JP2011162179A - 動力伝達系 - Google Patents

Abstract

【課題】 動力伝達系を提供する。
【解決手段】 本発明は、駆動機械（２、３）に取り付けられて遊星歯車セット（１８）を備えるトランスミッション（１０）を介して、少なくとも１つの駆動輪に結合させることができる駆動出力シャフト（６）を有する少なくとも１つの駆動機械（２、３）を備える動力伝達系に関する。動力伝達系の開発および／または製造のための費用を低減するために、トランスミッション（１０）が、駆動機械（２、３）の駆動出力シャフト（６）に対して回転された異なる取付け位置を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トランスミッションを介して少なくとも１つの駆動輪に結合させることができる駆動出力シャフトを有する少なくとも１つの駆動機械を備え、トランスミッションがその駆動機械に取り付けられて遊星歯車セットを備える動力伝達系（ｄｒｉｖｅｔｒａｉｎ）に関する。また、本発明は、前記タイプの動力伝達系内に１次駆動機械と２次駆動機械を有するハイブリッド車に関する。

下記特許文献は、関連する背景技術を示している。

独国特許第１０ ２００６ ０３８ ３９６Ａ１号明細書 独国特許第１０ ２００６ ０ １４ ５１４Ａ１号明細書 独国特許第１９９ ０９ ４２４Ａ１号明細書

本発明の目的は、請求項１の前段による動力伝達系の開発および／または製造のための費用を低減することである。

この目的は、トランスミッションを介して少なくとも１つの駆動輪に結合させることができる駆動出力シャフトを有する少なくとも１つの駆動機械を備え、トランスミッションがその駆動機械に取り付けられて遊星歯車セットを備える動力伝達系において、トランスミッションが、駆動機械の駆動出力シャフトに対して回転された異なる取付け位置を有することによって達成される。トランスミッションは、好ましくは減速トランスミッションとして設計される。適切な減速比によって、駆動機械の比較的高い駆動回転速度を、所望の車輪回転速度まで減少させることができる。この動力伝達系は、好ましくは、内燃機関と、少なくとも１つの電気機械、好ましくは、それぞれ１つのトランスミッションが取り付けられている２つの電気機械とを有するハイブリッド動力伝達系である。本発明によるトランスミッションを用いると、簡単に、自動車での利用可能な設置スペースを最適に利用することができる。

動力伝達系の好ましい例示的実施形態は、トランスミッションを、各場合に、異なる取付け位置の間で規定の角度範囲だけ回転させることができることを特徴とする。規定の角度範囲は、好ましくは６０度である。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、動力伝達系が、２つの電気機械を備え、電気機械に、同一設計の２つのトランスミッションが取り付けられることを特徴とする。それらの電気機械の駆動出力シャフトは、同軸の回転軸を有し、互いに取り付けられた電気機械から反対方向に延在する。各場合に、２つのトランスミッションの一方が、電気機械の互いに逆を向いた側に取り付けられる。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、トランスミッションが、駆動機械に向かって面する中間カバーを有するトランスミッションハウジングを備え、中間カバーが、トランスミッションハウジングに対して回転された異なる取付け位置を有することを特徴とする。各場合に、中間カバーを、異なる取付け位置の間で規定の角度範囲だけ回転させることができ、この角度範囲は好ましくは３０度である。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、中間カバーが複数の流体ポート、特に高圧ポートを有し、中間カバーおよび／またはトランスミッションの取付け位置に応じて流体ポートに異なる機能を割り当てることができることを特徴とする。３つの高圧ポートを中間カバーに提供することが好ましく、しかしそれらの高圧ポートのうち２つのみが使用される。第３の高圧ポートは、好ましくは使用されず、したがって閉じられる。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、トランスミッションが複数の排出開口を有し、トランスミッションの取付け位置に応じて排出開口に異なる機能が割り当てられることを特徴とする。トランスミッションは、２つの排出開口を有することが好ましい。排出開口の一方は、ドレンプラグ（ドレンネジ）によって閉じられることが好ましい。必要であれば、トランスミッションから外にオイルを排出するために、ドレンプラグを外すことができる。他方の排出開口内には、センサ、特に温度センサを配置することができる。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、トランスミッションが、様々な平歯車対のための平歯車設置スペースを備えることを特徴とする。様々な平歯車対によって、様々な変速比を簡単に実現することができる。したがって、平歯車設置スペースのサイズは、様々な平歯車対に適合される。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、トランスミッションが、内側板および外側板を有する多板クラッチを備え、外側板が、外側歯列によって、トランスミッションハウジングに形成された内側歯列に係合することを特徴とする。トランスミッションハウジングに直接形成される内側歯列は、好ましくは侵食形成されてハードコートされる。

