JP5434550B2 - 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エンジンのギア列構造を備えたものが知られている。このギア列構造は、クランクシャフトと同軸に取付けられたクランクシャフトギアに連動する複数のはすば歯車により構成されたギア列において、ギア列の端部に位置しクランクシャフトギアに連動して作動すべきエンジン付随装置を駆動する被駆動ギアと、ギア列内で被駆動ギアに生じるスラスト力の方向と逆向きの付勢力を被駆動ギアに与える付勢手段とが設けられている。これにより、このギア列構造は、被駆動ギアからクランクシャフト側に位置しかつ互いに噛合うはすば歯車及びクランクシャフトギアの歯面が互いに圧接されることとなり、互いに噛合うはすば歯車間のバックラッシュを抑制することができ、例えば、噛合い音や歯打ち音を低減することができる。

特開平１１−２２４８０号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載されているエンジンのギア列構造は、例えば、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搭載される動力伝達装置に適用された場合であっても、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出力軸と一体回転可能な第１歯車及び当該第１歯車と噛み合う第２歯車を介して電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達可能な第１伝達部と、前記第１伝達部とは異なる動力伝達形式であり、軸方向力発生部が前記第２歯車の回転軸線の軸方向に沿って発生させる軸方向力を利用して前記電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達可能な第２伝達部とを備え、前記出力軸に伝達する前記電動機からの動力が所定値以上である場合に前記第１伝達部を介して前記動力を伝達し、前記第２伝達部を介した前記動力の伝達を行わず、前記出力軸に伝達する前記電動機からの動力が所定値より小さい場合に前記第２伝達部を介して前記動力を伝達することを特徴とする。

また、上記動力伝達装置では、前記所定値は、前記第２伝達部によって伝達可能な最大トルクに応じた値であ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伝達部は、前記出力軸と一体回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材に対して前記回転軸線の軸方向に沿って相対移動可能であると共に前記電動機が発生させた動力が伝達され、前記第２歯車と一体回転可能な第２回転部材と、軸方向に対して前記第２回転部材と対向し、軸方向に対する前記第２回転部材との間隔が前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って増減するフランジ部材と、前記第２回転部材と前記フランジ部材との間に保持され、前記第２回転部材と前記フランジ部材との間に保持された状態で、前記第２回転部材を前記第１回転部材側に付勢し、前記第２回転部材に前記第１回転部材側に向かう前記軸方向力を作用させる軸方向力発生部とを有し、前記軸方向力発生部は、前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って前記第２回転部材と前記フランジ部材と間で伸縮可能であり、前記第１回転部材と前記第２回転部材とは、軸方向に対向し、前記第１回転部材の当接部と前記第２回転部材の当接部とが当接可能であると共に、当該第１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とが前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って軸方向に沿って接近、離間可能であり、前記軸方向力発生部が発生させる軸方向力によって当該第１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とが当接することで係合可能であり、前記第２歯車は、前記軸方向力発生部に対して前記回転軸線の軸方向に沿って相対移動可能であり、前記電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達する際に前記軸方向に沿って前記軸方向力が作用する方向とは逆方向に向かって作用するスラスト力が発生するように前記回転軸線に対して傾斜して歯筋が形成され、前記第１伝達部と前記第２伝達部とは、前記スラスト力を利用して前記第１伝達部を介した前記動力の伝達と前記第２伝達部を介した前記動力の伝達とが切り替えら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１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とは、径方向に対する接触点の位置が前記第１歯車と前記第２歯車とのピッチ点の径方向位置と同等の位置になるように形成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２伝達部は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とがかさ歯状の係合面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、前記電動機が発生させた動力が伝達される回転軸に対して前記第２歯車を当該回転軸と一体回転可能かつ前記軸方向に沿って前記相対移動可能に支持するボールスプラインを備える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、内燃機関が発生させた動力が伝達される出力軸に電動機が発生させた動力を歯車を介して伝達する第１伝達部と軸方向力を利用して伝達する第２伝達部とを状況に応じて使い分けることができることから、騒音が発生することを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第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図である。 図２は、実施形態１に係る動力伝達装置の動作を説明するための部分断面図である。 図３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４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５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６は、実施形態２に係る動力伝達装置の第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図である。 図７は、実施形態２に係る第１回転部材、第２回転部材の概略構成を示す模式図である。 図８は、実施形態３に係る動力伝達装置の第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図である。

