JP5240128B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータから機械的動力を出力可能な回転電機と、原動機からの機械的動力が入力される入力軸と当該ロータとを係合させることが可能なクラッチ機構と、を備えた動力伝達装置に関する。

原動機として内燃機関と回転電機とを備えた、いわゆるハイブリッド車両においては、原動機としての回転電機（電気モータ）と自動変速装置を備えた駆動装置（ハイブリッドユニット）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、電気モータのロータのうち回転中心軸の径方向外側を構成しており、ステータに対応して磁石を保持する部分と、回転中心軸の径方向内側を構成しており、回転中心軸の軸方向の延びている部分（スリーブ部）との間に、クラッチ機構を配設する技術が開示されている。

特開平８−３１８７４１号公報

特許文献１に記載の技術においては、ロータのうちスリーブ部から径方向外側に延びている部分である「鍔部」が、クラッチ機構を構成する部材となっているため、クラッチ機構が作動する場合に、当該鍔部が油圧等の力を受けて弾性変形することがある。当該鍔部が弾性変形すると、回転電機（電気モータ）のステータとロータとの間の間隙（ギャップ）が変化してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転電機のロータとステータとの間の間隔（ギャップ）が変化することを抑制可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、ロータから機械的動力を出力可能な回転電機と、原動機からの機械的動力が入力される入力軸と前記ロータとを係合させることが可能なクラッチ機構と、を備えた動力伝達装置であって、前記ロータは、回転中心軸の径方向外側において回転中心軸の軸方向に延びており、回転電機のステータとの間に磁路が形成される部材を保持するロータ磁路形成保持部と、回転中心軸の径方向内側において回転中心軸の軸方向に延びているロータ軸部と、ロータ磁路形成保持部とロータ軸部との間において回転中心軸の径方向に延びており、ロータ磁路形成保持部とロータ軸部とを接続するロータフランジ部と、を有するものであり、クラッチ機構は、ロータ磁路形成保持部とロータ軸部との間において最もロータフランジ部側に配置され、且つ、回転中心軸を軸心とする円筒状をなしており、ロータと一体に回転するシリンダ状部材を有するものであり、シリンダ状部材は、回転中心軸の径方向内側の端がロータ軸部と結合されており、且つロータフランジ部に対して回転中心軸の軸方向に離間して配設され、ロータフランジ部側とは反対側に、ピストン部材に油圧を作用させるため油圧室が設けられていることを特徴とする。

上記の動力伝達装置において、シリンダ状部材は、回転中心軸を軸心とする円筒状をなしており、径方向内側に摩擦材が配置される周壁部と、周壁部のうちロータフランジ部側の端からロータ軸部に向けて径方向内側に延びている径方向部と、を有するクラッチドラムであり、クラッチドラムの径方向部は、回転中心軸の径方向内側の端がロータ軸部と結合されており、且つロータフランジ部に対して回転中心軸の軸方向に離間して配設されているものとすることができる。

上記の動力伝達装置において、クラッチ機構は、油圧室の油圧が上昇することにより、クラッチドラムとクラッチハブが係合するものであり、クラッチドラムの径方向部は、回転中心軸の軸方向のうちロータフランジ部側とは反対側にある前記油圧室の油圧を受けるものとすることができる。

上記の動力伝達装置において、前記ロータの回転角位置を検出可能なロータ回転センサを備えるものであり、ロータ回転センサは、回転中心軸の軸方向において、ロータフランジ部を挟んで、シリンダ状部材と対向するように配設されているものとすることができる。

本発明によれば、クラッチ機構の作動時において、シリンダ状部材が、ロータ軸部に結合された端からロータフランジ部側に弾性変形しても、当該ロータフランジ部に当接することを抑制することができる。これにより、ロータとステータとの間に形成される空隙（ギャップ）が変化することを抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る動力伝達装置を備えたハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る動力伝達装置のうち回転電機及びトルクコンバータの周辺の構造を示す拡大断面図である。 図３は、本実施形態に係る動力伝達装置のうち回転電機のロータ周辺の構造を示す拡大断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態（以下、実施形態と記す）について図面を参照して説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。

まず、本実施形態に係る動力伝達装置を備えたハイブリッド車両の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る動力伝達装置を備えたハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る動力伝達装置のうち回転電機及びトルクコンバータの周辺の構造を示す拡大断面図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、原動機として内燃機関５と回転電機２０とを備えており、さらに内燃機関５及び回転電機２０から出力された機械的動力を変速して、当該機械的動力を駆動輪８８に向けて出力する動力伝達装置１０が設けられている。内燃機関５は、機関出力軸６から機械的動力を、動力伝達装置１０の入力軸１４に出力する。なお、以下の説明において、内燃機関５が機関出力軸６から出力する機械的動力を「機関出力」と記す。

内燃機関５の機関出力軸６には、ドライブプレート７が結合されており、動力伝達装置１０の入力軸１４には、ドライブプレート７と略同一の外径のプレート状部材１３が結合されている。ドライブプレート７とプレート状部材１３がボルトにより結合される。このようにして、機関出力軸６と入力軸１４は、ドライブプレート７とプレート状部材１３を介して、結合されている。

