JP2018167755A - Power unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付けられたパワーユニットに関する。 The present invention relates to a power unit assembled so that a rotating electrical machine is coaxial with an output shaft of an engine.
近年では、エンジン(内燃機関)と回転電機を駆動源としてオイルポンプを駆動するフォークリフト等の産業車両がある。例えば、上記の産業車両では、エンジンのクランクシャフト(出力軸)が回転電機のロータに接続され、回転電機のロータがオイルポンプのシャフトに接続されている。上記の産業車両では、回転電機が発電機として作動する場合には、エンジンが回転電機とオイルポンプの駆動源となり、回転電機が電動機として作動する場合には、回転電機がオイルポンプの駆動源となる。そしてオイルポンプは、エンジンあるいは回転電機から駆動され、走行用や荷役用の油圧を発生する。 In recent years, there are industrial vehicles such as forklifts that drive an oil pump using an engine (internal combustion engine) and a rotating electric machine as drive sources. For example, in the industrial vehicle described above, the crankshaft (output shaft) of the engine is connected to the rotor of the rotating electrical machine, and the rotor of the rotating electrical machine is connected to the shaft of the oil pump. In the industrial vehicle described above, when the rotating electrical machine operates as a generator, the engine serves as a driving source for the rotating electrical machine and an oil pump. When the rotating electrical machine operates as an electric motor, the rotating electrical machine serves as a driving source for the oil pump. Become. The oil pump is driven from the engine or the rotating electric machine, and generates hydraulic pressure for traveling and cargo handling.
例えば特許文献1には、エンジンと回転電機とを有するパワーユニットにおいて、エンジンの出力軸と、回転電機のロータと、オイルポンプと、が同軸となるように組み付けられた、産業車両のパワーユニットが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a power unit for an industrial vehicle in which a power unit having an engine and a rotating electrical machine is assembled so that an engine output shaft, a rotor of the rotating electrical machine, and an oil pump are coaxial. ing.
回転電機は、ステータ内にロータが回転可能に保持されている。例えば、ステータの内周面にはステータコイルが巻回された複数の固定子鉄心が円周方向に配置され、ロータの回転子鉄心には永久磁石が埋め込まれており、固定子鉄心と永久磁石の間隔は、エアギャップと呼ばれる微小間隔とされている。このエアギャップの間隔が大きいとモータ効率が低下するので、エアギャップはできるだけ小さいほうがよく、微小間隔とされている。 In the rotating electrical machine, a rotor is rotatably held in a stator. For example, a plurality of stator cores around which stator coils are wound are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the stator, and permanent magnets are embedded in the rotor core of the rotor. This interval is a minute interval called an air gap. If the air gap is large, the motor efficiency is lowered. Therefore, the air gap should be as small as possible, and the air gap should be minute.
また、エンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付けられた、従来のパワーユニット(例えば特許文献1に記載されているパワーユニット)は、出力軸の周囲の構造が、図11の例に示す構造とされている場合がある。図11の例に示すパワーユニットでは、エンジンハウジング121と回転電機のエンドプレート131との間には、パワーユニットの外部から出力軸122に至る取付面隙間C101が形成されている。また、エンジンハウジング121と出力軸122との間には出力軸隙間C102が形成されており、回転電機のエンドプレート131とロータ132(または出力軸122)との間にはプレート隙間C103が形成されている。なお、図11中における固定子側回転検出手段137と回転子側回転検出手段138は、ステータ133に対するロータ132の回転角度を検出するためのセンサ(いわゆるレゾルバ)であり、固定子側回転検出手段137に対して回転子側回転検出手段138を回転させるために、両者の間には必ず隙間が設けられている。なお図11に示す例では、ロータ132に設けられた永久磁石132mと、ステータ133の固定子鉄心133vと、の間の微小間隔がエアギャップ132gである。
Further, in the conventional power unit (for example, the power unit described in Patent Document 1) assembled so that the rotating electric machine is coaxial with the output shaft of the engine, the structure around the output shaft is shown in the example of FIG. It may be a structure. In the power unit shown in the example of FIG. 11, a mounting surface gap C101 extending from the outside of the power unit to the
上述した微小間隔であるエアギャップに、エンジンからのオイルミストやパワーユニットの外部からの微細な塵が堆積すると、回転電機の効率が低下するので好ましくない。そこで、図11の例に示すように、エンジンから経路D102にてオイルミスト等がエアギャップ132gに到達しないように、エンジンハウジング121と出力軸122との間の出力軸隙間C102は、シール部材S100にて封止されている。しかし、図11に示す例では、取付面隙間C101からプレート隙間C103を経由してエアギャップ132gに達する経路である経路D101――>経路E101――>経路E102にて、パワーユニットの外部からの微細な塵等がエアギャップ132gに達する可能性があるので好ましくない。
If oil mist from the engine or fine dust from the outside of the power unit accumulates in the air gap, which is the minute interval described above, the efficiency of the rotating electrical machine is reduced, which is not preferable. Therefore, as shown in the example of FIG. 11, the output shaft gap C102 between the
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、エンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付けられたパワーユニットにおいて、エンジン内から、及び、パワーユニットの外部から、ロータとステータとの間のエアギャップへと至る経路を適切に遮断することができるパワーユニットを提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of the above points, and in a power unit assembled so that a rotating electrical machine is coaxial with an output shaft of an engine, from inside the engine and from the outside of the power unit, the rotor and It is an object of the present invention to provide a power unit capable of appropriately blocking a path leading to an air gap between the stator and the stator.
