JP2020050042A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤノイズの発生を抑制することができるハイブリッド駆動装置を提供すること。【解決手段】第１回転電機と、出力ギヤが設けられた出力部材を有する動力分配機構と、が第１軸上に配置され、出力軸と噛み合うカウンタギヤを有するカウンタギヤ機構が第２軸上に配置され、カウンタギヤ機構に駆動連結される第２回転電機が第３軸上に配置され、カウンタギヤ機構に駆動連結される差動歯車機構が第４軸上に配置され、第１回転電機、動力分配機構、第２回転電機、カウンタギヤ機構、差動歯車機構、及び、パーキングロック機構が、ケースに収容されたハイブリッド駆動装置であって、第１軸に直交する方向において、第１軸に対して出力ギヤとカウンタギヤとの噛み合い部が位置する側とは反対側に位置するケースの外面に、パーキングロック機構のアクチュエータがブラケットを介して取り付けられ、ブラケットは、ケースの外面に複数箇所でボルト締結されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド駆動装置に関する。

特許文献１には、第１回転電機と、出力ギヤが設けられた出力部材を有し、エンジンからのトルクを前記第１回転電機と前記出力部材とに分配して伝達する動力分配機構と、が第１軸上に配置され、前記出力ギヤと噛み合うカウンタギヤを有するカウンタギヤ機構が第２軸上に配置され、前記カウンタギヤ機構に駆動連結される第２回転電機が第３軸上に配置され、前記カウンタギヤ機構に駆動連結される差動歯車機構が第４軸上に配置され、前記第１回転電機、前記動力分配機構、前記第２回転電機、前記カウンタギヤ機構、前記差動歯車機構、及び、前記出力部材の回転を阻止するパーキングロック機構が、ケースに収容されたハイブリッド駆動装置が開示されている。

特開２０１３−１６６５４８号公報

特許文献１に開示されたハイブリッド駆動装置においては、出力ギヤとカウンタギヤとの噛み合い部を起振源として、動力分配機構をケースに支持するベアリングを介して、振動がケースに伝播する。そして、動力分配機構の回転軸、すなわち、第１軸に直交する方向において、第１軸に対して噛み合い部が位置する側とは反対側に位置するケースの外面が発音し易く、ギヤノイズが発生するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ギヤノイズの発生を抑制することができるハイブリッド駆動装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド駆動装置は、第１回転電機と、出力ギヤが設けられた出力部材を有し、エンジンからのトルクを前記第１回転電機と前記出力部材とに分配して伝達する動力分配機構と、が第１軸上に配置され、前記出力軸と噛み合うカウンタギヤを有するカウンタギヤ機構が第２軸上に配置され、前記カウンタギヤ機構に駆動連結される第２回転電機が第３軸上に配置され、前記カウンタギヤ機構に駆動連結される差動歯車機構が第４軸上に配置され、前記第１回転電機、前記動力分配機構、前記第２回転電機、前記カウンタギヤ機構、前記差動歯車機構、及び、前記出力部材の回転を阻止するパーキングロック機構が、ケースに収容されたハイブリッド駆動装置であって、前記第１軸に直交する方向において、前記第１軸に対して前記出力ギヤと前記カウンタギヤとの噛み合い部が位置する側とは反対側に位置する前記ケースの外面に、前記パーキングロック機構を駆動するためのアクチュエータが、該アクチュエータとは別体に形成されたブラケットを介して取り付けられており、前記ブラケットは、前記外面に複数箇所でボルト締結されていることを特徴とするものである。

本発明に係るハイブリッド駆動装置は、アクチュエータとは別体に形成され、且つ、前記外面に複数箇所でボルト締結されたブラケットによって、ギヤノイズの発音部位となる前記外面の剛性を高めることができ、ギヤノイズの発生を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置のスケルトン図である。 図２は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置の軸方向に直交する面における断面図である。 図３は、実施形態に係るパーキングロック機構の構成を示す斜視図である。 図４は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置のケースの外面にブラケットを介してアクチュエータを取り付けた状態を示した図である。 図５は、アクチュエータが取り付けられるブラケットの一例を示した図である。 図６は、アクチュエータが取り付けられるブラケットの他例を示した図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド駆動装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置１のスケルトン図である。図２は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置１の軸方向に直交する面における断面図である。

