JP2005312121A - 遊星歯車変速機を有する回転電機及びそれを構成する回転子支持軸の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向及び径方向の小型化を図ることが可能な遊星歯車変速機を有する回転電機を提供する。
【解決手段】まずは、固定子４１と、固定子４１の内周側に回転可能に配設された回転子４２と、回転子４２の内周側に配設され回転子４２と直接的に回転伝達可能な回転子支持軸４３と、を有する回転電機（第２ＭＧ）４を有する。さらに、外周側に歯車が形成された太陽歯車５１と、外周側に歯車が形成され太陽歯車５１に噛合された遊星歯車５４と、太陽歯車５１と同軸上に配設され内周側に歯車が形成され遊星歯車５４に噛合される内歯車４４ａとを有し、回転子支持軸４３と直接的に回転伝達可能な遊星歯車変速機５を有する。そして、回転子支持軸４３は中空軸状に形成され、遊星歯車変速機５は、回転子支持軸４３の内周側に配設され、内歯車４４ａは、回転子支持軸４３と直接的に回転伝達可能な構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車変速機を有する回転電機及びそれを構成する回転子支持軸の製造方法に関するものである。

従来の遊星歯車変速機を有するモータは、モータの軸方向外部に遊星歯車変速機を設けていた（特許文献１）。このような構成からなる変速機を有するモータは、軸方向に大型なものとなっていた。そこで、軸方向に小型化を図るために、ロータの中空内部側に減速機を配設したものが提案されている（特許文献２）。
特開平２−８５３８号公報 特開２００３−１８９５４１号公報

ところで、近年、ハイブリッド車両などに搭載される変速機を有する回転電機は、小型化の要請が非常に高まってきている。従って、従来のような変速機を有する回転電機の軸方向の小型化のみならず、径方向の小型化も図る必要がある。ここで、特許文献２に開示された遊星歯車変速機を有するモータは、軸方向の小型化は図られているが、径方向の小型化が十分ではない。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、軸方向及び径方向の小型化を図ることが可能な遊星歯車変速機を有する回転電機及びそれを構成する回転子支持軸の製造方法を提供することを目的とする。

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、ロータシャフト（回転子支持軸）の内周側に内歯車を配設すると共にロータ（回転子）の回転を内歯車に伝達する構成を採用することを思いつき、本発明を完成するに至った。

（遊星歯車変速機を有する回転電機）
すなわち、本発明の遊星歯車変速機を有する回転電機は、回転電機と、遊星歯車変速機とを備える。そして、回転電機は、固定子と、前記固定子の内周側に回転可能に配設された回転子と、前記回転子の内周側に配設され前記回転子と直接的に回転伝達可能な回転子支持軸と、を有する。また、遊星歯車変速機は、外周側に歯車が形成された太陽歯車と、外周側に歯車が形成され前記太陽歯車に噛合された遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸上に配設され内周側に歯車が形成され前記遊星歯車に噛合される内歯車と、を有し、前記回転子支持軸と直接的に回転伝達可能とされている。そして、本発明の特徴的な構成は、前記回転子支持軸は、中空軸状に形成され、前記遊星歯車変速機は、前記回転子支持軸の内周側に配設され、前記内歯車は、前記回転子支持軸と直接的に回転伝達可能であることである。

ここで、本発明の回転電機を電動機（モータ）とし、遊星歯車変速機を介してモータの回転を出力軸に伝達する場合、次のように回転伝達が行われる。すなわち、モータの出力である回転子（ロータ）の回転が回転子支持軸（ロータシャフト）に伝達される。そして、ロータシャフトの回転は、遊星歯車変速機の内歯車（リングギヤ）に直接的に伝達される。そして、太陽歯車（サンギヤ）及び遊星歯車（ピニオンギヤ）を介して、ロータの回転を変速した回転が出力軸に伝達される。

また、本発明の回転電機を発電機とし、入力軸の回転が遊星歯車変速機を介して発電機のロータに伝達する場合、次のように回転伝達が行われる。すなわち、入力軸の回転が太陽歯車又は遊星歯車の一方に伝達される。そして、太陽歯車又は遊星歯車の一方の回転が、太陽歯車又は遊星歯車の他方を介して、内歯車に伝達される。この内歯車の回転が回転子支持軸に直接的に伝達される。そして、回転子支持軸の回転が回転子に伝達され、発電機により発電することができる。

本発明の遊星歯車変速機を有する回転電機によれば、遊星歯車変速機を中空軸状の回転子支持軸の内周側に配設したことにより、軸方向の小型化を図ることができる。さらに、本発明の遊星歯車変速機を有する回転電機は、回転子支持軸の回転を内歯車に直接的に伝達しているので、従来に比べて径方向の小型化も図ることができる。具体的には、従来は、回転子支持軸の回転は、太陽歯車に伝達される構成となっていた。従って、遊星歯車変速機の最外周側に配設される内歯車と回転子支持軸とが干渉しないように所定の間隙を設ける必要があった。しかし、本発明のように回転子支持軸の回転を内歯車の回転子の回転は、回転子支持軸を介して内歯車に直接的に伝達されるため、回転子支持軸と内歯車との間に間隙を設ける必要がない。従って、本発明によれば、軸方向の小型化に加えて径方向の小型化も図ることができる。

