JP2004116739A

JP2004116739A - Drive unit

Info

Publication number: JP2004116739A
Application number: JP2002284209A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tanabe; 田辺　健二; Masahiro Kojima; 小嶋　昌洋; Yushi Hata; 畑　祐志; Kenji Miyasaka; 宮坂　賢治; Yoshiharu Iwasa; 岩佐　吉晴; Yuji Shimada; 嶋田　裕司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: CN2799986Y; CN1280121C; JP4113407B2; CN2748317Y; CN1496884A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit capable of suppressing the vibration of cases for power output device when a power output device vibrates. SOLUTION: This drive unit comprises cases 4B and 4C for power output device in which the power output devices 7, 8, and 24 are installed and a case 56 for auxiliary equipment device in which an auxiliary equipment device 55 is installed. The specific gravity of a material forming the case 56 for auxiliary equipment device is set larger than that of a material forming the cases 4B and 4C for power output device. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力出力装置を取り付けた動力出力装置用ケースと、補機装置を取り付けた補機装置用ケースとを一体化した駆動ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動力出力装置を取り付けた動力出力装置用ケースと、補機装置を取り付けた補機装置用ケースとを一体化した駆動ユニットして、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この特許文献１には、油圧発生装置（補機装置）および動力出力装置が記載されている。動力出力装置は、エンジン、第１のモータ、第２のモータ、プラネタリギヤなどを有し、エンジンのクランクシャフトと、キャリヤ軸とが同心状に配置されている。また、第２モータのロータに中空軸が連結され、中空軸の内部にキャリヤ軸が配置されている。これら、クランクシャフト、第１のモータ、第２のモータ、キャリヤ軸、中空軸などは、ケース（動力出力装置用ケース）の内部に配置されている。また、第１のモータおよび第２のモータのステータは、ケースに取り付けられている。
【０００４】
一方、ケースの外部には油圧発生装置が設けられており、２つの回転軸のうち回転数の大きい方の回転軸によって油圧を発生する構成となっている。この２つの回転軸は、前記中空軸、キャリヤ軸に連結されている。さらに、油圧発生装置のケーシング（補機装置用ケース）は、前記ケースと一体化されている。この特許文献１に記載されている動力出力装置では、油圧発生装置のケーシングをケースと一体化することによって、油圧発生装置を、第１のモータと一体となって振動する大きなマスとすることにより、エンジンを運転することによって生じる振動が油圧発生装置に入力された場合に、その制振効果を大きくすることができるとされている。なお、ケーシングの振動を抑制する技術のこの他の例として、特許文献２および特許文献３が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−８９４４６号公報（段落番号００３１ないし段落番号００３５、図５）
【特許文献２】
実願平２−５１９６７号のマイクロフィルム（実開平４−１１１２７号）
【特許文献３】
実開平６−５１６０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１に記載されている技術のように、油圧発生装置（補機装置）のケーシングをケースと一体化する際に、ケーシングとケースとを同じ材料で構成することが考えられる。しかしながら、この場合にも動力出力装置の振動により、ケースの膜振動が大きくなる恐れがあった。
【０００７】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、動力出力装置が取り付けられた動力出力装置用ケースと、補機装置が取り付けられた補機装置用ケースとを一体化した場合にも、動力出力装置の振動により、動力出力装置用ケースが膜振動することを抑制することができる駆動ユニットを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力出力装置を取り付けた動力出力装置用ケースと、補機装置を取り付けた補機装置用ケースとを一体化した駆動ユニットにおいて、前記補機装置用ケースを構成する材料の比重が、前記動力出力装置用ケースを構成する材料の比重よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、補機装置用ケースを構成する材料の比重が、動力出力装置用ケースを構成する材料の比重よりも大きく設定されているため、補機装置用ケースと動力出力装置用ケースとを一体化した場合でも、その補機装置用ケースおよび動力出力装置用ケースにより構成されるマスが大きくなる。
【００１０】
請求項２の発明は、動力出力装置を取り付けた動力出力装置用ケースと、補機装置を取り付けた補機装置用ケースとを一体化した駆動ユニットにおいて、前記動力出力装置には電動機が含まれているとともに、この電動機の両側にて、前記動力出力装置用ケースにて前記動力出力装置を支持する複数の軸受が設けられており、この複数の軸受のうち、前記補機装置に最も近い位置に取り付けられた軸受に伝達される荷重の方が、その他の軸受に伝達される荷重よりも低くなるように設定する荷重調整装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、補機装置用ケースと動力出力装置用ケースとを一体化した場合でも、複数の軸受のうち、補機装置に最も近い位置に取り付けられた軸受に伝達される荷重の方が、その他の軸受に伝達される荷重よりも低くなるように設定される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記補機装置用ケースを構成する材料の比重が、前記動力出力装置用ケースを構成する材料の比重よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１および２の発明と同様の作用が生じるため、動力出力装置用ケースの膜振動が、一層確実に抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の一実施例であるＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式の車両のパワートレーンを示すスケルトン図、図２は図１の部分的な断面図である。
