JP4352269B2 - Hybrid drive device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はハイブリッド駆動装置に係り、特に、車両に駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド駆動装置の構造に関するものである。 The present invention relates to a hybrid drive device, and more particularly to a structure of a hybrid drive device in which an engine and a motor generator are mounted as a drive source in a vehicle.
車両には、近年、環境問題・省エネルギー等の問題から、駆動源として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジンと、電気により駆動力を発生させるモータ等とを組み合わせ、効率の良い駆動源を選択して車輪を駆動するハイブリッド駆動装置を搭載した、いわゆるハイブリッド車両(HEV)が生産されており、技術の向上により商品性も向上してきている。 In recent years, due to problems such as environmental problems and energy savings, vehicles have an efficient driving source by combining an engine that generates driving force by burning fuel and a motor that generates driving force by electricity. A so-called hybrid vehicle (HEV) equipped with a hybrid drive device that selectively drives the wheels is produced, and the merchantability has been improved by improving the technology.
従来のハイブリッド駆動装置には、図11〜図13に示すものがある。図11において、201はハイブリッド駆動装置、202はエンジン、203は第1モータジェネレータ、204は第2モータジェネレータである。ハイブリッド装置201は、駆動源としてエンジン202と2つの第1・第2モータジェネレータ203・204を搭載し、エンジン202側に、主に発電用に利用される第1モータジェネレータ203を配設するとともに、この第1モータジェネレータ203よりもエンジン202から離間した側に、主に電動モータとして利用される第2モータジェネレータ204を配設している。
2つの第1・第2モータジェネレータ203・204の間には、動力分配機構205を配設している。動力分配機構205は、図12に示すように、遊星歯車機構206からなり、サンギヤ207を第1モータジェネレータ203の第1モータロータ208が固定される第1ロータ軸部材209に連結し、サンギヤ207に噛合するピニオンギヤ210のキャリヤ211をエンジン202のクランク軸212に連絡される入力軸213に連結し、ピニオンギヤ210に噛合するリングギヤ214を第2モータジェネレータ204の第2モータロータ215が固定される第2ロータ軸部材216に連結している。
このハイブリッド装置201は、図13に示すように、動力分配機構205の誘導歯車機構206によりエンジン202の駆動力の一部を第1モータジェネレータ203に分配して電気エネルギーを発生するとともに、第2モータジェネレータ204の駆動力を単独で、あるいは動力分配機構205の誘導歯車機構206により分配されるエンジン202の残りの駆動力と併せて出力する。出力された駆動力、チェーン機構217とカウンタギヤ列218と終減速ギヤ列219とを介して差動機220に伝達され、車軸221により駆動輪を駆動する。
A
As shown in FIG. 13, the
また、従来のハイブリッド駆動装置には、エンジンに対して、主に発電用に利用される第1モータジェネレータを同軸心上に配設し、この第1モータジェネレータとエンジンとの間に遊星歯車機構からなる動力分配機構を配設し、主に電動モータとして利用される第2モータジェネレータを、エンジンから離間した側であって、第1モータジェネレータと軸方向において平行し且つ径方向において重なるように配設したものがある。
ところで、従来の前記特許文献1のハイブリッド駆動装置201においては、一般的に図11・図12に示すように、第2モータジェネレータ204の第2モータロータ215が固定される第2ロータ軸部材216を、アダプタ222を介して遊星歯車機構206のリングギヤ214に連結する構造としている。
このため、このハイブリッド駆動装置201は、第2モータジェネレータ204の第2ロータ軸部材216と遊星歯車機構206のリングギヤ214との間に、アダプタ222を介することで、軸方向の全長が大きくなってしまう問題がある。
また、このハイブリッド駆動装置201は、オイルポンプの供給するオイルにより第1・第2モータジェネレータ203・204や遊星歯車機構206を潤滑しているが、第2モータジェネレータ204が収容されるモータケース224と遊星歯車機構206が収容される変速ケース225との間をシールするシール部材の摺接面を軸方向において確保しなければならず、軸方向の全長が大きくなってしまう困難な問題があった。
さらに、従来の前記特許文献2・3のハイブリッド駆動装置においては、2つの径の大きな第1・第2モータジェネレータを、軸方向において平行しかつ径方向において重なるように配設しているため、径方向の長さが大きくなってしまう問題があった。
By the way, in the conventional
For this reason, the
The
Furthermore, in the conventional hybrid drive device of
この発明は、ハイブリッド駆動装置において、軸方向の全長を短くすることで、駆動装置全体をコンパクトにし、また、ケースの余肉を削減し、モータジェネレータのロータ軸部材の支持剛性を高めることを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the overall length in the axial direction in a hybrid drive device, thereby making the entire drive device compact, reducing the surplus case, and increasing the support rigidity of the rotor shaft member of the motor generator. And
この発明は、車両に駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載し、前記エンジンの出力軸と前記モータジェネレータの出力軸との間に動力分配機構を配設し、前記エンジン側で前記動力分配機構が収容される変速ケースとこの変速ケースに連結されて前記モータジェネレータが収容されるモータケースとによってハウジングを形成し、前記モータジェネレータをモータロータとモータステータとで構成し、前記モータロータを前記モータジェネレータの出力軸に配設されるロータ軸部材に固定するとともに、前記モータステータを前記モータケースに固定するハイブリッド駆動装置において、前記ロータ軸部材を前記モータロータよりも前記変速ケース側に延出して延出部を設け、前記動力分配機構を遊星歯車機構とし、この遊星歯車機構のリングギヤを前記ロータ軸部材と一体回転するように前記延出部の内周に設け、前記ロータ軸部材の延出部の外周に沿うように対向する区画壁を前記変速ケースの内側に設け、この区画壁に前記延出部の外周面との間をシールするシール部材を設け、前記区画壁にカウンタ軸を軸支し、このカウンタ軸を前記ロータ軸部材の延出部と軸方向において平行し且つ径方向において重なるように配設することを特徴とする。 According to the present invention, an engine and a motor generator are mounted on a vehicle as drive sources, a power distribution mechanism is disposed between the output shaft of the engine and the output shaft of the motor generator, and the power distribution mechanism is provided on the engine side. And a motor case connected to the transmission case and housing the motor generator to form a housing. The motor generator is composed of a motor rotor and a motor stator, and the motor rotor is formed of the motor generator. In the hybrid drive device that fixes to the rotor shaft member disposed on the output shaft and also fixes the motor stator to the motor case, the rotor shaft member extends to the speed change case side from the motor rotor and extends. And the power distribution mechanism is a planetary gear mechanism. The ring gear of the car mechanism provided on the inner periphery of the extending portion to rotate integrally with the rotor shaft member, opposing the partition wall so as to extend along the outer periphery of the extending portion of the rotor shaft member to the inside of the transmission case A seal member is provided on the partition wall to seal between the outer peripheral surface of the extension portion, and a counter shaft is pivotally supported on the partition wall, and the counter shaft is axially connected to the extension portion of the rotor shaft member. And are arranged so as to overlap in the radial direction .