また、前記内歯車は、前記回転子支持軸と一体的に形成されるようにしてもよい。すなわち、回転子支持軸の内周側に歯車が形成されていることになる。これにより、より径方向の小型化を図ることができる。内歯車と回転子支持軸とを別体に形成した場合に比べて、内歯車と回転子支持軸とを一体的に形成した場合には、内歯車と回転子支持軸の径方向肉厚を薄くすることができる。内歯車と回転子支持軸の径方向肉厚を薄くできることにより、結果として遊星歯車変速機を有する回転電機全体として径方向の小型化を図ることができる。さらに、内歯車と回転子支持軸とを一体的に形成することにより、部品点数が低減することにより低コスト化を図ることができる。さらに、内歯車と回転子支持軸との組付け工程を削除することができることにより製造コストを低減することができる。

なお、もちろん、回転子支持軸と内歯車は、別体的に形成されるようにしてもよい。例えば、回転子支持軸と内歯車とを嵌合して、回転子支持軸と内歯車とが相互に直接的に回転伝達可能としてもよい。また、回転子支持軸と内歯車の間にブシュを嵌合してもよい。さらに、回転子支持軸の内周側及び内歯車の外周側に相互に係合可能なスプラインを形成するようにしてもよい。

さらに、前記遊星歯車変速機を介して前記回転子と回転伝達可能であると共に前記回転子支持軸の内周面に枢支された回転伝達軸を有するようにしてもよい。これにより、回転子支持軸の内周側に遊星歯車変速機を配設した場合であっても、確実に回転伝達軸と回転子支持軸とが相対的にかつ同軸上に回転可能に配設することができる。

前記回転伝達軸は、前記回転子支持軸のうち前記遊星歯車変速機の軸方向両端側の部分に枢支されるようにしてもよい。例えば、前記遊星歯車変速機を介して前記回転子と回転伝達可能な回転伝達軸を有し、前記回転子支持軸は、略円筒状からなり外周側に前記回転子を配設する円筒部と、前記円筒部に対して略直交する略中空円盤状部を有し前記円筒部の両端側にそれぞれ接合された支持部と、を有するようにしてもよい。また、前記回転子支持軸は、略円筒状からなり外周側に前記回転子を配設する主円筒部と、前記主円筒部の一端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する一端側縮径円筒部と、前記主円筒部の一端側と前記一端側縮径円筒部の一端側とを連結する一端側連結部と、前記主円筒部の他端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する他端側縮径円筒部と、前記主円筒部の他端側と前記他端側縮径円筒部の一端側とを連結する他端側連結部と、を有するようにしてもよい。これらによれば、回転伝達軸に枢支された軸方向両端側の間に位置する円筒部にて回転子を支持することになる。この結果、回転子を安定して支持することができる。

なお、前記一端側連結部及び／又は前記他端側連結部は、前記主円筒部に対して略直交するようにするとよい。一端側連結部及び他端側連結部は、実質的には、回転伝達軸に対して回転子を支持する主要部分である。そして、この連結部を主円筒部に対して略直交するようにすることで、連結部による回転子の支持剛性が向上する。その結果、より安定して回転子を支持することができる。

なお、前記回転子支持軸は、プレス成形により成形されるようにしてもよい。プレス成形により回転子支持軸が成形されることで、より低コスト化を図ることができる。例えば、前記回転子支持軸は、前記主円筒部と前記一端側連結部と前記一端側縮径円筒部とを有する第１回転子支持軸と、前記他端側連結部と前記他端側縮径円筒部とを有し前記第１回転子支持軸に接合された第２回転子支持軸と、からなり、前記第１回転子支持軸は、絞り成形により円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を形成する第１絞り成形工程と、前記円盤板状素材の外輪側を絞り成形により前記凹部の反対側に突出した有底筒状であって前記主円筒部及び前記一端側連結部を形成する第２絞り成形工程と、前記凹部の底部を打抜加工して前記一端側縮径円筒部を形成する打抜工程と、から成形するようにしてもよい。これにより、確実にプレス成形により回転子支持軸を成形することができる。なお、第１回転子支持軸と第２回転子支持軸とに分割して成形することにより、回転子支持軸の内周側に遊星歯車変速機を容易に配設可能となる。

