JP2011105188A - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において電動モータのロータの回転によりケース下方の油溜部に貯留されている潤滑油を、入力軸及び出力軸を支承する軸受に充分に供給できるハイブリッド車両用駆動装置を提供すること。
【解決手段】誘導リブ２３をモータケース１１の側壁部１１ａの内壁面１１ａａに内周縁から外周縁に向かって径方向に延在するように形成し、補強リブ２４を誘導リブの長さよりも短い長さで誘導リブと同様に形成している。これにより、ロータ１３の回転により発生する風圧により上記内壁面に付着し該内壁面に沿って押し上げられる多量の潤滑油Ｄを、補強リブが形成されていない内壁面に沿って誘導リブまで移動させて誘導リブで受け止め軸受油路２２に誘導できる。よって、入力軸３２及び出力軸４１を支承する軸受３１，３４に対し潤滑油Ｄを充分に供給でき、電動モータ１やエンジン２の出力を効率的に伝達できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源としてエンジン及び電動モータを備え、駆動源による駆動力を車軸に伝達するハイブリッド車両用駆動装置に関する。

例えば、特許文献１には、エンジンを備えた車両のクラッチ装置が開示されている。クラッチ装置は、湿式多板クラッチを有し、クラッチケースにより覆われており、エンジンに連結された入力軸とトランスミッションに連結された出力軸とを断続する。クラッチケースは、左右の側壁部と外周壁部とで構成され、側壁部の内壁面には補強のために放射状に延在する複数の補強リブが突設されている。

クラッチケース内の下方には潤滑油を貯留する油溜部が形成され、クラッチケース内の上方にはクラッチケース内に配設された回転歯車の回転により飛散される潤滑油を受ける油受け室が設けられ、側壁部内には油受け室で受けた潤滑油を、入力軸及び出力軸を支承する軸受に供給する軸受油路が形成されている。一方、エンジン及び電動モータを備えたハイブリッド車両において、電動モータ及びクラッチ装置は、左右の側壁部と外周壁部とで構成されたモータケースにより覆われている。このモータケースにおいても、上記クラッチケースと同様の構造とすることが可能である。

特開昭６１−９２３６２号公報（第２頁左上覧第９行〜第１５行、図３，８）

ハイブリッド車両においては、電動モータのロータは非常に高速で回転し、また、ロータの表面は回転歯車のような凹凸が無く平坦である。このため、モータケース内の下方の油溜部に貯留されている潤滑油は、回転するロータにより飛散されるよりも、ロータの回転により発生する風圧によりモータケースの側壁部（静止壁）の内壁面に付着し該内壁面に沿って押し上げられる。よって、飛散される潤滑油は少量であるため上記油受け室では該潤滑油を充分に受けることができず、入力軸及び出力軸を支承する軸受に対する潤滑油の供給不足を引き起こすおそれがある。

ロータに潤滑油を掻き上げる部材を設けることにより潤滑油を多量に飛散させることは可能であるが、ロータの回転が非常に高速であり潤滑油を掻き上げる際の抵抗が大きくなるため、電動モータの性能低下を引き起こすおそれがある。一方、モータケースの側壁部の内壁面に油受け室を設けることにより側壁部の内壁面に沿って押し上げられる潤滑油を受けることは可能であるが、側壁部の内壁面に突設された補強リブにより潤滑油の移動が妨げられてしまうので該油受け室でも潤滑油を充分に受けることができず、入力軸及び出力軸を支承する軸受に対する潤滑油の供給不足を引き起こすおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両において電動モータのロータの回転によりケース下方の油溜部に貯留されている潤滑油を、入力軸及び出力軸を支承する軸受に充分に供給することができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、エンジンに回転可能に連結される入力軸と、電動モータのロータと同一軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、前記入力軸及び前記出力軸を前記同一軸線上で軸受を介して回転可能に支承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を両側壁部と外周壁部とで囲繞し、潤滑油を貯留する下方の油溜部と前記潤滑油を前記軸受に供給する軸受油路とが形成されたケースと、を備え、前記ケースの側壁部の内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在し、前記ロータの回転により前記内壁面に沿って流れる前記潤滑油を受け止めて前記軸受油路に誘導する誘導リブと、該誘導リブの長さよりも短い長さで前記側壁部の内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在し、前記ケースの側壁部を補強する補強リブと、が設けられていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記誘導リブは、少なくとも前記ケースの出力側の側壁部の内壁面に設けられ、前記ロータの回転により前記内壁面に沿って流れる前記潤滑油を受け止めて、前記出力軸を前記ケースに支承する軸受に前記潤滑油を供給する軸受油路に誘導することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記誘導リブは、前記側壁部の内壁面の内周縁から前記外周壁部の内周面に至るように設けられ、前記補強リブは、前記側壁部の内壁面の内周縁から外周縁に向かう途中まで複数個設けられていることである。

