JP2011126460A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータ22を有する回転電機MGと、動力伝動装置TCとを収容するケース2を備える車両用駆動装置1であって、動力伝動装置TCのフロントカバー部材23に形成された第2突出部6は、支持軸受71を介して、ケース2の支持壁4に形成された第1突出部5に対して回転可能に支持され、ロータ22を支持するロータ支持部材23をフロントカバー部材32に対して径方向に位置決めする位置決め嵌合部12を備え、位置決め嵌合部12の径方向外側にロータ支持部材23とフロントカバー部材32とをトルク伝達可能に連結するトルク伝達連結部13を備え、回転支持部11に対して位置決め嵌合部12とトルク伝達連結部13が軸方向に重複して配置されている。
【選択図】図1
Description
このような車両用駆動装置においては、回転電機は、動力伝動装置もしくはエンジンと相互に駆動力を伝達可能に連結される必要がある。また、回転電機は、動力伝動装置等と同様に、軸心周りに回転可能な状態で支持される必要がある。この場合、伝達可能な駆動力すなわち軸トルクを十分大きく確保できるように連結されることが好ましく、また軸心精度が十分高く確保できることが好ましい。
また、軸心は、動力伝動装置を収容する非回転部材であるケースを基準に画定されるため、各回転部材は、ケースに形成された支持部に対して支持軸受等を介して軸心周りに回転可能に支持される必要がある。
また、入力軸の軸心は、ケースに形成された支持部により支持軸受を介して画定されており、入力軸に連結されている車両用駆動装置及びロータは、各連結部で入力軸の軸心に一致するように軸心合わせをされている。
この点、特許文献1に記載の車両用駆動装置では、回転電機は、動力伝動装置とともにケース内に収容され、ケースの径方向内側に延びる支持壁と、動力伝動装置のフロントカバーとの間の空間に、入力軸のハブとロータの支持部材の連結部が配置されている。
また、本願において、2つの部材の配置に関して、ある方向に「重複」とは、2つの部材のそれぞれが、当該方向の配置に関して同じ位置となる部分を少なくとも一部に有することを指す。
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、位置決め嵌合部とトルク伝達連結部のそれぞれが、第1突出部、第2突出部、及び支持軸受で構成される回転支持部に対して、軸方向に重複して配置されるので、回転支持部の径方向外側の空間を有効利用して、位置決め嵌合部とトルク伝達連結部を配置することができる。よって、車両用駆動装置の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。
また、このような第3突出部を軸方向の突出部としているため、当該第3突出部の径方向外側面を高精度に加工してロータ支持部材の径方向位置決めのための嵌合面とすることができる。そのため、位置決め嵌合部の位置決めのための加工精度を向上でき、ロータの径方向位置決め精度が向上する。
また、第1突出部の径方向外側面に回転センサが取り付けられ、第1突出部の径方向内側面に支持軸受が取り付けられるため、第1突出部の径方向内側面及び外側面の両面を有効利用して、支持軸受及び回転センサを取り付けることができる。よって、支持壁に回転センサの取り付けのための突出部を新たに形成する必要がなく、突出部を共用化できる。従って、フロントカバー部材と支持壁との間の空間を径方向に有効利用して、各構成部品を配置することができ、車両用駆動装置の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。
また、第5突出部は、回転支持部の径方向外側に形成されているので、回転支持部と、回転センサの取り付けとを分離して設計でき、それぞれの設計自由度が向上する。そのため、第1突出部の径方向外側面と第2突出部の径方向内側面との間に支持軸受を取り付けることも可能になる。
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明に係る車両用駆動装置を、ハイブリッド駆動装置1に適用した場合を例として説明する。ハイブリッド駆動装置1は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGの一方又は双方を用いるハイブリッド車両用の駆動装置である。このハイブリッド駆動装置1は、図3に示すように、軸心X周りに回転するロータ22を有する回転電機MGと、エンジンE及び回転電機MGからの駆動力が伝達される動力伝動装置としてのトルクコンバータTCと、回転電機MGとトルクコンバータTCとを収容する駆動装置ケース2(以下、単に「ケース2」と言う。)と、を備えている。なお、以下の説明では、特に断らない限り、軸心Xを基準として、軸方向、周方向、径方向を定義している。
