JP2003170752A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータジェネレータがクラッチ装置よりも変
速機側に配置されたトルク伝達系の構成において、構造
をコンパクトにする。 【解決手段】 トルク伝達装置１は、主に、フライホイ
ール２に断続的に連結され変速機にトルクを伝達するた
めのクラッチ装置４と、クラッチ装置４の変速機側に配
置されたモータジェネレータ５とから構成されている。
クラッチ装置４は、主に、クラッチディスク組立体６
と、クラッチカバー組立体７と、クラッチ操作機構８と
から構成されている。クラッチ操作機構８は、モータジ
ェネレータ５の変速機側からロータ５２を軸方向に貫通
してクラッチカバー組立体７に対して操作荷重を付与す
ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルク伝達装置、
特に、フライホイールから変速機にトルクを伝達及び遮
断するためのトルク伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃費向上を図る技術の１
つとして、エンジンの出力トルクを変速機に伝達するた
めのトルク伝達系にモータジェネレータを配置して、走
行時の制動エネルギを電力として取り出す回生を行った
り、バッテリに充電された電気をモータジェネレータの
出力トルクによりエンジントルクをアシストする等の技
術が提案されている。

【０００３】このようなトルク伝達系の構成として、車
両のエンジンのクランクシャフトの先端に固定されたフ
ライホイールと、フライホイールに連結されてトルクを
伝達するためのクラッチ装置と、フライホイール上に装
着されたモータジェネレータとを備えたものがある。こ
のトルク伝達系の構成では、制動回生がフライホイール
にクラッチ装置を連結した状態において行われるため、
エンジンブレーキ分だけモータジェネレータにおけるエ
ネルギの回生量が減少することになる。

【０００４】これに対して、例えば、特開２０００−２
８７３０５号公報に記載の技術や特開２００１−２４１
４７０号公報に記載の技術のようにモータジェネレータ
がクラッチ装置よりも変速機側に配置された構成を有す
るものがある。この構成では、フライホイールとクラッ
チ装置とを切り離した状態においても制動回生が可能で
あり、モータジェネレータにおけるエネルギ回生がされ
易くなる。すなわち、この構成におけるエネルギ回生量
は、フライホイール上にモータジェネレータを配置した
構成におけるエネルギ回生量よりも増加するようにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のトルク
伝達系の構成においては、クラッチ装置として、湿式ク
ラッチディスクを備えたクラッチ装置を使用しているた
め、専用の作動油系統が必要となりトルク伝達系全体の
構造が複雑になる。これに対して、作動油系統を必要と
しない乾式クラッチディスクを備えたクラッチ装置を用
いて上記のトルク伝達系の構成をしようとすると、モー
タジェネレータが邪魔になって乾式クラッチディスクを
操作するためのレリーズレバーやレリーズ軸受等からな
るクラッチ操作機構を配置することが難しい。仮に、ク
ラッチ装置とモータジェネレータとの軸方向間にスペー
スを空けてクラッチ操作機構を配置すると、大きな外周
方向寸法を有するモータジェネレータが変速機側に配置
されるため、軸方向寸法の増大する傾向となり、トルク
伝達系の構造が大型化してしまう。

【０００６】本発明の課題は、モータジェネレータがク
ラッチ装置よりも変速機側に配置されたトルク伝達系の
構成において、構造をコンパクトにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトルク
伝達装置は、フライホイールから変速機にトルクを伝達
及び遮断するためのトルク伝達装置であって、変速機に
トルクを伝達するための伝達軸と、クラッチディスク組
立体と、クラッチカバー組立体と、モータジェネレータ
と、クラッチ操作機構とを備えている。クラッチディス
ク組立体は、フライホイールに近接して配置された摩擦
連結部を有し、伝達軸に連結されている。クラッチカバ
ー組立体は、摩擦連結部をフライホイールに押圧するた
めのものである。モータジェネレータは、伝達軸に装着
されたロータとロータに対向して配置されたステータと
を有し、伝達軸との間でトルクを授受可能である。クラ
ッチ操作機構は、モータジェネレータの変速機側からロ
ータを軸方向に貫通してクラッチカバー組立体に対して
操作荷重を付与することが可能である。

