JPH0971139A - ハイブリッド型車両 - Google Patents

ハイブリッド型車両

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JPH0971139A
JPH0971139A JP23026095A JP23026095A JPH0971139A JP H0971139 A JPH0971139 A JP H0971139A JP 23026095 A JP23026095 A JP 23026095A JP 23026095 A JP23026095 A JP 23026095A JP H0971139 A JPH0971139 A JP H0971139A
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brake
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gear
internal combustion
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Kozo Yamaguchi
幸蔵 山口
Yoshinori Miyaishi
善則 宮石
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルを十分に冷却することができるととも
に、駆動装置を大型化してしまうことがないハイブリッ
ド型車両を提供する。 【構成】内燃エンジンと、内燃エンジンからの回転を伝
達する伝達軸17と、伝達軸17に固定されたロータ2
1、ケーシング56に固定されたステータ22、及びコ
イル23を備えた発電機16と、電流が供給されて駆動
される電気モータと、係脱自在に配設され、係合させら
れたときに発電機16のロータ21の回転を停止させる
ブレーキBとを有する。そして、ブレーキBを発電機1
6のコイル23の端部の内径側に配設し、ブレーキBを
支持する環状のブレーキ支持部145に切欠147を形
成し、切欠147を介して、ブレーキBを冷却した後の
油をコイル23の内周面に飛散させる。コイル23の内
側が冷却されるので、コイル23の内側に冷却装置を別
途配設する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド型車両に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃エンジン、電気モータ及び発
電機を備え、内燃エンジン及び発電機をクラッチによっ
て出力軸から切り離すことができるようにしたハイブリ
ッド型車両が提供されている。この種のハイブリッド型
車両は、内燃エンジンだけを駆動するエンジン駆動モー
ド、電気モータだけを駆動するモータ駆動モード、並び
に内燃エンジン及び電気モータの両方を駆動するエンジ
ン・モータ駆動モードで走行させることができる。そし
て、エンジン駆動モードでは、前記発電機によって電力
を発生させることができる。
【0003】また、前記発電機は、内燃エンジンからの
トルクを受けて回転させられるロータ、該ロータと対向
させてケーシングに固定されたステータ、及び該ステー
タに巻装されたコイルから成る。そして、前記発電機に
よって発電が行われる際に前記コイルに熱が発生するの
で、冷却用の油が前記ケーシングの壁面から噴出される
ようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、冷却用の油を前記
ケーシングの壁面から噴出させて発電機のコイルを冷却
するようにしているので、コイルの外側ばかり冷却さ
れ、コイルの内径側の冷却が不十分になる場合がある。
【0005】そこで、コイルの内側に冷却装置を配設
し、該冷却装置によってコイルの内側を冷却する方法が
考えられるが、前記冷却装置を配設するためのスペース
が必要になり、駆動装置が大型化してしまう。本発明
は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決し
て、コイルを十分に冷却することができるとともに、駆
動装置を大型化してしまうことがないハイブリッド型車
両を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両においては、内燃エンジンと、該内燃
