(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとステータ及びロータから構成されエンジンと共に駆動源となるモータと変速機が変速機入力軸上に直列に配置されるとともに、変速機出力軸が少なくとも前記モータと重なるように並列に配置されたハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記変速機ユニットのユニットハウジングを、エンジン側から軸方向に第１ハウジングと第２ハウジングと第３ハウジングから構成し、
前記第１、第２、及び第３ハウジング内に前記変速機の制御及び潤滑用の油を許容するウエット室と、前記変速機の制御及び潤滑用の油を許容しないドライ室を備え、
前記第１ハウジングに電磁クラッチを収装する第１ドライ室と前記モータを収装する第２ドライ室を軸方向に画成する第１隔壁と、
前記第１及び第２ドライ室と前記変速機出力軸，アイドラ軸及びディファレンシャルを収装する第２ウエット室を径方向に画成する第３隔壁を備え、
前記第２ハウジングに前記第２ドライ室と変速機を収装する第１ウエット室を軸方向に画成する第２隔壁と、
前記第２ドライ室と前記第２ウエット室を径方向に画成する第４隔壁を備え、前記第１ハウジングのハウジング外周の端面、及び第３隔壁の端面に形成された第１シールフランジ面を同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成し、
前記第２ハウジングのハウジング外周の端面、及び第４隔壁の端面に形成された第２シールフランジ面を同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成し、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングを前記第１及び第２シールフランジ面により接合したことを特徴とするハイブリッド車両の変速機ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記第４隔壁の前記第２シールフランジ面近傍であって、前記モータと前記変速機出力軸の間に前記第２ハウジングを鋳込む際の湯口を設け、これにより前記第４隔壁と連続した肉厚部を形成することで剛性支持部としたことを特徴とするハイブリッド車両の変速機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと、発電機を兼ねるモータとを有し、これらの出力トルクを変速装置に伝達することにより、エンジンおよびモータのいずれか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたハイブリッド車両に搭載される変速機ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変速機ユニットのハウジング構造において、例えば実開平２−６２１５７号公報に記載の技術が知られている。これは、図５（イ）に示すように、ケースａとケースｂから構成され、ケースａとケースｂの合わせ面ｃのフランジ構造が図５（ロ）に示すように、ケースの外周のみで接合されているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、以下のような問題を有していた。すなわち、モータを内蔵したハイブリッド車両の変速機ユニットを構成する場合、ケース内にモータ室を構成しなければならない。しかしながら、モータ室はドライ（オイル等が潤滑していない状態）に保つ必要があり、変速機等が収装されたウエット室とのシール性を保つことが困難であった。
また、モータハウジングを別途変速機ユニットハウジングに備えることで、モータ室をドライ室として画成することが考えられるが、部品点数の増加を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、ハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、モータが収装されるドライ室を確実にシールし、また、部品点数の増加を招くことのない変速機ユニットハウジングを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとステータ及びロータから構成されエンジンと共に駆動源となるモータと変速機が変速機入力軸上に直列に配置されるとともに、変速機出力軸が少なくとも前記モータと重なるように並列に配置されたハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、前記変速機ユニットのユニットハウジングを、エンジン側から軸方向に第１ハウジングと第２ハウジングと第３ハウジングから構成し、前記第１、第２、及び第３ハウジング内に前記変速機の制御及び潤滑用の油を許容するウエット室と、前記変速機の制御及び潤滑用の油を許容しないドライ室を備え、前記第１ハウジングに電磁クラッチを収装する第１ドライ室と前記モータを収装する第２ドライ室を軸方向に画成する第１隔壁と、前記第１及び第２