JP2005188640A - 電磁クラッチ式駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の動力伝達経路を形成する小型かつ軽量であって、組立性と生産性を向上し得る電磁クラッチ式駆動装置を提供する。
【解決手段】 この駆動装置は同一軸上の中心軸４１と共通軸としての変速機入力軸１と円筒軸４２との間で動力を伝達する。変速機入力軸１に固定された共通ドラム４５には第１の摩擦クラッチＣ１が組み込まれる内側クラッチドラム４６と第２の摩擦クラッチＣ２が組み込まれる外側クラッチドラム４８が一体に設けられている。内側クラッチドラム４６内には第１の摩擦クラッチＣ１を第１のカム機構５１を介して駆動する第１のプライマリクラッチ６１が設けられ、外側クラッチドラム４８内には第２の摩擦クラッチＣ２を第２のカム機構５２を介して駆動する第２のプライマリクラッチ６２が設けられており、それぞれのプライマリクラッチ６１，６２は電磁コイルＫ１，Ｋ２により作動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は２系統の動力伝達経路を有し、動力源としてエンジンと電動モータとを併用した車両用動力伝達系に適用して有効な電磁クラッチ式駆動装置に関する。

動力源としてエンジンと電動モータとを有するハイブリッド車両の動力伝達系には、エンジンから駆動輪への動力伝達経路と電動モータから駆動輪への動力伝達経路と、エンジンを始動させるために電動モータからエンジンへモータ動力を伝達する動力伝達経路とを形成する必要がある。さらに、発電機としての機能を有する電動モータをエンジンにより駆動して発電するためにエンジン動力を電動モータに伝達する動力伝達経路と、車両減速時などのエネルギー回生時に電動モータに駆動輪からのトルクを伝達する動力伝達経路とを動力伝達系に形成する必要がある。

エンジンにより駆動される中心軸およびその外側に設けられて電動モータにより駆動される円筒軸と、駆動輪側に連結される共通軸との間で複数の動力伝達経路を形成するために、２組の摩擦クラッチつまり多板クラッチを有し、それぞれの多板クラッチをカム機構を介して電磁コイルにより作動させるようにした電磁クラッチ式駆動装置が開発されている。

このようなハイブリッド車両の動力伝達系に用いられる電磁クラッチ式駆動装置としては、特許文献１に開示されるように、エンジン動力が入力される入力軸と駆動輪に連結される出力側の共通軸とを係合状態と解放状態とに切り換える内側の多板クラッチと、この多板クラッチの外方に配置されたモータロータに一体の回転部材と入力軸とを係合状態と解放状態とに切り換える外側の多板クラッチとを有するものがある。この駆動装置にあっては、モータロータにより直接回転部材を駆動すると共通軸にモータ動力が伝達され、外側の多板クラッチを係合状態とすると入力軸から回転部材にエンジン動力が伝達される。

また、特許文献２にはエンジンを始動させるための電動モータからエンジンへの動力伝達経路と、電動モータをエンジンにより駆動して発電させるための動力伝達経路とで変速比を相違させるために、エンジンと電動モータとの間に２組の遊星歯車機構を組み込むようにした発電電動装置が開示されている。
特開２００２−１８８６５７号公報（図６参照） 特開２００３−２１０２９号公報

特許文献１のように、電動モータのロータを外側の多板クラッチのクラッチドラムに固定すると、電動モータから回転部材に対するモータ動力の伝達はドラム入力になる。一方、入力軸と出力側軸との間に配置される内側の多板クラッチは、出力側軸に固定されるクラッチドラムと入力軸との間に複数枚のクラッチプレートが配置されることになり、内側の多板クラッチに対する入力軸からの動力はハブ入力となる。したがって、それぞれの駆動源からの動力入力形式はドラム入力とハブ入力とが混在している。

それぞれの多板クラッチを係合状態と解放状態とに駆動するために、カム機構とこれを作動させるための電磁コイルとがそれぞれの多板クラッチに対応させて設けられており、カム機構は電磁コイルにより作動するプライマリクラッチにより駆動されて多板クラッチを駆動することになる。プライマリクラッチは多板クラッチと同様にクラッチプレートを有しており、基本的構造に共通性はあるが、ハブ入力とドラム入力とが混在していると、クラッチドラムとは分離されたドラムにプライマリクラッチを装着する必要があり、動力伝達装置の構造が複雑となるだけでなく装置の大型化が避けられない。

また、特許文献２に開示される発電電動装置においては、入力軸に固定された内側のクラッチドラムと出力軸との間に多板クラッチを配置し、内側のクラッチドラムをクラッチハブとしてその外側に設けられた外側のクラッチドラムとの間に多板クラッチを配置するようにしており、エンジンから出力軸への動力伝達と電動モータから出力軸への動力伝達は共にドラム入力となり、内側のクラッチドラムはクラッチハブとしても共用しているので、エンジン動力にモータ動力をアシストすることはできても、モータ動力のみで車両を駆動することができない。

