(57)【要約】【課題】歯車軸から弾性部材を介して伝達されるラジアル力によるロータ軸の傾きを低減することでノイズの発生を抑制できる車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】車両用動力伝達装置１４は、回転中心線Ｃで回転可能に両端部が一対の第１軸受１０４，１０６により支持され且つ回転中心線Ｃに垂直な方向に働くラジアル力を受ける歯車軸４２と、歯車軸４２と同じ回転中心線Ｃで回転可能に両端部が一対の第２軸受１００，１０２により支持され且つ歯車軸４２にスプライン嵌合されて電動機３０のロータ３４に連結されたロータ軸４０と、歯車軸４２及びロータ軸４０の回転中心線Ｃを中心とする径方向において対向する内周面４２ｉと外周面４０ｏとの間に圧入されたフリクションダンパ５０（弾性部材）と、を備える。回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０は一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心線で回転可能に両端部が一対の第１軸受により支持され且つ前記回転中心線に垂直な方向に働く力を受ける歯車軸と、前記歯車軸と同じ前記回転中心線で回転可能に両端部が一対の第２軸受により支持され且つ前記歯車軸にスプライン嵌合されて回転機のロータに連結されたロータ軸と、前記歯車軸及び前記ロータ軸の前記回転中心線を中心とする径方向において対向する内周面と外周面との間に圧入された弾性部材と、を備えた車両用動力伝達装置であって、
前記回転中心線方向において、前記弾性部材は前記一対の第１軸受の間に配置されている
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記歯車軸には、噛み合い反力によって前記垂直な方向に働く力を生じさせる歯車が設けられ、
前記回転中心線方向において、前記弾性部材は、前記歯車における噛み合い反力によって前記歯車軸に生じるモーメントの中心である前記回転機が駆動状態にある場合のモーメントの中心及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントの中心の少なくとも１つを含む位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記回転機が駆動状態にある場合のモーメント及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同じ回転中心線上でスプライン嵌合された歯車軸と回転機のロータに連結されたロータ軸とを備えた車両用動力伝達装置におけるノイズの発生を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車軸とロータ軸とがスプライン嵌合により連結され、スプライン嵌合部でのがたつきを抑制するために、歯車軸及びロータ軸の径方向に対向する内周面と外周面との間にがたつき抑制部材（弾性部材）が圧入された車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。特許文献１に記載の車両用動力伝達装置では、ロータ軸を支持する一対の軸受のうちの歯車軸側の軸受から歯車軸側へ突き出したロータ軸の軸端部と歯車軸との間、又は、歯車軸を支持する一対の軸受のうちのロータ軸側の軸受からロータ軸側へ突き出した歯車軸の軸端部とロータ軸との間、の部位に弾性部材が配置されている。このように支持剛性が低くされた部位に弾性部材が配置されることで、弾性部材への応力低減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５３３８５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、上記特許文献１に記載された部位に弾性部材が配置されると、歯車軸が回転中心線に垂直な方向（ラジアル方向）に働くラジアル力の作用で傾く場合、弾性部材の変位量が大きくされる傾向にあるのでロータ軸の傾きが大きくされる傾向にある。そのため、そのロータ軸に連結された回転機のロータが傾いた状態で回転して回転機での振動が発生しやすくなることにより、ノイズが発生するおそれがある。
【０００５】
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、歯車軸から弾性部材を介して伝達されるラジアル力によるロータ軸の傾きを低減することでノイズの発生を抑制できる車両用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の要旨とするところは、回転中心線で回転可能に両端部が一対の第１軸受により支持され且つ前記回転中心線に垂直な方向に働く力を受ける歯車軸と、前記歯車軸と同じ前記回転中心線で回転可能に両端部が一対の第２軸受により支持され且つ前記歯車軸にスプライン嵌合されて回転機のロータに連結されたロータ軸と、前記歯車軸及び前記ロータ軸の前記回転中心線を中心とする径方向において対向する内周面と外周面との間に圧入された弾性部材と、を備えた車両用動力伝達装置であって、前記回転中心線方向において、前記弾性部材は前記一対の第１軸受の間に配置されていることにある。
