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JP6156135B2 - ハイブリッド車両の駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に係り、特に、エンジンと電動機とが異なる回転軸心上に配置される駆動装置の構造に関するものである。
エンジンと電動機とを備えるハイブリッド車両の駆動装置において、そのエンジンと電動機とを異なる回転軸心上に配置する構造のものが提案されている。例えば特許文献1乃至特許文献3に記載のハイブリッド車両の駆動装置もその一例である。このように、エンジンと電動機とが異なる回転軸心上に配置されることで、エンジンと電動機とが共通の回転軸心上に配置される場合に比べて、駆動装置の軸長を短くすることができる。特許文献1の図5に記載のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、電気式変速部18の出力部材14の外周に設けられているドライブギヤ54が、カウンタシャフト28に相対回転可能に嵌め付けられているアイドラギヤ58を介してドリブンギヤ56と噛み合わされている。このドリブンギヤ56は、第2電動機MG2のロータシャフト22aにスプライン嵌合されている連結軸22bに嵌着されている。また、引用文献1の図6に記載のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、第2電動機MG2のロータシャフト22aと連結軸22bとの間のスプライン嵌合部で発生する歯打ち音を抑制するため、電気式変速部18の出力部材14と第2電動機MG2のロータシャフト22aとが、直接チェーンおよびスプロケットで連結されている。
特開2012−017007号公報 特開2001−246953号公報 特開2006−341849号公報
ここで、特許文献1の図5のハイブリッド車両の駆動装置において、前記歯打ち音を抑制する図6のハイブリッド車両の駆動装置の構成を適用すると、電気式変速部18の動力が伝達されるドリブンギヤ56が電動機MG2のロータシャフト22aに動力伝達可能に連結され、さらに、ロータシャフト22aが連結軸22bに連結される構成が考えられる。本願明細書の図6に、上記構成を骨子図で示す。図6のように構成されることで、エンジンの動力が、ドリブンギヤ56、ロータシャフト22a、および連結軸22bを順次経由して出力歯車30aに伝達される動力伝達経路が形成される。また、ロータシャフト22aがエンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上で直列に接続されるため、ロータシャフト22aと連結軸22bとの間で発生する歯打ち音が防止される。
しかしながら、図6のようにハイブリッド車両の駆動装置が構成される場合、ロータシャフト22aには、エンジンの動力および第2電動機MG2の動力の2つの動力が伝達され、負荷の絶対値が増加する。これに対して、図6のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、第2電動機MG2の出力側において1つの軸受によってロータシャフト22aを支持しているが、負荷の増加に伴って軸受の支持剛性を高めるために軸受を大きくしなければならなくなる。また、電気式変速部18から入力される動力は、回転軸を一方向に押し付ける方向に作用する静的荷重を発生させるのに対して、第2電動機MG2から出力される動力は、ロータシャフト22aが回転する際にガタガタと揺れる方向に作用する回転荷重を発生させる。このような性質の異なる静的荷重ならびに回転荷重を受ける軸受は、それぞれ設計要求が異なるため、1つの軸受でこれらの荷重の支持剛性を確保するのは困難である。従って、ドリブンギヤに伝達される動力を支持する軸受を新たに設置することが考えられるが、図6に示すように、ドリブンギヤ56はロータシャフト22aに直接嵌合され、ドリブンギヤ56を支持する軸受を配置するスペースがないため、ドリブンギヤ56を支持する軸受を配置することが困難であった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンと電動機とが異なる回転軸心上に配置されるハイブリッド車両の駆動装置において、ロータ軸で発生する歯打ち音が抑制されるとともに各回転軸の支持剛性が確保される構造を提供することにある。
上記目的を達成するための、第1発明の要旨とするところは、(a)エンジンと電動機とが異なる回転軸心上に配置され(b)前記電動機のロータ軸と共通の回転軸心まわりに回転可能に配置され、その電動機のロータ軸と動力伝達可能に接続され、且つ、前記エンジンからの動力が伝達されるドリブンギヤが形成されているドリブンギヤ軸と、前記電動機のロータ軸と共通の回転軸心まわりに回転可能に配置され、そのロータ軸に動力伝達可能に接続され、且つ、駆動輪に動力伝達可能に接続されている出力軸とを、備え、(c)前記ロータ軸、前記ドリブンギヤ軸、および前記出力軸は、別体で構成され、(d)前記エンジンからの動力を前記ドリブンギヤ軸、前記ロータ軸、および前記出力軸を介して前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の駆動装置であって、(e)前記ロータ軸は、第1の軸受によって回転可能に支持され、(f)前記ドリブンギヤ軸は、前記ロータ軸側に向かって軸方向に延設され、(g)前記ドリブンギヤ軸の延設された部位に第2の軸受が配置されていることを特徴とする。
このようにすれば、ドリブンギヤ軸は、ロータ軸と別体で構成されるとともに、軸方向に延設され、そのドリブンギヤ軸の延設された部位に第2の軸受が配置されるので、そのドリブンギヤ軸を第2の軸受によって支持することが可能となる。従って、ドリブンギヤ軸の支持剛性を確保することができる。また、例えば第1の軸受には電動機から伝達される動力を受ける設計とし、第2の軸受にはエンジンから伝達される動力を受ける設計とすることで、第1の軸受と第2の軸受とで役割を分担することもできる。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明のハイブリッド車両の駆動装置において、前記第1の軸受の内径は、前記ドリブンギヤ軸の前記ドリブンギヤの外径よりも小さく構成され、前記ロータ軸と前記ドリブンギヤ軸との間には、相互に相対回転不能に嵌合する嵌合部が形成されている。これより、第1の軸受の内径が前記ドリブンギヤの外径よりも小さい構造であっても、ドリブンギヤ軸がロータ軸と嵌合部を介して接続されることで、前記第1の軸受の内径が前記ドリブンギヤの外径よりも小さい構造を実現することができる。また、ドリブンギヤ軸は、第2の軸受によって支持されるので支持剛性も確保される。なお、例えば前記ロータ軸と前記ドリブンギヤ軸とが一体成形される場合、第1の軸受の内径が前記回転軸に形成されるギヤの外径よりも小さくなると、前記ロータ軸の組付後に第1の軸受を組付けることができない。
