JP2011069403A

JP2011069403A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2011069403A
Application number: JP2009219005A
Authority: JP
Inventors: Koji Kamiyama; 孔司上山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-04-07

Abstract

【課題】簡易な構成で遠心力の影響を受けにくく短時間でクラッチの係合・脱離操作が行える車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】クラッチ機構４０は、入力部材２５と、出力部材２６と、シリンダ２７と、ピストン部４６ａとシリンダ２７の底部との間に形成される液圧室４９の液圧によって前進され摩擦プレートとセパレートプレートとを押圧部５５で押付け係合するピストン部材４６と、押圧部５５の内周穴５５ａと、ピストン部４６ａの背面と、内周穴と嵌合された壁部材５６とによって包囲されるキャンセル室５４と、クラッチを脱離する方向にピストン部材４６を付勢する付勢部材５８と、液圧室４９とキャンセル室５４とを連通するピストン部４６ａに形成されたオリフィス５７と、液圧源又はリザーバ７２に連通し液圧室４９に開口する流入口６１と、キャンセル室５４に開口しリザーバに連通する流出口６２と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動源としてエンジン等を備え、エンジン等による駆動力を車軸に伝達する車両用駆動装置に関する。

従来、車両用駆動装置には駆動源の入力軸と、車軸へ連結される出力軸との断続を行なうためのクラッチ機構が設けられている。例えば、特許文献１に記載されている自動変速機用のクラッチＣ２では、特許文献１の図１に示すように、係合作動時には出力軸に連結されるピストン５１とシリンダ４４との間に油圧が付与されピストン５１が移動される。そして、ピストン５１と一体的に形成された突部によってクラッチＣ２の摩擦部材が押され係合されて入力軸２６と出力軸２７とが一体回転する。このときピストン５１には、油を排出するための貫通孔が設けられている。貫通孔部には貫通孔より径の大きなチェックボール５２が設けられており、ピストン５１に付与された油圧によってチェックボール５２が貫通孔に向けて付勢され貫通孔を閉塞しピストン５１に油圧力を確実に付与する。

またクラッチ切断作動時にはピストン５１に付与された油圧が解除され、油は給排口から排出される。そして入力軸２６を回転中心とした遠心力によって、チェックボール５２が貫通孔を閉塞する位置から離脱され貫通孔を開放する。残った油は開放された貫通孔を介し、遠心力によってピストン５１から排出され、ピストン５１から油圧の影響が除去される。これにより、ピストン５１はピストン５１をクラッチ切断方向に付勢するスプリング５８によって移動されクラッチＣ２の摩擦部材への押付けが解除されクラッチが切断される。

特許第０２８９７９９２号明細書

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、クラッチ係合時には、チェックボール５２が遠心力によって貫通孔部から離脱しようとする力を受ける。このため該力に抗するだけの力を発生させるため、油圧をチェックボール５２に付与して、チェックボール５２をピストン５１の貫通孔に押圧し貫通孔を封止しなくてはいけない。このため多くの量の油を供給する必要があり、クラッチ係合までの時間に遅れが生じる虞がある。

また、クラッチ切断時には、油の供給を停止しチェックボール５２に付与した圧力を除去してもピストン５１の貫通孔から流体が抜けきるまでは、ピストン５１は油圧の影響を受け、ピストン５１をクラッチ係合方向へ付勢し続ける。このためクラッチ切断までの時間に遅れが生じる虞がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で遠心力の影響を受けにくく短時間でクラッチの係合・脱離操作が行なえる車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、駆動源であるエンジンと、前記エンジンの駆動力が入力される変速装置と、前記エンジンの出力軸と前記変速装置の入力軸の間に配置され、前記出力軸と前記入力軸とを接離可能なクラッチ機構と、を備えた車両用駆動装置において、前記クラッチ機構は、前記エンジンの出力軸に連結された入力部材と、前記変速装置の入力軸に連結された出力部材と、前記入力部材及び前記出力部材の一方に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合された摩擦プレートと、前記入力部材及び前記出力部材の他方に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合されたセパレートプレートと、前記入力部材及び前記出力部材のいずれか一方に形成されたシリンダと、前記シリンダにピストン部で軸線方向に摺動可能に嵌合され前記ピストン部と前記シリンダの底部との間に形成される液圧室に供給される液体によって前進されて前記摩擦プレートとセパレートプレートとを前記ピストン部から突設された押圧部で互いに押付けて係合させるピストン部材と、前記押圧部の内径側に形成された内周穴と、前記ピストン部の背面と、前記内周穴と液密に嵌合された壁部材とによって包囲され前記シリンダの小径側でリザーバと連通するキャンセル室と、前記摩擦プレートとセパレートプレートとを脱離する方向に前記ピストン部材を付勢する付勢部材と、前記液圧室と前記キャンセル室とを連通するように前記ピストン部に形成されたオリフィスと、液圧源又は前記リザーバに切換弁を介して連通し前記液圧室に開口する流入口と、前記キャンセル室に前記シリンダの小径側で開口し前記リザーバに連通する流出口と、を有することである。