【００１５】
図１において、１はエンジンであり、エンジン１はクランクシャフト２を有する。そのクランクシャフト２は、車両の幅方向に、かつ、水平に配置されている。また、クランクシャフト２の端部にはフライホイール３が形成されている。
【００１６】
このエンジン１の外壁には、中空のトランスアクスルケース４が取り付けられている。トランスアクスルケース４は、エンジン側ハウジング４Ａと、ケース４Ｂと、ケースカバー４Ｃとを有している。これらエンジン側ハウジング４Ａおよびケース４Ｂおよびケースカバー４Ｃは、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料により構成されている。そして、エンジン１とエンジン側ハウジング４Ａとが固定されている。また、エンジン側ハウジング４Ａとケースカバー４Ｃとの間に、ケース４Ｂが配置されている。さらに、エンジン側ハウジング４Ａとケース４Ｂとが固定されている。さらにまた、ケース４Ｂは筒形状を成しており、ケース４Ｂの開口端にケースカバー４Ｃが、ねじ部材（図示せず）などにより結合固定されている。
【００１７】
トランスアクスルケース４の内部Ｇ１には、インプットシャフト５、第１のモータ・ジェネレータ６、動力分配機構７、変速機構８、第２のモータ・ジェネレータ９が設けられている。インプットシャフト５は回転軸線Ａ１を中心として回転する。インプットシャフト５におけるクランクシャフト２側の端部には、クラッチハブ１０がスプライン嵌合されている。
【００１８】
また、フライホイール３とインプットシャフト５との間におけるトルク変動を抑制・吸収するダンパ機構１２が設けられている。前記第１のモータ・ジェネレータ６は、インプットシャフト５の外側に配置され、第２のモータ・ジェネレータ９は、第１のモータ・ジェネレータ６よりもエンジン１から遠い位置に配置されている。
【００１９】
すなわち、エンジン１と第２のモータ・ジェネレータ９との間に第１のモータ・ジェネレータ６が配置されている。第１のモータ・ジェネレータ６および第２のモータ・ジェネレータ９は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。まず、第１のモータ・ジェネレータ６は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ１３と、回転自在なロータ１４とを有している。
【００２０】
一方、インプットシャフト５の外周には、中空シャフト１７が取り付けられている。そして、インプットシャフト５と中空シャフト１７とが相対回転可能に構成されている。前記ロータ１４は中空シャフト１７の外周側に連結されている。また、前記動力分配機構７は、第１のモータ・ジェネレータ６と第２のモータ・ジェネレータ９との間に設けられている。この動力分配機構７は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構７Ａを有している。すなわち、遊星歯車機構７Ａは、サンギヤ１８と、サンギヤ１８と同心状に配置されたリングギヤ１９と、サンギヤ１８およびリングギヤ１９に噛合するピニオンギヤ２０を保持したキャリヤ２１とを有している。そして、サンギヤ１８と中空シャフト１７とが連結され、キャリヤ２１とインプットシャフト５とが連結されている。なお、リングギヤ１９は、インプットシャフト５と同心状に配置された環状部材２２の内周側に形成されており、この環状部材２２の外周側にはカウンタドライブギヤ２３が形成されている。
【００２１】
さらに、インプットシャフト５の外周には、中空シャフト２４が回転可能に取り付けられており、この中空シャフト２４の外周側に前記第２のモータ・ジェネレータ９が配置されている。この第２のモータ・ジェネレータ９の配置位置および第２のモータ・ジェネレータ９の構成を具体的に説明する。ケース４Ｂの内面には、インプットシャフト５側に向けて延ばされた隔壁４Ｄが形成されている。そして、ケース４Ｂと隔壁４Ｄとケースカバー４Ｃとにより取り囲まれた空間に、第２のモータ・ジェネレータ９が配置されている。
【００２２】
第２のモータ・ジェネレータ９は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ２５と、回転自在なロータ２６とを有している。このロータ２６と中空シャフト２４とが一体回転するように連結されている。
【００２３】
前記変速機構８は、回転軸線方向において、動力分配機構７と第２のモータ・ジェネレータ９との間に配置されており、この変速機構８は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構８Ａを有している。すなわち、遊星歯車機構８Ａは、サンギヤ２９と、サンギヤ２９と同心状に配置され、かつ、環状部材２２の内周に形成されたリングギヤ３０と、サンギヤ２９およびリングギヤ３０に噛合するピニオンギヤ３１を保持したキャリヤ３２とを有している。サンギヤ２９と中空シャフト２４とが一体回転するように連結されている。
【００２４】
なお、動力分配機構７を構成するサンギヤ１８、リングギヤ１９、ピニオンギヤ２０と、遊星歯車機構８Ａを構成するサンギヤ２９、リングギヤ３０、ピニオンギヤ３１とが、いずれもはす歯歯車により構成されている。また、キャリヤ３２はケース４Ｂに固定されている。さらに、環状部材２２は軸受３３により回転自在に保持されている。
【００２５】
上記中空シャフト２４の支持構造を、図２に基づいて説明する。中空シャフト２４は軸受３５，３６により支持されており、この軸受３５，３６は、回転軸線方向の異なる位置に配置されている。回転軸線方向において、軸受３５と軸受３６との間に、第２のモータ・ジェネレータ９が配置されている。軸受３５は、内輪３７および外輪３８と、内輪３７と外輪３８との間に設けられた転動体３９とを有している。内輪３７は中空シャフト２４の外周に嵌合され、外輪３８は隔壁４Ｄの取り付け穴４０に嵌合されている。中空シャフト２４の外周には、環状の段部４１が形成されている。
【００２６】
