車両用駆動装置
【課題】電動機に連結された遊星歯車装置のピニオンの耐久性低下を抑制することができる車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０においてその軸中心線Ｃ１方向の中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２と同じになるように設定されている。そのため、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、ロータシャフト５４が第１軸受５６および第２軸受５８により支持される。
【解決手段】第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０においてその軸中心線Ｃ１方向の中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２と同じになるように設定されている。そのため、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、ロータシャフト５４が第１軸受５６および第２軸受５８により支持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機とその電動機の回転を減速する遊星歯車装置とを備える車両用駆動装置に係り、特に、その遊星歯車装置の耐久性低下を抑制するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機と、その電動機のロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、前記電動機のロータシャフトの回転を減速して前記出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、その遊星歯車装置側の前記ロータシャフトの一端部を回転可能に支持する第１軸受と、前記ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたものがそれである。なお、特許文献１においては、モータＭＧ２、第２プラネタリギヤ３５、ベアリング６７、およびベアリング６９が、それぞれ上記電動機、上記遊星歯車装置、上記第１軸受、および上記第２軸受に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の車両用駆動装置においては、電動機が回転する際に、電動機のロータの重心の偏心や、電動機のロータとステータとの径方向の隙間が周方向において異なることに起因する電磁力の偏り等の影響により、ロータシャフトの両端部に振れが生じる場合がある。そのような振れが生じつつ回転する過程では、ロータシャフトは、第１軸受および第２軸受に存在する僅かな径方向隙間のうちの円周方向の一部を詰めつつ回転することとなる。そして、第１軸受および第２軸受は、径方向隙間が詰められた周方向位置でロータシャフトを支持することとなる。
【０００５】
ところが、上記従来の車両用駆動装置においては、電動機のロータの軸中心線方向における中央位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向距離が、上記中央位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向距離よりも短く設定されている。そして、遊星歯車装置のサンギヤが第１軸受よりも ロータシャフトの一端部の軸端に設けられている。したがって、電動機のロータシャフトの両端部が振れながら回転する過程で、第１軸受の径方向隙間が詰まるよりも前に、第２軸受の径方向隙間が詰まると共に遊星歯車装置のサンギヤとそれと噛み合う所定のピニオンとの間のガタが詰まり、ロータシャフトが第２軸受と上記ピニオンとにより支持される可能性があった。その場合には上記ピニオンに作用する荷重が増すこととなり、そのピニオンの耐久性が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機に連結された遊星歯車装置のピニオンの耐久性低下を抑制することができる車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、（ａ）電動機と、該電動機のロータを支持するために該ロータから突き出すロータシャフトと、該ロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、該電動機のロータシャフトの回転を減速して該出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、該ロータシャフトの該遊星歯車装置側の一端部を回転可能に支持する第１軸受と、該ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置であって、（ｂ）前記第１軸受および前記第２軸受は、前記電動機のロータの軸中心線方向の中央位置からその第１軸受の支持位置までの前記軸中心線方向の距離が、前記中央位置から前記第２軸受の支持位置までの前記軸中心線方向の距離以上となるように設けられていることにある。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、電動機のロータの軸中心線方向の中央位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離が、上記中央位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離以下となるように設定されているので、電動機のロータシャフトの両端部が振れながら回転する過程で、ロータシャフトが第１軸受および第２軸受により支持される。よって、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避されるので、そのピニオンの耐久性低下を抑制することができる。
【０００９】
ここで、好適には、(ｃ)前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータ側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする。このようにすれば、ロータシャフトの一端部を第１軸受により確実に支持させることができるので、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが好適に回避される。
【００１０】
また、好適には、（ｄ）前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータとは反対側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする。すなわち、前記第１軸受は、前記遊星歯車装置のサンギヤおよびピニオンよりも前記ロータシャフトの先端側に設けられる。このようにすれば、ロータシャフトを第１軸受により確実に支持させることができる。よって、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避される。また、第１軸受の径方向隙間が遊星歯車装置のサンギヤとピニオンとの間の径方向のガタと比べて小さい場合でも、電動機のロータシャフトが振れながら回転する過程で、ロータシャフトを第１軸受により確実に支持させることができる。
【００１１】
また、好適には、(ｅ)前記電動機および遊星歯車装置を収容するケースを含み、前記遊星歯車装置は、前記サンギヤと噛み合う複数個のピニオンを前記軸中心線に平行な軸心まわりに回転可能にそれぞれ支持し且つ前記ケースに固設されたキャリヤを、有するものであることを特徴とする。このような構成では、キャリヤがケースに固定されていることから、ロータシャフトが振れたときにはそのロータシャフトの一端部に支持されたサンギヤも振れるので、そのサンギヤは上記ピニオンにより支持されてそのピニオンの荷重が増加し易い傾向が存在するが、前述のように、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避されるので、このような構成の遊星歯車装置でも、そのピニオンの耐久性低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のII-II矢視部の円筒状出力部材、第２ピニオン、第２キャリヤ、および減速歯車装置を示す図である。
【図３】図１の車両用駆動装置のうちの第２モータジェネレータのロータ、ロータシャフト、減速用遊星歯車装置、第１軸受、および第２軸受を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例における車両用駆動装置の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図５】図４の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重の変化をそれぞれ同じ時系列で示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施例における車両用駆動装置の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図７】本発明の他の実施例における第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重の変化をそれぞれ同じ時系列で示すグラフであって、図５に相当する図である。
