WO2007119470A1 - 動力伝達装置およびその組立方法 - Google Patents

動力伝達装置およびその組立方法 Download PDF

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WO2007119470A1
WO2007119470A1 PCT/JP2007/055821 JP2007055821W WO2007119470A1 WO 2007119470 A1 WO2007119470 A1 WO 2007119470A1 JP 2007055821 W JP2007055821 W JP 2007055821W WO 2007119470 A1 WO2007119470 A1 WO 2007119470A1
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shaft
rotor
power transmission
transmission device
spline
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PCT/JP2007/055821
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Takuma Kakinami
Yasuo Hojo
Masahiro Kojima
Ryuji Ibaraki
Atsushi Tabata
Satoru Kasuya
Masashi Kitou
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Aisin Aw Co., Ltd.
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    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F16H2037/0873—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft with switching, e.g. to change ranges
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Definitions

  • the present invention relates to a power transmission device having a configuration in which an input-side shaft and an output-side shaft are coupled to a rotor of an electric motor, and torque is transmitted between these three members as a whole, and the power transmission device. Relates to a method for assembling the device.
  • a power device for a vehicle As a power device for a vehicle, a device combining an internal combustion engine and an electric motor, a device using an electric motor as a power source, and the like are known. Even in a vehicle using this type of power unit, a transmission is also mounted in order to control the drive torque and the rotational speed of the internal combustion engine or electric motor.
  • a transmission is also mounted in order to control the drive torque and the rotational speed of the internal combustion engine or electric motor.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-127681 The device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-127681 is a drive device for a hybrid vehicle. An internal combustion engine is connected to a carrier of a planetary gear mechanism, and a first gear is connected to a sun gear of the planetary gear mechanism. A motor generator is connected.
  • a ring gear is connected to the input side member of the stepped automatic transmission.
  • the output side member of the automatic transmission is connected to the propeller shaft, and the second motor generator is connected to the propeller shaft. Therefore, in the device of Japanese Patent Laid-Open No. 2003-127681, the planetary gear mechanism constitutes a distribution mechanism that distributes the power output from the internal combustion engine to the first motor generator and the automatic transmission. In the process of transmitting power from the distribution mechanism to the automatic transmission, torque is added or absorbed by the second motor generator.
  • this patent publication 2003-127681 discloses a configuration in which a second motor generator is connected to an input side of an automatic transmission, and an output member of the automatic transmission is connected to a propeller shaft via a gear train. Are listed.
  • the second motor generator is connected to the propeller shaft via a gear pair, or the second motor generator is connected to the automatic transmission.
  • this is a structure in which the rotor is attached to the rotation shaft of a predetermined gear in the gear pair, or the rotor is attached to the input shaft of the automatic transmission. did Therefore, in the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-127681, when the second motor generator is assembled, the second motor generator is connected to the gear pair or the automatic transmission. .
  • the present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a power distribution mechanism capable of rotating an electric motor independently during an assembly process and an assembly method thereof. To do.
  • the rotor and the second shaft on the output side can be rotated relative to each other in a state before the first shaft on the input side is connected to the rotor.
  • the first shaft, the second shaft, and the rotor are connected in a state where torque can be transmitted.
  • the rotor of the first electric motor is disposed between the first shaft on the input side and the second shaft on the output side, and the first shaft, the second shaft, and the rotor are:
  • the first shaft is connected to the rotor
  • the second shaft is connected to the first shaft.
  • the continuously variable speed ratio can be changed by an electric drive device in which the first shaft is an output shaft and the rotational speed is electrically controlled.
  • a power transmission device further comprising: a transmission unit; and a mechanical transmission unit capable of changing a transmission ratio with the second shaft as an input shaft.
  • the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the mechanical transmission unit includes a mechanism in which a transmission path of a dynamic force is changed by mechanical means to change a transmission gear ratio. It is a power transmission device.
  • the electric continuously variable transmission unit includes an internal combustion engine, a second electric motor, and power output from the internal combustion engine to the first shaft and the second electric motor.
  • the power transmission device includes a differential mechanism for distribution.
  • the rotor has a cylindrical portion along a rotation center axis, and the cylindrical portion is rotatably attached to a predetermined fixed portion via a bearing. In the power transmission device, at least one of the first shaft and the second shaft is inserted into the cylindrical portion.
  • the present invention further includes a case for housing the electric continuously variable transmission unit, the first motor, and the mechanical transmission unit, and the fixing unit is provided inside the case.
  • the power transmission device is characterized in that it is formed by a partition wall portion provided on the inner wall.
  • the first shaft is spline-fitted to the rotor
  • the second shaft is spline-fitted to the first shaft. This is a power transmission device.
  • the second shaft is inserted on the inner peripheral side of the cylindrical portion, and the outer periphery of the second shaft is provided on the inner peripheral portion of the cylindrical portion.
  • the second shaft is a guide portion for assembling the rotor by forming a small-diameter portion whose clearance between the rotor and the rotor is smaller than the minimum clearance between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator. It is a power transmission device characterized by
  • the small-diameter portion is formed in a portion facing a portion closer to the intermediate portion than the tip portion of the second shaft, and the outer periphery of the tip portion of the second shaft.
  • the power transmission device is characterized in that a spline is formed on the surface, and a spline is formed on an inner peripheral portion of the inner peripheral portion of the cylindrical portion near an end portion of the second shaft.
  • the spline formed at the tip of the second shaft and the spline formed at the cylindrical portion substantially coincide with each other in the axial direction.
  • This is a power transmission device characterized by that.
  • the position at which the first shaft and the rotor start to be spline-fitted, and the first shaft and the second shaft start to be spline-fitted is characterized in that the position is shifted in the axial direction.
  • the second shaft passes through the partition wall and is rotatably supported by the partition wall. It is a transmission device.
  • the present invention according to any one of the above-described inventions, further includes another fixing portion that divides the storage chamber of the first electric motor so as to face the partition portion, and the rotor has both ends of the cylindrical portion
  • the power transmission device is characterized in that a part is rotatably supported by the partition wall and the other fixing part.