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第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図、図２は、実施形態１に係る動力伝達装置の動作を説明するための部分断面図、図３は、実施形態１に係る車両の概略構成を示す模式図、図４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５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３に示す車両１に搭載される。ここではまず、図３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４、図５に例示するような傾向がある。図４、図５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４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４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５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４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、第１伝達部９０と第２伝達部９１とを備え、状況に応じてこれらを使い分けることで、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、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。モータＭＧ２が発生させた動力は、この回転軸２２に伝達される。

第１伝達部９０は、第１歯車としての上記ドリブンギア６２と、第２歯車としての上記第２ドライブギア２４とを含んで構成される。第１伝達部９０は、内燃機関１０が発生させた動力が伝達されるカウンタシャフト６１と一体回転可能なドリブンギア６２及びこのドリブンギア６２と噛み合う第２ドライブギア２４を介して、モータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達可能である。回転軸２２とカウンタシャフト６１とは、第２ドライブギア２４の歯２４ａとドリブンギア６２の歯６２ａとが噛み合うことで噛合部８２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、第２ドライブギア２４は、噛合部８２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。

ここで、第２ドライブギア２４は、回転軸線Ｃ２と同軸の円筒状に形成され、内側に回転軸２２が挿入される。第２ドライブギア２４は、回転軸２２の外周面にスプライン嵌合部９２を介してこの回転軸２２と一体回転可能かつ第２ドライブギア２４の回転軸線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）に相対移動可能に支持される。これにより、第２ドライブギア２４と回転軸２２とは、このスプライン嵌合部９２を介して相互に動力を伝達可能な構成となる。

第２伝達部９１は、第１伝達部９０とは異なる動力伝達形式でモータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達可能であり、ここでは、第１回転部材９３と、第２回転部材９４と、フランジ部材９５と、軸方向力発生部９６とを含んで構成される。第２伝達部９１は、軸方向力発生部９６が第２ドライブギア２４の回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って発生させる軸方向力を利用し、第１回転部材９３及び第２回転部材９４を介してモータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達可能である。

第１回転部材９３、第２回転部材９４、フランジ部材９５は、回転軸線Ｃ２と同軸の円環板状に形成される。第１回転部材９３、第２回転部材９４、フランジ部材９５は、回転軸線Ｃ２の軸方向に沿ってドリブンギア６２側からモータＭＧ２側に向かって第１回転部材９３、第２回転部材９４、フランジ部材９５の順で配置される。

第１回転部材９３は、ボルトなどによってドリブンギア６２の第２回転部材９４側（モータＭＧ２側）の端面に固定される。これにより、第１回転部材９３は、ドリブンギア６２ひいてはカウンタシャフト６１と一体回転可能な構成となり、第１回転部材９３とドリブンギア６２とは、相互に動力を伝達可能な構成となる。第２回転部材９４は、第２ドライブギア２４に一体的に結合される。これにより、第２回転部材９４は、第２ドライブギア２４、回転軸２２と一体回転可能かつ第２ドライブギア２４と共に回転軸２２に対して回転軸線Ｃ２の軸方向に相対移動可能な構成となる。さらに言えば、第２回転部材９４は、スプライン嵌合部９２によって、第１回転部材９３に対して回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って相対移動可能であると共にスプライン嵌合部９２を介してモータＭＧ２が発生させた動力が伝達される。

そして、第１回転部材９３と第２回転部材９４とは、回転軸線Ｃ２の軸方向に対向し、第１回転部材９３の径方向（回転軸線Ｃ２の軸方向に直交する方向）内側端部の当接部９３ａと第２回転部材９４の径方向外側端部の当接部９４ａとが当接可能である。当接部９３ａと当接部９４ａとは、第２ドライブギア２４及び第２回転部材９４の軸方向に沿った移動に伴って軸方向に沿って接近、離間可能である。

