JP2012062911A

JP2012062911A - 車両用クラッチ装置

Info

Publication number: JP2012062911A
Application number: JP2010205175A
Authority: JP
Inventors: Yoshimare Nakamura; 栄希中村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】簡易な構成で遠心力の影響を受けずに迅速にクラッチの係合・脱離操作が行なえる車両用クラッチ装置を提供する。
【解決手段】入力軸と、出力軸２６と、ケースと、複数のセパレートプレートと、セパレートプレートと交互に配置された複数の摩擦プレートと、シリンダ部材４８と、シリンダ部材４８のシリンダ部４９に嵌合され、セパレートプレート及び摩擦プレートを押圧する押圧部４４ａを備えたピストン部材４４と、ピストン部材４４を付勢しセパレートプレートと摩擦プレートとを圧接させる弾性部材４５と、ピストン部材４４とシリンダ部材４８との間に区画形成される油圧室４６と、ピストン部材４４の受圧面４４ｃよりも回転軸線から離れて配置される油圧室４６内の圧力が所定の値よりも高いとき閉弁し低いとき開弁して油圧室４６の作動油を排出する弁５２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クラッチ装置に関する。

従来、車両用駆動装置には駆動源に連結される入力軸と、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装置が設けられている。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装置においては、１速段を形成するための１速クラッチＣ_１、及び１速段形成後、１速段をホールドするために併設される１速ホールドクラッチＣ_ＬＨが示されている。ここでは代表として１速ホールドクラッチＣ_ＬＨについて説明する。特許文献１の図３に示すように、１速ホールドクラッチＣ_ＬＨが係合作動する時には第２クラッチ油室５５に油圧が付与され出力軸に回転連結される第２クラッチピストン４４が図３において左方に移動される。そして、第２クラッチピストン４４によって１速ホールドクラッチＣ_ＬＨの摩擦部材が押されクラッチプレートが係合され１速段がホールドされる。このとき、第２クラッチピストン４４には、第２クラッチ油室５５から油を排出するための貫通孔が設けられている。貫通孔にはボールによって構成されるチェックバルブ５７が設けられており、第２クラッチ油室５５に付与された油圧によってチェックバルブ５７が貫通孔に向けて付勢され貫通孔を閉塞することによって第２クラッチピストン４４に油圧を付与している。

クラッチ切断作動時には第２クラッチ油室５５の作動油が給排口から排出され第２クラッチピストン４４に付与された油圧が解除される。また同時に入出力軸を回転中心とした遠心力によって、チェックバルブ５７が力を付与され、貫通孔閉塞位置から別の安定位置に移動し貫通孔を開放する。そして第２クラッチ油室５５に残った油は開放された各貫通孔を介して第２クラッチ油室５５から排出され、第２クラッチピストン４４から油圧の影響が除去される。これにより、第２クラッチピストン４４は、クラッチ切断方向に付勢するスプリング５８によって図３において右方に移動され、１速ホールドクラッチＣ_ＬＨの摩擦部材への押付けが解除されてクラッチ装置のクラッチプレートの係合が離間し１速段のホールドが解除される。

特開２００１−８２５９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、チェックバルブ５７が第２クラッチピストン４４に設けられている。これにより、クラッチを切断するために第２クラッチ油室５５から作動油が遠心力を受けながら給排口、及びチェックバルブ５７の貫通孔を介して排出される際、チェックバルブ５７よりも回転軸に対して大径側に存在する作動油は油室５５内から排出されるのが困難であり、溜まりやすい。このようにして油室５５に残留した作動油が遠心力の影響を受けると油圧が発生し、該油圧によって第２クラッチピストン４４をクラッチ係合方向へ付勢し続ける虞がある。このためクラッチ切断が良好にできない虞がある。

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ずに迅速にクラッチの係合・脱離操作が行なえる車両用クラッチ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に係る車両用クラッチ装置の発明の特徴は、駆動源に回転可能に連結される入力軸と、該入力軸と同一回転軸線上に配置された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承するケースと、前記入力軸、及び前記出力軸の一方に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のセパレートプレートと、前記複数のセパレートプレートと交互に接離可能に配置され前記入力軸及び前記出力軸の他方に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の摩擦プレートと、前記出力軸、又は前記入力軸に一体的に形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材のシリンダ部に前記回転軸線方向に摺動可能に嵌合されたピストン部材と、前記ピストン部材と前記シリンダ部材との間に配置され、前記ピストン部材を前記セパレートプレート及び摩擦プレートに向かって付勢し前記ピストン部材に設けられた押圧部によって前記セパレートプレートと摩擦プレートとを圧接させる弾性部材と、前記ピストン部材と、前記シリンダ部材と、の間に区画形成される油圧室であって、前記油圧室内に供給される作動油の圧力が前記ピストン部材の受圧面に作用することによって前記ピストン部材は前記弾性部材の付勢力に抗して前記セパレートプレート及び摩擦プレートから離間する方向に移動することと、前記ピストン部材の前記受圧面よりも前記回転軸線から離れた位置に配置されて前記油圧室と連通し、前記油圧室内の作動油の圧力が所定の値より高いとき閉弁し、前記所定の値より低いとき開弁して前記油圧室の作動油を排出する弁と、を有することである。

