(57)【要約】【課題】  駆動源としてエンジンと電動モータと有するハイブリッド車両の駆動装置の軸方向寸法の短縮化を図る。【解決手段】  トランスミッション１２の入力軸としてのトルクコンバータ入力軸１７には、エンジン１０の駆動力と電動モータ１１の駆動力が伝達され、電動モータ１１によってエンジンの駆動力がアシストされる。トルクコンバータ入力軸１７には電動モータ１１のインナーロータ３５が固定され、ステータ３２はトランスミッション１２とエンジン１０との間に装着されるケース体４５に取り付けられる。ステータ３２はティースのそれぞれにコイル４８が巻き付けられた集中巻き式であり、コイル相互間の隙間を通って径方向内方に延びる保持部材５０がケース体４５に設けられ、保持部材５０には部品としての位相角センサ５４の検出体５４ａが取り付けられている。【選択図】    図２
2006341725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションを介して駆動輪に駆動力を伝達するエンジンと、前記エンジンと前記トランスミッションとの間に配置され駆動力をアシストする電動モータとを有するハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記トランスミッションの入力軸に固定されるインナーロータと、複数のティースのそれぞれにコイルが巻き付けられた集中巻き式のステータとにより前記電動モータを構成し、
円周方向に隣り合うコイル相互間の隙間を通って径方向内方に延びる保持部材を、前記ステータが取り付けられる円筒形状のケース体に設け、
前記ステータの径方向内方に配置される部品を前記保持部材に取り付けることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、前記部品は前記インナーロータの回転位置を検出する位相角センサであることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、それぞれの前記コイルの端部が挿入される開口部を有する板状部材により前記保持部材を形成することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、それぞれの前記コイルの端部が挿入される凹部を有する板状部材により前記保持部材を形成することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の駆動装置において、それぞれ前記隙間を通る複数本のスポークにより前記保持部材を形成することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動装置において、前記保持部材と前記コイルとを樹脂により一体にモールドすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力源としてエンジンとモータとを備え車体に搭載されるハイブリッド車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動方式としては、エンジンを発電用の動力源とし、電動モータを走行用の動力源とするシリーズ方式に加え、エンジンを走行用の主要な動力源とし、電動モータを車両の発進時や加速時の補助的な動力源とするパラレル方式と、シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせたシリーズ・パラレル方式とがある。シリーズ・パラレル方式は、走行状態に応じて電動モータとエンジンの一方または双方により車両を駆動し、パラレル方式とは異なりモータ走行時にエンジンにより駆動される発電機を有している。
【０００３】
パラレル方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両においては、エンジン動力が入力されるトルクコンバータと変速機とからなるトランスミッションが車両に搭載され、エンジンとトランスミッションの間には電動モータが搭載され、エンジンのクランク軸からトルクコンバータおよび終減速機により駆動輪にエンジン動力とモータ動力を伝達する動力伝達系が構成される。例えば、特許文献１〜４に示すように、エンジンに設けられるクランク軸にはトルクコンバータが連結され、エンジンとトランスミッションとの間には駆動力の補助及び制動力の回生を行うブラシレスＤＣモータが配置されている。
【０００４】
電動モータは、トルクコンバータの入力軸に連結されるインナーロータとモータケースに固定されるステータとを有しており、特許文献１〜３に示すように、レゾルバ等の位相角センサによりインナーロータの回転位置を検出してステータの各コイルに対する電流の供給タイミングが制御されるようになっている。一方、ステータに対する巻き線方式としては巻き線が複数のティースにまたがって配置される分布巻きと、個々のティースに集中的に巻き回されることによりティースのそれぞれにコイルが配置される集中巻きがとがある。