【０００７】
第２発明の要旨とするところは、第１発明において、（ａ）前記歯車軸には、噛み合い反力によって前記垂直な方向に働く力を生じさせる歯車が設けられ、（ｂ）前記回転中心線方向において、前記弾性部材は、前記歯車における噛み合い反力によって前記歯車軸に生じるモーメントの中心である前記回転機が駆動状態にある場合のモーメントの中心及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントの中心の少なくとも１つを含む位置に配置されていることにある。
【０００８】
第３発明の要旨とするところは、第２発明において、前記弾性部材は、前記回転機が駆動状態にある場合のモーメント及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置されていることにある。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明の車両用動力伝達装置によれば、前記回転中心線方向において、前記弾性部材は前記一対の第１軸受の間に配置されている。このような構成により、歯車軸が回転中心線に垂直な方向に働くラジアル力の作用で傾く場合、弾性部材の変位量が抑制されてロータ軸が傾くことが抑制される。そのため、ロータ軸に連結された回転機のロータが傾いた状態で回転することに伴う振動の発生が抑制されることにより、ノイズの発生が抑制される。
【００１０】
第２発明の車両用動力伝達装置によれば、第１発明において、（ａ）前記歯車軸には、噛み合い反力によって前記垂直な方向に働く力を生じさせる歯車が設けられ、（ｂ）前記回転中心線方向において、前記弾性部材は、前記歯車における噛み合い反力によって前記歯車軸に生じるモーメントの中心である前記回転機が駆動状態にある場合のモーメントの中心及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントの中心の少なくとも１つを含む位置に配置されている。回転中心線方向において、歯車軸に生じるモーメントの中心を含む位置に弾性部材が配置されているため、歯車軸から弾性部材に働くラジアル力が作用しにくくなる。そのため、弾性部材の変位量が低減されることによりロータ軸が傾くことが抑制される。これにより、ロータ軸の傾きに起因したノイズの発生が抑制される。
【００１１】
第３発明の車両用動力伝達装置によれば、第２発明において、前記弾性部材は、前記回転機が駆動状態にある場合のモーメント及び前記回転機が被駆動状態にある場合のモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置されている。すなわち、回転機が駆動状態にある場合での歯車軸に生じるモーメントと回転機が被駆動状態にある場合での歯車軸に生じるモーメントとで大きさが異なる場合、弾性部材は、これらモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置されている。そのため、回転機が駆動状態にある場合と被駆動状態にある場合とで相対的にノイズが大きくなりやすい場合におけるノイズの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る車両用動力伝達装置を搭載した車両の概略図である。
【図２】歯車軸に設けられた第２出力歯車における噛み合い反力によって、歯車軸に生じるモーメントの中心を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の各実施例において図は理解を容易とするために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、本発明の実施例１に係る車両用動力伝達装置１４を搭載した車両１０の概略図である。車両１０は、エンジン１２、電動機３０、及び車両用動力伝達装置１４を備える。車両用動力伝達装置１４は、エンジン１２及び電動機３０と図示していない一対の駆動輪との間の動力伝達経路に設けられている。なお、図１では、後述するロータ軸４０、歯車軸４２、軸受１００、軸受１０２、軸受１０４、軸受１０６、及び電動機３０は断面図で示され、動力伝達経路のうちエンジン１２から歯車軸４２までの間は骨子図で示されている。なお、軸受１０４及び軸受１０６は、一対の第１軸受を構成し、軸受１００及び軸受１０２は、一対の第２軸受を構成する。
【００１５】
