JP2021123187A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの機構等を変更することなく、体格を小さくすることができる動力伝達装置を提供すること。【解決手段】動力伝達装置は、エンジン１と、モータ２と、モータケース２２の内部に配置され、エンジン１のクランクシャフト１１の回転をモータ２のモータ軸２１に伝達するギヤ３と、を備え、クランクシャフト１１の先端が、ギヤ３の内部に配置されており、クランクシャフト１１とギヤ３とが、スプライン嵌合されている。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

特許文献１には、エンジンのクランクシャフトとモータとの間に、放射状に配設された複数の連結アームを介して一方の回転軸から他方の回転軸へと回転を伝達するカップリング機構を備える動力伝達装置が開示されている。

特開２０１３−０１９４９６号公報

特許文献１で開示された技術では、フライホイールをなくすことにより、回転軸方向の体格を小さくすることができるが、カップリング機構を有することにより、回転軸の半径方向（回転軸に直交する方向）の体格が大きくなってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジンの機構等を変更することなく、体格を小さくす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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、エンジンと、モータと、前記モータのケースの内部に配置され、前記エンジンのクランクシャフトの回転を前記モータのモータ軸に伝達するギヤと、を備え、前記クランクシャフトの先端が、前記ギヤの内部に配置されており、前記クランクシャフトと前記ギヤとが、スプライン嵌合されている。

本発明に係る動力伝達装置によれば、モータのケースの内部にクランクシャフトの回転をモータ軸に伝達するギヤを配置し、当該ギヤの内部にクランクシャフトを入り込ませてスプライン嵌合することにより、エンジンの機構等を変更することなく、回転軸の半径方向の体格を小さくすることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置の構成を示すスケルトン図である。 図２は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置の構成を示す断面図である。 図３は、図２に示した動力伝達装置を、Ｘ−Ｘ方向で切断した状態を示す断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置において、クランクシャフトの中心軸とギヤの中心軸とのずれを示す断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置において、クランクシャフトとモータケースとの間にオイルシールを設けた様子を示す図である。 図６は、図２に示した動力伝達装置を、Ｘ−Ｘ方向で切断した状態を示す断面図であって、クランクシャフトの外スプラインとモータ軸の内スプラインとの間に弾性体を設けた様子を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置において、ギヤの穴部に弾性体を設けた様子を示す断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置において、ギヤの穴部に弾性体を設けた様子を示す断面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置の変形例の構成を示すスケルトン図である。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置の構成について、図１〜図８を参照しながら説明する。本実施形態に係る動力伝達装置は、図１に示すように、エンジン１および発電用のモータ２を備えるハイブリッド車両に適用される。なお、このハイブリッド車両は、エンジン１と発電用のモータ２との間にダンパ機構を備えないシリーズハイブリッド方式の車両である。シリーズハイブリッド方式の車両では、エンジン１が駆動軸（タイヤ）に繋がっていない。そのため、ダンパ機構を備えていなくても、エンジン１のトルク変動（回転変動）が駆動軸に直接伝わらず、車両の走行に及ぼす影響が小さい。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。このエンジン１は、クランクシャフト１１を備えており、燃料の燃焼エネルギーをクランクシャフト１１の回転運動に変換して出力する。

モータ２は、発電機として用いられる回転電機である。このモータ２は、モータ軸２１を備えている。モータ軸２１は、図２に示すように、中空状に形成されており、モータケース２２の内部に配置されている。

モータケース２２の内部には、ギヤ３が配置されている。このギヤ３は、クランクシャフト１１の回転をモータ軸２１に伝達するためのものである。また、ギヤ３は、増速機構としても機能する。ギヤ３には、軸方向に沿って、穴部３１が形成されている。この穴部３１には、クランクシャフト１１の先端が配置されている。

クランクシャフト１１の先端には、外スプライン１１１が形成されている。また、穴部３１には、内スプライン３１１が形成されている。そして、クランクシャフト１１とギヤ３とは、図２のＡ部に示すように、外スプライン１１１および内スプライン３１１により、スプライン嵌合されている。すなわち、クランクシャフト１１の先端は、モータケース２２の内部に配置されたギヤ３の内部（穴部３１）に入り込んでおり、クランクシャフト１１とギヤ３とが、モータケース２２の内部でスプライン嵌合されている。

このように、クランクシャフト１１に外スプライン１１１を設けることにより、モータケース２２の内部に嵌合位置を設定することができる。そのため、軸方向の体格を小さくすることができ、質量およびコストを低減することができる。また、外スプライン１１１を設けたクランクシャフト１１をエンジン１に取り付ければよいため、エンジン１の機構等を変更することなく、ダンパ機構のないハイブリッド車両を容易に構成することができる。

モータ軸２１の先端には、ギヤ部２１１が設けられている。また、ギヤ３には、ギヤ部３２が設けられている。そして、モータ軸２１とギヤ３とは、ギヤ部２１１，３２を介して接続されている。また、モータ軸２１は、軸受４１，４２，４３を介して、モータケース２２に回転自在に支持されている。また、ギヤ３は、軸受４４，４５を介して、モータケース２２に回転自在に支持されている。また、ギヤ３とモータケース２２との間には、例えば樹脂製のオイルシール５が設けられている。

