KR20170104150A - 차량의 회전축의 지지 구조 - Google Patents

차량의 회전축의 지지 구조 Download PDF

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KR20170104150A
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히로키 구와모토
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아키타카 이치카와
히로아츠 엔도
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

전동기의 로터축과 구동축의 지지 구조에 있어서, 로터축과 구동축의 사이에서 발생하는 래틀링 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 기구를 제공한다. 리덕션축(26)은, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)으로 구성되고, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에, 탄성 부재(74)가 동력 전달 가능한 상태로 설치되어 있기 때문에, 엔진(14)으로부터 전달되는 토크 변동에 의한 래틀링 노이즈를 이 탄성 부재(74)에 의해 저감할 수 있다. 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 탄성 부재(74)를 설치하여 리덕션(26)을 미리 장착한 후, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28) 및 리덕션축(26)이 장착됨으로써 삽입 하중의 증가를 방지할 수 있다.

Description

차량의 회전축의 지지 구조
본 발명은, 하이브리드 차량에 구비되는 전동기의 로터축과, 그 로터축에 스플라인 감합되는 구동축과의 지지 구조에 관한 것으로, 특히, 로터축과 구동축의 스플라인 감합부에서 발생하는 래틀링 노이즈를 저감하는 기구에 관한 것이다.
엔진과 전동기를 구동원으로 하는 하이브리드 차량에 있어서, 전동기의 로터축이 소정의 구동축에 스플라인 감합에 의해 접속되어 있는 구조가 실현되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 모터(12)(전동기)의 로터축(17)에, 구동축(18)이 스플라인 감합에 의해 접속되어 있는 구조가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 엔진이, 그 엔진의 회전축심과는 상이한 회전축심 상에 배치되어 있는 카운터 샤프트(20)에 동력 전달 가능하게 접속됨과 함께, 모터(12)가, 로터축(17) 및 구동축(18)을 개재하여, 그 모터(12)의 회전축심과는 상이한 회전축심 상에 배치되어 있는 카운터 샤프트(20)에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 구성이 개시되어 있다. 또한, 카운터 샤프트(20)는, 디퍼런셜 장치(21)를 개재하여 구동륜에 동력 전달 가능하게 접속되어 있다.
상기와 같이 구성되는 하이브리드 차량에 있어서, 엔진의 토크 변동이 카운터 샤프트(20)를 개재하여 구동축(18)에 전달된 경우이고, 특히, 모터(12)의 구동토크가 0Nm에 가까운 경우에는, 로터축(17)은 부유 상태로 되어 있기 때문에, 로터축(17)과 구동축(18)의 사이에서 서로의 스플라인 톱니의 충돌에 의한 래틀링 노이즈가 발생한다. 이것을 해소하기 위해, 특허문헌 1에서는, 로터축(17)과 구동축(18)의 스플라인 감합부에 O링으로 이루어지는 탄성 부재(70)를 설치함으로써, 스플라인 톱니의 충돌력을 저감하여 래틀링 노이즈를 저감하고 있다.
일본국 공개특허 특개2011-214646호 공보
그런데, 특허문헌 1에 있어서, 로터축(17) 및 구동축(18)은, 각각 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고 있다. 따라서, 로터축(17)과 구동축(18)을 장착할 때에는, 로터축(17) 및 구동축(18) 중 어느 일방이 베어링에 의해 지지된 상태로부터 타방의 회전축이 장착된다. 그 때문에, 로터축(17)과 구동축(18)의 사이에 탄성 부재가 설치되면, 타방의 회전축을 일방의 회전축에 삽입할 때에 탄성 부재가 저항력을 발생시키기 때문에, 장착시에 필요한 하중(삽입 하중)이 증가하고, 일방의 회전축을 지지하는 베어링에 과대한 부하가 가해질 가능성이 있었다. 따라서, 장착시에는 삽입 하중이 제한되기 때문에 탄성 부재의 성능이 제한되게 되고, 스플라인 톱니의 충돌력을 소망하는 크기까지 저감할 수가 없었다.
본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 전동기의 로터축과 구동축의 지지 구조에 관한 것으로, 특히, 로터축과 구동축의 스플라인 감합부에서 발생하는 래틀링 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 기구를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 제 1 발명의 요지로 하는 바는, (a) 엔진의 동력이 전달되는 동력 전달축에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 구동축과, 당해 구동축과 스플라인 감합되는 전동기의 로터축을, 포함하고, 상기 전동기의 로터축 및 상기 구동축은, 어느 1개 이상의 베어링으로 지지되어 있는 차량의 회전축의 지지 구조로서, (b) 상기 로터축 및 상기 구동축 중 어느 일방은, 스플라인 감합에 의해 서로 동력 전달 가능하게 연결되는 제 1 회전축 및 제 2 회전축으로 구성되고, (c) 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축의 사이에, 탄성 부재가 동력 전달 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 구동축이, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축으로 구성되고, 상기 제 1 회전축이, 상기 로터축에 스플라인 감합되고, 상기 제 2 회전축이, 상기 동력 전달축에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 3 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 로터축이, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축으로 구성되고, 상기 제 2 회전축이, 상기 구동축에 스플라인 감합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 4 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명으로부터 제 3 발명 중 어느 하나의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축은, 이들 회전축이 스플라인 감합되는 부위 외에, 장착되었을 때에 직경 방향으로부터 보아 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축이 겹쳐지는 부위가 형성되어 있으며, 상기 탄성 부재는, 상기 겹쳐지는 부위이고, 직경 방향에 있어서 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축의 사이에 형성되는 간극에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 5 발명의 요지로 하는 바는, 제 1 발명으로부터 제 3 발명 중 어느 하나의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 탄성 부재는, 긴 형상의 부재이고, 축 구멍이 형성된 상기 제 1 회전축 및 축 구멍이 형성된 상기 제 2 회전축의 내부에 배치되고, 상기 긴 형상의 부재의 일단이 상기 제 1 회전축에 접속되고, 그 긴 형상의 부재의 타단이 상기 제 2 회전축에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 6 발명의 요지로 하는 바는, 제 5 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 구동축과 상기 동력 전달축과는 헬리컬 기어를 개재하여 동력 전달 가능하게 접속되고, 상기 제 1 회전축의 축 방향으로 이웃하는 부재와의 사이, 및 상기 제 1 회전축 또는 상기 제 2 회전축과 일체적으로 이동하는 부재와 당해 부재에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재와의 사이 중 적어도 1개소에는, 제 2 탄성 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 7 발명의 요지로 하는 바는, 제 5 발명 또는 제 6 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 있어서, 상기 제 1 회전축의 스플라인 톱니 및 상기 제 2 회전축의 스플라인 톱니는, 토크가 전달되지 않는 상태에서 서로 접촉하지 않도록, 상기 긴 형상의 부재의 접속 위치가 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 로터축 및 구동축 중 어느 일방은, 제 1 회전축과 제 2 회전축 으로 구성되고, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 사이에, 탄성 부재가 동력 전달 가능한 상태로 설치되어 있기 때문에, 엔진으로부터 전달되는 토크 변동에 의한 래틀링 노이즈를 이 탄성 부재에 의해 저감할 수 있다. 또한, 장착시에는, 제 1 회전축과 제 2 회전축의 사이에 탄성 부재를 설치하여 로터축 또는 구동축을 미리 장착한 후, 전동기의 로터축 및 구동축이 장착된다. 즉, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 장착시에 미리 탄성 부재가 설치되기 때문에, 로터축 및 구동축의 일방이 베어링으로 지지된 상태에서, 로터축 및 구동축의 타방을 장착할 때에는, 탄성 부재가 개재하는 것에 기인하는 삽입 하중의 증가도 없고, 장착시에 베어링에 가해지는 하중이 과대해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 장착시에 탄성 부재가 설치되기 때문에, 탄성 부재의 성능을 제한할 필요도 없어지고, 래틀링 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 제 2 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 제 1 회전축과 제 2 회전축의 사이에 탄성 부재를 설치하여 구동축을 장착한 후에, 로터축과 구동축을 장착할 수 있고, 로터축과 구동축을 장착할 때에 베어링에 가해지는 하중이 과대해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진으로부터 전달되는 토크 변동에 기인하는 래틀링 노이즈를, 구동축에 설치되는 탄성 부재에 의해 저감할 수 있다.