また、前記回転電機は、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータであるとしてもよい。回転電機を電動機とした場合には回転伝達軸が出力軸となり、回転電機を発電機とした場合には回転伝達軸が入力軸となる。また、例えば、複数の電動機，発電機又はモータジェネレータと、それらの電動機などに連結される遊星歯車変速機を有する場合にも、本発明を適用することができる。

また、前記遊星歯車変速機を有する回転電機は、ハイブリッド車両に用いられる変速機を有する駆動装置としてもよい。例えば、２つのモータジェネレータと、それらのモータジェネレータの間に配設される動力分割機構と、一のモータジェネレータに連結される減速機構を有するハイブリッド車両の場合には、本発明を次のように適用することができる。
第１に、一のモータジェネレータ又は他のモータジェネレータを本発明の回転電機とし、動力分割機構を本発明の遊星歯車変速機とすることができる。第２に、一のモータジェネレータ又は他のモータジェネレータを本発明の回転電機とし、減速機構を本発明の遊星歯車変速機とすることができる。なお、動力分割機構とは、エンジンにより発生される動力をモータジェネレータ及び駆動輪とに分割させる部分である。ここで、ハイブリッド車両に用いられる変速機を有する駆動装置は、小型化の要請が非常に高い。そこで、本発明を適用することにより、ハイブリッド車両の小型化を図ることができる。

（回転子支持軸の製造方法）
本発明の回転子支持軸の製造方法は、上述した遊星歯車変速機を有する回転電機の前記回転子支持軸の製造方法である。すなわち、この遊星歯車変速機を有する回転電機とは、固定子と、前記固定子の内周側に回転可能に配設された回転子と、前記回転子の内周側に配設され前記回転子と直接的に回転伝達可能な回転子支持軸と、を有する回転電機と、外周側に歯車が形成された太陽歯車と、外周側に歯車が形成され前記太陽歯車に噛合された遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸上に配設され内周側に歯車が形成され前記遊星歯車に噛合される内歯車と、を有する遊星歯車変速機と、前記回転子の回転を前記遊星歯車変速機を介して伝達可能な回転伝達軸と、を備えた遊星歯車変速機を有する回転電機において、前記回転子支持軸は、中空軸状に形成され、前記遊星歯車変速機は、前記回転子支持軸の内周側に配設され、前記内歯車は、前記回転子支持軸と直接的に回転伝達可能である。さらに、前記回転子支持軸は、略円筒状からなり外周側に前記回転子を配設する主円筒部と、前記主円筒部の一端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する一端側縮径円筒部と、前記主円筒部の一端側と前記一端側縮径円筒部の一端側とを連結する一端側連結部と、前記主円筒部の他端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する他端側縮径円筒部と、前記主円筒部の他端側と前記他端側縮径円筒部の一端側とを連結する他端側連結部と、を有する。

そして、この回転子支持軸の製造方法は、絞り成形により円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を形成する第１絞り成形工程と、前記円盤板状素材の外輪側を絞り成形により前記凹部の反対側に突出した有底筒状であって前記主円筒部及び前記一端側連結部を形成する第２絞り成形工程と、前記凹部の底部を打抜加工して前記一端側縮径円筒部を形成する打抜工程と、からなり前記主円筒部と前記一端側連結部と前記一端側縮径円筒部とを有する第１回転子支持軸を成形する第１回転子支持軸成形工程と、プレス成形により前記他端側連結部と前記他端側縮径円筒部とを有する第２回転子支持軸を成形する第２回転子支持軸成形工程と、前記第１回転子支持軸の前記主円筒部と前記第２回転子支持軸の前記他端側連結部とを接合する接合工程と、からなることを特徴とする。これにより、回転子を安定して支持することができると共に、低コスト化を図ることができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（１）ハイブリッド車両の概略構成
本発明の変速機を有する回転電機をハイブリッド車両の駆動装置に適用した場合について説明する。このハイブリッド車両は、例えば、特開２００３−１９１７６１号公報などに詳細に開示されている。従って、ここでは、ハイブリッド車両（図示せず）の概略構成についてのみ説明する。

ハイブリッド車両の概略構成は、エンジンと、電動機の２種類の動力源を備え、状況に応じて駆動力を最適に組み合わせて駆動輪に伝達する車両である。このハイブリッド車両におけるエンジンと駆動輪との間には、駆動装置１と、プロペラシャフトと、ディファレンシャルと、一対のアクスルシャフトとが設けられている。

（２）ハイブリッド車両の駆動装置１の詳細構成
次に、ハイブリッド車両を構成する駆動装置１について、図１を参照して説明する。図１は、ハイブリッド車両を構成する駆動装置１の軸方向断面図を示す。ハイブリッド車両を構成する駆動装置１は、外殻部分を構成する駆動ケース２に収納されている。そして、駆動ケース２内には、第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）３と、第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）４と、動力分割機構５と、減速機６と、インプットシャフト７と、チェーン８とが配設されている。

