WO2011034191A1

WO2011034191A1 - ハイブリッド駆動装置

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Publication number: WO2011034191A1
Application number: PCT/JP2010/066262
Authority: WO
Inventors: 悟糟谷; 昌士鬼頭; 祐一関; 佑介 ▲高▼▲橋▲; 貢山下
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Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2011-03-24
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Abstract

　エンジン出力軸（２）と同軸の第１軸（Ｉ）に自動変速装置の入力軸（７）を配置し、該第１軸と異なる第２軸（II）に電気モータ（６）を配置したハイブリッド駆動装置（１）に関する。　第１軸（Ｉ）に配置される中間軸（４）は、電気モータ（６）から減速回転が伝達される第１ギヤ（２３）の前方に延出して一体に形成される。中間軸（４）は、第１支持壁（１２ｂ）にベアリング（４５）を介して支持され、その前方側にてダンパ（２９）及びクラッチ（２７）を介してエンジン出力軸（２）に連結され、その後方側にて入力側（７）とスプライン（２６）により連結される。

Description

ハイブリッド駆動装置

　本発明は、エンジンと電気モータとで車輪を駆動し得るハイブリッド駆動装置に係り、詳しくは電気モータと、多段又は無段自動変速装置とを一体に組込んだハイブリッド駆動装置に関する。

　従来、エンジン出力軸と同軸状の第１軸上に自動変速装置を配置すると共に、該第１軸と異なる第２軸上に電気モータを配置し、該電気モータの出力軸を減速ギヤを介して上記第１軸上の自動変速装置の入力軸に伝達するように構成したハイブリッド駆動装置が提案されている（特許文献１，２参照）。

　特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置は、第１軸上の上記入力軸がケースにベアリングを介して支持され、該入力軸に、上記ケース内にて上記電気モータからの動力が伝達されるドライブギヤ（第１ギヤ）がスプライン嵌合して支持されると共に、該入力軸の一部が上記ケース外方に突出してクラッチ及びダンパを介してエンジン出力軸に連結している。

　特許文献２に記載のハイブリッド駆動装置は、上記第１軸上に配置された、前記電気モータからの減速ギヤを構成する第１ギヤ内に、エンジン出力軸と自動変速装置の入力軸との間の動力伝達を断接するクラッチが配置されている。上記第１ギヤは、上記クラッチを内蔵する中空構造からなり、そのエンジン側が第１ベアリングにより隔壁（第１支持壁）に支持され、その変速装置側が第２ベアリングによりポンプボディ（第２支持壁）に支持されて、両持ち支持構造になっている。上記クラッチの入力側である中間軸は、ダンパを介してエンジン出力軸に連結しており、出力側は、上記第１ギヤと共に変速装置入力軸に連結しており、上記中間軸は、上記第１ギヤにニードルベアリングを介して回転自在に支持されている。

特開平９－１５６３８８号公報特開２００９－１０１７２９号公報

　特許文献１のハイブリッド駆動装置は、自動変速装置の入力軸に、ドライブギヤ（第１ギヤ）及びクラッチがスプライン結合しており、ドライブギヤ（第１ギヤ）の支持精度に改善の余地がある。

　特許文献２のハイブリッド駆動装置は、クラッチが第１ギヤ内に内蔵されているため、第１ギヤは、凹状に形成された入力側径方向延出部と、上記クラッチを凹部に収納して蓋する中間軸側径方向延出部からなり、該中間軸側径方向延出部は、上記クラッチを収納した後、入力側径方向延出部に溶接等で一体に固定する必要があるが、該固定部分で歪みが生ずる虞れがあり、上記入力側及び中間軸側の両延出部をそれぞれ第１ベアリング及び第２ベアリングで支持する関係上、第１ギヤの支持精度が充分にとれない虞れがある。

　変速装置の入力軸は、上記中間軸側径方向延出部とスプラインで連結されているため、組付け性は向上しているが、上記中間軸側延出部を介して上記第２ベアリングによって支持される構成からなるため、該入力軸の支持精度に影響を与える虞れもある。

　そこで、本発明は、第１ギヤの支持精度を向上すると共に、自動変速装置の入力軸を高い精度で支持したハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。

　本発明は、エンジン出力軸（２）と同軸の第１軸（Ｉ）上に、自動変速装置（３，３_２）の入力軸（７）、クラッチ（２７）、中間軸（４，４_２）及び第１ギヤ（２３）を配置し、
　前記第１軸（Ｉ）上と異なる第２軸（II）上に、電気モータ（６）及び該電気モータ出力軸（１５）に設けた第２ギヤ（１９）を配置し、
　前記エンジン出力軸（２）の回転を前記クラッチ（２７）及び前記中間軸（４，４_２）を介して前記自動変速装置の入力軸（７）に伝達すると共に、前記電気モータ（６）の回転を前記第２ギヤ（１９）及び前記第１ギヤ（２３）を介して前記自動変速装置の入力軸（７）に伝達してなる、ハイブリッド駆動装置（１，１_２）において、
　前記第１ギヤ（２３）のエンジン出力軸側である軸方向前方側及び前記自動変速装置側である軸方向後方側に、それぞれケース（１２）と一体の第１支持壁（１２ａ）及び第２支持壁（１２ｅ）を配設し、
　前記第１ギヤ（２３）と前記中間軸（４，４_２）とは一体にかつ前記第１ギヤの軸方向前方側に延出して前記中間軸が設けられ、該中間軸が、前記第１支持壁（１２ａ）にベアリング（４５）を介して回転自在に支持され、
　前記第１支持壁（１２ａ）の軸方向前方側にて、前記中間軸（４，４_２）とエンジン出力軸（２）との間に前記クラッチ（２７）が配置され、
　前記自動変速装置の入力軸（７）は、その前方側を前記第２支持壁（１２ｅ）に回転自在に支持されると共に、前記中間軸（４，４_２）の後方側にスプライン（２６）を介して連結してなる、
　ハイブリッド駆動装置にある。

　なお、本発明において、ギヤ（ｇｅａｒ）は、嵌合関係で動力伝達する伝動手段を意味し、歯車（Ｔｏｏｔｈｅｄ　ｇｅａｒ）及びチェーンを介して伝達するスプロケット（ｓｐｒｏｃｋｅｔ，鎮歯車）を含む。