また、第3発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明のハイブリッド車両の駆動装置において、前記第1の軸受の外輪が非回転部材であるケースにしまりばめ状態ないし中間ばめ状態で嵌め着けられ、前記第2の軸受の内輪が、前記ドリブンギヤ軸にしまりばめ状態ないし中間ばめ状態で嵌め着けられる。このように、第1の軸受には電動機のロータ軸が回転する際にガタガタと揺れる方向に作用する回転荷重がかかることを考慮し、はめあいの条件に基づいて、第1の軸受の外輪がケースにしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられることで、その荷重を受ける設計となる。また、第2の軸受には、回転軸を一方向に押し付ける方向に作用する静的荷重がかかることを考慮し、はめあいの条件に基づいて、その第2の軸受の内輪とドリブンギヤ軸とがしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられることで、その荷重を受ける設計となる。
また、第4発明の要旨とするところは、第1発明乃至第3発明の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置において、(a)前記ドリブンギヤ軸の内周側に前記出力軸が配置され、(b)前記ドリブンギヤ軸の外周に前記第2の軸受が配置されることで、前記ドリブンギヤ軸が回転可能に支持されている。このように、ドリブンギヤ軸が第2の軸受によって支持されることで、ドリブンギヤ軸の支持剛性を確保することができる。
また、第5発明の要旨とするところは、請求項4のハイブリッド車両の駆動装置において、前記ドリブンギヤ軸の内周と前記出力軸の外周との間に、第3の軸受が介挿されている。このようにすれば、出力軸が第3の軸受によって支持されるため、出力軸の支持剛性についても確保することができる。
また、第6発明の要旨とするところは、第1発明乃至第3発明の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置において、(a)前記出力軸の内周側に前記ドリブンギヤ軸が配置され、(b)前記出力軸の内周と前記ドリブンギヤ軸の外周との間に、第2の軸受が介挿されている。このように、出力軸の内周とドリブンギヤ軸の外周との間に、第2の軸受が介挿されることで、ドリブンギヤ軸が第2の軸受によって支持され、ドリブンギヤ軸の支持剛性を確保することができる。
また、第7発明の要旨とするところは、第6発明のハイブリッド車両の駆動装置において、前記出力軸の外周に第3の軸受が配置されることで、前記出力軸が回転可能に支持されている。このように出力軸が第3の軸受で支持されることで、出力軸の支持剛性についても確保することができる。
また、第8発明の要旨とするところは、第1発明乃至第3発明の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置において、(a)前記ロータ軸の両端に前記ドリブンギヤ軸および前記出力軸がぞれぞれ配置されるとともに、互いに動力伝達可能に接続され、(b)前記ドリブンギヤ軸が前記第2の軸受によって回転可能に支持され、(d)前記出力軸が第3の軸受によって回転可能に支持されている。このように、ドリブンギヤ軸が第2の軸受に支持されるとともに、出力軸が第3の軸受によって支持されることで、ドリブンギヤ軸および出力軸の支持剛性を確保することができる。

また、第9発明の要旨とするところは、第5発明または第7発明のハイブリッド車両の駆動装置において、前記第2の軸受と前記第3の軸受とは、少なくとも一部が径方向で重複する位置に配置されている。このように、第2の軸受と第3の軸受とは少なくとも一部が径方向に重複することで、内周側に配置される軸受の支持剛性が高くなる。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。 本発明の他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。 本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。 本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。 図5は、本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。 従来技術に基づいて提案されるハイブリッド車両の駆動装置の構成を示す骨子図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置10(以下、駆動装置10)の構成を示す骨子図である。駆動装置10は、非回転部材であるケース11内において、車両の主駆動力源としてのエンジン12と、そのエンジン12からダンパ装置13を介して伝達された動力を第1電動機MG1および出力部材14に分配する差動機構16を有し、その第1電動機MG1の運転状態が制御されることにより変速比を制御する電気式差動部18と、第1電動機MG1と異なる回転軸心上に配置され副駆動力源として機能する第2電動機MG2と、出力部材14に形成されている出力ギヤ20と噛み合うアイドラギヤ22およびそのアイドラギヤ22と噛み合うドリブンギヤ24から構成される増速機構26と、ドリブンギヤ24が形成されているドリブンギヤ軸28と、第2電動機MG2のロータ軸30に連結されている出力軸32と、出力軸32に形成されている出力ギヤ34およびその出力ギヤ34と噛み合う大径ギヤ36から構成される減速機構38と、大径ギヤ36および小径ギヤ40が形成されているカウンタ軸42と、小径ギヤ40から動力が伝達され、左右の駆動輪44に動力を伝達するデフギヤ46とを、含んで構成されている。なお、第2電動機MG2が本発明の電動機に対応している。
