JP5434514B2 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源としてエンジン、および電動モータを備え、エンジン、および電動モータによる駆動力を車軸に伝達するハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来、エンジン、および電動モータを備えたハイブリッド車両の駆動装置には、エンジン駆動力の入力軸と、電動モータのロータに固定され車軸へ連結される出力軸との断続を行なうためのクラッチ機構が設けられている。このような構成により車両は電動モータ単独で走行したり、大きな駆動力が必要なときにエンジンと電動モータとを同時に駆動源として使用したり、さらにはエンジン回転を利用し電動モータに発電をさせたりすることが可能となる。

例えば、特許文献１に記載されているものでは、ダイアフラム状の板バネ１７によってクラッチ機構１６の断続が行なわれるよう構成されている。通常状態においては、ダイアフラム状に形成された板バネ１７は、外周部によってクラッチ板を係合方向に付勢してクラッチ係合状態を維持し、エンジンと電動モータが同時に回転するようにしている。そして電動モータのみの駆動によって車両を走行させるときには、作動油をピストンの背面に供給し、ピストンを移動させベアリングおよび第２ベアリング等を介して板バネ１７から板バネ１７の内径方向に延在するレバーの先端部を押圧する。これによって板バネ１７の外周部が、レバーが支持される支点リング１８との当接点を支点として梃子の作用によってレバーの作用点によって押動されクラッチ板から離間され、クラッチを付勢する力が解除されてクラッチの係合が切離される。

特開２００６−１３７４０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、クラッチの係合を解除するために板バネ１７から延在するレバーをピストンによって押圧し、該レバーの梃子の作用によってレバーに連結される板バネ１７の外周部を移動させている。これにより板バネ１７の外周部の移動距離とピストンの移動距離は１：１とし難く、ピストンの移動距離の方が長くなっている。このためピストンの移動距離分のストロークを確保するためのスペースが大きくなり駆動装置が大きくなってしまうという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型で且つ簡易な構成でクラッチの係合、脱離操作が行なえるハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、エンジンに回転可能に連結される入力軸と、電動モータのロータと同一回転軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を入力軸側の側壁部、出力軸側の側壁部、及び外周壁部とで囲繞するケースと、を備え、前記クラッチ装置は、前記入力軸及び前記出力軸の各大径部に回転を規制し前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のクラッチプレ−トと、前記入力軸に前記出力軸側で前記回転軸線方向に移動可能に装架され、前記複数のクラッチプレートを押圧するための押圧部材と、前記押圧部材を前記入力軸側にばね力で付勢して前記複数のクラッチプレートを圧接させるコイルばねと、前記押圧部材に一体的に設けられ、前記入力軸の前記大径部を前記回転軸線方向に通過して前記入力軸側に延在する作動部と、前記入力軸側の側壁部に形成されたシリンダと移動可能に嵌合され、シリンダ底部との間に油圧室を形成し、該油圧室に供給される油圧により移動されて前記作動部を相対回転許容部材を介し前記ばね力に抗して移動させ前記複数のクラッチプレートを離接させるピストンと、前記入力軸側の側壁部に形成され前記油圧室に連通して前記油圧を供給する流入ポートと、を有することである。

上記課題を解決するため、請求項２に係る発明の特徴は、エンジンに回転可能に連結される入力軸と、電動モータのロータと同一回転軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を入力軸側の側壁部、出力軸側の側壁部、及び外周壁部とで囲繞するケースと、を備え、前記クラッチ装置は、前記入力軸及び前記出力軸の各大径部に回転を規制し前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のクラッチプレ−トと、前記出力軸に前記入力軸側で前記回転軸線方向に移動可能に装架され、前記複数のクラッチプレートを押圧するための押圧部材と、前記押圧部材を前記出力軸側にばね力で付勢して前記複数のクラッチプレートを圧接させるコイルばねと、前記押圧部材に一体的に設けられ、前記出力軸の前記大径部を前記回転軸線方向に通過して前記出力軸側に延在する作動部と、前記出力軸側の側壁部に形成されたシリンダと移動可能に嵌合され、シリンダ底部との間に油圧室を形成し、該油圧室に供給される油圧により移動されて前記作動部を相対回転許容部材を介し前記ばね力に抗して移動させ前記複数のクラッチプレートを離接させるピストンと、前記出力軸側の側壁部に形成され前記油圧室に連通して前記油圧を供給する流入ポートと、を有することである。

上記課題を解決するため、請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または２において、前記作動部に固定され前記回転軸線に向って延在し、前記ピストンにより前記相対回転許容部材を介して押動される当接部材を設けたことである。

上記課題を解決するため、請求項４に係る発明の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記押圧部材は円環状に形成され、前記作動部は前記押圧部材の内周部から前記回転軸線方向に複数個突設されたことである。

請求項１に係る発明によれば、線形のたわみ−荷重特性を有するコイルばねによってクラッチプレートの付勢がされるので、コイルばねの撓み量に対しピストンの移動量を比例関係で移動させることができ、効率的にコイルばねの付勢力を減じてクラッチ係合の解除ができる。これによってピストンが移動するためのスペースを小さくすることができ、駆動装置の小型化を図ることができる。

