JP2012122595A

JP2012122595A - 連結軸の支持構造およびこれを備えたハイブリッド駆動装置

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Publication number: JP2012122595A
Application number: JP2010276034A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ikeda; 暁彦池田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-06-28

Abstract

【課題】スプライン結合された回転軸同士の軸ずれの要因を低減することにより回転軸の耐久性および動力伝達効率を向上できるとともに、動力伝達効率の低下やトランスアクスル油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる連結軸の支持構造を提供する。
【解決手段】スプライン部２０ａでスプライン結合により互いに連結されて同軸上で一体回転するカウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０からなるＭＧシャフト２０の支持構造では、カウンタドライブギヤ軸６０が軸受部材８１、８２を介してケースに支持されるロータ側端部６１およびフロント側端部６２を有し、ロータ軸７０がロータ側端部６１にスプライン結合されるギヤ側端部７１と軸受部材８３を介してケースに支持されるリヤ側端部７２とを有し、ギヤ側端部７１がスプライン部２０ａと軸方向に隣り合う位置で規制用軸受部材９０を介してロータ側端部６１に支持されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、連結軸の支持構造およびハイブリッド駆動装置に関し、特に、同軸上で互いにスプライン結合されて回転する第１の回転軸および第２の回転軸からなる連結軸の支持構造およびこれを備えたハイブリッド駆動装置に関する。

従来、走行用動力の駆動源として、ガソリン等を燃焼させて動力を出力するエンジンと、バッテリ等からの電力供給を受けて動力を出力する電動機とを併せ持つハイブリッド車両用のハイブリッド駆動装置が知られている。このようなハイブリッド駆動装置は、エンジンからの動力分配を受けて、あるいは回生制動時に、回転軸に動力が入力されることによりバッテリ等への充電電力を発電する発電機をさらに備えている。

この種のハイブリッド駆動装置としては、電動機のロータ軸の一端と、エンジン出力用のカウンタドライブギヤのギヤ軸の一端とをスプライン結合により連結して一体回転可能とした連結軸を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、上記連結軸を構成するロータ軸およびギヤ軸がそれぞれ異なる４つのベアリングにより駆動装置ケースに支持された連結軸の支持構造を有する。

具体的には、図１０に示すように、上記連結軸の支持構造では、発電機ＭＧ２のロータ軸１１０が、その両端で２つのベアリング１０１、１０２により駆動装置ケース１００に支持されている。さらに、ロータ軸１１０の一端には、内部にスプライン内歯が形成された筒状の筒状部１１０ａが設けられている。一方、カウンタドライブギヤ１１５のギヤ軸１１１は、その一端に円筒部１１０ａより小径な連結部１１１ａを有し、連結部１１１ａの外周には、上記スプライン内歯に嵌合するスプライン外歯が形成されている。ギヤ軸１１１は、上記スプライン外歯を介してロータ軸１１０にスプライン結合されている。また、ギヤ軸１１１は、２つのベアリング１０３、１０４により駆動装置ケース１００に支持されている。また、上記連結軸の支持構造では、組付性を考慮して、ロータ軸１１０およびギヤ軸１１１のスプライン部におけるスプライン内歯とスプライン外歯との間に隙間を持たせている。

このように、特許文献１に記載の連結軸の支持構造は、ロータ軸１１０およびギヤ軸１１１がそれぞれ別のベアリング１０１、１０２あるいはベアリング１０３、１０４により単独で駆動装置ケース１００に支持されるとともに、ルーズなスプライン結合により一体回転可能に連結されている。

特開２００３−１９１７６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の連結軸の支持構造にあっては、各ベアリング１０１〜１０４の組付誤差や部品公差に起因して、駆動装置ケース１００と各ベアリング１０１〜１０４との間、あるいは各ベアリング１０１〜１０４とロータ軸１１０およびギヤ軸１１１との間にガタが生ずることがある。また、ロータ軸１１０やギヤ軸１１１のベアリング支持部とスプライン部との間に軸ずれが生ずることがある。その結果、ロータ軸１１０とギヤ軸１１１とは、ルーズにスプライン結合されていることから、スプライン内歯とスプライン外歯との間に軸ずれが生じ、スプライン内歯とスプライン外歯の回転中心がずれるため、軸の回転時に、スプライン内歯とスプライン外歯との間で径方向に滑りが生ずる。したがって、このような滑りに起因して、従来の連結軸の支持構造では、ロータ軸１１０およびギヤ軸１１１の耐久性が低下したり、これら軸間における駆動力の伝達効率が低下するという問題があった。