また、中空シャフト２４の外周にはスナップリング４２が取り付けられており、サンギヤ２９が段部４１から離れる向きに、回転軸線方向に移動することが、スナップリング４２により規制されている。そして、サンギヤ２９と段部４１との間に内輪３７が配置されている。具体的には、内輪３７における回転軸線方向の両端面と、段部４１およびサンギヤ２９の端面とが接触している。つまり、内輪３７およびサンギヤ２９と、中空シャフト２４とが回転軸線方向に位置決め固定されている。以上のようにして、第２のモータ・ジェネレータ９のロータ２６、中空シャフト２４、変速機構８、インプットシャフト５が、回転軸線Ａ１を中心として回転自在に配置されている。
【００２７】
一方、前記隔壁４Ｄであって、回転軸線方向における取り付け穴４０の両側には、環状の段部４３と、スナップリング４４とが設けられている。そして、段部４３とスナップリング４４との間に外輪３８が配置されている。具体的には、具体的には、外輪３８における回転軸線方向の両端面と、段部４３およびスナップリング４４とが接触している。つまり、外輪３８と隔壁４Ｄとが、回転軸線方向に位置決め固定されている。このように、軸受３５と、中空シャフト２４および隔壁４Ｄとが、回転軸線方向に位置決めされている。
【００２８】
つぎに、軸受３６の取り付け構造を説明する。複数の軸受３５，３６のうち、軸受３６は、回転軸線方向において、オイルポンプ５５に最も近い位置に配置されている。前記ケースカバー４Ｃは、所定の厚さに設定された板形状または膜形状を備えており、このケースカバー４Ｃには、回転軸線Ａ１と交差する方向に延ばされたボス部５３が形成されている。軸受３６は、内輪４５および外輪４６と、内輪４５と外輪４６との間に設けられた転動体４７とを有している。内輪４５は中空シャフト２４の外周に嵌合固定され、外輪４６はボス部５３の保持孔４８内に配置されている。
【００２９】
そして、外輪４６とケースカバー４Ｃとが、回転軸線方向に相対移動自在となり、かつ、軸受３６とケースカバー４Ｃとが、回転軸線に直交する方向に相対移動することを規制できるように、外輪４６の外径、保持孔４８の内径が設定されている。また、ケースカバー４Ｃには段部４９が形成されており、外輪４６の一方の端面５０と段部４９とが接触した状態で、回転軸線方向において、外輪４６の他方の端面５１よりも、ボス部５３の端面５２の方が、軸受３５に近くなるように、回転軸線方向における端面５２の位置が設定されている。このように、回転軸線方向において、第２のモータ・ジェネレータ９の中心（図示せず）の両側に軸受３５と軸受３６とが配置されている。
【００３０】
前記ボス部５３には、回転軸線Ａ１を中心とする軸孔５４が形成されており、インプットシャフト５の一部が、軸孔５４内に配置されている。また、ボス部５３であって、トランスアクスルケース４の外部Ｇ２に臨む位置には、オイルポンプ５５が設けられている。このオイルポンプ５５は、インプットシャフト５のトルクにより駆動される。また、オイルポンプカバー５６が、ボス部５３であって、トランスアクスルケース４の外部Ｇ２に臨む位置に固定されている。オイルポンプカバー５６はねじ部材（図示せず）などにより固定されたものであり、オイルポンプカバー５６は、オイルポンプ５５を覆うように取り付けられている。
【００３１】
このオイルポンプカバー５６には油路５７が形成されている。このオイルポンプカバー５６は、ケース４Ｂおよびケースカバー４Ｃを構成する金属材料の比重よりも大きい比重の金属材料で構成されている。例えば、ケース４Ｂおよびケースカバー４Ｃをアルミニウムで構成し、オイルポンプカバー５６を鋳鉄（鉄−炭素合金）で構成することができる。なお、回転軸線に直交する平面内において、オイルポンプカバー５６の配置領域内に回転軸線Ａ１が配置されている。このように、ケースカバー４Ｃとオイルポンプカバー５６とが結合されて、結合体Ｅ１が構成されている。
【００３２】
上記構成のパワートレーンにおいては、エンジン１から出力されるトルクがインプットシャフト５を介してキャリヤ２１に伝達される。キャリヤ２１に伝達されたトルクは、リングギヤ１９、環状部材２２、カウンタドライブギヤ２３を介して前輪（図示せず）に伝達される。また、エンジン１のトルクをキャリヤ２１に伝達する際に、第１のモータ・ジェネレータ６を発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置（図示せず）に充電することもできる。
【００３３】
さらに、第２のモータ・ジェネレータ９を電動機として駆動させ、その動力を動力分配機構７に伝達することができる。第２のモータ・ジェネレータ９の動力が中空シャフト２４を介して変速機構８のサンギヤ２９に伝達されると、キャリヤ３２が反力要素として作用するとともに、サンギヤ２９の回転速度が減速され、かつ、サンギヤ２９の回転方向とは逆方向にリングギヤ３０を回転させる方向に動力が伝達される。
【００３４】
このようにして、エンジン１の動力および第２のモータ・ジェネレータ９の動力が動力分配機構７に入力されて合成され、合成された動力がカウンタドライブギヤ２３を経由して前輪（図示せず）に伝達される。なお、第２のモータ・ジェネレータ９の回転速度を、変速機構８で減速することにより、第２モータ・ジェネレータ９のトルクを増幅して動力分配機構７に伝達することができる。そして、図１に示すパワートレーンを有する車両は、エンジン１または第２のモータ・ジェネレータ９の少なくとも一方のトルクを車輪に伝達することができる車両、いわゆるハイブリッド車である。
【００３５】
図１および図２においては、中空シャフト２４を支持する軸受３５，３６が、ラジアル軸受としての機能を有する。ところで、動力分配機構７および変速機構８を構成する各ギヤは、はす歯歯車である。このため、トルクの伝達時にサンギヤ２９に対して回転軸線方向の荷重（スラスト荷重）が作用する場合がある。このサンギヤ２９の荷重が中空シャフト２４に伝達されて、中空シャフト２４が回転軸線方向に振動する可能性がある。この中空シャフト２４が回転軸線方向に振動すると、その振動が軸受３６を介してケースカバー４Ｃに伝達されて膜振動を引き起こし、かつ、放射音が発生する可能性がある。
【００３６】
ここで、トランスアクスルケース４の外部Ｇ２であって、ケースカバー４Ｃの側方にはサイドメンバー（図示せず）が配置される一方、トランスアクスルケース４の内部Ｇ１であって、ケースカバー４Ｃの側方には、第２のモータ・ジェネレータ９のステータ２５のコイルが配置されている。したがって、ケースカバー４Ｃにリブなどを設けて剛性を高め、ケースカバー４Ｃの振動を抑制するという構成を採用することは困難である。
【００３７】
これに対して、この実施例では、サンギヤ２９に回転軸線方向の荷重、例えば、図１で左向きの荷重が伝達されると、その荷重は軸受３５、スナップリング４４を経由して隔壁４Ｄに伝達される。これとは逆に、サンギヤ２９に図１で右向きの荷重が伝達された場合は、その荷重がスナップリング４２、中空シャフト２４、軸受３５を経由して隔壁４Ｄに伝達される。
【００３８】
