(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機構の入力軸上に該入力軸を駆動する電動機を設けた変速機において、
前記変速機のハウジングに電動機ケースを収装する構成とすると共に、前記電動機ケースに電動機を包囲するように冷却水ジャケットを設け、
前記冷却水ジャケットに対し冷却水を供給または排出する給排管を、変速機ハウジングと電動機ケースの外側部を貫通して嵌装し、前記給排管は電動機ケースとの嵌合部に軸方向の２カ所に環状のシール部を備えると共に前記２つのシール部の中間部を外部に連通する圧力逃がし通路を備えたことを特徴とする変速機構造。
【請求項２】
給排管は変速機ハウジングと電動機ケースの双方に嵌合する外側管と、この外側管の内側に嵌合すると共にその先端部が電動機ケースに嵌合する内側管とで構成し、外側管と電動機ケースとの間に設けた第１のシール部と、内側管と電動機ケースとの間に設けた第２のシール部との間の隙間を外部に連通する圧力逃がし通路を外側管と内側管との嵌合面間に形成したことを特徴とする請求項１記載の変速機構造。
【請求項３】
変速機構はベルト式無段変速機であることを特徴とする請求項１記載の変速機構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に電動機等の回転電機を収装した変速機構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
原動機としてエンジン（燃焼機関）と電動機とを併用し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車両が知られている（公知文献としては、例えば山海堂出版発行「自動車工学」ＶＯＬ．４６  Ｎｏ．７  １９９７年６月号  ３９〜５２頁参照）。このハイブリッド車両用のトランスアクスルとして変速機ハウジング内に走行用の電動機を配置したものがあり、これは駆動系をコンパクトにまとめることができるという特徴がある。
【０００３】
このような変速機において、変速機ハウジングへの電動機の組付けを焼き嵌め等による圧入構造とすることにより電動機の組み付け作業および構造の簡略化を図ったものがある。しかしながら、圧入構造はハウジングの変形要因となるので、著しくは変速機の入力軸と出力軸との間の芯間寸法が許容誤差を超えたり各軸に傾きが生じたりするおそれがあり、この結果として変速機構の歯車の偏摩耗やギヤノイズの発生、変速機としてベルト式無段変速機を適用した場合のベルトの早期摩耗などの不具合を引き起こす可能性がある。
【０００４】
これに対して、電動機を変速機ハウジングに対してボルト等により締結して固定する構造とすればこのような問題は生じないが、この場合は電動機と変速機ハウジングとの間に生じる隙間により電動機の冷却性が悪化してしまい、それだけ電動機の性能限界が低くなってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題に着目してなされたもので、変速機ハウジングとは別体で設けた電動機のケーシングに冷却水ジャケットを設けることにより上記問題を解決することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、変速機構の入力軸上に該入力軸を駆動する電動機を設けた変速機において、前記変速機のハウジングに電動機ケースを収装する構成とすると共に、前記電動機ケースに電動機を包囲するように冷却水ジャケットを設ける。
【０００７】
また、前記第１の発明では、冷却水ジャケットに対し冷却水を供給または排出する給排管を、変速機ハウジングと電動機ケースの外側部を貫通して嵌装し、前記給排管は電動機ケースとの嵌合部に軸方向の２カ所に環状のシール部を備えると共に前記２つのシール部の中間部を外部に連通する圧力逃がし通路を備えたものとする。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明の給排管を、変速機ハウジングと電動機ケースの双方に嵌合する外側管と、この外側管の内側に嵌合すると共にその先端部が電動機ケースに嵌合する内側管とで構成し、外側管と電動機ケースとの間に設けた第１のシール部と、内側管と電動機ケースとの間に設けた第２のシール部との間の隙間を外部に連通する圧力逃がし通路を外側管と内側管との嵌合面間に形成したものとする。
【０００９】
第３の発明は、前記第１の発明の変速機構としてベルト式無段変速機を適用したものとする。
