JP2015205624A - 車両用駆動装置 - Google Patents

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貴久 平野
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Abstract

【課題】ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることが可能な車両用駆動装置を実現する。【解決手段】車両用駆動装置1が備えるギヤ機構90は、第二回転電機40の出力ギヤ45に噛み合う第一ギヤ91と、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合う第二ギヤ92と、連結軸93とを有する。ギヤ機構90は、軸方向LにおけるダンパDと第二回転電機40との間に配置されると共に、軸方向Lに見てダンパD及び第二回転電機40のそれぞれと重複するように配置される。第一ギヤ91は、連結軸93と一体的に形成される。第二ギヤ92は、第一ギヤ91よりも小径で且つ歯幅が広く形成されると共に、連結軸93に形成された係合部93aに係合される。ギヤ機構90を支持する第一軸受61が、連結軸93の径方向に見て第一ギヤ91と重複するように配置される。【選択図】図1

Description

本発明は、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、差動歯車装置が、入力部材に駆動連結される第一回転要素と、第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置に関する。
上記のような車両用駆動装置として、特開2011−183946号公報(特許文献1)や特開2009−262859号公報(特許文献2)に記載された装置が知られている。以下、この背景技術の欄の説明では、〔〕内に特許文献1又は特許文献2における符号を引用して説明する。特許文献1には、第二回転電機〔MG2〕の出力ギヤに噛み合う第一ギヤ〔42〕と、出力装置〔DF〕の入力ギヤに噛み合う第二ギヤ〔43〕と、第一ギヤと第二ギヤとを連結する連結軸〔41〕とを有するギヤ機構〔C〕を備える構成において、第一ギヤと第二ギヤとの双方を、連結軸と一体的に形成する構成が記載されている。また、特許文献2には、第二回転電機〔MG2〕の出力ギヤに噛み合う第一ギヤ〔24〕と、出力装置〔DF〕の入力ギヤに噛み合う第二ギヤ〔26〕と、第一ギヤと第二ギヤとを連結する連結軸〔25〕とを有するギヤ機構〔T〕を備える構成において、第一ギヤをスプライン係合によって連結軸に連結し、第一ギヤよりも小径で且つ歯幅が広い第二ギヤを連結軸と一体的に形成する構成が記載されている。
特開2011−183946号公報(図3、図4) 特開2009−262859号公報(図4)
ところで、特許文献1の図3や特許文献2の図4に示されるように、ギヤ機構が軸方向におけるダンパと第二回転電機との間に配置される場合には、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることで、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることができる。しかしながら、特許文献1のギヤ機構では、第一ギヤと第二ギヤとの双方が連結軸と一体的に形成される。そのため、特許文献1の図4に示されているように、一般的に、第二ギヤの加工上の制約によって、第一ギヤと第二ギヤとの間に軸方向の隙間が少なくともある程度必要となり、この隙間によってギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さが大きくなりやすい。また、特許文献2のギヤ機構では、第一ギヤと連結軸とのスプライン係合部の軸方向の長さを、第一ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の比較的大きい長さに設定する必要があり(特許文献2の図4参照)、第一ギヤと連結軸とを係合するスプライン係合部の存在によってギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さが大きくなりやすい。
そこで、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることが可能な車両用駆動装置の実現が望まれる。
本発明に係る、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、前記差動歯車装置が、前記入力部材に駆動連結される第一回転要素と、前記第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、前記出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置の特徴構成は、前記第二回転電機の出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、前記第一ギヤと前記第二ギヤとを連結する連結軸とを有するギヤ機構を、更に備え、前記ギヤ機構は、前記連結軸の軸方向における前記ダンパと前記第二回転電機との間に配置されていると共に、前記軸方向に見て前記ダンパ及び前記第二回転電機のそれぞれと重複するように配置され、前記第一ギヤは、前記連結軸と一体的に形成され、前記第二ギヤは、前記第一ギヤよりも小径で且つ歯幅が広く形成されていると共に、前記第一ギヤに対して前記軸方向の一方側である軸第一方向側で前記連結軸に形成された係合部に係合され、前記第二ギヤに対して前記軸第一方向とは反対側である軸第二方向側に配置されて前記ギヤ機構を支持する第一軸受が、前記連結軸の径方向に見て前記第一ギヤと重複するように配置されている点にある。
本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、1つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれてもよい。但し、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を意味するものとする。
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、2つの部材の配置に関して、「ある方向に見て重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを意味する。従って、2つの部材の配置に関して、「ある方向に見て重複しない」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が存在しないことを意味する。
上記の特徴構成では、第一ギヤが連結軸と一体的に形成されると共に、第二ギヤが係合によって連結軸に連結される。よって、第一ギヤ及び第二ギヤの双方を連結軸と一体的に形成する場合に比べて、ギヤ機構の製造上の制約を緩和して、第一ギヤと第二ギヤとを軸方向に近接して配置することができ、結果、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さの短縮を図ることができる。
また、上記の特徴構成では、第一ギヤ及び第二ギヤのうちの歯幅が広い方の第二ギヤが係合によって連結軸に連結されるため、歯幅が狭い方の第一ギヤが係合によって連結軸に連結される場合に比べて、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。補足説明すると、連結軸に係合によって連結されるギヤと連結軸との連結部分の軸方向の長さは、当該ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。この点に関し、上記の特徴構成では、第一ギヤ及び第二ギヤのうちの歯幅が広い方の第二ギヤが係合によって連結軸に連結されるため、歯幅が狭い方の第一ギヤが係合によって連結軸に連結される場合に比べて、連結軸と一体的に形成される場合を基準とするギヤ全体が占有する空間の軸方向の長さの拡大幅を、小さく抑えることができる。この結果、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
更に、上記の特徴構成では、第一軸受が連結軸の径方向に見て第一ギヤと重複するように配置されるため、第一軸受が径方向に見て第一ギヤと重複しないように配置される場合に比べて、第一ギヤ及び第一軸受が占有する空間の軸方向の長さを短縮することができる。この点からも、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
以上のように、上記の特徴構成によれば、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。この結果、ギヤ機構に対して軸方向の両側に分かれて配置されるダンパと第二回転電機とを互いに軸方向に近づけて配置することが可能となり、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることが可能となる。
ここで、前記第一ギヤは、筒状部と、前記筒状部の外周部に形成された歯部とを備え、前記第一軸受が、前記筒状部の内周面を前記径方向の内側から支持する構成とすると好適である。
この構成によれば、第一ギヤの歯部に作用する径方向内側へ向かう荷重の一部を第一軸受によって受けることができ、この分だけ筒状部と連結軸とを連結する連結部に作用する径方向内側へ向かう荷重を小さくすることができる。この結果、当該連結部の軸方向の長さ(厚さ)を短縮して、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
また、前記出力ギヤに対して前記軸第二方向側に配置されて前記出力ギヤの回転軸を支持する第二軸受を更に備え、前記ダンパは、前記ギヤ機構に対して前記軸第二方向側に配置され、前記第二軸受が、前記軸方向に見て前記ダンパと重複することなく前記第一ギヤと重複すると共に、前記径方向に見て前記第一ギヤと重複することなく前記ダンパを収容するダンパ収容室と重複するように配置されている構成とすると好適である。
この構成によれば、第二軸受が、軸方向に見てダンパと重複しないように配置される。そのため、第二軸受によって支持される第二回転電機の出力ギヤの回転軸を、軸方向でダンパの側である軸第二方向側に寄せて配置することができ、これに応じて、第二回転電機を軸第二方向側に寄せて配置することができる。更に、第二軸受は、径方向に見てダンパ収容室と重複するように配置されるため、第二軸受のダンパに対する軸第二方向側への突出量をゼロとし或いは小さく抑えることができる。このように、上記の構成によれば、第二軸受のダンパに対する軸第二方向側への突出量をゼロとし或いは小さく抑えつつ、第二回転電機を軸第二方向側に寄せて配置することができるため、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
