JP2024059158A - 動力伝達ユニット及び動力システム - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸の軸方向における大型化を抑制できる動力伝達ユニット及び動力システムを提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る動力伝達ユニット及び動力システムは、内燃機関の駆動軸に接続される入力軸と、被駆動装置に動力伝達可能に接続される出力軸と、入力軸及び出力軸間を接続する伝達機構と、伝達機構を介して入力軸及び出力軸に接続される回転軸を有するモータジェネレータと、を備えている。モータジェネレータは、入力軸の軸方向から見て、入力軸に対して軸方向に交差する径方向の外側に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、動力伝達ユニット及び動力システムに関する。

ハイブリッド車両に搭載される動力システムとして、エンジンと、モータジェネレータと、エンジン及びモータジェネレータの少なくとも一方の駆動力（回転力）によって動作する油圧ポンプと、を備える構成が知られている。

例えば下記特許文献１に記載の動力システムでは、エンジン及びモータジェネレータと、油圧ポンプと、の間にワンウェイクラッチが設けられている。この種の動力システムによれば、エンジンの駆動軸に接続された入力軸が一方向に回転する際、入力軸の駆動力がワンウェイクラッチを介して油圧ポンプに伝達される一方、油圧ポンプからエンジンへの入力軸を他方向に回転させる駆動力がワンウェイクラッチによって遮断されるようになっている。なお、例えば下記特許文献２に記載の動力システムでは、エンジンの駆動軸と、モータジェネレータの回転軸と、がワンウェイクラッチを介して同軸に配置されている。

特開２０１４－１３３４５５号公報 特開２００２－１０３９９９号公報

しかしながら、例えば特許文献２に記載された構成では、エンジンの駆動軸と、モータジェネレータの回転軸と、が同軸に配置されているため、動力システムの軸方向での大型化に繋がるという課題があった。

本発明は、出力軸の軸方向における大型化を抑制できる動力伝達ユニット及び動力システムを提供する。

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る動力伝達ユニットは、内燃機関の駆動軸に接続される入力軸と、被駆動装置に動力伝達可能に接続される出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸間を接続する伝達機構と、前記伝達機構を介して前記入力軸及び前記出力軸に接続される回転軸を有するモータジェネレータと、を備え、前記伝達機構は、前記回転軸及び前記出力軸間を接続する中継機構と、前記入力軸の一方向への駆動力を前記回転軸及び前記出力軸に前記中継機構を介して伝達するとともに、前記回転軸及び前記出力軸による前記入力軸を他方向へ回転させる駆動力を前記中継機構及び前記入力軸間で切断するワンウェイクラッチと、を備え、前記モータジェネレータは、前記入力軸の軸方向から見て、前記入力軸に対して前記軸方向に交差する径方向の外側に配置されている。

本態様によれば、モータジェネレータを内燃機関と軸方向に並べて配置する構成に比べて、モータジェネレータの追加に伴う動力システムの軸方向の大型化を抑制できる。これにより、既存のエンジンルームにおいて、エンジンのみの動力システムを搭載するスペースを軸方向に大型化することなく、ハイブリッド用の動力システムを搭載することができる。この場合、既存の動力システムにモータジェネレータを後付けして、ハイブリッド用の動力システムを提供することも可能である。
しかも、本態様では、入力軸と、出力軸及び回転軸と、の間が、入力軸の一方向への駆動力を回転軸及び出力軸に中継機構を介して伝達するとともに、回転軸及び出力軸による入力軸を他方向へ回転させる駆動力を中継機構及び入力軸間で切断するワンウェイクラッチによって接続される。
この構成によれば、入力軸、出力軸及び回転軸の回転状態によって、入力軸と、出力軸及び回転軸と、の間の断接状態が切り替えられる。そのため、他のクラッチのように断接状態の切り替えにあたって動力を必要としない。これにより、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。

（２）上記（１）の態様に係る動力伝達ユニットにおいて、前記入力軸及び前記出力軸は、同軸上に配置されていることが好ましい。
本態様によれば、入力軸及び出力軸に対して径方向の外側にモータジェネレータの配置スペースを確保し易くなる。

（３）上記（１）又は（２）の態様に係る動力伝達ユニットにおいて、前記伝達機構を収容する機構収容部を備え、前記ワンウェイクラッチは、内輪と、前記内輪の周囲を取り囲むとともに、前記出力軸が接続された外輪と、前記内輪の一方向への回転に伴い前記内輪及び前記外輪間を接続して前記内輪及び前記外輪を一体回転させるとともに、前記外輪の他方向への回転に伴い前記内輪及び前記外輪間の接続が解除されて前記外輪及び前記内輪を相対回転させる中間部材と、を備え、前記入力軸は、前記軸方向の中間部分において前記機構収容部に回転可能に支持され、前記入力軸は、前記機構収容部の外部において前記駆動軸に接続される一方、前記機構収容部の内部において前記内輪に接続されていることが好ましい。
本態様によれば、入力軸の両端部が軸受に支持される構成に比べて、入力軸の軸方向でのコンパクト化を図ることができる。

