JPWO2006054661A1 - ハイブリッド車用駆動装置 - Google Patents

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Abstract

自動変速機の入力軸に相対回転可能に結合した中間軸と、前記変速機の入力軸に結合された出力側端部と前記中間軸上に回転可能に支持された入力側端部を有し、内部に油圧によって係合するクラッチ機構を収納したクラッチドラムを備えて、前記クラッチ機構の係合時に前記クラッチドラムがエンジンから前記中間軸に付与される駆動力を前記変速機の入力軸に伝達する出力要素として機能する発進クラッチと、前記変速機のハウジングに組付けられるモータケーシングの内部に固定したステータと、前記モータケーシングの端壁に回転可能に支持されて前記クラッチドラムの入力側端部に軸方向に嵌合して同心的に位置決めされる筒状内端部と前記クラッチドラムの外周面に軸方向に遊嵌されるロータ支持部を有して前記クラッチドラムに結合されるロータ支持部材と、前記ロータ支持部材のロータ支持部に保持されてその外周面が前記ステータの内周面に対向して配置されるロータとを備えたモータ・ジェネレータとにより構成されたハイブリッド車用駆動装置。

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載して使用される駆動装置、特に自動変速機の入力軸に相対回転可能に結合した中間軸に組付けた発進クラッチと、同発進クラッチを包囲し軸方向にオーバーラップして配置したモータ・ジェネレータを備えて、前記モータ・ジェネレータのモータ作動時の駆動力が前記発進クラッチのクラッチドラムを介して前記入力軸に伝達され、前記発進クラッチの係合時にエンジンから前記中間軸に付与される駆動力が同発進クラッチを介して前記入力軸に伝達されるようにしたハイブリッド車用駆動装置に関するものである。
 先行技術の検討
この種のハイブリッド車用駆動装置は、特開２００４−１７０８号公報に開示されている。 この公報に開示された従来のハイブリッド車用駆動装置は、添付図面の図4に示したように、自動変速機の入力軸ATiに相対回転可能に結合した中間軸mに組付けた発進クラッチSCと、この発進クラッチSCを包囲して配置したモータ・ジェネレータMGを備えて、モータ・ジェネレータMGのモータ作動時の駆動力が発進クラッチSCのクラッチドラムSChを介して入力軸ATiに伝達され、発進クラッチSCの係合時にエンジンから中間軸ｍに付与される駆動力が同発進クラッチを介して入力軸ATiに伝達されるように構成されている。この駆動装置においては、発進クラッチSCがエンジンと中間軸mの間に組付けたダンパ機構Ｄよりも小径に構成されて、モータ・ジェネレータMGの内径側に配置されていることに特徴があり、これにより装置全体の軸方向寸法を短縮し得る利点がある。
上記の駆動装置においては、ロータＲを保持するロータ支持部材Raがそのスリーブ状内端部RaiにてモータケーシングMcの端壁Mc1に組付けたボールベアリングBRＧにより支持されると共にローラベアリングrを介して中間軸mにより支持されている。 一方、発進クラッチSCのクラッチドラムSChがそのハブ部Scoにて自動変速機のハウジングAtcの端壁に組付けたポンプハウジングOPBにローラベアリングrを介して支持され、その円筒状外周部にてロータ支持部材Raのロータ支持部にスプラインsによって結合されている。
上述した駆動装置においては、発進クラッチSCのクラッチドラムSChとロータ支持部材Raがその基端部にてそれぞれ片持ち支持されているため、これらの両部材をスプライン結合したとき同心的に位置決めすることが困難である。 このため、ステータＳの内周面とロータＲの外周面間の隙間ｇを比較的大きく設定せざるを得ず、モータ・ジェネレータＭＧの駆動効率を高めることが困難である。
