JP3047798B2

JP3047798B2 - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP3047798B2
Application number: JP31917095A
Authority: JP
Inventors: 裕章梶浦; 瀬口　　正弘; 智也加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JPH09163695A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用駆動装置に
関し、特に内燃機関およびバッテリにより駆動する駆動
モータを搭載したハイブリッド車の駆動装置に適した車
両用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平7-15805 号公報に示される
ように内燃機関発生動力の回転数を変換する電磁カップ
リングと、トルクを制御する補助電動機によって内燃機
関と電気機械のハイブリッド化を行い、動力機関の省燃
費、低公害化を実現している。しかしながら、このシス
テムでは２つの独立した回転機が必要であるため、結果
としてシステム重量が増加し、省燃費化の実現が困難と
なる。また、本機能は従来車両のトルクコンバータ及び
変速機に置き換えられるべきものであり、このスペース
に２つの回転機を搭載するのが望ましいが、事実上困難
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本出願人は、先
に出願した特願平7-141744号において、二つの回転電機
を同心円状に配置することによって小型化を図る車両用
駆動装置を提案しているが、径方向においては、２重構
造としたためにある程度大型化することが避けられなか
った。そこで本発明においては、このような構造の車両
用駆動装置においてさらに小型化を図るためのロータ構
造を実現することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の構成によれば、同心円状に配置れた
回転電機において、中間に位置する第２の回転子を、複
数の積層された円筒状電磁鋼板と、両端に設けられた円
筒状の第１および第２の加圧プレートと、前記積層され
た円筒状電磁鋼板を貫通して第１および第２の加圧プレ
ートを連結固定する連結手段とにより連結固定すること
により構成することから、径方向に構造物が突出するこ
となく第２の回転子を固定保持できるため駆動装置全体
をコンパクトに構成することができる。前記第１或いは
第２の加圧プレートのうち少なくとも一つは、前記第２
の回転子を前記ハウジングとの間で軸受けにより回転自
在に支持されるロータフレームに連結できる。

【０００５】また、請求項２に記載の構成によれば、加
圧プレートとロータフレームとを回転軸に対し同心円状
に形成された嵌合部により嵌合位置決めすることによ
り、第２の回転子の同軸精度を容易に実現することが可
能となり、隣接するロータ、スタータ間のギャップを最
小限にとどめることができ、径方向の縮小化が図られ
る。また、請求項３記載の構成の如く、加圧プレートと
ロータフレームとを一体的に構成することで構成がより
簡素化される。

【０００６】また，請求項５記載の構成によれば、貫通
ボルトを等ピッチで配置された第１の磁石間あるいは第
２の磁石間に位置するように構成することで、ボルト穴
の位置を径方向の突出させることなく、スペースを有効
に活用できるため、第２の回転子をさらに薄型化するこ
とができる。また、請求項６記載の構成の如く、円筒状
電磁鋼板を円周方向に分割することで、製作時における
材料の歩留まり等を軽減することができ、製造コスト、
材料コストが改善され、経済性を向上させることができ
る。また、第１または第２の磁気回路の２磁極ピッチも
しくはその整数倍とすることで、磁気回路に高磁気抵抗
部が発生せず、分割による出力の低下が回避できる。

【０００７】また、請求項８記載の構成によれば、前記
積層された円筒状電磁鋼板は、内径側周方向に等ピッチ
で設けられた前記第１の磁気回路を構成する第１の磁石
と、外径側に前記第２の磁気回路を構成する第２の磁石
とを有する。また、請求項９記載の構成によれば、連結
手段に貫通ボルトを用いることにより加圧プレート間の
連結固定を容易に実現可能となる。

【０００８】また、請求項１０記載の構成に示されるよ
うに、第２の加圧プレートとして貫通ボルトの座部を用
いることにより、加圧プレートを不要とすることがで
き、より構成の簡素化が図られる。

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】図１乃至図３に本考案の第１の実
施形態を示す。１００は内燃機関等のエンジンであり、
１０００はエンジン１００の出力を入力として受け、車
両用の駆動輪等から構成される負荷出力（走行駆動出
力）に対応できるように駆動トルク及び回転数を適宜制
御して負荷出力に向けて出力するトルク−回転数（ｓｐ
ｅｅｄ）コンバータとして機能する駆動装置であり、内
部に一対のコイルと磁石により構成される入出力間の回
転数を調整する回転数調整部１２００と入出力間のトル
クを調整するトルク調整部１４００を有する。このトル
ク−回転数（ｓｐｅｅｄ）コンバータを以下略してＴ−
Ｓコンバータ１０００と呼ぶ。