この発明のハイブリッド駆動装置は、モータロータが固定されるロータ軸部材をモータロータよりも変速ケース側に延出して延出部を設け、動力分配機構を遊星歯車機構とし、この遊星歯車機構のリングギヤをロータ軸部材と一体回転するように延出部の内周に設けたことにより、ロータ独部材とリングギヤとの間にアダプタが介在されていないため、ロータ軸部材と動力分配機構との間の距離を短縮でき、装置全体をコンパクトにすることができ、その空間に区画壁を設ける必要がない。また、延出部を設けたロータ軸部材は、このロータ軸部材を軸支するための、軸方向において離間する2つの軸受間に大きな離間距離を確保することができ、高い剛性で支持することができる。 In the hybrid drive device according to the present invention, the rotor shaft member to which the motor rotor is fixed extends to the speed change case side from the motor rotor to provide an extension portion, the power distribution mechanism is a planetary gear mechanism, and the ring gear of the planetary gear mechanism is the rotor. By providing the inner periphery of the extension part so as to rotate integrally with the shaft member, no adapter is interposed between the rotor single member and the ring gear, so the distance between the rotor shaft member and the power distribution mechanism is increased. The entire apparatus can be made compact, and it is not necessary to provide a partition wall in the space. Further, the rotor shaft member provided with the extending portion can secure a large separation distance between two bearings separated in the axial direction for supporting the rotor shaft member, and is supported with high rigidity. Can do.
この発明は、モータロータのロータ軸部材を変速ケース側に延出して延出部を設け、動力分配機構を構成する遊星歯車機構のリングギヤをロータ軸部材と一体回転するように延出部の内周に設けたことで、ロータ軸部材と動力分配機構との間の距離を短縮して装置全体をコンパクトにし、軸方向において離間する2つの軸受間に大きな離間距離を確保して、ロータ軸部材を高い剛性で支持するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
According to the present invention, the rotor shaft member of the motor rotor is extended to the speed change case side to provide an extension portion, and the inner periphery of the extension portion is configured so that the ring gear of the planetary gear mechanism constituting the power distribution mechanism rotates integrally with the rotor shaft member. The distance between the rotor shaft member and the power distribution mechanism is shortened to make the entire apparatus compact, and a large separation distance is secured between two bearings separated in the axial direction. It supports with high rigidity.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
図1〜図10は、この発明の実施例を示すものである。図5において、1はハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド駆動装置である。ハイブリッド駆動装置1は、ハイブリッド車両に駆動源として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン2と、電気により駆動力を発生させるとともに駆動により電気エネルギを発生させる複数の第1・第2モータジェネレータ3・4とを搭載し、エンジン2の出力軸であるクランク軸5が連絡される入力軸6と第1・第2モータジェネレータ3・4の出力軸である後述する第1・第2ロータ軸部材55・89との間に動力分配機構7を配設している。
1 to 10 show an embodiment of the present invention. In FIG. 5,
ハイブリッド駆動装置1は、第1・第2モータジェネレータ3・4と動力配分装置7とを収容するハウジング8を設けている。ハウジング8は、エンジン2側で動力分配機構7が収容される変速ケース9と、この変速ケース9に連結されて第1・第2モータジェネレータ3・4が収容されるモータケース10とから形成される。
