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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsperreinrichtung, die auf einen Motor angewendet wird, der mehrere Schenkelpolabschnitte besitzt, die in der Umfangsrichtung ausgerichtet an einem Rotor angeordnet sind, und eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, das den Motor enthält.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist bekannt, dass bei einem Reluktanzmotor ein Rotor dadurch in Drehung versetzt wird, dass bei einem Stator mehrere Erregerabschnitte in gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und bei dem Rotor mehrere Schenkelpolabschnitte, die sich in Richtung des Stators erstrecken, in gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und die jeweiligen Erregerabschnitte des Stators in einer vorbestimmten Reihenfolge erregen. Es ist bekannt, dass bei dem oben genannten Reluktanzmotor der Rotor gesperrt ist, so dass er sich während des Stopps nicht dreht. Es ist zum Beispiel ein Reluktanzmotor bekannt, in dem ein Rotor in Richtung einer Achslinie beweglich angeordnet ist und eine Druckfeder angeordnet ist, um den Rotor nach einer Seite entlang der Achslinie vorzuspannen, um so den Rotor durch Kontaktierung eines Bremsschuhs, der an dem Rotor angeordnet ist, und einem Reibelement, das an einem Gehäuse angeordnet ist, in seiner Drehung zu sperren, indem die Druckfeder beim Stoppen den Rotor zu der einen Seite bewegt (vgl. Patentschrift 1). Die Patentschrift 2 ist zudem ein weiterer Stand der Technik, der mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht.
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LISTE VON VERÖFFENTLICHUNGEN
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PATENTSCHRIFTEN
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- Patentschrift 1: JP-A-10-210708
- Patentschrift 2: JP-A-9-156387
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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In der Einrichtung von Patentschrift 1 ist es erforderlich, dass der Bremsschuh an einer Seite des Rotors angeordnet ist und das Reibelement an dem Gehäuse so angeordnet ist, dass es dem Bremsschuh gegenüberliegt. Daher besteht die Gefahr, dass die Einrichtung dahingehend überdimensioniert ist, dass sie in Richtung der Achslinie verlängert ist. Ferner ist es erforderlich, dass der Rotor in Richtung der Achslinie beweglich angeordnet ist, um einen Kontakt und eine Trennung zwischen dem Bremsschuh und dem Reibelement durchzuführen. Daher besteht die Gefahr, dass die Einrichtung kompliziert wird.
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Angesichts des oben Gesagten ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Motorsperreinrichtung, die einen Rotor mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion sperren kann und vorteilhafterweise klein ausgelegt werden kann, sowie eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Motorsperreinrichtung der vorliegenden Erfindung wird auf einen Motor angewendet, der ein Paar von rotierenden Körpern umfasst, die um eine gemeinsame Achslinie relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei einer von dem Paar von rotierenden Körpern als Stator und der andere als Rotor, in dem mehrere Schenkelpolabschnitte, die sich in Richtung des rotierenden Körpers, der den Stator bildet, erstrecken, in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, fungiert und wobei die Motorsperreinrichtung umfasst: Ein Sperrelement, das dahingehend festgelegt ist, dass es um die Achslinie nicht drehbar ist, jedoch zwischen einer Sperrposition, in der es zwischen die Schenkelpolabschnitte des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, eingeführt ist, und einer Entsperrposition, in der es aus den Zwischenräumen zwischen den Schenkelpolabschnitten des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, entfernt ist, bewegbar ist; und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Sperrelements zwischen der Sperrposition und der Entsperrposition.
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Gemäß der Motorsperreinrichtung der vorliegenden Erfindung kann der rotierende Körper, der den Rotor bildet, mit dem Sperrelement gesperrt werden, indem das Sperrelement in die Sperrposition bewegt wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, ein Element, das mit dem Sperrelement in Eingriff ist, an dem rotierenden Körper, der den Rotor bildet, vorzusehen, da der rotierende Körper durch Verwenden der mehreren Schenkelpolabschnitte, die an dem rotierenden Körper, der den Rotor bildet, angeordnet sind, gesperrt werden kann. Demzufolge kann der Rotor mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion gesperrt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Einrichtung zu verkleinern.