また、発進クラッチの潤滑油がスプラインsを通してモータ室ＭＶ内に流入してロータRによって攪拌されることによりモータ・ジェネレータＭＧの駆動効率を低下させる虞がある。
発明の概要
本発明の目的は、上記の難点をなくすため、モータ・ジェネレータの組立ユニットを発進クラッチのクラッチドラムに組付けたとき同組立ユニットが自動変速機の入力軸と同心的に位置決めされ（センタリングされ）、同組立ユニットのロータがステータに対して所定の隙間を介して確実に同心的に位置決めされるようにしたハイブリッド車用駆動装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、自動変速機の入力軸に相対回転可能に結合した中間軸と、前記変速機のハウジングの端壁に回転可能に支持されると共に前記変速機の入力軸に結合された出力側端部と前記中間軸上に回転可能に支持された筒状の入力側端部を有し、その内部に油圧によって係合するクラッチ機構を収納したクラッチドラムを備えて、前記クラッチ機構の係合時に前記クラッチドラムがエンジンから前記中間軸に付与される駆動力を前記変速機の入力軸に伝達する出力要素として機能する発進クラッチと、前記変速機のハウジングに組付けられるモータケーシングの内部に前記クラッチドラムを包囲して固定したステータと、前記モータケーシングの端壁に回転可能に支持されたスリーブ状内端部と前記クラッチドラムの円筒状外周面に軸方向に遊嵌されるロータ支持部を有して前記クラッチドラムに結合されるロータ支持部材と、前記ロータ支持部材のロータ支持部に保持されてその外周面が前記ステータの内周面に離間して配置されるロータとを備えたモータ・ジェネレータとにより構成され、前記変速機のハウジングに前記モータケーシングを組付けたとき、前記ロータ支持部材のスリーブ状内端部が前記クラッチドラムの入力側の筒状端部に嵌合して同心的に位置決めされると共に同スリーブ状内端部が前記モータケーシングの端壁にての支持部から軸方向に離間した位置にて前記クラッチドラムの筒状端部を介して前記中間軸上に支持され、前記ロータの外周面が所定の間隙にて前記ステータの内周面に対向するようにしたことを特徴とするハイブリッド車用駆動装置を提供するものである。
本発明の実施にあたっては、前記クラッチ機構として、前記中間軸と一体に回転する入力側の摩擦プレートと、前記クラッチドラムと一体に回転する出力側の摩擦プレートと、前記入力側の摩擦プレートを出力側の摩擦プレートに押付ける油圧ピストンとにより構成した湿式摩擦クラッチ機構を採用するのが望ましい。 この場合、前記クラッチドラムを前記中間軸上に液密的に軸架して同クラッチドラムの内部に前記油圧ピストンによって区画形成された油圧室に前記入力軸と中間軸の結合部を通して圧力油を供給して、前記油圧ピストンが作動するようにするのが望ましい。
本発明によるハイブリッド車用駆動装置の一実施形態の断面図である。 図1に示した駆動装置における発進クラッチとモータ・ジェネレータの構造を拡大して示す断面図である。 図１に示した駆動装置においてモータ・ジェネレータとダンパ機構が発進クラッチから分離された状態を示す断面図である。 従来のハイブリッド車用駆動装置の断面図である。
最適な実施形態の説明
以下に、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１に示したハイブリッド車用駆動装置１００は、自動変速機ATの入力軸ATiに相対回転可能に結合した中間軸mと、この中間軸ｍと入力軸に組付けた発進クラッチSCを包囲して配置したモータ・ジェネレータMGを備えている。 この駆動装置においては、モータ・ジェネレータMGがモータ作動したときその駆動力が発進クラッチSCのクラッチドラムSChを介して変速機ATの入力軸ATiに伝達され、発進クラッチSCが係合したときガソリンエンジンＥからダンパ機構Ｄを介して中間軸に付与される駆動力が同発進クラッチSCを介して入力軸ATiに伝達される。
