JP2023065019A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】FR車両用駆動装置において軸方向の長さの低減を図る。【解決手段】車両前部に設けられる内燃機関から車両の後輪までの動力伝達経路に配置され、内燃機関から伝達される回転を変速して変速出力部材に伝達する変速機と、動力伝達経路における変速機よりも後輪側に、変速出力部材に同軸に配置され、ステータ及びロータを備える回転電機と、動力伝達経路における回転電機よりも後輪側に、変速出力部材に同軸に配置される遊星歯車機構と、ロータ及び遊星歯車機構の第1要素に結合される中空のロータシャフトとを備え、変速出力部材は、遊星歯車機構の第2要素に結合され、かつ、変速機からロータシャフトの内部を軸方向に貫通する1ピースの形態である、車両用駆動装置が開示される。【選択図】図3
Description
本開示は、車両用駆動装置に関する。
FR車両用の駆動装置に関して、エンジンから車輪までの動力伝達経路における変速機よりも後輪側に、かつ、変速出力部材に同軸に、回転電機を配置し、変速出力部材の回転電機側の端部を、回転電機後段の減速機構の出力部材にスプライン嵌合により結合する技術が知られる。
しかしながら、上記のような従来技術では、変速出力部材と減速機構の出力部材との間のスプライン嵌合部に起因して、車両用駆動装置の軸方向の長さが増加しやすくなる。すなわち、減速機構の出力部材は、変速出力部材からの出力と回転電機の出力を伝達できるような強度が必要であり、それに関連して、上記のスプライン嵌合部の径方向段差部(形状折れ曲がり箇所)における肉厚を比較的大きくする必要が生じる。この結果、軸方向で変速機と回転電機との間の距離が増加しやすくなり、車両用駆動装置の軸方向の長さが増加しやすくなる。
そこで、1つの側面では、本開示は、この種のFR車両用駆動装置において、軸方向の長さの低減を図ることを目的とする。
1つの側面では、車両前部に設けられる内燃機関から車両の後輪までの動力伝達経路に配置され、前記内燃機関から伝達される回転を変速して変速出力部材に伝達する変速機と、
前記動力伝達経路における前記変速機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置され、ステータ及びロータを備える回転電機と、
前記動力伝達経路における前記回転電機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置される遊星歯車機構と、
前記ロータ及び前記遊星歯車機構の第1要素に結合される中空のロータシャフトと、を備え、
前記変速出力部材は、前記遊星歯車機構の第2要素に結合され、かつ、前記変速機から前記ロータシャフトの内部を軸方向に貫通する1ピースの形態である、車両用駆動装置が提供される。
前記動力伝達経路における前記変速機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置され、ステータ及びロータを備える回転電機と、
前記動力伝達経路における前記回転電機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置される遊星歯車機構と、
前記ロータ及び前記遊星歯車機構の第1要素に結合される中空のロータシャフトと、を備え、
前記変速出力部材は、前記遊星歯車機構の第2要素に結合され、かつ、前記変速機から前記ロータシャフトの内部を軸方向に貫通する1ピースの形態である、車両用駆動装置が提供される。
1つの側面では、本開示によれば、FR車両用駆動装置において軸方向の長さの低減を図ることが可能となる。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張する場合がある。
図1は、本実施例の車両用駆動装置1の一例を示すスケルトン図である。図2は、車両用駆動装置1の一部を簡略化して示す断面図である。図3は、車両用駆動装置1の軸方向全体のうちの、回転電機6を含む軸方向部分の拡大図である。図4は、図3のQ1部の拡大図である。図4Aは、図4のQ2部の拡大図である。
本実施例の車両用駆動装置1は、図1のようなスケルトン図のレベルでは、ここでの参照によりその開示内容が本明細書に組み込まれる特開2021-114828号公報に開示される車両用駆動装置と同じであってよい。
本実施例の車両用駆動装置1は、上述したように本明細書に組み込まれる特開2021-114828号公報に開示される車両用駆動装置に対して、変速機4(ただし、変速出力部材23を除く)や、トルクコンバータ7、入力部材20、及びトランスファ84、のそれぞれの構成は同じであってよく、本明細書では概説するだけに留める。
