JP6011310B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、エンジンと電動モータとを駆動源として搭載した車両において、エンジンと電動モータとに連結される動力伝達装置に関する。

エンジンおよび電動モータを駆動源として搭載した車両が市販されている。このような車両は、ハイブリッド車あるいは航続距離拡張機能（レンジエクステンダー）付き電気自動車と呼ばれる。

このような車両の一例として、特開２００６−８９００１号公報（特許文献１）は、エンジンの出力を第１電動機および伝達部材へ分割する差動装置、および、その差動装置を電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、ロック状態とに選択的に切換える切換クラッチ、切換ブレーキを、第１電動機と第２電動機との間に配設した構成を開示する。

特開２００６−８９００１号公報

特開２００６−８９００１号公報に記載された車両では、差動装置、クラッチならびにブレーキが第１電動機と第２電動機との間に設けられているため、これらを有さない仕様の車両を設計する際には差動装置周りの構成を大幅に変更する必要がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、仕様の異なる車両間で共通して使用することができる部品を増やすことである。

ある実施例において、動力伝達装置は、エンジンと電動モータとに連結される。この動力伝達装置は、電動モータの回転軸方向における電動モータの一方側であって、かつエンジンと電動モータとの間に設けられ、電動モータのロータに連結される回転部材と、電動モータの回転軸方向における電動モータの一方側であって、かつエンジンと電動モータとの間に設けられ、回転部材に連結される係合要素と、電動モータの回転軸方向において係合要素と電動モータとの間に設けられ、回転部材を支持する遮蔽部材と、電動モータの回転軸方向における電動モータの他方側に設けられ、電動モータのロータに連結される第１の回転要素ならびにエンジンに連結される第２の回転要素を含む差動装置とを備える。

係合要素が差動装置とは反対側（エンジン側）に設けられているため、係合要素を有さない仕様の車両において、差動装置周りの構成を係合要素を有する使用の車両と同じもしくは略同じにすることができる。よって、仕様の異なる車両間で共通して使用することができる部品を増やすことができる。

別の実施例において、動力伝達装置は、エンジンおよび第２の回転要素に連結される回転軸をさらに備える。係合要素は、回転部材を遮蔽部材に固定するブレーキと、回転部材と回転軸とを連結するクラッチとを含む。ブレーキにより、電動モータのロータを固定することができる。よって、電動モータにより反力を出さずに、エンジンから出力されたトルクを差動装置が伝達することができる。また、クラッチにより、差動装置をロックすることができる。よって、差動装置による減速が不要な場合には変速比を「１」として、エンジンの回転速度を落とすことができる。

さらに別の実施例において、ブレーキは、回転部材の径方向においてクラッチよりも外側に位置し、回転部材の回転軸方向においてクラッチと重複する。この構成により、クラッチに供給された潤滑油を遠心力を利用してブレーキに向けて飛散させることができる。

さらに別の実施例において、動力伝達装置は、エンジンおよび第２の回転要素に連結される回転軸をさらに備える。係合要素は、回転部材と回転軸とを連結するクラッチを含む。クラッチにより、差動装置をロックすることができる。よって、差動装置による減速が不要な場合には変速比を「１」として、エンジンの回転速度を落とすことができる。

さらに別の実施例において、回転部材は、クラッチのハブに連結される。回転部材をクラッチのハブに連結することにより、電動モータの駆動に伴ってクラッチのハブを回転させることができる。ドラム（外周部）ではなくハブ（内周部）が回転させるため、ハブの回転によりクラッチに供給された潤滑油を遠心力を利用してクラッチ全体に拡散させることができる。

さらに別の実施例において、係合要素は、回転部材を遮蔽部材に固定するブレーキを含む。ブレーキにより、電動モータのロータを固定することができる。よって、電動モータにより反力を出さずに、エンジンから出力されたトルクを差動装置が伝達することができる。

