(57)【要約】【課題】パワートレインの静粛性を高める。【解決手段】無段変速機１５とこれに連結される電動モータ１２とを備えるパワートレイン１０であって、無段変速機１５のプライマリプーリ１３を支持するプライマリ軸３０に設けられ、第１凹凸部７１を備えるカム部材７０と、電動モータ１２のロータ６５を支持するロータ軸６６に設けられ、第１凹凸部７１に係合する第２凹凸部７３を備えるカム部材７２と、を有し、第１凹凸部７１と第２凹凸部７３との少なくともいずれか一方に、第１凹凸部７１と第２凹凸部７３との回転トルク差に応じてプライマリ軸３０を軸方向に付勢するカム面が形成される。【選択図】図２
2015055325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機とこれに連結される電動モータとを備える車両用駆動装置であって、
前記無段変速機のプーリを支持するプーリ軸に設けられ、第１凹凸部を備える第１連結部材と、
前記電動モータのロータを支持するロータ軸に設けられ、前記第１凹凸部に係合する第２凹凸部を備える第２連結部材と、
を有し、
前記第１凹凸部と前記第２凹凸部との少なくともいずれか一方に、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部との回転トルク差に応じて前記プーリ軸を軸方向に付勢するカム面が形成される、車両用駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用駆動装置において、
前記プーリ軸と前記ロータ軸とは間隔を空けて同軸上に配置され、
前記第１連結部材は前記プーリ軸の端部に設けられ、
前記第２連結部材は前記ロータ軸の端部に設けられる、車両用駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用駆動装置において、
前記プーリ軸は、軸受を介してハウジングに取り付けられる、車両用駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記第１連結部材が設けられる前記プーリ軸は、前記無段変速機の入力側に設けられるプーリ軸である、車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機と電動モータとを備える車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車の動力伝達系には、無段変速機と電動モータとを備える車両用駆動装置が搭載されている。このような車両用駆動装置においては、無段変速機のプライマリプーリやセカンダリプーリに対して電動モータのロータが連結されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６８２０８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、プライマリプーリおよびセカンダリプーリには、駆動チェーン等が巻き掛けられている。このため、プライマリプーリを支持するプライマリ軸や、セカンダリプーリを支持するセカンダリ軸には、駆動チェーンの張力によって撓みが生じるおそれがあった。このようなプライマリ軸等の撓みが電動モータに伝達されてしまうと、電動モータのロータが振動して車両用駆動装置の騒音を増大させることになる。このため、プライマリ軸等から電動モータに対する撓みの伝達を抑制し、車両用駆動装置の静粛性を高めることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、車両用駆動装置の静粛性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用駆動装置は、無段変速機とこれに連結される電動モータとを備える車両用駆動装置であって、前記無段変速機のプーリを支持するプーリ軸に設けられ、第１凹凸部を備える第１連結部材と、前記電動モータのロータを支持するロータ軸に設けられ、前記第１凹凸部に係合する第２凹凸部を備える第２連結部材と、を有し、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部との少なくともいずれか一方に、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部との回転トルク差に応じて前記プーリ軸を軸方向に付勢するカム面が形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１連結部材と第２連結部材とを係合させることにより、プーリ軸とロータ軸とを連結したので、プーリ軸からロータ軸に対する撓みの伝達を抑制することができ、車両用駆動装置の静粛性を高めることが可能となる。しかも、カム面によってプーリ軸を軸方向に付勢することにより、プーリ軸のガタツキを抑制することができ、車両用駆動装置の静粛性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用駆動装置としてのパワートレインを示す概略図である。
