JP2010221775A - ハイブリッド車用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもモータを大径化してその内周側に大径の動力制御要素を配置できるスペースを確保して装置全長の短縮化を可能とした、ＦＦ車に好適なハイブリッド車用動力伝達装置を提供する
【解決手段】駆動源である内燃機関及びモータ３と、該内燃機関及び該モータ３の少なくとも一方から出力される回転駆動力を変速する変速機とを同一軸線ＣＬ上に配置し、かつ該内燃機関及び該モータ２及び該変速機の各ハウジング（モータハウジング３９他）を締結部材７により一体的に連結したハイブリッド車用動力伝達装置であって、前記モータ３を構成するステータ３５の外径内に少なくとも１本の前記締結部材７を配置し、前記ステータ３５の内周側に前記モータ３を構成するロータ３１を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力源として内燃機関及びモータを搭載したハイブリッド車の動力伝達装置に関し、より詳細には、内燃機関とモータと変速機とを同一軸線上に配置した動力伝達装置に関する。

駆動源として内燃機関及び発電機兼用モータを搭載し、それぞれの長所を活かして燃費改善・高出力・環境保護を実現するハイブリッド車が実用化されている。この種のハイブリッド車の例が特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１には、エンジン、モータ、変速機の三者に加えてクラッチまでが同一軸線上に配置された動力伝達装置を有するハイブリッド車両が開示されている。クラッチの位置は、エンジンとモータの間、モータと変速機の間、の二例が示されている。

また、特許文献２には、エンジン、モータ、変速機を備え、変速機の入力軸に固定部を設け、固定部の外周側にモータのロータを固定し内周側にクラッチ機構を配置したハイブリッド車両用駆動装置が開示されている。クラッチ機構としては、複数の摩擦係合要素を有する、いわゆる多板摩擦クラッチが示されている。

特開２００６−２８００４９号公報 特開２００６−１５５９７号公報

ところで、特許文献１のハイブリッド車両では、エンジン、モータ、クラッチ、変速機が車長方向に順番に一列に縦置き配置されており、動力伝達装置の軸線方向の装置全長が大きくなっている。したがって、動力伝達装置の全長に対する制約条件が緩いＦＲ車（フロントエンジン・リアドライブ車）には好適である。しかしながら、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）では、動力伝達装置を車幅内に配置するという厳しい制約条件が生じるため、特許文献１の縦置き配置では搭載が困難になる。この対策として、エンジン及び電動機を並行２軸配置とし、両者の出力をギヤ機構で合流させる構造が考えられる。この構造によれば、動力伝達装置の装置全長を車幅以下に短縮することはできるが、ギヤ機構による動力伝達損失の発生や、部品点数の増加によるコストアップなどの点で好ましくない。

また、特許文献２のハイブリッド車両用駆動装置では、多板摩擦クラッチとモータとを同軸内外に配置することにより、装置全長の短縮化が図られている。多板摩擦クラッチは、冷却及び潤滑のために潤滑油を供給しながら継断操作を行う湿式が一般的であり、構造及び操作制御方法が複雑でメンテナンスにも手間がかかるので、乾式クラッチに置き換えるというニーズが生じる。しかしながら、乾式クラッチは多板摩擦クラッチよりも大径であるため、特許文献２のようにモータの内周側に配置することはできず、エンジンとモータとの間に配置することとなって装置全長が長大化する。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、従来よりもモータを大径化してその内周側に大径の動力制御要素を配置できるスペースを確保して装置全長の短縮化を可能とした、ＦＦ車に好適なハイブリッド車用動力伝達装置を提供することを課題とする。

本発明のハイブリッド車用動力伝達装置は、駆動源である内燃機関及びモータと、該内燃機関及び該モータの少なくとも一方から出力される回転駆動力を変速する変速機とを同一軸線上に配置し、かつ該内燃機関及び該モータ及び該変速機の各ハウジングを締結部材により一体的に連結したハイブリッド車用動力伝達装置であって、前記モータを構成するステータの外径内に少なくとも１本の前記締結部材を配置し、前記ステータの内周側に前記モータを構成するロータを配置したことを特徴とする。

