JP4239549B2

JP4239549B2 - Powertrain structure of hybrid electric vehicle

Info

Publication number: JP4239549B2
Application number: JP2002302064A
Authority: JP
Inventors: 育夫金子; 信秀志賀; 達雄木内
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: JP2004136743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトラック用などのハイブリッド電気自動車のパワートレイン構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックに適用されるパラレル方式のハイブリッド電気自動車は、生産台数が少ないため、できるだけ既存の部品を利用して、モータ装置をエンジンに組合わせた構造が採用される。
【０００３】
例えば走行用エンジンの後部に組付くクラッチ装置を、エンジン始動及び発電用モータと走行用および回生発電用のモータといった２つのモータとクラッチ機構とを組合わせた新たな装置にして、ハイブリッド化することが行われている（例えば引用文献１を参照）。
【０００４】
ところが、同構造は、クラッチ装置を含む多くの部分が、新たな構造となるために、コスト的に高価になる問題がある。
【０００５】
そこで、できるだけ変更部分が少なくてすむよう、動力取出し装置（パワーテイクオフ装置：以下、ＰＴＯ装置という）を備えた車両をハイブリッド化することが考えられる。
【０００６】
すなわち、ＰＴＯ装置を備えた車両のパワートレイン構造は、通常、図６に示されるようにエンジン１の後部にあるクラッチ装置２とその直後に配置される変速装置３との間に、ＰＴＯ装置４を介在させて、クラッチ装置２から出力される動力を、別途、外部出力部６ａから外部へ取出される構成である。
【０００７】
そのため、ＰＴＯを備えた車両をハイブリッド化する場合は、ＰＴＯ装置４に変えてモータ装置（図示しない）に変更すれば、ほとんどクラッチ装置２および変速装置３は共通ですみ、新たな部分が少なくてすむと考えられる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２３１１０７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、新たな問題が生じる。すなわち、ＰＴＯ装置４は、図６に示されるように動力取出しハウジング５内に動力取出し機構６を収納した構造なので、ハイブリッド化には、動力取出し機構６を収めた動力取出しハウジング５を、モータ装置であるモータ要素が内部に収めたモータハウジングと取り替えることになる。しかし、このときハウジングの種類が異なるために、クラッチハウジング７の前端から変速装置３の変速機ハウジング８の前端までの軸長さが変わる。このため、車体（図示しない）に対する変速装置３の搭載位置は変わり、ＰＴＯ装置４付の車両を前提として車体に定めていた既存のマウント位置が、ハイブリッド化によりずれてしまう。このずれを解消するには、車両に新たにマウントを設けるといった大きな変更が強いられ、かなりのコスト高が避けられない。
【００１０】
そこで、本発明は、車体の変速装置に対するマウント位置はそのまま保ちつつ、動力取出し装置付の車両が容易にハイブリッド化できるようにしたハイブリッド電気自動車のパワートレイン構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、変速装置へ駆動力を伝えるモータ装置、クラッチ出力軸から動力を取出す動力取出し装置が、そのモータハウジング、又は動力取出しハウジングを、クラッチハウジングと変速機ハウジングとで軸方向から挟持するとともに、モータハウジングと動力取出しハウジングの軸方向長さを共通として、クラッチ装置と変速装置との間に置き換え可能にする構成とした。
【００１２】
これにより、動力取出し装置付の車両をハイブリッド化しても、変速装置のマウント位置を定める要素となる変速機ハウジングの軸方向位置が、動力取出し装置付の車両のときと変わらないようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のハイブリッド電気自動車のパワートレイン構造において、前記モータ装置は、モータ要素としてステータとロータとステータコイルを備え、前記クラッチハウジングは、前記ステータコイルと対向するクラッチハウジング端壁に前記ステータコイルを退避する方向に形成する凹部を備える構成とし、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド電気自動車のパワートレイン構造において、前記モータハウジングは、前記変速機ハウジングに取付けられる当該モータハウジング端壁に形成されたシフトレール端部嵌挿用凹部と、当該シフトレール端部嵌挿用凹部に嵌挿され、且つ、前記モータハウジング端壁の端面よりも前記変速装置側に突設し、前記変速装置のシフトレールの端部を摺動自在に嵌挿する筒状のブッシュとを備える構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００１５】
図１は、図６に示される動力取出し装置（以下、ＰＴＯ装置という）が付いた自動車（車両）のパワートレインをハイブリッド化する構造を説明するための図、図２はハイブリッド化したパワートレインの断面図、図４はその一部を分解した図をそれぞれ示している。
