(57)【要約】【課題】  ハイブリッド車両の電動モータのロータのクラッチ収納空間に配置された湿式クラッチを効果的に冷却する。【解決手段】  電動モータＭのロータ３１が接続されたトランスミッションの入力軸２０と、エンジンにより回転するフライホイールシャフト３６との間にエンジン切離しクラッチ３７を配置したので、電動モータＭによる走行時や回生制動時に、エンジン切離しクラッチ３７を係合解除してエンジンを切り離すことで、エンジンのフリクションによる損失を回避することができる。エンジン切離しクラッチ３７は、ロータ３１の内周面と入力軸２０の外周面との間のクラッチ収納空間７１に配置されており、そのクラッチ収納空間７１はフライホイールシャフト３６に支持されてロータ３１の開口部に結合される閉塞壁７５により閉塞されるので、入力軸２０からクラッチ収納空間７１に潤滑油を供給することでエンジン切離しクラッチ３７を効果的に冷却および潤滑することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の駆動力を発生可能なエンジン（Ｅ）および電動モータ（Ｍ）と、
前記エンジン（Ｅ）および前記電動モータ（Ｍ）の一方または両方の駆動力が選択的に入力される入力軸（２０）を有するトランスミッション（Ｔ）と、
前記エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（３４）に固定されるフライホイール（３５）を前記トランスミッション（Ｔ）の入力軸（２０）に対して連結および連結解除する湿式クラッチ（３７）とを備え、
前記電動モータ（Ｍ）のロータ（３１）は、前記入力軸（２０）と一体に回転し得るように該入力軸（２０）の外周面に固定され、前記湿式クラッチ（３７）は前記入力軸（２０）の外周面と前記ロータ（３１）の内周面との間のクラッチ収納空間（７１）に配置されるハイブリッド車両用動力装置であって、
前記フライホイール（３５）を回転自在に支持するフライホイールシャフト（３６）に、前記ロータ（３１）の開口部に結合されて前記クラッチ収納空間（７１）を閉塞する閉塞壁（７５）を支持し、前記入力軸（２０）から前記クラッチ収納空間（７１）に潤滑油を供給することを特徴とするハイブリッド車両用動力装置。
【請求項２】
前記閉塞壁（７５）と前記湿式クラッチ（３７）との間に、該湿式クラッチ（３７）を常時係合方向に付勢するクラッチスプリング（９０）を配置することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両用動力装置。
【請求項３】
前記ロータ（３１）の前記トランスミッション（Ｔ）側の壁面は前記入力軸（２０）の外周に沿って突出する突出部（３１ａ）を備え、前記突出部（３１ａ）に前記クラッチ収納空間（７１）から潤滑油を排出する潤滑油排出油路（３１ｆ）を配置するとともに、前記突出部（３１ａ）の前記潤滑油排出油路（３１ｆ）の径方向内側に前記湿式クラッチ（３７）を係合解除する油圧を供給するクラッチ制御油路（３１ｃ）を配置することを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド車両用動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の駆動力を発生可能なエンジンおよび電動モータと、前記エンジンおよび前記電動モータの一方または両方の駆動力が選択的に入力される入力軸を有するトランスミッションと、前記エンジンのクランクシャフトに固定されるフライホイールを前記トランスミッションの入力軸に対して連結および連結解除する湿式クラッチとを備えるハイブリッド車両用動力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、走行用駆動源であるエンジン１０および電動モータ２０を備えるハイブリッド車両用動力装置において、変速機３０の入力軸３１に一体に結合された電動モータ２０のロータ２１の内部空間に、エンジンのクランクシャフト１１に固定されたフライホイール１２と前記入力軸３１とを連結および連結解除するクラッチ機構４０を収納したものが