またコイルばねが線形のたわみ−荷重特性を有しているので、ピストンの移動量の制御によって、クラッチの係合状態を比較的簡易に制御できる。これによってピストンとシリンダ底部との間に形成された油圧室へ供給する油圧を制御することによって簡易に断接時の衝撃が少ない半クラッチ状態を得ることができる。

請求項２に係る発明によれば、線形のたわみ−荷重特性を有するコイルばねによってクラッチプレートの付勢がされるので、コイルばねの撓み量に対しピストンの移動量を比例関係で移動させることができ、効率的にコイルばねの付勢力を減じてクラッチ係合の解除ができる。これによってピストンが移動するためのスペースを小さくすることができ、駆動装置の小型化を図ることができる。

またコイルばねが線形のたわみ−荷重特性を有しているので、ピストンの移動量の制御によって、クラッチの係合状態を比較的簡易に制御できる。これによってピストンとシリンダ底部との間に形成された油圧室へ供給する油圧を制御することによって簡易に断接時の衝撃が少ない半クラッチ状態を得ることができる。

請求項３に係る発明によれば、相対回転許容部材を介してピストンと当接部材とが当接される位置の当接部材の回転周速度は、径の大きな作動部の回転周速度よりも小さい。これにより、回転しないケースの側壁部に設けられたピストンに対しての当接部材の相対周速度は、ピストンが作動部で当接する場合より小さくできるので摺動抵抗は小さくなり、信頼性を向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、押圧部材の作動部が複数個に分割されて押圧部材の内周部から入力軸または出力軸の大径部を通過し回転軸線方向に突設するので、入力軸側と出力軸側のスペースを、それぞれ同時に効率的に活用でき、駆動装置の小型化に寄与することができる。また作動部を複数個に分割して突設するので軽量化を図ることができる。

本実施形態におけるハイブリッド車両用駆動系を示す概略図である。 本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置を含む断面図である。 本発明に係る第１の実施形態のハイブリッド車両用駆動装置の断面図である。 第１の実施形態の変形例１のハイブリッド車両用駆動装置の模式図である。 本発明に係る第２の実施形態のハイブリッド車両用駆動装置の模式図である。 第２の実施形態の変形例２のハイブリッド車両用駆動装置の模式図である。

本発明の第１の実施形態を、ハイブリッド車両に具体化し図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置１を適用したハイブリッド車両用駆動系の概略を示している。図１において、実線による矢印は、各装置間をつなぐ油圧配管を示しており、破線による矢印は、制御用の信号線を示している。また本実施形態においては、ハイブリッド車両用駆動装置のエンジン側を前側とし、変速機側を後側とする。

図１に示したように、車両のエンジン１０と電動モータ２０とは、クラッチ装置４０を介して直列に接続されている。クラッチ装置４０は、エンジン１０と電動モータ２０との間の接続を接離しトルク伝達を断続している。また、電動モータ２０には、車両の自動変速装置５が直列に接続されており、自動変速装置５には、図示しない車両の駆動輪が接続されている。自動変速装置（Ａ／Ｔ）５は、変速機、及び図２に示すトルクコンバータ２からなり、トルクコンバータ２の出力が、変速機の入力軸３１に入力されている。

図２に示すように電動モータ２０とトルクコンバータ２とは出力軸２６、及びトルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６を介して回転連結されている。トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６は入力軸４１と同一回転軸上に並んで配置され、トルクコンバータ２のフロントカバー１４に連結されてフロントカバー１４と一体回転される。そしてセンタピース１６とともにフロントカバー１４が回転されることにより、フロントカバー１４と連結されるトルクコンバータ２内のポンプインペラ（図示せず）が回転される。これによりポンプインペラによって油流が発生し、発生した油流によって入力軸３１に連結されたタービンランナ（図示せず）が回転して入力軸３１に回転力が伝達される。出力軸２６と、センタピース１６と、フロントカバー１４とは入力軸３１と同一回転軸上に配置されている。

エンジン１０は、炭化水素系の燃料により出力を発生させる通常の内燃機関である。電動モータ２０は、これに限定されるものではないが、車輪駆動用の同期モータであり、自動変速装置５は、通常の遊星歯車式自動変速機である。また、クラッチ装置４０は、普段はエンジン１０と電動モータ２０との間を接続しているノーマルクローズタイプのクラッチ機構である。

クラッチ装置４０には、電磁弁５０が接続されている。電磁弁５０は、減圧弁とリザーバへの通路とを有し、それぞれを適宜切替える。電磁弁５０には電動オイルポンプ６０の吐出口が接続されている。電磁弁５０が減圧弁側で使用されると、電動オイルポンプ６０により発生された油圧が減圧弁により調圧された後、クラッチ装置４０に供給される。また油圧を抜くときには電磁弁５０をリザーバ通路側に切替えて作動油を排出する。

電磁弁５０および電動オイルポンプ６０には、コントローラ７０が電気的に接続されている。コントローラ７０は電動オイルポンプ６０および電磁弁５０を作動させて、クラッチ装置４０に適正な油圧を供給し、クラッチ装置４０を目標とする接続状態に制御している。

コントローラ７０は、エンジン１０または電動モータ２０の回転を制御し、車両を走行させている。さらに、コントローラ７０は、自動変速装置５のシフトバルブを作動させる電磁ソレノイド（図示せず）と接続されており、エンジン１０の回転速度、車両速度、シフト位置等に基づき、自動変速装置５の作動を制御している。