【００１１】２００はＴ−Ｓコンバータ１０００の回転
数調整部１２００の通電を制御するインバータであり、
本実施例においては、回転数調整部１２００は３相の回
転機により構成されていることから、インバータ２００
のスイッチング動作により、３相の交流電流が回転数調
整部１２００へ向けて通電制御されている。４００は同
じくＴ−Ｓコンバータ１０００のトルク調整部１４００
の通電を制御するインバータであり、回転数調整部１２
００と同様３相交流電流を通電制御している。５００は
Ｔ−Ｓコンバータ１０００に設けられた回転センサ、そ
の他の内部情報及び外部情報によりインバータ２００及
び４００を制御するＥＣＵである。６００は一般の車両
等に用いられている直流のバッテリーである。７００は
負荷出力として車両のタイヤ等により構成される駆動輪
である。

【００１２】さらにエンジン１００とＴ−Ｓコンバータ
１０００間には一般の内燃機関駆動型の車両に広く用い
られているジョイント部及び減速機等が構成され、また
Ｔ−Ｓコンバータ１０００と駆動輪７００間にも同様に
ジョイント，差動ギヤ等が設けられているが図示を省略
する。次にＴ−Ｓコンバータ１０００の詳細な構造につ
いて説明する。

【００１３】エンジン１００の回転駆動力を伝達出力す
る出力軸１１０は、図示しないジョイント部、減速機等
を介してＴ−Ｓコンバータ１０００のほぼ中心に位置す
るシャフト状の入力軸１２１３と連結されており、エン
ジン１００の回転駆動力を入力軸１２１３へ直接伝達す
る。本実施の形態においては、出力軸１１０と入力軸１
２１３を同一軸状に直線的に配置するようにしたが、車
両の搭載スペースに合わせ、適宜ジョイント等を介して
出力軸１１０と入力軸１２１３の軸方向に角度をもたせ
て配置させることも可能である。

【００１４】Ｔ−Ｓコンバータ１０００は３つのハウジ
ング１７１０、１７２０、１７３０を連結することによ
り、ひとつのハウジングを構成しており、各ハウジング
どうしの結合部はその位置決めが容易となるように、お
互いに円筒状のはめ合い部を有しており、複数のボルト
により結合される構成となっている。ハウジング１７１
０、１７２０、１７３０より形成された内部空間には本
駆動装置の主要な回転電機部を構成すべく入力軸１２１
３に一体的に設けられた第１の回転子である第１ロータ
１２１０と、第２の回転子である第２ロータ及び固定子
に相当するステータ１４１０等が設けられている。

【００１５】入力軸１２１３は複数の異なる径の外周部
を有しており、その外周上に第１ロータ１２１０、ベア
リング、電源供給の為のスリップリング、回転センサ等
が配置されている。第１ロータ１２１０は回転磁界を形
成する巻線１２１１及びロータコア１２１２から構成さ
れており、入力軸１２１３の外周面の内、最も径の大き
い外周面にロータコア１２１２が圧入固定されている。

【００１６】入力軸１２１３は、ロータコア１２１２が
圧入される外周面からエンジン１００側へ向けてその径
を徐々に小さくなるよう形成されており、その最もエン
ジン側に近い入力軸の外径にはベアリング１５１４が配
置され、ベアリング１５１４の外輪をハウジング１７３
０に支持固定することにより、入力軸１２１３の一端を
ハウジング１７３０に対し回転自在に支持している。

【００１７】第１ロータ１２１０の外周には、第１ロー
タと対向して円筒状の第２ロータ１３１０が第１ロータ
１２１０と相対的に回転可能なように同一軸上に回転自
在に配置されている。第２ロータ１３１０は、その内周
面、外周面に複数の磁石を内装した積層電磁鋼板よりな
るロータヨーク１３１１、加圧プレート１３３５及びロ
ータヨークを支持するフレーム１３３１、１３３２から
なり、ロータヨーク１３１１に貫通挿入される複数のボ
ルト１３３３により、ロータヨーク１３１１を、加圧プ
レート１３３５、フレーム１３３２により挟み込むよう
にして締結固定された後に、加圧プレート１３３５、ロ
ータヨーク１３１１に貫通挿入される複数のボルト１３
３４によりフレーム１３３１、加圧プレート１３３５、
ロータヨーク１３１１、フレーム１３３２を挟み込むよ
うにして締結固定することで第２ロータ１３１０を構成
する。加圧プレート１３３５の外径側には、フレーム１
３３２に設けられた後述の２つのベアリング固定面に対
し、高精度に同軸の出された円筒状のはめあい面１３３
５ａが設けられている。またロータヨーク１３１１の内
周面及び外周面もベアリング固定面に対して高精度に同
軸が出されている。この同軸精度はボルト１３３３によ
り、加圧プレート１３３５、ロータヨーク１３１１、フ
レーム１３３２を締結固定したのちに前記ベアリング固
定面と加圧プレート１３３５はめあい面及びロータヨー
ク１３１１の内周面、外周面を同時加工することにより
高精度に製作することが可能である。同様にフレーム１
３３１の加圧プレート１３３５側端面内径側には、フレ
ーム１３３１に設けられた後述の２つのベアリング固定
面に対し、高精度な同軸の出された円筒状はめあい面１
３３１ａが設けられ、前述の加圧プレート１３３５に設
けられたはめあい面１３３５ａと接合することで、４つ
のベアリング面及びロータヨーク１３１１外周面、内周
面を高精度に同軸に配置することが可能となる。

