JP2004114945A - 車両用駆動装置およびその組み立て方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の駆動部1と第2の駆動部2とが軸線方向に並んで配列され、一方の駆動部2をその中心軸線に沿って貫通した回転軸19の一端部が各駆動部1,2同士の中間部分にまで延びるとともに、その一端部が連結部3を介して他方の駆動部1に連結され、かつ前記回転軸19の前記一方の駆動部2から突出した他方の端部が他の回転部材30にトルク伝達可能に連結されている車両用駆動装置であって、前記回転軸19の外径が、前記一方の駆動部2を回転自在に貫通可能な外径に形成され、かつその回転軸19の前記一方の端部が、前記連結部3に対して軸線方向から挿入されて回転方向に対して一体化されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に使用される変速装置やハイブリッド装置などの駆動装置およびその駆動装置を組み立てるための方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の駆動装置は、動力の伝達経路を変更し、あるいはトルクを分割もしくは合成する作用をなすものであるために、多数の回転部材から構成されている。一方、駆動装置を搭載するために許容される車両上のスペースは限られているので、可及的に小型・軽量であることが望まれている。そのために、内部構造がますます複雑化しているが、同時に製造作業性のよいものであることが要求されている。
【0003】
駆動装置の一例としてハイブリッド装置は、変速装置やトルクの合成分割機構に加えて、電動機や発電機をも含む場合があるので、更に特殊な構造となることがある。その一例を挙げると、特開平6−144020号公報には、二つのモータと高低二段の切り替えをおこなう変速機とを、同一軸線上に配列したハイブリッド装置が記載されている。その第1のモータにおけるロータ軸をエンジンに選択的に連結する第1クラッチと、第2のモータにおけるロータ軸に選択的に連結する第2クラッチとが、第1のモータを挟んだ両側に配置されている。高低二段の変速をおこなう変速機は、シングルピニオン型遊星歯車機構を主体として構成され、第2のモータを挟んで第1のモータとは反対側に配置されており、第2のモータのロータ軸がキャリヤに連結されるリングギヤに出力軸が連結され、さらにキャリヤとサンギヤとを連結して低速段を設定する低速クラッチと、サンギヤを固定することにより高速段を設定する高速ブレーキとが設けられている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−144020号公報(段落(0018)〜(0025)、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の変速機を構成している遊星歯車機構は、独立した単一部品として取り扱われるのが一般的であるから、上記の公報に記載されている装置における第2のモータのロータ軸を、その遊星歯車機構のキャリヤと一体化しておき、そのロータ軸を含むユニットを第2のモータや第2のクラッチなどに対して組み付ける構成が考えられる。しかしながら、このような構成とした場合、前記第2のモータが低トルク・高回転数型のモータであってロータの軸長の長いものであるから、遊星歯車機構のキャリヤと一体化されているロータ軸が長くなる。
【0006】
そのため、そのロータ軸を第2のモータのロータに嵌合させるとすれば、ロータ軸を含む遊星歯車機構と第2モータとのいずれか一方を、ロータ軸以上の距離に亘って他方に対して直線的に移動させて組付けをおこなうことになり、困難な作業を余儀なくされる。これに替えて、第2のモータと上記の変速機とを予め組み付けておき、そのユニットを第1のモータ側のユニットに対して組み付けることが考えられる。しかしながらこのような構成とした場合には、重量および容積の大きいユニットを移動させる必要があるので、組み付け作業性が悪くなる可能性が大きい。