  • a spline for connecting to the rotor is formed on the outer peripheral surface of the first shaft, and the first peripheral shaft is formed with the first shaft on the inner peripheral surface of the first shaft.
  • the power transmission device is characterized in that a spline for connecting with two shafts is formed.
  • the rotor of the electric motor is disposed between the first shaft on the input side and the second shaft on the output side, and the first shaft, the second shaft, and the rotor are integrated at least in the rotational direction.
  • the second shaft and the rotor are assembled so as to be relatively rotatable, and then the first shaft is coupled to the second shaft and coupled to the rotor. It is the method characterized by this.
  • a partition wall portion is assembled in the case so as to pass through the second shaft in a state where the second shaft is assembled in the case, and the partition wall portion
  • the second shaft is rotatably supported by the second shaft, and then the rotor is fitted to the outer peripheral side of the second shaft and moved in the axial direction to assemble the rotor with the second shaft as a guide portion and
  • the other end of the rotor is attached to the inside of the case by assembling another partition so as to face the partition with the rotor interposed therebetween.
  • the first shaft and the rotor are connected by inserting the first shaft through the other partition wall and inserting the first shaft into the rotor. And assembling the power transmission device, wherein the first shaft and the second shaft are coupled.
  • the first shaft, the second shaft, and the rotor of the first motor in the power transmission device are connected so as to be able to transmit torque, but in a state before the first shaft is assembled.
  • the second shaft and the rotor are not connected. Therefore, in this state, since the rotor can rotate with respect to the second shaft, it is possible to rotate the electric motor alone while the power transmission device is being assembled. As a result, the electric motor is inspected independently. Or, you can adjust it.
  • the second shaft that is the input shaft of the mechanical transmission unit and the rotor of the electric motor are not connected. In the middle of assembling the power transmission device, it is possible to drive the motor alone and inspect and adjust it.
  • the first electric motor is rotated independently and the inspection is performed. And adjustments can be made.
  • the rotor of the first electric motor is rotatable by rotatably supporting the cylindrical portion with a predetermined fixing portion, so that the second shaft is attached to the cylindrical portion. Or even when the input shaft is inserted, the rotor can rotate without interfering with the second shaft or the input shaft, and as a result, inspection and adjustment of the first motor can be performed easily and accurately. Can do.
  • the rotor can be supported by the rotation by the partition part substantially integral with the case, and the first electric motor is driven independently before the first shaft or the output shaft is assembled. The inspection or adjustment can be performed.
  • the rotor and the second shaft can be coupled via the first shaft.
  • the connection work becomes easy.
  • the mouth can be assembled using the second shaft or the input shaft of the mechanical transmission unit as a guide unit, the rotor can be easily assembled without causing the rotor to interfere with the stator. it can.
  • the cylindrical portion is attached to the second axis spline. Can be assembled easily without causing interference.
  • the splines are arranged side by side in the radial direction.
  • the torsional stress acting on the first shaft connecting the rotor and the second shaft can be reduced.
  • the first shaft when the first shaft is assembled, the first shaft is fitted to one of the rotor spline and the second shaft spline, and then fitted to the other spline. Therefore, assembly becomes easy.
  • the second shaft passes through the partition wall and is rotatably supported, it can sufficiently function as a guide when the rotor is assembled.
  • the first motor can be easily inspected and adjusted before the first shaft is assembled.
  • the first shaft is spline-fitted to the rotor and the second shaft, and the force is also fitted to each of the splines on both the inner and outer circumferences, so that the assemblability can be improved.
  • the torsional stress acting on the first axis can be reduced.
  • first, the second shaft and the rotor are assembled so as to be relatively rotatable with each other. Can rotate without interfering with the second axis, and as a result, the motor can be driven independently for easy inspection and adjustment.
  • the first shaft is connected to the rotor and the second shaft, and as a result, the rotor and the second shaft can transmit torque.
  • the rotor since the rotor is assembled using the second shaft as a guide portion, the rotor can be easily assembled without causing interference with the stator or the like.
  • the rotor can be rotatably supported in a so-called both-end supported state.
  • the first electric motor can be maintained in a rotatable state, and the inspection and adjustment can be performed independently.
  • the rotor functions as a connecting member that connects the second shaft.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the present invention.
  • FIG. 2 is a skeleton diagram schematically showing a drive system of a hybrid vehicle including a power transmission device to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a chart showing an engagement operation table of the mechanical transmission unit.
  • FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a part of the assembly procedure of the rotor.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a power transmission device that is an object of the present invention.
  • the power transmission device shown here includes a mechanical transmission unit 1 and an electric motor 2.
  • the transmission unit 1 and the electric motor 2 are housed inside the case 3.
  • This case 3 has a structure in which one end side (left side in FIG. 1) is wide open, and the other end side (right side in FIG. 1) is small enough to pass through an output shaft (not shown). It is divided into two storage chambers 5 and 6 by a partition wall 4 attached to the container.
  • the transmission unit 1 is arranged in the accommodation chamber 5 on the right side of FIG. 1, and the electric motor 2 is arranged in the accommodation chamber 6 on the left side of FIG.
  • the transmission unit 1 such as a stepped gear transmission mechanism or a continuously variable transmission mechanism such as a belt type or a toroidal type, is mainly configured to change the transmission ratio by changing the power transmission path. It is configured.
  • An example of the stepped transmission unit 1 mainly composed of a planetary gear mechanism will be described later.
  • the transmission unit 1 includes an input shaft 7 corresponding to the second shaft of the present invention, and the input shaft 7 passes through the partition wall 4 and protrudes toward the housing chamber 6 side of the electric motor 2.
  • the partition wall portion 4 is a plate-like member having a boss portion 8 on the center side.
  • the partition wall portion 4 is fitted and centered in a spigot portion 9 formed on the inner peripheral portion of the case 3, and is bolted. It is fixed to Case 3 by 10.
  • the input shaft 7 passes through the partition wall portion 4 along the central axis of the boss portion 8 of the partition wall portion 4, and can be rotated by the partition wall portion 4 via a bearing 11 fitted to the outer peripheral side thereof. Is held in.
  • the electric motor 2 includes a stator (stator) 12 and a port (rotor) 13 arranged concentrically on the inner peripheral side thereof.