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、エンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付けられたパワーユニットであって、前記回転電機は、前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、を有しており、前記出力軸は、前記ハウジングに設けられたハウジング貫通孔と、前記ハウジング貫通孔の周囲を囲むように前記ハウジングに取り付けられたリテーナ部材に設けられたリテーナ貫通孔と、に挿通されて前記回転電機の側に向かって突出しており、前記エンドプレートには、前記出力軸または前記ロータが挿通されるプレート貫通孔が形成されている。また、前記ハウジング貫通孔及び前記リテーナ貫通孔に挿通された前記出力軸と、前記ハウジング及び前記リテーナ部材と、の間には、出力軸隙間が形成されており、前記ハウジングと前記エンドプレートとの間には、前記ハウジングにおける前記エンドプレートとの対向面であるハウジング側取付面と、前記エンドプレートにおける前記ハウジングとの対向面であるエンドプレート側取付面と、の間の隙間であって前記パワーユニットの外部から前記出力軸に至る隙間である取付面隙間が形成されており、前記プレート貫通孔に挿通された前記出力軸または前記ロータと、前記エンドプレートと、の間には、プレート隙間が形成されており、前記リテーナ部材における前記エンドプレートと対向する面であるリテーナ対向面は、周方向に連続しているとともに平面状に形成されており、前記エンドプレートにおける前記リテーナ対向面に対向する面であるエンドプレート対向面は、前記プレート隙間を囲んで周方向に連続しているとともに平面状に形成されており、前記プレート隙間は、前記回転電機内において前記ロータの外周面と前記ステータの内周面との間に形成されたエアギャップに至る経路とつながっている。そして、前記出力軸の外周面と、前記ハウジング貫通孔の内周面または前記リテーナ貫通孔の内周面と、の間に設けられて前記出力軸隙間をシールする出力軸シール部材を有し、前記出力軸シール部材にて、前記エンジン内から前記出力軸隙間を経由して前記プレート隙間に至る経路が塞がれており、前記リテーナ対向面と前記エンドプレート対向面との間をシールするプレートシール部材を有し、前記プレートシール部材にて、前記パワーユニットの外部から前記取付面隙間を経由して前記プレート隙間に至る経路が塞がれている、パワーユニットである。 In order to solve the above-described problems, a first invention of the present invention is a power unit assembled so that a rotating electric machine is coaxial with an output shaft of an engine, and the rotating electric machine is fixed to a housing of the engine. And an end plate, a rotor fixed to the output shaft so as to be coaxial with the output shaft, and a stator fixed to the end plate so as to be coaxial with the output shaft. The shaft is inserted into a housing through hole provided in the housing and a retainer through hole provided in a retainer member attached to the housing so as to surround the periphery of the housing through hole. A plate through-hole through which the output shaft or the rotor is inserted is formed in the end plate. Further, an output shaft gap is formed between the output shaft inserted through the housing through hole and the retainer through hole, and the housing and the retainer member, and the housing and the end plate A gap between a housing side mounting surface that is a surface facing the end plate in the housing and an end plate side mounting surface that is a surface facing the housing in the end plate is between the power unit. A mounting surface gap that is a gap from the outside to the output shaft is formed, and a plate gap is formed between the output shaft or the rotor inserted through the plate through hole and the end plate. The retainer facing surface, which is the surface facing the end plate of the retainer member, is continuous in the circumferential direction. The end plate facing surface, which is the surface facing the retainer facing surface of the end plate, is formed in a planar shape and is continuous in the circumferential direction surrounding the plate gap. The plate gap is connected to a path reaching an air gap formed between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator in the rotating electric machine. And an output shaft seal member provided between the outer peripheral surface of the output shaft and the inner peripheral surface of the housing through-hole or the inner peripheral surface of the retainer through-hole to seal the output shaft gap, A plate that seals between the retainer facing surface and the end plate facing surface, with the output shaft sealing member closing the path from the engine to the plate clearance via the output shaft clearance. The power unit includes a seal member, and a path from the outside of the power unit to the plate gap via the mounting surface gap is blocked by the plate seal member.
