JP2012162220A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの動力を変速機に伝達する動力伝達装置に関し、特にモータジェネレータおよびクラッチを備えた動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device that transmits engine power to a transmission, and more particularly to a power transmission device that includes a motor generator and a clutch.
従来、モータジェネレータおよびクラッチを備え、クラッチを作動させることによりエンジンの動力またはモータジェネレータの動力を変速機に伝達する、ハイブリッド車両用の動力伝達装置が知られている。特許文献1に記載された動力伝達装置では、モータジェネレータのロータの径方向内側に形成した空間にクラッチを配置することにより、動力伝達装置の軸方向の体格の小型化を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power transmission device for a hybrid vehicle that includes a motor generator and a clutch and transmits engine power or motor generator power to a transmission by operating the clutch. In the power transmission device described in Patent Document 1, the size of the power transmission device in the axial direction is reduced by disposing a clutch in a space formed on the radially inner side of the rotor of the motor generator.
ところで、特許文献1の動力伝達装置では、エンジンの出力軸に接続されるフライホイールとクラッチとの間に弾性変形可能なダンパを設け、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとを連結するときの衝撃を吸収している。また、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとが連結されているときには、ダンパがエンジンのトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機側に伝達されるのを抑制している。 By the way, in the power transmission device of Patent Document 1, a damper that is elastically deformable is provided between the flywheel connected to the output shaft of the engine and the clutch, and an impact when the flywheel and the rotor shaft are coupled by the clutch is applied. Absorbs. Further, when the flywheel and the rotor shaft are connected by the clutch, the damper absorbs the torque fluctuation of the engine, thereby suppressing the torque fluctuation from being transmitted to the transmission side.
特許文献1の動力伝達装置では、ダンパは、ロータの内壁の径方向内側、すなわちロータシャフトの回転軸に比較的近い位置に設けられている。つまり、ダンパは、エンジンの出力軸、フライホイールおよびロータシャフトの回転軸から近い位置でフライホイールとクラッチとを接続している。そのため、ダンパによる、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果は小さいと考えられる。ここで、ダンパの設置位置を変えることなく、前記効果を向上させる場合、あるいは、ダンパの耐荷重性能および耐衝撃性を向上させる場合、ダンパを大型にする必要がある。その結果、ダンパの大型化に伴い、動力伝達装置の体格の大型化を招くおそれがある。 In the power transmission device of Patent Document 1, the damper is provided on the radially inner side of the inner wall of the rotor, that is, at a position relatively close to the rotation axis of the rotor shaft. That is, the damper connects the flywheel and the clutch at positions close to the engine output shaft, the flywheel, and the rotation shaft of the rotor shaft. Therefore, it is considered that the effect of absorbing the above-described shock and torque fluctuation by the damper is small. Here, when the effect is improved without changing the installation position of the damper, or when the load bearing performance and impact resistance of the damper are improved, it is necessary to make the damper large. As a result, with an increase in the size of the damper, there is a risk of increasing the size of the power transmission device.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格が小さく、クラッチ連結時の衝撃およびエンジンのトルク変動を吸収する効果が高い動力伝達装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power transmission device that is small in physique and highly effective in absorbing shocks and clutch torque fluctuations when the clutch is engaged.
請求項1に記載の発明は、エンジンの駆動力を変速機に伝達するための動力伝達装置であって、ハウジングとモータジェネレータとフライホイールとクラッチとダンパとを備える。モータジェネレータは、ステータ、ロータおよびロータシャフトを有している。ステータは、筒状に形成され、ハウジングに収容および固定されている。また、ステータには巻線が巻回されている。ロータは、筒状に形成され、ステータの内側に回転可能に設けられている。ロータシャフトは、ロータの内壁に嵌合するとともにハウジングに回転可能に支持され、変速機の入力軸に接続される。フライホイールは、エンジンの出力軸に接続される。クラッチは、フライホイールとロータシャフトとの間に設けられる。クラッチは、摩擦係合要素を有し、当該摩擦係合要素を係合させることによりフライホイールとロータシャフトとを連結可能である。これにより、エンジンの出力軸から出力される駆動力を、ロータシャフトを経由して変速機に伝達することができる。ダンパは、フライホイールとクラッチとを接続し弾性変形可能である。ダンパは、弾性変形することによって、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチによりフライホイールとロータシャフトとが連結されているときには、ダンパがエンジンのトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機側に伝達されることが抑制される。なお、ここでいうダンパは、変位により決定する力(ばね力など)、または、変位速度により決定する力(減衰力)のどちらか、あるいは両方を発生するものとする。 The invention according to claim 1 is a power transmission device for transmitting the driving force of the engine to the transmission, and includes a housing, a motor generator, a flywheel, a clutch, and a damper. The motor generator has a stator, a rotor, and a rotor shaft. The stator is formed in a cylindrical shape and is housed and fixed in the housing. A winding is wound around the stator. The rotor is formed in a cylindrical shape and is rotatably provided inside the stator. The rotor shaft is fitted to the inner wall of the rotor, is rotatably supported by the housing, and is connected to the input shaft of the transmission. The flywheel is connected to the output shaft of the engine. The clutch is provided between the flywheel and the rotor shaft. The clutch has a friction engagement element, and the flywheel and the rotor shaft can be connected by engaging the friction engagement element. Thereby, the driving force output from the output shaft of the engine can be transmitted to the transmission via the rotor shaft. The damper is elastically deformable by connecting the flywheel and the clutch. The damper absorbs an impact when connecting the flywheel and the rotor shaft by the clutch by elastic deformation. Further, when the flywheel and the rotor shaft are connected by the clutch, the damper absorbs the torque fluctuation of the engine, so that the torque fluctuation is suppressed from being transmitted to the transmission side. The damper here generates either a force determined by displacement (spring force or the like), a force determined by displacement speed (damping force), or both.
