JP2019073213A

JP2019073213A - シリーズハイブリッド車両用トランスアクスル

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Publication number: JP2019073213A
Application number: JP2017201873A
Authority: JP
Inventors: 拓也兒玉; Takuya Kodama; 英樹窪谷; Hideki Kubotani; 直志藤吉; Naoshi Fujiyoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: JP6915494B2

Abstract

【課題】小型軽量でかつエネルギ効率の良好なシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルを提供する。
【解決手段】エンジン１に連結されて回転させられる入力軸７と、入力軸７から発電機３にトルクを伝達する巻き掛け伝動機構１２，２４，２５と、回転することにより油圧を発生するオイルポンプ１８とを有し、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向において、オイルポンプ１８と走行用モータ４とが入力軸７側から順に配置され、オイルポンプ１８は、入力軸７と同一軸線上でかつ入力軸７の先端部に隣接して配置され、入力軸７からオイルポンプ１８にトルクを伝達するポンプ駆動軸１９が入力軸７とオイルポンプ１８とに連結されて設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンによって発電機を駆動し、その発電機で得られた電力によって走行用モータを駆動して走行用の駆動力を発生するシリーズハイブリッド車両に搭載されるトランスアクスルに関するものである。

シリーズハイブリッド式の駆動システムは、エンジンによって発電機を駆動して得た電力もしくは蓄電装置に充電した電力を利用してモータを駆動し、そのモータが出力する駆動力で走行するように構成されている。この種の駆動装置においても他の一般的な駆動装置と同様に、トルクの伝達のために摩擦接触する箇所が多数あるから潤滑が必要である。特許文献１に記載された駆動装置は、シリーズハイブリッド走行が可能な駆動装置であって、複数の変速段を設定できるように構成されており、変速段を設定するための歯車を含めた各摩擦摺動部分に対して潤滑油を供給するオイルポンプを更に備えている。そして、特許文献１に記載された駆動装置では、そのオイルポンプは電力で駆動する電動オイルポンプとされている。

特開２０１７−１３７５２号公報

特許文献１に記載された駆動装置では、電動オイルポンプを駆動する電力を発電機もしくは蓄電装置から供給することになる。その電力は、エンジンによって発電機を駆動して得られる電力であるから、所定の油圧を得るためには、エンジンによる機械的な動力を電力に一旦変換し、その電力を再度、機械的な動力に逆変換することになる。このように特許文献１に記載された構成では、潤滑のためにエネルギ変換を繰り返し行うことになるので、エネルギ変換の都度、損失が生じて、結局は、エネルギ効率が低下する可能性があった。

また、電動オイルポンプからの潤滑油の吐出量は、オイルポンプの回転数を高回転数にすることにより増大させることができるが、吐出圧を高くするためにはそのオイルポンプを駆動するモータのトルクを大きくする必要がある。したがって、特許文献１に記載された装置における潤滑油の吐出圧を高くするとすれば、オイルポンプ用のモータが大型化し、それに伴って駆動装置が全体として大型化して車載性が悪化する可能性がある。

このように従来では、少なくとも潤滑のためにエネルギ効率の向上と、駆動装置の全体としての構成の小型化の点で改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エネルギ効率の向上と小型軽量化とを両立させることのできるシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンによって駆動される発電機と、電力が供給されて走行用の駆動力を出力する走行用モータと、前記走行用モータが出力した駆動力を左右の駆動輪に伝達するデファレンシャルギヤと、前記走行用モータと前記デファレンシャルギヤとの間に設けられた減速機構とを有し、前記発電機および前記走行用モータならびに前記デファレンシャルギヤのそれぞれの回転中心軸線が車両の幅方向と平行になっているシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、前記エンジンに連結されて前記エンジンによって回転させられる入力軸と、前記入力軸から前記発電機にトルクを伝達する巻き掛け伝動機構と、回転することにより油圧を発生するオイルポンプとを更に有し、前記入力軸の回転中心軸線の方向において、前記オイルポンプと前記走行用モータとが前記入力軸側から順に配置され、前記オイルポンプは、前記入力軸と同一軸線上でかつ前記入力軸の先端部に隣接して配置され、前記入力軸から前記オイルポンプにトルクを伝達するポンプ駆動軸が前記入力軸と前記オイルポンプとに連結されて設けられていることを特徴としている。

この発明においては、前記入力軸と、前記巻き掛け伝動機構と、前記発電機と、前記走行用モータと、前記減速機構と、前記デファレンシャルギヤとを収容しているケーシングを更に有し、前記入力軸の先端側に、前記ケーシングの内部に取り付けられたセンターサポートが設けられ、前記オイルポンプは、前記センターサポートの内部に設けられていてよい。