エンジンからの回転を伝達する伝達軸と、該伝達軸に固
定されたロータ、ケーシングに固定されたステータ、及
びコイルを備えた発電機と、電流が供給されて駆動され
る電気モータと、係脱自在に配設され、係合させられた
ときに前記発電機のロータの回転を停止させるブレーキ
とを有する。
【0007】そして、該ブレーキを前記発電機のコイル
の端部の内径側に配設し、前記ブレーキを支持する環状
のブレーキ支持部に切欠を形成し、前記切欠を介して、
ブレーキを冷却した後の油をコイルの内周面に飛散させ
る。
【0008】
【作用】本発明によれば、前記のようにハイブリッド型
車両においては、内燃エンジンと、該内燃エンジンから
の回転を伝達する伝達軸と、該伝達軸に固定されたロー
タ、ケーシングに固定されたステータ、及びコイルを備
えた発電機と、電流が供給されて駆動される電気モータ
と、係脱自在に配設され、係合させられたときに前記発
電機のロータの回転を停止させるブレーキとを有する。
【0009】この場合、内燃エンジンだけを駆動するエ
ンジン駆動モード、電気モータだけを駆動するモータ駆
動モード、並びに内燃エンジン及び電気モータの両方を
駆動するエンジン・モータ駆動モードでハイブリッド型
車両を走行させることができる。また、エンジン駆動モ
ードでは、走行中に前記発電機によって電力を発生させ
ることができる。
【0010】そして、前記発電機による発電が不要な場
合は、ブレーキによってロータを固定することができ
る。したがって、発電機ロスが発生するのを防止するこ
とができるだけでなく、駆動装置の効率を高くすること
ができる。さらに、前記ブレーキを前記発電機のコイル
の端部の内径側に配設し、前記ブレーキを支持する環状
のブレーキ支持部に切欠を形成し、前記切欠を介して、
ブレーキを冷却した後の油をコイルの内周面に飛散させ
る。
【0011】この場合、ブレーキを冷却した後の油がコ
イルの内周面に飛散させられるので、コイルの内側が冷
却される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図2は本発明の実施例における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。図にお
いて、11は内燃エンジン(E/G)、12は該内燃エ
ンジン11を駆動することによって発生させられた回転
を出力する出力軸、13は該出力軸12を介して入力さ
れた回転に対して変速を行うプラネタリギヤユニット、
14は該プラネタリギヤユニット13における変速後の
回転が出力される出力軸、15は該出力軸14に固定さ
れた第1ギヤ、16は伝達軸17を介して前記プラネタ
リギヤユニット13と連結された発電機(G)である。
なお、前記出力軸14はスリーブ形状を有し、前記出力
軸12を包囲して配設される。また、前記第1ギヤ15
はプラネタリギヤユニット13より内燃エンジン11側
に配設される。
【0013】前記プラネタリギヤユニット13は、サン
ギヤS、該サンギヤSと噛(し)合するピニオンP、該
ピニオンPと噛合するリングギヤR、及び前記ピニオン
Pを回転自在に支持するキャリヤCRから成る。また、
前記サンギヤSは前記伝達軸17を介して発電機16
と、リングギヤRは出力軸14を介して第1ギヤ15
と、キャリヤCRは出力軸12を介して内燃エンジン1
1とそれぞれ連結される。
【0014】さらに、前記発電機16は、前記伝達軸1
7に固定され、回転自在に配設されたロータ21、該ロ
ータ21の周囲に配設されたステータ22、及び該ステ
ータ22に巻装されたコイル23から成る。前記発電機
16は、伝達軸17を介して伝達される回転によって電
力を発生させる。そして、前記コイル23は、図示しな
い電源装置及びバッテリに接続され、該バッテリに電流
を供給して蓄電する。
【0015】また、25は前記内燃エンジン11の軸線
と平行な軸線上に配設され、前記バッテリからの電流を
受けて回転を発生させる電気モータ(M)、26は該電
気モータ25の回転が出力される出力軸、27は該出力
軸26に固定された第2ギヤである。前記電気モータ2
5は、前記出力軸26に固定され、回転自在に配設され
たロータ37、該ロータ37の周囲に配設されたステー
タ38、及び該ステータ38に巻装されたコイル39か
ら成る。前記電気モータ25は、コイル39に供給され
