(57)【要約】  ハイブリッド駆動モジュールは、トルクコンバータのカバーを備える。ハイブリッド駆動モジュールはさらに、電気モータのロータとカバーとに接続されるキャリアハブであって、第１の面と、この第１の面から外側に延在する突出部を有しているキャリアハブを備える。ハイブリッド駆動モジュールはさらに、突出部とロータとの間に配置されていて、第１の面に接触するエンドリングを備えており、エンドリングは、突出部とロータとに係合しており、突出部は、キャリアハブとエンドリングとの間の締まり嵌めを利用して、エンドリングとロータとを拘束する。
2019533971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド駆動モジュールであって、
トルクコンバータのカバーと、
電気モータのロータと前記カバーとに接続されるキャリアハブであって、第１の面と、該第１の面から外側に延在する突出部と、を有しているキャリアハブと、
前記突出部と前記ロータとの間に配置されていて、前記第１の面に接触するエンドリングと、備え、
前記エンドリングは、前記突出部と前記ロータとに係合しており、前記突出部は、前記キャリアハブと前記エンドリングとの間の締まり嵌めを利用して、前記エンドリングと前記ロータとを拘束する、
ハイブリッド駆動モジュール。
【請求項２】
前記締まり嵌めは、前記キャリアハブとエンドリング上の面取り部を含む、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項３】
前記締まり嵌めは、前記突出部と前記エンドリングとの間に位置している、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項４】
前記キャリアハブおよび前記エンドリングの形状は、前記締まり嵌めを形成するために互いに対応している、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項５】
前記締まり嵌めは、前記エンドリングの軸方向の並進運動の完全停止部を提供するように構成されている、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項６】
前記エンドリングと前記キャリアハブとは、冷間仕上げ鋼を利用して製作されている、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項７】
前記冷間仕上げ鋼は４１４０鋼を含む、請求項６記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項８】
前記突出部は塑性変形されている、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項９】
前記エンドリングと前記キャリアハブとは異なる材料から成っている、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【請求項１０】
前記締まり嵌めは、前記キャリアハブと前記エンドリングの角隅との間に位置している、請求項１記載のハイブリッド駆動モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、参照によりその開示の全体が本明細書に援用される、２０１７年３月１３日に出願された米国特許出願第１５／４５６，８８４号の優先権を請求する。
【０００２】
技術分野
本開示は、一般に、ロータを有する電気モータを備えるハイブリッド駆動モジュールに関する。ロータはハブに固定される必要があり得る。
【背景技術】
【０００３】
車両は、内燃機関と電気モータの両方のハイブリッドな組み合わせを利用して、車両に動力を与えることができる。電気モータのロータは、ロータとキャリアハブの両方に接触しているエンドリングの動きを阻止するためにハブに固定することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の実施形態によれば、ハイブリッド駆動モジュールは、トルクコンバータのカバーを備える。ハイブリッド駆動モジュールはさらに、電気モータのロータとカバーとに接続されるキャリアハブであって、第１の面と、この第１の面から外側に延在する突出部と、を有しているキャリアハブを備える。ハイブリッド駆動モジュールはさらに、突出部とロータとの間に配置されておりかつ第１の面に接触するエンドリングを備え、このエンドリングは、突出部とロータとに係合しており、突出部は、キャリアハブとエンドリングとの間の締まり嵌めを利用して、エンドリングとロータとを拘束する。
【０００５】
第２の実施形態によれば、トルクコンバータと、ロータを有する電気モータとを備えたハイブリッド駆動モジュールのキャリアハブに構成要素を固定する方法は、エンドリングを、ロータと、キャリアハブの第１の面から外側に延在する突出部とに接続するステップを含む。この方法はさらに、キャリアハブとエンドリングとの間に締まり嵌めを提供するステップを含む。
【０００６】
第３の実施形態によれば、ハイブリッド駆動モジュールは、電気モータのロータに接続されるキャリアハブであって、面から外側に延在する突出部を有するキャリアハブを備えている。ハイブリッド駆動モジュールはさらに、突出部とロータとの間に配置されているエンドリングを備え、このエンドリングは、キャリアハブとエンドリングとの間の締まり嵌めを利用して、面の突出部に係合している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ハイブリッド駆動モジュールの断面図である。