【００１８】フレーム１３３２には、一体的に出力軸１
３４０が形成されており、出力軸がハウジング１７２０
にベアリング１５１３を介して回転自在に支持してい
る。出力軸１３４０の一端は、ハウジング１７２０より
外部へ突出しており、図示しないデファレンシャルギヤ
等を介して駆動輪７００に連結されている。フレーム１
３３２には、さらにハウジング１７２０内において、そ
の回転軸心付近が一部第１ロータ１２１０側へ向けて突
出しており、その内部に入力軸１２１３の一端が挿入さ
れ、ベアリング１５１１を介して入力軸１２１３をフレ
ーム１３３２に回転自在に支持する構成となっている。
このときロータコア１２１２に巻装されている巻線１２
１１のコイルエンドはロータコア１３１１の軸方向端面
よりも軸方向へ突出しており、この巻線１２１１のコイ
ルエンドの突出部の内方で、ロータコア１２１２の端面
側方には空間が形成され、この空間部分に第１ロータ１
２１０の軸に対し第２ロータ１３１０のフレーム１３３
２を回転支持するベアリング１５１１が収まるように配
置されているため、第２ロータ１３１０の回転支持部を
軸方向外方へ突出させることなく、装置全体の軸方向長
さを極力小さくする構成を実現している。

【００１９】ここで第１ロータ１２１０のベアリング１
５１１、１５１２の固定面と、ロータヨーク１３１１と
対向する第１ロータ１２１０外周面は同時加工され同軸
が出されている。ロータヨーク１３１１の軸方向端面
は、第１ロータ１２１０のロータコア１２１２の軸方向
端面とほぼ同一の位置になっており、そのためロータヨ
ーク１３１１の端面に連結されるフレーム１３３２は、
ロータコア１２１２の端面より突出する巻線１２１１の
コイルエンドを回避するよう、その軸中心部よりカップ
型形状を成して第２ロータ１３１０の端面に向けて延設
される形状となっている。

【００２０】ロータヨーク１３１１を支持するもう一方
のフレーム１３３１は、径の異なる円筒状の外周面を複
数有しており、エンジン１００側へ向けてその径が徐々
に小さくなるよう構成されている。最も小径な部分は入
力軸１２１３の外周面に対し微小の隙間を介して配置さ
れており、その小径部の外周側の面にはベアリング１５
１０がはめ込まれており、ベアリング１５１０の外輪は
ハウジング１７１０より延設されているプレート部１７
１０ａに固定されている。そのため第２ロータ１３１０
は、フレーム１３３１、１３３２がそれぞれハウジング
１７１０、１７２０に対し、ベアリング１５１０、１５
１３を介して回転自在に支持されるものであり、また各
ベアリング１５１２、１５１１はともに入力軸に対し、
同軸上に配置されていることから第２ロータも入力軸１
２１３に対し、同軸上に回転自在に支持されるものであ
る。

【００２１】また、フレーム１３３１とプレート部１７
１０ａとの間の軸方向空間部にはレゾルバからなる回転
センサ１９１２が設けられており、回転センサ１９１２
の一方がフレーム１３３１に固定され、他方がプレート
部１７１０ａに固定されることにより、第２ロータ１３
１０の回転数を検出可能な構成となっている。この回転
センサ１９１２からの検出信号は、ＥＣＵ５００へ向け
て送られ第２ロータ１３１０の回転制御用に用いられ
る。

【００２２】フレーム１３３１は、ベアリング１５１０
よりも第１ロータ１２１０側に近い位置で、入力軸１２
１３に対し、ベアリング１５１２を介して回転自在に支
持されている。ロータヨーク１３１１の円筒状の外周部
に対向するようにしてステータ１４１０が配置されてい
る。ステータ１４１０はステータコア１４１２及び巻線
１４１１から構成されており、ステータコア１４１２は
ハウジング１７２０の円筒状の内周面に直接固定される
ように配設されており、回転磁界を形成する巻線１４１
１がステータコア１４１２に巻装されている。このよう
な構成からステータ１４１０は、第１ロータ１２１０と
第２ロータ１３１０がお互いに同軸上に配置されるのと
同様に、同軸上に配置される構成となっているものであ
る。

【００２３】ここでステータコア１４１２は、ハウジン
グ１７２０の内周面に接する外周面に対して、ロータヨ
ーク１３１１の外周面に対向する内周面が高精度に同軸
が出されている。またステータコア１４１２を固定する
ハウジング１７２０の内周面とベアリング固定面も同様
に同軸が出されている。ステータ１４１０の配線はハウ
ジング１７１０より内部に突出形成されているプレート
部１７１０ａを貫通し、さらにハウジング１７１０の外
周円筒部に固定された配線固定プラグ１７１１内を貫通
して外部へ配線され、インバータ４００へ向けて電気的
に接続されている。