【０００８】このトルク伝達装置では、モータジェネレ
ータの変速機側からロータを軸方向に貫通してクラッチ
カバー組立体に対して操作荷重を付与できるクラッチ操
作機構を備えているため、大きな外周方向寸法を有する
モータジェネレータをフライホイールやクラッチカバー
組立体のような大きな外周方向寸法を有する部材の近傍
に配置することができる。これにより、トルク伝達系の
構造をコンパクトにすることができる。

【０００９】請求項２に記載のトルク伝達装置では、請
求項１において、ロータには軸方向に貫通する孔が形成
されている。クラッチ操作機構は、貫通部材と、駆動部
材と、従動部材とを備えている。貫通部材は、ロータに
対して相対回転不能に、かつ、軸方向に移動可能になる
ようにロータの孔に係合する部材である。駆動部材は、
貫通部材に操作荷重を付与する部材である。従動部材
は、貫通部材を介して駆動部材からの操作荷重を受け、
クラッチカバー組立体に操作荷重を伝達する部材であ
る。

【００１０】このトルク伝達装置では、貫通部材によっ
てモータジェネレータのロータを貫通してクラッチカバ
ー組立体に操作荷重を付与できるようになっているた
め、構造が簡単である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態にかかるトル
ク伝達装置１の縦断面概略図を図１に示す。 ［構造］図１に示すトルク伝達装置１は、フライホイー
ル２から変速機（図示せず）にエンジンのトルクを伝達
及び遮断するための装置である。ここで、Ｏ−Ｏは、ト
ルク伝達装置１の回転軸線である。トルク伝達装置１
は、主に、フライホイール２に断続的に連結され変速機
にトルクを伝達するためのクラッチ装置４と、モータジ
ェネレータ５とから構成されている。

【００１２】フライホイール２は、円板状の部材であ
り、内周部が複数のボルト２１によってクランクシャフ
ト（図示せず）の先端に固定されている。また、フライ
ホイール２の外周部には、軸方向において変速機側を向
く環状かつ平坦な摩擦面２ａが形成されている。 ＜クラッチ装置＞クラッチ装置４は、主に、クラッチデ
ィスク組立体６と、クラッチカバー組立体７と、クラッ
チ操作機構８とから構成されている。

【００１３】クラッチディスク組立体６は、外周側に配
置された摩擦フェーシング等からなる摩擦連結部６１
と、摩擦連結部６１に固定されたクラッチプレート、リ
テーニングプレート及びコイルスプリング等からなるダ
ンパー機構６２と、ダンパー機構６２に連結されたハブ
フランジ６３とを備えている。摩擦連結部６１は、フラ
イホイール２の摩擦面２ａに対応して配置されている。
ハブフランジ６３の内周部は、伝達軸９にスプライン係
合した後述のモータジェネレータ５の筒状軸部５１にス
プライン係合し、伝達軸９と一体回転するようになって
いる。

【００１４】クラッチカバー組立体７は、フライホイー
ル２に装着され、フライホイール２に対してクラッチデ
ィスク組立体６の摩擦連結部６１を押圧及び押圧解除す
るための機構である。クラッチカバー組立体７は、主
に、クラッチカバー７１とプレッシャープレート７２と
ダイヤフラムスプリング７３とから構成されている。ク
ラッチカバー７１は皿状であり中心に大径の孔が形成さ
れている。クラッチカバー７１の外周端は、複数のボル
ト７４によりフライホイール２の外周端に固定されてい
る。クラッチカバー７１の内周部には、後述のモータジ
ェネレータ５のロータ５２に軸受７５を介して相対回転
可能に支持された複数の第１内周端部７１ａと、ダイヤ
フラムスプリング７３を支持するための複数の第２内周
端部７１ｂとが円周方向に交互に形成されている。プレ
ッシャープレート７２は、クラッチカバー７１内に配置
された環状の部材であり、クラッチディスク組立体６の
摩擦連結部６１をフライホイール２の摩擦面２ａとの間
に挟持するための部材である。ダイヤフラムスプリング
７３は、半径方向の中間部から内周部にかけて放射状の
スリットを備えた円板状の部材であり、半径方向の中間
のやや外周側の部分がクラッチカバー７１の第２内周端
部７１ｂに揺動可能に支持されている。ダイヤフラムス
プリング７３の外周端部７３ａはプレッシャープレート
７２の変速機側面に当接しており、ダイヤフラムスプリ
ング７３の内周端部７３ｂは後述のクラッチ操作機構８
を構成する第２レリーズ軸受８４に当接している。

