JP2004068982A

JP2004068982A - 複軸多層モータのベアリング予圧構造

Info

Publication number: JP2004068982A
Application number: JP2002231680A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kato; 加藤　崇
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP4273717B2

Abstract

【課題】メカニカルシールの内蔵スプリングの反力を利用することで、バネ要素の追加やバネ要素の配置スペースの確保することなく、ベアリングに予圧を付与しながら空気室と油室とをシール性を保ちながら仕切ることができる複軸多層モータのベアリング予圧構造を提供すること。
【解決手段】ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、第１モータ中空軸８の内周空間を第２油冷室９２に設定し、ステータＳの外周空間を空気室９５に設定し、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に、第２油冷室９２と空気室９５を仕切るメカニカルシール１００と、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９を相対回転可能に支持する中間ベアリング８４を備えた複軸多層モータＭにおいて、前記中間ベアリング８４は、その内輪８４ａを締まり嵌めとし、外輪８４ｂを隙間嵌めとし、前記中間ベアリング８４の外輪のみに接するカラー１０１と、内蔵スプリングを有するメカニカルシール１００とを、隣接して互いに接する位置に配置した。
【選択図】　　　　図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動ユニット等に適用される複軸多層モータのベアリング予圧構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータのベアリング予圧構造としては、例えば、特開平１１−１８３８６号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来公報には、ベアリングに予圧を与えるために、ベアリングの内外輪のうち片輪を固定し、もう一方の片輪を皿バネやコイルバネを用いて軸方向に加圧する構成としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータのベアリング予圧構造にあっては、ベアリングに対して、皿バネやコイルバネを配置することで予圧を与えていたため、バネ要素の追加、および、バネ要素の配置スペースの確保が必要であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、メカニカルシールの内蔵スプリングの反力を利用することで、バネ要素の追加やバネ要素の配置スペースの確保することなく、ベアリングに予圧を付与しながら空気室と油室とをシール性を保ちながら仕切ることができる複軸多層モータのベアリング予圧構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のベアリング予圧構造では、ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、インナーロータ支持部材とアウターロータ支持部材との間に、油室と空気室を仕切るメカニカルシールと、両支持部材を相対回転可能に支持するベアリングを備えた複軸多層モータにおいて、前記ベアリングの内輪を締まり嵌め、外輪を隙間嵌めとし、前記ベアリングの外輪のみに接するカラーと、内蔵スプリングを有するメカニカルシールとを、隣接して互いに接する位置に配置した。
【０００７】
【発明の効果】
よって、本発明のベアリング予圧構造にあっては、隙間嵌めとしたベアリングの外輪に対しカラーを介してメカニカルシールの内蔵スプリングの反力を作用させることによりベアリングに予圧を付与するようにしたため、従来のようにバネ要素の追加やバネ要素の配置スペースの確保することなく、ベアリングに予圧を付与しながら空気室と油室とをシール性を保ちながら仕切ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複軸多層モータのベアリング予圧構造を実現する実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
【００１０】
［ハイブリッド駆動ユニットの全体構成］
図１は第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図であり、図１において、Ｅはエンジン、Ｍは複軸多層モータ、Ｇはラビニョウ型複合遊星歯車列、Ｄは駆動出力機構、１はモータカバー、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーである。
【００１１】
