JP6705345B2 - 車両用動力伝達装置の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の動力伝達装置の支持構造に関する。

従来、外周側にギヤを有する筒状のギヤ部材を、当該ギヤ部材の内周面に内嵌される外輪と支持部材の外周面に外嵌される内輪とを備えるころがり軸受でもって、支持部材に回転可能に支持するようにした車両用の動力伝達装置が知られている。

かかる動力伝達装置の一例として、特許文献１に記載の動力伝達装置は、遊星ギヤ機構のリングギヤと外歯ギヤとを一体に備えている筒状の複合ギヤと、遊星ギヤ機構の軸心に配置された回転シャフトと、回転シャフトと一体的に回転されると共にリングギヤと噛み合うピニオンギヤをピニオンピンまわりに回転可能に支持しているキャリアと、筒状の複合ギヤを回転可能に支持しているころがり軸受とを備え、当該ころがり軸受の内輪がハウジングに形成された筒状の支持部材に外嵌されている。

特開２０１５−５２３７３号公報 特開２０１５−２１５０６１号公報

しかしながら、外嵌されている内輪が支持部材に対してすきま嵌めであると、例えば、エンジンが停止されたＥＶ走行時のように軸受に大きな負荷がかからない状況では、内輪がすべり回転する一方で、ＨＶ走行に移行して軸受に大きな負荷がかかるような状況では、内輪が支持部材に押し付けられ、内輪と支持部材との間でクリープによる磨耗が発生することがある。このような磨耗の発生を防止するためには、例えば特許文献２に記載のように、内輪と支持部材との間に環状弾性体を配設することが考えられる。しかしながら、その場合には、部品点数の増大を招く可能性がある。

そこで、本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、部品点数の増大を招くことなく、内輪と支持部材との間での磨耗の発生を抑制することができる動力伝達装置の支持構造を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明の一形態による車両用の動力伝達装置の支持構造は、
外周側にギヤを有する筒状のギヤ部材を、ギヤ部材の内周面に内嵌される外輪と支持部材の外周面に外嵌される内輪とを備える軸受でもって、支持部材に回転自在に支持するようにした動力伝達装置であって、
前記内輪を外嵌支持する前記支持部材の外嵌支持部において、前記支持部材及び前記内輪の少なくとも一方に潤滑油が流入する潤滑溝が設けられると共に、
前記支持部材に支持され且つ前記軸受とは別の軸受を構成する軸受部材が、前記潤滑溝の潤滑油流れ方向下流側の端部に向けて延在されることにより、
前記外嵌支持部において、前記支持部材と前記内輪との間に油溜まりが形成されていることを特徴とする。

このような本発明の一形態による動力伝達装置の支持構造によれば、支持部材と内輪との間に形成された油溜まりによって潤滑油が保持されることにより、支持部材と内輪との間の磨耗の発生が抑制される。また、別の軸受を構成する軸受部材を用いて支持部材と内輪との間に油溜まりが形成されていることにより、部品点数の増加を招くこともない。

本発明が適用される動力伝達装置を含むハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。 図１のスケルトン図で示した動力伝達装置に本発明を適用した実施形態を示す断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明が適用される動力伝達装置を含むハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。ハイブリッド駆動装置は、いわゆるツーモータタイプの駆動装置であって、エンジン（ＥＮＧ）１と、二つの回転電機２，３とを駆動力源として備えている。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、第１回転電機２はエネルギーの回生と動力の出力とを行うことができるモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ１とも称す）であることが好ましく、さらに第２回転電機３も同様に、モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ２とも称す）であることが好ましい。エンジン１が出力した動力を第１回転電機（ＭＧ１）２と出力部材とに分割する動力分割機構が設けられている。動力分割機構は遊星ギヤ機構などの差動機構によって構成することができ、図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星ギヤ機構４によって構成されている。

この遊星ギヤ機構４はサンギヤ５とリングギヤ６との間に、これらサンギヤ５及びリングギヤ６に噛み合っている複数（例えば３つ）のピニオンギヤ７が配置されており、それらのピニオンギヤ７はキャリア８によって自転及び公転が可能なように保持されている。ピニオンギヤ７をキャリア８によって保持する構造は、後述するように、従来知られている遊星ギヤ機構における構造と同様である。

キャリア８はいわゆる入力要素であって、エンジン１からの動力が伝達されるように構成されている。すなわち、軸心Ｃ１上のエンジン１のクランクシャフトとキャリア８に連結された入力シャフト９とがダンパ機構（不図示）を介して連結されている。