（２−１）インプットシャフト７
インプットシャフト（回転伝達軸）７は、一端側がエンジンの出力軸に連結されている。すなわち、インプットシャフト７は、エンジンにより回転駆動される。

（２−２）第１モータジェネレータ３
第１ＭＧ３は、インプットシャフト７に回転可能に軸支されている。この第１ＭＧ３は、インプットシャフト７のうちのエンジンに近い側に配設されている。そして、第１ＭＧ３は、電動機及び発電機として機能し、それぞれの機能が状況に応じて切替可能とされている。例えば、車両の通常の走行時であってエンジン駆動中や車両の減速時には、主として、第１ＭＧ３はエンジンの動力により発電を行う発電機として機能する。ただし、車両の通常の走行時であってエンジン停止中などには、第１ＭＧ３が主動力を発生する電動機として機能する場合がある。

この第１ＭＧ３は、ステータ３１と、ロータ３２と、ロータシャフト３３とから構成される。ステータ（固定子）３１は、ほぼ円筒状に形成されている。具体的には、ステータ３１は、中央に円形穴が形成された複数枚の鋼板が積層されて形成されている。さらに、ステータ３１には、巻線が巻回されている。そして、ステータ３１の外周側が、駆動ケース２に固定されている。ロータ（回転子）３２は、ほぼ円筒状に形成され、ステータ３１の内周側にステータ３１と同軸上に、ステータ３１に対して回転可能に配設されている。具体的には、ロータ３２は、ステータ３１の鋼板の円形穴よりも僅かに小さい外形を有し中央に円形穴が形成された鋼板を複数枚積層されて形成されている。

ロータシャフト（回転子支持軸）３３は、軸方向断面形状は略Ｈ型形状に形成されている。つまり、ロータシャフト３３は、中空軸状に形成されている。具体的には、ロータシャフト３３の略Ｈ型の内側円筒部分が、略Ｈ型の外側円筒部分に比べて、エンジンの反対側に延在するように形成されている。そして、このロータシャフト３３の略Ｈ型の内側円筒部分のうちエンジンの反対側端は、後述する動力分割機構５を構成するサンギヤ５１の一端側に固定されている。また、ロータシャフト３３は、インプットシャフト７にブシュ（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。さらに、ロータシャフト３３の略Ｈ型の外側円筒部分の外周側には上述したロータ３２の内周側が固定されている。つまり、ロータシャフト３３とロータ３２とは、相互に回転伝達可能とされている。また、ロータシャフト３３の略Ｈ型の内側円筒部分の外周側が、２カ所の軸受を介して駆動ケース２に枢支されている。

このように構成される第１ＭＧ３は、電動機として機能する場合には、ステータ３１に巻回された巻線に電流を供給することにより、ロータ３２及びロータシャフト３３が回転する。このロータシャフト３３の回転が、後述する動力分割機構５及び減速機６などを介して駆動輪に伝達される。また、第１ＭＧ３が、発電機として機能する場合には、動力分割機構５のサンギヤ５１の回転がロータシャフト３３に伝達されることにより、ロータシャフト３３及びロータ３２が回転する。このようにしてロータ３２が回転することにより、ステータ３１に巻回された巻線には電流が流れて発電する。

（２−３）第２モータジェネレータ４
第２ＭＧ４は、インプットシャフト７に回転可能に軸支されている。この第２ＭＧ４は、インプットシャフト７のうちのエンジンから遠い側、すなわち第１ＭＧ３に対してエンジンと反対側に配設されている。そして、第２ＭＧ４も、第１ＭＧ３と同様に、電動機及び発電機として機能し、それぞれの機能が状況に応じて切替可能とされている。例えば、車両の通常の走行時には、主として、第２ＭＧ４はエンジンの補助動力を発生する電動機として機能する。車両の減速時などには、第２ＭＧ４は、駆動輪から伝達される動力により発電を行う発電機として機能する。

この第２ＭＧ４は、ステータ４１と、ロータ４２と、ロータシャフト４３とから構成される。ステータ（固定子）４１は、ほぼ円筒状に形成されている。具体的には、ステータ４１は、中央に円形穴が形成された複数枚の鋼板が積層されて形成されている。さらに、ステータ４１には、巻線が巻回されている。そして、ステータ４１の外周側が、駆動ケース２に固定されている。なお、この第２ＭＧ４のステータ４１は、第１ＭＧ３のステータ３１に比べて、外形が大きく、かつ、軸方向長さが長く形成されている。

ロータ（回転子）４２は、ほぼ円筒状に形成され、ステータ４１の内周側にステータ４１と同軸上に、ステータ４１に対して回転可能に配設されている。具体的には、ロータ４２は、ステータの鋼板の円形穴よりも僅かに小さい外形を有し中央に円形穴が形成された鋼板を複数枚積層されて形成されている。なお、この第２ＭＧ４のロータ４２は、第１ＭＧ３のロータ３２に比べて、外形が大きく、かつ、軸方向長さが長く形成されている。