なお、第１回転部材９３は、カウンタシャフト６１に一体回転可能に固定されていてもよいし、カウンタシャフト６１あるいはドリブンギア６２と一体で構成されてもよい。また、第２回転部材９４は、第２ドライブギア２４とは別体に構成され、回転軸２２の外周面にスプライン嵌合部９２とは別個のスプライン嵌合部を介してこの回転軸２２と一体回転可能かつ回転軸線Ｃ２の軸方向に相対移動可能に支持される構成であってもよい。

フランジ部材９５は、回転軸２２に一体的に結合される。フランジ部材９５は、回転軸線Ｃ２の軸方向に対して第２回転部材９４と対向し、第２回転部材９４との間に軸方向力発生部９６を保持するものである。軸方向に対する第２回転部材９４とフランジ部材９５との間隔は、第２ドライブギア２４及び第２回転部材９４の軸方向に沿った移動に伴って増減する。

軸方向力発生部９６は、第２ドライブギア２４の回転軸線Ｃ２の軸方向に沿った軸方向力を発生させるものであり、ここでは、コイルバネによって構成されるが、これに限らず例えば皿バネなどであってもよい。軸方向力発生部９６は、円筒状の内側に回転軸２２が挿入されるようにして配置され、上述のように第２回転部材９４とフランジ部材９５との間に保持される。軸方向力発生部９６は、第２回転部材９４とフランジ部材９５との間に保持された状態で、第２回転部材９４をドリブンギア６２側、すなわち、第１回転部材９３側に付勢し、これにより、第２回転部材９４に第１回転部材９３側に向かう軸方向力を作用させる。第２ドライブギア２４及び第２回転部材９４は、この軸方向力発生部９６に対して回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って相対移動可能であり、これにより、軸方向力発生部９６は、第２ドライブギア２４及び第２回転部材９４の軸方向に沿った移動に伴って第２回転部材９４とフランジ部材９５と間で伸縮可能である。

これにより、第２伝達部９１は、軸方向力を利用してモータＭＧ２が発生させた動力をドリブンギア６２に伝達可能である。すなわち、第２伝達部９１は、図１に示すように、軸方向力発生部９６が発生させる軸方向力によって当接部９３ａと当接部９４ａとが当接することで、第１回転部材９３と第２回転部材９４とが係合、ここでは摩擦係合可能である。したがって、第２伝達部９１は、当接部９３ａと当接部９４ａとの当接面に作用する軸方向力に応じた摩擦力によって第１回転部材９３と第２回転部材９４との間で相互に動力を伝達することができる。このとき、動力伝達装置２０は、回転軸２２に段付部として形成されるストッパ部９７と第２回転部材９４の軸方向端面との間に軸方向に隙間Ｄ１が形成される。

なお、第２伝達部９１の当接部９３ａと当接部９４ａとは、径方向に対する接触点の位置が第２ドライブギア２４とドリブンギア６２とのピッチ点（歯２４ａと歯６２ａとが互いに接する点）の径方向位置と同等の位置になるように形成されている。つまり、当接部９３ａと当接部９４ａとの接触半径（回転軸線Ｃ２から当接部９３ａと当接部９４ａとの接触点までの距離）ｒは、第２ドライブギア２４とドリブンギア６２とのピッチ円の半径とほぼ等しい。これにより、この動力伝達装置２０は、第２伝達部９１を介して動力を伝達する際に、噛合部８２との位置関係に起因して当接部９３ａ、当接部９４ａの部分にて回転にこじれが生じることを防止することができ、動力の伝達効率の低下、燃費の低下を抑制することができる。

