変速装置
【課題】装置の回転軸線の方向の長さを低減でき、装置の小型化に有利な変速装置を提供する。
【解決手段】第２ＭＧ１２と出力軸１８との間に介在する変速装置１０において、第１ドライブギア３３が取り付けられて第２ＭＧ１２のロータ１２ｂと同軸に設けられた第１シャフト３１と、第２ドライブギア３４が取り付けられて第１シャフト３１が内部に同軸に挿入された中空円筒状の第２シャフト３２と、ロータ１２ｂの内側に配置されてロータ１２ｂの接続先を切り替えるドグスリーブ４１とを備え、第１シャフト３１の一方の端部に第１軸受３５が設けられ、第１シャフト３１と第２シャフト３２との間に第２軸受３６が設けられ、第２シャフト３２の外周に第３軸受３８が第２軸受３６と径方向に並ぶように設けられ、第１軸受３５と第３軸受３８との間に第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４が配置されている。
【解決手段】第２ＭＧ１２と出力軸１８との間に介在する変速装置１０において、第１ドライブギア３３が取り付けられて第２ＭＧ１２のロータ１２ｂと同軸に設けられた第１シャフト３１と、第２ドライブギア３４が取り付けられて第１シャフト３１が内部に同軸に挿入された中空円筒状の第２シャフト３２と、ロータ１２ｂの内側に配置されてロータ１２ｂの接続先を切り替えるドグスリーブ４１とを備え、第１シャフト３１の一方の端部に第１軸受３５が設けられ、第１シャフト３１と第２シャフト３２との間に第２軸受３６が設けられ、第２シャフト３２の外周に第３軸受３８が第２軸受３６と径方向に並ぶように設けられ、第１軸受３５と第３軸受３８との間に第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ・ジェネレータ等の回転電機の回転を変速して出力部材に伝達する変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用動力源として内燃機関及び電動モータが搭載されたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両の動力伝達装置として、内燃機関及び電動モータの回転を変速装置を介して駆動輪に伝達可能に構成された装置が知られている。例えば、電動モータのロータの内側に変速装置として遊星歯車機構が設けられ、その遊星歯車機構のリングギアに内燃機関が中間軸を介して接続されるとともに電動モータのロータが接続され、サンギアと駆動輪とが中間軸と同軸に設けられた中空円筒状の出力軸を介して接続された動力伝達装置が知られている（特許文献１参照）。この装置では、出力軸の両端がそれぞれ軸受を介してケースに支持されている。また、中間軸は一端が軸受を介してケースに支持され、他端が軸受を介して出力軸に支持されている。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１７９３２６号公報
【特許文献２】国際公開第０９／０５１１４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、遊星歯車機構を電動モータのロータの内側に配置するため、電動モータの外径が大きくなる可能性がある。遊星歯車機構の代わりに互いに変速比が相違する複数の変速ギア対のうちのいずれか１つとロータとを選択的に接続する変速装置を設ける方法がある。しかしながら、一般にマニュアル式の自動車に搭載されるような変速装置では、変速ギア対を切り替えるためのスリーブを変速ギア対の間に設ける必要がある。そのため、スリーブを設ける回転軸の長さが長くなり、装置がその回転軸の軸線方向に長くなるおそれがある。また、特許文献１の装置では、中間軸及び出力軸の両端をそれぞれ軸受で支持する必要がある。そして、中間軸は一端を除く残りの部分が出力軸に覆われている。そのため、中間軸の軸受間の部分に変速ギア対のギアを配置することができない。中間軸に変速ギア対のギアを設ける場合には、そのギアを軸受よりも外側に配置する必要がある。この場合、装置が軸線方向にさらに長くなるおそれがある。従って、装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置の回転軸線の方向の長さを低減でき、装置の小型化に有利な変速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】
【０００６】
本発明の変速装置は、互いに変速比が相違する第１変速ギア対及び第２変速ギア対を備え、回転電機と出力部材との間に介在して前記回転電機と前記出力部材との間の動力伝達に使用される変速ギア対を前記第１変速ギア対と前記第２変速ギア対とに切り替え可能な変速装置において、前記第１変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられて前記回転電機のロータと同軸に設けられた第１シャフト部材と、中空円筒状に形成されて外周面に前記第２変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられ、かつ少なくとも前記第１シャフト部材の一方の端部及び前記第１変速ギア対の一方のギアが外に配置されるようにして前記第１シャフト部材が内部に同軸に挿入された第２シャフト部材と、少なくとも一部が前記ロータの内周に形成された空間に配置され、かつ前記ロータが前記第１シャフト部材と連結される第１位置と前記ロータが前記第２シャフト部材と連結される第２位置とに移動可能な係合部材と、を備え、前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は、ケース内に収容され、前記第１シャフト部材の一方の端部には、前記第１シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第１軸受が設けられ、前記第１シャフト部材の外周面と前記第２シャフト部材の内周面との間には、前記第１シャフト部材と前記第２シャフト部材とを相対回転可能とする第２軸受が設けられ、前記第２シャフト部材の外周には、前記第２シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第３軸受が前記第２軸受と径方向に並ぶように設けられ、前記第１軸受と前記第３軸受との間に、前記第１変速ギア対の一方のギア及び前記第２変速ギア対の一方のギアが配置されている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速装置よれば、係合部材の少なくとも一部がロータの内周の空間に配置されるため、その空間に配置した分装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。また、本発明によれば、各変速ギア対の一方のギアをそれぞれ第１軸受と第３軸受の間に配置するので、これらのギアを軸受の外側に配置する場合と比較して装置の回転軸線の方向の長さをさらに低減できる。従って、装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の変速装置の一形態において、前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は前記ケースに対して前記第１軸受及び前記第３軸受のみで回転可能に支持されていてもよい（請求項２）。この形態によれば、第１シャフト部材及び第２シャフト部材が第１軸受及び第３軸受のみでケースに回転可能に支持されるため、各シャフト部材の両端に軸受を設ける場合と比較して軸受の数を低減できる。そのため、装置の回転軸線の方向の長さをさらに低減できる。
【０００９】
