WO2007119469A1 - 動力伝達装置およびその組立方法 - Google Patents

Abstract

　動力伝達装置における伝動機構に隣接してケースに収容される電動機の組み付け性を向上させる。 　ステータ１２の内周側に該ステータ１２に対して同心円状に配置されたロータ１３を有する電動機２と、動力を伝達する伝動機構１とを備えた動力伝達装置において、前記伝動機構１における所定の構成部材の一部７が、前記ステータ１２もしくはロータ１３側に突出し、その突出部分をガイド部として前記ロータ１３が前記ステータ１２と同心円状に組み付けられている。電動機２を収容する収容室が一端の閉じた空間であっても、ロータ１３を実質的に両端支持状態で組み付けることができる。

Description

明 細 書

動力伝達装置およびその組立方法

技術分野

[0001] この発明は、変速機などの伝動機構とその伝動機構に対して入力もしくは出力され るトルクを増減する電動機とを有する動力伝達装置およびその動力伝達装置を組み 立てるための方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、車両用の動力装置として、内燃機関と電気モータとを組み合わせた装置や、 電気モータを動力源とした装置などが知られている。この種の動力装置を使用した車 両であっても、駆動トルクや内燃機関あるいは電気モータの回転数の制御のために 変速機を併せて搭載することが行われている。その一例が特開 2003— 127681号 公報に記載されている。この特開 2003— 127681号公報に記載された装置は、ハイ ブリツド車用の駆動装置であって、遊星歯車機構のキヤリャに内燃機関が連結される とともに、その遊星歯車機構のサンギヤに第 1の電動発電機が連結されている。さら にリングギヤが有段式の自動変速機の入力側の部材に連結されている。その自動変 速機の出力側の部材がプロペラ軸に連結され、そのプロペラ軸に第 2の電動発電機 が連結されている。したがって、特開 2003— 127681号の装置では、前記遊星歯車 機構が、内燃機関の出力した動力を第 1電動発電機と出力側とに分配する分配機構 を構成しており、その分配機構から自動変速機に動力を伝達する過程で、第 2電動 発電機によってトルクを付加し、もしくは吸収するようになってレ、る。

[0003] また、特開 2001— 268853号公報には、モータステータがハウジングの内部に取 り付けられ、そのモータステータと同一軸線上に、変速機の入力軸が配置され、前記 モータステータに対峙するモータロータを前記入力軸に取り付けた構造が開示され ている。

[0004] 一方、ステータとロータとを組み付ける方法あるいは手順が従来、種々提案されて おり、例えば特開 2005— 138670号公報には、電動パワーステアリング装置におけ る電動モータの組立方法として、一体軸を突出させて設けた減速機ハウジングの端 部に、ステータを内周部に取り付けた円筒状のハウジングを取り付け、そのハウジン グの開口端側からロータをハウジングの内部に挿入するとともに一体軸に圧入する方 法が記載されている。また、特開 2005— 117807号公報には、エンジン発電機の口 ータおよびステータの組み付け作業を効率化するための構成が記載されており、具 体的には、フライホイールハウジングにガイド部材を設けるとともに、フライホイールハ ウジングに取り付けられるステータに被ガイド部を設け、また同様に、フライホイ一ノレ にガイド部を設けるとともに、そのフライホイールに取り付けられる被ガイド部を設けた 構成が記載されている。さらに、特開 2002— 165420号公報には、ガイドピンを使用 して、固定子の内周側に回転子を揷入して組み付ける構造が記載されている。

[0005] 上記の電動機もしくは電動発電機として、ロータに永久磁石を備えた構成のものが 知られており、このような構成のロータをステータの内周側に揷入する場合、ロータと ステータとの間に磁気による吸引力が作用し、両者を同心円状の位置に維持するこ とが困難な場合がある。上述した特開 2001— 268853号公幸あるレヽは特開 2005— 138670号公報に記載されているように、ステータの中心軸線に沿って配置されてい る軸にロータを直接嵌合させる構成では、ロータがステータに吸着することを回避で きるが、ロータを取り付ける部材もしくは部分力 ステータの内周側に軸線方向の全 体に亘つて存在しない場合には、磁気に起因する吸着力に打ち勝って、ロータをス テータから離隔した状態に維持することが必要になる。上記の特開 2005— 117807 号公報ゃ特開 2002— 165420号公報に記載されてレ、るように、ガイド部材もしくは ガイドピンを設ければ、ロータをステータに対して同心円状の位置に保持することが できるが、その半面、ガイド部材ゃガイドピンなどの組み付け時にのみ使用する部材 を設けることになるので、その分、構成部品が多くなり、またこれを着脱するとすれば 、工数が増大する可能性がある。さらに、ガイド部材ゃガイドピンのためのスペースを 必要とするから、その余裕のなレ、装置には適用できなレ、。

発明の開示

[0006] この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、電動機と伝動機構と を有する動力伝達装置におけるロータの組み付け性を向上させることを目的とするも のである。 [0007] 上記の目的を達成するために、この発明は、ステータの内周側に該ステータに対し て同心円状に配置されたロータを有する電動機と、動力を伝達する伝動機構とを備 えた動力伝達装置において、前記伝動機構における所定の構成部材の一部が、前 記ステータもしくはロータ側に突出し、その突出部分が前記ロータを前記ステータと 同心円状に組み付けるためのガイド部となっていることを特徴とするものである。