動力伝達系のさらなる好ましい例示的実施形態は、内側板が内側歯列を有し、その内側歯列に、遊星歯車セットの内側歯車に形成された外側歯列が係合することを特徴とする。多板クラッチは、軸方向で前記内側歯車に重なるように遊星歯車セットの内側歯車の半径方向外側に配置されることが好ましい。表現「軸方向」および「半径方向」は、電気機械の駆動出力シャフトの回転軸に関係する。軸方向とは、駆動出力シャフトの回転軸の方向またはそれと平行な方向を意味する。半径方向とは、電気機械の駆動出力シャフトの回転軸に対して横方向（横断する方向）を意味する。遊星歯車セットの内側歯車およびトランスミッションハウジングに歯列を設ける（統合する）ことによって、トランスミッションのサイズが大幅に縮小される。

本発明は、好ましくは、上述した動力伝達系内に１次駆動機械と２次駆動機械を有するハイブリッド車に関する。１次駆動機械は、好ましくは内燃機関である。２次駆動機械は、好ましくは、互いに取り付けられた２つの電気機械を備える。上述したトランスミッションが、電気機械それぞれに取り付けられる。

本発明のさらなる利点、特徴、および詳細は、図面を参照して様々な例示的実施形態を詳細に説明する以下の説明から明らかになろう。

長手方向断面での本発明による動力伝達系を示す図である。 半断面図での、遊星歯車セットおよび摩擦クラッチを含む図１からの拡大詳細図である。 図２からの拡大詳細図である。 ジョイントフランジの後方でのねじ接続の領域の、図１からの拡大詳細図である。 軸受保持板を有する図１からの拡大詳細図である。 換気ポートを有する図１からの拡大詳細図である。

図１〜図６は、本発明による動力伝達系を様々な図または詳細で示す。本発明の動力伝達系は、ハイブリッド駆動装置を備える自動車（ハイブリッド車とも呼ばれる）のハイブリッド動力伝達系である。このハイブリッド動力伝達系は、共通の機械ハウジング８内で組み合わされた２つの電気機械２、３を有する電気機械構成１を備える。

図１では、電気機械２の大部分は切れており見えない。２つの電気機械２、３は同一設計であり、それぞれ、駆動出力シャフト６を有する回転子（ローター）５を備える。機械ハウジング８は、トランスミッション側の端部で軸受カバー７によって閉じられ、軸受カバー７には駆動出力シャフト６用の固定軸受が提供される。機械ハウジング８は、２つの電気機械２、３の間に区壁９を有し、区壁９には駆動出力シャフト６用の浮動軸受が提供される。区壁９は、図１に示される動力伝達系の部分に関する対称軸または対称面となる。

機械ハウジング８のトランスミッション側の端部には、トランスミッション１０が取り付けられている。参照符号１１は、トランスミッション１０と電気機械構成１の分割線を表す。トランスミッション１０と同一設計のさらなるトランスミッション（図示せず）が、電気機械２のトランスミッション側の端部（図示せず）に取り付けられる。

駆動に関して、トランスミッション１０は、自動車の駆動輪を電気機械３に接続する。駆動輪を接続するために、ジョイントフランジ１２が、モジュール式減速トランスミッションとして設計されたトランスミッション１０に取り付けられる。本発明によるトランスミッション１０の設計によって、左（図示）と右の両側で、同一のトランスミッションを電気機械構成１に取り付けることができる。

トランスミッション１０は、トランスミッションハウジング１４を備え、トランスミッションハウジング１４は、植込みボルト１３、１７とナット１９、２３によって機械ハウジング８に様々な位置で取り付けることができる。本発明の重要な態様によれば、計６個の植込みボルト１３、１７が、規則的な穴パターンで配列される。このようにすると、簡単に、トランスミッション１０の取付け位置を、電気機械構成１の駆動出力シャフト６の回転軸に対して（関して）６０度ステップで（毎に）回転させることができるようになる。

トランスミッション１０を位置決めするために、トランスミッション１０の中間カバー１５に芯出し用の直径が提供される。バリアカバーとも呼ばれる中間カバー１５は、芯出しのために環状の段差を備え、この環状の段差によって、中間カバー１５は、機械ハウジング８の軸受カバー７に提供される対応する凹部に係合する。

