JP3250961B2 - 蓄圧式ハイブリッド車の動力伝達装置 - Google Patents

蓄圧式ハイブリッド車の動力伝達装置

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JP3250961B2 JP15248196A JP15248196A JP3250961B2 JP 3250961 B2 JP3250961 B2 JP 3250961B2 JP 15248196 A JP15248196 A JP 15248196A JP 15248196 A JP15248196 A JP 15248196A JP 3250961 B2 JP3250961 B2 JP 3250961B2
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    • F16D2500/1066—Hybrid
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達装置、特
に主入力部、副入力部、出力部及び切換部を有する動力
切換装置を介して車輪の制動トルクを蓄圧装置に蓄圧
し、制動時以外に蓄圧された圧力を利用する蓄圧式ハイ
ブリッド車の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄圧式ハイブリッド車は、車両の制動時
のトルクを発進時に利用するものであり、タイヤに連結
された油圧ポンプ／モータを有している。この蓄圧式ハ
イブリッド車では、制動時に油圧ポンプ／モータを制動
トルクで駆動し、これを油圧ポンプとして作用させるこ
とにより蓄圧する。そして、車両の発進時に、制動時に
蓄圧されたエネルギを利用して油圧ポンプ／モータを回
転させ、これを油圧モータとして作用させる。この油圧
モータの駆動力は、タイヤを駆動する際の補助駆動力と
して用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のような蓄圧式ハ
イブリッド車においては、通常の走行時にも油圧ポンプ
／モータが駆動されるため、油圧ポンプ／モータが走行
時の負荷となる。そこで、油圧ポンプ／モータとタイヤ
との間に、動力を伝達あるいは遮断するためのクラッチ
装置を設けることが考えられる。このようなクラッチ装
置としては、一般的には電磁クラッチ等が考えられる
が、電磁クラッチは重量が重く、しかも高価であるので
適切ではない。特にバス等の大型車両に用いられる場合
には、制動トルクが非常に大きいので、このような大き
なトルクを伝達可能なクラッチ装置を軽量でかつ安価に
実現することは非常に困難である。
【０００４】また、車輪と油圧ポンプ／モータとの間
に、ギヤの噛み合い及び噛み合い解除を行うことができ
る動力切換装置を設けてクラッチ装置として利用し、動
力の伝達及び遮断をすることが考えられる。この場合
は、ギヤの噛み合いによって直接的にトルクが伝達され
るため、クラッチ装置としては比較的小型化が可能にな
る。しかし、通常走行時はギヤの噛み合いを解除してお
き、走行途中で制動を開始した際にギヤを噛み合わせる
必要があり、噛み合い時のショックが発生したり、ある
いは噛み合いがスムーズに行えないという問題が生じ
る。
【０００５】本発明の課題は、蓄圧式ハイブリッド車に
おいて、軽量かつ安価なクラッチ装置によって走行時の
負荷を軽減できるようにすることにある。本発明の別の
課題は、蓄圧式ハイブリッド車において車輪と蓄圧装置
との間に動力切換装置を設ける場合に、スムーズに動力
の切換が行えるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る動力伝達
装置は、主入力部と副入力部と出力部と主入力部及び副
入力部のいずれか一方を出力部に連結する切換部とを有
する動力切換装置を介して車輪の制動トルクを蓄圧装置
に蓄圧し、制動時以外に蓄圧された圧力を利用する蓄圧
式ハイブリッド車に用いられるものであり、駆動軸とク
ラッチ装置とを備えている。駆動軸は、一端が車輪側の
