JP2021173300A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジアル変動を抑制して異音の発生を抑制できる車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０が第３回転中心線Ｃ３を共通の回転中心線にして相対回転不能に接続され、玉軸受５０及び玉軸受５２がケース１６の嵌合溝７０，７２にそれぞれ固定され、且つ、リダクション軸３０が第３回転中心線Ｃ３方向の一方側に配設された玉軸受５０及び他方側に配設された玉軸受５２を介してケース１６に支持されている。車両用動力伝達装置１４は、リダクション軸３０に相対回転不能に配設され且つリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して玉軸受５０をその固定されたケース１６の嵌合溝７０側に押圧する押圧部材９０を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転中心線を共通にして相対回転不能に接続された第１回転軸及び第２回転軸を備える車両用動力伝達装置に関する。

回転中心線を共通にして相対回転不能に接続された第２ロータ軸（第１回転軸）及びリダクション軸（第２回転軸）を備える車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。

特開２０１９−１１６２５２号公報

特許文献１に記載の車両用動力伝達装置では、第２ロータ軸及びリダクション軸は、それぞれ共通の回転中心線まわりに回転可能に軸受を介して非回転部材であるハウジング（トランスアクスルケース）にそれぞれ支持されている。例えば、リダクション軸が高回転となって第２ロータ軸の回転中心線とリダクション軸の回転中心線とがずれると、そのずれが要因で発生するラジアル変動により、異音が発生するおそれがある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ラジアル変動を抑制して異音の発生を抑制できる車両用動力伝達装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、車両用回転機のロータに連結された第１回転軸と、駆動輪に動力伝達可能に接続された第２回転軸と、を備え、前記第１回転軸及び前記第２回転軸が回転中心線を共通にして相対回転不能に接続され、第１転がり軸受及び第２転がり軸受がケースの段部にそれぞれ固定され、且つ、前記第２回転軸が前記回転中心線方向の一方側に配設された前記第１転がり軸受及び他方側に配設された前記第２転がり軸受を介して前記ケースに支持された車両用動力伝達装置であって、前記第２回転軸に相対回転不能に配設され且つ前記第２回転軸の回転速度が高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して前記第１転がり軸受及び前記第２転がり軸受の少なくとも一方を前記固定された前記ケースの段部側に押圧する押圧部材を有することにある。

第１発明の車両用動力伝達装置によれば、前記第２回転軸に相対回転不能に配設され且つ前記第２回転軸の回転速度が高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して前記第１転がり軸受及び前記第２転がり軸受の少なくとも一方を前記固定された前記ケースの段部側に押圧する押圧部材が設けられる。第２回転軸の回転速度が高くなると、押圧部材はスラスト方向に拡張して第１転がり軸受及び第２転がり軸受の少なくとも一方をそれらが固定されたケースの段部側に押圧するため、第１転がり軸受及び第２転がり軸受における内輪と転動体との間や転動体と外輪との間にある隙間が減少する。これにより、第１転がり軸受及び第２転がり軸受におけるラジアル方向の変動が抑制され、第１回転軸の回転中心線と第２回転軸の回転中心線とがずれることによる異音の発生が抑制される。

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記押圧部材は、前記第２回転軸の回転速度が低くなるのに応じて前記押圧する前記第１転がり軸受及び前記第２転がり軸受の少なくとも一方への押圧力を低減することにある。このように、第２回転軸の回転速度が低くなると、第２回転軸の回転速度が高い場合に比べて、第１転がり軸受及び第２転がり軸受がスラスト方向に押圧される押圧力が低減されるので、第１転がり軸受及び第２転がり軸受における内輪と転動体との間や転動体と外輪との間にある隙間が増加する。これにより、転動体が転動しやすくなって摩擦が減少し、第１転がり軸受及び第２転がり軸受における損失の悪化が抑制される。

本発明の実施例に係る車両用動力伝達装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成を説明する図である。 図１に示す動力伝達装置の一部断面図である。 図２に示すリダクション軸に配設される押圧部材の構成を説明する図であって、（ａ）は押圧部材を第３回転中心線方向に切断した断面図であり、（ｂ）は押圧部材の一構成部材である第１円筒部及び転動部材を第３回転中心線方向から見た図である。 リダクション軸の回転速度による押圧部材の変化状態を説明する図であって、（ａ）はリダクション軸の回転速度が低い場合の押圧部材の状態を示し、（ｂ）はリダクション軸の回転速度が高い場合の押圧部材の状態を示している。 リダクション軸の回転速度と、押圧部材のスラスト拡張量及びスラスト力と、の関係の概略を説明する図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例において図は理解を容易とするために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の実施例に係る車両用動力伝達装置１４を搭載したハイブリッド車両１０の概略構成を説明する図である。図１において、第３回転中心線Ｃ３方向における一方側及び他方側をそれぞれ矢印で示す。なお、図２、図３、及び図４に示す「一方側」及び「他方側」は、図１に示すものと同じ側である。

