JP4297918B2 - 動力伝達装置およびその組立方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動機のロータに入力側の軸と出力側の軸とを連結し、全体としてこれら三者の間でトルク伝達する構成を備えた動力伝達装置およびその動力伝達装置を組み立てるための方法に関するものである。

従来、車両用の動力装置として、内燃機関と電気モータとを組み合わせた装置や、電気モータを動力源とした装置などが知られている。この種の動力装置を使用した車両であっても、駆動トルクや内燃機関あるいは電気モータの回転数の制御のために変速機を併せて搭載することが行われている。その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置は、ハイブリッド車用の駆動装置であって、遊星歯車機構のキャリヤに内燃機関が連結されるとともに、その遊星歯車機構のサンギヤに第１の電動発電機が連結されている。さらにリングギヤが有段式の自動変速機の入力側の部材に連結されている。その自動変速機の出力側の部材がプロペラ軸に連結され、そのプロペラ軸に第２の電動発電機が連結されている。したがって、特許文献１の装置では、前記遊星歯車機構が、内燃機関の出力した動力を第１電動発電機と出力側とに分配する分配機構を構成しており、その分配機構から自動変速機に動力を伝達する過程で、第２電動発電機によってトルクを付加し、もしくは吸収するようになっている。また、この特許文献１には、第２の電動発電機を自動変速機の入力側に連結し、その自動変速機の出力部材を歯車列を介してプロペラ軸に連結した構成が記載されている。

特開２００３−１２７６８１号公報

上記の特許文献１に記載された装置では、第２の電動発電機が歯車対を介してプロペラ軸に連結され、あるいは第２の電動発電機が自動変速機に連結されている。これは、具体的には、ロータを歯車対における所定の歯車の回転軸に取り付け、あるいはロータを自動変速機の入力軸に取り付けた構造である。したがって、特許文献１に記載された装置では、第２の電動発電機を組み付けた状態では、第２の電動発電機が歯車対もしくは自動変速機に連結された状態となる。そのため、装置の全体の組み立てが終了する以前に第２の電動発電機のトルクを測定するなどの検査を行い、また何らかの調整を行う場合、歯車対や自動変速機をも回転させることになり、その歯車対や自動変速機によるトルクが測定精度に影響したり、回転角度の調整の精度に影響するなどの可能性があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、組み立ての過程で電動機を単独で回転させることの可能な動力分配機構およびその組立方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、ロータに入力側の第１軸を連結する以前の状態では、ロータと出力側の第２軸とを相対回転可能な状態とし、これらロータおよび第２軸に対して前記第１軸を連結することにより、第１軸および第２軸ならびにロータの三者をトルク伝達可能な状態に連結するように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に第１電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが、少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置において、前記ロータは、その回転中心軸線に沿う円筒部を有するとともにその円筒部が軸受を介して所定の固定部に回転自在に取り付けられ、さらに前記第１軸と第２軸との少なくとも一方が、前記円筒部に挿入され、かつ前記第１軸が前記ロータに連結されるとともに、その第１軸に前記第２軸が連結されており、前記円筒部の内周側に前記第２軸が挿入されるとともに、前記円筒部の内周部には、前記第２軸の外周面との間の隙間が、前記ロータの外周面とステータの内周面との間の最小隙間より小さい小径部が形成されることにより前記第２軸が前記ロータの組付けのためのガイド部となっていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１軸を出力軸としかつ回転数が電気的に制御される電気駆動装置により変速比を連続的に変化させられる電気的無段変速部と、前記第２軸を入力軸として変速比が変えられる機械的変速部とを更に備えていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記機械的変速部は、機械的手段で動力の伝達経路が変化させられて変速比が変えられる機構を備えていることを特徴とするの動力伝達装置である。

請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記電気的無段変速部は、内燃機関と、第２電動機と、内燃機関が出力した動力を前記第１軸と前記第２電動機とに分配する差動機構とを含むことを特徴とする動力伝達装置である。

