用于混合动力车辆的驱动装置技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆的驱动装置,且具体地,涉及一种驱
动装置的发动机和电动机布置在不同转动轴上的结构。
背景技术
对于一种用于包括发动机和电动机的混合动力车辆的驱动装置,已经提
议一种结构,在该结构中,发动机和电动机布置在不同转动轴上。例如,在
日本专利申请公开号2012-17007(JP 2012-17007 A)或日本专利申请公开号
2013-23036(JP 2013-23036 A)中描述的混合动力驱动装置就是这样的示例。
由于如上所述地发动机和电动机被布置在不同的转动轴上,当与发动机和电
动机被布置在共用转动轴上的情况相比较时,能够减小驱动装置的轴长(axial
length)。
发明内容
在JP 2012-17007 A的图6中所示的用于混合动力车辆的驱动装置70被
配置为使得来自发动机12的动力经由电子差动部18、链76和转子轴22a传
递至第二输出轴22b并且第二电动机MG2的动力经由转子轴22a传递至第
二输出轴22b。另外,转子轴22a和第二输出轴22b以它们花键配合的方式
连接用于其间的动力传递。同时,在JP 2013-23036 A的图1中所示的用于混
合动力车辆的驱动装置10被配置为使得来自发动机的动力经由动力分配机
构28、复合齿轮轴40、副轴18等传递至驱动轮并且使得来自第二电动机
MG2的驱动力经由动力传递轴20、副轴18等传递至驱动轮。在这些JP
2012-17007 A和JP 2013-23036中的旋转构件的支撑结构基本上都是相同的。
然而,在JP 2012-17007 A中用于车辆的混合动力驱动装置70的动力传递路
径不同于在JP 2013-23036 A中用于混合动力车辆的驱动装置10的动力传递
路径。在JP 2012-17007 A中用于车辆的混合动力驱动装置70中,动力传递
路径被配置为使得发动机12的动力经由第二电动机MG2的转子轴22a传递
至驱动轮。然而,在JP 2012-17007A中未描述用于支撑该动力传递路径的结
构。在JP 2012-17007 A中,据知新安装了轴承装置以增加该动力传递路径的
支撑刚性。然而,由于有限的空间而难以新安装轴承装置。
本发明提供一种用于混合动力车辆的驱动装置的结构,其中并不确保用
于新安装轴承装置的空间,但来自发动机的动力和来自电动机的动力所传递
至的旋转轴的支撑刚性增大,以便于能够抑制振动和噪声,所述用于混合动
力车辆的驱动装置包括被布置在不同转动轴上的发动机和电动机。
第一发明的方案是用于混合动力车辆的驱动装置。混合动力车辆包括发
动机、驱动轮以及被布置在与发动机的转动轴不同的转动轴上的电动机。驱
动装置包括从动齿轮轴、从动齿轮、输出轴、第一轴承装置、第二轴承装置
以及第三轴承装置。从动齿轮轴被布置为能够绕与电动机的转子轴共用的转
动轴旋转。从动齿轮轴连接至电动机的转子轴以允许在从动齿轮轴和转子轴
之间的动力传递。从动齿轮被配置为接收来自发动机的动力。从动齿轮设置
在从动齿轮轴上。输出轴被布置为能够绕与电动机的转子轴共用的转动轴旋
转。输出轴被布置在输出轴的至少一部分与从动齿轮轴在输出轴的径向上重
叠的位置处。输出轴连接至转子轴以允许输出轴和转子轴之间的动力传递。
输出轴连接至驱动轮以允许输出轴和转子轴之间的动力传递。第一轴承装置
在转子轴的轴向上的从动齿轮侧上可旋转地支撑电动机的转子轴。第二轴承
装置可旋转地支撑从动齿轮轴和输出轴中的一个。从动齿轮轴和输出轴中的
一个布置在从动齿轮轴和输出轴中的另一个的径向内侧。第三轴承装置被布
置在从动齿轮轴和输出轴中的一个的外周与转子轴的内周或从动齿轮轴和输
出轴中的另一个的内周之间。第三轴承装置可旋转地支撑从动齿轮轴和输出
轴中的一个。
根据上述方案,第三轴承装置被布置在从动齿轮轴和输出轴中的一个的
外周与转子轴的内周或从动齿轮轴和输出轴中的另一个的内周之间。从动齿
轮轴和输出轴中的一个布置在从动齿轮轴和输出轴中的另一个的径向内侧。
由于该第三轴承装置的布置,从动齿轮轴和输出轴中的一个被第三轴承装置
支撑。因此,一个旋转轴的支撑刚性得以增大,从而能够抑制动力传递期间
的振动和噪声。另外,第三轴承装置被布置在从动齿轮轴和输出轴中的一个
的外周与转子轴的内周或从动齿轮轴和输出轴中的另一个的内周之间。因而,
由于第三轴承装置的设置,不需要确保另外的空间,且抑制了装置的扩大。
在上述方案中,第四轴承装置可以可旋转地支撑从动齿轮轴和输出轴中
的另一个。第四轴承装置可以被布置在第四轴承装置的至少一部分与第三轴
承装置在径向上重叠的位置处。这样,第四轴承装置的至少一部分在径向上
与第三轴承装置重叠。因而,进一步增大了第四轴承装置的支撑刚性。
在上述方案中,第四轴承装置可以固定至作为非旋转构件的外壳且被其
支撑。正如所述,由于第四轴承装置被作为非旋转构件的外壳支撑,第四轴
承装置的支撑刚性高。因此,与第四轴承装置在径向上重叠的第三轴承装置
的支撑刚性也增大。
在上述方案中,第三轴承装置可以是滚针轴承。正如所述,由于第三轴
