JP2016133190A - フライホイール回生機構 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心油圧により摩擦締結要素が締結状態になる可能性を低減する。【解決手段】駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路で伝達される回転を、動力伝達経路側の回転体である歯車１１１と、フライホイール２側の回転体である歯車１２５との間に介在させたクラッチＣＬ３により、フライホイール２に伝達して蓄積可能としたフライホイール回生機構１０であって、クラッチＣＬ３は、歯車１１１と一体回転する摩擦板１１８と、歯車１２５と一体回転する摩擦板１４５と、油圧室Ｒに供給された油圧により押されて回転軸Ｘ１方向に移動して、摩擦板１１８と摩擦板１４５とを、回転軸Ｘ１方向に押圧して相対回転不能に締結するピストン１５０と、を有する油圧式の摩擦締結要素であり、油圧室Ｒを、歯車１１１と歯車１２５のうち、最高回転速度が低い方の回転体である歯車１２５に設けた構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の運動エネルギーを、フライホイールで回生するフライホイール回生機構に関する。

車両の運動エネルギーをフライホイールの回転エネルギーとして蓄積し、蓄積したエネルギーを、車両の発進時や加速時などに利用する技術が知られており、特許文献１には、フライホイールへの回転の伝達／非伝達の切り替えを、自動変速機の入力軸とフライホイールとの間に介在させたクラッチにより行うように構成されたフライホイール回生システムが開示されている。

特表２０１２−５１６４１７号公報

ここで、このフライホイール回生システムに用いられるクラッチとして、フライホイール側の摩擦板と、自動変速機の入力軸側の摩擦板と、油圧駆動されるピストンと、から構成される油圧式の摩擦締結要素がある。
このクラッチでは、フライホイール側の摩擦板と、入力軸側の摩擦板とが、同軸上で交互に配置されており、ピストンに付設された油圧室に油圧を供給すると、油圧により押されたピストンが、フライホイール側の摩擦板と入力軸側の摩擦板とを軸方向に押圧して、相対回転不能に締結するようになっている。

そのため、フライホイールと入力軸との間で回転の伝達を行う場合には、油圧室に油圧を供給してフライホイール側の摩擦板と入力軸側の摩擦板とを相対回転不能に締結させて、クラッチを締結状態とし、回転の伝達を行わない際には、油室内への油圧の供給を停止してフライホイール側の摩擦板と入力軸側の摩擦板との相対回転を許容することで、クラッチを非締結状態にするようになっている。

この種のクラッチでは、クラッチを非締結状態にしている状態でも、油圧室内に油圧が満たされている。そのため、この油圧室内の油圧に、回転による遠心力が作用すると、遠心力に応じた油圧（遠心油圧）が油圧室内に発生する結果、ピストンが摩擦板側に押されて、意図せずにクラッチを締結状態にしてしまう場合がある。

従来のクラッチでは、油圧室とは反対側に、スプリングを収容したキャンセル室を設けて、このキャンセル室に油圧を満たしておくことで、油圧室内に発生する遠心油圧を、キャンセル室内に発生する遠心油圧と、スプリングの付勢力で相殺していた。

しかし、フライホイールのように非常に高回転となる部材に回転を伝達するクラッチの場合には、油圧室内に発生する遠心油圧もまた大きくなるため、キャンセル室の拡大によるキャンセル室内に発生させる遠心油圧の増大や、スプリングの付勢力の増大で、遠心油圧を相殺することが難しかった。

そこで、高回転となる部材に回転を伝達する油圧式の摩擦締結要素からなるクラッチにおいて、遠心油圧により摩擦締結要素が締結状態にならないようにすることが求められている。

駆動源と変速機構との間の動力伝達経路で伝達される回転を、動力伝達経路側の回転体とフライホイール側の回転体との間に介在させたクラッチにより、前記フライホイールに伝達して蓄積可能としたフライホイール回生機構であって、
前記クラッチは、
前記動力伝達経路側の回転体と一体回転する動力伝達経路側の摩擦板と、
前記フライホイール側の回転体と一体回転するフライホイール側の摩擦板と
油圧室に供給された油圧により押されて回転軸方向に移動して、同軸上で相対回転可能に配置された前記動力伝達経路側の摩擦板と前記フライホイール側の摩擦板とを、前記回転軸方向に押圧して相対回転不能に締結するピストンと、を有する油圧式の摩擦締結要素であり、
前記油圧室を、前記動力伝達経路側の回転体と、前記フライホイール側の回転体のうち、最高回転速度が低い方の回転体に設けたことを特徴とするフライホイール回生機構。

本発明によれば、動力伝達経路側の回転体とフライホイール側の回転体のうち、最高回転速度が低い方の回転体に油圧室を設けることで、最高回転速度が高い方の回転体に油圧室を設けた場合よりも、油圧室内に発生する遠心油圧を小さくすることができる。これにより、遠心油圧により摩擦締結要素が締結状態になる可能性をより低減できる。

フライホイール回生機構を備えた車両の全体構成図である。 車両におけるフライホイール回生機構周りの模式図である。 車両におけるフライホイール回生機構周りを説明する図である。 フライホイール回生機構のクラッチ周りを説明する図である。 フライホイール回生機構の変形例を説明する図である。

以下、本発明にかかるフライホイール回生機構１０の実施形態を、車両１００に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、フライホイール回生機構１０を適用した車両１００の全体構成図であり、図２は、車両１００におけるフライホイール回生機構１０周りを模式的に示した図である。

