JP2010143360A - ハイブリッド駆動ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータケース9の端壁9aに、その外周部に配して複数個の孔20を設け、これら複数個の孔20を同一円周上に等間隔に配置する。モータケース端壁9aに、径方向外方へ突出する複数個のフランジ21を、同一円周上に等間隔に配置する。各フランジ21にボルト孔22を穿設し、モータケース9をユニットケースの内周に嵌合した後、これらボルト孔22にねじ込んだボルト23により、モータケース端壁9aをユニットケースに対し取着する。孔20によって、モータケース端壁9aの径方向剛性が低減され、ステータ径方向振動に対してモータケース端壁9aの径方向振動を低減することができる。
【選択図】図3
Description
特に、エンジンと、該エンジンにクラッチを介して結合可能なモータ/ジェネレータと、該モータ/ジェネレータに直結された自動変速機とを順次、軸線方向へこの順に配列してなるハイブリッド駆動ユニットに関するものである。
トルクコンバータを具えた一般的な自動変速機に較べ、軸線方向の寸法が長くなる傾向にあり、車両へのユニット搭載性が悪い。
この目的のためには、モータ/ジェネレータの軸線方向寸法を短縮しつつ、モータ/ジェネレータの外径(ステータ外径)を大きくすることで、ユニット長を短縮しつつ、モータ/ジェネレータが要求トルクを発生し得るようになすこととなる。
その対策として、ステータ振動がハイブリッド駆動ユニットのユニットケースへ伝わりにくくする構造が必要となる。
ステータコイルを抱持するモータケースをユニットケースに内蔵させ、モータケースの端壁をユニットケースに結合して、ステータ径方向起振力によるユニットケースの振動やユニットケース表面からの音を低減する技術が提案されている。
モータケースの軸線方向長さを長くしたり、モータケースの外径を大きくする対策に頼るしかなく、いずれの対策でも車載性が悪化するという問題を避けられない。
これによって尚も、ステータ径方向起振力によるユニットケースの振動やユニットケース表面からの音を更に低減する必要がある場合、
モータケースの軸線方向寸法や外径などの寸法を変更する対策に頼ることなく、従って車載性の悪化に関する上記の問題を生ずることなく、当該要求を実現し得るようにしたハイブリッド駆動ユニットを提供することを目的とする。
先ず、本発明の前提となるハイブリッド駆動ユニットは、
エンジン、該エンジンにクラッチを介して結合可能なモータ/ジェネレータ、および、該モータ/ジェネレータに直結された自動変速機の軸線方向順次配列になり、
前記モータ/ジェネレータが、内周に配置されたロータおよび外周に配置されたステータコイルで構成され、ステータコイルを抱持するモータケースを介しユニットケース内に取着されたものである。
ユニットケース内に収納してこれに取着したモータケースの少なくとも軸線方向一端における端壁の外周部に複数の孔を設けるため、
これらの孔によって、対応するモータケース端壁の径方向剛性を低減させることができ、ステータ径方向振動に対してモータケース端壁の径方向振動を低減することができる。
これらの要求を、上記孔の設置によるモータケース端壁の径方向剛性低下で実現することができる。
[ハイブリッド車両のパワートレーン]
図1は、本発明のハイブリッド駆動ユニットを適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを例示し、1はエンジン、2は駆動車輪(後輪)である。
この車両は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車両(FR車)をベース車両とし、これをハイブリッド化したものである。
しかし、本発明のハイブリッド駆動ユニットを適用するハイブリッド車両は、かかるフロントエンジン・リヤホイールドライブ型のハイブリッド車両に限られるものではない。
モータ(電動機)として作用したり、ジェネレータ(発電機)として作用するものとする。
モータ/ジェネレータ5は、ロータ5bの中心に軸4を貫通して結着し、この軸4をモータ/ジェネレータ軸として利用する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な乾式単板クラッチで構成する。
自動変速機3は、任意の周知のものとし、複数の変速摩擦要素(クラッチやブレーキ等)を選択的に締結させたり、解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放の組み合わせにより伝動系路(変速段)を決定するものとする。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置7により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。
本実施例においてはこの第2クラッチ8を自動変速機3の前、若しくは、後に追加して新設する構成を採用せず、
この代わりに第2クラッチ8として、自動変速機3内に既存する前記した変速摩擦要素を流用する。
