JP2020183162A - Drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動ユニットに関するものである。 The present invention relates to a drive unit.
従来の電気自動車では、モータからのトルクは、減速機及びデファレンシャルギアを介して駆動輪へと伝達されている。例えば特許文献1に開示された電気自動車では、モータに減速機が直接接続され、この減速機からデファレンシャルギアを介して駆動輪へとトルクが伝達されている。 In a conventional electric vehicle, the torque from the motor is transmitted to the drive wheels via the reduction gear and the differential gear. For example, in the electric vehicle disclosed in Patent Document 1, a speed reducer is directly connected to the motor, and torque is transmitted from the speed reducer to the drive wheels via the differential gear.
上述したような電気自動車において、動力を向上させることが要望されている。そこで、本発明の課題は、動力を向上させることのできる駆動ユニットを提供することにある。 In the electric vehicles as described above, it is required to improve the power. Therefore, an object of the present invention is to provide a drive unit capable of improving power.
本発明のある側面に係る駆動ユニットは、モータと、変速機と、トルクコンバータとを備える。変速機は、モータからの動力を変速する。トルクコンバータは、変速機によって変速された動力が入力される。 The drive unit according to a certain aspect of the present invention includes a motor, a transmission, and a torque converter. The transmission shifts the power from the motor. The power shifted by the transmission is input to the torque converter.
この構成によれば、モータからの動力はトルクコンバータを介して出力されるため、動力を向上させることができる。また、モータからの動力がトルクコンバータへ入力される前に変速機で変速されているため、以下の効果を得ることができる。 According to this configuration, the power from the motor is output via the torque converter, so that the power can be improved. Further, since the power from the motor is changed by the transmission before being input to the torque converter, the following effects can be obtained.
まず、図8に示すように、モータの基底回転速度Naでトルクコンバータの特性線TLとモータの特性線MLとが交差するように、トルクコンバータの容量係数Y、すなわち、トルクコンバータのサイズが設定される。なお、トルクコンバータの特性線TLは、トルクコンバータの回転速度に対するトルクコンバータのトルクを示す。また、モータの特性線MLは、モータの回転速度に対するモータの最大出力トルクを示す。 First, as shown in FIG. 8, the capacitance coefficient Y of the torque converter, that is, the size of the torque converter is set so that the characteristic line TL of the torque converter and the characteristic line ML of the motor intersect at the base rotation speed Na of the motor. Will be done. The characteristic line TL of the torque converter indicates the torque of the torque converter with respect to the rotation speed of the torque converter. The characteristic line ML of the motor indicates the maximum output torque of the motor with respect to the rotation speed of the motor.
以上のようにトルクコンバータのサイズは設定されるが、次のような問題が生じ得る。すなわち、モータの基底回転速度が所定範囲の上限を上回っている場合、トルクコンバータがそのモータに対する適正サイズよりも小さくなってしまうという問題が生じる。一方で、モータの基底回転速度が所定範囲の下限を下回っている場合、トルクコンバータがそのモータに対する適正サイズよりも大きくなってしまうという問題が生じる。このような問題を防止するためには、所定範囲内の基底回転速度を有するモータを使用することが好ましい。しかしながら、所定範囲を外れる基底回転速度を有するモータを使用することが予め決まっており、そのモータの変更が困難な場合がある。 Although the size of the torque converter is set as described above, the following problems may occur. That is, when the base rotation speed of the motor exceeds the upper limit of the predetermined range, there arises a problem that the torque converter becomes smaller than the appropriate size for the motor. On the other hand, when the base rotation speed of the motor is below the lower limit of the predetermined range, there arises a problem that the torque converter becomes larger than the appropriate size for the motor. In order to prevent such a problem, it is preferable to use a motor having a base rotation speed within a predetermined range. However, it is predetermined to use a motor having a base rotation speed outside a predetermined range, and it may be difficult to change the motor.
このような基底回転速度が所定範囲を外れるモータに対してトルクコンバータを取り付ける駆動ユニットにおいて、本発明は変速機によってモータの動力を変速している。このため、モータの基底回転速度が所定範囲を外れていても、その回転速度を変速機によって変速することで、トルクコンバータに入力される動力の回転速度を所定範囲内とすることができる。すなわち、変速機によってモータの回転速度を変速することによって、実際には所定範囲を外れる基底回転速度を有するモータを、所定範囲内の規定回転速度を有するモータとして擬制することができる。したがって、モータに対して適正なサイズのトルクコンバータを用いることができる。 In a drive unit in which a torque converter is attached to a motor whose base rotation speed is out of a predetermined range, the present invention shifts the power of the motor by a transmission. Therefore, even if the base rotation speed of the motor is out of the predetermined range, the rotation speed of the power input to the torque converter can be kept within the predetermined range by shifting the rotation speed by the transmission. That is, by shifting the rotation speed of the motor by the transmission, it is possible to imitate a motor having a base rotation speed that actually deviates from a predetermined range as a motor having a predetermined rotation speed within a predetermined range. Therefore, a torque converter having an appropriate size for the motor can be used.