回転電機２０は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆる「モータジェネレータ」であり、永久磁石式交流モータ等で構成されている。動力伝達装置１０は、外装をなすハウジング１１に固定され、電力の供給を受けて回転磁界を形成するステータ２２と、当該回転磁界に引き付けられて、当該ステータ２２に対して正逆自在に回転可能なロータ３０とを備えている。回転電機２０は、ロータ３０から、後述するトルクコンバータ６０のポンプインペラ６２に向けて機械的動力を出力可能に構成されている。なお、以下の説明において、回転電機２０がロータ３０から出力する機械的動力を「モータ出力」と記す。なお、回転電機２０のロータ３０周辺の詳細な構成については後述する。

動力伝達装置１０は、回転電機２０を備え、作動流体を介して機械的動力を伝達する流体伝動機構としてのトルクコンバータ６０と、トルクコンバータ６０から伝達された機械的動力を変速する変速機構７０とを備えた、いわゆるハイブリッド・トランスミッションである。動力伝達装置１０は、動力伝達装置１０は、原動機としての内燃機関５から出力された機関出力を、入力軸１４で受けて、トルクコンバータ６０を介して変速機構７０に伝達し、当該変速機構７０において変速して、出力軸１８から駆動輪８８に向けて機械的動力を出力する。

動力伝達装置１０の入力軸１４は、内燃機関５が機関出力軸６から出力した機械的動力（機関出力）が入力されて回転駆動される部材（入力回転部材）である。当該入力軸１４は、回転電機２０のロータ３０と同軸に配設されている。すなわち動力伝達装置１０は、入力軸１４の回転中心軸と、回転電機２０のロータ３０の回転中心軸が一致するよう構成されている。以下の説明において、入力軸１４及びロータ３０の回転中心軸を、単に「回転中心軸」と記し、図に一点鎖線Ｃで示す。入力軸１４は、ロータ３０に対して回転中心軸の径方向内側に配設されている。

本実施形態において、動力伝達装置１０の出力軸１８は、ハイブリッド車両１の推進軸８０と結合されており、当該推進軸８０は、終減速装置８２及び駆動軸８６を介して駆動輪８８と係合している。動力伝達装置１０の出力軸１８から出力された機械的動力は、推進軸８０、終減速装置８２、及び駆動軸８６を介して、駆動輪８８に伝達される。

トルクコンバータ６０は、ポンプインペラ６２とタービンランナ６４とステータ６５とを有し、ポンプインペラ６２からの機械的動力を、トルクを増大させてタービンランナ６４に伝達可能な流体伝動機構である。トルクコンバータ６０は、ポンプインペラ６２で受けた機械的動力を、作動流体（例えば、ＡＴＦ：自動変速機用フルード）を介してタービンランナ６４に伝達する。ポンプインペラ６２からタービンランナ６４に流れた作動流体は、ステータ６５により流動方向を変えられて、再びポンプインペラ６２に流入する。トルクコンバータ６０は、ポンプインペラ６２からタービンランナ６４に伝達されるトルクを増大させることが可能に構成されている。

タービンランナ６４は、ダンパー６８と、トルクコンバータ６０のうち出力側を構成する部材（以下、出力側部材と記す）６９を介して、変速機構７０の入力軸（以下、変速機構入力軸と記す）７１に係合している。変速機構７０は、複数の変速段（図示せず）を有しており、タービンランナ６４は、変速機構７０にある変速段のうち係合状態にある変速段、及び出力軸１８を介して、駆動輪８８と係合しており、機械的動力を駆動輪８８に向けて伝達可能となっている。ステータ６５は、ワンウェイクラッチ６７に結合されており、当該ワンウェイクラッチ６７は、動力伝達装置１０のハウジング１１に係合可能に構成されている。

一方、ポンプインペラ６２は、流体伝動機構としてのトルクコンバータ６０のうち入力側を構成する部材（以下、入力側部材と記す）６１に結合されており、入力側部材６１は、ポンプインペラ６２と一体に回転する。トルクコンバータ６０は、内燃機関５から出力された機関出力、及び回転電機２０から出力されたモータ出力のうち少なくとも一方を、入力側部材６１で受けて、ポンプインペラ６２に伝達する。ポンプインペラ６２は、タービンランナ６４、変速機構入力軸７１、及び変速機構７０を介して、動力伝達装置１０の出力軸１８と係合している。ポンプインペラ６２は、入力側部材６１、及び後述する遊嵌結合部材６３を介して回転電機２０のロータ３０と結合されて、当該ロータ３０と一体に回転する。つまり、入力側部材６１及び遊嵌結合部材６３は、回転電機２０のロータ３０からの機械的動力を、動力伝達装置１０の出力軸１８に向けて伝達可能な部材である。遊嵌結合部材６３の詳細な構成については、後述する。

加えて、動力伝達装置１０には、原動機である内燃機関５からの機械的動力が入力される入力軸１４と、回転電機２０のロータ３０とを係合させることが可能なクラッチ機構４０が設けられており、以下に、図１、図２及び図３を用いて、回転電機２０のロータ３０の詳細な構成と併せて説明する。図３は、本実施形態に係る動力伝達装置のうち回転電機のロータ周辺の構造を示す拡大断面図である。

