JP5282729B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

車両などに搭載される従来の動力伝達装置として、例えば、特許文献１に開示されたようなギア装置を備えたものが知られている。このギア装置は、一方のメインギアと他方のメインギアとが噛合し、当該一方のメインギアの端面に並列にサブギアが設けられる。そして、このギア装置は、一方のメインギアとサブギアとの間にサブギアを回転方向に付勢する第１の付勢部材が設けられると共に、サブギアが該サブギアの歯と他方のメインギアの歯との間に所定の隙間を形成するよう一方のメインギアと前記サブギアとの間で回転方向に所定量の遊びを有して設けられ該遊びが詰められるとサブギアを一方のメインギアに対し第１の付勢部材と同一の回転方向に付勢する第２の付勢部材が設けられる。これにより、このギア装置は、ギア間に生じる駆動反力の大きさに拘わらずバックラッシュを適切に抑制し噛合い音や歯打ち音を低減している。

特開２００９−１０３２７９号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されているギア装置は、サブギアが常に一方のメインギアと他方のメインギアとの回転方向の隙間（いわゆるガタ）を詰める方向に付勢されており基本的にはメインギアのみで動力伝達をしている。このため、このギア装置は、例えば、動力伝達に寄与していないサブギアの厚み分が全体でのギアの厚みを厚くし装置を大型化してしまうおそれや、メインギアとサブギアとで位相差が生じておりサブギアが常にガタ詰め方向に作用することで生じる歯面における摩擦、サブギアとメインギアとのあわせ面における摩擦などによってエネルギー損失（摩擦損失）が発生するおそれがあることなどから、より適正に騒音を抑制することが望まれていた。

そこで本発明は、騒音が発生することを適正に抑制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。

上記目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、内燃機関が発生させた動力が伝達される第１歯車と、前記第１歯車と噛み合い電動機が発生させた動力を当該第１歯車に伝達可能であると共に、互いに同軸で相対回転可能であり回転方向に沿って互いに反対側に付勢される第２歯車及び第３歯車と、前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力の増加に応じて前記付勢されることによる前記第２歯車と前記第３歯車との前記回転方向の位相差を減少させる位相差調節部とを備え、前記位相差調節部は、前記電動機が発生させた動力が伝達される前記第２歯車に対して、前記電動機が発生させた動力を前記第１歯車に伝達する際に当該第２歯車が回転する側に、前記第３歯車を付勢する第１弾性部材と、前記第２歯車と前記第３歯車との間で相互に動力を伝達可能とする動力伝達部とを有し、前記動力伝達部は、前記第２歯車又は前記第３歯車の一方に設けられる挿入突起部と他方に設けられる挿入穴部とを含んで構成され、前記第２歯車と前記第３歯車とは、前記挿入突起部が前記挿入穴部に挿入されると共に、回転方向に対して当該挿入突起部と当該挿入穴部との間に所定の隙間が形成され、前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に小さい場合に、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車、前記第１弾性部材、前記第３歯車を順に介して当該第３歯車から前記第１歯車に伝達し、前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に大きい場合に、前記第２歯車と前記第３歯車との位相差がなくなり同位相となる位置で前記挿入突起部と前記挿入穴部とが当接することで前記第２歯車と前記第３歯車との相対回転が規制され、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車及び前記第３歯車の両方から前記第１歯車に伝達することを特徴とする。

また、上記動力伝達装置では、前記位相差調節部は、前記電動機が発生させた動力が伝達される前記第２歯車に対して、前記電動機が発生させた動力を前記第１歯車に伝達する際に当該第２歯車が回転する側に、前記第３歯車を付勢する第１弾性部材を有するものとすることができる。

また、上記動力伝達装置では、前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に小さい場合に、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車、前記第１弾性部材、前記第３歯車を順に介して当該第３歯車から前記第１歯車に伝達するものとすることができる。

また、上記動力伝達装置では、前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に大きい場合に、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車及び前記第３歯車から前記第１歯車に伝達するものとすることができる。

また、上記動力伝達装置では、前記第１歯車と噛み合い前記第２歯車と同軸で相対回転可能である第４歯車を備え、前記位相差調節部は、前記第２歯車に対して、前記回転方向に沿って前記第１弾性部材による付勢の方向とは反対側に、前記第４歯車を付勢する第２弾性部材を有するものとすることができる。

また、上記動力伝達装置では、前記第２歯車は、回転軸線に沿った方向に対して、前記第３歯車及び前記第４歯車より前記電動機側に配置されるものとすることができる。

また、上記動力伝達装置では、前記第３歯車及び前記第４歯車は、回転軸線の沿った方向の厚みが前記第２歯車の厚みより薄いものとすることができる。

本発明に係る動力伝達装置によれば、位相差調節部が第１歯車と第２歯車、第３歯車との間で伝達される動力の増加に応じて第２歯車と第３歯車との回転方向の位相差を減少させることから、騒音が発生することを適正に抑制することができる。

図１は、実施形態１に係る動力伝達装置の位相差調節部周辺の概略構成を示す部分断面図である。 図２は、図１に示す動力伝達装置のＡ１−Ａ１の断面図である。 図３は、図１に示す動力伝達装置のＡ２−Ａ２の断面図である。 図４は、実施形態１に係る車両の概略構成を示す模式図である。 図５は、実施形態１に係る内燃機関が発生させる動力を説明する線図である。 図６は、実施形態１に係るモータが発生させる動力を説明する線図である。 図７は、実施形態２に係る動力伝達装置の位相差調節部周辺の概略構成を示す部分断面図である。 図８は、図７に示す動力伝達装置のＢ１−Ｂ１の断面図である。 図９は、図７に示す動力伝達装置のＢ２−Ｂ２の断面図である。 図１０は、変形例に係る動力伝達装置の径方向に沿った断面図である。 図１１は、変形例に係る第２弾性部材の正面図である。