【００１０】
【作用・効果】
前記第１の発明以下の各発明によれば、電動機のステータなどを装着したケースを変速機のハウジングとは別体で形成したので、電動機をボルト等の締結手段により変速機ハウジングに固定することができ、これにより圧入構造に伴う変速機ハウジングの変形を防止してギヤ鳴りや偏摩耗の問題を回避することができる。また、変速機ハウジングに対して独立した電動機ケースを有しているので変速機に組み込む前に電動機としての性能試験を行うことができ、すなわちあらかじめ性能仕様を満たした電動機を採用できるので信頼性の高いトランスアクスルが得られる。さらに、電動機ケースに形成した冷却水ジャケットに冷却水を循環することにより、変速機ハウジングに対して別体で設けた電動機を変速機内で確実に冷却することができる。
【００１１】
加えて、変速機を貫通した給排管により電動機ケースの冷却水ジャケットに冷却水を循環させることが可能となる。また、前記給排管は電動機ケースへの嵌合部の２カ所にシールを備え、これら２つのシールの中間部を圧力逃がし通路を介して外部に連通する構成としたので、ジャケット内の冷却水が蒸発して内圧が上昇したときに水蒸気を前記圧力逃がし通路を介して外部に逃がしてジャケット内圧の過度な上昇を防止できると共に、この圧力開放時にジャケット内の水蒸気および冷却水が変速機ハウジング内の変速機構部等に侵入するのを防止できる。
【００１２】
さらに第２の発明によれば、上記圧力逃がし通路を内外二重管の嵌合面間に形成したので、圧力逃がし通路の形成が容易になると共に、給排管の外径を小さく抑えることができ、これにより変速機ハウジング周囲の狭いスペースへの給排管の配置が容易になるという効果が得られる。
【００１３】
また、変速機構として平行な２軸間で回転伝達を行うベルト式無段変速機を備えた変速機では第１軸と第２軸の位置精度がベルトの摩耗や伝達効率に影響するので、第３の発明に示されるように本発明はベルト式無段変速機への適用によりその耐久性および性能の向上に大きな効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１または図２は、本発明をベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両用のトランスアクスルに適用した実施形態を示す。
【００１６】
図１において、エンジン出力軸１０には回転伝達機構として電磁式のクラッチ１１が連結されている。回転伝達機構としては前記電磁クラッチ１１に代えてフルードカップリングあるいはトルクコンバータ等を用いることもできる。電磁クラッチ１１の出力側は変速機入力軸（第１軸）１２と連結されており、この入力軸１２の端部には無段変速機１３の駆動プーリ１４が設けられると共に、駆動プーリ１４と電磁クラッチ１１との間に位置するように走行用の電動機（回転電機）１５が設けられている。
【００１７】
無段変速機１３は、上記駆動プーリ１４と従動プーリ１８と、駆動プーリ１４の回転力を従動プーリ１８に伝達するＶベルト１９などからなっている。駆動プーリ１４は、入力軸１２と一体に回転する固定円錐板２０と、固定円錐板２０に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリンダ室２１に作用する油圧によって入力軸１２の軸方向に移動可能である可動円錐板２２からなっている。従動プーリ１８は、従動軸（第２軸）２３上に設けられている。従動プーリ１８は、従動軸２３と一体に回転する固定円錐板２４と、固定円錐板２４に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ室３２に作用する油圧によって従動軸２３の軸方向に移動可能である可動円錐板２５とからなっている。
【００１８】
従動軸２３には駆動ギヤ２６が固着されており、この駆動ギヤ２６はアイドラ軸２７上のアイドラギヤ２８とかみ合っている。アイドラ軸２７に設けられたピニオン２９はファイナルギア３０とかみ合っている。ファイナルギア３０は差動装置３１を介して図示しない車輪に至るドライブシャフトを駆動する。
【００１９】
上記のような無段自動変速機にエンジン出力軸１０から入力された回転力は、電磁クラッチ１１および入力軸１２を介して無段変速機１３に伝達される。入力軸１２の回転力は駆動プーリ１４、Ｖベルト１９、従動プーリ１８、従動軸２３、駆動ギア２６、アイドラギア２８、アイドラ軸２７、ピニオン２９、およびファイナルギア３０を介して差動装置３１に伝達される。
【００２０】