　また、ベアリング（ｂｅａｒｉｎｇ）とは、軸を回転支持する部材を意味し、ボールベアリング，ローラベアリング，ニードルベアリング等の転がりベアリング及びブッシュ等の滑りベアリングを含む。

　例えば図２を参照して、前記中間軸（４）の前方側とエンジン出力軸（２）の後方側とが、ベアリング（５９）を介して互いに支持されてなる。

　例えば図２を参照して、前記クラッチが、乾式単板クラッチ（２７）であり、
　該乾式単板クラッチは、前記第１支持壁（１２ｂ）に形成されたシリンダ（５５）及び該シリンダに嵌合するピストン（５６）からなる油圧アクチュエータにより操作され、
　該油圧アクチュエータ（５５，５６）は、前記中間軸（４）を支持する前記ベアリング（４５）と軸方向にオーバラップするように配置されてなる。

　例えば図２を参照して、前記第１ギヤ（２３）及び前記第２ギヤ（１９）は、歯車であり、アイドラ歯車（２２）を介して連動し、
　前記アイドル歯車を有するアイドル軸（１１）は、その軸方向前方が前記第１支持壁（１２ｂ）にベアリング（２１）を介して回転自在に支持されると共に、その軸方向後方が前記ケースにベアリング（２０）を介して回転自在に支持され、
　前記油圧アクチュエータ（５５，５６）が、前記アイドル軸（１１）の軸方向前方側を支持する前記ベアリング（２１）と軸方向にオーバラップするように配置されてなる。

　例えば図２を参照して、前記クラッチが、乾式単板クラッチ（２７）であり、
　前記クラッチ（２７）と前記中間軸（４）との間に、前記クラッチ（２７）と軸方向に少なくとも一部がオーバラップしてダンパ（２９）が配置されてなる。

　例えば図１を参照して、前記自動変速装置は、多数のギヤによる伝動経路をクラッチにより切換える多段変速機構（５）を有する多段自動変速装置（３）である。

　例えば図１を参照して、第３軸（III）上に配置されたカウンタ軸（８）と、第４軸（IV）上に配置されたディファレンシャル装置（９）と、を備え、
　前記多段変速機構（５）は、前記第１軸（Ｉ）上に配置され、前記多段変速機構の出力回転をギヤ（３０，３１）を介して前記カウンタ軸（８）に伝達し、更に該カウンタ軸の回転をギヤ（３２，４３）を介して前記ディファレンシャル装置（９）に伝達し、
　前記カウンタ軸（８）は、その軸方向前方側及び軸方向後方側をベアリング（３５，３３）を介して前記ケース（１２）に回転自在に支持され、
　前記カウンタ軸（８）の前記軸方向前方側を支持する前記ケースの支持部（１２ｂ_１）が、前記第１ギヤ（２３）と軸方向にオーバラップするように配置されてなる。

　例えば図４及び図６を参照して、前記自動変速装置は、前記入力軸（７）に駆動連結する入力部材（７２）及び出力部材（７３）を有し、これら入力部材と出力部材との接触位置を変更すると共に、該接触位置に介在する油膜の剪断力により前記入力部材の回転を無段に変速して前記出力部材に伝達する無段自動変速装置である。

　例えば図４及び図６を参照して、第３軸（III）上に配置されたカウンタ軸（８）と、第４軸（IV）上に配置されたディファレンシャル装置（９）と、を備え、
　前記無段自動変速装置は、前記入力部材（７２）及び前記出力部材（７３）がその軸線を互いに平行かつ径大部と径小部が軸方向に逆になるように配置された円錐形状の摩擦車からなり、これら両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリング（７５）を軸方向に移動して変速するコーンリング式無段変速装置（３_２）であり、
　前記円錐形状の摩擦車からなる前記入力部材（７２）を前記第１軸（Ｉ）上に配置し、前記円錐形状の摩擦車からなる前記出力部材（７３）を前記第３軸（III）上に配置し、
　前記コーンリング式無段変速装置（３_２）の前記出力部材（７３）の回転を前記カウンタ軸（８）に伝達し、更に該カウンタ軸の回転をギヤを介して前記ディファレンシャル装置（９）に伝達してなる。

　これにより、無段自動変速装置をコーンリング式無段変速装置とし、第１軸に円錐形状の摩擦車からなる入力部材を配置し、カウンタ軸からなる第３軸に同じく円錐形状の摩擦車からなる出力部材を配置し、コンパクト性を向上して、車輌搭載性を確保することができる。

　なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。

　請求項１に係る本発明によると、中間軸は、第１支持壁の軸方向後方側で第１ギヤと一体に固定され、かつ該第１支持壁の軸方向前方側でクラッチが連結されると共に、第１支持壁にベアリングを介して回転自在に支持され、該中間軸の後方側にて入力軸にスプラインにより連結し、該入力軸を第２支持壁で支持する構成をとるため、第１ギヤの支持精度を向上させつつ入力軸の支持精度をも向上させることができる。

　第１ギヤから前方向に延出して形成された前記中間軸が第１支持壁にベアリングを介して回転自在に支持されるので、第１ギヤ及び中間軸の軸支持精度を向上することができ、また自動変速装置の入力軸は、第２の支持壁に回転自在に支持され、かつ前記中間軸とスプラインにより連結されているので、前記入力軸は、高い精度で支持され、自動変速装置の信頼性及び耐久性を向上し、電気モータの高い軸支持精度と相俟って、ハイブリッド駆動装置の性能及び耐久性を向上することができる。

　請求項２に係る本発明によると、中間軸は、第１支持壁にベアリングを介して支持されているので、エンジン出力軸が爆発振動により僅かな軸ぶれを生じても、該エンジン出力軸との間にベアリングを介して中間軸の前方側を連結、支持することができ、中間軸及びエンジン出力軸の同芯精度を確保して、クラッチを常に適正な位置にて安定して係合することができる。

　請求項３に係る本発明によると、乾式単板クラッチを操作する油圧アクチュエータを中間軸を支持するベアリングと軸方向にオーバラップして配置するので、上記油圧アクチュエータのための専用の軸方向スペースをセーブして軸方向の短縮化を図ることができる。

