JP6156425B2

JP6156425B2 - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JP6156425B2
Application number: JP2015066760A
Authority: JP
Inventors: 彰伸青木; 上田　和彦; 和彦上田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2016185759A

Description

本発明は、車両の駆動装置、特に、エンジンと変速機との間に回転電機が配設され、エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の出力を、変速機を介して駆動輪に伝達する車両の駆動装置に関する。

従来、エンジンと変速機との間に回転電機が配設された車両の駆動装置が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンと変速機との間に、ダンパユニットを介してエンジン側に連結された入力軸と変速機側に連結された出力軸とを断接するクラッチと、ロータが出力軸に連結された回転電機とが配設された駆動装置が開示されている。

この駆動装置によれば、回転電機のステータに電流を流してロータを回転駆動させることにより、その出力がクラッチドラムを介して出力軸に伝達されて回転電機による電動走行が実施される。また、クラッチを接続することにより、回転電機でエンジンを始動させることができ、エンジンが始動すればその出力が入力軸からクラッチを介して出力軸に伝達されてエンジン走行又はエンジン及び回転電機による併用走行が実施される。

さらに、回転電機への電流を遮断することにより、回転電機を発電機として作動させることができ、クラッチ接続時においては、エンジン走行が実施されると共に回転電機による発電が実施され、減速時にクラッチを解放することにより、エンジンの連れ回りによるエネルギ損失を抑制して、回転電機によるエネルギ回生を効率良く実施できる。

特開２０１０−１０５６１５号公報

特許文献１の駆動装置では、回転電機及びクラッチが収容される駆動ユニット収容空間と、ダンパユニットが収容されるダンパ収容空間とを仕切る、縦壁が設けられている。縦壁の内径部には前記入力軸が貫通しており、内径部と入力軸との間にオイルシールが装着されている。また縦壁の内径部から径方向の外側位置において、変速機側へ突出した環状突出部が形成されており、該環状突出部の内周に、回転電機のロータを支持するロータ支持部材がロータ用軸受を介して回転自在に支持されている。

ところで、駆動ユニット収容空間には、前記ロータ用軸受を含め種々の軸受が配設されており、これらの軸受には潤滑油が供給されている。そして、この潤滑油が駆動ユニット収容空間からダンパ収容空間側へ漏れ出ることが、縦壁及びオイルシールにより防止されている。この場合、オイルシールとロータ用軸受とが、共に縦壁の内周側において軸方向に位置を異にして配設されているので、駆動装置の軸方向寸法が増大してしまう。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エンジンと変速機との間に、回転電機が配設された車両の駆動装置の、軸方向寸法をコンパクトに構成することを目的とする。

前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンと変速機との間に、エンジン側に連結された入力軸と変速機の変速機入力軸に連結された出力軸とを断接するクラッチと、ロータが前記出力軸に連結された回転電機とが配設され、かつ、前記クラッチ及び回転電機のエンジン側に、該クラッチ及び回転電機を収容する空間を形成する縦壁が設けられた車両の駆動装置であって、前記縦壁は、内周部に前記変速機側に延設された筒状の縦壁延設部を有しており、前記縦壁延設部は、外周に、前記ロータを回転自在に支持するロータ用軸受が配置されていると共に、内周に、オイルシールが前記入力軸との間に装着されており、前記ロータ用軸受と前記オイルシールとが、軸方向に重複して位置しており、前記入力軸は、前記クラッチのクラッチハブに連結されており、前記出力軸は、前記入力軸と同一軸心上に配置されていると共に、該入力軸の前記変速機側の端面に設けられた凹部内に突入した出力軸延設部を備えており、前記オイルシールと軸方向に重複する位置で、前記入力軸の前記凹部と前記出力軸の前記出力軸延設部との間に入力軸用軸受が配置されていることを特徴とする車両の駆動装置。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両の駆動装置において、軸方向において、前記出力軸は、前記変速機側の部分において、前記変速機入力軸に連結されており、前記入力軸は、前記変速機入力軸のエンジン側の端部よりもエンジン側に位置していることを特徴とする。

