(57)【要約】【課題】ケースが膜振動することによる異音の発生を抑制すること。【解決手段】エンジンから出力された動力をモータ２側と駆動輪側とに分割する動力分割機構と、動力分割機構よりもエンジン側に配置されたモータ２を収容するケース７と、ロータ軸２１ａのうちエンジン側の端部２１ｃに配置された軸受６と、を備え、ロータ軸２１ａはロータコア２１ｂに向けて径方向外側に拡がるフランジ部２１ｄを有する動力伝達装置において、フランジ部２１ｄと軸受６の内輪６１との間で軸方向に挟まれて配置され、ロータ軸２１ａが内輪６１に近づくように軸方向へ変位する際に軸方向荷重を吸収するダンパ機構８を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから出力された動力を電動機側と駆動輪側とに分割する動力分割機構と、
前記動力分割機構よりも前記エンジン側に配置された前記電動機を収容するケースと、
前記電動機のロータ軸のうち前記エンジン側の端部に配置され、前記ロータ軸を前記ケースに対して回転自在に支持する軸受と、
を備え、
前記ロータ軸はロータコアに向けて径方向外側に拡がるフランジ部を有する動力伝達装置において、
前記フランジ部と前記軸受の内輪との間で軸方向に挟まれて配置され、前記ロータ軸が前記内輪に近づくように軸方向へ変位する際に軸方向荷重を吸収するダンパを備える
ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンから出力された動力を電動機側と駆動輪側とに分割できる動力分割機構を備えた動力伝達装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１３５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成では、エンジンから出力された動力（エンジントルク）が電動機側に伝達する場合、動力分割機構のピニオンギヤとサンギヤとのかみ合い部を介してエンジントルクが電動機のロータ軸に伝達される。しかしながら、サンギヤははすば歯車により構成されるため、エンジンの回転変動（トルク変動）がロータ軸に伝達することによってロータ軸には軸方向の振動が生じる。この軸方向の振動がロータ軸から軸受を介してケースに伝達するとケースを膜振動させてしまう。そのため、ケースが膜振動することによる異音が発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、ケースが膜振動することによる異音の発生を抑制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】
【０００６】
本発明は、エンジンから出力された動力を電動機側と駆動輪側とに分割する動力分割機構と、動力分割機構よりもエンジン側に配置された電動機を収容するケースと、電動機のロータ軸のうちエンジン側の端部に配置され、ロータ軸をケースに対して回転自在に支持する軸受と、を備え、ロータ軸はロータコアに向けて径方向外側に拡がるフランジ部を有する動力伝達装置において、フランジ部と軸受の内輪との間で軸方向に挟まれて配置され、ロータ軸が内輪に近づくように軸方向へ変位する際に軸方向荷重を吸収するダンパを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ロータ軸のフランジ部と軸受の内輪との間に、軸方向荷重を吸収するダンパが配置される。エンジンから出力された動力が動力分割機構を介してロータ軸に伝達する際、エンジンの回転変動によってロータ軸が軸方向に振動しても、軸方向荷重をダンパによって吸収することができる。これにより、ロータ軸から軸受を介してケースに入力される軸方向の振動を低減できるため、ケースが膜振動することによる異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態の動力伝達装置を搭載した車両の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図２は、ロータ軸の支持構造を説明するための断面図である。
【図３】図３は、ダンパ機構を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における動力伝達装置について具体的に説明する。
【００１０】
