ハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造
【課題】部品点数の増加や組付け作業性の悪化に起因する製造コストの高騰を未然に防止した上で、油圧クラッチ及び走行用モータを個別に収容するハウジング内の作動流体の熱膨張による圧力上昇を確実に抑制できるハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造を提供する。
【解決手段】ハウジング１に形成したクラッチ室６内に湿式油圧クラッチ１９を収容すると共に、このクラッチ室６の後側にモータ室７を形成して油冷式のモータ２０を収容し、クラッチ室６及びモータ室７の上部に形成されたモータ冷却作動油供給弁室３９を介してクラッチ室６とモータ室７とを連通させる。モータ冷却後の作動油をモータ室７の上部の流下孔３５から環状回収路３３を経て下部のオイルパン３７に回収すると共に、この環状回収路３３の途中にクラッチ室６とモータ室７との共用のエアブリーザを設ける。
【解決手段】ハウジング１に形成したクラッチ室６内に湿式油圧クラッチ１９を収容すると共に、このクラッチ室６の後側にモータ室７を形成して油冷式のモータ２０を収容し、クラッチ室６及びモータ室７の上部に形成されたモータ冷却作動油供給弁室３９を介してクラッチ室６とモータ室７とを連通させる。モータ冷却後の作動油をモータ室７の上部の流下孔３５から環状回収路３３を経て下部のオイルパン３７に回収すると共に、この環状回収路３３の途中にクラッチ室６とモータ室７との共用のエアブリーザを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造に係り、詳しくはエンジンからの駆動力を変速機側に伝達するための湿式油圧クラッチを収容するクラッチハウジング、及び油冷式の走行用モータを収容するモータハウジング内の圧力上昇を抑制するエアブリーザの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両のパワープラントには、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達するために作動流体を利用した流体継手や湿式油圧クラッチなどの油圧締結装置が備えられる場合があり、このような車両では、油圧締結装置を収容したハウジングに作動流体の熱膨張による圧力上昇を抑制するためにエアブリーザを設けている。
例えば特許文献１に記載の技術は流体継手に関するものであるが、流体継手を収容するハウジングの上部に形成した流体貯槽にエアブリーザを設けて、流体継手を循環する作動流体が熱膨張したときにエアブリーザを介して流体貯槽内のエアを外部に排出することにより圧力上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では燃費や排ガス性能の向上を目的としてハイブリッド電気自動車が普及しており、この種のハイブリッド電気自動車ではパワープラントに走行用モータが追加される。例えば油圧クラッチをパワープラントに備えた車両では、油圧クラッチと変速機との間に走行用モータを配置し、走行用モータの作動に応じてその駆動力を変速機側に任意に伝達可能としている。
【０００５】
この種の走行用モータとしては、ステータのコイルを作動流体により冷却する油冷式のものが採用されることがある。冷却用の作動流体としては油圧クラッチに使用している作動流体を流用する場合も、全く別の供給源からの作動流体を使用する場合もあるが、何れにしても油圧クラッチと走行用モータとでは作動流体の使用状況が全く異なることから、相互に独立したハウジングに個別に収容する必要がある。
【０００６】
即ち、油圧クラッチは、湿式クラッチ板やベアリングを潤滑した後の作動流体を遠心力で飛散させながら高速回転するため、油圧クラッチを収容したハウジング内は作動流体が常に飛散する環境となる。これに対して走行用モータは、上記のようにステータのコイル部分は作動流体による冷却を要するものの、高速回転するロータを収容したハウジング内は作動流体の飛散を極力防止して、飛散した作動流体との衝突によるロータの回転ロスを防止する配慮が必要となる。
【０００７】
以上の理由により、油圧クラッチと走行用モータとを相互に独立したハウジングに収容する必要が生じ、必然的にそれぞれのハウジングに作動流体の熱膨張による圧力上昇を抑制するためのエアブリーザ、及びエアブリーザを設置するためのブリーザ室を個別に設ける必要が生じる。結果として、部品点数の増加や組付け作業性の悪化により製造コストが高騰するという問題が生じた。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品点数の増加や組付け作業性の悪化に起因する製造コストの高騰を未然に防止した上で、油圧クラッチ及び走行用モータを個別に収容するハウジング内の作動流体の熱膨張による圧力上昇を確実に抑制することができるハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ハウジングに形成されたクラッチ室内に収容され、作動油供給源から供給される作動油に応じて断接動作し、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達可能な湿式油圧クラッチと、ハウジングにクラッチ室と隣接して形成されたモータ室内に収容されて湿式油圧クラッチと変速機との間に接続され、変速機側に駆動力を伝達すると共に、作動油供給源から供給される作動油により冷却される油冷式のモータと、クラッチ室の上部とモータ室の上部とを連通する連通路と、モータ室側に設けられてモータ室内のエアを外部に排出可能なエアブリーザとを備えたものである。
【００１０】
従って、クラッチ室内の湿式油圧クラッチ、及びモータ室内の油冷式のモータには作動油が供給されることから、クラッチ室及びモータ室の何れも作動油の熱膨張により圧力上昇を発生し得る。ここで、圧力上昇を生じたときのモータ室内のエアはエアブリーザから外部に排出され、同じく圧力上昇を生じたときのクラッチ室のエアは連通路を経てエアブリーザから外部に排出され、これによりクラッチ室及びモータ室の何れの圧力上昇も抑制される。
【００１１】
そして、このように共通のエアブリーザによりクラッチ室及びモータ室の圧力上昇を抑制することから、個別にエアブリーザを設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化、ひいては製造コストの高騰が未然に防止される。
一方、クラッチ室内は遠心力により湿式油圧クラッチから飛散した作動油が常に充満した状態にあるのに対し、モータ室内の作動油はモータを冷却した後の比較的落ち着いた流動状態にある。このようなモータ室側にエアブリーザが設けられることにより、エアブリーザは飛散・霧化した作動油を殆ど含まないエアを外部に排出し、エアブリーザから作動油が外部に漏れる事態が未然に防止される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、ハウジングの上部に、モータ冷却のために作動油供給源から供給される作動油を制御するモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室が形成され、モータ冷却作動油供給弁室の一側がクラッチ室内と連通し、モータ冷却作動油供給弁室の他側がモータ室内と連通することにより、モータ冷却作動油供給弁室が連通路として機能するものである。
従って、モータ冷却制御用のモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室は既存の構成であり、このモータ冷却作動油供給弁室を介してクラッチ室とモータ室とを連通させるため、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで実施可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、ハウジングは略円筒状をなしてモータ室の外周に沿う円弧状をなす回収路が形成され、回収路の上部がモータ室の上部に形成された流下孔と連通する一方、回収路の下部がハウジングの下部に設けられた作動油回収用のオイルパンと連通し、回収路内の一側には、回収路内での作動油の流れ方向に対して略直交する方向に向けて膨出するようにブリーザ室が形成され、エアブリーザがブリーザ室に設けられたものである。
従って、モータ室内でモータを冷却した後の作動油は流下孔から溢れて、回収路内を下方に案内されてオイルパンに回収される。また、クラッチ室やモータ室の圧力上昇時には、回収路からブリーザ室を経てエアブリーザから外部に排出される。
【００１４】
そして、元々モータ室内の作動油の流動状態は落ち着いている上に、回収路内を流れる過程で作動油の流動状態はさらに安定する。しかも、回収路内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室は略直交方向に膨出しているため、回収路内の作動油がブリーザ室内に侵入するには、その流動方向を略直交する方向に変更する必要があり、作動油のブリーザ室内への侵入が妨げられる。結果として、エアブリーザから外部への作動油の漏れを一層確実に抑制可能となる。