本発明の変速装置の一形態においては、前記第１変速ギア対及び前記第２変速ギア対が前記ロータの軸線方向の一方の側に配置され、前記一方の側とは前記ロータを挟んで反対の前記ロータの他方の側には、前記係合部材を前記第１位置と前記第２位置とに駆動する駆動手段が設けられていてもよい（請求項３）。この形態によれば、第１変速ギア対及び第２変速ギア対と回転電機とを近付けることができるので、装置を小型化できる。また、回転電機の一方の側に装置の部品が集中して配置されることを防止できる。
【００１０】
この形態において、前記係合部材は、前記軸線方向に移動するように設けられ、前記駆動手段は、電動モータであり、前記回転電機は、中空円筒状のロータ軸を備え、前記ロータ軸内には、前記電動モータの回転運動を前記軸線方向の直線運動に変換する運動変換機構が設けられていてもよい（請求項４）。このように運動変換機構をロータ軸内に設けることにより、装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。
【００１１】
本発明の変速装置の一形態において、前記変速装置は、前記回転電機と前記出力部材を駆動可能な内燃機関とが走行用動力源として設けられたハイブリッド車両に搭載され、前記出力部材は、前記車両の駆動輪と動力伝達可能に接続され、前記係合部材は、前記ロータが前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材の両方と切り離されるニュートラル位置にさらに移動可能に設けられていてもよい（請求項５）。この形態によれば、係合部材をニュートラル位置に移動させることによって回転電機を出力部材から切り離すことができる。この場合、出力部材によって回転電機が回転駆動されることを防止できる。そのため、出力部材が内燃機関で駆動されている場合には係合部材をニュートラル位置に動かすことにより燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の変速装置によれば、係合部材の少なくとも一部をロータの内周の空間に配置するとともに第１シャフト部材及び第２シャフト部材を第１軸受及び第３軸受のみで支持するため、装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。そのため、装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る変速装置が搭載された車両を概略的に示す図。
【図２】変速装置を拡大して示す図。
【図３】ドグスリーブが高速位置に切り替えられたときの変速装置を示す概略的に示す図。
【図４】ドグスリーブがニュートラル位置に切り替えられたときの変速装置を概略的に示す図。
【図５】軸線の方向から見た駆動装置を示す図。
【図６】第２ＭＧの動作モードとドグスリーブの位置との関係を示す作動係合表を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一形態に係る変速装置が搭載された車両を概略的に示している。この車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。車両１には、車両１を走行させるための駆動装置２が搭載されている。駆動装置２は、車両１のフロント部分に搭載されて前輪を駆動する。駆動装置２は、内燃機関１０と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１１と、回転電機としての第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１２とを備えている。内燃機関１０は、ハイブリッド車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。第１ＭＧ１１は、出力軸としてのロータ軸１１ａと一体回転するロータ１１ｂと、ロータ１１ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ１１ｃとを備えている。第２ＭＧ１２も同様に、出力軸としてのロータ軸１２ａと一体回転するロータ１２ｂと、ロータ１２ｂの外周に同軸に配置されてケースに固定されたステータ１２ｃとを備えている。
【００１５】
内燃機関１０の出力軸１０ａ及び第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａは、動力分配機構１３と接続されている。動力分配機構１３は、遊星歯車機構１４を備えている。遊星歯車機構１４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。遊星歯車機構１４は、外歯歯車であるサンギアＳと、そのサンギアＳに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンギアＰを自転可能かつサンギアＳの周囲を公転可能に保持するキャリアＣとを備えている。キャリアＣは内燃機関１０の出力軸１０ａと一体回転するように連結されている。また、内燃機関１０の出力軸１０ａは、オイルポンプ１５の駆動軸１５ａとも一体回転するように連結されている。サンギアＳは、第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａと一体回転するように連結されている。リングギアＲは、外歯歯車であるドライブギア１６と一体回転するように接続されている。この図に示すように内燃機関１０、第１ＭＧ１１、遊星歯車機構１４、及びオイルポンプ１５は、第１軸線Ａｘ１上に同軸に配置されている。
【００１６】
この図に示すように動力分割機構１３には、不図示の駆動輪に動力を出力するための出力部１７も接続されている。出力部１７は、出力部材としての出力軸１８と、第１ドリブンギア１９と、第２ドリブンギア２０と、出力ギア２１とを備えている。出力軸１８は、２個の軸受２２を介して第２軸線Ａｘ２回りに回転可能なようにケース３（図２参照）に支持されている。第１ドリブンギア１９、第２ドリブンギア２０、及び出力ギア２１は、出力軸１８に同軸かつ一体回転するように取り付けられている。この図に示すように第１ドリブンギア１９は、ドライブギア１６と噛み合うように設けられている。
【００１７】
出力部１７には、変速装置３０を介して第２ＭＧ１２が接続されている。図２は第２ＭＧ１２及び変速装置３０を拡大して示している。この図に示すように第２ＭＧ１２及び変速装置３０はケース３内に収容されている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａは、中空円筒状に形成されている。このロータ軸１２ａは、２個のボール軸受２３を介して第３軸線Ａｘ３回りに回転可能なようにケース３に支持されている。
【００１８】
変速装置３０は、第１シャフト部材としての第１シャフト３１と、第２シャフト部材としての中空円筒状の第２シャフト３２とを備えている。第１シャフト３１は、第２ＭＧ１２のロータ１２ｂと同軸かつ出力軸１８と平行に設けられている。第１シャフト３１には、第１ドリブンギア１９と噛み合う第１ドライブギア３３が一体回転するように取り付けられている。第１シャフト３１は、一方の端部３１ａ及び第１ドライブギア３３が外に配置されるように第２シャフト３２に同軸に挿入されている。この図に示すように第１シャフト３１は第２シャフト３２内を貫通している。そのため、第１シャフト３１の他方の端部３１ｂも第２シャフト３２の外に配置されている。第２シャフト３２の外周面には、第２ドリブンギア２０と噛み合う第２ドライブギア３４が一体回転するように取り付けられている。この図に示すように第２ドライブギア３４は、第２シャフト３２の一方の端部３２ａに配置されている。第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４との変速比には、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３との変速比よりも小さい値が設定されている。そのため、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３で構成されるギア対が本発明の第１変速ギア対に相当し、第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４で構成されるギア対が本発明の第２変速ギア対に相当する。また、第１ドライブギア３３が本発明の第１変速ギア対の一方のギアに、第２ドライブギア３４が本発明の第２変速ギア対の一方のギアにそれぞれ相当する。