ハイブリッド車両１０（以下、単に「車両１０」と記す。）は、走行用駆動力源としてのエンジン１２及びトランスアクスル（Ｔ／Ａ）としての車両用動力伝達装置１４（以下、単に「動力伝達装置１４」と記す。）を備える。

エンジン１２は、車両１０の走行用駆動力源であり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関で構成されている。

動力伝達装置１４は、遊星歯車装置２０、第１回転機ＭＧ１、第２回転機ＭＧ２、及び差動歯車装置４０を含み、非回転部材であるケース（トランスアクスルケース）１６内に互いに平行な４つの回転中心線Ｃ１〜Ｃ４を備える。第１回転中心線Ｃ１はエンジン１２の回転中心線と一致しており、エンジン１２から動力伝達装置１４へ動力が入力される入力軸１８、遊星歯車装置２０、及び第１回転機ＭＧ１の第１ロータ軸２２は、第１回転中心線Ｃ１を中心として回転可能に構成されている。カウンタ軸２６は、第２回転中心線Ｃ２を中心として回転可能に構成されている。第２回転機ＭＧ２の第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０は、第３回転中心線Ｃ３を中心として回転可能に構成された回転軸である。第２ロータ軸２８は、第２回転機ＭＧ２のロータＲに連結されている。差動歯車装置４０は、第４回転中心線Ｃ４を中心として回転可能に構成されている。このように、動力伝達装置１４は、カウンタ軸２６（カウンターシャフト）を有する副軸式トランスミッション（変速機）を含む。

遊星歯車装置２０は、第１回転中心線Ｃ１を中心として回転可能なサンギヤ、キャリア、及びリングギヤを備える周知のシングルピニオン型遊星歯車装置である。遊星歯車装置２０のサンギヤ、キャリア、及びリングギヤは、それぞれ第１回転機ＭＧ１の第１ロータ軸２２、入力軸１８に相対回転不能に接続されたエンジン１２、カウンタドライブギヤ２４が外周部に形成されている複合ギヤの内周部に接続されている。

第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、電気エネルギーから機械的な動力を発生する電動機機能を備えるとともに、機械的な動力から電気エネルギーを発生する発電機機能を備えた所謂モータジェネレータである。第１回転機ＭＧ１及び第２回転機ＭＧ２は、例えば同期回転機である。同期回転機では、ステータ（固定子）に設けられたコイル（巻線）に交流が流されて回転磁界が発生させられることによって、ロータ（回転子）がその回転磁界に吸引又は反発させられて回転する。例えば、第１回転機ＭＧ１は、運転停止中のエンジン１２を回転駆動する電動機機能及びエンジン１２の反力を受け持つための発電機機能を備える。例えば、第２回転機ＭＧ２は、走行用駆動力源として動力を出力する電動機機能及び駆動輪４４側からの被駆動力に基づいて回生により電気エネルギーを発生する発電機機能を備える。なお、第２回転機ＭＧ２は、本発明における「車両用回転機」に相当する。

リダクション軸３０には、リダクションギヤ３４が固設されている。カウンタ軸２６には、カウンタドライブギヤ２４及びリダクションギヤ３４と噛み合うカウンタドリブンギヤ３２と、差動歯車装置４０に形成されているデフリングギヤ３８と噛み合うデフドライブギヤ３６と、が固設されている。カウンタドリブンギヤ３２がカウンタドライブギヤ２４及びリダクションギヤ３４と噛み合うことで、エンジン１２及び第２回転機ＭＧ２から出力された動力がカウンタ軸２６に伝達可能とされる。なお、カウンタドライブギヤ２４とカウンタドリブンギヤ３２とのギヤ対、カウンタドリブンギヤ３２とリダクションギヤ３４とのギヤ対、及びデフドライブギヤ３６とデフリングギヤ３８とのギヤ対は、それぞれ噛み合い率を大きくして動力伝達を静かでトルク変動が少ないものとするため斜歯歯車で構成されている。

第２回転機ＭＧ２の第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０は、それぞれ円筒状の動力伝達軸（シャフト）である。第３回転中心線Ｃ３方向において、リダクション軸３０の一方側と第２ロータ軸２８の他方側とは、嵌合部８０においてスプライン嵌合によりに接続されている。すなわち、第２ロータ軸２８とリダクション軸３０とは、第３回転中心線Ｃ３を共通の回転中心線にして相対回転不能に接続されている。なお、第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０は、本発明における「第１回転軸」及び「第２回転軸」にそれぞれ相当する。また、第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０の共通の回転中心線である第３回転中心線Ｃ３は、本発明における「回転中心線」に相当する。