実施形態に係るハイブリッド駆動装置１は、エンジン５と回転電機との双方を駆動力源として利用して走行可能なハイブリッド車両用の駆動装置である。実施形態に係るハイブリッド駆動装置１は、車両に横置きされるエンジン５に対して車両の幅方向に隣接して配置されるとともにエンジン５の出力軸１１の軸方向に連結された構成の、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｇｉｎｅ Ｆｒｏｎｔ Ｄｒｉｖｅ）車両用のハイブリッド駆動装置とされている。

ハイブリッド駆動装置１は、いわゆる２モータスプリットタイプのハイブリッド駆動装置として構成されている。ハイブリッド駆動装置１は、エンジン５に駆動連結される入力軸１２と、第１ロータＲｏ１を有する第１回転電機ＭＧ１と、入力軸１２に伝達されるエンジン５のトルクを第１回転電機ＭＧ１と分配出力部材２１とに分配して伝達する動力分配機構ＰＴと、分配出力部材２１に伝達されるトルクを車輪１４側へ出力可能に設けられた出力ギヤ２２と、を備えている。また、分配出力部材２１及び出力ギヤ２２には、カウンタギヤ機構７を介して第２回転電機ＭＧ２が駆動連結されている。

動力分配機構ＰＴは、その全体が分配出力部材２１の径方向内側に分配出力部材２１と軸方向に重複して配置されるとともに、動力分配機構ＰＴのリングギヤＲが分配出力部材２１の内周面２１ｂに分配出力部材２１と一体的に設けられ、出力ギヤ２２が分配出力部材２１の外周面２１ａに分配出力部材２１と一体的に設けられている。また、分配出力部材２１の径方向内側に配置されて分配出力部材２１を径方向内側から回転可能に支持する出力軸受６１を備え、この出力軸受６１と出力ギヤ２２とが軸方向に重複して配置されている。

図１に示すように、入力軸１２はエンジン５に駆動連結されている。ここで、エンジン５は燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本実施形態では、入力軸１２は、ダンパ６を介してエンジン５の出力軸１１に駆動連結されている。

第１回転電機ＭＧ１は、ケース２に固定された第１ステータＳｔ１と、第１ステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持された第１ロータＲｏ１と、を有している。第１ロータＲｏ１は、動力分配機構ＰＴのサンギヤＳと一体回転するように駆動連結されている。第１回転電機ＭＧ１は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを果たすことが可能とされている。そのため、第１回転電機ＭＧ１は、不図示のバッテリなどを有する蓄電装置と電気的に接続されている。本例では、第１回転電機ＭＧ１は、主に動力分配機構ＰＴを介して入力される入力軸１２（エンジン５）のトルクにより発電を行い、バッテリを充電し、あるいは、第２回転電機ＭＧ２を駆動するための電力を供給するジェネレータとして機能する。なお、車両の高速走行時やエンジン５の始動時等には、第１回転電機ＭＧ１が力行して駆動力を出力するモータとして機能する場合もある。

第２回転電機ＭＧ２は、ケース２に固定された第２ステータＳｔ２と、第２ステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持された第２ロータＲｏ２と、を有している。第２ロータＲｏ２は、第２回転電機出力ギヤ３７と一体回転するように駆動連結されている。第２回転電機ＭＧ２は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを果たすことが可能とされている。そのため、第２回転電機ＭＧ２も、蓄電装置と電気的に接続されている。本実施形態では、第２回転電機ＭＧ２が、主に車両を走行させるための駆動力を補助するモータとして機能する。なお、車両の減速時等には、第２回転電機ＭＧ２が車両の慣性力を電気エネルギーとして回生するジェネレータとして機能する場合もある。

本実施形態においては、動力分配機構ＰＴは、入力軸１２と同軸上に配置された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。すなわち、動力分配機構ＰＴは、複数のピニオンギヤＰを支持するキャリヤＣＡと、ピニオンギヤＰにそれぞれ噛み合うサンギヤＳ及びリングギヤＲと、の３つの回転要素を有している。サンギヤＳは、第１回転電機ＭＧ１の第１ロータＲｏ１の第１ロータ軸３１と一体回転するように駆動連結されている。キャリヤＣＡは、入力軸１２と一体回転するように駆動連結されている。リングギヤＲは、分配出力部材２１に一体的に形成されている。