前記エンジンＥは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸５とラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２とは、回転変動吸収フライホイールダンパー６及び多板クラッチ７を介して連結されている。
【００１２】
前記複軸多層モータＭは、外観的には１つのモータであるが２つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータＭは、前記モータケース２に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、前記ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータＩＲに固定の第１モータ中空軸８は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１に連結され、前記アウターロータＯＲに固定の第２モータ軸９は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２に連結されている。
【００１３】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２リングギヤＲ２との５つの回転要素を有して構成されている。前記第１リングギヤＲ１とギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が介装されている。前記共通キャリヤＣには、出力ギヤ１１が連結されている。
【００１４】
前記駆動出力機構Ｄは、出力ギヤ１１と、第１カウンターギヤ１２と、第２カウンターギヤ１３と、ドライブギヤ１４と、ディファレンシャル１５と、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒにより構成されている。そして、出力ギヤ１１からの出力回転及び出力トルクは、第１カウンターギヤ１２→第２カウンターギヤ１３→ドライブギヤ１４→ディファレンシャル１５を経過し、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒから図外の駆動輪へ伝達される。
【００１５】
すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸５を連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータ中空軸８とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータ軸９とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ１１を連結することにより構成されている。
【００１６】
［複軸多層モータの構成］
図２は第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図、図３は第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図、図４は第１実施例のステータを背面側から視た図である。
【００１７】
図２において、１はモータカバー、２はモータケースであり、これらに囲まれたモータ室１７内にインナーロータＩＲとステータＳとアウターロータＯＲとにより構成された複軸多層モータＭが配置されている。
【００１８】
前記インナーロータＩＲは、その内筒面が第１モータ中空軸８の段差軸端部に対して圧入、或いは、焼きばめにより固定されている。このインナーロータＩＲには、図３に示すように、ロータベース２０に対し磁束形成を考慮した配置によるインナーロータマグネット２１（永久磁石）が軸方向に１２本埋設されている。但し、２本が対をなしてＶ字配置されて同じ極性を示し、３極対としてある。
【００１９】
前記ステータＳは、ステータピース４０とステータピース積層体４１とコイル４２と冷却水路４３とインナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５と非磁性体樹脂層４６とを有して構成されている。そして、ステータＳの正面側端部が、正面側エンドプレート４７とステータ固定ケース４８とを介してモータケース２に固定されている。
【００２０】
前記コイル４２は、コイル数が１８で、図４に示すように、６相コイルを３回繰り返しながら円周上に配置される。
【００２１】
そして、前記６相コイルに対しては、図外のインバータから給電接続端子５０とバスバー径方向積層体５１と給電コネクタ５２とバスバー軸方向積層体５３を介して複合電流が印加される（図８参照）。この複合電流は、アウターロータＯＲを駆動させるための３相交流と、インナーロータＩＲを駆動させるための６相交流を複合させたものである。
【００２２】
