JP5605710B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの動力を変速機に伝達する動力伝達装置に関し、特にモータジェネレータおよびクラッチを備えた動力伝達装置に関する。
従来、モータジェネレータおよびクラッチを備え、クラッチを作動させることによりエンジンの動力またはモータジェネレータの動力を変速機に伝達する、ハイブリッド車両用の動力伝達装置が知られている。特許文献１に記載された動力伝達装置では、モータジェネレータのロータの径方向内側に形成した空間にクラッチを配置することにより、動力伝達装置の軸方向の体格の小型化を図っている。
ところで、特許文献１の動力伝達装置では、エンジンの出力軸に接続されるフライホイールとクラッチとの間に弾性変形可能なダンパを設け、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとを連結するときの衝撃を吸収している。また、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとが連結されているときには、ダンパがエンジンのトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機側に伝達されるのを抑制している。
特許文献１の動力伝達装置では、ダンパは、ロータの内壁の径方向内側、すなわちロータシャフトの回転軸に比較的近い位置に設けられている。つまり、ダンパは、エンジンの出力軸、フライホイールおよびロータシャフトの回転軸から近い位置でフライホイールとクラッチとを接続している。そのため、ダンパによる、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果は小さいと考えられる。ここで、ダンパの設置位置を変えることなく、前記効果を向上させる場合、あるいは、ダンパの耐荷重性能および耐衝撃性を向上させる場合、ダンパを大型にする必要がある。その結果、ダンパの大型化に伴い、動力伝達装置の体格の大型化を招くおそれがある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格が小さく、クラッチ連結時の衝撃およびエンジンのトルク変動を吸収する効果が高い動力伝達装置を提供することにある。
請求項１に記載の発明は、エンジンの駆動力を変速機に伝達するための動力伝達装置であって、ハウジングとモータジェネレータとフライホイールとクラッチとダンパとを備える。モータジェネレータは、ステータ、ロータおよびロータシャフトを有している。ステータは、筒状に形成され、ハウジングに収容および固定されている。また、ステータには巻線が巻回されている。ロータは、筒状に形成され、ステータの内側に回転可能に設けられている。ロータシャフトは、ロータの内壁に嵌合するとともにハウジングに回転可能に支持され、変速機の入力軸に接続される。フライホイールは、エンジンの出力軸に接続される。クラッチは、フライホイールとロータシャフトとの間に設けられる。クラッチは、ドラムおよび摩擦係合要素を有し、当該摩擦係合要素を係合させることによりフライホイールとロータシャフトとを連結可能である。これにより、エンジンの出力軸から出力される駆動力を、ロータシャフトを経由して変速機に伝達することができる。ダンパは、フライホイールとクラッチとを接続し弾性変形可能である。ダンパは、弾性変形することによって、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとが連結されているときには、ダンパがエンジンのトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機側に伝達されることが抑制される。なお、ここでいうダンパは、変位により決定する力（ばね力など）、または、変位速度により決定する力（減衰力）のどちらか、あるいは両方を発生するものとする。
ロータシャフトは、外壁がロータの内壁に嵌合する第１筒部、第１筒部の径方向内側に位置する第２筒部、および、第１筒部と第２筒部との間に形成される筒状の収容空間を有している。ドラムは、軸方向の少なくとも一部が収容空間に位置し内壁に摩擦係合要素が接続する筒部を有し、筒部のエンジン側の端部から径方向外側に延びる部位がダンパに接続している。
そして、本発明では、ダンパは、ロータの内壁よりも径方向外側、かつ、巻線の端部の内側に設けられている。つまり、本発明では、ダンパは、エンジンの出力軸、フライホイールおよびロータシャフトの回転軸から径方向に所定の距離離れた位置でフライホイールとクラッチとを接続している。この構成により、ダンパによる、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
そして、本発明では、ダンパは、ロータの内壁よりも径方向外側、かつ、巻線の端部の内側に設けられている。つまり、本発明では、ダンパは、エンジンの出力軸、フライホイールおよびロータシャフトの回転軸から径方向に所定の距離離れた位置でフライホイールとクラッチとを接続している。この構成により、ダンパによる、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
また、本発明では、ダンパがロータシャフト等の回転軸から径方向に所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパの耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパを小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
