JP2021128021A

JP2021128021A - 装置

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Publication number: JP2021128021A
Application number: JP2020021655A
Authority: JP
Inventors: 真臣森下; Masaomi Morishita; 篤志前田; Atsushi Maeda
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2040-02-12
Also published as: JP7465104B2

Abstract

【課題】回転センサと接続される電線を、回転体に巻き込まれないように配置する。【解決手段】動力伝達装置は、回転体と、回転体と径方向にオーバーラップする回転センサ４７と、回転体と軸方向に隣接するホルダ５８と、回転センサ４７と接続され、且つホルダ５８に固定された電線７０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、装置に関する。

特許文献１には、回転電機のロータと径方向にオーバーラップする回転センサを備えた車両用駆動装置が開示されている。

特開２０１１−１２６４６０号公報

上記の車両用駆動装置では、回転センサに接続される電線を配置するスペースが狭いので、電線に弛みが発生した場合はロータに巻き込まれるおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、回転センサと接続される電線を、回転体に巻き込まれないように配置することを目的とする。

本発明のある態様によれば、回転体と、前記回転体と径方向にオーバーラップする回転センサと、前記回転体と軸方向に隣接するホルダと、前記回転センサと接続され、且つ前記ホルダに固定された電線と、を備えることを特徴とする装置が提供される。

これによれば、回転体と軸方向に隣接するホルダに電線が固定されるので、電線に弛みが発生することを防止できる。よって、回転センサと接続される電線を、回転体に巻き込まれないように配置することができる。

本発明の実施形態に係る装置を備えたハイブリッド車両の概略構成図である。回転電機の断面図である。ホルダの斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る装置としての動力伝達装置１０を備えたハイブリッド車両（以下、単に「車両」という。）１００について説明する。

図１は、車両１００の概略構成図である。図１に示すように、車両１００は、エンジン１と、エンジン１と駆動輪５とを結ぶ動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１０と、を備える。

本実施形態では、動力伝達装置１０は変速機であって、バリエータ２０と、前後進切換え機構３０と、回転電機４０と、を備える。

回転電機４０は、動力伝達経路におけるバリエータ２０とエンジン１との間に設けられる。

回転電機４０は、ハウジング４１と、ハウジング４１のエンジン１側の開口部に設けられた固定部材としてのカバー４２と、ハウジング４１の内周に設けられたステータ４３と、回転軸４４と、回転軸４４の外周に設けられたロータ８０と、カバー４２に設けられた回転センサ４７と、ロータ８０と入力軸１１とを断接するクラッチ４８と、を備える。ロータ８０は、ロータフレーム８１と、ロータフレーム８１の外周に設けられたコア８２と、を備える。

回転電機４０は、カバー４２を動力伝達装置１０のケース１２にボルト（図示せず）で締結して動力伝達装置１０に固定される。

入力軸１１は、ベアリング５０を介してカバー４２に回転自在に支持されており、エンジン１の出力回転が入力される。また、回転軸４４は、ベアリング５１を介してハウジング４１に回転自在に支持される。

クラッチ４８は、ノーマルオープンの油圧式クラッチである。クラッチ４８は、油圧コントロールバルブユニット（図示せず）によって調圧された油圧により、締結・解放が制御される。なお、本実施形態では、クラッチ４８は湿式多板式クラッチであるが、他のクラッチを用いてもよい。

クラッチ４８が締結されると、入力軸１１とロータ８０とが直結する。すなわち、入力軸１１と回転軸４４とが直結して同速回転する。

回転センサ４７は、回転電機４０の回転速度及び角度（位相）の少なくとも一方を検知するセンサである。本実施形態では、回転センサ４７はホールセンサであって、ロータ８０に固定された保持部材４９には、回転センサ４７の被検出部としてのマグネット５２が取り付けられている。

なお、回転センサ４７は、回転速度を検出する他のセンサや角度を検出する他のセンサを用いてもよい。また、マグネット５２は、永久磁石、電磁石等である。電磁石を用いる場合は、スリップリング等を用いて電磁石に電流を供給すればよい。