また、モータ室から溢流した作動油をオイルパンに回収するための回収路は既存の構成であり、この回収路を介して圧力上昇時のエアをエアブリーザまで導いているため、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで実施可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように請求項１の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、クラッチ室の上部とモータ室の上部とを連通路により連通させて共通のエアブリーザを設けたため、個別にエアブリーザを設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化に起因する製造コストの高騰を未然に防止した上で、クラッチ室及びモータ室内の作動流体の熱膨張による圧力上昇を確実に抑制でき、しかも、比較的作動油の流動状態が落ち着いているモータ室側にエアブリーザを設けたため、エアブリーザから作動油が外部に漏れる事態を未然に防止することができる。
【００１６】
請求項２の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、請求項１に加えて、既存のモータ冷却作動油供給弁室を利用してクラッチ室とモータ室とを連通させることにより、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
請求項３の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、請求項１または２に加えて、回収路内を流れる過程で作動油の流動状態を安定させると共に、回収路内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室を略直交方向に膨出させてブリーザ室内への作動油の侵入を妨げることにより、エアブリーザから外部への作動油の漏れを一層確実に抑制できると共に、既存の回収路を利用して圧力上昇時のエアをエアブリーザまで導くことにより、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造が適用されたパワープラントを示す全体構成図である。
【図２】パワープラントのクラッチ・モータ機構を示す断面図である。
【図３】環状回収路を示す図２のIII−III線断面図である。
【図４】ブリーザ室を示す図３のIV−IV線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造の一実施形態を説明する。
図１は本発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造が適用されたパワープラントを示す全体構成図である。
全体としてパワープラントは、車両前方よりエンジンＭ１、湿式油圧クラッチ１９（以下、単にクラッチと称する）及び油冷式モータ２０（以下、単にモータと称する）からなるクラッチ・モータ機構Ｍ２、エンジンＭ１やモータ２０の駆動力を任意の変速段で変速するデュアルクラッチ式の変速機Ｍ３、及び変速機Ｍ３から出力される駆動力を左右の駆動輪５４に伝達するプロペラシャフト５２及び差動装置５３からなる伝達機構Ｍ４により構成されている。
【００１９】
図２はこのように構成されたパワープラントのクラッチ・モータ機構Ｍ２を示す断面図である。
クラッチ・モータ機構Ｍ２のクラッチ・モータハウジング１（ハウジング）は、クラッチ１９及びモータ２０を収容するようにアルミ合金により一体成型されている。但し、クラッチ・モータハウジング１は必ずしも一体成型する必要はなく、クラッチ１９側とモータ２０側とを別体で成型してボルトにより締結する構成としてもよい。
【００２０】
以下に詳細を説明すると、クラッチ・モータハウジング１のハウジング本体２は全体として前後方向に延びる略円筒状をなし、その前端は図示しないボルトで締結された前壁３により閉塞され、同じく後端は図示しないボルトで締結された後壁４により閉塞されている。ハウジング本体２の内部には隔壁５が一体成型され、この隔壁５によりクラッチ・モータハウジング１内は前側のクラッチ室６と後側のモータ室７とに区画されている。
【００２１】
クラッチ・モータハウジング１の前端外周にはフランジ１ａが形成され、このフランジ１ａを介してクラッチ・モータハウジング１の前端にはエンジンＭ１が図示しないボルトにより連結されている。クラッチ・モータハウジング１の前壁３の中央には前後方向に延びるようにクラッチ入力軸１０が回転可能に支持され、このクラッチ入力軸１０の前端にエンジンＭ１の出力軸が連結されている。前壁３にはオイルポンプ１１（作動油供給源）が設けられ、オイルポンプ１１はクラッチ入力軸１０と連結されてエンジンＭ１の運転中に常に回転駆動されて作動油（ＡＴＦ）を供給する。後述するように、このオイルポンプ１１から供給される作動油がクラッチ１９の断接動作や潤滑、及びモータ２０の冷却に利用される。
【００２２】
クラッチ入力軸１０の後方には変速機Ｍ３の入力軸として機能するアウタ入力軸１２が同一軸線上に配設され、このアウタ入力軸１２は隔壁５に設けられたベアリング１３及び後壁４に設けられたベアリング１４により回転可能に支持されている。アウタ入力軸１２は筒状をなし、その内部には同じく変速機Ｍ３の入力軸として機能するインナ入力軸１５が配設されている。
アウタ入力軸１２の内周の前部及び後部にはベアリング１６，１７が設けられ、これらのベアリング１６，１７によりインナ入力軸１５はアウタ入力軸１２に対して相対回転可能に支持されている。これらのアウタ入力軸１２及びインナ入力軸１５の後端はクラッチ・モータハウジング１の後壁４を介して後方に突出し、後述するように、これらのアウタ入力軸１２及びインナ入力軸１５を介してエンジンＭ１やモータ２０の駆動力が変速機Ｍ３側に伝達される。
【００２３】
上記クラッチ室６内にはクラッチ入力軸１０を中心としてクラッチ１９が収容されている。詳細は説明しないが、クラッチ１９はアウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂから構成され、それぞれ上記オイルポンプ１１から供給される作動油によりピストンを油圧作動させて湿式多板クラッチを押圧することにより接続される。
アウタクラッチ１９ａの接続時にはクラッチ入力軸１０とアウタ入力軸１２とが接続されて、エンジンＭ１からの駆動力がアウタクラッチ１９ａを介してアウタ入力軸１２に伝達され、インナクラッチ１９ｂの接続時にはクラッチ入力軸１０とインナ入力軸１５とが接続されて、エンジンＭ１からの駆動力がインナクラッチ１９ｂを介してインナ入力軸１５に伝達される。
【００２４】
一方、モータ室７内にはアウタ入力軸１２を中心として永久磁石式のモータ２０が配設され、全体としてモータ２０はロータ２１及びステータ２２から構成されている。ロータ２１はモータ室７内に露出しているアウタ入力軸１２に外嵌され、ロータ２１の周囲には永久磁石からなる多数のロータコア２１ａが列設されている。ロータ２１はアウタ入力軸１２の外周面に対してスプライン２３により相対回転を規制されると共に、隔壁５に設けられたベアリング２４及び後壁４に設けられたベアリング２５に案内されながらアウタ入力軸１２と共に回転可能となっている。
【００２５】
ステータ２２は、電磁鋼板を積層した環状のステータコア２２ａ上にコイル２２ｂを巻回した複数個のボビン２２ｃを周方向に列設して構成されており、ロータ２１の周囲を僅かな間隙をおいて取り巻くように配設されている。ステータ２２は、ステータコア２２ａの外周部がハウジング１のモータ室７の内周に嵌め込まれて固定されている。ステータ２２の各ボビン２２ｃの前部はアウタ入力軸１２を中心とした環状をなすパッキン２６を介してハウジング１の隔壁５に当接し、各ボビン２２ｃの後部は同じくアウタ入力軸１２を中心とした環状をなすパッキン２７を介してハウジング１の後壁４に当接している。
【００２６】
図示はしないが、ステータ２２の各コイル２２ｂはＵ，Ｖ，Ｗの３相に分別されて交互に配列され、各相のコイル２２ｂはそれぞれ電力線を介してハウジング外の走行用バッテリに接続されている。インバータの制御によりバッテリから電力を供給されて各相のコイル２２ｂは順次通電され、ステータコア２２ａに発生した磁界の方向に応じてロータ２１と共にアウタ入力軸１２には駆動トルクや回生トルクが付与される。
モータ室７内においてロータ２１の後部にはロータ角度を検出するためのレゾルバ２８が設けられている。レゾルバ２８はレゾルバロータ２８ａとレゾルバステータ２８ｂとから構成され、レゾルバロータ２８ａはロータ２１の後部に固定され、レゾルバステータ２８ｂは後壁４からステー２９を介して支持されてレゾルバロータ２８ａを取り巻くように配設されている。
【００２７】
これによりモータ２０のロータ２１と共にレゾルバロータ２８ａが回転すると、その回転角度に応じた信号をレゾルバステータ２８ｂが出力する。
