(57)【要約】【課題】小型化が可能な動力伝達装置を提供する。【解決手段】動力伝達装置２０００は、カバー２３１０を有するトルクコンバータ２３００と、トルクコンバータ２３００のカバー２３１０に設けられるロータを有する回転電機２２００と、インプットシャフト１１００とカバー２３００とを接続および切断する、ハウジング２８９０を有する電磁クラッチ２８００とを備える。電磁クラッチ２８００は、回転電機２２００の内周側に設けられ、ハウジング２８９０はカバー２３１０と一体化されている。【選択図】図２
2010163050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーを有するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータのカバーに設けられるロータを有する回転電機と、
回転するシャフトと前記トルクコンバータのカバーとを接続または切断する、ハウジングを有する電磁クラッチとを備え、
前記電磁クラッチは、前記回転電機の内周側に設けられ、
前記ハウジングは、前記カバーと一体化されている、動力伝達装置。
【請求項２】
前記回転シャフトと前記ハウジングとを接続または切断する第一クラッチと、
前記第一クラッチの接続および切断を制御するカムと、
前記カムを駆動させる、第一クラッチよりも容量の小さい第二クラッチと、
前記第二クラッチを摩擦係合させることが可能な電磁石とを備える、請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は動力伝達装置に関し、より特定的には、トルクコンバータと回転電機とを有する動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力伝達装置は、たとえば特開２００３−６３２６４号公報（特許文献１）、特開２０００−２８７３０３号公報（特許文献２）および特開２００６−１５９９７号公報（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３２６４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８７３０３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、モータジェネレータのロータ内部に、湿式多盤クラッチよりなるトルクコンバータのロックアップクラッチと、エンジンの出力トルクの変動を吸収するダンパとを収納する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、内側ハウジング内にはトルクコンバータが設けられ、トルクコンバータはロックアップ用の電磁／油圧クラッチが設けられる構成が開示されている。
【０００６】
特許文献３では、エンジンおよび電動モータの少なくともいずれか一方の駆動に応じて入力軸が駆動される変速機と、クランクシャフトに固定されるフライホイールと入力軸との連結節理を切換え可能なクラッチ機構とを備えるハイブリッド車両駆動装置が開示されている。
【０００７】
従来の装置では、通常エンジンとトルクコンバータの間には油圧供給や潤滑のための油路がなく、オートマチックトランスミッションフロード（ＡＴＦ）が存在しない領域のため、この部分でクラッチを構成するには、油圧および潤滑油供給用の油路を追加すること、オイル漏れ対策として、シール材などを追加する必要があり、結果として全長が大きくなり、コストも増加するという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、小型化が可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った動力伝達装置は、カバーを有するトルクコンバータと、トルクコンバータのカバーに設けられるロータを有する回転電機と、回転するシャフトとトルクコンバータのカバーとを接続および切断する、ハウジングを有する電磁クラッチとを備え、電磁クラッチは、回転電機の内周側に設けられ、ハウジングはカバーと一体化されている。
【００１０】
このように構成された動力伝達装置では、電磁クラッチのハウジングとトルクコンバータのカバーを一体化しているため、全長を短縮することができる。また、電磁クラッチにより、回転するシャフトとトルクコンバータのカバーとの接続および切断をするため、この部分に油路を配設することが不要となり、また全長短縮を図ることができる。
【００１１】
好ましくは、動力伝達装置は、回転シャフトとハウジングとを接続または切断する第一クラッチと、第一クラッチの接続および切断を制御するカムと、カムを駆動させる、第一クラッチよりも容量の小さい第二クラッチと、第二クラッチを摩擦係合させることが可能な電磁石とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態１に従った動力伝達装置で用いられる回転電機を有する車両の駆動部の回路図である。
【図２】図１で示す回転電機とトルクコンバータとの接合部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図２で示す動力伝達装置における、エンジンで発生した動力の伝達経路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では同一または相当する部分については同一の符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１４】
図１は、この発明の実施形態１に従った動力伝達装置で用いられる回転電機を有する車両の駆動部の回路図である。図１では、この発明に従った車輌に搭載される回転電機を駆動させるための電気回路をしている。図１を参照して、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）２７００は、コンバータ２７１０と、インバータ２７２０と、制御装置２７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗとを含む。コンバータ２７１０は、バッテリ３０００とインバータ２７２０の間に接続され、インバータ２７２０は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介して回転電機２２００と接続される。
