JP6494949B2 - ハイブリッド車両の動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両（ＨＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の動力伝達装置に関する。

内燃機関等の燃焼機関（エンジン）と電動モータとを組み合わせた動力源を備えるハイブリッド車両（ＨＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の動力伝達装置（パワートレイン）の構造例として、従来においては、例えば、特許文献１に記載されるようなものがある。

このものは、図３に示すように、動力源としてエンジン１００と電動モータ３００を備えると共に、エンジン１００と電動モータ３００とをクラッチ板を備えたメカニカルなクラッチ機構２００を介して接断可能に連結すると共に、電動モータ３００の回転軸（出力軸）と、機械式自動変速装置（トランスミッション）４００の入力軸（インプットシャフト）と、を回転連結した構造を採用している。

特開２０１１−１１７２１号公報

ここで、特許文献１に記載されているパワートレインのレイアウトにおいて、例えば、図４に示すように、電動モータ３００と、機械式変速装置（メカニカル式トランスミッション）である変速装置４００と、が前後方向に分離（着脱）可能に構成されることがある。

このように分離（着脱）可能に構成された電動モータ３００と変速装置４００においては、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１と、変速装置４００のインプットシャフト４０１と、の回転連結は、図４で示したように、例えば、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１の後側の内側を円筒状に形成しその内側にスプライン溝を形成すると共に、このスプライン溝に対応して変速装置４００のインプットシャフト４０１の先端４０１Ａの外周にスプライン溝を形成し、これらを係合（スプライン係合）させることによって軸方向に関して分離可能に回転連結可能な構成とするようにしたものがある。

そして、かかる構成において、変速装置４００のインプットシャフト４０１が、図４に示すように、比較的長尺な構成で、該インプットシャフト４０１に複数段の変速ギヤが一体的に支持されている方式では、これら複数段の変速ギヤとそれぞれ噛合する複数段のカウンターギヤを軸受を介して回転自在に支持するカウンターシャフト４０２が備えられると共に、該カウンターシャフト４０２と一体回転する出力ギヤ４０２Ａがアウトプットシャフト４０３と一体のギヤ４０３Ａと噛合しており、所望の変速段のカウンターギヤ（複数のカウンターギヤのうちの一つ）をカウンターシャフト４０２と一体回転させるように、カウンターシャフト４０２と一体的に回転しているスリーブ４０４を軸方向に移動させてスプライン機構などを介して係合させることで、所望の変速段での駆動伝達を行うようになっている（アウトプットリダクション方式）。

そして、このようなアウトプットリダクション方式では、インプットシャフト４０１が軸方向長さが比較的長尺であり、トランスミッションケース４１０に対して、ベアリング４１１にて回転自在に支持されていると共に、他端側は、ベアリング４１２、４１３等を介して回転自在に支持されているアウトプットシャフト４０３の内径部に、ベアリング４１４を介して回転自在に支持されている。

従って、このような従来のインプットリダクション方式では、インプットシャフト４０１を軸方向に比較的長いスパンで配設された軸受で２点支持する構成であったため、駆動トルクの変動等がインプットシャフト４０１に作用しても、インプットシャフト４０１がトランスミッションケース４１０延いては電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に対して大きく傾動するようなことはなかった。

しかしながら、図５に示すように、インプットシャフト１４０１が軸方向長さが短く、該インプットシャフト１４０１と一体の入力ギヤ１４０１Ａをカウンターシャフト１４０２と一体のギヤ１４０２Ａと噛合させる一方で、カウンターシャフト１４０２に複数段のカウンターギヤが一体的に支持されていて、アウトプットシャフト１４０３には、これら複数段のカウンターギヤとそれぞれ噛合する複数段の変速ギヤが軸受等を介して回転自在に支持され、所望の変速段の変速ギヤ（複数の変速ギヤのうちの一つ）をアウトプットシャフト１４０３と一体回転させるように、アウトプットシャフト１４０３と一体的に回転しているスリーブ１４０４を軸方向に移動させてスプライン機構などを介して係合させることで、所望の変速段での駆動伝達を行う方式（インプットリダクション方式）のものもある。