  • a stator (stator) 12 and a port (rotor) 13 arranged concentrically on the inner peripheral side thereof.
  • an appropriate type can be used, and for example, a permanent magnet type synchronous motor can be used.
  • the stator 12 A permanent magnet 15 is attached to the rotor 13.
  • the rotor 13 includes a cylindrical portion 16 having a length close to the axial length of the coil 14 on the inner peripheral portion thereof.
  • the input shaft 7 protrudes from the end of the rotor 13 on the side of the partition wall 4 to the vicinity of the center of the cylindrical portion 16.
  • a spline 17 is formed on the outer peripheral surface of the tip of the input shaft 7.
  • a spline 18 is formed on the inner peripheral surface of the end portion of the cylindrical portion 16 opposite to the partition wall portion 4. These splines 17 and 18 are offset from each other in the axial direction.
  • the storage chamber 6 in which the electric motor 2 is stored is partitioned by another partition wall portion 19 attached to the inner peripheral portion of the case 3 so as to face the partition wall portion 4.
  • the rotor 13 is rotatably supported by the partition walls 4 and 19 via bearings 20 and 21 fitted to both ends of the cylindrical portion 16. Therefore, these partition walls 4 and 19 correspond to the fixing parts of the present invention.
  • the inner peripheral surface of the cylindrical portion 16 of the rotor 13 and the outer peripheral surface of the input shaft 7 are sufficiently separated from each other. Therefore, when the rotor 13 is assembled and supported by the bearings 20, 21, the rotor 13 Can be rotated alone.
  • a rotor 23 of a resolver 22 is attached to an end of the cylindrical portion 16 on the other partition wall portion 19 side, and a stator 24 is disposed on the outer peripheral side thereof so as to face each other in the radial direction.
  • the stator 24 is fixed to the inner surface of the other partition wall 19.
  • the other partition wall portion 19 is formed with a boss portion 25 whose center axis coincides with the input shaft 7, and a power distribution corresponding to the first shaft of the present invention is formed on the boss portion 25.
  • the output shaft 27 of the mechanism 26 is inserted.
  • the output shaft 27 is a shaft for transmitting the power of the power distribution mechanism 26 to the electric motor 2 and the transmission unit 1, and its tip can be inserted into the inner peripheral side of the cylindrical part 16 and the input It is formed in a cylindrical shape so that it can be fitted to the outer peripheral side of the shaft 7.
  • a spline is formed on the inner peripheral surface on the tip side of the cylindrical portion, and the spline is fitted to the spline 17 in the input shaft 7.
  • the spline is formed on the outer peripheral surface of the output shaft 27 corresponding to the spline 18 formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 16.
  • the spline is engaged with the spline 18 of the cylindrical portion 16. That is, the output shaft 27 has a thread on its inner and outer peripheral surfaces.
  • a pipeline is formed. Therefore, the rotor 13 and the input shaft 7 are connected via the output shaft 27 so that torque can be transmitted. In other words, the port 13 and the input shaft 7 are not connected until the output shaft 27 is assembled.
  • the power distribution mechanism 26 will be described later.
  • the oil passages 28 and 29 for supplying or discharging the lubricating oil or the hydraulic pressure to the transmission unit 1 and the power distribution mechanism 26 or the bearings 11, 20, and 21 are provided as the partition portions described above. 4 and 19 are formed through.
  • a hydraulic control circuit (not shown) for supplying and discharging hydraulic pressure through these oil passages 28 and 29 is attached to the lower part of the case 3, and an oil pan (not shown) It is attached to the bottom of Case 3 with the control circuit housed.
  • the power transmission device shown in FIG. 1 can be mounted on a hybrid vehicle, and an example of such a configuration is shown in a skeleton diagram in FIG.
  • the example shown here is an example configured as a so-called two-motor hybrid drive device, particularly an example configured to be mounted in the front-rear direction of the vehicle.
  • the configuration of the transmission unit 1 will be described.
  • the transmission gear ratio between the forward fourth speed and the reverse first speed can be set by two sets of planetary gear mechanisms 30, 31.
  • These planetary gear mechanisms 30, 31 may be either a single pinion type or a double pinion type, but in the example shown in FIG. 2, a single pinion type planetary gear mechanism is employed.
  • each planetary gear mechanism 30, 31 includes sun gears SI and S2 which are external gears, ring gears Rl and R2 which are internal gears arranged concentrically on the outer periphery thereof, and these sun gears SI,
  • the carrier CA1 and CA2 holding the pinion gears disposed between S2 and the ring gears Rl and R2 are configured to perform a differential action.
  • the carrier CA1 in the first planetary gear mechanism 30 and the ring gear R2 in the second planetary gear mechanism 31 are connected, and the ring gear R1 and the second planetary gear in the first planetary gear mechanism 30 are connected. It is connected to carrier CA2 of mechanism 31. Therefore, these planetary gear mechanisms 30, 31 are configured as a so-called CR-CR combined compound planetary gear mechanism.
  • Three clutch mechanisms CI, C2, and C3 are provided for selectively transmitting power to the compound planetary gear mechanism.
  • These clutch mechanisms CI, C2, C3 are, for example, hydraulic
  • the first clutch mechanism C1 is disposed between the input shaft 7 and the sun gear S2 of the second planetary gear mechanism 31 described above, and the carrier of the first planetary gear mechanism 30 is
  • a second clutch mechanism C2 is disposed between CA1 and the input shaft 7, and
  • a third clutch mechanism C3 is disposed between the sun gear S1 and the input shaft 7 in the first planetary gear mechanism 30.
  • Brake mechanism B2 is provided. As these brake mechanisms Bl and B2, hydraulic multi-plate brakes and band brakes can be adopted.
  • a one-way clutch F1 is provided in parallel with the second brake mechanism B2. The one-way clutch F 1 is engaged when the carrier CA1 in the first planetary gear mechanism 30 and the ring gear R2 in the second planetary gear mechanism 31 try to rotate in the opposite direction to the input shaft 7. It is configured to stop its rotation.