ちなみに、自動変速機3が変速を行わない場合は、現変速段選択用の変速摩擦要素が第2クラッチ8であり、自動変速機3が変速を行う場合は、現変速段から次変速段への変速に際し、締結状態から解放状態にされる変速摩擦要素が第2クラッチ8である。
なお、第2クラッチ8として用いる自動変速機3内に既存の変速摩擦要素はもともと、前記した第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的に変更可能である。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行(EV走行)させることができる。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行(HEV走行)させることができる。
第1実施例においては、エンジン1(エンジンクランクシャフト1a)および自動変速機3(変速機入力軸3a)間に配置するモータ/ジェネレータ5を、これに同軸配置すべき第1クラッチ6と共に、図2に示すごとく(図2では第1クラッチ6の図示を省略した)モータハウジング11内に収納して配置する。
このモータハウジング11は、自動変速機3の変速機ケース12、詳しくはエンジン1に近い変速機ケース12の前端に突き合わせ、ボルト13によりこれらモータハウジング11および変速機ケース12を相互に結着し、
モータハウジング11および変速機ケース12でハイブリッド駆動ユニットのユニットケースを構成する。
これらモータハウジング11および変速機ケース12の結合部に、両者間を仕切るように配してオイルポンプ14を配置し、このオイルポンプ14は、ポンプハウジング15およびポンプカバー16間にインナギアおよびアウタギアを相互に噛合させて収納した構成の内接歯車ポンプとし、自動変速機3の変速制御を含む作動用のオイルを吐出するものとする。
かかるオイルポンプ14は、ポンプカバー16をボルト17で変速機ケース12に結着することにより取着する。
これらエンジンクランクシャフト1aの後端と変速機入力軸3aの先端との間に図2のごとく、同軸突き合わせ関係にモータ/ジェネレータ軸4を介在させる。
モータ/ジェネレータ軸4の後端は、変速機入力軸3aの先端上に、スプライン18を介して嵌合させ、モータ/ジェネレータ軸4および変速機入力軸3a間を相互に直結する。
この際、ステータコイル5aを抱持するモータケース9をモータハウジング11の内周に嵌合し、このモータケース9を後述の要領でこのモータハウジング11に取着する。
一方、モータ/ジェネレータ5のロータ5bは、ロータブラケット19を介してモータ/ジェネレータ軸4に結着する。
図3は、本実施例におけるモータケース9の全体斜視図で、エンジンから遠い(自動変速機3に近い)モータケース9の端壁9aに、その外周部に配して複数個の孔20を設け、これら複数個の孔20を、好ましくは同一円周上に等間隔に配置する。
各フランジ21にはボルト孔22を穿設し、モータケース9をモータハウジング11の内周に嵌合した後、これらボルト孔22に図2,4に示すごとくねじ込んだボルト23により、エンジンから遠い(自動変速機3に近い)モータケース9の端壁9aをモータハウジング11に対し取着する。
当該モータケース9の開口端には、複数個の切り欠き25を設け、これら複数個の切り欠き25を、好ましくは円周方向等間隔に配置する。
これら切り欠き25は、上記した端蓋24との共働によって、エンジンから遠い(自動変速機3に近い)モータケース端壁9aの外周部に設けた孔20と同様な孔を提供する。
この着座部においてクランク状部材26に挿通したボルト23によりクランク状部材26をモータハウジング11に固設する。
かくしてモータケース9は、クランク状部材26を介し、エンジンに近い(自動変速機3から遠い)端蓋24(端壁)をモータハウジング11に対し取着される。
図2〜5につき上記した第1実施例のハイブリッド駆動ユニットによれば、
モータハウジング11(ユニットケース)内に収納してこれに取着したモータケース9の端壁9a,24の外周部に複数の孔20,25を設けたため、
これらの孔20,25によって、モータケース端壁9a,24の径方向剛性を低減させることができ、ステータ径方向振動に対してモータケース端壁9a,24の径方向振動を低減することができる。
これらの要求を、上記孔20,25の設置によるモータケース端壁9a,24の径方向剛性低下で実現することができる。
モータケース端壁9a,24の上記した径方向剛性低下に起因して発生する、図10に破線αで示すモータケース端壁9a,24の軸方向振動を、フランジ21およびクランク状部材26の弾性変形により吸収することができ、その結果、モータケース9の振動モードを図10にβで示すごとくに改善し得て、ユニットケース11に軸方向振動が伝達され難くすることができる。
なお、上記のクランク状部材26を用いてモータケース端壁24をユニットケース11に取着する場合、クランク状部材26の支持アーム長が長いため、フランジ21を用いる場合よりも、上記の作用効果が一層顕著になるのは言うまでもない。
図6は、本発明の第2実施例になるハイブリッド駆動ユニットのモータケース9を示し、本実施例においても、前述した第1実施例と同様な目的で、モータケース端壁9aの外周部に孔20を設け、モータケース端壁9aの径方向剛性を低下させる。