このように、回転軸線方向の荷重がサンギヤ２９に伝達された場合は、その荷重が軸受３５を介して隔壁４Ｄに伝達される。つまり、トランスアクスルケース４の内蔵物である隔壁４Ｄで荷重を受ける構成となっている。言い換えれば、軸受３５がスラスト軸受として機能する。したがって、回転軸線方向におけるケースカバー４Ｃの寸法を大型化せずに、ケースカバー４Ｃと周辺部品との相対位置関係に制約を受けることなく、ケースカバー４Ｃの振動による放射音の発生を抑制できる。
【００３９】
また、軸受３６の内輪４５が中空シャフト２４に固定され、軸受３６の外輪４６とケースカバー４Ｃとが回転軸線方向に相対移動可能である。すなわち、軸受３６はスラスト軸受としての機能を備えていない。このため、中空シャフト２４が図１において左向きに移動したとしても、その移動力がケースカバー４Ｃに伝達されることはなく、ケースカバー４Ｃの振動を一層確実に抑制できる。ここで、回転軸線方向において、軸受３６の端面５１の位置よりも、ボス部５３の端面５２の方が、軸受３５に近い位置に配置されているため、中空シャフト２４と軸受３６とが、図１および図２において右向きに一体的に移動した場合でも、転動体４７の中心（図示せず）が、保持孔４８の外部に移動することを抑制でき、軸受３６のラジアル軸受機能の低下を抑制できる。
【００４０】
さらに、この実施例では、ケースカバー４Ｃを構成する材料の比重よりも、オイルポンプカバー５６を構成する材料の比重の方を大きく設定することにより、結合体Ｅ１のマスを可及的に大きくしている。そして、結合体Ｅ１の固有振動数を、前記回転軸線方向の荷重が発生しても、結合体Ｅ１が共振しにくくなるような固有振動数に調整することができる。したがって、サンギヤ２９に作用する回転軸線方向の荷重が、ケースカバー４Ｃに伝達された場合でも、ケースカバー４Ｃの振動による放射音の発生を抑制できる。また、予め設けられているオイルポンプカバー５６を利用して、結合体Ｅ１のマスを大きくできる。
【００４１】
このように、この実施例では、ケース４Ｂにケースカバー４Ｃが固定され、そのケースカバー４Ｃにオイルポンプカバー５６を一体的に固定している場合において、変速機構８および動力分配機構７の振動が、ケースカバー４Ｂに伝達されてケースカバー４Ｂが膜振動することを、オイルポンプカバー５６を利用して抑制できる。
【００４２】
ここで、この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ケース４Ｂおよびケースカバー４Ｃが、この発明の動力出力装置用ケースに相当し、オイルポンプ５５が、この発明の補機装置に相当し、オイルポンプカバー５６が、この発明の補機装置用ケースに相当し、軸受３５，３６が、この発明の複数の軸受に相当し、軸受３６が、この発明の“補機装置に最も近い位置に配置された軸受”に相当し、軸受３５が、この発明の“その他の軸受”に相当し、第２のモータ・ジェネレータ９が、この発明の電動機に相当し、動力分配機構７を構成する遊星歯車機構７Ａ、および変速機構８を構成する遊星歯車機構８Ａ、および中空シャフト２４が、この発明の動力出力装置に相当し、軸受３５，３６、スナップリング４２，４４、隔壁４Ｄ、中空シャフト２４が、この発明の荷重調整装置に相当する。
【００４３】
なお、図１および図２に示す実施例では、動力出力装置が動力出力装置用ケースの内部に配置されているが、請求項１の発明は、動力出力装置が動力出力装置用ケースの外部に配置されている構成の駆動ユニットにも適用できる。さらに、軸受３６の外輪４６をボス部５３に嵌合固定し、軸受３６の内輪４５と中空シャフト２４とがスライドするように、軸受３６の内径および外径を設定して、スラスト軸受としての機能を発揮しない構成としても、前述と同様の作用効果を得られる。また、動力出力装置の回転部材の回転軸線が、車両の前後方向に配置されている構成に対しても、この発明を適用できる。
【００４４】
上記の実施例に開示された特徴的な構成を列挙すれば以下のとおりである。すなわち、動力出力装置用ケースは、モータ・ジェネレータ９および動力分配機構７および変速機構８を収納したケース４Ｂと、ケース４Ｂの開口端を塞ぐように固定されたケースカバー４Ｃとを有する。そして、オイルポンプカバー５６は、ケースカバー４Ｃに対して一体的に固定されている。また、複数の軸受３５，３６のうち、軸受３６はケースカバー４Ｃに取り付けられ、軸受３５はケース４Ｂに取り付けられている。また、変速機構８および動力分配機構７から、中空シャフト２４および軸受３５に伝達される荷重は、回転軸線方向のスラスト荷重である。さらに回転軸線とは、動力出力装置の回転部材の回転中心を意味している。
【００４５】
【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、動力出力装置の振動が動力出力装置用ケースに伝達された場合でも、補機装置用ケースを利用して、動力出力装置用ケースの膜振動を抑制できる。
【００４６】
請求項２の発明によれば、動力出力装置の振動が、複数の軸受を経由して動力出力装置用ケースに伝達された場合に、動力出力装置用ケースであって、最も補機装置に近い部位の膜振動を抑制できる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、請求項１および２の発明と同様の効果を得ることができ、動力出力装置用ケースの膜振動を、一層確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用したハイブリッド車のスケルトン図である。
【図２】図１の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
４Ｂ…ケース、　４Ｃ…ケースカバー、　４Ｄ…隔壁、　７…動力分配機構、７Ａ…遊星歯車機構、　８…変速機構、　８Ａ…遊星歯車機構、　９…第２のモータ・ジェネレータ、　２４…中空シャフト、　２９…サンギヤ、　３５，３６…軸受、　４２，４４…スナップリング、　５５…オイルポンプ、　５６…オイルポンプカバー。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive unit in which a power output device case to which a power output device is attached and an accessory device case to which an accessory device is attached are integrated.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a drive unit in which a power output device case to which a power output device is attached and an accessory device case to which an accessory device is attached is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873.
