JP2019143779A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

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正隆 杉山
Masataka Sugiyama
正隆 杉山
田辺　健二
Kenji Tanabe
健二 田辺
毅 桑原
Takeshi Kuwabara
毅 桑原
智久 多賀
Tomohisa Taga
智久 多賀
池田　暁彦
Akihiko Ikeda
暁彦 池田
史明 重松
Fumiaki Shigematsu
史明 重松
亜富 荒川
Atomu Arakawa
亜富 荒川
真充 妹尾
Masamitsu Senoo
真充 妹尾
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Abstract

【課題】ケース内部にモータおよび電圧動力線が収容されている車両用動力伝達装置において、カバーの耐久性低下を抑制できる構造を提供する。【解決手段】カバー壁６８には、カバー壁６８における第１軸受支持部６４と第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２との間の直線距離が最も長くなる部位に位置するようにバルブボデー７４が取り付けられているため、カバー壁６８における相対的に剛性が低い部位がバルブボデー７４によって補強され、カバー壁６８の剛性低下が抑制される。また、動力伝達装置１０に備えられるバルブボデー７４が、カバー壁６８の補強部材として機能するため、カバー壁６８を補強するための新たな部材を設ける必要がなくなり、車両の重量増加および部品点数の増加も抑制される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用動力伝達装置に係り、内部にモータが収容される動力伝達装置に関するものである。
トランスアクスルケースの内部に、モータおよび電圧動力線が収容される車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１の車両用動力伝達装置がそれである。特許文献１には、トランスアクスルケースの開口を塞ぐカバーの振動による音を抑制するため、カバーの断面を円弧状に形成することが記載されている。
特開２０１１−２５６９１９号公報 特開２０１２−５２４７８号公報 特開２０１４−８８９０６号公報
ところで、特許文献１の動力伝達装置にように、トランスアクスルケースの内部にモータおよび電圧動力線が収容される構造にあっては、モータと電圧動力線が配置された領域は一定の絶縁隙が設けられているため、カバーの外縁部に形成されるフランジ部と軸受が嵌め着けられる軸受支持部との距離が離れる傾向にある。結果として、カバーのフランジ部とベアリングの支持部との間を繋ぐカバー壁の剛性が低くなるため、カバー面の耐久性が低下する虞がある。
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、トランスアクスルケースの内部に、モータおよび電圧動力線が収容されている車両用動力伝達装置において、カバーの耐久性低下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）モータおよび電圧動力線が収容されるトランスアクスルケースと、そのトランスアクスルケースの開口を塞ぐようにして取り付けられるカバーとを、含んで構成される車両用動力伝達装置において、（ｂ）前記カバーは、そのカバーの外縁部に設けられ、前記トランスアクスルケースの開口に接続されるフランジ部と、回転軸を回転可能に支持する軸受の軸受支持部と、前記フランジ部と前記軸受支持部とを繋ぐカバー壁とから構成され、（ｃ）前記カバー壁には、そのカバー壁における前記軸受支持部とその軸受支持部を囲う前記フランジ部との間の直線距離が最も長い部位に位置するようにバルブボデーが取り付けら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発明の車両用動力伝達装置において、前記バルブボデーは、前記回転軸の軸方向から見たとき前記電圧動力線と重なるように前記カバー壁に取り付けら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発明の車両用動力伝達装置において、（ａ）前記軸受支持部は、円筒状に形成された円筒状部材であり、（ｂ）前記円筒状部材の内周面に、前記回転軸を回転可能に支持する前記軸受が嵌め着けられ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発明から第３発明の何れか１に記載の車両用動力伝達装置において、前記回転軸は、前記モータのロータ軸であることを特徴とする。
第１発明の車両用動力伝達装置によれば、カバー壁には、カバー壁における
軸受支持部と軸受支持部を囲うフランジ部との間の直線距離が最も長くなる部位に位置するようにバルブボデーが取り付けられているため、カバー壁における相対的に剛性の低い部位がバルブボデーによって補強され、カバー壁の剛性低下が抑制される。また、車両用動力伝達装置に備えられるバルブボデーが、カバー壁の補強部材として機能するため、カバー壁を補強するための新たな部材を設ける必要がなくなり、車両の重量増加および部品点数の増加も抑制される。