車両１００は、エンジンなどの駆動源１と、回生用のフライホイール（ＦＷ）２と、駆動源１の出力回転を無段階に変速する無段変速機（ＣＶＴ）３と、無段変速機３の出力回転を減速する終減速装置４と、差動装置５と、左右の駆動輪Ｗと、油圧回路６と、コントローラ７とを、を備えている。

駆動源１と無段変速機３の入力軸３１との間には、クラッチＣＬ１が設けられており、このクラッチＣＬ１は、油圧回路６から供給される油圧によって締結トルク容量を制御可能な油圧式クラッチである。
車両１００では、駆動源１からクラッチＣＬ１を経て無段変速機３の入力軸３１までが、駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路となっており、この動力伝達経路で伝達される回転が、フライホイール回生機構１０のフライホイール２に蓄積可能となっている。
なお、実施の形態では、駆動源１は、エンジンでもモータ（モータジェネレータ）でも良い。また、エンジンとモータの両方を備えるいわゆるハイブリッド式の駆動源であっても良い。

無段変速機３と終減速装置４との間には、発進・前進時に締結されるクラッチＣＬ２（前進クラッチ）が設けられており、このクラッチＣＬ２が締結されると、無段変速機３の出力回転が、終減速装置４に伝達されるようになっている。
クラッチＣＬ２もまた、油圧回路６から供給される油圧によって締結トルク容量を制御可能な油圧式クラッチである。

ここで、車両１００においてクラッチＣＬ２は、単独で設けられているが、詳細には、無段変速機３と終減速装置４の間に設けられた有段変速機または前後進切替機構において前進状態を実現するクラッチ（ブレーキを含む）の１つである。

無段変速機３の入力軸３１には、図示しないベルトまたはギヤなどを介して、オイルポンプＯＰが接続されている。オイルポンプＯＰは、無段変速機３の入力軸３１が回転すると、油圧を発生させるギヤポンプ式またはベーンポンプ式のオイルポンプである。

図２に示すように、無段変速機３の入力軸３１には、一対のギヤ列１１、１２と、クラッチＣＬ３（フライホイールクラッチ）とを介してフライホイール２が接続されており、これらギヤ列１１、１２と、クラッチＣＬ３と、フライホイール２とで、フライホイール回生機構１０を構成している。
フライホイール２は、金属製の円筒体または円盤であり、回転時の風損を低減するために真空または減圧された容器内に収容されている。ここで、フライホイール２は、金属とカーボンの複合で構成されてもよい。
このフライホイール回生機構１０では、ギヤ列１１とギヤ列１２との間のクラッチＣＬ３を断接することにより、入力軸３１とフライホイール２との間での回転の伝達／非伝達の切り替えを行うようになっている。

図１に示すように、オイルポンプＯＰで発生させた油圧が供給される油圧回路６は、後記するコントローラ７からの信号を受けて動作するソレノイド弁などで構成されており、無段変速機３、クラッチＣＬ１〜ＣＬ３、オイルポンプＯＰと、油路を介して接続されている。
油圧回路６は、オイルポンプＯＰで発生した油圧を元圧として、無段変速機３のプーリ、クラッチＣＬ１〜ＣＬ３で必要とされる油圧を生成し、生成された油圧を、油路を介して、無段変速機３のプーリ、クラッチＣＬ１〜ＣＬ３などに供給するようになっている。

コントローラ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力インタフェースなどで構成される。
このコントローラ７には、駆動源１の出力回転速度を検出する回転速度センサ２１、無段変速機３の入力軸３１の回転速度を検出する回転速度センサ２２、フライホイール２の回転速度を検出する回転速度センサ２３、車速を検出する車速センサ２４、アクセルペダル２５の開度を検出するアクセル開度センサ２６、運転者によるブレーキペダル１５の踏み込み量と、踏み込み速度を検出するブレーキセンサ２７などからの信号が入力される。

コントローラ７は、入力されるこれらの信号に基づいて各種演算を実行し、無段変速機３の変速、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の締結・解放、ブレーキアクチュエータ１７の動作などを制御する。
特に、運転者によるブレーキペダル１５の踏み込みにより、車両１００が減速するときには、コントローラ７は、クラッチＣＬ３を締結し、駆動輪Ｗから入力される回転でフライホイール２を回転させる。
これにより、車両１００が持つ運動エネルギーが、フライホイール２の運動エネルギーに変換されて、車両１００の運動エネルギーが回生される。

以下、フライホイール回生機構１０の具体的な構成を説明する。
図３は、フライホイール回生機構１０周りの具体的な構成を説明する図であり、図４は、クラッチＣＬ３周りの拡大図である。

フライホイール回生機構１０では、無段変速機３の入力軸３１（駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路）との間で回転伝達可能なギヤ列１１と、フライホイール２との間で回転伝達可能なギヤ列１２との間に、クラッチＣＬ３が設けられており、クラッチＣＬ３を断接することにより、入力軸３１とフライホイール２との間での回転の伝達／非伝達の切り替えを行うようになっている。

図２に示すように、ギヤ列１１は、入力軸３１の回転を増速してクラッチＣＬ３側に伝達する変速歯車列（増速機構）であり、駆動源１と入力軸３１との間の動力伝達経路上に位置する歯車１１０と、この歯車１１０に噛合する歯車１１１と、から構成される。
ギヤ列１２は、クラッチＣＬ３を介してギヤ列１１側から伝達された回転を増速してフライホイール２に伝達する変速歯車列であり、フライホイール２と一体に回転する歯車１２０と、この歯車１２０に噛合する歯車１２５と、から構成される。

