JP2014004895A - Driving force transmission structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを駆動源とする車両において、モータの駆動力を車軸に伝達する車両用駆動力伝達構造に関する。 The present invention relates to a vehicle driving force transmission structure for transmitting a driving force of a motor to an axle in a vehicle using an electric motor as a driving source.
従来、車両用駆動装置には駆動源に連結される入力軸から、車軸へ連結される出力軸へと駆動力を伝達するためのいくつかの構造が知られており、例えば、特許文献1のハイブリッド車両用駆動装置においては、モータとエンジンの二つの駆動源からの駆動力を伝達する構造が記載されている。これによると、モータケースの内周面にステータが取り付けられ、ステータに対向してモータケースにロータが回転可能に取り付けられている。 Conventionally, several structures for transmitting a driving force from an input shaft connected to a drive source to an output shaft connected to an axle are known for a vehicle drive device. In the hybrid vehicle driving apparatus, a structure for transmitting driving force from two driving sources of a motor and an engine is described. According to this, the stator is attached to the inner peripheral surface of the motor case, and the rotor is rotatably attached to the motor case so as to face the stator.
エンジンからの駆動力を断続させて出力軸に伝達するクラッチは、ロータの内径側に設けられており、エンジン側の入力軸に設けられた第1クラッチプレートと、自動変速装置側への出力軸にクラッチドラム(回転支持部材)を介して連結された第2クラッチプレートとを有する。第1クラッチプレートと第2クラッチプレートとは、対面しつつ交互に配置されており、互いに圧着させて圧着状態である接続状態とすることができ、かつ、互いに離間して圧着解除である遮断状態とすることができる。複数の第2クラッチプレートは、クラッチドラムを構成する外筒部の先端部に相対回転不能かつ軸線方向に移動可能に嵌合されている。 The clutch for intermittently transmitting the driving force from the engine and transmitting it to the output shaft is provided on the inner diameter side of the rotor, the first clutch plate provided on the input shaft on the engine side, and the output shaft on the automatic transmission side And a second clutch plate connected via a clutch drum (rotation support member). The first clutch plate and the second clutch plate are alternately arranged while facing each other, and can be brought into a connected state in which the first clutch plate and the second clutch plate are pressure-bonded to each other. It can be. The plurality of second clutch plates are fitted to the distal end portion of the outer cylinder portion constituting the clutch drum so as not to be relatively rotatable and movable in the axial direction.
クラッチドラムの外筒部には前記ロータが相対移動不能に連結され、クラッチドラムの外筒部の内側は、自動変速装置に連結される出力軸の外周部に嵌合固定部によってスプライン嵌合されている。クラッチドラムの嵌合固定部の外周にはアンギュラベアリングの内輪が嵌着され、アンギュラベアリングの外輪はケースの側壁部に支持固定されている。アンギュラベアリングの内輪のエンジン側の側端面は、嵌合固定部の外周のエンジン側端に設けられた径方向に突出する屈曲部の自動変速機側端面に当接し、嵌合固定部の外周の回転軸線方向の長さは、アンギュラベアリングの内輪の回転軸線方向の幅より少し短く形成されている。また、出力軸の自動変速機側には回転軸線に直交する半径方向に突出する段部が突設されている。クラッチドラムの嵌合固定部のエンジン側端面(屈曲部のエンジン側端面)は出力軸の端部より螺入されたナット部材に当接され、ナット部材を自動変速装置側に螺入していくことによって、アンギュラベアリングの内輪の自動変速装置側の側端面が出力軸の段部に当接するので、アンギュラベアリングの内輪は、クラッチドラム(屈曲部)と出力軸(段部)との間で挟持固定されるようになっている。このように一つのナット部材によりクラッチドラムとアンギュラベアリングとを出力軸に組付けることができるものであり、組み付けの際にナット部材によってアンギュラベアリングに予圧を付加して締結することで、クラッチドラム外周面(ロータ)の円周振れを防止するものである。 The rotor is connected to the outer cylinder portion of the clutch drum so as not to be relatively movable, and the inner side of the outer cylinder portion of the clutch drum is spline-fitted by a fitting fixing portion to the outer peripheral portion of the output shaft connected to the automatic transmission. ing. An inner ring of the angular bearing is fitted on the outer periphery of the fitting fixing portion of the clutch drum, and the outer ring of the angular bearing is supported and fixed to the side wall portion of the case. The side surface on the engine side of the inner ring of the angular bearing abuts on the end surface of the automatic transmission side of the bending portion protruding in the radial direction provided at the engine side end on the outer periphery of the fitting fixing portion, and the outer periphery of the fitting fixing portion. The length in the rotation axis direction is formed slightly shorter than the width in the rotation axis direction of the inner ring of the angular bearing. Further, a step portion protruding in the radial direction perpendicular to the rotation axis is provided on the output shaft side of the output shaft. The engine-side end surface (the engine-side end surface of the bent portion) of the clutch drum fitting and fixing portion is brought into contact with the nut member screwed from the end portion of the output shaft, and the nut member is screwed into the automatic transmission side. As a result, the side end face of the inner ring of the angular bearing on the side of the automatic transmission comes into contact with the step portion of the output shaft, so that the inner ring of the angular bearing is sandwiched between the clutch drum (bending portion) and the output shaft (step portion). It is supposed to be fixed. In this way, the clutch drum and the angular bearing can be assembled to the output shaft with a single nut member, and the outer periphery of the clutch drum is tightened by applying a preload to the angular bearing with the nut member during assembly. This is to prevent circumferential runout of the surface (rotor).
しかし、出力軸とクラッチドラムとの嵌合は、スプライン嵌合によるもので、これら二つの部材が完全に一体となっているものではない。そのため、出力軸とクラッチドラムとの間で回転方向に相互にスプラインガタ(クリアランス)が生じる。そして、特許文献1に記載されたものは、アンギュラベアリングの内輪のエンジン側端面がクラッチドラムに当接し、同内輪の自動変速装置側端面が出力軸の段部に当接している。そのため、出力軸とクラッチドラムとの間でスプラインガタが生じると、内輪の側端面および内輪と当接している出力軸およびクラッチドラムの各接触面において接触摩耗が生じ、出力軸にアンギュラベアリングおよびクラッチドラムを組付ける際に付加した予圧が低下し、クラッチドラム(ロータ)の高速回転における円周振れを大きくするおそれがあった。 However, the fitting between the output shaft and the clutch drum is by spline fitting, and these two members are not completely integrated. For this reason, spline backlash (clearance) occurs between the output shaft and the clutch drum in the rotational direction. And what was described in patent document 1 has the engine side end surface of the inner ring of the angular bearing in contact with the clutch drum, and the automatic transmission side end surface of the inner ring in contact with the step portion of the output shaft. Therefore, when spline backlash occurs between the output shaft and the clutch drum, contact wear occurs on the side end surface of the inner ring and the contact surfaces of the output shaft and the clutch drum that are in contact with the inner ring. The preload applied when the drum is assembled is lowered, and there is a risk that the circumferential runout at the high speed rotation of the clutch drum (rotor) is increased.
一方、電動モータにおいて大きなトルクを生じる磁束パターンを得るためには、ステータの内周とロータの外周との隙間をできるだけ小さくする方がよいが、ロータの円周振れで両者が接触するのを防止するため、性能を犠牲にして当該隙間を大きくしているという現状があった。 On the other hand, in order to obtain a magnetic flux pattern that generates a large torque in an electric motor, it is better to make the gap between the inner circumference of the stator and the outer circumference of the rotor as small as possible, but it is possible to prevent both of them from contacting due to the circumferential runout of the rotor. Therefore, there is a current situation that the gap is enlarged at the expense of performance.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ロータの円周振れが大きくなることを防止し、電動モータの性能向上と生産コストの低減とを図る車両用駆動力伝達構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a vehicle driving force transmission structure that prevents an increase in the circumferential runout of the rotor and improves the performance of the electric motor and reduces the production cost. For the purpose.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、電動モータのロータと、前記ロータの回転軸線上に回転自在に配置される出力軸と、前記ロータに一体に連結され該ロータを支持する支持部と前記出力軸にスプライン嵌合する嵌合固定部とを有する回転支持部材と、前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周を支承するアンギュラベアリングと、前記回転支持部材を前記アンギュラベアリングを介して前記回転軸線上で回転可能に支承するとともに前記電動モータを両側壁部と外周壁部とで囲繞し、前記電動モータのステータが前記外周壁部に固定されるケースと、を備えた車両用駆動力伝達構造であって、前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周に周設され前記アンギュラベアリングの内輪の一方側面が当接するストッパ部と、前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周に螺合されるとともに前記アンギュラベアリングの内輪の他方側面に当接し、前記回転軸線に沿って前記ストッパ部方向に螺入されることで前記アンギュラベアリングを前記回転支持部材に固定するナット部材と、を備えることである。 In order to solve the above problems, the structural feature of the invention according to claim 1 is that the rotor of the electric motor, the output shaft rotatably disposed on the rotation axis of the rotor, and the rotor are integrally connected. A rotation support member having a support portion for supporting the rotor and a fitting fixing portion for spline fitting to the output shaft; an angular bearing for supporting an outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member; and the rotation support. A case in which a member is rotatably supported on the rotational axis via the angular bearing, and the electric motor is surrounded by both side walls and an outer peripheral wall, and a stator of the electric motor is fixed to the outer peripheral wall. A driving force transmission structure for a vehicle comprising: a stop that is provided around an outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member and is in contact with one side surface of the inner ring of the angular bearing. And an outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member, abuts against the other side surface of the inner ring of the angular bearing, and is screwed in the stopper direction along the rotation axis. And a nut member for fixing the angular bearing to the rotation support member.
