JP3653991B2

JP3653991B2 - Hybrid drive device

Info

Publication number: JP3653991B2
Application number: JP17454598A
Authority: JP
Inventors: 正樹中野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2018-06-22
Also published as: JP2000014081A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータの出力がプラネタリギア機構を介して出力ギアに伝達されるハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド駆動装置として、特開平８−３１７６００号公報に開示されたものは、一つの軸線上に、エンジンの出力軸と、出力ギアとプラネタリギア機構と、第一のモータとをそれぞれ配置し、これに平行な他の軸線上に第二のモータを配置し、エンジンの出力をプラネタリギア機構により２つのモータおよび出力ギアに分配するようになっている。
【０００３】
そして、この場合モータとプラネタリギア機構および出力ギアは共通のハウジングに収装されており、モータのロータ軸にプラネタリギア機構のサンギアが結合され、出力ギア軸にプラネタリギア機構のリングギアが結合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のハイブリッド駆動装置にあっては、モータのロータ軸にプラネタリギア機構のサンギアが結合される構造のため、生産時にプラネタリギア機構とモータを分けてサブアッセンブリ化することができない。このため、生産時にモータ等の性能を個別に調べることができず、生産性が悪いという問題があった。
【０００５】
さらに、出力ギアに働くスラスト荷重がプラネタリギア機構の歯車要素に入力される構造のため、プラネタリギア機構に設けられる軸受構造が大型化するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ハイブリッド駆動装置の生産性の向上をはかることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、モータハウジングの内部に、内側から内ロータ、ステータ、外ロータの順で同心円上に配置されるモータと、エンジンの回転と前記内ロータの回転および前記外ロータの回転を歯車要素を介して出力ギアに選択的に伝達するプラネタリギア機構と、前記プラネタリギア機構を収装するギアハウジングとを備え、前記プラネタリギア機構の各歯車要素のうち、内ロータ及び外ロータのそれぞれと連結される２つの歯車要素の歯車は、噛合いによって発生するスラスト荷重が前記ギアハウジングに支持され、かつ前記スラスト荷重が前記内ロータ及び外ロータに入力されないように内ロータ及び外ロータに連結する継手手段を備えたものとした。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、噛み合いによって発生するスラスト荷重を受けるスラスト受け部をギアハウジングのモータハウジングとギアハウジングとの連結箇所に設け、スラスト受け部に前記プラネタリギア機構を潤滑するオイルを導くオイル通路を形成するものとした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、出力ギアをプラネタリギア機構の歯車要素にスラスト荷重が入力されないように連結する手段と、出力ギアに働くスラスト荷重を出力ギアを収装するハウジングに対して支持する軸受とを備えるものとした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、外ロータに出力ギアを連結するものとした。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、出力ギアを一対の転がり軸受を介して支持し、各転がり軸受をそれぞれの転動体が外向きに傾斜するように配置し、オイルを各転がり軸受の間にその回転軸側から導入する構成とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明においては、ハウジングにプラネタリギア機構の歯車要素に働くスラスト荷重を支持するスラスト受け部を形成し、モータをプラネタリギア機構の歯車要素にスラスト荷重が入力されないように継手手段を介して連結することで、モータを組み立てたサブアッセンブリとプラネタリギア機構を組み立てたサブアッセンブリに分離することが可能となる。この結果、生産時にモータやプラネタリギア機構の性能を個別に調べることが可能となり、生産性を高められる。
【００１３】
また、モータにプラネタリギア機構からのスラスト荷重が作用しないので、モータの軸受構造の小型化がはかれるとともに耐久性が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、スラスト受け部にオイル通路を形成するため、オイル通路をモータの内部に配設する必要がなく、モータ側のサブアッセンブリの構造の簡素化がはかれる。
【００１５】
請求項３に記載の発明においては、出力ギアに働くスラスト荷重がプラネタリギア機構に入力されることがなく、プラネタリギア機構に設けられる軸受構造の小型化がはかれるとともに耐久性が向上する。さらに、プラネタリギア機構と出力ギアが独立して支持される構造により、例えば装置が搭載される車両に応じてプラネタリギア機構や出力ギアの設計を変更することが容易に行える。
【００１６】
請求項４に記載の発明においては、外ロータに発生するトルクが出力ギアに直接伝達される。ステータの外側に設けられる外ロータは、ステータの内側に設けられる内ロータより回転半径が大きいため、出力ギアに大きいトルクを付与できる。例えば、車両の発進時に外ロータをモータとして作動させることにより、発進加速性を高められる。
【００１７】
請求項５に記載の発明においては、各転がり軸受をそれぞれの転動体が外向きに傾斜するように配置することにより、各転がり軸受の軸スパンを短くし、コンパクト化がはかれる。オイルが各転がり軸受の間にその回転軸側から導入されることにより、オイルが遠心力を受けて各転がり軸受および出力ギアに導かれ、これらの潤滑性を確保できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、車両のハイブリッド駆動装置は、多重ロータ構造の多層モータ１、エンジン（図示せず）、プラネタリギア機構３、リダクションギア機構４、ディファレンシャルギア機構５等から構成される。
【００２１】
多層モータ１、エンジン、プラネタリギア機構３はそれぞれ第一の軸線Ｏ₁上に設けられ、軸線Ｏ₁と平行な軸線Ｏ₂上にリダクションギア機構４が設けられ、同じく軸線Ｏ₁と平行な軸線Ｏ₃上にディファレンシャルギア機構５が設けられている。
【００２２】
エンジンまたは多層モータ１により発生する出力トルクは、出力ギア３５、リダクションギア機構４を介して反転しかつ減速してファイナルギア１８に伝達され、回転を差動させて左右の駆動輪に伝達される。
【００２３】
リダクションギア機構４のアイドラ軸３６には、出力ギア３５に噛合う一次減速ギア１６と、ディファレンシャルギア機構５のファイナルギア１８に噛合う二次減速ギア１７と、駐車時に固縛されるパーキングギア１９とがそれぞれ結合されている。
【００２４】
多層モータ１は、内ロータ１０と外ロータ３０が円筒状のステータ２０の内側と外側にそれぞれ所定のギャップをもって同心円上に配置する三層の多重ロータ構造をしている。内ロータ１０は回転可能に支持された円柱状の内ロータ軸１１と、内ロータ軸１１の外周に結合される複数の永久磁石３７によって構成され、外ロータ３０は回転可能に支持された円筒状の外ロータドラム１３と、外ロータドラム１３の内周に結合される複数の永久磁石３８によって構成される。ステータ２０は軸方向に積層される複数のコア鋼板２１と、積層されたコア鋼板２１に巻かれるコイル１５によって構成される。ステータ２０のコイル１５は内ロータ１０と外ロータ３０の間で共通化され、各コイル１５に内ロータ１０と外ロータ３０に対する回転磁場が発生するように複合電流を流すことにより、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させる。これにより、多層モータ１の小型化がはかれるとともに、電流による損失が小さく抑えられる。この多層モータ１の基本構造については、本出願人により特願平１０−７７４４９号として、既に提案されている。
