JP2019130936A - Power transmission apparatus of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンとモータとを含む駆動力源および複数の差動機構を備えたハイブリッド車両の動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device for a hybrid vehicle including a driving force source including an engine and a motor and a plurality of differential mechanisms.
特許文献1には、エンジンが連結された第1キャリヤと、モータが連結された第1サンギヤと、第1リングギヤとにより構成された第1差動機構と、第1リングギヤと一体に回転する第2キャリヤと、第2サンギヤと、出力部材である第2リングギヤとにより構成された第2差動機構とを備えたハイブリッド車両が記載されている。また、この特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、上記の第1キャリヤと第2サンギヤとを選択的に連結することができる第1クラッチ機構と、第2サンギヤと第2リングギヤとを選択的に連結することができる第2クラッチ機構とを備えており、これらクラッチ機構を制御することにより、複数の走行モードの設定が可能とされている。具体的には、第1クラッチ機構および第2クラッチ機構のうち一方のクラッチ機構を係合することにより設定されるハイブリッド走行モード(ハイモードおよびローモード)と、第1クラッチ機構および第2クラッチ機構を共に係合することにより設定される直結モードと、第1クラッチ機構および第2クラッチ機構を共に解放することにより設定されるEV走行モードとの設定が可能である。 Patent Document 1 discloses a first differential mechanism constituted by a first carrier to which an engine is connected, a first sun gear to which a motor is connected, and a first ring gear, and a first ring gear that rotates integrally with the first ring gear. A hybrid vehicle including two carriers, a second sun gear, and a second differential mechanism constituted by a second ring gear that is an output member is described. Further, the hybrid vehicle described in Patent Document 1 selectively includes a first clutch mechanism capable of selectively connecting the first carrier and the second sun gear, a second sun gear, and a second ring gear. And a second clutch mechanism that can be coupled to the vehicle. By controlling these clutch mechanisms, a plurality of travel modes can be set. Specifically, a hybrid travel mode (high mode and low mode) set by engaging one of the first clutch mechanism and the second clutch mechanism, and the first clutch mechanism and the second clutch mechanism. Can be set to a direct connection mode set by engaging the two together and an EV running mode set by releasing both the first clutch mechanism and the second clutch mechanism.
特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、上述したように複数の歯車からなる差動機構を備えている。また、これら差動機構を構成する各歯車は、従来知られているように一般的にはす歯歯車が用いられる。はす歯歯車は、軸線方向に対して歯が斜めに捩れているから、例えば平歯歯車に比べて歯の噛み合いが滑らかである。一方、このようなはす歯歯車は、その歯の捩れによりスラスト荷重(軸方向力)が発生するため、そのスラスト荷重を受け持つ構成(例えば軸受)を要する。また、特許文献1に記載されたような複数の走行モードを備えた車両においては、各走行モードによって上記の軸受に作用するトルクの大きさが異なり、そのトルクの大きさに応じた軸受を要する。さらに、上記の特許文献1に記載されたハイブリッド車両は、上述したように第1差動機構と第2差動機構との複数の差動機構を備えるから、その第1差動機構と第2差動機構とにおけるスラスト荷重が所定の軸受に一方向から作用する場合がある。そのような場合、その荷重を受け持つための軸受を要し、ひいては軸受の構成ならびに差動機構の構成が大型化し、あるいは装置全体としての構成が大型化するおそれがある。 The hybrid vehicle described in Patent Literature 1 includes a differential mechanism including a plurality of gears as described above. As each of the gears constituting the differential mechanism, a helical gear is generally used as is conventionally known. In the helical gear, since the teeth are twisted obliquely with respect to the axial direction, the meshing of the teeth is smoother than, for example, a spur gear. On the other hand, such a helical gear generates a thrust load (axial force) due to torsion of the teeth, and therefore requires a configuration (for example, a bearing) that takes over the thrust load. Further, in a vehicle having a plurality of travel modes as described in Patent Document 1, the magnitude of torque acting on the bearing differs depending on each travel mode, and a bearing corresponding to the magnitude of the torque is required. . Furthermore, since the hybrid vehicle described in Patent Document 1 includes a plurality of differential mechanisms of the first differential mechanism and the second differential mechanism as described above, the first differential mechanism and the second differential mechanism are provided. A thrust load with the differential mechanism may act on a predetermined bearing from one direction. In such a case, a bearing for handling the load is required, and as a result, the configuration of the bearing and the configuration of the differential mechanism may be increased, or the configuration of the entire apparatus may be increased.
