CN1769087A - 混合驱动装置 - Google Patents

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Abstract

如果将动力分配用行星齿轮配置到前端，则输出轴便加长，难以确保轴的支承精度，而且前端侧的直径将加大，对于从输出轴的中间施加第二电动机的辅助转矩而言，是一种不合理的结构。将输出轴(12)分割成第一输出轴(121)及第二输出轴(122)。对于第一输出轴(121)，传递来自动力分配用行星齿轮(21)的转矩，且经由轴承(g、k)，由两端支承结构来支承在隔壁(B、C)上。对于第二输出轴(122)，施加来自变速装置(22)的辅助转矩，且经由轴承(k、y)，由两端支承结构来支承在隔壁(C、E)上。

Description

混合驱动装置
技术领域
本发明涉及搭载于汽车的混合驱动装置、及搭载有该装置的汽车，尤其涉及适用于FR用车辆、且输入轴与输出轴配置于旋转中心线上的混合驱动装置。
背景技术
以往，作为混合驱动装置，已知有一种所谓机械分配式(分离型或双电机型)的装置，这种装置采用行星齿轮，其各要素分别连结于发动机输出轴、传递到控制用发电机(第一电动机)及车轮的输出部，此外，上述输出部连结于驱动(辅助)用电机(第二电动机)，并通过控制上述发电机，来将发动机输出从上述行星齿轮向输出部进行无级变速，进而由上述驱动用电机对该输出部的动力进行适宜辅助，并输出到输出轴。
在所述驱动用电机与输出轴之间配置有变速装置的混合驱动装置，比如在专利文献1或专利文献2中有披露。
[专利文献1]JP特开2004-66898号公报
[专利文献2]JP特开2002-225578号公报
在搭载于FR用汽车的混合驱动装置中，输入轴与输出轴以与发动机输出轴对齐的方式被配置到旋转中心线上，而成为前后方向上长的结构。此外，由于该混合驱动装置与驾驶室相邻，尤其是由于FR型汽车多适用于高级车，因而强烈希望降低它的振动。
为此，将控制用发电机(第一电动机)、动力分配用行星齿轮、变速装置以及驱动用电机(第二电动机)的各要素内作为重物的驱动用电机，配置在变速箱的最后一端侧(与发动机相反的一侧)，并由橡胶装配件将该变速箱的后端部支承在车体上，这一点在降低上述振动上是所希望的，另外，将噪音发生较少的驱动用电机与驾驶室相邻配置，这对于保持驾驶室内的安静也是所希望的。
根据这样的配置，比如如图9所示，从发动机侧开始，依次配置动力分配用行星齿轮21、控制用发电机(第一电动机)20、变速装置22、以及作为重量物的驱动用电机(第二电动机)23，由放置这些的一体壳体构件形成的变速箱14的后端部14c，经由橡胶装配件51而支承在车体4上。在该场合下，输出轴12’便成为贯穿混合驱动装置7’的大致全长的长型结构。此外，图9中记载的混合驱动装置，是曾在申请人公司内进行探讨过的，在提出本申请时尚未公开。
该长型输出轴12’，不仅其制造困难，而且也难以得到该输出轴的支承精度，此外，在上述混合驱动装置7’的配置构造上，输出轴12’有必要从驱动装置7’的前方插入组装。因此，该输出轴12’的前方一侧便成为粗径(大径)，越向后便越成为细径(小径)，而向输出轴12’，除了传递其前端侧12’a的从动力分配用行星齿轮21的输入之外，还传递从该输出轴的中间部分12’经由变速装置22的驱动用电机23的转矩，因此，输出轴12’根据后侧部分的转矩来设定轴径，该后侧部分的转矩是在来自上述动力分配用行星齿轮21的发动机转矩上附加驱动用电机的辅助转矩的转矩。
输出轴12’，如上所述，由于其装配使前侧部分成为粗径，因此根据后侧部分的负荷转矩来設定的输出轴12’的直径在整体上变粗，从而成为使混合驱动装置紧凑化以提高车辆搭载性的防碍原因。
发明内容
为此，本发明的目的在于，提供一种通过使输出轴成为组合结构，来解决了上述课题的混合驱动装置以及搭载有该装置的汽车。
根据本发明的第1方面，提供一种混合驱动装置，其特征在于，
具有：
输入来自内燃机5的动力的输入轴10；
输出轴12，其与上述输入轴在旋转中心线13上对齐配置，且与驱动车轮3连动；
第一电动机20，其配置于上述旋转中心线13上，且具有定子24及转子25；
动力分配用行星齿轮21，其配置于上述旋转中心线13上，且具有连结于上述输入轴10的第一旋转元件[CR0(图2)、R0(图4)]、连结于上述第一电动机的转子25的第二旋转元件[R0(图1)、S0(图4)]、连结于上述输出轴12的第三旋转元件[S0(图2)、CR0(图4)]；
第二电动机23，其配置于上述旋转中心线13上，且具有定子28及转子29；
变速装置22，其配置于上述旋转中心线13上，且对上述第二电动机的转子29的旋转进行变速并传递到上述输出轴，
其中，
上述第一电动机20、上述动力分配用行星齿轮21、上述第二电动机23、及上述变速装置22设置到壳体构件14内，且以上述动力分配用行星齿轮21作为最前端一侧，在上述旋转中心线13上对齐配置，并在上述壳体构件14内固定上述第一电动机20及上述第二电动机23的上述定子24、28，
上述输出轴12分割成第一输出轴121及第二输出轴122，且以一体旋转的方式进行结合，
在上述第一输出轴121上，连结上述动力分配用行星齿轮21的上述第三旋转元件S0或CR0，且在上述第二输出轴122上连结上述变速装置22。