【００２４】第１ロータ１２１０においては、ロータコ
ア１２１２のエンジン１００側端面から３相の各相ごと
の配線となるリード部１６６０が入力軸１２１３に埋め
込まれた形で、入力軸の軸方向に並列的に配置された３
つのスリップリング１６３０にそれぞれ接続されてい
る。各スリップリング１６３０はそれぞれお互いに導通
しないよう、間にモールド等の絶縁部１６５０を介して
設けられており、入力軸１２１３等との絶縁を図ってい
る。

【００２５】各スリップリング１６３０には、その先端
をスリップリング１６３０に摺動するようにして、ブラ
シ１６２０がそれぞれ当接されており、各ブラシ１６２
０はその後方よりスプリング１６４０によって、スリッ
プリング１６３０へ向けて押圧されている。これら３つ
のブラシ１６２０はブラシホルダ１６１０により保持さ
れており、ブラシホルダ１６１０は、ハウジング１７１
０のプレート部１７１０ａに固定されている。各ブラシ
１６２０からは、それぞれインバータ２００へ向けて配
線が延びており、インバータ２００からの電力を第１ロ
ータ１２１０に対し、授受可能なように電気的に接続さ
れる構成となっている。

【００２６】スリップリング１６３０とベアリング１５
１４との間の入力軸１２１３外周面には第１のロータの
回転を検出するレゾルバにより構成される回転センサ１
９１１が設けられている。その固定側は、ハウジング１
７１０より突出するプレート部１７１０ａの一部に固定
されている。この回転センサ１９１１からの信号は第２
ロータ１３１０の回転センサ１９１２と同様その信号は
ＥＣＵ５００へ向けて出力され第１ロータの回転制御に
用いられる。

【００２７】次に第１ロータ１２１０及び第２ロータ１
３１０、ステータ１４１０の断面構造について図２に基
づいて説明する。図２は磁気回路断面を示すものである
が、内部の構造は、軸対称であるため、片側半分のみを
図示した形で説明する。入力軸１２１３に圧入されたロ
ータコア１２１２は外径ｄ１を有し、その外周に径方向
に向けて複数のスロット１２１２ａが形成され、その内
部に巻線１２１１が巻装されている。ロータコア１２１
２の外周にはエアギャップｇ１を介して円筒状のロータ
ヨーク１３１１が回転自在に設けられており、その内周
面側の内部に、円周方向に等間隔に複数配置された磁石
１２２０が設けられており、磁石１２２０の内周面側の
磁石が、Ｎ，Ｓ極交互になるよう配置されている。各磁
石の両端には、磁束の漏れを防ぐための開口部１３１１
ａがそれぞれ軸方向に向けて形成されている。また、各
磁石と磁石との間のスペースには、ロータヨーク１３１
１を両サイドで支持するフレーム１３３１、１３３２、
加圧プレート１３３５を結合するためのボルト１３３３
及び１３３４が挿入されるボルト穴１３１１ｂがロータ
ヨーク１３１１を軸方向に貫通するように円周方向に複
数形成されている。

【００２８】この磁石１２２０とロータコア１２１２及
び巻線１２１１との間で磁束が形成されることにより一
つの磁気回路を形成し、巻線１２１１に流れる電流をイ
ンバータ２００により適宜制御することによって、負荷
出力の回転数を調整する回転数調整部１２００を構成す
る。また、ロータヨーク１３１１の外周面側内部に円周
方向に等間隔に複数配置された磁石１４２０が設けられ
ており、磁石１２２０と同様、各磁石の両端部には、磁
束の漏れを防ぐための開口部１３１１ａが形成されてい
る。また磁極の配置も磁石１２２０と同様である。

【００２９】第２ロータのロータヨーク１３１１の外径
はｄ２であり、さらにその外周部に所定のエアギャップ
ｇ２を介してステータ１４１０が設けられている。ステ
ータ１４１０のステータコア１４１２の内周面側には巻
線１４１１が巻装されるための複数のスロット１４１２
ａが形成されており、第２ロータの磁石１４２０との間
で磁束を形成し、第２の磁気回路を形成する。そして巻
線１４１１に流れる電流をインバータ４００により適宜
制御することによって負荷出力へ向けてのトルクを調整
することが可能であり、この磁気回路によりトルク調整
部１４００を構成する。

【００３０】エンジン１００の出力を電磁力を介してダ
イレクトに車両出力側へ伝達し、モータ出力をアシスト
するメカニズムを説明する。今エンジン１００の出力の
回転数が２ｎ〔ｒｐｍ〕，トルクがｔ〔Ｎｍ〕である
時、これを車両出力（回転数ｎ〔ｒｐｍ〕，トルク２ｔ
〔Ｎｍ〕）としたい場合について説明する。この回転数
調整部１２００では入力（第１ロータ回転エネルギー）
と出力（第２ロータ回転エネルギー）でトルクは作用、
反作用の関係にあり、トルクを同一トルクｔ〔Ｎｍ〕と
して、エンジン１００の回転数２ｎ〔ｒｐｍ〕を車両出
力回転数ｎ〔ｒｐｍ〕に調整する。