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、差動機構を支持する軸受の大型化を抑制するとともに装置全体としての大型化を抑制することが可能なハイブリッド車両の動力伝達装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and is capable of suppressing the increase in the size of the bearing that supports the differential mechanism and the power of the hybrid vehicle capable of suppressing the increase in the size of the entire apparatus. It is an object to provide a transmission device.
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、発電機能を有する第1モータとを備え、前記エンジンが連結された第1回転要素と、前記第1モータが連結された第2回転要素と、駆動輪にトルクを伝達可能に連結された第3回転要素とによって差動作用を行う第1遊星歯車機構と、入力要素である第4回転要素と、前記第3回転要素に連結された第5回転要素と、出力部材に連結された第6回転要素とによって差動作用を行う第2遊星歯車機構とを更に備え、前記第1遊星歯車機構および前記第2遊星歯車機構は同一の軸線上に配置され、かつ軸線方向に対して所定の捩れ角を有するはす歯歯車によって構成されたハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第1遊星歯車機構および前記第2遊星歯車機構で発生する前記軸線方向における荷重を受け持つ複数の軸受を備え、前記第1遊星歯車機構における所定のギヤと、前記第2遊星歯車機構における所定のギヤとの捩れ方向が前記軸線方向に対して反対方向になるように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises an engine and a first motor having a power generation function, a first rotating element to which the engine is connected, and a second rotation to which the first motor is connected. A first planetary gear mechanism that performs a differential action by an element and a third rotating element that is coupled to a drive wheel so as to transmit torque; a fourth rotating element that is an input element; and a third rotating element that is connected to the third rotating element. And a second planetary gear mechanism that performs a differential action by the sixth rotating element coupled to the output member, and the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are the same. Generated by the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism in a power transmission device for a hybrid vehicle that is configured by a helical gear disposed on an axis and having a predetermined twist angle with respect to the axial direction. The axis A plurality of bearings that handle the load in the direction, and the twist direction of the predetermined gear in the first planetary gear mechanism and the predetermined gear in the second planetary gear mechanism is opposite to the axial direction. It is characterized by being comprised.
この発明によれば、同一の軸線上に配置された第1遊星歯車機構における所定のギヤ(例えばサンギヤ)の捩れ方向と、第2遊星歯車機構における所定のギヤ(例えばサンギヤ)の捩れ方向とが軸線方向に対して互いに反対方向になるように構成されている。それにより、例えば軸線方向で第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構との間に配置された軸受には、その軸受を挟むように各遊星歯車機構におけるスラスト荷重が作用する。つまり、その軸受に作用するスラスト荷重は、少なくとも一部がキャンセル(あるいは相殺)される。言い換えれば、その軸受に作用するスラスト荷重は低減される。そのため、そのスラスト荷重を受ける軸受の構成を小型化でき、また併せて装置全体の構成をも小型化することができる。 According to this invention, the twist direction of the predetermined gear (for example, sun gear) in the first planetary gear mechanism arranged on the same axis line and the twist direction of the predetermined gear (for example, sun gear) in the second planetary gear mechanism are determined. It is comprised so that it may become a mutually opposite direction with respect to an axial direction. Thereby, for example, a thrust load in each planetary gear mechanism acts on the bearing disposed between the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism in the axial direction so as to sandwich the bearing. That is, at least a part of the thrust load acting on the bearing is canceled (or canceled). In other words, the thrust load acting on the bearing is reduced. Therefore, the configuration of the bearing that receives the thrust load can be reduced in size, and the configuration of the entire apparatus can also be reduced in size.
