JP2017105372A - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】動力伝達装置を構成する回転軸間に形成されるガタで発生する歯打ち音を抑制できる構造を提供する。
【解決手段】出力側回転軸32とロータ軸34との間にトレランスリング54が介挿されているため、出力側回転軸32とロータ軸とのスプライン嵌合部52に形成されるガタが詰まらない場合であっても、トレランスリング54によって出力側回転軸32およびロータ軸の双方の回転軸がガタつくことなく保持されるので、スプライン嵌合部52で発生する歯打ち音を抑制できる。内周インロー面80と第1外周インロー面76とが嵌合すると、出力側回転軸32およびロータ軸34の軸心が調整され、この状態で、トレランスリング54が内周インロー面80と接触するため、組付時にかかる圧入荷重を低減することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両に備えられる動力伝達装置に係り、特に、動力伝達経路上に形成されるガタで発生する歯打ち音抑制に関するものである。
車両に備えられる動力伝達装置を構成する回転軸間に形成されるガタにおいて、このガタの間の歯の衝突によって歯打ち音が発生することが知られており、この歯打ち音を抑制する対策が提案されている。例えば、特許文献1の動力伝達装置にあっては、第2電動機のロータ軸が、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路の一部を構成している。従って、エンジンの直達トルクが前記ロータ軸に伝達されるため、第2電動機のトルクがゼロ付近にあっても、エンジンの駆動中は、ロータ軸のスプライン歯が他方の回転軸のスプライン歯に押し付けられた状態となる。よって、ロータ軸のスプライン歯と他方の回転軸のスプライン歯との間のガタが詰められ、歯打ち音の発生が抑制される。
国際公開第2013/080311号 特開平4−362346号公報 特開2012−52638号公報
ところで、特許文献1の動力伝達装置にあっては、エンジンと第2電動機との間の動力伝達経路上において、第2電動機のロータ軸のガタが詰められるが、第2電動機の下流側(駆動輪側)に配置される変速機の入力軸と第2電動機のロータ軸との間に形成されるガタは詰まらない。従って、変速機に入力されるトルクがゼロ付近になると、第2電動機のロータ軸と変速機の入力軸との間に形成されるガタによって歯打ち音が発生する可能性があった。なお、特許文献1は、ハイブリッド形式の動力伝達装置であったが、回転軸間にガタが形成される構造であれば特許文献1と同様の問題が発生する。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達装置を構成する回転軸間に形成されるガタで発生する歯打ち音を抑制できる構造を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)共通の軸線まわりに配置された第1回転軸および第2回転軸が互いに嵌合されることで動力伝達可能に連結された嵌合部を、含んで構成される車両の動力伝達装置において、(b)前記軸線方向において前記嵌合部近傍であって、前記第1回転軸と前記第2回転軸との間にトレランスリングが介挿されており、(c)前記第1回転軸には、前記軸線方向で前記嵌合部と前記トレランスリングとの間に外周インロー面が形成され、(d)前記第2回転軸には、前記軸線方向で前記トレランスリングよりも開口側に、内周インロー面が形成され、(e)前記外周インロー面と前記内周インロー面とが嵌合した際に、その外周インロー面とその内周インロー面との間でガタつくことなく嵌り合う程度に、その外周インロー面およびその内周インロー面の寸法が設定されていることを特徴とする。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明の車両の動力伝達装置において、(a)前記第1回転軸には、組付後において前記内周インロー面と嵌合する第2の外周インロー面が形成されており、(b)前記内周インロー面と前記第2の外周インロー面とが嵌合した際に、その内周インロー面とその第2の外周インロー面との間がガタつくことなく嵌り合う程度に、その内周インロー面およびその第2の外周インロー面の寸法が設定されていることを特徴とする。
また、第3発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明の車両の動力伝達装置において、(a)前記トレランスリングは、前記第1回転軸の外周面に形成されている環状溝に収容されており、(b)前記トレランスリングは、組付後において前記第2回転軸に当接する外向突起が形成されていることを特徴とする。
また、第4発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明の車両の動力伝達装置において、(a)前記トレランスリングは、前記第2回転軸の内周面に形成されている環状溝に収容されており、(b)前記トレランスリングは、組付後において前記第1回転軸に当接する内向突起が形成されていることを特徴とする。
第1発明の車両の動力伝達装置によれば、第1回転軸と第2回転軸との間にトレランスリングが介挿されているため、第1回転軸と第2回転軸との嵌合部に形成されるガタが詰まらない場合であっても、トレランスリングによって第1回転軸および第2回転軸の双方の回転軸がガタつくことなく保持されるので、嵌合部で発生する歯打ち音を抑制できる。
また、組付の際には、トレランスリングが、第1回転軸および第2回転軸の一方の回転軸に組み付けられた状態で、他方の回転軸に嵌め入れられる。ここで、第2回転軸のトレランスリングよりも開口側に内周インロー面が形成され、第1回転軸には、嵌合部とトレランスリングとの間に外周インロー面が形成されているため、トレランスリングが他方の回転軸と接触するのに先だって、内周インロー面と外周インロー面とが嵌合させられる。ここで、内周インロー面と外周インロー面との間がガタつくことなく嵌り合う程度にそれらの寸法が設定されているため、内周インロー面と外周インロー面とが嵌合すると、第1回転軸および第2回転軸の軸心が調整される。すなわち、第1回転軸および第2回転軸間の芯ズレが抑制される。この状態で、トレランスリングが他方の回転軸と接触するため、トレランスリングが他方の回転軸と接触する際にかかる荷重を抑制することができる。