또한, 제 3 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 제 1 회전축과 제 2 회전축의 사이에 탄성 부재를 설치하여 로터축을 장착한 후에, 로터축과 구동축을 장착할 수 있고, 로터축과 구동축을 장착할 때에 베어링에 가해지는 하중이 과대해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진으로부터 전달되는 토크 변동에 기인하는 래틀링 노이즈를, 로터축에 설치되는 탄성 부재에 의해 저감할 수 있다.
또한, 제 4 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 제 1 회전축과 제 2 회전축이 중복되는 부위에 형성되는 간극에 탄성 부재가 개재 삽입되기 때문에, 이 탄성 부재에 의해 제 1 회전축 및 제 2 회전축에 형성되어 있는 스플라인 톱니가 충돌할 때의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 또한, 제 1 회전축과 제 2 회전축의 사이에 탄성 부재가 설치되기 때문에, 제 1 회전축, 제 2 회전축, 및 탄성 부재가 미리 장착되고, 로터축과 구동축의 장착시에 베어링에 가해지는 부하가 과대해지는 것도 방지할 수 있다.
또한, 제 5 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 제 1 회전축과 제 2 회전축이 긴 형상의 부재로 접속됨으로써, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 스플라인 톱니가 충돌할 때에 긴 형상의 부재가 뒤틀리기 때문에, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 스플라인 톱니가 충돌할 때의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 또한, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 장착시에 긴 형상의 부재가 설치되기 때문에, 로터축 및 구동축의 장착시에, 베어링에 가해지는 부하가 과대해지는 것도 방지된다.
또한, 제 6 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 구동축과 동력 전달축은, 헬리컬 기어를 개재하여 동력 전달 가능하게 접속되어 있기 때문에, 구동축과 동력 전달축의 사이에서 동력이 전달되면, 구동축 및 로터축으로 스러스트 방향(축 방향)의 힘이 작용하고, 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 스러스트 방향으로 이동하지만, 제 2 탄성 부재가 설치됨으로써, 제 1 회전축, 제 2 회전축, 제 1 회전축 또는 제 2 회전축과 일체적으로 이동하는 부재가, 스러스트 방향으로 이동했을 때에 발생하는, 축 방향으로 이웃하는 부재와의 충돌을 완화할 수 있다.
또한, 제 7 발명의 차량의 회전축의 지지 구조에 의하면, 구동축에 토크가 전달되면, 제 1 회전축의 스플라인 톱니 및 제 2 회전축의 스플라인 톱니가 충돌하기 전에 긴 형상의 부재가 뒤틀려 충돌력이 저감되기 때문에, 래틀링 노이즈를 확실하게 저감할 수 있다.
도 1은, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량에 구비되는 구동 장치의 구조를 설명하는 골자도이다.
도 2는, 도 1의 리덕션축의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는, 도 2의 B-B 단면도이다.
도 5는, 도 2의 C-C 단면도이다.
도 6은, 도 1의 제 2 전동기로부터 카운터축의 사이를 모델화한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예인 리덕션축의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 도 7의 A-A 단면도이다.
도 9는, 도 7의 B-B 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예인 리덕션축의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예인 제 2 전동기의 제 2 로터축 및 리덕션축의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예인 제 2 로터축의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 도면은 적절하게 간략화 또는 변형되어 있으며, 각 부의 치수비 및 형상 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.
실시예 1
도 1은, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량(10)(차량)에 구비되는 구동 장치(12)의 구조를 설명하기 위한 골자도이다. 구동 장치(12)는, 주행용 구동력원 (동력원)으로서 기능하고 공지의 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등인 엔진(14)과, 엔진(14)의 동력을 구동륜(16)으로 전달하는 차량용 동력 전달 장치(18)(이하, 동력 전달 장치(18)라고 한다)를 포함하고 있다. 동력 전달 장치(18)는, 비회전 부재인 케이스(19) 내에 서로 평행한 4개의 회전축심(C1∼C4)을 구비하여 구성되어 있다. 제 1 축심(C1)은 엔진(14)의 회전축심에 일치하고 있으며, 제 1 축심(C1) 상에는, 출력축(20), 동력 분배 기구(22), 및 제 1 전동기(MG1)의 제 1 로터축(24)이 회전가능하게 지지되어 있다. 제 2 축심(C2) 상에는, 리덕션축(26) 및 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 3 축심(C3) 상에는, 카운터축(30)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 4 축심(C4) 상에는, 차동 톱니 기어 장치 즉 디퍼렌셜 기어(32)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 리덕션축(26)이, 본 발명의 구동축에 대응되고, 제 2 로터축(28)이, 본 발명의 전동기의 로터축에 대응되고, 카운터축(30)이, 본 발명의 동력 전달축에 대응되고 있다.
제 1 축심(C1) 상에 있어서, 출력축(20)은 댐퍼 장치(34)를 개재하여 엔진(14)에 연결되어 있으며, 출력축(20)과 제 1 전동기(MG1)의 사이에 동력 분배 기구(22)가 개재 삽입되어 있다. 동력 분배 기구(22)는, 제 1 축심(C1) 둘레로 회전가능한 선 기어(S) 및 링 기어(R)와, 그들과 맞물리는 피니언 기어를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 캐리어(CA)로 주로 구성되어 있다. 선 기어(S)는 제 1 전동기(MG1)의 제 1 로터축(24)에 상대 회전 불능으로 연결되고, 캐리어(CA)는 출력축(20), 댐퍼 장치(34) 등을 개재하여 엔진(14)에 접속되고, 링 기어(R)는, 카운터 드라이브 기어(35)가 형성되어 있는 복합 기어축(36)의 내주부에 일체적으로 형성되어 있다. 따라서, 링 기어(R)의 회전은, 카운터 드라이브 기어(35)로 전달된다.
제 2 축심(C2) 상에 있어서, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)이 스플라인 감합부(50)를 개재하여 리덕션축(26)에 접속되어 있다. 리덕션축(26)에는, 헬리컬로 구성되는 리덕션 기어(38)가 형성되고, 카운터축(30)에 형성되어 있는 카운터 드리븐 기어(40)와 맞물려 있으며, 리덕션 기어(38) 및 카운터 드리븐 기어(40)에 의해 구성되는 기어쌍(헬리컬 기어)을 개재하여 리덕션축(26)과 카운터축(30)이 동력 전달 가능하게 접속된다. 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)은, 축 방향의 양단이 볼베어링(52) 및 볼베어링(54)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 리덕션축(26)은, 축 방향의 양단이 볼베어링(56) 및 볼베어링(58)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28), 리덕션축(26), 볼베어링(52, 54, 56, 58) 등으로부터, 본 발명의 회전축의 지지 구조가 구성된다.