また、第２発明の車両用動力伝達装置によれば、バルブボデーは、回転軸の軸方向から見たとき電圧動力線と重なるようにカバー壁に取り付けられているため、電圧動力線がバルブボデーによって保護され、車両が衝突した場合であっても、カバー壁の破片によって電圧動力線が傷つくことが抑制される。
また、第３発明の車両用動力伝達装置によれば、円筒状部材の内周面に軸受が嵌め着けられることで、回転軸を軸受を介して軸受支持部で回転可能に支持することができる。
また、第４発明の車両用動力伝達装置によれば、軸受支持部によってモータのロータ軸を回転可能に支持することができる。
本発明が適用された車両用動力伝達装置の構成を例示する骨子図である。 図１のケースカバーを軸方向から見た図である。 図３は、図２のケースカバーのＢ−Ｂ断面図である。 図１の動力伝達装置を軸方向でケースカバー側から見た図であって、且つ、ケースカバーが取り外された状態を示している。
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車両用動力伝達装置１０（以下、動力伝達装置１０と称す）の構成を例示する骨子図である。動力伝達装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式の車両に好適に用いられ、主駆動力源であるエンジン１２と駆動輪１４ｌ、１４ｒとの間に設けられている。動力伝達装置１０は、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２から出力される動力を、差動歯車装置２０および左右一対の車軸２２ｌ、２２ｒを介して、左右一対の駆動輪１４ｌ、１４ｒに伝達する、ハイブリッド形式の動力伝達装置である。
動力伝達装置１０は、３つの回転要素であるサンギヤＳ、キャリヤＣＡ、およびリングギヤＲを有する遊星歯車装置２４と、遊星歯車装置２４のサンギヤＳに連結されている第１電動機ＭＧ１と、遊星歯車装置２４のリングギヤＲに連結されている出力歯車２６と、出力歯車２６と噛み合うカウンタギヤ２８およびデフドライブギヤ３０が設けられているカウンタ軸３２と、カウンタギヤ２８に動力伝達軸３４およびリダクションギヤ３６を介して動力を伝達する第２電動機ＭＧ２と、デフドライブギヤ３０と噛み合うデフリングギヤ３８を有する差動歯車装置２０と、差動歯車装置２０と駆動輪１４との間を連結する左右一対の車軸２２ｌ、２２ｒとを、含んで構成されている。なお、第１電動機ＭＧ１が、本発明のモータに対応している。
遊星歯車装置２４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。遊星歯車装置２４は、エンジン１２の動力を、出力歯車２６および第１電動機ＭＧ１に分配する動力分配機構として機能する。遊星歯車装置２４のサンギヤＳが第１電動機ＭＧ１に動力伝達可能に連結され、キャリヤＣＡが入力軸４１を介してエンジン１２に動力伝達可能に連結され、リングギヤＲが出力歯車２６に動力伝達可能に連結されている。
カウンタギヤ２８は、出力歯車２６およびリダクションギヤ３６と噛み合っている。リダクションギヤ３８は、動力伝達軸３４を介して第２電動機ＭＧ２に動力伝達可能に連結されている。カウンタ軸３２には、カウンタギヤ２８よりも小径のデフドライブギヤ３０が設けられており、デフドライブギヤ３０が差動歯車装置２０のデフリングギヤ３８に噛み合っている。
第１電動機ＭＧ１は、非回転部材であるケーシング４０に回転不能に固定されている円環状のステータ４２と、ステータ４２の内周側に配置されている円環状のロータ４４と、ロータ４４の内周に連結されているロータ軸４６とを、備えている。ステータ４２には、ステータコイル４８が巻き掛けられている。ロータ軸４６は、軸受４３および軸受４７によって回転軸線ＣＬ１を中心にして回転可能に支持されている。なお、ステータコイル４８が、本発明の電圧動力線に対応している。
第２電動機ＭＧ２は、非回転部材であるケーシング４０に回転不能に固定されている円環状のステータ５０と、ステータ５０の内周側に配置されている円環状のロータ５２と、ロータ５２の内周に連結されているロータ軸５４とを備えている。ステータ５０には、ステータコイル５５が巻き掛けられている。ロータ軸５４は、軸受５７および軸受５９によって、回転軸線ＣＬ２を中心にして回転可能に支持されている。
上記のように構成される動力伝達装置１０において、エンジン１２の動力が、遊星歯車装置２４、出力歯車２６、カウンタギヤ２８、カウンタ軸３２、デフドライブギヤ３０、差動歯車装置２０、車軸２２ｌ、２２ｒを介して駆動輪１４ｌ、１４ｒに伝達される。また、第２電動機ＭＧ２の動力が、動力伝達軸３４、リダクションギヤ３６、カウンタギヤ２８、カウンタ軸３２、デフドライブギヤ３０、差動歯車装置２０、車軸２２ｌ、２２ｒを介して駆動輪１４ｌ、１４ｒに伝達される。
ケーシング４０は、ハウジング４０ａと、アクスルケース４０ｂと、ケースカバー４０ｃと、から構成されている。アクスルケース４０ｂは、入力軸４１の軸方向の両側が開口しており、アクスルケース４０ｂの一方の開口がハウジング４０ａに接続されるとともに、アクスルケース４０ｂの他方の開口がケースカバー４０ｃに接続されている。なお、アクスルケース４０ｂが、本発明のトランスアクスルケースに対応し、ケースカバー４０ｃが、本発明のカバーに対応している。