ドライ室と前記変速機出力軸，アイドラ軸及びディファレンシャルを収装する第２ウエット室を径方向に画成する第３隔壁を備え、前記第２ハウジングに前記第２ドライ室と変速機を収装する第１ウエット室を軸方向に画成する第２隔壁と、前記第２ドライ室と前記第２ウエット室を径方向に画成する第４隔壁を備え、前記第１ハウジングのハウジング外周の端面、及び第３隔壁の端面に形成された第１シールフランジ面を同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成し、前記第２ハウジングのハウジング外周の端面、及び第４隔壁の端面に形成された第２シールフランジ面を同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングを前記第１及び第２シールフランジ面により接合したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記第４隔壁の前記第２シールフランジ面近傍であって、前記モータと前記変速機出力軸の間に前記第２ハウジングを鋳込む際の湯口を設け、これにより前記第４隔壁と連続した肉厚部を形成することで剛性支持部としたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとステータ及びロータから構成されエンジンと共に駆動源となるモータと変速機が、変速機入力軸上に直列に配置されると共に、変速機出力軸が少なくとも前記モータと重なるように並列に配置されている。このとき、変速機ユニットのユニットハウジングが、エンジン側から軸方向に第１ハウジングと第２ハウジングと第３ハウジングから構成され、この第１、第２、及び第３ハウジング内に変速機の制御及び潤滑用の油を許容するウエット室と、変速機の制御及び潤滑用の油を許容しないドライ室が備えられている。そして、第１ハウジングに電磁クラッチを収装する第１ドライ室とモータを収装する第２ドライ室を軸方向に画成する第１隔壁と、第１及び第２ドライ室と変速機出力軸，アイドラ軸及びディファレンシャルを収装する第２ウエット室を径方向に画成する第３隔壁が備えられている。また、第２ハウジングに第２ドライ室と変速機を収装する第１ウエット室が軸方向に画成される第２隔壁と、第２ドライ室と第２ウエット室が径方向に画成される第４隔壁が備えられている。そして、第１ハウジングのハウジング外周の端面、及び第３隔壁の端面に形成された第１シールフランジ面が同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成され、第２ハウジングのハウジング外周の端面、及び第４隔壁の端面に形成された第２シールフランジ面が同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成されている。この第１ハウジングと第２ハウジングが第１及び第２シールフランジ面により接合されている。
【０００８】
すなわち、ハイブリッド車両の変速機ユニットでは、電磁クラッチ室及びモータ室はドライ室として構成しなければならない。ここで、モータ室である第２ドライ室を第１ハウジングと第２ハウジングから構成することで、モータの組み付け性の向上を図りつつ、モータ室を広く確保することができる。また、同一面内に油室であるウエット室が構成されているため、第２ドライ室と第２ウエット室を確実にシールする必要があるが、モータ室である第２ドライ室を第１及び第２シールフランジ面により接合することで、確実にシールされたドライ室を形成することができる。また、シールフランジ面が同一面内に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成されているため、製造上の公差管理を容易に行うことが可能となり、精度の高いシールフランジ面を形成することができる。
【０００９】
請求項２記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、第４隔壁の第２シールフランジ面近傍であって、モータと変速機出力軸の間に第２ハウジングを鋳込む際の湯口が設けられ、これにより第４隔壁と連続した肉厚部が形成されることで剛性支持部とされている。
よって、変速機入力軸及び出力軸に大きなトルクや荷重がかかったとしても、変速機入力軸と出力軸の軸穴位置度を精度良く保つことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
１は変速機ユニット、２はエンジン、３は発電／始動用のＢモータ、４はインバータ、５はバッテリ、６は電動式パワーステアリング、７はハイブリッド制御ユニット、８はチェーンである。
【００１１】
変速機ユニット１内には、電磁クラッチ１１と、駆動用モータであるＡモータ１５と、無段変速機（以下ＣＶＴと記す）１３が収装され、Ａモータ１５は減速時と制動時のエネルギ回生用モータとしても機能する。また、電動式油圧ポンプを駆動するためのＣモータ９が備えられている。これは、モータのみでの走行域があるハイブリッド車では、エンジンに駆動されるオイルポンプだけではモータのみ走行時の油圧（特にＣＶＴ１３のプーリ油圧）が得られないからである。また、同様の理由により、パワーステアリング６のアシスト力も電動式とされており、モータによってアシストされる。
