JP5297352B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、ロータ支持部材は、支持軸受を介して軸方向突出部に対して回転可能な状態で径方向のみならず軸方向にも支持され、更に油圧供給対象を収容する収容部材がロータ支持部材に当接して軸方向に支持されるので、当該収容部材の形状の設定次第では、軸方向突出部の軸方向の端面と軸方向で当該軸方向突出部に隣接して配置される他の回転部材との間にスラストベアリングを設ける必要がなくなる。よって、省略できるスラストベアリングの分だけ装置全体の軸長を短縮することができる。更に、スラストベアリングが省略されることで軸方向突出部の軸方向の端面がスラストベアリングによって閉塞されることなく開放された状態となるので、ロータ支持部材に対して軸方向で支持壁とは反対側に配置される所定の油圧供給対象に油を供給する供給油路が軸方向突出部の軸方向の端面に開口する構成とすることができる。よって、支持壁及び軸方向突出部の内部に備えられる供給油路のうちの少なくとも1つについては、軸方向突出部の軸方向の端面に開口する構成とすることで外周面に開口させる必要がなくなるので、本来であれば軸方向突出部の外周面に開口させるために必要とされた軸方向長さの分だけ装置全体の軸長を短縮することができる。
従って、上記の特徴構成によれば、回転電機のロータの軸心精度を高く確保しつつ、装置全体の軸長を短縮することができる車両用駆動装置を提供することができる。
このとき、一般に、摩擦係合装置の係合及び解放を制御するために係合油室へ供給される油の供給圧は、冷却や潤滑等の目的で供給される油の供給圧に比べてより精密に制御される必要があることから、第二供給油路から係合油室までの経路は極力液密状態とされることが好ましい。上記の構成では、第二供給油路を軸方向突出部の外周面に開口させる構成とすることで、例えばシールリング等の一般的に用いられるシール部材を用いて、2つの供給油路のうち液密性能に関する要請がより大きい第二供給油路からの経路を適切に液密状態とすることができる。
従って、上記の構成によれば、車両用駆動装置全体の軸長を短縮しつつ、摩擦係合装置の係合及び解放を適切に制御すると共に複数の摩擦材等の冷却及び潤滑を適切に行なうことができる。
また、油圧供給対象を収容する収容部材を、一般に所定の軸方向長さを有する形状とされる場合が多い伝動装置支持部材を利用して構成することで、軸方向突出部の軸方向の端面と軸方向で当該軸方向突出部に隣接して配置される他の回転部材との間のスラストベアリングを省略可能な状態を形成し易い。よって、装置全体の軸長を短縮することが容易となる。
従って、上記の構成によれば、回転電機のロータに加えて更に流体伝動装置の軸心精度も高く確保しつつ、装置全体の軸長を短縮することができる車両用駆動装置を提供することができる。
本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明に係る車両用駆動装置を、ハイブリッド駆動装置1に適用した場合を例として説明する。ハイブリッド駆動装置1は、車両の駆動力源としてエンジンE及び回転電機MGの一方又は双方を用いるハイブリッド車両用の駆動装置である。このハイブリッド駆動装置1は、図2に示すように、軸心X周りに回転するロータ22を有する回転電機MGと、回転電機MGを収容する駆動装置ケース2(以下、単に「ケース2」と言う。)と、ケース2に設けられて所定の油圧供給対象としての第一クラッチC1に油を供給する油路L1と、を備えている。
まず、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1の全体構成について説明する。図1に示すように、このハイブリッド駆動装置1は、第一の駆動力源としてのエンジンEに駆動連結される入力軸Iと、車輪Wに駆動連結される出力軸Oと、第二の駆動力源としての回転電機MGと、トルクコンバータTCと、変速装置TMと、を備えている。また、ハイブリッド駆動装置1は、エンジンEと回転電機MGとの間の駆動力の断接を行う第一クラッチC1を備えている。本実施形態においては、第一クラッチC1が本発明における油圧供給対象としての「摩擦係合装置」に相当し、トルクコンバータTCが本発明における「流体伝動装置」に相当する。