【００１９】
この図に示すように第１シャフト３１及び第２シャフト３２は、ケース３内に収容されている。第１シャフト３１の一方の端部３１ａには、第１シャフト３１をケース３に対して回転可能に支持する第１軸受３５が設けられている。第１シャフト３１の外周面と第２シャフト３２の内周面との間には、第１シャフト３１と第２シャフト３２とが相対回転可能となるように２個の第２軸受３６が設けられている。また、第２シャフト３２の一方の端部３２ａには、第１ドライブギア３３を第３軸線Ａｘの方向から回転可能と支持するスラスト軸受３７が設けられている。第２シャフト３２の外周には、ケース３に対して第２シャフト３２を回転可能に支持する第３軸受３８が設けられている。第３軸受３８は、第２軸受３６と径方向に並ぶように設けられている。この図に示すように第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４は、第１軸受３５と第３軸受３８との間に配置されている。また、第１シャフト３１及び第２シャフト３２は、ケース３に対して第１軸受３５及び第３軸受３８のみを介して回転可能に支持されている。なお、第１軸受３５及び第３軸受３８には周知のボール軸受が用いられる。第２軸受３６には、周知のニードル軸受が用いられる。第１シャフト３１の内部には、第２軸受３６及びロータ軸１２ａ内などにオイルを供給するためのオイル通路３１ｃが設けられている。
【００２０】
変速装置３０は、第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの接続先を第１シャフト３１と第２シャフト３２とに切り替える変速段切替機構４０を備えている。変速段切替機構４０は、係合部材としてのドグスリーブ４１を備えている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの内周には第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯１２ｄが設けられている。また、ドグスリーブ４１の外周にも第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯４１ａが設けられている。ドグスリーブ４１は、そのドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄと噛み合うようにロータ軸１２ａの内側に同軸に設けられている。これによりドグスリーブ４１は、ロータ軸１２ａと一体回転するとともに第３軸線Ａｘ３の方向に移動可能なようにロータ軸１２ａに支持される。ドグスリーブ４１の内周にも外周と同様に第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯４１ｂが設けられている。第１シャフト３１の他方の端部３１ｂには、そのドグ歯４１ｂと噛み合うことが可能なドグ歯３１ｄが設けられている。第２シャフト３２の他方の端部３２ｂには、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａと噛み合うことが可能なドグ歯３２ｃが設けられている。
【００２１】
この変速段切替機構４０では、ドグスリーブ４１を図１及び図２に示す低速位置と図３に示す高速位置との間で駆動することにより第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの接続先を切り替える。なお、図３はドグスリーブ４１が高速位置に切り替えられたときの変速装置３０を概略的に示している。図１及び図２に示すように低速位置では、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄと噛み合うとともに内周のドグ歯４１ｂが第１シャフト３１のドグ歯３１ｄと噛み合う。そして、この位置では、外周のドグ歯４１ａが第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとは噛み合わない。そのため、この低速位置では、図２に破線Ｌ１で示したように第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａと第１シャフト３１とが動力伝達可能に接続される。従って、低速位置が本発明の第１位置に相当する。
【００２２】
一方、図３に示すように高速位置では、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄ及び第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとそれぞれ噛み合う。そして、この位置ではドグスリーブ４１の内周のドグ歯４１ｂと第１シャフト３１のドグ歯３１ｄとの噛み合いが外れる。そのため、この高速位置では、図２に破線Ｌ２で示したように第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａと第２シャフト３２とが動力伝達可能に接続される。従って、高速位置が本発明の第２位置に相当する。低速位置と高速位置との間には、図４に示すようにドグスリーブ４１の内周のドグ歯４１ｂと第１シャフト３１のドグ歯３１ｄとが噛み合わず、かつドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａと第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとが噛み合わないニュートラル位置が設けられている。この位置では、第２ＭＧ１２が第１シャフト３１及び第２シャフト３２の両方と切り離される。
【００２３】
変速段切替機構４０は、ドグスリーブ４１を第３軸線Ａｘの方向に駆動する駆動手段としての電動モータ４２を備えている。図２に示したように電動モータ４２の外径は第２ＭＧ１２の外径よりも小さい。電動モータ４２はケース３に固定されている。この図に示すように第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４は、第２ＭＧ１２の第３軸線Ａｘ３の方向の一方の側に配置されている。電動モータ４２は、この一方の側とは第２ＭＧ１２を挟んで反対の他方の側に配置されている。電動モータ４２の出力軸４２ａには、運動変換機構４３を介してドグスリーブ４１が取り付けられている。運動変換機構４３は、電動モータ４２の出力軸４２ａの回転運動を第３軸線Ａｘ３の方向の直線運動に変換する機構である。この運動変換機構４３は、出力軸４２ａが所定方向に回転した場合にはドグスリーブ４１を図２の右方向に動かし、出力軸４２ａが所定方向とは反対の逆方向に回転した場合にはドグスリーブ４１を図２の左方向に動かす。運動変換機構４３としては、例えばネジ機構やボールネジ機構等が用いられる。なお、運動変換機構４３には、回転運動を直線運動に変換する際に力を増幅させる機構を用いてもよい。
【００２４】
