JP5838707B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達経路の途中に介在される動力伝達装置に関し、特に、ダンパと多板クラッチとを備えたものに関する。

従来、エンジンとトランスミッションとの間の動力伝達系などに介在されるダンパを備えた動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術は、エンジンとトランスミッションとの間に設けられたトルクコンバータのロックアップクラッチを備えた部分に適用されている。そして、この従来の動力伝達装置は、エンジンから駆動力が入力されるコンバータハウジングと、タービンシェルと一体回転し、トランスミッションに回転を伝達するタービンハブとの間に、多板クラッチとダンパとを設けた構造となっている。
したがって、クラッチ解放状態では、コンバータハウジングの回転がトルクコンバータを介してタービンハブに伝達される。一方、クラッチ締結状態では、コンバータハウジングの回転が、クラッチを介してタービンハブに伝達される。

ダンパは、クラッチのインナドラムに結合されたホールドプレートと、タービンハブに固定された伝達プレートとの間に設けられている。そして、タービンハブの先端部は、コンバータハウジングと同軸に配置され、このタービンハブの先端部は、クラッチのピストンを支持してコンバータハウジングと一体に回転する円筒部の内周にブッシュを介して支持されている。

特開２００４−１１７７８８号公報

上述の従来技術は、クラッチとして湿式の多板クラッチが用いられていたが、動力伝達装置の仕様としては、クラッチとして乾式の多板クラッチを用いることもある。
しかしながら、上述の従来技術において乾式の多板クラッチを用いた場合には、タービンハブの先端部とコンバータハウジングの円筒部との間のブッシュに、潤滑構造を追加する必要が生じ、構造が複雑となる。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、クラッチとして乾式多板クラッチを用いても構造の簡略化を図ることが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の動力伝達装置は、入力部材から出力部材への駆動伝達経路の途中にダンパとクラッチとを直列に配置し、ダンパの出力プレートを出力部材に転がり軸受け部材により相対回転可能に支持し、この転がり軸受け部材を、クラッチハブと軸方向に直列に配置し前記クラッチハブの軸方向の移動を規制して出力部材に装着した。

本発明によれば、出力プレートの回転支持を転がり軸受け部材により行うようにした。このため、クラッチとして乾式多板クラッチを用いても、出力プレートの回転支持をブッシュで行った場合のように潤滑構造を別途設ける必要が無く、構造の簡略化を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態の動力伝達装置を示す断面図である。 図２は、実施の形態の動力伝達装置を適用したハイブリッド車両における駆動伝達系を示す模式図である。 図３は、実施の形態の動力伝達装置の要部を示す拡大断面図である。 図４は、実施の形態の動力伝達装置の要部を示す拡大断面図である。 図５は、実施の形態の動力伝達装置の作用説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の動力伝達装置の構成を説明する。
実施の形態１の動力伝達装置は、ハイブリッド車両の駆動力伝達系に適用されたもので、まず、ハイブリッド車両の駆動伝達系の概略を図２の模式図により説明する。

このハイブリッド車両は、図２に示すように、駆動輪Ｗに駆動力を与える動力源としてエンジンＥとモータ／ジェネレータＭＧとを備えている。そして、エンジンＥとモータ／ジェネレータＭＧとの間に配置されて動力伝達を断接可能な第１クラッチＣＬ１と、モータ／ジェネレータＭＧと変速機ＴＭとの間に配置されて動力伝達を断接可能な第２クラッチＣＬ２とを備えている。

本実施の形態１の動力伝達装置は、エンジンＥと変速機ＴＭとの間に配置された動力伝達部分であるモータ／クラッチユニットＭＣに適用されたもので、その詳細を図１の断面図に基づいて説明する。

図１に示すように、モータ／クラッチユニットＭＣのハウジングＨの内部に、第１クラッチＣＬ１、モータ／ジェネレータＭＧ、第２クラッチＣＬ２が、エンジン出力軸１０及び変速機ＴＭの変速機入力軸３０と同軸に配置されて収容されている。