また、第2発明の車両の動力伝達装置によれば、組付後において、第2の外周インロー面が内周インロー面にガタつくことなく嵌め合わされた状態となる。このように、組付後において、内周インロー面と第2の外周インロー面とが嵌り合うことで、第1回転軸および第2回転軸が駆動したときの回転軸の偏心が低減され、駆動時においてトレランスリングにかかる偏心荷重を低減できる。
また、第3発明の車両の動力伝達装置によれば、組付後においてトレランスリングに形成されている外向突起が第2回転軸に当接することで、第1回転軸および第2回転軸をガタつくことなく保持することができる。
また、第4発明の車両の動力伝達装置によれば、組付後においてトレランスリングに形成されている内向突起が第1回転軸に当接することで、第1回転軸および第2回転軸をガタつくことなく保持することができる。
本発明が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置を説明する骨子図である。 図1の自動変速機の係合作動表である。 図1の自動変速機において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図である。 図1の動力伝達装置の一部を示す断面図である。 図4のトレランスリングの形状を示す図である。 図4において第1インロー部を切断線Aで切断した断面図であって、出力側回転軸の形状を示している。 本発明の他の実施例である動力伝達装置の一部を示す断面図である。 図7のトレランスリングの形状を示す図である。 本発明のさらに他の実施例である出力側回転軸とロータ軸との間に介挿されるトレランスリングの他の態様を示す図である。 本発明のさらに他の実施例である出力側回転軸に形成される第1外周インロー面の形状を示す図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置10を説明する骨子図である。図1において、動力伝達装置10は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸線C上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接的に連結された無段変速部としての差動部11(電気式差動部)と、その差動部11から図示しない駆動輪への動力伝達経路上において伝達部材18を介して直列に連結されている自動変速機20と、この自動変速機20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを、直列に備えている。この動力伝達装置10は、例えば車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と駆動輪との間に設けられる。そして、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する図示しない差動歯車装置(終減速機)および車軸等を順次介して駆動輪へ伝達する。
このように、本実施例の動力伝達装置10においては、エンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介すことなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。
差動部11は、エンジン8と駆動輪との間の動力伝達経路に連結されており、入力軸14および伝達部材18(出力軸)の差動状態を制御する差動用電動機として機能する第1電動機MG1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機MG1および伝達部材18に分配する差動機構としての差動遊星歯車装置24と、出力軸として機能する伝達部材18と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機MG2と、入力軸14を回転停止させるための固定ブレーキB0とを、備えている。本実施例の第1電動機MG1および第2電動機MG2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機MG1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機MG2は走行用の駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
差動機構として機能する差動遊星歯車装置24は、所定のギヤ比を有するシングルピニオン型の差動遊星歯車装置24を主体として構成されている。この差動遊星歯車装置24は、差動サンギヤS0、差動遊星歯車P0、その差動遊星歯車P0を自転および公転可能に支持する差動キャリヤCA0、差動遊星歯車P0を介して差動サンギヤS0と噛み合う差動リングギヤR0を回転要素として備えている。
この差動遊星歯車装置24においては、差動キャリヤCA0は入力軸14すなわちエンジン8に連結されて第1回転要素RE1を構成し、差動サンギヤS0は第1電動機MG1に連結されて第2回転要素RE2を構成し、差動リングギヤR0は伝達部材18に連結されて第3回転要素RE3を構成している。このように構成された差動遊星歯車装置24は、その差動遊星歯車装置24の3要素である差動サンギヤS0、差動キャリヤCA0、差動リングギヤR0がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能すなわち差動作用が働く差動状態とされる。これより、エンジン8の出力が第1電動機MG1と伝達部材18に分配されると共に、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機MG1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機MG2が回転駆動される。従って、差動部11は電気的な差動装置として機能させられる。例えば差動部11は所謂無段変速状態とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部11はその変速比(入力軸14の回転速度Nin/伝達部材18の回転速度N18)が最小値γ0minから最大値γ0maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。
