JP2022061297A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプを配置する際に、装置全体としての大型化を抑制できる動力伝達装置を提供する。【解決手段】駆動力源と、駆動力源の出力により駆動する入力軸と、サンギヤと、サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、サンギヤとリングギヤに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持するキャリヤとを有する遊星歯車機構と、入力軸の回転によって油圧を発生させるオイルポンプとを備えた動力伝達装置において、入力軸と、遊星歯車機構と、オイルポンプとが同一軸線上に配置されるとともに遊星歯車機構を挟んで入力軸とオイルポンプとが配置され、キャリヤの一端に入力軸が連結され、キャリヤの他端に前記オイルポンプが連結されている。【選択図】図２

Description

この発明は、オイルポンプを搭載した動力伝達装置に関するものである。

特許文献１には、車両の前方からの衝突のうち、車両とその車両に衝突する衝突物との車幅方向の重なりが小さい微小ラップ衝突（あるいは微小オフセット衝突とも称される）に対する衝突性能を向上させるように構成された動力伝達装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載された動力伝達装置は、遊星歯車機構により構成された動力分割機構などを有するトランスアクスルユニットと、そのトランスアクスルユニットを収容し、かつ車幅方向外側に開口部を有する本体ケースと、本体ケースに連結され、かつ本体ケースの開口部を塞ぐサイドケース（エンジンとは反対側のリアカバー）とを備え、さらにサイドケースに車幅方向外側に突出した荷重受け部が形成されている。また、荷重受け部は、車幅方向に延びたオイルポンプの回転軸と同一軸線上に配置され、かつ前記オイルポンプの回転軸によって支持されている。なお、オイルポンプの回転軸の一端には、エンジンのクランク軸に連結された入力軸が連結され、他端には、オイルポンプギヤが連結されている。

特開２０１５－０４８０６２号公報

特許文献１に記載された動力伝達装置は、上述のように、オイルポンプがリアカバー側に配置されている。すなわち軸線方向で動力分割機構を挟んでエンジンと反対側に配置されている。一方、オイルポンプは、クランク軸に連結された入力軸の回転によって駆動するから、特許文献１の構成のように、リアカバー側にオイルポンプを配置すると、入力軸に連結された軸（すなわちオイルポンプの回転軸）をリアカバー側に延ばすことになり、ひいてはコストが増大する、あるいは、動力伝達装置全体が大型化するなどの不都合が生じるおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、オイルポンプを配置する際に、装置全体としての大型化を抑制できる動力伝達装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源の出力により駆動する入力軸と、サンギヤと、前記サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持するキャリヤとを有する遊星歯車機構と、前記入力軸の回転によって油圧を発生させるオイルポンプとを備えた動力伝達装置において、前記入力軸と、前記遊星歯車機構と、前記オイルポンプとが同一軸線上に配置されるとともに前記遊星歯車機構を挟んで前記入力軸と前記オイルポンプとが配置され、前記キャリヤの一端に前記入力軸が連結され、前記キャリヤの他端に前記オイルポンプが連結されていることを特徴とするものである。

この発明の動力伝達装置によれば、エンジンなどの駆動力源の回転によって駆動されるオイルポンプが設けられている。そのオイルポンプは、入力軸および遊星歯車機構と同一軸線上に配置され、かつ遊星歯車機構を挟んでそれらオイルポンプと入力軸とが配置されている。また、遊星歯車機構のキャリヤの一端に入力軸が連結され、キャリヤの他端にオイルポンプが連結されている。そのため、例えば前掲の特許文献１の構成のように動力分割機構（遊星歯車機構）のサンギヤ、および、第１モータ２の内径側に回転軸を延ばしてオイルポンプ２０を設ける構成に比べて、オイルポンプを駆動するための回転軸（オイルポンプのロータ軸）の軸長を短くすることができる。言い換えれば、エンジンの出力軸ならびにそれに連結された入力軸の回転を伝達するための回転軸を設ける、あるいは、その回転軸の軸長を延ばすことを必要としない。またオイルポンプを遊星歯車機構に隣接して配置することができる。したがって、前掲の特許文献１の構成に比べて、コストが増大することを抑制でき、また軸線方向における構成がコンパクトになるため、動力伝達装置全体として大型化することを抑制できる。

また、この発明によれば、入力軸が上述のようにキャリヤに連結されているから、その入力軸が、遊星歯車機構の内径側（サンギヤの内径側）に位置することがない。そのため、サンギヤの内径側に配置される回転軸（例えばモータのロータ軸）の径を小さくすることができる。また、それに伴って、その回転軸の外周側に配置されるオイルポンプが大型化することを抑制できる。

この発明の動力伝達装置を適用するハイブリッド車両のドライブトレーンの一例を示す図である。 図１の車両におけるトランスアクスルの一部を示す断面図であって、特にオイルポンプの搭載位置を説明するための図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で対象にする動力伝達装置は、少なくともモータを含む動力源が出力する動力を伝達する動力伝達装置であり、例えば、モータを駆動力源とする電気自動車、あるいは、モータおよびエンジンを駆動力源とするハイブリッド車などの車両に搭載される。例えば、ＦＦ方式や、ＲＲ方式の車両のように、駆動力源と駆動軸とを近接して配置する構成の車両、あるいは、動力分割機構によってエンジンおよびモータが出力する動力を分割・合成する方式のハイブリッド車などに搭載される場合には、一般に、トランスアクスルと称されることもある。