　請求項４に係る本発明によると、第１ギヤ及び第２ギヤを歯車として、アイドル歯車を介して連動するので、電気モータの回転を所定の減速比でもって自動変速装置の入力軸に伝達できるものでありながら、アイドル歯車を支持するアイドル軸の支持部分が干渉することなく、自動変速装置と電気モータとを近づけて配置することが可能となり、ハイブリッド駆動装置の一層の小型化を図ることができる。

　また、乾式単板クラッチを操作する油圧アクチュエータを、上記アイドル軸の前方側を支持するベアリングと軸方向にオーバラッブするように配置したので、軸方向寸法の短縮化を保持することができる。

　請求項５に係る本発明によると、クラッチを乾式単板クラッチとして、軸方向に少なくとも一部をオーバラップしてダンパを配置することができ、軸方向寸法の短縮化を保持しつつダンパを配置することが可能になり、エンジン出力軸の爆発振動を吸収して、エンジンからの動力及び電気モータからの動力を安定した高い信頼性で自動変速装置の入力軸に伝達することができる。

　請求項６に係る本発明によると、前記自動変速装置に、長い歴史と実績のある多段自動変速装置を用いるので、信頼性の高いハイブリッド駆動装置を提供することができる。

　請求項７に係る本発明によると、多段変速機構を第１軸に配置し、かつカウンタ軸の前方側の支持する支持部を、前記第１ギヤと軸方向にオーバラップして配置したので、カウンタ軸である第３軸の後方側を短縮化して、車輌搭載性能を向上し得る。

　請求項８に係る本発明によると、前記自動変速装置を無段自動変速装置としたので、電気モータの駆動と相俟って、最適効率の変速比を設定して、燃費効率の高いハイブリッド駆動装置を提供することができる。

多段自動変速装置を用いた本発明に係るハイブリッド駆動装置を示す正面断面図。その主要部を示す正面断面図。その多段自動変速装置の作動表。無段自動変速装置を用いた本発明に係るハイブリッド駆動装置を示す正面断面図。その側面図。一部変更したハイブリッド駆動装置を示す正面断面図。

　以下、図面に沿って、本発明を適用したハイブリッド駆動装置について説明する。ハイブリッド駆動装置１は、図１及び図２に示すように、ＦＦタイプの車輌に搭載され、エンジン出力軸（クランクシャフト）２と同軸上である第１軸Ｉに、中間軸４及び自動変速装置３の多段変速機構５が配置されており、該第１軸と異なる第２軸II上に電気モータ６が配置されている。更に、上記第１軸及び第２軸と異なる、カウンタ軸８からなる第３軸III、ディファレンシャル装置９からなる第４軸IV、電気モータ６から自動変速装置３の入力軸７に動力伝達する減速ギヤ装置のアイドル軸１１からなる第５軸Ｖを有しており、これら第１～５軸上の各軸がケース１２により支持されている。ケース１２は、筒状のメインケース１２ａ、該メインケースの前側（エンジン側）に配置されるクラッチハウジング１２ｂ及び上記メインケースの後側に配置されるリヤケース１２ｃを有し、これら各ケースが一体に固定される３つ割構造からなる。上記ケース１２は、使用状態おいて、そのクラッチハウジング１２ｂの前端面がエンジン（図示せず）に一体に固定される。

　電気モータ６は、メインケース１２ａに固定されたステータ１３と、モータ出力軸１５に一体のロータ１６とからなり、モータ出力軸１５は、その前後端部分をそれぞれボールベアリング１４，１７を介してクラッチハウジング１２ｂ及びリヤケース１２ｃに高精度で回転自在に支持されている。電気モータ１３は、ステータ１３側にコイル及びロータ１６側に永久磁石が埋め込まれたブラシレスＤＣモータが好ましいが、他のモータでもよい。出力軸１５のリヤケース１２ｃ側には、リヤケースとの間で電気モータ６の回転角を検出するレゾルバ等の回転角検出部１８が配設されている。モータ出力軸１５の前側（エンジン側）には第２ギヤを構成する歯車（ピニオン）１９が一体に成形されている。

　第５軸Ｖ上のアイドル軸１１は、後端側がメインケース１２ａにボールベアリング２０を介して回転自在に支持されており、前端側がクラッチハウジング１２ｂにボールベアリング２１を介して回転自在に支持されている。上記アイドル軸１１はアイドラ歯車２２を有しており、該アイドラ歯車２２は上記第２ギヤであるピニオン１９と噛合すると共に、前記中間軸４に形成された歯車（第１ギヤ）２３と噛合しており、モータ出力軸１５の回転を減速して中間軸４に伝達する減速ギヤ装置を構成している。前記アイドラ歯車２２は、側面視（軸方向から見た状態）、電気モータ６と一部径方向にオーバラップした状態に配置されている。即ち、ピニオンからなる第２ギヤ１９が小径からなり、第１ギヤ２３が大径からなり、第２ギヤ１９から第１ギヤにアイドラ歯車２２を介して伝達されるギヤ比を大きくする（大きな減速比）ことが可能となる。また、アイドル軸１１の後端側を支持するベアリング２０を電気モータ６の出力軸１５に近づけて配置でき、メインケース１２ａの上記アイドル軸支持部が多段自動変速装置３に干渉することなく、該多段自動変速装置３と電気モータ６とを径方向に近づけて配置することが可能となる。

　前記中間軸４は、その後側に前記第１ギヤを構成する歯車２３が一体に形成されていると共に、スプライン２６を介して前記入力軸７に連結している。上記中間軸４は、上記歯車２３から前方側に延出するように形成され、その前側部分にて乾式クラッチ２７及びダンパ２９を介してエンジン出力軸２に連結している。

　多段自動変速装置３は、図１に概略を示すように、第１軸Ｉ上に配置されるプラネタリギヤユニットＰＵを有する自動変速機構５を備える。上記プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ１、サンギヤＳ２、キャリヤＣＲ、及びリングギヤＲを有し、キャリヤＣＲに、サンギヤＳ２及びリングギヤＲに噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ１に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

