(57)【要約】      （修正有）【課題】回転軸を支持する固定部の軸長を短縮するとともに、その固定部の耐久性の低下を抑制することのできるハイブリッド車両の軸支持構造を提供する。【解決手段】カウンタドリブンギヤ１８の軸線方向における一方側に配置された第１固定部９と、ギヤ１８を挟んで隔壁部９と反対側に配置されたハウジング５と、カウンタドリブンギヤの半径方向における中間部から隔壁部側に向けて延出した円筒軸２７と、円筒軸が嵌合された第１軸受３０と、カウンタシャフト１９が嵌合されるとともに、ハウジングに支持された第２軸受３４と、隔壁部９からカウンタドリブンギヤ側に延出するとともに、第１軸受のアウターレース３２が嵌合される円筒部２８と、円筒部と一体化され、かつ円筒部よりも剛性の高い材料により形成されたサポート部材３９とを備えている。【選択図】図２
2018100015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータとを駆動力源として備え、前記エンジンから駆動輪にトルクを伝達する第１トルク伝達経路と、前記モータから前記駆動輪にトルクを伝達する第２トルク伝達経路との少なくともいずれか一方のトルクの伝達経路を構成するギヤと、前記ギヤが軸線方向における中間部に設けられた回転軸とを備えたハイブリッド車両の軸支持構造において、
前記ギヤの軸線方向における一方側に配置された第１固定部と、
前記ギヤを挟んで前記第１固定部と反対側に配置された第２固定部と、
前記ギヤの半径方向における中間部から前記第１固定部側に向けて延出した円筒軸と、
前記円筒軸が嵌合された第１軸受と、
前記回転軸が嵌合されるとともに、前記第２固定部に支持された第２軸受と、
前記第１固定部から前記ギヤ側に延出するとともに、前記第１軸受のアウターレースが嵌合される円筒部と、
前記円筒部と一体化され、かつ前記円筒部よりも剛性の高い材料により形成されたサポート部材と
を備えている
ことを特徴とするハイブリッド車両の軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備え、それらの駆動力源から駆動輪にトルクを伝達する経路に設けられた回転軸を支持するハイブリッド車両の軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、エンジンから動力分割機構およびギヤトレーン部を介して駆動輪にトルクが伝達されるとともに、そのギヤトレーン部にモータからトルクを伝達することができるように構成されている。そのギヤトレーン部を構成する一つの回転軸には、軸線方向における中間部分にギヤが形成され、そのギヤを挟んで両側が、互いに対向した二つの壁部により支持されている。その回転軸が支持される一方は、軸受を介して一方の壁部に支持されている。具体的には、壁部から回転軸側に延出した円筒部が形成され、その円筒部に軸受が嵌合し、その軸受のインナーレースに回転軸が嵌合している。この軸受は、壁部に対して軸線方向に移動することができるように取り付けられており、その軸受を壁部側に押圧する皿バネが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１２８５８６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に記載されている回転軸の支持構造は、ギヤと軸受とが回転軸の軸線方向に並んで配置されている。したがって、二つの壁部の間の軸長は、二つの軸受とギヤとの長さよりも長くなる。その軸長を短縮するために、従来ギヤの半径方向における中間部（ウェブ部）をギヤの歯厚よりも薄く形成するとともに、そのウェブ部から軸線方向に突出した円筒軸を形成し、その円筒軸を軸受を介して支持する軸支持構造が知られている。すなわち、ギヤと軸受とを軸線方向で一部重なるように配置することにより軸長を短縮する軸支持構造が知られている。しかしながら、上記のようにギヤに形成された円筒軸を軸受を介して支持する場合には、ギヤがトルクを伝達することにより生じるラジアル荷重が、回転軸に作用する位置と、回転軸が軸受により支持されている位置との軸線方向での距離が短くなるため、軸受で受け持つ反力がその分大きくなる。