この発明においては、前記巻き掛け伝動機構は、駆動側回転体と、従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とに巻き掛けられた環状の伝動体とを有し、前記発電機は、前記入力軸と平行に配置された第１ロータ軸を有し、前記駆動側回転体は、前記入力軸と同心円上に配置されかつ前記入力軸と一体となって回転するように前記入力軸に連結され、前記駆動側回転体を前記入力軸と共に回転可能に支持する第１軸受が、前記ケーシングに設けられ、前記入力軸の先端部を回転可能に支持する第２軸受が、前記センターサポートに設けられ、前記従動側回転体は、前記第１ロータ軸に取り付けられていてよい。

この発明においては、前記発電機は、前記発電機の回転中心軸線が前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線より上側に位置するように配置され、前記走行用モータは、前記走行用モータの回転中心軸線が前記入力軸の回転中心軸線よりも前記車両の前方側に位置しかつ前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線の方向で前記エンジンとは反対側にずれた位置に配置されていてよい。

この発明においては、前記減速機構は、前記走行用モータの回転中心軸線と前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線とに対して平行でかつ前記走行用モータの回転中心軸線と前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線との間に配置されたカウンタ軸と、前記カウンタ軸に設けられたカウンタドリブンギヤと、前記カウンタドリブンギヤより小径で前記カウンタ軸に設けられたカウンタドライブギヤとを有し、前記カウンタドリブンギヤは、前記走行用モータに設けられている走行用ドライブギヤに噛み合い、かつ前記カウンタドライブギヤは、前記デファレンシャルギヤに設けられているリングギヤに噛み合っていてよい。

この発明においては、前記カウンタ軸は、前記センターサポートに取り付けられた第３軸受と、前記ケーシングに取り付けられた第４軸受とによって回転可能に支持されていてよい。

この発明においては、前記走行用モータは、第２ロータ軸を有し、前記ケーシングの内部に、隔壁部と、前記隔壁部に対向して設けられたエンドカバーとによって、前記走行用モータを収容している収容部が設けられ、前記第２ロータ軸は、前記隔壁部を貫通して前記センターサポート側に延びており、かつ前記隔壁部に取り付けられた第５軸受と、前記エンドカバーに取り付けられた第６軸受とによって回転可能に支持され、前記第２ロータ軸の前記センターサポート側に突出した端部に、前記減速機構にトルクを伝達する走行用ドライブギヤが取り付けられていてよい。

この発明においては、前記発電機は、前記デファレンシャルギヤの半径方向で前記デファレンシャルギヤに重ならないように前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線方向にずれるとともに、前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線方向では一部重なるように配置されていてよい。

この発明においては、オイルポンプをエンジンによって駆動して油圧を発生させるから、油圧を得るために機械的な動力を電力に変換したり、また電力を機械的な動力に逆変換することがなく、そのため、エネルギ損失を少なくしてエネルギ効率を向上させることができる。また、オイルポンプを駆動するための動力源はエンジンであって、オイルポンプのための駆動力源をエンジンとは別に設ける必要が無く、したがって高い油圧を発生させる場合も含めてトランスアクスルの構成部品を少なくして小型軽量化を図ることができる。さらに、発電機やデファレンシャルギヤは入力軸の回転中心軸線から半径方向に離れた位置に配置されており、また走行用モータは入力軸の先端方向に離れて配置されていて、これら発電機やデファレンシャルギヤならびに走行用モータの間に所定のスペースが空くことになり、そのスペースにオイルポンプが配置されている。そのため、スペースの有効利用が図られてトランスアクスルの全体としての構成を小型化でき、特に入力軸の回転中心軸線方向での寸法を短くすることが可能になる。

発電機にトルクを伝達する巻き掛け伝動機構における駆動側回転体とを第１軸受を介してケーシングで回転可能に支持し、その駆動側回転体と入力軸とを一体となって回転するように連結してあるので、巻き掛け伝動機構で伝達するトルクの増大によって駆動側回転体に作用するラジアル荷重が増大しても、その荷重をケーシングで支え、入力軸には特には大きいラジアル荷重が作用しないので、入力軸の耐久性の維持や剛性の向上の点で有利になる。特に、入力軸の先端部をセンターサポートに設けた第２軸受で支持するので、これらの軸受同士の間隔が短く、これらの軸受の間での曲げ応力が小さくなり、この点においても入力軸の耐久性の維持や剛性の向上を図ることができる。

この発明においては、走行用モータはエンジンもしくは入力軸とは、トルク伝達するようには連結されていないので、走行用モータをその回転中心軸線が入力軸の回転中心軸線より車両の前方側に位置するように配置することが可能であり、そのためにエンジンとデファレンシャルギヤとの半径方向での位置を近くすること、言い換えればデファレンシャルギヤに連結されるドライブシャフトとエンジンとの間隔を狭くすることができる。