請求項１に係る発明によれば、誘導リブをケースの側壁部の内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在するように形成し、補強リブを誘導リブの長さよりも短い長さで上記内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在するように形成している。これにより、ロータの回転により発生する風圧により上記内壁面に付着し該内壁面に沿って押し上げられる多量の潤滑油を、補強リブが形成されていない内壁面に沿って誘導リブまで移動させて誘導リブで受け止め軸受油路に誘導することができる。よって、入力軸及び出力軸を支承する軸受に対し潤滑油を充分に供給することができ、電動モータやエンジンの出力を効率的に伝達することができる。

請求項２に係る発明によれば、誘導リブをケースの出力側の側壁部の内壁面に設けて、出力軸をケースに支承する軸受に、誘導リブで受け止めた潤滑油を供給するようにしているので、該軸受に対し潤滑油を充分に供給することができ、該軸受に支承されるロータの回転をスムーズにして電動モータの性能低下を防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、補強リブを側壁部の内壁面の内周縁から外周縁に向かう途中まで設けているが、潤滑油は内壁面に沿って内壁面の外周縁側に押し上げられるので、該潤滑油をほぼ全て補強リブが形成されていない内壁面に沿って誘導リブまで移動させることができる。そして、誘導リブを側壁部の内壁面の内周縁から外周壁部の内周面に至るように設けているので、移動してきた潤滑油をほぼ全て受け止め軸受油路に誘導することができる。また、補強リブを複数個設けているので、側壁部を高強度な状態に維持することができる。

本発明の実施の形態によるハイブリッド車両用駆動装置を備えたハイブリッド車両のパワートレーンの概略を示す図である。 図１のハイブリッド車両用駆動装置の断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるハイブリッド車両用駆動装置を備えたハイブリッド車両のパワートレーンの概略を示している。尚、図１において、太線は車両の機械的な連結を示し、実線による矢印は装置間をつなぐ油圧配管を示し、破線による矢印は制御用の信号線を示している。また、以下の説明中において回転軸方向という場合、特に断らなければ、電動モータ１の回転軸Ｃに沿った方向、すなわち図２における左右方向を意味する。

ハイブリッド車両駆動用のエンジン２と電動モータ１とは、湿式多板クラッチを有するクラッチ装置３を介して直列に接続されている。また、電動モータ１には、車両のトランスミッション４が直列に接続されており、トランスミッション４には、ディファレンシャル装置５を介して、車両の右駆動輪６Ｒ及び左駆動輪６Ｌ（以下、単に「駆動輪６Ｒ，６Ｌ」という）が接続されている。エンジン２は、炭化水素系の燃料により出力を発生させる通常の内燃機関である。電動モータ１は、車輪駆動用の同期モータであり、トランスミッション４は通常の自動変速機である。また、クラッチ装置３は、普段はエンジン２と電動モータ１との間を接続しているノーマリクローズタイプのクラッチ装置であり、エンジン２とトランスミッション４との間のトルク伝達を断続する。

このようなパワートレーンを用いた車両は、エンジン２により走行する場合、エンジン２がトランスミッション４を介して駆動輪６Ｒ，６Ｌを回転させる。また、電動モータ１により走行する場合、電動モータ１がトランスミッション４を介して駆動輪６Ｒ，６Ｌを回転させる。そして、電動モータ１のみで走行するときは、エンジン２を停止させ、クラッチ装置３をレリーズさせて、エンジン２と電動モータ１との間の接続を解除している。さらに、電動モータ１は、クラッチ装置３によりエンジン２との連結を遮断された状態で、駆動輪６Ｒ，６Ｌ側から駆動され、発電機としても機能する。