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２０５７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のものは、クラッチ機構４０を冷却する手段を備えていないため、電動モータ２０が発生する熱に耐えられる耐熱性のある材料をクラッチ機構に使用したり、クラッチ機構４０の温度が過度に上昇しないように電動モータ２０の出力を制限したり、電動モータ２０の収納室全体に潤滑油を充満させたりする必要があり、クラッチ機構４０のコストアップ、電動モータ２０の出力不足、潤滑油の撹拌抵抗の増加といった問題を引き起こす可能性があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両の電動モータのロータのクラッチ収納空間に配置された湿式クラッチを効果的に冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、走行用の駆動力を発生可能なエンジンおよび電動モータと、前記エンジンおよび前記電動モータの一方または両方の駆動力が選択的に入力される入力軸を有するトランスミッションと、前記エンジンのクランクシャフトに固定されるフライホイールを前記トランスミッションの入力軸に対して連結および連結解除する湿式クラッチとを備え、前記電動モータのロータは、前記入力軸と一体に回転し得るように該入力軸の外周面に固定され、前記湿式クラッチは前記入力軸の外周面と前記ロータの内周面との間のクラッチ収納空間に配置されるハイブリッド車両用動力装置であって、前記フライホイールを回転自在に支持するフライホイールシャフトに、前記ロータの開口部に結合されて前記クラッチ収納空間を閉塞する閉塞壁を支持し、前記入力軸から前記クラッチ収納空間に潤滑油を供給することを特徴とするハイブリッド車両用動力装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記閉塞壁と前記湿式クラッチとの間に、該湿式クラッチを常時係合方向に付勢するクラッチスプリングを配置することを特徴とするハイブリッド車両用動力装置が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記ロータの前記トランスミッション側の壁面は前記入力軸の外周に沿って突出する突出部を備え、前記突出部に前記クラッチ収納空間から潤滑油を排出する潤滑油排出油路を配置するとともに、前記突出部の前記潤滑油排出油路の径方向内側に前記湿式クラッチを係合解除する油圧を供給するクラッチ制御油路を配置することを特徴とするハイブリッド車両用動力装置が提案される。
【０００８】
尚、実施の形態のメインシャフト２０は本発明の入力軸に対応し、実施の形態の油路３１ｃは本発明のクラッチ制御油路に対応し、実施の形態の油路３１ｆは本発明の潤滑油排出油路に対応し、実施の形態のエンジン切離しクラッチ３７は本発明の湿式クラッチに対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、エンジンおよび電動モータの一方または両方の駆動力が選択的に入力されるトランスミッションの入力軸と、エンジンのクランクシャフトに固定されるフライホイールとの間に湿式クラッチを配置したので、電動モータによる走行時や回生制動時に、湿式クラッチを係合解除して電動モータからエンジンを切り離すことで、エンジンのフリクションによる損失を回避することができる。湿式クラッチは、入力軸に固定された電動モータのロータの内周面と、入力軸の外周面との間のクラッチ収納空間に配置されており、そのクラッチ収納空間はフライホイールシャフトに支持されてロータの開口部に結合される閉塞壁により閉塞されるので、入力軸からクラッチ収納空間に潤滑油を供給することで湿式クラッチを効果的に冷却および潤滑することができる。
【００１０】
また請求項２の構成によれば、ロータ内のクラッチ収納空間を閉塞する閉塞壁と湿式クラッチとの間に、その湿式クラッチを常時係合方向に付勢するクラッチスプリングを配置したので、エンジンの始動時の油圧が立ち上がる前であっても湿式クラッチを係合状態に維持し、電動モータをスタータモータとして駆動することでエンジンを始動することができる。