差動歯車装置４０は、デフドライブギヤ３６と噛み合うデフリングギヤ３８を含んで構成されており、左右一対の車軸４２を介してそれぞれ左右一対の駆動輪４４に適宜回転速度差を付与する差動機構を備える。カウンタ軸２６及びリダクション軸３０は、差動歯車装置４０等を介して駆動輪４４に動力伝達可能に接続されている。

遊星歯車装置２０は、エンジン１２が出力する動力を第１回転機ＭＧ１とカウンタドライブギヤ２４とに分割して伝達する。また、動力伝達装置１４は、第１回転機ＭＧ１が発電した電力を第２回転機ＭＧ２に供給し、第２回転機ＭＧ２が出力する動力を駆動輪４４に付加することができる。

非回転部材であるケース１６は、第１ケース部１６ａ、第２ケース部１６ｂ、及び第３ケース部１６ｃの３つの部材から構成され、これら各ケース部の合わせ面がボルトによって締結されることで１つのケースとなっている。第３回転中心線Ｃ３方向において、第３ケース部１６ｃが一方側に配設され、第１ケース部１６ａが他方側に配設され、第２ケース部１６ｂが第１ケース部１６ａと第３ケース部１６ｃとの間に配設されている。第３回転中心線Ｃ３方向において、第２回転機ＭＧ２の第２ロータ軸２８は、その一方側が玉軸受５４を介して第３ケース部１６ｃ（ケース１６）に支持され、その他方側が玉軸受５６を介して第２ケース部１６ｂ（ケース１６）に支持されている。第３回転中心線Ｃ３方向において、リダクション軸３０は、その一方側が玉軸受５０を介して第２ケース部１６ｂ（ケース１６）に支持され、その他方側が玉軸受５２を介して第１ケース部１６ａ（ケース１６）に支持されている。なお、玉軸受５０及び玉軸受５２は、本発明における「第１転がり軸受」及び「第２転がり軸受」にそれぞれ相当する。

図２は、図１に示す動力伝達装置１４の一部断面図であり、複数の回転中心線（Ｃ２，Ｃ３）が同一平面内に位置するように展開して示したものである。

リダクション軸３０における第３回転中心線Ｃ３方向の一方側には、小径段部７４（図３参照）及び大径段部７６（図３参照）が設けられている。第３回転中心線Ｃ３方向において、小径段部７４は大径段部７６よりも一方側（玉軸受５０側）に位置し、大径段部７６は小径段部７４よりも他方側（玉軸受５０とは反対側）に位置している。小径段部７４及び大径段部７６は、それぞれリダクション軸３０の外径が変化して段状となっている外周部の部位である。小径段部７４における外径が大きい方の径と、大径段部７６における外径が小さい方の径と、は同じ大きさの径となっている。リダクション軸３０の外径は、第３回転中心線Ｃ３方向における小径段部７４よりも一方側の円筒状部に比べて小径段部７４と大径段部７６との間の円筒状部の方が大きく、小径段部７４と大径段部７６との間の円筒状部に比べて大径段部７６よりも他方側の円筒状部の方が大きくなっている。

玉軸受５０は、内輪５０ａ、外輪５０ｂ、及び内輪５０ａと外輪５０ｂとの間に転動可能に配置された球体である複数の転動体５０ｃから主に構成されている周知の玉軸受である。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５０の内輪５０ａの他方側は、リダクション軸３０に設けられた小径段部７４に対向するように嵌めつけられている。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５０の外輪５０ｂの一方側は、第２ケース部１６ｂに設けられた嵌合溝７０の底部７０ｂに対向するように嵌めつけられている。すなわち、玉軸受５０の外輪５０ｂは、嵌合溝７０に固定されている。嵌合溝７０は、第２ケース部１６ｂに設けられ、第３回転中心線Ｃ３を中心とする円筒形の溝であって第３回転中心線Ｃ３方向の一方側を深さ方向とする。嵌合溝７０における第３回転中心線Ｃ３の一方側が底部７０ｂである。底部７０ｂにおける第３回転中心線Ｃ３を中心とする径方向（以下、単に「径方向」と記す。）の中心部は、リダクション軸３０が挿通可能なように中空部が設けられ無底となっている。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５０は、嵌合溝７０の底部７０ｂとリダクション軸３０に設けられた小径段部７４との間に配設されている。なお、第３回転中心線Ｃ３方向における嵌合溝７０の底部７０ｂとリダクション軸３０に設けられた小径段部７４との間の距離は、その間に玉軸受５０が配設可能なように設計公差等を考慮した遊びを含む。嵌合溝７０（底部７０ｂ及び嵌合溝７０の側面部）は、本発明における「ケースの段部」に相当する。

