JP2004144228A - ハイブリッド変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータフランジをモータ／ジェネレータの前端に位置させる場合においても、モータ／ジェネレータ収納部の内径を大きくし得るようにする。
【解決手段】差動装置４と共に主軸線Ｏ_１　上に配置したモータ／ジェネレータ組５の外周に張り出すロータフランジ２９ａ，２３ａ　をＭＧ２　の前端部に位置させ、モータ／ジェネレータ収納部を成すハウジング部分２の基本内径を、ディファレンシャルギヤ装置６からのドライブシャフト１１を回転自在に支持したハウジング部分２のドライブシャフト支承部３５に食い込む大径とする。ハウジング部分２の周壁のうち、ドライブシャフト１１と対向する箇所３６を、フランジ２３ａ，２９ａ　が回転するためのオーバーハング加工部３７を残して、主軸線Ｏ_１　に接近する方向へ上記食い込みの量だけ実線位置まで変形させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド変速機、特に、制約されたスペース内に大径のモータ／ジェネレータを収納し得るよう工夫したハイブリッド変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド変速機としては従来、例えば特許文献１に記載のように、主軸線上に差動装置およびモータ／ジェネレータを隣り合わせに配置し、主軸線に対し平行にオフセットした別の軸線上にディファレンシャルギヤ装置を配置し、変速動力を差動装置およびモータ／ジェネレータの間からディファレンシャルギヤ装置に入力するようこのディファレンシャルギヤ装置を差動装置に並置し、これら差動装置、モータ／ジェネレータおよびディファレンシャルギヤ装置を共通なハウジング内に収納したものが知られている。
【０００３】
特開２０００−１４１０３号公報（図１）
【０００４】
一方でディファレンシャルギヤ装置からは車輪までドライブシャフトが延在しており、このドライブシャフトは車幅方向内側（ディファレンシャルギヤ装置側）ジョイントおよび外側（車輪側）ジョイントを有し、車輪のバウンド、リバウンド時にこれらジョイントの箇所でドライブシャフトが軸交角を持ち得るようになす。
これがため車輪のバウンド時において、ドライブシャフトが上記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部に接近する。
【０００５】
ところでモータ／ジェネレータは、その外周に張り出すロータフランジを用いてロータの組み立てやハウジングへの組み付けを行うのが常套であり、このロータフランジを差動装置から遠いモータ／ジェネレータの後端に位置させるのでは、ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部も差動装置から遠い後端部が径方向外方に大きく張り出して、これに対するドライブシャフトの干渉が懸念される。
【０００６】
これがため従来は、上記特許文献１に記載のようにモータ／ジェネレータのロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させていた。
この場合、モータ／ジェネレータはロータフランジの存在により前端部が大径になることから、ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部を差動装置に近い前端部において分割し、ここからモータ／ジェネレータをハウジングのモータ／ジェネレータ収納部内へ挿入することになる。
【０００７】
かかる構成によれば、モータ／ジェネレータ収納部の後端部を分割する必要がなくて、当該分割部の結合に必要なフランジが不要であること、またモータ／ジェネレータ収納部の抜き勾配の方向に起因して、モータ／ジェネレータ収納部の後端部が小径になり、これに対してドライブシャフトの干渉する懸念を払拭することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のようにモータ／ジェネレータのロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させる場合、
モータ／ジェネレータの前端部自身がロータフランジの存在により大径になるため、また、
モータ／ジェネレータ収納部を差動装置に近い前端部において分割することに起因して当該分割部の結合に必要なフランジがモータ／ジェネレータ収納部の外周に存在することとも相まって、
限られた主軸線およびディファレンシャルギヤ装置軸線間の距離内で確保できるモータ／ジェネレータ収納部の内径が小さくなり、大径のモータ／ジェネレータを収納することができなくなるという別の問題を生ずる。
【０００９】
モータ／ジェネレータは、大径であるほど出力トルクが大きく、効率も良いことから、大径であるのが好ましいが、大径のモータ／ジェネレータを収納できない従来のハイブリッド変速機では要求通りの変速特性や伝動効率を得難い。
【００１０】