【００１６】
ここで、図１中１はエンジン、２は同エンジン１の後部に組付くクラッチ装置、３は変速装置、４はＰＴＯ装置、３０は薄形のモータ装置を示している。
【００１７】
このうち、クラッチ装置２は、図２にも示されるようにエンジン１の本体後部端と直列に連結される例えば椀形状のクラッチハウジング７と、このクラッチハウジング７の内部に収容されるクラッチ機構、例えばエンジン１の出力軸１ａに有るフライホイール１ｂと接離してエンジン１からの動力の伝達を断続する乾式単板クラッチ１１と、この乾式単板クラッチ１１を駆動する自動制御用のアクチュエータ１２とを有してなる。
【００１８】
ＰＴＯ装置４は、横方向に張り出る偏平な動力取出しハウジング５内に、動力取出し機構６、例えば入力側の歯車１３と外部出力部６ａにつながる出力側の歯車１５との間を中継用の歯車１４で噛合わせた歯車列構造を収めてなる。
【００１９】
モータ装置３０は、図２にも示されるように例えば片側（一側）が開放し、反対側（他側）に端壁３１ａを有する略短椀状のモータハウジング３１を有し、このモータハウジング３１の内部にモータ要素、例えばモータハウジング３１の内周面に組付いたステータ３２、このステータ３２の内側に収まる環状のロータ３３、このロータ３３を支持する環状のロータシャフト３４を収めてなる。なお、３２ａはステータ３２に付いているステータコイルを示す。
【００２０】
変速装置３は、略筒状の変速機ハウジング８を有し、この変速機ハウジング８の内部に複数の変速段に切換え可能な変速機構１５を収めた構造が用いてある。具体的には、変速機構１５は、変速機ハウジング８の前部端から突き出るインプットシャフト１６（本願のクラッチ出力軸に相当）を有し、このインプットシャフト１６の後端部と変速機ハウジング８の後部端に有る動力出力部、例えばセンタブレーキ１７が付いた出力部１８との間に、常時噛合式の歯車変速機構１９を設けて構成される。詳しくは、歯車変速機構１９は、インプットシャフト１６の後部端から出力部１８までに設けたアウトプットシャフト２０、このアウトプットシャフト２０と並行に設置したカウンタシャフト２１、インプットシャフト１６の後端からカウンタシャフト２１へ回転を導く一対の歯車２２、ドライブシャフト２０とカウンタシャフト２１との間に設けた変速段毎のギヤ比で常時噛合う複数対の歯車２３を有する歯車機構と、インプットシャフト１６とアウトプットシャフト２０間や各歯車２３間の周速を同期させる同期機構、例えばシンクロスリーブ２４を有して構成される変速段毎の同期噛合機構２５と、この同期噛合機構２５を操作する操作機構、例えば変速機ハウジング８内に前後方向に沿って移動可能に設けたシフトレール２６を軸方向に移動させて同シフトレール２６に付いているシフトフォーク２６ａでシンクロスリーブ２４を操作して変速を行わせるシフトレール機構２７とを有して構成してある。なお、インプットシャフト後端とアウトプットシャフト前端とは、ベアリング２８を介して回転自在につながっている。但し、変速装置３には、例えば車両の運転状態に応じて自動的に変速を行う自動制御式が用いてある。
【００２１】
図２に示すパワートレインは、図６に示すＰＴＯ装置４付パワートレインのＰＴＯ装置４が有る部分を、図１に示されるようにモータ装置３０に置き換えることによってハイブリッド化したパワートレインを示す。
【００２２】
ここで、置き換えは、図６に示されるようなクラッチハウジング７と変速機ハウジング８との間に挟持されていた動力取出しハウジング５の代わりに、図２および図４に示されるようにモータ装置３０のモータハウジング３１を、開放部３１ｂがクラッチ装置２側に向き、端壁３１ａが変速装置３側に向く姿勢で、クラッチハウジング７と変速機ハウジング８との間に挟持させる。と共にＰＴＯ装置４を組付けるときと同様、モータハウジング３１の端壁３１ａに形成してある通孔部３１ｃを貫通させ、その前方へ突き出るインプットシャフト１６に、ロータシャフト３４、乾式単板クラッチ１１等を嵌めることより行われる。
【００２３】
そして、同等の置き換えを行うために、モータ装置３０の外郭をなすモータハウジング３１には、クラッチハウジング７と変速機ハウジング８との間に挟まれる部分の軸方向長さＷ１を、ＰＴＯ装置４の動力取出しハウジング５におけるクラッチハウジング７と変速機ハウジング８との間に挟まれる部分の軸方向長さＷ２と共通にしてある。具体的には、モータハウジング３１の軸方向長さＷ１を、動力取出しハウジング５の軸方向長さＷ２と同じかほぼ同じ寸法値に定めてある。
【００２４】
また内部のモータ要素にも、ロータ３３を薄形にモータハウジング３１内に組込める工夫、コイル３２ａを含むステータ３２が周囲の部品と干渉せずにクラッチハウジング７と変速機ハウジング８との間に組込める工夫が採用してある。前者には、片持ち支持構造でロータ３３をインプットシャフト１６上に組込む構造が用いてあり、後者にはシフトレール２６の支持やクラッチハウジング７の一部に工夫を施した構造が用いてあり、これらによって置き換えに際する内部機器での障害を回避して、共通の軸方向長さをもつハウジング同士による置き換えを成立させている。
【００２５】