【００１１】
また請求項３の構成によれば、ロータのトランスミッション側の壁面に該トランスミッションの入力軸の外周に沿って突出する突出部を設け、その突出部にロータ内のクラッチ収納空間から潤滑油を排出する潤滑油排出油路と、湿式クラッチを係合解除する油圧を供給するクラッチ制御油路とを配置したので、ロータの壁面の突出部に湿式クラッチの潤滑用油路および制御用油路を集約してコンパクト化を図ることができ、しかも潤滑用油路によって効果的に湿式クラッチおよびロータを冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１はハイブリッド車両用のトランスミッションの展開図、図２の図１の２部拡大図、図３は図２の３部拡大図、図４は図１の４部拡大図である。
【００１４】
図１に示すように、エンジンＥおよび電動モータＭを駆動源とするハイブリッド車両用のトランスミッションＴのミッションケース１１は、右ミッションケース１２と、右ミッションケース１２の左側面にボルト１３…で結合された左ミッションケース１４と、左ミッションケース１４の左側面に隔壁１５を挟んでボルト１６…で結合されたミッションケースカバー１７とを備える。
【００１５】
左ミッションケース１４および隔壁１５にそれぞれ設けたボールベアリング１８，１９によってメインシャフト２０が間接的に支持され、左ミッションケース１４および隔壁１５にそれぞれ設けたローラベアリング２１およびボールベアリング２２によってカウンタシャフト２３が支持され、右ミッションケース１２および左ミッションケース１４にそれぞれ設けたボールベアリング２４，２５によってリダクションシャフト２６が支持され、右ミッションケース１２および左ミッションケース１４にそれぞれ設けたボールベアリング２７，２８によってディファレンシャルギヤ２９が支持される。
【００１６】
電動モータＭは、径方向外側に位置するステータ３０と、径方向内側に位置するロータ３１とを備えており、ステータ３０はボルト３２…で右ミッションケース１２に固定され、ロータ３１は右ミッションケース１２から右側に突出するメインシャフト２０の右端にスプライン結合３３される。エンジンＥのクランクシャフト３４は、ダンパー付きのフライホイール３５を介してフライホイールシャフト３６に接続され、フライホイールシャフト３６とロータ３１との間に湿式多板型のエンジン切離しクラッチ３７が配置される。
【００１７】
メインシャフト２０の左端にプラネタリギヤ式の正逆転切換機構４１が配置され、この正逆転切換機構４１により、メインシャフト２０の外周に支持されたドライブプーリ４２が、該メインシャフト２０に正転可能あるいは逆転可能に結合される。カウンタシャフト２３にはドリブンプーリ４３が設けられており、ドライブプーリ４２およびドリブンプーリ４３が金属ベルト４４で接続される。またカウンタシャフト２３の右端には湿式多板型の発進クラッチ４５が設けられており、カウンタシャフト２３に相対回転自在に支持した第１リダクションギヤ４６が該カウンタシャフト２３に結合あるいは結合解除される。
【００１８】
リダクションシャフト２６には、前記第１リダクションギヤ４６に噛合する第２リダクションギヤ４７と、ファイナルドライブギヤ４８とが設けられており、ファイナルドライブギヤ４８はディファレンシャルギヤ２９のファイナルドリブンギヤ４９に噛合する。ディファレンシャルギヤ２９から右ミッションケース１２および左ミッションケース１４を貫通して左右に延出するドライブシャフト５０，５０に図示せぬ駆動輪が接続される。
【００１９】
従って、エンジンＥの駆動力は、クランクシャフト３４→フライホイール３５→フライホイールシャフト３６→係合したエンジン切離しクラッチ３７→電動モータＭのロータ３１→メインシャフト２０→正逆転切換機構４１→ドライブプーリ４２→金属ベルト４４→ドリブンプーリ４３→カウンタシャフト２３→係合した発進クラッチ４５→第１リダクションギヤ４６→第２リダクションギヤ４７→リダクションシャフト２６→ファイナルドライブギヤ４８→ファイナルドリブンギヤ４９→ディファレンシャルギヤ２９→ドライブシャフト５０，５０の経路で駆動輪に伝達される。また電動モータＭを駆動すると、その駆動力がロータ３１からメインシャフト２０に入力される。