また、上記の構成によれば、第二軸受が、径方向に見て第一ギヤと重複しないように配置される。そのため、第二軸受との干渉を回避しつつ、径方向に見て第一ギヤと重複するように配置される第一軸受として、径の大きな軸受を用いることが可能となる。この結果、第一軸受について、径方向荷重についての負荷容量を確保することが容易となり、第一軸受として採用可能な軸受の構造についての制約を緩和することができる。
本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の各部品の軸方向視での配置を示す簡略図である。
本発明に係る車両用駆動装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、特に区別して明記している場合を除き、「軸方向L」、「周方向」、及び「径方向」は、ギヤ機構90が備える連結軸93を基準として、言い換えれば、ギヤ機構90が配置される第四軸X4を基準として、定義している(図1参照)。「軸第一方向L1」は、軸方向Lにおける一方側へ向かう方向を表し、「軸第二方向L2」は、軸方向Lにおける他方側へ向かう方向(軸第一方向L1とは反対方向)を表す。本実施形態では、図1に示すように、軸第一方向L1は、軸方向Lに沿って、ダンパDの側から第二回転電機40の側へ向かう方向である。また、以下の説明では、各部材についての寸法、方向、位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む概念として用いている。また、各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置1に組み付けられた状態での方向を表す。
1.車両用駆動装置の全体構成
図1及び図2に示すように、車両用駆動装置1は、ダンパDを介して内燃機関Eに駆動連結される入力軸10と、第一回転電機30と、第二回転電機40と、差動歯車装置20と、車輪Wに駆動連結される出力装置70とを備えている。また、車両用駆動装置1は、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達するギヤ機構90を備えている。図1に示すように、これらの入力軸10、第一回転電機30、第二回転電機40、差動歯車装置20、出力装置70、及びギヤ機構90は、ケース3(駆動装置ケース)内に収容されている。また、ケース3には、ダンパDを収容するダンパ収容室3aが形成されている。車両用駆動装置1は、ハイブリッド車両用の駆動装置である。ここで、ハイブリッド車両とは、車輪Wの駆動力源として内燃機関E及び回転電機(本例では、第一回転電機30及び第二回転電機40)の双方を備える車両である。本実施形態に係る車両用駆動装置1は、いわゆる2モータスプリット方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。また、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、FF(Front Engine Front Drive)車両用の駆動装置として構成されている。
図1及び図2に示すように、入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、第一軸X1上に配置されている。第二回転電機40は第二軸X2上に配置され、出力装置70は第三軸X3上に配置され、ギヤ機構90は第四軸X4上に配置されている。第一軸X1、第二軸X2、第三軸X3、及び第四軸X4は、互いに異なる軸(仮想軸)である。本実施形態では、第一軸X1、第二軸X2、第三軸X3、及び第四軸X4は、互いに平行に配置されている。そして、入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、第一軸X1上に、軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)から記載の順に並んで配置されている。
内燃機関Eは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等)である。本実施形態では、内燃機関Eの出力軸(クランクシャフト等)である内燃機関出力軸Eoに、ダンパDを介して入力軸10が駆動連結されている。ダンパDは、内燃機関出力軸Eoと入力軸10との間の捩れ振動を吸収しながら、内燃機関Eを駆動することによって発生した回転を、入力軸10に伝達して車両用駆動装置1内へ入力する。ダンパD及び内燃機関出力軸Eoは、入力軸10と同軸に(第一軸X1上に)配置されている。入力軸10が、ダンパDに加えてクラッチ等を介して内燃機関Eに駆動連結されていても好適である。本実施形態では、入力軸10が本発明における「入力部材」に相当する。
第一回転電機30は、ケース3に固定された第一ステータ31と、第一ステータ31に対して回転自在に支持された第一ロータ32とを有する。本例では、第一ロータ32は、第一ステータ31の径方向内側に配置されている。第一ロータ32は、第一ロータ軸33と一体回転するように連結されている。第二回転電機40は、ケース3に固定された第二ステータ41と、第二ステータ41に対して回転自在に支持された第二ロータ42とを有する。本例では、第二ロータ42は、第二ステータ41の径方向内側に配置されている。第二ロータ42は、第二ロータ軸43と一体回転するように連結されている。第一回転電機30及び第二回転電機40のそれぞれは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを果たすことが可能である。
差動歯車装置20は、回転要素として、入力軸10に駆動連結される第一回転要素21と、第一回転電機30に駆動連結される第二回転要素22と、出力装置70に駆動連結される第三回転要素23とを少なくとも有する。上述したように、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を意味する。そのため、例えば、第一回転要素21は、差動歯車装置20の他の回転要素である第二回転要素22及び第三回転要素23を介することなく、入力軸10に駆動連結される。本実施形態では、第一回転要素21は、入力軸10と一体回転するように駆動連結されている。また、本実施形態では、第二回転要素22は、第一回転電機30と一体回転するように駆動連結されている。具体的には、第一ロータ32と一体回転する第一ロータ軸33の軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の端部に、第二回転要素22(本例ではサンギヤ)が形成されている。
本実施形態では、差動歯車装置20は、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23のみを有し、第三回転要素23は第二回転電機40にも駆動連結されている。具体的には、本実施形態では、差動歯車装置20は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの3つの回転要素を有する遊星歯車機構により構成されている。そして、キャリヤにより第一回転要素21が構成され、サンギヤにより第二回転要素22が構成され、リングギヤにより第三回転要素23が構成されている。本実施形態では、差動歯車装置20を構成する遊星歯車機構はシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、各回転要素の回転速度の順は、第二回転要素22(サンギヤ)、第一回転要素21(キャリヤ)、第三回転要素23(リングギヤ)の順となっている。なお、回転速度の順は、各回転要素の回転状態における回転速度の順番である。各回転要素の回転速度は、差動歯車装置20の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、差動歯車装置20の構造によって定まるものであるため一定となる。なお、各回転要素の回転速度の順は、各回転要素の速度線図(共線図)における配置順に等しい。
差動歯車装置20は、動力分配装置として機能する。具体的には、本実施形態に係る差動歯車装置20は、第一回転要素21に伝達される入力軸10(内燃機関E)のトルクを、第二回転要素22と第三回転要素23とに分配する。第二回転要素22には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが分配され、第一回転電機30は、第二回転要素22に分配されるトルクに対する反力トルクを出力する。この際、第一回転電機30は、基本的にジェネレータとして機能して、第二回転要素22に分配されるトルクによって発電する。車両の高速走行時や内燃機関Eの始動時等には、第一回転電機30がモータとして機能する場合もある。また、第三回転要素23には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが、車輪Wの駆動用トルクとして分配される。
差動歯車装置20は、第三回転要素23に分配されたトルクを出力するための差動出力ギヤ26を備えている。本例では、差動出力ギヤ26は、外歯のギヤである。差動出力ギヤ26は、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構に備えられるギヤに対して、噛み合うように配設される。本実施形態では、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達するギヤ機構90が、この駆動伝達機構に兼用されている。すなわち、本実施形態では、ギヤ機構90は、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間でも駆動力を伝達するように構成されている。そのため、本実施形態では、差動出力ギヤ26は、ギヤ機構90が備えるギヤ(本例では、後述する第一ギヤ91)に噛み合うように配設されている。本実施形態では、図1に示すように、差動歯車装置20の第三回転要素23(リングギヤ)は、筒状の差動出力部材25の内周部に一体的に形成されており、差動出力ギヤ26は、差動出力部材25の外周部に一体的に形成されている。また、本実施形態では、差動出力ギヤ26は、差動出力部材25における軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の端部に形成されている。
第二回転電機40は、当該第二回転電機40のトルクを出力するための出力ギヤ45を備えている。本例では、出力ギヤ45は、外歯のギヤである。本実施形態では、図1に示すように、出力ギヤ45は、第二ロータ42と一体回転する第二ロータ軸43における、第二ロータ42に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の部分に形成されている。また、本実施形態では、出力ギヤ45は、第二ロータ軸43の外周部に一体的に形成されている。車両用駆動装置1は、出力ギヤ45に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に配置されて出力ギヤ45の回転軸(本例では、第二ロータ軸43)を支持する第二軸受62を備えている。第二軸受62は、当該第二軸受62を基準とする径方向の荷重を受けることが可能なラジアル軸受であり、第二ロータ軸43を、ケース3に対して回転可能に、第二ロータ軸43を基準とする径方向(本例では、第二軸X2を基準とする径方向)に支持する。本実施形態では、第二軸受62として、ボールベアリングを用いている。また、本実施形態では、第二軸受62は、第二ロータ軸43を、第二ロータ軸43を基準とする径方向の外側から支持している。出力ギヤ45は、ギヤ機構90が備える第一ギヤ91に対して噛み合っている。そして、第二回転電機40は、基本的にモータ(アシストモータ)として機能して、車両を走行させるための駆動力を補助する。車両の減速時等には、第二回転電機40がジェネレータとして機能する場合もある。
