JP4921825B2 - 車両用駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から車輪に駆動力を伝達する駆動力伝達経路に多板クラッチおよびギヤを同軸上に隣接して配置する車両用駆動力伝達装置に関する。

下記特許文献１には、エンジンおよびモータ・ジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、セカンダリシャフト２上に隣接して配置されたＬＯＷドリブンギヤ３３およびＬＯＷクラッチ２２を備えるとともに、カウンタシャフト３上に隣接して配置される前進ドリブンギヤ３５および後進クラッチ２３を備えている。
特開２００４−２４５３２９号公報

ところで上記従来のものは、ギヤおよびクラッチを同軸上に隣接して配置する場合に、それらギヤおよびクラッチが軸線方向にオーバーラップしていないため、ギヤの軸線方向の幅とクラッチの軸線方向の幅との総和以上の幅がないとギヤおよびクラッチを配置することができず、トランスミッションの軸線方向の寸法を小型化できないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、同軸上に隣接して配置された多板クラッチおよびギヤの軸線方向の寸法を小型化する車両用駆動力伝達装置ことを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源から車輪に駆動力を伝達する駆動力伝達経路が、シャフトと、そのシャフト上に回転自在に支持されたギヤと、そのギヤの軸方向一方側に隣接配置されて該ギヤ及びシャフト間を接続可能な多板クラッチとを含み、前記多板クラッチが、前記シャフトに一体に回転するよう連結されたクラッチインナーと、このクラッチインナーを囲繞し且つ該クラッチインナーに対し結合・遮断可能であるクラッチアウターとを備え、前記ギヤの軸方向他方側には、前記シャフトをケーシングに回転自在に支持させるボールベアリングが隣接配置される車両用駆動力伝達装置であって、前記ギヤを前記クラッチアウターよりも大径に形成し、前記ギヤの前記軸方向一方側の側面に、軸方向に凹む第１凹部を形成して、この第１凹部に前記クラッチアウターの一端部を収納すると共に、該一端部及び前記ギヤ間を溶接し、また前記ギヤの前記軸方向他方側の側面には、前記第１凹部よりも軸方向内方側にオフセット配置されて前記ボールベアリングの一部を収納させる第２凹部を形成し、前記クラッチアウターの前記一端部を、前記ギヤの歯部の径方向内側において該歯部と軸方向にオーバーラップさせたことを特徴とする車両用駆動力伝達装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記クラッチアウター内に形成された油室にオイルを供給する油路の少なくとも一部を、前記ギヤの壁面により構成したことを特徴とする車両用駆動力伝達装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記油路は、前記ギヤの歯部と軸方向にオーバーラップしない位置で該ギヤの、前記シャフトへの支持部を貫通することを特徴とする車両用駆動力伝達装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記油路は、前記ギヤの、前記シャフトへの支持部を軸方向に対して斜めに貫通することを特徴とする車両用駆動力伝達装置が提案される。

尚、実施の形態の第３モータギヤ３８は本発明のギヤに対応し、実施の形態の第２油圧多板クラッチ３９は本発明の多板クラッチに対応し、実施の形態のモータ・ジェネレータＭＧは本発明の駆動源に対応する。

請求項１の構成によれば、ギヤの軸方向一方側に隣接して同軸上に配置される多板クラッチのクラッチアウターの一端部を、ギヤの歯部の径方向内側において該歯部と軸方向にオーバーラップさせたので、ギヤの歯部の径方向内側のデッドスペースをクラッチアウターの設置スペースに利用し、多板クラッチおよびギヤのトータルの軸方向寸法を小型化することができる。

またギヤの軸方向一方側（即ち多板クラッチ側）の側面に形成した軸方向に凹む第１凹部にクラッチアウターの一端部を収納、結合したので、ギヤの上記第１凹部の空間にクラッチアウターの一端部を収納して多板クラッチおよびギヤのトータルの軸方向寸法を更に小型化することができる。