リダクション軸３０における第３回転中心線Ｃ３方向の他方側には、段部７８が設けられている。段部７８は、リダクション軸３０の外径が変化して段状となっている外周部の部位である。リダクション軸３０の外径は、第３回転中心線Ｃ３方向における段部７８よりも他方側の円筒状部に比べて段部７８よりも一方側の円筒状部の方が大きくなっている。

玉軸受５２は、内輪５２ａ、外輪５２ｂ、及び内輪５２ａと外輪５２ｂとの間に転動可能に配置された球体である複数の転動体５２ｃから主に構成されている周知の玉軸受である。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５２の内輪５２ａの一方側は、リダクション軸３０に設けられた段部７８に対向するように嵌めつけられている。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５２の外輪５２ｂの他方側は、第１ケース部１６ａに設けられた嵌合溝７２の底部７２ｂに対向するように嵌めつけられている。すなわち、玉軸受５２の外輪５２ｂは、嵌合溝７２に固定されている。嵌合溝７２は、第１ケース部１６ａに設けられ、第３回転中心線Ｃ３を中心とする円筒形の溝であって第３回転中心線Ｃ３方向の他方側を深さ方向とする。嵌合溝７２における第３回転中心線Ｃ３の他方側が底部７２ｂである。第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５２は、嵌合溝７２の底部７２ｂとリダクション軸３０に設けられた段部７８との間に配設されている。なお、嵌合溝７２（底部７２ｂ及び嵌合溝７２の側面部）は、本発明における「ケースの段部」に相当する。

玉軸受５４は、玉軸受５０と同様の構成である。玉軸受５４の内輪が第２ロータ軸２８における第３回転中心線Ｃ３方向の一方側に設けられた段部に嵌めつけられ、玉軸受５４の外輪が第３ケース部１６ｃに設けられた嵌合溝に嵌めつけられている。

玉軸受５６も、玉軸受５０と同様の構成である。玉軸受５６の内輪が第２ロータ軸２８における第３回転中心線Ｃ３方向の他方側に設けられた段部に嵌めつけられ、玉軸受５６の外輪が第２ケース部１６ｂに設けられた嵌合溝に嵌めつけられている。

玉軸受５０，５２，５４，５６は、それぞれが支持する回転軸（第２ロータ軸２８、リダクション軸３０）の回転時の揺動を抑制し、剛性を高める等の目的のため通常ラジアル方向の与圧（荷重）とスラスト方向の与圧（荷重）とが付与されている。例えば、与圧の付与は、玉軸受５０，５２，５４，５６の各外輪をケース１６に形成された嵌合溝にそれぞれ圧入し、さらに各転動体と各内輪とを配置した後に、各内輪をそれぞれ第３回転中心線Ｃ３方向に押圧して位置決めする等により行われる。なお、スラスト方向とは、軸受が支持する回転軸の回転中心線方向を意味し、ラジアル方向とは、軸受が支持する回転軸の回転中心線に垂直な方向（回転中心線を中心とする径方向）を意味する。本実施例では、第３回転中心線Ｃ３方向がスラスト方向であり、第３回転中心線Ｃ３を中心とする径方向がラジアル方向である。

ところで、前述したように、カウンタドリブンギヤ３２とリダクションギヤ３４とのギヤ対は、斜歯歯車で構成されている。このため、駆動輪４４からの被駆動力に基づいて回生により第２回転機ＭＧ２で電気エネルギーを発生する発電が行われる場合には、リダクション軸３０は、斜歯歯車であるリダクションギヤ３４からスラスト荷重が加えられる。例えば、リダクション軸３０は、他方側に向かう方向のスラスト荷重を受ける。リダクション軸３０に加えられた他方側に向かう方向のスラスト荷重は、段部７８、内輪５２ａ、転動体５２ｃ、及び外輪５２ｂに順次伝達されて嵌合溝７２に加えられる。そのため、玉軸受５２に付与されるラジアル方向及びスラスト方向の与圧は高くなる。一方、リダクション軸３０に加えられる他方側に向かうスラスト荷重により、玉軸受５０に付与されるラジアル方向及びスラスト方向の与圧は低くなる。玉軸受５０に付与されるラジアル方向及びスラスト方向の与圧が低くなることで、与圧が高い場合に比べて、玉軸受５０における内輪５０ａと転動体５０ｃとの間や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの間にある隙間が増加する。