エンジン１２及び電動機３０は、いずれも車両１０の車両駆動源である。エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、発生した動力をクランク軸１２ａに出力する。電動機３０は、車両１０の車両駆動源としてのモータ機能とともにエンジンブレーキ時に車両１０の運動エネルギーを電力に変換する回生機能（発電機機能）をも備える所謂モータジェネレータであって、周知の構成である。したがって、電動機３０は、モータ機能を発揮する駆動状態にある場合には車両駆動源として機能する。また、電動機３０は、回生機能を発揮する被駆動状態にある場合には発電機として機能する。電動機３０は、ステータ３２及びロータ３４を備える。ステータ３２は、円筒状であり、トランスアクスルケース９０などの非回転部材に連結されて固定されている。ロータ３４は、ステータ３２の内周側に配置され、ステータ３２が発生する回転磁界により回転可能とされている。なお、電動機３０は、本発明における「回転機」に相当する。
【００１６】
車両用動力伝達装置１４は、クランク軸１２ａ、第１出力歯車２０、大径歯車２４、第２出力歯車２２、歯車軸４２、及びロータ軸４０を含む。クランク軸１２ａはエンジン１２の出力軸であって、その外周部には第１出力歯車２０が固設されている。歯車軸４２の外周部には、第２出力歯車２２が固設されている。カウンタシャフト２６の外周部には、第１出力歯車２０及び第２出力歯車２２の両方に噛み合う大径歯車２４が設けられている。エンジン１２から出力された動力は、クランク軸１２ａ、第１出力歯車２０、大径歯車２４、及び第２出力歯車２２を介して、歯車軸４２に伝達される。
【００１７】
第１出力歯車２０、大径歯車２４、及び第２出力歯車２２は、例えば斜歯歯車である。そのため、第２出力歯車２２の噛み合い反力によって、歯車軸４２は、回転中心線Ｃに垂直な方向に働く力（すなわち、ラジアル力）を第２出力歯車２２から受ける。歯車軸４２がラジアル力を受けると、歯車軸４２が回転中心線Ｃに対して傾いて回転する。なお、回転中心線Ｃ方向がアキシャル方向であり、その回転中心線Ｃに垂直な方向がラジアル方向である。
【００１８】
歯車軸４２は、回転中心線Ｃ上で回転可能にその両端部が一対の第１軸受１０４，１０６によってそれぞれ支持されている。軸受１０４及び軸受１０６は、トランスアクスルケース９０と歯車軸４２との間にそれぞれ介挿されている。回転中心線Ｃ方向において、歯車軸４２における一端部側であるロータ軸４０側には軸受１０４が配設され、歯車軸４２における一端部側とは反対側の他端部側には軸受１０６が配設されている。ロータ軸４０は、歯車軸４２と同じ回転中心線Ｃ上で回転可能にその両端部が一対の第２軸受１００，１０２によってそれぞれ支持されている。軸受１００及び軸受１０２は、トランスアクスルケース９０とロータ軸４０との間にそれぞれ介挿されている。回転中心線Ｃ方向において、ロータ軸４０における一端部側である歯車軸４２側には軸受１０２が配設され、ロータ軸４０における一端部側とは反対側の他端部側には軸受１００が配設されている。
【００１９】
ロータ軸４０は、ロータ３４に連結されている。電動機３０が車両駆動源として機能している駆動状態にある場合には、ロータ軸４０は、電動機３０から出力された動力を歯車軸４２に伝達する。電動機３０がエンジンブレーキ時のように被駆動状態にある場合には、ロータ軸４０は、一対の駆動輪から歯車軸４２を介して伝達された動力を電動機３０に伝達する。
【００２０】
歯車軸４２は、回転中心線Ｃを中心とする円筒状である。歯車軸４２の一端部側には、その内径が大きくされたボア部４２ｂが設けられている。
【００２１】
ロータ軸４０は、回転中心線Ｃを中心とする円柱状である。ロータ軸４０の一端部側には、回転中心線Ｃを中心とする径方向中心部から回転中心線Ｃ方向に延びる突出部４０ｔが設けられている。
【００２２】
ロータ軸４０の突出部４０ｔは、歯車軸４２のボア部４２ｂの内周側に歯車軸４２の一端部側から歯車軸４２の他端部側に向けて挿入されている。
【００２３】
回転中心線Ｃ方向において、ボア部４２ｂの一端部における先端部の内周面４２ｉには、スプライン歯４２ｓが設けられている。回転中心線Ｃ方向において、突出部４０ｔの一端部における根元部の外周面４０ｏには、スプライン歯４０ｓが設けられている。スプライン歯４０ｓとスプライン歯４２ｓとが嵌め合わされることで、ロータ軸４０及び歯車軸４２がスプライン嵌合されている。これにより、ロータ軸４０及び歯車軸４２は相対回転不能に連結されている。
【００２４】