請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの発明において、少なくとも前記機械式変速部と前記第１電動機とを収容するケースを備え、そのケースは、前記機械式変速部を挿入して組み付けた後に該機械式変速部を収容している収容部を閉じかつ前記第２軸を突出させる隔壁部を有し、その隔壁部によって前記円筒部の端部を支持するように構成されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項６の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記電気的無段変速部と前記第１電動機と前記機械的変速部とを収容するケースを更に備え、前記固定部は前記ケースの内部に設けられた隔壁部によって形成されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記第１軸が前記ロータにスプライン嵌合し、かつその第１軸に前記第２軸がスプライン嵌合していることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明において、前記小径部は、前記第２軸の先端部よりも中間部寄りの部分に対向する部分に形成され、かつ前記第２軸の先端部外周面にスプラインが形成され、さらに前記円筒部の内周部のうち前記第２軸の先端部寄りの端部の内周部にスプラインが形成されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記第２軸の先端部に形成された前記スプラインと前記円筒部に形成された前記スプラインとは、軸線方向での位置がほぼ一致していることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項１０の発明は、請求項７ないし９のいずれかの発明において、前記第１軸と前記ロータとがスプライン嵌合し始める位置と、前記第１軸と前記第２軸とがスプライン嵌合し始める位置とが軸線方向にずれていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項１１の発明は、請求項６ないし１０のいずれかの発明において、前記第２軸は、前記隔壁部を貫通し、かつ前記隔壁部によって回転自在に支持されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項１２の発明は、請求項６ないし１１のいずれかの発明において、前記隔壁部に対向して前記第１電動機の収容室を区画する他の固定部を更に備え、前記ロータはその円筒部の両端部を前記隔壁部および前記他の固定部によって回転自在に支持されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項１３の発明は、請求項７ないし１２のいずれかの発明において、前記第１軸の外周面には前記ロータと連結するためのスプラインが形成され、かつ前記第１軸の内周面には前記第２軸と連結するためのスプラインが形成されていることを特徴とする動力伝達装置である。

請求項１４の発明は、入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置の組立方法において、前記第２軸をケースの内部に組み付けた後に、前記ロータの回転中心軸線に沿って形成されている円筒部の内部に前記第２軸を相対回転可能に挿入した状態で前記ロータを前記ケースの内部に組み付け、その後に前記第１軸を前記第２軸に連結するとともに前記ロータに連結することを特徴とする方法である。

請求項１５の発明は、入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置の組立方法において、前記第２軸をケース内に組み付けた状態で該第２軸を貫通させるように隔壁部を前記ケース内に組み付けかつその隔壁部によって前記第２軸を回転自在に支持し、ついで前記ロータを前記第２軸の外周側に嵌合させて軸線方向に移動させることにより前記第２軸をガイド部として前記ロータを組み付けかつ前記隔壁部によって前記ロータの一端部を回転自在に支持し、ついで前記第１軸を前記第２軸に連結するとともに前記ロータに連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方法である。

請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、前記ロータを挟んで前記隔壁部と対向するように他の隔壁部を前記ケースの内部に組み付けることにより前記ロータの他方の端部を該他の隔壁部によって回転自在に支持することを特徴とする動力伝達装置の組立方法である。

請求項１７の発明は、請求項１６の発明において、前記他の隔壁部を貫通して前記第１軸を前記ロータの内部に挿入することにより前記第１軸と前記ロータとを連結するとともに前記第１軸と前記第２軸を連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方法である。

請求項１の発明によれば、第１電動機のロータがその円筒部を所定の固定部で回転自在に支持されることにより回転自在になっているので、その円筒部に前記第２軸が挿入された状態であってもロータは第２軸に干渉することなく回転可能であり、その結果、第１電動機の検査や調整などを容易かつ正確に行うことができる。また、請求項１の発明によれば、第２軸もしくは機械的変速部の入力軸をガイド部としてロータを組み付けることができるので、ロータをステータに干渉させることになく容易に組み付けることができる。

請求項２あるいは３の発明によれば、機械的変速部の入力側に電動機を組み付けた状態では、その機械的変速部の入力軸である第２軸と電動機のロータとが連結されていないので、動力伝達装置の組立途中で電動機を単独で駆動し、その検査や調整などを行うことが可能になる。

請求項４の発明によれば、第２電動機によって内燃機関の回転数を制御できる無段変速部を備えた動力伝達装置の組立過程で、前記第１電動機を単独で回転させてその検査や調整を行うことができる。

