JP2019147524A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部への放射音の放出を抑制し、かつ、小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】トランスアクスルケース8の外殻の一部を構成するケース30、前記外殻の他の一部を構成するハウジング31、および、トランスアクスルケース8の内部を仕切るセンターサポート32を備え、ケース30は、モータ収容部36の内部にモータ2を配置し、外壁部37でモータ2のロータ軸21の一端21aを支持するとともにモータ2のステータ34を固定し、ハウジング31は、ギヤ収容部49の内部に動力分割機構9を配置し、隔壁部50で動力分割機構9の回転軸の一端35a,16を支持し、センターサポート32は、ケース30の内部またはハウジング31の内部に取り付けられ、ロータ軸21の他端21bおよび回転軸の他端35bを支持し、ケース30とハウジング31とが一体に締結されている。【選択図】図2

Description

この発明は、少なくともモータを含む動力源が出力する動力を伝達する動力伝達装置に関し、特に、少なくとも一基のモータおよび歯車伝動機構を内部に収容する動力伝達装置のケースの構造に関するものである。
特許文献1には、ハイブリッド車両に搭載されるいわゆるトランスアクスルであって、二基のモータの回転軸およびカウンタ軸をそれぞれ異なる軸線上に配置した複軸式の動力伝達装置が記載されている。この特許文献1に記載された動力伝達装置は、エンジンに連結される入力軸、カウンタ軸、第1モータおよび第2モータ、エンジンから入力される動力を第1モータと出力部材とに分配する遊星歯車機構、ならびに、それら各回転軸を支持するとともに各モータおよび遊星歯車機構等を収容するトランスアクスルケースを備えている。トランスアクスルケースは、ケース、リアカバー、および、ハウジングから構成されている。ケースは、第1モータおよび第2モータを配置するモータ室、ならびに、入力軸、カウンタ軸、遊星歯車機構、および、デファレンシャル装置等を配置するギヤ室を形成している。さらに、それらモータ室とギヤ室とを仕切る内部隔壁を形成している。リアカバーは、ケースのモータ室側の開口部分を閉塞する外壁を形成している。ハウジングは、ケースのギヤ室側の開口部分を閉塞し、トランスアクスルケースとエンジンケースとの連結部分を仕切るエンジン側隔壁を形成している。
なお、特許文献2には、車両用のいわゆるインホイールタイプの駆動装置が記載されている。この特許文献2に記載された駆動装置は、ステータおよびロータを有するモータ、ならびに、そのモータを内部に収容するケースを備えている。ケースは、第1ケース部および第2ケース部の二つの部材から構成されており、一方の第2ケース部に、モータのステータがボルトによって締結され、固定されている。
特開2017−56841号公報 特開2011−120417号公報
上記の特許文献1に記載されたトランスアクスルは、ハイブリッド車両のエンジンに連結される動力伝達装置であり、そのトランスアクスルの外殻となるトランスアクスルケースは、エンジン側隔壁を形成するハウジング、内部隔壁を形成するケース、および、エンジンと反対側の外壁を形成するリアカバーの三つの部材から構成されている。そして、ハウジングとケースとがボルトで締結され、ケースとリアカバーとがボルトで締結されることにより、上記のような第1モータおよび第2モータならびに遊星歯車機構等を内部に収容するトランスアクスルケースが構成されている。したがって、特許文献1に記載されたトランスアクスルは、ハウジングとケースとの間、および、ケースとリアカバーとの間の二箇所で、部材の合わせ面同士を突き合わせて締結する接合部が形成される。そのため、それら二箇所の接合部で合わせ面同士を締結するためのボルトが必要になり、また、ボルト穴およびねじ穴を形成するためのフランジ等を二箇所の接合部のそれぞれに設けなければならない。
また、上記の特許文献1に記載されたトランスアクスルでは、トランスアクスルケースを構成する三つの部材のうち、ケースの内部隔壁に、第1モータのステータおよび第2モータのステータが、それぞれ、ボルトによって締結され、固定されている。第1モータのロータ(回転軸)および第2モータのロータ(回転軸)は、それぞれ、ラジアル軸受を介して、内部隔壁、および、リアカバーに支持されている。
上記の特許文献1に記載されているような従来のトランスアクスルケースのリアカバーは、例えば、図4に示すように、ケース101の一方の開口部を塞ぐ蓋状または板状の部材によって形成されている。したがって、リアカバー102は、リアカバー102と共にトランスアクスルケース100を構成するケース101やハウジング103などと比較し、相対的に、重量が小さく、部材の剛性が低い。特に、回転軸線方向(図4の左右方向)の荷重に対する面剛性が低い。そのため、例えば、歯車の噛み合い反力等に起因する変動荷重が、上記のような回転軸を支持しているラジアル軸受等を介してリアカバー102に伝わると、リアカバー102の表面が大きく振動してしまい、リアカバー102から外部に向けて大きな放射音が放出されてしまう。
上記のような放射音の問題に対しては、例えば、図4に示すように、歯車機構104(図4に示す例では、遊星歯車機構のサンギヤ)とケース101の内部隔壁105との間にスラスト軸受(振動抑制用スラスト軸受)106を設け、歯車機構104からの変動荷重(スラスト荷重)を内部隔壁105で受けるように構成することにより、リアカバー102からの放射音の放出を抑制することができる。しかしながら、そのような振動抑制用スラスト軸受106を追加する分、コストアップや、体格および重量の増加を招いてしまう。なお、この図4に示す従来の例では、ハウジング103のエンジン側隔壁107と入力軸108との間、および、歯車機構104の回転軸109と入力軸108との間に、それぞれ、回転軸線al方向(スラスト方向)における位置決め用のスラスト軸受110およびスラスト軸受111が設けられている。