以下の説明では、特に区別して明記する場合を除き、「軸方向L」、「径方向R」、及び「周方向」は、回転電機6の回転軸心A(図3)を基準として定義する。回転電機6が備えるロータ60や、回転電機6と同軸に配置される回転部材は、回転軸心A周りに回転する。そして、軸方向Lの一方側を「軸方向第1側L1」とし、軸方向Lの他方側(軸方向Lにおける軸方向第1側L1とは反対側)を「軸方向第2側L2」とする。また、径方向Rの外側を「径方向外側R1」とし、径方向Rの内側を「径方向内側R2」とする。以下の説明における各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置1に組み付けられた状態での方向を表す。なお、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態を含む概念である。
また、以下の説明では、鉛直方向Vは、車両用駆動装置1の使用状態での鉛直方向、すなわち、車両用駆動装置1をその使用状態での向きに配置した場合の鉛直方向を意味する。車両用駆動装置1は車両に搭載されて使用されるため、鉛直方向Vは、車両用駆動装置1が車両に搭載された状態での鉛直方向、より具体的には、車両用駆動装置1が車両に搭載された状態であって、当該車両が平坦路(水平面に沿う道路)に停止する状態での鉛直方向と一致する。そして、上側V1及び下側V2は、この鉛直方向Vにおける上側及び下側を意味する。
本明細書では、「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力(トルクと同義)を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材(例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等)が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置(例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等)が含まれていてもよい。
また、本明細書では、「結合」とは、2つの要素が直接的に連結された状態を指す。この場合、2つの要素が回転要素である場合、2つの要素の間では駆動力の伝達が可能である。なお、2つの要素が回転要素である場合、2つの要素の間に回転方向の僅かな隙間(ガタ)が設定されてもよい。
また、本明細書では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータジェネレータのいずれをも含む概念として用いる。また、本明細書では、2つの部材の配置に関して、「特定方向視で重なる」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの部材の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを意味する。
車両用駆動装置1は、内燃機関2から車輪3までの動力伝達経路を形成するように車両に設けられる。内燃機関2は、車両前部の収容空間(エンジンコンパートメント)に配置される。
車両用駆動装置1は、変速機4と、回転電機6と、ケース40と、伝達ユニット82と、トランスファ84とを備える。
変速機4は、内燃機関2に駆動連結される入力部材20に駆動連結される。変速機4は、ケース40の第1収容空間S1に収容される。
変速機4は、入力部材20の側から伝達される回転を変速して変速出力部材23に伝達する。具体的には、変速機4は、入力部材20の側からトルクコンバータ7を介して変速入力部材22に伝達される回転を変速して変速出力部材23に伝達する。変速入力部材22は、入力部材20の側から変速機4に回転を入力するための部材であり、変速出力部材23は、トランスファ入力部材27の側に変速機4から回転を出力するための部材である。
変速機4は、回転電機6に対して軸方向第2側L2に配置される。そして、変速出力部材23は、回転電機6と同軸に配置される。また、変速入力部材22は、変速出力部材23に対して軸方向第2側L2に、変速出力部材23と同軸に配置され、入力部材20は、変速入力部材22に対して軸方向第2側L2に、変速入力部材22と同軸に配置される。
本実施例では、変速出力部材23は、軸方向第2側L2の端部が変速機4に結合され、軸方向第1側L1の端部がトランスファ入力部材27に結合される。変速出力部材23は、回転電機6を軸方向第1側L1に超える態様で軸方向Lに延在する。この場合、変速出力部材23は、ロータシャフト25の内部を通って軸方向L外側でロータシャフト25から露出する両端部が、変速機4及びトランスファ入力部材27に結合される。なお、他の実施例では、変速出力部材23は、ロータシャフト25の内部を通って軸方向第1側L1でロータシャフト25から露出する軸方向第1側L1の端部が、軸方向Lに延びる筒状(具体的には、円筒状)の連結部材を介してトランスファ入力部材27に結合されてもよい。