好ましくは、変速機は、遊星歯車機構である。 Preferably, the transmission is a planetary gear mechanism.
好ましくは、遊星歯車機構は、サンギア、遊星ギア、遊星キャリア、及びリングギアを有する。リングギアは、回転不能に固定されている。遊星キャリアは、モータからの動力が入力される。サンギアは、トルクコンバータに変速された動力を出力する。 Preferably, the planetary gear mechanism includes sun gears, planetary gears, planetary carriers, and ring gears. The ring gear is fixed so that it cannot rotate. Power from the motor is input to the planetary carrier. The sun gear outputs the shifted power to the torque converter.
好ましくは、遊星歯車機構は、サンギア、遊星ギア、遊星キャリア、及びリングギアを有する。リングギアは、回転不能に固定されている。サンギアは、モータからの動力が入力される。遊星キャリアは、トルクコンバータに変速された動力を出力する。 Preferably, the planetary gear mechanism includes sun gears, planetary gears, planetary carriers, and ring gears. The ring gear is fixed so that it cannot rotate. Power from the motor is input to the sun gear. The planetary carrier outputs the shifted power to the torque converter.
好ましくは、変速機は、増速機である。 Preferably, the transmission is a speed increaser.
好ましくは、変速機は、減速機である。 Preferably, the transmission is a speed reducer.
好ましくは、変速機は、前記モータの基底回転速度を変速して1500(r/min)以上3000(r/min)以下とする。 Preferably, the transmission shifts the base rotation speed of the motor to 1500 (r / min) or more and 3000 (r / min) or less.
好ましくは、駆動ユニットは、出力軸と、入力軸とをさらに備える。出力軸は、トルクコンバータからの動力を出力する。入力軸は、変速機から延び、変速機によって変速された動力をトルクコンバータに入力する。 Preferably, the drive unit further comprises an output shaft and an input shaft. The output shaft outputs the power from the torque converter. The input shaft extends from the transmission and inputs the power shifted by the transmission to the torque converter.
好ましくは、出力軸は、トルクコンバータから変速機に向かって延びる。 Preferably, the output shaft extends from the torque converter towards the transmission.
好ましくは、出力軸は、円筒状である。そして、入力軸は、出力軸内を延びる。 Preferably, the output shaft is cylindrical. Then, the input shaft extends in the output shaft.
好ましくは、トルクコンバータは、カバー、インペラ、及びタービンを有する。カバーは、入力軸が固定される。インペラは、カバーと一体的に回転する。タービンは、インペラと対向する。 Preferably, the torque converter has a cover, an impeller, and a turbine. The input shaft of the cover is fixed. The impeller rotates integrally with the cover. The turbine faces the impeller.
好ましくは、インペラは、カバーに対してモータ側に配置される。 Preferably, the impeller is located on the motor side with respect to the cover.
本発明によれば、動力を向上させることができる。 According to the present invention, the power can be improved.
以下、本発明に係る駆動ユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る駆動ユニットの概略図である。なお、以下の説明において、軸方向とはモータ2及びトルクコンバータ3の回転軸Oが延びる方向である。また、円周方向とは、回転軸Oを中心とした円の円周方向であり、径方向とは、回転軸Oを中心とした円の径方向である。また、正回転とは、車両が前進するときの回転であり、逆回転とは、車両が後進するときの回転である。
Hereinafter, embodiments of the drive unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a drive unit according to the present embodiment. In the following description, the axial direction is the direction in which the rotation shaft O of the