【図２】装着、組立て、およびサイクル条件の間のキャリア上のエンドリングを示す例である。
【図３】ロータセグメントとキャリアハブとに固定されたエンドリングのために利用されるかしめ（staking）形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施形態を本明細書で説明する。しかしながら、開示された実施形態は単なる例であり、他の実施形態は様々な代替的な形態を取ることができることを理解されたい。図面は必ずしも縮尺通りではなく、特定の構成要素を詳細に示すために、いくつかの特徴が誇張されて、または最小限に示されている場合がある。したがって、本明細書に開示された特定の構造的および機能的な詳細事項は、限定的に解釈されるべきではなく、むしろ実施形態を様々に利用するために、当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。当業者には理解されるように、図面のいずれか１つを参照して示され、説明される様々な特徴は、１つ以上の他の図面に示される特徴と組み合わせて、明示的には示されていないまたは説明されていない実施形態を作り出すことができる。図示する特徴の組み合わせにより、典型的な用途のための代表的な実施形態が提供される。しかしながら、本開示の教示と矛盾しない特徴の様々な組み合わせおよび修正が、特定の用途または実装のために望ましい場合がある。
【０００９】
モジュール式のハイブリッドトランスミッションモジュールは、トルクコンバータのカバーにリベット固定されたキャリアに取り付けられたロータセグメントを備えていてよい。このロータセグメントは、ハイブリッドトランスミッションモジュールの機能中に移動するまたはずれる可能性を最小限に、または排除する必要があり得る。特定の設計は、移動の低減を促進するために、キャリア上に焼き嵌めされたリングを利用することができる。このリングは、ロータセグメントに圧縮力を加えることができるばね要素をこのリング上に備えていてよく、または、このリング自体がばね要素として機能することができる。圧縮力は、ロータセグメントが機能中に動くのを阻止することができる。この力は、電気モータロータからのトルク駆動に基づき計算することができる特定の最小限度を超えることを目指すべきである。温度サイクルの間には、キャリアと焼き嵌めされたリングとの熱膨張係数が異なるために、昇温時に焼き嵌めの締め代がなくなる場合がある。焼き嵌めがなくなることにより、リング上のばね要素が緩まり、これによりロータへのクランプ荷重が必要最小限以下の値まで減少し、ロータセグメントが機能中に移動できるようになる恐れがあり、これは「ウォーキング現象」とも呼ばれる。エンドリングまたはキャリアに同じ材料を使用することにより、「ウォーキング現象」を阻止することができる。さらに、キャリア上にロータセグメントを焼き嵌めし、ばね要素の必要性をなくし、機能中のロータのずれを阻止するための選択肢があってよい。
【００１０】
図１は、ハイブリッド駆動モジュール１００の断面図である。ハイブリッド駆動モジュール１００（以後、モジュール１００と呼ぶ）は、以下の構成要素、すなわち回転軸線ＡＲ、トルクコンバータ１１０、ハブ１０５、エンドプレート１２５、ロータ１２２を有する電気モータ１２０を備えていてよいが、これらに限定されるものではない。トルクコンバータ１１０は、カバー１１２と、インペラ１１３と、タービン１１４と、ステータ１１６とを有していてよい。キャリアハブ１０５は、カバー１１２に回転不能に、１つ以上のリベット１０９によって接続されていてよい。キャリアハブ１０５は、周方向の面１０７と突出部１０６とを有していてよい。キャリアハブ１０５はさらに、アッセンブリ内の付加的なハードウェアと共に固定される２つ以上の構成要素を有していてよい。ロータ１２２は面１０７に係合してよく、例えばスプライン１４３によってハブ１０５に回転不能に接続されている。プレート１２５はロータ１２２に係合していてよい。１つ以上の突出部１０６が、周方向の面１０７から半径方向外側に向かって方向ＲＤに延在していてよく、ハブ１０５を形成する材料から成っており、プレート１２５と接触していて、方向ＡＤ１で、プレート１２５とロータ１２２とを拘束している。
【００１１】
一例示実施形態では、突出部１０６は、プレート１２５とロータ１２２とを、方向ＡＤ１とは逆の軸線方向ＡＤ２での動きに対して拘束することもできる。すなわち、突出部１０６は、ハブ１０５上でロータ１２２の軸方向の位置を固定する。例えば、突出部１０６はプレート１２５に接触しており、このプレートはロータ１２２をハブ１０５の肩部１３７に強制的に接触させる。したがって、ロータ１２２は、方向ＡＤ１またはＡＤ２のどちらにも変位することができない。
【００１２】