これにより、リダクション軸３０は、玉軸受５２で支持された位置を支点（中心点）にして玉軸受５０側でのラジアル変動が大きくなる。リダクション軸３０のラジアル変動が大きくなると、第２ロータ軸２８の回転中心線とリダクション軸３０の回転中心線とがずれることとなって異音が発生するおそれがある。特に、リダクション軸３０の回転速度であるリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄ［ｒｐｍ］が高い場合（すなわち、リダクション軸３０に加えられた他方側に向かうスラスト荷重が大きい場合）ほど、第２ロータ軸２８の回転中心線とリダクション軸３０の回転中心線とのずれが大きくなって異音が発生しやすくなる。異音が発生する原因としては、玉軸受５０と第２ケース部１６ｂとの間で衝突（例えば、内輪５０ａと転動体５０ｃとの衝突や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの衝突）が考えられる。なお、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄは、第２回転機ＭＧ２の回転速度であるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２［ｒｐｍ］と同値である。リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄは、本発明における「第２回転軸の回転速度」に相当する。

図２に示すように、動力伝達装置１４は押圧部材９０を有する。押圧部材９０は、リダクション軸３０に相対回転不能に配設され且つリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して玉軸受５０をその玉軸受５０が固定された第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０側に押圧する。

図３は、図２に示すリダクション軸３０に配設される押圧部材９０の構成を説明する図であって、（ａ）は押圧部材９０を第３回転中心線Ｃ３方向に切断した断面図であり、（ｂ）は押圧部材９０の構成部材である第１円筒部９２及び転動部材９８を第３回転中心線Ｃ３方向から見た図である。図３（ａ）は、第１円筒部９２、第２円筒部９４、及び転動部材９８を図３（ｂ）に示す矢印ａ方向に見た図であり、図３（ｂ）は、第１円筒部９２及び転動部材９８を図３（ａ）に示す矢印ｂ方向に見た図である。なお、図３（ｂ）における括弧内の符号は、第２円筒部９４を図３（ａ）に示す矢印ｂとは反対の方向に見た場合を参考として示したものである。

押圧部材９０は、第１円筒部９２、第２円筒部９４、及び転動部材９８を備える。第１円筒部９２及び第２円筒部９４は、それぞれ第３回転中心線Ｃ３を中心とする略円筒状であって、同じ形状の部材である。第１円筒部９２及び第２円筒部９４のそれぞれの内周面９２ｉ，９４ｉには、第３回転中心線Ｃ３方向に延びる歯である歯部９２ｔ，９４ｔがそれぞれ設けられている。歯部９２ｔ，９４ｔは、第３回転中心線Ｃ３を中心とする周方向において等角度間隔毎に複数（本実施例では、２π／４［ｒａｄ］毎に４箇所）設けられている。

第３回転中心線Ｃ３方向において、押圧部材９０の一方側は玉軸受５０の内輪５０ａの他方側に対向するように配設され、押圧部材９０の他方側はリダクション軸３０に設けられた大径段部７６に対向するように配設される。すなわち、押圧部材９０は、リダクション軸３０に設けられた小径段部７４と大径段部７６との間にある円筒状の外周部に取り付けられる。第１円筒部９２及び第２円筒部９４は、それぞれの歯部９２ｔ，９４ｔがリダクション軸３０における小径段部７４と大径段部７６との間の外周面９４ｏに設けられた不図示の第３回転中心線Ｃ３方向に延びる溝部と噛み合うように取り付けられる。これにより、押圧部材９０の第１円筒部９２及び第２円筒部９４は、リダクション軸３０と第３回転中心線Ｃ３まわりに相対回転不能且つ第３回転中心線Ｃ３方向へ移動可能に配設される。

第１円筒部９２及び第２円筒部９４には、それぞれの内周面９２ｉ，９４ｉに複数の溝９２ｄ，９４ｄが設けられている。複数の溝９２ｄ及び溝９４ｄは、第１円筒部９２及び第２円筒部９４における周方向の同じ位置で対向するように設けられている。したがって、押圧部材９０がリダクション軸３０に配設される場合、第１円筒部９２及び第２円筒部９４のそれぞれの溝９２ｄ及び溝９４ｄが互いに対向するようにリダクション軸３０に取り付けられる。これにより、第１円筒部９２の溝９２ｄ、第２円筒部９４の溝９４ｄ、及びリダクション軸３０の外周面９４ｏで囲まれた空間である転動室９６（図４参照）が形成される。第１円筒部９２及び第２円筒部９４が当接した状態における溝９２ｄ及び溝９４ｄの内面形状は、頂角が大きい内周側の円錐面９２ｄ１，９４ｄ１と、内周側の円錐面９２ｄ１，９４ｄ１よりも頂角が小さい外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２と、が径方向に繋がった二段構造の円錐面となっている。外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２の底面側が、内周側の円錐面９２ｄ１，９４ｄ１に繋がった形状である。径方向において、外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２の頂点の位置は、それぞれ第１円筒部９２及び第２円筒部９４の外周面９２ｏ，９４ｏの位置と同じである。溝９２ｄ及び溝９４ｄのそれぞれの内面形状は、前述の二段構造の円錐面を第３回転中心線Ｃ３に垂直且つ外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２の頂点を通る面で半分に切断した形状となっている。第１円筒部９２及び第２円筒部９４に設けられたそれぞれの溝９２ｄ及び溝９４ｄは、第３回転中心線Ｃ３を中心とする周方向において等角度間隔毎に複数（本実施例では、２π／８［ｒａｄ］毎に８箇所）設けられている。溝９２ｄ及び溝９４ｄで囲まれた空間である転動室９６のそれぞれには、転動部材９８が収容されている。転動部材９８は、例えば球体の鋼である。