図２に示すように、動力伝達装置１０において、入力軸１４と、回転電機２０のロータ３０は、同軸に配置されており、同一の回転中心軸を中心に回転する。以下の説明において、ロータ３０及び入力軸１４の回転中心軸を図に一点鎖線Ｃで示し、単に「回転中心軸」と記す。

なお、動力伝達装置１０において、回転中心軸の軸方向のうち入力軸１４が設けられている側を、単に「軸方向入力側」と記し、図に矢印Ａで示す。この軸方向入力側と反対側、すなわち回転中心軸の軸方向のうち出力軸１８が設けられている側を、単に「軸方向出力側」と記し、図に矢印Ｂで示す。加えて、回転中心軸の径方向外側を、図に矢印Ｒで示す。

また、動力伝達装置１０の外装をなすハウジング１１と結合されており、且つ当該ハウジング１１に対して静止している部材を、以下の説明において「静止部材」と記す。静止部材には、ハウジング１１、及びハウジング１１に固定された部材が含まれる。

動力伝達装置１０において、回転電機２０は、上述したトルクコンバータ６０に対して、回転中心軸の軸方向入力側に配設されている。回転電機２０のロータ３０は、入力軸１４と同軸に配置されており、入力軸１４に対しての回転中心軸の径方向外側を囲うように配設されている。当該ロータ３０のさらに径方向外側には、回転電機２０のステータ２２が配設されている。ロータ３０は、入力側部材６１、及び後述する遊嵌結合部材６３を介して、ポンプインペラ６２と結合されており、一体に回転する。

回転電機２０のロータ３０は、当該ロータ３０のうち回転中心軸の径方向外側において回転中心軸の軸方向に延びており、回転電機２０のステータ２２との間に磁路が形成される部材３１を保持する部分（以下、ロータ磁路形成保持部と記す）３２と、ロータ３０のうち回転中心軸の最も径方向内側を構成しており、回転中心軸の軸方向に延びている部分（以下、ロータ軸部と記す）３６と、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間を回転中心軸の径方向に延びており、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６とを接続する部分（以下、ロータフランジ部と記す）３４から構成されている。

ロータ軸部３６は、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなす部分であり、回転中心軸の径方向内側において回転中心軸の軸方向に延びている部分である。ロータ軸部３６は、ベアリングを介して、ロータ軸部３６に対して回転中心軸の径方向内側にある静止部材１１ａに対して正逆自在に回転可能に支持されている。当該静止部材１１ａの回転中心軸の径方向内側には、入力軸１４が配置されており、当該入力軸１４は、静止部材１１ａに対してベアリングを介して支持されている。ロータ軸部３６のうち回転中心軸の軸方向の略中央からは、後述するロータフランジ部３４が回転中心軸の径方向外側に突出して延びている。

ロータ磁路形成保持部３２は、回転中心軸の径方向外側において回転中心軸の軸方向に延びている部分であり、ロータ軸部３６に対して回転中心軸の径方向外側に所定の間隔をあけて設けられている。ロータ磁路形成保持部３２のうち回転中心軸の径方向外側には、回転電機２０のステータ２２に対向して、当該ステータ２２との間に磁路（magnetic circuit：磁気回路）が形成される部材（以下、磁路形成部材と記す）３１が設けられている。磁路形成部材３１は、回転中心軸の軸方向に電磁鋼鈑が積層されて構成されており、内部に永久磁石（図示せず）が埋め込まれている。回転電機２０が作動してステータ２２が励磁されると、磁路形成部材３１とステータ２２との間に磁路が形成される。ロータ磁路形成保持部３２は、磁路形成部材３１を保持している。ロータ磁路形成保持部３２のうち回転中心軸の軸方向の略中央からは、後述するロータフランジ部３４が回転中心軸の径方向内側に突出して延びている。

ロータフランジ部３４は、回転中心軸の径方向に延びてロータ軸部３６とロータ磁路形成保持部３２とを接続する部分であり、回転中心軸の軸方向に厚みを有する板状をなしている。図２及び図３に示す「回転中心軸を含む断面」において、ロータフランジ部３４は、ロータ磁路形成保持部３２及びロータ軸部３６に比べて、回転中心軸の軸方向の寸法が小さく設定されている部分である。すなわち、ロータ磁路形成保持部３２、及びロータ軸部３６は、ロータフランジ部３４に比べて回転中心軸の軸方向に幅広に延びている。

一方、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間に形成された空間であって、ロータフランジ部３４に対して軸方向出力側には、断面が略矩形をなしており回転中心軸を軸心とする円環状の空間が形成されている。この空間には、入力軸１４とロータ３０とを係合させるクラッチ機構４０が配置されている。