これらの配置を簡単に説明すると、変速機入力軸３０の外周に湿式多板の第２クラッチＣＬ２が設けられ、さらに、その外周にモータ／ジェネレータＭＧが設けられている。また、第２クラッチＣＬ２に対して軸方向でエンジンＥ側の位置に乾式多板の第１クラッチＣＬ１が設けられ、この第１クラッチＣＬ１とエンジンＥとの間にダンパ４０が介在されている。

次に、上記の第１クラッチＣＬ１、モータ／ジェネレータＭＧ、第２クラッチＣＬ２、ダンパ４０の構成について、変速機入力軸３０側から説明する。
まず、第２クラッチＣＬ２について説明する。
湿式多板の第２クラッチＣＬ２は、クラッチハブ２１が変速機入力軸３０の外周にスプライン結合構造により結合されている。このクラッチハブ２１の外周には、複数のドリブンプレート２２ａが、スプライン結合構造を介してクラッチハブ２１と一体回転可能に保持されている。

クラッチハブ２１の外周に配置されたクラッチドラム２３は、その外周に、モータ／ジェネレータＭＧを構成する永久磁石が埋め込まれたロータ５１が設けられている。すなわち、モータ／ジェネレータＭＧは、同期型交流電動機であり、前述のロータ５１と、このロータ５１にエアギャップを介して配置され、ハウジングＨに固定されてステータコイルが巻き付けられたステータ５２と、を備えている。

また、クラッチドラム２３の内周に、第２クラッチＣＬ２のドライブプレート２２ｂが、スプライン結合構造を介してクラッチドラム２３と一体回転可能に保持されている。
すなわち、第２クラッチＣＬ２は、クラッチハブ２１とクラッチドラム２３の間に、両面に摩擦フェーシングを貼り付けたドライブプレート２２ｂと、ドリブンプレート２２ａと、を締結及び解放可能に交互に複数枚配列している。

さらに、クラッチドラム２３は、略Ｌ字断面形状に形成され、その内周は、円筒状の回転支持部材２４に結合されている。この回転支持部材２４は、その外周がハウジングＨの縦壁１１にベアリング７１を介して相対回転可能に支持されている。また、回転支持部材２４は、変速機入力軸３０との間に油路３１を形成する空間を介在されて配置されていると共に、クラッチハブ２１との間にブッシュ７２を介在させて変速機入力軸３０及びクラッチハブ２１に対して相対回転可能に支持されている。

また、クラッチドラム２３のエンジンＥ側（図において左側）の端部には、板状の隔壁部材２５が結合され、さらに、隔壁部材２５の内周は、変速機入力軸３０の外周に相対回転可能に支持された回転軸部材２６が結合されている。すなわち、クラッチドラム２３及び隔壁部材２５に囲まれた空間には、湿式の第２クラッチＣＬ２に潤滑油が供給されるウエット空間ＷＥが形成され、モータ／ジェネレータＭＧ、第１クラッチＣＬ１、ダンパ４０が配置されたドライ空間ＤＹと区画されている。

さらに、隔壁部材２５および回転軸部材２６には、第２クラッチＣＬ２を締結させる押圧力を与えるピストン２７を軸方向に摺動可能に支持して収容するシリンダ孔を形成するフランジ２５ｆ，２６ｆが一体に形成されている。なお、回転軸部材２６とクラッチハブ２１との間にブッシュ７３が介在されている。

そして、ピストン２７と隔壁部材２５及び両フランジ２５ｆ，２６ｆで囲まれたシリンダ油室２８ａは、変速機入力軸３０に形成された油路３２及び回転軸部材２６を貫通する貫通孔２６ａを介して油圧が供給及び排出される。また、この油路３２の潤滑油は、回転軸部材２６と変速機入力軸３０との間に供給されて両者の相対回転がスムーズに成されるようになっている。

ピストン２７は、リターンスプリング２７ｓによりシリンダ油室２８ａを狭める方向に付勢されている。そして、リターンスプリング２７ｓが収容された油室２８ｂは、フランジ２６ｆに形成された貫通孔２６ｂ、変速機入力軸３０に形成された連通路３３を介して油路３１に接続されている。