以下に、本発明に係る動力伝達装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が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、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る動力伝達装置の位相差調節部周辺の概略構成を示す部分断面図、図２は、図１に示す動力伝達装置のＡ１−Ａ１の断面図、図３は、図１に示す動力伝達装置のＡ２−Ａ２の断面図、図４は、実施形態１に係る車両の概略構成を示す模式図、図５は、実施形態１に係る内燃機関が発生させる動力を説明する線図、図６は、実施形態１に係るモータが発生させる動力を説明する線図である。

図１、図２、図３に示す本実施形態の動力伝達装置２０は、走行用動力源が発生させる動力を伝達するものであり図４に示す車両１に搭載される。ここではまず、図４を参照して車両１の概略構成について説明する。車両１は、駆動輪３０を回転駆動して推進するために、走行用動力源（原動機）として内燃機関１０と、発電可能な電動機としてのモータジェネレータ（以下、特に断りのない限り「モータ」と略記する）ＭＧ１、ＭＧ２とを搭載したいわゆる「ハイブリッド車両」である。この車両１は、内燃機関１０と、内燃機関１０と結合される動力伝達装置２０と、動力伝達装置２０を介して伝達される動力により回転駆動する駆動輪３０と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置であるＥＣＵ４０とを備える。車両１は、このＥＣＵ４０によって制御されることで内燃機関１０とモータＭＧ１、ＭＧ２を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成される。

内燃機関１０は、燃料の燃焼に伴ってクランク軸１１に機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、この機械的動力をクランク軸１１から駆動輪３０に向けて出力可能である。動力伝達装置２０は、交流同期電動機等により構成される上記モータＭＧ１、ＭＧ２、内燃機関１０が出力した動力をモータＭＧ１側と駆動輪３０側とに分割可能な遊星歯車機構５０、遊星歯車機構５０から伝達される動力とモータＭＧ２の回転軸２２から伝達される動力とを統合し減速してトルクを増大させる減速機構６０、減速機構６０から伝達された動力を左右の駆動軸７１に分配して出力する差動機構７０などを有する。駆動輪３０は、この左右の駆動軸７１にそれぞれ結合されており、駆動軸７１と共に一体に回転する。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。モータＭＧ１は、主に内燃機関１０の出力を受けて発電する発電機として用いられ、モータＭＧ２は、主に交流電力の供給を受けてロータに走行用の機械的な動力（モータトルク）を発生させる電動機として用いられる。モータＭＧ１は、ロータに回転軸線Ｃ１を中心に回転可能な回転軸２１が結合され、モータＭＧ２は、ロータに回転軸線Ｃ１と平行な回転軸線Ｃ２を中心に回転可能な回転軸２２が結合される。

遊星歯車機構５０は、同一の回転軸線Ｃ１を中心に回転可能な回転要素として、回転軸２１が結合されるサンギア５０ｓと、クランク軸１１が結合されるキャリア５０ｃと、第１ドライブギア２３が結合されるリングギア５０ｒとを有する。減速機構６０は、回転軸線Ｃ１、Ｃ２と平行な回転軸線Ｃ３を中心に回転可能な回転軸であるカウンタシャフト６１と、カウンタシャフト６１に結合され第１ドライブギア２３と噛み合っているドリブンギア６２と、カウンタシャフト６１に結合される最終ドライブギア６３とを有する。差動機構７０は、最終ドライブギア６３と噛み合っているリングギア７２などを有する。

上述したモータＭＧ２は、回転軸２２に第２ドライブギア２４が結合されている。ドリブンギア６２は、第１ドライブギア２３と共にこの第２ドライブギア２４にも噛み合っている。モータＭＧ２が出力する機械的動力は、回転軸２２、第２ドライブギア２４を介してドリブンギア６２に伝達される。

ところで、このような車両１に適用される内燃機関１０からの動力とモータＭＧ２からの動力とは、一般に図５、図６に例示するような傾向がある。図５、図６に示す模式図では、横軸を時間軸とし、縦軸をトルクＴ、速度差（速度変動）ΔＮ、速度差によって生じる回転方向の変位θとしている。図５中「Ｔｉ」は内燃機関１０からカウンタシャフト６１に入力されるトルク、「Ｔｏ」はカウンタシャフト６１の平均トルク（一定と仮定）、「Ｉ」は慣性質量、「Ｎｉ」は内燃機関１０からカウンタシャフト６１に入力される動力の回転速度、「Ｎｏ」はカウンタシャフト６１の平均回転速度（一定と仮定）を表す。

すなわち、内燃機関１０からの動力は、図５に示すように燃料の燃焼（爆発）に起因する相対的に大きな変動成分を含む傾向にあるのに対して、モータＭＧ２からの動力は、図６に示すように同一回転数状態において変動成分が相対的に小さい傾向にある。このため、上記のような動力伝達装置２０では、例えば、内燃機関１０からの動力にモータＭＧ２からの動力を加える部分、すなわち、ドリブンギア６２と第２ドライブギア２４とが噛み合う部分にて、この内燃機関１０の動力の変動成分に起因して、モータＭＧ２側の第２ドライブギア２４の歯面に対する内燃機関１０側のドリブンギア６２の歯面の回転方向への相対的な振れ幅（例えば、図５の変位θの振幅に相当）が所定より大きくなるとドリブンギア６２の歯面と第２ドライブギア２４の歯面との衝突が発生するおそれがある。そして、この動力伝達装置２０では、内燃機関１０の動力の変動に伴って、ドリブンギア６２の歯面と第２ドライブギア２４の歯面とが噛み合い部のバックラッシの範囲内で回転方向に相対変位して歯打ちが生じると、いわゆる歯打ち音などのガラ音が発生するおそれがあり、これにより、騒音が大きくなり車両１の乗員に不快感を与えるおそれがある。