この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動力伝達装置の一例を図を参照しつつ説明する。図1に示す例は、エンジン(ENG)と2つのモータとを駆動力源として備えたいわゆる2モータタイプの駆動装置であって、第1モータは発電機能のあるモータ(すなわちモータ・ジェネレータ:MG1)によって構成され、エンジンの回転数を第1モータによって制御するとともに、第1モータで発電された電力により第2モータを駆動し、その第2モータが出力する駆動力を走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第2モータは発電機能のあるモータ(すなわちモータ・ジェネレータ:MG2)によって構成することができる。なお、図1に示す例では、回転中心軸線に対して上側のみを示し、下側は同様であるため省略する。 An example of a power transmission device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The example shown in FIG. 1 is a so-called two-motor type drive device having an engine (ENG) and two motors as drive power sources, and the first motor is a motor having a power generation function (ie, motor generator: MG1). ), The number of revolutions of the engine is controlled by the first motor, the second motor is driven by the electric power generated by the first motor, and the driving force output from the second motor is the driving force for traveling. It is configured to be added to. The second motor can be constituted by a motor having a power generation function (that is, motor generator: MG2). In the example shown in FIG. 1, only the upper side is shown with respect to the rotation center axis, and the lower side is the same and is omitted.
エンジン1に、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構2が連結されている。この動力分割機構2は、エンジン1から出力されたトルクを第1モータ3側と出力側とに分割する機能を主とする分割部4と、そのトルクの分割率を変更(あるいは切り替え)する機能を主とする切替部5とにより構成されている。
A
分割部4は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図1に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。図1に示す分割部4は、サンギヤ6と、サンギヤ6に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ7と、これらサンギヤ6とリングギヤ7との間に配置されてサンギヤ6とリングギヤ7とに噛み合っているピニオンギヤ8と、ピニオンギヤ8を自転および公転可能に保持するキャリヤ9とにより構成されている。そのサンギヤ6が主に反力要素として機能し、リングギヤ7が主に出力要素として機能し、キャリヤ9が主に入力要素として機能する。なお、上記のキャリヤ9がこの発明の実施形態における「第1回転要素」に相当し、サンギヤ6がこの発明の実施形態における「第2回転要素」に相当し、リングギヤ7がこの発明の実施形態における「第3回転要素」に相当し、これら回転要素によって構成された分割部4が、この発明の実施形態における「第1遊星歯車機構」に相当する。
The
エンジン1が出力した動力が前記キャリヤ9に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン1の出力軸に、動力分割機構2の入力軸10が連結され、その入力軸10がキャリヤ9に連結されている。なお、キャリヤ9と入力軸10とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介してキャリヤ9と入力軸10とを連結してもよい。また、エンジン1の出力軸と入力軸10との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。
The power output from the engine 1 is configured to be input to the
サンギヤ6に第1モータ3が連結されている。図1に示す例では、分割部4および第1モータ3は、エンジン1の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第1モータ3は分割部4を挟んでエンジン1とは反対側に配置されている。この分割部4とエンジン1との間で、これら分割部4およびエンジン1と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで切替部5が配置されている。
The