【００１５】クラッチ操作機構８は、クラッチカバー組
立体７に操作荷重を付与するための機構である。以下、
図２を用いて、クラッチ操作機構８について説明する。
クラッチ操作機構８は、主に、カラー部材８１と、第１
レリーズ軸受８２（駆動部材）と、貫通部材８３と、第
２レリーズ軸受８４（従動部材）とから構成されてい
る。カラー部材８１は、筒状の部材であり、伝達軸９の
外周を覆うように配置され、変速機のハウジング３に固
定されている。第１レリーズ軸受８２は、カラー部材８
１の外周側に配置され、貫通部材８３に操作荷重を伝達
するための部材である。第１レリーズ軸受８２のアウタ
ーレース８２ａは、その変速機側からレリーズレバー
（図示せず）によって操作荷重（レリーズ荷重）が付与
されるようになっている。貫通部材８３は、カラー部材
８１の外周部に軸方向及び回転方向に移動可能に嵌合し
ている筒状部８３ａと、筒状部８３ａのエンジン側端部
に設けられた円環状のフランジ部８３ｂと、フランジ部
８３ｂのエンジン側面からさらにエンジン側に延びる複
数の突出部８３ｃとから構成されている。筒状部８３ａ
の外周面には、第１レリーズ軸受８２のインナーレース
８２ｂの内周面が固定されている。複数の突出部８３ｃ
は、後述のモータジェネレータ５のロータ５２に設けら
れた孔からなる複数の係合孔部５２ａに挿入され、ロー
タ５２のエンジン側に突出している。すなわち、貫通部
材８３は、ロータ５２に対して軸方向に移動可能である
が、回転方向には相対回転不能に係合している。第２レ
リーズ軸受８４は、モータジェネレータ５の筒状軸部５
１の外周部に貫通部材８３の軸方向に移動可能に嵌合し
ている。第２レリーズ軸受８４のインナーレース８４ａ
は、ダイヤフラムスプリング７３の内周端部７３ｂに当
接している。以上の構成によって、クラッチ操作機構８
は、クラッチカバー組立体７にレリーズ荷重を付与し
て、ダイヤフラムスプリング７３によるプレッシャープ
レート７２の押圧を解除することができる。

【００１６】＜モータジェネレータ＞モータジェネレー
タ５は、クラッチカバー組立体７の変速機側に配置さ
れ、伝達軸９との間でトルクを授受するための装置であ
る。モータジェネレータ５は、図１に示すように、主
に、伝達軸９にスプライン係合している筒状軸部５１
と、筒状軸部５１の変速機側端部から外周側に延びるロ
ータ５２と、ロータ５２に対向して配置されたステータ
５３とから構成されている。

【００１７】ロータ５２の外周側には、永久磁石からな
るロータマグネット５２ｂが備えられている。ロータ５
２の本体は、円板状の部材であり、クラッチカバー７１
の軸方向変速機側部分に近接して配置されている。ま
た、ロータ５２のロータマグネット５２ｂもクラッチカ
バー７１に対して軸方向に近接している。ステータ５３
は、トルク伝達装置１の最外周側に配置されたコイルが
巻き付けられた部材であり、バッテリ（図示せず）に接
続され、電気の授受を行っている。また、ステータ５３
及びロータマグネット５２ｂの外径は、クラッチ装置４
の外径とほぼ等しくなっている。さらに、ロータマグネ
ット５２ｂの一部がクラッチカバー７１の一部の外周側
に配置され、これら両者の一部が半径方向に重なってい
る。

【００１８】以上の構成より、クラッチ操作機構８は、
モータジェネレータ５のロータ５２を貫通してプレッシ
ャープレート７２に操作荷重を付与することが可能とな
っている。 ［動作］次に、トルク伝達装置１の動作について説明す
る。

