JP3838364B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の駆動力源の動力を車輪に伝達することの可能なハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の駆動力源を搭載した車両、すなわちハイブリッド車が知られており、このようなハイブリッド車に用いられる駆動装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているハイブリッドトランスミッションは、ハウジングの内部に入力シャフト部材および中央シャフト部材および出力シャフト部材が配置されており、各シャフト部材が、共通の軸線を中心として回転する構成となっている。中央シャフト部材の外周には、スリーブシャフトが取り付けられており、中央シャフト部材とスリーブシャフトとが、相対回転する構成となっている。また、ハウジングの内部には、中央シャフト部材と同心状に、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットおよび第３遊星ギヤサブセットが設けられている。各遊星ギヤサブセットは、太陽ギヤおよびリングギヤと、太陽ギヤおよびリングギヤに噛合する遊星ギヤと、遊星ギヤを支持するキャリヤとを有している。また、軸線方向において、第２遊星ギヤセットと第３遊星ギヤセットとの間には、第１モータ／発電機および第２モータ／発電機が配置されている。
【０００３】
前記第１遊星ギヤサブセットのリングギヤと、入力シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第１遊星ギヤサブセットのキャリヤと、中央シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第１遊星ギヤサブセットのリングギヤと、第２遊星ギヤセットのリングギヤとが一体回転可能に連結されている。また、第２遊星ギヤサブセットのキャリヤと、中央シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第２遊星ギヤサブセットの太陽ギヤと、スリーブシャフトとが一体回転可能に連結されている。
【０００４】
前記第１モータ／発電機は第１ロータおよび第１ステータを有し、第１ステータはハウジングに固定されている。また、第２ロータには連結フランジが固定され、第２遊星ギヤサブセットの太陽ギヤと、連結フランジとが一体回転可能に連結されている。また、第２モータ／発電機は第２ロータおよび第２ステータを有し、第２ステータはハウジングに固定されている。前記第３遊星ギヤサブセットのスリーブ状太陽ギヤは、中央シャフトの外側に取り付けられており、第３遊星ギヤサブセットのスリーブ状太陽ギヤと、中央シャフトとが相対回転可能である。
【０００５】
さらに、第２モータ／発電機の第２ロータには連結フランジが固定され、その連結フランジと、スリーブシャフトおよびスリーブ状太陽ギヤとが一体回転可能に連結されている。また、中央シャフト部材と、第３遊星ギヤサブセットのキャリヤとを係合・解放するトルク伝達装置（クラッチ）が設けられている。そして、第３遊星ギヤサブセットのキャリヤと、出力シャフト部材とが一体回転可能に連結されている。さらに、第３遊星ギヤサブセットのリングギヤの回転を規制するトルク伝達装置（ブレーキ）が設けられている。上記構成において、各遊星ギヤサブセットに動力が伝達された場合は、その遊星ギヤサブセットを構成するギヤ同士が相対回転する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３５９３１号公報（段落番号００１３ないし段落番号００３２、図１ないし図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各遊星ギヤサブセットを構成するギヤとして、はす歯歯車が用いられている場合は、歯車同士の噛み合い部分に生じる力の分力が軸線方向に生じる。この分力は、各遊星ギヤサブセットを構成するギヤ同士を、軸線方向に相対移動させようとする力となる。そこで、各遊星歯車装置の各ギヤ同士が軸線方向に相対移動することを規制するため、各ギヤ同士を軸線方向に位置決めした状態で、遊星歯車装置を取り付けることが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１においては、軸線方向において、第１モータ／発電機および第２モータ／発電機の両側に、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットと、第３遊星ギヤサブセットとが別々に配置されているため、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットを構成する各ギヤの位置決めをおこなう位置決め機構と、第３遊星ギヤサブセットを構成する各ギヤの位置決め機構とを、それぞれ別々に設ける必要があった。
【０００９】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、複数の遊星歯車装置の各ギヤを軸線方向に位置決めする機構を、複数の遊星歯車装置毎に別々に設けずに済むハイブリッド駆動装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に前記第２の駆動力源が配置されているハイブリッド駆動装置において、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けられていることを特徴とする発明である。
【００１１】
請求項１の発明によれば、単一の位置決め機構が、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなう機能を兼備する。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記位置決め機構は、前記回転軸線方向の位置決め力を、前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置に分配する位置決め力分配機構を有しており、この位置決め力分配機構により分配された位置決め力により、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤおよび前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが、回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする発明である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、回転軸線方向の位置決め力が、位置決め力分配機構により、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に分配される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記第１の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第１の回転部材と、前記第２の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第２の回転部材とを有し、前記第１の回転部材には第１の端面が形成され、前記第２の回転部材には第２の端面が形成され、前記第１の端面と前記第２の端面とが接触されて前記位置決め力分配機構が形成されていることを特徴とする発明である。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、動力伝達をおこなうために、予め第１の回転部材および第２の回転部材が設けられており、その第１の回転部材に形成された第１の端面と、第２の回転部材に形成された第２の端面とを接触させて、位置決め力分配機構が形成される。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記第１の駆動力源の動力が、前記第１の遊星歯車装置に伝達されると、この第１の遊星歯車装置から出力される動力が、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材を経由して前記車輪に伝達される構成であることを特徴とする発明である。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が、第１の遊星歯車装置に伝達されると、第１の遊星歯車装置から出力された動力が、第１の回転部材および第２の回転部材を経由して車輪に伝達される。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項３の構成に加えて、前記第２の回転部材には軸孔が形成され、前記第１の回転部材の一部が軸孔に配置されているとともに、前記第１回転部材であって、前記軸孔に配置されている部分に前記第１の端面が形成され、前記第２の回転部材であって、前記軸孔内に臨む箇所に前記第２の端面が形成されていることを特徴とする発明である。
【００１９】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明と同様の作用が生じる他に、第２の回転部材には軸孔が形成され、第１の回転部材の一部が軸孔に配置されているとともに、軸孔の内部で第１の端面と第２の端面とが接触して、位置決め力分配機構が形成される。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかの構成に加えて、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが相対回転不可能に連結されていることを特徴とする発明である。
【００２１】
