专利名称：复合驱动装置及搭载该装置的汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种搭载在汽车上的复合驱动装置及搭载该装置的汽车，特别是涉及壳体部件内的2个电动马达、动力分配用行星齿轮和变速装置的配置。
背景技术：
过去的广为人知的搭载在汽车上的复合驱动装置中，在使发动机、发电机、驱动(辅助)用电动马达分别与行星齿轮的3个元件连接的同时，将驱动用电动马达与输出轴连接，控制发电机从而对上述行星齿轮的输出转矩进行无级控制，并且根据需要，将其他的驱动电动马达的转矩与行星齿轮的输出转矩合并在一起输出到输出轴，即为所谓的机械分配方式(分离型或2马达型)的复合驱动装置。
上述复合驱动装置中，有作为FF(前置发动机，前轮驱动)用的如日本特开平08-183347号公报所公开的类型，还有作为在电动马达和输出轴之间设置变速器的如日本特开2002-225578号公报所公开的类型。
但是，当将复合驱动装置搭载在FR(前置发动机，后轮驱动)型汽车时，其搭载位置、搭载方向和壳体部件的形状与FF用的驱动装置完全不同。
FR类型的汽车中，沿车身的前后方向，从前侧起在大致同一轴线上依次配置有内燃发动机、复合驱动装置、传动轴。在该复合驱动装置的筒状壳体部件的内侧，收容有在同一轴上的不同位置上配置的2个电动马达(发电用第1电动马达、驱动用第2电动马达)、动力分配机构、及变速装置。
考虑到在车身的搭载性，该复合驱动装置的与内燃发动机连接的前侧端应该粗、作为传动轴的后端侧应该细。还有，比较上述2个电动马达，驱动用的电动马达因为在汽车启动时要产生很大的转矩，因此倾向于具有比发电用的电动马达大的径方向尺寸。另外，为了抑制该径方向尺寸，确保启动时的高转矩，需要相应地增加驱动用的电动马达的前后方向的长度，因此增加了复合驱动装置整体的长度，损害了对车身的搭载性。
发明内容
本发明的目的在于提供通过使第2电动马达配置在第1电动马达的前侧(靠近内燃发动机侧)，确保高转矩，同时提高搭载性，以解决上述问题的复合驱动装置及搭载该装置的汽车。
本发明之1的复合驱动装置(7A，7B)中，装备有输入来自内燃发动机(5)的动力的输入轴(10)、与上述输入轴(10)在1轴(13)上排列配置且与驱动车轮(3，3)联动的输出轴(12)、配置在上述1轴(13)上并具有定子(24)和转子(25)的第1电动马达(20)、配置在上述1轴(13)上并具有与上述输入轴(10)连接的第1旋转元件(R0)、与上述第1电动马达(20)的转子(25)连接的第2旋转元件(S0)、与上述输出轴(12)连接的第3旋转元件(CR0)的动力分配用行星齿轮(21)、配置在上述1轴(13)上并具有定子(28)和转子(29)的第2电动马达(23)、配置在上述1轴(13)上并将上述第2电动马达(23)的转子(29)的旋转进行变速后传送到上述输出轴(12)的变速装置(22)，其特征在于上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)、上述第2电动马达(23)、以及上述变速装置(22)被收容在壳体部件(14)内，同时在上述1轴(13)上排列配置，且上述壳体部件(14)上固定有上述第1电动马达(20)及上述第2电动马达(23)的上述定子(24，28)，上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)、上述第2电动马达(23)、以及上述变速装置(22)沿上述1轴(13)配置，并使上述第2电动马达(23)位于比第1电动马达(20)更靠近内燃发动机(5)侧的位置。
本发明之2为本发明之1所述的复合驱动装置(7A，7B)，沿上述壳体部件(14)的上述1轴(13)配置的上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)、上述第2电动马达(23)、以及上述变速装置(22)中，上述第2电动马达(23)配置在最前端部。
本发明之3为本发明之2所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述变速装置(22)与上述第2电动马达(23)相邻设置。
本发明之4为本发明之2所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述第2电动马达(23)的转子(29)的两侧通过轴承部件(a，b)被支撑在从上述壳体部件(14)延伸的支撑部件(A，B)上，上述支撑部件(A、B)中的位于上述第2电动马达(23)和上述变速装置(22)之间的支撑部件(B)上形成有上述变速装置(22)的液压执行机构(43)的液压室(45)。
本发明之5为本发明之4所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述液压室(45)的至少一部分设置在上述第2电动马达(23)的定子(线圈)(28)的内径侧。
本发明之6为本发明之1所述的复合驱动装置(7A)，从靠近上述内燃发动机(5)侧起，依次配置有上述第2电动马达(23)、上述变速装置(22)、上述动力分配用行星齿轮(21)、上述第1电动马达(20)。
本发明之7为本发明之6所述的复合驱动装置(7A)，上述输入轴(10)通过上述第2电动马达(23)、上述变速装置(22)的内周侧与上述第1旋转元件(R0)连接，上述输出轴(12)通过上述动力分配用行星齿轮(21)、上述第1电动马达(20)的内周侧，同时上述变速装置(22)的输出元件(CR1)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的外周侧与上述输出轴(12)连接。
本发明之8为本发明之7所述的复合驱动装置(7A)，上述动力分配用行星齿轮(21)由双小齿轮行星齿轮构成，上述输入轴(10)通过上述变速装置(22)和上述动力分配用行星齿轮(21)之间，与上述双小齿轮行星齿轮的齿圈(R0)连接，上述输出轴(12)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的内周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架(CR0)的上述变速装置(22)侧连接，上述第1电动马达(20)的转子(25)与上述双小齿轮行星齿轮的太阳轮(S0)连接，上述变速装置(22)的输出元件(CR1)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的外周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架(CR0)的上述第1电动马达(20)侧连接。
本发明之9为本发明之7所述的复合驱动装置(7A)，上述第1电动马达(20)的转子(25)的两侧通过轴承部件(t，u)被支撑在从上述壳体部件(14)延伸的支撑部件(D，E)上，上述输出轴(12)的外周面设置有轴承部件(s，v)，被上述第1电动马达(20)的转子(25)的内周面所支撑。
本发明之10为本发明之9所述的复合驱动装置(7A)，上述第2电动马达(23)的转子(29)的两侧通过轴承部件(a，b)被支撑在从上述壳体部件(14)延伸的支撑部件(A，B)上，上述输入轴(10)的外周面设置有轴承部件(c)，被上述第2电动马达(23)的转子(29)的内周面所支撑。
本发明之11为本发明之1所述的复合驱动装置(7B)，从靠近上述内燃发动机(5)侧起，依次配置有上述第2电动马达(23)、上述变速装置(22)、上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)。
本发明之12为本发明之11所述的复合驱动装置(7B)，上述输入轴(10)通过上述第2电动马达(23)、上述变速装置(22)、上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)的内周侧与上述第1旋转元件(R0)连接，上述输出轴(12)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的外周侧，同时上述变速装置(22)的输出元件(CR1)通过上述第1电动马达(20)、上述动力分配用行星齿轮(21)的内周侧与上述输出轴(12)连接。