さらに、前記ステータの前記外径よりも小さな径で前記軸線を中心とする円筒面上に、ステータコイルを避けて前記締結部材を配置することが好ましい。

また、前記ステータコイルは、周方向に等間隔に配置された複数個の集中巻式ステータコイルである、ことでもよい。

あるいは、前記ステータコイルは、周方向に回転対称に配置された複数個の集中巻式ステータコイルである、ことでもよい。

本発明のハイブリッド車用動力伝達装置では、内燃機関とモータと変速機の三者が同一軸線上に配置されかつ各ハウジングが締結部材により一体的に連結されており、モータを構成するステータの外径内に少なくとも１本の前記締結部材が配置されている。つまり、ステータと締結部材とがオーバーラップしている。これに対し従来は、ステータが内周側、締結部材が外周側に配置されていた。したがって、本発明によれば、オーバーラップ分だけステータを従来よりも大径化することができる。さらには、ステータの内周側のロータも大径化することができ、ロータのさらに内周側に広いスペースを確保して従来よりも大径の動力制御要素、例えば乾式クラッチを配設することができる。これにより、軸線方向の装置全長を短縮することが可能となり、ＦＦ車に好適なハイブリッド車用動力伝達装置を実現できる。

また、内燃機関、モータ、変速機の各ハウジングは円筒状に形成される場合が多く、各ハウジングを連結する締結部材を円筒面上に配置することができる。また、ステータ上のステータコイルも、円筒状に周方向に並べて配設されるのが一般的である。ここで、締結部材を配置する円筒面の径をステータの外径よりも小さくして、隣接するステータコイルの間隙に締結部材を配置することができる。そして、コイル相互間の間隔を締結部材よりも広くすることで、コイルを周方向に等間隔に配置することができる。また、コイル相互間のうち、特定箇所のみ間隔を拡げて締結部材を配置することにより、コイルを等間隔ではないが回転対称に配置できる。コイルとしては集中巻式ステータコイルを例示することができる。

このように集中巻式ステータコイルを等間隔または回転対称に配置した態様では、ステータ側で滑らかに変化する良好な回転磁界が形成されるので、モータの性能を確保しつつ、ステータ及びロータの外径及び内径を大きくすることができる。また、集中巻式ステータコイルは、コイル間を電気的に接続する渡り配線が少ないので、コイル相互間に締結部材を配置することが容易となる。

なお、ロータの内周側に配設する大径の動力制御要素は乾式クラッチに限定されず、変速機の一部やその他の装置を入り込ませて配置することもでき、これによって軸線方向の装置全長の短縮化が可能となる。

本発明の実施形態のハイブリッド車用動力伝達装置を説明する側面断面図である。 図１の実施形態のＡ−Ａ矢視方向からみたモータの断面図である。 従来のハイブリッド車用動力伝達装置を説明する側面断面図である。 図２と同じ方向からみた別の実施形態のモータの断面図である。

本発明を実施するための形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態のハイブリッド車用動力伝達装置を説明する側面断面図である。実施形態の動力伝達装置１は、エンジン及びモータ３及び変速機の三者が同一軸線ＣＬ上に配置されて構成され、エンジン及びモータ３の少なくとも一方から出力された回転駆動力を変速機まで伝達するものである。図中左方側に配置された図略のエンジンはエンジン出力軸２１に回転駆動力を出力するようになっている。

モータ３は、ロータ３１、ステータ３５、モータハウジング３９などで構成されている。回動可能なロータ３１は、軸芯部３２と周囲電磁部３３とが一体となって構成されている。中心側の軸芯部３２の左側は、エンジン出力軸２１にボルトで締結されて直結されている。軸芯部３２の外周側に設けられた周囲電磁部３３は、円筒状に形成されて永久磁石が埋め込まれた磁性体であり、回転磁石形モータが構成されている。なお、周囲電磁部３３は電機子コイルとし、回転電機子形モータを構成するようにしてもよい。周囲電磁部３３の外側にはステータ３５が配置され、さらにその外側にステータ３５を固定するモータハウジング３９が配設されている。

図１に示されるように、モータハウジング３９は略筒状であり、その軸線方向中央付近には図中左側が拡径された段差部３９１及び段差部３９１を貫通する締結用孔３９２が設けられ、モータハウジング３９の左端３９３はエンジンハウジング２９に当接している。エンジンハウジング２９上で締結用孔３９２の延長線上の位置には、雌ねじの形成された螺合孔２９１が形成されている。そして、先端に雄ねじを有する長尺の締結ボルト７がモータハウジング３９の締結用孔３９２から差し込まれ、モータハウジング３９の内側を通ってエンジンハウジング２９の螺合孔２９１に達して螺合され、両ハウジング２９、３９が一体的に連結されている。

図２は、図１のＡ−Ａ矢視方向からみたモータ３の断面図である。図示されるように、締結ボルト７は、軸線ＣＬを中心とする円筒面上に等間隔で合計６本配置されている。

一方、ステータ３５はモータハウジング３９の内周面に直接的に固定されている。したがって、締結ボルト７が配置された円筒面の径はステータ３５の外径よりも小さく、締結ボルト７はステータ３５とオーバーラップしている。具体的には、図示されるように、締結ボルト７と同じ円筒面上に合計で２４個のステータコイル３６が等間隔に配値されている。また、各ステータコイル３６は集中巻式であり、コイル間を接続する渡り配線は最小限の本数とされ、かつ締結ボルト７を避けて配線されている。