そして、本発明では、ダンパは、ロータの内壁よりも径方向外側に設けられている。つまり、本発明では、ダンパは、エンジンの出力軸、フライホイールおよびロータシャフトの回転軸から径方向に所定の距離離れた位置でフライホイールとクラッチとを接続している。この構成により、ダンパによる、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。 In the present invention, the damper is provided radially outside the inner wall of the rotor. In other words, in the present invention, the damper connects the flywheel and the clutch at a position that is a predetermined distance in the radial direction from the output shaft of the engine, the rotation shaft of the flywheel and the rotor shaft. With this configuration, the effect of absorbing the above-described shock and torque fluctuations by the damper can be further enhanced.
また、本発明では、ダンパがロータシャフト等の回転軸から径方向に所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパの耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパを小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。 Further, in the present invention, since the damper is provided at a predetermined distance in the radial direction from the rotating shaft such as the rotor shaft, the specifications regarding the load resistance performance and impact resistance of the damper can be relaxed, and the above-described impact and A damper can be made small, ensuring the effect which absorbs a torque fluctuation more than expected. Therefore, the physique of the power transmission device can be reduced without reducing the above effect.
ところで、ダンパによりエンジンの出力軸側と変速機の入力軸側とを接続する構成では、エンジンのトルク変動によりダンパの弾性と変速機の回転系の質量とがねじり共振を起こす場合がある。よって、この構成では、ねじり共振によりエンジンのトルク変動が増幅されてサージング現象(振動)が発生したり、ギアやスプラインの噛合部に歯打ち音(騒音)が発生したりすることが懸念される。本発明では、クラッチにより、モータジェネレータのロータおよびロータシャフトとフライホイールとが連結された状態では、フライホイールとロータとによりデュアルマスフライホイールが構成される。これにより、上述の振動および騒音を効果的に抑制することができる。 By the way, in the configuration in which the output shaft side of the engine and the input shaft side of the transmission are connected by the damper, the elasticity of the damper and the mass of the transmission rotation system may cause torsional resonance due to engine torque fluctuation. Therefore, in this configuration, there is a concern that the torque fluctuation of the engine is amplified by torsional resonance and a surging phenomenon (vibration) occurs, or a rattling noise (noise) occurs in the meshing portion of the gear or spline. . In the present invention, in a state where the rotor and rotor shaft of the motor generator and the flywheel are connected by the clutch, the flywheel and the rotor constitute a dual mass flywheel. Thereby, the above-mentioned vibration and noise can be effectively suppressed.
また、本発明では、モータジェネレータの駆動力のみを変速機に伝達する場合、クラッチにより、モータジェネレータのロータおよびロータシャフトとフライホイールとを、連結が解除された状態、すなわち非連結の状態にすれば、モータジェネレータ回転時の慣性マスを小さくすることができる。したがって、モータジェネレータの応答性を向上することができる。 Further, in the present invention, when only the driving force of the motor generator is transmitted to the transmission, the clutch causes the rotor and rotor shaft of the motor generator and the flywheel to be brought into a disconnected state, that is, a disconnected state. Thus, the inertial mass when the motor generator rotates can be reduced. Therefore, the response of the motor generator can be improved.
請求項2に記載の発明では、ダンパは、前記ロータの外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパを、ステータに巻回された巻線の端部、すなわちコイルエンドの内側に配置することができる。これにより、ダンパと巻線との干渉を抑制できるとともに、ダンパとコイルエンドとをステータの軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置の体格を小さくすることができる。 In the invention according to claim 2, the damper is provided radially inward from the outer wall of the rotor. Therefore, a damper can be arrange | positioned at the edge part of the coil | winding wound by the stator, ie, an inner side of a coil end. Thereby, while being able to suppress interference with a damper and a coil | winding, the physique of a power transmission device can be made small by arrange | positioning a damper and a coil end partially overlapping in the axial direction of a stator.