【図８】従来の車両用駆動装置を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図９】図８の従来の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重をそれぞれ時系列で示すグラフであって、実施例１の図５に相当する図である。
【図１０】図８の従来の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの両端部が振れながら回転する様子を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例の車両用駆動装置１０の構成を説明する骨子図である。図１において、車両用駆動装置１０は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式のハイブリッド車両に備えられる。この車両用駆動装置１０は、駆動輪１２を駆動するためのものであり、エンジン１４と、そのエンジン１４の出力軸（クランク軸）にダンパ装置１８を介して連結された動力伝達軸２０と、動力伝達軸２０の外周側においてダンパ装置１８および動力伝達軸２０とそれぞれ同心に設けられると共にトランスアクスルケース１６内に収容され、ダンパ装置１８側から順に設けられた第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、減速用遊星歯車装置２４、および第２モータジェネレータＭＧ２とを備えている。上記ダンパ装置１８、動力伝達軸２０、第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、減速用遊星歯車装置２４、および第２モータジェネレータＭＧ２は、共通の軸中心線Ｃ１上に同心に配置されている。第２モータジェネレータＭＧ２は、本発明における電動機に相当するものである。また、減速用遊星歯車装置２４は、本発明の遊星歯車装置に相当するものである。
【００１５】
動力分配用遊星歯車装置２２は、第１モータジェネレータＭＧ１に連結された第１サンギヤＳ１と、動力分配用遊星歯車装置２２および減速用遊星歯車装置２４の外周側に配置された円筒状出力部材２６の動力分配用遊星歯車装置２２側の端部に一体に設けられた第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１の外周側および第１リングギヤＲ１の内周側においてそれら第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１にそれぞれ噛み合わされた複数の第１ピニオンＰ１と、動力伝達軸２０に連結され、複数の第１ピニオンＰ１をそれぞれ回転可能且つ軸中心線Ｃ１まわりの公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この動力分配用遊星歯車装置２２は、エンジン１４からの動力を第１モータジェネレータＭＧ１と円筒状出力部材２６とに機械的に分配する動力分配機構として機能するものであり、円筒状出力部材２６の内周側において減速用遊星歯車装置２４に隣接して設けられている。なお、上記円筒状出力部材２６は、本発明における出力部材に相当するものである。
【００１６】
上記動力分配用遊星歯車装置２２により第１モータジェネレータＭＧ１に分配されたエンジン１４の動力は、その第１モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動するために用いられる。また、動力分配用遊星歯車装置２２により円筒状出力部材２６に分配されたエンジン１４の動力は、駆動輪１２を回転駆動するために用いられる。上記円筒状出力部材２６の軸中心線Ｃ１方向の中間部には、その軸中心線Ｃ１方向において動力分配用遊星歯車装置２２の第１リングギヤＲ１と減速用遊星歯車装置２４の第２リングギヤＲ２との間に位置する外周歯から成る第１ドライブギヤ２８が一体に設けられている。
【００１７】
第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１４により動力分配用遊星歯車機構２２を介して駆動されることで発電機として機能させられ、発電により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。また、第１モータジェネレータＭＧ１は、例えばエンジン始動時には動力分配用遊星歯車機構２２を介してエンジン１４を駆動することで電動機（エンジンスターター）として機能させられる。
【００１８】
上記動力分配用遊星歯車装置２２の差動状態は、第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態が制御されることにより連続的に変化させられる。そのため、動力分配用遊星歯車装置２２および第１モータジェネレータＭＧ１は、その第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態を制御して動力分配用遊星歯車装置２２の差動状態を連続的に変化させることにより円筒状出力部材２６の回転速度を無段階に変化させる電気式変速部を構成している。円筒状出力部材２６に形成された第１ドライブギヤ２８は、その電気式変速部の出力歯車として機能する。
【００１９】
減速用遊星歯車装置２４は、第２モータジェネレータＭＧ２に連結された第２サンギヤＳ２と、円筒状出力部材２６の減速用遊星歯車装置２４側の端部に内周歯として一体に設けられた第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２の外周側および第２リングギヤＲ２の内周側においてそれら第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２にそれぞれ噛み合わされた複数個（本実施例では５個）の第２ピニオンＰ２と、トランスアクスルケース１６に相対回転不能に嵌合されることにより固定され、複数の第２ピニオンＰ２を軸中心線Ｃ１に平行な回転軸心まわりにそれぞれ回転可能に支持する位置固定の第２キャリヤＣＡ２とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この減速用遊星歯車装置２４は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転を減速して円筒状出力部材２６へ伝達するものである。
【００２０】
第２モータジェネレータＭＧ２は、単独で或いはエンジン１４と共に駆動輪１２を回転駆動する駆動用電動機として機能させられる。また、第２モータジェネレータＭＧ２は、例えば車両の減速時等には駆動輪１２により駆動されることで発電機として機能させられ、発電により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。
【００２１】
車両用駆動装置１０は、さらに、円筒状出力部材２６の回転を減速して差動歯車装置４０へ伝達する減速歯車装置３６と、その減速歯車装置３６から伝達された動力を、左右一対の車軸３８にそれらの回転差を許容しつつ分配する差動歯車装置４０とを備えている。減速歯車装置３６は、前記第１ドライブギヤ２８と、動力伝達軸２０に平行に設けられたカウンタ軸４２に一体に設けられて第１ドライブギヤ２８に噛み合わされた第１ドリブンギヤ４４と、カウンタ軸４２に一体に設けられた第２ドライブギヤ４６と、差動歯車装置４０のデフケース４８の外周側に固定されて第２ドライブギヤ４６に噛み合わされた第２ドリブンギヤ５０とを有して構成されている。
【００２２】
このように構成された車両用駆動装置１０は、例えばエンジン始動時には第１モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジン１４を始動する。また、車両の発進時には第２モータジェネレータＭＧ２を用いて駆動輪１２を駆動する。また、車両の定常走行時には、エンジン１４の動力を動力分配用遊星歯車装置２２により円筒状出力部材２６と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配し、円筒状出力部材２６に分配された動力の一部により駆動輪１２を駆動する共に、第１モータジェネレータＭＧ１に分配された動力の他部によりその第１モータジェネレータＭＧ１を発電させ、その発電により得られた電力により第２モータジェネレータＭＧ２を駆動することでエンジン１４の動力を補助する。また、車両の減速時および制動時には、駆動輪１２から伝わる動力により第２モータジェネレータＭＧ２を回転させて回生発電を行うことで、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電装置に回収する。
【００２３】
図２は、図１のII-II矢視部の円筒状出力部材２６、第２ピニオンＰ２、第２キャリヤＣＡ２、および減速歯車装置３６を示す図である。なお、図２において、円筒状出力部材２６は、第１ドリブンギヤ４４と噛み合う周方向の一部のみが断面で示されている。円筒状出力部材２６（第１ドライブギヤ２８、第２リングギヤＲ２）は、図２中に矢印ａで示す方向すなわちエンジン１４側から見て右回りに回転する。それに伴って、第１ドリブンギヤ４４および第２ドライブギヤ４６は図中に矢印ｂで示す方向に回転し、第２ドリブンギヤ５０は図中に矢印ｃで示す方向に回転する。
【００２４】