[0003]
Patent Literature 1 describes a hydraulic pressure generating device (auxiliary device) and a power output device. The power output device includes an engine, a first motor, a second motor, a planetary gear, and the like, and a crankshaft of the engine and a carrier shaft are arranged concentrically. Further, a hollow shaft is connected to the rotor of the second motor, and a carrier shaft is disposed inside the hollow shaft. These crankshaft, first motor, second motor, carrier shaft, hollow shaft, and the like are arranged inside a case (power output device case). Further, the stators of the first motor and the second motor are attached to the case.
[0004]
On the other hand, a hydraulic pressure generating device is provided outside the case, and the hydraulic pressure is generated by the one of the two rotating shafts having the larger number of rotations. The two rotating shafts are connected to the hollow shaft and the carrier shaft. Further, a casing (a case for an auxiliary device) of the hydraulic pressure generating device is integrated with the case. In the power output device described in Patent Literature 1, the casing of the hydraulic pressure generator is integrated with the case, so that the hydraulic pressure generator is a large mass that vibrates integrally with the first motor. It is said that when vibration generated by operating the engine is input to the hydraulic pressure generating device, the vibration damping effect can be increased. As other examples of the technique for suppressing the vibration of the casing, Patent Literature 2 and Patent Literature 3 are known.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-89446 (paragraph number 0031 to paragraph number 0035, FIG. 5)
[Patent Document 2]
Microfilm of Jpn.
[Patent Document 3]
JP-A-6-51606 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, when the casing of the hydraulic pressure generating device (auxiliary device) is integrated with the case as in the technique described in Patent Document 1, it is conceivable that the casing and the case are made of the same material. However, also in this case, the vibration of the power output device may increase the membrane vibration of the case.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, even when the power output device case to which the power output device is mounted, and the case for the auxiliary device to which the auxiliary device is mounted, It is an object of the present invention to provide a drive unit capable of suppressing the power output device case from undergoing membrane vibration due to the vibration of the power output device.
[0008]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a drive unit in which a power output device case to which a power output device is attached and an accessory device case to which an auxiliary device is attached are integrated. The specific gravity of the material forming the accessory device case is set to be larger than the specific gravity of the material forming the power output device case.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the specific gravity of the material forming the accessory device case is set to be greater than the specific gravity of the material forming the power output device case. Even when the device case is integrated, the mass formed by the accessory device case and the power output device case becomes large.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in a drive unit in which a power output device case to which a power output device is attached and an accessory device case to which an auxiliary device is attached, the power output device includes an electric motor. A plurality of bearings are provided on both sides of the electric motor to support the power output device with the power output device case, and a position of the plurality of bearings closest to the auxiliary device is provided. And a load adjusting device for setting a load transmitted to the bearing attached to the bearing to be lower than a load transmitted to the other bearings.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, even when the accessory device case and the power output device case are integrated, the power is transmitted to the bearing mounted at the position closest to the accessory device among the plurality of bearings. The load is set to be lower than the load transmitted to the other bearings.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, a specific gravity of a material forming the accessory device case is set to be larger than a specific gravity of a material forming the power output device case. It is characterized by the following.
[0013]
According to the third aspect of the invention, the same operation as the first and second aspects of the invention is produced, so that the membrane vibration of the power output device case is more reliably suppressed.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a power train of an FF (front engine front drive; front-wheel-drive engine) vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional view of FIG.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine, and the engine 1 has a crankshaft 2. The crankshaft 2 is arranged in the width direction of the vehicle and horizontally. A flywheel 3 is formed at an end of the crankshaft 2.
[0016]
A hollow transaxle case 4 is attached to an outer wall of the engine 1. The transaxle case 4 has an engine-side housing 4A, a case 4B, and a case cover 4C. The engine-side housing 4A, the case 4B, and the case cover 4C are made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy. Then, the engine 1 and the engine side housing 4A are fixed. Further, a case 4B is arranged between the engine side housing 4A and the case cover 4C. Further, the engine side housing 4A and the case 4B are fixed. Further, the case 4B has a cylindrical shape, and a case cover 4C is fixedly connected to an open end of the case 4B by a screw member (not shown) or the like.
[0017]
Inside the transaxle case 4, an input shaft 5, a first motor / generator 6, a power distribution mechanism 7, a speed change mechanism 8, and a second motor / generator 9 are provided. The input shaft 5 rotates about the rotation axis A1. A clutch hub 10 is spline-fitted to an end of the input shaft 5 on the side of the crankshaft 2.