本发明之13为本发明之12所述的复合驱动装置(7B)，上述动力分配用行星齿轮(21)由双小齿轮行星齿轮构成，上述输入轴(10)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的后侧与上述双小齿轮行星齿轮的齿圈(R0)连接，上述输出轴(12)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的外周侧、与上述双小齿轮行星齿轮的行星架(CR0)的上述第1电动马达(20)侧连接，上述第1电动马达(20)的转子(25)与上述双小齿轮行星齿轮的太阳轮(S0)连接，上述变速装置(22)的输出元件(CR1)通过上述动力分配用行星齿轮(21)的内周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架(CR0)的后侧连接。
本发明之14为本发明之11所述的复合驱动装置(7B)，上述第1电动马达(20)的转子(25)的两侧通过轴承部件(o，p)被支撑在从上述壳体部件(14)延伸的支撑部件(C，D)上，上述变速装置(22)的输出元件(CR1)的外周面上设置有轴承部件(q，r)，被上述第1电动马达(20)的转子(25)的内周面所支撑。
本发明之15为本发明之11所述的复合驱动装置(7B)，上述第2电动马达(23)的转子(29)的两侧通过轴承部件(a，b)被支撑在从上述壳体部件(14)延伸的支撑部件(A，B)上，上述输入轴(10)的外周面设置有轴承部件(c，d，1)，被上述第2电动马达(23)的转子(29)的内周面及上述变速装置(22)的输出元件(CR1)的内周面所支撑。
本发明之16为本发明之11所述的复合驱动装置(7B)，上述支撑部件(A、B)中的位于上述第2电动马达(23)和上述变速装置(22)之间的支撑部件(B)上形成有上述变速装置(22)的液压执行机构(43)的液压室(45)。
本发明之17为本发明之1至16中任一项所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述变速装置(22)具有行星齿轮单元(27)。
本发明之18为本发明之17所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述变速装置(22)至少具有4个变速元件(S1，CR1，R1，S2)，同时第1变速元件(S1)与上述第2电动马达(23)的转子(29)连接，第2变速元件(CR1)与上述输出轴(12)连接，第3、第4变速元件(R1，S2)分别具有能够固定在壳体上的制动器元件(B1，B2)。
本发明之19为本发明之17所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述变速装置(22)的行星齿轮单元(27)由拉维瑙式行星齿轮构成，上述拉维瑙式行星齿轮的行星架(CR1)与上述输出轴(12)连接。
本发明之20为一种汽车(1)，具有内燃发动机(5)、复合驱动装置、作为接受从上述复合驱动装置传送过来的驱动力的驱动车轮的后轮(3，3)，其特征在于上述复合驱动装置为本发明之1至4中任一项所述的复合驱动装置(7A，7B)，上述复合驱动装置(7A，7B)中，上述内燃发动机(5)的输出轴(12)与上述输入轴(10)连接，同时上述输出轴(12)与传动轴(16)连接，上述内燃发动机的输出轴(6)、上述输入轴(10)、上述输出轴(12)、以及上述传动轴(16)大致配置在同一轴线上。
还有，上述括号中的符号用于与附图进行对照，对本发明的保护范围的结构不产生任何影响。
根据本发明之1的发明，通过使第2电动马达位于第1电动马达前侧(靠近内燃发动机侧)的位置，可以增大(与第1电动马达相比)输出功率必须大于第1电动马达的第2电动马达的径方向尺寸，可以相应地抑制前后方向的长度，从而可以缩短复合驱动装置整体的长度，提高对于车身的搭载性。
根据本发明之2的发明，沿壳体部件的1轴配置的第1电动马达、动力分配用行星齿轮、第2电动马达、以及变速装置中，第2电动马达配置在最前端部，可以将第2电动马达的直径设置得最大，从而可以进一步抑制前后方向的长度。
根据本发明之3的发明，变速装置与第2电动马达相邻设置，因此容易连接第2电动马达和变速装置。
根据本发明之4的发明，第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从壳体部件延伸的支撑部件上，支撑部件中的位于第2电动马达和变速装置之间的支撑部件上形成有变速装置的液压执行机构的液压室，可以共用形成液压执行机构的液压室的壳体部件和支撑部件，从而可以缩短复合驱动装置整体的长度。
根据本发明之5的发明，液压室的至少一部分设置在第2电动马达的定子、特别是线圈端的内径侧，可以进一步缩短前后方向的长度。
根据本发明之6-8的发明，从靠近内燃发动机侧起，依次配置有第2电动马达、变速装置、动力分配用行星齿轮、第1电动马达，可以在没有复杂配置的情况下，使第2电动马达配置在第1电动马达的前侧。
根据本发明之9的发明，第1电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从壳体部件延伸的支撑部件上，可以确实支撑第1电动马达的转子，减小定子与转子之间的间隙，提高第1电动马达的输出。还有，输出轴通过设置在外周面的轴承，被第1电动马达的转子的内周面所支撑，因此提高了输出轴的支撑刚性，不需要过分使输出轴大径化。从而减小了复合驱动装置整体的直径。
根据本发明之10的发明，第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从壳体部件延伸的支撑部件上，可以可靠地支撑第2电动马达的转子，减小定子与转子之间的间隙，提高第2电动马达的输出。这样可以进一步缩短第2电动马达的前后方向的长度。还有，输入轴通过设置在外周面的轴承部件，被第2电动马达的转子的内周面所支撑，因此不需要过分使输入轴大径化。从而减小了复合驱动装置整体的直径。
根据本发明之11-13的发明，通过从靠近内燃发动机侧起，依次配置有第2电动马达、变速装置、动力分配用行星齿轮、第1电动马达，可以在没有复杂配置的情况下，使第2电动马达配置在第1电动马达的前侧。
根据本发明之14的发明，第1电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从壳体部件延伸的支撑部件上，可以确实支撑第1电动马达的转子，减小定子与转子之间的间隙，提高第1电动马达的输出。还有，变速装置的输出元件通过设置在外周面的轴承部件，被第1电动马达的转子的内周面所支撑，因此提高了输出轴的支撑刚性，不需要过分使输出轴大径化。从而减小了复合驱动装置整体的直径。
根据本发明之15的发明，第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从壳体部件延伸的支撑部件上，可以确实支撑第2电动马达的转子，减小定子与转子之间的间隙，提高第2电动马达的输出。这样可以进一步缩短第2电动马达的前后方向的长度。还有，输入轴即使延伸到设置于后端的动力分配用行星齿轮，由于输入轴通过设置在外周面的轴承部件，被第2电动马达的转子的内周面及变速装置的输出元件的内周面所支撑，因此不需要过分使输入轴大径化。从而减小了复合驱动装置整体的直径。
根据本发明之16的发明，支撑部件中的位于第1电动马达和变速装置之间的支撑部件上形成有变速装置的液压执行机构的液压室，可以共用形成液压执行机构的液压室的壳体部件和支撑部件，从而可以缩短复合驱动装置整体的长度。
根据本发明之17的发明，变速装置由行星齿轮单元构成，可以在1轴上设置变速装置，从而可以实现复合驱动装置的小径化。
根据本发明之18的发明，变速装置至少具有4个变速元件，第1变速元件与第2电动马达的转子连接，第2变速元件与输出轴连接，第3、第4变速元件分别具有能够固定在壳体上的制动器元件，因此通过只设置制动器来使第2电动马达的转子的旋转速度至少进行2档减速。这里，采用离合器进行变速时，由于要向离合器的液压伺服系统供应油，一般将离合器的液压伺服系统设置在中心轴上，而且为了防止旋转部件之间出现漏油，要采用多个密封圈。与此对应，由于可以在壳体上设置制动器的液压伺服系统，从而不需要如离合器那样的密封圈，同时不需要设置在中心轴上。因此，只通过制动器来实现2档的变速档，可以缩短复合驱动装置的轴长，提高壳体的刚性，同时减少密封圈，提高效率。
根据本发明之19的发明，变速装置的行星齿轮由拉维瑙式行星齿轮构成，由于拉维瑙式行星齿轮可以共用2个行星齿轮的行星架，从而可以缩短变速装置的轴长。还有，虽然2个行星齿轮的行星架通过共有而导致行星架的大型化，但由于行星架与输出轴连接，可以可靠地支撑行星架，从而可以抑制变速装置的振摆回转引起的振动。
本发明之20的发明为搭载有本发明的复合驱动装置的FR型汽车，利用本汽车，可以提高复合驱动装置的搭载性。
图1为示意性表示搭载有本发明的复合驱动装置的、本发明的汽车的平面图。
图2是表示本发明的第1实施方式的复合驱动装置的骨架图。
图3是表示本发明的第1实施方式的复合驱动装置的结构的纵截面图。
