(57)【要約】      （修正有）【課題】電動モータの停止時に、振動等によって２方向クラッチが電動モータの停止前の係合状態から逆の方向にスイッチ係合してしまうという不都合の発生を防止する。【解決手段】エンジンを駆動源として回転駆動される前輪と、電動モータを駆動源とし、その電動モータの出力軸の回転を減速する複数の減速部を有するギヤ減速機構を介して回転駆動される後輪とを備え、上記ギヤ減速機構の減速部Ａ２に２方向クラッチを組込み、エンジンの駆動による車両の走行時に後輪から電動モータ側に回転トルクが伝達されるのを防止する。ギヤ減速機構の第１軸２１を回転自在に支持する転がり軸受２３に回転センサ３５を組込む。【選択図】図３
2010018101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを駆動源として回転駆動される駆動輪と、電動モータを駆動源とし、その電動モータの出力軸の回転を減速する複数の減速部を有するギヤ減速機構を介して回転駆動される補助駆動輪とを備え、前記ギヤ減速機構の最終の減速部よりもトルク伝達上流側に位置する減速部に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチが、入力ギヤと、その入力ギヤに対して相対回転可能に貫通配置された回転軸と、その回転軸と入力ギヤの対向面間に配置された保持器と、その保持器に形成されたポケット内に組込まれ、前記入力ギヤに対する保持器の相対回転によって入力ギヤと回転軸の対向面に係合して、入力ギヤの回転を回転軸に伝達する係合子を有してなるメカニカルタイプのものからなるハイブリッド車両における駆動力伝達装置において、
前記２方向クラッチの入力ギヤに電動モータの回転を伝える複数のトルク伝達軸のそれぞれを転がり軸受によって回転自在に支持し、その複数の転がり軸受のいずれか一つの軸受に、電動モータの停止後、前記トルク伝達軸が停止前の回転方向に対して逆方向に回転したかどうかを検出する回転センサを組付けたことを特徴とするハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【請求項２】
前記回転センサが、原点位置を検出可能な回転センサからなる請求項１に記載のハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【請求項３】
前記２方向クラッチが、スプラグを係合子とするスプラグタイプのクラッチからなる請求項１又は２に記載のハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【請求項４】
前記２方向クラッチが、ローラを係合子とするローラタイプのクラッチからなる請求項１又は２に記載のハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【請求項５】
前記入力ギヤに対して保持器を相対回転させて係合子を係合位置に変位させるスイッチ機構が、保持器の端部外周に回転自在に支持されて入力ギヤに回転を伝えるギヤと噛合し、その歯数が入力ギヤより多くされたサブギヤと、そのサブギヤを保持器の外周に形成されたフランジに押し付ける弾性部材とを備えてなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載のハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【請求項６】
前記入力ギヤに対して保持器を相対回転させて係合子を係合位置に変位させるスイッチ機構が、保持器の端部外周に回転自在に支持され、静止部材に固定された固定具により回り止めされた摩擦プレートと、その摩擦プレートを保持器の外周に形成されたフランジに押し付ける弾性部材とを備えてなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載のハイブリッド車両における駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンにより駆動輪を駆動し、電動モータによって補助駆動輪を駆動するハイブリッド車両の駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを備え、その電動モータを発進時や、加速時等の負荷が大きいときにアシストとして用いるようにしたハイブリッド車両の駆動力伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