【図２】トルクカムとその近傍とを示す断面図である。
【図３】（ａ）はトルクカムを示す斜視図である。（ｂ）はトルクカムの噛み合い箇所を示す部分拡大図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）はトルクカムとその近傍とを拡大して示す断面図である。
【図５】（ａ）はドライブ状態でのトルクカムの噛み合い状況を示す説明図である。（ｂ）はコースト状態でのトルクカムの噛み合い状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置としてのパワートレイン１０を示す概略図である。図１に示すように、パワートレイン１０には、動力源としてエンジン１１および電動モータ１２が設けられている。また、パワートレイン１０には、プライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４を備えた無段変速機１５が設けられている。プライマリプーリ１３の一方側には、前後進切換機構１６およびトルクコンバータ１７を介してエンジン１１が連結されている。プライマリプーリ１３の他方側には、連結機構としてのトルクカム１８を介して電動モータ１２が連結されている。また、セカンダリプーリ１４には、ギヤ列１９およびデファレンシャル機構２０を介して駆動輪２１が連結されている。
【００１０】
無段変速機１５は、プライマリ軸（プーリ軸）３０と、これに平行となるセカンダリ軸（プーリ軸）３１とを有している。無段変速機１５の入力側に設けられるプライマリ軸３０には、プライマリプーリ（プーリ）１３が設けられている。プライマリプーリ１３の背面側には、２つのプライマリ室３２，３３が区画されている。また、無段変速機１５の出力側に設けられるセカンダリ軸３１には、セカンダリプーリ（プーリ）１４が設けられている。セカンダリプーリ１４の背面側には、セカンダリ室３４が区画されている。さらに、プライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４には駆動チェーン３５が巻き掛けられている。プライマリ室３２，３３やセカンダリ室３４に供給される油圧を調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３５の巻き付け径を変化させることが可能となる。なお、図示するプライマリプーリ１３は、２つのプライマリ室３２，３３を備えるダブルシリンダ型のプーリであるが、これに限られることはない。
【００１１】
トルクコンバータ１７は、クランク軸３６にフロントカバー３７を介して連結されるポンプインペラ３８と、ポンプインペラ３８に対向するとともにタービン軸３９に連結されるタービンランナ４０とを備えている。また、前後進切換機構１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車列４１、前進クラッチ４２および後退ブレーキ４３を備えている。遊星歯車列４１は、タービン軸３９に連結されるサンギヤ４４と、サンギヤ４４の径方向外方に配置されるリングギヤ４５とを備えている。また、サンギヤ４４とリングギヤ４５との間には、互いに噛み合う一対のピニオンギヤ４６，４７が複数設けられている。ピニオンギヤ４６，４７はキャリア４８によって回転自在に支持されており、キャリア４８はプライマリ軸３０に連結されている。なお、ピニオンギヤ４６はサンギヤ４４に噛み合っており、ピニオンギヤ４７はリングギヤ４５に噛み合っている。
【００１２】
前後進切換機構１６を構成する前進クラッチ４２は、タービン軸３９に固定されるクラッチドラム５０と、キャリア４８に固定されるクラッチハブ５１とを備えている。前進クラッチ４２を締結状態に切り換えることにより、タービン軸３９とプライマリ軸３０とが直結されるため、タービン軸３９からサンギヤ４４に入力されるエンジン動力は、回転方向を維持したままプライマリ軸３０に伝達される。また、前後進切換機構１６を構成する後退ブレーキ４３は、ハウジング５２に固定されるブレーキドラム５３と、リングギヤ４５に固定されるブレーキハブ５４とを有している。後退ブレーキ４３を締結状態に切り換えることにより、ハウジング５２に対してリングギヤ４５が固定されるため、タービン軸３９からサンギヤ４４に入力されるエンジン動力は、回転方向を逆転させてプライマリ軸３０に伝達される。また、前進クラッチ４２と後退ブレーキ４３との双方を解放状態に切り換えることにより、タービン軸３９とプライマリ軸３０とを切り離すことが可能となる。すなわち、前進クラッチ４２と後退ブレーキ４３とを解放することにより、無段変速機１５からエンジン１１を切り離すことが可能となる。これにより、電動モータ１２からのモータ動力のみによって駆動輪２１を駆動するモータ走行モードを実行することが可能となる。
【００１３】