また、前後のパッキン２６，２７のシール作用により、モータ室７内はステータ２２を境界として内周側のロータ室７ａと外周側のステータ室７ｂとに内外に区画されると共に、各ボビン２２ｃの後部の外周側に形成された切欠３０を介してステータ２２の各ボビン２２ｃはステータ室７ｂと連通している。
【００２８】
隔壁５のモータ室７側の面には、アウタ入力軸１２を中心としてステータ２２と相対向する環状をなす分配溝３１が凹設され、前側のパッキン２６には各ボビン２２ｃに対応するように複数個の分配孔３２が貫設されている。分配溝３２内には図示しない油路を経て上記オイルポンプ１１から作動油の一部が供給され、作動油は分配溝３１から各分配孔３２を経て各ボビン２２ｃ内に導かれるようになっている。各ボビン２２ｃはステータ室７ｂと連通しているため、各ボビン２２ｃ内に導かれた作動油はコイル２２ｂに沿って後方に流通してステータ室７ｂ内を満たし、コイル２２ｂは常に作動油により冷却される。
【００２９】
なお、このようにステータ室７ｂは作動油が常に満たされるが、上記パッキン２６，２７のシール作用によりロータ室７ａへの作動油の侵入はほとんどない。この対策は、ロータ室７ａ内で飛散した作動油が高速回転するロータ２１に衝突して回転ロスを生じるのを防止するためである。
図３は環状回収路を示す図２のIII−III線断面図である。
【００３０】
図２，３に示すように、クラッチ・モータハウジング１のハウジング本体２と後壁４との間には、モータ室７の後部周囲を取り巻くように環状回収路３３(回収路)が形成されている。環状回収路３３の外周側は、ハウジング本体２と後壁とをボルトで締結するためのフランジ３４に倣った形状をなし、環状回収路３３の内周側は、後側のパッキン２７の外周端よりも若干小径の円形状をなしている。この環状回収路３３の内周側とパッキン２７の外周端との大小関係により、パッキン２７の外周端は環状回収路３３の内周面よりも寸法Ｌだけ突出している。
【００３１】
上記ステータ室７ｂは、その最上部に形成された流下孔３５を介して環状回収路３３の最上部と連通している。上記分配溝３１からステータ室７ｂ内に供給されてコイル２２ｂの冷却に供された作動油は、順次流下孔３５から溢れて環状回収路３３内を左右に分岐して下方に案内される。
ハウジング本体２には環状回収路３３内の最下部に一端を開口させるように下部回収路３６が形成され、下部回収路３６の他端はハウジング本体２の下部に設けられたオイルパン３７内と連通している。従って、環状回収路３３を下方に案内された作動油は下部回収路３６を経てオイルパン３７に回収される。
【００３２】
一方、ハウジング本体２の上部にはモータ冷却作動油供給弁室３９（連通路）が設けられ、モータ冷却作動油供給弁室３９は前後方向においてクラッチ室６とモータ室７とに亘るように配設されている。図２ではモータ冷却作動油供給弁室３９がハウジング本体２の最上部に位置するように示されているが、実際には図３に示すように、円筒状をなすハウジング本体２の最上部よりも右側にオフセット配置されており、モータ冷却作動油供給弁室３９の上方への突出による車載性の悪化を防止している。
【００３３】
モータ冷却作動油供給弁室３９はハウジング本体２上に凹設されて、その開口部をボルト４０により脱着可能な蓋体４１で閉塞されている。モータ冷却作動油供給弁室３９内にはモータ温度調整用のソレノイドバルブ４２が配設され、ソレノイドバルブ４２はオイルポンプ１１から分配溝３１内に供給される作動油を制御する。モータ冷却作動油供給弁室３９内の前部底面には前部連通孔４３が貫設され、この前部連通孔４３を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内は下方に位置するクラッチ室６内と連通している。また、モータ冷却作動油供給弁室３９内の後部には後部連通孔４４が貫設され、この後部連通孔４４を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内は後方に位置する環状回収路３３の上部及びモータ室７の上部と連通している。
【００３４】
後部連通孔４４は上記レゾルバ２８の信号線４５を案内する役割も果たしている。即ち、図２に示すように、レゾルバステータ２８ｂから延設された信号線４５は後壁４に穿設された図示しない通路内を案内され、環状回収路３３内を横切って後部連通孔４４を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内に導かれている。図示はしないが、モータ冷却作動油供給弁室３９の側部にはＯリングにより油密保持された導出口が設けられ、レゾルバ２８の信号線４５及びソレノイドバルブ４２を切換作動させるための信号線４６は導出口を介してハウジング外に取り出されて上記モータ制御用のインバータに接続されている。
【００３５】
例えばインバータは、レゾルバ２８からの入力される検出信号に基づき、ロータ角度に応じて通電すべき各相のコイル２２ｂを判別して通電制御を実行し、これによりモータ２０を作動させる。また、インバータは、図示しない温度センサからの検出信号に基づきソレノイドバルブ４２を切り換えることにより、オイルポンプ１１から分配溝３１内に供給される作動油を制御してコイル２２ｂの温度を適温に保つ。
なお、切換時のソレノイドバルブ４２は内部の作動油をモータ冷却作動油供給弁室３９内に排出するが、排出された作動油は前部連通孔４３を介してクラッチ室６に導かれたり、後部連通孔４４を介してステータ室７ｂ内に導かれたりするため、モータ冷却作動油供給弁室３９内は作動油が溜まることなくクラッチ室６やモータ室７に対して常に連通状態に保持される。
【００３６】
一方、図４はブリーザ室を示す図３のIV−IV線断面図である。図３，４に示すように、ハウジング本体２の上部にはブリーザ室４８が設けられている。モータ冷却作動油供給弁室３９と同じく上方への突出による車載性の悪化を防止するために、ブリーザ室４８はハウジング本体２の最上部よりも左側（モータ冷却作動油供給弁室３９とは反対側）にオフセットされており、最上部の流下孔３５よりも環状回収路３３内を左方に下った位置に配置されている。
ブリーザ室４８は環状回収路３３の前面から前方に向けて膨出する形状をなし、その断面形状は略直角三角状をなしている。なお、本実施形態ではブリーザ室４８をハウジング本体２に一体成型しているが、これに限ることはなく、別部品として製作してボルトなどで固定するようにしてもよい。また、ブリーザ室４８の膨出方向は前方に代えて後方としてもよい。
【００３７】
ブリーザ室４８の断面直角三角状の斜辺に相当する面４８ａは環状回収路３３の内周面に沿うと共に、この環状回収路３３の内周面よりも段差４９を介して若干上側に位置している。また、斜辺以外の他の一辺に相当する面４８ｂはブリーザ室４８の上面を構成し、この上面にはエアブリーザ５０が固定され、エアブリーザ５０の先端はブリーザ室４８内の最奥部に突出している。周知のようにエアブリーザ５０は、ブリーザ室４８内のエアを適宜外部に排出することにより圧力上昇を抑制する役割を果たす。
【００３８】
一方、以上のように構成されたクラッチ・モータ機構Ｍ２の後側には、図１に示すようにデュアルクラッチ式の変速機Ｍ３が接続されている。
当該デュアルクラッチ式変速機Ｍ３の構成については、例えば特開２００９−０３５１６８号公報などに開示されているため概略的な説明にとどめるが、アウタ入力軸１２と出力軸５１との間に第１歯車機構Ｇ１を設けると共に、インナ入力軸１５と出力軸５１との間に第２歯車機構Ｇ２を設けて構成されている。デュアルクラッチ式変速機Ｍ３の出力軸５１は、上記したように伝達機構Ｍ４のプロペラシャフト５２及び差動装置５３を介して駆動輪５４に接続されている。
【００３９】
例えば図１に太線矢印で示すように、アウタクラッチ１９ａの接続によりエンジンＭ１の駆動力、或いはそれに加えてモータ２０の駆動力をアウタ入力軸１２から第１歯車機構Ｇ１を介して出力軸５１側に伝達しているときには、インナクラッチ１９ｂの切断により動力伝達していない第２歯車機構Ｇ２を次変速段に予め切り換えた上で（プリセレクトと称する）、その後に次変速段への切換タイミングになると、アウタクラッチ１９ａを切断すると共にインナクラッチ１９ｂを接続することにより駆動力を連続的に伝達しながら変速を完了する。
次に、以上のように構成された本実施形態のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造の作用、特にオイルポンプ１１からクラッチ１９及びモータ２０への作動油の供給及び排出作用と、エアブリーザ５０によるクラッチ室６及びモータ室７の圧力上昇の抑制作用とを説明する。
【００４０】
まず、オイルポンプ１１から供給される作動油は図示しない油路を経てアウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂのシリンダ室内に供給され、上記変速時には、油圧作動したピストンで湿式多板クラッチを押圧することにより、これらのクラッチ１９ａ，１９ｂが任意に接続される。アウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂは高速回転し、湿式多板クラッチを潤滑した作動油、及び両クラッチ１９ａ，１９ｂを回転可能に支持するベアリングを潤滑した作動油は、図２に白抜き矢印で示すように遠心力により激しく飛散するため、クラッチ室６内は常に飛散した作動油が充満した状態にある。なお、飛散した作動油はクラッチ室６の内壁への付着後に流れ落ち、図示しない回収路を経てオイルパン３７に回収される。