切替部5は、分割部4と同一の軸線上に配置され、かつシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。具体的にはサンギヤ11と、サンギヤ11に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ12と、これらサンギヤ11とリングギヤ12との間に配置されてこれらサンギヤ11およびリングギヤ12に噛み合っているピニオンギヤ13と、ピニオンギヤ13を自転および公転可能に保持しているキャリヤ14とを有し、サンギヤ11、リングギヤ12、およびキャリヤ14の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構である。この切替部5におけるサンギヤ11に分割部4におけるリングギヤ7が連結されている。また、切替部5におけるリングギヤ12に、出力ギヤ15が連結されている。なお、上記のキャリヤ14がこの発明の実施形態における「第4回転要素」に相当し、サンギヤ11がこの発明の実施形態における「第5回転要素」に相当し、リングギヤ12がこの発明の実施形態における「第6回転要素」に相当し、これら回転要素によって構成された切替部5が、この発明の実施形態における「第2遊星歯車機構」に相当する。
The
上記の分割部4と切替部5とが複合遊星歯車機構を構成するように第1クラッチ機構CL1が設けられている。第1クラッチ機構CL1は、切替部5におけるキャリヤ14を、分割部4におけるキャリヤ9または入力軸10に選択的に連結するように構成されている。この第1クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。この第1クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部4におけるキャリヤ9と切替部5におけるキャリヤ14とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部4におけるサンギヤ6が反力要素となり、さらに切替部5におけるリングギヤ12が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。なお、図1に示す例では、その第1クラッチ機構CL1の構成として噛み合いクラッチ機構の例を示してある。
The first clutch mechanism CL1 is provided so that the dividing
この構成について簡単に説明すると、先ず第1クラッチ機構CL1は、上述したように分割部4のキャリヤ9と切替部5のキャリヤ14とを選択的に連結するクラッチ機構であって、インプットフランジ16と、そのインプットフランジ16の外周側に形成された第1ドグ歯17と、切替部5のキャリヤ14におけるキャリヤプレート14aと一体回転し、かつ軸線方向に移動可能な第1可動部材18と、その第1可動部材18の外周側に形成された第2ドグ歯19とを備えている。そして、図示しないアクチュエータを制御し、第1可動部材18を軸線方向(第1モータ3側)に移動させることにより、上記の第1ドグ歯17と第2ドグ歯19とが噛み合い係合状態となる。
This configuration will be briefly described. First, the first clutch mechanism CL1 is a clutch mechanism for selectively connecting the
また、切替部5の全体を一体化させるための第2クラッチ機構CL2が設けられている。この第2クラッチ機構CL2は、切替部5におけるキャリヤ14とリングギヤ12もしくはサンギヤ11、あるいはサンギヤ11とリングギヤ12とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式あるいは噛み合い式のクラッチ機構によって構成することができる。図1に示す例では、第2クラッチ機構CL2は、切替部5におけるキャリヤ14とリングギヤ12とを連結するように構成され、かつ上記の第1クラッチ機構CL1と同様に噛み合いクラッチ機構により構成されている。
Further, a second clutch mechanism CL2 for integrating the
より具体的には、この第2クラッチ機構CL2は、上述したように切替部5のリングギヤ12とキャリヤ14とを選択的に連結するクラッチ機構であって、上記のキャリヤプレート14aと一体回転し、かつ軸線方向に移動可能な第2可動部材20と、その第2可動部材20の外周側に形成された第3ドグ歯21と、第2可動部材20の外周側に設けられた円筒部22と、その円筒部22の内周側で上記の第3ドグ歯21に噛み合う第4ドグ歯23とを備えている。そして、図示しないアクチュエータを制御し、第2可動部材20を軸線方向(第1モータ3側)に移動させることにより、上記の第3ドグ歯21と第4ドグ歯23とが噛み合い係合状態となる。なお、図1に示す符号⇔は、第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2の可動方向を示すものである。
More specifically, the second clutch mechanism CL2 is a clutch mechanism that selectively connects the
そして、第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2は、エンジン1および分割部4ならびに切替部5と同一の軸線上に配置され、かつ切替部5を挟んで分割部4とは反対側に配置されている。なお、各クラッチ機構CL1,CL2同士は、図1に示すように、半径方向で内周側と外周側とに並んだ状態に配置されていてもよく、あるいは軸線方向に並んで配置されていてもよい。図1に示すように半径方向に並べて配置した場合には、動力伝達装置の全体としての軸長を短くすることができる。また、軸線方向に並べて配置した場合には、各クラッチ機構CL1,CL2の外径の制約が少なくなるので、例えば摩擦式のクラッチ機構を採用した場合には、摩擦板の枚数を少なくすることができる。
The first clutch mechanism CL1 and the second clutch mechanism CL2 are arranged on the same axis as the engine 1, the dividing
なお、図示しないものの前掲の特許文献1に記載の動力伝達装置と同様に、上記のエンジン1や分割部4あるいは切替部5の回転中心軸線と平行にカウンタシャフトが配置されており、前記出力ギヤ15に噛み合っているドリブンギヤがそのカウンタシャフトに取り付けられている。また、カウンタシャフトにはドライブギヤが取り付けられており、そのドライブギヤが終減速機であるデファレンシャルギヤユニットにおけるリングギヤに噛み合っている。そして、前記出力ギヤ15から出力された動力もしくはトルクに、第2モータ(図示せず)が出力した動力もしくはトルクを、付加できるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニットから左右のドライブシャフトに出力し、その動力やトルクが駆動輪に伝達されるように構成されている。