クラッチＣＬ３は、入力軸３１側の回転体である歯車１１１と一体に回転する摩擦板１１８と、フライホイール２側の回転体である歯車１２５と一体に回転する摩擦板１４５と、これら摩擦板１１８、１４５を回転軸Ｘ１方向に押圧して、相対回転不能に締結させるピストン１５０と、を有する油圧式の摩擦締結要素である。

実施の形態では、同軸上（共通の回転軸Ｘ１上）で対向配置された歯車１１１、１２５のうち、最高回転速度が低い方の歯車に、ピストン１５０の駆動油圧が供給される油圧室Ｒが設けられており、この最高回転速度が低い方の歯車で、ピストン１５０が回転軸方向に移動可能に設けられている。

フライホイール回生機構１０では、車両の運動エネルギーをフライホイールの回転エネルギーに変換する際に、無段変速機３の入力軸３１の回転を増速してフライホイールに伝達するようになっている。
そのため、フライホイール回生機構１０の動力伝達経路上にある回転体（歯車１１１、歯車１２５）は、駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路や、無段変速機３内の動力伝達経路上にある回転体よりも高い回転速度で回転する。
よって、フライホイール回生機構１０の動力伝達経路上にあるクラッチ（油圧式の摩擦締結要素）では、回転に起因する遠心油圧が、他の動力伝達経路上にあるクラッチ（油圧式の摩擦締結要素）よりも大きくなる。

そこで、実施の形態では、フライホイール回生機構１０の動力伝達経路上にクラッチ（油圧式の摩擦締結要素）を設けるに当たり、クラッチＣＬ３を挟んで一方側と他方側にある回転体（歯車１１１、１２５）のうち、最大回転速度の小さい方の回転体（歯車）に油圧室を設けることで、ピストンが遠心油圧の影響をより受け難くなるようにしている。

ここで、クラッチＣＬ３を挟んでフライホイール２側に位置にする回転体（歯車１２５）には、フライホイール２の回転がギヤ列１２を介して入力されるようになっており、この歯車１２５の最高回転速度Ｖａ＿ｍａｘは、フライホイール２の最高回転速度Ｖｆ＿ｍａｘに、ギヤ列１２での変速比ｒａを乗算して算出される。

なお、実施の形態では、フライホイール２の最高回転速度Ｖｆ＿ｍａｘは、次の回転速度Ａ、Ｂ、Ｃのうちの最小値に設定されており、例えば、約２０、０００回転である。

＜回転速度Ａ＞
回転速度Ａは、フライホイール２に蓄えたい運動エネルギーに応じて決まる上限値である。
フライホイール２に蓄えることができる運動エネルギーは、フライホイール２のイナーシャと、フライホイール２の回転速度により決まる。ここで、フライホイール２のイナーシャは、フライホイール２の外径に応じて決まるので、搭載性を考慮してフライホイール２の外径が決定されると、フライホイール２のイナーシャが決まるので、このイナーシャから、必要な運動エネルギーを蓄えるのに必要な回転速度Ａが決まることになる。

＜回転速度Ｂ＞
この回転速度Ｂは、フライホイール２の限界強度に応じて決まる回転速度の上限値である。
＜回転速度Ｃ＞
この回転速度Ｃは、フライホイール２と駆動輪Ｗとの間に配置された無段変速機３で増速されたフライホイール２の回転速度の上限値である。
車両１００の減速時には、フライホイール２と駆動輪Ｗとの間に配置された無段変速機３をＬｏｗ変速させて、フライホイール２に入力される回転速度を上昇させるようになっており、この無段変速機３による最大上昇回転速度（変速機が最Ｌｏｗとなるときの回転速度）が回転速度Ｃである。

また、クラッチＣＬ３を挟んで無段変速機３の入力軸３１側（駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路側）に位置する回転体（歯車１１１）には、駆動源１の出力回転がギヤ列１１を介して入力されるようになっており、この歯車１１１の最高回転速度Ｖａ＿ｍａｘは、この駆動源１の出力回転の最高回転速度Ｖｄ＿ｍａｘに、ギヤ列１１での変速比ｒｂを乗算して算出される。
この駆動源１の出力回転の最高回転速度Ｖｄ＿ｍａｘは、例えば駆動源１がエンジンである場合には、エンジンのオーバーレブとなる回転速度であり、駆動源１がモータである場合には、モータが過負荷状態とならい上限回転速度である。

以下、フライホイール回生機構１０の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、フライホイール２は、ギヤ列１２（増速歯車列）と、クラッチＣＬ３と、ギヤ列１１（増速歯車列）とを介して、無段変速機３の入力軸３１に、回転伝達可能に接続されている。
実施の形態では、車両１００の運動エネルギーをフライホイール２に蓄積する際には、クラッチＣＬ３が締結されて、無段変速機３の入力軸３１の回転が、ギヤ列１１、１２により増速されたのち、フライホイール２に伝達されるようになっている。
また、フライホイール２の回転エネルギー（運動エネルギー）で入力軸３１を回転させる際には、フライホイール２の回転が、ギヤ列１１、１２により減速されたのち、入力軸３１に伝達されるようになっている。