[0018]
Further, a damper mechanism 12 that suppresses and absorbs torque fluctuation between the flywheel 3 and the input shaft 5 is provided. The first motor generator 6 is arranged outside the input shaft 5, and the second motor generator 9 is arranged at a position farther from the engine 1 than the first motor generator 6.
[0019]
That is, the first motor generator 6 is arranged between the engine 1 and the second motor generator 9. The first motor generator 6 and the second motor generator 9 have a function as a motor driven by supply of electric power (powering function) and a function as a generator for converting mechanical energy into electric energy (regeneration function). It has both. First, the first motor / generator 6 has a stator 13 fixed to the transaxle case 4 and a rotatable rotor 14.
[0020]
On the other hand, a hollow shaft 17 is attached to the outer periphery of the input shaft 5. The input shaft 5 and the hollow shaft 17 are configured to be relatively rotatable. The rotor 14 is connected to the outer peripheral side of the hollow shaft 17. The power distribution mechanism 7 is provided between the first motor generator 6 and the second motor generator 9. The power distribution mechanism 7 has a so-called single pinion type planetary gear mechanism 7A. That is, the planetary gear mechanism 7 A includes the sun gear 18, the ring gear 19 arranged concentrically with the sun gear 18, and the carrier 21 holding the sun gear 18 and the pinion gear 20 meshing with the ring gear 19. The sun gear 18 and the hollow shaft 17 are connected, and the carrier 21 and the input shaft 5 are connected. The ring gear 19 is formed on the inner peripheral side of an annular member 22 arranged concentrically with the input shaft 5, and a counter drive gear 23 is formed on the outer peripheral side of the annular member 22.
[0021]
Further, a hollow shaft 24 is rotatably mounted on the outer periphery of the input shaft 5, and the second motor / generator 9 is arranged on the outer peripheral side of the hollow shaft 24. The arrangement position of the second motor-generator 9 and the configuration of the second motor-generator 9 will be specifically described. A partition 4D extending toward the input shaft 5 is formed on the inner surface of the case 4B. The second motor / generator 9 is arranged in a space surrounded by the case 4B, the partition 4D, and the case cover 4C.
[0022]
The second motor / generator 9 has a stator 25 fixed to the transaxle case 4 and a rotatable rotor 26. The rotor 26 and the hollow shaft 24 are connected so as to rotate integrally.
[0023]
The transmission mechanism 8 is disposed between the power distribution mechanism 7 and the second motor-generator 9 in the direction of the rotation axis, and has a so-called single pinion type planetary gear mechanism 8A. ing. That is, the planetary gear mechanism 8 A holds the sun gear 29, the ring gear 30 arranged concentrically with the sun gear 29 and formed on the inner periphery of the annular member 22, and the pinion gear 31 meshing with the sun gear 29 and the ring gear 30. And a carrier 32. The sun gear 29 and the hollow shaft 24 are connected so as to rotate integrally.
[0024]
The sun gear 18, ring gear 19, and pinion gear 20 forming the power distribution mechanism 7 and the sun gear 29, ring gear 30, and pinion gear 31 forming the planetary gear mechanism 8A are all formed by helical gears. The carrier 32 is fixed to the case 4B. Further, the annular member 22 is rotatably held by a bearing 33.
[0025]
The support structure of the hollow shaft 24 will be described with reference to FIG. The hollow shaft 24 is supported by bearings 35 and 36, and these bearings 35 and 36 are arranged at different positions in the rotation axis direction. The second motor-generator 9 is arranged between the bearing 35 and the bearing 36 in the rotation axis direction. The bearing 35 has an inner ring 37 and an outer ring 38, and a rolling element 39 provided between the inner ring 37 and the outer ring 38. The inner ring 37 is fitted on the outer periphery of the hollow shaft 24, and the outer ring 38 is fitted in the mounting hole 40 of the partition 4D. An annular step portion 41 is formed on the outer periphery of the hollow shaft 24.
[0026]
A snap ring 42 is attached to the outer periphery of the hollow shaft 24, and the movement of the sun gear 29 in the direction of the rotation axis away from the step portion 41 is restricted by the snap ring 42. The inner ring 37 is disposed between the sun gear 29 and the step portion 41. Specifically, both end surfaces of the inner ring 37 in the rotation axis direction are in contact with the end surfaces of the step portion 41 and the sun gear 29. That is, the inner ring 37, the sun gear 29, and the hollow shaft 24 are positioned and fixed in the rotation axis direction. As described above, the rotor 26, the hollow shaft 24, the transmission mechanism 8, and the input shaft 5 of the second motor / generator 9 are arranged rotatably about the rotation axis A1.
[0027]
On the other hand, an annular step 43 and a snap ring 44 are provided on both sides of the mounting hole 40 in the direction of the rotation axis in the partition wall 4D. The outer ring 38 is arranged between the step 43 and the snap ring 44. Specifically, both end faces of the outer ring 38 in the rotation axis direction are in contact with the step portion 43 and the snap ring 44. That is, the outer ring 38 and the partition wall 4D are positioned and fixed in the rotation axis direction. Thus, the bearing 35, the hollow shaft 24, and the partition 4D are positioned in the rotation axis direction.
[0028]
Next, the mounting structure of the bearing 36 will be described. Among the plurality of bearings 35, 36, the bearing 36 is arranged at a position closest to the oil pump 55 in the rotation axis direction. The case cover 4C has a plate shape or a film shape set to a predetermined thickness. The case cover 4C has a boss 53 extending in a direction intersecting the rotation axis A1. I have. The bearing 36 has an inner ring 45 and an outer ring 46, and a rolling element 47 provided between the inner ring 45 and the outer ring 46. The inner ring 45 is fitted and fixed to the outer periphery of the hollow shaft 24, and the outer ring 46 is disposed in a holding hole 48 of the boss 53.