自動変速機20は、エンジン8と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成しており、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置28を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第1遊星歯車装置26は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、所定のギヤ比を有している。第2遊星歯車装置28は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、所定のギヤ比を有している。
自動変速機20では、第1サンギヤS1は、第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結されている。また、第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に連結されると共に、第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結されている。また、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて出力軸22に連結されている。また、第2サンギヤS2が第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。さらに第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とが一方向クラッチF1を介して非回転部材であるケース12に連結されることで、エンジン8と同方向の回転が許容される一方、逆方向の回転が禁止されている。これにより、第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2は、逆回転不能な回転部材として機能する。
自動変速機20は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて複数の変速段が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度Nout)が各変速段毎に得られる。例えば、図2の係合作動表に示されるように、第1クラッチC1の係合および一方向クラッチFにより第1変速段1stが成立させられる。また、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により第2変速段2ndが成立させられる。また、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により第3変速段3rdが成立させられる。また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により第4変速段4thが成立させられる。また、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により後進変速段Revが成立させられる。
また、第1電動機MG1および第2電動機MG2によって車両を駆動する際には、固定ブレーキB0が係合される。固定ブレーキB0が係合されると、エンジン8に連結された入力軸14が回転停止させられ、第1電動機MG1の反力トルクが伝達部材18から出力される。従って、第2電動機MG2に加えて第1電動機MG1による駆動が可能となる。このとき自動変速機20は、第1変速段1st〜第4変速段4thの何れかが成立させられる。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、および第2ブレーキB2の解放によりニュートラル「N」状態とされる。また、第1変速段1stのエンジンブレーキの際には、第2ブレーキB2が係合させられる。
図3は、差動部11と自動変速機20とを備える動力伝達装置10において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28のギヤ比の関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度Neを示し、X3が差動部11から自動変速機20に入力される後述する第3回転要素RE3の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する差動遊星歯車装置24の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素RE2に対応する差動部サンギヤS0、第1回転要素RE1に対応する差動部キャリヤCA0、第3回転要素RE3に対応する差動部リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、これらの間隔は差動遊星歯車装置24のギヤ比に応じて定められている。
また、自動変速機20の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、左から順に、第4回転要素RE4に対応する第2サンギヤS2、第5回転要素RE5に対応する相互に連結された第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2、第6回転要素RE6に対応する相互に連結された第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2、第7回転要素RE7に対応する第1サンギヤS1をそれぞれ表し、それらの間隔は第1、第2遊星歯車装置26、28のギヤ比に応じてそれぞれ定められている。
図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置10は、差動遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(差動キャリヤCA0)が入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第2回転要素RE2(差動サンギヤS0)が第1電動機MG1に連結され、第3回転要素RE3(差動リングギヤR0)が伝達部材18および第2電動機MG2に連結され、入力軸14の回転を差動遊星歯車装置24および伝達部材18を介して自動変速機20へ伝達するように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により差動サンギヤS0の回転速度と差動リングギヤR0の回転速度との関係が示される。