図２に示すフライホイール回生機構１０では、同軸上で対向配置された歯車１１１、１２５のうち、歯車１２５の最高回転速度の方が、歯車１１１の最高回転速度よりも低いため、ピストン１５０の油圧室Ｒは、歯車１２５側に設けられている。

図３および図４に示すように、ギヤ列１１の歯車１１１は、円板状の基部１１２の一方の面に円筒状のベアリング支持部１１３を有しており、歯車１１１は、ベアリング支持部１１３に外嵌して取り付けられたベアリングＢを介して、図示しない変速機ケースで回転可能に支持されている。

歯車１１１の基部１１２では、ベアリング支持部１１３とは反対側に、円筒状のハブ支持部１１４が設けられている。
このハブ支持部１１４の外周には、回転軸Ｘ１方向に直線状に延びるスプライン１１４ａが、周方向に所定間隔を開けて全周に亘って設けられており、このハブ支持部１１４の外周には、クラッチハブ１１５が、スプライン嵌合して取り付けられている。

図４に示すように、クラッチハブ１１５は、円筒状の周壁部１１６と、周壁部１１６の長手方向の一端から径方向外側に延びるフランジ部１１７と、を有しており、周壁部１１６の外周には、回転軸Ｘ１方向に直線状に延びるスプライン１１６ａが設けられている。

クラッチハブ１１５は、周壁部１１６の内周のスプライン１１６ｂを、歯車１１１のハブ支持部１１４の外周にスプライン嵌合させて、歯車１１１に取り付けられており、この状態において、回転軸Ｘ１周りの周方向におけるクラッチハブ１１５と歯車１１１との相対回転が規制されている。
さらに、クラッチハブ１１５のフランジ部１１７は、回転軸Ｘ１の軸方向から歯車１１１の基部１１２に当接しており、この基部１１２に当接させたフランジ部１１７により、クラッチハブ１１５の回転軸Ｘ１方向の位置決めがされている。

歯車１１１では、基部１１２の中央部に、当該基部１１２を厚み方向に貫通する貫通孔１１２ａが形成されており、この貫通孔１１２ａは、基部１１２を挟んで一方側に位置するハブ支持部１１４から、他方側に位置するベアリング支持部１１３まで貫通している。

この貫通孔１１２ａには、ギヤ列１２の歯車１２５に設けた円柱形状の軸部１２８が挿入されており、この状態において軸部１２８を有する歯車１２５と、貫通孔１１２ａを有する歯車１１１とは、軸部１２８の外周と貫通孔１１２ａの内周との間に介在させたニードルベアリングＮＢを介して、共通の回転軸Ｘ１上で相対回転可能に連結されている。

図３に示すように、ギヤ列１２は、フライホイール２と一体に回転する歯車１２０と、この歯車１２０に噛合する歯車１２５と、から構成されており、歯車１２５の回転が増速されて歯車１２０に伝達される、または歯車１２０の回転が減速されて歯車１２５に伝達されるようになっている。

歯車１２０では、長手方向の両端がベアリングＢにより回転可能に支持された軸部１２２を有している。この軸部１２２の長手方向における一端には、フライホイール２の連結部２１０がスプライン嵌合する連結孔１２２ａが設けられており、フライホイール２と歯車１２０とは、回転軸Ｘ２周りの相対回転が規制された状態で連結されている。
軸部１２２の長手方向における他端側には、軸部１２２径方向に延びるフランジ状の基部１２３が設けられており、歯車１２０は、この基部１２３外周に設けた歯部１２３ａを、歯車１２５の円板状の基部１２６の外周に設けた歯部１２６ａに噛合させている。

歯車１２５は、回転軸Ｘ１上で、前記した歯車１１１と対向して設けられている。この歯車１２５の円板状の基部１２６では、歯車１１１とは反対側の面に、円柱形状のベアリング支持部１２７が設けられており、歯車１２５は、ベアリング支持部１２７に外嵌して取り付けられたベアリングＢを介して、図示しない変速機ケースで回転可能に支持されている。

歯車１２５の基部１２６では、このベアリング支持部１２７と同軸に軸部１２８が設けられており、この軸部１２８は、基部１１２におけるベアリング支持部１２７とは反対側の面から、回転軸Ｘ１に沿って、歯車１１１側に直線状に延びている。
基部１２６における歯車１１１との対向面には、軸部１２８を囲むリング状の凹溝１２９が設けられており、この凹溝１２９内には、クラッチドラム１４０のリング状の底壁部１４１が、回転軸Ｘ１の軸方向から圧入して取り付けられている。なお、底壁部１４１は、凹溝１２９に対して溶接により固定されていても良い。

クラッチドラム１４０は、底壁部１４１の外周縁を全周に亘って囲む筒状の支持壁部１４２を有しており、この支持壁部１４２は、底壁部１４１側の小径部１４３と、この小径部１４３よりも内径の大きい大径部１４４とから構成されている。
大径部１４４の内周には、回転軸Ｘ１方向に直線状に延びるスプライン１４４ａが、回転軸Ｘ１周りの周方向に所定間隔で全周に亘って、所定間隔で設けられている。