出力装置70は、入力ギヤ71と、当該入力ギヤ71に連結された本体部72とを有する。本例では、入力ギヤ71は、外歯のギヤである。入力ギヤ71には、ギヤ機構90の第二ギヤ92が噛み合っている。出力装置70は、出力用の差動歯車装置として機能する。具体的には、本体部72は、互いに噛み合う複数の傘歯車とこれらを収容する収容ケースとを含み、差動歯車機構を構成する。本実施形態では、本体部72は、入力ギヤ71に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に配置されている。そして、出力装置70は、ギヤ機構90の側から入力ギヤ71に入力される回転及びトルクを、本体部72にて左右2つの出力軸80(すなわち、左右2つの車輪W)に分配して伝達する。なお、入力ギヤ71には、ギヤ機構90を介して第二回転電機40からのトルクが伝達される。また、本実施形態では、上述したように、ギヤ機構90が、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達するように構成されているため、入力ギヤ71には、ギヤ機構90を介して差動歯車装置20からのトルクも伝達される。すなわち、入力ギヤ71には、第二回転電機40からのトルクと差動歯車装置20からのトルクとがギヤ機構90によって合成された後のトルク(合成トルク)が伝達される。ギヤ機構90の構成については、後の「2.ギヤ機構の構成」の項で詳細に説明する。
本実施形態では、図3に示すように、軸方向Lに見て、第四軸X4は、第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3を頂点とする三角形の内部に位置するように配置されている。なお、図3における上下方向及び左右方向は、車両用駆動装置1を車両に搭載した状態(車載状態)での鉛直方向及び水平方向(ここでは、車両の前後方向)と一致する。図3に示すように、本実施形態では、第一軸X1と、第二軸X2及び第三軸X3とは、第四軸X4を含む仮想鉛直面に対して水平方向の互いに反対側に配置されている。また、第二軸X2は、第四軸X4に対して鉛直方向の上方に配置され、第三軸X3は、第四軸X4に対して鉛直方向の下方に配置されている。第一軸X1は、鉛直方向において、第二軸X2と第三軸X3との間に配置され、本例では、第四軸X4に対して鉛直方向の下方に配置されている。
2.ギヤ機構の構成
次に、本発明の要部であるギヤ機構90の構成について説明する。ギヤ機構90は、図1に示すように、軸方向LにおけるダンパDと第二回転電機40との間に配置されている。本実施形態では、ダンパDがギヤ機構90に対して軸第二方向L2側に配置され、第二回転電機40がギヤ機構90に対して軸第一方向L1側に配置されている。よって、本実施形態では、ギヤ機構90の各部について、軸第一方向L1側は、軸方向Lで第二回転電機40の側となり、軸第二方向L2側は、軸方向LでダンパDの側となる。本実施形態では、第一回転電機30も、ギヤ機構90に対して軸第一方向L1側に配置されている。また、図3に示すように、ギヤ機構90は、軸方向Lに見てダンパD及び第二回転電機40のそれぞれと重複するように配置されている。本実施形態では、ギヤ機構90は、軸方向Lに見て第一回転電機30とも重複するように配置されている。なお、図3は、車両用駆動装置1の各部品の軸方向L視での配置を簡略化して示しており、各ギヤ(差動出力ギヤ26、出力ギヤ45、入力ギヤ71、第一ギヤ91、及び第二ギヤ92)については基準ピッチ円を示し、他の部品(ダンパD、第一ステータ31、第二ステータ41、第一軸受61、及び第二軸受62)については外周部の形状を示している。
ギヤ機構90は、図1に示すように、第二回転電機40の出力ギヤ45に噛み合う第一ギヤ91と、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合う第二ギヤ92と、第一ギヤ91と第二ギヤ92とを連結する連結軸93とを有する。本例では、第一ギヤ91及び第二ギヤ92は、外歯のギヤである。また、本例では、第一ギヤ91及び第二ギヤ92は、はすば歯車である。第一ギヤ91は、第四軸X4と同軸の筒状に形成された第一筒状部91bと、第一筒状部91bの外周部に形成された歯部である第一歯部91aとを備えている。また、第一ギヤ91は、径方向に延びるように形成されて連結軸93と第一筒状部91bとを連結する連結部91cを備えている。第二ギヤ92は、第四軸X4と同軸の筒状に形成された第二筒状部92bと、第二筒状部92bの外周部に形成された歯部である第二歯部92aとを備えている。本実施形態では、第一歯部91aが本発明における「歯部」に相当し、第一筒状部91bが本発明における「筒状部」に相当する。
第一ギヤ91と第二ギヤ92とは、軸方向Lの互いに異なる位置に設けられる。本例では、第二ギヤ92が、第一ギヤ91に対して軸第一方向L1側に設けられている。すなわち、第一ギヤ91が、第二ギヤ92に対して軸第二方向L2側に設けられている。また、第二ギヤ92は、第一ギヤ91よりも小径で且つ歯幅が広く形成されている。すなわち、第二筒状部92bは、第一筒状部91bよりも小径に形成されている。また、第二歯部92aは、第一歯部91aよりも軸方向Lの長さが大きく形成されており、これに合わせて、第二筒状部92bは、第一筒状部91bよりも軸方向Lの長さが大きく形成されている。本実施形態では、図3に示すように、第二ギヤ92の基準ピッチ円の径は、第一ギヤ91の基準ピッチ円の径の0.4倍程度に設定されている。また、本実施形態では、図1に示すように、第二ギヤ92の歯幅は、第一ギヤ91の歯幅の1.5倍程度に設定されている。本実施形態では、第二ギヤ92は、第一ギヤ91よりも歯数が少なく形成されている。
車両用駆動装置1は、第二ギヤ92に対して軸第二方向L2側に配置されてギヤ機構90を支持する第一軸受61と、第二ギヤ92に対して軸第一方向L1側に配置されてギヤ機構90を支持する第三軸受63とを備えている。第一軸受61及び第三軸受63のそれぞれは、当該軸受を基準とする径方向の荷重を受けることが可能なラジアル軸受であり、ギヤ機構90をケース3に対して回転可能に径方向に支持する。本実施形態では、第一軸受61及び第三軸受63として、ボールベアリングを用いている。
本実施形態では、ギヤ機構90は、減速機構(カウンタ減速機構)として機能する。具体的には、ギヤ機構90は、第二回転電機40の側から第一ギヤ91に入力される回転を減速すると共に第二回転電機40の側から第一ギヤ91に入力されるトルクを増幅して、出力装置70(入力ギヤ71)に伝達する。上述したように、本実施形態では、第一ギヤ91は、差動歯車装置20の差動出力ギヤ26にも噛み合っている。図3に示すように、出力ギヤ45と差動出力ギヤ26とは、周方向の互いに異なる位置で第一ギヤ91に噛み合っている。よって、本実施形態では、ギヤ機構90は、差動歯車装置20の側から第一ギヤ91に入力される回転を減速すると共に差動歯車装置20の側から第一ギヤ91に入力されるトルクを増幅して、出力装置70(入力ギヤ71)に伝達する。
ところで、車両用駆動装置1の車載性を考慮すると、装置全体は極力小型化されていることが好ましい。内燃機関Eに対して車両の幅方向に隣接して配置される、FF車両用の車両用駆動装置1では、特に軸方向Lに小型化されていることが好ましい。本実施形態に係る車両用駆動装置1は、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することで、第二回転電機40が配置される部分(第二軸X2が配置される部分)における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの短縮を図っている。以下、この点について具体的に説明する。
図1に示すように、第一ギヤ91は、連結軸93と一体的に形成され、第二ギヤ92は、第一ギヤ91に対して軸第一方向L1側で連結軸93に形成された係合部93aに係合されている。すなわち、第二ギヤ92は、係合部93aに係合される被係合部を有している。本実施形態では、係合部93aは、第二ギヤ92を連結軸93に対して相対回転不能に係合する係合部(スプライン係合部)である。具体的には、係合部93aは、軸方向Lに延びる外歯(スプライン歯)が連結軸93の外周部に周方向に沿って等間隔で設けられて構成されている。そして、第二ギヤ92の内周部(本例では、第二筒状部92bの内周部)には、係合部93aの外歯に噛み合う被係合部としての内歯(スプライン歯)が周方向に沿って等間隔で設けられている。なお、スプライン歯の歯面の輪郭形状は、インボリュート曲線に沿う形状であっても、直線に沿う形状であっても良い。
軸方向Lに並べて配置されるギヤ機構90の第一ギヤ91及び第二ギヤ92のうち、歯幅が狭い方の第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、歯幅が広い方の第二ギヤ92を係合(本実施形態ではスプライン係合)によって連結軸93と連結する構成を採用することで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さの短縮を図ることができる。理由は以下の通りである。
例えば、第一ギヤ91及び第二ギヤ92の双方を連結軸93と一体的に形成する場合には、一般的に、加工上の制約によって第一ギヤ91と第二ギヤ92との間に軸方向Lの隙間が少なくともある程度必要となる。また、例えば、第一ギヤ91及び第二ギヤ92の双方を係合によって連結軸93と連結する場合には、第一ギヤ91及び第二ギヤ92のそれぞれについて、ギヤと連結軸93との連結部分(係合部)の軸方向Lの長さを、ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。そのため、これらのいずれの場合でも、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さが大きくなりやすい。
これに対し、第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結する場合には、図1に示すように、第一ギヤ91と第二ギヤ92とを軸方向Lに近接して配置することができる。図1に示す例では、第二ギヤ92(第二筒状部92b)が、第一ギヤ91(連結部91c)に対して軸第一方向L1側から当接するように配置されている。更に、第一ギヤ91が連結軸93と一体的に形成されるため、第一ギヤ91の支持精度を適切に確保するために必要な、第一ギヤ91と連結軸93との連結部分(本例では連結部91cの径方向内側の部分)の軸方向Lの長さを、第一ギヤ91が係合によって連結軸93に連結される場合に比べて小さく抑えることが可能となる。この結果、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さの短縮を図ることができる。