この駆動装置10は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両に好適に用いられる。また、駆動装置10は4つの回転軸心C1〜C4を有している。具体的には、第1回転軸心C1上には、エンジン12、差動機構16、および第1電動機MG1が配置され、第2回転軸心C2上には、大径ギヤ36、アイドラギヤ22、および小径ギヤ40が設けられているカウンタ軸42が配置され、第3回転軸心C3上には、ドリブンギヤ24が形成されているドリブンギヤ軸28、第2電動機MG2、および出力ギヤ34が形成されている出力軸32が配置され、第4回転軸心C4上には、デフギヤ46が配置されている。このように、エンジン12、第1電動機MG1、および差動機構16に対して、第2電動機M2が異なる第3回転軸心C3上に配置されることで、駆動装置10の軸長が短縮化されている。
差動機構16は、エンジン12から出力される動力を第1電動機MG1と出力部材14とに分配する動力分配装置として機能するものであって、第1電動機MG1のロータ軸48に連結されたサンギヤSと、そのサンギヤSと同心に設けられて円筒状の出力部材14の内周部に一体に設けられたリングギヤRと、サンギヤSおよびリングギヤRにそれぞれ噛み合うピニオンギヤPを自転且つ公転可能に支持するキャリヤCAとを備えるシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。
また、出力部材14に伝達された動力は、出力部材14の外周に形成されている出力ギヤ20と噛み合うアイドラギヤ22を介して第3回転軸心C3に配置されているドリブンギヤ24に伝達される。このドリブンギヤ24は、ドリブンギヤ軸28に形成されている。ドリブンギヤ軸28は、中空円筒状に形成されており、その軸方向の一端(図において右側)にドリブンギヤ24が形成されるとともに、軸方向の他端(第2電動機MG2側、図において左側)には、ロータ軸30に形成されている内周歯58とスプライン嵌合する外周歯50が形成されている。また、ドリブンギヤ軸28は、軸方向においてドリブンギヤ24と外周歯50との距離を確保するためにロータ軸30へ向かって軸方向に延設されている。このように、ドリブンギヤ軸28が軸方向に延設されることで、ドリブンギヤ24と外周歯50との間の距離が長くなり、ドリブンギヤ24と外周歯50との間にスペースが形成される。このスペースが形成されることで、ドリブンギヤ軸28の延設された部位の外周に、ドリブンギヤ軸28を第3回転軸心C3まわりに回転可能に支持する玉軸受54および玉軸受56が配置される。言い換えれば、ドリブンギヤ軸28は、ロータ軸側に向かって軸方向に延設されることで、ドリブンギヤ軸28の外周に軸受54、56を配置することが可能となり、ドリブンギヤ軸28はこれら軸受54、56によって片持ち状態で支持される。これに対して、図6で示した構造にあっては、ドリブンギヤが形成されている回転軸を支持する軸受を配置するスペースがないため、図1の軸受54、56を配置することが困難となる。なお、これら玉軸受54および玉軸受56が、本発明の第2の軸受に対応する。
ドリブンギヤ軸28には、エンジン側から伝達される動力によってそのドリブンギヤ軸28を一方向に押し付ける方向に作用する静的荷重がかかる。このドリブンギヤ軸28にかかる静的荷重を受けるため、軸受のはめあいの条件(設計要求)に適合するように、玉軸受54および玉軸受56は、それぞれ内輪がドリブンギヤ軸28に圧入されることでしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられて固定され、外輪がケース11にすきまばめ状態で嵌め付けられている。なお、玉軸受54および玉軸受56は、例えば複列アンギュラベアリングとして、内輪および外輪が1つの部材で構成されている。
ドリブンギヤ軸28の外周歯50が、ロータ軸30の軸方向の一方(エンジン側、図において右側)に形成されている内周歯58とスプライン嵌合されている。従って、ドリブンギヤ軸28とロータ軸30とが動力伝達可能に接続されて一体的に回転させられる。このドリブンギヤ軸28の外周歯50およびロータ軸30の内周歯58によって、ドリブンギヤ軸28とロータ軸30とを相互に相対回転不能に嵌合する嵌合部60が形成される。
ロータ軸30は、中空円筒状に形成されており、軸方向の両端近傍に配置されている玉軸受62および玉軸受64によって第3回転軸心C3まわりに回転可能に支持されている。また、ロータ軸30の外周部には、第2電動機MG2のロータ66が相対回転不能に固定されている。このロータ軸30には、第2電動機MG2から出力される動力によって、ロータ軸30が回転する際にはガタガタと揺れる方向に作用する回転荷重がかかる。このロータ軸30にかかる回転荷重を受けるため、軸受のはめあいの条件(設計要求)に適合するように、玉軸受62および玉軸受64は、それぞれ外輪がケース11に圧入されることでしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられて固定され、内輪がすきまばめ状態で嵌め付けられている。ロータ軸30の内周側には、内周歯58と並んで内周歯68が形成されている。この内周歯68が、出力軸32の軸方向の一端(第2電動機MG2側、図において左側)に形成されている外周歯70とスプライン嵌合されている。このロータ軸30の内周歯68と出力軸32の外周歯70によって、ロータ軸30と出力軸32とを相互に相対回転不能に嵌合する嵌合部72が形成される。なお、玉軸受64が本発明の第1の軸受に対応している。
出力軸32は、ドリブンギヤ軸28の内周側に配置されており、ニードルベアリング74および玉軸受76によって第3軸心C3まわりに回転可能に支持されている。ニードルベアリング74は、出力軸32の外周とドリブンギヤ軸28の内周との間の間隙に介挿されており、軸方向において玉軸受54ないしは玉軸受56と径方向で重複する位置に配置されている。これより、ニードルベアリング74は、ケース11、玉軸受54ないしは玉軸受56、ドリブンギヤ軸28を介して出力軸32を回転可能に支持している。出力軸32の軸方向において玉軸受76側に出力ギヤ34が形成されている。この出力ギヤ34は、カウンタ軸42に形成されている大径ギヤ36と噛み合っている。なお、ニードルベアリング74が、本発明の第3の軸受に対応する。また、ニードルベアリング74に代わって、第3の軸受としてブッシュが介挿されていても構わない。