請求項５の発明によれば、ケースに挿入されて組み付けられた機械式変速部における入力軸に相当する第２軸が、ケースの内部に取り付けられた隔壁部から突出し、その隔壁部に円筒部の端部を支持されたロータに対して第２軸は相対回転自在になっており、第１軸がロータに連結されることにより、その第１軸を介して第２軸がロータに連結される。したがって、第１軸が組み付けられるまでは、ロータと第２軸とは連結されておらず、その結果、第１電動機の検査や調整などを容易かつ正確に行うことができる。

請求項６の発明によれば、ロータをケースと実質的に一体の隔壁部によって回転自在に支持でき、前記第１軸もしくは出力軸を組み付ける以前の状態で第１電動機を単独で駆動してその検査もしくは調整を行うことができる。

請求項７の発明によれば、第１軸がロータと第２軸とのそれぞれに対してスプライン嵌合するので、第１軸を介してロータと第２軸とを連結することができるとともに、その連結作業が容易になる。

請求項８の発明によれば、ロータを組み付ける際にその円筒部を第２軸のスプラインに干渉させることなく容易に組み付けることができる。

請求項９の発明によれば、スプラインが半径方向に並んで配置されることになるので、ロータと第２軸とを連結する第１軸に作用する捩り応力を軽減することができる。

請求項１０の発明によれば、第１軸を組み付ける場合、ロータのスプラインと第２軸のスプラインとのいずれか一方に嵌合させた後、他方のスプラインに嵌合させることになるので、組み付けが容易になる。

請求項１１の発明によれば、第２軸は隔壁部を貫通しかつ回転自在に支持されているので、ロータを組み付ける際のガイド部として充分機能させることができる。

請求項１２の発明によれば、ロータは軸線方向での両端部を回転自在に支持されるので、第１軸の組み付け前における第１電動機の検査・調整を容易に行うことができる。

請求項１３の発明によれば、第１軸がロータおよび第２軸に対してスプライン嵌合し、しかも内外周両側のスプラインによってそれぞれに嵌合するので、組み付け性を向上させ、また第１軸に作用する捩り応力を低減できる。

請求項１４の発明によれば、互いに連結される第１軸と第２軸とロータとのうち、先ず、第２軸とロータとを互いに相対回転可能に組み付けるので、その状態では、ロータが第２軸に干渉することなく回転でき、その結果、電動機を単独で駆動してその検査や調整などを容易に行うことができる。その後、第１軸を組み付けることにより、第１軸がロータおよび第２軸に連結され、その結果、ロータと第２軸とがトルク伝達可能な状態となる。

請求項１５の発明によれば、第２軸をガイド部としてロータを組み付けるので、ロータをステータなどに干渉させることなく容易に組み付けることができる。

請求項１６の発明によれば、ロータをいわゆる両端支持状態で回転自在に支持することができる。

請求項１７の発明によれば、第１軸を組み付けるまでは、第１電動機を回転自在な状態に維持し、その検査・調整を単独で行うことができ、また第１軸がロータを第２軸を連結する連結部材としての機能を果たす。

つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図１はこの発明で対象とする動力伝達装置の一部を示す断面図であり、ここに示す動力伝達装置は、機械的な変速部１と電動機２とを備えている。これらの変速部１と電動機２とは、ケース３の内部に収容されている。このケース３は、一端側（図１での左側）が大きく開口し、他方の端部側（図１の右側）は図示しない出力軸が貫通する程度に小さく開口した構造であり、その内部に取り付けられた隔壁部４によって二つの収容室５，６に区分されている。そして、変速部１は、図１の右側の収容室５に配置され、また電動機２は図１の左側の収容室６に隔壁部４に隣接して配置されている。

変速部１は、有段式の歯車変速機構やベルト式もしくはトロイダル型などの無段変速機構などの、要は、動力の伝達経路を変更することにより変速比を変化させるように構成されている。遊星歯車機構を主体として構成した有段式の変速部１の一例を後述する。また、変速部１は、この発明の第２軸に相当する入力軸７を備えており、その入力軸７は隔壁部４を貫通して電動機２の収容室６側に突出している。

また、隔壁部４は、中心部側にボス部８を備えた板状の部材であり、ケース３の内周部に形成されたインロー部９に嵌合されて芯出しされ、ボルト１０によってケース３に固定されている。前記入力軸７は、この隔壁部４のボス部８の中心軸線に沿って隔壁部４を貫通しており、その外周側に嵌合させられた軸受１１を介して隔壁部４によって回転自在に保持されている。