前記アウターロータＯＲは、その外筒面がアウターロータケース６２に対してロー付け或いは接着により固定されている。そして、アウターロータケース６２の正面側には正面側連結ケース６３が固定され、背面側には背面側連結ケース６４が固定されている。そして、この背面側連結ケース６４に第２モータ軸９がスプライン結合されている。このアウターロータＯＲには、図３に示すように、ロータベース６０に対し磁束形成を考慮した配置によるアウターロータマグネット６１（永久磁石）が、両端位置に空間を介して軸方向に１２本埋設されている。但し、アウターロータマグネット６１は、インナーロータマグネット２１とは異なり、１本づつ極性が違い、６極対をなしている。
【００２３】
図２において、８０，８１はアウターロータ６をモータケース２及びモータカバー１に支持する一対のアウターロータベアリングである。８２はインナーロータＩＲをモータケース２に支持するインナーロータベアリング、８３はアウターロータＯＲに対しステータＳを支持するステータベアリング、８４は第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に介装される中間ベアリングである。
【００２４】
また、図２において、８５はインナーロータＩＲの回転位置を検出するインナーロータレゾルバ、８６はアウターロータＯＲの回転位置を検出するアウターロータレゾルバである。
【００２５】
［遊星歯車機構の構成］
図５はハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇを示す縦断面図である。図５において、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーであり、これらに囲まれたギヤ室３０内にラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇ及び駆動出力機構Ｄが配置されている。
【００２６】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２には、回転変動吸収フライホイールダンパー６と変速機入力軸３１とクラッチドラム３２とを介し、多板クラッチ７の締結時にエンジンＥからの回転駆動トルクが入力される。
【００２７】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１には、第１モータ中空軸８がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのインナーロータＩＲから第１トルクと第１回転数が入力される。
【００２８】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２には、第２モータ軸９がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのアウターロータＯＲから第２トルクと第２回転数が入力される。
【００２９】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１リングギヤＲ１と、ギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が設けられ、発進時等において多板ブレーキ１０が締結された時には、第１リングギヤＲ１が停止する。
【００３０】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの共通キャリヤＣには、ステータ固定ケース４８に対しベアリングを介して回転可能に支持された出力ギヤ１１がスプライン結合されている。
【００３１】
前記駆動出力機構Ｄは、前記出力ギヤ１１と噛み合う第１カウンターギヤ１２と、この第１カウンターギヤ１２のシャフト部に設けられた第２カウンターギヤ１３と、第２カウンターギヤ１３と噛み合うドライブギヤ１４とを有する。そして、第２カウンターギヤ１３とドライブギヤ１４の歯数比により、終減速比が決められる。
【００３２】
前記多板クラッチ７のクラッチピストン３３には、フロントカバー４に形成されたクラッチ圧油路３４により締結圧が供給される。また、前記多板ブレーキ１０のブレーキピストン３５には、フロントカバー４に形成されたブレーキ圧油路３６により締結圧が供給される。前記クラッチピストン３３と前記ブレーキピストン３５は、フロントカバー４の内側で、内周位置にクラッチピストン３３が配置され、その外周位置にブレーキピストン３５が配置される。
【００３３】
また、前記変速機入力軸３１には、軸心油路３７が形成されていて、この軸心油路３７には、フロントカバー４に形成された潤滑油路３８を介して潤滑油が供給される。
【００３４】
［モータ冷却構造］
図６は第１実施例のモータ冷却構造を有する複軸多層モータを示す拡大縦断面図である。
【００３５】
複軸多層モータＭは、コイル４２を巻いた固定電機子としてのステータＳと、ステータＳの内側に配置し、インナーロータマグネット２１を埋設したインナーロータＩＲと、ステータＳの外側に配置し、アウターロータマグネット６１を埋設したアウターロータＯＲとを、モータカバー１およびモータケース２（以下、モータケース部材１，２という。）により画成されるモータ室１７の内部に備えている。
【００３６】