次に、ダンパ４０及び第１クラッチＣＬ１の構成について説明する。
ダンパ４０は、エンジンリヤプレート（入力プレート）４１、ダンパスプリング（弾性部材）４２、ダンパリヤプレート（出力プレート）４３を備えている。
エンジンリヤプレート４１は、エンジン出力軸（入力部材）１０に連結され、エンジン回転が伝達される。なお、エンジンリヤプレート４１の外周部には、ダンパマス４１ａが設けられている。
ダンパリヤプレート４３は、回転軸部材２６の外周にシールベアリング（転がり軸受け部材）６０を介して相対回転可能に支持されている。
ダンパスプリング４２は、エンジンリヤプレート４１とダンパリヤプレート４３との間に周方向に介在されている。

なお、エンジンリヤプレート４１は、ダンパリヤプレート４３よりも相対的に板厚が薄く形成されている。このエンジンリヤプレート４１の板厚は、詳細は後述するが、第１クラッチＣＬ１の締結時の押圧力によりダンパリヤプレート４３に倒れが生じたときに、エンジンリヤプレート４１がこの倒れを吸収可能に弾性変形する弾性となるように設定されている。

さらに、ダンパリヤプレート４３の径方向中間部には、軸方向でエンジンリヤプレート４１に近付く方向に断面で略Ｕ字状に凹んだ凹部４３ａが形成されている。

第１クラッチＣＬ１は、クラッチハブ６１が回転軸部材２６にスプライン結合構造により一体回転可能に結合されている。このクラッチハブ６１の外周には、円筒状の外周筒部６１ｄが設けられ、この外周筒部６１ｄに、複数のドライブプレート６２ａがスプライン結合構造を介して一体回転可能に保持されている。

クラッチハブ６１の外周筒部６１ｄの内周側に間隔を空けて径方向に対向して、ハブフランジ６３が設けられている。このハブフランジ６３は、ダンパリヤプレート４３の凹部４３ａの内周に一体に結合されている。そして、このハブフランジ６３の外周に、第１クラッチＣＬ１のドリブンプレート６２ｂがスプライン結合構造を介してハブフランジ６３と一体に回転可能に保持されている。
すなわち、乾式多板の第１クラッチＣＬ１は、ハブフランジ６３とクラッチハブ６１の間に、両面に摩擦フェーシングを貼り付けたドリブンプレート６２ｂと、ドライブプレート６２ａと、を締結及び解放可能に交互に複数枚配列されている。
また、図示のように外周筒部６１ｄ及びハブフランジ６３が、軸方向でダンパリヤプレート４３の凹部４３ａに配置され、第１クラッチＣＬ１は、その一部がダンパ４０と径方向に重なって配置されている。

第１クラッチＣＬ１とモータ／ジェネレータＭＧとの間に配置されたハウジングＨの縦壁１２の内周には、シリンダ孔を形成するフランジ１２ｆ，１２ｇが一体に形成されている。そして、両フランジ１２ｆ，１２ｇの間に、第１クラッチＣＬ１を締結させる押圧力を与えるピストン６４のピストン本体６４ａが軸方向に摺動可能に支持されている。

このピストン６４は、ハウジングＨ側のピストン本体６４ａと第１クラッチＣＬ１側のピストンアーム６４ｂとを備えている。すなわち、ピストン本体６４ａは、前述のように両フランジ１２ｆ，１２ｇによりハウジングＨに対して軸方向摺動可能に支持されている。ピストンアーム６４ｂは、ピストン６４において両プレート６２ａ，６２ｂに押圧力を与える部分であり、ピストン本体６４ａにベアリング６４ｃを介して相対回転可能に支持されている。

