JP2010036819A - 動力伝達装置および動力伝達装置の組付け方法 - Google Patents

動力伝達装置および動力伝達装置の組付け方法 Download PDF

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Abstract

【課題】動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、内燃機関の動力により潤滑油を圧送するポンプを配置できる動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】回転電機9のロータが連結された回転電機軸45と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する内燃機関1との間で動力を伝達する入力軸5と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸あるいは回転電機軸のうち少なくともいずれか一方の動力を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材23と、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプ50と、入力軸および入力軸回転部材を収容するケースとを備え、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置100であって、入力軸回転部材は、軸受60を介してケースによって回転可能に支持されており、ポンプの少なくとも一部が、軸受の径方向内方に配置されている。
【選択図】 図3

Description

本発明は、動力伝達装置および動力伝達装置の組付け方法に関し、特に、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸の動力あるいは回転電機軸の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材と、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプとを備え、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置、および、上記動力伝達装置の組付け方法に関する。
複数の駆動源を備えた車両が知られている。このような車両の動力伝達装置として、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸の動力あるいは回転電機軸の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材とを備える動力伝達装置が知られている。
例えば、特許文献1には、モータジェネレータのロータが連結されたシャフト(回転電機軸)と、エンジンとの間で動力を伝達するインプットシャフト(入力軸)と、インプットシャフトに設けられた動力合成機構(入力軸回転部材)とを備え、シャフトとインプットシャフトとが非同心状に配置された動力伝達装置が開示されている。
特開2002−274201号公報
動力伝達装置の入力軸に、さらに、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプが設けられることがある。ポンプの配置によっては、動力伝達装置の大型化につながる可能性がある。特に、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている場合、入力軸に設けられるポンプと、回転電機とが干渉しやすくなるため、動力伝達装置の大型化を招く虞がある。
動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプを配置できることが望まれている。
本発明の目的は、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸の動力あるいは回転電機軸の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材とを備え、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置において、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプを配置できる動力伝達装置を提供することである。
本発明の動力伝達装置は、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、前記回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する前記駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、前記入力軸における前記内燃機関側と反対側の端部に設けられ、前記入力軸の前記動力あるいは前記回転電機軸の前記動力のうち少なくともいずれか一方を前記車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材と、前記内燃機関の前記動力により駆動されて潤滑油を圧送する圧送手段と、前記圧送手段を収容するポンプ本体とを有するポンプと、前記入力軸および前記入力軸回転部材を収容するケースとを備え、前記軸方向において、前記回転電機が前記入力軸回転部材よりも前記内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置であって、前記入力軸回転部材は、軸受を介して前記ケースによって回転可能に支持されており、前記ポンプの少なくとも一部が、前記軸受の径方向内方に配置されていることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置において、前記入力軸回転部材は、回転部材本体と、前記回転部材本体の外周部に形成され、前記回転電機軸と噛合うギヤ部とを有し、前記回転部材本体には、前記軸方向に延在し、かつ、前記内燃機関側と反対側に向けて開口する孔部である回転部材孔部