そして、前記アウターロータＯＲの外周とモータケース部材１，２の内周で囲まれる空間を第１油冷室９１に設定し、前記インナーロータＩＲの内周の空間を第２油冷室９２に設定し、前記ステータＳに対するアウターロータＯＲとインナーロータＩＲのエアギャップ９３，９４を含むステータ外周空間を空気室９５に設定している。
【００３７】
前記インナーロータＩＲに第１モータ中空軸８を連結し、前記アウターロータＯＲに第２モータ軸９を連結し、前記モータケース部材１，２の内側位置に、隙間を介してアウターロータＯＲを固定するアウターロータケース部材６２，６３，６４を配置している。
【００３８】
そして、前記第１油冷室９１を、モータケース部材１，２の内面とアウターロータケース部材６２，６３，６４の外面により形成される室としている。
【００３９】
前記第２油冷室９２を、第１モータ中空軸８のインナーロータ支持部８ａの内周面と第２モータ軸９の外周面により形成される室としている。
【００４０】
前記空気室９５を、アウターロータケース部材６２，６３，６４の正面側固定ケース６３の内面により形成される室と、背面側固定ケース６４の内面により形成される室と、両室を連通するエアギャップ９３，９４と、による室としている。
【００４１】
前記第２モータ軸９の軸心部に、モータ正面側軸端からモータ背面側に向けて軸心油路９６を形成すると共に、前記第１油冷室９１と前記第２油冷室９２とに潤滑油を導く第１分岐油路９６ａと第２分岐油路９６ｂを形成している。
【００４２】
前記第２モータ軸９の軸心部に、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて軸心空気路９７を形成すると共に、前記空気室９５に空気を導く径方向空気路９７ａを形成している。ここで、前記第１分岐油路９６ａと前記径方向空気路９７ａとは、軸方向にオーバラップさせて配置している。なお、９８はスポンジ等によるエアフィルタであり、９９は排出油路であり、Ａはベアリング予圧構造である。
【００４３】
［ベアリング予圧構造］
図７は第１実施例のベアリング予圧構造Ａを示す拡大断面図である。
【００４４】
前記複軸多層モータＭは、ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、前記インナーロータＩＲを支持する第１モータ中空軸８（インナーロータ支持部材）と、前記アウターロータＯＲを支持するアウターロータケース部材６２，６３，６４及び第２モータ軸９（アウターロータ支持部材）を設け、前記第１モータ中空軸８の内周空間を第２油冷室９２（油室）に設定し、前記アウターロータケース部材６２，６３，６４により画成されるステータＳの外周空間を空気室９５に設定し、前記第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に、第２油冷室９２と空気室９５を仕切るメカニカルシール１００と、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９を相対回転可能に支持する中間ベアリング８４（ベアリング）を備えている。
【００４５】
前記中間ベアリング８４は、その内輪８４ａを締まり嵌めとし、外輪８４ｂを隙間嵌めとしている。なお、内輪８４ａは、図７に示すように、背面側固定ケース６４の周部に空気流通溝６４ａを形成した部分に締まり嵌め状態で固定される。
【００４６】
前記中間ベアリング８４の外輪のみに接するカラー１０１と、内蔵スプリングを有するメカニカルシール１００とを、隣接して互いに接する位置に配置している。
【００４７】
前記インナーロータＩＲの支持部材を、インナーロータ支持部８ａを一体に有する第１モータ中空軸８とし、前記アウターロータＯＲの支持部材を、アウターロータＯＲを固定するアウターロータケース部材６２，６３，６４と、背面側固定ケース６４にスプライン結合され、前記第１モータ中空軸８を貫通する第２モータ軸９としている。
【００４８】
前記カラー１０１は、第１モータ中空軸８のインナーロータ支持部８ａの段差部８ｂに軸方向移動可能に装着し、そのベアリング側端面が中間ベアリング８４の外輪のみに接するようにしている。
【００４９】
前記メカニカルシール１００は、第１モータ中空軸８のインナーロータ支持部８ａと第２モータ軸９との対向面間に介装している。
【００５０】
前記メカニカルシール１００は、前記カラー１０１に接すると共にインナーロータ支持部８ａの内面に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された予圧部材１０２と、該予圧部材１０２に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された第１シール部材１０３と、該第１シール部材１０３と前記予圧部材１０２との間に介装された内蔵スプリング１０４と、前記第２モータ軸９の段差部９ａに対しシール性を保ちながら嵌合されると共に前記第１シール部材１０３の第１シール面１０３ａが圧接する第２シール面１０５ａを有する第２シール部材１０５と、を有する。
【００５１】