【００１５】
コンバータ２７１０に接続されるバッテリ３０００は、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリ３０００は、発生した直流電圧をコンバータ２７１０に供給し、また、コンバータ２７１０から受ける直流電圧によって充電される。
【００１６】
コンバータ２７１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２とダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間
に直列に接続され、制御装置２７３０からの制御信号をベースに受取る。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリ３０００の正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。
【００１７】
このコンバータ２７１０は、リアクトルＬを用いてバッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ２７１０は、インバータ２７２０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。
【００１８】
インバータ２７２０は、Ｕ相アーム２７５０Ｕ、Ｖ相アーム２７５０ＶおよびＷ相アーム２７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム２７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム２７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム２７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介してモータジェネレータとしての回転電機２２００の各相コイルの半中性点側にそれぞれ接続されている。
【００１９】
インバータ２７２０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。また、インバータ２７２０は、回転電機２２００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。
【００２０】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。
【００２１】
制御装置２７３０は、モータトルク指令値、回転電機２２００の各相電流値、およびインバータ２７２０の入力電圧に基づいて回転電機２２００の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ２７２０へ出力する。
【００２２】
また、制御装置２７３０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ２７２０の入力電圧を最適化するためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ２７１０へ出力する。
【００２３】
さらに、制御装置２７３０は、回転電機２２００によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０００を充電するため、コンバータ２７１０およびインバータ２７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
【００２４】
ＰＣＵ２７００においては、コンバータ２７１０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、バッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ２７２０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。
【００２５】
また、インバータ２７２０は、回転電機２２００の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ２７１０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。
【００２６】
図２は、図１で示す回転電機とトルクコンバータとの接合部分を拡大して示す断面図である。図２を参照して、エンジン１０００に接続されるインプットシャフト１１００の動力（回転力）が、電磁クラッチ２８００により、トルクコンバータ２３００および回転電機２２００と接続および切断される。
【００２７】
エンジン１０００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのいずれであってもよい。また、エンジン１０００の形状は、直列型、Ｖ型、Ｗ型または水平対向型などのさまざまな形状のエンジン１０００を採用することができる。
【００２８】
インプットシャフト１１００は、エンジン１０００のクランクシャフトに接続され、エンジン１０００の出力をトルクコンバータ２３００および回転電機２２００に伝える働きをする。
【００２９】
回転電機２２００はエンジン１０００とトルクコンバータ２３００との間に設けられている。回転電機２２００は、ケース２２０１に固定されており、回転電機２２００は、ステータコア２２１０と、ステータコア２２１０に巻かれたコイル２２２０と、ステータコア２２１０の内周側に位置するロータ２２３０とを有する。ロータ２２３０は、トルクコンバータ２３００のカバー２３１０に固定されている。
【００３０】
