JP2007001457A - トルク伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ハイブリッド駆動装置に搭載されるトルク伝達装置の軸方向長さを短縮して、車両への搭載を容易にすることにある。
【解決手段】 エンジン１００の出力トルクを変速機１０１に伝達するためのトルク伝達装置であって、エンジン１００側の部材に連結された入力側部材と、変速機１０１側の部材に連結されたシャフト５１と、入力側部材とシャフト５１との間でトルクを伝達あるいは遮断する環状のダイヤフラムスプリング２１を有する乾式クラッチ装置と、ダイヤフラムスプリング２１の内周側を押圧して乾式クラッチ装置を遮断状態にするレリーズ機構５と、シャフト５１との間でトルク伝達が可能なモータジェネレータ６とを備えており、モータジェネレータ６は、レリーズ機構５の外周側にレリーズ機構５と軸方向に重なるように配置され、シャフト５１に装着されたロータ４５とロータ４５に対向して配置されたステータ４６とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トルク伝達装置、特に、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装置に関する。
近年、自動車の燃費向上を図る技術の一つとして、ハイブリッド駆動装置が提案されている。このハイブリッド駆動装置は、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、走行時の運動エネルギを電気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回転に変換して変速機に入力したりすることで、エンジンをアシストするように構成されている。
このようなハイブリッド駆動装置の一例が、特開２０００−１４２１３５号公報に示されている。この公報に示された装置では、エンジンと変速機との間に、乾式クラッチとクラッチ駆動装置とモータジェネレータとが同軸上に軸方向に並んで配置されている。
特開２０００−１４２１３５号公報
従来の駆動装置では、クラッチ駆動装置とモータジェネレータとが同軸上に軸方向に並んで配置されているために、エンジンと変速機との間に設けられたハウジングが長くなる。このために、車両への搭載が困難となる場合がある。
本発明の課題は、ハイブリッド駆動装置に搭載されるトルク伝達装置の軸方向長さを短縮して、車両への搭載を容易にすることにある。
請求項１に係るトルク伝達装置は、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装置であって、エンジン側の部材に連結された入力側部材と、変速機側の部材に連結された出力側部材と、入力側部材と出力側部材との間でトルクを伝達あるいは遮断する環状の押圧部材を有する乾式クラッチ装置と、押圧部材の内周側を押圧して乾式クラッチ装置を遮断状態にするレリーズ機構と、出力側部材との間でトルク伝達が可能なモータジェネレータとを備えており、モータジェネレータは、レリーズ機構の外周側にレリーズ機構と軸方向に重なるように配置され、出力側部材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する。
このトルク伝達装置では、エンジンの出力トルクは、入力側部材、乾式クラッチ装置、出力側部材の順に伝達される。このとき、出力側部材に装着されたロータおよびステータを含むモータジェネレータによって、走行時の運動エネルギを電気として取り出す回生を行ったり、あるいはバッテリに充電された電気をモータジェネレータの回転に変換して変速機に入力したりする動作を実行する。
ここでは、モータジェネレータが、レリーズ機構の外周側において、レリーズ機構と軸方向に重なるように配置されている。このために、ハウジングの軸方向長さを短縮することができる。