さらに別の実施例において、遮蔽部材は、電動モータを収容する筺体の一端部に設けられる。よって、遮蔽部材により、筺体内への異物の混入を防ぐことができる。

ハイブリッド車を示す概略構成図である。 ハイブリッドシステムを示す図である。 ブレーキおよびクラッチ周りの構成を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。本実施の形態においてハイブリッド車と記載される車両には、外部電源によりバッテリを充電可能なプラグインハイブリッド車、ならびに、エンジンを主に発電のために使用する航続距離拡張機能（レンジエクステンダー）を備えた電気自動車も含まれる。

ハイブリッド車は、ハイブリッドシステム１００と、オートマチックトランスミッション（多段変速機）４００と、プロペラシャフト４０２と、デファレンシャルギヤ４０４と、後輪４０６とを含む。

ハイブリッドシステム１００は、エンジン２００と、ダンパ２０２と、動力分割機構３１０と、第１モータジェネレータ３１１と、第２モータジェネレータ３１２と、係合装置５００とを含む。

ダンパ２０２および係合装置５００はエクステンションハウジング６００に内包されている。動力分割機構３１０と、第１モータジェネレータ３１１と、第２モータジェネレータ３１２とは、ハウジング７００に内包されている。係合装置５００と第１モータジェネレータ３１１とは、カバー８００により遮蔽される。ハイブリッドシステム１００の構成については後で詳細に説明する。

オートマチックトランスミッション４００は、ハイブリッドシステム１００の出力軸に連結される。オートマチックトランスミッション４００から出力された駆動力は、プロペラシャフト４０２およびデファレンシャルギヤ４０４を介して、左右の後輪４０６に伝達される。

図２，３を参照して、ハイブリッドシステム１００についてさらに説明する。
エンジン２００と、動力分割機構３１０の入力軸３０２とは、ダンパ２０２および回転軸２０４を介して連結される。ダンパ２０２と回転軸２０４とはスプライン嵌合によって連結される。同様に、回転軸２０４と入力軸３０２とはスプライン嵌合によって連結される。入力軸３０２はキャリア３２６に連結されているため、回転軸２０４は、エンジン２００とキャリア３２６とに連結されていると言える。また、回転軸２０４は、エクステンションハウジング６００およびカバー８００によりベアリング等を介して回転可能に支持される。

動力分割機構３１０は、入力軸３０２に入力されたエンジン２００の出力を第１モータジェネレータ３１１および出力軸３０４に分割する。動力分割機構３１０は、プラネタリギヤ３２０から構成される。

プラネタリギヤ３２０は、サンギヤ３２２、ピニオンギヤ３２４、ピニオンギヤ３２４を自転および公転可能に支持するキャリア３２６、ピニオンギヤ３２４を介してサンギヤ３２２と噛み合うリングギヤ３２８を含む。

動力分割機構３１０において、キャリア３２６は入力軸３０２を介してエンジン２００に連結される。サンギヤ３２２は第１モータジェネレータ３１１に連結される。リングギヤ３２８は、第２モータジェネレータ３１２および出力軸３０４に連結される。

動力分割機構３１０は、サンギヤ３２２、キャリア３２６、リングギヤ３２８が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構３１０の差動機能により、エンジン２００の出力が第１モータジェネレータ３１１と出力軸３０４とに分割される。

分割されたエンジン２００の出力の一部を用いて第１モータジェネレータ３１１が発電したり、第１モータジェネレータ３１１が発電した電力を用いて第２モータジェネレータ３１２が回転駆動したりすることにより、動力分割機構３１０は、無段変速機として機能する。

第１モータジェネレータ３１１および第２モータジェネレータ３１２は、三相交流回転電機である。第１モータジェネレータ３１１は、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２に連結される。第２モータジェネレータ３１２は、ロータが出力軸３０４と一体的に回転するように設けられる。動力分割機構３１０の出力軸３０４がオートマチックトランスミッション４００の入力軸に連結される。

図示されるように、動力分割機構３１０は、第１モータジェネレータ３１１と第２モータジェネレータ３１２との間に設けられる。すなわち、動力分割機構３１０は、第１モータジェネレータ３１１に対してエンジン２００とは反対側（第２モータジェネレータ３１２側）に設けられる。

