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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Reduzieren eines Klappergeräusches in einer Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs.
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HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
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Eine Antriebsvorrichtung, die ein Klappergeräusch reduzieren kann, das erzeugt wird, wenn Zahnradelemente in einer Schubrichtung vibrieren und mit einem Gehäuse aufgrund Drehabweichung der in einem Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs angeordneten und miteinander in Eingriff stehenden Schraubenräder kollidiert, ist herkömmlich bekannt. Derlei Antriebsvorrichtungen von Hybridfahrzeugen sind in der JP H11- 93 725 A sowie der
JP 2008 -
201 351 A gezeigt. In diesen Antriebsvorrichtungen wird die Reduktion des Klappergeräusches durch eine Steuervorrichtung erreicht, welche die Antriebsvorrichtung steuert, und die Steuervorrichtung verändert einen Betriebspunkt einer Maschine derart, dass das Klappergeräusch reduziert wird. Beispielsweise steuert eine Steuervorrichtung der JP H11- 93 725 A eine Maschinendrehzahl auf einen vorbestimmten Wert oder höher, falls eine Bedingung des Auftretens des Klappergeräuschs in der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung erfasst wird. Wenn die Maschine auf diese Weise gesteuert wird, wird verhindert, dass die Maschine in einem Bereich mit einer großen Drehmomentabweichung betrieben wird und das Klappergeräusch wird reduziert.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Erfindung zu lösendes Problem
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In der JP H11- 93 725 A und der
JP 2008 -
201 351 A , wie vorstehend beschrieben, wird die Reduktion des Klappergeräuschs durch die Steuerung erreicht, die durch die Steuervorrichtung vorgesehen ist. Da das Klappergeräusch dazu neigt, bei einem Hybridfahrzeug aufzutreten, wenn das Drehmoment eines Elektromotors im Betrieb (elektrisches Motordrehmoment) Null oder im Wesentlichen Null ist, wird eine Steuerung der Zunahme einer Veränderungsrate des elektrischen Drehmoments nahe dem elektrischen Drehmoment von Null bei dem Prozess der Veränderung bei dem elektrischen Motordrehmoment, das einer positiven/negativen Umkehrung zugeordnet wird, vorgesehen, um die Reduzierung des Klappergeräuschs zu erreichen. Obwohl die Reduzierung des Klappergeräuschs durch die Steuerung der Maschine oder des Elektromotors bei einer herkömmlichen Technik auf diese Weise erreicht wird, wird die Maschine oder der Elektromotor mit der Priorität auf die Reduktion des Klappergeräuschs gesteuert, und dies kann daher zu einer Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz oder des Fahrverhaltens im Gegenzug für die Reduktion des Klappergeräuschs führen. Ein solches Problem ist nicht bekannt.
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Weitere Hybridantriebssysteme sind Gegenstand der
US 5 875 691 A sowie der
US 2011 /0 092 333 A1 .
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Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die Situationen konzipiert und daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs zu schaffen, das ein Klappergeräusch in einem Fahrsystem reduzieren kann ohne, dass dies zur Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz oder des Fahrverhaltens führt.
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Mittel zur Lösung des Problems
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Um die Aufgabe zu lösen, stellt der erste Aspekt der Erfindung bereit (a) eine Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs.
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Diese Antriebsvorrichtung hat eine Maschine und einen Elektromotor, die als Leistungsquellen wirken, und umfasst: ein erstes mit dem Elektromotor gekoppeltes erstes Drehelement, das an einer Achse angeordnet ist; ein zweites Drehelement, das an einer zweiten Achse angeordnet ist und zu dem Leistung aus der Maschine übertragen wird, ein Gehäuse mit einer Innenwand, die sich von einer Außenwand des Gehäuses in Richtung eines Inneren des Gehäuses erstreckt, und ein Zahnradpaar bestehend aus einem ersten Zahnrad, das aus einem Schraubenrad besteht und an dem ersten Drehelement, sowie einem zweiten Zahnrad, das aus einem Schraubenrad besteht und an dem zweiten Drehelement ausgebildet ist, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad das erste Drehelement und das zweite Drehelement in einer leistungsübertragenden Weise innerhalb des Gehäuses koppeln und das erste Drehelement über ein Innenwandlager durch die Innenwand des Gehäuses drehbar abgestützt ist. Hierbei ist ein Innenring des Innenwandlagers an das erste Drehelement pressgepasst, und ein Außenring des Innenwandlagers wird durch ein elastisches Element, das zwischen dem Außenring und einem an der Innenwand angeordneten Sicherungsring angeordnet ist, gegen eine an der Innenwand ausgebildete, nach innen ragende ringförmige Wand gedrückt.
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Wirkungen der Erfindung
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Folgerichtig kann, wenn das Drehmoment des Elektromotors Null oder nahe Null wird, kein Drehmoment zu dem ersten Drehelement übertragen werden und das erste Drehelement kann in einen Schwebezustand eintreten. In diesem Fall tritt, wenn eine Drehabweichung aufgrund einer Explosionsabweichung der Maschine zu dem ersten Drehelement übertragen wird und verursacht, dass das erste Drehelement in der Drehrichtung und der Schubrichtung (axiale Richtung) vibriert, ein Klappern auf, das eine Kollision zwischen dem ersten Drehelement und dem Gehäuse ist, und eine Aufprallkraft darin vibriert eine Gehäuseoberfläche und erzeugt ein Geräusch, das sogenannte Klappergeräusch. Diesbezüglich kann, wenn das elastische Element das erste Drehelement in Richtung der Innenwand dieses Gehäuses dieser Konfiguration drückt, ermöglicht werden, dass das erste Drehelement mit der Seite der Innenwand kollidiert, selbst wenn das Klappern auftritt. Dadurch wird, da die Aufprallkraft aufgrund des Klapperns nicht zu der Außenwandseite des Gehäuses ein- bzw. weitergegeben wird, das Klappergeräusch reduziert, das durch die Schwingung der Außenwandoberfläche des Gehäuses erzeugt wird. Da der Außenring des Innenwandlagers durch das elastische Element gegen die Seitenwand gedrückt wird, das erste Drehelement gegen die Innenwand über das Innenwandlager gedrückt
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Vorzugsweise stellt der zweite Aspekt der Erfindung die Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, das bei dem ersten Aspekt der Erfindung rezitiert wird, wobei, wenn der Elektromotor ein Drehmoment ausgibt, das gleich oder größer als ein vorab festgelegter vorbestimmter Wert ist, das erste Drehmoment in Richtung der Außenwand des Gehäuses durch eine an das erste Drehelement gegenüber einer Vorspannkraft des elastischen Elements wirkende Schubkraft vorgespannt ist. Folgerichtig wird ermöglicht, dass das erste Drehelement mit der Innenwand der Drehmomentregion des Elektromotors kollidiert, in dem das Klappern bei dem ersten Drehelement auftritt, und wenn ein größeres Drehmoment durch den Elektromotor übertragen wird, kann die Zahnradreaktionskraft in die Schubrichtung durch die Außenwand aufgenommen werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Innenwand und die Außenwand des Gehäuses eine Abstützkraft des ersten Drehelements aufnehmen. Daher kann, wenn eine in Richtung der Innenwand aufgebrachte Abstützkraft reduziert wird, eine Verschlechterung des Fahrverhaltens im Teil des Abstützens des ersten Drehelements der Innenwand unterdrückt werden.
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Vorzugsweise stellt der dritte Aspekt der Erfindung die Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, die bei dem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung rezitiert wird, wobei die Innenwand eine Trennwand in dem Gehäuse ist, die eine den Elektromotor aufnehmende Motorkammer und eine das erste Drehelement und das zweite Drehelement aufnehmende Getriebekammer trennt.
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Vorzugsweise stellt der vierte Aspekt der Erfindung die Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, das bei dem dritten Aspekt der Erfindung rezitiert wird, wobei ein Reibungsmaterial, das eine Resonanz aufgrund des elastischen Elements unterdrückt wird, zwischen der Innenwand und dem Innenwandlager angeordnet ist. Folgerichtig kann, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen des elastischen Elements ausgebildet wird, das Dämpfungselement die Schwingung des Resonanzsystems unterdrücken.