図５は、軸線の方向から見た駆動装置２を示している。この図に示したように駆動装置２は、デファレンシャル機構２４を備えている。デファレンシャル機構２４は、ドライブシャフト２５を介して車両１の駆動輪と連結されている。デファレンシャル機構２４のケースにはデフリングギア２４ａが設けられている。出力ギア２１は、このデフリングギア２４ａと噛み合っている。なお、このデファレンシャル機構２４はデフリングギア２４ａに伝達された動力を左右の駆動輪に分配する周知の機構である。そのため、詳細な説明を省略する。
【００２５】
この図に示したように車両１のフロント部分には、車両１の前後方向（図５の左右方向）に延びるフロントサイドメンバＳｍが設けられている。駆動装置２は、電動モータ４２が車両１のフロントサイドメンバＳｍの下方に位置し、第２ＭＧ１２がフロントサイドメンバＳｍの側方に位置するように配置されている。
【００２６】
図６を参照して第２ＭＧ１２の各動作モードにおけるドグスリーブ４１の位置について説明する。第２ＭＧ１２の動作モードとしては、低速モード、高速モード、及びフリーモードが設定されている。低速モードは、第２ＭＧ１２で車両１を低速走行させる場合等に選択される。高速モードは、第２ＭＧ１２で車両１を高速走行させる場合等に選択される。フリーモードは、内燃機関１０で車両１を走行させる場合等に選択される。上述したように第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４との変速比は、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３との変速比よりも小さい。そのため、この図に示したように低速モードでは、ドグスリーブ４１が低速位置に切り替えられる。一方、高速モードでは、ドグスリーブ４１が高速位置に切り替えられる。そして、フリーモードでは、ドグスリーブ４１がニュートラル位置に切り替えられる。上述したようにドグスリーブ４１をニュートラル位置にすると第２ＭＧ１２が第１シャフト３１及び第２シャフト３２の両方と切り離される。そのため、第２ＭＧ１２が出力軸１８と切り離される。これにより第２ＭＧ１２が出力軸１８にて回転駆動されることを防止できるので、内燃機関１０の動力が第２ＭＧ１２で消費されることを防止できる。
【００２７】
以上に説明したように、本発明によれば、ドグスリーブ４１及び運動変換機構４３を第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａ内に設け、ドグスリーブ４１をロータ１２ｂの内側の空間に配置したので、変速装置３０の第３軸線Ａｘ３の方向の長さを低減できる。また、ロータ１２ｂの内側には変速装置３０のドグスリーブ４１のみが配置されるので、第２ＭＧ１２の外径が大きくなることを抑制できる。本発明では、第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４を第１軸受３５と第３軸受３８との間に配置したので、これらのギアを軸受よりも外側に配置する場合と比較して第３軸線Ａｘの方向の長さを低減できる。また、本発明では、第１シャフト３１及び第２シャフト３２がケース３に対して第１軸受３５及び第３軸受３８のみで回転可能に支持される。そのため、各シャフト３１、３２の両端に軸受を設ける場合と比較して軸受の数を低減できる。これにより変速装置３０の第３軸線Ａｘ３の方向の長さをさらに低減できる。従って、変速装置３０を小型化できる。
【００２８】
本発明では、第２ＭＧ１２より外径が小さい電動モータ４２をドライブギア３３、３４が配置されている一方の側とは第２ＭＧ１２を挟んで反対の他方の側に配置した。そのため、ドライブギア３３、３４と第２ＭＧ１２とを近付けることができる。従って、変速装置３０をさらに小型化できる。
【００２９】
本発明の変速装置１０では、車両１を内燃機関１０で走行させる場合にはドグスリーブ４１がニュートラル位置に切り替えられる。これにより内燃機関１０の動力が第２ＭＧ１２で消費されることを防止できるので、燃費を向上できる。
【００３０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、運動変換機構はロータ軸内に配置しなくてもよい。また、ドグスリーブの全体をロータ軸内に配置しなくてもよく、一部をロータ軸の外に配置してもよい。ドグスリーブを駆動する駆動源は電動モータに限定されない。油圧シリンダ等の種々のアクチュエータでドグスリーブを駆動してよい。
【符号の説明】
【００３１】
１ 車両
３ ケース
１０ 内燃機関
１２ 第２モータ・ジェネレータ
１２ａ ロータ軸
１２ｂ ロータ
１８ 出力軸（出力部材）
３０ 変速装置
３１ 第１シャフト（第１シャフト部材）
３１ａ 第１シャフトの一方の端部
３２ 第２シャフト（第２シャフト部材）
３３ 第１ドライブギア（第１変速ギア対の一方のギア）
３４ 第２ドライブギア（第２変速ギア対の一方のギア）
３５ 第１軸受
３６ 第２軸受
３８ 第３軸受
４１ ドグスリーブ（係合部材）
４２ 電動モータ（駆動手段）
４３ 運動変換機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ・ジェネレータ等の回転電機の回転を変速して出力部材に伝達する変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用動力源として内燃機関及び電動モータが搭載されたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両の動力伝達装置として、内燃機関及び電動モータの回転を変速装置を介して駆動輪に伝達可能に構成された装置が知られている。例えば、電動モータのロータの内側に変速装置として遊星歯車機構が設けられ、その遊星歯車機構のリングギアに内燃機関が中間軸を介して接続されるとともに電動モータのロータが接続され、サンギアと駆動輪とが中間軸と同軸に設けられた中空円筒状の出力軸を介して接続された動力伝達装置が知られている（特許文献１参照）。この装置では、出力軸の両端がそれぞれ軸受を介してケースに支持されている。また、中間軸は一端が軸受を介してケースに支持され、他端が軸受を介して出力軸に支持されている。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１７９３２６号公報
【特許文献２】国際公開第０９／０５１１４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、遊星歯車機構を電動モータのロータの内側に配置するため、電動モータの外径が大きくなる可能性がある。遊星歯車機構の代わりに互いに変速比が相違する複数の変速ギア対のうちのいずれか１つとロータとを選択的に接続する変速装置を設ける方法がある。しかしながら、一般にマニュアル式の自動車に搭載されるような変速装置では、変速ギア対を切り替えるためのスリーブを変速ギア対の間に設ける必要がある。そのため、スリーブを設ける回転軸の長さが長くなり、装置がその回転軸の軸線方向に長くなるおそれがある。また、特許文献１の装置では、中間軸及び出力軸の両端をそれぞれ軸受で支持する必要がある。そして、中間軸は一端を除く残りの部分が出力軸に覆われている。そのため、中間軸の軸受間の部分に変速ギア対のギアを配置することができない。中間軸に変速ギア対のギアを設ける場合には、そのギアを軸受よりも外側に配置する必要がある。この場合、装置が軸線方向にさらに長くなるおそれがある。従って、装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置の回転軸線の方向の長さを低減でき、装置の小型化に有利な変速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】