[駆動ユニット100]
図1に示すように、駆動ユニット100は、モータ2、遊星歯車機構8(変速機の一例)、トルクコンバータ3、減速機4、入力軸5、及び出力軸6、トルクコンバータケース7、及び第1冷却流路9a(図5参照)を備えている。この駆動ユニット100は、例えば、電気自動車に搭載される。駆動ユニット100は、駆動輪101にモータ2からのトルクを伝達する。なお、トルクコンバータ3、トルクコンバータケース7、及び第1冷却流路9aを合わせて、トルクコンバータユニットと称する。
[Drive unit 100]
As shown in FIG. 1, the
<モータ2>
モータ2は、モータケース21、ステータ22、ロータ23、及びモータ出力軸24を有している。本実施形態におけるモータ2は、いわゆるインナーロータ型のモータである。モータケース21は、車体フレームなどに固定されており、回転不能である。
<
The
ステータ22は、モータケース21の内周面に固定されている。ステータ22は回転不能である。ロータ23は、回転軸O周りに回転する。ロータ23は、径方向において、ステータ22の内側に配置される。モータ出力軸24は、ロータ23と一体的に回転する。
The
<遊星歯車機構8>
遊星歯車機構8は、サンギア81、複数の遊星ギア82、遊星キャリア83、及びリングギア84を有している。遊星歯車機構8は、変速機ケース42内に収容されている。遊星歯車機構8は、モータ2からの動力を変速して、トルクコンバータ3へと出力する。詳細には、遊星歯車機構8は、モータ2からの動力を増速して、トルクコンバータ3へと出力する。
<
The
サンギア81は、入力軸5に取り付けられている。サンギア81は、入力軸5と一体回転する。すなわち、サンギア81は、増速した動力をトルクコンバータ3へと出力する。遊星キャリア83は、モータ出力軸24に取り付けられている。遊星キャリア83は、モータ出力軸24と一体回転する。すなわち、遊星キャリア83は、モータ2からの動力が入力される。
The
リングギア84は、回転不能に配置されている。リングギア84は、回転不能な部材(例えば、モータケース21又は変速機ケース42)に固定されている。
The
<トルクコンバータ3>
トルクコンバータ3は、軸方向において、モータ2と間隔をあけて配置されている。このトルクコンバータ3とモータ2との間に、減速機4が配置されている。また、トルクコンバータ3とモータ2との間に遊星歯車機構8も配置されている。軸方向において、モータ2、遊星歯車機構8、減速機4、トルクコンバータ3の順で配列している。
<
The
トルクコンバータ3の回転軸Oは、モータ2の回転軸Oと実質的に一致している。また、トルクコンバータ3の回転軸Oは、遊星歯車機構8の回転軸Oとも実質的に一致している。トルクコンバータ3は、遊星歯車機構8によって増速されたモータ2からの動力が入力される。そして、トルクコンバータ3は、モータ2からの動力(トルク)を増幅して減速機4へと出力する。
The rotation shaft O of the
図2に示すように、トルクコンバータ3は、カバー31、インペラ32、タービン33、ステータ34、第1ワンウェイクラッチ35、及び第2ワンウェイクラッチ36を有している。また、トルクコンバータ3は、遠心クラッチ37をさらに有している。
As shown in FIG. 2, the
トルクコンバータ3は、インペラ32がモータ2側(図2の左側)を向き、カバー31がモータ2と反対側(図2の右側)を向くように配置されている。このトルクコンバータ3は、トルクコンバータケース7内に収容されている。トルクコンバータ3内には作動流体が供給されている。作動流体は、例えば作動油である。
The
カバー31は、モータ2からの動力が入力される。カバー31は、モータ2からの動力によって回転する。カバー31は、遊星歯車機構8から延びる入力軸5に固定されている。例えば、カバー31は、スプライン孔を有しており、入力軸5がカバー31のスプライン孔にスプライン嵌合する。このため、カバー31は、入力軸5と一体的に回転する。カバー31は、タービン33を覆うように配置されている。
Power from the
カバー31は、円板部311、円筒部312、及びカバーハブ313を有している。円板部311は、中央に開口を有する。円筒部312は、円板部311の外周端部からモータ2側に延びている。円板部311と円筒部312とは1つの部材によって構成されている。
The
カバーハブ313は、円板部311の内周端部に固定されている。本実施形態では、カバーハブ313は、円板部311と別部材によって構成されているが、円板部311と一つの部材によって構成されていてもよい。
The
カバーハブ313は、第1ボス部313a、第1フランジ部313b、及び突出部313cを有している。第1ボス部313a、第1フランジ部313b、及び突出部313cは、一つの部材によって構成されている。
The
第1ボス部313aは、円筒状であって、スプライン孔を有している。この第1ボス部313aに、入力軸5がスプライン嵌合する。第1ボス部313aは、トルクコンバータケース7に軸受部材102を介して回転可能に支持されている。このため、第1ボス部313aは、軸方向において、第1フランジ部313bからモータ2と反対側に延びている。
The
第1フランジ部313bは、第1ボス部313aから径方向外側に延びている。詳細には、第1フランジ部313bは、第1ボス部313aのモータ2側の端部から径方向外側に延びている。この第1フランジ部313bの外周端部に、円板部311が固定されている。
The
突出部313cは、第1フランジ部313bから軸方向に延びている。突出部313cは、モータ2に向かって延びている。突出部313cは、第1フランジ部313bの外周端部から延びている。突出部313cは、円筒状である。この突出部313cは、複数の貫通孔313dを有している。この貫通孔313dを介して作動流体がトルクコンバータ3から排出される。
The protruding
インペラ32は、カバー31と一体的に回転する。インペラ32は、カバー31に固定されている。インペラ32は、インペラシェル321、複数のインペラブレード322、インペラハブ323、及び複数の供給流路324を有している。