【００２５】
プラネタリギア機構３は、３つの歯車要素として、サンギア３１と、サンギア３１に噛合う複数のピニオン３２と、各ピニオン３２をピニオンシャフト３９を介して回転自在に支持するキャリア３４と、各ピニオン３２に噛合うリングギア３３とを備え、サンギア３１とキャリア３４およびリングギア３３が同心円上に配置される三層の多重軸構造をしている。
【００２６】
プラネタリギア機構３において、サンギア３１は内ロータ１０に連結され、キャリア３４はエンジン出力軸２４およびフライホイールダンパ２６を介してエンジンのクランクシャフトに連結され、リングギア３３は外ロータ３０に連結されるとともに出力ギア３５に連結される。なお、ドライブプレート４９はクランクシャフトの後端にボルト２９を介して締結される。
【００２７】
外ロータ３０はリングギア３３を介して出力ギア３５と連結されることにより、車両の発進時等に外ロータ３０から出力ギア軸４０に大きいトルクを直接付与できる。また、車両の減速時に出力ギア３５から外ロータ３０にトルクを直接付与して回生発電が有効に行われる。
【００２８】
電磁クラッチ６の非締結時には、エンジンの発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９とフライホイールダンパ２６およびエンジン出力軸２４を介してキャリア３４に伝達され、各ピニオン３２を介してサンギア３１とリングギア３３に分配される。このとき、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させて出力ギア３５の回転速度とトルクが調節される。また、内ロータ１０を電動機として作動させてクランクシャフトを回転駆動することにより、エンジンの始動が行われる。
【００２９】
電磁クラッチ６の締結時には、エンジンの発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９、ドライブメンバ６２、ドリブンメンバ６１およびクラッチ出力軸６０を介して出力ギア３５に伝達されるため、車両の高速走行時に、エンジンの発生トルクを直接に出力ギア３５に伝達する。これら電磁クラッチ６、ドライブプレート４９、フライホイールダンパ２６およびドライブプレート４９は、フライホイールのマスの役割をする。
【００３０】
ハイブリッド駆動装置は、多層モータ１をモータハウジング４１に収装してユニット化されたサブアッセンブリ７と、プラネタリギア機構３とリダクションギア機構４およびディファレンシャルギア機構５等をギアハウジング５０とクラッチハウジング５７に収装してユニット化されたサブアッセンブリ８に分離できる構造とする。
【００３１】
図２にも示すように、多層モータ１のモータハウジング４１は、有底円筒状をし、その底部となる後壁部４１ａに複数のボルト４３を介して円筒状のステータ２０が略同心的に締結される。これにより、ステータ２０はモータハウジング４１に片持ち支持される。モータハウジング後壁部４１ａとステータ２０の後面の間には円盤状のセパレートプレート４６とステータブラケット４４が介装され、ステータ２０の前面に接合する円盤状のフロントプレート４５が設けられる。各ボルト４３はモータハウジング後壁部４１ａ、セパレートプレート４６、ステータブラケット４４、ステータ２０を貫通し、フロントプレート４５に螺合することにより、ステータ２０をモータハウジング４１に対して締結する。
【００３２】
外ロータ３０の両端に設けられる外ロータ軸部３０ａ，３０ｂは、ボールベアリング６３，６４とボールベアリング６５をそれぞれ介して回転可能に両持ち支持される。
【００３３】
外ロータ３０の出力を取り出す側に位置する外ロータ軸部３０ａは、永久磁石３８が結合される円筒状の外ロータドラム１３と、外ロータドラム１３のスラスト支持部材に分割される。外ロータドラム１３のスラスト支持部材として、アウタードラムカバー２３が複数のボルト２８を介して外ロータドラム１３の前端部に締結されるとともに、アウタードラムカバー２３の内周端にインナードラムカバー２７が溶接により固着される。アウタードラムカバー２３はノックピン１６６を介して外ロータドラム１３に対する位置決めが行われる。
【００３４】
ギアハウジング５０、アウタードラムカバー２３、外ロータドラム１３、モータハウジング４１内に冷却風を導く開口部５０ｗ，２３ｗ，１３ｗ，４１ｗがそれぞれ形成される。アウタードラムカバー２３は冷却フィン２３ａを有し、プレス加工により形成される。外ロータ３０の回転に伴い冷却フィン２３ａによってステータ２０のまわりに送風され、ステータ２０の冷却が行われる。開口部４１ｗ、５０ｗにはエアフィルタ１７０，１７１が取付けられる。モータハウジング４１内には冷却空気がエアフィルタ１７０，１７１を介して取り込まれることにより、モータハウジング４１内に鉄粉等が侵入することを防止し、鉄粉が永久磁石３７，３８に付着しないようにしている。
【００３５】
インナードラムカバー２７は円筒軸部２７ａとスケール部２７ｂを有する。インナードラムカバー２７は鋳造もしくは鍛造により形成される。アウタードラムカバー２３とインナードラムカバー２７はビーム溶接により固着され、両者の熱変形が抑えられる。
【００３６】
一対のボールベアリング６３，６４は、外ロータ軸部３０ａを挟むようにしてギアハウジング５０とステータ２０の間に介装される。
【００３７】
深玉式ボールベアリング６３はそのインナーレースの後端が外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａに当接し、そのアウターレースの前端がシム６６を介してギアハウジング５０に当接している。深玉式ボールベアリング６４はそのインナーレースの後端が外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａに当接し、そのアウターレースの前端がステータ２０のフロントプレート４５に当接している。外ロータドラム１３は前方（図中右方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してボールベアリング６３により支持される。外ロータドラム１３は後方（図中左方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してボールベアリング６４を介して支持される。
【００３８】
外ロータ３０の出力を取り出さない側に位置する外ロータ軸部３０ｂは、外ロータドラム１３の後端部に一体形成される。ボールベアリング６５は、外ロータ軸部３０ｂとモータハウジング４１の間に介装される。深玉式ボールベアリング６５はそのインナーレースがスナップリング６７を介してモータハウジング４１の筒部４１ｃに固定され、そのアウターレースに外ロータ軸部３０ｂが摺動可能に嵌合する。外ロータドラム１３は、ラジアル荷重に対して各ボールベアリング６３，６４，６５に分担して支持される。
【００３９】
外ロータ軸部３０ｂの開口径はステータ２０の外径より小さいため、サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１に対して外ロータドラム１３をステータ２０より先に組み付ける必要がある。このため、外ロータドラム１３とアウタードラムカバー２３を互いに分離可能とするとともに、外ロータ軸部３０ｂのスラスト方向の位置決めが不要な構造としている。サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１にボールベアリング６５をスナップリング６７を介して結合し、外ロータ軸部３０ｂをボールベアリング６５のアウターレースに嵌合した後に、ステータ２０をモータハウジング４１に各ボルト４３を介して締結し、アウタードラムカバー２３を外ロータドラム１３の前端部に各ボルト２８を介して締結する。
【００４０】
内ロータ１０の出力を取り出す側に位置する内ロータ軸部１０ａは、内ロータ軸１１の途中に一体形成される。深玉式ボールベアリング７１は、そのインナーレースが内ロータ軸部１０ａに嵌合し、スナップリング７３を介して固定され、そのアウターレースが外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａの内側に嵌合し、スナップリング７４を介して固定される。
【００４１】
内ロータ１０の出力を取り出さない側に位置する内ロータ軸部１０ｂは、内ロータ軸１１の後端部に一体形成される。ラジアルニードルベアリング７２は、モータハウジング後壁部４１ａの内周面と内ロータ軸部１０ａの間に介装される。ラジアルニードルベアリング７２はステータブラケット４４とエンドプレート７５の間に挟まれ、スラスト方向の位置決めが行われる。