まず、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1の全体構成について説明する。図2に示すように、このハイブリッド駆動装置1は、第一の駆動力源としてのエンジンEに駆動連結される入力軸Iと、トルクコンバータTCに駆動連結される第二の駆動力源としての回転電機MGと、エンジンEとトルクコンバータTC及び回転電機MGとの間の駆動力の断接を行う第一クラッチC1と、トルクコンバータTCに中間軸Mを介して駆動連結される変速装置TMと、車輪Wに駆動連結される出力軸Oと、を備えており、これらはケース2に収容されている。
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1の各部の構成について、図1、3を参照して説明する。上記のとおり、ハイブリッド駆動装置1は、入力軸I、中間軸M、出力軸O、回転電機MG、トルクコンバータTC、変速装置TM、第一クラッチC1、及びケース2等を備えている。以下、このハイブリッド駆動装置1の各部の構成について詳細に説明する。
図3に示すように、エンジンEにフライホイール81が連結されている。このフライホイール81は、従来の各種エンジンに取り付けられているものと同様に、エンジンEのトルク変動を抑制するためのものであり、回転慣性モーメントの大きい円板状の部材である。このフライホイール81に制振機構であるダンパDPが連結されている。このダンパDPは、フライホイール81から入力されるトルクの振動又は変動を減衰させて、振動の振幅を平滑化して出力する機構であり、必要に応じて各種の構成のものを使用することができる。一般的には、相対回転可能な入力側の部材と出力側の部材との間に、ばね等の弾性体を介在させ、その弾性体の伸縮によって振動を減衰させる機構のものを使用することができる。ダンパDPの入力側の部材は、フライホイール81に連結されており、出力側の部材は入力軸Iに連結されているため、エンジンEの駆動力がハイブリッド駆動装置1に入力される。また、フライホイール81又はダンパDPは、選択的に採用することができる部材であって、これらの一方もしくは双方を省いてエンジンEと入力軸Iとを連結してもよい。なお、ダンパDPの入力側、出力側としたが、出力側の部材から入力側の部材にもトルク伝達でき、ダンパDPの入力側の部材と出力側の部材で相互にトルク伝達可能である。
ケース2は、上記のように、その内部にトルクコンバータTC及び回転電機MG等の各収容部品を収容する略円筒状の部材であって、非回転部材である。また、ケース2は、入力軸I、中間軸M、トルクコンバータTC、及び回転電機MGのロータ22等の各回転部材を、ケース2のエンジンE側(軸方向一方側)及び変速装置TM側(軸方向他方側)に形成される各支持部により軸心X周りに回転可能に支持するとともに、径方向に位置決めする。図3に示すように、ケース2は、各収容部品の外周を覆うケース周壁3と、ケース2の軸方向一方側(図3における左側)の開口を塞ぐとともに各回転部材を軸方向一方側で回転可能に支持する支持壁4を備えている。更に、このケース2は、軸方向他方側(図3における右側)でトルクコンバータTCと変速装置TMとの間に配置されるとともに各回転部材を軸方向他方側で回転可能に支持する中間支持壁90(図2参照)を備えている。また、本実施形態においては、ケース2は、第一ケース2aと、当該第一ケース2aの軸方向他方側に取り付けられる第二ケース2bと、に分割可能に構成されている。ここで、第一ケース2aにはケース周壁3の軸方向一方側の一部分と支持壁4とが一体的に形成される。また、第二ケース2bには、ケース周壁3の軸方向他方側の残りの部分が形成されるとともに、中間支持壁90が取り付けられる。ケース2内において、ケース周壁2と支持壁4と中間支持壁90との間に画定される空間には、トルクコンバータTC、回転電機MG、及び第一クラッチC1等が収容されている。また、図3には示されていないが、ケース2内において中間支持壁90の軸方向他方側に変速装置TMが収容されている。
入力軸Iは、エンジンEの駆動力をハイブリッド駆動装置1内に入力するための軸である。図3に示すように、入力軸Iの先端部(図3での左側端部)が、ダンパDPの内周部を貫通して挿入されており、入力軸Iは、ダンパDPの出力側の部材に形成されたボス部82とトルク伝達可能にスプライン嵌合されている。よって、入力軸Iは、ダンパDPを介してエンジンEのエンジン出力軸と一体回転するように連結されている。また、入力軸Iの軸方向一方側の端部は、エンジンEの出力軸の軸方向他方側の端部に形成された中空の円筒状部内に挿入されており、このエンジンEの円筒状部の径方向内側面と入力軸Iの先端部の径方向外側面との間には軸受74が配置されている。これにより、入力軸Iは、エンジンEの出力軸に対して、軸受74を介して相対回転可能に支持されているので、入力軸の軸心XとエンジンEの出力軸の軸心ズレを抑制でき、エンジンEとハイブリッド駆動装置1の間の軸心ズレによる回転振動を抑制できる。