る電流によってトルクを発生させる。そのために、前記
コイル39は図示しない電源装置及びバッテリに接続さ
れ、該バッテリから電流が供給されるようになってい
る。
【0016】そして、前記内燃エンジン11の回転方向
と同じ方向に図示しない駆動輪を回転させるためにカウ
ンタシャフト31が配設され、該カウンタシャフト31
に第3ギヤ32が固定される。また、該第3ギヤ32と
前記第1ギヤ15とが、第3ギヤ32と第2ギヤ27と
がそれぞれ噛合させられ、前記第1ギヤ15の回転及び
第2ギヤ27の回転が反転されて第3ギヤ32に伝達さ
れるようになっている。
【0017】さらに、前記カウンタシャフト31には前
記第3ギヤ32より歯数が少ない第4ギヤ33が固定さ
れる。そして、該第4ギヤ33と噛合させて第5ギヤ3
5が配設され、該第5ギヤ35にディファレンシャル装
置36が固定されていて、該ディファレンシャル装置3
6によって第5ギヤ35に伝達された回転が差動させら
れ、駆動輪に伝達される。
【0018】このように、内燃エンジン11によって発
生させられた回転を第3ギヤ32に伝達することができ
るだけでなく、電気モータ25によって発生させられた
回転を第3ギヤ32に伝達することもできるので、内燃
エンジン11だけを駆動するエンジン駆動モード、電気
モータ25だけを駆動するモータ駆動モード、並びに内
燃エンジン11及び電気モータ25の両方を駆動するエ
ンジン・モータ駆動モードでハイブリッド型車両を走行
させることができる。また、前記発電機16において発
生させられる電力を制御することによって、前記伝達軸
17の回転数を制御し、内燃エンジン11及び電気モー
タ25をそれぞれ最大効率点で駆動することができる。
さらに、発電機16によって内燃エンジン11を始動さ
せることもできる。
【0019】また、内燃エンジン11の回転は出力軸1
2に出力されて第1ギヤ15に伝達され、一方、電気モ
ータ25の回転は出力軸26に出力されて第2ギヤ27
に伝達されるので、第1ギヤ15及び第3ギヤ32にお
けるギヤ比と、第2ギヤ27及び第3ギヤ32における
ギヤ比とを異ならせることができる。したがって、内燃
エンジン11及び電気モータ25の容量の自由度が高く
なり、駆動装置の設計が容易になる。
【0020】次に、前記構成のハイブリッド型車両の駆
動装置の詳細について説明する。図3は本発明の実施例
におけるハイブリッド型車両の駆動装置の第1の縦断面
図、図4は本発明の実施例におけるハイブリッド型車両
の駆動装置の第2の縦断面図である。図において、12
は前記内燃エンジン11(図2)を駆動することによっ
て発生させられた回転を出力する出力軸であり、該出力
軸12にフライホイール51が固定される。そして、該
フライホイール51に伝達された回転は、ダンパ装置5
2及び伝動軸53を介してプラネタリギヤユニット13
に入力される。該プラネタリギヤユニット13は、サン
ギヤS、該サンギヤSと噛合するピニオンP、該ピニオ
ンPと噛合するリングギヤR、及び前記ピニオンPを回
転自在に支持するキャリヤCRから成り、該キャリヤC
Rは、前記伝動軸53に固定される。そして、該伝動軸
53における内燃エンジン11側の端部(以下「前端」
という。)は、ベアリング54によってケーシング55
に回転自在に支持され、前記伝動軸53における内燃エ
ンジン11と反対側の端部(以下「後端」という。)
は、ベアリング57によって伝達軸17に回転自在に支
持される。
【0021】また、前記伝動軸53の外周には、ベアリ
ング58によって出力軸14が回転自在に支持される。
該出力軸14はスリーブ形状を有し、前端がスラストベ
アリング59を介して前記伝動軸53に形成されたフラ
ンジ部60に、後端がスラストベアリング61を介して
前記キャリヤCRに当接させられる。さらに、前記出力
軸14の後端にはリングギヤフランジ62が固定され、
該リングギヤフランジ62に前記リングギヤRが固定さ
れる。また、出力軸14の中央部には第1ギヤ15が固
定される。
【0022】そして、前記伝達軸17の前端には、前記
伝動軸53の後端を収容する開口が形成され、該開口内
に配設されたベアリング57によって前記伝動軸53を
回転自在に支持する。また、前記伝達軸17は、前端の
近傍においてベアリング65によってケーシング56に
回転自在に支持される。さらに、前記伝達軸17は前記