【００４２】
サブアッセンブリ７に介装される深玉式ボールベアリング６３，６４，６５，７１およびラジアルニードルベアリング７２は、グリスが封入されたシール付き構造となっている。
【００４３】
内ロータ軸１１はラジアル荷重に対してボールベアリング７１とラジアルニードルベアリング７２に分担して支持される。内ロータ軸１１はスラスト荷重に対してラジアルニードルベアリング７２を介して支持されず、ボールベアリング７１のみを介して支持される。
【００４４】
多層モータ１は、冷却液をステータ２０の後端から出入りさせ、ステータ２０において冷却液を軸方向に流しかつステータ２０の前端でＵターンさせる構成とする。
【００４５】
ステータ２０に冷却液を循環させるウォータジャケット８０は、コア鋼板２１のボルト４３を貫通させるボルト穴８１とボルト軸部４３ａの外周面の間に画成される。ボルト４３は軸部４３ａの外径がネジ部４３ｂの外径より小さく形成されるため、ボルト４３とボルト穴８１との間に冷却液の流路断面積が十分に確保される。
【００４６】
図７は図２のＥ−Ｅ線に沿うステータ２０の断面図であり、コア鋼板２１は周方向について１８枚に分割されており、樹脂モールド８３を介して互いに結合される。１枚のコア鋼板２１に対して２個のコイル１５が巻かれ、ステータ２０全体では合計３６個のコイル１５が巻かれる。各コア鋼板２１は半径方向に延びる２本の芯部２１ａを有し、各芯部２１ａにコイル１５が巻かれる。
【００４７】
ウォータジャケット８０の数はコイル１５の数の１／２、すなわち１８個に設定される。各ウォータジャケット８０を画成するボルト穴８１は、隣り合うコア鋼板２１の間に形成される。
【００４８】
図８は図２のＦ−Ｆ線に沿うフロントプレート４５の正面図であり、フロントプレート４５には隣り合う２つのウォータジャケット８０を連通するＵターン流路８４が形成される。一つのウォータジャケット８０を通って前方（図２において右方向）に流れた冷却液はＵターン流路８４を通って隣り合うウォータジャケット８０に流入し、ウォータジャケット８０を通って後方（図２において左方向）に流れるようになっている。すなわち、入口８５からウォータジャケット８０を前方に向かう冷却液の流れと、Ｕターン流路８４を経て後方に向かう冷却液の流れが交互に並ぶように構成される。図８において、１１９は各ボルト４３のネジ部４３ａが螺合するネジ穴であり、ボルト４３とネジ穴１１９の間は液体ガスケットを介して密封される。
【００４９】
冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路は、積層されたエンドプレート７５、モータハウジング後壁部４１ａ、セパレートプレート４６、ステータブラケット４４に設けられる。この各部材の間は液体シートゴムコーティング等のガスケットを介して密封される。
【００５０】
モータハウジング４１はその後壁部４１ａの外周から後方に突出する筒部４１ｃを有し、筒部４１ｃの外周面にボールベアリング６５のインナーレースが嵌合し、筒部４１ｃの内側にエンドプレート７５が配置される。冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路は、モータハウジング４１の筒部４１ｃより内側のスペースに設けられる。
【００５１】
エンドプレート７５はモータハウジング後壁部４１ａの後部に接合し、複数のボルト７６を介して締結される。各ボルト７６はエンドプレート７５、モータハウジング後壁部４２を貫通し、ステータブラケット４４に螺合する。
【００５２】
図３はエンドプレート７５等を図２の矢印Ａ方向から見た図であり、エンドプレート７５には冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる冷却液通路として入口８５と出口８６が開口される。入口８５はこれに接続する図示しない配管を介してポンプの吐出側に連通する。出口８６はこれに接続する図示しない配管とラジエータ（熱交換器）を介してポンプの吸込側に連通する。入口８５と出口８６はボールベアリング６５の間に配置される。
【００５３】
内ロータ１０と外ロータ３０を同期回転させるため、内ロータ１０と外ロータ３０の位相を検出する回転角センサ１１３，１１４が設けられる。各回転角センサ１１３，１１４からの信号が入力される制御回路（図示せず）では、内ロータ１０と外ロータ３０に対する必要トルク（正負あり）のデータに基づいてＰＷＭ信号を発生させる。
【００５４】
回転角センサ１１４は、ギアハウジング５０にボルト１６５を介して締結され、インナードラムカバー２７のスケール部２７ｂに対峙して外ロータ３０の位相を検出する。
【００５５】
図３において、１１６は各コイル１５に電流を導く電線であり、各電線１１６と回転角センサ１１３を樹脂モールドを介して一体化したユニット部品１１７が３本のボルト７９を介して締結される。回転角センサ１１３の回転部には、内ロータ軸１１に後端がスプラインまたは２面幅をもって結合され、内ロータ軸１１のスラスト方向の変位を許容する。
【００５６】
ユニット部品１１７は、入口８５と出口８６の内側に位置して内ロータ１０との間に配置され、ユニット部品１１７が多層モータ１の後端から突出しないようになっている。
【００５７】
図４は図２においてＢ−Ｂ線に沿うモータハウジング後壁部４１ａの断面図であり、モータハウジング後壁部４１ａには２条の環状流路８７，８８が同心上に形成される。内側の環状流路８７はエンドプレート７５の入口８５に連通し、外側の環状流路８８はエンドプレート７５の出口８６に連通する。各環状流路８７，８８は各ボルト７６を挿通させる穴８９と、各ボルト７９を挿通させる穴９０を避けるようにして湾曲して形成される。図４において、９６はボルト４３を挿通させる穴である。
【００５８】
図５は図２においてＣ−Ｃ線に沿うセパレートプレート４６の正面図であり、セパレートプレート４６には各環状流路８７，８８に連通する穴９１，９２が９個づつ形成される。便宜上、図５にはモータハウジング後壁部４１ａ側に形成された各環状流路８７，８８を２点鎖線で示している。また、図５において、９７はボルト４３を挿通させる穴、９８はボルト７６を挿通させる穴、９９はボルト７９を挿通させる穴である。
【００５９】
図６は図２においてステータブラケット４４の正面図であり、ステータブラケット４４には放射状に延びる放射状流路９３，９４が９本づつ形成される。放射状流路９３の内周端部は穴９１を介して環状流路８７に連通し、放射状流路９４の内周端部は穴９２を介して環状流路８８に連通している。便宜上、図６にはモータハウジング後壁部４１ａ側に形成された各環状流路８７，８８を２点鎖線で示している。各放射状流路９３，９４は放射状に延び、それぞれの外周端部が各ボルト４３を挿通させる穴９５に接続して、各ウォータジャケット８０に連通している。また、図６において、１２１はボルト７６を挿通させる穴、１２２はボルト７９を挿通させる穴である。
【００６０】
図９に示すように、ギアハウジング５０にはプラネタリギア機構３に働くスラスト荷重を受けるスラスト受け壁部５０ａが形成される。そして、内ロータ軸１１の前端部はサンギア３１に継手手段としてスプライン１２５を介して連結されるとともに、エンジン出力軸２４に対してラジアルブッシュベアリング１２６を介して回転方向とスラスト方向に摺動可能に連結される。さらに、円筒軸部２７ａはリングギア３３の回転メンバ１２９に継手手段としてスプライン１２７を介して結合される。これにより、内ロータ１０とサンギア３１の間で回転が伝達され、外ロータ３０とリングギア３３の間で回転が伝達されるが、プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない。
【００６１】
プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない構造により、サブアッセンブリ７とサブアッセンブリ８をそれぞれユニット化することが可能となる。多層モータ１はサブアッセンブリ７単体の状態でも内ロータ軸１１をスラスト方向に支持して電動機または発電機として作動させることが可能となる。
【００６２】