前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

まず、請求項１に記載の発明によれば、縦壁の内周部に、変速機側に延設された筒状の縦壁延設部を設けて、縦壁延設部の外周にロータ用軸受を配置すると共に、縦壁延設部の内周に入力軸との間にオイルシールを設置することにより、縦壁延設部の内外周にオイルシールとロータ用軸受とを振り分けて配置できる。これにより、ロータ用軸受とオイルシールとを軸方向に重複して配置でき、駆動装置を軸方向にコンパクトに構成できる。

また、入力軸用軸受を、オイルシールと軸方向に重複して配置できるので、より一層、駆動装置を軸方向にコンパクトに構成できる。さらに、入力軸の凹部と該凹部に延びる出力軸延設部との間に軸受を設置することにより、入力軸及び出力軸間の支持剛性を向上できる。

すなわち、本発明に係る車両の駆動装置によれば、エンジンと変速機との間に、回転電機が配設された車両の駆動装置において、軸方向の寸法をコンパクトに構成できる。

本発明による車両の駆動装置の一実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置の径方向の一方側のみの断面を示した半断面図である。図１に示すように、この実施形態に係る車両の駆動装置１は、エンジン２と、変速機３と、その両者の間に配設されたダンパユニット１０及び駆動ユニット２０とを有し、エンジン２の出力がダンパユニット１０を介して駆動ユニット２０の駆動ユニット入力軸７に入力され、駆動ユニット２０の出力が駆動ユニット出力軸８から変速機３に入力されるようになっている。

なお、以下の説明において、エンジン２のエンジン出力軸２ｂの軸方向に関して、変速機３からエンジン２へ向かう方向を駆動装置１の前方と称し、エンジン２から変速機３へ向かう方向を駆動装置１の後方と称して、以下説明する。

ダンパユニット１０は、前端がエンジン２のシリンダブロック２ａに結合されたダンパケース１１を有している。駆動ユニット２０は、前端がダンパケース１１の後端に結合され、後端が変速機３の変速機ケース３ａの前端に結合された駆動ユニットケース２１を有している。ダンパケース１１と駆動ユニットケース２１との間には、径方向内径側へ延びるエンジン側縦壁１２が設けられており、駆動ユニットケース２１と変速機ケース３ａとの間には、径方向内径側へ延びる変速機側縦壁２２が設けられている。

エンジン側縦壁１２は、ダンパケース１１と一体に形成されている。ダンパケース１１の内側において、シリンダブロック２ａの後端面とエンジン側縦壁１２との間に、ドライブプレート４１，フライホイール４２及びダンパ４３が収容されたダンパ収容空間Ｓ１が形成されている。一方、変速機側縦壁２２は、変速機ケース３ａの前部に取り付けられている。駆動ユニットケース２１の内側において、エンジン側縦壁１２と変速機側縦壁２２との間に、回転電機５及びクラッチ６が収容された駆動ユニット収容空間Ｓ２が形成されている。

ダンパユニット１０は、捩りダンパ装置であって、エンジン出力軸２ｂに結合されたドライブプレート４１外周に、フライホイール４２とダンパ４３とが共締めされており、ダンパ４３の内径部４３ａに駆動ユニット入力軸７が連結されるようになっている。

エンジン側縦壁１２は、内径部に変速機３側に延設された筒状の縦壁延設部１３を有し、エンジン出力軸２ｂと同一軸心上に配置された駆動ユニット入力軸７が、縦壁延設部１３内を貫通している。この駆動ユニット入力軸７は、先端部がダンパ４３の内径部４３ａにスプライン嵌合されており、これにより、ドライブプレート４１，フライホイール４２及びダンパ４３を介してエンジン出力軸２ｂに連結されている。

変速機側縦壁２２は、内径部にエンジン２側に延びるボス部２３を有し、駆動ユニット入力軸７の後方に同一軸線上に配置された駆動ユニット出力軸８が、該ボス部２３を貫通して後方に延びて、駆動ユニット２０の出力を変速機３に伝達する。ボス部２３には、オイルポンプ３０のポンプ室２４が形成されている。