そして、この動力伝達装置２０は、状況に応じて第１伝達部９０と第２伝達部９１とを機械的に切り替える機構を有している。動力伝達装置２０は、第２ドライブギア２４がいわゆるはすば歯車（ヘリカルギア）によって構成され、この第２ドライブギア２４が発生させるスラスト力を利用して状況に応じて第１伝達部９０を介した動力の伝達と第２伝達部９１を介した動力の伝達とが切り替えられる。これにより、この動力伝達装置２０は、第１伝達部９０と第２伝達部９１とを切り替えるための機構を別個に備える必要がないので、装置の大型化、構造の複雑化、製造コストの増加等を抑制することができる。本実施形態の動力伝達装置２０では、典型的には、モータＭＧ２からのトルクが内燃機関１０からの変動成分に応じたトルク変動域をややこえた所定トルク（後述する所定値に相当）より小さいときには第２伝達部９１を介してモータＭＧ２からの動力がカウンタシャフト６１に伝達され、前記所定トルク以上であるときは第１伝達部９０を介してモータＭＧ２からの動力がカウンタシャフト６１に伝達される。

具体的には、第２ドライブギア２４（及びドリブンギア６２）は、歯筋が回転軸線Ｃ２に対して傾斜して螺旋状に形成され、トルク（回転力）が作用すると所定の方向へのスラスト力が発生するはすば歯車によって構成される。第２ドライブギア２４は、モータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達する際に、軸方向に沿って軸方向力が作用する方向とは逆方向に向かって作用するスラスト力が発生するようにその歯筋が形成される。

第２ドライブギア２４は、モータＭＧ２の（正転）駆動時に、回転軸線Ｃ２に対して傾斜した歯筋の作用によって、軸方向力発生部９６から第２回転部材９４に作用する軸方向力に抗する力として、逆向きのスラスト力を第２回転部材９４を介して作用させる。そして、第２ドライブギア２４は、モータＭＧ２の駆動時に作用するこのスラスト力が軸方向力発生部９６による軸方向力より大きくなると、第２回転部材９４とフランジ部材９５との間の軸方向力発生部９６を押し縮めながら第２回転部材９４と共に軸方向に沿って軸方向力発生部９６側に移動する。これに伴って、第２伝達部９１は、図２に示すように、当接部９３ａと当接部９４ａとが離間し、第１回転部材９３と第２回転部材９４との（摩擦）係合が解除され、第１回転部材９３と第２回転部材９４との間で当接部９３ａ、当接部９４ａを介して伝達される動力が０になる。第２ドライブギア２４及び第２回転部材９４は、第２回転部材９４の軸方向端面がストッパ部９７に当接する位置で軸方向移動が規制され、このとき、動力伝達装置２０は、当接部９３ａと当接部９４ａとの間に軸方向に隙間Ｄ２が形成され、第２ドライブギア２４のストッパ部９７とは反対の軸方向端部側に隙間Ｄ３が形成される。

上記のように構成される動力伝達装置２０は、カウンタシャフト６１に伝達するモータＭＧ２からの動力が所定値、すなわち、第２伝達部９１によって伝達可能な最大トルクに応じた値より小さい場合に、図１に示すように、第２伝達部９１を介してモータＭＧ２からの動力を伝達する。

例えば、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の無負荷時では、モータＭＧ２からカウンタシャフト６１に伝達される動力が０であり、第２ドライブギア２４によるスラスト力も０である。このため、動力伝達装置２０は、軸方向力発生部９６が発生させる軸方向力によって第１回転部材９３と第２回転部材９４とが当接部９３ａ、当接部９４ａにて摩擦係合する。これにより、動力伝達装置２０は、例えば、噛合部８２で歯打ち音などのガラ音が発生しやすいモータＭＧ２の無負荷時には基本的には第２伝達部９１を介して動力が伝達される。そして、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、第２伝達部９１にて摩擦力によってドリブンギア６２の第２ドライブギア２４に対する相対変位が抑制されることから、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８２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確実に抑制することができる。