上記課題を解決するため、請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記壁部材は前記シリンダの小径側壁部から延在する内側壁部に液密に嵌合され、前記流入口は前記小径側壁部に形成され、前記流出口は、前記内側壁部に形成されていることである。

上記課題を解決するため、請求項３に係る発明の特徴は、請求項１又は２において、前記キャンセル室の容積は、前記液圧室の容積よりも大きいことである。

上記課題を解決するため、請求項４に係る発明の特徴は、請求項１から３のいずれか１項において、前記シリンダは前記出力部材に形成され、前記出力部材を覆うハウジングに電気モータのステータが固定され、前記出力部材に前記電気モータのロータが固定されていることである。

請求項１に係る発明によれば、液圧室とキャンセル室とはオリフィスが貫通されたピストン部を介し隣接して配置されている。そしてクラッチ機構の係合動作が実行されるとき、所定の元圧を有する液体が液圧室からオリフィスを経由しキャンセル室に流れ、キャンセル室に設けられた流出口から流出していく。これにより元圧とオリフィスの径とに応じた差圧（液体圧）が液圧室とキャンセル室との間に発生し、液体圧の大きさに応じた付勢力によってピストン部材が弾性部材の付勢力に抗してクラッチの係合方向へ変位される。このように元圧とオリフィスの径とにより、液圧室とキャンセル室との差圧の大きさ（液体圧）が簡易に設定できクラッチの係合力が容易に調整できる。

またクラッチが脱離されるときは、液圧室への液体の流入が停止し元圧が大気圧となる。そして弾性部材の付勢力によってピストン部材がクラッチの脱離方向に変位され液圧室内の液体を流入口から押出して排出する。このとき液圧室とキャンセル室は入力軸と連動して回転されているので、発生する遠心力によって、液圧室内とキャンセル室内には液体が残存される。そして残存された液体は回転力を受けながらオリフィスを介して流通し、液圧室とキャンセル室の液体が入力軸の回転中心から同じ液面高さに保持され、液圧室内とキャンセル室内とは同じ圧力状態となる。このようにして、液圧室内とキャンセル室内とを同じ圧力状態とすることができるので、ピストン部材が、遠心力により発生した差圧のために変位してクラッチを係合することはなく、よってクラッチ脱離状態を安定的に保持できる。

請求項２に係る発明によれば、液圧室の流入口がシリンダの小径側壁部に形成され、キャンセル室の流出口が、内側壁部に形成されている。これにより、クラッチが脱離され液圧室への液体の流入が停止した状態で、液圧室及びキャンセル室内の流体が入力軸を回転中心として遠心力を受けたとき、液体は流入口及び流出口から漏出しにくく、より多くの液体が各室内に残存される。このため次にクラッチの係合動作が行なわれるときには、少量の液体を供給するだけでキャンセル室と液圧室は充満され、短時間でピストンの作動が得られ非常に効率的に入力軸と出力軸との接続が行なえる。

請求項３に係る発明によれば、キャンセル室の容積が、液圧室の容積よりも大きく設定されているので、クラッチの脱離が行なわれ、ピストン部材が変位して液圧室内の液体が排出されたとき、キャンセル室内の液体の量は、液圧室から排出された液体の量よりも確実に多い。よってキャンセル室内の容積がピストン部材が変位することにより拡大されてもキャンセル室内に大きな隙間部（空間）は発生しない。そして大きな容積を持つキャンセル室内に残存されたオイルと小さな液圧室に残存されたオイルとが回転による遠心力を受けながらオリフィスを介して流通し、キャンセル室と液圧室の液面高さは入力軸の回転中心により近い高さで保持される。これにより、次にクラッチの係合動作が行なわれるときには、より少量の液体を供給するだけでキャンセル室と液圧室は充満され、より短時間でピストンの作動が得られ効率的に入力軸と出力軸との接続が行なえる。

請求項４に係る発明によれば、駆動源としてエンジンとモータが用いられるハイブリッド車の駆動源を切替えるクラッチ機構において、クラッチ機構の出力部材にシリンダとモータが設けられるため、車両走行中にシリンダはモータの回転とともに回転され遠心力を受ける。これにより車両走行中にクラッチが脱離されてもシリンダ内に設けられたキャンセル室と液圧室には遠心力によって液体が十分残存され、次にクラッチを係合しエンジンを入力軸に連結する際、クラッチの係合は確実に、かつ迅速に行なわれ高いエネルギー効率が得られる。

本実施の形態における車両用駆動装置全体を示す概略図である。本発明の主要部を示す断面図である。図２のA部拡大図である。 A部の係合動作時の状態図である。 A部の切断時の状態図である。

本発明の実施の形態を、ハイブリッド車両に具体化し図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施の形態におけるハイブリッド車用駆動装置１全体を示す概略図であり、図２は本発明の主要部を示す断面図である。

図１に示すハイブリッド車用駆動装置１は、自動変速装置５のトルクコンバータ２に別の駆動源であるモータ・ジェネレータ（以後、電気モータ２０と称す）を付設したものである。自動変速装置（Ａ／Ｔ）５は、変速機３０、及びトルクコンバータ２からなり、トルクコンバータ２の出力が、変速機３０の入力軸３１に入力されている。