一方、電動機２は、ステータ（固定子）１２とその内周側に同心円状に配置されたロータ（回転子）１３とを備えている。この電動機２としては適宜の形式のものを使用することができ、例えば永久磁石式同期電動機を使用できる。その場合、ステータ１２にコイル１４が設けられ、ロータ１３に永久磁石１５が装着される。このロータ１３は、その内周部に前記コイル１４の軸線方向長さに近い長さの円筒部１６を備えている。また、前記入力軸７は、ロータ１３の隔壁部４側の端部から前記円筒部１６の中央部付近に到る程度の長さに突出している。そして、入力軸７の先端部の外周面にスプライン１７が形成されている。この入力軸７の外径に対して円筒部１６の内径が十分に大きく、両者は互いに非接触状態になっている。なお、円筒部１６における前記隔壁部４とは反対側の端部の内周面にスプライン１８が形成されている。これらのスプライン１７，１８は軸線方向に互いにずれて位置している。

上記の電動機２を収容した収容室６は、前記隔壁部４と対向するように前記ケース３の内周部に取り付けた他の隔壁部１９によって区画されている。そして、前記ロータ１３は、その円筒部１６の両端部に嵌合させた軸受２０，２１を介して各隔壁部４，１９によって回転自在に支持されている。したがってこれらの隔壁部４，１９がこの発明の固定部に相当している。前述したようにロータ１３における円筒部１６の内周面と入力軸７の外周面とは十分に離隔しているので、ロータ１３を組み付けて各軸受２０，２１で支持した状態では、ロータ１３を単独で回転させることができる。

なお、前記円筒部１６のうち他の隔壁部１９側の端部にレゾルバ２２の回転子２３が取り付けられており、その外周側に固定子２４が半径方向で対向して配置され、この固定子２４は前記他の隔壁部１９の内面に固定されている。

前記他の隔壁部１９には、前記入力軸７と中心軸線を一致させたボス部２５が形成されており、このボス部２５に、この発明の第１軸に相当する動力分配機構２６の出力軸２７が挿入されている。その出力軸２７は電動機２および変速部１に動力分配機構２６からの動力を伝達するための軸であって、その先端部は、前記円筒部１６の内周側に挿入でき、かつ前記入力軸７の外周側に嵌合できるように円筒状に形成されている。そして、その円筒部分の先端側の内周面にスプラインが形成され、そのスプラインが入力軸７におけるスプライン１７に嵌合している。また、出力軸２７を円筒部１６の内周側に所期通りに挿入した状態で、円筒部１６の内周面に形成されているスプライン１８に対応する出力軸２７の外周面にスプラインが形成され、そのスプラインが円筒部１６のスプライン１８に嵌合している。すなわち、出力軸２７には、その内外周面にスプラインが形成されている。したがって、ロータ１３と入力軸７とは、出力軸２７を介してトルク伝達可能に連結されている。言い換えれば、出力軸２７を組み付けるまでは、ロータ１３と入力軸７とは連結されない。なお、動力分配機構２６については、後述する。

上記の変速部１や動力分配機構２６あるいは各軸受１１，２０，２１などに潤滑油あるいは油圧を供給し、もしくは排出させるための油路２８，２９が、前述した各隔壁部４，１９の内部を貫通して形成されている。そして、これらの油路２８，２９を介して油圧を給排する油圧制御回路（図示せず）が前記ケース３の下部に取り付けられており、またオイルパン（図示せず）が、その油圧制御回路を収容した状態でケース３の下部に取り付けられている。

上記の図１に示す動力伝達装置は、ハイブリッド車に搭載することができ、そのように構成した場合の一例を図２にスケルトン図で示してある。ここに示す例は、いわゆる２モータハイブリッド駆動装置として構成した例であり、特に車両の前後方向に向けて搭載されるように構成した例である。先ず、変速部１の構成について説明すると、図２に示す例では、二組の遊星歯車機構３０，３１によって前進４速・後進１速の変速比を設定できるように構成されている。これらの遊星歯車機構３０，３１はシングルピニオン型あるいはダブルピニオン型のいずれの形式であってもよいが、図２に示す例では、それぞれシングルピニオン型遊星歯車機構が採用されている。すなわち、各遊星歯車機構３０，３１は、外歯歯車であるサンギヤＳ１，Ｓ２と、その外周側に同心円状に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ１，Ｒ２と、これらのサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１，Ｒ２との間に配置されてそれぞれに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤＣＡ１，ＣＡ２とを回転要素として差動作用をなすように構成されている。