次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係るパワーユニットであって、前記プレートシール部材は、環状に形成された弾性部材、または環状に形成されたガスケット、またはOリング、のいずれかである、パワーユニットである。 Next, a second invention of the present invention is the power unit according to the first invention, wherein the plate seal member is an annular elastic member, an annular gasket, or an O-ring, It is a power unit.
第1の発明によれば、出力軸シール部材にてエンジン内から出力軸隙間を経由してプレート隙間に至る経路を塞ぎ、プレートシール部材にてパワーユニットの外部から取付面隙間を経由してプレート隙間に至る経路を塞ぐ。従って、エンジンの出力軸に回転電機が同軸となるように組み付けられたパワーユニットにおいて、エンジン内から、及び、パワーユニットの外部から、エアギャップへと至る経路を適切に遮断することができる。 According to the first aspect of the invention, the path from the engine to the plate gap via the output shaft gap is closed by the output shaft seal member, and the plate gap from the outside of the power unit via the mounting surface gap by the plate seal member. Block the route leading to. Therefore, in the power unit assembled so that the rotating electrical machine is coaxial with the output shaft of the engine, the path from the inside of the engine and the outside of the power unit to the air gap can be appropriately blocked.
第2の発明によれば、プレートシール部材を、具体的かつ比較的容易に実現することができる。 According to the second invention, the plate seal member can be realized concretely and relatively easily.
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、図中にX軸とY軸とZ軸が記載されている場合、X軸とY軸とZ軸は互いに直交しており、Z軸方向は鉛直上方を示し、X軸方向とY軸方向は水平方向を示し、X軸はエンジンの出力軸(及び回転電機のロータ)の回転軸線20xに平行な方向を示している。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. In addition, when the X axis, the Y axis, and the Z axis are described in the figure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other, the Z axis direction indicates a vertically upward direction, and the X axis direction and the Y axis The direction indicates the horizontal direction, and the X axis indicates a direction parallel to the
●[第1の実施の形態のパワーユニット10の構造(図1、図2)]
図1に示すように、第1の実施の形態のパワーユニット10は、エンジン20と、回転電機30と、を有している。なお、便宜上、エンジン20の出力軸22(クランクシャフト)の回転軸線20xに平行なX軸方向(エンジン20から回転電機30に向かう方向)を「前」側とし、X軸方向と反対の方向を「後」側として説明する。
[Structure of the
As shown in FIG. 1, the
エンジン20は、図1に示すように、回転電機30の後側に配置され、エンジン20の出力軸22の一方端部(前端部)は、エンジンハウジング21(ハウジングに相当)の前面側から突出されている。そして、出力軸22は、回転電機30のロータ32の後端に接続され、出力軸22とロータ32は同軸とされて一体となって回転する。従って、エンジン20が駆動されている場合、出力軸22の回転動力は、ロータ32に伝達される。また回転電機30が駆動された場合、ロータ32の回転動力は出力軸22に伝達される。そしてロータ32の前端には、例えばオイルポンプ(図示省略)が接続される。なお、エンジンハウジング21は、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバー、シリンダブロック、クランクケース、オイルパン等を含む。なお出力軸22は、リテーナ部材25に形成されたリテーナ貫通孔からエンドプレート31の側に突出している。なお、図2に示すように、エンジンハウジング21とエンドプレート31との間には、後述するプレートシール部材39が設けられる。
As shown in FIG. 1, the
回転電機30は、図1に示すように、エンジン20の前側に配置されている。回転電機30は、図1及び図2に示すように、エンドプレート31と、ロータ32と、ステータ33と、カバー34等を有している。