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Vorzugsweise stellt der fünfte Aspekt der Erfindung die Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, die in einem der ersten bis dritten Aspekte der Erfindung rezitiert wird, wobei (a) eine Rotorwelle des Elektromotors und das erste Drehelement durch eine Keilverzahnung gekoppelt sind, und wobei (b) ein Reibungsmaterial, das eine Resonanz aufgrund des elastischen Elements unterdrückt, in einem Spalt angeordnet ist, der in einem Keilverzahnungsabschnitt zwischen der Rotorwelle des Elektromotors und dem ersten Drehelement ausgebildet ist. Folgerichtig unterdrückt, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen des elastischen Elements ausgebildet ist, das Dämpfungselement die Schwingung des Resonanzsystems.
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Vorzugsweise stellt der sechste Aspekt der Erfindung die Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, die in dem dritten Aspekt der Erfindung rezitiert wird, wobei das erste Drehelement ferner über ein Außenwandlager durch die Außenwand des Gehäuses drehbar abgestützt wird, und wobei ein Reibungsmaterial, das eine Resonanz aufgrund des elastischen Elements unterdrückt, zwischen der Außenwand und dem Außenwandlager angeordnet ist. Folgerichtig kann, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen des elastischen Elements ausgebildet ist, das Dämpfungselement die Schwingung des Resonanzsystems unterdrücken.
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Vorzugsweise ist ein vorbestimmter Wert des Drehmoments des Elektromotors auf einen Schwellenwert einer Drehmomentregion festgelegt, in der ein Klappern bei dem ersten Drehelement auftreten kann. Folgerichtig kann das Klappergeräusch durch Kollidieren des ersten Drehelements innerhalb der Innenwand in einer Drehmomentregion, in der das Klappern auftritt, reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Rahmengestelldiagramm bzw. Skelettdiagramm zum Erläutern einer Struktur eines Hybridfahrzeugs, an das die vorliegende Erfindung angewandt wird.
- 2 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern einer Struktur einer Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das in dem Hybridfahrzeug von 1 enthalten ist.
- 3 entspricht einem Diagramm, wenn die Fahrvorrichtung für ein Fahrzeug von 2 von der Richtung parallel zu den Achsen betrachtet wird, und einen vereinfachten Diagramm von Anordnungspositionen einer Vorgelegewelle, einer Leistungsübertragungswelle, einem Differenzialzahnrad, einer Verbundzahnradwelle, einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor, und Anordnungspositionen der Achsen.
- 4 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts A, der durch gestrichelte/gepunktete Linien nahe der dritten Achse C3 von 2 angezeigt wird.
- 5 ist ein Schema einer Konfiguration der Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug von 2.
- 6 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts um den zweiten Elektromotor und der Leistungsübertragungswelle in der Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, das ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung ist.
- 7 ist ein Diagramm eines Keilverzahnungsabschnitts von 6 bei Betrachtung in axialer Richtung.
- 8 ist ein Diagramm zum Anzeigen eines alternativen Mechanismus eines Dämpfungselements von 6.
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ART UND WEISEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Vorzugsweise entspricht eine Außenwand des Gehäuses einem Teil, das mit einem Außenrahmen des Gehäuses in Kontakt steht, und eine Innenwand entspricht einem Teil, das nicht mit dem Außenrahmen des Gehäuses in Kontakt steht.
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Vorzugsweise werden eine Tellerfeder, ein Gummi, usw. für das elastische Element verwendet.
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Vorzugsweise werden Reibungsmaterial, Harz, usw. für das Dämpfungselement verwendet.
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Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Bei dem nachstehenden Beispiel werden die Figuren bei Bedarf vereinfacht oder verzerrt und Abschnitte nicht notwendigerweise genau hinsichtlich des Abmessungsverhältnisses, der Form, usw. gezeigt.
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Erstes Beispiel
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1 ist ein Rahmengestelldiagramm bzw. Skelettdiagramm zum Erläutern einer Struktur eines Hybridfahrzeugs 6 (nachstehend als ein Fahrzeug 6 bezeichnet), an das die vorliegende Erfindung angewandt wird. 2 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Struktur einer Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung 10, die eine in dem Fahrzeug 6 enthaltene Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 7 (nachstehend als eine Antriebsvorrichtung 7 bezeichnet) bildet. Die Antriebsvorrichtung 7 enthält eine Maschine 8, wie z.B. eine bekannte Benzin- und Dieselmaschine, die als Fahrantriebskraftquelle (Leistungsquelle) wirken, und eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung 10 (nachstehend als eine Leistungsübertragungsvorrichtung 10 bezeichnet), die eine Leistung der Maschine 8 zu den Antriebsrädern 9 überträgt. Wie in 2 gezeigt, enthält die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 vier Drehachsen (C1 bis C4), die parallel zueinander in einem Gehäuse 12 sind (entsprechend ein Gehäuse der vorliegenden Erfindung), das einen Gehäusekörper der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 ist. Die erste Achse C1 stimmt mit der Drehachse der Maschine 8 überein, und an der ersten Achse C1 sind eine Antriebswelle 14, ein Leistungsverteilungsmechanismus 28 und eine erste Drehwelle 16 eines ersten Elektromotors MG1 drehbar abgestützt. An der zweiten Achse C2 ist eine Vorgelegewelle 18 drehbar angeordnet. An der dritten Achse C3 sind eine Leistungsübertragungswelle 20 und eine zweite Drehwelle 22 eines zweiten Elektromotors MG2 drehbar abgestützt. An der vierten Achse C4 ist eine Differenzialzahnradvorrichtung, d.h. ein Differenzialgetriebe 24, drehbar abgestützt. Der zweite Elektromotor MG2 entspricht einem Elektromotor der vorliegenden Erfindung.
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Das Gehäuse 12 ist ein nicht drehendes Element bestehend aus drei Gehäuseelementen, die eine Aufnahme 12a, ein Gehäuse 12b und eine Abdeckung 12c sind, und diese Gehäuseelemente werden an axialen Endoberflächen (Fügeoberflächen) durch Bolzen zum Bilden eines Gehäuses 12 befestigt. Das Gehäuse 12b ist ein Abschnitt des Gehäuses 12 und weist eine Trennwand 13 auf, die sich von deren zylindrischen Außenwand in Richtung des Inneren des Gehäuses 12 erstreckt und im Wesentlichen senkrecht zu den Drehachsen ist. Da die Trennwand 13 ausgebildet ist, ist eine Motorkammer 19 ausgebildet, die den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 in dem Gehäuse 12 aufnimmt. An der gegenüberliegenden Seite der Motorkammer 19 jenseits der Trennwand 13 in dem Gehäuse 12 ist eine Getriebekammer 21 ausgebildet, die den Leistungsverteilungsmechanismus 28, die Vorgelegewelle 18, die Leistungsübertragungswelle 20, das Differenzialgetriebe 24, usw. aufnimmt. Wie vorstehend beschrieben, wirkt die Trennwand 13 als eine die Motorkammer 19 und die Getriebekammer 21 trennende Wand. Die Trennwand 13 entspricht einer Innenwand der vorliegenden Erfindung.
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Die Antriebswelle 14 wird drehbar um die Achse C1 über ein Nadellager 15 und ein Schublager 17 durch das Gehäuse 12a durch Ausbilden des Gehäuses 12 abgestützt.
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Eine Dämpfervorrichtung 26 und der Leistungsverteilungsmechanismus 28 bestehend aus einer Planetenradvorrichtung werden an der äußeren Umfangsseite der Antriebswelle 14 angeordnet. Die Dämpfervorrichtung 26 weist eine Funktion zum Aufnehmen einer von der Maschine 8 übertragenen Drehmomentabweichung auf und ist zwischen der Maschine 8 und der Antriebswelle 14 in einer leistungsübertragenden Weise vorgesehen. Die Dämpfervorrichtung 26 weist einen äußeren Umfangsabschnitt auf, der durch einen Bolzen 36 an das scheibenförmige Schwungrad 34 befestigt ist, das an einer Kurbelwelle 32 der Maschine 8 gekoppelt ist, und ein Innenumfangsabschnitt der Dämpfervorrichtung 26 ist mit einem Axialende der Antriebswelle 14 keilverzahnt.