第２キャリヤＣＡ２は、外周部のうちの第１ドリブンギヤ４４とは反対側の周方向の一部に偏って位置して径方向外側に突き出すように形成され、前記トランスアクスルケース１６に周方向に係合された複数（本実施例では４つ）の係合歯５２を備えている。これにより、第２キャリヤＣＡ２は、軸中心線Ｃ１まわりの回転不能に前記トランスアクスルケース１６に固定されている。
【００２５】
なお、図２において、第１ドライブギヤ２８と第１ドリブンギヤ４４とが噛み合う周方向位置から第２リングギヤＲ２の回転方向前方側の２つ目に位置する第２ピニオンＰ２を、Ｎｏ．１ピニオンＰ２(１)と称する。そして、そのＮｏ．１ピニオンＰ２(１)から第２リングギヤＲ２の回転方向において順にＮｏ．２ピニオンＰ２(２)、Ｎｏ．３ピニオンＰ２(３)、Ｎｏ．４ピニオンＰ２(４)、Ｎｏ．５ピニオンＰ２(５)と称する。これらの名称は以下で共通して用いる。
【００２６】
図１に戻って、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４は、減速用遊星歯車装置２４側の一端部が第１軸受５６により回転可能に支持され、また、他端部が第２軸受５８により回転可能に支持されている。
【００２７】
図３は、図１の車両用駆動装置１０の第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０、そのロータ６０から軸中心線Ｃ１方向両側に突き出されたロータシャフト５４、減速用遊星歯車装置２４、ロータシャフト５４の一端部および他端部を回転可能に支持する第１軸受５６および第２軸受５８を示す断面図である。図３に示すように、ロータシャフト５４は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０が固定された中間部５４ａと、その中間部５４ａの減速用遊星歯車装置２４側において第１軸受５６により回転可能に支持された第１端部（一端部）５４ｂと、中間部５４ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）５４ｃと、上記第１端部５４ｂの先端側すなわち減速用遊星歯車装置２４側の一部であってその減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２が外周側にスプライン嵌合により相対回転不能に嵌め着けられてその第２サンギヤＳ２を片持状に支持するサンギヤ嵌合部５４ｄとを有している。
【００２８】
第１軸受５６および第２軸受５８は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣからその第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第１距離Ｌ１と、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２とが、同じ値すなわち所定値Ａ[mm]となるように設けられている。
【００２９】
因みに、図８は、従来の車両用駆動装置９０を示す断面図であって、本実施例の図３に相当する図である。図８に示すように、従来の車両用駆動装置９０において、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａ、第１端部５４ｂ、およびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の中間部９２ａ、第１端部（一端部）９２ｂ、およびサンギヤ嵌合部９２ｄを有している。また、ロータシャフト９２は、中間部９２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）９２ｃを有している。この第２端部９２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して長く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０から離れて設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が、前記所定値Ａ[mm]よりも大きい所定値Ｄ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも小さくなるようにすなわちＬ１（＝Ａ）＜Ｌ２（＝Ｄ）となるように設定されている。
【００３０】
図９は、上記従来の車両用駆動装置９０において、ロータシャフト５４の端部が振れながら回転する過程でＮｏ．４ピニオンＰ２(４)に作用する上下方向の荷重すなわちピニオン荷重Ｆｐと、第１軸受５６に作用する上下方向の荷重すなわち第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１と、第２軸受５８に作用する上下方向の荷重すなわち第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２とを同じ時系列上でそれぞれ示したグラフである。図９に示すように、従来の車両用駆動装置９０においては、ｄ区間およびｅ区間において第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１が略零となる代わりにピニオン荷重Ｆｐが増加している。これは、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２の両端部が歳差運動のように振れながら回転するとき、第１軸受５６の径方向の微小隙間が詰まるよりも前に減速用遊星歯車装置２４のたとえば第２サンギヤＳ２とＮｏ．４ピニオンＰ２(４)との間のガタが詰まり、ｄ区間およびｅ区間において、第１軸受５６が受ける荷重が零に維持されるとともに、図１０に矢印ｆで示すようにロータシャフト９２から上記Ｎｏ．４ピニオンＰ２(４)に荷重が入力されると推測される。これにより、従来の車両用駆動装置９０においては、第２ピニオンＰ２、特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)の耐久性が低下する可能性があった。なお、上記ロータシャフト５４の端部の振れは、例えば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の重心の偏心や、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０とステータ６２（図１参照）との径方向の隙間が周方向において異なることに起因する電磁力の偏り等の影響により生じると推測される。
【００３１】
図１０は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２の両端部が微小に振れながら回転する様子を、理解を容易とするために振れを極端に大きく示す概念図である。その振れでは、荷重が大きいロータ９２の中央位置ＰＣを中心としてロータシャフト５４の両端部が振れる。図１０には、上記図９のｄ区間およびｅ区間にのロータシャフト９２の荷持荷重の変化状況が例示されている。図１０に示すように、第２軸受５８の径方向隙間が詰められつつ第２サンギヤＳ２とＮｏ．４ピニオンＰ２(４)との間の微小なガタが詰められると、ロータシャフト９２の一端部９２ｂおよび他端部９２ｃが第２軸受５８およびＮｏ．４ピニオンＰ２(４)により支持される。この際、第１軸受５６の径方向の微小隙間は詰められておらず、その第１軸受５６はロータシャフト９２の支持に寄与していない状態であって、ロータシャフト９２の一端部９２ｂの振れが許容されてしまう。
【００３２】
これに対して、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２と同じになるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、第１軸受５６および第２軸受５８の径方向隙間が略同じである場合、第２軸受５８の径方向隙間が詰められると同時に第１軸受５６の径方向隙間も詰められるので、ロータシャフト５４が第１軸受５６および第２軸受５８により支持される。そのため、図５に示す場合と同様に、ロータシャフト５４が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、その第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、実施例相互に重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図４は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置７０の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。図４に示すように、本実施例の第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト７２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａ、第１端部５４ｂ、およびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の、中間部７２ａ、第１端部（一端部）７２ｂ、およびサンギヤ嵌合部７２ｄを有している。また、ロータシャフト７２は、中間部７２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）７２ｃを有している。この第２端部７２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して短く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０側に設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が前記所定値Ａ[mm]よりも小さい所定値Ｂ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも大きくなるようにすなわちＬ１(＝Ａ)＞Ｌ２(＝Ｂ)となるように設定されている。