一方、係合装置５００は、第１モータジェネレータ３１１の回転軸方向における一方側（エンジン２００側）であって、かつエンジン２００と第１モータジェネレータ３１１との間に設けられる。係合装置５００は、回転部材５３０に連結される。回転部材５３０は、第１モータジェネレータ３１１の回転軸方向における一方側（エンジン２００側）であって、かつエンジン２００と第１モータジェネレータ３１１との間に設けられ、第１モータジェネレータ３１１のロータにスプライン嵌合によって連結される。

係合装置５００は、ブレーキ５１０とクラッチ５２０とを含む。係合装置５００がブレーキ５１０とクラッチ５２０とのうちのいずれか一方のみを含むように構成してもよい。ブレーキ５１０のハブ５１２とクラッチ５２０のハブ５２２とは共に回転部材５３０に連結されている。より具体的には、ブレーキ５１０のハブ５１２と、クラッチ５２０のハブ５２２と、回転部材５３０とが溶接などにより一体的に形成される。

ブレーキ５１０の他端はカバー８００に連結されている。よって、ブレーキ５１０は、係合すると、回転部材５３０をカバー８００に固定する。その結果、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転速度が零となる。一方、クラッチ５２０の他端は回転軸２０４に連結されている。よって、クラッチ５２０は、係合すると回転部材５３０と回転軸２０４とを連結する。その結果、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２と入力軸３０２（キャリア３２６）とが連結される。よって、動力分割機構３１０がロック状態となる。

図示されるように、ブレーキ５１０は、回転部材５３０の径方向においてクラッチ５２０よりも外側に位置し、回転部材５３０の回転軸方向においてクラッチ５２０と重複する。

ブレーキ５１０は油圧によって作動する一般的な摩擦係合要素である。ブレーキ５１０を係合させるピストン５１４は、エクステンションハウジング６００に形成された油圧シリンダ５１６に配設される。

同様に、クラッチ５２０は油圧によって作動する一般的な摩擦係合要素である。クラッチ５２０を係合させるピストン５２４は、回転軸２０４に形成された油圧シリンダ５２６に配設される。

カバー８００は、ハウジング７００の一端部に設けられる。より詳細には、カバー８００は、第１モータジェネレータ３１１の回転軸方向において、係合装置５００と第１モータジェネレータ３１１との間に設けられる。カバー８００は、ベアリング等を介して回転部材５３０ならびに第１モータジェネレータ３１１のロータを回転可能に支持する。また、カバー８００は、回転部材５３０を介して回転軸２０４を回転可能に支持する。

図示されるように、エクステンションハウジング６００の突出部６０２の内周面が、カバー８００の外周面とシール材を介して当接している。これにより、エクステンションハウジング６００とカバー８００とにより閉ざされた空間が油密に保たれる。

図３を参照して、エクステンションハウジング６００およびカバー８００についてさらに説明する。

エクステンションハウジング６００には、ブレーキ５１０の油圧シリンダ５１６に油圧を供給する油路６０４が設けられる。

同様に、エクステンションハウジング６００には、クラッチ５２０の油圧シリンダ５２６に油圧を供給する油路６０６が設けられている。油路６０６に供給された油圧は、一旦、回転軸２０４の外周面から回転軸２０４内に入る。油圧は、回転軸２０４内の油路を通って、回転軸２０４の外周面からクラッチ５２０の油圧シリンダ５２６に供給される。

カバー８００には、クラッチ５２０への潤滑油を供給する油路８０２が設けられている。潤滑油は、油路８０２を径方向で内側に向かった後、軸方向に進み、その後、径方向で外側に向かってカバー８００から噴き出る。潤滑油はクラッチ５２０のハブ５２２の内周面にかけられると、遠心力によってハブ５２２に設けられた孔を通ってプレートに向かって移動する。クラッチ５２０に供給された潤滑油は、遠心力によってさらにブレーキ５１０のハブ５１２の内周面に向かって飛散する。ブレーキ５１０のハブ５１２に到達した潤滑油は、遠心力によってハブ５１２に設けられた孔を通ってプレートに向かって移動する。