根据本发明的第2方面，在本发明的第1方面所述的混合驱动装置中，将上述第一输出轴121及上述第二输出轴122的两端部分，经由轴承构件g、k、y、x、z，直接或间接地支承在与上述壳体构件14一体的支承部B、C、E上，从而使这些第一及第二输出轴成为两端支承结构。此外，与上述壳体构件一体的支承部，并非限定于作为壳体构件的一部分而形成为一体的支承部，也可以是一种包含由螺栓，焊接等固定方法来与壳体构件固定成一体的支承部的概念。
根据本发明的第3方面，在本发明的第1或第2方面所述的混合驱动装置中，上述第二电动机23配置在上述旋转中心线上的最后端；在上述壳体构件的后端部分14c，设置有可固定到车体上的装配件安装部M。此外，所谓设置有上述装配件安装部的壳体构件的后端部分，意味着与第二电动机相比在轴向上成为后部的部分、及该电动机的轴向后侧部分。
根据本发明的第4方面，在本发明的第1至第3方面任一项所述的混合驱动装置中，在上述旋转中心线上，从前端侧开始，依次配置有上述动力分配用行星齿轮21、上述第一电动机20、上述变速装置22及上述第二电动机23。此外，所谓上述前端一侧，意味着在车辆上搭载有混合驱动装置的状态下成为“前端”的一侧，即与发动机邻接的一侧。这一点在本说明书中是通用的。
根据本发明的第5方面，在本发明的第3方面所述的混合驱动装置中，由对上述第一电动机20的上述转子25进行支承的上述壳体构件的前隔壁B及后隔壁C，来支承上述第一输出轴121；由上述第一电动机20的上述后隔壁B、与对上述第二电动机23的上述转子29进行支承的后壁E，来支承上述第二输出轴122。
根据本发明的第6方面，在本发明的第1至第5方面任一项所述的混合驱动装置中，上述第二输出轴122的直径大于上述第一输出轴121。
根据本发明的第7方面，提供一种汽车，其特征在于，
具有：
由前轮2及后轮3来跨越设置的车体4；
搭载于上述车体上的内燃机5；
搭载于上述车体的、本发明的第1至第6方面任一项所述的混合驱动装置71～75，
其中，
从上述车体4的前侧开始，依次配置上述内燃机5及上述混合驱动装置7…，上述内燃机的输出轴6与上述旋转中心线13上对齐配置，且将该旋转中心线朝向车体的前后方向配置，
上述混合驱动装置的上述输入轴10连结于上述内燃机的输出轴6，且上述混合驱动装置的上述输出轴12与上述后轮3连动。
另外，上述括号内的符号是与附图相对照用的，其对权利要求范围并没有任何影响。
根据第1方面涉及的本发明，尽管将动力分配用行星齿轮配置到最前端侧，因而输出轴成为长的结构，但由于对输出轴进行了分割，所以分割后的第一输出轴及第二输出轴短于一个输出轴，且易于制造，并且组装性也得到了提高，此外，由于向第一输出轴传递来自动力分配用行星齿轮的输出，并向第二输出轴除了传递来自上述第一输出轴的输出之外，还传递来自变速装置的输出，因此，可进行与传递转矩相应的第一输出轴及第二输出轴的轴径設計。
根据第2方面涉及的本发明，由于是一种由与壳体构件一体的支承部对第一输出轴及第二输出轴进行两端支承的支承结构，因而可提高输出轴的支承精度，可确保混合驱动装置的可靠性，并可延长寿命。
根据第3方面涉及的本发明，由于将最重的第二电动机配置到最后端，并可将该第二电动机所在的壳体构件的后端部分装配到车体上，因而可提高耐振动性，而且将噪音发生较小的第二电动机邻接于驾驶室配置，因此可提高驾驶室内的安静性。
根据第4方面涉及的本发明，由于配置成使第一电动机邻接于动力分配用行星齿轮，且第二电动机邻接于变速装置，因此动力传递趋于合理。
根据第5方面涉及的本发明，由于由支承第一或第二电动机的转子的隔壁或后壁，来支承第一及第二输出轴，因而不需要输出轴支承用的特别支承构件，可提高第一及第二输出轴的支承精度，并且可实现混合驱动装置的紧凑化，尤其是轴向的紧凑化。
根据第6方面涉及的本发明，由于与传递转矩相应地，使前侧第一输出轴的轴径小于后侧第二输出轴的轴径，因而尤其在将大直径的第二输出轴设为外径侧的情况下，第一输出轴与第二输出轴的重合连结部的结构便与壳体构件的支承部共通，支承结构由此而变得合理，且在细直径的第一输出轴上配置第一电动机，并可通过紧凑的结构，来确保第一电动机的容量。
根据第7方面涉及的本发明，将本混合驱动装置搭载到FR型汽车上，可提供一种燃料费较低、减轻了振动的安静性良好的汽车。
附图说明
图1是典型地表示搭载有本发明涉及的混合驱动装置的、本发明涉及的汽车的俯视图。
图2是表示根据本发明实施方式的混合驱动装置的简要说明图。
图3是表示根据本实施方式的混合驱动装置的构成的纵向剖视图。
图4是表示根据其它实施方式的混合驱动装置的简要说明图。
图5是表示根据其它实施方式的混合驱动装置的构成的纵向剖视图。
图6是表示可适用本发明的混合驱动装置的变形例的简要说明图。
图7是表示根据其它变形例的混合驱动装置的简要说明图。
图8是表示根据另一其它变形例的混合驱动装置的简要说明图。
图9是表示由本申请人等进行探讨的、作为参考例的混合驱动装置的构成的纵向剖视图。
符号说明如下：
1汽车             2前轮              3后轮
5内燃机           6发动机输出轴      71～5混合驱动装置
10输入轴          12输出轴           121第一输出轴
122第二输出轴    123延长轴        13旋转中心线
14壳体构件        20第一电动机       21动力分配用行星齿轮
22变速装置        23第二电动机       24、28定子
25、29转子        B、C、E支承构件(前隔壁、后隔壁、后壁)
g、k、x、y轴承构件                   M装配件安装部
