JP2021019372A

JP2021019372A - 接続構造

Info

Publication number: JP2021019372A
Application number: JP2019131962A
Authority: JP
Inventors: 須藤　伸也; Shinya Sudo; 伸也須藤; 崇倫鈴木; Takanori Suzuki
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-02-15

Abstract

【課題】二つの発電機と変速機の接合を容易に行える接続構造を提供すること。【解決手段】二つの発電機２と変速機３を接続するための接続構造１であって、発電機２は、ロータと共に回転する回転軸２１を有し、変速機３は、互いに平行に設けられ発電機２の回転軸２１とそれぞれ接合される二つの入力軸３１を有し、回転軸２１と入力軸３１は、一方の内周に形成した内溝２１ｂと他方の外周に形成した外歯３１ｂを接合させて接続可能とされ、二つの入力軸３１の端部の位置が軸方向において異なっている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両などに用いられる接続構造に関する。

従来、車両などに用いられる接続構造としては、例えば、特開２０１３−１４７２３５号公報に記載されるように、二つの発電機（モータジェネレータ）と変速機（動力分割機構）を有する駆動装置において、二つの発電機と変速機を接続する接続構造が知られている。この接続構造では、二つの発電機の回転軸がそれぞれピニオンギヤに接続されている。

特開２０１３−１４７２３５号公報

ところで、このような接続構造において、二つの発電機と変速機を接続する場合、二つの発電機の回転状態を合わせなければ、接続が行えない。すなわち、二つの発電機の回転状態が合っていないと、ギヤをうまく噛み合わせることができず、二つの発電機を変速機に接続することができない。また、変速機のピニオンギヤに入力軸を取り付け、二つの入力軸と発電機の二つの回転軸をそれぞれスプライン嵌合などにより接合して、二つの発電機と変速機を接続することも考えられる。この場合であっても、二つの発電機の回転状態が合っていないと、変速機の二つの入力軸と二つの発電機の回転軸をそれぞれ接合することが困難となる。

そこで、本発明は、二つの発電機と変速機の接続が容易に行える接続構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る接続構造は、二つの発電機と変速機を接続するための接続構造であって、発電機は、ロータと共に回転する回転軸を有し、変速機は、互いに平行に設けられ発電機の回転軸とそれぞれ接合される二つの入力軸を有し、回転軸と入力軸は、一方の内周に形成した内溝と他方の外周に形成した外歯を接合させて接続可能とされ、二つの入力軸の端部の位置が軸方向において異なっている。この接続構造によれば、変速機において二つの発電機に向けた二つの入力軸の端部の位置が異なっている。このため、二つの発電機と変速機を接続するために二つの発電機と変速機を接近させる場合、まず一方の入力軸を回転軸と接合させ、その後に他方の入力軸を回転軸と接合させることができる。従って、発電機のロータを回転させることなく、二つの発電機と変速機を接続することができる。

また、本発明に係る接続構造において、二つの入力軸において、一方が他方よりも軸方向へ長く形成されていてもよい。

本発明によれば、二つの発電機と変速機の接合を容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係る接続構造１を適用した発電機及び変速機の斜視図である。図１のII-IIにおける発電機及び変速機の断面図である。図１のIII-IIIにおける回転軸及び入力軸の断面図である。図１の接続構造１における接続方法の説明図である。図１の接続構造１における接続方法の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本実施形態に係る接続構造１を適用した発電機２及び変速機３の斜視図である。接続構造１は、二つの発電機２と変速機３を接続するための構造であり、例えば車両に搭載される発電機２及び変速機３の接続に用いられる。発電機２は、運動エネルギを電気エネルギに変換する機器であり、例えば回転軸２１に入力される回転力により発電する。発電機２として、例えばモータジェネレータを用いることができる。発電機２は、回転軸２１と一体に回転するロータ（図示なし）と、ロータの周囲に配置されるステータ（図示なし）を有して構成される。

二つの発電機２は、互いに回転軸２１が平行となるように並べて設置されている。二つの発電機２は、例えば連結体４に取り付けられている。連結体４は、二つの発電機２を結合するための板体である。二つの発電機２を連結体４に取り付けることにより、二つの発電機２を変速機３に対し同時に接近させることができ、二つの発電機２を変速機３に効率良く接続することができる。発電機２は、例えば回転軸２１が露出する端面を連結体４に当接させて取り付けられている。連結体４は、変速機３に取り付けられている。つまり、発電機２は、連結体４を介して変速機３に取り付けられることとなる。なお、図１では連結体４が板体である場合を示したが、連結体４は、二つの発電機２を結合できるものであれば、枠体、ブロック体、帯体など板体以外の形状又は形態であってもよい。