請求項６の発明によれば、請求項３ないし５のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、第１の端面と第２の端面とが相対回転しないため、各端面の摩耗を抑制できる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項３ないし６のいずれかの構成に加えて、前記第２の回転部材を支持し、かつ、ケーシングに取り付けられた軸受と、前記回転軸線方向におけるケーシングと軸受との相対位置を調整するシムとが設けられており、前記位置決め機構には、この軸受およびシムが含まれているとともに、前記回転軸線方向におけるシムの厚さに応じて、前記軸線方向における軸受の位置が変化し、その軸受の位置変化に応じて、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされ、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが前記回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする発明である。
【００２３】
請求項７の発明によれば、請求項３ないし６のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、回転軸線方向におけるシムの厚さを調整することにより、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされ、かつ、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされる。
【００２４】
請求項８の発明は、第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に隔壁が設けられているハイブリッド駆動装置において、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けられていることを特徴とする発明である。
【００２５】
請求項８の発明によれば、単一の位置決め機構が、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなう機能を兼備する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の一実施例であるＦ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車両（以下、車両と略記する）のドライブトレーンを示す断面図である。図１において、車両は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２，３を有している。このエンジン１のクランクシャフト４は、車両の前後方向に配置された回転軸線Ａ１を中心として回転可能である。
【００２７】
一方、エンジン１の後方にはケーシング５が設けられており、ケーシング５は、車両の前後方向に分割された第１の構成部１０２および第２の構成部１０３および第３の構成部１０４を有している。ケーシング５は、金属材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などにより構成されている。そして、第１の構成部１０２と第２の構成部１０３とがねじ部材（図示せず）により固定され、第２の構成部１０３と第３の構成部１０４とがねじ部材（図示せず）により固定されている。
【００２８】
ケーシング５の内部にはモータ・ジェネレータ２，３が配置されている。モータ・ジェネレータ２は、第１の構成部１０２の内部に配置されており、モータ・ジェネレータ２は、ロータ６およびステータ７を有し、ステータ７はケーシング５に固定されている。ロータ６は中空シャフト８に取り付けられている。また、ケーシング５の内部にはインプットシャフト９が設けられており、インプットシャフト９の外側に中空シャフト８が取り付けられている。さらに、中空シャフト８とインプットシャフト９とは相対回転可能である。インプットシャフト９には軸孔１０１が形成されている。
【００２９】
前記ケーシング５の内部であって、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ２との間には、動力分配装置１０が配置されている。この動力分配装置１０は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置１０は、中空シャフト８と一体回転するサンギヤ１１と、サンギヤ１１と同心状に配置されたリングギヤ１２と、サンギヤ１１およびリングギヤ１２に噛合するピニオンギヤ１３を保持したキャリヤ１４とを有している。キャリヤ１４はインプットシャフト９と一体回転する構成となっている。サンギヤ１１と中空シャフト８とはスプライン嵌合により連結されており、サンギヤ１１と中空シャフト８とは、回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３０】
前記モータ・ジェネレータ３は、第２の構成部１０３の内部に配置されている。モータ・ジェネレータ３は、ロータ１５およびステータ１６を有し、ステータ６はケーシング５に固定されている。ロータ１５は中空シャフト１７に取り付けられている。また、ケーシング５の内部、より具体的には、中空シャフト１７内にインターミディエイトシャフト１８が設けられており、インターミディエイトシャフト１８の外側に中空シャフト１７が取り付けられている。中空シャフト１７とインターミディエイトシャフト１８とは相対回転可能である。さらに、インターミディエイトシャフト１８の一部は、インプットシャフト９の軸孔１０１内に配置されており、インプットシャフト９とインターミディエイトシャフト１８とは、相対回転可能であり、かつ、回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３１】
さらにケーシング５の内部であって、車両の前後方向でモータ・ジェネレータ３よりも後方には、リダクション機構（減速機）１９が設けられている。このリダクション機構１９は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、リダクション機構１９は、中空シャフト１７と一体回転するサンギヤ２０と、サンギヤ２０と同心状に配置されたリングギヤ２１と、サンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛合するピニオンギヤ２２を保持したキャリヤ２３とを有している。このキャリヤ２３はケーシング５に固定されている。
【００３２】
さらに、インターミディエイトシャフト１８と、動力分配装置１０のリングギヤ１２とが環状のプレート２４により連結されて、リングギヤ１２とインターミディエイトシャフト１８とが一体回転する構成となっている。さらにまた、ケーシング５の内部には、アウトプットシャフト２５が配置されており、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とが一体回転可能である。すなわち、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とはスプライン嵌合により連結されている。また、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とは回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３３】
さらに、アウトプットシャフト２５には環状のプレート２６が固定されている。このプレート２６とリダクション機構１９のリングギヤ２１とがスプライン嵌合されている。つまり、アウトプットシャフト２５とリングギヤ２１とは一体回転可能である。このように、回転軸線方向において、インプットシャフト９とアウトプットシャフト２５との間に、インターミディエイトシャフト１８が配置されている。そして、インプットシャフト９およびインターミディエイトシャフト１８およびアウトプットシャフト２５は、いずれも回転軸線Ａ１を中心として回転可能である。
【００３４】
さらに、アウトプットシャフト２５の外周であって、車両の前後方向で、プレート２６よりも後方にはパーキングギヤ２７が取り付けられている。パーキングギヤ２７は、第３の構成部１０４の内部に配置されている。パワートレーン上記構成において、動力分配装置１０を構成する各ギヤ、およびリダクション機構１９を構成する各ギヤは、いずれもはす歯歯車となっている。
【００３５】
つぎに、インプットシャフト９、インターミディエイトシャフト１８、アウトプットシャフト２５、中空シャフト８，１７の支持構造およびおよび連結構造および位置決め構造について説明する。ケーシング５の内部には隔壁２８，２９が配置されている。隔壁２８，２９は車両の前後方向の異なる位置に配置されており、隔壁２８と隔壁２９との間にモータ・ジェネレータ２が配置されている。そして、車両の前後方向で前方に配置された隔壁２８の内周には軸受３０が取り付けられており、軸受３０により中空シャフト８が回転可能に支持されている。この軸受３０の外輪は隔壁２８に嵌合固定され、軸受３０の内輪は中空シャフト８の外周に嵌合固定されている。
【００３６】
具体的には、隔壁２８には環状の端面３１が形成され、中空シャフト８には環状の端面３２が形成されている。車両の前後方向で、端面３１は端面３２よりも前方に位置している。そして、軸受２９の外輪が端面３１に接触し、軸受２９の内輪が端面３２に接触している。上記構成の軸受３０は、ラジアル軸受としての機能と、スラスト軸受としての機能とを兼備している。さらにまた、隔壁２９の内周には軸受３３が取り付けられており、軸受３３により中空シャフト８が回転可能に支持されている。なお、中空シャフト８とインプットシャフト９との間にも軸受（図示せず）が配置されており、中空シャフト８とインプットシャフト９とが相対回転可能となっている。
【００３７】
図２は、動力分配装置１０を含む部分の拡大断面図である。サンギヤ１１の端面３４と中空シャフト８の端面３５とが接触している。また、インプットシャフト９であって、サンギヤ１１とプレート２４との間には、外向きフランジ３６が形成されている。この外向きフランジ３６とサンギヤ１１との間に、スラスト軸受３７が配置されている。また、外向きフランジ３６とプレート２４との間にも、スラスト軸受３８が配置されている。
