JP2013093978A - 電動機等のクランクシャフトへの組付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフトの一端に電動機、クラッチ、プーリー等を組付ける組付構造に関し、電動機、クラッチ、プーリー等の軸方向寸法をコンパクトにすること。
【解決手段】クランクシャフトの一端にクラッチを介してモータ・ジェネレータが組付けられ、モータ・ジェネレータのロータハブ１７にプーリーが組付けられ、モータ・ジェネレータのロータハブ１７が、第１ベアリング１８を介してモータカバー２２に回転自在に支持されるとともに、第２ベアリング１９を介してクラッチロータ４に相対回転自在に支持された、組付構造。モータカバー２２に形成された軸受ハウジングに第１ベアリング１８が内嵌圧入され、モータ・ジェネレータのロータハブ１７が第１ベアリング１８に内嵌圧入され、第２ベアリング１９がモータ・ジェネレータのロータハブ１７の軸穴に内嵌圧入され、クラッチロータ４が第２ベアリング１９に内嵌圧入されたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトの一端に電動機、クラッチ、プーリー等を組付けた組付構造に関する。

この種の構造は、たとえば特許文献１に開示されている。同文献には、エンジンのクランクシャフトの一端にクランクプーリが組付けられ、その内部に、当該クランクプーリとクランクシャフトとの動力伝達を断接する電磁クラッチが組付けられている。クランクプーリは、その軸線がクランクシャフトの軸線に対して傾かないように、複数のベアリングで支持されている。

特許第３８５３７０７号公報

ところで、クランクシャフトの端部にクランクシャフトと同軸回転する回転装置（電動機、クラッチ等）を取り付ける場合、当該回転装置の軸線がクランクシャフトの軸線に対して傾かないよう、回転装置を支持するベアリングを軸方向に間隔をおいて２つ設ける必要がある。

しかしながら、軸方向に２つのベアリングを設けると、回転装置の軸方向寸法をコンパクトにすることが難しくなる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトの一端に電動機、クラッチ、プーリー等を組付ける組付構造に関し、電動機、クラッチ等の回転装置の軸方向寸法をコンパクトにすることができる、電動機等のクランクシャフトへの組付構造を提供することを目的とする。

本発明に係る電動機等のクランクシャフトへの組付構造は、クランクシャフトの一端にクラッチを介して電動機が組付けられ、前記電動機のロータハブにプーリーが組付けられ、前記電動機のロータハブが、第１ベアリングを介して前記電動機のカバーに回転自在に支持されるとともに、第２ベアリングを介して前記クラッチのロータに相対回転自在に支持された、組付構造を前提とするものであって、前記電動機のカバーに形成された軸受ハウジングに前記第１ベアリングが内嵌圧入され、前記電動機のロータハブが前記第１ベアリングに内嵌圧入され、前記第２ベアリングが前記電動機のロータハブの軸穴に内嵌圧入され、前記クラッチのロータが前記第２ベアリングに内嵌圧入されたことを特徴とするものである。

かかる構成を備える電動機等のクランクシャフトへの組付構造によれば、第１ベアリングおよび第２ベアリングの内外周に対する嵌め合いが圧入による締り嵌めとなっているので、嵌合部の隙間がなくなり、クラッチロータが片持ち構造であっても確実に保持できる。これにより、クランクシャフト１からプーリーに至るまでの回転装置（電動機、クラッチ、プーリー等）の軸方向寸法をコンパクトにできる。

本発明によれば、電動機、クラッチ、プーリー等の回転装置の軸方向寸法をコンパクトにすることができる。また、電動機のカバー、クラッチのロータ等のモジュール化が図られ、クランクシャフトへの組付け性が向上する。

エンジンのクランクシャフトの一端部周辺の構造を示す図であって、本発明の実施の形態に係る電動機等のクランクシャフトへの組付構造を示す図である。 モータカバー、クラッチロータ等のモジュールを組み上げる際の手順を示す工程図である。 モジュール化されたモータカバー、クラッチロータ等をクランクシャフトに組付ける際の組付手順を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態に係る電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００について説明する。図１は、本実施形態における、エンジンのクランクシャフト１の一端部周辺の構造を示している。