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Der Leistungsverteilungsmechanismus 28 besteht hauptsächlich aus einem Sonnenrad S und einem Hohlrad bzw. Zahnkranz R, der drehbar um die erste Achse C1 ist, und einem Träger CA, der drehbar und rotierbar ein damit in Eingriff stehendes Ritzelzahnrad abstützt. Das Sonnenrad S ist relativ nicht drehbar mit der ersten Rotorwelle 16 des ersten Elektromotors MG1 durch Keilverzahnung gekoppelt und der Träger CA ist relativ nicht drehbar mit einem Flanschabschnitt 14a verbunden, der sich radial von der Antriebswelle 14 erstreckt. Das Hohlrad R ist integral in einem Innenumfangsabschnitt einer Verbundzahnradwelle 40 ausgebildet, die mit einem nachstehend beschriebenen Vorgelegeantriebszahnrad 38 vorgesehen ist. Daher wird die Drehung des Hohlrads R zu dem Vorgelegeantriebszahnrad 38 übertragen.
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Die Verbundzahnradwelle 40 ist drehbar über ein erstes Lager 42 und ein zweites Lager 46 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Insbesondere ist das erste Lager 42 an einem inneren Umfangsendabschnitt der Verbundzahnradwelle 40 angeordnet, die näher zu der Dämpfungsvorrichtung 26 in Axialrichtung ist, und ein axiales Ende der Verbundzahnradwelle 40 ist drehbar über das erste Lager 42 durch die Aufnahme 12a (Gehäuse 12) abgestützt. Das zweite Lager 46 ist an einem inneren Umfangsendabschnitt der Verbundzahnradwelle 40 angeordnet, die näher zu dem ersten Elektromotor MG1 in Axialrichtung ist, und das andere axiale Ende der Verbundzahnradwelle 40 ist drehbar über das zweite Lager 46 durch die an dem Gehäuse 12b ausgebildete Trennwand 13 (Gehäuse 12) abgestützt.
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Die erste Drehwelle 16 ist drehbar über ein drittes Lager 48 und ein viertes Lager 50 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Insbesondere ist das dritte Lager 48 an einem Außenumfangsabschnitt der ersten Drehwelle 16 nahe einem Zwischenabschnitt in axiale Richtung angeordnet, und ein axiales Ende der ersten Drehwelle 16 ist drehbar über das dritte Lager 48 durch die Trennwand 13 des Gehäuses 12b (Gehäuse 12) abgestützt. Das vierte Lager 50 ist an einem äußeren Umfangsendabschnitt der ersten Drehwelle 16 näher zu der Abdeckung 12c in Axialrichtung angeordnet, und das andere axiale Ende der ersten Drehwelle 16 ist drehbar über das vierte Lager 50 durch ein an die Abdeckung 12c durch einen Bolzen 52 fixiertes Abdeckungselement 54 (Gehäuse 12) abgestützt.
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Der erste Elektromotor MG1 ist an der Außenumfangsseite der ersten Rotorwelle 16 angeordnet. Der erste Elektromotor MG1 enthält hauptsächlich einen Stator 56, einen Rotor 58 und ein Spulenende 59. Der erste Elektromotor MG1 ist ein sogenannter Motorgenerator mit einer Motorfunktion und einer elektrischen Erzeugungsfunktion. Der Stator 56 des Elektromotors MG1 ist nicht drehbar durch einen Bolzen 60 an das Gehäuse 12 (Gehäuse 12b) fixiert. Ein innerer Umfangsabschnitt des Rotors 58 ist nicht drehbar an die erste Rotorwelle 16 fixiert. Daher wird die Drehung des ersten Elektromotors MG1 an die Rotorwelle 16 übertragen. Ein Drehmelder 62 ist zum Erfassen einer Drehzahl der ersten Drehwelle 16, d.h. die Drehzahl des ersten Elektromotors MG1, angeordnet.
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Die Leistung aus der Maschine 8 wird über die Dämpfungsvorrichtung 26, den Leistungsverteilungsmechanismus 28 und das Vorgelegeantriebszahnrad 38 zu der an die zweite Achse C2 angeordneten Vorgelegewelle 18 übertragen. Die Vorgelegewelle 18 ist drehbar über ein fünftes Lager 64 und ein sechstes Lager 66 durch das Gehäuse 12 drehbar abgestützt. Insbesondere ist das fünfte Lager 64 an einem äußeren Umfangsendabschnitt der Vorgelegewelle 18 näher zu der Aufnahme 12a in Axialrichtung angeordnet, und eine axiale Seite der Vorgelegewelle 18 ist drehbar über das fünfte Lager 64 durch die Aufnahme 12a (Gehäuse 12) abgestützt. Das sechste Lager 66 ist an einem äußeren Umfangsendabschnitt der Vorgelegewelle 18 näher zu dem Gehäuse 12b in Axialrichtung angeordnet, und die andere axiale Seite der Vorgelegewelle 18 ist drehbar über das sechste Lager 66 durch die Trennwand 13 des Gehäuses 12b (Gehäuse 12) abgestützt. Die Vorgelegewelle 18 entspricht einem zweiten Drehelement der vorliegenden Erfindung.
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Ein angetriebenes Vorgelegezahnrad 72 ist an der Vorgelegewelle auf der Seite der Aufnahme 12a in Axialrichtung ausgebildet und steht sowohl mit dem an der Verbundantriebswelle 40 ausgebildeten Vorgelegeantriebszahnrad 38 und einem nachstehend beschriebenen Reduktionszahnrad 70 in Eingriff. Ein Differenzialantriebszahnrad 76 ist an der Vorgelegewelle 18 auf der Seite der Abdeckung 12c in Axialrichtung ausgebildet und steht mit einem nachstehend beschriebenen Differenzialhohlzahnrad 74 in Eingriff. Das Vorgelegeantriebszahnrad 38, das Reduktionsrad 70, das angetriebene Vorgelegezahnrad 72, das mit dem Vorgelegeantriebszahnrad 38 und dem Reduktionszahnrad 70 in Eingriff steht, das Differenzialhohlzahnrad 74 und das Differenzialantriebszahnrad 76, das damit in Eingriff steht, bestehen alle aus einem Schraubenrad. Das Reduktionszahnrad 70 entspricht einem ersten Zahnrad der vorliegenden Erfindung und das angetriebene Vorgelegezahnrad 72 entspricht einem zweiten Zahnrad der vorliegenden Erfindung.
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Die an der dritten Achse C3 angeordnete Leistungsübertragungswelle 20 ist mit dem zweiten Elektromotor MG2 gekoppelt und ist drehbar über ein siebtes Lager 78 und ein achtes Lager 80 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Insbesondere ist das siebte Lager 78 an einem äußeren Umfangsendabschnitt der Leistungsübertragungswelle 20 näher zu der Aufnahme 12a in Axialrichtung angeordnet, und ein axiales Ende der Leistungsübertragungswelle 20 ist drehbar über das siebte Lager 78 durch die Aufnahme 12a (Gehäuse 12) abgestützt. Das achte Lager 80 ist an einem äußeren Umfangsendabschnitt der Leistungsübertragungswelle 20 näher zu der Abdeckung 12c in Axialrichtung angeordnet, und das andere axiale Ende der Leistungsübertragungswelle 20 ist drehbar über das achte Lager 80 durch die Trennwand 13 des Gehäuses 12b (Gehäuse 12) abgestützt. Die Leistungsübertragungswelle 20 entspricht einem ersten Drehelement der vorliegenden Erfindung.
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Das mit dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 in Eingriff stehende Reduktionszahnrad 70 ist an der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildet. Ein Endabschnitt der Leistungsübertragungswelle 20, der näher zu dem achten Lager 80 in Axialrichtung liegt, ist nicht drehbar mit der zweiten Rotorwelle 22 keilverzahnt. Die zweite Drehwelle 22 ist drehbar über ein neuntes Lager 82 und ein zehntes Lager 84 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Insbesondere ist das neunte Lager 82 an einem äußeren Umfangsendabschnitt der zweiten Drehwelle 22, der näher zu der Leistungsübertragungswelle 20 in Axialrichtung liegt, angeordnet, und ein anderes axiales Ende der zweiten Drehwelle 22 ist drehbar über das neunte Lager 82 durch die Trennwand 13 des Gehäuses 12b (Gehäuse 12) abgestützt. Das zehnte Lager 84 ist an einem äußeren Umfangsendabschnitt der zweiten Drehwelle 22 angeordnet, der näher zu der Abdeckung 12c in Axialrichtung liegt, und das andere axiale Ende der zweiten Drehwelle 22 ist drehbar über das zehnte Lager 84 durch die Abdeckung 12c abgestützt. Das an der Vorgelegewelle 18 ausgebildete angetriebene Vorgelegezahnrad 72 und das an der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildete Reduktionszahnrad 70 stehen miteinander in Eingriff, um ein Zahnradpaar 86 auszubilden, das die Leistungsübertragungswelle 20 und die Vorgelegewelle 18 in einer leistungsübertragenden Weise koppelt.