そのため、軸受が嵌合された壁部の耐久性が低下する可能性がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、回転軸を支持する固定部の軸長を短縮するとともに、その固定部の耐久性の低下を抑制することのできるハイブリッド車両の軸支持構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備え、前記エンジンから駆動輪にトルクを伝達する第１トルク伝達経路と、前記モータから前記駆動輪にトルクを伝達する第２トルク伝達経路との少なくともいずれか一方のトルクの伝達経路を構成するギヤと、前記ギヤが軸線方向における中間部に設けられた回転軸とを備えたハイブリッド車両の軸支持構造において、前記ギヤの軸線方向における一方側に配置された第１固定部と、前記ギヤを挟んで前記第１固定部と反対側に配置された第２固定部と、前記ギヤの半径方向における中間部から前記第１固定部側に向けて延出した円筒軸と、前記円筒軸が嵌合された第１軸受と、前記回転軸が嵌合されるとともに、前記第２固定部に支持された第２軸受と、前記第１固定部から前記ギヤ側に延出するとともに、前記第１軸受のアウターレースが嵌合される円筒部と、前記円筒部と一体化され、かつ前記円筒部よりも剛性の高い材料により形成されたサポート部材とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ギヤの半径方向における中間部に円筒軸を設け、その円筒軸に第１軸受を嵌合させているため、第１軸受を軸線方向におけるギヤ側に接近させて配置することができ、その第１軸受が嵌合された第１固定部と、回転軸の他方側の部分を保持する第２軸受が嵌合した第２固定部との距離を短縮することができる。また、第１固定部から延出するとともに第１軸受が嵌合した円筒部に、その円筒部よりも剛性の高い材料により形成されたサポート部材を一体化させることにより、円筒部の剛性を向上させることができる。そのため、上記のように第１軸受をギヤに接近させることにより第１軸受で受け持つ荷重が増大したとしても、円筒部の耐久性が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明におけるハイブリッド車両の構成の一例を説明するためのスケルトン図である。
【図２】カウンタシャフト、カウンタドリブンギヤ、デフドライブギヤの構成、およびその支持構造を説明するための部分断面図である。
【図３】サポート部材の構成を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
エンジンと二つのモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の一例を図１に示している。図１に示すハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１と、エンジン１の動力を駆動輪２に伝達する駆動装置Ｔとを備えており、その駆動装置Ｔは、ケーシング３に収容されている。このケーシング３は、筒状に形成されたケース４と、ハウジング５と、カバー６とにより構成されている。上記のハウジング５は、ケース４の一方側の端部を閉じるようにケース４に図示しないボルトなどにより固定されている。また、カバー６は、ケース４の他方側の端部を閉じるようにケース４に図示しないボルトなどにより固定されている。このケース４には、ハウジング５との間に囲われた空間（以下、第１収容部と記す）７と、カバー６との間に囲われた空間（以下、第２収容部と記す）８とを隔てる隔壁部９が形成されている。したがって、隔壁部９とハウジング５、および隔壁部９とカバー６とがそれぞれ対向して配置されている。そして、上記のように一体化されたケーシング３が、図示しない車体に固定されている。なお、上記隔壁部９が、この発明の実施形態における「第１固定部」に相当し、ハウジング５が、この発明の実施形態における「第２固定部」に相当する。
【００１０】
