JP2009278746A - Power transmission device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve torque transmission capacity while enlargement of a constitution of a power transmission device is suppressed and to facilitate cooling of a rotor where a rotor conductor in which an induction current flows is arranged. <P>SOLUTION: A rotating field is generated by making an induction current flow in rotor winding 30 due to occurrence of a rotation difference between an input-side rotor 28 and an output-side rotor 18, and torque operates between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. The rotating field is generated by supplying power of rotor winding 30 to stator winding 20 through a slip ring 95, a rectifier 93, a boosting converter 94 and an inverter 40. Torque operates between a stator 16 and the output-side rotor 18. The stator 16 is installed on an innermost layer on an inner peripheral side of the output-side rotor 18. The input-side rotor 28 is disposed on an outermost layer on an outer peripheral side of the output-side rotor 18. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であり、さらに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置に関する。   The present invention relates to a power transmission device, and in particular, it is possible to drive a load by transmitting power from a prime mover to a load using electromagnetic coupling between rotors, and further to power to a stator conductor. The present invention relates to a power transmission device capable of driving a load by supply.

この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1による動力伝達装置は、磁石が配設され駆動輪に機械的に連結された第1ロータと、第1ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されエンジン(原動機)に機械的に連結された第2ロータと、第1ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第2ロータの巻線に電気的に接続された巻線が配設され第2ロータに機械的に連結されたトランスロータと、トランスロータの巻線と電磁気的に結合する巻線が配設されたトランスステータと、を備える。特許文献1においては、第2ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によって第1ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動輪を駆動することができる。さらに、バッテリーからインバータを介してトランスステータの巻線に供給された電力を、トランスステータの巻線とトランスロータの巻線との電磁気結合によってトランスロータの巻線及び第2ロータの巻線に供給することができるため、トランスステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪の回転速度を制御することができる。また、ステータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリーからインバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第1ロータに動力を発生させて駆動輪を駆動することができるため、ステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪に伝達されるトルクを制御することができる。   The related art of this type of power transmission device is disclosed in Patent Document 1 below. The power transmission device according to Patent Document 1 includes a first rotor in which a magnet is disposed and mechanically coupled to a drive wheel, and a winding that is electromagnetically coupled to the magnet of the first rotor, and is disposed in an engine (prime mover). A mechanically coupled second rotor, a stator having a winding electromagnetically coupled to the magnet of the first rotor, and a winding electrically connected to the winding of the second rotor And a transformer rotor mechanically coupled to the second rotor, and a transformer stator in which windings electromagnetically coupled to the windings of the transformer rotor are disposed. In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the second rotor is transmitted to the first rotor by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor. The wheel can be driven. Further, the electric power supplied from the battery to the winding of the transformer stator via the inverter is supplied to the winding of the transformer rotor and the winding of the second rotor by electromagnetic coupling between the winding of the transformer stator and the winding of the transformer rotor. Therefore, the rotational speed of the drive wheels can be controlled by controlling the power supply to the windings of the transformer stator. In addition, electromagnetic coupling between the stator winding and the first rotor magnet causes the first rotor to generate power using the electric power supplied from the battery to the stator winding via the inverter to drive the drive wheels. Therefore, the torque transmitted to the drive wheels can be controlled by controlling the power supply to the stator windings.

特許第3067594号公報Japanese Patent No. 30675594 特開2007−116837号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-116837 特開平9−46815号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-46815

特許文献1の動力伝達装置において、トルク伝達容量を増大させるためには、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合により第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクを増大させる必要がある。しかし、ステータが第1ロータの径方向外側(最外層)に配置され、第2ロータが第1ロータの径方向内側(最内層)に配置されている構成のため、第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクが小さくなる。第1ロータと第2ロータが径方向に対向する部分の回転軸方向長さを増大させることで、第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクを増大させることが可能となるが、トランスロータ及びトランスステータが第2ロータと回転軸方向に隣接しているため、動力伝達装置全体の回転軸方向長さを増大させずに第1ロータと第2ロータとの対向部分の回転軸方向長さを増大させることは困難である。したがって、特許文献1においては、動力伝達装置の体格の大型化を抑えつつトルク伝達容量を増大させることは困難である。   In the power transmission device of Patent Document 1, in order to increase the torque transmission capacity, it can be generated between the first rotor and the second rotor by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor. The maximum torque needs to be increased. However, since the stator is disposed on the radially outer side (outermost layer) of the first rotor and the second rotor is disposed on the radially inner side (innermost layer) of the first rotor, the first rotor and the second rotor are arranged. The maximum torque that can be generated between It is possible to increase the maximum torque that can be generated between the first rotor and the second rotor by increasing the length in the rotation axis direction of the portion where the first rotor and the second rotor face each other in the radial direction. However, since the transformer rotor and the transformer stator are adjacent to the second rotor in the direction of the rotation axis, the rotation of the facing portion between the first rotor and the second rotor without increasing the length of the entire power transmission device in the rotation axis direction. Increasing the axial length is difficult. Therefore, in Patent Document 1, it is difficult to increase the torque transmission capacity while suppressing an increase in the size of the power transmission device.

また、特許文献1において、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によりエンジンからの動力を駆動輪へ伝達する際には、第2ロータの巻線に誘導電流が流れることで第2ロータが発熱するため、第2ロータを冷却する必要がある。しかし、第2ロータは最内層に配置されているので、冷却風(空気)が第2ロータへ導入されにくく、回転する最内層の第2ロータを冷却するためには、第2ロータと連結されたエンジン軸の内部に油や水等の液体冷媒の供給通路を形成し、エンジン軸内部の供給通路を介して第2ロータへ液体冷媒を供給する必要がある。その場合は、回転するエンジン軸内部の供給通路に液体冷媒を供給する必要があるため、第2ロータへ液体冷媒を供給するための構成が複雑化し、第2ロータを冷却するための構成が複雑化する。   Further, in Patent Document 1, when the power from the engine is transmitted to the drive wheels by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor, an induced current flows through the winding of the second rotor. Since the second rotor generates heat, it is necessary to cool the second rotor. However, since the second rotor is disposed in the innermost layer, cooling air (air) is difficult to be introduced into the second rotor, and in order to cool the rotating innermost layer of the second rotor, the second rotor is connected to the second rotor. It is necessary to form a supply passage for liquid refrigerant such as oil or water inside the engine shaft and supply the liquid refrigerant to the second rotor via the supply passage inside the engine shaft. In that case, since it is necessary to supply liquid refrigerant to the supply passage inside the rotating engine shaft, the configuration for supplying the liquid refrigerant to the second rotor is complicated, and the configuration for cooling the second rotor is complicated. Turn into.

本発明は、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であるとともに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置において、体格の大型化を抑えつつトルク伝達容量を向上させることを目的とする。さらに、本発明は、この動力伝達装置において、誘導電流の流れる回転子導体が配設された回転子の冷却を容易化することを目的とする。   The present invention can drive the load by transmitting the power from the prime mover to the load using electromagnetic coupling between the rotors, and can also drive the load by supplying power to the stator conductor. An object of the present invention is to improve the torque transmission capacity while suppressing an increase in the size of the physique. Furthermore, an object of the present invention is to facilitate cooling of a rotor in which a rotor conductor through which an induced current flows is provided in this power transmission device.

本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The power transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る動力伝達装置は、回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、を備え、第1回転子と第2回転子との一方に原動機からの動力が伝達されるとともに、第1回転子と第2回転子との他方から負荷へ動力が伝達され、回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、電力伝達部で取り出された交流電力が固定子導体へ供給可能であり、固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることを要旨とする。   The power transmission device according to the present invention includes a first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field, a stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a first rotation. A second rotor that can rotate relative to the rotor, wherein torque is generated between the first rotor and the stator conductor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A first rotor and a second rotation provided with a second rotor in which a torque acts between the stator and a power transmission unit for taking out AC power of the rotor conductor in response to the application of a magnetic field; The power from the prime mover is transmitted to one of the rotors, and the power is transmitted to the load from the other of the first rotor and the second rotor, and the rotor conductor includes the first rotor and the second rotor. A rotating magnetic field is generated when an induced current flows due to a rotational difference between The extracted AC power can be supplied to the stator conductor, the stator is disposed radially inside the second rotor, and the first rotor is disposed radially outside the second rotor. The gist.