が形成されており、前記回転部材本体における前記回転部材孔部が形成された部分が、前記軸受に支持され、前記ポンプは、前記回転部材孔部に配置されていることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置において、前記圧送手段は、前記入力軸に連結され、前記内燃機関の前記動力で回転駆動される回転軸と、前記回転軸に連結され、前記回転軸と一体に回転して前記潤滑油を圧送するポンプロータとを備え、前記ポンプ本体は、前記ポンプロータを収容するロータ室と、前記ロータ室と接続され、かつ、前記ポンプ本体における前記ロータ室よりも前記内燃機関側を前記軸方向に貫通する孔部であって、前記回転軸が配置されるポンプ本体孔部と、径方向における前記ポンプ本体孔部と前記ポンプ本体の外周部との間の位置に前記軸方向に形成され、前記ロータ室と接続された前記潤滑油の通路と、径方向において前記ポンプ本体孔部と前記通路とを隔てる壁部とを有し、前記回転軸は、径方向に突出し、かつ、環状に形成された突出部を有し、前記突出部は、前記軸方向において前記壁部と前記ポンプロータとに挟まれ、径方向において、前記突出部の外周部が、前記壁部における前記通路側の面と同じ位置にあることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置において、前記ポンプ本体は、前記圧送手段を収容する容器であって、かつ、開口部を有するポンプボデーと、前記開口部を閉塞するポンプカバーとを有し、前記ポンプボデーと前記ポンプカバーとの相対位置を位置決めする位置決め部材が、前記ポンプ本体と前記ケースとの相対位置を位置決めする位置決め部材を兼ねていることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置において、前記ポンプ本体は、前記軸受の側面と対向し、前記軸受の前記軸方向への移動を規制する規制部材を有することを特徴とする。
本発明の動力伝達装置の組付け方法は、前記動力伝達装置を組付ける動力伝達装置の組付け方法であって、前記圧送手段と、前記ポンプ本体とを一体の構成部品として予め組付ける第一工程と、前記第一工程の後で、前記構成部品を前記ケースに組付ける第二工程とを備えることを特徴とする。
本発明の動力伝達装置の組付け方法において、前記構成部品に前記入力軸を組付ける第三工程を備え、前記第三工程は、前記第二工程の後で行われることを特徴とする。
本発明によれば、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸の動力あるいは回転電機軸の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材と、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送する圧送手段と、圧送手段を収容するポンプ本体とを有するポンプと、入力軸および入力軸回転部材を収容するケースとを備え、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置であって、入力軸回転部材は、軸受を介して前記ケースによって回転可能に支持されている。
ポンプの少なくとも一部は、軸受の径方向内方に配置されている。入力軸回転部材を支持する軸受の径方向内方のスペースを利用してポンプを配置することにより、動力伝達装置の大型化を抑制しつつ、ポンプを配置することができる。
以下、本発明の動力伝達装置および動力伝達装置の組付け方法の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
(実施形態)
図1から図5を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、入力軸における内燃機関側と反対側の端部に設けられ、入力軸の動力あるいは回転電機軸の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材と、内燃機関の動力により駆動されて潤滑油を圧送するポンプとを備え、軸方向において、回転電機が入力軸回転部材よりも内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置、および、上記動力伝達装置の組付け方法に関する。
図1は、この発明の一実施形態が適用された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)形式のハイブリッド車の動力伝達装置100を示すスケルトン図である。図1において、1はエンジンであり、このエンジン1としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはLPGエンジンまたはメタノールエンジンまたは水素エンジンなどを用いることができる。
この実施形態においては、便宜上、エンジン1としてガソリンエンジンを用いた場合について説明する。エンジン1は、燃料の燃焼によりクランクシャフト2から動力を出力する装置であって、吸気装置、排気装置、燃料噴射装置、点火装置、冷却装置などを備えた公知のものである。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、クランクシャフト2の後端部にはフライホイール3が形成されている。
エンジン1の外壁には、中空のトランスアクスルケース(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70と、エクステンションハウジング71と、エンドカバー72とを有している。これらエンジン側ハウジング70およびエクステンションハウジング71およびエンドカバー72は、アルミニウムなどの金属材料を成形加工したものである。また、エンジン側ハウジング70の一方の開口端73とエンジン1とが接触した状態で、エンジン1とエンジン側ハウジング70とが相互に固定されている。