図１に示すように、クランクシャフト１には、クラッチ２を介してモータ・ジェネレータ３が組付けられている。クラッチ２は、本実施形態では電磁クラッチであるがワンウェイクラッチであってもよい。本実施形態におけるクラッチ２は、クランクシャフト１にスプライン嵌合されたスチール材からなるクラッチロータ４と、タイミングチェーン５を覆うチェーンカバー７に固定されたクラッチコア部８とで構成されている。クランクシャフト１の一端部内の軸線上には雌ねじ９が形成され、この雌ねじ９に芯出し部材１０の一端側に形成されたボルト部１２が螺着されている。芯出し部材１０の他端側には、クランクシャフト１の軸線に一致する中心線を有する円柱部１３が形成されており、この円柱部１３はクラッチロータ４の軸穴１４に内嵌されている。

モータ・ジェネレータ３は、ロータ１５とステータ１６とからなり、ロータ１５は、ロータハブ１７を有している。このロータハブ１７は、スチール材からなり、第１ベアリング１８を介して後述するモータカバー（電動機のカバー）２２に回転自在に支持されるとともに、第２ベアリング１９を介してクラッチロータ４のボス部２０に相対回転自在に支持されている。

ロータハブ１７の端面２３には、プーリー２４が組付けられ、ロータハブ１７とプーリー２４とは互いにビス２５にて固定されている。これにより、モータ・ジェネレータ３のロータ１５とプーリー２４とが常時一体回転する。なお、プーリー２４は、無端ベルト２６を介して図外の補機類に動力を伝達する。

タイミングチェーン５を覆うチェーンカバー７には、モータ・ジェネレータ３のステータ１６を固定するためのステータ取付座２７と、このステータ取付座２７の外周にクランク軸に平行に立設されたカバー接合壁２８とが形成されている。このカバー接合壁２８にモータカバー２２の外周部２２ｃがボルト締結されている。

モータカバー２２は、アルミ合金からなるカバー本体２２ａ（上記外周部２２ｃを含む）と、スチール材からなるリテーナ２２ｂとで構成され、モータ・ジェネレータ３全体を覆う構造となっている。リテーナ２２ｂは、第１ベアリング１８を内嵌する軸受ハウジングを有し、インロー構造により、カバー本体２２ａの中央開口部に嵌めこまれ、ビス２９にて相互に締結されている。

なお、符号３０はエンジンの回転検出器としてのレゾルバである。このレゾルバ３０のロータ３１は、モータ・ジェネレータ３のロータ１５に回転一体となるよう外嵌されており、レゾルバ３０のステータ３２は、モータカバー２２に図示しないビスにて締結されている。

次に、電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００についての組付手順について説明する。

先ず、図２（ａ）に示すように、第１ベアリング１８をリテーナ２２ｂ（モータカバー２２）の軸受ハウジングに内嵌圧入する。この圧入は油圧プレス等を用いて行われる。後述する圧入も油圧プレス等を用いて行われる。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、リテーナ２２ｂをカバー本体２２ａの中央開口部に嵌め込み、ビス２９にて相互に締結する。

つぎに、図２（ｃ）に示すように、レゾルバ３０の外周部をビス３３にてモータカバー２２のカバー本体２２ａの内側面に固定する。

つぎに、図２（ｄ）に示すように、モータ・ジェネレータ３のロータハブ１７を第１ベアリング１８に内嵌圧入する。

つぎに、図２（ｅ）に示すように、第２ベアリング１９をモータ・ジェネレータ３のロータハブ１７の軸穴に内嵌圧入する。

そして、図２（ｆ）に示すように、クラッチロータ４のボス部２０を第２ベアリング１９に内嵌圧入する。これまでの組付手順により、モータカバー２２、クラッチロータ４等がモジュール化される。以下、このモジュール化されたものを「ロータアッセンブリ３５」ともいう。

その後、図３に示すように、クランクシャフト１の一端に螺着された芯出し部材１２の円柱部１３にロータアッセンブリ３５内のクラッチロータ４の軸穴１４を嵌め込みながら、ロータアッセンブリ３５をクランクシャフト１側へ押し込み、クランクシャフト１とクラッチロータ４とをスプライン嵌合させる。