本実施の形態においては、回転部材５３０がクラッチ５２０のハブ５１２に連結されているため、例えばエンジン２００の始動のために第１モータジェネレータ３１１を駆動させるに伴ってハブ５１２が回転する。そのため、ハブ５１２からクラッチ５１２ならびにブレーキ５１０に向けて潤滑油を拡散させて、クラッチ５２０ならびにブレーキ５１０の潤滑を早期に実現することができる。

また、クラッチ５２０のピストン室が形成される油圧シリンダ５２６はエクステンションハウジング６００に形成されるとともに、油圧シリンダ５２６に油圧を供給する油路６０６はエクステンションハウジング６００に形成されるため、油路の配索が容易である。

さらに、カバー８００に、クラッチ５２０への潤滑油を供給する油路８０２が設けられているため、ハブ５２２への潤滑油の供給が容易である。

さらに、ブレーキ５１０の一端はカバー８００に係止され、ピストン５１４はエクステンションハウジング６００に配置され、このエクステンションハウジング６００に、ブレーキ５１０の油圧シリンダ５１６に油圧を供給する油路６０４が設けられるため、組み付けが容易である。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ ハイブリッドシステム、２００ エンジン、２０２ ダンパ、２０４ 回転軸、３０２ 入力軸、３０４ 出力軸、３１０ 動力分割機構、３１１ 第１モータジェネレータ、３１２ 第２モータジェネレータ、３２０ プラネタリギヤ、３２２ サンギヤ、３２４ ピニオンギヤ、３２６ キャリア、３２８ リングギヤ、４００ オートマチックトランスミッション、４０２ プロペラシャフト、４０４ デファレンシャルギヤ、４０６ 後輪、５００ 係合装置、５１０ ブレーキ、５１２，５２２ ハブ、５１４，５２４ ピストン、５１６，５２６ 油圧シリンダ、５２０ クラッチ、５３０ 回転部材、６００ エクステンションハウジング、６０２ 突出部、６０４，６０６，８０２ 油路、７００ ハウジング、８００ カバー。

Claims (7)

1. エンジンと電動モータとに連結される動力伝達装置であって、
   前記電動モータの回転軸方向における前記電動モータの一方側であって、かつ前記エンジンと前記電動モータとの間に設けられ、前記電動モータのロータに連結される回転部材と、
   前記電動モータの回転軸方向における前記電動モータの一方側であって、かつ前記エンジンと前記電動モータとの間に設けられ、前記回転部材に連結される係合要素と、
   前記電動モータの回転軸方向において前記係合要素と前記電動モータとの間に設けられ、前記回転部材を支持する遮蔽部材と、
   前記電動モータの回転軸方向における前記電動モータの他方側に設けられ、前記電動モータのロータに連結される第１の回転要素ならびに前記エンジンに連結される第２の回転要素を含む差動装置とを備える、動力伝達装置。
2. 前記エンジンおよび前記第２の回転要素に連結される回転軸をさらに備え、
   前記係合要素は、
   前記回転部材を前記遮蔽部材に固定するブレーキと、
   前記回転部材と前記エンジンおよび前記第２の回転要素に連結される回転軸とを連結するクラッチとを含む、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記ブレーキは、前記回転部材の径方向において前記クラッチよりも外側に位置し、
   前記回転部材の回転軸方向において前記クラッチと重複する、請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記エンジンおよび前記第２の回転要素に連結される回転軸をさらに備え、
   前記係合要素は、前記回転部材と前記回転軸とを連結するクラッチを含む、請求項１に記載の動力伝達装置。
5. 前記回転部材は、前記クラッチのハブに連結される、請求項２〜４のいずれかに記載の動力伝達装置。
6. 前記係合要素は、前記回転部材を前記遮蔽部材に固定するブレーキを含む、請求項１に記載の動力伝達装置。
7. 前記遮蔽部材は、前記電動モータを収容する筺体の一端部に設けられる、請求項１〜６のいずれかに記載の動力伝達装置。

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