しかもクラッチアウターをギヤの軸方向一方側の側面に溶接により結合したので、クラッチアウターおよびギヤを相互に補強し合って剛性を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、クラッチアウターの油室に連なる油路の少なくとも一部をギヤの壁面により構成したので、クラッチアウターの内部に油路を穿設する場合に比べて多板クラッチの軸方向寸法の小型化に寄与することができる。

また請求項３の構成によれば、クラッチアウターの油室に連なるようにギヤの支持部を貫通する油路が、ギヤの歯部と軸方向にオーバーラップしない位置に設けられているので、その油路を機械加工する際にギヤの歯部が邪魔になるのを防止して加工性を高めることができる。

また請求項４の構成によれば、クラッチアウターの油室に連なるようにギヤの支持部を貫通する油路が軸方向に対して斜めになっているので、その油路を機械加工する際にギヤの歯部が邪魔になるのを防止して加工性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１はハイブリッド車両の駆動力伝達経路のスケルトン図、図２は図１の２部の詳細図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両は左右の車輪Ｗ，Ｗを駆動するエンジンＥおよびモータ・ジェネレータＭＧを備える。エンジンＥのクランクシャフト１１はフライホイール付きダンパー１２を介してメインシャフト１３に接続されており、メインシャフト１３の外周にモータ・ジェネレータＭＧが同軸に配置される。モータ・ジェネレータＭＧはケーシング１４に固定した環状のステータ１５と、このステータ１５の内周に回転自在に配置されたロータ１６とを備えており、このロータ１６はメインシャフト１３の外周に相対回転自在に嵌合する中空のモータ出力軸１７に固定される。メインシャフト１３の外周には更に中空の駆動プーリ軸１８が相対回転自在に嵌合しており、メインシャフト１３と駆動プーリ軸１８とは第１油圧多板クラッチ１９により締結可能である。

メインシャフト１３と、それに平行に配置されたカウンタシャフト２０との間に配置されるベルト式無段変速機２１は、駆動プーリ軸１８に支持された固定側プーリ半体２２および可動側プーリ半体２３よりなる駆動プーリ２４と、カウンタシャフト２０に支持された固定側プーリ半体２５および可動側プーリ半体２６よりなる従動プーリ２７と、駆動プーリ２４および従動プーリ２７に巻き掛けた金属ベルト２８とを備える。

駆動プーリ２４の可動側プーリ半体２３を固定側プーリ半体２２から離間させ、従動プーリ２７の可動側プーリ半体２６を固定側プーリ半体２５に接近させるとベルト式無段変速機２１の変速比がＬＯＷ側に無段階に変化し、逆に駆動プーリ２４の可動側プーリ半体２３を固定側プーリ半体２２に接近させ、従動プーリ２７の可動側プーリ半体２６を固定側プーリ半体２５から離間させるとベルト式無段変速機２１の変速比がＴＯＰ側に無段階に変化する。

メインシャフト１３およびカウンタシャフト２０と平行にセカンダリシャフト２９が配置されており、カウンタシャフト２０に設けた第１減速ギヤ３０がセカンダリシャフト２９に設けた第２減速ギヤ３１に噛合し、セカンダリシャフト２９に設けたファイナルドライブギヤ３２がディファレンシャルギヤ３３に設けたファイナルドリブンギヤ３４に噛合する。

モータ・ジェネレータＭＧのモータ出力軸１７に設けた第１モータギヤ３５がアイドラシャフト３６に設けた第２モータギヤ３７に噛合し、この第２モータギヤ３７が噛合する第３モータギヤ３８が、カウンタシャフト２０に設けた第２油圧多板クラッチ３９の外周部に設けられる。

次に、図２に基づいて第２油圧多板クラッチ３９の周辺の構造を説明する。

第２油圧多板クラッチ３９が設けられるカウンタシャフト２０はボールベアリング４１およびローラベアリング４２を介してケーシング１４に回転自在に支持される。第３モータギヤ３８は、円筒状の支持部３８ａと、この支持部３８ａの一端から径方向外側に延びる円板状の本体部３８ｂと、この本体部３８ｂの外周に形成された歯部３８ｃとで構成されており、本体部３８ｂの軸方向一方側の側面に環状の第１凹部３８ｄが形成される。