上記課題を解決するため、請求項２に係る車両用クラッチ装置の発明の特徴は、請求項１において、前記弁はチェックボール式であり、前記押圧部に設けられることである。

上記課題を解決するため、請求項３に係る車両用クラッチ装置の発明の特徴は、請求項１または２において、前記駆動源はエンジンであり、前記出力軸には同一回転軸線上に電動モータのロータが一体的に連結されて配置され、前記電動モータのステータが前記ケースの外周壁部に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、油圧室に供給された油を排出するために、ピストン部材の受圧面より回転軸線から離れた位置に所定圧によって開閉する弁を設けた。これによりクラッチ装置の係合を得るために、油圧室内の作動油を油圧室への給排油口、及び弁から抜くとき、油圧室に残留した作動油は、まず遠心力によってピストン部材の受圧面より回転軸線から離れた位置にある弁を構成する空間に速やかに回収される。そして、作動油はその後、油圧室内が所定の値以下の圧力になったことにより開弁された弁を通って外部に排出される。このように、油圧室内のピストン部材の受圧面からは速やかに作動油が除去されるので、遠心力によって油圧がピストン部材に作用しクラッチ装置の係合を妨げることはない。

請求項２に係る発明によれば、弁はチェックボールによって構成されるとともにピストン部材の押圧部に設けられる。これにより弁は簡易な構成で安価に製作できるとともに、車両用駆動装置を小型でコンパクトな構成とすることができる。

請求項３に係る発明によれば、車両は、駆動源としてのエンジンと、出力軸に連結される電動モータを有するハイブリッド車両である。ハイブリッド車両は、エンジンと電動モータとを頻繁にクラッチ装置によって切替えながら走行する。本発明においてはクラッチ装置の断接動作が迅速に行えるため、常に適切な走行状態とすることができエネルギー効率の向上が期待できる。またクラッチ装置の係合が小さな力で効率的に行えるので、クラッチ装置を係合させるための弾性部材の必要付勢力を小さくできる。そして弾性部材の付勢力を小さくできるのでクラッチ装置解除時に供給する油圧を小さくでき、小型のオイルポンプによって対応が可能となりコストが低減できる。

本実施形態におけるハイブリッド車両用駆動系を示す概略図である。本発明に係る第１の実施形態のハイブリッド車両用クラッチ装置の断面図である。図２に示す車両用クラッチ装置の部分拡大図である。弁部の拡大図である。本発明に係る第２の実施形態の部分拡大図である。

本発明に係る第１の実施形態を、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、本発明に係る車両用駆動装置１を適用したハイブリッド車両用駆動系の概略を示している。図１において、実線による矢印は、各装置間をつなぐ油圧配管を示しており、破線による矢印は、制御用の信号線を示している。また、図１において電磁切替弁５０、電動オイルポンプ６０、及びリザーバ７２は電動モータ２０と別体に記載されている。しかし実際には電磁切替弁５０、及び電動オイルポンプ６０はクラッチ装置４０とともに電動モータ２０に一体化され、リザーバ７２はケース３、及びフロントケース６内に形成されている。また本実施形態においては、車両用駆動装置１のエンジン側を前側とし、変速機側を後側とする。

図１に示したように、車両の駆動源としてのエンジン（ＥＧ）１０と電動モータ２０とは、湿式多板クラッチであるクラッチ装置４０を介して直列に接続されている。クラッチ装置４０は、エンジン１０と電動モータ２０との間の接続を接離しトルク伝達を断続している。また、電動モータ２０には、車両の自動変速装置５が直列に接続されており、自動変速装置５には、図示しない車両の駆動輪が図示しないディファレンシャル装置を介して接続されている。自動変速装置（Ｔ／Ｍ）５は、変速機（図示しない）、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、変速機の入力軸に入力されている。

図２に示すように電動モータ２０とトルクコンバータ２とは出力軸２６、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。トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６は入力軸４１と同一回転軸上に並んで配置され、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内のポンプインペラ（図示せず）が回転される。これによりポンプインペラによって油流が発生し、発生した油流によって変速機の入力軸に連結されたタービンランナ（図示せず）が回転して変速機の入力軸に回転力が伝達される。出力軸２６、センタピース１６、及びフロントカバー１４の回転軸は、変速機の入力軸と同一回転軸に配置されている。

エンジン１０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。ただしこれに限定されるものではなく、回転軸を駆動させる駆動源であればどのようなものでもよい。また電動モータ２０は、車輪駆動用の同期モータであるがこれに限定されるものではない。自動変速装置５は、通常の遊星歯車式自動変速機であり、これに限定されるものではない。クラッチ装置４０は、普段はエンジン１０と電動モータ２０との間を接続しているノーマルクローズタイプのクラッチ装置である。

図１に示すように電磁切替弁５０は３ポートを有する２ポジションの電磁弁であり、１つのポートは後述する管路６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄによってクラッチ装置４０の後述する油圧室４６に接続されている。また他の１つのポートは電動オイルポンプ６０の吐出口に接続され、残る１つのポートはリザーバ７２に接続されている。電動オイルポンプ６０の吸込口は常にリザーバ７２と接続されている。

電磁切替弁５０が、図１に示した作動位置Ｐ１にある場合、電動オイルポンプ６０の吐出口が油圧室４６に接続されており、リザーバ７２がオリフィス７１を介して動オイルポンプ６０の吐出口、及び油圧室４６に接続されている。このとき電動オイルポンプ６０がリザーバ７２内の作動油を吸引し電磁切替弁５０を介して油圧室４６へと吐出しクラッチ装置４０の接続を解除状態とする。この状態において電動オイルポンプ６０から油圧室４６に吐出される作動油の圧力は、リザーバ７２への通路がオリフィス７１によって制限されるため大きく低下することなく十分な圧力として供給される。