なお、ピストン６４と縦壁１２及び両フランジ１２ｆ，１２ｇで囲まれたシリンダ油室６５は、ハウジングＨ内に配索された油圧導入管６６を介して、油圧が供給及び排出される。さらに、ピストン６４と両フランジ１２ｆ，１２ｇとの間には、第１クラッチＣＬ１が配置されたドライ空間ＤＹをシリンダ油室６５に対してシールするシールが二重に設けられている。
また、ピストン６４は、リターンスプリング６６により、シリンダ油室６５を狭める方向に付勢されている。そして、縦壁１２の内周と回転軸部材２６との間に、シールベアリング７４が設けられている。さらに、縦壁１２には、ロータ５１の回転位置を検出するためのレゾルバ８０が支持されている。

次に、実施の形態１の動力伝達装置の詳細について説明する。
すなわち、実施の形態１の動力伝達装置は、エンジンＥとロータ５１との間で動力の伝達を行うダンパ４０及び第１クラッチＣＬ１に適用されている。

図３に示すように、第１クラッチＣＬ１のクラッチハブ６１の内周に、円筒部６１ａが設けられている。そして、クラッチハブ６１は、円筒部６１ａが出力部材としての回転軸部材２６の先端軸部２６ｚの外周に装着されて、その内周が、先端軸部２６ｚの外周にスプライン結合構造を介して回転軸部材２６と一体回転可能に支持されている。この図において寸法Ｌが、スプライン結合の軸方向寸法となる。
また、円筒部６１ａの先端部に階段断面状の段部６１ｂが形成されており、この段部６１ｂが、回転軸部材２６の先端軸部２６ｚの基端部外周に階段断面状に形成された段部２６ｃに突き当てられている。これら段部６１ｂ，２６ｃの突き当てにより、円筒部６１ａが、回転軸部材２６に対して軸方向を傾ける変位が生じにくくなっており、これにより、クラッチハブ６１のプレート部分６１ｐが倒れにくく構成されている。

また、クラッチハブ６１の軸方向の位置決めは、それぞれ、円環状のワッシャ９１，シールベアリング６０，スペーサ９２、ワッシャ９３により行われている。
すなわち、回転軸部材２６の先端軸部２６ｚの外周に、クラッチハブ６１，ワッシャ９１，シールベアリング６０，スペーサ９２が順に装着されている。ここで、クラッチハブ６１，ワッシャ９１，シールベアリング６０，スペーサ９２の軸方向寸法は、クラッチハブ６１を段部２６ｃに突き当てた際に、図４に拡大して示すように、スペーサ９２が、先端軸部２６ｚの先端から僅かに突出するように設定されている。
そして、ボルト９４を、その頭部９４ａにワッシャ９３を係合させた状態で先端軸部２６ｚに対して軸方向に締結することで、ワッシャ９３がスペーサ９２の軸方向の位置を規定している。これにより、クラッチハブ６１、シールベアリング６０及びシールベアリング６０の外周に装着されたダンパリヤプレート４３は、その軸方向の位置決めが成されている。

また、シールベアリング６０は、いわゆるボールベアリングが用いられている。すなわち、先端軸部２６ｚの外周に装着されたインナレース６０ａとダンパリヤプレート４３に結合されたアウタレース６０ｂとの間に、ボール状の転動体６０ｃが介在され、ダンパリヤプレート４３が先端軸部２６ｚに対して回転可能に支持されている。そして、インナレース６０ａが、前述のように、ワッシャ９１とスペーサ９２との間に挟まれて軸方向に位置決めされている。
さらに、シールベアリング６０は、両レース６０ａ，６０ｂに跨って、第１クラッチＣＬ１で発生した締結摩耗分が内部に進入するのを防止するシール材６０ｄ，６０ｄを備えている。

（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の作用について説明する。
（軸方向の位置決め）
ダンパ４０及び第１クラッチＣＬ１のクラッチハブ６１を回転軸部材２６の先端軸部２６ｚに組み付ける際の手順を説明する。
この組付の際には、先端軸部２６ｚに、クラッチハブ６１の内周の円筒部６１ａ、ワッシャ９１、ダンパリヤプレート４３を支持するシールベアリング６０、スペーサ９２を順に装着し、円筒部６１ａを段部２６ｃに突き当てる。