図１に戻り、ロータ３１の軸芯部３２の右側はフライホイール４にボルトで締結されており、エンジン出力軸２１、ロータ３１、フライホイール４の三者は一体的に回転するようになっている。フライホイール４の図中右側には、クラッチ機構５が配設されている。詳述すると、フライホイール４の右側の環状面にクラッチ板５１が摩擦係合可能に配設され、クラッチ板５１を駆動するためにプレッシャプレート５２及びクラッチレリーズ５３が配設されている。クラッチ機構５の出力側は、図中左方側に配置された図略の変速機の変速機入力軸６１に結合され、回転駆動力を継断可能に出力するようになっている。

次に、上述のように構成された実施形態のハイブリッド車用動力伝達装置１の効果について、図３に示される従来構成と比較して説明する。図３は、従来のハイブリッド車用動力伝達装置９を説明する側面断面図である。従来の装置９では、モータハウジング３９の左端３９３付近に段差部３９１及び締結用孔３９２が設けられ、締結用孔３９２はエンジンハウジング２９の螺合孔２９１に直面している。締結用孔３９２から差し込まれた締結ボルト７０は、モータハウジング３９の内側を通ることなく、直ちに螺合孔２９１に嵌入して螺合されている。そして、モータ３を構成するステータ３５０は締結ボルト７０よりも内周側に配置されている。

図１を図３と比較すれば明らかなように、本実施形態によればステータ３５を従来よりも大径化することができ、これに対応してロータ３１の外径Ｄ１及び周囲電磁部３３の内径Ｄ２を従来寸法（Ｄ３、Ｄ４）よりも大径化することができ、周囲電磁部３３の内周側に広いスペースＳを確保できる。図１の実施形態においては、図３の従来構成との比較を見やすくする意味で、あえてスペースＳには何も配置していないが、このスペースＳを活用すべく適宜動力制御要素を再配置する設計を行えば、軸線ＣＬ方向の装置全長を短縮することが可能となる。

次に、本発明の別の実施形態について、図４を参考にして説明する。図４は、図２と同じ方向からみた別の実施形態のモータ３０の断面図である。図示されるように、締結ボルト７は、軸線ＣＬを中心とする円筒面上に等角度間隔で合計６本配置されている。一方、ステータ３５では、締結ボルト７と同じ円筒面上に合計で１８個のステータコイル３６０が配設されている。図示されるように、ステータコイル３６０の間隔は、締結ボルト７が配設された箇所で広く、それ以外では狭くなっている。したがって、ステータコイル３６０の配置は全周にわたって等間隔ではないが、回転対称は維持されている。このため、各ステータコイル３６０に加える電圧波形を制御することにより、良好な回転磁界を形成することができ、モータ３０の性能が確保される。また、モータ３０を従来よりも大径化することができるのは、図１及び図２に示される実施形態と同様である。

１：本発明の実施形態の動力伝達装置
２１：エンジン出力軸 ２９：エンジンハウジング
３、３０：モータ
３１：ロータ ３２：軸芯部 ３３：周囲電磁部
３５：ステータ ３６、３６０：ステータコイル
３９：モータハウジング
４：フライホイール
５：クラッチ機構
６１：変速機入力軸
７、７０：締結ボルト
９：従来のハイブリッド車用動力伝達装置
ＣＬ：軸線 Ｓ：スペース

Claims (4)

1. 駆動源である内燃機関及びモータと、該内燃機関及び該モータの少なくとも一方から出力される回転駆動力を変速する変速機とを同一軸線上に配置し、かつ該内燃機関及び該モータ及び該変速機の各ハウジングを締結部材により一体的に連結したハイブリッド車用動力伝達装置であって、
   前記モータを構成するステータの外径内に少なくとも１本の前記締結部材を配置し、前記ステータの内周側に前記モータを構成するロータを配置したことを特徴とするハイブリッド車用動力伝達装置。
2. 請求項１において、前記ステータの前記外径よりも小さな径で前記軸線を中心とする円筒面上に、ステータコイルを避けて前記締結部材を配置したハイブリッド車用動力伝達装置。
3. 請求項２において、前記ステータコイルは、周方向に等間隔に配置された複数個の集中巻式ステータコイルであるハイブリッド車用動力伝達装置。
4. 請求項２において、前記ステータコイルは、周方向に回転対称に配置された複数個の集中巻式ステータコイルであるハイブリッド車用動力伝達装置。

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