一例示実施形態では、ハブ１０５は、周方向の面１３８と突出部１３９とを有していてよい。面１３８のこの実施形態は周方向であってよいが、面１３８は平面または実質的に平面であってもよく、周方向の面に限定されない。モジュール１００はさらに、面１３８に係合するレゾルバロータ１２８を有していてもよい。突出部１３９は、周方向の面１３８から半径方向外側に向かって方向ＲＤで延在していてよく、ハブ１０５を形成する材料から成っており、ロータ１２８をハブ１０５に固定する。レゾルバ１２７は、ハウジング１１５に固定されてよい。レゾルバ１２７は、電気モータ１２０の回転と出力とを制御するためにハブ１０５上におけるレゾルバロータ１２８の回転位置を検出することができる。
【００１３】
一例では、モジュール１００は、入力部１３０を有しており、または入力部１３０に係合するように配置されていて、切断クラッチ１３２を有している。部分１３０は、例えば内燃機関（図示せず）からのトルクを受け取るように配置されている。クラッチ１３２は、ハブ１０５に回転不能に接続された少なくとも１つのクラッチプレート１３３と、入力部１３０に回転不能に接続されたインナキャリア１３４と、インナキャリア１３４に回転不能に接続されたクラッチプレート１３５と、クラッチ１３２を開閉するために軸方向で変位可能なピストンプレート１３６とを有している。クラッチ１３２は、入力部１３０とカバー１１２との選択的な接続を可能にする。したがって、モジュール１００は少なくとも３つのモードで機能することができる。第１のモードのために、クラッチ１３２は開かれ、電気モータ１２０は、ロータ１２２を介した、トルクコンバータ１１０のための唯一のトルク源である。第２のモードのために、クラッチ１３２は閉じられ、電気モータ１２０はトルクコンバータ１１０を駆動しておらず、トルクコンバータ１１０のための唯一のトルク源は、切断クラッチを介した入力部１３０である。第３のモードのために、クラッチ１３２は閉じられ、モータ１２０は、入力部１３０にトルクを供給して入力部１３０に取り付けられた内燃機関（図示せず）を始動させるために使用される。
【００１４】
一例示実施形態では、トルクコンバータ１１０は、タービン１１４に接続された入力部１１８を備えたトーショナル振動ダンパ１１１と、トランスミッション入力軸（図示せず）に接続されるように配置された出力部１１９と、入力部１１８と出力部１１９とに係合する少なくとも１つのばね１２１とを備えていてよい。
【００１５】
一例示実施形態では、ハブ１０５は鋳造アルミニウムから成っていてよいが、鋳造ダクタイル鋳鉄のような別の材料を使用することもできる。２つ以上の主要な構成要素を含むキャリアハブ１０５では、構成要素間で異なる材料を使用することができる。突出部１０６と１３９とは、ハブの鋳造アルミニウムとは異なる材料（たとえば非鋳造）であってよく、いかなる形式の曲げ加工によっても形成されない。代わりに、突出部１０６と１３９は、鋳造ハブをかしめることによって製作することができる。例えば、１つ以上のポンチを用いて、鋳造ハブの部分にそれぞれ変形部が形成されてもよい。この変形部は、突出部１０６と１３９を形成することができ、締結部材またはその他の追加の材料を使用せずに、ロータとレゾルバロータとをハブに固定することができる。特に、かしめにより変形され変位された材料が、突出部１０６と１３９を形成し、突出部１０６とプレート１２５との間、および突出部１３９とロータ１２８との間の締まり嵌めをそれぞれ形成する。
【００１６】
鋳造工程で形成された突出部とかしめにより形成された突出部との違いは、材料の物理的特性によって実証することができる。例えば、鋳造ハブを形成する（そして、かしめられていない、またはかしめによって変形されていない）アルミニウムと、変形された突出部を形成する材料である。例えば、鋳造ハブを形成し、かしめられていない、またはかしめによって変形されていない（例えば、突出部１０６または１３９に隣接する材料を含まない）材料は、点欠陥または不完全部、線欠陥、または面欠陥粒界を含む格子欠陥を、単位体積当たりで「ｘ」個有している。突出部１０６を形成する材料は、点欠陥または不完全部、線欠陥、または面欠陥粒界を含む格子欠陥を、単位体積当たりで「ｘ」個よりも多い「ｙ」個有している可能性がある。突出部１３９を形成する材料は、点欠陥または不完全部、線欠陥、または面欠陥粒界を含む格子欠陥を、単位体積当たりで「ｘ」個よりも多い「ｚ」個有している可能性がある。格子欠陥の増加は、もとの鋳造ハブを形成する材料の、かしめ工程による変形の結果によるものである。
【００１７】
一例示実施形態では、ハブ１０５は、ハブの重量と回転慣性を低減するために使用することができるアルミニウムから形成されており、カバー１１２は、カバー１１２の製造コストを減らし、カバー１１２の耐久性を向上させる鋼から形成されている。別の実施形態では、キャリアハブは、その高い延性挙動のために４１４０鋼から形成することができる。別の実施形態では、ステンレス鋼、または他の金属および合金、鋳造ダクタイル鋳鉄、または別の類似の材料を含む別の材料をキャリアハブのために使用することができるが、材料はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図２は、装着、組立て、およびサイクル条件を含む様々な条件の間のキャリア上のエンドリングを示す例である。エンドプレート１２５は、ロータ１２２とキャリアハブ１０５とに接触することができる。図２に示したように、エンドプレート１２５は、エンドプレート１２５がロータ１２２およびキャリア１０５に対して安定する様々な領域または位置を有することができる。エンドプレート１２５、ロータ１２２、およびキャリア１０５の熱膨張係数が様々であるために、各条件によって、これらの構成要素は、様々な条件における圧力または温度に基づき膨張または収縮し得る。例えば、組立工程中、エンドプレート１２５とロータ１２２の膨張／収縮に基づき、エンドプレート１２５はロータ１２２と実質的に平坦になるように示されている。異なる材料は、エンドリング１２５およびキャリア１０５の温度および圧力に基づき、異なる膨張係数を有していてよい。