The
インペラシェル321は、カバー31に固定されている。複数のインペラブレード322はインペラシェル321の内側面に取り付けられている。
The
インペラハブ323は、インペラシェル321の内周端部に取り付けられている。なお、本実施形態では、インペラハブ323は、インペラシェル321と一つの部材によって構成されているが、インペラシェル321と別部材によって構成されていてもよい。
The
インペラハブ323は、第2ボス部323aと、第2フランジ部323bとを有する。第2ボス部323aは、円筒状であって、径方向に延びている。第2ボス部323aは、軸受部材103を介してトルクコンバータケース7に回転可能に支持されている(図5参照)。第2ボス部323a内を、固定軸104が径方向に延びている。なお、この固定軸104は円筒状であり、この固定軸104内を出力軸6が径方向に延びている。また、固定軸104は、例えば、変速機ケース42又はトルクコンバータケース7から延びている。固定軸104は、回転不能である。
The
供給流路324は、インペラハブ323に形成されている。詳細には、供給流路324は、第2フランジ部323bに形成されている。供給流路324は、インペラハブ323の内周面から径方向外側に延びている。そして、供給流路324は、トーラスT内に開口している。なお、トーラスTは、インペラ32とタービン33とによって囲まれた空間である。
The
供給流路324は、軸方向において閉じられている。すなわち、供給流路324は、インペラハブ323内を径方向に延びる貫通孔である。図3に示すように、供給流路324は、放射状に延びている。供給流路324は、径方向外側に向かって、正回転方向と反対側に傾斜している。すなわち、供給流路324は、径方向外側に向かって、逆回転方向(図3の反時計回り)に傾斜している。なお、供給流路324は直線状に延びているものに限らず、例えば、図4に示すように、供給流路324は曲線状に延びていてもよい。
The
図2に示すように、タービン33は、インペラ32と対向して配置されている。詳細には、タービン33は、軸方向においてインペラ32と対向している。タービン33は、作動流体を介してインペラ32からの動力が伝達される。
As shown in FIG. 2, the
タービン33は、タービンシェル331、複数のタービンブレード332、及びタービンハブ333を有している。タービンブレード332は、タービンシェル331の内側面に固定されている。
The
タービンハブ333は、タービンシェル331の内周端部に固定されている。例えば、タービンハブ333は、リベットによって、タービンシェル331に固定されている。本実施形態では、タービンハブ333は、タービンシェル331と別部材によって構成されているが、タービンシェル331と一つの部材によって構成されていてもよい。
The
タービンハブ333には、出力軸6が取り付けられている。詳細には、出力軸6が、タービンハブ333にスプライン嵌合している。タービンハブ333は、出力軸6と一体的に回転する。
An
タービンハブ333は、第3ボス部333a及び第3フランジ部333bを有している。第3ボス部333a及び第3フランジ部333bは、一つの部材によって構成されている。
The
第3ボス部333aは、円筒状であって、スプライン孔を有している。この第3ボス部333aに、出力軸6がスプライン嵌合する。第3ボス部333aは、軸方向において、第3フランジ部333bからモータ2と反対側に延びている。すなわち、第3ボス部333aは、軸方向において、第3フランジ部333bからカバーハブ313に向かって延びている。
The
第3ボス部333aは、径方向において、突出部313cと間隔をあけて配置されている。すなわち、径方向において、第3ボス部333aの外側に突出部313cが配置されている。第3ボス部333aと突出部313cとの間に、第1ワンウェイクラッチ35が配置されている。なお、第1ワンウェイクラッチ35が無い状態では、第3ボス部333aの外周面と、突出部313cの内周面とが対向する。
The
第3ボス部333aの先端とカバーハブ313との間には作動流体が流れる流路が形成されている。本実施形態では、第3ボス部333aの先端部に複数の切り欠き部333cが形成されている。切り欠き部333cは、第3ボス部333aの先端部を径方向に延びている。この切り欠き333c及び貫通孔313dを介して作動流体がトルクコンバータ3から排出される。
A flow path through which the working fluid flows is formed between the tip of the
第3フランジ部333bは、第3ボス部333aから径方向外側に延びている。詳細には、第3フランジ部333bは、第3ボス部333aのモータ2側の端部から径方向外側に延びている。この第3フランジ部333bの外周端部に、タービンシェル331がリベットなどによって固定されている。
The
ステータ34は、タービン33からインペラ32へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ34は、回転軸O周りに回転可能である。例えば、ステータ34は、固定軸104に、第2ワンウェイクラッチ36を介して支持されている。このステータ34は、軸方向において、インペラ32とタービン33との間に配置される。
The
ステータ34は、円板状のステータキャリア341と、その外周面に取り付けられる複数のステータブレード342と、を有している。
The
第1ワンウェイクラッチ35は、カバー31とタービン33との間に配置されている。第1ワンウェイクラッチ35は、正回転方向において、カバー31をタービン33に対して相対回転可能とする。すなわち、車両が前進するようにモータ2が正回転したとき、カバー31がタービン33と相対回転するように第1ワンウェイクラッチ35は構成されている。このため、車両の前進時は、第1ワンウェイクラッチ35は、カバー31からタービン33へと動力を伝達しない。
The first one-way clutch 35 is arranged between the