この発明は、上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、外部への放射音の放出を抑制することができ、かつ、小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる動力伝達装置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、少なくとも一基のモータと、歯車伝動機構と、前記モータおよび前記歯車伝動機構を内部に収容するトランスアクスルケースとを備え、前記モータを含む動力源が出力する動力を伝達する動力伝達装置において、前記モータは、ステータと、ロータ軸とを備え、前記トランスアクスルケースは、前記トランスアクスルケースの外殻の一部を構成するケースと、前記ケースとは別個に形成され、前記外殻の他の一部を構成するハウジングと、前記ケースおよび前記ハウジングとは別個に形成され、前記トランスアクスルケースの内部を前記ケース側と前記ハウジング側とに仕切るセンターサポートとを備え、前記ケースは、一方の端部が開口するモータ収容部と、前記モータ収容部の他方の端部に前記モータ収容部と一体に形成され、前記他方の端部を塞ぐ外壁部とを有し、前記モータ収容部は、内部に前記モータを配置し、前記外壁部は、前記ロータ軸の一端を支持するとともに、前記ステータを固定し、前記ハウジングは、ギヤ収容部と、前記ギヤ収容部の端部に前記ギヤ収容部と一体に形成された隔壁部とを有し、前記ギヤ収容部は、内部に前記歯車伝動機構を配置し、前記隔壁部は、前記歯車伝動機構の回転軸の一端を支持し、前記センターサポートは、前記ケースの内部または前記ハウジングの内部のいずれか一方に取り付けられ、前記ロータ軸の他端および前記回転軸の他端を支持し、前記ケースと前記ハウジングとが一体に締結されていることを特徴とするものである。
また、この発明は、前記センターサポートは、前記ケースの内部に取り付けられていることを特徴としている。
また、この発明は、前記センターサポートは、前記ハウジングの内部に取り付けられていることを特徴としている。
また、この発明は、前記動力源は、前記トランスアクスルケースの外部に配置されるエンジンを有し、前記ハウジングに、前記エンジンが一体に締結され、前記モータ、および、前記エンジンを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載されることを特徴としている。
そして、この発明は、前記モータは、第1モータおよび第2モータを有し、前記第1モータは、第1ステータと、第1ロータ軸とを備え、前記第2モータは、第2ステータと、第2ロータ軸とを備え、前記モータ収容部は、内部に前記第1モータおよび前記第2モータを配置し、前記外壁部は、前記第1ロータ軸の一端および前記第2ロータ軸の一端をそれぞれ支持するとともに、前記第1ステータおよび前記第2ステータをそれぞれ固定し、前記第1ロータ軸の他端は、前記センターサポートに支持され、前記第2ロータ軸の他端は、前記ハウジングまたは前記センターサポートに支持され、前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記エンジンを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載されることを特徴としている。
この発明によれば、ケースおよびハウジングの2つの部材を締結して一体にすることにより、動力伝達装置のトランスアクスルケースが構成される。また、例えば前述の図4で示したような従来の動力伝達装置では、ケースと一体に形成されてモータや歯車伝動機構の回転軸を支持している内部隔壁が、この発明の動力伝達装置においては、センターサポートとして単独の部材によって形成されている。そして、そのセンターサポートは、ケースの内部またはハウジングの内部に、後付けで取り付けられる。したがって、この発明の動力伝達装置では、前述の図4で示したような3つの部材でトランスアクスルケースを構成する従来の動力伝達装置と比較し、部材同士の接合部分が一箇所少なくなる。そのため、この発明によれば、例えば、接合部分の合わせ面を形成するためのフランジや、合わせ面同士を締結するための締結ボルト等を削減することができる。その結果、部材の材料や部品点数および組み付け工数等を低減することができ、ひいては、動力伝達装置の小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる。
また、この発明の動力伝達装置では、例えば前述の図4で示したような従来の動力伝達装置では別個に形成されているリアカバーおよびケースを、一体構造にしてトランスアクスルケースのケースが構成される。すなわち、モータ収容部と外壁部とが一体に形成されてケースが構成される。そして、そのケースの外壁部に、モータのステータが固定される。したがって、この発明の動力伝達装置におけるケースは、従来のリアカバーと比較して剛性が増すとともに、外壁部に重量物であるモータのステータが取り付けられることにより、ケースと一体になる部分の重量が増加して振動減衰能が向上する。そのため、この発明によれば、動力伝達装置の内部で発生した振動や音を効果的にケースで吸収することができる。その結果、ケースから外部に放出される放射音を抑制することができる。
また、この発明によれば、トランスアクスルケースのセンターサポートが、ケースの内部に取り付けられる。そのため、ケースに対するモータおよびセンターサポートの組み付け方向を合わせることができ、それらモータおよびセンターサポートを、容易にケースに組み付けることができる。また、ケース内にモータを配置し、ケースにセンターサポートを取り付けてモータのロータ軸を支持することにより、モータをケース内に収容したいわゆるモータユニットを構成することができる。そのため、そのようなモータユニットとハウジングとを一体に締結することにより、この発明の動力伝達装置を容易に構成することができる。
また、この発明の動力伝達装置では、センターサポートが、ハウジングの内部に取り付けられる。そのため、ハウジングに対する歯車伝動機構およびセンターサポートの組み付け方向を合わせることができ、それら歯車伝動機構およびセンターサポートを、容易にハウジングに組み付けることができる。また、ハウジング内に歯車伝動機構を配置し、ハウジングにセンターサポートを取り付けて歯車伝動機構の回転軸を支持することにより、歯車伝動機構をハウジング内に収容したいわゆるギヤボックスを構成することができる。そのため、そのようなギヤボックスとケースとを一体に締結することにより、この発明の動力伝達装置を容易に構成することができる。
また、この発明によれば、トランスアクスルケースの外部に配置されるエンジンと、トランスアクスルケースのハウジングとが、一体に締結される。例えば、エンジンのエンジンブロックまたはクランクケースもしくはそれらの両方と、ハウジングとが、ボルト締結によって一体に締結される。したがって、上記のようなエンジン、および、少なくとも一基のモータを駆動力源とするハイブリッド車両に、この発明の動力伝達装置を容易に適用することができる。