図３は、図２に示した動力伝達装置を、Ｘ−Ｘ方向で切断した状態を示している。同図に示すように、クランクシャフト１１の外スプライン１１１とギヤ３の内スプライン３１１との間には、所定のガタ（隙間）が形成されている。このガタの大きさＢは、図４で示したクランクシャフト１１の中心軸Ａｘ１１とギヤ３の中心軸Ａｘ３との軸ズレの大きさＣよりも、大きくすることが好ましい。なお、中心軸Ａｘ１１と中心軸Ａｘ３との軸ズレは、例えば構成部品のバラツキ（寸法公差や幾何公差）が原因で発生する。また、同図では、説明の便宜上、中心軸Ａｘ１１と中心軸Ａｘ３との軸ズレを誇張して示している。

このように、「ガタの大きさＢ＞軸ズレの大きさＣ」となるようにスプライン嵌合部の隙間管理を行うことにより、上記のガタによって、偏心および軸ズレを吸収することができるため、組み付け時のこじりの発生を抑制することができる。また、偏心や角度ズレを許容する機構を別途設けることなく、回転軸（中心軸Ａｘ３，Ａｘ１１）の半径方向の体格を小さくすることができる。

ここで、図２では、ギヤ３とモータケース２２との間にオイルシール５が設けられていたが、例えば図５に示すように、クランクシャフト１１とモータケース２２との間に樹脂製のオイルシール５Ａが設けられていてもよい。これにより、図５のＤ部で示した領域が潤滑油で満たされた油室となり、スプライン嵌合部（Ａ部参照）が油密状態となる。このように、モータケース２２内をオイルシール５Ａにより密閉し、スプライン嵌合部を油密状態とすることにより、スプライン同士が接触する際に発生する音や摩耗を抑制することができる。

また、図３では、外スプライン１１１と内スプライン３１１との間に所定のガタ（隙間）が形成されていたが、例えば図６に示すように、この隙間に弾性体６を配置してもよい。このように、外スプライン１１１と内スプライン３１１との間に弾性体６を配置することにより、スプライン同士が接触する際に発生する音や摩耗を抑制することができる。

また、図２では、クランクシャフト１１の先端面とギヤ３の穴部３１との間に所定の空間が形成されていたが、例えば図７および図８に示すように、この空間に弾性体７，８を配置してもよい。なお、図７は、クランクシャフト１１の先端面とギヤ３の穴部３１との間の空間の全てに弾性体７を設けた例を示しており、図８は、クランクシャフト１１の先端面とギヤ３の穴部３１との間の空間の一部に弾性体８を設けた例を示している。このように、クランクシャフト１１の先端面とギヤ３の穴部３１との間の空間に弾性体７，８を配置することにより、スプライン同士が接触する際に発生する音や摩耗を抑制することができる。

以上説明した本実施形態に係る動力伝達装置によれば、モータケース２２の内部に、クランクシャフト１１の回転をモータ軸２１に伝達するギヤ３を配置し、当該ギヤ３の内部にクランクシャフト１１を入り込ませてスプライン嵌合することにより、エンジン１の機構等を変更することなく、回転軸（中心軸Ａｘ３，Ａｘ１１）の半径方向の体格を小さくすることができる。

以上、本発明に係る動力伝達装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、図１〜図８で示した動力伝達装置では、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間にギヤ３を配置し、当該ギヤ３とクランクシャフト１１とをスプライン嵌合していたが、増速機構であるギヤ３を省略することも可能である。この場合、例えば図９に示すように、モータ軸２１の先端に内スプライン２３を形成し、この内スプライン２３と、クランクシャフト１１の先端に形成された外スプライン１１１とをスプライン嵌合する。これにより、図１〜図８で示した動力伝達装置と同様に、エンジン１の機構等を変更することなく、回転軸（中心軸Ａｘ３，Ａｘ１１）の半径方向の体格を小さくすることができる。

１ エンジン
１１ クランクシャフト
１１１ 外スプライン
２ モータ
２１ モータ軸
２１１ ギヤ部
２２ モータケース
２３ 内スプライン
３ ギヤ
３１ 穴部
３１１ 内スプライン
３２ ギヤ部
４１，４２，４３，４４，４５ 軸受
５，５Ａ オイルシール
６，７，８ 弾性体
Ａｘ３，Ａｘ１１ 中心軸

Claims (1)

1. エンジンと、
   モータと、
   前記モータのケースの内部に配置され、前記エンジンのクランクシャフトの回転を前記モータのモータ軸に伝達するギヤと、
   を備え、
   前記クランクシャフトの先端は、前記ギヤの内部に配置されており、
   前記クランクシャフトと前記ギヤとは、スプライン嵌合されている、
   動力伝達装置。

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