JP2005308094A - 回転部材の支持構造および動力機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラネタリギヤのノイズを低減する。
【解決手段】 プラネタリギヤのサンギヤ，リングギヤにそれぞれモータ，駆動軸を接続すると共にキャリア３９をケース５４の支持壁６６に軸方向にスプライン結合することにより支持した動力機構２０において、支持壁６６のモータのロータが貫通する貫通孔の周辺に取付孔６６ａを形成すると共に取付孔６６ａの内周面に全周に亘って軸方向に複数の溝６６ｂを形成し、キャリア３９の突出部の外周面の周の一部に軸方向に突起３９ｂを形成し、全周に亘って形成した複数の溝６６ｂのうち支持壁６６の剛性が高いＣ領域側に位置する溝６６ｂに突起３９ｂが嵌るようにキャリア３９を支持壁６６に取り付ける。これにより、プラネタリギヤのノイズが支持壁６６の剛性の弱い部位で増幅されるのを抑制でき、ノイズを低減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、回転部材の支持構造および動力機構に関し、詳しくは、突出部を有する回転部材を取付孔を有する支持部材に回転不能に支持する回転部材の支持構造およびモータからの動力を遊星歯車機構を介して駆動軸に出力する動力機構に関する。

従来、この種の回転部材の支持構造としては、プラネタリギヤのサンギヤにモータジェネレータを接続すると共にリングギヤに出力軸を接続し、キャリアをケースの支持壁に回転不能に固定した動力機構に用いられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、動力機構では、プラネタリギヤを減速機構として機能させることによりモータジェネレータからの動力を減速して出力軸に出力している。
特開２００３−１９１７６１号公報

上述の回転部材の支持構造では、プラネタリギヤやモータジェネレータのノイズがキャリアを介してケースに伝達する場合があり、この場合、ケースによってはノイズが増幅されて振動や騒音となってあらわれる。こうした振動や騒音の発生は、運転者に不快感を与える場合が多いため、できる限り小さくすることが望ましい。ケースの剛性を向上させたりキャリアをケースに固定する際の精度を向上させるものとすれば、振動や騒音を抑制することができるが、重量の増加を招いたりコスト面で不利となる。

本発明の回転部材の支持構造および動力機構は、振動や騒音の発生を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の回転部材の支持構造および動力機構は、簡易な構成により振動や騒音の発生を抑制することを目的とする。

本発明の回転部材の支持構造および動力機構は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の回転部材の支持構造は、
突出部を有する回転部材を取付孔を有する支持部材に回転不能に支持する回転部材の支持構造であって、
前記突出部の外周面の周の一部と前記取付孔の内周面の周の一部とが当接した状態で前記回転部材を前記支持部材に支持することを特徴とする
ことを要旨とする。

この本発明の回転部材の支持構造では、回転部材の突出部の外周面の周の一部と支持部材の取付孔の内周面の周の一部とが当接した状態で回転部材を支持部材に支持する。従って、この当接させる部位を適切に選定することにより、回転部材から支持部材へ伝達するノイズが増幅されるのを抑制することが可能となり、振動や騒音の発生を抑制することが可能となる。

こうした本発明の回転部材の支持構造において、前記突出部の外周面の周の一部が前記支持部材の取付孔の内周面の周のうちノイズに対する感度が小さい部位に当接するよう該突出部と該取付孔とを形成すると共に該突出部を該取付孔に取り付けるものとすることもできる。

また、本発明の回転部材の支持構造において、前記突出部の外周面の周の一部が前記支持部材の取付孔の内周面の周のうち剛性が高い部位に当接するよう該突出部と該取付孔とを形成すると共に該突出部を該取付孔に取り付けるものとすることもできる。

さらに、本発明の回転部材の支持構造において、前記突出部の外周面の周の一部と前記取付孔の内周面の周の一部とが噛み合うようスプライン結合することにより該突出部を該取付孔に取り付けるものとすることもできる。こうすれば、簡易な構成により回転部材を支持部材に支持させることができる。