図3に示すように、トルクコンバータTCは、支持壁4及び回転電機MGのロータ支持部材23の軸方向他方側に配置されている。本実施形態では、第一クラッチC1は、トルクコンバータTCの外殻支持部材30の内側に配置されている。
第一クラッチC1は、上記のとおりエンジンEと、トルクコンバータTC及び回転電機MGとを選択的に駆動連結する摩擦係合装置である。このような機能を実現するため、第一クラッチC1は、図3に示すように、入力軸Iと一体回転するように連結された第一クラッチハブ52と、ポンプインペラ31と連結されているフロントカバー部材32と一体回転するように連結された第一クラッチ支持部材51と、摩擦プレート56と、第一ピストン54と、を備えている。なお、フロントカバー部材32及び第一クラッチ支持部材51は、第一クラッチドラムとして機能する。第一ピストン54は、第一リターンスプリング55により軸方向一方側に付勢されている。更に、第一クラッチドラムと第一ピストン54との間には液密状態の第一供給油室H1が形成され、この第一供給油室H1には、上記のように第一軸心油路Lc1及びフロントカバー部材32に形成された油穴Lh3等を介して油圧制御装置により制御された所定油圧の油が供給される(図1を参照)。第一供給油室H1の油圧が上昇して第一リターンスプリング55の付勢力よりも大きくなると、第一ピストン54は第一供給油室H1の容積を広げる方向(本例では、軸方向他方側)に移動して摩擦プレート56どうしを互いに係合させる。その結果、エンジンEから伝達されたエンジンEの駆動力が第一クラッチC1を介してポンプインペラ31及び回転電機MGに伝達される。
図3に示すように、回転電機MGは、ケース2の支持壁4の軸方向他方側に、当該支持壁4に隣接して配置されている。回転電機MGのステータ21とロータ22は、フロントカバー部材32の径方向外側に配置されている。回転電機MGのステータ21は、ボルト等の締結部材によりケース2に固定されている。ロータ22は、上記のように、ロータ支持部材23及びフロントカバー部材32等を介してケース2に対して回転可能に支持されているとともに、径方向に位置決めをされている。なお、回転電機MGは入力軸I及び中間軸Mと同軸状に配置されており、ロータ22の回転軸心Xは、入力軸I及び中間軸Mの回転軸心に一致している。また、ロータ22は、ロータ支持部材23及びフロントカバー部材32を介してトルクコンバータTCのポンプインペラ31と一体回転するように連結されている。
また、位置決め嵌合部12とトルク伝達連結部13のそれぞれが、第1突出部5、第2突出部6、及び支持軸受71で構成される回転支持部11に対して、軸方向に重複して配置されるので、回転支持部11の径方向外側の空間を有効利用して、位置決め嵌合部12とトルク伝達連結部13を配置することができる。よって、ハイブリッド駆動装置1の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。また、ロータの径方向内側の空間を有効利用して、第1突出部5、第2突出部6、支持軸受71、ロータ支持部材23、位置決め嵌合部12、及びトルク伝達連結部13を配置することができ、ハイブリッド駆動装置1の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。
また、第1突出部5の径方向内側面に支持軸受71が取り付けられ、第1突出部5の径方向外側面に回転センサ27が取り付けられるため、第1突出部5の径方向内側面及び外側面の両面を有効利用して、支持軸受71及び回転センサ27を取り付けることができる。よって、支持壁4に支持軸受71を介してフロントカバー部材32を回転可能に支持するための第1突出部5を形成する以外には、回転センサ27を別途取り付けるための突出部を新たに形成する必要がなく、突出部を共用化できる。従って、フロントカバー部材23と支持壁4との間の空間を径方向に有効利用して、各構成部材を配置することができ、ハイブリッド駆動装置1の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。
また、回転支持部11の径方向外側の空間を有効利用して、第3突出部7、及び第4突出部8も更に配置することができる。また、ロータ22の径方向内側の空間を有効利用して、第3突出部7、及び第4突出部8も更に配置することができる。よって、ハイブリッド駆動装置1の全体としての軸方向長さを短く抑えることができる。