また、電磁切替弁５０が、図１に示した作動位置Ｐ２にある場合、電動オイルポンプ６０の吐出口と、油圧室４６とがリザーバ７２と連通され油圧室４６内の作動油（油圧）がリザーバ７２へと戻されてクラッチ装置４０が接続される。なおこのとき電動オイルポンプ６０は停止されている。

電磁切替弁５０、及び電動オイルポンプ６０には、コントローラ（ＥＣＵ）７０が電気的に接続されている。コントローラ７０は電動オイルポンプ６０および電磁切替弁５０を作動させて、クラッチ装置４０に適正な油圧を供給し、クラッチ装置４０を目標とする接続状態に制御している。

コントローラ７０は、エンジン１０または電動モータ２０の回転を制御し、車両を走行させている。さらに、コントローラ７０は、自動変速装置５のシフトバルブを作動させる電磁ソレノイド（図示せず）と接続されており、エンジン１０の回転速度、車両速度、シフト位置等に基づき、自動変速装置５の作動を制御している。

次に、クラッチ装置４０について図２、図３に基づいて詳細に説明する。クラッチ装置４０は、エンジン１０に回転可能に連結される入力軸４１と、電動モータ２０のロータ２１の回転軸と同一軸線上に回転軸が配置される、ロータ２１と一体的に連結された出力軸２６と、を有している。

また、クラッチ装置４０は、入力軸４１、及び出力軸２６のうち一方の軸である出力軸２６の係合部に係合された複数のセパレートプレート４３と、他方の軸である入力軸４１の係合部４１ｄに係合された複数の摩擦プレート４２と、を有している。

また、クラッチ装置４０は、電動モータ２０、セパレートプレート４３、及び摩擦プレート４２等を囲繞するケースを構成するケース３、及びフロントケース６と、出力軸２６に一体的に形成され、出力軸２６に装架された固定部材５４を含んで形成されたシリンダ部材４８と、該シリンダ部材４８に設けられたシリンダ部４９に回転軸線方向に摺動可能に嵌合され、複数のセパレートプレート４３、及び摩擦プレート４２を押圧する押圧部４４ａを備えたピストン部材４４と、を有している。

さらにクラッチ装置４０は、ピストン部材４４の自動変速装置５側の面とシリンダ部材４８との間に縮設され、ピストン部材４４を複数のセパレートプレート４３、及び摩擦プレート４２側に向かって付勢するコイルバネ４５と、ピストン部材４４とシリンダ部材４８（固定部材５４を含む）との間に区画形成される油圧室４６と、ピストン部材４４の受圧面４４ｃよりも回転軸線から大径側方向に離れた位置に配置される弁５２を備えた作動油排出部５１と、を有している。

入力軸４１は、図示しないフライホイール、及び回転振動を吸収するためのダンパを介してエンジン１０の出力軸１１に回転連結されている（図１参照）。図２に示すように入力軸４１はダンパとの固定部４１ａと、フロントケース６の前側側壁部３ｂの貫通孔６ａに回転支持される連結部４１ｂと、大径の係合部である支持部４１ｃと、を有している。以後、入力軸４１が支持される前側側壁部３ｂの側を入力軸側と称す。支持部４１ｃの外周側は回転軸方向に拡幅され、前述した複数の円環上の摩擦プレート４２が外周面の係合部４１ｄに係合されている。

出力軸２６は、トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６に回転連結されている。センタピース１６はケース３の後側側壁部３ａに形成された貫通孔３ｄに回転可能に軸承されている。以後、出力軸２６と連結されるセンタピース１６が軸承される後側側壁部３ａの側を出力軸側と称す。

出力軸２６は、図２に示す回転軸方向の断面が逆Ｓ字状を呈し、大径側にエンジン１０側に開口された外周開口部２７が形成され、小径側に自動変速装置５側に開口された内周開口部３２が形成されている。外周開口部２７は小径側壁部２７ｄと、大径側壁部２７ｃと、段付きの各底壁部２７ｅ、２７ｆとによって包囲され形成されている。なお外周開口部２７はシリンダ部材４８と一部を兼用している。具体的にはシリンダ部材４８は外周開口部２７と、固定部材５４とによって構成されている。大径側壁部２７ｃの入力軸側の先端部内周面の係合部には前述した複数の円環状のセパレートプレート４３が係合されている。

そして複数のセパレートプレート４３と、入力軸４１の大径の係合部である支持部４１ｃの外周面に支持された複数の摩擦プレート４２とが交互に接離可能に配置されている。摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とが交互に配置された状態でセパレートプレート４３が回転軸の入力軸側に押付けられるとセパレートプレート４３が軸方向に移動（スライド）する。これによって摩擦プレート４２とセパレートプレート４３とが押付け合って当接し、入力軸４１と出力軸２６とが回転連結されて、エンジン１０の出力軸１１と自動変速装置５の入力軸とが一体回転する。