しかし本実施例においては、モータケース端壁9aに穿ったボルト孔31に挿通するボルト(図示せず)によりモータケース端壁9aをユニットケース11に取着する。
そしてモータケース端壁9aに、径方向外方へ突出する複数個のフランジ32を円周方向等間隔に設ける。
以上により第2実施例によっても、ユニットケース11への振動レベルを図11に実線で示すごとく大幅に低減することができる。
図7は、本発明の第3実施例になるハイブリッド駆動ユニットのモータケース9を示し、本実施例においても、前述した第1実施例と同様な目的で、モータケース端壁9aの外周部に孔20を設け、モータケース端壁9aの径方向剛性を低下させる。
しかし本実施例においては、モータケース端壁9aに穿ったボルト孔41に挿通するボルト(図示せず)によりモータケース端壁9aをユニットケース11に取着する。
そしてモータケース端壁9aに、径方向外方へ突出する複数個のキー42を円周方向等間隔に設ける。
以上により第3実施例によっても、ユニットケース11への振動レベルを図11に実線で示すごとく大幅に低減することができる。
図8,9は、本発明の第4実施例になるハイブリッド駆動ユニットのモータケース9を示し、本実施例においても、前述した第1実施例と同様な目的で、モータケース端壁9aの外周部に孔20を設け、モータケース端壁9aの径方向剛性を低下させる。
しかし本実施例においては、モータケース端壁9aに穿ったボルト孔51に挿通するボルト(図示せず)によりモータケース端壁9aをユニットケース11に取着する。
つまりボルト孔51は、モータケース9の中心軸線Oを通り各孔20と接する一対の接線A,B間に挟まれた領域に1個ずつ配置し、
各ボルト孔51を、対応する孔20の接線A,Bからモータケース9の円周方向に離間させて配置する。
これらの孔20によって、モータケース端壁9aの径方向剛性を低減させることができ、ステータ径方向振動に対してモータケース端壁9aの径方向振動を低減することができる。
これらの要求を、上記孔20の設置によるモータケース端壁9aの径方向剛性低下で実現することができる。
ボルト孔51が、対応する孔20の接線A,B間に挟まれた領域に、これら接線A,Bに被さらないよう配置したため、以下の作用効果が奏し得られる。
モータケース9からユニットケース11へ振動が伝達しにくくすることができ、ユニットケース11への振動レベルを図11に一点鎖線で示すごとく、従来の破線で示すレベルよりも大幅に低減させることができる。
2 駆動車輪
3 自動変速機
3a 変速機入力軸
3b 変速機出力軸
4 モータ/ジェネレータ軸
5 モータ/ジェネレータ
5a ステータ
5b ロータ
6 第1クラッチ
7 ディファレンシャルギヤ装置
8 第2クラッチ
9 モータケース
9a モータケース端壁
11 モータハウジング(ユニットケース)
12 変速機ケース(ユニットケース)
14 オイルポンプ
15 ポンプハウジング
16 ポンプカバー
20 孔
21 フランジ
22 ボルト孔
23 ボルト
24 モータケース端蓋(モータケース端壁)
25 切り欠き(孔)
26 クランク状部材
31 ボルト孔
32 フランジ
41 ボルト孔
42 キー
51 ボルト孔
Claims (5)
- エンジン、該エンジンにクラッチを介して結合可能なモータ/ジェネレータ、および、該モータ/ジェネレータに直結された自動変速機の軸線方向順次配列になり、
前記モータ/ジェネレータが、内周に配置されたロータおよび外周に配置されたステータコイルで構成され、ステータコイルを抱持するモータケースを介しユニットケース内に取着されているハイブリッド駆動ユニットにおいて、
前記モータケースの少なくとも軸線方向一端における端壁の外周部に複数の孔を設けたことを特徴とするハイブリッド駆動ユニット。 - 請求項1に記載のハイブリッド駆動ユニットにおいて、
前記モータケースの中心軸線を通り前記各孔と接する一対の接線間に挟まれた領域のうち、任意の領域において、前記モータケースをユニットケースに取着したことを特徴とするハイブリッド駆動ユニット。 - 請求項2に記載のハイブリッド駆動ユニットにおいて、
前記ユニットケースに対する前記モータケースの取着箇所を、前記接線からモータケースの円周方向に離間させたことを特徴とするハイブリッド駆動ユニット。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド駆動ユニットにおいて、
前記ユニットケースに対する前記モータケースの取着箇所を、前記孔よりもモータケースの径方向外方に位置させたことを特徴とするハイブリッド駆動ユニット。 - 請求項1に記載のハイブリッド駆動ユニットにおいて、
前記モータケースの少なくとも軸線方向一端における端壁から径方向外方へ突出するクランク状部材を設け、
該クランク状部材を介して前記ユニットケースに対する前記モータケースの取着を行ったことを特徴とするハイブリッド駆動ユニット。
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