JP2010100215A - Drive unit of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機が設けられた車両の駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive apparatus provided with an electric motor.
車両の駆動装置として、内燃機関及び第1モータ・ジェネレータがそれぞれ連結された動力分配機構からの動力を伝達する伝達軸と、第2モータ・ジェネレータのロータ軸とを別軸かつ平行に配置するとともに、第2モータ・ジェネレータの回転が減速されて伝達軸に伝達されるようにロータ軸と伝達軸とを平行ギアのギア列を介して接続したものが知られている(特許文献1)。 As a vehicle drive device, a transmission shaft for transmitting power from a power distribution mechanism to which an internal combustion engine and a first motor / generator are respectively connected, and a rotor shaft of a second motor / generator are arranged separately and in parallel. A rotor shaft and a transmission shaft are connected via a gear train of parallel gears so that the rotation of the second motor / generator is decelerated and transmitted to the transmission shaft (Patent Document 1).
特許文献1の駆動装置は、ロータ軸と伝達軸とが平行ギアのギア列で接続されているため、ギア列が設けられる側の伝達軸の端部を軸受で支持する場合、その軸受はギア列と第2モータ・ジェネレータとの間に配置せざるを得ない。そのため、第2モータ・ジェネレータ、軸受及びギア列の順番でこれらを軸線方向に並べると、軸線方向の寸法が大きくなりがちである。
In the drive device of
そこで、本発明は、軸線方向の寸法の増大を抑制して体格の増大を抑制できる車両の駆動装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the drive device of the vehicle which can suppress the increase in a dimension by suppressing the increase in the dimension of an axial direction.
本発明の駆動装置は、所定の駆動源と、ケースに固定されたステータ及び前記ステータの内周に配置されたロータを有し、前記駆動源とは別に設けられた電動機と、前記駆動源からの動力が伝達される伝達軸と、前記伝達軸と別軸かつ平行に配置されて、前記電動機の前記ロータと一体回転するロータ軸と、前記電動機の前記ステータを覆うようにして前記ケースから延びている支持壁と、を備え、前記支持壁には、前記ロータ軸が挿入される貫通孔と、前記貫通孔の縁部に設けられて前記ロータ軸を支持する第1軸受を保持する第1軸受保持部と、前記伝達軸の端部を支持する第2軸受を前記ロータ軸が挿入される方向とは反対方向から保持する第2軸受保持部と、がそれぞれ形成されており、前記第2軸受保持部は、前記ステータのコイルエンドの内周と前記ロータ軸の外周との間に形成された空間に配置されているものである(請求項1)。 The drive device of the present invention includes a predetermined drive source, a stator fixed to a case, and a rotor disposed on the inner periphery of the stator, an electric motor provided separately from the drive source, and the drive source. A transmission shaft that transmits the power of the motor, a rotor shaft that is arranged in parallel to and parallel to the transmission shaft, and rotates integrally with the rotor of the motor, and extends from the case so as to cover the stator of the motor. And a support wall that holds a first bearing that supports the rotor shaft and is provided at an edge of the through hole. A bearing holding portion and a second bearing holding portion that holds the second bearing that supports the end of the transmission shaft from a direction opposite to the direction in which the rotor shaft is inserted are formed, respectively. The bearing holder is a coil of the stator. In which is arranged in a space formed between an outer periphery of the inner circumference and the rotor shaft end (claim 1).
この駆動装置によれば、支持壁に設けられた第1軸受保持部と第2軸受保持部とによってロータ軸を支持する第1軸受と伝達軸を支持する第2軸受とがそれぞれ保持されるとともに、ステータのコイルエンドの内周とロータ軸の外周との間に形成された空間に第2軸受保持部が配置されている。そのため、第2軸受がステータのコイルエンドに対して軸線方向にオーバーラップする。従って、第2軸受をコイルエンドとオーバーラップしないように配置した場合と比べて軸線方向の寸法を短くできる。よって、軸線方向の寸法の増大が抑制されるから体格の増大を抑制することができる。 According to this drive device, the first bearing holding portion and the second bearing holding portion provided on the support wall hold the first bearing that supports the rotor shaft and the second bearing that supports the transmission shaft, respectively. The second bearing holding portion is disposed in a space formed between the inner periphery of the stator coil end and the outer periphery of the rotor shaft. Therefore, the second bearing overlaps the coil end of the stator in the axial direction. Accordingly, the axial dimension can be shortened as compared with the case where the second bearing is arranged so as not to overlap the coil end. Therefore, since the increase in the dimension in the axial direction is suppressed, the increase in the physique can be suppressed.