【００１２】
発電／始動用モータであるＢモータ３は、エンジンブロックにマウントされ、エンジン２とはチェーン８でつながれており、通常は発電機、始動時はスタータとして機能する。
バッテリ５，モータ３，１５，エンジン２，クラッチ１１，ＣＶＴ１３の各制御ユニット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅはそれぞれ独立され、最終的にハイブリッド制御ユニット７で統合制御されている。
【００１３】
次に、駆動システムの作用を説明する。
本実施の形態のハイブリッド車両はパラレル方式で、Ａモータ１５が出力よりも燃費を優先させたエンジン２のアシスト役として機能する。またＣＶＴ１３は、エンジンを最良燃費点で運転させるための調整役も担っている。
クラッチ１１は電磁クラッチであり、ＯＦＦすればＡモータ１５のみでの走行となる。クラッチ１１のＯＮ／ＯＦＦは、ハイブリッド制御ユニット７から指令を受けるクラッチ制御ユニット７ｄで自動的かつ最適に制御される。
【００１４】
（システム起動時）
始動時はＢモータ３がスタータとして機能し、エンジン２を始動する。
【００１５】
（発進・低速走行時）
エンジン２の燃費消費効率が低い低負荷での発進や低速走行時には、エンジン２は停止してＡモータ１５のみの走行となる。発進と低速走行でも、負荷が大きい（スロットル開度が大きい）場合は直ちにエンジン２が始動し、クラッチ１１がＯＮしてエンジン２＋Ａモータ１５での走行となる。
【００１６】
（通常走行時）
主にエンジン２による走行となる。この場合、ＣＶＴ１３の変速制御によりエンジン回転数を調整することで、最良燃費ライン上での運転が実現されている。
【００１７】
（高負荷時）
エンジン２が最大出力を発生しても駆動力が不足するような高負荷時は、バッテリ５からＡモータ１５に積極的に電気エネルギが供給され、全体の駆動力が増強される。
【００１８】
（減速時）
減速時、エンジン２は燃料カットされる。同時にＡモータ１５がジェネレータとして機能し、従来は捨てられていた運動エネルギの一部を電気エネルギに変えてバッテリ５に回収する。
【００１９】
（後退時）
ＣＶＴ１３には、リバースギアは設定されていない。従って、後退時はクラッチ１１を開放し、Ａモータ１５を逆回転させて、Ａモータ１５のみの走行となる。
【００２０】
（停止時）
車両停止時は、エンジン２は停止する。但し、バッテリ５の充電が必要なときやエアコンコンプレッサの作動が必要なときと暖機中などは、エンジン２は停止しない。
【００２１】
図２は本発明にベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
図２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が連結されるとともに、この電磁クラッチ１１に電源を供給するスリップリング１１ａが備えられている。電磁クラッチ１１の出力側は変速機入力軸１２と連結されており、この入力軸１２の端部にはＣＶＴ１３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Ａモータ（請求項記載のモータ）１５が設けられている。
【００２２】
Ａモータ１５は、入力軸１２に固定されたロータ１６と、ハウジング側に固定されたステータ１７とからなり、バッテリ５からの電力の供給を受けて入力軸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。
【００２３】
ＣＶＴ１３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に伝達するベルト１９等からなっている。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。
【００２４】
従動軸２３には駆動ギア２６が固着されており、この駆動ギア２６はアイドラ軸２７上のアイドラギア２８と噛み合っている。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と噛み合っている。ファイナルギア３０はディファレンシャル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。
【００２５】
上記のようなＣＶＴ１３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及び入力軸１２を介してＣＶＴ１３に伝達される。入力軸１２の回転力は駆動プーリ１４，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，及びファイナルギア３０を介してディファレンシャル３１に伝達される。
【００２６】