As shown in FIG. 1, the rotating
エンドプレート31は、図2に示すように、エンジン20の側に底面31aを有してエンジン20とは反対側が開口した円筒状の形状を有している。底面31aには、出力軸22が挿通されるプレート貫通孔31bと、エンジンハウジング21に設けられたエンドプレート取付孔23に対応させたエンジン取付孔31cが設けられている。エンドプレート31は、エンジン取付孔31cとエンドプレート取付孔23に挿通されたボルト等の締結部材にて、エンジンハウジング21の締結面21sに固定される。またエンドプレート31の底面31aのステータ33の側には、ステータ33に対するロータ32の回転角度(回転位置)を検出するための固定子側回転検出手段37が取り付けられる。固定子側回転検出手段37は、一般的には回転子側回転検出手段38と一対でレゾルバと呼ばれる回転センサであり、円環状の部材の内周側(回転子側回転検出手段38の外周面に対向する内周面)に、複数のコイルが円周方向に沿って等間隔に設けられている。そしてエンドプレート31は、取り付けられた固定子側回転検出手段37を回転軸線20x回りに回転可能な取付角度調整手段31dを有している。またエンドプレート31は、ステータ33の側の外周部に、ステータ33を固定するためのステータ取付孔31fを有するステータ取付部31eを複数有している。
As shown in FIG. 2, the
ロータ32は、図2に示すように、エンジン20の側において径方向外方に延びるロータフランジ状部32aと、円筒状の円筒部32xと、を有しており、例えばロータ32の回転子鉄心には永久磁石が埋め込まれている。ロータ32におけるエンジン20の側には、エンジン20の出力軸22と同軸となるように出力軸22に接続(固定)される孔部(図示省略)を有している。ロータ32のエンジン20の側には、ステータ33に対するロータ32の回転角度(回転位置)を検出するための回転子側回転検出手段38が取り付けられる。回転電機30がエンジン20に組み付けられた場合、回転子側回転検出手段38は、固定子側回転検出手段37の内周側に、固定子側回転検出手段37と同軸となるように取り付けられ、ロータ32と一体となって回転する。回転子側回転検出手段38は、円環状の部材の外周側(固定子側回転検出手段37の内周面に対向する外周面)に、複数の緩やかな凸状部が形成されている。またロータ32は、カバー34の側に、オイルポンプ等を接続するための取付孔32bを複数有している。なお、ロータフランジ状部32aは、ロータ32におけるエンドプレート31の側の一部が径方向外側に向かって延ばされている。
As shown in FIG. 2, the
ステータ33は、図2に示すように、内部にステータコイル33aを有してロータ32を収容可能な空洞部33bを有する円筒部33xと、当該円筒部33xにおけるエンジン20の側の端面において径方向外方に延びるエンジン側フランジ部33cと、前記円筒部33xにおけるカバー34の側の端面において径方向外方に延びるカバー側フランジ部33dと、を有している。エンジン側フランジ部33cの外周部には、ステータ33をエンドプレート31に固定するためのプレート取付孔33fを有するプレート取付部33eが複数設けられている。カバー側フランジ部33dの外周部には、ステータ33にカバー34を固定するためのカバー取付孔33hを有するカバー取付部33gが複数設けられている。
As shown in FIG. 2, the
カバー34は、図2に示すように、ロータ32におけるカバー34の側の面を露出する貫通孔34bを有する円板状の形状を有している。当該貫通孔34bから露出したロータ32に形成されている取付孔32bとカバー34に形成された取付孔34kに、オイルポンプ等が接続される。また、カバー34の外周部には、カバー34をステータ33に固定するためのステータ取付孔34hを有するステータ取付部34gが複数設けられている。
As shown in FIG. 2, the
●[第1の実施の形態における出力軸22の周囲の構造とプレートシール部材39(図3〜図6)]
図3は、図1において回転軸線20xを通るXZ平面にて切断した、エンジンハウジング21及び回転電機30の断面図を示している。また図4は、図3における出力軸22の周囲の拡大図である。また図5は、エンドプレート31へのプレートシール部材39の取付構造の例を示し、図6は、出力軸22が挿通された状態のリテーナ部材25の外観の例を示している。
[Structure around
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the
出力軸22は、図3に示すように、エンジンハウジング21に設けられたハウジング貫通孔26と、ハウジング貫通孔26を囲むようにハウジング21に取り付けられたリテーナ部材25に設けられたリテーナ貫通孔と、に挿通されて、エンジンハウジング21に対して回転電機30の側に突出している。図4に示す例では、出力軸22は、ハウジング貫通孔26及びリテーナ貫通孔と、プレート貫通孔31bと、に挿通され、出力軸22の先端には、ロータ32の軸部32yが嵌め合わされている。エンジンハウジング21またはリテーナ部材25において、出力軸22の外周面に対向する位置には、出力軸シール部材Sが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