【特許文献１】特開２０００−９４９７２号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２３６２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０３９９８号公報
【特許文献４】特開２００３−２０７０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インナーロータの回転位置を検出するためのレゾルバ等の位相角センサは、励磁巻線と検出巻線が設けられた検出体（ステータ）と、この検出体の内部に組み込まれる被検出体（ロータ）とを有している。従来のハイブリッド車両では、検出体がモータケースに取り付けられ、被検出体（ロータ）がモータのインナーロータに連結されており、電動モータのインナーロータと被検出体との干渉を避けるために、被検出体をインナーロータに対して軸方向にずらしており、これに対応させて検出体をモータケースに取り付けるようにしているので、モータケースの軸方向寸法が長くなる結果、縦置きのエンジンでは動力伝達系の軸長が長くなり、その分だけ車載性が低下してしまう。
【０００６】
動力伝達系の軸長を短くするために、特許文献４には、トルクコンバータのフロントカバーをモータのインナーロータ内部に組み込むようにし、特許文献２，３にはインナーロータ内部にフロントカバーを組み込むとともにその内部にダンパを配置するようにした駆動装置が記載されている。しかしながら、トルクコンバータを含めた動力伝達系の構造を変更すると、駆動装置の製造コストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は駆動源としてエンジンと電動モータと有するハイブリッド車両の駆動装置の軸方向寸法の短縮化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、トランスミッションを介して駆動輪に駆動力を伝達するエンジンと、前記エンジンと前記トランスミッションとの間に配置され駆動力をアシストする電動モータとを有するハイブリッド車両の駆動装置であって、前記トランスミッションの入力軸に固定されるインナーロータと、複数のティースのそれぞれにコイルが巻き付けられた集中巻き式のステータとにより前記電動モータを構成し、円周方向に隣り合うコイル相互間の隙間を通って径方向内方に延びる保持部材を、前記ステータが取り付けられる円筒形状のケース体に設け、前記ステータの径方向内方に配置される部品を前記保持部材に取り付けることを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記部品は前記インナーロータの回転位置を検出する位相角センサであることを特徴とする。
【００１０】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、それぞれの前記コイルの端部が挿入される開口部を有する板状部材により前記保持部材を形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、それぞれの前記コイルの端部が挿入される凹部を有する板状部材により前記保持部材を形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、それぞれ前記隙間を通る複数本のスポークにより前記保持部材を形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、前記保持部材と前記コイルとを樹脂により一体にモールドすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コイル相互間の隙間を通る保持部材に位相角センサ等の部品を取り付けるので、ケース体に設けられる保持部材がステータのコイルから軸方向に離れることなく、保持部材を含めたケース体の軸方向寸法を小さくすることができる。これにより、駆動装置の軸方向寸法の短縮化を図ることができ、駆動装置の車載性を向上させることができる。
【００１５】