カウンタ軸42は、その両端が玉軸受78および玉軸受80によって第2回転軸心C2まわりに回転可能に支持されている。また、カウンタ軸42には、電気式差動部18の出力ギヤ20およびドリブンギヤ24と噛み合うアイドラギヤ22が、玉軸受82によってカウンタ軸42に対して相対回転可能な状態で配置されている。さらに、デフギヤ46のデフリングギヤ84と噛み合う小径ギヤ40がカウンタ軸42に対して相対回転不能に設けられている。
デフギヤ46は、そのデフケース86が玉軸受88および玉軸受90によって第4回転軸心C4まわりに回転可能に支持されている。デフギヤ46は、差動機構を有して構成されており、例えば旋回時において左右の駆動輪44L、46Rに適宜回転速度差を与えることで滑らかな旋回を実現する。なお、デフギヤ46は公知技術であるため、その構造や作動に関する詳細な説明を省略する。
上記のように、駆動装置10が構成されることで、エンジン12の動力は電気式差動部18を介して出力ギヤ20に伝達され、さらに、アイドルギヤ22を介してドリブンギヤ軸28に伝達される。ドリブンギヤ軸28は、嵌合部60によってロータ軸30にスプライン嵌合されるとともに、ロータ軸30は嵌合部72によって出力軸32にスプライン嵌合されていることから、ドリブンギヤ軸28に伝達された動力が、嵌合部60、ロータ軸30、および嵌合部72を介して出力軸32に伝達される。そして、出力軸32に伝達された動力は、大径ギヤ36、カウンタ軸42、小径ギヤ、デフリングギヤ84、およびデフギヤ46を介して左右の駆動輪44L、44Rに伝達される。また、第2電動機MG2の動力は、ロータ軸30から出力され、嵌合部72を介して出力軸32に伝達され、大径ギヤ36、カウンタ軸42、小径ギヤ、デフリングギヤ84、およびデフギヤ46を介して左右の駆動輪44L、44Rに伝達される。また、駆動装置10にあっては、第2電動機MG2のロータ66の慣性が常時動力伝達経路に接続されるので、歯打ち音の発生が抑制される。従って、従来ではエンジン12の燃料効率が高いものの歯打ち音が発生しやすいために使われていなかった運転領域において、エンジン12を運転させることが可能となる。
本実施例にあっては、ロータ軸30とドリブンギヤ軸28とが別体で構成されているので、ロータ軸30を支持する玉軸受64の内輪の内径を、ドリブンギヤ軸28に形成されているドリブンギヤ24の外径(最外径)よりも小さくすることができる。駆動装置10の組付の際には、第2電動機MG側から順番に部品が組み付けられるが、ロータ軸30とドリブンギヤ軸28とが別体で構成されるので、ケース11の隔壁92に予め玉軸受64が組み付けられた状態で隔壁92が組み付けられた後に、ドリブンギヤ軸28を組付けることができる。従って、玉軸受64の内輪の内径をドリブンギヤ24の外径よりも小さくすることができる。また、ロータ軸30と出力軸32とが別体で構成されるので、出力軸32の出力ギヤ34の外径についても、玉軸受64の内輪の内径よりも大きく形成することができる。なお、例えばロータ軸30とドリブンギヤ軸28とが一体成形されている場合、この一体化された部材を組み付けた後、玉軸受64が予め組み付けられたケース11の隔壁92を組付けることが不可能となる。
また、ロータ軸30は玉軸受62および玉軸受64によって独立に支持され、ドリブンギヤ軸28は玉軸受54および玉軸受56によって独立に支持され、出力軸32はニードルベアリング74および玉軸受76によって独立に支持されることで、これら各回転軸の支持剛性が確保される。また、エンジン側から伝達される動力による回転軸を一方向に押し付ける方向に作用する静的荷重は、玉軸受54および玉軸受56で受け持つように軸受の設計要求に基づいて玉軸受54、56の内輪が圧入され、第2電動機MG2から出力される動力によるロータ軸30が回転する際にガタガタと揺れる方向に作用する回転荷重は、玉軸受62および玉軸受64が受け持つように軸受の設計要求に基づいて玉軸受62、64の外輪が圧入されることで、これら性質の異なる荷重を別個の軸受で支持することもできる。
上述のように、本実施例によれば、ドリブンギヤ軸28は、ロータ軸側に向かって軸方向に延設され、そのドリブンギヤ軸28の外周に玉軸受54、56が配置される。このように構成されることで、ドリブンギヤ軸28を玉軸受54、56で支持することが可能となり、ドリブンギヤ軸28の支持剛性を確保することができる。また、例えばエンジン側から伝達される動力によって生じる回転軸を一方向に押し付ける方向に作用する静的荷重を玉軸受54、56によって受け持つ設計とし、第2電動機MG2から出力される動力によって生じるロータ軸30が回転する際にガタガタと揺れる方向に作用する回転荷重を玉軸受64で受け持つ設計とすることで、これら性質の異なる2つの荷重を軸受64および軸受54、56によって分担して受け持たせることができる。
また、本実施例によれば、ドリブンギヤ軸28および出力軸32は、それぞれロータ軸30に対して別体で構成され、ロータ軸30とドリブンギヤ軸28および出力軸32との間には、相互に相対回転不能に嵌合する嵌合部60、72が形成されることで、ドリブンギヤ24および出力ギヤ34の外径を、玉軸受64の内輪の内径よりも大きくすることが可能となる。また、ロータ軸30と別体で構成されるドリブンギヤ軸28は、玉軸受54、56によって支持されるので支持剛性も確保される。
また、本実施例によれば、玉軸受64には、第2電動機MG2のロータ軸30が回転する際に回転荷重がかかることを考慮し、はめあいの条件(設計要求)に基づいて、玉軸受64の外輪がケース11にしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられることで、その荷重を受けることができる。また、玉軸受54、56には、静的荷重がかかることを考慮し、はめあいの条件(設計要求)に基づいて、その玉軸受54、56の内輪とドリブンギヤ軸28とがしまりばめ状態ないしは中間ばめ状態で嵌め着けられることで、その荷重を受けることができる。