その第１の遊星歯車機構３０におけるキャリヤＣＡ１と第２の遊星歯車機構３１におけるリングギヤＲ２とが連結され、また第１の遊星歯車機構３０のリングギヤＲ１と第２の遊星歯車機構３１のキャリヤＣＡ２とが連結されており、したがってこれらの遊星歯車機構３０，３１とは、いわゆるＣＲ−ＣＲ結合の複合遊星歯車機構として構成されている。

この複合遊星歯車機構に対して選択的に動力を伝達するための三つのクラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が設けられている。これらのクラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は例えば油圧式の摩擦係合装置であって、前述した入力軸７と第２遊星歯車機構３１のサンギヤＳ２との間に第１のクラッチ機構Ｃ１が配置され、また第１の遊星歯車機構３０のキャリヤＣＡ１と入力軸７との間に第２のクラッチ機構Ｃ２が配置され、さらに第１の遊星歯車機構３０におけるサンギヤＳ１と入力軸７との間に第３のクラッチ機構Ｃ３が配置されている。

さらに、第１の遊星歯車機構３０におけるサンギヤＳ１を選択的に固定する第１のブレーキ機構Ｂ１と、第２の遊星歯車機構３１におけるリングギヤＲ２を選択的に固定する第２のブレーキ機構Ｂ２とが設けられている。これらのブレーキ機構Ｂ１，Ｂ２としては、油圧式の多板ブレーキやバンドブレーキなどを採用することができる。また、第２のブレーキ機構Ｂ２と並列に一方向クラッチＦ１が設けられている。この一方向クラッチＦ１は、第１の遊星歯車機構３０におけるキャリヤＣＡ１および第２の遊星歯車機構３１におけるリングギヤＲ２が、入力軸７とは反対方向に回転しようとする際に係合してその回転を止めるように構成されている。そして、第２の遊星歯車機構３１におけるキャリヤＣＡ２に出力軸３２が接続されている。この出力軸３２は、前述した入力軸７と同一軸線上に配置されていて、ケース３から突出している。

つぎに動力分配機構２６について説明すると、この動力分配機構２６は、内燃機関（エンジン）３３が出力した動力を、この発明の第２電動機に相当するモータ・ジェネレータ（Ｍ１）３４と前記変速部１に分配する機構であって、遊星歯車機構によって構成されている。その遊星歯車機構は三つの回転要素によって差動作用をなすものであればよく、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の構成のものを使用することができ、図２に示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。そして、この遊星歯車機構は、いわゆる増速機構として構成されており、内燃機関３３がキャリヤＣＡ０に連結され、モータ・ジェネレータ３４がサンギヤＳ０に連結され、さらに前記出力軸２７がリングギヤＲ０に連結されている。

そして、この動力分配機構２６における出力軸２７が変速部１の入力軸７に連結されるとともに、これら出力軸２７および入力軸７に前記電動機（Ｍ２）２のロータ１３が連結されている。なお、上記のモータ・ジェネレータ３４は発電機であってもよく、また前記電動機２は発電機能をも備えたモータ・ジェネレータであってもよい。また、これらのモータ・ジェネレータ３４および電動機２は、図示しないインバータなどのコントローラを介してバッテリーに接続され、さらにそのインバータを電子制御装置によって制御することにより、駆動トルクや発電トルク、発電量などが制御されるようになっている。

上記の二組の遊星歯車機構３０，３１を主体として構成された変速部１は、前記各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂ１，Ｂ２ならびに一方向クラッチＦ１を図３に示すように係合もしくは解放させることにより、前進４速と後進１速とを設定するように構成されている。なお、図３は係合作動表を示す図表であって、〇印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示し、括弧の付いた〇印は動力源ブレーキ（あるいはエンジンブレーキ）を効かせるために係合させることを示す。これらのクラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂ１，Ｂ２の係合・解放の制御を、前述した油圧制御回路から出力した油圧によって行うように構成されている。

