JP6920318B2 - エンジンシャフトを駆動シャフトに軸方向に連結するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、モータシャフトのトランスミッションシャフトへの軸方向連結に関する。

より正確には、本発明の目的は、モータハウジング内で回転するモータシャフトをギヤボックスハウジング内で回転するギヤボックスシャフトに軸方向に連結するためのシステムである。

本発明はまた、そのような連結システムを含むハイブリッド車両のパワートレインをその目的とする。

本発明の範囲を限定するものではないが、１つの特定の用途では、モータシャフトは、電気モータの出力シャフトであり、トランスミッションシャフトは、電気モータに連結された、減速ギヤまたはギヤボックスの入力シャフトである。電気車両およびハイブリッド車両では、電気モータをトランスミッションとの連結面上で中心揃えすることは、可能な限り最小の軸方向断面高さ内でシャフトどうしを最適に位置合わせすることを必要とする。高いレベルのパフォーマンスを提供するために、特定のハイブリッドパワートレイン（ＨＰＴ）は、２つの電気モータを含み、これらの１つは、少なくとも、たとえば１分あたり１８，０００回転までの高速で回転し得る。モータのパワーを連結部の幾何学的形状に適合させるために、シャフトの案内が、回転する構成要素内の残留応力を限定し、連結の頑強性を確実にし、ノイズを低減するように十分正確であることが必要である。

そのような文脈において、電気モータおよびその減速ギヤ（またはそのギヤボックス）の組み立て中、モータシャフトおよびトランスミッションシャフトの最適な軸方向の位置合わせが必須である。そうでなければ、モータの連結面は減速ギヤに押しつけられず、２つの構成要素間にあそびが存在することになる。これらの状態では、連結面のステッチねじを締め付ける間、シャフトに予負荷をかけることは実現されない。

本発明の目的は、連結力および構造の完全性の観点から十分な連結を、高速の工業組み立て手段によって、ノイズまたはその後の変形のリスクを有さずに確実にすることである。

そのために、本発明は、２つのハウジング用の止めねじを挿入するためのソケットを連結システム内に導入することを提案する。ソケットは、ハウジングのうちの１つ内に第２のハウジングの方向にねじの締め付け中の推力下で摺動することができ、それによって前記第２のハウジングをこのハウジングの合わせ面において押しつけてこの合わせ面におけるハウジング間のいかなるあそびも解消する。

好ましくは、ねじの推力は、ねじの頭部が前記ソケットと接触し始めたときにソケット上に作用する。

本発明は、経時的に、
・軸受けの高い機械的強度を、これらの組み付けに関連する残留応力を解消することによって可能にし、
・電圧を損失せず、またはノイズの発生を結果として生じさせる緩みのリスクを有さずに組み立てることを可能にし、
・二次電気モータを半径応力の不在下でギヤボックスのシャフト上で案内することを可能にし、
・モータとボックスとの間の、この合わせ面の接触面上の効果的な封止を可能にし、
・止めねじのレベルにおける力の吸収を可能にする。

本発明は、添付の図面を参照して、本発明の非制限的な実施形態の以下の説明を閲読することからより良好に理解されるであろう。

ＨＰＴの外部図である。 現況技術を示す図である。 最終ねじ留め前の連結のための提案されたシステムを示す図である。 最終ねじ留め後の同じシステムを示す図である。

図１に非制限的な例として表されているのは、内燃機関２に連結されたギヤボックス１上の２つの電気モータ３、４を一緒にグループ化するＨＰＴであり、これらのモータは、一次電気モータＭＥ（３）および二次電気モータ（４）ＨＳＧ（「高圧起動発電機」）であり、ギヤボックス上でのこれらのモータの連結は、前述の位置合わせ問題を呈する。図２における部分的断面は、モータ４の出力シャフト５、および末端部１２を有する、ギヤボックスまたは減速ギヤ１の入力シャフト６である対象の２つのシャフトを示している。

このハイブリッド構造では、クラッチおよび同期装置は存在しない。すべてのギヤ変更は、作動装置によってトルク下で行われる。スタータまたはオルタネータは存在しない。たとえば４００Ｖの二次電気モータＨＳＧは、スタータ−オルタネータの機能を実行するが、ギヤ変更の同期化も実行する。最後に、この二次モータは、一次電気モータＭＥのための補完物（「ブースト」）の役割も果たし得る。これらのすべての機能によって求められる高いトルクを送出することができるように、二次モータ４をボックス１上で組み立てることは、特に難しいことである。

図２に示すように、二次電気モータ４は、複数のねじ７によってギヤボックス１に取り付けられ、これらのねじは、いわゆる「ステッチねじ」であり、これによって前記ギヤボックス上でのモータのセッティング（平面支持）および中心揃えを確実にする。ギヤボックスシャフト６は、ボックス１を閉じるハウジング１ａ内に収容された２つの軸受け１１によって案内される。図２の例では、２つのシャフトの位置合わせは、複数の構成要素に依存する。いわゆる「止めねじ」であるねじ８は、ハウジング１ａと４ａとの間のトルクアームの異なる機能、すなわちモータのその軸内の微小な回転を防止することを可能にする機能を確実にする。止めねじ８は、図に示す合わせ面におけるあそびＪの確立を防止するために、他のねじ７と組み合わせてモータの動的セッティングを保証する。あそびＪは、読み取り値Ｃ１からＣ７によってダイアグラム内に特定された７つのばらつきの蓄積に起因する。