本発明の一態様では、電力伝達部は、第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングを含み、ブラシからの交流電力が固定子導体へ供給可能であることが好適である。   In one aspect of the present invention, the power transmission unit includes a slip ring that is connected to the rotor conductor of the first rotor and rotates with the first rotor while sliding with respect to the brush, and AC power from the brush is fixed. It is preferable that it can be supplied to the child conductor.

本発明の一態様では、電力伝達部は、第1回転子と結合された電力伝達用回転子であって、第1回転子の回転子導体に接続され且つ回転磁界を発生可能な電力伝達用回転子導体が配設された給電用回転子と、電力伝達用回転子導体で回転磁界が発生するのに起因して誘導電流が流れる電力伝達用固定子導体が配設された電力伝達用固定子と、を含み、電力伝達用固定子導体からの交流電力が固定子導体へ供給可能であることが好適である。   In one aspect of the present invention, the power transmission unit is a power transmission rotor coupled to the first rotor, the power transmission unit being connected to the rotor conductor of the first rotor and capable of generating a rotating magnetic field. Electric power transmission rotor provided with a rotor conductor and electric power transmission stator conductor provided with an electric current transmission stator conductor through which an induced current flows due to the generation of a rotating magnetic field in the electric power transmission rotor conductor It is preferable that AC power from the stator conductor for power transmission can be supplied to the stator conductor.

本発明の一態様では、電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部をさらに備えることが好適である。この態様では、電力変換部は、電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、を含み、DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能であることが好適である。   In one aspect of the present invention, it is preferable to further include a power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit and supplying the AC power to the stator conductor. In this aspect, the power conversion unit includes a rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transfer unit, and a DC-DC converter that converts the voltage rectified by the rectifier and outputs the DC-DC converter. It is preferable that the voltage-converted power is converted into an alternating current by an inverter and supplied to the stator conductor.

本発明によれば、固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることで、動力伝達装置の回転軸方向長さの増大を抑えつつ、第1回転子と第2回転子との間で発生可能な最大トルクを増大させることができる。その結果、動力伝達装置の体格の大型化を抑えつつ、トルク伝達容量を向上させることができる。さらに、回転子導体に流れる誘導電流により発熱する第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることで、第1回転子の冷却が容易となる。   According to the present invention, the stator is disposed on the radially inner side of the second rotor, and the first rotor is disposed on the radially outer side of the second rotor, so that the length of the power transmission device in the rotational axis direction is increased. It is possible to increase the maximum torque that can be generated between the first rotor and the second rotor while suppressing the increase in the height. As a result, the torque transmission capacity can be improved while suppressing an increase in the size of the power transmission device. Furthermore, since the first rotor that generates heat due to the induced current flowing through the rotor conductor is arranged on the radially outer side of the second rotor, the first rotor can be easily cooled.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1〜3は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図1は全体構成の概略を示し、図2,3は回転電機10の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力(機械的動力)を発生可能な原動機として設けられたエンジン(内燃機関)36と、エンジン36と車輪38との間に設けられた変速機44と、エンジン36と変速機44との間に設けられた回転電機10と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。   1-3 is a figure which shows the outline of a structure of the hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1 shows the outline of the whole structure, FIG. The outline of a structure is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment includes an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), a transmission 44 provided between the engine 36 and wheels 38, And the rotating electrical machine 10 provided between the engine 36 and the transmission 44. In addition, about the hybrid drive device which concerns on this embodiment, it can be used as a power output device for driving a vehicle, for example.

回転電機10は、エンジン36と変速機14との間に形成された、ケーシング15の内周側の空間内に配置されている。回転電機10は、ケーシング15に固定されたステータ16と、ステータ16に対し相対回転可能な第1ロータ28と、ステータ16及び第1ロータ28に対し相対回転可能な第2ロータ18と、を有する。第2ロータ18は、第1ロータ28の回転軸方向(図2の左右方向)と直交する径方向(図2の上下方向)において第1ロータ28及びステータ16と所定の空隙を空けて対向配置されている。第1ロータ28は回転電機10の入力軸34と機械的に連結され、入力軸34はエンジン36と機械的に連結されていることで、第1ロータ28にはエンジン36からの動力が伝達される。一方、第2ロータ18は回転電機10の出力軸24と機械的に連結されており、出力軸24は変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていることで、車輪38には第2ロータ18からの動力が変速機44で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第1ロータ28を入力側ロータとし、第2ロータ18を出力側ロータとする。   The rotating electrical machine 10 is disposed in a space on the inner peripheral side of the casing 15 formed between the engine 36 and the transmission 14. The rotating electrical machine 10 includes a stator 16 fixed to a casing 15, a first rotor 28 that can rotate relative to the stator 16, and a second rotor 18 that can rotate relative to the stator 16 and the first rotor 28. . The second rotor 18 is disposed to face the first rotor 28 and the stator 16 with a predetermined gap in a radial direction (vertical direction in FIG. 2) perpendicular to the rotational axis direction (left-right direction in FIG. 2) of the first rotor 28. Has been. The first rotor 28 is mechanically connected to the input shaft 34 of the rotating electrical machine 10, and the input shaft 34 is mechanically connected to the engine 36, so that power from the engine 36 is transmitted to the first rotor 28. The On the other hand, the second rotor 18 is mechanically connected to the output shaft 24 of the rotating electrical machine 10, and the output shaft 24 is mechanically connected to the wheel 38 via the transmission 44. The power from the second rotor 18 is transmitted after being shifted by the transmission 44. In the following description, the first rotor 28 is an input side rotor, and the second rotor 18 is an output side rotor.

ステータ16は、ステータコア(固定子鉄心)51と、ステータコア51にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のステータ巻線(固定子導体)20と、を含む。複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The stator 16 includes a stator core (stator core) 51 and a plurality of (for example, three-phase) stator windings (stator conductors) 20 disposed on the stator core 51 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20, the stator windings 20 can generate a rotating magnetic field that rotates in the stator circumferential direction.

入力側ロータ28は、ロータコア(第1回転子鉄心)52と、ロータコア52にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のロータ巻線(回転子導体)30と、を含む。複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The input-side rotor 28 includes a rotor core (first rotor core) 52 and a plurality of (for example, three-phase) rotor windings (rotor conductors) 30 disposed on the rotor core 52 along the circumferential direction thereof. Including. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of rotor windings 30, the rotor windings 30 can generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the rotor.

出力側ロータ18は、ロータコア(第2回転子鉄心)53と、ロータコア53にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石32,33と、を含む。永久磁石32は、ステータ16(ステータコア51)と対向して配設されており、永久磁石33は、入力側ロータ28(ロータコア52)と対向して配設されている。ここでは、永久磁石32,33を一体化することも可能である。   The output-side rotor 18 includes a rotor core (second rotor core) 53 and permanent magnets 32 and 33 that are disposed on the rotor core 53 along the circumferential direction thereof and generate a field magnetic flux. The permanent magnet 32 is disposed to face the stator 16 (stator core 51), and the permanent magnet 33 is disposed to face the input side rotor 28 (rotor core 52). Here, the permanent magnets 32 and 33 can also be integrated.

本実施形態では、ステータ16が出力側ロータ18の径方向内側に配置され、入力側ロータ28が出力側ロータ18の径方向外側に配置されている。つまり、ステータ16が最内層、出力側ロータ18が中間層、入力側ロータ28が最外層に配置されている。永久磁石32は、ステータ16(ステータコア51)と対向するよう出力側ロータ18(ロータコア53)の内周部に配設されており、永久磁石33は、入力側ロータ28(ロータコア52)と対向するよう出力側ロータ18(ロータコア53)の外周部に配設されている。   In the present embodiment, the stator 16 is disposed on the radially inner side of the output side rotor 18, and the input side rotor 28 is disposed on the radially outer side of the output side rotor 18. That is, the stator 16 is disposed in the innermost layer, the output-side rotor 18 is disposed in the intermediate layer, and the input-side rotor 28 is disposed in the outermost layer. The permanent magnet 32 is disposed on the inner peripheral portion of the output side rotor 18 (rotor core 53) so as to face the stator 16 (stator core 51), and the permanent magnet 33 faces the input side rotor 28 (rotor core 52). The output side rotor 18 (rotor core 53) is disposed on the outer peripheral portion.