変速ケース9は、エンジン2に付設される第1変速ケース部11と、この第1変速ケース部11に付設される第2変速ケース部12とからなる。変速ケース9は、変速装置である動力分配機構7を収容し、駆動力を伝えるよう伝動装置である後述の出力ギヤ41、カウンタギヤ43、終減速ギヤ列46とともに差動機(ディファレンシャルギア)21をも収容し、オイルで各部を潤滑する。
モータケース10には、エンジン2側の端面として第2変速ケース部12に付設されるプレート13が取付ボルト14により接合されるとともに、エンジン2から離れた側の端面としてカバー部材15が取付ボルト16により接合されている。このモータケース10は、内部に中間壁を有する略円形の筒状であり、ケース周囲の壁内部に冷却用経路17を設けてある。そして、モータケース10は、第2変速ケース部12にプレート13を介して取付ボルト18により一体的に組み付けられる。
これら変速ケース9とモータケース10とからなるハウジング8内には、エンジン2のクランク軸5と同軸上でクランク軸5に連結される入力軸6と、この入力軸6の外周に同心状に軸支される筒形状の延長軸19とが配設されているとともに、入力軸6と平行にカウンタ軸20、さらに差動機21が配設されている。
前記第1変速ケース部11には内側の入力軸せん断方向に指向する第1区画壁22を連設するとともに、前記第2変速ケース部12には内側の入力軸せん断方向に指向する第2区画壁23を連設する。一方、前記モータケース10の中間壁は、入力軸方向の略中央部位のモータロータ軸せん断方向に指向する第3区画壁24として連設している。
これにより、ハウジング8内には、エンジン2と第1区画壁22との間にフライホイール室25が形成され、第1区画壁22と第2区画壁23との間に変速室26及び差動室27が形成され、第3区画壁24とカバー部材15との間における第1モータケース部28内に第1モータ室29が形成され、プレート13と第3区画壁24との間における第2モータケース部30内に第2モータ室31が形成される。
The
The
A
In the
A
As a result, a
前記入力軸6は、ハウジング8内で、第1区画壁22及び第2区画壁23に貫通して配設されている。また、前記延長軸19は、ハウジング8内で、第2区画壁23及び第3区画壁24に貫通して配設されている。
前記フライホイール室25に臨むクランク軸5の端部には、フライホイール32が取付ボルト33により取り付けられている。このフライホイール32には、クランク軸5と入力軸6間のトルク変動を緩衝するように、入力軸6に内周をスプライン結合したダンパ34の外周を取付ボルト35により連結している。
前記変速機ケース9内の変速室26には、入力軸6と第1・第2ロータ軸部材55・89との間に動力分割機構7を配設し、動力分配機構7と平行にカウンタ軸20を配設している。また、前記変速ケース9内の差動室27には、差動機21が配設されている。
The
A
In the
このハイブリッド駆動装置1は、エンジン2の駆動力を、クランク軸5の端部のフライホイール32に連結したトルク変調調整用のダンパ34を介して入力軸6に入力する。この入力軸6は、クランク軸5の端部に軸受36により軸支されるとともに、ダンパ34の内周にスプライン結合され、第1変速ケース13の第1区画壁22に軸受37により軸支され、この軸受37に隣接してワンウェイクラッチ38を設けている。ワンウェイクラッチ38は、ワンウェイクラッチホルダ39に内装された状態で第1区画壁22の変速室26側に取付ボルト40により取り付けられ、入力軸6がエンジン2の正転方向にのみ回転することを許容する。
このワンウェイクラッチホルダ39のワンウェイクラッチ38に対してエンジン2から離間する側の入力軸6を覆う外周には、駆動輪へ駆動力を出力するための出力ギヤ41が軸受42により回転自在に軸支されている。出力ギヤ41は、後述する第1リングギヤ126と一体回転するように設けられている。
この出力ギヤ41には、カウンタギヤ43が噛合されている。カウンタギヤ43は、第1・第2区画壁22・23に一体の軸受44・45により軸支されたカウンタ軸20の、第1区画壁22側に固定されている。また、カウンタ軸20には、駆動力を差動機21に伝達する終減速ギヤ列46の終減速ドライブギヤ47が、変速ケース9内のカウンタ軸20を軸支する第2区画壁23に近接させて一体に設けられている。終減速ドライブギヤ47が噛合される終減速ドリブンギヤ48は、第1・第2区画壁22・23に軸受49・50により軸支された差動機21のデフケース51に、取付ボルト52により固定されている。更に、この差動機21には、デフケース51内のデフギヤ列53に左右の車軸54の各内端が連絡されている。左右の車軸54の各外端には、駆動輪が取り付けられている。軸受45は、後述する第2回転位置検出機構109のプレート13や第2アダプタ115と対向するように設けられる。
前記出力ギヤ41から出力される駆動力は、カウンタ軸20のカウンタギヤ43により1段減速され、終減速ギヤ列46により差動機21を介してさらに減速され、車軸54から駆動輪に伝達される。
The
On the outer periphery of the one-way
A
The driving force output from the
このハイブリッド駆動装置1には、複数のモータジェネレータとして、発電可能な第1モータジェネレータ3と、駆動可能な第2モータジェネレータ4とを設けている。この第1モータジェネレータ3と第2モータジェネレータ4とは、共通のモータケース10内に並べて配設されている。つまり、このモータケース10の内部には、上述の如く、第1モータ室29と第2モータ室31とを区画形成する区画壁としての第3区画壁24が設けられ、第1モータ室29に第1モータジェネレータ3が収容され、第2モータ室31に第2モータジェネレータ4が収容される。これにより、ハイブリッド駆動装置1は、動力分配機構7側に第2モータジェネレータ4が配設されるとともに、モータケース10を閉塞するカバー部材15側に第1モータジェネレータ3が配設される。
The