アクスルケース４０ｂには、回転軸線ＣＬ１に対して垂直な隔壁５６が形成されている。この隔壁５６が形成されることにより、ケーシング４０内が、遊星歯車装置２４、出力歯車２６、カウンタギヤ２８、リダクションギヤ３６、差動歯車装置２０等が収容されるギヤ室５８と、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が収容されるモータ室６０とに区画されている。
ケースカバー４０ｃは、盆状に形成されており、アクスルケース４０ｂのモータ室６０を形成する壁６１の開口を塞ぐようにして取り付けられている。具体的には、ケースカバー４０ｃの外縁部に形成されているフランジ部６２の合わせ面７０（図２参照）と、アクスルケース４０ｂのモータ室６０を形成する壁６１の開口に形成されている合わせ面７６（図４参照）とが密着した状態で、ボルトによって互いに締結される。
図２は、図１のケースカバー４０ｃを入力軸４１の軸方向（以下、入力軸４１の軸方向を単に軸方向と称す）でエンジン１２側から見た図に対応している。図３は、図２のケースカバー４０ｃのＢ−Ｂ断面図である。図２に示すように、ケースカバー４０ｃは、ケースカバー４０ｃの外縁部に設けられ、アクスルケース４０ｂの開口に形成されている合わせ面７６に接続されるフランジ部６２と、第１電動機ＭＧ１のロータ軸４６を回転可能に支持する軸受４３を支持するための第１軸受支持部６４と、第２電動機ＭＧ２のロータ軸５４を回転可能に支持する軸受５７を支持するための第２軸受支持部６６と、フランジ部６２と第１軸受支持部６４および第２軸受支持部６６との間の壁を形成するカバー壁６８と、から形成されている。なお、第１軸受支持部６４が、本発明の軸受支持部に対応している。
ケースカバー４０ｃのフランジ部６２には、組付状態においてアクスルケース４０ｂの合わせ面７６（図４参照）と密着させられる合わせ面７０が形成されている。第１軸受支持部６４は、円筒状に形成された円筒状部材であり、その内周面６５に軸受４３の外輪が嵌め着けられる。第２軸受支持部６６は、円筒状に形成された円筒状部材であり、その内周面６７に軸受５７の外輪が嵌め着けられる。
図３のＢ−Ｂ断面図で示すように、円筒状部材である第１軸受支持部６４は、回転軸線ＣＬ１を中心にして、その回転軸線ＣＬ１と平行に伸びている。回転軸線ＣＬ１を中心とする第１軸受支持部６４の径方向外側すなわち外縁部側に、フランジ部６２が形成されている。第１軸受支持部６４とフランジ部６２との間が、カバー壁６８によって繋がれている。
ところで、アクスルケース４０ｂのモータ室６０には、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が収容されるため、ケースカバー４０ｃにおいて、第１軸受支持部６４および第２軸受支持部６６と、これら第１軸受支持部６４および第２軸受支持部６６を囲むフランジ部６２との間の距離が大きくなる。すなわち、カバー壁６８の面積が広くなり、第１軸受支持部６４および第２軸受支持部６６とフランジ部６２とを繋ぐカバー壁６８の長さが長くなる。従って、フランジ部６２と第１軸受支持部６４および第２軸受支持部６６とを繋ぐカバー壁６８の剛性が低下し、カバー壁６８の耐久性が低下する虞がある。これに対して、カバー壁６８の肉厚を厚くしたり、カバー壁６８の断面を曲面にするなどしてカバー壁６８の剛性を向上することが考えられるが、ケースカバー４０ｃの重量が増加したり、製造性および搭載性が悪化するという問題が生じる。
また、カバー壁６８の剛性が低下することに関連して、車両衝突時にカバー壁６８が破損しやすくなるため、カバー壁６８の破片がステータコイル４８、５５を傷つけ、短絡しやすくなる。これに対して、ケースカバー４０ｃのうち衝突時において破損しやすい部位に保護用の部材を取り付けることで、ケースカバー４０ｃの剛性向上およびステータコイル４８、５５の保護を図ることも考えられるが、保護用の部材を設ける分だけ車両重量が増加するとともに、部品点数も増加する。
そこで、本実施例では、ケースカバー４０ｃのカバー壁６８に、鋼板からなるバルブボデープレート７２、および、バルブボデー７４が取り付けられている。バルブボデー７４は、バルブボデープレート７２を挟んでケースカバー４０ｃのカバー壁６８に取り付けられている。なお、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４は、図示しないボルトによってカバー壁６８に締結されている。これらバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられることで、カバー壁６８の剛性が高くなり、カバー壁６８の耐久性も向上する。なお、バルブボデー７４は、油路を切り替えるための切替バルブ、および、油圧を調整するためのソレノイドバルブが収容されているよく知られた油圧回路の構成部品（筐体）であり、カバー壁６８に比べて高い剛性を有している。