제 3 축심 상에 배치되어 있는 카운터축(30)에는, 카운터 드라이브 기어(35) 및 리덕션 기어(38)와 맞물리는 카운터 드리븐 기어(40)와, 디퍼렌셜 기어(32)에 형성되어 있는 디퍼렌셜 기어(46)와 맞물리는 디퍼렌셜 드라이브 기어(42)가 일체적으로 형성되어 있다. 이와 같이, 카운터 드리븐 기어(40)가 카운터 드라이브 기어(35) 및 리덕션 기어(38)와 맞물림으로써, 카운터축(30)은, 엔진(14) 및 제 2 전동기(MG2)에 동력 전달 가능하게 접속되어 있다.
제 4 축심 상에 배치되어 있는 디퍼렌셜 기어(32)는, 디퍼렌셜 드라이브 기어(42)와 맞물리는 디퍼렌셜 기어(46)를 포함하여 구성되고 있으며, 좌우 한 쌍의 구동륜(16)에 적절하게 회전 속도차를 부여하는 차동 기구를 구비하여 구성되어 있다. 이에 따라, 카운터축(30)은 디퍼렌셜 기어(32) 등을 개재하여 구동륜(16)에 동력 전달 가능하게 접속되어 있다.
제 2 로터축(28)과 리덕션축(26)은, 서로 스플라인 감합됨으로써 동력 전달 가능하게 접속되어 있다. 여기에서, 제 2 전동기(MG2)의 토크가 0Nm일 때에, 엔진(14)으로부터 전달되는 토크 변동이 카운터축(30) 등을 개재하여 리덕션축(26)으로 전달되면, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)이 부유 상태에 있는 점에서, 제 2 로터축(28)과 리덕션축(26)의 스플라인 감합부(50)에 있어서, 서로의 스플라인 톱니의 충돌에 의한 래틀링 노이즈가 발생한다.
이에 대하여, 본 실시예에서는, 리덕션축(26)을 후술하는 제 1 회전축(60) 및 제 2 회전축(62)으로 구성하고, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에, 탄성 부재(74)를 동력 전달 가능하게 설치함으로써 상기 래틀링 노이즈를 저감한다. 이하, 그 래틀링 노이즈를 저감하는 구조에 대해서 설명한다.
도 2는, 제 2 축심(C2) 상에 배치되는 리덕션축(26)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2가 리덕션축(26)의 전체 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3이 도 2의 A-A 단면도를 나타내고, 도 4가 도 2의 B-B 단면도를 나타내고, 도 5가 도 2의 C-C 단면도를 나타내고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 리덕션축(26)은, 볼베어링(56) 및 볼베어링(58)에 의해 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 리덕션축(26)은, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)에 스플라인 감합되는 제 1 회전축(60)과, 카운터 드리븐 기어(40)와 맞물리는 리덕션 기어(38)가 형성되어 카운터축(30)과 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 제 2 회전축(62)으로 구성되어 있다.
제 2 회전축(62)의 축 방향에 있어서 볼베어링(56)측(제 2 전동기(MG2)측, 도 2에 있어서 좌측)에는, 삽입 구멍(63)이 형성되어 있으며, 이 삽입 구멍(63)에 제 1 회전축(60)의 일단측이 끼워 넣어져 있다.
제 1 회전축(60)은, 그 일단측이 제 2 회전축(62)에 끼워 넣어진 상태에서 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 배치되고, 내부에 제 2 축심(C2)에 병행한 관통 구멍(68)이 형성되어 있다. 제 1 회전축(60)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)에 대하여 반대측(제 2 전동기(MG2)측)의 외주면에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)과 스플라인 감합하기 위한 외향 스플라인 톱니(66)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(60)의, 직경 방향으로부터 보아 제 2 회전축(62)과 중복되는 부위의 외주면에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 회전축(62)과 스플라인 감합하기 위한 외향 스플라인 톱니(70)가 일부 형성되어 있다. 외향 스플라인 톱니(66)와 외향 스플라인 톱니(70)는, 동일한 외주면상에서 축 방향으로 나란히 형성되어 있다. 또한, 외향 스플라인 톱니(66) 및 외향 스플라인 톱니(70)는, 그 톱니수나 형상이 동일해도 되고, 또는, 그 톱니수나 형상이 상이해도 된다.
제 1 회전축(60)은, 외향 스플라인 톱니(70)가 형성되는 부위보다도 볼베어링(58)측(도면에 있어서 우측)을 향하여 축 방향으로 신장되는 연장 설치부(71)가 형성되어 있고, 제 2 회전축(62)에 끼워 넣어졌을 때에는, 외향 스플라인 톱니(70) 및 연장 설치부(71)가, 제 2 회전축(62) 내에 끼워 넣어진다. 또한, 연장 설치부(71)의 외경은, 외향 스플라인 톱니(70)가 형성되는 부위의 외경(이끝원 직경)보다도 작게 되어 있다.
제 2 회전축(62)은 그 양단이 볼베어링(56) 및 볼베어링(58)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 축 방향에 있어서 볼베어링(58)측에, 헬리컬로 이루어지는 리덕션 기어(38)가 형성되어 있다. 제 2 회전축(62)은, 축 방향에 있어서 볼베어링(56)측에 삽입 구멍(63)이 형성됨으로써 원통부(65)가 형성되어 있다. 원통부(65)의 축 방향에 있어서 볼베어링(56)측의 내주면에는, 외향 스플라인 톱니(70)와 스플라인 감합하기 위한 내향 스플라인 톱니(64)가 형성되어 있다. 삽입 구멍(63)은, 단차가 있는 형상으로 형성되어 있으며, 후술하는 탄성 부재(74)가 배치되는 부위의 내경(구멍의 치수)이, 후술하는 내향 스플라인 톱니(64)가 형성되어 있는 부위의 내경(구멍의 최소 치수)보다도 작아져 있다.
이에 따라, 제 2 회전축(62)에 제 1 회전축(60)이 끼워 넣어질 때에는, 제 1 회전축의 외향 스플라인 톱니(70)와 제 2 회전축(62)의 내향 스플라인 톱니(64)가 스플라인 감합되고, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)이 서로 동력 전달 가능해진다.
또한, 제 1 회전축(60)의 연장 설치부(71)와 제 2 회전축의 원통부(65)가, 직경 방향으로부터 보아 겹쳐져 있으며, 제 1 회전축(60)의 연장 설치부(71)의 외주면과, 제 2 회전축(62)의 원통부(65)의 내주면의 사이에, 직경 방향의 간극이 형성된다. 이 간극에, 도 5에 나타나는 바와 같은 고무 또는 수지로 구성되는 탄성 부재(74)가 설치되어 있다. 탄성 부재(74)는, 간극의 형상에 맞추어 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 탄성 부재(74)는, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 탄성 부재(74)가 장착되면, 탄성 부재(74)가 제 1 탄성 부재(60) 및 제 2 탄성 부재(62)에 의해 소정의 가압력으로 가압(압축)되는 치수로 설정되어 있다. 또한, 연장 설치부(71) 및 원통부(65)가, 본 발명의 직경 방향으로부터 보아 제 1 회전축과 제 2 회전축이 겹쳐지는 부위에 대응되고 있다.
상기한 바와 같이 탄성 부재(74)가 설치됨으로써 발생하는 효과에 대해서 설명한다. 제 2 전동기(MG2)의 토크가 0Nm의 상태에서, 리덕션축(26)으로 엔진(14)의 토크 변동이 전달되면, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 설치되어 있는 탄성 부재(74)가 탄성 변형되기 때문에, 제 1 회전축(60)의 외향 스플라인 톱니(70)와 제 2 회전축(62)의 내향 스플라인 톱니(64)가 충돌할 때의 에너지가 탄성 부재(74)에 의해 흡수되고, 외향 스플라인 톱니(70)와 내향 스플라인 톱니(64)의 충돌력이 저감된다. 따라서, 외향 스플라인 톱니(70)와 내향 스플라인 톱니(64)의 충돌에 의한 래틀링 노이즈가 저감된다.