動力分配機構ＰＴは、入力軸１２に伝達されるエンジン５のトルクを第１回転電機ＭＧ１と分配出力部材２１とに分配して伝達する。動力分配機構ＰＴにおいては、キャリヤＣＡに入力軸１２が駆動連結される。また、サンギヤＳに第１回転電機ＭＧ１の第１ロータＲｏ１が駆動連結され、リングギヤＲが分配出力部材２１に一体的に形成されている。

実施形態に係るハイブリッド駆動装置１では、キャリヤＣＡに入力軸１２を介してエンジン５の正方向のトルクが伝達され、サンギヤＳ２に第１ロータ軸３１を介して第１回転電機ＭＧ１が出力する負方向のトルクが伝達される。第１回転電機ＭＧ１の負方向のトルクはエンジン５のトルクの反力受けとして機能し、これにより、動力分配機構ＰＴは、入力軸１２を介してキャリヤＣＡに伝達されるエンジン５のトルクの一部を第１回転電機ＭＧ１に分配し、エンジン５のトルクに対して減衰されたトルクを、リングギヤＲを介して分配出力部材２１に伝達する。

ここで、本実施形態においては、分配出力部材２１は、動力分配機構ＰＴの径方向外側を包囲するように設けられた略円筒状の部材である。分配出力部材２１の内周面２１ｂには、動力分配機構ＰＴのリングギヤＲが分配出力部材２１と一体的に形成されている。また、分配出力部材２１の外周面２１ａには、出力ギヤ２２が分配出力部材２１と一体的に形成されている。すなわち、本実施形態においては、動力分配機構ＰＴのリングギヤＲと出力ギヤ２２とが分配出力部材２１の内外周面に一体的に形成されている。これにより、動力分配機構ＰＴのリングギヤＲを介して分配出力部材２１に伝達されたトルクは、出力ギヤ２２を介して車輪１４側へ出力可能となっている。

実施形態に係るハイブリッド駆動装置１は、さらにカウンタギヤ機構７を備えている。カウンタギヤ機構７は、出力ギヤ２２の回転方向を逆転させるとともに、出力ギヤ２２から出力されるトルクを車輪１４側へ伝達する。このカウンタギヤ機構７は、カウンタ軸４１と、カウンタギヤである第１ギヤ４２及び第２ギヤ４３と、を有して構成されている。第１ギヤ４２は出力ギヤ２２と噛み合っている。また、第１ギヤ４２は、出力ギヤ２２とは周方向の異なる位置で第２回転電機出力ギヤ３７とも噛み合っている。第２ギヤ４３は、後述する差動歯車機構８が有する差動入力ギヤ４６と噛み合っている。したがって、カウンタギヤ機構７は、出力ギヤ２２及び第２回転電機出力ギヤ３７の回転方向を逆転させるとともに、出力ギヤ２２に伝達されるトルク及び第２回転電機ＭＧ２のトルクを差動歯車機構８へ伝達させる。

差動歯車機構８は、差動入力ギヤ４６を有し、差動入力ギヤ４６に伝達されるトルクを複数の車輪１４に分配して伝達する。本実施形態では、差動歯車機構８が、互いに噛み合う複数の傘歯車を用いた差動歯車機構とされており、カウンタギヤ機構７の第２ギヤ４３を介して差動入力ギヤ４６に伝達されるトルクを分配して、それぞれ車軸１３を介して左右２つの車輪１４に伝達する。なお、この際、差動歯車機構８は第２ギヤ４３の回転方向を逆転させて車輪１４に伝達する。これにより、ハイブリッド駆動装置１は、前進走行時には、入力軸１２（エンジン５）の回転方向と同方向に車輪１４を回転させるとともに、入力軸１２（エンジン５）及び第２回転電機ＭＧ２と同方向のトルクを車輪１４に伝達させて車両を走行させる。

