動力伝達装置
【課題】ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができる動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】トランスアクスルは、インプットシャフト２８をケース２５の中空支持部２５ｃに支持するニードルベアリング５５と、中空支持部２５ｃの外周部に形成されたケース２５の環状支持部２５ｂにリングギヤ２３Ｒの内周部を支持するボールベアリング５３との回転中心軸を、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔させるとともに、ニードルベアリング５５を回転中心軸の軸線方向中央部をケース２５の壁部２５ｄの軸線上に位置させたものから構成される。
【解決手段】トランスアクスルは、インプットシャフト２８をケース２５の中空支持部２５ｃに支持するニードルベアリング５５と、中空支持部２５ｃの外周部に形成されたケース２５の環状支持部２５ｂにリングギヤ２３Ｒの内周部を支持するボールベアリング５３との回転中心軸を、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔させるとともに、ニードルベアリング５５を回転中心軸の軸線方向中央部をケース２５の壁部２５ｄの軸線上に位置させたものから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、遊星歯車機構のリングギヤと、内燃機関からトルクリミッタ付きのダンパ装置を介して動力が伝達される入力軸とが同一のケースに軸受を介して支持される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の動力伝達装置として、電動機を駆動源に用いるものに、電気自動車用の動力伝達装置や内燃機関と電動機を併用したハイブリッド式の動力伝達装置がある。ハイブリッド式の動力伝達装置としては、原動機としての内燃機関と、この内燃機関により駆動される発電機と、ディファレンシャル装置を介して車輪に駆動連結されたギヤ列とを遊星歯車機構を介して連結することで、内燃機関、発電機および車輪の３者間で相互に動力伝達を可能とし、内燃機関による発電機の駆動、発電機をモータとする駆動力のアシストや内燃機関の始動、車輪からディファレンシャル装置を介して遊星歯車機構に戻る慣性駆動力による発電機の回生等を走行状態に応じて自由に行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動力伝達装置は、内燃機関の出力軸に連結される入力軸と、電動機の出力軸である電動機軸と、カウンタ出力軸と、入力軸と電動機軸とカウンタドライブギヤを有するカウンタ出力軸とを相互に動力伝達可能に駆動連結する遊星歯車機構と備え、入力軸がカウンタ出力軸の内周に同軸関係に配置されており、入力軸とカウンタ出力軸が遊星歯車機構の一方側で、電動機軸が連結された要素とは異なる他の２要素にそれぞれ連結され、カウンタ出力軸が、その両端部の外周を動力伝達装置のケースに支持され、入力軸が、その外周をカウンタ出力軸の内周に支持されて、カウンタ出力軸を介して動力伝達装置のケースに支持するようにしている。
【０００４】
ところで、このような構成を有する動力伝達装置は、カウンタドライブギヤを有するカウンタ出力軸と遊星歯車機構とが入力軸の軸線方向に離隔して配設された別部材から構成されているため、入力軸の軸線方向に動力伝達装置が長くなってしまう。
【０００５】
これに対して、遊星歯車機構のリングギヤとカウンタドライブギヤを一体化することにより、動力伝達装置の長さを短くして動力伝達装置の小型化を図るようにすることが考えられる。
【０００６】
図４は、遊星歯車機構のリングギヤとカウンタドライブギヤを一体化した動力伝達装置の構成を示す図である。
図４において、インプットシャフト１には内燃機関のクランク軸１０からトルクリミッタ付きダンパ装置２を介して動力が伝達されるようになっており、このインプットシャフト１は、ニードルベアリング３を介してケース４の中空支持部４ａに回転自在に支持されている。
【０００７】
インプットシャフト１には遊星歯車機構５のキャリア５Ｃが連結されている。また、遊星歯車機構５のサンギヤ５Ｓは、インプットシャフト１と同軸上に設けられた図示しない発電機のモータ軸６に連結されており、このサンギヤ５Ｓは、キャリア５Ｃに回転自在に設けられたピニオンギヤ５Ｐを介してリングギヤ５Ｒに連結されている。このリングギヤ５Ｒは、カウンタドライブギヤ７と一体的に設けられており、このカウンタドライブギヤ７は、ギヤ列を介して電動機のモータ軸に連結されるとともに、ディファレンシャル装置を介して車輪に連結されている。
【０００８】
また、リングギヤ５Ｒは、リングギヤ５Ｒの内周部が一対のボールベアリング８、９を介してケース４の環状支持部４ｂ、４ｃの外周部に回転自在に支持されている。この環状支持部４ｃは、中空支持部４ａの外周部からインプットシャフト１と略直交する方向に延在する軸線を有するケース４の壁部４ｄに形成されている。
【０００９】
また、トルクリミッタ付きダンパ装置２は、放射方向内端がケース４の中空支持部４ａから外方に吐出する突出部１Ａにスプライン嵌合されるとともに、放射方向外端がリミッタ部１２を介してクランク軸１０の端部に設けられたフライホイール１１に連結され、圧縮バネ１３の弾性力によってインプットシャフト１とクランク軸１０との間に生ずる変動トルクを吸収するダンパ部１４を備えている。
【００１０】
また、リミッタ部１２は、ダンパ部１４の放射方向外端に取付けられた摩擦材１５ａ、１５ｂと、フライホイール１１に固定されるとともに摩擦材１５ａ、１５ｂを挟持し、インプットシャフト１とクランク軸１０との間に生じる変動トルクが所定値を超えたときに摩擦材１５ａ、１５ｂに対して摺動することにより、ダンパ部１４に対して相対回転するリング状部材１６とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１９１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒの内周部をケース４の環状支持部４ｂ、４ｃの外周部にボールベアリング８、９を介して支持する場合には、ボールベアリング９とニードルベアリング３とがインプットシャフト１の軸線方向と直交する軸線上に配置されると、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうおそれがある。
【００１３】
すなわち、トルクリミッタ付きダンパ装置２は、リミッタ部１２のリング状部材１６に摩擦材１５ａ、１５ｂを圧入するようにダンパ部１４とリミッタ部１２とが一体化されるようになっている。
【００１４】
このため、ダンパ部１４とリミッタ部１２との組み付け精度が悪いと、ダンパ部１４がリミッタ部１２に対して正規の取付け位置からダンパ部１４の放射方向に位置ずれしてしまうことがある。このようにダンパ部１４とリミッタ部１２との位置ずれが生じると、インプットシャフト１が回転するときに、トルクリミッタ付きダンパ装置２がインプットシャフト１の軸線方向に対して直交する方向に偏心回転してしまう。
【００１５】
このため、図４の矢印Ｐ１で示すように、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重がインプットシャフト１に伝達され、この偏心荷重がニードルベアリング３から中空支持部４ａに伝達されてしまう。
【００１６】
これに加えて、遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒの内周部がケース４の環状支持部４ｃの外周部にボールベアリング９を介して支持されていることから、図４の矢印Ｐ２で示すように、リングギヤ５Ｒの反力がボールベアリング９を介して環状支持部４ｃに伝達されてしまう。
【００１７】
したがって、ボールベアリング９とニードルベアリング３とがインプットシャフト１の軸線方向と直交する軸線上に配置されると、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重とリングギヤ５Ｒのギヤ反力との合力が中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃに加わってしまい、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうおそれがある。
【００１８】
これに加えて、ニードルベアリング３の回転中心軸の軸線方向中央部がケース４の壁部４ｄからインプットシャフト１の軸線方向に距離Ａだけオフセットされているため、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重がインプットシャフト１に伝達されたときに、ニードルベアリング３の回転中心軸の軸線方向中央部を支点にした回転モーメントＭが中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃに加わってしまい、結果的に上記合力と相俟って中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの変形を促進させてしまうおそれがある。
【００１９】