【００４１】
一方、ロータ室７ａ内には、パッキン２６，２７のシール作用により作動油はほとんど侵入していない。このため、ロータ２１は飛散した作動油により回転ロスを生じることなく円滑に回転する。
また、図２，３に白抜き矢印で示すように、ステータ室７ｂは分配溝３１から分配孔３２を経て供給される作動油で満たされており、この作動油はコイル２２ｂの冷却に供された後に順次流下孔３５から溢れて環状回収路３３内を左右に分岐して下方に案内される。環状回収路３３の最下部において作動油は左右から合流し、下部回収路３６を経てオイルパン３７に回収される。
【００４２】
そして、このようにクラッチ室６及びステータ室７ｂは、それぞれの内部で循環する作動油の熱膨張により圧力上昇を生じる。ここで、クラッチ室６は前部連通孔４３を介してモータ冷却作動油供給弁室３９と連通し、モータ冷却作動油供給弁室３９は後部連通孔４４を介して環状回収路３３と連通し、一方で環状回収路３３は流下孔３５を介してステータ室７ｂと連通し、他方で環状回収路３３はブリーザ室４８内のエアブリーザ５０を介してハウジング外と連通している。
【００４３】
このため、作動油の熱膨張により圧力上昇を生じたときのステータ室７ｂ内のエアは、流下孔３５、環状回収路３３、ブリーザ室４８を経てエアブリーザ５０からハウジング外に排出され、これによりステータ室７ｂ内の圧力上昇が確実に抑制される。同じく作動油の熱膨張により圧力上昇を生じたときのクラッチ室６内のエアは、前部連通孔４３、モータ冷却作動油供給弁室３９、後部連通孔４４、環状回収路３３、ブリーザ室４８を経てエアブリーザ５０からハウジング外に排出され、これによりクラッチ室６内の圧力上昇が確実に抑制される。
【００４４】
そして、このように本実施形態では、クラッチ室６及びモータ室７に個別にブリーザ室４８及びエアブリーザ５０を設けることなく、環状回収路３３の途中に設けた共通のブリーザ室４８及びエアブリーザ５０によりクラッチ室６及びモータ室７の圧力上昇を抑制している。結果として、個別にブリーザ室４８及びエアブリーザ５０を設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化、ひいては製造コストの高騰を未然に防止することができる。
また、ブリーザ室４８及びエアブリーザ５０はパワープラントから上方や側方に突出して車載性を低下させる要因になり易いが、クラッチ室６及びモータ室７で共通化して１組のブリーザ室４８及びエアブリーザ５０で機能させているため、車載性の低下を最小限に抑制することができる。
【００４５】
特に本実施形態では、環状回収路３３内を左方に下った位置で前方に向けて膨出するようにブリーザ室４８を形成しているため、ブリーザ室４８及びエアブリーザ５０の上方への突出が防止されると共に側方への突出も防止される。よって、パワープラントの車載性を一層向上することができる。
一方、本実施形態では、作動油が激しく飛散しているクラッチ室６内を避けて、流下孔３５から作動油を溢れ流させるだけで比較的作動油の流動状態が落ち着いているモータ室７側にエアブリーザ５０を配置している。しかも、エアブリーザ５０を流下孔３５の近傍に設けることなく、作動油を排出するための環状回収路３３の途中に配設しているため、環状回収路３３内を流れる過程で作動油の流動状態はさらに安定する。このため、環状回収路３３内を案内される作動油がブリーザ室４８内に侵入することはなく、エアブリーザ５０は飛散・霧化した作動油を殆ど含まないエアを外部に排出し、エアブリーザ５０から作動油が外部に漏れる可能性はほとんどない。
【００４６】
しかも、環状回収路３３内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室４８は略直交する前方に向けて膨出している。このため、環状回収路３３内の作動油がブリーザ室４８内に侵入するには、その流動方向を略直交する方向に変更（環状回収路３３に沿った左斜め下方から前方に変更）する必要があり、これもブリーザ室４８内への作動油の侵入を妨げる要因となる。
加えて、環状回収路３３内を案内される作動油は、環状回収路３３の内周面に突出するパッキン２７の外周端により堰き止められて前方、即ちブリーザ室４８側への流動を規制される。また、環状回収路３３の内周面とブリーザ室４８との間に形成された段差４８も、ブリーザ室４８側への作動油の流動を規制する役割を果たす。これらの要因も、ブリーザ室４８内への作動油の侵入を妨げることに貢献する。
【００４７】
以上の理由により、モータ室７から溢れ流れて環状回収路３３内を案内される作動油がブリーザ室４８内に侵入する事態が防止され、ブリーザ室４８内に侵入した作動油がエアブリーザ５０に吸い込まれてハウジング外に漏れるトラブルを未然に回避することができる。
しかも、モータ冷却制御用のソレノイドバルブ４２を収容したモータ冷却作動油供給弁室３９は既存の構成であり、モータ室７から溢れ流れた作動油をオイルパン３７に回収するための環状回収路３３も既存の構成である。このため、従来のパワープラントの構成に加えて、モータ冷却作動油供給弁室３９をクラッチ室６と連通させるための前部連通孔４３を貫設し、環状回収路３３の途中の適所にブリーザ室４８を形成してエアブリーザ５０を設置するだけで本実施形態の構成となり、極めて僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
【００４８】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、変速機として歯車機構Ｇ１，Ｇ２を備えたデュアルクラッチ式変速機Ｍ３を採用したが、これに限ることはなく、単一の歯車機構を備えた一般的な変速機を採用してもよい。この場合にはアウタ側及びインナ側にそれぞれ設けられたクラッチと入力軸とが単一のものに変更され、その単一の入力軸にモータ２０が設けられる構成となる。
【００４９】
また、上記実施形態では、円筒状をなすハウジング本体１の最上部よりも右側にモータ冷却作動油供給弁室３９をオフセット配置し、左側にブリーザ室４８をオフセット配置したが、このレイアウトに限ることはない。例えばモータ冷却作動油供給弁室３９とブリーザ室４８とを左右同一側に設けてもよい。この場合には、モータ冷却作動油供給弁室３９及びブリーザ室４８を設けた側のみ半円状に環状回収路３３を形成して連通させ、この環状回収路３３を作動油のオイルパン３７への回収及び圧力上昇時のエアの案内に利用すると共に、反対側は環状回収路３３を形成せずに省略してもよい
また、上記実施形態では、既存のモータ冷却作動油供給弁室３９を連通路として利用し、既存の環状回収路３３を圧力上昇時のエアをエアブリーザ５０まで導く通路として利用したが、これに限ることはなく、専用の連通路やエア通路を形成してもよい。
また、上記実施形態では、作動油供給源から供給される作動油を制御する手段として、ソレノイドバルブ４２を用いたが、これに限ることはなく、圧力開閉バルブなど他の種類のバルブを用いても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１ クラッチ・モータハウジング（ハウジング）
６ クラッチ室
７ モータ室
１１ オイルポンプ（作動油供給源）
１９ クラッチ
２０ モータ
３３ 環状回収路（回収路）
３５ 流下孔
３７ オイルパン
３９ モータ冷却作動油供給弁室（連通路）
４８ ブリーザ室
５０ エアブリーザ
Ｍ１ エンジン
Ｍ３ 変速機
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造に係り、詳しくはエンジンからの駆動力を変速機側に伝達するための湿式油圧クラッチを収容するクラッチハウジング、及び油冷式の走行用モータを収容するモータハウジング内の圧力上昇を抑制するエアブリーザの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両のパワープラントには、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達するために作動流体を利用した流体継手や湿式油圧クラッチなどの油圧締結装置が備えられる場合があり、このような車両では、油圧締結装置を収容したハウジングに作動流体の熱膨張による圧力上昇を抑制するためにエアブリーザを設けている。
例えば特許文献１に記載の技術は流体継手に関するものであるが、流体継手を収容するハウジングの上部に形成した流体貯槽にエアブリーザを設けて、流体継手を循環する作動流体が熱膨張したときにエアブリーザを介して流体貯槽内のエアを外部に排出することにより圧力上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では燃費や排ガス性能の向上を目的としてハイブリッド電気自動車が普及しており、この種のハイブリッド電気自動車ではパワープラントに走行用モータが追加される。例えば油圧クラッチをパワープラントに備えた車両では、油圧クラッチと変速機との間に走行用モータを配置し、走行用モータの作動に応じてその駆動力を変速機側に任意に伝達可能としている。