【0007】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、組み立て作業性に優れた駆動装置およびその駆動装置を組み立てる方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、長さの長い回転軸を組み立て時に単独で取り扱えるように構成したことを特徴とするものである。すなわち、請求項1の発明は、第1の駆動部と第2の駆動部とが軸線方向に並んで配列され、一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通した回転軸の一端部が各駆動部同士の中間部分にまで延びるとともに、その一端部が連結部を介して他方の駆動部に連結され、かつ前記回転軸の前記一方の駆動部から突出した他方の端部が他の回転部材にトルク伝達可能に連結されている車両用駆動装置において、前記回転軸の最大外径部が、前記一方の駆動部を回転自在に貫通可能な外径に形成され、かつその回転軸の前記一方の端部が、前記連結部に対して軸線方向から挿入されて回転方向に対して一体化されていることを特徴とするものである。
【0009】
なお、前記連結部は、請求項3に記載されているように、前記回転軸の最大外径部より大径とすることができる。
【0010】
したがって請求項1の発明では、前記他方の駆動部と前記他の回転部材とが、前記一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通した回転軸によって連結され、その回転軸と他方の駆動部とを連結する連結部が、各駆動部同士の中間部に位置している。そして、その回転軸の外径が、前記一方の駆動部を回転自在に貫通する寸法に設定されており、しかもその回転軸の他の回転部材側の端部が、前記一方の駆動部から突出しているので、前記回転軸を各駆動部とは別個に単独でハンドリングして組み付けることが可能になる。
【0011】
また、請求項2の発明は、第1の駆動部と第2の駆動部とが軸線方向に並んで配列され、一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通した回転軸の一端部が各駆動部同士の中間部分にまで延びるとともに、その一端部が連結部を介して他方の駆動部に連結され、かつ前記回転軸の前記一方の駆動部から突出した他方の端部が他の回転部材にトルク伝達可能に連結されている車両用駆動装置の組み立て方法において、前記他方の駆動部に前記連結部を組み付けた状態でこれら他方の駆動部と連結部とを第1のケースに内蔵させる一方、前記一方の駆動部を内蔵した第2のケースを、前記第1のケースの端部に連結してこれらのケースを一体化し、ついで前記回転軸を前記一方の駆動部の軸端側から該一方の駆動部の中心軸線に沿って挿入かつ貫通させるとともに、その一端部を前記連結部に少なくとも回転方向で一体となるように連結することを特徴とする方法である。
【0012】
なお、前記連結部は、請求項3に記載されているように、前記回転軸の最大外径部より大径とすることができる。
【0013】
したがって請求項2の発明では、回転軸が貫通する一方の駆動部に対して軸線方向に並んで配置される他方の駆動部と、該他方の駆動部に対して前記回転軸を連結する連結部とを、互いに組み付けられた状態で第1のケースに内蔵する。これに対して前記一方の駆動部を第2のケースに内蔵する。そして、各駆動部および連結部が同一軸線上に所期の順序で並ぶように、各ケースを組み付ける。その後、回転軸を前記一方の駆動部に対して貫通させ、各駆動部の中間に位置する連結部に対して回転軸の一端部を回転方向で一体化させる。その結果、回転軸を各駆動部や連結部に対して独立してハンドリングして組み付けることが可能になり、重量および容積の大きいユニットを大きく移動させることが回避もしくは抑制され、組み付けが容易になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1は、この発明の一例を模式的に示しており、ここに示す例は、ハイブリッド車用の駆動装置であって、駆動装置および回生装置として機能する二つのモータ・ジェネレータ1,2と、二つのトルク合成分割機構3,4とを備えている。第1のモータ・ジェネレータ1は、高トルク・低回転数型のモータ・ジェネレータであって、一例として同期電動機が使用されており、第1ケース5の内部に収容されている。
【0015】