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In einer Ausführungsform der Motorsperreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Schutzelement zum Abdecken eines Teils einer Oberfläche der mehreren Schenkelpolabschnitte, die in der Sperrposition mit dem Sperrelement in Kontakt sind, an dem rotierenden Körper, der den Rotor bildet, angeordnet sein. In diesem Fall können die Schenkelpolabschnitte von dem Sperrelement durch das Schutzelement geschützt sein.
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In einer Ausführungsform der Motorsperreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können sich die mehreren Schenkelpolabschnitte von dem rotierenden Körper, der den Rotor bildet, in der radialen Richtung nach innen erstrecken; das Sperrelement kann zwischen die Schenkelpolabschnitte des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, in Richtung der Achslinie eingeführt sein; und der rotierende Körper, der den Rotor bildet, kann einen Eingriffsabschnitt umfassen, der sich als Einheit mit dem rotierenden Körper, der den Rotor bildet, dreht und mehrere Vorsprungabschnitte aufweist, die jeweils in Richtung der Achslinie außerhalb des Schenkelpolabschnitts angeordnet sind, drehbar ist, wobei die Vorsprungabschnitte eine Breite in der Umfangsrichtung besitzen, die größer als die der Schenkelpolabschnitte ist, wobei sie in der Umfangsrichtung in der gleichen Anzahl wie die mehreren Schenkelpolabschnitte in den gleichen Intervallen wie die mehreren Schenkelpolabschnitte, die einen Zwischenraum bilden, in den das Sperrelement eingeführt werden kann, angeordnet sind. In dieser Ausführungsform kann das Sperrelement mit Vorsprungabschnitten in Eingriff gebracht werden, deren Breite in der Umfangsrichtung größer als die der Schenkelpolabschnitte ist, wenn das Sperrelement in die Sperrposition bewegt ist. In diesem Fall können die Schenkelpolabschnitte von dem Sperrelement geschützt werden, da verhindert werden kann, dass die Schenkelpolabschnitte mit dem Sperrelement in Eingriff gelangen.
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In einer Ausführungsform der Motorsperreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der rotierende Körper, der den Stator bildet, an dem äußeren Umfang des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, angeordnet sein; die Länge in Richtung der Achslinie des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, kann länger als die des rotierenden Körpers, der den Stator bildet, eingestellt sein, so dass sich die mehreren Schenkelpolabschnitte von dem rotierenden Körper, der den Stator bildet, erstrecken; und das Sperrelement kann in der radialen Richtung außerhalb des Vorsprungabschnitts der mehreren Schenkelpolabschnitte von dem rotierenden Körper, der den Stator bildet, angeordnet sein. Es ist möglich zu verhindern, dass die Motorsperreinrichtung in Richtung der Achslinie verlängert ist, indem das Sperrelement in der radialen Richtung außerhalb des rotierenden Körpers, der den Rotor bildet, angeordnet ist, wie es oben beschrieben ist. Demzufolge ist es möglich, die Vorrichtung weiter zu verkleinern.
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Ein Reluktanzmotor als ein solcher Motor, in dem mehrere Schenkelpolabschnitte an einem rotierenden Körper, der einen Rotor bildet, angeordnet sind, ist bekannt. Der Motor kann ein Reluktanzmotor sein, in dem mehrere Erregerabschnitte an dem rotierenden Körper, der den Stator bildet, in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, und der rotierende Körper, der den Rotor bildet, durch Erregen der mehreren Erregerabschnitte in vorbestimmter Reihenfolge gedreht wird.
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Eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung umfasst einen Verbrennungsmotor und einen Reluktanzmotor, in dem ein erster rotierender Körper, der einen Rotor bildet, und ein zweiter rotierender Körper, der einen Stator bildet, der an dem äußeren Umfang des ersten rotierenden angeordnet ist, um eine gemeinsame Achslinie relativ zueinander rotierbar angeordnet sind, und mehrere Schenkelpolabschnitte, die sich in Richtung des zweiten rotierenden Körpers erstrecken, an dem ersten rotierenden Körper in der Umfangsrichtung ausgerichtet angeordnet und dazu geeignet sind, ein Antriebsrad durch Verwenden einer von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Leistung und einer von dem Reluktanzmotor abgegebenen Leistung anzutreiben, wobei die Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug umfasst: Eine Motorsperreinrichtung, die ein Sperrelement umfasst, das an einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs dahingehend festgelegt ist, dass es um die Achslinie nicht drehbar ist, jedoch zwischen einer Sperrposition, in der es zwischen die Schenkelpolabschnitte des ersten rotierenden Körpers eingeführt ist, und einer Entsperrposition, in der es aus den Zwischenräumen zwischen den Schenkelpolabschnitten des ersten rotierenden Körpers entfernt ist, bewegbar ist, und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Sperrelements zwischen der Sperrposition und der Entsperrposition.