図４は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄによる押圧部材９０の変化状態を説明する図であって、（ａ）はリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが低い場合の押圧部材９０の状態を示し、（ｂ）はリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高い場合の押圧部材９０の状態を示している。

図４（ａ）に示すように、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが低い場合には、転動部材９８に作用する径方向外方に向かう遠心力ＣＦ［Ｎ］は小さい。そのため、押圧部材９０は後述の図４（ｂ）に示すように玉軸受５０に対してスラスト方向の押圧力を付与しない。押圧部材９０の第１円筒部９２及び第２円筒部９４は、設計公差等を考慮した遊びの範囲内においてスラスト方向に移動することが可能であり、例えば転動部材９８は溝９２ｄ及び溝９４ｄによって閉じられた転動室９６内に完全に収容された状態となっている。第１円筒部９２及び第２円筒部９４が当接した状態での押圧部材９０における第３回転中心線Ｃ３方向の距離（幅）を初期量Ｌ０［μｍ］とする。

図４（ｂ）に示すように、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高い場合には、転動部材９８に作用する径方向外方に向かう遠心力ＣＦ［Ｎ］は大きい。この遠心力ＣＦにより、転動部材９８は、溝９２ｄ，溝９４ｄにおける外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２に当接して径方向の外周側に移動する。これにより、第１円筒部９２及び第２円筒部９４は、転動部材９８から外周側の円錐面９２ｄ２，９４ｄ２を介して第３回転中心線Ｃ３方向に離間する方向の力をそれぞれ受けて離間させられる。第１円筒部９２及び第２円筒部９４が設計公差等を考慮した遊びだけ離間した後、押圧部材９０は、玉軸受５０の内輪５０ａに対して第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０側に押圧するスラスト力ＴＦ［Ｎ］を付与する。なお、第１円筒部９２及び第２円筒部９４が設計公差等を考慮した遊びだけ離間しても、押圧部材９０は、転動部材９８が転動室９６外に飛び出さないように構成されている。第１円筒部９２及び第２円筒部９４が離間した状態での押圧部材９０における第３回転中心線Ｃ３方向の距離を、初期量Ｌ０＋スラスト拡張量Ｌｔｈ［μｍ］とする。スラスト拡張量Ｌｔｈは、第１円筒部９２及び第２円筒部９４が当接した状態に比べて、押圧部材９０がスラスト方向に拡張した拡張量である。スラスト拡張量Ｌｔｈは、第１円筒部９２及び第２円筒部９４の離間量と同値である。

図５は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄと、押圧部材９０のスラスト拡張量Ｌｔｈ及びスラスト力ＴＦと、の関係の概略を説明する図である。図５において、横軸は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄ［ｒｐｍ］であり、縦軸は、押圧部材９０のスラスト拡張量Ｌｔｈ［μｍ］及びスラスト力ＴＦ［Ｎ］である。

リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが回転速度値Ｎ０［ｒｐｍ］以下では、転動部材９８には第１円筒部９２及び第２円筒部９４を離間させるだけの遠心力ＣＦが作用していないため、スラスト拡張量Ｌｔｈは零である。リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが回転速度値Ｎ０よりも高くなると、転動部材９８に作用する遠心力ＣＦがリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄの２乗に比例して次第に大きくなり、第１円筒部９２及び第２円筒部９４が離間させられてスラスト拡張量Ｌｔｈが増加していく。リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが所定の回転速度値Ｎ１［ｒｐｍ］以上になると、第１円筒部９２及び第２円筒部９４の離間量であるスラスト拡張量Ｌｔｈは最大拡張量Ｌｔｈ_ｍａｘ［μｍ］で一定値となる。この最大拡張量Ｌｔｈ_ｍａｘは、前述した設計公差等を考慮した遊びに対応した量である。スラスト拡張量Ｌｔｈが最大拡張量Ｌｔｈ_ｍａｘとなった後は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが回転速度値Ｎ１を超過して高くなるのに応じて遠心力ＣＦが大きくなり、遠心力ＣＦの増加に応じて内輪５０ａを嵌合溝７０側に押圧するスラスト力ＴＦが大きくなっていく。所定の回転速度値Ｎ１は、スラスト拡張量Ｌｔｈが最大拡張量Ｌｔｈ_ｍａｘとなって内輪５０ａと転動体５０ｃとの間や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの間にある隙間が減少することにより、後述のように玉軸受５０におけるラジアル方向の変動が抑制されるように、実験的に或いは設計的に予め設定された回転速度値である。