図2に示す例では、ステータ16はステータ支持部材81を介してケーシング15に固定されており、ステータ支持部材81は変速機14側からステータ16に連結されている。入力側ロータ28はロータ支持部材82を介して入力軸34に機械的に連結されており、ロータ支持部材82はエンジン36側から入力側ロータ28に連結されている。出力側ロータ18はロータ支持部材83を介して出力軸24に機械的に連結されており、ロータ支持部材83はエンジン36側から出力側ロータ18に連結されている。ロータ支持部材82は、ロータ支持部材83よりもエンジン36側に配置されている。出力側ロータ18及びロータ支持部材83は、ベアリング84,85によりケーシング15(ステータ支持部材81)に回転可能に支持されており、入力側ロータ28及びロータ支持部材82は、ベアリング86,87によりロータ支持部材83に回転可能に支持されている。ベアリング84,86は、ロータ18,28及びステータ16より変速機14側に配置されており、ベアリング85,87は、ロータ18,28及びステータ16よりエンジン36側に配置されている。   In the example shown in FIG. 2, the stator 16 is fixed to the casing 15 via a stator support member 81, and the stator support member 81 is connected to the stator 16 from the transmission 14 side. The input side rotor 28 is mechanically connected to the input shaft 34 via a rotor support member 82, and the rotor support member 82 is connected to the input side rotor 28 from the engine 36 side. The output side rotor 18 is mechanically connected to the output shaft 24 via a rotor support member 83, and the rotor support member 83 is connected to the output side rotor 18 from the engine 36 side. The rotor support member 82 is disposed closer to the engine 36 than the rotor support member 83. The output side rotor 18 and the rotor support member 83 are rotatably supported by the casing 15 (stator support member 81) by bearings 84 and 85. The input side rotor 28 and the rotor support member 82 are rotors by bearings 86 and 87. The support member 83 is rotatably supported. The bearings 84 and 86 are disposed closer to the transmission 14 than the rotors 18 and 28 and the stator 16, and the bearings 85 and 87 are disposed closer to the engine 36 than the rotors 18, 28 and the stator 16.

入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16のより詳細な構成例を図4に示す。図4に示す例では、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16が同心円状に配置されている。ステータ16のステータコア51には、径方向外側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース51aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線20がこれらのティース51aに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ28のロータコア52には、径方向内側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース52aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線30がこれらのティース52aに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ16のティース51aと出力側ロータ18の永久磁石32とが出力側ロータ18の回転中心軸(入力側ロータ28の回転中心軸と一致する)に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ28のティース52aと出力側ロータ18の永久磁石33とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線20の巻回軸及びロータ巻線30の巻回軸は、この径方向(入力側ロータ28と出力側ロータ18が対向する方向)に一致している。永久磁石32,33はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石32はロータコア53内にV字状に埋設されている。ただし、永久磁石32,33については、出力側ロータ18の表面(外周面または内周面)に露出していてもよいし、出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されていてもよい。   A more detailed configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 is shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 are arranged concentrically. In the stator core 51 of the stator 16, a plurality of teeth 51 a protruding radially outward (toward the output-side rotor 18) are arranged at intervals along the circumferential direction of the stator. The magnetic pole is configured by being wound around the teeth 51a. A plurality of teeth 52a protruding radially inward (toward the output-side rotor 18) are arranged on the rotor core 52 of the input-side rotor 28 at intervals along the rotor circumferential direction. Is wound around these teeth 52a, thereby forming a magnetic pole. The teeth 51a of the stator 16 and the permanent magnets 32 of the output-side rotor 18 are opposed to each other in the radial direction perpendicular to the rotation center axis of the output-side rotor 18 (which coincides with the rotation center axis of the input-side rotor 28). The teeth 52a of the side rotor 28 and the permanent magnets 33 of the output side rotor 18 are arranged to face each other in the radial direction. The winding axis of the stator winding 20 and the winding axis of the rotor winding 30 coincide with this radial direction (the direction in which the input side rotor 28 and the output side rotor 18 face each other). The permanent magnets 32 and 33 are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet 32 is embedded in the rotor core 53 in a V shape. However, the permanent magnets 32 and 33 may be exposed on the surface (outer peripheral surface or inner peripheral surface) of the output-side rotor 18 or may be embedded in the output-side rotor 18 (in the rotor core 53). .

クラッチ48は、その係合/解放により、入力軸34(入力側ロータ28)と出力軸24(出力側ロータ18)との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ48を係合させて、入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ48を解放して、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合を解除することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が許容される。図2に示す例では、クラッチ48は、入力側ロータ28及び出力側ロータ18よりエンジン36側に配置されており、入力側ロータ28とロータ支持部材82との間に形成される空間内に配置されている。クラッチ48を係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18がロータ支持部材82,83を介して連結される。ここでのクラッチ48は、例えば油圧を利用してその係合/解放を切り替えることが可能であり、出力軸24の内部に形成された油路49を介してクラッチ48に油圧が供給される。ただし、電磁力を利用してクラッチ48の係合/解放を切り替えることも可能である。また、クラッチ48に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ48の締結力を調整することもできる。   The clutch 48 can selectively perform mechanical engagement between the input shaft 34 (input-side rotor 28) and the output shaft 24 (output-side rotor 18) and release thereof by engagement / release. By engaging the clutch 48 and mechanically engaging the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 are integrally rotated at the same rotational speed. On the other hand, by releasing the clutch 48 and releasing the mechanical engagement between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, a difference in rotational speed between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 is allowed. In the example shown in FIG. 2, the clutch 48 is disposed closer to the engine 36 than the input side rotor 28 and the output side rotor 18, and is disposed in a space formed between the input side rotor 28 and the rotor support member 82. Has been. By engaging the clutch 48, the input side rotor 28 and the output side rotor 18 are connected via the rotor support members 82 and 83. Here, the clutch 48 can be switched between engagement and disengagement using, for example, hydraulic pressure, and the hydraulic pressure is supplied to the clutch 48 via an oil passage 49 formed inside the output shaft 24. However, it is also possible to switch engagement / release of the clutch 48 using electromagnetic force. Further, by adjusting the oil pressure and electromagnetic force supplied to the clutch 48, the fastening force of the clutch 48 can be adjusted.

直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置42は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ40は、スイッチング素子(図示せず)を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線20の各相に供給することが可能である。   The chargeable / dischargeable power storage device 42 provided as a direct current power source can be constituted by a secondary battery, for example, and stores electrical energy. The inverter 40 includes a switching element (not shown), and converts DC power from the power storage device 42 into alternating current (for example, three-phase alternating current) by switching operation of the switching element, and converts each phase of the stator winding 20 to each phase. It is possible to supply.

スリップリング95は、入力側ロータ28と機械的に連結されており、ロータ巻線30の各相及びブラシ96とそれぞれ電気的に接続されている。スリップリング95は、回転が固定されたブラシ96に対し摺動しながら(ブラシ96との電気的接続を維持しながら)、入力側ロータ28とともに回転する。ブラシ96は、整流器93と電気的に接続されており、ブラシ96からの電力は整流器93へ供給される。このスリップリング95及びブラシ96により、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力(交流電力)を取り出すための電力伝達部を構成することができ、取り出された交流電力は整流器93へ供給される。図2に示す例では、スリップリング95及びブラシ96は、ロータ支持部材82よりエンジン36側に配置されており、スリップリング95は、ロータ支持部材82を介して入力側ロータ28に連結されている。ここでのロータ支持部材82は、スリップリング95と入力側ロータ28とを連結する機能の他に、スリップリング95及びブラシ96に対しクラッチ48及びベアリング87を遮蔽する機能も有する。   The slip ring 95 is mechanically coupled to the input side rotor 28 and is electrically connected to each phase of the rotor winding 30 and the brush 96. The slip ring 95 rotates with the input-side rotor 28 while sliding with respect to the brush 96 whose rotation is fixed (while maintaining electrical connection with the brush 96). The brush 96 is electrically connected to the rectifier 93, and power from the brush 96 is supplied to the rectifier 93. The slip ring 95 and the brush 96 can constitute a power transmission unit for extracting the power (AC power) of the rotor winding 30 of the input side rotor 28, and the extracted AC power is supplied to the rectifier 93. . In the example shown in FIG. 2, the slip ring 95 and the brush 96 are disposed closer to the engine 36 than the rotor support member 82, and the slip ring 95 is connected to the input side rotor 28 via the rotor support member 82. . The rotor support member 82 here has a function of shielding the clutch 48 and the bearing 87 from the slip ring 95 and the brush 96 in addition to the function of connecting the slip ring 95 and the input side rotor 28.