本発明の目的は、同一軸上の２つの軸と一方の軸の外側に配置される円筒軸相互間で複数の動力伝達経路を形成する電磁クラッチ式駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の動力伝達経路を形成する小型かつ軽量な電磁クラッチ式駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、組立性と生産性を向上し得る電磁クラッチ式駆動装置を提供することにある。

本発明の電磁クラッチ式駆動装置は、相互に同一の回転中心を有し同一軸上に配置される中心軸および共通軸と、前記中心軸の外側に回転自在に装着される円筒軸とを備え、それぞれの前記軸相互間で動力を伝達する駆動装置であって、第１の摩擦クラッチを構成する摩擦係合要素が前記中心軸との間に装着される内側クラッチドラムと、第２の摩擦クラッチを構成する摩擦係合要素が前記円筒軸に一体のクラッチハブとの間に装着される外側クラッチドラムとが設けられるとともに前記共通軸に連結される共通ドラムと、前記内側クラッチドラム内に組み込まれる摩擦係合要素を有し、前記第１の摩擦クラッチを第１のカム機構を介して駆動する第１のプライマリクラッチと、前記外側クラッチドラム内に組み込まれる摩擦係合要素を有し、前記第２の摩擦クラッチを第２のカム機構を介して駆動する第２のプライマリクラッチと、前記共通ドラムに配置され、前記第１のプライマリクラッチを作動させる第１の電磁コイルと、前記共通ドラムに配置され、前記第２のプライマリクラッチを作動させる第２の電磁コイルとを有することを特徴とする。

本発明にあっては、共通軸と一体に回転する共通ドラムに内側クラッチドラムと外側クラッチドラムとが設けられ、内側クラッチドラムと中心軸との間には摩擦係合要素を有する第１の摩擦クラッチが装着され、外側クラッチドラムと円筒軸との間には摩擦係合要素を有する第２の摩擦クラッチが装着されている。したがって、中心軸と円筒軸から共通軸に対する動力伝達は、いずれもハブ入力形式となる。共通ドラム内にそれぞれの摩擦クラッチを設けたことから、それぞれの摩擦クラッチを駆動するプライマリクラッチを共通ドラム内に組み込むことができるので、装置を小型化し軽量化することができ、組立性を向上させることができる。

本発明の電磁クラッチ式駆動装置は、前記第１および第２の電磁コイルが組み込まれたコイルユニットを前記共通ドラムに一体に装着することを特徴とし、前記第１および第２の電磁コイルが組み込まれたコイルユニットをハウジングに固定するとともに前記共通ドラムに隙間を介して嵌合させて装着することを特徴とする。このように、コイルユニットの装着形式は共通ドラムと一体型としても良く、別体型としても良く、搭載される車両に応じて任意に選択することができる。また、別体とすることにより組立性が向上し、電磁コイルをコイルユニットに組み込むことによって生産性が向上する。

本発明の電磁クラッチ式駆動装置は、前記内側クラッチドラムと前記円筒軸とに、前記第１の摩擦クラッチに供給された潤滑油を前記第２の摩擦クラッチに供給する潤滑油案内孔を形成することを特徴とする。本発明によれば、内側クラッチドラム内に供給された潤滑油を外側クラッチドラムに案内して両方のクラッチドラム内における被潤滑部の潤滑を行うことができるとともに装置の組立性を向上させることができる。

本発明の電磁クラッチ式駆動装置は、前記共通ドラムの内部を覆って前記共通ドラムの外側に潤滑油が漏出するのを防止する仕切り板を前記外側クラッチドラムに設けることを特徴とする。本発明によれば、共通ドラムの外側には潤滑油が漏出しないので、共通ドラムの回転効率を高めることができる。

本発明によれば、共通ドラム内にそれぞれの摩擦クラッチを設けたことから、それぞれの摩擦クラッチを駆動するプライマリクラッチを共通ドラム内に組み込むことができるので、装置を小型化し軽量化することができ、組立性を向上させることができる。

本発明によれば、コイルユニットの装着形式は共通ドラムと一体型としても良く、別体型としても良く、搭載される車両に応じて任意に選択することができ、電磁コイルをコイルユニットに組み込むことによって生産性が向上し、別体とすることにより組立性が向上する。

本発明によれば、内側クラッチドラム内に供給された潤滑油を外側クラッチドラムに案内して両方のクラッチドラム内における被潤滑部の潤滑を行うことができるとともに装置の組立性を向上させることができる。

本発明によれば、前記共通ドラムの内部を覆って前記共通ドラムの外側に潤滑油が漏出するのを防止する仕切り板を前記外側クラッチドラムに設けることにより、共通ドラムの外側には潤滑油が漏出しないので、共通ドラムの回転効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置を適用したハイブリッド車両の動力伝達系を示す概略図であり、図２は図１における矢印Ａ方向から見た概略図である。