도 6에, 구동 장치(12)에 있어서, 제 2 전동기(MG2)로부터 카운터축(30)의 사이의 구성을 모델로 나타낸다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 리덕션축(26)이 제 1 회전축(60) 및 제 2 회전축(62)으로 구성되어 있다. 또한, 이들 제 1 회전축(60) 및 제 2 회전축(62)의 사이에는, 내향 스플라인 톱니(64)와 외향 스플라인 톱니(70)의 사이에 형성되는 스플라인 백래시(2), 및 탄성 부재(74)가 병렬로 개재 삽입되어 있다. 탄성 부재(74)는, 충돌력을 저감하는 스프링 요소(강성) 및 감쇠 요소를 구비하고 있는 점에서, 스플라인 백래시(2)에서 발생하는 충돌력의 일부가, 탄성 부재(74)에 의해 흡수되기 때문에, 래틀링 노이즈가 저감된다. 이와 같이, 엔진(14)측으로부터 전달되는 토크 변동에 의한 래틀링 노이즈는, 리덕션축(26) 내에 설치되어 있는 탄성 부재(74)에 의해 저감된다. 결과적으로, 엔진(14)측으로부터 전달되는 토크 변동이, 탄성 부재(74)에 의해 흡수되기 때문에, 로터축(28)과 리덕션축(26) 사이의 스플라인 감합부(50)로 전달되는 토크 변동이 저감되고, 이 스플라인 감합부(50)에서 발생하는 래틀링 노이즈가 저감된다.
또한, 구동 장치(12)의 장착시에는, 예를 들면 구동 장치(12)의 장착 라인(메인 라인)과는 별도의 장착 라인에 있어서, 미리 리덕션축(26)이 장착된다. 이때, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 탄성 부재(74)가 설치된다. 또한, 구동 장치(12)의 장착 라인에 있어서, 케이스(19)에 볼베어링(52, 54)을 개재하여 제 2 로터축(28)을 유지시킨다. 이어서, 케이스(19)에 의해 유지된 제 2 로터축(28)에 리덕션축(26)을 스플라인 감합한다. 이와 같이, 리덕션축(26)을 구동 장치(12)와는 별도의 장착 라인 등으로 미리 장착해 둠으로써, 리덕션축(26)을 제 2 로터축(28)에 스플라인 감합할 때에 탄성 부재(74)가 영향을 주는 일도 없기 때문에, 스플라인 감합에 필요한 삽입 하중이 증가하는 일 없이, 볼베어링(52, 54)에 가해지는 하중이 과대해지는 일도 방지된다.
또한, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)을 장착할 때에는, 탄성 부재(74)가 설치되기 때문에 삽입 하중이 증가하지만, 본 실시예에서는 리덕션축(26)에만 장착되는, 즉 볼베어링(56, 58)이 배치되지 않는 상태로 장착되기 때문에, 볼베어링(56, 58)에 과대한 하중이 가해지는 일도 방지된다. 따라서, 리덕션축(26)의 장착시에 삽입 하중을 제한할 필요도 없어지기 때문에, 탄성 부재(74)의 성능에 제한을 설정할 필요도 없어지고, 탄성 부재(74)에 의한 래틀링 노이즈의 저감 성능을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 탄성 부재(74)를 설치 가능한 스페이스도 넓어지기 때문에, 탄성 부재(74)의 강성을 비롯한 조정의 폭이 한층 넓어진다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 리덕션축(26)은, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)으로 구성되고, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에, 탄성 부재(74)가 동력 전달 가능한 상태로 설치되어 있기 때문에, 엔진(14)으로부터 전달되는 토크 변동에 의한 래틀링 노이즈를 이 탄성 부재(74)에 의해 저감할 수 있다. 또한, 장착시에는, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 탄성 부재(74)를 설치하여 리덕션(26)을 미리 장착한 후, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28) 및 리덕션축(26)이 장착된다. 즉, 제 1 회전축(60) 및 제 2 회전축(62)의 장착시에 미리 탄성 부재(74)가 설치되기 때문에, 제 2 로터축(28)이 베어링(52, 54)에 의해 지지된 상태에서, 리덕션축(26)을 장착할 때에는, 탄성 부재(74)가 개재하는 것에 기인하는 삽입 하중의 증가도 없고, 장착시에 베어링(52, 54)에 가해지는 하중이 과대해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 제 1 회전축(60) 및 제 2 회전축(62)의 장착시에 탄성 부재(74)가 설치되기 때문에, 탄성 부재(74)의 성능을 제한할 필요도 없어지고, 탄성 부재(74)에 의한 래틀링 노이즈의 저감 효과를 큰폭으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)을 직경 방향으로부터 보아 중복되는 부위에 형성되는 간극에 탄성 부재(74)가 개재 삽입되기 때문에, 이 탄성 부재(74)에 의해 제 1 회전축(60)의 외향 스플라인 톱니(70) 및 제 2 회전축(62)의 내향 스플라인 톱니(64)가 충돌할 때의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 또한, 제 1 회전축(60)과 제 2 회전축(62)의 사이에 탄성 부재(74)가 설치되기 때문에, 제 1 회전축 및 제 2 회전축의 장착시에 탄성 부재(74)가 장착되고, 제 2 로터축(28)과 리덕션축(26)의 장착시에 볼베어링(52, 54)에 가해지는 부하가 과대해지는 것도 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 전술의 실시예와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
실시예 2
도 7은, 본 발명의 다른 실시예인 리덕션축(100)의 구조를 나타내고 있다. 도 7은, 리덕션축(100)의 전체 구조를 나타내는 단면도이고, 도 8은, 도 7의 A-A 단면도를 나타내고, 도 9는, 도 7의 B-B 단면도를 나타내고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 리덕션축(100)은, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)에 스플라인 감합되는 제 1 회전축(102)과, 리덕션 기어(38)가 형성되어 있는 제 2 회전축(104)으로 구성되고, 제 2 회전축(104)에 형성되어 있는 축 구멍(105)에 제 1 회전축(102)이 끼워 넣어져 있다.
제 1 회전축(102)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)과 반대측(제 2 전동기(MG2)측)의 외주면에는, 제 2 로터축(28)과 스플라인 감합하기 위한 외향 스플라인 톱니(106)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(102)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)측의 외주면, 상세하게는, 제 1 회전축(102)이 제 2 회전축(104)에 끼워 넣어진 상태에 있어서, 직경 방향으로부터 보아 제 2 회전축(104)과 중복되는 위치의 외주면에는, 외향 스플라인 톱니(108)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(102)의 내부에는, 제 2 축심(C2)과 평행하게 신장되는 단면 원형의 축 구멍(110)이 형성되어 있다. 또한, 외향 스플라인 톱니(106) 및 외향 스플라인 톱니(108)는, 그 톱니 수나 형상이 동일해도 되고, 또는, 그 톱니 수나 형상이 상이해도 된다.