エンジンハウジング21は、図4に示すように、エンドプレート31との対向面であるハウジング側取付面21tを有している。またエンドプレート31は、エンジンハウジング21との対向面であるプレート側取付面31tを有している。そして、エンジンハウジング21とエンドプレート31との間には、ハウジング側取付面21tとプレート側取付面31tとの間の隙間であってパワーユニットの外部から出力軸22に至る隙間である取付面隙間C1が形成されている。なお、取付面隙間C1は、ハウジング側取付面21tとプレート側取付面31tとの間における一部において、パワーユニットの外部から出力軸22に至るように形成されている。また図4に示すように、ハウジング貫通孔26及びリテーナ貫通孔に挿通された出力軸22と、エンジンハウジング21及びリテーナ部材25と、の間には、出力軸隙間C2が形成されている。また、プレート貫通孔31bに挿通された出力軸22またはロータ32(図4の例では、ロータ32)と、エンドプレート31と、の間には、プレート隙間C3が形成されている。また、プレート隙間C3は、図3に示すように、回転電機30内において、ロータ32の外周面(ロータ32の永久磁石32mの外周面)と、ステータ33の内周面(ステータ33の固定子鉄心33vの内周面)と、の間に形成されたエアギャップ32gへと、経路E1にてつながっている。
As shown in FIG. 4, the
出力軸シール部材Sは、図4に示すように、リテーナ部材25における出力軸22の外周面に対向している内周面(出力軸22が挿通されるリテーナ貫通孔の内周面)に嵌め込まれている。出力軸シール部材Sは、外周側となる固定部が、リテーナ部材25のリテーナ貫通孔の内周面に固定されているとともに、内周側となるリップ部が、出力軸22の外周面に摺接(摺動しながら接触)して、出力軸隙間C2を塞いでいる。なお出力軸シール部材Sは、ハウジング貫通孔26の内周面と出力軸22の外周面との間に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 4, the output shaft seal member S is fitted into the inner peripheral surface (the inner peripheral surface of the retainer through hole through which the
ステータ33における円筒部33xの内周面には、図3に示すように、ステータコイル33aが巻回された固定子鉄心33vが、円周方向に複数配置されている。また上述したように、固定子鉄心33vの内周面(ステータの内周面に相当)と、ロータ32の永久磁石32mの外周面(ロータの外周面に相当)との間は、微小間隔に設定されたエアギャップ32gとされている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
カバー34における貫通孔34bの外周部の周囲となるカバー34の部位には、ラビリンス部34r(図3参照)が形成されている。本実施の形態の説明では、ロータ32に接続されるオイルポンプの記載を省略しているが、図3に示すように、カバー34の開口部を覆うように、オイルポンプのポンプカバー77が取り付けられている。従って、ラビリンス部34rが形成されているが、ポンプカバー77が有るので、図3におけるカバー34の右側から塵等がロータ32内やステータ33内に浸入する心配は不要である。
A
エンドプレート31には、図3に示すように、出力軸22またはロータ32が挿通される(この場合、出力軸22及びロータ32が挿通される)プレート貫通孔31b(図2、図4参照)が形成されている。またエンドプレート31内には、保持部材31wを介して固定子側回転検出手段37が固定されている。また、固定子側回転検出手段37の径方向内方には、ロータ32に固定された回転子側回転検出手段38が配置されている。また、エンドプレート31においてリテーナ部材25と回転軸線20x方向に対向する位置には、図5に示すように、周方向に連続する平面状のエンドプレート対向面31mが形成されている。なおエンドプレート対向面31mは、図4に示すように、リテーナ対向面25aと対向する面であり、図4に示すように、プレート隙間C3を囲んでいる。また、図5に示すように、エンドプレート31におけるプレート側取付面31tには、エンドプレート対向面31mを覆うようにプレートシール部材39を保持するための保持体31sが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
プレートシール部材39は、図4に示すように、リテーナ対向面25aとエンドプレート対向面31mの間に挟まれて、リテーナ対向面25aとエンドプレート対向面31mの間をシールする平面状かつ環状の部材である。プレートシール部材39は、リテーナ対向面25aに圧着されるリテーナ圧着面39eと、エンドプレート対向面31mに圧着されるエンドプレート圧着面39mと、を有している。例えばプレートシール部材39は、弾性体でドーナツ円板状に形成されたいわゆるパッキンや、金属でドーナツ円板状に形成されたいわゆるガスケットである。またプレートシール部材39は、図5に示すように、保持体31sに保持される保持孔39cを有している。保持孔39cは、エンドプレート対向面31mよりも径方向外側となる保持部39bに形成されている。エンジンハウジング21にエンドプレート31を組み付ける際は、エンドプレート31の保持体31sにプレートシール部材39が取り付けられた後、エンジンハウジング21にエンドプレート31が組み付けられる。
As shown in FIG. 4, the
ロータ32は、円筒部32xとロータフランジ状部32aと軸部32yとが一体となるように形成されている。軸部32yには、出力軸22の先端が嵌め込まれており、出力軸22とロータ32は、一体となって回転軸線20x回りに回転する。ロータ32の回転子鉄心には、永久磁石32mが埋め込まれている。そして永久磁石32mの外周面は、ステータ33の固定子鉄心33vの内周面と対向しており、永久磁石32mと固定子鉄心33vとの間は、微小間隔に設定されたエアギャップ32gとされている。またロータ32の先端(エンジンとは反対の側)には、カバー34の側からロータ32内への塵等の流入を防止する遮断プレート74が取り付けられている。また遮断プレート74の外周端は折り曲げられて、カバー34に設けられたラビリンス部34rの凹部内に収容され、迷路状に入り組んだいわゆるラビリンス構造とされている。本実施の形態の説明では、ロータ32に接続されるオイルポンプの記載を省略しているが、図3に示すように、カバー34の開口部を覆うように、オイルポンプのポンプカバー77が取り付けられている。従って、ラビリンス部34rが形成されているが、ポンプカバー77が有るので、図3におけるカバー34の右側から塵等がロータ32内やステータ33内に浸入する心配は不要である。またロータ32の軸部32yの外周面には、回転子側回転検出手段38が、保持部材32wにて固定されている。なお、保持部材32wは、回転軸線20xに沿って後方に延びる凸状部を有しており、当該凸状部はエンドプレート31に形成された凹状部に収容されて、迷路状に入り組んだいわゆるラビリンス構造とされている。