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）から駆動状態になった場合、モータＭＧ２からの動力が相対的に小さく第２伝達部９１によって伝達可能な最大トルクに応じた値より小さい段階では、このまま第２伝達部９１を介した動力の伝達が継続される。すなわちこの場合、モータＭＧ２から回転軸２２に伝達された動力は、スプライン嵌合部９２、第２回転部材９４、第１回転部材９３を順に介してドリブンギア６２、カウンタシャフト６１に伝達される。

そして、動力伝達装置２０は、カウンタシャフト６１に伝達するモータＭＧ２からの動力が所定値以上である場合に、図２に示すように、第１伝達部９０を介して動力を伝達する。すなわち、動力伝達装置２０は、モータＭＧ２からの動力が大きくなるにしたがって第２ドライブギア２４が発生させるスラスト力が徐々に大きくなり、第２伝達部９１によって伝達可能な最大トルクに応じた値以上になると、スラスト力が軸方向力発生部９６による軸方向力より大きくなり、当接部９３ａ、当接部９４ａにおける第１回転部材９３と第２回転部材９４との摩擦係合が解除される。この場合、モータＭＧ２から回転軸２２に伝達された動力は、スプライン嵌合部９２、第２ドライブギア２４を順に介してドリブンギア６２、カウンタシャフト６１に伝達される。このとき、動力伝達装置２０は、第２ドライブギア２４とドリブンギア６２とが回転方向に隙間なく噛み合っていることから噛合部８２にて騒音が発生することを防止することができると共に、第１回転部材９３と第２回転部材９４との摩擦係合が解除されていることから、第１伝達部９０を介した動力の伝達効率の低下、燃費の低下を抑制することができる。

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カウンタシャフト６１と一体回転可能なドリブンギア６２及びこのドリブンギア６２と噛み合う第２ドライブギア２４を介してモータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達可能な第１伝達部９０と、第１伝達部９０とは異なる動力伝達形式であり、軸方向力発生部９６が第２ドライブギア２４の回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って発生させる軸方向力を利用してモータＭＧ２が発生させた動力をカウンタシャフト６１に伝達可能な第２伝達部９１とを備える。

したがって、動力伝達装置２０は、内燃機関１０が発生させた動力が伝達されるカウンタシャフト６１にモータＭＧ２が発生させた動力を第２ドライブギア２４、ドリブンギア６２を介して伝達する第１伝達部９０と軸方向力を利用して伝達する第２伝達部９１とを状況に応じて使い分けることができることから、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６は、実施形態２に係る動力伝達装置の第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図、図７は、実施形態２に係る第１回転部材、第２回転部材の概略構成を示す模式図である。実施形態２に係る動力伝達装置は、第１回転部材、第２回転部材の当接部の形状が実施形態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（以下の実施形態でも同様である）。

図６、図７に示すように、本実施形態の動力伝達装置２２０は、第１回転部材９３と第２回転部材９４とがかさ歯状の係合面を有する。すなわち、第１回転部材９３、第２回転部材９４は、回転軸線Ｃ２の軸方向に対向し、第１回転部材９３の径方向内側端部の当接部２９３ａと第２回転部材９４の径方向外側端部の当接部２９４ａとが当接可能であり、この当接部２９３ａ、当接部２９４ａがかさ歯状に形成される。