【００１９】図３は、運転モードとトルク伝達装置１の
各部等の状態を示す表である。図３には、トルク伝達装
置１の各部等として、エンジン、モータジェネレータ
５、変速機及びクラッチ装置４が項目として列記されて
いる。以下、図３の番号に従って、トルク伝達装置１の
動作を説明する。 （１）停止（駐車） 停止（駐車）時においては、エンジンはオフであり、変
速機のシフトポジションはニュートラル（以下、Ｎとす
る）であり、モータジェネレータ５はオフとなってい
る。この際、クラッチ装置４は、図１に示されるよう
に、クラッチディスク組立体６の摩擦連結部６１がフラ
イホイール２の摩擦面２ａに摩擦係合された状態になっ
ている。具体的には、クラッチ操作機構８の第１レリー
ズ軸受８２のエンジン側への押圧が解除されており、ダ
イヤグラムスプリング７３の内周端部７３ｂが変速機側
に移動し（図１中の実線で示されたダイヤフラムスプリ
ング７３を参照）、プレッシャープレート７２がダイヤ
フラムスプリング７３の外周端部７３ａによってエンジ
ン側に押圧された状態（以下、クラッチ接状態とする）
となっている。

【００２０】（２）始動 エンジンの始動は、バッテリの充電量が十分な場合、モ
ータジェネレータ５をスタータの代わりにして、エンジ
ンを始動する。具体的には、クラッチ装置４をクラッチ
接の状態にして、バッテリに充電された電気を利用して
モータジェネレータ５を放電モード（以下、Ｍモードと
する）にして、バッテリに充電した電気をロータ５２の
回転に変換して伝達軸９にトルクを入力する。このトル
クが摩擦連結部６１及びフライホイール２を介してエン
ジンが始動される。

【００２１】（３）発進前 エンジンが始動された後、モータジェネレータ５をオフ
とする。そして、クラッチ操作機構８をクラッチレリー
ズ操作をして（以下、クラッチ断状態とする）、アイド
リング状態にする。具体的には、図示しないレリーズレ
バーから第１レリーズ軸受８２をエンジン側に押圧する
荷重を作用させて、ダイヤグラムスプリング７３の内周
端部７３ｂを介して（図１の２点鎖線で示されたダイヤ
フラムスプリング７３を参照）、プレッシャープレート
７２のダイヤフラムスプリング７３の外周端部７３ａに
よる押圧を解除しクラッチディスク組立体６の摩擦連結
部６１とフライホイール２の摩擦面２ａとの摩擦係合を
解除する。

【００２２】（４）発進加速 次に、変速機のシフトポジションをＮの状態から１速
（後進時は、Ｒとする）に切り替える。そして、クラッ
チ装置４をクラッチ接状態にしながら、アクセルを踏み
込む。このとき、モータジェネレータ５をＭモードとし
て、アクセルの踏み込み量に応じて、バッテリに充電し
た電気をロータ５２の回転に変換して伝達軸９にトルク
を入力して加速アシストを行う。これにより、発進時の
燃料の消費が抑えられ、燃費が向上する。

【００２３】（５）アップシフト 次に、変速機のシフトポジションを１速から段階的にア
ップシフトしながら走行する。この際、モータジェネレ
ータ５を用いて伝達軸９の回転数の同期制御を行う。具
体的には、アップシフト時はエンジン回転数が低下する
方向となるので、モータジェネレータ５をＧモードにし
て、伝達軸９の回転数を下降させてエンジンと伝達軸９
との回転数を同期させた後、シフトチェンジを行う。こ
れにより、変速時のショックを少なくできる。

【００２４】（６）走行 走行状態（例えば、２速以上）になった後、モータジェ
ネレータ５からの加速アシストを減少させ、基本的にエ
ンジンのトルクのみの駆動に切り替える。尚、バッテリ
の充電量が不足している場合には、適時モータジェネレ
ータ５をＧモードとしてバッテリへの充電を行う。