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式作以说明。图1表示本发明涉及的汽车，即搭载有本发明涉及的混合驱动装置的汽车1的一例。该图所示的汽车1是一种FR(前置发动机·后轮驱动)型汽车，该图是典型地表示其概略构成的俯视图。此外，在实际的汽车中，该图中的箭头F方向表示前侧，箭头R方向表示后侧。
该图所示的汽车1具有车体4，该车体4由左右前轮2、2以及成为驱动轮的左右后轮3、3来支承。在车体4的前部，内燃机5在使其曲轴6朝向前后方向的状态下，经由橡胶装配件(未图示)来被搭载。此外，该图中，将由曲轴的后方突出部形成的输出轴作为曲轴6来图示。在内燃机5的后端，连结有混合驱动装置7。
混合驱动装置7具有：经由阻尼装置8与内燃机5的曲轴6连接的输入轴10、第一电动机20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22、第二电动机23(参照图2)、以及输出驱动力的输出轴12。这里，输入轴10及输出轴12中，输入轴10配置于前侧，输出轴12配置于后侧，而且它们均被配置于旋转中心线13上。这些输入轴10以及输出轴12，相对于车体4朝向前后方向而被配置，并与上述第一电动机20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22以及第二电动机23一起，被放置到在前后方向上长的变速箱(壳体构件)14内。并且，有关混合驱动装置7将在后面详述。
混合驱动装置7的输出轴12，从上述壳体构件14的后端突出，且进而向后延伸，并经由柔性联轴器15以及公知的传动轴16(实际上具有万向接头及中心轴承等，但省略了图示)，而连结于差速器17。此外，该差速器17经由左驱动轴18L及右驱动轴18R，而连结于上述左右后轮3、3。
对于上述构成的汽车1，在内燃机5产生的动力，被输入到混合驱动装置7的输入轴10上，且由后述的第一电动机20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22以及第二电动机23来调整，并从输出轴12输出。这样，调整后的动力经由传动轴16等，而被传递到驱动车轮即左右后轮3、3。
接下来，参照图2以及图3，对搭载于图1所示的汽车1的、本发明第1实施方式涉及的混合驱动装置71作以说明。首先，参照图2的简要说明图，对混合驱动装置71整体的概况作以说明，接着参照图3，对具体的构成作详述。此外，在这些附图中，箭头F方向表示车体的前侧(内燃机一侧)，而箭头R方向则表示车体的后侧(差速器一侧)。
如图2所示，混合驱动装置71从靠近图1的内燃机5的一侧，即从前侧向后侧，依次具有动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23。它们均被放置于壳体构件14(参照图1)的内侧，且在旋转中心线13的周围对齐配置。此外，在本实施方式中，输出轴12被分割成前侧的第一输出轴121、后侧的第二输出轴122、及从壳体构件后端突出的延长轴123，而且它们构成为一体旋转(参照图3)。以下，按照动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23的顺序来进行说明。
动力分配用行星齿轮21，由相对于输入轴10同轴配置的单小齿轮行星齿轮来构成。动力分配用行星齿轮21具有：支承多个小齿轮P0的托架(第一旋转元件)CR0、与该小齿轮P0分别啮合的中心齿轮(第三旋转元件)S0以及齿圈(第二旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21，其托架CR0连结于输入轴10，此外齿圈R0连结于第一电动机20的转子25，进而中心齿轮S0连结于输出轴12。这样的动力分配用行星齿轮21基于第一电动机20的转速控制，将通过输入轴10而输入到托架CR0的动力，经由齿圈R0来分配到第一电动机20侧，并经由中心齿轮S0来分配到输出轴12侧。此外，分配到第一电动机20的动力用于发电，而分配到输出轴12的动力则用于驱动汽车1。
第一电动机20具有固定于壳体构件14的定子24、及在该定子24的内径侧(另外，在以下的说明中，对壳体构件14的径向位置而言，将靠近旋转中心线13的一侧称为内径侧，将远的一侧称为外径侧。)被自由旋转地支承的转子25。该第一电动机20的转子25，连结于上述动力分配用行星齿轮21的齿圈R0。这样的第一电动机主要基于经由齿圈R0输入的动力来进行发电，并经由转换器(不图示)来驱动第二电动机23，或者对HV电池(混合驱动用电池：不图示)进行充电。
变速装置22具有所谓的拉威挪(Ravigneaux)式行星齿轮装置27，该齿轮装置由一个双小齿轮行星齿轮、及共用该小齿轮的单小齿轮行星齿轮来组成，此外还具有第一制动器B1及第二制动器B2。
其中，行星齿轮装置27由以下部分来构成，即：由2个中心齿轮S1、S2、支承小齿轮P1及小齿轮(共用的长小齿轮)P2的托架CR1、及齿圈R1来构成，在2个小齿轮P1、P2中，小齿轮P1与中心齿轮S1及齿圈R1相啮合，而共用的长小齿轮即小齿轮P2则与中心齿轮S2及小齿轮P1相啮合。该行星齿轮装置27中，其齿圈R1连结于第一制动器B1，而中心齿轮S2连结于第二制动器B2。作为变速装置22整体，成为输入构件的中心齿轮S1，连接于下面说明的第二电动机23的转子29，而成为输出构件的托架CR1则与上述动力分配用行星齿轮21的中心齿轮S0同样，连结于输出轴12。该变速装置22如后所述，通过卡合第一及第二制动器B1、B2中的一个而释放另一个，或者相反地释放一个而卡合另一个，来切换成减速比不同的两档减速档。即，变速装置22对从下面说明的第二电动机23经由中心齿轮S1输入的转矩的大小进行变更，并经由托架CR1传递到输出轴12。