图4是表示本发明的第2实施方式的复合驱动装置的骨架图。
图5是表示本发明的第2实施方式的复合驱动装置的结构的纵截面图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。还有，各图中，同一符号表示同一结构或功能，适当省略对这些符号的重复说明。
(第1实施方式)
图1表示有关本发明的汽车，即搭载有有关本发明的复合驱动装置的汽车1的一个例子。同图中所示的汽车1为FR(前置发动机，后轮驱动)型汽车，同图为表示其大概结构的平面图。还有，实际的汽车中，同图中的箭头F方向为前侧，箭头R方向为后侧。
同图所示的汽车1具有被左右前轮2、2以及作为驱动车轮的左右后轮3、3所支撑的车身4。内燃发动机5通过橡胶垫架(图中未表示)被搭载在车身4的前部中，作为其输出轴的曲轴6朝着前后方向。还有，同图中，曲轴的后方突出部形成的输出轴作为图示的曲轴6。内燃发动机5的后端与复合驱动装置7连接。
复合驱动装置7具有通过减震装置8与内燃发动机5的曲轴5连接的输入轴10、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22、第2电动马达23(参照图2)、输出驱动力的输出轴12。这里，输入轴10和输出轴12配置在1轴13上，输入轴10配置在前侧，输出轴12配置在后侧。这些输入轴10和输出轴12相对于车身4朝着前后方向配置，与上述第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22、第2电动马达23一起，沿前后方向被收容在长壳体部件14内。还有，对于复合驱动装置7，后面将详细叙述。
复合驱动装置7的输出轴12从上述壳体部件14的后端突出，并向后方延伸，通过弹性联轴节15以及众所周知的传动轴16(实际上具有万向节、中间轴承等，图中进行了省略)与差速装置17连接。还有，该差速装置17通过左驱动轴18L、右驱动轴18R与上述左右后轮3、3连接。
上述结构的汽车1中，内燃发动机5产生的动力输入到复合驱动装置7的输入轴10，通过后述的第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21、变速装置22、第2电动马达23进行调节，从输出轴12进行输出。然后，调节后的动力通过传动轴16等传送到作为驱动车轮的左右后轮3、3。
接着，作为搭载在图1所示的汽车1上的与本发明有关的复合驱动装置7的一例，说明与本实施方式有关的复合驱动装置7A。首先参照图2的骨架图，说明复合驱动装置7A的整体概况，然后参照图3，详细叙述具体结构。还有，这些图中，箭头F方向为车身的前侧(内燃发动机侧)，箭头R方向为车身后侧(差速装置侧)。
如图2所示，复合驱动装置7A从靠近图1的内燃发动机5侧起，即前侧向后侧，依次配置有第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20。这些均被收容在壳体部件14(参照图1)的内侧，同时在1轴13上(1轴13的周围)、沿该1轴13从前面起依次排列配置。以下，依次对第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20进行说明。
第2电动马达23具有固定在壳体部件(参照图1)14的定子28、和被该定子28的内径侧(还有，在下面的说明中，对于壳体部件14的径方向的位置，靠近中心(1轴13)的一侧称为内径侧，远离的一侧称为外径侧)支撑并可自由旋转的转子29。该第2电动马达23的转子29与后述的变速装置22的太阳轮S1连接。这种第2电动马达23与后述第1电动马达20一样，通过变换器(图中未表示)与HV电池(复合驱动用电池未图示)连接。但是其主要功能不同。即第1电动马达20主要用于发电，而第2电动马达23主要作为驱动马达，辅助汽车1的动力(驱动力)。但是，在制动时作为发电机，将车辆惯性力再生成电能。
变速装置22具有由1个双小齿轮行星齿轮、和共用其中1个小齿轮的单小齿轮行星齿轮组成的、所谓的拉维瑙式的行星齿轮单元27，还具有第1制动器B1、第2制动器B2。
其中，行星齿轮单元27由2个太阳轮S1、S2、支撑小齿轮P1及小齿轮(共用长齿轮)P2的行星架CR1、齿圈R1组成。2个小齿轮P1、P2中，小齿轮P1与太阳轮S1和齿圈R1啮合，作为共用长齿轮的小齿轮P2与太阳轮S2和小齿轮P1啮合。该行星齿轮单元27的齿圈R1与第1制动器B1连接，太阳轮S2与第2制动器B2连接。变速装置22作为整体，作为输入部件的太阳轮S1与上述第2电动马达23的转子29连接，作为输出部件(输出元件)的行星架CR1通过后述动力分配用行星齿轮21的行星架CR0，与输出轴12连接。该变速装置22如后所述，通过使第1、第2制动器B1、B2中的一方结合，另一方开放，或者相反一方开放，另一方结合，从而可以切换不同减速比的2档的减速档。即，变速装置22对从上述第2电动马达23通过太阳轮S1输入的动力的大小进行改变，通过行星架CR1传送到输出轴12。
动力分配用行星齿轮21由相对于输出轴12同轴配置的双小齿轮行星齿轮构成。动力分配用行星齿轮21具有支撑多个小齿轮P0(P01和P02)的行星架(第3旋转元件)CR0、与该小齿轮P01啮合的太阳轮(第2旋转元件)S0、与小齿轮P02啮合的齿圈(第1旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21的齿圈R0与输入轴10连接，太阳轮S0与第1电动马达20的转子25连接，还有行星架CR0与输出轴12连接。这种动力分配用行星齿轮21根据第1电动马达20的旋转控制，将通过输入轴10输入到齿圈R0的动力，通过太阳轮S0分配到第1电动马达20侧，并通过行星架CR0分配到输出轴12侧。还有，分配到第1电动马达20的动力用于发电，另一方面，分配到输出轴12的动力用于驱动汽车1。
第1电动马达20具有固定在壳体部件(参照图1)14的定子24、和被支撑在该定子24的内径侧且可自由旋转的转子25。该第1电动马达20的转子25与上述的动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0连接。这种第1电动马达20主要根据通过太阳轮S0输入的动力进行发电，通过变换器对HV电池进行充电。
图2所示的复合驱动装置7A中，第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20中，前2个部件配置在输入轴10上，剩余的2个部件配置在输出轴12上。这些连接关系中，输入轴10通过第2电动马达23、变速装置22的内周侧向后方延伸，经由变速装置22的后侧且经由动力分配用行星齿轮21的前侧，与动力分配用行星齿轮21的齿圈R0连接。还有，第2电动马达23的转子29通过输入轴10的外周侧和变速装置22的太阳轮S2的内周侧之间向后方延伸，与变速装置22的太阳轮S1连接，变速装置22的行星架CR1向外径侧延伸，通过动力分配用行星齿轮21的齿圈R0的外周侧，从后侧(第1电动马达20侧)与动力分配用行星齿轮21的行星架CR0连接。另外，第1电动马达20的转子25通过输出轴12的外周侧向前侧延伸、与动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0连接。因此如上所述，齿圈R0与输入轴10连接、行星架CR0与变速装置22的行星架CR1连接、太阳轮S0与第1电动马达20的转子25连接的动力分配用行星齿轮21的行星架CR0的前侧(变速装置22侧)与输出轴12的前端连接。该输出轴12通过动力分配用行星齿轮21及第1电动马达20的内周侧向后方延伸。
这里，关于上述第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20的前后方向的配置位置、即沿1轴13的配置位置，在本发明中，至少第2电动马达23配置在第1电动马达20的前侧。还有，在本实施方式中，第2电动马达23配置在最前侧(靠近内燃发动机5侧)。这样，复合驱动装置7A对于车身4具有良好的搭载性。
还有，对于参照图2的骨架图说明的复合驱动装置7A的作用和效果，在参照图3说明复合驱动装置7A的具体结构后再进行说明。
图3表示包括复合驱动装置7A的1轴13的纵截面的上半部。
如同图所示的复合驱动装置7A具有配置在1轴13上的输入轴10和输出轴12、沿该1轴13的周围(1轴13上)排列配置的第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20。这些均被收容在壳体部件14内。但是，输出轴12的后端侧的一部分从壳体部件14向后方突出。