このように、本実施形態に係る動力伝達装置１０においては、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間に形成される環状の空間のうち、ロータフランジ部３４に対して軸方向入力側の空間には、ロータ３０の回転角位置を検出可能な回転センサであるレゾルバ２６が配置されており、ロータフランジ部３４に対して軸方向出力側の空間には、入力軸１４とロータ３０とを係合させることが可能なクラッチ機構４０が配置されている。すなわち、レゾルバ２６は、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間に設けられ、且つ回転中心軸の軸方向においては、ロータフランジ部３４を挟んで、クラッチ機構４０と対向するよう配置されている。レゾルバ２６は、取り付けボルト２７により静止部材１１ｃに固定されている。

次に、クラッチ機構４０の詳細な構成について、図３を用いて説明する。クラッチ機構４０は、油圧を受けて作動するものであり、摩擦材に生じる摩擦力によって係合を行う摩擦クラッチ（friction clutch）である。クラッチ機構４０は、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなしている部分（以下、周壁部と記す）４３の径方向内側に摩擦材が配置されるシリンダ状部材（以下、クラッチドラムと記す）４４と、クラッチドラム４４と同軸に設けられ、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなしている部分（以下、周壁部と記す）４７の径方向外側に摩擦材が配置されるシリンダ状部材（以下、クラッチハブと記す）４８とを有している。クラッチドラム４４及びクラッチハブ４８は、ロータ軸部３６の回転中心軸の径方向外側に配設されている。

クラッチハブ４８の周壁部４７の外径は、クラッチドラム４４の周壁部４３に比べて小さく構成されている。当該周壁部４７の径方向外側には、回転中心軸を中心とする円環状をなしており、回転中心軸の軸方向に厚みを有する板状の摩擦材（以下、摩擦板と記す）４６が、複数配列されている。クラッチハブ４８の周壁部４７の径方向外側の面である外壁面には、「歯すじ（tooth traces）」が回転中心軸の軸方向に延びるスプライン４７ａが形成されている。摩擦板４６は、当該スプライン４７ａと回転中心軸の周方向に係合しており、且つ、周壁部４７に対して回転中心軸の軸方向に所定距離、滑動可能に構成されている。

クラッチドラム４４の周壁部４３の外径は、クラッチハブ４８の周壁部４７に比べて大きく構成されている。当該周壁部４３の径方向内側には、回転中心軸を軸心とする円環状をなしており、回転中心軸の軸方向に厚みを有する板状の摩擦材（以下、摩擦相手板と記す）４５が、複数配列されている。クラッチドラム４４の周壁部４３の径方向内側の面である内壁面には、「歯すじ」が回転中心軸の軸方向に延びるスプライン４３ａが形成されている。摩擦相手板４５は、当該スプライン４３ａと回転中心軸の周方向に係合しており、且つ、周壁部４３に対して回転中心軸の軸方向に所定距離、滑動可能に構成されている。クラッチドラム４４の周壁部４３のうち軸方向出力側の端部には、回転中心軸を軸心として環状をなしている部材であるスナップリング４５ｅが結合されている。

クラッチ機構４０において、クラッチハブ４８に係合する摩擦板４６と、クラッチドラム４４に係合する摩擦相手板４５は、回転中心軸の軸方向に交互に配置されている。すなわち、摩擦板４６と摩擦相手板４５は、互いに対向するよう配置されている。クラッチドラム４４は、ロータ３０と結合されて、当該ロータ３０と一体に回転するよう構成されており、一方、クラッチハブ４８は、入力軸１４と結合されて、当該入力軸１４と一体に回転するよう構成されている。

クラッチドラム４４は、周壁部４３のうち軸方向入力側すなわちロータフランジ部３４側の端からロータ軸部３６に向けて、回転中心軸の径方向内側に延びている部分（以下、径方向部と記す）４２を有している。径方向部４２は、回転中心軸の中心に穴が空いた略円板状をなしており、周壁部４３と一体に成形されて、周壁部４３と共にクラッチドラム４４を構成している。クラッチドラム４４は、径方向部４２のうち回転中心軸の径方向内側の端４１が、ロータ軸部３６に結合されている。クラッチドラム４４は、径方向部４２がロータ３０に結合されて、当該ロータ３０と共に一体に回転する。

このように構成されたクラッチドラム４４は、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間において最もロータフランジ部３４側に配置された部材であり、且つ、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなしており、ロータ３０と一体に回転するシリンダ状部材である。クラッチドラム４４の径方向部４２は、回転中心軸の軸方向出力側、すなわちロータフランジ部３４側とは反対側に、後述する油圧室５５が設けられている。

一方、クラッチハブ４８は、その周壁部４７の軸方向出力側すなわちロータフランジ部３４側とは反対側の端から、入力軸１４の軸方向出力側の端１５に向けて、回転中心軸の径方向に延びている部分（以下、径方向部と記す）４９が設けられている。径方向部４９の回転中心軸の径方向内側の端４９ａは、入力軸１４のうち軸方向出力側の端部１５に結合されている。クラッチハブ４８は、径方向部４９が入力軸１４に結合されて、当該入力軸１４と一体に回転する。