整流器93は、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94は、スイッチング素子を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器93で整流された直流電力を昇圧(電圧変換)して出力する。昇圧コンバータ94で昇圧(電圧変換)された直流電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。つまり、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力は、ステータ巻線20の各相へ供給可能である。また、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。ここでの整流器93は、スリップリング95側から昇圧コンバータ94側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ94は、整流器93側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。このように、整流器93及び昇圧コンバータ94を含んで、スリップリング95及びブラシ96により取り出された交流電力を電力変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能な電力変換部を構成することができる。   The rectifier 93 rectifies AC power from the rotor winding 30 taken out by the slip ring 95 and the brush 96 and converts it into DC. The step-up converter (DC-DC converter) 94 includes a switching element, and boosts (voltage converts) DC power rectified by the rectifier 93 by the switching operation of the switching element and outputs it. The DC power boosted (voltage converted) by the boost converter 94 can be supplied to each phase of the stator winding 20 after being converted to AC by the inverter 40. That is, AC power from the rotor winding 30 taken out by the slip ring 95 and the brush 96 can be supplied to each phase of the stator winding 20. Further, the DC power boosted by the boost converter 94 can be recovered by the power storage device 42. Here, rectifier 93 performs power conversion in only one direction from slip ring 95 side to boost converter 94 side, and boost converter 94 is unidirectional from rectifier 93 side to power storage device 42 side (or inverter 40 side). Only perform power conversion. As described above, the power converter that includes the rectifier 93 and the step-up converter 94 and that can convert the AC power extracted by the slip ring 95 and the brush 96 to be supplied to each phase of the stator winding 20 is configured. can do.

電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン36の運転状態の制御、及び変速機44の変速比の制御も行う。さらに、電子制御ユニット50は、クラッチ48の係合/解放を切り替えることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を切り替える制御も行う。   The electronic control unit 50 controls the alternating current flowing through each phase of the stator winding 20 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 40. The electronic control unit 50 controls the boost ratio (voltage conversion ratio) in the boost converter 94 by controlling the duty ratio when the switching element in the boost converter 94 is switched. Furthermore, the electronic control unit 50 also controls the operating state of the engine 36 and the speed ratio of the transmission 44. Further, the electronic control unit 50 also performs control to switch mechanical engagement / release of the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by switching engagement / release of the clutch 48.

インバータ40のスイッチング動作により複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線20で発生した回転磁界と永久磁石32で発生した界磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、出力側ロータ18にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置42からステータ巻線20に供給された電力を出力側ロータ18の動力(機械的動力)に変換することができる。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ18の動力がステータ巻線20の電力に変換されて蓄電装置42に回収される。このように、ステータ16のステータ巻線20と出力側ロータ18の永久磁石32とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線20で発生する回転磁界を出力側ロータ18に作用させて、ステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)を作用させることができる。さらに、例えば図4に示すように、永久磁石32間に突極部として磁性体(強磁性体)がステータ16(ティース51a)と対向して配置されている例や、永久磁石32が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、ステータ16の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ16と出力側ロータ18との間に作用する。そして、インバータ40は双方向の電力変換が可能であり、蓄電装置42はステータ巻線20に対して電力の送受が可能である。   When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20 by the switching operation of the inverter 40, the stator windings 20 generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the stator. The torque (magnet torque) can be applied to the output-side rotor 18 by electromagnetic interaction (attraction and repulsion) between the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 and the field magnetic flux generated in the permanent magnet 32. The output side rotor 18 can be rotationally driven. That is, the electric power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20 can be converted into the power (mechanical power) of the output-side rotor 18. Further, the inverter 40 can also convert the alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 into a direct current and recover the electric energy in the power storage device 42. In that case, the motive power of the output-side rotor 18 is converted into the electric power of the stator winding 20 and recovered by the power storage device 42. As described above, the stator winding 20 of the stator 16 and the permanent magnet 32 of the output side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 is applied to the output side rotor 18. A torque (magnet torque) can be applied between the stator 16 and the output-side rotor 18. Further, for example, as shown in FIG. 4, an example in which a magnetic material (ferromagnetic material) is disposed between the permanent magnets 32 as salient pole portions facing the stator 16 (tooth 51a), or the permanent magnet 32 is on the output side. In the example embedded in the rotor 18 (in the rotor core 53), the reluctance torque in addition to the magnet torque is also applied to the stator 16 and the output side rotor in response to the rotating magnetic field generated by the stator 16 acting on the output side rotor 18. 18 to act. The inverter 40 can perform bidirectional power conversion, and the power storage device 42 can transmit and receive power to and from the stator winding 20.

また、入力側ロータ28が出力側ロータ18に対し相対回転して入力側ロータ28(ロータ巻線30)と出力側ロータ18(永久磁石33)との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線30に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線30に誘導電流が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線30の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクを作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線30で発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)が作用する。そのため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力(機械的動力)を伝達することができ、電磁カップリング機能を実現することができる。さらに、永久磁石33間に突極部として磁性体(強磁性体)が入力側ロータ28(ティース52a)と対向して配置されている例や、永久磁石33が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、入力側ロータ28の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクも入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する。   Further, as the input side rotor 28 rotates relative to the output side rotor 18, a rotation difference is generated between the input side rotor 28 (rotor winding 30) and the output side rotor 18 (permanent magnet 33). An induced electromotive force is generated in the winding 30 and an induced current flows through the rotor winding 30 due to the induced electromotive force, thereby generating a rotating magnetic field. The torque can be applied to the output-side rotor 18 by the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field generated by the induced current of the rotor winding 30 and the field flux of the permanent magnet 33, and the output-side rotor 18 is driven to rotate. Can do. As described above, the rotor winding 30 of the input-side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the rotor winding 30 acts on the output-side rotor 18. As a result, torque (magnet torque) acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Therefore, power (mechanical power) can be transmitted between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, and an electromagnetic coupling function can be realized. Further, an example in which a magnetic body (ferromagnetic body) is disposed as a salient pole portion between the permanent magnets 33 so as to face the input side rotor 28 (tooth 52a), or the permanent magnet 33 is disposed in the output side rotor 18 (rotor core 53). In the example embedded in the inner), in accordance with the rotating magnetic field generated by the input-side rotor 28 acting on the output-side rotor 18, the reluctance torque in addition to the magnet torque is applied to the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Acts during.

ロータ巻線30の誘導電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクを発生させる際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子(図示せず)をスイッチング動作するときのデューティ比(スイッチング周期におけるオン期間の割合)を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。その際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ94から蓄電装置42とインバータ40間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線30に誘導電流が流れるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクが作用する。一方、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に回転差が生じてもロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ94による昇圧(電圧変換)を停止させることによっても、ロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。   When the torque is generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by the induced current of the rotor winding 30, the electronic control unit 50 performs a switching operation of a switching element (not shown) in the boost converter 94. The boost ratio (voltage conversion ratio) in the boost converter 94 is controlled by controlling the duty ratio (the ratio of the ON period in the switching cycle). At that time, electronic control unit 50 controls the boost ratio in boost converter 94 such that the output voltage of boost converter 94 is higher than the voltage of power storage device 42. As a result, a current flows from the boost converter 94 to the wiring between the power storage device 42 and the inverter 40, and an induced current flows through the rotor winding 30, so that torque acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. On the other hand, the electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is lower than the voltage of the power storage device 42 in a state where the switching operation of the inverter 40 is not performed. Even if a rotational difference occurs between the side rotor 28 and the output side rotor 18, no induced current flows through the rotor winding 30, and no torque acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. Also, by stopping the boosting (voltage conversion) by the boost converter 94 while maintaining the switching element in the boost converter 94 in the off state, the induced current does not flow through the rotor winding 30, and the input side rotor 28 and the output side Torque stops working with the rotor 18.