エンジン１の出力軸１０は、ハウジング５を貫通して第１収容部７まで延出しており、その端部に動力分割機構１１が連結されている。図１に示す動力分割機構１１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成された差動機構であって、そのキャリヤ１２にエンジン１の出力軸１０が連結されている。なお、エンジン１の出力軸１０に従来知られているフライホイールやバネダンパ、あるいはトルクリミッタが連結され、それらの出力軸がキャリヤ１２に連結されていてもよい。
【００１１】
動力分割機構１１のサンギヤ１３には、サンギヤ軸１４が連結されている。そのサンギヤ軸１４は、第２収容部８まで延出しており、その端部に、第１モータ１５が連結されている。この第１モータ１５は、発電機能を備えており、従来知られている永久磁石形の同期電動機などで構成することができる。
【００１２】
また、動力分割機構１１のリングギヤ１６には、外歯の出力ギヤ１７が連結されており、その出力ギヤ１７にカウンタドリブンギヤ１８が噛み合っている。カウンタドリブンギヤ１８は、出力軸１０やサンギヤ軸１４と平行に配置されたカウンタシャフト１９にスプライン係合している。すなわち、カウンタシャフト１９とカウンタドリブンギヤ１８とが一体に回転するように構成されている。さらに、カウンタシャフト１９には、カウンタドリブンギヤ１８と並んだ位置にデフドライブギヤ２０が一体に形成されている。なお、上記カウンタドリブンギヤ１８が、この発明の実施形態における「ギヤ」に相当し、カウンタシャフト１９が、この発明の実施形態における「回転軸」に相当する。
【００１３】
デフドライブギヤ２０は、デファレンシャルギヤユニット２１のリングギヤ２２に噛み合っており、そのデファレンシャルギヤユニット２１を介して一対の駆動輪２にトルクを伝達することができるように構成されている。
【００１４】
さらに、カウンタドリブンギヤ１８には、第２モータ２３からトルクを伝達することができるように構成されている。この第２モータ２３は、第１モータ１５の半径方向における外側に設けられている。すなわち、第２収容部８に収容されている。また、第２モータ２３の回転軸線が、カウンタシャフト１９の回転軸線と平行になるように配置されている。そして、第２モータ２３の出力軸２４は、第１収容部７まで延出しており、その端部に、カウンタドリブンギヤ１８に噛み合う出力ギヤ２５が連結されている。なお、この第２モータ２３は、この発明の実施形態における「モータ」に相当するものであり、第１モータ１５と同様に発電機能を有するものであって、従来知られている永久磁石形の同期電動機などで構成することができる。
【００１５】
上述したハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１から駆動輪２にトルクを伝達して走行するＨＶ走行モードと、第２モータ２３から駆動輪２にトルクを伝達して走行するＥＶ走行モードとを切り替えることができる。ＨＶ走行モードで走行する場合には、第１モータ１５から反力トルクを出力する。そのように第１モータ１５から反力トルクを出力することにより、エンジン１のトルクが、動力分割機構１１、カウンタドリブンギヤ１８、デフドライブギヤ２０、デファレンシャルギヤユニット２１を介して駆動輪２に伝達される。それらのエンジン１のトルクを伝達するトルクの伝達経路Ｒ１が、この発明の実施形態における「第１トルク伝達経路」に相当する。また、ＥＶ走行モードで走行する場合には、第２モータ２３のトルクが、出力ギヤ２５、カウンタドリブンギヤ１８、デフドライブギヤ２０、デファレンシャルギヤユニット２１を介して駆動輪２に伝達される。それらの第２モータ２３のトルクを伝達するトルクの伝達経路Ｒ２が、この発明の実施形態における「第２トルク伝達経路」に相当する。
【００１６】
上記カウンタドリブンギヤ１８、カウンタシャフト１９、デフドライブギヤ２０の構成を説明するための断面図を図２に示している。図２に示す例では、カウンタドリブンギヤ１８のウェブ部２６のうち隔壁部９に対向した面が窪んで形成されており、その面から隔壁部９に向けて円筒軸２７が形成されている。また、その円筒軸２７の外側を覆うように隔壁部９には、第１収容部７側に延出した円筒部２８が形成されている。この円筒部２８は、カウンタドリブンギヤ１８の歯２９と軸線方向で重なった位置まで形成されている。
【００１７】