Although not shown, a countershaft is arranged in parallel with the rotation center axis of the engine 1, the dividing
また、図1に示す動力伝達装置は、エンジン1から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン1から駆動トルクを出力することなく第1モータ3や第2モータから駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。また、特にHV走行モードでは、上述した第1クラッチ機構CL1、第2クラッチ機構CL2、およびエンジン1、第1モータ3を制御することによりHV-Loモード、HV-Hiモード、ならびに、直結モードの複数の走行モードの設定が可能である。HV-Loモードでは、エンジン1から駆動トルクを出力し、第1クラッチ機構CL1を係合するとともに、第1モータ3から反力トルクを出力する。また、HV-Hiモードでは、エンジン1から駆動トルクを出力し、第2クラッチ機構CL2を係合するとともに、第1モータ3から反力トルクを出力する。そして、直結モードでは、各クラッチ機構CL1,CL2が係合されることにより、動力分割機構2における各回転要素が同一回転数で回転する。
The power transmission device shown in FIG. 1 outputs the driving torque from the
上述した分割部4および切替部5における各ギヤは、それぞれ従来知られている構成と同様の構成であって、はす歯歯車(ヘリカルギヤ)によって構成されている。はす歯歯車は、軸線方向に対して歯が斜めに捩れているから、例えば平歯歯車に比べて歯の噛み合いが滑らかである。一方、そのように歯が捩れていることにより、軸線方向にはスラスト荷重(軸方向力)が発生(あるいは作用)する。したがって、図1に示す例では、軸線方向に複数のスラスト軸受が設けられている。具体的には軸線方向において、ケース(固定部)24と分割部4におけるサンギヤ6との間に第1軸受25が、そのサンギヤ6とキャリヤ9との間に第2軸受26が、そのキャリヤ9と切替部5との間に第3軸受27が、その切替部5におけるサンギヤ11とキャリヤ14との間に第4軸受28が、そのキャリヤ14とインプットフランジ16との間に第5軸受29が、そのインプットフランジ16とケース24との間に第6軸受30がそれぞれ配置されている。
Each gear in the
また、上述したように図1に示す装置は、複数の走行モードの設定が可能であるから、各走行モードによって各軸受に作用するトルクの大きさが異なる。特にHV-Loモードを設定した際には、所定の軸受に作用するトルクが大きくなる。したがって、上記の各軸受25,26,27,28,29,30は、その作用する各トルクに応じたものとなり、そのような場合、軸受の構成ならびに動力伝達装置全体の構成が大型化するおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、上記の軸受および装置全体の大型化を抑制するように構成されている。
Further, as described above, since the apparatus shown in FIG. 1 can set a plurality of travel modes, the magnitude of torque acting on each bearing varies depending on each travel mode. In particular, when the HV-Lo mode is set, the torque acting on a predetermined bearing increases. Accordingly, each of the
具体的には、上述したスラスト荷重を動力伝達装置の内部で低減(あるいは一部をキャンセル)するように構成されている。より具体的には、分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向と、切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向とを反対方向(相反する方向)になるように構成されている。図2は、その分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向と切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向とを反対方向にした場合(実施例)と、分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向と切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向とを同じ方向にした場合(従来例)とを比較した例である。なお、図2に示す例では、特にHV-Loモードの場合について示し、また、分割部4のサンギヤ6の捩れ方向を軸線方向における左方向、ならびに、切替部5のサンギヤ11の捩れ方向を右方向とする。
Specifically, the thrust load described above is configured to be reduced (or partially canceled) inside the power transmission device. More specifically, the configuration is such that the twisting direction of the