また、エンジン側ハウジング70とエンドカバー72との間に、エクステンションハウジング71が配置されている。さらに、エンジン側ハウジング70の他方の開口端74と、エクステンションハウジング71の一方の開口端75とが接触した状態で、エンジン側ハウジング70とエクステンションハウジング71とが相互に固定されている。さらにまた、エクステンションハウジング71の他方の開口端76を塞ぐようにエンドカバー72が取り付けられて、エンドカバー72とエクステンションハウジング71とが相互に固定されている。
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(入力軸)5、第1のモータジェネレータ6、動力合成機構7、変速機構8、第2のモータジェネレータ(回転電機)9が設けられている。インプットシャフト5はクランクシャフト2と同心状に配置されている。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。
トランスアクスルケース4内には、フライホイール3とインプットシャフト5との動力伝達状態を制御するクラッチ11が設けられている。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。インプットシャフト5は、クラッチハブ10、ダンパ機構12、クラッチ11、フライホイール3等を介して、軸方向の一方側に位置するエンジン1との間で動力を伝達する。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。
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、機械エネルギーを電気エネルギー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。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としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。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に電力を供給する電力供給装置としては、バッテリ、キャパシタなどの蓄電装置、あるいは公知の燃料電池などを用いることができる。
第1のモータジェネレータ6の配置位置および第1のモータジェネレータ6の構成を具体的に説明する。エンジン側ハウジング70の内面には、エンジン1側に向けて延ばされ、ついで、インプットシャフト5側に向けて延ばされた隔壁77が形成されている。さらに、隔壁77に対してケースカバー78が固定されている。このケースカバー78は、エンジン1から離れる方向に延ばされ、ついで、インプットシャフト5側に向けて延ばされた形状を有している。そして、隔壁77とケースカバー78とにより取り囲まれた空間G2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は、トランスアクスルケース4側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。ステータ13は、隔壁77に固定された鉄心15と、鉄心15に巻かれたコイル16とを有している。
ステータ13およびロータ14は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、インプットシャフト5の軸線方向に積層されている。そして、インプットシャフト5の軸線方向における第1のモータジェネレータ6のコイル16の両端間が、インプットシャフト5の軸線方向における第1のモータジェネレータ6の配置領域L1である。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。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、動力合成機構(言い換えれば動力分配機構)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。動力合成機構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に係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(言い換えれば円筒部材)22と連結されており、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。カウンタドライブギヤ23は、インプットシャフト5における軸方向のエンジン1側と反対側の端部に設けられている。
第2のモータジェネレータ9は、カウンタドライブギヤ23よりもエンジン1から遠い位置に設けられている。第2のモータジェネレータ9のロータ26がMGシャフト(回転電機軸)45の外周に連結されており、MGシャフト45は車両の幅方向にほぼ水平に配置されている。このMGシャフト45とインプットシャフト5および中空シャフト17とが非同心状に配置されている。
すなわち、インプットシャフト5は、MGシャフト45と平行に配置されている。言い換えると、インプットシャフト5は、MGシャフト45からMGシャフト45の径方向に離間した位置にMGシャフト45の軸方向に沿って配置されている。インプットシャフト5における軸方向のエンドカバー72側の端部を含む軸方向の一部の領域5tと、MGシャフト45における軸方向のエンジン1側の端部を含む軸方向の一部の領域45tとが径方向に互いに対向している。言い換えると、軸方向において、MGシャフト45は、動力合成機構7との動力の伝達を行う後述するギヤ46からエンドカバー72方向に向けて延設されており、一方、インプットシャフト5は、動力合成機構7からエンジン1へ向けて延設されている。
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。エクステンションハウジング71の内面には、MGシャフト45側に向けて延ばされた隔壁79が形成されている。隔壁79は、ギヤ46の軸方向の両側面のうち、エンジン1側と反対側の側面と対向している。そして、エクステンションハウジング71と隔壁79とエンドカバー72とにより取り囲まれた空間G3に、第2のモータジェネレータ9が配置されている。