また本体部３８ｂの軸方向他方側の側面には、前記第１凹部３８ｄよりも軸方向内方側にオフセット配置されて前記ボールベアリング４１の一部を収納させる第２凹部３８ｅが形成される。

第３モータギヤ３８の支持部３８ａはカウンタシャフト２０の外周にニードルベアリング４３を介して相対回転自在に支持されており、その支持部３８ａの一端がスラストベアリング４４を介して前記ボールベアリング４１のインナーレースに支持されるとともに、他端がカウンタシャフト２０にスプライン結合した第１減速ギヤ３０の側面にスラストベアリング４５を介して支持される。

第２油圧多板クラッチ３９のクラッチアウター４６は、第３モータギヤ３８よりも小径に形成される円筒状の周壁部４６ａと、その周壁部４６ａから径方向内側に延びる側壁部４６ｂとを備えており、側壁部４６ｂの径方向内端が第３モータギヤ３８の凹部３８ｄの径方向内端の上面に溶接により固定される。これにより、クラッチアウター４６の側壁部４６ｂは第３モータギヤ３８の凹部３８ｄに収納された状態になり、その結果、クラッチアウター４６は第３モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側において、図２に示すＡの範囲で軸方向にオーバーラップする。

一方、円筒状のクラッチインナー４７が第１減速ギヤ３０からクラッチアウター４６の径方向内側に向けて一体に延びており、クラッチアウター４６およびクラッチインナー４７間に複数のクラッチディスク４８…およびクラッチプレート４９…が交互に重ね合わされた状態で、軸方向摺動自在にスプライン結合される。最も第１減速ギヤ３０側のクラッチディスク４８の軸方向外側にはエンドプレート５０が重ね合わされ、クラッチアウター４６の周壁部４６ａに設けたクリップ５１で抜け止めされる。

最も第３モータギヤ３８寄りのクラッチプレート４９の軸方向外側に、外周がクラッチアウター４６の周壁部４６ａの内周にシール部材５２を介して摺接し、内周が第３モータギヤ３８の支持部３８ａの外周にシール部材５３を介して摺接するクラッチピストン５４が配置される。クラッチピストン５４に内周部は、第３モータギヤ３８の支持部３８ａに設けたスプリングシート５５との間に縮設したクラッチスプリング６４で第３モータギヤ３８に向けて付勢される。

クラッチアウター４６の側壁部４６ｂおよび第３モータギヤ３８の本体部３８ｂの一部と、クラッチピストン５４との間にクラッチ油室５６が区画される。カウンタシャフト２０の内部に２本のパイプ５７，５８が同軸に配置されており、外側のパイプ５８の外周から供給されるオイルが油路５９を通ってボールベアリング４１を潤滑するとともに、内側のパイプ５７の内周にから供給されるオイルが油路６０を通ってニードルベアリング４３を潤滑する。また両パイプ５７，５８の間からのオイルが油路６１〜６３を通ってクラッチ油室５６に供給・排出される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両の発進時には低回転で高トルクが得られるモータ・ジェネレータＭＧの駆動力が利用される。この場合、第１油圧多板クラッチ１９を係合解除してメインシャフト１３と駆動プーリ軸１８とを切り離し、エンジンＥの駆動力がベルト式無段変速機２１に伝達されないようにした状態で、第２油圧多板クラッチ３９を係合する。その結果、図２において油路６１，６２，６３を介して油室５６に油圧が供給されるため、クラッチピストン５４がクラッチスプリング６４を圧縮しながら移動し、クラッチピストン５４に押されたクラッチディスク４８…およびクラッチプレート４９…が密着することでクラッチアウター４６およびクラッチインナー４７が一体化され、第３モータギヤ３８が第２油圧多板クラッチ３９を介して第１減速ギヤ３０に締結される。