ところで、ダンパによりエンジンの出力軸側と変速機の入力軸側とを接続する構成では、エンジンのトルク変動によりダンパの弾性と変速機の回転系の質量とがねじり共振を起こす場合がある。よって、この構成では、ねじり共振によりエンジンのトルク変動が増幅されてサージング現象（振動）が発生したり、ギアやスプラインの噛合部に歯打ち音（騒音）が発生したりすることが懸念される。本発明では、クラッチにより、モータジェネレータのロータおよびロータシャフトとフライホイールとが連結された状態では、フライホイールとロータとによりデュアルマスフライホイールが構成される。これにより、上述の振動および騒音を効果的に抑制することができる。
また、本発明では、モータジェネレータの駆動力のみを変速機に伝達する場合、クラッチにより、モータジェネレータのロータおよびロータシャフトとフライホイールとを、連結が解除された状態、すなわち非連結の状態にすれば、モータジェネレータ回転時の慣性マスを小さくすることができる。したがって、モータジェネレータの応答性を向上することができる。
請求項２に記載の発明では、ダンパは、前記ロータの外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパを、ステータに巻回された巻線の端部、すなわちコイルエンドの内側に配置することができる。これにより、ダンパと巻線との干渉を抑制できるとともに、ダンパとコイルエンドとをステータの軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
請求項３に記載の発明では、ロータシャフトには、ロータの径方向内側に筒状の収容空間が形成されている。そして、クラッチの少なくとも一部は、前記収容空間に収容されている。すなわち、クラッチとロータとは、ロータの軸方向において一部オーバーラップして配置されている。これにより、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
また、本発明では、例えば摩擦係合要素等クラッチの一部を前記収容空間に収容する場合、摩擦係合要素を大きくしても動力伝達装置の軸方向の大型化を招くことがない。よって、摩擦係合要素を例えば複数の摩擦板で構成する場合、摩擦板の枚数を増やすことにより、各摩擦板からの発熱量を低減することができる。これにより、動力伝達装置の大型化を招くことなく、クラッチの異常加熱を防止することができる。
請求項４に記載の発明では、ロータシャフトには、クラッチの摩擦係合要素を係合させるための作動油が流れる油路が形成されている。そのため、作動油を変速機側から前記油路に容易に導入することができる。これにより、変速機を作動させるために変速機に供給される作動油を、クラッチの作動油として流用することが容易になる。よって、クラッチを作動させるための新たな油圧回路を形成する必要がなく、コストを低減することができる。
請求項５に記載の発明および請求項６に記載の発明は、ダンパの構成をより具体的に例示するものである。
請求項５に記載の発明では、ダンパは、コイルスプリングにより形成されている。本発明では、コイルスプリングの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。また、本発明では、コイルスプリングを構成する線材の材料、太さおよび巻数等を適宜変更することにより、ダンパの特性を任意に調整することができる。
請求項６に記載の発明では、ダンパは、ゴムにより形成されている。本発明では、ゴムの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。
なお、上記において「筒状」とは、例えば「中空円筒状」を意味し、概ね円筒状（略円筒状）であることも含むものとする。
請求項５に記載の発明では、ダンパは、コイルスプリングにより形成されている。本発明では、コイルスプリングの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。また、本発明では、コイルスプリングを構成する線材の材料、太さおよび巻数等を適宜変更することにより、ダンパの特性を任意に調整することができる。
請求項６に記載の発明では、ダンパは、ゴムにより形成されている。本発明では、ゴムの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。
なお、上記において「筒状」とは、例えば「中空円筒状」を意味し、概ね円筒状（略円筒状）であることも含むものとする。
以下、本発明の複数の実施形態による動力伝達装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による動力伝達装置を図１および２に示す。
動力伝達装置１は、例えばエンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。本実施形態では、動力伝達装置１は、駆動源としてのモータ（モータジェネレータ）を含む。
本発明の第１実施形態による動力伝達装置を図１および２に示す。
動力伝達装置１は、例えばエンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。本実施形態では、動力伝達装置１は、駆動源としてのモータ（モータジェネレータ）を含む。