The
リテーナ部材25は、図6に示すように、出力軸22を挿通するリテーナ貫通孔を有する環状の形状を有し、円環状の筒状部25bと、筒状部25bにおける一方の端面から径方向外側に延びるフランジ部25cと、を有している。フランジ部25cには、図2に示すように、ハウジング側取付面21tにリテーナ部材25を固定するための取付孔25dが複数設けられている。筒状部25bにおけるフランジ部25cとは反対側には、リテーナ対向面25aが形成されている。リテーナ対向面25aは、周方向に連続する平面状であり、図4に示すように、エンドプレート対向面31mと対向する面である。リテーナ部材25は、エンジンハウジング21におけるエンドプレート31との対向面であるハウジング側取付面21tに固定されている。
As shown in FIG. 6, the
以上に説明した構成により、図4に示すように、出力軸隙間C2に設けられた出力軸シール部材Sにて、エンジン内のオイルミスト等が出力軸隙間C2を経由してプレート隙間に至る経路(図4中の経路D2)をシールする(塞ぐ)ことができる。また、プレートシール部材39にて、パワーユニットの外部からの塵等が取付面隙間C1を経由してプレート隙間C3に至る経路(図4中の経路D1)をシールする(塞ぐ)ことができる。これにより、エンジン内から、及び、パワーユニットの外部から、プレート隙間C3を経由してエアギャップ32gへと至る経路を適切に塞ぐことができる。
With the configuration described above, as shown in FIG. 4, the output shaft seal member S provided in the output shaft gap C2 causes the oil mist or the like in the engine to reach the plate gap via the output shaft gap C2. (Path D2 in FIG. 4) can be sealed (closed). Further, the
●[第2の実施の形態における出力軸22の周囲の構造とプレートシール部材39x(図7、図8)]
第2の実施の形態では、第1の実施の形態のエンドプレート31とリテーナ部材25とプレートシール部材39の代わりに、図7及び図8に示すエンドプレート31xとリテーナ部材25xとプレートシール部材39xを用いる。第2の実施の形態では、図7及び図8に示すように、プレートシール部材39xがエンドプレート31xではなくリテーナ部材25xに保持される点と、プレートシール部材39xの保持部39bの位置等が、図5及び図6に示した第1の実施の形態とは異なる。なお、プレートシール部材39xが弾性体のいわゆるパッキン、または金属のいわゆるガスケットである点は第1の実施の形態と同様である。以下、第1の実施の形態からの相違点について主に説明する。
[Structure around the
In the second embodiment, instead of the
図7に示すエンドプレート31xは、図5に示すエンドプレート31と同様にエンドプレート対向面31mを有しているが、図5に示すエンドプレート31の保持体31sは省略されている。図8に示すリテーナ部材25xは、図6に示すリテーナ部材25と同様にリテーナ対向面25aを有しているが、保持体25sが追加されている。そしてプレートシール部材39xは、図8に示すように、保持体25sに対応する位置に、保持部39b及び保持孔39cを有している。エンジンハウジング21にエンドプレート31xを組み付ける際は、リテーナ部材25の保持体25sにプレートシール部材39xが取り付けられた後、エンジンハウジング21にエンドプレート31xが組み付けられる。なお、エンジンハウジング21及び回転電機30の断面図は、図3及び図4と同じである。
The
以上に説明した構成により、出力軸隙間C2に設けられた出力軸シール部材Sにて、エンジン内のオイルミスト等が出力軸隙間C2を経由してプレート隙間C3に至る経路(図4中の経路D2)をシールする(塞ぐ)ことができる(図4参照)。また、プレートシール部材39xにて、パワーユニットの外部からの塵等が取付面隙間C1を経由してプレート隙間C3に至る経路(図4中の経路D1)をシールする(塞ぐ)ことができる。これにより、エンジン内から、及び、パワーユニットの外部から、プレート隙間C3を経由してエアギャップ32gへと至る経路を適切に塞ぐことができる。
With the configuration described above, the output shaft seal member S provided in the output shaft gap C2 causes the oil mist or the like in the engine to reach the plate gap C3 via the output shaft gap C2 (path in FIG. 4). D2) can be sealed (see FIG. 4). Further, the