つぎに上述した動力伝達装置の組み立て手順（方法）について説明する。先ず、前述した各隔壁部４，１９を装着する以前のケース３に対して、その大きい開口部側（車載状態での内燃機関３３側）から変速部１の構成部品を順次挿入して、ケース３の内部に組み付ける。ついで、変速部１における入力軸７を、隔壁部４のボス部８に通入しつつ、隔壁部４をケース３の内周部に形成されたインロー部９に嵌合させ、ボルト１０によって固定する。こうして変速部１を収容する収容室５を閉じるとともに、入力軸７を軸受１１を介してボス部８によって回転自在に支持する。

ついで、ケース３の内周部に電動機２におけるステータ１２を取り付ける。その状態では、ステータ１２と同一軸線上に前記入力軸７が突出している。その入力軸７の突出端側に、図４の（ａ）に示すように、ガイド軸３８の先端部を嵌合させる。このガイド軸３８は、前記出力軸２７とほぼ等しい外径の軸であって、既に組み付けられている入力軸７と同一軸線上に延びるように連結する。このガイド軸３８の外周側にロータ１３をスライド可能に嵌合させ、適宜の治具３９を使用してロータ１３をガイド軸３８に沿ってステータ１２の内周側に挿入する。その場合、隔壁部４のボス部８の内周側に軸受２０を予め嵌合させておく。

このようにしてロータ１３を、その端部が隔壁部４に接近する位置まで送り込むと、隔壁部４に嵌合させてある軸受２０にロータ１３における円筒部１６の端部が嵌合し、回転自在に支持される。その状態を図４の（ｂ）に示してある。したがって、ロータ１３が永久磁石１５を備えていてステータ１２との間に吸引力が作用しても、ロータ１３をステータ１２に対してほぼ同一軸線上の位置に維持して組付けを行い、ロータ１３がステータ１２に干渉したり、吸着したりすることを回避することができる。

こうしてロータ１３をステータ１２の内周側に挿入した後に、他の隔壁部１９をケース３の内部に挿入してケース３の内周面に取り付ける。その場合、レゾルバ２２の回転子２３を前記円筒部１６に予め装着しておき、またレゾルバ２２の固定子２４を前記他の隔壁部１９の内側面に予め固定しておく。そして、軸受２１を円筒部１６の他方の端部の外周部もしくは前記他の隔壁部１９の内周部に予め取り付けておくことにより、円筒部１６の他方の端部がこの軸受２１を介して前記他の隔壁部１９によって回転自在に支持される。すなわち、ロータ１３が各軸受２０，２１を介して各隔壁部４，１９によって回転自在に支持される。この状態では、ロータ１３と入力軸７とは連結されておらず、ロータ１３は入力軸７に対して回転自在になっている。したがって、ロータ１３を単独で回転させることが可能であり、そのため電動機２を変速部１から切り離した単独の状態で駆動し、その検査を行うことができる。また、レゾルバ２２の調整を行うことができる。

ついで、予め組み立ててある動力分配機構２６の出力軸２７を、前記他の隔壁部１９を貫通させて前記円筒部１６の内周側に挿入する。出力軸２７の先端部は、前述したように円筒軸状に形成され、かつその内周側にスプラインが形成されているので、そのスプラインが入力軸７のスプライン１７に嵌合し、出力軸２７と入力軸７とがトルク伝達可能に連結される。また同時に、出力軸２７の基端部側（図１の左側）の外周面に形成されているスプラインが円筒部１６の内周面に形成されているスプライン１８に嵌合し、出力軸２７がロータ１３にトルク伝達可能に連結される。結局、出力軸２７および入力軸７ならびにロータ１３の三者がトルク伝達可能に連結される。

したがって、上述した図１に示す構成であれば、ロータ１３をステータ１２の内周側に組み付けた状態では、ロータ１３と入力軸７とが連結されていないので、電動機２を単独で回転させてその検査や調整などを行うことができ、したがって電動機２の検査や調整などの精度が良好になり、またその作業が容易になる。