この動力伝達系はエンジンＥと電動モータＭとを動力源として、これらのいずれか一方または両方のトルクが駆動輪に伝達される。この動力伝達系は動力源からの動力が入力される共通軸としての変速機入力軸１と、これに対して平行となった変速機出力軸２とを有し、これらはトランスミッションケース３内に回転自在に装着され、変速機入力軸１と変速機出力軸２は変速機４を構成し、トランスミッションケース３は変速機入力軸１と変速機出力軸２とが車両の進行方向を向くようにして縦置きに配置される。

変速機４は変速機入力軸１と変速機出力軸２とが相互に平行となった平行軸式の有段変速機であり、変速機入力軸１には第１速と第２速の駆動歯車１１，１２が一体に設けられ、第３速から第５速までの駆動歯車１３〜１５が回転自在に設けられている。変速機出力軸２には第１速と第２速の被駆動歯車２１，２２が回転自在に設けられ、第３速から第５速までの被駆動歯車２３〜２５が一体に設けられている。それぞれの駆動歯車１１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５に常時噛み合って変速歯車列となっており、複数の変速歯車列の中からトルクを伝達することになる変速歯車列を選択することによって変速動作が行われる。変速機入力軸１にはさらに後退用の駆動歯車１６が一体に設けられている。

変速機出力軸２には、第１速の被駆動歯車２１と第２速の被駆動歯車２２との間に第１の噛合いクラッチつまり機械式クラッチ３１が設けられている。一方、変速機入力軸１には第３速の駆動歯車１３と第４速の駆動歯車１４との間に第２の機械式クラッチ３２が設けられ、第５速の駆動歯車１５に隣接させて第３の機械式クラッチ３３が設けられている。ただし、第１の機械式クラッチ３１を変速機入力軸１に設け、第２および第３の機械式クラッチを変速機出力軸２に設けるようにしても良い。なお、これらの機械式クラッチはそれぞれ同期噛合機構つまりシンクロメッシュにより構成されている。

機械式クラッチ３１は変速機出力軸２に固定されたシンクロハブつまり切換ハブ３１ａと、これに軸方向に摺動自在に常時噛み合うシンクロスリーブつまり切換スリーブ３１ｂとを有し、この切換スリーブ３１ｂを第１速の被駆動歯車２１に設けられた外歯に噛み合わせると変速比は第１速に設定され、逆に第２速の被駆動歯車２２に設けられた外歯に噛み合わせると第２速に設定される。

他の機械式クラッチ３２，３３も同様の構造であり、変速機入力軸１に固定された切換ハブ３２ａ，３３ａと、それらにそれぞれ常時噛み合う切換スリーブ３２ｂ，３３ｂとを有し、それぞれ対応する外歯のいずれかに噛み合わせることにより、変速比は第３速から第５速のいずれかに設定される。それぞれの切換スリーブ３１ｂ，３２ｂおよび３３ｂの軸方向の噛合移動は、図示しない油圧アクチュエータによって自動的に行われる。

第１の機械式クラッチ３１の切換スリーブ３１ｂには後退用の被駆動歯車２６が取り付けられ、変速機入力軸１と変速機出力軸２とに平行となったアイドラ軸１７には、後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合う位置と、噛み合いを離脱する位置とに移動自在にアイドラ歯車１８が軸方向に摺動自在に装着されている。したがって、切換スリーブ３１ｂが中立位置のもとで、アイドラ歯車１８を摺動させると、アイドラ歯車１８は後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合い、変速機入力軸１の回転は変速機出力軸２に逆方向となって伝達される。

変速機出力軸２は中空軸となっており、内部には前輪出力軸３４が組み込まれ、変速機出力軸２はセンタデファレンシャル３５を介して前輪出力軸３４に連結されている。前輪出力軸３４はフロントデファレンシャル３６を介して前輪用の車軸（図示省略）に連結され、この車軸により前輪が駆動される。また、センタデファレンシャル３５の後輪出力軸３７は、これに設けられた駆動歯車３７ａと後輪駆動軸３８に設けられた被駆動歯車３８ａとを介して後輪駆動軸３８に連結されており、後輪駆動軸３８は図示しないリヤデファレンシャルを介して後輪用の車軸（図示省略）に連結され、この車軸により後輪が駆動される。このように、前輪と後輪がともに駆動輪となっており、それぞれの駆動輪に動力源からのトルクが伝達される。