【００３５】
図５は、前記ロータシャフト７２の端部が振れながら回転する場合においてＮｏ．４ピニオンＰ２(４)に作用する上下方向の荷重すなわちピニオン荷重Ｆｐと、第１軸受５６に作用する上下方向の荷重すなわち第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１と、第２軸受５８に作用する上下方向の荷重すなわち第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２とを時系列でそれぞれ示したグラフである。図５に示すように、本実施例の車両用駆動装置７０においては、第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１および第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２は、ピニオンシャフト９２の両端部が振れながら回転する過程で零に維持される区間が存在せず、ピニオンシャフト９２の両端部から常時荷重が入力されている。このため、ピニオン荷重Ｆｐは、図８の値よりも少なくとも２５Ｎ以上低下している。
【００３６】
本実施例の車両用駆動装置７０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中心位置から第１軸受５６の支持位置までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中心位置から第２軸受５８の支持位置までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト７２が振れながら回転する過程で、ロータシャフト７２を第１軸受５６により確実に支持させることができる。そのため、図５に示すように、ロータシャフト７２が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、実施例１と同様に、第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００３７】
図６は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置８０の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。図６に示すように、本実施例の第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト８２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａおよびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の中間部８２ａおよびサンギヤ嵌合部８２ｄを有している。また、ロータシャフト８２は、中間部８２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）８２ｃを有している。この第２端部８２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して長く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０から離されて設けられている。そして、第２サンギヤＳ２が嵌合されたサンギヤ嵌合部８２ｄの先端からロータ６０とは反対側へ延び出し、その延び出した先端部に第１軸受５６が嵌めつけられた突出部８２ｅが形成されている。第１軸受５６は、減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２よりもロータシャフト８２の先端側に設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣからその第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第１距離Ｌ１が前記所定値Ａ[mm]よりも大きい所定値Ｃ[mm]に設定され、また、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が上記所定値Ｃ[mm]よりも小さい所定値Ｄ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている（Ｌ１＝Ｃ＞Ｌ２＝Ｄ）。なお、ロータシャフト８２の第１端部８２ｂは実施例１および実施例２のように第１軸受５６で支持されていない。
【００３８】
本実施例の車両用駆動装置８０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＶから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト８２が振れながら回転する過程で、ロータシャフト８２を第１軸受５６により確実に支持させることができる。そのため、ロータシャフト８２が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、実施例１および実施例２の場合と同様以上に、図７に示すように、第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施例の車両用駆動装置８０によれば、第１軸受５６は、減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２および第２ピニオンＰ２よりもロータシャフト８２の先端側に設けられている。このようにすれば、第１軸受５６の径方向隙間が第２サンギヤＳ２と第２ピニオンＰ２との間の径方向のガタと比べて小さい場合には、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、ロータシャフト８２を第１軸受５６により一層確実に支持させることができる。よって、ロータシャフト８２が第１軸受５６により支持されず第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２に作用する荷重が増すことが好適に回避される。
【００４０】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００４１】
例えば、前述の実施例において、車両用駆動装置１０（７０および８０）には、エンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、および減速歯車装置３６が備えられていたが、これらは必ずしも必要ない。
【００４２】
また、前述の実施例において、減速用遊星歯車装置２４は、５つの第２ピニオンＰ２を備えていたが、必ずしも５つでなくてもよい。例えば、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。
【００４３】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：車両用駆動装置
２４：減速用遊星歯車装置（遊星歯車装置）
２６：円筒状出力部材（出力部材）
５４：ロータシャフト
５４ｂ：第１端部（一端部）
５４ｃ：第２端部（他端部）
５６：第１軸受
５８：第２軸受
６０：ロータ
Ｌ１：第１距離（ロータの軸中心線方向における中心位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離）
Ｌ２：第２距離（ロータの軸中心線方向における中心位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離）
ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機とその電動機の回転を減速する遊星歯車装置とを備える車両用駆動装置に係り、特に、その遊星歯車装置の耐久性低下を抑制するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機と、その電動機のロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、前記電動機のロータシャフトの回転を減速して前記出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、その遊星歯車装置側の前記ロータシャフトの一端部を回転可能に支持する第１軸受と、前記ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたものがそれである。なお、特許文献１においては、モータＭＧ２、第２プラネタリギヤ３５、ベアリング６７、およびベアリング６９が、それぞれ上記電動機、上記遊星歯車装置、上記第１軸受、および上記第２軸受に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の車両用駆動装置においては、電動機が回転する際に、電動機のロータの重心の偏心や、電動機のロータとステータとの径方向の隙間が周方向において異なることに起因する電磁力の偏り等の影響により、ロータシャフトの両端部に振れが生じる場合がある。そのような振れが生じつつ回転する過程では、ロータシャフトは、第１軸受および第２軸受に存在する僅かな径方向隙間のうちの円周方向の一部を詰めつつ回転することとなる。そして、第１軸受および第２軸受は、径方向隙間が詰められた周方向位置でロータシャフトを支持することとなる。