【００３１】トルクｔ〔Ｎｍ〕、回転数ｎ〔ｒｐｍ〕の
出力を得るためには、回転方向と作用するトルク方向が
逆となる制動状態であり、第２ロータ１３１０の回転数
調整部側の磁石１２２０の位置を回転センサ１９１１、
１９１２の相対角により検出し第１ロータ１２１０の巻
線１２１１への通電位置を適宜計算、制御する事によ
り、制動状態に制御し、第１ロータより発電出力が得ら
れこれをバッテリー６００を介してトルク調整部１４０
０へ送る。第１ロータ１２１０の巻線への通電はインバ
ータ２００からブラシホルダ１６１０、ブラシ１６２
０、スリップリング１６３０及びリード部１６６０を経
て行われ、通電タイミングは第１ロータ、第２ロータの
回転センサ１９１１、１９１２の相対角によって計算さ
れる。これによりトルクｔ〔Ｎｍ〕、回転数ｎ〔ｒｐ
ｍ〕の出力を得るとともにエネルギーｎｔが発電出力と
して得られる。この様にＴ−Ｓコンバータはエンジン１
００の出力を負荷出力側である駆動輪７００へそのまま
伝達しながら、エンジン１００側と出力側の回転数の差
を発電出力とする機能を持つ。又逆にエンジン１００側
の回転数が出力回転数より小さいときは、バッテリー６
００より給電を受け、電動機としの機能を行う。

【００３２】次に第１ロータ１２１０よりエンジン１０
０の出力トルクｔ〔Ｎｍ〕を電磁力を介して伝えられた
第２ロータ１３１０においては車両出力を２ｎｔとする
ために、不足となっているトルク分及びそれに必要な出
力ｎｔを補う必要がある。この場合のトルク調整部１４
００の働きは通常のモータと同様でインバータ４００か
らステータ巻線１４１１へ所望のトルク、回転数となる
ように、第２ロータ１３１０のトルク調整部１４００側
の磁石１４２０の位置を回転センサ１９１２で検出し、
通電タイミングを計算しながら給電を行う。逆に、エン
ジン１００側トルクが出力側トルク以上となった時は、
トルク調整部１４００は、発電モードで働き、過剰なエ
ネルギーをバッテリ６００に送る機能を持つ。

【００３３】以上のようにエンジン１００からの入力
（トルクｔ，回転数２ｎ）をまず回転数調整部１２００
により、エンジン１００のトルクｔは、そのまま第２ロ
ータ１３１０へ伝達し、エンジン１００の回転数２ｎを
所望の出力回転数ｎに合わせるが、その時に生ずる回転
数差ｎ×トルクｔのエネルギーを電力に変換し、インバ
ータ２００、バッテリ６００を介してトルク調整部１４
００へ送る。トルク調整部１４００側では、回転数調整
部１２００或いはバッテリ６００の出力を受け、そのト
ルクｔの車両出力トルクに対する不足分或いは過剰分を
ここで補正する。

【００３４】この時、不足の場合は、１４００は電動機
として、過剰であれば発電機として機能する。又、回転
数調整部１２００もエンジン１００の入力の設定によっ
ては電動機として機能する必要がある。又逆に前記シス
テムを車両の制動時に利用する場合は、エンジン１００
をコンプレッサー（或いはエンジン１００によるブレー
キ）として前記回転数調整部１２００の第１ロータの回
転抵抗体として利用でき、車両の制動エネルギーの内、
前記回転数調整部１２００で制動エネルギーの一部を吸
収するので、トルク調整部１４００が負担する制動エネ
ルギーは減少し、制動時に必要な容量も小さくする事が
できる。

【００３５】以上のような構成によりエンジン１００の
回転エネルギーを一部電磁力を介してダイレクトに走行
駆動側へ伝達することで、電力系統及び回転機の容量を
小さくすることができ、さらには２つの回転機を複合化
し内外配置としたので大幅に小型化が可能となった。
又、一部回転エネルギーを電力に、又電力から回転エネ
ルギーに変換する工程が省けるので、その分効率ＵＰも
期待できる。

【００３６】一般に回転機は多極化することで必要磁路
断面積が減少する。本考案では磁石１２２０、１４２０
を複数に分割して多極化することで、第２ロータの厚み
を極端に薄くすることが出来、従って２つの回転機（回
転数調整部１２００、トルク調整部１４００）を同心円
状に配置し一体化した際の径方向への極大化をさらに軽
減させ、小型化を一層向上させている。

【００３７】一般に回転機の性能（ｗ／ｋｇ）は磁気回
路上のエアギャップ（本考案のｇ１，ｇ２）を小さく
し、有効磁束量を増加することにより向上する。したが
って、エアギャップは出来るだけ小さくするのが望まし
いが、現実的には遠心力によるロータ外径の拡がり、ハ
ウジング等各部品の単体精度、組み付け精度により制約
される。これらの中で組み付け精度は各部品の公差の累
積が出来るだけ無くなるように設計する必要がある。