エンジンＥのクランク軸５はダンパ４０を介してエンジン出力軸としての中心軸４１に連結されており、この中心軸４１と変速機入力軸１はそれぞれの同一の回転中心を有し同一軸心上となっている。中心軸４１の外側には円筒軸４２が回転自在に装着され、この円筒軸４２には電動モータＭが組み付けられており、電動モータＭはフロントデファレンシャル３６に装着される前輪用の車軸の上方であって、エンジンＥと変速機４との間のスペースに配置されている。電動モータＭは円筒軸４２に固定されるロータ４３と、ロータ４３を囲むように配置されケース３に固定されるステータ４４とを有し、ロータ４３には永久磁石が組み込まれ、ステータ４４にはコイルが組み込まれている。この電動モータＭは発電機としての機能を有する発電電動機であり、駆動輪に伝達されるトルクをアシストするとともに、ロータ４３をエンジンＥにより駆動すれば、発電機としても機能させて電力をバッテリに充電することができ、車両の制動時に回生エネルギーを吸収することができ、さらにはエンジンＥを始動させるためのスタータとしても機能させることができる。

図２に示すように、変速機入力軸１の回転中心と中心軸４１とロータ４３の回転中心は、後輪駆動軸３８の中心Ｇ１と同一軸心上となっており、変速機出力軸２は後輪出力軸３７の中心Ｇ２と同一軸心上となっている。このようにロータ４３をエンジン出力軸である中心軸４１と同一軸心上に配置することにより、支持軸を別途設ける必要がなく、駆動装置を複雑化したり大型化することなく、コンパクトな駆動装置が得られる。

中心軸４１と変速機入力軸１と締結させる係合状態と締結を解除する解放状態とに切り換えるために、中心軸４１と変速機入力軸１との間には第１の摩擦クラッチＣ１が装着され、円筒軸４２と変速機入力軸１とを締結させる係合状態と締結を解除する解放状態とに切り換えるために、円筒軸４２と変速機入力軸１との間には第２の摩擦クラッチＣ２が装着されている。

図３はそれぞれの摩擦クラッチＣ１，Ｃ２を有する電磁クラッチ式駆動装置を拡大して示す断面図であり、共通軸としての変速機入力軸１には共通ドラム４５が一体に設けられており、共通ドラム４５は変速機入力軸１と一体に回転する。共通ドラム４５は変速機入力軸１と一体となって回転する構造であれば、変速機入力軸１と共通ドラム４５とを一体に形成しても良く、共通ドラム４５を締結部材を用いて変速機入力軸１に固定するようにしても良い。

共通ドラム４５には内側クラッチドラム４６が設けられている。この内側クラッチドラム４６と中心軸４１との間には、中心軸４１の外周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート４７ａと、内側クラッチドラム４６の内周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート４７ｂとが交互に装着されており、摩擦係合要素としてのそれぞれの摩擦プレート４７ａ，４７ｂにより第１の摩擦クラッチＣ１が構成されている。

共通ドラム４５には内側クラッチドラム４６と同一軸上となって内側クラッチドラム４６よりも大径の外側クラッチドラム４８が設けられ、外側クラッチドラム４８と内側クラッチドラム４６との間には円筒軸４２と一体となったクラッチハブ４９が配置されている。外側クラッチドラム４８とクラッチハブ４９との間には、クラッチハブ４９の外周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート５０ａと、外側クラッチドラム４８の内周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート５０ｂとが交互に装着されており、摩擦係合要素としてのそれぞれの摩擦プレート５０ａ，５０ｂより第２の摩擦クラッチＣ２が構成されている。このように、共通ドラム４５は内側と外側の２つのクラッチドラム４６，４８とこれらと一体となって共通軸としての変速機入力軸１に連結する端板部とを有している。

内側クラッチドラム４６内には第１のカム機構５１が装着され、外側クラッチドラム４８内には第２のカム機構５２が装着されている。第１のカム機構５１は、中心軸４１のスプライン溝に係合するスプライン歯を有し摩擦クラッチＣ１に押圧力を加える被駆動ディスク５３と、この被駆動ディスク５３に対向して中心軸４１に対して回転自在に配置される駆動ディスク５４とを有し、これらの間には転動体としての鋼球５５が組み込まれている。第２のカム機構５２は、クラッチハブ４９のスプライン溝に係合するスプライン歯を有し摩擦クラッチＣ２に押圧力を加える被駆動ディスク５６と、この被駆動ディスク５６に対向して外側クラッチドラム４８に対して回転自在に配置される駆動ディスク５７とを有し、これらの間には転動体としての鋼球５８が組み込まれている。

図４（Ａ）は図３に示された第１のカム機構５１の駆動ディスク５４を示す正面図であり、図４（Ｂ）は同図（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。駆動ディスク５４には鋼球５５に接触する底面を有する案内溝５９が図４（Ａ）に示すように円周方向に延びて複数形成され、それぞれの案内溝５９は円周方向の中央部分の底面が最も深くなっており、円周方向両端部５９ａに向かうに従って底面が浅くなっている。一方、被駆動ディスク５３には鋼球５５の半径にほぼ対応した半球形状の収容凹部６０が形成されている。したがって、鋼球５５が案内溝５９の円周方向の中央部に位置している状態のもとで駆動ディスク５４が被駆動ディスク５３に対して相対的に回転移動すると、鋼球５５は案内溝５９の一方の端部５９ａに向けて移動することになる。