承装置是滚针轴承,第三轴承装置可以在径向上与第四轴承装置重叠而无需
另外的空间。因此,第三轴承装置的支撑刚性得以增大。
在上述方案中,从动齿轮轴可以被布置在输出轴的外周侧上。输出轴配
合至转子轴从而与转子轴连接以允许其间的动力传递。输出轴可以被第二轴
承装置支撑。第三轴承装置可以被布置在输出轴的外周和从动齿轮轴的内周
之间。从动齿轮轴可以在从动齿轮轴的轴向上的电动机侧上通过第四轴承装
置以悬臂状态被可旋转地支撑。第四轴承装置可以包括至少两个轴承。
在上述方案中,从动齿轮轴可以被布置在输出轴的内周侧上。从动齿轮
轴可以配合至转子轴从而与转子轴连接以允许其间的动力传递。从动齿轮轴
可以被第二轴承装置支撑。第三轴承装置可以被布置在从动齿轮轴的外周和
输出轴的内周之间。输出轴可以在轴向上的电动机侧上通过第四轴承装置以
悬臂状态被可旋转地支撑。第四轴承装置可以包括至少两个轴承。
在上述方案中,第四轴承装置可以被保持器支撑。保持器主体可以固定
至作为非旋转构件的外壳。这样,例如,当保持器通过使用铸铁来制造时,
支撑第四轴承装置的保持器的支撑刚性可以进一步增大。另外,保持器可以
沿轴向延伸。因而,第四轴承装置和从动齿轮之间在轴向上的距离可以减小。
这样,施加给第四轴承装置的载荷可以降低,则因此,第四轴承装置可以被
小型化。
在上述方案中,从动齿轮轴可以被布置在输出轴的外周侧上。输出轴可
以配合至转子轴从而与转子轴连接以允许其间的动力传递。转子轴和从动齿
轮轴可以一体形成。当从动齿轮轴和转子轴被配置为单独体时,用于支撑每
一个旋转轴的轴承装置是必需的。然而,这样,这些旋转轴一体形成。因而,
其中一个轴承装置不需要被设置。
在上述方案中,第一轴承装置和第三轴承装置可以被布置为使得第一轴
承装置的至少一部分与第三轴承装置的至少一部分在径向上重叠。这样,第
三轴承装置被布置在第一轴承装置附近。因此,第三轴承装置的支撑刚性进
一步提高,从而进一步抑制动力传递期间的振动和噪声。
在上述方案中,推力轴承可以沿从动齿轮轴的轴向被布置在从动齿轮轴
和输出轴之间。推力轴承可以被布置为接收从动齿轮轴和输出轴之间的沿从
动齿轮轴的轴向的轴向载荷。这样,推力载荷在从动齿轮轴和输出轴之间被
传递。因而,推力载荷可以被分配给支撑从动齿轮轴的轴承装置以及支撑输
出轴的轴承装置。更具体地,每一个轴承装置可以被构造为接收在轴向上的
一侧上作用的推力载荷。因而,与每一个轴承装置接收在轴向上的两侧上作
用的推力载荷的情况相比较,每一个轴承装置可以被小型化。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的示例性示例的特征、优点以及技术和
工业意义,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且在附图中:
图1是用于示出作为本发明的示例的用于混合动力车辆的驱动装置的配
置的示意图;
图2是在相同平面内示出围绕第一转动轴、第二转动轴和第三转动轴布
置的图1中的驱动装置的一部分的配置的剖视图;
图3是本发明的另一示例的驱动装置的剖视图;
图4是本发明的又一示例的驱动装置的剖视图;
图5是图4中的保持器固定至外壳的状态的视图;以及
图6是本发明的再一示例的驱动装置的剖视图。
具体实施方式
下文中将参照附图对本发明的示例进行详细描述。值得注意的是,在以
下示例中,附图被适当地简化或修改。因而,各部件的尺寸比例、形状等未
必以精确的方式来描绘。
图1是用于示出作为本发明的示例的用于混合动力车辆的驱动装置10
(下文中,驱动装置10)的配置的示意图。驱动装置10具有发动机12和差
动机构16。发动机12是车辆的主驱动力源。差动机构16将从发动机12经
由减振装置13传递的动力分配给第一电动机MG1和输出构件14。驱动装置
10通过包括以下来配置:电子差动部18、第二电动机MG2、增速机构26、
从动齿轮轴28、输出轴32、减速机构38、副轴42以及差动齿轮46。电子差
动部18在控制其第一电动机MG1的操作状态时控制变速比。第二电动机
MG2被布置在与第一电动机MG1的转动轴不同的转动轴上且起副驱动力源
的作用。增速机构26通过包括空转齿轮22和从动齿轮24来配置,空转齿轮
22与形成在输出构件14中的输出齿轮20啮合,从动齿轮24与空转齿轮22
啮合。从动齿轮轴28形成有从动齿轮24。输出轴32联接至第二电动机MG2
的转子轴30。减速机构38通过包括输出齿轮34和大直径齿轮36来配置,
输出齿轮34形成在输出轴32上,大直径齿轮36与输出齿轮34啮合。副轴
42形成有大直径齿轮36和小直径齿轮40。差动齿轮46被配置为接收来自小
直径齿轮40的动力并传递动力至左右驱动轮44。值得注意的是,第二电动
机MG2是本发明的电动机的示例。
该驱动装置10优选地用于前置发动机前轮驱动(FF)型混合动力车辆。
另外,驱动装置10具有四个转动轴C1至C4。更具体地,驱动装置10具有:
第一转动轴C1,在其上布置有发动机12、差动机构16和第一电动机MG1;
第二转动轴C2,在其上布置有副轴42和空转齿轮22,所述副轴42设置有