次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作、特に、車輪38を回転駆動する場合の動作について説明する。   Next, the operation of the hybrid drive device according to the present embodiment, particularly the operation when the wheels 38 are rotationally driven will be described.

エンジン36が動力を発生している場合は、エンジン36の動力が入力側ロータ28に伝達され、入力側ロータ28が回転駆動する。入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度より高くなると、ロータ巻線30に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、ロータ巻線30に誘導電流が流れ、この誘導電流と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用により出力側ロータ18にトルクが作用して出力側ロータ18が回転駆動する。このように、入力側ロータ28に伝達されたエンジン36からの動力は、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によって、出力側ロータ18へ伝達される。出力側ロータ18に伝達された動力は、変速機44で変速されてから車輪38へ伝達されることで、車両の駆動等、負荷の駆動に用いられる。したがって、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動することができる。さらに、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差を許容することができるため、車輪38の回転が停止してもエンジン36がストールすることはなく、回転電機10を発進装置として機能させることができる。そのため、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。さらに、蓄電装置42からステータ巻線20への電力供給を行うことなく、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力伝達を行うことができるため、蓄電装置42の蓄電量が少ない場合や極低温時等においても、エンジン36からの動力を車輪38へ伝達することができる。   When the engine 36 is generating power, the power of the engine 36 is transmitted to the input side rotor 28, and the input side rotor 28 is rotationally driven. When the rotational speed of the input side rotor 28 becomes higher than the rotational speed of the output side rotor 18, an induced electromotive force is generated in the rotor winding 30. The electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is higher than the voltage of the power storage device 42, whereby an induced current flows in the rotor winding 30, and this induced current Torque acts on the output-side rotor 18 due to electromagnetic interaction between the magnetic field flux of the permanent magnet 33 and the output-side rotor 18. Thus, the power from the engine 36 transmitted to the input side rotor 28 is transmitted to the output side rotor 18 by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18. The The power transmitted to the output-side rotor 18 is transmitted to the wheels 38 after being shifted by the transmission 44 and used for driving a load such as driving a vehicle. Therefore, the wheel 38 can be rotationally driven using the power of the engine 36. Further, since the rotational difference between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 can be allowed, the engine 36 does not stall even if the rotation of the wheels 38 is stopped, and the rotating electrical machine 10 functions as a starting device. be able to. Therefore, it is not necessary to separately provide a starting device such as a friction clutch or a torque converter. Furthermore, since power can be transmitted between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 without supplying power from the power storage device 42 to the stator winding 20, the power storage amount of the power storage device 42 is small. Even at extremely low temperatures, the power from the engine 36 can be transmitted to the wheels 38.

さらに、ロータ巻線30に発生した交流電力は、スリップリング95及びブラシ96を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器93で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ94で昇圧される。そして、昇圧コンバータ94からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20に供給されることで、ステータ16に回転磁界が形成される。このステータ16の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石32の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクが作用する。これによって、出力側ロータ18のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ94からの直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。   Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the slip ring 95 and the brush 96. The extracted AC power is rectified to DC by a rectifier 93, and the rectified DC power is boosted by a boost converter 94. Then, the DC power from the boost converter 94 is converted into AC by the inverter 40 and then supplied to the stator winding 20, whereby a rotating magnetic field is formed in the stator 16. Torque acts on the output side rotor 18 also by electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the stator 16 and the field flux of the permanent magnet 32 of the output side rotor 18. Thereby, a torque amplification function for amplifying the torque of the output side rotor 18 can be realized. It is also possible to collect DC power from boost converter 94 in power storage device 42.

さらに、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動するとともに、ステータ巻線20への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ18の動力により車輪38の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット50は、ステータ巻線20から蓄電装置42へ電力回収するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によってステータ巻線20の電力に変換して蓄電装置42に回収することができる。   Furthermore, by controlling the switching operation of the inverter 40 so that electric power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, the wheels 38 are rotationally driven using the power of the engine 36, and the supplied electric power to the stator winding 20. The rotational drive of the wheel 38 can be assisted by the power of the output side rotor 18 generated by using. Further, at the time of load deceleration operation, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that power is recovered from the stator winding 20 to the power storage device 42, so that the load power is transmitted to the stator winding 20 and the permanent magnet. The electric power of the stator winding 20 can be converted by the electromagnetic coupling with 32 and recovered in the power storage device 42.

また、車速(車輪38の回転速度)がある一定速度以上となり、(出力側ロータ18の回転速度)>(入力側ロータ28の回転速度)が成立する場合には、クラッチ48を係合して入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に連結することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のすべりに伴ってロータ巻線30に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることができる。また、クラッチ48を係合する場合は、クラッチ48の締結力を調整することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で伝達されるトルクを制限することができる。したがって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で衝撃トルクの伝達を抑制することができる。   Further, when the vehicle speed (the rotational speed of the wheel 38) exceeds a certain speed and (the rotational speed of the output-side rotor 18)> (the rotational speed of the input-side rotor 28) is satisfied, the clutch 48 is engaged. By mechanically connecting the input side rotor 28 and the output side rotor 18, Joule loss caused by induction current flowing through the rotor winding 30 due to the slip between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. Can be suppressed. When engaging the clutch 48, the torque transmitted between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be limited by adjusting the fastening force of the clutch 48. Therefore, transmission of impact torque between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be suppressed.

また、エンジン36の動力を用いずに回転電機10の動力を用いて負荷を駆動する(車輪38を回転駆動する)EV(Electric Vehicle)走行を行う場合は、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によって出力側ロータ18の動力に変換し、車輪38を回転駆動する。このように、エンジン36が動力を発生していなくても、ステータ巻線20への電力供給により車輪38を回転駆動することができる。   In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating electrical machine 10 without using the power of the engine 36 (rotating the wheel 38), the electronic control unit 50 By controlling the switching operation, drive control of the load is performed. For example, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, thereby supplying the stator winding 20 with the stator winding 20 and the permanent magnet 32. Is converted into the power of the output-side rotor 18 by the electromagnetic coupling, and the wheel 38 is rotationally driven. Thus, even if the engine 36 is not generating power, the wheels 38 can be rotationally driven by supplying power to the stator winding 20.

本実施形態に係る動力伝達装置において、トルク伝達容量を増大させるためには、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で発生可能な最大トルクを増大させることが望ましい。これに対して本実施形態では、ステータ16を出力側ロータ18の内周側の最内層に配置し、入力側ロータ28を出力側ロータ18の外周側の最外層に配置することで、入力側ロータ28及び出力側ロータ18の外径を拡大できるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18が径方向に対向する部分の回転軸方向長さを増大させることなく、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で発生可能な最大トルクを増大させることができる。したがって、回転電機10の体格の大型化を抑えつつ、トルク伝達容量(トルク伝達密度)を向上させることができる。   In the power transmission device according to the present embodiment, in order to increase the torque transmission capacity, the input side rotor 28 and the output side are coupled by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18. It is desirable to increase the maximum torque that can be generated with the rotor 18. On the other hand, in the present embodiment, the stator 16 is disposed in the innermost layer on the inner peripheral side of the output-side rotor 18, and the input-side rotor 28 is disposed in the outermost layer on the outer peripheral side of the output-side rotor 18. Since the outer diameters of the rotor 28 and the output-side rotor 18 can be enlarged, the input-side rotor 28 and the output-side rotor 28 and the output-side rotor can be increased without increasing the length in the rotational axis direction of the portion where the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 are opposed in the radial direction. The maximum torque that can be generated with the rotor 18 can be increased. Therefore, torque transmission capacity (torque transmission density) can be improved while suppressing an increase in the size of the rotating electrical machine 10.