【００３８】エアギャップｇ１についていえば、第２ロ
ータ１３１０と第１ロータ１２１０の正確な位置関係が
必要であるため、本考案ではこれらの間にベアリング１
５１２、１５１１を設けること及びそれらベアリングの
取り付け位置をギャップ構成面（第１ロータ１２１０の
ロータコア１２１２外周面及び第２ロータ１３１０のロ
ータヨーク１３１１内周面）に対して高精度に加工する
ことで、高精度な位置決めが可能な構造としている。同
様にエアギャップｇ２では、第２ロータ１３１０とステ
ータ１４１０が固定されているハウジング１７１０、１
７２０との間にベアリング１５１０、１５１３を設ける
こと及びそれらベアリングの取り付け位置をエアギャッ
プｇ２構成面（第２ロータ１３１０のロータヨーク１３
１１外周面及びステータコア１４１１内周面）に対して
高精度に加工することで、高精度な位置決めが可能な構
造としている。

【００３９】これによりエアギャップｇ１，ｇ２をさら
に小さくでき回転機の性能（ｗ／ｋｇ）を向上させると
ともに小型化も一層向上させることができる。図４に第
２の実施形態を示す。この実施形態では図１と図２及び
図３と同じ構成のものについては同一の符号を付すとと
もに、その詳細な説明は省略する。

【００４０】この第２の実施形態は、第２ロータ１３１
０のロータヨーク１３１１の両端面にそれぞれ加圧プレ
ート１３３５、１３３６を設け、貫通ボルト１３３３よ
り締結固定したものである。前述の状態でロータヨーク
１３１１の内周面、外周面及び加圧プレート１３３５、
１３３６の外径側の円筒状はめあい面を同時加工するこ
とで高精度に同軸を出し、ベアリング固定面と内径側の
円筒状はめあい面の同軸の出されたフレーム１３３１、
１３３２により挟み込み、貫通ボルト１３３４により締
結固定することで第２ロータを構成する。

【００４１】本発明の第２ロータはロータヨーク１３１
１端面での磁束漏れが無視できないため、ロータヨーク
端面に接する部材は非磁性（例えばオーステナイト系ス
テンレス）であるのが望ましい。第２の実施形態では加
圧プレート１３３５、１３３６を非磁性材料で構成する
ことで磁束の漏れを極力抑え、有効磁束を増加し出力を
向上することができる。また、非磁性材料も加圧プレー
ト２枚分のみであり、材料コスト、生産性の面から有利
となる。

【００４２】図５、図６に第３の実施形態を示す。この
実施形態においても図１と図２及び図３と同じ構成のも
のについては同一の符号を付すとともに、その詳細な説
明は省略する。この実施形態ではロータヨーク１３１１
は円筒部円周を２磁極ピッチで分割した複数のヨーク部
材１３１１ｃにより構成され、加圧プレート１３３５と
ともに貫通ボルト１３３３によりフレーム１３３２に固
定されている。この状態でロータヨーク１３１１の内周
面、外周面と加圧プレート１３３５の円筒状はめあい面
及びベアリング固定面を同時加工することにより、これ
らの面は高精度に同軸を出すことができる。またベアリ
ング固定面と内径側の円筒状はめあい面の同軸の出され
たフレーム１３３２を貫通ボルト１３３４により締結固
定することで第２ロータを構成する。

【００４３】高出力の車両用駆動装置にあっては体格が
大型化するため、ロータヨーク１３１１の内外径ともに
大きくなり、その製造にあたっては大型のプレス機など
の設備が必要となるとともに、使用しない内径部が存在
することから材料の歩留りが悪くなる。本実施形態では
ロータヨークを円周方向に複数に分割することにより、
製造コスト、材料コストがともに改善され、経済性を向
上させることができる。

【００４４】なお本実施例におけるロータヨークの分割
は、２磁極ピッチという磁気回路上最小単位またはその
整数倍で分割したことにより、磁気回路にエアギャップ
などの高磁気抵抗部が発生せず、分割による出力の低下
が回避できる。図７に第４の実施形態を示す。この実施
形態においても図１と図２及び図３と同じ構成のものに
ついては同一の符号を付すとともに、その詳細な説明は
省略する。

【００４５】この実施形態では加圧プレート１３３５、
貫通ボルト１３３３を座付き貫通ボルト１３３７で代用
し、ロータヨーク１３１１の固定に使用した例である。
フレーム１３１０にロータヨーク１３１１を当接し、ロ
ータヨーク１３１１のフレーム１３１０とは反対の側の
端面より座付き貫通ボルト１３３７を挿入し、フレーム
１３１１に形成された螺子部に座付き貫通ボルト１３３
７をねじ込むことにより座付き貫通ボルト１３３７の座
面とフレーム１３１０の端面とでロータヨーク１３１１
を挟みこむ形で締結固定する。