この第1ケース5は、エンジン6に連結されるように構成されており、その内部が、軸線方向に互いに離隔させて設けた一対の隔壁部7,8によって区画されている。これらの隔壁7,8の間に前記第1のモータ・ジェネレータ1が配置され、そのコイルを含むステータ9が、第1ケース5の内周面に固定されている。またロータ10と一体のロータ軸11が、各隔壁部7,8の内周端によって適宜の軸受(図示せず)を介して回転自在に支持されている。なお、エンジン6側の隔壁部7は、第1ケース5に対して着脱できるように構成されている。
【0016】
前記ロータ軸11は中空軸であって、その内部に入力軸12が挿入されて回転自在に支持されている。その入力軸12は、ロータ軸11の前後両側に突出する長さであって、エンジン6側の端部がトルクリミッタ13を介してエンジン6の出力軸14に連結されている。また、これとは反対側の端部が、他方の隔壁部(エンジン6側とは反対側の隔壁部)8を貫通して突出しており、その端部が第1のトルク合成分配機構3に連結されている。
【0017】
このトルク合成分配機構3は、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されており、そのキャリヤ15に入力軸12の端部が一体化されている。また、このキャリヤ15によって保持されているピニオンギヤに噛合しているサンギヤ16が、ロータ軸11に連結されている。さらに、ピニオンギヤに噛合しているリングギヤ17には、その内周側に延びたフランジ部18が一体化されており、そのフランジ部18の中心部分に、この発明の回転軸に相当する中間軸19が、スプラインやセレーションなどの回転方向で一体化し、かつ軸線方向に対しては着脱できる連結機構によって連結されている。したがってこのフランジ部18あるいはこれを含むトルク合成分配機構3がこの発明の連結部に相当している。
【0018】
他方、第2のモータ・ジェネレータ2は、低トルク・高回転数型のものであって、前記第1モータ・ジェネレータ1よりも小径で、かつ軸長の長い例えば同期電動機によって構成されている。そして、この第2モータ・ジェネレータ2は、ほぼ円筒状をなす第2ケース20の内部に配置されている。
【0019】
すなわち、第2ケース20の内部には、軸線方向に所定間隔をあけて配置された一対の隔壁部21,22が設けられている。なお、一方の隔壁部(図示の例では、第1モータ・ジェネレータ1側の隔壁部)21は、第2ケース20に対して着脱できるように構成されている。第2モータ・ジェネレータ2は、これらの隔壁部21,22の間に配置されており、そのコイルを含むステータ23が第2ケース20の内周面に固定されている。また、ロータ24と一体のロータ軸25は中空軸であって、各隔壁部21,22の内周端によって適宜の軸受(図示せず)を介して回転自在に支持されている。
【0020】
上記の第2モータ・ジェネレータ2を内蔵した第2ケース20は、前記第1ケース5のエンジン6側とは反対側の端部に連結されている。したがって、この発明の連結部に相当する第1のトルク合成分配機構3は、各モータ・ジェネレータ1,2の中間部分、より具体的には、第1ケース5の一方の隔壁部8と第2ケース20の一方の隔壁部21とによって囲まれた空間部分に配置されている。
【0021】
前記中間軸19における先端側(図1での左側)における最大外径が、第2モータ・ジェネレータ2におけるロータ軸25の内径以下になっている。したがって前記中間軸19は、ロータ軸25の内部に、第1のトルク合成分配機構3側とは反対側(図1での右側)から挿入され、かつ第1のトルク合成分配機構3における前記フランジ部18に嵌合されて回転方向で一体化されている。
【0022】
上記の第2ケース20のエンジン6側とは反対側の端部に、エクステンションハウジング26が連結されている。このエクステンションハウジング26と前記第2ケース20の端部および隔壁部22で囲まれた空間部に、第2のトルク合成分配機構4が配置されている。この第2のトルク合成分配機構4も前記第1のトルク合成分配機構3と同様に、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されており、そのキャリヤ27は前記隔壁部22に固定されており、そのキャリヤ27で保持されているピニオンギヤに噛合しているサンギヤ28が、第2モータ・ジェネレータ2におけるロータ軸25に連結されている。さらにリングギヤ29が、前記中間軸19と同一軸線上に配置されかつエクステンションハウジング26によって回転自在に保持されている出力軸30に一体化されている。そして、中間軸19の端部が、出力軸30の端部に挿入されてスプライン嵌合している。なお、出力軸30にはパーキングギヤ31が取り付けられている。