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、エンジンに回転可能に連結され前記ケースの一方の側壁部に前記回転軸線上で支承される入力軸と、前記回転支持部材に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の第1クラッチプレート、前記複数の第1クラッチプレートと交互に接離可能に配置され前記入力軸に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の第2クラッチプレート、および前記回転支持部材に設けられ前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを圧接する圧接手段を有するクラッチと、をさらに備えることである。
The structural feature of the invention according to
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、前記クラッチは、前記回転支持部材に一体的に形成されたシリンダ部と、該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との間に設けられ、前記ピストン部材を前記第1クラッチプレートおよび前記第2クラッチ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第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを常時圧接状態とさせる前記圧接手段としての弾性部材と、前記シリンダ部に設けられ前記ピストン部材と前記弾性部材の反対側で対向する区切り部材と、前記ピストン部材と前記区切り部材との間に区画形成される加圧室と、前記加圧室へ作動油を供給することで前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを切離状態とする制御弁と、を備えることである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the clutch is configured such that the clutch is integrally formed with the rotation support member, and is slidable in the rotation axis direction on the cylinder portion. Provided between the fitted piston member, and between the piston member and the cylinder portion, and urged the piston member toward the first clutch plate and the second clutch plate to be provided on the piston member. An elastic member as the pressure contact means for always bringing the first clutch plate and the second clutch plate into a pressure contact state by the pressing portion, and a partition provided on the cylinder portion and facing the piston member on the opposite side of the elastic member A member, a pressurizing chamber formed between the piston member and the partition member, and supplying the working oil to the pressurizing chamber. A control valve for the said latch plate second clutch plates and separating state, is to comprise a.
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項3において、前記加圧室へ供給する作動油を前記出力軸の回転力によって吐出する油圧ポンプが前記ケースの側壁部に設けられていることである。 According to a fourth aspect of the present invention, the hydraulic pump for discharging the hydraulic oil supplied to the pressurizing chamber by the rotational force of the output shaft is provided in the side wall portion of the case. That is.
請求項1に係る発明によれば、ケースと回転支持部材との間に介されるアンギュラベアリングは、回転支持部材の嵌合固定部の外周に設けられアンギュラベアリングの内輪の一方側面が当接するストッパ部と、回転支持部材の嵌合固定部の外周に螺合されるとともに、アンギュラベアリングの内輪の他方側面に当接して回転軸線に沿ってストッパ部方向に螺入されるナット部材とで、挟持されて回転支持部材に固定される。そのため、アンギュラベアリングは出力軸と接触すること無く回転支持部材に固定された状態となる。これによって、回転支持部材と出力軸とにおいて、スプライン嵌合で生じる回転方向のクリアランスが相互に生じたとしても、その回転方向のクリアランスによってアンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗せず、ナット部材でアンギュラベアリングを回転支持部材に締め付けた予圧が使用経過によって低下することが無い。そのため、回転支持部材が支持するロータの円周振れを、小さいままで維持することができることから、ロータの外周面とステータの内周面との隙間を小さくとることができる。そして、かかる隙間を小さくとることから、大きなトルクを発生しやすい磁束パターンを構築してモータの性能向上を図ることができ、ステータを固定するケースの外形を小さく形成することが可能なことからコスト低減を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the angular bearing interposed between the case and the rotation support member is provided on the outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member, and the stopper portion is in contact with one side surface of the inner ring of the angular bearing. And a nut member that is screwed onto the outer periphery of the fitting and fixing portion of the rotation support member and that is in contact with the other side surface of the inner ring of the angular bearing and screwed in the direction of the stopper portion along the rotation axis. To be fixed to the rotation support member. Therefore, the angular bearing is fixed to the rotation support member without contacting the output shaft. As a result, even if a rotational clearance generated by spline fitting occurs between the rotation support member and the output shaft, the angular bearing and the portion holding the angular bearing are not worn by the rotational clearance. The preload in which the angular bearing is fastened to the rotation support member by the nut member does not decrease with the course of use. Therefore, since the circumferential runout of the rotor supported by the rotation support member can be kept small, the gap between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator can be made small. Since this gap is made small, it is possible to improve the performance of the motor by constructing a magnetic flux pattern that easily generates a large torque, and it is possible to reduce the outer shape of the case for fixing the stator. Reduction can be achieved.
請求項2に係る発明によれば、エンジンの入力軸に係合された複数の第2クラッチプレートと回転支持部材に設けられた第1クラッチプレートとを圧接することで、エンジンからの駆動力を、回転支持部材に伝達し、さらに回転支持部材とスプライン嵌合している出力軸に伝達する。回転支持部材と出力軸とにおいて、スプライン嵌合で生じる回転方向のクリアランスが相互に生じると、従来、その回転方向のクリアランスによってアンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗し、ナット部材でアンギュラベアリングを回転支持部材に締め付けた予圧が使用経過によって低下し、回転支持部材に円周振れや端面振れを生じて第1クラッチプレートの第2クラッチプレートに対する接触位置が変化するおそれがあった。本件発明においては、スプライン嵌合で生じるクリアランスによって、アンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗しないので、回転支持部材に係合された第1クラッチプレートの円周振れや端面振れを防止することができる。これによって、クラッチの経時劣化を抑制して第1クラッチプレートと第2クラッチプレートとの圧接をスムーズに行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the plurality of second clutch plates engaged with the input shaft of the engine and the first clutch plate provided on the rotation support member are pressed against each other, so that the driving force from the engine is generated. , Transmitted to the rotation support member, and further transmitted to the output shaft that is spline-fitted with the rotation support member. When a rotational clearance generated by spline fitting occurs between the rotation support member and the output shaft, the angular bearing and the portion holding the angular bearing are conventionally worn by the rotational clearance, and the nut member is angular. The preload with which the bearing is fastened to the rotation support member is lowered with the course of use, and there is a possibility that the contact position of the first clutch plate with respect to the second clutch plate may change due to circumferential rotation or end surface vibration of the rotation support member. In the present invention, since the angular bearing and the portion holding the angular bearing are not worn by the clearance generated by the spline fitting, the circumferential vibration and end face vibration of the first clutch plate engaged with the rotation support member are prevented. be able to. Accordingly, it is possible to smoothly press the first clutch plate and the second clutch plate while suppressing the deterioration of the clutch over time.
また、車両の減速時などに、出力軸(駆動輪)からの運動エネルギーでロータを回転させて回生エネルギーとしてバッテリに蓄電するなど、出力軸と回転支持部材との間には、加速走行時などに回転する正回転方向とは逆の逆回転方向のトルクも作用するため、出力軸と回転支持部材とのスプライン嵌合において回転方向のクリアランスの影響を受け易い。このような場合でも、その回転方向のクリアランスによってアンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗しないので、ナット部材でアンギュラベアリングを回転支持部材に締め付けた予圧が使用経過によって低下することがなく、回転支持部材に係合された第1クラッチプレートの円周振れや端面振れを防止することができる。 In addition, when the vehicle is decelerating, the rotor is rotated with kinetic energy from the output shaft (drive wheels) and the battery is stored as regenerative energy. Since the torque in the reverse rotation direction opposite to the normal rotation direction that rotates in the reverse direction also acts, the spline fitting between the output shaft and the rotation support member is easily affected by the clearance in the rotation direction. Even in such a case, the angular bearing and the portion that holds the angular bearing do not wear due to the clearance in the rotational direction, so the preload that tightens the angular bearing to the rotation support member with the nut member does not decrease over time, Circumferential vibration and end face vibration of the first clutch plate engaged with the rotation support member can be prevented.