そして、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうと、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの変形に伴って遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒ、ピニオンギヤ５Ｐおよびサンギヤ５Ｓの噛み合いが悪化してしまい、動力伝達装置のＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能に加えて耐久性が悪化してしまうそれがある。
【００２０】
このような点を改善するために、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの肉厚を増大して中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの強度を高めることが考えられるが、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃを肉厚にすると、ケース４の全体の重量が増大してしまい、その分だけ動力伝達装置の製造コストが増大してしまう。
【００２１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る動力伝達装置は、上記目的を達成するため、（１）動力伝達装置のケースの中空支持部に第１の軸受を介して回転自在に支持された入力軸と、前記中空支持部から外方に突出する前記入力軸の突出部に取付けられ、前記入力軸と内燃機関の出力軸との間に生ずる変動トルクを弾性力によって吸収するダンパ部、および前記出力軸と前記ダンパ部の間に介装され、前記変動トルクが所定値を超えたときに前記ダンパ部に対して相対回転するリミッタ部を有するダンパ機構と、前記入力軸を取り囲むようにして設けられ、前記出力軸から前記入力軸に伝達された動力を前記動力伝達装置の所定の構成要素に伝達するリングギヤを有する遊星歯車機構とを備え、前記ケースが、前記中空支持部の外周部から前記入力軸と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部を有し、前記リングギヤの内周部が前記壁部に設けられた環状支持部に第２の軸受を介して回転自在に支持された動力伝達装置であって、前記第１の軸受と前記第２の軸受との回転中心軸を前記入力軸の軸線方向に離隔させるとともに、前記第１の軸受の回転中心軸の軸線方向中央部を前記壁部の軸線上に位置させるようにしたものから構成されている。
【００２３】
この動力伝達装置は、入力軸をケースの中空支持部に支持する第１の軸受と、中空支持部の外周部に形成されたケースの環状支持部にリングギヤの内周部を支持する第２の軸受との回転中心軸を入力軸の軸線方向に離隔させたので、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、第１の軸受を介して中空支持部が受ける偏心荷重と第２の軸受を介して環状支持部が受けるリングギヤの反力を入力軸の軸線方向に分散することができ、中空支持部および環状支持部の変形を抑制することができる。
【００２４】
また、第１の軸受を回転中心軸の軸線方向中央部をケースの壁部の軸線上に位置させて第１の軸受の軸線方向中央部とケースの壁部とを軸方向に偏心させないようにしたので、ダンパ機構の偏心荷重によって中空支持部および環状支持部に回転モーメントが加わるのを抑制することができ、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制することができる。
【００２５】
このように中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制することができるので、遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができ、動力伝達装置のＮＶ性能および耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００２６】
また、中空支持部が変形するのを抑制することができるため、入力軸を安定して中空支持部に支持することができるとともに、中空支持部および環状支持部の強度を高めるのを不要にして動力伝達装置の軽量化を図ることができ、動力伝達装置の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００２７】
上記（１）に記載の動力伝達装置において、（２）前記環状支持部が、前記第１の軸受に対して前記入力軸の軸線方向に離隔するように前記壁部から前記入力軸の軸線方向に沿って突出するものから構成されている。
【００２８】
この動力伝達装置は、環状支持部が、第１の軸受と入力軸の軸線方向に離隔するように壁部から入力軸の軸線方向に沿って突出するので、第１の軸受を壁部の軸線上に位置させつつ第２の軸受を第１の軸受に対して入力軸の軸線方向に離隔させることができる。
【００２９】
上記（１）または（２）に記載の動力伝達装置において、（３）前記入力軸と同軸の第１の回転軸を有する第１の電動機と、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を有する第２の電動機とを有し、前記遊星歯車機構が、前記第１の回転軸に取付けられたサンギヤと、前記入力軸に連結されたキャリアと、動力伝達部を介して車軸と前記第２の電動機とに連結される前記リングギヤとを有し、前記リングギヤがカウンタドライブギヤと一体的に設けられ、前記カウンタドライブギヤが前記動力伝達部を介して前記第２の回転軸および前記車軸に連結されるものから構成されている。
【００３０】
この動力伝達装置の遊星歯車機構は、サンギヤが第１の電動機の第１の回転軸に取付けられ、キャリアが入力軸に連結され、リングギヤがカウンタドライブギヤおよび動力伝達部を介して車軸と第２の電動機とに連結されるが、遊星歯車機構の噛み合いが悪化することが抑制されるので、遊星歯車機構を介して内燃機関、第１の電動機、第２の電動機および車軸との間で動力を円滑に伝達することができる。
【００３１】
また、リングギヤとカウンタドライブギヤとを一体的に設けたので、動力伝達装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができる動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、ハイブリッド車両のトランスアクスルを中心とした動力系統の主なシステム構成図である。
【図２】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、動力分配装置の断面図である。
【図３】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、中空支持部および環状支持部に加わるリミッタ付きのダンパ装置の偏心荷重を示す図である。
【図４】リングギヤとカウンタドライブギヤとが一体的に設けられた動力分配装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る動力伝達装置の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、動力伝達装置としてのトランスアクスルは、内燃機関であるエンジン２１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する第１の電動機としてのモータジェネレータＭＧ１と、エンジン２１の補助動力源として機能する第２の電動機としてのモータジェネレータＭＧ２と、エンジン２１の出力をモータジェネレータＭＧ１と駆動輪４５とのそれぞれ２系統に分配する動力分配装置（動力伝達機構）２２とを含んで構成されている。
【００３５】
図１、図２に示すように、動力分配装置２２は、遊星歯車機構から構成されており、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ２３Ｓと、サンギヤ２３Ｓに外接しながらサンギヤ２３Ｓの周囲を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ２３Ｐと、ピニオンギヤ２３Ｐと噛合するように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ２３Ｒと、ピニオンギヤ２３Ｐをピニオンシャフト２３ＰＳを介して回転自在に支持するとともにピニオンギヤ２３Ｐの公転を通じて自転するキャリア２３Ｃとを備えている。
【００３６】
キャリア２３Ｃには、エンジン２１の逆回転を阻止するワンウェイクラッチ２４が接続されており、ワンウェイクラッチ２４は、トランスアクスルのケース２５（本発明のケースに相当）に取付けられている。
【００３７】
エンジン２１を回転駆動することによって発生した回転トルクは、エンジン２１の出力軸としてのクランク軸２６およびコイルスプリング式のトルクリミッタ付きダンパ装置２７を介して入力軸としてのインプットシャフト２８に伝達されるようになっており、インプットシャフト２８の軸線上にはオイルポンプ２９が配設されている。
【００３８】
このオイルポンプ２９は、例えば、インプットシャフト２８の回転トルクの供給を受けて作動するようになっており、オイルポンプ２９としては、トロコイド式ポンプ、ギヤ式ポンプ等を用いることができる。
【００３９】