請求項3に記載の発明では、ロータシャフトには、ロータの径方向内側に筒状の収容空間が形成されている。そして、クラッチの少なくとも一部は、前記収容空間に収容されている。すなわち、クラッチとロータとは、ロータの軸方向において一部オーバーラップして配置されている。これにより、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。 In the invention described in claim 3, the rotor shaft is formed with a cylindrical accommodation space on the radially inner side of the rotor. And at least one part of a clutch is accommodated in the said accommodation space. That is, the clutch and the rotor are arranged so as to partially overlap in the axial direction of the rotor. Thereby, the physique of a power transmission device can be made small.
また、本発明では、例えば摩擦係合要素等クラッチの一部を前記収容空間に収容する場合、摩擦係合要素を大きくしても動力伝達装置の軸方向の大型化を招くことがない。よって、摩擦係合要素を例えば複数の摩擦板で構成する場合、摩擦板の枚数を増やすことにより、各摩擦板からの発熱量を低減することができる。これにより、動力伝達装置の大型化を招くことなく、クラッチの異常加熱を防止することができる。 Further, in the present invention, for example, when a part of the clutch such as a friction engagement element is accommodated in the accommodation space, even if the friction engagement element is enlarged, the power transmission device is not enlarged in the axial direction. Therefore, when the friction engagement element is constituted by a plurality of friction plates, for example, the amount of heat generated from each friction plate can be reduced by increasing the number of friction plates. Thereby, the abnormal heating of the clutch can be prevented without increasing the size of the power transmission device.
請求項4に記載の発明では、ロータシャフトには、クラッチの摩擦係合要素を係合させるための作動油が流れる油路が形成されている。そのため、作動油を変速機側から前記油路に容易に導入することができる。これにより、変速機を作動させるために変速機に供給される作動油を、クラッチの作動油として流用することが容易になる。よって、クラッチを作動させるための新たな油圧回路を形成する必要がなく、コストを低減することができる。 In the fourth aspect of the invention, the rotor shaft is formed with an oil passage through which hydraulic oil for engaging the frictional engagement element of the clutch flows. Therefore, the hydraulic oil can be easily introduced into the oil passage from the transmission side. Thereby, it becomes easy to divert the hydraulic fluid supplied to the transmission for operating the transmission as the hydraulic fluid for the clutch. Therefore, it is not necessary to form a new hydraulic circuit for operating the clutch, and the cost can be reduced.
請求項5に記載の発明および請求項6に記載の発明は、ダンパの構成をより具体的に例示するものである。
請求項5に記載の発明では、ダンパは、コイルスプリングにより形成されている。本発明では、コイルスプリングの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。また、本発明では、コイルスプリングを構成する線材の材料、太さおよび巻数等を適宜変更することにより、ダンパの特性を任意に調整することができる。
請求項6に記載の発明では、ダンパは、ゴムにより形成されている。本発明では、ゴムの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。
なお、上記において「筒状」とは、例えば「中空円筒状」を意味し、概ね円筒状(略円筒状)であることも含むものとする。
The invention described in claim 5 and the invention described in claim 6 more specifically illustrate the configuration of the damper.
In the invention described in claim 5, the damper is formed by a coil spring. In the present invention, the aforementioned impact and torque fluctuation are absorbed by the elastic deformation of the coil spring. Moreover, in this invention, the characteristic of a damper can be arbitrarily adjusted by changing suitably the material of the wire which comprises a coil spring, thickness, and the number of turns.
In the invention according to claim 6, the damper is formed of rubber. In the present invention, the impact and torque fluctuations described above are absorbed by the elastic deformation of the rubber.
In addition, in the above, “tubular” means, for example, “hollow cylindrical shape”, and includes a substantially cylindrical shape (substantially cylindrical shape).
以下、本発明の複数の実施形態による動力伝達装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, a power transmission device according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による動力伝達装置を図1および2に示す。
動力伝達装置1は、例えばエンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。本実施形態では、動力伝達装置1は、駆動源としてのモータ(モータジェネレータ)を含む。
(First embodiment)
A power transmission device according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
The power transmission device 1 is mounted on a hybrid vehicle using, for example, an engine and a motor as drive sources. In the present embodiment, the power transmission device 1 includes a motor (motor generator) as a drive source.