【０００５】
この種の走行用モータとしては、ステータのコイルを作動流体により冷却する油冷式のものが採用されることがある。冷却用の作動流体としては油圧クラッチに使用している作動流体を流用する場合も、全く別の供給源からの作動流体を使用する場合もあるが、何れにしても油圧クラッチと走行用モータとでは作動流体の使用状況が全く異なることから、相互に独立したハウジングに個別に収容する必要がある。
【０００６】
即ち、油圧クラッチは、湿式クラッチ板やベアリングを潤滑した後の作動流体を遠心力で飛散させながら高速回転するため、油圧クラッチを収容したハウジング内は作動流体が常に飛散する環境となる。これに対して走行用モータは、上記のようにステータのコイル部分は作動流体による冷却を要するものの、高速回転するロータを収容したハウジング内は作動流体の飛散を極力防止して、飛散した作動流体との衝突によるロータの回転ロスを防止する配慮が必要となる。
【０００７】
以上の理由により、油圧クラッチと走行用モータとを相互に独立したハウジングに収容する必要が生じ、必然的にそれぞれのハウジングに作動流体の熱膨張による圧力上昇を抑制するためのエアブリーザ、及びエアブリーザを設置するためのブリーザ室を個別に設ける必要が生じる。結果として、部品点数の増加や組付け作業性の悪化により製造コストが高騰するという問題が生じた。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品点数の増加や組付け作業性の悪化に起因する製造コストの高騰を未然に防止した上で、油圧クラッチ及び走行用モータを個別に収容するハウジング内の作動流体の熱膨張による圧力上昇を確実に抑制することができるハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ハウジングに形成されたクラッチ室内に収容され、作動油供給源から供給される作動油に応じて断接動作し、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達可能な湿式油圧クラッチと、ハウジングにクラッチ室と隣接して形成されたモータ室内に収容されて湿式油圧クラッチと変速機との間に接続され、変速機側に駆動力を伝達すると共に、作動油供給源から供給される作動油により冷却される油冷式のモータと、クラッチ室の上部とモータ室の上部とを連通する連通路と、モータ室側に設けられてモータ室内のエアを外部に排出可能なエアブリーザとを備えたものである。
【００１０】
従って、クラッチ室内の湿式油圧クラッチ、及びモータ室内の油冷式のモータには作動油が供給されることから、クラッチ室及びモータ室の何れも作動油の熱膨張により圧力上昇を発生し得る。ここで、圧力上昇を生じたときのモータ室内のエアはエアブリーザから外部に排出され、同じく圧力上昇を生じたときのクラッチ室のエアは連通路を経てエアブリーザから外部に排出され、これによりクラッチ室及びモータ室の何れの圧力上昇も抑制される。
【００１１】
そして、このように共通のエアブリーザによりクラッチ室及びモータ室の圧力上昇を抑制することから、個別にエアブリーザを設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化、ひいては製造コストの高騰が未然に防止される。
一方、クラッチ室内は遠心力により湿式油圧クラッチから飛散した作動油が常に充満した状態にあるのに対し、モータ室内の作動油はモータを冷却した後の比較的落ち着いた流動状態にある。このようなモータ室側にエアブリーザが設けられることにより、エアブリーザは飛散・霧化した作動油を殆ど含まないエアを外部に排出し、エアブリーザから作動油が外部に漏れる事態が未然に防止される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、ハウジングの上部に、モータ冷却のために作動油供給源から供給される作動油を制御するモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室が形成され、モータ冷却作動油供給弁室の一側がクラッチ室内と連通し、モータ冷却作動油供給弁室の他側がモータ室内と連通することにより、モータ冷却作動油供給弁室が連通路として機能するものである。
従って、モータ冷却制御用のモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室は既存の構成であり、このモータ冷却作動油供給弁室を介してクラッチ室とモータ室とを連通させるため、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで実施可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、ハウジングは略円筒状をなしてモータ室の外周に沿う円弧状をなす回収路が形成され、回収路の上部がモータ室の上部に形成された流下孔と連通する一方、回収路の下部がハウジングの下部に設けられた作動油回収用のオイルパンと連通し、回収路内の一側には、回収路内での作動油の流れ方向に対して略直交する方向に向けて膨出するようにブリーザ室が形成され、エアブリーザがブリーザ室に設けられたものである。
従って、モータ室内でモータを冷却した後の作動油は流下孔から溢れて、回収路内を下方に案内されてオイルパンに回収される。また、クラッチ室やモータ室の圧力上昇時には、回収路からブリーザ室を経てエアブリーザから外部に排出される。
【００１４】
そして、元々モータ室内の作動油の流動状態は落ち着いている上に、回収路内を流れる過程で作動油の流動状態はさらに安定する。しかも、回収路内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室は略直交方向に膨出しているため、回収路内の作動油がブリーザ室内に侵入するには、その流動方向を略直交する方向に変更する必要があり、作動油のブリーザ室内への侵入が妨げられる。結果として、エアブリーザから外部への作動油の漏れを一層確実に抑制可能となる。
また、モータ室から溢流した作動油をオイルパンに回収するための回収路は既存の構成であり、この回収路を介して圧力上昇時のエアをエアブリーザまで導いているため、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで実施可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように請求項１の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、クラッチ室の上部とモータ室の上部とを連通路により連通させて共通のエアブリーザを設けたため、個別にエアブリーザを設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化に起因する製造コストの高騰を未然に防止した上で、クラッチ室及びモータ室内の作動流体の熱膨張による圧力上昇を確実に抑制でき、しかも、比較的作動油の流動状態が落ち着いているモータ室側にエアブリーザを設けたため、エアブリーザから作動油が外部に漏れる事態を未然に防止することができる。
【００１６】
請求項２の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、請求項１に加えて、既存のモータ冷却作動油供給弁室を利用してクラッチ室とモータ室とを連通させることにより、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
請求項３の発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造によれば、請求項１または２に加えて、回収路内を流れる過程で作動油の流動状態を安定させると共に、回収路内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室を略直交方向に膨出させてブリーザ室内への作動油の侵入を妨げることにより、エアブリーザから外部への作動油の漏れを一層確実に抑制できると共に、既存の回収路を利用して圧力上昇時のエアをエアブリーザまで導くことにより、従来のパワープラントの構成に対して僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造が適用されたパワープラントを示す全体構成図である。
【図２】パワープラントのクラッチ・モータ機構を示す断面図である。
【図３】環状回収路を示す図２のIII−III線断面図である。
【図４】ブリーザ室を示す図３のIV−IV線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造の一実施形態を説明する。