[0008] また、この発明は、上記の発明において、前記電動機と伝動機構とがケースの内部 に収容されるとともに、該ケースと一体の隔壁部が前記電動機と伝動機構の間に配 置され、前記伝動機構が前記隔壁部によって閉じられた収容室に収容され、前記電 動機が前記隔壁部を挟んで前記伝動機構とは反対側の収容室に前記隔壁部に隣 接して配置されていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0009] 更に、この発明は、上記の発明において、前記ガイド部としての突出部分は、前記 隔壁部を貫通して前記電動機側に突出するとともに前記隔壁部によって支持されて レ、ることを特徴とする動力伝達装置である。

[0010] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記突出部分のうちその突出 側先端部よりも前記伝動機構側の部分が前記ガイド部となっていることを特徴とする 動力伝達装置である。

[0011] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記ガイド部となる前記突出部 分は、前記伝動機構に動力を伝達する軸を含み、該軸と前記ロータとが相対回転可 能に嵌合し、かつ前記軸と前記ロータとの間に、これら軸とロータとをトルク伝達可能 に連結する連結部材が介装されていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0012] 更に、この発明は、上記いずれかの発明おいて、前記隔壁部は、前記ケースにイン ロー部で嵌合していることを特徴とする動力伝達装置である。

[0013] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記伝動機構の下側に、油圧 制御部が設けられていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0014] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記電動機および前記伝動機 構に共通のオイルを貯留するオイルパンが、前記電動機および前記伝動機構の下 側に設けられていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0015] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記ロータは、前記電動機およ び伝動機構を収容しているケースもしくは該ケースと一体の部材によって回転自在に 支持されてレ、ることを特徴とする動力伝達装置である。

[0016] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記ケースもしくは該ケースと 一体の部材は、前記隔壁部と、前記隔壁部に対向している他の隔壁部とを含むこと を特徴とする動力伝達装置である。

[0017] 更に、この発明は、上記の発明において、前記隔壁部および前記他の隔壁部の少 なくとのいずれか一方の内部を通る油路が形成されていることを特徴とする動力伝達 装置である。

[0018] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、電動機もしくは発電機として機 能する電気駆動装置と内燃機関とが差動機構に連結され、前記電気駆動装置の回 転数に応じて前記内燃機関の回転数を連続的に変化させる電気的変速機を更に備 えていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0019] 更に、この発明は、上記の発明において、前記差動機構は、遊星歯車機構によつ て構成されていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0020] 更に、この発明は、上記の発明において、前記差動機構は、前記内燃機関の回転 数に対して出力回転数が高速となる増速機構を構成していることを特徴とする動力 伝達装置である。

[0021] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記差動機構の出力部材もし くは該出力部材と一体の部材の一部が、前記軸と前記ロータとに連結されていること を特徴とする動力伝達装置である。

[0022] 更に、この発明は、上記の発明において、前記出力部材もしくは該出力部材と一体 の部材の一部と前記軸もしくは前記ロータとの少なくともいずれ力がスプライン嵌合し ていることを特徴とする動力伝達装置である。

[0023] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記伝動機構は、機械的手段 で動力の伝達経路を変化させて変速比を変える機械的変速機を含むことを特徴とす る動力伝達装置である。

[0024] 更に、この発明は、上記の発明において、前記機械的変速機は、遊星歯車機構を 含むことを特徴とする動力伝達装置である。 [0025] 更に、この発明は、上記の発明において、前記機械的変速機は、後進段を設定す る機構を含むことを特徴とする動力伝達装置である。

[0026] また一方、この発明は、ステータの内周側に該ステータに対して同心円状に配置さ れたロータを有する電動機と、動力を伝達する伝動機構とがケースの内部に収容さ れた動力伝達装置の組立方法において、前記伝動機構を構成する部品を前記ケー スの一方の開口端側から前記ケースの内部に揷入して互いに組み付けることにより 前記伝動機構を組み立てた後、該伝動機構を収容する収容室を区画する隔壁部を 前記ケースの内部に取り付けるとともに、その隔壁部に前記伝動機構の入力軸を貫 通させかつその隔壁部で回転自在に支持し、その入力軸をガイド部材として前記口 ータを前記入力軸の外周側に挿入し、そのロータの軸線方向での一端部を前記隔 壁部によって回転自在に支持させることを特徴とする方法である。

[0027] 更に、この発明は、上記の方法の発明において、前記入力軸の外周面と前記ロー タの内周面との間に連結部材を挿入し、その連結部材を介して前記入力軸と前記口 一タとを連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方法である。

[0028] 更に、この発明は、上記の方法の発明において、前記連結部材は、予め組み立て られた無段変速部の出力軸を含み、前記ロータの両端部を前記隔壁部と他の隔壁 部とによって回転自在に支持した後、前記出力軸の先端部を、前記他の隔壁部を貫 通させて前記入力軸の外周面と前記ロータの内周面との間に連結部材を挿入しか つこれら入力軸の外周面と前記ロータの内周面とにスプライン嵌合させることを特徴 とする動力伝達装置の組立方法である。

[0029] この発明によれば、伝動機構を構成している部材の一部を利用して、ロータをステ ータに対して相対的に位置決めし、その状態をガイド部で保持しつつ、ロータをステ ータに対して同心円状の位置に組み付けることができる。したがって、この発明では、 ロータの組付けのための新たな案内部材を用いる必要がなぐそのため、ロータを容 易に組み付けることができる。

[0030] また、この発明によれば、電動機を収容する収容室が、隔壁部によって伝動機構側 が閉じられた空間であっても、伝動機構側にはガイド部としての突出部分が存在する ので、その突出部分を利用して、ロータをいわゆる両持ち状態に支持することが可能 になり、その結果、ロータを容易に組み付けることができ、特にロータが永久磁石を有 している場合であってもロータの組み付けが容易になる。