ロータシャフト（回転子支持軸）４３は、外周側の軸方向中央が凸状に形成されており、内周側には軸穴が形成されている。つまり、第２ロータシャフト４３も中空軸状に形成されている。さらには、ロータシャフト４３の軸方向中央の凸状部分の内側には、インプットシャフト７との間にシャフト間空間部４６を形成している。そして、このロータシャフト４３のうちの軸方向中央の凸状の内周側、すなわち、シャフト間空間部４６の外周側には、歯車４４ａが形成されている。この歯車４４ａは、後述する動力分割機構５を構成するリングギヤ（内歯車）４４ａである。

そして、ロータシャフト４３のうちの軸方向エンジン反対側端は、インプットシャフト７にブシュ（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。ロータシャフト４３のうちの軸方向エンジン側端は、上述した第１ＭＧ３のロータシャフト３３の略Ｈ型の内側円筒部分の外周側にブシュ（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。このロータシャフト４３のうちの軸方向エンジン側端の外周側には、後述する減速機６との動力伝達を行うチェーン８が係合している。さらに、ロータシャフト４３の軸方向中央の凸状部分の外周側には上述したロータ４２の内周側が固定されている。つまり、ロータシャフト４３とロータ４２とは、相互に回転伝達可能とされている。また、ロータシャフト４３の軸方向両端側の外周側が、それぞれ軸受を介して駆動ケース２に枢支されている。なお、ロータシャフト４３の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

このように構成される第２ＭＧ４は、電動機として機能する場合には、ステータ４１に巻回された巻線に電流を供給することにより、ロータ３２及びロータシャフト３３が回転する。このロータシャフト３３の回転が、後述する減速機６を介して駆動輪６に伝達されると共に後述する動力分割機構５を介して第１ＭＧ３に伝達される。また、第２ＭＧ４が、発電機として機能する場合には、駆動輪６の回転がロータシャフト４３に伝達されることにより、ロータシャフト４３及びロータ４２が回転する。このようにしてロータ４２が回転することにより、ステータ４１に巻回された巻線には電流が流れて発電する。なお、第２ＭＧ４が、本発明における回転電機に相当する。

（２−４）動力分割機構５
動力分割機構５は、エンジンの動力により駆動輪を直接駆動するための車両駆動力と、エンジンの動力により第１ＭＧ３を作動させて発電を行わせる発電駆動力とに適切に分割するための機構である。この動力分割機構５は、遊星歯車変速機から構成されている。すなわち、動力分割機構５は、サンギヤ（太陽歯車）５１と、プラネタリキャリア５２と、ピニオンシャフト５３と、ピニオンギヤ（遊星歯車）５４と、リングギヤ４４ａとから構成される。そして、この動力分割機構５は、上述した第２ＭＧ４のロータシャフト４３のシャフト間空間部４６に配設されている。つまり、動力分割機構５は、第２ＭＧ４のロータシャフト４３の内周側に配設されている。

サンギヤ５１は、ほぼ円筒状からなり、外周側に歯車が形成されている。このサンギヤ５１は、インプットシャフト７にブシュ（図示せず）を介して回転可能に軸支されている。そして、サンギヤ５１のエンジン側端は、第１ＭＧ３のロータシャフト３３の略Ｈ型の内側円筒部分に固定されている。

プラネタリキャリア５２は、一対のプレートとこのプレートを連結する連結部とから構成されている。そして、一対のプレートの中央には円形穴が形成されている。エンジン反対側のプレートの円形穴は、インプットシャフト７に回転伝達可能に嵌合されている。ピニオンシャフト５３は、円柱状からなり、プラネタリキャリア５２の一対のプレートに等間隔に３個固定されている。ピニオンギヤ５４は、外周側に歯車が形成された略円筒状からなる。このピニオンギヤ５４は、それぞれのピニオンシャフト５３に回転可能に軸支されている。さらに、ピニオンギヤ５４の歯車は、サンギヤ５１の歯車に噛合している。

リングギヤ４４ａは、内周側に歯車が形成された略円筒状からなる。このリングギヤ４４ａは、サンギヤ５１と同軸上に配設されている。さらに、リングギヤ４４ａの歯車は、ピニオンギヤ５４の歯車に噛合している。ここで、本実施形態におけるリングギヤ４４ａは、上述したように、第２ＭＧ４のロータシャフト４３と一体的に形成されている。

つまり、動力分割機構５を構成するサンギヤ５１は第１ＭＧ３に連結され、プラネタリキャリア５２はインプットシャフト７に連結され、リングギヤ４４ａは第２ＭＧ４に連結されている。なお、動力分割機構５が、本発明における遊星歯車変速機に相当する。