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。ステータ25は、鉄心27と、鉄心27に巻かれたコイル28とを有している。ステータ25およびロータ26は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、MGシャフト45の軸線方向に積層されている。そして、MGシャフト45の軸線方向における第2のモータジェネレータ9のコイル28の両端間が、MGシャフト45の軸線方向における第2のモータジェネレータ9の配置領域L2に相当する。
上記のように、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とは、MGシャフト45およびインプットシャフト5ならびに中空シャフト17の軸線方向において異なる位置に配置されている。より具体的には、軸線方向において、第1のモータジェネレータ6の配置領域L1と、第2のモータジェネレータ9の配置領域L2とが、重ならないように、各モータジェネレータの配置位置が設定されている。また、第1のモータジェネレータ6の回転中心(中心軸線)と、第2のモータジェネレータ9の回転中心(中心軸線)とが各シャフトの半径方向に位置ずれしている。
MGシャフト45における動力合成機構7側の端部にはギヤ46が形成(連結)されている。ギヤ46は、はすば歯車であり、カウンタドライブギヤ23と噛み合って(係合して)いる。カウンタドライブギヤ23とギヤ46とは、ギヤ46からカウンタドライブギヤ23に動力が伝達される場合の変速比が“1”より大きくなるように構成されている。これらのギヤ46およびカウンタドライブギヤ23により、変速機構8が構成されている。第2のモータジェネレータ9の動力がMGシャフト45を介してギヤ46に伝達されると、ギヤ46の回転速度が減速されて環状部材22に伝達される。すなわち、第2のモータジェネレータ9のトルクが増幅されて動力合成機構7に伝達される。
一方、前記トランスアクスルケース4の内部には、インプットシャフト5と平行なカウンタシャフト34が設けられている。カウンタシャフト34には、カウンタドリブンギヤ35およびファイナルドライブピニオンギヤ36が形成されている。そして、カウンタドライブギヤ23とカウンタドリブンギヤ35とが係合されている。さらに、トランスアクスルケース4の内部にはデファレンシャル37が設けられており、デファレンシャル37は、デフケース38の外周側に形成されたファイナルリングギヤ39と、デフケース38に対してピニオンシャフト40を介して取り付けられた連結された複数のピニオンギヤ41と、複数のピニオンギヤ41に係合されたサイドギヤ42と、サイドギヤ42に連結された2本のフロントドライブシャフト(駆動軸)43とを有している。各フロントドライブシャフト43には前輪44が連結されている。このように、トランスアクスルケース4の内部に、変速機構8およびデファレンシャル37を一括して組み込んだ、いわゆるトランスアクスルを構成している。
ここで、図2を参照して、トランスアクスルケース4内の各軸の配置について説明する。図2は、動力伝達装置100の軸配置を示す図である。
各軸5,34,43,45の配置は、次のとおりである。インプットシャフト5を基準として、MGシャフト45はその斜め上方に、カウンタシャフト34は斜め下方に配置されている。フロントドライブシャフト43の中心軸線C5と比較して、カウンタシャフト34の中心軸線C6は、わずかに下方に位置している。カウンタシャフト34の中心軸線C6は、インプットシャフト5の中心軸線C3とフロントドライブシャフト43の中心軸線C5とを結ぶ仮想線L4よりも下方に位置している。MGシャフト45をトランスアクスルケース4内の上部、カウンタシャフト34を下部に配置し、さらに、カウンタドライブギヤ23が、ギヤ46に駆動されるドリブンギヤを兼ねることで、全体として各軸5,34,43,45をコンパクトに配置することができる。これにより、HVの大きな課題であるコスト低減や、車両搭載性の向上、質量低減による燃費向上等の大きなメリットが得られる。
各軸5,45,43,34の回転方向は、図2に矢印A3からA6でそれぞれ示した方向である。つまり、フロントドライブシャフト43は、中心軸線C5の下方において図2の右方向に回転し、カウンタシャフト34は、中心軸線C6の下方において図2の左方向に回転する。言い換えると、フロントドライブシャフト43の回転方向とカウンタシャフト34の回転方向とが、それぞれの中心軸線よりも下方の領域で互いに離間する方向である。なお、図示の回転方向は、車両の前進時のものである。また、本実施形態の説明における上下方向とは、特にことわりのない限り、車両に搭載された状態における上下方向(鉛直方向)を意味している。
本実施形態の動力伝達装置100では、トランスアクスルケース4内の下部に溜まった潤滑油は、ファイナルリングギヤ39で掻き揚げられて(矢印Y2参照)トランスアクスルケース4内の上部に設けられたオイルキャッチタンク32に送られる。オイルキャッチタンク32からは、トランスアクスルケース4内の潤滑箇所(被潤滑部)や冷却箇所に向けて適宜の流量で潤滑油が滴下される。
上記のように構成されたハイブリッド車においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、前輪44に伝達するべき要求トルクが算出され、その算出結果に基づいて、エンジン1、クラッチ11、第1のモータジェネレータ6、第2のモータジェネレータ9が制御される。エンジン1から出力されるトルクを前輪に伝達する場合は、クラッチ11が係合される。すると、クランクシャフト2の動力(言い換えればトルク)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、カウンタドリブンギヤ35、カウンタシャフト34、ファイナルドライブピニオンギヤ36、デファレンシャル37を介して前輪44に伝達され、駆動力が発生する。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。