つぎに、この発明の他の例を説明すると、図５は入力軸７の突出長さを長くし、出力軸２７と入力軸７とのスプライン嵌合位置および出力軸２７とロータ１３とのスプライン嵌合位置を軸線方向でほぼ揃えた例である。具体的に説明すると、入力軸７は、前記円筒部１６における前記他の隔壁部１９側の端部近くまで延びており、円筒部１６の内面のスプライン１８とほぼ対向する（すなわち軸線方向での位置がほぼ一致する）外周面にスプライン１７が形成されている。なお、円筒部１６のスプライン１８の図５での左側端部に対して、入力軸７のスプライン１７の図５での左側端部が軸線方向にずれている。言い換えれば、出力軸２７のスプラインが嵌合し始める位置が軸線方向にずれている。これは、出力軸２７を円筒部１６と入力軸７との一方にスプライン嵌合させ始めた後、他方にスプライン嵌合させ始めるようにした構成であり、こうすることにより、出力軸２７の組み付けが容易になる。

上記の入力軸７の構成に合わせて、出力軸２７は前述した例より短くなっており、その先端部は円筒部１６のスプライン１８と入力軸７のスプライン１７との間に位置している。そして、出力軸２７の円筒状をなす先端部の内外周両側にスプラインが形成され、円筒部１６および入力軸７にスプライン嵌合している。

一方、円筒部１６の内周部で前記スプライン１８よりも他端部寄りの二箇所に小径部１６Ａが所定の間隔をあけて形成されている。これは、前記入力軸７をガイド部材としてロータ１３を組み付けるためのものであって、その小径部１６Ａの内周面と入力軸７の外周面との隙間（クリアランス）Ｃ１が、ロータ１３の外周面とステータ１２の内周面のとの間に最小の隙間（クリアランス）Ｃ２より小さくなるように構成されている。すなわち、ロータ１３を組み付ける際にその半径方向の位置がずれた場合に、小径部１６Ａが入力軸７に接触して半径方向の位置が規制され、その結果、ロータ１３がステータ１２に接触もしくは干渉しないようになっている。なお、他の構成は図１に示す構成と同様であり、図５に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。

したがって図５に示すように構成した場合であっても、変速部１を組み付け、また電動機２を組み付けた状態では、ロータ１３と入力軸７とが連結されていないので、電動機２を変速部１とは切り離した状態で、すなわちそれぞれ単独で駆動し、その検査やレゾルバ２２の調整などを行うことができる。また、図５に示す構成では、入力軸７がステータ１２のほぼ全長に亘る程度に延びているから、ロータ１３を組み付ける場合、その円筒部１６を入力軸７に嵌合させ、入力軸７をガイド部として組み付けを行うことができ、ロータ１３の組み付け作業性を向上させることができる。また、出力軸２７の内外周面に形成してあるスプラインは、軸線方向でほぼ同一の位置にあるので、出力軸２７に作用する捩り応力を小さくすることができる。

なお、上記の具体例では、ハイブリッド駆動装置における動力伝達装置にこの発明を適用した例を示したが、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、電気自動車における動力伝達装置などの他の動力伝達装置に適用できる。また、この発明における変速部は、上述した遊星歯車式の有段変速機構に限定されないのであり、変速機能のない伝動機構に置き換えてもよい。さらに、この発明の電動機は、永久磁石式の電動機に限られず、他の適宜の形式の電動機であってもよい。そして、この発明におけるトルク伝達のための機構はスプラインに限られず、セレーションやスライドキーなどの回転方向で互いに一体化するように係合する手段であってもよい。

この発明の一例を示す断面図である。 この発明を適用した動力伝達装置を含むハイブリッド車の駆動系統を模式的に示すスケルトン図である。 その機械的変速部の係合作動表を示す図表である。 ロータの組み付け手順の一部を模式的に示す説明図である。 この発明の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１…変速部、 ２…電動機、 ３…ケース、 ４…隔壁部、 ５，６…収容室、 ７…入力軸、 １２…ステータ（固定子）、 １３…ロータ（回転子）、 １６…円筒部、 １６Ａ…小径部、 １７，１８…スプライン、 １９…他の隔壁部、 ２０，２１…軸受、 ２６…動力分配機構、 ２７…出力軸、 ３３…内燃機関（エンジン）、 ３４…モータ・ジェネレータ。

Claims (17)