より具体的には、変速出力部材23は、軸方向Lに沿って、軸方向第2側L2から軸方向第1側L1に向かって順に、変速機4に結合される軸方向第2側L2の端部と、後述する遊星歯車機構10の径方向内側R2を通る部位と、回転電機6の径方向内側R2を通る部位(すなわちロータシャフト25の内部を通る部位)と、トランスファ入力部材27に結合される軸方向第1側L1の端部とを、1ピースの軸部材の形態で有する。このような変速出力部材23によれば、変速機4とトランスファ入力部材27とを2ピース以上の部材を介して連結する場合に比べて、部品点数を低減できるとともに、後述するように車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの低減を図ることができる。
変速機4は、変速出力部材23の回転速度に対する変速入力部材22の回転速度の比である変速比を、段階的に或いは無段階に変更可能に構成され、変速入力部材22の回転を現時点での変速比で変速して、変速出力部材23に伝達する。本実施例では、変速機4は、油圧制御装置8(図2参照)から供給される油圧に応じて動作する、油圧駆動式の変速用係合装置を備えており、変速機4の変速比は変速用係合装置の係合の状態に応じて変更される。
回転電機6は、内燃機関2とともに、車輪3の駆動力源を形成する。回転電機6の出力トルクは、ロータシャフト25を介して車輪3に伝達される。従って、車両用駆動装置1は、内燃機関2及び回転電機6の一方又は双方の出力トルクを、ロータシャフト25を介して車輪3に伝達させて、車両を走行させることができる。回転電機6は、ケース40の第2収容空間S2に収容される。
回転電機6は、入力部材20、変速入力部材22、及び変速出力部材23と同軸に配置される。回転電機6は、ステータ61に対して径方向内側R2にロータ60を備える。ステータ61は、ケース40(ここでは、後述するモータケース部41)に固定され、ロータ60は、ステータ61に対して回転可能にケース40(ここでは、モータケース部41)に支持される。ロータ60は、ステータ61に対して径方向内側R2であって、径方向Rに沿う径方向視でステータ61と重なる位置に配置される。ロータ60は、ロータシャフト25と一体的に回転するようにロータシャフト25に連結される。図3に示すように、ロータシャフト25は、軸方向Lに延びる筒状(具体的には、円筒状)に形成される。ここでは、ロータシャフト25は、ロータ60の径方向内側R2を軸方向Lに貫通して配置されており、ロータ60は、ロータシャフト25の外周面に固定される。
ステータ61は、ステータコア62と、ステータコア62に巻装されたコイル63とを備える。ステータコア62は、軸方向Lに延びる円筒状に形成される。ステータ61は、ステータコア62から軸方向第1側L1に突出する第1コイルエンド部64Aと、ステータコア62から軸方向第2側L2に突出する第2コイルエンド部64Bと、を備える。コイル63におけるステータコア62から軸方向第1側L1に突出する部分が第1コイルエンド部64Aを形成し、コイル63におけるステータコア62から軸方向第2側L2に突出する部分が第2コイルエンド部64Bを形成する。なお、第1コイルエンド部64A及び第2コイルエンド部64Bは樹脂でモールドされてよい。
本実施例では、ロータシャフト25の内部には、変速出力部材23が軸方向Lに延在する態様で、挿通される。具体的には、図3に示すように、ロータシャフト25の内部を通る区間において、変速出力部材23の外周面は、ロータシャフト25の内周面よりも小径に形成されており、変速出力部材23は、ロータシャフト25に対して径方向内側R2であって、径方向視でロータシャフト25と重なる態様で軸方向Lに延在する。
伝達ユニット82は、ケース40の第2収容空間S2内に配置される。伝達ユニット82は、回転電機6と同軸に、軸方向Lにおける変速機4と回転電機6との間に配置される。本実施例では、伝達ユニット82は、回転電機6の側から伝達される回転を減速して変速出力部材23の側へ伝達する減速機83を備える。回転電機6の回転は、減速機83の減速比に応じて減速されて、変速出力部材23に伝達される。なお、本実施例では、一例として、伝達ユニット82は、回転電機6と変速出力部材23とを選択的に連結する係合装置を備えておらず、回転電機6は、変速出力部材23と常時連動して回転する。