次に本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置１について図２、図３に基づき詳細に説明する。ハイブリッド車両用駆動装置１は、エンジン１０に回転可能に連結される入力軸４１と、電動モータ２０のロータ２１と同一回転軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸２６と、を有している。またハイブリッド車両用駆動装置１は、入力軸４１と出力軸２６とを係脱可能に連結するクラッチ装置４０と、電動モータ２０及びクラッチ装置４０を囲繞するケース３と、を有している。

ケース３は外形を形成する外周壁部３ｃと、電動モータ２０及びクラッチ装置４０とトルクコンバータ２との間に後側側壁部３ａと、後述する前側側壁部３ｂとを有している。また、ケース３は外周壁部３ｃが後側側壁部３ａから自動変速装置５側に向って所定量延在され、トルクコンバータ２の一部を覆っている。そして延在されたケース３はトルクコンバータ２の残りの部分を覆うケース４と、ボルトによって固定されている。更にケース４は変速機のケース（図示せず）と固定され、自動変速装置５のケース（図示せず）を形成している。

ケース３のエンジン１０側にはケース３の蓋部を形成するフロントケース６が配置され、ケース３とフロントケース６とは、ボルトによって固定されている。ケース３を構成するフロントケース６の前側側壁部３ｂの中心部には入力軸４１が軸承されるよう貫通孔６ａが設けられている。そして貫通孔６ａと入力軸４１との間にはボールベアリング３４が介在され、入力軸４１を回転可能に軸承している。

図２に示すように入力軸４１は、フライホイール１２、及び回転振動を吸収するためのダンパ６８を介してエンジン１０の出力軸１１に回転連結されている。図２、図３に示すように入力軸４１はダンパ６８との固定部４１ａと、フロントケース６の前側側壁部３ｂの貫通孔６ａに回転支持される連結部４１ｂと、大径部である支持部４１ｃと、後述する押圧部材４４を装架する係合部４１ｄと、を有している。以後、入力軸４１が支持される前側側壁部３ｂの側を入力軸側と称す。支持部４１ｃの外周側は回転軸方向に拡幅され、前述した複数の円環上のクラッチプレート４２が係合されている。

出力軸２６は、トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６に回転連結されている。センタピース１６はケース３の後側側壁部３ａに形成された貫通孔３ｄに回転可能に軸承されている。以後、出力軸２６と連結されるセンタピース１６が軸承される後側側壁部３ａの側を出力軸側と称す。

出力軸２６は、図２に示す回転軸方向の断面が逆Ｓ字状を呈し、大径側にエンジン１０側に開口された外周開口部２７が形成され、小径側に変速装置５側に開口された内周開口部３２が形成されている。外周開口部２７は小径側壁部２７ｄと、大径側壁部２７ｃと、段付きの各底壁部２７ｅ、２７ｆとによって包囲され形成されている。大径側壁部２７ｃの先端部内周面には前述した複数の円環状のクラッチプレート４３が係合されている。そして入力軸４１の大径部である支持部４１ｃに支持された複数のクラッチプレート４２と、出力軸２６の大径側壁部２７ｃに支持された複数のクラッチプレート４３とが交互に嵌合されている。そしてクラッチプレート４２と、クラッチプレート４３とが嵌合された状態で回転軸方向に押付けられるとクラッチプレート４２とクラッチプレート４３とが押付け合って係合され、これにより入力軸４１と出力軸２６とが回転連結されて、エンジン１０の出力軸１１と自動変速装置５の入力軸３１とが一体回転される。

出力軸２６の小径側に形成される内周開口部３２は、トルクコンバータ２の入力軸であるセンタピース１６と一体回転可能にスプライン結合される固定部３２ｂと、固定部３２ｂの入力軸側の端部から径方向外方に向けて延在される連結部３２ａとからなる。内周開口部３２と外周開口部２７の小径側壁部２７ｄとによって囲まれ自動変速装置５側に開口される空間には、ケース３の後側側壁部３ａから円環状の突部６３が突設されている。そして外周開口部２７の小径側壁部２７ｄが突部６３の外周面６３ｂに嵌合され、内周開口部３２の固定部３２ｂと突部６３の内周面６３ａとの間にはボールベアリング６４が介在され、突部６３と内周開口部３２とがスムーズに相対回転可能となっている。

次にクラッチ装置４０について図２、３に基づいて説明する。クラッチ装置４０は、入力軸４１に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合されたクラッチプレート４２と、出力軸２６に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合されたクラッチプレート４３と、複数のクラッチプレート４２、４３を押圧するための押圧部材４４と、押圧部材４４を入力軸側にばね力で付勢して複数のクラッチプレート４２、４３を圧接させるコイルばね４５と、入力軸側の前側側壁部３ｂに形成されたシリンダ４８と、シリンダ４８に移動可能に嵌合されるピストン４６と、からなる。