また、変速機側縦壁２２の前面には、前記ポンプ室２４に対応するポンプカバー３１が取り付けられ、ポンプ室２４とポンプカバー３１との間に、インナーロータ３２及びアウターロータ３３が収容されている。インナーロータ３２は、内径部で駆動ユニット出力軸８のオイルポンプ駆動軸部８５の外周に係合されており、駆動ユニット出力軸８の回転によりオイルポンプ３０が駆動される。

駆動ユニット収容空間Ｓ２には、駆動ユニット２０を構成する要素として、回転電機５と、クラッチ６と、駆動ユニット入力軸７と、駆動ユニット出力軸８とが配設されている。以下、駆動ユニット２０の各要素について、説明する。

回転電機５は、駆動モータ又は発電機あるいはその両方として作動し、駆動ユニット入力軸７と同一軸心上に配置された環状のステータ５１と、その内側に同心状に配置された円筒状のロータ５２とを有している。ステータ５１は、積層板からなるステータ鉄心にコイルを巻回して構成されており、変速機３側へ延びるブラケット５３によりエンジン側縦壁１２に取り付けられている。

ロータ５２は、永久磁石が埋め込まれた積層板により構成されており、その外周がステータ５１の内周に所定の隙間を隔てて対向するように、ロータ支持部材５４の外周に外嵌して支持されている。

ロータ支持部材５４は、ロータ５２を支持する円筒状のロータ支持部５４１と、ロータ支持部５４１のエンジン２側の端部から内径側へ延びるロータ縦壁５４２と、ロータ縦壁５４２の内径部からエンジン２側へ延設された円筒状のロータ用ボス部５４３とを有している。

ロータ用ボス部５４３は、縦壁延設部１３の外径側に位置しており、ロータ用ボス部５４３と縦壁延設部１３との間に第１軸受９１（ロータ用軸受）が配置されている。第１軸受９１としては、例えばボールベアリングを使用できる。

また、ロータ５２の回転角度を検出するレゾルバ９が、第１軸受９１の径方向外側において、該１軸受９１と軸方向に重複する位置に配置されている。具体的には、レゾルバ９は、レゾルバステータ２７とレゾルバロータ２８とを有し、レゾルバステータ２７が、エンジン側縦壁１２に取り付けられており、レゾルバロータ２８がロータ用ボス部５４３の外周に取り付けられている。

クラッチ６は、エンジン２に連結された駆動ユニット入力軸７と変速機３に連結された駆動ユニット出力軸８とを断接可能に構成されており、ロータ支持部材５４のロータ支持部５４１に結合されたクラッチドラム６１と、その内側に配置されて駆動ユニット入力軸７に結合されたクラッチハブ６２と、クラッチドラム６１とクラッチハブ６２との間に配置されて、これらに交互に係合された複数の摩擦板６３と、該摩擦板６３を締結させるピストン６４と、該ピストン６４を摩擦板６３の解放方向に付勢するスプリング６５とを有している。

クラッチドラム６１の内周部に結合されたドラム延長部８３とピストン６４との間に締結用油圧室６７が設けられ、油路６７ａから導入された作動油によって該締結用油圧室６７内の油圧が上昇したとき、ピストン６４がスプリング６５の付勢力に抗して摩擦板６３を締結方向に押圧する。また、ピストン６４とその反クラッチドラム側に配設されたシールプレート６６との間に遠心バランス室６８が設けられ、遠心バランス室６８に導入される非加圧状態の作動油により、締結用作動室６７内の作動油に作用する回転による遠心力によってピストン６４を締結方向に押圧する力が相殺される。

駆動ユニット入力軸７は、中空円筒状部材であり、エンジン２側から順に、エンジン出力軸２ｂの後端に設けられたエンジン出力軸凹部２ｃ内に突入する入力軸延設部７１と、ダンパ４３の内径部４３ａにスプライン嵌合される入力軸中間部７２と、縦壁延設部１３の径方向内側に概ね対向位置する入力軸後部７３と、後部において径方向外側へ延びてクラッチハブ６２の内径部に例えば溶接により固定される入力軸フランジ部７４とを有している。

