜角度を適宜に制御することにより生じさせることがで
きる。すなわち左右の車輪のトルクや回転数をそれぞれ
に対応して設けてある無段変速機９２，１１４によって
制御する。
【０１３３】そして図７に示す駆動装置では、ステータ
７８を左右の車輪に対する駆動機構について共用化し、
しかも回転軸８２Ｒ，８２Ｌの一端部を軸受１３０を介
して互いに回転自在に嵌合させたので、駆動装置の全体
としての軸長を短縮化することができる。
【０１３４】なお、上述した第４および第５の実施例に
おいても、各無段変速機９２，１１４をハーフトロイダ
ル式の変速機として構成してもよい。
【０１３５】ここで、上記の実施例に基づいて開示した
この発明に特徴的な構成を列挙すれば、以下の通りであ
る。すなわち、中空の回転軸１１の内部にアウトプット
シャフト１２が挿入されている。また、アウトプットシ
ャフト１２の一端側にシリンダ２８が固定部材１７によ
り締め付け固定されている。そして、アウトプットシャ
フト１２の外周にスプライン嵌合された第１出力ディス
ク２３がシリンダ２８により形成された油圧室３０の油
圧により動作される。一方、アウトプットシャフト１２
の他端側には外向きフランジ４２が形成され、外向きフ
ランジ４２と第２出力ディスク４２との間にスラスト軸
受４６が配置されている。
【０１３６】また、軸線方向における第１入力ディスク
と第１出力ディスクとの距離と、軸線方向における第２
入力ディスクと第２出力ディスクとの距離とを別個に制
御可能な距離制御機構を備えている。
【０１３７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、第１入力ディスクおよび第１伝動ローラおよび
第１出力ディスクと、第２入力ディスクおよび第２伝動
ローラおよび第２出力ディスクとが、変速機としての機
能と差動装置としての機能とを兼備している。このた
め、駆動装置の部品点数を可及的に削減させることがで
き、駆動装置の小型化および軽量化に寄与することがで
きる。
【０１３８】また、第１入力ディスクおよび第１伝動ロ
ーラおよび第１出力ディスクと、第２入力ディスクおよ
び第２伝動ローラおよび第２出力ディスクとが、各々軸
線方向に配置されている。このため、半径方向に配列す
る部品の数が少なくなるので、駆動装置の半径方向での
小型化を図ることができる。
【０１３９】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほか、第１入力ディスクおよび第２入
力ディスクが、モータのコイルと回転軸との間に配置さ
れているため、軸線方向における部品の配置スペースが
削減され、軸長の短い駆動装置を得ることができる。
【０１４０】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２と同様の効果を得られるほか、モータの駆動状
態に応じて第１伝動ローラおよび第２伝動ローラの回転
角度が制御され、第１伝動ローラ側の半径比および第２
伝動ローラ側の半径比が変化する。その結果、モータの
駆動状態に応じた変速比が設定され、駆動装置の駆動性
能が向上する。
【０１４１】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
請求項３のいずれかと同様の効果を得られるほか、車両
の旋回半径に応じて第１ドライブシャフトおよび第２ド
ライブシャフトの回転数が自動的に制御され、電気自動
車の旋回性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電気自動車の駆動装置の第１実施例
を示す断面図である。
【図２】図１に適用された第１無段変速機および第２無
段変速機の制御機構を示す概念図である。
【図３】この発明の第１実施例に適用される制御システ
ムの構成例を示すブロック図である。
【図４】この発明の電気自動車の駆動装置の第２実施例
を示す断面図である。
【図５】この発明の電気自動車の駆動装置の第３実施例
を示す断面図である。
【図６】この発明の電気自動車の駆動装置の第４実施例
を示す断面図である。
【図７】この発明の電気自動車の駆動装置の第５実施例
を示す断面図である。
【符号の説明】
６，７７，７７Ｒ，７７Ｌ モータ ８，７９，７７Ｒ，７７Ｌ コイル １１，８２，８２Ｒ，８２Ｌ 回転軸 １４，８７ 右側ドライブシャフト ２２，９５ 第１入力ディスク ２３，９６ 第１出力ディスク ２５，９９ パワーローラ ２７，１０１ ホルダー ３６，１０９ 左側ドライブシャフト ３９，１１７ 第２入力ディスク ４２，１１８ 第２出力ディスク ４７，１２１ パワーローラ ４９，１２３ ホルダー ５０，５１ バリエーター軸 ５４，５５，１０４，１２６ 油圧室 ５６，５７ ピストン ６６，６７ ソレイドバルブ １０２，１２４ シリンダ １０５，１２７ 油路 Ａ 軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大高 健二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的エネルギーを回転力に変換して出
    力する電気式動力機構から第１出力軸と第２出力軸にト
    ルクを伝達して走行する電気自動車の駆動装置におい
    て、 前記電気式動力機構からトルクを受けて回転させられる
    第１入力ディスクと、 この第１入力ディスクと軸線方向で対向して配置され、
    かつ前記第１出力軸に連結された第１出力ディスクと、 前記第１入力ディスクと第１出力ディスクとの間に、こ
    れらのディスクの対向面に外周面を接触させてトルクを
    伝達し、かつその接触点の前記各ディスクの回転中心軸
    線からの半径を変化させるように傾斜可能に配置された
    円板状の第１伝動ローラと、 前記電気式動力機構からトルクを受けて回転させられる
    第２入力ディスクと、 この第２入力ディスクと軸線方向で対向して配置され、
    かつ前記第２出力軸に連結された第２出力ディスクと、 前記第２入力ディスクと第２出力ディスクとの間に、こ
    れらのディスクの対向面に外周面を接触させてトルクを
    伝達し、かつその接触点の前記各ディスクの回転中心軸
    線からの半径を変化させるように傾斜可能に配置された
    円板状の第２伝動ローラと、 前記第１伝動ローラを前記軸線に直交する直交線に対し
    て傾斜可能に支持した第１支持機構と、 前記第２伝動ローラを前記軸線に直交する直交線に対し
    て傾斜可能に支持した第２支持機構とを備えていること
    を特徴とする電気自動車の駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記電気式動力機構が、前記第１および
    第２の出力軸と同一軸線上に配置されたロータと、その
    ロータの外周側に配置されたコイルを有するステータと
    を備えたモータによって構成され、そのモータの軸線方
    向での両側に前記第１入力ディスクと前記第２入力ディ
    スクとが別個に配置され、これら第１入力ディスクおよ
    び前記第２入力ディスクが、前記コイルの内周側に配置
    されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動
    車の駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記電気式動力機構の出力を制御する出
    力操作機構と、この出力操作機構の操作状態に基づいて
    前記第１伝動ローラおよび前記第２伝動ローラの傾斜角
    度を制御する第１傾斜角度制御機構とを備えていること
    を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気自動
    車の駆動装置。
  4. 【請求項４】 舵角を検出する舵角センサと、車速を検
    出する車速センサと、前記舵角および前記車速に基づい
    て前記第１伝動ローラおよび前記第２伝動ローラの傾斜
    角度を制御する第２傾斜角度制御機構とを備えているこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
    載の電気自動車の駆動装置。
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