押圧部材４４は、出力軸側で入力軸４１の係合部４１ｄに相対回転を規制されて回転軸線方向に移動可能に嵌合して装架されている。押圧部材４４は、円環状に形成され、円環の外周部が入力軸側に延在され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を押付ける押圧部４４ａを形成している。また円環の内周部から回転軸線方向に入力軸側に向って３個の作動部４７が円周方向に均等に配置され突設されている。作動部４７は、押圧部材４４に一体的に設けられ入力軸４１の大径部である支持部４１ｃを回転軸線方向に貫通して通過し入力軸側に延在している。

なお、本実施形態においては押圧部材４４の内周部に均等な間隔をもって３箇所の作動部４７が突設されているが、作動部４７は２個以上あればよく、複数個の作動部４７を押圧部材４４の内周部に配置してもよい。

作動部４７の先端部４７ａ内周面には当接部材５２が固定されている。当接部材５２は円盤状に形成され外周部が作動部４７の先端部４７ａの内周面に設けられた段部に嵌合されている。そして当接部材５２は段部に設けられた溝４７ｂに嵌入された一般的なＣリングによって入力軸側への抜け止めがされている。当接部材５２の内周部で入力軸側の側面には、ピストン４６と、例えばＰＡ等の樹脂によって形成された摺動性のよい円環状の相対回転許容部材５１を介して当接し押圧されるための当接部５２ａが形成されている。

コイルばね４５は、図２、図３に示すように、押圧部材４４と、停止部材５３との間に縮設されている。停止部材５３は入力軸４１の係合部４１ｄ外周に固定された円環状の部材である。コイルばね４５は本実施形態においては押圧部材４４の回転軸の同一半径上に１０個、均等な間隔で配置され押圧部材４４を入力軸側に付勢し、当接部５２ａを介しクラッチプレート４２と、クラッチプレート４３とを所定の荷重で押圧し圧接している。コイルばね４５が配置される押圧部材４４の出力軸側の側面には、１０個の各コイルばね４５が配置されるようにコイルばね４５のコイル外径より若干大きな径の円筒穴が穿設され、各コイルばね４５が該円筒穴に係入されている。なお、本実施形態においてはコイルばね４５を１０個配置した。しかしこれに限らずクラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を押圧して係合させることが可能な所定の付勢力を付与でき、且つ押圧部４４ａがクラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を当接部５２ａ全周に亘って均等に押圧できるように複数のコイルばねを配置すればよい。

シリンダ４８は前側側壁部３ｂに形成されている。シリンダ４８は入力軸４１の回転軸線を中心として円環状に形成された大径壁５４と大径壁５４の内周側に形成された円環状の小径壁５５と、前側側壁部３ｂとによって包囲された空間によって形成されている。

ピストン４６は、円環状に形成され、シリンダ４８の大径壁５４の内周面５４ａと小径壁５５の外周面５５ａとの間で移動可能に嵌合され、シリンダ４８のシリンダ底部４８ａとの間に油圧室４９を形成している。ピストン４６の外周面４６ａには全周に亘って溝４６ｃが刻設されている。溝４６ｃには例えばゴム製のＯリングが配設され、ピストン４６の外周において油圧室４９を液密に封止している。またピストン４６の内周面４６ｂにも全周に亘って溝４６ｄが刻設されている。溝４６ｄにも例えばゴム製のＯリングが配設されてピストン４６の内周において油圧室４９を液密に封止している。またピストン４６には当接部材５２の当接部５２ａと、相対回転許容部材５１を介して当接する突部４６ｅが突設されている。

相対回転許容部材５１は、入力軸４１と一体回転する押圧部材４４の当接部材５２と、回転しないピストン４６との間の回転差を吸収し、当接部材５２をスムーズに回転可能とする部材である。本実施形態においてはＰＡ等の樹脂によって形成したが、摺動性がよく、所定の耐久性を満足すればどのような材料によって形成してもよいし、ベアリング等を介在させ構成してもよい。

油圧室４９は、電動オイルポンプ６０とリザーバ７２とに電磁弁５０を介して連通する流入ポート（流入口）６１を有し、流入ポート６１は前側側壁部３ｂ内部に貫設されている。電動オイルポンプ６０とリザーバ７２とは電磁弁５０を操作することによって切替えられ、リザーバ７２に切替えられることによって油圧室４９は流入ポート６１を介して大気と連通されるよう構成されている。

次に電動モータ２０について説明する。ブラシレスＤＣモータ等からなる電動モータ２０は、出力軸２６の外周開口部２７の外周側に配置されている。電動モータ２０は、円筒状のロータ２１と、ロータ２１の外周に配置され、珪素鋼板（図示せず）を積層してなるステータ２２と、ステータ２２の突出部に巻回されるコイル２３とを備えている。

ステータ２２は、外周側がケース３の外周壁部３ｃの内周面に固定されている。またロータ２１は、出力軸側端面から板部材２４が径方向内方に延在されて出力軸２６の底壁部２７ｅの出力軸側側面にボルトによって固定されている。これにより電動モータ２０はロータ２１のみが出力軸２６と一体回転される。またコイル２３はコントローラ７０と電気的に接続されており、コントローラ７０は、各種状態を検出するいずれも図示しない各センサ（車速センサ、スロットル開度センサ、シフト位置センサ等）からの信号に基づいてコイル２３への通電量、或いはコイル２３の非通電を制御している。