　上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、ブレーキＢ－１並びにワンウェイクラッチＦ－１を介してブレーキＢ－１に接続されてミッションケース１２に対して固定自在となっていると共に、クラッチＣ－３に接続され、該クラッチＣ－３を介して入力軸７の回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ１は、クラッチＣ－１に接続されており、上記入力軸７の回転が入力自在となっている。

　更に、上記キャリヤＣＲは、入力軸７の回転が入力されるクラッチＣ－２に接続され、該クラッチＣ－２を介して入力軸７の回転が入力自在となっており、またワンウェイクラッチＦ－２及びブレーキＢ－３に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ－２を介してミッションケース１２に対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ－３を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲは、カウンタドライブギヤ３０に接続されており、該カウンタドライブギヤ３０は、カウンタ軸８のカウンタドリブンギヤ３１に噛合している。上記カウンタドライブギヤ３０は、メインケース１２ａに形成された隔壁１２ｃにベアリング３４を介して回転自在に支持されている。

　図３は、上述した多段自動変速装置３の作動表であり、上記多段自動変速装置３は、この作動表に示された組み合わせで各クラッチ及び各ブレーキを作動させることにより、前進１速～４速の変速段と、後進１速の変速段を形成する。

　第３軸III上のカウンタ軸８には大径歯車からなる上記カウンタドリブンギヤ３１が一体に固定されていると共に、小径の歯車からなるピニオン３２が一体に形成されている。上記カウンタ軸８は、その後端側がメインケース１２ａにテーパードベアリング３３を介して回転自在に支持されていると共に、その前端側がクラッチハウジング１２ｂにテーパードベアリング３５を介して回転自在に支持されている。該テーパードベアリング３５を装着したクラッチハウジング１２ｂの支持壁部分１２ｂ_１は、上記第１ギヤ２３と（径方向からみて）軸方向にオーバラップして配置されており、カウンタ軸８を前側（エンジン側）に寄せて配置して第３軸III部分の短縮化が図られている。

　第４軸IV上のディファレンシャル装置９は、デフケース３６を有しており、該デフケース３６は、その後端側がメインケース１２ａにボールベアリング３７を介して回転自在に支持されていると共に、その前端側がクラッチハウジング１２ｂにボールベアリング３９を介して回転自在に支持されている。該デフケース３６の内部には軸方向に直交するシャフト４０が取付けられており、該シャフト４０に固定されたべベルギヤに、左右のアクスル軸４２ｌ，４２ｒに固定されたべベルギヤが噛合している。上記デフケース３６にはデフリングギヤ４３が一体に固定されており、該デフリングギヤ４３は上記小径のカウンタ軸ピニオン３２に噛合している。左右のアクスル軸４２ｌ，４２ｒは、デフケース３６を貫通してケース１２の外側に延びており、駆動輪である左右の前輪に連結している。

　従って、多段自動変速装置３で適宜変速された回転は、カウンタドライブギヤ３０，カウンタドリブンギヤ３２，カウンタピニオン３２，デフリングギヤ４３を介してデフケース３６に伝達され、更に差動回転として左右のアクスル軸４２ｌ，４２ｒに出力される。

　ついで、図２に沿って、本発明の要部である第１軸Ｉ上の軸支持構造について説明する。

　第１軸Ｉ上には、エンジン出力軸２から中間軸４及び自動変速装置３の入力軸７が配置され、中間軸４は、第１支持壁を構成するクラッチハウジング１２ｂに装着された１個のボールベアリング４５を介して回転自在に支持されている。前記歯車からなる第１ギヤ２３は、中間軸４と一体に成形されるか、又は締り嵌め等により一体に構成されている。第１ギヤ２３から前方向に延びている中間軸４の後端側には雌スプライン２６ａを有する有底孔４ａが形成されており、入力軸７の前側は外周に雄スプライン２６ｂを有する小径軸７ａとなっており、上記雌スプライン２６ａ及び雄スプライン２６ｂが係合して一体に回転する。

　上記第１ギヤ２３は、クラッチハウジングからなる第１支持壁１２ｂのミッションケース１２内の潤滑空間に前記自動変速装置５，カウンタギヤ３０，３２及びディファレンシャル装置９と共に配置されており、前記第１ギヤ２３から前方に突出する中間軸４は上記ベアリング４５及びオイルシール４６を貫通して第１支持壁１２ｂから外方に突出している。上記ボールベアリング４５は中間軸４の第１ギヤ２３の近くに配置され、該中間軸を軸方向略々中央部分で支持している。該中間軸４の上記外方に突出した先端部分にはダンパ２９がスプライン４７により係合している。ダンパ２９は、コイルスプリング２９ａを介在してドライブプレート２９ｂとドリブンプレート２９ｃが所定量相対回転自在に連結されており、上記ドリブンプレート２９ｃが上記スプライン４７により中間軸４に係合され、ドライブプレート２９ｂに前記クラッチ２７のクッションプレート２７ａが外径方向に延設して固定されている。

　クラッチ２７は、上記クッションプレート２７ａを挟むように配置されたクラッチフェーシング２７ｂ及びプレッシャプレート２７ｃを有しており、クラッチフェーシング２７ｂは、前記エンジン出力軸２の先端にボルトにより固定されたフライホイール５０に一体に接合されている。プレッシャプレート２７ｃは、フライホイール５０に取付けられたクラッチカバー５１との間でスプリングによりクッションプレート２７ａに接触するように付勢されており、上記クラッチカバー５１にダイヤフラムスプリング５２がその径方向中間部を支点として支持されている。前記ダンパ２９とクラッチ２７、正確にはクッションプレート２７ａ，クラッチフェーシング２７ｂ及びプレッシャプレート２７ｃは、略々完全に軸方向にオーバラップして配置され、ダンパ２９専用の軸方向スペースを必要としない。