オイルパン３０にはオイルが充填されており、オイルポンプ２９によって吸引された潤滑油は動力分配装置２２等の各部の動力系統に搬送されて、各歯車要素および各軸の回転部分および摺動部分を循環し、各部を冷却するとともに、摩擦抵抗を低減し、腐食防止、気密保持の役割を果たすようになっている。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ１は、インプットシャフト２８の周囲にインプットシャフト２８と同軸上に回転自在に配置された第１の回転軸としてのモータ軸３１と、このモータ軸３１に取付けられた永久磁石から成るロータ３２Ｒと、３相巻線が巻回されたステータ３２Ｓとを備えた交流同期発電機から構成されており、図示しないバッテリの充電やモータ駆動用の電力を供給するようになっている。
【００４１】
また、モータジェネレータＭＧ２は、インプットシャフト２８と平行に回転自在に設置された第２の回転軸としてのモータ軸３３と、モータ軸３３に取付けられた永久磁石から成るロータ３４Ｒと、３相巻線が巻回されたステータ３４Ｓとを備えた交流同期発電機から構成されており、３相巻線に３相交流電流を供給することで、モータジェネレータＭＧ２内に回転磁界を発生させ、所定の回転トルクを出力する。
【００４２】
モータジェネレータＭＧ２は、エンジン２１の補助動力源として、円滑な発進、加速をアシストする他、回生ブレーキ作動時には、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリを充電するようになっている。
【００４３】
図１、図２に示すように、動力分配装置２２は、キャリア２３Ｃがエンジン２１のインプットシャフト２８に連結されており、サンギヤ２３Ｓがモータ軸３１にスプライン嵌合している。
【００４４】
また、リングギヤ２３Ｒは、カウンタドライブギヤ３５と一体的に設けられており、このカウンタドライブギヤ３５は、動力伝達部を構成するギヤ列３６を介してモータジェネレータＭＧ２および車軸としてのドライブシャフト３７に接続されている。
なお、本実施の形態では、モータジェネレータＭ２およびドライブシャフト３７がトランスアクスルの所定の構成要素を構成している。
【００４５】
なお、本実施の形態のリングギヤ２３Ｒは、内歯の形成されている部位と内歯が形成されていない部位とを含んで構成されており、内歯が形成されていない部位がリングギヤ２３Ｒの内周部を構成するものである。
【００４６】
この動力分配装置２２は、エンジン２１の出力の一部をインプットシャフト２８、キャリア２３Ｃ、ピニオンギヤ２３Ｐ、リングギヤ２３Ｒおよびカウンタドライブギヤ３５を介して駆動輪４５に伝達する他、残りの一部をインプットシャフト２８、キャリア２３Ｃ、ピニオンギヤ２３Ｐおよびサンギヤ２３Ｓを介してモータジェネレータＭＧ１のロータ３２Ｒに伝達して発電に利用するようにしている。
【００４７】
本実施の形態のトランスアクスルは、ギヤトレーンが４軸構成となっており、主軸上にはインプットシャフト２８を中心としてモータジェネレータＭＧ１、動力分配装置２２およびカウンタドライブギヤ３５が配置されている。
【００４８】
また、第２軸上にはカウンタドライブギヤ３５の回転トルクが伝達されるカウンタドリブンギヤ３８と、カウンタドリブンギヤ３８と一体的に設けられるとともに、カウンタドライブシャフト３９の一端部に取付けられたカウンタドリブンギヤ４０と、カウンタドライブシャフト３９の他端部に設けられたデフドライブピニオン４１とがカウンタドライブシャフト３９を中心に配置されている。
なお、カウンタドリブンギヤ３８、カウンタドリブンギヤ４０およびデフドライブピニオン４１がギヤ列３６を構成している。
【００４９】
第３軸上にはモータジェネレータＭＧ２のモータ軸３３と、モータ軸３３の端部に設けられ、ロータ３４Ｒの回転をカウンタドリブンギヤ４０に伝達するカウンタドリブンギヤ４２とが配置されている。
【００５０】
第４軸上にはデフドライブピニオン４１から動力が伝達されるデフリングギヤ４３と、駆動輪４５の内輪および外輪の回転差を吸収するように回転トルクを分配するディファレンシャル装置４４と、ディファレンシャル装置４４の差動出力を駆動輪４５に伝達するドライブシャフト３７とが配置されている。
【００５１】
図２に示すように、モータジェネレータＭＧ１のモータ軸３１は、トランスアクスルのケース２５にボールベアリング５１を介して回転自在に取付けられており、動力分配装置２２のリングギヤ２３Ｒは、その内周部がケース２５の環状支持部２５ａ、２５ｂにボールベアリング５２、５３を介して回転自在に支持されている。なお、ボールベアリング５３は、第２の軸受を構成している。
【００５２】
モータ軸３１は、中空状に形成されており、モータ軸３１の端部にはインプットシャフト２８の端部がスプライン嵌合されている。また、インプットシャフト２８の端部にはオイルポンプ駆動軸５４の一端部が取付けられており、このオイルポンプ駆動軸５４の他端部は、オイルポンプ２９に連結されている。すなわち、オイルポンプ駆動軸５４は、インプットシャフト２８の動力をオイルポンプ２９に伝達することにより、オイルポンプ２９を駆動してオイルを吐出させる機能を有する。
【００５３】
オイルポンプ駆動軸５４の内部にはオイルポンプ駆動軸５４の軸線方向に沿って延在する連通孔５４ａが形成されており、オイルポンプ２９から吐出されるオイルは、連通孔５４ａを通してオイルポンプ駆動軸５４の他端部から一端部に供給されるようになっている。
【００５４】
また、インプットシャフト２８の内部にはインプットシャフト２８の軸線方向に沿って延在する連通孔２８ａが形成されており、この連通孔２８ａは、オイルポンプ駆動軸５４の連通孔５４ａに連通している。また、連通孔２８ａには放射孔２８ｂが形成されており、この放射孔２８ｂは、連通孔２８ａからインプットシャフト２８の放射方向に延在している。
【００５５】
オイルポンプ２９からオイルポンプ駆動軸５４の連通孔５４ａおよびインプットシャフト２８の連通孔２８ａに供給されるオイルは、インプットシャフト２８の回転による遠心力によって放射孔２８ｂから動力分配装置２２に供給され、動力分配装置２２が潤滑される。
【００５６】
一方、インプットシャフト２８は、第１の軸受としてのニードルベアリング５５を介してケース２５の中空支持部２５ｃに回転自在に連結されているとともに、ニードルベアリング５６を介してモータ軸３１に回転自在に支持されている。
【００５７】
ケース２５は、中空支持部２５ｃの外周部からインプットシャフト２８と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部２５ｄを備えており、環状支持部２５ｂは、ニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔するように壁部２５ｄからインプットシャフト２８の軸線方向に沿って突出している。
【００５８】
このため、ボールベアリング５３とニードルベアリング５５との回転中心軸は、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔されて設置される。また、ニードルベアリング５５の回転中心軸の軸線方向中央部は、壁部２５ｄの軸線上に位置している。この結果、ボールベアリング５３とニードルベアリング５５とは、リングギヤ２３Ｒおよびインプットシャフト２８の間に位置して設置される。
【００５９】
図２に示すように、ダンパ機構を構成するトルクリミッタ付きダンパ装置２７は、ダンパ部６１およびリミッタ部６２を備えている。
ダンパ部６１は、エンジン２１のクランク軸２６に固定されるフライホイール４６の駆動トルクの変動を緩衝して吸収する機構である。リミッタ部６２は、ダンパ部６１とフライホイール４６との間の変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると、クランク軸２６からインプットシャフト２８への動力伝達を制限する機構である。
【００６０】
ダンパ部６１は、ハブ６３と、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂと、ダンパ部材６５と、ディスク６６と、摩擦材６７と、リベット６８とを含んで構成されている。
【００６１】
ハブ６３は、放射方向に延在するフランジ部６３Ａおよび内スプラインを備えており、中空支持部２５ｃから外方に突出するインプットシャフト２８の突出部２８Ａの外周面に形成された外スプラインに連結されている。また、フランジ部６３Ａには、径方向外側に切欠いてなる切欠き部が複数設けられており、この切欠き部にはスプリングシートにより支持されるダンパ部材６５が配置される。
【００６２】
サイドプレート６４Ａ、６４Ｂは、それぞれ外周側に貫通孔が設けられ、リベット６８によってディスク６６を支持するとともに、ハブ６３と同軸かつ相対回転可能に配設されている。また、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂには、ダンパ部材６５を収容するための複数個の窓穴が設けられている。
【００６３】
ダンパ部材６５は、コイルスプリングから構成されており、ハブ６３とサイドプレート６４Ａ、６４Ｂの対向する位置にそれぞれ形成される切欠き部および窓穴内に収容される。ディスク６６は、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂの外周側に配置される略環状のディスクであり、ディスク６６は、両外側からサイドプレート６４Ａ、６４Ｂにより挟持され、ディスク６６の軸線方向両側には、略環状の摩擦材６７が固着されている。
【００６４】
リミッタ部６２は、略円状の開口部を有し、フライホイール４６にボルト７０によって固定されるプレート６９Ａ、６９Ｂと、プレート６９Ａと共に摩擦材６７を挟持する摩擦プレート７１と、摩擦プレート７１とプレート６９Ｂとの間に介装され、摩擦プレート７１をプレート６９Ａ側に付勢することにより、摩擦材６７をプレート６９Ａおよび摩擦プレート７１に挟持させる皿ばね７２とを含んで構成されている。