例えば、差動部11においては、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線L0と縦線Y3との交点で示される差動リングギヤR0の回転速度が車速Vに拘束されて略一定である場合には、第1電動機MG1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される差動サンギヤS0の回転が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y2との交点で示される差動キャリヤCA0の回転速度すなわちエンジン回転速度Neが上昇或いは下降させられる。
また、差動部11の変速比が「1.0」に固定されるように第1電動機MG1の回転速度を制御することによって差動サンギヤS0の回転がエンジン回転速度Neと同じ回転とされると、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度Neと同じ回転で差動リングギヤR0の回転速度すなわち伝達部材18が回転させられる。或いは、差動部11の変速比が「1.0」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように第1電動機MG1の回転速度を制御することによって差動サンギヤS0の回転が零とされると、直線L0は図3に示す状態とされ、エンジン回転速度Neよりも増速されて伝達部材18が回転させられる。また、例えば第2電動機MG2を逆回転させることで、直線L0Rに示すように、差動リングギヤR0に連結された伝達部材18の回転速度N18が、零より低い回転速度で回転させられる。
また、自動変速機20において第4回転要素RE4は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結され、第5回転要素RE5は出力軸22に連結され、第6回転要素RE6は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されると共に第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結される。
自動変速機20では、例えば差動部11において第1電動機MG1の回転速度を制御することによって差動サンギヤS0の回転速度を略零とすると、直線L0は図3に示す状態とされ、エンジン回転速度Neよりも増速されて第3回転要素RE3に出力される。そして図3に示すように、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより、第4回転要素RE4の回転速度を示す縦線Y4と横線X3との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で、第1変速段1stの出力軸22の回転速度が示される。
同様に、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で、第2変速段2ndの出力軸22の回転速度が示される。第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L3と、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で、第3変速段3rdの出力軸22の回転速度が示される。第2クラッチC2と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L4と、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で、第4変速段4thの出力軸22の回転速度が示される。また、第2電動機MG2を逆回転させるとともに、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線LRと、出力軸22と連結された第5回転要素RE5の回転速度を示す縦線Y5との交点で、後進変速段Revの出力軸22の回転速度が示される。
図4は、動力伝達装置10の一部を示す断面図である。図4の動力伝達装置10にあっては、主に差動部11の出力軸として機能する伝達部材18、およびその伝達部材18に連結されている第2電動機MG2の断面図を示している。伝達部材18は、差動遊星歯車装置24の差動リングギヤR0に連結されている入力側回転軸30と、自動変速機22の入力軸としても機能する出力側回転軸32と、第2電動機MG2のロータ軸34とを含んで構成されている。これら入力側回転軸30、出力側回転軸32、およびロータ軸34は、何れも同じ軸線Cまわりに配置されている。なお、出力側回転軸32が本発明の第1回転軸に対応し、ロータ軸34が本発明の第2回転軸に対応している。
入力側回転軸30と出力側回転軸32とは、径方向外側から見て軸線C方向で離れた位置に配置されており、これら入力側回転軸30と出力側回転軸32との間を、第2電動機MG2のロータ軸34が連結している。
第2電動機MG2のロータ軸34は、円筒状に形成され、軸線C方向で互いに向かい合う入力側回転軸30および出力側回転軸32の外周端部(先端)を覆うようにして配置されている。ロータ軸34は、軸線C方向の外周両端に配置されている軸受35a、35bを介してケース12に回転可能に支持されている。
入力側回転軸30には、軸線C方向で出力側回転軸32と向かい合う側の外周面に外周歯38が形成されている。出力側回転軸32には、軸線C方向で入力側回転軸30と向かい合う側の外周面に、入力側回転軸30の外周歯38と同じ形状の外周歯40が形成されている。円筒状に形成されている第2電動機MG2のロータ軸34の内周側には、前記外周歯38および外周歯40とスプライン嵌合する内周歯42が形成されている。そして、この入力側回転軸30の外周歯38とロータ軸34の内周歯42とがスプライン嵌合するとともに、出力側回転軸32の外周歯40とロータ軸34の内周歯42とがスプライン嵌合されている。入力側回転軸30の外周歯38とロータ軸34の内周歯42とが互いにスプライン嵌合されることで、入力側回転軸30とロータ軸34とを動力伝達可能に連結するスプライン嵌合部50が形成される。スプライン嵌合部50において、外周歯38と内周歯42との間にガタが形成されており、このガタの間で入力側回転軸30とロータ軸34との相対回転が許容される。また、出力側回転軸32の外周歯40とロータ軸34の内周歯42とが互いにスプライン嵌合されることで、出力側回転軸32とロータ軸34とを動力伝達可能に連結するスプライン嵌合部52が形成される。スプライン嵌合部52において、外周歯40と内周歯42との間にガタが形成されており、このガタの間で出力側回転軸32とロータ軸34との相対回転が許容される。なお、スプライン嵌合部52が、本発明の嵌合部に対応している。