図1に示すように、動力伝達装置1は、車両のエンジン11と変速機12との間に設置される。動力伝達装置1は、第1の駆動源としてのエンジン11から出力される駆動力を変速機12に伝達する。変速機12に伝達された駆動力は、変速機12の変速機構により減速または増速され、差動装置としてのデフ13を経由して車軸14に伝達される。これにより、車輪15が回転し、車両が走行する。なお、本実施形態では、変速機12は、無段階変速機(CVT)である。変速機12の変速機構は、ポンプ16から供給される作動油によって作動する。
As shown in FIG. 1, the power transmission device 1 is installed between a
また、動力伝達装置1は、第2の駆動源としてのモータジェネレータ30を備えている。モータジェネレータ30の駆動力を変速機12に伝達することにより、モータジェネレータ30の駆動力による車両の走行が可能である。また、エンジン11の駆動力により車両を走行させているとき、モータジェネレータ30の駆動力を走行のための補助力として用いることもできる。
The power transmission device 1 includes a
さらに、本実施形態では、車輪15の回転力を、車軸14、デフ13および変速機12を経由してモータジェネレータ30に伝達することで、モータジェネレータ30による発電が可能である。すなわち、モータジェネレータ30は、所謂回生ブレーキ制御により発電する。モータジェネレータ30の発電による電力は、バッテリ17に蓄積され、モータジェネレータ30の駆動、ならびに、その他装置および機器類の作動のために利用される。モータジェネレータ30は、図示しない電子制御ユニット(ECU)により制御される。ECUは、車両に取り付けられたセンサ類からの情報等に基づき、車両に搭載された装置および機器類を制御する。モータジェネレータ30の詳細な構成等については、後に詳述する。
Furthermore, in the present embodiment, the rotational power of the
図2に示すように、動力伝達装置1は、ハウジング20、モータジェネレータ30、フライホイール40、クラッチ50およびダンパ60等を備えている。
ハウジング20は、例えば金属により筒状に形成されている。ハウジング20は、一方の端部がエンジン11のエンジンハウジング111に接続され、他方の端部が変速機12の変速機ハウジング121に接続される。ハウジング20は、中空円筒状の筒部21、および、当該筒部21の内壁から径方向内側へ延びる円板状の支持部22を有している。支持部22の中央には、挿通穴221が形成されている。支持部22には、挿通穴221の縁からエンジン11側へ中空円筒状に延びるハウジング筒部222が形成されている。
As shown in FIG. 2, the power transmission device 1 includes a
The
モータジェネレータ30は、筒部21の内側に位置するようハウジング20に収容されている。モータジェネレータ30は、ステータ31、ロータ32およびロータシャフト33を有している。ステータ31は、例えば珪素鋼板を積層することにより中空円筒状に形成されている。ステータ31は、外壁が筒部21の内壁に対向するよう嵌合することで、ハウジング20に収容および固定されている。また、ステータ31には複数の巻線311が巻回されている。当該巻線311は、ステータ31の径方向内側へ突出する複数の突極に巻回されている。
The
ロータ32は、ステータ31と同様、例えば珪素鋼板を積層することにより中空円筒状に形成されている。ロータ32は、外壁がステータ31の内壁と対向するよう、ステータ31の内側に回転可能に設けられている。ロータ32の外壁とステータ31の内壁との間には、所定のギャップが形成されている。
The
ロータシャフト33は、金属により略円柱状に形成されている。ロータシャフト33は、軸部331、第1筒部332、第2筒部333、環状部334および接続部335を有している。軸部331は、ロータシャフト33のエンジン11側の端部に形成される。第1筒部332は、外壁がロータ32の内壁に嵌合するよう設けられる。第2筒部333は、軸部331の外壁との間に略円筒状の空間34を形成している。環状部334は、第1筒部332の内壁と第2筒部333の外壁とを接続している。接続部335は、第2筒部333の内壁と軸部331の外壁とを接続している。また、第1筒部332と第2筒部333との間には、環状部334のエンジン11側に略円筒状の収容空間35が形成されている。
The
上述のハウジング筒部222は、空間34をエンジン11側に向かって中空円筒状に延び、内側に軸部331が挿通されている。軸部331の外壁とハウジング筒部222の内壁との間には、軸受部としてのベアリング23が設けられている。ベアリング23は、円環状に形成され、軸部331の軸方向に並ぶようにして2つ設けられている。
The housing
このように、ロータシャフト33の軸部331は、ベアリング23を介してハウジング20のハウジング筒部222に回転可能に支持されている。これにより、ロータ32は、ロータシャフト33およびベアリング23を介してハウジング20に回転可能に支持されている。このように、ロータシャフト33は、ロータ32の内壁に嵌合するとともにハウジング20に回転可能に支持されている。また、ロータシャフト33の軸部331とは反対側の端部は、変速機12の入力軸122に接続される。
Thus, the
フライホイール40は、例えば金属により略円板状に形成され、ボルト18によってエンジン11の出力軸112に接続される。
クラッチ50は、フライホイール40とロータシャフト33との間に設けられている。クラッチ50は、ドラム51、摩擦係合要素52、押付部材53および付勢部材54を有している。ドラム51は、軸方向の少なくとも一部が収容空間35に位置する略円筒状の筒部511を有している。
摩擦係合要素52は、複数の摩擦板521および複数の摩擦板522からなる。複数の摩擦板521は、円環状に形成され、外縁部が筒部511の内壁に接続するよう、所定の間隔を空けて設けられている。複数の摩擦板522は、摩擦板521より径の小さい円環状に形成され、内縁部がロータシャフト33の第2筒部333の外壁に接続するよう、複数の摩擦板521の間に設けられている。
The
The clutch 50 is provided between the
The
押付部材53は、略円環状に形成され、摩擦係合要素52のエンジン11側に設けられている。ここで、押付部材53は、複数の摩擦板521のうち最もエンジン11側に位置する摩擦板521に当接可能である。