前述のアウトプットリダクション方式の場合には、軸方向長さが比較的長尺であると共に複数段の変速ギヤと一体的に形成され重量や回転モーメントが大きいインプットシャフト４０１が、変速時やニュートラル時に常に電動モータ３００によって回転駆動される構成であるため、燃費や騒音等の面で好ましくないといった場合がある。特に、中型や大型のトラックやバスなどでは伝達トルクが大きいため、インプットシャフト４０１のサイズや重量が嵩むため、燃費や騒音等の問題が顕著になるといった実情がある。

また、設計コンセプトなどの観点から、インプットリダクション方式の変速装置１４００を採用することが望まれる場合があるが、インプットシャフト１４０１が短軸であると共に、ベアリング１４１１、アウトプットシャフト１４０３の先端に設けた凹部内径部のベアリング１４１２を介して支持される構成であるため、駆動トルクの変動等がインプットシャフト１４０１に作用したときに、インプットシャフト１４０１がトランスミッションケース１４１０延いては電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に対して傾動するおそれがあることが解ってきた。

かかる傾動が発生すると、インプットシャフト１４０１の先端の外周スプライン部１４０１Ｂが、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１の後側の内径スプライン溝３０２をこじる（抉る）ようになるため、スプライン係合部の摩耗が促進されると共に、騒音や振動等が生じて商品価値が低下するといったおそれがある。

なお、インプットシャフト１４０１を、軸方向に比較的長いスパンを持って並んで配設されるベアリングによって、トランスミッションケース４１０に支持するようにすることも考えられるが、かかる方法ではインプットシャフト１４０１の軸方向長さが長くなり、トランスミッションケース延いては変速装置の軸方向長さが長くなり、重量やコストが嵩み、車両搭載レイアウトの自由度が低下するといった実情がある。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備えたハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置であって、電動モータと変速装置とを連設するものにおいて、変速装置のインプットシャフトの変速装置ケース（トランスミッションケース）延いては電動モータの回転軸（出力軸）に対する傾動を抑制し、インプットシャフトの先端の外周スプライン部が、これとスプライン係合する電動モータの回転軸（出力軸）の後側の内径スプライン溝をこじるような動きを抑制し、以ってスプライン係合部の摩耗の抑制と、騒音や振動等を抑制することができる変速装置のインプットシャフトと電動モータの回転軸（出力軸）の係合構造を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るハイブリッド車両の動力伝達装置は、
燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備えたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、電動モータと変速装置とを動力伝達方向においてこの順番で連設するものにおいて、
電動モータと、変速装置と、が分離可能に構成され、
電動モータの出力軸の後側の内側を円筒状に形成しその内側にスプライン溝を形成すると共に、このスプライン溝に対応して変速装置のインプットシャフトの先端側に外周スプライン部を形成し、これらをスプライン係合させることによって軸方向に関して分離可能に回転連結可能な構成とすると共に、
前記変速装置のインプットシャフトは、その後端側に設けられた内径部がベアリングを介して前記変速装置のアウトプットシャフトの先端外周に回転自在に支持されていると共に、当該支持部と前記外周スプライン部との間において変速装置ケースにベアリングを介して回転自在に支持されていて、
前記変速装置のインプットシャフトの先端側の外周スプライン部の更に先端にパイロット軸受部を形成し、これを電動モータの出力軸に設けた収容穴により嵌挿保持するように構成したことを特徴とする。

本発明において、前記変速装置が、インプットリダクション方式の変速装置であることを特徴とすることができる。

本発明において、潤滑剤がパイロット軸受部の先端と収容穴との間に閉じ込められないように、逃がし溝或いは孔がパイロット軸受部に形成されていることを特徴とすることができる。