제 2 회전축(104)의 축 방향에 있어서 볼베어링(56)측은, 내부에 축 구멍(105)이 형성됨으로써 원통부(107)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 회전축(104)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)측의 내주부에는, 축 구멍(105)과 연통하는 축 구멍(112)이 형성되어 있다. 축 구멍(112)의 치수는, 축 구멍(110)과 대략 동일한 치수로 설계되어 있다. 제 2 회전축(104)의 원통부(107)의 내주면에는, 외향 스플라인 톱니(108)와 스플라인 감합하는 내향 스플라인 톱니(114)가 형성되어 있다. 따라서, 제 1 회전축(102)이 제 2 회전축(104)에 끼워 넣어질 때에, 제 1 회전축(102) 및 제 2 회전축(104)이 서로 동력 전달 가능하게 스플라인 감합된다.
제 1 회전축(102)의 축 구멍(110) 및 제 2 회전축(104)의 축 구멍(112) 내에는, 이들 축 구멍(110, 112)에 걸쳐서 원기둥 형상의 토션바(116)가 배치되어 있다. 토션바(116)는, 원기둥 형상을 가지는 긴 형상의 탄성 부재로 구성되어 있다. 토션바(116)는, 제 2 축심(C2)을 중심으로 배치되고, 축 방향의 일단이 제 1 회전축(102)에 접속되고, 타단이 제 2 회전축(104)에 접속되어 있다. 또한, 토션바(116)가, 본 발명의 긴 형상의 부재에 대응되고 있다.
토션바(116)의 축 방향에 있어서 제 2 전동기(MG2)측의 단부(일단)가, 제 1 회전축(102)에 접속되어 있다. 토션바(116)의 상기 단부(일단)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이 단면이 대략 장방형의 돌기(118)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(102)의 축 방향에 있어서 제 2 전동기(MG2)측에는, 제 2 축심(C2)에 수직인 벽부(120)가 형성되어 있어서, 그 벽부(120)에, 토션바(116)의 돌기(118)의 단면과 동형상(대략 장방형)의 감합 구멍(122)이 형성되어 있다. 이 감합 구멍(122)에 돌기(118)가 상대 회전 불능으로 감합된다. 또한, 토션바(116)의 돌기(118)에는, 토션바(116)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 스냅링(124)이 끼워 붙여져 있다.
토션바(116)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)측의 단부(타단)가, 제 2 회전축(104)에 접속되어 있다. 토션바(116)의 상기 단부(타단)에도, 단면이 대략 장방형의 돌기(126)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 회전축(104)의 축 방향에 있어서 볼베어링(58)측에는, 제 2 축심(C2)에 수직인 벽부(128)가 형성되어 있으며, 그 벽부(128)에, 토션바(116)의 돌기(126)의 단면과 동형상(대략 장방형)의 감합 구멍(130)이 형성되어 있다. 이 감합 구멍(130)에 돌기(126)가 상대 회전 불능으로 감합되어 있다. 또한, 토션바(116)의 돌기(126)에는, 토션바(116)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 스냅링(132)이 끼워 붙여져 있다.
또한, 토션바(116)가 장착되었을(토크가 전달되지 않는 상태) 때에는, 제 1 회전축(102)의 외향 스플라인 톱니(108) 및 제 2 회전축(104)의 내향 스플라인 톱니(114)가 서로 접촉하지 않는 위치가 되도록, 토션바(116)의 돌기(118, 126) 및 감합 구멍(122, 130)의 위치(토션바의 접속 위치)가 설정되어 있다. 또한, 토션바(116)의 양단을 접속하는 돌기(118, 126) 및 감합 구멍(122, 130)의 사이에 형성되는 백래시는, 외향 스플라인 톱니(108) 및 내향 스플라인 톱니(114)의 사이에 형성되는 백래시보다도 작아지도록 설계되어 있다. 상기한 바와 같이 설계됨으로써, 리덕션축(100)에 토크가 전달될 때에는, 외향 스플라인 톱니(108) 및 내향 스플라인 톱니(114)가 충돌하기 전에, 토션바(116)가 뒤틀리게 된다.
상기한 바와 같이 구성되는 리덕션축(100)에 있어서, 제 2 전동기(MG2)의 토크가 0Nm의 상태에서, 카운터축(30)을 개재하여 엔진(14)의 토크 변동이 전달되면, 제 1 회전축(102) 및 제 2 회전축(104)이 상대 회전하지만, 이때 외향 스플라인 톱니(108) 및 내향 스플라인 톱니(114)가 충돌하기 전에 토션바(116)가 뒤틀리기 때문에, 토션바(116)에 의해 외향 스플라인 톱니(108)와 내향 스플라인 톱니(114)의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 따라서, 엔진(14)으로부터 전달되는 토크 변동에 기인하는 래틀링 노이즈는, 리덕션축(100) 내부에 설치되어 있는 토션바(116)에 의해 저감된다. 또한, 엔진(14)측으로부터 전달되는 토크 변동이, 토션바(116)에 의해 흡수되기 때문에, 제 2 로터축(28)과 리덕션축(100)의 스플라인 감합부에 전달되는 토크 변동이 저감되고, 이 스플라인 감합부에서 발생하는 래틀링 노이즈가 저감된다.
또한, 리덕션축(100)은, 예를 들면 구동 장치(12)의 장착용의 메인 라인과는 상이한 서브 라인으로 미리 장착된다. 따라서, 메인 라인에서의 구동 장치(12)의 장착에 있어서, 제 2 로터축(28)에 리덕션축(100)을 장착할 때에 필요로 하는 삽입 하중이 증가하는 일이 없기 때문에, 장착시에 베어링에 가해지는 하중이 과대해지는 일도 방지된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 의해서도, 전술의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 제 1 회전축(102)과 제 2 회전축(104)이 토션바(116)로 접속됨으로써, 제 1 회전축(102)의 외향 스플라인 톱니(108) 및 제 2 회전축(104)의 내향 스플라인 톱니(114)가 충돌할 때에 토션바(116)가 뒤틀리기 때문에, 제 1 회전축(102) 및 제 2 회전축(104)의 스플라인 톱니가 충돌할 때의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 또한, 제 1 회전축(102) 및 제 2 회전축(104)의 장착시에 토션바(116)가 설치되기 때문에, 제 2 로터축(28)에 리덕션축(100)을 장착할 때에, 베어링(52, 54)에 가해지는 부하가 과대해지는 일도 방지된다.
또한, 제 1 회전축(102)의 외향 스플라인 톱니(108) 및 제 2 회전축(104)의 내향 스플라인 톱니(114)는, 토크가 전달되지 않는 상태에서 서로 접촉하지 않도록, 토션바(116)와 제 1 회전축(102) 및 제 2 회전축(104)의 접속 위치가 설정되어 있기 때문에, 리덕션축(100)에 토크가 전달되면, 제 1 회전축(102)의 외향 스플라인 톱니(108) 및 제 2 회전축(104)의 내향 스플라인 톱니(114)가 충돌하기 전에 토션바(116)가 확실하게 뒤틀려 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다.
실시예 3
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예인 리덕션축(150)의 전체 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 리덕션축(150)은, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28)에 스플라인 감합되는 제 1 회전축(152)과, 리덕션 기어(38)가 형성되어 있는 제 2 회전축(154)으로 구성되고, 제 1 회전축(152)이, 제 2 회전축(154)에 형성되어 있는 축 구멍(155)에 끼워 넣어져 있다.
본 실시예의 리덕션축(150)을, 전술한 리덕션축(100)과 비교하면, 제 1 회전축(152)과 제 2 로터축(28)의 사이, 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)의 사이, 및 리덕션축(150)(제 2 회전축(154))을 지지하는 볼베어링(58)과 케이스(19)의 사이에, 각각 후술하는 완충 부재가 설치되어 있다. 이하, 전술한 리덕션축(100)과 상이한 구조에 대해서 설명한다.