これらの構造について説明する前に、変速装置３から突き出るインプットシャフト１６について説明すれば、同インプットシャフト１６には、ＰＴＯ装置４付のパワートレインで用いたのとほとんど同じシャフト部材が用いられている。すなわち、図２および図４に示されるようにインプットシャフト１６は、根元側、例えばアウトプットシャフト端から端壁３１ａを通りモータハウジング３１の中央までの部分が太径（大径部１６ｃ）で、それから乾式単板クラッチ１１のクラッチディスク１１ａと嵌まる前側の部分を根元側より細い径（細径部１６ａ）としたシャフト部材で形成してある。このインプットシャフト１６の後端部（変速装置３側）が、端壁３１ａに設けたベアリング３６ａを介して、モータハウジング３１に回転自在に支持させてある。また前側（クラッチ装置側）のシャフト部分の外周面には、軸方向に延びる複数条の溝部が形成されていて、前側のシャフト部分をスプライン部１６ａとしている。このスプライン部１６ａの先端側が、クラッチ装置２のアクチュエータ１２を貫通して、クラッチディスク１１ａの中心部に形成されている溝付き孔１１ｂに摺動自在に嵌挿してある。
【００２６】
このインプットシャフト１６に対してロータ３３が片持ち支持で組込んである（前者の構造）。同構造を説明すれば、図２および図４に示されるようにロータ３３を支持するロータシャフト３４は、モータハウジング３１内で、できるだけ大きく据付面積を確保するために、一端部がクラッチハウジング７の後部の端壁７ａと接近する地点に配置され、他端部がモータハウジング３１の端壁３１ａと接近する地点に配置される環状の本体部３５と、この本体部３５の一端部から同軸をなして突き出る筒状部、例えば薄肉の筒部分３６とを有して形成してある。そして、本体部３５の中心部に有る孔部３５ａと筒部分３６の孔部３６ａとがなす孔空間は、太径部１６ｃとスプライン部１６ａとの境界部分が嵌まる形状、すなわち孔部３６ａがスプライン部１６ａと嵌まる溝孔形状に形成、孔部３５ａが太径部１６ｃと嵌まる円径形状に形成してある。これにより、ロータシャフト３４は、クラッチ装置２側がスプライン部１６ａにスプライン嵌合され、反対側の変速装置３側が太径部１６ｃに嵌合、具体的には隙間嵌めされる。ロータ３３の片持ち支持は、このうちのクラッチハウジング７の通孔部７ｃを通る筒部分３６を、図３に示されるようにベアリング３７を介して、クラッチハウジング７の端壁７ａに回転自在に固定させることによって行っている。具体的には、ベアリング３７は、筒部分３６の外周面と本体部３５の端面とがなすＬ字形部分と、これと向き合うように通路部７ｃの内周面に形成してあるＬ字形部分とがなす環状のベアリング室に嵌挿される。このベアリング３７の内輪３７ａに、筒部分３６が嵌挿され、クラッチハウジング７に対してロータシャフト３４を回転自在に支持している。またロータシャフト３４の軸方向の動きは、ベアリング３７を挟むように配置した係止部材、例えば図３に示されるように筒部分３６の外周面から内輪３７ａのクラッチ装置側の端面に沿って突き出るスナップリング３８と、ベアリング３７の外輪３７ｂを位置決めるべくクラッチハウジング７の端壁７ａの外面に固定された環状のリテーナ３９とを用いた構造で規制してある。なお、３９ａはリテーナ３９を端壁７ａの外面に固定するボルトを示す。こうした構造により、ロータ３３およびロータシャフト３４は、片側だけがベアリング３７を介してクラッチハウジング７に支持されるという片持ちの支持で、インプットシャフト１６の同軸上に位置決め固定してある。これで、モータ装置３０が発生する駆動力が、インプットシャフト１６を通して変速装置３へ伝達されるようにしている。
【００２７】
一方、後者のシフトレール支持の工夫には、薄形のモータハウジング３１内に、モータ要素、具体的にはステータコイル３２ａが周囲の部品や部材と干渉せずに設置できるよう、モータハウジング３１の端壁３１ａの厚み寸法を抑える構造、つまり端壁３１がモータ要素の配置される空間領域へ張り出るのを抑える構造が用いてある。具体的には、図２および図４に示されるようにモータハウジング３１の端壁３１ａに形成してあるシフトレール２６の端部嵌挿用の凹部５０を浅い深さ、例えばステータコイル３２ａなどを圧迫せずにすむ浅い深さ寸法とし、この凹部５０内にその深さを補償する所定長さの筒状のブッシュ５１を嵌挿し、このブッシュ５１にシフトレール２６の端部（モータ装置側の端部）を摺動自在に嵌挿した構造を用いて、シフトレール２６の端部がブッシュ５１内で移動する構造としている。これにより、凹部５０の底壁がステータコイル３２ａと干渉するのを回避している。なお、この場合、シフトレール２６には、若干、全長の短い部品を用いるのが望ましい。
【００２８】
またクラッチハウジング７の一部で行われる工夫は、図２および図４に示されるようにクラッチハウジング７の端壁７ａを利用して、モータハウジング３１から前方（クラッチ装置２側）へ張り出すステータコイル３２ａをモータハウジング３１内に収める構造である。具体的には、図２および図３に示されるようにステータコイル３２ａと対向する端壁７ａ部分に、該ステータコイル３２ａから退避する方向（クラッチ装置２側）に凹んだ凹部４９をステータコイル３２ａ沿いに形成することによって、ステータコイル３２ａが端壁７ａと干渉するのを回避しつつモータハウジング３１内に収めている。なお、凹部４９を形成するに際し、インプットシャフト１６のスプライン部１６ａ（前部側）の直径を小さくして、筒部３６の外周面に嵌まるベアリング３７の直径を小さくし、ステータコイル３２ａと対向する端壁７ａの領域を広くすると、ステータコイル３２ａを避けるための凹部４９を形成し易い。
【００２９】