次に、カバー壁６８のバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４が取り付けられる位置について説明する。カバー壁６８において、第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２と第１軸受支持部６４とを繋ぐカバー壁６８の距離が長い部位であるほど、カバー壁６８の剛性が相対的に低くなる。そこで、本実施例においてバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４は、カバー壁６８における第１軸受支持部６４の中心（ＣＬ１）と第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２との間の直線距離が最も長い直線Ｌmaxの部位に位置するように、すなわち、ケースカバー４０ｃを軸方向から見たとき直線Ｌmaxと重なるように、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられている。
なお、本実施例において、第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２と、第２軸受支持部６６を囲うフランジ部６２とを区別するため、フランジ部６２のうち第１軸受支持部６４の中心との直線距離が、第２軸受支持部６６の中心との直線距離よりに比べて短い部位を、第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２と定義する。一方、フランジ部６２のうち第２軸受支持部６６の中心との直線距離が、第１軸受支持部６４の中心との直線距離に比べて短い部位を、第２軸受支持部６６を囲うフランジ部６２と定義する。
ケースカバー４０ｃを軸方向から見たとき前記直線Ｌmaxと重なる位置にあるカバー壁６８は、フランジ部６２と第１軸受支持部６４との距離が最も長いため、カバー壁６８の他の部位に比べて剛性が相対的に低下する。これに対して、軸方向から見たとき直線Ｌmaxと重なるように、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられることで、カバー壁６８の剛性が相対的に低い部位の剛性が向上し、カバー壁６８の耐久性も増加する。
図４は、図１の動力伝達装置１０を軸方向でケースカバー４０ｃ側から見た図であって、且つ、そのケースカバー４０ｃが取り外された状態を示している。図４に示すように、アクスルケース４０ｂのモータ室６０を形成する壁６１内には、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が収容されている。
図４において、内部に網目状の線が施されている部位は、ケースカバー４０ｃが取り付けられた場合において、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４が配置されるバルブボデー配置位置Ｘ１に対応している。
図４に示すように、バルブボデー配置位置Ｘ１は、動力伝達装置１０を軸方向から見た場合において、第１電動機ＭＧ１のステータコイル４８の一部と重なっている。従って、ケースカバー４０ｃが取り付けられた状態では、動力伝達装置１０を軸方向から見た場合において、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がステータコイル４８の一部と重なっている。言い換えれば、ケースカバー４０ｃが取り付けられた状態では、軸方向から見たときステータコイル４８の一部と重なるように、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられている。
このステータコイル４８のうち動力伝達装置１０を軸方向から見たときにバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４と重なる部位は、予め実験的または解析的に求められ、車両が衝突したときにカバー壁６８の破損した部品が飛散しやすい部位に設定されている。
これより、ステータコイル４８のうち車両衝突時に破損したカバー壁６８の破片が飛散しやすい部位が、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４によって覆われることとなる。従って、車両の衝突によってカバー壁６８が破損した場合であっても、ステータコイル４８がバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４によって保護され、ステータコイル４８がカバー壁６８の破片によって傷ついて短絡することも抑制される。
また、本実施例では、カバー壁６８の補強部材として、動力伝達装置１０に備えられるバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４が使用されるため、別個の部材を追加する必要がなくなり、車両の重量増加および部品点数の増加も抑制される。
また、本実施例では、第２軸受支持部６６を囲むフランジ部６２も存在することから、第２軸受支持部６６を囲うフランジ部６２と第２軸受支持部６６の中心との直線距離が最も長い位置にあるカバー壁６８であって、車両の衝突時にカバー壁６８の破片が飛散しやすいステータコイル５５の部位と軸方向で重なるようにバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられていても構わない。