ロータ軸34の外周面には、第2電動機MG2を構成するロータ46が固定され、そのロータ46の外周側に、第2電動機MG2を構成するステータ48が配置されている。ロータ46は複数枚の鋼板が積層されることで構成されている。また、ステータ48も同様に、複数枚の鋼板が積層されることで構成され、ケース12に図示しないボルトで回転不能に固定されている。
上記のように構成される動力伝達装置10において、入力側回転軸30にエンジン8のトルクが伝達されると、入力側回転軸30とロータ軸34との間のスプライン嵌合部50を介してロータ軸34にトルクが伝達される。さらに、ロータ軸34と出力側回転軸32とのスプライン嵌合部52を介して出力側回転軸32にトルクが伝達される。従って、第2電動機MG2からトルクが出力されない状態であっても、入力側回転軸30とロータ軸34とのスプライン嵌合部50に形成されるガタが詰められる。
ところで、自動変速機20に入力されるトルクが零であった場合、ロータ軸34と出力側回転軸32との間に形成されるガタは詰まらないため、この間で歯打ち音が発生する可能性がある。これを解消するため、本実施例では、軸線C方向でスプライン嵌合部52近傍であって、ロータ軸34と出力側回転軸32との間に、トレランスリング54が介挿されている。
出力側回転軸32の外周面には、円環状の環状溝56が形成され、この環状溝56によって形成される環状空間にトレランスリング54が収容されている。図5は、トレランスリング54の形状を示している。
図5に示すトレランスリング54は、金属製の弾性材料から構成され、周方向の一部に切欠62が形成された略円環状に形成されている。トレランスリング54は、略円環状に形成されている基部64と、基部64から径方向外側に突設される複数個の外向突起66とを、備えている。基部64は、周方向の一部に切欠62が形成されていることから、弾性変形させることが可能となり、出力側回転軸32に予め嵌め付けることが可能となる。外向突起66は、基部64の幅方向(図5において左右方向)で略中央に配置されており、組付後においてロータ軸34に当接させられる。また、外向突起66は、周方向で等角度間隔に配置されており、周方向で隣り合う外向突起66の間に平坦面68が形成されている。外向突起66は、軸線C方向から見てそれぞれ台形状に形成されており、径方向の外側には、組付後においてロータ軸34の内周面と当接する当接面70が形成されている。また、トレランスリング54の硬さは、出力側回転軸32の外周表面およびロータ軸34の内周表面の硬さよりも低い値に設定されている。
図4に戻り、出力側回転軸32内には、軸線Cに平行な油路72、およびその油路72と環状溝56とを連通する径方向油路74が形成されている。この油路72および油路74を介して、図示しない油圧制御回路から環状溝56に配置されているトレランスリング54に潤滑油が供給される。潤滑油は、トレランスリング54を潤滑したり、トレランスリング54の摩耗による摩耗粉を洗浄したり、トレランスリング54と出力側回転軸32との摺動面を冷却したりする。なお、トレランスリング54は、その内周側の面と出力側回転軸32の環状溝56との間で滑りが生じるように設計されている。
また、出力側回転軸32には、軸線C方向で外周歯40とトレランスリング54が収容される環状溝56との間に、第1外周インロー面76が形成されている。また、出力側回転軸32には、軸線C方向で第1外周インロー面76から環状溝56を隔てた位置に、第2外周インロー面78が形成されている。すなわち、出力側回転軸32の外周歯40に対して軸線C方向で第1外周インロー面76および環状溝56よりも遠ざかる位置に、第2外周インロー面78が形成されている。よって、軸線C方向で第1外周インロー面76と第2外周インロー面78との間に、トレランスリング54が配置される。なお、第1外周インロー面76が本発明の外周インロー面に対応し、第2外周インロー面78が本発明の第2の外周インロー面に対応している。
また、ロータ軸34の内周側には、組付後において第1外周インロー面76および第2外周インロー面78と嵌合する内周インロー面80が形成されている。内周インロー面80は、組付後において軸線C方向で第1外周インロー面76および第2外周インロー面78と嵌合可能な長さに設定されている。
第1外周インロー面76と内周インロー面80とが嵌合すると、すきまばめであるものの、第1外周インロー面76と内周インロー面80との間でガタつくことなく嵌り合うように、第1外周インロー面76および内周インロー面80の寸法(寸法公差)が設定されている。また、第2外周インロー面78と内周インロー面80とが嵌合すると、すきまばめであるものの、第2外周インロー面78と内周インロー面80との間でガタつくことなく嵌り合うように、第2外周インロー面78および内周インロー面80の寸法(寸法公差)が設定されている。従って、第1インロー部82と第2インロー部84とは、何れも同じ寸法関係を有して構成されている。図4において、第1外周インロー面76と内周インロー面80とが嵌り合う部位を第1インロー部82と定義し、第2外周インロー面78と内周インロー面80とが嵌り合う部位を第2インロー部84と定義する。
図6は、第1インロー部82を切断線Aで切断した断面図であって、出力側回転軸32の第1外周インロー面76側の形状を示している。図6に示すように、第1外周インロー面76を軸線C方向から見ると、その表面がスプライン状に形成されている。具体的には、第1外周インロー面76には、軸線Cに平行な溝86が等角度間隔で複数本形成されることで、径方向外側に突き出す複数個の突部88が、等角度間隔に形成されている。また、突部88の径方向外側には、組付後においてロータ軸34の内周インロー面80と嵌合する頂面90がそれぞれ形成されている。従って、第1インロー部82にあっては、第1外周インロー面76に形成されている前記頂面90が、内周インロー面80と嵌り合うこととなる。また、第1外周インロー面76に溝86が形成されることで、油路72および径方向油路74を経由してトレランスリング54に供給された潤滑油は、トレランスリング54を潤滑した後、溝86を通って排出される。すなわち、溝86が潤滑油の排出油路として機能する。