  • the output shaft 32 is connected to the carrier CA2 in the second planetary gear mechanism 31. The output shaft 32 is disposed on the same axis as the input shaft 7 described above, and protrudes from the case 3.
  • the power distribution mechanism 26 uses the power generated by the internal combustion engine (engine) 33 as a motor generator (Ml) 34 corresponding to the second electric motor of the present invention. And a mechanism for distributing to the transmission unit 1 and is constituted by a planetary gear mechanism. As long as the planetary gear mechanism has a differential action by three rotating elements, it is possible to use an appropriate configuration such as a single pinion type or a double pinion type, as shown in Fig. 2. In the example, a single repinion type planetary gear mechanism is used. The planetary gear mechanism is configured as a so-called speed increasing mechanism.
  • the internal combustion engine 33 is connected to the carrier CA0, the motor / generator 34 is connected to the sun gear SO, and the output shaft 27 is connected to the ring gear R0. ing.
  • the output shaft 27 of the power distribution mechanism 26 is connected to the input shaft 7 of the transmission unit 1, and the rotor 13 of the electric motor (M2) 2 is connected to the output shaft 27 and the input shaft 7.
  • the motor generator 34 may be a generator, and the motor 2 may be a motor generator having a power generation function. Also these The motor / generator 34 and the electric motor 2 are connected to the battery via a controller such as an inverter (not shown), and the inverter is controlled by an electronic control unit so that driving torque, power generation torque, power generation amount, and the like are controlled. It has become.
  • the transmission unit 1 mainly composed of the above two sets of planetary gear mechanisms 30, 31 includes the clutch mechanisms CI, C2, C3, the brake mechanisms Bl, B2 and the one-way clutch F1 in FIG. It is configured to set forward 4th speed and reverse 1st speed by engaging or releasing as shown.
  • Fig. 3 is a chart showing the engagement operation table. The symbol ⁇ indicates the engaged state, the blank indicates the released state, and the bracket ⁇ indicates the power source brake (or engine brake). Indicates engagement for effect.
  • the clutch mechanism Cl, C2, C3 and the brake mechanism Bl, B2 are controlled to be engaged and released by the hydraulic pressure output from the hydraulic control circuit described above.
  • the assembly procedure (method) of the power transmission device described above will be described.
  • the components of the transmission 1 are sequentially inserted from the large opening side (the internal combustion engine 33 side in the vehicle-mounted state) into the case 3 before mounting the partition walls 4 and 19 described above.
  • the input shaft 7 in the transmission unit 1 is inserted into the boss portion 8 of the partition wall portion 4 and the partition wall portion 4 is fitted to the spigot portion 9 formed on the inner peripheral portion of the case 3 and fixed by the bolt 10. To do.
  • the accommodation chamber 5 that accommodates the transmission 1 is closed, and the input shaft 7 is rotatably supported by the boss 8 via the bearing 11.
  • the stator 12 in the electric motor 2 is attached to the inner periphery of the case 3.
  • the input shaft 7 protrudes on the same axis as the stator 12.
  • the tip end of the guide shaft 38 is fitted to the protruding end side of the input shaft 7.
  • the guide shaft 38 has an outer diameter substantially equal to that of the output shaft 27, and is connected so as to extend on the same axis as the input shaft 7 that has already been assembled.
  • the rotor 13 is slidably fitted to the outer peripheral side of the guide shaft 38, and the rotor 13 is inserted along the guide shaft 38 into the inner peripheral side of the stator 12 using an appropriate jig 39.
  • the bearing 20 is fitted in advance to the inner peripheral side of the boss portion 8 of the partition wall portion 4.
  • the output shaft 27 of the power distribution mechanism 26 assembled in advance is inserted into the inner peripheral side of the cylindrical portion 16 through the other partition wall portion 19.
  • the tip end of the output shaft 27 is formed in the shape of a cylindrical shaft as described above, and a spline is formed on the inner peripheral side thereof, so that the spline is fitted to the spline 17 of the input shaft 7, and the output shaft 27 and the input shaft 7 are connected so that torque can be transmitted.
  • the spline formed on the outer peripheral surface of the base end side (left side in FIG. 1) of the output shaft 27 is fitted into the spline 18 formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 16, and the output shaft 27 is The rotor 13 is connected to be able to transmit torque.
  • the output shaft 27, the input shaft 7, and the rotor 13 are connected so as to be able to transmit torque.
  • FIG. 5 shows that the protruding length of the input shaft 7 is increased and the output is increased.
  • the spline fitting position between the shaft 27 and the input shaft 7 and the spline fitting position between the output shaft 27 and the rotor 13 are substantially aligned in the axial direction.
  • the input shaft 7 extends to near the end of the cylindrical portion 16 on the other partition wall 19 side, and is substantially opposed to the spline 18 on the inner surface of the cylindrical portion 16 (that is, in the axial direction).
  • the spline 17 is formed on the outer peripheral surface. Note that the left end of the spline 17 of the input shaft 7 in FIG.
  • the output shaft 27 is shorter than the above-described example, and its tip is positioned between the spline 18 of the cylindrical portion 16 and the spline 17 of the input shaft 7. is doing.
  • Splines are formed on both the inner and outer peripheral sides of the cylindrical tip portion of the output shaft 27, and are splined to the cylindrical portion 16 and the input shaft 7.
  • small-diameter portions 16A are formed at predetermined intervals in two locations on the inner peripheral portion of the cylindrical portion 16 and closer to the other end than the spline 18. This is for assembling the rotor 13 using the input shaft 7 as a guide member, and the clearance (clearance) C1 between the inner peripheral surface of the small diameter portion 16A and the outer peripheral surface of the input shaft 7 is The gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the stator 12 is configured to be smaller than the minimum clearance (clearance) C2.
  • the rotor 13 and the input shaft 7 are not connected.
  • the resolver 22 can be adjusted.
  • the input shaft 7 extends to almost the entire length of the stator 12, so that when the rotor 13 is assembled, The cylindrical portion 16 can be fitted to the input shaft 7 and can be assembled using the input shaft 7 as a guide portion, and the assembly workability of the rotor 13 can be improved.
  • the splines formed on the inner and outer peripheral surfaces of the output shaft 27 are at substantially the same position in the axial direction, the torsional stress acting on the output shaft 27 can be reduced.