中間カバー１５は、電気機械構成１の方向でトランスミッションハウジング１４を閉じる。分割線１１は、電気機械構成１の軸受カバー７とトランスミッション１０の中間カバー１５の間に延在する。トランスミッションハウジング１４は、反対側では外側カバー１６によって閉じられ、外側カバー１６を通ってジョイントフランジ１２が延出する。

本発明のさらなる態様によれば、中間カバーまたはバリアカバー１５は、適切な穴パターンを有するねじ接続によって、３０度ステップで（毎に）回転可能にトランスミッションハウジング１４に固定することができる。半径方向外側で中間カバー１５に３つの高圧接続手段を提供することが好ましく、しかしそのうちの２つのみが使用される。第３のポートは閉じられる。

トランスミッションハウジング１４に対して中間カバー１５を回転させることによって、高圧ポートの位置を簡単に変えることができる。特に、中間カバー１５は、常に、換気を可能にするように１つのポートが上にあるようにトランスミッションハウジング１４に対して回転させることができる。

第１のポートに対して１２０度ずらしてさらなるポートが配置されることが好ましい。緊急走行動作を可能にする多板クラッチ４０（以下でより詳細に説明する）が、第２のポートを介して油圧式に作動される。

トランスミッション１０は、遊星歯車セット１８と、平歯車対２０を有する平歯車機構とを備える。平歯車対２０は、内側平歯車２１と外側平歯車２２を備える。本発明のさらなる態様によれば、平歯車機構はモジュール設計であり、複数の平歯車対を備え、それらが、トランスミッション１０を様々な要件に適合させるように様々な変速比を実現する。

したがって、様々なサイズの平歯車２１、２２を収容することができるように、平歯車対２０のための収容スペースがトランスミッションハウジング１４内に形成される。このようにすると、簡単に、トランスミッション１０を例えば特定の走路に適合させることができる。ジョイントフランジ１２および外側カバー１６が取り外された後、平歯車対２０を備える平歯車機構を迅速かつ簡単に交換することができる。

駆動出力シャフト６の駆動出力シャフトスタブ２４が、電気機械構成１の軸受カバー７およびトランスミッション１０の中間カバー１５を通って延在する。遊星歯車セット１８の太陽歯車２５は、スプライン歯列２６によって駆動出力シャフトスタブ２４に、それと一体回転するように接続される。

太陽歯車２５は、３つの遊星歯車と噛み合い、図１ではそのうちの１つの遊星歯車２８のみが見える。遊星歯車２８は、軸受ジャーナル２９によって遊星歯車キャリア３２内に回転可能に担持される。遊星歯車２８を回転可能に担持するために針状ころ（ｎｅｅｄｌｅ−ｒｏｌｌｅｒ）軸受３０が提供されていることを図２で見ることができる。遊星歯車２８は内側歯車３４と噛み合い、内側歯車３４は、このために、図１で見ることができるように内側歯列３５を設けられている。

本発明のさらなる態様によれば、内側歯車３４が、内側歯列３５に加えて外側歯列３６も設けられていることを図２で見ることができる。外側歯列３６によって、内側歯車３４は、多板クラッチ４０の内側板３７に、それと一体回転するように接続される。内側板３７は、多板クラッチ４０の外側板３８と摩擦係合する。

内側板３７と外側板３８の摩擦係合は、作動ピストン３９によって生み出され、作動ピストン３９は、圧縮ばね４１、特につる巻き圧縮ばねによって板３７、３８に対して軸方向に予荷重をかけられる。板３７と板３８の摩擦係合は、圧縮ばね４１の予荷重の力に反する油圧を圧力チャンバ４２にかけることによって解消することができ、緊急走行を可能にする。

作動ピストン３９は、板３７、３８とは逆側に、圧縮ばね４１の一部を収容するための凹部を有する。圧縮ばね４１の別の部分を収容するための同様の凹部が、中間カバーまたはバリアカバー１５内に提供される。さねはぎガイドによって、作動ピストン３９は、中間カバー１５と一体回転するが軸方向では移動できるように、中間カバー１５に接続される。同時に、さねはぎガイドは、作動ピストン３９用の軸方向ストッパを形成する。

本発明のさらなる態様によれば、多板クラッチ４０の内側板３７は、駆動歯列によって内側歯車３４に直接位置される。内側板３７は、半径方向内側にスプライン歯列を設けられる。前記スプライン歯列に係合する内側歯車３４の外側歯列３６も駆動歯列と呼ぶ。