動力伝達装置２０では、モータＭＧ２が駆動している場合においてはモータＭＧ２の出力トルクによってドリブンギア６２の歯面と第２ドライブギア２４の歯面とを押さえる力が発生していることから、上記のような歯打ち音が発生しにくい。一方、モータＭＧ２からの動力が０の場合、すなわち、モータＭＧ２の無負荷時（停止時）においては、第２ドライブギア２４がドリブンギア６２の回転に対してつれまわっているだけの状態となり、第２ドライブギア２４の歯面を抑える力が不足することから、内燃機関１０からの動力の変動成分によって、上記のような歯打ち音が発生しやすい傾向にある。

そこで、この動力伝達装置２０は、図１、図２、図３に示すように、内燃機関１０が発生させた動力が伝達される出力軸としてのカウンタシャフト６１に電動機としてのモータＭＧ２が発生させた動力を伝達可能な伝達機構８０に位相差調節部９０を備えることで、上記歯打ち音を抑制し、騒音を適正に抑制している。

この伝達機構８０は、上述した回転軸２２と、第２ドライブギア２４と、第１歯車としてのドリブンギア６２とを含んで構成される。回転軸２２は、モータＭＧ２のロータに結合され、軸受８１によりハウジング（不図示）に対して回転軸線Ｃ２を中心に回転可能に支持されている。ドリブンギア６２は、上述したように、第１ドライブギア２３を介して内燃機関１０が発生させた動力が伝達される。

ここで、この回転軸２２は、回転軸線Ｃ２に沿った方向（以下、特に断りのない限り「回転軸線Ｃ２の軸方向」という）に対して、モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とに分割されている。モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とは、カウンタシャフト６１に動力伝達可能に係合する回転部材である。モータ側回転軸２５は、中間回転軸２６のモータＭＧ２側に配置される。

そして、モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とは、嵌合凹部８２ａと嵌合凸部８２ｂとを含んで構成される嵌合部８２を介して接続される。ここでは、嵌合部８２は、嵌合凹部８２ａがモータ側回転軸２５側、嵌合凸部８２ｂが中間回転軸２６側に設けられるが逆であってもよい。モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とは、嵌合部８２にて嵌合凸部８２ｂが嵌合凹部８２ａに嵌合することで回転軸線Ｃ２を回転中心として相対回転可能に接続される。

また、回転軸２２に結合される第２ドライブギア２４は、回転軸線Ｃ２の軸方向に対して、第２歯車としてのメインギア２７と、第３歯車としての第１サブギア２８とに分割されている。メインギア２７は、モータ側回転軸２５に一体的に結合され一体回転可能であり、第１サブギア２８は、中間回転軸２６に一体的に結合され一体回転可能である。モータＭＧ２が発生させた動力は、まずモータ側回転軸２５及びメインギア２７に伝達される。メインギア２７と第１サブギア２８とは、外径および歯数が等しく形成され、モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とが嵌合部８２にて嵌合した状態で回転軸線Ｃ２の軸方向に接するようにして隣り合う位置に設けられる。

モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とは、このメインギア２７、第１サブギア２８の歯２７ａ、２８ａとドリブンギア６２の歯６２ａとが噛み合うことで噛合部８３を構成し、これにより、カウンタシャフト６１に動力伝達可能に回転方向（回転軸線Ｃ２の軸周り周方向に相当）に係合する。つまり、メインギア２７と第１サブギア２８とは、噛合部８３においてドリブンギア６２と噛み合い、モータＭＧ２が発生させた動力をこのドリブンギア６２に伝達可能である。

そして、このメインギア２７と第１サブギア２８とは、互いに同軸で相対回転可能であり回転方向に沿って互いに反対側に付勢される。ここでは、メインギア２７と第１サブギア２８とは、位相差調節部９０を介して相互に動力伝達可能かつ回転方向の位相差を調節可能に接続される。この位相差調節部９０は、ドリブンギア６２とメインギア２７、第１サブギア２８との間で伝達される動力の増加に応じて、回転方向に沿って互いに反対側に付勢されることによるメインギア２７と第１サブギア２８との位相差を減少させるものである。

具体的には、位相差調節部９０は、動力伝達部９１と、第１弾性部材９２とを含んで構成される。

動力伝達部９１は、メインギア２７と第１サブギア２８との間で相互に動力を伝達可能とするものであり、挿入突起部９３と挿入穴部９４とを含んで構成される。ここでは、動力伝達部９１は、挿入突起部９３がメインギア２７（モータ側回転軸２５）側、挿入穴部９４が第１サブギア２８（中間回転軸２６）側に設けられるが逆であってもよい。挿入突起部９３は、回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って突起する部分であり、挿入穴部９４は、挿入突起部９３に対応して回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って陥没する部分である。挿入突起部９３及び挿入穴部９４は、メインギア２７、第１サブギア２８の周方向に沿って等間隔で複数個（ここでは２つ）設けられる。メインギア２７と第１サブギア２８とは、モータ側回転軸２５と中間回転軸２６とが嵌合部８２にて嵌合した状態で、挿入突起部９３が挿入穴部９４に挿入されると共に、回転方向に対して挿入突起部９３と挿入穴部９４との間に所定の隙間が形成される。