  • the force shown in the example in which the present invention is applied to the power transmission device in the hybrid drive device is not limited to the above-described specific example, Applicable to other power transmission devices.
  • the transmission unit in the present invention is not limited to the planetary gear type stepped transmission mechanism described above, and may be replaced with a transmission mechanism having no transmission function.
  • the electric motor of the present invention is not limited to a permanent magnet type electric motor, but may be another appropriate type of electric motor.
  • the mechanism for torque transmission in the present invention is not limited to a spline, and may be a means for engaging so as to be integrated with each other in the rotational direction, such as a selection or a slide key.

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Abstract

　入力軸と出力軸とに連結される電動機の検査あるいは調整を容易に行うことのできる動力伝達装置を提供する。 　入力側の第１軸２７と出力側の第２軸７との間に電動機２のロータ１３が配置され、これら第１軸２７および第２軸７ならびにロータ１３が少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置において、前記第１軸２７が前記ロータ１３に連結されるとともに、その第１軸２７に前記第２軸７が連結されている。

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、電動機のロータに入力側の軸と出力側の軸とを連結し、全体としてこ れら三者の間でトルク伝達する構成を備えた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電動発電機と自動変速機とに分配する分配 機構を構成している。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いる。また、この特 開 2003— 127681号公報には、第 2の電動発電機を自動変速機の入力側に連結し 、その自動変速機の出力部材を歯車列を介してプロペラ軸に連結した構成が記載さ れている。
[0003] 上記の特開 2003— 127681号公報に記載された装置では、第 2の電動発電機が 歯車対を介してプロペラ軸に連結され、あるいは第 2の電動発電機が自動変速機に 連結されている。これは、具体的には、ロータを歯車対における所定の歯車の回転 軸に取り付け、あるいはロータを自動変速機の入力軸に取り付けた構造である。した がって、特開 2003— 127681号公報に記載された装置では、第 2の電動発電機を 組み付けた状態では、第 2の電動発電機が歯車対もしくは自動変速機に連結された 状態となる。そのため、装置の全体の組み立てが終了する以前に第 2の電動発電機 のトノレクを測定するなどの検查を行レ、、また何らかの調整を行う場合、歯車対や自動 変速機をも回転させることになり、その歯車対や自動変速機によるトルクが測定精度 に影響したり、回転角度の調整の精度に影響するなどの可能性があった。
発明の開示
[0004] 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、組み立ての過程で 電動機を単独で回転させることの可能な動力分配機構およびその組立方法を提供 することを目的とするものである。
[0005] 上記の目的を達成するために、ロータに入力側の第 1軸を連結する以前の状態で は、ロータと出力側の第 2軸とを相対回転可能な状態とし、これらロータおよび第 2軸 に対して前記第 1軸を連結することにより、第 1軸および第 2軸ならびにロータの三者 をトルク伝達可能な状態に連結するように構成したことを特徴とするものである。具体 的には、請求項 1の発明は、入力側の第 1軸と出力側の第 2軸との間に第 1電動機の ロータが配置され、これら第 1軸および第 2軸ならびにロータが、少なくとも回転方向 で一体に連結されている動力伝達装置において、前記第 1軸が前記ロータに連結さ れるとともに、その第 1軸に前記第 2軸が連結されていることを特徴とするものである。
[0006] また、この発明は、上記の発明において、前記第 1軸を出力軸としかつ回転数が電 気的に制御される電気駆動装置により変速比を連続的に変化させられる電気的無段 変速部と、前記第 2軸を入力軸として変速比が変えられる機械的変速部とを更に備 えていることを特徴とする動力伝達装置である。
[0007] 更に、この発明は、上記の発明において、前記機械的変速部は、機械的手段で動 力の伝達経路が変化させられて変速比が変えられる機構を備えていることを特徴と するの動力伝達装置である。
[0008] 更に、この発明は、上記の発明において、前記電気的無段変速部は、内燃機関と 、第 2電動機と、内燃機関が出力した動力を前記第 1軸と前記第 2電動機とに分配す る差動機構とを含む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、上記いずれかの発明において、前記ロータは、その回転中心 軸線に沿う円筒部を有するとともにその円筒部が軸受を介して所定の固定部に回転 自在に取り付けられ、前記第 1軸と前記第 2軸との少なくとも一方が、前記円筒部の 内部に揷入されてい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、上記の発明において、前記電気的無段変速部と前記第 1電動 機と前記機械的変速部とを収容するケースを更に備え、前記固定部は前記ケースの 内部に設けられた隔壁部によって形成され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、前記第 1軸が前記ロータにスプ ライン嵌合し、かつその第 1軸に前記第 2軸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。
[0012] 更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記円筒部の内周側に前記第 2軸が挿入されるとともに、前記円筒部の内周部には、前記第 2軸の外周面との間の 隙間が、前記ロータの外周面とステータの内周面との間の最小隙間より小さい小径 部が形成されることにより前記第 2軸が前記ロータの組付けのためのガイド部となって レ、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、上記の発明において、前記小径部は、前記第 2軸の先端部より も中間部寄りの部分に対向する部分に形成され、かつ前記第 2軸の先端部外周面に スプラインが形成され、さらに前記円筒部の内周部のうち前記第 2軸の先端部寄りの 端部の内周部にスプライン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。