この状態でモータ・ジェネレータＭＧを駆動すると、そのモータ出力軸１７の回転が第１モータギヤ３５、第２モータギヤ３７、第３モータギヤ３８、第１減速ギヤ３０、第２減速ギヤ３１、セカンダリシャフト２９、ファイナルドライブギヤ３２、ファイナルドリブンギヤ３４およびディファレンシャルギヤ３３を介して後輪Ｗ，Ｗに伝達され、低回転で高トルクが得られるモータ・ジェネレータＭＧの駆動力で車両をスムーズに発進させることができる。

車両の発進が完了すると、第１油圧多板クラッチ１９を係合してメインシャフト１３に駆動プーリ軸１８を締結するとともに、第２油圧多板クラッチ３９を係合解除して第３モータギヤ３８を第１減速ギヤ３０から（つまりカウンタシャフト２０から）切り離す。この状態でエンジンＥのクランクシャフト１１の回転はフライホイール付きダンパー１２、メインシャフト１３、第１油圧多板クラッチ１９、駆動プーリ軸１８、駆動プーリ２４、金属ベルト２８、従動プーリ２７、カウンタシャフト２０、第１減速ギヤ３０、第２減速ギヤ３１、セカンダリシャフト２９、ファイナルドライブギヤ３２、ファイナルドリブンギヤ３４およびディファレンシャルギヤ３３を介して後輪Ｗ，Ｗに伝達されるため、エンジンＥの負荷および回転数に応じてベルト式無段変速機２１の変速比を制御することで、エンジンＥの燃料消費量を節減しながら中・高速領域での走行を可能にすることができる。

またエンジンＥでの走行時に第２油圧多板クラッチ３９を締結してモータ・ジェネレータＭＧを駆動すれば、エンジンＥの駆動力をモータ・ジェネレータＭＧの駆動力でアシストすることができ、またモータ・ジェネレータＭＧをジェネレータとして機能させればエンジンＥの駆動力で発電することができる。更に、車両の減速時に第１油圧多板クラッチ１９を係合解除してエンジンＥを駆動輪Ｗ，Ｗから切り離し、第２油圧多板クラッチ３９を係合してモータ・ジェネレータＭＧを駆動輪Ｗ，Ｗに接続すれば、駆動輪Ｗ，Ｗから逆伝達される駆動力でモータ・ジェネレータＭＧを回生制動して車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することができる。

以上のように、カウンタシャフト２０上に第２油圧多板クラッチ３９および第３モータギヤ３８を相互に隣接して配置する際に、第２油圧多板クラッチ３９のクラッチアウター４６の側壁部４６ｂが、第３モータギヤ３８の本体部３８ｂの側面に形成した凹部３８ｄ内に収納されるように該凹部３８ｄの径方向内縁に溶接されるので、つまりクラッチアウター４６は第３モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側において、図２のＡの範囲で軸方向にオーバーラップするので、第３モータギヤ３８の歯部３８ｃの径方向内側のデッドスペースをクラッチアウター４６の設置スペースに利用し、第２油圧多板クラッチ３９および第３モータギヤ３８のトータルの軸方向寸法を小型化することができる。

またクラッチアウター４６を第３モータギヤ３８の側面に溶接により結合したので、ククラッチアウター４６および第３モータギヤ３８が相互に補強し合って剛性を高めることができる。更に、第２油圧多板クラッチ３９のクラッチ油室５６に連なる油路６３を第３モータギヤ３８の本体部３８ｂの壁面により構成したので、クラッチアウター４６の内部に油路を穿設する場合に比べて第２油圧多板クラッチ３９の軸方向寸法を小型化することができる。

図３は本発明の第２の実施の形態を示すものである。第２の実施の形態は、第３モータギヤ３８の支持部３８ａを径方向に貫通する油路６２を、第３モータギヤ３８の歯部３８ｃの軸方向端部よりも距離αだけ外側に形成したものである。この構成により、前記油路６２をドリル加工するとき、第３モータギヤ３８の歯部３８ｃが邪魔になるのを防止して加工性を高めることができる。