付勢部材54は、一方の端部が、ドラム51の筒部511のエンジン11側に形成された収容溝513に収容されている。付勢部材54の他方の端部は、押付部材53に接している。付勢部材54は、本実施形態ではコイルスプリングであり、軸方向に伸びる力を有している。これにより、付勢部材54は、押付部材53をエンジン11側に付勢している。
The pressing
One end of the urging
ロータシャフト33のエンジン11側の端面には、略円板状の板部材55が取り付けられている。板部材55は、筒部511のエンジン11側開口を塞いでいる。これにより、板部材55と押付部材53との間に略円環状の油圧空間56が形成されている。つまり、油圧空間56は、押付部材53の摩擦係合要素52とは反対側に形成されている。
A substantially disc-shaped
本実施形態では、ロータシャフト33には、ロータシャフト33の軸方向に延びる第1油路336、および、当該第1油路336からロータシャフト33の径方向外側に延びて油圧空間56に連通する第2油路337が形成されている。ポンプ16から吐出される作動油は、変速機12の変速機構に供給されるとともに、図示しない制御バルブにより制御され第1油路336および第2油路337を経由して油圧空間56に供給される。油圧空間56に作動油が供給されると、油圧空間56の圧力が高まる。すると、押付部材53は、付勢部材54の付勢力に抗して変速機12側へ移動し、最もエンジン11側に位置する摩擦板521に押し付けられる。これにより、ドラム51の筒部511に接続している複数の摩擦板521は、筒部511とともに変速機12側へ押されて移動し、ロータシャフト33の第2筒部333に接続している複数の摩擦板522と係合する。その結果、フライホイール40とロータシャフト33とは、クラッチ50を介して連結する。
In the present embodiment, a
このように、クラッチ50は、摩擦係合要素52を有し、当該摩擦係合要素52を係合させることによりフライホイール40とロータシャフト33とを連結可能である。これにより、エンジン11の出力軸112から出力される駆動力を、ロータシャフト33を経由して変速機12に伝達することができる。
Thus, the clutch 50 has the
ダンパ60は、本実施形態ではコイルスプリングであり、軸方向に弾性変形可能である。ダンパ60は、変位により決定する力(ばね力)を発生する。ダンパ60は、フライホイール40とクラッチ50とを接続している。より具体的には、ダンパ60は、図3(A)に示すように、フライホイール40とクラッチ50のドラム51との間に、フライホイール40の周方向に沿って5つ設けられている。フライホイール40とドラム51とは相対回転可能である。フライホイール40とドラム51とが相対回転するとき、ダンパ60は弾性変形する。なお、図2に示すように、ダンパ60は、ロータシャフト33の第1筒部332の外壁、すなわちロータ32の内壁よりも径方向外側、かつ、ロータ32の外壁よりも径方向内側に設けられている。つまり、ダンパ60は、ステータ31に巻回された巻線311の端部(コイルエンド)の内側に設けられている。
The
本実施形態では、図2に示すように、ロータシャフト33に取り付けられた板部材55の外縁部とドラム51との間に、略円環状のシール部材57が設けられている。これにより、板部材55とドラム51との間は液密に保たれている。
シール部材57のより詳細な構成を図3(B)に示す。シール部材57は、ドラム51に形成された収容溝512に収容されている。シール部材57は、金属部571、ゴム部572およびスプリング573を有している。金属部571は、金属により略円環状に形成され、外壁が収容溝512の壁面513に嵌合するよう設けられている。ゴム部572は、ゴムにより略円環状に形成され、金属部571の径方向内側に接続するよう設けられている。ゴム部572の内縁部574は、板部材55の外壁に当接している。スプリング573は、例えばコイルスプリングの両端を繋ぐことで環状に形成され、ゴム部572の内縁部574の径方向外側に設けられている。スプリング573は、内縁部574の径方向外側に設けられた状態において、径方向内側に縮む力を有している。これにより内縁部574が板部材55に密着し、内縁部574と板部材55の外壁との間が液密に保たれる。なお、内縁部574は、板部材55の外壁に対向する面が、エンジン11側と変速機12側とが逆テーパ状となるよう形成されている。そのため、内縁部574と板部材55の外壁との当接面積は、比較的小さい。これにより、内縁部574は、板部材55との間を液密に保ちつつ、板部材55と円滑に摺動することが可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a substantially
A more detailed configuration of the
また、本実施形態では、図2に示すように、ロータシャフト33の第2筒部333の外壁と押付部材53の内縁部との間に、略円環状のシール部材58が設けられている。シール部材58は、シール部材57と径が異なるのみで、構成自体はシール部材57の構成と同様のため、説明を省略する。シール部材58は、第2筒部333と押付部材53との間を液密に保ちつつ、第2筒部333と円滑に摺動することが可能である。
本実施形態では、シール部材57およびシール部材58により、油圧空間56の内部と外部との間が液密に保たれている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a substantially
In the present embodiment, the
次に、本実施形態による動力伝達装置1の作動の一例について、図1および2に基づき説明する。
エンジン11が駆動すると出力軸112が回転する。これにより、出力軸112に接続されているフライホイール40、および、フライホイール40とダンパ60により接続されているクラッチ50が回転する。このとき、出力軸112とロータシャフト33とは連結されていないため、エンジン11の駆動力は、ロータシャフト33に伝達されない。
Next, an example of the operation of the power transmission device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
When the
ポンプ16から制御バルブ、第1油路336および第2油路337を経由して作動油が油圧空間56に供給されると油圧空間56の圧力が高まり、押付部材53が摩擦係合要素52に押し付けられ、摩擦係合要素52の複数の摩擦板521と複数の摩擦板522とが互いに係合する。これにより、フライホイール40(出力軸112)とロータシャフト33とが連結された状態となる。その結果、エンジン11の駆動力は、ロータシャフト33を経由して変速機12の入力軸122に伝達される。入力軸122に伝達されたエンジン11の駆動力は、デフ13および車軸14を経由して車輪15に伝達される。これにより、車両が走行する。