これにより、鋼球５５は案内溝５９により案内されて、図４（Ｂ）において二点鎖線で示すように駆動ディスク５４の表面からせり出し、鋼球５５を介して被駆動ディスク５３は駆動ディスク５４により摩擦クラッチＣ１に向けて移動され、摩擦クラッチＣ１は摩擦プレート４７ａ，４７ｂが相互に密着して係合状態となる。一方、駆動ディスク５４の被駆動ディスク５３に対する回転力を解除すると、鋼球５５は案内溝５９の最も底の深い円周方向中央部に向けて移動することになり、摩擦クラッチＣ１は解放状態となる。さらに、被駆動ディスク５３の摩擦クラッチＣ１に対する押し付け力を調整することによって、摩擦クラッチＣ１をスリップ状態に設定することができる。

第２のカム機構５２を構成する被駆動ディスク５６にも被駆動ディスク５３と同様の収容凹部６０が形成され、駆動ディスク５７にも駆動ディスク５４と同様に案内溝５９が形成されており、第１のカム機構５１と同様に、駆動ディスク５７を被駆動ディスク５６に対して相対的に回転移動させることにより、摩擦クラッチＣ２を締結状態と解放状態とスリップ状態に設定することができる。なお、それぞれの収容凹部６０を駆動ディスク５４，５７に形成し、案内溝５９を被駆動ディスク５３，５６に形成するようにしても良い。また、それぞれの鋼球５５，５８は４つずつ設けられているが、それぞれの数は任意の数に設定することができる。

内側クラッチドラム４６内には第１のカム機構５１を介して摩擦クラッチＣ１を駆動する第１のプライマリクラッチ６１が組み込まれ、外側クラッチドラム４８内には第２のカム機構５２を介して摩擦クラッチＣ２を駆動する第２のプライマリクラッチ６２が組み込まれている。内側クラッチドラム４６と駆動ディスク５４との間には、駆動ディスク５４の外周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート６３ａと、内側クラッチドラム４６の内周面に形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート６３ｂとが交互に装着されており、摩擦係合要素としてのこれらの摩擦プレート６３ａ，６３ｂにより第１のプライマリクラッチ６１が構成されている。これらの摩擦プレート６３ａ，６３ｂと被駆動ディスク５３との間であって、内側クラッチドラム４６と駆動ディスク５４との間には、軸方向に移動自在にリング状のアーマチュア６４が配置されている。このアーマチュア６４の被駆動ディスク５３に向かう移動限位置は、ストッパ６５により規制されている。

外側クラッチドラム４８と駆動ディスク５７との間には、駆動ディスク５７の外周面に軸方向に延びて形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート６６ａと、外側クラッチドラム４８の内周面に形成されたスプライン溝に係合するスプライン歯が形成された複数の摩擦プレート６６ｂとが交互に装着されており、摩擦係合要素としてのこれらの摩擦プレート６６ａ，６６ｂにより第２のプライマリクラッチ６２が構成されている。これらの摩擦プレート６６ａ，６６ｂと被駆動ディスク５６との間であって、外側クラッチドラム４８と駆動ディスク５７との間には、軸方向に移動自在にリング状のアーマチュア６７が配置されている。このアーマチュア６７の被駆動ディスク５６に向かう移動限位置はストッパ６８により規制されている。

共通ドラム４５にはコイルユニット６９が一体に形成されており、このコイルユニット６９には環状となった内側と外側の２つの収容スペース７１，７２が形成され、内側の収容スペース７１には第１のプライマリクラッチ６１に対応させて第１の電磁コイルＫ１が組み込まれ、外側の収容スペース７２には第２のプライマリクラッチ６２に対応させて第２の電磁コイルＫ２が組み込まれている。それぞれの電磁コイルＫ１，Ｋ２はプラグ７３ａ，７３ｂによりコイルユニット６９に固定されており、それぞれの電磁コイルＫ１，Ｋ２はコイルユニット６９を介して共通ドラム４５に一体となって装着されている。それぞれの電磁コイルＫ１，Ｋ２に対する電力の供給は、共通ドラム４５が回転するので、トラッスミッションケース３に設けられた図示しない給電ブラシを介して行われる。

第１の電磁コイルＫ１に通電すると、共通ドラム４５にはコイルユニット６９を含めて磁路が形成され、磁力によりアーマチュア６４が第１のプライマリクラッチ６１に向けて移動してこのクラッチ６１を構成する摩擦プレート６３ａ，６３ｂを相互に係合させる。摩擦プレート６３ａ，６３ｂが係合すると駆動ディスク５４は共通ドラム４５に締結されるので、円筒軸４２と共通ドラム４５に回転差があると、駆動ディスク５４は被駆動ディスク５３に対して相対回転する。これにより、駆動ディスク５４は被駆動ディスク５３を鋼球５５を介して押し付けることになり、第１の摩擦クラッチＣ１が締結状態となる。