図１に、この発明の実施形態における動力伝達装置を搭載したハイブリッド車両Ｖｅの一例を示してある。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源として、エンジン（ＥＮＧ）１、ならびに、第１モータ（ＭＧ１）２および第２モータ（ＭＧ２）３を備えている。この車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を動力分割機構４によって、第１モータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３が出力する駆動力を駆動軸５および駆動輪６に付加することができるように構成されている。

エンジン１は、例えば、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、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。

第１モータ（ＭＧ１）２および第２モータ（ＭＧ２）３は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えた、いわゆるモータ・ジェネレータである。それら第１モータ２および第２モータ３としては、例えば、永久磁石式同期モータあるいは誘導モータなどの交流モータが用いられる。なお、上記の第１モータ２および第２モータ３は、図示しないインバータなどを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が給電され、または発電した電力を蓄電装置に充電することもできるように構成されている。

動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪６との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ７、リングギヤ８、および、キャリヤ９を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構のサンギヤ７に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ８が配置されている。これらサンギヤ７とリングギヤ８とに噛み合っているピニオンギヤ１０がキャリヤ９によって自転および公転が可能なように保持されている。

動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構４のキャリヤ９にエンジン１の出力軸１ａに連結された入力軸１１が連結されている。また、サンギヤ７に第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂが連結されている。なお、上記のようなキャリヤ９（あるいは入力軸１１）と出力軸１ａとを直接連結する構成に替えて、それらの間にダンパ機構やトルクコンバータ（それぞれ図示せず）などの機構を設けてもよい。

遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、出力ギヤに相当する外歯歯車の第１ドライブギヤ１２がリングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。このカウンタシャフト１３の一方（図１での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方（図１での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、終減速機であるデファレンシャルギヤユニット１６のデフリングギヤ１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、上記の第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、および、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ（出力ギヤ列）１８を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。

また、上記の動力分割機構４から駆動軸５および駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１３と平行に配置されている。そのロータ軸３ｂの先端に、上記のカウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、上記のようなデフリングギヤ１７および第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。

また、動力分割機構４のキャリヤ９には、動力分割機構４を挟んで入力軸１１と反対側に、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａが連結されている。このオイルポンプ２０は、動力分割機構４の潤滑および冷却のため、あるいは第１モータ２や第２モータ３の銅損や鉄損により生じる熱を冷却するために設けられ、オイルの供給用のポンプとして、従来、車両のエンジンや変速機に用いられている一般的な構成のオイルポンプである。このオイルポンプ２０は、エンジン１が出力するトルクによって駆動されて油圧を発生するように構成されている。具体的には、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａがエンジン１の出力軸１ａおよび入力軸１１と共に回転し、言い換えればキャリヤ９を介してエンジン１の出力軸、ならびに、入力軸１１の回転をオイルポンプ２０に伝達するように構成されている。したがって、エンジン１が燃焼運転されてトルクを出力する際には、オイルポンプ２０も駆動されて油圧を発生する。

なお、上述の各モータ２，３、動力分割機構４、出力ギヤ１８、オイルポンプ２０などの各部材は、トランスアクスルケース２１に収容されている。

図２は、上述の動力分割機構４などの各部材が設けられたトランスアクスルの一部を示す断面図であって、特に、オイルポンプ２０の近傍の構成（ならびに配置）について説明するための図であって、この発明の実施形態では、従来（例えば前掲の特許文献１）に比べてオイルポンプ２０のロータ軸２０ａの軸長を短縮するように構成されている。先ず、エンジン１と同一軸線上に、エンジン１側（図２右側）から順に、動力分割機構４、オイルポンプ２０、第１モータ２が設けられている。より具体的には、入力軸１１に動力分割機構４におけるキャリヤ９の一端（一方のキャリヤプレート）が連結され、その動力分割機構４（あるいはキャリヤ９）を挟んで反対側にオイルポンプ２０のロータ軸２０ａがキャリヤ９の他端（他方のキャリヤプレート）に連結されている。そして、オイルポンプ２０を挟んで、動力分割機構４と第１モータ２とが配置されている。

上述のトランスアクスルケース２１は、それぞれ別個に形成された、ケーシング２２、ハウジング２３、および、センターサポート２４を有している。そして、ケーシング２２の外部とハウジング２３とを一体に締結する（図示せず）ことにより、トランスアクスルケース２１が構成されている。なお、ケーシング２２は、各モータ２，３、および、オイルポンプ２０を収容し、ハウジング２３は、動力分割機構４や出力ギヤ１８を収容している。センターサポート２４は、トランスアクスルケース２１の内部を、ケーシング２２側とハウジング２３側とに仕切る内部隔壁を形成している。センターサポート２４は、ケーシング２２の内部、または、ハウジング２３の内部のいずれか一方に取り付けられる。図２に示す例では、センターサポート２４は、ケーシング２２の内部に取り付けられている。