部材に連結されるとともに、他端が動力切換装置の主入
力部に連結される。クラッチ装置は、駆動軸と動力切換
装置の副入力部との間に設けられている。そしてクラッ
チ装置は、動力伝達部材と、クラッチディスク組立体
と、押圧機構と、レリーズ機構とを備えている。動力伝
達部材は、一端が動力切換装置の副入力部に連結される
軸部と、軸部の他端に設けられ摩擦面を有する円板状の
フランジ部とを有している。クラッチディスク組立体
は、駆動軸の外径に対する比が３〜５である外径を有し
動力伝達部材の摩擦面に圧接される摩擦部材を含み、内
周部が駆動軸に連結される。押圧機構は摩擦部材を動力
伝達部材の摩擦面に押圧する。レリーズ機構は押圧機構
の押圧を制御する。
【０００７】この装置では、制動時の初期状態において
は、動力切換装置において、副入力部と出力部とが連結
される。そして、クラッチ装置を介して副入力部に動力
が伝達される。これにより、動力切換装置の主入力部、
副入力部及び出力部の回転が同期する。この状態で、動
力切換装置において、主入力部と出力部とが連結され
る。これにより、制動トルクは、クラッチ装置を介する
ことなく、動力切換装置の主入力部及び出力部を介して
蓄圧装置に直接伝達される。このようにして、制動トル
クが圧力として蓄圧装置に蓄積される。
【０００８】通常走行時は、動力切換装置において副入
力部と出力部とが連結され、またクラッチ装置は動力遮
断状態にしておく。これにより、通常走行時において
は、蓄圧装置は負荷にならない。次に発進時等において
は、動力切換装置において主入力部と出力部とが連結さ
れる。これにより、制動時に蓄圧されたエネルギを発進
時の駆動の補助として利用できる。
【０００９】ここでは、クラッチ装置は、制動時におい
て動力伝達装置の主入力部と出力部の回転が同期するま
でトルクを伝達するが、その後のトルク伝達は主入力部
と出力部とが連結され、クラッチ装置を介することなく
直接にトルクが車輪側から蓄圧装置側に伝達される。し
たがって、クラッチ装置のトルク伝達容量は小さくても
よく、駆動軸の外径に対する摩擦部材の外径の比が３〜
５であっても、十分にその機能を果たす。このため、ク
ラッチ装置を軽量かつ安価に構成することができる。ま
た、このクラッチ装置を用いることにより、クラッチ装
置、副入力部及び切換部を動力切換装置のシンクロ装置
として機能させることができ、動力切換装置での切換時
のショックを少なくできる。
【００１０】さらに、このようなクラッチ装置は、自動
車用の乾式クラッチ装置を流用でき、クラッチ装置をよ
り安価に実現できる。請求項２に係る動力伝達装置は、
請求項１の装置において、押圧機構はプレッシャープレ
ートと付勢部材とクラッチカバーとを有している。プレ
ッシャープレートはクラッチディスク組立体の摩擦部材
を挟んで動力伝達部材の摩擦面と対向して配置されてい
る。付勢部材はプレッシャープレートを回転部材側に付
勢する。クラッチカバーは、プレッシャープレート及び
付勢部材を覆うように動力伝達部材のフランジ部に固定
されるとともに、付勢部材を支持し、プレッシャープレ
ートを相対回転不能にかつ軸方向に移動自在に支持す
る。
【００１１】このような構成の押圧機構は、比較的安価
な自動車用の乾式クラッチカバー組立体によって実現で
きる。請求項３に係る動力伝達装置は、請求項２の装置
において、レリーズ機構はスプリングと圧力装置とを有
している。スプリングは付勢部材のプレッシャープレー
トに対する付勢を解除する方向にレリーズ力を作用させ
る。圧力装置はスプリングの力に抗して付勢部材のプレ
ッシャープレートに対する付勢を許容するようにレリー
ズ力を作用させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に蓄圧式ハイブリッド車の模
式図を示す。この蓄圧式ハイブリッド車は、エンジン１
とタイヤ２との間にアクスル３が設けられており、この
アクスル３に動力伝達装置４及び動力切換装置５を介し
て蓄圧装置としての油圧ポンプ／モータ６が接続されて
いる。
【００１３】動力伝達装置４は、一端がアクスル３に接