図１と図２に示したように、自動変速機ATは、ハウジングATｃ内にて入力軸ATiに軸架した変速機構at を備え、その出力歯車にカウンタシャフトCに設けた中間歯車列を介して前輪駆動軸Faに組付けたディファレンシャルｄが接続されている。中間軸ｍは、その内端部にてシールリングorを介して変速機の入力軸ATiに相対回転可能に結合されている。 この中間軸ｍの大径部mbに形成した内孔meには入力軸ATiの軸心に設けた油孔W1が連通している。 中間軸ｍはその外端部miに組付けたダンパ機構Dを介してエンジンEのクランク軸Eoに接続されている。
図１と図２に示したように、ダンパ機構Dは、中間軸の外端部miにスプラインｓによって結合したボス部Daと一体に組付けた被駆動部材Drn1と、ドリブンプレートDrn2 に一体に組付けたドリブンプレートDrn3とを備えている。 ドリブンプレートDrn2は、クランク軸Eoに固定したドライブプレートDriにその外周縁部にて固着されている。 しかして、被駆動部材Drn1はドリブンプレートDrn2とDrn3の間に位置して、この被駆動部材Drn1とドリブンプレートDrn2, Drn3の間にコイルスプリングCsが介装されている。 このダンパ機構Dにおいては、エンジンEの駆動力が中間軸ｍに付与されるとき、コイルスプリングCsが圧縮されて中間軸ｍに加わる衝撃を吸収する。
発進クラッチSCは、中間軸ｍの大径部mbにローラベアリングｒを介して支持された入力側の筒状端部SCh1を有する入力側部材SCｈ２と変速機の入力軸ATiにスプライン結合したスリーブ状の出力側端部SCo１と変速機のハウジングATcの端壁に一体に組付けたポンプハウジングOPBにローラベアリングｒを介して回転自在に支持されたハブ部SCo2とを有して入力側部材SCh2に一体に結合した出力側部材SCh3とにより構成したクラッチドラムSChと、このクラッチドラムの内部に設けた湿式多板クラッチ機構Puとを備えている。湿式多板クラッチ機構Puは、中間軸ｍのボス部mcに固定した環状の隔壁板mpと、同ボス部mcに軸方向へ移動可能に嵌合したピストンP１と、このピストンP１に一体に固定した支持部材P2に組付けた複数の内側摩擦プレートSCdと、出力側部材SCh3の円筒状外周部SCh4の内周面に軸方向へ移動可能にスプライン結合して内側摩擦プレートSCdの間に介在する複数の外側摩擦プレートSCpを備えていて、クラッチドラムSChの内部にはピストンP１によって油圧室V１とV２が区画形成されている。 この発進クラッチSCにおいては、変速機のシフト作動に応答して前記油圧室Ｖ１に圧力油が供給され油圧室Ｖ２内の作動油が排出されることにより前記クラッチ機構が係合し、エンジンのクランク軸Eoからダンパ機構Ｄを介して中間軸ｍに付与された駆動力がクラッチドラムSChを介して変速機の入力軸ATiに伝達される。
モータ・ジェネレータＭＧは、ブラシレスＤＣモータからなるもので、モータケーシングＭｃの内周壁に固定した環状のステータＳとロータ支持部材Raの円筒部Raoに保持されたロータＲによって構成されている。ステータＳは、モータケーシングMcの内周壁に固着した積層板からなるステータ鉄心SaにコイルScを巻回して構成されていて、コイルScの周囲に漏洩磁束を遮蔽する遮蔽板Sbが設けられている。 このステータＳにおいては、コイルScに電流が流れたとき、コイルSc、遮蔽板Sb、ステータ鉄心Saの経路に閉ループの磁束が形成され、この磁束の漏洩が遮蔽板Sbによって遮蔽される。ロータＲは、永久磁石が埋め込まれた積層板Rbにより構成されていてその外周面がステータＳの内周面に対して隙間gにて対向するようにロータ支持部材Raの円筒部Raoに固定されている。 ロータ支持部材Raは、図2に示したように、その円筒部RaoがクラッチドラムSChの円筒状外周部SCh4に僅かな隙間を介して軸方向に嵌合された状態にて、図３に示したように、クラッチドラムの入力側部材SCh2に溶着したスタッドボルトＦbに締付けられるナットＦｎによってクラッチドラムに固定されている。