[0029]
The outer race 46 and the case cover 4C are relatively movable in the direction of the rotation axis, and the outer race 46 is restricted so that the bearing 36 and the case cover 4C can be relatively prevented from moving in the direction perpendicular to the rotation axis. And the inner diameter of the holding hole 48 are set. Further, a step portion 49 is formed on the case cover 4C, and when one end surface 50 of the outer ring 46 and the step portion 49 are in contact with each other, the boss is more advanced than the other end surface 51 of the outer ring 46 in the rotation axis direction. The position of the end face 52 in the direction of the rotation axis is set such that the end face 52 of the portion 53 is closer to the bearing 35. Thus, the bearings 35 and 36 are arranged on both sides of the center (not shown) of the second motor-generator 9 in the direction of the rotation axis.
[0030]
The boss portion 53 has a shaft hole 54 centered on the rotation axis A 1, and a part of the input shaft 5 is disposed in the shaft hole 54. An oil pump 55 is provided in the boss portion 53 at a position facing the outside G2 of the transaxle case 4. The oil pump 55 is driven by the torque of the input shaft 5. The oil pump cover 56 is the boss 53 and is fixed to a position facing the outside G2 of the transaxle case 4. The oil pump cover 56 is fixed by a screw member (not shown) or the like, and the oil pump cover 56 is attached so as to cover the oil pump 55.
[0031]
An oil passage 57 is formed in the oil pump cover 56. The oil pump cover 56 is made of a metal material having a specific gravity larger than the specific gravity of the metal material forming the case 4B and the case cover 4C. For example, the case 4B and the case cover 4C can be made of aluminum, and the oil pump cover 56 can be made of cast iron (iron-carbon alloy). The rotation axis A 1 is arranged in a region where the oil pump cover 56 is arranged in a plane orthogonal to the rotation axis. As described above, the case cover 4C and the oil pump cover 56 are combined to form the combined body E1.
[0032]
In the power train having the above configuration, the torque output from the engine 1 is transmitted to the carrier 21 via the input shaft 5. The torque transmitted to the carrier 21 is transmitted to a front wheel (not shown) via the ring gear 19, the annular member 22, and the counter drive gear 23. Further, when transmitting the torque of the engine 1 to the carrier 21, the first motor-generator 6 can be made to function as a generator, and the generated power can be charged to a power storage device (not shown).
[0033]
Further, the second motor-generator 9 can be driven as an electric motor, and its power can be transmitted to the power distribution mechanism 7. When the power of the second motor / generator 9 is transmitted to the sun gear 29 of the transmission mechanism 8 via the hollow shaft 24, the carrier 32 acts as a reaction force element, the rotational speed of the sun gear 29 is reduced, and Power is transmitted in a direction that rotates the ring gear 30 in a direction opposite to the rotation direction of the sun gear 29.
[0034]
In this manner, the power of the engine 1 and the power of the second motor generator 9 are input to the power distribution mechanism 7 and synthesized, and the synthesized power is transmitted via the counter drive gear 23 to the front wheels (not shown). Is transmitted to. The torque of the second motor / generator 9 can be amplified and transmitted to the power distribution mechanism 7 by reducing the rotation speed of the second motor / generator 9 by the transmission mechanism 8. The vehicle having the power train shown in FIG. 1 is a vehicle that can transmit torque of at least one of the engine 1 and the second motor / generator 9 to wheels, a so-called hybrid vehicle.
[0035]
1 and 2, bearings 35 and 36 that support the hollow shaft 24 have a function as a radial bearing. Incidentally, each gear constituting the power distribution mechanism 7 and the transmission mechanism 8 is a helical gear. For this reason, a load (thrust load) in the direction of the rotation axis may act on the sun gear 29 when transmitting the torque. The load of the sun gear 29 is transmitted to the hollow shaft 24, and the hollow shaft 24 may vibrate in the rotation axis direction. When the hollow shaft 24 vibrates in the direction of the rotation axis, the vibration may be transmitted to the case cover 4C via the bearing 36 to cause membrane vibration, and radiation noise may be generated.
[0036]
Here, a side member (not shown) is disposed on the outside G2 of the transaxle case 4 and on the side of the case cover 4C, while the inside G1 of the transaxle case 4 is provided on the case cover 4C. A coil of the stator 25 of the second motor / generator 9 is arranged on the side. Therefore, it is difficult to employ a configuration in which the case cover 4C is provided with ribs or the like to increase rigidity and suppress vibration of the case cover 4C.
[0037]
On the other hand, in this embodiment, when a load in the rotation axis direction, for example, a leftward load in FIG. 1 is transmitted to the sun gear 29, the load is transmitted to the partition 4D via the bearing 35 and the snap ring 44. Is done. Conversely, when a rightward load in FIG. 1 is transmitted to the sun gear 29, the load is transmitted to the partition 4D via the snap ring 42, the hollow shaft 24, and the bearing 35.
[0038]
As described above, when the load in the rotation axis direction is transmitted to the sun gear 29, the load is transmitted to the partition wall 4D via the bearing 35. That is, the load is received by the partition wall 4D which is a built-in component of the transaxle case 4. In other words, the bearing 35 functions as a thrust bearing. Therefore, the generation of radiated sound due to the vibration of the case cover 4C can be suppressed without increasing the size of the case cover 4C in the rotation axis direction and without being restricted by the relative positional relationship between the case cover 4C and the peripheral components.