大直径齿轮36和小直径齿轮40;第三转动轴C3,在其上布置有从动齿轮轴
28、第二电动机MG2和输出轴32,所述从动齿轮轴28形成有从动齿轮24
且所述输出轴32形成有输出齿轮34;和第四转动轴C4,在其上布置有差动
齿轮46。如上所述,由于发动机12、第一电动机MG1和差动机构16被布
置在与第二电动机MG2不同的转动轴上,所以减小了驱动装置10的轴长。
差动机构16起将从发动机12输出的动力分配给第一电动机MG1和输
出构件14的动力分配装置的作用。差动机构16由包括太阳轮S、内齿圈R
和行星架CA的单一小齿轮型的行星齿轮系形成。太阳轮S联接至第一电动
机MG1的转子轴48。内齿圈R以与太阳轮S同轴的方式被设置且一体设置
在圆筒形输出构件14的内周上。行星架CA支撑与太阳轮S和内齿圈R啮
合的小齿轮P,以便于允许其公转和自转。
另外,已经传递给输出构件14的动力然后经由与形成在输出构件14的
外周上的输出齿轮20啮合的空转齿轮22被传递至布置在第三转动轴C3上
的从动齿轮24。由于其上形成有从动齿轮24的从动齿轮轴28经由转子轴30
联接至输出轴32,所以传递给从动齿轮24的动力经由转子轴30、输出轴32、
减速机构38、小直径齿轮40和差动齿轮46传递至左右驱动轮44。
图2是在相同平面内示出围绕第一转动轴C1、第二转动轴C2和第三转
动轴C3布置的图1中的驱动装置10的一部分的配置的剖视图。另外,如图
2所示,发动机12、差动机构16和第一电动机MG1布置成能够绕第一转动
轴C1旋转。副轴42布置成能够绕第二转动轴C2旋转。从动齿轮轴28、第
二电动机MG2(转子轴30)和输出轴32布置成能够绕第三转动轴C3旋转。
这些构件都容纳在作为非旋转构件的外壳50中。在外壳50中,形成了
齿轮室52和电动机室54。齿轮室52容纳差动机构16、副轴42和输出轴32
等。电动机室54容纳第一电动机MG1和第二电动机MG2。外壳50通过将
第一外壳50a、第二外壳50b和第三外壳50c连接而一体构成。有底圆筒形
第一外壳50a主要形成齿轮室52。圆筒形第二外壳50b通过包括将齿轮室52
和电动机室54隔开的隔壁来构造。第三外壳50c主要形成电动机室54。
发动机12的动力经由差动机构16被分配给第一电动机MG1和输出构
件14。输出构件14形成为环形,且输出齿轮20形成在其外周上。输出齿轮
20与被布置成能够绕第二转动轴C2旋转的空转齿轮22的啮合齿啮合。空转
齿轮22被布置在形成在副轴42和大直径齿轮36中的圆筒形部36a的外周侧
上。支撑空转齿轮22和大直径齿轮36以允许空转齿轮22和大直径齿轮36
之间相对旋转的滚针轴承56被布置在空转齿轮22的内周上。此外,推力轴
承58沿副轴42的轴向被布置在空转齿轮22和小直径齿轮40之间,且还沿
副轴42的轴向被布置在空转齿轮22和大直径齿轮36之间。由于空转齿轮
22的内周被滚针轴承56和推力轴承58支撑,所以空转齿轮22能够相对于
副轴42旋转。
由于空转齿轮22的啮合齿与从动齿轮24的啮合齿啮合,来自发动机12
的动力经由空转齿轮22被传递给从动齿轮24。从动齿轮24设置于在能够绕
第三转动轴C3旋转的从动齿轮轴28的轴向上的一端处。从动齿轮轴28为
圆筒形且被布置为能够绕与第二电动机MG2共用的第三转动轴C3旋转。另
外,输出轴32穿过从动齿轮轴28的径向内部。在从动齿轮轴28中,双列角
接触轴承60布置在从动齿轮轴28的轴向上的第二电动机侧。从动齿轮轴28
通过该双列角接触轴承60以悬臂状态被可旋转地支撑。双列角接触轴承60
固定至第二外壳50b且由第二外壳50b支撑。双列角接触轴承60通过包括沿
双列角接触轴承60的轴向对齐的两个球来构造,且从动齿轮轴28基本上由
两个轴承支撑。正如所述,从动齿轮轴28的支撑刚性通过对应于两个轴承的
双列角接触轴承60来确保。值得注意的是,双列角接触轴承60是本发明的
第四轴承装置的示例。
从动齿轮轴28设置有沿从动齿轮轴28的径向突出的凸缘部28a。配置
为使得凸缘部28a的端部邻接双列角接触轴承60的内轮。此外,双列角接触
轴承60从双列角接触轴承60邻接凸缘部28a的那侧的相反侧通过螺母62
进行紧固。因此,双列角接触轴承60被施加有沿其轴向作用的预加载荷。双
列角接触轴承60的支撑状态通过调整该预加载荷来被适当地调整。在从动齿
轮轴28的轴向上的、在从动齿轮24的相反侧上的端部的内周设置有花键配
合至第二电动机MG2的转子轴30的内周齿。在转子轴30的轴向上的第一
外壳50a侧上的外周端部设置有花键配合至从动齿轮轴28的外周齿。也就是,
外周齿花键配合至从动齿轮轴28的内周齿。因此,从动齿轮轴28和转子轴
30被配置为彼此一体旋转。换言之,从动齿轮轴28连接至第二电动机MG2
的转子轴30以允许其间的动力传递。
转子轴30具有圆筒形状且被支撑以能够绕第三转动轴C3旋转。在转子
轴30的轴向上的第三外壳50c侧上的端部被球轴承66可旋转地支撑。在转
子轴30的轴向上的第一外壳50a侧(第二电动机MG2的输出侧、从动齿轮
24侧)被球轴承68可旋转地支撑。正如所述,转子轴30被球轴承66和球