トレランスリング54は、組付後において、出力側回転軸32とロータ軸34との間で圧縮変形させられることで、出力側回転軸32とトレランスリング54との接触面、およびロータ軸34とトレランスリング54との接触面との間で、互いの面を垂直に押圧する押圧力が発生する。この押圧力と、接触面の間の摩擦係数とに基づいて摩擦抵抗が発生するため、トレランスリング54によってロータ軸34と出力側回転軸32とが、周方向で互いにガタつくことなく保持される。よって、スプライン嵌合部52においてガタが詰まらない状態であっても、トレランスリング54によって、ロータ軸34と出力側回転軸32とがガタつくことなく保持されるため、スプライン嵌合部52で発生する歯打ち音が抑制される。
また、組付過渡期において、出力側回転軸32の環状溝56にトレランスリング54を予め嵌め付けた状態で、出力側回転軸32がロータ軸34に挿入される。ここで、出力側回転軸32の挿入後においてトレランスリング54を変形させるため、出力側回転軸32にトレランスリング54を嵌め付けた状態(挿入前)での、軸線Cからトレランスリング54の当接面70までの長さL1は、軸線Cからロータ軸34の内周インロー面80までの長さL2よりも長く(L1>L2)なっている。これに関連して、トレランスリング54をロータ軸34の内周面(内周インロー面80)に挿入するとき、トレランスリング54が内周インロー面80に接触して圧縮変形させられるので、出力側回転軸32の挿入を妨げる方向に作用する荷重(以下、圧入荷重)が発生する。この圧入荷重は、出力側回転軸32にトレランスリング54を嵌め付けた状態で、出力側回転軸32をロータ軸34に嵌め入れるとき、ロータ軸34と軸受35aとの接触面からスラスト方向の反力として発生する。なお、出力側回転軸32の外周歯40の歯先円直径は、ロータ軸34の内周インロー面80の内径に比べて十分に小さいことから、外周歯40を挿入する際には、圧入荷重は発生しない。
ここで、出力側回転軸32の軸心およびロータ軸34の軸心に芯ズレが生じていると、挿入過渡期においてトレランスリング54が均等に変形しなくなるなどして圧入荷重が一層大きくなる。これに対して、出力側回転軸32の第1外周インロー面76が、軸線C方向でトレランスリング54が配置される位置よりも先端側(外周歯40側)に形成されている。従って、出力側回転軸32をロータ軸34に挿入させる際には、トレランスリング54がロータ軸34の内周インロー面80と接触するのに先だって、第1外周インロー面76と内周インロー面80とが嵌め合わされる。このとき、出力側回転軸32およびロータ軸34の軸心が調整され、これらの回転軸の芯ズレが抑制される。従って、トレランスリング54が内周インロー面80に接触して圧縮変形する際に発生する圧入荷重が過度に大きくなることも抑制される。
また、トレランスリング54は、軸線C方向で第1インロー部76と第2インロー部78との間に挟まれるようにして設けられている。このように、出力側回転軸32およびロータ軸34が、軸線C方向でトレランスリング54を挟んで形成される第1インロー部82および第2インロー部84の2箇所で保持されることで、組付後のこれら回転軸の芯ズレが抑制される。従って、駆動時において出力側回転軸32およびロータ軸34の偏心が抑制され、駆動時にトレランスリング54にかかる偏心荷重が低減される。なお、偏心荷重とは、駆動中に出力側回転軸32およびロータ軸34が偏心した際に、これらの回転軸に径方向に作用する荷重に相当する。
上述のように、本実施例によれば、出力側回転軸32とロータ軸34との間にトレランスリング54が介挿されているため、出力側回転軸32とロータ軸34とのスプライン嵌合部52に形成されるガタが詰まらない場合であっても、トレランスリング54によって出力側回転軸32およびロータ軸の双方の回転軸がガタつくことなく保持されるので、スプライン嵌合部52で発生する歯打ち音を抑制できる。
また、本実施例によれば、組付の際には、トレランスリング54が、出力側回転軸32に組み付けられた状態で、ロータ軸34に嵌め入れられる。このとき、トレランスリング54がロータ軸34と接触するのに先だって、内周インロー面80と第1外周インロー面76とが嵌合させられる。ここで、内周インロー面80と第1外周インロー面76との間がガタつくことなく嵌り合う程度にそれらの寸法が設定されているため、内周インロー面80と第1外周インロー面76とが嵌合すると、出力側回転軸32およびロータ軸34の軸心が調整される。すなわち、出力側回転軸32およびロータ軸34の芯ズレが抑制される。この状態で、トレランスリング54がロータ軸34の内周インロー面80と接触するため、トレランスリング54がロータ軸34と接触する際にかかる荷重を低減することができる。
また、本実施例によれば、組付後においてトレランスリング54に形成されている外向突起66がロータ軸34に当接することで、出力側回転軸32およびロータ軸34をガタつくことなく保持することができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図7は、本発明の他の実施例である動力伝達装置100の一部を示す断面図である。本実施例の動力伝達装置100を前述の実施例の動力伝達装置10と比較すると、第2電動機MG2のロータ軸102と出力側回転軸104との間に介挿されるトレランスリング106の構造およびトレランスリング106の配置位置が相違している。以下、前述の実施例と相違するトレランスリング106周辺の構造について説明する。なお、出力側回転軸104が本発明の第1回転軸に対応し、ロータ軸102が本発明の第2回転軸に対応している。
ロータ軸102の内周面には、トレランスリング106を嵌め付ける為の環状溝110が形成されている。この環状溝110によって形成される環状空間に、トレランスリング106が収容されている。本実施例のトレランスリング106は、前述の実施例のトレランスリング54と異なり、突起が径方向内側に向かって形成されている。