（２−５）減速機６
減速機６は、第２ＭＧ４の回転が減速されてトルクを増加させた回転が駆動輪側に伝達される。具体的には、第２ＭＧ４のロータシャフト４３に連結されたチェーン８を介して、第２ＭＧ４と減速機６との間で回転伝達されている。

（３）第２ＭＧ４のロータシャフト４３の詳細構成
ロータシャフト（回転子支持軸）４３の詳細構成について、図２を参照して説明する。図２は、第２ＭＧ４のロータシャフト４３の軸方向断面図を示す。図２に示すように、ロータシャフト４３は、主円筒部４４ｂと、エンジン側縮径円筒部（一端側縮径円筒部）４４ｃと、エンジン側連結部（一端側連結部）４４ｄと、エンジン反対側縮径円筒部（他端側縮径円筒部）４５ａと、エンジン反対側連結部（他端側連結部）４５ｂとから構成される。そして、ロータシャフト４３は、主円筒部４４ｂ、エンジン側縮径円筒部４４ｃ及びエンジン側連結部４４ｄが一体的に形成された第１ロータシャフト（第１回転子支持軸）４４と、エンジン反対側縮径円筒部４５ａ及びエンジン反対側連結部４５ｂが一体的に形成された第２ロータシャフト（第２回転子支持軸）４５とからなる。

主円筒部４４ｂは、略円筒状からなり、上述のロータシャフト４３の概略構成において説明した軸方向中央の凸状部分に相当する。つまり、主円筒部４４ｂの外周側は、ロータ４２が固定されている。さらに、主円筒部４４ｂの内周側には、歯車４４ａが形成されている。この歯車４４ａが、上述した動力分割機構５を構成するリングギヤ４４ａである。このリングギヤ４４ａは、主円筒部４４ｂのほぼ軸方向中央に形成されている。

エンジン側縮径円筒部４４ｃは、主円筒部４４ｂよりも外径が小さな略円筒状からなり、上述のロータシャフト４３の概略構成において説明した軸方向エンジン側端に相当する。つまり、このエンジン側縮径円筒部４４ｃは、主円筒部４４ｂと同軸上に配設されると共に、第１ＭＧ３のロータシャフト３３を介してインプットシャフト７を枢支している。エンジン側連結部４４ｄは、略円盤状からなる。そして、エンジン側連結部４４ｄの内周側がエンジン側縮径円筒部４４ｃのエンジン反対側に一体的に接合し、エンジン側連結部４４ｄの外周側が、主円筒部４４ｂのエンジン側端に一体的に接合している。つまり、エンジン側連結部４４ｄは、主円筒部４４ｂのエンジン側端とエンジン側縮径円筒部４４ｃのエンジン反対側端とを連結している。さらに、このエンジン側連結部４４ｄは、主円筒部４４ｂ及びエンジン側縮径円筒部４４ｃに対して直交方向に一体的に接合されている。

エンジン反対側縮径円筒部４４ａは、主円筒部４４ｂよりも外径が小さな略円筒状からなり、上述のロータシャフト４３の概略構成において説明した軸方向エンジン反対側端に相当する。つまり、このエンジン反対側縮径円筒部４５ａは、主円筒部４４ｂと同軸上に配設されると共にインプットシャフト７を枢支している。エンジン反対側連結部４５ｂは、略円盤状からなる。そして、エンジン反対側連結部４５ｂの内周側が、エンジン反対側縮径円筒部４５ａのエンジン側端に一体的に接合している。さらに、エンジン反対側連結部４５ｂは、エンジン反対側縮径円筒部４５ａに対して直交方向に接合している。そして、エンジン反対側連結部４５ｂの外周側は、主円筒部４４ｂのエンジン反対側端付近の内周側に接合している。つまり、エンジン側連結部４４ｄは、主円筒部４４ｂのエンジン反対側端付近とエンジン反対側縮径円筒部４５ａのエンジン側端とを連結している。

（４）第２ＭＧ４のロータシャフト４３の製造方法
次に、第２ＭＧ４のロータシャフト４３の製造方法について説明する。ロータシャフト４３の製造方法の概略としては、まず、第１ロータシャフト４４と第２ロータシャフト４５とをそれぞれプレス成形により成形する（第１ロータシャフト成形工程、第２ロータシャフト成形工程）。その後、第１ロータシャフト４４と第２ロータシャフト４５とを接合することによりロータシャフト４３を成形する（接合工程）。

（４−１）第１ロータシャフト４４の成形工程
まず、第１ロータシャフト４４の成形工程について図３を参照して説明する。図３は、第１ロータシャフト４４の成形工程の各工程における成形品の断面形状である。そして、図３（ａ）〜図３（ｍ）の順に各工程が進行する。ここで、第１ロータシャフト４４の成形工程は、第１絞り成形工程、第２絞り成形工程、フランジ成形工程、打抜工程の順に行われる。そして、第１絞り成形工程は、図３（ａ）〜図３（ｈ）にて示す。第２絞り成形工程は、図３（ｉ）にて示す。フランジ成形工程は、図３（ｊ）〜図３（ｋ）にて示す。打抜工程は、図３（ｍ）にて示す。