【００２５】（７）緩いアクセルオフ 走行中において、アクセルの踏み込みを緩めて少し速度
を下降させる場合がある。この際には、クラッチ装置４
をクラッチ断状態とし、同時に、モータジェネレータ５
をＧモードにして、伝達軸９のトルクを回生する。すな
わち、車両を緩やかに制動しながらエネルギ回生を行
う。このとき、エンジンと伝達軸９とが切り離されるた
め、エンジンブレーキが作動せず、モータジェネレータ
５によるエネルギ回生の効率が向上する。

【００２６】（８）急なアクセルオフ、ブレーキング 走行中において、さらに車両を減速させるためにアクセ
ルを全閉して、エンジンの燃料供給を止める場合（以
下、燃料カットとする）がある。この際には、クラッチ
装置４をクラッチ接状態として、エンジンと伝達軸９と
を摩擦連結する。このとき、モータジェネレータ５はＧ
モードのままにして、モータジェネレータ５による回生
制動を行うとともに、エンジンブレーキによる制動を行
う。さらに、フットブレーキを踏み込んでブレーキング
する場合は、エンジンブレーキ、モータジェネレータ５
による回生制動及びフットブレーキによる制動によっ
て、車両は急激に減速される。

【００２７】（９）ダウンシフト 次に、変速機のシフトポジションを５速等から段階的に
ダウンシフトする。この際、モータジェネレータ５を用
いて伝達軸９の回転数の同期制御を行う。具体的には、
変速機のダウンシフト時は、エンジン回転数が上昇する
方向となるので、モータジェネレータ５をＭモードとし
伝達軸９の回転数を上昇させてエンジンと伝達軸９との
回転数を同期させた後、シフトチェンジを行う。

【００２８】（１０）車両停止 車両を停止する場合、フットブレーキによりブレーキン
グして、車両を停止させ、クラッチ装置４をクラッチ断
状態にした後、シフトポジションをＮにする。 ［特徴］本実施形態のトルク伝達装置の特徴について説
明する。

【００２９】（１）モータジェネレータのロータを貫通
するクラッチ操作機構を採用したことによるトルク伝達
装置のコンパクト化 本実施形態のトルク伝達装置１では、モータジェネレー
タ５がクラッチ装置４よりも変速機側に配置されたトル
ク伝達系において、上記のような貫通部材８３を備えた
クラッチ操作機構８を採用してモータジェネレータ５の
変速機側からクラッチ操作できるようにしている。この
ため、クラッチ装置４の外径とほぼ等しい外周方向寸法
を有するモータジェネレータ５をフライホイール２やク
ラッチカバー組立体７のような部材の近傍にまとめて配
置でき、トルク伝達系の構造をコンパクトにすることが
できる。

【００３０】また、ロータマグネット５２ｂの一部がク
ラッチカバー７１の一部の外周側に配置され、これら両
者の一部が半径方向に重なるように配置できるため、軸
方向寸法の短縮も実現できる。 （２）回生効率の向上 本実施形態のトルク伝達装置１においては、モータジェ
ネレータ５がクラッチ装置４の変速機側に配置されてい
るため、クラッチ装置４をクラッチ断状態にすると、エ
ンジンとモータジェネレータ５とを完全に切り離すこと
ができる。これにより、走行中の緩いアクセルオフ時に
おいては、エンジンブレーキによる制動を生じることな
くモータジェネレータ５によるエネルギ回生を行うこと
ができるため、エネルギ回生の効率を向上させることが
できる。

【００３１】（３）エンジンの回転速度変動の伝達の減
衰効果 本実施形態のトルク伝達装置１は、クラッチ接状態にお
いて、エンジンから変速機に向かって順に、フライホイ
ール２（具体的には、クラッチディスク組立体６及びク
ラッチカバー組立体７を構成する部材うちフライホイー
ル２と一体回転する部材も含む）と、クラッチディスク
組立体６のダンパー機構６２と、モータジェネレータ５
のロータ５２とが伝達軸９上に直列に並んだ構成とな
る。このとき、ダンパー機構６２の下流側に大きな慣性
モーメントを有するロータ５２があるため、図４に示す
ように、２つのフライホイールの間にダンパー機構が配
置された振動系と類似の振動系が構成される。これによ
り、図５に示すように、トルク伝達装置１を含む系の捩
り振動の共振点は、モータジェネレータがない場合の共
振点Ａから、低回転数側の共振点Ｂにシフトするため、
エンジン回転速度の変動の伝達をより低いエンジン回転
速度領域から減衰させることができる。