考虑到组装性等，壳体部件14沿1轴13在前后方向分割成多个部分，并分别在结合面将这些分割壳体结合起来构成一个整体。图3所示的本实施方式中，前侧的分割壳体14A和后侧的分割壳体14B在结合面H结合为一体，构成壳体14。还有，本实施方式中，结合面H位于动力分配用行星齿轮21的后端附近、即下面说明的隔壁D的稍前位置。该壳体部件14在前后方向的不同位置处，形成有多个隔壁(支撑部件)，即从前侧起依次形成隔壁A、B、C、D、E。这些隔壁A-E中，隔壁A和E分别设置在壳体部件14的前端及后端附近，隔壁A、E之间的壳体内空间被隔壁B、C、D沿1轴13分割成前后方向的4个空间。这些隔壁A-E作为壳体部件14的强度构件，并用于支撑各轴承(轴承部件)a-x(后述)，及形成液压室40、45(后述)。这里，隔壁A-E中，隔壁A、D通过将其他材料的大致圆板状的隔壁材料安装(例如利用螺栓固定)在同图所示位置而成。还有，分割壳体14A的隔壁A、B间的马达收容部14A1的径方向尺寸大于分割壳体14B的马达收容部14B1的径方向尺寸。因此，提高了复合驱动装置7A搭载在FR型汽车1的搭载性。
上述第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20分别收容在被隔壁A-E所分割的4个空间内，即第2电动马达23被收容在隔壁A、B之间，变速装置22被收容在隔壁B、C之间、动力分配用行星齿轮21被收容在隔壁C、D之间、第1电动马达20被收容在隔壁D、E之间。下面，从第2电动马达23开始依次进行说明。
第2电动马达23由例如交流永久磁铁同步型(无刷DC马达)构成，在输入轴10的外径侧，与其呈同轴状配置。第2电动马达23具有固定在壳体部件14的内周面的定子28、和设置在该定子28的内径侧并隔开一定气隙G2且可自由旋转的转子29。转子29的内径侧为圆筒状，该圆筒状的前部外周面和后部外周面分别形成有台阶部48、50。转子29通过在这些台阶部48、50和隔壁A、B之间以在前后方向定位的状态嵌合的轴承a、b，被壳体部件14支撑并可自由旋转。还有，圆筒状部分的后端通过嵌合在输入轴10的外周面的套管63，与后述的变速装置22的太阳轮S1连接。相互一体形成的转子29和太阳轮S1通过固定在输入轴10的外周面的轴承d、e，被输入轴10支撑并可相对自由旋转。这样，第2电动马达23的转子29被固定在隔壁A、B上的轴承a、b支撑并可自由旋转，因此可以很好地确保转子29的前后方向及径方向的位置精度，从而即使当出现例如使壳体部件14沿上下方向或左右方向弯曲的作用力，定子28和转子29之间也能够很好地维持规定的气隙G2的精度。还有，如上所述，第2电动马达23与第1电动马达20一样，通过变换器与HV电池连接。
还有，输入轴10通过在轴方向与轴承a重合的位置上设置的轴承c、在输入轴10的后端面的外周面和输出轴12的前端的筒状部的内周面之间设置的轴承q、在动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0和输出轴12之间设置的轴承r、s、以及第1电动马达20的转子25和隔壁D之间的轴承t，被分别支撑在壳体部件14上，并能够自由旋转。
变速装置22配置在壳体部件14的隔壁B、C之间、即壳体部件14的长度方向(沿1轴13方向)的大致中间处。变速装置22具有配置在内径侧的拉维瑙式行星齿轮单元27，和分别配置在其外径侧的前侧和后侧的第1制动器B1、第2制动器B2。
其中，行星齿轮单元27具有第1太阳轮S1(以下简称“太阳轮S1”)、在该太阳轮S1的前方稍微外径侧配置的第2太阳轮S2(以下简称“太阳轮S2”)、配置在太阳轮S1的外径侧的齿圈R1、与太阳轮S1和齿圈R1啮合的小齿轮P1、构成共用的长小齿轮并与太阳轮S2和小齿轮P1啮合的小齿轮P2、支撑这些小齿轮P1、P2的行星架CR1。以下，从太阳轮S1开始依次说明。
太阳轮S1通过上述套管63，与上述的第2电动马达23的转子29的后端连接。该太阳轮S1如上所述，与套管63一起，通过嵌入在输入轴10的外周面的轴承d、e被输入轴10支撑，并能够相对自由旋转。
太阳轮S2上一体化形成从其前端侧起沿行星架CR1的前侧行星架板CR1b向外径侧延伸的法兰部34、和从该法兰部34的外径侧端部向后方延伸的鼓部35。该鼓部35的外周面和壳体部件14的内周面的内周花键14a之间插装有后述的第2制动器B2。太阳轮S2被嵌合在与上述太阳轮S1一体的套管63的外周面上的轴承f、g、和分别嵌合在法兰部34的内径侧(基端侧)的前面和后面的轴承h、i所支撑并能够自由旋转。还有，轴承h插装在与隔壁B的内径侧后面之间，还有，轴承i插装在与后述的行星架CR1的前侧行星架板CR1b的内径侧前面之间，限制太阳轮S2的轴方向的移动。
齿圈R1的后端部上固定有沿行星架CR1的后侧行星架板CR1a向内径侧延伸的法兰部36，齿圈R1被嵌合在该法兰部36的内径侧的前面和后面的轴承j、k支撑并能够自由旋转。该轴承j插装在与行星架CR1的后侧行星架板CR1a之间，轴承k插装在与隔壁C的内径侧前面之间。齿圈R1的外周面和壳体部件14的内周面的内周花键14a之间插装有第1制动器B1，限制齿圈R1的轴方向的移动。
小齿轮P1被行星架CR1支撑并能够自由旋转，同时在内径侧与上述太阳轮S1啮合，在外径侧与上述齿圈R1啮合。
小齿轮P2为在前侧形成的大径齿轮P2a、和后侧形成的小径齿轮P2b一体形成的共用长小齿轮。小齿轮P2的大径齿轮P2a与上述太阳轮S2啮合，小齿轮P2的小径齿轮P2b与上述小齿轮P1啮合。
行星架CR1利用前侧行星架板CR1b和后侧行星架板CR1a支撑小齿轮P1、P2并使其能够自由旋转，同时后侧行星架板CR1a通过连接部件64与后述的动力分配用行星齿轮21的行星架CR0的后侧行星架板CR0a连接。该连接部件64与行星架CR1的后侧行星架板CR1a的内径侧后端连接，由向后方延伸的套管部、从该套管部的后端向外径侧延伸的法兰部、从该法兰部的外径侧端部向后方延伸的鼓部所形成，被嵌合在套管部的内周面和输入轴10的外周面之间的轴承m所支撑，并相对自由旋转。行星架CR1被分别嵌合在前侧行星架板CR1b的内径侧的前面的上述轴承i、嵌合在后侧行星架板CR1a的内径侧的后面的轴承j所支撑，并相对自由旋转。还有，行星架CR1被分别嵌合在从太阳轮S2延伸的法兰部34的内径侧(基端侧)的前面的轴承h、嵌合在从齿圈R1延伸的法兰部36的内径侧的后面的轴承k，被隔壁B、C支撑并自由旋转，且限制轴方向的移动。
第1制动器B1具有多片的圆盘和摩擦片(制动板)，在上述齿圈R1的外周面上形成的外周花键与在壳体部件14的内周面上形成的花键14a通过花键结合在一起。第1制动器B1的后面配置有第1制动器用的液压执行机构37。液压执行机构37具有在第1制动器B1的后面能够沿前后方向移动地配置的活塞38、设置在隔壁C的外径侧前面并与活塞38的后端侧油密封状嵌合的第1油压室40、插装在固定于隔壁C的挡板41和活塞38的内径侧前面之间从而使活塞38向后方受压的复位弹簧(压缩弹簧)42。
第2制动器B2在上述第1制动器B1的紧接前方处配置。第2制动器B2具有多片的圆盘和摩擦片(制动板)，在与上述太阳轮S2一体的鼓部35的外周面上形成的外周花键与壳体部件14的内周面上形成的花键14a之间通过花键结合在一起。第2制动器B2的前侧配置有第2制动器用的液压执行机构43。液压执行机构43具有在第2制动器B2的前面能够沿前后方向移动地配置的活塞44、设置在隔壁B的外径侧后面并与活塞44的前端侧油密封状嵌合的第2油压室45、插装在固定于隔壁B的挡板46和活塞44的内径侧后面之间从而使活塞44向前方受压的复位弹簧(压缩弹簧)47。
上述结构的变速装置22将第2电动马达23的输出通过套管63传送到太阳轮S1。在低状态下，第1制动器B1结合，第2制动器B2释放。因此，齿圈R1为固定状态，太阳轮S2为自由旋转状态，上述第1太阳轮S1的旋转通过小齿轮P1大幅度减速，并传送到行星架CR1，该行星架CR1的旋转被传送到输出轴12。
还有，变速装置22在高状态下，第1制动器B1释放，第2制动器B2制动。因此，太阳轮S2为固定状态，齿圈R1为自由旋转状态。在此状态下，第1太阳轮S1的旋转传送到小齿轮P1，同时小齿轮P2与停止状态的太阳轮S2啮合，行星架CR1以受到限制的规定转速进行公转，此时，行星架CR1的较小减速的旋转被传送到输出轴12。
这样，变速装置22在低状态下，由于第1、第2制动器B1、B2分别结合、释放，大幅度减速的旋转被输出到输出轴12。另一方面，在高状态下，由于第1、第2制动器B1、B2分别释放、结合，较小幅度减速的旋转被输出到输出轴12。这样，变速装置22可以进行2档变速，第2电动马达23能够实现小型化。即，使用小型电动马达、并在需要例如高转矩的汽车1发动的情况下，在低状态下向输出轴12传送足够的驱动转矩，而在输出轴12的高旋转时，作为高状态，可以防止转子29出现高速旋转。