電気モータ２０とトルクコンバータ２とはクラッチ機構４０、及びトルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６を介して回転連結されている。センタピース１６に連結されるトルクコンバータ２のフロントカバー１４が回転されるとトルクコンバータ２内に油流が発生し、該油流によって入力軸３１に回転力が伝達され、変速機３０が回転される。

またハイブリッド車用駆動装置１は、駆動源であるエンジン１０と自動変速装置５との接離が切換可能な前述したクラッチ機構４０と、クラッチ機構４０に液体であるオイルを供給する電動オイルポンプ６０と、複数のセンサ（車速センサ５１、スロットル開度センサ５２、シフト位置センサ５３）からの出力信号を入力し、該信号に基づいて電気モータ２０への通電及び電動オイルポンプ６０への通電をそれぞれ制御する制御回路５０と、制御回路５０と接続するバッテリ７０とを備えている。

図１、２に示すように、エンジン１０の出力軸１１、電気モータ２０、クラッチ機構４０、及び自動変速装置５は、それぞれの回転中心が同軸となるように配置され、電気モータ２０とクラッチ機構４０は、エンジン１０とトルクコンバータ２との間に配置されるハウジング３内に配設されている。ハウジング３は電気モータ２０及びクラッチ機構４０と、トルクコンバータ２との間に隔壁３ａを有している。隔壁３ａの中心部にはセンタピース１６と、トルクコンバータ２とが回転連結されるよう貫通孔３ｂが設けられている。また、ハウジング３は外周部が隔壁３ａから自動変速装置５側に向って所定量延在され、トルクコンバータ２の一部を覆っている。そして延在されたハウジング３はトルクコンバータ２の残りの部分を覆うハウジング４と、ボルトによって固定されている。更にハウジング４は変速機３０のハウジング（図示せず）と固定され、自動変速装置５のハウジング（図示せず）を形成している。

ハウジング３のエンジン１０側にはハウジング３の蓋部を形成するフロントハウジング６が配置され、ハウジング３とフロントハウジング６とは、ボルトによって固定されている。フロントハウジング６の中心部には後述するクラッチ機構４０の入力部材２５を構成する回転軸４１が配置されるよう貫通孔６ａが設けられている。そして貫通孔６ａと回転軸４１との間にはボールベアリング３４が介在され、回転軸４１を回転可能に支持している。

尚、本実施の形態における変速機３０は、従来から一般的に採用されている遊星歯車式変速機であり、変速機内の複数の摩擦係合要素（図示せず）を選択的に係合・脱離させることで、変速段が切換えられる。そして、入力軸３１に伝達されたトルクコンバータ２の出力回転は変速機３０内部で増速或いは減速され、図１に示す差動装置３３を介して車軸７１に伝達され車両が走行する。

次に本発明に係るクラッチ機構４０について図２、３に基づいて説明する。クラッチ機構４０は、エンジン１０の出力軸１１に、フライホイール１２、及び回転振動を吸収するためのダンパ６８を介して連結された入力部材２５と、トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６に連結された出力部材２６と、入力部材２５に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合された摩擦プレート４２と、出力部材２６に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合されたセパレートプレート４３と、からなる。なお、このとき入力部材２５にセパレートプレート４３を設け、出力部材２６に摩擦プレート４２を設けてもよい。

入力部材２５は回転軸４１によってなり、回転軸４１はダンパ６８との固定部４１ａと、ハウジング６の貫通孔６ａに回転支持される連結部４１ｂと、拡径された円板状の支持部４１ｃとを有している。そして支持部４１ｃの外周側は回転軸方向に拡幅され、前述の複数の円環上の摩擦プレート４２が支持されている。またフライホイール１２の外周にはリングギア１３が固定されており、このリングギア１３はハウジング３に固定されるスタータモータ（図示せず）の出力軸と噛合し、スタータモータの駆動によりフライホイール１２が回転駆動される。出力軸１１と、フライホイール１２と、ダンパ６８と、回転軸４１（入力部材２５）とは回転中心が同軸に配置されている。

出力部材２６は、回転軸方向断面が逆Ｓ字状を呈し、大径側にエンジン１０側に開口されたシリンダ２７が形成され、小径側に変速装置５側に開口されたロータ部３２が形成されている。

シリンダ２７は小径側壁部２７ｄと、小径側壁部２７ｄから延在された内側壁部２７ｅと、大径側壁部２７ｃと、底壁部２７ｆとからなる。大径側壁部２７ｃの先端部内周側には前述の複数の円環上のセパレートプレート４３が支持されている。そして入力部材２５である回転軸４１に支持された複数の摩擦プレート４２と、出力部材２６であるシリンダ２７の大径側壁部２７ｃに支持された複数のセパレートプレート４３とが交互に嵌合されている。摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とが嵌合された状態で軸方向に押付けられると摩擦プレート４２とセパレートプレート４３とが押付け合って係合される。これにより入力部材２５と出力部材２６とが回転連結され、エンジン１０の出力軸１１と自動変速装置５の入力軸３１とが一体回転される。