【００３８】
さらに、ケーシング５の内部であって、動力分配装置１０とリダクション機構１９との間には、隔壁３９，４０が形成されている。この隔壁３９により、モータ・ジェネレータ３を配置する空間と、動力分配装置１０を配置する空間とが、回転軸線方向に区画されている。また、隔壁４０により、モータ・ジェネレータ３を配置する空間と、リダクション機構１９を配置する空間とが、回転軸線方向に区画されている。隔壁３９には軸受４１が取り付けられており、隔壁４０には軸受４２が取り付けられている。この軸受４１，４２により中空シャフト１７が回転可能に保持されている。
【００３９】
図３は、リダクション機構１９を含む部分の拡大断面図である。アウトプットシャフト２５には、回転軸線Ａ１を中心とする軸孔４３が形成されており、軸孔４３内に、インターミディエイトシャフト１８の一部が配置されている。アウトプットシャフト２５には、軸孔４３に臨む端面４４が形成されている。また、インターミディエイトシャフト１８の端部には端面４５が形成されており、端面４４と端面４５とが接触されている。
【００４０】
さらに、ケーシング５であって、車両の前後方向の後端には内向きフランジ４６が形成されており、内向きフランジ４６には軸受４７が取り付けられている。軸受４７は、ラジアル軸受としての機能と、スラスト軸受としての機能を兼備している。軸受４７の外輪４８が内向きフランジ４６に嵌合固定され、軸受４７の内輪４９がアウトプットシャフト２５の外周に嵌合固定されている。このようにして、アウトプットシャフト２５が回転可能に保持されている。また、内向きフランジ４６には端面５０が形成されており、端面５０と外輪４８の端面とが接触している。
【００４１】
さらに、パーキングギヤ２７は円筒部５１を有しており、円筒部５１がアウトプットシャフト２５の外周に取り付けられている。さらに、アウトプットシャフト２５には外向きフランジ５２が形成されており、外向きフランジ５２にプレート２６が連結されている。そして、外向きフランジ５２と、内輪４９との間に円筒部５１が配置されているとともに、円筒部５１の両端面と、内輪４９および外向きフランジ５２とが接触されている。さらに軸受４７の外輪４８と端面５０との間には、金属製のシム５３が配置されている。さらにまた、プレート２６とキャリヤ２３との間には、環状のワッシャ５４が設けられているこのワッシャ５４は樹脂製である。なお、この実施例において各種の端面は、回転軸線Ａ１とほぼ直交する平面を意味する。
【００４２】
つぎに、車両の制御について説明する。まず、車両が停止している際にエンジン１を始動する場合は、モータ・ジェネレータ２を電動機として駆動させる。そして、モータ・ジェネレータ２のトルクが、サンギヤ１１に伝達されると、リングギヤ１２が反力要素となり、キャリヤ１４が回転する。このキャリヤ１４のトルクは、インプットシャフト９を経由してエンジン１に伝達される。
【００４３】
このようにして、エンジン１がクランキングされるとともに、エンジン１で燃料が燃焼されて、エンジン１が自律回転可能になる。このエンジン１のトルクは、インプットシャフト９を経由して動力分配装置１０のキャリヤ１４に伝達される。動力分配装置１０に伝達されたトルクはリングギヤ１２から出力され、リングギヤ１２から出力されたトルクは、インターミディエイトシャフト１８およびアウトプットシャフト２５を経由して車輪１００に伝達される。なお、エンジン１から動力分配装置１０に伝達された動力の一部を、サンギヤ１１を経由させてモータ・ジェネレータ２に伝達し、モータ・ジェネレータ２を発電機として起動させることも可能である。このように、動力分配装置１０は、エンジン１の動力を、車輪とモータ・ジェネレータ２とに分配する機能を備えている。
【００４４】
これに対して、モータ・ジェネレータ３が電動機として駆動された場合は、モータ・ジェネレータ３のトルクが、リダクション機構１９およびアウトプットシャフト２５を経由して車輪１００に伝達される。この場合、キャリヤ２３は停止しており、そのキャリヤ２３が反力要素となる。したがって、モータ・ジェネレータ３の回転方向とアウトプットシャフト２５の回転方向とが逆となる。また、モータ・ジェネレータ３の回転速度に対して、アウトプットシャフト２５の回転速度は減速される。このように、図１に示す車両においては、エンジン１またはモータ・ジェネレータ３のうち、少なくとも一方の動力を車輪１００に伝達することができる。なお、車両の惰力走行時には、車両の運動エネルギを、車輪１００、アウトプットシャフト２５を経由してモータ・ジェネレータ３に伝達し、モータ・ジェネレータ３を発電機として起動させることも可能である。
【００４５】
上記のように、動力分配装置１０を構成するギヤ、リダクション機構１９を構成するギヤがはす歯歯車で構成されているため、動力分配装置１０およびリダクション機構１９にトルクが伝達されると、噛み合い力に応じた分力が回転軸線方向に発生する。その結果、動力分配装置１０を構成するギヤおよびリダクションギヤ１９を構成するギヤにスラスト荷重が加わる。以下、このスラスト荷重を受ける原理を具体的に説明する。
【００４６】
まず、動力分配装置１０のリングギヤ１２を、車両の後方に押圧する向きのスラスト荷重が生じた場合、このスラスト荷重は、プレート２４を経由してインターミディエイトシャフト１８に伝達される。インターミディエイトシャフト１８に伝達されたスラスト荷重は、端面４５と端面４４との接触部分を経由して、アウトプットシャフト２５に伝達される。アウトプットシャフト２５に伝達されたスラスト荷重は、パーキングギヤ２７および軸受４７およびシム５３を経由して、内向きフランジ４６で受け止められる。このように、車両の後方に向けて生じるインターミディエイトシャフト１８のスラスト荷重を、ケーシング５で受ける構成となっている。ここで、軸受４７は、アウトプットシャフト２５を保持するために、元々設けられている軸受である。したがって、リングギヤ１２へ、車両の後方に向けてスラスト荷重が加えられた場合に、ケーシング５に伝達するために専用のスラスト軸受を設けずに済み、部品点数の増加を抑制できる。
【００４７】
一方、リダクション機構１９のリングギヤ２１を車両の前方に押圧する向きのスラスト荷重が生じた場合、このスラスト荷重は、プレート２６およびアウトプットシャフト２５、および端面４４と端面４５との接触部分を経由して、インターミディエイトシャフト１８に伝達される。インターミディエイトシャフト１８に伝達されたスラスト荷重は、プレート２４およびスラスト軸受３８を経由してインプットシャフト９の外向きフランジ３６に伝達される。外向きフランジ３６に伝達されたスラスト荷重は、スラスト軸受３７を経由してサンギヤ１１に伝達される。サンギヤ１１に伝達されたスラスト荷重は、端面３４と端面３５との接触部分を経由して中空シャフト８に伝達される。中空シャフト８に伝達されたスラスト荷重は、軸受３０を経由して隔壁２８で受け止められる。
【００４８】
このように、車両の前方に向けて生じるリングギヤ２１のスラスト荷重を、ケーシング５で受ける構成となっている。したがって、プレート２６とキャリヤ２３との間に軸受を設けて、車両の前方に向けて生じるリングギヤ２１のスラスト荷重を、その軸受を経由させてケーシング５に伝達するような構成を採用せずに済み、部品点数の増加を抑制できる。さらに、ワッシャ５４は、プレート２６とキャリヤ２３との接触を回避する隙間を設定する機能を発揮する強度があれば済み、スラスト荷重を受けるための強度は不要である。
【００４９】
さらに、この実施例においては、シム５３の厚さ、すなわち、回転軸線方向の寸法を調整することにより、軸受４７、パーキングギヤ２７、アウトプットシャフト２５、リングギヤ２１、インターミディエイトシャフト１８、リングギヤ１６、インプットシャフト９、サンギヤ１１、中空シャフト８などの部品を、図１に示すドライブトレーンの組み立て工程において、回転軸線方向に位置決めすることが可能である。つまり、この実施例においては、動力分配装置１０とリダクション機構１９とで、別々に位置決め用のシムを設けずに済む。また、この実施例においては、端面４４，４５が、アウトプットシャフト２５の軸孔４３の内部に配置されるため、ケーシング５の内部の異物が、端面４４と端面４５との間に侵入にすることを抑制できる。したがって、回転軸線方向において、動力分配装置１０を構成する各ギヤの位置決め精度の低下と、リダクション機構１９を構成する各ギヤの位置決め精度の低下を抑制できる。なお、この実施例において、リダクション機構１９に代えて、変速機を用いることも可能である。この変速機は、減速、増速、直結など、入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比である変速比を変更可能である。
【００５０】
この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン１が、この発明の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２が、この発明の回転装置に相当し、動力分配装置１０が、この発明の第１の遊星歯車装置に相当し、モータ・ジェネレータ３が、この発明の第２の駆動力源に相当し、リダクション機構１９が、この発明の第２の遊星歯車装置に相当し、サンギヤ１１、リングギヤ１２、ピニオンギヤ１３が、この発明の第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤに相当し、サンギヤ２０、リングギヤ２１、ピニオンギヤ２２が、この発明の第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤに相当する。
【００５１】