出力軸２６の小径側に形成される内周開口部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の入力軸側の端部から径方向外方に向けて延在される連結部３２ａとを有している。内周開口部３２と外周開口部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、ケース３の後側側壁部３ａから円環状の突部６３が突設されている。そして外周開口部２７の小径側壁部２７ｄ内周面が突部６３の外周面６３ｂに摺動可能に嵌合され、突部６３の内周面６３ａと内周開口部３２の固定部３２ｂとの間にはボールベアリング６４が介在され、突部６３と内周開口部３２とがスムーズに相対回転可能となっている。

ケース３は外形を形成する外周壁部３ｃと、電動モータ２０及びクラッチ装置４０とトルクコンバータ２との間に形成された前述の後側側壁部３ａとを有している。また、ケース３では外周壁部３ｃが後側側壁部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。そして延在された外周壁部３ｃはトルクコンバータ２の残りの部分を覆う図略のケースとボルトによって固定され、自動変速装置５のハウジング（図示せず）を形成している。

後側側壁部３ａ及び突部６３の内部には前述したように電磁切替弁５０と油圧室４６とを接続する連続して形成された管路６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄを有している。管路６５ａが電磁切替弁５０側の接続管路であり、管路６５ｄが油圧室４６側の接続管路である。そして管路６５ｄは突部６３の外周面６３ｂ全周に刻設された油路６６と接続している。回転軸方向における油路６９の両側には溝が刻設され、該溝内には例えば樹脂製の環状リングが設けられ油路６６からの作動油の漏洩を抑制している。油路６６は、外周開口部２７の小径側壁部２７ｄに貫設される後述する流入ポート６１を介して油圧室４６に接続されている。

ケース３のエンジン１０側にはケース３の蓋部であり前側側壁部３ｂを形成するフロントケース６が配置され、ケース３とフロントケース６とは、ボルトによって固定されている。ケース３を構成するフロントケース６の前側側壁部３ｂの中心部には入力軸４１が軸承されるよう貫通孔６ａが設けられている。そして貫通孔６ａと入力軸４１との間にはボールベアリング３４が介在され、入力軸４１を回転可能に軸承している。

ピストン部材４４は、前述したシリンダ部材４８内に収容されている。ピストン部材４４は、略円板状に形成され中心部に貫通孔４４ｂが形成され、シリンダ部材４８と兼用される外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面に、ピストン部材４４側に設けられた例えばゴム製のＯリングを介して軸方向に移動可能に装架されている。ピストン部材４４の背面側である出力軸側では、軸方向断面において内径部である貫通孔４４ｂ側の肉厚が厚く、該肉厚はピストン部材４４の外径側に向かって漸減している。またピストン部材４４の入力軸側においては、入力軸４１の軸線と直交する平面である受圧面４４ｃを有している。なお、ここでいう受圧面４４ｃとは油圧が作用したときにピストン部材４４を軸方向に付勢する効果を有する面のことをいう。

ピストン部材４４は受圧面４４ｃの大径側位置（回転軸線から離れた側の位置）に軸方向入力軸側に向かって突設される押圧部４４ａを有している。押圧部４４ａは受圧面４４ｃの外周部に円環状に設けられ、押圧部４４ａの円環内周面には、ピストン部材４４が軸方向に摺動可能なように後に詳述する固定部材５４の外周面５４ａと嵌合するための摺動面４４ｄが形成されている。またピストン部材４４の最外周面は外周開口部２７（シリンダ部材４８）の大径側壁部２７ｃの内周面と軸方向に移動可能に係合している。

固定部材５４はシリンダ部材４８の一部を構成し、シリンダ部材４８の一部を兼用する外周開口部２７の小径側壁部２７ｄ外周面に装架され小径側壁部２７ｄと一体的に固定されている。このように構成された固定部材５４の外周面５４ａと、外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面と、によってシリンダ部材４８のシリンダ部４９が形成されている。

固定部材５４は略円環状に形成され、外周面５４ａと、内周面５４ｂと、入力軸側平面５４ｃと、出力軸側平面５４ｄと、を有している。そして小径側壁部２７ｄの外周面の固定部材５４の入力軸側には例えばＣリング等の固定リング４７が嵌入しており、これによって固定部材５４の入力軸側方向への移動を規制している。

固定部材５４の内周面５４ｂには例えばゴム製のＯリングが配設され油圧室４６を液密に封止している。固定部材５４の外周面５４ａは、ピストン部材４４の押圧部４４ａの内周面である摺動面４４ｄに嵌合している。固定部材５４の外周面５４ａにも例えばゴム製のＯリングが配設され、油圧室４６を液密に封止している。

油圧室４６はピストン部材４４と、シリンダ部材４８と、の間に区画形成されている。具体的には油圧室４６はシリンダ部材４８を構成する固定部材５４の出力軸側平面５４ｄと、ピストン部材４４の受圧面４４ｃと、押圧部４４ａの摺動面４４ｄと、外周開口部２７の小径側壁部２７ｄ外周面とによって囲繞され形成されている。

油圧室４６は、前述したように電磁切替弁５０、管路６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、及び油路６６を介して電動オイルポンプ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は外周開口部２７の小径側壁部２７ｄに貫設されている。流入ポート６１は小径側壁部２７ｄの円周上に例えば３カ所等配に設けられている。ただし、流入ポート６１の個数は３カ所に限らず、油圧室４６に供給する油圧の大きさや、油圧室４６から油を排出するときの排出能力を考慮して決定すべきであり、適宜実施者によって決定すればよい。油圧を供給する側である電磁切替弁５０のＰ１側と、油圧を抜くためのＰ２側とは電磁切替弁５０を操作することによって切替えられ、Ｐ２側に切替えられることによって油圧室４６は流入ポート６１を介して大気と連通される。