また、第1軸受25ないし第6軸受30に作用するスラスト荷重は、分割部4におけるサンギヤ6、リングギヤ7、ならびに、切替部5におけるサンギヤ11に作用するスラスト荷重を対象とする。また図1に示す例では、分割部4におけるサンギヤ6とリングギヤ7とに作用するスラスト荷重の大きさは同じとする。なお、キャリヤ9(14)に作用するスラスト荷重は、ピニオンギヤ8(13)がサンギヤ6(11)から受けるスラスト荷重と、リングギヤ7(12)から受けるスラスト荷重とにより相殺されるためこの発明の実施形態では考慮しない。また、切替部5におけるリングギヤ12に作用するスラスト荷重についても、カウンタギヤユニットにおける軸受でそのスラスト荷重を受け持つため、この発明の実施形態では考慮しない。そして、上記の分割部4におけるサンギヤ6が、この発明の実施形態における「第1遊星歯車機構における所定のギヤ」に相当し、切替部5におけるサンギヤ11が、この発明の実施形態における「第2遊星歯車機構における所定のギヤ」に相当する。以下、図2を参照しつつ説明する。
Further, the thrust loads acting on the
図2は、第1軸受25ないし第6軸受30に作用する荷重の大きさ、および、その方向を示しており、またこの各スラスト軸受26,27,28,29,30に作用する荷重の大きさを説明する上で、エンジントルク、第1モータトルク、分割部4のスラスト荷重が作用する方向、および、切替部5のスラスト荷重が作用する方向を特定している。なお、エンジントルクならびに第1モータトルクの欄に示す「正」の方向とは、エンジン1の回転方向を示している。また、分割部4や切替部5においてスラスト荷重が作用する方向(右方向あるいは左方向)は軸線方向における左方向あるいは右方向を示す。なお、このスラスト荷重の作用する方向は、各サンギヤ6,11の捩れ方向や作用するトルクの大きさから決定される。
FIG. 2 shows the magnitude and direction of the load acting on the
この発明の実施形態では、図2に示すように分割部4のスラスト荷重および切替部5のスラスト荷重は軸線方向で左方向(第1モータ3側)に作用し、したがって、分割部4におけるサンギヤ6、リングギヤ7、ならびに、切替部5におけるサンギヤ11のスラスト荷重が作用する方向はそれぞれ図1の矢印が示す方向である。つまり、分割部4におけるサンギヤ6のスラスト荷重は、軸線方向における左方向(第1モータ3側)に、リングギヤ7におけるスラスト荷重は、軸線方向における右方向(エンジン1側)に、切替部5におけるリングギヤ12のスラスト荷重は、軸線方向における左方向に作用する。これらを考慮した上で、第1軸受25から第6軸受30に作用する荷重を検討すると、例えば第1軸受25には、切替部5におけるスラスト荷重が作用する。これを図2ではF2と記している。また、第2軸受26および第3軸受27には、軸線方向でその第2軸受26および第3軸受27を挟むように分割部4におけるスラスト荷重F1と、切替部5におけるスラスト荷重F2とが作用する。なお、分割部4におけるスラスト荷重F1と切替部5におけるスラスト荷重F2とでは切替部5におけるスラスト荷重F2の方が大きいものとする。したがって、この第2軸受26および第3軸受27には、実質的に切替部5におけるスラスト荷重から分割部4におけるスラスト荷重を減じた荷重が作用する(F2-F1)。そして、第4軸受28ないし第6軸受30には、上記の各スラスト荷重F1,F2は作用しない。したがって、図2では「0」と記している。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the thrust load of the
なお、上記の分割部4におけるスラスト荷重F1、および、切替部5におけるスラスト荷重F2は、以下の計算式で示すことができる。
スラスト荷重F1=Tg/PCRs1・tan(bp1)
スラスト荷重F2=Tg/ρ1/PCRs2・tan(bp2)
なお、Tgは第1モータ3のトルク、PCRs1は分割部4におけるサンギヤ6のピッチ円半径、PCRs2は切替部5のサンギヤ11のピッチ円半径、bp1は分割部4のサンギヤ6の捩れ角、bp2は切替部5におけるサンギヤ11の捩れ角、ρ1は分割部4におけるサンギヤ6の歯数/リングギヤ7の歯数をそれぞれ示す。また、上記の各サンギヤ6,11のピッチ円や捩れ角を同じにし、ρ1を予め定められた所定の範囲とすると、分割部4におけるスラスト荷重F1と切替部5におけるスラスト荷重F2とでは、上述したように切替部5におけるスラスト荷重F2の方が分割部4におけるスラスト荷重F1より大きくなる(F2>F1)。
In addition, the thrust load F1 in the
Thrust load F1 = Tg / PCRs1 ・ tan (bp1)
Thrust load F2 = Tg / ρ1 / PCRs2 ・ tan (bp2)
Tg is the torque of the
一方、このように、分割部4のサンギヤ6の捩れ方向と切替部5のサンギヤ11の捩れ方向とを異ならせない場合、すなわち同じ方向とした場合には、スラスト荷重が作用する方向や第1軸受25から第6軸受30に作用する荷重の大きさは図2(下側)に示す通りである。例えば第2軸受26および第3軸受27に作用する荷重は、分割部4におけるスラスト荷重F1および切替部5におけるスラスト荷重F2が作用する(F1+F2)。つまり、従来知られている構成では、上記の軸受に作用するスラスト荷重は比較的大きいものとなる。
On the other hand, when the twisting direction of the
このように分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向と、分割部4と同一軸線上に配置された切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向とを軸線方向に対して反対に構成することにより、所定の軸受に作用するスラスト荷重を低減することができる。つまり、図2の例では、上述したように第2軸受26および第3軸受27には軸線方向でこれら軸受を挟むようにスラスト荷重が作用するから、そのスラスト荷重の一部を動力伝達装置のユニットの内部で相殺することができる。すなわち、図2の例では、切替部5におけるスラスト荷重F2と分割部4におけるスラスト荷重F1との差分のみが第2軸受26および第3軸受27に作用する。言い換えれば、従来知られた構成のようにこれらスラスト荷重が合算されることがないから、この第2軸受26および第3軸受27の構成を小型化することができる。また、そのように第2軸受26および第3軸受27を小型化できることにより動力伝達装置全体としての構成をも小型化できる。