本発明の動力機構は、
モータからの動力を遊星歯車機構を介して駆動軸に出力する動力機構であって、
前記遊星歯車機構の３つの回転要素のうちのいずれか２つの回転要素に前記モータの回転軸と前記駆動軸とをそれぞれ接続し、他の１つの回転要素を前記回転部材として請求項１ないし４いずれか記載の回転部材の支持構造により前記支持部材としての前記動力機構のケースに回転不能に支持してなる
ことを要旨とする。

この本発明の動力機構では、遊星歯車機構の３つの回転要素のうちのいずれか２つの回転要素にモータの回転軸と駆動軸とをそれぞれ接続し、他の１つの回転要素を回転部材として上述した各態様のいずれかの回転部材の支持構造により支持部材としての動力機構のケースに回転不能に支持する。従って、モータからの動力を遊星歯車機構を介して駆動軸に出力する際のケースにおける振動や騒音の発生を抑制することができる。ここで、遊星歯車機構の３つの回転要素のうちモータの回転軸に接続する回転要素をサンギヤとし駆動軸に接続する回転要素をリングギヤとしケースに固定支持する回転要素をキャリアとすることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての回転部材の支持構造を用いた動力機構２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、動力機構２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車１０は、図示するように、エンジン１２と、エンジン１２のクランクシャフト１４にダンパ２２を介して接続された第１プラネタリギヤ３０と、この第１プラネタリギヤ３０に接続されたモータＭＧ１と、第１プラネタリギヤ３０に接続された減速ギヤとしての第２プラネタリギヤ３５と、この第２プラネタリギヤ３５に取り付けられたモータＭＧ２とを備える。

実施例の動力機構２０は、図２に示すように、主として、ダンパ２２と、モータＭＧ１と、第１プラネタリギヤ３０と、第２プラネタリギヤ３５と、モータＭＧ２と、カウンターギヤ４２と、ディファレンシャルギヤ４４とから構成されており、これらはケース５０に収容されている。ケース５０は、モータＭＧ１を収容する第１ケース５２とモータＭＧ２を収容する第２ケース５４とがボルト５６等の締結部品によって結合されて構成されている。また、ケース５０には、第１プラネタリギヤ３０や第２プラネタリギヤ３５，各ベアリングなどの潤滑を行なうための潤滑オイルが充填されており、カウンターギヤ４２やディファレンシャルギヤ４４などの回転によるオイルの掻き上げによって各部へ供給されるようになっている。

モータＭＧ１は、永久磁石が貼り付けられたロータ４６と、三相コイルが巻回されたステータ４７とを備える同期発電電動機として構成されており、モータＭＧ１のロータ４６は、第１ケース５２の支持壁６２，６４にベアリング６３，６５を介して回転自在に支持されている。また、モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に、永久磁石が貼り付けられたロータ４８と、三相コイルが巻回されたステータ４９とを備える同期発電電動機として構成されており、モータＭＧ２のロータ４８は、第２ケース５４の支持壁６６，６８にベアリング６７，６９を介して回転自在に支持されている。

第１プラネタリギヤ３０は、図１に示すように、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。第１プラネタリギヤ３０は、キャリア３４にはエンジン１２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１がそれぞれ連結されている。また、第１プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２は、減速機構としてのカウンターギヤ４２，ディファレンシャルギヤ４４を介して駆動輪１６ａ，１６ｂに機械的に接続されている。

第２プラネタリギヤ３５も、第１プラネタリギヤ３０と同様に、外歯歯車のサンギヤ３６と、このサンギヤ３６と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３７と、サンギヤ３６に噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のピニオンギヤ３８と、複数のピニオンギヤ３８を自転かつ公転自在に保持するキャリア３９とを備え、サンギヤ３６とリングギヤ３７とキャリア３９とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。第２プラネタリギヤ３５は、サンギヤ３６にはモータＭＧ２が、リングギヤ３７には第１プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２がそれぞれ連結されている。また、第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９は、ケース５０の第２ケース５４にその回転が禁止されるよう支持されている。以下、この第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９を第２ケース５４に支持する支持構造について詳細に説明する。