上記特許文献１に記載された駆動力伝達装置においては、車両にエンジンおよび電動モータを搭載し、上記エンジンの回転をトランスミッションおよびディファレンシャルを介して駆動輪に伝達するようにしている。また、電動モータの出力軸の回転を複数の減速部を有する減速機構で減速して補助駆動輪に伝達し、その減速機構の最終の減速部よりもトルク伝達上流側に位置する減速部に２方向クラッチを組込み、上記エンジンの駆動による通常走行時に、その２方向クラッチを係合解除させて、補助駆動輪から減速機側への回転トルクの伝達を遮断するようにしている。
【０００４】
ここで、２方向クラッチは、入力ギヤと、その入力ギヤに対して相対回転可能に貫通配置された回転軸との間に径の異なる２つの保持器を組込み、その外側保持器を入力ギヤの円筒形内面に固定し、その外側保持器と内側保持器に径方向で対向するポケットを形成し、そのポケット内にスプラグを組込み、上記外側保持器と内側保持器の相対回転によりスプラグを傾動させて、そのスプラグを入力ギヤの円筒形内面と回転軸の円筒形外面に係合させるようにしたスプラグタイプの２方向クラッチからなっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０８４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動力伝達装置においては、電動モータを停止し、エンジンの駆動による前進走行中において、振動等により、電動モータの出力軸が回転すると、その回転が２方向クラッチの外輪に伝達され、前進側に傾動しているスプラグが後進側にスイッチして係合状態となり、補助駆動輪の回転が減速機側に伝達されて、補助駆動輪の回転が阻害されるという不具合が発生する。
【０００７】
また、電動モータを停止し、エンジンの駆動による後進走行時においても、振動等により、電動モータの出力軸が回転すると、前記と同様に、後進側に傾動しているスプラグが前進側にスイッチして係合状態となり、補助駆動輪の回転が減速機側に伝達されて、補助駆動輪の回転が阻害されるという不具合が発生する。
【０００８】
この発明の課題は、電動モータの停止時に、振動等によって２方向クラッチが電動モータの停止前の係合状態から逆の方向にスイッチ係合してしまうという不都合の発生を防止することができるようにしたハイブリッド車両の駆動力伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、エンジンを駆動源として回転駆動される駆動輪と、電動モータを駆動源とし、その電動モータの出力軸の回転を減速する複数の減速部を有するギヤ減速機構を介して回転駆動される補助駆動輪とを備え、前記ギヤ減速機構の最終の減速部よりもトルク伝達上流側に位置する減速部に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチが、入力ギヤと、その入力ギヤに対して相対回転可能に貫通配置された回転軸と、その回転軸と入力ギヤの対向面間に配置された保持器と、その保持器に形成されたポケット内に組込まれ、前記入力ギヤに対する保持器の相対回転によって入力ギヤと回転軸の対向面に係合して、入力ギヤの回転を回転軸に伝達する係合子を有してなるメカニカルタイプのものからなるハイブリッド車両における駆動力伝達装置において、前記２方向クラッチの入力ギヤに電動モータの回転を伝える複数のトルク伝達軸のそれぞれを転がり軸受によって回転自在に支持し、その複数の転がり軸受のいずれか一つの軸受に、電動モータの停止後、前記トルク伝達軸が停止前の回転方向に対して逆方向に回転したかどうかを検出する回転センサを組付けた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成からなるハイブリッド車両の駆動力伝達装置において、電動モータを停止し、エンジンの駆動による車両の走行状態において、振動等により電動モータの出力軸が停止前の回転方向に対して逆の方向に回転すると、回転センサがその回転を検出して信号を出力するため、上記回転センサからの出力信号によって電動モータを停止前の回転方向に回転させることが可能となり、２方向クラッチが電動モータの停止前の係合状態から逆の方向にスイッチ係合してしまうという不都合の発生を防止することができる。
【００１１】
ここで、トルク伝達軸は、電動モータの出力軸であってもよく、あるいは、複数の減速部のそれぞれに組込まれた回転軸であってもよい。また、回転センサは、原点位置を検出可能な回転センサであってもよい。
【００１２】
この発明に係るハイブリッド車両の駆動力伝達装置において、２方向クラッチは、スプラグを係合子とするスプラグタイプのものであってもよく、ローラを係合子とするローラタイプのものであってもよい。