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Gemäß der Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung kann, ebenso wie gemäß der obigen Antriebseinrichtung der vorliegenden Erfindung, der erste rotierende Körper durch Verwenden der mehreren Schenkelpolabschnitte, die an dem ersten rotierenden Körper angeordnet sind, gesperrt werden. Demzufolge kann der Rotor mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion gesperrt werden. Ferner ist es möglich, die Einrichtung zu verkleinern.
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In einer Ausführungsform der Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Schutzelement zum Abdecken eines Teils einer Oberfläche der mehreren Schenkelpolabschnitte, mit denen das Sperrelement in der Sperrposition in Kontakt ist, an dem ersten rotierenden Körper angeordnet sein. In diesem Fall können die Schenkelpolabschnitte von dem Sperrelement durch das Schutzelement geschützt sein.
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In einer Ausführungsform der Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Sperrelement zwischen die Schenkelpolabschnitte des ersten rotierenden Körpers in Richtung der Achslinie eingeführt werden; und der erste rotierende Körper kann einen Eingriffsabschnitt umfassen, der als Einheit mit dem ersten rotierenden Körper, der mehrere Vorsprungabschnitte aufweist, die in Richtung der Achslinie außerhalb der Schenkelpolabschnitte angeordnet sind, drehbar ist, wobei die Vorsprungabschnitte eine Breite in der Umfangsrichtung besitzen, die größer als die der Schenkelpolabschnitte ist, wobei sie in der Umfangsrichtung in der gleichen Anzahl wie die mehreren Schenkelpolabschnitte in den gleichen Intervallen wie die mehreren Schenkelpolabschnitte angeordnet sind und Zwischenräume bilden, in die das Sperrelement eingeführt werden kann. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die Schenkelpolabschnitte mit dem Sperrelement in Eingriff gelangen, da das Sperrelement und die Vorsprungabschnitte des Eingriffsabschnitts in Eingriff gelangen können. Demzufolge können die Schenkelpolabschnitte von dem Sperrelement geschützt werden.
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In einer Ausführungsform der Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Länge in Richtung der Achslinie des ersten rotierenden Körpers länger als die des zweiten rotierenden Körpers eingestellt werden, so dass sich die mehreren Schenkelpolabschnitte von dem zweiten rotierenden Körper erstrecken; und das Sperrelement kann in der radialen Richtung außerhalb des Schenkelpolabschnitts der mehreren Schenkelpolabschnitte von dem zweiten rotierenden Körper vorragen. In diesem Fall kann die Einrichtung weiter verkleinert werden, da verhindert werden kann, dass die Motorsperreinrichtung in Richtung der Achslinie verlängert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, die eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht eines ersten Motorgenerators der Antriebseinrichtung von 1 zeigt.
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3 ist eine Schnittansicht des ersten Motorgenerators entlang der Linie III-III von 2.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des ersten Motorgenerators, der in einer ersten Modifikation der Antriebseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist.
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5 ist eine Ansicht eines weiteren Beispiels der ersten Modifikation.
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6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des ersten Motorgenerators, der in einer zweiten Modifikation der Antriebseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist.
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7 ist eine Ansicht eines weiteren Beispiels der zweiten Modifikation.
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8 ist eine Ansicht eines ersten Motorgenerators, der in einer Antriebseinrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
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9 ist eine Ansicht des ersten Motorgenerators von 8, betrachtet von einer Richtung eines Pfeils IX von 8.