また、上記のセンターサポート２４は、オイルポンプ２０（あるいはオイルポンプ２０のロータ）を支持するように構成され、オイルポンプ２０から吐出したオイルをセンターサポート２４の油路２５に連通し、かつオイルクーラ（図示せず）でオイルを冷却するように構成されている。また、動力分割機構４を潤滑させるためにキャリヤ９の方向にも油路２６が連通している。

また、ハウジング２３の外壁部２７にボス部２８が形成され、そのボス部２８に入力軸１１を支持するラジアル軸受２９が組み込まれている。ラジアル軸受２９は、図２に示す例では、玉軸受けが用いられている。

さらに、センターサポート２４のケーシング２２側の面にボス部３０が形成されている。ボス部３０の内周部分は中空になっており、サンギヤ７に連結するように延びた第１モータ２のロータ軸２ｂが配置されている。そして、そのロータ軸２ｂを支持するように、ボス部３０の内周側（言い換えればロータ軸２ｂの外周側）にラジアル軸受３１が組み込まれている。ラジアル軸受３１は、図２に示す例では、玉軸受が用いられている。

また、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａの外周側には、所定の回転部材（例えばカウンタドライブギヤ１５）を支持するラジアル軸受３２が設けられている。このラジアル軸受３２は、軸線方向で、動力分割機構４とオイルポンプ２０との間に設けられ、言い換えれば、ラジアル軸受３２を挟んで、同一軸線上に動力分割機構４とオイルポンプ２０とが配置されている。なお、オイルポンプ２０とラジアル軸受３２とは、オイルポンプ２０の方がやや内周側に配置され、すなわちオイルポンプ２０とラジアル軸受３２とは半径方向でオーバーラップしている。

また、第１モータ２の内周側には、所定の回転軸（例えばロータ軸２ｂ）や回転体にオイルを供給するためのノズル３３が固定して設けられ、さらに、その所定の回転体とノズル３３との間には、隙間３４が形成されている。これは、所定の回転軸とノズル３３との摩耗を防ぐためのものである。

なお、図２に示す符号３５は、動力分割機構４の回転軸線の方向の位置決めをするためのスラスト軸受３５である。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、オイルポンプ２０が動力分割機構４と第１モータ２との間に設けられている。また、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａは、動力分割機構４におけるキャリヤ９に連結されている。また、エンジン１の出力軸１ａに連結された入力軸１１もキャリヤ９に連結されている。したがって、例えば動力分割機構４のサンギヤ７および第１モータ２の内径側にロータ軸（回転軸）を延ばしてオイルポンプ２０を設ける従来例（例えば前掲の特許文献１の例）に比べて、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａの軸長を短くすることができる。言い換えれば、出力軸１ａならびに入力軸１１の回転を伝達するための回転軸を設けること、あるいは、その回転軸を延ばすことを必要としない。また、オイルポンプ２０を動力分割機構４に隣接して配置することができる。したがって、前掲の特許文献１に記載された構成に比べて、コストが増大することを抑制でき、また特に軸線方向における構成がコンパクトになるため、動力伝達装置全体として大型化することを抑制できる。

また、この発明の実施形態では、入力軸１１が上述のようにキャリヤ９に連結されているから、その入力軸１１が、動力分割機構４の内径側（サンギヤ７の内径側）に位置することがない。そのため、第１モータ２のロータ軸２ｂの径を小さくすることができる。また、それに伴って、ロータ軸２ｂの外周側に配置されるオイルポンプ２０が大型化することを抑制できる。

さらに、上述のように、オイルポンプ２０のロータ軸２０ａの軸長が従来より短くなることにより、各潤滑油の供給部位へのオイルの供給をより確実に行うことができ、例えばオイルの温度が極低温時など粘性が高い場合であっても、供給部位へオイルを供給することができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述したように、この発明の実施形態では、少なくとも入力軸１１とオイルポンプ２０とが、ぞれぞれ動力分割機構４のキャリヤ９に連結される。したがって、図２に説明した各構成部材の位置関係は、搭載性を考慮した上で適宜変更してもよい。

１ エンジン（ＥＮＧ）
１ａ 出力軸
４ 動力分割機構（遊星歯車機構）
７ サンギヤ
８ リングギヤ
９ キャリヤ
１０ ピニオンギヤ
１１ 入力軸
２０ オイルポンプ
２０ａ ロータ軸

Claims (1)

1. 駆動力源と、
   前記駆動力源の出力により駆動する入力軸と、
   サンギヤと、前記サンギヤに対して同心円上に配置されたリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転可能に保持するキャリヤとを有する遊星歯車機構と、
   前記入力軸の回転によって油圧を発生させるオイルポンプとを備えた動力伝達装置において、
   前記入力軸と、前記遊星歯車機構と、前記オイルポンプとが同一軸線上に配置されるとともに前記遊星歯車機構を挟んで前記入力軸と前記オイルポンプとが配置され、
   前記キャリヤの一端に前記入力軸が連結され、前記キャリヤの他端に前記オイルポンプが連結されている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
   

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