請求項3に係る発明によれば、ノーマルクローズタイプのクラッチでは、常時第1クラッチプレートと第2クラッチプレートとを常時圧接状態とするため、回転支持部材には電動モータからの駆動力に加えてエンジンからの駆動力が伝達されるので、大きなトルクが回転支持部材と出力軸との間に付加され、スプライン嵌合におけるガタが大きくなるおそれがある。このような場合でも、そのガタによってアンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗しないので、ナット部材でアンギュラベアリングを回転支持部材に締め付けた予圧が使用経過によって低下することがなく、回転支持部材に支持されたロータや回転支持部材に係合された第1クラッチプレートの円周振れや端面振れの発生を防止することができる。そのため、第1クラッチプレートの第2クラッチプレートに対する圧接を経時劣化を抑制してスムーズに行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, in the normally closed type clutch, the first clutch plate and the second clutch plate are always in a pressure contact state, so that the rotation support member is added to the driving force from the electric motor. Since the driving force from the engine is transmitted, a large torque is applied between the rotation support member and the output shaft, and there is a possibility that the play in the spline fitting becomes large. Even in such a case, the angular bearing and the portion that holds the angular bearing are not worn by the backlash, so the preload obtained by tightening the angular bearing to the rotation support member with the nut member does not decrease with use, and the rotation support member It is possible to prevent the occurrence of circumferential runout and end face runout of the first clutch plate engaged with the rotor supported by the rotor and the rotation support member. Therefore, it is possible to smoothly press the first clutch plate against the second clutch plate while suppressing deterioration over time.
請求項4に係る発明によれば、出力軸は、回転を支承するアンギュラベアリングの内輪等が使用経過により摩耗することなく、アンギュラベアリングの締結に加えられた予圧の低下が防止され、ロータの円周振れが抑制された状態でいつまでも安定した回転を維持することができる。このような安定した回転を維持する出力軸の回転力によって油圧ポンプを駆動するので、出力軸の回転に伴って加圧室内に作動油を安定して供給することができる。さらに、出力軸の回転に応じて作動する油圧ポンプによって作動油を供給するため、低温時においても電動ポンプのように出力が下がらず、安定したクラッチの遮断・接続動作を行うことができる。
According to the invention of
本発明に係る車両用駆動力伝達構造を、二つの駆動源を有するハイブリッド車両に具体化した第1の実施形態について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力伝達構造1を適用したハイブリッド車両用駆動装置の駆動力の制御系統および伝達系統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においてクラッチ2の接続・遮断を行う電磁切替弁(制御弁)20、電動オイルポンプ(油圧ポンプ)42及びリザーバ44は電動モータ6と別体に記載されている。しかし、実際には電磁切替弁20及び電動オイルポンプ42はクラッチ2とともに電動モータ6に一体化され、リザーバ44はクラッチ2を囲むケース3内に形成されている。ここで、車両用駆動力伝達構造1は、エンジン4の出力軸に連結される入力軸14(図2参照)、電動モータ6、クラッチ2、自動変速装置8に連結する出力軸16(図2参照)、電動オイルポンプ42およびクラッチ2や電動モータ6を囲繞するケース3(図2参照)によって主に構成される。
A first embodiment in which a vehicle driving force transmission structure according to the present invention is embodied in a hybrid vehicle having two drive sources will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a drive force control system and a transmission system of a hybrid vehicle drive device to which a vehicle drive force transmission structure 1 according to the present invention is applied. In FIG. 1, solid arrows indicate hydraulic piping connecting the devices, and broken arrows indicate control signal lines. In FIG. 1, an electromagnetic switching valve (control valve) 20, an electric oil pump (hydraulic pump) 42, and a
車両の駆動源としてのエンジン(EG)4と電動モータ6とは、図1に示すように、湿式多板クラッチであるクラッチ2を介して直列に接続されている。クラッチ2は、エンジン4と電動モータ6との間の接続を接離してトルク伝達を断続している。また、電動モータ6には、車両の自動変速装置8が直列に接続されており、自動変速装置8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。エンジン4、電動モータ6、自動変速装置8は制御装置(ECU)7によって制御されている。
As shown in FIG. 1, an engine (EG) 4 and an
自動変速装置8は、例えば、変速機(図略)及びトルクコンバータ10からなり、トルクコンバータ10の出力が、変速機の入力軸に入力されている。
The
図1に示される電動モータ6とトルクコンバータ10とは、回転支持部材としてのクラッチドラム12及びトルクコンバータ10へ回転力を伝達する出力軸16を介して回転連結されている(図2参照)。出力軸16は、図2に示すように、エンジン4からの入力軸14と同一回転軸上に並んで配置されている。出力軸16はトルクコンバータ10のフロントカバー(図示せず)に連結され、フロントカバーとともに一体に回転される。そして、出力軸16とともにフロントカバーが回転することにより、フロントカバーと連結されるトルクコンバータ10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(図示せず)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。入力軸14、出力軸16及びフロントカバーの回転軸は、変速機の入力軸と同一の回転軸線CL上に配置されている。
The
エンジン4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6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8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2は、普段はエンジン4と電動モータ6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である。
The
電磁切替弁20は、ばね室40に作動油を供給する第1位置と加圧室30に作動油を供給する第2位置とを有する。電動オイルポンプ42が作動しているときに制御装置7により電磁切替弁20がクラッチ2を接続させる第1位置に位置決めされると、作動油は、いずれも後述するばね室40に供給され、ばね室40に設けられたコイルばね62付勢力を付加してピストン部材52がクラッチ2を接続させる方向に付勢するよう構成されている。この場合、加圧室30の作動油は電磁切替弁20のポートを介してリザーバ44に排出される。
The
次に、制御装置7により電磁切替弁20がクラッチ2を遮断させる第2位置に切替えられると、電動オイルポンプ42の作動油が加圧室30に供給され、加圧室30を増圧させ、ピストン部材52を移動させ、クラッチ2を遮断させるよう構成されている。この場合、ばね室40に繋がる油路34は電磁切替弁の閉鎖ポートで閉鎖されているため、ばね室40の作動油は、電磁切替弁20側には流れず、排出孔51からばね室40の外に排出され、リザーバ44に溜まる(図2参照)。
Next, when the
なお、電動オイルポンプ42と電磁切替弁20の間には、リリーフ弁25が設けられ(図1参照)、加圧室30やばね室40を増圧させる場合において、過度の負荷が電動オイルポンプ42にかからぬよう圧力調整がなされる。また、電動オイルポンプ42は電動式であるため、エンジン4の駆動に拘わらず作動油を供給することができる。また、電磁切替弁20は、ケース3に内臓されている方式でも、ケース3に外付けされている方式でもよい。
A
電磁切替弁20及び電動オイルポンプ42には、制御装置(ECU)7が電気的に接続されている。制御装置7は、電動オイルポンプ42および電磁切替弁20を作動させて、クラッチ2に適正な油圧を供給し、クラッチ2の接続・遮断状態を制御している。
A controller (ECU) 7 is electrically connected to the