【０００６】
本発明の変速装置は、互いに変速比が相違する第１変速ギア対及び第２変速ギア対を備え、回転電機と出力部材との間に介在して前記回転電機と前記出力部材との間の動力伝達に使用される変速ギア対を前記第１変速ギア対と前記第２変速ギア対とに切り替え可能な変速装置において、前記第１変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられて前記回転電機のロータと同軸に設けられた第１シャフト部材と、中空円筒状に形成されて外周面に前記第２変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられ、かつ少なくとも前記第１シャフト部材の一方の端部及び前記第１変速ギア対の一方のギアが外に配置されるようにして前記第１シャフト部材が内部に同軸に挿入された第２シャフト部材と、少なくとも一部が前記ロータの内周に形成された空間に配置され、かつ前記ロータが前記第１シャフト部材と連結される第１位置と前記ロータが前記第２シャフト部材と連結される第２位置とに移動可能な係合部材と、を備え、前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は、ケース内に収容され、前記第１シャフト部材の一方の端部には、前記第１シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第１軸受が設けられ、前記第１シャフト部材の外周面と前記第２シャフト部材の内周面との間には、前記第１シャフト部材と前記第２シャフト部材とを相対回転可能とする第２軸受が設けられ、前記第２シャフト部材の外周には、前記第２シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第３軸受が前記第２軸受と径方向に並ぶように設けられ、前記第１軸受と前記第３軸受との間に、前記第１変速ギア対の一方のギア及び前記第２変速ギア対の一方のギアが配置されている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速装置よれば、係合部材の少なくとも一部がロータの内周の空間に配置されるため、その空間に配置した分装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。また、本発明によれば、各変速ギア対の一方のギアをそれぞれ第１軸受と第３軸受の間に配置するので、これらのギアを軸受の外側に配置する場合と比較して装置の回転軸線の方向の長さをさらに低減できる。従って、装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の変速装置の一形態において、前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は前記ケースに対して前記第１軸受及び前記第３軸受のみで回転可能に支持されていてもよい（請求項２）。この形態によれば、第１シャフト部材及び第２シャフト部材が第１軸受及び第３軸受のみでケースに回転可能に支持されるため、各シャフト部材の両端に軸受を設ける場合と比較して軸受の数を低減できる。そのため、装置の回転軸線の方向の長さをさらに低減できる。
【０００９】
本発明の変速装置の一形態においては、前記第１変速ギア対及び前記第２変速ギア対が前記ロータの軸線方向の一方の側に配置され、前記一方の側とは前記ロータを挟んで反対の前記ロータの他方の側には、前記係合部材を前記第１位置と前記第２位置とに駆動する駆動手段が設けられていてもよい（請求項３）。この形態によれば、第１変速ギア対及び第２変速ギア対と回転電機とを近付けることができるので、装置を小型化できる。また、回転電機の一方の側に装置の部品が集中して配置されることを防止できる。
【００１０】
この形態において、前記係合部材は、前記軸線方向に移動するように設けられ、前記駆動手段は、電動モータであり、前記回転電機は、中空円筒状のロータ軸を備え、前記ロータ軸内には、前記電動モータの回転運動を前記軸線方向の直線運動に変換する運動変換機構が設けられていてもよい（請求項４）。このように運動変換機構をロータ軸内に設けることにより、装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。
【００１１】
本発明の変速装置の一形態において、前記変速装置は、前記回転電機と前記出力部材を駆動可能な内燃機関とが走行用動力源として設けられたハイブリッド車両に搭載され、前記出力部材は、前記車両の駆動輪と動力伝達可能に接続され、前記係合部材は、前記ロータが前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材の両方と切り離されるニュートラル位置にさらに移動可能に設けられていてもよい（請求項５）。この形態によれば、係合部材をニュートラル位置に移動させることによって回転電機を出力部材から切り離すことができる。この場合、出力部材によって回転電機が回転駆動されることを防止できる。そのため、出力部材が内燃機関で駆動されている場合には係合部材をニュートラル位置に動かすことにより燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の変速装置によれば、係合部材の少なくとも一部をロータの内周の空間に配置するとともに第１シャフト部材及び第２シャフト部材を第１軸受及び第３軸受のみで支持するため、装置の回転軸線の方向の長さを低減できる。そのため、装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る変速装置が搭載された車両を概略的に示す図。
【図２】変速装置を拡大して示す図。
【図３】ドグスリーブが高速位置に切り替えられたときの変速装置を示す概略的に示す図。
【図４】ドグスリーブがニュートラル位置に切り替えられたときの変速装置を概略的に示す図。
【図５】軸線の方向から見た駆動装置を示す図。
【図６】第２ＭＧの動作モードとドグスリーブの位置との関係を示す作動係合表を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一形態に係る変速装置が搭載された車両を概略的に示している。この車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。車両１には、車両１を走行させるための駆動装置２が搭載されている。駆動装置２は、車両１のフロント部分に搭載されて前輪を駆動する。駆動装置２は、内燃機関１０と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１１と、回転電機としての第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１２とを備えている。内燃機関１０は、ハイブリッド車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明を省略する。第１ＭＧ１１及び第２ＭＧ１２は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。第１ＭＧ１１は、出力軸としてのロータ軸１１ａと一体回転するロータ１１ｂと、ロータ１１ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ１１ｃとを備えている。第２ＭＧ１２も同様に、出力軸としてのロータ軸１２ａと一体回転するロータ１２ｂと、ロータ１２ｂの外周に同軸に配置されてケースに固定されたステータ１２ｃとを備えている。