また、回転数が０の駆動装置ケース１００と回転数の高い発電機ＭＧ２のロータ軸１１０およびギヤ軸１１１との間に介装された各ベアリング１０１〜１０４では、発電機ＭＧ２の回転数に応じた差動が生じている。ここで、一般にベアリングにおいては、軌道面と転動体との間に生ずる微小な滑り、いわゆる差動滑りや保持器と転動体との間に生ずる滑りに起因して少なからず摩擦抵抗が生じている。したがって、従来の連結軸の支持構造では、ロータ軸１１０およびギヤ軸１１１を支持するベアリングが４つ設けられているため、上記のような摩擦抵抗の発生原因となる箇所が少なくとも４箇所存在することとなる。上記のような摩擦抵抗は、動力伝達効率の低下やトランスアクスル内の潤滑油の温度（以下トランスアクスル油温という）上昇の原因となり得る。したがって、上記摩擦抵抗を生じさせる箇所は、可能な限り少ないほうが望ましい。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、スプライン結合された回転軸同士の軸ずれの要因を低減することにより回転軸の耐久性および動力伝達効率を向上させることができるとともに、動力伝達効率の低下やトランスアクスル油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる連結軸の支持構造およびこれを備えたハイブリッド駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る連結軸の支持構造は、上記目的達成のため、（１）互いに連結されて同軸上で一体回転する第１の回転軸部材および第２の回転軸部材からなる連結軸の支持構造であって、前記連結軸は、前記第１の回転軸部材と前記第２の回転軸部材とがスプライン結合されるスプライン部を有し、前記第１の回転軸部材は、前記第２の回転軸部材にスプライン結合されるとともに第１の軸受部材を介してケースに回転可能に支持される第１連結端部と、前記第１連結端部に対して軸方向の反対側に設けられ、第２の軸受部材を介して前記ケースに回転可能に支持される第１開放端部とを有し、前記第２の回転軸部材は、前記第１の回転軸部材にスプライン結合される第２連結端部と、前記第２連結端部に対して軸方向の反対側に設けられ、第３の軸受部材を介して前記ケースに回転可能に支持される第２開放端部とを有し、前記第２連結端部が、前記スプライン部と軸方向に隣り合う位置で支持部材を介して前記第１連結端部に支持されている構成を有する。

この構成により、本発明に係る連結軸の支持構造は、第２の回転軸部材の第２連結端部が、スプライン部と軸方向に隣り合う位置で支持部材を介して第１の回転軸部材の第１連結端部に支持されているので、連結軸をケースなどの固定部材に回転可能に支持する軸受部材の数を減らすことができる。例えば従来、第１の回転軸部材および第２の回転軸部材のそれぞれについて、その両端をケースなどの固定部材に回転可能に支持するため、少なくとも４つ以上の軸受部材を要していたが、本発明に係る連結軸の支持構造では、特に第１の回転軸部材と第２の回転軸部材との連結部分における軸受部材を少なくとも１つ減らすことができ、連結軸を固定部材に回転可能に支持する軸受部材の数を、例えば３つ以下とすることができる。したがって、従来と比較して軸ずれの要因を低減することができ、第１の回転軸部材と第２の回転軸部材との間のスプライン部で生ずる相対的な径方向への滑りを低減することができる。この結果、このような滑りに起因した連結軸の耐久性の低下や動力伝達効率の低下を低減することができる。

さらに、本発明に係る連結軸の支持構造は、連結軸をケースなどの固定部材に回転可能に支持する軸受部材の数を減らすことができるので、摩擦抵抗の発生原因となる箇所を従来と比べて減少させることができる。すなわち、本発明に係る連結軸の支持構造は、動力伝達効率の低下や連結軸を潤滑する潤滑油の油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる。

また、本発明に係る連結軸の支持構造は、上記（１）に記載の連結軸の支持構造において、（２）前記支持部材は、その軸方向中心が前記第１開放端部を支持する第１の軸受部材の軸方向中心と一致するよう配置されている構成を有する。

この構成により、本発明に係る連結軸の支持構造は、支持部材の軸方向中心が第１開放端部を支持する第１の軸受部材の軸方向中心と一致するよう、支持部材が配置されているので、第２の回転軸部材にかかる荷重に起因して、第１開放端部を支持する第１の軸受部材の軸方向中心を支点として支持部材の軸方向中心に作用するモーメントを抑制することができる。このため、第２連結端部をケースに支持する軸受部材を廃止したことによる第１の回転軸部材にかかる負荷を低減することができる。すなわち、第２連結端部にかかる荷重を、第１開放端部を支持する第１の軸受部材で受けることができる。この結果、連結軸の耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係る連結軸の支持構造は、上記（１）または（２）に記載の連結軸の支持構造において、（３）前記支持部材は、ニードルベアリングである構成を有する。

この構成により、本発明に係る連結軸の支持構造は、支持部材がニードルベアリングで構成されているので、第１の回転軸部材と第２の回転軸部材との間に形成された比較的小さい隙間にも好適に設置することができる。また、第１の回転軸部材と第２の回転軸部材との間に周方向への相対的な差動が生じても、摩擦抵抗を低減することができる。