玉軸受５０の内輪５０ａが押圧部材９０からスラスト力ＴＦを受けて第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０側に押圧されると、内輪５０ａは嵌合溝７０側に移動して転動体５０ｃを嵌合溝７０側に押圧する。転動体５０ｃが内輪５０ａから嵌合溝７０側に押圧されると、転動体５０ｃは嵌合溝７０側に移動して外輪５０ｂを嵌合溝７０側に押圧する。外輪５０ｂが転動体５０ｃから嵌合溝７０側に押圧されると、外輪５０ｂは非回転部材である第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０を押圧する。これにより、玉軸受５０における内輪５０ａと転動体５０ｃとの間や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの間にある隙間が減少して、玉軸受５０におけるラジアル方向の変動が抑制される。

前述したように、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高い場合ほど、第２ロータ軸２８の回転中心線とリダクション軸３０の回転中心線とのずれが大きくなって異音が発生しやすくなる。一方、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが図５に示す回転速度値Ｎ１を超過して高くなるのに応じて押圧部材９０は玉軸受５０を第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０側に押圧するため、玉軸受５０におけるラジアル方向の変動が抑制される。なお、実際には、第３回転中心線Ｃ３方向において、押圧部材９０は玉軸受５０を嵌合溝７０側に押圧するとともに、リダクション軸３０を玉軸受５２側に押圧する。そのため、玉軸受５０と同様に、玉軸受５２もリダクション軸３０を介して押圧部材９０により嵌合溝７２側に押圧される。

リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが図５に示す回転速度値Ｎ１未満で低い場合には、玉軸受５０は押圧部材９０によりスラスト方向に押圧されることがない。
すなわち、押圧部材９０は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが回転速度値Ｎ１を超過して高い場合に比べて、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが低くなるのに応じて玉軸受５０への押圧力（玉軸受５０をケース１６の嵌合溝７０の底部７０ｂ側に押圧する押圧力）を低減する。そのため、玉軸受５０が押圧部材９０によりスラスト方向に押圧されている場合に比べて、玉軸受５０における転動体５０ｃが内輪５０ａと外輪５０ｂとに挟圧される力が小さいため、転動体５０ｃが転動しやすく玉軸受５０における損失の悪化が抑制される。

本実施例の動力伝達装置１４は、走行用駆動力源である第２回転機ＭＧ２のロータＲに連結された第２ロータ軸２８と、駆動輪４４に動力伝達可能に接続されたリダクション軸３０と、を備え、第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０が第３回転中心線Ｃ３を共通の回転中心線にして相対回転不能に接続され、玉軸受５０及び玉軸受５２がケース１６の嵌合溝７０，７２にそれぞれ固定され、且つ、リダクション軸３０が第３回転中心線Ｃ３方向の一方側に配設された玉軸受５０及び他方側に配設された玉軸受５２を介してケース１６に支持されている。

本実施例の動力伝達装置１４によれば、リダクション軸３０に相対回転不能に配設され且つリダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して玉軸受５０をその固定されたケース１６の嵌合溝７０側に押圧する押圧部材９０が設けられる。リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなると、押圧部材９０はスラスト方向に拡張して玉軸受５０をそれが固定されたケース１６の嵌合溝７０側に押圧するため、玉軸受５０における内輪５０ａと転動体５０ｃとの間や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの間にある隙間が減少する。これにより、玉軸受５０におけるラジアル方向の変動が抑制され、第２ロータ軸２８の回転中心線とリダクション軸３０の回転中心線とがずれることによる異音の発生が抑制される。また、スプライン嵌合されている嵌合部８０における第２ロータ軸２８とリダクション軸３０との衝突による摩耗が抑制される。

本実施例の動力伝達装置１４によれば、押圧部材９０は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが低くなるのに応じて玉軸受５０への押圧力（玉軸受５０をケース１６の嵌合溝７０の底部７０ｂ側に押圧する押圧力）を低減する。このように、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが低くなると、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高い場合に比べて、玉軸受５０がスラスト方向に押圧される押圧力が低減されるので、玉軸受５０における内輪５０ａと転動体５０ｃとの間や転動体５０ｃと外輪５０ｂとの間にある隙間が増加する。これにより、転動体５０ｃが転動しやすくなって摩擦が減少し、玉軸受５０における損失の悪化が抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述の実施例では、リダクション軸３０は玉軸受５０，５２を介してケース１６に支持されていたが、この態様に限らない。例えば、リダクション軸３０は、ころ軸受、円すいころ軸受など他の転がり軸受を介してケース１６に支持された態様であっても良い。