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Der als Leistungsquelle wirkende zweite Elektromotor MG2 ist an einer Umfangsseite der zweiten Drehwelle 22 angeordnet. Der zweite Elektromotor MG2 enthält hauptsächlich einen Stator 88, einen Rotor 90 und ein Spulenende 91. Der zweite Elektromotor MG2 ist ein sogenannter Motorgenerator mit einer Motorfunktion und einer elektrischen Erzeugungsfunktion wie es der Fall bei dem ersten Elektromotor MG1 ist. Der Stator 88 des zweiten Elektromotors MG2 ist nicht drehbar durch einen Bolzen 92 an das Gehäuse 12b (Gehäuse 12) fixiert. Ein Innenumfangsabschnitt des Rotors 90 ist relativ nicht drehbar an die zweite Drehwelle 22 fixiert. Daher wird die Drehung des zweiten Elektromotors MG2 an die zweite Drehwelle 22 übertragen. Da die zweite Drehwelle 22 mit der Leistungsübertragungswelle 20 keilverzahnt ist, wird eine Drehung der zweiten Drehwelle 22 zu dem Reduktionszahnrad 70 übertragen. Ein Drehmelder 94 ist zum Erfassen der Drehzahl der zweiten Drehwelle 22, d.h. die Drehzahl des zweiten Elektromotors MG2, angeordnet. Der zweite Elektromotor MG2 weist den Rotor 90 auf, der radial außerhalb der zweiten Drehwelle 22 angeordnet ist und das Gewicht des Rotors 90 ist erheblich größer verglichen mit der Leistungsübertragungswelle 20. Daher weist der Rotor 90 ein Trägheitsmoment um die dritte Achse C3 auf, das erheblich größer als die Leistungsübertragungswelle 20 ist. Der Rotor 90 und die zweite Drehwelle 22, die sich integral drehen, weisen offensichtlich ein kombiniertes Trägheitsmoment um die dritte Achse C3 auf, das erheblich größer als die Leistungsübertragungswelle 20 ist.
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Das an der vierten Achse C4 angeordnete und als Differenzialvorrichtung (Finalreduktionszahnrad) wirkende Differenzialzahnrad 24 ist drehbar über ein elftes Lager 96 und ein zwölftes Lager 98 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Insbesondere ist ein axiales äußeres Umfangsende eines Differenzialgehäuses 10, das das Differenzialzahnrad 24 bildet, drehbar über das elfte Lager 96 durch die Aufnahme 12a (Gehäuse 12) abgestützt, und das andere axiale äußere Umfangsende des Differenzialgehäuses 100 ist drehbar über das zwölfte Lager 98 durch das Gehäuse 12b (Gehäuse 12) abgestützt. Das mit dem Differenzialantriebszahnrad 76 in Eingriff stehende Differenzialhohlzahnrad 74 ist durch einen Bolzen 102 mit einem äußeren Umfang des Differenzialgehäuses 100 fixiert. Eine spezifische Konfiguration und Betrieb des Differenzialzahnrads 24 ist bekannt und wird nicht beschrieben.
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Das mit dem Differenzialantriebszahnrad 76 in Eingriff stehende Differenzialzahnrad 24 wird als eine separate Ansicht gezeigt, da die ersten bis vierten Achsen C1 bis C4 eigentlich nicht auf einer Ebene angebracht sind. Insbesondere sind die Achsen C1 bis C4, wie in 3 gezeigt, angebracht. 3 ist ein vereinfachtes Diagramm von Anordnungspositionen der Vorgelegewelle 18, der Leistungsübertragungswelle 20, des Differenzialzahnrads 24, der Verbundzahnradwelle 40, des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, und Anordnungspositionen der Achsen C2 bis C4 entsprechend einem Diagramm, wenn die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 von 2 von einer Richtung parallel zu den Achsen betrachtet wird. In 3 entspricht eine obere Seite eine vertikale obere Seite des Fahrzeugs 6. In 3 entspricht eine Berührungs- bzw. Fügeoberfläche 104 zwischen der in 2 gezeigten Aufnahme 12a und einem nicht gezeigten Maschinengehäuse einem durch eine durchgezogene Linie umgebenen Teil. Eine Berührungs- bzw. Fügeoberfläche 106 zwischen dem Gehäuse 12a und dem in 2 gezeigten Gehäuse 12b entspricht einem durch eine gestrichelte Linie umgebenden Teil. Eine Berührungs- bzw. Fügeoberfläche 108 zwischen dem Gehäuse 12b und der Abdeckung 12c entspricht einem durch eine gestrichelt-gepunktete Linie umgebenden Teil.
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Wie in 3 gezeigt, ist die als Drehachse des zweiten Elektromotors MG2 und der Leistungsübertragungswelle 20 wirkende dritten Achse C3 vertikal ganz oben positioniert und die als Drehachse des Differenzialzahnrads 24 wirkende vierte Achse C4 ist vertikal ganz unten positioniert. Die als Drehachse der Vorgelegewelle 18 wirkende zweite Achse C2 ist in einem durch die erste Achse C1, die dritte Achse C3 und die vierte Achse C4 umgebenden Bereich positioniert. Sowohl das Vorgelegeantriebszahnrad 38 als auch das Reduktionszahnrad 70 stehen mit dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 in Eingriff, und das Differenzialantriebszahnrad 76 und das Differenzialhohlzahnrad 74 stehen miteinander in Eingriff. Die Zahnräder dieses Beispiels werden alle unter Verwendung von Schraubenrädern implementiert.
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Bei der wie vorstehend beschriebenen konfigurierten Antriebsvorrichtung 7 wird die Leistung der Maschine 8 über die Dämpfungsvorrichtung 76 zu der Antriebswelle 14 eingegeben und wird von der Antriebswelle 14 sequentiell durch den Leistungsübertragungsmechanismus 18, das Vorgelegeantriebszahnrad 38, das angetriebene Vorgelegezahnrad 72, die Vorgelegewelle 18, das Differenzialantriebszahnrad 76, das Differenzialzahnrad 24, ein Paar von Achsen, usw. zu einem Paar von Antriebsrädern 9 übertragen. Daher bilden die Antriebswelle 14, der Leistungsübertragungsmechanismus 28, das Vorgelegeantriebszahnrad 38, das angetriebene Vorgelegezahnrad 72, die Vorgelegewelle 18, das Differenzialantriebszahnrad 76 und das Differenzialzahnrad 74 einen Leistungsübertragungspfad, der ein Leistungsübertragungspfad von der Maschine 8 zu den Antriebsrädern 9 ist. Der Leistungsübertragungsmechanismus 28 weist einen Differenzialzustand auf, der durch den mit dem Sonnenrad S gekoppelten ersten Elektromotor MG1 gesteuert wird, wodurch er als eine elektrisch kontinuierlich variable Übertragung wirkt. Ein Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2, d.h. eine Leistung des zweiten Elektromotors MG2, wird über die Leistungsübertragungswelle 20 und das Reduktionszahnrad 70 zu dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 zugeführt, wodurch ein Abschnitt des Maschinenleistungsübertragungspfads gebildet wird. Daher wird die Leistung des zweiten Elektromotors MG2 von der zweiten Drehwelle 22 sequentiell durch die Leistungsübertragungswelle 20, das Reduktionszahnrad 70, das angetriebene Vorgelegezahnrad 72, die Vorgelegewelle 18, das Differenzialantriebszahnrad 76, das Differenzialzahnrad 24, ein Paar von Achsen, usw. zu einem Paar von Antriebsrädern 9 übertragen.