図１に示すように、動力伝達装置１は、車両のエンジン１１と変速機１２との間に設置される。動力伝達装置１は、第１の駆動源としてのエンジン１１から出力される駆動力を変速機１２に伝達する。変速機１２に伝達された駆動力は、変速機１２の変速機構により減速または増速され、差動装置としてのデフ１３を経由して車軸１４に伝達される。これにより、車輪１５が回転し、車両が走行する。なお、本実施形態では、変速機１２は、無段階変速機（ＣＶＴ）である。変速機１２の変速機構は、ポンプ１６から供給される作動油によって作動する。
また、動力伝達装置１は、第２の駆動源としてのモータジェネレータ３０を備えている。モータジェネレータ３０の駆動力を変速機１２に伝達することにより、モータジェネレータ３０の駆動力による車両の走行が可能である。また、エンジン１１の駆動力により車両を走行させているとき、モータジェネレータ３０の駆動力を走行のための補助力として用いることもできる。
さらに、本実施形態では、車輪１５の回転力を、車軸１４、デフ１３および変速機１２を経由してモータジェネレータ３０に伝達することで、モータジェネレータ３０による発電が可能である。すなわち、モータジェネレータ３０は、所謂回生ブレーキ制御により発電する。モータジェネレータ３０の発電による電力は、バッテリ１７に蓄積され、モータジェネレータ３０の駆動、ならびに、その他装置および機器類の作動のために利用される。モータジェネレータ３０は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。ＥＣＵは、車両に取り付けられたセンサ類からの情報等に基づき、車両に搭載された装置および機器類を制御する。モータジェネレータ３０の詳細な構成等については、後に詳述する。
図２に示すように、動力伝達装置１は、ハウジング２０、モータジェネレータ３０、フライホイール４０、クラッチ５０およびダンパ６０等を備えている。
ハウジング２０は、例えば金属により筒状に形成されている。ハウジング２０は、一方の端部がエンジン１１のエンジンハウジング１１１に接続され、他方の端部が変速機１２の変速機ハウジング１２１に接続される。ハウジング２０は、中空円筒状の筒部２１、および、当該筒部２１の内壁から径方向内側へ延びる円板状の支持部２２を有している。支持部２２の中央には、挿通穴２２１が形成されている。支持部２２には、挿通穴２２１の縁からエンジン１１側へ中空円筒状に延びるハウジング筒部２２２が形成されている。
ハウジング２０は、例えば金属により筒状に形成されている。ハウジング２０は、一方の端部がエンジン１１のエンジンハウジング１１１に接続され、他方の端部が変速機１２の変速機ハウジング１２１に接続される。ハウジング２０は、中空円筒状の筒部２１、および、当該筒部２１の内壁から径方向内側へ延びる円板状の支持部２２を有している。支持部２２の中央には、挿通穴２２１が形成されている。支持部２２には、挿通穴２２１の縁からエンジン１１側へ中空円筒状に延びるハウジング筒部２２２が形成されている。
モータジェネレータ３０は、筒部２１の内側に位置するようハウジング２０に収容されている。モータジェネレータ３０は、ステータ３１、ロータ３２およびロータシャフト３３を有している。ステータ３１は、例えば珪素鋼板を積層することにより中空円筒状に形成されている。ステータ３１は、外壁が筒部２１の内壁に対向するよう嵌合することで、ハウジング２０に収容および固定されている。また、ステータ３１には複数の巻線３１１が巻回されている。当該巻線３１１は、ステータ３１の径方向内側へ突出する複数の突極に巻回されている。
ロータ３２は、ステータ３１と同様、例えば珪素鋼板を積層することにより中空円筒状に形成されている。ロータ３２は、外壁がステータ３１の内壁と対向するよう、ステータ３１の内側に回転可能に設けられている。ロータ３２の外壁とステータ３１の内壁との間には、所定のギャップが形成されている。
ロータシャフト３３は、金属により略円柱状に形成されている。ロータシャフト３３は、軸部３３１、第１筒部３３２、第２筒部３３３、環状部３３４および接続部３３５を有している。軸部３３１は、ロータシャフト３３のエンジン１１側の端部に形成される。第１筒部３３２は、外壁がロータ３２の内壁に嵌合するよう設けられる。第２筒部３３３は、軸部３３１の外壁との間に略円筒状の空間３４を形成している。環状部３３４は、第１筒部３３２の内壁と第２筒部３３３の外壁とを接続している。接続部３３５は、第２筒部３３３の内壁と軸部３３１の外壁とを接続している。また、第１筒部３３２と第２筒部３３３との間には、環状部３３４のエンジン１１側に略円筒状の収容空間３５が形成されている。
上述のハウジング筒部２２２は、空間３４をエンジン１１側に向かって中空円筒状に延び、内側に軸部３３１が挿通されている。軸部３３１の外壁とハウジング筒部２２２の内壁との間には、軸受部としてのベアリング２３が設けられている。ベアリング２３は、円環状に形成され、軸部３３１の軸方向に並ぶようにして２つ設けられている。
このように、ロータシャフト３３の軸部３３１は、ベアリング２３を介してハウジング２０のハウジング筒部２２２に回転可能に支持されている。これにより、ロータ３２は、ロータシャフト３３およびベアリング２３を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。このように、ロータシャフト３３は、ロータ３２の内壁に嵌合するとともにハウジング２０に回転可能に支持されている。また、ロータシャフト３３の軸部３３１とは反対側の端部は、変速機１２の入力軸１２２に接続される。