第１弾性部材９２は、メインギア２７と第１サブギア２８とを回転方向に沿って互いに反対側に付勢するものである。ここでは、第１弾性部材９２は、メインギア２７に対して、モータＭＧ２が発生させた動力をドリブンギア６２に伝達する際にメインギア２７が回転する側に第１サブギア２８を付勢する。ここで、モータＭＧ２が発生させた動力をドリブンギア６２に伝達する際にメインギア２７が回転する側は、車両１をモータＭＧ２の動力によって駆動させる際にメインギア２７が回転する側であり、典型的には、モータＭＧ２の正転回転側である。

第１弾性部材９２は、第１サブギア２８のメインギア２７側の端面に回転方向に沿って円弧状に形成される設置凹部９５内に配置される。第１弾性部材９２は、例えば、バネなどにより構成され、回転方向の一端がメインギア２７の挿入突起部９３に固定され、他端が第１サブギア２８の設置凹部９５の壁面に固定される。これにより、第１弾性部材９２は、例えば、モータＭＧ２が発生させた動力をドリブンギア６２に伝達する際にメインギア２７が図２において反時計回りの矢印Ｌ１側に回転するものと仮定した場合に、メインギア２７に対して第１サブギア２８を矢印Ｌ１側に付勢する。言い換えれば、第１弾性部材９２は、第１サブギア２８に対してメインギア２７を矢印Ｌ１とは反対側に付勢する。そして、第１弾性部材９２は、回転方向に対してメインギア２７と第１サブギア２８との間に当接して介在し、メインギア２７と第１サブギア２８との相対回転に伴って、すなわち、メインギア２７と第１サブギア２８との回転方向に沿った相対変位に応じて伸縮する。設置凹部９５及び第１弾性部材９２は、第１サブギア２８（中間回転軸２６）の周方向に沿って等間隔で複数個（ここでは２つ）設けられる。

上記のように構成される動力伝達装置２０は、車両１をモータＭＧ２の動力によらずに駆動させる際、すなわち、モータＭＧ２の無負荷時にメインギア２７と第１サブギア２８とがいわゆるシザーズギアとして機能する。すなわち、動力伝達装置２０は、図２に示すように、第１弾性部材９２の付勢力によりドリブンギア６２の歯６２ａをメインギア２７の歯２７ａと第１サブギア２８の歯２８ａとで回転方向に挟むことができる。これにより、動力伝達装置２０は、例えば、噛合部８３で歯打ち音などのガラ音が発生しやすいモータＭＧ２の無負荷時に、この噛合部８３のバックラッシに応じて生じ得る回転方向の隙間（いわゆるガタ）を詰めることができる。よって、動力伝達装置２０は、内燃機関１０の動力の変動成分がドリブンギア６２に作用した場合に、ドリブンギア６２の歯面と第２ドライブギア２４をなすメインギア２７、第１サブギア２８の歯面との衝突やガタ打ちが発生することを抑制することができる。この結果、動力伝達装置２０は、内燃機関１０からの動力にモータＭＧ２からの動力を加える噛合部８３などにて、内燃機関１０からの動力の変動成分によって騒音が発生することを抑制することができる。

そして、動力伝達装置２０は、例えば、モータＭＧ２の駆動の状態が非駆動状態（無負荷状態）から駆動状態になり、モータＭＧ２が（正転）駆動する際（モータＭＧ２が駆動しメインギア２７が矢印Ｌ１側に回転する場合）には以下のように動作する。

動力伝達装置２０は、モータＭＧ２から出力されドリブンギア６２とメインギア２７、第１サブギア２８との間で伝達される動力が相対的に小さい場合は、このモータＭＧ２が発生させた動力をメインギア２７、第１弾性部材９２、第１サブギア２８を順に介してこの第１サブギア２８からドリブンギア６２に伝達する。すなわち、動力伝達装置２０は、メインギア２７に伝達されるモータＭＧ２からの動力に応じてメインギア２７と第１サブギア２８とが相対回転することで、メインギア２７の挿入突起部９３が第１弾性部材９２を回転方向の矢印Ｌ１側に徐々に押し縮めつつ挿入突起部９３の側面９３ａと挿入穴部９４の側面９４ａとの間の回転方向の隙間が徐々に狭くなり、これに伴ってドリブンギア６２の歯６２ａとメインギア２７の歯２７ａとの間に徐々に回転方向の隙間が生じ始める。つまり、動力伝達装置２０は、位相差調節部９０がモータＭＧ２からの伝達動力の増大に応じてメインギア２７と第１サブギア２８との位相差を徐々に減少させる。このとき、メインギア２７に伝達されるモータＭＧ２からの動力は、第１弾性部材９２を介して第１サブギア２８に伝達され、この第１サブギア２８からドリブンギア６２に伝達される。