When hydraulic fluid is supplied from the
クラッチ50が出力軸112とロータシャフト33とを連結した状態でモータジェネレータ30を駆動させると、モータジェネレータ30の駆動力は、ロータシャフト33を経由して、エンジン11の駆動力とともに変速機12の入力軸122に伝達される。このように、エンジン11の駆動力により車両を走行させているとき、モータジェネレータ30の駆動力を走行のための補助力として用いることができる。
When the
ポンプ16から油圧空間56への作動油の供給を停止すると、油圧空間56の圧力が低下する。そのため、押付部材53は、付勢部材54の付勢力によりエンジン11側へ移動する。これにより、複数の摩擦板521と複数の摩擦板522との係合が解除され、出力軸112とロータシャフト33との連結が解除される。この状態、すなわち出力軸112とロータシャフト33とが非連結の状態でモータジェネレータ30を駆動させた場合、モータジェネレータ30の駆動力のみが、ロータシャフト33を経由して、変速機12の入力軸122に伝達される。このように、本実施形態では、モータジェネレータ30の駆動力のみで車両を走行させることも可能である。
また、車両の搭乗者がブレーキ操作を行った場合、ECUにより回生ブレーキ制御がなされる。これにより、モータジェネレータ30が発電し、当該発電による電力がバッテリ17に蓄積される。
When the supply of hydraulic oil from the
Further, when the vehicle occupant performs a brake operation, regenerative brake control is performed by the ECU. Thereby, the
以上説明したように、本実施形態では、ダンパ60は、フライホイール40とクラッチ50とを接続し弾性変形可能である。ダンパ60は、弾性変形することによって、クラッチ50によりフライホイール40とロータシャフト33とを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチ50によりフライホイール40とロータシャフト33とが連結されているときには、ダンパ60がエンジン11のトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機12側に伝達されることが抑制される。
As described above, in the present embodiment, the
また、ダンパ60は、ロータ32の内壁よりも径方向外側に設けられている。つまり、本実施形態では、ダンパ60は、エンジン11の出力軸112、フライホイール40およびロータシャフト33の回転軸Ax(図2参照)から径方向に所定の距離離れた位置でフライホイール40とクラッチ50とを接続している。この構成により、ダンパ60による、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
The
また、本実施形態では、ダンパ60がロータシャフト33等の回転軸Axから径方向に所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパ60の耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパ60を小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置1の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
ところで、ダンパ60によりエンジン11の出力軸112側と変速機12の入力軸122側とを接続する構成では、エンジン11のトルク変動によりダンパ60の弾性と変速機12の回転系の質量とがねじり共振を起こす場合がある。よって、この構成では、ねじり共振によりエンジン11のトルク変動が増幅されてサージング現象(振動)が発生したり、ギアやスプラインの噛合部に歯打ち音(騒音)が発生したりすることが懸念される。本実施形態では、クラッチ50によりモータジェネレータ30(ロータ32およびロータシャフト33)とフライホイール40とが連結された状態では、フライホイール40とロータ32とによりデュアルマスフライホイールが構成される。これにより、上述の振動および騒音を効果的に抑制することができる。
By the way, in the configuration in which the
また、本実施形態では、モータジェネレータ30の駆動力のみを変速機12に伝達する場合、クラッチ50により、モータジェネレータ30(ロータ32およびロータシャフト33)とフライホイール40とを、連結が解除された状態(非連結の状態)にすれば、モータジェネレータ30(ロータ32)の回転時の慣性マスを小さくすることができる。したがって、モータジェネレータ30の応答性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, when only the driving force of the
また、本実施形態では、ダンパ60は、ロータ32の外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパ60を、ステータ31に巻回された巻線311の端部(コイルエンド)の内側に配置することができる。これにより、ダンパ60と巻線311との干渉を抑制できるとともに、ダンパ60とコイルエンドとをステータ31の軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置1の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ロータシャフト33には、ロータ32の径方向内側に略円筒状の収容空間35が形成されている。そして、クラッチ50の少なくとも一部(ドラム51の筒部511および摩擦係合要素52等)は、収容空間35に収容されている。すなわち、クラッチ50とロータ32とは、ロータ32の軸方向において一部オーバーラップして配置されている。これにより、動力伝達装置1の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、クラッチ50の一部(ドラム51の筒部511および摩擦係合要素52等)が収容空間35に収容されているため、摩擦係合要素52を大きくしても動力伝達装置1の軸方向の大型化を招くことがない。よって、摩擦係合要素52の摩擦板521および摩擦板522の枚数を増やすことにより、各摩擦板521および各摩擦板522からの発熱量を低減することができる。これにより、動力伝達装置1の大型化を招くことなく、クラッチ50の異常加熱を防止することができる。