本発明の駆動装置の一態様においては、前記ロータ軸に設けられたドライブギアと、前記伝達軸に設けられて前記ドライブギアと噛み合うドリブンギアと、前記伝達軸に設けられて車両の駆動輪側に動力を伝達するためのカウンタドライブギアと、を更に備え、前記ドライブギア及び前記ドリブンギアのそれぞれの歯部は前記カウンタドライブギアの歯部よりも内周側に位置し、かつ前記ドライブギア及び前記ドリブンギアのそれぞれの歯部と前記カウンタギアの歯部とが軸線方向にオーバーラップしてもよい(請求項2)。この態様によれば、ドライブギア及びドリブンギアの各歯部がカウンタドライブギアの内周側に位置していて、これらの歯部とカウンタドライブギアの歯部とが軸線方向にオーバーラップしている。従って、歯部の強度を考慮して歯部の厚さを厚くした場合でも、その厚さの増加分をオーバーラップ量で吸収できるため、軸線方向の寸法増大を食い止めることができる。 In one aspect of the drive device of the present invention, a drive gear provided on the rotor shaft, a driven gear provided on the transmission shaft and meshing with the drive gear, and a drive wheel side of the vehicle provided on the transmission shaft. A counter drive gear for transmitting power to the drive gear, wherein each tooth portion of the drive gear and the driven gear is located on an inner peripheral side with respect to a tooth portion of the counter drive gear, and the drive gear and Each tooth portion of the driven gear and the tooth portion of the counter gear may overlap in the axial direction (Claim 2). According to this aspect, each tooth portion of the drive gear and the driven gear is located on the inner peripheral side of the counter drive gear, and these tooth portions and the tooth portion of the counter drive gear overlap in the axial direction. . Therefore, even when the thickness of the tooth portion is increased in consideration of the strength of the tooth portion, the increase in the thickness can be absorbed by the overlap amount, so that the increase in the dimension in the axial direction can be prevented.
本発明の駆動装置の一態様においては、前記ドライブギアは、前記ロータ軸に歯部が直接刻まれることにより構成されてもよい(請求項3)。この場合には、ロータ軸とドライブギアとを別体に構成してスプライン嵌合した場合のようにスプライン部でのガタが生じないため、異音の発生を防止することができる。また、ロータ軸とドライブギアとを固定するスナップリング等が不要なため部品点数を削減できる。 In one aspect of the drive device of the present invention, the drive gear may be configured by a tooth portion being directly carved on the rotor shaft. In this case, unlike the case where the rotor shaft and the drive gear are configured separately and are spline-fitted, there is no backlash at the spline portion, so that the generation of abnormal noise can be prevented. Further, since a snap ring for fixing the rotor shaft and the drive gear is unnecessary, the number of parts can be reduced.
所定の駆動源としては電動機や内燃機関が設けられてもよい。例えば、前記所定の駆動源として、内燃機関と、前記電動機とは異なる他の電動機とが設けられており、前記内燃機関の動力が入力され前記伝達軸と同軸に配置された入力軸と、互いに差動回転可能な3つの要素を持ち、いずれか一つの要素に前記入力軸が、他の一つの要素に前記他の電動機が、残りの要素に前記伝達軸がそれぞれ連結された動力分配機構と、を更に備えてもよい(請求項4)。この態様はいわゆるハイブリッド車両の駆動装置として構成されるが、軸線方向の寸法増大が抑制されるため、電動機、内燃機関、他の電動機及び動力分配機構のレイアウトの自由度が向上し、車両への搭載性が高まる。 An electric motor or an internal combustion engine may be provided as the predetermined drive source. For example, an internal combustion engine and another electric motor different from the electric motor are provided as the predetermined drive source, and an input shaft that receives the power of the internal combustion engine and is arranged coaxially with the transmission shaft, A power distribution mechanism having three elements capable of differential rotation, wherein the input shaft is connected to one of the elements, the other electric motor is connected to the other element, and the transmission shaft is connected to the other elements; , May further be provided (claim 4). Although this aspect is configured as a so-called hybrid vehicle drive device, since the increase in axial dimension is suppressed, the degree of freedom in layout of the electric motor, the internal combustion engine, other electric motors, and the power distribution mechanism is improved, and Mountability increases.