动力分配用行星齿轮21配置在壳体部件14的隔壁C、D之间。如上所述，动力分配用行星齿轮21由相对于输入轴10同轴配置的双小齿轮行星齿轮构成，具有齿圈(第1旋转元件)R0、太阳轮(第2旋转元件)S0、支撑小齿轮P01、P02(图3中这些小齿轮统一表示为小齿轮P0)的行星架(第3旋转元件)CR0。其中，齿圈R0向前方延伸，固定在从输入轴10的后端附近的外周面沿行星架CR0向外径侧延伸的法兰部61的外径侧端侧。另外，行星架CR0的前侧行星架板CR0b与输出轴12的前端连接。太阳轮S0向后方延伸，与第1电动马达20的转子25连接。
相对于该动力分配用行星齿轮21的以下位置处嵌合有轴承n-s。轴承n嵌合在上述连接部件64的法兰部的内径侧后面和法兰部61的内径侧前面之间，轴承o嵌合在法兰部61的内径侧后面和前侧行星架板CR0b的内径侧前面之间，轴承p嵌合在前侧行星架板CR0b的内径侧后面和太阳轮S0的前端面之间。还有，轴承q嵌合在输入轴10的后端部的外周面和输出轴12的前端的筒状部的内周面之间，轴承r、s嵌合在该筒状部的外周面和太阳轮S0的内周面之间。通过这些轴承n-s，齿圈R0与输入轴10成为一体、相对于壳体部件14自由旋转，还有，行星架CR0及太阳轮S0相对于输出轴12自由旋转。这样，动力分配用行星齿轮21的作为输入部的齿圈R0固定在输入轴10上，作为输出部(动力分配处)的太阳轮S0及行星架CR0分别与第1电动马达20的转子25的前端、输出轴12的前端连接。这种动力分配用行星齿轮21将通过输入轴10输入到齿圈R0的内燃发动机5(参照图1)的动力，通过太阳轮S0分配到第1电动马达20侧，通过行星架CR0分配到输出轴12侧。此时动力分配的比例根据第1电动马达20的旋转状态来确定。即由第1电动马达20的转子25产生较大的功率时，增加第1电动马达20的发电量，同时相应减少输出到输出轴12的动力。相反，第1电动马达20的转子25产生较小的功率时，则减少第1电动马达20的发电量，同时相应增加输出到输出轴12的动力。
第1电动马达20由例如交流永久磁铁同步型(无刷DC马达)构成，被收容在隔壁D、E之间，同时在输出轴12的外径侧，与其呈同轴状配置。第1电动马达20具有固定在壳体部件14的内周面的定子24、和设置在该定子24的内径侧并隔开一定气隙G1且可自由旋转的转子25。转子25的内径侧为圆筒状，该圆筒状的前部外周面和后部外周面分别形成有台阶部30、31。转子25通过在这些台阶部30、31和隔壁D、E之间以在前后方向定位的状态嵌合的轴承t、u，被壳体部件14支撑并可自由旋转。还有，在圆筒状部分的前端上固定有上述动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0。相互一体化形成的转子25和太阳轮S0通过固定在输出轴12的前端侧的外周面的轴承r、s、u，被输出轴12支撑并相对自由旋转。还有，对于前后方向的配置位置，轴承s、v配置在分别与轴承t、u对应的位置。这样，第1电动马达20的转子25通过固定在隔壁D、E轴承t、u被支撑并能够自由旋转，可以很好地确保转子25的前后方向及径方向的位置精度，从而即使当出现例如使壳体部件14沿上下方向或左右方向弯曲的作用力，定子24和转子25之间也能够很好地维持规定的气隙G1的精度。还有，如上所述，第1电动马达20通过变换器与HV电池连接。这种结构的第1电动马达20的主要功能为根据分配到上述动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0的动力进行发电，通过变换器驱动第2电动马达，或对HV电池进行充电。
还有，输入轴10通过在轴方向与轴承a重合的位置上设置的轴承c及在输入轴10的后端面的外周面、和输出轴12的前端的筒状部的内周面之间设置的轴承q、在动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0和输出轴12之间设置的轴承r、s、以及在第1电动马达20的转子25和隔壁D之间的轴承t，被支撑在壳体部件14上，并自由旋转。
如上所述，收容有第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20的壳体部件14在最后部的隔壁E的内径侧具有向后方延伸的轮毂部14b。利用该轮毂部14b，通过轴承w、x支撑输出轴12并使其自由旋转。
壳体部件14中，隔壁E的外径侧厚度较大，形成安装部(装配部)14c。还有，壳体部件14的前端侧的连接部14d与通过橡胶垫架装在车身4(参照图1)上的内燃发动机5连接，后端侧利用安装部14c并通过橡胶垫架装在车身的一部分4a上。即车身的一部分4a上设置有橡胶底座51，通过螺栓52、垫圈53、螺母54将支柱55固定在该橡胶底座51上。壳体部件14通过螺丝结合在其后端部附近的安装部14c的螺栓56，固定在上述支柱55上。还有，安装完后，车身的一部分4a侧的螺栓52和壳体部件14侧的螺栓56的间隙G3短于该螺栓56的拧入长度(螺合长度)，即使在螺栓56万一出现松动的情况，螺栓56也不会从安装部14c中拔出，从而壳体部件14的后端部不会从车身的一部分4a脱出。
如图2的骨架图所示，上述结构的复合驱动装置7A中，输入到输入轴10的动力被输入到动力分配用行星齿轮21的齿圈R0，并被分配(分割)到太阳轮S0和行星架CR0。其中，分配到太阳轮S0的动力被输入到第1电动马达20的转子25，用作发电。所发出的电力通过变换器驱动第2电动马达，或对HV电池进行充电。另外，从HV电池通过变换器向第2电动马达23供应电力，通过变速装置22、行星架CR0驱动输出轴12。即来自内燃发动机5的动力和来自第2电动马达23的动力合成后输入到输出轴12。还有，由于变速装置22如前所述可以切换到高状态和低状态时，因此会随着高状态和低状态，将动力输出到输出轴12。
如图3所示，本实施方式中，第2电动马达23位于第1电动马达20的前侧(靠近内燃发动机5侧)。壳体部件14中，固定第2电动马达23的定子28的部分的内径大于固定第1电动马达20的定子24的部分的内径。这样，例如在汽车启动等加速时要产生很大的转矩的第2电动马达23的径方向尺寸可以增加(与第1电动马达相比)，从而可以相应地抑制前后方向的长度，缩短复合驱动装置7A整体的长度，提高对车身4的搭载性。
(第2实施方式)接着，作为搭载在图1所示的汽车1上的与本发明有关的复合驱动装置7的其他例，说明与本实施方式有关的复合驱动装置7B。首先，参照图4的骨架图，说明复合驱动装置7B整体的大概情况，然后参照图5，详细叙述具体结构。还有，这些图中，箭头F方向为车身的前侧(内燃发动机侧)，箭头R方向为车身后侧(差速装置侧)。
如图4所示，复合驱动装置7B从靠近图1的内燃发动机5侧起，即前侧向后侧，依次配置有第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21。这些均被收容在壳体部件14(参照图1)的内侧，同时在1轴13上(1轴13的周围)沿该1轴13依次排列配置。下面依次说明第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21。
第2电动马达23具有固定在壳体部件(参照图1)14的定子28、和被该定子28的内径侧(还有，在下面的说明中，对于壳体部件14的径方向的位置，靠近中心(1轴13)的一侧称为内径侧，远离的一侧称为外径侧)支撑并可自由旋转的转子29。该第2电动马达23的转子29与后述变速装置22的太阳轮S1连接。这种第2电动马达23与后述第1电动马达20一样，通过变换器(未图示)与HV电池(复合驱动用电池未图示)连接。但是其主要功能不同。即第1电动马达20主要用于发电，而第2电动马达23主要作为驱动马达，辅助汽车1的动力(驱动力)。但是，在制动时作为发电机，将车辆惯性力再生成电能。
变速装置22具有由1个双小齿轮行星齿轮、和共用其中1个小齿轮的单小齿轮行星齿轮组成的、所谓的拉维瑙式的行星齿轮单元27，还具有第1制动器B1、第2制动器B2。
其中，行星齿轮单元27由2个太阳轮S1、S2、支撑小齿轮P1及小齿轮(共用长齿轮)P2的行星架CR1、齿圈R1组成。2个小齿轮P1、P2中，小齿轮P1与太阳轮S1和齿圈R1啮合，作为共用长齿轮的小齿轮P2与太阳轮S2和小齿轮P1啮合。该行星齿轮单元27的齿圈R1与第1制动器B1连接，太阳轮S2与第2制动器B2连接。变速装置22作为整体，作为输入部件(输入元件)的太阳轮S1与上述第2电动马达23的转子29连接，作为输出部件(输出元件)的行星架CR1通过后述的动力分配用行星齿轮21的行星架CR0与输出轴12连接。该变速装置22如后所述，通过使第1、第2制动器B1、B2中的一方结合，另一方开放，或者相反一方开放，另一方结合，从而可以切换不同减速比的2档的减速档。即，变速装置22对从上述第2电动马达23通过太阳轮S1输入的动力的大小进行改变，通过行星架CR1传送到输出轴12。