また、制御装置7は、エンジン4または電動モータ6の回転を制御し、車両を走行させている。さらに、制御装置7は、自動変速装置8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4の回転速度、車両速度、シフト位置等に基づき、自動変速装置の作動を制御している。
The
次に、クラッチ2について、図2、図3に基づき詳細に説明する。クラッチ2は、エンジン4に回転可能に連結される入力軸14と、電動モータ6のロータ15と同一軸線上に回転軸が配置されてロータ15と一体的に連結された上述のクラッチドラム12と、自動変速装置8に連結された出力軸16とを有している。
Next, the
また、クラッチ2は、入力軸14及びクラッチドラム12のうち一方の軸であるクラッチドラム12の係合部に係合された複数の第1クラッチプレートとしてのセパレートプレート54と、他方の軸である入力軸14の係合部14dに係合された複数の第2クラッチプレートとしての摩擦プレート56とを有している。
The
また、クラッチ2は、電動モータ6、セパレートプレート54及び摩擦プレート56等を囲繞するケース3と、クラッチドラム12に一体的に形成されたシリンダ部58と、該シリンダ部58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54及び摩擦プレート56を互いに圧接するよう押圧する押圧部52aを備えたピストン部材52とを有している。
The
さらにクラッチ2は、ピストン部材52の自動変速装置8側の面とシリンダ部58との間に縮設され、ピストン部材52をエンジン4側に向かって付勢する圧接手段としてのコイルばね62と、シリンダ部58に設けられ、ピストン部材52とコイルばね62の反対側で対向する区切り部材94と、ピストン部材52と区切り部材94との間に区画形成される前述の加圧室30と、を有している。クラッチ2は、コイルばね62により付勢されたピストン部材52によって、セパレートプレート54及び摩擦プレート56が、通常は圧接された状態(クラッチ2が接続された状態)にあるノーマルクローズタイプのものである。
Furthermore, the
入力軸14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4の出力軸に回転連結されている。図2に示すように入力軸14はダンパとの固定部14aと、ケース3の後述するフロントケース3bの貫通穴66に回転支持される連結部14bと、大径の係合部である大径支持部14cと、を有している。以後、入力軸14が支持されるフロントケース3b側をエンジン側と称す。大径支持部14cの外周側は回転軸線CL方向に拡幅され、前述した複数の円環上の摩擦プレート56が、外周面の係合部14dに相対回転を規制されかつ回転軸線方向に相対移動可能に係合されている。
The
クラッチドラム12は、トルクコンバータ10に回転力を伝達する出力軸16に回転連結されている。出力軸16はケース3の後述する支持壁部3cに形成された貫通孔68に回転可能に複列のアンギュラベアリング76を介して軸承されている。以後、クラッチドラム12と連結される出力軸16が軸承される支持壁部3cの側を自動変速装置側と称す。
The
クラッチドラム12は、図2に示すように、大径中径小径の3重の円筒壁部12a,12b,12cを有している。ロータ15を支持する支持部としての大径円筒壁部12a及び中径円筒壁部12bと、大径円筒壁部12a及び中径円筒壁部12bの自動変速装置側の端部に連続する段付の各底壁部70a,70bとにより前述のシリンダ部58が形成され、シリンダ部58は、エンジン側の端部が開口している。中径円筒壁部12b及び小径円筒壁部(嵌合固定部)12cと、中径円筒壁部12b及び小径円筒壁部12cのエンジン側の端部が連続する連続壁74とにより軸受支承部72が形成され、軸受支承部72は自動変速装置側の端部が開口している。連続壁74のエンジン側端面と入力軸14における支持部14c基端部の自動変速装置側端面との間には、回転軸線CL方向のスラスト荷重を受けるニードルベアリング75が設けられ、ニードルベアリング75によって入力軸14とクラッチドラム12とが回転軸線CL方向の荷重を互いに付加可能かつ相対回転自在に設けられている。大径円筒壁部12aのエンジン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54が相対回転を規制され回転軸線CL方向に相対移動可能に嵌合されている。
As shown in FIG. 2, the
そして複数のセパレートプレート54と、入力軸14の大径の係合部14dである支持部14cの外周面に支持された複数の摩擦プレート56とが交互に接離可能に配置されている。ピストン部材52によってセパレートプレート54が回転軸線CL方向のエンジン側に押付けられるとセパレートプレート54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56とセパレートプレート54とが押付け合って当接し(クラッチ2の接続状態)、入力軸14とクラッチドラム12および出力軸16とが回転連結されて、エンジン4の出力軸と自動変速装置の入力軸とが一体回転する。
A plurality of
クラッチドラム12の小径円筒壁部(嵌合固定部)12cの内側には、出力軸16とスプライン結合される係合穴78が形成され、クラッチドラム12は出力軸16と一体に回転可能になっている。クラッチドラム12の小径円筒壁部12cの自動変速装置側の先端外周には雄ねじ部12dが螺設され、雄ねじ部12dにはナット部材80が螺入される様になっている。
An
ナット部材80は、図3に示すように、複列アンギュラベアリング76の内輪76aの側面に当接するエンジン側端面80aと、ナット部材80を小径円筒壁部12cに外嵌する際に使用するガイド穴80bと、ガイド穴80bに連続してナット部材80の自動変速装置側の端部まで螺設された雌ねじ部80cと、締結される際に締結工具に嵌合する嵌合部80dと、ガイド穴80bの内周面に周設されシールリングが嵌入される被嵌入溝80eとを備えている。小径円筒壁部12cから径方向外側に突出することでナット部材80に対向する位置にある連続壁74は、ストッパ部74aを構成する。このストッパ部74aは、ナット部材80とともに複列アンギュラベアリング76を挟持する。ナット部材80の雌ねじ部80cを小径円筒壁部12c雄ねじ部12dに螺入することで、ストッパ部74aは複列アンギュラベアリング76の内輪76aのエンジン側の側面に当接し、ナット部材80のエンジン側端面80aは、複列アンギュラベアリング76の内輪76aの自動変速装置側の側面に当接する。ナット部材80を締結工具によって締結することで、予圧を加えた状態で複列アンギュラベアリング76の内輪76aがクラッチドラム12(小径円筒壁部12c)に一体に組付けられる。この場合、複列アンギュラベアリング76の内輪76aは出力軸16に対して非接触状態となっている。ナット部材80の内周と出力軸16の外周の間は、ナット部材80の被嵌入溝80eに設けられたシールリングによって液密に封止されている。ナット部材80のエンジン側外周と後述する支持壁部3cとの間はシール部材87によって液密に封止されている。
As shown in FIG. 3, the
出力軸16のエンジン側外周には嵌着溝が周設され、嵌着溝にはストッパリング82が外嵌されて出力軸16にスプライン嵌合されたクラッチドラム12が脱落しないようになっている。出力軸16の自動変速装置側の外周には小径円筒壁部12cの内周に対向する嵌着溝89が周設され、嵌着溝89にはOリングが嵌着されている。前記軸受支承部72には、ケース3の外周壁部3aから径方向内側に突出するとともに、エンジン側方向に屈曲形成された円筒壁を有する支持壁部(側壁部)3cが嵌入されている。支持壁部3cの先端部には小径円筒壁部12cの外周面に対向する内周面が形成されている。支持壁部3cの先端部の内周面には嵌着溝が周設され、嵌着溝にはストッパリング84が内嵌される。ストッパリング84に対向する自動変速装置側の位置には内周の径方向に突出する段部86が形成されている。ストッパリング84は複列アンギュラベアリング76の外輪76bのエンジン側の側面に当接するとともに、段部86が複列アンギュラベアリング76の外輪76bの自動変速装置側の側面に当接することで、複列アンギュラベアリング76の外輪76bを抜脱不能に支持壁部3cにおいて挟持している。これよって、小径円筒壁部(嵌合固定部)12cの外周面と支持壁部3cの内周面との間に複列アンギュラベアリング76を配して、支持壁部3cに対してクラッチドラム12が出力軸16とともにスムーズに相対回転するようになっている。また、回転軸線CLに直交する方向のラジアル荷重ばかりでなく、クラッチ2の接離の際働く回転軸線CL方向のアキシアル荷重を支承するため複列アンギュラベアリング76が使用されている。
A fitting groove is provided on the outer periphery of the
ケース3は、外周を形成する外周壁部3aと、電動モータ6及びクラッチ2とトルクコンバータ10との間に形成された前述の支持壁部(側壁部)3cと、エンジン側の外周壁部3aの開口を覆う前述のフロントケース3bとを有している。また、ケース3では外周壁部3aが支持壁部3cの基端部から自動変速装置側に向って所定量延在され、トルクコンバータ10の一部を覆っている。そして延在された外周壁部3aはトルクコンバータ10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、自動変速装置のハウジング(図示せず)を形成している。
支持壁部3cの内部には、前述した電磁切替弁20と加圧室30との接続をする油路24、電磁切替弁20とばね室40との接続をする油路34が形成されている。
The
An
油路34の一端は電磁切替弁20に接続し、油路34の他端は支持壁部3cの外周面全周に刻設された環状溝36と接続している。回転軸線CL方向における環状溝36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環状溝36からの作動油の漏洩を抑制している。環状溝36は、シリンダ部の中径円筒壁部12bに貫設される貫通口38を介してばね室40に連通している。
One end of the
また、油路24の一端は電磁切替弁20に接続し、油路24の他端は支持壁部3cの外周面全周に刻設された環状溝26と接続している。回転軸線CL方向における環状溝26の両側には溝が刻設され、該溝内には同様に樹脂製の環状リングが設けられ環状溝26からの作動油の漏洩を抑制している。環状溝26は、シリンダ部58の中径円筒壁部12bに貫設される貫通口28を介して加圧室30に連通している。
One end of the
前記フロントケース3bは、外周壁部3aに対してボルトによって固定されている。フロントケース3bの前側中心部には入力軸14が支承されるよう前述の貫通穴66が設けられている。そして貫通穴66と入力軸14との間にはボール軸受88が介在され、入力軸14を回転自在に支承している。
The