[0039]
Further, the inner ring 45 of the bearing 36 is fixed to the hollow shaft 24, and the outer ring 46 of the bearing 36 and the case cover 4C are relatively movable in the rotation axis direction. That is, the bearing 36 does not have a function as a thrust bearing. For this reason, even if the hollow shaft 24 moves leftward in FIG. 1, the moving force is not transmitted to the case cover 4C, and the vibration of the case cover 4C can be suppressed more reliably. Here, in the rotation axis direction, since the end face 52 of the boss portion 53 is located closer to the bearing 35 than the end face 51 of the bearing 36, the hollow shaft 24 and the bearing 36 are 1 and 2, the center (not shown) of the rolling element 47 can be prevented from moving to the outside of the holding hole 48, and the deterioration of the radial bearing function of the bearing 36 can be suppressed. it can.
[0040]
Furthermore, in this embodiment, the mass of the combined body E1 is made as large as possible by setting the specific gravity of the material forming the oil pump cover 56 to be larger than the specific gravity of the material forming the case cover 4C. ing. Then, the natural frequency of the combined body E1 can be adjusted to a natural frequency that makes it difficult for the combined body E1 to resonate even when the load in the rotation axis direction occurs. Therefore, even when a load acting on the sun gear 29 in the rotation axis direction is transmitted to the case cover 4C, it is possible to suppress the generation of radiated sound due to the vibration of the case cover 4C. Further, the mass of the combined body E1 can be increased by using the oil pump cover 56 provided in advance.
[0041]
Thus, in this embodiment, when the case cover 4C is fixed to the case 4B and the oil pump cover 56 is integrally fixed to the case cover 4C, the vibration of the transmission mechanism 8 and the power distribution mechanism 7 is reduced. Using the oil pump cover 56, the film vibration of the case cover 4B transmitted to the case cover 4B can be suppressed.
[0042]
Here, the correspondence between the configuration of this embodiment and the configuration of the present invention will be described. The case 4B and the case cover 4C correspond to the case for the power output device of the present invention, and the oil pump 55 corresponds to the present invention. The oil pump cover 56 corresponds to the accessory device case of the present invention, the bearings 35 and 36 correspond to a plurality of bearings of the present invention, and the bearing 36 corresponds to “ The bearing 35 corresponds to the “other bearing” of the present invention, the second motor-generator 9 corresponds to the electric motor of the present invention, The planetary gear mechanism 7A constituting the power distribution mechanism 7, the planetary gear mechanism 8A constituting the transmission mechanism 8, and the hollow shaft 24 correspond to the power output device of the present invention, and include bearings 35, 36 and snap rings 42, 44. Septum 4D, the hollow shaft 24 corresponds to the load adjusting apparatus of the present invention.
[0043]
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the power output device is disposed inside the case for the power output device. However, in the invention of claim 1, the power output device is provided outside the case for the power output device. The present invention can also be applied to a driving unit having a configuration in which the driving units are arranged. Further, the outer ring 46 of the bearing 36 is fitted and fixed to the boss portion 53, and the inner and outer diameters of the bearing 36 are set so that the inner ring 45 of the bearing 36 and the hollow shaft 24 slide. The same operation and effect as described above can be obtained even if the configuration does not exhibit the above. The present invention is also applicable to a configuration in which the rotation axis of the rotation member of the power output device is disposed in the front-rear direction of the vehicle.
[0044]
The characteristic configurations disclosed in the above embodiments are listed as follows. That is, the power output device case includes a case 4B that houses the motor generator 9, the power distribution mechanism 7, and the speed change mechanism 8, and a case cover 4C that is fixed so as to close the open end of the case 4B. The oil pump cover 56 is integrally fixed to the case cover 4C. Further, among the plurality of bearings 35, 36, the bearing 36 is attached to the case cover 4C, and the bearing 35 is attached to the case 4B. Further, the load transmitted from the transmission mechanism 8 and the power distribution mechanism 7 to the hollow shaft 24 and the bearing 35 is a thrust load in the rotation axis direction. Further, the rotation axis means the rotation center of the rotating member of the power output device.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, even when the vibration of the power output device is transmitted to the power output device case, the film vibration of the power output device case is utilized by using the accessory device case. Can be suppressed.
[0046]
According to the invention of claim 2, when the vibration of the power output device is transmitted to the power output device case via a plurality of bearings, the power output device case is closest to the auxiliary device. The membrane vibration at the site can be suppressed.
[0047]
According to the third aspect of the invention, the same effects as those of the first and second aspects can be obtained, and the membrane vibration of the power output device case can be more reliably suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of FIG.
[Explanation of symbols]
4B: case, 4C: case cover, 4D: partition, 7: power distribution mechanism, 7A: planetary gear mechanism, 8: speed change mechanism, 8A: planetary gear mechanism, 9: second motor generator, 24: hollow shaft, 29: sun gear, 35, 36: bearing, 42, 44: snap ring, 55: oil pump, 56: oil pump cover.

Claims

In a drive unit that integrates a power output device case with a power output device attached thereto and an accessory device case with an auxiliary device attached thereto,
A drive unit, wherein a specific gravity of a material forming the accessory device case is set to be larger than a specific gravity of a material forming the power output device case.

In a drive unit that integrates a power output device case with a power output device attached thereto and an accessory device case with an auxiliary device attached thereto,
The power output device includes an electric motor, and a plurality of bearings for supporting the power output device in the power output device case are provided on both sides of the electric motor. Of these, a load adjustment device is provided that sets a load transmitted to a bearing mounted at a position closest to the auxiliary device to be lower than a load transmitted to other bearings. Drive unit.

The drive unit according to claim 2, wherein a specific gravity of a material forming the accessory device case is set to be larger than a specific gravity of a material forming the power output device case.