【０００５】
ところが、上記従来の車両用駆動装置においては、電動機のロータの軸中心線方向における中央位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向距離が、上記中央位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向距離よりも短く設定されている。そして、遊星歯車装置のサンギヤが第１軸受よりも ロータシャフトの一端部の軸端に設けられている。したがって、電動機のロータシャフトの両端部が振れながら回転する過程で、第１軸受の径方向隙間が詰まるよりも前に、第２軸受の径方向隙間が詰まると共に遊星歯車装置のサンギヤとそれと噛み合う所定のピニオンとの間のガタが詰まり、ロータシャフトが第２軸受と上記ピニオンとにより支持される可能性があった。その場合には上記ピニオンに作用する荷重が増すこととなり、そのピニオンの耐久性が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機に連結された遊星歯車装置のピニオンの耐久性低下を抑制することができる車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、（ａ）電動機と、該電動機のロータを支持するために該ロータから突き出すロータシャフトと、該ロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、該電動機のロータシャフトの回転を減速して該出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、該ロータシャフトの該遊星歯車装置側の一端部を回転可能に支持する第１軸受と、該ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置であって、（ｂ）前記第１軸受および前記第２軸受は、前記電動機のロータの軸中心線方向の中央位置からその第１軸受の支持位置までの前記軸中心線方向の距離が、前記中央位置から前記第２軸受の支持位置までの前記軸中心線方向の距離以上となるように設けられていることにある。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、電動機のロータの軸中心線方向の中央位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離が、上記中央位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離以下となるように設定されているので、電動機のロータシャフトの両端部が振れながら回転する過程で、ロータシャフトが第１軸受および第２軸受により支持される。よって、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避されるので、そのピニオンの耐久性低下を抑制することができる。
【０００９】
ここで、好適には、(ｃ)前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータ側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする。このようにすれば、ロータシャフトの一端部を第１軸受により確実に支持させることができるので、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが好適に回避される。
【００１０】
また、好適には、（ｄ）前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータとは反対側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする。すなわち、前記第１軸受は、前記遊星歯車装置のサンギヤおよびピニオンよりも前記ロータシャフトの先端側に設けられる。このようにすれば、ロータシャフトを第１軸受により確実に支持させることができる。よって、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避される。また、第１軸受の径方向隙間が遊星歯車装置のサンギヤとピニオンとの間の径方向のガタと比べて小さい場合でも、電動機のロータシャフトが振れながら回転する過程で、ロータシャフトを第１軸受により確実に支持させることができる。
【００１１】
また、好適には、(ｅ)前記電動機および遊星歯車装置を収容するケースを含み、前記遊星歯車装置は、前記サンギヤと噛み合う複数個のピニオンを前記軸中心線に平行な軸心まわりに回転可能にそれぞれ支持し且つ前記ケースに固設されたキャリヤを、有するものであることを特徴とする。このような構成では、キャリヤがケースに固定されていることから、ロータシャフトが振れたときにはそのロータシャフトの一端部に支持されたサンギヤも振れるので、そのサンギヤは上記ピニオンにより支持されてそのピニオンの荷重が増加し易い傾向が存在するが、前述のように、ロータシャフトが第１軸受により支持されず遊星歯車装置のピニオンにより支持されてそのピニオンに作用する荷重が増すことが回避されるので、このような構成の遊星歯車装置でも、そのピニオンの耐久性低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のII-II矢視部の円筒状出力部材、第２ピニオン、第２キャリヤ、および減速歯車装置を示す図である。
【図３】図１の車両用駆動装置のうちの第２モータジェネレータのロータ、ロータシャフト、減速用遊星歯車装置、第１軸受、および第２軸受を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例における車両用駆動装置の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図５】図４の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重の変化をそれぞれ同じ時系列で示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施例における車両用駆動装置の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図７】本発明の他の実施例における第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重の変化をそれぞれ同じ時系列で示すグラフであって、図５に相当する図である。
【図８】従来の車両用駆動装置を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。
【図９】図８の従来の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの端部が振れながら回転する場合のピニオン荷重、第１軸受荷重、および第２軸受荷重をそれぞれ時系列で示すグラフであって、実施例１の図５に相当する図である。
【図１０】図８の従来の車両用駆動装置において、第２モータジェネレータのロータシャフトの両端部が振れながら回転する様子を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例の車両用駆動装置１０の構成を説明する骨子図である。図１において、車両用駆動装置１０は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式のハイブリッド車両に備えられる。この車両用駆動装置１０は、駆動輪１２を駆動するためのものであり、エンジン１４と、そのエンジン１４の出力軸（クランク軸）にダンパ装置１８を介して連結された動力伝達軸２０と、動力伝達軸２０の外周側においてダンパ装置１８および動力伝達軸２０とそれぞれ同心に設けられると共にトランスアクスルケース１６内に収容され、ダンパ装置１８側から順に設けられた第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、減速用遊星歯車装置２４、および第２モータジェネレータＭＧ２とを備えている。上記ダンパ装置１８、動力伝達軸２０、第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、減速用遊星歯車装置２４、および第２モータジェネレータＭＧ２は、共通の軸中心線Ｃ１上に同心に配置されている。第２モータジェネレータＭＧ２は、本発明における電動機に相当するものである。また、減速用遊星歯車装置２４は、本発明の遊星歯車装置に相当するものである。
【００１５】