図１は、実施形態の動力伝達装置１０を搭載した車両Ｖｅの一例を模式的に示すスケルトン図である。動力伝達装置１０が搭載される車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１およびモータジェネレータ（ＭＧ）２が動力源として機能するハイブリッド車両である。モータジェネレータ２は、電力が供給されて動力を出力するモータ機能と、機械的な外力によって強制的に回転させられて発電する発電機能とを有し、例えば永久磁石式の同期モータなどにより構成される。図１に示すように、モータジェネレータ２は、ロータ２１と、ステータ２２とを備え、ロータ２１はロータ軸２１ａとロータコア２１ｂとが一体回転するように構成される。なお、以下の説明では、モータジェネレータを単にモータと記載する。
【００１１】
動力伝達装置１０は、エンジン１から駆動輪（図示せず）に至る動力伝達経路中に動力分割機構３を備え、エンジン１が出力した動力（エンジントルク）をモータ２側と駆動輪側とに分割できるように構成される。モータ２側に分割された動力によってモータ２を発電機として機能させる。
【００１２】
動力分割機構３は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、入力軸４を介してエンジン１と接続されている。図１に示すように、動力分割機構３は、サンギヤ３Ｓと、サンギヤ３Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ３Ｒと、それらサンギヤ３Ｓとリングギヤ３Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤ３Ｃとを備える。サンギヤ３Ｓにはモータ２が連結されている。キャリヤ３Ｃにはエンジン１が連結されている。リングギヤ３Ｒには、動力分割機構３から駆動輪側へ向けて動力を出力する出力ギヤ５が連結されている。例えば、リングギヤ３Ｒと出力ギヤ５とは一体成形されている。
【００１３】
入力軸４は、エンジン１のクランクシャフトと同一軸線上に配置された回転軸であり、クランクシャフトと一体回転するように連結される。例えば、クランクシャフトはフライホイールやダンパ１１（図２に示す）を介して入力軸４に連結されている。エンジン１が駆動する場合、エンジントルクはクランクシャフトからフライホイールを介してダンパ１１に入力されて、ダンパ１１から入力軸４を介して動力分割機構３に伝達される。
【００１４】
入力軸４の外周側にモータ２と動力分割機構３とが配置される。つまり、入力軸４の回転中心軸線を回転中心としてロータ軸２１ａとサンギヤ３Ｓとが回転する。具体的には、サンギヤ３Ｓは中空状のサンギヤ軸を有する。また、ロータ軸２１ａは中空軸である。これらサンギヤ軸の内周部とロータ軸２１ａの外周部とがスプライン嵌合している。ロータ軸２１ａの内部およびサンギヤ３Ｓ（サンギヤ軸）の内部を貫通するようにして入力軸４が配置される。そして、ロータ軸２１ａは、サンギヤ３Ｓ側の端部に設けられた軸受（図示せず）と、エンジン１側の端部に設けられた軸受６とによって、ケース７（図２に示す）に対して回転自在に支持されている。
【００１５】
図２は、ロータ軸２１ａの支持構造を説明するための断面図である。ロータ軸２１ａは、エンジン１側の端部２１ｃに設けられた軸受６を介してケース７に支持されている。軸受６は、ロータ軸２１ａに取り付けられた内輪６１と、ケース７に取り付けられた外輪６２とを有する転がり軸受である。なお、軸方向の一方側と他方側について、図２に示すフロント側（Ｆｒ）はエンジン１側を表し、リア側（Ｒｒ）はエンジン１とは反対側を表す。
【００１６】
ケース７は、モータ２を内部に収容するものであり、モータ２に対してフロント側に配置されてケース壁部を構成するフロントカバー７１を含む。ケース７の内部にはモータ２の他に動力分割機構３も収容される。一方、ケース７の外部（フロントカバー７１のエンジン１側）に、ダンパ１１が配置される。ダンパ１１は入力軸４に設けられたトーショナルダンパであり、フライホイールと一体回転する入力要素と、入力軸４と一体回転する出力要素との間に配置されたトーションスプリングが回転方向に対して伸縮することによりトルク変動を吸収することができる。
【００１７】