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1の各部の構成について、図2〜図4を参照して説明する。上記のとおり、ハイブリッド駆動装置1は、入力軸I、中間軸M、出力軸O、回転電機MG、トルクコンバータTC、変速装置TM、及び第一クラッチC1を備えている。本実施形態では、第一クラッチC1は回転電機MGの径方向内側に配置されており、回転電機MG及び第一クラッチC1、トルクコンバータTC、及び変速装置TMは、軸方向ではエンジンEの側からこの順に配置されている。また、入力軸I、中間軸M、及び出力軸Oは、軸方向ではエンジンEの側からこの順に配置されている。これらの各部品は、非回転部材としてのケース2内に収容されている。以下、このハイブリッド駆動装置1の各部の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、ケース2は、その内部に収容する各収容部品の外周を覆うケース周壁3と、当該ケース周壁3の軸方向一方側(図2における左側、以下同じ。)の端部開口を塞ぐ端部支持壁4と、を備えている。更に、このケース2は、軸方向でトルクコンバータTCと変速装置TMとの間に配置される中間支持壁6を備えている。また、本実施形態においては、ケース2は、第一ケース2aと、当該第一ケース2aの軸方向他方側(図2における右側、以下同じ。)に取り付けられる第二ケース2bと、に分割可能に構成されている。ここで、第一ケース2aにはケース周壁3aが形成されると共に、当該ケース周壁3aと一体的に端部支持壁4が形成されている。また、第二ケース2bにはケース周壁3bが形成されると共に、当該ケース周壁3bに中間支持壁6が設けられている。ケース2内において、ケース周壁3aと端部支持壁4と中間支持壁6との間に画定される空間には、回転電機MG、トルクコンバータTC、及び第一クラッチC1が収容されている。また、図2には示されていないが、ケース2内においてケース周壁3bと中間支持壁6との間に画定される空間には、変速装置TMが収容されている。
入力軸Iは、エンジンEの駆動力をハイブリッド駆動装置1内に入力するための軸であり、図2に示すように、軸方向一方側の端部においてエンジンEに連結されている。ここで、入力軸Iは、エンジンEのエンジン出力軸と一体回転するように連結されている。入力軸Iとエンジン出力軸との間には、ダンパ等が介挿されていても良い。この入力軸Iは、ケース2を貫通する状態で配設されている。上記のとおり、ケース2の一部を構成する端部支持壁4の径方向中心部には軸方向の貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して入力軸Iが端部支持壁4を貫通してケース2内に挿入されている。具体的には、端部支持壁4に設けられた筒状の軸方向突出部5を軸方向に完全に貫通する形態で、入力軸Iが配置されている。そして入力軸Iは、ニードルベアリング72aを介して回転可能な状態で、端部支持壁4の軸方向突出部5に支持されている。
図2に示すように、回転電機MGは、ケース2の端部支持壁4の軸方向他方側に、当該端部支持壁4に隣接して配置されている。回転電機MGは、同じくケース2の端部支持壁4の軸方向他方側に、当該端部支持壁4に隣接して配置される第一クラッチC1の径方向外側に配置されている。回転電機MGのステータ21は、図示は省略しているが、ケース2に固定されている。ロータ22は、回転可能な状態でケース2に支持されている。なお、回転電機MGは入力軸I及び中間軸Mと同軸状に配置されており、ロータ22の回転軸心Xは、入力軸I及び中間軸Mの回転軸心に一致している。また、ロータ22は、ロータ支持部材23を介してトルクコンバータTCのポンプインペラ31と一体回転するように連結されている。
図2に示すように、第一クラッチC1は、ケース2の端部支持壁4の軸方向他方側に、当該端部支持壁4に近接して配置されている。但し、第一クラッチC1は、同じくケース2の端部支持壁4の軸方向他方側に、当該端部支持壁4に隣接して配置された回転電機MGのロータ支持部材23よりも更に軸方向他方側に配置されている。すなわち、第一クラッチC1は、ロータ支持部材23に対して軸方向で端部支持壁4とは反対側となるトルクコンバータTC側に配置されている。また、第一クラッチC1は、ロータ支持部材23の軸方向他方側であって、円筒部24の径方向内側に形成される空間に配置されている。すなわち、第一クラッチC1は、ロータ22の径方向内側であって軸方向でロータ22と重複する位置に配置されている。本例では、第一クラッチC1は、上記空間に当該第一クラッチC1の全体が収まる形態で配置されており、その全体が軸方向でロータ22と重複する位置に配置されている。
図2に示すように、トルクコンバータTCは、回転電機MGの軸方向他方側に配置されている。本実施形態では第一クラッチC1は回転電機MGの径方向内側に配置されているので、トルクコンバータTCは、回転電機MG及び第一クラッチC1の軸方向他方側に配置されている。