（４−１−１）第１絞り成形工程
まず、円盤板状の素材を用意する。そして、円盤板状素材に対して第１絞り成形工程を行う。第１絞り成形工程は、円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を形成する工程である。すなわち、図３（ａ）〜図３（ｈ）までに示すように、円盤板状素材の中央に徐々に有底筒状の凹部を形成するように絞り成形を行う。この第１絞り成形工程により、上述したエンジン側縮径円筒部４４ｃの基になる部分が形成されることになる。

（４−１−２）第２絞り成形工程
第１絞り成形工程の後には、図３（ｉ）に示すように、円盤板状素材の外輪側、すなわち、第１絞り成形により成形された有底筒状の凹部の外輪側に、有底筒状を成形する第２絞り成形工程を行う。この第２絞り成形工程により成形される有底筒状とは、第１絞り成形工程により成形された有底筒状の凸部の反対側に突出した方向に成形されている。さらに、換言すると、第１絞り成形工程により成形された有底筒状の開口側と第２絞り成形工程により成形される有底筒状の開口側とが同一方向になるように成形する。この第２絞り成形工程により、上述したエンジン側連結部４４ｄ及び主円筒部４４ｂが形成されることになる。

（４−１−３）フランジ成形工程
第２絞り成形工程の後には、図３（ｊ）〜図３（ｋ）に示すように、有底筒状の開口側を外側に開きフランジ部を成形するフランジ成形工程を行う。なお、フランジ部とは、ロータ４２の一端側を支持する部分である。

（４−１−４）打抜工程
フランジ成形工程の後には、図３（ｍ）に示すように、第１絞り成形工程にて成形された有底筒状の凹部の底部を打抜加工する打抜工程を行う。この打抜工程により、エンジン側連結部４４ｄが成形される。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、最後に第２絞り成形工程にて成形された有底筒状の筒部の内周側にリングギヤ４４ａが形成される。

（４−２）第２ロータシャフト４５の成形工程
次に、第２ロータシャフト４５の成形工程について簡単に説明する。まず、円盤板状の素材を用意する。ここで、この円盤板状素材は、上述した第１ロータシャフト４４を成形するための円盤板状素材よりも外径が小さいものである。そして、円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を絞り成形により成形する。その後、成形された有底筒状の凹部の底部を打抜加工する打抜工程を行うことにより、第２ロータシャフト４５を成形する。

（４−３）接合工程
上述した第１ロータシャフト４４及び第２ロータシャフト４５が成形された後には、第１ロータシャフト４４と第２ロータシャフト４５とを接合する接合工程を行う。具体的には、第１ロータシャフト４４のうちの主円筒部（図２に示す）４４ｂの内周側と第２ロータシャフト４５のエンジン反対側連結部４５ｂの外周端側とを接合する。このようにして、ロータシャフト４３が製造される。

（５）その他
上記実施形態においては、動力分割機構５が本発明における遊星歯車変速機に相当し、第２ＭＧ４が本発明における回転電機に相当するとして説明した。しかし、これに限られるものではない。例えば、上述したハイブリッド車両においては、第１ＭＧ３を本発明の回転電機とし、動力分割機構５又は減速機６を本発明の遊星歯車変速機とすることもできる。また、第２ＭＧ４を本発明の回転電機とし、減速機６を本発明の遊星歯車変速機とすることもできる。なお、上記実施形態においては、減速機６は遊星歯車変速機に限られるものではなく、種々の減速機構を採用することができるが、減速機６を遊星歯車変速機とした場合に本発明の遊星歯車変速機として適用することができる。

また、上記実施形態においては、リングギヤ４４ａはロータシャフト４３に一体的に形成したが、これに限られるものではない。例えば、リングギヤ４４ａとロータシャフト４３とをそれぞれ別体に成形した後に、リングギヤ４４ａとロータシャフト４３とを嵌合などにより回転伝達可能に接合するようにしてもよい。

ハイブリッド車両を構成する駆動装置１の軸方向断面図を示す。 第２モータジェネレータ４のロータシャフト４３の軸方向断面図を示す。 第１ロータシャフト４４の成形工程の各工程における成形品の断面形状を示す。