上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ１４の可動円錐板２２および従動プーリ１８の可動円錐板２５を軸方向に移動させてＶベルト１９との接触位置半径を変えることにより、駆動プーリ１４と従動プーリ１８とのあいだの回転比つまり減速比を変えることができる。例えば、駆動プーリ１４のＶ字状プーリ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ１８のＶ字状プーリ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ１４側のＶベルト１９の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ１８側のＶベルト接触位置半径は大きくなるので、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板２２および２５を前記とは逆方向に移動させれば減速比は小さくなる。このような駆動プーリ１４と従動プーリ１８のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、図示しない制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室２１または従動プーリシリンダ室３２への油圧制御により行われる。
【００２１】
ところで、このような変速機構および電動機等を収装した変速機ハウジングは、無段変速機１３と電動機１５とを収装した第１ハウジング４１と、電磁クラッチ１１を収装した第２ハウジング４２とに軸方向に分割した構成となっている。第１ハウジング４１は無段変速機１３等が組み込まれる変速機室４３と電動機１５が組み込まれる第１室４４とに第１隔壁４５を介して仕切られている。また、第２ハウジング４２は前記第１ハウジング４１が結合する一方の端面に第２隔壁４６が形成されており、各ハウジング４１、４２を結合したときに前記各隔壁４５，４６間に前記第１室４４を画成すると共に、第２ハウジング４２の他方の端面を図示しないエンジンに結合したときに第２隔壁４６とエンジンとの間に第２室４７を画成するように構成されている。
【００２２】
電動機１５は、入力軸１２に固定されたロータ６１と、このロータ６１を包囲するステータ６２と、ステータ６２を圧入により嵌合固定したケース６３からなっており、図示しない電源からの電力の供給をうけて入力軸１２を駆動し、または減速時等の入力軸１２の回転力に基づいて発電機として機能する。この電動機１５は、そのケース６３を図示したように上記第１ハウジング４１に対して数箇所をボルト１６で締着することにより固定してある。
【００２３】
電動機ケース６３は電磁クラッチ１１に面した一方の端部が開放した略筒状の形状となっており、各変速機ハウジング４１，４２を結合するときに、前記開放端部を第２隔壁４６に形成した嵌合部４６Ａにシールを介して嵌合することにより内部空間を画成するようにしている。ただしケース６３は密封構造ではなく、水が侵入しないように下向きに設けたブリーザ６４を介して外部と連通させ、これにより温度変化に伴う内圧の変動を抑えるようにしている。
【００２４】
また、電動機ケース６３にはステータ６２を包囲するように環状に冷却水ジャケット６５を形成してある。この冷却水ジャケット６５には、例えば後述するような給排管を介して冷却水を循環させ、これにより変速機内に装着した電動機１５を確実に冷却しうるようにしている。
【００２５】
上記構成によれば、ステータ６２などを装着した電動機ケース６３を変速機ハウジングとは別体で形成し、これをボルト１６により変速機ハウジング４１に固定しているので、圧入構造による変速機ハウジングの変形という問題を起こすことがなく、したがって各変速機軸１２，２３の芯間寸法を適正に維持して、ギヤ鳴りや偏摩耗を回避し、変速機の性能や耐久性を改善することができる。また、変速機ハウジング４１への組み込み前に電動機１５を単独で試験できるので、不良品の組み込みを避けてトランスアクスルとしての信頼性を高めることができる。
【００２６】
次に、上記冷却水ジャケット６５に冷却水を循環供給するための給排管の実施形態につき説明する。図２または図３において、４１は変速機の第１ハウジング、６３は電動機のケース、７１は給排管である。給排管７１は冷却水ジャケット６５の給水用と排水用のものをそれぞれハウジング４１の所定の箇所に配設する。
【００２７】