前述の実施例では、押圧部材９０は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じて玉軸受５０をケース１６の嵌合溝７０側に押圧する態様であったが、この態様に限らない。例えば、押圧部材９０は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じて玉軸受５２をケース１６の嵌合溝７２側に押圧する構成であっても良い。具体的には、リダクション軸３０における第３回転中心線Ｃ３方向の他方側において、玉軸受５２側に小径段部が設けられ、玉軸受５２とは反対側に大径段部が設けられる。そして、第３回転中心線Ｃ３方向において、玉軸受５２の内輪５２ａの一方側は、前記小径段部に対向するように嵌めつけられ、玉軸受５２の外輪５２ｂの他方側は、嵌合溝７２の底部７２ｂに対向するように嵌めつけられる。また、第３回転中心線Ｃ３方向において、押圧部材９０の一方側は前記大径段部に対向するように配設され、押圧部材９０の他方側は玉軸受５２の内輪５２ａの一方側に対向するように配設される構成である。このような構成においては、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じて、押圧部材９０は、玉軸受５２を嵌合溝７２側に押圧するとともに、リダクション軸３０を玉軸受５０側に押圧する。そのため、玉軸受５０がリダクション軸３０を介して押圧部材９０により嵌合溝７０側に押圧される。これにより、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じて、押圧部材９０が玉軸受５０を第２ケース部１６ｂの嵌合溝７０側に押圧するため、玉軸受５０におけるラジアル方向の変動が抑制される。したがって、本発明における押圧部材９０は、リダクション軸回転速度Ｎｒｅｄが高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して玉軸受５０及び玉軸受５２の少なくとも一方をそれらが固定されたケース１６の嵌合溝７０，７２の底部７０ｂ，７２ｂ側に押圧する構成であれば良い。

前述の実施例では、第２回転機ＭＧ２は所謂モータジェネレータであったが、この態様に限らない。例えば、第２回転機ＭＧ２は、走行用駆動力源として動力を出力する電動機機能を有さず、駆動輪４４側からの被駆動力に基づいて回生により電気エネルギーを発生する発電機機能のみを有する発電機であっても良い。

前述の実施例では、回生時において第２ロータ軸２８の回転中心線とリダクション軸３０の回転中心線とのずれが大きくなることによる異音の発生について説明したが、この態様に限らない。例えば、回生時に限らず、車両１０の加速時などリダクション軸３０が高回転となる大きい場合にも、本発明は適用可能である。

前述の実施例では、第３回転中心線Ｃ３を共通の回転中心線とする第２ロータ軸２８及びリダクション軸３０のうちのリダクション軸３０に押圧部材９０が設けられていたが、この態様に限らない。押圧部材９０は、回転機のロータに連結されたロータ軸と回転中心線を共通にして相対回転不能に接続され且つ駆動輪４４に動力伝達可能に接続された回転軸に設けられれば良く、リダクション軸３０には限られない。

前述の実施例では、動力伝達装置１４はハイブリッド車両１０に搭載されていたが、この態様に限らない。例えば、動力伝達装置１４は、前述の実施例において内燃機関であるエンジン１２を備えず、リダクション軸３０が走行用駆動力源である第１回転機ＭＧ１及び駆動輪４４に動力伝達可能に接続された電気自動車（ＥＶ）に搭載される態様であっても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１４：車両用動力伝達装置
１６：ケース
２８：第２ロータ軸（第１回転軸）
３０：リダクション軸（第２回転軸）
４４：駆動輪
５０：玉軸受（第１転がり軸受）
５２：玉軸受（第２転がり軸受）
７０：嵌合溝（ケースの段部）
７２：嵌合溝（ケースの段部）
９０：押圧部材
Ｃ３：第３回転中心線（回転中心線）
ＭＧ２：第２回転機（車両用回転機）
Ｎｒｅｄ：リダクション軸回転速度（第２回転軸の回転速度）
Ｒ：ロータ

Claims (1)

1. 車両用回転機のロータに連結された第１回転軸と、駆動輪に動力伝達可能に接続された第２回転軸と、を備え、前記第１回転軸及び前記第２回転軸が回転中心線を共通にして相対回転不能に接続され、第１転がり軸受及び第２転がり軸受がケースの段部にそれぞれ固定され、且つ、前記第２回転軸が前記回転中心線方向の一方側に配設された前記第１転がり軸受及び他方側に配設された前記第２転がり軸受を介して前記ケースに支持された車両用動力伝達装置であって、
   前記第２回転軸に相対回転不能に配設され且つ前記第２回転軸の回転速度が高くなるのに応じてスラスト方向に拡張して前記第１転がり軸受及び前記第２転がり軸受の少なくとも一方を前記固定された前記ケースの段部側に押圧する押圧部材を有する
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置。

Images