そして、この発明によれば、トランスアクスルケースのケースの内部に、第1モータおよび第2モータの二基のモータが配置される。それら二基のモータのロータ軸は、それぞれ、トランスアクスルケースおよびセンターサポートによって支持され、それら二基のモータのステータは、それぞれ、ケースに固定される。そして、トランスアクスルケースの外部に配置されるエンジンと、トランスアクスルケースのハウジングとが、一体に締結される。例えば、エンジンのエンジンブロックまたはクランクケースもしくはそれらの両方と、ハウジングとが、ボルト締結によって一体に締結される。したがって、上記のようなエンジン、ならびに、第1モータおよび第2モータの二基のモータを駆動力源とするハイブリッド車両に、この発明の動力伝達装置を容易に適用することができる。
この発明の動力伝達装置の一例、および、この発明の動力伝達装置を適用するハイブリッド車両のドライブトレーンの一例を示す図である。 この発明の動力伝達装置の詳細な構成の一例(センターサポートをケース側に取り付けた例)を説明するための断面図である。 この発明の動力伝達装置の詳細な構成の他の例(センターサポートをハウジング側に取り付けた例)を説明するための断面図である。 比較例として従来の動力伝達装置の構成を説明するための断面図である。
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
この発明の実施形態で対象にする動力伝達装置は、少なくともモータを含む動力源が出力する動力を伝達する動力伝達装置であり、例えば、モータを駆動力源とする電気自動車、あるいは、モータおよびエンジンを駆動力源とするハイブリッド車などの車両に搭載される。例えば、FF[Front engine, Front wheel drive]方式や、RR[Rear engine, Rear wheel drive]方式の車両のように、駆動力源と駆動軸とを近接して配置する構成の車両、あるいは、動力分割機構によってエンジンおよびモータが出力する動力を分割・合成する方式のハイブリッド車などに搭載される場合には、一般に、トランスアクスルと称されることもある。
図1に、この発明の実施形態における動力伝達装置を搭載したハイブリッド車両Veの一例を示してある。図1に示すハイブリッド車両(以下、車両)Veは、駆動力源として、エンジン(ENG)1、ならびに、第1モータ(MG1)2および第2モータ(MG2)3を備えている。車両Veは、上記のような各駆動力源が出力する動力を、動力伝達装置4を介して、駆動軸5および駆動輪6に伝達するように構成されている。
エンジン1は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど、車両用の駆動力源として従来用いられている内燃機関である。エンジン1は、この発明の実施形態における動力伝達装置4とは別に設けられており、後述する動力伝達装置4のトランスアクスルケース8の外部に配置されている。
第1モータ2は、発電機能を有するモータ(いわゆる、モータ・ジェネレータ)である。第1モータ2は、上記のエンジン1、および、後述する動力分割機構9と同一の回転軸線AL上に配置されている。第1モータ2は、後述するトランスアクスルケース8の内部に配置されている。
第2モータ3は、上記の第1モータ2と同様に、発電機能を有するモータ(いわゆる、モータ・ジェネレータ)である。第2モータ3は、第2モータ3が出力するトルクを駆動軸5に付加することができるように、後述する出力ギヤ10およびデファレンシャルギヤ11等を介して、駆動軸5に連結されている。第2モータ3は、上記の第1モータ2と同様に、後述するトランスアクスルケース8の内部に配置されている。
動力伝達装置4は、上述したように、一般にトランスアクスルと称される構成であり、上記のエンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3がそれぞれ出力する動力を、駆動軸5および駆動輪6に伝達するための歯車伝動機構7を備えている。また、動力伝達装置4は、上記の第1モータ2、第2モータ3、および、歯車伝動機構7を内部に収容するトランスアクスルケース8を備えている。トランスアクスルケース8は、上記の第1モータ2、第2モータ3、および、歯車伝動機構7を内部に配置させるとともに、それらの回転軸を支持している。このトランスアクスルケース8については、詳細な説明を後述する。
図1に示す例では、動力伝達装置4は、歯車伝動機構7として、動力分割機構9、および、出力ギヤ10を備えている。また、車両Veの終減速機として、デファレンシャルギヤ11を備えている。
動力分割機構9は、サンギヤ12、リングギヤ13、および、キャリア14を有する遊星歯車機構によって構成されている。図1に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。すなわち、サンギヤ12に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ13が配置されている。これらサンギヤ12とリングギヤ13とに噛み合っているピニオンギヤ15が、キャリア14によって自転および公転が可能なように保持されている。
また、動力分割機構9は、エンジン1および第1モータ2と同一の回転軸線AL上に配置されている。動力分割機構9を構成する遊星歯車機構のキャリア14に、動力分割機構9の入力軸16が連結されている。言い換えると、キャリア14の回転軸が動力分割機構9の入力軸16になっている。入力軸16には、例えば、ダンパ機構17を備えたフライホイール18を介して、エンジン1の出力軸19が連結されている。すなわち、キャリア14は、入力軸16、ダンパ機構17、および、フライホイール18を介して、エンジン1に連結されている。
動力分割機構9のサンギヤ12には、第1モータ2が連結されている。第1モータ2は、動力分割機構9に隣接してエンジン1とは反対側(図1の左側)に配置されている。その第1モータ2のロータ20に一体となって回転するロータ軸21が、サンギヤ12に連結されている。なお、図示していないが、ロータ軸21およびサンギヤ12の回転軸は中空軸になっており、その中空部を通ってオイルポンプ(図示せず)の回転軸(図示せず)がエンジン1の出力軸19に連結されている。