轴承68可旋转地支撑。另外,构成第二电动机MG2的转子64连接至转子
轴30的外周。因此,当第二电动机MG2被驱动(旋转)时,转子轴30与
转子64一起旋转。此外,设置了配合部69,当形成在输出轴32的外周端部
上的外周齿花键配合至形成在转子轴30的内周侧上的内周齿时,配合部69
将转子轴30和输出轴32连接以允许其间的动力传递。值得注意的是,球轴
承68是本发明的第一轴承装置的示例。
输出轴32具有圆筒形状且被布置为能够绕与第二电动机MG2的转子轴
30共用的第三转动轴C3旋转。另外,输出轴32布置在从动齿轮轴28的径
向内侧,且沿输出轴32的径向的部分与从动齿轮轴28重叠。在输出轴32
的轴向上的第一外壳50a侧沿轴向从从动齿轮轴28突出,且输出轴32的端
部被球轴承70可旋转地支撑。可旋转地支撑输出轴32的滚针轴承72被布置
在输出轴32的外周和从动齿轮轴28的内周之间。在输出轴32的轴向上,滚
针轴承72被布置在其与从动齿轮轴28和双列角接触轴承60在径向上重叠的
位置处。这样,在输出轴32的轴向上、球轴承70的相反侧被滚针轴承72
可旋转地支撑。更具体地,在输出轴32的轴向上的一个端部经由双列角接触
轴承60和从动齿轮轴28而被滚针轴承72支撑。另外,与大直径齿轮36啮
合的输出齿轮34设置于在沿输出轴32的轴向上的第一外壳50a侧上的外周
上。该输出齿轮34经由差动齿轮46等连接至驱动轮44,以便于允许动力传
递至驱动轮44。此外,推力轴承74被布置在从动齿轮轴28的设置有从动齿
轮24的那侧上的端部与输出齿轮34之间。推力轴承74接收在从动齿轮轴
28的设置有从动齿轮24的那侧上的端部与输出齿轮34之间的轴向载荷。值
得注意的是,球轴承70是本发明的第二轴承装置的示例。滚针轴承72是本
发明的第三轴承装置的示例。
大直径齿轮36被支撑以能够绕第二转动轴C2旋转。大直径齿轮36的
内周花键配合至副轴42。副轴42具有圆筒形状,且在副轴42的轴向上的两
个端部都被轴承可旋转地支撑。更具体地,在副轴42的轴向上,在副轴42
的第一外壳50a侧上的端部被圆锥滚子轴承76可旋转地支撑。在副轴42的
轴向上,在副轴42的第三外壳50c侧上的端部被圆锥滚子轴承78可旋转地
支撑。另外,在副轴42的圆锥滚子轴承76侧上的端部被螺母80紧固。因此,
沿推力方向作用的预加载荷被适当地施加给副轴42。正如所述,副轴42被
圆锥滚子轴承76和圆锥滚子轴承78支撑。此外,小直径齿轮40设置在副轴
42的轴向上的圆锥滚子轴承78侧。小直径齿轮40与图1中的差动齿轮46
的主从动齿轮82(参见图1)啮合。
将描述如上所述配置的驱动装置10的特征。在驱动装置10中,传递给
从动齿轮24的发动机的动力按从动齿轮轴28、转子轴30、配合部69和输出
轴32的顺序被传递。此外,发动机的动力被传递至副轴42,所述副轴42连
接至驱动轮44以允许动力传递至此。正如所述,在驱动装置10中,动力传
递路径被配置为使发动机12的动力按从动齿轮轴28、转子轴30、配合部69
和输出轴32的顺序被传递。为了抑制动力传递期间的振动和噪声,被传递给
动力的这些旋转轴的每一个的支撑刚性都需要增大。这里,从动齿轮轴28
以悬臂状态被双列角接触轴承60支撑。值得注意的是,由于双列角接触轴承
60通过包括两个轴承来构造,所以从动齿轮轴28大体上被两个轴承支撑,
因而能够确保高支撑刚性。同时,由于转子轴30被球轴承66和球轴承68
可旋转地支撑,所以其支撑刚性也被确保。
输出轴32被滚针轴承72和球轴承70支撑。值得注意的是,滚针轴承
72经由从动齿轮轴28和双列角接触轴承60支撑输出轴32。然后,由于滚针
轴承72在其与这些从动齿轮轴28和双列角接触轴承60在滚轴轴承72的径
向上重叠的位置处布置,所以滚针轴承72被布置在这些具有高刚性的构件
(从动齿轮轴28和双列角接触轴承60)的正下方。因此,滚针轴承72的支
撑刚性也被确保。如上所述,由于从发动机12被传递给动力的从动齿轮轴
28、转子轴30和输出轴32均经由各轴承被独立地支撑,所以它们的支撑刚
性增大。因而,当从发动机12传递动力至这些旋转轴时产生的振动和噪声被
抑制。另外,支撑输出轴32的滚针轴承72被布置在从动齿轮轴28的内周和
输出轴32的外周之间。因而,当输出轴32被支撑时,无需确保布置另外的
轴承的空间。
在驱动装置10中,从动齿轮轴28相对于转子轴30形成为单独体。因而,
设置了用于支撑该从动齿轮轴28的双列角接触轴承60。该双列角接触轴承
60被布置于其在双列角接触轴承60的径向上与小直径齿轮40重叠的位置
处。小直径齿轮40中的齿轮的直径小。因而,能够很容易地在小直径齿轮
40的外周侧上形成空间(小直径齿轮40的外周侧上的空间大于当设置大直
径齿轮时形成的空间)。为此,双列角接触轴承60被布置于其在小直径齿轮
40的径向上与小直径齿轮40重叠的位置处。这样,有效地利用了小直径齿
轮40的外周侧上的空间,从而防止了通过设置双列角接触轴承60而引起装
置的扩大。
在驱动装置10中,用于传递动力的啮合齿轮中的每一个均由螺旋齿形