本発明は、上記した従来の構成と同じくモータ／ジェネレータのロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させる構成を踏襲するが、この場合においてもモータ／ジェネレータ収納部の基本的な内径を大きくし得るようにし、これにより大径のモータ／ジェネレータを採用可能にして良好な変速特性や伝動効率を実現し得るようにしたハイブリッド変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明は、請求項１に記載のごとく、上記形式のハイブリッド変速機において、
モータ／ジェネレータ収納部の基本内径を、ディファレンシャルギヤ装置に結合したドライブシャフトを回転自在に支持するハウジングのドライブシャフト支承部に食い込むような大径とし、
モータ／ジェネレータの外周に張り出すロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させ、
モータ／ジェネレータ収納部を成す周壁のうち、上記ドライブシャフトと対向する箇所を、上記ロータフランジが回転するためのオーバーハング加工部を残して上記食い込みの量だけ前記した主軸線に接近する方向に変形させたものでする。
【００１２】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、モータ／ジェネレータ収納部の基本内径がドライブシャフト支承部に食い込むような大径であることから、この基本内径により決まる採用可能なモータ／ジェネレータの直径がその分大きくなり、大径のモータ／ジェネレータが採用可能となって良好な変速特性や伝動効率を実現することができる。
【００１３】
しかも、モータ／ジェネレータの外周に張り出すロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させたから、これがモータ／ジェネレータの後端部に位置する場合における問題、つまり、モータ／ジェネレータの後端部が大径になってドライブシャフトの干渉が懸念されるという問題も生ずることがない。
また、モータ／ジェネレータ収納部を成す周壁のうち、ドライブシャフトと対向する箇所を、ロータフランジが回転するためのオーバーハング加工部を残して上記食い込みの量だけ主軸線に接近する方向に変形させたため、上記の食い込みによっても、ドライブシャフトと対向するモータ／ジェネレータ収納部の周壁箇所にドライブシャフトが干渉することはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を示し、これを前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な以下の構成とする。
【００１５】
図１において、１はフロントハウジング部分、２はセンターハウジング部分、３はリヤハウジング部分を示す。
フロントハウジング部分１およびセンターハウジング部分２をハウジング分割面Ｍ１において相互に結合し、センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３を分割面Ｍ２において相互に結合することによりハイブリッド変速機のハウジングを構成する。
【００１６】
かかる変速機ハウジングの軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンに近い前側）、詳しくはフロントハウジング部分１およびセンターハウジング部分２間に画成された空所内にラビニョオ型プラネタリギヤセットよりなる差動装置４を内蔵し、また、変速機ハウジングの反対側（エンジンから遠い後側）、詳しくはセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３で構成されるモータ／ジェネレータ収納部内に例えば複合電流２層モータ５を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵する。
これら差動装置４および複合電流２層モータ５は変速機ハウジングの主軸線Ｏ_１　上に同軸に配置するが、この主軸線Ｏ_１　からオフセットさせて平行に図示せざるカウンターシャフトを設けると共に、更にこのカウンターシャフトから平行にオフセットさせた軸線Ｏ_２　上に配置してディファレンシャルギヤ装置６を設ける。
【００１７】
差動装置（ラビニョオ型プラネタリギヤセット）４は、ロングピニオンＰ１を共有する第１の遊星歯車組７および第２の遊星歯車組８の組み合わせになり、第１の遊星歯車組７はサンギヤＳｓおよびリングギヤＲｓにロングピニオンＰ１を噛合させた構造とし、第２の遊星歯車組８はリングギヤＲｄ、サンギヤＳｄおよびロングピニオンＰ１の他に、大径のショートピニオンＰ２を具え、ショートピニオンＰ２をリングギヤＲｄおよびサンギヤＳｄに噛合させると共にロングピニオンＰ１に噛合させた構造とする。
この差動装置４の場合、リングギヤＲｄ、ショートピニオンＰ２、ロングピニオンＰ１、サンギヤＳｓで、ダブルピニオン遊星歯車組が構成されている。
そして遊星歯車組７，８のピニオンＰ１，Ｐ２を全て、共通なキャリアＣにより回転自在に支持する。
【００１８】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセットで構成した差動装置４は、サンギヤＳｓ、サンギヤＳｄ、リングギヤＲｓ、およびキャリアＣの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら４個の回転メンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置である。