前記第1モータジェネレータ3は、図3に示すように、主として発電に用いられるものであり、モータロータ軸である第1ロータ軸部材55の外周面に固定された第1モータロータ56と、この第1モータロータ56に対応してモータケース10の第1モータケース部28の内周面に固定された第1モータステータ57とからなる。第1モータロータ56は、永久磁石が挿入された珪素鋼板を積層して形成される。
第1ロータ軸部材55は、第1モータジェネレータ3の出力軸としての機能を有し、内周側で入力軸6のエンジン2側に延設した延長軸19のカバー部材15側端にスプライン結合される第1ロータ側軸受部58と、外周側で第1モータロータ56を設置する第1ロータ設置部59と、が設けられている。延長軸19は、入力軸6の外周に軸受60を介して同心状に軸支され、エンジン2側端をワンウェイクラッチホルダ39近傍に達するように延設されている。
第1ロータ側軸受部58は、図2に示すように、エンジン2側の第1一側ロータ軸受部61と、エンジン2から離れた側の第1他側ロータ軸受部62とからなる。第1一側ロータ軸受部61の外周面には、第1一側軸受用段部63が形成されている。また、第1他側ロータ軸受部62の外周面には、第1他側軸受用段部64が形成されている。第1一側ロータ軸受部61は、内周面を延長軸19のエンジン2から離間する側端の外周にスプライン結合されている。
第1ロータ設置部59には、図3に示す如く、第1ロータ軸部材55の取付用突部65と、第1モータロータ56と、この第1モータロータ55の軸方向両端の第1一側端板66・第1他側端板67と、に貫通した第1ロータ取付ボルト68により、第1モータロータ56が取り付けられている。第1他側端板67には、カバー部材15側に向かって突出する第1センサロータ支持部69が一体的に形成されている。また、取付用突部65の基端側の外周面には、図2に示すように、軸部材導入用傾斜面70が形成されている。
また、カバー部材15の内面には、図3に示すように、入力軸6の軸方向に指向して第1他側ロータ軸受部62の外周を覆うように、筒形状の軸受支持部71が突出して設けられている。この軸受支持部71の内周面には、カバー部材15側にカバー側シール用段部72が形成され、第1ロータ軸部材55側にカバー側軸受用段部73が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
The first
As shown in FIG. 2, the first rotor-
As shown in FIG. 3, the first
Further, on the inner surface of the
前記モータケース10の第3区画壁24には、軸受保持部74が一体的に設けられている。この軸受保持部74は、中央保持部75と、この中央保持部75から入力軸6の軸方向に指向して第1モータ室29内に延出する所定長さL1の第1軸受保持部76と、前記中央保持部75から入力軸6の軸方向に指向して第2モータ室31内に延出する所定長さL2の第2軸受保持部77と、により構成されている。
第1軸受保持部76には、第3区画壁24から離間するカバー部材15方向に延出して第1導入用傾斜面78を有する第1導入部79が設けられている。第2軸受保持部77には、第3区画壁24から離間するプレート13方向に延出して第1導入用傾斜面80を有する第2導入部81が設けられている。
中央保持部75の内周面には、第1軸受保持部76側に第1軸受用段部82が形成されているとともに、この第1軸受用段部82に連続して第2軸受保持部77側に第1シール用段部83が形成され、また、この第1シール用段部83よりも第2軸受保持部77側に部材係合用段部84が形成されている。また、第2軸受保持部77の外周面には、中央保持部75側に第2軸受用段部85が形成されているとともに、第2導入部81の部位に止めリング用溝86が形成されている。第2軸受保持部77は、図1に示すように、第2導入部81の部位の内周面に、スペーサ87を介して軸受88により延長軸19を軸支している。部材係合用段部84には、図3に示すように、組付状態において、第1ロータ側軸受部58の第1一側ロータ軸受部61の先端側が位置される。
A
The first
A first
前記第2モータジェネレータ4は、図4に示すように、主として駆動に用いられるものであり、モータロータ軸である第2ロータ軸部材89の外周面に固定した第2モータロータ90と、この第2モータロータ90に対応してモータケース10の第2モータケース部30の内周面に固定された第2モータステータ91とからなる。第2モータロータ90は、永久磁石(図示せず)が挿入された珪素鋼板を積層して形成される。
第2ロータ軸部材89には、第2モータジェネレータ4の出力軸としての機能を有し、エンジン2側の端部を第2モータロータ90よりも変速ケース9側に延出して第2区画壁23を貫通する延出部92が設けられ、外周面に第2モータロータ90を設置する第2ロータ設置部93が設けられている。
第2ロータ設置部93には、第2ロータ軸部材89の第2取付用突部94と、第2モータロータ90と、この第2モータロータ90の両端の第2一側端板95・第2他側端板96と、に貫通した第2ロータ取付ボルト97により、第2モータロータ90が取り付けられている。
第2ロータ軸部材89の内周面には、図2に示すように、エンジン2から離間した側に第2一側軸受用段部98が形成されているとともに、エンジン2側に第2他側軸受用段部99が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
The second
The second
As shown in FIG. 2, a second one-
また、前記第3区画壁24は、第1軸受保持部76又は第2軸受保持部77のいずれか一方の軸受保持部を、対応するロータ軸部材の外周側に延設させるとともに、残りの他方の軸受保持部を、対応するロータ軸部材の内周側に延設させる。即ち、この実施例においては、第1軸受保持部76を第1ロータ軸部材55の第1ロータ軸受部61の外周側に延設させているとともに、第2軸受保持部77を第2ロータ軸部材89の内周側に延設させる。
The