1. 入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に第１電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが、少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置において、
   前記ロータは、その回転中心軸線に沿う円筒部を有するとともにその円筒部が軸受を介して所定の固定部に回転自在に取り付けられ、さらに
   前記第１軸と第２軸との少なくとも一方が、前記円筒部に挿入され、かつ前記第１軸が前記ロータに連結されるとともに、その第１軸に前記第２軸が連結されており、
   前記円筒部の内周側に前記第２軸が挿入されるとともに、前記円筒部の内周部には、前記第２軸の外周面との間の隙間が、前記ロータの外周面とステータの内周面との間の最小隙間より小さい小径部が形成されることにより前記第２軸が前記ロータの組付けのためのガイド部となっていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記第１軸を出力軸としかつ回転数が電気的に制御される電気駆動装置により変速比を連続的に変化させられる電気的無段変速部と、前記第２軸を入力軸として変速比が変えられる機械的変速部とを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記機械的変速部は、機械的手段で動力の伝達経路が変化させられて変速比が変えられる機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記電気的無段変速部は、内燃機関と、第２電動機と、内燃機関が出力した動力を前記第１軸と前記第２電動機とに分配する差動機構とを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の動力伝達装置。
5. 少なくとも前記機械式変速部と前記第１電動機とを収容するケースを備え、
   そのケースは、前記機械式変速部を挿入して組み付けた後に該機械式変速部を収容している収容部を閉じかつ前記第２軸を突出させる隔壁部を有し、その隔壁部によって前記円筒部の端部を支持するように構成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の動力伝達装置。
6. 前記電気的無段変速部と前記第１電動機と前記機械的変速部とを収容するケースを更に備え、前記固定部は前記ケースの内部に設けられた隔壁部によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の動力伝達装置。
7. 前記第１軸が前記ロータにスプライン嵌合し、かつその第１軸に前記第２軸がスプライン嵌合していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の動力伝達装置。
8. 前記小径部は、前記第２軸の先端部よりも中間部寄りの部分に対向する部分に形成され、かつ前記第２軸の先端部外周面にスプラインが形成され、さらに前記円筒部の内周部のうち前記第２軸の先端部寄りの端部の内周部にスプラインが形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の動力伝達装置。
9. 前記第２軸の先端部に形成された前記スプラインと前記円筒部に形成された前記スプラインとは、軸線方向での位置がほぼ一致していることを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置。
10. 前記第１軸と前記ロータとがスプライン嵌合し始める位置と、前記第１軸と前記第２軸とがスプライン嵌合し始める位置とが軸線方向にずれていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の動力伝達装置。
11. 前記第２軸は、前記隔壁部を貫通し、かつ前記隔壁部によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれかに記載の動力伝達装置。
12. 前記隔壁部に対向して前記第１電動機の収容室を区画する他の固定部を更に備え、前記ロータはその円筒部の両端部を前記隔壁部および前記他の固定部によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれかに記載の動力伝達装置。
13. 前記第１軸の外周面には前記ロータと連結するためのスプラインが形成され、かつ前記第１軸の内周面には前記第２軸と連結するためのスプラインが形成されていることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載の動力伝達装置。
14. 入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置の組立方法において、
    前記第２軸をケースの内部に組み付けた後に、前記ロータの回転中心軸線に沿って形成されている円筒部の内部に前記第２軸を相対回転可能に挿入した状態で前記ロータを前記ケースの内部に組み付け、その後に前記第１軸を前記第２軸に連結するとともに前記ロータに連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方法。
15. 入力側の第１軸と出力側の第２軸との間に電動機のロータが配置され、これら第１軸および第２軸ならびにロータが少なくとも回転方向で一体に連結されている動力伝達装置の組立方法において、
    前記第２軸をケース内に組み付けた状態で該第２軸を貫通させるように隔壁部を前記ケース内に組み付けかつその隔壁部によって前記第２軸を回転自在に支持し、ついで前記ロータを前記第２軸の外周側に嵌合させて軸線方向に移動させることにより前記第２軸をガイド部として前記ロータを組み付けかつ前記隔壁部によって前記ロータの一端部を回転自在に支持し、ついで前記第１軸を前記第２軸に連結するとともに前記ロータに連結することを特徴とする動力伝達装置の組立方法。
16. 前記ロータを挟んで前記隔壁部と対向するように他の隔壁部を前記ケースの内部に組み付けることにより前記ロータの他方の端部を該他の隔壁部によって回転自在に支持することを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置の組立方法。
17. 前記他の隔壁部を貫通して前記第１軸を前記ロータの内部に挿入することにより前記第１軸と前記ロータとを連結するとともに前記第１軸と前記第２軸を連結することを特徴とする請求項１６に記載の動力伝達装置の組立方法。

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