なお、エンジンハウジング21にエンドプレート31を組み付ける場合、通常、エンジンハウジング21を固定して、エンドプレート31を移動させて組み付ける。従って、移動体であるエンドプレート31にプレートシール部材を取り付ける第1の実施の形態よりも、固定体であるエンジンハウジング21にプレートシール部材を取り付ける第2の実施の形態のほうが、プレートシール部材が脱落しにくいので、組み付け作業が容易である。
When assembling the
●[第3の実施の形態における出力軸22の周囲の構造とプレートシール部材39r(図9、図10)]
第3の実施の形態では、第1の実施の形態のエンドプレート31とプレートシール部材39(パッキンまたはガスケット)の代わりに、図9に示すエンドプレート31yとプレートシール部材39r(Oリング)を用いる。第3の実施の形態では、図9に示すように、エンドプレート31yのエンドプレート対向面31mにリング溝31nが形成されており、当該リング溝39nにプレートシール部材39r(Oリング)が嵌め込まれている点等が、第1の実施の形態とは異なる。なお、第3の実施の形態のリテーナ部材は、第1の実施の形態にて説明したリテーナ部材25(図6参照)と同じであるので、説明を省略する。以下、第1の実施の形態との相違点について主に説明する。
[Structure around
In the third embodiment, an
図9に示すエンドプレート31yは、図5に示すエンドプレート31と同様にエンドプレート対向面31mを有しているが、図5に示すエンドプレート31の保持体31sが省略され、エンドプレート対向面31mに、周方向に連続するリング溝31nが形成されている。なお、リング溝31nの深さは、図10に示すように、リング溝31nに嵌め込まれたプレートシール部材39r(Oリング)の突出部がリテーナ対向面25aに圧着されるように調整されている。なお、プレートシール部材39rとしては、弾性体で環状に形成された、一般的なOリングを使用することができる。
The
以上に説明した構成により、図10に示すように、出力軸隙間C2に設けられた出力軸シール部材Sにて、エンジン内のオイルミスト等が出力軸隙間C2を経由してプレート隙間C3に至る経路(図10中の経路D2)をシールする(塞ぐ)ことができる。また、プレートシール部材39rにて、パワーユニットの外部からの塵等が取付面隙間C1を経由してプレート隙間C3に至る経路(図10中の経路D1)をシールする(塞ぐ)ことができる。これにより、エンジン内から、及び、パワーユニットの外部から、プレート隙間C3を経由してエアギャップ32gへと至る経路を適切に塞ぐことができる。
With the configuration described above, as shown in FIG. 10, oil mist or the like in the engine reaches the plate gap C3 via the output shaft gap C2 by the output shaft seal member S provided in the output shaft gap C2. The path (path D2 in FIG. 10) can be sealed (closed). Further, the
なお、エンドプレート対向面31mにリング溝31nを形成する代わりに、リテーナ部材25のリテーナ対向面25a(図6参照)にリング溝を形成するようにしてもよい。
Instead of forming the
以上、第1の実施の形態〜第3の実施の形態にて説明したパワーユニットによれば、取付面隙間C1から、プレート隙間C3を経由して、ロータ32とステータ33との間のエアギャップ32gへと至る経路を適切に遮断(閉鎖)することができる。なお、リテーナ対向面25aとエンドプレート対向面31mに、凹凸を小さくする表面加工を施せば、シール性をより向上させることができる。
As described above, according to the power unit described in the first to third embodiments, the
本発明の、パワーユニットの外観、形状、構成、構造等は、本実施の形態で説明した外観、形状、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、プレートシール部材の形状やリテーナ部材の形状は、本実施の形態にて説明した形状に限定されるものではない。 The appearance, shape, configuration, structure, and the like of the power unit of the present invention are not limited to the appearance, shape, configuration, structure, etc. described in the present embodiment, and various changes and additions are made without changing the gist of the present invention. Can be deleted. For example, the shape of the plate seal member and the shape of the retainer member are not limited to the shapes described in the present embodiment.
また、本実施の形態の説明したパワーユニットは、産業車両に限定されず、種々の機器に搭載することが可能である。 Further, the power unit described in the present embodiment is not limited to an industrial vehicle, and can be mounted on various devices.