축 방향에 있어서(직경 방향으로부터 보아) 제 2 로터축(28)과, 제 1 회전축(152)의 제 2 로터축(28)에 스플라인 감합되어 있는 측의 단부의 사이에는, 예를 들면 고무나 수지 또는 접시 스프링으로 구성되는 완충 부재(160)가 설치되어 있다. 제 2 로터축(28)의 내부에는, 축 구멍(162)이 형성되어 있으며, 또한 제 1 회전축(152)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 단차부(164)가 형성되어 있다. 축 방향에 있어서 단차부(164)와 제 1 회전축(152)의 사이에 완충 부재(160)가 설치되어 있다. 완충 부재(160)가 설치됨으로써, 제 2 로터축(28)과 제 1 회전축(152)이 스러스트 방향(축 방향)으로 상대 이동했을 때에, 제 2 로터축(28)과 제 1 회전축(152)의 사이에서 발생하는 충돌이 완화된다. 또한, 제 2 로터축(28)과 제 1 회전축(152)이 축 방향으로 이동하는 것은, 리덕션 기어(38)가 헬리컬로 구성되고, 그 리덕션 기어(38)에 토크가 전달되면, 리덕션축(28)에 스러스트 방향(축 방향)의 힘이 작용하기 때문이다. 또한, 제 2 로터축(28)이, 본 발명의 제 1 회전축에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재에 대응되고, 완충 부재(160)가, 본 발명의 제 2 탄성 부재에 대응되고 있다.
또한, 축 방향에 있어서(직경 방향으로부터 보아) 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)의 사이에, 예를 들면 고무나 수지 또는 접시 스프링으로 구성되는 완충 부재(166)가 설치되어 있다. 제 2 회전축(154)에 형성되어 있는 축 구멍(155)은, 직경 방향으로부터 보아 리덕션 기어(38) 근방에서 구멍의 치수가 축소됨으로써, 축 구멍(155) 내에 제 2 축심(C2)에 수직인 바닥면(168)이 형성되어 있다. 그리고, 축 방향에 있어서(직경 방향으로부터 보아), 제 1 회전축(152)의 축 구멍(155)에 삽입되어 있는 측의 단부와, 제 2 회전축(154)의 바닥면(168)의 사이에 완충 부재(166)가 설치되어 있다. 이 완충 부재(166)가 설치됨으로써, 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)이 스러스트 방향(축 방향)으로 상대 이동했을 때에, 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)의 사이에서 발생하는 충돌이 완화된다. 또한, 완충 부재(166)가, 본 발명의 제 2 탄성 부재에 대응되고 있다. 또한, 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)이 축 방향으로 서로 이웃하기 때문에, 제 1 회전축(152)이, 본 발명의 제 2 회전축에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재에 대응되고, 제 2 회전축(154)이, 본 발명의 제 1 회전축에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재에 대응되고 있다.
또한, 축 방향에 있어서(직경 방향으로부터 보아), 볼베어링(58)과 케이스(19)의 사이에는, 예를 들면 고무나 수지 또는 접시 스프링으로 구성되는 완충 부재(170)가 설치되어 있다. 볼베어링(58)의 외륜과 케이스(19)의 사이에 공간이 형성되고, 이 공간에 완충 부재(170)가 설치되어 있다. 제 2 회전축(154)이 케이스(19)에 대하여 스러스트 방향(축 방향)으로 상대 이동하면, 볼베어링(58)의 외륜이 제 2 회전축(154)과 함께 스러스트 방향으로 이동하지만, 완충 부재(170)가 설치됨으로써, 볼베어링(58)의 외륜과 케이스(19)의 사이에서 발생하는 충돌이 완화된다. 또한, 볼베어링(58)은, 제 2 회전 부재(154)와 함께 일체적으로 축 방향으로 이동하는 점에서, 볼베어링(58)은, 본 발명의 제 2 회전 부재와 일체적으로 이동하는 부재에 대응된다. 또한, 케이스(19)가, 본 발명의 부재에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재에 대응된다. 또한, 완충 부재(170)가, 본 발명의 제 2 탄성 부재에 대응된다.
전술한 바와 같이 본 실시예에 있어서도, 리덕션축(150)의 기본적인 구조는, 전술한 리덕션축(100)과 변함없기 때문에, 전술의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제 1 회전축(152)과 제 2 로터축(28), 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154), 볼베어링(58)과 케이스(19)의 사이에 완충 부재(160, 166, 170)가 각각 설치됨으로써, 제 1 회전축(152) 및 제 2 회전축(154)이 축 방향으로 이동했을 때에 축 방향으로 이웃하는 부재와의 충돌이 완화된다.
실시예 4
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예인 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(200) 및 리덕션축(202)의 구조를 나타내는 단면도이다. 제 2 로터축(200) 및 리덕션축(202)은, 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 직렬로 배치되어 있으며, 서로 스플라인 감합됨으로써 동력 전달 가능하게 되어 있다.
본 실시예에서는, 제 2 로터축(200)이, 제 1 회전축(206) 및 제 2 회전축(208)의 2개의 부재로 구성되고, 또한 제 1 회전축(206)과 제 2 회전축(208)의 사이에, 탄성 부재(210)가 설치되어 있다. 이하, 제 2 로터축(200)의 구조를 중심으로 설명한다.
제 2 로터축(200)은, 서로 스플라인 감합됨으로써 일체적으로 회전하는 제 1 회전축(206) 및 제 2 회전축(208)으로 구성되어 있다. 제 1 회전축(206)은, 원통 형상을 가지고, 그 양단이 볼베어링(52, 54)에 의해 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제 1 회전축(206)의 외주면에는, 제 2 전동기(MG2)의 로터(212)가 상대 회전 불능으로 고정되어 있다.
제 2 회전축(208)은, 원기둥 형상을 가지고, 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제 2 회전축(208)의 축 방향의 일방(볼베어링(58)측)이, 리덕션축(202)에 스플라인 감합되어 있으며, 타방(볼베어링(52)측)이 제 1 회전축(208)에 형성되어 있는 축 구멍(214) 내에 끼워 넣어져 있다.
제 1 회전축(206)의 축 구멍(214)에 의해 형성되는 제 1 회전축(206)의 내주면으로서, 축 방향에 있어서 볼베어링(52)측에는, 내향 스플라인 톱니(216)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 회전축(208)의 제 1 회전축(206)에 끼워 넣어져 있는 외주면에는, 외향 스플라인 톱니(218)가 형성되어 있다. 그리고, 제 2 회전축(208)이 제 1 회전축(206)의 축 구멍(214) 내에 끼워 넣어질 때에, 이들 내향 스플라인 톱니(216) 및 외향 스플라인 톱니(218)가 스플라인 감합됨으로써, 제 1 회전축(206)과 제 2 회전축(208)이 서로 동력 전달 가능해진다. 또한, 외향 스플라인 톱니(218)는, 제 2 회전축(208)에 형성되는 리덕션축(202)과 스플라인 감합되는 외향 스플라인 톱니(220)에 대하여, 톱니 수나 형상이 상이하게 되어 있다.
또한, 직경 방향으로부터 보아 제 1 회전축(206)과 제 2 회전축(208)이 겹져지는 부위이며, 또한, 내향 스플라인 톱니(216) 및 외향 스플라인 톱니(218)가 형성되지 않는 부위에는 간극이 형성되어 있으며, 그 간격에 탄성 부재(210)가 설치되어 있다. 탄성 부재(210)는, 제 1 회전축(206) 및 제 2 회전축(208)에 장착된 상태에서, 제 1 회전축(206) 및 제 2 회전축(208)에 의해 소정의 가압력으로 가압(압축)되는 치수로 설정되어 있다.