回転メンバ１２９はリングギア３３の外周にスプライン１２８を介して連結される。回転メンバ１２９とギアハウジング５０のスラスト受け壁部５０ａの間にはスラストニードルベアリング１３０が介装される。各ピニオンシャフト３９およびキャリア３４の後端部に結合された円盤状プレート１３２の間にはスラストニードルベアリング１３１が介装される。回転メンバ１２９はスラスト荷重に対して各スラストニードルベアリング１３０，１３１により支持される。回転メンバ１２９とギアハウジング５０の間にはラジアルブッシュベアリング１３４が介装され、回転メンバ１２９はラジアル荷重に対してこのラジアルブッシュベアリング１３４により支持される。
【００６３】
内ロータ軸１１と回転メンバ１２９の間にはスリーブ１３５が介装され、スリーブ１３５とサンギア３１の間にスラストニードルベアリング１３６が介装される。サンギア３１とキャリア３４の間にスラストニードルベアリング１３７が介装される。
【００６４】
キャリア３４はエンジン出力軸２４に対してスプライン１３８を介して連結される。キャリア３４とリングギア３３の回転メンバ２５の間にはスラストニードルベアリング１４１が介装される。
【００６５】
出力ギア３５は出力ギア軸４０の同心円上に配置され、出力ギア３５と出力ギア軸４０は円盤状のディスク部４８を介して一体形成される。出力ギア軸４０の内周にはリングギア３３の回転メンバ２５がスプライン１４２を介して連結されるとともに、クラッチ出力軸６０がスプライン１４３を介して連結される。
【００６６】
円筒軸部２７ａのスプライン１２７、キャリア３４のスプライン１３８等はブローチ加工により形成される。
【００６７】
クラッチハウジング５７にはサブハウジング１４７が複数のボルト１４８を介して締結され、出力ギア軸４０はクラッチハウジング５７とサブハウジング１４７の間に一対のローラベアリング（転がり軸受）１４４，１４５を介して支持される。ローラベアリング１４５はサブハウジング１４７とディスク部４８の間に介装される。ローラベアリング１４５はクラッチハウジング５７とディスク部４８の間に介装される。
【００６８】
ローラベアリング１４４はそのインナーレースの前端がクラッチハウジング５７に当接し、そのアウターレースの後端が出力ギア３５のディスク部４８に当接している。出力ギア３５は前方（図中右方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してローラベアリング１４４により支持される。
【００６９】
ローラベアリング１４５はそのインナーレースの後端がサブハウジング１４７に当接し、そのアウターレースの前端が出力ギア３５のディスク部４８に当接している。出力ギア３５は後方（図中左方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してローラベアリング１４５により支持される。
【００７０】
各ローラベアリング１４４，１４５は各円錐ころ（転動体）が外向きに傾斜するように配置され、各ローラベアリング１４４，１４５間の軸スパンを短くしている。
【００７１】
プラネタリギア機構３と各ローラベアリング１４４，１４５等を強制的に潤滑するため、ギアハウジング５０のスラスト受け壁部５０ａにはギアハウジング５０内にオイルを導入するオイル通路としてのオイル入口１５０が形成される。図示しない電動オイルポンプから吐出するオイルは、オイル入口１５０に導入された後、ラジアルブッシュベアリング１３４に形成された環状流路１５１、スリーブ１３５に形成された環状流路１５２等を通って内ロータ軸１１内のオイルギャラリ１５３に流入する。オイルギャラリ１５３に流入したオイルの一部はラジアルブッシュベアリング１２６を通ってプラネタリギア機構３に導かれ、残りはエンジン出力軸２４内のオイルギャラリ１５４、出力ギア軸４０に形成された複数の通孔１５５、ディスク部４８に形成された複数の穴１５６を通って各ローラベアリング１４４，１４５や出力ギア３５に導かれる。こうして各部を潤滑したオイルは、ギアハウジング５０に接続した図示しない戻し通路を介して回収される。また、通孔１５５は、ベアリング抜き時の作業窓を兼ねている。
【００７２】
ギアハウジング５０と回転メンバ１２９の間にオイルシール１６１が、回転メンバ１２９と内ロータ軸１１の間にオイルシール１６２が、クラッチハウジング５７とクラッチ出力軸６０の間にオイルシール１６３が、クラッチ出力軸６０とエンジン出力軸２４の間にオイルシール１６４がそれぞれ介装される。各オイルシール１６１軸部１６４は、プラネタリギア機構３と各ローラベアリング１４４，１４５等に導かれるオイルが多層モータ１側あるいは電磁クラッチ６側に漏れ出さないように密封している。
【００７３】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００７４】
例えば車両の通常走行時に、エンジン２の発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９、フライホイールダンパ２６およびエンジン出力軸２４を介してキャリア３４に伝達され、各ピニオン３２を介してサンギア３１とリングギア３３に分配される。このとき、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させることにより、出力ギア軸４０の回転速度とトルクが調節される。
【００７５】
ステータ２０の外側に設けられる外ロータ３０は、ステータ２０の内側に設けられる内ロータ１０に比べて、その回転半径が大きいため、その発生トルクを高めることができる。外ロータ３０がリングギア３３を介して出力ギア軸４０と一体となって回転することにより、車両の発進時等に外ロータ３０から出力ギア軸４０に大きいトルクを直接付与して、発進時の加速性を確保できる。また、車両の減速時に出力ギア軸４０から外ロータ３０にトルクを直接付与して回生発電が有効に行われる。
【００７６】
車両の高速走行時に、電磁クラッチ６が締結することで、エンジンの発生トルクを直接に出力ギア軸４０に伝達することにより、エンジン出力をプラネタリギア機構３で分割し、内ロータ１０で発電し、外ロータ３０を駆動することなしに、エンジンと出力ギア軸４０を直結することで、高速走行時に要求される内ロータ１０の発電量が小さくて済み、内ロータ１０の小型化が可能となる。
【００７７】
ところで、多層モータ１の内ロータ１０と外ロータ３０が同心円上に配置されるとともに、これと同軸上にあってプラネタリギア機構３のサンギア３１、キャリア３４、リングギア３３がやはり同心円上に配置される構造により、装置のコンパクト化がはかれる。この結果、車両に搭載する場合に多層モータ１の大きさに対する制限を小さくするとともに、出力ギア３５から出力を取り出す構造を簡素化できる。
【００７８】
多層モータ１において、外ロータドラム１３は、ラジアル荷重に対して各ボールベアリング６３，６４，６５に分担して支持される。ボールベアリング６５とボールベアリング６３，６４の支持スパンを十分にとれるため、外ロータドラム１３の支持剛性が十分に確保され、外ロータ３０とステータ２０のギャップを適正に維持できる。
【００７９】
外ロータ３０は、スラスト荷重に対してボールベアリング６５を介して支持されず、出力取り出し側に設けられる一対のボールベアリング６３，６４によって支持される。これにより、外ロータ軸部３０ｂに対するボールベアリング６５の位置決めを行うスナップリング等が不要となり、外ロータドラム１３の前後長を短縮できる。
【００８０】
サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１にボールベアリング６５をスナップリング６７を介して結合した後、外ロータ軸部３０ｂをボールベアリング６５のアウターレースに嵌合する。ボールベアリング６５に対する外ロータ軸部３０ｂのスラスト方向の位置決めが不要な構造としているため、モータハウジング４１に対する外ロータ３０に組み付けが容易に行え、生産性を高められる。
【００８１】
また、サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１に対して外ロータドラム１３をアウタードラムカバー２３等と分離してステータ２０より先に組み付ける構造としたことにより、外ロータ軸部３０ｂの開口径をステータ２０の外径より小さく形成することが可能となる。この結果、ボールベアリング６５を小径化して、外ロータ３０の最高回転数を高めることができる。
【００８２】
内ロータ１０は、ラジアル荷重に対してボールベアリング７１とラジアルニードルベアリング７２に分担して支持される。内ロータ１０は、スラスト荷重に対してラジアルニードルベアリング７２を介して支持されず、ボールベアリング７１のみを介して支持される。これにより、内ロータ軸部１０ｂを薄いラジアルニードルベアリング７２によって支持することが可能となる。
【００８３】