また、本実施形態では、互いに摺動するスリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30に発生する電力を取り出しており、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能を劣化させないためには、スリップリング95とブラシ96の摺動部に油や水等が付着しないようにすることが望ましい。これに対して本実施形態では、ロータ支持部材82がクラッチ48及びベアリング87をスリップリング95及びブラシ96から遮蔽するため、クラッチ48やベアリング87に供給された油がスリップリング95とブラシ96の摺動部に飛散するのを防ぐことができる。その結果、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能の劣化を防ぐことができる。   Further, in the present embodiment, the electric power generated in the rotor winding 30 is taken out via the slip ring 95 and the brush 96 that slide with each other, and in order not to deteriorate the power transmission function in the slip ring 95 and the brush 96, It is desirable to prevent oil or water from adhering to the sliding part of the slip ring 95 and the brush 96. In contrast, in the present embodiment, the rotor support member 82 shields the clutch 48 and the bearing 87 from the slip ring 95 and the brush 96, so that the oil supplied to the clutch 48 and the bearing 87 slides between the slip ring 95 and the brush 96. It is possible to prevent scattering to the moving part. As a result, it is possible to prevent the power transmission function of the slip ring 95 and the brush 96 from deteriorating.

また、本実施形態では、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によりエンジン36からの動力を車輪38へ伝達する際には、ロータ巻線30に誘導電流が流れることで入力側ロータ28が発熱するため、入力側ロータ28を冷却することが望ましい。これに対して本実施形態では、入力側ロータ28が最外層に配置されているため、空冷や液冷等による入力側ロータ28の冷却が容易であり、入力側ロータ28の過熱を防ぐことができ、過熱によるロータ巻線30の絶縁破壊等が防止される。なお、ステータ巻線20への電力供給の際にはステータ16が発熱するため、ステータ16を冷却することが望ましいが、ステータ16は、ケーシング15に固定されて回転しないため、最内層に配置されても空冷や液冷等による冷却が困難になることはない。以下、入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行うための構成例について説明する。   In this embodiment, when the power from the engine 36 is transmitted to the wheel 38 by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18, Since the input side rotor 28 generates heat when the induced current flows, it is desirable to cool the input side rotor 28. On the other hand, in this embodiment, since the input side rotor 28 is disposed in the outermost layer, the input side rotor 28 can be easily cooled by air cooling, liquid cooling, or the like, and overheating of the input side rotor 28 can be prevented. This can prevent dielectric breakdown of the rotor winding 30 due to overheating. Since the stator 16 generates heat when power is supplied to the stator winding 20, it is desirable to cool the stator 16. However, the stator 16 is fixed to the casing 15 and does not rotate, so it is disposed in the innermost layer. However, cooling by air cooling or liquid cooling does not become difficult. Hereinafter, a configuration example for cooling the input side rotor 28 and the stator 16 will be described.

図5に示す構成例では、ブラシ96とケーシング15とを機械的に連結するブラシ支持部材88に、空気導入口54が形成されている。ロータ支持部材82には通風翼55がブラシ支持部材88側へ突出して設けられており、通風翼55は入力側ロータ28及びロータ支持部材82とともに回転する。ケーシング15における入力側ロータ28の外周面と対向する位置には、空気排出口56が形成されている。   In the configuration example shown in FIG. 5, the air inlet 54 is formed in the brush support member 88 that mechanically connects the brush 96 and the casing 15. The rotor support member 82 is provided with a ventilation blade 55 projecting toward the brush support member 88, and the ventilation blade 55 rotates together with the input-side rotor 28 and the rotor support member 82. An air discharge port 56 is formed at a position facing the outer peripheral surface of the input side rotor 28 in the casing 15.

ロータ巻線30に流れる誘導電流により入力側ロータ28に発生した熱は、ロータ支持部材82に伝わる。空気導入口54を通ってブラシ支持部材88とロータ支持部材82との間に形成される空気通路57に流入した冷却用の空気は、図5の矢印に示すように、ロータ支持部材82に衝突することで、ロータ支持部材82との間で熱交換を行う。この熱交換により、ロータ支持部材82からの除熱が行われ、入力側ロータ28が冷却される。ロータ支持部材82に衝突した空気は、通風翼55の回転に伴って、図5の矢印に示すように、ロータ支持部材82及び入力側ロータ28とケーシング15との間に形成される空気通路58へ流れる。空気通路58を流れる空気は、入力側ロータ28との間で熱交換を行う。この熱交換によっても、入力側ロータ28の冷却が行われる。入力側ロータ28との間で熱交換を行った空気は、図5の矢印に示すように、空気排出口56を通ってケーシング15の外部へ排出される。なお、ロータ支持部材82については、入力側ロータ28からの熱伝導性を良好にするためには例えばアルミニウム等の熱抵抗の低い材料を用いることが好ましく、強度とコストを考慮すると例えば鋳鉄等を用いることが好ましい。   The heat generated in the input side rotor 28 by the induced current flowing in the rotor winding 30 is transmitted to the rotor support member 82. The cooling air that has flowed into the air passage 57 formed between the brush support member 88 and the rotor support member 82 through the air inlet 54 collides with the rotor support member 82 as shown by the arrows in FIG. Thus, heat exchange is performed with the rotor support member 82. By this heat exchange, heat is removed from the rotor support member 82, and the input-side rotor 28 is cooled. The air that has collided with the rotor support member 82 is formed between the rotor support member 82 and the input side rotor 28 and the casing 15 as indicated by the arrows in FIG. To flow. The air flowing through the air passage 58 exchanges heat with the input side rotor 28. The input-side rotor 28 is also cooled by this heat exchange. The air that has exchanged heat with the input-side rotor 28 is discharged to the outside of the casing 15 through the air discharge port 56 as shown by the arrow in FIG. For the rotor support member 82, it is preferable to use a material having a low thermal resistance such as aluminum in order to improve the thermal conductivity from the input side rotor 28, and considering the strength and cost, for example, cast iron or the like is used. It is preferable to use it.

また、ステータ巻線20への電力供給によりステータ16に発生した熱は、ステータ支持部材81を介してケーシング15に伝わる。空気排出口56を通る空気がケーシング15との間で熱交換を行うことで、ケーシング15からの除熱が行われ、ステータ16が冷却される。このように、図5に示す構成例では、空冷により入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行う。   Further, the heat generated in the stator 16 by supplying power to the stator winding 20 is transmitted to the casing 15 via the stator support member 81. The air passing through the air discharge port 56 exchanges heat with the casing 15, whereby heat is removed from the casing 15 and the stator 16 is cooled. As described above, in the configuration example shown in FIG. 5, the input side rotor 28 and the stator 16 are cooled by air cooling.

また、図6に示す構成例では、図5に示す構成例と比較して、ケーシング15及びステータ支持部材81に、冷媒供給通路59及び冷媒排出通路60が形成されており、冷媒供給通路59及び冷媒排出通路60は、ステータ16(ステータコア51)の内部に連通している。油や水等の液体冷媒は、冷媒供給通路59を通ってステータ16(ステータコア51)の内部に供給されることで、ステータ16との間で熱交換を行う。この熱交換により、ステータ16が冷却される。ステータ16の内部に供給された液体冷媒は、冷媒排出通路60を通ってケーシング15の外部へ排出される。このように、図6に示す構成例では、空冷により入力側ロータ28の冷却を行い、液冷によりステータ16の冷却を行う。なお、ケーシング15及びステータ支持部材81は固定されているため、冷媒供給通路59への液体冷媒の供給は容易である。   In the configuration example shown in FIG. 6, compared to the configuration example shown in FIG. 5, the refrigerant supply passage 59 and the refrigerant discharge passage 60 are formed in the casing 15 and the stator support member 81. The refrigerant discharge passage 60 communicates with the interior of the stator 16 (stator core 51). Liquid refrigerant such as oil or water is supplied into the stator 16 (stator core 51) through the refrigerant supply passage 59 to exchange heat with the stator 16. The stator 16 is cooled by this heat exchange. The liquid refrigerant supplied to the inside of the stator 16 is discharged to the outside of the casing 15 through the refrigerant discharge passage 60. As described above, in the configuration example shown in FIG. 6, the input side rotor 28 is cooled by air cooling, and the stator 16 is cooled by liquid cooling. In addition, since the casing 15 and the stator support member 81 are fixed, it is easy to supply the liquid refrigerant to the refrigerant supply passage 59.