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10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Innenradmotors zeigt, auf den eine Motorsperreinrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
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11 ist eine Schnittansicht eines Rades entlang der Linie XI-XI von 10.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antriebseinrichtung 1 ist in einem Fahrzeug eingebaut. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Antriebseinrichtung 1 einen Verbrennungsmotor 2, einen ersten Motorgenerator (d. h. einen ersten MG) 3 und einen zweiten Motorgenerator (d. h. einen zweiten MG) 4, die jeweils als Motor oder Generator arbeiten. Der Verbrennungsmotor 2 und der zweite MG 4 sind Antriebsquellen des Fahrzeugs. Hier ist das Fahrzeug als ein Hybridfahrzeug ausgelegt, in dem der Verbrennungsmotor 2 und der zweite MG 4 als Antriebsquellen eingebaut sind. Da der Verbrennungsmotor 2 und ein Motorgenerator 4 als Verbrennungsmotor und Motorgenerator, die in einem Hybridfahrzeug eingebaut sind, bekannt sind, ist an dieser Stelle auf eine Beschreibung verzichtet. Eine Kurbelwelle 2a des Verbrennungsmotors 2, eine Ausgangswelle 3a des ersten MG 3 und eine Ausgangswelle 4a des zweiten MG 4 sind mit einem Leistungsaufteilungsmechanismus 5 verbunden. Der Leistungsaufteilungsmechanismus 5 ist ein wohl bekannter Mechanismus zum Herstellen einer Leistungsübertragungsverbindung von dem Verbrennungsmotor 2, dem ersten MG 3 bzw. dem zweiten MG 4 zu einem Verbraucher durch Einstellen von Verbindungszuständen des Verbrennungsmotors 2, des ersten MG 3 bzw. des zweiten MG 4. Der Leistungsaufteilungsmechanismus 5 umfasst zum Beispiel ein Planetengetriebe. Die Ausgangsleistung von dem Leistungsaufteilungsmechanismus 5 wird über einen Drehzahlminderer 6 zu Antriebsrädern 7 des Fahrzeugs übertragen.
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Die 2 und 3 sind vergrößerte Ansichten des ersten MG 3. 2 ist eine Ansicht des ersten MG 3, betrachtet in Richtung des Pfeils II in 3, und 3 ist eine Schnittansicht des ersten MG 3 entlang einer Linie III-III von 2. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst der erste MG 3 einen Stator 10 und einen Rotor 11. Der Stator 10 und der Rotor 11 sind um eine gemeinsame Achse CL relativ zueinander drehbar. Ferner umschließt der Stator 10 den Rotor 11. Die Ausgangswelle 3a ist mit dem Rotor 11 so verbunden, dass sie sich als Einheit mit ihm dreht. Der Rotor 11 umfasst einen zylindrischen Rotorhauptkörper 12 und mehrere Rotorschenkelpole 13 (zum Beispiel sechs, wie es in 2 gezeigt ist), die äquidistant entlang einer äußeren Umfangsoberfläche 12a des Rotorhauptkörpers 12 angeordnet sind und sich von dieser radial nach außen erstrecken.
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Der Stator 10 umfasst einen zylindrischen Statorhauptkörper 14 und mehrere Statorschenkelpole 15 (zum Beispiel 8 in 2), die sich in der radialen Richtung von einer inneren Umfangsoberfläche 14a des Statorhauptkörpers 14 nach innen erstrecken. Die Statorschenkelpole 15 sind so an der inneren Umfangsoberfläche 14a angeordnet, dass sie in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung davon ausgerichtet sind. Die Höhe der Statorschenkelpole 15 ist hier derart, dass die Statorschenkelpole 15 keine Kollision mit den Rotorschenkelpolen 13 verursachen, wenn sich der Stator 10 und der Rotor 11 relativ zueinander bewegen. Um jeden der Statorschenkelpole 15 ist eine Spule 16 gewickelt, durch die ein Erregerstrom fließt. Die jeweiligen Spulen 16 werden in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend mit dem Erregerstrom bestromt, wodurch die jeweiligen Statorschenkelpole 15 aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung erregt werden. Die Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 werden durch die erregten Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung gezogen, so dass der Rotor 11 in Drehung versetzt wird. Das heißt, der erste MG 3 ist als geschalteter Reluktanzmotor ausgebildet. Da hier ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung des Erregerstroms der jeweiligen Spulen 16 identisch sein kann wie eine Regelung oder Steuerung, die üblicherweise für einen geschalteten Reluktanzmotor verwendet wird, ist auf eine ausführliche diesbezügliche Beschreibung verzichtet. Da der erste MG 3 wie oben beschrieben angetrieben wird, entsprechen die Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 den Schenkelpolabschnitten der vorliegenden Erfindung, und die Statorschenkelpole 15 des Rotors 10 entsprechen den Erregungsabschnitten der vorliegenden Erfindung. Ferner entspricht der Rotor 11 einem ersten rotierenden Körper und der Stator 10 entspricht einem zweiten rotierenden Körper.