また、シム５３、軸受４７、パーキングギヤ２７、アウトプットシャフト２５、プレート２４，２６、インターミディエイトシャフト１８などが、この発明の位置決め機構に相当し、アウトプットシャフト２５、インターミディエイトシャフト１８が、この発明の位置決め力分配機構に相当し、動力分配装置１０のリングギヤ１２が、この発明の第１の遊星歯車装置のいずれかのギヤに相当し、プレート２４、インターミディエイトシャフト１８が、この発明の第１の回転部材に相当し、リダクション機構１９のリングギヤ２１が、この発明の第２の遊星歯車装置のいずれかのギヤに相当し、プレート２６、アウトプットシャフト２５が、この発明の第２の回転部材に相当し、端面４５が、この発明の第１の端面に相当し、端面４４が、この発明の第２の端面に相当すし、隔壁３９，４０が、この発明の隔壁に相当する。なお、この発明の第１の遊星歯車装置または第２の遊星歯車装置のうちの少なくとも一方には、シングルピニオン形式の遊星歯車装置、ダブルピニオン形式の遊星歯車装置、ステップドピニオン形式の遊星歯車装置、ラビニョ形式の遊星歯車装置などが含まれる。
【００５２】
つぎに、モータ・ジェネレータ２，３を冷却する冷却装置について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、ケーシング５の略示的な正面図、図５は、第１の構成部１０２および第２の構成部１０３の端面図である。図５を詳しく説明すると、第１の構成部１０２と第２の構成部１０３との接触面（合わせ面）を表す端面図である。なお、図５においては、第１の構成部１０２および第２の構成部１０３を包括的に示している。
【００５３】
第１の構成部１０２の外面には冷却水ジャケット１０５が形成されており、その冷却水ジャケット１０５内には放熱フィン１０６が形成されている。これに対して、第２の構成部１０３の外面には冷却水ジャケット１０７が形成されており、その冷却水ジャケット１０７内には放熱フィン１０８が形成されている。つまり、冷却水ジャケット１０６と冷却水ジャケット１０７とは、前記回転軸線方向で異なる位置に配置されている。そして、第１の構成部１０２の外面には、管形状の通路１０９が形成され、第２の構成部１０３の外面には、管形状の通路１１０が形成されている。通路１０９は冷却水ジャケット１０６に連通され、通路１１０は冷却水ジャケット１０７に連通されている。そして、通路１０９と通路１１０とが連通されている。なお、冷却水ジャケット１０６を密閉する蓋１１１が設けられており、冷却水ジャケット１０７を密閉する蓋１１２が設けられている。
【００５４】
図４および図５の構成においては、前述のモータ・ジェネレータ２，３の熱がケーシング５に伝達されるとともに、ケーシング５の熱が冷却水ジャケット１０６，１０７の冷却水に伝達されて、ケーシング５が冷却される。したがって、モータ・ジェネレータ２，３の温度上昇が抑制される。また、図４および図５においては、第１構成部１０２と第２構成部１０３との合わせ部分に、管形状の通路１０９，１１０が形成されて、ケーシング５の剛性が高められている。さらに、通路１０９，１１０が連通されているため、冷却水用のパイプなどの取り回し長さを減少させることが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、単一の位置決め機構により、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなうことが可能である。したがって、部品点数の増加を抑制できる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、回転軸線方向の位置決め力を、位置決め力分配機構により、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に分配することが可能となる。したがって、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に対応して、回転方向の位置決め力を別々に生じさせずに済み、部品点数の増加を一層抑制できる。
【００５７】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得ることができる他に、動力伝達をおこなうために、予め設けられている第１の回転部材および第２の回転部材を利用して、力伝達機構を構成することができる。したがって、専用の部品を設けずに済み、部品点数を増加を一層抑制できる。
【００５８】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力を第１の遊星歯車装置に伝達するとともに、第１の遊星歯車装置から出力された動力を、第１の回転部材および第２の回転部材を経由して車輪に伝達することができる。
【００５９】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得ることができる他に、第２の回転部材には軸孔が形成されているとともに、軸孔の内部で第１の端面と第２の端面とを接触させて、位置決め力分配機構を形成することができる。したがって、第１の端面と第２の端面との間に異物が侵入することを抑制でき、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度と、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度とが低下することを抑制できる。
【００６０】
請求項６の発明によれば、請求項３ないし５のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の端面と第２の端面とが相対回転しないため、各端面の摩耗を抑制できる。したがって、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度と、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度とが低下することを、一層抑制できる。
【００６１】
請求項７の発明によれば、請求項３ないし６のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる他に、回転軸線方向におけるシムの厚さを調整することにより、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを、回転軸線方向に位置決めすることができるとともに、かつ、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを、回転軸線方向に位置決めすることができる。
【００６２】
請求項８の発明によれば、単一の位置決め機構により、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなうことが可能である。したがって、部品点数の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の対象例であるハイブリッド車両のパワートレーンの構成例を示す断面図である。
【図２】 図１に示された動力分配装置を含む部分の断面図である。
【図３】 図１に示されたリダクション機構を含む部分の断面図である。
【図４】 図１に示されたモータ・ジェネレータの冷却装置を示す正面図である。
【図５】 図４に示された冷却装置の構造を示し、ケーシングを構成する第１の構成部および第２の構成部の端面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２，３…モータ・ジェネレータ、 １０…動力分配装置、 １１，２０…サンギヤ、 １３，２２…ピニオンギヤ、 １８…インターミディエイトシャフト、 １９…リダクション機構、 ２１，２１…リングギヤ、 ２４，２６…プレート、 ２５…アウトプットシャフト、 ２７…パーキングギヤ、 ３９，４０…隔壁、 ４４，４５…端面、 ４３…軸孔、 ４７…軸受、 ５３…シム、 １００…車輪、 Ａ１…回転軸線。
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の駆動力源の動力を車輪に伝達することの可能なハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の駆動力源を搭載した車両、すなわちハイブリッド車が知られており、このようなハイブリッド車に用いられる駆動装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているハイブリッドトランスミッションは、ハウジングの内部に入力シャフト部材および中央シャフト部材および出力シャフト部材が配置されており、各シャフト部材が、共通の軸線を中心として回転する構成となっている。中央シャフト部材の外周には、スリーブシャフトが取り付けられており、中央シャフト部材とスリーブシャフトとが、相対回転する構成となっている。また、ハウジングの内部には、中央シャフト部材と同心状に、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットおよび第３遊星ギヤサブセットが設けられている。各遊星ギヤサブセットは、太陽ギヤおよびリングギヤと、太陽ギヤおよびリングギヤに噛合する遊星ギヤと、遊星ギヤを支持するキャリヤとを有している。また、軸線方向において、第２遊星ギヤセットと第３遊星ギヤセットとの間には、第１モータ／発電機および第２モータ／発電機が配置されている。
【０００３】
前記第１遊星ギヤサブセットのリングギヤと、入力シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第１遊星ギヤサブセットのキャリヤと、中央シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第１遊星ギヤサブセットのリングギヤと、第２遊星ギヤセットのリングギヤとが一体回転可能に連結されている。また、第２遊星ギヤサブセットのキャリヤと、中央シャフト部材とが一体回転可能に連結され、第２遊星ギヤサブセットの太陽ギヤと、スリーブシャフトとが一体回転可能に連結されている。
【０００４】