第二电动机23被配置到动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23中的最后侧，即距离内燃机5最远的位置。第二电动机23具有：固定于壳体构件(参照图1)14的定子28、及在该定子28的内径侧被自由旋转地支承的转子29。该第二电动机23的转子29连结于上述变速装置22的中心齿轮S1。该第二电动机23与上述第一电动机20同样，经由转换器而连接于HV电池。但是，其主要功能不同。即，第二电动机23不同于第一电动机20主要用于发电这一点，而主要作为驱动电机来使用，以便辅助汽车1的动力(驱动力)。其中，在制动時等则作为发电机使用，以便将车辆惯性力作为电能予以再生。
这里，上述的动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23中，第一及第二电动机20、23与动力分配用行星齿轮21及变速装置22相比，重量最重，成为所谓的重物。因此，在本实施方式中，如图2所示，该重物之一即第二电动机23，被配置到动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23中的最后侧，即距离内燃机5最远的位置。
图3表示包含混合驱动装置71的旋转中心线13的纵向剖面的半边部分。
该图所示的混合驱动装置71具有：配置于旋转中心线13上的输入轴10及输出轴12、配置于该旋转中心线13的周围的动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23。它们均与输入轴10及输出轴12一起，被放置于壳体构件(变速箱)14内。其中，输出轴12后端侧的延长轴123，从壳体构件14向后方突出。
壳体构件14，考虑到安装性等，将沿着旋转中心线13在前后方向被分割成多个的部分分别由接合面来接合，而构成为一体。接合面H位于第二电动机23的前部附近，接合面J被配置于变速装置22中第一及第二制动器B1、B2之间。该接合面J只要被配置到各制动器B1、B2的液压促动器37、43之间即可。在该壳体构件14内，在前后方向的不同位置形成多个隔壁，即从前侧开始依次形成隔壁A、B、C、D、E。这些隔壁A～E中，隔壁A与E，分别是被配置到壳体构件14的前端及后端附近的壁，前壁A与后壁E之间的壳体内空间，被隔壁B、C、D沿着旋转中心线13在前后方向被分割成4个空间。这些隔壁A～E，除了用作壳体构件14的加强件之外，还用于保持各轴承a～z(后述)及形成液压室40、45(后述)。此外，上述隔壁C虽然支承后述的分割输出轴12的结合部分，但该隔壁C作为壳体构件14的一部分来一体形成，此外，支承第二电动机23的转子29的隔壁D、E也与壳体构件14一体形成，而隔壁A、B则通过螺栓来与壳体构件14一体固定。这样，可在使壳体构件14的分割面(接合面)H、J达到最小的同时进行安装，而且可提高输出轴12的支承刚性。
上述的动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23，分别被放置于由隔壁A～E分割成四部分的空间内。即，动力分配用行星齿轮21被放置在隔壁A、B之间，第一电动机20被放置在隔壁B、C之间，变速装置22被放置在隔壁C、D之间，第二电动机23被放置在隔壁D、E之间。以下，从动力分配用行星齿轮21开始依次进行详细叙述。
动力分配用行星齿轮21被配置在壳体构件14的隔壁A、B之间。动力分配用行星齿轮21，如上所述，由相对于输入轴10同轴配置的单小齿轮行星齿轮来构成，且具有：齿圈(第二旋转元件)R0、中心齿轮(第三旋转元件)S0、及支承小齿轮P0的托架(第一旋转元件)CR0。其中，齿圈R0向后方延长，并经由连结构件71来连结于第一电动机20的转子25的轴部(以下称为轮毂部或转子轮毂部)25a。该连结构件71具有：连结于齿圈R0的后端且在托架CR0的后部向内径侧延伸的凸缘部、及从该内径侧端部向后方延伸的套筒部，而且该套筒部连结于转子轮毂部25a的前端。此外，托架CR0的前侧托架板CR0b连结于输入轴10的外周面。进而，中心齿轮S0连结于从输出轴12的第一输出轴121向前方延伸的套筒部121a。
另外，如上所述，输出轴12由在壳体构件(变速箱)14的几乎整个长度上延伸的长形构件来组成，但被分割成多个且各个被分割的第一、第二输出轴121、122及延长轴123在互相重合的连结部上花键嵌合，并一体旋转。这样，如上所述，来自动力分配用行星齿轮21的分配输出(即来自内燃机的输出)，被传递到位于前侧的第一输出轴121的前端侧套筒部121a的前端部分。