【００１９】
エンドリング１２５がキャリア１０５上に装着されているとき、エンドリング１２５とキャリア１０５とは異なる熱膨張係数を有していてよい。エンドリング１２５が加熱されると、押圧力がエンドリング１２５を押して、エンドリング１２５とキャリア１０５との接触点で変形を生じさせる場合がある。押圧力は、エンドリング１２５の様々な点に圧力を加え得るが、理想的には、エンドプレートがキャリア１０５またはロータ１２２の比較的大きな荷重を保持する領域または点で圧力を加えることができる。エンドリング１２５が冷却されると、エンドリング１２５とキャリア１０５との間に、焼き嵌めまたは締まり嵌めを形成することができる。
【００２０】
図２に示したように、エンドリング１２５は、装着された段階と組立て中との間にあるサイクル段階中は、中間点に位置していてよい。もちろんこの位置は、エンドリング１２５およびキャリア１０５のために使用される材料の熱膨張係数に基づき変化してよい。
【００２１】
図３は、ロータセグメントをキャリアハブ１０５に固定するエンドリング１２５のために利用されるかしめ形状の一例である。かしめ工程は、ハイブリッドモジュール１００の温度上昇時の「ウォーキング現象」を阻止する機械的保持のために利用することができる。例えば、キャリアハブ１０５は、４１４０鋼、またはその他の材料から形成されてよい。エンドリング１２５はステンレス鋼材料であってよい。いくつかの実施形態では、エンドリング１２５とキャリア１０５とは同じ材料であってよい。同じ材料から成るエンドリング１２５およびキャリア１０５を利用する実施形態では、オーステナイト系または非磁性材料を利用することが有利であり得る。このような材料は、ロータの磁束が逃げないことを阻止することができる。
【００２２】
エンドリング１２５とキャリア１０５との間に締まり嵌めを形成するために、かしめは様々な形状を利用することができる。かしめ工程は、締まり嵌めを形成するためにキャリアハブに対応する形状を有するエンドリングを含んでいてよい。例えば、エンドリングは、ロータの移動を阻止する締まり嵌めを形成するキャリアハブの４５度の角度に整列する４５度の角度を有していてよい。別の実施形態では、エンドリングは、４５度よりも大きな角度を有していてよく、４５度よりも小さい角度を有するキャリアハブの突出部に整列しているか、またはその逆でもよい。
【００２３】
かしめ工程が、キャリアハブ１０５とロータ１２２との間の締まり嵌めを形成するために利用できる一方で、エンドリング１２５の背後に位置するスナップリングまたはサークリップを利用することができる。スナップリングまたはサークリップは、エンドリング１２５をロータ１２２に固定するために、エンドリング１２５およびハブ１０５に取り付けられてよい。ばね要素も、焼き嵌め装着と共に利用することができ、または焼き嵌め装着を利用しない場合に利用することができる。ばね要素は、エンドリング１２５上に配置されてよく、エンドリング１２５とキャリア１０５との間に位置してよい。
【００２４】
例示的な実施形態を上記に説明したが、これらの実施形態は、特許請求の範囲によって包含される全ての可能な形態を説明することを意図するものではない。本明細書で使用されている用語は、限定ではなく説明の用語であり、本開示の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更が可能であることが理解される。前述したように、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、明示的には説明または図示されていない場合がある本発明のさらなる実施形態を形成することができる。様々な実施形態を、１つ以上の所望の特徴に関して、他の実施形態または従来技術の実行を凌ぐ利点を提供するか、またはより好ましいものとして説明することができたが、当業者には、特定の用途および実装に応じて、全体として望ましいシステム属性を得るために、１つ以上の特徴または特性を妥協してもよいことが認識される。これらの属性は、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、包装、サイズ、保守性、重量、製造性、組立ての容易さ等を含んでよいが、これらに限定されるものではない。したがって、任意の実施形態が、その他の実施形態または従来技術の実装よりも、１つ以上の特徴に関しては望ましくないと説明される範囲に対して、これらの実施形態が本開示の範囲外にあるというわけではなく、特定の用途にとっては望ましい場合もある。
【図１】
2019533971.tif 000003
【図２】
2019533971.tif 000004
【図３】
2019533971.tif 000005
【国際調査報告】
2019533971.tif 000006
2019533971.tif 000007