フロントカバー７１には、軸受６が取り付けられる固定部７１ａが設けられている。固定部７１ａは、フロントカバー７１の一部が軸方向のリア側に突出して、ロータコア２１ｂの径方向内側に配置される円筒状の構造を有する。外輪６２の外周部が固定部７１ａの内周部に嵌合している。軸受６の配置はロータコア２１ｂの径方向内側となる。
【００１８】
また、ロータ軸２１ａには、ロータコア２１ｂ側に向けて径方向外側に拡がるフランジ部２１ｄが設けられている。端部２１ｃはフランジ部２１ｄよりも軸方向でフロント側に延びている。さらに、軸方向でフランジ部２１ｄと内輪６１との間には、ロータ軸２１ａが軸方向に変位する際に軸方向荷重を吸収する軸方向変位吸収ダンパ（以下「ダンパ機構」という）８が配置されている。ダンパ機構８は、ロータ軸２１ａに生じる軸方向の振動を吸収するダンパ機能を有する。このダンパ機構８の具体的な構造の一例を図３に示す。
【００１９】
図３は、ダンパ機構８の一例を説明するための断面図である。ダンパ機構８は、ダンパインナーガイド８ａと、スプリング８ｂと、ストロークストッパ８ｃと、ダンパアウターガイド８ｄと、ストロークストッパ８ｅとを備える。さらに、ダンパ機構８の径方向外側には、ダンパ機構８を保持するための壁面（保持面）が径方向内側を向くようにして形成されたダンパガイド２１ｅが設けられる。ダンパガイド２１ｅは、ロータ軸２１ａのフランジ部２１ｄから軸方向でフロント側に突出している。ロータ軸２１ａが高速回転する場合であっても、ダンパ機構８が遠心力により振り回されることをダンパガイド２１ｅによって防止することができる。
【００２０】
ダンパインナーガイド８ａは、ロータ軸２１ａの外周面およびフランジ部２１ｄのフロント側の側面に接触している保持部材である。スプリング８ｂは、ロータ軸２１ａが内輪６１に近づくように軸方向に変位する際に軸方向に縮み、軸方向荷重を吸収する弾性部材である。ダンパアウターガイド８ｄは、内輪６１のリア側の側面およびダンパガイド２１ｅの内周面と接触している保持部材である。スプリング８ｂの軸方向両端部はダンパインナーガイド８ａとダンパアウターガイド８ｄとによって挟まれている。例えば、スプリング８ｂが軸方向に伸縮する際、ダンパアウターガイド８ｄの外周面がダンパガイド２１ｅの内周面（保持面）上を軸方向に摺動する。
【００２１】
ストロークストッパ８ｃ，８ｅは、ロータ軸２１ａが軸方向フロント側に移動することを制限する部位であり、ロータ軸２１ａが軸方向に変位する際にダンパガイド２１ｅのフロント側の先端部が軸受６に接触しないようにするためのストッパ部材である。図３に示すように、ストロークストッパ８ｃは、フランジ部２１ｄ側のストッパであり、ダンパインナーガイド８ａのフロント側の側面に接触している。ストロークストッパ８ｅは、内輪６１側（軸受６側）のストッパであり、ダンパアウターガイド８ｄのリア側の側面に接触している。リア側のストロークストッパ８ｃがフロント側のストロークストッパ８ｅに当接することにより、ロータ軸２１ａが軸方向フロント側にそれ以上移動すること（スプリング８ｂがそれ以上軸方向に縮むこと）は規制される。図３に示すように、ストロークストッパ８ｃとストロークストッパ８ｅとの間には、軸方向の隙間であるストッパクリアランスＣＬが設けられる。ストッパクリアランスＣＬは、ロータ軸２１ａのストローク量、すなわちスプリング８ｂが最大限縮むことが可能な軸方向距離である。例えば、ダンパガイド２１ｅのフロント側の先端部と軸受６との間の軸方向距離（ギャップ）は、ストッパクリアランスＣＬ以下に設定される。これにより、ダンパガイド２１ｅが軸受６に接触することは防止される。また、ダンパガイド２１ｅの壁面高さ（保持面の径方向位置）は、軸受６の内輪６１と外輪と６２の間の高さ（径方向位置）に設定される。
【００２２】
さらに、軸受６の取付け構造について、内輪６１はロータ軸２１ａの外周部にルーズ嵌合（非圧入）しており、外輪６２はケース７の固定部７１ａにタイト嵌合（圧入嵌合）している。外輪６２がケース７にタイト嵌合しているため、ロータ軸２１ａの軸方向変位を外輪６２とケース７との嵌合部分で吸収することはできない。一方、内輪６１はロータ軸２１ａにルーズ嵌合しており、内輪６１とロータ軸２１ａとが相対的に軸方向に変位することが可能であるため、内輪６１側でロータ軸２１ａの軸方向変位を吸収する必要がある。そこで、内輪６１とフランジ部２１ｄとの間にダンパ機構８が配置されている。このダンパ機構８によって軸方向の振動（軸方向荷重）を吸収することによりロータ軸２１ａからフロントカバー７１（ケース７）に軸方向の振動が入力されることを抑制する。