フライホイール４０は、例えば金属により略円板状に形成され、ボルト１８によってエンジン１１の出力軸１１２に接続される。
クラッチ５０は、フライホイール４０とロータシャフト３３との間に設けられている。クラッチ５０は、ドラム５１、摩擦係合要素５２、押付部材５３および付勢部材５４を有している。ドラム５１は、軸方向の少なくとも一部が収容空間３５に位置する略円筒状の筒部５１１を有している。
摩擦係合要素５２は、複数の摩擦板５２１および複数の摩擦板５２２からなる。複数の摩擦板５２１は、円環状に形成され、外縁部が筒部５１１の内壁に接続するよう、所定の間隔を空けて設けられている。複数の摩擦板５２２は、摩擦板５２１より径の小さい円環状に形成され、内縁部がロータシャフト３３の第２筒部３３３の外壁に接続するよう、複数の摩擦板５２１の間に設けられている。
クラッチ５０は、フライホイール４０とロータシャフト３３との間に設けられている。クラッチ５０は、ドラム５１、摩擦係合要素５２、押付部材５３および付勢部材５４を有している。ドラム５１は、軸方向の少なくとも一部が収容空間３５に位置する略円筒状の筒部５１１を有している。
摩擦係合要素５２は、複数の摩擦板５２１および複数の摩擦板５２２からなる。複数の摩擦板５２１は、円環状に形成され、外縁部が筒部５１１の内壁に接続するよう、所定の間隔を空けて設けられている。複数の摩擦板５２２は、摩擦板５２１より径の小さい円環状に形成され、内縁部がロータシャフト３３の第２筒部３３３の外壁に接続するよう、複数の摩擦板５２１の間に設けられている。
押付部材５３は、略円環状に形成され、摩擦係合要素５２のエンジン１１側に設けられている。ここで、押付部材５３は、複数の摩擦板５２１のうち最もエンジン１１側に位置する摩擦板５２１に当接可能である。
付勢部材５４は、一方の端部が、ドラム５１の筒部５１１のエンジン１１側に形成された収容溝５１３に収容されている。付勢部材５４の他方の端部は、押付部材５３に接している。付勢部材５４は、本実施形態ではコイルスプリングであり、軸方向に伸びる力を有している。これにより、付勢部材５４は、押付部材５３をエンジン１１側に付勢している。
付勢部材５４は、一方の端部が、ドラム５１の筒部５１１のエンジン１１側に形成された収容溝５１３に収容されている。付勢部材５４の他方の端部は、押付部材５３に接している。付勢部材５４は、本実施形態ではコイルスプリングであり、軸方向に伸びる力を有している。これにより、付勢部材５４は、押付部材５３をエンジン１１側に付勢している。
ロータシャフト３３のエンジン１１側の端面には、略円板状の板部材５５が取り付けられている。板部材５５は、筒部５１１のエンジン１１側開口を塞いでいる。これにより、板部材５５と押付部材５３との間に略円環状の油圧空間５６が形成されている。つまり、油圧空間５６は、押付部材５３の摩擦係合要素５２とは反対側に形成されている。
本実施形態では、ロータシャフト３３には、ロータシャフト３３の軸方向に延びる第１油路３３６、および、当該第１油路３３６からロータシャフト３３の径方向外側に延びて油圧空間５６に連通する第２油路３３７が形成されている。ポンプ１６から吐出される作動油は、変速機１２の変速機構に供給されるとともに、図示しない制御バルブにより制御され第１油路３３６および第２油路３３７を経由して油圧空間５６に供給される。油圧空間５６に作動油が供給されると、油圧空間５６の圧力が高まる。すると、押付部材５３は、付勢部材５４の付勢力に抗して変速機１２側へ移動し、最もエンジン１１側に位置する摩擦板５２１に押し付けられる。これにより、ドラム５１の筒部５１１に接続している複数の摩擦板５２１は、筒部５１１とともに変速機１２側へ押されて移動し、ロータシャフト３３の第２筒部３３３に接続している複数の摩擦板５２２と係合する。その結果、フライホイール４０とロータシャフト３３とは、クラッチ５０を介して連結する。
このように、クラッチ５０は、摩擦係合要素５２を有し、当該摩擦係合要素５２を係合させることによりフライホイール４０とロータシャフト３３とを連結可能である。これにより、エンジン１１の出力軸１１２から出力される駆動力を、ロータシャフト３３を経由して変速機１２に伝達することができる。
ダンパ６０は、本実施形態ではコイルスプリングであり、軸方向に弾性変形可能である。ダンパ６０は、変位により決定する力（ばね力）を発生する。ダンパ６０は、フライホイール４０とクラッチ５０とを接続している。より具体的には、ダンパ６０は、図３（Ａ）に示すように、フライホイール４０とクラッチ５０のドラム５１との間に、フライホイール４０の周方向に沿って５つ設けられている。フライホイール４０とドラム５１とは相対回転可能である。フライホイール４０とドラム５１とが相対回転するとき、ダンパ６０は弾性変形する。なお、図２に示すように、ダンパ６０は、ロータシャフト３３の第１筒部３３２の外壁、すなわちロータ３２の内壁よりも径方向外側、かつ、ロータ３２の外壁よりも径方向内側に設けられている。つまり、ダンパ６０は、ステータ３１に巻回された巻線３１１の端部（コイルエンド）の内側に設けられている。
本実施形態では、図２に示すように、ロータシャフト３３に取り付けられた板部材５５の外縁部とドラム５１との間に、略円環状のシール部材５７が設けられている。これにより、板部材５５とドラム５１との間は液密に保たれている。