回転電機４０は、バッテリ（図示せず）からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することができる。また、回転電機４０は、ロータ８０が駆動輪５から回転エネルギを受ける場合には発電機として機能し、バッテリを充電することができる。

バリエータ２０は、Ｖ溝が整列するよう配設されたプライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３と、プーリ２、３のＶ溝に掛け渡されたベルト４と、を有する。

プライマリプーリ２と同軸にエンジン１が配置され、エンジン１とプライマリプーリ２との間に、エンジン１の側から順に、回転電機４０、前後進切換え機構３０が設けられている。

前後進切換え機構３０は、ダブルピニオン遊星歯車組３０ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤは回転電機４０の回転軸４４に結合され、キャリアはバリエータ２０のプライマリプーリ２に結合される。前後進切換え機構３０は、さらに、ダブルピニオン遊星歯車組３０ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ３０ｂ、及びリングギヤを固定する後進ブレーキ３０ｃを備える。そして、前進クラッチ３０ｂの締結時には、回転軸４４からの入力回転がそのままの回転方向でプライマリプーリ２に伝達され、後進ブレーキ３０ｃの締結時には、回転軸４４からの入力回転が逆転されてプライマリプーリ２へと伝達される。

前進クラッチ３０ｂは、車両１００の走行モードとして前進走行モードが選択された場合に油圧コントロールバルブユニットからクラッチ圧が供給されることで締結される。後進ブレーキ３０ｃは、車両１００の走行モードとして後進走行モードが選択された場合に油圧コントロールバルブユニットからブレーキ圧が供給されることで締結される。

プライマリプーリ２の回転は、ベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転は、出力軸８、歯車組９及びディファレンシャルギヤ装置１５を経て駆動輪５へと伝達される。

上記の動力伝達中にプライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３間の変速比を変更可能にするために、プライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３のＶ溝を形成する円錐板のうち一方を固定円錐板２ａ、３ａとし、他方を軸線方向へ変位可能な可動円錐板２ｂ、３ｂとしている。

これら可動円錐板２ｂ、３ｂは、油圧コントロールバルブユニットからプライマリプーリ圧及びセカンダリプーリ圧を供給することにより固定円錐板２ａ、３ａに向けて付勢され、これによりベルト４を円錐板に摩擦係合させてプライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３間での動力伝達を行う。

変速に際しては、目標変速比に対応させて発生させたプライマリプーリ圧及びセカンダリプーリ圧間の差圧により両プーリ２、３のＶ溝の幅を変化させ、プーリ２、３に対するベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現する。

回転電機４０と前後進切換え機構３０との間には、回転電機４０の周方向に沿って弧状に延伸するオイル供給部材としてのパイプ５３と、前後進切換え機構３０の回転電機４０側を覆い、パイプ５３を介して回転電機４０と軸方向に対向する中間カバー３１と、が設けられる。

パイプ５３は、中間カバー３１の内部に設けられた油路と接続されており、中間カバー３１を介して供給された油を回転電機４０側に形成された複数の孔５３ａから回転電機４０のステータ４３に向けて噴出させるようになっている。これにより、回転電機４０を効率よく冷却することができる。

中間カバー３１には、ブッシュ５４を介してスプロケット５５が回転自在に支持されている。スプロケット５５は、接続部材５６を介して回転電機４０の回転軸４４と接続されており、スプロケット５５はさらに、オイルポンプ６の入力軸６ａに設けられたスプロケット６ｂとチェーン５７で連結されている。これにより、回転電機４０が回転すると、オイルポンプ６が駆動されて油圧コントロールバルブユニットに油が供給される。