保持部材を板状としてこれにコイルの端部が貫通する開口部を形成してコイル端部を開口部に貫通させることにより、また、保持部材にコイルの端部が入り込む凹部を形成してコイル相互間の隙間に保持部材を部分的に入り込ませて駆動装置の軸方向寸法の短縮化を図ることができる。さらに、コイル相互間を通るスポークにより保持部材を形成することにより、保持部材の軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を示すそれぞれの図においては、共通する部材には同一の符号が付されている。図１は本発明のハイブリッド車両の駆動装置の全体構成を示す概略図であり、図２は本発明の一実施の形態である駆動装置の要部を示す断面図であり、図３は電動モータのステータの鉄心を示す正面図であり、図４（Ａ）はケース体の正面図であり、図４（Ｂ）はケース体の一部を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、この駆動装置はエンジン１０と電動モータ１１とを動力源としてトランスミッション１２を介して図示しない駆動輪に駆動力を伝達し、電動モータ１１は制動力の回生を行う発電電動機としての機能を有している。この駆動装置が搭載される車両は、エンジン１０を駆動源の主体とし、エンジン１０の高負荷時等には電動モータ１１を駆動させることにより駆動力を補助することができるとともに制動時や降坂時には電動モータにより回生制動を行ってバッテリの充電を行うことができ、パラレル式のハイブリッド車両となっている。
【００１８】
トランスミッション１２は、コンバータケース１３ａ内に組み込まれるトルクコンバータ１４と、変速機ケース１３ｂ内に組み込まれる変速機１５とを備えており、エンジン１０と電動モータ１１の駆動力はダンパ１６を介してトランスミッション１２の入力軸としてのトルクコンバータ入力軸１７に伝達される。変速機１５の出力軸は前輪用出力軸１８に連結されるとともにエクステンションケース１３ｃに設けられた後輪用出力軸１９に連結されており、駆動源の動力は、前輪用出力軸１８およびフロントディファレンシャル２０を介して前輪に伝達され、後輪用出力軸１９と後輪用の図示しないプロペラシャフトおよびリヤディファレンシャルを介して後輪に伝達される。
【００１９】
コンバータケース１３ａと変速機ケース１３ｂとエクステンションケース１３ｃとによりトランスミッションケース１３が形成され、図１に示す駆動装置は長手方向が車両の進行方向となるように縦置きに車両に搭載される。また、駆動装置は前輪と後輪をそれぞれ駆動輪とする全輪駆動車両に適用されるが、エクステンションケース１３ｃを取り除くことにより前輪のみを駆動輪する車両にもこの駆動装置を適用することができる。
【００２０】
図２に示すように、トランスミッション１２の入力軸としてのトルクコンバータ入力軸１７は、エンジン１０のクランク軸２１と同軸状となってクランク軸２１に回転自在に支持されており、トルクコンバータ入力軸１７には軸受２２を介してトルクコンバータ出力軸２３が回転自在に支持されている。トルクコンバータ入力軸１７に固定されたフロントカバー２４にはポンプインペラ２５を有するポンプシェル２６が取り付けられ、ポンプインペラ２５に対向して配置されるタービンランナ２７は、トルクコンバータ出力軸２３にスプライン結合されるボス部２８に固定され、ボス部２８にはフロントカバー２４の内面に対向してロックアップクラッチ２９が取り付けられている。トランスミッションケース１３に固定された中空の支持軸３０がトルクコンバータ出力軸２３の外側に配置され、この支持軸３０にはワンウエイクラッチ３１を介してステータ３２が装着されている。支持軸３０の外側に配置された中空の回転軸３３にはポンプシェル２６が固定され、この回転軸３３はオイルポンプのロータに連結され、オイルポンプからトルクコンバータ１４内に作動油が供給される。
【００２１】
電動モータ１１は、エンジン１０とトランスミッションケース１３との間に配置されており、インナーロータ３５とステータ３６とを有するブラシレスＤＣモータである。インナーロータ３５は永久磁石３７が埋め込まれる積層板３８を備え、クランク軸２１に連結されるロータホルダ３９に取り付けられている。ロータホルダ３９はクランク軸２１にボルト４１により固定されるボス部３９ａと、ボス部３９ａの端部から径方向に延びるディスク部３９ｂと、ディスク部３９ｂの外周部から軸方向に延びる円筒部３９ｃとを有し、インナーロータ３５は円筒部３９ｃの外側に嵌合され、円筒部３９ｃの端部から径方向に延びるフランジ部３９ｄにボルト４２により締結されている。ダンパ１６は、ロータホルダ３９の円筒部３９ｃの内側に組み込まれており、トルクコンバータ入力軸１７にスプライン結合されるハブ４３を有し、外周部は円筒部３９ｃに固定されている。
【００２２】
ステータ３６は複数の積層板により形成される鉄心４４を有しており、鉄心４４はエンジン１０とトランスミッションケース１３との間に取り付けられ円筒形状のケース体４５の内側に固定され、鉄心４４の内周面はステータ３６の外周面に僅かな隙間を介して対向することになる。
【００２３】