さらに、クラッチ機構４０は、上述した摩擦相手板４５と摩擦板４６とを係合させるための機構として、油圧を受けて作動し、摩擦相手板４５を回転中心軸の軸方向出力側に押圧する部材（以下、ピストン部材と記す）５０と、当該ピストン部材５０を軸方向入力側に付勢するコイルスプリング（以下、リターンスプリングと記す）５２と、ロータ３０に対してリターンスプリング５２を保持する部材（以下、スプリングリテーナと記す）５４とを有している。

ピストン部材５０は、クラッチドラム４４の径方向部４２に比べて軸方向出力側に配置されており、ロータ軸部３６に結合されている。ピストン部材５０の回転中心軸の径方向内側の端５１は、クラッチドラム４４の径方向部４２の端４１に比べて軸方向出力側の部位においてロータ軸部３６と結合されている。

スプリングリテーナ５４は、クラッチハブ４８の周壁部４７の径方向内側に配置されており、且つピストン部材５０に比べて軸方向出力側に配置されている。スプリングリテーナ５４の回転中心軸の径方向内側の端５３が、ピストン部材５０の径方向内側の端５１に比べて軸方向出力側の部位においてロータ軸部３６と結合されている。

リターンスプリング５２は、回転中心軸の軸方向において、スプリングリテーナ５４とピストン部材５０との間に配設されている。リターンスプリング５２は、スプリングスプリングリテーナ５４に対して、ピストン部材５０を軸方向入力側に付勢する。

回転中心軸の軸方向において、クラッチドラム４４の径方向部４２とピストン部材５０との間には、ピストン部材５０に油圧を作用させるための空間（以下、油圧室と記す）５５が形成されている。すなわち、油圧室５５は、ピストン部材５０に対して軸方向入力側すなわちロータフランジ部３４側に設けられており、クラッチドラム４４の径方向部４２に対して軸方向出力側、すなわちロータフランジ部３４側とは反対側に設けられている。油圧室５５の油圧が上昇して、ピストン部材５０が、当該油圧室５５の油圧を受けて摩擦相手板４５を軸方向出力側に押圧すると、ピストン部材５０とスナップリング４５ｅとの間に摩擦相手板４５及び摩擦板４６が挟み込まれ、摩擦相手板４５と摩擦板４６が係合する。このとき、クラッチドラム４４の径方向部４２は、回転中心軸の軸方向入力側、すなわちロータフランジ部３４側とは反対側にある油圧室５５の油圧を受けて、ロータフランジ部３４側に弾性変形しようとする。

次に、油圧室５５に油圧を発生させるためのオイル供給の態様について説明する。クラッチ機構４０は、回転電機２０のロータ３０が回転しており、且つ後述する制御弁（図示せず）が開弁している場合に、油圧室５５に油圧が発生するように構成されている。動力伝達装置１０には、ハウジング１１外から油圧室５５にオイルを導くために、複数のオイル通路５６〜５９が設けられている。

回転電機２０のステータ２２のコイルエンド２２ａの軸方向入力側にある静止部材１１ｅには、回転中心軸の径方向に延びるオイル通路５６が形成されている。当該オイル通路５６は、ハウジング１１外からのオイルを回転中心軸の径方向内側に導く。また、コイルエンド２２ａの径方向内側であってロータ磁路形成保持部３２の軸方向入力側にある静止部材１１ｄには、オイル通路５６に連通しており、回転中心軸の軸方向に延びるオイル通路５７が形成されている。当該オイル通路５７は、オイル通路５６からのオイルを軸方向入力側に導く。

さらに、コイルエンド２２ａの径方向内側であって、ロータ磁路形成保持部３２、ロータフランジ部３４、及びロータ軸部３６の軸方向入力側にある静止部材１１ｃには、オイル通路５７に連通しており、回転中心軸の径方向に延びるオイル通路５８が設けられている。オイル通路５８は、オイル通路５７からのオイルを回転中心軸の径方向内側に導く。さらに、ロータ軸部３６の回転中心軸の径方向内側にある静止部材１１ａには、オイル通路５８に連通しており、回転中心軸の軸方向に延びるオイル通路５９が形成されている。オイル通路５９は、オイル通路５８からのオイルを軸方向出力側に導く。オイル通路５９は、静止部材１１ａのうち、油圧室５５の回転中心軸の径方向内側の部位にまで導く。

加えて、静止部材１１ａの外壁のうちクラッチドラム４４の径方向部４２に対向する部位には、オイル通路５９に連通しており、且つ回転中心軸を軸心とする環状の溝（以下、オイル環状溝と記す）５９ｃが形成されている。一方、回転電機２０のロータ軸部３６には、回転中心軸の略径方向にロータ軸部３６を貫通して延びており、オイル環状溝５９ｃにあるオイルを、上述した油圧室５５に導くオイル通路（以下、貫通オイル通路と記す）３７が形成されている。貫通オイル通路３７は、回転中心軸の径方向内側の開口がオイル環状溝５９ｃに面しており、径方向外側の開口が油圧室５５に面している。