また、本実施例によれば、ドリブンギヤ軸28の内周と出力軸32の外周との間にニードルベアリング74が介挿されることで、そのニードルベアリング74および玉軸受76によって出力軸32の支持剛性が確保される。ここで、ニードルベアリング74は、軸方向において軸受54、56と径方向で重複する位置に配置されるので、ニードルベアリング74の支持剛性が高くなる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図2は、本発明の他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置100の構成を示す骨子図である。なお、図2にあっては、第4軸心C4まわりに配置されるデフギヤ46および非回転部材であるケース11が省略されている。駆動装置100を前述した図1の駆動装置10と比較すると第2回転軸心C2および第3回転軸心C3まわりの構造が異なっている。具体的には、出力軸の内周側にドリブンギヤ軸が配置されている。このような構成をとることで出力軸の径が大きくなるので、大トルクが伝達されるシステムに適している。以下、駆動装置10と異なる構造を中心に説明する。
第2回転軸心C2には、玉軸受78および玉軸受80によって回転可能に支持されているカウンタ軸102が配置されている。カウンタ軸102には、軸方向において玉軸受80から玉軸受78側に向かってアイドラギヤ104、大径ギヤ106、および小径ギヤ108が配置されている。なお、図1の駆動装置10と比較すると、アイドラギヤ104と大径ギヤ106との配置が逆になっている。
アイドラギヤ104は、軸受111によってカウンタ軸102に対して相対回転可能に支持されており、電気式差動部18の出力ギヤ20と噛み合うとともに、後述するドリブンギヤ114と噛み合っている。従って、出力ギヤ20から出力されるエンジン12の動力が、アイドラギヤ104を介してドリブンギヤ114に伝達される。
大径ギヤ106は、カウンタ軸102に相対回転不能に設けられており、後述する出力ギヤ126と噛み合っている。また、小径ギヤ108は、カウンタ軸102に相対回転不能に設けられており、図示しないデフギヤのデフリングギヤと噛み合わされている。
第3回転軸心C3には、ロータ軸109、ドリブンギヤ軸110、および出力軸112が回転可能に配置されている。ここで、本実施例の駆動装置100にあっては、出力軸112の内周側にドリブンギヤ軸110が配置されている。
ドリブンギヤ軸110は、玉軸受76およびニードルベアリング128によって回転可能に支持されている。ドリブンギヤ軸110は、ロータ軸側に向かって延設されており、出力軸112の内周とドリブンギヤ軸110の外周との間にニードルベアリング128が介挿されている。ニードルベアリング128は、軸受のはめあいの条件に適合するように、その内輪がドリブンギヤ軸110にしまりばめないしは中間ばめ状態で嵌め着けられ、外輪が出力軸112にすきまばめ状態で嵌め付けられている。ドリブンギヤ軸110の軸方向において玉軸受76側の端部には、アイドラギヤ104と噛み合うドリブンギヤ114が形成されており、軸方向において玉軸受76と反対側の端部には、ロータ軸109の内周に形成されている内周歯116とスプライン嵌合する外周歯118が形成されている。この内周歯116および外周歯118によって本発明の嵌合部119が構成される。なお、ニードルベアリング128が、本発明のる第2の軸受に対応している。
ロータ軸109は、玉軸受62および玉軸受64によって回転可能に支持されている。この玉軸受62および玉軸受64については、外輪がケース(図2において省略)にしまりばめないしは中間ばめ状態で嵌め着けられ、内輪がすきまばめ状態で嵌め付けられている。ロータ軸109には、ドリブンギヤ軸110の外周歯118とスプライン嵌合する内周歯116、および出力軸112に形成されている外周歯120とスプライン嵌合する内周歯122が形成されている。この外周歯120および内周歯122によって嵌合部124が構成される。
出力軸112は円筒形状を有し、玉軸受130および玉軸受132によって第3回転軸心C3まわりに回転可能に片持ち状態で支持されている。出力軸112には、出力軸112の軸方向において第2電動機MG2側の端部に前記外周歯120が形成されており、軸方向において第2電動機MG2の反対側の端部に大径ギヤ106と噛み合う出力ギヤ126が形成されている。そして、外周歯120と出力ギヤ126との間は、所定距離だけ軸方向に乖離されることで、出力軸112の外周にスペースが形成され、その出力軸112の外周に玉軸受130、132が配置される。なお、玉軸受130および玉軸受132が、出力軸の外周に配置される本発明の第3の軸受に対応している。
上記のように、ドリブンギヤ軸110がロータ軸側に向かって軸方向に延設され、ニードルベアリング128が出力軸112の内周とドリブンギヤ軸110の外周との間に介挿されることで、ドリブンギヤ軸110がロータ軸109と別体で構成されても、ドリブンギヤ軸110がニードルベアリング128および玉軸受76によって独立に支持され、ドリブンギヤ軸110の支持剛性が確保される。また、出力軸112についても玉軸受130および玉軸受132によって独立に支持されることで、出力軸112の支持剛性が確保される。なお、ニードルベアリング128は、出力軸112の内周とドリブンギヤ軸110の外周の間に介挿され、軸方向において玉軸受130ないし玉軸受132と径方向で重複する位置に配置されることで、その支持剛性は一層高くなる。
また、ドリブンギヤ軸110および出力軸112は、それぞれロータ軸109に対して別体で構成され、嵌合部119、124によってそれぞれ相互に相対回転不能に嵌合されることで、ドリブンギヤ114および出力ギヤ126の外径を、玉軸受64の内輪の内径よりも大きくすることが可能となる。
上述のように、本実施例によれば、ドリブンギヤ軸110は、ロータ軸側に向かって軸方向に延設され、出力軸112の内周とドリブンギヤ軸110の外周との間にニードルベアリング128が介挿されることで、ドリブンギヤ軸110がニードルベアリング128および玉軸受76によって支持され、ドリブンギヤ軸110の支持剛性を確保することができる。
また、本実施例によれば、玉軸受64の内径がドリブンギヤ114の外径よりも小さい構造であっても、ドリブンギヤ軸110が嵌合部119を介して接続されることで、その構造を実現することができる。なお、ドリブンギヤ軸110はロータ軸109と別体で構成されるが、ドリブンギヤ軸110はニードルベアリング128および玉軸受76で支持されるのでドリブンギヤ軸110の支持剛性も確保される。