【００１３】
上記２方向クラッチの保持器を入力ギヤに対して相対回転させて係合子を係合位置に変位させるスイッチ機構は、保持器の端部外周に回転自在に支持されて入力ギヤに回転を伝えるギヤと噛合し、その歯数が入力ギヤより多くされたサブギヤと、そのサブギヤを保持器の外周に形成されたフランジに押し付ける弾性部材とからなるものであってもよく、あるいは、保持器の端部外周に回転自在に支持され、静止部材に固定された固定具により回り止めされた摩擦プレートと、その摩擦プレートを保持器の外周に形成されたフランジに押し付ける弾性部材とからなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、この発明においては、電動モータを停止し、エンジンの駆動による車両の走行状態において、電動モータの出力軸が振動等によって停止前の回転方向に対して逆の方向に回転すると、回転センサがその回転を検出して信号を出力するため、電動モータを停止前の回転方向に回転させることが可能となり、２方向クラッチが電動モータの停止前の係合状態から逆の方向にスイッチ係合してしまうという不都合の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、車体前部に駆動輪としての前輪１１が左右に設けられている。また、車体後部には補助駆動輪としての後輪１２が設けられている。
【００１６】
さらに、車体には、エンジン１３と、電動モータ１６とが搭載され、上記エンジン１３の回転はトランスミッション１４およびディファレンシャル１５を介して前輪１１に伝達される。一方、電動モータ１６の出力軸１６ａの回転は、ギヤ減速機構１７により減速され、２方向クラッチ１８およびディファレンシャル１９を介して後輪１２に伝達される。
【００１７】
図２に示すように、電動モータ１６はハウジング２０に支持され、そのハウジング２０に電動モータ１６の出力軸１６ａを回転自在に支持する転がり軸受１６ｂが組込まれている。
【００１８】
また、ハウジング２０の内部には、電動モータ１６の出力軸１６ａの回転を減速して２方向クラッチ１８に伝達する上記ギヤ減速機構１７が組込まれている。ギヤ減速機構１７は、電動モータ１６の出力軸１６ａに対して平行配置された第１軸２１と、回転軸としての第２軸２２を有し、その第１軸２１および第２軸２２の両端部は転がり軸受２３、２４によって回転自在に支持されている。
【００１９】
また、ギヤ減速機構１７は、電動モータ１６の出力軸１６ａの回転を減速して第１軸２１に伝達する第１減速部Ａ１と、その第１軸２１の回転を減速して第２軸２２に伝達する第２減速部Ａ２と、第２軸２２の回転を減速してディファレンシャル１９のディファレンシャルケース２５に伝達する第３減速部Ａ３を有している。
【００２０】
ここで、第１減速部Ａ１は、電動モータ１６の出力軸１６ａに小径ギヤ２６を設け、その小径ギヤ２６に噛合する大径ギヤ２７を第１軸２１に設けた構成とされている。
【００２１】
また、第２減速部Ａ２は、第１軸２１に設けた小径ギヤ２８と、その小径ギヤ２８に噛合する入力ギヤとしての大径ギヤ２９とからなり、上記大径ギヤ２９の回転を前記２方向クラッチ１８を介して第２軸２２に伝達するようにしている。
【００２２】
さらに、第３減速部Ａ３は、第２軸２２に小径ギヤ３０を設け、その小径ギヤ３０に噛合する大径ギヤ３１をディファレンシャルケース２５に設けた構成とされ、上記ディファレンシャルケース２５の回転はディファレンシャル機構３２を介して後輪１２のアクスル３３に伝達されるようになっている。
【００２３】
図３および図４に示すように、２方向クラッチ１８は、入力ギヤとしての大径ギヤ２９内に径の異なる２つの保持器４０、４１を組込み、その外側保持器４０を大径ギヤ２９の円筒形内面４２に固定し、この外側保持器４０と内側保持器４１に径方向で対向する複数のポケット４３、４４を周方向に間隔をおいて形成し、径方向で対向するポケット４３、４４にスプラグ４５を組込むと共に、内側保持器４１のポケット４４内に組込んだ弾性部材４６でスプラグ４５をポケット４４の周方向の略中央位置で保持し、上記外側保持器４０と内側保持器４１の相対回転により、スプラグ４５を傾動させて、両端に形成された正転用カム面４５ａまたは逆転用カム面４５ｂを大径ギヤ２９の円筒形内面４２および第２軸２２の円筒形外面４７に係合させ、そのスプラグ４５を介して、大径ギヤ２９と第２軸２２の相互間で回転トルクを伝達するようにしている。
【００２４】