ピストン部材52は、前述したシリンダ部58内に収容されている。ピストン部材52は、略円板状に形成され中心部には支承穴90が形成されている。ピストン部材52は、ピストン部材52の外周に設けられ大径円筒壁部12aの内周面との間をシールする例えばゴム製のOリングと、ピストン部材52の内周に設けられ中径円筒壁部12bの外周面との間をシールする例えばゴム製のOリングとを有し、シリンダ部58内を回転軸線CL方向に摺動して移動可能に構成される。
The
ピストン部材52の背面側である自動変速装置側では、軸方向断面において内径部である支承穴90側の肉厚が厚く、該肉厚はピストン部材52の外径側に向かって漸減している。またピストン部材52のエンジン側においては、入力軸14の回転軸線CLと直交する平面である受圧面92を有している。なお、ここでいう受圧面92とは油圧が作用したときにピストン部材52を回転軸線CL方向に付勢する効果を有する面のことをいう。
On the automatic transmission side, which is the back side of the
ピストン部材52は、図3に示すように、受圧面92の大径側位置(回転軸線CLから離れた側の位置)に軸方向エンジン側に向かって突設される押圧部52aを有している。押圧部52aは受圧面92の外周部に円環状に設けられ、押圧部52aの円環内周面には、ピストン部材52が回転軸線CL方向に摺動可能なように後に詳述する区切り部材94の外周面94aと嵌合するための摺動面52bが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
区切り部材94は、略円環状に形成され、図3に示すように、外周面94aと、内周面94bと、入力軸側平面94cと、出力軸側平面94dと、を有している。そして中径円筒壁部12bの外周面のエンジン側には溝が形成され、該溝には例えばCリング等の固定リング96が嵌入される。これによって区切り部材94のエンジン側方向への所定位置以上の移動を規制している。
As shown in FIG. 3, the
区切り部材94の入力軸側平面94cの内側には例えば10個の嵌着孔98が設けられ、各嵌着孔98には小コイルばね100の一方端が嵌着されている。そして、固定リング96の自動変速装置側には固定リングの96外径方向に突出する取付環板102が固定され、取付環板102には小コイルばね100の他方端が係止されている。これらの小コイルばね100は、圧縮された状態で区切り部材94と取付環板102との間に設けられ、区切り部材94を自動変速装置側に付勢して区切り部材94とピストン部材52とを当接するよう構成されている。
For example, ten
ピストン部材52と、区切り部材94との間には加圧室30が区画形成されている。具体的には加圧室30は、区切り部材94の出力軸側平面94dと、ピストン部材52の受圧面92と、押圧部52aの摺動面52bと、中径円筒壁部12bの外周面とによって囲繞され形成されている。
A pressurizing
区切り部材94の内周面94bには例えばゴム製のOリング104が配設され加圧室30を液密に封止している。区切り部材94の外周面94aは、ピストン部材52の押圧部52aの内周面である摺動面52bに例えばゴム製のOリング106を介して嵌合している。このOリング106により加圧室30を液密に封止している。
For example, a rubber O-ring 104 is disposed on the inner
加圧室30は、前述したように電磁切替弁20、電動オイルポンプ42とリザーバ44とに連通する貫通口28を有している。貫通口28は中径円筒壁部12bの円周上に例えば3カ所等配に設けられている。ただし、貫通口28の個数は3カ所に限らず、加圧室30に供給する油圧の大きさや、加圧室30から油を排出するときの排出能力を考慮して適宜決定すればよい。加圧室30に油圧を供給する(クラッチ2を遮断する)側である電磁切替弁20の第2位置と、加圧室30から油圧を抜く(クラッチ2を接続する)ための第1位置とは電磁切替弁20を操作することによって切替えられ、第1位置に切替えられることによって加圧室30は貫通口28を介してリザーバ44と連通される。
The pressurizing
コイルばね62は、図2、図3に示すように、ピストン部材52の背面である自動変速装置側の面と、シリンダ部58の底壁部70bとの間に縮設されている。コイルばね62は本実施形態においてはピストン部材52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52の押圧部52aをエンジン側に付勢し、摩擦プレート56と、セパレートプレート54とを所定の荷重で押圧し圧接する。これらのコイルばね62の付勢力は、セパレートプレート54と摩擦プレート56とを圧接させるのに必要な圧接力と、前述の小コイルばね100の付勢力との合計となるよう設定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
コイルばね62が配置されるピストン部材52の自動変速装置側の面には、例えば10個の各コイルばね62が配置されるように、コイルばね62のコイル外径より若干大きな径の円筒穴108が穿設され、各コイルばね62が該円筒穴108に係入されている。これらの円筒穴108、ピストン部材52の前記背面、大径円筒壁部12aの内周面、中径円筒壁部12bの外周面及び底壁部70a,70bの間に形成される空間によりばね室40が構成される。ばね室40は、ピストン部材52と大径円筒壁部12aとの間に設けられたOリング、ピストン部材52と中径円筒壁部12bとの間に設けられたOリングによってシールされ、作動油が貯留可能になっている。ばね室40の内径方向には前述の貫通口38及び油路34が連通している。ばね室40を構成する底壁部70bには排出孔51が穿設され、排出孔51によってばね室40の内外が連通される。この排出孔51は流量絞りとして機能するもので、ばね室40内に作動油を貯留させた状態に維持する。ばね室40が、入力軸14等の回転に伴って回転軸線CL回りに回転すると、排出孔51は作動油をばね室40の外に排出させつつも、ばね室40に作動油を残留させる。これによって、ピストン部材52を挟んでばね室40の反対側に位置する加圧室30に残留する作動油の遠心力に起因する圧力に対して、ばね室40に残留する作動油の遠心力に起因する圧力を対向させることができるよう構成されている。ここで、遠心力に起因するばね室40と加圧室30との圧力は互いに逆方向に作用するため、両方の圧力は相殺される。これによって、特に加圧室30に対する遠心力に起因してセパレートプレート54と摩擦プレート56とを圧接させるのに必要な圧接力が減少することを防止することができる。
A
なお、本実施形態においてはコイルばね62を10個配置した。しかし、これに限らず摩擦プレート56及びセパレートプレート54を押圧して接続させることが可能な付勢力を付与でき、且つ押圧部52aが摩擦プレート56及びセパレートプレート54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。
In the present embodiment, ten
次に電動モータ6について図2に基づいて説明する。電動モータ6は、ロータ15及びステータ17を有し、外周壁部3aの内周側に配設されている。
ロータ15は、後で詳述するステータ17が発生する回転磁界と鎖交することによって、回転トルクを発生する部材である。またロータ15は、自動変速装置側端面から径方向内方に延在される後述する保持部材15cを有し、保持部材15cはクラッチドラム12の底壁部70aの自動変速装置側側面にボルトによって固定されている。これにより、ロータ15は大径円筒壁部12aの外周部に固定され、ロータ15とクラッチドラム12とが一体に回転する。これらの底壁部70aと大径円筒壁部12aとによりクラッチドラム12の支持部が構成される。このような構造により、ロータ15は、後述するステータ17の内周側に相対回転可能に配設されている。ロータ15は、ロータコア15a、マグネット15b、及び保持部材15cを有している。
Next, the
The
ロータコア15aは、磁路の一部を構成するとともに、マグネット15bが収容される円環状の部材である。ロータコア15aは、円環状の珪素鋼板が積層されて構成されている。ロータコア15aには、軸方向(前後方向)に貫通する貫通孔15dが、周方向に複数形成されている。
The rotor core 15a is an annular member that constitutes a part of the magnetic path and accommodates the
マグネット15bは、磁束を発生する棒状の部材である。マグネット15bは、ロータコア15aの貫通孔15dに収容されている。マグネット15bは、ロータコア15aの外周面に、周方向交互に異なる磁極が形成されるように、板厚方向に着磁されている。
The
保持部材15cは、貫通孔15dに収容されたマグネット15bを保持するとともに、ロータコア15aをクラッチドラム12の大径円筒壁部12aに固定するための円環状の部材である。
The holding
ステータ17は、電流が流れることによって、回転磁界を発生する部材である。ステータ17は、ステータコア17a、ボビン17b、及びコイル17cを有している。ステータ17は、円環状であり、外周壁部3aの内周面に固定され、ロータ15の外周側に隙間tを置いて配設されている。
The
ステータコア17aは、磁路の一部を構成するとともに、コイル17cが巻回される部材である。ステータコア17aは、複数のコアと、ステータリング17dとから構成されている。コアは、略T字形状の珪素鋼板を積層して構成される部材である。ステータリング17dは、磁性体からなる略円筒形状の部材である。ステータコア17aは、円環状に配置した複数のコアを、ステータリング17dに圧入又は接着固定等して構成されている。なお、ステータリング17dは、外周壁部3aの内周面にボルト等によって固定されている。
The
ボビン17bは、コイル17cとステータコア17aとの間を絶縁するための樹脂で構成された部材である。ボビン17bは、ステータコア17aの両側周面を覆うように配設されている。
The
コイル17cは、電流が流れることで回転磁界が発生する、線材で構成された部材である。コイル17cは、ボビン17bに巻回され、U相コイル、V相コイル、W相コイルからなり、これらをY結線して構成されている。コイル17cは制御装置7と電気的に接続されており、制御装置7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17cへの通電量、或いはコイル17cの非通電を制御している。
The
次に、上述した車両用駆動力伝達構造を、ハイブリッド車両に実施した場合の作動について説明する。今、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4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16とともに回転されエンジン4が始動される。