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、その動力を動力合成機構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MGシャフト45を介してギヤ46に伝達されると、ギヤ46の回転速度が減速されて環状部材22に伝達される。すなわち、第2のモータジェネレータ9のトルクが増幅されて動力合成機構7に伝達される。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の動力が動力合成機構7に入力されて合成され、合成された動力が前輪44に伝達される。つまり、動力合成機構7(カウンタドライブギヤ23)は、エンジン1の動力、あるいは、第2のモータジェネレータ9の動力のうち少なくともいずれか一方を前輪44に伝達する。
上記のように、本実施形態の動力伝達装置100では、インプットシャフト5とMGシャフト45とを別軸とすること等により、全体として各軸5,34,43,45をコンパクトに配置することができる。これにより、動力伝達装置100の全体をコンパクト化することが可能となる。このような動力伝達装置100において、更に、オイルポンプが設けられることがある。例えば、エンジン1の動力により駆動されて潤滑油をトランスアクスルケース4内に供給するオイルポンプが設けられることがある。この場合に、オイルポンプを設けることによる動力伝達装置100の大型化を抑制できることが望ましい。
本実施形態の動力伝達装置100では、カウンタドライブギヤ23が、軸受(図3の符号60参照)を介してケースによって回転可能に支持されている。カウンタドライブギヤ23は、インプットシャフト5の端部に設けられ、インプットシャフト5の動力、あるいは、MGシャフト45の動力のうち少なくともいずれか一方を車両の駆動軸に伝達する。カウンタドライブギヤ23と連結された環状部材第二構成部(図3の符号222参照)には、エンジン1と反対側に向けて開口する回転部材孔部(図3の符号222c参照)が形成されている。軸受60は、環状部材第二構成部222を支持している。
エンジン1の動力により駆動されて潤滑油を圧送するオイルポンプ(図3の符号50参照)は、少なくともその一部が、軸受60の径方向内方に配置されている。より具体的には、オイルポンプ50の少なくとも一部が、回転部材孔部222cにおける軸受60の径方向内方の位置に配置されている。本実施形態によれば、軸受60の径方向内方のスペースを利用することにより、動力伝達装置100の大型化を抑制しつつ、オイルポンプ50を配置することができる。
図3は、本実施形態に係る動力伝達装置100の要部断面図である。インプットシャフト5におけるエンジン1側と反対側の端部(第2のモータジェネレータ9側の端部)には、遊星歯車機構7Aが配置されている。上記のように、インプットシャフト5は、遊星歯車機構7Aのピニオンギヤ20を保持するキャリヤ21と連結されている。遊星歯車機構7Aの径方向におけるピニオンギヤ20の外方には、環状部材(回転部材本体)22が配置されている。環状部材22の内周部に形成されたリングギヤ19がピニオンギヤ20と噛合っている。
環状部材22は、環状部材第一構成部221と、環状部材第一構成部221に圧入された環状部材第二構成部222とで構成されている。環状部材第一構成部221は、中空円筒形状をなしている。環状部材第一構成部221の内周部にはリングギヤ19が、外周部にはカウンタドライブギヤ(ギヤ部)23がそれぞれ形成されている。環状部材第二構成部222は、環状部材第一構成部221におけるエンジン1側と反対側の端部に圧入されている。本実施形態の入力軸回転部材220は、環状部材構成部221,222、カウンタドライブギヤ23、およびリングギヤ19を含んでいる。
環状部材第二構成部222は、円盤状に形成されており、中心部にはインプットシャフト5を通す貫通孔222bが形成されている。環状部材第二構成部222には、エンジン1側と反対側へ向けて軸方向に突出する筒状部222aが設けられている。筒状部222aは、中空円筒形状をなしており、エンジン1側と反対側に向けて開口している。言い換えると、筒状部222aの内壁面は、軸方向に延在し、かつ、エンジン1側と反対側に向けて開口する孔部である回転部材孔部222cを構成している。
筒状部222aは、軸受60を介して隔壁79により回転可能に支持されている。すなわち、回転部材本体としての環状部材22における回転部材孔部222cが形成された部分である筒状部222aが、軸受60を介してトランスアクスルケース4によって回転可能に支持されている。軸受60は、筒状部222aの外周部に設けられている。
回転部材孔部222cには、オイルポンプ50が配置されている。図4は、オイルポンプ50付近を示す拡大断面図である。オイルポンプ50は、ポンプボデー51と、ポンプドライブシャフト(回転軸)52と、ポンプカバー53と、ポンプロータ54と、リリーフバルブ55を有している。
ポンプドライブシャフト52には、ドライブロータ54aが連結されている。ドライブロータ54aは、ポンプドライブシャフト52の外周部に連結されており、ポンプドライブシャフト52と一体に回転する。ポンプボデー51の内部には、ロータ室56が形成されている。ロータ室56には、ドライブロータ54a、および、回転可能に設けられ、ドライブロータ54aと噛み合うドリブンロータ54bが配置される。ドライブロータ54aとドリブンロータ54bとからなるポンプロータ54により、公知のトロコイド式のポンプが構成されている。本実施形態の圧送手段は、ポンプドライブシャフト52、およびポンプロータ54を含んで構成されている。
ポンプボデー51には、ポンプ本体孔部57が設けられている。ポンプ本体孔部57は、ロータ室56と接続され、かつ、ロータ室56よりもエンジン1側のポンプボデー51を軸方向に貫通している。ポンプドライブシャフト52は、ドライブロータ54aがロータ室56に収容された状態でポンプ本体孔部57に配置されている。ポンプドライブシャフト52におけるエンジン1側の端部52aは、ポンプ本体孔部57からエンジン1側に突出している。ポンプドライブシャフト52におけるエンジン1側の端部52aは、インプットシャフト5とスプライン嵌合されている。これにより、ポンプドライブシャフト52は、インプットシャフト5と一体に回転し、エンジン1の動力により回転駆動される。