入力軸９へのエンジン回転をクラッチＣ１を介してリングギヤＲｓに入力するようになし、キャリアＣを、差動装置４およびモータ／ジェネレータ組（複合電流２層モータ）５間の出力歯車１０に結合する。
出力歯車１０およびディファレンシャルギヤ装置６間は、図示せざる前記したカウンターシャフトを介して駆動結合し、出力歯車１０からの変速動力をカウンターシャフトおよびディファレンシャルギヤ装置６を経て左右輪のドライブシャフト１１，１２に向かわせるものとする。
これがためディファレンシャルギヤ装置６は差動装置４に並置する。
【００１９】
なおドライブシャフト１１，１２はそれぞれ、ドライブシャフト１１について説明すると、車幅方向内側ジョイント１３および図示せざる外側ジョイントを有し、内側ジョイント１３よりも車輪寄りのドライブシャフト部分が車輪のバウンド、リバウンドに応動して図１の上下方向に揺動するものとする。
【００２０】
複合電流２層モータ５は、１個の円環状のステータ２１と、その内外周にそれぞれ同軸に配置したインナーロータ２２およびアウターロータ２３とよりなる三重構造とし、これらを、センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３より成るモータ／ジェネレータ収納部内に収納して構成する。
ステータ２１とインナーロータ２２とで内側の第１モータ／ジェネレータＭＧ１　を構成し、ステータ２１とアウターロータ２３とで外側のモータ／ジェネレータＭＧ２　を構成する。
モータ／ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれ、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加した時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００２１】
上記の複合電流２層モータ５をセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の空所内に収納するに当たっては、センターハウジング部分２の前端側にベアリングホルダー２４を固設し、これに対してステータ２１を取着することによりステータ２１を変速機ハウジングに固定する。
インナーロータ２２の内周に中空のインナーロータ軸２５を結着し、この軸２５をベアリングホルダー２４に貫通させてセンターハウジング部分２から前方に突出させると共にサンギヤＳｄ　に駆動結合する。
【００２２】
中空のインナーロータ軸２５内にはアウターロータ軸２６を回転自在に貫通させて、インナーロータ軸２５と同じくセンターハウジング部分２の前端側から突出させると共にサンギヤＳｓ　に駆動結合する。
差動装置４から遠いアウターロータ２３の後端にはドライブプレート２７を結着し、該ドライブプレート２７の内周をアウターロータ軸２６の後端外周にセレーション嵌合してアウターロータ２３をアウターロータ軸２６に駆動結合する。
ドライブプレート２７の内周部近傍は更に、ベアリング２８によりリヤハウジング部分３に対し回転自在に支持し、ドライブプレート２７をアウターロータ２３の後端側の支承に供する。
【００２３】
差動装置４に近いアウターロータ２３の前端にはエンドプレート２９を設け、この際、エンドプレート２９の外周フランジ２９ａ　とアウターロータ２３の外周フランジ２３ａ　とを合わせて両フランジをボルト３０により結合することによりエンドプレート２９をアウターロータ２３の前端に結着する。
エンドプレート２９は、その内周をベアリング３１によりベアリングホルダー２４（センターハウジング部分２）に対し回転自在に支持してアウターロータ２３の前端側の支承に供する。
ドライブプレート２７の内周部近傍とインナーロータ軸２５の後端との間にはベアリング３２を介在させ、これによりインナーロータ２２の後端をインナーロータ軸２５を介してリヤハウジング部分３に回転自在に支持する。
【００２４】
なお、センターハウジング部分２に穿った冷却水路３２およびベアリングホルダー２４に穿った冷却水路３３などを含むステータ２１の冷却水給排設備、およびステータ２１の給電設備３４はそれぞれ、差動装置４およびモータ／ジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２　）組５との間に配置して、衝突時の安全性を向上させたり、変速機ハウジングの後端部が張り出して車輪転舵角が制限されるのを回避する。
【００２５】
本実施の形態においては、外周側モータ／ジェネレータＭＧ２　の外周に張り出すアウターロータフランジ２９ａ，２３ａ　を前記したごとく、差動装置４に近いモータ／ジェネレータＭＧ２　の前端部に位置させるほか、
図２〜図４に明示するごとくモータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２の基本内径φを、ディファレンシャルギヤ装置６に結合したドライブシャフト１１を回転自在に支持するセンターハウジング部分２のドライブシャフト支承部３５に食い込むような大径とする。
そして、モータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２の周壁のうち、ドライブシャフト１１と対向する箇所３６を、ロータフランジ２３ａ，２９ａ　が回転するためのオーバーハング加工部３７を残して、図４の二点鎖線位置から主軸線Ｏ_１　に接近する方向へ上記食い込みの量だけ実線位置まで変形させる。