請求項２に係るトルク伝達装置は、請求項１のトルク伝達装置であって、レリーズ機構は、環状の押圧部材の内周側を押圧するレリーズベアリングと、レリーズベアリングを移動させるプレート部材と、プレート部材を押圧するピストンとを有する。
このトルク伝達装置では、ピストンによってプレート部材が押圧されてエンジン側へ移動し、このプレート部材の移動に伴ってレリーズベアリングがエンジン側へ移動させられる。
請求項３に係るトルク伝達装置は、請求項２のトルク伝達装置であって、レリーズ機構はレリーズベアリングを押圧部材に圧接するための付勢部材をさらに有する。
ここで、クラッチ遮断状態において、押圧部材とレリーズベアリングとの間に隙間が存在すると、振動によって押圧部材とレリーズベアリングとが衝突を繰り返し、両者の摩耗が促進されたり、衝突音が発生することになる。
そこでこの請求項に係る発明では、レリーズベアリングを付勢部材によって押圧部材に圧接するように構成し、クラッチ遮断状態で押圧部材とレリーズベアリングとが離反するのを防止している。このため、両者の衝突による摩耗が抑えられ、また衝突音が抑制される。
請求項４に係るトルク伝達装置は、請求項２または３に記載のトルク伝達装置であって、ピストンは油圧によって駆動される。
請求項５に係るトルク伝達装置は、請求項４に係るトルク伝達装置であって、モータジェネレータが配置された空間と乾式クラッチ装置及びレリーズ機構とが配置された空間とは仕切り壁によって遮断されており、仕切り壁にはレリーズ機構のピストンを操作する流体を供給するための流体供給路が形成されている。
ここでは、乾式クラッチ装置が配置された空間とモータジェネレータが配置された空間との間で異物が行き来するのを防止でき、また流体供給路を効率的に配置できる。
本発明のトルク伝達装置では、クラッチハウジングの長さを短縮することができる。
［トルク伝達装置の構成］
図１に本発明の一実施形態によるトルク伝達装置１を用いた車両の駆動系の模式図を示す。また、図２にトルク伝達装置１の詳細を示す。このトルク伝達装置１は、エンジン１００の出力トルクを変速機１０１に伝達するための装置であって、図２に示すように、ダンパー機構２と、クラッチディスク組立体３と、クラッチカバー組立体４と、レリーズ機構５と、モータジェネレータ６とを有している。そして、以上の構成部材はハウジング７内に収容されている。
ハウジング７は筒状の部材であり、エンジン側の第１ハウジング７ａと、変速機１０１側の第２ハウジング７ｂとからなる。第１ハウジング７ａにはダンパー機構２、クラッチディスク組立体３、クラッチカバー組立体４、及びレリーズ機構５が収容され、第２ハウジング７ｂにはモータジェネレータ６が収容されている。そして、第１ハウジング７ａ内部の空間と第２ハウジング７ｂ内部の空間とを遮断する仕切り壁１９が設けられている。仕切り壁１９の外周端部は第２ハウジング７ｂのエンジン側の端部に固定され、内周端部はレリーズ機構５に固定されている。この仕切り壁１９は、図４に示すように、第１円板状部１９ａと、第１円板状部１９ａの内周側に配置された円筒状部１９ｂと、円筒状部１９ｂの変速機１０１側端部に形成された第２円板状部１９ｃとを有する。仕切り壁１９の内部には油圧供給路３０が配置されている。
油圧供給路３０は、油圧供給装置の油圧を後述するシリンダ部分４０に供給するための部分である。また、油圧供給路３０は、第１円板状部１９ａ内に形成された第１供給路３０ａと、円筒状部１９ｂ内に形成された第２供給路３０ｂと、第２円板状部１９ｃ内に形成された第３供給路３０ｃと、第３供給路３０ｃから後述するシリンダ部分４０へ延びる接続部３０ｄとから構成される。
ダンパー機構２は、ダンパー部８と、第１フライホイール１１と、第２フライホイール１２とを有する。ダンパー部８は、一対のドリブンプレート９と、コイルスプリング１０とから構成されている。
ドリブンプレート９は円板状の部材であって、第２フライホイール１２のボス部外周に形成された波型外歯が形成されている。これによってドリブンプレート９と第２フライホイール１２とが一体的に回転し得る。ドリブンプレート９には窓孔が回転方向に所定の間隔で複数形成されており、この窓孔にコイルスプリング１０が配置されている。