トルクコンバータ２３００のカバー２３１０と、ロータ２２３０とは、インプットシャフト１１００を中心として回転することが可能である。トルクコンバータ２３００は、インプットシャフト１１００で入力された回転力のトルクを増幅するための動力伝達部である。トルクコンバータ２３００にロックアップクラッチが設けられてトルクコンバータ２３００における損失を防止してもよい。
【００３１】
トルクコンバータ２３００のカバー２３１０は、電磁クラッチ２８００のハウジング２８９０を構成している。電磁クラッチ２８００は、電磁石２８１０と、ピストン２８２０と、第二摩擦係合部２８３０と、カム機構２８５０と、第一摩擦係合部２８４０とを有する。第二摩擦係合部２８３０は、外周側に位置する第一摩擦係合部材２８３１と内周側に位置する第二摩擦係合部材２８３２とが軸方向に積層された形状となっており、第一摩擦係合部材２８３１はインプットシャフト１１００に接続され、第二摩擦係合部材２８３２はカム機構２８５０の第一保持部材２８５１に接続されている。電磁クラッチ２８００を、図２において点線で囲んでいる。
【００３２】
電磁石２８１０が駆動すると、ピストン２８２０が軸方向（トルクコンバータ２３００に近づく方向）に移動する。これにより、第一摩擦係合部材２８３１と第二摩擦係合部材２８３２とが接触する。その結果、インプットシャフト１１００の回転が第二摩擦係合部２８３０を解してカム機構２８５０を構成する第一保持部材２８５１へ伝達される。
【００３３】
カム機構２８５０は、第一保持部材２８５１と、第二保持部材２８５２と、第一保持部材２８５１と第二保持部材２８５２との間に設けられたカム２８５３とを有する。第一保持部材２８５１と第二保持部材２８５２との間に回転差が生じるとカム２８５３が回転する。この回転力により、ピストンとしての第二保持部材２８５２が軸方向（トルクコンバータ２３００に近づく方向）に移動する。
【００３４】
第一摩擦係合部２８４０は、第一摩擦係合部材２８４１と第二摩擦係合部材２８４２とを有する。第一摩擦係合部材２８４１は、トルクコンバータ２３００のカバー２３１０に接続されており、第二摩擦係合部材２８４２はインプットシャフト１１００に接続されている。
【００３５】
カム２８５３が第二保持部材２８５２を軸方向へ移動させると、第二保持部材２８５２が第一摩擦係合部２８４０の第一摩擦係合部材２８４１と第二摩擦係合部材２８４２とを押圧する。これにより、第一摩擦係合部材２８４１と第二摩擦係合部材２８４２との間で摩擦力が発生し、これによりインプットシャフト１１００の回転がトルクコンバータ２３００のカバー２３１０に伝達される。その結果、トルクコンバータ２３００のカバー２３１０とともに、このカバー２３１０に設けられた回転電機２２００のロータ２２３０も回転する。
【００３６】
この例では、容量の小さな第二摩擦係合部２８３０をもちいて、容量の大きい第一摩擦係合部材を用いている。これにより、第二摩擦係合部電磁クラッチで直接駆動させる場合に比べて、電磁石２８１０の消費電力の低減を図ることができる。
【００３７】
図３は、図２で示す動力伝達装置における、エンジンで発生した動力の伝達経路を示すブロック図である。図３で示すように、エンジン１０００で発生した動力は、電磁クラッチ２８００を経由して順に、回転電機２２００、トルクコンバータ２３００および変速機２９００へ伝達される。トルクコンバータ２３００内にはロックアップクラッチが設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。変速機２９００は、遊星歯車を用いた多段変速機であってもよく、ベルトとプーリーを用いた無段変速機であってもよい。
【００３８】
トルクコンバータ２３００のカバーと電磁クラッチ２８００のハウジングとが一体化されているため、エンジン１０００からトルクコンバータ２３００までの全長を短縮することができる。
【００３９】
さらに、電磁クラッチ２８００において油路を設ける必要がないため、回転電機２２００の内周側に電磁クラッチ２８００を配置することができる。
【００４０】
すなわち、この発明の実施の形態に従った動力伝達装置２０００は、カバー２３１０を有するトルクコンバータ２３００と、トルクコンバータ２３００のカバー２３１０に設けられる、ロータ２２３０を有する回転電機２２００と、回転するインプットシャフト１１００とトルクコンバータ２３００のカバー２３１０とを接続および切断する、ハウジング２８９０を有する電磁クラッチ２８００とを備える。電磁クラッチ２８００は、回転電機２２００の内周側に取付けられる。電磁クラッチ２８００のハウジング２８９０はトルクコンバータ２３００のカバー２３１０と一体化されている。
【００４１】
動力伝達装置２０００は、インプットシャフト１１００とハウジング２８９０とを接続または切断する第一クラッチとしての第一摩擦係合部２８４０と、第一摩擦係合部２８４０の接続および切断を制御するカム機構２８５０と、カム機構２８５０を駆動させる、第一摩擦係合部２８４０よりも容量の小さい第二摩擦係合部２８３０と、第二摩擦係合部２８３０を摩擦係合させることが可能な電磁石２８１０とを備える。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
１０００  エンジン、１１００  インプットシャフト、２０００  動力伝達装置、２２００  回転電機、２２０１  ケース、２２１０  ステータコア、２２２０  コイル、２２３０  ロータ、２３００  トルクコンバータ、２３１０  カバー、２７１０  コンバータ、２７２０  インバータ、２７３０  制御装置、２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗ  出力ライン、２８００  電磁クラッチ、２８１０  電磁石、２８２０  ピストン、２８３０  第二摩擦係合部、２８３１，２８４１  第一摩擦係合部材、２８３２，２８４２  第二摩擦係合部材、２８４０  第一摩擦係合部、２８５０  カム機構、２８５１  第一保持部材、２８５２  第二保持部材、２８５３  カム、２８９０  ハウジング、２９００  変速機、３０００  バッテリ。
【図１】
2010163050.tif 000003
【図２】
2010163050.tif 000004
【図３】
2010163050.tif 000005