In this way, the twisting direction of the
また、上述した図2の例では、分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向を左方向、ならびに、切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向を右方向としたものの、この構成は反対であってもよい。つまり、図3に示すように分割部4におけるサンギヤ6の捩れ方向を右方向、ならびに、切替部5におけるサンギヤ11の捩れ方向を左方向としてもよい。この場合における第1軸受25から第6軸受30に作用するスラスト荷重は図3に示す通りであって、この場合であっても所定の軸受に作用するスラスト荷重を低減することができる。つまり、図3に示すように第4軸受28、第5軸受29、ならびに、第6軸受30に作用するスラスト荷重を従来知られている構成(捩れ方向が切替部5と分割部4とで同じ方向)より低減することができる。そのため、スラスト荷重を低減できる各軸受28,29,30の構成を小型化できるとともに、動力伝達装置全体としての構成を小型化することができる。
In the example of FIG. 2 described above, the twisting direction of the
つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。この発明の実施形態における動力伝達装置は、上記の図1を参照して説明したように、分割部4のキャリヤ9と切替部5のキャリヤ14とを連結するとともに、切替部5のリングギヤ12とキャリヤ14とを選択的に連結して複合遊星歯車機構を形成することにより、走行モードを変更するように構成されている。そのようないわゆる複合化は、図1に示す構成以外の構成であっても行うことができる。図4はこの発明の他の実施形態を示すスケルトン図であって、ここに示す例は、図1に示す構成における分割部4と切替部5との配置を軸線方向で変更した例である。具体的には、分割部4がエンジン1側に配置され、切替部5がその分割部4より第1モータ3側に配置されている。そして、第1クラッチ機構CL1および第2クラッチ機構CL2が切替部5より更に第1モータ3側に配置されている。また、上述した図1の例と同様に第1軸受25から第6軸受30が所定の位置に配置されている。
Next, another example in the embodiment of the present invention will be described. As described with reference to FIG. 1, the power transmission device according to the embodiment of the present invention connects the
また、この図4の構成において、分割部4のサンギヤ6の捩れ方向と切替部5のサンギヤ11の捩れ方向とを軸線方向に対して反対にした場合の各軸受25,26,27,28,29,30に作用する荷重の方向および大きさを図5および図6に示している。この図5および図6は、上述した図2および図3に対応するものであって、各種のパラメータは上述した例と同様であるため、その詳細な説明については省略する。
4, the
なお、この図5および図6の例についても、上記の例と同様の作用および効果を得ることができる。例えば図5の例では、分割部4のサンギヤ6と切替部5のサンギヤ11の捩れ方向とを異ならせることにより、第1軸受25に作用するスラスト荷重は切替部5のスラスト荷重F2のみが作用する。一方、従来知られているように分割部4の捩れ方向と切替部5の捩れ方向とを同じ方向にした場合には、第1軸受25が受ける荷重は分割部4のスラスト荷重F1と切替部5のスラスト荷重F2とが合算されるため(F1+F2)、そのスラスト荷重は比較的大きいものになる。そのため、図5の構成によれば、第1軸受25に作用するスラスト荷重を低減することができる。
Note that the same operations and effects as the above example can be obtained also in the examples of FIGS. For example, in the example of FIG. 5, by making the torsional directions of the
また、図6の例についても第2軸受26および第3軸受27に作用するスラスト荷重は、切替部5に作用するスラスト荷重F2から分割部4に作用する荷重F1を減じたものになるから、従来知られている構成に比べて作用するスラスト荷重を低減することができる。したがって、このように図5および図6に示す例においても、所定の軸受に作用するスラスト荷重を低減することができるから、その軸受の構成を小型化できるとともに、動力伝達装置全体の構成を小型化することができる。
Also, in the example of FIG. 6, the thrust load acting on the
つぎに、この発明の実施形態における更に他の例について説明する。図7は上述した図1の構成とほぼ同様の構成であって、第3軸受27の配置を変更した例である。図7に示す例では、第3軸受27は、分割部4のリングギヤ7の外周側に配置され、かつ軸線方向でケース24と挟まれる位置に配置されている。この例によれば、例えば第2軸受26に作用するスラスト荷重を低減することができる。具体的には図8に示す通りであって、上記の図7の例において、分割部4のサンギヤ6の捩れ方向と切替部5のサンギヤ11の捩れ方向とを反対にした場合には、第2軸受26には分割部4のスラスト荷重F1と切替部5のスラスト荷重F2とのどちらもが作用しない。したがって、従来知られている構成に比べて、第2軸受26に作用するスラスト荷重を低減することができるから、上記の各実施形態と同様にその軸受の小型化を図ることができ、ならびに、装置全体としての構成を小型化することができる。
Next, still another example in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows an example in which the arrangement of the