本発明のさらなる態様によれば、外側板３８が外側歯列を設けられ、外側歯列は、トランスミッションハウジング１４に直接形成された内側歯列４３に係合する。内側歯列４３は、好ましくはアルミニウムから形成されたトランスミッションハウジング１４に直接侵食形成されてハードコートされる。

本発明のさらなる態様によれば、内側歯車３４は、好ましくは薄型リング軸受として設計される２つの軸受４４、４５によって回転可能に担持される。内側歯車３４は、２つの軸受４４、４５によって両側で案内される。軸受４４は、半径方向内側でトランスミッションハウジング１４に支持される。軸受４５は、半径方向内側で軸受キャリア４６に支持される。軸受キャリア４６は、ねじ４７によって中間カバー１５に固定される。半径方向外側では、作動ピストン３９が、軸方向で移動可能に軸受キャリア４６に案内される。

軸受ジャーナル２９は、一端で、半分に縮小されたカラー４８によって、押込み係止して遊星歯車キャリア３２に接続される。軸受ジャーナル２９は、その他端では、軸方向固定リング４９によって遊星歯車キャリア３２に保持される。一端での押込み係止と他端での軸方向固定リング４９により、遊星歯車キャリア３２に対する軸受ジャーナル２９の軸方向と回転方向での複合型の係止が達成される。また、軸受ジャーナル２９は、簡単に針状ころ軸受３０の潤滑を可能にするオイル通過穴５０も備える。

図１は、太陽歯車２５が、外側歯列５１によって遊星歯車２８と噛み合い、遊星歯車キャリア３２に回転可能に担持されていることを示す。さらに遊星歯車キャリア３２は、軸受５３、５４によって回転可能に担持される。遊星歯車キャリア３２の一端は、浮動軸受５３によってトランスミッション１０の外側カバー１６に担持される。遊星歯車キャリア３２は、固定軸受５４によってトランスミッションハウジング１４内に担持される。内側平歯車２１が、軸方向で２つの軸受５３と５４の間に配置され、軸方向固定リングによって保持される。

外側平歯車２２は、２つのさらなる軸受５５、５６によって回転可能に担持される。軸受５５によって、外側平歯車２２は、トランスミッション１０の外側カバー１６内に担持される。軸受５６によって、外側平歯車２２は、トランスミッションハウジング１４内に担持される。ジョイントフランジ１２は、スプライン歯列５８によって外側平歯車２２に、それと一体回転するように接続される。

潤滑および／または冷却のために、トランスミッション１０にトランスミッションオイルが充填される。本発明のさらなる態様によれば、多板クラッチ４０の外端板６０は、図３に矢印６２によって示されるようにオイルが半径方向内側から半径方向外側に通過することができるように構成される。半径方向外側への所期のオイル通過により、開いた状態での多板クラッチ４０の動力損失を大幅に減少させることができる。

オイルの通過またはオイルの逃げを可能にするために、半径方向溝、この場合には計５個の半径方向溝が、端板または外端板６０に形成される。半径方向溝に加えて、くぼみの形状での回転輪郭が、外端板６０に半径方向外側で形成される。

これにより、簡単に、オイルを半径方向外側に向けて、トランスミッションハウジング１４内に形成されたチャネル６４内に送ることができるようになる。流れ出るオイルは、チャネル６４から、平歯車対２０のための収容スペース内に流れる。

図４は、ジョイントフランジ１２が、スナップリング６６によって、前記ジョイントフランジを非破壊で繰り返し取り外すことができるように外側平歯車２２に取り付けられることを示す。それにより、ジョイントフランジ１２は、引張力を加えることによって簡単に取り外すことができる。ジョイントフランジ１２を取り外すことにより、組立てのために、ジョイントフランジ１２の後ろに配置されたナット１９および関連の植込みボルト１３に手が届くようになる。したがって、本発明によるジョイントフランジの取付けは、規則的であり対称的なねじ接続穴パターンの実現に寄与する。

図５は、トランスミッション１０が第１のオイルチャンバ７１を備え、オイルチャンバ７１内に２つの平歯車２１、２２が配置されていることを示す。したがって、第１のオイルチャンバ７１は、平歯車オイルチャンバまたは平歯車設置スペースとも呼ばれる。第２のオイルチャンバ７２が遊星歯車セットに割り当てられる。トランスミッション１０の動作中、より多くのオイルが第１のオイルチャンバ７１で必要とされる。本発明のさらなる態様によれば、第１のオイルチャンバ７１から第２のオイルチャンバ７２内への経路（矢印７３によって示される）が、軸受保持板７４によって制限される。