続された駆動軸１０と、駆動軸１０と動力切換装置５と
の間に設けられたクラッチ装置１１とを有している。動
力切換装置５は、駆動軸１０の他端が連結された主入力
部２１と、クラッチ装置１１の出力側端に連結された副
入力部２２と、油圧ポンプ／モータ５の入力部（出力部
でもある）に連結された出力部２３と、主入力部２１及
び副入力部２２を選択的に出力部２３に連結し動力を伝
達する切換部２４とを有している。
【００１４】クラッチ装置１１は、図２に詳細に示すよ
うに、動力伝達部材３０と、クラッチディスク組立体３
１と、クラッチディスク組立体３１を動力伝達部材３０
側に押圧する押圧機構としてのクラッチカバー組立体３
２と、クラッチカバー組立体３２の押圧を制御するレリ
ーズ機構３３と、これらを収納するハウジング３４とを
有している。
【００１５】動力伝達部材３０は、軸受３５により駆動
軸１０に回転自在に支持された筒状の軸部３０ａと、軸
部３０ａの一端部に形成され半径方向に延びる円板状の
フランジ部３０ｂとを有している。軸部３０ａの他端部
は、動力切換装置５内に延びており、副入力部２２に連
結されている。またフランジ部３０ｂには摩擦面３０ｃ
が形成されている。
【００１６】クラッチディスク組立体３１は、駆動軸１
０のスプライン部１０ａに内周部がスプライン係合する
ボス部３６と、ボス部３６にリベット３７により固定さ
れたリング状のプレート３８と、プレート３８の外周部
にリベット３９により固定された摩擦部材４０とを有し
ている。摩擦部材４０は、動力伝達部材３０の摩擦面３
０ｃに圧接可能である。
【００１７】クラッチカバー組立体３２は、プレッシャ
ープレート４１とダイヤフラムスプリング４２とこれら
を覆うクラッチカバー４３とを有している。プレッシャ
ープレート４１は、リング状の部材であり、クラッチデ
ィスク３１の摩擦部材４０を挟んで動力伝達部材３０の
摩擦面３０ｃと対向するように配置されている。ダイヤ
フラムスプリング４２は、外周部にリング状の押圧部４
２ａを有するとともに、その内周部にレバー部４２ｂを
有している。そして、スタッドピン４５及び２つのワイ
ヤリング４６を介してクラッチカバー４３に支持されて
いる。クラッチカバー４３は外周部がボルト４７によっ
て動力伝達部材３０のフランジ部外周に固定されてい
る。なお、プレッシャープレート４１は、図示しないス
トラッププレートによって、クラッチカバー４３に相対
回転不能にかつ軸方向に所定の範囲で移動可能に固定さ
れている。
【００１８】このようなクラッチディスク組立体３１及
びクラッチカバー組立体３２は自動車用の乾式クラッチ
装置が流用できる。しかし、クラッチディスク組立体３
１の摩擦部材４０の外径は、駆動軸１０の外径に対して
通常の自動車用の乾式クラッチ装置よりも小さい。通常
の自動車用の乾式クラッチ装置では、ドライブシャフト
（本実施形態の駆動軸１０に対応）の外径に対して、摩
擦部材の外径は９倍程度のものが使用される。これは、
自動車用エンジンの最大トルクに対して所定の安全率を
考慮して摩擦部材の外径が設定されるからである。
【００１９】これに対して本実施形態の摩擦部材４０の
外径は、駆動軸１０の外径（具体的には駆動軸１０の最
も小径の部分）に対して３〜５倍となるように、すなわ
ち、 （摩擦部材外径）／（駆動軸外径）＝３〜５ となるように設定されており、通常の自動車用の乾式ク
ラッチ装置に比較して小サイズの摩擦部材が使用され
る。これは、本実施形態の摩擦部材４０が、後述するよ
うに、動力切換装置５の主入力部２１と出力部２３の回
転が同期するまでしか動力伝達する必要がないからであ
る。
【００２０】レリーズ機構３３は、ダイヤフラムスプリ
ング４２のレバー部４２ｂ先端を押圧する筒状の押圧部
材５０と、押圧部材５０の外周部に装着されたレリーズ
軸受５１と、レリーズ軸受５１の外周部に支持されたピ
ストン５２と、ピストン５２を付勢するスプリング５３
とを有している。ピストン５２はハウジング３４ととも
に空圧室５４を形成しており、ハウジング３４に対して