【００６５】
この皿ばね７２の付勢力によってリミットトルク値が決定され、フライホイール４６とダンパ部６１がリミッタ部６２を介して摩擦係合状態になり、ダンパ部６１とフライホイール４６との間の変動トルクがリミットトルク値を超えたときに、プレート６９Ａおよび摩擦プレート７１に対して摩擦材６７が滑ることにより、クランク軸２６からインプットシャフト２８への動力伝達を制限することができる。
【００６６】
次に、作用を説明する。
エンジン２１を回転駆動することによって発生した回転トルクは、エンジン２１のクランク軸２６およびトルクリミッタ付きダンパ装置２７を介してインプットシャフト２８に伝達され、回転トルクが動力分配装置２２によってモータジェネレータＭ１と駆動輪４５とに分配される。
【００６７】
ここで、トルクリミッタ付きダンパ装置２７をインプットシャフト２８とフライホイール４６との間に組み付ける場合には、摩擦材６７が摩擦プレート７１および皿ばね７２と共にプレート６９Ａ、６９Ｂの間に挟持されるようにしてダンパ部６１とリミッタ部６２とが組み付けられる。
【００６８】
このため、ダンパ部６１とリミッタ部６２との組み付け精度が悪いと、ダンパ部６１がリミッタ部６２に対して正規の取付け位置からダンパ部６１の放射方向に位置ずれしてしまい、インプットシャフト２８が回転するときに、トルクリミッタ付きダンパ装置２７がインプットシャフト２８の軸線方向に対して直交する方向に偏心回転してしまう。
【００６９】
このとき、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重がインプットシャフト２８に伝達され、この偏心荷重がニードルベアリング５５から中空支持部２５ｃに伝達されてしまうとともに、リングギヤ２３Ｒの反力がボールベアリング５３を介して環状支持部２５ｂに伝達されてしまう。
【００７０】
これに対して、本実施の形態では、インプットシャフト２８をケース２５の中空支持部２５ｃに支持するニードルベアリング５５と、中空支持部２５ｃの外周部に形成されたケース２５の環状支持部２５ｂにリングギヤ２３Ｒの内周部を支持するボールベアリング５３との回転中心を、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔させた。
このため、図３において、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重が、例えば、時計回転方向にインプットシャフト２８に加わった場合に、ニードルベアリング５５を介して中空支持部２５ｃが受ける偏心荷重（矢印Ｐ３で示す）とボールベアリング５３を介して環状支持部２５ｂが受けるリングギヤ２３Ｒの反力（矢印Ｐ４で示す）をインプットシャフト２８の軸線方向に分散することができ、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂの変形を抑制することができる。
【００７１】
また、ニードルベアリング５５を回転中心軸の軸線方向中央部をケース２５の壁部２５ｄの軸線上に位置させることにより、ニードルベアリング５５の軸線方向中央部とケース２５の壁部２５ｄとを軸方向に偏心させないようにすることができる。
このため、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重によって中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂに従来のような回転モーメントＭ１（仮想線で示す）が加わるのを抑制することができ、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂが変形するのを抑制することができる。
【００７２】
このように、本実施の形態では、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂが変形するのを抑制することができるため、動力分配装置２２を構成する遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができ、トランスアクスルのＮＶ性能および耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００７３】
また、中空支持部２５ｃが変形するのを抑制することができるため、インプットシャフト２８を安定して中空支持部２５ｃに支持することができるとともに、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂの強度を高めるのを不要にしてトランスアクスルの軽量化を図ることができ、トランスアクスルの製造コストが増大するのを防止することができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、環状支持部２５ｂを、ニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔するように壁部２５ｄからインプットシャフト２８の軸線方向に沿って突出させたので、ニードルベアリング５５を壁部２５ｄの軸線上に位置させつつ、ボールベアリング５３をニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、エンジン２１のクランク軸２６に連結されるインプットシャフト２８と同軸のモータ軸３１を有するモータジェネレータＭ１と、モータ軸３１と平行に設けられたモータ軸３３を有するモータジェネレータＭ２とを有し、動力分配装置２２を構成する遊星歯車機構が、モータジェネレータＭ１に回転自在に取付けられたサンギヤ２３Ｓと、インプットシャフト２８に連結されたキャリア２３Ｃと、ギヤ列３６を介してドライブシャフト３７とモータジェネレータＭ２とに連結されるリングギヤ２３Ｒとを有し、リングギヤ２３Ｒがカウンタドライブギヤ３５と一体的に設けられ、カウンタドライブギヤ３５がギヤ列３６を介してモータジェネレータＭ２のモータ軸３３およびドライブシャフト３７に連結されるように構成される。
【００７６】
そして、本実施の形態では、遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができるため、動力分配装置２２を介してエンジン２１、モータジェネレータＭ１、モータジェネレータＭ２およびドライブシャフト３７との間で動力を円滑に伝達することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、リングギヤ２３Ｒとカウンタドライブギヤ３５とを一体的に設けたので、トランスアクスルを小型化することができる。
【００７８】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７９】
以上のように、本発明に係る動力伝達装置は、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができるという効果を有し、遊星歯車機構のリングギヤと、内燃機関からトルクリミッタ付きのダンパ装置を介して動力が伝達される入力軸とが同一のケースに軸受を介して支持される動力伝達装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８０】
２１ エンジン（内燃機関）
２２ 動力分配装置（動力伝達機構）
２３Ｃ キャリア
２３Ｒ リングギヤ
２３Ｓ サンギヤ
２５ ケース
２５ｂ 環状支持部
２５ｃ 中空支持部
２５ｄ 壁部
２７ トルクリミッタ付きダンパ装置（ダンパ機構）
２８ インプットシャフト（入力軸）
２８Ａ 突出部
３１ モータ軸（第１の回転軸）
３３ モータ軸（第２の回転軸）
３７ ドライブシャフト（駆動軸、所定の構成要素）
５３ ボールベアリング（第２の軸受）
５５ ニードルベアリング（第１の軸受）
６１ ダンパ部
６２ リミッタ部
ＭＧ１ モータジェネレータ（第１の電動機）
ＭＧ２ モータジェネレータ（第２の電動機、所定の構成要素）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、遊星歯車機構のリングギヤと、内燃機関からトルクリミッタ付きのダンパ装置を介して動力が伝達される入力軸とが同一のケースに軸受を介して支持される動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の動力伝達装置として、電動機を駆動源に用いるものに、電気自動車用の動力伝達装置や内燃機関と電動機を併用したハイブリッド式の動力伝達装置がある。ハイブリッド式の動力伝達装置としては、原動機としての内燃機関と、この内燃機関により駆動される発電機と、ディファレンシャル装置を介して車輪に駆動連結されたギヤ列とを遊星歯車機構を介して連結することで、内燃機関、発電機および車輪の３者間で相互に動力伝達を可能とし、内燃機関による発電機の駆動、発電機をモータとする駆動力のアシストや内燃機関の始動、車輪からディファレンシャル装置を介して遊星歯車機構に戻る慣性駆動力による発電機の回生等を走行状態に応じて自由に行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動力伝達装置は、内燃機関の出力軸に連結される入力軸と、電動機の出力軸である電動機軸と、カウンタ出力軸と、入力軸と電動機軸とカウンタドライブギヤを有するカウンタ出力軸とを相互に動力伝達可能に駆動連結する遊星歯車機構と備え、入力軸がカウンタ出力軸の内周に同軸関係に配置されており、入力軸とカウンタ出力軸が遊星歯車機構の一方側で、電動機軸が連結された要素とは異なる他の２要素にそれぞれ連結され、カウンタ出力軸が、その両端部の外周を動力伝達装置のケースに支持され、入力軸が、その外周をカウンタ出力軸の内周に支持されて、カウンタ出力軸を介して動力伝達装置のケースに支持するようにしている。