（４）上記（３）の態様に係る動力伝達ユニットにおいて、前記中継機構は、前記外輪に固定された第１歯車と、前記第１歯車及び前記回転軸間に配置された第２歯車と、を備えていることが好ましい。
本態様によれば、動力伝達の信頼性や耐久性に優れた中継機構を提供できる。

（５）上記（４）の態様に係る動力伝達ユニットにおいて、前記第１歯車は、前記外輪に対して前記軸方向の第１側に固定され、前記出力軸は、前記外輪に対して前記軸方向の第２側に固定されていることが好ましい。
本態様によれば、構成の複雑化を抑えた上で、外輪と、モータジェネレータ及び被駆動装置と、の間で動力伝達を行うことができる。

（６）上記（１）から（５）の何れかの態様に係る動力伝達ユニットにおいて、前記伝達機構を収容する機構収容部を備え、前記モータジェネレータは、前記機構収容部に対して前記径方向の外側に配置されていることが好ましい。
本態様によれば、機構収容部とモータジェネレータとが軸方向から見て重なり合うことを抑制し、動力伝達ユニットの軸方向での大型化を確実に抑制できる。

（７）本態様に係る動力システムは、上記（１）から（６）の何れかの態様に係る動力伝達ユニットと、前記入力軸が接続された駆動軸を有する内燃機関と、前記出力軸が接続された被駆動軸を有する被駆動装置と、を備えている。
本態様によれば、軸方向のコンパクト化を図ったハイブリッド用の動力システムを提供できる。

上記各態様によれば、出力軸の軸方向における大型化を抑制できる動力伝達ユニット及び動力システムを提供できる。

実施形態に係る動力システムの斜視図である。 実施形態に係る動力システムの断面図である。 実施形態に係る動力システムの背面図である。 実施形態に係るワンウェイクラッチの正面図である。 実施形態に係るモータハウジングとケースとの連結部分を示す断面図である。 ワンウェイクラッチが第１接続運転モードを説明するための動力システムの構成図である。 ワンウェイクラッチが第２接続運転モードを説明するための動力システムの構成図である。 ワンウェイクラッチが第３接続運転モードを説明するための動力システムの構成図である。 ワンウェイクラッチが第１切断運転モードを説明するための動力システムの構成図である。 ワンウェイクラッチが第２切断運転モードを説明するための動力システムの構成図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下で説明する実施形態や変形例において、対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。なお、以下の説明において、例えば「平行」や「直交」、「中心」、「同軸」等の相対的又は絶対的な配置を示す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差や同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。また、本実施形態において、「向かい合う」とは、２つの面それぞれの直交方向（法線方向）が互いに一致している場合に限らず、直交方向同士が交差している場合も含んでいる。

［動力システム１］
図１は、動力システム１の斜視図である。図２は、動力システム１の断面図である。
図１、図２に示す動力システム１は、車両（例えば油圧ショベルや高所作業車等の建設機械、フォークリフト等の産業機械等の特殊車両）に搭載されるハイブリッド動力システムである。動力システム１は、エンジン（内燃機関）２と、第１伝達機構（伝達機構）３と、モータジェネレータ４と、第２伝達機構５と、油圧ポンプ６と、を備えている。以下の説明において、前後上下左右の向きは、車両の向きと同一とする。この場合、図中ＵＰが上方を示し、図中ＦＲが前方を示し、図中ＬＨが左方を示している。なお、第１伝達機構３、モータジェネレータ４及び第２伝達機構５によって、本実施形態の動力伝達ユニットが構成されている。

本実施形態の動力システム１において、第１伝達機構３及びモータジェネレータ４が上下方向に並んだ状態で、エンジン２、第１伝達機構３及び油圧ポンプ６が前後方向に並んで配置されている。動力システム１は、エンジン２を前方に向けた（油圧ポンプ６を後方に向けた）状態で、車両のエンジンルームに搭載される。

＜エンジン２＞
エンジン２は、第１駆動源として機能する。エンジン２は、例えば直列四気筒型の内燃機関である。エンジン２は、クランクケース１１内にクランクシャフト１２（図２参照）を収容している。図２に示すように、エンジン２は、例えばクランクシャフト１２と同軸の突出軸（駆動軸）１３をクランクケース１１の外部に突出させている。突出軸１３は、エンジン２の運転に伴い一方向に回転する。突出軸１３には、フライホイール１４が連結されている。フライホイール１４は、突出軸１３と同軸に配置された円板状に形成されている。