　上記第１支持壁１２ｂのベアリング４５を支持する環状鍔部１２ｋの外周にはレリーズベアリング５３が所定量軸方向移動自在に支持されており、該レリーズベアリング５３は、前記ダイヤフラムスプリング５２の内径基端部に当接している。上記第１支持壁１２ｂには、第１軸Ｉ（中間軸４）と同芯状の環状の凹部からなるシリンダ５５が形成されており、該シリンダ５５にはピストン５６が油密状に嵌合している。該ピストン５６と上記レリーズベアリング５３とは段付きプレート５７により連結されており、上記シリンダ５５及びピストン５６からなる油圧アクチュエータ（油圧サーボ）の伸縮操作によりクラッチ２７が断接作動される。前記油圧アクチュエータ５５，５６は、第１支持壁１２ｂの前記アイドル軸１１を支持するベアリング２１並びに中間軸４を支持するベアリング４５と軸方向にオーバラップして配置されており、軸方向の短縮化が図られている。即ち、上記シリンダ５５は、第１支持壁１２ｂから同芯状に軸方向前側に突出する２個の環状鍔部１２ｌ，１２ｍとその間の底部となる第１支持壁１２ｂにより形成されており、外側の環状部１２ｍの外周側が前記アイドル軸支持用のベアリング２１のアウタレース２１ａに一部が接するように形成されており、これにより軸方向の短縮化が図られている。

　前記中間軸４の前端に形成された小径軸４ｂと前記エンジン出力軸２の前端に形成された凹孔２ａとの間に１個のボールベアリング５９が介在しており、中間軸４とエンジン出力軸２とは、上記ボールベアリング５９を介して第１軸Ｉ上での軸芯性が保持されている。

　前記第１ギヤ２３の後側で隣接して第２支持壁１２ｅが配置されている。第２支持壁１２ｅは、前記メインケース１２ａに一体に構成されたオイルポンプカバー６０ａと該ポンプカバーに一体に固定されたポンプ本体６０ｂとからなり、前記ケース１２と一体の固定支持部材を構成する。該ポンプ本体６０ａとポンプカバー６０ｂとの内部には前記中間軸４に連結して一体に回転するポンプギヤ６０ｃが収納されて、オイルポンプを構成している。上記第２支持部材１２ｅにはブッシュ及びニードルベアリングを有する回転支持部材６１を介して前記入力軸７の前端側が回転自在に支持されている。該入力軸７の後端側は、リヤケース１２ｃにブッシュ等を介して回転自在に支持されている。従って、入力軸７は、ケースによって両持ち支持構造とすることにより高い精度で支持されている。

　第１軸Ｉ上での軸支持構造は以上のような構成からなり、中間軸４は、第１ギヤ２３の前側近傍において第１支持壁１２ｂにボールベアリング４５を介して支持されている。該中間軸４の前端部分は、エンジン出力軸２にボールベアリング５９を介して同芯性を保持されて支持されており、例えエンジン出力軸２が爆発振動により僅かな軸振れを生じても、中間軸４は、上記２個のボールベアリング４５，５９により高い精度で支持される。

　例え、エンジン爆発振動の影響を中間軸４が受けたとしても、第１ギヤ２３とアイドラ歯車２２との噛合並びにスプライン２６の係合により吸収されて、電気モータ出力軸１５及び自動変速装置３の入力軸７への上記影響は小さい。これにより、電気モータ６は、モータ出力軸１５の両端部でのベアリング１６，１７を介してケース１２による高精度の支持及びステータ１３の該ケース１２での固定が相俟って、ステータ１３とロータ１６とのエアギャップＧを微小間隔に保持して、高い精度で安定した動力を発生することができる。該電気モータ６の発生したトルクは、第２ギヤ１９、アイドラ歯車２２及び第１ギヤ２３、そして中間軸４及びスプライン２６を介して自動変速装置５の入力軸７に正確に伝達される。

　一方、エンジンによるエンジン出力軸２の動力は、乾式クラッチ２７及びダンパ２９を介して中間軸４に伝達され、更にスプライン２６を介して自動変速装置５の入力軸７に伝達される。この際、エンジン出力軸２のエンジン爆発に起因する脈動（回転方向振動）はダンパ２９により吸収され、またベアリング５９によりエンジン出力軸２と中間軸４との同芯性能は常に確保されて、クラッチ２７は、常に高い同芯性でクッションプレート２７ａ及びクラッチフェーシング２７ｂ、プレッシャプレート２７ｃが摩擦接触して、高い精度及び信頼性でトルク伝達することができる。

　前記入力軸７は、両端部分で高い精度でケース１２により回転支持され、上記入力軸７の回転は、自動変速機構５により適宜変速されて、カウンタギヤ３０，３１及びディファレンシャル装置９を介して左右のアクスル軸４２ｌ，４２ｒに伝達される。

　上記ハイブリッド駆動装置１は、電気モータ６、アイドラ歯車１１、自動変速装置３、カウンタ軸８及びディファレンシャル装置９をメインケース１２ａ及びリヤケース１２ｃに組立てた状態で、一体の第１ギヤ２３及び中間軸４を入力軸７にスプライン係合（２６）して組付け、クラッチハウジング１２ｂを組付ける。そして、クラッチハウジング１２の第１支持壁１２ｂから突出した中間軸４にピストン５６、段付きプレート５７、レリーズベアリング５３を組付けた後、サブアッシーからなるクラッチ２７及びダンパ２９を組付ける。以上のように、ハイブリッド駆動装置１は容易に組立てることができ、更に該ハイブリッド駆動装置１は、ボールベアリング５９を中間軸４とエンジン出力軸２との間に装着して、クラッチハウジング１２ｂをエンジンに固定することにより、ハイブリッド駆動車輌として組立てられる。

　ついで、図４ないし図５に沿って、自動変速装置としてコーンリング式無段変速装置を用いたハイブリッド駆動装置について説明する。なお、図１及び図２に示す実施の形態と同一機能を有する部分は、同一符号を付して説明を省略する。

　ハイブリッド駆動装置１_２は、図４に示すように、電気モータ６と、コーンリング式無段自動変速装置（摩擦式無段変速装置）３_２と、ディファレンシャル装置９と、図示しないエンジンの出力軸と連動する中間軸４_２と、ギヤ伝動装置７０とを有する。上記各装置及び軸は、２個のケース部材１２ｇ，１２ｋを合せて構成されるケース１２に収納されており、かつ該ケース１２は、隔壁１２ｉにより第１の空間Ａと第２の空間Ｂとに油密状に区画されている。