第1电动马达20具有固定在壳体部件(参照图1)14的定子24、和被该定子24的内径侧支撑且可自由旋转的转子25。该第1电动马达20的转子25与后述的动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0连接。这种第1电动马达20的主要功能为根据通过太阳轮S0输入的动力进行发电，通过变换器对HV电池进行充电。
动力分配用行星齿轮21由相对于输入轴10同轴配置的双小齿轮行星齿轮构成。动力分配用行星齿轮21具有支撑多个小齿轮P0(P01及P02)的行星架(第3旋转元件)CR0、与该小齿轮P01啮合的太阳轮(第2旋转元件)S0、与小齿轮P02啮合的齿圈(第1旋转元件)R0。该动力分配用行星齿轮21的齿圈R0与输入轴10连接，太阳轮S0与第1电动马达20的转子25连接，还有行星架CR0与输出轴12连接。这种动力分配用行星齿轮21根据第1电动马达20的旋转控制，将通过输入轴10输入到齿圈R0的动力，通过太阳轮S0分配到第1电动马达20侧，并通过行星架CR0分配到输出轴12。还有，分配到第1电动马达20的动力用于发电，另一方面，分配到输出轴12的动力用于驱动汽车1。
图4所示的复合驱动装置7B中，第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、变速装置21中，4个全部配置在输入轴10上，这些部件具有如下的连接关系。输入轴10通过第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21的内周侧向后方延伸，从动力分配用行星齿轮21的后侧与其齿圈R0连接。还有，第2电动马达23的转子29通过输入轴10的外周侧、变速装置22的太阳轮S2的内周侧之间向后方延伸、与变速装置22的太阳轮S1连接。变速装置22的行星架CR1通过输入轴10的外周面、第1电动马达20及动力分配用行星齿轮21的内周侧之间向后方延伸、从动力分配用行星齿轮21的后侧与其行星架CR0连接。还有，第1电动马达20的转子25向后方延伸、与动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0连接。如上所述，齿圈R0与输入轴10连接、行星架CR0与变速装置22的行星架CR1连接、太阳轮S0与第1电动马达20的转子25连接的动力分配用行星齿轮21的行星架CR0的前侧(第1电动马达20侧)通过齿圈R0的外周侧和动力分配用行星齿轮21的后侧，与输出轴12的前端连接。该输出轴12向后方延伸。
这里，关于上述第2电动马达23、变速装置22、动力分配用行星齿轮21、第1电动马达20的前后方向的配置位置、即沿1轴13的配置位置，在本发明中，至少第2电动马达23配置在第1电动马达20的前侧。还有，在本实施方式中，第2电动马达23配置在最前侧(靠近内燃发动机5侧)。这样，如后所述，复合驱动装置7B可以实现对车身4的良好的搭载性。
还有，对于参照图4的骨架图说明的复合驱动装置7B的作用和效果，在参照图5说明复合驱动装置7B的具体结构后进行说明。
图5表示包括复合驱动装置7B的1轴13的纵截面的上半部。
如同图所示的复合驱动装置7B具有配置在1轴13上的输入轴10和输出轴12、沿该1轴13的周围(1轴13上)排列配置的第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21。这些均被收容在壳体部件14内。但是，输出轴12的后端侧的一部分从壳体部件14向后方突出。
考虑到组装性等，壳体部件14沿1轴13在前后方向分割成多个部分，并分别在结合面将这些分割壳体结合起来构成一个整体。图5所示的本实施方式中，前侧的分割壳体14A和后侧的分割壳体14B在结合面H结合为一体，构成壳体14。还有，本实施方式中，结合面H位于动力分配用行星齿轮21的前端附近、即后面说明的隔壁D的稍后位置。该壳体部件14在前后方向的不同位置处，形成有多个隔壁(支撑部件)，即从前侧起依次形成有作为支撑部件的隔壁A、B、C、D、E。这些隔壁A-E中，隔壁A和E分别设置在壳体部件14的前端及后端附近，隔壁A-E之间的壳体内空间被隔壁B、C、D沿1轴13分割成前后方向的4个空间。这些隔壁A-E作为壳体部件14的强度构件，用于支撑各轴承a-x(后述)，形成液压室40、45(后述)。这里，隔壁A-E中，隔壁A、B通过将其他材料的大致圆板状的隔壁材料安装(例如用螺栓固定)在同图所示位置而成。还有，分割壳体14A的隔壁A、B间的马达收容部14A1的径方向尺寸大于隔壁C、D间的马达收容部14A2的径方向尺寸。因此，提高了复合驱动装置7B搭载在FR型汽车1的搭载性。
上述第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21分别收容在被隔壁A-E所分割的4个空间内，即第2电动马达23被收容在隔壁A、B之间，变速装置22被收容在隔壁B、C之间、第1电动马达20被收容在隔壁C、D之间，动力分配用行星齿轮21被收容在隔壁D、E之间。下面，从第2电动马达23开始依次进行说明。
第2电动马达23由例如交流永久磁铁同步型(无刷DC马达)构成，在输入轴10的外径侧，与其呈同轴状配置。第2电动马达23具有固定在壳体部件14的内周面的定子28、和设置在该定子28的内径侧并隔开一定气隙G2且可自由旋转的转子29。转子29的内径侧为圆筒状，该圆筒状的前部外周面和后部外周面分别形成有台阶部48、50。转子29通过在这些台阶部48、50和隔壁A、B之间以在前后方向定位的状态嵌合的轴承a、b，被壳体部件14支撑并可自由旋转。还有，圆筒状部分的后端通过嵌合在输入轴10的外周面上的套管63，与后述的变速装置22的太阳轮S1连接。相互一体形成的转子29、和太阳轮S1通过固定在输入轴10的外周面的轴承c、d、e、被输入轴10支撑并可相对自由旋转。还有，轴承c、d的前后方向配置位置分别为与轴承a、b对应的位置。这样，第2电动马达23的转子29被固定在隔壁A、B上的轴承a、b支撑并可自由旋转，因此可以很好地确保转子29的前后方向及径方向的位置精度，从而即使当出现例如使壳体部件14沿上下方向或左右方向弯曲的作用力，定子28和转子29之间也能够很好地维持规定的气隙G2的精度。还有，第2电动马达23与后述的第1电动马达20一样，通过变换器与HV电池连接。
还有，输入轴10通过与轴承a在轴方向重合的位置上设置的轴承c、在输入轴10的后端面的外周面和输出轴12的前端的筒状部的内周面之间设置的轴承y、在输出轴12和从壳体部件14的最后部的隔壁E的内径侧向后方延伸的轮毂部14b的内周面之间的轴承w，被支撑在壳体部件14上，并能够自由旋转。
变速装置22配置在壳体部件14的隔壁B、C之间、即壳体部件14的长度方向(沿1轴13方向)的大致中间处。变速装置22具有配置在内径侧的拉维瑙式行星齿轮单元27，和分别配置在其外径侧的前侧和后侧的第1制动器B1、第2制动器B2。
其中，行星齿轮单元27具有第1太阳轮S1(以下简称“太阳轮S1”)、在该太阳轮S1的前方稍微外径侧配置的第2太阳轮S2(以下简称“太阳轮S2”)、配置在太阳轮S1的外径侧的齿圈R1、与太阳轮S1和齿圈R1啮合的小齿轮P1、构成共用的长小齿轮并与太阳轮S2和小齿轮P1啮合的小齿轮P2、支撑这些小齿轮P1、P2的行星架CR1。以下，从太阳轮S1开始依次说明。
太阳轮S1通过上述套管63，与上述的第2电动马达23的转子29的后端连接。该太阳轮S1如上所述，与套管63一起，通过嵌入在输入轴10的外周面的轴承c、d、e被输入轴10支撑，并能够相对自由旋转。
太阳轮S2上一体化形成从其前端侧起沿行星架CR1的前侧行星架板CR1b向外径侧延伸的法兰部34、和从该法兰部34的外径侧端部向后方延伸的鼓部35。该鼓部35的外周面和壳体部件14的内周面的内周花键14a之间插装有后述的第2制动器B2。太阳轮S2被嵌合在与上述太阳轮S1一体的套管63的外周面上的轴承f、g、和分别嵌合在法兰部34的内径侧(基端侧)的前面和后面的轴承h、i所支撑并能够自由旋转。还有，轴承h插装在与隔壁B的内径侧后面之间，还有，轴承i插装在与后述的行星架CR1的前侧行星架板CR1b的内径侧前面之间。
齿圈R1的后端部上固定有沿行星架CR1的后侧行星架板CR1a向内径侧延伸的法兰部36，齿圈R1被嵌合在该法兰部36的内径侧的前面和后面的轴承j、k支撑并能够自由旋转。该轴承j插装在与行星架CR1的后侧行星架板CR1a之间，轴承k插装在与隔壁C的内径侧前面之间。齿圈R1的外周面和壳体部件14的内周面的内周花键14a之间插装有第1制动器B1。