なお、この場合、第二ギヤ92は係合によって連結軸93に連結されるため、第二ギヤ92と連結軸93との連結部分(係合部93a)の軸方向Lの長さは、第二ギヤ92の支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。この点に関し、第一ギヤ91よりも小径に形成される第二ギヤ92は、第一ギヤ91に比べて大きな接線力が作用することに鑑みて、第一ギヤ91よりも歯幅が広く形成されている。なお、ギヤに作用する接線力は、当該ギヤに伝達されるトルクを、当該ギヤの基準ピッチ円の半径で除算した値に応じて定まる。そのため、第二ギヤ92が連結軸93と一体的に形成される場合を基準とする、第二ギヤ92の全体(本例では第二歯部92a及び第二筒状部92b)が占有する空間の軸方向Lの長さの拡大幅を小さく抑えつつ(拡大幅がゼロの場合を含む)、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結することができる。よって、第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結することで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを小さく抑えることができる。
ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを更に短縮すべく、図1に示すように、第一軸受61は、径方向に見て第一ギヤ91と重複するように配置されている。これにより、第一軸受61が、第一ギヤ91に対して軸第二方向L2側であって径方向に見て第一ギヤ91と重複しないように配置される場合に比べて、第一ギヤ91及び第一軸受61が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができ、結果、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。
本実施形態では、第一軸受61は、第一筒状部91bの内周面を径方向の内側から支持するように配置されている。第一筒状部91bは、連結部91cから軸第二方向L2側に突出する部分を有し、当該部分の内周面が、第一軸受61によって支持される被支持面とされている。具体的には、ケース3は、軸第一方向L1側に突出すると共に第四軸X4と同軸の筒状に形成された筒状突出部4を、第一筒状部91bに対して径方向の内側に備えている。筒状突出部4は、径方向に見て第一筒状部91b(上記の被支持面)と重複するように配置されており、筒状突出部4の外周面と第一筒状部91bの内周面(上記の被支持面)との間に、第一軸受61が配置されている。このように、第一軸受61が第一筒状部91bの内周面を径方向の内側から支持する構成とすることで、第一ギヤ91(第一歯部91a)に作用する径方向内側へ向かう荷重の一部を第一軸受61によって受けることができ、この分だけ連結部91cに作用する径方向内側へ向かう荷重を小さくすることができる。この結果、連結部91cの軸方向Lの長さ(厚さ)を短縮して、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。
以上のように、本実施形態に係る車両用駆動装置1では、上述した各構成を備えることで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。これにより、ギヤ機構90に対して軸方向Lの両側に分かれて配置されるダンパDと第二回転電機40とを互いに軸方向Lに近づけて配置することが可能となり、結果、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さを短縮することができる。本実施形態では、更に以下のような構成を備えることで、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの短縮を図っている。
図3に示すように、本実施形態では、第二軸受62は、軸方向Lに見てダンパDと重複しないように配置されている。よって、図1に示すように、第二ロータ軸43を軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に寄せて配置することができる。本実施形態では、第二軸受62が径方向に見てダンパ収容室3aと重複する程度まで、第二ロータ軸43が軸第二方向L2側に寄せて配置されている。すなわち、本実施形態では、第二軸受62は、径方向に見てダンパ収容室3aと重複するように配置されている。第二ロータ軸43が軸第二方向L2側に寄せて配置されることに応じて、第二回転電機40も軸第二方向L2側に寄せて配置することができる。この際、第二軸受62は軸第二方向L2側に突出するが、ダンパDの軸第二方向L2側の端面よりも軸第一方向L1側に配置されるため、全体としては軸第二方向L2側に突出しない。この結果、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さを更に短縮することが可能となる。
また、本実施形態では、図3に示すように、第二軸受62は、軸方向Lに見て第一ギヤ91と重複するように配置されている。具体的には、第二軸受62は、第一歯部91aの径方向の全域、第一筒状部91bの径方向の全域、及び連結部91cの径方向の外側部分に対して、軸方向Lに見て重複するように配置されている。そのため、径方向に見て第一ギヤ91と重複するように配置される第一軸受61の配置スペースは、第二軸受62による制約を受けやすくなる。この点に関して、本実施形態では、図1に示すように、第二軸受62は、第一ギヤ91に対して軸第二方向L2側において、径方向に見て第一ギヤ91と重複しないように配置されている。本例では、第二軸受62は、径方向に見て第一軸受61とも重複しないように配置されている。これにより、第二軸受62との干渉を回避しつつ、径の大きな第一軸受61を用いることが可能となっている。本実施形態では、第一軸受61として、軸方向Lに見て第二軸受62と重複する程度に大径の軸受を用いている。このように大径の第一軸受61を用いることができる結果、本実施形態の例のように第一軸受61として引き摺り損失が一般的に円すいころ軸受よりも小さい玉軸受(ボールベアリング)を用いた場合でも、径方向荷重についての負荷容量を適切に確保することが可能となっている。
3.その他の実施形態
最後に、本発明に係る車両用駆動装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態では、第一軸受61が、第一ギヤ91の第一筒状部91bの内周面を、径方向の内側から支持する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、連結軸93が、連結部91cとの連結部分よりも軸第二方向L2側に延びる延在部分を有する構成として、第一軸受61が、第一筒状部91bに対して径方向の内側において、当該延在部分の外周部を径方向の外側からケース3に対して回転可能に支持する構成とすることもできる。
(2)上記の実施形態では、第二軸受62が、軸方向Lに見てダンパDと重複することなく第一ギヤ91と重複すると共に、径方向に見て第一ギヤ91と重複することなくダンパ収容室3aと重複するように配置される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、第二軸受62が、軸方向Lに見てダンパDと重複すると共に、径方向Rに見てダンパ収容室3aと重複しないように配置される構成や、第二軸受62が、径方向Rに見て第一軸受61又は第一ギヤ91と重複するように配置される構成とすることも可能である。
(3)上記の実施形態では、ギヤ機構90が、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構に兼用されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構(例えばカウンタギヤ機構)が、ギヤ機構90とは別に備えられる構成とすることや、差動歯車装置20の差動出力ギヤ26が、出力装置70の入力ギヤ71に直接的に噛み合う構成とすることも可能である。
(4)上記の実施形態では、差動歯車装置20が、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23のみを有する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、差動歯車装置20が、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23に加えて第四回転要素を有する構成として、第四回転要素が第二回転電機40に駆動連結される構成とすることもできる。また、上記の実施形態では、差動歯車装置20の各回転要素の回転速度の順が、第二回転要素22、第一回転要素21、第三回転要素23の順となる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、差動歯車装置20をダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成すること等により、差動歯車装置20の各回転要素の回転速度の順が、第二回転要素22、第三回転要素23、第一回転要素21の順となる構成としても良い。この場合、差動歯車装置20が、第一回転要素21に伝達される入力軸10(内燃機関E)のトルクと、第二回転要素22に伝達される第一回転電機30のトルクとを合成して、第三回転要素23に伝達する構成となる。
(5)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、差動歯車装置が、入力部材に駆動連結される第一回転要素と、第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置に利用することができる。
1:車両用駆動装置
3a:ダンパ収容室
10:入力軸(入力部材)
20:差動歯車装置
21:第一回転要素
22:第二回転要素
23:第三回転要素
30:第一回転電機
40:第二回転電機
45:出力ギヤ
61:第一軸受
62:第二軸受
70:出力装置
71:入力ギヤ
90:ギヤ機構
91:第一ギヤ
91a:第一歯部(歯部)
91b:第一筒状部(筒状部)
92:第二ギヤ
93:連結軸
93a:係合部
D:ダンパ
E:内燃機関
L:軸方向
L1:軸第一方向
L2:軸第二方向
W:車輪
本発明は、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、差動歯車装置が、入力部材に駆動連結される第一回転要素と、第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置に関する。