[0031] 更に、この発明によれば、突出部が隔壁部を貫通し、かつ隔壁部によって支持され ているので、ロータの組み付け時に突出部分に作用するモーメントを抑制することが できる。

[0032] 更に、この発明によれば、ロータを突出部分の先端部よりもある程度深く嵌合させる と、その突出部分のうち伝動機構側の部分によってガイドされてステータに対してほ ぼ同心円状の位置に維持されつつ組み付けられる。

[0033] 更に、この発明によれば、ロータは、隔壁部から突出している軸に直接には取り付 けられないが、軸がガイド部として機能するので、ロータを容易に組み付けることがで きる。特に、ロータの内周面と軸の外周面との間のクリアランスを、ロータの外周面とス テータの内周面との間のクリアランスより小さくしておくことにより、ロータが永久磁石を 備えた構成であっても、ロータがステータに吸着することを回避しつつ、ロータを組み 付けることができる。

[0034] 更に、この発明によれば、隔壁部がインロー部を介してケースに取り付けられるので

、隔壁部のレ、わゆる芯出しを正確に行うことができる。

[0035] 更に、この発明によれば、伝動機構の下側に油圧制御部が設けられているので、 伝動機構に対してオイルを給排するために油路を短くでき、また油路構成を簡素化 すること力 Sできる。

[0036] 更に、この発明によれば、電動機と伝動機構との下側の領域を利用してオイルパン を配置でき、それに伴って電動機および伝動機構に関連する油路を短くし、またその 構成を簡素化することができる。

[0037] 更に、この発明によれば、ロータがケースもしくはこれと一体との部材によって回転 自在に支持される構成であっても、その組み付けの過程では、上記の突出部分もしく は軸によって保持されるので、ロータをステータに対するほぼ同心円状の位置を維持 しつつ容易に組み付けることができる。

[0038] 更に、この発明によれば、ロータはその両端部をケースもしくはケースと一体の部材 によって回転自在に支持される。 [0039] 更に、この発明によれば、隔壁部を利用して油路を形成できるので、装置の全体と して構成を小型化することができる。

[0040] 更に、この発明によれば、内燃機関と電動機もしくは発電機を備えたいわゆるハイ ブリツド駆動装置に適用でき、その電動機の組み付けが容易なハイブリッド駆動装置 とすることができる。

[0041] 更に、この発明によれば、ガイド部として機能する軸とロータとが直接は連結されず に、前記出力部材の一部を介して前記軸とロータとが連結されるので、そのロータを 組み付けた後、前記出力部材を組み付けるまでは、電動機と伝動機構とが分離され 、トルクを伝達できない状態になっている。そのため、出力部材を組み付けるまでは、 電動機を単独で回転させることが可能となる。

[0042] 更に、この発明によれば、有段変速機やベルト式もしくはトロイダル型などの無段変 速機を伝動機構として備えた動力伝達装置における電動機の組付けを容易なものと すること力 Sできる。

[0043] 更に、この発明によれば、ケースの一方の開口端側から部品を順次挿入して伝動 機構を組み立てることができ、その後、隔壁部によって伝動機構側の収容室を閉じた 状態では、入力軸がケースの前記一方の開口端側に突出しているので、これをガイ ド部としてロータをケースの内部に挿入して組み付けることができる。すなわち、伝動 機構および電動機を、全て、ケースの一方の開口端側から組み付けることができるの で、ケースを反転させるなどの作業が不要になり、動力伝達装置を容易に組み立て ること力 Sできる。

[0044] 更に、この発明によれば、連結部材を挿入する以前の状態では、ロータが入力軸 に連結されておらず、したがってロータを単独で回転させてその検查ゃ調整を行うこ とができる。

[0045] 更に、この発明によれば、無段変速部を組み付けることにより、その出力軸がロータ および入力軸にスプライン嵌合し、その結果、ロータと入力軸とを連結できるとともに 、これらの前記出力軸を連結することができる。

図面の簡単な説明

[0046] [図 1]この発明の一例を示す断面図である。 [図 2]この発明を適用した動力伝達装置を含むハイブリッド車の駆動系統を模式的に 示すスケルトン図である。

[図 3]その機械的変速部の係合作動表を示す図表である。

[図 4]その各遊星歯車機構の動作を説明するための共線図である。

[図 5]その機械的変速部についての変速線図の一例を模式的に示す図である。

[図 6]シフト装置におけるシフトポジションの配列の一例を示す図である。

[図 7]電子制御装置の入力信号と出力信号との例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0047] つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図 1はこの発明で対象と する動力伝達装置の一部を示す断面図であり、ここに示す動力伝達装置は、機械的 な変速部 1と電動機 2とを備えている。これらの変速部 1と電動機 2とは、ケース 3の内 部に収容されている。このケース 3は、一端側（図 1での左側）が大きく開口し、他方の 端部側（図 1の右側）は図示しない出力軸が貫通する程度に小さく開口した構造であ り、その内部に取り付けられた隔壁部 4によって二つの収容室 5, 6に区分されている 。そして、変速部 1は、図 1の右側の収容室 5に配置され、また電動機 2は図 1の左側 の収容室 6に隔壁部 4に隣接して配置されている。

[0048] 変速部 1は、有段式の歯車変速機構やベルト式もしくはトロイダル型などの無段変 速機構などから構成され、要は、動力の伝達経路を変更することにより変速比を変化 させるように構成されている。遊星歯車機構を主体として構成した有段式の変速部 1 の一例を後述する。また、変速部 1は、入力軸 7を備えており、その入力軸 7は隔壁部 4を貫通して電動機 2の収容室 6側に突出している。