本実施例では、減速機83は、遊星歯車機構10を含む。遊星歯車機構10は、サンギヤ11と、リングギヤ13と、サンギヤ11及びリングギヤ13の双方に噛み合うピニオンギヤ14を回転可能に支持するキャリヤ12と、を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構であってよい。サンギヤ11は、ロータシャフト25と一体的に回転するようにロータシャフト25に連結される。本実施例では、図4及び図4Aに示すように、サンギヤ11とロータシャフト25の間の結合部33(以下、区別のため、「第1結合部33」と称する)において、サンギヤ11の内周面に形成されたスプライン歯110と、ロータシャフト25の外周面に形成されたスプライン歯250とが、スプライン係合する。また、キャリヤ12は、変速出力部材23と一体的に回転するように変速出力部材23に連結される。また、本実施例では、図4及び図4Aに示すように、キャリヤ12と変速出力部材23の間の結合部34(以下、区別のため、「第2結合部34」と称する)において、キャリヤ12の内周面に形成されたスプライン歯120と、変速出力部材23の外周面に形成されたスプライン歯230とが、スプライン係合する。また、リングギヤ13はケース40(ここでは、後述する支持部材45)に固定される。よって、回転電機6からサンギヤ11に入力された回転は、遊星歯車機構10のギヤ比に応じて減速されて、キャリヤ12から変速出力部材23に出力される。
トランスファ84は、ケース40の第3収容空間S3に収容される。回転電機6に対して軸方向第1側L1に配置される。すなわち、回転電機6は、変速機4とトランスファ84との軸方向Lの間に配置される。本実施例では、車両用駆動装置1は、軸方向Lが車体前後方向に沿い且つ軸方向第2側L2が車体の前側となる向きで、車両に搭載される。
トランスファ入力部材27は、変速出力部材23と一体的に回転するように変速出力部材23の軸方向第1側L1の端部に結合される。なお、図3に示す例では、変速出力部材23とトランスファ入力部材27とは、変速出力部材23における軸方向第1側L1の端部の外周面に形成されたスプライン歯と、トランスファ入力部材27における軸方向第2側L2の部分の内周面に形成されたスプライン歯とが噛み合うことで、スプライン嵌合される。
トランスファ84は、回転電機6の側から(言い換えれば、変速出力部材23の側から)トランスファ入力部材27に伝達される回転を第1連結部材21Aと第2連結部材21Bとに分配する。すなわち、トランスファ84は、トランスファ入力部材27に伝達される回転を第1連結部材21Aと第2連結部材21Bとに分配する分配部200を備える。第1連結部材21Aは、後輪用差動歯車機構5Aを介して左右一対の後輪3Aに駆動連結されてよい。また、第2連結部材21Bは、例えば、フレキシブルカップリングやプロペラシャフト等を介して前輪用差動歯車機構5Bに連結されてよい。分配部200が、図1には示されない機構(センタディファレンシャル機構や差動制限機構等)を備えていてもよい。
図1に示す例では、分配部200として、パートタイム式の分配部を採用する。すなわち、図1に示す分配部200は、後輪3A及び前輪3Bの一方のみ(ここでは、後輪3Aのみ)を駆動する2輪駆動状態と、後輪3A及び前輪3Bの双方を駆動する4輪駆動状態と、を切り替えるように構成される。具体的には、図1に示す分配部200は、軸方向Lに移動自在な第2スリーブ部材201と、巻掛伝動機構202と、を備える。巻掛伝動機構202は、第1回転体202A(例えば、スプロケット)と、第1回転体202Aとは別軸に配置される第2回転体202B(例えば、スプロケット)と、第1回転体202A及び第2回転体202Bに巻き掛けられる伝動部材202C(例えば、チェーン)と、を備える。なお、図1に示す例では、変速機構102を有する変速部100による変速後のトランスファ入力部材27の回転が、トランスファ中間部材28に伝達され、分配部200は、トランスファ中間部材28の回転を第1連結部材21Aと第2連結部材21Bとに分配する。図1に示す例では、トランスファ中間部材28は、第1連結部材21Aと一体的に回転するように連結される。
次に、図2及び図3とともに、図4及び図4Aを参照して、ケース40の構成とともに、本実施例の特徴的な構成について説明する。
ケース40は、軸方向Lで隣り合う態様で、軸方向第2側L2から軸方向第1側L1に向かって順に、上述した第1収容空間S1、第2収容空間S2、及び第3収容空間S3を形成する。本実施例では、ケース40は、モータケース部41と、ATケース部42と、トランスファケース部43と、カバー部材46と、支持部材45とを備える。
モータケース部41は、回転電機6及び変速出力部材23を支持するとともに、伝達ユニット82も支持する。モータケース部41は、周壁部50の全て或いは大部分を形成する。モータケース部41は、更に、側壁部51と筒状部52とからなる壁部を備える。側壁部51は、回転軸心Aまわりに周方向に沿って延在する。側壁部51は、回転軸心Aまわりの周方向全周にわたって延在する。筒状部52は、側壁部51の径方向内側R2から連続する態様で、形成される。なお、図2に模式的に示すように、モータケース部41の下方には、車体の骨格部材であるフレームFが配置される。すなわち、車両用駆動装置1は、モータケース部41がフレームFの上方に位置するように、車体に対して搭載される。