また、同一の軸線（軸心Ｃ１）上で、遊星ギヤ機構４を挟んでエンジン１とは反対側に第１回転電機（ＭＧ１）２が配置されている。この第１回転電機２のロータがロータシャフト２ａを介してサンギヤ５に連結されている。したがって、サンギヤ５がいわゆる反力要素になっている。ＭＧ１のロータシャフト２ａ及びそのロータシャフト２ａが連結されているサンギヤシャフトは中空軸であって、その中空軸の内部にポンプシャフト１２が挿通されている。そのポンプシャフト１２の一方の端部は入力シャフト９を介してエンジン１に連結され、また他方の端部には、オイルポンプ（機械式オイルポンプ；ＭＯＰ）１３が連結されている。このＭＯＰ１３は、エンジン１によって駆動されて制御のための油圧及び潤滑のための油圧を発生する。また、エンジン１が停止している際の油圧を確保するために電動モータによって駆動される第２のオイルポンプ（電気式オイルポンプ；ＥＯＰ）（不図示）が、ＭＯＰ１３とは別に並列に設けられている。

また、動力分割機構を構成している遊星ギヤ機構４におけるリングギヤ６がいわゆる出力要素となっていて、この内歯ギヤであるリングギヤ６と一体に、出力部材に相当する外歯ギヤである出力ギヤ１５が設けられている。この出力ギヤ１５はカウンタギヤユニット１６を介して、軸心Ｃ４回りに回転する差動歯車装置（Diff）１７に連結されている。すなわち、軸心Ｃ２上のカウンタシャフト１８に取り付けられたドリブンギヤ１９が出力ギヤ１５に噛み合っている。ドリブンギヤ１９より小径のドライブギヤ２０がカウンタシャフト１８に形成ないしは取り付けられており、このドライブギヤ２０が差動歯車装置１７におけるリングギヤ２１に噛み合っている。この差動歯車装置１７から左右の駆動輪２２に駆動力が出力される。そして、上記のドリブンギヤ１９には、第２回転電機（ＭＧ２）３の軸心Ｃ３上のロータシャフト３ａに設けられた他のドライブギヤ２３が噛み合っている。すなわち、出力ギヤ１５から出力されるトルクに、第２回転電機３のトルクを付加するように構成されている。

なお、第１回転電機２と第２回転電機３とは、図示しない蓄電装置やインバータを介して相互に電気的に接続され、第１回転電機２で発電した電力を第２回転電機３に供給できるように構成されている。

上記のハイブリッド車は、ハイブリッドモード（ＨＶモード）と、ツーモータモードと、ワンモータモードとの３つの走行モードを選択的に設定することができる。ＨＶモードは、エンジン１が出力した動力を動力分割機構によって第１回転電機２側と出力ギヤ１５側とに分割し、第１回転電機２が発電機として機能して発生した電力を第２回転電機３に供給し、その第２回転電機３の出力トルクをカウンタギヤユニット１６において出力ギヤ１５のトルクに加える走行モードである。ツーモータモードは、エンジン１が停止され、第１回転電機２及び第２回転電機３をＥＶ走行のための駆動力源として動作させ、これらの２つの回転電機２，３の動力でＥＶ走行するモードである。その場合、ブレーキ機構（不図示）によってキャリア８が固定される。したがって動力分割機構は第１回転電機２と出力ギヤ１５との間で減速機構として機能する。ワンモータモードは、第２回転電機３を駆動力源としてＥＶ走行するモードである。

ここで、図１のスケルトン図で示した動力伝達装置に本発明を適用した実施形態を、図２を参照して説明する。図２は図１のスケルトン図に対して、ギヤを保持するシャフトを回転自在に支持する軸受を支持するハウジング又はケースの構成を、符号１００として加えて示す断面図である。図２には、上述の動力伝達装置における軸心Ｃ１に対応する部位の一部分が示されている。