また、駆動ユニット入力軸７には、後端部から入力軸後部７３及び入力軸中間部７２にかけて同一軸心に延びる入力軸心孔７５が穿設されている。

一方、駆動ユニット出力軸８は、中空円筒状部材であり、エンジン２側から順に、駆動ユニット入力軸７の入力軸心孔７５に突入する出力軸延設部８１と、クラッチ６の各油圧室６７，６８の内径部を形成する出力軸中間部８２と、出力軸中間部８２の後部から径方向外側に延びてクラッチドラム６１に結合されたドラム延長部８３と、ポンプカバー３１の内径部に対向位置する出力軸後部８４と、インナーロータ３２の内径部に係合するオイルポンプ駆動軸部８５とを有している。

また、駆動ユニット出力軸８には、後端部から出力軸中間部８２にかけて同一軸心に延びる出力軸心孔８６が穿設されている。出力軸心孔８６には、変速機３の変速機入力軸３ｂが挿入されてスプライン嵌合されている。

出力軸後部８４とポンプカバー３１との間には、第２軸受９２が配置されている。すなわち、回転電機５のロータ５２は、前側がロータ支持部材５４を介して縦壁延設部１３に第１軸受９１により支持され、後側がクラッチドラム６１及び駆動ユニット出力軸８のドラム延長部８３を介してポンプカバー３１の内周部に第２軸受９２により支持されており、これにより駆動ユニット入力軸７の軸心周りに回転自在に構成されている。第２軸受９２としては、例えばボールベアリングを使用できる。

また、入力軸延設部７１とエンジン出力軸凹部２ｃとの間には、第３軸受９３が配置されており、入力軸心孔７５と出力軸延設部８１との間には、第４軸受９４（入力軸用軸受）が配置されている。すなわち、駆動ユニット入力軸７は、前側が第３軸受９３により支持され、後側が第３軸受９４により支持されており、これにより駆動ユニット入力軸７の軸心周りに回転自在に構成されている。第３軸受９３及び第４軸受９４として、例えばニードルベアリングを使用できる。

また、駆動ユニット出力軸８は、前側がクラッチドラム６１及びロータ支持部材５４を介して第１軸受９１により支持され、後側が第２軸受９２により支持されており、これにより駆動ユニット入力軸７の軸心周りに回転自在に構成されている。

また、入力軸後部７３と縦壁延設部１３との間には、オイルシール４が装着されており、エンジン側縦壁１２及びオイルシール４により、駆動ユニット収容空間Ｓ２内の各軸受を潤滑し又はクラッチ６に供給された作動油（潤滑油）が、ダンパ収容空間Ｓ１側へ漏れ出ることが防止されている。

上記構成から明らかなように、縦壁延設部１３の外周に第１軸受９１が配置され、内周にオイルシール４が装着されている。さらに、オイルシール４と軸方向に重複する位置に第４軸受９４が配置されている。換言すると、駆動ユニット入力軸７の入力軸後部７３の外周にオイルシール４が装着され、内周（入力軸心孔７５）に第４軸受９４が配置されている。

また、レゾルバ９が、第１軸受９１の径方向外側において、該１軸受９１と軸方向に重複する位置に配置されている。したがって、オイルシール４と、第１軸受９１と、第４軸受９４と、レゾルバ９とがそれぞれ、軸方向に重複した位置に配置されている。

上記構成の駆動装置によれば、軽負荷走行時には、回転電機５のステータ５１に電流を流すことによりロータ５２が回転駆動され、すなわち回転電機５がモータとして作動する。これにより、回転電機５の駆動力がロータ５２と一体に回転するロータ支持部材５４、クラッチドラム６１及び駆動ユニット出力軸８を介して変速機入力軸３ｂに伝達されて、変速機３において所定の減速比で減速された後、駆動輪（図示しない）が駆動される。このとき、クラッチ６は非係合状態にあり、エンジン２は停止状態に維持されている。

また、高負荷走行時には、エンジン２を始動し、油路６７ａを介してピストン６４が摩擦板６３を締結方向に押圧してクラッチ６が係合状態となり、回転電機５の駆動力に加えてエンジン２の駆動力が、変速機３の変速機入力軸３ｂに伝達される。