【００２６】
また図１に示すように、モータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の分割面Ｍ２　を、上記のオーバーハング加工部３７よりも差動装置４から遠い軸線方向位置、好ましくは、オーバーハング加工部３７とドライブシャフト１１の車幅方向内側ジョイント１３との間に位置させ、この分割部Ｍ２　から軸線方向にモータ／ジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２　）組５をセンターハウジング部分２内へ挿入してモータ／ジェネレータ組５の組み込みを行うようになす。
【００２７】
かかるモータ／ジェネレータ組５の挿入時にロータフランジ２３ａ，２９ａ　が、上記変形によりセンターハウジング部分２に形成された内方張り出し部３６と干渉しないようにするための切り欠き３８を図３に示すごとくフランジ２３ａ，２９ａ　に形成する。
ここで切り欠き３８は、当然ボルト３０を避けて隣接するボルト３０間に形成するが、１個のみとせず円周方向複数箇所、好ましくは図３のごとく、全ての隣り合うボルト３０間のスペースに形成するのが良い。
【００２８】
上記した構成に成る本実施の形態によれば、モータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２の基本内径φがドライブシャフト支承部３５に食い込むような大径であることから、
この基本内径φにより決まる採用可能なモータ／ジェネレータ組５の直径がその分大きくなり、大径のモータ／ジェネレータ組が採用可能となって良好な変速特性や伝動効率を実現することができる。
【００２９】
しかも、モータ／ジェネレータ組５の外周に張り出すロータフランジ２３ａ，２９ａ　を差動装置４に近いモータ／ジェネレータ組５の前端部に位置させたから、
ロータフランジがモータ／ジェネレータ組の後端部に位置する場合に生ずる問題、つまり、モータ／ジェネレータ組の後端部が大径になってドライブシャフトの干渉が懸念されるという問題も生ずることがない。
また、モータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２の周壁のうち、ドライブシャフト１１と対向する箇所３６を、ロータフランジ２３ａ，２９ａ　が回転するためのオーバーハング加工部３７を残して上記食い込みの量だけ主軸線Ｏ_１　に接近する方向に変形させたため、上記の食い込みによっても、ドライブシャフト１１と対向するモータ／ジェネレータ収納部の周壁箇所３６にドライブシャフト１１が干渉することはない。
【００３０】
更に、モータ／ジェネレータ収納部を成すセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の分割面Ｍ２　を、オーバーハング加工部３７よりも差動装置４から遠い軸線方向位置に位置させたから、
この分割面においてセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３を相互に結合するために必須のフランジがロータフランジ２３ａ，２９ａ　と同じような軸直角面内に位置することがなく、センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の結合フランジがロータフランジ２３ａ，２９ａ　と径方向に重なってモータ／ジェネレータ収納部の内径を大きくできなくなる（大径のモータ／ジェネレータ組５を用いることができなくなる）という問題を回避することができる。
【００３１】
なお、センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の分割面Ｍ２　を特に、オーバーハング加工部３７とドライブシャフト１１の車幅方向内側ジョイント１３との間に位置させる場合、
センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の結合フランジが、内側ジョイント１３よりも車幅方向外側におけるドライブシャフト１１の上下方向揺動部分と干渉することのない位置にあることから、ドライブシャフト１１の上下方向揺動部分がセンターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の結合フランジに衝接する事態を回避することができる。
【００３２】
センターハウジング部分２およびリヤハウジング部分３間の分割面Ｍ２　を上記の配置とする場合、当該分割面Ｍ２　の箇所から軸線方向にモータ／ジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２　）組５をセンターハウジング部分２内へ挿入することになるが、
かかるモータ／ジェネレータ組５の挿入時にロータフランジ２３ａ，２９ａ　が、上記変形によりセンターハウジング部分２に形成された内方張り出し部３６と干渉しないようにするための切り欠き３８（図３参照）をフランジ２３ａ，２９ａ　に形成する。