[0049] また、隔壁部 4は、中心部側にボス部 8を備えた板状の部材であり、ケース 3の内周 部に形成されたインロー部 9に嵌合されて芯出しされ、ボルト 10によってケース 3に固 定されている。前記入力軸 7は、この隔壁部 4のボス部 8の中心軸線に沿って隔壁部 4を貫通しており、その外周側に嵌合させられた軸受 11を介して隔壁部 4によって回 転自在に保持されている。

[0050] 一方、電動機 2は、ステータ（固定子） 12とその内周側に同心円状に配置された口 ータ（回転子） 13とを備えている。この電動機 2としては適宜の形式のものを使用する ことができ、例えば永久磁石式同期電動機を使用できる。その場合、ステータ 12にコ ィル 14が設けられ、ロータ 13に永久磁石 15が装着される。このロータ 13は、その内 周部に前記コイル 14の軸線方向長さに近い長さの円筒部 16を備えている。また、前 記入力軸 7は、ロータ 13の隔壁部 4側の端部からこれとは反対側の端部に到る程度 の長さに突出している。そして、入力軸 7の先端部の外周面にスプライン 17が形成さ れている。その入力軸 7におけるスプライン 17よりも基端部側の外周側に、ロータ 13 の円筒部 16が遊嵌している。なお、前記円筒部 16の内周面のうち、入力軸 7のスプ ライン 17と対向する部分の内径は、スプライン 17の外径よりも大きくなつており、その 部分に、入力軸 7のスプライン 17に対して離隔した状態のスプライン 18が形成されて いる。

[0051] この入力軸 7とロータ 13とステータ 12との三者は、同一軸線上に配置されており、 入力軸 7の外周面とロータ 13の内周面（より具体的には円筒部 16の内周面）との間 にクリアランス（最小のクリアランス）が、ロータ 13の外周面とステータ 12の内周面との 間のクリアランス（最小のクリアランス）より小さくなつている。すなわちロータ 13がその 組み付け時に半径方向にずれて入力軸 7の外周面に接触しても、その状態ではロー タ 13の外周面がステータ 12の内周面に接触しないようになっている。換言すれば、 ロータ 13を入力軸 7の外周面をガイドとしてその外周側に遊嵌させても、ロータ 13が ステータ 12に接触しないようになっている。したがって、入力軸 7の突出部分 7Aの外 周面、特にスプライン 17より基端部側の部分が、ロータ 13を軸線方向に移動させる ためのガイド部 Gとなっている。

[0052] 上記の電動機 2を収容した収容室 6は、前記隔壁部 4と対向するように前記ケース 3 の内周部に取り付けた他の隔壁部 19によって区画されている。そして、前記ロータ 1 3は、その円筒部 16の両端部に嵌合させた軸受 20, 21を介して各隔壁部 4, 19によ つて回転自在に支持されてレ、る。前述したようにロータ 13は入力軸 7に遊嵌しており 、それぞれのスプライン 17， 18は嚙み合っていないから、ロータ 13を組み付けて各 軸受 20, 21で支持した状態では、ロータ 13を単独で回転させることができる。

[0053] なお、前記円筒部 16のうち他の隔壁部 19側の端部にレゾルバ 22の回転子 23が 取り付けられており、その外周側に固定子 24が半径方向で対向して配置され、この 固定子 24は前記他の隔壁部 19の内面に固定されている。

[0054] 前記他の隔壁部 19には、前記入力軸 7と中心軸線を一致させたボス部 25が形成さ れており、このボス部 25に動力分配機構 26の出力軸 27が挿入されている。その出 力軸 27は電動機 2および変速部 1に動力分配機構 26からの動力を伝達するための 軸であって、その先端部は、前記円筒部 16の内周側に揷入でき、かつ前記入力軸 7 の外周側に嵌合できるように円筒状に形成されている。そして、その円筒部分の内外 両面にスプラインが形成され、そのスプラインがロータ 13におけるスプライン 18と入 力軸 7におけるスプライン 17とに嵌合している。したがって、ロータ 13と入力軸 7とは、 この発明における連結部材に相当する前記出力軸 27を介して動力伝達可能に間接 的に連結されている。なお、動力分配機構 26については、後述する。

[0055] 上記の変速部 1や動力分配機構 26あるいは各軸受 11， 20, 21などに潤滑油ある いは油圧を供給し、もしくは排出させるための油路 28， 29が、前述した各隔壁部 4, 19の内部を貫通して形成されている。そして、これらの油路 28, 29を介して油圧を 給排する油圧制御部としての油圧制御回路 Bvが前記ケース 3の下部に取り付けられ ている。より具体的に説明すると、前述した変速部 1と電動機 2とは、一体構造のケー ス 3の内部に収容されており、そのケース 3の下部で前記変速部 1および電動機 2に 対応する位置に油圧制御回路 Bvが取り付けられてレ、る。この油圧制御回路 Bvは、 電気的に制御される各種のバルブやパイロット圧によって制御されるバルブ（それぞ れ図示せず）を備えており、前記油路 28, 29はその油圧制御回路 Bvに連通されて いる。そして、この油圧制御回路 Bvはケース 3の下面に取り付けたオイルパン〇pに 覆われている。このオイルパン Opは、変速部 1および電動機 2ならびに動力分配機 構 26を含む無段変速部に共通のものであって、これらに給排するオイルを一時的に 貯留するようになつている。したがって油圧制御回路 Bvはこのオイルパン Opの内部 に収容されている。