【００２０】
その間、金属ベルト４４が巻き掛けられたドライブプーリ４２およびドリブンプーリ４３の有効径を油圧制御で変化させることで、トランスミッションＴの変速比を無段階に制御することができる。このトランスミッションＴの変速比の制御は周知技術であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００２１】
電動モータＭのロータ３１は常時メインシャフト２０に接続されているが、エンジンＥのクランクシャフト３４はエンジン切離しクラッチ３７を係合解除することで電動モータＭのロータ３１から、つまりメインシャフト２０切り離される。従って、電動モータＭの駆動力のみで走行する場合、あるいは電動モータＭをジェネレータとして機能させて回生制動を行う場合に、エンジン切離しクラッチ３７を係合解除して電動モータＭからエンジンＥを切り離すことで、エンジンＥの引きずりを防止して電動モータＭの消費電力の削減およびエネルギー回収効率の向上が可能になる。
【００２２】
図４から明らかなように、正逆転切換機構４１は、メインシャフト２０に固定されたサンギヤ５１と、メインシャフト２０にボールベアリング５２を介して相対回転自在に支持されたプラネタリキャリヤ５３と、プラネタリキャリヤ５３に回転自在に支持されてサンギヤ５１に噛合する複数のピニオン５４…と、ピニオン５４…に噛合するリングギヤ５５とを備える。
【００２３】
メインシャフト２０の外周にはドライブプーリ４２を支持するスリーブ５６が相対回転自在に嵌合しており、スリーブ５６の左端にスプライン結合５７されたクラッチガイド５８が、前記リングギヤ５５に一体に結合される。サンギヤ５１とクラッチガイド５８との間には、摩擦係合要素５９…、クラッチピストン６０およびクラッチスプリング６１を有する前進用クラッチ６２が配置される。前進用クラッチ６２を係合すると、サンギヤ５１がクラッチガイド５８を介してメインシャフト２０に結合されるため、メインシャフト２０の回転はそのままスリーブ５６に伝達され、ドライブプーリ４２がメインシャフト２０と同速度で同方向に回転することで、前進変速段が確立される。
【００２４】
またプラネタリキャリヤ５３と隔壁１５との間には、摩擦係合要素６３…、クラッチピストン６４およびクラッチスプリング６５を有する後進用クラッチ６６が配置される。後進用クラッチ６６を係合すると、プラネタリキャリヤ５３が隔壁１５に拘束されるため、サンギヤ５１の回転がピニオン５４…を介して減速され、かつ逆回転となってリングギヤ５５に伝達される。リングギヤ５５の回転はクラッチガイド５８を介してスリーブ５６に伝達されるため、ドライブプーリ４２がメインシャフト２０よりも低速で逆方向に回転することで、後進変速段が確立される。
【００２５】
図２から明らかなように、フライホイール３５は、クランクシャフト３４にボルト６７…で固定されたドライブプレート６８と、ドライブプレート６８の外周部にボルト６９…で固定されたマス７０と、クランクシャフト３４およびメインシャフト２０間に同軸に配置された前記フライホイールシャフト３６と、フライホイールシャフト３６およびマス７０を接続するダンパースプリング７２…とを備える。
【００２６】
フライホイールシャフト３６の左端はスラストベアリング７３を介してメインシャフト２０の右端に支持されており、フライホイールシャフト３６の外周にボールベアリング７４を介して内周部を支持された円板状の閉塞壁７５は、その外周部が電動モータＭのロータ３１の右側面にボルト７６…で固定される。ロータ３１は、その左端から突出する突出部３１ａと、突出部３１ａの内周に連設されるボス部３１ｂとを備えており、ボス部３１ｂがメインシャフト２０の外周にスプライン結合３３される。
【００２７】