对于该动力分配用行星齿轮21，在以下位置分别嵌合有轴承。止推轴承a被嵌合到隔壁A的内径侧后面与前侧托架板CR0b之间，止推轴承b被嵌合到前侧托架板CR0b的内径侧后面与中心齿轮S0的前端面之间。由滑动轴承或滚针轴承组成的径向轴承d、e，被嵌合到输入轴10的外周面与中心齿轮S0及套筒部121a的内周面之间。轴承c、f被嵌合到连结构件71的凸缘部的内径侧前面与后侧托架板CR0a之间、及连结构件71的套筒部的内周面与套筒部121a的外周面之间。通过这些轴承，托架CR0与输入轴10成为一体，齿圈R0与第一电动机20的转子25成为一体，中心齿轮S0与输出轴12成为一体，且被自由旋转地支承。这样的动力分配用行星齿轮21中，成为输入部的托架CR0被固定到输入轴10上，成为输出部(动力的分配对象)的齿圈R0以及中心齿轮S0分别连结于第一电动机20的转子25的前端及输出轴12的前端连结部121a的前端。该动力分配用行星齿轮21，将经由输入轴10输入到托架CR0的内燃机5(参照图1)的动力，经由齿圈R0分配到第一电动机20侧，并经由中心齿轮S0分配到输出轴12侧。此时的动力分配比例，基于以下说明的第一电动机20的旋转状态来泱定。即在由第一电动机20的转子25发生了大功率的场合下，由第一电动机20的发电量将增加，而输出到输出轴12的动力便相应地减少。与此相反，在使第一电动机20的转子25发生了小功率的场合下，由第一电动机20的发电量将减少，而输出到输出轴12的动力便相应地增加。
第一电动机20由比如交流永磁同步型(无刷直流电机)来构成，被放置在隔壁B与C之间，且在输入轴10的外径侧被配置成与其同轴。第一电动机20具有：固定于壳体构件14的内周面的定子24、及在该定子24的内径侧相隔规定的气隙G1来自由旋转地被配置的转子25。转子25，在其内径侧形成有圆筒状轮毂部25a，且在该轮毂部的前部的外周面及后部的外周面，分别形成有阶梯部30、31。通过在这些阶梯部30、31与隔壁B、C之间以在前后方向上被定位的状态下嵌合的球轴承h、i，转子25被壳体构件14自由旋转地支承。
此外，上述第一输出轴121，在其前侧的球轴承h部分，前端套筒121a在转子轮毂部25a的内周面，经由滚针或滑动轴承f、g来被自由旋转地支承，且在其后侧的球轴承i部分，其后端重合部分在转子轮毂部25a的内周面，经由滚针或滑动轴承k来被支承。即，第一电动机20的转子25在前隔壁B及后隔壁C处，分别经由球轴承h、i而由两端支承结构来支承，且第一输出轴121在上述两隔壁B、C处，经由转子轮毂部25a(即间接地)，由轴承(轴承构件)f、g及k，由两端支承结构来支承。此外，关于前后方向的配置位置，轴承g、f被配置到与轴承h对应的位置，而轴承k则被配置到与轴承i对应的位置。这样，由于第一电动机20的转子25经由固定于隔壁B、C的轴承h、i，来由壳体构件14自由旋转地支承，因而可精度良好地确保转子25的前后方向及径向的位置，这样，比如即使在使壳体构件14在上下方向或左右方向弯曲的力产生作用的场合下，也可以在定子24与转子25之间，精度良好地维持规定的气隙G1。此外，如上所述，第一电动机20经由转换器而连接于HV电池。如此构成的第一电动机20的主要功能，是基于分配到上述动力分配用行星齿轮21的中心齿轮S0的动力来进行发电，并经由转换器来驱动第二电动机23，或者对HV电池进行充电。
变速装置22被配置到壳体构件14的隔壁C、D之间，即壳体构件14的长度方向(沿旋转中心线13的方向)的大致中间位置。变速装置22具有：配置于内径侧的拉威挪(Ravigneaux)式行星齿轮装置27、及分别配置于该外径侧的前侧及后侧的第一制动器B1及第二制动器B2。
其中，行星齿轮装置27具有：配置于第二输出轴122前端侧的外周面附近的第一中心齿轮S1(以下简称“中心齿轮S1”。)；在该中心齿轮S1的后方配置于比中心齿轮S1更靠外径侧的第二中心齿轮S2(以下简称“中心齿轮S2”。)；配置于中心齿轮S1的外径侧的齿圈R1；与中心齿轮S1及齿圈R1啮合的小齿轮P1；构成共用的长小齿轮且与中心齿轮S2及小齿轮P1啮合的小齿轮P2；支承这些小齿轮P1、P2的托架CR1。
第二输出轴122的前侧以第一输出轴121作为外周侧来嵌合，其后侧以延长轴123作为外周侧来嵌合，且由这些第一输出轴121及延长轴123，来构成一体旋转的输出轴12。另外，关于第二输出轴122，其前侧与上述第一输出轴121的后侧一起，经由球轴承i、转子轮毂部25a以及轴承k而被支承在第一电动机20的转子支承用后隔壁C上，其后侧与延长轴123一起，经由球轴承w、第二电动机23的转子轮毂部29a、轴承x及轴承y被支承在壳体构件14的后壁E上，这样，通过两端支承结构被支承在壳体构件14上。此外，上述后壁E，是通过两端支承结构来支承第二电动机的转子29的后隔壁。
中心齿轮S1经由嵌入到第二输出轴122前半部的外周面上的套筒33，而连结于后述第二电动机23的转子29的前端。该中心齿轮S1与套筒33一起，经由与第二输出轴122的外周面嵌合的轴承l、m，来由第一输出轴121相对自由旋转地支承。
对于中心齿轮S2，从其后端侧沿托架CR1的后侧托架板CR1a延伸到外径侧的凸缘部34、及从该凸缘部34的外径侧端部向前方延伸的鼓形部35一体形成。在该鼓形部35的外周面与壳体构件14的内周面的内周花键14a之间，插装有后述的第二制动器B2。中心齿轮S2，由在与上述中心齿轮S1成为一体的套筒33的外周面上嵌合的轴承n、o、及分别与凸缘部34的内径侧(基端侧)的前面及后面嵌合的轴承p、q来自由旋转地支承。此外，轴承p插装在与后述托架CR1的后侧托架板CR1a的内径侧后面之间，轴承q插装在与隔壁D的内径侧前面之间。
齿圈R1，在其前端部，固定有沿托架CR1的前侧托架板CR1b延伸到内径侧的凸缘部36，并由与该凸缘部36的内径侧的前面及后面嵌合的轴承r、s来自由旋转地支承。该轴承r插装在与隔壁C的内径侧后面之间，轴承s插装在与托架CR1的前侧托架板CR1b之间。在齿圈R1的外周面与壳体构件14的内周面的内周花键14a之间，插装有第一制动器B1。