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4 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts A, der durch eine gestrichelt-gepunktete Linie nahe der dritten Achse C3 von 2 umgeben ist. Wie in 4 gezeigt, weist die Drehwelle 22 des zweiten Elektromotors MG2 eine zylindrische Form auf, und ist drehbar über das neunte Lager 82 und das zehnte Lager 84 abgestützt, das an dessen beiden äußeren Umfangsendabschnitten durch das Gehäuse 12 angeordnet ist. Die Leistungsübertragungswelle 20 weist eine zylindrische Form auf und ist drehbar über das siebte Lager 28 und das achte Lager 80 durch das Gehäuse 12 abgestützt. Die Leistungsübertragungswelle 20 und die Drehwelle 22 sind relativ nicht drehbar durch eine Keilverzahnung gekoppelt. Insbesondere sind die äußeren Keilumfangszähne 109 an einer äußeren Umfangsoberfläche der Leistungsübertragungswelle 20 auf der Seite des zehnten Lagers 84 in Axialrichtung angeordnet, während die inneren Keilumfangszähne 111 an einer inneren Umfangsoberfläche der Rotorwelle 22 auf der Seite des siebten Lagers 78 in Axialrichtung ausgebildet sind, und diese Zähne sind relativ nicht drehbar miteinander verzahnt.
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Das siebte Lager 78 und das achte Lager 80, die drehbar die Leistungsübertragungswelle 20 abstützen, weisen entsprechende Innenringe auf, die an die Leistungsübertragungswelle 20 durch Presspassen eingepasst und angebracht sind, und Außenringe auf, die axial bewegbar (gleitbar) an dem Gehäuse 12 eingepasst und angebracht sind. Beispielsweise ist bei der Beschreibung des siebten Lagers 78 ein Innenring 78a des siebten Lagers 78 durch Presspassung an einer Position eingepasst und angebracht, die an eine Anschlagswand 113 senkrecht zu der die an der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildeten Achse C3 anstößt. Daher ist der Innenring 78a relativ nicht drehbar und relativ nicht drehbar in Axialrichtung der Leistungsübertragungswelle 20 fixiert. Andererseits ist ein Außenring 78b des siebten Lagers 78 zu einem in der Aufnahme 12a (Gehäuse 12) ausgebildeten ringförmigen Lochs 110 eingepasst und angebracht und ermöglicht die Bewegung (Gleiten) in Axialrichtung relativ zu dem ringförmigen Loch 110. Das siebte Lager 78 entspricht einem Außenwandlager der vorliegenden Erfindung.
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Das achte Lager 80 weist einen Innenring 80a auf, der durch Presspassung an einer Position eingepasst und angebracht ist, die an einer Anschlagswand 115 senkrecht zu der an der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildeten Achse C3 anstößt. Daher ist der Innenring 80a relativ nicht drehbar und relativ nicht bewegbar in Axialrichtung der Leistungsübertragungswelle 20 fixiert. Andererseits ist ein Außenring 80b des achten Lagers 80 an ein in der Trennwand 13 (das Gehäuse 12b, das Gehäuse 12) zum Ermöglichen einer Durchdringung der Leistungsübertragungswelle 20 derart eingepasst und angebracht, dass ermöglicht wird, dass der Außenring 80b sich in Axialrichtung bewegt (gleitet). Das achte Lager 80, der Innenring 80a und der Außenring 80b entsprechen jeweils einem Innenwandlager der vorliegenden Erfindung, einem Innenring des Innenwandlagers der vorliegenden Erfindung und einem Außenring des Innenwandlagers der vorliegenden Erfindung.
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Der Außenring 80b ist immer durch eine Tellerfeder 114 vorgespannt, die ein elastisches Element in Richtung des zehnten Lagers 84 in Axialrichtung ist. Die Trennwand 13 ist mit einer ringförmigen Wand 116 in einer Ringform vorgesehen, die sich von einer inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 112 zu einer inneren Umfangsseite erstreckt, und ein axiales Ende des Außenrings 80b stößt an eine Seitenoberfläche der ringförmigen Wand 116 derart an, dass die Bewegung in eine Axialrichtung begrenzt wird. Eine ringförmige Nut 118 ist in der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 112 ausgebildet und ein Sicherungsring 120 ist axial nicht bewegbar in die ringförmige Nut 118 eingepasst und angebracht. Die Tellerfeder 114 (elastisches Element) ist in einem vorgespannten Zustand zwischen dem anderen axialen Ende des Außenrings 80b und dem Sicherungsring 120 vorgesehen. Daher ist der Außenring 80b immer durch eine Vorspannkraft der Tellerfeder 114 in Richtung der an der Trennwand 113 ausgebildeten ringförmigen Wand 116 vorgespannt (gedrückt). Da der Innenring 80a an die Leistungsübertragungswelle 20 durch Presspassen fixiert ist, wenn der Außenring 80b vorgespannt ist, ist auch die Leistungsübertragungswelle 20 gegen die ringförmigen Wand 116, d.h. der Trennwand 13, über Kugeln 80c und den Innenring 80a des achten Lagers 80 gedrückt. Mit anderen Worten, die Tellerfeder 114 ist mit einem vorgespannten Zustand zwischen dem achten Lager 80, das axial nicht bewegbar an der Leistungsübertragungswelle 20 fixiert ist, und dem Sicherungsring 120 vorgesehen, der integral mit der Innenwand 13 fixiert ist, und die Tellerfeder 114 drückt die Leistungsübertragungswelle 20 in Richtung der Trennwand 13. Die Tellerfeder 114 entspricht einem elastischen Element der vorliegenden Erfindung und die ringförmige Wand 116 entspricht einer Seitenwand der vorliegenden Erfindung.
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Während des Fahrens, während die Maschine 8 in Betrieb ist, d.h. während der Maschinenleistungsübertragungspfad von der Maschine 8 zu den Antriebsrädern 9 in einem Leistungsübertragungszustand ist, falls das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder wesentlich Null in der Antriebsvorrichtung 7 wird, wird keine Leistung zu der Leistungsübertragungswelle 20 übertragen, was zu einem Schwebezustand führt. In diesem Fall wird, falls die Drehabweichung aufgrund der Explosionsabweichung der Maschine 8 über die Dämpfungsvorrichtung 26, dem Leistungsverteilungsmechanismus 28 und dem Vorgelegeantriebszahnrad 38 zu dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 übertragen wird, die Drehabweichung auch zu dem mit dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 in Eingriff stehenden Reduktionszahnrad 70 übertragen, und die mit dem Reduktionszahnrad 70 vorgesehene Leistungsübertragungswelle 20 schwankt in Drehrichtung und Axialrichtung (Schubrichtung), wodurch ein Klappergeräusch erzeugt wird, das der Kollision der Leistungsübertragungswelle 20 mit dem Gehäuse 12 zugeschrieben wird. Insbesondere trägt, während das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder wesentlich Null ist, da der zweite Elektromotor MG2 in einem Leistungsübertragungsunterbrechungszustand ist, der Rotor 90 des zweiten Elektromotors MG2 mit einer großen Trägheitsmasse nicht länger als Trägheit (Trägheitsmasse) eines Leistungsübertragungssystems bei und die Trägheit wird auch in dem gesamten Leistungsübertragungssystem kleiner. Daher wird die Drehabweichung der Maschine 8 einfacher zu dem Reduzierungszahnrad 70 übertragen. Die Leistungsübertragungswelle 20 schwankt in Schubrichtung, da das Reduktionszahnrad 70 und das angetriebene Vorgelegezahnrad 72 aus Schraubenzahnräder bestehen und der Eingriff dieser Zahnräder erzeugt eine in Schubrichtung wirkende Komponentenkraft.
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Da die Leistungsübertragungswelle 20 durch die Tellerfeder 114 über das achte Lager 80 zu der Trennwand 13 in diesem Beispiel vorgespannt ist, selbst wenn die Leistungsübertragungswelle 20 in Schubrichtung aufgrund der Drehabweichung der Maschine 8 vibriert, während das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder wesentlich Null ist, kollidiert die Leistungsübertragungswelle 20 lediglich mit der Trennwand 13. Daher kollidiert, wenn die Leistungsübertragungswelle 20 in Schubrichtung vibriert, die Leistungsübertragungswelle 20 mit der Trennwand 13, und eine Aufprallkraft wird aufgrund der Kollision lediglich an die Trennwand 13 weitergegeben und nicht auf die Aufnahme 12a, die auch als eine Außenwand des Gehäuses 12 wirkt. Dadurch reduziert dies die Schwingung der Aufnahme 12a, die auch als Außenwand wirkt, aufgrund der Kollision mit der Leistungsübertragungswelle 20 und reduziert auch das Klappergeräusch, das durch die Schwingung deren Wandoberfläche erzeugt wird.