ベアリング65より前方(図における右方)に突出し、
突出した部分の外周に前記サンギヤSがスプライン係合
させられ、後端の近傍において、ベアリング66によっ
てケーシング67に回転自在に支持される。
【0023】そして、前記伝達軸17は前記ベアリング
66より後方(図における左方)に突出し、突出した部
分の外周にレゾルバ70が配設される。該レゾルバ70
は歯車等を介することなく伝達軸17と連結されるの
で、バックラッシュによって磁極位置の検出精度が低下
するのを防止することができる。また、前記レゾルバ7
0は、内燃エンジン11からみて発電機16を挟んで反
対側に配設されるので、調整及び着脱が容易になる。
【0024】さらに、前記発電機16は前記伝達軸17
に固定され、回転自在に配設されたロータ21、該ロー
タ21の周囲に配設され、ケーシング56に固定された
ステータ22、及び該ステータ22に巻装されたコイル
23から成る。前記発電機16は磁石式発電機から成
り、永久磁石71のN極とS極とを交互に配設すること
によってロータ21が形成される。
【0025】また、前記プラネタリギヤユニット13の
サンギヤSと前記発電機16とが、キャリヤCRと内燃
エンジン11とがそれぞれ連結される。そこで、例え
ば、リングギヤRの歯数をサンギヤSの歯数の2倍にす
ると、発電機16のトルクを内燃エンジン11のトルク
の1/3にすることができる。したがって、発電機16
を小型化することができる。
【0026】ところで、前記発電機16による発電が不
要な場合にロータ21が回転すると、第1ギヤ15の回
転数がその分低くなるだけでなく、発電機ロスが発生す
る。そこで、ブレーキBを配設し、該ブレーキBを係合
させることによってロータ21を固定し、発電機ロスが
発生するのを防止するようにしている。このようにし
て、駆動装置の効率を高くすることができる。
【0027】また、カウンタシャフト31の前端及び後
端にベアリング75、76が配設され、該ベアリング7
5、76によってカウンタシャフト31はケーシング5
6に回転自在に支持される。そして、前記カウンタシャ
フト31の後端の近傍に第3ギヤ32が固定され、該第
3ギヤ32と前記第1ギヤ15とが噛合させられる。一
方、電気モータ25は、出力軸26に固定され、回転自
在に配設されたロータ37、該ロータ37の周囲に配設
されたステータ38、及び該ステータ38に巻装された
コイル39から成る。そして、前記出力軸26の前端は
ベアリング78によってケーシング55に回転自在に支
持され、出力軸26の後端はベアリング79によってケ
ーシング67に回転自在に支持される。
【0028】なお、前記出力軸26におけるベアリング
78より内燃エンジン11側にはレゾルバ80が配設さ
れる。そして、出力軸26の前端の近傍に第2ギヤ27
が固定され、該第2ギヤ27と前記第3ギヤ32とが噛
合させられる。したがって、前記電気モータ25によっ
て発生させられた回転は、出力軸26、第2ギヤ27、
第3ギヤ32を介してカウンタシャフト31に伝達され
る。
【0029】さらに、該カウンタシャフト31の前端の
近傍には、カウンタシャフト31と一体的に第4ギヤ3
3が形成され、該第4ギヤ33にディファレンシャル装
置36が固定される。該ディファレンシャル装置36
は、第5ギヤ35を外周に備えたディファレンシャルケ
ース81、該ディファレンシャルケース81に固定され
たピニオン軸82、該ピニオン軸82に回転自在に支持
されたピニオン83、及び該ピニオン83と噛合する左
右のサイドギヤ84(図では、右のサイドギヤだけが示
されている。)から成り、前記第5ギヤ35に伝達され
た回転を差動させてサイドギヤ84に伝達する。そし
て、該サイドギヤ84には駆動軸85が固定されている
ので、差動させられた回転は図示しない駆動輪に伝達さ
れる。
【0030】ところで、前記発電機16は、伝達軸17
を介して伝達される回転によって電力を発生させるが、
電力を発生させるときにコイル23において熱が発生す
る。そこで、前記コイル23を冷却用の油によって冷却
することができるようになっている。図1は本発明の実
施例におけるハイブリッド型車両の駆動装置の要部断面
図、図5は図1のX−X断面図である。
【0031】図において、16は発電機であり、該発電
機16は、伝達軸17に固定され、回転自在に配設され