【０００４】
ところで、このような構成を有する動力伝達装置は、カウンタドライブギヤを有するカウンタ出力軸と遊星歯車機構とが入力軸の軸線方向に離隔して配設された別部材から構成されているため、入力軸の軸線方向に動力伝達装置が長くなってしまう。
【０００５】
これに対して、遊星歯車機構のリングギヤとカウンタドライブギヤを一体化することにより、動力伝達装置の長さを短くして動力伝達装置の小型化を図るようにすることが考えられる。
【０００６】
図４は、遊星歯車機構のリングギヤとカウンタドライブギヤを一体化した動力伝達装置の構成を示す図である。
図４において、インプットシャフト１には内燃機関のクランク軸１０からトルクリミッタ付きダンパ装置２を介して動力が伝達されるようになっており、このインプットシャフト１は、ニードルベアリング３を介してケース４の中空支持部４ａに回転自在に支持されている。
【０００７】
インプットシャフト１には遊星歯車機構５のキャリア５Ｃが連結されている。また、遊星歯車機構５のサンギヤ５Ｓは、インプットシャフト１と同軸上に設けられた図示しない発電機のモータ軸６に連結されており、このサンギヤ５Ｓは、キャリア５Ｃに回転自在に設けられたピニオンギヤ５Ｐを介してリングギヤ５Ｒに連結されている。このリングギヤ５Ｒは、カウンタドライブギヤ７と一体的に設けられており、このカウンタドライブギヤ７は、ギヤ列を介して電動機のモータ軸に連結されるとともに、ディファレンシャル装置を介して車輪に連結されている。
【０００８】
また、リングギヤ５Ｒは、リングギヤ５Ｒの内周部が一対のボールベアリング８、９を介してケース４の環状支持部４ｂ、４ｃの外周部に回転自在に支持されている。この環状支持部４ｃは、中空支持部４ａの外周部からインプットシャフト１と略直交する方向に延在する軸線を有するケース４の壁部４ｄに形成されている。
【０００９】
また、トルクリミッタ付きダンパ装置２は、放射方向内端がケース４の中空支持部４ａから外方に吐出する突出部１Ａにスプライン嵌合されるとともに、放射方向外端がリミッタ部１２を介してクランク軸１０の端部に設けられたフライホイール１１に連結され、圧縮バネ１３の弾性力によってインプットシャフト１とクランク軸１０との間に生ずる変動トルクを吸収するダンパ部１４を備えている。
【００１０】
また、リミッタ部１２は、ダンパ部１４の放射方向外端に取付けられた摩擦材１５ａ、１５ｂと、フライホイール１１に固定されるとともに摩擦材１５ａ、１５ｂを挟持し、インプットシャフト１とクランク軸１０との間に生じる変動トルクが所定値を超えたときに摩擦材１５ａ、１５ｂに対して摺動することにより、ダンパ部１４に対して相対回転するリング状部材１６とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１９１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒの内周部をケース４の環状支持部４ｂ、４ｃの外周部にボールベアリング８、９を介して支持する場合には、ボールベアリング９とニードルベアリング３とがインプットシャフト１の軸線方向と直交する軸線上に配置されると、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうおそれがある。
【００１３】
すなわち、トルクリミッタ付きダンパ装置２は、リミッタ部１２のリング状部材１６に摩擦材１５ａ、１５ｂを圧入するようにダンパ部１４とリミッタ部１２とが一体化されるようになっている。
【００１４】
このため、ダンパ部１４とリミッタ部１２との組み付け精度が悪いと、ダンパ部１４がリミッタ部１２に対して正規の取付け位置からダンパ部１４の放射方向に位置ずれしてしまうことがある。このようにダンパ部１４とリミッタ部１２との位置ずれが生じると、インプットシャフト１が回転するときに、トルクリミッタ付きダンパ装置２がインプットシャフト１の軸線方向に対して直交する方向に偏心回転してしまう。
【００１５】
このため、図４の矢印Ｐ１で示すように、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重がインプットシャフト１に伝達され、この偏心荷重がニードルベアリング３から中空支持部４ａに伝達されてしまう。
【００１６】
これに加えて、遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒの内周部がケース４の環状支持部４ｃの外周部にボールベアリング９を介して支持されていることから、図４の矢印Ｐ２で示すように、リングギヤ５Ｒの反力がボールベアリング９を介して環状支持部４ｃに伝達されてしまう。
【００１７】
したがって、ボールベアリング９とニードルベアリング３とがインプットシャフト１の軸線方向と直交する軸線上に配置されると、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重とリングギヤ５Ｒのギヤ反力との合力が中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃに加わってしまい、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうおそれがある。
【００１８】
これに加えて、ニードルベアリング３の回転中心軸の軸線方向中央部がケース４の壁部４ｄからインプットシャフト１の軸線方向に距離Ａだけオフセットされているため、トルクリミッタ付きダンパ装置２の偏心荷重がインプットシャフト１に伝達されたときに、ニードルベアリング３の回転中心軸の軸線方向中央部を支点にした回転モーメントＭが中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃに加わってしまい、結果的に上記合力と相俟って中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの変形を促進させてしまうおそれがある。
【００１９】
そして、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃが変形してしまうと、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの変形に伴って遊星歯車機構５のリングギヤ５Ｒ、ピニオンギヤ５Ｐおよびサンギヤ５Ｓの噛み合いが悪化してしまい、動力伝達装置のＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能に加えて耐久性が悪化してしまうそれがある。
【００２０】
このような点を改善するために、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの肉厚を増大して中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃの強度を高めることが考えられるが、中空支持部４ａおよび環状支持部４ｃを肉厚にすると、ケース４の全体の重量が増大してしまい、その分だけ動力伝達装置の製造コストが増大してしまう。
【００２１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る動力伝達装置は、上記目的を達成するため、（１）動力伝達装置のケースの中空支持部に第１の軸受を介して回転自在に支持された入力軸と、前記中空支持部から外方に突出する前記入力軸の突出部に取付けられ、前記入力軸と内燃機関の出力軸との間に生ずる変動トルクを弾性力によって吸収するダンパ部、および前記出力軸と前記ダンパ部の間に介装され、前記変動トルクが所定値を超えたときに前記ダンパ部に対して相対回転するリミッタ部を有するダンパ機構と、前記入力軸を取り囲むようにして設けられ、前記出力軸から前記入力軸に伝達された動力を前記動力伝達装置の所定の構成要素に伝達するリングギヤを有する遊星歯車機構とを備え、前記ケースが、前記中空支持部の外周部から前記入力軸と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部を有し、前記リングギヤの内周部が前記壁部に設けられた環状支持部に第２の軸受を介して回転自在に支持された動力伝達装置であって、前記第１の軸受と前記第２の軸受との回転中心軸を前記入力軸の軸線方向に離隔させるとともに、前記第１の軸受の回転中心軸の軸線方向中央部を前記壁部の軸線上に位置させるようにしたものから構成されている。
【００２３】
この動力伝達装置は、入力軸をケースの中空支持部に支持する第１の軸受と、中空支持部の外周部に形成されたケースの環状支持部にリングギヤの内周部を支持する第２の軸受との回転中心軸を入力軸の軸線方向に離隔させたので、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、第１の軸受を介して中空支持部が受ける偏心荷重と第２の軸受を介して環状支持部が受けるリングギヤの反力を入力軸の軸線方向に分散することができ、中空支持部および環状支持部の変形を抑制することができる。
【００２４】