同様に、第２の電磁コイルＫ２に通電すると、共通ドラム４５にはコイルユニット６９を含めて磁路が形成され、磁力によりアーマチュア６７が第２のプライマリクラッチ６２に向けて移動してこのクラッチ６２を構成する摩擦プレート６６ａ，６６ｂを相互に係合させる。これらの摩擦プレート６６ａ，６６ｂが係合すると駆動ディスク５７は共通ドラム４５に締結されるので、円筒軸４２と共通ドラム４５に回転差があると、駆動ディスク５７は被駆動ディスク５６に対して相対回転する。これにより、駆動ディスク５７は被駆動ディスク５６を鋼球５８を介して押し付けることになり、第２の摩擦クラッチＣ２が締結状態となる。それぞれの電磁コイルＫ１，Ｋ２に供給される電流値を調整することにより、それぞれの摩擦クラッチＣ１，Ｃ２はスリップ状態に設定される。

コイルユニット６９には、両方の電磁コイルＫ１，Ｋ２の間を仕切るように非磁性の円筒形状の磁路遮断部材７４が組み込まれている。この磁路遮断部材７４により、一方の電磁コイルＫ１またはＫ２により発生した磁界が他方の電磁コイルＫ２またはＫ１により作動させるプライマリクラッチ６１，６２の作動に影響を与えないように磁路が遮断されるので、余分な個所に磁力が発散することなく、それぞれのプライマリクラッチ６１，６２を強い締結力で係合させることができる。さらに、第１の摩擦クラッチＣ１の径方向中央部と電磁コイルＫ１との間には、環状の非磁性の筒体７５が組み込まれており、その外側は磁性材からなるコイルユニット６９となっているので、非磁性の筒体７５により磁場の形成がコントロールされて、電磁コイルＫ１により発生した磁界によりコイルユニット６９とアーマチュア６４の間をループ状に通る磁路が形成される。同様に、第２の摩擦クラッチＣ２の径方向中央部と電磁コイルＫ２との間には、環状の非磁性の筒体７６が組み込まれており、電磁コイルＫ２により発生した磁界によりコイルユニット６９とアーマチュア６７の間をループ状に通る磁路が形成される。

なお、図３に示すように、外側クラッチドラム４８には摩擦クラッチＣ１を外側クラッチドラム４８に保持するためのストッパ７７が取り付けられている。また、内側クラッチドラム４６には摩擦クラッチＣ２を内側クラッチドラム４６に保持するリテーナ７８が取り付けられており、このリテーナ７８と中心軸４１との間には軸受７９が装着されている。

上述した電磁クラッチ式駆動装置においては、エンジン動力とモータ動力とを変速機入力軸１に伝達する場合には、エンジン動力は中心軸４１から摩擦プレート４７ａ，４７ｂを介して内側クラッチドラム４６に伝達され、モータ動力は円筒軸４２から摩擦プレート５０ａ，５０ｂを介して外側クラッチドラム４８に伝達されるので、共通軸である変速機入力軸１に共通ドラム４５を介して動力を伝達することができる。したがって、それぞれの摩擦クラッチＣ１，Ｃ２をカム機構５１，５２を介して駆動するためのプライマリクラッチ６１，６２を構成する摩擦プレート６３ｂ，６６ｂを摩擦プレート４７ｂ，５０ｂのスプライン歯が係合するスプライン溝を利用して内側と外側のクラッチドラム４６，４８に装着することができ、クラッチ式駆動装置を小型化することができる。

摩擦クラッチＣ１，Ｃ２およびプライマリクラッチ６１，６２を構成するそれぞれの摩擦プレートおよび他の摺動部分には潤滑油が供給されるようになっている。そのため、中心軸４１には潤滑油供給路８１が形成されており、この潤滑油供給路８１に連通させて中心軸４１に形成された吐出口８２から内側クラッチドラム４６内における摩擦プレートと他の摺動部に潤滑油が供給される。内側クラッチドラム４６内に供給された潤滑油を外側クラッチドラム４８内における摩擦プレートと他の摺動部に潤滑油を供給するために内側クラッチドラム４６およびクラッチハブ４９には連通孔８３，８４が形成されており、外側クラッチドラム４８内には内側クラッチドラム４６内から潤滑油が供給される。外側クラッチドラム４８内に流入した潤滑油を径方向外方に排出するには、外側クラッチドラム４８に排出孔８５が形成されている。したがって、潤滑油供給路８１に供給された潤滑油は被潤滑部を潤滑した後に共通ドラム４５の外側に遠心力により排出されることになる。

次に、電磁クラッチ式駆動装置における作動モードについて図５に示す作動表を参照しつつ説明する。なお、図５において、○印は摩擦クラッチＣ１，Ｃ２が係合状態であり、電磁コイルＫ１，Ｋ２が通電状態であることを示し、×印は摩擦クラッチＣ１，Ｃ２が解放状態であり、電磁コイルＫ１，Ｋ２が非通電状態であることを示す。