多層モータ１の後部に設けられるボールベアリング６５とラジアルニードルベアリング７２をそれぞれラジアル荷重のみを支持する構造として小型化をはかることにより、両者の間にステータ２０に対する支持構造を設けるスペースやステータ２０を冷却する冷却液が出入りするスペースを確保することが可能となる。
【００８４】
ラジアルニードルベアリング７２は、ステータブラケット４４とエンドプレート７５の間に挟まれることによりスラスト方向の位置決めが行われ、構造の簡素化がはかれる。
【００８５】
回転角センサ１１４は、インナードラムカバー２７のスケール部２７ｂに対峙して外ロータ３０の位相を検出する。スケール部２７ｂを一対のボールベアリング６３，６４によって支持されるインナードラムカバー２７に一体形成することにより、回転角センサ１１４に対するスケール部２７ｂの変位が小さく抑えられ、回転角センサ１１４の検出精度を十分に確保できる。
【００８６】
そして、多層モータ１においてステータ２０の銅損や鉄損によって発生する熱を吸収するため、ステータ２０の内部に冷却液が循環する。しかし、ステータ２０は片持ち支持され、ステータ２０の前端に対峙して外ロータ３０のアウタードラムカバー２３等が回転する構造のため、ステータ２０の前端に冷却液通路を接続することが難しい。これに対処して、ステータ２０において冷却液を軸方向に流しかつステータ２０の前端でＵターンさせる構成とし、冷却液をステータ２０の後端から出入りさせるようにする。
【００８７】
ポンプから吐出する冷却液は、入口８５と環状流路８７と穴９１および放射状流路９３を通って各ウォータジャケット８０に分流する。各ウォータジャケット８０を循環する冷却液は、ステータ２０の熱を吸収し、放射状流路９４と穴９２と環状流路８８および出口８６を通って流出し、ラジエータを介して外気に放熱した後、ポンプに吸い込まれる。
【００８８】
ウォータジャケット８０をステータ２０を締結する各ボルト４３のまわりに画成することにより、コイル１５の内側に位置した限られたスペースにおいて各ウォータジャケット８０を密に配置することが可能となり、ステータ２０の冷却が十分に行われる。また、ウォータジャケット８０のためにステータ２０が大型化することを避けられる。
【００８９】
ウォータジャケット８０の数をコイル１５の数の整数分の１に設定し、各ウォータジャケット８０に対して熱の発生源となる各コイル１５が対称的に配置されることにより、ステータ２０の冷却が周方向について均一化して行われる。
【００９０】
冷却液はウォータジャケット８０を流れる過程でステータ２０の熱を吸収して次第に上昇するが、ウォータジャケット８０を前方に向かう冷却液の流れと後方に向かう冷却液の流れが交互に配置されることにより、ステータ２０の冷却が周方向について均一に行われる。
【００９１】
各環状流路８７，８８が形成されたモータハウジング後壁部４１ａと、各放射状流路９３，９４が形成されたステータブラケット４４を積層する構造により、ボールベアリング６５と内ロータ軸１１間の限られたスペースに冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路を形成することが可能となる。こうして冷却液の流路を小さいスペースに収めることにより、ボールベアリング６５を小径化して、外ロータ３０の最高回転数を高められる。
【００９２】
また、組立上ハウジング部は小穴であり、組立後に端子板にハンダ付け等をするため、各電線１１６の端子板と回転角センサ１１３を樹脂モールドを介して一体化したユニット部品１１７を設けることにより、各コイル１５に電流を導く電線１１６と回転角センサ１１３の組み付けが容易になり、生産性を高められる。
【００９３】
ユニット部品１１７は、入口８５と出口８６と内ロータ１０との間のスペースに配置されることにより、ユニット部品１１７が多層モータ１の後端から突出することがなく、多層モータ１の前後長を短くできる。
【００９４】
プラネタリギア機構３を収装するギアハウジング５０にプラネタリギア機構３に働くスラスト荷重を受けるスラスト受け部５０ａを有し、内ロータ１０をサンギア３１にスラスト荷重が入力されないように連結するスプライン１２５を備え、外ロータ３０をリングギア３３にスラスト荷重が入力されないように連結するスプライン１２７を備える構造により、多層モータ１を組み立てたサブアッセンブリ７とプラネタリギア機構３等を組み立てたサブアッセンブリ８に分離することが可能となる。この結果、生産時にはサブアッセンブリ７単体の状態で多層モータ１を試験機を介して作動させ、予め多層モータ１の性能等を調べることができる。
【００９５】
また、プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない構造により、多層モータ１においてスラスト荷重を支持する各ボールベアリング６３，６４，７１が大型化することを避けられ、これらの耐久性が向上する。
【００９６】
ハスバ歯車で構成される出力ギア３５に働く比較的大きいスラスト荷重は、一対のローラベアリング１４４，１４５を介して支持される。これにより、出力ギア軸４０に働くスラスト荷重がスプライン１４２を介してプラネタリギア機構３に入力されることがなく、プラネタリギア機構３の作動性を確保できる。また、プラネタリギア機構３においてスラストニードルベアリング１３０，１３１，１３６，１３７，１４１で構成される軸受構造が大型化することが避けられ、耐久性が向上する。さらに、プラネタリギア機構３と出力ギア軸４０が独立して支持される構造により、搭載される車両に応じてプラネタリギア機構３や出力ギア３５の設計を変更することが容易に行える。
【００９７】
各ローラベアリング１４４，１４５は各円錐ころが外向きに傾斜するように配置され、各ローラベアリング１４４，１４５間の軸スパンを短くしている。これにより、多層モータ１とエンジン間の限られたスペースにおいて、プラネタリギア機構３と出力ギア３５および電磁クラッチ６を並列に配置することが可能となる。
【００９８】
オイル入口１５０に導入されるオイルは、ラジアルブッシュベアリング１３４に形成された環状流路１５１、スリーブ１３５に形成された環状流路１５２等を通って内ロータ軸１１内のオイルギャラリ１５３に流入する。オイルギャラリ１５３に流入したオイルの一部はラジアルブッシュベアリング１２６を通ってプラネタリギア機構３に導かれ、残りはエンジン出力軸２４内のオイルギャラリ１５４、出力ギア軸４０に形成された複数の通孔１５５、ディスク部４８に形成された複数の穴１５６を通って各ローラベアリング１４４，１４５や出力ギア３５に導かれる。各ローラベアリング１４４，１４５および出力ギア３５にはオイルが遠心力を受けて導かれ、これらの潤滑性を確保できる。
【００９９】
スラスト受け部５０ａに形成されたオイル入口１５０に導入されるオイルがプラネタリギア機構３や出力ギア３５等に導かれる構造のため、オイル入口１５０等で構成されるオイル通路を全てサブアッセンブリ８に収めることが可能となり、オイル入口１５０等をサブアッセンブリ７に設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【０１００】
なお、他の実施の形態として、多層モータ１をステータ２０に内ロータ１０と外ロータ３０に対してそれぞれ専用のコイルを設ける構造とすることも可能である。しかし、その場合、機構が大型化するとともに、電流による損失が大きくなる。
【０１０１】
さらに、多層モータ１は内ロータ１０と外ロータ３０にコイルを備える誘導型モータを用いてもよい。
【０１０２】
さらに、また、前記実施の形態では外ロータ３０と内ロータ１０が別体に回転する構成としたが、これに限定されるものではなく、外ロータ３０と内ロータ１０が一体的に回転する構成としてもよい。
【０１０３】
また、前記実施の形態において外ロータ３０と内ロータ軸１０の出力をそれぞれの前端側から取り出す構成としたが、内ロータ軸１１の出力をその後端側から取り出す構成としてもよい。
【０１０４】
また、電磁クラッチ６にかえて乾式単板クラッチ、湿式多板クラッチ等を設けてもよい。
【０１０５】
また、アウタードラムカバー２３とインナードラムカバー２７は、リベットを介して互いに結合してもよい。
【０１０６】
また、モータハウジング後壁部４１ａには各環状流路をエンドプレート７５側に面して形成し、かつ各環状流路とステータブラケット４４の各放射状流路９３を連通する穴を形成してもよい。この場合、セパレートプレート４６を廃止することが可能となる。
【０１０７】
また、ラジアルブッシュベアリング１２６にかえてニードルベアリングを設けてもよい。この場合、プラネタリギア機構３に導かれるオイル量を増やすことができる。