[0056] 上記の図 1に示す動力伝達装置は、ノ、イブリツド車に搭載することができ、そのよう に構成した場合の一例を図 2にスケルトン図で示してある。ここに示す例は、いわゆる 2モータハイブリッド駆動装置として構成した例であり、特に車両の前後方向に向けて 搭載されるように構成した例である。先ず、変速部 1の構成について説明すると、図 2 に示す例では、二組の遊星歯車機構 30, 31によって前進 4速 '後進 1速の変速比を 設定できるように構成されている。これらの遊星歯車機構 30, 31はシングルピニオン 型あるいはダブルピニオン型のいずれの形式であってもよレ、が、図 2に示す例では、 それぞれシングルピニオン型遊星歯車機構が採用されている。すなわち、各遊星歯 車機構 30, 31は、外歯歯車であるサンギヤ SI , S2と、その外周側に同心円状に配 置された内歯歯車であるリングギヤ Rl , R2と、これらのサンギヤ SI , S2とリングギヤ Rl , R2との間に配置されてそれぞれに嚙み合っているピニオンギヤを保持している キヤリャ CA1， CA2とを回転要素として差動作用をなすように構成されている。

[0057] その第 1の遊星歯車機構 30におけるキヤリャ CA1と第 2の遊星歯車機構 31におけ るリングギヤ R2とが連結され、また第 1の遊星歯車機構 30のリングギヤ R1と第 2の遊 星歯車機構 31のキヤリャ CA2とが連結されており、したがってこれらの遊星歯車機 構 30, 31とは、いわゆる CR— CR結合の複合遊星歯車機構として構成されている。

[0058] この複合遊星歯車機構に対して選択的に動力を伝達するための三つのクラッチ機 構 CI , C2, C3が設けられている。これらのクラッチ機構 CI , C2, C3は例えば油圧 式の摩擦係合装置であって、前述した入力軸 7と第 2遊星歯車機構 31のサンギヤ S 2との間に第 1のクラッチ機構 C1が配置され、また第 1の遊星歯車機構 30のキヤリャ CA1と入力軸 7との間に第 2のクラッチ機構 C2が配置され、さらに第 1の遊星歯車機 構 30におけるサンギヤ S1と入力軸 7との間に第 3のクラッチ機構 C3が配置されてい る。

[0059] さらに、第 1の遊星歯車機構 30におけるサンギヤ S1を選択的に固定する第 1のブ レーキ機構 B1と、第 2の遊星歯車機構 31におけるリングギヤ R2を選択的に固定す る第 2のブレーキ機構 B2とが設けられている。これらのブレーキ機構 Bl， B2としては 、油圧式の多板ブレーキやバンドブレーキなどを採用することができる。また、第 2の ブレーキ機構 B2と並列に一方向クラッチ F1が設けられている。この一方向クラッチ F 1は、第 1の遊星歯車機構 30におけるキヤリャ CA1および第 2の遊星歯車機構 31に おけるリングギヤ R2が、入力軸 7とは反対方向に回転しょうとする際に係合してその 回転を止めるように構成されている。そして、第 2の遊星歯車機構 31におけるキヤリャ CA2に出力軸 32が接続されている。この出力軸 32は、前述した入力軸 7と同一軸線 上に配置されていて、ケース 3から突出している。

[0060] つぎに動力分配機構 26について説明すると、この動力分配機構 26は、内燃機関（ エンジン） 33が出力した動力を、モータ'ジェネレータ（Ml) 34と前記変速部 1に分 配する機構であって、遊星歯車機構によって構成されている。その遊星歯車機構は 三つの回転要素によって差動作用をなすものであればよぐシングルピニオン型ゃダ ブルピニオン型などの適宜の構成のものを使用することができ、図 2に示す例ではシ ングノレピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。そして、この遊星歯車機構は、 いわゆる増速機構として構成されており、内燃機関 33がキヤリャ CA0に連結され、モ ータ'ジェネレータ 34がサンギヤ SOに連結され、さらに前記出力軸 27がリングギヤ R 0に連結されている。

[0061] そして、この動力分配機構 26における出力軸 27が変速部 1の入力軸 7に連結され るとともに、これら出力軸 27および入力軸 7に前記電動機 (M2) 2のロータ 13が連結 されている。なお、上記のモータ'ジェネレータ 34は発電機であってもよぐまた前記 電動機 2は発電機能をも備えたモータ'ジェネレータであってもよい。また、これらの モータ'ジェネレータ 34および電動機 2は、図示しないインバータなどのコントローラ を介してバッテリーに接続され、さらにそのインバータを電子制御装置によって制御 することにより、駆動トルクや発電トルク、発電量などが制御されるようになっている。

[0062] 上記の二組の遊星歯車機構 30, 31を主体として構成された変速部 1は、前記各ク ラッチ機構 CI , C2, C3およびブレーキ機構 Bl , B2ならびに一方向クラッチ F1を図 3に示すように係合もしくは解放させることにより、前進 4速と後進 1速とを設定するよう に構成されている。なお、図 3は係合作動表を示す図表であって、〇印は係合状態 を示し、空欄は解放状態を示し、括弧の付いた〇印は動力源ブレーキ (あるいはェン ジンブレーキ）を効かせるために係合させることを示す。これらのクラッチ機構 Cl， C2 , C3およびブレーキ機構 Bl， B2の係合 '解放の制御を、前述した油圧制御回路か ら出力した油圧によって行うように構成されている。