ATケース部42は、変速機4及び変速出力部材23を支持する。ATケース部42は、端壁部53を備える。モータケース部41は、ATケース部42の軸方向第1側L1に接合される。例えば、ATケース部42は、モータケース部41に固定部材42A(ここでは、締結ボルト)を用いて固定される。
トランスファケース部43は、トランスファ84を支持する。トランスファケース部43は、モータケース部41の軸方向第1側L1に接合される。例えば、トランスファケース部43は、モータケース部41に固定部材43A(ここでは、締結ボルト)を用いて固定される。
カバー部材46は、トランスファケース部43よりも径方向内側R2でモータケース部41の軸方向第1側L1に接合される。カバー部材46は、周壁部50或いは周壁部50に固定された部材に、固定部材44A(ここでは、締結ボルト)を用いて固定される。カバー部材46は、側壁部461と筒状部462とを備える。側壁部461は、側壁部51に軸方向Lに対向する態様で、側壁部51の軸方向第1側L1に延在する。カバー部材46の側壁部461及び筒状部462は、軸方向Lで側壁部51及び筒状部52との間に、第2収容空間S2のうちの、軸方向第1側L1の空間部S11を形成する。筒状部462は、径方向内側R2において第2軸受92を支持する。
支持部材45は、回転電機6に対して軸方向第2側L2に配置される。支持部材45は、回転電機6と端壁部53との軸方向Lの間に配置される。本実施例では、支持部材45は、モータケース部41に設けられる。本実施例では、支持部材45は、周壁部50(ここでは、モータケース部41における第2収容空間S2の径方向外側R1を囲む部分)とは別部材とされており、周壁部50に対して径方向内側R2に配置されるとともに、周壁部50と一体的に連結される。支持部材45は、周壁部50或いは周壁部50に固定された部材に、固定部材44(ここでは、締結ボルト)を用いて固定される。
本実施例では、モータケース部41には、以下のような態様で回転電機6が支持される。ステータコア62は、ステータ固定部材67(ここでは、締結ボルト)を用いてモータケース部41に固定される。具体的には、ステータコア62は、円筒状の外周面を備える本体部に加えて、当該本体部から径方向外側R1に突出する突出部を周方向の複数箇所(例えば、3箇所)に備える。そして、当該突出部がステータ固定部材67を用いてモータケース部41に固定される。また、ロータ60が固定されたロータシャフト25は、ロータ60に対して軸方向第2側L2に配置された第3軸受93(ここでは、ボールベアリング)を介して、モータケース部41(具体的には、支持部材45)に支持される。支持部材45の径方向Rの中心部には、支持部材45を軸方向Lに貫通する貫通孔が形成されており、第3軸受93は、当該貫通孔の内周面とロータシャフト25の外周面との径方向Rの間に配置される。また、ロータシャフト25は、ロータ60に対して軸方向第1側L1に配置された第1軸受91(ここでは、ボールベアリング)を介して、モータケース部41(具体的には、筒状部52)に支持される。第1軸受91は、筒状部52の内周面とロータシャフト25の外周面との径方向Rの間に配置される。
このように、本実施例では、ロータシャフト25を支持する第1軸受91が、側壁部51に支持される。ここでは、第1軸受91は、筒状部52を介して側壁部51に支持される。また、トランスファ入力部材27の軸方向第2側L2の端部を支持する第2軸受92が、カバー部材46に支持される。ここでは、第2軸受92は、筒状部462を介して側壁部461に支持される。本実施例では、更に、第2収容空間S2と第3収容空間S3とを油密状に区画するためのシール部材95が、カバー部材46に支持される。ここでは、シール部材95は、筒状部462を介して側壁部461に支持される。第2軸受92とシール部材95とは、軸方向Lに並んで配置される。具体的には、シール部材95が、第2軸受92に対して軸方向第1側L1に配置される。
本実施例では、シール部材95は、筒状部462の内周面とトランスファ入力部材27の外周面との間に配置される。シール部材95は、筒状部462の内周面とトランスファ入力部材27の外周面との隙間を塞ぐように設けられる。これにより、第2収容空間S2と第3収容空間S3とが、油密状に区画される。このように第2収容空間S2と第3収容空間S3とを油密状に区画することで、例えば、ケース40内の油を変速機4と回転電機6との間で共有しつつ、トランスファ84については異なる種類の油を用いることが可能となる。