軸方向に移動自在である。また、空圧室５４には作動空
圧が孔５５を介して供給される。スプリング５３はピス
トン５２を動力伝達部材３０側に付勢しており、これに
より、空圧室５４に作動空圧が供給されない場合は、押
圧部材５０がダイヤフラムスプリング４２のレバー部４
２ｂを押し、プレッシャープレート４１による摩擦部材
４０の動力伝達部材３０への圧接が解除されている。
【００２１】なお、駆動軸１０は軸受５６によりハウジ
ング３４に回転自在に支持されている。次に動作につい
て説明する。通常走行時は、エンジン１からの動力はア
クスル３を介してタイヤ２に伝達されている。このと
き、クラッチ装置１１においては、空圧室５４に作動空
圧が供給されておらず、従って前述のようにプレッシャ
ープレート４１の摩擦部材４０に対する圧接は解除され
ている。このためクラッチはレリーズ状態である。ま
た、動力切換装置５においては、副入力部２２と出力部
２３とが接続されている。
【００２２】このような状態では、駆動軸１０の回転は
油圧ポンプ／モータ６に伝達されず、したがって油圧ポ
ンプ／モータ６がエンジンの負荷になることはない。次
に制動がかけられると、同時にレリーズ機構３３の空圧
室５４に作動空圧が供給される。すると、ピストン５２
がスプリング５３の付勢力に抗してアクスル側に移動す
る。これに伴って押圧部材５０もアクスル側に移動し、
ダイヤフラムスプリング４２の外周端がプレッシャープ
レート４１を動力伝達部材３０側に押圧する。これによ
り摩擦部材４０は動力伝達部材３０とプレッシャープレ
ート４１との間で圧接され、クラッチエンゲージ状態と
なる。また、動力切換装置５では、当初は副入力部２２
と出力部２３とが接続されている。
【００２３】このような状態では、駆動軸１０にかかる
制動トルクがクラッチ装置１１を介して動力切換装置５
に伝達され、さらに副入力部２２及び出力部２３を介し
て油圧ポンプ／モータ６に伝達される。クラッチ装置１
１がエンゲージされた後は、動力切換装置５において、
駆動軸１０に固定された主入力部２１も副入力部２２及
び出力部２３と同様の回転数で回転している。すなわち
各部の回転が同期している。この状態で動力切換装置５
において動力伝達経路を、副入力部２２→出力部２３か
ら、主入力部２１→出力部２３に切り換える。ここで
は、制動トルクは、主入力部２１から出力部２３を介し
て油圧ポンプ／モータ６に伝達され、油圧ポンプ／モー
タ６がポンプとして作用し、制動トルクが圧力として蓄
えられる。このとき、クラッチ装置１１は動力伝達には
寄与しない。
【００２４】次に車両の発進時には、動力切換装置５に
おいて、動力伝達経路を直接伝達とする。すなわち、出
力部２３と主入力部２１とが接続されるように切り換え
る。そして、制動時に油圧ポンプ／モータ６に蓄えた圧
力を補助動力として使用する。この場合、油圧ポンプ／
モータ６は油圧モータとして作用し、その動力は、動力
切換装置５を介して直接に駆動軸１０に伝達され、さら
にアクスル３を介してタイヤ２に伝達される。この場合
においてもクラッチ装置１１は動力伝達には寄与しな
い。
【００２５】このような実施形態では、クラッチ装置１
１は、動力切換装置５において入出力部の回転を同期す
るためにのみ用いられるので、小容量のクラッチトルク
を有するもので良く、小型化が可能である。また、クラ
ッチ装置として自動車用に用いられている乾式クラッチ
を流用できるので、安価になる。また、動力切換時にお
いて、クラッチ装置１１によって動力切換装置５の入出
力部の回転を同期させておき、その後に切換を行うの
で、切換時のショックが少なく、またスムーズな切換を
行うことができる。
【００２６】〔他の実施形態〕前記実施形態のクラッチ
ディスク組立体３１はダンパー機構を備えていないリジ
ットタイプのものであったが、トーションスプリングや
ヒステリシストルク発生機構を含むダンパー機構を有す
るクラッチディスクを用いても良い。また、クラッチデ
ィスクやクラッチカバーは、前記実施形態の構成に限定
されるものではなく、種々のタイプの自動車用の乾式ク
ラッチ装置を流用して安価に実現できる