前記第１モータ／発電機は第１ロータおよび第１ステータを有し、第１ステータはハウジングに固定されている。また、第２ロータには連結フランジが固定され、第２遊星ギヤサブセットの太陽ギヤと、連結フランジとが一体回転可能に連結されている。また、第２モータ／発電機は第２ロータおよび第２ステータを有し、第２ステータはハウジングに固定されている。前記第３遊星ギヤサブセットのスリーブ状太陽ギヤは、中央シャフトの外側に取り付けられており、第３遊星ギヤサブセットのスリーブ状太陽ギヤと、中央シャフトとが相対回転可能である。
【０００５】
さらに、第２モータ／発電機の第２ロータには連結フランジが固定され、その連結フランジと、スリーブシャフトおよびスリーブ状太陽ギヤとが一体回転可能に連結されている。また、中央シャフト部材と、第３遊星ギヤサブセットのキャリヤとを係合・解放するトルク伝達装置（クラッチ）が設けられている。そして、第３遊星ギヤサブセットのキャリヤと、出力シャフト部材とが一体回転可能に連結されている。さらに、第３遊星ギヤサブセットのリングギヤの回転を規制するトルク伝達装置（ブレーキ）が設けられている。上記構成において、各遊星ギヤサブセットに動力が伝達された場合は、その遊星ギヤサブセットを構成するギヤ同士が相対回転する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３５９３１号公報（段落番号００１３ないし段落番号００３２、図１ないし図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各遊星ギヤサブセットを構成するギヤとして、はす歯歯車が用いられている場合は、歯車同士の噛み合い部分に生じる力の分力が軸線方向に生じる。この分力は、各遊星ギヤサブセットを構成するギヤ同士を、軸線方向に相対移動させようとする力となる。そこで、各遊星歯車装置の各ギヤ同士が軸線方向に相対移動することを規制するため、各ギヤ同士を軸線方向に位置決めした状態で、遊星歯車装置を取り付けることが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１においては、軸線方向において、第１モータ／発電機および第２モータ／発電機の両側に、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットと、第３遊星ギヤサブセットとが別々に配置されているため、第１遊星ギヤサブセットおよび第２遊星ギヤサブセットを構成する各ギヤの位置決めをおこなう位置決め機構と、第３遊星ギヤサブセットを構成する各ギヤの位置決め機構とを、それぞれ別々に設ける必要があった。
【０００９】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、複数の遊星歯車装置の各ギヤを軸線方向に位置決めする機構を、複数の遊星歯車装置毎に別々に設けずに済むハイブリッド駆動装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に前記第２の駆動力源が配置されているハイブリッド駆動装置において、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けられていることを特徴とする発明である。
【００１１】
請求項１の発明によれば、単一の位置決め機構が、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなう機能を兼備する。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記位置決め機構は、前記回転軸線方向の位置決め力を、前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置に分配する位置決め力分配機構を有しており、この位置決め力分配機構により分配された位置決め力により、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤおよび前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが、回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする発明である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、回転軸線方向の位置決め力が、位置決め力分配機構により、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に分配される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記第１の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第１の回転部材と、前記第２の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第２の回転部材とを有し、前記第１の回転部材には第１の端面が形成され、前記第２の回転部材には第２の端面が形成され、前記第１の端面と前記第２の端面とが接触されて前記位置決め力分配機構が形成されていることを特徴とする発明である。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、動力伝達をおこなうために、予め第１の回転部材および第２の回転部材が設けられており、その第１の回転部材に形成された第１の端面と、第２の回転部材に形成された第２の端面とを接触させて、位置決め力分配機構が形成される。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記第１の駆動力源の動力が、前記第１の遊星歯車装置に伝達されると、この第１の遊星歯車装置から出力される動力が、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材を経由して前記車輪に伝達される構成であることを特徴とする発明である。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が、第１の遊星歯車装置に伝達されると、第１の遊星歯車装置から出力された動力が、第１の回転部材および第２の回転部材を経由して車輪に伝達される。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項３の構成に加えて、前記第２の回転部材には軸孔が形成され、前記第１の回転部材の一部が軸孔に配置されているとともに、前記第１回転部材であって、前記軸孔に配置されている部分に前記第１の端面が形成され、前記第２の回転部材であって、前記軸孔内に臨む箇所に前記第２の端面が形成されていることを特徴とする発明である。
【００１９】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明と同様の作用が生じる他に、第２の回転部材には軸孔が形成され、第１の回転部材の一部が軸孔に配置されているとともに、軸孔の内部で第１の端面と第２の端面とが接触して、位置決め力分配機構が形成される。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかの構成に加えて、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが相対回転不可能に連結されていることを特徴とする発明である。
【００２１】
請求項６の発明によれば、請求項３ないし５のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、第１の端面と第２の端面とが相対回転しないため、各端面の摩耗を抑制できる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項３ないし６のいずれかの構成に加えて、前記第２の回転部材を支持し、かつ、ケーシングに取り付けられた軸受と、前記回転軸線方向におけるケーシングと軸受との相対位置を調整するシムとが設けられており、前記位置決め機構には、この軸受およびシムが含まれているとともに、前記回転軸線方向におけるシムの厚さに応じて、前記軸線方向における軸受の位置が変化し、その軸受の位置変化に応じて、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされ、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが前記回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする発明である。
【００２３】
請求項７の発明によれば、請求項３ないし６のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、回転軸線方向におけるシムの厚さを調整することにより、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされ、かつ、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされる。
【００２４】
請求項８の発明は、第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に隔壁が設けられているハイブリッド駆動装置において、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けられていることを特徴とする発明である。
【００２５】
請求項８の発明によれば、単一の位置決め機構が、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなう機能を兼備する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の一実施例であるＦ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車両（以下、車両と略記する）のドライブトレーンを示す断面図である。図１において、車両は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２，３を有している。このエンジン１のクランクシャフト４は、車両の前後方向に配置された回転軸線Ａ１を中心として回転可能である。