後述するクラッチ装置３の油圧室ＰＣ（図２参照）には、電動ポンプ７の吐出口が接続されており、電動ポンプ７には、コントローラ８が電気的に接続されている。コントローラ８は、電動ポンプ７を作動させてクラッチ装置３の油圧室ＰＣに油圧を供給し、クラッチ装置３の接続状態を制御している。また、コントローラ８にはエンジン２及び電動モータ１が接続されるとともに、車両のアクセル開度センサ、車速センサ、トランスミッション４のシフトスイッチ（いずれも図示せず）からの検出信号が入力されている。コントローラ８は、アクセル操作量等に基づいて、電動モータ１、エンジン２及びクラッチ装置３の作動を制御している。

図２は、図１のハイブリッド車両用駆動装置の断面、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を示している。尚、図２において、左方を電動モータ１及びクラッチ装置３の前方といい、右方を後方ということがあるが、実際の車両上における方向とは無関係である。モータケース１１（本発明の「ケース」に該当する）は、電動モータ１及びクラッチ装置３を内蔵した状態で、前方をモータカバー１２（本発明の「ケース」に該当する）により封止されている。すなわち、電動モータ１及びクラッチ装置３は、モータケース１１の側壁部１１ａ及び外周壁部１１ｂとモータカバー１２の側壁部１２ａとで囲繞されている。モータカバー１２の前方にはエンジン２が取り付けられ、モータケース１１の後方にはトランスミッション４が取り付けられている。また、電動モータ１を構成するロータ１３の半径方向内方には、クラッチ装置３が配設されている。

モータケース１１とモータカバー１２とで形成される内部空間の下方には、潤滑油Ｄを貯留する油溜部２１が形成されている。この油溜部２１には、後述する電動モータ１のロータ１３の外周よりも若干内周側に寄ったレベルで潤滑油Ｄが貯留されている。また、モータケース１１の中心部に内部空間に突設された環状ボス部１１ｃの上部には、外周から内周に貫通して後述する軸受３４に至る軸受油路２２が形成されている。この軸受油路２２には、油溜部２１に貯留されている潤滑油Ｄが供給されるようになっている。

また、上記内部空間の上方のモータケース１１の側壁部１１ａの内壁面１１ａａには、内周縁から外周縁に向かって径方向に延在する誘導リブ２３が回転軸Ｃ方向に突設されている。この誘導リブ２３は、内壁面１１ａａの内周縁側の端部が軸受油路２２よりも図３において時計回り、すなわちロータ１３の回転方向の僅かに後方に位置しており、内壁面１１ａａの外周縁側の端部が外周壁部１１ｂの内周面に至るように形成されている。これにより、誘導リブ２３は、内壁面１１ａａの外周縁から内周縁に向かって斜め左下方に傾斜した傾斜側面２３ａ（図３）を有することになる。詳細は後述するが、内壁面１１ａａに沿って流れる潤滑油Ｄが、該傾斜側面２３ａで受け止められて軸受油路２２に誘導されるようになっている。

さらに、モータケース１１の側壁部１１ａの内壁面１１ａａには、誘導リブ２３の長さよりも短い長さ（本例では約半分の長さ）で内周縁から外周縁に向かって径方向に延在する補強リブ２４（図３）が回転軸Ｃ方向に突設されている。この補強リブ２４は、誘導リブ２３から図３において反時計回りに油溜部２１に至る範囲で略等角度間隔で複数個（本例では５個）形成されている。補強リブ２４は、モータケース１１の側壁部１１ａの強度を上げて変形を防止するためのものである。

モータカバー１２の中心部に内部空間に突設された環状ボス部１２ｂの内周には、軸受３１を介してクラッチ装置３のインプットシャフト３２（本発明の「入力軸」に該当する）が、回転軸Ｃを中心に回転可能に支承されている。回転軸Ｃは、エンジン２、電動モータ１及びトランスミッション４の回転軸でもある。インプットシャフト３２は、エンジン２の図示しないクランクシャフトと回転連結されている。インプットシャフト３２は、半径方向外方に突出したクラッチインナ３２１を備えている。クラッチインナ３２１の外端面には、複数枚の駆動ディスク３２２が回転軸Ｃ方向に重ねられた状態で支承されている。これにより、各々の駆動ディスク３２２は、クラッチインナ３２１に対して回転軸Ｃ方向に移動可能で、かつ、クラッチインナ３２１とともに回転可能となっている。