そして、動力伝達装置２０は、ドリブンギア６２とメインギア２７、第１サブギア２８との間で伝達される動力が相対的に大きい場合に、モータＭＧ２が発生させた動力をメインギア２７及び第１サブギア２８の両方からドリブンギア６２に伝達する。すなわち、動力伝達装置２０は、メインギア２７に伝達されるモータＭＧ２からの動力が所定より大きくなり第１弾性部材９２が所定量変形すると、図３に示すように、挿入突起部９３の側面９３ａと挿入穴部９４の側面９４ａとが当接することでメインギア２７と第１サブギア２８との相対回転が規制され、この位置でメインギア２７と第１サブギア２８との位相差がなくなりほぼ同位相となる（つまり、メインギア２７と第１サブギア２８とが同じ位相で重なり合う）。これにより、動力伝達装置２０は、メインギア２７と第１サブギア２８とが一体の１つのギアのように機能する。このとき、メインギア２７に伝達されるモータＭＧ２からの動力は、一部がメインギア２７からドリブンギア６２に伝達され、残りが動力伝達部９１をなす挿入突起部９３の側面９３ａと挿入穴部９４の側面９４ａとの当接部分を介して第１サブギア２８に伝達され、この第１サブギア２８からドリブンギア６２に伝達される。

この結果、動力伝達装置２０は、モータＭＧ２が発生させる動力がある程度大きくなると、メインギア２７と第１サブギア２８とが同じ位相で重なり合いメインギア２７と第１サブギア２８との相対回転が不可能となるので、メインギア２７がガタ詰め方向に作用することで生じ得る歯面における摩擦やメインギア２７と第１サブギア２８とのあわせ面における摩擦が発生することを抑制することができる。これにより、動力伝達装置２０は、摩擦によるエネルギー損失（摩擦損失）を抑制し動力の伝達効率、燃費を向上することができ、また、メインギア２７及び第１サブギア２８の摩耗を抑制することができる。また、動力伝達装置２０は、モータＭＧ２が発生させる動力がある程度大きくなると、メインギア２７と第１サブギア２８との両方が動力の伝達に寄与することから、従来のシザーズギアのように動力の伝達に寄与しないギアが存在しない分、メインギア２７と第１サブギア２８とからなる第２ドライブギア２４全体での厚みが厚くなることを抑制することができ、動力伝達装置２０が大型化することを抑制することができ、また製造コストを抑制すことができる。

また、動力伝達装置２０は、モータＭＧ２が発生させる動力がある程度大きくなる際に、第１弾性部材９２が徐々に押し縮められることで、メインギア２７の歯２７ａがドリブンギア６２の歯６２ａに当接する際のショック（衝撃力）を抑制することができる。この結果、動力伝達装置２０は、例えば、モータＭＧ２の非駆動状態から駆動状態への過渡を滑らかにつなぐことができ、モータ駆動による加速時などにおいても快適な走行フィーリングを確保することができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る動力伝達装置２０によれば、内燃機関１０が発生させた動力が伝達されるドリブンギア６２と、ドリブンギア６２と噛み合いモータＭＧ２が発生させた動力をドリブンギア６２に伝達可能であると共に互いに同軸で相対回転可能であり回転方向に沿って互いに反対側に付勢されるメインギア２７及び第１サブギア２８と、ドリブンギア６２とメインギア２７、第１サブギア２８との間で伝達される動力の増加に応じて前記付勢されることによるメインギア２７と第１サブギア２８との回転方向の位相差を減少させる位相差調節部９０とを備える。

したがって、動力伝達装置２０は、モータＭＧ２の無負荷時にメインギア２７と第１サブギア２８とがいわゆるシザーズギアとして機能し、モータＭＧ２が発生させる動力が大きくなるとメインギア２７と第１サブギア２８とが一体の１つのギアのように機能することから、内燃機関１０からの動力の変動成分によって騒音が発生することを適正に抑制することができる。これにより、動力伝達装置２０は、車両１の乗員に不快感を与えることを抑制することができ、快適な走行フィーリングを確保することができると共に、この車両１では騒音防止のために内燃機関１０の効率の悪い運転領域でこの内燃機関１０を運転することを回避することができ、比較的に効率のよい運転領域で内燃機関１０を運転することができるので、燃費を向上することができる。

［実施形態２］
図７は、実施形態２に係る動力伝達装置の位相差調節部周辺の概略構成を示す部分断面図、図８は、図７に示す動力伝達装置のＢ１−Ｂ１の断面図、図９は、図７に示す動力伝達装置のＢ２−Ｂ２の断面図である。実施形態２に係る動力伝達装置は、第４歯車及び第２弾性部材を備える点で実施形態１に係る動力伝達装置とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。

本実施形態の動力伝達装置２２０は、上記で説明した動力伝達装置２０（図１参照）が備える構成に加え、さらに、第４歯車としての第２サブギア２２９と、第２弾性部材２９６とを備える。動力伝達装置２２０は、第２ドライブギア２４が回転軸線Ｃ２の軸方向に対して、メインギア２７と、第１サブギア２８と、第２サブギア２２９とに分割されている。メインギア２７、第１サブギア２８及び第２サブギア２２９の位置関係は、メインギア２７が回転軸線Ｃ２の軸方向に対して第１サブギア２８及び第２サブギア２２９よりモータＭＧ２側に配置される。ここでは、第２サブギア２２９は、回転軸線Ｃ２の軸方向に対して、モータ側回転軸２５に結合されるメインギア２７と、中間回転軸２６に結合される第１サブギア２８との間に設けられる。つまり、この動力伝達装置２２０の伝達機構８０は、回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って、モータＭＧ２側からメインギア２７、第２サブギア２２９、第１サブギア２８の順で配列されている。

第２サブギア２２９は、ドリブンギア６２と噛み合いメインギア２７と同軸で相対回転可能なものである。第２サブギア２２９は、回転軸線Ｃ２と同軸の円環板状に形成され、内周面側にモータ側回転軸２５と中間回転軸２６との嵌合部８２が挿入されるような位置関係で配置される。第２サブギア２２９は、モータ側回転軸２５の外周面に相対回転可能に支持される。本実施形態の噛合部８３は、メインギア２７、第１サブギア２８及び第２サブギア２２９の歯２７ａ、２８ａ、２２９ａとドリブンギア６２の歯６２ａとが噛み合うことで構成される。