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及び従動プーリ１８の可動円錐板２５を軸方向に移動させてベルト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との間の回転比つまり変速比を変えることができる。このような駆動プーリ１４と従動プーリ１８のＶ字状のプーリ溝の幅を変化させる制御は、ＣＶＴ制御ユニット７ｅを介して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。
【００２７】
図３は変速機ユニットのハウジング構成を表す概念図である。
図３（イ）に示すように、このような変速機構及びモータ等を収装した変速機ハウジングは、ＣＶＴ１３を収装した第３ハウジング４９と、ＣＶＴ１３とＡモータ１５とを収装した第２ハウジング４１と、Ａモータと電磁クラッチ１１を収装した第１ハウジング４２とに軸方向に分割した構成となっている。
【００２８】
第２ハウジング４１はＣＶＴ１３等が組み込まれる変速機室４３とＡモータ１５が組み込まれるモータ室４４とに第２隔壁４５と第４隔壁７１を介して仕切られている。また、従動軸２３の支持部を介してＣＶＴ１３の駆動プーリ１４と従動プーリ１８が収装されている部分を第１ウエット室とし、アイドラ軸２７やディファレンシャル３１が収装されている部分を第２ウエット室として構成している。また、図４の第２ハウジング４１の正面図に示すように、この第４隔壁７１にはパーキングギヤを操作するためのマニュアルシャフト支持部６２ｂが設けられ、これにより構造の簡素化、及びケース内のレイアウト自由度の向上を図っている。
【００２９】
また、第３隔壁７０及び第４隔壁７１はＡモータ１５への３相電流供給用のハーネス部６６を画成することで、３相電流供給用のハーネスをモータ室４４を通して配線することができるよう構成されている。
【００３０】
第１ハウジング４２は前記第２ハウジング４１が結合する一方の端面に第２ドライ室の一部を設けるように第１隔壁４６が形成されるとともに、従動軸２３，アイドラ軸２７及びディファレンシャル３１が構成される第２ウエット室とモータ室４４を画成する第３隔壁７０が形成され、各ハウジング４１，４２を結合したときに前記各隔壁４５，４６，７０，７１間に前記モータ室４４を画成すると共に、第１ハウジング４２の他方の端面を図示しないエンジン２に結合したときに第１隔壁４６とエンジン２との間にクラッチ室４７を画成するように構成されている。
【００３１】
次に、各ハウジング４１，４２を結合する際のシールフランジ面について説明する。図３（ロ）に示すように、第２ハウジング４１のモータ室４４と従動軸２３が収装される従動軸収装部６３との間には、肉厚部７３が形成され、その端面は一部がシールフランジ面を形成している。
また、第１ハウジング４２及び第２ハウジング４１の外周部端面には、シールフランジ面が形成されると共に、第３隔壁及び第４隔壁の端面にもそれぞれシールフランジ面が形成され、これらのシールフランジ面は同一平面上に形成されている。
【００３２】
このように、第１及び第２ハウジング４１，４２のシールフランジ面を同一平面上に構成することにより、確実にシールされたモータ室４４を形成することができる。また、シールフランジ面が同一面内に形成されているため、製造上の公差管理を容易に行うことが可能となり、精度の高いシールフランジ面を形成することができる。また、モータ室４４を第１ハウジング４２と第２ハウジング４１の両方から構成しているため、モータ室４４の容積を十分に確保することができる。
【００３３】
図４は第２ハウジング４１の正面図（第一ハウジングとの合わせ面）を示す。第２ハウジング４１には、モータ収装部６１とパーキングサポート収装部６２ａとマニュアルシャフト支持部６２ｂと従動軸収装部６３とアイドラ軸収装部６４とディファレンシャル収装部６５が設けられている。また、図中ハッチング領域がシールフランジ面であり、ドライ室及びウエット室の画成は、このハッチング領域のシールフランジ面によって行われる。
【００３４】
この第２ハウジング４１を鋳造する際、湯口が肉厚部７３に設けられている。ここで、第２ハウジング４１のモータ収装部外周には、Ａモータ１５のステータ１７を冷却するためのウォータジャケット４８が設けられ、また、従動軸収装部６３には、耐摩耗性スリーブ８０が鋳込まれている。
【００３５】
このように、湯口付近に鋳込む耐摩耗性スリーブ８０を備え、かつ、ウォータジャケットを備えた第２ハウジング４１を鋳造する場合、ウォータジャケット成形用の砂中子を有するため、ロープレッシャダイカスト工法がとられる。この工法は、湯口から高温のアルミが流れ込み、かつ、低圧で成形するため、高温に溶けたアルミを型中に保持する時間が長い。よって、湯口付近にある耐摩耗性スリーブ８０の厚みを厚く設定し、鋳込み時の内径を小径化することで熱容量を高め、溶損不良と密着不良を最適化し、溶損率の低減を図っている。
【００３６】