また、本発明に係る連結軸の支持構造は、上記（１）または（２）に記載の連結軸の支持構造において、（４）前記支持部材は、ブッシュで構成されている。

この構成により、本発明に係る連結軸の支持構造は、支持部材がブッシュで構成されているので、ニードルベアリングに比べて構造が簡素化され、コストを低減することができる。

また、本発明に係るハイブリッド駆動像置は、（５）請求項１ないし４のいずれか１の請求項に記載の連結軸の支持構造が適用されるハイブリッド駆動装置であって、前記第１の回転軸部材がカウンタドライブギヤ軸を構成し、前記第２の回転軸部材が電動機のロータ軸を構成する。

この構成により、本発明に係るハイブリッド駆動装置は、電動機のロータ軸がスプライン部と軸方向に隣り合う位置で支持部材を介してカウンタドライブギヤ軸に支持されているので、ロータ軸とカウンタドライブギヤ軸との間に生ずる軸ずれの要因を従来と比較して低減することができ、結果として連結軸の耐久性および動力伝達効率を向上させることができる。

また、本発明に係るハイブリッド駆動装置は、特に回転数が０のケースと回転数の高い電動機のロータ軸およびカウンタドライブギヤ軸との間に介装される軸受部材の数を減らすことができる。したがって、本発明に係るハイブリッド駆動装置は、摩擦抵抗の発生原因となる箇所を従来と比べて減少させることができる。すなわち、本発明に係るハイブリッド駆動装置は、動力伝達効率の低下やケース内の潤滑油の油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる。

本発明によれば、スプライン結合された回転軸同士の軸ずれの要因を低減することにより回転軸の耐久性および動力伝達効率を向上させることができるとともに、動力伝達効率の低下やトランスアクスル油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる連結軸の支持構造およびこれを備えたハイブリッド駆動装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る連結軸の支持構造が適用されるハイブリッド駆動装置のギヤトレーンのスケルトン図である。本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置の断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る連結軸の支持構造を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るＭＧシャフトの連結部分の拡大断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る連結軸の支持構造の変形例を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るＭＧシャフトに生ずるモーメントを説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係る連結軸の支持構造を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るＭＧシャフトの連結部分の拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る連結軸の支持構造の変形例を示す断面図である。従来の連結軸の支持構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る連結軸の支持構造が適用されるハイブリッド駆動装置は、いわゆる複軸式のギヤトレーンで構成されている。

図１に示すように、ハイブリッド駆動装置１は、内燃機関からなるエンジンＥと、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤユニット３と、ギヤ列４と、デファレンシャル装置５とを備えており、いわゆるハイブリッド車両に適用される駆動装置である。また、ハイブリッド駆動装置１は、モータジェネレータＭＧ１の回転中心であるインプットシャフト１０の中心軸線Ｘと、モータジェネレータＭＧ２の回転中心であるＭＧシャフト２０の中心軸線Ｙとが異なる複軸式のギヤトレーンとされる。これにより、トランスアクスルの軸方向の長さ、すなわち全長が短縮され、各軸の配置における自由度が増すとともに車両搭載性が向上する。本実施の形態におけるモータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る電動機を構成し、ＭＧシャフト２０は、本発明に係る連結軸を構成している。

エンジンＥは、クランクシャフト６（図２参照）を有しており、このクランクシャフト６がダンパ装置（図２参照）８を介してインプットシャフト１０に接続されている。

プラネタリギヤユニット３は、サンギヤ３１と、サンギヤ３１と同心状に配置されたリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛み合うピニオンギヤ３３ａを保持したキャリア３３とを含んで構成された、いわゆる遊星歯車機構である。キャリア３３には、インプットシャフト１０が連結されており、サンギヤ３１には、ＭＧ１のロータ軸１１が連結されている。また、キャリア３３には、エンジンＥの逆回転を阻止するワンウェイクラッチ３５が接続されている。また、ワンウェイクラッチ３５は、駆動装置ケース２に連結固定されている。本実施の形態における駆動装置ケース２は、本発明に係るケースを構成している。

モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、３相交流電動機から構成されており、それぞれ外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する３相コイルが巻回されたステータとを含む。これらモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、永久磁石による磁界と３相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータを回転駆動する電動機として動作するとともに、永久磁石による磁界とロータの回転との相互作用により３相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥによって駆動される発電機として動作し、かつエンジンＥの始動を行い得る電動機として動作するものとしてハイブリッド駆動装置１に組込まれている。また、モータジェネレータＭＧ１のロータ軸１１は、サンギヤ３１と接続される端部と反対側の端部がブレーキ装置１２を介して駆動装置ケース２に連結されている。