上記のように構成したモータ・ジェネレータＭＧは、図示しないコントローラの制御下にて燃料電池（図示せず）からステータＳのコイルScに電流が流れるとロータＲが回転してモータとして作動する。また、このモータ・ジェネレータＭＧは、エンジンＥの駆動力によりロータＲがロータ支持部材Raとクラッチドラムを介して駆動されると、発電機として作動して上記の燃料電池の充電をもたらす役目を果す。
本発明の駆動装置は、図３に示したように、その組付け工程において中間軸ｍを変速機ATの入力軸ATiに相対回転可能に結合した状態にて発進クラッチSCがその両端部にて入力軸ATiと中間軸ｍに組付けられる。この組付け工程において、クラッチドラムSChの入力側部材SCh2がその入力側の筒状端部SCh1にてローラベアリングｒを介して中間軸ｍに同心的に支持される。一方、モータ・ジェネレータＭＧがモータケーシングMcの内部に組み付けられる。この組付け工程において、ステータＳがモータケーシングMcの内周壁に一体に固定され、ロータ支持部材Raがそのスリーブ状内端部RaiにてボールベアリングBRGを介してモータケーシングＭｃの端壁Mc１にステータＳと同心的に回転可能に支持される。これにより、ロータ支持部材Raの円筒部Raoに保持されたロータＲがその外周面にてステータＳの内周面に所定の隙間ｇを介して対向するように組み付けられる。
上記のようモータ・ジェネレータＭＧをその内部に組付けたモータケーシングMcが、エンジンＥに接合される中間ハウジングDcの内部に嵌合された状態にて同中間ハウジングDcの接合端部を介して変速機のハウジングATcに接合して一体に組み付けられる.。この組付け工程において、ロータ支持部材Raの円筒部RaoがクラッチドラムSChの円筒状外周部SCh4に軸方向に遊嵌されたとき、モータケーシングMcの端壁Mc1にボールベアリングBRGを介して支持されたロータ支持部材Raのスリーブ状内端部RaiがクラッチドラムSChを構成している入力側部材SCh2の筒状端部SCh1に相対回転可能に軸方向に嵌合して変速機の入力軸ATiに結合した中間軸ｍと同心的に位置決めされると共に、同スリーブ状内端部RaiがモータケーシングMcの端壁にての支持部BRGから軸方向に離間した位置にてクラッチドラムSChの筒状端部SCh1を介して中間軸ｍ上に支持される。このとき、クラッチドラムSChの入力側部材SCh2に溶着したスタッドボルトFbがロータ支持部材Raに設けた貫通孔を通して突出するので、このスタッドボルトFbにナットFnを締付けることによりロータ支持部材RaがクラッチドラムSChに固定される。 次いで、ロータ支持部材Raのスリーブ状内端部Raiから突出した中間軸ｍの外端部miにダンパー機構Ｄを組み付けることにより本発明の駆動装置の組付けが完了する。
上記のように組付けた本発明の駆動装置を搭載した車両において、運転者が当該車両のイグニッションスイッチを閉じて変速機ATをパーキングレンジからドライブレンジにシフトした状態にてアクセルペダルを踏込むと、コントローラ(図示せず)の制御下にて燃料電池（図示せず）からモータ・ジェネレータＭＧのステータコイルScに電流が流れてロータＲが回転し、同モータ・ジェネレータＭＧがモータとして作動する。これにより、モータ・ジェネレータＭＧの駆動力がロータＲと一体に回転するロータ支持部材Raとクラッチドラムの出力側部材SCh3を介して変速機ＡＴの入力軸ATiに伝達されて、変速機ATにおける変速機構の低速歯車列が作動し、当該車両が低速にて発進する。このとき、発進クラッチSCは非係合状態にあると共にエンジンＥは停止状態に維持される。しかして、当該車両の走行速度がアクセルペダルの踏込みにより上昇すると、速度センサ（図示せず）からの信号に応答してコントローラの制御下にて変速機ATに設けた切換弁（図示せず）が切換えられて同変速機に設けた油圧ポンプから供給される圧力油が入力軸ATiの油孔W1を通して発進クラッチSCの油圧室V1に流入する。これにより、クラッチ機構のピストンＰ１が作動して発信クラッチSCが係合し、モータ・ジェネレータMGの駆動力が中間軸ｍに伝達される。