そして、ワッシャ９３にボルト９４の軸部９４ｂを挿通し、頭部９４ａにワッシャ９３を重ねた状態で、ボルト９４を先端軸部２６ｚに締結させ、ワッシャ９３をスペーサ９２に圧接させる。これにより、円筒部６１ａ、ワッシャ９１、シールベアリング６０、スペーサ９２、ワッシャ９３は、軸方向に隙間無く圧接され、円筒部６１ａ及びシールベアリング６０の軸方向の位置決めが成される。

このように、本実施の形態１では、シールベアリング６０を利用してクラッチハブ６１の軸方向の位置決めを行うようにしているため、それぞれ、独立して位置決めを行うのと比較して、位置決めを行う部材を用いる必要が無く、構成の簡略化を図ることができる。

（組付後の作動時）
まず、モータ／クラッチユニットＭＣの動作を説明する。
モータ／クラッチユニットＭＣは、第２クラッチＣＬ２の締結状態では、ロータ５１と変速機入力軸３０とが一体的に回転する。したがって、モータ／ジェネレータＭＧの駆動力を、変速機ＴＭを介して駆動輪Ｗに伝達して走行するＥＶモード走行を行ったり、駆動輪Ｗの回転をモータ／ジェネレータＭＧに入力して回生発電を行ったりすることができる。

また、第１クラッチＣＬ１の締結状態では、エンジンＥとロータ５１とが一体的に回転する。したがって、エンジンＥの回転をロータ５１に伝達して、モータ／ジェネレータＭＧを発電することができる。また、第１クラッチＣＬ１と同時に第２クラッチＣＬ２を締結させたときには、エンジンＥ並びにモータ／ジェネレータＭＧの駆動力で走行するＨＥＶモード走行を行うことができる。

次に、第１クラッチＣＬ１の締結時の動作を説明する。
第１クラッチＣＬ１の締結時には、ピストン６４の押圧力により、図５に示すようにドリブンプレート６２ｂが倒れた状態となって、この状態でドライブプレート６２ａに締結する場合がある。このような場合、エンジンリヤプレート４１がピストン６４の押圧力で弾性変形するよう形成されていることにより、両プレート６２ａ，６２ｂの倒れを吸収し、両プレート６２ａ，６２ｂが密着して良好な締結状態を維持することができる。

さらに、第１クラッチＣＬ１は、乾式多板クラッチであるため、締結により摩耗粉が発生する。
それに対し、第１クラッチＣＬ１の内周に位置するシールベアリング６０は、シール材６０ｄを備えており、両レース６０ａ，６０ｂの間に摩耗粉が進入してかみ込むのを防止できる。

（実施の形態１の効果）
以上説明した本発明実施の形態１の動力伝達装置は、以下に列挙する効果を得ることができる。
ａ）ダンパリヤプレート４３の回転支持をシールベアリング６０で行うようにした。このため、第１クラッチＣＬ１として乾式多板クラッチを用いても、ダンパリヤプレート４３の回転支持をブッシュで行った場合のように潤滑構造を別途設ける必要が無く、構造の簡略化を図ることができる。
さらに、モータ／ジェネレータＭＧが設置されたドライ空間ＤＹとの間をシールすることも不要となり、その分、構造の簡略化を図ることができる。

ｂ）クラッチハブ６１の軸方向の位置決めを、シールベアリング６０を用いて行うようにした。このため、クラッチハブ６１及びシールベアリング６０の位置決めをそれぞれ単独で行うものと比較して、位置決め用の部材の点数を減らすことが可能となり、構造の簡略化を図ることができる。

ｃ）上記ａ）ｂ）のように、潤滑構造が不要になること並びに位置決め用の部材を減らすことが可能となることにより、クラッチハブ６１の円筒部６１ａと、先端軸部２６ｚとのスプライン結合構造において、軸方向寸法の確保が容易となる。
さらに、モータ／クラッチユニットＭＣ全体の軸方向寸法の短縮化を図ることが可能となり、第１クラッチＣＬ１として乾式多板クラッチを用いても、軸方向寸法を抑えることが可能となる。