小齿轮P1由托架CR1自由旋转地支承，且在内径侧与上述中心齿轮1相啮合，而在外径侧与上述齿圈R1相啮合。
小齿轮P2，是在后侧形成的大径齿轮P2a与在前侧形成的小径齿轮P2b一体构成的共用的长小齿轮。小齿轮P2，其大径齿轮P2a与上述中心齿轮S1啮合，而其小径齿轮P2b与上述小齿轮P1啮合。
托架CR1，由前侧托架板CR1b及后侧托架板CR1a，来自由旋转地支承小齿轮P1及P2，而且前侧托架板CR1b被固定在输出轴12的前端连结部12c的后端侧外周面上。托架CR1，通过与前侧托架板CR1b内径侧的前面及后面嵌合的轴承s、t、在与第二输出轴122的前端侧之间嵌合的轴承u、及与后侧支架板CR1a的内径侧前面嵌合的轴承p，来相对自由旋转地支承。此外，轴承t被插装在与上述中心齿轮S1的前端面之间。
第一制动器B1具有多个碟片以及摩擦片(制动板)，且在形成于上述齿圈R1的外周面的外周花键、与形成于壳体构件14的内周面的内周花键14a之间，由花键来结合。在第一制动器B1的前侧，配置有第一制动器用的液压促动器37。液压促动器37具有以下部件，即：在第一制动器B1的前方配置成可前后方向移动的活塞38；设置于隔壁C的外径侧后面且使活塞38的前端侧油密状嵌合的第一液压室40；在固定于壳体构件14内周面的护圈41与活塞38的外径侧后面之间插装且将活塞38朝向前方推进的复位弹簧(压缩弹簧)42。
第二制动器B2紧靠上述第一制动器B1的后方来配置。第二制动器B2具有多个碟片以及摩擦片(制动板)，且在形成于与上述中心齿轮S2成为一体的鼓形部35的外周面的外周花键、与形成于壳体构件14的内周面的内周花键14a之间，由花键来结合。在第二制动器B2的后侧，配置有第二制动器用的液压促动器43。液压启动器43具有：在第二制动器B2的后方配置成可前后移动的活塞44；设置于隔壁D的外径侧前面，且使活塞44的后端侧油密状嵌合的第二液压室45；在固定于隔壁D的护圈46与活塞44的内径侧前面之间插装且将活塞44朝向后方推进的复位弹簧(压缩弹簧)47。
上述构成的变速装置22，将来自第二电动机23的输出通过套筒33传递到中心齿轮S1。在低速档状态，第一制动器B1卡合，第二制动器B2释放。因此齿圈1处于固定状态，中心齿轮S2处于自由旋转状态，上述第一中心齿轮S1的旋转经由小齿轮P1而大大被减速，并传递到托架CR1，该托架CR1的旋转被传递到输出轴12。
此外，在变速装置22的高速档状态下，第一制动器B1释放，而第二制动器B2卡合。这样，中心齿轮S2处于固定状态，而齿圈R1处于自由旋转状态。在该状态下，中心齿轮S1的旋转被传递到小齿轮P1，且小齿轮P2与停止状态下的中心齿轮S2啮合，且托架CR1以规定的转速来公转，此时，被较小减速的托架CR1的旋转传递到输出轴14。
这样，变速装置22在低速档状态下，通过分别卡合及释放第一、第二制动器B1、B2，来将被较大减速的旋转传递到输出轴14。而在高速档状态下，通过分别释放及卡合第一、第二制动器B1、B2，来将被较小减速的旋转传递到输出轴14。这样，由于变速装置22可进行二档变速，因而可实现第二电动机23的小型化。即，在使用小型电动机，比如发动需要高转矩的汽车1的场合下，在低速档状态下将足够的驱动转矩传递到输出轴12，而在输出轴12高速旋转時，则作为高速档状态，可防止转子29高速旋转。
第二电动机23比如由交流永磁同步型(无刷直流电机)来构成，且在输出轴12的外径侧被配置成与其同轴。第二电动机23具有固定于壳体构件14的内周面的定子28、及在该定子28的内径侧相隔规定的气隙G2来自由旋转地配置的转子29。转子29，在其内径侧形成有圆筒状轴部(以下称轮毂部或转子轮毂部)29a，在该轮毂部29a中的前部外周面及后部外周面上，分别形成有阶梯部48、50。转子29经由球轴承v、w，而被壳体构件14自由旋转地支承，该球轴承v、w在这些阶梯部48、50与隔壁D、E之间以在前后方向上被定位的状态下进行嵌合。即，第二电动机23的转子29由一种两端支承结构来支承，在该支承结构中，在前隔壁D上经由球轴承v来支承其前侧，且在后隔壁(后壁)E上经由球轴承w来支承其后侧。
此外，在轮毂部29a的前端，固定有与前述变速装置22的中心齿轮S1成为一体的套筒33。相互形成为一体的转子29及中心齿轮S1，夹着在第二输出轴122的外周面固定的轴承l、m、x，在与第二输出轴122之间相对自由地旋转。此外，关于前后方向的配置位置，轴承m、x分别配置在与轴承v、w对应的位置上。这样，由于第二电动机23，其转子29由固定于隔壁D、E的轴承v、w与固定于输出轴12的外周面的轴承m、x来夹着，且由壳体构件14以及输出轴12来自由旋转地支承，因而可精度良好地确保转子29的前后方向及径向的位置，这样，比如即使在对壳体构件14作用了使其在上下方向或左右方向弯曲的力的场合下，也可以在定子28与转子29之间，精度良好地维持规定的气隙G2。此外，如上所述，第二电动机23与第一电动机20同样，经由转换器来与HV电池连接。
如上所述，放置动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23的壳体构件14，具有在最后部的隔壁E的内径侧上向后延伸的轮毂部14b，由该轮毂部14b，经由轴承y、z，来自由旋转地支承延长轴123。