ブッシュ５４及びスプロケット５５は、径方向においてパイプ５３とオーバーラップする位置に設けられる。「径方向にオーバーラップする」とは、径方向から見たときに少なくとも一部が重なるように配置されることを意味する。また、チェーン５７は、弧状のパイプ５３の一端と他端との間、すなわち、パイプ５３の切欠き部を通るように配置される。これにより、動力伝達装置１０の軸方向のサイズを抑制することができる。

車両１００は以上のように構成され、運転モードとして、バッテリから供給される電力によって回転電機４０を駆動して回転電機４０のみの駆動力によって走行するＥＶモードと、エンジン１のみの駆動力によって走行するエンジン走行モードと、エンジン１の駆動力と回転電機４０の駆動力とによって走行するＨＥＶモードと、を有する。

ＥＶモードでは、車両１００は、クラッチ４８を解放し、前進クラッチ３０ｂ及び後進ブレーキ３０ｃのいずれか一方を締結した状態で、バッテリからの電力によって回転電機４０のみを駆動して走行する。

エンジン走行モードでは、車両１００は、クラッチ４８と、前進クラッチ３０ｂ及び後進ブレーキ３０ｃのいずれか一方と、を締結した状態で、エンジン１のみを駆動して走行する。

ＨＥＶモードでは、車両１００は、クラッチ４８と、前進クラッチ３０ｂ及び後進ブレーキ３０ｃのいずれか一方と、を締結した状態で、エンジン１と回転電機４０とを駆動して走行する。

続いて、図２を参照しながら、回転電機４０の構成について詳しく説明する。図２は、回転電機４０の断面図である。

図２に示すように、ハウジング４１は、外周側に設けられた筒状部４１ａと、内周側に設けられてハウジング４１の内側に向かって延びる筒状部４１ｂと、を有する。筒状部４１ａの内周には、ステータ４３が固定される。筒状部４１ｂは、ベアリング５１を介して回転軸４４を回転自在に支持する。

ハウジング４１におけるパイプ５３と対向する面には、周方向に沿って長穴状の開口部４１ｃが形成されている。これにより、矢印で示すように、パイプ５３の孔５３ａから噴出した油が、開口部４１ｃを通ってステータコイル４３ａに直接吹き付けられる。なお、開口部４１ｃの形状及び数は適宜設定可能である。

カバー４２は、外周側が動力伝達装置１０のケース１２に固定される。また、カバー４２は、内周側に設けられてハウジング４１側に向かって延びる筒状部４２ａを有する。

筒状部４２ａの外周には、回転センサ４７が収容されたホルダ５８が固定される。また、筒状部４２ａは、ベアリング５０を介して入力軸１１を回転自在に支持する。回転センサ４７及びホルダ５８については後で詳しく説明する。

筒状部４２ａと入力軸１１との間には、外部への油の漏出を防止するためのシール部材５９が設けられる。

入力軸１１と回転軸４４との間には、軸方向の荷重を受けるニードルベアリング６０と径方向の荷重を受けるニードルベアリング６１と、が設けられる。

入力軸１１における前後進切換え機構３０側の端部には、クラッチハブ６２が溶接で固定される。クラッチハブ６２は、外周側に設けられてエンジン１側に向かって延びる筒状部６２ａを有する。筒状部６２ａの外周には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にクラッチ４８の複数のドライブプレート４８ａが取り付けられる。

回転軸４４の外周には、ロータフレーム８１が溶接で固定される。ロータフレーム８１は、外周側に設けられた筒状部８１ａを有する。筒状部８１ａの外周には、コア８２が固定される。

筒状部８１ａの内周には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にクラッチ４８の複数のドリブンプレート４８ｂが取り付けられる。リテーナプレート６３は、ピストンアーム６４とは反対側の端部に配置されたドリブンプレート４８ｂと、筒状部８１ａの内周の溝に固定されたリング６５との間に介装される。リテーナプレート６３は、軸方向の厚みがドリブンプレート４８ｂより厚く、ドライブプレート４８ａ及びドリブンプレート４８ｂの倒れを防止する。