モータジェネレータＭＧ２は、カウンタドライブギヤ４２を介して駆動輪Ｗを駆動する電動機としてハイブリッド駆動装置１に組込まれている。また、モータジェネレータＭＧ２のロータ軸７０（図３参照）は、後述するカウンタドライブギヤ軸６０と連結されてＭＧシャフト２０を構成している。

ギヤ列４は、インプットシャフト１０と同心状に配置された筒状のカウンタ出力軸１３の外周側に形成されたカウンタドライブギヤ４１と、ＭＧシャフト２０に連結されたカウンタドライブギヤ４２と、インプットシャフト１０およびＭＧシャフト２０に平行に配置されたカウンタシャフト４３とを含んで構成されている。また、カウンタ出力軸１３は、リングギヤ３２に連結されている。カウンタドライブギヤ４１は、後述するカウンタドリブンギヤ４５と噛み合っている。

さらに、カウンタシャフト４３の一端には、カウンタドリブンギヤ４４が一体回転可能に連結されている。このカウンタドリブンギヤ４４には、図示しない締結部材を介してカウンタドリブンギヤ４５が連結固定されている。一方、カウンタシャフト４３の他端には、デフドライブピニオンギヤ４６が一体回転可能に連結されている。また、カウンタドリブンギヤ４４は、ＭＧシャフト２０に接続されたカウンタドライブギヤ４２と噛み合っている。デフドライブピニオンギヤ４６は、後述するデフリングギヤ５１と噛み合っている。

デファレンシャル装置５は、デフケース５０を有し、このデフケース５０にはデフリングギヤ５１が連結されている。また、デファレンシャル装置５は、図示しないサイドギヤおよびドライブシャフト５２を介して駆動輪Ｗに駆動連結されている。

このように構成されたハイブリッド駆動装置１において、エンジンＥを除くモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２、プラネタリギヤユニット３と、ギヤ列４と、デファレンシャル装置５は、図２に示すように、駆動装置ケース２の内部に収容されている。

駆動装置ケース２は、図２に示すように、左右方向の両端（ＭＧ側、エンジンＥ側）が開口されたケース本体２１と、フロントカバー２２と、リヤカバー２３とから構成されており、ケース本体２１のエンジンＥ側（図中、右側）には、中間壁２１ａが設けられている。フロントカバー２２およびリヤカバー２３は、ケース本体２１のエンジンＥ側およびＭＧ側の開口をそれぞれ閉塞するようケース本体２１に連結されている。ここで、駆動装置ケース２は、中間壁２１ａとリヤカバー２３とにより画成される空間をモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２およびプラネタリギヤユニット３の収容部とし、中間壁２１ａとフロントカバー２２とにより画成される空間をギヤ列４およびデファレンシャル装置５の収容部としている。

さらに、駆動装置ケース２には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２やブレーキ装置１２の制御を行う制御ユニットＣが外付けされている。制御ユニットＣは、各種制御を行うためのインバータおよび電子制御装置を内蔵している。なお、制御ユニットＣは、外付けに限らず、駆動装置ケース２の内部に収容してもよいし、その取付位置も車両の仕様等に応じて適宜最適な位置に取付可能とされ、特に限定されるものではない。

上記のように構成されたハイブリッド駆動装置１においては、車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃなどの条件に基づいて、駆動輪Ｗ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Ｅ（図１参照）、ダンパ装置８、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が制御される。エンジンＥから出力されるトルクが駆動輪Ｗに伝達される場合は、ダンパ装置８を経由することによりエンジンＥのトルク変動が吸収され、クランクシャフト６の動力（トルク）がインプットシャフト１０を介してキャリア３３に伝達されるようになっている。

キャリア３３に伝達されたトルクは、リングギヤ３２、カウンタ出力軸１３、カウンタドライブギヤ４１、カウンタドリブンギヤ４５、カウンタシャフト４３、デフドライブピニオンギヤ４６（図１参照）、デファレンシャル装置５を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動力が発生する。また、エンジンＥのトルクをキャリア３３に伝達する際に、モータジェネレータＭＧ１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、モータジェネレータＭＧ２を電動機として駆動させ、その動力をカウンタドリブンギヤ４４に伝達することができる。モータジェネレータＭＧ２の動力がＭＧシャフト２０を介してカウンタドライブギヤ４２に伝達されると、カウンタドライブギヤ４２の回転速度が減速されてカウンタドリブンギヤ４４に伝達される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２のトルクが増幅されてプラネタリギヤユニット３とおよびギヤ列４に伝達される。このようにして、エンジンＥの動力およびモータジェネレータＭＧ２の動力がプラネタリギヤユニット３とおよびギヤ列４に入力されて合成され、合成された動力が駆動輪Ｗに伝達される。つまり、プラネタリギヤユニット３とおよびギヤ列４は、エンジンＥの動力、あるいは、モータジェネレータＭＧ２の動力のうち少なくともいずれか一方を駆動輪Ｗに伝達するようになっている。