[0063] 上記の動力分配機構 26についての共線図および変速部 1についての共線図を示 せば、図 4のとおりである。共線図は、各遊星歯車機構における回転要素を示す縦 線を、それぞれの遊星歯車機構におけるギヤ比（リングギヤの歯数とサンギヤの歯数 との比）に基づく間隔で平行に配列し、これに直交する基線を回転数ゼロとして上側 に正回転方向の回転数を取った線図である。上記の図 2に示す例では、各遊星歯車 機構がシングルピニオン型であるから、そのサンギヤを示す縦線とキヤリャを示す縦 線との間隔を" 1 "とし、キヤリャを示す縦線とリングギヤを示す縦線との間隔をギヤ比 に相当する間隔にした線図となる。図 4では、各回転要素を示す縦線に図 2に付した 符号と同じ符号を付してある。さらに、各クラッチ機構 Cl， C2, C3およびブレーキ機 構 Bl， B2ならびに一方向クラッチ Flの位置を、図 2と同様の符号で示してある。そし て、所定の動作状態での各回転要素の回転数を示す縦線上での点を結んだ線を太 い直線で示してある。すなわち、この太い直線が各遊星歯車機構の動作状態を示し ている。

[0064] 図 4の左側に示す動力分配機構 26についての共線図から明らかなように、出力要 素であるリングギヤ R0の回転数を一定としてモータ.ジェネレータ 34の回転数を大小 に変化させると、それに応じて入力要素であるキヤリャ CA0およびこれに連結されレヽ る内燃機関 33の回転数が大小に変化する。その場合、モータ 'ジェネレータ 34をそ の回転数を低下させるように制御することによりモータ'ジェネレータ 34が発電機とし て機能し、その発電した電力を電動機 2に送ってこれとを電気モータとして機能させ、 あるいはバッテリーに充電する。このように、内燃機関 33の回転数をモータ'ジエネレ ータ 34によって連続的に変化させることができるので、上記の動力分配機構 26は無 段変速機として機能し、特にその機能はモータ'ジェネレータ 34を電気的に制御する ことにより達成できるので、動力分配機構 26はいわゆる電気的無段変速機構となつ ている。

[0065] 上記の変速部 1における変速は、車両の走行状態に基づいて実行することができ、 例えば要求されているアウトプットトルクあるいはこれに相当するアクセル開度と車速 とに基づいて変速段を決定することができる。より具体的には、アウトプットトルクと車 速とをパラメータとした変速段にっレ、てのマップを予め用意しておき、そのマップに基 づいて変速段を決定し、その変速段を達成するように変速を実行することができる。 そのマップの一例を図 5に示してある。図 5における実線がアップシフト線を示し、車 両の走行状態がこのアップシフト線を、低車速側から高車速側に横切り、あるいは高 トルク側から低トルク側に横切って変化することにより、アップシフトの判断が成立する 。また、破線がダウンシフト線を示し、車両の走行状態がこのアップシフト線を、高車 速側から低車速側に横切り、あるいは低トルク側から高トルク側に横切って変化する ことにより、ダウンシフトの判断が成立する。

[0066] これらの変速段の全ては、ドライブレンジ（ドライブポジション）が選択されてレ、る場 合に設定可能であるが、手動変速モード（マニュアルモード）では高速側の変速段が 制限されるようになっている。図 6はシフトポジション信号を出力するシフト装置 35に おけるシフトポジションの配列を示しており、車両を停止状態に維持するパーキング（ P)、後進段 (R:リバース）、ニュートラルで)、ドライブ（D)の各ポジションがほぼ直線 的に配列されている。この配列方向は、例えば車両の前後方向に沿う方向である。そ のドライブポジションに対して車両の幅方向で隣接する位置にマニュアルポジション（ M)が設けられ、そのマニュアルポジションを挟んで車両の前後方向での両側にアツ プシフトポジション（+ )とダウンシフトポジション（一）とが設けられている。これらの各 シフトポジションは、シフトレバー 36を案内するガイド溝 37によって連結されており、 したがってシフトレバー 36をガイド溝 37に沿って移動させることにより適宜のシフトポ ジシヨンが選択され、その選択されたシフトポジション信号が出力されるようになって いる。

[0067] そして、ドライブポジションが選択された場合には、変速部 1での第 1速から第 4速の 全ての前進段が走行状態に応じて設定されるようになっている。これに対して、ドライ ブポジションからマニュアルポジションにシフトレバー 36を移動させた状態ではドライ ブポジションが維持され、第 4速までの変速が可能である力 S、この状態から 1回ダウン シフトポジションにシフトレバー 36を移動する都度、ダウンシフト信号 (ダウンレンジ信 号）が出力され、変速段もしくは変速レンジ力 S1段ずつ低速側に切り換えられ、また反 対にアップシフトポジションを選択する都度、アップシフト信号 (アップレンジ信号）が 出力されて、高速側の変速段もしくは変速レンジ力 S1段、許可されるようになっている

[0068] そして、前述したコントローラや油圧制御装置を電気信号によって制御することによ り動力伝達装置の全体を制御するための電子制御装置 (ECU) 38が設けられている 。図 7は、その電子制御装置 38に入力される信号およびその電子制御装置 38から 出力される信号を例示している。この電子制御装置 38は、 CPU, ROM, RAM,お よび入出力インターフェースなどから成るいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成 されており、 RAMの一時記憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラム に従って信号処理を行うことにより内燃機関 33、電動機 2およびモータ 'ジェネレータ 34に関するハイブリッド駆動制御、変速部 1の変速制御等の駆動制御を実行するも のである。

[0069] 電子制御装置 38には、図 7に示すような各センサやスィッチなどから、エンジン水 温を示す信号、シフトポジションを表す信号、内燃機関 33の回転速度であるエンジン 回転速度 Neを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、 M (モータ走行）モードを指 含する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸 32の回転速度 NOUTに 対応する車速を表す信号、変速部 1の作動油温 (AT油温）を示す油温信号、サイド ブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温 度信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量を示すアクセル 開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後 加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の 質量を示す質量信号、各車輪の車輪速を示す車輪速信号、モータ'ジェネレータ (M 1) 34の回転速度を表す信号、電動機 (M2) 2の回転速度を表す信号などが、それ ぞれ入力される。