以上のようにして、油圧室５５は、ロータ軸部３６の貫通オイル通路３７、静止部材１１ａのオイル環状溝５９ｃ及びオイル通路５９、静止部材１１ｃのオイル通路５８、静止部材１１ｄのオイル通路５７、静止部材１１ｅのオイル通路５６を介してハウジング１１外と連通している。動力伝達装置１０には、ハウジング１１外からオイル通路５６に供給されるオイルの流通・遮断を制御可能な制御弁（図示せず）が設けられている。

制御弁（図示せず）が開弁している場合、ハウジング１１外からオイル通路５６にオイルが供給され、当該オイルは、静止部材１１ａにあるオイル通路５９に至る。この場合において、回転電機２０のロータ３０が回転すると、オイル通路５９にあるオイルには遠心力が作用して、当該オイルは、オイル環状溝５９ｃから、ロータ軸部３６にある貫通オイル通路３７を通って油圧室５５に供給される。油圧室５５内の油圧が上昇することにより、ピストン部材５０が、リターンスプリング５２の付勢力に抗して、摩擦相手板４５を押圧する。これによりピストン部材５０とスナップリング４５ｅとの間で、摩擦相手板４５及び摩擦板４６を挟み込まれて、クラッチドラム４４とクラッチハブ４８とが係合する、すなわちクラッチ機構４０が作動状態となる。

一方、制御弁（図示せず）が閉弁している場合、回転電機２０のロータ３０が回転しても、クラッチ機構４０は作動状態とはならない。油圧室５５には、図示しないリターン通路からオイルを排出可能に構成されている。制御弁（図示せず）が閉弁されて、ハウジング１１外からオイル通路５９に向けてオイルが供給されない場合には、油圧室５５にあるオイルは、リターン通路から排出されて、ピストン部材５０は、リターンスプリング５２により軸方向入力側に付勢されて、摩擦相手板４５と摩擦板４６は互いに離間する。これにより、クラッチドラム４４とクラッチハブ４８が、係合しない状態となる、すなわちクラッチ機構４０が「非作動状態」となる。

以上のように構成されたクラッチ機構４０が作動状態（係合状態）となることにより、回転電機２０のロータ３０と、入力軸１４が係合して、一体に回転する。本実施形態において、回転電機２０のロータ３０と、トルクコンバータ６０のポンプインペラ６２に結合された入力側部材６１は、遊嵌結合部材６３を介して結合されている。以下に、ロータ３０と遊嵌結合部材６３との結合構造について図３を用いて、詳細を説明する。

遊嵌結合部材６３は、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなす部材であり、回転中心軸を軸心とする円筒状の部分である周壁部６３ａと、当該周壁部６３ａの軸方向出力側の端から径方向内側に平板状に延びている部分（以下、径方向部と記す）６３ｃとを有している。当該径方向部６３ｃが入力側部材６１と接合されており、遊嵌結合部材６３は、入力側部材６１及びポンプインペラ６２と一体に回転する。すなわち、遊嵌結合部材６３は、ポンプインペラ６２と結合された部材であり、回転電機２０のロータ３０からの機械的動力を、動力伝達装置１０の出力軸１８（図１参照）に向けて伝達可能な部材である。

遊嵌結合部材６３の周壁部６３ａは、ロータ磁路形成保持部３２とスプライン結合されている。ロータ磁路形成保持部３２の径方向内側の面である内壁面３３には、「歯すじ」が回転中心軸の軸方向に延びる内歯のスプライン９２が形成されている。一方、遊嵌結合部材６３の周壁部６３ａの径方向外側の面である外壁面には、「歯すじ」が回転中心軸の軸方向に延びており、ロータ磁路形成保持部３２のスプライン９２と回転中心軸の周方向に係合し、且つ回転中心軸の軸方向に所定距離、滑動可能な、外歯のスプライン９６が形成されている。遊嵌結合部材６３の周壁部６３ａのスプライン９６と、ロータ磁路形成保持部３２のスプライン９２は、一方のスプライン歯が他方のスプライン溝に挿入されることにより、回転中心軸の周方向に係合し、且つ回転中心軸の軸方向に滑動可能となる。このようにして、遊嵌結合部材６３は、ロータ磁路形成保持部３２に遊嵌して結合されている。これにより、回転電機２０のロータ３０と、トルクコンバータ６０のポンプインペラ６２が結合されて、一体に回転可能となる。

以上のように構成された動力伝達装置１０は、制御弁（図示せず）が開弁しており、且つ回転電機２０のロータ３０が回転している場合、クラッチ機構４０の油圧室５５には、貫通オイル通路３７からオイルが流入して油圧が作用している。このようにクラッチ機構４０が作動状態（係合状態）となる場合、クラッチ機構４０を構成する部材のうち、最もロータフランジ部３４側にあるシリンダ状部材であるクラッチドラム４４は、油圧室５５の油圧を受ける。クラッチドラム４４は、径方向部４２の回転中心軸の径方向内側の端４１が、ロータ軸部３６に結合されており、且つロータフランジ部３４に対して軸方向出力側に所定の間隔を以って離間して設けられている。これにより、クラッチドラム４４の径方向部４２が、径方向内側の端４１から軸方向入力側に弾性変形（撓み変形）しても、当該径方向部４２がロータフランジ部３４に当接することがない。すなわち油圧室５５内において油圧変動が生じても、当該油圧変動は、ロータフランジ部３４に伝達されることがない。