なお、図２において、５２はクラッチハウジング７に取付けられた給電用の高電圧コネクタ（スタータコイル３２ａにつながる部品）、５３はロータシャフト３４に取付けられたレゾルバ（回転センサ）、５４はモータハウジング３１に取付けられたセンサ出力用のコネクタ、５５はモータハウジング３１の周壁内部に形成された環状の冷却水路を示す。
【００３０】
かくして、ＰＴＯ装置４付の自動車をハイブリッド化するに際し、上記のように動力取出しハウジング５とモータハウジング３１の軸方向長さＷ１，Ｗ２を共通にしたことにより、ＰＴＯ装置４がモータ装置３０に置き換わっても、変速機ハウジング８の軸方向位置は、ＰＴＯ装置４が付いた自動車のときと変わらずにすむ。
【００３１】
したがって、クラッチ装置２、変速装置３のほとんどを共有する手法で、ハイブリッド化したパワートレインは、変速装置３のマウント位置が変わらずにすみ、変速機ハウジング８を変更したり、車体上のマウント位置を変更したりせずに、容易かつ合理的に取出し装置４付自動車とハイブリッド電気自動車との使い分けができる。
【００３２】
しかも、インプットシャフト１６上に組付くロータシャフト３４には、片側だけでのベアリング３７による支持、すなわち片持ち支持だけでクラッチハウジング７に固定される構造なので、ロータシャフト３４は軸長が抑えられて薄形化が図れ、制約された幅狭のモータハウジング３１内におけるロータ３３の組付けが容易に行える。そのうえ、モータハウジング３１は、凹部４９を形成したり、シフトレール２６の端部をブッシュ５１を介してモータハウジング３１に保持したりして、モータハウジング３１の内部に、他部品との干渉のおそれがない室を確保したことにより、ハイブリッド化によりモータ装置４のモータハウジング３１が、内部のモータ要素の軸長さよりも幅狭となっても、容易にモータ要素全体が組付けることができ、ＰＴＯ装置４付のパワートレインからのハイブリッド化が容易に進められる。
【００３３】
図５は本発明の第２の実施形態を示す。
【００３４】
本実施形態は、ロータシャフト３４の軸方向を規制する構造を変更した変形例を示す。
【００３５】
すなわち、本実施形態は、径寸法の違いがもたらすスプライン部１６ａと大径部１６ｃとの段差部分１６ｂを活用して、ロータシャフト３４の軸方向を規制するものである。具体的には、図５に示されるようにスナップリング３８による規制はそのままに、インプットシャフト１６の段差部分１６ｂを、ロータシャフト３４に形成してある孔部３６ａと孔部３５ａとがなす段差部分まで嵌める構造を用いて、ロータシャフト３４の軸方向の動きを規制しようとするものである。
【００３６】
この軸方向の規制構造は、第１の実施形態で用いたリテーナを用いずに、ロータシャフト３４の軸方向の規制ができる利点がある。
【００３７】
但し、図５において、上述した第１の実施形態と同じ部分には同一符号を附してその説明を省略した。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、動力取出し装置とモータ装置との置き換えで、動力取出し装置付の自動車とハイブリッド自動車を容易に使い分けることができる。しかも、動力取出しハウジングとモータハウジングの軸方向長さは共通なので、動力取出し装置付の車両をハイブリッド化して、動力取出し装置の変わりにモータ装置を置き換えても、変速機ハウジングの軸方向位置は、動力取出し装置付の車両のときと変わらずにすむので、変速装置の変速機ハウジングを変更したり、マウント位置を変更したりするような大きな変更をせずにすみ、ハイブリッド化に求められるコストの抑制ができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、ロータシャフトを、片持支持で、クラッチハウジングに支持させる構造によって、ロータシャフトの軸長を抑えることができ、ロータシャフトの薄形化により、動力取出し装置付の車両のハイブリッド化により幅寸法の制約が課せられるようになったモータハウジング内でも、容易にモータ要素を組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る動力取出し装置が付いた自動車のパワートレインをハイブリッド化するときの作業を説明する図。
【図２】同作業によってハイブリッド化されたハイブリッド電気自動車のパワートレインを示す一部断面とした側面図。
【図３】同パワートレインのロータシャフトの支持構造を示す断面図。
【図４】同ハイブリッド化されたパワートレインを一部分解した断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態の要部となるロータシャフトの支持構造を示す断面図。
【図６】動力取出し装置が付いた車両に搭載される動力取出し装置付のパワートレインを示す断面図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…クラッチ装置
３…変速装置
４…動力取出し装置
５…動力取出しハウジング
６…動力取出し機構
７…クラッチハウジング
８…変速機ハウジング
１１…乾式単板クラッチ（クラッチ機構）
１５…変速機構
１６…インプットシャフト（クラッチ出力軸）
３０…モータ装置
３１…モータハウジング
３２…ステータ
３２ａ…ステータコイル
３３…ロータ
３４…ロータシャフト
３７…ベアリング。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powertrain structure of a hybrid electric vehicle such as a truck.