以上説明したように、本発明の駆動装置によれば、伝達軸を支持する第2軸受がステータのコイルエンドに対して軸線方向にオーバーラップするため、第2軸受をコイルエンドとオーバーラップしないように配置した場合と比べて軸線方向の寸法を短くできる。よって、軸線方向の寸法の増大が抑制されるから体格の増大を抑制することができる。 As described above, according to the drive device of the present invention, the second bearing that supports the transmission shaft overlaps the coil end of the stator in the axial direction, so that the second bearing does not overlap the coil end. The axial dimension can be shortened as compared with the case of the arrangement in FIG. Therefore, since the increase in the dimension in the axial direction is suppressed, the increase in the physique can be suppressed.
図1は本発明の一形態に係る駆動装置が組み込まれた車両の全体構成を概略的に示しており、図2は図1に示された駆動装置の要部を詳細に示している。車両1はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。車両1は、駆動輪と内燃機関とが車両前部に位置するFFレイアウトの車両として構成されている。
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a vehicle in which a driving apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated, and FIG. 2 shows in detail a main part of the driving apparatus shown in FIG. The
駆動装置2は、内燃機関3と、第1モータ・ジェネレータ4と、内燃機関3及び第1モータ・ジェネレータ4がそれぞれ連結された動力分配機構5と、動力分配機構5からの動力が伝達される伝達軸6とを備えている。伝達軸6には車両1の駆動輪12に動力を出力するためのカウンタドライブギア7が設けられている。また、駆動装置2には減速ギア列8を介して伝達軸6に連結された第2モータ・ジェネレータ9が設けられている。カウンタドライブギア7の動力は変速機構10及び差動装置11を介して左右の駆動輪12に伝達される。
The
内燃機関3は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸15を介して動力分配機構5に伝達される。入力軸15は伝達軸6と同軸に配置されている。つまり、入力軸15及び伝達軸6は共通の軸線Ax1の回りに回転する。入力軸15と内燃機関3との間にはダンパ16(図2)が介在しており、内燃機関3のトルク変動はダンパ16にて吸収される。
The
第1モータ・ジェネレータ4と第2モータ・ジェネレータ9とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。第1モータ・ジェネレータ4は、固定部材であるケース17に固定されたステータ18と、そのステータ18の内周側に同軸に配置されたロータ19とを備えている。第2モータ・ジェネレータ9も同様に、ケース17に固定されたステータ20と、そのステータ20の内周側に同軸に配置されたロータ21とを備えている。各ステータ18、20の両側には軸線方向に突出するコイルエンド18a、20aがそれぞれ設けられている。第1モータ・ジェネレータ4は本発明に係る他の電動機に、第2モータ・ジェネレータ9は本発明に係る電動機にそれぞれ相当する。
The first motor /
動力分配機構5は、相互に差動回転可能な3つの要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアSuと、そのサンギアSuに対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアRiと、これらのギアSu、Riに噛み合うピニオン22を自転かつ公転自在に保持するキャリアCrとを備えている。この形態では、入力軸15がキャリアCrに、第1モータ・ジェネレータ4がサンギアSuに、伝達軸6がリングギアRiにそれぞれ連結されている。従って、本形態においては、キャリアCrが本発明に係るいずれか一つの要素に、サンギアSuが本発明に係る他の一つの要素に、リングギアRiが本発明に係る残りの要素にそれぞれ相当する。
The
第2モータ・ジェネレータ9のロータ21はロータ軸23に装着されていて、ロータ軸23はロータ21と一体回転する。ロータ軸23は伝達軸6と別軸でかつ平行に配置されている。つまり、ロータ軸23は、伝達軸6の軸線Ax1と平行な軸線Ax2の回りを回転する。図2に示すように、ロータ軸23は二つの軸受30、31にて回転自在に支持されている。一方(図2の左側)の軸受30はケース17に形成された軸受保持部32にて保持されており、他方(図2の右側)の軸受31はケース17から延びる支持壁33に形成された軸受保持部34にて保持されている。
The