Further, in this embodiment, since a part of the clutch 50 (the
また、本実施形態では、ロータシャフト33には、クラッチ50の摩擦係合要素52を係合させるための作動油が流れる第1油路336および第2油路337が形成されている。そのため、作動油を変速機12側から第1油路336および第2油路337に容易に導入することができる。これにより、変速機12を作動させるために変速機12に供給される作動油を、クラッチ50の作動油として流用することが容易になる。よって、クラッチ50を作動させるための新たな油圧回路を形成する必要がなく、コストを低減することができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、ダンパ60は、コイルスプリングにより形成されている。本発明では、コイルスプリングの弾性変形により、上述の衝撃およびトルク変動が吸収される。また、本実施形態では、コイルスプリングを構成する線材の材料、太さおよび巻数等を適宜変更することにより、ダンパの特性を任意に調整することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による動力伝達装置を図4に示す。第2実施形態は、ダンパの構成のみ第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
A power transmission device according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment differs from the first embodiment only in the configuration of the damper.
第2実施形態では、ダンパ70は、ゴムにより形成され、弾性変形可能である。ダンパ70は、フライホイール40とクラッチ50とを接続している。より具体的には、ダンパ70は、第1実施形態のダンパ60と同様、フライホイール40とクラッチ50のドラム51との間に、フライホイール40の周方向に沿って5つ設けられている(図3(A)参照)。フライホイール40とドラム51とが相対回転するとき、ダンパ70は弾性変形する。なお、図4に示すように、ダンパ70は、ロータシャフト33の第1筒部332の外壁、すなわちロータ32の内壁よりも径方向外側、かつ、ロータ32の外壁よりも径方向内側に設けられている。つまり、ダンパ70は、ステータ31に巻回された巻線311の端部(コイルエンド)の内側に設けられている。なお、ダンパ70として使われるゴムは、変位により決定する力(ばね力)、および、変位速度により決定する力(減衰力)の両方を発生する材質である。
In the second embodiment, the
以上説明したように、本実施形態では、ダンパ70は、フライホイール40とクラッチ50とを接続し弾性変形可能である。ダンパ70は、弾性変形することによって、クラッチ50によりフライホイール40とロータシャフト33とを連結するときの衝撃を吸収する。また、クラッチ50によりフライホイール40とロータシャフト33とが連結されているときには、ダンパ60がエンジン11のトルク変動を吸収することにより、当該トルク変動が変速機12側に伝達されることが抑制される。
As described above, in the present embodiment, the
また、ダンパ70は、ロータ32の内壁よりも径方向外側に設けられている。つまり、本実施形態では、ダンパ70は、エンジン11の出力軸112、フライホイール40およびロータシャフト33の回転軸Ax(図4参照)から所定の距離離れた位置でフライホイール40とクラッチ50とを接続している。この構成により、ダンパ70による、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。
Further, the
また、本実施形態では、ダンパ70がロータシャフト33等の回転軸Axから所定の距離離れた位置に設けられているため、ダンパ70の耐荷重性能および耐衝撃性に関する仕様を緩和でき、上述の衝撃およびトルク変動を吸収する効果を期待値以上確保しつつ、ダンパ70を小さくすることができる。したがって、上記効果を低下させることなく、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、ダンパ70は、ロータ32の外壁よりも径方向内側に設けられている。そのため、ダンパ70を、ステータ31に巻回された巻線311の端部(コイルエンド)の内側に配置することができる。これにより、ダンパ70と巻線311との干渉を抑制できるとともに、ダンパ70とコイルエンドとをステータ31の軸方向において一部オーバーラップして配置することで動力伝達装置の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ダンパ70は、ゴムにより形成されている。本実施形態では、ゴムの弾性変形により、クラッチ50による連結時の衝撃およびエンジン11のトルク変動が吸収される。なお、ダンパ70をゴムで形成することにより、ダンパ70の脱落を防止するための部材等を別途設ける必要がなく、部材点数を削減することができる。
In the present embodiment, the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、摩擦係合要素が複数の摩擦板により構成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、摩擦係合要素は単数の摩擦板により構成されてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the example in which the friction engagement element is configured by a plurality of friction plates has been described. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the friction engagement element may be constituted by a single friction plate.