【０１０８】
なお、本発明は前記実施の形態のようにエンジンと組み合わせたハイドリッド駆動装置を構成する多層モータ１に限らず、他の装置に用いられる多層モータにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すハイブリッド駆動装置の断面図。
【図２】同じくモータ等の断面図。
【図３】同じく図２の矢印Ａ方向から見た正面図。
【図４】同じく図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】同じく図２のＣ−Ｃ線に沿うセパレートプレートの正面図。
【図６】同じく図２のＤ−Ｄ線に沿うステータブラケットの正面図。
【図７】同じく図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【図８】同じく図２のＦ−Ｆ線に沿うフロントプレートの正面図。
【図９】同じくプラネタリギア機構等の断面図。
【符号の説明】
１多層モータ
３プラネタリギア機構
４リダクションギア機構
５ディファレンシャルギア機構
６電磁クラッチ
７サブアッセンブリ
８サブアッセンブリ
１０内ロータ
１０ａ内ロータ軸部
１０ｂ内ロータ軸部
１１内ロータ軸
１３外ロータドラム
１５コイル
２０ステータ
２１コア鋼板
２３アウタードラムカバー
２４エンジン出力軸
２７インナードラムカバー
２７ａ円筒軸部
２７ｂスケール部
３０外ロータ
３０ａ外ロータ軸部
３０ｂ内ロータ軸部
３１サンギア
３２ピニオン
３３リングギア
３４キャリア
３５出力ギア
４０出力ギア軸
４１モータハウジング
４１ａモータハウジング後壁部
４３ボルト
４４ステータブラケット
４５フロントプレート
４６セパレートプレート
５０ギアハウジング
５０ａスラスト受け部
６０クラッチ出力軸
５７クラッチハウジング
８０ウォータジャケット
８１ボルト穴
６３ボールベアリング
６４ボールベアリング
６５ボールベアリング
７１ボールベアリング
７２ラジアルニードルベアリング
７５エンドプレート
８４Ｕターン流路
８５冷却液入口
８６冷却液出口
８７入口側環状流路
８８出口側環状流路
９３入口側放射状流路
９４出口側放射状流路
１１３回転角センサ
１１４回転角センサ
１１６電線
１１７ユニット部品
１２６ラジアルブッシュベアリング
１２９回転メンバ
１３４ラジアルブッシュベアリング
１４４ローラベアリング
１４５ローラベアリング
１５０オイル入口
１５３オイルギャラリ
１５４オイルギャラリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid drive device in which outputs of an engine and a motor are transmitted to an output gear through a planetary gear mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of hybrid drive device, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-317600 includes an engine output shaft, an output gear, a planetary gear mechanism, and a first motor on one axis. A second motor is arranged on each other and on another axis parallel to this, and the output of the engine is distributed to the two motors and the output gear by the planetary gear mechanism.
[0003]
In this case, the motor, the planetary gear mechanism and the output gear are housed in a common housing, the sun gear of the planetary gear mechanism is coupled to the rotor shaft of the motor, and the ring gear of the planetary gear mechanism is coupled to the output gear shaft. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional hybrid drive device, since the sun gear of the planetary gear mechanism is coupled to the rotor shaft of the motor, the planetary gear mechanism and the motor cannot be separated into sub-assemblies during production. . For this reason, there was a problem that the performance of the motor or the like could not be individually examined during production, and the productivity was poor.
[0005]
Further, since the thrust load acting on the output gear is input to the gear element of the planetary gear mechanism, there is a problem that the bearing structure provided in the planetary gear mechanism is enlarged.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the productivity of a hybrid drive device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to a motor which is arranged concentrically in the order of the inner rotor, the stator and the outer rotor from the inside in the motor housing, the rotation of the engine and the inner rotor. A planetary gear mechanism that selectively transmits the rotation of the outer rotor and the rotation of the outer rotor to an output gear via a gear element, and a gear housing that houses the planetary gear mechanism, and each of the gear elements of the planetary gear mechanism. Out of the rotor as well as Outer rotor Each of Concatenated with Two Gear elements teeth of Thrust load generated by meshing But The thrust load is supported by the gear housing and the thrust load is applied to the inner rotor. as well as Inner rotor to prevent input to outer rotor as well as The joint means connected to the outer rotor was provided.
[0008]