図１は本発明のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造が適用されたパワープラントを示す全体構成図である。
全体としてパワープラントは、車両前方よりエンジンＭ１、湿式油圧クラッチ１９（以下、単にクラッチと称する）及び油冷式モータ２０（以下、単にモータと称する）からなるクラッチ・モータ機構Ｍ２、エンジンＭ１やモータ２０の駆動力を任意の変速段で変速するデュアルクラッチ式の変速機Ｍ３、及び変速機Ｍ３から出力される駆動力を左右の駆動輪５４に伝達するプロペラシャフト５２及び差動装置５３からなる伝達機構Ｍ４により構成されている。
【００１９】
図２はこのように構成されたパワープラントのクラッチ・モータ機構Ｍ２を示す断面図である。
クラッチ・モータ機構Ｍ２のクラッチ・モータハウジング１（ハウジング）は、クラッチ１９及びモータ２０を収容するようにアルミ合金により一体成型されている。但し、クラッチ・モータハウジング１は必ずしも一体成型する必要はなく、クラッチ１９側とモータ２０側とを別体で成型してボルトにより締結する構成としてもよい。
【００２０】
以下に詳細を説明すると、クラッチ・モータハウジング１のハウジング本体２は全体として前後方向に延びる略円筒状をなし、その前端は図示しないボルトで締結された前壁３により閉塞され、同じく後端は図示しないボルトで締結された後壁４により閉塞されている。ハウジング本体２の内部には隔壁５が一体成型され、この隔壁５によりクラッチ・モータハウジング１内は前側のクラッチ室６と後側のモータ室７とに区画されている。
【００２１】
クラッチ・モータハウジング１の前端外周にはフランジ１ａが形成され、このフランジ１ａを介してクラッチ・モータハウジング１の前端にはエンジンＭ１が図示しないボルトにより連結されている。クラッチ・モータハウジング１の前壁３の中央には前後方向に延びるようにクラッチ入力軸１０が回転可能に支持され、このクラッチ入力軸１０の前端にエンジンＭ１の出力軸が連結されている。前壁３にはオイルポンプ１１（作動油供給源）が設けられ、オイルポンプ１１はクラッチ入力軸１０と連結されてエンジンＭ１の運転中に常に回転駆動されて作動油（ＡＴＦ）を供給する。後述するように、このオイルポンプ１１から供給される作動油がクラッチ１９の断接動作や潤滑、及びモータ２０の冷却に利用される。
【００２２】
クラッチ入力軸１０の後方には変速機Ｍ３の入力軸として機能するアウタ入力軸１２が同一軸線上に配設され、このアウタ入力軸１２は隔壁５に設けられたベアリング１３及び後壁４に設けられたベアリング１４により回転可能に支持されている。アウタ入力軸１２は筒状をなし、その内部には同じく変速機Ｍ３の入力軸として機能するインナ入力軸１５が配設されている。
アウタ入力軸１２の内周の前部及び後部にはベアリング１６，１７が設けられ、これらのベアリング１６，１７によりインナ入力軸１５はアウタ入力軸１２に対して相対回転可能に支持されている。これらのアウタ入力軸１２及びインナ入力軸１５の後端はクラッチ・モータハウジング１の後壁４を介して後方に突出し、後述するように、これらのアウタ入力軸１２及びインナ入力軸１５を介してエンジンＭ１やモータ２０の駆動力が変速機Ｍ３側に伝達される。
【００２３】
上記クラッチ室６内にはクラッチ入力軸１０を中心としてクラッチ１９が収容されている。詳細は説明しないが、クラッチ１９はアウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂから構成され、それぞれ上記オイルポンプ１１から供給される作動油によりピストンを油圧作動させて湿式多板クラッチを押圧することにより接続される。
アウタクラッチ１９ａの接続時にはクラッチ入力軸１０とアウタ入力軸１２とが接続されて、エンジンＭ１からの駆動力がアウタクラッチ１９ａを介してアウタ入力軸１２に伝達され、インナクラッチ１９ｂの接続時にはクラッチ入力軸１０とインナ入力軸１５とが接続されて、エンジンＭ１からの駆動力がインナクラッチ１９ｂを介してインナ入力軸１５に伝達される。
【００２４】
一方、モータ室７内にはアウタ入力軸１２を中心として永久磁石式のモータ２０が配設され、全体としてモータ２０はロータ２１及びステータ２２から構成されている。ロータ２１はモータ室７内に露出しているアウタ入力軸１２に外嵌され、ロータ２１の周囲には永久磁石からなる多数のロータコア２１ａが列設されている。ロータ２１はアウタ入力軸１２の外周面に対してスプライン２３により相対回転を規制されると共に、隔壁５に設けられたベアリング２４及び後壁４に設けられたベアリング２５に案内されながらアウタ入力軸１２と共に回転可能となっている。
【００２５】
ステータ２２は、電磁鋼板を積層した環状のステータコア２２ａ上にコイル２２ｂを巻回した複数個のボビン２２ｃを周方向に列設して構成されており、ロータ２１の周囲を僅かな間隙をおいて取り巻くように配設されている。ステータ２２は、ステータコア２２ａの外周部がハウジング１のモータ室７の内周に嵌め込まれて固定されている。ステータ２２の各ボビン２２ｃの前部はアウタ入力軸１２を中心とした環状をなすパッキン２６を介してハウジング１の隔壁５に当接し、各ボビン２２ｃの後部は同じくアウタ入力軸１２を中心とした環状をなすパッキン２７を介してハウジング１の後壁４に当接している。
【００２６】
図示はしないが、ステータ２２の各コイル２２ｂはＵ，Ｖ，Ｗの３相に分別されて交互に配列され、各相のコイル２２ｂはそれぞれ電力線を介してハウジング外の走行用バッテリに接続されている。インバータの制御によりバッテリから電力を供給されて各相のコイル２２ｂは順次通電され、ステータコア２２ａに発生した磁界の方向に応じてロータ２１と共にアウタ入力軸１２には駆動トルクや回生トルクが付与される。
モータ室７内においてロータ２１の後部にはロータ角度を検出するためのレゾルバ２８が設けられている。レゾルバ２８はレゾルバロータ２８ａとレゾルバステータ２８ｂとから構成され、レゾルバロータ２８ａはロータ２１の後部に固定され、レゾルバステータ２８ｂは後壁４からステー２９を介して支持されてレゾルバロータ２８ａを取り巻くように配設されている。
【００２７】
これによりモータ２０のロータ２１と共にレゾルバロータ２８ａが回転すると、その回転角度に応じた信号をレゾルバステータ２８ｂが出力する。
また、前後のパッキン２６，２７のシール作用により、モータ室７内はステータ２２を境界として内周側のロータ室７ａと外周側のステータ室７ｂとに内外に区画されると共に、各ボビン２２ｃの後部の外周側に形成された切欠３０を介してステータ２２の各ボビン２２ｃはステータ室７ｂと連通している。
【００２８】
隔壁５のモータ室７側の面には、アウタ入力軸１２を中心としてステータ２２と相対向する環状をなす分配溝３１が凹設され、前側のパッキン２６には各ボビン２２ｃに対応するように複数個の分配孔３２が貫設されている。分配溝３２内には図示しない油路を経て上記オイルポンプ１１から作動油の一部が供給され、作動油は分配溝３１から各分配孔３２を経て各ボビン２２ｃ内に導かれるようになっている。各ボビン２２ｃはステータ室７ｂと連通しているため、各ボビン２２ｃ内に導かれた作動油はコイル２２ｂに沿って後方に流通してステータ室７ｂ内を満たし、コイル２２ｂは常に作動油により冷却される。
【００２９】
なお、このようにステータ室７ｂは作動油が常に満たされるが、上記パッキン２６，２７のシール作用によりロータ室７ａへの作動油の侵入はほとんどない。この対策は、ロータ室７ａ内で飛散した作動油が高速回転するロータ２１に衝突して回転ロスを生じるのを防止するためである。
図３は環状回収路を示す図２のIII−III線断面図である。
【００３０】
図２，３に示すように、クラッチ・モータハウジング１のハウジング本体２と後壁４との間には、モータ室７の後部周囲を取り巻くように環状回収路３３(回収路)が形成されている。環状回収路３３の外周側は、ハウジング本体２と後壁とをボルトで締結するためのフランジ３４に倣った形状をなし、環状回収路３３の内周側は、後側のパッキン２７の外周端よりも若干小径の円形状をなしている。この環状回収路３３の内周側とパッキン２７の外周端との大小関係により、パッキン２７の外周端は環状回収路３３の内周面よりも寸法Ｌだけ突出している。
【００３１】
上記ステータ室７ｂは、その最上部に形成された流下孔３５を介して環状回収路３３の最上部と連通している。上記分配溝３１からステータ室７ｂ内に供給されてコイル２２ｂの冷却に供された作動油は、順次流下孔３５から溢れて環状回収路３３内を左右に分岐して下方に案内される。
ハウジング本体２には環状回収路３３内の最下部に一端を開口させるように下部回収路３６が形成され、下部回収路３６の他端はハウジング本体２の下部に設けられたオイルパン３７内と連通している。従って、環状回収路３３を下方に案内された作動油は下部回収路３６を経てオイルパン３７に回収される。
【００３２】
一方、ハウジング本体２の上部にはモータ冷却作動油供給弁室３９（連通路）が設けられ、モータ冷却作動油供給弁室３９は前後方向においてクラッチ室６とモータ室７とに亘るように配設されている。図２ではモータ冷却作動油供給弁室３９がハウジング本体２の最上部に位置するように示されているが、実際には図３に示すように、円筒状をなすハウジング本体２の最上部よりも右側にオフセット配置されており、モータ冷却作動油供給弁室３９の上方への突出による車載性の悪化を防止している。