このとき、中間軸ｍからダンパ機構Dを介して付与される駆動力によって、エンジンＥが始動する。 この作動モードにおいては、変速機ATの入力軸ATiにモータ・ジェネレータMGの駆動力が伝達されると共にエンジンＥの駆動力がダンパ機構Ｄ、中間軸ｍ及び発進クラッチSCを介して伝達される。
当該車両の走行中にアクレセルペダルの踏込みにより変速機ATの変速機構がシフトアップされて高速走行に移行されると、変速機構のシフト作動に応答してコントローラの制御下にてモータ・ジェネレータMGがその電力供給を遮断されて停止する。これにより、当該車両がエンジンＥの駆動力によって走行すると共に、モータ・ジェネレータMGが発電機として作動してその起電力により燃料電池が充電される。当該車両がブレーキペダルの踏込みにより停車したときには、コントローラの制御下にてエンジンＥが停止して、同車両が再発進するときには上記の発進作動と同様にモータ・ジェネレータMGのモータ作動によって変速機ATの入力軸ATiがモータ・ジェネレータMGの駆動力により回転し、当該車両が低速にて再度発進する。
かくして、本発明の駆動装置を搭載した車両は、その停車時にエンジンＥのアイドリング作動をもたらすことなく発進し、その走行速度が燃費効率が良い速度に達したときエンジンＥの駆動力によって走行する。このため、本発明の駆動装置は、車両の発進時と低速走行時における排気ガスの放出を減少させると共に、エンジンＥの燃費効率を高めるのに極めて役立つものである。
以上、詳細に説明した本発明の一実施形態によって理解されるとおり、本発明によるハイブリッド車用駆動装置においては、自動変速機ATのハウジングAtcにモータケーシングMcを接合して組付けたとき、ロータ支持部材Raのスリーブ状内端部Raiがクラッチドラムの入力側の筒状端部SCh1に嵌合して同心的に位置決めされると共に同スリーブ状内端部Raiがモータケーシングの端壁Mc1にての支持部BRGから軸方向に離間した位置にてクラッチドラムSChの筒状端部SCh1を介して中間軸ｍ上に支持されるようしたことに構成上の特徴があり、これによりモータ・ジェネレータMGの組立てユニットを発進クラッチのクラッチドラムに組付けたとき同組立てユニットが自動変速機の入力軸ｍと同心的に位置決めされ、同ユニットのロータ支持部材RaをクラッチドラムSChの入力側部材SCh2に固定したとき同ユニットのロータＲの外周面がステータＳの内周面に対して所定の隙間ｇを介して確実に同心的に位置決めされる。

Claims (9)

  1. 自動変速機の入力軸に相対回転可能に結合した中間軸と、
    前記変速機の入力軸に結合された出力側端部と前記中間軸上に回転可能に支持された入力側端部を有し、内部に油圧によって係合するクラッチ機構を収納したクラッチドラムを備えて、前記クラッチ機構の係合時に前記クラッチドラムがエンジンから前記中間軸に付与される駆動力を前記変速機の入力軸に伝達する出力要素として機能する発進クラッチと、
    前記変速機のハウジングに組付けられるモータケーシングの内部に固定したステータと、前記モータケーシングの端壁に回転可能に支持された内端部と前記クラッチドラムの外周面に軸方向に遊嵌されるロータ支持部を有して前記クラッチドラムに結合されるロータ支持部材と、前記ロータ支持部材のロータ支持部に保持されてその外周面が前記ステータの内周面に対向して配置されるロータとを備えたモータ・ジェネレータとにより構成されたハイブリッド車用駆動装置。