油圧コントロールバルブユニットからピストン油室６６に締結圧が供給されると、ピストン６７がリターンスプリング６８を圧縮しながらエンジン１側に向けて移動する。クラッチ４８は、ニードルベアリング６９及びピストンアーム６４を介してピストン６７から伝達される押圧力によって締結状態となる。

なお、ニードルベアリング６９は、ピストン６７がピストンアーム６４の回転に伴って連れ回ることを抑制している。

また、ロータフレーム８１には、マグネット５２を保持する保持部材４９が取り付けられる。

保持部材４９は、外周側に設けられた圧入部４９ａによって筒状部８１ａの外周側に圧入で固定されている。なお、保持部材４９は、例えば、リテーナプレート６３に圧入や溶接で固定するように構成してもよい。

また、保持部材４９は、内周側に設けられて前後進切換え機構３０側に向かって延びる筒状部４９ｂを有する。筒状部４９ｂは、径方向におけるクラッチハブ６２とホルダ５８に保持された回転センサ４７との間に位置しており、内周にマグネット５２が取り付けられる。

つまり、本実施形態では、回転センサ４７、マグネット５２、及び保持部材４９の筒状部４９ｂは、クラッチハブ６２の内側のスペースに配置される。そして、図２に示すように、回転センサ４７、マグネット５２、保持部材４９の筒状部４９ｂ、クラッチ４８、及びロータ８０は、径方向にオーバーラップしている。これによれば、回転電機４０のサイズを抑制できる。

続いて、図２、図３を参照しながら、回転センサ４７及びホルダ５８について説明する。図３は、ホルダ５８の斜視図である。

ホルダ５８は、図３に示すように、内部に回転センサ４７を保持する環状部５８ａと、環状部５８ａから径方向に延びる支持部５８ｂと、支持部５８ｂの先端に設けられた変換部５８ｃと、を有する。

回転センサ４７と接続された電線７０は、フィルム状部分７０ａと、ケーブル７０ｂと、を有する。フィルム状部分７０ａとケーブル７０ｂとは、変換部５８ｃ内で結線されている。

フィルム状部分７０ａは、支持部５８ｂに固定されたフレキシブルプリント基板７０ｃ上に設けられる。フレキシブルプリント基板７０ｃは、例えば、接着剤を用いて支持部５８ｂに固定してもよいし、かしめによって支持部５８ｂに固定してもよい。

ホルダ５８は、図２に示すように、環状部５８ａにカバー４２の筒状部４２ａを挿入してカバー４２に取り付けられる。

筒状部４２ａの外周におけるホルダ５８よりも先端側には、溝に固定されたリング７１が環状部５８ａと軸方向にオーバーラップして設けられる。「軸方向にオーバーラップする」とは、軸方向から見たときに少なくとも一部が重なるように配置されることを意味する。そのため、ホルダ５８は、筒状部４２ａの先端側への移動がリング７１によって規制される。これにより、筒状部４２ａからホルダ５８が脱落することを防止できる。なお、リング７１は、筒状部４２ａの外周に圧入で固定されるように構成してもよい。

本実施形態では、図３に示すように、環状部５８ａは円環状とされる。しかしながら、環状部５８ａは、多角環状に形成してもよいし、切欠きを有する環状に形成してもよい。切欠きを有する環状とする場合は、切欠きの水平方向（軸方向と直交する方向）の幅を筒状部４２ａの直径よりも小さくすることで、環状部５８ａに筒状部４２ａが挿入された状態を実現できる。

また、図２に示すように、カバー４２には、筒状部４２ａの基端部から径方向に延びる収容部としての溝４２ｂが形成されている。ホルダ５８の支持部５８ｂはカバー４２の内壁に沿うように形成されており、ホルダ５８をカバー４２に取り付けると支持部５８ｂが溝４２ｂに嵌まった状態となる。このように、径方向に延びる溝４２ｂに径方向に延びる支持部５８ｂを収容することで、ホルダ５８の周方向への回転を規制できる。また、これによれば、カバー４２に溝４２ｂを設けない場合と比較して、軸方向におけるカバー４２とロータ８０や保持部材４９等の回転体との距離を近づけることができる。