これにより、動力伝達装置２２０は、例えば、モータＭＧ２の無負荷時において軸方向力発生部９６が発生させる軸方向力によってかさ歯状の当接部２９３ａと当接部２９４ａとが面的に密着することで、第１回転部材９３と第２回転部材９４とを確実に（摩擦）係合することができる。また、動力伝達装置２２０は、当接部２９３ａと当接部２９４ａとの当接面（係合面）に作用する摩擦力によって第１回転部材９３と第２回転部材９４との間で相互に動力を伝達する際には、かさ歯状の当接部２９３ａ、当接部２９４ａに作用する回転力（トルク）と軸方向力発生部９６による軸方向力との合力が上記当接面に作用する摩擦力となる。このため、動力伝達装置２２０は、例えば上述した動力伝達装置２０（図１参照）と比較して、軸方向力発生部９６が発生させる軸方向力を小さくすることができ、よって、軸方向力発生部９６を小さくすることができる。そして、動力伝達装置２２０は、モータＭＧ２の駆動時に第２ドライブギア２４によるスラスト力が軸方向力発生部９６による軸方向力より大きくなると、かさ歯状の当接部２９３ａと当接部２９４ａとが浮いた状態（軸方向に沿って隙間があいた状態）となり、第２伝達部９１を介した動力の伝達から第１伝達部９０を介した動力の伝達に切り替わる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る動力伝達装置２２０によれば、第２伝達部９１は、第１回転部材９３と第２回転部材９４とがかさ歯状の係合面を有する。したがって、動力伝達装置２２０は、第２伝達部９１を介して動力を伝達する際に第１回転部材９３と第２回転部材９４とを確実に係合することができ、信頼性を向上することができると共に、軸方向力発生部９６を小型化することができ、装置の大型化、製造コストの増加等を抑制することができる。

［実施形態３］
図８は、実施形態３に係る動力伝達装置の第１伝達部及び第２伝達部周辺の概略構成を示す部分断面図である。実施形態３に係る動力伝達装置は、ボールスプラインを備える点で実施形態２に係る動力伝達装置とは異なる。

図８に示すように、本実施形態の動力伝達装置３２０は、スプライン嵌合部９２（図１参照）にかえてボールスプライン３９２を備える。ボールスプライン３９２は、回転軸２２の外周面に対して第２ドライブギア２４（及び第２回転部材９４）をこの回転軸２２と一体回転可能かつ回転軸線Ｃ２の軸方向に沿って相対移動可能に支持する。これにより、動力伝達装置３２０は、第２ドライブギア２４、第２回転部材９４が軸方向に沿って移動する際の摩擦抵抗を低減することができると共に、第２ドライブギア２４によるスラスト力の増減に対して第２ドライブギア２４、第２回転部材９４を反応よく滑らかに軸方向に沿って移動させることができる。またこれにより、動力伝達装置３２０は、例えば上述した動力伝達装置２２０（図６参照）と比較して、軸方向力発生部９６が発生させる軸方向力をさらに小さくすることができ、よって、軸方向力発生部９６をさらに小さくすることができる。

以上で説明した本発明の実施形態に係る動力伝達装置３２０によれば、モータＭＧ２が発生させた動力が伝達される回転軸２２に対して第２ドライブギア２４（及び第２回転部材９４）をこの回転軸２２と一体回転可能かつ軸方向に沿って相対移動可能に支持するボールスプライン３９２を備える。したがって、動力伝達装置３２０は、第２ドライブギア２４、第２回転部材９４を反応よく滑らかに軸方向に沿って移動させることができ、第１伝達部９０と第２伝達部９１との切り替えの際に生じる摩擦抵抗を低減でき、切り替えの信頼性を向上することができると共に、軸方向力発生部９６をさらに小型化することができ、装置の大型化、製造コストの増加等をさらに抑制することができる。

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。

以上の説明では、第２伝達部は、軸方向力発生部が発生させる軸方向力に応じた摩擦力によって動力を伝達するいわゆるフリクションドライブ形式の動力伝達部であるものとして説明したが、これに限らず、例えば当接部９３ａと当接部９４ａとの接触面に介在する流体（油膜）をせん断するときに生ずる抵抗力を利用して動力を伝達するいわゆるトラクションドライブ形式の動力伝達部であってもよい。また、第２伝達部は、軸方向力発生部が発生させる軸方向力によって軸方向の隙間が詰められるかさ歯車を含んで構成される動力伝達部であってもよい。

以上で説明した動力伝達装置は、状況に応じて第１伝達部９０と第２伝達部９１とを機械的に切り替える機構を第２ドライブギア２４とは別個に備えていてもよい。またこの場合、動力伝達装置は、例えば、出力軸に伝達する電動機からの動力が所定値より小さい場合に第１伝達部又は第２伝達部のいずれか一方を介して動力を伝達し、所定値以上である場合に第１伝達部と第２伝達部との双方を介して動力を伝達するように構成してもよい。