第1モータロータ56を固定する第1ロータ軸部材55は、第1軸受保持部76に第1軸受100を介して保持される。この第1軸受100は、図3に示すように、内輪が第1ロータ軸部材55の第1一側ロータ軸受部61の外周面の第1一側軸受段部63に係止されるとともに、外輪が軸受保持部74の第1軸受保持部76の第1軸受用段部82に係止される。また、第1一側ロータ軸受部61の外周面と軸受保持部74の中央保持部75の内周面の第1シール用段部83との間には、オイルの流出を防止する第1シール部材101が設けられる。
また、第1ロータ軸部材55は、カバー部材15の軸受支持部71にカバー側軸受102を介して支持される。カバー側軸受102は、内輪が第1他側ロータ軸受部62の外周面の第1他側軸受段部64に係止されるとともに、外輪がカバー部材15の軸受支持部71のカバー側軸受用段部73に係止される。また、第1他側ロータ軸受部62の外周面と軸受支持部71のカバー側シール用段部72との間には、オイルの流出を防止するカバー側シール部材103が設けられる。
The first
The first
第2モータロータ90を固定する第2ロータ軸部材89は、図4に示すように、第2軸受保持部77に第2一側軸受104、第2他側軸受105を介して保持される。第2一側軸受104は、内輪が第2軸受保持部77の外周面の第2軸受用段部85に係止されるとともに、外輪が第2ロータ軸部材89の内周面の第2一側軸受用段部98に係止される。
また、第2他側軸受105は、内輪が第2軸受保持部77の外周面に係合されるとともに、この内輪のエンジン2側の端面が第2軸受保持部77の止めリング用溝86に装着した止めリング106によって保持され、外輪が第2ロータ軸部材89の内周面の第2他側軸受用段部99に係止される。
As shown in FIG. 4, the second
In the second other side bearing 105, the inner ring is engaged with the outer peripheral surface of the second
更に、残りの他方の軸受保持部としての第2軸受保持部77の外周面と第2ロータ軸部材89の内周面との間には、第2他側軸受105よりもエンジン2側に、オイルの流出を防止する第2シール部材107が設けられる。
これにより、軸受保持部74の第1導入部79は、図3に示すように、第1軸受100を超えて第1モータ室29の内側に延出されるとともに、第2導入部81は、図4に示すように、第2一側軸受104及び第2他側軸受105を超えて第2モータ室31の内側に延出される。
Furthermore, between the outer peripheral surface of the second
Thereby, as shown in FIG. 3, the
また、このハイブリッド駆動装置1には、第1・第2モータジェネレータ3・4の回転を検出する回転検出手段として、第1・第2回転位置検出機構(回転センサ:レゾルバ)108・109を設けている。
Further, the
第1回転位置検出機構108は、図3に示すように、第1モータ室29内に配設され、第1モータジェネレータ3から漏れ出た磁束や電波ノイズ等を遮断する防磁機能を有する第1アダプタ110を介して取付ボルト111によりカバー部材15に固定した第1センサステータ112と、この第1センサステータ112に対峙するように第1センサロータ支持部69の第1ロータ用固定部113に固定した第1センサロータ114とから構成される。第1回転位置検出機構108は、モータケース10の第1モータ室29内にカバー部材15に近接させて設けられている。
As shown in FIG. 3, the first rotational
第2回転位置検出機構109は、図4に示すように、第2モータ室31内に配設され、第2モータジェネレータ4から漏れ出た磁束や電波ノイズ等を遮断する防磁機能を有する第2アダプタ115を介して取付ボルト116によりプレート13に固定した第2センサステータ117と、この第2センサステータ117に対峙するように第2ロータ軸部材89の延出部92の第2ロータ用固定部118に固定した第2センサロータ119とから構成される。
第2回転位置検出機構109は、図5に示すように、モータケース10の第2モータ室31内に設けられている。カウンタ軸20には、このカウンタ軸20を軸支する第2区画壁23に近接させて終減速ドライブギヤ47が設けられている。第2回転位置検出機構109は、この終減速ドライブギヤ47に対して第2区画壁23を挟んで反対側の第2モータ室31内の第2区画壁23に近接させて設けられている。
この第2回転位置検出機構109の近傍には、第2ロータ軸部材89の延出部92の外周に沿うように対向する第2区画壁23が、変速機ケース9の内側に設けられている。この第2区画壁23の延出部92端部の対向面には、延出部92の外周面との間をシールするシール部材120を設けている。また、第2区画壁23には、前記カウンタ軸20を軸支し、このカウンタ軸20を第2ロータ軸部材89の延出部92と軸方向において平行し且つ径方向において重なるように配設している。
As shown in FIG. 4, the second rotational
As shown in FIG. 5, the second rotational
In the vicinity of the second rotational
このハイブリッド駆動装置1は、入力軸6と第1・第2ロータ軸部材55・89との間に動力分割機構7を配設している。動力分割機構7は、図6・図7に示すように、シンプソンタイプのものであり、エンジン2側の第1遊星歯車機構121と、この第1遊星歯車機構121に連結してエンジン2から離間した側の第2遊星歯車機構122とが、一体的に構成されている。
In the
第1遊星歯車機構121は、延長軸19のワンウェイクラッチホルダ39側端の外周に設けた第1サンギヤ123と、延長軸19の端部とワンウェイクラッチホルダ39との間の入力軸6に固定された第1キャリヤ124の第1支持軸125に軸支されて前記第1サンギヤ123に噛合する第1ピニオンギヤ126と、出力ギヤ41に一体回転するように連結部127を介して連結されて第1ピニオンギヤ126に噛合する第1リングギヤ128と、で構成される。