シリンダ２７の内部空間２７ａには、ピストン部材４６が軸線方向に摺動可能に嵌合されている。そしてピストン部材４６が有するピストン部４６ａとシリンダ２７の底壁部２７ｆに形成される底面２７ｂとの間で液圧室４９が形成されている。ピストン部４６ａはシリンダ２７の底面２７ｂと同様の正面形状を有し、所定の厚みで形成されている。ピストン部材４６にはピストン部材４６の大径側壁部４６ｄから拡径され、クラッチ機構４０が係合される方向に向って押圧部５５が突設されている。押圧部５５はクラッチ機構４０が係合される方向に向って前進し、摩擦プレート４２とセパレートプレート４３とを回転軸方向に押付け係合する。

ピストン部４６ａの外周には全周に亘って溝４６ｃが刻設されている。溝４６ｃには例えばゴム製のＯリングが配設され、ピストン部４６ａの外周において液圧室４９を液密に封止している。またピストン部４６ａの内周にも全周に亘って溝４６ｄが刻設されている。溝４６ｄにも例えばゴム製のＯリングが配設されてピストン部４６ａの内周において液圧室４９を液密に封止している。液圧室４９は液圧源である電動オイルポンプ６０と、リザーバ７２とに連通する流入ポート（流入口）６１を有し、流入ポート６１はシリンダ２７の小径側壁部２７ｄに貫設されている。電動オイルポンプ６０とリザーバ７２とは図略の電磁弁を操作することによって切替えられ、リザーバ７２に切替えられることによって液圧室４９は流入ポート６１を介して大気と連通されるよう構成されている。

ピストン部４６ａの背面側には、キャンセル室５４が形成されている。キャンセル室５４は、押圧部５５の内径側に形成された内周孔５５ａと、ピストン部４６ａの背面４６ｂと、シリンダ２７の小径側壁部２７ｄから延在する内側壁部２７ｅと、内周穴５５ａと内側壁部２７ｅとに液密に嵌合された壁部材５６と、によって包囲され形成されている。壁部材５６の外周、及び内周には全周に亘り、溝５６ａ、５６ｂがそれぞれ刻設され、Ｏリングが配設されている。また壁部材５６は、ピストン部材４６と対向する方向に移動せぬようストッパ部材６９によって係止されている。ストッパ部材６９はシリンダ２７の内側壁部２７ｅの外周に刻設された溝内に所定の手段により固定されている。そして壁部材５６が後述のねじりコイルばね５８によってストッパ部材６９方向に付勢され、ストッパ部材６９の面６９ａに押圧されて係止されている。またキャンセル室５４の容積は、常に液圧室４９の容積より大きくなるよう構成されている。

ピストン部４６ａには液圧室４９とキャンセル室５４とに連通されるオリフィス５７が設けられている。オリフィス５７の内径は液圧室４９からキャンセル室５４にオイルを流したときに発生する差圧が所望の大きさとなるよう任意に決定される。なお、オリフィス５７はピストン部４６ａが形成される範囲において、どの位置に設けてもよい。しかし液圧室４９内にオイルが電動オイルポンプ６０の作動により供給されたとき、短時間でキャンセル室５４にも圧力が伝達されることが好ましい。そのためオリフィス５７は、残存するオイル内に位置したほうがよく、よってなるべく流入ポート６１から離間した位置に設けられることが望ましい。

また、キャンセル室５４は、リザーバ７２に連通する所定の面積にて形成された流出ポート（流出口）６２を有している。流出ポート６２はシリンダ２７の内側壁部２７ｅに貫設されている。ここで流出ポート６２の所定の面積は、流出ポート６２が絞り部とならないようにオリフィス５７よりも大きな径によって形成されている。

なお、流出ポート６２は内側壁部２７ｅに貫設しなくてもよい。例えば壁部材５６と内側壁部２７ｅとの接触部において、壁部材５６または内側壁部２７ｅに切欠き等を設け流出口とし、オイルを壁部材５６の背面５６ｃ側に排出するようにしてもよい。このとき切欠部は液密にする必要はなく、これによっても同様の効果が得られる。

キャンセル室５４内である壁部材５６とピストン部４６ａの背面４６ｂとの間には付勢部材としてのねじりコイルばね４８が縮設されている。ねじりコイルばね４８は、ピストン部材４６を摩擦プレート４２とセパレートプレート４３との係合が解かれ脱離する方向に付勢している。なお、付勢部材はねじりコイルばねでなくてもよく、ピストン部材４６を、摩擦プレート４２とセパレートプレート４３との係合が脱離される方向に所定の付勢力で付勢可能であれば付勢部材の形態及び配設位置は問わない。

出力部材２６の小径側に形成されるロータ部３２は、トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６と一体回転可能にスプライン結合される固定部３２ｂと、固定部３２ｂのエンジン１０側端部から径方向外方に向けて延在される連結部３２ａとからなる。ロータ部３２とシリンダ２７の小径側壁部２７ｄとによって囲まれ自動変速装置５側に開口される空間には、ハウジング３の隔壁３ａから円環状の突部６３が突設されている。そしてシリンダ２７の小径側壁部２７ｄが突部６３の大径側外周面６３ｂに嵌合され、ロータ部３２の固定部３２ｂと突部６３の小径側内周面６３ａとの間にはボールベアリング６４が介在され、突部６３とロータ部３２とがスムーズに相対回転可能となっている。