[0002]
[Prior art]
Since the number of parallel hybrid electric vehicles applied to trucks is small, a structure in which a motor device is combined with an engine by using existing parts as much as possible is adopted.
[0003]
For example, the clutch device attached to the rear part of the traveling engine is hybridized with a new device that combines two motors such as an engine starting and power generation motor and a traveling and regenerative power generation motor and a clutch mechanism. (For example, see cited document 1).
[0004]
However, this structure has a problem that it becomes expensive in terms of cost because many parts including the clutch device become a new structure.
[0005]
In view of this, it is conceivable to hybridize a vehicle equipped with a power take-off device (power take-off device: hereinafter referred to as a PTO device) so that the number of parts to be changed is as small as possible.
[0006]
In other words, the powertrain structure of a vehicle equipped with a PTO device is usually a PTO device 4 between a clutch device 2 at the rear of the engine 1 and a transmission device 3 disposed immediately thereafter, as shown in FIG. The power output from the clutch device 2 is separately taken out from the external output unit 6a through the interposition.
[0007]
Therefore, when a vehicle equipped with a PTO is hybridized, the clutch device 2 and the transmission device 3 are almost common if the motor device (not shown) is changed to the PTO device 4, and there are few new parts. It is thought that it will be completed.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-231107
[Problems to be solved by the invention]
However, new problems arise. That is, since the PTO device 4 has a structure in which the power take-out mechanism 6 is housed in the power take-out housing 5 as shown in FIG. 6, for the hybridization, the power take-out housing 5 in which the power take-out mechanism 6 is housed is used as a motor device. The motor element is replaced with a motor housing housed inside. However, since the types of housings are different at this time, the shaft length from the front end of the clutch housing 7 to the front end of the transmission housing 8 of the transmission 3 changes. For this reason, the mounting position of the transmission 3 with respect to the vehicle body (not shown) is changed, and the existing mount position determined on the vehicle body on the premise of the vehicle with the PTO device 4 is shifted due to the hybridization. In order to eliminate this deviation, a large change such as providing a new mount on the vehicle is forced, and a considerable cost is unavoidable.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a powertrain structure for a hybrid electric vehicle that allows a vehicle with a power take-off device to be easily hybridized while maintaining the mounting position of the vehicle body with respect to the transmission.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a motor device that transmits driving force to a transmission, a power take-out device that takes power from a clutch output shaft, the motor housing, or the power take-out housing as a clutch housing. And the transmission housing in the axial direction, and the axial lengths of the motor housing and the power take-out housing are made common so that they can be replaced between the clutch device and the transmission.
[0012]
As a result, even if a vehicle with a power take-out device is hybridized, the axial position of the transmission housing, which is an element for determining the mount position of the transmission, is not different from that in a vehicle with a power take-out device.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the powertrain structure of the hybrid electric vehicle according to the first aspect, the motor device includes a stator, a rotor, and a stator coil as motor elements, and the clutch housing includes the stator coil and 3. The power train structure of the hybrid electric vehicle according to claim 1 or 2, wherein the opposing clutch housing end wall is provided with a recess formed in a direction for retracting the stator coil. The motor housing is fitted into the shift rail end fitting recessed portion formed in the motor housing end wall attached to the transmission housing, the shift rail end fitting recessed portion, and the motor Projecting from the end face of the housing end wall on the transmission side, the shift of the transmission The end of Lumpur was configured to include a slidably interpolating cylindrical bush.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS.
[0015]
FIG. 1 is a diagram for explaining a structure for hybridizing a power train of an automobile (vehicle) with the power take-off device (hereinafter referred to as a PTO device) shown in FIG. 6, and FIG. 2 is a diagram of the hybrid power train. Sectional drawing and FIG. 4 have each shown the figure which decomposed | disassembled some.
[0016]
In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a clutch device assembled to the rear portion of the engine 1, 3 is a transmission, 4 is a PTO device, and 30 is a thin motor device.
[0017]
Among these, the clutch device 2 includes, for example, a hook-shaped clutch housing 7 connected in series with the rear end of the main body of the engine 1 as shown in FIG. 2, and a clutch mechanism housed in the clutch housing 7. For example, a dry single plate clutch 11 that is connected to and disconnected from a flywheel 1b on the output shaft 1a of the engine 1 to intermittently transmit power from the engine 1 and an automatic control actuator 12 that drives the dry single plate clutch 11 are provided. Have.