＜第１伝達機構３＞
図２に示すように、第１伝達機構３は、エンジン２及びモータジェネレータ４の少なくとも一方の駆動源からの駆動力を油圧ポンプ６に伝達する一方、油圧ポンプ６の駆動力をモータジェネレータ４に伝達する。
第１伝達機構３は、ケース２１と、入力軸２２と、ワンウェイクラッチ２３と、伝達軸２４と、中継機構２５と、出力軸２６と、を備えている。以下の説明では、入力軸２２の第１軸線Ｏ１に沿う方向を軸方向、軸方向から見て第１軸線Ｏ１に交差する方向を径方向、第１軸線Ｏ１回りに周回する方向を周方向という場合がある。すなわち、本実施形態において、軸方向は前後方向に一致している。

図３は、動力システム１の背面図である。
図２、図３に示すように、ケース２１は、ホイール収容部３１（図２参照）と、機構収容部３２と、第１支持片３３と、第２支持片３４と、を備えている。
ホイール収容部３１は、ケース２１の前部（軸方向の第１側）を構成している。ホイール収容部３１は、前方に向けて開口する有底筒状に形成されている。ホイール収容部３１内には、フライホイール１４が収容されている。

機構収容部３２は、ホイール収容部３１の後方（軸方向の第２側）に、ホイール収容部３１と一体で構成されている。機構収容部３２は、前後方向から見てホイール収容部３１よりも大きい。具体的に、機構収容部３２は、クラッチ収容部３５と、張出収容部３６と、を備えている。クラッチ収容部３５内及び張出収容部３６内は、一体の空間を構成している。

図２に示すように、クラッチ収容部３５は、前後方向から見てホイール収容部３１と重なり合う部分である。ケース２１において、クラッチ収容部３５とホイール収容部３１とを仕切る仕切壁４１には、第１連通孔４１ａが形成されている。第１連通孔４１ａは、仕切壁４１のうち第１軸線Ｏ１と同軸上に位置する部分を前後方向に貫通している。クラッチ収容部３５のうち、仕切壁４１と前後方向に向かい合う壁部（以下、対向壁４２という。）には、第２連通孔４２ａが形成されている。第２連通孔４２ａは、対向壁４２のうち第１軸線Ｏ１と同軸上に位置する部分を前後方向に貫通している。

張出収容部３６は、クラッチ収容部３５に対して上方（径方向の外側）に張り出している。図３の例において、張出収容部３６は、前後方向から見て左斜め上方に張り出している。図２に示すように、張出収容部３６のうち、前後方向で向かい合う壁部（第１壁部４３及び第２壁部４４）には、それぞれ軸受ハウジング４３ａ，４４ａが形成されている。第２壁部４４のうち軸受ハウジング４４ａに対して内側に位置する部分には、貫通孔４４ｂが形成されている。貫通孔４４ｂは、第２壁部４４を前後方向に貫通している。

図３に示すように、第１支持片３３は、クラッチ収容部３５のうち張出収容部３６よりも右側に位置する部分から上方に向けて突出している。
第２支持片３４は、張出収容部３６から上方に突出している。第１支持片３３及び第２支持片３４の先端部は、上下方向の同じ高さに位置している。

図２に示すように、入力軸２２は、第１連通孔４１ａを前後方向に貫通している。具体的に、入力軸２２は、第１軸線Ｏ１と同軸において、前後方向に延びている。入力軸２２における前後方向の中央部は、第１連通孔４１ａ内に設けられた軸受４６を介して仕切壁４１に回転可能に支持されている。入力軸２２の前端部（軸方向の第１側端部）は、ホイール収容部３１内に突出している。入力軸２２の前端部には、ダンパ５０が設けられている。ダンパ５０は、ゴム等の弾性変形可能な材料により形成された円板状の部材である。ダンパ５０には、フライホイール１４が前後方向に重ね合わされた状態で固定されている。入力軸２２の後端部（軸方向の第２側端部）は、クラッチ収容部３５内に突出している。

図４は、ワンウェイクラッチ２３の正面図である。
図２、図４に示すように、ワンウェイクラッチ２３は、入力軸２２の一方向への回転を油圧ポンプ６に伝達する一方、油圧ポンプ６又はモータジェネレータ４の駆動力によって入力軸２２が他方向に回転することを規制する。ワンウェイクラッチ２３は、例えばカム式のものである。ワンウェイクラッチ２３は、内輪５１と、外輪５２と、ローラ（中間部材）５３と、を備えている。