前記インナーロータ支持部８ａと前記予圧部材１０２とのシール性は、インナーロータ支持部８ａの溝に装着されたＯ−リング１０６により達成され、前記予圧部材１０２と前記第１シール部材１０３とのシール性は、両部材１０２，１０３間に介装されたＯ−リング１０７により達成され、前記第２モータ軸９と第２シール部材１０５とのシール性は、第２シール部材１０５の溝に装着されたＯ−リング１０８により達成される。なお、１０９は切り欠きを有するスリーブである。
【００５２】
前記第２モータ軸９の軸心部に、モータ正面側軸端からモータ背面側に向けて軸心油路９６を形成すると共に第２油冷室９２に潤滑油を導く第２分岐油路９６ｂ（分岐油路）を形成し、第２モータ軸９の軸心部に、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて軸心空気路９７を形成すると共に空気室９５に空気を導く径方向空気路９７ａを形成し、かつ、前記第２分岐油路９６ｂと前記径方向空気路９７ａとを前記メカニカルシール１００の両側位置に開口配置している。
【００５３】
次に、作用を説明する。
【００５４】
［複軸多層モータの基本機能］
２ロータ・１ステータで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線との２つの磁力線が作られる複軸多層モータＭを採用したことで、コイル４２及び図外のコイルインバータを２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイル４２に印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの複軸多層モータＭであるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせものとして使える。
【００５５】
よって、例えば、ロータとステータを持つモータと、ロータとステータを持つジェネレータの２つのものを設ける場合に比べて大幅にコンパクトになり、スペース・コスト・重量の面で有利であると共に、コイル共用化により電流による損失（銅損，スイッチングロス）を防止することができる。
【００５６】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持ち、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的或いは効率的な組み合わせを選択することができる。
【００５７】
［ロータ冷却作用］
前記複軸多層モータＭは、上記のように主動力源をエンジンＥとするハイブリッド駆動ユニットの副動力源として適用されたものであり、図外のオイルクーラにより冷却された潤滑油は、フロントカバー４に形成された潤滑油路３８を介して、ハイブリッド駆動ユニットのギヤ室３０内に配置されたギヤ機構に供給されると共に、変速機入力軸３１に形成された軸心油路３７から第２モータ軸９の軸心部に形成された軸心油路９６に供給される。
【００５８】
そして、軸心油路９６からの潤滑油は、第２分岐油路９６ｂを経過して第２油冷室９２へ供給され、移動する潤滑油により第１モータ中空軸８に固定されたインナーロータＩＲから熱を奪う。そして、第２油冷室９２の潤滑油は、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間の環状隙間を経過してギヤ室３０へ導かれる。
【００５９】
同時に、軸心油路９６からの潤滑油は、第１分岐油路９６ａを経過して第１油冷室９１へ供給され、飛散する潤滑油によりアウターロータケース部材６２，６３，６４に固定されたアウターロータＯＲから熱を奪う。なお、第１油冷室９１へは、油路９９を経過して潤滑油も同時に導かれる。
【００６０】
よって、アウターロータＯＲの外周空間を第１油冷室９１に設定し、インナーロータＩＲの内周空間を第２油冷室９２に設定したため、インナーロータＩＲとアウターロータＯＲに埋設されたインナーロータマグネット２１とアウターロータマグネット６１の温度上昇が抑えられる。
【００６１】
［ステータ冷却作用］
複軸多層モータＭのステータＳにはコイル４２が巻かれ、このコイル４２には大電流が流されることで、高温になろうとするが、外部から冷却水が冷却水路４を経過して循環供給されることで、移動する冷却水により、ステータＳの内側と両側面から熱を奪い、ステータＳが冷却される。
【００６２】
［エアギャップ確保作用］
まず、エアフィルタ９８により粒子等を除去された空気は、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて形成された軸心空気路９７から径方向空気路９７ａを経過し、空気室９５に清浄な空気を導く。なお、大気圧より高圧になれば、空気室９５から外部に空気が抜かれることで、空気室９５は大気圧に保たれる。
【００６３】
この空気室９５は、アウターロータケース部材６２，６３，６４の正面側固定ケース６３と背面側固定ケース６４との内面により形成される室であり、両側に形成される空気室９５，９５は、エアギャップ９３，９４により連通しているため、油の流入を許さない空気層としてのエアギャップ９３，９４が確保される。
【００６４】
ここで、エアギャップ９３，９４に油が流入すると、ロータ回転による攪拌抵抗により温度上昇を招くと共に、ロータ回転の抵抗となってモータ性能の低下を招く。