本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備えたハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置であって、電動モータと変速装置とを連設するものにおいて、変速装置のインプットシャフトの変速装置ケース（トランスミッションケース）延いては電動モータの回転軸（出力軸）に対する傾動を抑制し、インプットシャフトの先端の外周スプライン部が、これとスプライン係合する電動モータの回転軸（出力軸）の後側の内径スプライン溝をこじるような動きを抑制し、以ってスプライン係合部の摩耗の抑制と、騒音や振動等を抑制することができる変速装置のインプットシャフトと電動モータの回転軸（出力軸）の係合構造を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置のクラッチ機構、電動モータ、変速装置（インプットリダクション方式）の一例を示す断面図である。 同上実施の形態に係る変速装置のインプットシャフトの先端付近を拡大して示す断面図である。 同上実施の形態に係るハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置のレイアウトを示す図である。 従来のハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置のクラッチ機構、電動モータ、変速装置（アウトプットリダクション方式）の一例を示す断面図である。 従来のハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置のクラッチ機構、電動モータ、変速装置（インプットリダクション方式）の一例を示す断面図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置の一実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本実施の形態に係るハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置は、図３に示したように、エンジン１００と電動モータ３００とを組み合わせた動力源を備え、エンジン１００と電動モータ３００とを、クラッチ板（摩擦板）を備えたメカニカル式（機械式）のクラッチ機構２００を介して接断可能に連結されていると共に、電動モータ３００と機械式自動変速装置１４００’とが連結され、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１と、機械式自動変速装置１４００’の入力軸（インプットシャフト）１４０１’と、が回転連結されている。

ここで、本実施の形態においては、図１に示すように、電動モータ３００と、変速装置１４００’と、は分離（着脱）可能に構成され、図５で説明したと同様の基本構成を備えている。なお、図５と同様の要素には同一の符号を付している。

ここで、図１に示すように、本実施の形態に係る変速装置１４００’のインプットシャフト１４０１’は軸方向長さが短く、該インプットシャフト１４０１’と一体の入力ギヤ１４０１Ａをカウンターシャフト１４０２と一体のギヤ１４０２Ａと噛合させる一方で、カウンターシャフト１４０２に複数段のカウンターギヤが一体的に支持されていて、アウトプットシャフト１４０３には、これら複数段のカウンターギヤとそれぞれ噛合する複数段の変速ギヤが軸受等を介して回転自在に支持され、所望の変速段の変速ギヤ（複数の変速ギヤのうちの一つ）をアウトプットシャフト１４０３と一体回転させるように、アウトプットシャフト１４０３と一体的に回転しているスリーブ１４０４を軸方向に移動させてスプライン機構などを介して係合させることで、所望の変速段での駆動伝達を行う方式（インプットリダクション方式）となっている。

このようなインプットリダクション方式の変速装置１４００’では、インプットシャフト１４０１’が短軸であると共に、ベアリング１４１１、アウトプットシャフト１４０３の先端に設けた凹部内径部のベアリング１４１２を介して支持される構成であるため、駆動トルクの変動等がインプットシャフト１４０１’に作用したときに、インプットシャフト１４０１’がトランスミッションケース１４１０延いては電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に対して傾動するおそれがある。

このため、本実施の形態では、図１、図２に示すように、インプットシャフト１４０１’の先端部の外周スプライン１４０１Ｂの更に先端に、外周スプライン部１４０１Ｂより小径のパイロット軸受部１４０１Ｃを形成した。

また、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に、パイロット軸受部１４０１Ｃの外周を嵌挿保持する収容穴３０３を形成した。収容穴３０３は、円形状とすることができるが、多角形形状など他の形状であってもよいものである。

パイロット軸受部１４０１Ｃと収容穴３０３との隙間は、インプットシャフト１４０１’の傾動を抑制可能なサイズとすることができる。また、パイロット軸受部１４０１Ｃと収容穴３０３との間に軸受（例えば、滑り軸受）などを介装することも可能である。