ロータ３１の突出部３１ａの左端にオイルポンプ駆動スプロケット７８が固定されており、このオイルポンプ駆動スプロケット７８がボールベアリング７９を介して右ミッションケース１２に回転自在に支持される。ギヤポンプよりなるオイルポンプ８０は、左ミッションケース１４に固定したポンプカバー８１の内部で噛合する一対のポンプギヤ８２，８３を備えており、一方のポンプギヤ８２の軸に固定したオイルポンプ従動スプロケット８４が無端チェーン８５でオイルポンプ駆動スプロケット７８に接続される。従って、電動モータＭのロータ３１が回転すると、その回転が無端チェーン８５を介してオイルポンプ８０に伝達される。
【００２８】
図３から明らかなように、ロータ３１と閉塞壁７５とに挟まれたクラッチ収納空間７１に収納されるエンジン切離しクラッチ３７は、フライホイールシャフト３６の左端から径方向外向きに延びるクラッチハブ８６と、クラッチハブ８６の外周にスプライン嵌合する複数枚のクラッチディスク８７…と、ロータ３１の内周面にスプライン嵌合する複数枚のクラッチプレート８８…および１枚のエンドプレート８９と、閉塞壁７５およびエンドプレート８９間に縮設された複数個のクラッチスプリング９０…と、ロータ３１のボス部３１ｂおよび内周面間に摺動自在に嵌合するクラッチピストン９１と、クラッチピストン９１の左側にクラッチ油室９２を区画するクラッチピストンガイド９３と、クラッチピストン９１の右側にキャンセラ油室９４を区画するキャンセラ油室壁９５とを備える。
【００２９】
右ミッションケース１２の左側面にボルト９６…を介してステータシャフト９７が固定されており、その内周面に圧入されたカラー９８がメインシャフト２０の外周面に摺動自在に嵌合する。カラー９８の内周面にはメインシャフト２０の外周面との間をシールする一対のＯリング９９，９９が設けられ、ステータシャフト９７の外周面にはロータ３１の突出部３１ａの内周面との間をシールするＯリング１００が設けられる。ロータ３１の突出部３１ａの外周面と右ミッションケース１２との間には、ボールベアリング７９の右側をシールするシール部材１０１が設けられ、フライホイールシャフト３６の外周面と閉塞壁７５の内周面との間には、ボールベアリング７４の右側をシールするシール部材１０２が設けられる。
【００３０】
前記オイルポンプ８０の吐出ポートは、図示せぬバルブブロックを介して、右ミッションケース１２の油路１２ａ、ステータシャフト９７の油路９７ａ、カラー９８の油路９８ａ、ステータシャフト９７の油路９７ｂ、環状の油室１０３およびロータ３１の油路３１ｃ…を介してクラッチ油室９２に連通する。
【００３１】
カラー９８の油路９８ａは、カラー９８のオリフィス９８ｂを介してメインシャフト２０の油路２０ａ，２０ｂに連通する。メインシャフト２０の内部を軸方向に延びる前記油路２０ｂは、メインシャフト２０の油路２０ｃおよびロータ３１の油路３１ｄを介してキャンセラ油室９４に連通するとともに、メインシャフト２０の油路２０ｂの出口開口２０ｄおよびスラストベアリング７３を介して、ロータ３１の内部のクラッチ収納空間７１に連通する。
【００３２】
前記クラッチ収納空間７１の内部に配置されるクラッチハブ８６には径方向内外に連通する複数の油孔８６ａ…が形成されるとともに、前記クラッチ収納空間７１はロータ３１の油路３１ｅ、環状の油室１０４、ロータ３１の油路３１ｆ…，３１ｇ…およびボールベアリング７９を介して、無端チェーン８５が配置される空間に連通する。
【００３３】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３４】
エンジン切離しクラッチ３７は、そのクラッチスプリング９０…の弾発力で常時係合しているので、エンジンＥを始動すべく電動モータＭをスタータモータとして駆動すると、ロータ３１の回転が、係合状態にあるエンジン切離しクラッチ３７→フライホイールシャフト３６→フライホイール３５の経路でクランクシャフト３４に伝達され、エンジンＥを始動することができる。エンジンＥの始動時にはオイルポンプ８０が充分な油圧を発生していないため、仮に油圧でエンジン切離しクラッチ３７を係合させる構造であると、エンジン切離しクラッチ３７が非係合であるために電動モータＭでエンジンＥを始動できない虞があるが、本実施の形態ではエンジン切離しクラッチ３７を常時係合状態に維持することで、上記問題を解決することができる。
【００３５】