さらに、この発明においては、センターサポートに取り付けた第３軸受によってカウンタ軸の一端部を回転可能に支持しており、したがってセンターサポートはオイルポンプを収容し、また入力軸を支持するだけでなく、カウンタ軸を支持する機能をも備え、その結果、センターサポートを多機能化して入力軸の先端側のスペースの有効利用を図り、それに伴ってトランスアクスルの全体としての構成を小型化することができる。

この発明では、走行用モータのロータ軸をケーシング内の隔壁部とケーシングとに取り付けた軸受によって回転可能に支持し、そのロータ軸の端部を隔壁部からセンターサポート側に突出させ、その突出端部に走行用ドライブギヤを取り付けてあるから、ロータ軸を支持している第５軸受がセンターサポートに対して走行用モータ側に後退して位置することになる。そのため、入力軸の回転中心軸線方向でセンターサポートを挟んだ両側のスペースが広くなり、ここに減速機構を収容するなど、スペースの有効利用を図り、また配置の自由度を向上でき、ひいてはトランスアクスルの全体としての構成を小型化することができる。

そして、発電機とデファレンシャルギヤとが半径方向で干渉しないように入力軸の回転中心軸線方向に互いにずらし、かつ発電機をデファレンシャルギヤ側に下げることにより、トランスアクスルの全体としての高さを低くでき、それに伴って車載性を向上させることができる。

この発明の実施形態を示す断面図である。そのオイルポンプや発電機、走行用モータなどの相対位置を示す図であって、入力軸の回転中心軸線の方向から見た場合の模式図である。この発明の他の実施形態を示す断面図である。そのオイルポンプや発電機、走行用モータなどの相対位置を示す図であって、入力軸の回転中心軸線の方向から見た場合の模式図である。

図１はこの発明の実施形態を示す断面図である。なお、図１は全体的な構成が判り易いように切断位置をとった図であり、したがって図１は三次元空間での相対位置を示すものではない。図１に示す例は、動力源であるエンジン１を車両（図示せず）の車幅方向に向けて配置するいわゆるエンジン横置きタイプの車両に搭載されるトランスアクスル２である。したがって、以下に挙げる各回転中心軸線は車両の幅方向と平行になっている。このトランスアクスル２は、エンジン１によって駆動されて電力を発生する発電機（もしくは発電機能のあるモータ）３と、発電機３から電力が供給されて走行のためのトルクを出力する走行用モータ（もしくは発電機能のあるモータ）４と、走行用モータ４が出力するトルクを左右の駆動輪５に分配して伝達する終減速機（デファレンシャルギヤ）６とを備えている。

エンジン１の出力軸（クランクシャフト）１Ａに連結されている入力軸７が、ケーシング８を貫通して設けられている。ケーシング８は、エンジン１側の側板を有する第１ケース（ハウジングと称されることもある）８Ａと、第１ケース８Ａが取り付けられて一方の開口部が閉じられる筒状の第２ケース（単にケースと称されることもある）８Ｂと、第２ケース８Ｂのエンジン１側とは反対側の第１の開口部を閉じる第３ケース（第１エンドカバーと称されることもある）８Ｃと、第２ケース８Ｂのエンジン１側とは反対側の第２の開口部を閉じる第４ケース（第２エンドカバーと称されることもある）８Ｄとによって構成されている。入力軸７は、第１ケース８Ａを貫通しており、この入力軸７の第１ケース８Ａから外側に突出している端部にはフライホイール９が一体となって回転するように取り付けられている。具体的には、フライホイール９はボス部の端部にフランジ状のプレート部を一体化した構成であって、ボス部の内部に入力軸７を嵌合させるとともに、これらボス部と入力軸７とを、リード角のあるスプラインで連結し、かつ入力軸７に螺合させたナット１０を締め込んで、ボス部と入力軸７とがガタを生じることなく締結されている。そして、エンジン１の出力軸１Ａと入力軸７とは、出力軸１Ａに取り付けられているドライブプレート１１とフライホイール９のプレート部とを対向させるとともに、これらドライブプレート１１とフライホイール９のプレート部とをボルト・ナットなどの締結具で一体化させることにより連結されている。

入力軸７におけるケーシング８内に突出した先端部には、この発明の実施形態における駆動側回転体に相当するドライブスプロケット１２が取り付けられている。ドライブスプロケット１２は、外周部に多数の歯が形成されたリムに相当するリング状の部分と、そのリング状の部分から内周側に延びているディスクに相当するプレート状の部分とを有しており、リング状の部分が入力軸７と同心円上に配置され、プレート状の部分が入力軸７の先端部に嵌合して入力軸７に一体となって回転するように連結されている。リング状の部分の内径は、入力軸７に嵌合している前記フライホイール９のボス部の外径より大きく、このリング状の部分の内周側には、第１ケース８Ａと一体の円筒部（ボス部）１３が配置されている。そのボス部１３の外周側に、この発明の実施形態における第１軸受に相当する軸受１４が嵌合させられ、ドライブスプロケット１２およびこれと一体の入力軸７がこの軸受１４によって回転可能に支持されている。なお、ボス部１３の内部は、入力軸７およびこれを嵌合させてある前記フライホイール９のボス部が貫通している。また、図１で符号１５はオイルシールである。