【００３３】
モータ冷却作動油供給弁室３９はハウジング本体２上に凹設されて、その開口部をボルト４０により脱着可能な蓋体４１で閉塞されている。モータ冷却作動油供給弁室３９内にはモータ温度調整用のソレノイドバルブ４２が配設され、ソレノイドバルブ４２はオイルポンプ１１から分配溝３１内に供給される作動油を制御する。モータ冷却作動油供給弁室３９内の前部底面には前部連通孔４３が貫設され、この前部連通孔４３を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内は下方に位置するクラッチ室６内と連通している。また、モータ冷却作動油供給弁室３９内の後部には後部連通孔４４が貫設され、この後部連通孔４４を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内は後方に位置する環状回収路３３の上部及びモータ室７の上部と連通している。
【００３４】
後部連通孔４４は上記レゾルバ２８の信号線４５を案内する役割も果たしている。即ち、図２に示すように、レゾルバステータ２８ｂから延設された信号線４５は後壁４に穿設された図示しない通路内を案内され、環状回収路３３内を横切って後部連通孔４４を介してモータ冷却作動油供給弁室３９内に導かれている。図示はしないが、モータ冷却作動油供給弁室３９の側部にはＯリングにより油密保持された導出口が設けられ、レゾルバ２８の信号線４５及びソレノイドバルブ４２を切換作動させるための信号線４６は導出口を介してハウジング外に取り出されて上記モータ制御用のインバータに接続されている。
【００３５】
例えばインバータは、レゾルバ２８からの入力される検出信号に基づき、ロータ角度に応じて通電すべき各相のコイル２２ｂを判別して通電制御を実行し、これによりモータ２０を作動させる。また、インバータは、図示しない温度センサからの検出信号に基づきソレノイドバルブ４２を切り換えることにより、オイルポンプ１１から分配溝３１内に供給される作動油を制御してコイル２２ｂの温度を適温に保つ。
なお、切換時のソレノイドバルブ４２は内部の作動油をモータ冷却作動油供給弁室３９内に排出するが、排出された作動油は前部連通孔４３を介してクラッチ室６に導かれたり、後部連通孔４４を介してステータ室７ｂ内に導かれたりするため、モータ冷却作動油供給弁室３９内は作動油が溜まることなくクラッチ室６やモータ室７に対して常に連通状態に保持される。
【００３６】
一方、図４はブリーザ室を示す図３のIV−IV線断面図である。図３，４に示すように、ハウジング本体２の上部にはブリーザ室４８が設けられている。モータ冷却作動油供給弁室３９と同じく上方への突出による車載性の悪化を防止するために、ブリーザ室４８はハウジング本体２の最上部よりも左側（モータ冷却作動油供給弁室３９とは反対側）にオフセットされており、最上部の流下孔３５よりも環状回収路３３内を左方に下った位置に配置されている。
ブリーザ室４８は環状回収路３３の前面から前方に向けて膨出する形状をなし、その断面形状は略直角三角状をなしている。なお、本実施形態ではブリーザ室４８をハウジング本体２に一体成型しているが、これに限ることはなく、別部品として製作してボルトなどで固定するようにしてもよい。また、ブリーザ室４８の膨出方向は前方に代えて後方としてもよい。
【００３７】
ブリーザ室４８の断面直角三角状の斜辺に相当する面４８ａは環状回収路３３の内周面に沿うと共に、この環状回収路３３の内周面よりも段差４９を介して若干上側に位置している。また、斜辺以外の他の一辺に相当する面４８ｂはブリーザ室４８の上面を構成し、この上面にはエアブリーザ５０が固定され、エアブリーザ５０の先端はブリーザ室４８内の最奥部に突出している。周知のようにエアブリーザ５０は、ブリーザ室４８内のエアを適宜外部に排出することにより圧力上昇を抑制する役割を果たす。
【００３８】
一方、以上のように構成されたクラッチ・モータ機構Ｍ２の後側には、図１に示すようにデュアルクラッチ式の変速機Ｍ３が接続されている。
当該デュアルクラッチ式変速機Ｍ３の構成については、例えば特開２００９−０３５１６８号公報などに開示されているため概略的な説明にとどめるが、アウタ入力軸１２と出力軸５１との間に第１歯車機構Ｇ１を設けると共に、インナ入力軸１５と出力軸５１との間に第２歯車機構Ｇ２を設けて構成されている。デュアルクラッチ式変速機Ｍ３の出力軸５１は、上記したように伝達機構Ｍ４のプロペラシャフト５２及び差動装置５３を介して駆動輪５４に接続されている。
【００３９】
例えば図１に太線矢印で示すように、アウタクラッチ１９ａの接続によりエンジンＭ１の駆動力、或いはそれに加えてモータ２０の駆動力をアウタ入力軸１２から第１歯車機構Ｇ１を介して出力軸５１側に伝達しているときには、インナクラッチ１９ｂの切断により動力伝達していない第２歯車機構Ｇ２を次変速段に予め切り換えた上で（プリセレクトと称する）、その後に次変速段への切換タイミングになると、アウタクラッチ１９ａを切断すると共にインナクラッチ１９ｂを接続することにより駆動力を連続的に伝達しながら変速を完了する。
次に、以上のように構成された本実施形態のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造の作用、特にオイルポンプ１１からクラッチ１９及びモータ２０への作動油の供給及び排出作用と、エアブリーザ５０によるクラッチ室６及びモータ室７の圧力上昇の抑制作用とを説明する。
【００４０】
まず、オイルポンプ１１から供給される作動油は図示しない油路を経てアウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂのシリンダ室内に供給され、上記変速時には、油圧作動したピストンで湿式多板クラッチを押圧することにより、これらのクラッチ１９ａ，１９ｂが任意に接続される。アウタクラッチ１９ａ及びインナクラッチ１９ｂは高速回転し、湿式多板クラッチを潤滑した作動油、及び両クラッチ１９ａ，１９ｂを回転可能に支持するベアリングを潤滑した作動油は、図２に白抜き矢印で示すように遠心力により激しく飛散するため、クラッチ室６内は常に飛散した作動油が充満した状態にある。なお、飛散した作動油はクラッチ室６の内壁への付着後に流れ落ち、図示しない回収路を経てオイルパン３７に回収される。
【００４１】
一方、ロータ室７ａ内には、パッキン２６，２７のシール作用により作動油はほとんど侵入していない。このため、ロータ２１は飛散した作動油により回転ロスを生じることなく円滑に回転する。
また、図２，３に白抜き矢印で示すように、ステータ室７ｂは分配溝３１から分配孔３２を経て供給される作動油で満たされており、この作動油はコイル２２ｂの冷却に供された後に順次流下孔３５から溢れて環状回収路３３内を左右に分岐して下方に案内される。環状回収路３３の最下部において作動油は左右から合流し、下部回収路３６を経てオイルパン３７に回収される。
【００４２】
そして、このようにクラッチ室６及びステータ室７ｂは、それぞれの内部で循環する作動油の熱膨張により圧力上昇を生じる。ここで、クラッチ室６は前部連通孔４３を介してモータ冷却作動油供給弁室３９と連通し、モータ冷却作動油供給弁室３９は後部連通孔４４を介して環状回収路３３と連通し、一方で環状回収路３３は流下孔３５を介してステータ室７ｂと連通し、他方で環状回収路３３はブリーザ室４８内のエアブリーザ５０を介してハウジング外と連通している。
【００４３】
このため、作動油の熱膨張により圧力上昇を生じたときのステータ室７ｂ内のエアは、流下孔３５、環状回収路３３、ブリーザ室４８を経てエアブリーザ５０からハウジング外に排出され、これによりステータ室７ｂ内の圧力上昇が確実に抑制される。同じく作動油の熱膨張により圧力上昇を生じたときのクラッチ室６内のエアは、前部連通孔４３、モータ冷却作動油供給弁室３９、後部連通孔４４、環状回収路３３、ブリーザ室４８を経てエアブリーザ５０からハウジング外に排出され、これによりクラッチ室６内の圧力上昇が確実に抑制される。
【００４４】
そして、このように本実施形態では、クラッチ室６及びモータ室７に個別にブリーザ室４８及びエアブリーザ５０を設けることなく、環状回収路３３の途中に設けた共通のブリーザ室４８及びエアブリーザ５０によりクラッチ室６及びモータ室７の圧力上昇を抑制している。結果として、個別にブリーザ室４８及びエアブリーザ５０を設けたときの部品点数の増加や組付け作業性の悪化、ひいては製造コストの高騰を未然に防止することができる。
また、ブリーザ室４８及びエアブリーザ５０はパワープラントから上方や側方に突出して車載性を低下させる要因になり易いが、クラッチ室６及びモータ室７で共通化して１組のブリーザ室４８及びエアブリーザ５０で機能させているため、車載性の低下を最小限に抑制することができる。
【００４５】
特に本実施形態では、環状回収路３３内を左方に下った位置で前方に向けて膨出するようにブリーザ室４８を形成しているため、ブリーザ室４８及びエアブリーザ５０の上方への突出が防止されると共に側方への突出も防止される。よって、パワープラントの車載性を一層向上することができる。