図４に示すように、大径部１４４の内周には、歯車１２５側の摩擦板１４５がスプライン嵌合して設けられており、摩擦板１４５の各々は、回転軸Ｘ１周りの周方向の回転が規制された状態で、回転軸Ｘ１方向に移動可能に設けられている。
さらに、大径部１４４の内周では、歯車１１１側の先端部に、スナップリング１４７により回転軸Ｘ１方向の位置決めがされたリテーニングプレート１４６が設けられており、
摩擦板１４５は、底壁部１４１から離れる方向の移動範囲が、このリテーニングプレート１４６により規定されている。

大径部１４４において摩擦板１４５は、回転軸Ｘ１方向に間隔を開けて複数設けられており、回転軸Ｘ１方向で隣接する摩擦板１４５、１４５の間には、クラッチハブ１１５側の摩擦板１１８が位置している。

摩擦板１４５と摩擦板１１８は、回転軸Ｘ１方向で交互に配置されており、回転軸Ｘ１の軸方向から見て、摩擦板１４５と摩擦板１１８は、摩擦板１４５の内径側と摩擦板１１８の外径側とが重なるように配置されている。
これら摩擦板１４５、１１８の歯車１２５側（図中、左側）には、クラッチドラム１４０内で回転軸Ｘ１方向に移動可能に設けられたピストン１５０の押圧部１５２が位置している。

ピストン１５０は、回転軸Ｘ１方向から見てリング状を成す基部１５１と、この基部１５１の外周側を全周に亘って囲む筒状の押圧部１５２とから構成される。
基部１５１の押圧部１５２側（歯車１１１側）の面には、スプリングＳｐの一端が当接しており、このスプリングＳｐの他端は、軸部１２８の外周に設けたスプリングリテーナ１５５に当接している。

このスプリングリテーナ１５５は、軸部１２８の外周に設けたスナップリング１３２により、回転軸Ｘ１方向の位置決めがされており、スプリングＳｐは、ピストン１５０の基部１５１と、スプリングリテーナ１５５との間で、回転軸Ｘ１方向に圧縮された状態で設けられている。
そのため、ピストン１５０には、当該ピストン１５０を摩擦板１４５、１１８から離す方向の付勢力が、スプリングＳｐから作用しており、ピストン１５０は、基部１５１の押圧部１５２とは反対側の面から突出するリング状の当接部１５３が、クラッチドラム１４０に底壁部１４１に当接する位置まで、クラッチドラム１４０内に押し込まれるようになっている。

この状態において、ピストン１５０の基部１５１と、クラッチドラム１４０の底壁部１４１との間には、当接部１５３の突出高さに相当する隙間で油圧室Ｒが形成されており、この油圧室Ｒには、軸部１２８内を軸方向に延びる油路１３１からの油圧が、油路１３１に連通する油孔１３１ａを介して供給されるようになっている。
ピストン１５０の基部１５１の内周と外周には、シールリングＳが取り付けられており、油圧室Ｒ内に供給された油圧が、基部１５１の内周の軸部１２８との間の隙間や、基部１５１の外周の小径部１４３との間の隙間から、油圧室Ｒ外に漏出しないようにされている。そのため、油圧室Ｒ内に油圧が供給されると、ピストン１５０が油圧室Ｒ内の油圧に押されて、摩擦板１４５、１１８側（図中、右側）に移動するようになっている。

ピストン１５０では、押圧部１５２の内側に、スプリングリテーナ１５５と基部１５１で囲まれたキャンセル油圧室１５４が形成されている。
このキャンセル油圧室１５４には、軸部１２８内を軸方向に延びる油路１３０からの油圧が、油路１３０に連通する油孔１３０ａを介して供給されるようになっている。

このキャンセル油圧室１５４の径方向の幅Ｗ１は、前記した油圧室Ｒの径方向の幅Ｗ２よりも狭くなっている。そのため、キャンセル油圧室１５４内を満たす油圧に作用する遠心力に起因する油圧（遠心油圧）は、油圧室Ｒ内を満たす油圧に作用する遠心力に起因する油圧（遠心油圧）よりも小さくなる。ここで、キャンセル油圧室１５４の径方向の幅Ｗ１を大きくすることで、キャンセル油圧室１５４内に発生する遠心油圧を、油圧室Ｒ内に発生する遠心油圧に近づけることが可能である。

しかし、キャンセル油圧室１５４の径方向外側には、ピストン１５０の押圧部１５２が位置しており、キャンセル油圧室１５４の径方向外側に拡大することが難しいので、実施の形態では、キャンセル油圧室１５４内に配置したスプリングＳｐに、油圧室Ｒ内に発生する遠心油圧のうち、キャンセル油圧室１５４内に発生する遠心油圧で相殺できない分に相当する付勢力を付与して、遠心油圧が作用した際に、ピストン１５０が摩擦板１４５、１１８側に移動しないようにしている。

ここで、無段変速機３の入力軸３１の回転をフライホイール２に伝達するフライホイール回生機構１０の動力伝達経路上の回転体は、フライホイール２に蓄積する回転エネルギーが大きいために、無段変速機３内の動力伝達経路上の回転体よりも回転速度が大きくなる。
そのため、ピストン１５０を挟んで油圧室Ｒとは反対側に設けたキャンセル油圧室１５４では、キャンセル油圧室１５４を径方向に大きくすることが難しいため、油圧室Ｒ内の油圧に作用する遠心油圧を、キャンセル油圧室１５４にスプリングＳｐを設けても完全に相殺できない虞がある。