なお、実施形態に係るハイブリッド駆動装置１は、図２に示すように、入力軸１２、動力分配機構ＰＴ、及び、第１回転電機ＭＧ１が配置される第１軸Ａ１、第２回転電機ＭＧ２が配置される第２軸Ａ２、差動歯車機構８が配置される第３軸Ａ３、並びに、カウンタギヤ機構７が配置される第４軸Ａ４をそれぞれ別に備えた四軸構成となっている。これら第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３、及び、第４軸Ａ４は、互いに平行に配置されている。

また、本実施形態においては、分配出力部材２１と一体的にパーキングロックギヤ７４が形成されている。このパーキングロックギヤ７４は、後述するパーキングロック機構５０の一部を構成している。

図３は、パーキングロック機構５０の構成を説明する斜視図である。図３に示すように、パーキングロック機構５０は、アクチュエータ５２と、軸部材５６と、ディテント部材５８と、係合部材６２とを有している。軸部材５６は、アクチュエータ５２に接続されており、アクチュエータ５２により回転駆動される。ディテント部材５８は、パーキングロック機構５０のロック位置であるパーキングロック位置、及び、パーキングロック機構５０の非ロック位置に位置決めされるための第１凹状谷部７２及び第２凹状谷部７３を有するカム面６０を外周縁部に備えて、軸部材５６の所定位置に相対回転不能に固定されるとともに、その軸心まわりに回動可能に設けられている。係合部材６２は、係合部６４と固定部６６とを両端部に備えた長手平板状のばね材からなる。係合部６４は、ディテント部材５８のカム面６０に向かって付勢されて、カム面６０に圧接させられるとともに、第１凹状谷部７２及び第２凹状谷部７３に選択的に係合される。固定部６６は、ボルト７０により固定部材６８に固定されている。

係合部６４は、係合部材６２の先端部においてディテント部材５８の回動軸心と平行な軸心まわりの回転が可能に支持されるローラである。これにより、係合部６４が、第１凹状谷部７２内に落ち込むことによりディテント部材５８がパーキングロック位置に位置決めされ、第２凹状谷部７３内に落ち込むことによりディテント部材５８が非パーキングロック位置に位置決めされるようになっている。

また、パーキングロックギヤ７４の外周歯７６と係合するパーキングロック位置と、外周歯７６と係合しない非パーキングロック位置とに回動させられるレバー状のパーキングロックポール７８が回動可能に設けられている。パーキングロックポール７８は、基端部がピン８０によって回動可能に支持されており、外周歯７６と係合するための係合歯８２を長手方向の中央部に備えるとともに、パーキングロックカム８８に摺接させられる摺接部８４を先端部に備えており、不図示のリターンスプリングによって非パーキングロック位置、すなわち、外周歯７６及び係合歯８２が相互に係合しない位置に向かって常時付勢されている。

基端部がディテント部材５８に回動可能に連結されたＬ字状のパーキングロッド９４の先端部には、パーキングロックカム８８が長手方向へ移動可能に嵌め付けられている。パーキングロックカム８８は、テーパ状カム面１００を有している。パーキングロッド９４の先端部には、パーキングロックカム８８を不図示の先端ストッパへ向かって付勢するコイル状のばね９０が、パーキングロッド９４の先端部の所定位置に固定されたばね受９２とパーキングロックカム８８との間に介挿されている。そして、このように構成されたパーキングロッド９４の先端部は、パーキングロッド９４の長手方向（ディテント部材５８に回動可能に連結されている軸方向と直交する方向）へ移動可能に支持され、パーキングロックポール７８の摺接部８４に対してパーキングロックカム８８が摺動しつつ移動可能になっている。

そして、パーキングロック機構５０は、アクチュエータ５２により軸部材５６を回転駆動させて、上述した機構を動作させることにより、パーキングロックギヤ７４の外周歯７６とパーキングロックポール７８の係合歯８２とが噛み合って係合した状態で、分配出力部材２１の回転を強制停止させる。一方、パーキングロックギヤ７４の外周歯７６とパーキングロックポール７８の係合歯８２とが噛み合わずに係合が解除された状態で、パーキングロック機構５０は分配出力部材２１の回転を許容する。