このように、第２ハウジングのＡモータ１５と従動軸２３の間である肉厚部７３を肉厚に形成したことで、入力軸１２及び従動軸２３に大きなトルクや荷重がかかったとしても、入力軸１２と従動軸２３の軸穴位置度を精度良く保つことができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態におけるハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、電磁クラッチ１１とＡモータ１５とＣＶＴ１３が入力軸１２上に直列に配置されるとともに、従動軸２３が少なくともＡモータ１５と重なるように並列に配置されている。この変速機ユニット１のユニットハウジングが、第１ハウジング４２と第２ハウジング４１と第３ハウジング４９から構成され、第１ハウジング４２に電磁クラッチ１１を収装するクラッチ室４７とＡモータ１５を収装するモータ室４４を画成する第１隔壁４６と、クラッチ室４７及びモータ室４４と従動軸２３を収装する第２ウエット室を画成する第３隔壁７０が備えられている。そして、第２ハウジング４１にモータ室４４と第１ウエット室を軸方向に画成する第２隔壁４５と、モータ室４４と第１ウエット室を径方向に画成する第４隔壁７１が備えられている。そして、第１ハウジング４２のハウジング外周の端面、及び第３隔壁７０の端面に形成された第１シールフランジ面が同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成されると共に、第２ハウジング４１のハウジング外周の端面、及び第４隔壁７１の端面に形成された第２シールフランジ面が同一平面上に、かつ、前記モータの外周を取り囲むように連続して形成され、第１ハウジング４２と第２ハウジング４１が第１及び第２シールフランジ面により接合されている。
【００３８】
すなわち、ハイブリッド車両の変速機ユニットでは、電磁クラッチ室及びモータ室はドライ室として構成しなければならない。ここで、モータ室４４を第１ハウジング４２と第２ハウジング４１から構成することで、Ａモータ１５の組み付け性の向上を図りつつ、モータ室４４を広く確保することができる。
また、同一面内に油室であるウエット室が構成されているため、モータ室４４とウエット室を確実にシールする必要があるが、モータ室４４を第１及び第２シールフランジ面により接合することで、確実にシールされたドライ室を形成することができる。
また、シールフランジ面が同一面内に形成されているため、製造上の公差管理を容易に行うことが可能となり、精度の高いシールフランジ面を形成することができる。
【００３９】
また、第４隔壁７１であって、Ａモータ１５と従動軸２３の間が肉厚に形成されている。
よって、入力軸１２及び従動軸２３に大きなトルクや荷重がかかったとしても、入力軸１２と従動軸２３軸穴位置度を精度良く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
【図２】実施の形態におけるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
【図３】実施の形態におけるユニットハウジングの概念図である。
【図４】実施の形態における第２ハウジングの正面図である。
【図５】従来技術を表す図である。
【符号の説明】
１    変速機ユニット
２    エンジン
３    Ｂモータ
５    バッテリ
６    パワーステアリング
７    ハイブリッド制御ユニット
７ａ    バッテリ制御ユニット
７ｂ    モータ制御ユニット
７ｃ    エンジン制御ユニット
７ｅ    ＣＶＴ制御ユニット
７ｄ    クラッチ制御ユニット
８    チェーン
９    Ｃモータ
１０    エンジン出力軸
１１ａ    スリップリング
１１    電磁クラッチ
１２    入力軸
１４    駆動プーリ
１５    Ａモータ
１６    ロータ
１７    ステータ
１８    従動プーリ
１９    ベルト
２０    固定円錐板
２１    駆動プーリシリンダ室
２２    可動円錐板
２３    従動軸
２４    固定円錐板
２５    可動円錐板
２６    駆動ギア
２７    アイドラ軸
２８    アイドラギア
２９    ピニオン
３０    ファイナルギア
３１    ディファレンシャル
３２    従動プーリシリンダ室
４１    第２ハウジング
４２    第１ハウジング
４３    変速機室
４４    モータ室
４５    第２隔壁
４６    第１隔壁
４７    クラッチ室
４８    冷却水ジャケット
６１    モータ収装部
６２ａ    パーキングサポート収装部
６２ｂ    マニュアルシャフト支持部
６３    従動軸収装部
６４    アイドラ軸収装部
６５    ディファレンシャル収装部
６６    ハーネス部
７０    第３隔壁
７１    第４隔壁
７３    肉厚部
８０    耐摩耗性スリーブ
ａ    ケース
ｂ    ケース
ｃ    合わせ面
【図１】
0003708784.tif 000002
【図２】
0003708784.tif 000003
【図３】
0003708784.tif 000004
【図４】
0003708784.tif 000005
【図５】
0003708784.tif 000006