【００３２】（４）発進時にモータジェネレータで加速
アシストすることによる燃費向上 本実施形態のトルク伝達装置１は、発進時にモータジェ
ネレータ５をＭモードにして、エンジントルクをアシス
トできるため、燃費の向上に寄与できる。 （５）変速ショックの低減 本実施形態のトルク伝達装置１は、変速機のダウンシフ
ト時において、モータジェネレータ５をＭモードにし
て、伝達軸９の回転数を上昇させてエンジンと伝達軸９
との回転数を同期させた後、シフト変更を行うようにし
ている。逆に、アップシフト時においては、モータジェ
ネレータ５をＧモードにして、伝達軸９の回転数を下降
させてエンジンと伝達軸９との回転数を同期させた後、
シフトチェンジを行う。これにより、変速ショックを少
なくできる。

【００３３】［他の実施形態］以上、本発明の実施形態
について説明したが、具体的な構成は前記実施形態に限
られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変
更可能である。例えば、前記実施形態ではプッシュタイ
プのクラッチカバー組立体を採用しているが、プルタイ
プのクラッチカバー組立体を採用してもよい。また、ダ
イヤフラムスプリング式ではなくコイルスプリング式を
採用してもよい。つまり、種々のクラッチカバー組立体
に採用可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明にかかるトルク伝達装置では、モ
ータジェネレータがクラッチ装置よりも変速機側に配置
されたトルク伝達系の構成において、構造をコンパクト
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるトルク伝達装置の
縦断面概略図。

【図２】図１の部分拡大図であり、クラッチ操作機構の
縦断面概略図。

【図３】トルク伝達装置の運転モードとトルク伝達装置
各部の状態を示す表。

【図４】クラッチ接状態のトルク伝達系の振動系を示す
模式図。

【図５】クラッチ接状態のエンジンの回転速度の変動の
伝達を減衰させる効果を説明する図。

【符号の説明】

１ トルク伝達装置 ２ フライホイール ４ クラッチ装置 ５ モータジェネレータ ６ クラッチディスク組立体 ７ クラッチカバー組立体 ８ クラッチ操作機構 ９ 伝達軸 ５２ ロータ ５２ａ 係合孔部 ５３ ステータ ６１ 摩擦連結部 ７２ プレッシャープレート ８２ 第１レリーズ軸受（駆動部材） ８３ 貫通部材 ８４ 第２レリーズ軸受（従動部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライホイールから変速機にトルクを伝達
   及び遮断するためのトルク伝達装置であって、 前記変速機にトルクを伝達するための伝達軸と、 前記フライホイールに近接して配置された摩擦連結部を
   有し、前記伝達軸に連結されたクラッチディスク組立体
   と、 前記摩擦連結部を前記フライホイールに押圧するための
   クラッチカバー組立体と、 前記伝達軸に装着されたロータと前記ロータに対向して
   配置されたステータとを有し、前記伝達軸との間でトル
   クを授受可能なモータジェネレータと、 前記モータジェネレータの変速機側から前記ロータを軸
   方向に貫通して前記クラッチカバー組立体に対して操作
   荷重を付与することが可能なクラッチ操作機構と、を備
   えたトルク伝達装置。
2. 【請求項２】前記ロータには、軸方向に貫通する孔から
   なる係合孔部が形成されており、 前記クラッチ操作機構は、前記ロータに対して相対回転
   不能に、かつ、軸方向に移動可能になるように前記ロー
   タの前記係合孔部に係合する貫通部材と、前記貫通部材
   に操作荷重を付与するための駆動部材と、前記貫通部材
   を介して前記駆動部材からの操作荷重を受け前記クラッ
   チカバー組立体に操作荷重を伝達するための従動部材と
   を備えている、請求項１に記載のトルク伝達装置。