小齿轮P1被行星架CR1支撑并能够自由旋转，同时在内径侧与上述太阳轮S1啮合，在外径侧与上述齿圈R1啮合。
小齿轮P2为在前侧形成的大径齿轮P2a、和后侧形成的小径齿轮P2b一体形成的共用长小齿轮。小齿轮P2的大径齿轮P2a与上述太阳轮S2啮合，小齿轮P2的小径齿轮P2b与上述小齿轮P1啮合。
行星架CR1利用前侧行星架板CR1b和后侧行星架板CR1a支撑小齿轮P1、P2并使其能够自由旋转，同时后侧行星架板CR1a通过向后方延伸的套管65与后述的动力分配用行星齿轮21的行星架CR0的后侧行星架板CR0a连接。该套管65的前端部与后侧行星架板CR1a连接，中间部通过后述的第1电动马达20的转子25的内侧，后端部与动力分配用行星齿轮21的后侧行星架板CR0a连接。该套管65被嵌合在输入轴10的外周面之间的轴承l、m所支撑，并相对自由旋转。行星架CR1被分别嵌合在前侧行星架板CR1b的内径侧的前面的上述轴承i、嵌合在后侧行星架板CR1a的内径侧的前面与后面的轴承n、j所支撑，并相对自由旋转。还有，轴承n插装在与上述太阳轮S1的后端面之间。
第1制动器B1具有多片的圆盘和摩擦片(制动板)，在上述齿圈R1的外周面上形成的外周花键与在壳体部件14的内周面上形成的花键14a通过花键结合在一起。第1制动器B1的后面配置有第1制动器用的液压执行机构37。液压执行机构37具有在第1制动器B1的后面能够沿前后方向移动地配置的活塞38、设置在隔壁C的外径侧前面并与活塞38的后端侧油密封状嵌合的第1油压室40、插装在固定于隔壁C的挡板41和活塞38的内径侧前面之间从而使活塞38向后方受压的复位弹簧(压缩弹簧)42。
第2制动器B2在上述第1制动器B1的紧接前方处配置。第2制动器B2具有多片的圆盘和摩擦片(制动板)，在与上述太阳轮S2一体的鼓部35的外周面上形成的外周花键与壳体部件14的内周面上形成的花键14a之间通过花键结合在一起。第2制动器B2的前侧配置有第2制动器用的液压执行机构43。液压执行机构43具有在第2制动器B2的前面能够沿前后方向移动地配置的活塞44、设置在隔壁B的外径侧后面并与活塞44的前端侧油密封状嵌合的第2油压室45、插装在固定于隔壁B的挡板46和活塞44的内径侧后面之间从而使活塞44向前方受压的复位弹簧(压缩弹簧)47。
上述结构的变速装置22将第2电动马达23的输出通过套管63传送到太阳轮S1。在低状态下，第1制动器B1结合，第2制动器B2释放。因此，齿圈R1为固定状态，太阳轮S2为自由旋转状态，上述第1太阳轮S1的旋转通过小齿轮P1大幅度减速，并传送到行星架CR1，该行星架CR1的旋转被传送到输出轴12。
还有，变速装置22在高状态下，第1制动器B1释放，第2制动器B2制动。因此，太阳轮S2为固定状态，齿圈R1为自由旋转状态。在此状态下，第1太阳轮S1的旋转传送到小齿轮P1，同时小齿轮P2与停止状态的太阳轮S2啮合，行星架CR1以受到限制的规定转速进行公转，此时，行星架CR1的较小减速的旋转被传送到输出轴12。
这样，变速装置22在低状态下，由于第1、第2制动器B1、B2分别结合、释放，大幅度减速的旋转被输出到输出轴12。另一方面，在高状态下，由于第1、第2制动器B1、B2分别释放、结合，较小幅度减速的旋转被输出到输出轴12。这样，变速装置22可以进行2档变速，第2电动马达23能够实现小型化。即，使用小型电动马达、并在需要例如高转矩的汽车1发动的情况下，在低状态下向输出轴12传送足够的驱动转矩，而在输出轴12的高旋转时，作为高状态，可以防止转子29出现高速旋转。
第1电动马达20由例如交流永久磁铁同步型(无刷DC马达)构成，被收容在隔壁C、D之间，同时在输入轴10的外径侧，与其呈同轴状配置。第1电动马达20具有固定在壳体部件14的内周面的定子24、和设置在该定子24的内径侧并隔开一定气隙G1且可自由旋转的转子25。转子25的内径侧为圆筒状，该圆筒状的前部外周面和后部外周面分别形成有台阶部30、31。转子25通过在这些台阶部30、31和隔壁C、D之间以在前后方向定位的状态嵌合的轴承o、p，被壳体部件14支撑并可自由旋转。还有，在圆筒状部分的后端上固定有后述的动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0。相互一体化形成的转子25和太阳轮S0通过固定在嵌合于输入轴10的外周面的轴承q、r、s，被套管65支撑并相对自由旋转。还有，对于前后方向的配置位置，轴承q、r配置在分别与轴承o、p对应的位置。这样，第1电动马达20的转子25被固定在隔壁C、D的轴承o、p、和固定在套管65的外周面的轴承q、r所夹持，被壳体部件14及套管65支撑并能够自由旋转，可以很好地确保转子25的前后方向及径方向的位置精度，从而即使当出现例如使壳体部件14沿上下方向或左右方向弯曲的作用力，定子24和转子25之间也能够很好地维持规定的气隙G1的精度。还有，如上所述，第1电动马达20通过变换器与HV电池连接。这种结构的第1电动马达20的主要功能为根据分配到上述动力分配用行星齿轮21的太阳轮S0的动力进行发电，通过变换器驱动第2电动马达23，或对HV电池进行充电。
动力分配用行星齿轮21配置在壳体部件14的隔壁D、E之间。如上所述，动力分配用行星齿轮21由相对于输入轴10同轴配置的双小齿轮行星齿轮构成，具有齿圈(第1旋转元件)R0、太阳轮(第2旋转元件)S0、支撑小齿轮P01、P02(图5中这些小齿轮统一表示为小齿轮P0)的行星架(第3旋转元件)CR0。其中，齿圈R0向后方延伸，固定在从输入轴10的后端附近的外周面沿行星架CR0向外径侧延伸的法兰部61的外径侧端侧。另外，行星架CR0的后侧行星架板CR0a在其内径侧与上述的套管65的后端连接。行星架CR0的前侧行星架板CR0b通过连接部件66与输出轴12的前端连接。该连接部件66具有与上述前侧行星架板CR0b的外径侧端部连接并向后方延伸的鼓部、与该鼓部的后端连接并沿上述法兰部61的后侧向内径侧延伸的法兰部，该法兰部的内径侧与输出轴12连接。
相对于该动力分配用行星齿轮21的以下位置处嵌合有轴承。上述轴承r、s嵌合在与后侧行星架板CR0a一体化的套管65的后端侧外周面和太阳轮S0的内周面之间，轴承m嵌合在该套管65的后端侧内周面和输入轴10的后端侧外周面之间。还有，在后侧行星架板CR0a的内径侧前面和后面上，在与太阳轮S0的后端面之间和与法兰部61的内径侧前面之间，分别嵌合有轴承t、u。还有，轴承v嵌合在法兰部61的内径侧后面和连接部件66的法兰部的内径侧前面之间。通过这些轴承，齿圈R0通过法兰部61与输入轴10成为一体、相对于壳体部件14自由旋转，还有，行星架CR0及太阳轮S0被输出轴12和套管65支撑并相对自由旋转。这样，动力分配用行星齿轮21的作为输入部的齿圈R0通过法兰部61固定在输入轴10上，作为输出部(动力分配处)的太阳轮S0及行星架CR0分别与第1电动马达20的转子25的后端、输出轴12的前端连接。这种动力分配用行星齿轮21将通过输入轴10输入到齿圈R0的内燃发动机5(参照图1)的动力，通过太阳轮S0分配到第1电动马达20侧，通过行星架CR0分配到输出轴12侧。此时动力分配的比例根据第1电动马达20的旋转状态来确定。即由第1电动马达20的转子25产生较大的功率时，增加第1电动马达20的发电量，同时相应减少输出到输出轴12的动力。相反，第1电动马达20的转子25产生较小的功率时，则减少第1电动马达20的发电量，同时相应增加输出到输出轴12的动力。
如上所述，收容有第2电动马达23、变速装置22、第1电动马达20、动力分配用行星齿轮21的壳体部件14在最后部的隔壁E的内径侧具有向后方延伸的轮毂部14b。利用该轮毂部14b，通过轴承w、x支撑输出轴12并使其自由旋转。
还有，壳体部件14的前端侧的连接部14d与通过橡胶垫架装在车身4(参照图1)上的内燃发动机5连接，后侧利用设置在隔壁D的外径部的安装部(图中未表示)并通过橡胶垫架装在车身的一部分上。
如图4的骨架图所示，上述结构的复合驱动装置7B中，输入到输入轴10的动力被输入到动力分配用行星齿轮21的齿圈R0，并被分配(分割)到太阳轮S0和行星架CR0。其中，分配到太阳轮S0的动力被输入到第1电动马达20的转子25，用作发电。所发出的电力通过变换器驱动第2电动马达23，或对HV电池进行充电。另外，从HV电池通过变换器向第2电动马达23供应电力，通过变速装置22、行星架CR0驱动输出轴12。即来自内燃发动机5的动力和来自第2电动马达23的动力合成后输入到输出轴12。还有，由于变速装置22如前所述可以切换到高状态和低状态，因此会随着高状态和低状态，将动力输出到输出轴12。