また、減速時においては、クラッチ６の締結用油圧室６７から作動油を油路６７ａから排出させることにより、締結用油圧室６７内の油圧を減じて、ピストン６４を解放方向へ移動させてクラッチ６を解放状態とし、車両の減速エネルギがエンジン２の回転抵抗で消費されることを防止して、回転電機での回生効率を高めている。

以上説明した本実施形態に係る駆動装置１によれば、エンジン側縦壁１２の内径部に、変速機側に延設された筒状の縦壁延設部１３を設けて、縦壁延設部１３の外周に第１軸受９１を配置すると共に、縦壁延設部１３の内周に駆動ユニット入力軸７の入力軸後部７３との間にオイルシール４を設置することにより、縦壁延設部１３の内外周にオイルシール４と第１軸受９１とを振り分けて配置できる。したがって、第１軸受９１とオイルシール４とを軸方向に重複して配置でき、駆動装置１を軸方向にコンパクトに構成できる。

さらに、オイルシール４と軸方向に重複する位置において、入力軸後部７３の内周（入力軸心孔７５）と出力軸延設部８１との間に第４軸受９４を配置することにより、入力軸後部７３の内外周にオイルシール４と第４軸受９４とを振り分けて配置できる。これによって、より一層、駆動装置１を軸方向にコンパクトに構成できる。

また、駆動ユニット入力軸７の入力軸心孔７５と該入力軸心孔７５に延びる出力軸延設部８１との間に第４軸受９４を配置することにより、駆動ユニット入力軸７の支持剛性を向上できる。

また、レゾルバ９は、第１軸受９１の外周側であって、該第１軸受９１と軸方向に重複する位置で、エンジン側縦壁１２に取り付けられているので、より一層、駆動装置１を軸方向にコンパクトに構成できる。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

以上説明したように、本発明に係る車両の駆動装置によれば、エンジンと変速機との間に、回転電機が配設された車両の駆動装置において、軸方向の寸法をコンパクトに構成できるので、この種の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１駆動装置
２エンジン
２ｂエンジン出力軸
３変速機
３ｂ変速機入力軸
４オイルシール
５回転電機
６クラッチ
７駆動ユニット入力軸
８駆動ユニット出力軸
９レゾルバ
１０ダンパユニット
１２エンジン側縦壁
１３縦壁延設部
２０駆動ユニット
５１ステータ
５２ロータ
５４ロータ支持部材
６１クラッチドラム
６２クラッチハブ
６３摩擦板
６４ピストン
７１入力軸延設部
７３入力軸後部
７５入力軸心孔
８１出力軸延設部
９１〜９４第１〜第４軸受

Claims

エンジンと変速機との間に、エンジン側に連結された入力軸と変速機の変速機入力軸に連結された出力軸とを断接するクラッチと、ロータが前記出力軸に連結された回転電機とが配設され、かつ、前記クラッチ及び回転電機のエンジン側に、該クラッチ及び回転電機を収容する空間を形成する縦壁が設けられた車両の駆動装置であって、
前記縦壁は、内周部に前記変速機側に延設された筒状の縦壁延設部を有しており、
前記縦壁延設部は、外周に、前記ロータを回転自在に支持するロータ用軸受が配置されていると共に、内周に、オイルシールが前記入力軸との間に装着されており、
前記ロータ用軸受と前記オイルシールとが、軸方向に重複して位置しており、
前記入力軸は、前記クラッチのクラッチハブに連結されており、
前記出力軸は、前記入力軸と同一軸心上に配置されていると共に、該入力軸の前記変速機側の端面に設けられた凹部内に突入した出力軸延設部を備えており、
前記オイルシールと軸方向に重複する位置で、前記入力軸の前記凹部と前記出力軸の前記出力軸延設部との間に入力軸用軸受が配置されていることを特徴とする車両の駆動装置。
軸方向において、
前記出力軸は、前記変速機側の部分において、前記変速機入力軸に連結されており、
前記入力軸は、前記変速機入力軸のエンジン側の端部よりもエンジン側に位置している、
請求項１に記載の車両の駆動装置。