本発明の第二の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においても、本発明に係る車両用駆動装置を、ハイブリッド駆動装置1に適用した場合を例として説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1の全体構成及び各部の構成は、基本的には上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態においては、図4に示すように、支持壁4に形成された第1突出部5、及びフロントカバー部材32に形成された第2突出部6における支持軸受71を挟んだ径方向の配置が、上記第一の実施形態と逆転して形成されている。これに対応して、回転センサ27を支持壁4に固定する第5突出部9が新たに設けられている。また、オイルシール71a、71bの配置も変更されている。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1について、上記第一の実施形態との相違点を中心に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
本実施形態においては、図4に示すように、ケース2の支持壁4に形成される第1突出部5の、第2突出部6及び支持軸受71に対する径方向の配置が、上記第一の実施形態と異なっている。すなわち、第1突出部5は、第2突出部6及び支持軸受71に対して径方向内側に配置されている。また、本実施形態では、第1突出部5と第2突出部6とはそれぞれ軸方向の一部が重複している。すなわち、第1突出部5の軸方向他方側の略半分と第2突出部6の軸方向一方側の略半分とが軸方向に重複している。そして、当該重複部位における第1突出部5の径方向外側面と第2突出部6の径方向内側面との間に支持軸受71が取り付けられている。本例では、第1突出部5の径方向外側面に支持軸受71の径方向内側面が嵌合され、支持軸受71の径方向外側面に第2突出部6の径方向内側面が嵌合されている。よって、支持壁4の第1突出部5が、支持軸受71を介して、第2突出部6を回転可能に支持するとともに、径方向に位置決めしている。
また、第5突出部9は、回転支持部11の径方向外側に形成されているので、回転支持部11と、回転センサ27の取り付けとを分離して設計でき、それぞれの設計自由度が向上する。そのため、第1突出部5の径方向外側面と第2突出部6の径方向内側面との間に支持軸受71を取り付けることも可能になる。
(1)上記の各実施形態においては、トルク伝達連結部13の連結機構13cがボルト等により構成された場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ロータ支持部材23とフロントカバー部材32とをトルク伝達可能に連結する構成であれば、連結機構13cを、例えば、溶接等の連結機構とする構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
また、上記第二実施形態においては、第1突出部5と第2突出部6とは、それぞれの軸方向の一部が軸方向に重複し、第1突出部5又は第2突出部6の少なくとも一部と、第3突出部7、第4突出部8、第5突出部9、及び回転センサ27が、それぞれ軸方向に重複して配置される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二実施形態において、第1突出部5と第2突出部6とは、互いに軸方向に完全重複するように構成してもよく、この場合、第1突出部5及び第2突出部6のそれぞれに対して、第3突出部7、第4突出部8、第5突出部9、及び回転センサ27が、それぞれ軸方向に完全重複して配置されるように構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
2:駆動装置ケース(ケース)
4:支持壁
5:第1突出部
6:第2突出部
7:第3突出部
8:第4突出部
9:第5突出部
11:回転支持部
12:位置決め嵌合部
13:トルク伝達連結部
14:オフセット部
22:ロータ
23:ロータ支持部材
27:回転センサ
32:フロントカバー部材
71:支持軸受
MG:回転電機
E:エンジン
TC:トルクコンバータ(動力伝動装置)
X:軸心
Claims (14)
- 軸心周りに回転するロータを有する回転電機と、当該回転電機及びエンジンからの駆動力が伝達される動力伝動装置と、前記回転電機及び前記動力伝動装置を収容するケースと、を備える車両用駆動装置であって、
前記ケースは、少なくとも径方向内側に延びる支持壁を有すると共に、前記支持壁と一体的に形成されて前記支持壁から軸方向に前記動力伝動装置側へ突出する筒状の第1突出部を備え、
前記動力伝動装置は、少なくとも径方向に延びるフロントカバー部材を有すると共に、軸方向に前記支持壁側へ突出する筒状の第2突出部を備え、
前記第2突出部は、支持軸受を介して前記第1突出部に対して回転可能に支持され、