[0018]
The PTO device 4 has a flat power take-out housing 5 protruding in the lateral direction, and a power take-off mechanism 6, for example, a gear for relaying between the input side gear 13 and the output side gear 15 connected to the external output unit 6a. The gear train structure meshed at 14 is housed.
[0019]
As shown in FIG. 2, the motor device 30 includes a motor housing 31 having a substantially short rod shape that is open on one side (one side) and has an end wall 31 a on the other side (the other side). A motor element, for example, a stator 32 assembled on the inner peripheral surface of the motor housing 31, an annular rotor 33 that fits inside the stator 32, and an annular rotor shaft 34 that supports the rotor 33 are housed inside 31. Reference numeral 32 a denotes a stator coil attached to the stator 32.
[0020]
The transmission 3 has a substantially cylindrical transmission housing 8 and uses a structure in which a transmission mechanism 15 that can be switched to a plurality of shift stages is housed in the transmission housing 8. Specifically, the transmission mechanism 15 has an input shaft 16 (corresponding to the clutch output shaft of the present application) protruding from the front end of the transmission housing 8, and the rear end portion of the input shaft 16 and the transmission housing 8 A constantly meshing gear transmission mechanism 19 is provided between a power output unit at the rear end, for example, an output unit 18 with a center brake 17. Specifically, the gear transmission mechanism 19 includes an output shaft 20 provided from the rear end of the input shaft 16 to the output unit 18, a counter shaft 21 installed in parallel with the output shaft 20, and a counter shaft 21 from the rear end of the input shaft 16. A gear mechanism having a pair of gears 22 that guide rotation to each other, a gear mechanism that is provided between the drive shaft 20 and the counter shaft 21 and that always has a plurality of pairs of gears 23 at a gear ratio for each gear, and the input shaft 16 and the output shaft 20. Synchronous mechanism for synchronizing the peripheral speed between the gears 23 and between the gears 23, for example, a synchronous meshing mechanism 25 for each gear stage having a synchro sleeve 24, and an operating mechanism for operating the synchronous meshing mechanism 25, for example, a transmission A shift rail 26 is provided in the housing 8 so as to be movable along the front-rear direction. Is moved by operating the synchro sleeve 24 by a shift fork 26a attached to the same shift rail 26 are constructed and a shift rail mechanism 27 to perform a shift to. The rear end of the input shaft and the front end of the output shaft are rotatably connected via a bearing 28. However, the transmission device 3 uses, for example, an automatic control type that automatically shifts according to the driving state of the vehicle.
[0021]
The power train shown in FIG. 2 shows a hybrid power train by replacing a portion where the PTO device 4 of the power train with the PTO device 4 shown in FIG. 6 is replaced with a motor device 30 as shown in FIG.
[0022]
Here, in the replacement, instead of the power take-out housing 5 sandwiched between the clutch housing 7 and the transmission housing 8 as shown in FIG. 6, the motor device 30 as shown in FIGS. 2 and 4. The motor housing 31 is sandwiched between the clutch housing 7 and the transmission housing 8 with the opening 31b facing the clutch device 2 and the end wall 31a facing the transmission 3. In the same manner as when assembling the PTO device 4, the through hole 31 c formed in the end wall 31 a of the motor housing 31 is penetrated, and the rotor shaft 34, the dry single-plate clutch 11, etc. It is done by fitting.
[0023]
In order to perform the equivalent replacement, the motor housing 31 that forms the outline of the motor device 30 has an axial length W1 of a portion sandwiched between the clutch housing 7 and the transmission housing 8, and the PTO device 4. The power take-out housing 5 has a common axial length W2 between the clutch housing 7 and the transmission housing 8. Specifically, the axial length W1 of the motor housing 31 is set to the same or substantially the same dimension value as the axial length W2 of the power take-out housing 5.
[0024]
In addition, the internal motor element can be incorporated into the motor housing 31 in a thin shape, and the stator 32 including the coil 32a can be interposed between the clutch housing 7 and the transmission housing 8 without interfering with surrounding components. A device that can be incorporated is adopted. The former uses a structure in which the rotor 33 is assembled on the input shaft 16 in a cantilevered support structure, and the latter uses a structure in which the shift rail 26 is supported or a part of the clutch housing 7 is devised. Thus, the obstacles in the internal devices during the replacement are avoided, and the replacement by the housings having the common axial length is established.
[0025]
Before describing these structures, the input shaft 16 protruding from the transmission 3 will be described. The same shaft member as that used in the power train with the PTO device 4 is used for the input shaft 16. . That is, as shown in FIGS. 2 and 4, the input shaft 16 has a large diameter (large diameter portion 16 c) at the root side, for example, a portion from the end of the output shaft to the center of the motor housing 31 through the end wall 31 a. The front part of the dry single-plate clutch 11 that fits with the clutch disk 11a is formed of a shaft member having a smaller diameter (smaller diameter part 16a) than the base side. The rear end portion (on the transmission 3 side) of the input shaft 16 is rotatably supported by the motor housing 31 via a bearing 36a provided on the end wall 31a. A plurality of grooves extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the front (clutch device side) shaft portion, and the front shaft portion serves as a spline portion 16a. The tip end side of the spline portion 16a passes through the actuator 12 of the clutch device 2 and is slidably fitted into a grooved hole 11b formed in the central portion of the clutch disk 11a.