次いで、図３および図４を参照して、本実施の形態に係るＭＧシャフト２０の支持構造について説明する。

図３に示すように、ＭＧシャフト２０は、上述したように、第１の回転軸部材としてのカウンタドライブギヤ軸６０と、第２の回転軸部材としてのモータジェネレータＭＧ２のロータ軸７０とから構成されている。また、ＭＧシャフト２０は、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０とがスプライン結合されるスプライン部２０ａを有している。したがって、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０とは、スプライン結合により互いに連結されて同軸上で一体回転するようになっている。

また、スプライン部２０ａと軸方向に隣り合う位置でカウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０との間には、径方向に所定の隙間２０ｂが形成されている。この隙間２０ｂには、後述する規制用軸受部材９０が設けられている。したがって、ロータ軸７０は、規制用軸受部材９０を介してカウンタドライブギヤ軸６０に支持される。ここで、モータジェネレータＭＧ２は、カウンタドライブギヤ４２への荷重入力に比べて回転軸、すなわちロータ軸７０への荷重入力が小さい。このため、上述のようにロータ軸７０をカウンタドライブギヤ軸６０に支持させる構成をとっても、カウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０の耐久性、これら軸間の動力伝達効率に与える影響は小さい。

カウンタドライブギヤ軸６０は、ロータ軸７０にスプライン結合されるロータ側端部６１と、このロータ側端部６１と軸方向の反対側に位置するフロント側端部６２とを有している。カウンタドライブギヤ軸６０は、ロータ側端部６１およびフロント側端部６２において２つの軸受部材８１、８２を介して、駆動装置ケース２に回転可能に支持されている。軸受部材８１、８２は、いわゆるボールベアリングで構成されている。本実施の形態におけるロータ側端部６１は、本発明に係る第１連結端部を構成し、フロント側端部６２は、本発明に係る第１開放端部を構成している。また、本実施の形態における軸受部材８１は、本発明に係る第１の軸受部材を構成し、軸受部材８２は、本発明に係る第２の軸受部材を構成している。

また、カウンタドライブギヤ軸６０には、カウンタドリブンギヤ４４（図２参照）と噛み合うカウンタドライブギヤ４２が一体形成されている。

図４に示すように、ロータ側端部６１には、図中左側すなわちモータジェネレータＭＧ２側から比較的小さな外径の小径部６１ａ、小径部６１ａより大きな外径の中径部６１ｂ、中径部６１ｂより大きな大径部６１ｃが順に形成されている。小径部６１ａの外周には、ロータ軸７０に形成された後述するスプライン内歯７１ｄに嵌合するスプライン外歯６１ｄが形成されている。また、中径部６１ｂは、ロータ軸７０との間で上述した隙間２０ｂを形成している。また、大径部６１ｃには、軸受部材８１の内輪が固定されるようになっている。

また、図３に示すように、ロータ軸７０は、カウンタドライブギヤ軸６０にスプライン結合されるギヤ側端部７１と、このギヤ側端部７１と軸方向の反対側に位置するリヤ側端部７２とを有している。ロータ軸７０は、リヤ側端部７２において軸受部材８３を介して、駆動装置ケース２に回転可能に支持されている。軸受部材８３は、軸受部材８１、８２と同様、いわゆるボールベアリングで構成されている。また、ロータ軸７０は、ギヤ側端部７１において後述する規制用軸受部材９０を介して、カウンタドライブギヤ軸６０に支持されている。本実施の形態におけるギヤ側端部７１は、本発明に係る第２連結端部を構成し、リヤ側端部７２は、本発明に係る第２開放端部を構成している。また、本実施の形態における軸受部材８３は、本発明に係る第３の軸受部材を構成している。

図４に示すように、ギヤ側端部７１は、カウンタドライブギヤ軸６０のロータ側端部６１の外径より大きな内径を有し、中空の筒状に形成されている。また、ギヤ側端部７１には、図中右側すなわちカウンタドライブギヤ４２側から比較的大きな内径の大内径部７１ａ、大内径部７１ａより小さな内径の小内径部７１ｂが順に形成されている。大内径部７１ａは、ロータ側端部６１の中径部６１ｂとの間で上述した隙間２０ｂを形成している。また、小内径部７１ｂの内周には、スプライン外歯６１ｄに嵌合するスプライン内歯７１ｄが形成されている。

ここで、従来の連結軸の支持構造では、スプライン外歯６１ｄとスプライン内歯７１ｄとの間には、カウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０の軸ずれ要因が多いため、軸ずれ量が増加しやすい構造となっており、これに起因して径方向に滑りが生じていた。そこで、本実施の形態に係る連結軸の支持構造では、隙間２０ｂに規制用軸受部材９０を設け、この規制用軸受部材９０を介してロータ軸７０のギヤ側端部７１をカウンタドライブギヤ軸６０のロータ側端部６１に支持させることで軸ずれ要因を低減させたため、スプライン外歯６１ｄとスプライン内歯７１ｄとの相対的な径方向の滑り（ずれ）を規制することが可能となる。