図３に示すように、鉄心４４は環状部４４ａと、この環状部４４ａと一体になり中心部に向けて突出する複数のティース部４４ｂとを有し、それぞれのティース部４４ｂの先端には円周方向に延びる突起部が設けられている。それぞれのティース部４４ｂには図２に示すように絶縁材料からなる被覆材４６が装着されるようになっており、ティース部４４ｂ相互間には溝４７が形成され、それぞれのティース部４４ｂに被覆材４６を介して巻き付けられるコイル４８はティース部４４ｂを介して隣り合う両側の溝４７内に配置されるようになっており、ステータ３６は集中巻き式となっている。それぞれのコイル４８は結線部４９により接続されている。
【００２４】
図２に示すように、ケース体４５にはエンジン１０側に保持部材５０が一体に設けられている。保持部材５０は、図２に示すように、径方向に延びる円板形状の板状部材により形成されてケース体４５と一体となっており、この保持部材５０には、図４に示すように、ステータ３６の鉄心４４に形成された１２個のティース部４４ｂのそれぞれに巻き付けられるコイル４８の端部が入り込む開口部５１が形成されている。このように開口部５１にコイル４８の端部を入り込ませると、保持部材５０はコイル相互間の隙間５２を通って径方向に延びることになる。コイル４８の結線部４９は、図２に示すように、鉄心４４と保持部材５０との間の隙間に配置されている。
【００２５】
保持部材５０の中心部にはトルクコンバータ入力軸１７およびロータホルダ３９のボス部３９ａが貫通する貫通孔５３が形成されており、貫通孔５３とボス部３９ａとの間には、図２に示すように、ステータ３６のそれぞれのコイル４８への電流供給タイミングを検出するための位相角センサ５４が部品として配置されている。この位相角センサ５４はレゾルバであり、保持部材５０の内周部に固定されるステータである検出体５４ａと、ボス部３９ａに取り付けられるロータである被検出体５４ｂとを有している。検出体５４ａは検出巻線と励磁巻線とが設けられた鉄心５５を有しており、励磁コイルに高周波信号を与えると、被検出体５４ｂの回転角度によって検出巻線から得られる信号の位相が変化し、ロータホルダ３９および電動モータ１１のインナーロータ３５の角度に応じてそれぞれのコイル４８に対する電流供給タイミングが検出される。
【００２６】
このように、保持部材５０の開口部５１にはコイル４８の端部が被覆材４６の端部とともに挿入され、保持部材５０がコイル４８相互間の隙間５２を径方向に入り込んでいるので、保持部材５０を含めたステータ３６の幅寸法Ｓを図２に示すように小さくすることができる。これにより、保持部材５０を含めたケース体４５の軸方向寸法を小さくすることができるので、駆動装置の軸方向寸法の短縮化を図ることができ、エンジン縦置きの駆動装置においては車両進行方向の寸法を短縮することができ、駆動装置の車載性を向上させることができる。
【００２７】
保持部材５０はケース体４５と一体としても良く、別部材として保持部材５０をケース体４５に装着するようにしても良く、さらに保持部材５０は金属などの導電性材料でも樹脂材料などの非伝導性材料により形成するようにしても良い。保持部材５０を非伝導性材料により形成すると、コイル４８と保持部材５０とをより近接させることができるので、保持部材５０を含めたケース体４５の軸方向寸法をより小さくすることができる。また、非伝導性材料により形成された保持部材５０をコイル４８相互間に配置すると、保持部材５０を鉄心４４により接近させてもモータ効率が低下しないので、駆動装置の軸方向長さをより短縮することができる。さらに、コイル４８と保持部材５０とを組み合わせた状態のもとでこれらを樹脂により一体にモールドしても良く、これにより保持部材５０を補強することができる。
【００２８】
図５は他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置の要部を示す断面図であり、図５においては図２に示す部材と共通する部材には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図２に示す場合には、コイル４８の結線部４９がエンジン１０側であってコイル４８の径方向外方の鉄心４４と保持部材５０との間の隙間に配置されているが、図５に示す場合には結線部４９はトルクコンバータ１４側に配置されている。このように結線部４９を鉄心４４に対して保持部材５０の反対側に配置することにより、結線部４９をステータ３６に対して軸方向に隣り合って配置することができる。
【００２９】
図５に示す場合には、保持部材５０はモータケースとしてのケース体４５とは別体となっており、ねじ部材５６等の締結具によりケース体４５に取り付けられている。また、図２に示す場合と異なり、保持部材５０に開口部５１を貫通して形成することなく、凹部５１ａを形成し、凹部５１ａ内にコイル４８の端部を入り込ませるようにしており、この場合には保持部材５０の一部分が隙間５２内を通って径方向内方に延びることになる。なお、図２に示すように、保持部材５０に開口部５１内全体にコイル４８の端部を入り込ませることなく、凹部５１ａを形成した場合と同様に開口部５１の軸方向の一部分のみにコイル端部を入り込ませるようにしても良い。