ケーシング８の内部で、前記入力軸７の先端部に隣接した位置にセンターサポート１６が配置されている。センターサポート１６は、ケーシング８の内部を、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向で、エンジン１側（入力軸７側）とこれとは反対側に分けるように配置されたプレート状の部材であり、第２ケース８Ｂの所定の箇所にボルトなどの締結具によって取り付けられている。なお、センターサポート１６は第１ケース８Ａの内面に取り付けてもよい。このセンターサポート１６の形状および取付位置の一例を図２に示してある。なお、図２は、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向から見た図であり、入力軸７や発電機３、走行用モータ４などの相対位置を併せて模式的に示してある。

図１および図２に示す例では、センターサポート１６は入力軸７の僅か上側の部分からケーシング８の底面１７の近くまで延びた形状であり、前記入力軸７の先端部に対応する箇所の板厚が厚くなっている。その板厚の厚い部分の内部に、オイルポンプ１８が収容されている。このオイルポンプ１８は、トロコイド式あるいは歯車式などの車両で通常使用されているポンプであって、その回転軸線が入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７と一致するようにセンターサポート１６の内部に収容され、その収容部はポンプカバー１８Ａによって閉じられている。そして、ポンプ駆動軸１９がセンターサポート１６を貫通して入力軸７側に延びかつ入力軸７に連結されている。すなわち、オイルポンプ１８は、エンジン１によって駆動される機械式ポンプである。なお、吸入側油路および吐出側油路はセンターサポート１６の内部に形成されている。

また、入力軸７の先端部はセンターサポート１６の内部にまで延びており、その先端部が、センターサポート１６に取り付けた軸受２０によって回転可能に保持されている。この軸受２０がこの発明の実施形態における第２軸受に相当している。したがって、入力軸７は、回転中心軸線ＣＬ_７の方向で互いに接近している二つの軸受１４，２０によって回転可能に保持されている。ドライブスプロケット１２における前記プレート状の部分は、これらの軸受１４，２０の間で入力軸７に嵌合して連結されている。したがって、ドライブスプロケット１２から入力軸７にラジアル方向の荷重が掛かったとしても入力軸７の曲げ応力は小さく、入力軸７の曲げ剛性を維持することが容易である。言い換えれば、入力軸７の曲げ剛性の向上や耐久性の維持の点で有利な構成になっている。

ケーシング８の内部で入力軸７の斜め上方（車載状態での斜め上方）には、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７と平行に発電機３が設けられている。発電機３は、コイルを有するステータ３Ｓと、永久磁石を有するロータ３Ｒとを有し、ロータ３Ｒはその回転中心軸線ＣＬ_３に沿って貫通しているロータ軸３Ｒ_Ｓに取り付けられている。ステータ３Ｓは、第２ケース８Ｂの内部に配置されている。この第２ケース８Ｂの内部には、隔壁部２１が一体に形成されている。この隔壁部２１は、発電機３を配置する箇所では、第１ケース８Ａ側に寄った箇所に、前述した第１エンドカバー８Ｃと対向するように形成されている。この隔壁部２１と第２ケース８Ｂの内面とによってステータ３Ｓが保持されている。

ロータ軸３Ｒ_Ｓの一方の端部（図１での右側の端部）は、隔壁部２１を貫通して第１ケース８Ａ側に延びており、第１ケース８Ａに取り付けた軸受２２によって回転可能に保持されている。なお、この軸受２２がこの発明の実施形態における第３軸受に相当している。また、ロータ軸３Ｒ_Ｓの他方の端部は、第１エンドカバー８Ｃに取り付けた軸受２３によって回転可能に保持されている。この軸受２３がこの発明の実施形態における第４軸受に相当している。

ロータ軸３Ｒ_Ｓの第１ケース８Ａ側の端部のうち前述したドライブスプロケット１２の半径方向で外周側に相当する位置に、この発明の実施形態における従動側回転体に相当するドリブンスプロケット２４が一体となって回転するように取り付けられている。そして、このドリブンスプロケット２４は前記ドライブスプロケット１２より小径のチェーンスプロケットであり、これらのスプロケット１２，２４に、この発明の実施形態における環状の伝動体に相当するチェーン２５が巻き掛けられている。なお、チェーンはサイレントチェーンであることが好ましい。これら各スプロケット１２，２４およびチェーン２５はこの発明の実施形態における巻き掛け伝動機構の一例であり、入力軸７の回転数に対してロータ３Ｒの回転数が高回転数になる増速機構を構成している。したがってエンジン１が出力したトルクは、入力軸７から巻き掛け伝動機構を介して発電機３に伝達され、エンジン１が出力した動力は発電機３によって電力に変換される。