内輪５１は、入力軸２２の後端部に位置する。
外輪５２は、内輪５１の周囲を取り囲んで配置されている。
ローラ５３は、内輪５１と外輪５２との間を接続する接続状態、及び内輪５１と外輪５２との接続が解除された切断状態の間を移動可能に構成されている。ローラ５３は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。各ローラ５３は、例えば外輪５２に設けられた複数のカム溝５２ａ内を各別移動可能に保持されている。カム溝５２ａにおける径方向の内側を向く面（以下、カム面という。）は、周方向の一方側Ｄ１に向かうに従い内輪５１の外周面との距離が短くなっている。なお、ローラ５３は、付勢部材５４によって周方向の他方側Ｄ２に向けて付勢されている。

ワンウェイクラッチ２３において、内輪５１が一方向に回転する際、ローラ５３は内輪５１との摩擦によってカム溝５２ａ内を周方向の一方側Ｄ１に移動する。これにより、内輪５１と外輪５２（カム面）との間にローラ５３が挟まれることで、内輪５１と外輪５２とがローラ５３を介して接続される（接続状態）。すなわち、接続状態において、内輪５１と外輪５２は一方向に一体回転可能である。ワンウェイクラッチにおいて、外輪５２が一方向に回転する際、ローラ５３はカム溝５２ａ内を周方向の他方側Ｄ２に移動する。これにより、内輪５１と外輪５２（カム面）との間でローラ５３が遊びをもった状態となる。すなわち、外輪５２の回転がローラ５３を介して伝達されなくなり、外輪５２が内輪５１に対して回転する（切断状態）。なお、ローラ５３は、内輪５１に保持されていてもよい。

図２に示すように、伝達軸２４は、張出収容部３６において、第１軸線Ｏ１と平行な第２軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。具体的に、伝達軸２４のうち、前端部は一方の軸受ハウジング４３ａに設けられた軸受５５を介して回転可能に支持され、前後方向の中間部分が他方の軸受ハウジング４４ａに設けられた軸受５６を介して回転可能に支持されている。伝達軸２４の後端部は、貫通孔４４ｂを通じて張出収容部３６の外部に突出している。

中継機構２５は、入力軸２２及び伝達軸２４間での駆動力の中継を行うものである。中継機構２５は、第１歯車６１と、第２歯車６２と、を備えている。
第１歯車６１は、クラッチ収容部３５内において、第１軸線Ｏ１と同軸に配置されている。第１歯車６１は、ワンウェイクラッチ２３の外輪５２に固定されている。具体的に、第１歯車６１は、前方から外輪５２に重ね合わされた状態で、外輪５２に固定されている。すなわち、第１歯車６１は、外輪５２と一体回転可能である。第１歯車６１は、第１連通孔４１ａに設けられた軸受６４を介して仕切壁４１に回転可能に支持されている。

第２歯車６２は、張出収容部３６内において、第２軸線Ｏ２と同軸に配置されている。第２歯車６２は、伝達軸２４に固定されている。第２歯車６２は、第１歯車６１に噛み合っている。

出力軸２６は、クラッチ収容部３５内において、ワンウェイクラッチ２３よりも後方に配置されている。具体的に、出力軸２６は、フランジ部２６ａと、軸部２６ｂと、を備えている。
フランジ部２６ａは、後方から外輪５２に重ね合わされた状態で、外輪５２に固定されている。図示の例において、第１歯車６１とフランジ部２６ａとは、外輪５２を前後向の両側から挟み込んでいる。第１歯車６１とフランジ部２６ａとは、外輪５２を前後方向に貫通するビス６５によって共締めされている。
軸部２６ｂは、フランジ部２６ａから前方に突出している。軸部２６ｂは、第１軸線Ｏ１と同軸に延びる中空状に形成されている。軸部２６ｂの後端部は、第２連通孔４２ａに設けられた軸受６６を介して対向壁４２に回転可能に支持されている。

＜モータジェネレータ４＞
図１、図３に示すように、モータジェネレータ４は、インバータ６７を介して車載電源（二次バッテリ）に接続されている。モータジェネレータ４は、車載電源からの電力供給に応じて駆動力を発生させる第２駆動源（電動機）として機能する。モータジェネレータ４は、エンジン２からの動力伝達に応じて電力を発電する発電機として機能する。例えば、モータジェネレータ４が発電した電力は、車載電源に充電される。モータジェネレータ４と車載電源との間で授受される電力は、インバータ６７により調整される。

図３に示すように、モータジェネレータ４は、前後方向から見て第１軸線Ｏ１と重ならない位置に設けられている。具体的に、モータジェネレータ４は、クラッチ収容部３５よりも上方であって、張出収容部３６に対して右側に位置する部分に、張出収容部３６よりも上方に突出した状態で配置されている。すなわち、モータジェネレータ４は、機構収容部３２に対して径方向の外側に配置されている。この場合、モータジェネレータ４は、前後方向から見て少なくとも一部がエンジン２に重なり合っている。モータジェネレータ４は、全体がエンジン２と重なり合っていることが好ましい。