上記のような車両用駆動装置として、特開2011−183946号公報(特許文献1)や特開2009−262859号公報(特許文献2)に記載された装置が知られている。以下、この背景技術の欄の説明では、〔〕内に特許文献1又は特許文献2における符号を引用して説明する。特許文献1には、第二回転電機〔MG2〕の出力ギヤに噛み合う第一ギヤ〔42〕と、出力装置〔DF〕の入力ギヤに噛み合う第二ギヤ〔43〕と、第一ギヤと第二ギヤとを連結する連結軸〔41〕とを有するギヤ機構〔C〕を備える構成において、第一ギヤと第二ギヤとの双方を、連結軸と一体的に形成する構成が記載されている。また、特許文献2には、第二回転電機〔MG2〕の出力ギヤに噛み合う第一ギヤ〔24〕と、出力装置〔DF〕の入力ギヤに噛み合う第二ギヤ〔26〕と、第一ギヤと第二ギヤとを連結する連結軸〔25〕とを有するギヤ機構〔T〕を備える構成において、第一ギヤをスプライン係合によって連結軸に連結し、第一ギヤよりも小径で且つ歯幅が広い第二ギヤを連結軸と一体的に形成する構成が記載されている。
特開2011−183946号公報(図3、図4) 特開2009−262859号公報(図4)
ところで、特許文献1の図3や特許文献2の図4に示されるように、ギヤ機構が軸方向におけるダンパと第二回転電機との間に配置される場合には、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることで、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることができる。しかしながら、特許文献1のギヤ機構では、第一ギヤと第二ギヤとの双方が連結軸と一体的に形成される。そのため、特許文献1の図4に示されているように、一般的に、第二ギヤの加工上の制約によって、第一ギヤと第二ギヤとの間に軸方向の隙間が少なくともある程度必要となり、この隙間によってギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さが大きくなりやすい。また、特許文献2のギヤ機構では、第一ギヤと連結軸とのスプライン係合部の軸方向の長さを、第一ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の比較的大きい長さに設定する必要があり(特許文献2の図4参照)、第一ギヤと連結軸とを係合するスプライン係合部の存在によってギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さが大きくなりやすい。
そこで、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることが可能な車両用駆動装置の実現が望まれる。
本発明に係る、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、前記差動歯車装置が、前記入力部材に駆動連結される第一回転要素と、前記第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、前記出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置の特徴構成は、前記第二回転電機の出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、前記第一ギヤと前記第二ギヤとを連結する連結軸とを有するギヤ機構を、更に備え、前記ギヤ機構は、前記連結軸の軸方向における前記ダンパと前記第二回転電機との間に配置されていると共に、前記軸方向に見て前記ダンパ及び前記第二回転電機のそれぞれと重複するように配置され、前記第二ギヤは、前記第一ギヤよりも小径で且つ歯幅が広く形成されていると共に、前記第一ギヤに対して前記軸方向の一方側である軸第一方向側で前記連結軸に形成された係合部に係合され、前記第二ギヤに対して前記軸第一方向とは反対側である軸第二方向側に配置されて前記ギヤ機構を支持する第一軸受が、前記連結軸の径方向に見て前記第一ギヤと重複するように配置されている点にある。
本願において、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、2つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、1つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(軸、歯車機構、ベルト等)が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等)が含まれてもよい。但し、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を意味するものとする。
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、2つの部材の配置に関して、「ある方向に見て重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを意味する。従って、2つの部材の配置に関して、「ある方向に見て重複しない」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が存在しないことを意味する。
上記の特徴構成では、第二ギヤが係合によって連結軸に連結される。よって、第一ギヤ及び第二ギヤの双方を連結軸と一体的に形成する場合に比べて、ギヤ機構の製造上の制約を緩和して、第一ギヤと第二ギヤとを軸方向に近接して配置することができ、結果、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さの短縮を図ることができる。
に、上記の特徴構成では、第一軸受が連結軸の径方向に見て第一ギヤと重複するように配置されるため、第一軸受が径方向に見て第一ギヤと重複しないように配置される場合に比べて、第一ギヤ及び第一軸受が占有する空間の軸方向の長さを短縮することができる。この点からも、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
以上のように、上記の特徴構成によれば、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。この結果、ギヤ機構に対して軸方向の両側に分かれて配置されるダンパと第二回転電機とを互いに軸方向に近づけて配置することが可能となり、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることが可能となる。
ここで、前記第一ギヤは、前記連結軸と一体的に形成されている構成とすると好適である。
この構成によれば、第一ギヤ及び第二ギヤのうちの歯幅が広い方の第二ギヤが係合によって連結軸に連結されるため、歯幅が狭い方の第一ギヤが係合によって連結軸に連結される場合に比べて、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。補足説明すると、連結軸に係合によって連結されるギヤと連結軸との連結部分の軸方向の長さは、当該ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。この点に関し、上記の構成では、第一ギヤ及び第二ギヤのうちの歯幅が広い方の第二ギヤが係合によって連結軸に連結されるため、歯幅が狭い方の第一ギヤが係合によって連結軸に連結される場合に比べて、連結軸と一体的に形成される場合を基準とするギヤ全体が占有する空間の軸方向の長さの拡大幅を、小さく抑えることができる。この結果、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
ここで、前記第一ギヤは、筒状部と、前記筒状部の外周部に形成された歯部とを備え、前記第一軸受が、前記筒状部の内周面を前記径方向の内側から支持する構成とすると好適である。
この構成によれば、第一ギヤの歯部に作用する径方向内側へ向かう荷重の一部を第一軸受によって受けることができ、この分だけ筒状部と連結軸とを連結する連結部に作用する径方向内側へ向かう荷重を小さくすることができる。この結果、当該連結部の軸方向の長さ(厚さ)を短縮して、ギヤ機構が占有する空間の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
また、前記出力ギヤに対して前記軸第二方向側に配置されて前記出力ギヤの回転軸を支持する第二軸受を更に備え、前記ダンパは、前記ギヤ機構に対して前記軸第二方向側に配置され、前記第二軸受が、前記軸方向に見て前記ダンパと重複することなく前記第一ギヤと重複すると共に、前記径方向に見て前記第一ギヤと重複することなく前記ダンパを収容するダンパ収容室と重複するように配置されている構成とすると好適である。
この構成によれば、第二軸受が、軸方向に見てダンパと重複しないように配置される。そのため、第二軸受によって支持される第二回転電機の出力ギヤの回転軸を、軸方向でダンパの側である軸第二方向側に寄せて配置することができ、これに応じて、第二回転電機を軸第二方向側に寄せて配置することができる。更に、第二軸受は、径方向に見てダンパ収容室と重複するように配置されるため、第二軸受のダンパに対する軸第二方向側への突出量をゼロとし或いは小さく抑えることができる。このように、上記の構成によれば、第二軸受のダンパに対する軸第二方向側への突出量をゼロとし或いは小さく抑えつつ、第二回転電機を軸第二方向側に寄せて配置することができるため、第二回転電機が配置される部分における車両用駆動装置の軸方向の長さを小さく抑えることができる。
また、上記の構成によれば、第二軸受が、径方向に見て第一ギヤと重複しないように配置される。そのため、第二軸受との干渉を回避しつつ、径方向に見て第一ギヤと重複するように配置される第一軸受として、径の大きな軸受を用いることが可能となる。この結果、第一軸受について、径方向荷重についての負荷容量を確保することが容易となり、第一軸受として採用可能な軸受の構造についての制約を緩和することができる。
本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の各部品の軸方向視での配置を示す簡略図である。
本発明に係る車両用駆動装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、特に区別して明記している場合を除き、「軸方向L」、「周方向」、及び「径方向」は、ギヤ機構90が備える連結軸93を基準として、言い換えれば、ギヤ機構90が配置される第四軸X4を基準として、定義している(図1参照)。「軸第一方向L1」は、軸方向Lにおける一方側へ向かう方向を表し、「軸第二方向L2」は、軸方向Lにおける他方側へ向かう方向(軸第一方向L1とは反対方向)を表す。本実施形態では、図1に示すように、軸第一方向L1は、軸方向Lに沿って、ダンパDの側から第二回転電機40の側へ向かう方向である。また、以下の説明では、各部材についての寸法、方向、位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む概念として用いている。また、各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置1に組み付けられた状態での方向を表す。