かかる構成によれば、センターハウジング部分２に内方張り出し部３６が存在していても、これに切り欠き３８が整列するようなモータ／ジェネレータ組５の回転位置でモータ／ジェネレータ組５をセンターハウジング部分２内へ軸線方向に挿入することにより、モータ／ジェネレータ組５のロータフランジ２３ａ，２９ａ　がセンターハウジング部分２の内方張り出し部３６と干渉することなくモータ／ジェネレータ組５の上記挿入を行うことができる。
また、分割面Ｍ２　を軸方向後方に位置させることで、センターハウジング部分２を大きくとれるため、コントロールバルブ等の配置を容易にすることができる。
【００３３】
ところで切り欠き３８を図３に示すごとく、全ての隣り合うボルト３０間のスペースに形成するのが良く、この場合、内方張り出し部３６に切り欠き３８が整列するようなモータ／ジェネレータ組５の回転位置が切り欠き３８の数だけ存在してモータ／ジェネレータ組５の上記挿入作業が容易になって有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を示す展開縦断側面図である。
【図２】同ハイブリッド変速機の要部を示すオーバーハング加工部およびドライブシャフト支承部の詳細拡大断面図である。
【図３】同ハイブリッド変速機のセンターハウジング部分を軸線方向後方から見て、モータ／ジェネレータ組と共に示す正面図である。
【図４】同センターハウジング部分を主軸線およびディファレンシャルギヤ装置軸線を通る面で断面として示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１　フロントハウジング部分
２　センターハウジング部分（モータ／ジェネレータ収納部）
３　リヤハウジング部分（モータ／ジェネレータ収納部）
Ｍ１　分割面
Ｍ２　分割面
４　差動装置
５　複合電流２層モータ（モータ／ジェネレータ組）
Ｏ_１　　主軸線
Ｏ_２　　ディファレンシャルギヤ装置軸線
６　ディファレンシャルギヤ装置
７　第１の遊星歯車組
８　第２の遊星歯車組
９　入力軸
１０　出力歯車
１１　ドライブシャフト
１２　ドライブシャフト
１３　内側ジョイント
２１　ステータ
２２　　インナーロータ
２３　　アウターロータ
２３ａ　　ロータフランジ
ＭＧ１　　モータ／ジェネレータ
ＭＧ２　　モータ／ジェネレータ
２４　ベアリングホルダー
２５　　インナーロータ軸
２６　　アウターロータ軸
２７　　ドライブプレート
２９　　エンドプレート
２９ａ　　ロータフランジ
３０　　結合ボルト
３２　　ステータ冷却水路
３３　　ステータ冷却水路
３４　　ステータ給電設備
３５　　ドライブシャフト支承部
３６　　センターハウジング部分の内方張り出し部
３７　　オーバーハング加工部

Claims (4)

1. 主軸線上に隣り合わせに配した差動装置およびモータ／ジェネレータと、主軸線に対し平行にオフセットした別の軸線上に配したディファレンシャルギヤ装置とを具え、差動装置およびモータ／ジェネレータの間から変速動力がディファレンシャルギヤ装置に入力されるよう該ディファレンシャルギヤ装置を差動装置に並置し、差動装置、モータ／ジェネレータおよびディファレンシャルギヤ装置を共通なハウジング内に収納したハイブリッド変速機において、
   前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部における基本内径を、ディファレンシャルギヤ装置に結合したドライブシャフトを回転自在に支持する前記ハウジングのドライブシャフト支承部に食い込むような大径とし、
   モータ／ジェネレータの外周に張り出すロータフランジを差動装置に近いモータ／ジェネレータの前端部に位置させ、
   前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部を成す周壁のうち、前記ドライブシャフトと対向する箇所を、前記ロータフランジが回転するためのオーバーハング加工部を残して前記食い込みの量だけ前記主軸線に接近する方向に変形させたことを特徴とするハイブリッド変速機。
2. 請求項１に記載のハイブリッド変速機において、前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部を前記オーバーハング加工部よりも前記差動装置から遠い軸線方向位置において分割し、この分割部から前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部内にモータ／ジェネレータを挿入するとき前記フランジが、前記変形により前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部に形成された内方張り出し部と干渉しないようにするための切り欠きを該フランジに形成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
3. 請求項２に記載のハイブリッド変速機において、前記ハウジングのモータ／ジェネレータ収納部に係わる前記分割の位置を、前記オーバーハング加工部と前記ドライブシャフトの車幅方向内側ジョイントとの間としたことを特徴とするハイブリッド変速機。
4. 請求項２または３に記載のハイブリッド変速機において、前記フランジに形成する前記切り欠きを、該フランジの円周方向複数箇所に形成したことを特徴とするハイブリッド変速機。

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