円環状に設けられたピストン部材４４の押圧部４４ａ内には所定の圧力によって弁を開閉する例えば６カ所の作動油排出部５１が形成されている。作動油排出部５１は押圧部４４ａの同一円周上に設けられ（図示せず）油圧室４６とそれぞれのポート４４ｅを介して連通している（図２乃至図４参照）。

作動油排出部５１は、ピストン部材４４の押圧部４４ａの入力軸側から所定深さの深孔５５が穿設され、深孔５５と油圧室４６とがポート４４ｅによって連通された状態で、チェックボール式の弁５２が深孔５５に嵌入され構成されている。弁５２は、ボール５２ａと、ケース５２ｂとを有している。ボール５２ａは真球度が精度よく確保された一般的にチェックバルブに利用される例えばステンレス等の金属製のボールであり、ケース５２ｂ内の空間５２ｃ内に収容されている。

ケース５２ｂは略円筒状に形成され、円筒外周面が深孔５５の内周面に油密に嵌入されている。図４に示すようにケース５２ｂ内の空間５２ｃの入力軸側の開口部には所定の圧力以上の油圧によってボール５２ａが入力軸側に付勢されたときボール５２ａの所定の位置と線接触して油圧を封止するシール部５７が形成されている。なお、ここで所定の圧力の値は実施者によって決定されるものであり、適宜決定すればよい。

シール部５７からは出力軸側に向かってテーパ面５８が形成されている。そしてテーパ面５８の終点からは、ボール５２ａが回転軸方向に移動可能なように回転軸線と平行に内周面が形成されている。ケース５２ｂの出力軸側の開口部はボール５２ａが挿入された後に、カシメによって爪部６２が例えば円周上の３箇所に等配に形成され空間５２ｃ内からのボール５２ａの脱落を防止している。

ケース５２ｂと深孔５５の底面との間には油圧室４６内の作動油を貯留する貯留部５９が形成されている。クラッチ装置４０の係合脱離時には、油圧室４６内には油圧が供給され貯留部５９にも作動油が充満する。これによってボール５２ａに油圧が付与されボール５２ａがケース５２ｂのシール部５７に押圧されて油圧室４６内の油圧を封止している。

またクラッチ装置４０の係合時に油圧室４６内の作動油（油圧）が流入ポート６１を介して排出されるとき、流入ポート６１を介して抜けきれずに油圧室４６内に残った作動油は遠心力によって大径側位置にある貯留部５９内に速やかに流入し、これによって油圧室４６内には作動油が残留しない。そして貯留部５９内に流入した作動油の多くは所定圧以下となった油圧によって開弁された弁５２を介して排出され、弁５２を介しても排出できない弁５２のシール部５７よりも回転軸線に対して大径側に存在する一部の作動油のみが、貯留部５９内に残留する。

なお、作動油が弁５２から排出される仕組みについては、まず所定圧以下となった油圧によってシール方向に小さな力で押圧されるボール５２ａがボール５２ａ自身が受ける遠心力によって出力軸２６の外径方向へ付勢されテーパ面５８上を転がり出力軸２６の外径方向に移動する。これによってボール５２ａはシール部５７から離間してシール部５７を開放し貯留部５９に貯留された作動油をケース３内に排出するものである。

弾性部材であるコイルばね４５は、図２、図３に示すように、ピストン部材４４の背面である出力軸２６軸側の面と、外周開口部２７（シリンダ部材４８）の底壁部２７ｆとの間に縮設されている。コイルばね４５は本実施形態においてはピストン部材４４の回転軸における同一半径上に１０個、均等な間隔で配置されピストン部材４４の押圧部４４ａを入力軸側に付勢し、摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とを所定の荷重で押圧し圧接する。コイルばね４５が配置されるピストン部材４４の出力軸側の面には、１０個の各コイルばね４５が配置されるようにコイルばね４５のコイル外径より若干大きな径の円筒穴が穿設され、各コイルばね４５が該円筒穴に係入されている。なお、本実施形態においてはコイルばね４５を１０個配置した。しかしこれに限らず摩擦プレート４２及びセパレートプレート４３を押圧して係合させることが可能な付勢力を付与でき、且つ押圧部４４ａが摩擦プレート４２及びセパレートプレート４３を当接部全周に亘って均等に押圧できればコイルばねはいくつ配置してもよい。

次に電動モータ２０について図２に基づいて説明する。３相交流モータ等からなる電動モータ２０は、出力軸２６の外周開口部２７の外周側に配置されている。電動モータ２０は、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の突出部に巻回されるコイル２３とを備えている。

ステータ２２は、外周側がケース３の外周壁部３ｃの内周面に固定されている。またロータ２１は、出力軸側端面から板部材２４が径方向内方に延在されて出力軸２６の底壁部２７ｅの出力軸側側面にボルトによって固定されている。これにより電動モータ２０はロータ２１のみが出力軸２６と一体回転される。またコイル２３はコントローラ７０と電気的に接続されており、コントローラ７０は、各種状態を検出するいずれも図示しない各センサ（車速センサ、スロットル開度センサ、シフト位置センサ等）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、上述した車両用駆動装置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、エンジン１０が始動される。つまり、発進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、ケース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（図示せず）外周のリングギア（図示せず）が、フライホイール、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。