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Eine Motorsperreinrichtung 20A ist neben dem ersten MG 3 angeordnet. Die Motorsperreinrichtung 20A umfasst eine Sperrplatte 21 als ein Sperrelement und einen Aktor 22 als eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Sperrplatte 21. Die Sperrplatte 21 ist eine kreisförmige Platte mit dem gleichen Durchmesser wie der Rotor 11 und ist koaxial mit dem Rotor 11 und gegenüber einer Seitenfläche des Rotors 11 angeordnet. Mehrere Sperrzähne 21a (zum Beispiel sechs in 2), die in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, sind an der Sperrplatte 21 ausgebildet und jeweils an einer vorbestimmten Position zwischen die Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 einführbar. Die Breite in der Umfangsrichtung jedes Sperrzahns 21 ist geringfügig geringer als der Abstand zwischen den Rotorschenkelpolen 13 des Rotors 11. Die Sperrplatte 21 ist nicht um die Achse CL drehbar, jedoch entlang der Achse CL zwischen einer Sperrposition, in der die Sperrzähne 21a jeweils zwischen die Rotorschenkelpole 12 des Rotors eingeführt sind, und einer Entsperrposition, in der die Sperrzähne 21 aus den Zwischenräumen zwischen den Rotorschenkelpolen 12 des Rotors entfernt sind, bewegbar. Der Aktor 22 bewegt die Sperrplatte 21 zwischen der Sperrposition und der Entsperrposition. Da hier der Aktor 22 ein wohl bekannter Aktor wie etwa ein elektrischer Aktor oder ein hydraulischer Aktor sein kann, ist auf eine diesbezügliche Beschreibung verzichtet.
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Der Betrieb des Aktors 22 wird durch eine Motorgenerator-Steuerungseinheit (MGCU) 30 gesteuert oder geregelt. Die MGCU 30 ist als Computer realisiert, der einen Mikroprozessor und Peripheriebausteine wie etwa einen RAM, einen ROM umfasst, die zum Betrieb erforderlich sind. Beispielsweise schaltet die MGCU 30 den Betrieb des ersten MG 3 und des zweiten MG 4 derart, dass sie als Motor bzw. Generator arbeiten, und zwar auf der Grundlage einer Antriebskraft, die für das Fahrzeug gefordert wird, und einen Ladezustand einer Batterie (nicht gezeigt), die mit dem ersten MG 3 und dem zweiten MG 4 verbunden ist. Die MGCU 30 steuert hierzu den Betrieb des ersten MG 3 und des zweiten MG 4 über einen Inverter 31.
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Die MGCU 30 steuert den Aktor 22 derart, dass er die Sperrplatte 21 zu der Sperrposition bewegt, wenn eine vorbestimmte Sperrbedingung zum Sperren des Rotors 11 des ersten MG 3 erfüllt ist. Die vorbestimmte Sperrbedingung ist hier zum Beispiel dann erfüllt, wenn der erste MG 3 weder als Motor noch als Generator betrieben werden muss. Hierzu führt die MGCU 30 zunächst eine Positionseinstellung des Rotors 11 durch. In der Positionseinstellung wird der Rotor 11 zu einer vorbestimmten Position gedreht, in der die jeweiligen Sperrzähne 21 mit den jeweiligen Rotorpolen 13 des Rotors 11 nicht kollidieren, wenn die Sperrplatte 21 in die Sperrposition bewegt wird. Nach Beenden der Positionseinstellung steuert die MGCU 30 den Aktor 22 derart, dass er die Sperrplatte 21 in die Sperrposition bewegt. Zum Entsperren des Rotors 11 wird der Aktor 22 so gesteuert, dass er die Sperrplatte 21 in die entsperrte Position bewegt.
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Der Rotor 11 kann gesperrt werden, indem die Sperrzähne 21a mit den Rotorschenkelpolen 13 in Eingriff gebracht werden, indem die jeweiligen Sperrzähne 21a durch Bewegen der Sperrplatte 21 in die Sperrposition, wie es oben beschrieben ist, zwischen die Rotorschenkelpole 13 bewegt werden. Demgegenüber kann der Rotor 11 entsperrt werden, indem der Eingriff der jeweiligen Sperrzähne 21a und der jeweiligen Rotorschenkelpole 13 durch Bewegen der Sperrplatte 21 in die Entsperrposition gelöst wird.