また、本実施例によれば、出力軸112の外周に玉軸受130および玉軸受132が配置されることで、出力軸112がこれら玉軸受130、132によって回転可能に支持され、出力軸112の支持剛性が確保される。
図3は、本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置150の構成を示す骨子図である。図3の駆動装置150にあっては、図1の駆動装置10において第2回転軸心C2まわりに配置されていたカウンタ軸42が省略されている。以下、このカウンタ軸が省力される構造について説明する。
駆動装置150の第1回転軸心C1に配置される電気式差動部18では、出力部材14に形成される出力ギヤ152が径方向に大きなものとなっている。この出力ギヤ152が、第3回転軸心C3まわりに配置されているドリブンギヤ軸154のドリブンギヤ156と噛み合っている。
第3回転軸心C3には、ドリブンギヤ軸154、ロータ軸157、および出力軸158が回転可能に配置されている。ドリブンギヤ軸154は、ロータ軸側に向かって軸方向に延設されており、出力軸158の内周とドリブンギヤ軸154の外周との間にニードルベアリング128が介挿されている。ニードルベアリング128は、軸受のはめあいの条件に適合するように、その内輪がドリブンギヤ軸154にしまりばめないしは中間ばめ状態で嵌め着けられ、外輪が出力軸158にすきまばめ状態で嵌め付けられている。これより、ドリブンギヤ軸158は、ニードルベアリング128および玉軸受76によって回転可能に支持されている。ドリブンギヤ軸154の軸方向において玉軸受76側には、出力ギヤ152と噛み合うドリブンギヤ156が形成されており、軸方向において玉軸受76と反対側の端部には、ロータ軸157の内周に形成されている内周歯160とスプライン嵌合する外周歯162が形成されている。この内周歯160および外周歯162によって本発明の嵌合部164が構成される。
ロータ軸157は、玉軸受62および玉軸受64によって第3回転軸心C3まわりに回転可能に支持されている。この玉軸受62および玉軸受64については、外輪がケースにしまりばめないしは中間ばめ状態で嵌め着けられ、内輪がすきまばめ状態で嵌め付けられている。ロータ軸157には、ドリブンギヤ軸154の外周歯162と嵌合する内周歯160、および出力軸158に形成されている外周歯168とスプライン嵌合する内周歯170が形成されている。この外周歯168および内周歯170によって嵌合部172が構成される。
出力軸158は、玉軸受130および玉軸受132によって第3回転軸心C3まわりに回転可能に支持されている。出力軸158の軸方向において第2電動機MG2側の端部に前記外周歯168が形成され、軸方向において第2電動機MG2と反対側の端部にデフギヤ46のデフリングギヤ84と噛み合う出力ギヤ174が形成されている。出力軸158の外周歯168と出力ギヤ174との間は、所定距離だけ軸方向に乖離されることで、出力軸158の外周にスペースが形成され、その出力軸158の外周に玉軸受130および玉軸受132が配置される。このようにして、出力軸158を玉軸受130および玉軸受132によって独立に支持することが可能となる。
上記のようにドリブンギヤ軸154が軸方向に延設され、ニードルベアリング128が出力軸158の内周とドリブンギヤ軸154の外周との間に介挿されることで、そのドリブンギヤ軸154がニードルベアリング128および玉軸受76によって独立に支持されるので、ドリブンギヤ軸154の支持剛性が確保される。また、出力軸158についても玉軸受130および玉軸受132によって独立に支持されるので、出力軸158の支持剛性が確保される。また、駆動装置150では、図1および図2の駆動装置10、100のカウンタ軸42、102およびアイドラギヤ22、104等が省略されるので部品点数の増加も抑制されている。
上述のように、本実施例によっても前述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、駆動装置150にあっては、駆動装置10で設けられていたカウンタ軸等が省略されているので、部品点数の増加が抑制されるという効果も得ることができる。
図4は、本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置180の構成を示す骨子図である。なお、図4においても、第4軸心C4まわりに配置されるデフギヤ46およびケース11が省略されている。駆動装置180にあっては、駆動装置10のアイドラギヤ22に代わってチェーン機構182によって電気式差動部18の出力部材14とドリブンギヤ軸とが動力伝達可能に接続されている。なお、他の構造は前述した駆動装置10と変わらないためその説明を省略する。
チェーン機構182は、電気式差動部18の出力部材14に固設されているチェーンスプロケット184、ドリブンギヤ軸186に固設されているチェーンスプロケット188、およびチェーンスプロケット184とチェーンスプロケット188との間に巻き掛けられているチェーン190から構成されている。このように、アイドラギヤに代わってチェーン機構182を介して動力が伝達される場合であっても、図1の駆動装置10と同様の効果を得ることができる。また、駆動装置180にあっては、チェーン機構182を介して動力が伝達されるので、通常斜歯で構成されるドリブンギヤから動力が伝達される場合(例えば駆動装置10)に比べると、ドリブンギヤ軸186には軸方向(スラスト方向)への荷重がかからない。従って、ドリブンギヤ軸186を支持する玉軸受54および玉軸受56にはスラスト方向の荷重がかからないので、玉軸受54および玉軸受56をころ軸受等に変更することもできる。なお、本実施例にあっては、チェーンスプロケット188が本発明のドリブンギヤとしての役割を果たす。