[0026]
A rotor 33 is incorporated in a cantilever manner with respect to the input shaft 16 (the former structure). 2 and 4, the rotor shaft 34 that supports the rotor 33 has one end portion of the clutch housing 7 in order to secure a large installation area in the motor housing 31 as much as possible. An annular main body 35 is disposed at a point approaching the rear end wall 7 a and the other end is disposed at a point approaching the end wall 31 a of the motor housing 31, and is coaxial from one end of the main body 35. And has a cylindrical portion protruding, for example, a thin cylindrical portion 36. The hole space formed by the hole 35a in the center of the main body 35 and the hole 36a of the cylindrical portion 36 has a shape in which the boundary portion between the large diameter portion 16c and the spline portion 16a is fitted, that is, the hole 36a is formed. It is formed in a groove shape that fits with the spline portion 16a, and the hole portion 35a is formed in a circular shape that fits with the large diameter portion 16c. As a result, the rotor shaft 34 is spline-fitted to the spline portion 16a on the clutch device 2 side, and fitted to the large-diameter portion 16c on the opposite transmission device 3 side, specifically, a clearance fit. The cantilever support of the rotor 33 is such that the cylindrical portion 36 passing through the through hole portion 7c of the clutch housing 7 is rotatable to the end wall 7a of the clutch housing 7 via a bearing 37 as shown in FIG. It is done by fixing. Specifically, the bearing 37 includes an L-shaped portion formed by the outer peripheral surface of the cylindrical portion 36 and the end surface of the main body portion 35, and an L-shaped portion formed on the inner peripheral surface of the passage portion 7c so as to face the L-shaped portion. Is inserted into an annular bearing chamber. A cylindrical portion 36 is fitted into the inner ring 37 a of the bearing 37, and the rotor shaft 34 is rotatably supported with respect to the clutch housing 7. Further, the axial movement of the rotor shaft 34 protrudes from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 36 along the end surface on the clutch device side of the inner ring 37a as shown in FIG. In order to position the outer ring 37 b of the bearing 37, the snap ring 38 and the annular retainer 39 fixed to the outer surface of the end wall 7 a of the clutch housing 7 are regulated. In addition, 39a shows the volt | bolt which fixes the retainer 39 to the outer surface of the end wall 7a. With such a structure, the rotor 33 and the rotor shaft 34 are positioned and fixed on the same axis as the input shaft 16 with cantilever support in which only one side is supported by the clutch housing 7 via the bearing 37. Thus, the driving force generated by the motor device 30 is transmitted to the transmission device 3 through the input shaft 16.
[0027]
On the other hand, the latter shift rail support is devised so that the motor element, specifically, the stator coil 32a can be installed in the thin motor housing 31 without interfering with surrounding components and members. A structure that suppresses the thickness dimension of the end wall 31a, that is, a structure that suppresses the end wall 31 from protruding into a space region where the motor element is disposed is used. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 4, the recess 50 for inserting the end of the shift rail 26 formed in the end wall 31a of the motor housing 31 has a shallow depth, such as a stator coil 32a. A cylindrical bush 51 having a predetermined length that compensates for the depth is inserted into the recess 50, and the end of the shift rail 26 (on the motor device side) is inserted into the bush 51. The structure is such that the end of the shift rail 26 moves within the bush 51 using a structure in which the end) is slidably inserted. Thereby, it is avoided that the bottom wall of the recessed part 50 interferes with the stator coil 32a. In this case, it is desirable to use a slightly short part for the shift rail 26.
[0028]
Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the idea performed in a part of the clutch housing 7 is a stator that projects forward (from the clutch device 2 side) from the motor housing 31 using the end wall 7 a of the clutch housing 7. The coil 32a is housed in the motor housing 31. Specifically, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the end wall 7a facing the stator coil 32a is provided with a concave portion 49 that is recessed in the direction of retracting from the stator coil 32a (clutch device 2 side). By being formed along, the stator coil 32a is housed in the motor housing 31 while avoiding interference with the end wall 7a. When forming the recess 49, the diameter of the spline portion 16a (front side) of the input shaft 16 is reduced, and the diameter of the bearing 37 fitted to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 36 is reduced to face the stator coil 32a. If the region of the end wall 7a to be enlarged is widened, the concave portion 49 for avoiding the stator coil 32a is easily formed.
[0029]
In FIG. 2, 52 is a high-voltage connector for power supply (a component connected to the starter coil 32 a) attached to the clutch housing 7, 53 is a resolver (rotation sensor) attached to the rotor shaft 34, and 54 is a motor housing 31. Reference numeral 55 denotes a sensor output connector attached to, and an annular cooling water passage formed inside the peripheral wall of the motor housing 31.
[0030]
Thus, when the vehicle with the PTO device 4 is hybridized, the axial lengths W1 and W2 of the power take-out housing 5 and the motor housing 31 are made common as described above, whereby the PTO device 4 is replaced with the motor device 30. However, the position of the transmission housing 8 in the axial direction can be the same as that of the automobile with the PTO device 4.