動力分配用遊星歯車装置２２は、第１モータジェネレータＭＧ１に連結された第１サンギヤＳ１と、動力分配用遊星歯車装置２２および減速用遊星歯車装置２４の外周側に配置された円筒状出力部材２６の動力分配用遊星歯車装置２２側の端部に一体に設けられた第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１の外周側および第１リングギヤＲ１の内周側においてそれら第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１にそれぞれ噛み合わされた複数の第１ピニオンＰ１と、動力伝達軸２０に連結され、複数の第１ピニオンＰ１をそれぞれ回転可能且つ軸中心線Ｃ１まわりの公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この動力分配用遊星歯車装置２２は、エンジン１４からの動力を第１モータジェネレータＭＧ１と円筒状出力部材２６とに機械的に分配する動力分配機構として機能するものであり、円筒状出力部材２６の内周側において減速用遊星歯車装置２４に隣接して設けられている。なお、上記円筒状出力部材２６は、本発明における出力部材に相当するものである。
【００１６】
上記動力分配用遊星歯車装置２２により第１モータジェネレータＭＧ１に分配されたエンジン１４の動力は、その第１モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動するために用いられる。また、動力分配用遊星歯車装置２２により円筒状出力部材２６に分配されたエンジン１４の動力は、駆動輪１２を回転駆動するために用いられる。上記円筒状出力部材２６の軸中心線Ｃ１方向の中間部には、その軸中心線Ｃ１方向において動力分配用遊星歯車装置２２の第１リングギヤＲ１と減速用遊星歯車装置２４の第２リングギヤＲ２との間に位置する外周歯から成る第１ドライブギヤ２８が一体に設けられている。
【００１７】
第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジン１４により動力分配用遊星歯車機構２２を介して駆動されることで発電機として機能させられ、発電により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。また、第１モータジェネレータＭＧ１は、例えばエンジン始動時には動力分配用遊星歯車機構２２を介してエンジン１４を駆動することで電動機（エンジンスターター）として機能させられる。
【００１８】
上記動力分配用遊星歯車装置２２の差動状態は、第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態が制御されることにより連続的に変化させられる。そのため、動力分配用遊星歯車装置２２および第１モータジェネレータＭＧ１は、その第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態を制御して動力分配用遊星歯車装置２２の差動状態を連続的に変化させることにより円筒状出力部材２６の回転速度を無段階に変化させる電気式変速部を構成している。円筒状出力部材２６に形成された第１ドライブギヤ２８は、その電気式変速部の出力歯車として機能する。
【００１９】
減速用遊星歯車装置２４は、第２モータジェネレータＭＧ２に連結された第２サンギヤＳ２と、円筒状出力部材２６の減速用遊星歯車装置２４側の端部に内周歯として一体に設けられた第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２の外周側および第２リングギヤＲ２の内周側においてそれら第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２にそれぞれ噛み合わされた複数個（本実施例では５個）の第２ピニオンＰ２と、トランスアクスルケース１６に相対回転不能に嵌合されることにより固定され、複数の第２ピニオンＰ２を軸中心線Ｃ１に平行な回転軸心まわりにそれぞれ回転可能に支持する位置固定の第２キャリヤＣＡ２とを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置である。この減速用遊星歯車装置２４は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転を減速して円筒状出力部材２６へ伝達するものである。
【００２０】
第２モータジェネレータＭＧ２は、単独で或いはエンジン１４と共に駆動輪１２を回転駆動する駆動用電動機として機能させられる。また、第２モータジェネレータＭＧ２は、例えば車両の減速時等には駆動輪１２により駆動されることで発電機として機能させられ、発電により発生した電気エネルギーを例えばバッテリ等の蓄電装置に充電する。
【００２１】
車両用駆動装置１０は、さらに、円筒状出力部材２６の回転を減速して差動歯車装置４０へ伝達する減速歯車装置３６と、その減速歯車装置３６から伝達された動力を、左右一対の車軸３８にそれらの回転差を許容しつつ分配する差動歯車装置４０とを備えている。減速歯車装置３６は、前記第１ドライブギヤ２８と、動力伝達軸２０に平行に設けられたカウンタ軸４２に一体に設けられて第１ドライブギヤ２８に噛み合わされた第１ドリブンギヤ４４と、カウンタ軸４２に一体に設けられた第２ドライブギヤ４６と、差動歯車装置４０のデフケース４８の外周側に固定されて第２ドライブギヤ４６に噛み合わされた第２ドリブンギヤ５０とを有して構成されている。
【００２２】
このように構成された車両用駆動装置１０は、例えばエンジン始動時には第１モータジェネレータＭＧ１を用いてエンジン１４を始動する。また、車両の発進時には第２モータジェネレータＭＧ２を用いて駆動輪１２を駆動する。また、車両の定常走行時には、エンジン１４の動力を動力分配用遊星歯車装置２２により円筒状出力部材２６と第１モータジェネレータＭＧ１とに分配し、円筒状出力部材２６に分配された動力の一部により駆動輪１２を駆動する共に、第１モータジェネレータＭＧ１に分配された動力の他部によりその第１モータジェネレータＭＧ１を発電させ、その発電により得られた電力により第２モータジェネレータＭＧ２を駆動することでエンジン１４の動力を補助する。また、車両の減速時および制動時には、駆動輪１２から伝わる動力により第２モータジェネレータＭＧ２を回転させて回生発電を行うことで、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電装置に回収する。
【００２３】
図２は、図１のII-II矢視部の円筒状出力部材２６、第２ピニオンＰ２、第２キャリヤＣＡ２、および減速歯車装置３６を示す図である。なお、図２において、円筒状出力部材２６は、第１ドリブンギヤ４４と噛み合う周方向の一部のみが断面で示されている。円筒状出力部材２６（第１ドライブギヤ２８、第２リングギヤＲ２）は、図２中に矢印ａで示す方向すなわちエンジン１４側から見て右回りに回転する。それに伴って、第１ドリブンギヤ４４および第２ドライブギヤ４６は図中に矢印ｂで示す方向に回転し、第２ドリブンギヤ５０は図中に矢印ｃで示す方向に回転する。
【００２４】
第２キャリヤＣＡ２は、外周部のうちの第１ドリブンギヤ４４とは反対側の周方向の一部に偏って位置して径方向外側に突き出すように形成され、前記トランスアクスルケース１６に周方向に係合された複数（本実施例では４つ）の係合歯５２を備えている。これにより、第２キャリヤＣＡ２は、軸中心線Ｃ１まわりの回転不能に前記トランスアクスルケース１６に固定されている。
【００２５】
なお、図２において、第１ドライブギヤ２８と第１ドリブンギヤ４４とが噛み合う周方向位置から第２リングギヤＲ２の回転方向前方側の２つ目に位置する第２ピニオンＰ２を、Ｎｏ．１ピニオンＰ２(１)と称する。そして、そのＮｏ．１ピニオンＰ２(１)から第２リングギヤＲ２の回転方向において順にＮｏ．２ピニオンＰ２(２)、Ｎｏ．３ピニオンＰ２(３)、Ｎｏ．４ピニオンＰ２(４)、Ｎｏ．５ピニオンＰ２(５)と称する。これらの名称は以下で共通して用いる。
【００２６】
図１に戻って、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４は、減速用遊星歯車装置２４側の一端部が第１軸受５６により回転可能に支持され、また、他端部が第２軸受５８により回転可能に支持されている。
【００２７】
図３は、図１の車両用駆動装置１０の第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０、そのロータ６０から軸中心線Ｃ１方向両側に突き出されたロータシャフト５４、減速用遊星歯車装置２４、ロータシャフト５４の一端部および他端部を回転可能に支持する第１軸受５６および第２軸受５８を示す断面図である。図３に示すように、ロータシャフト５４は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０が固定された中間部５４ａと、その中間部５４ａの減速用遊星歯車装置２４側において第１軸受５６により回転可能に支持された第１端部（一端部）５４ｂと、中間部５４ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）５４ｃと、上記第１端部５４ｂの先端側すなわち減速用遊星歯車装置２４側の一部であってその減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２が外周側にスプライン嵌合により相対回転不能に嵌め着けられてその第２サンギヤＳ２を片持状に支持するサンギヤ嵌合部５４ｄとを有している。
【００２８】
第１軸受５６および第２軸受５８は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣからその第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第１距離Ｌ１と、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２とが、同じ値すなわち所定値Ａ[mm]となるように設けられている。
【００２９】