軸受保持板７４は、ねじ７５によってトランスミッションハウジング１４に固定され、軸受４４を通るオイルの通過が大幅に減少されるように構成される。ここで、軸受保持板７４と軸受５４の軸受内側リングとの間に小さな残留ギャップが開いて残り、それにより、オイルの通過が制限されている場合でさえ適切な潤滑が維持される。

雌ねじを切られた２つの排出開口をトランスミッションハウジング１４に提供することが好ましい。トランスミッション１０を設置した状態では、２つの排出開口のうち下側の排出開口にドレンプラグがねじ留めされて、排出開口を閉じる。２つの排出開口のうち上側の排出開口には、温度センサがねじ留めされることが好ましい。

多板クラッチ４０の領域内では、動力損失を減少するために、さらなる領域に所期のオイル管路が設けられる。このために、本発明のさらなる態様によれば、トランスミッションハウジング１４の内側歯列４３における個々の歯が意図的に省かれ、軸方向通過開口と組み合わされる。さらに、くぼみによって、軸方向オイル通過開口に対して円周方向でのオイルの通過を可能にする環状チャンバを提供することができる。

このオイル管路によって、所期の通りに、オイルを第２のオイルチャンバ７２から出して、平歯車オイルチャンバとも呼ばれる第１のオイルチャンバ７１内に流し込むことができる。このようにすると、特に高い回転速度で動力損失を大幅に減少させることができる。

回転速度がより高くなると、多板クラッチ４０の回転する内側板３７が、オイルが半径方向外側に搬送されることを保証する。オイルは、内側歯列４３における好ましくは５つのハウジング歯を除去することによって形成された空間を通して、最初に環状チャンバ内に流し込まれ、次いで、軸方向開口またはアパーチャを通して第１のオイルチャンバ７１内に流し込まれる。

図６は、ねじ８１を示し、ねじ８１によって中間カバーまたはバリアカバー１５がトランスミッションハウジング１４に固定される。軸受５６の軸受台の後方の静止区域内で、換気ポート８２がトランスミッションハウジングに提供される。換気ポート８２は、軸受５６の後方の静止空間８３に接続される。

２ 駆動機械
３ 駆動機械
６ 駆動出力シャフト
１０ トランスミッション
１８ 遊星歯車セット

Claims (10)

1. トランスミッション（１０）を介して少なくとも１つの駆動輪に結合させることができる駆動出力シャフト（６）を有する少なくとも１つの駆動機械（２、３）を備え、前記トランスミッションが前記駆動機械（２、３）に取り付けられて遊星歯車セット（１８）を備える動力伝達系であって、前記トランスミッション（１０）が、前記駆動機械（２、３）の前記駆動出力シャフト（６）に対して回転された異なる取付け位置を有することを特徴とする動力伝達系。
2. 前記トランスミッション（１０）を、各場合に、前記異なる取付け位置の間で規定の角度範囲だけ回転させることができることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系。
3. 前記動力伝達系が、２つの電気機械（２、３）を備え、前記電気機械（２、３）に、同一設計の２つのトランスミッション（１０）が取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達系。
4. 前記トランスミッション（１０）が、前記駆動機械（２、３）に向かって面する中間カバー（１５）を有するトランスミッションハウジング（１４）を備え、前記中間カバー（１５）が、前記トランスミッションハウジング（１４）に対して回転された異なる取付け位置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力伝達系。
5. 前記中間カバー（１５）が複数の流体ポートを有し、前記中間カバー（１５）および／または前記トランスミッション（１０）の取付け位置に応じて前記流体ポートに異なる機能を割り当てることができることを特徴とする請求項４に記載の動力伝達系。
6. 前記トランスミッション（１０）が複数の排出開口を有し、前記トランスミッション（１０）の取付け位置に応じて前記排出開口に異なる機能が割り当てられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の動力伝達系。
7. 前記トランスミッション（１０）が、様々な平歯車対（２０）のための平歯車設置スペースを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の動力伝達系。
8. 前記トランスミッション（１０）が、内側板（３７）および外側板（３８）を有する多板クラッチ（４０）を備え、前記外側板（３８）が、外側歯列によって、前記トランスミッションハウジング（１４）に形成された内側歯列（４３）に係合することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の動力伝達系。
9. 前記内側板（３７）が内側歯列（４３）を有し、前記内側歯列（４３）に、前記遊星歯車セット（１８）の内側歯車（３４）に形成された外側歯列（３６）が係合することを特徴とする請求項８に記載の動力伝達系。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の動力伝達系内に１次駆動機械と２次駆動機械を有するハイブリッド車。

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