[0014] 更に、この発明は、上記の発明において、前記第 2軸の先端部に形成された前記 スプラインと前記円筒部に形成された前記スプラインとは、軸線方向での位置がほぼ 一致してレ、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、前記第 1軸と前記ロータとがス プライン嵌合し始める位置と、前記第 1軸と前記第 2軸とがスプライン嵌合し始める位 置とが軸線方向にずれてレ、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、前記第 2軸は、前記隔壁部を 貫通し、かつ前記隔壁部によって回転自在に支持されている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、上記いずれかの発明において、前記隔壁部に対向して前記第 1電動機の収容室を区画する他の固定部を更に備え、前記ロータはその円筒部の両 端部を前記隔壁部および前記他の固定部によって回転自在に支持されていることを 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、前記第 1軸の外周面には前記 ロータと連結するためのスプラインが形成され、かつ前記第 1軸の内周面には前記第 2軸と連結するためのスプライン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。
[0019] 更に、この発明は、入力側の第 1軸と出力側の第 2軸との間に電動機のロータが配 置され、これら第 1軸および第 2軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連 結されている動力伝達装置の組立方法において、前記第 2軸と前記ロータとを相対 回転可能に組み付けた後、前記第 1軸を前記第 2軸に連結するとともに前記ロータに 連結することを特徴とする方法である。
[0020] 更に、この発明は、上記の方法の発明において、前記第 2軸をケース内に組み付 けた状態で該第 2軸を貫通させるように隔壁部を前記ケース内に組み付けかつその 隔壁部によって前記第 2軸を回転自在に支持し、ついで前記ロータを前記第 2軸の 外周側に嵌合させて軸線方向に移動させることにより前記第 2軸をガイド部として前 記ロータを組み付けかつ前記隔壁部によって前記ロータの一端部を回転自在に支 持することを特徴とする動力伝達装置の組立方法である。
[0021] 更に、この発明は、上記の方法の発明において、前記ロータを挟んで前記隔壁部 と対向するように他の隔壁部を前記ケースの内部に組み付けることにより前記ロータ の他方の端部を該他の隔壁部によって回転自在に支持することを特徴とする動力伝 達装置の組立方法である。
[0022] 更に、この発明は、上記の方法の発明において、前記他の隔壁部を貫通して前記 第 1軸を前記ロータの内部に揷入することにより前記第 1軸と前記ロータとを連結する とともに前記第 1軸と前記第 2軸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。 [0023] この発明によれば、動力伝達装置における第 1軸と第 2軸と第 1電動機のロータとの 三者がトノレク伝達可能に連結されるが、その第 1軸を組み付ける前の状態では、第 2 軸とロータとが連結されていなレ、。したがってその状態では、ロータが第 2軸に対して 回転自在になるので、動力伝達装置を組み立てる途中の状態で、電動機を単独で 回転させることが可能になり、その結果、電動機を単独で検査し、あるいは調整する こと力 Sできる。
[0024] また、この発明によれば、機械的変速部の入力側に電動機を組み付けた状態では 、その機械的変速部の入力軸である第 2軸と電動機のロータとが連結されていない ので、動力伝達装置の組立途中で電動機を単独で駆動し、その検査や調整などを 行うことが可能になる。
[0025] 更に、この発明によれば、第 2電動機によって内燃機関の回転数を制御できる無段 変速部を備えた動力伝達装置の組立過程で、前記第 1電動機を単独で回転させて その検査や調整を行うことができる。
[0026] 更に、この発明によれば、第 1電動機のロータがその円筒部を所定の固定部で回 転自在に支持することにより回転自在となっているので、その円筒部に前記第 2軸も しくは入力軸が挿入された状態であってもロータは第 2軸もしくは入力軸に干渉する ことなく回転可能であり、その結果、第 1電動機の検査や調整などを容易かつ正確に 行うことができる。
[0027] 更に、この発明によれば、ロータをケースと実質的に一体の隔壁部によって回転自 在に支持でき、前記第 1軸もしくは出力軸を組み付ける以前の状態で第 1電動機を 単独で駆動してその検査もしくは調整を行うことができる。
[0028] 更に、この発明によれば、第 1軸がロータと第 2軸とのそれぞれに対してスプライン 嵌合するので、第 1軸を介してロータと第 2軸とを連結することができるとともに、その 連結作業が容易になる。
[0029] 更に、この発明によれば、第 2軸もしくは機械的変速部の入力軸をガイド部として口 ータを組み付けることができるので、ロータをステータに干渉させることになく容易に 組み付けることができる。
[0030] 更に、この発明によれば、ロータを組み付ける際にその円筒部を第 2軸のスプライン に干渉させることなく容易に組み付けることができる。
[0031] 更に、この発明によれば、スプラインが半径方向に並んで配置されることになるので
、ロータと第 2軸とを連結する第 1軸に作用する捩り応力を軽減することができる。
[0032] 更に、この発明によれば、第 1軸を組み付ける場合、ロータのスプラインと第 2軸の スプラインとのいずれか一方に嵌合させた後、他方のスプラインに嵌合させることにな るので、組み付けが容易になる。
[0033] 更に、この発明によれば、第 2軸は隔壁部を貫通しかつ回転自在に支持されている ので、ロータを組み付ける際のガイド部として充分機能させることができる。
[0034] 更に、この発明によれば、ロータは軸線方向での両端部を回転自在に支持される ので、第 1軸の組み付け前における第 1電動機の検查 ·調整を容易に行うことができ る。
[0035] 更に、この発明によれば、第 1軸がロータおよび第 2軸に対してスプライン嵌合し、し 力も内外周両側のスプラインによってそれぞれに嵌合するので、組み付け性を向上 させ、また第 1軸に作用する捩り応力を低減できる。
[0036] 更に、この発明によれば、互いに連結される第 1軸と第 2軸とロータとのうち、先ず、 第 2軸とロータとを互いに相対回転可能に組み付けるので、その状態では、ロータが 第 2軸に干渉することなく回転でき、その結果、電動機を単独で駆動してその検査や 調整などを容易に行うことができる。その後、第 1軸を組み付けることにより、第 1軸が ロータおよび第 2軸に連結され、その結果、ロータと第 2軸とがトルク伝達可能な状態 となる。
[0037] 更に、この発明によれば、第 2軸をガイド部としてロータを組み付けるので、ロータを ステータなどに干渉させることなく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、ロータをいわゆる両端支持状態で回転自在に支持するこ とができる。
[0039] 更に、この発明によれば、第 1軸を組み付けるまでは、第 1電動機を回転自在な状 態に維持し、その検查 ·調整を単独で行うことができ、また第 1軸がロータを第 2軸を 連結する連結部材としての機能を果たす。
図面の簡単な説明 [0040] [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]ロータの組み付け手順の一部を模式的に示す説明図である。
[図 5]この発明の他の例を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0041] 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。
[0042] 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 速機構などの、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、この発明の第 2軸に相当する入力軸 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。
[0043] 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。