次に、本発明の第一の要部である、回転電機MGのロータ22及びトルクコンバータTCの支持構造について説明する。ここでは、まず初めに回転電機MGのロータ22の支持構造について説明し、その後トルクコンバータTCの支持構造について説明する。
まず、ロータ22の支持構造について説明する。上記のとおり、ロータ支持部材23は円筒状の軸方向突出部25を一体的に備えた形状とされており、この軸方向突出部25の内周面を支持するように支持軸受71が配設されている。そして、ロータ支持部材23及びこれに支持されるロータ22は、図3及び図4に示すように、当該ロータ22の径方向内側において、支持軸受71を介して回転可能な状態で、ケース2の一部を構成する端部支持壁4の軸方向突出部5の外周面5bに支持されている。このような支持軸受71として、本実施形態では、ラジアルベアリングの一種であるボールベアリングが用いられている。ボールベアリングは、比較的大きな径方向の荷重を支持することが可能である。すなわち、ロータ支持部材23及びこれに支持されるロータ22は、支持軸受71を介して回転可能な状態で、軸方向突出部5の外周面5bに径方向に支持されている。
次に、トルクコンバータTCの支持構造について説明する。本実施形態においては、トルクコンバータTCは、伝動装置支持部材30により支持される。伝動装置支持部材30は、少なくともフロントカバー32、リヤカバー33、及びポンプハブ35を含み、更に本実施形態においては、フロントカバー32と固定されて一体化された第一クラッチドラム53を含んで構成されている。図2に示すように、伝動装置支持部材30及びこれに支持されるトルクコンバータTCは、軸方向他方側(中間支持壁6側)では、ニードルベアリング72bを介してポンプカバー7の軸方向突出部8に対して回転可能な状態で径方向に支持されている。
次に、本発明の第二の要部である、ケース2内における油路の構成について説明する。ここでは特に、端部支持壁4及び軸方向突出部5の内部に形成された油路の構成に焦点を当てて説明する。本実施形態においては、端部支持壁4及び軸方向突出部5の内部には、第一供給油路L1、第二供給油路L2、及び排出油路L3の3つの油路が形成されている。なお、第一供給油路L1及び第二供給油路L2は、いずれも第一クラッチC1に油を供給するための異なる系統の油路であり、排出油路L3は、第一クラッチC1に供給された油を排出するための油路である。図5に示すように、これらは端部支持壁4及び軸方向突出部5の周方向の異なる位置に形成されている。なお、図3及び図4は、上半分については周方向の異なる位置における断面図を示しており、下半分については周方向の同一の位置における断面図を示している。
本発明の第二の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においても、本発明に係る車両用駆動装置を、ハイブリッド駆動装置1に適用した場合を例として説明する。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の全体構成及び各部の構成は、基本的には上記第一の実施形態と同様である。本実施形態においては、回転電機MGのロータ22の支持構造及びトルクコンバータTCの支持構造が、上記第一の実施形態と一部異なっている。具体的には、回転電機MGのロータ22及びトルクコンバータTCが、端部支持壁4の軸方向突出部5の内周面5cに支持された構造を採用している点で、これらが端部支持壁4の軸方向突出部5の外周面5bに支持された構造を採用する上記第一の実施形態と異なっている。また、それに伴い、ケース2内の油路の構成も、上記第一の実施形態と一部異なっている。以下では、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置1について、上記第一の実施形態との相違点を中心に詳細に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