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5 ist ein Schema einer Konfiguration der Antriebsvorrichtung 7 von 2. Obwohl zwei angetriebene Vorgelegezahnräder 72 in 5 dargestellt sind, dies ist darauf zurückzuführen, dass das Reduktionszahnrad 70 und das Vorgelegeantriebszahnrad 38 an in Axialrichtung verschobene Positionen angebracht sind, um klarzustellen, dass das angetriebene Vorgelegezahnrad 72 jeweils mit dem Reduktionszahnrad 70 und dem Vorgelegeantriebszahnrad 38 in Eingriff steht, und daher werden die angetriebenen Vorgelegezahnräder 72 getrennt als Zahnräder 72 gezeigt, die lediglich der Einfachheit halber damit in Eingriff stehen, und wie tatsächlich in 2 gezeigt, sind das Reduktionszahnrad 70 und das Vorgelegeantriebszahnrad 38 an den gleichen Positionen in Axialrichtung angebracht, d.h. an Überlappungspositionen in Radialrichtung und ein angetriebenes Vorgelegezahnrad 72 ist vorhanden. In 5 ist das Differenzialantriebszahnrad 76 nicht gezeigt.
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Wie aus 5 ersichtlich, werden das Reduktionszahnrad 70 und die damit gekoppelte Leistungsübertragungswelle 20 immer gegen die Trennwand 13 durch das elastische Element (Tellerfeder 114) gedrückt. Daher kollidiert, während das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder wesentlich Null ist, falls das Reduktionszahnrad 70 und die Leistungsübertragungswelle 20 in Schubrichtung aufgrund der Drehabweichung der Maschine 8 vibriert, da das Reduktionszahnrad 70 und die Leistungsübertragungswelle 20 gegen die Trennwand 13 durch die Tellerfeder 114 gedrückt wird, die Leistungsübertragungswelle 20 lediglich mit der Trennwand 13. Dadurch wird die Aufprallkraft aufgrund der Kollision nicht zu der Außenwand des Gehäuses 12 (z.B. die Aufnahme 12a) weitergegeben und daher wird das Klappergeräusch reduziert, das durch die Schwingung der Außenwand des Gehäuses 12 erzeugt wird.
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Zurückkehrend auf 4, ist die Antriebsvorrichtung 7 dieses Beispiels derart konfiguriert, dass, wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, das Drehmoment zu der Leistungsübertragungswelle 20 übertragen wird und die Aufnahme 12a bewirkt, dass sie als Außenwand zum Aufnehmen einer Getriebegegenkraft in Schubrichtung wirkt, die in dem Reduktionszahnrad 70 erzeugt wird, das auf der Leistungsübertragungswelle 20 und dem damit in Eingriff stehenden angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 ausgebildet ist. Beispielsweise sind äußere Umfangszähne des angetriebenen Vorgelegezahnrads 72 und des Reduktionszahnrads 70 derart ausgebildet, dass, wenn der zweite Elektromotor MG2 ein positives Drehmoment (Drehmoment in Vorwärtsdrehrichtung) ausgibt, eine zwischen dem angetriebenen Zahnrad 72 und dem Reduktionszahnrad 70 erzeugte Schubkraft F in Richtung des siebten Lagers 78 in Axialrichtung wirkt. Die äußeren Umfangszähne sind derart konfiguriert, dass, wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, die Leistungsübertragungswelle 20 in Richtung des siebten Lagers 78 durch die Schubkraft F gerückt wird, die auf der Leistungsübertragungswelle 20 gegen die Vorsprungkraft der Tellerfeder 114 wirkt. Der vorbestimmte Wert des Drehmoments des zweiten Elektromotors wird vorläufig erhalten und auf einen Schwellenwert einer Drehmomentregion festgelegt, in der beispielsweise das Klappern problematisch wird. In diesem Beispiel wird das Klappergeräusch als problematisch betrachtet, das in der Drehmomentregion erzeugt wird, wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder im wesentlichen Null ist, und daher der vorbestimmte Wert im Wesentlichen Null ist. Die Steifheit der Tellerfeder 114 und axiale Spalte, die zwischen den Komponenten ausgebildet sind, werden derart festgelegt, dass, wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird (z.B. während eines Hochlastfahrens), die Leistungsübertragungswelle 20 in Richtung der Aufnahme 12a gegen die Vorspannkraft der Tellerfeder 114 durch die Getriebereaktionskraft (Schubkraft F) zwischen dem Reduktionszahnrad 70 und dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 72 vorgespannt ist. Die Getriebereaktionskraft in Schubrichtung wird erzeugt, da sowohl das Reduktionszahnrad 70 als auch das angetriebene Vorgelegezahnrad 72 aus Schraubrädern besteht.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß diesem Beispiel, wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 Null oder nahe Null wird, kein Drehmoment zu der Leistungsübertragungswelle 20 und dem daran ausgebildeten Reduktionszahnrad 70 übertragen werden, und die Leistungsübertragungswelle 20 und das Reduktionszahnrad 70 kann in den Schwebezustand eintreten. In diesem Fall, tritt, wenn die Drehabweichung aufgrund der Explosionsabweichung der Maschine 8 zu der Leistungsübertragungswelle 20 übertragen wird und veranlasst, dass die Leistungsübertragungswelle 20 in Drehrichtung und Schubrichtung (Axialrichtung) vibriert, ein Klappern auf, das die Kollision zwischen der Leistungsübertragungswelle 20 und dem Gehäuse 12 ist, und deren Aufprallkraft vibriert eine Gehäuseoberfläche des Gehäuses 12 und erzeugt das Klappergeräusch. Diesbezüglich kann, da die Tellerfeder 114 die Leistungsübertragungswelle 20 in Richtung der Trennwand 13 in dieser Konfiguration übertragen wird, ermöglicht werden, dass die Leistungsübertragungswelle 20 lediglich mit der Seite der Trennwand 13 kollidiert, selbst wenn das Klappern auftritt. Daher wird, da die Aufprallkraft aufgrund des Klapperns nicht zu der Außenwandseite des Gehäuses 12 (wie z.B. der Aufnahme 12a) weitergegeben wird, das Klappergeräusch reduziert, das durch die Schwingung der Außenoberfläche des Gehäuses 12 erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung verändert einen Aufprallpunkt (Eingabepunkt) selbst aufgrund des Klapperns zum Reduzieren des Klappergeräuschs anstatt die Steuerung des zweiten Elektromotors MG2 oder eines Betriebspunkts der Maschine 8 zum Unterdrücken des Klapperns wie bei dem herkömmlichen Fall zu verändern und daher wird auch ein Stoß während des Fahrens verhindert, der im Gegenzug zur Steuerung des zweiten Elektromotors MG2 und Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz aufgrund einer Veränderung des Betriebspunkts der Maschine 8 erzeugt wird.
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Gemäß diesem Beispiel besteht das Zahnradpaar aus dem auf der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildeten Reduktionszahnrad 70 und dem auf der Vorgelegewelle 18 ausgebildeten und mit dem Reduktionszahnrad 70 in Eingriff stehenden angetriebenen Vorgelegezahnrad 72, und die Leistungsübertragungswelle 20 ist derart konfiguriert, dass, wenn der zweite Elektromotor MG2 das Drehmoment ausgibt, das gleich oder größer als der vorab festgelegte vorbestimmte Wert ist, die Leistungsübertragungswelle 20 in Richtung der Aufnahme 12a, die als Abschnitt der Außenwand wirkt, durch die Schubkraft F vorgespannt wird, die auf die Leistungsübertragungswelle 20 gegen die Vorspannkraft der Tellerfeder 114 wirkt. Dadurch wird ermöglicht, dass die Leistungsübertragungswelle 20 mit der Trennwand 13 in der Drehmomentregion des zweiten Elektromotors MG2 kollidiert, in der das Klappern in der Leistungsübertragungswelle 20 auftritt, und wenn ein größeres Drehmoment durch den zweiten Elektromotor MG2 übertragen wird, kann die Getriebereaktionskraft in Schubrichtung durch die Aufnahme 12a aufgenommen werden, die als Abschnitt der Außenwand wirkt, wodurch ermöglicht wird, dass die Trennwand 13 und die Aufnahme 12a des Gehäuses 12 eine Traglast der Leistungsübertragungswelle 20 aufnehmen. Daher kann, da die in Richtung der Trennwand 13 aufgebrachten Trägerlast reduziert wird, eine Verschlechterung der Lebensdauer bei dem an der Trennwand 13 angeordneten und die Leistungsübertragungswelle 20 abstützenden achten Lager 80 unterdrückt werden.