図3は図2のIII-III線に関する断面を示している。図2及び図3に示すように、支持壁33は第2モータ・ジェネレータ9のステータ20を覆うようにしてケース17から延びている。軸受保持部34は、支持壁33に形成されてロータ軸23が挿入される貫通孔35の縁部に設けられている。伝達軸6は二つの軸受36、37にて回転自在に支持されている。各軸受36、37は軸受保持部38、39にて保持されており、図2の左側の軸受保持部38は支持壁33に形成されており、図2の右側の軸受保持部39はケース17に形成されている。軸受保持部38は、貫通孔35へロータ軸23が挿入される方向とは反対方向から軸受36を保持できるように構成されていて、ステータ20のコイルエンド20aの内周とロータ軸23の外周との間に形成された空間Sに配置されている。ロータ軸23を支持する軸受31は本発明に係る第1軸受に、伝達軸6の端部を支持する軸受36は本発明に係る第2軸受に、軸受31を保持する軸受保持部34は本発明に係る第1軸受保持部に、軸受36を保持する軸受保持部38は本発明に係る第2軸受保持部に、それぞれ相当する。
FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the
減速ギア列8は、ロータ軸23に設けられたドライブギア40と、伝達軸6に設けられてドライブギア40と噛み合うドリブンギア41とを含んでいる。ドライブギア40はロータ軸23に歯部が直接刻まれることにより構成されている。このため、ロータ軸23とドライブギア40とを別体に構成してスプライン嵌合した場合のようにスプライン部でのガタが生じないため、異音の発生を防止することができる。また、ロータ軸23とドライブギア40とを固定するスナップリング等が不要なため部品点数を削減できる。ドリブンギア41はカウンタドライブギア7と軸受36との間に配置されていて、伝達軸6の外周にスプライン嵌合されている。ドライブギア40及びドリブンギア41のそれぞれの歯部はカウンタドライブギア7の内周側に配置されていて、これらの歯部とカウンタドライブギア7の歯部とは軸線方向にオーバーラップしている。
The
変速機構10は詳細な図示を省略したが、カウンタドライブギア7の回転を変速して差動装置11に伝達する機構として構成されている。例えば、変速機構10として平歯車のギア列を設け、単一のギア比でカウンタドライブギア7を変速して差動装置11に伝達するように構成することもできる。また、変速機構10として周知の遊星歯車機構を設け、クラッチやブレーキ等を利用して遊星歯車機構の各要素を選択的に固定することにより複数のギア比を成立させることも可能である。
Although not shown in detail, the
以上の形態によれば、支持壁33に設けられた二つの軸受保持部34、38にてロータ軸23を支持する軸受31と伝達軸6を支持する軸受36とがそれぞれ保持されるとともに、ステータ20のコイルエンド20aの内周とロータ軸23の外周との間に形成された空間Sに軸受保持部38が配置されている。そのため、伝達軸6を支持する軸受36がコイルエンド20aに対して軸線方向(図の左右方向)にオーバーラップする(図2参照)。従って、この軸受36をコイルエンド20aとオーバーラップしないように配置した場合と比べて軸線方向の寸法を短くできる。よって軸線方向の寸法の増大が抑制されるから体格の増大を抑制することができる。これにより、駆動装置2は、内燃機関3、第1モータ・ジェネレータ4、動力分配機構5及び第2モータ・ジェネレータ9のレイアウトの自由度が向上し車両1への搭載性が高まる。
According to the above embodiment, the bearing 31 that supports the
また、減速ギア列8に含まれるドライブギア40及びドリブンギア41の各歯部がカウンタドライブギア7の内周側に位置していて、これらの歯部とカウンタドライブギア7の歯部とが軸線方向にオーバーラップしている。従って、これらのギアの強度を考慮して歯部の厚さを厚くした場合でも、その厚さの増加分をオーバーラップ量で吸収できるため、軸線方向の寸法増大を食い止めることが可能である。
Further, each tooth portion of the
本発明は上記の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。本発明の駆動装置はハイブリッド車両に適用することに限定されるものではない。例えば、他の駆動源として電動機を備えているが内燃機関を備えていない駆動装置を車両に搭載することにより、その車両を電気自動車として構成することも可能である。また、上記の形態のように二つの電動機と内燃機関とを備えた駆動装置に限らず、例えば、一つの電動機と内燃機関とを備えた駆動装置として本発明を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. The drive device of the present invention is not limited to being applied to a hybrid vehicle. For example, it is possible to configure a vehicle as an electric vehicle by mounting a drive device that includes an electric motor as another drive source but does not include an internal combustion engine. Further, the present invention is not limited to the drive device including the two electric motors and the internal combustion engine as described above, and the present invention can be implemented as, for example, a drive device including one electric motor and the internal combustion engine.