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、比較的小
サイズの摩擦部材を用いて動力伝達装置を構成できるの
で、装置全体を小型化できるとともに安価に構成でき
る。さらに、クラッチ装置を用いて動力切換装置の入出
力を同期させた後に主入力部と出力部とを連結するの
で、切換時のショックが少なく、スムーズに切換を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態が採用された蓄圧式ハイブリ
ッド車の模式図。
【図２】前記実施形態のクラッチ装置の断面構成図。
【符号の説明】 ２ タイヤ ４ 動力伝達装置 ５ 動力切換装置 ６ 油圧ポンプ／モータ １０ 駆動軸 １１ クラッチ装置 ２１ 主入力部 ２２ 副入力部 ２３ 出力部 ２４ 切換部 ３０ 動力伝達部材 ３０ａ 軸部 ３０ｂ フランジ部 ３０ｃ 摩擦面 ３１ クラッチディスク組立体 ３２ クラッチカバー組立体 ３３ レリーズ機構 ４１ プレッシャープレート ４２ ダイヤフラムスプリング ４３ クラッチカバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｄ 13/46 Ｆ１６Ｄ 13/46 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 25/00 - 25/14 B60K 17/02 B60K 17/04 B60K 25/00 B60T 1/10 F16D 11/00 - 23/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主入力部と副入力部と出力部と前記主入力
    部及び副入力部のいずれか一方を出力部に連結する切換
    部とを有する動力切換装置を介して車輪の制動トルクを
    蓄圧装置に蓄圧し、制動時以外に前記蓄圧された圧力を
    利用する蓄圧式ハイブリッド車の動力伝達装置であっ
    て、 一端が前記車輪側の部材に連結されるとともに、他端が
    前記動力切換装置の主入力部に連結される駆動軸と、 前記駆動軸と前記動力切換装置の副入力部との間に設け
    られたクラッチ装置とを備え、 前記クラッチ装置は、 一端が前記動力切換装置の副入力部に連結される軸部
    と、前記軸部の他端に設けられ摩擦面を有する円板状の
    フランジ部とを有する動力伝達部材と、 前記駆動軸の外径に対する比が３〜５である外径を有し
    前記動力伝達部材の摩擦面に圧接される摩擦部材を含
    み、内周部が前記駆動軸に連結されるクラッチディスク
    組立体と、 前記摩擦部材を前記動力伝達部材の摩擦面に押圧するた
    めの押圧機構と、 前記押圧機構の押圧を制御するレリーズ機構と、を備え
    た蓄圧式ハイブリッド車のクラッチ装置。
  2. 【請求項２】前記押圧機構は、 前記摩擦部材を挟んで前記動力伝達部材の摩擦面と対向
    して配置されたプレッシャープレートと、 前記プレッシャープレートを前記動力伝達部材側に付勢
    する付勢部材と、 前記プレッシャープレート及び付勢部材を覆うように前
    記動力伝達部材のフランジ部に固定されるとともに、前
    記付勢部材を支持し、前記プレッシャープレートを相対
    回転不能にかつ軸方向に移動自在に支持するクラッチカ
    バーとを有している、請求項１に記載の蓄圧式ハイブリ
    ッド車の動力伝達装置。
  3. 【請求項３】前記レリーズ機構は、 前記付勢部材の前記プレッシャープレートに対する付勢
    を解除する方向にレリーズ力を作用させるためのスプリ
    ングと、 前記スプリングの力に抗して前記付勢部材の前記プレッ
    シャープレートに対する付勢を許容するようにレリーズ
    力を作用させる圧力装置とを有している、請求項２に記
    載の蓄圧式ハイブリッド車の動力伝達装置。
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