Next, an operation when the above-described vehicle driving force transmission structure is implemented in a hybrid vehicle will be described. Now, when the vehicle is stopped, the
また、同時にバッテリ(図示せず)から電動モータ6へ電流が流れ、電動モータ6は駆動モータとして機能する。このときクラッチ2は接続されており、これによりエンジン4と電動モータ6の両方の駆動力が加算され出力軸16を介してトルクコンバータ10に伝達される。トルクコンバータ10に伝達されたトルクは、トルクコンバータ10にて所定のトルク比で増大された上で自動変速装置8の入力軸に伝達されて車両が走行される。
At the same time, a current flows from a battery (not shown) to the
ここで出力軸16は、エンジン4の入力軸14に係合する摩擦プレート56に圧接するセパレートプレート54を係合するとともに、回転円周部に電動モータ6のロータ15を組付けたクラッチドラム12にスプライン嵌合されている。そのため、出力軸16とクラッチドラム12との間に回転方向のクリアランス(スプラインガタ)が生じる。
Here, the
しかし、本実施形態のクラッチドラム12は、ケース3の支持壁部3cに外輪76bが固定された複列アンギュラベアリング76の内輪76aが、クラッチドラム12に設けられたストッパ部74aと、クラッチドラム12の小径円筒壁部12cに螺入されるナット部材80のエンジン側端面80aとにより挟持されて固定されるので、複列アンギュラベアリング76の内輪76aは出力軸16に対して非接触状態となっている。そのため、従来のように、出力軸16とクラッチドラム12との間で回転方向のクリアランスが生じても、その回転方向のクリアランスによってアンギュラベアリングの内輪76aと複列アンギュラベアリング76を保持する部分(ナット部材80およびストッパ部74a)とが摩耗せず、ナット部材80で複列アンギュラベアリング76をクラッチドラム12に締め付けた予圧が使用経過によって低下することが無い。そのため、クラッチドラム12が支持するロータ15の円周振れを、小さいままで維持することができることから、設計の際にロータ15とステータ17との隙間tを小さくとることができる。
However, in the
車両が定常の高速走行状態にある場合には、電動モータ6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6を空転させる。これにより、クラッチ2は接続されたままで、車両は、専らエンジン4のみの駆動力によって走行する。
When the vehicle is in a steady high-speed traveling state, the
また、車両減速時にあっては、クラッチ2の接続が遮断されてエンジン4が切り離され、エンジン4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6によって効率的に回生電力を回収している。
Further, when the vehicle is decelerated, the
次に、上述した車両用駆動力伝達構造のクラッチ2の作動について以下に説明する。車両が停止しているときには、クラッチ2はノーマルクローズタイプであって、通常は接続状態にある。この場合、図3に示すように、コイルばね62によってピストン部材52が、セパレートプレート54と摩擦プレート56とが圧接する方向に付勢されている。従来、区切り部材94はシリンダ部58に固定されていたため、ピストン部材52がセパレートプレート54を摩擦プレート56に当接するまで押圧するためには、ピストン部材52と区切り部材94の間は、隙間が必要であった。そして、この隙間(加圧室30に相当)には貯留された作動油が残留するため、車両の走行時等に入力軸等の回転に伴う遠心力によって、加圧室30の作動油にピストン部材52に対する油圧が生じ、ピストン部材52が自動変速装置側に付勢され、クラッチ2の伝達トルクが低下する虞があった。しかし、本実施形態では、図3に示すように、区切り部材94のエンジン側の取付環板102に、区切り部材94をピストン部材52に接近させる方向に付勢する小コイルばね100が設けられているので、区切り部材94をピストン部材52に当接するように付勢させて、加圧室30の作動油を油路24を介してリザーバ44に強制排出させる。これにより、加圧室30内の作動油を充分に排出し、遠心力による加圧室30内の油圧の発生を防止し、ピストン部材52が自動変速装置側に付勢されることなくクラッチ2の接続状態を確実にする。
Next, the operation of the
次に、車両の走行状態に応じたクラッチ2の作動について、以下に説明する。
エンジン4の駆動力を自動変速装置8の入力軸に伝達する場合、クラッチ2は接続状態とされる。制御装置7は電磁切替弁20を第1位置に位置決めして加圧室30をリザーバ44に連通させる。その時、電動オイルポンプ42から作動油が電磁切替弁20を介してばね室40に流入されるので、ばね室40が増圧されて、クラッチ2の接続状態を確実な状態とする。この際、電動オイルポンプ42は一定時間駆動後に停止する。
Next, the operation of the clutch 2 according to the traveling state of the vehicle will be described below.
When the driving force of the
車両の減速時においては、電動モータ6による回生電力の回収を効率的に行なうため、クラッチ2の接続を遮断し、エンジン4を電動モータ6から切り離す必要がある。そこで、通常の走行状態では接続しているクラッチ2の複数の各摩擦プレート56、及びセパレートプレート54の接続を切離させる。そのため、制御装置7は、まず電磁切替弁20を駆動して加圧室30に接続する電磁切替弁20を第1位置から第2位置に切替える。そして、電動オイルポンプ42から所定圧の油圧を電磁切替弁20及び貫通口28を介して加圧室30内に供給する。加圧室30に供給された油圧によって、ピストン部材52はコイルばね62のばね力に抗して自動変速装置側方向に向って移動する。これにより、クラッチ2の摩擦プレート56及びセパレートプレート54からピストン部材52の押圧部52aが離間して摩擦プレート56とセパレートプレート54との間の接続が切離される。なお、この場合、過大な負荷が電動オイルポンプ42にかからぬよう、電動オイルポンプ42と電磁切替弁20の間に設けられたリリーフ弁(図略)により圧力調整がなされる。
When the vehicle is decelerated, it is necessary to disconnect the
次に、クラッチ2が遮断されて走行していた状態から、エンジン4を駆動して加速する場合には、クラッチ2を接続状態とし入力軸14と出力軸16とを再び連結する必要がある。そのため電磁切替弁20を、加圧室30がリザーバ44に連通する第1位置に切替える。これによって加圧室30内の圧力は大気圧まで低下する。そしてピストン部材52は入力軸方向へのコイルばね62の付勢力によって押圧され、加圧室30の多くの作動油は貫通口28を介してリザーバ44に強制的に排出される。しかし、このとき加圧室30は、出力軸16の回転軸を中心として一体的に回転しているため加圧室30内の作動油の一部は遠心力の影響等により加圧室30内に残留する虞がある。また、加圧室30に作動油が残留していても、ばね室40に作動油が残留していれば、加圧室30とばね室40とに生じる遠心力に起因する圧力は相殺されるが、ばね室40の作動油が排出孔51よりすべて排出される可能性がある。この場合、この加圧室30内に残留した作動油に遠心力により油圧が生じるとピストン部材52が自動変速装置側に付勢され、クラッチ2の伝達トルクを低下させる虞がある。
Next, when the
しかし、本実施形態における発明においては、図3に示すように、区切り部材94のエンジン側の取付環板102に、区切り部材94をピストン部材52に接近させる方向に付勢する小コイルばね100が設けられているので、加圧室30内の圧力が小コイルばね100の付勢力より小さくなった段階で、区切り部材94を移動させピストン部材52に当接させる。これにより、加圧室30内の作動油を充分に排出し、遠心力による加圧室30内の油圧の発生を防止し、ピストン部材52が自動変速装置側に付勢されることなくクラッチ2の接続状態を確実に実現することができる。
However, in the invention of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
上述の説明から明らかなように、ケース3とクラッチドラム12との間に介される複列アンギュラベアリング76は、クラッチドラム12の小径円筒壁部12cの外周に周設され、複列アンギュラベアリング76の内輪76aのエンジン側側面が当接するストッパ部74aと、クラッチドラム12の小径円筒壁部12cの外周に螺合されるとともに複列アンギュラベアリング76の内輪76aの自動変速装置側側面に当接し、回転軸線CLに沿ってストッパ部方向に螺入されるナット部材80とで、挟持されてクラッチドラム12に固定される。そのため、複列アンギュラベアリング76は出力軸16と接触すること無くクラッチドラム12に固定された状態となる。これによって、クラッチドラム12と出力軸16とにおいて、スプライン嵌合で生じる回転方向のクリアランスが相互に生じたとしても、そのクリアランスによって複列アンギュラベアリング76とアンギュラベアリング76を保持する部分74a,80とが摩耗せず、ナット部材80で複列アンギュラベアリング76をクラッチドラム12に締め付けた予圧が使用経過によって低下することが無い。そのため、クラッチドラム12が支持するロータ15の円周振れを、小さいままで維持することができることから、設計の際にロータ15とステータ17との隙間tを小さくとることができる。そして、かかる隙間tを小さくとることから、大きなトルクを発生しやすい磁束パターンを構築して電動モータ6の性能向上を図ることができ、ステータ17を固定するケース3の外形を小さく形成することが可能なことから原価低減を図ることができる。
As apparent from the above description, the double-row
また、エンジン4の入力軸14に係合された複数の摩擦プレート56とクラッチドラム12に設けられたセパレートプレート54とを圧接することで、エンジン4からの駆動力を、クラッチドラム12に伝達し、さらにクラッチドラム12とスプライン嵌合している出力軸16に伝達する。クラッチドラム12と出力軸16とにおいて、スプライン嵌合で生じる回転方向のクリアランスが相互に生じると、従来、そのクリアランスによってアンギュラベアリングとアンギュラベアリングを保持する部分とが摩耗し、ナット部材でアンギュラベアリングをクラッチドラムに締め付けた予圧が使用経過によって低下するともに、アンギュラベアリングの保持部分の摩耗によってクラッチドラムが端面振れや円周振れを生じてセパレートプレートが摩擦プレートに対する接触位置が変化するおそれがあった。