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Gemäß diesem Beispiel ist die Trennwand 13 eine Wand, welche die den zweiten Elektromotor MG2 aufnehmende Motorkammer 19 und die die Leistungsübertragungswelle 20 und die Vorgelegewelle 18 aufnehmende Getriebekammer 21 in dem Gehäuse 12 trennt, und die Leistungsübertragungswelle 20 ist drehbar über das achte Lager 80 durch die Trennwand 13 mit dem Innenring 80a des achten Lagers 80, der in die Leistungsübertragungswelle 20 pressgepasst ist, und dem Außenring 80b des achten Lagers 80 abgestützt, der durch die Tellerfeder 114 gegen die an der Trennwand 13 ausgebildeten ringförmigen Wand 116 gedrückt wird. Dadurch wird, da der Außenring 80b des achten Lagers 80 durch die Tellerfeder 114 gegen die ringförmigen Wand 116 gedrückt wird, die Leistungsübertragungswelle 20 gegen die Trennwand 13 über das achte Lager 80 gedrückt.
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Ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Bei der nachstehenden Beschreibung werden die Abschnitte wie das Beispiel durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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Zweites Beispiel
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6 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts um den zweiten Elektromotor MG2 und die Leistungsübertragungswelle 20 in einer Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 150 (nachstehend als eine Antriebsvorrichtung 150 bezeichnet), die ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung entsprechend 4 des Beispiels ist. Durch einen Vergleich von 6 mit 4 des Beispiels werden Reibungsmaterialien, die als Dämpfungselemente (Reibungsmechanismen, Hysteresismechanismen) wirken, einem Keilverzahnungsabschnitt 152, der die Leistungsübertragungswelle 20 und die Drehwelle 22 koppelt und der durch die gestrichelte-zweigepunktete Linie B angezeigt ist, einem Spalt zwischen dem achten Lager 80 und der Trennwand 13 und einem Spalt zwischen dem siebten Lager 78 und der Aufnahme 12a (Gehäuse 12) in diesem Beispiel hinzugefügt. Die anderen Bestandteile sind die gleichen wie das Beispiel und werden daher nicht beschrieben. Spezifische Strukturen der an den entsprechenden Teilen angeordneten Reibungsmaterialien werden nachstehend beschrieben.
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Bei dem Keilverzahnungsabschnitt 152 zwischen der Drehwelle 22 des zweiten Elektromotors MG2 und der Leistungsübertragungswelle 20, die durch die gestrichelte-zweigepunktete Linie B von 6 umgeben ist, ist ein Reibungsmaterial 154, das als Dämpfungsmaterial wirkt, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, in einem zwischen den entsprechenden Keilzähnen ausgebildeten Spalt ausgebildet. 7 ist ein Diagramm des Keilverzahnungsabschnitts 152 bei Betrachtung in Axialrichtung. Wie in 7 gezeigt, ist das Reibungsmaterial 154 entsprechend einem Dämpfungselement der vorliegenden Erfindung in einen Spalt dazwischen angeordnet, der zwischen den äußeren Keilumfangszähnen 109, die an der Seite der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildet sind, und den inneren Keilverzahnungsumfangszähnen 111 ausgebildet ist, die auf der Seite der Drehwelle 22 ausgebildet sind. Insbesondere sind eine Mehrzahl von Reibungsmaterialien 154a in Spalte zwischen den oberen Zahnoberflächen der äußeren Keilumfangszähne 109 und den unteren Zahnoberflächen der inneren Keilumfangszähne 111 angeordnet. Eine Mehrzahl von Reibungsmaterialien 154b sind in Spalte zwischen den unteren Zahnoberflächen der äußeren Keilumfangszähne 109 und den oberen Zahnoberflächen der inneren Keilumfangszähne 111 angeordnet. Die Reibungsmaterialien 154a, 154b sind beispielsweise entweder an den äußeren Keilumfangszähnen 109 oder den inneren Keilumfangszähnen 111 befestigt. Daher wird, wenn die Leistungsübertragungswelle 20 und die Drehwelle 22 in Axialrichtung (Schubrichtung) gleiten (relativ bewegen), eine Reibungskraft zwischen den Reibungsmaterialien 154a, 154b und den daran gleitenden Teilen (die äußeren Keilumfangszähne 109 oder die inneren Keilumfangszähne 111) erzeugt.
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Zurückkehrend auf 6, ist ein Reibungsmaterial 160, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und als Dämpfungselement wirkt, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Außenrings 80b des achten Lagers 80 und des Durchgangslochs 112 der Trennwand 13 vorgesehen. Das Reibungsmaterial 160 wird beispielsweise entweder an der äußeren Umfangsoberfläche des Außenrings 80b oder der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 112 der Trennwand 13 befestigt. Daher wird, wenn die Leistungsübertragungswelle 20 in Axialrichtung (Schubrichtung) schwankt, eine Reibungskraft zwischen dem Reibungsmaterial 160 und dem Außenring 80b oder dem daran gleitenden Durchgangsloch 112 erzeugt.
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Ein Reibungsmaterial 162, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und als Dämpfungselement wirkt, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Außenrings 78b des siebten Lagers 78 und des an der Aufnahme 12a (Gehäuse 12) aufgenommenen ringförmigen Loch 110 vorgesehen. Das Reibungsmaterial 162 ist beispielsweise entweder an der äußeren Umfangsoberfläche des Außenrings 78b oder einer inneren Umfangsoberfläche des ringförmigen Lochs 110 befestigt. Daher wird, wenn die Leistungsübertragungswelle 20 in Axialrichtung (Schubrichtung) schwankt, eine Reibungskraft zwischen dem Reibungsmaterial 162 und dem Außenring 78b oder dem daran gleitenden ringförmigen Loch 110 erzeugt.
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Die Reibungsmaterialien 154, 160, 162 (nachstehend als Reibungsmaterial bezeichnet, falls nicht insbesondere unterschieden wird) wirken als Dämpfungselement. Insbesondere wird, wie vorstehend beschrieben, die Leistungsübertragungswelle 20 durch die Tellerfeder 114, die als elastisches Element wirkt, in Richtung der Trennwand 13 vorgespannt. Falls ein elastisches Element angeordnet ist, ist im Allgemeinen ein Resonanzsystem ausgebildet. Daher tritt eine Resonanz aufgrund der Resonanzfrequenz dieses Resonanzsystems auf. Diesbezüglich wirkt, da das Reibungsmaterial angeordnet ist, das eine Reibungskraft erzeugt, wenn die Leistungsübertragungswelle 20 in Schubrichtung schwankt, das Reibungsmaterial als Hysteresismechanismus (Reibungsmechanismus), der die Resonanz unterdrückt, und daher kann die Schwingung des Resonanzsystems unterdrückt werden. Die Reibungskoeffizienten, usw. des Reibungsmaterials werden geeignet derart eingestellt, dass die Schwingung des Resonanzsystems unterdrückt wird.
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Das als Dämpfungselement wirkende Reibungsmaterial wird vorzugsweise an Teile angeordnet, die keine unterschiedliche Drehung zwischen den Teilen erzeugen, die das Reibungsmaterial tragen. Dies beruht darauf, falls das Reibungsmaterial an den eine unterschiedliche Drehung erzeugenden Teilen angeordnet ist, wird immer ein Widerstand dazwischen erzeugt und eine Kraftstoffeffizienz verschlechtert sich. Beispielsweise sind die Leistungsübertragungswelle 20 und die Drehwelle 22 keilverzahnt und daher sind sie Teile, die relativ nicht drehbar sind, d.h. die keine unterschiedliche Drehung erzeugen. Der Außenring 80b des achten Lagers 80 und die Trennwand 13, die das Reibungsmaterial 160 trägt, sind nicht relativ drehbar und daher erzeugen sie keine unterschiedliche Drehung. Auf ähnliche Weise sind der Außenring 78b des siebten Lagers 78 und die Aufnahme 12a, die das Reibungsmaterial 162 trägt, nicht relativ drehbar und daher erzeugen sie keine unterschiedliche Drehung. Dadurch wird, wenn das Reibungsmaterial an diesen Teilen angeordnet ist, die Resonanzschwingung unterdrückt und die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz verhindert.