また、第１の軸受を回転中心軸の軸線方向中央部をケースの壁部の軸線上に位置させて第１の軸受の軸線方向中央部とケースの壁部とを軸方向に偏心させないようにしたので、ダンパ機構の偏心荷重によって中空支持部および環状支持部に回転モーメントが加わるのを抑制することができ、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制することができる。
【００２５】
このように中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制することができるので、遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができ、動力伝達装置のＮＶ性能および耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００２６】
また、中空支持部が変形するのを抑制することができるため、入力軸を安定して中空支持部に支持することができるとともに、中空支持部および環状支持部の強度を高めるのを不要にして動力伝達装置の軽量化を図ることができ、動力伝達装置の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００２７】
上記（１）に記載の動力伝達装置において、（２）前記環状支持部が、前記第１の軸受に対して前記入力軸の軸線方向に離隔するように前記壁部から前記入力軸の軸線方向に沿って突出するものから構成されている。
【００２８】
この動力伝達装置は、環状支持部が、第１の軸受と入力軸の軸線方向に離隔するように壁部から入力軸の軸線方向に沿って突出するので、第１の軸受を壁部の軸線上に位置させつつ第２の軸受を第１の軸受に対して入力軸の軸線方向に離隔させることができる。
【００２９】
上記（１）または（２）に記載の動力伝達装置において、（３）前記入力軸と同軸の第１の回転軸を有する第１の電動機と、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を有する第２の電動機とを有し、前記遊星歯車機構が、前記第１の回転軸に取付けられたサンギヤと、前記入力軸に連結されたキャリアと、動力伝達部を介して車軸と前記第２の電動機とに連結される前記リングギヤとを有し、前記リングギヤがカウンタドライブギヤと一体的に設けられ、前記カウンタドライブギヤが前記動力伝達部を介して前記第２の回転軸および前記車軸に連結されるものから構成されている。
【００３０】
この動力伝達装置の遊星歯車機構は、サンギヤが第１の電動機の第１の回転軸に取付けられ、キャリアが入力軸に連結され、リングギヤがカウンタドライブギヤおよび動力伝達部を介して車軸と第２の電動機とに連結されるが、遊星歯車機構の噛み合いが悪化することが抑制されるので、遊星歯車機構を介して内燃機関、第１の電動機、第２の電動機および車軸との間で動力を円滑に伝達することができる。
【００３１】
また、リングギヤとカウンタドライブギヤとを一体的に設けたので、動力伝達装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができる動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、ハイブリッド車両のトランスアクスルを中心とした動力系統の主なシステム構成図である。
【図２】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、動力分配装置の断面図である。
【図３】本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図であり、中空支持部および環状支持部に加わるリミッタ付きのダンパ装置の偏心荷重を示す図である。
【図４】リングギヤとカウンタドライブギヤとが一体的に設けられた動力分配装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る動力伝達装置の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、動力伝達装置としてのトランスアクスルは、内燃機関であるエンジン２１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する第１の電動機としてのモータジェネレータＭＧ１と、エンジン２１の補助動力源として機能する第２の電動機としてのモータジェネレータＭＧ２と、エンジン２１の出力をモータジェネレータＭＧ１と駆動輪４５とのそれぞれ２系統に分配する動力分配装置（動力伝達機構）２２とを含んで構成されている。
【００３５】
図１、図２に示すように、動力分配装置２２は、遊星歯車機構から構成されており、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ２３Ｓと、サンギヤ２３Ｓに外接しながらサンギヤ２３Ｓの周囲を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ２３Ｐと、ピニオンギヤ２３Ｐと噛合するように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ２３Ｒと、ピニオンギヤ２３Ｐをピニオンシャフト２３ＰＳを介して回転自在に支持するとともにピニオンギヤ２３Ｐの公転を通じて自転するキャリア２３Ｃとを備えている。
【００３６】
キャリア２３Ｃには、エンジン２１の逆回転を阻止するワンウェイクラッチ２４が接続されており、ワンウェイクラッチ２４は、トランスアクスルのケース２５（本発明のケースに相当）に取付けられている。
【００３７】
エンジン２１を回転駆動することによって発生した回転トルクは、エンジン２１の出力軸としてのクランク軸２６およびコイルスプリング式のトルクリミッタ付きダンパ装置２７を介して入力軸としてのインプットシャフト２８に伝達されるようになっており、インプットシャフト２８の軸線上にはオイルポンプ２９が配設されている。
【００３８】
このオイルポンプ２９は、例えば、インプットシャフト２８の回転トルクの供給を受けて作動するようになっており、オイルポンプ２９としては、トロコイド式ポンプ、ギヤ式ポンプ等を用いることができる。
【００３９】
オイルパン３０にはオイルが充填されており、オイルポンプ２９によって吸引された潤滑油は動力分配装置２２等の各部の動力系統に搬送されて、各歯車要素および各軸の回転部分および摺動部分を循環し、各部を冷却するとともに、摩擦抵抗を低減し、腐食防止、気密保持の役割を果たすようになっている。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ１は、インプットシャフト２８の周囲にインプットシャフト２８と同軸上に回転自在に配置された第１の回転軸としてのモータ軸３１と、このモータ軸３１に取付けられた永久磁石から成るロータ３２Ｒと、３相巻線が巻回されたステータ３２Ｓとを備えた交流同期発電機から構成されており、図示しないバッテリの充電やモータ駆動用の電力を供給するようになっている。
【００４１】
また、モータジェネレータＭＧ２は、インプットシャフト２８と平行に回転自在に設置された第２の回転軸としてのモータ軸３３と、モータ軸３３に取付けられた永久磁石から成るロータ３４Ｒと、３相巻線が巻回されたステータ３４Ｓとを備えた交流同期発電機から構成されており、３相巻線に３相交流電流を供給することで、モータジェネレータＭＧ２内に回転磁界を発生させ、所定の回転トルクを出力する。
【００４２】
モータジェネレータＭＧ２は、エンジン２１の補助動力源として、円滑な発進、加速をアシストする他、回生ブレーキ作動時には、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリを充電するようになっている。
【００４３】
図１、図２に示すように、動力分配装置２２は、キャリア２３Ｃがエンジン２１のインプットシャフト２８に連結されており、サンギヤ２３Ｓがモータ軸３１にスプライン嵌合している。
【００４４】
また、リングギヤ２３Ｒは、カウンタドライブギヤ３５と一体的に設けられており、このカウンタドライブギヤ３５は、動力伝達部を構成するギヤ列３６を介してモータジェネレータＭＧ２および車軸としてのドライブシャフト３７に接続されている。
なお、本実施の形態では、モータジェネレータＭ２およびドライブシャフト３７がトランスアクスルの所定の構成要素を構成している。
【００４５】
なお、本実施の形態のリングギヤ２３Ｒは、内歯の形成されている部位と内歯が形成されていない部位とを含んで構成されており、内歯が形成されていない部位がリングギヤ２３Ｒの内周部を構成するものである。
【００４６】
この動力分配装置２２は、エンジン２１の出力の一部をインプットシャフト２８、キャリア２３Ｃ、ピニオンギヤ２３Ｐ、リングギヤ２３Ｒおよびカウンタドライブギヤ３５を介して駆動輪４５に伝達する他、残りの一部をインプットシャフト２８、キャリア２３Ｃ、ピニオンギヤ２３Ｐおよびサンギヤ２３Ｓを介してモータジェネレータＭＧ１のロータ３２Ｒに伝達して発電に利用するようにしている。
【００４７】
本実施の形態のトランスアクスルは、ギヤトレーンが４軸構成となっており、主軸上にはインプットシャフト２８を中心としてモータジェネレータＭＧ１、動力分配装置２２およびカウンタドライブギヤ３５が配置されている。
【００４８】
また、第２軸上にはカウンタドライブギヤ３５の回転トルクが伝達されるカウンタドリブンギヤ３８と、カウンタドリブンギヤ３８と一体的に設けられるとともに、カウンタドライブシャフト３９の一端部に取付けられたカウンタドリブンギヤ４０と、カウンタドライブシャフト３９の他端部に設けられたデフドライブピニオン４１とがカウンタドライブシャフト３９を中心に配置されている。