変速機３は、回転速度の変速を行う機器であり、例えば遊星歯車機構が用いられる。変速機３は、二つの入力軸３１を有している。二つの入力軸３１は、平行となるように設けられている。すなわち、二つの入力軸３１の軸方向は、互いに平行となっている。二つの入力軸３１は、変速機３に取り付けられる連結体４を貫通している。この入力軸３１に対しそれぞれ回転軸２１が接合されて、発電機２と変速機３が接続されている。変速機３は、出力軸３２を有している。出力軸３２は、変速機３の動力を出力し又は変速機３へ動力を入力するための軸体である。出力軸３２と二つの入力軸３１は、互いに連動する構造となっている。つまり、出力軸３２の回転に応じて、二つの入力軸３１がそれぞれ回転する。

図２は、図１のII-IIにおける発電機２及び変速機３の断面図である。図３は、図１のIII-IIIにおける回転軸２１及び入力軸３１の断面図である。図２に示すように、発電機２の二つの回転軸２１は、それぞれ変速機３の入力軸３１と接合されている。例えば、発電機２の回転軸２１は、発電機２内に設けられている。つまり、回転軸２１は、発電機２のハウジングから突出しない状態で設けられている。この回転軸２１は、入力軸３１と軸方向が一致するように接合され、入力軸３１と一体となって回転する。具体的には、回転軸２１内に入力軸３１が挿入されて接合されている。図３に示すように、回転軸２１には、軸方向へ延びる内穴２１ａが形成されている。そして、内穴２１ａの内周面には、軸方向に延びる内溝２１ｂが形成されている。入力軸３１の外周面には、軸方向に延びる外歯３１ｂが形成されている。回転軸２１と入力軸３１は、内溝２１ｂと外歯３１ｂを嵌合させて接合されている。つまり、スプライン嵌合により、回転軸２１と入力軸３１は、接合されている。

なお、図３では、六つの内溝２１ｂと六つの外歯３１ｂを用いて、回転軸２１と入力軸３１が接合されているが、内溝２１ｂ及び外歯３１ｂの数は、五つ以下であってもよし、七つ以上であってもよい。また、図２では、回転軸２１は、発電機２内に設けられているが、発電機２のハウジングから突出して設けられる場合もある。

図２に示すように、二つの入力軸３１の端部の位置は軸方向において異なっている。例えば、二つの入力軸３１の一方は、他方よりも軸方向へ長く形成されている。図２では、入力軸３１の一方が他方よりも長さＬだけ長く形成されている。この長さＬは、例えば、発電機２と変速機３を接続するときに、二つの入力軸３１を順次回転軸２１に接合するための段差である。つまり、長さＬは、一方の入力軸３１のみを回転軸２１に挿入した後に、他方の入力軸３１を回転軸２１に挿入する作業が行える程度の長さに設定される。入力軸３１は、変速機３内において、歯車３３が取り付けられ、図示しない歯車と噛み合っている。

次に、本実施形態に係る接続構造１における発電機２と変速機３の接続方法について説明する。

図４に示すように、まず、回転軸２１と入力軸３１の軸線を一致させて、発電機２及び変速機３が配置される。発電機２は、それぞれ連結体４に取り付けられている。このため、二つの発電機２を変速機３に対し同時に接近させることができる。そして、例えば発電機２を変速機３に接近させていく。

図５に示すように、発電機２を変速機３に徐々に接近させることにより、二つの入力軸３１のうち一方の入力軸３１のみが回転軸２１の位置に到達する。すなわち、二つの入力軸３１は端部の位置が異なっているため、一方の入力軸３１が他方の入力軸３１より早く回転軸２１の位置に到達することとなる。図５では、右側の入力軸３１が回転軸２１に到達している。このとき、その一方の入力軸３１を回転させて、入力軸３１の外歯３１ｂが回転軸２１の内溝２１ｂと噛み合うように回転状態を調整する。これにより、一方の入力軸３１の外歯３１ｂを回転軸２１の内溝２１ｂに噛み合わせることができ、入力軸３１を回転軸２１に接合することができる。なお、入力軸３１の回転は、治具などを用いて入力軸３１を直接回転させてもよいし、出力軸３２を回転させて入力軸３１を回転させてもよい。