一方、図２に示すように、モータジェネレータ４の少なくとも一部は、ケース２１における前後方向の幅内に配置されている。具体的に、図１～図３に示すように、モータジェネレータ４は、上下方向から見て少なくとも一部がホイール収容部３１及びクラッチ収容部３５と重なり合い、左右方向から見て少なくとも一部が張出収容部３６と重なり合っている。なお、モータジェネレータ４は、前後方向の全体がケース２１の幅内に配置されていることが好ましい。

モータジェネレータ４は、モータハウジング７１と、モータハウジング７１内に収容されたモータ本体（不図示）と、を備えている。
モータハウジング７１は、前後方向に延びる筒状に形成されている。図３に示すように、モータハウジング７１には、下方に向けて張り出す第１取付片７１ａ及び第２取付片７１ｂが形成されている。

図５は、モータハウジング７１（第１取付片７１ａ）とケース２１（支持片３３）との連結部分を示す断面図である。
図３、図５に示すように、第１取付片７１ａは、モータハウジング７１のうち右側に位置する部分から下方に延びている。第１取付片７１ａは、前後方向に互いに向かい合う一対の対向片によって構成されている。第１取付片７１ａは、一対の対向片が第１支持片３３を前後方向の両側から挟み込むように配置されている。第１取付片７１ａ及び第１支持片３３同士は、締結部材７２（例えば、ボルト及びナット）によって軸方向に締結されている。
第２取付片７１ｂは、モータハウジング７１のうち左側に位置する部分から下方に延びている。第２取付片７１ｂは、第１取付片７１ａと同様に、前後方向に互いに向かい合う一対の対向片によって構成されている。第２取付片７１ｂは、一対の対向片が第２支持片３４を前後方向の両側から挟み込むように配置されている。第２取付片７１ｂ及び第２支持片３４同士は、締結部材７３（例えば、ボルト及びナット）によって前後方向に締結されている。

モータ本体は、回転軸７５の軸線（以下、第３軸線Ｏ３という。）を第１軸線Ｏ１と平行に配置した状態で、モータハウジング７１内に収容されている。回転軸７５は、モータハウジング７１から後方に向けて突出している。

＜第２伝達機構５＞
図１、図３に示すように、第２伝達機構５は、モータジェネレータ４と伝達軸２４との間で駆動力の伝達を行う。第２伝達機構５は、第１駆動プーリ８１と、第２駆動プーリ８２と、複数の従動プーリ８３と、ベルト８４と、テンショナ８５と、を備えている。
第１駆動プーリ８１は、回転軸７５の後端部に固定されている。第１駆動プーリ８１は、回転軸７５とともに第３軸線Ｏ３回りに回転する。

第２駆動プーリ８２は、伝達軸２４の後端部に固定されている。第２駆動プーリ８２は、伝達軸２４とともに第２軸線Ｏ２回りに回転する。
複数の従動プーリ８３は、モータジェネレータ４に対して左側で、かつ第２駆動プーリ８２の上方において、上下方向に並んで設けられている。各従動プーリ８３は、前後方向に沿う軸線回りに回転可能にケース２１に支持されている。

ベルト８４は、各プーリ８１～８３間に掛け回されている。ベルト８４は、回転軸７５又は伝達軸２４の回転に伴い、一方の駆動プーリ８１，８２が回転することで、各プーリ８１～８３間を走行する。これにより、回転軸７５及び伝達軸２４のうち一方の軸の駆動力が、他方の軸に伝達される。
テンショナ８５は、ベルト８４を挟んで向かい合う一対のテンションローラ８５ａを備えている。テンションローラ８５ａは、第３軸線Ｏ３回りに互いに接近又は離間する方向に移動可能に構成されている。テンショナ８５は、テンションローラ８５ａの移動に伴い、ベルト８４のテンションを調整する。

＜油圧ポンプ６＞
図２に示すように、油圧ポンプ６は、エンジン２及びモータジェネレータ４の少なくとも一方の駆動源から入力された駆動力に基づき、油圧を発生させる。油圧ポンプ６には、車両に搭載された油圧アクチュエータ（被駆動装置）に接続されている。油圧ポンプ６で発生した油圧は、各種油圧アクチュエータに供給される。油圧ポンプ６は、ケース２１の後方に取り付けられる。油圧ポンプ６の回転軸（被駆動軸）６ａは、第２連通孔４２ａを通じて出力軸２６に固定されている。これにより、油圧ポンプ６は、出力軸２６に動力伝達可能に接続されている。なお、本実施形態において、油圧アクチュエータとしては、油圧シリンダや油圧モータ等が挙げられる。