因みに、図８は、従来の車両用駆動装置９０を示す断面図であって、本実施例の図３に相当する図である。図８に示すように、従来の車両用駆動装置９０において、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａ、第１端部５４ｂ、およびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の中間部９２ａ、第１端部（一端部）９２ｂ、およびサンギヤ嵌合部９２ｄを有している。また、ロータシャフト９２は、中間部９２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）９２ｃを有している。この第２端部９２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して長く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０から離れて設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が、前記所定値Ａ[mm]よりも大きい所定値Ｄ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも小さくなるようにすなわちＬ１（＝Ａ）＜Ｌ２（＝Ｄ）となるように設定されている。
【００３０】
図９は、上記従来の車両用駆動装置９０において、ロータシャフト５４の端部が振れながら回転する過程でＮｏ．４ピニオンＰ２(４)に作用する上下方向の荷重すなわちピニオン荷重Ｆｐと、第１軸受５６に作用する上下方向の荷重すなわち第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１と、第２軸受５８に作用する上下方向の荷重すなわち第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２とを同じ時系列上でそれぞれ示したグラフである。図９に示すように、従来の車両用駆動装置９０においては、ｄ区間およびｅ区間において第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１が略零となる代わりにピニオン荷重Ｆｐが増加している。これは、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２の両端部が歳差運動のように振れながら回転するとき、第１軸受５６の径方向の微小隙間が詰まるよりも前に減速用遊星歯車装置２４のたとえば第２サンギヤＳ２とＮｏ．４ピニオンＰ２(４)との間のガタが詰まり、ｄ区間およびｅ区間において、第１軸受５６が受ける荷重が零に維持されるとともに、図１０に矢印ｆで示すようにロータシャフト９２から上記Ｎｏ．４ピニオンＰ２(４)に荷重が入力されると推測される。これにより、従来の車両用駆動装置９０においては、第２ピニオンＰ２、特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)の耐久性が低下する可能性があった。なお、上記ロータシャフト５４の端部の振れは、例えば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の重心の偏心や、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０とステータ６２（図１参照）との径方向の隙間が周方向において異なることに起因する電磁力の偏り等の影響により生じると推測される。
【００３１】
図１０は、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト９２の両端部が微小に振れながら回転する様子を、理解を容易とするために振れを極端に大きく示す概念図である。その振れでは、荷重が大きいロータ９２の中央位置ＰＣを中心としてロータシャフト５４の両端部が振れる。図１０には、上記図９のｄ区間およびｅ区間にのロータシャフト９２の荷持荷重の変化状況が例示されている。図１０に示すように、第２軸受５８の径方向隙間が詰められつつ第２サンギヤＳ２とＮｏ．４ピニオンＰ２(４)との間の微小なガタが詰められると、ロータシャフト９２の一端部９２ｂおよび他端部９２ｃが第２軸受５８およびＮｏ．４ピニオンＰ２(４)により支持される。この際、第１軸受５６の径方向の微小隙間は詰められておらず、その第１軸受５６はロータシャフト９２の支持に寄与していない状態であって、ロータシャフト９２の一端部９２ｂの振れが許容されてしまう。
【００３２】
これに対して、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２と同じになるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、第１軸受５６および第２軸受５８の径方向隙間が略同じである場合、第２軸受５８の径方向隙間が詰められると同時に第１軸受５６の径方向隙間も詰められるので、ロータシャフト５４が第１軸受５６および第２軸受５８により支持される。そのため、図５に示す場合と同様に、ロータシャフト５４が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、その第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、実施例相互に重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図４は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置７０の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。図４に示すように、本実施例の第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト７２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａ、第１端部５４ｂ、およびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の、中間部７２ａ、第１端部（一端部）７２ｂ、およびサンギヤ嵌合部７２ｄを有している。また、ロータシャフト７２は、中間部７２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）７２ｃを有している。この第２端部７２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して短く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０側に設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が前記所定値Ａ[mm]よりも小さい所定値Ｂ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも大きくなるようにすなわちＬ１(＝Ａ)＞Ｌ２(＝Ｂ)となるように設定されている。
【００３５】
図５は、前記ロータシャフト７２の端部が振れながら回転する場合においてＮｏ．４ピニオンＰ２(４)に作用する上下方向の荷重すなわちピニオン荷重Ｆｐと、第１軸受５６に作用する上下方向の荷重すなわち第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１と、第２軸受５８に作用する上下方向の荷重すなわち第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２とを時系列でそれぞれ示したグラフである。図５に示すように、本実施例の車両用駆動装置７０においては、第１軸受荷重Ｆｂｒｇ１および第２軸受荷重Ｆｂｒｇ２は、ピニオンシャフト９２の両端部が振れながら回転する過程で零に維持される区間が存在せず、ピニオンシャフト９２の両端部から常時荷重が入力されている。このため、ピニオン荷重Ｆｐは、図８の値よりも少なくとも２５Ｎ以上低下している。
【００３６】
本実施例の車両用駆動装置７０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中心位置から第１軸受５６の支持位置までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中心位置から第２軸受５８の支持位置までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト７２が振れながら回転する過程で、ロータシャフト７２を第１軸受５６により確実に支持させることができる。そのため、図５に示すように、ロータシャフト７２が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、実施例１と同様に、第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００３７】