成,且当传递动力时在其上产生推力载荷。另外,当从发动机侧传递动力时
产生的推力载荷的方向和当从驱动轮44侧传递动力时产生的推力载荷的方
向相反。这里,支撑从动齿轮轴28的双列角接触轴承60能够接收右推力载
荷和左推力载荷。在这种情况下,制造工时增加。这是因为双列角接触轴承
60的外轮压配合至外壳以抑制在双列角接触轴承60的轴向上的移动,因为
新安装了用于抑制外轮沿轴向移动的止动环等。此外,由于双列角接触轴承
60被设计成保持右推力载荷和左推力载荷,所以它被扩大。相同的情况适用
于支撑输出轴32的球轴承70。在球轴承70接收右推力载荷和左推力载荷的
情况下,制造工时增加,且轴承扩大。
相反,可以配置为使得推力轴承74被布置在从动齿轮轴28和输出轴32
之间且在两个旋转轴上产生的推力载荷经由推力轴承74在从动齿轮轴28和
输出轴32之间传递。此外,双列角接触轴承60和球轴承70被配置为使得推
力载荷根据载荷的方向而被分配至双列角接触轴承60和球轴承70。例如,
当在动力传递期间在从动齿轮轴28和输出轴32的每一个上产生作用于球轴
承70侧(图上右侧)上的推力载荷时,设定为使得在从动齿轮轴28上产生
的推力载荷经由推力轴承74被传递给输出轴32且球轴承70接收在这些从动
齿轮轴28和输出轴32上产生的推力载荷。相反,当在从动齿轮轴28和输出
轴32的每一个上产生作用于双列角接触轴承60侧(图上左侧)上的推力载
荷时,设定为使得在输出轴32上产生的推力载荷经由推力轴承74被传递给
从动齿轮轴28且双列角接触轴承60接收在这些从动齿轮轴28和输出轴32
上产生的推力载荷。这样,设计为使得在从动齿轮轴28和输出轴32上产生
的推力载荷被分别分配给双列角接触轴承60和球轴承70且双列角接触轴承
60和球轴承70中每一个均接收仅在轴向上的一侧起作用的推力载荷。因此,
防止了双列角接触轴承60的扩大和球轴承70的扩大。另外,双列角接触轴
承60和球轴承70都不是压配合至外壳50,从而无需设置用于抑制在轴向上
移动的止动环。因而,防止了制造工时的增加。值得注意的是,由于在不同
的装配线上预先装配好了从动齿轮轴28和双列角接触轴承60,抑制了主生
产线的工时的增加。
如上所述,根据本示例,沿轴向从从动齿轮轴28突出的输出轴32的一
部分被球轴承70可旋转地支撑。输出轴32被介于输出轴32的外周和从动齿
轮轴28的内周之间的滚针轴承72可旋转地支撑。正如所述,由于输出轴32
被球轴承70和滚针轴承72支撑,所以输出轴32的支撑刚性增大,因而能够
抑制在动力传递期间的振动和噪声。另外,由于滚针轴承72介于从动齿轮轴
28的内周和输出轴32的外周之间,滚针轴承72的设置消除了对确保新布置
轴承的空间的需求,从而抑制了驱动装置10的扩大。
另外,根据本示例,从动齿轮轴28通过双列角接触轴承60以悬臂状态
被可旋转地支撑,所述双列角接触轴承60通过包括两个轴承来构造。因此,
还能够为从动齿轮轴28确保高支撑刚性。由于双列角接触轴承60固定至作
为非旋转构件的第二外壳50b(外壳50)且被其支撑,所以它的支撑刚性也
高。
此外,根据本示例,由于滚针轴承72被布置在其与双列角接触轴承60
在滚针轴承72的径向上重叠的位置处,所以滚针轴承72被布置在双列角接
触轴承60附近。因而,滚针轴承72的支撑刚性被进一步增大,且能够进一
步抑制动力传递期间的振动和噪声。
而且,根据本示例,由于推力载荷经由推力轴承74在从动齿轮轴28和
输出轴32之间传递,所以能够将推力载荷分配给支撑从动齿轮轴28的双列
角接触轴承60和支撑输出轴32的球轴承70。然后,双列角接触轴承60和
球轴承70中的每一个均能够具有这样的结构:使得双列角接触轴承60和球
轴承70中的每一个均接收在轴向上的一侧上作用的推力载荷。与双列角接触
轴承60和球轴承70中的每一个均接收在轴向上的两侧上作用的推力载荷的
情况相比较,双列角接触轴承60和球轴承70都能够被小型化。
接着,将描述本发明的另一示例。值得注意的是,在以下描述中与上述
示例中共有的部件由相同附图标记指代,且将不再对其进行说明。
图3是作为本发明的另一示例的用于混合动力车辆的驱动装置100(驱
动装置100)的剖视图且对应于上述示例的图2。当图3中的驱动装置100
与上述驱动装置10相比较时,围绕第一转动轴C1的配置基本上是相同的,
而围绕第二转动轴C2和第三转动轴C3的配置是不同的。在本示例中,围绕
第一转动轴C1的配置未在图中示出,且将不再对其进行说明。描述将集中
于围绕第二转动轴C2和第三转动轴C3的配置。
另外,在驱动装置100中,发动机12、差动机构16和第一电动机MG1
被布置成围绕第一转动轴C1(未示出),副轴102被布置为能够绕第二转动
轴C2旋转,且从动齿轮轴104、第二电动机MG2(转子轴105)和输出轴
106被布置为能够绕第三转动轴C3旋转。值得注意的是,在驱动装置100
中,从动齿轮轴104被布置在输出轴106的内周侧上。
来自发动机12的动力被传递给的输出构件108的输出齿轮110与被布置
为能够绕第二转动轴C2旋转的空转齿轮112的啮合齿啮合。空转齿轮112