シール部材５７のより詳細な構成を図３（Ｂ）に示す。シール部材５７は、ドラム５１に形成された収容溝５１２に収容されている。シール部材５７は、金属部５７１、ゴム部５７２およびスプリング５７３を有している。金属部５７１は、金属により略円環状に形成され、外壁が収容溝５１２の壁面５１３に嵌合するよう設けられている。ゴム部５７２は、ゴムにより略円環状に形成され、金属部５７１の径方向内側に接続するよう設けられている。ゴム部５７２の内縁部５７４は、板部材５５の外壁に当接している。スプリング５７３は、例えばコイルスプリングの両端を繋ぐことで環状に形成され、ゴム部５７２の内縁部５７４の径方向外側に設けられている。スプリング５７３は、内縁部５７４の径方向外側に設けられた状態において、径方向内側に縮む力を有している。これにより内縁部５７４が板部材５５に密着し、内縁部５７４と板部材５５の外壁との間が液密に保たれる。なお、内縁部５７４は、板部材５５の外壁に対向する面が、エンジン１１側と変速機１２側とが逆テーパ状となるよう形成されている。そのため、内縁部５７４と板部材５５の外壁との当接面積は、比較的小さい。これにより、内縁部５７４は、板部材５５との間を液密に保ちつつ、板部材５５と円滑に摺動することが可能である。
シール部材５７のより詳細な構成を図３（Ｂ）に示す。シール部材５７は、ドラム５１に形成された収容溝５１２に収容されている。シール部材５７は、金属部５７１、ゴム部５７２およびスプリング５７３を有している。金属部５７１は、金属により略円環状に形成され、外壁が収容溝５１２の壁面５１３に嵌合するよう設けられている。ゴム部５７２は、ゴムにより略円環状に形成され、金属部５７１の径方向内側に接続するよう設けられている。ゴム部５７２の内縁部５７４は、板部材５５の外壁に当接している。スプリング５７３は、例えばコイルスプリングの両端を繋ぐことで環状に形成され、ゴム部５７２の内縁部５７４の径方向外側に設けられている。スプリング５７３は、内縁部５７４の径方向外側に設けられた状態において、径方向内側に縮む力を有している。これにより内縁部５７４が板部材５５に密着し、内縁部５７４と板部材５５の外壁との間が液密に保たれる。なお、内縁部５７４は、板部材５５の外壁に対向する面が、エンジン１１側と変速機１２側とが逆テーパ状となるよう形成されている。そのため、内縁部５７４と板部材５５の外壁との当接面積は、比較的小さい。これにより、内縁部５７４は、板部材５５との間を液密に保ちつつ、板部材５５と円滑に摺動することが可能である。
また、本実施形態では、図２に示すように、ロータシャフト３３の第２筒部３３３の外壁と押付部材５３の内縁部との間に、略円環状のシール部材５８が設けられている。シール部材５８は、シール部材５７と径が異なるのみで、構成自体はシール部材５７の構成と同様のため、説明を省略する。シール部材５８は、第２筒部３３３と押付部材５３との間を液密に保ちつつ、第２筒部３３３と円滑に摺動することが可能である。
本実施形態では、シール部材５７およびシール部材５８により、油圧空間５６の内部と外部との間が液密に保たれている。
本実施形態では、シール部材５７およびシール部材５８により、油圧空間５６の内部と外部との間が液密に保たれている。
次に、本実施形態による動力伝達装置１の作動の一例について、図１および２に基づき説明する。
エンジン１１が駆動すると出力軸１１２が回転する。これにより、出力軸１１２に接続されているフライホイール４０、および、フライホイール４０とダンパ６０により接続されているクラッチ５０が回転する。このとき、出力軸１１２とロータシャフト３３とは連結されていないため、エンジン１１の駆動力は、ロータシャフト３３に伝達されない。
エンジン１１が駆動すると出力軸１１２が回転する。これにより、出力軸１１２に接続されているフライホイール４０、および、フライホイール４０とダンパ６０により接続されているクラッチ５０が回転する。このとき、出力軸１１２とロータシャフト３３とは連結されていないため、エンジン１１の駆動力は、ロータシャフト３３に伝達されない。
ポンプ１６から制御バルブ、第１油路３３６および第２油路３３７を経由して作動油が油圧空間５６に供給されると油圧空間５６の圧力が高まり、押付部材５３が摩擦係合要素５２に押し付けられ、摩擦係合要素５２の複数の摩擦板５２１と複数の摩擦板５２２とが互いに係合する。これにより、フライホイール４０（出力軸１１２）とロータシャフト３３とが連結された状態となる。その結果、エンジン１１の駆動力は、ロータシャフト３３を経由して変速機１２の入力軸１２２に伝達される。入力軸１２２に伝達されたエンジン１１の駆動力は、デフ１３および車軸１４を経由して車輪１５に伝達される。これにより、車両が走行する。
クラッチ５０が出力軸１１２とロータシャフト３３とを連結した状態でモータジェネレータ３０を駆動させると、モータジェネレータ３０の駆動力は、ロータシャフト３３を経由して、エンジン１１の駆動力とともに変速機１２の入力軸１２２に伝達される。このように、エンジン１１の駆動力により車両を走行させているとき、モータジェネレータ３０の駆動力を走行のための補助力として用いることができる。
ポンプ１６から油圧空間５６への作動油の供給を停止すると、油圧空間５６の圧力が低下する。そのため、押付部材５３は、付勢部材５４の付勢力によりエンジン１１側へ移動する。これにより、複数の摩擦板５２１と複数の摩擦板５２２との係合が解除され、出力軸１１２とロータシャフト３３との連結が解除される。この状態、すなわち出力軸１１２とロータシャフト３３とが非連結の状態でモータジェネレータ３０を駆動させた場合、モータジェネレータ３０の駆動力のみが、ロータシャフト３３を経由して、変速機１２の入力軸１２２に伝達される。このように、本実施形態では、モータジェネレータ３０の駆動力のみで車両を走行させることも可能である。