一対の第１軸受１０４，１０６の間において、ロータ軸４０の突出部４０ｔにおける外周面４０ｏと歯車軸４２のボア部４２ｂにおける内周面４２ｉとが互いに対向している。この互いに対向するロータ軸４０の外周面４０ｏと歯車軸４２の内周面４２ｉとの間の環状の空間にフリクションダンパ５０が圧入されている。つまり、回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０は一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている。ここで、回転中心線Ｃ方向における軸受１０４の中心と軸受１０６の中心との間の範囲を長さ範囲Ｌｂとし、回転中心線Ｃ方向におけるフリクションダンパ５０の一端と他端との間の範囲を長さ範囲Ｌｆということとする。上述の「回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０が一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている」とは、具体的には長さ範囲Ｌｆが長さ範囲Ｌｂ内に含まれることを意味する。
【００２５】
フリクションダンパ５０は、ゴムなどの弾性部材により構成され、回転中心線Ｃを中心とする径方向に圧縮可能である。例えば、電動機３０の出力トルクが零に近く且つ歯車軸４２に回転変動などが生じた場合にスプライン歯４０ｓとスプライン歯４２ｓとの間で発生する歯打ち音を低減させるために、このフリクションダンパ５０が圧入されている。なお、フリクションダンパ５０は、本発明における「弾性部材」に相当する。
【００２６】
歯車軸４２が第２出力歯車２２からラジアル力を受ける場合、フリクションダンパ５０は歯車軸４２からラジアル力を受けることにより回転中心線Ｃを中心とする径方向に変位する。一対の第１軸受１０４，１０６はトランスアクスルケース９０などの非回転部材に固定されているので、フリクションダンパ５０の径方向における変位量は、フリクションダンパ５０が一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている場合の方が、一対の第１軸受１０４，１０６の外側に配置されている場合よりも小さい。そのため、フリクションダンパ５０が一対の第１軸受１０４，１０６の外側に配置されている場合に比較して、フリクションダンパ５０が一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている場合の方が、フリクションダンパ５０を介して歯車軸４２からラジアル力を受けたロータ軸４０が傾くことが抑制される。
【００２７】
本実施例によれば、車両用動力伝達装置１４は、回転中心線Ｃで回転可能に両端部が一対の第１軸受１０４，１０６により支持され且つ回転中心線Ｃに垂直な方向に働く力を受ける歯車軸４２と、歯車軸４２と同じ回転中心線Ｃで回転可能に両端部が一対の第２軸受１００，１０２により支持され且つ歯車軸４２にスプライン嵌合されて電動機３０のロータ３４に連結されたロータ軸４０と、歯車軸４２及びロータ軸４０の回転中心線Ｃを中心とする径方向において対向する内周面４２ｉと外周面４０ｏとの間に圧入されたフリクションダンパ５０と、を備える。回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０は一対の第１軸受１０４，１０６の間に配置されている。これにより、フリクションダンパ５０が一対の第１軸受１０４，１０６の外側に配置されている場合に比較して、歯車軸４２が回転中心線Ｃに垂直な方向に働くラジアル力の作用で傾く場合、フリクションダンパ５０の変位量が抑制されてロータ軸４０が傾くことが抑制される。そのため、ロータ軸４０に連結された電動機３０のロータ３４が傾いた状態で回転することに伴う振動の発生が抑制されることにより、ノイズの発生が抑制される。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例２に係る車両用動力伝達装置１４は、前述の実施例１の好適例であって、図１に示した前述の実施例１の構成と略同じであるが、回転中心線Ｃ方向におけるフリクションダンパ５０の圧入位置が限定されている点が異なる。そのため、異なる部分を中心に説明することとし、前述の実施例１と機能において実質的に共通する部分は説明を適宜省略する。
【００２９】
図２は、歯車軸４２に固設された第２出力歯車２２における噛み合い反力によって、歯車軸４２に生じるモーメントの中心を説明する図である。第２出力歯車２２における噛み合い反力によって歯車軸４２に生じるモーメントの中心には、電動機３０が駆動状態にある場合における第１中心Ｍ１と、電動機３０が被駆動状態にある場合における第２中心Ｍ２と、がある。電動機３０が駆動状態にある場合、軸受１０４には細線の矢印で示すラジアル方向の荷重Ｆ１ａが加えられ、軸受１０６には細線の矢印で示すラジアル方向の荷重Ｆ１ｂが加えられる。この場合における歯車軸４２のモーメントの中心が、第１中心Ｍ１である。電動機３０が被駆動状態にある場合、軸受１０４には太線の矢印で示すラジアル方向の荷重Ｆ２ａが加えられ、軸受１０６には太線の矢印で示すラジアル方向の荷重Ｆ２ｂが加えられる。この場合における歯車軸４２のモーメントの中心が、第２中心Ｍ２である。なお、モーメントの中心とは、第２出力歯車２２における噛み合い反力によって歯車軸４２に生じるモーメントによって歯車軸４２が回転しようとする能力（傾こうとする能力）の回転中心のことである。