次に、上述したハイブリッド車両用駆動装置１の作動について説明する。いま、車両が停止状態にある場合に、図略のイグニッションスイッチをＯＮにして運転者がアクセルペダルを踏む（低スロットル開度時）と、バッテリ（図示せず）から電動モータ２０へ電流が流れ、電動モータ２０は駆動モータとして機能する。そしてその回転駆動力は、出力軸２６を介してトルクコンバータ２に伝達され、このトルクコンバータ２にて所定のトルク比にて増大された上で入力軸３１に伝達される。

車両発進時にあっては、エンジン１０の燃料噴射装置は作動せずにエンジン１０は停止状態にある。そして電動モータ２０からの駆動力のみによって車両は発進する。このときクラッチ装置４０は係合が脱離され、負荷となるフライホイール１２等を切り離している。またエンジン低負荷時や、極低負荷時のようにエンジン効率が悪い領域においてもエンジン１０は停止され電動モータ２０のみによって走行し、クラッチ装置４０は係合が脱離されている。

また、車両が発進直後で、速度が比較的小さいときであっても、加速や登坂をするときには、エンジン１０が始動される。つまり、加速や登坂をするためにアクセルペダルが踏まれてスロットルが一定開度以上開かれると、燃料噴射装置が作動されるとともに、点火プラグが点火され、ケース３に固定されるスタータモータ（図示せず）の出力軸が駆動される。そしてスタータモータの出力軸と噛合するフライホイール１２外周のリングギア（図示せず）が、フライホイール１２と出力軸１１とともに回転されエンジン１０が始動される。このときクラッチ装置４０が係合されることにより入力軸４１の回転駆動力が出力軸２６を介して自動変速装置５の入力軸３１に伝達される。これによりエンジン１０並びに電動モータ２０の両方の駆動力が加算され大きな駆動力にて車両が走行される。そして、車両が定常の高速走行状態にある場合には、電動モータ２０が無負荷運転（モータに生じる逆起電力により生じるトルクを相殺させるようにモータ出力を制御する）され、電動モータ２０を空転させる。これにより、クラッチ装置４０は係合されたままで、車両は、専らエンジン１０のみの駆動力によって走行する。

次に、上述したハイブリッド車用駆動装置１の各運転状態でのクラッチ装置４０の作用について説明する。まず、車両発進時や、渋滞等でエンジン低負荷状態時や、極低負荷状態のエンジン効率が悪い領域での走行時の走行モードとして選択される電動モータ２０のみの走行について説明する。

電動モータ２０のみによって走行する場合、前述したようにクラッチ装置４０を係合したままでは、フライホイール１２やエンジン１０の出力軸１１を駆動させるための余分な駆動力が電動モータ２０に必要となる。このためクラッチ装置４０の係合を切断し、電動モータ２０のみの駆動によってエネルギー効率の高い運転が行なえるようにする。

そのため通常状態では係合しているノーマルクローズのクラッチ装置４０の複数の各クラッチプレート４２、４３の係合を脱離するため、まず電磁弁５０を駆動して油圧室４９に接続するリザーバ７２を電動オイルポンプ６０に切替える。そして、電動オイルポンプ６０を駆動させ、コントローラ７０によって所定圧の油圧を電磁弁５０及び流入ポート６１を介して油圧室４９内に供給する。油圧室４９に供給された油圧は、ピストン４６を出力軸側に向って移動させ始める。やがてピストン４６の突部４６ｅが、押圧部材４４の作動部４７に固定された当接部材５２の当接部５２ａと相対回転許容部材５１を介して当接する。そしてピストン４６は、コイルばね４５によって入力軸側に向って付勢される押圧部材４４を、コイルばね４５のばね力に抗して出力軸側に向って押動する。油圧室４９の圧力がさらに上昇すると押圧部材４４はコイルばね４５のばね力に抗して出力軸側に向ってさらに移動し、やがてクラッチ装置４０のクラッチプレート４２及びクラッチプレート４３から押圧部材４４の押圧部４４ａが離間してクラッチプレート４２とクラッチプレート４３との間の係合が脱離される。このとき、押圧部材４４をクラッチ装置４０の係合方向に押圧するコイルばね４５は、線形の撓み−荷重特性を備えているので、ピストン４６が移動した量に比例して効率的にばね力を減じることができ、よってピストン４６は短い移動距離でクラッチ装置４０の係合を解除することが可能となる。そしてクラッチ装置４０の係合が脱離されることによって入力軸４１と、出力軸２６とが切離され電動モータ２０のみの駆動によって車両が駆動される。

次に上記低負荷運転状態から加速し、エンジン１０の駆動力を電動モータ２０の駆動力に加算する場合について説明する。このときはクラッチ装置４０を係合し入力軸３１と出力軸２６とを再び連結する必要がある。そのため電磁弁５０を駆動し油圧室４９に接続する電動オイルポンプ６０をリザーバ７２に切替える。これによって油圧室４９内の圧力は大気圧まで減少し、コイルばね４５の付勢力が、ピストン４６が出力軸側に押す力よりも大きくなる。そしてコイルばね４５が、押圧部材４４、作動部４７、当接部材５２、及び相対回転許容部材５１を介してピストン４６を押動し、クラッチ装置４０を係合状態とする。これによって入力軸４１と、出力軸２６とが連結されエンジン１０並びに電動モータ２０の両方の駆動力が加算され大きな駆動力にて車両が走行される。