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、３２０ 動力伝達装置
２１、２２ 回転軸
２４ 第２ドライブギア（第２歯車）
６１ カウンタシャフト（出力軸）
６２ ドリブンギア（第１歯車）
９０ 第１伝達部
９１ 第２伝達部
９２ スプライン嵌合部
９３ 第１回転部材
９３ａ、９４ａ、２９３ａ、２９４ａ 当接部
９４ 第２回転部材
９５ フランジ部材
９６ 軸方向力発生部
９７ ストッパ部
３９２ ボールスプライン
ＭＧ１ モータ
ＭＧ２ モータ（電動機）

Claims (6)

1. 内燃機関が発生させた動力が伝達される出力軸と一体回転可能な第１歯車及び当該第１歯車と噛み合う第２歯車を介して電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達可能な第１伝達部と、
   前記第１伝達部とは異なる動力伝達形式であり、軸方向力発生部が前記第２歯車の回転軸線の軸方向に沿って発生させる軸方向力を利用して前記電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達可能な第２伝達部とを備え、
   前記出力軸に伝達する前記電動機からの動力が所定値以上である場合に前記第１伝達部を介して前記動力を伝達し、前記第２伝達部を介した前記動力の伝達を行わず、前記出力軸に伝達する前記電動機からの動力が所定値より小さい場合に前記第２伝達部を介して前記動力を伝達することを特徴とする、
   動力伝達装置。
2. 前記所定値は、前記第２伝達部によって伝達可能な最大トルクに応じた値である、
   請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記第２伝達部は、
   前記出力軸と一体回転可能な第１回転部材と、
   前記第１回転部材に対して前記回転軸線の軸方向に沿って相対移動可能であると共に前記電動機が発生させた動力が伝達され、前記第２歯車と一体回転可能な第２回転部材と、
   軸方向に対して前記第２回転部材と対向し、軸方向に対する前記第２回転部材との間隔が前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って増減するフランジ部材と、
   前記第２回転部材と前記フランジ部材との間に保持され、前記第２回転部材と前記フランジ部材との間に保持された状態で、前記第２回転部材を前記第１回転部材側に付勢し、前記第２回転部材に前記第１回転部材側に向かう前記軸方向力を作用させる軸方向力発生部とを有し、
   前記軸方向力発生部は、前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って前記第２回転部材と前記フランジ部材と間で伸縮可能であり、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材とは、軸方向に対向し、前記第１回転部材の当接部と前記第２回転部材の当接部とが当接可能であると共に、当該第１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とが前記第２歯車及び前記第２回転部材の軸方向に沿った移動に伴って軸方向に沿って接近、離間可能であり、前記軸方向力発生部が発生させる軸方向力によって当該第１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とが当接することで係合可能であり、
   前記第２歯車は、前記軸方向力発生部に対して前記回転軸線の軸方向に沿って相対移動可能であり、前記電動機が発生させた動力を前記出力軸に伝達する際に前記軸方向に沿って前記軸方向力が作用する方向とは逆方向に向かって作用するスラスト力が発生するように前記回転軸線に対して傾斜して歯筋が形成され、
   前記第１伝達部と前記第２伝達部とは、前記スラスト力を利用して前記第１伝達部を介した前記動力の伝達と前記第２伝達部を介した前記動力の伝達とが切り替えられる、
   請求項１又は請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記第１回転部材の前記当接部と前記第２回転部材の前記当接部とは、径方向に対する接触点の位置が前記第１歯車と前記第２歯車とのピッチ点の径方向位置と同等の位置になるように形成される、
   請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 前記第２伝達部は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とがかさ歯状の係合面を有する、
   請求項３又は請求項４に記載の動力伝達装置。
6. 前記電動機が発生させた動力が伝達される回転軸に対して前記第２歯車を当該回転軸と一体回転可能かつ前記軸方向に沿って前記相対移動可能に支持するボールスプラインを備える、
   請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

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