Further, the driving force from the
本実施形態における発明においては、スプライン嵌合で生じる回転方向のクリアランスによって、複列アンギュラベアリング76(内輪76a)と複列アンギュラベアリング76を保持する部分(ストッパ部74a、ナット部材80)とが摩耗しないので、クラッチドラム12に係合されたセパレートプレート54の円周振れ及び端面振れを防止することができる。これによって、クラッチ2の経時劣化を抑制してセパレートプレート54と摩擦プレート56との圧接をスムーズに行うことができる。
In the invention according to the present embodiment, the double row angular bearing 76 (
また、車両の減速時などに出力軸(駆動輪)16からの運動エネルギーでロータ15を回転させて回生エネルギーとしてバッテリ(図略)に蓄電するなど、出力軸16とクラッチドラム12との間には、加速走行時などに回転する正回転方向とは逆の逆回転方向のトルクも作用するため、回転方向のクリアランスの影響を受け易い。このような場合でも、そのクリアランスによって複列アンギュラベアリング76(内輪76a)と複列アンギュラベアリング76を保持する部分(ストッパ部74a、ナット部材80)とが摩耗しないので、ナット部材80で複列アンギュラベアリング76をクラッチドラム12に締め付けた予圧が使用経過によって低下することがなく、クラッチドラム12に係合されたセパレートプレート54の円周振れや端面振れを防止することができる。
Further, when the vehicle is decelerating, the
また、ノーマルクローズタイプのクラッチでは、常時セパレートプレート54と摩擦プレート56とを常時圧接状態とするため、クラッチドラム12には電動モータ6からの駆動力に加えてエンジン4からの駆動力が伝達されるので、大きなトルクがクラッチドラム12と出力軸16との間に付加され、スプライン嵌合におけるガタが大きくなるおそれがある。このような場合でも、そのガタによって複列アンギュラベアリング76(内輪76a)と複列アンギュラベアリング76を保持する部分(ストッパ部74a、ナット部材80)とが摩耗しないので、ナット部材80で複列アンギュラベアリング76をクラッチドラム12に締め付けた予圧が使用経過によって低下することがなく、クラッチドラム12に支持されたロータ15やクラッチドラム12に係合されたセパレートプレート54の円周振れや端面振れの発生を防止することができる。そのため、摩擦プレート56に対する圧接を経時劣化を抑制してスムーズに行うことができる。
Further, in the normally closed type clutch, the
次に、車両用駆動力伝達構造の第2の実施形態について図4乃至図7に基いて説明する。本実施形態の車両用駆動力伝達構造は、出力軸16の回転力で駆動する油圧ポンプ(内接歯車式オイルポンプ)150がケース3の側壁部(支持壁部)3cに設けられている点において第1の実施形態と相違する。以下構成上の相違点について図5、図6および図7に基づいて説明する。
Next, a second embodiment of the vehicle driving force transmission structure will be described with reference to FIGS. In the vehicle driving force transmission structure of the present embodiment, a hydraulic pump (internal gear oil pump) 150 that is driven by the rotational force of the
ケース3の支持壁部3cの自動変速装置側の端部の出力軸16の周りには、図5に示すように、油圧ポンプ150がボルトにより組み付けられている。油圧ポンプ150は、後側側壁部152のポンプ壁部152b、インナーロータ154、アウターロータ156、及びケーシング158とから構成されている。インナーロータ154、及びアウターロータ156、ケーシング158は、耐摩耗性に優れた鉄系金属である鋳鉄等で構成されている。
As shown in FIG. 5, a
図6に示すように、ポンプ壁部152bの自動変速装置側には、上下方向に密接面152aが形成されている。該密接面152aにケーシング158が密接することで、ケーシング158と後側側壁部152とが組み付けられている。密接面152aとケーシング158との間には、水平方向に扁平した扁平円柱形状の空間であるアウター収納部158cが形成されている。アウター収納部158cは、ケーシング158のエンジン側端部にエンジン側が開放して凹陥形成されている。アウター収納部158cはポンプ壁部152bによって閉塞されている。なお、ケーシング158とポンプ壁部152bとの両方を凹陥させて、アウター収納部を形成しても差し支え無く、ポンプ壁部152b側にアウター収納部を形成しても差し支え無い。
As shown in FIG. 6, a
図6に示すように、ケーシング158の中央には、挿通孔158aが連通形成されている。この挿通孔158aに、出力軸16の軸部が挿通している。
As shown in FIG. 6, an
図7に示すように、アウター収納部158c内には、アウターロータ156が回転可能に取り付けられている。アウターロータ156は、扁平な略円筒形状であり、内周縁には中心に向かって突出する曲面を有する内歯156aが形成されている。内歯156aの内側には、インナーロータ154が回転可能に配設されている。インナーロータ154は、リング状であり、外縁に外歯154aが形成されている。内歯156a及び外歯154aは、複数のトロコイド曲線によって構成されている。外歯154aの歯数は、内歯156aの歯数よりも少なくなっている。外歯154aと内歯156aは噛合している。なお、アウターロータ156の回転中心は、インナーロータ154の回転中心に対して偏心している。
As shown in FIG. 7, an
インナーロータ154の中心には軸穴が形成され、軸穴内周にはセレーション154bが形成されている。セレーション154bは、出力軸16の軸部の自動変速装置側に形成されたセレーション16aとセレーション嵌合している。このような構造により、インナーロータ154は、出力軸16と一体回転する。
A shaft hole is formed at the center of the
ポンプ壁部152bには、アウター収納部158cに連通する吸入ポート152cが形成されている。ケーシング158には、アウター収納部158cに連通する吐出ポート158bが形成されている。
A
図6に示すように、ケーシング158の挿通孔158aの内周面には、出力軸16の自動変速装置側の外周面と全周に渡って当接し、オイルの外部への漏出を防止するシール部材160が取り付けられている。
As shown in FIG. 6, the inner peripheral surface of the
出力軸16が回転すると、インナーロータ154が回転し、外歯154aと内歯156aで噛合しているアウターロータ156も回転する。すると、外歯154aと内歯156aとの間に形成される空間が、吸入ポート152cから吐出ポート158bに順次移動し、吸入ポート152cから吐出ポート158bにオイルが送給される。
When the
図4に示すように、ピストン部材52を移動させる加圧室30(図5参照)には、油路24によって電磁切替弁20が接続されている。油路24には、リリーフ弁25が設けられている。そして、電磁切替弁20は、リザーバ44(本実施形態では、ケース3内下部、図5参照)と、リザーバ通路162で接続されている。電磁切替弁20には油圧ポンプ150の吐出ポート158bが接続されている。電磁切替弁20は、油路24及びリザーバ通路162のいずれかを選択して、吐出ポート158bと接続する。電磁切替弁20が吐出ポート158bと油路24を接続すると、油圧ポンプ150によって圧送されるオイルがリリーフ弁25により調圧された後、加圧室30に供給される。加圧室30の油圧を上昇させることで、コイルばね62の付勢力に抗してピストン部材52を自動変速装置側の方向に移動させ、セパレートプレート54と摩擦プレート56との接続を切離する。電磁切替弁20が、吐出ポート158bとリザーバ通路162を接続すると、加圧室30の油圧が抜け、セパレートプレート54と摩擦プレート56とを接続させるよう構成されている。これらの点について第1実施形態と相違し、その他の構成は同様であるので、同じ符号を付与して説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
作動においては、油圧ポンプ150が、出力軸16の回転によって駆動される点において相違し、その他の作動については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
The operation is different in that the
本実施形態の発明によると、出力軸16は、回転を支承する複列アンギュラベアリング76の内輪(76a)等が使用経過により摩耗することなく、複列アンギュラベアリング76の締結に加えられた予圧の低下が防止され、ロータ15の円周振れが抑制された状態でいつまでも安定した回転を維持することができる。このような安定した回転を維持する出力軸16の回転力によって油圧ポンプ150を駆動するので、出力軸16の回転に伴って加圧室30内に作動油を安定して供給することができる。さらに、出力軸16の回転に応じて作動する油圧ポンプ150によって作動油を供給するため、低温時においても例えば電動ポンプのように出力が下がらず、安定したクラッチの遮断・接続動作を行うことができる。
According to the invention of this embodiment, the
なお、本実施形態における入力軸14と出力軸16とを反転させる構成としてもよい。本実施形態における出力軸16にエンジンを連結して新入力軸とし、入力軸14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。
In addition, it is good also as a structure which reverses the
また、本発明における自動変速装置は、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。 In addition to the planetary gear transmission generally used as a transmission, the automatic transmission according to the present invention is a continuously meshed transmission or a synchronous mesh gear transmission generally used in a manual transmission. May be.