【００４６】さらにフレーム１３１１に設けられた座面
に同様に座付き貫通ボルト１３３４を挿入し、フレーム
１３１０に形成した螺子部にねじ込むことによりロータ
フレーム１３３１とロータヨーク１３１１とを締結固定
する。なおこの時のロータフレーム１３３１との位置決
めは、ロータヨーク１３３１の外径側に設けられた円筒
状はめあい面により行う。

【００４７】図８に第５の実施形態を示す。この実施形
態においても図１と図２及び図３と同じ構成のものにつ
いては同一の符号を付すとともに、その詳細な説明は省
略する。この実施形態ではロータヨーク１３１１を構成
する電磁鋼板の外周面、内周面に溶接溝が設けられ、そ
れぞれを溶接することにより強度の向上を狙ったもので
ある。この溶接溝は外周面、内周面にいずれかに設けら
れるようにしても良いし、両面に形成してもよい。さら
に、前記溝部を磁石１２２０、１４２０のアークレシオ
外に設けることにより溶接による磁気特性の悪化の影響
を極力抑えことができる。

【００４８】また、上記構成のおいては、第１ロータ１
２１０とエンジン１００とを連結し、第２ロータ１３１
０と出力側となる駆動輪７００とを連結する構成とした
が、この逆に、第１ロータ１２１０を出力側の駆動輪７
００に連結し、第２ロータ１３１０を入力側のエンジン
１００に連結する構成としても同様な作用効果を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における車両用駆動装
置の縦断面図および全体構成を示す図。