　コーンリング式無段変速装置３_２は、入力部材である円錐形状の摩擦車７２と、出力部材である同じく円錐形状の摩擦車７３と、金属製のリング７５とからなる。上記入力部材は、円錐形の摩擦車７２と一体に前後に軸部材が形成されており、入力軸７を構成している。前記両摩擦車７２，７３は、互いに平行にかつ径大部と径小部が軸方向に逆になるように配置されており、上記リング７５が、これら両摩擦車２２，２３の対向する傾斜面に挟持されるようにかつ両摩擦車のいずれか一方例えば入力側摩擦車７２を取囲むように配置されている。両摩擦車の少なくとも一方には大きなスラスト力が作用しており、上記リング７５は上記スラスト力に基づく比較的大きな挟圧力により挟持されている。具体的には、出力側摩擦車７３とカウンタ軸である出力軸８との間には軸方向で対向する面にカム機構が形成されており、出力側摩擦車７３に、伝達トルクに応じた矢印Ｄ方向のスラスト力が発生し、該スラスト力に対抗する方向に支持されている入力側摩擦車７２との間でリング７５に大きな挟圧力が生じる。

　入力側摩擦車７２である入力軸７は、その一方側（径大部側）端部がローラベアリング７６を介して第１のケース部材（リヤケース）１２ｇに支持されると共に、その他方側（径小部側）端部がテーパードローラベアリング７７を介して隔壁１２ｉに支持されている。出力側摩擦車７３は、その一方側（径小部側）端部がローラベアリング７９を介して第１のケース部材１２ｇに支持されると共に、その他方側（径大部側）端部がローラ（ラジアル）ベアリング８０を介して隔壁１２ｉに支持されている。該出力側摩擦車７３に上述した矢印Ｄ方向のスラスト力を付与した出力軸（カウンタ軸）８は、その他方側端がテーパードローラベアリング８１を介して第２のケース部材（クラッチハウジング）１２ｋに支持されている。入力側摩擦車７２の他方側端部は、ベアリング７７のインナレースを段部及びナット８２により挟持されており、該入力側摩擦車７２にリング７５を介して作用する出力側摩擦車７３からの矢印Ｄ方向のスラスト力が、上記テーパードローラベアリング７７により担持される。一方、出力軸７３ａには、出力側摩擦車７３に作用するスラスト力の反力が反矢印Ｄ方向に作用し、該スラスト反力が上記テーパードローラベアリング８１により担持される。

　上記リング７５は、ボールスクリュ等の軸方向移動手段により軸方向に移動して、入力側摩擦車７２及び出力側摩擦車７３の接触位置を変更して、入力部材７２と出力部材７３との間の回転比を無段に変速する。上記伝達トルクに応じたスラスト力Ｄは、上記両テーパードローラベアリング７７，８１を介して一体的なケース１２内にて互いに打消され油圧等の外力としての平衡力を必要としない。

　前記無段変速装置出力軸７３ａに歯車（ピニオン）３２が形成されており、該歯車３２は前記デフリングギヤ４３が噛合している。前記モータ出力ギヤ（第２ギヤ）１９、アイドラ歯車２２及び第１ギヤ（歯車）２３、並びに無段変速装置出力ギヤ（ピニオン）３２及びデフリングギヤ（歯車）４３が前記ギヤ伝動装置７０を構成している。上記モータ出力（第２ギヤ）１９とデフリングギヤ４３とが、軸方向でオーバラップするように配置されており、更に第１ギヤ２３及び無段変速装置出力ギヤ３２が、第２ギヤ１９及びデフリングギヤ４３と軸方向でオーバラップするように配置されている。なお、無段変速装置出力軸８ａにスプライン係合されているギヤ９５は、シフトレバーのパーキング位置にて出力軸をロックするパーキングギヤである。

　中間軸４_２は、第１ギヤ２３と一体に成形又は一体に構成されており、該第１ギヤ２３の前側に突出するように形成されている。該中間軸４_２は、その前側（エンジン側）に近接した位置において、第１支持壁を構成する第１のケース部材１２ｈに１個のボールベアリング４５を介して回転自在に支持されている。該中間軸４_２の後側は、外周に雄スプラインが形成された小径軸４ｃとなっており、該小径軸４ｃは、前記入力軸７の前端側に形成された有底孔の雌スプラインに嵌合して、上記中間軸４_２と無段変速装置３_２の入力軸とがスプライン係合（２６）している。上記中間軸４_２は、ベアリング４５及びオイルシール４６を貫通して第１支持壁１２ｋの外側である第３の空間Ｃに突出しており、開放空間である第３の空間Ｃに、図４では図示しないが、図２で示すものと同様な乾式クラッチ（２７）及びダンパ（２９）に配置されている。また、中間軸４_２とエンジン出力軸２との間には、同様に図２で示すボールベアリング（５９）が介在して、両軸の同芯性を確保している。

　図１及び図２に示す乾式クラッチ２７は、油圧アクチュエータで操作したが、無段自動変速装置３_２を電動アクチュエータで操作する本ハイブリッド駆動装置１_２は、上記乾式クラッチを電動アクチュエータで操作することが好ましい。即ち、図２に示すレリージベアリング（５２）を、電気モータで駆動されるボールネジにセクタギヤ及びリンクを介して連動する。

　前記ギヤ伝動装置７０は、電気モータ６及び前記第１の空間Ａと第３の空間Ｃとの軸方向間部分となる第２の空間Ｂ内に収納されており、該第２の空間Ｂは、第２の支持壁を構成すると隔壁１２ｉ及び第１支持壁を構成する第２のケース部材１２ｈにオイルシールにより油密状に区画されて、ＡＴＦ等の潤滑用オイルが所定量充填されている。第１のケース部材１２ｇ及び隔壁１２ｉで形成される第１の空間Ａも、同様に油密状に構成されており、該第１の空間Ａには、剪断力、特に極圧状態における剪断力の大きなトラクション用オイルが所定量充填されている。