また、アンギュラベアリングを複列アンギュラベアリングとしたが、これに限定されず、例えば単列アンギュラベアリングを2つ以上組み合わせたものでもよい。 Moreover, although the angular bearing is a double row angular bearing, it is not limited to this, and for example, a combination of two or more single row angular bearings may be used.
また、第1クラッチプレートをセパレートプレート、第2クラッチプレートを摩擦プレートとしたが、これに限定されず、例えば、第1クラッチプレートを摩擦プレートとし、第2クラッチプレートをセパレートプレートとしてもよい。 Further, although the first clutch plate is a separate plate and the second clutch plate is a friction plate, the present invention is not limited to this. For example, the first clutch plate may be a friction plate and the second clutch plate may be a separate plate.
また、油圧ポンプを内接歯車式油圧ポンプとしたが、これに限定されず、例えば、外接歯車式油圧ポンプでもよい。 Moreover, although the internal pump hydraulic pump is used as the hydraulic pump, the present invention is not limited to this. For example, an external gear hydraulic pump may be used.
本発明は、上記しかつ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.
2・・・クラッチ、3・・・ケース、3a・・・外周壁部、3b・・・側壁部(支持壁部)、4・・・エンジン、6・・・電動モータ、12・・・回転支持部材(クラッチドラム)、12a・・・支持部(大径円筒壁部)、12c・・・嵌合固定部(小径円筒壁部)、14・・・入力軸、15・・・ロータ、16・・・出力軸、20・・・制御弁(電磁切替弁)、30・・・加圧室、52・・・ピストン部材、52a・・・押圧部、54・・・第1クラッチプレート(セパレートプレート)、56・・・第2クラッチプレート(摩擦プレート)、58・・・シリンダ部、62・・・圧接手段・弾性部材(コイルばね)、74a・・・ストッパ部、76・・・アンギュラベアリング(複列アンギュラベアリング)、76a・・・内輪、80・・・ナット部材、94・・・区切り部材、150・・・油圧ポンプ、CL・・・回転軸線。
2 ... clutch, 3 ... case, 3a ... outer peripheral wall, 3b ... side wall (support wall), 4 ... engine, 6 ... electric motor, 12 ... rotation Support member (clutch drum), 12a ... support part (large diameter cylindrical wall part), 12c ... fitting and fixing part (small diameter cylindrical wall part), 14 ... input shaft, 15 ... rotor, 16 ... Output shaft, 20 ... Control valve (electromagnetic switching valve), 30 ... Pressure chamber, 52 ... Piston member, 52a ... Pressing part, 54 ... First clutch plate (separate) Plate) 56 ... second clutch plate (friction plate) 58 ...
Claims (4)
前記ロータの回転軸線上に回転自在に配置される出力軸と、
前記ロータに一体に連結され該ロータを支持する支持部と前記出力軸にスプライン嵌合する嵌合固定部とを有する回転支持部材と、
前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周を支承するアンギュラベアリングと、
前記回転支持部材を前記アンギュラベアリングを介して前記回転軸線上で回転可能に支承するとともに前記電動モータを両側壁部と外周壁部とで囲繞し、前記電動モータのステータが前記外周壁部に固定されるケースと、
を備えた車両用駆動力伝達構造であって、
前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周に周設され前記アンギュラベアリングの内輪の一方側面が当接するストッパ部と、
前記回転支持部材の前記嵌合固定部の外周に螺合されるとともに前記アンギュラベアリングの内輪の他方側面に当接し、前記回転軸線に沿って前記ストッパ部方向に螺入されることで前記アンギュラベアリングを前記回転支持部材に固定するナット部材と、
を備える車両用駆動力伝達構造。 An electric motor rotor;
An output shaft rotatably disposed on the rotation axis of the rotor;
A rotation support member integrally connected to the rotor and having a support portion that supports the rotor and a fitting fixing portion that is spline-fitted to the output shaft;
An angular bearing for supporting an outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member;
The rotation support member is rotatably supported on the rotation axis via the angular bearing, and the electric motor is surrounded by both side walls and an outer peripheral wall, and a stator of the electric motor is fixed to the outer peripheral wall. And the case
A vehicle driving force transmission structure comprising:
A stopper portion that is provided around the outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member and that contacts one side surface of the inner ring of the angular bearing;
The angular bearing is screwed onto the outer periphery of the fitting fixing portion of the rotation support member, contacts the other side surface of the inner ring of the angular bearing, and is screwed in the stopper portion direction along the rotation axis. A nut member that fixes the rotation support member to the rotation support member;
A vehicle driving force transmission structure comprising:
エンジンに回転可能に連結され前記ケースの一方の側壁部に前記回転軸線上で支承される入力軸と、
前記回転支持部材に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の第1クラッチプレート、前記複数の第1クラッチプレートと交互に接離可能に配置され前記入力軸に前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数の第2クラッチプレート、および前記回転支持部材に設けられ前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを圧接する圧接手段を有するクラッチと、
をさらに備える車両用駆動力伝達構造。 In claim 1,
An input shaft rotatably connected to the engine and supported on one of the side walls of the case on the rotation axis;
A plurality of first clutch plates engaged with the rotation support member so as to be movable in the direction of the rotation axis, and arranged so as to be able to come into contact with and separate from the plurality of first clutch plates, and move to the input shaft in the direction of the rotation axis A plurality of second clutch plates engaged with each other, and a clutch provided on the rotation support member and having a pressure contact means for pressing the first clutch plate and the second clutch plate;
A vehicle driving force transmission structure further comprising:
前記回転支持部材に一体的に形成されたシリンダ部と、
該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との間に設けられ、前記ピストン部材を前記第1クラッチプレートおよび前記第2クラッチ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第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを常時圧接状態とさせる前記圧接手段としての弾性部材と、
前記シリンダ部に設けられ前記ピストン部材と前記弾性部材の反対側で対向する区切り部材と、
前記ピストン部材と前記区切り部材との間に区画形成される加圧室と、
前記加圧室へ作動油を供給することで前記第1クラッチプレートと前記第2クラッチプレートとを切離状態とする制御弁と、
を備える車両用駆動力伝達構造。 3. The clutch according to claim 2, wherein the clutch is
A cylinder portion formed integrally with the rotation support member;
A piston member slidably fitted to the cylinder portion in the rotational axis direction;
The first clutch plate is provided between the piston member and the cylinder portion, urges the piston member toward the first clutch plate and the second clutch plate, and a pressing portion provided on the piston member. And an elastic member as the pressure contact means for always bringing the second clutch plate into a pressure contact state;
A separating member provided in the cylinder portion and opposed to the piston member on the opposite side of the elastic member;
A pressurizing chamber formed between the piston member and the partition member;
A control valve for separating the first clutch plate and the second clutch plate by supplying hydraulic oil to the pressurizing chamber;
A vehicle driving force transmission structure comprising:
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