その場合、エンジン１が出力するトルクが大きいほど、チェーン２５に掛かる張力が大きくなる。このチェーン２５が巻き掛けられているドライブスプロケット１２は、軸受１４を介して第１ケース８Ａによって支持されているから、ドライブスプロケット１２に掛かるラジアル荷重は第１ケース８Ａによって支えられ、入力軸７にはトルクの伝達に伴うラジアル荷重が特には作用しない。この点においても、入力軸７の曲げ剛性の向上や耐久性の維持の点で有利な構成になっている。

走行用モータ４は、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向において前記センターサポート１６を挟んで入力軸７とは反対側で、かつ入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７に対して車両の前方側にずれた位置に配置されている。第２ケース８Ｂに形成されている隔壁部２１は、走行用モータ４を配置する箇所では入力軸７あるいはセンターサポート１６から離隔する方向（図１の左方向）に後退しており、隔壁部２１のうちこのように後退している部分と第２エンドカバー８Ｄとによって形成されている収容部２６の内部に走行用モータ４が配置されている。

走行用モータ４は、前述した発電機３と同様に、コイルを有するステータ４Ｓと、永久磁石を有しているロータ４Ｒとを有し、ロータ４Ｒはその回転中心軸線ＣＬ_４に沿って貫通しているロータ軸４Ｒ_Ｓに取り付けられている。ステータ４Ｓは、第２ケース８Ｂに固定されている。また、ロータ軸４Ｒ_Ｓの一方の端部は、隔壁部２１を貫通してセンターサポート１６側に突出している。隔壁部２１においてロータ軸４Ｒ_Ｓが貫通している部分には、この発明の第５軸受に相当する軸受２７が取り付けられていて、ロータ軸４Ｒ_Ｓの一方の端部はこの軸受２７によって回転可能に保持されている。また、ロータ軸４Ｒ_Ｓの他方の端部は、第２エンドカバー８Ｄに取り付けられたこの発明の実施形態における第６軸受に相当する軸受２８によって回転可能に保持されている。このように、ロータ軸４Ｒ_Ｓを支持する軸受２７が、ロータ軸４Ｒ_Ｓの先端側の位置を避けて軸線方向での中間寄りの位置に配置されているので、ロータ軸４Ｒ_Ｓの先端側に軸受のためのスペースを確保する必要がない。そのため、走行用モータ４を軸受のためのスペース分、図１の左方向にずらす必要がないことにより、トランスアクスル２の軸線方向での寸法（軸長）を短縮できる。

上述した第１ケース８Ａの内面と前記隔壁部２１との間で、前記センターサポート１６を外れた位置、あるいは前述した発電機３よりも下側の位置に、デファレンシャルギヤ６が配置されている。デファレンシャルギヤ６は、車両の終減速機として一般的に使用されているものと同様の構成であって、一対のサイドギヤやピニオンギヤなどを収容しているデフケース６Ｃを有し、そのデフケース６Ｃにデフリングギヤ６Ｒが取り付けられている。これらデフケース６Ｃおよびデフリングギヤ６Ｒの回転中心軸線ＣＬ_６は、前述した入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７と平行になっている。そして、このデファレンシャルギヤ６は、第１ケース８Ａと第２ケース８Ｂとによって形成されているデフキャリヤーに相当する部分に収容され、第１ケース８Ａに取り付けられた軸受２９と第２ケース８Ｂに取り付けられた軸受３０とによって回転可能に支持されている。

このデフリングギヤ６Ｒと前述した走行用モータ４のロータ軸４Ｒ_Ｓとの間に走行用モータ４のトルクを増幅するための減速機構３１が設けられている。図１に示す減速機構３１は、いわゆる平行ギヤ式の減速機構であって、デファレンシャルギヤ６の回転中心軸線ＣＬ_６や走行用モータ４のロータ軸４Ｒ_Ｓと平行に配置されたカウンタ軸３２を備えている。そのカウンタ軸３２は前述したセンターサポート１６と隔壁部２１との間に配置されており、センターサポート１６に取り付けられた軸受３３と隔壁部２１に取り付けられた軸受３４とによって回転可能に支持されている。

前記走行用モータ４のロータ軸４Ｒ_Ｓにおける先端部（隔壁部２１からセンターサポート１６側に突出した端部）には走行用ドライブギヤ３５が取り付けられている。この走行用ドライブギヤ３５に噛み合っているカウンタドリブンギヤ３６がカウンタ軸３２に取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ３６は走行用ドライブギヤ３５よりも大径のギヤであり、したがって走行用ドライブギヤ３５とカウンタドリブンギヤ３６との間で減速作用が生じる。また、カウンタドリブンギヤ３６と一体となって回転するカウンタドライブギヤ３７がカウンタ軸３２に設けられている。このカウンタドライブギヤ３７はカウンタドリブンギヤ３６およびデフリングギヤ６Ｒよりも小径のギヤであって、デフリングギヤ６Ｒに噛み合っている。したがってカウンタドライブギヤ３７とデフリングギヤ６Ｒとの間で減速作用が生じる。図１に示す減速機構３１は上記の二つの減速作用によって、走行用モータ４のトルクを増幅してデファレンシャルギヤ６に伝達するように構成されている。