各駆動ディスク３２２の間には、略リング状に形成された複数の従動プレート３３１が交互に介装されている。従動プレート３３１の外周部は、クラッチアウタ３３の内周面に係合している。これにより従動プレート３３１は、クラッチアウタ３３に対して回転軸Ｃ方向に移動可能で、かつ、クラッチアウタ３３とともに回転可能となっている。クラッチアウタ３３は、後述する電動モータ１のロータ１３の内周面に連結されている。それとともに、クラッチアウタ３３は半径方向内方へと延び、中心軸部３３ａの内周において回転軸Ｃを中心に回転可能なトランスミッション４のタービンシャフトに連結された出力軸４１とスプライン嵌合している。これにより、ロータ１３はトランスミッション４を介して、駆動輪６Ｒ，６Ｌへと連結されており、電動モータ１による駆動力が駆動輪６Ｒ，６Ｌに入力される。また、クラッチアウタ３３の中心軸部３３ａの外周とモータケース１１の環状ボス部１１ｃとの間には、クラッチアウタ３３及び出力軸４１をモータケース１１に回転可能に支承する軸受３４が介装されている。

クラッチアウタ３３には、リング状のディスク部材３５が固定されており、ディスク部材３５とクラッチアウタ３３との間には、ピストン部材３６が回転軸Ｃ方向に移動可能に設けられている。また、ピストン部材３６とクラッチアウタ３３との間には、係合スプリング３７が介装されており、係合スプリング３７はピストン部材３６を、常時、図２おいて左方に押圧している。係合スプリング３７により押圧されたピストン部材３６は、その左端において従動プレート３３１を左方に付勢し、クラッチ装置３を接続状態としている。

ディスク部材３５とクラッチアウタ３３とピストン部材３６とは液密的に係合しており、ディスク部材３５、クラッチアウタ３３及びピストン部材３６により油圧室ＰＣが形成されている。油圧室ＰＣ内には、上述した電動ポンプ７から油圧が供給され、係合スプリング３７の付勢力に抗してピストン部材３６を図２において右方に移動させ、クラッチ装置３の接続を解除している。

電動モータ１のロータ１３は、クラッチ装置３に対して半径方向外方に位置するように、モータケース１１に回転可能に取り付けられている。ロータ１３は、積層された複数の鋼板１３１を一対の保持プレート１３２ａ，１３２ｂにより挟み、これに固定部材１３３を貫通させて端部をかしめることにより形成されている。また、ロータ１３の円周上には、図示しない複数の界磁極用マグネットが設けられている。一方の保持プレート１３２ｂは、クラッチ装置３のクラッチアウタ３３に取り付けられ、これにより、ロータ１３はクラッチアウタ３３と連結されている。

また、モータケース１１の内周面には、ロータ１３と半径方向に対向するように、電動モータ１のステータ１４が取り付けられている。ステータ１４は、ステータリング１５の内周面に、回転磁界発生用の複数のコア体１６が円環状に並ぶように取り付けられて形成されている。各々のコア体１６は、略Ｔ字状を呈した複数のケイ素鋼板が積層されることにより形成されたティース１６１を備えている。ティース１６１には一対のボビン１６２、１６３が装着され、ボビン１６２、１６３は、ティース１６１の外周面を囲むように互いに嵌合している。さらに、ボビン１６２、１６３の回りには、回転磁界を発生させるためのコイル１６４が巻回されている。コア体１６の周囲に巻回されたコイル１６４は、図示しないバスリングを介して外部のインバータと接続される。上述した構成を備えた電動モータ１において、コイル１６４に例えば三相の交流電流が供給されることによりステータ１４において回転磁界が発生し、回転磁界に起因する吸引力または反発力によってロータ１３が回転される。

以上のような構成のハイブリッド車両用駆動装置において、電動モータ１が作動されてロータ１３が図３の矢印ａ方向に回転すると、油溜部２１に貯留されている潤滑油Ｄは、ロータ１３の回転により発生する風圧によりモータケース１１の側壁部１１ａの内壁面１１ａａに付着し該内壁面１１ａａに沿って図３の矢印ｂ方向に押し上げられる。ここで、補強リブ２４は誘導リブ２３の長さよりも短い長さで内周縁から外周縁に向かって径方向に延在するように形成されているので、上記内壁面１１ａａに沿って押し上げられる潤滑油Ｄは、図３の矢印ｃで示すように、補強リブ２４が形成されていない内壁面１１ａａに沿って誘導リブ２３まで移動する。そして、移動してきた潤滑油Ｄは、誘導リブ２３で受け止められ、傾斜側面２３ａに沿って図３の矢印ｄ方向に流れ落ち、軸受油路２２に誘導され該軸受油路２２を通って図２に示す軸受３４に供給される。よって、軸受３４に対し潤滑油Ｄを充分に供給することができ、電動モータ１やエンジン２の出力を効率的に伝達することができる。