上述の説明から明らかなように、第１の実施形態においては、線形のたわみ−荷重特性を有するコイルばね４５によってクラッチプレート４２、４３の付勢がされるので、コイルばね４５の撓み量に対しピストン４６の移動量を比例関係で移動させることができ、効率的にコイルばね４５の付勢力を減じてクラッチ係合の解除ができる。これによってピストン４６が移動するためのスペースを小さくすることができ、ハイブリッド車両用駆動装置１の小型化を図ることができる。

また、コイルばね４５が線形のたわみ−荷重特性を有しているので、油圧によるピストン４６の移動量の制御によって、クラッチ装置４０の係合状態を比較的簡易に制御できる。これによってピストン４６とシリンダ底部４８との間に形成された油圧室４９へ供給する油圧を制御することによって簡易に断接時の衝撃が少ない半クラッチ状態を得ることができる。

また、第１の実施形態においては、相対回転許容部材５１を介してピストン４６と当接部材５２とが当接される位置の当接部材５２の回転周速度は、径の大きな作動部４７の回転周速度よりも小さい。これにより、回転しないケース３の前側側壁部３ｂに設けられたピストン４６に対しての当接部材５２の相対周速度は、ピストン４６が作動部４７で当接する場合より小さくできるので摺動抵抗は小さくなり、信頼性を向上させることができる。

さらに、第１の実施形態においては、押圧部材４４の作動部４７が押圧部材４４の内周部から入力軸４１の大径部を貫通して通過し回転軸線方向であって入力軸側に突設されるので、入力軸側と出力軸側のスペースを、それぞれ同時に効率的に活用でき、駆動装置１の小型化に寄与することができる。また作動部４７を３個に分割して突設するので軽量化を図ることができる。

なお、上記第１の実施形態の変形例１として図４の模式図に示す構成としてもよい。図４に示す変形例１では、第１の実施形態でクラッチプレート４２、４３をそれぞれ係合した入力軸４１及び出力軸２６の配置を変更する。つまりクラッチプレート４２を出力軸と係合させ、クラッチプレート４３を入力軸と係合させるものである。

図４に示すように、変形例１のハイブリッド車両用駆動装置１のクラッチ装置１１０は、入力軸１１１に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合された複数のクラッチプレート４３と、出力軸１１２に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合された複数のクラッチプレート４２と、複数のクラッチプレート４２、４３を押圧するための押圧部材１１４と、を有している。またクラッチ装置１１０は、押圧部材１１４を入力軸側にばね力で付勢して複数のクラッチプレート４２、４３を圧接させるコイルばね１１５と、入力軸側の前側側壁部３ｂに形成されたシリンダ１１８と、シリンダ１１８に移動可能に嵌合されるピストン１１６と、油圧室１１９と、ピストン１１６と当接部材１０２との間に介在される相対回転許容部材１０１と、を有している。また、電動モータ２０のロータ２１は板部材２９によって出力軸１１２に一体的に連結され同一回転軸上に配置されている。

上記構成において押圧部材１１４は、出力軸側で入力軸１１１の係合部１１１ｄの外周面に相対回転を規制されて回転軸線方向に移動可能に嵌合して装架されている。また押圧部材１１４は円環状に形成され、円環の内周部が入力軸側に延在され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を押付ける押圧部１１４ａを形成している。押圧部材１１４の外周部からは３個の作動部１１７が押圧部材１１４に一体的に設けられ、入力軸１１１の大径部である支持部１１１ｃを、回転軸線方向に入力軸１１１の外周側で通過して入力軸側に延在している。作動部１１７の先端部内周面には円環状の当接部材１０２が固定されている。そして当接部材１０２の内周部に設けられた当接部１０２ａが、ピストン１１６の出力軸側への移動によって相対回転許容部材１０１を介して、突部１１６ｅと当接して押動され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３の係合を脱離させる。他の構成は第１の実施形態と同様であり、このように構成された変形例１においても第１の実施形態と同様の効果が得られる。

次に、第２の実施形態について図５に示す模式図に基いて説明する。第２の実施形態は第１の実施形態の変形例１に対し、シリンダ及びピストンの配置位置を変更するものである。つまり、シリンダ８８をケース３の前側側壁部３ｂに設けるのではなく、ケース３の後側側壁部３ａに配置する点が異なる。また押圧部材８４を入力軸８１ではなく出力軸８２に装架する点が異なる。なお、第１の実施形態と同様部分については説明を省略し、変更点のみ説明する。

図５に示すように、第２の実施形態としてのハイブリッド車両用駆動装置７のクラッチ装置８０は、第１の実施形態の変形例１と同様に、入力軸８１に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能なクラッチプレート４３を係合し、出力軸８２に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能なクラッチプレート４２を係合している。またクラッチ装置８０は、複数のクラッチプレート４２、４３を押圧するための押圧部材８４と、押圧部材８４を出力軸側にばね力で付勢して複数のクラッチプレート４２、４３を圧接させるコイルばね８５と、出力軸側の後側側壁部３ａに形成されたシリンダ８８と、シリンダ８８に移動可能に嵌合されるピストン８６と、からなる。