このように、クラッチ機構４０の作動／非作動状態に拘らず、最もロータフランジ部３４側の部材であるクラッチドラム４４が、ロータフランジ部３４に接することがないので、ロータフランジ部３４の径方向外側にあるロータ磁路形成保持部３２及び磁路形成部材３１と、ステータ２２との間に形成される空隙（ギャップ）が変化することを抑制することができる。これにより、ステータ２２にロータ３０が干渉することを確実に防止することができる。

以上に説明したように本実施形態に係る動力伝達装置１０は、ロータ３０から機械的動力を出力可能な回転電機２０と、原動機（内燃機関５）からの機械的動力が入力される入力軸１４と前記ロータ３０とを係合させることが可能なクラッチ機構４０とを備えている。ロータ３０は、当該ロータ３０のうち回転中心軸の径方向外側において回転中心軸の軸方向に延びており、回転電機２０のステータ２２との間に磁路が形成される部材である磁路形成部材３１を保持するロータ磁路形成保持部３２と、当該ロータ３０のうち回転中心軸の径方向内側を構成しており、回転中心軸の軸方向に延びているロータ軸部３６と、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間を回転中心軸の径方向に延びており、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６とを接続するロータフランジ部３４とを有するものである。クラッチ機構４０は、ロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間において、最もロータフランジ部３４側に配置され、且つ、回転中心軸を軸心とする略円筒状をなしており、ロータ３０と一体に回転するシリンダ状部材であるクラッチドラム４４を有している。

シリンダ状部材としてのクラッチドラム４４は、回転中心軸の径方向内側の端４１がロータ軸部３６と結合されており、ロータフランジ部３４に対して回転中心軸の軸方向に離間して配設されている、すなわち軸方向に所定の間隔をあけて配置されているものとしたので、クラッチ機構４０の作動したときに、クラッチドラム４４の径方向部４２が、ロータ軸部３６に結合された端４１からロータフランジ部３４側に弾性変形しても、当該ロータフランジ部３４に当接することを抑制することができる。これにより、ロータフランジ部３４の径方向外側にあるロータ磁路形成保持部３２と、ステータ２２との間に形成される空隙（ギャップ）が変化することを抑制することができる。

また、本実施形態に係る動力伝達装置１０において、クラッチ機構４０は、油圧室５５の油圧が上昇することにより、クラッチドラム４４とクラッチハブ４８が係合するものであり、クラッチドラム４４の径方向部４２は、回転中心軸の軸方向のうちロータフランジ部３４側とは反対側（すなわち軸方向出力側）にある前記油圧室５５の油圧を受けるものとした。油圧室５５の油圧が上昇したときに、クラッチドラム４４の径方向部４２が、油圧室５５の油圧を受けることにより、ロータ軸部３６に結合された端４１からロータフランジ部３４側に弾性変形して、当該ロータフランジ部３４に当接することを抑制することができる。

なお、本実施形態に係る動力伝達装置１０において、原動機からの機械的動力が入力される入力軸１４と回転電機２０のロータ３０とを係合させることが可能なクラッチ機構４０は、油圧式の湿式多板クラッチであるものとしたが、本発明に係るクラッチ機構の態様は、これに限定されるものではない。クラッチ機構は、ロータ磁路形成保持部とロータ軸部との間において最もロータフランジ部側に配置され、且つ回転中心軸を軸心とする略円筒状をなしており、ロータと一体に回転するシリンダ状部材を有するものであれば、本発明を適用することができる。例えば、クラッチ機構は、上述したシリンダ状部材を備えた電磁式クラッチであるものとしても良い。

また、本実施形態に係る動力伝達装置１０において、回転電機２０のロータ３０の回転角位置を検出可能なロータ回転センサであるレゾルバ２６を、さらに備えるものであり、ロータ回転センサとしてのレゾルバ２６は、回転中心軸の軸方向において、ロータフランジ部３４を挟んで、シリンダ状部材であるクラッチドラム４４と対向するように配設されているものとした。これにより、回転電機２０のロータ磁路形成保持部３２とロータ軸部３６との間であって、ロータフランジ部３４の回転中心軸の軸方向両側に形成される空間を効率良く利用して、入力軸１４とロータ３０とを係合させるクラッチ機構４０と、ロータの回転角位置を検出可能なロータ回転センサであるレゾルバ２６とを配置することができ、動力伝達装置１０の寸法が、回転中心軸の軸方向に長いものとなることを抑制することができる。

また、上述した実施形態において、回転電機２０は、永久磁石式交流モータで構成されているものとしたが、回転電機の形態は、これに限定されるものではない。ロータが、ステータとの間に磁路が形成される部材（磁路形成部材）を保持するロータ磁路形成保持部を有し、当該ロータ磁路形成保持部の径方向内側に、クラッチ機構を配設可能なものであれば良い。例えば、ステータに形成される回転磁界により、ロータにリラクタンストルクのみを発生させる「リラクタンスモータ」を、回転電機として備えた動力伝達装置にも本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態において、遊嵌結合部材６３は、トルクコンバータ６０のポンプインペラ６２に結合された入力側部材６１に、さらに結合されている部材であるものとしたが、遊嵌結合部材の形態は、これに限定されるものではない。本発明に係る遊嵌結合部材は、クラッチ機構のうちロータと一体に回転する部材、又はロータ磁路形成保持部と遊嵌して結合されて、当該ロータからの機械的動力を、動力伝達装置の出力軸に向けて伝達可能な部材であれば良い。