The invention described in claim 2 A thrust receiving portion that receives a thrust load generated by meshing is provided at a connection portion of the gear housing between the motor housing and the gear housing, An oil passage for guiding oil for lubricating the planetary gear mechanism is formed in the thrust receiving portion.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided means for connecting the output gear to the gear element of the planetary gear mechanism so that the thrust load is not input, and the thrust load acting on the output gear is supported on the housing for housing the output gear. A bearing was provided.
[0010]
The invention according to claim 4 connects the output gear to the outer rotor.
[0011]
The invention according to claim 5 supports the output gear via a pair of rolling bearings, arranges each rolling bearing so that the respective rolling elements are inclined outward, and oil is placed between the rolling bearings. It was set as the structure introduced from the rotating shaft side.
[0012]
Operation and effect of the invention
In the first aspect of the present invention, the housing is formed with a thrust receiving portion for supporting a thrust load acting on the gear element of the planetary gear mechanism, and the motor is coupled to prevent the thrust load from being input to the gear element of the planetary gear mechanism. It is possible to separate the sub assembly into which the motor is assembled and the sub assembly into which the planetary gear mechanism is assembled. As a result, it becomes possible to individually check the performance of the motor and the planetary gear mechanism during production, thereby improving productivity.
[0013]
In addition, since the thrust load from the planetary gear mechanism does not act on the motor, the motor bearing structure can be downsized and the durability can be improved.
[0014]
In the invention described in claim 2, since the oil passage is formed in the thrust receiving portion, it is not necessary to dispose the oil passage in the motor, and the structure of the sub-assembly on the motor side can be simplified.
[0015]
In the invention described in claim 3, the thrust load acting on the output gear is not input to the planetary gear mechanism, so that the bearing structure provided in the planetary gear mechanism can be downsized and the durability can be improved. Further, the structure in which the planetary gear mechanism and the output gear are supported independently makes it possible to easily change the design of the planetary gear mechanism and the output gear according to, for example, the vehicle on which the device is mounted.
[0016]
In the invention described in claim 4, the torque generated in the outer rotor is directly transmitted to the output gear. Since the outer rotor provided outside the stator has a larger radius of rotation than the inner rotor provided inside the stator, a large torque can be applied to the output gear. For example, starting acceleration can be improved by operating the outer rotor as a motor when the vehicle starts.
[0017]
In the invention according to claim 5, by disposing the respective rolling bearings so that the respective rolling elements are inclined outwardly, the shaft span of each rolling bearing is shortened and the compactness is achieved. Since oil is introduced between the rolling bearings from the rotating shaft side, the oil receives a centrifugal force and is guided to each rolling bearing and the output gear, thereby ensuring the lubricity.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
As shown in FIG. 1, the hybrid drive apparatus for a vehicle includes a multi-rotor multi-layer motor 1, an engine (not shown), a planetary gear mechanism 3, a reduction gear mechanism 4, a differential gear mechanism 5, and the like.