【００１５】
内燃機関１０の出力軸１０ａ及び第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａは、動力分配機構１３と接続されている。動力分配機構１３は、遊星歯車機構１４を備えている。遊星歯車機構１４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。遊星歯車機構１４は、外歯歯車であるサンギアＳと、そのサンギアＳに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンギアＰを自転可能かつサンギアＳの周囲を公転可能に保持するキャリアＣとを備えている。キャリアＣは内燃機関１０の出力軸１０ａと一体回転するように連結されている。また、内燃機関１０の出力軸１０ａは、オイルポンプ１５の駆動軸１５ａとも一体回転するように連結されている。サンギアＳは、第１ＭＧ１１のロータ軸１１ａと一体回転するように連結されている。リングギアＲは、外歯歯車であるドライブギア１６と一体回転するように接続されている。この図に示すように内燃機関１０、第１ＭＧ１１、遊星歯車機構１４、及びオイルポンプ１５は、第１軸線Ａｘ１上に同軸に配置されている。
【００１６】
この図に示すように動力分割機構１３には、不図示の駆動輪に動力を出力するための出力部１７も接続されている。出力部１７は、出力部材としての出力軸１８と、第１ドリブンギア１９と、第２ドリブンギア２０と、出力ギア２１とを備えている。出力軸１８は、２個の軸受２２を介して第２軸線Ａｘ２回りに回転可能なようにケース３（図２参照）に支持されている。第１ドリブンギア１９、第２ドリブンギア２０、及び出力ギア２１は、出力軸１８に同軸かつ一体回転するように取り付けられている。この図に示すように第１ドリブンギア１９は、ドライブギア１６と噛み合うように設けられている。
【００１７】
出力部１７には、変速装置３０を介して第２ＭＧ１２が接続されている。図２は第２ＭＧ１２及び変速装置３０を拡大して示している。この図に示すように第２ＭＧ１２及び変速装置３０はケース３内に収容されている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａは、中空円筒状に形成されている。このロータ軸１２ａは、２個のボール軸受２３を介して第３軸線Ａｘ３回りに回転可能なようにケース３に支持されている。
【００１８】
変速装置３０は、第１シャフト部材としての第１シャフト３１と、第２シャフト部材としての中空円筒状の第２シャフト３２とを備えている。第１シャフト３１は、第２ＭＧ１２のロータ１２ｂと同軸かつ出力軸１８と平行に設けられている。第１シャフト３１には、第１ドリブンギア１９と噛み合う第１ドライブギア３３が一体回転するように取り付けられている。第１シャフト３１は、一方の端部３１ａ及び第１ドライブギア３３が外に配置されるように第２シャフト３２に同軸に挿入されている。この図に示すように第１シャフト３１は第２シャフト３２内を貫通している。そのため、第１シャフト３１の他方の端部３１ｂも第２シャフト３２の外に配置されている。第２シャフト３２の外周面には、第２ドリブンギア２０と噛み合う第２ドライブギア３４が一体回転するように取り付けられている。この図に示すように第２ドライブギア３４は、第２シャフト３２の一方の端部３２ａに配置されている。第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４との変速比には、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３との変速比よりも小さい値が設定されている。そのため、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３で構成されるギア対が本発明の第１変速ギア対に相当し、第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４で構成されるギア対が本発明の第２変速ギア対に相当する。また、第１ドライブギア３３が本発明の第１変速ギア対の一方のギアに、第２ドライブギア３４が本発明の第２変速ギア対の一方のギアにそれぞれ相当する。
【００１９】
この図に示すように第１シャフト３１及び第２シャフト３２は、ケース３内に収容されている。第１シャフト３１の一方の端部３１ａには、第１シャフト３１をケース３に対して回転可能に支持する第１軸受３５が設けられている。第１シャフト３１の外周面と第２シャフト３２の内周面との間には、第１シャフト３１と第２シャフト３２とが相対回転可能となるように２個の第２軸受３６が設けられている。また、第２シャフト３２の一方の端部３２ａには、第１ドライブギア３３を第３軸線Ａｘの方向から回転可能と支持するスラスト軸受３７が設けられている。第２シャフト３２の外周には、ケース３に対して第２シャフト３２を回転可能に支持する第３軸受３８が設けられている。第３軸受３８は、第２軸受３６と径方向に並ぶように設けられている。この図に示すように第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４は、第１軸受３５と第３軸受３８との間に配置されている。また、第１シャフト３１及び第２シャフト３２は、ケース３に対して第１軸受３５及び第３軸受３８のみを介して回転可能に支持されている。なお、第１軸受３５及び第３軸受３８には周知のボール軸受が用いられる。第２軸受３６には、周知のニードル軸受が用いられる。第１シャフト３１の内部には、第２軸受３６及びロータ軸１２ａ内などにオイルを供給するためのオイル通路３１ｃが設けられている。
【００２０】
変速装置３０は、第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの接続先を第１シャフト３１と第２シャフト３２とに切り替える変速段切替機構４０を備えている。変速段切替機構４０は、係合部材としてのドグスリーブ４１を備えている。第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの内周には第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯１２ｄが設けられている。また、ドグスリーブ４１の外周にも第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯４１ａが設けられている。ドグスリーブ４１は、そのドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄと噛み合うようにロータ軸１２ａの内側に同軸に設けられている。これによりドグスリーブ４１は、ロータ軸１２ａと一体回転するとともに第３軸線Ａｘ３の方向に移動可能なようにロータ軸１２ａに支持される。ドグスリーブ４１の内周にも外周と同様に第３軸線Ａｘ３の方向に延びるドグ歯４１ｂが設けられている。第１シャフト３１の他方の端部３１ｂには、そのドグ歯４１ｂと噛み合うことが可能なドグ歯３１ｄが設けられている。第２シャフト３２の他方の端部３２ｂには、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａと噛み合うことが可能なドグ歯３２ｃが設けられている。
【００２１】