押圧部材８４は、入力軸８１側で出力軸８２の係合部８２ｄに回転軸線方向に移動可能に嵌合して装架されている。押圧部材８４は、円環状に形成され、円環の外周部が出力軸側に延在され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を押付ける押圧部８４ａを形成している。また円環の内周部から回転軸線方向に出力軸側に向って３個の作動部８７が突設され円周方向に均等に配置されている。作動部８７は、押圧部材８４に一体的に設けられ出力軸８２の大径部である支持部８２ｃを回転軸線方向であって出力軸側に貫通して通過している。作動部８７の先端部８７ａ内周面には当接部材９２が固定されている。当接部材９２の出力軸側の側面には、ピストン８６と、相対回転許容部材９１を介して当接し押圧されるための当接部９２ａが形成されている。

コイルばね８５は、図５に示すように、押圧部材８４と、停止部材９３との間に縮設されている。コイルばね８５は押圧部材８４の回転軸の同一半径上に１０個、均等な間隔で配置され押圧部材８４を出力軸側に付勢し、クラッチプレート４２と、クラッチプレート４３とを所定の荷重で押圧し圧接している。

シリンダ８８は前述の通り出力軸側の後側側壁部３ａに形成されている。シリンダ８８は回転軸線を中心として形成された大径壁９４と大径壁９４の内周側に形成された小径壁９５と、後側側壁部３ａとによって包囲された空間によって形成されている。

ピストン８６は、円環状に形成され、シリンダ８８の大径壁９４の内周面９４ａと小径壁９５の外周面９５ａとの間で移動可能に、且つ外周と内周を液密に嵌合され、シリンダ８８のシリンダ底部８８ａとの間に油圧室８９を形成している。油圧室８９へは後側側壁部３ａに貫設された流入ポート１００を介して電動オイルポンプ６０から油圧が供給され、ピストン８６を入力軸側に移動させる。

またピストン８６には当接部材９２の当接部９２ａと、相対回転許容部材９１を介して当接する突部８６ｅが突設されている。

相対回転許容部材９１は、出力軸８２と一体回転する押圧部材８４に固定される当接部材９２と、回転しないピストン８６との間の回転差を吸収し、当接部材９２をスムーズに回転可能とする部材である。また、電動モータ２０のロータ２１は板部材２８によって出力軸８２に一体的に連結され同一回転軸上に配置されている。

上記の構成によって当接部材９２に設けられた当接部９２ａが、ピストン８６の入力軸側への移動によって相対回転許容部材９１を介して、突部８６ｅと当接し押動され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３の係合を脱離させる。

このように出力軸８２に装架された押圧部材８４の作動部８７が押圧部材８４の内周部から出力軸８２の大径部である支持部８２ｃを貫通して通過し回転軸線方向であって出力軸側に突設されるので、入力軸側と出力軸側のスペースを、それぞれ同時に効率的に活用でき、駆動装置７の小型化に寄与することができる。また作動部８７を３個に分割して突設するので軽量化を図ることができる。上記構成によって第１の実施形態と同様の効果を得られる。

なお、上記第２の実施形態の変形例２として図６の模式図に示す構成としてもよい。図６に示す変形例２では、第２の実施形態でクラッチプレート４２、４３をそれぞれ係合した入力軸８１及び出力軸８２の配置を変更するものである。つまり第１の実施形態と同様にクラッチプレート４２を入力軸と係合させ、クラッチプレート４３を出力軸と係合させる形態である。

図６に示すように、変形例２のハイブリッド車両用駆動装置９のクラッチ装置１２０は、入力軸１２１に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合された複数のクラッチプレート４２と、出力軸１２２に相対回転を規制され軸線方向に摺動可能に係合された複数のクラッチプレート４３と、複数のクラッチプレート４２、４３を押圧するための押圧部材１２４と、押圧部材１２４から突設される作動部１２７と、を有している。またクラッチ装置１２０は、作動部１２７に固定される当接部材１３２と、押圧部材１２４を出力軸側にばね力で付勢して複数のクラッチプレート４２、４３を圧接させるコイルばね１２５と、出力軸側の後側側壁部３ａに形成されたシリンダ１２８と、シリンダ１２８に移動可能に嵌合されるピストン１２６と、油圧室１２９と、ピストン１２６と当接部材１３２との間に介在される相対回転許容部材１３１と、を有している。また、電動モータ２０のロータ２１は板部材３３によって出力軸１２２に一体的に連結され同一回転軸上に配置されている。

上記構成において押圧部材１２４は、入力軸側で出力軸１２２の係合部１２２ｄの外周面に相対回転を規制されて回転軸線方向に移動可能に嵌合して装架されている。また押圧部材１２４は円環状に形成され、円環の内周部が出力軸側に延在され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３を押付ける押圧部１２４ａを形成している。押圧部材１２４の外周部からは３個の作動部１２７が押圧部材１２４に一体的に設けられ、出力軸１２２の大径部である支持部１２２ｃを、回転軸線方向に出力軸１２２の外周側で通過して出力軸側に延在している。作動部１２７の先端部内周面には円環状の当接部材１３２が固定されている。そして当接部材１３２の内周部に設けられた当接部１３２ａが、ピストン１２６の入力軸側への移動によって相対回転許容部材１３１を介して、突部１２６ｅと当接して押動され、クラッチプレート４２及びクラッチプレート４３の係合を脱離させる。他の構成は第２の実施形態と同様であり、このように構成された変形例２においても第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。