被布置在形成于副轴102和大直径齿轮114中的每一个中的圆筒形部116的
外周侧上。支撑空转齿轮112和副轴102以允许其间的相对旋转的滚针轴承
118被布置在空转齿轮112的内周上,且推力轴承120布置在轴向上的两个
端部上。由于空转齿轮112的内周被滚针轴承118和推力轴承120支撑,所
以空转齿轮112能够相对于副轴102旋转。
空转齿轮112的啮合齿与围绕第三转动轴C3布置的从动齿轮122的啮
合齿啮合。因此,来自发动机12的动力经由输出齿轮110和空转齿轮112
传递至从动齿轮122。从动齿轮122设置于在围绕第三转动轴C3布置的从动
齿轮轴104的轴向上的一端侧(第一外壳50a侧)处。另外,从动齿轮轴104
被布置在转子轴105和输出轴106中的每一个的内周侧上。值得注意的是,
以下将描述从动齿轮轴104的支撑机构。在从动齿轮轴104的轴向上的另一
端侧(第三外壳50c侧)上,设置了外齿,使得从动齿轮轴104花键配合至
转子轴105。由于设置在转子轴105的内周侧上的内周齿花键配合至从动齿
轮轴104的这些外周齿,所以设置了连接从动齿轮轴104和转子轴105以允
许其间的动力传递的配合部123。
转子轴105具有圆筒形状且被布置为能够绕第三转动轴C3旋转。在转
子轴105的轴向上的第三外壳50c侧上的端部处,转子轴105被球轴承124
可旋转地支撑。转子轴105还被在转子轴105的轴向上的第一外壳50a侧(电
动机的输出侧、从动齿轮侧)上的球轴承126可旋转地支撑。如上所述,转
子轴105被球轴承124和球轴承126可旋转地支撑。另外,构成第二电动机
MG2的转子64连接至转子轴105的外周。因此,当第二电动机MG2被驱动
(旋转)时,转子轴105与转子64一起旋转。此外,由其将转子轴105花键
配合至输出轴106的外周齿设置于在转子轴105的轴向上的第一外壳50a侧
上的外周端处。值得注意的是,球轴承126是本发明的第一轴承装置的示例。
设置在转子轴105中的外周齿花键配合至设置于在具有圆筒形状的输出
轴106的轴向上的一端侧(第三外壳50c侧)上的内周齿。因而,转子轴105
和输出轴106以能够实现其间动力传递的方式来连接。输出轴106围绕第三
转动轴C3被可旋转地支撑且被布置在从动齿轮轴104的外周侧上。因而,
输出轴106在输出轴106的径向上与从动齿轮轴104重叠。输出轴106通过
双列角接触轴承128以悬臂状态被可旋转地支撑。双列角接触轴承128通过
包括两个球来构造,这两个球固定至第二外壳50b且被其支撑并沿轴向对齐。
由于输出轴106被大致两个轴承支撑,所以确保了输出轴106的支撑刚性。
值得注意的是,双列角接触轴承128是本发明的第四轴承装置的示例。
输出齿轮134设置于在输出轴106的轴向上相对于第二电动机MG2侧
的相反侧上的外周上。推力轴承135被布置在该输出齿轮134和从动齿轮122
之间,在从动齿轮轴104和输出轴106中的一个旋转轴中产生的推力载荷经
由推力轴承135被传递给其另一旋转轴。同时,类似于上述示例,以下将描
述的球轴承136和双列角接触轴承128被配置为使得它们仅能够接收在轴向
上的一侧上作用的推力载荷。
接着,将描述从动齿轮轴104的支撑机构。从动齿轮轴104围绕着第三
转动轴C3被可旋转地支撑。在从动齿轮轴104的轴向上的第一外壳50a侧
沿轴向从输出轴106突出,且从动齿轮轴104的外周端被球轴承136支撑。
可旋转地支撑从动齿轮轴104的滚针轴承138被布置在从动齿轮轴104的外
周和输出轴106的内周之间。从动齿轮轴104经由双列角接触轴承128和输
出轴106被该滚针轴承138支撑。滚针轴承138被布置在其与输出轴106和
双列角接触轴承128在滚针轴承138的径向上重叠的位置处。这里,由于双
列角接触轴承128和输出轴106中的每一个的刚性高,所以被布置在双列角
接触轴承128和输出轴106正下方(在它们的内周上)的滚针轴承138的支
撑刚性也增大。值得注意的是,球轴承136是本发明的第二轴承装置的示例。
滚针轴承138是本发明的第三轴承装置的示例。
与通过上述示例中的驱动装置10获得的效果相同的效果也可以通过本
示例中的驱动装置100来获得。例如,在驱动装置100中,从动齿轮轴104
和转子轴105彼此花键配合,且转子轴105和输出轴106也彼此花键配合。
因而,为了抑制动力传递期间的振动和噪声,需要增大每一个旋转轴的支撑
刚性。这里,从动齿轮轴104被球轴承136和滚针轴承138支撑,转子轴105
被球轴承124和球轴承126支撑,且输出轴106被通过包括两个轴承来构造
的双列角接触轴承128支撑。如上所述,由于来自发动机12的动力被传递至
的旋转轴中的每一个均被独立地支撑,所以每一个旋转轴均可以具有高的支
撑刚性。因此,抑制了动力传递期间的振动和噪声。另外,由于支撑从动齿
轮轴104的滚针轴承138被布置在从动齿轮轴104的外周和输出轴106的内
周之间,所以不需要用于布置轴承以支撑从动齿轮轴104的大空间。
在本示例的驱动装置100中,由于输出轴106被布置在从动齿轮轴104