The first
また、第2遊星歯車機構122は、第1サンギヤ123のエンジン2から離間した側の延長軸19外周に固定された第2サンギヤ129と、第1キャリヤ124に取付ボルト130(図5参照)により連結された第2キャリヤ131の第2支持軸132に軸支されて前記第2サンギヤ129に噛合する第2ピニオンギヤ133と、第2ロータ軸部材89と一体回転するように延出部92の内周に圧入、係合構造等の固着手段により連結されて第2ピニオンギヤ133に噛合する第2リングギヤ134と、で構成される。第2サンギヤ129は、第1サンギヤ123よりも大径に形成されている。第2ピニオンギヤ133は、第1ピニオンギヤ126よりも小径に形成されている。第2リングギヤ134は、第1リングギヤ128よりも小径に形成され、第2区画壁23に沿う面をほぼ挟むように、微小な隙間を保って対向している。
The second
そして、2つの第1遊星歯車機構121および第2遊星歯車機構122は、第1サンギヤ123と第2サンギヤ129とを延長軸19に固定して同軸で同期回転するように一体化することにより、入力軸6と一体回転する第1キャリヤ124および第2キャリヤ131に軸支した第1ピニオンギヤ126および第2ピニオンギヤ133の相対回転と併せて、ギヤ比に応じて第1リングギヤ128と第2リングギヤ134とが互いに異なる回転速度で同調して回転する。
とくに、2つの第1遊星歯車機構121および第2遊星歯車機構122は、ギヤ比が異なるように第1リングギヤ128と第2リングギヤ134とが別体に設けられ、かつ同軸上に隣接して設けられることにより、第1リングギヤ128と一体回転する出力ギヤ41から出力されるトルクに対して第2リングギヤ134と一体回転する第2モータジェネレータ4のトルク容量を下げることができる。
Then, the two first
In particular, in the two first
このハイブリッド駆動装置1は、図5に示すように、入力軸6のエンジン2から離間した側の端部にオイルポンプ135が設けられている。このオイルポンプ135は、入力軸6のエンジン2から離間した側の端部に固定したポンプロータ136と、このポンプロータ136を覆ってポンプ室137を形成するようにカバー部材15に取付ボルト138により取り付けられたポンプカバー139とから構成され、ハウジング8下部に溜まったオイルを吸い込んで入力軸6内のオイル通路140に吐出する。オイル通路140のオイルは、第1・第2モータジェネレータ3・4や動力分配機構7を含む装置各部に供給され、潤滑する。
As shown in FIG. 5, the
このハイブリッド駆動装置1は、第1モータジェネレータ3及び第2モータジェネレータ4をハウジング8のモータケース10内に設置する際に、図2に示す如く、第1ロータ軸部材55に第1モータロータ56と第1一側・第1他側端板66・67と第1軸受100とカバー側軸受102と第1センサロータ114とを組み付けた第1組付構成体141を、エンジン2と離間した側から第1モータ室29内に挿入するとともに、第2ロータ軸部材89に第2モータロータ90と第2一側・第2他側端板95・96と第2一側・第2他側軸受104・105と第2センサロータ119とを組み付けた第2組付構成体142を、エンジン2側から第2モータ室31内に挿入する。このとき、各モータロータ56、90の端部は、各軸受保持部76、77が所定長さL1、L2を有していることから、各モータステータ57、91の端部に重なり合うものである。
When the
そして、ハイブリッド駆動装置1において、動力分配機構7は、エンジン2で発生する駆動力を、第1遊星歯車機構121により第1モータジェネレータ3及び差動機21側の駆動軸である車軸54に分割して伝達する。第2モータジェネレータ4は、電動機として機能し、エンジン2とは別に車軸54を駆動するための補助電力を発生させる。ハイブリッド駆動装置1では、動力分割機構7で分割された駆動力の一方が機械的に伝達されて車軸54が回転され、駆動力の他方が第1モータジェネレータ3に伝達され、この駆動力の伝達に応じて第1モータジェネレータ3が発電機として機能し、この発電された電力が第2モータジェネレータ4に供給される。この電力の供給に応じて第2モータジェネレータ4が電動機として機能すると、この第2モータジェネレータ4で発生した駆動力が動力分割機構7によって一方の駆動力に加わり、エンジン2の出力がアシストされる。
In the
なお、カウンタ軸20には、カウンタギヤ43よりも第1区画壁22側にパーキングロック機構のパーキングギヤ141を設けている。パーキングギヤ141は、手動操作、もしくはアクチュエータにより駆動許容・駆動停止され、カウンタ軸20に繋がる駆動輪の回転を許容・阻止する。
The
次に、この実施例の作用を説明する。
ハイブリッド駆動装置1は、図5に示すように、車両に駆動源としてエンジン2と複数の第1・第2モータジェネレータ3・4とを搭載し、エンジン2の出力軸であるクランク軸5が連絡される入力軸6と第1・第2モータジェネレータ3・4の出力軸である後述する第1・第2ロータ軸部材55・89との間に動力分配機構7を配設している。動力分割機構7は、図6・図7に示すように、シンプソンタイプの2つの第1・第2遊星歯車機構121・122が一体的に構成され、第1・第2サンギヤ123・129を第1ロータ軸部材55に固定し、第1・第2ピニオンギヤ126の第1・第2キャリヤ124・131を入力軸6に固定し、第1リングギヤ128を出力ギヤ41に固定し、第2リングギヤ134を第2ロータ軸部材89に固定している。
動力分割機構7は、第1遊星歯車機構121のギヤ比を、第1サンギヤ123の歯数:第1キャリヤ124・第1ピニオンギヤ126の歯数:第1リングギヤ128の歯数=Sr:Pr:Rrとし、第2遊星歯車機構122のギヤ比を、第2サンギヤ129の歯数:第2ピニオンギヤ133の歯数:第2リングギヤ134の歯数=Sf2:Pf2:Rf2とする。