[0031]
Therefore, a hybrid power train that shares most of the clutch device 2 and the transmission device 3 can be used without changing the mounting position of the transmission device 3, changing the transmission housing 8, or mounting position on the vehicle body. The vehicle with the take-out device 4 and the hybrid electric vehicle can be used properly and easily without changing the above.
[0032]
In addition, since the rotor shaft 34 assembled on the input shaft 16 is supported by the bearing 37 on one side only, that is, is fixed to the clutch housing 7 only by cantilever support, the axial length of the rotor shaft 34 is suppressed. The rotor 33 can be thinned and the rotor 33 can be easily assembled in the constrained narrow motor housing 31. In addition, the motor housing 31 may be formed with a recess 49 or the end of the shift rail 26 may be held by the motor housing 31 via the bush 51 to cause interference with other components inside the motor housing 31. As a result of securing a chamber free of any noise, even if the motor housing 31 of the motor device 4 becomes narrower than the axial length of the internal motor element due to hybridization, the entire motor element can be easily assembled. Hybridization from the power train with the device 4 can be easily advanced.
[0033]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
[0034]
The present embodiment shows a modification in which the structure for regulating the axial direction of the rotor shaft 34 is changed.
[0035]
That is, in the present embodiment, the axial direction of the rotor shaft 34 is regulated by utilizing the step portion 16b between the spline portion 16a and the large diameter portion 16c caused by the difference in diameter. Specifically, as shown in FIG. 5, the stepped portion 16b of the input shaft 16 is formed with the stepped portion 16b of the input shaft 16 formed by the hole 36a and the hole 35a while the restriction by the snap ring 38 is not changed. The structure in which the rotor shaft 34 is fitted is used to restrict the movement of the rotor shaft 34 in the axial direction.
[0036]
This axial restriction structure has an advantage that the axial direction of the rotor shaft 34 can be restricted without using the retainer used in the first embodiment.
[0037]
However, in FIG. 5, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0038]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, by replacing the power take-out device and the motor device, it is possible to easily use a vehicle with a power take-out device and a hybrid vehicle. Moreover, since the axial lengths of the power take-out housing and the motor housing are common, even if the vehicle with the power take-out device is hybridized and the motor device is replaced instead of the power take-out device, the axial position of the transmission housing is This eliminates the need for major changes such as changing the transmission housing of the transmission or changing the mounting position. Can be suppressed.
[0040]
According to the second aspect of the present invention, the axial length of the rotor shaft can be suppressed by a structure in which the rotor shaft is supported by the clutch housing by cantilever support, and the power take-out device can be achieved by thinning the rotor shaft. The motor element can be easily assembled even in the motor housing in which the limitation of the width dimension is imposed by the hybridization of the attached vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation when a power train of an automobile equipped with a power take-off device according to a first embodiment of the present invention is hybridized.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing a power train of a hybrid electric vehicle hybridized by the same operation.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a support structure of a rotor shaft of the power train.
FIG. 4 is a cross-sectional view in which the hybridized powertrain is partially disassembled.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a support structure of a rotor shaft which is a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a power train with a power take-off device mounted on a vehicle with a power take-out device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Clutch apparatus 3 ... Transmission 4 ... Power take-out device 5 ... Power take-out housing 6 ... Power take-out mechanism 7 ... Clutch housing 8 ... Transmission housing 11 ... Dry type single plate clutch (clutch mechanism)
15 ... Transmission mechanism 16 ... Input shaft (clutch output shaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Motor apparatus 31 ... Motor housing 32 ... Stator 32a ... Stator coil 33 ... Rotor 34 ... Rotor shaft 37 ... Bearing.

Claims

A clutch device having a clutch housing, a clutch mechanism that is housed in the clutch housing and interrupts power from the engine, and a clutch output shaft that outputs power from the clutch mechanism;
A transmission having a transmission housing, and a transmission mechanism that is housed in the transmission housing and inputs power from the clutch output shaft;
A motor device configured to house a motor element in a motor housing and capable of transmitting a driving force to the speed change mechanism, or a power take-out mechanism for taking out power in the power take-out housing is housed to take out power from the clutch output shaft. A possible power take-off device,
The motor housing or the power take-out housing is clamped between the clutch housing and the transmission housing from the axial direction, and the lengths in the axial direction of the motor housing and the power take-out housing are shared, and the clutch device and the transmission device are A hybrid electric vehicle powertrain structure characterized by being able to be replaced between.

The motor device includes a stator, a rotor, and a stator coil as motor elements,
The power train structure for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the clutch housing includes a recess formed in an end wall of the clutch housing facing the stator coil in a direction in which the stator coil is retracted.

The motor housing is fitted into a shift rail end fitting recess formed in an end wall of the motor housing attached to the transmission housing, and the shift rail end fitting recess is inserted into the motor housing. A cylindrical bush that protrudes from the end face of the end wall toward the transmission side and that is slidably fitted into the end of the shift rail of the transmission is provided. 2. A powertrain structure of the hybrid electric vehicle according to 2.