本実施形態においても、第一クラッチC1は、エンジンEと回転電機MGとを選択的に駆動連結する摩擦係合装置である。このような機能を実現するため、第一クラッチC1は、図7及び図8に示すように、第一クラッチハブ52と、第一クラッチドラム53と、第一ピストン54と、第一リターンスプリング55と、複数の外側摩擦プレート56aと、複数の内側摩擦プレート56bと、液密状態の第一供給油室H1と、を備えている。これらの構成については、基本的には上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態では、回転電機MGのロータ22及びトルクコンバータTCを端部支持壁4の軸方向突出部5の内周面5cに支持するため、第一クラッチドラム53は、軸方向突出部5を軸方向他方側から覆うように形成されている。より具体的には、第一クラッチドラム53は、軸方向突出部5の軸方向他方側に配置される円板部53iを有すると共に、当該円板部53iの径方向内側の端部に、軸方向一方側に延びる円筒状の第二円筒部53fを有する形状に形成されている。すなわち、第一クラッチドラム53は、径方向に断面略S字状に形成されている。そして、この第二円筒部53fの外周面を支持するように支持軸受71が配設されている。
本実施形態においても、トルクコンバータTCは、伝動装置支持部材30により支持される。そして、フロントカバー32、リヤカバー33、ポンプハブ35、及び第一クラッチドラム53により伝動装置支持部材30が構成されている点や、軸方向他方側(中間支持壁6側)では、ニードルベアリング72bを介してポンプカバー7の軸方向突出部8に対して回転可能な状態で径方向に支持されている点についても、上記第一の実施形態と同様である。
本実施形態においても、ロータ22はロータ支持部材23により支持される。本実施形態においては、ロータ支持部材23及びこれに支持されるロータ22は、トルクコンバータTCと一体的に支持されている。すなわち、ロータ支持部材23は、伝動装置支持部材30に連結されて当該伝動装置支持部材30を介して軸方向突出部5の内周面5cに支持されている。なお、ロータ支持部材23の内スプライン係合溝24aと、第一クラッチドラム53の外スプライン係合溝53bとが係合しつつ、ロータ支持部材23の筒状突起部26と第一クラッチドラム53の筒状突起部53cとが嵌合している点や、ロータ支持部材23の筒状突起部26の軸方向他方側(トルクコンバータTC側)の端面が、伝動装置支持部材30の一部を構成する第一クラッチドラム53の壁部53dに当接している点については、上記第一の実施形態と同様である。
本実施形態においても、第一供給油路L1は、端部支持壁4内を径方向に延びると共に軸方向突出部5内を軸方向に延びており、図7及び図9に示すように、軸方向突出部5の突出方向である軸方向他方側の端面5aに開口する第一開口部12を有する。また、第一供給油路L1が、第一クラッチC1の外側摩擦プレート56a及び内側摩擦プレート56bへ供給される油の供給路とされている点についても上記第一の実施形態と同様である。但し、本実施形態においては、上記のとおり第一クラッチドラム53が軸方向突出部5を軸方向他方側から覆うように形成されている。そのため、第一クラッチドラム53の円板部53iには、当該円板部53iを軸方向に貫通する油穴53gが形成されている。すなわち、第一供給油路L1から供給され第一開口部12から流出した油は、油穴53gを通って第一クラッチC1の外側摩擦プレート56a及び内側摩擦プレート56bへ供給される。第二供給油路L2の構成については、上記第一の実施形態と同様である。
(1)上記の各実施形態においては、ケース2に設けられる第一クラッチC1を所定の油圧供給対象とした場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば遊星歯車機構等のギヤ機構を油圧供給対象として本発明に係る車両用駆動装置を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合において、油圧供給対象となる遊星歯車機構等が主に潤滑や冷却のみを必要とする場合には、端部支持壁4及び軸方向突出部5の内部には、遊星歯車機構等へ油を供給するための第一供給油路L1、及びこれを排出するための排出油路L3のみを備えた構成としても良い。
なお、この場合において、第一クラッチC1が軸方向でロータ22とは重複しない位置に配置されていても良い。すなわち、第一クラッチC1とロータ22とが軸方向の配置に関して同じ位置となる部分を有さないように、第一クラッチC1を配置しても良い。更に、第一クラッチC1が、径方向でロータ22と重複する位置に配置されていても良い。すなわち、第一クラッチC1とロータ22とが径方向の配置に関して同じ位置となる部分を少なくとも一部に有するように、第一クラッチC1を配置しても良い。
2 駆動装置ケース(ケース)
4 端部支持壁(支持壁)
5 軸方向突出部
5a 軸方向端面(突出方向端面)
12 第一開口部(端面開口部)
13 第二開口部