図３は、図２の第２プラネタリギヤ３５の構成の概略を拡大して示す拡大図であり、図４は、第２ケース５４の支持壁６６を図２中のＡ−Ａ方向から見たときの外観を示す外観図であり、図５は、図４の支持壁６６の一部の形状を立体的に示す立体図である。支持壁６６は、モータＭＧ２のロータ４８を貫通する貫通孔の周辺に形成された取付孔６６ａを有しており、その内周面には全周に亘って軸方向に複数の溝６６ｂが形成されている（図４参照）。一方、第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９は、図３の左方向に取付孔６６ａに取り付け可能な突出部３９ａを有しており、この突出部３９ａの外周面には取付孔６６ａの内周面の全周に形成された複数の溝６６ｂのうちの一部の溝６６ｂに当接する突起３９ｂが軸方向に形成されている（図４参照）。実施例では、この突起３９ｂの数を３つとした。勿論、突起３９ｂの数を幾つ（１つや２つ，４つ以上）にしても構わない。従って、第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９は、突出部３９ａの３つの突起３９ｂが取付孔６６ａに形成された溝６６ｂうちの３つに当接した状態でスプライン結合されてその回転が禁止されることになる。キャリア３９の突出部３９ａの支持壁６６の取付孔６６ａへ取り付けは、突起３９ｂが取付孔６６ａの溝６６ｂのうち図４中Ｃの領域側に位置する溝６６ｂに当接するように行なう。図５に示すように、Ａの領域には、前述した潤滑オイルを溜めるための空間が形成されており、Ｂの領域には、カウンターギヤ４２やディファレンシャルギヤ４４を収容するための形状に形成されている。このため、Ａの領域やＢの領域は他の領域に比して剛性が低くなっており第２プラネタリギヤ３５の動作領域におけるノイズに対する感度が高いから、こうした剛性の低い領域側に位置する溝６６ｂに突起３９ｂを当接させてキャリア３９を支持壁６６に支持すると、第２プラネタリギヤ３５から発生するノイズが支持壁６６で増幅し、振動や騒音が大きくなってしまう。従って、取付孔６６ａの溝６６ｂのうち剛性が高い領域側に位置する溝６６ｂに突起３９ｂが当接するようにキャリア３９を取り付けることにより、こうした振動や騒音を低減させることができるのである。実施例では、Ｃの領域は、モータＭＧ２を冷却するためのウォータジャケットが形成されており（図５参照）、他の領域に比して剛性が高いため、この領域側に位置する溝６６ｂに突起３９ｂが当接するようにキャリア３９の突出部３９ａを支持壁６６の取付孔６６ａに取り付けた。

図６は、実施例の回転部材の支持構造を用いて第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９を第２ケース５４の支持壁６６で支持した際の周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフを示す。図６中の実線は、支持壁６６の取付孔６６ａの内周面の溝６６ｂと同じ数だけの突起を突出部３９ａに形成して突出部３９ａを取付孔６６ａに取り付けてキャリア３９を支持壁６６で支持したときのグラフを示し、図６中の破線は、図４の３つの突起３９ｂを取付孔６６ａの溝６６ｂのうちＣの領域側に位置する３つの溝６６ｂに嵌るように突出部３９ａを取付孔６６ａに取り付けてキャリア３９を支持壁６６で支持したときのグラフを示す。図示するように、実施例の回転部材の支持構造を用いれば、５００〜３５００Ｈｚの周波数領域で約１０ｄＢ程度ノイズを抑制できることを確認した。