突部６３の大径側外周面６３ｂには、シリンダ２７の小径側壁部２７ｄに形成された流入ポート６１と連通する油路６６が全周に亘って刻設されている。油路６６の両側には油路６６と平行にＯリング溝６３ｃが刻設されている。そしてＯリング溝６３ｃに例えばゴム製のＯリングが配置されることによって、シリンダ２７の小径側壁部２７ｄと突部６３の大径側外周面６３ｂとが油密に相対回転可能となっている。

突部６３の内部には、油路６６と連通される小径（例えばφ５）の油路６５が設けられている。油路６５は電動オイルポンプ６０及びリザーバ７２と接続され、制御のためのオイルをクラッチ機構４０の液圧室４９に油路６６、及び流入ポート６１を介して給排する。また油路６５はオイルを排出する際、オイルの重力のみによって排出されるよう配置されている。油路６５は小径で形成されているので、液圧室４９がオイルで充満された後には、電動オイルポンプ６０によって少量のオイルを供給するだけで油圧の圧力範囲が幅広く簡易に得られ効率的である。

トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６は入力部材２５の回転軸４１と同軸に軸方向に並んで配置され、トルクコンバータ２のフロントカバー１４に連結されてフロントカバー１４と一体回転される。そしてセンタピース１６とともにフロントカバー１４が回転されることにより、フロントカバー１４と連結されるトルクコンバータ２内のタービンランナ（図示せず）が回転される。これによりタービンランナによって油流が発生し、発生した油流によって入力軸３１に連結されたポンプインペラ（図示せず）が回転され入力軸３１に回転力が伝達される。出力部材２６と、センタピース１６と、フロントカバー１４とは回転中心が入力軸３１と同軸に配置されている。

ブラシレスＤＣモータ等からなる電気モータ２０は、出力部材２６を構成するシリンダ２７の外周側に配置されている。電気モータ２０は、シリンダ２７と同軸回転する略円筒状のロータ２１と、ロータ２１の外周に配置され、珪素鋼板（図示せず）を積層してなるステータ２２と、ステータ２２の突出部（図示せず）に巻回されるコイル２３とを備えている。ステータ２２の外周側は出力部材２６を覆うハウジング３の内周部に固定されている。コイル２３は制御回路５０と電気的に接続されており、制御回路５０は、各種状態を検出する各センサ（車速センサ５１、スロットル開度センサ５２、シフト位置センサ５３）からの信号に基づいてコイル２３への通電量、或いはコイル２３の非通電を制御している。

次に、上述したハイブリッド車用駆動装置１の作動について説明する。いま、車両が停止状態にある場合に、図略のイグニッションスイッチをＯＮにして運転者がアクセルペダルを踏む（低スロットル開度時）と、バッテリ７０から電気モータ２０へ電流が流れ、電気モータ２０はモータとして機能する。そしてその回転駆動力は、クラッチ機構４０の出力部材２６を介してトルクコンバータ２に伝達され、このトルクコンバータ２にて所定のトルク比にて増大された上で入力軸３１に伝達される。

該車両発進時にあっては、エンジン１０の燃料噴射装置は作動せずにエンジン１０は停止状態にある。そして電気モータ２０からの駆動力のみによって車両は発進する。このときクラッチ機構４０は係合が脱離され、負荷となるフライホイール１２等を切り離している。またエンジン低負荷時や、極低負荷時のようにエンジン効率が悪い領域においてもエンジン１０は停止され電気モータ２０のみによって走行し、クラッチ機構４０は係合が脱離される。

そして、車両が発進直後で、速度が比較的小さいときであっても、加速や登坂をするときには、エンジン１０が始動される。つまり、加速や登坂をするためにアクセルペダルが踏まれてスロットルが一定開度以上開かれると、燃料噴射装置が作動されるとともに、点火プラグが点火される。また同時に、ハウジング３に固定されるスタータモータ（図示せず）の出力軸が駆動される。そしてスタータモータの出力軸と噛合するフライホイール１２外周のリングギア１３が、フライホイール１２、及び出力軸１１とともに回転されエンジン１０が始動される。このときクラッチ機構４０が係合されることにより出力軸１１の回転駆動力が自動変速装置５の入力軸３１に伝達される。これによりエンジン１０並びに電気モータ２０の両方の駆動力が加算され大きな駆動力にて車両が走行される。

そして、車両が定常の高速走行状態にある場合には、電気モータ２０が無負荷運転（モータに生じる逆起電力により生じるトルクを相殺させるようにモータ出力を制御する）され、電気モータ２０を空転させる。これにより、クラッチ機構４０は係合されたままで、車両は、専らエンジン１０のみの駆動力によって走行する。

次に、上述したハイブリッド車用駆動装置１の各運転状態での本発明に係るクラッチ機構４０の作用について図４、図５に基づき説明する。まず車両が定常の高速走行状態にありエンジン１０のみを駆動して走行する場合や、加速時に、エンジン１０と電気モータ２０の両方の駆動力にて車両が走行する場合について説明する。これらの場合には、クラッチ機構４０を係合し出力軸１１と入力軸３１とを連結する必要がある。