そして、円筒軸２７を回転可能に支持するための第１軸受３０が設けられている。この第１軸受３０のインナーレース３１は円筒軸２７に嵌合され、かつ第１軸受３０のアウターレース３２は円筒部２８に挿入されている。この第１軸受３０は、カウンタドリブンギヤ１８の歯２９と軸線方向で一部重っている。また、カウンタドリブンギヤ１８が軸線方向に移動しないように、カウンタドリブンギヤ１８をデフドライブギヤ２０との間に挟み込むように、円筒軸２７の内側の部分でカウンタシャフト１９にナット３３が締め付けられている。より具体的には、ナット３３は、カウンタドリブンギヤ１８の歯２９、および第１軸受３０と軸線方向で重なる位置に設けられている。
【００１８】
また、カウンタシャフト１９のうちデフドライブギヤ２０を挟んでカウンタドリブンギヤ１８とは反対側の端部は、ハウジング５に第２軸受３４を介して回転可能に支持されている。具体的には、ハウジング５には、第２軸受３４が挿入される円筒状の凹部３５が形成されており、その凹部３５に第２軸受３４のアウターレース３６が挿入され、第２軸受３４のインナーレース３７にカウンタシャフト１９が嵌合している。カウンタシャフト１９の軸線方向における第２軸受３４により保持された端部と、ハウジング５との間には、空隙が形成され、またカウンタシャフト１９は円筒状に形成されている。これは、図示しないオイルポンプなどから潤滑用または冷却用のオイルが、カウンタシャフト１９の隔壁部９側の端部から供給され、その供給されたオイルがカウンタシャフト１９の中空部を介して空隙側に流動することができるようにするためである。
【００１９】
上述したように構成することにより、カウンタドリブンギヤ１８の歯２９と第１軸受３０との一部を軸線方向で重ねること、カウンタドリブンギヤ１８の歯２９とナット３３との一部を軸線方向で重ねること、第１軸受３０とナット３３との一部を軸線方向で重ねることができるため、第１軸受３０と第２軸受３４との距離、ひいては、隔壁部９とハウジング５とが対向した部分の距離を短くすることができる。その結果、駆動装置Ｔおよびケーシング３を小型化することができる。
【００２０】
一方、カウンタドリブンギヤ１８などの車両に搭載されるギヤは、異音の発生を抑制するために、歯面がインボリュート曲線で形成されるとともに、はすば歯車などの所定の捩れ角を有するギヤにより構成されているため、カウンタドリブンギヤ１８がトルクを伝達する場合には、ラジアル荷重が発生する。すなわち、カウンタシャフト１９に曲げ荷重Ｆ’が作用する。第１軸受３０は、その曲げ荷重Ｆ’を受ける。その第１軸受３０が受け持つ荷重Ｆは、以下の式で求めることができる。
Ｆ＝（Ｌ１／Ｌ）×Ｆ’
なお、上式におけるＬ１は、カウンタシャフト１９の軸線方向におけるカウンタドリブンギヤ１８が設けられている位置から第２軸受３４までの距離であり、Ｌは、カウンタシャフト１９の軸線方向における第１軸受３０と第２軸受３４との距離である。
【００２１】
上式に示すように各軸受３０，３４間の距離に対する、カウンタドリブンギヤ１８と第２軸受３４との距離が大きくなるにつれて、第１軸受３０が受け持つ荷重が大きくなる。言い換えると、第１軸受３０をカウンタドリブンギヤ１８に近づけるにつれて第１軸受３０が受け持つ荷重が大きくなる。したがって、図２に示すように構成した場合には、第１軸受３０が受け持つ荷重が大きくなることにより、円筒部２８に作用する荷重も大きくなり、第１軸受３０や円筒部２８の耐久性が低下する可能性がある。
【００２２】
さらに、第１軸受３０は、鉄を主体とした材料により構成され、ケーシング３は、軽量化のためにアルミニウムを主体とした材料により構成されている。鉄は、アルミニウムよりも線膨張係数が小さい。したがって、動力の伝達などに伴って駆動装置Ｔの内部が昇温した場合に、円筒部２８の内径の変位量（低下量）が、アウターレース３２の外径の変位量（増加量）よりも大きくなる。そのような場合には、円筒軸２７が回転したときに第１軸受３０のコロ３８を介してアウターレース３２を回転させる荷重が作用するとともに、その回転力に抗する反力を受け持つことができない、またはその反力が小さいことにより、円筒部２８の内面とアウターレース３２の外面とが摺動して、円筒部２８やアウターレース３２の耐久性が低下する可能性がある。