動力分割機構9のリングギヤ13には、第1ドライブギヤ22が連結されている。具体的には、内歯歯車であるリングギヤ13の外周部分に、外歯歯車の第1ドライブギヤ22が形成されている。リングギヤ13と第1ドライブギヤ22とは一体に回転する。第1ドライブギヤ22は、後述するカウンタドリブンギヤ24に噛み合っており、そのカウンタドリブンギヤ24、ならびに、後述するカウンタ軸23およびファイナルドライブギヤ25と共に、この発明の実施形態における出力ギヤ10を構成している。
出力ギヤ10は、上記の第1ドライブギヤ22、カウンタ軸23、カウンタドリブンギヤ24、および、ファイナルドライブギヤ25を備えている。カウンタ軸23は、上記のエンジン1の出力軸19、動力分割機構9の入力軸16、および、第1モータ2のロータ軸21と平行に配置されている。このカウンタ軸23の一方(図1の右側)の端部に、上記の第1ドライブギヤ22と噛み合うカウンタドリブンギヤ24が、カウンタ軸23に一体となって回転するように連結されている。カウンタ軸23の他方(図1の左側)の端部には、ファイナルドライブギヤ25が、カウンタ軸23に一体となって回転するように連結されている。ファイナルドライブギヤ25は、終減速機であるデファレンシャルギヤ11のファイナルドリブンギヤ26と噛み合わされている。ファイナルドリブンギヤ26は、デファレンシャルギヤ11のいわゆるデフリングギヤを構成している。
したがって、動力分割機構9のリングギヤ13は、上記の第1ドライブギヤ22、カウンタ軸23、カウンタドリブンギヤ24、および、ファイナルドライブギヤ25から構成される出力ギヤ10、ならびに、デファレンシャルギヤ11を介して、駆動軸5、および、駆動軸5一体に連結された駆動輪6に、動力伝達可能に連結されている。
上記の動力分割機構9から駆動軸5に伝達されるトルクに、第2モータ3が出力するトルクを付加できるように構成されている。具体的には、第2モータ3のロータ27に一体となって回転するロータ軸28が、上記のカウンタ軸23と平行に配置されている。そのロータ軸28の先端(図1の右端)に、上記のカウンタドリブンギヤ24と噛み合う第2ドライブギヤ29が、ロータ軸28に一体となって回転するように取り付けられている。したがって、駆動軸5には、第2ドライブギヤ29および上記のような出力ギヤ10を介して、第2モータ3が動力伝達可能に連結されている。
結局、動力伝達装置4は、エンジン1が出力する動力を、動力分割機構9によって第1モータ2側と駆動軸5側とに分割して伝達する。また、第1モータ2で発生した電力を第2モータ3に供給し、その第2モータ3が出力するトルクを駆動軸5に付加することができるように構成されている。
なお、上記のエンジン1の出力軸19と動力分割機構9の入力軸16との間には、出力軸19の逆転(エンジン1の回転方向と反対方向の回転)を防止するブレーキ機構が設けられる場合もある。ブレーキ機構としては、例えば、エンジン1の回転方向と逆方向のトルクが作用した場合に係合してその回転を止めるように構成されたワンウェイクラッチタイプのブレーキが用いられる。あるいは、摩擦クラッチやドグクラッチタイプのブレーキを用いることもできる。
前述したように、この発明の実施形態における動力伝達装置4は、動力伝達装置4の内部で発生する振動や音の外部への放出を抑制し、かつ、小型・軽量化およびコストダウンを図ることを目的として構成されている。そのために、この動力伝達装置4のトランスアクスルケース8は、それぞれ別個に形成された、ケース30、ハウジング31、および、センターサポート32を有している。そして、ケース30とハウジング31とを一体に締結することにより、トランスアクスルケース8が構成されている。
ケース30は、トランスアクスルケース8の外殻の一部を構成している。ケース30の内部に、第1モータ2が配置されている。第1モータ2のステータ33が、ケース30に固定されている。ケース30は、第1モータ2のロータ軸21の一端21aを支持している。また、図1に示す例では、ケース30の内部に、上記の第1モータ2と共に、第2モータ3が配置されている。第2モータ3のステータ34が、ケース30に固定されている。ケース30は、第2モータ3のロータ軸28の一端28aを支持している。
ハウジング31は、ケース30と共に、トランスアクスルケース8の外殻の他の一部を構成している。ハウジング31の内部に、歯車伝動機構7が配置されている。図1に示す例では、ハウジング31の内部に、歯車伝動機構7として、動力分割機構9および出力ギヤ10が配置されている。ハウジング31は、歯車伝動機構7の回転軸の一端(図1の右側の端部)を支持している。図1に示す例では、ハウジング31は、動力分割機構9の回転軸の一端(図1の右側の端部)、すなわち、動力分割機構9の入力軸16(キャリア14の回転軸)を支持している。また、ハウジング31は、出力ギヤ10の回転軸の一端(図1の右側の端部)、すなわち、カウンタ軸23の一端23aを支持している。さらに、ハウジング31は、第2モータ3のロータ軸28の他端28bを支持している。
センターサポート32は、トランスアクスルケース8の内部を、ケース30側とハウジング31側とに仕切る内部隔壁を形成している。センターサポート32は、ケース30の内部、または、ハウジング31の内部のいずれか一方に取り付けられる。後述する図2に示す例では、センターサポート32は、ケース30の内部に取り付けられている。後述する図3に示す例では、センターサポート32は、ハウジング31の内部に取り付けられている。センターサポート32は、第1モータ2のロータ軸21の他端21b、および、歯車伝動機構7の回転軸の他端(図1の左側の端部)を支持している。図1に示す例では、歯車伝動機構7として、動力分割機構9の回転軸の他端(図1の左側の端部)、すなわち、リングギヤ13の回転軸35の他端35bを支持している。また、出力ギヤ10の回転軸の他端(図1の左側の端部)、すなわち、カウンタ軸23の他端23bを支持している。
上記のように構成される動力伝達装置4、ならびに、ケース30、ハウジング31、および、センターサポート32から構成されるトランスアクスルケース8の詳細な構成を、図2,図3の断面図に示してある。図2は、トランスアクスルケース8におけるケース30の内部にセンターサポート32を取り付けた例を示している。
図2に示すように、ケース30は、ハウジング31と共に、トランスアクスルケース8の外殻の一部を構成している。ケース30は、モータ収容部36、および、外壁部37を有している。