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。   Next, another configuration example of this embodiment will be described.

図7,8に示す構成例では、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力を取り出すための電力伝達部として、図1,2に示す構成例におけるスリップリング95及びブラシ96の代わりに、ケーシング15に固定された電力伝達用ステータ66と、電力伝達用ステータ66の径方向内側に配置され電力伝達用ステータ66に対し相対回転可能な電力伝達用ロータ78と、が設けられている。電力伝達用ステータ66は、ステータコア101と、ステータコア101にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)の電力伝達用ステータ巻線(電力伝達用固定子導体)70と、を含む。電力伝達用ステータ巻線70は、整流器93と電気的に接続されている。複数相の電力伝達用ステータ巻線70に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、電力伝達用ステータ巻線70は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。また、電力伝達用ロータ78は、ロータコア102と、ロータコア102にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)の電力伝達用ロータ巻線(電力伝達用回転子導体)80とを含み、入力側ロータ28と機械的に結合されている。複数相の電力伝達用ロータ巻線80に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、電力伝達用ロータ巻線80は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。入力側ロータ28の冷却用の空気は、図7の矢印に示すように、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に形成される空隙を通って空気通路57に流入する。   In the configuration example shown in FIGS. 7 and 8, a casing instead of the slip ring 95 and the brush 96 in the configuration example shown in FIGS. 1 and 2 is used as a power transmission unit for taking out the power of the rotor winding 30 of the input side rotor 28. 15, a power transmission stator 66 fixed to the power transmission stator 66, and a power transmission rotor 78 that is disposed radially inside the power transmission stator 66 and is rotatable relative to the power transmission stator 66. The power transmission stator 66 includes a stator core 101 and a plurality of (for example, three-phase) power transmission stator windings (power transmission stator conductors) 70 disposed on the stator core 101 along the circumferential direction thereof. Including. The power transmission stator winding 70 is electrically connected to the rectifier 93. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the power transmission stator winding 70, the power transmission stator winding 70 can generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the stator. The power transmission rotor 78 includes a rotor core 102, and a plurality of phases (for example, three phases) of power transmission rotor windings (power transmission rotor conductors) 80 disposed on the rotor core 102 along the circumferential direction thereof. And is mechanically coupled to the input side rotor 28. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of phases of the power transmission rotor winding 80, the power transmission rotor winding 80 can generate a rotating magnetic field that rotates in the rotor circumferential direction. Air for cooling the input-side rotor 28 flows into the air passage 57 through a gap formed between the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78, as indicated by arrows in FIG.

電力伝達用ロータ巻線80は、入力側ロータ28のロータ巻線30と電気的に接続(直結)されている。ここでは、ロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで互いに逆方向になるように、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80が逆相接続されている。例えばロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80がともにU相、V相、W相の3相巻線により構成されている場合は、図9に示すように、ロータ巻線30のU相と電力伝達用ロータ巻線80のU相とを接続し、ロータ巻線30のV相と電力伝達用ロータ巻線80のW相とを接続し、ロータ巻線30のW相と電力伝達用ロータ巻線80のV相とを接続する(3相のうち1つの相について同じ相の巻線同士を接続し、3相のうち2つの相について異なる相の巻線同士を接続する)ことで、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで発生する磁界の回転方向が互いに逆方向となる。   The power transmission rotor winding 80 is electrically connected (directly connected) to the rotor winding 30 of the input side rotor 28. Here, the rotating direction of the rotating magnetic field generated when an alternating current flows in the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 is opposite to each other in the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80. Further, the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 are connected in reverse phase. For example, when the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 are both constituted by a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase winding, as shown in FIG. Are connected to the U phase of the rotor winding 80 for power transmission, the V phase of the rotor winding 30 is connected to the W phase of the rotor winding 80 for power transmission, and the W phase of the rotor winding 30 is connected to the power transmission. By connecting the V phase of the rotor winding 80 (connecting windings of the same phase for one of the three phases and connecting windings of different phases for two of the three phases) The rotating directions of the magnetic fields generated by the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 are opposite to each other.

電力伝達用ロータ78及び電力伝達用ステータ66のより詳細な構成例を図10に示す。図10に示す例では、電力伝達用ロータ78及び電力伝達用ステータ66が同心円状に配置されている。電力伝達用ステータ66のステータコア101には、径方向内側(電力伝達用ロータ78側)へ突出した複数のティース101aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各電力伝達用ステータ巻線70がこれらのティース101aに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ロータ78のロータコア102には、径方向外側(電力伝達用ステータ66側)へ突出した複数のティース102aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各電力伝達用ロータ巻線80がこれらのティース102aに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ステータ66のティース101aと電力伝達用ロータ78のティース102aとが電力伝達用ロータ78の回転中心軸に直交する径方向に対向配置されており、電力伝達用ステータ巻線70の巻回軸及び電力伝達用ロータ巻線80の巻回軸がこの径方向(電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78が対向する方向)に一致している。   A more detailed configuration example of the power transmission rotor 78 and the power transmission stator 66 is shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, the power transmission rotor 78 and the power transmission stator 66 are arranged concentrically. In the stator core 101 of the power transmission stator 66, a plurality of teeth 101a protruding radially inward (on the power transmission rotor 78 side) are arranged at intervals along the stator circumferential direction. The winding 70 is wound around these teeth 101a, thereby forming a magnetic pole. In the rotor core 102 of the power transmission rotor 78, a plurality of teeth 102a protruding outward in the radial direction (on the power transmission stator 66 side) are arranged at intervals along the rotor circumferential direction. The winding 80 is wound around these teeth 102a, thereby forming a magnetic pole. The teeth 101a of the power transmission stator 66 and the teeth 102a of the power transmission rotor 78 are arranged to face each other in the radial direction orthogonal to the rotation center axis of the power transmission rotor 78, and the winding of the power transmission stator winding 70 is wound. The shaft and the winding axis of the power transmission rotor winding 80 coincide with this radial direction (the direction in which the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78 face each other).

図7,8に示す構成例では、ロータ巻線30は電力伝達用ロータ巻線80と電気的に接続されているため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差に起因してロータ巻線30に発生した誘導電流は電力伝達用ロータ巻線80にも流れ、この電力伝達用ロータ巻線80に流れる誘導電流により回転磁界が電力伝達用ロータ78にも形成される。そして、電力伝達用ロータ巻線80で発生した回転磁界が電力伝達用ステータ66に作用するのに応じて、電力伝達用ステータ巻線70に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因して電力伝達用ステータ巻線70に誘導電流が流れる。電力伝達用ステータ巻線70に発生した交流電力は、整流器93へ供給されて直流に整流される。さらに、電力伝達用ロータ巻線80で発生した回転磁界と電力伝達用ステータ巻線70に流れる誘導電流との電磁気相互作用により、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間にトルクが作用する。電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に作用するトルクは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクと同方向となる。このように、電力伝達用ロータ巻線80と電力伝達用ステータ巻線70とが電磁気的に結合されていることで、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78をトランスとして機能させることができ、ロータ巻線30に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。さらに、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78を誘導機として機能させることができる。なお、本実施形態では、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78を誘導機として機能させずにトランスとしてのみ機能させるように構成することによっても、ロータ巻線30に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。   In the configuration example shown in FIGS. 7 and 8, the rotor winding 30 is electrically connected to the power transmission rotor winding 80, so that the rotor is caused by the rotational difference between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. The induced current generated in the winding 30 also flows in the power transmission rotor winding 80, and a rotating magnetic field is also formed in the power transmission rotor 78 by the induced current flowing in the power transmission rotor winding 80. Then, in response to the rotating magnetic field generated in the power transmission rotor winding 80 acting on the power transmission stator 66, an induced electromotive force is generated in the power transmission stator winding 70, resulting from this induced electromotive force. Thus, an induced current flows through the power transmission stator winding 70. The AC power generated in the power transmission stator winding 70 is supplied to the rectifier 93 and rectified to DC. Further, due to the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field generated in the power transmission rotor winding 80 and the induced current flowing in the power transmission stator winding 70, torque is generated between the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78. Works. The torque acting between the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78 is in the same direction as the torque acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. As described above, the power transmission rotor winding 80 and the power transmission stator winding 70 are electromagnetically coupled, so that the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78 can function as a transformer. The AC power generated in the rotor winding 30 can be taken out without contact. Furthermore, the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78 can function as an induction machine. In the present embodiment, the AC power generated in the rotor winding 30 can be reduced by configuring the power transmission stator 66 and the power transmission rotor 78 to function only as a transformer without functioning as an induction machine. It can be taken out by contact.