また、駆動装置180にあっても、ドリブンギヤ軸186が第2電動機MG2のロータ軸30に向かって延設されることで、ドリブンギヤ軸186の外周に軸受54、56を配置するスペースが確保される。そして、このスペースに軸受54、56が配置されることで、ドリブンギヤ軸186が玉軸受54、56によって片持ち状態で支持される。また、出力軸32が玉軸受76およびニードルベアリング74によって支持されている。これより、前述の実施例と同様に、ドリブンギヤ軸186および出力軸32の支持剛性が確保される。また、前述の実施例と同様に、玉軸受64が回転荷重を受けるように設計し、玉軸受54、56が静的荷重を受けるように設計することで、これら性質の異なる静的荷重および回転荷重を分担して受け持たせることができる。
上述のように、本実施例によっても前述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、チェーン機構182を適用することで、アイドラギヤ等を省略することも可能となる。また、ドリブンギヤ軸186にスラスト荷重がかからないので、玉軸受54、56をころ軸受等に変更することも可能となる。
図5は、本発明のさらに他の実施例であるハイブリッド車両の駆動装置200の構成を示す骨子図である。駆動装置200にあっては、第1電動機MG1と第2電動機MG2とが軸方向において一部重複するように配置されることで、第1電動機MG1の回転軸心と第2電動機MG2の回転軸心との間の距離が短く構成されている。
第1回転軸心C1上には、エンジン12側から順番に、ダンパ装置13、第1電動機MG1、差動機構16、および出力ギヤ202が配置されている。出力ギヤ202は、第5回転軸心C5まわりに回転可能に設けられている中間ギヤ206と噛み合っている。中間ギヤ206は、玉軸受208および玉軸受210によって回転可能に支持されている。また、中間ギヤ206は、第3回転軸心C3まわりに回転可能なドリブンギヤ211と噛み合っている。
第3回転軸心C3上には、ドリブンギヤ211が形成されているドリブンギヤ軸212、第2電動機MG2のロータ軸214、および出力軸216が回転可能な状態で配置されている。ドリブンギヤ軸212は、玉軸受218および玉軸受220によって第3回転軸心C3まわりに回転可能に支持されている。ドリブンギヤ軸212の軸方向において第2電動機MG2側の外周端部には、ロータ軸214に形成されている内周歯222とスプライン嵌合する外周歯224が形成されている。この内周歯222および外周歯224によって嵌合部226が形成される。ここで、ドリブンギヤ軸212は、ロータ軸214側に向かって軸方向に延設されている。このようにドリブンギヤ軸212が軸方向に延設されることで、ドリブンギヤ軸212の外周にスペースが形成され、そのスペースに玉軸受220が配置される。結果として、ドリブンギヤ軸212を玉軸受218および玉軸受220によって支持することができるので、ドリブンギヤ軸の支持剛性を確保できる。なお、玉軸受218および玉軸受220に代わって、例えば複列アンギュラ玉軸受等でドリブンギヤ軸212を片持ち状態で支持することもできる。なお、玉軸受220が本発明の第2の軸受に対応している。
ロータ軸214は、その両端が玉軸受228および玉軸受230によって回転可能に支持されている。また、本実施例の第2電動機MG2のロータ軸214では、軸方向の両端に内周歯が形成されている。具体的には、ロータ軸214の軸方向において玉軸受228側にはドリブンギヤ軸212の外周歯224と噛み合う内周歯224が形成されているとともに、軸方向において玉軸受230側には出力軸216に形成されている外周歯232と噛み合う内周歯234が形成されている。この外周歯232および内周歯234によって嵌合部236が構成される。このように、ロータ軸214の両端に嵌合部226および嵌合部236が設けられることで、ドリブンギヤ軸212、ロータ軸214、および出力軸216が直列に配置される。なお、玉軸受228および玉軸受230が、それぞれ本発明の第1の軸受に対応している。
出力軸216は、玉軸受238および玉軸受240によって回転可能に支持されている。出力軸216の軸方向の一端には前記外周歯232が形成されているとともに、第2回転軸心C2上に配置されている大径ギヤ242と噛み合う出力ギヤ244が形成されている。ここで、出力軸216は、ロータ軸側に向かって軸方向に延設されている。このように、出力軸216が形成されることで、出力軸216の外周にスペースが形成され、そのスペースに玉軸受238が配置される。結果として、出力軸216を玉軸受238および玉軸受240によって支持することができるので、出力軸216の支持剛性が確保される。なお、玉軸受238および玉軸受240に代わって、例えば複列アンギュラ玉軸受等で出力軸216を片持ち状態で支持することもできる。また、玉軸受238が本発明の第3の軸受に対応している。
出力ギヤ244は、前記大径ギヤ242と噛み合っている。大径ギヤ242は、第2回転軸心C2上に配置されているカウンタ軸252に相対回転不能に設けられている。カウンタ軸252は、玉軸受254および玉軸受256によって回転可能に支持されている。また、カウンタ軸252には、デフギヤのデフリングギヤ84と噛み合う小径ギヤ258が形成されている。
上記のように構成される駆動装置200にあっては、エンジン12の動力が出力ギヤ202に伝達され、さらに中間ギヤ206を介してドリブンギヤ211に伝達される。ここで、ドリブンギヤ軸212は嵌合部226を介してロータ軸214に直列に接続されているとともに、ロータ軸214が嵌合部236を介して出力軸216に直列に連結されているので、ドリブンギヤ211に伝達された動力は、ドリブンギヤ軸212、嵌合部226、ロータ軸214、嵌合部236を介して出力軸216に伝達される。また、出力軸216に伝達された動力は、大径ギヤ242、小径ギヤ258、デフギヤ等を介して、左右の駆動輪に伝達される。
駆動装置200にあっては、ドリブンギヤ軸212が軸方向に延設されることで、ドリブンギヤ軸212の外周に玉軸受220を配置することができ、結果としてドリブンギヤ軸212が玉軸受218および玉軸受220によって支持されるので支持剛性が確保される。また、出力軸216が軸方向に延設されることで、出力軸216の外周に玉軸受238を配置することができ、結果として出力軸216が玉軸受238および玉軸受240によって支持されるので支持剛性が確保される。また、玉軸受218および玉軸受220については、エンジン12から伝達される動力によってかかる静的荷重を受け持つ設計とし、玉軸受238および玉軸受240については第2電動機MG2から出力される動力によってかかる回転荷重を受け持つ設定とすることで、これら性質の異なる荷重を分担することができる。また、第1電動機MG1および第2電動機MG2が軸方向において一部重複するため、第1電動機MG1および第2電動機MG2を径方向においてコンパクトとなる。