ケース30のモータ収容部36は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置の例における「ケース101」に相当する円筒状の部分であり、内部に第1モータ2を配置する空間が形成されている。モータ収容部36は、動力伝達装置4の回転軸線AL方向(図2の左右方向)における一方(図2の右側)の端部で開口する形状になっており、他方(図2の左側)の端部に外壁部37が一体に形成されている。モータ収容部36には、ケース30とハウジング31とをボルト締結するためのフランジ38、および、ケース30にセンターサポート32をボルト締結するためのボス39が形成されている。
フランジ38は、モータ収容部36の開口側(図2の右側)の外周部分に形成されている。フランジ38には、後述するハウジング31のフランジ51の合わせ面51aと対向して当接する合わせ面38aが形成されている。また、後述するハウジング31のフランジ51に設けられたボルト穴51bと対応する位置に、締結用のボルト52とはまり合うねじ穴38bが形成されている。
ボス39は、モータ収容部36の内周部分で、回転軸線AL方向における開口側(図2の右側)に形成されている。ボス39には、後述するセンターサポート32のフランジ44を載置する載置面39aが形成されている。また、後述するフランジ44に設けられたボルト穴44aと対応する位置に、締結用のボルト46とはまり合うねじ穴39bが形成されている。
ケース30の外壁部37は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置の例における「リアカバー102」に相当する蓋状または板状の部分である。外壁部37は、上記のように、モータ収容部36の他方(図2の左側)の端部に位置し、モータ収容部36と一体に形成されている。例えば鋳造や鍛造などの成形方法により、モータ収容部36と外壁部37とが一体の部材に成形されている。外壁部37には、ケース30に第1モータ2のステータ33をボルト締結するためのボス40、および、第1モータ2のロータ軸21の一端21aを支持するためのボス41が形成されている。
ボス40は、モータ収容部36に接する外壁部37の端部(図2の右端)に形成されている。ボス40には、第1モータ2のステータ33を載置する載置面40aが形成されている。また、ステータ33をケース30に固定するためのボルト42とはまり合うねじ穴40bが形成されている。
ボス41は、外壁部37の内側(図2の右側)で、動力伝達装置4の回転軸線AL上に当たる位置に形成されている。ボス41は、外壁部37の内側から見て円形のざぐり穴状に形成されている。ボス41には、第1モータ2のロータ軸21の一端21aを支持するラジアル軸受43が組み込まれている。ラジアル軸受43は、図2に示す例では、玉軸受が用いられている。
上記のようなモータ収容部36と外壁部37とから構成されるケース30に、第1モータ2が配置されている。図2に示す例では、第1モータ2は、モータ収容部36の内周部分の空間に配置され、ケース30に収容されている。このように、第1モータ2は、ケース30の内部に配置されている。そして、第1モータ2のステータ33が、ケース30のボス40に、ボルト42によって締結され、固定されている。第1モータ2のロータ軸21は、一端21aがラジアル軸受43を介して、外壁部37に支持されている。ロータ軸21の他端21bは、後述するラジアル軸受47を介して、センターサポート32に支持されている。
センターサポート32は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置の例における「内部隔壁105」に相当する部材であり、蓋状または板状の部材によって形成されている。前述の図4で示した従来の例では、「内部隔壁105」は「ケース101」の内周部分に「ケース101」と一体になって形成されている。それに対して、この発明の実施形態におけるセンターサポート32は、ケース30とは別個に、センターサポート32として単独の部材によって形成されている。センターサポート32には、センターサポート32をケース30に固定する際に、ケース30のボス39に設けた載置面39aと当接するフランジ44が形成されている。また、第1モータ2のロータ軸21の他端21b、および、歯車伝動機構7の回転軸の他端(図2の左側の端部)を支持するためのボス45が形成されている。
フランジ44は、センターサポート32の外周部分に形成されている。フランジ44には、上記のケース30におけるボス39に設けられたねじ穴39bと対応する位置に、センターサポート32をケース30に固定するためのボルト46を挿入するボルト穴44aが形成されている。
ボス45は、センターサポート32の板厚方向(図2の左右方向)の両側面で、動力伝達装置4の回転軸線AL上に当たる位置に形成されている。ボス45は、センターサポート32の板厚方向の両側面から突出し、円筒状に形成されている。ボス45の内周部分は中空になっており、第1モータ2のロータ軸21の他端21b、および、歯車伝動機構7の回転軸の他端(具体的には、動力分割機構9のサンギヤ12の回転軸)が配置される。ボス45のケース30側(図2の左側)の内周部分には、ロータ軸21の他端21bを支持するラジアル軸受47が組み込まれている。ラジアル軸受47は、図2に示す例では、玉軸受が用いられている。ボス45のハウジング31側(図2の右側)の外周部分には、リングギヤ13の回転軸35の他端35bを支持するラジアル軸受48が組み込まれている。ラジアル軸受48は、図2に示す例では、玉軸受が用いられている。
上記のように内部に第1モータ2を配置したケース30に、センターサポート32が取り付けられている。センターサポート32は、フランジ44がケース30の載置面39aに合わせられ、ボルト46によってケース30に締結されている。センターサポート32をケース30に取り付ける際には、ラジアル軸受47の内周部分に、ロータ軸21の他端21bがはめ込まれる。このようにセンターサポート32をケース30に取り付けることにより、第1モータ2のロータ20は、ロータ軸21の一端21aがラジアル軸受43を介してケース30に支持され、他端21bがラジアル軸受47を介してセンターサポート32に支持される。それにより、第1モータ2をケース30内に収容し、センターサポート32で開口部分を塞いだ一体のユニット(モータユニット)が構成される。後述するように、そのようなモータユニットと、内部に歯車伝動機構7を配置したハウジング31とを締結することにより、動力伝達装置4が構成される。