出力軸１１と入力軸３１とを連結する際には、電動オイルポンプ６０の駆動により油路６５、６６及び流入ポート６１を介して液圧室４９に油圧を導入する。図４に示すように、液圧室４９に導入されたオイルはピストン部４６ａに設けられたオリフィス５７を経由して液圧室４９に隣接するキャンセル室５４に流入し、キャンセル室５４の流出ポート６２から排出される。このときオイルは液圧室４９から内径の小さなオリフィス５７を経由してキャンセル室５４に流入するので、オリフィス５７が圧損となり液圧室４９とキャンセル室５４との間には圧力差が生じる。このとき圧力差は、電動オイルポンプ６０によって送出されるオイルの圧力と、オリフィス５７の径とに基づいて決定される。

そして該圧力差に応じてピストン部４６ａがクラッチ機構４０の係合方向に付勢力を受ける。その後、該付勢力が、ピストン部材４６をクラッチ機構４０の係合が脱離される方向に付勢するねじりコイルばね５８の付勢力を超えた時点から、ピストン部材４６が、クラッチ機構４０の係合方向に変位され始める。そしてピストン部材４６の押圧部５５が、摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とを回転軸方向に押圧する。押圧された摩擦プレート４２とセパレートプレート４３とは押付け合って係合され、入力部材２５と、出力部材２６とが連結され、出力軸１１と入力軸３１とが連結されて一体で回転する。

次に車両が上述の状態から渋滞等でエンジン低負荷状態や、極低負荷状態のエンジン効率が悪い領域で走行を始めると、電気モータ２０のみの走行を開始する。電気モータ２０のみによって走行する場合、クラッチ機構４０を係合したままでは、フライホイール１２や出力軸１１を駆動させるための余分な駆動力が電気モータ２０に必要となる。このためクラッチ機構４０の係合を切断し、エネルギー効率の高い運転が行なえるようにする。

係合を切断するため、まず液圧室４９に接続する電動オイルポンプ６０をリザーバ７２に切替える。これによりクラッチ機構４０の液圧室４９内、及びキャンセル室５４内は大気圧となる。そして、キャンセル室５４と液圧室４９とはこのとき同圧状態となるため、ねじりコイルばね５８の付勢力によってピストン部材４６が液圧室４９側に向って変位される。そしてピストン部材４６のピストン部４６ａによって液圧室４９内に残ったオイルの一部が流入ポート６１から押出され、油路６６、６５を介し自重によってリザーバ７２に排出されて、液圧室４９内のオイル量が減少する。

このときキャンセル室５４は液圧室４９よりも容積が大きくなるよう構成されているので、液圧室４９から、ピストン部材４６の変位によって押し出されるオイルの量に比べ、キャンセル室５４内のオイル量は確実に多い。これによりねじりコイルばね５８の付勢力によってピストン部材４６が液圧室４９側に向って変位しキャンセル室５４の容量が拡大されても、キャンセル室５４内に大きな隙間部（空間）は発生しない。この後、大きな容積を持つキャンセル室５４内に残存されたオイルと小さな液圧室４９に残存されたオイルとは、回転による遠心力を受けながらオリフィス５７を介して流通する。そして図５に示すように回転中心からのキャンセル室５４と液圧室４９のオイルの液面高さＨが同じ位置で、且つ小さな値で保持される。

このような状態では、キャンセル室５４と液圧室４９との間は同圧で遠心力の影響は受けない。これにより遠心力によってピストン部材４６が付勢力を受けクラッチ機構４０が係合される虞はない。

次に上記低負荷運転状態から加速し、再びエンジン１０の駆動力を電気モータ２０の駆動力に加算する場合について説明する。このとき、再びクラッチ機構４０を係合しエンジン１０の出力軸１１と入力軸３１とを連結する必要がある。

クラッチ機構４０を係合するため、まず液圧室４９に接続するリザーバ７２を電動オイルポンプ６０に切替える。そして、図４に示すように、電動オイルポンプ６０を駆動させ、制御回路５０によって所定圧のオイルを油路６５、６６及び流入ポート６１を介して液圧室４９内に送出する。このとき液圧室４９内には前述したとおり、液面高さＨの所定量のオイルが残存している（図５参照）。これにより電動オイルポンプ６０から送出されたオイルは非常に短時間で液圧室４９を充満することができる。そして充満されたオイルはオリフィス５７を経由し、所定量のオイルが残存するキャンセル室５４に流入し差圧によって付勢力を発生させ、前述と同様にして摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とを短時間で係合させる。そして入力部材２５と、出力部材２６とが連結され、出力軸１１と入力軸３１とが連結される。これにより短時間で電気モータ２０とエンジン１０の各駆動力が加算され大きな駆動力にて車両が走行される。

なお、キャンセル室５４と液圧室４９との容量の比率が大きいほど、クラッチ機構４０の脱離後の回転中心からのキャンセル室５４と液圧室４９の液面高さＨは小さくなり、次回のクラッチ機構４０係合までの所要時間は短くなる。しかし、キャンセル室５４の容量を大きくするとクラッチ機構４０の体格が大きくなり、延いては車両の重量及び体格にも影響を及ぼすため、最も適切なキャンセル室５４の大きさは状況に応じて適宜決定される。