また、ホルダ５８の支持部５８ｂの側面には、図３に示すように、複数の突起部５８ｄが設けられる。突起部５８ｄは、支持部５８ｂをカバー４２の溝４２ｂに収容した状態において、溝４２ｂの内壁と当接するように設けられる。これによれば、突起部５８ｄが抜け止めとして機能するので、支持部５８ｂを溝４２ｂに強固に固定できる。なお、突起部５８ｄは１つであってもよい。

図２に示すように、ホルダ５８は、ロータ８０や保持部材４９等の回転体と軸方向に隣接して設けられる。「軸方向に隣接」とは、２つの部材が他の部材を介さず軸方向に隣り合って配置されていることを意味し、２つの部材が接触していてもよいし、隙間をあけて配置されていてもよい。

ここで、ホルダ５８の環状部５８ａと変換部５８ｃとの間における電線７０はフィルム状部分７０ａであり、支持部５８ｂに固定されたフレキシブルプリント基板７０ｃ上に設けられている。

これにより、本実施形態の電線７０は、回転体と軸方向にオーバーラップする位置においては、図２に示すように、フィルム状部分７０ａとなる。つまり、電線７０のフィルム状部分７０ａが、ロータ８０や保持部材４９と対向する。そして、回転体と軸方向にオーバーラップしない位置においては、電線７０はケーブル７０ｂとなる。

電線７０のフィルム状部分７０ａはフレキシブルプリント基板７０ｃを介してホルダ５８の支持部５８ｂに固定されているので、回転体と軸方向にオーバーラップする位置において電線７０に弛みが発生することを防止できる。よって、ホルダ５８を回転体と隣接させて設けても、電線７０を回転体に巻き込まれないように配置することができる。また、ホルダ５８を回転体と隣接させて設けることで、電線７０、回転体、及び回転センサ４７のレイアウトをコンパクトにできる。

なお、回転体は、回転物であれば限定されない。例えば、回転センサ４７の被検出部であるマグネット５２の保持部材４９、クラッチ４８、回転電機４０のロータ８０等は回転体である。また、マグネット５２は、保持部材４９を設けることなく、他の回転体に保持されるように構成してもよい。

一方で、本実施形態では、電線７０が回転体に巻き込まれる可能性が低い位置、すなわち、回転体と軸方向にオーバーラップしない位置においては、電線７０をケーブル７０ｂとしている。つまり、安価なケーブル（絶縁体に覆われた銅線）等を用いることで、コストを抑制できる。

なお、フィルム状部分７０ａに代えてケーブルを用いることもできる。この場合は、フレキシブルプリント基板７０ｃを設けることなく、ケーブルを支持部５８ｂに接着剤、バンド、テープ等を用いて取り付けることが考えられる。また、例えば、支持部５８ｂに爪を設けてフィルム状部分７０ａ或いはケーブルを係止させてもよいし、フィルム状部分７０ａ或いはケーブルを支持部５８ｂに埋め込んでもよい。これらの態様も、電線７０をホルダ５８に固定することに含まれる。

以上述べたように、本実施形態の動力伝達装置１０は、回転体と、回転体と径方向にオーバーラップする回転センサ４７と、回転体と軸方向に隣接するホルダ５８と、回転センサ４７と接続され、且つホルダ５８に固定された電線７０と、を備える。

これによれば、回転体と軸方向に隣接するホルダ５８に電線７０が固定されるので、電線７０に弛みが発生することを防止できる。よって、回転センサ４７と接続される電線７０を、回転体に巻き込まれないように配置することができる。さらに、ホルダ５８を回転体と隣接させて設けることで、電線７０、回転体、及び回転センサ４７のレイアウトをコンパクトにできる（請求項１に対応する効果）。