ここで、第１サブギア２８及び第２サブギア２２９は、図７に示すように、回転軸線Ｃ２の軸方向の厚み（軸方向の幅）がメインギア２７の厚み（軸方向の幅）より薄くなっている。また、本実施形態のメインギア２７、第１サブギア２８は、図８に示すように、モータＭＧ２の無負荷時にメインギア２７の歯２７ａとドリブンギア６２の歯６２ａとの間に回転方向の隙間が生じるような形状、大きさに形成されている。第２サブギア２２９は、これらメインギア２７、第１サブギア２８と外径および歯数が等しく形成される。

そして、メインギア２７と第２サブギア２２９とは、互いに同軸で相対回転可能であり回転方向に沿って互いに反対側に付勢される。メインギア２７と第２サブギア２２９とは、位相差調節部９０を介して相互に動力伝達可能かつ回転方向の位相差を調節可能に接続される。

具体的には、本実施形態の位相差調節部９０は、さらに、上記第２弾性部材２９６を含んで構成される。

第２弾性部材２９６は、メインギア２７に対して回転方向に沿って第２サブギア２２９を付勢するものである。第２弾性部材２９６は、例えばエラストマなどのゴム状の弾力性を有する部材により形成される。第２弾性部材２９６は、図９に示すように、回転方向に対して、メインギア２７が一体的に設けられるモータ側回転軸２５と第２サブギア２２９との間に介在して設けられる。

第２弾性部材２９６は、膨出部２９７と窪み部２９８との間に介在する。ここでは、膨出部２９７と窪み部２９８とは、膨出部２９７がモータ側回転軸２５（メインギア２７）側、窪み部２９８が第２サブギア２２９側に設けられるが逆であってもよい。膨出部２９７は、モータ側回転軸２５において第２サブギア２２９の径方向（回転軸線Ｃ２の軸方向に直交する方向）の内側に位置する部分の外周面から径方向外側に向かって突出するようにして形成される。窪み部２９８は、第２サブギア２２９の内周面に凹部状に形成される。モータ側回転軸２５と第２サブギア２２９とは、第２サブギア２２９がモータ側回転軸２５の外周面に相対回転可能に支持された状態で、膨出部２９７が窪み部２９８内に収容され、回転方向に対して所定の隙間が形成される。膨出部２９７と窪み部２９８とは、周方向に沿って等間隔で複数個（ここでは２つ）設けられる。

第２弾性部材２９６は、回転方向に対して膨出部２９７の側面２９７ａと窪み部２９８の側面２９８ａと間に介在して設けられる。第２弾性部材２９６は、回転方向の一端が膨出部２９７の側面２９７ａに当接可能であり、他端が窪み部２９８の側面２９８ａに当接可能である。そして、第２弾性部材２９６は、メインギア２７、ここではメインギア２７と一体のモータ側回転軸２５に対して、第１弾性部材９２による第１サブギア２８の付勢の方向とは反対側に第２サブギア２２９を付勢する。すなわち、第２弾性部材２９６は、メインギア２７に対して、モータＭＧ２が正転駆動する際にメインギア２７が回転する側とは反対側に第２サブギア２２９を付勢する。例えば、第２弾性部材２９６は、モータＭＧ２が発生させた（正転）動力をドリブンギア６２に伝達する際にメインギア２７が図９において反時計回りの矢印Ｌ１側に回転するものと仮定した場合に、メインギア２７に対して第２サブギア２２９を矢印Ｌ１側とは反対側に付勢する。言い換えれば、第２弾性部材２９６は、第２サブギア２２９に対してメインギア２７を矢印Ｌ１側に付勢する。そして、第２弾性部材２９６は、メインギア２７と第２サブギア２２９との相対回転に伴って、すなわち、メインギア２７と第２サブギア２２９との回転方向に沿った相対変位に応じて側面２９７ａと側面２９８ａとの間で押し縮められる。

上記のように構成される動力伝達装置２２０は、モータＭＧ２の無負荷時に第１サブギア２８と第２サブギア２２９とがいわゆるシザーズギアとして機能し、図８、図９に示すように、第１弾性部材９２及び第２弾性部材２９６の付勢力によりドリブンギア６２の歯６２ａを第１サブギア２８の歯２８ａと第２サブギア２２９の歯２２９ａとで回転方向に挟むことができる。これにより、動力伝達装置２２０は、例えば、モータＭＧ２の無負荷時に、この噛合部８３のバックラッシに応じて生じ得る回転方向の隙間（いわゆるガタ）を詰めることができ、内燃機関１０からの動力の変動成分によって騒音が発生することを抑制することができる。なお、このとき、第１サブギア２８と第２サブギア２２９とは、伝達動力の大きさとは無関係に相対的な位相差を有している。また、このとき、メインギア２７の歯２７ａは、ドリブンギア６２の歯６２ａには接触していない。