【0023】
したがって上記の駆動装置では、前記パーキングギヤ31を介して出力軸30および中間軸19を固定している状態で、第1モータ・ジェネレータ1を駆動すると、第1トルク合成分配機構3におけるリングギヤ17を固定した状態でサンギヤ16を回転させることになるので、キャリヤ15およびこれに連結されている入力軸12が回転させられ、その結果、エンジン6がモータリングされて始動させられる。
【0024】
また、エンジン6を駆動している状態で第1モータ・ジェネレータ1を駆動すれば、両者のトルクが第1トルク合成分配機構3で合成されて中間軸19から出力軸30に伝達される。その場合、エンジン回転数のギヤ比倍の回転数よりも第1モータ・ジェネレータ1の回転数を速くすると、中間軸19および出力軸30が逆回転して後進走行状態となる。
【0025】
さらにエンジン6もしくは第1モータ・ジェネレータ1によって中間軸19および出力軸30を回転させている状態で第2モータ・ジェネレータ2を駆動すれば、そのトルクが第2トルク合成分配機構4を介して出力軸30に伝達され、駆動トルクが増大する。
【0026】
つぎに上記の駆動装置の組み立て手順すなわちこの発明の方法の一例について説明する。上記の図1に示す駆動装置は、各モータ・ジェネレータ1,2を各ケース5,20の内部に隔壁部7,8,21,22で囲んで収容してあるから、上記の駆動装置を組み立てるにあたっては、先ず、図2に模式的示すように、各モータ・ジェネレータ1,2をそれぞれのケース5,20の内部に内蔵させる。その場合、各ロータ軸11,25を各隔壁部7,8,21,22に適宜の軸受を介して回転自在に保持させる。
【0027】
また、第1のトルク合成分配機構3を構成している遊星歯車機構は、その全体がユニット化されていることに加え、入力軸12がキャリヤ15に一体化されているので、ロータ軸11の端部に組み付けておく。
【0028】
これに対して、第2トルク合成分配機構4を構成している遊星歯車機構のリングギヤ29が出力軸30に一体化され、かつサンギヤ28が第2モータ・ジェネレータ2のロータ軸25に連結されるようになっているので、サンギヤ28のみをロータ軸25の端部に組み付けておき、他の部品は、第2モータ・ジェネレータ2を含むユニットから外しておいてよい。
【0029】
つぎに、第1モータ・ジェネレータ1を内蔵した第1ケース5と第2モータ・ジェネレータ2を内蔵した第2ケース20とを連結する。その場合、各モータ・ジェネレータ1,2は直接的にトルクを伝達するようには構成されていないので、ギヤの噛み合いや軸の嵌合などの作業を伴うことなく、ケース5,20同士の連結のみとなる。
【0030】
この状態では、第2モータ・ジェネレータ2のロータ軸25の端部が、第2のケース20の端部側に突出して開口している。したがってそのロータ軸25の内部に中間軸19を挿入し、その先端部を各モータ・ジェネレータ1,2の中間部に配置されている第1トルク合成分配機構3のフランジ部18に嵌合させ、回転方向で一体化させる。
【0031】
さらに、ロータ軸25に連結されているサンギヤ28に、キャリヤ27によって保持しているピニオンギヤを噛合させるとともに、そのキャリヤ27を第2ケース20における隔壁部22の側面に固定する。また、出力軸30に一体化させてあるリングギヤ29を、そのピニオンギヤの外周側に噛合させる。そして、その出力軸30を貫通させつつエクステンションハウジング26を第2ケース20の端部に連結することにより、駆動装置の全体が組付けが終了する。
【0032】
したがって上記のこの発明に係る駆動装置およびこれを組み立てる方法によれば、比較的重量および容積の大きい第1ケース5と第2ケース20とを組み付ける時点では、この発明の連結部に相当する第1トルク合成分配機構3に中間軸19が取り付けられていないので、第1ケース5側から軸線方向に大きく突出している部分がない。そのため、各ケース5,20の端部を互いに接近させた状態で、その中心軸線に対して垂直な方向(すなわち半径方向)にいずれか一方を相対的に移動させ、両者の中心軸線を一致させつつ、各ケース5,20を接近させることにより、その組付けをおこなうことができる。すなわち、両者を軸線方向に大きく離隔させた状態から接近させる必要がなく、また長い軸部材を中空部などに嵌合させる必要もないので、その組み付け作業が容易になる。