この変速段切替機構４０では、ドグスリーブ４１を図１及び図２に示す低速位置と図３に示す高速位置との間で駆動することにより第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａの接続先を切り替える。なお、図３はドグスリーブ４１が高速位置に切り替えられたときの変速装置３０を概略的に示している。図１及び図２に示すように低速位置では、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄと噛み合うとともに内周のドグ歯４１ｂが第１シャフト３１のドグ歯３１ｄと噛み合う。そして、この位置では、外周のドグ歯４１ａが第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとは噛み合わない。そのため、この低速位置では、図２に破線Ｌ１で示したように第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａと第１シャフト３１とが動力伝達可能に接続される。従って、低速位置が本発明の第１位置に相当する。
【００２２】
一方、図３に示すように高速位置では、ドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａがロータ軸１２ａのドグ歯１２ｄ及び第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとそれぞれ噛み合う。そして、この位置ではドグスリーブ４１の内周のドグ歯４１ｂと第１シャフト３１のドグ歯３１ｄとの噛み合いが外れる。そのため、この高速位置では、図２に破線Ｌ２で示したように第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａと第２シャフト３２とが動力伝達可能に接続される。従って、高速位置が本発明の第２位置に相当する。低速位置と高速位置との間には、図４に示すようにドグスリーブ４１の内周のドグ歯４１ｂと第１シャフト３１のドグ歯３１ｄとが噛み合わず、かつドグスリーブ４１の外周のドグ歯４１ａと第２シャフト３２のドグ歯３２ｃとが噛み合わないニュートラル位置が設けられている。この位置では、第２ＭＧ１２が第１シャフト３１及び第２シャフト３２の両方と切り離される。
【００２３】
変速段切替機構４０は、ドグスリーブ４１を第３軸線Ａｘの方向に駆動する駆動手段としての電動モータ４２を備えている。図２に示したように電動モータ４２の外径は第２ＭＧ１２の外径よりも小さい。電動モータ４２はケース３に固定されている。この図に示すように第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４は、第２ＭＧ１２の第３軸線Ａｘ３の方向の一方の側に配置されている。電動モータ４２は、この一方の側とは第２ＭＧ１２を挟んで反対の他方の側に配置されている。電動モータ４２の出力軸４２ａには、運動変換機構４３を介してドグスリーブ４１が取り付けられている。運動変換機構４３は、電動モータ４２の出力軸４２ａの回転運動を第３軸線Ａｘ３の方向の直線運動に変換する機構である。この運動変換機構４３は、出力軸４２ａが所定方向に回転した場合にはドグスリーブ４１を図２の右方向に動かし、出力軸４２ａが所定方向とは反対の逆方向に回転した場合にはドグスリーブ４１を図２の左方向に動かす。運動変換機構４３としては、例えばネジ機構やボールネジ機構等が用いられる。なお、運動変換機構４３には、回転運動を直線運動に変換する際に力を増幅させる機構を用いてもよい。
【００２４】
図５は、軸線の方向から見た駆動装置２を示している。この図に示したように駆動装置２は、デファレンシャル機構２４を備えている。デファレンシャル機構２４は、ドライブシャフト２５を介して車両１の駆動輪と連結されている。デファレンシャル機構２４のケースにはデフリングギア２４ａが設けられている。出力ギア２１は、このデフリングギア２４ａと噛み合っている。なお、このデファレンシャル機構２４はデフリングギア２４ａに伝達された動力を左右の駆動輪に分配する周知の機構である。そのため、詳細な説明を省略する。
【００２５】
この図に示したように車両１のフロント部分には、車両１の前後方向（図５の左右方向）に延びるフロントサイドメンバＳｍが設けられている。駆動装置２は、電動モータ４２が車両１のフロントサイドメンバＳｍの下方に位置し、第２ＭＧ１２がフロントサイドメンバＳｍの側方に位置するように配置されている。
【００２６】
図６を参照して第２ＭＧ１２の各動作モードにおけるドグスリーブ４１の位置について説明する。第２ＭＧ１２の動作モードとしては、低速モード、高速モード、及びフリーモードが設定されている。低速モードは、第２ＭＧ１２で車両１を低速走行させる場合等に選択される。高速モードは、第２ＭＧ１２で車両１を高速走行させる場合等に選択される。フリーモードは、内燃機関１０で車両１を走行させる場合等に選択される。上述したように第２ドリブンギア２０と第２ドライブギア３４との変速比は、第１ドリブンギア１９と第１ドライブギア３３との変速比よりも小さい。そのため、この図に示したように低速モードでは、ドグスリーブ４１が低速位置に切り替えられる。一方、高速モードでは、ドグスリーブ４１が高速位置に切り替えられる。そして、フリーモードでは、ドグスリーブ４１がニュートラル位置に切り替えられる。上述したようにドグスリーブ４１をニュートラル位置にすると第２ＭＧ１２が第１シャフト３１及び第２シャフト３２の両方と切り離される。そのため、第２ＭＧ１２が出力軸１８と切り離される。これにより第２ＭＧ１２が出力軸１８にて回転駆動されることを防止できるので、内燃機関１０の動力が第２ＭＧ１２で消費されることを防止できる。
【００２７】
以上に説明したように、本発明によれば、ドグスリーブ４１及び運動変換機構４３を第２ＭＧ１２のロータ軸１２ａ内に設け、ドグスリーブ４１をロータ１２ｂの内側の空間に配置したので、変速装置３０の第３軸線Ａｘ３の方向の長さを低減できる。また、ロータ１２ｂの内側には変速装置３０のドグスリーブ４１のみが配置されるので、第２ＭＧ１２の外径が大きくなることを抑制できる。本発明では、第１ドライブギア３３及び第２ドライブギア３４を第１軸受３５と第３軸受３８との間に配置したので、これらのギアを軸受よりも外側に配置する場合と比較して第３軸線Ａｘの方向の長さを低減できる。また、本発明では、第１シャフト３１及び第２シャフト３２がケース３に対して第１軸受３５及び第３軸受３８のみで回転可能に支持される。そのため、各シャフト３１、３２の両端に軸受を設ける場合と比較して軸受の数を低減できる。これにより変速装置３０の第３軸線Ａｘ３の方向の長さをさらに低減できる。従って、変速装置３０を小型化できる。
【００２８】
本発明では、第２ＭＧ１２より外径が小さい電動モータ４２をドライブギア３３、３４が配置されている一方の側とは第２ＭＧ１２を挟んで反対の他方の側に配置した。そのため、ドライブギア３３、３４と第２ＭＧ１２とを近付けることができる。従って、変速装置３０をさらに小型化できる。
【００２９】
本発明の変速装置１０では、車両１を内燃機関１０で走行させる場合にはドグスリーブ４１がニュートラル位置に切り替えられる。これにより内燃機関１０の動力が第２ＭＧ１２で消費されることを防止できるので、燃費を向上できる。
【００３０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、運動変換機構はロータ軸内に配置しなくてもよい。また、ドグスリーブの全体をロータ軸内に配置しなくてもよく、一部をロータ軸の外に配置してもよい。ドグスリーブを駆動する駆動源は電動モータに限定されない。油圧シリンダ等の種々のアクチュエータでドグスリーブを駆動してよい。
【符号の説明】
【００３１】
１ 車両
３ ケース
１０ 内燃機関
１２ 第２モータ・ジェネレータ
１２ａ ロータ軸
１２ｂ ロータ
１８ 出力軸（出力部材）
３０ 変速装置
３１ 第１シャフト（第１シャフト部材）
３１ａ 第１シャフトの一方の端部
３２ 第２シャフト（第２シャフト部材）