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Wie es oben beschrieben ist, wird der Rotor 11 gemäß der Antriebseinrichtung 1 der ersten Ausführungsform gesperrt, indem die Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 verwendet werden, wobei die mehreren Sperrzähne 21a, die jeweils an der Sperrplatte 21 angeordnet sind, zwischen die Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 eingeführt werden. Daher ist es nicht erforderlich, ein separates Eingriffselement zum Eingriff mit den Sperrzähnen 21 vorzusehen. Demzufolge kann der Rotor 11 mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion gesperrt werden. Ferner ist es möglich, die Einrichtung zu verkleinern.
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Die 4 bis 7 zeigen Modifikationen der Antriebseinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Rotors 11 der ersten Modifikation in vergrößertem Maßstab zeigt. In der ersten Modifikation ist an jedem Rotorschenkelpol 13 ein Schutzelement 40 angeordnet, wie es in dieser Figur gezeigt ist. Der Rest ist mit der oben beschriebenen Antriebseinrichtung 1 identisch. Das Schutzelement 40 ist so angeordnet, dass es in der Sperrposition einen einem Sperrzahn 21a gegenüberliegenden Bereich, das heißt einen Teil einer Oberfläche jedes Rotorschenkelpols 13, der mit den Sperrzähnen 21a in Eingriff gelangt, abdeckt. Dabei ist die Dicke des Schutzelements 40 so eingestellt, dass das Schutzelement 40 keinen Sperrzahn 21a behindert, wenn die Sperrzähne 21a zwischen die Rotorschenkelpole 13 eingeführt werden. Das Schutzelement 40 kann aus einem elastischen Material wie etwa Gummi oder aus einem Metall hergestellt sein. Gemäß der ersten Modifikation ist es möglich zu verhindern, dass die Rotorschenkelpole 13 direkt mit den Sperrzähnen 21a in Eingriff gelangen, wenn die Sperrplatte 21 in die Sperrposition bewegt wird. Daher können die Rotorschenkelpole 13 von den Sperrzähnen 21a geschützt werden.
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Die Schutzelemente 40 können jeweils separat an den Rotorschenkelpolen 13 befestigt sein. Ferner können die Schutzelemente 40 zu einem Plattenelement 41 miteinander verbunden an den Rotorschenkelpolen 13 befestigt sein, wie es in 5 gezeigt ist. Das Plattenelement 41 kann gebildet werden durch Schneiden einer einzigen magnetischen Stahlplatte derart, dass beidseits eines Teils 41a des Plattenelements 41 Bereiche als die Schutzelemente 40 stehen bleiben, die zum Beispiel seitlich jedes Rotorschenkelpols 13 angeordnet sind, und durch Umbiegen aller stehen gebliebenen Bereiche in die gleiche Richtung, wie es in 5 gezeigt ist. In diesem Fall sind die Schutzelemente 40 und das Plattenelement 41 aus dem gleichen Material gebildet. Durch gemeinsames Anordnen der Schutzelemente 40 mit Hilfe des Plattenelements 41, wie es oben beschrieben ist, kann der Aufwand zur Befestigung der Schutzelemente 40 reduziert werden.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Rotors 11 gemäß der zweiten Ausführungsform in vergrößertem Maßstab zeigt. In dieser Modifikation ist der Rotor 11 mit einer Stirnflächenplatte 50 als einen Eingriffsabschnitt an einer der Sperrplatte 21 gegenüberliegenden Stirnfläche des Rotors 11 ausgestattet. Die Stirnflächenplatte 50 ist so an dem Rotor 11 befestigt, dass sie sich als Einheit mit dem Rotor 11 dreht. Die Stirnflächenplatte 50 umfasst einen kreisförmigen Plattenabschnitt 50a, der an einer Seitenfläche de Rotorhauptkörpers 12 angeordnet ist, und Schenkelpolabschnitte 50b, die jeweils an einer Seitenfläche jedes Rotorschenkelpols 13 angeordnet sind. Der kreisförmige Plattenabschnitt 50a hat die gleiche Form wie der Querschnitt des Rotorhauptkörpers 12. Ferner sind die Schenkelpolabschnitte 50b jeweils so ausgebildet, dass sie eine Breite W2 in der Umfangsrichtung besitzen, die größer als eine Breite W1 in der Umfangsrichtung der Rotorschenkelpole 21a ist, und dass sie zwischen sich Freiräume bilden, in die die Sperrzähne 21b eingeführt werden können. Dabei ist die Höhe der Schenkelpolabschnitte 50b gleich der Höhe der Rotorschenkelpole 13. Gemäß der zweiten Modifikation kann der Rotor 11 gesperrt werden, indem die Sperrzähne 21a und die Schenkelpolabschnitte 50b der Stirnseitenplatte 50 in Eingriff gebracht werden, wenn die Sperrplatte 21 in die Sperrposition bewegt wird. In diesem Fall können die Rotorschenkelpole 13 von den Sperrzähnen 21a geschützt werden, da die Rotorschenkelpole 13 nicht mit den Sperrzähnen 21 in Eingriff sind.