  2. 前記変速機のハウジングに前記モータケーシングを組付けたとき、前記ロータ支持部材の内端部が前記クラッチドラムの入力側端部に軸方向に嵌合して同心的に位置決めされると共に同ロータ支持部材の内端部が前記モータケーシングの端壁にての支持部位から軸方向に離間した位置にて前記クラッチドラムの入力側端部を介して前記中間軸上に支持されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車用駆動装置。
  3. 前記クラッチドラムが前記変速機のハウジングの端壁に回転可能に支持されると共に前記変速機の入力軸に結合された出力側端部と前記中間軸上に回転可能に支持された筒状の入力側端部を有し、前記ロータ支持部材が前記モータハウジングの端壁に回転可能に支持されたスリーブ状内端部と前記クラッチドラムの円筒状外周面に軸方向に嵌合するロータ支持部を有して、
    前記変速機のハウジングに前記モータハウジングを接合して組付けたとき、前記ロータ支持部材のスリーブ状内端部が前記クラッチドラムの入力側端部に軸方向に嵌合して同心的に位置決めされるようにしたことを特徴とする請求項１に記載したハイブリッド車用駆動装置。
  4. 前記モータ・ジェネレータが、前記変速機のハウジングに組付けられるモータハウジングの内部に前記クラッチドラムを包囲して固定した円筒状のステータと、前記モータハウジングの端壁に回転可能に支持されたスリーブ状内端部と前記クラッチドラムの円筒状外周面に軸方向に嵌合するロータ支持部を有して同クラッチドラムに固定されるロータ支持部材と、該ロータ支持部材の前記ロータ支持部に保持されてその外周面が所定の隙間にて前記ステータの内周面に対向して配置されたロータとを備えた単一ユニットとして構成され、前記クラッチドラムの入力側端部に同心的に組付けられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載したハイブリッド車用駆動装置。
  5. 前記変速機のハウジングに前記モータケーシングを接合したとき、前記ロータ支持部材のスリーブ状内端部が前記クラッチドラムの入力側端部に軸方向に嵌合して同心的に位置決めされると共に同スリーブ状内端部が前記モータケーシングの端壁にての支持部から軸方向に離間した位置にて前記クラッチドラムの入力側端部を介して前記中間軸上に支持され、前記ロータの外周面が所定の間隙にて前記ステータの内周面に対向するようにしたことを特徴とする請求項１に記載したハイブリッド車用駆動装置。
  6. 前記クラッチ機構として、前記中間軸と一体に回転する入力側の摩擦プレートと、前記クラッチドラムと一体に回転する出力側の摩擦プレートと、前記入力側の摩擦プレートを出力側の摩擦プレートに押付ける油圧ピストンとにより構成した湿式摩擦クラッチ機構を採用したことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車用駆動装置。
  7. 前記クラッチドラムを前記中間軸上に液密的に軸架して同クラッチドラムの内部に前記油圧ピストンによって区画形成された油圧室に前記入力軸と中間軸の結合部を通して圧力油が供給されるようにして、前記油圧ピストンが作動するようにした請求項２に記載のハイブリッド車用駆動装置。
  8. 前記クラッチドラムが前記ロータ支持部の内側に収納されるように前記ロータ支持部材を配置した請求項１に記載のハイブリッド車用駆動装置。
  9. 前記中間軸の外端部にエンジンから伝達される駆動力の衝撃を吸収するダンパ機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載したハイブリッド車用駆動装置。
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