此外，在壳体构件14的后端部分14c，隔壁E的外径侧形成为厚壁，而构成安装部(装配部)M。壳体构件14的前端侧的连结部14d，与在车体4(参照图1)内通过橡胶体来装配的内燃机5连接，后端侧利用安装部M并通过橡胶体来装配到车体的一部4a。即，在车体的一部4a上设置有橡胶基座51，在该橡胶基座51上，通过螺栓52、垫圈53及螺母54，来固定有支撑座55。另外，壳体构件14，通过与该后端部附近的安装部14c螺纹结合的螺栓56，来安装到上述支撑座55上。此外，由于在安装后，车体的一部4a侧的螺栓52与壳体构件14侧的螺栓56之间的间隙G3，小于该螺栓56的紧固深入长度(螺纹结合长度)，因而万一在螺栓56松动的场合下，螺栓56也不会从安装部56上脱落，因而没有壳体构件14的后端侧从车体的一部4a上脱落之忧。此外，虽然图3所示的安装部M设置于比第二电动机23后方的壳体构件14c上，但不限于此，也可以设置到壳体构件14的在轴向上与上記第二电动机23重合的部分上。
接下来，参照图4及图5，对进行了部分变更的混合驱动装置71作以说明。并且，本实施方式与图2及图3所示相比，只有动力分配用行星齿轮21及输出轴12不同，其它部分相同，因而附加同一符号，省略其说明。
本混合驱动装置72也同样，从前侧(内燃机侧)开始，在旋转中心线13上依次配置有动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23，而且贯穿壳体构件(变速箱)14的大致全长，来配置有输出轴12。输出轴12从前侧开始被分割成第一输出轴121、第二输出轴122及延长轴123。
动力分配用行星齿轮21中，其齿圈(第一旋转元件)R0连结于输入轴10，其托架(第三旋转元件)CR0连结于第一输出轴121，其中心齿轮(第二旋转元件)S0连结于第一电动机20的转子25。
如图5所示，第一输出轴121的轴径小于第二输出轴122的轴径，第二输出轴122的轴径小于延长轴123，第一输出轴121的后端部以第二输出轴122作为外周侧来重合，且与第二输出轴122的前端部进行花键嵌合，第二输出轴122的后端部以延长轴123作为外周侧来重合，且与延长轴123的前端部进行花键嵌合。第一输出轴121的前侧成为套筒部121a，在该套筒部121a的内周部，输入轴10经由滚针轴承或滑动轴承d、e来被自由旋转地支承。
在输入轴10上，凸缘部10a向外径侧突出，且一体地(或单独地)形成，在该凸缘部的前端，卡合·固定有动力分配用行星齿轮21的齿圈R0。在第一输出轴的套筒部121a的前端，凸缘部121b向外径侧突出，且一体地(或单独地)形成，该凸缘部121b构成支架CR0的前板。在上述套筒部121a的外径侧，与中心齿轮S0一体形成的套筒轴75经由滚针轴承或滑动轴承f、g来嵌合，该套筒轴75的后端部，与第一电动机20的转子轮毂部(轴)25a的前端部一体嵌合。
第一电动机20与上述实施方式同样，放置于由前隔壁B及后隔壁C划分的空间内，且该转子轮毂部25a，分别经由球轴承(轴承构件)h、i，并由两端支承结构来自由旋转地支承在该两隔壁B、C处。此外，第一输出轴121，其前侧在前隔壁B的球轴承h中，隔着重合成一体的轮毂部25a及套筒轴75(即间接地)，而由滚针轴承或滑动轴承(轴承构件)g被支承，且该后端侧在后隔壁C处，与重合成一体的第二输出轴122的前端部一起，由径向轴承(轴承构件)k(即直接地)被支承，因此，第一输出轴121在第一电动机20的隔壁B、C处，经由轴承构件g、k，由两端支承结构来支承。此外，输入轴10由轴向夹持凸缘部10a的止推轴承a、b，来轴向定位，此外第一输出轴121由轴向夹持凸缘部121b的止推轴承b、c，来轴向定位。
第二输出轴122，其前端部与上述第一输出轴121一起，在隔壁C处(直接地)由轴承(轴承构件)k来支承，且其后端部在后壁E处(直接地)，与重合为一体的延长轴123的前端部一起，由轴承(轴承构件)y来支承，因此第二输出轴122在支承电动机的转子的隔壁C、E处，经由轴承构件k、y，由两端支承结构来支承。
向第一输出轴121，从动力分配用行星齿轮21的齿圈R0传递动力，向第二输出轴122，除了来自该第一输出轴121的动力之外，还从变速装置22传递来自第二电动机23的辅助驱动力。因此，与第一输出轴121相比，第二输出轴122的传递转矩量较大，其轴径最好相应地粗一些。在本实施方式中，在壳体构件14b中经由轴承y、z而组装了延长轴123后，与第二电动机23一起来组装后壳体构件14e。这样，通过从前方插入第二输出轴122，来组装其变速装置22及第一电动机20已被组装的前壳体构件14a。此后，与动力分配用行星齿轮21一起，从前方组装第一输出轴121，最后从前方插入输入轴10，由此，组装本混合驱动装置72。
由此，来组装与上述传递转矩相应的第一输出轴121为小径，而第二输出轴122为大径的输出轴12。此外，支承第二输出轴122的前侧的轴承k与第一制动器B1的液压促动器37被配置成轴向重合，从而可实现混合驱动装置的轴向紧凑化。此外，支承第二输出轴122的前侧的轴承k与第一电动机20的转子轴部(轮毂部)25a，被配置成径向重合，从而可实现混合驱动装置的径向紧凑化。
以下参照图6～图8，对可适用本发明的混合驱动装置的变形例作以说明。由于图6～图8是简要说明图，因而输出轴的组合结构以及支承结构并不明确，但仍可适用与上述实施方式同样的输出轴结构。
图6所示的混合驱动装置73，从靠近图1中内燃机5的位置，即从前侧向后侧，依次配备有动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23。它们均被放置于壳体构件14(参照图1)的内侧，且在旋转中心线13的周围对齐配置。