1 車両
3 内燃機関(所定の駆動源)
4 第1モータ・ジェネレータ(所定の駆動源、他の電動機)
5 動力分配機構
6 伝達軸
7 カウンタドライブギア
9 第2モータ・ジェネレータ(電動機)
12 駆動輪
15 入力軸
17 ケース
20 ステータ
20a コイルエンド
21 ロータ
23 ロータ軸
31 軸受(第1軸受)
33 支持壁
34 軸受保持部(第1軸受保持部)
35 貫通孔
36 軸受(第2軸受)
40 ドライブギア
41 ドリブンギア
S 空間
1
4 First motor / generator (predetermined drive source, other electric motor)
5
12
33
35 Through
40
Claims (4)
前記支持壁には、前記ロータ軸が挿入される貫通孔と、前記貫通孔の縁部に設けられて前記ロータ軸を支持する第1軸受を保持する第1軸受保持部と、前記伝達軸の端部を支持する第2軸受を前記ロータ軸が挿入される方向とは反対方向から保持する第2軸受保持部と、がそれぞれ形成されており、
前記第2軸受保持部は、前記ステータのコイルエンドの内周と前記ロータ軸の外周との間に形成された空間に配置されていることを特徴とする車両の駆動装置。 A predetermined drive source, a stator fixed to the case, and a rotor disposed on the inner periphery of the stator, an electric motor provided separately from the drive source, and transmission for transmitting power from the drive source A shaft, a rotor shaft that is arranged in parallel with and parallel to the transmission shaft, and rotates integrally with the rotor of the electric motor, and a support wall that extends from the case so as to cover the stator of the electric motor. Prepared,
The support wall includes a through-hole into which the rotor shaft is inserted, a first bearing holding portion that is provided at an edge of the through-hole and supports the rotor shaft, and a transmission shaft. A second bearing holding portion for holding a second bearing for supporting the end portion from a direction opposite to the direction in which the rotor shaft is inserted, respectively.
The drive device for a vehicle, wherein the second bearing holding portion is disposed in a space formed between an inner periphery of a coil end of the stator and an outer periphery of the rotor shaft.
前記ドライブギア及び前記ドリブンギアのそれぞれの歯部は前記カウンタドライブギアの歯部よりも内周側に位置し、かつ前記ドライブギア及び前記ドリブンギアのそれぞれの歯部と前記カウンタギアの歯部とが軸線方向にオーバーラップしている請求項1に記載の駆動装置。 A drive gear provided on the rotor shaft; a driven gear provided on the transmission shaft and meshed with the drive gear; and a counter drive gear provided on the transmission shaft for transmitting power to the drive wheel side of the vehicle; Further comprising
The tooth portions of the drive gear and the driven gear are located on the inner peripheral side of the tooth portion of the counter drive gear, and the tooth portions of the drive gear and the driven gear and the tooth portion of the counter gear, The driving device according to claim 1, wherein the shafts overlap in the axial direction.
前記内燃機関の動力が入力され前記伝達軸と同軸に配置された入力軸と、互いに差動回転可能な3つの要素を持ち、いずれか一つの要素に前記入力軸が、他の一つの要素に前記他の電動機が、残りの要素に前記伝達軸がそれぞれ連結された動力分配機構と、を更に備えている請求項1〜3のいずれか一項に記載の駆動装置。 As the predetermined drive source, an internal combustion engine and another electric motor different from the electric motor are provided,
An input shaft that receives the power of the internal combustion engine and is arranged coaxially with the transmission shaft, and three elements that can rotate differentially with respect to each other, and the input shaft serves as one of the other elements The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the other electric motor further includes a power distribution mechanism in which the transmission shaft is connected to the remaining elements.
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