なお、カウンタドリブンギヤ３８、カウンタドリブンギヤ４０およびデフドライブピニオン４１がギヤ列３６を構成している。
【００４９】
第３軸上にはモータジェネレータＭＧ２のモータ軸３３と、モータ軸３３の端部に設けられ、ロータ３４Ｒの回転をカウンタドリブンギヤ４０に伝達するカウンタドリブンギヤ４２とが配置されている。
【００５０】
第４軸上にはデフドライブピニオン４１から動力が伝達されるデフリングギヤ４３と、駆動輪４５の内輪および外輪の回転差を吸収するように回転トルクを分配するディファレンシャル装置４４と、ディファレンシャル装置４４の差動出力を駆動輪４５に伝達するドライブシャフト３７とが配置されている。
【００５１】
図２に示すように、モータジェネレータＭＧ１のモータ軸３１は、トランスアクスルのケース２５にボールベアリング５１を介して回転自在に取付けられており、動力分配装置２２のリングギヤ２３Ｒは、その内周部がケース２５の環状支持部２５ａ、２５ｂにボールベアリング５２、５３を介して回転自在に支持されている。なお、ボールベアリング５３は、第２の軸受を構成している。
【００５２】
モータ軸３１は、中空状に形成されており、モータ軸３１の端部にはインプットシャフト２８の端部がスプライン嵌合されている。また、インプットシャフト２８の端部にはオイルポンプ駆動軸５４の一端部が取付けられており、このオイルポンプ駆動軸５４の他端部は、オイルポンプ２９に連結されている。すなわち、オイルポンプ駆動軸５４は、インプットシャフト２８の動力をオイルポンプ２９に伝達することにより、オイルポンプ２９を駆動してオイルを吐出させる機能を有する。
【００５３】
オイルポンプ駆動軸５４の内部にはオイルポンプ駆動軸５４の軸線方向に沿って延在する連通孔５４ａが形成されており、オイルポンプ２９から吐出されるオイルは、連通孔５４ａを通してオイルポンプ駆動軸５４の他端部から一端部に供給されるようになっている。
【００５４】
また、インプットシャフト２８の内部にはインプットシャフト２８の軸線方向に沿って延在する連通孔２８ａが形成されており、この連通孔２８ａは、オイルポンプ駆動軸５４の連通孔５４ａに連通している。また、連通孔２８ａには放射孔２８ｂが形成されており、この放射孔２８ｂは、連通孔２８ａからインプットシャフト２８の放射方向に延在している。
【００５５】
オイルポンプ２９からオイルポンプ駆動軸５４の連通孔５４ａおよびインプットシャフト２８の連通孔２８ａに供給されるオイルは、インプットシャフト２８の回転による遠心力によって放射孔２８ｂから動力分配装置２２に供給され、動力分配装置２２が潤滑される。
【００５６】
一方、インプットシャフト２８は、第１の軸受としてのニードルベアリング５５を介してケース２５の中空支持部２５ｃに回転自在に連結されているとともに、ニードルベアリング５６を介してモータ軸３１に回転自在に支持されている。
【００５７】
ケース２５は、中空支持部２５ｃの外周部からインプットシャフト２８と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部２５ｄを備えており、環状支持部２５ｂは、ニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔するように壁部２５ｄからインプットシャフト２８の軸線方向に沿って突出している。
【００５８】
このため、ボールベアリング５３とニードルベアリング５５との回転中心軸は、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔されて設置される。また、ニードルベアリング５５の回転中心軸の軸線方向中央部は、壁部２５ｄの軸線上に位置している。この結果、ボールベアリング５３とニードルベアリング５５とは、リングギヤ２３Ｒおよびインプットシャフト２８の間に位置して設置される。
【００５９】
図２に示すように、ダンパ機構を構成するトルクリミッタ付きダンパ装置２７は、ダンパ部６１およびリミッタ部６２を備えている。
ダンパ部６１は、エンジン２１のクランク軸２６に固定されるフライホイール４６の駆動トルクの変動を緩衝して吸収する機構である。リミッタ部６２は、ダンパ部６１とフライホイール４６との間の変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると、クランク軸２６からインプットシャフト２８への動力伝達を制限する機構である。
【００６０】
ダンパ部６１は、ハブ６３と、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂと、ダンパ部材６５と、ディスク６６と、摩擦材６７と、リベット６８とを含んで構成されている。
【００６１】
ハブ６３は、放射方向に延在するフランジ部６３Ａおよび内スプラインを備えており、中空支持部２５ｃから外方に突出するインプットシャフト２８の突出部２８Ａの外周面に形成された外スプラインに連結されている。また、フランジ部６３Ａには、径方向外側に切欠いてなる切欠き部が複数設けられており、この切欠き部にはスプリングシートにより支持されるダンパ部材６５が配置される。
【００６２】
サイドプレート６４Ａ、６４Ｂは、それぞれ外周側に貫通孔が設けられ、リベット６８によってディスク６６を支持するとともに、ハブ６３と同軸かつ相対回転可能に配設されている。また、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂには、ダンパ部材６５を収容するための複数個の窓穴が設けられている。
【００６３】
ダンパ部材６５は、コイルスプリングから構成されており、ハブ６３とサイドプレート６４Ａ、６４Ｂの対向する位置にそれぞれ形成される切欠き部および窓穴内に収容される。ディスク６６は、サイドプレート６４Ａ、６４Ｂの外周側に配置される略環状のディスクであり、ディスク６６は、両外側からサイドプレート６４Ａ、６４Ｂにより挟持され、ディスク６６の軸線方向両側には、略環状の摩擦材６７が固着されている。
【００６４】
リミッタ部６２は、略円状の開口部を有し、フライホイール４６にボルト７０によって固定されるプレート６９Ａ、６９Ｂと、プレート６９Ａと共に摩擦材６７を挟持する摩擦プレート７１と、摩擦プレート７１とプレート６９Ｂとの間に介装され、摩擦プレート７１をプレート６９Ａ側に付勢することにより、摩擦材６７をプレート６９Ａおよび摩擦プレート７１に挟持させる皿ばね７２とを含んで構成されている。
【００６５】
この皿ばね７２の付勢力によってリミットトルク値が決定され、フライホイール４６とダンパ部６１がリミッタ部６２を介して摩擦係合状態になり、ダンパ部６１とフライホイール４６との間の変動トルクがリミットトルク値を超えたときに、プレート６９Ａおよび摩擦プレート７１に対して摩擦材６７が滑ることにより、クランク軸２６からインプットシャフト２８への動力伝達を制限することができる。
【００６６】
次に、作用を説明する。
エンジン２１を回転駆動することによって発生した回転トルクは、エンジン２１のクランク軸２６およびトルクリミッタ付きダンパ装置２７を介してインプットシャフト２８に伝達され、回転トルクが動力分配装置２２によってモータジェネレータＭ１と駆動輪４５とに分配される。
【００６７】
ここで、トルクリミッタ付きダンパ装置２７をインプットシャフト２８とフライホイール４６との間に組み付ける場合には、摩擦材６７が摩擦プレート７１および皿ばね７２と共にプレート６９Ａ、６９Ｂの間に挟持されるようにしてダンパ部６１とリミッタ部６２とが組み付けられる。
【００６８】
このため、ダンパ部６１とリミッタ部６２との組み付け精度が悪いと、ダンパ部６１がリミッタ部６２に対して正規の取付け位置からダンパ部６１の放射方向に位置ずれしてしまい、インプットシャフト２８が回転するときに、トルクリミッタ付きダンパ装置２７がインプットシャフト２８の軸線方向に対して直交する方向に偏心回転してしまう。
【００６９】
このとき、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重がインプットシャフト２８に伝達され、この偏心荷重がニードルベアリング５５から中空支持部２５ｃに伝達されてしまうとともに、リングギヤ２３Ｒの反力がボールベアリング５３を介して環状支持部２５ｂに伝達されてしまう。
【００７０】
これに対して、本実施の形態では、インプットシャフト２８をケース２５の中空支持部２５ｃに支持するニードルベアリング５５と、中空支持部２５ｃの外周部に形成されたケース２５の環状支持部２５ｂにリングギヤ２３Ｒの内周部を支持するボールベアリング５３との回転中心を、インプットシャフト２８の軸線方向に離隔させた。
このため、図３において、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重が、例えば、時計回転方向にインプットシャフト２８に加わった場合に、ニードルベアリング５５を介して中空支持部２５ｃが受ける偏心荷重（矢印Ｐ３で示す）とボールベアリング５３を介して環状支持部２５ｂが受けるリングギヤ２３Ｒの反力（矢印Ｐ４で示す）をインプットシャフト２８の軸線方向に分散することができ、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂの変形を抑制することができる。
【００７１】
また、ニードルベアリング５５を回転中心軸の軸線方向中央部をケース２５の壁部２５ｄの軸線上に位置させることにより、ニードルベアリング５５の軸線方向中央部とケース２５の壁部２５ｄとを軸方向に偏心させないようにすることができる。