給排管７１は一体のフランジ部７２を第１ハウジング４１の外面に形成した取付ボス部４１Ａにボルト７３を介して締め付けることにより固定する。フランジ部７２と取付ボス部４１Ａとの間にはシールリング７４を介装し、変速機内部からのオイルシールを図っている。
【００２８】
給排管７１の先端部はハウジング４１に取り付けた状態で、電動機ケース６３の外壁部に設けたボス部６３Ａに嵌合し、これにより給排管７１の通路部７０を介して冷却水ジャケット６５への冷却水の給排を可能としている。給排管７１の先端部は先細の段付き形状となっており、これと対応するようにボス部６３Ａに形成した段付面に嵌合する。前記段付部前後の細径部と太径部にはそれぞれシールリング７５，７６を介装し、ボス部６３Ａでのシールを図っている。
【００２９】
給排管７１の細径部には上記２つのシールリング７５，７６の中間に位置するように環状溝７７を形成すると共に、この環状溝７７と連通してフランジ部７２上面に開口する連通孔７８を形成し、これら環状溝７７と連通路７８とにより前記シール間の隙間を外部に連通する圧力逃がし通路を形成している。
【００３０】
上記構成によれば、変速機構部と外部との間はシールリング７３を介してシールされると共に、電動機の冷却水ジャケット６５と変速機構部との間は２つのシールリング７５，７６によりシールされる。電動機が高温化して冷却水ジャケット６５内が高圧化した場合には、このときに発生した水蒸気は細径部のシール７５を抜け、環状溝７７および連通路７８を介して外部に逃がされるので、冷却水ジャケット６５の内圧が過度に上昇してしまうようなことがなく、また水蒸気が変速機構部に侵入するのを防止することができる。
【００３１】
図４と図５は給排管７１に関する他の実施形態である。図２または図３と対応する部分には同一の符号を付して示してある。この実施形態では、給排管７１を、フランジ部７２を備えボルト７３を介してハウジング４１の取付ボス部４１Ａに取り付けた状態で変速機ハウジング４１と電動機ケース６３の双方に嵌合する外側管７１Ａと、この外側管７１Ａの内側に嵌合すると共にその先端部が電動機ケース６３に嵌合する内側管７１Ｂとで構成してある。
【００３２】
また、外側管７１Ａとケースボス部６３Ａとの間に設けた第１のシールリング７５と、内側管７１Ｂとケースボス部６３Ａとの間に設けた第２のシールリング７６との間の隙間を環状溝７７および連通路７８からなる圧力逃がし通路を介して外部に連通してある。前記連通路７８は外側管７１Ａと内側管７１Ｂとの嵌合面間に、この場合円周等間隔の４カ所に設けてある。
【００３３】
この実施形態によれば、圧力逃がし通路（環状溝７７、連通路７８）を外側管７１Ａと内側管７１Ｂからなる二重管の嵌合面間に形成したので、圧力逃がし通路の形成が容易になると共に、給排管７１の外径寸法を小さく抑えることができ、これにより変速機ハウジング周囲の狭いスペースへの給排管の配置や冷却水ホースの取り回しなどレイアウトが容易になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の変速機構造を各軸中心を通る断面にて示した縦断面図。
【図２】給排管に関する実施形態の概略平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】給排管に関する他の実施形態の概略平面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１０    エンジン出力軸
１１    電磁クラッチ（回転伝達機構）
１２    変速機の入力軸（第１軸）
１３    ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
１５    電動機
２３    変速機の出力軸（第２軸）
２７    アイドラ軸
３１    ファイナルギヤ
４１    第１ハウジング
４２    第２ハウジング
４４    第１室
４５    第１隔壁
４６    第２隔壁
４７    第２室
６１    電動機のロータ
６２    電動機のステータ
６３    電動機のケース
６４    ブリーザ
６５    冷却水ジャケット
７１    給排管
７１Ａ  外側管
７２Ｂ  内側管
７５，７６  シールリング
７７    環状溝（圧力逃がし通路）
７８    連通路（圧力逃がし通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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