　図５を参酌して、電気モータ６の出力軸１５を第２の軸IIとし、エンジン出力軸と同軸状に配置されている中間軸４_２及び無段変速装置入力部材７２の入力軸７を第１の軸Iとし、無段変速装置出力部材７３及びその出力軸であるカウンタ軸８を第３軸IIIとし、左右アクスル軸４２ｌ，４２ｒを第４軸IVとし、更にアイドラ歯車軸１１を第５軸Ｖとして、これら各軸は、すべて平行に配置されてケース１２に支持されていると共に、ギヤ伝動装置７０のギヤ（歯車）１９，２２，２３，３２，４３が配置されている。該ギヤ伝動装置８７に対して、電気モータ６及び無段変速装置３_２が軸方向一方に配置され、他方にエンジン出力軸がクラッチ及びダンパを介して連結される。また、電気モータ６と同軸の第２軸IIが最も上位置となり、ディファレンシャル装置９と同軸の第４軸IVが最も下位置となるように配置され、ディファレンシャル装置９のリングギヤ４２の一部が上記第２の空間Ｂ内の潤滑オイルのオイル溜りに浸っている。なお、図５の側面に示す配置関係は、図１に示す多段自動変速装置３を用いたハイブリッド駆動装置１にあっても概ね同様である。

　ついで、上述したハイブリッド駆動装置１_２の作動について説明する。本ハイブリッド駆動装置１_２は、ケース１２の第３の空間Ｃ側を内燃エンジンに結合され、かつ該エンジンの出力軸をクラッチを介して中間軸４_２に連動して用いられる。エンジンからの動力が伝達される中間軸４_２の回転は、スプライン２６を介してコーンリング式無段変速装置３_２の入力側摩擦車７２に伝達され、更にリング７５を介して出力側摩擦車２３に伝達される。

　この際、両摩擦車７２，７３とリング７５との間は、出力側摩擦車７３に作用する矢印Ｄ方向のスラスト力により大きな接触圧が作用し、かつ第１の空間Ａはトラクション用オイルが充填されているので、上記両摩擦車とリングとの間には、該トラクション用オイルの油膜が介在した極圧状態となる。この状態では、トラクション用オイルは大きな剪断力を有するので、該油膜の剪断力により両摩擦車とリングとの間に動力伝達が行われる。これにより、金属同士の接触でありながら、摩擦車及びリングが摩耗することなく、所定のトルクを滑ることなく伝達し得、かつリング７５を軸方向に滑らかに移動することにより、両摩擦車との接触位置を変更して無段に変速する。

　一方、電気モータ６の動力は、第２ギヤ１９、アイドラ歯車２２及び第１ギヤ２３を介して中間軸４_２に伝達される。該中間軸４_２の回転は、先の説明と同様に、コーンリング式無段変速装置３_２を介して無段に変速され、更に出力ギヤ３２、デフリングギヤ４３を介してディファレンシャル装置９に伝達される。上記各ギヤからなるギヤ伝動装置７０は、潤滑用オイルが充填される第２の空間Ｂに収納されており、各ギヤの噛合に際して潤滑用オイルが介在して滑らかに動力伝達される。この際、第２の空間Ｂの下方位置に配置されたデフリングギヤ４３は、大径ギヤからなることと相俟って、潤滑用オイルをかき上げ、他のギヤ（歯車）１９，２２，２３，３２に確実にかつ充分な量の潤滑用オイルを供給する。

　上記エンジン及び電気モータの作動形態、即ちハイブリッド駆動装置１、１_１として作動形態は、図１に示す多段変速装置３を用いるものも、図４に示す無段変速装置３を用いるものも同様に、必要に応じて各種採用可能である。一例として、車輌発進時、クラッチ２７を切断すると共にエンジンを停止し、電気モータ６のトルクのみにより発進し、所定速度になると、エンジンを始動して、エンジン及び電気モータの動力により加速し、巡航速度になると、電気モータをフリー回転又は回生モードとして、エンジンのみにより走行する。減速、制動時は、電気モータを回生してバッテリを充電する。また、クラッチを発進クラッチとして使用し、エンジンの動力により、モータトルクをアシストとして用いつつ発進するように用いてもよい。

　電気モータ６が中間軸４_２等の第２軸Iとは別軸である第II軸に配置され、かつ無段変速装置３_２と軸方向にオーバラップする位置に配置され、かつギヤ伝動装置８７は、無段変速装置３_２及び電気モータ６とエンジンとの間の比較的狭いスペースに配置され、無段変速装置がコーンリング式無段変速装置のように比較的軸方向にスペースを必要とする摩擦車式無段変速装置であっても、ハイブリッド駆動装置１_２全体をコンパクトにまとめて、例えば小型乗用車等の比較的狭い設置スペースであっても搭載可能となる。特に、各ギヤが軸方向にオーバラップして、上記電気モータ６の配置と合せて、軸方向寸法をコンパクトにし、かつアイドラ歯車２２を電気モータ６の径方向にオーバラップして、電気モータと無段変速装置を接近配置でき、径方向寸法をコンパクトに構成できる。

　ついで、図６に沿って一部変更した実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、モータ出力ギヤ（第２ギヤ）から第１ギヤへの伝動形態が相違するだけで、他の部分は図４に示す先の実施の形態と同一であるので、同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本ハイブリッド駆動装置１_３は、モータ出力ギヤである第２ギヤ１９’及び第１ギヤ２３’がスプロケット（鎖歯車）からなり、両スプロケット１９’，２３’の間にサイレントチェーン２２’が巻掛けられている。第２ギヤ１９’はモータ出力軸１５にスプライン係合している。

　従って、電気モータ６の回転は、スプロケットからなる第２ギヤ１９’、サイレントチェーン２２’及びスプロケットからなる第１ギヤ２３’を介して中間軸４_２に伝達される。なお、サイレントチェーンに代えて、ローラチェーン等の他のチェーンを用いてもよい。本実施の形態では、先の実施の形態に比してアイドラ歯車を必要とせず、その分（第５の軸Ｖの削除）軸支持構造が簡単となり、電気モータ６と無段変速装置３_２（特にその入力部材２２）との配置設計の自由度が増加するが、出力ギヤスプロケット（第２ギヤ）１９’の小径化に限度を生ずる。