符号の説明

１：駆動装置、 ２：駆動ケース、 ３：第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）、 ４：第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）（回転電機）、 ５：動力分割機構（遊星歯車変速機）、 ６：減速機、 ７：インプットシャフト、 ８：チェーン、 ３１：ステータ、 ３２：ロータ、 ３３：ロータシャフト、 ４１：ステータ（固定子）、 ４２：ロータ（回転子）、 ４３：ロータシャフト（回転子支持軸）、 ５１：サンギヤ（太陽歯車）、 ５２：プラネタリキャリア、 ５３：ピニオンシャフト、 ５４：ピニオンギヤ（遊星歯車）、 ４４ａ：リングギヤ、 ４４ｂ：主円筒部、 ４４ｃ：エンジン側縮径円筒部（一端側縮径円筒部）、 ４４ｄ：エンジン側連結部（一端側連結部）、 ４５ａ：エンジン反対側縮径円筒部（他端側縮径円筒部）、 ４５ｂ：エンジン反対側連結部（他端側連結部）

Claims (11)

1. 固定子と、前記固定子の内周側に回転可能に配設された回転子と、前記回転子の内周側に配設され前記回転子と直接的に回転伝達可能な回転子支持軸と、を有する回転電機と、
   外周側に歯車が形成された太陽歯車と、外周側に歯車が形成され前記太陽歯車に噛合された遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸上に配設され内周側に歯車が形成され前記遊星歯車に噛合される内歯車と、を有し、前記回転子支持軸と直接的に回転伝達可能な遊星歯車変速機と、
   を備えた遊星歯車変速機を有する回転電機において、
   前記回転子支持軸は、中空軸状に形成され、
   前記遊星歯車変速機は、前記回転子支持軸の内周側に配設され、
   前記内歯車は、前記回転子支持軸と直接的に回転伝達可能であることを特徴とする遊星歯車変速機を有する回転電機。
2. 前記内歯車は、前記回転子支持軸と一体的に形成されたことを特徴とする請求項１記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
3. さらに、前記遊星歯車変速機を介して前記回転子と回転伝達可能であると共に前記回転子支持軸の内周面に枢支された回転伝達軸を有することを特徴とする請求項１記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
4. 前記回転伝達軸は、前記回転子支持軸のうち前記遊星歯車変速機の軸方向両端側の部分に枢支されたことを特徴とする請求項３記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
5. さらに、前記遊星歯車変速機を介して前記回転子と回転伝達可能な回転伝達軸を有し、
   前記回転子支持軸は、
   略円筒状からなり外周側に前記回転子を配設する主円筒部と、
   前記主円筒部の一端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する一端側縮径円筒部と、
   前記主円筒部の一端側と前記一端側縮径円筒部の一端側とを連結する一端側連結部と、
   前記主円筒部の他端側に前記主円筒部と同軸上に縮径して配設され前記回転伝達軸を枢支する他端側縮径円筒部と、
   前記主円筒部の他端側と前記他端側縮径円筒部の一端側とを連結する他端側連結部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
6. 前記一端側連結部及び／又は前記他端側連結部は、前記主円筒部に対して略直交することを特徴とする請求項５記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
7. 前記回転子支持軸は、プレス成形により成形されたことを特徴とする請求項５記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
8. 前記回転子支持軸は、
   前記主円筒部と前記一端側連結部と前記一端側縮径円筒部とを有する第１回転子支持軸と、
   前記他端側連結部と前記他端側縮径円筒部とを有し前記第１回転子支持軸に接合された第２回転子支持軸と、からなり、
   前記第１回転子支持軸は、
   絞り成形により円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を形成する第１絞り成形工程と、
   前記円盤板状素材の外輪側を絞り成形により前記凹部の反対側に突出した有底筒状であって前記主円筒部及び前記一端側連結部を形成する第２絞り成形工程と、
   前記凹部の底部を打抜加工して前記一端側縮径円筒部を形成する打抜工程と、
   から成形することを特徴とする請求項５記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
9. 前記回転電機は、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
10. 前記遊星歯車変速機を有する回転電機は、ハイブリッド車両に用いられる変速機を有する駆動装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の遊星歯車変速機を有する回転電機。
11. 請求項５記載の遊星歯車変速機を有する回転電機の前記回転子支持軸の製造方法であって、
    絞り成形により円盤板状素材の中央に有底筒状の凹部を形成する第１絞り成形工程と、
    前記円盤板状素材の外輪側を絞り成形により前記凹部の反対側に突出した有底筒状であって前記主円筒部及び前記一端側連結部を形成する第２絞り成形工程と、
    前記凹部の底部を打抜加工して前記一端側縮径円筒部を形成する打抜工程と、
    からなり前記主円筒部と前記一端側連結部と前記一端側縮径円筒部とを有する第１回転子支持軸を成形する第１回転子支持軸成形工程と、
    プレス成形により前記他端側連結部と前記他端側縮径円筒部とを有する第２回転子支持軸を成形する第２回転子支持軸成形工程と、
    前記第１回転子支持軸の前記主円筒部と前記第２回転子支持軸の前記他端側連結部とを接合する接合工程と、
    からなることを特徴とする回転子支持軸の製造方法。

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