[0070] また、上記電子制御装置 38からは、電子スロットル弁の開度を操作するスロットルァ クチユエータへの駆動信号、燃料噴射装置による内燃機関 33への燃料供給量を制 御する燃料供給量信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを 作動させるための電動エアコン駆動信号、点火装置による内燃機関 33の点火時期 を指令する点火信号、モータ'ジェネレータ（Ml) 34や電動機 (M2) 2の作動を指令 する各コントローラへの指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジ シヨン (操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモ ードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを 防止する ABSァクチユエータを作動させるための ABS作動信号、 Mモードが選択さ れていることを表示させる Mモード表示信号、変速部 1の油圧式摩擦係合装置の油 圧ァクチユエータを制御するために油圧制御装置に含まれる電磁弁を作動させるバ ルブ指令信号、この油圧制御装置の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるため の駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コ ンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。

[0071] つぎに上述した動力伝達装置の組み立て手順 (方法）につレ、て説明する。先ず、 前述した各隔壁部 4, 19を装着する前のケース 3に対して、その大きい開口部側（車 載状態での内燃機関 33側）から変速部 1の構成部品を順次挿入して、ケース 3の内 部に組み付ける。ついで、変速部 1における入力軸 7を、隔壁部 4のボス部 8に揷入し つつ、隔壁部 4をケース 3の内周部に形成されたインロー部 9に嵌合させ、ボルト 10 によって固定する。こうして変速部 1を収容する収容室 5を閉じるとともに、入力軸 7を 軸受 11を介してボス部 8によって回転自在に支持する。

[0072] ついで、ケース 3の内周部に電動機 2におけるステータ 12を取り付ける。その状態 では、ステータ 12と同一軸線上に前記入力軸 7が突出している。その入力軸 7の突 出部分 7A端側にロータ 13の円筒部 16を嵌合させ、その状態でロータ 13を入力軸 7 に沿ってその軸線方向に送り込む。したがって入力軸 7がガイド部 Gとして機能し、口 ータ 13はステータ 12の内周面に干渉することなぐ軸線方向に送り込まれる。その場 合、前記隔壁部 4のボス部 8に軸受 20を予め嵌合させておき、あるいはロータ 13に おける円筒部 16の端部外周に軸受 20を予め嵌合させておくことにより、円筒部 16の 一方の端部がその軸受 20を介して隔壁部 4によって回転自在に支持される。

[0073] こうしてロータ 13をステータ 12の内周側に挿入した後に、他の隔壁部 19をケース 3 の内部に揷入してケース 3の内周面に取り付ける。その場合、レゾルバ 22の回転子 2 3を前記円筒部 16に予め装着しておき、またレゾルバ 22の固定子 24を前記他の隔 壁部 19の内側面に予め固定しておく。そして、軸受 21を円筒部 16の他方の端部の 外周部もしくは前記他の隔壁部 19の内周部に予め取り付けておくことにより、円筒部 16の他方の端部がこの軸受 21を介して前記他の隔壁部 19によって回転自在に支 持される。すなわち、ロータ 13が各軸受 20， 21を介して各隔壁部 4， 19によって回 転自在に支持される。この状態では、ロータ 13と入力軸 7とは連結されておらず、口 ータ 13は入力軸 7に対して回転自在になっている。したがって、ロータ 13を単独で回 転させることが可能であり、そのため電動機 2を変速部 1から切り離した単独の状態で 駆動し、その試験を行うことができる。

[0074] ついで、予め組み立ててある動力分配機構 26の出力軸 27を、前記他の隔壁部 19 を貫通させて前記円筒部 16の内周側に揷入する。出力軸 27の先端部は、前述した ように円筒軸状に形成され、かつその内外周両側にスプラインが形成されているので 、そのスプラインが入力軸 7のスプライン 17とロータ 13のスプライン 18とに嚙み合うこ とにより、出力軸 27および入力軸 7ならびにロータ 13の三者がトノレク伝達可能に連 結される。

[0075] したがって、上述した図 1に示す構成であれば、ロータ 13を入力軸 7に嵌合させ、 その入力軸 7をガイド部 Gにしてステータ 12の内周側に位置するように組み付けるの で、実質的にロータ 13の両端を保持した状態で組み付けることになる。そのため、口 ータ 13が永久磁石 15を備えていても、これがステータ 12に吸着したり、干渉したりす ることなく、ロータ 13を組み付けることができる。また、ロータ 13をステータ 12の内周 側に組み付けた状態では、ロータ 13と入力軸 7とが連結されていないので、電動機 2 を単独で回転させてその試験を行うことができ、したがって電動機 2の動作試験を容 易に、また正確に行うことが可能になる。

[0076] なお、上記の具体例では、ノ、イブリツド駆動装置における動力伝達装置にこの発明 を適用した例を示した力 この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、電 気自動車における動力伝達装置などの他の動力伝達装置に適用できる。また、この 発明における伝動機構は、上述した遊星歯車式の有段変速機構に限定されないの であり、変速機能のない伝動機構であってもよい。さらに、この発明の電動機は、永 久磁石式の電動機に限られず、他の適宜の形式の電動機であってもよレ、。そして、こ の発明において、入力軸とロータとをトルク伝達可能に連結する連結部材は、前述し た動力分配機構 26の出力軸 27に限定されないのであり、他の適宜の介装部材であ つてもよく、またそのトノレク伝達のための手段はスプラインに限られず、セレーシヨンや スライドキーなどの回転方向で互いに一体化するように係合する手段であってもよい