（第１モード）
第１の電磁コイルＫ１に通電すると駆動装置は第１モードに設定される。このモードはエンジン動力を駆動輪に伝達して車両をエンジンにより走行させる際に選択される。電磁コイルＫ１に通電すると、上述のように摩擦クラッチＣ１が動力伝達状態となり、共通軸である変速機入力軸１と中心軸４１とが締結される。これにより、エンジン動力が中心軸４１から変速機入力軸１に伝達され、変速機４を介して駆動輪に伝達される。このときには、第２の摩擦クラッチＣ２が解放されているので、車両走行中にはロータ４３の回転は停止しており、エンジン走行モードにおけるロータ４３の引きずりトルクの発生は防止される。変速機入力軸１から変速機出力軸２に対する動力伝達は、機械式クラッチ３１〜３３により選択される特定の変速歯車列を介して行うことができるとともに機械式クラッチ３１〜３３を全て中立位置に選択すると、摩擦クラッチＣ１が締結されていても変速機出力軸２への動力伝達を遮断することができる。

（第２モード）
一方、第２の電磁コイルＫ２に通電すると駆動装置は第２モードに設定される。電磁コイルＫ２に通電すると、上述のように摩擦クラッチＣ２が動力伝達状態となり、共通軸である変速機入力軸１と円筒軸４２とが締結される。このモードが設定されるとモータ動力を駆動輪に伝達して車両を電動モータＭにより始動させて走行させることができる。このときには、変速機入力軸１から変速機出力軸２に対する動力伝達は、機械式クラッチ３１〜３３により選択される特定の変速歯車列を介して行うことができる。さらに、このモードが設定された状態のもとでは、車両の減速時やブレーキ操作が行われた時に、駆動輪により電動モータＭを発電機として機能させてエネルギー回生モードとし、バッテリに電力を充電することができる。

（合成モード）
両方の電磁コイルＫ１，Ｋ２に通電すると合成モードが設定される。このモードでは、エンジン動力とモータ動力とを合成して駆動輪に伝達することができる。また、このモードでは、電動モータＭをスタータとしてエンジンを始動させることができ、その際には全ての機械式クラッチ３１〜３３は中立位置に設定される。始動されたエンジンＥにより車両を始動させる際には、エンジン始動後に第１のモードに切り換えられ、電動モータＭのみで車両を走行させるときには第２モードに設定される。このモードではエンジンＥと電動モータＭとが動力伝達経路を介して連結されるので、エンジンにより車両を駆動しながら電動モータＭを発電機として機能させることによりバッテリに充電することができる。車両を駆動することなく、バッテリの充電のみを行う場合には、この合成モードのもとで、全ての機械式クラッチ３１〜３３が中立位置に設定される。

図６は本発明の他の実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置における図３と同様の部分を示す断面図であり、図６においては図３に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この駆動装置においては、２つの電磁コイルＫ１，Ｋ２が組み込まれたコイルユニット６９ａが共通ドラム４５とは別体となっており、コイルユニット６９ａは共通ドラム４５に僅かな隙間８６を介して嵌合されるとともに、コイルユニット６９ａはケース３に固定されるようになっている。図６に示す電磁クラッチ式駆動装置も前述したものと同様にモードで駆動することができる。

図７は本発明の他の実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置を示す断面図であり、図７においては前述した部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この駆動装置にあっては、ダンパ４０に一体に中空軸８７が設けられ、この中空軸８７は中心軸４１にスプライン結合され、変速機入力軸１の端部は中心軸４１に形成された収容孔に挿入されており、軸受を介して変速機入力軸１は中心軸４１に支持されている。変速機入力軸１に固定される共通ドラム４５は、電動モータＭの内側に配置されており、内側クラッチドラム４６と外側クラッチドラム４８を有しており、それぞれに組み込まれた摩擦クラッチＣ１，Ｃ２とカム機構５１，５２とプライマリクラッチ６１，６２は前述したものとほぼ同様の構造となっている。

中空軸８７にはクラッチハブ８８が固定されており、このクラッチハブ８８は中心軸４１にスプラインを介して固定されている。内側クラッチドラム４６は、中空軸８７の外側に軸受を介して回転自在に装着される円筒軸４２に固定されており、この円筒軸４２は電動モータＭのロータ４３に連結板８９を介して固定されている。したがって、前述した電磁クラッチ式駆動装置と同様に、第１の摩擦クラッチＣ１により中心軸４１と変速機入力軸１は係合状態と解放状態とに切り換えられ、第２の摩擦クラッチＣ２により円筒軸４２と変速機入力軸１とは係合状態と解放状態とに切り換えられる。