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Hier, in der zweiten Modifikation, können die Formen der Sperrzähne 21 und der Schenkelpolabschnitte 50b in geeigneter Weise geändert werden. Zum Beispiel können die Sperrzähne 21a jeweils als Kegelstumpf eines Kegels ausgebildet sein, wie es in 7 gezeigt ist. In diesem Fall sind die Schenkelpolabschnitte 50b der Stirnflächenplatte 50 so ausgebildet, dass kein Spiel in der Umfangsrichtung vorhanden ist, wenn die Sperrzähne 21b jeweils zwischen die Schenkelpolabschnitte 50b eingeführt sind. Das heißt, die Breite W2 der Schenkelpolabschnitte 50b ist so eingestellt, dass der Abstand zwischen den Schenkelpolabschnitten 50b geringfügig größer als der Durchmesser eines Basisabschnitts jedes Sperrzahns 21b ist. Auch in diesem Fall können die Rotorschenkelpole 13 von den Sperrzähnen 21a geschützt werden, da verhindert werden kann, dass die Rotorschenkelpole 13 mit den Sperrzähnen 21a in Eingriff gelangen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachfolgend ist eine Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 8 und 9 beschrieben. Die 8 und 9 zeigen einen ersten MG 3, der für die Antriebseinrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform vorgesehen ist. 8 ist eine Ansicht des ersten MG 3, betrachtet aus einer Richtung eines Pfeils VIII in 9, und 9 ist eine Ansicht des ersten MG 3, betrachtet aus einer Richtung eines Pfeils IX in 8. Da der Rest der zweiten Ausführungsform außer dem ersten MG 3 gleich ist wie die oben erwähnte erste Ausführungsform, ist folglich auf eine Beschreibung davon verzichtet. Ferner ist in dem ersten MG 3 die mit der der ersten Ausführungsform gemeinsame Komponente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf eine Beschreibung hiervon verzichtet ist.
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In dem ersten MG 3 der zweiten Ausführungsform ist die Länge des Rotors 11 in Richtung der Achslinie CL länger als die des Stators 10, so dass sich die Rotorschenkelpole 13 von dem Stator 10 nach außen erstrecken, wie es in 9 gezeigt ist. Eine Motorsperreinrichtung 208 umfasst eine Sperrklinke 60 als ein Sperrelement, das in der radialen Richtung außerhalb des Schenkelpolabschnitts des Rotors 11 von dem Stator 10 angeordnet ist, und einen Aktor 61 als eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Sperrklinke 60. Wie es in 8 gezeigt ist, sind Sperrzähne 60a zum Ineingriffbringen mit den Rotorschenkelpolen 13, indem sie zwischen die Rotorschenkelpole 13 eingeführt werden, an einem Endabschnitt der Sperrklinke 60 angeordnet. Wie es in 8 gezeigt ist, ist die Sperrklinke 60 durch eine Stütze 62 drehbar zwischen einer Sperrposition, in der die Sperrzähne 60 zwischen die Rotorschenkelpole 13 eingeführt sind, und einer Entsperrposition, in der die Sperrzähne 60a aus den Zwischenräumen zwischen Rotorschenkelpolen 13 entfernt sind, gestützt. Der Aktor 61 bewegt die Sperrklinke 60 zwischen der Sperrposition und der Entsperrposition.
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Gemäß der Motorsperreinrichtung 20B können die Sperrzähne 60a und die Rotorschenkelpole 13 in Eingriff gebracht werden, indem die Sperrklinke 60 in die Sperrposition bewegt wird, so dass der Rotor 11 gesperrt werden kann. Demgegenüber wird der Eingriff gelöst, wenn die Sperrklinke 60 in die Entsperrposition bewegt wird, so dass der Rotor 11 entsperrt werden kann.