なお、インプットシャフト１４０１’の先端の外周スプライン部１４０１Ｂと、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１の後側の内径スプライン溝３０２と、の間には、係合の際の潤滑のため、運転時の騒音等の抑制のために、グリス等の潤滑剤を適用するが、当該グリスが、パイロット軸受部１４０１Ｃの先端と収容穴３０３との間に閉じ込められてしまわないように、逃がし溝（或いは孔）１４０１Ｄをパイロット軸受部１４０１Ｃに形成している。該逃がし溝（或いは孔）は、収容穴３０３（電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１）側に刻設することも可能である。

このように、本実施の形態では、インプットシャフト１４０１’の先端部の外周スプライン１４０１Ｂの更に先端にパイロット軸受部１４０１Ｃを形成し、これを電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に設けた収容穴３０３により嵌挿保持するようにしたので、図３に示した変速装置（従来の変速装置）のように、インプットシャフト１４０１’がトランスミッションケース１４１０延いては電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１に対して傾動し、外周スプライン部１４０１Ｂが、電動モータ３００の回転軸（出力軸）３０１の後側の内径スプライン溝３０２をこじる（抉る）といった現象の発生を抑制でき、スプライン係合部の摩耗の抑制と、騒音や振動等の低減を図ることができる。

また、本実施の形態では、傾動防止のために、インプットシャフト１４０１’を軸方向に比較的長いスパンで配設された軸受で２点支持する構成とする必要がないため、インプットシャフトの軸方向長さが長くなり、トランスミッションケース延いては変速装置の軸方向長さが長くなり、重量やコストが嵩み、車両搭載レイアウトの自由度が低下するといったことを回避することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備えたハイブリッド車両（ＨＶ）の動力伝達装置であって、電動モータと変速装置とを連設するものにおいて、変速装置のインプットシャフトの変速装置ケース（トランスミッションケース）延いては電動モータ３００の回転軸（出力軸）に対する傾動を抑制し、インプットシャフトの先端の外周スプライン部が、これとスプライン係合する電動モータの回転軸（出力軸）の後側の内径スプライン溝をこじる（抉る）ような動きを抑制し、以ってスプライン係合部の摩耗の抑制と、騒音や振動等を抑制することができる変速装置のインプットシャフトと電動モータの回転軸（出力軸）の係合構造を提供することができる。

なお、本実施の形態では、図１に示すようなインプットリダクション方式の変速装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の方式（図４のアウトプットリダクション方式も含む）の変速装置にも適用可能である。

以上で説明した本実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。

１００ エンジン（内燃機関等の燃焼機関）
２００ クラッチ機構
３００ 電動モータ
３０１ 出力軸
３０２ 内径スプライン溝
３０３ 収容穴
１４００’ 変速装置
１４０１’ インプットシャフト（入力軸）
１４０１Ｂ 外周スプライン部
１４０１Ｃ パイロット軸受部
１４０１Ｄ 逃がし溝（孔）

Claims (3)

1. 燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備えたハイブリッド車両の動力伝達装置であって、電動モータと変速装置とを動力伝達方向においてこの順番で連設するものにおいて、
   電動モータと、変速装置と、が分離可能に構成され、
   電動モータの出力軸の後側の内側を円筒状に形成しその内側にスプライン溝を形成すると共に、このスプライン溝に対応して変速装置のインプットシャフトの先端側に外周スプライン部を形成し、これらをスプライン係合させることによって軸方向に関して分離可能に回転連結可能な構成とすると共に、
   前記変速装置のインプットシャフトは、その後端側に設けられた内径部がベアリングを介して前記変速装置のアウトプットシャフトの先端外周に回転自在に支持されていると共に、当該支持部と前記外周スプライン部との間において変速装置ケースにベアリングを介して回転自在に支持されていて、
   前記変速装置のインプットシャフトの先端側の外周スプライン部の更に先端にパイロット軸受部を形成し、これを電動モータの出力軸に設けた収容穴により嵌挿保持するように構成したことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
2. 前記変速装置が、インプットリダクション方式の変速装置であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
3. 潤滑剤がパイロット軸受部の先端と収容穴との間に閉じ込められないように、逃がし溝或いは孔がパイロット軸受部に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置。
   

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