ところで、上記のようなスプライン外歯６１ｄとスプライン内歯７１ｄとの径方向の位置決めを行う方法としては、例えば隙間２０ｂを設けず、中径部６１ｂと大内径部７１ａとを直接インロー結合する方法も考えられる。しかし、カウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０の組付性の向上を考慮すると、スプライン外歯６１ｄとスプライン内歯７１ｄと間にクリアランスを設け、スプライン結合をルーズにする必要がある。この場合には、周方向のクリアランス分だけ、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０とが相対的に周方向に差動することとなる。上記インロー結合では、このような周方向の差動を許容することができず、カウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０の耐久性を確保することができない。この点、本実施の形態においては、隙間２０ｂに規制用軸受部材９０を設けているため、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０との間に生ずる周方向の差動を許容することができ、カウンタドライブギヤ軸６０およびロータ軸７０の耐久性を確保することができる。

規制用軸受部材９０は、転動体に針状ころを採用した、いわゆるニードルベアリングで構成されており、複数本のニードルを円周方向に互いに離隔した状態で転動自在に保持した構成である。ニードルベアリングとしては、保持器なし、あるいは保持器付き、もしくはシェル形のものなど種々の構成のものを適用可能である。本実施の形態における規制用軸受部材９０は、本発明に係る支持部材を構成している。

以上のように、本実施の形態に係る連結軸の支持構造は、ＭＧシャフト２０のスプライン部２０ａと軸方向に隣り合う位置で隙間２０ｂに規制用軸受部材９０を設け、この規制用軸受部材９０を介してロータ軸７０をカウンタドライブギヤ軸６０に支持させるようにしたので、ＭＧシャフト２０を駆動装置ケース２に回転可能に支持させるボールベアリングなどの軸受部材の数を減らすことができる。例えば従来、図１０に示すように、ロータ軸１１０およびギヤ軸１１１のそれぞれについて、その両端を駆動装置ケース１００に回転可能に支持するため、少なくとも４つのベアリング１０１〜１０４を要していたが、本実施の形態に係る連結軸の支持構造では、特にカウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０との連結部分における軸受部材（図１０中、ベアリング１０２に相当する軸受部材）を減らすことができ、ＭＧシャフト２０を駆動装置ケース２に回転可能に支持する軸受部材の数を３つ以下とすることができる。したがって、従来と比較して、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０の軸ずれ要因を低減することができ、結果としてスプライン外歯６１ｄとスプライン内歯７１ｄとの間に生ずる相対的な径方向の滑りを低減することができる。この結果、ＭＧシャフト２０の耐久性の低下や動力伝達効率の低下を低減することができる。

また、本実施の形態に係る連結軸の支持構造は、ＭＧシャフト２０を駆動装置ケース２に回転可能に支持させるボールベアリングなどの軸受部材の数を減らすことができるので、摩擦抵抗の発生原因となる箇所を従来と比べて減少させることができる。すなわち、本実施の形態に係る連結軸の支持構造は、動力伝達効率の低下や駆動装置ケース２内の潤滑油の油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができる。

また、本実施の形態に係る連結軸の支持構造は、規制用軸受部材９０がニードルベアリングで構成されているので、カウンタドライブギヤ軸６０とロータ軸７０との間に形成された比較的小さい隙間２０ｂにも好適に設置することができる。

また、本実施の形態では、ＭＧシャフト２０において規制用軸受部材９０をスプライン部２０ａよりも軸受部材８１側に配置する構成としたが、これに限らず、例えば図５に示すように、スプライン部１２０ａを規制用軸受部材９０よりも軸受部材８１側に配置する構成としてもよい。図５に示すＭＧシャフト１２０にあっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、図６に示すように、本実施の形態に係るＭＧシャフト２０においては、規制用軸受部材９０の軸方向中心と軸受部材８１の軸方向中心との間の距離Ｌ_１が比較的大きい構成となっている。また、上記図５に示すＭＧシャフト１２０にあっては、上記距離Ｌ_１は本実施の形態よりもさらに大きい。このように、上記距離Ｌ_１が大きいと、軸受部材８１の軸方向中心を支点として、規制用軸受部材９０の軸方向中心にロータ軸７０にかかる荷重に起因したモーメントＭが生ずる。このようなモーメントＭは、ギヤ側端部７１を駆動装置ケース２に支持する軸受部材を廃止したことにより生ずるものである。このため、モーメントＭに起因してカウンタドライブギヤ軸６０のロータ側端部６１にかかる負荷が増大する可能性がある。したがって、上記距離Ｌ_１は、可能な限り小さいことが望ましい。好ましくは、上記距離Ｌ_１は０であることが望ましい。そこで、以下の第２の実施の形態においては、上記距離Ｌ_１を小さくする構成とした。