ポンプドライブシャフト52の内部には、シャフト内油路52bが形成されている。シャフト内油路52bは、ポンプドライブシャフト52を軸方向に貫通している。ポンプロータ54により圧縮された潤滑油は、後述する高圧油路62、および、シャフト内油路52bを経て動力伝達装置100内の各部に送られる。
ポンプボデー51におけるエンジン1側と反対側の端部には、ポンプカバー53が固定されている。ポンプカバー53は、ポンプボデー51の開口部を閉塞している。本実施形態のポンプ本体は、ポンプボデー51とポンプカバー53とで構成されている。ポンプボデー51およびポンプカバー53には、潤滑油の通路としての吸入ポート58、および、吐出ポート59がそれぞれ設けられている。ロータ室56へは、吸入ポート58を介して潤滑油が吸入される。ロータ室56で圧縮された潤滑油は、吐出ポート59へ吐出され、動力伝達装置100内の各部に圧送される。
図5は、図4に符号Aで示す方向から見たポンプカバー53の平面図である。図5に示すように、ポンプカバー53には、吸入ポート58に接続された供給油路61、および、吐出ポート59に接続された高圧油路62がそれぞれ設けられている。矢印Y3に示すように、供給油路61を介して吸入ポート58に潤滑油が供給される。また、ロータ室56で圧縮されて吐出ポート59に吐出された潤滑油は、高圧油路62に流入する。高圧油路62からは、矢印Y4に示すように、シャフト内油路52b(図4参照)へ潤滑油が流れる。また、高圧油路62の油圧がリリーフバルブ55のリリーフ圧を超えた場合には、リリーフバルブ55から余剰となった潤滑油が排出される(矢印Y5)。
図4に示すように、本実施形態では、オイルポンプ50の少なくとも一部が、回転部材孔部222cにおける軸受60の径方向内方の位置に配置されている。具体的には、ポンプボデー51、および、圧送手段としてのポンプロータ54が軸受60の径方向内方の位置に配置されている。軸受60の径方向内方の空間を利用してオイルポンプ50が配置されることで、トランスアクスルの全長の増加が抑制される。よって、動力伝達装置100の大型化が抑制される。
本実施形態では、ポンプカバー53だけでなく、ポンプボデー51にも吸入ポート58および吐出ポート59が形成されている。これは、以下の理由による。エンジン1の回転により駆動されるオイルポンプ50では、エンジン回転数が上昇すると、潤滑油の流速が上がる。この場合に、キャビテーションの発生を抑制するためには、管路面積を広くしておくことが有効である。例えば、吸入ポート58や吐出ポート59を径方向に拡大することが考えられるが、本実施形態では、軸受60の径によりポンプボデー51の径方向の大きさが規制されるため、ポート58,59を径方向に拡大することは困難である。一方で、ポート58,59を軸方向に拡大する場合、ポート58,59をエンジン1側と反対側に伸ばすと、ポンプカバー53の厚みが増大し、トランスアクスルの全長の増加を招いてしまう。
このため、本実施形態では、ポンプカバー53だけでなく、ポンプボデー51に吸入ポート58および吐出ポート59が形成され、ポート58,59が軸方向に拡大されている。これにより、トランスアクスルの全長の増加を抑制しつつ、ポート58,59の管路面積が広くされ、キャビテーションの発生が抑制されている。
図4に示すように、吸入ポート58のうち、ポンプボデー51に設けられた部分であるポンプボデー側吸入ポート58aは、ポンプ本体孔部57とポンプボデー51の外周部との間に設けられている。同様に、吐出ポート59のうち、ポンプボデー51に設けられた部分であるポンプボデー側吐出ポート59aは、ポンプ本体孔部57とポンプボデー51の外周部との間に設けられている。ポンプボデー側吸入ポート58aとポンプ本体孔部57との間、および、ポンプボデー側吐出ポート59aとポンプ本体孔部57との間は、壁部51aにより隔てられている。
ポンプドライブシャフト52の外周部には、径方向に突出し、かつ、環状に形成された突出部52cが設けられている。突出部52cは、ポンプドライブシャフト52を軸方向において位置決めする位置決め手段、および、ポンプドライブシャフト52がポンプボデー51から抜け出ることを規制する抜け止め手段として機能する。突出部52cは、ドライブロータ54aと壁部51aとにより挟まれている。突出部52cにおける軸方向のエンジン1側と反対側の端部は、ドライブロータ54aに当接している。突出部52cにおける軸方向のエンジン1側の端部は、壁部51aに当接している。これにより、ポンプドライブシャフト52の軸方向の位置決めがなされると共に、ポンプドライブシャフト52がポンプボデー51から抜け出ることが規制される。
また、突出部52cの外周部52dは、ポンプボデー側吸入ポート58aの内径形状、および、ポンプボデー側吐出ポート59aの内径形状をそれぞれ兼ねている。径方向において、突出部52cの外周部52dは、壁部51aにおける径方向外方側の面51bと同じ位置にある。言い換えると、突出部52cの外周部52dは、壁部51aにおける潤滑油の通路(ポンプボデー側吸入ポート58a、ポンプボデー側吐出ポート59a)側の面と径方向において同じ位置にある。すなわち、突出部52cの外周部52dは、ポート58a,59aを囲む壁面の一部を構成し、かつ、壁部51aにおける径方向外方側の面51bと連続している。
よって、突出部52cが、ポンプボデー側吸入ポート58aやポンプボデー側吐出ポート59aの潤滑油の流れを妨げることがなく、潤滑油の流れが円滑化される。また、ポンプドライブシャフト52がポート58a,59aの内径形状を兼ねることで、ポート58a,59aの形状、並びにオイルポンプ50自体の形状を径方向に小型化することが可能となる。
また、ポート58a,59aの内壁面を構成する突出部52cが回転することで、潤滑油の流れを促進し、より迅速な潤滑油の吸入・吐出が可能となる。ポンプドライブシャフト52の回転方向は、吸入ポート58をロータ室56に向けて流れる潤滑油の流れ方向、および、ロータ室56から吐出されて吐出ポート59を流れる潤滑油の流れ方向と同じ方向である。よって、ポート58,59の潤滑油の流れが促進される。