【００６５】
［シール作用およびベアリング予圧作用］
アウターロータＯＲに対し背面側固定ケース６４を介してスプライン結合される第２モータ軸９に、メカニカルシール１００の第２シール部材１０５が嵌合されている。インナーロータＩＲを支持しているインナーロータ支持部８ａに、メカニカルシール１００の予圧部材１０２が嵌合されている。そして、内蔵スプリング１０４により付勢される第１シール部材１０３の第１シール面１０３ａと、第２シール部材１０５の第２シール面１０５ａとが圧接することにより、第２油冷室９２と空気室９５とがシールされる。
【００６６】
一方、内蔵スプリング１０４の図面左向きの反力により、メカニカルシール１００の予圧部材１０２がカラー１０１を中間ベアリング８４の方向に押圧している。内輪８４ａが背面側固定ケース６４によって軸方向に固定されたベアリング８４の外輪８４ｂのみに接するカラー１０１は、内蔵スプリング１０４の図面左向きの反力によって外輪８４ｂを図面左向きの軸方向に押圧する。
【００６７】
また、内蔵スプリング１０４の図面右向きの反力により、第１シール部材１０３と第２シール部材１０５と第２モータ軸９を介し、ベアリング８４の内輪８４ａを図面右向きの軸方向に押圧する。
【００６８】
すなわち、ベアリング８４の内輪８４ａと外輪８４ｂには、力の作用方向が逆である軸方向のスプリング反力が作用することにより、確実にベアリング８４に予圧を与えつつ、インナーロータＩＲとアウターロータＯＲの軸方向の相対位置も決めることができる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
第１実施例の複軸多層モータのベアリング予圧構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７０】
（１）　ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、第１モータ中空軸８の内周空間を第２油冷室９２に設定し、ステータＳの外周空間を空気室９５に設定し、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に、第２油冷室９２と空気室９５を仕切るメカニカルシール１００と、第１モータ中空軸８と第２モータ軸９を相対回転可能に支持する中間ベアリング８４を備えた複軸多層モータＭにおいて、前記中間ベアリング８４は、その内輪８４ａを締まり嵌めとし、外輪８４ｂを隙間嵌めとし、前記中間ベアリング８４の外輪のみに接するカラー１０１と、内蔵スプリングを有するメカニカルシール１００とを、隣接して互いに接する位置に配置したため、メカニカルシール１００の内蔵スプリング１０４の反力を利用することで、従来のようにバネ要素の追加やバネ要素の配置スペースの確保することなく、中間ベアリング８４に予圧を付与しながら空気室９５と第２油冷室９２とをシール性を保ちながら仕切ることができる。
【００７１】
（２）　インナーロータＩＲの支持部材を、インナーロータ支持部８ａを一体に有する第１モータ中空軸８とし、アウターロータＯＲの支持部材を、アウターロータＯＲを固定するアウターロータケース部材６２，６３，６４と、背面側固定ケース６４にスプライン結合され、第１モータ中空軸８を貫通する第２モータ軸９とし、カラー１０１は、第１モータ中空軸８のインナーロータ支持部８ａの段差部８ｂに軸方向移動可能に装着し、そのベアリング側端面が中間ベアリング８４の外輪のみに接するようにし、メカニカルシール１００は、第１モータ中空軸８のインナーロータ支持部８ａと第２モータ軸９との対向面間に介装し、カラー１０１に接すると共にインナーロータ支持部８ａの内面に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された予圧部材１０２と、該予圧部材１０２に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された第１シール部材１０３と、該第１シール部材１０３と前記予圧部材１０２との間に介装された内蔵スプリング１０４と、前記第２モータ軸９の段差部９ａに対しシール性を保ちながら嵌合されると共に前記第１シール部材１０３の第１シール面１０３ａが圧接する第２シール面１０５ａを有する第２シール部材１０５と、を有する構成としたため、確実にベアリング８４に予圧を与えつつ、インナーロータＩＲとアウターロータＯＲの軸方向の相対位置も決めることができる。
【００７２】
（３）　第２モータ軸９の軸心部に、モータ正面側軸端からモータ背面側に向けて軸心油路９６を形成すると共に第２油冷室９２に潤滑油を導く第２分岐油路９６ｂを形成し、第２モータ軸９の軸心部に、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて軸心空気路９７を形成すると共に空気室９５に空気を導く径方向空気路９７ａを形成し、かつ、前記第２分岐油路９６ｂと前記径方向空気路９７ａとを前記メカニカルシール１００の両側位置に開口配置したため、同じ第２モータ軸９に形成された第２分岐油路９６ｂと径方向空気路９７ａから油と空気をメカニカルシール１００の両側位置に供給することができる。