的外周侧上,所以输出轴106的直径相比于驱动装置10能够很容易地增大,
在驱动装置10中上述输出轴32被布置在从动齿轮轴28的内周侧上。因此,
由于能够很容易地确保输出轴106的轴强度,所以驱动装置100适合于大转
矩被传递至的车辆。值得注意的是,由于在上述示例的驱动装置10中从动齿
轮轴28被布置在输出轴32的外周侧上,所以与空转齿轮22啮合的从动齿轮
24相对于输出齿轮34被布置在轴向上的第二电动机MG2侧上。这里,由于
空转齿轮22还与被布置为能够围绕第一转动轴C1旋转的输出构件14的输
出齿轮20啮合,所以输出齿轮20于输出构件14的轴向上的中心或中心附近
处布置(参见图2)。因此,如在驱动装置100中,无需在轴向上延长输出构
件108且无需在轴向上的端部处布置输出齿轮110。因而,在驱动装置10中
的输出构件14的轴长减小。如上所述,由于输出构件14在轴向上缩短了,
故驱动装置10可以紧凑地配置。
另外,由于转子轴105和输出轴106被配置为单独体,所以设置了用于
支撑该输出轴106的双列角接触轴承128。该双列角接触轴承128被布置在
其与小直径齿轮146在径向上重叠的位置处,小直径齿轮146形成在副轴102
上。这样,防止了由将双列角接触轴承128布置在小直径齿轮146的外周侧
上的空间中和设置双列角接触轴承128所引起的装置的扩大。
此外,被构造为在从动齿轮轴104和输出轴106中的一个中所产生的推
力载荷经由推力轴承135被传递至另一个且推力载荷被分配给球轴承136和
双列角接触轴承128。因此,抑制了轴承的扩大。而且,由于无需采用抑制
轴承轴向移动的结构,所以还抑制了制造工时的增加。
如上所述,根据本示例,被布置在内周侧上的从动齿轮轴104经由配合
部123连接至转子轴105。这里,从动齿轮轴104从输出轴106沿轴向突出
的部分被球轴承136支撑,且从动齿轮轴104还被介于输出轴106的内周和
从动齿轮轴104的外周之间的滚针轴承138支撑。因此,由于从动齿轮轴104
被滚针轴承138和球轴承136支撑,所以其支撑刚性增大,从而能够抑制动
力传递期间的振动和噪声。此外,滚针轴承138被布置在输出轴106的内周
和从动齿轮轴104的外周之间。因而,无需确保用于布置轴承的空间,且还
抑制了驱动装置100的扩大。
另外,根据本示例,由于输出轴106被通过包括两个轴承的双列角接触
轴承128支撑,所以获得了其高的支撑刚性。如上所述,由于从动齿轮轴104
和输出轴106都具有高的支撑刚性,所以抑制了动力传递期间的振动和噪声。
图4是本发明的又一示例的用于混合动力车辆的驱动装置160(驱动装
置160)的剖视图且对应于上述图2和图3中的示例。当图4中的驱动装置
160与上述驱动装置10比较时,驱动装置160相对于驱动装置10的不同在
于用于支撑双列角接触轴承的构件被配置为单独体。然而,驱动装置160的
其余配置基本上与驱动装置10相同。在下文中将对不同于驱动装置10中的
支撑机构的双列角接触轴承的支撑机构进行描述。
另外,在驱动装置160中,其上形成有从动齿轮162的从动齿轮轴164
被支撑以围绕第三转动轴C3能够旋转,动力从空转齿轮22被传递至从动齿
轮162。从动齿轮轴164以悬臂状态被通过包括两个轴承来构造的双列角接
触轴承166支撑。值得注意的是,双列角接触轴承166是本发明的第四轴承
装置的示例。
这里,双列角接触轴承166被固定至外壳50(第二外壳50b)的保持器
168支撑。保持器168形成为圆筒形状,且凸缘部172在周向上的多个位置
处设置在保持器168的外周上,每一个凸缘部172沿径向突出以通过螺栓170
将保持器168固定至外壳50。另外,圆筒形状的管状部173被设置以保持双
列角接触轴承166。图5示出了保持器168配合至外壳50(第二外壳50b)
的状态。图5中的带有斜线的部分对应于保持器168。如图5中所示,凸缘
部172沿周向设置在4个位置处,且每一个凸缘部172均具有用于紧固螺栓
的螺栓孔。
另外,配合至环形孔174的圆形凸台176于保持器168的轴向上的连接
至外壳50的一侧设置在内周上,环形孔174设置在外壳50中。由于设置了
该凸台176,所以在保持器168的外周侧上还设置了阶梯部。螺栓170被紧
固在如下状态:该凸台176的阶梯部配合至由外壳50的环形孔174所设置的
阶梯部。因此,保持器168固定至外壳50。由于该凸台176的阶梯部和环形
孔174的阶梯部彼此配合,所以保持器168的对准精度高,从而定位销等是
不必要的。此外,由于保持器168由例如铸铁等形成,所以与保持器168由
铝合金形成的情况相比,其支撑刚性能够增大。
由于保持器168相对于外壳50为单独体,所以保持器168不受铸造的限
制所影响,且保持器168的管状部173的轴长能够增加。当保持器168的管
状部173沿轴向延伸时,从动齿轮轴164的从动齿轮162和双列角接触轴承
166之间在轴向上的距离能够减小。另外在本示例中,当与图2中的双列角
接触轴承60相比较时,图4中的双列角接触轴承166和从动齿轮162之间沿
轴向的距离减小。如上所述,当双列角接触轴承166和从动齿轮162之间在