図２に示す実施形態では、軸心Ｃ１を中心に回転する、入力シャフト９、動力分割機構を構成している遊星ギヤ機構４、及び前述のリングギヤ６及び出力ギヤ１５が円筒状部材の内周側及び外周側にそれぞれ一体に形成されている複合ギヤ２５が示され、円筒状の複合ギヤ２５が第１及び第２の軸受１０２，１０４を介してハウジング１００に支持されている。遊星ギヤ機構４は、サンギヤ５と、リングギヤ６と、入力シャフト９に形成された鍔部９ａに圧入や溶接等により一体的に固設されたキャリア８とを備えており、サンギヤ５及びリングギヤ６は、キャリア８に回転可能に配設されたピニオンギヤ７と噛み合わされている。入力シャフト９は回転シャフトに相当するもので、ハウジング１００によって複数の軸受を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されているとともに、エンジン１の動力が伝達されて軸心Ｃ１まわりに回転駆動される。入力シャフト９の軸心Ｃ１は、遊星ギヤ機構４の軸心に相当し、サンギヤ５及びリングギヤ６はその軸心Ｃ１まわりに回転可能に配設されている。

キャリア８には、軸心Ｃ１と平行に複数（例えば３本）のピニオンピン８ａが圧入や溶接等により一体的に固設されており、ピニオンギヤ７が一対のニードルベアリング８ｂを介してそのピニオンピン８ａに回転可能に配設されている。キャリア８には貫通穴が設けられており、ピニオンピン８ａは、その貫通穴を貫通して軸方向の端面がキャリア８の側面と略面一なる状態で、そのキャリア８に一体的に固設されている。キャリア８は、ピニオンギヤ７を挟んで軸方向の両側に設けられており、ピニオンピン８ａの両端部がキャリア８に固設されている。両側のキャリア８は互いに一体的に構成されており、図の右側のキャリア８が入力シャフト９に一体的に固設されている。入力シャフト９には鍔部９ａが一体に形成されて設けられており、キャリア８は、この鍔部９ａの外周側に嵌合されて一体的に固設されている。鍔部９ａとハウジング１００との間にはスラスト軸受１０６が配設されており、入力シャフト９及びキャリア８が軸心Ｃ１まわりに回転可能な状態でそれ等の軸方向位置が規定されている。

サンギヤ５は、入力シャフト９の外周側にニードルベアリング５ａを介して相対回転可能に配設されているとともに、スプライン５ｂを介して図１に示した第１回転電機（ＭＧ１）２のロータシャフト２ａに相対回転不能に連結されている。このサンギヤ５と鍔部９ａとの間にはスラスト軸受１０８が、及びサンギヤ５とハウジング１００との間にはスラスト軸受１１０が、それぞれ、配設されており、サンギヤ５が軸心Ｃ１まわりに回転可能な状態で軸方向位置が規定されている。

前述したように、リングギヤ６には、外歯ギヤである出力ギヤ１５が一体に設けられており、これ等のリングギヤ６及び出力ギヤ１５によって円筒状の複合ギヤ２５が構成されている。出力ギヤ１５は、入力シャフト９と平行に配設されたカウンタシャフト１８に設けられたカウンタギヤ１９と噛み合わされており、そのカウンタシャフト１８から更にドライブギヤ２０、差動歯車装置１７におけるリングギヤ２１等を介して駆動輪２２側へ動力が伝達される。複合ギヤ２５は、キャリア８よりも軸方向において外側に突き出しており、そのキャリア８よりも外側で第１及び第２のころがり軸受１０２，１０４を介してハウジング１００により軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。これ等の第１及び第２のころがり軸受１０２，１０４は、円筒形状を成す複合ギヤ２５の軸方向の端部の内周側に配設されている。

さらに、本実施形態における入力シャフト９の軸心Ｃ１には供給油路３０が設けられ、図１に示したオイルポンプ１３から潤滑油が供給される。そして、その供給油路３０に連通する第１の径方向油路３０ａから吐出された潤滑油によってスラスト軸受１０６が潤滑されるとともに、そのスラスト軸受１０６を通って外周側へ流通した潤滑油が更に遠心力により外周側へ飛ばされることにより、キャリア８の側面に取り付けられ貫通穴３２ａを有するオイルレシーバ３２によって受け止められ、ピニオンギヤ７及び第２のころがり軸受１０４が潤滑される。さらに、供給油路３０に連通する第２の径方向油路３０ｂから吐出された潤滑油によって、ニードルベアリング５ａが潤滑されると共にスラスト軸受１０８が潤滑される。

さらに、図２及び図３に示す実施形態において、上述の第１のころがり軸受１０２は、その外輪１０２ａが円筒形状を成す複合ギヤ２５の内周面に締まり嵌めされると共に、その内輪１０２ｂはハウジング１００から突出されて形成されている円筒状の支持部材１００ａの外周面にすきま嵌めされている。そして、内輪１０２ｂを支持する支持部材１００ａの外嵌支持部には、軸心Ｃ１に平行な軸方向に延在する潤滑溝１００ｂが設けられている。