前記した実施の形態では、フライホイール回生機構１０の動力伝達経路上にクラッチ（油圧式の摩擦締結要素）を設けるに当たり、クラッチＣＬ３を挟んで一方側と他方側にある回転体（歯車１１１、１２５）のうち、最大回転速度の小さい方の回転体（歯車１２５）に油圧室を設けることで、油圧室Ｒ内の油圧に作用する遠心油圧がより小さくなるようにすることで、ピストン１５０が遠心油圧により摩擦板１１８と摩擦板１４５とを締結さて、クラッチＣＬ３が意図せずに締結状態にならないようにしている。

さらに、前記した実施の形態では、回転軸Ｘ１方向における歯車１２５の基部１２６の厚みを利用して、回転軸Ｘ１の径方向から見て、油圧室Ｒの少なくとも一部が、基部１２６に重なるように設けることで、この基部１２６の厚みと重なる幅Ｗ３の分だけ、クラッチＣＬ３の回転軸Ｘ１方向の長さを短くしている。

以上の通り、実施の形態では、
（１）駆動源１と無段変速機３（変速機構）との間の動力伝達経路で伝達される回転を、動力伝達経路側の回転体である歯車１１１と、フライホイール２側の回転体である歯車１２５との間に介在させたクラッチＣＬ３（フライホイールクラッチ）により、フライホイール２に伝達して蓄積可能としたフライホイール回生機構１０であって、
クラッチＣＬ３は、
歯車１１１にスプライン嵌合して歯車１１１と一体回転する摩擦板１１８（動力伝達経路側の摩擦板）と、
歯車１２５にスプライン嵌合して歯車１１１と一体回転する摩擦板１４５（フライホイール側の摩擦板）と
油圧室Ｒに供給された油圧により押されて回転軸Ｘ１方向に移動して、同軸上で相対回転可能に配置された歯車１１１側の摩擦板１１８と、歯車１２５側の摩擦板１４５とを、回転軸Ｘ１方向に押圧して相対回転不能に締結するピストン１５０と、を有する油圧式の摩擦締結要素であり、
油圧室Ｒを、歯車１１１と歯車１２５のうち、最高回転速度が低い方の回転体である歯車１２５に設けたことを特徴とするフライホイール回生機構とした。

このように構成すると、動力伝達経路側の回転体である歯車１１１とフライホイール２側の回転体である歯車１２５のうち、最高回転速度が低い方の回転体である歯車１２５とピストン１５０との間に油圧室Ｒを設けたことで、最高回転速度が高い方の回転体である歯車１１１とピストンとの間に油圧室を設けた場合よりも、油圧室Ｒ内に発生する遠心油圧を小さくすることができる。これにより、遠心油圧により摩擦締結要素が締結状態になる可能性をより低減できる。

（２）動力伝達経路上の無段変速機３の入力軸３１とフライホイール２の間に、動力伝達経路で伝達される回転を増速してフライホイール２に伝達する変速機構（ギヤ列１１、１２）を設けた構成とした。

このように構成すると、動力伝達経路で伝達される回転を増速してフライホイール２に伝達できるので、高い運動エネルギーをフライホイール２に蓄積できる。

（３）変速機構は、フライホイール２とフライホイール２側の回転体である歯車１２５との間に設けられた第１の変速機構（ギヤ列１２）と、動力伝達経路と動力伝達経路側の回転体である歯車１１１との間に設けられた第２の変速機構（ギヤ列１１）と、から構成されており、
フライホイール２の最高回転速度とギヤ列１２での変速比とから算出した歯車１２５の回転速度が、動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度とギヤ列１１での変速比とから算出した歯車１１１の回転速度よりも小さくなるように、ギヤ列１２での変速比とギヤ列１１での変速比を設定して、
油圧室Ｒを、フライホイール２側の回転体である歯車１２５に設けた構成とした。

油圧室Ｒ内の油圧に作用する遠心力を小さくするためには、フライホイール２の回転速度を減速した部位に油圧室Ｒを設けることが好ましい。
しかしながら、フライホイール２と油圧室Ｒとの間に、増速機構などの多くの部材を介在させると、フリクションが大きくなり、油圧式の摩擦締結要素を開放状態としてフライホイール回生により蓄積した運動エネルギーを保持している際に、フライホイールに蓄積している運動エネルギーの低下が著しくなる。
フライホイールに蓄積している運動エネルギーが低下すると、車両の発進や再加速に際して、フライホイール２側から駆動源側（変速機側）に供給される運動エネルギーが小さくなるために、フライホイール２側から供給される運動エネルギーでの車両の走行時間が短くなる結果、駆動源の駆動時間が長くなるので、車両の燃費が悪化してしまう。

上記のように構成して、フライホイール２の回転が減速されて、油圧室Ｒが設けられた歯車１２５（回転体）に伝達されるので、油圧室Ｒ内の油圧に作用する遠心力を抑えて、摩擦締結要素が（クラッチＣＬ３）意図せずに締結状態になることを好適に防止できる。
また、変速機構を、クラッチＣＬ３を挟んでフライホイール側の変速機構（ギヤ列１２）と、駆動源１側の変速機構（ギヤ列１１）とに分けて、フライホイール２と油圧室Ｒとの間に介在する回転要素を減らすことで、フリクションを抑えることができる。
これにより、油圧式の摩擦締結要素を開放状態としてフライホイール回生により蓄積した運動エネルギーを保持している際に、フライホイールに蓄積している運動エネルギーのフリクションに起因する低下を抑制できる。
よって、車両の発進や再加速に際して、フライホイール２側から駆動源側（変速機側）に供給される運動エネルギーの低下を抑えて、運動エネルギーを確保することができるので、フライホイール２側から供給される運動エネルギーでの車両の走行時間が長くなる結果、駆動源の駆動時間を短くできるので、車両の燃費が向上することになる。