続いて、プライマリプーリ１３と電動モータ１２との間に設けられるトルクカム１８について説明する。図２はトルクカム１８とその近傍とを示す断面図である。図３（ａ）はトルクカム１８を示す斜視図であり、図３（ｂ）はトルクカム１８の噛み合い箇所を示す部分拡大図である。図２に示すように、プライマリプーリ１３は、プライマリ軸３０に一体に形成される固定シーブ６０と、プライマリ軸３０に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ６１とを有している。プライマリ軸３０の一端部は軸受６２を介してハウジング５２に支持されており、プライマリ軸３０の他端部は軸受６３を介してハウジング５２に支持されている。また、電動モータ１２は、ハウジング５２に固定されるステータ６４と、ステータ６４の径方向内方に配置されるロータ６５とを有している。ロータ６５の中心にはロータ軸６６が固定されている。ロータ軸６６の一端部は軸受６７を介してハウジング５２に支持されており、ロータ軸６６の他端部は軸受６８を介してハウジング５２に支持されている。
【００１４】
図２に示すように、プライマリ軸３０とロータ軸６６とは、所定の間隔を空けて同軸上に配置されている。また、図２および図３（ａ）に示すように、プライマリ軸３０の端部には環状のカム部材（第１連結部材）７０が固定されており、カム部材７０の端面には凹部と凸部とを交互に配列した第１凹凸部７１が形成されている。また、ロータ軸６６の端部には環状のカム部材（第２連結部材）７２が固定されており、カム部材７２の端面には凹部と凸部とを交互に配列した第２凹凸部７３が形成されている。カム部材７０の第１凹凸部７１とカム部材７２の第２凹凸部７３とは係合しており、プライマリ軸３０とロータ軸６６とはカム部材７０，７２を介して連結されている。図３（ｂ）に示すように、カム部材７０の第１凹凸部７１には、プライマリ軸３０の軸方向Ｌ１に対して傾斜するカム面７１ａ，７１ｂが形成されており、カム部材７２の第２凹凸部７３には、ロータ軸６６の軸方向Ｌ２に対して傾斜するカム面７３ａ，７３ｂが形成されている。また、図３（ｂ）の拡大部分に示すように、第１凹凸部７１や第２凹凸部７３に形成されるカム面７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂは、軸方向Ｌ１，Ｌ２に対して所定角度αで傾斜する傾斜面として構成されている。さらに、第１凹凸部７１とこれに対向する第２凹凸部７３との間には、所定の隙間Ｃつまり遊びが設けられている。
【００１５】
次いで、車両走行時におけるトルクカム１８の作動状態について説明する。図１に矢印ａで示すように、車両走行時においては、駆動チェーン３５によってプライマリプーリ１３がセカンダリプーリ１４側に引っ張られ、駆動チェーン３５によってセカンダリプーリ１４がプライマリプーリ１３側に引っ張られる。このように、プライマリプーリ１３やセカンダリプーリ１４に駆動チェーン３５の張力が作用することから、図２に一点鎖線Ｘで示すように、プライマリ軸３０が撓んでしまうおそれがある。そして、プライマリ軸３０の撓みがロータ軸６６に伝達されてしまうと、ロータ６５を振動させて電動モータ１２の騒音を増大させることから、ロータ軸６６に対する撓みの伝達を抑制することが重要となっている。特に、エンジン音が発生しないモータ走行モードにおいては、車両品質を向上させる観点から、パワートレイン１０の騒音を抑制すること、つまりパワートレイン１０の静粛性を高めることが求められている。
【００１６】
そこで、プライマリ軸３０とロータ軸６６とを連結する際には、スプライン結合等によってプライマリ軸３０とロータ軸６６とを固定するのではなく、トルクカム１８を介してプライマリ軸３０とロータ軸６６とを連結している。ここで、図４（ａ）および（ｂ）はトルクカム１８とその近傍とを拡大して示す断面図である。図４（ａ）に示すように、カム部材７０，７２によって構成されるトルクカム１８は、第１凹凸部７１と第２凹凸部７３とを係合させてトルクを伝達する構造を有している。すなわち、プライマリ軸３０とロータ軸６６とが固定されていないため、プライマリ軸３０からロータ軸６６に対する撓みの伝達を回避することが可能となる。しかも、第１凹凸部７１と第２凹凸部７３との間には隙間Ｃが設けられるため、図４（ｂ）に示すように、カム部材７２に対してカム部材７０を所定範囲βで傾動させることが可能となる。これにより、プライマリ軸３０に撓みが生じた場合であっても、プライマリ軸３０からロータ軸６６に撓みが伝達されることがなく、ロータ６５の振動を抑制して電動モータ１２の静粛性を高めることが可能となる。
【００１７】
また、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、カム部材７０の第１凹凸部７１とカム部材７２の第２凹凸部７３とには、軸方向Ｌ１，Ｌ２に対して傾斜するカム面７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂが形成されている。これにより、カム部材７０とカム部材７２との回転トルク差に応じて、カム部材７０とカム部材７２とは互いに離れる方向に付勢される。ここで、図５（ａ）は電動モータ１２からプライマリプーリ１３に回転トルクが伝達されるドライブ状態でのトルクカム１８の噛み合い状況を示す説明図である。また、図５（ｂ）はプライマリプーリ１３から電動モータ１２に回転トルクが伝達されるコースト状態でのトルクカム１８の噛み合い状況を示す説明図である。