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Ein in 8 gezeigtes Dämpfungselement kann anstelle der an dem siebten Lager 78 und dem achten Lager 80 angeordneten Reibungsmaterialien angeordnet sein. 8 zeigt eine Konfiguration mit einem Ring 166 auf, der als das auf dem siebten Lager 78 angeordneten Dämpfungselement wirkt. Wie in 8 gezeigt, ist eine ringförmige Nut 168 in einer Ringform in den Außenring 78b des siebten Lagers 78 ausgebildet. Eine ringförmige Nut 170 in einer Ringform ist in der inneren Umfangsoberfläche des ringförmigen Lochs 110 an der gleichen Position wie die ringförmige Nut 168 in Axialrichtung ausgebildet, d.h. an einer Position, die sich mit der ringförmigen Nut 168 in Radialrichtung überlappt. Der ringförmige Ring 166 bestehend aus einem elastischen Element ist in einem durch die ringförmige Nuten 168, 170 ausgebildeten ringförmigen Raum eingepasst und angebracht. Der Ring 166 weist eine Mitte von dessen Querschnitt auf, die im Wesentlichen gleich einer Position von Fügeoberflächen zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Außenrings 78b und des ringförmigen Lochs 110 der Aufnahme 12a in Radialrichtung festgelegt ist. Daher wird, falls die Leistungsübertragungswelle 20 in Axialrichtung (Schubrichtung) schwankt, die Schwankung durch die elastische Rückkehrkraft des Rings 166 gedämpft. Dadurch kann, da der Ring 166 als Dämpfungselement wirkt, die gleiche Wirkung wie das Reibungsmaterial 162 auch in der in 8 gezeigten Struktur erlangt werden. Die gleiche Konfiguration kann nicht nur in dem siebten Lager 78, sondern auch in dem achten Lager 80 erreicht werden.
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Wie vorstehend beschrieben, kann, da die als elastisches Element wirkende Tellerfeder 114 in diesem Beispiel angeordnet ist, die gleiche Wirkung wie das Beispiel erlangt werden. Die Drehwelle 22 des zweiten Elektromotors MG2 und die Leistungsübertragungswelle 20 sind durch eine Keilverzahnung gekoppelt und das Reibungsmaterial 154, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, ist in einem den Keilverzahnungsabschnitt 152 ausgebildeten Spalt zwischen der Drehwelle 22 des zweiten Elektromotors MG2 und der Leistungsübertragungswelle 20 ausgebildet. Dadurch kann, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen der Tellerfeder 114 ausgebildet ist, das Reibungsmaterial 154 die Schwingung des Resonanzsystems unterdrücken.
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Gemäß diesem Beispiel ist das Reibungsmaterial 160, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, zwischen der Trennwand 13 und dem achten Lager 80 angeordnet. Dadurch kann, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen der Tellerfeder 114 ausgebildet wird, das Reibungsmaterial 160 die Schwingung des Resonanzsystems unterdrücken.
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Gemäß diesem Beispiel ist die Leistungsübertragungswelle 20 drehbar über das siebte Lager 78 durch die Außenwand (Aufnahme 12a) des Gehäuses 12 abgestützt und das Reibungsmaterial 162, das die Resonanz aufgrund der Tellerfeder 114 unterdrückt, ist zwischen der Aufnahme 12a und dem siebten Lager 78 angeordnet. Dadurch kann, obwohl das Resonanzsystem durch Anordnen der Tellerfeder 114 ausgebildet ist, das Reibungsmaterial 162 die Schwingung des Resonanzsystems unterdrücken.
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Obwohl die Beispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Figuren beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung auch in anderen Ausbildungen anwendbar.
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Beispielsweise ist, obwohl der Sicherungsring 120 als ein Element angeordnet ist, das beispielsweise die Tellerfeder 114 trägt, das Element nicht notwendigerweise auf den Sicherungsring 120 beschränkt und kann bei Bedarf beispielsweise zu einem durch eine Schweißnaht fixierten Element verändert werden.
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Obwohl die Tellerfeder 114 als elastisches Element in diesen Beispielen verwendet wird, ist das elastische Element nicht notwendigerweise auf die Tellerfeder 114 beschränkt und die Leistungsübertragungswelle 20 kann so konfiguriert sein, dass sie beispielsweise in Richtung der Trennwand 13 unter Verwendung eines elastischen Körpers, wie z.B. Gummi und Harz, konfiguriert sein kann.
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Obwohl die Trennwand 13 eine Wand ist, die die Motorkammer 19 und die Getriebekammer 21 in dem Gehäuse 12 in diesen Beispielen ausbildet, ist die Innenwand nicht darauf notwendigerweise beschränkt und kann in einem anderen Teil ausgebildet sein. Die Innenwand muss nicht notwendigerweise eine Trennwand sein, die Räume abtrennt, und kann lediglich eine Struktur sein, die teilweise von der Außenwand des Gehäuses 12 zu einer Innenumfangsseite hervorsteht.
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Obwohl das Reibungsmaterial 154, das Reibungsmaterial 160 und das Reibungsmaterial 162 an der Antriebsvorrichtung 150 in dem Beispiel angeordnet sind, müssen diese Reibungsmaterialien nicht alle an den Teilen angeordnet sein und irgendeine Konfiguration kann verfügbar sein, die mit wenigstens einem dieser Reibungsmaterialien angeordnet ist.
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Obwohl der Keilverzahnungsabschnitt 152 die Reibungsmaterialien 154a aufweist, die zwischen den oberen Zahnoberflächen der äußeren Keilumfangszähne 109 und den unteren Zahnoberflächen der inneren Keilumfangszähne 111 angeordnet sind, und die Reibungsmaterialien 154b, die zwischen den unteren Zahnoberflächen der äußeren Keilumfangszähne 109 und der oberen Zahnoberflächen der inneren Keilumfangszähne 111 in dem Beispiel angeordnet sind, kann eine Konfiguration verfügbar sein, die entweder Reibungsmaterialien 154a oder Reibungsmaterialien 154b vorsieht. Das Reibungsmaterial 154 kann nicht notwendigerweise über den gesamten Umfang angeordnet sein und kann beispielsweise in einer umfangsverstreuten Weise angeordnet sein.
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Obwohl die Beispiele den vorbestimmten Wert des zweiten Elektromotors MG2 aufweisen, der im Wesentlichen Null mittels des Beispiels festgelegt ist, ist der vorbestimmte Wert nicht notwendigerweise auf einen solchen niedrigen Wert begrenzt und kann auf einen größeren Wert festgelegt werden. Kurzum, der vorbestimmte Wert kann geeignet in Abhängigkeit des Typs eines Fahrzeugs, usw. verändert werden.
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Bezugszeichenliste
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8: Maschine, 12: Gehäuse (Gehäuse), 12a: Aufnahme (Außenwand), 13: Trennwand (Innenwand), 18: Vorgelegewelle (zweites Drehelement), 19: Motorkammer, 20: Leistungsübertragungswelle (erstes Drehelement), 21: Getriebekammer, 70: Reduktionszahnrad (erstes Zahnrad), 72: angetriebene Vorgelegewelle (zweites Zahnrad), 78: siebtes Lager (Außenwandlager), 80: achtes Lager (Innenwandlager), 80a: Innenring (Innenring des Innenwandlagers), 80b: Außenring (Außenring des Innenwandlagers), 86: Zahnradpaar, 114: Tellerfeder (elastisches Element), 116: ringförmige Wand (Seitenwand), 152: Keilverzahnungsabschnitt, 154: Reibungsmaterial (Dämpfungselement), 160: Reibungsmaterial (Dämpfungselement), 162: Reibungsmaterial (Dämpfungselement), 166: Ring (Dämpfungselement), MG2: zweiter Elektromotor (Elektromotor)