以下に示す表によれば、分布は、各読み取り値のレベルにおいて以下の通りであり、観察された合計のあそびＪは１．２３１ｍｍである。

図２と同じ全般的な配置は、本発明を示す図３および図４に見出すことができる。しかし、本発明によると、シャフト５および６を連結するためのシステムは、挿入ソケット９を追加して含む。止めねじ８およびソケット９は、ハウジング４ａ、１ａの合わせ面に対して横断方向に配向される。ソケット９は、ハウジングのうちの１つ（たとえば電気モータ４のハウジング４ａ）内で、第２のハウジング（この場合はギヤボックス１のハウジング１ａ）の方向に、止めねじ８の締め付け中の推力下で摺動することができ、それによって前記第２のハウジングを合わせ面において押しつけてこのレベルにおけるハウジング間のいかなるあそびも解消する。

本発明のこの好ましい実施形態では、止めねじ８は、ソケット９を通って電気モータ４のハウジング４ａ内に係合される。図３では、ねじ８を締め付ける前の合わせ面においてあそびＪを依然として見ることができる。図３では、あそびは、ねじ８を締め付けた後で解消される。

ソケット９は、ハウジング４ａ内に摺動可能に装着され、軽く締め付けられ、それによってソケットをモータ４上に静的に保持することを可能にする。ねじ８の締め付け中、この頭部８ａは、ソケットと接触し始める。ねじ８の推力は、次いで前記ソケット上に及ぼされる。

ねじの頭部８ａがソケット９上に接触することに基づき、ねじ８ａによって課された張力が、ハウジングアセンブリ内に伝達される。ソケットは、次いで、２つのハウジングの最終的なセッティングまで軸方向に変位される（図４）。止めねじ８は、軸方向ステッチねじ７の組と共働する。すべての構成要素部材のセッティング後、ねじ８の張力は、推奨されるトルクに従ってハウジングアセンブリに伝達される。

結論として、提案されたアセンブリシステムは、ねじ８によって調整され、それと同時にハウジングの最終セッティングも保証する。摺動するソケット９は、この最終セッティングを可能にし、したがって経時的な張力の損失の関連するリスクによってアセンブリを損なう可能性がある、ハウジング間のいかなるあそびも解消する。前記アセンブリは、ステッチねじ７の支援によって保証される。二次電気モータの搭載ならびにシャフト５および６の位置合わせは、こうして、シャフトを変形させず、ステッチねじおよび止めねじの締め付け中に軸受けに影響を及ぼすことなく達成され得る。

本発明の範囲から逸脱することなく、ギヤボックスは、マルチレシオのステップギヤボックスまたはシングルレシオの減速ギヤとすることができる。

対象のパワートレイン（ＰＴ）は、内燃機関に加えて、ギヤボックス、および少なくとも１つの電気モータを含むＨＰＴとすることができる。そのようなパワートレインにおいて、電気モータの出力シャフト５およびギヤボックス１の出力シャフト６の軸方向の位置合わせは、以上で説明した連結のためのシステムによって保証される。このパワートレインは、たとえば、２つの電気モータを含むことができ、これらの電気モータは、同じギヤボックス上に搭載された一次電気モータおよび二次電気モータである。

Claims (10)

1. モータシャフト（５）とギアボックスシャフト（６）とを軸方向に連結するシャフト連結システムであって、
   前記モータシャフト（５）はモータハウジング（４ａ）内に回転可能に配置され、
   前記ギアボックスシャフト（６）はギアボックスハウジング（１ａ）内に回転可能に配置され、
   シャフト連結システムは、
   前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）との間を、前記モータシャフト（５）及び前記ギアボックスシャフト（６）と略直角に貫通する止めねじ（８）と、
   前記止めねじ（８）を挿入するためのソケット（９）とを備え、
   前記ソケット（９）は、前記止めねじ（８）が貫通する２つのハウジングである、前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）の一方に配置されていて、前記止めねじ（８）を締め付ける際に、締め付けの推力の下で、前記止めねじ（８）が貫通する前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）の他方に向かって摺動し、当該摺動の結果として、前記ソケット（９）は、前記止めねじ（８）が貫通する前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）の他方に当接して、前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）の合わせ面における遊びがなくなる、シャフト連結システム。
2. 前記止めねじの頭部（８ａ）が前記ソケットと接触すると、前記ソケット（９）に対して前記止めねじ（８）の前記推力が作用する、請求項１に記載のシャフト連結システム。
3. 前記モータシャフト（５）が、電気モータ（４）のシャフトである、請求項１に記載のシャフト連結システム。
4. 前記止めねじ（８）および前記ソケット（９）が、前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）の合わせ面を横断する方向に配向される、請求項１または２または３に記載のシャフト連結システム。
5. 前記止めねじ（８）が、電気モータ（４）の前記モータハウジング（４ａ）と前記ギアボックスハウジング（１ａ）との間を軸方向に貫通する複数のステッチねじ（７）と共働する、請求項３または４に記載のシャフト連結システム。
6. 推奨されるトルクにより前記ソケット（９）がセッティングされると、前記モータハウジング（４ａ）及び前記ギアボックスハウジング（１ａ）に前記止めねじ（８）の張力が伝達される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシャフト連結システム。
7. ギヤボックス（１）がシングルレシオの減速ギヤである、請求項１から６のいずれか一項に記載のシャフト連結システム。
8. ギヤボックスおよび少なくとも１つの電気モータ（４）を含むパワートレインであって、
   前記電気モータ（４）の出力シャフト（５）および前記ギヤボックス（１）の入力シャフト（６）の軸方向の位置合わせが、請求項１から７のいずれか一項に記載のシャフト連結システムによって保証される、パワートレイン。
9. 前記ギヤボックス（１）上に搭載された２つの電気モータ（３、４）を含む、請求項８に記載のハイブリッドパワートレイン。
10. ２つの電気モータ（３、４）を含み、前記電気モータのうちの１つが、請求項１から９のいずれか一項に記載の前記ギヤボックス（１）に連結される、請求項９に記載のパワートレイン。

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