【００２７】
一方、エンジン１の後方にはケーシング５が設けられており、ケーシング５は、車両の前後方向に分割された第１の構成部１０２および第２の構成部１０３および第３の構成部１０４を有している。ケーシング５は、金属材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などにより構成されている。そして、第１の構成部１０２と第２の構成部１０３とがねじ部材（図示せず）により固定され、第２の構成部１０３と第３の構成部１０４とがねじ部材（図示せず）により固定されている。
【００２８】
ケーシング５の内部にはモータ・ジェネレータ２，３が配置されている。モータ・ジェネレータ２は、第１の構成部１０２の内部に配置されており、モータ・ジェネレータ２は、ロータ６およびステータ７を有し、ステータ７はケーシング５に固定されている。ロータ６は中空シャフト８に取り付けられている。また、ケーシング５の内部にはインプットシャフト９が設けられており、インプットシャフト９の外側に中空シャフト８が取り付けられている。さらに、中空シャフト８とインプットシャフト９とは相対回転可能である。インプットシャフト９には軸孔１０１が形成されている。
【００２９】
前記ケーシング５の内部であって、モータ・ジェネレータ２とモータ・ジェネレータ２との間には、動力分配装置１０が配置されている。この動力分配装置１０は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置１０は、中空シャフト８と一体回転するサンギヤ１１と、サンギヤ１１と同心状に配置されたリングギヤ１２と、サンギヤ１１およびリングギヤ１２に噛合するピニオンギヤ１３を保持したキャリヤ１４とを有している。キャリヤ１４はインプットシャフト９と一体回転する構成となっている。サンギヤ１１と中空シャフト８とはスプライン嵌合により連結されており、サンギヤ１１と中空シャフト８とは、回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３０】
前記モータ・ジェネレータ３は、第２の構成部１０３の内部に配置されている。モータ・ジェネレータ３は、ロータ１５およびステータ１６を有し、ステータ６はケーシング５に固定されている。ロータ１５は中空シャフト１７に取り付けられている。また、ケーシング５の内部、より具体的には、中空シャフト１７内にインターミディエイトシャフト１８が設けられており、インターミディエイトシャフト１８の外側に中空シャフト１７が取り付けられている。中空シャフト１７とインターミディエイトシャフト１８とは相対回転可能である。さらに、インターミディエイトシャフト１８の一部は、インプットシャフト９の軸孔１０１内に配置されており、インプットシャフト９とインターミディエイトシャフト１８とは、相対回転可能であり、かつ、回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３１】
さらにケーシング５の内部であって、車両の前後方向でモータ・ジェネレータ３よりも後方には、リダクション機構（減速機）１９が設けられている。このリダクション機構１９は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、リダクション機構１９は、中空シャフト１７と一体回転するサンギヤ２０と、サンギヤ２０と同心状に配置されたリングギヤ２１と、サンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛合するピニオンギヤ２２を保持したキャリヤ２３とを有している。このキャリヤ２３はケーシング５に固定されている。
【００３２】
さらに、インターミディエイトシャフト１８と、動力分配装置１０のリングギヤ１２とが環状のプレート２４により連結されて、リングギヤ１２とインターミディエイトシャフト１８とが一体回転する構成となっている。さらにまた、ケーシング５の内部には、アウトプットシャフト２５が配置されており、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とが一体回転可能である。すなわち、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とはスプライン嵌合により連結されている。また、インターミディエイトシャフト１８とアウトプットシャフト２５とは回転軸線方向に相対移動可能である。
【００３３】
さらに、アウトプットシャフト２５には環状のプレート２６が固定されている。このプレート２６とリダクション機構１９のリングギヤ２１とがスプライン嵌合されている。つまり、アウトプットシャフト２５とリングギヤ２１とは一体回転可能である。このように、回転軸線方向において、インプットシャフト９とアウトプットシャフト２５との間に、インターミディエイトシャフト１８が配置されている。そして、インプットシャフト９およびインターミディエイトシャフト１８およびアウトプットシャフト２５は、いずれも回転軸線Ａ１を中心として回転可能である。
【００３４】
さらに、アウトプットシャフト２５の外周であって、車両の前後方向で、プレート２６よりも後方にはパーキングギヤ２７が取り付けられている。パーキングギヤ２７は、第３の構成部１０４の内部に配置されている。パワートレーン上記構成において、動力分配装置１０を構成する各ギヤ、およびリダクション機構１９を構成する各ギヤは、いずれもはす歯歯車となっている。
【００３５】
つぎに、インプットシャフト９、インターミディエイトシャフト１８、アウトプットシャフト２５、中空シャフト８，１７の支持構造およびおよび連結構造および位置決め構造について説明する。ケーシング５の内部には隔壁２８，２９が配置されている。隔壁２８，２９は車両の前後方向の異なる位置に配置されており、隔壁２８と隔壁２９との間にモータ・ジェネレータ２が配置されている。そして、車両の前後方向で前方に配置された隔壁２８の内周には軸受３０が取り付けられており、軸受３０により中空シャフト８が回転可能に支持されている。この軸受３０の外輪は隔壁２８に嵌合固定され、軸受３０の内輪は中空シャフト８の外周に嵌合固定されている。
【００３６】
具体的には、隔壁２８には環状の端面３１が形成され、中空シャフト８には環状の端面３２が形成されている。車両の前後方向で、端面３１は端面３２よりも前方に位置している。そして、軸受２９の外輪が端面３１に接触し、軸受２９の内輪が端面３２に接触している。上記構成の軸受３０は、ラジアル軸受としての機能と、スラスト軸受としての機能とを兼備している。さらにまた、隔壁２９の内周には軸受３３が取り付けられており、軸受３３により中空シャフト８が回転可能に支持されている。なお、中空シャフト８とインプットシャフト９との間にも軸受（図示せず）が配置されており、中空シャフト８とインプットシャフト９とが相対回転可能となっている。
【００３７】
図２は、動力分配装置１０を含む部分の拡大断面図である。サンギヤ１１の端面３４と中空シャフト８の端面３５とが接触している。また、インプットシャフト９であって、サンギヤ１１とプレート２４との間には、外向きフランジ３６が形成されている。この外向きフランジ３６とサンギヤ１１との間に、スラスト軸受３７が配置されている。また、外向きフランジ３６とプレート２４との間にも、スラスト軸受３８が配置されている。
【００３８】
さらに、ケーシング５の内部であって、動力分配装置１０とリダクション機構１９との間には、隔壁３９，４０が形成されている。この隔壁３９により、モータ・ジェネレータ３を配置する空間と、動力分配装置１０を配置する空間とが、回転軸線方向に区画されている。また、隔壁４０により、モータ・ジェネレータ３を配置する空間と、リダクション機構１９を配置する空間とが、回転軸線方向に区画されている。隔壁３９には軸受４１が取り付けられており、隔壁４０には軸受４２が取り付けられている。この軸受４１，４２により中空シャフト１７が回転可能に保持されている。
【００３９】
図３は、リダクション機構１９を含む部分の拡大断面図である。アウトプットシャフト２５には、回転軸線Ａ１を中心とする軸孔４３が形成されており、軸孔４３内に、インターミディエイトシャフト１８の一部が配置されている。アウトプットシャフト２５には、軸孔４３に臨む端面４４が形成されている。また、インターミディエイトシャフト１８の端部には端面４５が形成されており、端面４４と端面４５とが接触されている。
【００４０】
さらに、ケーシング５であって、車両の前後方向の後端には内向きフランジ４６が形成されており、内向きフランジ４６には軸受４７が取り付けられている。軸受４７は、ラジアル軸受としての機能と、スラスト軸受としての機能を兼備している。軸受４７の外輪４８が内向きフランジ４６に嵌合固定され、軸受４７の内輪４９がアウトプットシャフト２５の外周に嵌合固定されている。このようにして、アウトプットシャフト２５が回転可能に保持されている。また、内向きフランジ４６には端面５０が形成されており、端面５０と外輪４８の端面とが接触している。
【００４１】
さらに、パーキングギヤ２７は円筒部５１を有しており、円筒部５１がアウトプットシャフト２５の外周に取り付けられている。さらに、アウトプットシャフト２５には外向きフランジ５２が形成されており、外向きフランジ５２にプレート２６が連結されている。そして、外向きフランジ５２と、内輪４９との間に円筒部５１が配置されているとともに、円筒部５１の両端面と、内輪４９および外向きフランジ５２とが接触されている。さらに軸受４７の外輪４８と端面５０との間には、金属製のシム５３が配置されている。さらにまた、プレート２６とキャリヤ２３との間には、環状のワッシャ５４が設けられているこのワッシャ５４は樹脂製である。なお、この実施例において各種の端面は、回転軸線Ａ１とほぼ直交する平面を意味する。