動力システム１は、電子制御装置（ＥＣＵ）としての制御部９０を備えている。制御部９０は、エンジン２の駆動等に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置と、を備えている。制御部９０には、各種の検出信号が入力されている。この検出信号には、エンジン２の回転数（例えばクランク軸の回転数）、エンジン２の各種温度、アクセル操作量（出力要求量）、車速等の車両状態、車載電源の蓄電量等が含まれている。これらの検出信号に基づき、制御部９０が動力システム１の運転制御を行う。この運転制御には、エンジン２の運転制御、モータジェネレータ４の力行／回生（発電）の制御等が含まれている。

次に、本実施形態の動力システム１における各種運転モードについて説明する。動力システム１は、ワンウェイクラッチ２３の断接によって、エンジン２と油圧ポンプ６との間、及びエンジン２とモータジェネレータ４との間の各々で、動力伝達の可否を切り替える。ワンウェイクラッチ２３が接続状態にあるとき、エンジン２と油圧ポンプ６との間、及びエンジン２とモータジェネレータ４との間の各々で、動力伝達が可能となる。一方、ワンウェイクラッチ２３が切断状態にあるとき、エンジン２と油圧ポンプ６との間、及びエンジン２とモータジェネレータ４との間の各々で、動力伝達が不能となる。

図６～図８は、ワンウェイクラッチ２３が接続状態にあるときの各運転モードを説明するための動力システム１の構成図である。図９、図１０は、ワンウェイクラッチ２３が切断状態にあるときの各運転モードを説明するための動力システム１の構成図である。
動力システム１は、ワンウェイクラッチ２３が接続状態にあるとき、第１接続運転モード、第２接続運転モード及び第３接続運転モードでの動作が可能である。一方、動力システム１は、ワンウェイクラッチ２３が切断状態にあるとき、第１切断運転モード及び第２切断運転モードでの動作が可能である。

図６に示す第１接続運転モードは、エンジン２の駆動により、油圧ポンプ６及びモータジェネレータ４を駆動するモードである。具体的に、エンジン２の駆動によって入力軸２２が一方向に回転することで、ワンウェイクラッチ２３（内輪５１と外輪５２）が接続状態になる。ワンウェイクラッチ２３が接続状態になることで、入力軸２２の回転に伴い出力軸２６が回転する。これによって、油圧ポンプ６が駆動して、油圧アクチュエータに油圧を供給することができる。一方、ワンウェイクラッチ２３が接続状態になることで、入力軸２２の回転に伴い第１歯車６１が回転する。すると、第１歯車６１の駆動力が、第２歯車６２に伝達することで、伝達軸２４が回転する。これにより、第２駆動プーリ８２が回転することで、入力軸２２の駆動力が第２伝達機構５を介してモータジェネレータ４に伝達される。これにより、モータジェネレータ４が回転することで、モータジェネレータ４によって発電される。モータジェネレータ４で発電された電力は、インバータ６７を介して車載電源に充電される。

図７に示す第２接続運転モードは、エンジン２の駆動により、モータジェネレータ４の駆動のみを行うモードである。すなわち、第２接続運転モードでは、第１接続運転モードと同様に、入力軸２２の駆動力が、中継機構２５及び第２伝達機構５を介してモータジェネレータ４に伝達されることで、モータジェネレータ４で発電される。一方、第２接続運転モードでは、油圧ポンプ６と油圧アクチュエータとの間で、油圧の供給が遮断されている。したがって、入力軸２２の回転によって出力軸２６が回転したとしても、油圧アクチュエータには油圧が供給されないようになっている。

図８に示す第３接続運転モードは、エンジン２及びモータジェネレータ４の駆動によって、油圧ポンプ６を駆動するモードである。エンジン２（入力軸２２）の回転数をモータジェネレータ４（回転軸７５）の回転数よりも高く設定した状態で、エンジン２及びモータジェネレータ４を駆動させると、内輪５１が外輪５２に対して一方向に回転しようとするため、ワンウェイクラッチ２３が接続状態となる。この状態において、入力軸２２の駆動力は、ワンウェイクラッチ２３を介して出力軸２６に伝達される。また、モータジェネレータ４の駆動力は、第２伝達機構５、及び中継機構２５を介して出力軸２６に伝達される。その結果、油圧ポンプ６は、エンジン２及びモータジェネレータ４の駆動力によって動作する。