动力分配用行星齿轮21，由相对于输入轴10同轴状配置的单小齿轮行星齿轮来构成。动力分配用行星齿轮21具有：支承多个小齿轮P0的托架(第一旋转元件)CR0、分别与该小齿轮P0啮合的中心齿轮(第二旋转元件)S0及齿圈(第三旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21，其托架CR0连结于输入轴10，另外中心齿轮S0连结于第一电动机20的转子25，齿圈R0连结于输出轴12。这样的动力分配用行星齿轮21基于第一电动机20的旋转控制，将经由输入轴10输入到托架CR0的动力，通过中心齿轮S0分配到第一电动机20侧，且通过齿圈R0分配到输出轴12侧。此外，分配到第一电动机20的动力用于发电，而分配到输出轴12的动力则用于驱动汽车1。
图7所示的混合驱动装置74，从前侧向后侧依次配备有动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23。
动力分配用行星齿轮21，由相对于输出轴12同轴状配置的双小齿轮行星齿轮来构成。动力分配用行星齿轮21具有：支承多个小齿轮P0(P01及P02)的托架(第三旋转元件)CR0、分别与该小齿轮P01、P02啮合的中心齿轮(第二旋转元件)S0及齿圈(第一旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21中，其齿圈R0连结于输入轴10，中心齿轮S0连结于第一电动机20的转子25，进而托架CR0连结于输出轴12。这样的动力分配用行星齿轮21基于第一电动机20的旋转控制，将经由输入轴10输入到齿圈R0的动力，通过中心齿轮S0分配到第一电动机20侧，且通过托架CR0分配到输出轴12侧。
图8所示的混合驱动装置，从前侧向后侧依次配备有动力分配用行星齿轮21、第一电动机20、变速装置22及第二电动机23。
动力分配用行星齿轮21，由相对于输出轴12同轴状配置的双小齿轮行星齿轮来构成。动力分配用行星齿轮21具有：支承多个小齿轮P0(P01及P02)的托架(第二旋转元件)CR0、分别与该小齿轮P01、P02啮合的中心齿轮(第三旋转元件)S0及齿圈(第一旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21中，其齿圈R0连结于输入轴10，此外托架CR0连结于第一电动机20的转子25，进而中心齿轮S0连结于输出轴12。该动力分配用行星齿轮21基于第一电动机20的旋转控制，将经由输入轴10输入到齿圈R0的动力，通过托架CR0分配到第一电动机20侧，且通过中心齿轮S0分配到输出轴12侧。

Claims (7)

1.一种混合驱动装置，其特征在于，
具有：
输入来自内燃机的动力的输入轴；
输出轴，其与上述输入轴在旋转中心线上对齐配置，且与驱动车轮连动；
第一电动机，其配置于上述旋转中心线上，且具有定子及转子；
动力分配用行星齿轮，其配置于上述旋转中心线上，且具有连结于上述输入轴的第一旋转元件、连结于上述第一电动机的转子的第二旋转元件、及连结于上述输出轴的第三旋转元件；
第二电动机，其配置于上述旋转中心线上，且具有定子及转子；
变速装置，其配置于上述旋转中心线上，且对上述第二电动机的转子的旋转进行变速并传递到上述输出轴，
其中，
上述第一电动机、上述动力分配用行星齿轮、上述第二电动机、及上述变速装置设置于壳体构件内，且以将上述动力分配用行星齿轮作为最前端侧的形式，在上述旋转中心线上对齐配置，并在上述壳体构件上固定上述第一电动机及上述第二电动机的上述定子，
上述输出轴分割成第一输出轴及第二输出轴，且以一体旋转的方式进行结合，
在上述第一输出轴上连结上述动力分配用行星齿轮的上述第三旋转元件，且在上述第二输出轴上连结上述变速装置。
2.根据权利要求1所述的混合驱动装置，其特征在于：
上述第一输出轴及上述第二输出轴的两端部分，经由轴承构件，直接或间接地支承在与上述壳体构件一体的支承部上，从而这些第一及第二输出轴成为两端支承结构。
3.根据权利要求1或2所述的混合驱动装置，其特征在于：
上述第二电动机配置在上述旋转中心线上的最后端，
在上述壳体构件的后端部分，设置有可固定到车体上的装配件安装部。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的混合驱动装置，其特征在于：
在上述旋转中心线上，从前端侧开始，依次配置有上述动力分配用行星齿轮、上述第一电动机、上述变速装置及上述第二电动机。
5.根据权利要求3所述的混合驱动装置，其特征在于：
由支承上述第一电动机的上述转子的上述壳体构件的前隔壁及后隔壁，支承上述第一输出轴，
由上述第一电动机的上述后隔壁、和支承上述第二电动机的上述转子的后壁，支承上述第二输出轴。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的混合驱动装置，其特征在于：上述第二输出轴的直径大于上述第一输出轴。
7.一种汽车，其特征在于，
具有：
由前轮及后轮悬架的车体；
搭载于上述车体上的内燃机；
搭载于上述车体的、权利要求1至6任意一项所述的混合驱动装置，
其中，
从上述车体的前方开始，以上述内燃机的输出轴与上述旋转中心线对齐，且该旋转中心线朝车体的前后方向配置的形式，依次配置上述内燃机及上述混合驱动装置，
上述混合驱动装置的上述输入轴连结于上述内燃机的输出轴，且上述混合驱动装置的上述输出轴与上述后轮连动。
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