【００４２】
つぎに、車両の制御について説明する。まず、車両が停止している際にエンジン１を始動する場合は、モータ・ジェネレータ２を電動機として駆動させる。そして、モータ・ジェネレータ２のトルクが、サンギヤ１１に伝達されると、リングギヤ１２が反力要素となり、キャリヤ１４が回転する。このキャリヤ１４のトルクは、インプットシャフト９を経由してエンジン１に伝達される。
【００４３】
このようにして、エンジン１がクランキングされるとともに、エンジン１で燃料が燃焼されて、エンジン１が自律回転可能になる。このエンジン１のトルクは、インプットシャフト９を経由して動力分配装置１０のキャリヤ１４に伝達される。動力分配装置１０に伝達されたトルクはリングギヤ１２から出力され、リングギヤ１２から出力されたトルクは、インターミディエイトシャフト１８およびアウトプットシャフト２５を経由して車輪１００に伝達される。なお、エンジン１から動力分配装置１０に伝達された動力の一部を、サンギヤ１１を経由させてモータ・ジェネレータ２に伝達し、モータ・ジェネレータ２を発電機として起動させることも可能である。このように、動力分配装置１０は、エンジン１の動力を、車輪とモータ・ジェネレータ２とに分配する機能を備えている。
【００４４】
これに対して、モータ・ジェネレータ３が電動機として駆動された場合は、モータ・ジェネレータ３のトルクが、リダクション機構１９およびアウトプットシャフト２５を経由して車輪１００に伝達される。この場合、キャリヤ２３は停止しており、そのキャリヤ２３が反力要素となる。したがって、モータ・ジェネレータ３の回転方向とアウトプットシャフト２５の回転方向とが逆となる。また、モータ・ジェネレータ３の回転速度に対して、アウトプットシャフト２５の回転速度は減速される。このように、図１に示す車両においては、エンジン１またはモータ・ジェネレータ３のうち、少なくとも一方の動力を車輪１００に伝達することができる。なお、車両の惰力走行時には、車両の運動エネルギを、車輪１００、アウトプットシャフト２５を経由してモータ・ジェネレータ３に伝達し、モータ・ジェネレータ３を発電機として起動させることも可能である。
【００４５】
上記のように、動力分配装置１０を構成するギヤ、リダクション機構１９を構成するギヤがはす歯歯車で構成されているため、動力分配装置１０およびリダクション機構１９にトルクが伝達されると、噛み合い力に応じた分力が回転軸線方向に発生する。その結果、動力分配装置１０を構成するギヤおよびリダクションギヤ１９を構成するギヤにスラスト荷重が加わる。以下、このスラスト荷重を受ける原理を具体的に説明する。
【００４６】
まず、動力分配装置１０のリングギヤ１２を、車両の後方に押圧する向きのスラスト荷重が生じた場合、このスラスト荷重は、プレート２４を経由してインターミディエイトシャフト１８に伝達される。インターミディエイトシャフト１８に伝達されたスラスト荷重は、端面４５と端面４４との接触部分を経由して、アウトプットシャフト２５に伝達される。アウトプットシャフト２５に伝達されたスラスト荷重は、パーキングギヤ２７および軸受４７およびシム５３を経由して、内向きフランジ４６で受け止められる。このように、車両の後方に向けて生じるインターミディエイトシャフト１８のスラスト荷重を、ケーシング５で受ける構成となっている。ここで、軸受４７は、アウトプットシャフト２５を保持するために、元々設けられている軸受である。したがって、リングギヤ１２へ、車両の後方に向けてスラスト荷重が加えられた場合に、ケーシング５に伝達するために専用のスラスト軸受を設けずに済み、部品点数の増加を抑制できる。
【００４７】
一方、リダクション機構１９のリングギヤ２１を車両の前方に押圧する向きのスラスト荷重が生じた場合、このスラスト荷重は、プレート２６およびアウトプットシャフト２５、および端面４４と端面４５との接触部分を経由して、インターミディエイトシャフト１８に伝達される。インターミディエイトシャフト１８に伝達されたスラスト荷重は、プレート２４およびスラスト軸受３８を経由してインプットシャフト９の外向きフランジ３６に伝達される。外向きフランジ３６に伝達されたスラスト荷重は、スラスト軸受３７を経由してサンギヤ１１に伝達される。サンギヤ１１に伝達されたスラスト荷重は、端面３４と端面３５との接触部分を経由して中空シャフト８に伝達される。中空シャフト８に伝達されたスラスト荷重は、軸受３０を経由して隔壁２８で受け止められる。
【００４８】
このように、車両の前方に向けて生じるリングギヤ２１のスラスト荷重を、ケーシング５で受ける構成となっている。したがって、プレート２６とキャリヤ２３との間に軸受を設けて、車両の前方に向けて生じるリングギヤ２１のスラスト荷重を、その軸受を経由させてケーシング５に伝達するような構成を採用せずに済み、部品点数の増加を抑制できる。さらに、ワッシャ５４は、プレート２６とキャリヤ２３との接触を回避する隙間を設定する機能を発揮する強度があれば済み、スラスト荷重を受けるための強度は不要である。
【００４９】
さらに、この実施例においては、シム５３の厚さ、すなわち、回転軸線方向の寸法を調整することにより、軸受４７、パーキングギヤ２７、アウトプットシャフト２５、リングギヤ２１、インターミディエイトシャフト１８、リングギヤ１６、インプットシャフト９、サンギヤ１１、中空シャフト８などの部品を、図１に示すドライブトレーンの組み立て工程において、回転軸線方向に位置決めすることが可能である。つまり、この実施例においては、動力分配装置１０とリダクション機構１９とで、別々に位置決め用のシムを設けずに済む。また、この実施例においては、端面４４，４５が、アウトプットシャフト２５の軸孔４３の内部に配置されるため、ケーシング５の内部の異物が、端面４４と端面４５との間に侵入にすることを抑制できる。したがって、回転軸線方向において、動力分配装置１０を構成する各ギヤの位置決め精度の低下と、リダクション機構１９を構成する各ギヤの位置決め精度の低下を抑制できる。なお、この実施例において、リダクション機構１９に代えて、変速機を用いることも可能である。この変速機は、減速、増速、直結など、入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比である変速比を変更可能である。
【００５０】
この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン１が、この発明の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２が、この発明の回転装置に相当し、動力分配装置１０が、この発明の第１の遊星歯車装置に相当し、モータ・ジェネレータ３が、この発明の第２の駆動力源に相当し、リダクション機構１９が、この発明の第２の遊星歯車装置に相当し、サンギヤ１１、リングギヤ１２、ピニオンギヤ１３が、この発明の第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤに相当し、サンギヤ２０、リングギヤ２１、ピニオンギヤ２２が、この発明の第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤに相当する。
【００５１】
また、シム５３、軸受４７、パーキングギヤ２７、アウトプットシャフト２５、プレート２４，２６、インターミディエイトシャフト１８などが、この発明の位置決め機構に相当し、アウトプットシャフト２５、インターミディエイトシャフト１８が、この発明の位置決め力分配機構に相当し、動力分配装置１０のリングギヤ１２が、この発明の第１の遊星歯車装置のいずれかのギヤに相当し、プレート２４、インターミディエイトシャフト１８が、この発明の第１の回転部材に相当し、リダクション機構１９のリングギヤ２１が、この発明の第２の遊星歯車装置のいずれかのギヤに相当し、プレート２６、アウトプットシャフト２５が、この発明の第２の回転部材に相当し、端面４５が、この発明の第１の端面に相当し、端面４４が、この発明の第２の端面に相当すし、隔壁３９，４０が、この発明の隔壁に相当する。なお、この発明の第１の遊星歯車装置または第２の遊星歯車装置のうちの少なくとも一方には、シングルピニオン形式の遊星歯車装置、ダブルピニオン形式の遊星歯車装置、ステップドピニオン形式の遊星歯車装置、ラビニョ形式の遊星歯車装置などが含まれる。
【００５２】
つぎに、モータ・ジェネレータ２，３を冷却する冷却装置について、図４および図５に基づいて説明する。図４は、ケーシング５の略示的な正面図、図５は、第１の構成部１０２および第２の構成部１０３の端面図である。図５を詳しく説明すると、第１の構成部１０２と第２の構成部１０３との接触面（合わせ面）を表す端面図である。なお、図５においては、第１の構成部１０２および第２の構成部１０３を包括的に示している。
【００５３】
第１の構成部１０２の外面には冷却水ジャケット１０５が形成されており、その冷却水ジャケット１０５内には放熱フィン１０６が形成されている。これに対して、第２の構成部１０３の外面には冷却水ジャケット１０７が形成されており、その冷却水ジャケット１０７内には放熱フィン１０８が形成されている。つまり、冷却水ジャケット１０６と冷却水ジャケット１０７とは、前記回転軸線方向で異なる位置に配置されている。そして、第１の構成部１０２の外面には、管形状の通路１０９が形成され、第２の構成部１０３の外面には、管形状の通路１１０が形成されている。通路１０９は冷却水ジャケット１０６に連通され、通路１１０は冷却水ジャケット１０７に連通されている。そして、通路１０９と通路１１０とが連通されている。なお、冷却水ジャケット１０６を密閉する蓋１１１が設けられており、冷却水ジャケット１０７を密閉する蓋１１２が設けられている。
【００５４】