【００３０】
本実施例では、回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０は、第１中心Ｍ１及び第２中心Ｍ２の少なくとも１つを含む位置に配置されている。具体的には、回転中心線Ｃ方向において、第１中心Ｍ１及び第２中心Ｍ２の少なくとも１つがフリクションダンパ５０の長さ範囲Ｌｆ内に含まれる。
【００３１】
回転中心線Ｃ方向において第１中心Ｍ１がフリクションダンパ５０の長さ範囲Ｌｆ内に含まれると、電動機３０が駆動状態にある場合の歯車軸４２のモーメントの中心にフリクションダンパ５０が配置されているので、フリクションダンパ５０にはその場合におけるラジアル力が作用しにくいため、ロータ軸４０が傾くことが抑制される。回転中心線Ｃ方向において第２中心Ｍ２がフリクションダンパ５０の長さ範囲Ｌｆ内に含まれると、電動機３０が被駆動状態にある場合の歯車軸４２のモーメントの中心にフリクションダンパ５０が配置されているのでフリクションダンパ５０には、その場合におけるラジアル力が作用しにくいため、ロータ軸４０が傾くことが抑制される。電動機３０が駆動状態にある場合での歯車軸４２に生じるモーメントと電動機３０が被駆動状態にある場合での歯車軸４２に生じるモーメントとで大きさが異なる場合、好適には、フリクションダンパ５０は、これらモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置される。これにより、電動機３０が駆動状態にある場合と被駆動状態にある場合とで相対的にロータ軸４０の傾きが大きくなりやすい場合のロータ軸４０の傾きが抑制される。
【００３２】
本実施例によれば、（ａ）歯車軸４２には、噛み合い反力によって回転中心線Ｃに垂直な方向に働くラジアル力を生じさせる第２出力歯車２２が設けられ、（ｂ）回転中心線Ｃ方向において、フリクションダンパ５０は、第２出力歯車２２における噛み合い反力によって歯車軸４２に生じるモーメントの中心である第１中心Ｍ１及び第２中心Ｍ２の少なくとも１つを含む位置に配置されている。これにより、電動機３０が駆動状態にある場合及び電動機３０が被駆動状態にある場合の少なくとも一方において、フリクションダンパ５０にはラジアル力が作用しにくいため、ロータ軸４０が傾くことが抑制される。そのため、ロータ軸４０に連結された電動機３０のロータ３４が傾いた状態で回転することに伴う振動の発生が抑制されることにより、ノイズの発生が抑制される。
【００３３】
本実施例によれば、電動機３０が駆動状態にある場合での歯車軸４２に生じるモーメントと電動機３０が被駆動状態にある場合での歯車軸４２に生じるモーメントとで大きさが異なる場合、フリクションダンパ５０は、これらモーメントのうち大きくなる方のモーメントの中心を含む位置に配置されている。これにより、電動機３０が駆動状態にある場合と被駆動状態にある場合とで相対的にロータ軸４０の傾きが大きくなりやすい場合におけるロータ軸４０の傾きが抑制される。そのため、電動機３０が駆動状態にある場合と被駆動状態にある場合とで相対的にノイズが大きくなりやすい場合におけるノイズの発生が抑制される。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３５】
前述の実施例１、２では、回転機である電動機３０はモータジェネレータであったが、これに限られない。例えば、電動機３０は、車両１０の車両駆動源としてのモータ機能及び回生機能のいずれか一方のみを備えるものであっても良い。電動機３０がモータ機能のみを備える場合には、回転中心線Ｃ方向において、弾性部材であるフリクションダンパ５０が第１中心Ｍ１を含む位置に配置されることにより、電動機３０が駆動状態にある場合におけるノイズの発生が抑制される。電動機３０が回生機能のみを備える場合には、回転中心線Ｃ方向において、弾性部材であるフリクションダンパ５０が第２中心Ｍ２を含む位置に配置されることにより、電動機３０が被駆動状態にある場合におけるノイズの発生が抑制される。
【００３６】
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１４：車両用動力伝達装置
２２：第２出力歯車（歯車）
３０：電動機（回転機）
３４：ロータ
４０：ロータ軸
４０ｏ：外周面
４２：歯車軸
４２ｉ：内周面
５０：フリクションダンパ（弾性部材）
１００，１０２：軸受（一対の第２軸受）
１０４，１０６：軸受（一対の第１軸受）
Ｃ：回転中心線
Ｍ１：第１中心（モーメントの中心）
Ｍ２：第２中心（モーメントの中心）
【図１】
2020176688.tif 000003
【図２】
2020176688.tif 000004