一方、第1ワンウェイクラッチ35は、逆回転方向において、カバー31をタービン33と一体回転させる。すなわち、車両が後進するようにモータ2が逆回転したとき、カバー31がタービン33と一体回転するように第1ワンウェイクラッチ35は構成されている。このため、車両の後進時は、第1ワンウェイクラッチ35は、カバー31からタービン33へと動力を伝達する。
On the other hand, the first one-way clutch 35 rotates the
第2ワンウェイクラッチ36は、固定軸104とステータ34との間に配置されている。第2ワンウェイクラッチ36は、ステータ34を正回転方向に回転可能とするように構成されている。一方、第2ワンウェイクラッチ36は、ステータ34を逆回転方向に回転不能とする。このステータ34によって、動力(トルク)が増幅されて、インペラ32からタービン33へと伝達される。
The second one-way clutch 36 is arranged between the fixed
遠心クラッチ37は、タービン33に取り付けられている。遠心クラッチ37は、タービン33と一体的に回転する。遠心クラッチ37は、タービン33の回転によって生じる遠心力によって、カバー31とタービン33とを連結するように構成されている。詳細には、遠心クラッチ37は、タービン33が所定の回転数以上になると、カバー31からタービン33に動力を伝達するように構成されている。
The centrifugal clutch 37 is attached to the
遠心クラッチ37は、複数の遠心子371と、摩擦材372とを有している。摩擦材372は、遠心子371の外周面に取り付けられている。遠心子371は、径方向に移動可能に配置されている。なお、遠心子371は、周方向に移動不能に配置されている。このため、遠心子371は、タービン33とともに回転し、遠心力によって径方向外側に移動する。
The centrifugal clutch 37 has a plurality of
この遠心クラッチ37は、タービン33の回転数が所定の回転数以上になると、遠心子371が径方向外側に移動し、摩擦材372がカバー31の円筒部312の内周面と摩擦係合する。この結果、遠心クラッチ37はオン状態となり、カバー31からの動力が遠心クラッチ37を介してタービン33へと伝達される。なお、遠心クラッチ37がオン状態になっても、作動流体は遠心クラッチ37を介して流通可能である。
In the centrifugal clutch 37, when the rotation speed of the
タービン33の回転数が所定の回転数未満になると、遠心子371が径方向内側に移動し、摩擦材372とカバー31の円筒部312の内周面との摩擦係合が解除される。この結果、遠心クラッチ37はオフ状態となり、カバー31からの動力は遠心クラッチ37を介してタービン33へと伝達されない。すなわち、カバー31からの動力は、インペラ32に伝達された後、作動流体を介してタービン33へと伝達される。
When the rotation speed of the
<減速機4>
図1に示すように、減速機4は、軸方向においてモータ2とトルクコンバータ3との間に配置されている。減速機4は、トルクコンバータ3からの動力を駆動輪101側へと伝達する。詳細には、減速機4は、トルクコンバータ3からの動力を増幅して、デファレンシャルギア109を介して、駆動輪101側へと伝達する。なお、減速機4は、複数の歯車41を有している。減速機4は、変速機ケース42内に収容される。なお、複数の歯車41のうちの一つは、出力軸6に固定されている。本実施形態では、歯車41は出力軸6と一つの部材で形成されている。
<
As shown in FIG. 1, the
<入力軸5>
入力軸5は、遊星歯車機構8から延びている。詳細には、入力軸5は、遊星歯車機構8のサンギア81から延びている。入力軸5は、トルクコンバータ3に向かって延びている。入力軸5の回転軸は、モータ2の回転軸、及びトルクコンバータ3の回転軸と実質的に同一線上にある。
<
The
入力軸5は、遊星歯車機構8によって変速された動力をトルクコンバータ3に入力する。入力軸5の先端部は、トルクコンバータ3のカバーハブ313に取り付けられている。入力軸5は、遊星歯車機構8のサンギア81と一体的に回転する。入力軸5は、出力軸6内を延びている。入力軸5は、中実状である。入力軸5は、先端部に連通路51を有している。連通路51は、軸方向に延びている。そして、連通路51は、第1冷却流路9aに向かって開口している。
The
<出力軸6>
出力軸6は、トルクコンバータ3からの動力を出力する。出力軸6は、トルクコンバータ3からの動力を減速機4へと出力する。出力軸6は、トルクコンバータ3からモータ2に向かって延びている。
<
The
図2に示すように、出力軸6は、円筒状である。入力軸5は、この出力軸6内を延びている。出力軸6の一方の端部(図2の右端部)は、トルクコンバータ3のタービン33に取り付けられている。一方、出力軸6の他方の端部は、例えば、変速機ケース42に軸受部材などを介して回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
<トルクコンバータケース7>
図5に示すように、トルクコンバータケース7は、トルクコンバータ3を収容している。本実施形態では、トルクコンバータケース7は、変速機ケース42と一つの部材によって構成されているが、別部材によって構成されていてもよい。
<
As shown in FIG. 5, the
トルクコンバータケース7は、側壁部71と、外壁部72と、複数の放熱フィン73とを有している。側壁部71は、トルクコンバータ3のカバー31と対向するように配置されている。側壁部71は、回転軸Oと直交するように配置されている。
The
軸方向において、側壁部71の一方側(図5の左側)には、トルクコンバータ3が配置されている。一方、側壁部71の他方側(図5の右側面)は、外気と接している。すなわち、側壁部71の他方側には、熱源となる部材は配置されていない。
A
側壁部71の中央部には、軸受部材102を介して、カバー31が回転可能に取り付けられている。側壁部71は、第1冷却流路9a内を流れる作動流体から速やかに多くの熱を吸収して大気へ放熱できるように、比熱及び熱伝導率の大きい材料によって構成されている。例えば、側壁部71は、マグネシウム、又はアルミニウムなどによって構成されている。