상기한 바와 같이 제 1 회전축(206) 및 제 2 회전축(208)의 사이에 탄성 부재(210)가 설치되는 것이라도, 제 2 전동기(MG2)의 토크가 0Nm의 상태에서 제 2 로터축(200)에 엔진(14)측으로부터의 토크 변동이 전달되면, 탄성 부재(210)가 탄성변형됨으로써, 내향 스플라인 톱니(216)와 외향 스플라인 톱니(218)의 충돌력이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 이와 같이, 제 2 로터축(200)에 탄성 부재(210)를 설치한 경우라도, 래틀링 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 엔진(14)측으로부터 전달되는 토크 변동의 일부가, 탄성 부재(210)에 의해 흡수되기 때문에, 결과적으로 제 2 로터축(200)과 리덕션축(202)의 사이의 스플라인 감합부로 전달되는 토크 변동이 저감되고, 이 스플라인 감합부에서 발생하는 래틀링 노이즈가 저감된다.
또한, 제 2 로터축(200)은, 예를 들면 구동 장치를 장착하는 메인 라인과는 별도의 서브 라인으로 장착되고, 제 2 로터축(200)의 장착시에 탄성 부재(210)가 제 2 로터축(200) 내에 장착된다. 이 제 2 로터축(200)을 장착할 때, 구체적으로는, 제 2 회전축(206)의 축 구멍(214)에 제 1 회전축(206)을 삽입할 때에, 탄성 부재(210)가 저항력을 발생시키기 때문에 삽입 하중이 증가하지만, 제 2 로터축(200)은, 볼베어링(52, 54)이 배치되지 않는 상태에서 장착되기 때문에, 볼베어링(52, 54)에 과대한 하중이 가해지는 일도 없다.
전술한 바와 같이, 제 2 로터축(200)에 탄성 부재(210)가 설치되는 경우라도, 엔진(14)의 토크 변동에 기인하는 래틀링 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 제 2 로터축(200)이 예를 들면 별도의 서브 라인으로 장착됨으로써, 메인 라인에서 제 2 로터축(200)에 리덕션축(202)을 장착할 때에는, 삽입 하중이 증가하는 일도 없기 때문에, 볼베어링(52, 54)에 과대한 하중이 가해지는 일도 방지된다.
실시예 5
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예인 제 2 로터축(250)의 구조를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서도, 전술한 제 2 로터축(200)과 동일하게, 제 2 로터축(250)이, 제 1 회전축(252) 및 제 2 회전축(254)으로 구성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(252)과 제 2 회전축(254)이, 탄성 부재인 긴 형상의 토션바(256)에 의해 접속되어 있다. 이하, 제 2 로터축(250)의 구조를 중심으로 설명한다.
제 1 회전축(252) 및 제 2 회전축(254)은, 모두 제 2 축심(C2) 둘레로 회전 가능하게 배치되어 있으며, 제 1 회전축(252) 내에 형성되어 있는 축 구멍(258) 내에 제 2 회전축(254)이 끼워 넣어져 있다.
제 1 회전축(252)의 축 구멍(258)에 의해 형성되는 내주면에는, 내향 스플라인 톱니(260)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 회전축(254)의 축 방향에 있어서 볼베어링(52)측의 외주면에는, 외향 스플라인 톱니(262)가 형성되어 있다. 제 1 회전축(252)에 제 2 회전축(254)이 끼워 넣어질 때에, 이들 내향 스플라인 톱니(260) 및 외향 스플라인 톱니(262)가 스플라인 감합됨으로써, 제 1 회전축(252)과 제 2 회전축(254)이 서로 동력 전달 가능해진다. 또한, 외향 스플라인 톱니(262)는, 제 2 회전축(254)에 형성되어 있는 리덕션축과 스플라인 감합하는 외향 스플라인 톱니(255)에 대하여, 톱니 수나 형상이 상이하게 되어 있다.
토션바(256)는, 제 2 회전축(254)에 형성되어 있는 축 구멍(264) 내 및 제 1 회전축(252)에 형성되어 있는 축 구멍(258) 내에 배치되어 있으며, 토션바(256)의 축 방향의 일단(볼베어링(52)측)이 제 1 회전축(252)에 접속됨과 함께, 타단(볼베어링(54)측)이 제 2 회전축(254)에 접속되어 있다.
토션바(256)의 양단에는, 단면이 대략 장방형의 돌기(266, 268)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 회전축(252)의 축 방향에 있어서 볼베어링(52)측의 단부 근방에는, 축 구멍(258)을 막도록 형성되는 제 2 축심(C2)에 수직인 벽부(270)가 형성되어 있다. 이 벽부(270)에는, 단면이 돌기(266)와 동일한 형상(대략 장방형)을 가지는 감합 구멍(272)이 형성되어 있으며, 돌기(266)가 감합 구멍(272)에 상대 회전 불능하게 감합되어 있다. 또한, 돌기(266)에는, 토션바(256)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 스냅링(274)이 끼워 붙여져 있다.
제 2 회전축(254)의 축 방향에 있어서 볼베어링(54)측의 단부 근방에는, 축 구멍(264)을 막도록 형성되는 제 2 축심(C2)에 수직인 벽부(276)가 형성되어 있다. 이 벽부(276)에는, 단면이 돌기(268)와 동일한 형상(대략 장방형)의 감합 구멍(278)이 형성되어 있으며, 돌기(268)가 감합 구멍(278)에 상대 회전 불능으로 감합되어 있다. 또한, 돌기(268)에는, 토션바(256)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 스냅링(280)이 끼워 붙여져 있다.
또한, 토션바(256)가 장착되었을 때에는, 제 2 로터축(250)에 토크가 가해지지 않는 상태에서, 제 1 회전축(252)의 내향 스플라인 톱니(260) 및 제 2 회전축(254)의 외향 스플라인 톱니(262)가 서로 접촉하지 않도록, 돌기(266, 288) 및 감합 구멍(272, 278)의 위치가 설계되어 있다. 또한, 토션바(256)의 양단을 접속하는 돌기(266, 268)와 감합 구멍(272, 278)에서 형성되는 백래시는, 내향 스플라인 톱니(260) 및 외향 스플라인 톱니(262)에서 형성되는 백래시보다도 작아지도록 설계되어 있다. 상기한 바와 같이 구성됨으로써, 제 2 회전축(254)에 토크가 전달될 때에는, 내향 스플라인 톱니(260) 및 외향 스플라인 톱니(262)가 충돌하기 전에 토션바(256)가 뒤틀리게 된다.
상기한 바와 같이 구성되는 제 2 로터축(250)에 있어서도, 제 2 전동기(MG2)의 토크가 0Nm의 상태에서 제 2 로터축(250)측에 엔진(14)의 토크 변동이 전달되었을 때에는, 내향 스플라인 톱니(260) 및 외향 스플라인 톱니(262)가 충돌하기 전에 토션바(256)가 뒤틀리기 때문에, 내향 스플라인 톱니(260)와 외향 스플라인 톱니(262)의 충돌이 저감되고, 래틀링 노이즈가 저감된다. 또한, 제 2 로터축(250)을, 구동 장치(12)의 장착용의 메인 라인과는 별도의 서브 라인으로 장착함으로써, 메인 라인에 있어서 제 2 로터축(250)에 리덕션축을 끼워 넣을 때에 필요한 삽입 하중이 증가하는 일도 없기 때문에, 베어링에 과대한 하중이 가해지는 일도 방지된다. 또한, 엔진(14)측으로부터 전달되는 토크 변동의 일부가 토션바(256)에 의해 흡수되기 때문에, 결과적으로 제 2 로터축(150)과 리덕션축(202)의 사이의 스플라인 감합부에 전달되는 토크 변동은 저감되고, 이 스플라인 감합부에서 발생하는 래틀링 노이즈가 저감된다.