外側クラッチドラム４８には連結板８９に沿って配置される仕切り板９１が取り付けられ、この仕切り板９１により共通ドラム４５の内部は閉じられた液密構造となっている。変速機入力軸１には潤滑油供給路８１が形成されており、この潤滑油供給路８１から共通ドラム４５内の摩擦プレートと他の摺動部に潤滑油が供給されるようになっている。共通ドラム４５内に供給された潤滑油を排出するために、円筒軸４２と中心軸４１には変速機入力軸１に形成された潤滑油排出孔９２に連通する連通孔９３が形成されている。したがって、この装置においては、共通ドラム４５内に供給された潤滑油は共通ドラム４５の径方向外方には排出されることなく、変速機入力軸１の潤滑油排出孔９２から外部に排出されることになる。図７に示す電磁クラッチ式駆動装置も前述したものと同様にモードで駆動することができる。

上述したそれぞれの電磁クラッチ式駆動装置は、基本的には駆動源としてのエンジン動力を中心軸４１に入力し、モータ動力を円筒軸４２に入力するようにし、それぞれの動力が共通ドラム４５を介して共通軸である変速機入力軸１に伝達されるように使用されているが、共通軸側から中心軸４１と円筒軸４２に動力を伝達する場合にも適用することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する電磁クラッチ式駆動装置は、四輪駆動用の車両に適用されるものであるが、センタデファレンシャル３５を用いずに変速機出力軸２から直接フロントデファレンシャル３６の終減速歯車にトルクを伝達するようにすれば、前輪駆動用の装置となる。また、エンジンを車両の前部のエンジン房内に車幅方向に搭載される横置きタイプの車両にも本発明を適用することができる。さらに、エンジンが車両の前部に配置され、車両の後輪側に配置されたリヤデファレンシャルへ動力伝達するようにしたＦＲ方式の車両にも本発明の装置を適用させることができる。

本発明の一実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置を適用したハイブリッド車両の動力伝達系を示す概略図である。 図１における矢印Ａ方向から見た概略図である。 電磁クラッチ式駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 （Ａ）は図３に示された第１のカム機構の駆動ディスクを示す正面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。 電磁クラッチ式駆動装置における作動モードを示す作動表である。 本発明の他の実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置における図３と同様の部分を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態である電磁クラッチ式駆動装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 変速機入力軸（共通軸）
２ 変速機出力軸
４ 変速機
４１ 中心軸
４２ 円筒軸
４５ 共通ドラム
４６ 内側クラッチドラム
４８ 外側クラッチドラム
４９ クラッチハブ
５１ 第１のカム機構
５２ 第２のカム機構
６１ 第１のプライマリクラッチ
６２ 第２のプライマリクラッチ
７４ 磁路遮断部材
Ｃ１ 第１の摩擦クラッチ
Ｃ２ 第２の摩擦クラッチ
Ｋ１ 第１の電磁コイル
Ｋ２ 第２の電磁コイル

Claims (5)

1. 相互に同一の回転中心を有し同一軸上に配置される中心軸および共通軸と、前記中心軸の外側に回転自在に装着される円筒軸とを備え、それぞれの前記軸相互間で動力を伝達する駆動装置であって、
   第１の摩擦クラッチを構成する摩擦係合要素が前記中心軸との間に装着される内側クラッチドラムと、第２の摩擦クラッチを構成する摩擦係合要素が前記円筒軸に一体のクラッチハブとの間に装着される外側クラッチドラムとが設けられるとともに前記共通軸に連結される共通ドラムと、
   前記内側クラッチドラム内に組み込まれる摩擦係合要素を有し、前記第１の摩擦クラッチを第１のカム機構を介して駆動する第１のプライマリクラッチと、
   前記外側クラッチドラム内に組み込まれる摩擦係合要素を有し、前記第２の摩擦クラッチを第２のカム機構を介して駆動する第２のプライマリクラッチと、
   前記共通ドラムに配置され、前記第１のプライマリクラッチを作動させる第１の電磁コイルと、
   前記共通ドラムに配置され、前記第２のプライマリクラッチを作動させる第２の電磁コイルとを有することを特徴とする電磁クラッチ式駆動装置。
2. 請求項１記載の電磁クラッチ式駆動装置において、前記第１および第２の電磁コイルが組み込まれたコイルユニットを前記共通ドラムに一体に装着することを特徴とする電磁クラッチ式駆動装置。
3. 請求項１記載の電磁クラッチ式駆動装置において、前記第１および第２の電磁コイルが組み込まれたコイルユニットをハウジングに固定するとともに前記共通ドラムに隙間を介して嵌合させて装着することを特徴とする電磁クラッチ式駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ式駆動装置において、前記内側クラッチドラムと前記円筒軸とに、前記第１の摩擦クラッチに供給された潤滑油を前記第２の摩擦クラッチに供給する潤滑油案内孔を形成することを特徴とする電磁クラッチ式駆動装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ式駆動装置において、前記共通ドラムの内部を覆って前記共通ドラムの外側に潤滑油が漏出するのを防止する仕切り板を前記外側クラッチドラムに設けることを特徴とする電磁クラッチ式駆動装置。
   
   

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