（第２の実施の形態）
次に、図７および図８を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る連結軸の支持構造について説明する。

本実施の形態に係る連結軸の支持構造においては、本発明の第１の実施の形態に係る連結軸の支持構造とはカウンタドライブギヤ軸のロータ側端部をロータ軸のギヤ側端部に外嵌させる点で異なるが、他の構成は略同様に構成されている。したがって、図１から図６に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

図７に示すように、本実施の形態に係るＭＧシャフト２２０は、第１の回転軸部材としてのカウンタドライブギヤ軸２６０と、第２の回転軸部材としてのモータジェネレータＭＧ２のロータ軸２７０とから構成されている。また、ＭＧシャフト２２０は、カウンタドライブギヤ軸２６０とロータ軸２７０とがスプライン結合されるスプライン部２２０ａを有している。したがって、カウンタドライブギヤ軸２６０とロータ軸２７０とは、スプライン結合により互いに連結されて同軸上で一体回転するようになっている。

また、スプライン部２２０ａと軸方向に隣り合う位置でカウンタドライブギヤ軸２６０とロータ軸２７０との間には、径方向に所定の隙間２２０ｂが形成されている。ロータ軸２７０は、第１の実施の形態と同様、隙間２２０ｂに設けられた規制用軸受部材９０を介してカウンタドライブギヤ軸２６０に支持される。

カウンタドライブギヤ軸２６０は、ロータ側端部２６１と、フロント側端部２６２とを有している。カウンタドライブギヤ軸２６０は、２つの軸受部材８１、８２を介して、駆動装置ケース２に回転可能に支持されている。本実施の形態におけるロータ側端部２６１は、本発明に係る第１連結端部を構成し、フロント側端部２６２は、本発明に係る第１開放端部を構成している。

また、カウンタドライブギヤ軸２６０には、カウンタドリブンギヤ４４（図２参照）と噛み合うカウンタドライブギヤ４２が一体形成されている。

図８に示すように、ロータ側端部２６１は、後述するギヤ側端部２７１の外径より大きな外径を有し、中空の筒状に形成されている。また、ロータ側端部２６１には、図中左側すなわちモータジェネレータＭＧ２側から比較的大きな内径の大内径部２６１ａ、大内径部２６１ａより小さな内径の小内径部２６１ｂが順に形成されている。大内径部２６１ａは、ギヤ側端部２７１との間で上述した隙間２２０ｂを形成している。また、小内径部２６１ｂの内周には、スプライン内歯２６１ｄが形成されている。

また、図７に示すように、ロータ軸２７０は、ギヤ側端部２７１とリヤ側端部２７２とを有している。ロータ軸２７０は、リヤ側端部２７２において軸受部材８３を介して駆動装置ケース２に回転可能に支持されている。また、ロータ軸２７０は、ギヤ側端部７１において規制用軸受部材９０を介してカウンタドライブギヤ軸２６０に支持されている。本実施の形態におけるギヤ側端部２７１は、本発明に係る第２連結端部を構成し、リヤ側端部２７２は、本発明に係る第２開放端部を構成している。

また、図８に示すように、ギヤ側端部２７１は、図中右側すなわち軸受部材８１側から比較的小さな外径の小径部２７１ａ、小径部２７１ａより大きな外径の大径部２７１ｂが順に形成されている。小径部２７１ａの外周には、スプライン内歯２６１ｄに嵌合するスプライン外歯２７１ｄが形成されている。また、大径部２７１ｂは、ロータ側端部２６１の大内径部２６１ａとの間で上述した隙間２２０ｂを形成している。

ここで、従来の連結軸の支持構造では、スプライン内歯２６１ｄとスプライン外歯２７１ｄとの間には、カウンタドライブギヤ軸２６０およびロータ軸２７０の軸ずれ要因が多いため、軸ずれ量が増加しやすい構造となっており、これに起因して径方向に滑りが生じていた。そこで、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様、隙間２２０ｂに規制用軸受部材９０を設け、ロータ軸２７０のギヤ側端部２７１をカウンタドライブギヤ軸２６０により支持させることで軸ずれ要因を低減し、スプライン内歯２６１ｄとスプライン外歯２７１ｄとの相対的な径方向の滑り（ずれ）を規制することが可能となる。また、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、規制用軸受部材９０によってカウンタドライブギヤ軸２６０とロータ軸２７０との間に生ずる周方向の差動を許容することができ、これら軸の耐久性を確保することができる。

また、本実施の形態においては、カウンタドライブギヤ軸２６０のロータ側端部２６１をロータ軸２７０のギヤ側端部２７１に外嵌させる構成としたので、第１の実施の形態と比較して規制用軸受部材９０の軸方向中心と軸受部材８１の軸方向中心との間の距離Ｌ_２を小さく（Ｌ_１＞Ｌ_２）することができる。