図９に示す第１切断運転モードは、車両が坂道を走行する際等、油圧ポンプ６が惰性で動作する際のモードである。この場合、出力軸２６が一方向に回転すると、外輪５２が第１歯車６１と一体となって一方向に回転する。これにより、出力軸２６の駆動力が、中継機構２５及び第２伝達機構５を介してモータジェネレータ４に伝達されることで、モータジェネレータ４で発電される。また、外輪５２が一方向に回転することで、外輪５２と内輪５１とが切断状態を維持する。これにより、外輪５２と内輪５１とが相対回転することで、出力軸２６の回転によって入力軸２２が他方向に回転することが規制される。

図１０に示す第２切断運転モードでは、モータジェネレータ４のみによって油圧ポンプ６を駆動させるモードである。すなわち、エンジン２を停止させた状態で、モータジェネレータ４のみを駆動させると、第２伝達機構５及び中継機構２５を介して外輪５２が一方向に回転する。外輪５２が一方向に回転する際は、ワンウェイクラッチ２３が切断状態を維持するため、外輪５２の回転に伴い、出力軸２６のみが回転する。すなわち、入力軸２２が他方向に回転することが規制された状態で、出力軸２６の回転に伴い、油圧ポンプ６が動作する。

このように、本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、モータジェネレータ４は、軸方向から見て、入力軸２２に対して径方向の外側に配置されている構成とした。
この構成によれば、モータジェネレータ４をエンジン２と軸方向に並べて配置する構成に比べて、モータジェネレータ４の追加に伴う動力システム１の軸方向（前後方向）の大型化を抑制できる。これにより、既存のエンジンルームにおいて、エンジンのみの動力システムを搭載するスペースを前後方向に大型化することなく、ハイブリッド用の動力システム１を搭載することができる。この場合、既存の動力システムにモータジェネレータ４を後付けして、ハイブリッド用の動力システム１を提供することも可能である。
しかも、本実施形態では、入力軸２２と、出力軸２６及び回転軸７５と、の間が入力軸２２の一方向への駆動力を回転軸７５及び出力軸２６に中継機構２５を介して伝達するとともに、回転軸７５及び出力軸２６による入力軸２２を他方向へ回転させる駆動力を中継機構２５及び入力軸２２間で切断するワンウェイクラッチ２３によって接続される構成とした。
この構成によれば、入力軸２２、出力軸２６及び回転軸７５の回転状態によって、入力軸２２と、出力軸２６及び回転軸７５と、の間の断接状態が切り替えられる。そのため、他のクラッチのように断接状態の切り替えにあたって動力を必要としない。これにより、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。

本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、入力軸２２及び出力軸２６が同軸上に配置されている構成とした。
この構成によれば、入力軸２２及び出力軸２６に対して径方向の外側にモータジェネレータ４の配置スペースを確保し易くなる。

本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、入力軸２２は、機構収容部３２の外部においてエンジン２に接続される一方、機構収容部３２の内部において内輪５１に接続されている構成とした。
この構成によれば、入力軸２２の両端部が軸受に支持される構成に比べて、入力軸２２の軸方向でのコンパクト化を図ることができる。

本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、ワンウェイクラッチ２３と回転軸７５との間を歯車６１，６２により接続する構成とした。
この構成によれば、動力伝達の信頼性や耐久性に優れた中継機構２５を提供できる。なお、本実施形態の動力伝達ユニットでは、中継機構２５とワンウェイクラッチ２３とが機構収容部３２にまとめて収容されているので、中継機構２５及びワンウェイクラッチ２３をまとめて潤滑することができる。

本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、第１歯車６１が外輪５２に対して軸方向の第１側（前方）に固定され、出力軸２６が外輪５２に対して軸方向の第２側に（後方）固定されている構成とした。
この構成によれば、構成の複雑化を抑えた上で、外輪５２と、モータジェネレータ４及び油圧ポンプ６と、の間で動力伝達を行うことができる。

本実施形態の動力伝達ユニットにおいて、モータジェネレータ４は、機構収容部３２に対して径方向の外側に配置されている構成とした。
この構成によれば、機構収容部３２とモータジェネレータ４とが軸方向から見て重なり合うことを抑制し、動力伝達ユニットの軸方向での大型化を確実に抑制できる。

本実施形態の動力システム１では、上述した動力伝達ユニットを備えているので、軸方向のコンパクト化を図ったハイブリッド用の動力システム１を提供できる。

（その他の変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は上述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
上述した実施形態では、入力軸２２と出力軸２６とが同軸上に配置された構成について説明したが、この構成に限られない。入力軸２２と出力軸２６とは、径方向にずれて配置されていてもよい。
上述した実施形態では、動力システム１が軸方向を前後方向に一致させて車両に搭載された場合を例について説明したが、この構成に限られない。動力システム１は、例えば軸方向を左右方向に一致させて車両に搭載されていてもよい。
上述した実施形態では、カム式のワンウェイクラッチ２３を採用した場合について説明したが、ワンウェイクラッチ２３はカム式に限らず、いわゆるスプラグ式等を採用してもよい。