1.車両用駆動装置の全体構成
図1及び図2に示すように、車両用駆動装置1は、ダンパDを介して内燃機関Eに駆動連結される入力軸10と、第一回転電機30と、第二回転電機40と、差動歯車装置20と、車輪Wに駆動連結される出力装置70とを備えている。また、車両用駆動装置1は、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達するギヤ機構90を備えている。図1に示すように、これらの入力軸10、第一回転電機30、第二回転電機40、差動歯車装置20、出力装置70、及びギヤ機構90は、ケース3(駆動装置ケース)内に収容されている。また、ケース3には、ダンパDを収容するダンパ収容室3aが形成されている。車両用駆動装置1は、ハイブリッド車両用の駆動装置である。ここで、ハイブリッド車両とは、車輪Wの駆動力源として内燃機関E及び回転電機(本例では、第一回転電機30及び第二回転電機40)の双方を備える車両である。本実施形態に係る車両用駆動装置1は、いわゆる2モータスプリット方式のハイブリッド車両用の駆動装置として構成されている。また、本実施形態に係る車両用駆動装置1は、FF(Front Engine Front Drive)車両用の駆動装置として構成されている。
図1及び図2に示すように、入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、第一軸X1上に配置されている。第二回転電機40は第二軸X2上に配置され、出力装置70は第三軸X3上に配置され、ギヤ機構90は第四軸X4上に配置されている。第一軸X1、第二軸X2、第三軸X3、及び第四軸X4は、互いに異なる軸(仮想軸)である。本実施形態では、第一軸X1、第二軸X2、第三軸X3、及び第四軸X4は、互いに平行に配置されている。そして、入力軸10、差動歯車装置20、及び第一回転電機30は、第一軸X1上に、軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)から記載の順に並んで配置されている。
内燃機関Eは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機(ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等)である。本実施形態では、内燃機関Eの出力軸(クランクシャフト等)である内燃機関出力軸Eoに、ダンパDを介して入力軸10が駆動連結されている。ダンパDは、内燃機関出力軸Eoと入力軸10との間の捩れ振動を吸収しながら、内燃機関Eを駆動することによって発生した回転を、入力軸10に伝達して車両用駆動装置1内へ入力する。ダンパD及び内燃機関出力軸Eoは、入力軸10と同軸に(第一軸X1上に)配置されている。入力軸10が、ダンパDに加えてクラッチ等を介して内燃機関Eに駆動連結されていても好適である。本実施形態では、入力軸10が本発明における「入力部材」に相当する。
第一回転電機30は、ケース3に固定された第一ステータ31と、第一ステータ31に対して回転自在に支持された第一ロータ32とを有する。本例では、第一ロータ32は、第一ステータ31の径方向内側に配置されている。第一ロータ32は、第一ロータ軸33と一体回転するように連結されている。第二回転電機40は、ケース3に固定された第二ステータ41と、第二ステータ41に対して回転自在に支持された第二ロータ42とを有する。本例では、第二ロータ42は、第二ステータ41の径方向内側に配置されている。第二ロータ42は、第二ロータ軸43と一体回転するように連結されている。第一回転電機30及び第二回転電機40のそれぞれは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを果たすことが可能である。
差動歯車装置20は、回転要素として、入力軸10に駆動連結される第一回転要素21と、第一回転電機30に駆動連結される第二回転要素22と、出力装置70に駆動連結される第三回転要素23とを少なくとも有する。上述したように、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を意味する。そのため、例えば、第一回転要素21は、差動歯車装置20の他の回転要素である第二回転要素22及び第三回転要素23を介することなく、入力軸10に駆動連結される。本実施形態では、第一回転要素21は、入力軸10と一体回転するように駆動連結されている。また、本実施形態では、第二回転要素22は、第一回転電機30と一体回転するように駆動連結されている。具体的には、第一ロータ32と一体回転する第一ロータ軸33の軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の端部に、第二回転要素22(本例ではサンギヤ)が形成されている。
本実施形態では、差動歯車装置20は、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23のみを有し、第三回転要素23は第二回転電機40にも駆動連結されている。具体的には、本実施形態では、差動歯車装置20は、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの3つの回転要素を有する遊星歯車機構により構成されている。そして、キャリヤにより第一回転要素21が構成され、サンギヤにより第二回転要素22が構成され、リングギヤにより第三回転要素23が構成されている。本実施形態では、差動歯車装置20を構成する遊星歯車機構はシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、各回転要素の回転速度の順は、第二回転要素22(サンギヤ)、第一回転要素21(キャリヤ)、第三回転要素23(リングギヤ)の順となっている。なお、回転速度の順は、各回転要素の回転状態における回転速度の順番である。各回転要素の回転速度は、差動歯車装置20の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、差動歯車装置20の構造によって定まるものであるため一定となる。なお、各回転要素の回転速度の順は、各回転要素の速度線図(共線図)における配置順に等しい。
差動歯車装置20は、動力分配装置として機能する。具体的には、本実施形態に係る差動歯車装置20は、第一回転要素21に伝達される入力軸10(内燃機関E)のトルクを、第二回転要素22と第三回転要素23とに分配する。第二回転要素22には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが分配され、第一回転電機30は、第二回転要素22に分配されるトルクに対する反力トルクを出力する。この際、第一回転電機30は、基本的にジェネレータとして機能して、第二回転要素22に分配されるトルクによって発電する。車両の高速走行時や内燃機関Eの始動時等には、第一回転電機30がモータとして機能する場合もある。また、第三回転要素23には、内燃機関Eのトルクに対して減衰されたトルクが、車輪Wの駆動用トルクとして分配される。
差動歯車装置20は、第三回転要素23に分配されたトルクを出力するための差動出力ギヤ26を備えている。本例では、差動出力ギヤ26は、外歯のギヤである。差動出力ギヤ26は、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構に備えられるギヤに対して、噛み合うように配設される。本実施形態では、第二回転電機40と出力装置70との間で駆動力を伝達するギヤ機構90が、この駆動伝達機構に兼用されている。すなわち、本実施形態では、ギヤ機構90は、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間でも駆動力を伝達するように構成されている。そのため、本実施形態では、差動出力ギヤ26は、ギヤ機構90が備えるギヤ(本例では、後述する第一ギヤ91)に噛み合うように配設されている。本実施形態では、図1に示すように、差動歯車装置20の第三回転要素23(リングギヤ)は、筒状の差動出力部材25の内周部に一体的に形成されており、差動出力ギヤ26は、差動出力部材25の外周部に一体的に形成されている。また、本実施形態では、差動出力ギヤ26は、差動出力部材25における軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の端部に形成されている。
第二回転電機40は、当該第二回転電機40のトルクを出力するための出力ギヤ45を備えている。本例では、出力ギヤ45は、外歯のギヤである。本実施形態では、図1に示すように、出力ギヤ45は、第二ロータ42と一体回転する第二ロータ軸43における、第二ロータ42に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)の部分に形成されている。また、本実施形態では、出力ギヤ45は、第二ロータ軸43の外周部に一体的に形成されている。車両用駆動装置1は、出力ギヤ45に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に配置されて出力ギヤ45の回転軸(本例では、第二ロータ軸43)を支持する第二軸受62を備えている。第二軸受62は、当該第二軸受62を基準とする径方向の荷重を受けることが可能なラジアル軸受であり、第二ロータ軸43を、ケース3に対して回転可能に、第二ロータ軸43を基準とする径方向(本例では、第二軸X2を基準とする径方向)に支持する。本実施形態では、第二軸受62として、ボールベアリングを用いている。また、本実施形態では、第二軸受62は、第二ロータ軸43を、第二ロータ軸43を基準とする径方向の外側から支持している。出力ギヤ45は、ギヤ機構90が備える第一ギヤ91に対して噛み合っている。そして、第二回転電機40は、基本的にモータ(アシストモータ)として機能して、車両を走行させるための駆動力を補助する。車両の減速時等には、第二回転電機40がジェネレータとして機能する場合もある。
出力装置70は、入力ギヤ71と、当該入力ギヤ71に連結された本体部72とを有する。本例では、入力ギヤ71は、外歯のギヤである。入力ギヤ71には、ギヤ機構90の第二ギヤ92が噛み合っている。出力装置70は、出力用の差動歯車装置として機能する。具体的には、本体部72は、互いに噛み合う複数の傘歯車とこれらを収容する収容ケースとを含み、差動歯車機構を構成する。本実施形態では、本体部72は、入力ギヤ71に対して軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に配置されている。そして、出力装置70は、ギヤ機構90の側から入力ギヤ71に入力される回転及びトルクを、本体部72にて左右2つの出力軸80(すなわち、左右2つの車輪W)に分配して伝達する。なお、入力ギヤ71には、ギヤ機構90を介して第二回転電機40からのトルクが伝達される。また、本実施形態では、上述したように、ギヤ機構90が、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達するように構成されているため、入力ギヤ71には、ギヤ機構90を介して差動歯車装置20からのトルクも伝達される。すなわち、入力ギヤ71には、第二回転電機40からのトルクと差動歯車装置20からのトルクとがギヤ機構90によって合成された後のトルク(合成トルク)が伝達される。ギヤ機構90の構成については、後の「2.ギヤ機構の構成」の項で詳細に説明する。