【００３０】
図６（Ａ）は他の実施の形態である駆動装置における保持部材を示す正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）における６−６線に示す方向の拡大断面図であり、図４に示す部材と共通する部材には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図６に示す保持部材５０はそれぞれコイル４８相互間の隙間５２を通って放射状に延びる複数本のスポーク５０ａを有し、それぞれのスポーク５０ａの径方向内方端は環状部５７に連なっており、環状部５７には位相角センサ５４としてのレゾルバの検出体５４ａが取り付けられることになる。それぞれのスポーク５０ａの径方向外方端はケース体４５に連なっており、環状部５７とスポーク５０ａはケース体４５と一体に形成されている。ただし、スポーク５０ａとケース体４５とを別部品とし、溶接等の手段によりスポーク５０ａをケース体４５に接続するようにしても良い。このように保持部材５０をスポーク５０ａにより形成すると、保持部材５０は上述したディスク状の部材とする場合に比して軽量化される。
【００３１】
図６（Ｂ）に示すように、それぞれのスポーク５０ａの径方向外方端の内面には補強用のリブ５８が設けられており、それぞれのスポーク５０ａの強度を軽量化しつつ高めることができる。スポーク５０ａの本数は、図６（Ａ）に示す場合には１２箇所全てのコイル４８相互間の隙間５２にスポーク５０ａが配置されているが、スポーク５０ａの本数を１２本以下とすると、保持部材５０の軽量化がより図られることになる。スポーク５０ａの本数としては、検出体５４ａの保持強度に応じて任意の本数とすることができる。図６（Ｂ）に示すように、リブ５８を設ける場合には、図５に示した場合と同様に結線部４９を鉄心４４に対して保持部材５０の反対側に配置するようにしても良い。また、図４に示す保持部材５０にも補強用のリブ５８を設けることができる。
【００３２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、保持部材５０に取り付けられる部品としては、位相角センサ５４に限られず、ステータ３６の内側に配置される各種の部品を保持部材５０に取り付けるようにしても良い。また、保持部材５０をエンジン１０側に代えてトルクコンバータ１４側に設けるようにしても良く、その場合には保持部材５０はトルクコンバータ側のコイル端部相互間の隙間を通って径方向に延びて設けられることになる。また、本発明は、モータ走行時にエンジンにより駆動される発電機を搭載するようにしたシリーズ・パラレル式のハイブリッド車両の駆動装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のハイブリッド車両の駆動装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置の要部を示す断面図である。
【図３】ステータの鉄心を示す正面図である。
【図４】（Ａ）は図２に示したケース体の正面図であり、（Ｂ）はケース体の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態であるハイブリッド車両の駆動装置の要部を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の他の実施の形態である保持部材を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における６−６線に示す方向の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      エンジン
１１      電動モータ
１２      トランスミッション
１７      トルクコンバータ入力軸
３５      インナーロータ
３６      ステータ
３９      ロータホルダ
５０      保持部材
５４      位相角センサ（レゾルバ）
５４ａ    検出体
５４ｂ    被検出体
【図１】
2006341725.tif 000003
【図２】
2006341725.tif 000004
【図３】
2006341725.tif 000005
【図４】
2006341725.tif 000006
【図５】
2006341725.tif 000007
【図６】
2006341725.tif 000008