以上説明した実施例の回転部材の支持構造によれば、支持壁６６の取付孔６６ａの内周面に全周に亘って複数の溝６６ｂを形成すると共にキャリア３９の突出部３９ａの外周面の周の一部に突起３９ｂを形成し、取付孔６６ａの溝６６ｂのうち支持壁６６の剛性が高い領域側に位置する溝６６ｂに突起３９ｂが当接するように突出部３９ａを取付孔６６ａにスプライン結合してキャリア３９を支持壁６６で支持する。即ち、取付孔６６ａの周のうち剛性が高い部位で突出部３９ａを支持するから、剛性の強弱が存在する取付孔６６ａの全周で突出部３９ａを支持するものに比して、支持壁６６でのノイズの増幅を抑制でき、振動や騒音を抑制することができる。

実施例の回転部材の支持構造では、スプライン結合により第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９をケース５０（支持壁６６）で支持するものとしたが、支持壁６６の取付孔６６ａの一部でキャリア３９の突出部３９ａを支持できれば、他の手法により結合するものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車１０に搭載する動力機構２０における第２プラネタリギヤ３５のキャリア３９をケース５０（支持壁６６）に支持する際に本発明の回転部材の支持構造を用いたが、ハイブリッド自動車１０に限られず、回転部材と支持部材の一方に突出部を形成すると共に他方に取付孔を形成し、突出部の内周面の一部と取付孔の外周面の一部とを当接させて支持するものであれば、他の回転部材を支持部材に支持する際の支持構造として適用できるのは勿論である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施形態としての回転部材の支持構造を用いた動力機構２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の動力機構２０の構成の概略を示す構成図である。 図２の第２プラネタリギヤ３５の構成の概略を拡大して示す拡大図である。 第２ケース５４の支持壁６６を図２中Ａ−Ａ側から見たときの外観を示す外観図である。 第２ケース５４の支持壁６６の一部を立体的に示す立体図である。 第２プラネタリギヤ３５の周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ ハイブリッド自動車、１２ エンジン、１４ クランクシャフト、１６ａ，１６ｂ 駆動輪、２０ 動力機構、２２ ダンパ、３０ 第１プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 第２プラネタリギヤ、３６ サンギヤ、３７ リングギヤ、３８ ピニオンギヤ、３９ キャリア、３９ａ 突出部、３９ｂ 突起、４２ カウンターギヤ、４４ ディファレンシャルギヤ、４６，４８ ロータ、４７，４９ ステータ、５０ ケース、５２ 第１ケース、５４ 第２ケース、５６ ボルト、６２，６４，６６，６８ 支持壁、６６ａ 取付孔、６６ｂ 溝、６３，６５，６７，６９ ベアリング、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

1. 突出部を有する回転部材を取付孔を有する支持部材に回転不能に支持する回転部材の支持構造であって、
   前記突出部の外周面の周の一部と前記取付孔の内周面の周の一部とが当接した状態で前記回転部材を前記支持部材に支持することを特徴とする
   回転部材の支持構造。
2. 前記突出部の外周面の周の一部が前記支持部材の取付孔の内周面の周のうちノイズに対する感度が小さい部位に当接するよう該突出部と該取付孔とを形成すると共に該突出部を該取付孔に取り付ける請求項１記載の回転部材の支持構造。
3. 前記突出部の外周面の周の一部が前記支持部材の取付孔の内周面の周のうち剛性が高い部位に当接するよう該突出部と該取付孔とを形成すると共に該突出部を該取付孔に取り付ける請求項１または２記載の回転部材の支持構造。
4. 前記突出部の外周面の周の一部と前記取付孔の内周面の周の一部とが噛み合うようスプライン結合することにより該突出部を該取付孔に取り付ける請求項１ないし３いずれか記載の回転部材の支持構造。
5. モータからの動力を遊星歯車機構を介して駆動軸に出力する動力機構であって、
   前記遊星歯車機構の３つの回転要素のうちのいずれか２つの回転要素に前記モータの回転軸と前記駆動軸とをそれぞれ接続し、他の１つの回転要素を前記回転部材として請求項１ないし４いずれか記載の回転部材の支持構造により前記支持部材としての前記動力機構のケースに回転不能に支持してなる
   動力機構。

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