このように、この発明の実施形態における動力伝達装置4では、前述の図4で示したような従来の「リアカバー102」と「ケース101」とを一体構造にしたケース30が構成される。そして、そのようなケース30に、第1モータ2のステータ33が固定される。したがって、この発明の実施形態における動力伝達装置4におけるケース30は、従来の「リアカバー102」と比較して剛性が増すとともに、ケース30の外壁部37に重量物である第1モータ2のステータ33が取り付けられることにより、外壁部37の重量が増加して振動減衰能が向上する。そのため、動力伝達装置4の内部で発生した振動や音を効果的にケース30で吸収することができる。その結果、ケース30から外部に放出される放射音を効果的に抑制することができる。
また、上記のように放射音を抑制することが可能なケース30を構成することにより、前述の図4で示したような従来の動力伝達装置における「振動抑制用スラスト軸受106」を廃止することができる。そのため、そのようなスラスト軸受を廃止する分、動力伝達装置4の小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる
また、この発明の実施形態における動力伝達装置4は、上記のように、トランスアクスルケース8のセンターサポート32が、ケース30の内部に取り付けられる。そのため、ケース30に対する第1モータ2およびセンターサポート32の組み付け方向が一致し、それら第1モータ2およびセンターサポート32をケース30に組み付ける際の組み付け性を向上させることができる。また、ケース30内に第1モータ2を配置し、ケース30にセンターサポート32を取り付けて第1モータ2のロータ軸21を支持することにより、第1モータ2をケース30内に収容したいわゆるモータユニットを構成することができる。したがって、そのようなモータユニットとハウジング31とを一体に締結することにより、この発明の実施形態における動力伝達装置4を容易に構成することができる。
ハウジング31は、上記のケース30と共に、トランスアクスルケース8の外殻の一部を構成している。ハウジング31は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置の例における「ハウジング103」と同様の部材である。ハウジング31は、ギヤ収容部49、および、隔壁部50を有している。
ハウジング31のギヤ収容部49は、ハウジング31の円筒状の部分であり、内部に歯車伝動機構7を配置する空間が形成されている。図2に示す例では、ギヤ収容部49の内周部分に、歯車伝動機構7として動力分割機構9が配置されている。ギヤ収容部49は、回転軸線AL方向における一方(図2の左側)の端部で開口する形状になっており、他方(図2の右側)の端部に隔壁部50が一体に形成されている。ギヤ収容部49には、ハウジング31とケース30とをボルト締結するためのフランジ51が形成されている。
フランジ51は、ギヤ収容部49の開口側(図2の左側)の外周部分に形成されている。フランジ51には、ケース30のフランジ38の合わせ面38aと対向して当接する合わせ面51aが形成されている。また、ケース30のフランジ38に設けられたねじ穴38bと対応する位置に、ハウジング31とケース30とを一体に締結するためのボルト52を挿入するボルト穴51bが形成されている。
ハウジング31の隔壁部50は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置の例における「エンジン側隔壁107」に相当する蓋状または板状の部分である。隔壁部50は、上記のように、ギヤ収容部49の他方(図2の右側)の端部に位置し、ギヤ収容部49と一体に形成されている。隔壁部50には、歯車伝動機構7の一端(図2の右側の端部)を支持するためのボス53が形成されている。図2に示す例では、隔壁部50は、ボス53で、動力分割機構9のキャリア14の回転軸、すなわち、入力軸16を支持している。
ボス53は、隔壁部50の板厚方向(図2の左右方向)のケース30側(図2の左側)の側面で、動力伝達装置4の回転軸線AL上に当たる位置に形成されている。ボス53は、隔壁部50のケース30側の側面から突出し、円筒状に形成されている。ボス53の内周部分は中空になっており、動力分割機構9のキャリア14の回転軸(入力軸16)を支持するラジアル軸受54が組み込まれている。ラジアル軸受54は、図2に示す例では、針状ころ軸受が用いられている。ボス53の外周部分には、動力分割機構9のリングギヤ13の回転軸35の一端35aを支持するラジアル軸受55が組み込まれている。ラジアル軸受55は、図2に示す例では、玉軸受が用いられている。
上記のように構成されたハウジング31の内部に、歯車伝動機構7が配置されている。図2に示す例では、歯車伝動機構7として動力分割機構9が配置されている。具体的には、動力分割機構9の入力軸16が、ラジアル軸受54を介して、ハウジング31の隔壁部50に支持されている。また、リングギヤ13の回転軸35の一端35aが、ラジアル軸受55を介して、ハウジング31の隔壁部50に支持されている。このように内部に歯車伝動機構7を配置したハウジング31と、上記のように内部に第1モータ2を配置してセンターサポート32が取り付けられたケース30(モータユニット)とを一体に締結することにより、動力伝達装置4が構成されている。具体的には、ケース30のフランジ38とハウジング31のフランジ51とをボルト締結することにより、トランスアクスルケース8が一体化され、動力伝達装置4が構成されている。
この発明の実施形態における動力伝達装置4は、上記のよう内部に第1モータ2を収容したケース30と、内部に歯車伝動機構7を収容したハウジング31とを一体に締結することによって構成される。したがって、この発明の実施形態における動力伝達装置4は、前述の図4で示したような「リアカバー102」、「ケース101」、および、「ハウジング103」の3つの部材で構成する従来の動力伝達装置と比較し、部材同士の接合部分が一箇所少なくなる。そのため、この発明の実施形態における動力伝達装置4によれば、従来の動力伝達装置と比較して、接合部分の合わせ面を形成するためのフランジや、合わせ面同士を締結するための締結ボルトを削減することができる。その結果、部材の材料や部品点数および組み付け工数等を低減することができ、ひいては、動力伝達装置4の小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる。