以上のように、本実施の形態に係る連結軸の支持構造は、第１の実施の形態の効果に加えて、規制用軸受部材９０の軸方向中心と軸受部材８１の軸方向中心との間の距離Ｌ_２を第１の実施の形態と比較して小さく（Ｌ_１＞Ｌ_２）なる構成としたので、ロータ軸２７０にかかる荷重に起因して、軸受部材８１の軸方向中心を支点として規制用軸受部材９０の軸方向中心に作用するモーメントＭを抑制することができる。このため、ギヤ側端部２７１を駆動装置ケース２に支持する軸受部材を廃止したことによるカウンタドライブギヤ軸６０のロータ側端部６１にかかる負荷を低減することができる。すなわち、ギヤ側端部２７１にかかる荷重を、軸受部材８１で受けることができる。この結果、ＭＧシャフト２２０の耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、ＭＧシャフト２２０においてスプライン部２２０ａを規制用軸受部材９０よりも軸受部材８１側に配置する構成としたが、これに限らず、例えば図９に示すように、規制用軸受部材９０をスプライン部３２０ａよりも軸受部材８１側に配置する構成としてもよい。この場合、規制用軸受部材９０は、その軸方向中心と軸受部材８１の軸方向中心とが一致するよう隙間３２０ｂに設けられる。このため、図９に示すＭＧシャフト３２０にあっては、上記距離Ｌ_２を０（Ｌ_２＝０）とすることができ、上記モーメントＭが発生することを防止することができる。すなわち、上記モーメントＭを実質的に０とすることができる。

また、上述の各実施の形態においては、規制用軸受部材９０をニードルベアリングで構成した例について説明したが、ニードルベアリングに代えて規制用軸受部材９０をブッシュなどの滑り軸受で構成してもよい。この場合には、ニードルベアリングに比べてコストを低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、スプライン結合された回転軸同士の軸ずれの要因を低減することにより回転軸の耐久性および動力伝達効率を向上させることができるとともに、動力伝達効率の低下やトランスアクスル油温の上昇を生じさせる要因を従来に比べて減少させることができるという効果を有し、同軸上で互いにスプライン結合されて回転する第１の回転軸および第２の回転軸からなる連結軸の支持構造およびこれを備えたハイブリッド駆動装置全般に有用である。

１ハイブリッド駆動装置
２駆動装置ケース（ケース）
２０、１２０、２２０、３２０ＭＧシャフト（連結軸）
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａスプライン部
２０ｂ、２２０ｂ、３２０ｂ隙間
６０、２６０カウンタドライブギヤ軸（第１の回転軸部材）
６１、２６１ロータ側端部（第１連結端部）
６２、２６２フロント側端部（第１開放端部）
７０、２７０ロータ軸（第２の回転軸部材）
７１、２７１ギヤ側端部（第２連結端部）
７２、２７２リヤ側端部（第２開放端部）
８１軸受部材（第１の軸受部材）
８２軸受部材（第２の軸受部材）
８３軸受部材（第３の軸受部材）
９０規制用軸受部材（支持部材）
ＭＧ２モータジェネレータ（電動機）

Claims

互いに連結されて同軸上で一体回転する第１の回転軸部材および第２の回転軸部材からなる連結軸の支持構造であって、
前記連結軸は、前記第１の回転軸部材と前記第２の回転軸部材とがスプライン結合されるスプライン部を有し、
前記第１の回転軸部材は、前記第２の回転軸部材にスプライン結合されるとともに第１の軸受部材を介してケースに回転可能に支持される第１連結端部と、前記第１連結端部に対して軸方向の反対側に設けられ、第２の軸受部材を介して前記ケースに回転可能に支持される第１開放端部とを有し、
前記第２の回転軸部材は、前記第１の回転軸部材にスプライン結合される第２連結端部と、前記第２連結端部に対して軸方向の反対側に設けられ、第３の軸受部材を介して前記ケースに回転可能に支持される第２開放端部とを有し、
前記第２連結端部が、前記スプライン部と軸方向に隣り合う位置で支持部材を介して前記第１連結端部に支持されていることを特徴とする連結軸の支持構造。
前記支持部材は、その軸方向中心が前記第１開放端部を支持する第１の軸受部材の軸方向中心と一致するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の連結軸の支持構造。
前記支持部材は、ニードルベアリングであることを特徴とする請求項１または２に記載の連結軸の支持構造。
前記支持部材は、ブッシュで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連結軸の支持構造。
請求項１ないし４のいずれか１の請求項に記載の連結軸の支持構造が適用されるハイブリッド駆動装置であって、
前記第１の回転軸部材がカウンタドライブギヤ軸を構成し、
前記第２の回転軸部材が電動機のロータ軸を構成することを特徴とするハイブリッド駆動装置。