【0033】
なお、中間軸19を第1トルク合成分配機構3に連結する場合には、第2モータ・ジェネレータ2のロータ軸25に中間軸19を挿入する必要があるが、上記の構成あるいは方法では、中間軸19を単独でロータ軸25の中心軸線に沿って挿入することになるので、ハンドリングすべき中間軸19が相対的に軽量があり、また単純な形状であるから、その作業を容易におこなうことができる。
【0034】
なお、この発明は上記の具体例に限定されない。例えばこの発明における駆動部は、上記のモータ・ジェネレータ1,2以外の部材であってよく、要は、回転軸もしくは他の回転部材にトルクを伝達するように構成されたものであればよい。また、この発明の駆動部をそれぞれ電動機もしくは発電機とする場合、二つの電動機もしくは発電機の容量が異なっている必要は特にはなく、同一容量の電動機あるいは発電機を備えていてもよい。さらに、この発明の連結部は、上述したシングルピニオン型遊星歯車機構もしくはそのリングギヤに一体のフランジ部に限らないのであり、他の適宜のギヤ列やクラッチなどの伝動作用のある機構であってもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通する回転軸を、第1および第2の駆動部とは別個に単独でハンドリングして組み付けることが可能になるので、比較的重量および容積が大きくなる各駆動部を相対的に大きく移動させる必要がなく、特に軸線を一致させた状態で両者を接近させるなどの必要がなく、その結果、駆動装置の全体としての組み付け作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一例を模式的に示す構成図である。
【図2】その組み立て途中の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
1,2…モータ・ジェネレータ、 3,4…トルク合成分配機構、 5…第1ケース、 12…入力軸、 18…フランジ部、 19…中間軸、 20…第2ケース、 25…ロータ軸、 30…出力軸。
Claims (3)
- 第1の駆動部と第2の駆動部とが軸線方向に並んで配列され、一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通した回転軸の一端部が各駆動部同士の中間部分にまで延びるとともに、その一端部が連結部を介して他方の駆動部に連結され、かつ前記回転軸の前記一方の駆動部から突出した他方の端部が他の回転部材にトルク伝達可能に連結されている車両用駆動装置において、
前記回転軸の外径が、前記一方の駆動部を回転自在に貫通可能な外径に形成され、かつその回転軸の前記一方の端部が、前記連結部に対して軸線方向から挿入されて回転方向に対して一体化されていることを特徴とする車両用駆動装置。 - 第1の駆動部と第2の駆動部とが軸線方向に並んで配列され、一方の駆動部をその中心軸線に沿って貫通した回転軸の一端部が各駆動部同士の中間部分にまで延びるとともに、その一端部が連結部を介して他方の駆動部に連結され、かつ前記回転軸の前記一方の駆動部から突出した他方の端部が他の回転部材にトルク伝達可能に連結されている車両用駆動装置の組み立て方法において、
前記他方の駆動部に前記連結部を組み付けた状態でこれら他方の駆動部と連結部とを第1のケースに内蔵させる一方、前記一方の駆動部を内蔵した第2のケースを、前記第1のケースの端部に連結してこれらのケースを一体化し、ついで前記回転軸を前記一方の駆動部の軸端側から該一方の駆動部の中心軸線に沿って挿入かつ貫通させるとともに、その一端部を前記連結部に少なくとも回転方向で一体となるように連結することを特徴とする車両用駆動装置の組み立て方法。 - 前記連結部が、前記回転軸の最大外径部より大径であることを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置または請求項2に記載の車両用駆動装置の組み立て方法。
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