本実施形態では、以下に説明するように、ポンプボデー51とポンプカバー53との相対位置を位置決めする位置決め部材が、オイルポンプ50とトランスアクスルケース4との相対位置を位置決めする位置決め部材を兼ねている。これにより、部品・工程を追加することなく、低コストでオイルポンプ50をサブアッシー化することができる。
図5において、符号63は、ノックピン(位置決め部材)を示す。ポンプボデー51およびポンプカバー53のそれぞれには、互いに対応する位置に位置決め用の孔64が形成されている。ポンプボデー51およびポンプカバー53の位置決め用の孔64にノックピン63が圧入されることで、ポンプボデー51とポンプカバー53との相対位置(軸方向と直交する方向の相対位置)が位置決めされた状態で保持される。
本実施形態では、ポンプボデー51、ポンプカバー53、ポンプロータ54、およびポンプドライブシャフト52を組付けてオイルポンプ50がサブアッシー化(構成部品化)される。オイルポンプ50がサブアッシー化されることで、オイルポンプ50の各部品51,52,53,54が主組立てラインで動力伝達装置100にそれぞれ組付けられる場合と比較して、オイルポンプ50のトランスアクスルへの組付け性が高まる。よって、主組み立てラインの縮小化、および、オイルポンプ50単独でのサブアッシー化検査による投資削減が可能となる。
組付けの順序としては、まず、オイルポンプ50をサブアッシーとして予め組付ける第一工程、次に、オイルポンプ50のサブアッシーをトランスアクスルケース4に組付ける第二工程、次に、第2のモータジェネレータ9を組付けた状態で第2のモータジェネレータ9の検査を実施する工程、その後にインプットシャフト5やギヤ類を組付ける第三工程となる。従来のオイルポンプをサブアッシー化していない構造では、主組立てラインにおいて、ポンプドライブシャフト52がドライブロータ54aに後から組付けられていた。この場合、ドライブロータ54aのインロー位置がずれてしまい、ポンプドライブシャフト52の組付けが困難となる虞があった。本実施形態のサブアッシー化されたオイルポンプ50は、ポンプドライブシャフト52が組付けられた状態で、トランスアクスルケース4に組付けられる。よって、オイルポンプ50の組付けに起因して組付け工程を大幅に変更する必要がない。トランスアクスルの組付けにおいて反転工程を行うことなく、オイルポンプ50を組付けることが可能となる。
本実施形態のオイルポンプ50には、以下に説明するように、軸受60の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられている。ポンプボデー51には、フランジ部51cが形成されている。フランジ部51cは、ポンプボデー51におけるエンジン1側と反対側の端部に形成されている。フランジ部51cは、ポンプボデー51をトランスアクスルケース4にボルト止めするためのボルト孔が形成される取付部、および、軸受60の軸方向への移動を規制する規制部材を兼ねる。フランジ部51cは、軸方向において軸受60よりもエンジン1側と反対側に位置している。フランジ部51cの径R2は、軸受60の外径R1よりも大きい。これにより、フランジ部51cは、軸受60におけるエンジン1側と反対側の側面60aと対向した状態となっている。よって、フランジ部51cにより、軸受60が軸方向におけるエンジン1側と反対側に抜けることが規制される。なお、軸受60のエンジン1方向への移動は、隔壁79により規制されている。
このように、フランジ部51cを軸受60の軸方向への移動を規制する規制部材とすることで、軸受60の抜け止めのための専用の部材を廃止することが可能となる。また、本実施形態では、リリーフバルブ55が、ステータ25と干渉しない位置に設けられている。
図5において、破線Bは、ステータ25のコイルエンドの外周を示す。図4および図5に示すように、リリーフバルブ55は、ステータ25のコイルエンド25aと軸方向において重ならないように配置されている。言い換えると、軸方向と直交する面上において、ステータ25のコイルエンド25aの投影とリリーフバルブ55の投影とが重ならないように、リリーフバルブ55が配置されている。また、リリーフバルブ55のリリーフ通路55aは、軸方向に設けられている。このように、リリーフバルブ55をステータ25と軸方向に重ならない位置に、軸方向に沿って配置することで、ポンプカバー53をより一層薄型化することが可能となる。軸受60の抜け止め部材の廃止、および、ポンプカバー53の薄型化により、トランスアクスルの全長が短くなり、動力伝達装置100の車両搭載性が向上する。
なお、フランジ部51cの径R2を軸受60の外径R1よりも大きくすること、言い換えると、周方向の全ての位置においてフランジ部51cを軸受60の側面60aと対向させることに代えて、フランジ部51cの少なくとも一部を軸受60の側面60aと対向させるようにしてもよい。このようにしても、フランジ部51cを軸受60の抜け止めのための規制部材として機能させることができる。
また、本実施形態では、軸受60の径方向の内方にオイルポンプ50のポンプロータ54が位置しているが、オイルポンプ50の軸方向の配置はこれには限定されない。オイルポンプ50の少なくとも一部が軸受60の径方向の内方に配置されていれば、トランスアクスルの全長の増加を抑制できる。すなわち、動力伝達装置100の大型化を抑制しつつ、オイルポンプ50を配置することができる。
(実施形態の変形例)
実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態(図4参照)では、軸受60が筒状部222aの外周部に設けられていたが、これに代えて、軸受60が、筒状部222aの内周部に設けられてもよい。すなわち、隔壁79における軸受60を支持する支持部が筒状部222aの径方向の内方に設けられ、上記支持部の外周部と筒状部222aの内周部との間に軸受60が設けられてもよい。この場合、上記支持部の径方向内方で、かつ、軸受60の径方向内方の位置にオイルポンプ50が配置される。
本発明の動力伝達装置の実施形態に係る装置を示すスケルトン図である。 本発明の動力伝達装置の実施形態の軸配置を示す図である。 本発明の動力伝達装置の実施形態の要部断面図である。 本発明の動力伝達装置の実施形態のオイルポンプ付近を示す拡大断面図である。 本発明の動力伝達装置の実施形態のポンプカバーの平面図である。