図４および図５の構成においては、前述のモータ・ジェネレータ２，３の熱がケーシング５に伝達されるとともに、ケーシング５の熱が冷却水ジャケット１０６，１０７の冷却水に伝達されて、ケーシング５が冷却される。したがって、モータ・ジェネレータ２，３の温度上昇が抑制される。また、図４および図５においては、第１構成部１０２と第２構成部１０３との合わせ部分に、管形状の通路１０９，１１０が形成されて、ケーシング５の剛性が高められている。さらに、通路１０９，１１０が連通されているため、冷却水用のパイプなどの取り回し長さを減少させることが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、単一の位置決め機構により、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなうことが可能である。したがって、部品点数の増加を抑制できる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、回転軸線方向の位置決め力を、位置決め力分配機構により、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に分配することが可能となる。したがって、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置に対応して、回転方向の位置決め力を別々に生じさせずに済み、部品点数の増加を一層抑制できる。
【００５７】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得ることができる他に、動力伝達をおこなうために、予め設けられている第１の回転部材および第２の回転部材を利用して、力伝達機構を構成することができる。したがって、専用の部品を設けずに済み、部品点数を増加を一層抑制できる。
【００５８】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力を第１の遊星歯車装置に伝達するとともに、第１の遊星歯車装置から出力された動力を、第１の回転部材および第２の回転部材を経由して車輪に伝達することができる。
【００５９】
請求項５の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得ることができる他に、第２の回転部材には軸孔が形成されているとともに、軸孔の内部で第１の端面と第２の端面とを接触させて、位置決め力分配機構を形成することができる。したがって、第１の端面と第２の端面との間に異物が侵入することを抑制でき、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度と、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度とが低下することを抑制できる。
【００６０】
請求項６の発明によれば、請求項３ないし５のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の端面と第２の端面とが相対回転しないため、各端面の摩耗を抑制できる。したがって、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度と、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤにおける位置決め精度とが低下することを、一層抑制できる。
【００６１】
請求項７の発明によれば、請求項３ないし６のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる他に、回転軸線方向におけるシムの厚さを調整することにより、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを、回転軸線方向に位置決めすることができるとともに、かつ、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを、回転軸線方向に位置決めすることができる。
【００６２】
請求項８の発明によれば、単一の位置決め機構により、第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めと、第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤの軸線方向における位置決めとをおこなうことが可能である。したがって、部品点数の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の対象例であるハイブリッド車両のパワートレーンの構成例を示す断面図である。
【図２】 図１に示された動力分配装置を含む部分の断面図である。
【図３】 図１に示されたリダクション機構を含む部分の断面図である。
【図４】 図１に示されたモータ・ジェネレータの冷却装置を示す正面図である。
【図５】 図４に示された冷却装置の構造を示し、ケーシングを構成する第１の構成部および第２の構成部の端面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２，３…モータ・ジェネレータ、 １０…動力分配装置、 １１，２０…サンギヤ、 １３，２２…ピニオンギヤ、 １８…インターミディエイトシャフト、 １９…リダクション機構、 ２１，２１…リングギヤ、 ２４，２６…プレート、 ２５…アウトプットシャフト、 ２７…パーキングギヤ、 ３９，４０…隔壁、 ４４，４５…端面、 ４３…軸孔、 ４７…軸受、 ５３…シム、 １００…車輪、 Ａ１…回転軸線。
Claims (8)
- 第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に前記第２の駆動力源が配置されているハイブリッド駆動装置において、
前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けられていることを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 前記位置決め機構は、前記回転軸線方向の位置決め力を、前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置に分配する位置決め力分配機構を有しており、この位置決め力分配機構により分配された位置決め力により、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤおよび前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが、回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第１の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第１の回転部材と、前記第２の遊星歯車装置のいずれかのギヤと一体回転する第２の回転部材とを有し、前記第１の回転部材には第１の端面が形成され、前記第２の回転部材には第２の端面が形成され、前記第１の端面と前記第２の端面とが接触されて前記位置決め力分配機構が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第１の駆動力源の動力が、前記第１の遊星歯車装置に伝達されると、この第１の遊星歯車装置から出力される動力が、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材を経由して前記車輪に伝達される構成であることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第２の回転部材には軸孔が形成され、前記第１の回転部材の一部が軸孔に配置されているとともに、前記第１回転部材であって、前記軸孔に配置されている部分に前記第１の端面が形成され、前記第２の回転部材であって、前記軸孔内に臨む箇所に前記第２の端面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが相対回転不可能に連結されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
- 前記第２の回転部材を支持し、かつ、ケーシングに取り付けられた軸受と、前記回転軸線方向におけるケーシングと軸受との相対位置を調整するシムとが設けられており、前記位置決め機構には、この軸受およびシムが含まれているとともに、前記回転軸線方向におけるシムの厚さに応じて、前記軸線方向における軸受の位置が変化し、その軸受の位置変化に応じて、前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤが回転軸線方向に位置決めされ、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤが前記回転軸線方向に位置決めされる構成であることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
- 第１の駆動力源の動力を車輪および回転装置に分配する第１の遊星歯車装置と、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達する経路に配置された第２の遊星歯車装置とを有し、前記第２の駆動力源および前記第１の遊星歯車装置および前記第２の遊星歯車装置が同一の回転軸線を中心として回転可能に配置され、前記回転軸線方向で、前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置との間に隔壁が設けられているハイブリッド駆動装置において、
前記第１の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能と、前記第２の遊星歯車装置を構成する各ギヤを前記回転軸線方向に位置決めする機能とを兼備する位置決め機構が設けら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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