これにより、動力分割機構7は、図8に示すように、第1遊星歯車機構121によりエンジン2の駆動力を第1モータジェネレータ3及び第2リングギヤ134(出力ギヤ41)に分配して出力し、図9に示すように、第2遊星歯車機構122により第1モータジェネレータ3の駆動力を第2リングギヤ134(出力ギヤ41)に出力する。これにより、動力分割機構7は、図10に示すように、第1遊星歯車機構121及び第2遊星歯車機構122により、エンジン2及び第2モータジェネレータ4の駆動力を第1モータジェネレータ3及び第2リングギヤ134(出力ギヤ41)に分配して出力する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, the
The power split
As a result, the
このハイブリッド駆動装置1は、第1モータジェネレータ3及び第2モータジェネレータ4をハウジング8内に設置する際には、図2に示すように、第1ロータ軸部材55に第1モータロータ56と第1一側・第1他側端板66・67と第1センサロータ114と第1軸受100とカバー側軸受102とを組み付けた第1組付構成体141を、エンジン2と離間した側から挿入する。
このとき、第1モータロータ56の端部は、第1軸受保持部76が所定長さL1を有していることから、第1モータステータ57の端部に重なり合い、また、第1導入部79の内周面が第1軸受100の外輪の外周面に接し、第1ロータ軸部材55を円滑に挿入することができ、第1モータロータ56の芯出しを容易とする。
When the
At this time, the end portion of the
また、第1モータジェネレータ3及び第2モータジェネレータ4をハウジング8内に設置する際には、第2ロータ軸部材89に第2モータロータ90と第2一側・第2他側端板95・96と第2センサロータ90と第2一側・第2他側軸受104・105とを組み付けた第2組付構成体142を、エンジン2側から挿入する。
このとき、第2モータロータ90の端部は、第2軸受保持部77が所定長さL2を有していることから、第2モータステータ91の端部に重なり合い、また、第2導入部81の外周面が第2一側軸受104の内輪の内周面に接し、第2ロータ軸部材89を円滑に挿入することができ、第2モータロータ90の芯出しを容易とする。
When the
At this time, the end of the
従って、2つの第1・第2モータジェネレータ3・4においては、共に、モータケース10の第1・第2軸受保持部76・77の長さを長くし引き込まれる第1・第2導入部79・81を設け、第1軸受100、第2一側・第2他側軸受104・105の位置を第1・第2軸受保持部76・77の奥に設置する構造とし、また、上記の第1・第2軸受保持部76・77、第1・第2導入部79・81の長さは、第1・第2構成体141・142のモータケース10内への挿入時、第1・第2モータジェネレータ3・4の第1・第2モータロータ56・90の端部が第1・第2モータステータ57・91の各端部にかかる付近とする。
このことから、第1・第2モータステータ57・91を組み込んでいるモータケース10内に組み込む際には、第1・第2モータロータ56・90の磁石の磁力により引き込まれるより前に、第1軸受100、第2一側・第2他側軸受104・105の内輪若しくは外輪がモータケース10に規制され始めるために、急に引き込まれる心配、及び、第1・第2モータステータ57・91に吸着されるおそれを軽減することができ、組付工程を簡単なものとすることができる。また、第1・第2モータジェネレータ3・4においては、第1・第2軸受保持部76・77、第1・第2導入部79・81をオイル封入のためのオイルの第1シール部材101の取付部として利用するので、スペースの有効利用を図ることができる。
Accordingly, in the first and
Therefore, when the first and
この結果、このハイブリッド駆動装置1は、区画壁としての第3区画壁24と一体的に軸受保持部74を設け、この軸受保持部74を第1モータ室29内に延出する第1軸受保持部76と第2モータ室31内に延出する第2軸受保持部77とにより構成し、この第1・第2軸受保持部76・77には第3区画壁24から離間する方向に延出する第1・第2導入部79・81を設け、第1モータロータ56を固定する第1ロータ軸部材55を第1軸受保持部76に第1軸受100を介して保持するとともに第2モータロータ90を固定する第2ロータ軸部材89を第2軸受保持部77に第2一側・第2他側軸受104・105を介して保持している。
これにより、このハイブリッド駆動装置1は、第3区画壁24に一体的な軸受保持部74の第1・第2導入部79・81を利用し、第1・第2モータロータ56・90が固定される第1・第2ロータ軸部材55・89を第1・第2軸受保持部76・77に第1軸受100、第2一側・第2他側軸受104・105を介して保持させ、第1・第2モータロータ56・90の芯出しを容易とし、第1・第2モータロータ56・90の組付工程を簡易化することができる。
また、このハイブリッド駆動装置1は、第1・第2導入部79・81は、所定の長さL1及びL2に長尺化され、第1軸受100、第2一側・第2他側軸受104・105を超えて第1・第2モータ室29・31の内側に延出されることにより、第1・第2モータロータ56・90の組み付けを、一層簡易化することができる。
更に、このハイブリッド駆動装置1は、第1軸受保持部76又は第2軸受保持部77のいずれか一方の軸受保持部を、対応するロータ軸部材の外周側に延設させるとともに、第1軸受保持部76又は第2軸受保持部77の残りの他方の軸受保持部を、対応するロータ軸部材の内周側に延設させ、この残りの他方の軸受保持部にはオイルの流出を防止する第1シール部材101を保持する第1シール用段部83を設けている。
これにより、このハイブリッド駆動装置1は、第1シール部材101を保持する第1シール用段部83を利用して第3区画壁24の前側と後側から夫々延設される第1・第2軸受保持部76・77の剛性を向上させることができる。
更にまた、このハイブリッド駆動装置1は、第2軸受保持部77を第2ロータ軸部材89の内周側に延設させるとともに、第1軸受保持部76を第1ロータ軸部材55の外周側に延設させたことにより、駆動側である第2モータジェネレータ4の方が一般的に大型化するため、これに対応することができる。