14 第三開口部(排出開口部)
22 ロータ
23 ロータ支持部材
24a 内スプライン係合溝
26 筒状突起部(第一筒状突起部)
30 伝動装置支持部材
31 ポンプインペラ(駆動側回転部材)
41 タービンランナ(従動側回転部材)
53 第一クラッチドラム(収容部材)
53b 外スプライン係合溝
53c 筒状突起部(第二筒状突起部)
56a 外側摩擦プレート(摩擦材)
56b 内側摩擦プレート(摩擦材)
71 支持軸受
MG 回転電機
TC トルクコンバータ(流体伝動装置)
C1 第一クラッチ(摩擦係合装置、油圧供給対象)
L1 第一供給油路(供給油路)
L2 第二供給油路
L3 排出油路
H1 第一供給油室(供給油室)
X 軸心
Claims (6)
- 軸心周りに回転するロータを有する回転電機と、前記回転電機を収容するケースと、前記ケースに設けられて所定の油圧供給対象に油を供給する油路と、を備えた車両用駆動装置であって、
前記ケースは、少なくとも径方向に延びる支持壁を有すると共に、前記支持壁と一体的に形成されて前記支持壁から軸方向で前記回転電機側に突出する筒状の軸方向突出部を有し、
少なくとも径方向に延びて前記ロータを支持するロータ支持部材が、前記軸方向突出部の外周面又は内周面に配設された支持軸受を介して前記軸方向突出部に対して回転可能な状態で径方向及び軸方向に支持され、
前記油圧供給対象が、前記ロータ支持部材に対して軸方向で前記支持壁とは反対側に配置されると共に、当該油圧供給対象を収容する収容部材が前記ロータ支持部材に軸方向に当接して配置され、
前記支持壁及び前記軸方向突出部の内部に前記油圧供給対象への供給油路を備え、
前記供給油路が、前記軸方向突出部の突出方向端面に開口する端面開口部を有する車両用駆動装置。 - 前記油圧供給対象は、係合油室と複数の摩擦材とを有し前記係合油室への油の供給圧が制御されることにより係合及び解放が制御される摩擦係合装置であり、
前記供給油路及び前記端面開口部をそれぞれ第一供給油路及び第一開口部とすると共に、前記第一供給油路とは別に前記支持壁及び前記軸方向突出部の内部に形成され、前記軸方向突出部の外周面に開口する第二開口部を有する第二供給油路を更に備え、
前記第一供給油路は前記摩擦材へ供給される油の供給路とされ、前記第二供給油路は前記係合油室へ供給される油の供給路とされる請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記供給油路及び前記端面開口部をそれぞれ第一供給油路及び第一開口部とすると共に、前記第一供給油路とは別に前記支持壁及び前記軸方向突出部の内部に形成され、前記軸方向突出部の突出方向端面又は内周面に開口する排出用開口部を有する排出油路を更に備えた請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。
- 駆動側回転部材と従動側回転部材とを有し、内部に充填された流体を介して駆動力を伝達可能に構成された流体伝動装置と、前記収容部材を構成しつつ前記流体伝動装置を支持する伝動装置支持部材と、を更に備え、
前記伝動装置支持部材が、前記ロータ支持部材に連結され、前記流体伝動装置に対して軸方向で前記支持壁側では、前記支持軸受を介して前記軸方向突出部に対して回転可能な状態で径方向及び軸方向に支持されている請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 - 前記ロータ支持部材は、筒状の内周面部と、当該内周面部に形成された内スプライン係合溝と、軸方向で前記伝動装置支持部材側に突出する筒状の第一筒状突起部と、を有し、
前記伝動装置支持部材は、筒状の外周面部と、当該外周面部に形成された外スプライン係合溝と、軸方向で前記ロータ支持部材側に突出する筒状の第二筒状突起部と、を有し、
前記内スプライン係合溝と前記外スプライン係合溝とが係合しつつ、前記ロータ支持部材と前記伝動装置支持部材との間の径方向の相対移動を規制するように前記第一筒状突起部と前記第二筒状突起部とが嵌合し、更に、
前記第一筒状突起部の軸方向端面が前記伝動装置支持部材に当接し、又は、前記第二筒状突起部の軸方向端面が前記ロータ支持部材に当接している請求項4に記載の車両用駆動装置。 - 前記油圧供給対象が、前記ロータの径方向内側であって軸方向で前記ロータと重複する位置に配置されている請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
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