また、車両の搭乗者がブレーキ操作を行った場合、ＥＣＵにより回生ブレーキ制御がなされる。これにより、モータジェネレータ３０が発電し、当該発電による電力がバッテリ１７に蓄積される。
また、車両の搭乗者がブレーキ操作を行った場合、ＥＣＵにより回生ブレーキ制御がなされる。これにより、モータジェネレータ３０が発電し、当該発電による電力がバッテリ１７に蓄積される。
以上説明したように、本実施形態では、ダンパ６０は、フライホイール４０とクラッチ５０とを接続し弾性変形可能である。ダンパ６０は、弾性変形することによって、クラッチ５０によりフライホイール４０とロータシャフト３３とを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチ５０によりフライホイール４０とロータシャフト３３とが連結されているときには、ダンパ６０がエンジン１１のトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機１２側に伝達されることが抑制される。
また、ダンパ６０は、ロータ３２の内壁よりも径方向外側に設けられている。つまり、本実施形態では、ダンパ６０は、エンジン１１の出力軸１１２、フライホイール４０およびロータシャフト３３の回転軸Ａｘ（図２参照）から径方向に所定の距離離れた位置でフライホイール４０とクラッチ５０とを接続している。この構成により、ダンパ６０による、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
また、本実施形態では、ダンパ６０がロータシャフト３３等の回転軸Ａｘから径方向に所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパ６０の耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパ６０を小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置１の体格を小さくすることができる。
ところで、ダンパ６０によりエンジン１１の出力軸１１２側と変速機１２の入力軸１２２側とを接続する構成では、エンジン１１のトルク変動によりダンパ６０の弾性と変速機１２の回転系の質量とがねじり共振を起こす場合がある。よって、この構成では、ねじり共振によりエンジン１１のトルク変動が増幅されてサージング現象（振動）が発生したり、ギアやスプラインの噛合部に歯打ち音（騒音）が発生したりすることが懸念される。本実施形態では、クラッチ５０によりモータジェネレータ３０（ロータ３２およびロータシャフト３３）とフライホイール４０とが連結された状態では、フライホイール４０とロータ３２とによりデュアルマスフライホイールが構成される。これにより、上述の振動および騒音を効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、モータジェネレータ３０の駆動力のみを変速機１２に伝達する場合、クラッチ５０により、モータジェネレータ３０（ロータ３２およびロータシャフト３３）とフライホイール４０とを、連結が解除された状態（非連結の状態）にすれば、モータジェネレータ３０（ロータ３２）の回転時の慣性マスを小さくすることができる。したがって、モータジェネレータ３０の応答性を向上することができる。
また、本実施形態では、ダンパ６０は、ロータ３２の外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパ６０を、ステータ３１に巻回された巻線３１１の端部（コイルエンド）の内側に配置することができる。これにより、ダンパ６０と巻線３１１との干渉を抑制できるとともに、ダンパ６０とコイルエンドとをステータ３１の軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置１の体格を小さくすることができる。
また、本実施形態では、ロータシャフト３３には、ロータ３２の径方向内側に略円筒状の収容空間３５が形成されている。そして、クラッチ５０の少なくとも一部（ドラム５１の筒部５１１および摩擦係合要素５２等）は、収容空間３５に収容されている。すなわち、クラッチ５０とロータ３２とは、ロータ３２の軸方向において一部オーバーラップして配置されている。これにより、動力伝達装置１の体格を小さくすることができる。
また、本実施形態では、クラッチ５０の一部（ドラム５１の筒部５１１および摩擦係合要素５２等）が収容空間３５に収容されているため、摩擦係合要素５２を大きくしても動力伝達装置１の軸方向の大型化を招くことがない。よって、摩擦係合要素５２の摩擦板５２１および摩擦板５２２の枚数を増やすことにより、各摩擦板５２１および各摩擦板５２２からの発熱量を低減することができる。これにより、動力伝達装置１の大型化を招くことなく、クラッチ５０の異常加熱を防止することができる。
また、本実施形態では、ロータシャフト３３には、クラッチ５０の摩擦係合要素５２を係合させるための作動油が流れる第１油路３３６および第２油路３３７が形成されている。そのため、作動油を変速機１２側から第１油路３３６および第２油路３３７に容易に導入することができる。これにより、変速機１２を作動させるために変速機１２に供給される作動油を、クラッチ５０の作動油として流用することが容易になる。よって、クラッチ５０を作動させるための新たな油圧回路を形成する必要がなく、コストを低減することができる。