第１フライホイール１１は、概ね円板状の部材であり、第２フライホイール１２側に突出する中心部のボス部と外周環状壁とを有している。ボス部と外周環状壁との間にはダンパー部８を収容するための環状凹部が形成されている。ボス部の中心には大径の中心孔が形成され、ボス部の外周には潤滑剤密封型の軸受が装着されている。
第２フライホイール１２は、概ね円板状の部材であり、中心部に配置されたボス部を有している。ボス部は、第１フライホイール１１側に突出しており、その内周部に軸受が装着されている。また、ボス部において、先端側外周部には、波型外歯が形成され、さらに、第２フライホイール１２の変速機１０１側の端面は、後述する摩擦フェーシング部１４の第１摩擦部材１７が圧接される摩擦面となっている。
クラッチディスク組立体３は、ハブ１３と、摩擦フェーシング部１４とを有する。ハブ１３は、エンジンから伝達された動力を変速機１０１側のシャフト５１に伝達するための部材であって、筒状に形成され、内周部にはシャフト５１に係合するスプライン孔が形成されるとともに、外周部にはフランジが形成されている。摩擦フェーシング部１４は、第２フライホイール１２とシャフト５１との間でトルクを伝達あるいは遮断するための部分であって、環状のプレート部材１５と、芯板１６と、１対の摩擦部材１７，１８とを有している。プレート部材１５はハブ１３のフランジの外周部にリベット３６によって固定されており、芯板１６はプレート部材１５の外周部にリベット３６によって固定されている。また、１対の摩擦部材１７，１８は芯板１６の両面にリベット３７によって固定されている。
クラッチカバー組立体４は、クラッチカバー２０と、ダイヤフラムスプリング２１と、プレッシャプレート２２とを有する。
クラッチカバー２０は皿状であり中心に大径の孔が形成されている。また、クラッチカバー２０の外周端は複数のボルトにより第２フライホイール１２に固定されている。プレッシャプレート２２は、クラッチディスク組立体３の摩擦フェーシング部１４を第２フライホイール１２の摩擦面との間に挟持するための部材である。
プレッシャプレート２２は、ダイヤフラムスプリング２１によってエンジン側に押圧される部材であって、クラッチカバー２０内に配置されている。プレッシャプレート２２は、環状の部材であり、クラッチディスク組立体３の摩擦フェーシング部１４に対向する押圧面を有している。また、プレッシャプレート２２の変速機１０１側の面（押圧面と反対側の面）の内周側には、変速機１０１側に延びる複数の弧状突出部が形成されている。
ダイヤフラムスプリング２１は、プレッシャプレート２２を第２フライホイール１２側に付勢する部材である。ダイヤフラムスプリング２１は、図３に示すように、環状のスプリング部２１ａと、その内周縁から中心側に延びる複数のレバー部２１ｂとから構成されている。複数のレバー部２１ｂの円周方向間にはスリットが形成されている。スプリング部２１ａはクラッチカバー２０とプレッシャプレート２２との間で軸方向に圧縮されており、プレッシャプレート２２に対して常に押圧荷重を付与している。より具体的には、スプリング部２１ａの外周縁の軸方向エンジン側面はプレッシャプレート２２の突出部に当接しており、内周縁の軸方向トランスミッション側面はクラッチカバー２０に支持されている。また、レバー部２１ｂの先端には、レバー部２１ｂを操作しクラッチを遮断・接続するためのレリーズベアリング３１が配置されている。
レリーズ機構５は、図４に示すように、ダイヤフラムスプリング２１の内周側を押圧して摩擦フェーシング部１４を動力遮断状態にするための機構であって、ダイヤフラムスプリング２１のレバー部２１ｂを押圧するレリーズベアリング３１と、レリーズベアリング３１を移動させるプレート部材３２と、プレート部材３２を押圧するピストン４０ａを内部に有するシリンダ部４０とを有する。そして、ピストン４０ａの外周側には、プレート部材３２を介してレリーズベアリング３１をエンジン１００側に付勢するコイルスプリング３４が配置されている。