たロータ21、該ロータ21の周囲に配設され、ケーシ
ング56によって固定されたステータ22、及び該ステ
ータ22に巻装されたコイル23から成る。そして、前
記コイル23を外側から冷却するために、前記ケーシン
グ56における発電機16の上方に、軸方向に延びる溝
131が形成され、該溝131に発電機16と対向させ
て複数の冷却油チューブ132が配設される。該冷却油
チューブ132は、前端が閉鎖された有底円筒管から成
り、後端に油供給ボックス133が接続され、該油供給
ボックス133には、図示しない油供給源から冷却用の
油が供給されるようになっている。
【0032】したがって、前記油供給ボックス133に
供給された油は、各冷却油チューブ132に分配され、
該冷却油チューブ132の側面に形成された図示しない
複数の油穴からコイル23に向けて噴射され、コイル2
3を外側から冷却する。 ところで、前記ステータ22
は、鉄損が発生するのを防止するために鉄製のプレート
101を複数枚積層することによって形成され、各プレ
ート101間には図示しない絶縁材が配設される。ま
た、同様にロータ21も、鉄損が発生するのを防止する
ために鉄製のプレート102を複数枚積層することによ
って形成され、各プレート102間には図示しない絶縁
材が配設される。
【0033】そして、前記各プレート102を両側から
挟んで押圧するために、前記ベアリング65に隣接させ
て環状の第1固定部材104、及び前記ベアリング66
に隣接させて環状の第2固定部材105が配設されると
ともに、前記第1固定部材104及び第2固定部材10
5は前記伝達軸17にスプライン嵌(かん)合される。
【0034】また、ブレーキBは、湿式の多板式ブレー
キから成り、油圧サーボ73を有する。該油圧サーボ7
3に油圧を供給してブレーキBを係合させ、油圧サーボ
73をドレーンしてブレーキBを解放することができ
る。そして、前記ブレーキBは、外側薄板109と内側
薄板110とを交互に配設することによって形成され、
前記油圧サーボ73によって外側薄板109と内側薄板
110とを互いに押し付けることにより係合させられ
る。
【0035】そのために、前記外側薄板109をケーシ
ング67にスプライン嵌合させ、内側薄板110を前記
第2固定部材105と一体的に形成されたブレーキハブ
113にスプライン嵌合させるようにしている。そし
て、前記ブレーキハブ113は、前記第2固定部材10
5の外周縁から後方に延び、ケーシング67におけるベ
アリング66の支持部114を包囲する。
【0036】この場合、ロータ21のプレート102を
固定するための第2固定部材105とブレーキハブ11
3とが一体的に形成されるとともに、ベアリング66と
ブレーキBとが軸方向に重ねて配設されるので、駆動装
置の軸方向寸法を小さくすることができる。さらに、前
記ブレーキBは、コイル23の端部の径方向内側に配設
され、ブレーキBとコイル23の端部とが軸方向に重ね
て配設されるので、駆動装置の軸方向寸法を一層小さく
することができる。
【0037】ところで、ベアリング66は、伝達軸17
内を供給される油によって潤滑されるようになってい
る。そのために、伝達軸17内には軸方向に延びる油溝
135が形成されるとともに、該油溝135の後端近傍
に、径方向に延びる油穴136が形成される。そして、
前記伝達軸17、ベアリング66及び支持部114によ
って油室138が形成され、前記油穴136を介して供
給された油が油室138に供給されることによって、ベ
アリング66を潤滑する。
【0038】さらに、ベアリング66を潤滑した後の油
は、ベアリング66内及びベアリング66の外に形成さ
れた油溝140を通り、第2固定部材105、ブレーキ
ハブ113及び支持部114によって形成された油室1
41に至る。続いて、前記油は、油室141からブレー
キハブ113と支持部114との間隙(げき)内に進入
し、前記ブレーキハブ113に形成された油穴143を
通り、ブレーキハブ113の径方向外側に至る。
【0039】このようにして、ブレーキハブ113の径
方向外側に至った油は、外側薄板109と内側薄板11
0との間を通り、冷却用の油としてブレーキBを冷却す
る。また、前記ブレーキBの外側薄板109は、ケーシ
ング67に形成された環状のブレーキ支持部145にス
プライン係合され、該ブレーキ支持部145の円周方向