なお、カウンタドリブンギヤ３６には、走行用ドライブギヤ３５に噛み合っていないパーキングギヤ３８が一体に設けられている。このパーキングギヤ３８は、車両に一般的に設けられているパーキングロック機構の一部を構成するギヤであって、図示しないパーキングポールが選択的に係合するようになっている。

上述した発電機３と走行用モータ４とは、図示しない蓄電装置やインバータに電気的に接続されている。その接続のための端子台３９がケーシング８の外面のうち、発電機３と走行用モータ４との間に相当する箇所に設けられている。

つぎに図１および図２に示すトランスアクスル２の作用について説明する。エンジン１が出力したトルクは、ドライブプレート１１およびフライホイール９を介して入力軸７に伝達される。入力軸７には、ケーシング８の内部において、ポンプ駆動軸１９が連結されているので、オイルポンプ１８がエンジン１のトルクによって駆動されて油圧を発生する。オイルポンプ１８によって発生した圧油は、センターサポート１６の内部に形成されている油路を介して各軸受やギヤの噛み合い部、あるいは発電機３や走行用モータ４などに、潤滑もしくは冷却のために送られる。したがって、エンジン１は走行のための駆動力源だけでなくオイルポンプ１８のための駆動力源となっているから、この発明の実施形態におけるトランスアクスル２では、オイルポンプ１８を駆動するためのモータをエンジン１とは別に設ける必要がなく、その分、構成部品の数を少なくしてトランスアクスル２の小型軽量化が図られている。また、電動式のオイルポンプを設けた構成と比較すると、エンジン１が出力した動力を電力に変換したり、電力を機械的な動力に再変換したりする必要がないので、エネルギ効率を向上させることができる。

さらに、オイルポンプ１８が配置されている位置について説明すると、図１に示すこの発明の実施形態では、入力軸７と発電機３のロータ軸３Ｒ_Ｓとの間のトルクの伝達をチェーン２５によって行うように構成され、入力軸７とロータ軸３Ｒ_Ｓもしくは発電機３とが半径方向に離隔し、その間には空間部が生じる。その空間部にオイルポンプ１８が配置されている。そのため、エンジン１によって駆動されるオイルポンプ１８を設けることに伴って、半径方向や軸線方向に重ねて配置する構成部品の数が増大することがなく、もしくは増大することが抑制されている。すなわち、図１に示す構成では、トランスアクスル２の小型化が図られている。

また、入力軸７にはドライブスプロケット１２が取り付けられているので、入力軸７からチェーン２５を介して発電機３にトルクが伝達されてそのロータ軸３Ｒ_Ｓが回転する。すなわち、発電機３が駆動される。その場合、発電機３を駆動するトルクが大きいほどチェーン２５に作用する張力が大きくなり、それに伴って各スプロケット１２，２４に掛かるラジアル荷重が大きくなる。しかしながら、ドライブスプロケット１２は軸受１４を介して第１ケース８Ａによって支持されているので、入力軸７に掛かるラジアル荷重が特に大きくなることはない。したがって、図１に示すこの発明の実施形態では、入力軸７の曲げ剛性を、発電機３を駆動するトルクを考慮して特に増大させる必要性が少なく、入力軸７の剛性や耐久性の向上に有利である。

また、エンジン１の出力トルクは不可避的に振動するが、その振動はドライブプレート１１やフライホイール９によって減衰され、これに加えて発電機３の慣性モーメントが振動を減衰するように作用する。さらに、チェーン２５を用いた巻き掛け伝動機構は、歯車機構に比較して騒音が小さい。そのため、この発明の実施形態におけるトランスアクスル２では、ＮＶ特性を向上させることができる。

上記のようにして発電機３によって発電した電力は走行用モータ４に供給され、走行用モータ４が駆動力を出力する。すなわち、そのロータ４Ｒが回転し、そのトルクは走行用ドライブギヤ３５から減速機構３１に伝達される。前述したように減速機構３１は二段の減速作用を生じるから、走行用モータ４のトルクはその二段の減速作用に応じて増大させられてデファレンシャルギヤ６に伝達される。そして、走行のための駆動力がデファレンシャルギヤ６から左右の駆動輪５に伝達されて車両が走行する。

このように動作する走行用モータ４は、その回転中心軸線ＣＬ_４が入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７よりも車両前方側に位置するように配置されているので、車両の前後方向（図２の左右方向）でエンジン１とデファレンシャルギヤ６とを接近させることができる。そのため、車両の旋回性などの走行性能の向上に有利になる。なお、走行用モータ４を上記のように車両前方側に配置するとしても、走行用モータ４がエンジン１の前端位置から前方にはみ出すことがないので、トランスアクスル２の車載性が損なわれることはない。