轴向上的距离减小时,施加在双列角接触轴承166上的轴承载荷减小。因而,
双列角接触轴承166能够小型化。
值得注意的是,在图2中的上述结构中,其中,外壳50和双列角接触轴
承60的支撑部一体化,支撑部的轴长的延长受到限制。这是因为为了防止在
生产线上的组装过程期间支撑部的干涉,支撑部的长度被限制为使得支撑部
不从外壳的配合表面突出的这种程度。相反,在组装驱动装置160时,首先
组装电动机室侧,然后组装齿轮室侧。由于保持器168在组装齿轮室侧前即
被组装至外壳50,所以保持器168的管状部173能够沿轴向延伸而不会有上
述的限制施加于此。
如上所述,通过本示例能够获得与通过上述示例获得的大致相同的效果。
具体地,由于双列角接触轴承166经由固定至作为非旋转构件的外壳50且为
单独体的保持器168来支撑,所以能够获得以下效果。例如,由于保持器168
由铸铁形成,所以用于支撑双列角接触轴承166的支撑刚性能够进一步增大。
另外,由于保持器168的管状部173能够沿轴向延伸,所以能够减小双列角
接触轴承166和从动齿轮162之间在轴向上的距离。这样,施加给双列角接
触轴承166的载荷减小。因此,双列角接触轴承166能够被小型化。
图6是本发明的再一示例的用于混合动力车辆的驱动装置180(驱动装
置180)的剖视图。当驱动装置180与图2中的上述驱动装置10相比较时,
驱动装置180与驱动装置10的不同在于从动齿轮轴和转子轴一体成型。下文
中将对不同于驱动装置10的支撑结构的、围绕第三转动轴C3的支撑结构进
行说明。
动力传递轴184围绕着第三转动轴C3布置,以便于能够绕第三转动轴
C3旋转,从动齿轮182与空转齿轮22啮合,从动齿轮182形成在动力传递
轴184上。动力传递轴184具有圆筒形状,且输出轴185被布置在其内周侧
上,以便于能够绕第三转动轴C3旋转。
动力传递轴184是被配置为在上述示例中从动齿轮轴和第二电动机MG2
的转子轴一体成型的旋转轴。在动力传递轴184的轴向上的第三外壳50c侧
上的端部处,动力传递轴184被球轴承186可旋转地支撑,且进一步被大致
在动力传递轴184的轴向上的中心处的位置(动力传递轴184在径向上与第
二外壳50b重叠的位置)处布置的球轴承188可旋转地支撑。由于动力传递
轴184被这些球轴承186和188支撑,所以确保了其支撑刚性。值得注意的
是,球轴承188是本发明的第一轴承装置的示例。
输出轴185被布置在动力传递轴184的内周侧上。由于在输出轴185的
轴向上的第三外壳50c侧上的端部花键配合至动力传递轴184的内周,所以
设置了将动力传递轴184和输出轴185连接以允许其间的动力传递的配合部
189。另外,输出齿轮190形成于在输出轴185的轴向上的第一外壳50a侧上
的外周上。在输出轴185的轴向上的第一外壳50a侧上的外周端被球轴承192
可旋转地支撑。此外,支撑输出轴185以允许其旋转的滚针轴承194被布置
在输出轴185的外周和动力传递轴184的内周之间。输出轴185被这些球轴
承192和滚针轴承194可旋转地支撑。如上所述,由于动力传递轴184和输
出轴185均被独立支撑,所以每一个旋转轴的支撑刚性均增大。因而,抑制
了动力传递期间的振动和噪声。值得注意的是,球轴承192是本发明的第二
轴承装置的示例。滚针轴承194是第三轴承装置的示例。
在轴向上,滚针轴承194被布置在其与支撑动力传递轴184的球轴承188
在径向上重叠的位置处。如上所述,由于球轴承188和滚针轴承194彼此在
径向上重叠,所以滚针轴承194的支撑刚性增大。因而,进一步抑制了动力
传递期间的振动和噪声。
如上所述,根据本示例,使用动力传递轴184,对于其而言,转子轴和
从动齿轮轴一体成型。因而,不需要设置在转子轴和从动齿轮轴均是单独体
的情况下设置的双列角接触轴承。
至此已经基于附图详细地描述了本发明的示例。然而,本发明还适用于
其他模式。
例如,在上述示例的驱动装置10中,滚针轴承72被布置在其与双列角
接触轴承60在径向上重叠的位置处。替代地,滚针轴承72可以被布置在其
与球轴承68在径向上重叠的位置处。另外,在驱动装置100中,滚针轴承
138被布置在其与双列角接触轴承128在径向上重叠的位置处。替代地,滚
针轴承138可以被布置在其与球轴承126重叠的位置处。另外,在上述在径
向上的重叠中,轴承的部分可以彼此重叠。
在上述示例的驱动装置180中,采用动力传递轴184,其中转子轴和从
动齿轮轴一体成型。替代地,可以配置为使得转子轴和输出轴一体成型,从
动齿轮轴被布置在旋转轴的内周侧上,且从动齿轮轴配合至旋转轴。
上述示例的驱动装置100可以具有如下结构:双列角接触轴承128被形
成为单独体的保持器支撑。
上述示例的驱动装置10、100、160和180均是前置发动机前轮驱动型(FF
型)的驱动装置。然而,驱动装置10、100、160和180均可以适当地应用为
其他类型,诸如RR型,的驱动装置。
值得注意的是,以上已经描述的仅仅是一个实施例。本发明可以基于本
领域技术人员的知识以对其进行了各种修改和改变的模式来实现。