３３ 第１ドライブギア（第１変速ギア対の一方のギア）
３４ 第２ドライブギア（第２変速ギア対の一方のギア）
３５ 第１軸受
３６ 第２軸受
３８ 第３軸受
４１ ドグスリーブ（係合部材）
４２ 電動モータ（駆動手段）
４３ 運動変換機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに変速比が相違する第１変速ギア対及び第２変速ギア対を備え、回転電機と出力部材との間に介在して前記回転電機と前記出力部材との間の動力伝達に使用される変速ギア対を前記第１変速ギア対と前記第２変速ギア対とに切り替え可能な変速装置において、
前記第１変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられて前記回転電機のロータと同軸に設けられた第１シャフト部材と、中空円筒状に形成されて外周面に前記第２変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられ、かつ少なくとも前記第１シャフト部材の一方の端部及び前記第１変速ギア対の一方のギアが外に配置されるようにして前記第１シャフト部材が内部に同軸に挿入された第２シャフト部材と、少なくとも一部が前記ロータの内周に形成された空間に配置され、かつ前記ロータが前記第１シャフト部材と連結される第１位置と前記ロータが前記第２シャフト部材と連結される第２位置とに移動可能な係合部材と、を備え、
前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は、ケース内に収容され、
前記第１シャフト部材の一方の端部には、前記第１シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第１軸受が設けられ、
前記第１シャフト部材の外周面と前記第２シャフト部材の内周面との間には、前記第１シャフト部材と前記第２シャフト部材とを相対回転可能とする第２軸受が設けられ、
前記第２シャフト部材の外周には、前記第２シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第３軸受が前記第２軸受と径方向に並ぶように設けられ、
前記第１軸受と前記第３軸受との間に、前記第１変速ギア対の一方のギア及び前記第２変速ギア対の一方のギアが配置されている変速装置。
【請求項２】
前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は前記ケースに対して前記第１軸受及び前記第３軸受のみで回転可能に支持されている請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記第１変速ギア対及び前記第２変速ギア対が前記ロータの軸線方向の一方の側に配置され、
前記一方の側とは前記ロータを挟んで反対の前記ロータの他方の側には、前記係合部材を前記第１位置と前記第２位置とに駆動する駆動手段が設けられている請求項１又は２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記係合部材は、前記軸線方向に移動するように設けられ、
前記駆動手段は、電動モータであり、
前記回転電機は、中空円筒状のロータ軸を備え、
前記ロータ軸内には、前記電動モータの回転運動を前記軸線方向の直線運動に変換する運動変換機構が設けられている請求項３に記載の変速装置。
【請求項５】
前記変速装置は、前記回転電機と前記出力部材を駆動可能な内燃機関とが走行用動力源として設けられたハイブリッド車両に搭載され、
前記出力部材は、前記車両の駆動輪と動力伝達可能に接続され、
前記係合部材は、前記ロータが前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材の両方と切り離されるニュートラル位置にさらに移動可能に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速装置。
【請求項１】
互いに変速比が相違する第１変速ギア対及び第２変速ギア対を備え、回転電機と出力部材との間に介在して前記回転電機と前記出力部材との間の動力伝達に使用される変速ギア対を前記第１変速ギア対と前記第２変速ギア対とに切り替え可能な変速装置において、
前記第１変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられて前記回転電機のロータと同軸に設けられた第１シャフト部材と、中空円筒状に形成されて外周面に前記第２変速ギア対の一方のギアが一体回転するように取り付けられ、かつ少なくとも前記第１シャフト部材の一方の端部及び前記第１変速ギア対の一方のギアが外に配置されるようにして前記第１シャフト部材が内部に同軸に挿入された第２シャフト部材と、少なくとも一部が前記ロータの内周に形成された空間に配置され、かつ前記ロータが前記第１シャフト部材と連結される第１位置と前記ロータが前記第２シャフト部材と連結される第２位置とに移動可能な係合部材と、を備え、
前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は、ケース内に収容され、
前記第１シャフト部材の一方の端部には、前記第１シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第１軸受が設けられ、
前記第１シャフト部材の外周面と前記第２シャフト部材の内周面との間には、前記第１シャフト部材と前記第２シャフト部材とを相対回転可能とする第２軸受が設けられ、
前記第２シャフト部材の外周には、前記第２シャフト部材を前記ケースに対して回転可能に支持する第３軸受が前記第２軸受と径方向に並ぶように設けられ、
前記第１軸受と前記第３軸受との間に、前記第１変速ギア対の一方のギア及び前記第２変速ギア対の一方のギアが配置されている変速装置。
【請求項２】
前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材は前記ケースに対して前記第１軸受及び前記第３軸受のみで回転可能に支持されている請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記第１変速ギア対及び前記第２変速ギア対が前記ロータの軸線方向の一方の側に配置され、
前記一方の側とは前記ロータを挟んで反対の前記ロータの他方の側には、前記係合部材を前記第１位置と前記第２位置とに駆動する駆動手段が設けられている請求項１又は２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記係合部材は、前記軸線方向に移動するように設けられ、
前記駆動手段は、電動モータであり、
前記回転電機は、中空円筒状のロータ軸を備え、
前記ロータ軸内には、前記電動モータの回転運動を前記軸線方向の直線運動に変換する運動変換機構が設けられている請求項３に記載の変速装置。
【請求項５】
前記変速装置は、前記回転電機と前記出力部材を駆動可能な内燃機関とが走行用動力源として設けられたハイブリッド車両に搭載され、
前記出力部材は、前記車両の駆動輪と動力伝達可能に接続され、
前記係合部材は、前記ロータが前記第１シャフト部材及び前記第２シャフト部材の両方と切り離されるニュートラル位置にさらに移動可能に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８７８４０（Ｐ２０１３−８７８４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７８３０（Ｐ２０１１−２２７８３０）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]