ここで、動力伝達装置２２０は、第１サブギア２８及び第２サブギア２２９の回転軸線Ｃ２の軸方向の厚みがメインギア２７の厚みより薄くなっていることから、モータＭＧ２の無負荷時にドリブンギア６２の歯６２ａに当接する第１サブギア２８及び第２サブギア２２９の慣性質量をメインギア２７の慣性質量より小さくすることができる。これにより、動力伝達装置２２０は、内燃機関１０の動力の変動に応じてドリブンギア６２と回転方向に衝突しうる第１サブギア２８及び第２サブギア２２９の慣性質量を相対的に小さくすることができ、内燃機関１０の動力の変動成分を大きな慣性質量の部材で直接的に受けないようにすることができる。この結果、動力伝達装置２２０は、仮にドリブンギア６２の歯面と第１サブギア２８、第２サブギア２２９の歯面とが衝突した場合であっても、第１サブギア２８、第２サブギア２２９の歯面が逃げてドリブンギア６２の歯面が空振りしたような状態になるので、衝撃力を小さくすることができ、確実に大きな音が発生することを抑制することができる。

そして、動力伝達装置２２０は、例えば、モータＭＧ２の駆動の状態が被駆動状態になり、第２サブギア２２９がドリブンギア６２の回転に対して矢印Ｌ１方向につれまわされる場合には以下のように動作する。

動力伝達装置２２０は、モータＭＧ２の被駆動時に、内燃機関１０側から伝達されドリブンギア６２とメインギア２７、第２サブギア２２９との間で伝達される動力が相対的に小さい場合は、動力をドリブンギア６２から第２サブギア２２９、第２弾性部材２９６、メインギア２７と一体のモータ側回転軸２５を順に介して伝達する。すなわち、動力伝達装置２０は、ドリブンギア６２から第２サブギア２２９に伝達される内燃機関１０側からの動力に応じて第２サブギア２２９とメインギア２７とが相対回転することで、窪み部２９８の側面２９８ａが第２弾性部材２９６を回転方向の矢印Ｌ１側に徐々に押し縮める。これに伴って、動力伝達装置２２０は、位相差調節部９０が内燃機関１０側からの伝達動力の増大に応じて第２サブギア２２９とメインギア２７との位相差を徐々に減少させる。このとき、ドリブンギア６２に伝達される内燃機関１０からの動力は、第２サブギア２２９から窪み部２９８の側面２９８ａ、第２弾性部材２９６、膨出部２９７の側面２９７ａを介してモータ側回転軸２５、メインギア２７に伝達され、ドリブンギア６２の回転に対して第２サブギア２２９、メインギア２７及びモータ側回転軸２５が矢印Ｌ１方向につれまわされる。

そして、動力伝達装置２２０は、内燃機関１０側から伝達されドリブンギア６２とメインギア２７、第２サブギア２２９との間で伝達される動力が相対的に大きい場合は、動力をドリブンギア６２から第２サブギア２２９及びメインギア２７の両方に伝達する。すなわち、動力伝達装置２２０は、ドリブンギア６２から第２サブギア２２９に伝達される内燃機関１０からの動力が所定より大きくなり第２弾性部材２９６が所定量変形すると、第２サブギア２２９とメインギア２７との相対回転が規制され、この位置で第２サブギア２２９とメインギア２７との位相差がなくなりほぼ同位相となる（つまり、第２サブギア２２９とメインギア２７とが同じ位相で重なり合う）。これにより、動力伝達装置２２０は、第２サブギア２２９とメインギア２７とが一体の１つのギアのように機能する。すなわち、ドリブンギア６２に伝達される内燃機関１０からの動力は、一部が第２サブギア２２９に伝達され、残りがメインギア２７に伝達される。なお、このとき、動力伝達装置２２０では、第１サブギア２８の歯２８ａは、ドリブンギア６２の歯６２ａには接触していない。

この結果、動力伝達装置２２０は、内燃機関１０からの動力がある程度大きくなると、第２サブギア２２９とメインギア２７とが同じ位相で重なり合い第２サブギア２２９とメインギア２７との相対回転が不可能となるので、歯面における摩擦や第２サブギア２２９とメインギア２７とのあわせ面における摩擦が発生することを抑制することができる。また、動力伝達装置２２０は、内燃機関１０からの動力がある程度大きくなる際に、第２弾性部材２９６が徐々に押し縮められることで、メインギア２７の歯２７ａがドリブンギア６２の歯６２ａに当接する際のショック（衝撃力）を抑制することができ、例えば、モータＭＧ２の被駆動状態への過渡を滑らかにつなぐことができ、快適な走行フィーリングを確保することができる。

なお、動力伝達装置２２０は、モータＭＧ２の逆転駆動時にメインギア２７が矢印Ｌ１側とは反対側に回転する場合も上記とほぼ同様の動作をなす。すなわちこの場合、動力伝達装置２２０は、伝達動力が相対的に小さい場合には動力をモータ側回転軸２５と一体のメインギア２７、第２弾性部材２９６、第２サブギア２２９を順に介してドリブンギア６２に伝達し、伝達動力が相対的に大きい場合には第２サブギア２２９とメインギア２７とが同じ位相で重なり合い第２サブギア２２９とメインギア２７とが一体の１つのギアのように機能し、動力を第２サブギア２２９及びメインギア２７の両方からドリブンギア６２に伝達する。また、モータＭＧ２が正転駆動する際の動力伝達装置２２０の動作は、上記の動力伝達装置２０（図１参照）とほぼ同様であるのでその説明を省略する。ただし、本実施形態の動力伝達装置２２０では、メインギア２７と第１サブギア２８とが一体の１つのギアのように機能する際には、第２サブギア２２９の歯２２９ａは、ドリブンギア６２の歯６２ａには接触していない。