上述のように、本実施例においても上述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、駆動装置200にあっては、ドリブンギヤ軸212および出力軸216がロータ軸側に向かって延設され、ドリブンギヤ軸212が玉軸受218、220によって回転可能に支持されるとともに、出力軸216が玉軸受238、240によって回転可能に支持されることで、ドリブンギヤ軸212および出力軸216の両方の支持剛性を確保することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、第3の軸受として機能するニードルベアリング74をブッシュに変更して実施しても構わない。
例えば、前述の実施例の駆動装置150において、出力ギヤ152およびドリブンギヤ156による動力伝達に代わって、チェーン機構を用いて動力伝達されるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、ニードルベアリング74が玉軸受54、56と径方向に重複する位置に配置されているが、必ずしも径方向に重複する位置に配置しなくても構わない。
また、前述の実施例では、ロータ軸に内周歯が形成され、ドリブンギヤ軸ならびに出力軸に外周歯が形成されているが必ずしもこれに限定されない。例えば、ロータ軸に外周歯が形成される一方、ドリブンギヤ軸ならびに出力軸に内周歯が形成されるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、出力軸32、112、158、216が何れもロータ軸と別体で構成されているが、必ずしも別体で構成される必要はなく一体成形されるものであっても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10、100、150、180、200:駆動装置
11:ケース
12:エンジン
24、144、156、211:ドリブンギヤ
28、110、154、186、212:ドリブンギヤ軸
30、109、157、214:ロータ軸
32、112、158、216:出力軸
54:玉軸受(第2の軸受)
56:玉軸受(第2の軸受)
60、119、164、226、236:嵌合部
64:玉軸受(第1の軸受)
74:ニードルベアリング(第3の軸受)
128:ニードルベアリング(第2の軸受)
130、132:玉軸受(第3の軸受)
220、238:玉軸受(第2の軸受)
228、230:玉軸受(第1の軸受)
MG2:第2電動機(電動機)

Claims (9)

  1. エンジンと電動機とが異なる回転軸心上に配置され
    前記電動機のロータ軸と共通の回転軸心まわりに回転可能に配置され、該電動機のロータ軸と動力伝達可能に接続され、且つ、前記エンジンからの動力が伝達されるドリブンギヤが形成されているドリブンギヤ軸と、前記電動機のロータ軸と共通の回転軸心まわりに回転可能に配置され、該ロータ軸に動力伝達可能に接続され、且つ、駆動輪に動力伝達可能に接続されている出力軸とを、備え、
    前記ロータ軸、前記ドリブンギヤ軸、および前記出力軸は、別体で構成され、
    前記エンジンからの動力を前記ドリブンギヤ軸、前記ロータ軸、および前記出力軸を介して前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の駆動装置であって、
    前記ロータ軸は、第1の軸受によって回転可能に支持され、
    記ドリブンギヤ軸は、前記ロータ軸側に向かって軸方向に延設され、
    前記ドリブンギヤ軸の延設された部位に第2の軸受が配置されている
    ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
  2. 前記第1の軸受の内径は、前記ドリブンギヤ軸の前記ドリブンギヤの外径よりも小さく構成され、
    前記ロータ軸と前記ドリブンギヤ軸との間には、相互に相対回転不能に嵌合する嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項1のハイブリッド車両の駆動装置。
  3. 前記第1の軸受の外輪が非回転部材であるケースにしまりばめ状態ないし中間ばめ状態で嵌め着けられ、
    前記第2の軸受の内輪が、前記ドリブンギヤ軸にしまりばめ状態ないし中間ばめ状態で嵌め着けられる
    ことを特徴とする請求項1または2のハイブリッド車両の駆動装置。
  4. 記ドリブンギヤ軸の内周側に前記出力軸が配置され、
    前記ドリブンギヤ軸の外周に前記第2の軸受が配置されることで、前記ドリブンギヤ軸が回転可能に支持されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置。
  5. 前記ドリブンギヤ軸の内周と前記出力軸の外周との間に、第3の軸受が介挿されていることを特徴とする請求項4のハイブリッド車両の駆動装置。
  6. 記出力軸の内周側に前記ドリブンギヤ軸が配置され、
    前記出力軸の内周と前記ドリブンギヤ軸の外周との間に、前記第2の軸受が介挿されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置。
  7. 前記出力軸の外周に第3の軸受が配置されることで、前記出力軸が回転可能に支持されていることを特徴とする請求項6のハイブリッド車両の駆動装置。
  8. 記ロータ軸の両端に前記ドリブンギヤ軸および前記出力軸がぞれぞれ配置されるとともに、互いに動力伝達可能に接続され、
    前記ドリブンギヤ軸が前記第2の軸受によって回転可能に支持され、
    前記出力軸が第3の軸受によって回転可能に支持されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1のハイブリッド車両の駆動装置。
  9. 前記第2の軸受と前記第3の軸受とは、少なくとも一部が径方向で重複する位置に配置されていることを特徴とする請求項5または7のハイブリッド車両の駆動装置。
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