また、上述の実施形態では、ダンパがロータの内壁よりも径方向外側、かつ、ロータの外壁よりも径方向内側に設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ダンパは、ロータの外壁よりも径方向外側に設けられる構成としてもよい。この場合、クラッチによる連結時の衝撃およびエンジンのトルク変動を吸収する効果をより高めることができる。 In the above-described embodiment, an example in which the damper is provided on the radially outer side than the inner wall of the rotor and on the radially inner side of the outer wall of the rotor has been described. On the other hand, in other embodiment of this invention, a damper is good also as a structure provided in a radial direction outer side rather than the outer wall of a rotor. In this case, it is possible to further enhance the effect of absorbing the impact at the time of engagement by the clutch and the engine torque fluctuation.
また、上述の実施形態では、ロータの内側のロータシャフトに形成された収容空間にクラッチの一部が収容される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、クラッチとロータとが軸方向にずれて重ならない位置に配置されることとしてもよい。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, the example in which a part of clutch was accommodated in the accommodation space formed in the rotor shaft inside a rotor was shown. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the clutch and the rotor may be disposed at a position where they are displaced in the axial direction and do not overlap.
また、本発明の他の実施形態では、クラッチは、変速機用の作動油を供給するポンプ以外のポンプから作動油を供給されることにより作動することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ダンパは、弾性変形可能であって、変位により決定する力(ばね力など)、または、変位速度により決定する力(減衰力)のどちらか、あるいは両方を発生するものであれば、コイルスプリングやゴムに限らず、他の部材あるいは材料により形成されていてもよい。上述の第1実施形態では、ダンパをコイルスプリングのみで構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ダンパをコイルスプリングとオイルダンパ機構とにより構成することとしてもよい。この構成では、ダンパは、ばね力および減衰力の両方を発生する。
本発明による動力伝達装置は、CVT以外の変速機(例えばAT等)を搭載する車両に適用することもできる。
In another embodiment of the present invention, the clutch may operate by being supplied with hydraulic oil from a pump other than a pump that supplies hydraulic oil for the transmission.
In another embodiment of the present invention, the damper is elastically deformable, and either a force determined by displacement (such as a spring force) or a force determined by a displacement speed (damping force), or both. If it produces | generates, not only a coil spring and rubber | gum but you may form with another member or material. In the first embodiment described above, an example in which the damper is configured only by the coil spring has been described. On the other hand, in other embodiment of this invention, it is good also as comprising a damper with a coil spring and an oil damper mechanism. In this configuration, the damper generates both spring force and damping force.
The power transmission device according to the present invention can also be applied to a vehicle equipped with a transmission other than CVT (for example, AT).
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。 Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various forms without departing from the gist thereof.
1 ・・・・・・・動力伝達装置
11 ・・・・・・エンジン
112 ・・・・・出力軸
12 ・・・・・・変速機
122 ・・・・・入力軸
20 ・・・・・・ハウジング
30 ・・・・・・モータジェネレータ
31 ・・・・・・ステータ
311 ・・・・・巻線
32 ・・・・・・ロータ
33 ・・・・・・ロータシャフト
40 ・・・・・・フライホイール
50 ・・・・・・クラッチ
52 ・・・・・・摩擦係合要素
60、70 ・・・ダンパ
1 ·····
Claims (6)
ハウジングと、
前記ハウジングに収容および固定され巻線が巻回された筒状のステータ、当該ステータの内側に回転可能に設けられる筒状のロータ、ならびに、当該ロータの内壁に嵌合するとともに前記ハウジングに回転可能に支持され前記変速機の入力軸に接続されるロータシャフトを有するモータジェネレータと、
前記エンジンの出力軸に接続されるフライホイールと、
前記フライホイールと前記ロータシャフトとの間に設けられ、摩擦係合要素を有し、当該摩擦係合要素を係合させることにより前記フライホイールと前記ロータシャフトとを連結可能なクラッチと、
前記フライホイールと前記クラッチとを接続し弾性変形可能なダンパと、を備え、
前記ダンパは、前記ロータの内壁よりも径方向外側に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 A power transmission device for transmitting engine driving force to a transmission,
A housing;
A cylindrical stator that is housed and fixed in the housing and wound with a winding, a cylindrical rotor that is rotatably provided inside the stator, and an inner wall of the rotor that fits and can rotate on the housing A motor generator having a rotor shaft supported by and connected to the input shaft of the transmission;
A flywheel connected to the output shaft of the engine;
A clutch that is provided between the flywheel and the rotor shaft, has a friction engagement element, and is capable of connecting the flywheel and the rotor shaft by engaging the friction engagement element;
A damper that connects the flywheel and the clutch and is elastically deformable,
The power transmission device according to claim 1, wherein the damper is provided radially outside the inner wall of the rotor.
前記クラッチの少なくとも一部は、前記収容空間に収容されていることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。 The rotor shaft is formed with a cylindrical accommodating space on the radially inner side of the rotor,
The power transmission device according to claim 1, wherein at least a part of the clutch is housed in the housing space.
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