前記ロータは、少なくとも径方向内側に延びて前記ロータを支持するロータ支持部材を備え、
前記第2突出部の径方向外側に、前記ロータ支持部材を前記フロントカバー部材に嵌合させて径方向に位置決めする位置決め嵌合部を備え、
前記位置決め嵌合部の径方向外側に、当該位置決め嵌合部と離間して、前記ロータ支持部材と前記フロントカバー部材とをトルク伝達可能に連結するトルク伝達連結部を備え、
前記第1突出部、前記第2突出部、及び前記支持軸受で構成される回転支持部に対して、前記位置決め嵌合部及び前記トルク伝達連結部のそれぞれが軸方向に重複して配置されている車両用駆動装置。 - 前記ロータに対して、前記第1突出部、前記第2突出部、前記支持軸受、前記ロータ支持部材、前記位置決め嵌合部、及び前記トルク伝達連結部がそれぞれ軸方向に重複して配置されている請求項1に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータ支持部材は、前記トルク伝達連結部の径方向内側に、軸方向に前記フロントカバー部材側へオフセットして形成されたオフセット部を有し、
前記支持壁と前記ロータ支持部材との間であって、当該ロータ支持部材の前記オフセット部と径方向に重複する位置に回転センサが配置されている請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転支持部に対して、前記回転センサが軸方向に重複して配置されている請求項3に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータに対して、前記回転センサが軸方向に重複して配置されている請求項3又は4に記載の車両用駆動装置。
- 前記フロントカバー部材は、前記第2突出部の径方向外側に、軸方向に前記支持壁側へ突出する第3突出部を備え、
前記第3突出部の径方向外側面が、前記位置決め嵌合部の前記フロントカバー部材側の嵌合面を構成し、前記ロータ支持部材が前記第3突出部の径方向外側面に嵌合される請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転支持部に対して、前記第3突出部が軸方向に重複して配置されている請求項6に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータに対して、前記第3突出部が軸方向に重複して配置されている請求項6又は7に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1突出部の径方向内側面と前記第2突出部の径方向外側面との間に前記支持軸受が取り付けられ、
前記ロータ支持部材は、前記トルク伝達連結部の径方向内側であって、前記第1突出部の径方向外側に、軸方向に前記支持壁側へ突出する筒状の第4突出部を備え、
前記第4突出部は、前記第1突出部と軸方向に重複して配置され、
前記第4突出部の径方向内側面と前記第1突出部の径方向外側面との間に回転センサが配置されている請求項1から8のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転支持部に対して、前記第4突出部が軸方向に重複して配置されている請求項9に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータに対して、前記第4突出部が軸方向に重複して配置されている請求項9又は10に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1突出部の径方向外側面と前記第2突出部の径方向内側面との間に前記支持軸受が取り付けられ、
前記ロータ支持部材は、前記トルク伝達連結部の径方向内側に、軸方向に前記支持壁側へ突出する筒状の第4突出部を備え、
前記支持壁は、前記回転支持部の径方向外側であって、前記第4突出部の径方向内側に、軸方向に前記ロータ支持部材側へ突出する筒状の第5突出部を備え、
前記第4突出部と前記第5突出部とは、互いに軸方向に重複して配置され、
前記第4突出部の径方向内側面と前記第5突出部の径方向外側面との間に回転センサが配置されている請求項1から8のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転支持部に対して、前記第4突出部及び前記第5突出部がそれぞれ軸方向に重複して配置されている請求項12に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータに対して、前記第4突出部及び前記第5突出部がそれぞれ軸方向に重複して配置されている請求項12又は13に記載の車両用駆動装置。
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