以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した各実施形態では、分割部4のサンギヤ6と切替部5のサンギヤ11との捩れ方向を軸線方向に対して反対にした例を説明したものの、この捩れ方向を反対にする対象のギヤは、サンギヤ6,11に限られず、リングギヤ7,12やキャリヤ9,14に保持されたピニオンギヤ8,13であってもよい。つまり、分割部4と切替部5とで同じ構成のギヤについてそのギヤの捩れ方向を異ならせる構成であればよい。また、上述した例では、特に効果を奏するHV-Loモードの例について説明したものの、上述したHV-Hiモードや直結モードに適用してもよい。
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described example, and may be appropriately changed within the scope of achieving the object of the present invention. In each of the above-described embodiments, the example in which the twisting direction of the
1…エンジン、 2…動力分割機構、 3…第1モータ、 4…分割部、 5…切替部、 6,11…サンギヤ、 7,12…リングギヤ、 8,13…ピニオンギヤ、 9,14…キャリヤ、 10…入力軸、 14a…キャリヤプレート、 15…出力ギヤ、 16…インプットフランジ、 17,19,21,23…ドグ歯、 18,20…可動部材、 22…円筒部、 24…ケース(固定部)、 25,26,27,28,29,30…軸受、 CL1,CL2…クラッチ機構。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Power split mechanism, 3 ... 1st motor, 4 ... Dividing part, 5 ... Switching part, 6,11 ... Sun gear, 7, 12 ... Ring gear, 8, 13 ... Pinion gear, 9, 14 ... Carrier, DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記第1遊星歯車機構および前記第2遊星歯車機構で発生する前記軸線方向における荷重を受け持つ複数の軸受を備え、
前記第1遊星歯車機構における所定のギヤと、前記第2遊星歯車機構における所定のギヤとの捩れ方向が前記軸線方向に対して反対方向になるように構成されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。 An engine and a first motor having a power generation function, the first rotating element to which the engine is connected, the second rotating element to which the first motor is connected, and the driving wheels are connected so as to be able to transmit torque. A first planetary gear mechanism that performs a differential action with the third rotating element, a fourth rotating element that is an input element, a fifth rotating element that is connected to the third rotating element, and an output member. A second planetary gear mechanism that performs a differential action with the sixth rotating element, wherein the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are disposed on the same axis and are predetermined in the axial direction. In a power transmission device for a hybrid vehicle constituted by a helical gear having a twist angle of
A plurality of bearings responsible for loads in the axial direction generated by the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism;
A hybrid vehicle characterized in that a torsional direction of a predetermined gear in the first planetary gear mechanism and a predetermined gear in the second planetary gear mechanism is opposite to the axial direction. Power transmission device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018012616A JP2019130936A (en) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | Power transmission apparatus of hybrid vehicle |
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