一方、ハウジング１００から突出されて形成されている円筒状の支持部材１００ａの先端部と前述したサンギヤ５との間に設けられているスラスト軸受１１０は、ケージ１１０ａに保持された転動ころ１１０ｂが左ベアリングレース１１０ｃ及び右ベアリングレース１１０ｄとの間に転動自在に介在されて形成されている。そして、本実施形態において、左ベアリングレース１１０ｃは軸心Ｃ１に平行な軸方向に延在する内環部１１０ｃｉ及び軸心Ｃ１に直交する径方向に延在する径方向環部１１０ｃｐのＬ字断面形状を備えて形成されている。また、右ベアリングレース１１０ｄは軸心Ｃ１に平行な軸方向にそれぞれ延在する内環部１１０ｄｉと外環部１１０ｄｏ及びそれらの間で軸心Ｃ１に直交する径方向に延在する径方向環部１１０ｄｐを備えて形成されている。

ここで、Ｌ字断面形状を備えて形成されている左ベアリングレース１１０ｃは、その内環部１１０ｃｉが円筒状の支持部材１００ａの先端部開口に圧入されて保持される。一方、径方向環部１１０ｃｐが潤滑溝１００ｂの潤滑油流れ方向（矢印Ｙで示す）下流側の端部に向けて延在されている。かくて、径方向環部１１０ｃｐの外端部で潤滑溝１００ｂの出口内方部を塞ぐ、換言すると、潤滑溝１００ｂの出口の面積を絞ることにより、支持部材１００ａと第１のころがり軸受１０２の内輪１０２ｂとの間に油溜まり１２０が形成されている。

上述のように構成された本実施形態において、入力シャフト９の径方向油路３０ａ、３０ｂなどから流出して遠心力などにより外周側へ飛散された潤滑油の一部は、複合ギヤ２５の左端部とハウジング１００との間に導かれ矢印Ｘの方向に流れ、支持部材１００ａと第１のころがり軸受１０２の内輪１０２ｂとの間に形成された油溜まり１２０に至る。したがって、第１のころがり軸受１０２のクリープによって内輪１０２ｂが支持部材１００ａに対して回転したとしても、この油溜まり１２０に保持されている潤滑油の存在によって、内輪１０２ｂと支持部材１００ａとの間の磨耗が抑制される。

また、本実施形態においては、第１のころがり軸受１０２とは別の軸受である既存のスラスト軸受１１０を構成する軸受部材である左ベアリングレース１１０ｃを用いて、上記油溜まり１２０が形成されているので、部品点数の増加を招くこともない。

さらに、本発明の他の実施形態を説明する。上述の実施形態においては、潤滑溝１００ｂを支持部材１００ａに形成することにより、油溜まり１２０を形成するようにしたが、これに代え又は加えて、内輪１０２ｂの内周面に軸方向の潤滑溝を形成するようにしてもよい。但し、この場合には、当該潤滑溝の出口面積を減少させるべく、別の軸受の軸受部材である例えば前述の左ベアリングレース１１０ｃの径方向環部１１０ｃｐの外端部の径を調整する必要がある。

以上、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等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。

４ 遊星ギヤ機構
５ サンギヤ
６ リングギヤ
８ キャリア
９ 入力シャフト
１５ 外歯ギヤ（出力ギヤ）
２５ 複合ギヤ
１００ ハウジング
１００ａ 支持部材
１００ｂ 潤滑溝
１０２ 第１ころがり軸受
１０２ａ 外輪
１０２ｂ 内輪
１１０ スラスト軸受
１１０ｃ 左ベアリングレース
１２０ 油溜まり

Claims (1)

1. 外周側にギヤを有する筒状のギヤ部材を、ギヤ部材の内周面に内嵌される外輪と支持部材の外周面に外嵌される内輪とを備える軸受でもって、支持部材に回転自在に支持するようにした動力伝達装置であって、
   前記内輪を外嵌支持する前記支持部材の外嵌支持部において、前記支持部材及び前記内輪の少なくとも一方に潤滑油が流入する潤滑溝が設けられると共に、
   前記支持部材に支持され且つ前記軸受とは別の軸受を構成する軸受部材が、前記潤滑溝の潤滑油流れ方向下流側の端部に向けて延在されることにより、
   前記外嵌支持部において、前記支持部材と前記内輪との間に油溜まりが形成されていることを特徴とする動力伝達装置の支持構造。

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