また、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、例えば、フライホイール１２と入力軸４１との間にダンパ６８を設けずに、フライホイール１２と入力軸４１とが直結している形式のものであってもよい。

なお、本発明における変速機は、一般的に変速機として用いられる遊星歯車変速機以外にも、無段変速機や、一般的に手動変速機で採用される同期噛合式歯車変速機であってもよい。

また、本ハイブリッド車用駆動装置１は、上述した使用態様に限らず、車両発進時にエンジン１０を始動し、エンジン駆動力に電動モータ２０による駆動力をアシストして発進するようにする等、他の使用態様にて使用してもよいことは勿論であり、車両発進後の運転状況に応じてクラッチ装置４０の係脱を実施すればよい。

また、本発明はハイブリッド車用に限らず、２つの駆動源を備え、本実施形態におけるエンジンに対し一方の駆動源を適用し、電動モータに対し他方の駆動源を適用するようにしてもよい。

１、７、８、９・・・ハイブリッド車両用駆動装置、２・・・トルクコンバータ、３・・・ケース、５・・・自動変速装置、１０・・・エンジン、１２・・・フライホイール、１６・・・センタピース、２０・・・電動モータ、２１・・・ロータ、２２・・・ステータ、２３・・・コイル、２６、８２・・・出力軸、３１・・・入力軸、４０、８０、１１０、１２０・・・クラッチ装置、４１、８１、１１１、１２１・・・入力軸、４２・・クラッチプレート、４３・・・セパレートプレート、４４、８４、１１４、１２４・・・押圧部材、４５、８５、１１５、１２５・・・コイルばね、４６、８６、１１６、１２６・・・ピストン、４７、８７、１１７、１２７・・・作動部、４８、８８、１１８、１２８・・・シリンダ、４９、８９・・・油圧室、５１、９１、１０１、１３１・・・相対回転許容部材、５２、９２、１０２、１３２・・・当接部材、５３、９３・・・停止部材、６０・・・電動オイルポンプ、６１、１００・・・流入ポート。

Claims (4)

1. エンジンに回転可能に連結される入力軸と、
   電動モータのロータと同一回転軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、
   前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を入力軸側の側壁部、出力軸側の側壁部、及び外周壁部とで囲繞するケースと、を備え、
   前記クラッチ装置は、前記入力軸及び前記出力軸の各大径部に回転を規制し前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のクラッチプレ−トと、
   前記入力軸に前記出力軸側で前記回転軸線方向に移動可能に装架され、前記複数のクラッチプレートを押圧するための押圧部材と、
   前記押圧部材を前記入力軸側にばね力で付勢して前記複数のクラッチプレートを圧接させるコイルばねと、
   前記押圧部材に一体的に設けられ、前記入力軸の前記大径部を前記回転軸線方向に通過して前記入力軸側に延在する作動部と、
   前記入力軸側の側壁部に形成されたシリンダと移動可能に嵌合され、シリンダ底部との間に油圧室を形成し、該油圧室に供給される油圧により移動されて前記作動部を相対回転許容部材を介し前記ばね力に抗して移動させ前記複数のクラッチプレートを離接させるピストンと、
   前記入力軸側の側壁部に形成され前記油圧室に連通して前記油圧を供給する流入ポートと、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
2. エンジンに回転可能に連結される入力軸と、
   電動モータのロータと同一回転軸線上に配置されて一体的に連結された出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸とを係脱可能に連結するクラッチ装置と、
   前記入力軸及び前記出力軸を前記回転軸線上で軸受を介して回転可能に軸承すると共に少なくとも前記電動モータ及び前記クラッチ装置を入力軸側の側壁部、出力軸側の側壁部、及び外周壁部とで囲繞するケースと、を備え、
   前記クラッチ装置は、前記入力軸及び前記出力軸の各大径部に回転を規制し前記回転軸線方向に移動可能に係合された複数のクラッチプレ−トと、
   前記出力軸に前記入力軸側で前記回転軸線方向に移動可能に装架され、前記複数のクラッチプレートを押圧するための押圧部材と、
   前記押圧部材を前記出力軸側にばね力で付勢して前記複数のクラッチプレートを圧接させるコイルばねと、
   前記押圧部材に一体的に設けられ、前記出力軸の前記大径部を前記回転軸線方向に通過して前記出力軸側に延在する作動部と、
   前記出力軸側の側壁部に形成されたシリンダと移動可能に嵌合され、シリンダ底部との間に油圧室を形成し、該油圧室に供給される油圧により移動されて前記作動部を相対回転許容部材を介し前記ばね力に抗して移動させ前記複数のクラッチプレートを離接させるピストンと、
   前記出力軸側の側壁部に形成され前記油圧室に連通して前記油圧を供給する流入ポートと、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
3. 請求項１または２において、前記作動部に固定され前記回転軸線に向って延在し、前記ピストンにより前記相対回転許容部材を介して押動される当接部材を設けたことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、前記押圧部材は円環状に形成され、前記作動部は前記押圧部材の内周部から前記回転軸線方向に複数個突設されたことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。

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