一方、本実施形態では、作動油が激しく飛散しているクラッチ室６内を避けて、流下孔３５から作動油を溢れ流させるだけで比較的作動油の流動状態が落ち着いているモータ室７側にエアブリーザ５０を配置している。しかも、エアブリーザ５０を流下孔３５の近傍に設けることなく、作動油を排出するための環状回収路３３の途中に配設しているため、環状回収路３３内を流れる過程で作動油の流動状態はさらに安定する。このため、環状回収路３３内を案内される作動油がブリーザ室４８内に侵入することはなく、エアブリーザ５０は飛散・霧化した作動油を殆ど含まないエアを外部に排出し、エアブリーザ５０から作動油が外部に漏れる可能性はほとんどない。
【００４６】
しかも、環状回収路３３内での作動油の流れ方向に対してブリーザ室４８は略直交する前方に向けて膨出している。このため、環状回収路３３内の作動油がブリーザ室４８内に侵入するには、その流動方向を略直交する方向に変更（環状回収路３３に沿った左斜め下方から前方に変更）する必要があり、これもブリーザ室４８内への作動油の侵入を妨げる要因となる。
加えて、環状回収路３３内を案内される作動油は、環状回収路３３の内周面に突出するパッキン２７の外周端により堰き止められて前方、即ちブリーザ室４８側への流動を規制される。また、環状回収路３３の内周面とブリーザ室４８との間に形成された段差４８も、ブリーザ室４８側への作動油の流動を規制する役割を果たす。これらの要因も、ブリーザ室４８内への作動油の侵入を妨げることに貢献する。
【００４７】
以上の理由により、モータ室７から溢れ流れて環状回収路３３内を案内される作動油がブリーザ室４８内に侵入する事態が防止され、ブリーザ室４８内に侵入した作動油がエアブリーザ５０に吸い込まれてハウジング外に漏れるトラブルを未然に回避することができる。
しかも、モータ冷却制御用のソレノイドバルブ４２を収容したモータ冷却作動油供給弁室３９は既存の構成であり、モータ室７から溢れ流れた作動油をオイルパン３７に回収するための環状回収路３３も既存の構成である。このため、従来のパワープラントの構成に加えて、モータ冷却作動油供給弁室３９をクラッチ室６と連通させるための前部連通孔４３を貫設し、環状回収路３３の途中の適所にブリーザ室４８を形成してエアブリーザ５０を設置するだけで本実施形態の構成となり、極めて僅かな仕様変更を行うだけで低コストにより実施することができる。
【００４８】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、変速機として歯車機構Ｇ１，Ｇ２を備えたデュアルクラッチ式変速機Ｍ３を採用したが、これに限ることはなく、単一の歯車機構を備えた一般的な変速機を採用してもよい。この場合にはアウタ側及びインナ側にそれぞれ設けられたクラッチと入力軸とが単一のものに変更され、その単一の入力軸にモータ２０が設けられる構成となる。
【００４９】
また、上記実施形態では、円筒状をなすハウジング本体１の最上部よりも右側にモータ冷却作動油供給弁室３９をオフセット配置し、左側にブリーザ室４８をオフセット配置したが、このレイアウトに限ることはない。例えばモータ冷却作動油供給弁室３９とブリーザ室４８とを左右同一側に設けてもよい。この場合には、モータ冷却作動油供給弁室３９及びブリーザ室４８を設けた側のみ半円状に環状回収路３３を形成して連通させ、この環状回収路３３を作動油のオイルパン３７への回収及び圧力上昇時のエアの案内に利用すると共に、反対側は環状回収路３３を形成せずに省略してもよい
また、上記実施形態では、既存のモータ冷却作動油供給弁室３９を連通路として利用し、既存の環状回収路３３を圧力上昇時のエアをエアブリーザ５０まで導く通路として利用したが、これに限ることはなく、専用の連通路やエア通路を形成してもよい。
また、上記実施形態では、作動油供給源から供給される作動油を制御する手段として、ソレノイドバルブ４２を用いたが、これに限ることはなく、圧力開閉バルブなど他の種類のバルブを用いても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１ クラッチ・モータハウジング（ハウジング）
６ クラッチ室
７ モータ室
１１ オイルポンプ（作動油供給源）
１９ クラッチ
２０ モータ
３３ 環状回収路（回収路）
３５ 流下孔
３７ オイルパン
３９ モータ冷却作動油供給弁室（連通路）
４８ ブリーザ室
５０ エアブリーザ
Ｍ１ エンジン
Ｍ３ 変速機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに形成されたクラッチ室内に収容され、作動油供給源から供給される作動油に応じて断接動作し、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達可能な湿式油圧クラッチと、
上記ハウジングに上記クラッチ室と隣接して形成されたモータ室内に収容されて上記湿式油圧クラッチと上記変速機との間に接続され、上記変速機側に駆動力を伝達すると共に、上記作動油供給源から供給される作動油により冷却される油冷式のモータと、
上記クラッチ室の上部と上記モータ室の上部とを連通する連通路と、
上記モータ室側に設けられて該モータ室内のエアを外部に排出可能なエアブリーザと
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【請求項２】
上記ハウジングの上部に、上記モータ冷却のために作動油供給源から供給される作動油を制御するモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室が形成され、
上記モータ冷却作動油供給弁室の一側が上記クラッチ室内と連通し、該モータ冷却作動油供給弁室の他側が上記モータ室内と連通することにより、該モータ冷却作動油供給弁室が上記連通路として機能することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【請求項３】
上記ハウジングは略円筒状をなして上記モータ室の外周に沿う円弧状をなす回収路が形成され、該回収路の上部が上記モータ室の上部に形成された流下孔と連通する一方、該回収路の下部が上記ハウジングの下部に設けられた作動油回収用のオイルパンと連通し、上記回収路内の一側には、該回収路内での作動油の流れ方向に対して略直交する方向に向けて膨出するようにブリーザ室が形成され、
上記エアブリーザは、上記ブリーザ室に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【請求項１】
ハウジングに形成されたクラッチ室内に収容され、作動油供給源から供給される作動油に応じて断接動作し、エンジンからの駆動力を変速機側に伝達可能な湿式油圧クラッチと、
上記ハウジングに上記クラッチ室と隣接して形成されたモータ室内に収容されて上記湿式油圧クラッチと上記変速機との間に接続され、上記変速機側に駆動力を伝達すると共に、上記作動油供給源から供給される作動油により冷却される油冷式のモータと、
上記クラッチ室の上部と上記モータ室の上部とを連通する連通路と、
上記モータ室側に設けられて該モータ室内のエアを外部に排出可能なエアブリーザと
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【請求項２】
上記ハウジングの上部に、上記モータ冷却のために作動油供給源から供給される作動油を制御するモータ冷却作動油供給弁を収容したモータ冷却作動油供給弁室が形成され、
上記モータ冷却作動油供給弁室の一側が上記クラッチ室内と連通し、該モータ冷却作動油供給弁室の他側が上記モータ室内と連通することにより、該モータ冷却作動油供給弁室が上記連通路として機能することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【請求項３】
上記ハウジングは略円筒状をなして上記モータ室の外周に沿う円弧状をなす回収路が形成され、該回収路の上部が上記モータ室の上部に形成された流下孔と連通する一方、該回収路の下部が上記ハウジングの下部に設けられた作動油回収用のオイルパンと連通し、上記回収路内の一側には、該回収路内での作動油の流れ方向に対して略直交する方向に向けて膨出するようにブリーザ室が形成され、
上記エアブリーザは、上記ブリーザ室に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド電気自動車のクラッチ及びモータハウジング構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１２６３２０（Ｐ２０１１−１２６３２０Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４００１（Ｐ２００９−２８４００１）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
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