レリーズベアリング３１は、インナーレース３１ａ、アウターレース３１ｂ、及び両レース間に配置された複数のボール３１ｃから構成されている。
インナーレース３１ａは、筒状の部材であって一方の端部は外周側へ折り曲げられており、この折り曲げられた部分がダイヤフラムスプリング２１のレバー部２１ｂの内周端部に接触している。アウターレース３１ｂは筒状の部材であって、プレート部材３２に固定されている。
プレート部材３２は、円板部３２ａと円板部３２ａの内周部に突出して設けられた筒状部３２ｂとを有する。そして、円板部３２ａのレリーズベアリング３１が配置されている側の側面は、内周側でインナーレース３１ａと接触しており、外周側でアウターレース３１ｂと接触している。
コイルスプリング３４はプレート部材３２と接続部３０ｄとの間に固定され、プレート部材３２をエンジン１００側に付勢している。このコイルスプリング３４の付勢力によってレリーズベアリング３１のインナーレース３１ａとダイヤフラムスプリング２１とが接触している。なお、コイルスプリング３４の外周側にはカバー部材５０が配置されシリンダ部４０を保護している。
モータジェネレータ６は、レリーズ機構５の外周側にレリーズ機構５と軸方向に重なるように配置され、出力側シャフト５１にハブ６０を介して装着されたロータ４５とロータ４５に対向して配置されたステータ４６とを有し、出力側シャフト５１との間でトルク伝達が可能となっている。このモータジェネレータ６は、第２クラッチハウジング７ｂ内の空間に配置されている。ロータ４５は、出力側シャフト５１に接続され、永久磁石からなるロータマグネットを外周側に有している。このために、第１クラッチハウジング７ａ内の空間にモータジェネレータ６が配置された第２クラッチハウジング７ｂ側の空間から異物が行き来するのを防止できる。ステータ４６は、ハウジング７における筒上部の内周壁面に固定されており、コイルが巻き付けられ、バッテリ（図示せず）に接続されて電気の授受を行っている。ここでは、モータジェネレータ６がレリーズ機構５の軸方向に重なる外周側に配置されているために、レリーズ機構５と軸方向に並んで配置される場合に比べてハウジング７の軸方向長さが短くなる。
［動作］
１．モータ発進について
発進時は、摩擦フェーシング部１４を遮断した状態でモータジェネレータ６に電力を供給する。するとモータジェネレータ６が駆動され、この駆動力が出力側シャフト５１に伝達され、車両がモータジェネレータ６のみで発進される。そして、モータジェネレータ６のロータ４５の回転がエンジンのアイドリング回転相当以上となった時点で、摩擦フェーシング部１４を接続状態にする。これによってエンジンが始動される。
２．低負荷加速走行について
加速するときには、エンジンの駆動力を増加させつつモータジェネレータ６の駆動力を低下させていき、最終的にはモータジェネレータ６の駆動力をゼロとしてエンジン駆動力のみで加速する。
３．モータジェネレータ６のみによる微速走行について
摩擦フェーシング部１４を遮断した状態で、エンジンへの燃料供給を停止し、モータジェネレータ６のみを駆動する。この場合は、モータジェネレータ６の駆動力が出力側シャフト５１に伝達されて、車両が走行する。一方、モータジェネレータ６の駆動力は、摩擦フェーシング部１４が遮断状態のためにエンジン側のフリクションが切り離され、駆動ロスを防止できる。また、モータジェネレータ６の回転制御で速度を微調整できる。
４．エンジンのみによる走行について
摩擦フェーシング部１４を接続状態とし、エンジンを駆動する一方、モータジェネレータ６には電力供給を行わない。すると、エンジンからのトルクは、ダンパー機構２と摩擦フェーシング部１４とを介してハブ１３に伝達されて出力側シャフト５１に伝達され、車両はエンジンのみで走行することとなる。
５．クラッチの遮断・接続について