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Auch in dieser Ausführungsform kann der Rotor 11 mit einer vergleichsweise einfachen Konstruktion gesperrt werden, da der Rotor 11 durch Verwenden der Rotorschenkelpole 13 des Rotors 11 gesperrt werden kann. Ferner ist es in dieser Ausführungsform möglich, zu verhindern, dass der erste MG 3 in Richtung der Achslinie verlängert wird, da die Sperrklinke 60 in der radialen Richtung außerhalb des Rotors 11 angeordnet ist. Daher ist es möglich, die Einrichtung zu verkleinern. Hierbei können die Sperrzähne 60a beliebig geformt sein, sofern sie zwischen die Rotorschenkelpole 13 eingeführt und mit den Rotorschenkelpolen 13 in Eingriff gebracht werden können. Sie können zum Beispiel hakenförmig sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden. Zum Beispiel ist die Motorsperreinrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf die Anwendung auf den obigen Motor beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Typen von Motoren angewendet werden, in denen ein Rotor mehrere Schenkelpolabschnitte umfasst, die sich in der radialen Richtung erstrecken und in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Zum Beispiel ist es auch möglich, sie auf einen Motor anzuwenden, in dem mehrere Schenkelpolabschnitte, die sich in Richtung eines Stators erstrecken, an der inneren Umfangsoberfläche eines Rotors in der Umfangsrichtung ausgerichtet angeordnet sind, und der Rotor auf dem äußeren Umfang des Stators angeordnet ist. Ferner ist es möglich, sie auf einen Motor anzuwenden, in dem sowohl ein Rotor als auch ein Stator um eine Achslinie CL drehbar angeordnet sind. Ferner ist es möglich, sie auf einen Motor anzuwenden, in dem ein Magnet an einem Rotorschenkelpol angeordnet ist.
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Der Motor, auf den die Motorsperreinrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist nicht auf einen Motor beschränkt, der für eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug gedacht ist. Zum Beispiel ist es möglich, wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, dass er auf einen Motor 71 angewendet wird, der ein Rad 70 antreibt, wobei er in dem Rad 70 angeordnet ist, das heißt auf einen so genannten Innenradmotor. 10 ist eine Ansicht des Rades 70, betrachtet aus der Richtung eines Pfeils X in 11, und 11 ist eine Schnittansicht des Rades 70 entlang der Linie XI-XI in 10. Hier, in den 10 und 11, ist die mit der der obigen Ausführungsformen gemeinsame Komponente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf eine Beschreibung davon verzichtet ist. In dem Motor 71, wie er oben beschrieben ist, ist ein Stator 72 an einem Fahrzeugaufbau befestigt, und ein Rotor 73 ist koaxial an dem äußeren Umfang des Stators 72 angeordnet. Ferner ist ein Reifen 74 an dem äußeren Umfang des Rotors 73 befestigt. Wenn ein geschalteter Reluktanzmotor als der Motor 71 verwendet wird, sind mehrere Rotorschenkelpole 73a, die sich in Richtung des Stators 72 erstrecken, an der inneren Umfangsoberfläche des Rotors 73 angeordnet. Ferner ist eine Motorsperreinrichtung 20C so angeordnet, dass Sperrzähne 21a zwischen die Rotorschenkelpole 73a eingeführt werden können, wie es in 11 gezeigt ist. In diesem Fall ist eine Sperrplatte 21 beweglich zwischen einer Position, in der die Sperrzähne 21a zwischen die Rotorschenkelpole 73a eingeführt sind, und einer Position, in der die Sperrzähne 21a aus den Zwischenräumen zwischen den Rotorschenkelpolen 73a entfernt sind, angeordnet. Gemäß der Motorsperreinrichtung 20C können die Sperrzähne 21a und die Rotorschenkelpole 73a in Eingriff gebracht werden, indem die Sperrplatte 21 zu der Sperrposition bewegt wird, so dass der Rotor 73 gesperrt werden kann. Daher kann die Motorsperreinrichtung 20C so verwendet werden, dass sie zum Beispiel als eine Feststellbremse fungiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-210708 A [0003]
- JP 9-156387 A [0003]