なお、図2に示す例では、上記のようにハウジング31の内部に配置される動力分割機構9は、スラスト軸受56、および、スラスト軸受57により、回転軸線AL方向に位置決めされている。スラスト軸受56は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置における「エンジン側隔壁107」と「入力軸108」との間の「位置決め用スラスト軸受110」に相当する軸受であり、この図2に示す例では、前述の図4で示した従来の例と同様に、ハウジング31の隔壁部50と入力軸16との間に設けられている。スラスト軸受57は、例えば、前述の図4で示した従来の動力伝達装置における「回転軸109」と「入力軸108」との間の「位置決め用スラスト軸受111」に相当する部材であり、この図2に示す例では、動力分割機構9のキャリア14とセンターサポート32のボス45との間に設けられている。スラスト軸受としては、前述の図4の例では、上記のような「位置決め用スラスト軸受110,111」に加えて、「振動抑制用スラスト軸受106」が設けられている。それに対して、この発明の実施形態における動力伝達装置4では、前述したように、ケース30の振動減衰能を向上させたことにより、従来の「振動抑制用スラスト軸受106」を廃止することができる。したがって、従来の動力伝達装置と比較して、「振動抑制用スラスト軸受106」を廃止する分、動力伝達装置4の小型・軽量化およびコストダウンを図ることができる。
また、隔壁部50の外周部分には、トランスアクスルケース8とエンジン1とをボルト締結するためのフランジ58が形成されている。フランジ58は、エンジン1のエンジンブロック(図示せず)またはクランクケース(図示せず)もしくはそれらの両方に設けられたエンジン1のフランジ(図示せず)と対向して当接する合わせ面58aが形成されている。また、エンジン1のフランジに設けられたねじ穴(図示せず)と対応する位置に、締結用のボルト(図示せず)を挿入するボルト穴(図示せず)が形成されている。したがって、トランスアクスルケース8のハウジング31と、トランスアクスルケース8の外部に配置されるエンジン1とが、ボルト締結によって一体に締結される。
また、図2では図示していないが、前述の図1で示したように、この発明の実施形態における動力伝達装置4では、第1モータ2と同様に、第2モータ3がケース30の内部に配置されている。そして、第1モータ2のステータ33と同様に、第2モータ3のステータ34がケース30にボルト(図示せず)によって締結されている。第2モータ3のロータ軸28は、ラジアル軸受(図示せず)を介して外壁部37および隔壁部50に支持される。すなわち、ロータ軸28は、その一端28aがケース30の外壁部37に支持され、他端28bがハウジング31の隔壁部50に支持される。なお、ロータ軸28は、ロータ27から第2ドライブギヤ29側に突出した部分を他端28bとし、その他端28bをセンターサポート32で支持してもよい。
したがって、第1モータ2と同様に、ケース30内に第2モータ3を配置することにより、第1モータ2および第2モータ3をケース30内に収容したいわゆるモータユニットを構成することができる。そのため、そのようなモータユニットとハウジング31とを一体に締結することにより、第1モータ2および第2モータ3の二基のモータを備えた動力伝達装置4を容易に構成することができる。
上記のように、この発明の実施形態における動力伝達装置4は、トランスアクスルケース8の外部に配置されるエンジン1と、トランスアクスルケース8のハウジング31とが、一体に締結される。そのため、エンジン1、および、少なくとも第1モータ2を駆動力源とするハイブリッド車両に、この発明の実施形態における動力伝達装置を容易に適用することができる。さらに、図1で示したように、エンジン1、ならびに、第1モータ2および第2モータ3の二基のモータを駆動力源とするハイブリッド車両Veに、この発明の動力伝達装置を容易に適用することができる。
図3は、トランスアクスルケース8におけるハウジング31の内部にセンターサポート32を取り付けた例を示している。この図3に示す動力伝達装置4において、前述の図2で示した動力伝達装置4と構成や機能が同じ構成要素および部材については、図2と同じ参照符号を付けてある。
図3に示す例では、ハウジング31のギヤ収容部49に、前述したフランジ51と共に、ハウジング31にセンターサポート32をボルト締結するためのボス59が形成されている。ボス59は、ギヤ収容部49の内周部分で、かつ、フランジ51の内周側で、回転軸線AL方向における開口側(図3の左側)に形成されている。ボス59には、センターサポート32のフランジ44を載置する載置面59aが形成されている。また、フランジ44に設けられたボルト穴44aと対応する位置に、締結用のボルト60とはまり合うねじ穴59bが形成されている。
ハウジング31のギヤ収容部49に、歯車伝動機構7が配置されている。図3に示す例では、歯車伝動機構7として、動力分割機構9がギヤ収容部49の内周部分の空間に配置され、ハウジング31に収容されている。動力分割機構9は、その回転軸の一端(図3の右側の端部)が、ハウジング31の隔壁部50に支持されている。具体的には、動力分割機構9における回転軸の一端は、動力分割機構9の入力軸16が、ラジアル軸受54を介して、ハウジング31の隔壁部50に支持されている。また、リングギヤ13の回転軸35の一端35aが、ラジアル軸受55を介して、ハウジング31の隔壁部50に支持されている。
上記のようにして内部に動力分割機構9を配置したハウジング31に、センターサポート32が取り付けられている。センターサポート32は、フランジ44がハウジング31の載置面59aに合わせられ、ボルト60によってハウジング31に締結されている。センターサポート32をハウジング31に取り付ける際には、ラジアル軸受48の内周部分に、センターサポート32のボス45の外周部分がはめ込まれる。このようにセンターサポート32をハウジング31に取り付けることにより、動力分割機構9は、回転軸の一端、すなわち、入力軸16およびリングギヤ13の回転軸35の一端35aが、それぞれ、ラジアル軸受54およびラジアル軸受55を介して、ハウジング31の隔壁部50に支持され、回転軸の他端、すなわち、リングギヤ13の回転軸35の他端35bが、ラジアル軸受48を介してセンターサポート32に支持される。それにより、動力分割機構9をハウジング31内に収容し、センターサポート32で開口部分を塞いだ一体のユニット(ギヤボックス)が構成される。そして、そのようなギヤボックスと、内部に第1モータ2を配置したケース30とを、ボルト52によって一体に締結することにより、動力伝達装置4が構成される。