ｄ）第１クラッチＣＬ１の内周に位置する転がり軸受け部材としてシール材６０ｄを備えたシールベアリング６０を用いた。したがって、両レース６０ａ，６０ｂの間に摩耗粉が進入してかみ込むのを防止できる。

ｅ）エンジンリヤプレート４１は、その板厚などに基づいてピストン６４の押圧力で弾性変形可能な弾性に形成した。これにより、第１クラッチＣＬ１の締結時に、ピストン６４の押圧力により、ドリブンプレート６２ｂが倒れて締結状態となっても、エンジンリヤプレート４１が、両プレート６２ａ，６２ｂの倒れを吸収し、両プレート６２ａ，６２ｂの良好な締結状態を維持することができる。

ｆ）クラッチハブ６１の軸方向の位置決めするのにあたり、スペーサ９２が、先端軸部２６ｚの先端よりも突き出る寸法とした。このため、ワッシャ９３とスペーサ９２との間に隙間が生じることが無く、クラッチハブ６１及びシールベアリング６０の軸方向の位置を確実に行うことができる。

ｇ）ダンパリヤプレート４３に凹部４３ａを形成し、第１クラッチＣＬ１の両プレート６２ａ，６２ｂを支持する外周筒部６１ｄ及びハブフランジ６３を凹部４３ａに差し込んで径方向に重ねて配置した。このため、ダンパ４０及び第１クラッチＣＬ１の設置に必要な軸方向寸法の短縮化を図ることができる。

以上、本発明の車両の制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

具体的には、実施の形態では、本発明をハイブリッド車両のモータ／クラッチユニットに適用した例を示したが、ダンパ及びクラッチを用いた動力伝達装置であれば、その適用範囲は、モータ／クラッチユニットに限定されない。すなわち、ハイブリッド車両以外の機械要素に適用することができ、例えば、自動変速機のロックアップ機能部分などに適用することができる。

また、実施の形態では、転がり軸受部材として、ボール状の転動体を有したボールベアリングを示したが、これに限定されず、ころ状の転動体を有したころ軸受け部材などを用いることができる。

１０ エンジン出力軸（入力部材）
２６ 回転軸部材（出力部材）
２６ｚ 先端軸部（出力部材）
４０ ダンパ
４１ エンジンリヤプレート（入力プレート）
４２ ダンパスプリング（弾性部材）
４３ ダンパリヤプレート（出力プレート）
６０ シールベアリング（転がり軸受け部材）
６０ｄ シール材
６１ クラッチハブ
６２ａ ドライブプレート
６２ｂ ドリブンプレート
９１ ワッシャ
９２ スペーサ
９３ ワッシャ
９４ ボルト

Claims (2)

1. 入力部材から出力部材への駆動伝達経路の途中に直列に配置されたダンパ及びクラッチと、
   前記ダンパに含まれ、前記入力部材に連結された入力プレート、前記出力部材に回転可能に支持された出力プレート、両プレートの間に介在されて両者間の捩れを吸収する弾性部材と、
   前記クラッチに含まれ、前記出力部材に結合されて前記出力部材と一体に回転するクラッチハブ、前記出力プレートに結合されて前記出力プレートと一体に回転するハブフランジ、前記クラッチハブ及び前記ハブフランジにそれぞれ軸方向に移動可能に支持され、交互に配置されて締結可能なドライブプレート及びドリブンプレートと、
   前記出力プレートを前記出力部材に相対回転可能に支持し、前記クラッチハブと軸方向に直列に配置されて前記クラッチハブの軸方向の移動を規制して前記出力部材に装着された転がり軸受け部材と、
   を備え、
   前記ダンパの前記入力プレートは、前記ドライブプレート及びドリブンプレートを締結させる押圧力が伝達された際に軸方向に変形可能な弾性に設定されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記転がり軸受け部材は、インナレースとアウタレースとの間を外部に対してシールするシール材を備えたシールベアリングであることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。