また同時にバッテリ（図示せず）から電動モータ２０へ電流が流れ、電動モータ２０は駆動モータとして機能する。このときクラッチ装置４０は係合されており、これによりエンジン１０と電動モータ２０の両方の駆動力が加算され出力軸２６を介してトルクコンバータ２に伝達される。そしてトルクコンバータ２にて所定のトルク比にて増大された上で自動変速装置５の入力軸に伝達されて車両が走行される。

車両が定常の高速走行状態にある場合には、電動モータ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、電動モータ２０を空転させる。これにより、クラッチ装置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。

また、車両減速時にあっては、クラッチ装置４０の係合が切断されてエンジン１０が切り離され、エンジン１０のエンジンブレーキによる減速の影響を排除した状態で電動モータ２０によって効率的に回生電力を回収している。

次に、上述した車両用駆動装置１の各運転状態でのクラッチ装置４０の作動について説明する。まず、クラッチ装置４０の係合を切断する車両減速時の走行について説明する。

車両減速時においては、電動モータ２０による回生電力の回収を効率的に行なうため、クラッチ装置４０の係合を切断し、エンジン１０を電動モータ２０から切り離す必要がある。そこで、通常の走行状態では係合しているノーマルクローズのクラッチ装置４０の複数の各摩擦プレート４２、及びセパレートプレート４３の係合を脱離させる。

そのため、まず電磁切替弁５０を駆動して油圧室４６に接続する電磁切替弁５０のＰ２側回路をＰ１側回路に切替える。そして、電動オイルポンプ６０を駆動させ、コントローラ７０によって所定圧の油圧を電磁切替弁５０、及び流入ポート６１を介して油圧室４６内に供給する。油圧室４６に供給された油圧は、ピストン部材４４の受圧面４４ｃに作用しピストン部材４４を付勢して出力軸側に向って移動させ始める。油圧室４６の圧力がさらに上昇するとピストン部材４４はコイルばね４５のばね力に抗して出力軸側に向って移動し、やがてクラッチ装置４０の摩擦プレート４２、及びセパレートプレート４３からピストン部材４４の押圧部４４ａが離間して摩擦プレート４２とセパレートプレート４３との間の係合が脱離される。このように車両減速時においては、クラッチ装置４０の係合が解除されることによって入力軸４１と、出力軸２６とが切離され電動モータ２０によって回生電力が効率的に回収される。

次に上記のようにクラッチ装置４０の係合が解除され電動モータ２０のみによって走行する状態から、車両発進時、及び通常走行時のようにエンジン１０の駆動力と電動モータ２０の駆動力とを合算して走行する状態へと移行する場合について説明する。このときはクラッチ装置４０を係合し入力軸４１と出力軸２６とを再び連結する必要がある。そのため電磁切替弁５０を駆動し油圧室４６に接続するＰ１側をリザーバ７２に直接接続されるＰ２側に切替える。これによって油圧室４６内の圧力は大気圧まで低下する。そしてピストン部材４４は入力軸方向に付勢しているコイルバネ４５の付勢によって押動され、油圧室４６の多くの作動油は流入ポート６１を介してリザーバ７２に強制的に排出される。しかし、このとき油圧室４６は、出力軸２６の回転軸を中心として一体的に回転しているため油圧室４６内の作動油の一部は遠心力の影響等により油圧室４６内に残留する虞がある。そして油圧室４６内に残留した作動油がピストン部材４４の受圧面４４ｃの近傍に存在し受圧面４４ｃに接触していると、遠心力によって油圧が発生したときにピストン部材４４の受圧面４４ｃが油圧の作用を受けてピストン部材４４が出力軸側に付勢され、クラッチ装置４０が係合状態に至らない虞がある。

しかし本発明においては作動油排出部５１が、油圧室４６内において油圧の作用を受けるピストン部材４４の受圧面４４ｃよりも径大位置側である押圧部４４ａ内に設けられている。これにより油圧室４６内に残留した作動油は、遠心力によって外径方向に付勢され作動油排出部５１の貯留部５９に迅速に移動し貯留される。その後、または同時に作動油排出部５１の弁５２のボール５２ａが遠心力の影響によってシール部５７から脱離し、作動油は貯留部５９内に残留する一部を除いてシール部５７を介してケース３内に排出される。これによりピストン部材４４の受圧面４４ｃが油圧の影響を受ける虞はなく、ピストン部材４４が油圧によってクラッチ装置４０の係合が脱離する方向に付勢され移動されることはない。そしてコイルばね４５が、ピストン部材４４を入力軸側に押動し、ピストン部材４４の押圧部４４ａによって摩擦プレート４２及びセパレートプレート４３を押圧してクラッチ装置４０を係合状態とする。これによって入力軸４１と、出力軸２６とが迅速に連結されエンジン１０並びに電動モータ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。