[0044] 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側の端部から前記円筒部 16の中央部付近に到 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。この入力軸 7の外径に対して円筒部 16の内径が十分に大きぐ両 者は互いに非接触状態になっている。なお、円筒部 16における前記隔壁部 4とは反 対側の端部の内周面にスプライン 18が形成されている。これらのスプライン 17， 18 は軸線方向に互レヽにずれて位置してレ、る。
[0045] 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いる。したがってこれらの隔壁部 4， 19がこの発明の固定 部に相当している。前述したようにロータ 13における円筒部 16の内周面と入力軸 7 の外周面とは十分に離隔しているので、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。
[0046] 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。
[0047] 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、この発明の第 1軸に相当する動力分配機構 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 力 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、その円筒部分の先端側の内周面にスプラインが形成され、そのスプライ ンが入力軸 7におけるスプライン 17に嵌合している。また、出力軸 27を円筒部 16の 内周側に所期通りに揷入した状態で、円筒部 16の内周面に形成されているスプライ ン 18に対応する出力軸 27の外周面にスプラインが形成され、そのスプラインが円筒 部 16のスプライン 18に嵌合している。すなわち、出力軸 27には、その内外周面にス プラインが形成されている。したがって、ロータ 13と入力軸 7とは、出力軸 27を介して トルク伝達可能に連結されている。言い換えれば、出力軸 27を組み付けるまでは、口 ータ 13と入力軸 7とは連結されない。なお、動力分配機構 26については、後述する
[0048] 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 給排する油圧制御回路（図示せず）が前記ケース 3の下部に取り付けられており、ま たオイルパン（図示せず）が、その油圧制御回路を収容した状態でケース 3の下部に 取り付けられている。
[0049] 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。
[0050] 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とが連結されている。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。
[0051] 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。
[0052] 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。
[0053] 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、この発明の第 2電動機に相当するモータ'ジエネレ 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 ればよぐシングノレピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の構成のものを使用す ること力 S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 R0に連結されている。
[0054] 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。
[0055] 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。
[0056] 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を装着する以前のケース 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に通 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。
[0057] 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 出端側に、図 4の（a)に示すように、ガイド軸 38の先端部を嵌合させる。このガイド軸 38は、前記出力軸 27とほぼ等しい外径の軸であって、既に組み付けられている入力 軸 7と同一軸線上に延びるように連結する。このガイド軸 38の外周側にロータ 13をス ライド可能に嵌合させ、適宜の治具 39を使用してロータ 13をガイド軸 38に沿ってス テータ 12の内周側に揷入する。その場合、隔壁部 4のボス部 8の内周側に軸受 20を 予め嵌合させておく。
[0058] このようにしてロータ 13を、その端部が隔壁部 4に接近する位置まで送り込むと、隔 壁部 4に嵌合させてある軸受 20にロータ 13における円筒部 16の端部が嵌合し、回 転自在に支持される。その状態を図 4の（b)に示してある。したがって、ロータ 13が永 久磁石 15を備えていてステータ 12との間に吸引力が作用しても、ロータ 13をステー タ 12に対してほぼ同一軸線上の位置に維持して組付けを行レ、、ロータ 13がステータ 12に干渉したり、吸着したりすることを回避することができる。
[0059] 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、その検査を行うことができる。また、レゾルバ 22の調整を行うことができる。
[0060] 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の内周側に挿入する。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、かつその内周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に嵌合し、出力軸 27と入力軸 7とがトルク伝 達可能に連結される。また同時に、出力軸 27の基端部側（図 1の左側）の外周面に 形成されているスプラインが円筒部 16の内周面に形成されているスプライン 18に嵌 合し、出力軸 27がロータ 13にトルク伝達可能に連結される。結局、出力軸 27および 入力軸 7ならびにロータ 13の三者がトルク伝達可能に連結される。
[0061] 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検查ゃ調整などを行うことができ、したがって電動機 2の検查ゃ 調整などの精度が良好になり、またその作業が容易になる。
[0062] つぎに、この発明の他の例を説明すると、図 5は入力軸 7の突出長さを長くし、出力 軸 27と入力軸 7とのスプライン嵌合位置および出力軸 27とロータ 13とのスプライン嵌 合位置を軸線方向でほぼ揃えた例である。具体的に説明すると、入力軸 7は、前記 円筒部 16における前記他の隔壁部 19側の端部近くまで延びており、円筒部 16の内 面のスプライン 18とほぼ対向する（すなわち軸線方向での位置がほぼ一致する）外 周面にスプライン 17が形成されている。なお、円筒部 16のスプライン 18の図 5での 左側端部に対して、入力軸 7のスプライン 17の図 5での左側端部が軸線方向にずれ ている。言い換えれば、出力軸 27のスプラインが嵌合し始める位置が軸線方向にず れている。これは、出力軸 27を円筒部 16と入力軸 7との一方にスプライン嵌合させ始 めた後、他方にスプライン嵌合させ始めるようにした構成であり、こうすることにより、出 力軸 27の組み付けが容易になる。