図8は、トレランスリング106の形状を示している。トレランスリング106は、金属製の弾性材料から構成され、周方向の一部に切欠112が形成された略円環状に形成されている。トレランスリング106は、略円環状に形成されている基部114と、その基部114から径方向内側に向かって突設される複数個の内向突起116とを、備えている。基部114は、周方向の一部に切欠112が形成されていることから、弾性変形可能となっている。従って、トレランスリング106を変形して、ロータ軸102の環状溝110に予めトレランスリング106を嵌め付けることができる。内向突起116は、基部114の幅方向(図8において紙面垂直方向)で中央に配置され、組付後において出力側回転軸104に当接させられる。また、内向突起116は、周方向で等角度間隔に配置されており、周方向で隣り合う内向突起116の間に平坦面118が形成されている。内向突起116は、軸線C方向から見てそれぞれ台形状に形成されており、径方向の内側には、組付後において出力側回転軸104の外周面と当接する当接面122が形成されている。なお、トレランスリング106の硬さは、出力側回転軸104の外周表面およびロータ軸102の内周表面の硬さよりも低い値に設定されている。
図7に戻り、ロータ軸102には、軸線C方向で内周歯42と環状溝110との間に、第1内周インロー面124が形成されている。また、ロータ軸102には、軸線C方向で第1内周インロー面124から環状溝110を隔てた位置に、第2内周インロー面126が形成されている。また、出力側回転軸104の外周面には、組付後において第1内周インロー面124および第2内周インロー面126と嵌合する外周インロー面128が形成されている。外周インロー面128は、軸線C方向で第1内周インロー面124および第2内周インロー面126と嵌合可能な長さに設定されている。なお、第2内周インロー面126が本発明の内周インロー面に対応し、外周インロー面128が本発明の外周インロー面および第2の外周インロー面に対応している。
第1内周インロー面124および第2内周インロー面126と、外周インロー面128とが嵌合すると、すきまばめであるものの、第1内周インロー面124および第2内周インロー面126と外周インロー面128との間で、何れもガタつくことなく嵌り合うように、第1内周インロー面124、第2内周インロー面126、および外周インロー面128の寸法(寸法公差)が設定されている。図7において、第1内周インロー面124と外周インロー面128とが嵌り合う部位を第1インロー部130と定義し、第2内周インロー面126と外周インロー面128とが嵌り合う部位を第2インロー部132と定義する。
トレランスリング106は、組付後において出力側回転軸104とロータ軸102との間で変形させられることで、出力側回転軸104およびロータ軸102の接触面において摩擦抵抗が発生するため、出力側回転軸104とロータ軸102とがガタつくことなく保持される。従って、スプライン嵌合部52においてガタが詰まらない状態であっても、トレランスリング106によって、出力側回転軸104とロータ軸102とがガタつくことなく保持されるため、スプライン嵌合部52で発生する歯打ち音が抑制される。
また、組付の際には、ロータ軸102の環状溝110にトレランスリング106が予め嵌め付けられた状態で、出力側回転軸104がロータ軸102内に挿入される。このとき、トレランスリング106が変形させられるため、圧入荷重が発生し、出力側回転軸104とロータ軸102との間に芯ズレが生じていると、トレランスリング106が均等に変形しなくなるなどして圧入荷重が一層大きくなる。
これに対して、ロータ軸102の第2内周インロー面126が、軸線C方向でトレランスリング106が嵌め付けられる環状溝110よりも開口側、すなわち、軸線C方向で環状溝110に対して第1インロー面124の背面側(図7において右側)に形成されている。すなわち、第2内周インロー面126が、スプライン嵌合部52を基準として軸線C方向で環状溝110よりも離れた位置に形成されている。従って、出力側回転軸104をロータ軸102に挿入するする際には、トレランスリング106が出力側回転軸104の外周インロー面128と接触するのに先だって、第2内周インロー面126と外周インロー面128とが嵌め合わされる。このとき、出力側回転軸104およびロータ軸102の軸心が調整され、これらの回転軸の芯ズレが抑制される。従って、トレランスリング106が出力側回転軸104に接触して圧縮変形する際に発生する圧入荷重が過度に大きくなることが抑制される。
また、トレランスリング106は、組付後において、軸線C方向でスプライン嵌合部52および第1インロー部130と第2インロー部132との間に挟まされるようにして設けられる。このように、トレランスリング106が、軸線C方向で第1インロー部130と第2インロー部132との間に挟まれることで、組付後の出力側回転軸104およびロータ軸102の芯ズレが抑制され、駆動時にトレランスリング106にかかる偏心荷重が低減される。
上述のように、本実施例によっても、前述の実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、出力側回転軸104とロータ軸102との間にトレランスリング106が介挿されることで、出力側回転軸104とロータ軸102とがガタつくことなく保持され、スプライン嵌合部52で発生する歯打ち音を抑制できる。また、ロータ軸102に出力側回転軸104を挿入する際には、トレランスリング106が、出力側回転軸104の外周インロー面128と接触するのに先だって、第2内周インロー面126と外周インロー面128とが嵌め合わされる。このとき、出力側回転軸104およびロータ軸102の軸心が調整されるため、トレランスリング106が出力側回転軸104に接触して圧縮変形する際に発生する圧入荷重が過度に大きくなることも抑制される。
また、本実施例によれば、組付後においてトレランスリング106に形成されている内向突起116が出力側回転軸104に当接することで、出力側回転軸104およびロータ軸102をガタつくことなく保持することができる。
図9は、本発明のさらに他の実施例である出力側回転軸32とロータ軸34との間に介挿されるトレランスリング140の形状を示している。トレランスリング140は、金属製の弾性材料から構成され、周方向の一部に切欠142が形成された略円環状に形成されている。トレランスリング140は、略円環状に形成されている基部144と、基部144から径方向外側に突設される複数個の外向突起146とを備えている。外向突起146は、基部144の幅方向(図9において左右方向)で略中央に配置されている。また、外向突起146は、周方向で等角度間隔に配置されており、周方向で隣り合う外向突起146の間に平坦面148が形成されている。