上記のように、この発明の実施形態における動力伝達装置4は、トランスアクスルケース8のセンターサポート32が、ハウジング31の内部に取り付けられる。そのため、ハウジング31に対する歯車伝動機構7およびセンターサポート32の組み付け方向が一致し、それら歯車伝動機構7およびセンターサポート32をハウジング31に組み付ける際の組み付け性を向上させることができる。また、ハウジング31内に歯車伝動機構7を配置し、ハウジング31にセンターサポート32を取り付けて歯車伝動機構7の回転軸の両端を支持することにより、歯車伝動機構7をハウジング31内に収容したいわゆるギヤボックスを構成することができる。したがって、そのようなギヤボックスとケース30とを一体に締結することにより、この発明の実施形態における動力伝達装置4を容易に構成することができる。
1…エンジン(ENG)、 2…第1モータ(MG1)、 3…第2モータ(MG2)、 4…動力伝達装置(トランスアクスル)、 5…駆動軸、 6…駆動輪、 7…歯車伝動機構、 8…トランスアクスルケース、 9…動力分割機構(歯車伝動機構)、10…出力ギヤ(歯車伝動機構)、 11…デファレンシャルギヤ、 12…サンギヤ、 13…リングギヤ、 14…キャリア、 15…ピニオンギヤ、 16…(動力分割機構の)入力軸(歯車伝動機構の回転軸の一端)、 17…ダンパ機構、 18…フライホイール、 19…(エンジンの)出力軸、 20…(第1モータの)ロータ、 21…(第1モータの)ロータ軸(第1ロータ軸)、 21a…(第1ロータ軸の)一端、 21b…(第1ロータ軸の)他端、 22…第1ドライブギヤ、 23…カウンタ軸、 24…カウンタドリブンギヤ、 25…ファイナルドライブギヤ、 26…ファイナルドリブンギヤ、 27…(第2モータの)ロータ、 28…(第2モータの)ロータ軸(第2ロータ軸)、 28a…(第2ロータ軸の)一端、 28b…(第2ロータ軸の)他端、 29…第2ドライブギヤ、 30…ケース、 31…ハウジング、 32…センターサポート、 33…(第1モータの)ステータ、 34(第2モータの)ステータ、 35…(リングギヤの)回転軸、 35a…(リングギヤの)一端(歯車伝動機構の回転軸の一端)、 35b…(リングギヤの)他端(歯車伝動機構の回転軸の他端)、 36…モータ収容部、 37…外壁部、 38…(モータ収容部の)フランジ、 38a,51a,58a…合わせ面、 38b,39b,40b,59b…ねじ穴、 39…(モータ収容部の)ボス、 39a,40a,59a…載置面、 40,41…(外壁部の)ボス、 42,46,52,60…ボルト、 43,47,48,54,55…ラジアル軸受、 44…(センターサポートの)フランジ、 44a…(センターサポート・フランジの)ボルト穴、 45…(センターサポート・フランジの)ボス、 49…(ハウジングの)ギヤ収容部、 50…(ハウジングの)隔壁部、 51…(ハウジング・ケース側の)フランジ、 51b…(ハウジング・フランジの)ボルト穴、 53…(隔壁部の)ボス、 56,57…スラスト軸受、 58…(ハウジング・エンジン側の)フランジ、 59…(ギヤ収容部の)ボス、 AL…回転軸線、 Ve…ハイブリッド車両。

Claims (5)

  1. 少なくとも一基のモータと、歯車伝動機構と、前記モータおよび前記歯車伝動機構を内部に収容するトランスアクスルケースとを備え、前記モータを含む動力源が出力する動力を伝達する動力伝達装置において、
    前記モータは、ステータと、ロータ軸とを備え、
    前記トランスアクスルケースは、前記トランスアクスルケースの外殻の一部を構成するケースと、前記ケースとは別個に形成され、前記外殻の他の一部を構成するハウジングと、前記ケースおよび前記ハウジングとは別個に形成され、前記トランスアクスルケースの内部を前記ケース側と前記ハウジング側とに仕切るセンターサポートとを備え、
    前記ケースは、一方の端部が開口するモータ収容部と、前記モータ収容部の他方の端部に前記モータ収容部と一体に形成され、前記他方の端部を塞ぐ外壁部とを有し、
    前記モータ収容部は、内部に前記モータを配置し、
    前記外壁部は、前記ロータ軸の一端を支持するとともに、前記ステータを固定し、
    前記ハウジングは、ギヤ収容部と、前記ギヤ収容部の端部に前記ギヤ収容部と一体に形成された隔壁部とを有し、
    前記ギヤ収容部は、内部に前記歯車伝動機構を配置し、
    前記隔壁部は、前記歯車伝動機構の回転軸の一端を支持し、
    前記センターサポートは、前記ケースの内部または前記ハウジングの内部のいずれか一方に取り付けられ、前記ロータ軸の他端および前記回転軸の他端を支持し、
    前記ケースと前記ハウジングとが一体に締結されている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 請求項1に記載の動力伝達装置において、
    前記センターサポートは、前記ケースの内部に取り付けられている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  3. 請求項1に記載の動力伝達装置において、
    前記センターサポートは、前記ハウジングの内部に取り付けられている
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の動力伝達装置において、
    前記動力源は、前記トランスアクスルケースの外部に配置されるエンジンを有し、
    前記ハウジングに、前記エンジンが一体に締結され、
    前記モータ、および、前記エンジンを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  5. 請求項4に記載の動力伝達装置において、
    前記モータは、第1モータおよび第2モータを有し、
    前記第1モータは、第1ステータと、第1ロータ軸とを備え、
    前記第2モータは、第2ステータと、第2ロータ軸とを備え、
    前記モータ収容部は、内部に前記第1モータおよび前記第2モータを配置し、
    前記外壁部は、前記第1ロータ軸の一端および前記第2ロータ軸の一端をそれぞれ支持するとともに、前記第1ステータおよび前記第2ステータをそれぞれ固定し、
    前記第1ロータ軸の他端は、前記センターサポートに支持され、
    前記第2ロータ軸の他端は、前記ハウジングまたは前記センターサポートに支持され、
    前記第1モータ、前記第2モータ、および、前記エンジンを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載される
    ことを特徴とする動力伝達装置。
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