また、誘導リブ２３をモータケース１１の出力側の側壁部１１ａの内壁面１１ａａに設けて、タービンシャフト４１をモータケース１１に支承する軸受３４に、誘導リブ２３で受け止めた潤滑油Ｄを供給するようにしているので、該軸受３４に対し潤滑油Ｄを充分に供給することができ、該軸受３４に支承されるロータ１３の回転をスムーズにして電動モータ１の性能低下を防止することができる。

また、補強リブ２４をモータケース１１の出力側の側壁部１１ａの内壁面１１ａａの内周縁から外周縁に向かう途中まで設けているが、潤滑油Ｄは内壁面１１ａａに沿って内壁面１１ａａの外周縁側に押し上げられるので、該潤滑油Ｄをほぼ全て補強リブ２４が形成されていない内壁面１１ａａに沿って誘導リブ２３まで移動させることができる。そして、誘導リブ２３をモータケース１１の出力側の側壁部１１ａの内壁面１１ａａの内周縁から外周壁部１１ｂの内周面に至るように設けているので、移動してきた潤滑油Ｄをほぼ全て受け止め軸受油路２２に誘導することができる。また、補強リブ２４を複数個設けているので、側壁部１１ａを高強度な状態に維持することができる。

尚、上述の実施の形態においては、誘導リブ２３及び補強リブ２４をモータケース１１の出力側の側壁部１１ａの内壁面１１ａａに設けたが、モータカバー１２の側壁部１２ａの内壁面にも設けるようにしてもよい。これにより、インプットシャフト３２をモータカバー１２に支承する軸受３１に、誘導リブ２３で受け止めた潤滑油Ｄを供給できるので、該軸受３１に対し潤滑油Ｄを充分に供給することができ、エンジン２の出力を効率的に伝達することができる。また、内壁面１１ａａにおける径方向の補強リブ２４の長さを誘導リブ２３の長さの約半分に形成したが、誘導リブ２３の長さよりも短かければ任意の長さでよい。また、補強リブ２４を５個形成したが、側壁部１１ａを所定の強度に補強できれば任意の数でよい。

１…電動モータ、２…エンジン、３…クラッチ装置、１１…モータケース(ケース)、１２…モータカバー(ケース)、１１ａ，１２ａ…側壁部、１３…ロータ、１４…ステータ、２１…油溜部、２２…軸受油路、２３…誘導リブ、２４…補強リブ、３１，３４…軸受、３２…インプットシャフト（入力軸）、Ｄ…潤滑油。

Claims (3)

1. エンジンに回転可能に連結される入力軸と、
   電動モータのロータと同一軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、
   前記入力軸及び前記出力軸を前記同一軸線上で軸受を介して回転可能に支承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を両側壁部と外周壁部とで囲繞し、潤滑油を貯留する下方の油溜部と前記潤滑油を前記軸受に供給する軸受油路とが形成されたケースと、を備え、
   前記ケースの側壁部の内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在し、前記ロータの回転により前記内壁面に沿って流れる前記潤滑油を受け止めて前記軸受油路に誘導する誘導リブと、該誘導リブの長さよりも短い長さで前記側壁部の内壁面に内周縁から外周縁に向かって径方向に延在し、前記ケースの側壁部を補強する補強リブと、が設けられていることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
2. 請求項１において、前記誘導リブは、少なくとも前記ケースの出力側の側壁部の内壁面に設けられ、前記ロータの回転により前記内壁面に沿って流れる前記潤滑油を受け止めて、前記出力軸を前記ケースに支承する軸受に前記潤滑油を供給する軸受油路に誘導することを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
3. 請求項１又は２において、前記誘導リブは、前記側壁部の内壁面の内周縁から前記外周壁部の内周面に至るように設けられ、前記補強リブは、前記側壁部の内壁面の内周縁から外周縁に向かう途中まで複数個設けられていることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。

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