最後に、ロータハブ１７の端面２３にプーリー２４をビス２５を用いて組付け、モータカバー２２をカバー接合壁２８にボルトにて締結する。

以上に説明した電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００によれば、第１ベアリング１８および第２ベアリング１９の内外部に対する嵌め合いが圧入による締り嵌めとなっているので、嵌合部の隙間がなくなり、クラッチロータ４が片持ち構造であっても確実に保持できる。これにより、モータカバー２２、クラッチロータ４等のモジュール化が図られ、クランクシャフト１への組付け性が向上する。ベアリング１８，１９の内外の嵌合部に隙間があると、各部材が軸方向に勝手に動いてしまい、クランクシャフト１の先端に過度な荷重が掛かってしまうおそれが生じるが、本実施形態によれば、ベアリング１８，１９の内外の嵌合部の隙間が圧入によりなくなるのでそのような問題が解消される。また、ベアリング１８，１９の内外の嵌合部を圧入構造としたことで、ベアリング１８，１９のフレッティングが防止でき、軸方向の位置決めの際に用いるライナーなども不要になる。

また、上記電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００によれば、モータカバー２２、ロータハブ１７およびクラッチロータ４がこれらの部材間に圧入されたベアリング１８，１９を介して一体的に組み上げられたことにより、プーリー２４側のみのベアリング配置となる片持ち構造とでき、エンジン側にもベアリングを配置する両持ち構造を採用する必要がなくなることで、クランクシャフト１からプーリー２４に至るまでの軸方向寸法をコンパクトにできる。

また、上記電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００によれば、クランクシャフト１の端部に螺着した芯出し部材１０により、クランクシャフト１とモータ・ジェネレータ３との芯ずれを抑制できる。

また、上記電動機等のクランクシャフトへの組付構造１００によれば、第１ベアリング１８および第２ベアリング１９のアウターレースおよびインナーレースを嵌入するハウジングが何れもスチール材からなるため、温度上昇があっても圧入嵌合が緩まない。モータカバー２２については、第１ベアリング１８が圧入されるリテーナ２２ｂのみがスチール材とされ、その他の大部分を占めるカバー本体２２ａがアルミ合金からなるため、温度上昇による圧入嵌合の緩みを防止しつつも軽量化が図られている。

＜他の実施形態＞
既述の実施形態においては、モータカバー２２は、アルミ合金からなるカバー本体２２ａと、スチール材からなるリテーナ２２ｂとで構成されているが、これらを一体ものとし、いずれもスチール材としてもよい。この場合、重量アップとなるが、クラッチロータ４が片持ち構造であっても確実に保持できるので、軸方向寸法をコンパクト化は図られる。

本発明は、クランクシャフトの一端にモータ・ジェネレータ、クラッチ、プーリー等を組付けたエンジンに適用できる。

１ クランクシャフト
２ クラッチ
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
４ クラッチロータ（クラッチのロータ）
１７ ロータハブ（電動機のロータハブ）
１８ 第１ベアリング
１９ 第２ベアリング
２２ モータカバー（電動機のカバー）
２２ａ カバー本体（電動機のカバー）
２２ｂ リテーナ（電動機のカバー）
１００ 電動機等のクランクシャフトへの組付構造

Claims (1)

1. クランクシャフトの一端にクラッチを介して電動機が組付けられ、
   前記電動機のロータハブにプーリーが組付けられ、
   前記電動機のロータハブが、第１ベアリングを介して前記電動機のカバーに回転自在に支持されるとともに、第２ベアリングを介して前記クラッチのロータに相対回転自在に支持された、電動機等のクランクシャフトへの組付構造であって、
   前記電動機のカバーに形成された軸受ハウジングに前記第１ベアリングが内嵌圧入され、
   前記電動機のロータハブが前記第１ベアリングに内嵌圧入され、
   前記第２ベアリングが前記電動機のロータハブの軸穴に内嵌圧入され、
   前記クラッチのロータが前記第２ベアリングに内嵌圧入されたことを特徴とする電動機等のクランクシャフトへの組付構造。