本実施形態では、図3に示すように、軸方向Lに見て、第四軸X4は、第一軸X1、第二軸X2、及び第三軸X3を頂点とする三角形の内部に位置するように配置されている。なお、図3における上下方向及び左右方向は、車両用駆動装置1を車両に搭載した状態(車載状態)での鉛直方向及び水平方向(ここでは、車両の前後方向)と一致する。図3に示すように、本実施形態では、第一軸X1と、第二軸X2及び第三軸X3とは、第四軸X4を含む仮想鉛直面に対して水平方向の互いに反対側に配置されている。また、第二軸X2は、第四軸X4に対して鉛直方向の上方に配置され、第三軸X3は、第四軸X4に対して鉛直方向の下方に配置されている。第一軸X1は、鉛直方向において、第二軸X2と第三軸X3との間に配置され、本例では、第四軸X4に対して鉛直方向の下方に配置されている。
2.ギヤ機構の構成
次に、本発明の要部であるギヤ機構90の構成について説明する。ギヤ機構90は、図1に示すように、軸方向LにおけるダンパDと第二回転電機40との間に配置されている。本実施形態では、ダンパDがギヤ機構90に対して軸第二方向L2側に配置され、第二回転電機40がギヤ機構90に対して軸第一方向L1側に配置されている。よって、本実施形態では、ギヤ機構90の各部について、軸第一方向L1側は、軸方向Lで第二回転電機40の側となり、軸第二方向L2側は、軸方向LでダンパDの側となる。本実施形態では、第一回転電機30も、ギヤ機構90に対して軸第一方向L1側に配置されている。また、図3に示すように、ギヤ機構90は、軸方向Lに見てダンパD及び第二回転電機40のそれぞれと重複するように配置されている。本実施形態では、ギヤ機構90は、軸方向Lに見て第一回転電機30とも重複するように配置されている。なお、図3は、車両用駆動装置1の各部品の軸方向L視での配置を簡略化して示しており、各ギヤ(差動出力ギヤ26、出力ギヤ45、入力ギヤ71、第一ギヤ91、及び第二ギヤ92)については基準ピッチ円を示し、他の部品(ダンパD、第一ステータ31、第二ステータ41、第一軸受61、及び第二軸受62)については外周部の形状を示している。
ギヤ機構90は、図1に示すように、第二回転電機40の出力ギヤ45に噛み合う第一ギヤ91と、出力装置70の入力ギヤ71に噛み合う第二ギヤ92と、第一ギヤ91と第二ギヤ92とを連結する連結軸93とを有する。本例では、第一ギヤ91及び第二ギヤ92は、外歯のギヤである。また、本例では、第一ギヤ91及び第二ギヤ92は、はすば歯車である。第一ギヤ91は、第四軸X4と同軸の筒状に形成された第一筒状部91bと、第一筒状部91bの外周部に形成された歯部である第一歯部91aとを備えている。また、第一ギヤ91は、径方向に延びるように形成されて連結軸93と第一筒状部91bとを連結する連結部91cを備えている。第二ギヤ92は、第四軸X4と同軸の筒状に形成された第二筒状部92bと、第二筒状部92bの外周部に形成された歯部である第二歯部92aとを備えている。本実施形態では、第一歯部91aが本発明における「歯部」に相当し、第一筒状部91bが本発明における「筒状部」に相当する。
第一ギヤ91と第二ギヤ92とは、軸方向Lの互いに異なる位置に設けられる。本例では、第二ギヤ92が、第一ギヤ91に対して軸第一方向L1側に設けられている。すなわち、第一ギヤ91が、第二ギヤ92に対して軸第二方向L2側に設けられている。また、第二ギヤ92は、第一ギヤ91よりも小径で且つ歯幅が広く形成されている。すなわち、第二筒状部92bは、第一筒状部91bよりも小径に形成されている。また、第二歯部92aは、第一歯部91aよりも軸方向Lの長さが大きく形成されており、これに合わせて、第二筒状部92bは、第一筒状部91bよりも軸方向Lの長さが大きく形成されている。本実施形態では、図3に示すように、第二ギヤ92の基準ピッチ円の径は、第一ギヤ91の基準ピッチ円の径の0.4倍程度に設定されている。また、本実施形態では、図1に示すように、第二ギヤ92の歯幅は、第一ギヤ91の歯幅の1.5倍程度に設定されている。本実施形態では、第二ギヤ92は、第一ギヤ91よりも歯数が少なく形成されている。
車両用駆動装置1は、第二ギヤ92に対して軸第二方向L2側に配置されてギヤ機構90を支持する第一軸受61と、第二ギヤ92に対して軸第一方向L1側に配置されてギヤ機構90を支持する第三軸受63とを備えている。第一軸受61及び第三軸受63のそれぞれは、当該軸受を基準とする径方向の荷重を受けることが可能なラジアル軸受であり、ギヤ機構90をケース3に対して回転可能に径方向に支持する。本実施形態では、第一軸受61及び第三軸受63として、ボールベアリングを用いている。
本実施形態では、ギヤ機構90は、減速機構(カウンタ減速機構)として機能する。具体的には、ギヤ機構90は、第二回転電機40の側から第一ギヤ91に入力される回転を減速すると共に第二回転電機40の側から第一ギヤ91に入力されるトルクを増幅して、出力装置70(入力ギヤ71)に伝達する。上述したように、本実施形態では、第一ギヤ91は、差動歯車装置20の差動出力ギヤ26にも噛み合っている。図3に示すように、出力ギヤ45と差動出力ギヤ26とは、周方向の互いに異なる位置で第一ギヤ91に噛み合っている。よって、本実施形態では、ギヤ機構90は、差動歯車装置20の側から第一ギヤ91に入力される回転を減速すると共に差動歯車装置20の側から第一ギヤ91に入力されるトルクを増幅して、出力装置70(入力ギヤ71)に伝達する。
ところで、車両用駆動装置1の車載性を考慮すると、装置全体は極力小型化されていることが好ましい。内燃機関Eに対して車両の幅方向に隣接して配置される、FF車両用の車両用駆動装置1では、特に軸方向Lに小型化されていることが好ましい。本実施形態に係る車両用駆動装置1は、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することで、第二回転電機40が配置される部分(第二軸X2が配置される部分)における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの短縮を図っている。以下、この点について具体的に説明する。
図1に示すように、第一ギヤ91は、連結軸93と一体的に形成され、第二ギヤ92は、第一ギヤ91に対して軸第一方向L1側で連結軸93に形成された係合部93aに係合されている。すなわち、第二ギヤ92は、係合部93aに係合される被係合部を有している。本実施形態では、係合部93aは、第二ギヤ92を連結軸93に対して相対回転不能に係合する係合部(スプライン係合部)である。具体的には、係合部93aは、軸方向Lに延びる外歯(スプライン歯)が連結軸93の外周部に周方向に沿って等間隔で設けられて構成されている。そして、第二ギヤ92の内周部(本例では、第二筒状部92bの内周部)には、係合部93aの外歯に噛み合う被係合部としての内歯(スプライン歯)が周方向に沿って等間隔で設けられている。なお、スプライン歯の歯面の輪郭形状は、インボリュート曲線に沿う形状であっても、直線に沿う形状であっても良い。
軸方向Lに並べて配置されるギヤ機構90の第一ギヤ91及び第二ギヤ92のうち、歯幅が狭い方の第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、歯幅が広い方の第二ギヤ92を係合(本実施形態ではスプライン係合)によって連結軸93と連結する構成を採用することで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さの短縮を図ることができる。理由は以下の通りである。
例えば、第一ギヤ91及び第二ギヤ92の双方を連結軸93と一体的に形成する場合には、一般的に、加工上の制約によって第一ギヤ91と第二ギヤ92との間に軸方向Lの隙間が少なくともある程度必要となる。また、例えば、第一ギヤ91及び第二ギヤ92の双方を係合によって連結軸93と連結する場合には、第一ギヤ91及び第二ギヤ92のそれぞれについて、ギヤと連結軸93との連結部分(係合部)の軸方向Lの長さを、ギヤの支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。そのため、これらのいずれの場合でも、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さが大きくなりやすい。
これに対し、第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結する場合には、図1に示すように、第一ギヤ91と第二ギヤ92とを軸方向Lに近接して配置することができる。図1に示す例では、第二ギヤ92(第二筒状部92b)が、第一ギヤ91(連結部91c)に対して軸第一方向L1側から当接するように配置されている。更に、第一ギヤ91が連結軸93と一体的に形成されるため、第一ギヤ91の支持精度を適切に確保するために必要な、第一ギヤ91と連結軸93との連結部分(本例では連結部91cの径方向内側の部分)の軸方向Lの長さを、第一ギヤ91が係合によって連結軸93に連結される場合に比べて小さく抑えることが可能となる。この結果、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さの短縮を図ることができる。
なお、この場合、第二ギヤ92は係合によって連結軸93に連結されるため、第二ギヤ92と連結軸93との連結部分(係合部93a)の軸方向Lの長さは、第二ギヤ92の支持精度を適切に確保することができる程度の長さに設定する必要がある。この点に関し、第一ギヤ91よりも小径に形成される第二ギヤ92は、第一ギヤ91に比べて大きな接線力が作用することに鑑みて、第一ギヤ91よりも歯幅が広く形成されている。なお、ギヤに作用する接線力は、当該ギヤに伝達されるトルクを、当該ギヤの基準ピッチ円の半径で除算した値に応じて定まる。そのため、第二ギヤ92が連結軸93と一体的に形成される場合を基準とする、第二ギヤ92の全体(本例では第二歯部92a及び第二筒状部92b)が占有する空間の軸方向Lの長さの拡大幅を小さく抑えつつ(拡大幅がゼロの場合を含む)、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結することができる。よって、第一ギヤ91を連結軸93と一体的に形成し、第二ギヤ92を係合によって連結軸93に連結することで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを小さく抑えることができる。
ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを更に短縮すべく、図1に示すように、第一軸受61は、径方向に見て第一ギヤ91と重複するように配置されている。これにより、第一軸受61が、第一ギヤ91に対して軸第二方向L2側であって径方向に見て第一ギヤ91と重複しないように配置される場合に比べて、第一ギヤ91及び第一軸受61が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができ、結果、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。
本実施形態では、第一軸受61は、第一筒状部91bの内周面を径方向の内側から支持するように配置されている。第一筒状部91bは、連結部91cから軸第二方向L2側に突出する部分を有し、当該部分の内周面が、第一軸受61によって支持される被支持面とされている。具体的には、ケース3は、軸第一方向L1側に突出すると共に第四軸X4と同軸の筒状に形成された筒状突出部4を、第一筒状部91bに対して径方向の内側に備えている。筒状突出部4は、径方向に見て第一筒状部91b(上記の被支持面)と重複するように配置されており、筒状突出部4の外周面と第一筒状部91bの内周面(上記の被支持面)との間に、第一軸受61が配置されている。このように、第一軸受61が第一筒状部91bの内周面を径方向の内側から支持する構成とすることで、第一ギヤ91(第一歯部91a)に作用する径方向内側へ向かう荷重の一部を第一軸受61によって受けることができ、この分だけ連結部91cに作用する径方向内側へ向かう荷重を小さくすることができる。この結果、連結部91cの軸方向Lの長さ(厚さ)を短縮して、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。
以上のように、本実施形態に係る車両用駆動装置1では、上述した各構成を備えることで、ギヤ機構90が占有する空間の軸方向Lの長さを短縮することができる。これにより、ギヤ機構90に対して軸方向Lの両側に分かれて配置されるダンパDと第二回転電機40とを互いに軸方向Lに近づけて配置することが可能となり、結果、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さを短縮することができる。本実施形態では、更に以下のような構成を備えることで、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの短縮を図っている。
図3に示すように、本実施形態では、第二軸受62は、軸方向Lに見てダンパDと重複しないように配置されている。よって、図1に示すように、第二ロータ軸43を軸第二方向L2側(軸方向LでダンパDの側)に寄せて配置することができる。本実施形態では、第二軸受62が径方向に見てダンパ収容室3aと重複する程度まで、第二ロータ軸43が軸第二方向L2側に寄せて配置されている。すなわち、本実施形態では、第二軸受62は、径方向に見てダンパ収容室3aと重複するように配置されている。第二ロータ軸43が軸第二方向L2側に寄せて配置されることに応じて、第二回転電機40も軸第二方向L2側に寄せて配置することができる。この際、第二軸受62は軸第二方向L2側に突出するが、ダンパDの軸第二方向L2側の端面よりも軸第一方向L1側に配置されるため、全体としては軸第二方向L2側に突出しない。この結果、第二回転電機40が配置される部分における車両用駆動装置1の軸方向Lの長さを更に短縮することが可能となる。
また、本実施形態では、図3に示すように、第二軸受62は、軸方向Lに見て第一ギヤ91と重複するように配置されている。具体的には、第二軸受62は、第一歯部91aの径方向の全域、第一筒状部91bの径方向の全域、及び連結部91cの径方向の外側部分に対して、軸方向Lに見て重複するように配置されている。そのため、径方向に見て第一ギヤ91と重複するように配置される第一軸受61の配置スペースは、第二軸受62による制約を受けやすくなる。この点に関して、本実施形態では、図1に示すように、第二軸受62は、第一ギヤ91に対して軸第二方向L2側において、径方向に見て第一ギヤ91と重複しないように配置されている。本例では、第二軸受62は、径方向に見て第一軸受61とも重複しないように配置されている。これにより、第二軸受62との干渉を回避しつつ、径の大きな第一軸受61を用いることが可能となっている。本実施形態では、第一軸受61として、軸方向Lに見て第二軸受62と重複する程度に大径の軸受を用いている。このように大径の第一軸受61を用いることができる結果、本実施形態の例のように第一軸受61として引き摺り損失が一般的に円すいころ軸受よりも小さい玉軸受(ボールベアリング)を用いた場合でも、径方向荷重についての負荷容量を適切に確保することが可能となっている。
3.その他の実施形態
最後に、本発明に係る車両用駆動装置の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の実施形態では、第一軸受61が、第一ギヤ91の第一筒状部91bの内周面を、径方向の内側から支持する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、連結軸93が、連結部91cとの連結部分よりも軸第二方向L2側に延びる延在部分を有する構成として、第一軸受61が、第一筒状部91bに対して径方向の内側において、当該延在部分の外周部を径方向の外側からケース3に対して回転可能に支持する構成とすることもできる。
(2)上記の実施形態では、第二軸受62が、軸方向Lに見てダンパDと重複することなく第一ギヤ91と重複すると共に、径方向に見て第一ギヤ91と重複することなくダンパ収容室3aと重複するように配置される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、第二軸受62が、軸方向Lに見てダンパDと重複すると共に、径方向Rに見てダンパ収容室3aと重複しないように配置される構成や、第二軸受62が、径方向Rに見て第一軸受61又は第一ギヤ91と重複するように配置される構成とすることも可能である。
(3)上記の実施形態では、ギヤ機構90が、差動歯車装置20(第三回転要素23)と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構に兼用されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、差動歯車装置20と出力装置70との間で駆動力を伝達する駆動伝達機構(例えばカウンタギヤ機構)が、ギヤ機構90とは別に備えられる構成とすることや、差動歯車装置20の差動出力ギヤ26が、出力装置70の入力ギヤ71に直接的に噛み合う構成とすることも可能である。
(4)上記の実施形態では、差動歯車装置20が、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23のみを有する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、差動歯車装置20が、回転要素として、第一回転要素21、第二回転要素22、及び第三回転要素23に加えて第四回転要素を有する構成として、第四回転要素が第二回転電機40に駆動連結される構成とすることもできる。また、上記の実施形態では、差動歯車装置20の各回転要素の回転速度の順が、第二回転要素22、第一回転要素21、第三回転要素23の順となる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、差動歯車装置20をダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成すること等により、差動歯車装置20の各回転要素の回転速度の順が、第二回転要素22、第三回転要素23、第一回転要素21の順となる構成としても良い。この場合、差動歯車装置20が、第一回転要素21に伝達される入力軸10(内燃機関E)のトルクと、第二回転要素22に伝達される第一回転電機30のトルクとを合成して、第三回転要素23に伝達する構成となる。
(5)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、差動歯車装置が、入力部材に駆動連結される第一回転要素と、第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置に利用することができる。
1:車両用駆動装置
3a:ダンパ収容室
10:入力軸(入力部材)
20:差動歯車装置
21:第一回転要素
22:第二回転要素
23:第三回転要素
30:第一回転電機
40:第二回転電機
45:出力ギヤ
61:第一軸受
62:第二軸受
70:出力装置
71:入力ギヤ
90:ギヤ機構
91:第一ギヤ
91a:第一歯部(歯部)
91b:第一筒状部(筒状部)
92:第二ギヤ
93:連結軸
93a:係合部
D:ダンパ
E:内燃機関
L:軸方向
L1:軸第一方向
L2:軸第二方向
W:車輪

Claims (3)

  1. ダンパを介して内燃機関に駆動連結される入力部材と、第一回転電機と、第二回転電機と、差動歯車装置と、車輪に駆動連結される出力装置とを備え、
    前記差動歯車装置が、前記入力部材に駆動連結される第一回転要素と、前記第一回転電機に駆動連結される第二回転要素と、前記出力装置に駆動連結される第三回転要素とを有する車両用駆動装置であって、
    前記第二回転電機の出力ギヤに噛み合う第一ギヤと、前記出力装置の入力ギヤに噛み合う第二ギヤと、前記第一ギヤと前記第二ギヤとを連結する連結軸とを有するギヤ機構を、更に備え、
    前記ギヤ機構は、前記連結軸の軸方向における前記ダンパと前記第二回転電機との間に配置されていると共に、前記軸方向に見て前記ダンパ及び前記第二回転電機のそれぞれと重複するように配置され、
    前記第一ギヤは、前記連結軸と一体的に形成され、前記第二ギヤは、前記第一ギヤよりも小径で且つ歯幅が広く形成されていると共に、前記第一ギヤに対して前記軸方向の一方側である軸第一方向側で前記連結軸に形成された係合部に係合され、
    前記第二ギヤに対して前記軸第一方向とは反対側である軸第二方向側に配置されて前記ギヤ機構を支持する第一軸受が、前記連結軸の径方向に見て前記第一ギヤと重複するように配置されている車両用駆動装置。
  2. 前記第一ギヤは、筒状部と、前記筒状部の外周部に形成された歯部とを備え、
    前記第一軸受が、前記筒状部の内周面を前記径方向の内側から支持する請求項1に記載の車両用駆動装置。
  3. 前記出力ギヤに対して前記軸第二方向側に配置されて前記出力ギヤの回転軸を支持する第二軸受を更に備え、
    前記ダンパは、前記ギヤ機構に対して前記軸第二方向側に配置され、
    前記第二軸受が、前記軸方向に見て前記ダンパと重複することなく前記第一ギヤと重複すると共に、前記径方向に見て前記第一ギヤと重複することなく前記ダンパを収容するダンパ収容室と重複するように配置されている請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
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