上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、駆動源としてエンジン１０と電気モータ２０が用いられるハイブリッド車の駆動源を切替えるクラッチ機構４０において、クラッチ機構４０の出力部材２６にシリンダ２７と電気モータ２０が設けられるため、車両走行中にシリンダ２７は電気モータ２０とともに回転され遠心力を受ける。これにより車両走行中にクラッチ機構４０の係合が脱離されてもシリンダ２７内に設けられたキャンセル室５４と液圧室４９には遠心力によってオイルが十分残存され、次にクラッチ機構４０を係合しエンジン１０を入力軸３１に連結する際、クラッチ機構４０の係合は確実に、かつ迅速に行なわれ高いエネルギー効率が得られる。

また、本実施形態においては、液圧室４９とキャンセル室５４とはオリフィス５７が貫通されたピストン部材４６のピストン部４６ａを介し隣接して配置されている。そしてクラッチ機構４０の係合動作が実行されるとき、所定の元圧を有するオイルが液圧室４９からオリフィス５７を経由しキャンセル室５４に流れ、キャンセル室５４に設けられた流出ポート６１から流出していく。これにより元圧とオリフィス５７の径とに応じた差圧が液圧室４９とキャンセル室５４との間に発生し、差圧の大きさに応じた付勢力によってピストン部材４６が弾性部材としてのねじりコイルばね５８の付勢力に抗してクラッチ機構４０の係合方向へ変位される。このように元圧とオリフィス５７の径とにより、液圧室とキャンセル室との差圧の大きさが簡易に設定できクラッチ機構４０の係合力が容易に調整できる。

またクラッチ機構４０が脱離されるときは、液圧室４９へのオイルの流入が停止し元圧が大気圧となる。そしてねじりコイルばね５８の付勢力によってピストン部材４６がクラッチ機構４０の脱離方向に変位され液圧室４９内のオイルを流入ポート６１から押出して排出する。このとき液圧室４９とキャンセル室５４は入力軸３１と連動して回転されているので、発生する遠心力によって、液圧室内４９とキャンセル室５４内にはオイルが残存される。そして残存されたオイルは回転力を受けながらオリフィス５７を介してキャンセル室５４と液圧室４９との間を流通し、液圧室４９とキャンセル室５４のオイルが入力軸３１の中心から同じ液面高さＨに保持され、液圧室４９内とキャンセル室５４内とは同じ圧力状態となる。このようにして、液圧室４９内とキャンセル室５４内とを同じ圧力状態とすることができるので、ピストン部材４６が、遠心力により発生した差圧のために変位してクラッチ機構４０を係合することはなく、よってクラッチ脱離状態を安定的に保持できる。

また本実施形態においては、液圧室の流入ポート（流入口）６１がシリンダ２７の小径側壁部２７ｄに形成され、キャンセル５４の流出ポート（流出口）６２が内側壁部２７ｅに形成されている。これにより、クラッチ機構４０が脱離され液圧室４９へのオイルの流入が停止した状態で、液圧室４９及びキャンセル室５４内のオイルが入力軸３１を回転中心として遠心力を受けたとき、オイルは流入ポート６１及び流出ポート６２から漏出しにくく、より多くのオイルが各室内に残存される。このため次にクラッチ機構４０の係合動作が行なわれるときには、少量のオイルを供給するだけでキャンセル室５４と液圧室４９は充満され、短時間でピストン部材６４の作動が得られ効率的に入力軸３１と出力軸１１との接続が行なえる。

さらに本実施形態においては、キャンセル室５４の容積が、液圧室４９の容積よりも大きく設定されているので、クラッチ機構４０の脱離が行なわれ、ピストン部材４６が変位して液圧室４９内の液体が排出されるとき、キャンセル室５４内の液体の量は、液圧室４９から排出された液体の量よりも確実に多い。よってキャンセル室５４内の容積がピストン部材４６が変位することにより拡大されてもキャンセル室５４内に大きな隙間部（空間）は発生しない。そして大きな容積を持つキャンセル室５４内に残存されたオイルと小さな液圧室４９に残存されたオイルとが回転による遠心力を受けながらオリフィス５７を介して流通し、キャンセル室５４と液圧室４９の液面高さは入力軸３１の回転中心により近い高さで保持される。これにより、次にクラッチ機構４０の係合動作が行なわれるときには、より少量の液体を供給するだけでキャンセル室５４と液圧室４９は充満され、より短時間でピストンの作動が得られ効率的に入力軸３１と出力軸１１との接続が行なえる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、例えば、フライホイール１２と回転軸４１との間にダンパ６８を設けずに、フライホイール１２と回転軸４１とが直結している形式のものであってもよい。

また、本発明における変速機は、一般的に変速機として用いられる遊星歯車変速機以外にも、無段変速機や、一般的に手動変速機で採用される同期噛合式歯車変速機であってもよい。