A
外壁部72は、トルクコンバータ3の外周面と対向するように配置されている。外壁部72は、側壁部71と一つの部材によって構成されているが、別部材によって構成されていてもよい。外壁部72は、側壁部71の外周端部からモータ2に向かって延びている。外壁部72は、回転軸Oと実質的に平行に延びている。なお、外壁部72の先端部(モータ2側の端部)は、径方向内側に向かって傾斜している。外壁部72の材質は、側壁部71と同様とすることができる。
The
放熱フィン73は、側壁部71に形成されている。放熱フィン73は、側壁部71からトルクコンバータ3と反対側(図5の右側)に延びている。放熱フィン73は、第1冷却流路9a内を流れる作動流体を効率的に放熱するために側壁部71に取り付けられている。放熱フィン73の熱伝導率は、側壁部71の熱伝導率と同等、もしくはより高くすることが好ましいが、特に限定されない。例えば、放熱フィン73は、マグネシウム、アルミニウム、又は銅などによって構成されている。
The
<第1冷却流路9a>
第1冷却流路9aは、トルクコンバータ3から排出された作動流体を冷却するための流路である。第1冷却流路9aは、トルクコンバータケース7内を延びている。本実施形態では、第1冷却流路9aは、トルクコンバータケース7の上半分のみに形成されている。
<First cooling
The first
第1冷却流路9aは、側壁部71の中央部から外周部まで延び、続いて、外壁部72を軸方向においてトルクコンバータ3を超えるまで延びている。第1冷却流路9aは、作動流体溜り部91と連通している。
The first
図6又は図7に示すように、第1冷却流路9aは、側壁部71内において、複数の経路を有している。本実施形態では、第1冷却流路9aは、側壁部71内において、2本の経路に分かれている。第1冷却流路9aは、側壁部71内において、中央部から外周部まで直線状に延びるのではなく、蛇行しながら延びている。
As shown in FIG. 6 or 7, the first
第1冷却流路9aは、外壁部72内においても複数の経路を有していてもよい。本実施形態では、例えば、第1冷却流路9aは、外壁部72内において、3本の経路に分かれている。第1冷却流路9aは、外壁部72内では直線状に軸方向に延びているが、蛇行しながら延びていてもよい。
The first
<作動流体溜り部>
図5に示すように、駆動ユニット100は、作動流体溜り部91を備えている。作動流体溜り部91は、軸方向において、側壁部71と協働してトルクコンバータ3を挟むように配置されている。すなわち、軸方向において、作動流体溜り部91、トルクコンバータ3、側壁部71の順で並んでいる。作動流体溜り部91は、変速機ケース42内に配置されている。作動流体溜り部91は、回転軸Oの上方に配置されている。
<Working fluid reservoir>
As shown in FIG. 5, the
作動流体溜り部91は、トルクコンバータ3に供給する作動流体を内部に有している。作動流体溜り部91は、底面に供給孔92を有している。この供給孔92から排出された作動流体は、固定軸104とインペラハブ323の第2ボス部323aとの間の流路106を介して、トルクコンバータ3へと供給される。
The working
具体的には、トルクコンバータ3のインペラ32の回転によって遠心力が生じ、流路106内の作動流体が供給流路324を介してトーラスT内へと供給される。そして、トルクコンバータ3から排出された作動流体は、連通路51を介して第1冷却流路9aへと流れる。そして、第1冷却流路9aを流れて冷却された作動流体は、作動流体溜り部91に戻される。
Specifically, centrifugal force is generated by the rotation of the
<モータ及びトルクコンバータの特性>
図8は、横軸を回転速度V(r/min)とし、縦軸をトルクT(Nm)として、モータ2及びトルクコンバータ3の特性を示したグラフである。
<Characteristics of motor and torque converter>
FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the
図8の実線は、モータ2を単体で動作させた場合のモータ2の特性線MLを示し、モータ2における回転速度V及び出力トルクTとの関係を、示している。なお、“モータ2を単体で動作させた場合”とは、“モータ2を増減速させずに単体で動作させた場合”という意味を、含んでいる。
The solid line in FIG. 8 shows the characteristic line ML of the
モータ2の特性線MLにおいて、低回転速度範囲RL、例えば、回転速度Vが0以上且つ基底回転速度Na以下(0≦回転速度≦基底回転速度Na)では、電流制限によって、モータ2の最大出力トルクTmが実質的に一定である。ここで、基底回転速度Naは、1500(r/min)以上3000(r/min)以下に設定されることが好ましく、2000(r/min)以上2500(r/min)以下に設定されることがより好ましい。
In the characteristic line ML of the
一方で、モータ2の特性線MLにおいて、基底回転速度Na以上の回転速度Vを有する回転速度範囲RM(基底回転速度Na≦回転速度V≦最大回転速度Nm)では、モータ2の回転速度Vが大きくなるにつれて、逆起電圧によってステータ22のコイル部に流れる電流が減少する。このため、モータ2の最大出力トルクT(T≦Tm)は減少する。
On the other hand, in the characteristic line ML of the
図8の破線は、トルクコンバータ3の特性線TLを示し、トルクコンバータ3における回転速度V及びトルクTとの関係を示している。この破線は、トルクコンバータ3における容量係数Yに対応している。
The broken line in FIG. 8 shows the characteristic line TL of the