ここで、内側保持器４１は、図３に示す軸受４８によって第２軸２２に回転自在に支持されている。この内側保持器４１には径方向外方に延びるスイッチピン４９が固定され、そのスイッチピン４９は外側保持器４０に形成された周方向に長い長孔５０内に挿入され、上記スイッチピン４９が長孔５０の周方向両端に当接する範囲内において、外側保持器４０と内側保持器４１は相対的に回転自在とされている。
【００２５】
図３に示すように、内側保持器４１の一端部は外側保持器４０の端部より外側に位置し、その内側保持器４１の一端部外周にフランジ５１と、円筒面５２とが形成され、上記円筒面５２に係合溝５３が設けられている。
【００２６】
円筒面５２にはサブギヤ５４が回転自在に嵌合され、そのサブギヤ５４は係合溝５３に組込まれた皿ばね等の弾性部材５５によってフランジ５１に押付けられている。
【００２７】
サブギヤ５４は第１軸２１の小径ギヤ２８に噛合し、外周の歯数は大径ギヤ２９の歯数より多くなっている。このため、小径ギヤ２８が回転すると、サブギヤ５４はフランジ５１との接触部で滑りを生じつつ大径ギヤ２９より遅れて回転する。
【００２８】
図３に示すように、第１軸２１を回転自在に支持する転がり軸受２３の外側軌道輪２３ａと内側軌道輪２３ｂ間には回転センサ３５が組込まれている。回転センサ３５は、電動モータ１６の停止状態において、第１軸２１が停止前の回転方向に対して逆方向に回転したかどうかを検出し、逆回転した場合に信号を出力するようになっている。
【００２９】
実施の形態で示すハイブリッド車両の駆動力伝達装置は上記の構造からなり、発進に際しては電動モータ１６を駆動する。その電動モータ１６の出力軸１６ａの回転は第１減速部Ａ１を介して第１軸２１に伝達され、その第１軸２１に設けられた小径ギヤ２８から大径ギヤ２９およびサブギヤ５４に伝達される。
【００３０】
このため、大径ギヤ２９およびサブギヤ５４は同方向に回転し、そのサブギヤ５４とフランジ５１の接触によって内側保持器４１も大径ギヤ２９と同方向に回転する。
【００３１】
このとき、サブギヤ５４の歯数は大径ギヤ２９の歯数より多いため、サブギヤ５４はフランジ５１との接触部で滑りを生じつつ大径ギヤ２９より遅れて回転し、大径ギヤ２９に固定された外側保持器４０と内側保持器４１が相対回転する。
【００３２】
外側保持器４０と内側保持器４１の相対回転により、スプラグ４５は外側保持器４０の回転方向に倒れて、図４（II）に示すように、大径ギヤ２９の円筒形内面４２と第２軸２２の円筒形外面４７に係合する。
【００３３】
外側保持器４０と内側保持器４１が所定角度相対回転すると、外側保持器４０に形成された長孔５０の一端がスイッチピン４９に当接し、外側保持器４０の回転は上記スイッチピン４９から内側保持器４１に伝達されて内側保持器４１は外側保持器４０と一体に回転し、スプラグ４５は係合状態に保持される。また、サブギヤ５４はフランジ５１との接触部で滑りを生じつつ回転する。
【００３４】
２方向クラッチ１８におけるスプラグ４５の係合により、そのスプラグ４５を介して大径ギヤ２９の回転が第２軸２２に伝達される。また、第２軸２２の回転は第３減速部Ａ３により減速されてディファレンシャルケース２５に伝達され、ディファレンシャル機構３２を介して図１に示すアクスル３３に伝達されて後輪１２が回転し、車両が走行する。
【００３５】
車両の走行を電動モータ１６からエンジン１３に切換える場合は、図示省略した発進クラッチを結合状態として、そのエンジン１３の回転をトランスミッション１４に入力し、前輪１１を回転させる。
【００３６】
エンジン１３の駆動による車両の走行状態では、後輪１２の回転が第２軸２２に伝達されるが、その第２軸２２の回転はスプラグ４５に対しては空転方向となるので、第２軸２２の回転は大径ギヤ２９に伝達されず、第２軸２２はフリー回転する。
【００３７】
ここで、電動モータ１６を停止し、エンジン１３の駆動による車両の走行状態において、振動等により電動モータ１６の出力軸１６ａが停止前の回転方向に対して逆の方向に回転すると、前進側または後進側に傾動しているスプラグ４５が後進側または前進側にスイッチして係合状態となり、補助駆動輪１２の回転がギヤ減速機構１７側に伝達されて、補助駆動輪１２の回転が阻害されるという不具合が発生する。
【００３８】
しかし、実施の形態においては、図３に示すように、第１軸２１を回転自在に支持する転がり軸受２３に回転センサ３５が組込まれているため、電動モータ１６の出力軸１６ａが停止前の回転方向に対して逆の方向に回転すると、回転センサ３５がその回転を検出して信号を出力する。このため、回転センサ３５からの出力信号によって電動モータ１６を停止前の回転方向に回転させることが可能となり、２方向クラッチが電動モータ１６の停止前の係合状態から逆の方向にスイッチ係合してしまうという不都合の発生を防止することができる。