Claims

請求の範囲

[1] ステータの内周側に該ステータに対して同心円状に配置されたロータを有する電 動機と、動力を伝達する伝動機構とを備えた動力伝達装置において、

前記伝動機構における所定の構成部材の一部が、前記ステータもしくはロータ側 に突出し、その突出部分が前記ロータを前記ステータと同心円状に組み付けるため のガイド部となっていることを特徴とする動力伝達装置。

[2] 前記電動機と伝動機構とがケースの内部に収容されるとともに、該ケースと一体の 隔壁部が前記電動機と伝動機構の間に配置され、前記伝動機構が前記隔壁部によ つて閉じられた収容室に収容され、前記電動機が前記隔壁部を挟んで前記伝動機 構とは反対側の収容室に前記隔壁部に隣接して配置されていることを特徴とする請 求項 1に記載の動力伝達装置。

[3] 前記ガイド部としての突出部分は、前記隔壁部を貫通して前記電動機側に突出す るとともに前記隔壁部によって支持されていることを特徴とする請求項 2に記載の動 力伝達装置。

[4] 前記突出部分のうちその突出側先端部よりも前記伝動機構側の部分が前記ガイド 部となっていることを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれかに記載の動力伝達装置

[5] 前記ガイド部となる前記突出部分は、前記伝動機構に動力を伝達する軸を含み、 該軸と前記ロータとが相対回転可能に嵌合し、かつ前記軸と前記ロータとの間に、こ れら軸とロータとをトルク伝達可能に連結する連結部材が介装されていることを特徴 とする請求項 1ないし 4のいずれかに記載の動力伝達装置。

[6] 前記隔壁部は、前記ケースにインロー部で嵌合していることを特徴とする請求項 2 なレ、し 5のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。

[7] 前記伝動機構の下側に、油圧制御部が設けられていることを特徴とする請求項 1な レ、し 6のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。

[8] 前記電動機および前記伝動機構に共通のオイルを貯留するオイルパンが、前記電 動機および前記伝動機構の下側に設けられていることを特徴とする請求項 1ないし 7 のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。

[9] 前記ロータは、前記電動機および伝動機構を収容しているケースもしくは該ケース と一体の部材によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項 1ないし 8 のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。

[10] 前記ケースもしくは該ケースと一体の部材は、前記隔壁部と、前記隔壁部に対向し ている他の隔壁部とを含むことを特徴とする請求項 2ないし 9のいずれかに記載の動 力伝達装置。

[11] 前記隔壁部および前記他の隔壁部の少なくとのいずれか一方の内部を通る油路 が形成されていることを特徴とする請求項 10に記載の動力伝達装置。

[12] 電動機もしくは発電機として機能する電気駆動装置と内燃機関とが差動機構に連 結され、前記電気駆動装置の回転数に応じて前記内燃機関の回転数を連続的に変 化させる電気的変速機を更に備えていることを特徴とする請求項 1ないし 11のいず れかに記載の動力伝達装置。

[13] 前記差動機構は、遊星歯車機構によって構成されていることを特徴とする請求項 1

2に記載の動力伝達装置。

[14] 前記差動機構は、前記内燃機関の回転数に対して出力回転数が高速となる増速 機構を構成していることを特徴とする請求項 12または 13に記載の動力伝達装置。

[15] 前記差動機構の出力部材もしくは該出力部材と一体の部材の一部が、前記軸と前 記ロータとに連結されていることを特徴とする請求項 12ないし 14のいずれかに記載 の動力伝達装置。

[16] 前記出力部材もしくは該出力部材と一体の部材の一部と前記軸もしくは前記ロータ との少なくともレ、ずれ力がスプライン嵌合してレ、ることを特徴とする請求項 15に記載 の動力伝達装置。

[17] 前記伝動機構は、機械的手段で動力の伝達経路を変化させて変速比を変える機 械的変速機を含むことを特徴とする請求項 1ないし 16のいずれかに記載の動力伝達 装置。

[18] 前記機械的変速機は、遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項 17に記載の 動力伝達装置。

[19] 前記機械的変速機は、後進段を設定する機構を含むことを特徴とする請求項 17ま たは 18に記載の動力伝達装置。

[20] ステータの内周側に該ステータに対して同心円状に配置されたロータを有する電 動機と、動力を伝達する伝動機構とがケースの内部に収容された動力伝達装置の組 立方法において、

前記伝動機構を構成する部品を前記ケースの一方の開口端側から前記ケースの 内部に揷入して互いに組み付けることにより前記伝動機構を組み立てた後、該伝動 機構を収容する収容室を区画する隔壁部を前記ケースの内部に取り付けるとともに、 その隔壁部に前記伝動機構の入力軸を貫通させかつその隔壁部で回転自在に支 持し、その入力軸をガイド部材として前記ロータを前記入力軸の外周側に挿入し、そ のロータの軸線方向での一端部を前記隔壁部によって回転自在に支持させることを 特徴とする動力伝達装置の組立方法。

[21] 前記入力軸の外周面と前記ロータの内周面との間に連結部材を揷入し、その連結 部材を介して前記入力軸と前記ロータとを連結することを特徴とする請求項 20に記 載の動力伝達装置の組立方法。

[22] 前記連結部材は、予め組み立てられた無段変速部の出力軸を含み、前記ロータの 両端部を前記隔壁部と他の隔壁部とによって回転自在に支持した後、前記出力軸の 先端部を、前記他の隔壁部を貫通させて前記入力軸の外周面と前記ロータの内周 面との間に連結部材を挿入しかつこれら入力軸の外周面と前記ロータの内周面とに スプライン嵌合させることを特徴とする請求項 21に記載の動力伝達装置の組立方法