例えば、遊嵌結合部材は、入力側部材６１と一体に成形されており、当該部材が、直接にポンプインペラ６２に結合されているものとしても良い。また、遊嵌結合部材は、トルクコンバータのような流体伝動機構を介することなく、直接に変速機構の入力軸に結合されているものとしても良い。また、遊嵌結合部材は、動力伝達装置の出力軸に結合されているものとすることもできる。

以上のように、本発明は、ロータから機械的動力を出力可能な回転電機を備えた動力伝達装置に有用であり、特に、原動機からの機械的動力が入力される入力軸と回転電機のロータとを係合させることが可能なクラッチ機構を備えた動力伝達装置に適している。

１ ハイブリッド車両
５ 内燃機関（原動機）
１０ 動力伝達装置
１１ 動力伝達装置のハウジング
１４ 動力伝達装置の入力軸
１８ 動力伝達装置の出力軸
２０ 回転電機（電動機、発電機、モータ・ジェネレータ）
２２ 回転電機のステータ
２６ レゾルバ（ロータ回転センサ）
３０ 回転電機のロータ
３１ 磁石形成部材
３２ 回転電機のロータのロータ磁路形成保持部
３４ 回転電機のロータのロータフランジ部
３６ 回転電機のロータのロータ軸部
３７ 貫通オイル通路
４０ クラッチ機構
４２ クラッチドラムの径方向部
４３ クラッチドラムの周壁部
４４ クラッチドラム（シリンダ状部材）
４５ 摩擦相手板（摩擦材）
４６ 摩擦板（摩擦材）
４７ クラッチハブの周壁部
４８ クラッチハブ
４９ クラッチハブの径方向部
５０ クラッチ機構のピストン部材
５２ クラッチ機構のリターンスプリング
５４ クラッチ機構のスプリングリテーナ
５５ クラッチ機構の油圧室
５６，５７，５８，５９ オイル通路
６０ トルクコンバータ（流体伝動機構）
６１ トルクコンバータの入力側部材
６３ 遊嵌結合部材
６２ トルクコンバータのポンプインペラ
６４ トルクコンバータのタービンランナ
６５ トルクコンバータのステータ
６９ トルクコンバータの出力側部材

Claims (4)

1. ロータから機械的動力を出力可能な回転電機と、原動機からの機械的動力が入力される入力軸と前記ロータとを係合させることが可能なクラッチ機構と、を備えた動力伝達装置であって、
   前記ロータは、
   回転中心軸の径方向外側において回転中心軸の軸方向に延びており、回転電機のステータとの間に磁路が形成される部材を保持するロータ磁路形成保持部と、
   回転中心軸の径方向内側において回転中心軸の軸方向に延びているロータ軸部と、
   ロータ磁路形成保持部とロータ軸部との間において回転中心軸の径方向に延びており、ロータ磁路形成保持部とロータ軸部とを接続するロータフランジ部と、
   を有するものであり、
   クラッチ機構は、
   ロータ磁路形成保持部とロータ軸部との間において最もロータフランジ部側に配置され、且つ、回転中心軸を軸心とする円筒状をなしており、ロータと一体に回転するシリンダ状部材を有するものであり、
   シリンダ状部材は、
   回転中心軸の径方向内側の端がロータ軸部と結合されており、且つロータフランジ部に対して回転中心軸の軸方向に離間して配設され、
   ロータフランジ部側とは反対側に、ピストン部材に油圧を作用させるため油圧室が設けられている
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置において、
   シリンダ状部材は、
   回転中心軸を軸心とする円筒状をなしており、径方向内側に摩擦材が配置される周壁部と、
   周壁部のうちロータフランジ部側の端からロータ軸部に向けて径方向内側に延びている径方向部と、
   を有するクラッチドラムであり、
   クラッチドラムの径方向部は、
   回転中心軸の径方向内側の端がロータ軸部と結合されており、且つロータフランジ部に対して回転中心軸の軸方向に離間して配設されている
   動力伝達装置。
3. 請求項２に記載の動力伝達装置において、
   クラッチ機構は、油圧室の油圧が上昇することにより、クラッチドラムとクラッチハブが係合するものであり、
   クラッチドラムの径方向部は、回転中心軸の軸方向のうちロータフランジ部側とは反対側にある前記油圧室の油圧を受ける
   動力伝達装置。
4. 請求項１に記載の動力伝達装置において、
   前記ロータの回転角位置を検出可能なロータ回転センサを備えるものであり、
   ロータ回転センサは、回転中心軸の軸方向において、ロータフランジ部を挟んで、シリンダ状部材と対向するように配設されている
   動力伝達装置。

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