図４は本発明の第３の実施の形態を示すものである。第３の実施の形態は、第３モータギヤ３８の支持部３８ａを径方向に貫通する油路６２の方向を、カウンタシャフト２０の軸線に対して角度βだけ傾斜させたものである。この構成により、前記油路６２をドリル加工するとき、第３モータギヤ３８の歯部３８ｃが邪魔になるのを防止して加工性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではエンジンＥおよびモータ・ジェネレータＭＧを備えたハイブリッド車両を例示したが、本発明はエンジンだけを備えた通常の車両やモータ・ジェネレータだけを備えた電動車両に対しても適用することができる。

また本発明の多板クラッチは油圧多板クラッチに限定されず、電磁多板クラッチであっても良い。

第１の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動力伝達経路のスケルトン図 図１の２部の詳細図 第２の実施の形態に係る、前記図２に対応する図 第３の実施の形態に係る、前記図２に対応する図

１４ ケーシング
２０ カウンタシャフト（シャフト）
３８ 第３モータギヤ（ギヤ） ３８ａ 支持部
３８ｃ 歯部
３８ｄ 第１凹部
３８ｅ 第２凹部
３９ 第２油圧多板クラッチ（多板クラッチ）
４６ クラッチアウター
４７ クラッチインナー
５６ 油室
６２ 油路
６３ 油路
ＭＧ モータ・ジェネレータ（駆動源）
Ｗ 車輪

Claims (4)

1. 駆動源（ＭＧ）から車輪（Ｗ）に駆動力を伝達する駆動力伝達経路が、シャフト（２０）と、そのシャフト（２０）上に回転自在に支持されたギヤ（３８）と、そのギヤ（３８）の軸方向一方側に隣接配置されて該ギヤ（３８）及びシャフト（２０）間を接続可能な多板クラッチ（３９）とを含み、
   前記多板クラッチ（３９）が、前記シャフト（２０）に一体に回転するよう連結されたクラッチインナー（４７）と、このクラッチインナー（４７）を囲繞し且つ該クラッチインナー（４７）に対し結合・遮断可能であるクラッチアウター（４６）とを備え、
   前記ギヤ（３８）の軸方向他方側には、前記シャフト（２０）をケーシング（１４）に回転自在に支持させるボールベアリング（４１）が隣接配置される車両用駆動力伝達装置であって、
   前記ギヤ（３８）を前記クラッチアウター（４６）よりも大径に形成し、
   前記ギヤ（３８）の前記軸方向一方側の側面に、軸方向に凹む第１凹部（３８ｄ）を形成して、この第１凹部（３８ｄ）に前記クラッチアウター（４６）の一端部を収納すると共に、該一端部及び前記ギヤ（３８）間を溶接し、
   また前記ギヤ（３８）の前記軸方向他方側の側面には、前記第１凹部（３８ｄ）よりも軸方向内方側にオフセット配置されて前記ボールベアリング（４１）の一部を収納させる第２凹部（３８ｅ）を形成し、
   前記クラッチアウター（４６）の前記一端部を、前記ギヤ（３８）の歯部（３８ｃ）の径方向内側において該歯部（３８ｃ）と軸方向にオーバーラップさせたことを特徴とする、車両用駆動力伝達装置。
2. 前記クラッチアウター（４６）内に形成された油室（５６）にオイルを供給する油路（６２，６３）の少なくとも一部を、前記ギヤ（３８）の壁面により構成したことを特徴とする、請求項１に記載の車両用駆動力伝達装置。
3. 前記油路（６２）は、前記ギヤ（３８）の歯部（３８ｃ）と軸方向にオーバーラップしない位置で該ギヤ（３８）の、前記シャフト（２０）への支持部（３８ａ）を貫通することを特徴とする、請求項２に記載の車両用駆動力伝達装置。
4. 前記油路（６２）は、前記ギヤ（３８）の、前記シャフト（２０）への支持部（３８ａ）を軸方向に対して斜めに貫通することを特徴とする、請求項２に記載の車両用駆動力伝達装置。

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