電動モータＭの駆動力だけで走行する場合や、電動モータＭを回生制動する場合には、エンジン切離しクラッチ３７を非係合にして電動モータＭからエンジンＥを切り離し、エンジンＥの引きずりによる電動モータＭの消費電力の増加や、回生制動によるエネルギー回収効率の低下を回避することができる。
【００３６】
図３から明らかなように、エンジン切離しクラッチ３７を係合解除するには、オイルポンプ８０が発生する油圧を、右ハウジング１２の油路１２ａ→ステータシャフト９７の油路９７ａ→カラー９８の油路９８ａ→ステータシャフト９７の油路９７ｂ→油室１０３→ロータ３１の油路３１ｃ…の経路でクラッチ油室９２に伝達すれば良い。クラッチ油室９２に油圧が供給されると、クラッチピストン９１が右動し、その先端がクラッチスプリング９０…の弾発力に抗してエンドプレート８９を右方向に押圧することで、クラッチディスク８７…およびクラッチプレート８８…の係合が解除される。
【００３７】
エンジン切離しクラッチ３７を制御する作動油の一部は、カラー９８の油路９８ａ→カラー９８のオリフィス９８ｂ→メインシャフト２０の油路２０ａ→メインシャフト２０の油路２０ｂ→メインシャフト２０の油路２０ｃ→ロータ３１の油路３１ｄの経路でキャンセラ油室９４に供給され、クラッチ油室９２に存在する作動油に作用する遠心力の影響をキャンセルする。
【００３８】
また前記作動油の一部は、潤滑油としてメインシャフト２０の油路２０ｂの出口開口２０ｄから出てスラストベアリング７３を潤滑した後、ロータ３１の内部のクラッチ収納空間７１に供給される。クラッチ収納空間７１に供給された潤滑油は、遠心力によってクラッチハブ８６を径方向内外に連通する複数の油孔８６ａ…を通過し、クラッチディスク８７…およびクラッチプレート８８…を冷却する。クラッチディスク８７…およびクラッチプレート８８…の冷却を終えた潤滑油は、クラッチ収納空間７１からロータ３１の油路３１ｅ→油室１０４→ロータ３１の油路３１ｆ…→ロータ３１の油路３１ｇ…を通過し、ボールベアリング７９および無端チェーン８５を潤滑してステータシャフト９７の外部に排出される。
【００３９】
このとき、エンジン切離しクラッチ３７が収納されるロータ３１のクラッチ収納空間７１が、ロータ３１の開口部を閉塞する閉塞壁７５により閉塞されているため、そのクラッチ収納空間７１に供給された潤滑油を所定時間に亘って保持することで、クラッチディスク８７…およびクラッチプレート８８…を効果的に冷却および潤滑することができる。しかもクラッチ油室９２に油圧を供給する油路３１ｃ…と、クラッチ収納空間７１から潤滑油を排出する油路３１ｆ…とを、ロータ３１の突出部３１ｂに径方向内外に重ねて形成したので、それら油路３１ｃ…，３１ｆ…をコンパクトに配置することができるだけでなく、潤滑油を排出する油路３１ｆ…によって効果的にエンジン切離しクラッチ３７およびロータ３１を冷却することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４１】
例えば、本発明のトランスミッションは実施の形態のベルト式無段変速機に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ハイブリッド車両用のトランスミッションの展開図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】図２の３部拡大図
【図４】図１の４部拡大図
【符号の説明】
【００４３】
Ｅ        エンジン
Ｍ        電動モータ
Ｔ        トランスミッション
２０      メインシャフト（入力軸）
３１      ロータ
３１ａ    突出部
３１ｃ    油路（クラッチ制御油路）
３１ｆ    油路（潤滑油排出油路）
３４      クランクシャフト
３５      フライホイール
３７      エンジン切離しクラッチ（湿式クラッチ）
７１      クラッチ収納空間
７５      閉塞壁
９０      クラッチスプリング
【図１】
2010006190.tif 000003
【図２】
2010006190.tif 000004
【図３】
2010006190.tif 000005
【図４】
2010006190.tif 000006