このため、トルクリミッタ付きダンパ装置２７の偏心荷重によって中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂに従来のような回転モーメントＭ１（仮想線で示す）が加わるのを抑制することができ、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂが変形するのを抑制することができる。
【００７２】
このように、本実施の形態では、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂが変形するのを抑制することができるため、動力分配装置２２を構成する遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができ、トランスアクスルのＮＶ性能および耐久性が悪化するのを防止することができる。
【００７３】
また、中空支持部２５ｃが変形するのを抑制することができるため、インプットシャフト２８を安定して中空支持部２５ｃに支持することができるとともに、中空支持部２５ｃおよび環状支持部２５ｂの強度を高めるのを不要にしてトランスアクスルの軽量化を図ることができ、トランスアクスルの製造コストが増大するのを防止することができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、環状支持部２５ｂを、ニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔するように壁部２５ｄからインプットシャフト２８の軸線方向に沿って突出させたので、ニードルベアリング５５を壁部２５ｄの軸線上に位置させつつ、ボールベアリング５３をニードルベアリング５５に対してインプットシャフト２８の軸線方向に離隔させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、エンジン２１のクランク軸２６に連結されるインプットシャフト２８と同軸のモータ軸３１を有するモータジェネレータＭ１と、モータ軸３１と平行に設けられたモータ軸３３を有するモータジェネレータＭ２とを有し、動力分配装置２２を構成する遊星歯車機構が、モータジェネレータＭ１に回転自在に取付けられたサンギヤ２３Ｓと、インプットシャフト２８に連結されたキャリア２３Ｃと、ギヤ列３６を介してドライブシャフト３７とモータジェネレータＭ２とに連結されるリングギヤ２３Ｒとを有し、リングギヤ２３Ｒがカウンタドライブギヤ３５と一体的に設けられ、カウンタドライブギヤ３５がギヤ列３６を介してモータジェネレータＭ２のモータ軸３３およびドライブシャフト３７に連結されるように構成される。
【００７６】
そして、本実施の形態では、遊星歯車機構の噛み合いが悪化するのを防止することができるため、動力分配装置２２を介してエンジン２１、モータジェネレータＭ１、モータジェネレータＭ２およびドライブシャフト３７との間で動力を円滑に伝達することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、リングギヤ２３Ｒとカウンタドライブギヤ３５とを一体的に設けたので、トランスアクスルを小型化することができる。
【００７８】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７９】
以上のように、本発明に係る動力伝達装置は、ダンパ機構の偏心荷重が入力軸に加わった場合に、中空支持部および環状支持部が変形するのを抑制して、遊星歯車機構の噛み合いの悪化によるＮＶ性能および耐久性の悪化を防止することができるという効果を有し、遊星歯車機構のリングギヤと、内燃機関からトルクリミッタ付きのダンパ装置を介して動力が伝達される入力軸とが同一のケースに軸受を介して支持される動力伝達装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８０】
２１ エンジン（内燃機関）
２２ 動力分配装置（動力伝達機構）
２３Ｃ キャリア
２３Ｒ リングギヤ
２３Ｓ サンギヤ
２５ ケース
２５ｂ 環状支持部
２５ｃ 中空支持部
２５ｄ 壁部
２７ トルクリミッタ付きダンパ装置（ダンパ機構）
２８ インプットシャフト（入力軸）
２８Ａ 突出部
３１ モータ軸（第１の回転軸）
３３ モータ軸（第２の回転軸）
３７ ドライブシャフト（駆動軸、所定の構成要素）
５３ ボールベアリング（第２の軸受）
５５ ニードルベアリング（第１の軸受）
６１ ダンパ部
６２ リミッタ部
ＭＧ１ モータジェネレータ（第１の電動機）
ＭＧ２ モータジェネレータ（第２の電動機、所定の構成要素）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達装置のケースの中空支持部に第１の軸受を介して回転自在に支持された入力軸と、
前記中空支持部から外方に突出する前記入力軸の突出部に取付けられ、前記入力軸と内燃機関の出力軸との間に生ずる変動トルクを弾性力によって吸収するダンパ部、および前記出力軸と前記ダンパ部の間に介装され、前記変動トルクが所定値を超えたときに前記ダンパ部に対して相対回転するリミッタ部を有するダンパ機構と、
前記入力軸を取り囲むようにして設けられ、前記出力軸から前記入力軸に伝達された動力を前記動力伝達装置の所定の構成要素に伝達するリングギヤを有する遊星歯車機構とを備え、
前記ケースが、前記中空支持部の外周部から前記入力軸と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部を有し、前記リングギヤの内周部が前記壁部に設けられた環状支持部に第２の軸受を介して回転自在に支持された動力伝達装置であって、
前記第１の軸受と前記第２の軸受との回転中心軸を前記入力軸の軸線方向に離隔させるとともに、前記第１の軸受の回転中心軸の軸線方向中央部を前記壁部の軸線上に位置させるようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記環状支持部が、前記第１の軸受に対して前記入力軸の軸線方向に離隔するように前記壁部から前記入力軸の軸線方向に沿って突出することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記入力軸と同軸の第１の回転軸を有する第１の電動機と、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を有する第２の電動機とを有し、
前記遊星歯車機構が、前記第１の回転軸に取付けられたサンギヤと、前記入力軸に連結されたキャリアと、動力伝達部を介して車軸と前記第２の電動機とに連結される前記リングギヤとを有し、
前記リングギヤがカウンタドライブギヤと一体的に設けられ、前記カウンタドライブギヤが前記動力伝達部を介して前記第２の回転軸および前記車軸に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項１】
動力伝達装置のケースの中空支持部に第１の軸受を介して回転自在に支持された入力軸と、
前記中空支持部から外方に突出する前記入力軸の突出部に取付けられ、前記入力軸と内燃機関の出力軸との間に生ずる変動トルクを弾性力によって吸収するダンパ部、および前記出力軸と前記ダンパ部の間に介装され、前記変動トルクが所定値を超えたときに前記ダンパ部に対して相対回転するリミッタ部を有するダンパ機構と、
前記入力軸を取り囲むようにして設けられ、前記出力軸から前記入力軸に伝達された動力を前記動力伝達装置の所定の構成要素に伝達するリングギヤを有する遊星歯車機構とを備え、
前記ケースが、前記中空支持部の外周部から前記入力軸と略直交する方向に延在する軸線を有する壁部を有し、前記リングギヤの内周部が前記壁部に設けられた環状支持部に第２の軸受を介して回転自在に支持された動力伝達装置であって、
前記第１の軸受と前記第２の軸受との回転中心軸を前記入力軸の軸線方向に離隔させるとともに、前記第１の軸受の回転中心軸の軸線方向中央部を前記壁部の軸線上に位置させるようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記環状支持部が、前記第１の軸受に対して前記入力軸の軸線方向に離隔するように前記壁部から前記入力軸の軸線方向に沿って突出することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記入力軸と同軸の第１の回転軸を有する第１の電動機と、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を有する第２の電動機とを有し、
前記遊星歯車機構が、前記第１の回転軸に取付けられたサンギヤと、前記入力軸に連結されたキャリアと、動力伝達部を介して車軸と前記第２の電動機とに連結される前記リングギヤとを有し、
前記リングギヤがカウンタドライブギヤと一体的に設けられ、前記カウンタドライブギヤが前記動力伝達部を介して前記第２の回転軸および前記車軸に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３７１１５（Ｐ２０１２−１３７１１５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８０８２（Ｐ２０１０−２８８０８２）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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