符号の説明
1 エンジン
2 クランクシャフト
3 フライホイール
4 トランスアクスルケース
5 インプットシャフト
6 第1のモータジェネレータ
7 動力合成機構
7A 遊星歯車機構
8 変速機構
9 第2のモータジェネレータ
13 ステータ
14 ロータ
15 鉄心
16 コイル
18 サンギヤ
19 リングギヤ
20 ピニオンギヤ
21 キャリヤ
22 環状部材
23 カウンタドライブギヤ
25 ステータ
26 ロータ
27 鉄心
28 コイル
32 オイルキャッチタンク
34 カウンタシャフト
35 カウンタドリブンギヤ
39 ファイナルリングギヤ
43 フロントドライブシャフト
44 前輪
45 MGシャフト
46 ギヤ
50 オイルポンプ
51 ポンプボデー
51a 壁部
51b 径方向外方側の面
51c フランジ部
52 ポンプドライブシャフト
52a エンジン側の端部
52b シャフト内油路
52c 突出部
52d 外周部
53 ポンプカバー
54 ポンプロータ
54a ドライブロータ
54b ドリブンロータ
55 リリーフバルブ
56 ロータ室
57 ポンプ本体孔部
58 吸入ポート
58a ポンプボデー側吸入ポート
59 吐出ポート
59a ポンプボデー側吐出ポート
60 軸受
61 供給油路
62 高圧油路
70 エンジン側ハウジング
71 エクステンションハウジング
72 エンドカバー
79 隔壁
100 動力伝達装置
220 入力軸回転部材
221 環状部材第一構成部
222 環状部材第二構成部
222a 筒状部
222b 貫通孔
222c 回転部材孔部

Claims (7)

  1. 車両の駆動源である回転電機のロータが連結された回転電機軸と、
    前記回転電機軸と平行に配置され、かつ、軸方向の一方側に位置する前記駆動源である内燃機関との間で動力を伝達する入力軸と、
    前記入力軸における前記内燃機関側と反対側の端部に設けられ、前記入力軸の前記動力あるいは前記回転電機軸の前記動力のうち少なくともいずれか一方を前記車両の駆動軸に伝達する入力軸回転部材と、
    前記内燃機関の前記動力により駆動されて潤滑油を圧送する圧送手段と、前記圧送手段を収容するポンプ本体とを有するポンプと、
    前記入力軸および前記入力軸回転部材を収容するケースと
    を備え、前記軸方向において、前記回転電機が前記入力軸回転部材よりも前記内燃機関側と反対側に配置されている動力伝達装置であって、
    前記入力軸回転部材は、軸受を介して前記ケースによって回転可能に支持されており、
    前記ポンプの少なくとも一部が、前記軸受の径方向内方に配置されている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 請求項1に記載の動力伝達装置において、
    前記入力軸回転部材は、回転部材本体と、前記回転部材本体の外周部に形成され、前記回転電機軸と噛合うギヤ部とを有し、
    前記回転部材本体には、前記軸方向に延在し、かつ、前記内燃機関側と反対側に向けて開口する孔部である回転部材孔部が形成されており、
    前記回転部材本体における前記回転部材孔部が形成された部分が、前記軸受に支持され、
    前記ポンプは、前記回転部材孔部に配置されている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  3. 請求項1または2に記載の動力伝達装置において、
    前記圧送手段は、前記入力軸に連結され、前記内燃機関の前記動力で回転駆動される回転軸と、前記回転軸に連結され、前記回転軸と一体に回転して前記潤滑油を圧送するポンプロータとを備え、
    前記ポンプ本体は、
    前記ポンプロータを収容するロータ室と、
    前記ロータ室と接続され、かつ、前記ポンプ本体における前記ロータ室よりも前記内燃機関側を前記軸方向に貫通する孔部であって、前記回転軸が配置されるポンプ本体孔部と、
    径方向における前記ポンプ本体孔部と前記ポンプ本体の外周部との間の位置に前記軸方向に形成され、前記ロータ室と接続された前記潤滑油の通路と、
    径方向において前記ポンプ本体孔部と前記通路とを隔てる壁部とを有し、
    前記回転軸は、径方向に突出し、かつ、環状に形成された突出部を有し、
    前記突出部は、前記軸方向において前記壁部と前記ポンプロータとに挟まれ、
    径方向において、前記突出部の外周部が、前記壁部における前記通路側の面と同じ位置にある
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の動力伝達装置において、
    前記ポンプ本体は、前記圧送手段を収容する容器であって、かつ、開口部を有するポンプボデーと、前記開口部を閉塞するポンプカバーとを有し、
    前記ポンプボデーと前記ポンプカバーとの相対位置を位置決めする位置決め部材が、前記ポンプ本体と前記ケースとの相対位置を位置決めする位置決め部材を兼ねている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の動力伝達装置において、
    前記ポンプ本体は、前記軸受の側面と対向し、前記軸受の前記軸方向への移動を規制する規制部材を有する
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の動力伝達装置を組付ける動力伝達装置の組付け方法であって、
    前記圧送手段と、前記ポンプ本体とを一体の構成部品として予め組付ける第一工程と、
    前記第一工程の後で、前記構成部品を前記ケースに組付ける第二工程とを備える
    ことを特徴とする動力伝達装置の組付け方法。
  7. 請求項6に記載の動力伝達装置の組付け方法において、
    前記構成部品に前記入力軸を組付ける第三工程を備え、
    前記第三工程は、前記第二工程の後で行われる
    ことを特徴とする動力伝達装置の組付け方法。
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