における4箇所に切欠147が形成される。
【0040】したがって、ブレーキBを冷却した後の油
は、前記切欠147を貫通してブレーキ支持部145の
径方向外方に抜け、コイル23の内側を冷却する。な
お、発電機16が作動させられるときは、前記ブレーキ
Bが開放されるので、ロータ21が回転し、それに伴っ
て、ベアリング66のインナレース、第2固定部材10
5、ブレーキハブ113、内側薄板110等が回転させ
られる。その結果、前記油室138、141内の油、支
持部114とブレーキハブ113との間隙内の油等は遠
心力を受けて、ブレーキ支持部145の切欠147から
径方向外方に向けて噴射され、コイル23の内周面に飛
散して、コイル23を内側から冷却する。
【0041】したがって、前記コイル23は、外側から
だけでなく内側からも冷却されることになるので、十分
に冷却される。なお、前記発電機16が停止させられる
と、油の飛散も停止するが、コイル23において熱が発
生することがないのでコイル23の冷却は不要である。
このように、ブレーキBの径方向外方にコイル23の端
部を配設し、ブレーキBを冷却した後の油を遠心力でコ
イル23の内周面に飛散させ、コイル23の内側を冷却
するようにしているので、コイル23の内側に冷却装置
を別途配設する必要がない。したがって、前記冷却装置
を配設するためのスペースが不要になり、駆動装置を小
型化することができる。
【0042】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ハイブリッド型車両においては、内燃エンジン
と、該内燃エンジンからの回転を伝達する伝達軸と、該
伝達軸に固定されたロータ、ケーシングに固定されたス
テータ、及びコイルを備えた発電機と、電流が供給され
て駆動される電気モータと、係脱自在に配設され、係合
させられたときに前記発電機のロータの回転を停止させ
るブレーキとを有する。
【0043】そして、該ブレーキを前記発電機のコイル
の端部の内径側に配設し、前記ブレーキを支持する環状
のブレーキ支持部に切欠を形成し、前記切欠を介して、
ブレーキを冷却した後の油をコイルの内周面に飛散させ
る。この場合、前記ブレーキが前記発電機のコイルの端
部の内径側に配設されるので、駆動装置の軸方向寸法を
小さくすることができる。
【0044】また、ブレーキを冷却した後の油が前記コ
イルの内周面に飛散させられ、コイルの内側を冷却する
ようにしているので、コイルの内側に冷却装置を別途配
設する必要がない。したがって、前記冷却装置を配設す
るためのスペースが不要になり、駆動装置を小型化する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の要部断面図である。
【図2】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の概念図である。
【図3】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の第1の縦断面図である。
【図4】本発明の実施例におけるハイブリッド型車両の
駆動装置の第2の縦断面図である。
【図5】図1のX−X断面図である。
【符号の説明】
11 内燃エンジン 16 発電機 17 伝達軸 21 ロータ 22 ステータ 23 コイル 25 電気モータ 56 ケーシング 145 ブレーキ支持部 147 切欠 B ブレーキ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンと、該内燃エンジンからの
    回転を伝達する伝達軸と、該伝達軸に固定されたロー
    タ、ケーシングに固定されたステータ、及びコイルを備
    えた発電機と、電流が供給されて駆動される電気モータ
    と、係脱自在に配設され、係合させられたときに前記発
    電機のロータの回転を停止させるブレーキとを有すると
    ともに、該ブレーキを前記発電機のコイルの端部の内径
    側に配設し、前記ブレーキを支持する環状のブレーキ支
    持部に切欠を形成し、該切欠を介して、ブレーキを冷却
    した後の油をコイルの内周面に飛散させることを特徴と
    するハイブリッド型車両。
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