上述した実施形態では、中継機構２５として、第１歯車６１と、一つの第２歯車６２と、を備える構成について説明したが、この構成に限られない。中継機構２５は、第１歯車６１と回転軸７５との間に、複数の第２歯車６２を備えていてもよい。
上述した実施形態では、中継機構２５に歯車６１，６２を採用した場合について説明したが、この構成に限られない。中継機構は、ベルトとプーリ等を用いてもよい。ベルトとプーリを用いた場合には、入力軸２２及び伝達軸２４間での減速比の設定が容易になるとともに、入力軸２２及び伝達軸２４間の距離が離れていても動力伝達が行い易い。
上述した実施形態では、入力軸２２及び回転軸７５間に伝達軸２４が配置された構成について説明したが、この構成に限られない。入力軸２２及び回転軸７５間が中継機構２５を介して直接接続される構成でもよい。
上述した実施形態では、入力軸２２が軸受４６に一点で支持される構成について説明したが、この構成に限られない。入力軸２２は軸受に二点で支持される構成であってもよい。

上述した実施形態では、第１歯車６１及び出力軸２６によって外輪５２が挟み込まれる構成について説明したが、この構成に限られない。中継機構２５及び出力軸２６と、ワンウェイクラッチ２３と、の接続構造については適宜変更が可能である。
上述した実施形態では、モータジェネレータ４が機構収容部３２に対して径方向の外側に配置される構成について説明したが、この構成に限られない。モータジェネレータ４は、入力軸２２に対して径方向の外側に配置されていればよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。

１：動力システム
４：モータジェネレータ
１３：出力軸
２２：入力軸
２３：ワンウェイクラッチ
２５：中継機構
２６：出力軸
３２：機構収容部
５１：内輪
５２：外輪
６１：第１歯車
６２：第２歯車
７５：回転軸

Claims (7)

1. 内燃機関の駆動軸に接続される入力軸と、
   被駆動装置に動力伝達可能に接続される出力軸と、
   前記入力軸及び前記出力軸間を接続する伝達機構と、
   前記伝達機構を介して前記入力軸及び前記出力軸に接続される回転軸を有するモータジェネレータと、を備え、
   前記伝達機構は、
   前記回転軸及び前記出力軸間を接続する中継機構と、
   前記入力軸の一方向への駆動力を前記回転軸及び前記出力軸に前記中継機構を介して伝達するとともに、前記回転軸及び前記出力軸による前記入力軸を他方向へ回転させる駆動力を前記中継機構及び前記入力軸間で切断するワンウェイクラッチと、を備え、
   前記モータジェネレータは、前記入力軸の軸方向から見て、前記入力軸に対して前記軸方向に交差する径方向の外側に配置されている動力伝達ユニット。
2. 前記入力軸及び前記出力軸は、同軸上に配置されている請求項１に記載の動力伝達ユニット。
3. 前記伝達機構を収容する機構収容部を備え、
   前記ワンウェイクラッチは、
   内輪と、
   前記内輪の周囲を取り囲むとともに、前記出力軸が接続された外輪と、
   前記内輪の一方向への回転に伴い前記内輪及び前記外輪間を接続して前記内輪及び前記外輪を一体回転させるとともに、前記外輪の他方向への回転に伴い前記内輪及び前記外輪間の接続が解除されて前記外輪及び前記内輪を相対回転させる中間部材と、を備え、
   前記入力軸は、前記軸方向の中間部分において前記機構収容部に回転可能に支持され、
   前記入力軸は、前記機構収容部の外部において前記駆動軸に接続される一方、前記機構収容部の内部において前記内輪に接続されている請求項１又は請求項２に記載の動力伝達ユニット。
4. 前記中継機構は、
   前記外輪に固定された第１歯車と、
   前記第１歯車及び前記回転軸間に配置された第２歯車と、を備えている請求項３に記載の動力伝達ユニット。
5. 前記第１歯車は、前記外輪に対して前記軸方向の第１側に固定され、
   前記出力軸は、前記外輪に対して前記軸方向の第２側に固定されている請求項４に記載の動力伝達ユニット。
6. 前記伝達機構を収容する機構収容部を備え、
   前記モータジェネレータは、前記機構収容部に対して前記径方向の外側に配置されている請求項１又は請求項２に記載の動力伝達ユニット。
7. 請求項１又は請求項２に記載の動力伝達ユニットと、
   前記入力軸が接続された駆動軸を有する内燃機関と、
   前記出力軸が接続された被駆動軸を有する被駆動装置と、を備えている動力システム。

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