なお、図7,8に示す構成例では、ロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで互いに同方向になるように、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とを同相接続することもできる。例えばロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80がともにU相、V相、W相の3相巻線により構成されている場合は、図11に示すように、ロータ巻線30のU相と電力伝達用ロータ巻線80のU相とを接続し、ロータ巻線30のV相と電力伝達用ロータ巻線80のV相とを接続し、ロータ巻線30のW相と電力伝達用ロータ巻線80のW相とを接続する(すべての相について同じ相の巻線同士を接続する)ことで、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで発生する磁界の回転方向が互いに同方向となる。その場合は、電力伝達用ロータ78の極数P2を入力側ロータ28の極数P1以上(P2≧P1)に設定することで、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に作用するトルクは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクと同方向となる。   7 and 8, the rotating direction of the rotating magnetic field generated when an alternating current flows through the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 is the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding. The rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 can also be connected in phase so that they are in the same direction. For example, when both the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 are constituted by three-phase windings of U phase, V phase, and W phase, as shown in FIG. Are connected to the U phase of the rotor winding 80 for power transmission, the V phase of the rotor winding 30 is connected to the V phase of the rotor winding 80 for power transmission, and the W phase of the rotor winding 30 is connected to the power transmission. By connecting the W phase of the rotor winding 80 (connecting windings of the same phase for all phases), the rotation direction of the magnetic field generated by the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 can be changed. They are in the same direction. In this case, the number of poles P2 of the power transmission rotor 78 is set to be equal to or greater than the number of poles P1 of the input side rotor 28 (P2 ≧ P1), so The torque to be applied is in the same direction as the torque acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18.

以上の説明では、整流器93で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータとして昇圧コンバータ94を設けるものとしたが、本実施形態では、DC−DCコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。   In the above description, the step-up converter 94 is provided as a DC-DC converter that converts the voltage rectified by the rectifier 93 and outputs the voltage. However, in this embodiment, a step-down converter or a step-up / down converter is used as the DC-DC converter. It is also possible to provide.

また、本実施形態では、回転電機10の入力軸34と出力軸24とを入れ替えることもできる。すなわち、第2ロータ18がエンジン36に機械的に連結され、第1ロータ28が変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン36からの動力が第2ロータ18に伝達され、第1ロータ28からの動力が変速機44で変速されて車輪38に伝達されるため、第2ロータ18が入力側ロータとなり、第1ロータ28が出力側ロータとなる。   In the present embodiment, the input shaft 34 and the output shaft 24 of the rotating electrical machine 10 can be interchanged. That is, the second rotor 18 may be mechanically connected to the engine 36 and the first rotor 28 may be mechanically connected to the wheels 38 via the transmission 44. In this case, the power from the engine 36 is transmitted to the second rotor 18, and the power from the first rotor 28 is shifted by the transmission 44 and transmitted to the wheels 38, so that the second rotor 18 serves as the input-side rotor. The first rotor 28 becomes the output side rotor.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16. 入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行うための構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example for cooling an input side rotor 28 and a stator 16. 入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行うための他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example for cooling the input side rotor 28 and the stator 16. FIG. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80との接続の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the connection of the rotor coil | winding 30 and the rotor coil | winding 80 for electric power transmission. 電力伝達用ロータ78及び電力伝達用ステータ66の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the rotor 78 for electric power transmission, and the stator 66 for electric power transmission. ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80との接続の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the connection of the rotor coil | winding 30 and the rotor coil | winding 80 for electric power transmission.

符号の説明Explanation of symbols

10 回転電機、16 ステータ、18 出力側ロータ(第2ロータ)、20 ステータ巻線、24 出力軸、28 入力側ロータ(第1ロータ)、30 ロータ巻線、32,33 永久磁石、34 入力軸、36 エンジン、38 車輪、40 インバータ、42 蓄電装置、44 変速機、48 クラッチ、50 電子制御ユニット、54 空気導入口、55 通風翼、56 空気排出口、57,58 空気通路、66 電力伝達用ステータ、70 電力伝達用ステータ巻線、78 電力伝達用ロータ、80 電力伝達用ロータ巻線、81 ステータ支持部材、82,83 ロータ支持部材、93 整流器、94 昇圧コンバータ、95 スリップリング、96 ブラシ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 16 Stator, 18 Output side rotor (2nd rotor), 20 Stator winding, 24 Output shaft, 28 Input side rotor (1st rotor), 30 Rotor winding, 32, 33 Permanent magnet, 34 Input shaft 36 Engine, 38 Wheel, 40 Inverter, 42 Power storage device, 44 Transmission, 48 Clutch, 50 Electronic control unit, 54 Air inlet, 55 Ventilation blade, 56 Air outlet, 57,58 Air passage, 66 For power transmission Stator, 70 Power transmission stator winding, 78 Power transmission rotor, 80 Power transmission rotor winding, 81 Stator support member, 82, 83 Rotor support member, 93 Rectifier, 94 Boost converter, 95 Slip ring, 96 Brush.

Claims (5)

回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、
回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、
回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、
を備え、
第1回転子と第2回転子との一方に原動機からの動力が伝達されるとともに、第1回転子と第2回転子との他方から負荷へ動力が伝達され、
回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、
電力伝達部で取り出された交流電力が固定子導体へ供給可能であり、
固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されている、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor, wherein torque acts between the first rotor and the stator conductor in response to the rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which a torque acts between the stator and the stator according to the action of the generated rotating magnetic field;
A power transmission unit for taking out AC power of the rotor conductor;
With
Power from the prime mover is transmitted to one of the first rotor and the second rotor, and power is transmitted to the load from the other of the first rotor and the second rotor,
The rotor conductor generates a rotating magnetic field by causing an induced current to flow due to a difference in rotation between the first rotor and the second rotor,
AC power taken out by the power transmission unit can be supplied to the stator conductor,
The power transmission device, wherein the stator is disposed radially inside the second rotor, and the first rotor is disposed radially outside the second rotor.
請求項1に記載の動力伝達装置であって、
電力伝達部は、第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングを含み、
ブラシからの交流電力が固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
The power transmission unit is connected to the rotor conductor of the first rotor, and includes a slip ring that rotates with the first rotor while sliding with respect to the brush,
A power transmission device capable of supplying AC power from a brush to a stator conductor.
請求項1に記載の動力伝達装置であって、
電力伝達部は、
第1回転子と結合された電力伝達用回転子であって、第1回転子の回転子導体に接続され且つ回転磁界を発生可能な電力伝達用回転子導体が配設された給電用回転子と、
電力伝達用回転子導体で回転磁界が発生するのに起因して誘導電流が流れる電力伝達用固定子導体が配設された電力伝達用固定子と、
を含み、
電力伝達用固定子導体からの交流電力が固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
The power transmission part
A power transmission rotor coupled to a first rotor, the power transmission rotor being connected to the rotor conductor of the first rotor and capable of generating a rotating magnetic field. When,
A power transmission stator in which a power transmission stator conductor through which an induced current flows due to the generation of a rotating magnetic field in the power transmission rotor conductor;
Including
A power transmission device capable of supplying AC power from a power transmission stator conductor to the stator conductor.
請求項1〜3のいずれか1に記載の動力伝達装置であって、
電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部をさらに備える、動力伝達装置。
The power transmission device according to any one of claims 1 to 3,
A power transmission device further comprising a power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit into power and supplying the AC power to the stator conductor.
請求項4に記載の動力伝達装置であって、
電力変換部は、
電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、
整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、
を含み、
DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 4,
The power converter
A rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transmission unit;
A DC-DC converter that converts the voltage of the power rectified by the rectifier and outputs the voltage;
Including
A power transmission device in which electric power converted by a DC-DC converter is converted into alternating current by an inverter and can be supplied to a stator conductor.
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