ここで、トルクコンバータ3の入力回転速度Vは、モータ2からトルクコンバータ3への入力回転速度である。トルクコンバータ3の入力トルクTは、モータ2からトルクコンバータ3への入力トルクである。
Here, the input rotation speed V of the
トルクコンバータ3の特性線TLは、容量係数Yに基づいて、求められる。例えば、トルクコンバータ3の特性線TLにおいて、トルクTは、回転速度Vの2乗に比例する。容量係数Yは、比例係数である。すなわち、トルクコンバータ3の特性線TLは、「T=Y×(V2)」によって表現される。これにより、トルクコンバータ3の特性線TLは、容量係数Yが大きくなるにつれて縦軸に接近し、容量係数Yが小さくなるにつれて縦軸から離れる。
The characteristic line TL of the
ここで、トルクコンバータ3のサイズ例えば代表径φは、容量係数Yに基づいて定義される。代表径φは、トーラス(流体作動室)の外径である。例えば、容量係数Yは、トルクコンバータ3のサイズ例えば代表径φの5乗に、比例する。すなわち、容量係数Yは、「Y=A×(φ5)」によって表現される。ここで、Aは比例係数であり、所定値に設定される。これにより、トルクコンバータ3の代表径φが小さくなると、容量係数Yは小さくなる。言い換えると、容量係数Yが小さくなると、トルクコンバータ3の代表径φが小さくなる。
Here, the size of the
上記をまとめると、容量係数Yが小さくなるにつれて、トルクコンバータ3の代表径φが小さくなる。また、容量係数Y例えばトルクコンバータ3の代表径φが小さくなると、トルクコンバータ用の特性線TLは縦軸から離れる。
Summarizing the above, as the capacitance coefficient Y becomes smaller, the representative diameter φ of the
図8に示す特性グラフにおいて、トルクコンバータ3は、第1範囲RAにおいてトルクコンバータ3の特性線TLがモータ2の特性線MLと交差するような容量係数Yを、有する。容量係数Yは、トルクコンバータ3の速度比がゼロである場合の容量係数であることが好ましい。速度比は、例えば、インペラ32の回転速度に対するタービン33の回転速度の比によって、定義される。
In the characteristic graph shown in FIG. 8, the
第1範囲RAは、モータ2の基底回転速度Na以上第1平均回転速度N1以下である。第1平均回転速度N1は、モータ2の基底回転速度Naとモータ2の最大回転速度Nmとの平均によって、求められる。
The first range RA is equal to or more than the base rotation speed Na of the
ここでは、トルクコンバータ3の特性線TLは、容量係数Yに基づいて求められる。詳細には、第1範囲RAにおいてトルクコンバータ3の特性線TLがモータ2の特性線MLと交差するように、容量係数Y例えばトルクコンバータ3の代表径φが、決定される。好ましくは、基底回転速度Naでトルクコンバータ3の特性線TLがモータ2の特性線MLと交差するように、トルクコンバータ3の容量係数Yが決定される。
Here, the characteristic line TL of the
このように、基底回転速度Naでトルクコンバータ3の特性線TLとモータ2の特性線MLとが交差するようにトルクコンバータ3の容量係数Yを決定した場合において、トルクコンバータ3の容量係数Yがモータ2に対して適性サイズで無いという問題が生じ得る。例えば、図8に示すようなトルクコンバータ3では、モータ2に対する適正サイズよりも大きいとする。
In this way, when the capacitance coefficient Y of the
この場合、モータ2の基底回転速度を高くすることによって、トルクコンバータ3の容量係数Yを小さくすることが好ましい。ここで、本実施形態では、図9に示すように、遊星歯車機構8によってモータ2の基底回転速度Naを変速して、トルクコンバータ3に入力される回転速度をNa’とすることができる。このため、モータ2を変更することなく、トルクコンバータ3をそのモータ2に対して適正サイズのものとすることができる。なお、図9の実線は、モータ2の動力を遊星歯車機構8で増速させた後のモータ2の特性線MLを示している。
In this case, it is preferable to reduce the capacitance coefficient Y of the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
変形例1
上記実施形態では、遊星歯車機構8によってモータ2からの動力を増速していたがこれに限定されない。例えば、図10に示すように、遊星歯車機構8によって、モータ2からの動力を減速してもよい。この場合、遊星キャリア83が入力軸5に取り付けられており、サンギア81がモータ出力軸24に取り付けられている。この構成によれば、以下の効果を得ることができる。
Modification 1
In the above embodiment, the power from the
例えば、図8に示すようなトルクコンバータ3では、モータ2に対する適正サイズよりも小さいとする。この場合、モータ2の基底回転速度Naを低くすることによって、トルクコンバータ3の容量係数Yを大きくすることが好ましい。ここで、本変形例では、遊星歯車機構8によってモータ2の基底回転速度Naを減速して、トルクコンバータ3に入力される回転速度をNa”とすることができる。このため、モータ2を変更することなく、トルクコンバータ3をそのモータ2に対して適正サイズのものとすることができる。なお、図11の実線は、モータ2の動力を遊星歯車機構8で減速させた後のモータ2の特性線MLを示している。
For example, in the
変形例2
上記実施形態では、駆動ユニット100は、遊星歯車機構8によって、モータ2からの動力を変速しているが、遊星歯車機構8以外の機構によって変速してもよい。
In the above embodiment, the
変形例3