クラッチ接続状態では、油圧がダイヤフラムスプリング２１に作用しておらずコイルスプリング３４による付勢力のみダイヤフラムスプリング２１に作用している。ここでは、コイルスプリング３４による付勢力によってレリーズベアリング３１はダイヤフラムスプリング２１側に付勢されているために、レリーズベアリング３１とダイヤフラムスプリング２１との間に隙間がない。このために、レリーズベアリング３１とダイヤフラムスプリング２１の摩耗や衝撃音が生じにくくなる。ここで、コイルスプリング３４による押圧力はダイヤフラムスプリング２１のレバー部をエンジン側へ移動させることができない程度の力であるために、プレッシャプレート２２はダイヤフラムスプリング２１のスプリング部からプレッシャプレート２２が押圧され摩擦フェーシング部１４と第２フライホイール１２とが摩擦係合している状態である。
この状態からクラッチを遮断する場合には、図示しない油圧供給装置から第１供給部３０ａ、第２供給部３０ｂ、第３供給部３０ｃ、接続部３０ｄを通ってシリンダ部分４０に油圧が供給され、油圧によってレリーズベアリング３１をエンジン側へ移動させる。このとき、ダイヤフラムスプリング２１のスプリング部２１ａによるプレッシャプレート２２への押圧力が解除され、摩擦フェーシング部１４と第２フライホイール１２との摩擦係合が解除される。
クラッチ遮断状態からクラッチを接続するためには、レリーズベアリング３１への油圧の供給を解除する。この場合には、ダイヤフラムスプリング２１が元の姿勢に戻る際に、レリーズベアリング３１を変速機１０１側へと移動させる。この場合には、ダイヤフラムスプリング２１のスプリング部２１ａがプレッシャプレート２２を押圧して摩擦フェーシング部１４と第２フライホイール１２とが摩擦係合する。
本発明に係るトルク伝達装置の駆動系の模式図。 本発明に係るトルク伝達装置の断面図。 本発明に係るトルク伝達装置の部分拡大断面図。 油圧供給路の部分拡大図。
符号の説明
１ トルク伝達装置
２ ダンパー機構
３ クラッチディスク組立体
４ クラッチカバー組立体
５ レリーズ機構
６ モータジェネレータ
７ ハウジング
８ ダンパー機構
４５ ロータ
４６ ステータ

Claims (5)

  1. 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装置であって、
    前記エンジン側の部材に連結された入力側部材と、前記変速機側の部材に連結された出力側部材と、前記入力側部材と出力側部材との間でトルクを伝達あるいは遮断する環状の押圧部材を有する乾式クラッチ装置と、
    前記押圧部材の内周側を押圧して前記乾式クラッチ装置を遮断状態にするレリーズ機構と、
    前記レリーズ機構の外周側に前記レリーズ機構と軸方向に重なるように配置され、前記出力側部材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、前記出力側部材との間でトルク伝達が可能なモータジェネレータと、
    を備えたトルク伝達装置。
  2. 前記レリーズ機構は、前記環状の押圧部材の内周側を押圧するレリーズベアリングと、前記レリーズベアリングを移動させるプレート部材と、前記プレート部材を押圧するピストンとを有する、
    請求項１に記載のトルク伝達装置。
  3. 前記レリーズ機構は前記レリーズベアリングを前記押圧部材に圧接するための付勢部材をさらに有する、
    請求項２に記載のトルク伝達装置。
  4. 前記ピストンは油圧によって駆動される、
    請求項２または３に記載のトルク伝達装置。
  5. 前記モータジェネレータが配置された空間と前記乾式クラッチ装置および前記レリーズ機構が配置された空間とは仕切り壁によって遮断されており、
    前記仕切り壁には前記レリーズ機構の前記ピストンを操作する流体を供給するための流体供給路が形成されている、
    請求項４に記載のトルク伝達装置。
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