さらに走行用モータ４のロータ軸４Ｒ_Ｓを支持している軸受２７，２８のうち走行用ドライブギヤ３５側の端部を支持している軸受２７は、ロータ軸４Ｒ_Ｓの先端部から後退した箇所、すなわち隔壁部２１を貫通している箇所に設けられている。そのため、ロータ軸４Ｒ_Ｓの先端側に軸受のためのスペースを確保する必要がないので、トランスアクスル２の全体としての軸長（全長）を短くすることができる。

そして、図１および図２に示すこの発明の実施形態では、オイルポンプ１８を収容しているセンターサポート１６によって入力軸７の一方の端部およびカウンタ軸３２の一方の端部を支持していてセンターサポート１６が複数の機能を果たしているので、トランスアクスル２が小型軽量化されている。

つぎにこの発明の他の実施形態について説明する。図３および図４はこの発明の他の実施形態を示しており、ここに示す例は、前述した図１および図２に示す例における第１エンドカバー８Ｃに相当する部分を第２ケース８Ｂに一体的に設け、それに伴って発電機３をエンジン１側（図３の右側）からケーシング８内に挿入できるように、発電機３の収容位置の隔壁部２１を取り除いた例である。これに加えて、発電機３（特にそのステータ３Ｓ）とデファレンシャルギヤ６（特にそのデフリングギヤ６Ｒ）とが、それぞれの半径方向（図３および図４の上下方向）で重ならないように、入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向に互いにずらせて配置されている。

具体的に説明すると、第２ケース８Ｂは、発電機３を収容する箇所で第１ケース８Ａ側に開口し、また隔壁部２１が設けられておらず、またこれとは反対側には閉じている。ここに収容されている発電機３のロータ軸３Ｒ_Ｓは、第２ケース８Ｂに取り付けられた軸受２３と第１ケース８Ａに取り付けられた軸受２２とによって回転可能に支持されている。この状態で第２ケース８Ｂに固定されているステータ３Ｓ（より詳しくはコイルエンド）の第１ケース８Ａ側（エンジン１側）の端部Ｐ３が、デフリングギヤ６Ｒの発電機３側（エンジン１側とは反対側）の端部Ｐ６に対して第１ケース８とは反対側（エンジン１側とは反対側）にずれている。すなわち、発電機３の最大外径部とデファレンシャルギヤ６の最大外径部とが、半径方向で重ならないように、発電機３とデファレンシャルギヤ６との位置が決められている。それに伴って発電機３は、デファレンシャルギヤ６側に下げて配置されている。その状態を図４に模式的に示してあり、発電機３はその下端部の位置がデファレンシャルギヤ６（デフリングギヤ６Ｒ）の上端部より低くなるように配置され、したがって発電機３とデファレンシャルギヤ６とは入力軸７の回転中心軸線ＣＬ_７の方向で一部が重なっている。他の構成は、図１および図２に示す構成と同様であるから、図３および図４に図１および図２に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、図３では端子台を省略し、図４ではセンターサポート１６を省略してある。

図３および図４に示すこの発明の実施形態では、最上部に位置する発電機３を下げて配置することが可能になり、それに伴ってトランスアクスル２の全高を低くして車載性を向上させることができ、また車両のボンネットを低くでき、あるいは車両のデザインの自由度やエンジンルームでの部品の配置の自由度を向上させることができる。また、図３および図４に示すこの発明の実施形態では、前述した図１および図２に示す実施形態による作用・効果と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、この発明は上述した各実施形態に限定されないのであって、前述した図１に示す構成において、第１エンドカバー８Ｃに相当する部分を、図３に示す例におけるのと同様に第２ケース８Ｂに一体に形成し、かつ発電機３を収容する箇所では図３に示す例におけるのと同様に隔壁部２１を設けない構成としてもよい。また、この発明における巻き掛け伝動機構は、タイミングベルトなどを伝動体とした機構であってもよく、チェーン式のものに限定されない。

１…エンジン、１Ａ…出力軸、２…トランスアクスル、３…発電機、３Ｒ…ロータ、３Ｒ_Ｓ…ロータ軸、３Ｓ…ステータ、４…走行用モータ、４Ｒ…ロータ、４Ｒ_Ｓ…ロータ軸、４Ｓ…ステータ、５…駆動輪、６…デファレンシャルギヤ、６Ｒ…デフリングギヤ、７…入力軸、８…ケーシング、９…フライホイール、１２…ドライブスプロケット、１４…軸受、１６…センターサポート、１８…オイルポンプ、１８Ａ…ポンプカバー、１９…ポンプ駆動軸、２０…軸受、２１…隔壁部、２２…軸受、２３…軸受、２４…ドリブンスプロケット、２５…チェーン、２６…収容部、２７…軸受、２８…軸受、２９…軸受、３０…軸受、３１…減速機構、３２…カウンタ軸、３３…軸受、３４…軸受、３５…走行用ドライブギヤ、３６…カウンタドリブンギヤ、３７…カウンタドライブギヤ、３９…端子台、ＣＬ_３…回転中心軸線、ＣＬ_４…回転中心軸線、ＣＬ_６…回転中心軸線、ＣＬ_７…回転中心軸線、Ｐ３，Ｐ６…端部。