図12に示すように、トルクコンバータユニットは、第2冷却流路9bをさらに有していてもよい。第2冷却流路9bは、トルクコンバータユニットが搭載される車両の車室107内を延びている。第2冷却流路9b内は、トルクコンバータ3から排出された作動流体が流れる。第2冷却流路9b内を流れる作動流体は、車室107内に放熱することによって冷却される。
As shown in FIG. 12, the torque converter unit may further include a second
第2冷却流路9bは、連通路51から作動流体が供給される。また、第2冷却流路9bは、作動流体溜り部91に作動流体を戻す。
The second
トルクコンバータユニットは、選択機構11をさらに有している。選択機構11は、トルクコンバータ3から排出された作動流体を供給する冷却流路として、第1冷却流路9aと第2冷却流路9bとのどちらか一方を選択するように構成されている。
The torque converter unit further includes a
変形例4
図13に示すように、トルクコンバータ3は、複数の弾性部材38をさらに有していてもよい。弾性部材38は、周方向において、第1ワンウェイクラッチ35とカバー31との間に配置されている。弾性部材38は、逆回転方向におけるカバー31からのトルクを第1ワンウェイクラッチ35に伝達する。なお、カバー31が第1ワンウェイクラッチ35に対して逆回転方向に所定角度を超えて回転すると、カバー31の第1ストッパー面314が第1ワンウェイクラッチ35の第2ストッパー面351と当接する。この結果、カバー31からのトルクが第1ワンウェイクラッチ35に直接伝達される。
As shown in FIG. 13, the
このように、逆回転時において、カバー31からのトルクは、まず弾性部材38を介して第1ワンウェイクラッチ35に伝達されることで、急激なトルクの伝達を緩和することができる。
As described above, at the time of reverse rotation, the torque from the
なお、弾性部材38は、周方向において、第1ワンウェイクラッチ35とタービン33との間に配置されていてもよい。この場合、弾性部材38は、逆回転方向における第1ワンウェイクラッチ35からのトルクをタービン33へと伝達する。
The
2 モータ
3 トルクコンバータ
8 遊星歯車機構
81 サンギア
82 遊星ギア
83 遊星キャリア
84 リングギア
2
Claims (7)
前記モータからの動力を変速する変速機と、
前記変速機によって変速された動力が入力されるトルクコンバータと、
を備える、駆動ユニット。
With the motor
A transmission that shifts the power from the motor and
A torque converter to which the power shifted by the transmission is input, and
The drive unit.
請求項1に記載の駆動ユニット。
The transmission is a planetary gear mechanism.
The drive unit according to claim 1.
サンギア、遊星ギア、遊星キャリア、及びリングギアを有し、
前記リングギアは、回転不能に固定されており、
前記遊星キャリアは、前記モータからの動力が入力され、
前記サンギアは、前記トルクコンバータに変速された動力を出力する、
請求項2に記載の駆動ユニット。
The planetary gear mechanism
Has sun gears, planetary gears, planetary carriers, and ring gears,
The ring gear is fixed so that it cannot rotate.
Power from the motor is input to the planet carrier.
The sun gear outputs the shifted power to the torque converter.
The drive unit according to claim 2.
サンギア、遊星ギア、遊星キャリア、及びリングギアを有し、
前記リングギアは、回転不能に固定されており、
前記サンギアは、前記モータからの動力が入力され、
前記遊星キャリアは、前記トルクコンバータに変速された動力を出力する、
請求項2に記載の駆動ユニット。
The planetary gear mechanism
Has sun gears, planetary gears, planetary carriers, and ring gears,
The ring gear is fixed so that it cannot rotate.
Power from the motor is input to the sun gear.
The planetary carrier outputs the shifted power to the torque converter.
The drive unit according to claim 2.
請求項1に記載の駆動ユニット。
The transmission is a speed increaser.
The drive unit according to claim 1.
請求項1に記載の駆動ユニット。
The transmission is a speed reducer.
The drive unit according to claim 1.
請求項1から6のいずれかに記載の駆動ユニット。 The transmission shifts the base rotation speed of the motor to 1500 (r / min) or more and 3000 (r / min) or less.
The drive unit according to any one of claims 1 to 6.
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