【００２３】
そのため、図２に示す例では、円筒部２８の剛性を向上させるため、および線膨張係数を低下させるため、言い換えると、熱膨張量を低減するために、隔壁部９の内部に、鉄を主体とした材料により形成されたサポート部材３９が内蔵されている。具体的には、ケース４を鋳造成形する際に、サポート部材３９をインサートして形成している。
【００２４】
図３は、サポート部材３９の構成を説明するための斜視図である。図３に示すようにサポート部材３９は、円盤状の台座部４０と、その台座部４０から軸線方向に延出した断面台形の筒状に形成された補強部４１とにより構成されている。より具体的には、補強部４１のうちの台座部４０に連結された箇所の内径が、開口した部分の内径よりも大きく形成され、また台座部４０の外縁は、補強部４１から外側まで形成されている。これは、補強部４１の曲げ強度（補強部４１の開口面積を大きくする方向の荷重に対する剛性）を高くするためである。この補強部４１が、円筒部２８に内在するようにサポート部材３９が設けられている。なお、台座部４０には、貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２は、隔壁部９のうちの第２収容部８側に連結された図示しない油路からカウンタシャフト１９の中空部にオイルを供給できるようにするためである。
【００２５】
上述したようにケース４にサポート部材３９を内在させることにより、円筒部２８の剛性を向上させることができるとともに、駆動装置Ｔの内部が昇温した場合であっても、補強部４１の線膨張係数と第１軸受３０のアウターレース３２の線膨張係数との差が小さいことにより、円筒部２８の変位量と、第１軸受３０のアウターレース３２の変位量との偏差を小さくすることができる。その結果、第１軸受３０のアウターレース３２が円筒部２８の内面で摺動すること、すなわち第１軸受３０のアウターレース３２が回転することを抑制できるため、第１軸受３０のアウターレース３２や円筒部の耐久性が低下することを抑制することができる。また、第１軸受３０の位置が変化することを抑制することができるため、カウンタドリブンギヤ１８やデフドライブギヤ２０の位置が変化することを抑制することができる。その結果、カウンタドリブンギヤ１８やデフドライブギヤ２０の噛み合いが変化することによる動力損失や異音の発生、あるいはカウンタドリブンギヤ１８やデフドライブギヤ２０の耐久性の低下を抑制することができる。
【００２６】
また、上記のように二つの収容部７，８を隔てる隔壁部９により回転軸を保持する構成では、隔壁部９の表裏両面にそれぞれ種々の部材が配置されることになるため、隔壁部９にリブなどを形成して断面係数を増大させるなどの形状による剛性を高める手段を採用しづらいが、上記のように隔壁部９に高剛性の材料のサポート部材３９を設けることにより、隔壁部９の板厚が増大するなどによる他の部材の搭載性の低下を抑制することができる。
【００２７】
なお、サポート部材３９は、ケース４に内在していなくてもよく、例えば、円筒部２８の内面に一体に形成するなど、サポート部材３９は、円筒部２８と一体化されていればよい。また、この発明の実施形態におけるギヤは、カウンタドリブンギヤ１８に限らず、例えばデフドライブギヤ２０や、第２モータ２３の出力ギヤ２５であってもよく、同様にこの発明の実施形態における回転軸は、第２モータ２３の出力軸２４であってもよく、上記の構成に限定されない。
【符号の説明】
【００２８】
１…エンジン、  ２…駆動輪、  ３…ケーシング、  ４…ケース、  ５…ハウジング、  ６…カバー、  ９…隔壁部、  １５，２３…モータ、  １８…カウンタドリブンギヤ、  １９…カウンタシャフト、  ２０…デフドライブギヤ、  ２６…ウェブ部、  ２７…円筒軸、  ２８…円筒部、  ２９…歯、  ３０，３４…軸受、  ３１，３７…インナーレース、  ３２，３６…アウターレース、  ３９…サポート部材、  ４０…台座部、  ４１…補強部、  ４２…貫通孔、  Ｖｅ…ハイブリッド車両。
【図１】
2018100015.tif 000003
【図２】
2018100015.tif 000004
【図３】
2018100015.tif 000005