【００３９】
なお、実施の形態においては、第１軸２１を回転自在に支持する転がり軸受２３に回転センサ３５を組込んだが、電動モータ１６の出力軸１６ａを回転自在に支持する転がり軸受１６ｂに回転センサ３５を組込み、あるいは、回転センサ３５が組込まれた原点位置の検出が可能なセンサ付き転がり軸受によって上記出力軸１６ａを回転自在に支持するようにしてもよい。
【００４０】
また、図３に示す実施の形態では、入力ギヤとしての大径ギヤ２９に対して内側保持器４１を相対回転させてスプラグ４５を係合位置に変位させるスイッチ機構としてサブギヤ５４を用いたものを示したが、スイッチ機構はこれに限定されるものではない。
【００４１】
例えば、図５に示すように、上記サブギヤ５４に代えて、円筒面５２に摩擦プレート５６を回転自在に嵌合し、その摩擦プレート５６を弾性部材５５によりフランジ５１に押し付け、一方、ハウジング２０には固定具５７を取付け、その固定具５７の摩擦プレート５６と対向する先端部に切欠き５８を設け、その切欠き５８に摩擦プレート５６の外周に形成された回り止め片５９を嵌合して摩擦プレート５６を回り止めするようにしたものであってもよい。
【００４２】
さらに、図３に示す実施の形態では、２方向クラッチ１８としてスプラグタイプのものを示したが、図６（Ｉ）、（II）に示すように、大径ギヤ２９の内径面に固定される外輪７０の内径面に第２軸２２の円筒形外面４７との間で周方向の両端に向けて対向間隔が次第に小さくなるくさび状空間を形成するカム面７１を設け、大径ギヤ２９と第２軸２２の対向面間に組込まれた保持器７２には上記カム面７１に対向してポケット７３を形成し、そのポケット７３内にローラ７４と、そのローラ７４をポケット７３の周方向の略中央部に保持する弾性部材７５を組込んだローラタイプの２方向クラッチ１８を用いるようにしてもよい。
【００４３】
上記ローラタイプの２方向クラッチ１８においては、保持器７２に径方向外方に向くスイッチピン７６を固定し、そのスイッチピン７６を外輪７０に形成した長孔７７内に挿入し、その長孔７７の両端にスイッチピン７６が当接する範囲内において外輪７０と保持器７２を相対的に回転自在としている。
【００４４】
上記のようなローラタイプの２方向クラッチ１８の採用においては、保持器７２の端部にサブギヤ５４を回転自在に嵌合し、そのサブギヤ５４を弾性部材５５によって上記保持器７２に設けられたフランジ７８に押付けて、小径ギヤ２８から大径ギヤ２９への回転トルクの伝達時に、外輪７０と保持器７２とを相対回転させてローラ７４をカム面７１と円筒形外面４７に係合させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に係るハイブリッド車両における駆動力伝達装置の実施の形態を示す全体の構成図
【図２】図１に示す電動モータの回転を減速して後輪に伝達する減速機構部を示す断面図
【図３】図２の一部を拡大して示す断面図
【図４】（Ｉ）は、図３のIV−IV線に沿った断面図、（II）は、スプラグの係合状態を示す断面図
【図５】２方向クラッチをスイッチさせるスイッチ機構の他の例を示す断面図
【図６】（Ｉ）は、２方向クラッチの他の例を示す縦断正面図、（II）は、（Ｉ）のVI−VI線に沿った断面図
【符号の説明】
【００４６】
１１    前輪（駆動輪）
１２    後輪（補助駆動輪）
１３    エンジン
１６    電動モータ
１６ａ  出力軸
１７    ギヤ減速機構
Ａ１    第１減速部
Ａ２    第２減速部
Ａ３    第３減速部
１８    ２方向クラッチ
２０    ハウジング（静止部材）
２１    第１軸（トルク伝達軸）
２２    第２軸（回転軸）
２３    転がり軸受
２９    大径ギヤ（入力ギヤ）
３５    回転センサ
４０    外側保持器
４１    内側保持器
４３    ポケット
４４    ポケット
４５    スプラグ（係合子）
５４    サブギヤ
５５    弾性部材
５６    摩擦プレート
５７    固定具
７２    保持器
７３    ポケット
７４    ローラ（係合子）
【図１】
2010018101.tif 000003
【図２】
2010018101.tif 000004
【図３】
2010018101.tif 000005
【図４】
2010018101.tif 000006
【図５】
2010018101.tif 000007
【図６】
2010018101.tif 000008