　上述した実施の形態は、多段無段変速装置として、１軸上に配置された前進４速段のものを用いたが、これに限らず、前進４速段以上の多段変速装置でも、２軸上に配置された多段変速装置でもよい。また、無段変速装置としてコーンリング式の摩擦式無段変速装置を用いたが、これに限らず、２個の円錐形摩擦車の両方を取囲むようにリングを配置する無段変速装置（リングコーン式）、２個の円錐形状の摩擦車の間に、両摩擦車に接触しかつ軸方向に移動する摩擦車を介在する無段変速装置、トロイダル等の球面形状の摩擦車を用いる無段変速装置、並びに入力側及び出力側の摩擦円盤を互いに近づく方向に付勢されている１対のシーブからなるプーリ状摩擦車に挟むように配置し、プーリ状摩擦車を、両摩擦円盤との軸間距離を変更するように移動して変速する無段変速装置等の他の摩擦式無段変速装置を用いてもよい。また、上記実施の形態は、ＦＦタイプ用のハイブリッド駆動装置であるが、本発明は、ＦＲタイプのハイブリッド駆動装置にも適用可能である。

　本発明は、多段無段変速装置又はコーンリング無段変速装置等の摩擦式無段変速装置と電気モータとを組込んだハイブリッド駆動装置であって、自動車に搭載されて利用される。

　１，１_２　　　ハイブリッド駆動装置
　２　　　　　　エンジン出力軸
　３　　　　　　（多段）自動変速装置
　３_２　　　　　（無段）自動変速装置
　４，４_２　　　中間軸
　５　　　　　　多段変速機構
　６　　　　　　電気モータ
　７　　　　　　入力軸
　８　　　　　　カウンタ軸
　９　　　　　　ディファレンシャル装置
１１　　　　　　アイドル軸
１２　　　　　　ケース
１２ｂ，１２ｈ　第１支持壁（クラッチハウジング）
１２ｅ，１２ｉ　第２支持壁（オイルポンプ、隔壁）
１２ｂ_１　　　　支持部
１５　　　　　　モータ出力軸
１９，１９’　　第２ギヤ
２３，２３’　　第１ギヤ
２１，２０，３３，３５　　ベアリング
２６　　　　　　スプライン
２７　　　　　　（乾式単板）クラッチ
２９　　　　　　ダンパ
３０，３１，３２，４３　　ギヤ
４５　　　　　　ベアリング
５５　　　　　　シリンダ
５９　　　　　　ベアリング
７２　　　　　　入力部材（円錐形状の摩擦車）
７３　　　　　　出力部材（円錐形状の摩擦車）
７５　　　　　　リング
Ｉ　　　　　　　第１軸
II　　　　　　　第２軸
III　　　　　　　第３軸
IV　　　　　　　第４軸
Ｖ　　　　　　　第５軸

Claims

　エンジン出力軸と同軸の第１軸上に、自動変速装置の入力軸、クラッチ、中間軸及び第１ギヤを配置し、
　前記第１軸上と異なる第２軸上に、電気モータ及び該電気モータ出力軸に設けた第２ギヤを配置し、
　前記エンジン出力軸の回転を前記クラッチ及び前記中間軸を介して前記自動変速装置の入力軸に伝達すると共に、前記電気モータの回転を前記第２ギヤ及び前記第１ギヤを介して前記自動変速装置の入力軸に伝達してなる、ハイブリッド駆動装置において、
　前記第１ギヤのエンジン出力軸側である軸方向前方側及び前記自動変速装置側である軸方向後方側に、それぞれケースと一体の第１支持壁及び第２支持壁を配設し、
　前記第１ギヤと前記中間軸とは一体にかつ前記第１ギヤの軸方向前方側に延出して前記中間軸が設けられ、該中間軸が、前記第１支持壁にベアリングを介して回転自在に支持され、
　前記第１支持壁の軸方向前方側にて、前記中間軸とエンジン出力軸との間に前記クラッチが配置され、
　前記自動変速装置の入力軸は、その前方側を前記第２支持壁に回転自在に支持されると共に、前記中間軸の後方側にスプラインを介して連結してなる、
　ハイブリッド駆動装置。
　前記中間軸の前方側とエンジン出力軸の後方側とが、ベアリングを介して互いに支持されてなる、
　請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
　前記クラッチが、乾式単板クラッチであり、
　該乾式単板クラッチは、前記第１支持壁に形成されたシリンダ及び該シリンダに嵌合するピストンからなる油圧アクチュエータにより操作され、
　該油圧アクチュエータは、前記中間軸を支持する前記ベアリングと軸方向にオーバラップするように配置されてなる、
　請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
　前記第１ギヤ及び前記第２ギヤは、歯車であり、アイドラ歯車を介して連動し、
　前記アイドル歯車を有するアイドル軸は、その軸方向前方が前記第１支持壁にベアリングを介して回転自在に支持されると共に、その軸方向後方が前記ケースにベアリングを介して回転自在に支持され、
　前記油圧アクチュエータが、前記アイドル軸の軸方向前方側を支持する前記ベアリングと軸方向にオーバラップするように配置されてなる、
　請求項３記載のハイブリッド駆動装置。
　前記クラッチが、乾式単板クラッチであり、
　前記クラッチと前記中間軸との間に、前記クラッチと軸方向に少なくとも一部がオーバラップしてダンパが配置されてなる、
　請求項１ないし４のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
　前記自動変速装置は、多数のギヤによる伝動経路をクラッチにより切換える多段変速機構を有する多段自動変速装置である、
　請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
　第３軸上に配置されたカウンタ軸と、第４軸上に配置されたディファレンシャル装置と、を備え、
　前記多段変速機構は、前記第１軸上に配置され、前記多段変速機構の出力回転をギヤを介して前記カウンタ軸に伝達し、更に該カウンタ軸の回転をギヤを介して前記ディファレンシャル装置に伝達し、
　前記カウンタ軸は、その軸方向前方側及び軸方向後方側をベアリングを介して前記ケースに回転自在に支持され、
　前記カウンタ軸の前記軸方向前方側を支持する前記ケースの支持部が、前記第１ギヤと軸方向にオーバラップするように配置されてなる、
　請求項６記載のハイブリッド駆動装置。
　前記自動変速装置は、前記入力軸に駆動連結する入力部材及び出力部材を有し、これら入力部材と出力部材との接触位置を変更すると共に、該接触位置に介在する油膜の剪断力により前記入力部材の回転を無段に変速して前記出力部材に伝達する無段自動変速装置である、
　請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。