図9に示すように、本実施例の外向突起146は、基部144の幅方向に対してそれぞれ斜めに配置されている。具体的には、外向突起146を径方向外側から見たとき、外向突起146の長手方向と平行に伸びる中心線L1が、基部144の幅方向に対して所定の角度θだけ傾斜させられている。なお、トレランスリング140は、その内周側が滑り、外向突起146の頂面とロータ軸34との間で滑りが生じないように設定されている。
上記のようにトレランスリング140が形成されることで、トレランスリング140は、出力側回転軸32とともに一体的に回転するが、環状溝56に供給される潤滑油は、平坦面148の間を通った際に、トレランスリング140の外向突起146の斜面に押し出されるようにしてスムーズに排出されることとなる。
上述したトレランスリング140が、出力側回転軸32とロータ軸34との間に介挿された場合であっても、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、トレランスリング140の外向突起146が基部144の幅方向に対して斜めに配置されることで、トレランスリング140が回転すると、外向突起146の間を通る潤滑油が外向突起146の斜面に押し出されるようにしてスムーズに排出される。
図10は、本発明のさらに他の実施例である出力側回転軸160に形成される第1外周インロー面162の形状を示す図である。図10は、前述した実施例の図6に対応している。図10に示すように、第1外周インロー面162に形成されている溝164が、軸線Cに対して平行に形成されておらず、周方向に斜めに形成されている。すなわち、溝164の周方向の位置が、軸線C方向の位置に応じて変化している。これに関連して、ロータ軸34の内周面に嵌め合わされる頂面166についても、周方向で斜めに形成されている。
上述した第1外周インロー面162が、前述した第1外周インロー面76に代わって適用された場合であっても、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、第1外周インロー面162の溝164が、周方向に斜めに形成されることから、溝164を通る潤滑油は、溝164から押し出されるようにしてスムーズに排出される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、動力伝達装置10、100は、2つの電動機を備えたハイブリッド形式の動力伝達装置であったが、本発明は、必ずしも本実施例のハイブリッド形式の動力伝達装置に限定されない。例えば、電動機を1つ備えたハイブリッド形式の動力伝達装置や、電動機を備えない動力伝達装置に本発明が適用されても構わない。本発明は、一対の回転軸が互いに嵌合されることで動力伝達可能に連結された嵌合部を含んで構成される動力伝達装置であれば、適宜適用することができる。このことから、本発明は、ロータ軸と出力側回転軸とのスプライン嵌合部にも限定されない。
また、前述の実施例では、自動変速機20は前進4段の有段式の変速機であったが、変速段数や内部の連結構成についても特に限定されない。また、有段式の自動変速機20に代わって、例えばベルト式無段変速機をはじめとする無段変速機が適用されても構わない。
また、前述の実施例では、トレランスリング140は、外向突起146が基部144の幅方向に対して斜めに形成されているが、トレランスリング106のように、内向突起116が斜めに形成されていても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10、100:動力伝達装置
32、104:出力側回転軸(第1回転軸)
34、102:ロータ軸(第2回転軸)
52:スプライン嵌合部(嵌合部)
54、106、140:トレランスリング
56、110:環状溝
66、146:外向突起
76、162:第1外周インロー面(外周インロー面)
78:第2外周インロー面(第2の外周インロー面)
80:内周インロー面
116:内向突起
126:第2内周インロー面(内周インロー面)
128:外周インロー面

Claims (4)

  1. 共通の軸線まわりに配置された第1回転軸および第2回転軸が互いに嵌合されることで動力伝達可能に連結された嵌合部を、含んで構成される車両の動力伝達装置において、
    前記軸線方向において前記嵌合部近傍であって、前記第1回転軸と前記第2回転軸との間にトレランスリングが介挿されており、
    前記第1回転軸には、前記軸線方向で前記嵌合部と前記トレランスリングとの間に外周インロー面が形成され、
    前記第2回転軸には、前記軸線方向で前記トレランスリングよりも開口側に、内周インロー面が形成され、
    前記外周インロー面と前記内周インロー面とが嵌合した際に、該外周インロー面と該内周インロー面との間でガタつくことなく嵌り合う程度に、該外周インロー面および該内周インロー面の寸法が設定されている
    ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
  2. 前記第1回転軸には、組付後において前記内周インロー面と嵌合する第2の外周インロー面が形成されており、
    前記内周インロー面と前記第2の外周インロー面とが嵌合した際に、該内周インロー面と該第2の外周インロー面との間がガタつくことなく嵌り合う程度に、該内周インロー面および該第2の外周インロー面の寸法が設定されている
    ことを特徴とする請求項1の車両の動力伝達装置。
  3. 前記トレランスリングは、前記第1回転軸の外周面に形成されている環状溝に収容されており、
    前記トレランスリングには、組付後において前記第2回転軸に当接する外向突起が形成されていることを特徴とする請求項1または2の車両の動力伝達装置。
  4. 前記トレランスリングは、前記第2回転軸の内周面に形成されている環状溝に収容されており、
    前記トレランスリングには、組付後において前記第1回転軸に当接する内向突起が形成されていることを特徴とする請求項1または2の車両の動力伝達装置。
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