モータケース部41には、変速出力部材23が以下のような態様で支持される。上述したように、変速出力部材23は、ロータシャフト25に対して径方向内側R2であって、径方向視でロータシャフト25と重なる位置に配置される。そして、図示は省略するが、変速出力部材23の外周面とロータシャフト25の内周面との径方向Rの間に軸受(例えば、ブッシュ)が配置されてよい。よって、変速出力部材23は、ロータシャフト25を介してモータケース部41に支持される。
モータケース部41には、伝達ユニット82(具体的には、減速機83を構成する遊星歯車機構10)が、以下のような態様で支持される。図3に示すように、リングギヤ13は、支持部材45に固定される。また、サンギヤ11の内周面と変速出力部材23の外周面との径方向Rの間に軸受(ここでは、ブッシュ)が配置されてよい。また、キャリヤ12は、上述したように、変速出力部材23にスプライン嵌合される。すなわち、図4Aに示すように、キャリヤ12は、内周面に形成されたスプライン歯120が、変速出力部材23の外周面に形成されたスプライン歯230と噛み合う態様で、変速出力部材23にスプライン嵌合される。よって、キャリヤ12は、変速出力部材23及びロータシャフト25を介してモータケース部41に支持される。このように、本実施例では、ケース40(具体的には、モータケース部41)は、伝達ユニット82を支持する支持部材45を備える。ここでは、支持部材45が伝達ユニット82を支持するとは、伝達ユニット82の1つの回転部材(回転要素)が支持部材45に固定されること、言い換えれば、伝達ユニット82の1つの回転部材を支持部材45に固定することを意味する。
次に、前出の図4及び図4Aと、図4Bとを対比して、本実施例の効果について説明する。
図4Bは、比較例による車両用駆動装置1Aにおける変速出力部材23A及び出力部材24の構成を示す図であり、伝達ユニット82周辺の断面図である。
比較例は、特開2021-114828号公報に開示される車両用駆動装置と同様の構成であり、変速出力部材23A及び出力部材24が別部材(すなわち2ピース)である。この場合、変速出力部材23A及び出力部材24間の結合部においては、出力部材24における軸方向第2側L2の端部の内周面に形成されたスプライン歯と、変速出力部材23Aにおける軸方向第1側L1の端部の外周面に形成されたスプライン歯とが、スプライン係合する。このような比較例では、変速出力部材23Aと出力部材24との間のスプライン嵌合部は、変速出力部材23Aと出力部材24とが略同じ外径を有する場合に、図4Bに示すような径方向段差部241を有する。このような径方向段差部241は、ロータシャフト25の軸方向第2側L2の端部の位置に対する制約(更なる軸方向第2側L2への配置に対する制約)となる。
ところで、減速機83の出力部材24は、変速出力部材23Aからの出力と回転電機6の出力の組み合わせを伝達できるような強度が必要である。このため、変速出力部材23Aと出力部材24との間のスプライン嵌合部の径方向段差部241における肉厚(軸方向Lの肉厚)を比較的大きくする必要が生じる。この結果、軸方向Lで変速機4と回転電機6との間の距離が増加しやすくなり、車両用駆動装置の軸方向Lの長さが増加しやすくなる。
これに対して、本実施例によれば、上述したように、減速機83の出力部材が変速出力部材23により1ピースの軸部材として実現されるので、比較例の径方向段差部241のような径方向段差部を低減又は無くすことができる。この結果、ロータシャフト25の軸方向第2側L2の端部位置を軸方向第2側L2へと移動させることで、車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの低減を図り、車両への車両用駆動装置1の搭載性を高めることが可能となる。
例えば、本実施例では、図4Aに示すように、ロータ60とサンギヤ11との間の第1結合部33と、変速出力部材23とキャリヤ12との間の第2結合部34とは、軸方向Lで隣り合わせることができる。これにより、第1結合部33と第2結合部34との間の軸方向Lの距離の最小化(及びそれに伴い車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの低減)を図ることができる。
特に、図4及び図4Aに示す例では、サンギヤ11側のスプライン歯110の軸方向第2側L2の端部と、変速出力部材23のスプライン歯230(第2結合部34に係るスプライン歯)の軸方向第1側L1の端部とは、径方向視で重なる。これにより、第1結合部33を最大限に軸方向第2側L2に配置でき、車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの低減を図ることができる。ただし、変形例では、サンギヤ11のスプライン歯110の軸方向第2側L2の端部と、変速出力部材23のスプライン歯230の軸方向第1側L1の端部とは、径方向視で重ならない態様で、軸方向Lに隣り合ってもよい。