【００２３】
例えば、図３に示す状態は、ダンパ機構８が軸方向荷重を吸収していない定常状態であり、ストッパクリアランスＣＬが存在する。ロータ軸２１ａが軸方向でフロント側すなわち内輪６１に近づくように変位する際、ダンパ機構８は軸方向荷重を吸収する。そして、ロータ軸２１ａが軸方向フロント側に変位すると、スプリング８ｂが軸方向に縮み、ストロークストッパ８ｃがストロークストッパ８ｅに近づくようにストロークしてストロークストッパ８ｃ，８ｅ同士が接触する。ストロークストッパ８ｃ，８ｅ同士が接触した状態では、ストッパクリアランスＣＬがなくなり、ダンパガイド２１ｅは軸受６から離れた軸方向位置に留まる。さらに、スプリング８ｂはダンパインナーガイド８ａを軸方向リア側に押し、かつダンパアウターガイド８ｄを軸方向フロント側に押すため、ストロークストッパ８ｃがストロークストッパ８ｅから離れるように軸方向リア側に作用する荷重をロータ軸２１ａに与える。このように、ダンパ機構８によってロータ軸２１ａが軸方向リア側に移動することも可能である。
【００２４】
以上説明した通り、ロータ軸２１ａのフランジ部２１ｄと軸受６の内輪６１との間にダンパ機構８を配置することにより、ロータ軸２１ａが軸方向に振動する際の軸方向荷重をダンパ機構８によって吸収できる。これにより、エンジン１の回転変動（トルク変動）に伴いロータ軸２１ａが軸方向に振動する場合でも、この軸方向の振動が軸受６を介してケース７に伝達することを抑制できる。その結果、ケース７（フロントカバー７１）の膜振動を抑制でき、膜振動による異音の発生を抑制することができる。さらに、ストロークストッパ８ｃ，８ｅを設けたことにより、ダンパ機構８が軸方向に縮むように変形しても、ダンパガイド２１ｅが軸受６に接触することを防止できる。
【００２５】
エンジン１の駆動状態に応じてダンパ機構８による振動低減効果が大きくなる運転領域が存在する。エンジン１がアイドル運転時、つまりエンジン回転数がアイドル回転数となる低回転数領域では、フロントカバー７１（ケース７）の固有振動数に近い周波数領域となる。この領域でのロータ軸２１ａの軸方向振動がダンパ機構８で吸収されることにより、フロントカバー７１の膜振動を低減する効果が大きくなり、異音の発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００２６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、動力伝達装置１０は、上述したモータ２の他に、第２のモータジェネレータ（ＭＧ２）を備えたツーモータ式のハイブリッド車両に搭載されるものであってもよい。この場合、上述したモータ２は第１のモータジェネレータ（ＭＧ１）となり、動力伝達装置１０は動力分割機構３の他に、変速部として機能する第２の遊星歯車機構を備える。この変速部は、第２のモータジェネレータに連結されたサンギヤと、ケースに固定された固定要素としてのキャリヤと、動力分割機構３のリングギヤ３Ｒと一体回転する出力要素としてのリングギヤとを備える。第２のモータジェネレータと変速部とは、エンジン１のクランクシャフトと同一軸線上に配置される。軸方向の配置は、エンジン１側からモータ２、動力分割機構３、変速部、第２のモータジェネレータの順番に並んでいる。そして、この動力伝達装置１０もケース７の内部に収容される。
【符号の説明】
【００２７】
１  エンジン
２  モータ
３  動力分割機構
４  入力軸
５  出力ギヤ
６  軸受
７  ケース
８  ダンパ機構（軸方向変位吸収ダンパ）
８ａ  ダンパインナーガイド
８ｂ  スプリング
８ｃ  ストロークストッパ
８ｄ  ダンパアウターガイド
８ｅ  ストロークストッパ
１０  動力伝達装置
２１  ロータ
２１ａ  ロータ軸
２１ｂ  ロータコア
２１ｃ  端部
２１ｄ  フランジ部
２１ｅ  ダンパガイド
２２  ステータ
６１  内輪
６２  外輪
７１  フロントカバー
７１ａ  固定部
ＣＬ  ストッパクリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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