[0063] 上記の入力軸 7の構成に合わせて、出力軸 27は前述した例より短くなつており、そ の先端部は円筒部 16のスプライン 18と入力軸 7のスプライン 17との間に位置してい る。そして、出力軸 27の円筒状をなす先端部の内外周両側にスプラインが形成され 、円筒部 16および入力軸 7にスプライン嵌合している。
[0064] 一方、円筒部 16の内周部で前記スプライン 18よりも他端部寄りの二箇所に小径部 16Aが所定の間隔をあけて形成されている。これは、前記入力軸 7をガイド部材とし てロータ 13を組み付けるためのものであって、その小径部 16Aの内周面と入力軸 7 の外周面との隙間（クリアランス） C1が、ロータ 13の外周面とステータ 12の内周面の との間に最小の隙間（クリアランス） C2より小さくなるように構成されている。すなわち 、ロータ 13を組み付ける際にその半径方向の位置がずれた場合に、小径部 16Aが 入力軸 7に接触して半径方向の位置が規制され、その結果、ロータ 13がステータ 12 に接触もしくは干渉しないようになっている。なお、他の構成は図 1に示す構成と同様 であり、図 5に図 1と同様の符号を付してその説明を省略する。
[0065] したがって図 5に示すように構成した場合であっても、変速部 1を組み付け、また電 動機 2を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を変速部 1とは切り離した状態で、すなわちそれぞれ単独で駆動し、その検查ゃ レゾルバ 22の調整などを行うことができる。また、図 5に示す構成では、入力軸 7がス テータ 12のほぼ全長に亘る程度に延びているから、ロータ 13を組み付ける場合、そ の円筒部 16を入力軸 7に嵌合させ、入力軸 7をガイド部として組み付けを行うことが でき、ロータ 13の組み付け作業性を向上させることができる。また、出力軸 27の内外 周面に形成してあるスプラインは、軸線方向でほぼ同一の位置にあるので、出力軸 2 7に作用する捩り応力を小さくすることができる。
なお、上記の具体例では、ハイブリッ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 発明における変速部は、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に置き換えてもよい。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 、この発明におけるトルク伝達のための機構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] 入力側の第 1軸と出力側の第 2軸との間に第 1電動機のロータが配置され、これら 第 1軸および第 2軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動 力伝達装置において、
前記第 1軸が前記ロータに連結されるとともに、その第 1軸に前記第 2軸が連結され ていることを特徴とする動力伝達装置。
[2] 前記第 1軸を出力軸としかつ回転数が電気的に制御される電気駆動装置により変 速比を連続的に変化させられる電気的無段変速部と、前記第 2軸を入力軸として変 速比が変えられる機械的変速部とを更に備え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] 前記機械的変速部は、機械的手段で動力の伝達経路が変化させられて変速比が 変えられる機構を備え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] 前記電気的無段変速部は、内燃機関と、第 2電動機と、内燃機関が出力した動力 を前記第 1軸と前記第 2電動機とに分配する差動機構とを含むことを特徴とする請求 項 2または 3に記載の動力伝達装置。
[5] 前記ロータは、その回転中心軸線に沿う円筒部を有するとともにその円筒部が軸受 を介して所定の固定部に回転自在に取り付けられ、前記第 1軸と前記第 2軸との少な くとも一方が、前記円筒部の内部に揷入されていることを特徴とする請求項 1ないし 4 のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。
[6] 前記電気的無段変速部と前記第 1電動機と前記機械的変速部とを収容するケース を更に備え、前記固定部は前記ケースの内部に設けられた隔壁部によって形成され ていることを特徴とする請求項 5に記載の動力伝達装置。
[7] 前記第 1軸が前記ロータにスプライン嵌合し、かつその第 1軸に前記第 2軸がスプラ イン嵌合していることを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれかに記載の動力伝達装 置。
[8] 前記円筒部の内周側に前記第 2軸が挿入されるとともに、前記円筒部の内周部に は、前記第 2軸の外周面との間の隙間が、前記ロータの外周面とステータの内周面と の間の最小隙間より小さい小径部が形成されることにより前記第 2軸が前記ロータの 組付けのためのガイド部となっていることを特徴とする請求項 5ないし 7のいずれかに 記載の動力伝達装置。
前記小径部は、前記第 2軸の先端部よりも中間部寄りの部分に対向する部分に形 成され、かつ前記第 2軸の先端部外周面にスプラインが形成され、さらに前記円筒部 の内周部のうち前記第 2軸の先端部寄りの端部の内周部にスプラインが形成されて いることを特徴とする請求項 8に記載の動力伝達装置。
前記第 2軸の先端部に形成された前記スプラインと前記円筒部に形成された前記 スプラインとは、軸線方向での位置がほぼ一致していることを特徴とする請求項 9に 記載の動力伝達装置。
前記第 1軸と前記ロータとがスプライン嵌合し始める位置と、前記第 1軸と前記第 2 軸とがスプライン嵌合し始める位置とが軸線方向にずれていることを特徴とする請求 項 7なレ、し 10のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。
前記第 2軸は、前記隔壁部を貫通し、かつ前記隔壁部によって回転自在に支持さ れてレ、ることを特徴とする請求項 6なレ、し 11のレ、ずれかに記載の動力伝達装置。 前記隔壁部に対向して前記第 1電動機の収容室を区画する他の固定部を更に備 え、前記ロータはその円筒部の両端部を前記隔壁部および前記他の固定部によつ て回転自在に支持されてレ、ることを特徴とする請求項 6なレ、し 12のレ、ずれかに記載 の動力伝達装置。
前記第 1軸の外周面には前記ロータと連結するためのスプラインが形成され、かつ 前記第 1軸の内周面には前記第 2軸と連結するためのスプラインが形成されているこ とを特徴とする請求項 7ないし 13のいずれかに記載の動力伝達装置。
入力側の第 1軸と出力側の第 2軸との間に電動機のロータが配置され、これら第 1 軸および第 2軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝 達装置の組立方法において、
前記第 2軸と前記ロータとを相対回転可能に組み付けた後、前記第 1軸を前記第 2 軸に連結するとともに前記ロータに連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方 法。
前記第 2軸をケース内に組み付けた状態で該第 2軸を貫通させるように隔壁部を前 記ケース内に組み付けかつその隔壁部によって前記第 2軸を回転自在に支持し、つ いで前記ロータを前記第 2軸の外周側に嵌合させて軸線方向に移動させることにより 前記第 2軸をガイド部として前記ロータを組み付けかつ前記隔壁部によって前記ロー タの一端部を回転自在に支持することを特徴とする請求項 15に記載の動力伝達装 置の組立方法。
前記ロータを挟んで前記隔壁部と対向するように他の隔壁部を前記ケースの内部 に組み付けることにより前記ロータの他方の端部を該他の隔壁部によって回転自在 に支持することを特徴とする請求項 16に記載の動力伝達装置の組立方法。
前記他の隔壁部を貫通して前記第 1軸を前記ロータの内部に揷入することにより前 記第 1軸と前記ロータとを連結するとともに前記第 1軸と前記第 2軸を連結することを 特徴とする請求項 17に記載の動力伝達装置の組立方法。
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