（４）歯車１２５の回転軸Ｘ１方向の厚みを利用して、回転軸Ｘ１の径方向から見て、油圧室Ｒの少なくとも一部が歯車１２５の基部１２６と重なるように、油圧室Ｒを設けた構成とした。

このように構成すると、クラッチＣＬ３の回転軸方向の寸法（大きさ）を小さくすることができるので、内部の空間が限られた自動変速機への搭載性が向上する。

以下、本発明にかかるフライホイール回生機構の変形例を説明する。
［変形例１］
前記した実施の形態では、無段変速機３の入力軸３１（駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路）で伝達される回転を増速してフライホイール２に伝達するための変速機構（ギヤ列１１、１２）を、クラッチＣＬ３を挟んでフライホイール２側と動力伝達経路側にそれぞれ設けた場合を例示したが、クラッチＣＬ３とフライホイール２との間の動力伝達経路にのみ変速機構を設けた構成としても良い。

この構成は、ギヤ列１１を構成する歯車１１０と歯車１１１の間の変速比を「１」にして、ギヤ列１２側で歯車１２５から歯車１２０に伝達される回転が増速されるようにすることや、ギヤ列１１を廃止することで実現可能である。

このように、フライホイール２とフライホイール２側の回転体である歯車１２５との間にのみ変速機構（増速歯車列）を設けて、フライホイール２の最高回転速度と変速機構での変速比から算出したフライホイール側の回転体である歯車１２５の回転速度が、動力伝達経路側の回転体である歯車１１１の回転速度よりも小さくなるように、変速機構での変速比を設定して、油圧室Ｒを、前記フライホイール側の回転体に設けた構成としても良い。

このように構成すると、回転エネルギーの蓄積によりフライホイール２が高速で回転しているときにクラッチＣＬ３が解放されると、フライホイール２の回転が減速されて歯車１２５に伝達されることになるので、歯車１２５に設けた油圧室Ｒに作用する遠心力を小さくすることができる。これにより、遠心油圧により摩擦締結要素が締結状態になる可能性をより低減できる。

［変形例２］
さらに、前記した実施の形態では、変速機構は、フライホイール２とフライホイール２側の回転体である歯車１２５との間に設けられた第１の変速機構（ギヤ列１２）と、無段変速機３の入力軸３１（駆動源１と無段変速機３との間の動力伝達経路）と入力軸３１側の回転体である歯車１１１との間に設けられた第２の変速機構（ギヤ列１１）と、から構成されており、フライホイール２の最高回転速度とギヤ列１２での変速比とから算出した歯車１２５の回転速度が、動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度とギヤ列１１での変速比とから算出した歯車１１１の回転速度よりも小さくなるように、ギヤ列１２での変速比とギヤ列１１での変速比を設定して、油圧室Ｒを、フライホイール２側の回転体である歯車１２５に設けた場合を例示したが、
フライホイール２の最高回転速度とギヤ列１２での変速比とから算出した歯車１２５の回転速度が、動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度とギヤ列１１での変速比とから算出した歯車１１１の回転速度よりも大きくなるように、ギヤ列１２での変速比とギヤ列１１での変速比を設定して、油圧室Ｒを、無段変速機３の入力軸３１側の歯車１１１に設けた構成としても良い（図５の（ａ）参照）。

このように構成することによっても、前記した実施の形態の場合と同様に、油圧室Ｒが設けられた回転体に伝達されるので、油圧室Ｒ内の油圧に作用する遠心力を抑えて、摩擦締結要素が意図せずに締結状態になることを好適に防止できる。

［変形例３］
この場合において、フライホイール２とフライホイール２側の回転体である歯車１２５との間にのみ変速機構（ギヤ列１２）を設けたうえで、フライホイール２の最高回転速度とギヤ列１２での変速比とから算出した歯車１２５の回転速度が、動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度（＝歯車１１１の回転速度）よりも大きくなるように、ギヤ列１２での変速比とギヤ列１１での変速比を設定して、油圧室Ｒを、動力伝達経路側の歯車１１１に設けた構成としても良い。

［変形例４］
さらに、変形例２、３において、歯車１１１の回転軸Ｘ１方向の厚みを利用して、回転軸Ｘ１の径方向から見て、油圧室Ｒの少なくとも一部が歯車１１１の基部１１２と重なるように、油圧室Ｒを設けた構成としてもよい。