上述のように、本実施例によれば、カバー壁６８には、カバー壁６８における第１軸受支持部６４と第１軸受支持部６４を囲うフランジ部６２との間の直線距離が最も長くなる部位に位置するようにバルブボデー７４およびバルブボデープレート７２が取り付けられているため、カバー壁６８における相対的に剛性が低い部位がバルブボデー７４およびバルブボデープレート７２によって補強され、カバー壁６８の剛性低下が抑制される。また、動力伝達装置１０に備えられるバルブボデー７４およびバルブボデープレート７２が、カバー壁６８の補強部材として機能するため、カバー壁６８を補強するための新たな部材を設ける必要がなくなり、車両の重量増加および部品点数の増加も抑制される。
また、本実施例によれば、バルブボデー７４およびバルブボデープレート７２は、入力軸４１の軸方向から見たときステータコイル４８と重なるようにカバー壁６８に取り付けられているため、ステータコイル４８がバルブボデー７４およびバルブボデープレート７２によって保護され、車両が衝突した場合であっても、カバー壁６８の破片によってステータコイル４８が傷つくことが抑制される。
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、第１電動機ＭＧ１のステータ４２に巻き掛けられるステータコイル４２と軸方向で重なるようにバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられていたが、第２電動機ＭＧ２のステータ５０に巻き掛けられるステータコイル５５と軸方向で重なるように、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられるものであっても構わない。或いは、ステータコイル４８およびステーコイル５５の両方に軸方向で重なるようにバルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がカバー壁６８に取り付けられるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４がモータ室６０内に取り付けられていたが、バルブボデープレート７２およびバルブボデー７４が、モータ室６０の外側に取り付けられるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、バルブボデー７４とカバー壁６８との間にバルブボデープレート７２が挟み込まれるようにして設けられていたが、カバー壁６８のバルブボデー７４が取り付けられる面を平面状に加工することで、バルブボデープレート７２が省略されるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、ケーシング４０に第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が収容されていたが、１つの電動機が収容されるものであっても構わない。
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：車両用動力伝達装置
４０ｂ：アクスルケース（トランスアクスルケース）
４０ｃ：ケースカバー（カバー）
４６：ロータ軸
４８：ステータコイル（電圧動力線）
６２：フランジ部
６４：第１軸受支持部（軸受支持部）
６８：カバー壁
７４：バルブボデー
ＭＧ１：第１電動機（モータ）

Claims (4)

  1. モータおよび電圧動力線が収容されるトランスアクスルケースと、該トランスアクスルケースの開口を塞ぐようにして取り付けられるカバーとを、含んで構成される車両用動力伝達装置において、
    前記カバーは、該カバーの外縁部に設けられ、前記トランスアクスルケースの開口に接続されるフランジ部と、回転軸を回転可能に支持する軸受の軸受支持部と、前記フランジ部と前記軸受支持部とを繋ぐカバー壁とから構成され、
    前記カバー壁には、該カバー壁における前記軸受支持部と該軸受支持部を囲う前記フランジ部との間の直線距離が最も長い部位に位置するようにバルブボデーが取り付けられている
    ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
  2. 前記バルブボデーは、前記回転軸の軸方向から見たとき前記電圧動力線と重なるように前記カバー壁に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置。
  3. 前記軸受支持部は、円筒状に形成された円筒状部材であり、
    前記円筒状部材の内周面に、前記回転軸を回転可能に支持する前記軸受が嵌め着けられる
    ことを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
  4. 前記回転軸は、前記モータのロータ軸であることを特徴とする請求項１から３の何れか１に記載の車両用動力伝達装置。
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