さらに、本実施形態では、ダンパ６０は、コイルスプリングにより形成されている。本発明では、コイルスプリングの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。また、本実施形態では、コイルスプリングを構成する線材の材料、太さおよび巻数等を適宜変更することにより、ダンパの特性を任意に調整することができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による動力伝達装置を図４に示す。第２実施形態は、ダンパの構成のみ第１実施形態と異なる。
本発明の第２実施形態による動力伝達装置を図４に示す。第２実施形態は、ダンパの構成のみ第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、ダンパ７０は、ゴムにより形成され、弾性変形可能である。ダンパ７０は、フライホイール４０とクラッチ５０とを接続している。より具体的には、ダンパ７０は、第１実施形態のダンパ６０と同様、フライホイール４０とクラッチ５０のドラム５１との間に、フライホイール４０の周方向に沿って５つ設けられている（図３（Ａ）参照）。フライホイール４０とドラム５１とが相対回転するとき、ダンパ７０は弾性変形する。なお、図４に示すように、ダンパ７０は、ロータシャフト３３の第１筒部３３２の外壁、すなわちロータ３２の内壁よりも径方向外側、かつ、ロータ３２の外壁よりも径方向内側に設けられている。つまり、ダンパ７０は、ステータ３１に巻回された巻線３１１の端部（コイルエンド）の内側に設けられている。なお、ダンパ７０として使われるゴムは、変位により決定する力（ばね力）、および、変位速度により決定する力（減衰力）の両方を発生する材質である。
以上説明したように、本実施形態では、ダンパ７０は、フライホイール４０とクラッチ５０とを接続し弾性変形可能である。ダンパ７０は、弾性変形することによって、クラッチ５０によりフライホイール４０とロータシャフト３３とを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチ５０によりフライホイール４０とロータシャフト３３とが連結されているときには、ダンパ６０がエンジン１１のトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機１２側に伝達されることが抑制される。
また、ダンパ７０は、ロータ３２の内壁よりも径方向外側に設けられている。つまり、本実施形態では、ダンパ７０は、エンジン１１の出力軸１１２、フライホイール４０およびロータシャフト３３の回転軸Ａｘ（図４参照）から所定の距離離れた位置でフライホイール４０とクラッチ５０とを接続している。この構成により、ダンパ７０による、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
また、本実施形態では、ダンパ７０がロータシャフト３３等の回転軸Ａｘから所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパ７０の耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパ７０を小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
また、本実施形態では、ダンパ７０は、ロータ３２の外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパ７０を、ステータ３１に巻回された巻線３１１の端部（コイルエンド）の内側に配置することができる。これにより、ダンパ７０と巻線３１１との干渉を抑制できるとともに、ダンパ７０とコイルエンドとをステータ３１の軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
また、本実施形態では、ダンパ７０は、ゴムにより形成されている。本実施形態では、ゴムの弾性変形により、クラッチ５０による連結時の衝撃およびエンジン１１のトルク変動が吸収される。なお、ダンパ７０をゴムで形成することにより、ダンパ７０の脱落を防止するための部材等を別途設ける必要がなく、部材点数を削減することができる。
（他の実施形態）
上述の実施形態では、摩擦係合要素が複数の摩擦板により構成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、摩擦係合要素は単数の摩擦板により構成されてもよい。
上述の実施形態では、摩擦係合要素が複数の摩擦板により構成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、摩擦係合要素は単数の摩擦板により構成されてもよい。
また、上述の実施形態では、ダンパがロータの内壁よりも径方向外側、かつ、ロータの外壁よりも径方向内側に設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ダンパは、ロータの外壁よりも径方向外側に設けられる構成としてもよい。この場合、クラッチによる連結時の衝撃およびエンジンのトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