上述の説明から明らかなように、第１の実施形態においては、油圧室４６に供給された作動油を排出するために、ピストン部材４４の受圧面４４ｃより回転軸線から離れた大径側の位置に所定の値の圧力によって開閉する弁５２を備えた作動油排出部５１を設けた。これによりクラッチ装置４０の係合を得るために、油圧室４６内の作動油を油圧室４６への給排油口である流入ポート（流入口）６１を介して抜くとき、油圧室４６に残留した作動油はまず遠心力によってピストン部材４４の受圧面４４ｃより大径側位置にある作動油排出部５１を構成する空間である貯留部５９に速やかに回収される。その後作動油は油圧室内が所定の値以下の圧力になることにより開弁される作動油排出部５１の弁５２を通って外部（ケース３内）に排出されればよい。このように、油圧室４６内のピストン部材４４の受圧面４４ｃからは速やかに作動油が除去されるので、遠心力によって油圧がピストン部材４４の受圧面４４ｃに作用しクラッチ装置４０の係合を妨げることはない。

また、第１の実施形態においては、ボール５２ａによって構成される弁５２を有した作動油排出部５１がピストン部材４４の押圧部４４ａに設けられている。これにより弁５２は簡易な構成で安価に製作できるとともに、車両用駆動装置を小型でコンパクトな構成とすることができる。

さらに、第１の実施形態においては、車両は、駆動源としてのエンジン１０と、出力軸２６に連結される電動モータ２０を有するハイブリッド車両である。ハイブリッド車両は、エンジン１０と電動モータ２０とを頻繁にクラッチ装置４０によって切替えながら走行する。本発明においてはクラッチ装置４０の断接動作が迅速に行えるため、常に適切な走行状態とすることができエネルギー効率の向上が期待できるとともに、運転者に断接動作の遅れによる違和感を与えることがない。またクラッチ装置４０の係合が小さな力で効率的に行えるので、クラッチ装置４０を係合させるための弾性部材であるコイルばね４５の必要付勢力を小さくできる。そしてコイルばね４５の付勢力を小さくできるのでクラッチ装置４０解除時に供給する油圧を小さくでき、小型のオイルポンプによって対応が可能となりコストが低減できる。

次に、第２の実施形態について図５に示す部分拡大図に基いて説明する。図５は第１の実施形態の図３に相当する図である。第２の実施形態は第１の実施形態に対し、固定部材９４側に作動油排出部９１が設けられる点のみが異なり、それ以外については同様である。よって第１の実施形態と同様部分については説明を省略し、変更点のみ説明する。また第１の実施形態と同様の部品については同じ符号を付して説明する。

図５に示す第２の実施形態のクラッチ装置８０の部分拡大図によれば、ピストン部材８４は、出力軸２６が有する外周開口部２７と一部が兼用されるシリンダ部材８８内に収容されている。ピストン部材８４は、受圧面８４ａを有するピストン部８４ｂと、複数である例えば１０カ所の押圧部８４ｃとを有している。押圧部８４ｃはピストン部材８４の外径近傍に配置され入力軸側にそれぞれ突設されている。そしてピストン部８４ｂの出力軸側端面と各押圧部８４ｃとが連結壁８４ｅによって連結されている。受圧面８４ａはピストン部８４ｂの入力軸側における入力軸４１と直交する平面である。

ピストン部材８４の中心部には内径孔８４ｄが回転軸方向に貫通され、内径孔８４ｄの内周面が外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面に、ピストン部材８４側に設けられた例えばゴム製等のＯリングを介して軸方向に移動可能に装架されている。

固定部材９４は略円環状に形成され、シリンダ部材８８の一部を構成し、シリンダ部材８８と一部を兼用される外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面に例えばゴム製等のＯリングを介して装架され一体的に固定されている。

固定部材９４の出力軸側の平面９４ｂからは円環状の突部９４ａが出力軸方向に突設されている。突部９４ａの内周面はピストン部材８４のピストン部８４ｂの外周面と例えばゴム製等のＯリングを介して液密に、かつピストン部材８４が軸方向に摺動可能に嵌合されている。突部９４ａの出力軸側の端面とピストン部材８４の連結壁８４ｅとの間には、ピストン部材８４が軸方向に所定量だけ移動しても突部９４ａの端面に当接しないだけの隙間が予め設けられている。そして外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面と、突部９４ａの内周面と、によってシリンダ部材８８のシリンダ部８９が形成されている。

ピストン部材８４の最外周面は外周開口部２７（シリンダ部材８８）の大径側壁部２７ｃの内周面と軸方向に移動可能に係合している。小径側壁部２７ｄの外周面の固定部材９４の入力軸側には例えばＣリング等の固定リング８７が嵌入しており、これによって固定部材９４の入力軸側方向への移動を規制している。

油圧室８６はピストン部材８４と、シリンダ部材８８と、の間に区画形成されている。具体的には油圧室８６はシリンダ部材８８を構成する固定部材９４の出力軸側平面９４ｂと、固定部材９４の突部９４ａの内周面と、ピストン部材８４の受圧面８４ａと、外周開口部２７の小径側壁部２７ｄの外周面とに囲繞され形成されている。油圧室８６は、Ｐ１側とＰ２側とを有する電磁切替弁５０を介して連通する流入ポート（流入口）１０１を有し、流入ポート１０１は外周開口部２７の小径側壁部２７ｄに貫設されている。流入ポート１０１は小径側壁部２７ｄの円周上に例えば３カ所等配に設けられている。