如图5所示，本实施方式中，第2电动马达23位于第1电动马达20的前侧(靠近内燃发动机5侧)。壳体部件14中，固定第2电动马达23的定子28的部分的内径大于固定第1电动马达20的定子24的部分的内径。这样，例如在汽车启动等加速时要产生很大的转矩的第2电动马达23的径方向尺寸可以增加(与第1电动马达相比)，从而可以相应地抑制前后方向的长度，缩短复合驱动装置7B整体的长度，提高对车身的搭载性。
还有，上述第1实施方式-第2实施方式中说明的第1、第2制动器B1、B2除了液压执行机构，也可以采用利用滚珠丝杠机构及电动马达的电动执行机构、或者其他的执行机构。还有，除了摩擦结合元件，也可以是例如啮合式的元件。
还有，上述变速装置22除了上述实施方式，当然也可以采用其他的2档、3档或者更多档的自动变速装置、或具有增速档(O/D)的自动变速装置，还可以采用无级变速装置(CVT)。另外，变速装置22的输出除了输出轴12，还可以与从该输出轴12到驱动车轮的动力传送系的任何位置连接。
产业上的利用可能性上述本发明的复合驱动装置可以适用于汽车，特别是适用于FR用的汽车。
权利要求
1.一种复合驱动装置，装备有输入来自内燃发动机的动力的输入轴；与上述输入轴在1轴上排列配置且与驱动车轮联动的输出轴；配置在上述1轴上并具有定子和转子的第1电动马达；配置在上述1轴上并具有与上述输入轴连接的第1旋转元件、与上述第1电动马达的转子连接的第2旋转元件、与上述输出轴连接的第3旋转元件的动力分配用行星齿轮；配置在上述1轴上并具有定子和转子的第2电动马达；和配置在上述1轴上并将上述第2电动马达的转子的旋转进行变速后传送到上述输出轴的变速装置，其特征在于上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮、上述第2电动马达、以及上述变速装置被收容在壳体部件内，并在上述1轴上排列配置，且上述壳体部件上固定有上述第1电动马达及上述第2电动马达的上述定子，上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮、上述第2电动马达、以及上述变速装置沿上述1轴配置，并使上述第2电动马达位于比上述第1电动马达更靠近上述内燃发动机侧的位置。
2.根据权利要求1所述的复合驱动装置，其特征在于沿上述壳体部件的上述1轴配置的上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮、上述第2电动马达、以及上述变速装置中，上述第2电动马达配置在最前端部。
3.根据权利要求2所述的复合驱动装置，其特征在于上述变速装置与上述第2电动马达相邻设置。
4.根据权利要求2所述的复合驱动装置，其特征在于上述第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从上述壳体部件延伸的支撑部件上，上述支撑部件中的位于上述第2电动马达和上述变速装置之间的支撑部件上形成有上述变速装置的液压执行机构的液压室。
5.根据权利要求4所述的复合驱动装置，其特征在于上述液压室的至少一部分设置在上述第2电动马达的定子(线圈端)的内径侧。
6.根据权利要求1所述的复合驱动装置，其特征在于从靠近上述内燃发动机侧起，依次配置有上述第2电动马达、上述变速装置、上述动力分配用行星齿轮、上述第1电动马达。
7.根据权利要求6所述的复合驱动装置，其特征在于上述输入轴穿过上述第2电动马达、上述变速装置的内周侧与上述第1旋转元件连接，上述输出轴穿过上述动力分配用行星齿轮、上述第1电动马达的内周侧，同时上述变速装置的输出元件穿过上述动力分配用行星齿轮的外周侧与上述输出轴连接。
8.根据权利要求7所述的复合驱动装置，其特征在于上述动力分配用行星齿轮由双小齿轮行星齿轮构成，上述输入轴穿过上述变速装置和上述动力分配用行星齿轮之间，与上述双小齿轮行星齿轮的齿圈连接，上述输出轴穿过上述动力分配用行星齿轮的内周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架的上述变速装置侧连接，上述第1电动马达的转子与上述双小齿轮行星齿轮的太阳轮连接，上述变速装置的输出元件穿过上述动力分配用行星齿轮的外周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架的上述第1电动马达侧连接。
9.根据权利要求7所述的复合驱动装置，其特征在于上述第1电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从上述壳体部件延伸的支撑部件上，上述输出轴的外周面设置有轴承部件，被上述第1电动马达的转子的内周面所支撑。
10.根据权利要求9所述的复合驱动装置，其特征在于上述第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从上述壳体部件延伸的支撑部件上，上述输入轴的外周面设置有轴承部件，被上述第2电动马达的转子的内周面所支撑。
11.根据权利要求1所述的复合驱动装置，其特征在于从靠近上述内燃发动机侧起，依次配置有上述第2电动马达、上述变速装置、上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮。
12.根据权利要求11所述的复合驱动装置，其特征在于上述输入轴穿过上述第2电动马达、上述变速装置、上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮的内周侧与上述第1旋转元件连接，上述输出轴穿过上述动力分配用行星齿轮的外周侧，同时上述变速装置的输出元件穿过上述第1电动马达、上述动力分配用行星齿轮的内周侧与上述输出轴连接。
13.根据权利要求12所述的复合驱动装置，其特征在于上述动力分配用行星齿轮由双小齿轮行星齿轮构成，上述输入轴穿过上述动力分配用行星齿轮的后侧与上述双小齿轮行星齿轮的齿圈连接，上述输出轴穿过上述动力分配用行星齿轮的外周侧、与上述双小齿轮行星齿轮的行星架的上述第1电动马达侧连接，上述第1电动马达的转子与上述双小齿轮行星齿轮的太阳轮连接，上述变速装置的输出元件穿过上述动力分配用行星齿轮的内周侧与上述双小齿轮行星齿轮的行星架的后侧连接。
14.根据权利要求11所述的复合驱动装置，其特征在于上述第1电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从上述壳体部件延伸的支撑部件上，上述变速装置的输出元件的外周面上设置有轴承部件，被上述第1电动马达的转子的内周面所支撑。
15.根据权利要求11所述的复合驱动装置，其特征在于上述第2电动马达的转子的两侧通过轴承部件被支撑在从上述壳体部件延伸的支撑部件上，上述输入轴的外周面设置有轴承部件，被上述第2电动马达的转子的内周面及上述变速装置的输出元件的内周面所支撑。
16.根据权利要求11所述的复合驱动装置，其特征在于上述支撑部件中的位于上述第2电动马达和上述变速装置之间的支撑部件上形成有上述变速装置的液压执行机构的液压室。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的复合驱动装置，其特征在于上述变速装置具有行星齿轮单元。
18.根据权利要求17所述的复合驱动装置，其特征在于上述变速装置至少具有4个变速元件，并且第1变速元件与上述第2电动马达的转子连接，第2变速元件与上述输出轴连接，第3、第4变速元件分别具有能够固定在壳体上的制动器元件。
19.根据权利要求17所述的复合驱动装置，其特征在于上述变速装置的行星齿轮单元由拉维瑙式行星齿轮构成，上述拉维瑙式行星齿轮的行星架与上述输出轴连接。
20.一种汽车，其具有内燃发动机、复合驱动装置、作为接受从上述复合驱动装置传送过来的驱动力的驱动车轮的后轮，其特征在于上述复合驱动装置为权利要求1至19中任一项所述的复合驱动装置，上述复合驱动装置中，上述内燃发动机的输出轴与上述输入轴连接，同时上述输出轴与传动轴连接，上述内燃发动机的输出轴、上述输入轴、上述输出轴、以及上述传动轴大致配置在同一轴线上。
全文摘要
第2电动马达(23)配置在第1电动马达(20)的前侧(靠近内燃发动机(5)侧)。在壳体部件(14)中，固定第2电动马达(23)的定子(28)的部分的内径大于固定第1电动马达(20)的定子(24)的部分的内径。第2电动马达(23)的径方向尺寸可以增大，从而可以相应地抑制前后方向的长度，缩短复合驱动装置(7A)整体的前后方向的长度。
文档编号B60K6/547GK1700998SQ20048000114
公开日2005年11月23日 申请日期2004年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者加纳成吾, 表贤司, 和久田聪, 稻垣知亲, 足立昌俊, 小嵨昌洋 申请人:丰田自动车株式会社