また、動力伝達装置１０は、回転センサ４７の被検出部としてのマグネット５２を備え、マグネット５２は、回転体に保持されている。

これによれば、回転センサ４７としてホールセンサを用いた構成を容易に実現できる（請求項２に対応する効果）。

また、回転体は、例えば、クラッチ４８又は回転電機４０のロータ８０である。

この場合は、クラッチ４８や回転電機４０のロータ８０等の回転を検知するために保持部材や接続部材等の別部材の回転体を設けることで、レイアウト設計の自由度を向上させることができる（請求項３に対応する効果）。

また、動力伝達装置１０は、ホルダ５８を収容する溝４２ｂを有するカバー４２を備える。

これによれば、溝４２ｂにホルダ５８が収容されるので、溝４２ｂを設けない場合と比較して、軸方向におけるカバー４２と回転体との距離を近づけることができる。よって、動力伝達装置１０のサイズを抑制できる（請求項４に対応する効果）。

また、ホルダ５８は、溝４２ｂの内壁と当接する突起部５８ｄを有する。

これによれば、突起部５８ｄが抜け止めとして機能するので、ホルダ５８を溝４２ｂに強固に固定できる（請求項５に対応する効果）。

また、電線７０は、ホルダ５８に設けられたフィルム状部分７０ａを有する。

フレキシブルプリント基板７０ｃ上に設けられたフィルム状の電線７０（フィルム状部分７０ａ）を用いること等により、ケーブルを用いた場合と比較して、電線７０を回転体に巻き込むリスクをより低減できる（請求項６に対応する効果）。

また、電線７０は、回転体と軸方向にオーバーラップしない位置において、ケーブル７０ｂを有する。

これによれば、電線７０を回転体に巻き込むリスクが高い箇所に対して局所的にフィルム状部分７０ａを用いることになり、コストを抑えつつ電線７０を回転体に巻き込むリスクを低減することが可能となる。言い換えると、電線７０の巻込みリスクが低い箇所においては安価なケーブル７０ｂを用いることでコストダウンが可能ということになる（請求項７に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、装置を動力伝達装置１０として説明した。しかしながら、装置は、回転電機搭載装置（回転電機を搭載した装置）等であってもよく、動力伝達装置１０は、回転電機搭載装置として把握することもできる。

また、上記実施形態では、動力伝達装置１０を変速機として説明した。しかしながら、動力伝達装置１０は、減速機、モータ付変速機（回転電機搭載装置でもある）、モータ付減速機（回転電機搭載装置でもある）等であってもよい。

１０動力伝達装置（装置）
４０回転電機
４２カバー（固定部材）
４２ｂ溝（収容部）
４７回転センサ
４８クラッチ（回転体）
４９保持部材（回転体）
５２マグネット
５８ホルダ
５８ｄ突起部
７０電線
７０ａフィルム状部分
７０ｂケーブル
８０ロータ（回転体）

Claims

回転体と、
前記回転体と径方向にオーバーラップする回転センサと、
前記回転体と軸方向に隣接するホルダと、
前記回転センサと接続され、且つ前記ホルダに固定された電線と、
を備えることを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置であって、
前記回転センサの被検出部としてのマグネットを備え、
前記マグネットは、前記回転体に保持されている、
ことを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置であって、
前記回転体は、クラッチ又は回転電機のロータである、
ことを特徴とする装置。
請求項１から３のいずれか１つに記載の装置であって、
前記ホルダを収容する収容部を有する固定部材を備える、
ことを特徴とする装置。
請求項４に記載の装置であって、
前記ホルダは、前記収容部の内壁と当接する突起部を有する、
ことを特徴とする装置。
請求項１から５のいずれか１つに記載の装置であって、
前記電線は、前記ホルダに設けられたフィルム状部分を有する、
ことを特徴とする装置。
請求項６に記載の装置であって、
前記電線は、前記回転体と軸方向にオーバーラップしない位置において、ケーブルを有する、
ことを特徴とする装置。