円環状に設けられた固定部材９４の突部９４ａ内には第１の実施形態の作動油排出部５１と同様の構成、及び作用を有する例えば６カ所の弁９２を備えた作動油排出部９１が形成されている。作動油排出部９１は突部９４ａの同一円周上に設けられそれぞれ油圧室８６と連通している。このように作動油排出部９１はピストン部材８４のピストン部８４ｂの受圧面８４ａよりも回転軸線から離れた大径側に設けられている。これによって第１の実施形態と同様に、クラッチ装置８０の係合を得るために、油圧室８６内の作動油を油圧室８６への給排油口である流入ポート（流入口）１０１を介して抜くとき、油圧室８６に残留した作動油は遠心力によってピストン部材８４の受圧面８４ａより回転軸線から離れた大径側位置にある作動油排出部９１を構成する空間である貯留部９９に速やかに回収される。そして、作動油はその後、外部（ケース３内）に排出される。このように、油圧室８６内のピストン部材８４の受圧面８４ａからは速やかに作動油が除去されるので、遠心力によって油圧がピストン部材８４の受圧面８４ａに作用しクラッチ装置８０の係合を妨げることはない。

そして弾性部材であるコイルばね８５は、図５に示すように、ピストン部材８４の背面と、シリンダ部材８８でもある外周開口部２７の底壁部２７ｆとの間に縮設されている。コイルばね８５は本実施形態においてはピストン部材８４の回転軸における同一半径上に１０個、均等な間隔で配置されピストン部材８４の押圧部８４ｃを入力軸側に付勢し、摩擦プレート４２と、セパレートプレート４３とを所定の荷重で押圧し圧接する。このような構成によって第２の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明はハイブリッド車用に限らず、１つの駆動源のみを備え、駆動源の駆動力を本発明に係るクラッチ装置４０、８０によって接離するだけの構成としてもよい。

また、本実施形態における入力軸４１と出力軸２６とを反転させる構成としてもよい。つまり本実施形態における出力軸２６にエンジンを連結して新入力軸とし、入力軸４１を電動モータのロータと一体的に回転する構成とし新出力軸としてもよい。これによっても同様の効果が得られる。

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、本実施形態において弾性部材としてコイルばね４５を適用したが、これに限らず板バネ等によって構成してもよい。さらに、ゴムや気体を弾性部材として利用してもよい。

また、本実施形態においては油圧室のみに作動油を供給した。しかし、この構成に限らずピストン部材４４、８４の背面とシリンダ部材４８、８８との間に作動油を供給して油圧室の付勢をキャンセルするキャンセラ室を設け、クラッチ係合時にキャンセラ室の遠心力による油圧を利用してより迅速に係合動作を行なうタイプのクラッチ装置にも適用可能である。

さらに、本ハイブリッド車用駆動装置は、上述した使用態様に限らず、車両発進時にクラッチ装置４０、８０の係合を解除し電動モータ２０のみによって駆動する等、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装置４０、８０の係脱を適宜実施すればよい。

１・・・車両用駆動装置、２・・・トルクコンバータ、３・・・ケース、５・・・自動変速装置、６・・・フロントケース、１０・・・エンジン、１１・・・出力軸、１６・・・センタピース、２０・・・電動モータ、２１・・・ロータ、２２・・・ステータ、２３・・・コイル、２６・・・出力軸、４０、８０・・・クラッチ装置、４１・・・入力軸、４２・・・摩擦プレート、４３・・・セパレートプレート、４４、８４・・・ピストン部材、４４ａ、８４ｃ・・・押圧部、４４ｃ、８４ａ・・・受圧面、４５、８５・・・弾性部材（コイルばね）、４６、８６・・・油圧室、４８、８８・・・シリンダ部材、５１、９１・・・作動油排出部、５２・・・弁、５４、９４・・・固定部材、５９、９９・・・貯留部、６０・・・電動オイルポンプ、６１、１０１・・・流入ポート。

Claims

駆動源に回転可能に連結される入力軸と、
該入力軸と同一回転軸線上に配置された出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承するケースと、
前記入力軸、及び前記出力軸の一方に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のセパレートプレートと、
前記複数のセパレートプレートと交互に接離可能に配置され前記入力軸及び前記出力軸の他方に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の摩擦プレートと、
前記出力軸、又は前記入力軸に一体的に形成されたシリンダ部材と、
該シリンダ部材のシリンダ部に前記回転軸線方向に摺動可能に嵌合されたピストン部材と、
前記ピストン部材と前記シリンダ部材との間に配置され、前記ピストン部材を前記セパレートプレート及び摩擦プレートに向かって付勢し前記ピストン部材に設けられた押圧部によって前記セパレートプレートと摩擦プレートとを圧接させる弾性部材と、
前記ピストン部材と前記シリンダ部材との間に区画形成される油圧室であって、前記油圧室内に供給される作動油の圧力が前記ピストン部材の受圧面に作用することによって前記ピストン部材は前記弾性部材の付勢力に抗して前記セパレートプレート及び摩擦プレートから離間する方向に移動することと、
前記ピストン部材の前記受圧面よりも前記回転軸線から離れた位置に配置されて前記油圧室と連通し、前記油圧室内の作動油の圧力が所定の値より高いとき閉弁し、前記所定の値より低いとき開弁して前記油圧室の作動油を排出する弁と、
を有することを特徴とする車両用クラッチ装置。
請求項１において、前記弁はチェックボール式であり、前記押圧部に設けられることを特徴とする車両用クラッチ装置。
請求項１または２において、前記駆動源はエンジンであり、前記出力軸には同一回転軸線上に電動モータのロータが一体的に連結されて配置され、前記電動モータのステータが前記ケースの外周壁部に固定されていることを特徴とする車両用クラッチ装置。