図４は、実施形態に係るハイブリッド駆動装置１のケース２の外面２ａにブラケット５４を介してアクチュエータ５２を取り付けた状態を示した図である。

実施形態に係るハイブリッド駆動装置１においては、第１軸Ａ１に直交する方向において、第１軸Ａ１に対して出力ギヤ２２と第１ギヤ４２との噛み合い部Ｘ１が位置する側とは反対側に位置するケース２の外面２ａに、パーキングロック機構５０を駆動するためのアクチュエータ５２が、アクチュエータ５２とは別体に形成されたブラケット５４を介して取り付けられている。ブラケット５４は、ケース２の外面２ａに複数箇所で不図示のボルトによってボルト締結されている。

ここで、図４に示すように、噛み合い部Ｘ１での出力ギヤ２２と第１ギヤ４２との噛み合いを起振源として、出力ギヤ２２の軸中心と同じく第１軸Ａ１上に位置する入力軸１２を軸支するベアリングを介し、ケース２に伝播していくギヤノイズにおいて、ケース２の外面２ａの部位は、前記起振源から近いため振動や音が発生しやすい。

図５は、アクチュエータ５２が取り付けられるブラケット５４の一例を示した図である。図６は、アクチュエータ５２が取り付けられるブラケット５４の他例を示した図である。図５及び図６に示すように、ケース２には、パーキングロック機構５０のアクチュエータ５２に接続された軸部材５６を、ケース２の外側から内側に通すための貫通孔を有する円筒部２ｂが設けられている。そして、ブラケット５４には、少なくとも円筒部２ｂが挿通可能な開口が形成されている。具体的に、図５に示したブラケット５４には、円筒部２ｂとその周辺の一部とが露出するような比較的大きな開口５４ａが形成されている。一方、図６に示したブラケット５４には、円筒部２ｂの外周と略同程度の大きさの円形の開口５４ｂが形成されている。図５に示したブラケット５４のように比較的大きな開口５４ａを形成することによって、図６に示したブラケット５４を用いた場合に対して、共振点を変更したり、軽量化や低コスト化を図ったりすることができる。

また、実施形態に係るハイブリッド駆動装置１においては、ブラケット５４の形状を、ケース２におけるギヤノイズ発音部位の振動を抑制するように形成している。具体的には、ケース２のギヤノイズ発音部位を包括するように、ブラケット５４とケース２との締結点を３つ設けている。また、ブラケット５４の剛性を高めるために、３つの締結点はブラケット外周で繋がっている。

実施形態に係るハイブリッド駆動装置１では、アクチュエータ５２とは別体に形成され、且つ、ケース２の外面２ａに複数箇所でボルト締結されたブラケット５４によって、ギヤノイズの発音部位となるケース２の外面２ａの剛性を高めることができ、ギヤノイズの発生を抑制することができる。

１ ハイブリッド駆動装置
２ ケース
２ａ 外面
５ エンジン
７ カウンタギヤ機構
８ 差動歯車機構
２１ 分配出力部材
２２ 出力ギヤ
４２ 第１ギヤ
５０ パーキングロック機構
５２ アクチュエータ
５４ ブラケット
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
ＭＧ１ 第１回転電機
ＭＧ２ 第２回転電機
ＰＴ 動力分配機構

Claims (1)

1. 第１回転電機と、出力ギヤが設けられた出力部材を有し、エンジンからのトルクを前記第１回転電機と前記出力部材とに分配して伝達する動力分配機構と、が第１軸上に配置され、
   前記出力ギヤと噛み合うカウンタギヤを有するカウンタギヤ機構が第２軸上に配置され、
   前記カウンタギヤ機構に駆動連結される第２回転電機が第３軸上に配置され、
   前記カウンタギヤ機構に駆動連結される差動歯車機構が第４軸上に配置され、
   前記第１回転電機、前記動力分配機構、前記第２回転電機、前記カウンタギヤ機構、前記差動歯車機構、及び、前記出力部材の回転を阻止するパーキングロック機構が、ケースに収容されたハイブリッド駆動装置であって、
   前記第１軸に直交する方向において、前記第１軸に対して前記出力ギヤと前記カウンタギヤとの噛み合い部が位置する側とは反対側に位置する前記ケースの外面に、前記パーキングロック機構を駆動するためのアクチュエータが、該アクチュエータとは別体に形成されたブラケットを介して取り付けられており、
   前記ブラケットは、前記外面に複数箇所でボルト締結されていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。

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