10 パワーユニット
20 エンジン
20x 回転軸線
21 エンジンハウジング(ハウジング)
21t ハウジング側取付面
22 出力軸(クランクシャフト)
23 エンドプレート取付孔
25、25x リテーナ部材
25a リテーナ対向面
25b 円筒部
25c フランジ部
25s 保持体
26 ハウジング貫通孔
30 回転電機
31、31x、31y エンドプレート
31a 底面
31b プレート貫通孔
31c エンジン取付孔
31d 取付角度調整手段
31e ステータ取付部
31f ステータ取付孔
31m エンドプレート対向面
31n リング溝
31s 保持体
31t プレート側取付面
32 ロータ
32a ロータフランジ状部
32b 取付孔
32g エアギャップ
32m 永久磁石
32x 円筒部
32y 軸部
33 ステータ
33a ステータコイル
33b 空洞部
33c エンジン側フランジ部
33d カバー側フランジ部
33e プレート取付部
33f プレート取付孔
33g カバー取付部
33h カバー取付孔
34 カバー
34b 貫通孔
34g ステータ取付部
34h ステータ取付孔
34k 取付孔
37 固定子側回転検出手段(レゾルバ)
38 回転子側回転検出手段(レゾルバ)
39、39x、39r プレートシール部材
39e リテーナ圧着面
39m エンドプレート圧着面
D1、D2、E1 経路
C1 取付面隙間
C2 出力軸隙間
C3 プレート隙間
S 出力軸シール部材
10
21t Housing
23 End
38 Rotor side rotation detection means (resolver)
39, 39x, 39r
Claims (2)
前記回転電機は、
前記エンジンのハウジングに固定されるエンドプレートと、
前記出力軸と同軸となるように前記出力軸に固定されるロータと、
前記出力軸と同軸となるように前記エンドプレートに固定されるステータと、
を有しており、
前記出力軸は、前記ハウジングに設けられたハウジング貫通孔と、前記ハウジング貫通孔の周囲を囲むように前記ハウジングに取り付けられたリテーナ部材に設けられたリテーナ貫通孔と、に挿通されて前記回転電機の側に向かって突出しており、
前記エンドプレートには、前記出力軸または前記ロータが挿通されるプレート貫通孔が形成されており、
前記ハウジング貫通孔及び前記リテーナ貫通孔に挿通された前記出力軸と、前記ハウジング及び前記リテーナ部材と、の間には、出力軸隙間が形成されており、
前記ハウジングと前記エンドプレートとの間には、前記ハウジングにおける前記エンドプレートとの対向面であるハウジング側取付面と、前記エンドプレートにおける前記ハウジングとの対向面であるエンドプレート側取付面と、の間の隙間であって前記パワーユニットの外部から前記出力軸に至る隙間である取付面隙間が形成されており、
前記プレート貫通孔に挿通された前記出力軸または前記ロータと、前記エンドプレートと、の間には、プレート隙間が形成されており、
前記リテーナ部材における前記エンドプレートと対向する面であるリテーナ対向面は、周方向に連続しているとともに平面状に形成されており、
前記エンドプレートにおける前記リテーナ対向面に対向する面であるエンドプレート対向面は、前記プレート隙間を囲んで周方向に連続しているとともに平面状に形成されており、
前記プレート隙間は、前記回転電機内において前記ロータの外周面と前記ステータの内周面との間に形成されたエアギャップに至る経路とつながっており、
前記出力軸の外周面と、前記ハウジング貫通孔の内周面または前記リテーナ貫通孔の内周面と、の間に設けられて前記出力軸隙間をシールする出力軸シール部材を有し、前記出力軸シール部材にて、前記エンジン内から前記出力軸隙間を経由して前記プレート隙間に至る経路が塞がれており、
前記リテーナ対向面と前記エンドプレート対向面との間をシールするプレートシール部材を有し、前記プレートシール部材にて、前記パワーユニットの外部から前記取付面隙間を経由して前記プレート隙間に至る経路が塞がれている、
パワーユニット。 A power unit assembled so that the rotating electrical machine is coaxial with the output shaft of the engine,
The rotating electric machine is
An end plate fixed to the engine housing;
A rotor fixed to the output shaft so as to be coaxial with the output shaft;
A stator fixed to the end plate so as to be coaxial with the output shaft;
Have
The output shaft is inserted into a housing through-hole provided in the housing and a retainer through-hole provided in a retainer member attached to the housing so as to surround the housing through-hole. Protruding toward the side of
The end plate has a plate through hole through which the output shaft or the rotor is inserted,
An output shaft gap is formed between the output shaft inserted through the housing through hole and the retainer through hole, and the housing and the retainer member,
Between the housing and the end plate, a housing side mounting surface that is a surface facing the end plate in the housing, and an end plate side mounting surface that is a surface facing the housing in the end plate, A mounting surface gap that is a gap between the outside of the power unit and the output shaft is formed,
A plate gap is formed between the output shaft or the rotor inserted through the plate through hole and the end plate,
A retainer facing surface that is a surface facing the end plate in the retainer member is continuous in the circumferential direction and formed in a planar shape,
An end plate facing surface that is a surface facing the retainer facing surface in the end plate is formed in a planar shape while being continuous in the circumferential direction surrounding the plate gap,
The plate gap is connected to a path leading to an air gap formed between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator in the rotating electric machine,
An output shaft seal member provided between an outer peripheral surface of the output shaft and an inner peripheral surface of the housing through hole or an inner peripheral surface of the retainer through hole, and sealing the output shaft gap; In the shaft seal member, the path from the engine to the plate gap via the output shaft gap is blocked,
A plate seal member that seals between the retainer facing surface and the end plate facing surface, and the plate seal member has a path from the outside of the power unit to the plate clearance via the mounting surface clearance; Blocked,
Power unit.
前記プレートシール部材は、
環状に形成された弾性部材、または環状に形成されたガスケット、またはOリング、のいずれかである、
パワーユニット。
The power unit according to claim 1,
The plate seal member is
It is either an elastic member formed in an annular shape, or a gasket formed in an annular shape, or an O-ring.
Power unit.
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