전술한 바와 같이, 제 2 로터축(250)이 제 1 회전축(252) 및 제 2 회전축(254)으로 구성되고, 제 1 회전축(252)과 제 2 회전축(254)의 사이에 토션바(256)가 설치되는 경우라도, 엔진(14)의 토크 변동에 기인하는 래틀링 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 제 2 로터축(250)에 토션바(256)가 설치됨으로써, 제 2 로터축(250) 및 리덕션축을 메인 라인으로 장착할 때에 삽입 하중이 증가하는 일도 없기 때문에, 볼베어링에 과대한 하중이 가해지는 일도 방지된다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 그 밖의 태양에 있어서도 적용된다.
예를 들면, 전술한 실시예의 제 2 로터축(250)의 제 1 회전축(252) 및 제 2 회전축(254)에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재의 사이에, 완충 부재를 개재 삽입하여 실시할 수도 있다.
또한, 전술의 실시예에서는, 토션바(116, 256)를 접속하는 돌기(118, 126, 266, 288)의 단면 형상이 대략 장방형이 되고, 이것에 감합하는 감합 구멍(122, 130, 272, 278)도 동일하게 대략 장방형으로 형성되어 있는 것으로 했지만, 돌기 및 감합 구멍의 단면 형상은 반드시 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들면 단면 형상이 삼각형이나 오각형으로 형성되어도 상관없다. 돌기 및 감합 구멍의 단면 형상은, 토션바와 제 1 회전 부재 및 제 2 회전 부재를 상대 회전 불능으로 접속하는 형상이면 특별하게 한정되지 않는다.
또한, 전술의 실시예에서는, 제 2 로터축(28, 200, 250)이 볼베어링(52, 54)에 지지된 상태에서, 리덕션축(26, 100, 150, 202)이 장착되는 것으로 했지만, 리덕션축이 볼베어링(56, 58)에 의해 지지된 상태에서 제 2 로터축이 장착되는 것이라도 상관없다.
또한, 전술의 실시예에서는, 구동 장치(12)는, 엔진(14)이 제 1 축심(C1) 상에 배치되고, 제 2 전동기(MG2)의 제 2 로터축(28, 200, 250) 및 리덕션축(26, 100, 150, 202)이 제 2 축심(C2) 상에 배치되고, 카운터축(30)이 제 3 축심(C3) 상에 배치되는 것이었지만, 구동 장치(12)의 구조는 이것으로 한정되지 않는다. 전동기의 로터축과, 이 로터축에 스플라인 감합되는 구동축과, 구동축에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 동력 전달축을 구비하고, 엔진이 상기 동력 전달축으로 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 구동 장치이면 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 전술의 실시예에서는, 제 1 회전축(152)과 제 2 로터축(28)의 사이에 완충 부재(160)가 설치되고, 제 1 회전축(152)과 제 2 회전축(154)의 사이에 완충 부재(166)가 설치되고, 제 2 회전축(154)과 일체적으로 축 방향으로 이동하는 볼베어링(58)과 케이스(19)의 사이에 완충 부재(170)가 설치되어 있지만, 완충 부재는 반드시 3개소 설치할 필요는 없고, 이들 중 적어도 1개 설치되는 것이라도 상관없다. 또한, 완충 부재가 설치되는 위치에 대해서도, 적절하게 변경할 수 있다.
또한, 전술의 실시예에서는, 볼베어링(58)은, 제 2 회전축(154)과 일체적으로 축 방향으로 이동하고, 그 볼베어링(58)과 케이스(19)의 사이에, 제 2 탄성 부재로서의 완충 부재(170)가 설치되어 있었지만, 제 1 회전축측에, 그 제 1 회전축과 일체적으로 축 방향으로 이동하는 부재(볼베어링 등)가 설치되고, 그 부재와 그 부재와 축 방향으로 이웃하는 부재의 사이에, 완충 부재가 설치되어 있어도 상관없다.
또한, 전술한 것은 어디까지나 일 실시 형태이며, 본 발명은 당업자의 지식 에 의거하여 여러가지 변경, 개량을 더한 태양으로 실시할 수 있다.
10 : 하이브리드 차량
14 : 엔진
26, 100, 150, 202 : 리덕션축(구동축)
28, 200, 250 : 제 2 로터축(전동기의 로터축)
30 : 카운터축(동력 전달축)
52, 54, 56, 58 : 볼베어링(베어링)
60, 102, 152, 206, 252 : 제 1 회전축
62, 104, 154, 208, 254 : 제 2 회전축
74, 210 : 탄성 부재
110 : 축 구멍
112 : 축 구멍
116, 256 : 토션바(긴 형상의 부재)
160, 166, 170 : 완충 부재(제 2 탄성 부재)
MG2 : 제 2 전동기(전동기)

Claims (7)

  1. 엔진의 동력이 전달되는 동력 전달축에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 구동축과, 당해 구동축과 스플라인 감합되는 전동기의 로터축을, 포함하고, 상기 전동기의 로터축 및 상기 구동축은, 모두 1개 이상의 베어링으로 지지되어 있는 차량의 회전축의 지지 구조로서,
    상기 로터축 및 상기 구동축 중 어느 일방은, 스플라인 감합에 의해 서로 동력 전달 가능하게 연결되는 제 1 회전축 및 제 2 회전축으로 구성되고,
    상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축의 사이에, 탄성 부재가 동력 전달 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동축이, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축으로 구성되고,
    상기 제 1 회전축이, 상기 로터축에 스플라인 감합되고,
    상기 제 2 회전축이, 상기 동력 전달축에 동력 전달 가능하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터축이, 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축으로 구성되고,
    상기 제 2 회전축이, 상기 구동축에 스플라인 감합되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축은, 이들 회전축이 스플라인 감합되는 부위 외에, 장착되었을 때에 직경 방향으로부터 보아 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축이 겹쳐지는 부위가 형성되어 있으며,
    상기 탄성 부재는, 상기 겹쳐지는 부위이고, 직경 방향에 있어서 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축의 사이에 형성되는 간극에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는, 긴 형상의 부재이고, 축 구멍이 형성된 상기 제 1 회전축 및 축 구멍이 형성된 상기 제 2 회전축의 내부에 배치되고,
    상기 긴 형상의 부재의 일단이 상기 제 1 회전축에 접속되고, 당해 긴 형상의 부재의 타단이 상기 제 2 회전축에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동축과 상기 동력 전달축은 헬리컬 기어를 개재하여 동력 전달 가능하게 접속되고,
    상기 제 1 회전축과 당해 제 1 회전축에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재와의 사이, 상기 제 2 회전축과 당해 제 2 회전축에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재와의 사이, 및 상기 제 1 회전축 또는 상기 제 2 회전축과 일체적으로 이동하는 부재와 당해 부재에 대하여 축 방향으로 이웃하는 부재와의 사이 중 적어도 1개소에는, 제 2 탄성 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 회전축의 스플라인 톱니 및 상기 제 2 회전축의 스플라인 톱니는, 토크가 전달되지 않는 상태에서 서로 접촉하지 않도록, 상기 긴 형상의 부재의 접속 위치가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 회전축의 지지 구조.
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