このように構成することによっても、クラッチＣＬ３の回転軸方向の寸法（大きさ）を小さくすることができるので、内部の空間が限られた自動変速機への搭載性が向上する。

さらに、ギヤ列１２の歯車１２０を廃止して、フライホイール２の連結部２１０を、歯車１２５に直結させて設けた構成としても良い（図５の（ｂ）参照）。

１ 駆動源
２ フライホイール
３ 無段変速機
４ 終減速装置
５ 差動装置
６ 油圧回路
７ コントローラ
１０ フライホイール回生機構
１１、１２ ギヤ列
２１、２２、２３ 回転速度センサ
２４ 車速センサ
２５ アクセルペダル
２６ アクセル開度センサ
２７ ブレーキセンサ
３１ 入力軸
１００ 車両
１１０、１１１ 歯車
１１２ 基部
１１３ ベアリング支持部
１１４ ハブ支持部
１１４ａ スプライン
１１５ クラッチハブ
１１６ 周壁部
１１６ａ、１１６ｂ スプライン
１１７ フランジ部
１１８ 摩擦板
１２０ 歯車
１２２ 軸部
１２３ 基部
１２５ 歯車
１２６ 基部
１２７ ベアリング支持部
１２８ 軸部
１２９ 凹溝
１３０、１３１ 油路
１３０ａ、１３１ａ 油孔
１４０ クラッチドラム
１４１ 底壁部
１４２ 支持壁部
１４３ 小径部
１４４ 大径部
１４４ａ スプライン
１４５ 摩擦板
１４６ リテーニングプレート
１４７ スナップリング
１５０ ピストン
１５１ 基部
１５２ 押圧部
１５３ 当接部
１５４ キャンセル油圧室
１５５ スプリングリテーナ
２１０ 連結部
Ｂ ベアリング
ＣＬ１ クラッチ
ＣＬ２ クラッチ
ＣＬ３ クラッチ
ＮＢ ニードルベアリング
ＯＰ オイルポンプ
Ｒ 油圧室
Ｓ シールリング
Ｓｐ スプリング
Ｘ１ 回転軸

Claims (8)

1. 駆動源と変速機構との間の動力伝達経路で伝達される回転を、動力伝達経路側の回転体とフライホイール側の回転体との間に介在させたクラッチにより、前記フライホイールに伝達して蓄積可能としたフライホイール回生機構であって、
   前記クラッチは、
   前記動力伝達経路側の回転体と一体回転する動力伝達経路側の摩擦板と、
   前記フライホイール側の回転体と一体回転するフライホイール側の摩擦板と
   油圧室に供給された油圧により押されて回転軸方向に移動して、同軸上で相対回転可能に配置された前記動力伝達経路側の摩擦板と前記フライホイール側の摩擦板とを、前記回転軸方向に押圧して相対回転不能に締結するピストンと、を有する油圧式の摩擦締結要素であり、
   前記油圧室を、前記動力伝達経路側の回転体と、前記フライホイール側の回転体のうち、最高回転速度が低い方の回転体に設けたことを特徴とするフライホイール回生機構。
2. 前記動力伝達経路と前記フライホイールの間に、前記動力伝達経路で伝達される回転を増速して前記フライホイールに伝達する変速機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載のフライホイール回生機構。
3. 前記変速機構は、前記フライホイールと前記フライホイール側の回転体との間に設けられており、
   前記フライホイールの最高回転速度と前記変速機構での変速比から算出した前記フライホイール側の回転体の回転速度が、前記動力伝達経路側の回転体の回転速度よりも小さくなるように、前記変速機構での変速比を設定して、
   前記油圧室を、前記フライホイール側の回転体に設けたことを特徴とする請求項２に記載のフライホイール回生機構。
4. 前記変速機構は、
   前記フライホイールと前記フライホイール側の回転体との間に設けられた第１の変速機構と、
   前記動力伝達経路と前記動力伝達経路側の回転体との間に設けられた第２の変速機構と、から構成されており、
   前記フライホイールの最高回転速度と前記第１の変速機構での変速比とから算出した前記フライホイール側の回転体の回転速度が、前記動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度と前記第２の変速機構での変速比とから算出した前記動力伝達経路側の回転体の回転速度よりも小さくなるように、前記第１の変速機構での変速比と前記第２の変速機構での変速比を設定して、
   前記油圧室を、前記フライホイール側の回転体に設けたことを特徴とする請求項２に記載のフライホイール回生機構。
5. 前記フライホイール側の回転体の回転軸の径方向から見て、前記油圧室の少なくとも一部がフライホイール側の回転体と重なるように、前記油圧室を設けたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のフライホイール回生機構。
6. 前記変速機構は、前記フライホイールと前記フライホイール側の回転体との間に設けられており、
   前記フライホイールの最高回転速度と前記変速機構での変速比から算出した前記フライホイール側の回転体の回転速度が、前記動力伝達経路側の回転体の回転速度よりも大きくなるように、前記変速機構での変速比を設定して、
   前記油圧室を、前記動力伝達経路側の回転体に設けたことを特徴とする請求項２に記載のフライホイール回生機構。
7. 前記変速機構は、
   前記フライホイールと前記フライホイール側の回転体との間に設けられた第１の変速機構と、
   前記動力伝達経路と前記動力伝達経路側の回転体との間に設けられた第２の変速機構と、から構成されており、
   前記フライホイールの最高回転速度と前記第１の変速機構での変速比とから算出した前記フライホイール側の回転体の回転速度が、前記動力伝達経路で伝達される回転の最高回転速度と前記第２の変速機構での変速比とから算出した前記動力伝達経路側の回転体の回転速度よりも大きくなるように、前記第１の変速機構での変速比と前記第２の変速機構での変速比を設定して、
   前記油圧室を、前記動力伝達経路側の回転体に設けたことを特徴とする請求項２に記載のフライホイール回生機構。
8. 前記動力伝達経路側の回転体の回転軸の径方向から見て、前記油圧室の少なくとも一部が動力伝達経路側の回転体と重なるように、前記油圧室を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のフライホイール回生機構。

Images