そして、図５のように、一方の入力軸３１のみを回転軸２１に接合した状態で、他方の入力軸３１（図５では、左側の入力軸３１）を回転させて、他方の入力軸３１の外歯３１ｂが回転軸２１の内溝２１ｂと噛み合うように回転状態を調整する。これにより、他方の入力軸３１の外歯３１ｂを回転軸２１の内溝２１ｂに噛み合わせることができ、入力軸３１を回転軸２１に接合することができる。なお、上述したように、入力軸３１の回転は、治具などを用いて入力軸３１を直接回転させてもよいし、出力軸３２を回転させて入力軸３１を回転させてもよい。

そして、二つの入力軸３１をそれぞれ回転軸２１に接合した状態で、更に発電機２を変速機３に接近させる。そして、二つの発電機２を変速機３にボルトなどにより固定して、図２に示すような接続状態となり、発電機２と変速機３の接続が完了する。

以上のように、本実施形態に係る接続構造１によれば、変速機３において二つの入力軸３１の端部の位置が軸方向において異なっている。このため、二つの発電機２と変速機３を接続するために二つの発電機２と変速機３を接近させる場合、まず一方の入力軸３１を回転軸２１と接合させ、その後に他方の入力軸３１を回転軸２１と接合させることができる。従って、発電機２のロータを回転させることなく、二つの発電機２と変速機３を接続することができる。

例えば、変速機３において二つの入力軸３１の端部の位置が軸方向において同じであった場合、二つの発電機２と変速機３を接近させると、二つの入力軸３１と二つの回転軸２１が同時に接合することとなる。このとき、二つの入力軸３１と二つの回転軸２１の回転状態を調整することが困難となる。すなわち、二つの入力軸３１は連動して回転するため、二つの入力軸３１の回転状態（回転角度）を個別に変えることができない。一方、発電機２における二つの回転軸２１の回転状態が異なっていると、外歯３１ｂと内溝２１ｂが噛み合わず、二つの入力軸３１と二つの回転軸２１を同時に接合することができない。特に、発電機２の回転軸２１がハウジングの外へ突出していないタイプである場合、回転軸２１を個別に回転調整することが困難である。これに対し、本実施形態に係る接続構造１では、変速機３において二つの発電機２に対する二つの入力軸３１の端部の位置が異なっているため、二つの発電機２と変速機３を接続するために二つの発電機２と変速機３を接近させる場合、まず一方の入力軸３１を回転軸２１と接合させ、その後に他方の入力軸３１を回転軸２１と接合させることができる。これにより、発電機２のロータを回転させることなく、二つの発電機２と変速機３を容易に接続することができるのである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明に係る接続構造の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る接続構造は上記実施形態に記載されたものに限定されない。本発明に係る接続構造は、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で上記実施形態に係る接続構造を変形し、又は他のものに適用したものなどであってもよい。

例えば、上述した実施形態では、変速機３が二つの入力軸３１を有する場合について説明したが、変速機３が少なくとも二つ以上の入力軸３１を有する場合に適用することができ、三つ以上の入力軸３１を有する場合であってもよい。この場合であっても、三つ以上の入力軸３１の端部の位置を軸方向において異ならせることにより、上述した実施形態と同様に、三つ以上の発電機２と変速機３の接続を容易に行うことができる。

１…接続構造、２…発電機、３…変速機、４…連結体、２１…回転軸、２１ａ…内穴、２１ｂ…内溝、３１…入力軸、３１ｂ…外歯、３２…出力軸、Ｌ…長さ。

Claims

二つの発電機と変速機を接続するための接続構造であって、
前記発電機は、ロータと共に回転する回転軸を有し、
前記変速機は、互いに平行に設けられ前記発電機の前記回転軸とそれぞれ接合される二つの入力軸を有し、
前記回転軸と前記入力軸は、一方の内周に形成した内溝と他方の外周に形成した外歯を接合させて接続可能とされ、
前記二つの入力軸の端部の位置が軸方向において異なっている、
接続構造。
前記二つの入力軸において、一方が他方よりも前記軸方向へ長く形成されている、
請求項１に記載の接続構造。