Claims

エンジンによって駆動される発電機と、電力が供給されて走行用の駆動力を出力する走行用モータと、前記走行用モータが出力した駆動力を左右の駆動輪に伝達するデファレンシャルギヤと、前記走行用モータと前記デファレンシャルギヤとの間に設けられた減速機構とを有し、前記発電機および前記走行用モータならびに前記デファレンシャルギヤのそれぞれの回転中心軸線が車両の幅方向と平行になっているシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記エンジンに連結されて前記エンジンによって回転させられる入力軸と、
前記入力軸から前記発電機にトルクを伝達する巻き掛け伝動機構と、
回転することにより油圧を発生するオイルポンプと
を更に有し、
前記入力軸の回転中心軸線の方向において、前記オイルポンプと前記走行用モータとが前記入力軸側から順に配置され、
前記オイルポンプは、前記入力軸と同一軸線上でかつ前記入力軸の先端部に隣接して配置され、
前記入力軸から前記オイルポンプにトルクを伝達するポンプ駆動軸が前記入力軸と前記オイルポンプとに連結されて設けられている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項１に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記入力軸と、前記巻き掛け伝動機構と、前記発電機と、前記走行用モータと、前記減速機構と、前記デファレンシャルギヤとを収容しているケーシングを更に有し、
前記入力軸の先端側に、前記ケーシングの内部に取り付けられたセンターサポートが設けられ、
前記オイルポンプは、前記センターサポートの内部に設けられている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項２に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記巻き掛け伝動機構は、駆動側回転体と、従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とに巻き掛けられた環状の伝動体とを有し、
前記発電機は、前記入力軸と平行に配置された第１ロータ軸を有し、
前記駆動側回転体は、前記入力軸と同心円上に配置されかつ前記入力軸と一体となって回転するように前記入力軸に連結され、
前記駆動側回転体を前記入力軸と共に回転可能に支持する第１軸受が、前記ケーシングに設けられ、
前記入力軸の先端部を回転可能に支持する第２軸受が、前記センターサポートに設けられ、
前記従動側回転体は、前記第１ロータ軸に取り付けられている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記発電機は、前記発電機の回転中心軸線が前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線より上側に位置するように配置され、
前記走行用モータは、前記走行用モータの回転中心軸線が前記入力軸の回転中心軸線よりも前記車両の前方側に位置しかつ前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線の方向で前記エンジンとは反対側にずれた位置に配置されている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項４に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記減速機構は、前記走行用モータの回転中心軸線と前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線とに対して平行でかつ前記走行用モータの回転中心軸線と前記デファレンシャルギヤの回転中心軸線との間に配置されたカウンタ軸と、前記カウンタ軸に設けられたカウンタドリブンギヤと、前記カウンタドリブンギヤより小径で前記カウンタ軸に設けられたカウンタドライブギヤとを有し、
前記カウンタドリブンギヤは、前記走行用モータに設けられている走行用ドライブギヤに噛み合い、かつ前記カウンタドライブギヤは、前記デファレンシャルギヤに設けられているリングギヤに噛み合っている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項５に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記カウンタ軸は、前記センターサポートに取り付けられた第３軸受と、前記ケーシングに取り付けられた第４軸受とによって回転可能に支持されていることを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項２に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記走行用モータは、第２ロータ軸を有し、
前記ケーシングの内部に、隔壁部と、前記隔壁部に対向して設けられたエンドカバーとによって、前記走行用モータを収容している収容部が設けられ、
前記第２ロータ軸は、前記隔壁部を貫通して前記センターサポート側に延びており、かつ前記隔壁部に取り付けられた第５軸受と、前記エンドカバーに取り付けられた第６軸受とによって回転可能に支持され、
前記第２ロータ軸の前記センターサポート側に突出した端部に、前記減速機構にトルクを伝達する走行用ドライブギヤが取り付けられている
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。
請求項４ないし６のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッド車両用トランスアクスルにおいて、
前記発電機は、前記デファレンシャルギヤの半径方向で前記デファレンシャルギヤに重ならないように前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線の方向にずれるとともに、前記デファレンシャルギヤに対して前記入力軸の回転中心軸線の方向では一部重なるように配置されていることを特徴とするシリーズハイブリッド車両用トランスアクスル。