また、上述の実施形態では、ロータの内側のロータシャフトに形成された収容空間にクラッチの一部が収容される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、クラッチとロータとが軸方向にずれて重ならない位置に配置されることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、クラッチは、変速機用の作動油を供給するポンプ以外のポンプから作動油を供給されることにより作動することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ダンパは、弾性変形可能であって、変位により決定する力（ばね力など）、または、変位速度により決定する力（減衰力）のどちらか、あるいは両方を発生するものであれば、コイルスプリングやゴムに限らず、他の部材あるいは材料により形成されていてもよい。上述の第１実施形態では、ダンパをコイルスプリングのみで構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ダンパをコイルスプリングとオイルダンパ機構とにより構成することとしてもよい。この構成では、ダンパは、ばね力および減衰力の両方を発生する。
本発明による動力伝達装置は、ＣＶＴ以外の変速機（例えばＡＴ等）を搭載する車両に適用することもできる。
また、本発明の他の実施形態では、ダンパは、弾性変形可能であって、変位により決定する力（ばね力など）、または、変位速度により決定する力（減衰力）のどちらか、あるいは両方を発生するものであれば、コイルスプリングやゴムに限らず、他の部材あるいは材料により形成されていてもよい。上述の第１実施形態では、ダンパをコイルスプリングのみで構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ダンパをコイルスプリングとオイルダンパ機構とにより構成することとしてもよい。この構成では、ダンパは、ばね力および減衰力の両方を発生する。
本発明による動力伝達装置は、ＣＶＴ以外の変速機（例えばＡＴ等）を搭載する車両に適用することもできる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
１ ・・・・・・・動力伝達装置
１１ ・・・・・・エンジン
１１２ ・・・・・出力軸
１２ ・・・・・・変速機
１２２ ・・・・・入力軸
２０ ・・・・・・ハウジング
３０ ・・・・・・モータジェネレータ
３１ ・・・・・・ステータ
３１１ ・・・・・巻線
３２ ・・・・・・ロータ
３３ ・・・・・・ロータシャフト
４０ ・・・・・・フライホイール
５０ ・・・・・・クラッチ
５２ ・・・・・・摩擦係合要素
６０、７０ ・・・ダンパ
１１ ・・・・・・エンジン
１１２ ・・・・・出力軸
１２ ・・・・・・変速機
１２２ ・・・・・入力軸
２０ ・・・・・・ハウジング
３０ ・・・・・・モータジェネレータ
３１ ・・・・・・ステータ
３１１ ・・・・・巻線
３２ ・・・・・・ロータ
３３ ・・・・・・ロータシャフト
４０ ・・・・・・フライホイール
５０ ・・・・・・クラッチ
５２ ・・・・・・摩擦係合要素
６０、７０ ・・・ダンパ
Claims (6)
- エンジンの駆動力を変速機に伝達するための動力伝達装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに収容および固定され巻線が巻回された筒状のステータ、当該ステータの内側に回転可能に設けられる筒状のロータ、ならびに、当該ロータの内壁に嵌合するとともに前記ハウジングに回転可能に支持され前記変速機の入力軸に接続されるロータシャフトを有するモータジェネレータと、
前記エンジンの出力軸に接続されるフライホイールと、
前記フライホイールと前記ロータシャフトとの間に設けられ、ドラムおよび摩擦係合要素を有し、当該摩擦係合要素を係合させることにより前記フライホイールと前記ロータシャフトとを連結可能なクラッチと、
前記フライホイールと前記クラッチとを接続し弾性変形可能なダンパと、を備え、
前記ロータシャフトは、外壁が前記ロータの内壁に嵌合する第１筒部（３３２）、前記第１筒部の径方向内側に位置する第２筒部（３３３）、および、前記第１筒部と前記第２筒部との間に形成される筒状の収容空間（３５）を有し、
前記ドラムは、軸方向の少なくとも一部が前記収容空間に位置し内壁に前記摩擦係合要素が接続する筒部（５１１）を有し、前記筒部の前記エンジン側の端部から径方向外側に延びる部位が前記ダンパに接続し、
前記ダンパは、前記ロータの内壁よりも径方向外側、かつ、前記巻線の端部の内側に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 - 前記ダンパは、前記ロータの外壁よりも径方向内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
- 前記ロータシャフトには、前記ロータの径方向内側に筒状の前記収容空間が形成されており、
前記クラッチの少なくとも一部は、前記収容空間に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。 - 前記ロータシャフトには、前記摩擦係合要素を係合させるための作動油が流れる油路が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
- 前記ダンパは、コイルスプリングにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
- 前記ダンパは、ゴムにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
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