また、本実施例では、図4に示すように、変速出力部材23は、1ピースの軸部材として実現されるので、比較例の径方向段差部241のような径方向段差部における厚みの制約がなく、第2結合部34に係るスプライン嵌合部の強度は、スプライン幅を調整することで確保できる。具体的には、本実施例では、図4に示すように、変速出力部材23は、遊星歯車機構10の径方向内側R2を通る部位と、回転電機6の径方向内側R2を通る部位(ロータシャフト25を通過する部位)とが、略同じ外径を有することで、比較例と同様の強度を確保できる。なお、図4に示す例では、変速出力部材23は、遊星歯車機構10の径方向内側R2を通る部位において、変速出力部材23のスプライン歯230(第2結合部34に係るスプライン歯)を形成するための僅かな拡径があるだけである。このようにして、本実施例によれば、変速出力部材23の強度を確保しつつ、車両用駆動装置1の軸方向Lの長さの低減を図ることが可能となる。
また、比較例のように、遊星歯車機構10の径方向内側R2において、変速出力部材23Aと出力部材24との間のスプライン嵌合部を配置する構成では、スプライン嵌合部に起因して、遊星歯車機構10の径方向Rの配置スペースに制約が生じやすくなる。これに対して、本実施例では、遊星歯車機構10の径方向内側R2に配置される軸部材は、変速出力部材23だけとなり、遊星歯車機構10の径方向Rの配置スペースに係る制約を低減できる。従って、図4、図4A及び図4Bから分かるように、本実施例によれば、遊星歯車機構10のサンギヤ11を、比較例に比べて径方向内側R2に配置すること(例えば、サンギヤ11の内径の小径化)も可能であり、回転軸心Aまわりのレイアウトの自由度を高めることもできる。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施例の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念(独立項)とは区別した付加的効果である。
2・・・内燃機関、3A・・・後輪、4・・・変速機、23・・・変速出力部材、230・・・スプライン歯、6・・・回転電機、60・・・ロータ、25・・・ロータシャフト、250・・・スプライン歯、61・・・ステータ、10・・・遊星歯車機構、11・・・サンギヤ(第1要素)、110・・・スプライン歯、12・・・キャリヤ(第2要素)、120・・・スプライン歯、33・・・第1結合部、34・・・第2結合部、84・・・トランスファ(動力伝達機構)
Claims (5)
- 車両前部に設けられる内燃機関から車両の後輪までの動力伝達経路に配置され、前記内燃機関から伝達される回転を変速して変速出力部材に伝達する変速機と、
前記動力伝達経路における前記変速機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置され、ステータ及びロータを備える回転電機と、
前記動力伝達経路における前記回転電機よりも後輪側に、前記変速出力部材に同軸に配置される遊星歯車機構と、
前記ロータ及び前記遊星歯車機構の第1要素に結合される中空のロータシャフトと、を備え、
前記変速出力部材は、前記遊星歯車機構の第2要素に結合され、かつ、前記変速機から前記ロータシャフトの内部を軸方向に貫通する1ピースの形態である、車両用駆動装置。 - 前記ロータと前記第1要素との間の第1結合部と、前記変速出力部材と前記第2要素との間の第2結合部とは、軸方向で隣り合う、請求項1に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1要素は、サンギヤであり、前記第2要素は、キャリヤであり、
前記キャリヤの内周面に形成されるスプライン歯と、前記変速出力部材の外周面に形成されるスプライン歯とが噛み合うことにより、前記第2結合部を形成する、請求項2に記載の車両用駆動装置。 - 前記サンギヤの内周面に形成されるスプライン歯と、前記ロータシャフトの外周面に形成されるスプライン歯とが噛み合うことにより、前記第1結合部を形成し、
前記変速出力部材の前記スプライン歯と前記サンギヤの前記スプライン歯とは、径方向視で重なる、請求項3に記載の車両用駆動装置。 - 前記動力伝達経路における前記変速機よりも後輪側に動力伝達機構を更に備え、
前記変速出力部材は、前記ロータシャフトの内部を通って軸方向外側で露出する両端部が、前記変速機及び前記動力伝達機構に結合される、請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
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2021
- 2021-10-27 JP JP2021175552A patent/JP2023065019A/ja active Pending
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