以上で説明した本発明の実施形態に係る動力伝達装置２２０によれば、ドリブンギア６２と噛み合いメインギア２７と同軸で相対回転可能である第２サブギア２２９を備え、位相差調節部９０は、メインギア２７に対して、回転方向に沿って第１弾性部材９２による第１サブギア２８の付勢の方向とは反対側に、第２サブギア２２９を付勢する第２弾性部材２９６を有する。したがって、動力伝達装置２２０は、モータＭＧ２の無負荷時、正転駆動時、逆転駆動時、被駆動時のいずれの運転状態であっても騒音やショックが発生することを適正に抑制することができる。これにより、動力伝達装置２２０は、例えば、内燃機関１０の動力による後退走行時などにおいても異音、ショックを低減することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る動力伝達装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本発明の実施形態に係る動力伝達装置は、以上で説明した実施形態を複数組み合わせることで構成してもよい。

例えば、実施形態１の動力伝達装置２０において、第１サブギア２８の回転軸線Ｃ２の軸方向の厚みをメインギア２７の厚みより薄くし、第１サブギア２８の慣性質量を相対的に小さくするようにしてもよい。

また、図１０は、変形例に係る動力伝達装置の径方向に沿った断面図、図１１は、変形例に係る第２弾性部材の正面図である。変形例に係る動力伝達装置２２０Ａが備える第２弾性部材２９６Ａは、動力を伝達する胴部２９６Ａａと、回転方向に延在する一対の位置決め部２９６Ａｂとを含んで構成される。胴部２９６Ａａは、膨出部２９７の側面２９７ａと窪み部２９８の側面２９８ａと間に介在して動力を伝達する部分である。位置決め部２９６Ａｂは、胴部２９６Ａａから回転方向の両側に設けられ、一方がモータ側回転軸２５に固定され、他方が第２サブギア２２９に固定されることで、第２弾性部材２９６Ａ全体を所定の位置に位置決めする部分である。位置決め部２９６Ａｂは、例えば、円柱状に形成され、モータ側回転軸２５、第２サブギア２２９に形成される円筒状のはめ込み凹部に嵌め込まれることでモータ側回転軸２５、第２サブギア２２９に固定される。これにより、第２弾性部材２９６Ａは、側面２９７ａと側面２９８ａとが離間する側にモータ側回転軸２５と第２サブギア２２９とが相対回転した場合であっても、胴部２９６Ａａを位置決め部２９６Ａｂにより適正な位置に位置決めすることができる。

なお、以上で説明した第１弾性部材、第２弾性部材は、バネやエラストマなどには限られない。

以上のように本発明に係る動力伝達装置は、内燃機関と電動機との双方を走行用動力源として備えたハイブリッド車両などに適用される種々の動力伝達装置に適用して好適である。

１ 車両
１０ 内燃機関
２０、２２０、２２０Ａ 動力伝達装置
２７ メインギア（第２歯車）
２８ 第１サブギア（第３歯車）
６２ ドリブンギア（第１歯車）
８０ 伝達機構
９０ 位相差調節部
９２ 第１弾性部材
２２９ 第２サブギア（第４歯車）
２９６、２９６Ａ 第２弾性部材
ＭＧ１ モータ
ＭＧ２ モータ（電動機）

Claims (4)

1. 内燃機関が発生させた動力が伝達される第１歯車と、
   前記第１歯車と噛み合い電動機が発生させた動力を当該第１歯車に伝達可能であると共に、互いに同軸で相対回転可能であり回転方向に沿って互いに反対側に付勢される第２歯車及び第３歯車と、
   前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力の増加に応じて前記付勢されることによる前記第２歯車と前記第３歯車との前記回転方向の位相差を減少させる位相差調節部とを備え、
   前記位相差調節部は、前記電動機が発生させた動力が伝達される前記第２歯車に対して、前記電動機が発生させた動力を前記第１歯車に伝達する際に当該第２歯車が回転する側に、前記第３歯車を付勢する第１弾性部材と、前記第２歯車と前記第３歯車との間で相互に動力を伝達可能とする動力伝達部とを有し、
   前記動力伝達部は、前記第２歯車又は前記第３歯車の一方に設けられる挿入突起部と他方に設けられる挿入穴部とを含んで構成され、
   前記第２歯車と前記第３歯車とは、前記挿入突起部が前記挿入穴部に挿入されると共に、回転方向に対して当該挿入突起部と当該挿入穴部との間に所定の隙間が形成され、
   前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に小さい場合に、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車、前記第１弾性部材、前記第３歯車を順に介して当該第３歯車から前記第１歯車に伝達し、
   前記第１歯車と前記第２歯車、前記第３歯車との間で伝達される動力が相対的に大きい場合に、前記第２歯車と前記第３歯車との位相差がなくなり同位相となる位置で前記挿入突起部と前記挿入穴部とが当接することで前記第２歯車と前記第３歯車との相対回転が規制され、前記電動機が発生させた動力を前記第２歯車及び前記第３歯車の両方から前記第１歯車に伝達することを特徴とする、
   動力伝達装置。
2. 前記第１歯車と噛み合い前記第２歯車と同軸で相対回転可能である第４歯車を備え、
   前記位相差調節部は、前記第２歯車に対して、前記回転方向に沿って前記第１弾性部材による付勢の方向とは反対側に、前記第４歯車を付勢する第２弾性部材を有する、
   請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記第２歯車は、回転軸線に沿った方向に対して、前記第３歯車及び前記第４歯車より前記電動機側に配置される、
   請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記第３歯車及び前記第４歯車は、回転軸線の沿った方向の厚みが前記第２歯車の厚みより薄い、
   請求項２又は請求項３に記載の動力伝達装置。

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