【図２】本発明の車両用駆動装置のロータ、ステータの
横断面図。

【図３】第２図におけるＢ−Ｂ断面図。

【図４】第２の実施形態における車両用駆動装置の要部
縦断面図。

【図５】第３の実施形態における、ロータ、ステータ部
の横断面図。

【図６】第３の実施形態における第２ロータの要部詳細
図。

【図７】第４の実施形態における車両用駆動装置の要部
縦断面図。

【図８】第５の実施形態における第２ロータの要部詳細
図。

【符号の説明】

１００エンジン２００、４００インバータ５００ＥＣＵ６００バッテリ７００駆動輪１０００Ｔ−Ｓコンバータ１２１０第１ロータ１３１０第２ロータ１３１１ロータヨーク１３３１、１３３２フレーム１３３３、１３３４ボルト１３３５、１３３６加圧プレート１３３７座付き貫通ボルト１４１０ステータ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−130704（ＪＰ，Ａ) 特開平７−298522（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−27814（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−54754（ＪＰ，Ａ) 特開平１−103133（ＪＰ，Ａ) 実開平３−3148（ＪＰ，Ｕ) 実開昭64−45452（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−12442（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−21944（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−30744（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−123672（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3005293（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/00 - 11/18 H02K 16/00 - 16/04 B60K 6/02,6/04 H02K 1/18 H02K 1/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の出力または蓄電手段からの電
力を入力とし、連結される負荷出力に対し所定の駆動ト
ルク及び回転数を出力制御する駆動装置において、前記
駆動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容さ
れ、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回
転可能な第１及び第２の回転子と、前記ハウジングに固
定される固定子とを備えるとともに、前記第２の回転子
は前記固定子の内側に、前記第１の回転子は前記第２の
回転子の内側に同心円状に配置されるとともに、前記第
２の回転子には、前記第１の回転子と相対的に回転駆動
することにより相互電磁作用を行う第１の磁気回路と、
前記固定子と相対的に回転駆動することにより相互電磁
作用を行う第２の磁気回路とを備え、前記第２の回転子
は、複数の積層された円筒状電磁鋼板と、該積層された
円筒状電磁鋼板の両端に設けられた第１および第２の加
圧プレートと、前記積層された円筒状電磁鋼板を貫通し
て第１および第２の加圧プレートを連結固定する連結手
段とを備え、前記第１或いは第２の加圧プレートのうち
少なくとも一つは、前記第２の回転子を前記ハウジング
との間で軸受けにより回転自在に支持されるロータフレ
ームに連結するものであることを特徴とする車両用駆動
装置。
【請求項２】前記加圧プレートと前記ロータフレーム
とは回転軸に対し同心円状に形成された嵌合部により嵌
合位置決めされることを特徴とする請求項１記載の車両
用駆動装置。
【請求項３】前記加圧プレートと前記ロータフレーム
は一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記
載の車両用駆動装置。
【請求項４】前記ロータフレームの前記円筒状積層電
磁鋼板と逆端面に前記駆動装置の出力軸が形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】内燃機関の出力または蓄電手段からの電
力を入力とし、連結される負荷出力に対し所定の駆動ト
ルク及び回転数を出力制御する駆動装置において、前記
駆動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容さ
れ、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回
転可能な第１及び第２の回転子と、前記ハウジングに固
定される固定子とを備えるとともに、前記第２の回転子
は前記固定子の内側に、前記第１の回転子は前記第２の
回転子の内側に同心円状に配置されるとともに、前記第
２の回転子には、前記第１の回転子と相対的に回転駆動
することにより相互電磁作用を行う第１の磁気回路と、
前記固定子と相対的に回転駆動することにより相互電磁
作用を行う第２の磁気回路とを備え、前記第２の回転子
は、複数の積層された円筒状電磁鋼板と、該積層された
円筒状電磁鋼板の両端に設けられた第１および第２の加
圧プレートと、前記積層された円筒状電磁鋼板を貫通し
て第１および第２の加圧プレートを連結固定する連結手
段とを備え、前記連結手段は、貫通ボルトより構成され、前記積層された円筒状電磁鋼板は、内径側周方向に等ピ
ッチで設けられた前記第１の磁気回路を構成する第１の
磁石と、外径側に前記第２の磁気回路を構成する第２の
磁石とを有し、前記貫通ボルトが貫通するボルト穴が前
記第１の磁石または第２の磁石の間に位置することを特
徴とする車両用駆動装置。
【請求項６】内燃機関の出力または蓄電手段からの電
力を入力とし、連結される負荷出力に対し所定の駆動ト
ルク及び回転数を出力制御する駆動装置において、前記
駆動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容さ
れ、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回
転可能な第１及び第２の回転子と、前記ハウジングに固
定される固定子とを備えるとともに、前記第２の回転子
は前記固定子の内側に、前記第１の回転子は前記第２の
回転子の内側に同心円状に配置されるとともに、前記第
２の回転子には、前記第１の回転子と相対的に回転駆動
することにより相互電磁作用を行う第１の磁気回路と、
前記固定子と相対的に回転駆動することにより相互電磁
作用を行う第２の磁気回路とを備え、前記第２の回転子
は、複数の積層された円筒状電磁鋼板と、該積層された
円筒状電磁鋼板の両端に設けられた第１および第２の加
圧プレートと、前記積層された円筒状電磁鋼板を貫通し
て第１および第２の加圧プレートを連結固定する連結手
段とを備え、前記連結手段は、貫通ボルトより構成され、前記円筒状電磁鋼板は、前記円筒状電磁鋼板を円周方向
に分割されたものを、貫通ボルトにより位置決め固定し
たものより構成されると共に、前記円筒状電磁鋼板の分割は前記第１または第２の磁気
回路における２磁極ピッチもしくはその整数倍で分割す
ることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項７】内燃機関の出力または蓄電手段からの電
力を入力とし、連結される負荷出力に対し所定の駆動ト
ルク及び回転数を出力制御する駆動装置において、前記
駆動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容さ
れ、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回
転可能な第１及び第２の回転子と、前記ハウジングに固
定される固定子とを備えるとともに、前記第２の回転子
は前記固定子の内側に、前記第１の回転子は前記第２の
回転子の内側に同心円状に配置されるとともに、前記第
２の回転子には、前記第１の回転子と相対的に回転駆動
することにより相互電磁作用を行う第１の磁気回路と、
前記固定子と相対的に回転駆動することにより相互電磁
作用を行う第２の磁気回路とを備え、前記第２の回転子
は、複数の積層された円筒状電磁鋼板と、該積層された
円筒状電磁鋼板の両端に設けられた第１および第２の加
圧プレートと、前記積層された円筒状電磁鋼板を貫通し
て第１および第２の加圧プレートを連結固定する連結手
段とを備え、前記円筒状積層電磁鋼板は、その外周面或いは内周面の
少なくとも一方面に形成された溝部において溶接により
積層電磁鋼板どうしを固定すると共に、前記溝部は、前
記磁石のアークレシオ外にあることを特徴とする車両用
駆動装置。
【請求項８】内燃機関の出力または蓄電手段からの電
力を入力とし、連結される負荷出力に対し所定の駆動ト
ルク及び回転数を出力制御する駆動装置において、前記
駆動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに収容さ
れ、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回
転可能な第１及び第２の回転子と、前記ハウジングに固
定される固定子とを備えるとともに、前記第２の回転子
は前記固定子の内側に、前記第１の回転子は前記第２の
回転子の内側に同心円状に配置されるとともに、前記第
２の回転子には、前記第１の回転子と相対的に回転駆動
することにより相互電磁作用を行う第１の磁気回路と、
前記固定子と相対的に回転駆動することにより相互電磁
作用を行う第２の磁気回路とを備え、前記第２の回転子
は、複数の積層された円筒状電磁鋼板と、該積層された
円筒状電磁鋼板の両端に設けられた第１および第２の加
圧プレートと、前記積層された円筒状電磁鋼板を貫通し
て第１および第２の加圧プレートを連結固定する連結手
段とを備え、前記積層された円筒状電磁鋼板は、内径側周方向に等ピ
ッチで設けられた前記第１の磁気回路を構成する第１の
磁石と、外径側に前記第２の磁気回路を構成する第２の
磁石とを有することを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項９】前記連結手段は、複数の貫通ボルトより
構成されることを特徴とする請求項１、２、３、４、
７，８のいずれかに記載の車両用駆動装置。
【請求項１０】前記第２の加圧プレートは前記各貫通
ボルトに形成される座面より構成されることを特徴とす
る請求項５，６，９のいずれかに記載の車両用駆動装
置。