【００１８】
図５（ａ）に示すように、電動モータ１２の回転トルクＴｍがプライマリプーリ１３の回転トルクＴｐよりも大きい場合、つまりカム部材７２からカム部材７０に回転トルクが伝達される場合には、カム部材７０のカム面７１ａとカム部材７２のカム面７３ａとが接触する。このように、カム面７１ａとカム面７３ａとの接触によって回転トルク差に応じたスラスト力Ｆｓが発生し、カム部材７０とカム部材７２とは互いに離れる方向に付勢される。一方、図５（ｂ）に示すように、電動モータ１２の回転トルクＴｍがプライマリプーリ１３の回転トルクＴｐよりも小さい場合、つまりカム部材７０からカム部材７２に回転トルクが伝達される場合には、カム部材７０のカム面７１ｂとカム部材７２のカム面７３ｂとが接触する。このように、カム面７１ｂとカム面７３ｂとの接触によって回転トルク差に応じたスラスト力Ｆｓが発生し、カム部材７０とカム部材７２とは互いに離れる方向に付勢される。なお、電動モータ１２を回生させる場合においても、図５（ｂ）に示すように、カム部材７０のカム面７１ｂとカム部材７２のカム面７３ｂとが接触することになる。
【００１９】
そして、図２の拡大部分に示すように、ドライブ状態やコースト状態において発生するスラスト力Ｆｓは、カム部材７０からプライマリ軸３０に伝達され、プライマリ軸３０を軸方向に付勢する。プライマリ軸３０は軸受６２，６３を介してハウジング５２に取り付けられるため、プライマリ軸３０を軸方向に押し込むことにより、軸受６２，６３の軸方向のガタツキを抑制することが可能となる。このように、トルクカム１８への入力に応じて、軸受６２，６３の軸方向のガタツキを抑制することにより、無段変速機１５の軸受内部で発生するガタツキに起因する騒音を抑制し、静粛性を高めることが可能となる。しかも、バネ部材等を組み込むことなく軸受６２，６３の軸方向のガタツキを抑制することができるため、無段変速機１５の簡素化を達成することが可能となる。なお、スラスト力Ｆｓによってロータ軸６６も軸方向に押し込まれることから、ロータ軸６６を支持する軸受６７，６８についても軸方向のガタツキが抑制された状態となる。
【００２０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、トルクカム１８を構成するカム部材７０とカム部材７２とを直に接触させているが、これに限られることはない。例えば、カム部材７０とカム部材７２との間に、ローラ等の転動体を挟み込むことにより、カム部材７０とカム部材７２とを転動体を介して接触させても良い。また、前述の説明では、カム部材７０とカム部材７２との双方にカム面７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂを形成しているが、これに限られることはなく、カム部材７０とカム部材７２との一方にカム面を形成しても良い。さらに、前述の説明では、カム面７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂを同じ角度αで傾斜させているが、これに限られることはない。例えば、ドライブ状態で接触するカム面７１ａ，７３ａと、コースト状態で接触するカム面７１ｂ，７３ｂとの傾斜角度を変えても良い。
【００２１】
前述の説明では、プライマリ軸３０にトルクカム１８を介して電動モータ１２を連結しているが、これに限られることはなく、セカンダリ軸３１にトルクカム１８を介して電動モータ１２を連結しても良い。また、図示する場合には、車両用駆動装置として、ハイブリッド車両に搭載されるパワートレイン１０を挙げているが、これに限られることはない。例えば、エンジン１１を持たない電気自動車に搭載されるパワートレインに対して本発明を適用しても良い。さらに、プライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４に駆動チェーン３５を巻き掛けているが、これに限られることはなく、プライマリプーリ１３およびセカンダリプーリ１４に駆動ベルトを巻き掛けても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１０    パワートレイン（車両用駆動装置）
１２    電動モータ
１３    プライマリプーリ（プーリ）
１４    セカンダリプーリ（プーリ）
１５    無段変速機
３０    プライマリ軸（プーリ軸）
３１    セカンダリ軸（プーリ軸）
５２    ハウジング
６２，６３    軸受
６５    ロータ
６６    ロータ軸
７０    カム部材（第１連結部材）
７１    第１凹凸部
７１ａ，７１ｂ    カム面
７２    カム部材（第２連結部材）
７３    第２凹凸部
７３ａ，７３ｂ    カム面
【図１】
2015055325.tif 000003
【図２】
2015055325.tif 000004
【図３】
2015055325.tif 000005
【図４】
2015055325.tif 000006
【図５】
2015055325.tif 000007