また、本ハイブリッド車用駆動装置１は、上述した使用態様に限らず、車両発進時、エンジン１０を始動して、エンジン駆動力に、電気モータ２０による駆動力をアシストして発進するようにする等、他の使用態様にて使用してもよいことは勿論であり、車両発進後の運転状況に応じてクラッチ機構４０の係脱を実施すればよい。

また、本発明はハイブリッド車用に限らず、２つの駆動源を備え、本実施形態におけるエンジンに対し一方の駆動源を適用し、電気モータに対し他方の駆動源を適用するようにしてもよい。

さらに、本発明はハイブリッド車用に限らず、１つの駆動源を備える車両に適用し、該１つの駆動源と、変速装置とをクラッチ機構４０によって係脱するようにしてもよい。このように構成されることにより、遠心力の影響を受けにくく、電動オイルポンプ６０の駆動により送出される油圧によって、クラッチ係合力が容易に調整可能な車両用駆動装置を得ることができる。

次に、別の実施形態として、上述の実施形態のように出力部材２６にシリンダ２７を設け、シリンダ２７内に液圧室４９及びキャンセル室５４を設けるのではなく、入力部材２５にシリンダを設け、該シリンダ内に、液圧室及びキャンセル室とを設けてもよい。この場合、駆動源は１つであり、クラッチ機構は、入力部材２５に連結されるエンジンを含む各種の駆動源と、変速装置との連結の係脱を行なう。このように構成されることにより、シリンダは常時回転し、オイルが遠心力によって液圧室及びキャンセル室に同圧で保持されているので、クラッチ機構４０は遠心力の影響を受けにくく、且つ電動オイルポンプ６０の駆動により送出される油圧によって、比較的短時間でクラッチの係合ができるとともに、クラッチ係合力の調整が容易にできる。

１・・・ハイブリッド車用駆動装置、２・・・トルクコンバータ、３・・・ハウジング、５・・・自動変速装置、１０・・・エンジン、１１・・・出力軸、１２・・・フライホイール、１４・・・フロントカバー、１６・・・センタピース、２０・・・電気モータ、２１・・・ロータ、２２・・・ステータ、２３・・・コイル、２５・・・入力部材、２６・・・出力部材、２７・・・シリンダ、３０・・・変速機、３１・・・入力軸、３２・・・ロータ部、４０・・・クラッチ機構、４１・・・回転軸、４２・・摩擦プレート、４３・・・セパレートプレート、４６・・・ピストン部材、４９・・・液圧室、５０・・・制御回路、５４・・・キャンセル室、５５・・・押圧部、５６・・・壁部材、５７・・・オリフィス、５８・・・ねじりコイルばね（付勢手段）、６０・・・電動オイルポンプ、６１・・・流入ポート（流入口）、６２・・・流出ポート（流出口）、６５、６６・・・油路、６８・・・ダンパ、７０・・・バッテリ、７１・・・車軸。

Claims

駆動源であるエンジンと、前記エンジンの駆動力が入力される変速装置と、前記エンジンの出力軸と前記変速装置の入力軸の間に配置され、前記出力軸と前記入力軸とを接離可能なクラッチ機構と、を備えた車両用駆動装置において、
前記クラッチ機構は、前記エンジンの出力軸に連結された入力部材と、
前記変速装置の入力軸に連結された出力部材と、
前記入力部材及び前記出力部材の一方に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合された摩擦プレートと、
前記入力部材及び前記出力部材の他方に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に嵌合されたセパレートプレートと、
前記入力部材及び前記出力部材のいずれか一方に形成されたシリンダと、
前記シリンダにピストン部で軸線方向に摺動可能に嵌合され前記ピストン部と前記シリンダの底部との間に形成される液圧室に供給される液体によって前進されて前記摩擦プレートとセパレートプレートとを前記ピストン部から突設された押圧部で互いに押付けて係合させるピストン部材と、
前記押圧部の内径側に形成された内周穴と、前記ピストン部の背面と、前記内周穴と液密に嵌合された壁部材とによって包囲され前記シリンダの小径側でリザーバと連通するキャンセル室と、
前記摩擦プレートとセパレートプレートとを脱離する方向に前記ピストン部材を付勢する付勢部材と、
前記液圧室と前記キャンセル室とを連通するように前記ピストン部に形成されたオリフィスと、
液圧源又は前記リザーバに切換弁を介して連通し前記液圧室に開口する流入口と、
前記キャンセル室に前記シリンダの小径側で開口し前記リザーバに連通する流出口と、
を有することを特徴とする車両用駆動装置。
請求項１において、前記壁部材は前記シリンダの小径側壁部から延在する内側壁部に液密に嵌合され、前記流入口は前記小径側壁部に形成され、前記流出口は、前記内側壁部に形成されていることを特徴とする車両用駆動装置。
請求項１又は２において、前記キャンセル室の容積は、前記液圧室の容積よりも大きいことを特徴とする車両用駆動装置。
請求項１から３のいずれか１項において、前記シリンダは前記出力部材に形成され、前記出力部材を覆うハウジングに電気モータのステータが固定され、前記出力部材に前記電気モータのロータが固定されていることを特徴とする車両用駆動装置。