図６は、本発明の他の実施例の車両用駆動装置８０の一部を示す断面図であって、実施例１の図３に相当する図である。図６に示すように、本実施例の第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト８２は、実施例１のロータシャフト５４の中間部５４ａおよびサンギヤ嵌合部５４ｄと同様の中間部８２ａおよびサンギヤ嵌合部８２ｄを有している。また、ロータシャフト８２は、中間部８２ａの減速用遊星歯車装置２４とは反対側において第２軸受５８により回転可能に支持された第２端部（他端部）８２ｃを有している。この第２端部８２ｃは、実施例１のロータシャフト５４の第２端部５４ｃと比較して長く形成されている。そして、第２軸受５８は、実施例１と比べてロータ６０から離されて設けられている。そして、第２サンギヤＳ２が嵌合されたサンギヤ嵌合部８２ｄの先端からロータ６０とは反対側へ延び出し、その延び出した先端部に第１軸受５６が嵌めつけられた突出部８２ｅが形成されている。第１軸受５６は、減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２よりもロータシャフト８２の先端側に設けられている。そして、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣからその第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第１距離Ｌ１が前記所定値Ａ[mm]よりも大きい所定値Ｃ[mm]に設定され、また、上記中央位置ＰＣから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の距離すなわち第２距離Ｌ２が上記所定値Ｃ[mm]よりも小さい所定値Ｄ[mm]となるように設定されている。つまり、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている（Ｌ１＝Ｃ＞Ｌ２＝Ｄ）。なお、ロータシャフト８２の第１端部８２ｂは実施例１および実施例２のように第１軸受５６で支持されていない。
【００３８】
本実施例の車両用駆動装置８０によれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータ６０の軸中心線Ｃ１方向における中央位置ＰＣから第１軸受５６の支持位置Ｐ１までの軸中心線Ｃ１方向の第１距離Ｌ１が、上記中央位置ＰＶから第２軸受５８の支持位置Ｐ２までの軸中心線Ｃ１方向の第２距離Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。このようにすれば、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト８２が振れながら回転する過程で、ロータシャフト８２を第１軸受５６により確実に支持させることができる。そのため、ロータシャフト８２が第１軸受５６により支持されず減速用遊星歯車装置２４の第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２（特にＮｏ．４ピニオンＰ２(４)）に作用する荷重が増すことが回避されるので、実施例１および実施例２の場合と同様以上に、図７に示すように、第２ピニオンＰ２の耐久性低下を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施例の車両用駆動装置８０によれば、第１軸受５６は、減速用遊星歯車装置２４の第２サンギヤＳ２および第２ピニオンＰ２よりもロータシャフト８２の先端側に設けられている。このようにすれば、第１軸受５６の径方向隙間が第２サンギヤＳ２と第２ピニオンＰ２との間の径方向のガタと比べて小さい場合には、第２モータジェネレータＭＧ２のロータシャフト５４が振れながら回転する過程で、ロータシャフト８２を第１軸受５６により一層確実に支持させることができる。よって、ロータシャフト８２が第１軸受５６により支持されず第２ピニオンＰ２により支持されてその第２ピニオンＰ２に作用する荷重が増すことが好適に回避される。
【００４０】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００４１】
例えば、前述の実施例において、車両用駆動装置１０（７０および８０）には、エンジン１４、第１モータジェネレータＭＧ１、動力分配用遊星歯車装置２２、および減速歯車装置３６が備えられていたが、これらは必ずしも必要ない。
【００４２】
また、前述の実施例において、減速用遊星歯車装置２４は、５つの第２ピニオンＰ２を備えていたが、必ずしも５つでなくてもよい。例えば、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。
【００４３】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：車両用駆動装置
２４：減速用遊星歯車装置（遊星歯車装置）
２６：円筒状出力部材（出力部材）
５４：ロータシャフト
５４ｂ：第１端部（一端部）
５４ｃ：第２端部（他端部）
５６：第１軸受
５８：第２軸受
６０：ロータ
Ｌ１：第１距離（ロータの軸中心線方向における中心位置から第１軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離）
Ｌ２：第２距離（ロータの軸中心線方向における中心位置から第２軸受の支持位置までの軸中心線方向の距離）
ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、該電動機のロータを支持するために該ロータから突き出すロータシャフトと、該ロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、該電動機のロータシャフトの回転を減速して該出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、該ロータシャフトの該遊星歯車装置側の一端部を回転可能に支持する第１軸受と、該ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置であって、
前記第１軸受および前記第２軸受は、前記電動機のロータの軸中心線方向における中心位置から該第１軸受の支持位置までの該軸中心線方向の距離が、該中心位置から該第２軸受の支持位置までの該軸中心線方向の距離以上となるように設けられていることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、
該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータ側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、
該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータとは反対側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記電動機および遊星歯車装置を収容するケースを含み、
前記遊星歯車装置は、前記サンギヤと噛み合う複数個のピニオンを前記軸中心線に平行な軸心まわりに回転可能にそれぞれ支持し且つ前記ケースに固設されたキャリヤを、有するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用駆動装置。
【請求項１】
電動機と、該電動機のロータを支持するために該ロータから突き出すロータシャフトと、該ロータシャフトの一端部と出力部材との間に同心に設けられ、該電動機のロータシャフトの回転を減速して該出力部材へ伝達する遊星歯車装置と、該ロータシャフトの該遊星歯車装置側の一端部を回転可能に支持する第１軸受と、該ロータシャフトの他端部を回転可能に支持する第２軸受とを備えた車両用駆動装置であって、
前記第１軸受および前記第２軸受は、前記電動機のロータの軸中心線方向における中心位置から該第１軸受の支持位置までの該軸中心線方向の距離が、該中心位置から該第２軸受の支持位置までの該軸中心線方向の距離以上となるように設けられていることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、
該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータ側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記ロータシャフトの一端部は、前記遊星歯車装置のサンギヤと相対回転不能に嵌合して該サンギヤを支持し、
該ロータシャフトの一端部は、該サンギヤよりも前記ロータとは反対側において前記第１軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記電動機および遊星歯車装置を収容するケースを含み、
前記遊星歯車装置は、前記サンギヤと噛み合う複数個のピニオンを前記軸中心線に平行な軸心まわりに回転可能にそれぞれ支持し且つ前記ケースに固設されたキャリヤを、有するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両用駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１９４９４（Ｐ２０１３−１９４９４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４２９１（Ｐ２０１１−１５４２９１）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【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１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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