【００７３】
以上、本発明の複軸多層モータのベアリング予圧構造を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７４】
例えば、第１実施例では、ハイブリッド駆動ユニットに適用される複軸多層モータの例を示したが、単独で設置される複軸多層モータや他のシステムに適用される複軸多層モータに対しても本発明のベアリング予圧構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のベアリング予圧構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。
【図２】第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図である。
【図３】第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図である。
【図４】第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭをステータの背面側から視た図である。
【図５】第１実施例のベアリング予圧構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇおよび駆動出力機構Ｄを示す縦断側面図である。
【図６】第１実施例のベアリング予圧構造が適用された複軸多層モータＭの拡大縦断側面図である。
【図７】第１実施例のベアリング予圧構造を示す拡大断面図である。
【図８】複軸多層モータのステータコイルに印加する複合電流の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｍ　複軸多層モータ
Ｓ　ステータ
ＩＲ　インナーロータ
ＯＲ　アウターロータ
８　第１モータ中空軸（インナーロータ支持部材）
８ａ　インナーロータ支持部
８ｂ　段差部
９　第２モータ軸（アウターロータ支持部材）
９ａ　段差部
６２，６３，６４　アウターロータケース部材（アウターロータ支持部材）
８４　中間ベアリング（ベアリング）
９２　第２油冷室（油室）
９５空気室
９６　軸心油路
９６ｂ　第２分岐油路（分岐油路）
９７　軸心空気路
９７ａ　径方向空気路
１００　メカニカルシール
１０１　カラー
１０２　予圧部材
１０３　第１シール部材
１０３ａ　第１シール面
１０４　内蔵スプリング
１０５　第２シール部材
１０５ａ　第２シール面

Claims

ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、
前記インナーロータを支持するインナーロータ支持部材の内周空間を油室に設定し、
前記アウターロータを支持するアウターロータ支持部材により画成されるステータの外周空間を空気室に設定し、
前記インナーロータ支持部材とアウターロータ支持部材との間に、油室と空気室を仕切るメカニカルシールと、両支持部材を相対回転可能に支持するベアリングを備えた複軸多層モータにおいて、
前記ベアリングの内輪を締まり嵌め、外輪を隙間嵌めとし、
前記ベアリングの外輪のみに接するカラーと、内蔵スプリングを有するメカニカルシールとを、隣接して互いに接する位置に配置したことを特徴とする複軸多層モータのベアリング予圧構造。
請求項１に記載された複軸多層モータのベアリング予圧構造において、
前記インナーロータ支持部材を、インナーロータ支持部を一体に有する第１モータ中空軸とし、
前記アウターロータ支持部材を、アウターロータと一体回転するアウターロータケース部材と、このケース部材に連結され、前記第１モータ中空軸を貫通する第２モータ軸とし、
前記カラーを、第１モータ中空軸のインナーロータ支持部の段差部に装着し、
前記メカニカルシールを、第１モータ中空軸のインナーロータ支持部と第２モータ軸との対向面間に介装し、
前記メカニカルシールは、前記カラーに接すると共にインナーロータ支持部の内面に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された予圧部材と、該予圧部材に対しシール性を保ちながら軸方向移動可能に嵌合された第１シール部材と、該第１シール部材と前記予圧部材との間に介装された内蔵スプリングと、前記第２モータ軸の段差部に対しシール性を保ちながら嵌合されると共に前記第１シール部材の第１シール面が圧接する第２シール面を有する第２シール部材と、を有することを特徴とする複軸多層モータのベアリング予圧構造。
請求項１または２の何れか１項に記載された複軸多層モータのベアリング予圧構造において、
前記第２モータ軸の軸心部に、モータ正面側軸端からモータ背面側に向けて軸心油路を形成すると共に油室に潤滑油を導く分岐油路を形成し、第２モータ軸の軸心部に、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて軸心空気路を形成すると共に空気室に空気を導く径方向空気路を形成し、かつ、前記分岐油路と前記径方向空気路とを前記メカニカルシールの両側位置に開口配置したことを特徴とする複軸多層モータのベアリング予圧構造。