また、このハイブリッド駆動装置1は、動力分配機構7側には第2モータジェネレータ4を配設するとともに、モータケース10を閉塞するカバー部材15側には第1モータジェネレータ3を配設したことにより、駆動側である第2モータジェネレータ4を動力分配機構7側に近接させ、出力側との連結機構の構成を簡易化することができる。
As a result, the
Thus, the
Further, in the
Further, the
As a result, the
Furthermore, the
Further, the
このハイブリッド駆動装置1は、図1に示すように、第2モータジェネレータ4の第2モータロータ90が固定される第2ロータ軸部材89を第2モータロータ90よりも変速ケース9側に延出して延出部92を設け、動力分配機構7を2つの第1・第2遊星歯車機構121・122とし、この2つの第1・第2遊星歯車機構121・122のうちの第2遊星歯車機構122の第2リングギヤ134を第2ロータ軸部材89と一体回転するように延出部92の内周に設けている。
これにより、このハイブリッド駆動装置1は、第2ロータ軸部材89と第2リングギヤ134との間にアダプタが介在されていないため、第2ロータ軸部材89と動力分配機構7との間の距離を短縮でき、装置全体をコンパクトにすることができ、その空間に区画壁を設ける必要がない。また、延出部92を設けた第2ロータ軸部材89は、この第2ロータ軸部材89を軸支するための、軸方向において離間する2つの第2一側・第2他側軸受104・105間に大きな離間距離を確保することができ、高い剛性で支持することができる。また、第2ロータ軸部材89、延出部92、第2ロータ設置部93をアルミニウム合金製とすることにより、第2モータステータ91から周囲部品への防磁効果も得られる。
As shown in FIG. 1, the
As a result, in this
また、このハイブリッド駆動装置1は、第2ロータ軸部材89の延出部92の外周に沿うように対向する第2区画壁23を変速ケース9の内側に設け、この第2区画壁23に延出部92の外周面との間をシールするシール部材120を設け、第2区画壁23にカウンタ軸20を軸支し、このカウンタ軸20を第2ロータ軸部材89の延出部92と軸方向において平行し且つ径方向において重なるように配設している。
これにより、このハイブリッド駆動装置1は、第2区画壁23の肉厚を利用してシール部材120を設けるので、コンパクトに変速ケース9の変速室26と第1モータジェネレータ4の第2モータ室31とを区画することができ、第2モータジェネレータ4の軸方向の長さを短縮しつつ、第2モータジェネレータ4とエンジン2との問にカウンタ軸20を収めることができ、カウンタ軸20を設けても、減速比を大きく採ってトルクを増大させながら、各ギヤ配置やケース外形を第2モータジェネレータ4の径方向にもコンパクトにできる。また、第2ロータ軸部材89は、表面積や熱容量が大きくなり、潤滑される動力分配機構7などを収容する変速室26に臨むので、熱伝導により熱負荷が小さくなる。
In addition, the
Thus, the
更に、このハイブリッド駆動装置1は、カウンタ軸20にはこのカウンタ軸20を軸支する第2区画壁24に近接させて変速ケース9内に終減速ドライブギヤ47を設け、この最終減速ドライブギヤ47に対して第2区画壁24を挟んで反対側のモータケース10内には第2ロータ軸部材89の延出部92の回転を検出する第2回転位置検出機構109を第2区画壁24に近接させて設けることにより、比較的径の大きな回転位置検出機構を採用しつつ、取付位置の構造が比較的薄いので、防磁手段とともにコンパクトに第2回転位置検出機構109を収めることができる。
Further, in the
この発明は、モータロータのロータ軸部材と動力分配機構との間の距離を短縮して装置全体をコンパクトにし、軸方向において離間する2つの軸受間に大きな離間距離を確保し、ロータ軸部材を高い剛性で支持する構造であり、他の装置にも適用することができる。 The present invention shortens the distance between the rotor shaft member of the motor rotor and the power distribution mechanism to make the entire apparatus compact, secures a large separation distance between two bearings separated in the axial direction, and increases the rotor shaft member. The structure is rigidly supported and can be applied to other devices.
1 ハイブリッド駆動装置
2 エンジン
3 第1モータジェネレータ
4 第2モータジェネレータ
5 クランク軸
6 入力軸
7 動力分配機構
8 ハウジング
9 変速ケース
10 モータケース
19 延長軸
20 カウンタ軸
21 差動機
22 第1区画壁
23 第2区画壁
24 第3区画壁
41 出力ギヤ
43 カウンタギヤ
47 終減速ドライブギヤ
48 終減速ドリブンギヤ
55 第1ロータ軸部材
56 第1モータロータ
57 第1モータステータ
89 第2ロータ軸部材
90 第2モータロータ
91 第2モータステータ
92 延出部
108 第1回転位置検出機構
109 第2回転位置検出機構
120 シール部材
121 第1遊星歯車機構
122 第2遊星歯車機構
123 第1サンギヤ
124 第1キャリヤ
126 第1ピニオンギヤ
128 第1リングギヤ
129 第2サンギヤ
131 第2キャリヤ
133 第2ピニオンギヤ
134 第2リングギヤ
135 オイルポンプ
140 オイル通路
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