[0021]
The multi-layer motor 1, the engine, and the planetary gear mechanism 3 each have a first axis O ₁ Provided on the axis O ₁ Parallel to the axis O ₂ The reduction gear mechanism 4 is provided on the axis O ₁ Parallel to the axis O _Three A differential gear mechanism 5 is provided on the top.
[0022]
The output torque generated by the engine or the multilayer motor 1 is reversed and decelerated via the output gear 35 and the reduction gear mechanism 4 and transmitted to the final gear 18, and is transmitted to the left and right drive wheels with differential rotation. .
[0023]
The idler shaft 36 of the reduction gear mechanism 4 includes a primary reduction gear 16 that meshes with the output gear 35, a secondary reduction gear 17 that meshes with the final gear 18 of the differential gear mechanism 5, and a parking gear 19 that is secured during parking. And are combined.
[0024]
The multi-layer motor 1 has a three-layer multi-rotor structure in which the inner rotor 10 and the outer rotor 30 are arranged concentrically with a predetermined gap inside and outside the cylindrical stator 20, respectively. The inner rotor 10 includes a columnar inner rotor shaft 11 that is rotatably supported and a plurality of permanent magnets 37 coupled to the outer periphery of the inner rotor shaft 11, and the outer rotor 30 is a cylindrical shape that is rotatably supported. The outer rotor drum 13 and a plurality of permanent magnets 38 coupled to the inner periphery of the outer rotor drum 13. The stator 20 includes a plurality of core steel plates 21 stacked in the axial direction and a coil 15 wound around the stacked core steel plates 21. The coil 15 of the stator 20 is shared between the inner rotor 10 and the outer rotor 30, and a composite current is passed through each coil 15 so as to generate a rotating magnetic field for the inner rotor 10 and the outer rotor 30. The outer rotor 30 is operated as an electric motor or a generator. As a result, the multi-layer motor 1 can be miniaturized and the loss due to current can be kept small. The basic structure of the multilayer motor 1 has already been proposed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 10-77449.
[0025]
The planetary gear mechanism 3 includes, as three gear elements, a sun gear 31, a plurality of pinions 32 that mesh with the sun gear 31, a carrier 34 that rotatably supports each pinion 32 via a pinion shaft 39, and a pinion 32. It has a ring gear 33 that meshes, and has a three-layer multi-axis structure in which the sun gear 31, the carrier 34, and the ring gear 33 are arranged concentrically.
[0026]
In the planetary gear mechanism 3, the sun gear 31 is connected to the inner rotor 10, the carrier 34 is connected to the crankshaft of the engine via the engine output shaft 24 and the flywheel damper 26, and the ring gear 33 is connected to the outer rotor 30. Together with the output gear 35. The drive plate 49 is fastened to the rear end of the crankshaft via a bolt 29.
[0027]
The outer rotor 30 is connected to the output gear 35 via the ring gear 33, so that a large torque can be directly applied from the outer rotor 30 to the output gear shaft 40 when the vehicle starts. Further, regenerative power generation is effectively performed by directly applying torque from the output gear 35 to the outer rotor 30 during deceleration of the vehicle.
[0028]
When the electromagnetic clutch 6 is not engaged, the generated torque of the engine is transmitted from the crankshaft to the carrier 34 via the drive plate 49, the flywheel damper 26 and the engine output shaft 24, and the sun gear 31 and the ring gear via each pinion 32. 33. At this time, the rotational speed and torque of the output gear 35 are adjusted by operating the inner rotor 10 and the outer rotor 30 as an electric motor or a generator. The engine is started by operating the inner rotor 10 as an electric motor to rotationally drive the crankshaft.
[0029]
When the electromagnetic clutch 6 is engaged, the generated torque of the engine is transmitted from the crankshaft to the output gear 35 via the drive plate 49, the drive member 62, the driven member 61, and the clutch output shaft 60. The generated torque of the engine is directly transmitted to the output gear 35. The electromagnetic clutch 6, the drive plate 49, the flywheel damper 26, and the drive plate 49 serve as a flywheel mass.
[0030]
In the hybrid drive device, the sub-assembly 7 unitized by housing the multilayer motor 1 in the motor housing 41, the planetary gear mechanism 3, the reduction gear mechanism 4, the differential gear mechanism 5, and the like in the gear housing 50 and the clutch housing 57. It is structured to be separable and separated into unitized subassemblies 8.
[0031]
As shown in FIG. 2, the motor housing 41 of the multilayer motor 1 has a bottomed cylindrical shape, and the cylindrical stator 20 is substantially concentric via a plurality of bolts 43 on a rear wall portion 41 a serving as the bottom portion. It is concluded. As a result, the stator 20 is cantilevered by the motor housing 41. A disc-shaped separate plate 46 and a stator bracket 44 are interposed between the motor housing rear wall 41 a and the rear surface of the stator 20, and a disc-shaped front plate 45 that is joined to the front surface of the stator 20 is provided. Each bolt 43 passes through the motor housing rear wall 41 a, the separate plate 46, the stator bracket 44, and the stator 20, and is screwed to the front plate 45 to fasten the stator 20 to the motor housing 41.
[0032]
The outer rotor shaft portions 30a and 30b provided at both ends of the outer rotor 30 are both supported in a rotatable manner via ball bearings 63 and 64 and a ball bearing 65, respectively.
[0033]
The outer rotor shaft portion 30 a located on the side from which the output of the outer rotor 30 is extracted is divided into a cylindrical outer rotor drum 13 to which the permanent magnet 38 is coupled and a thrust support member of the outer rotor drum 13. As a thrust support member of the outer rotor drum 13, an outer drum cover 23 is fastened to the front end portion of the outer rotor drum 13 via a plurality of bolts 28, and an inner drum cover 27 is welded to the inner peripheral end of the outer drum cover 23. It is fixed by. The outer drum cover 23 is positioned with respect to the outer rotor drum 13 via a knock pin 166.
[0034]
Openings 50w, 23w, 13w, 41w for guiding cooling air are formed in the gear housing 50, the outer drum cover 23, the outer rotor drum 13, and the motor housing 41, respectively. The outer drum cover 23 has cooling fins 23a and is formed by pressing. As the outer rotor 30 rotates, the air is blown around the stator 20 by the cooling fins 23 a to cool the stator 20. Air filters 170 and 171 are attached to the openings 41w and 50w. Cooling air is taken into the motor housing 41 via the air filters 170 and 171, thereby preventing iron powder and the like from entering the motor housing 41 and preventing the iron powder from adhering to the permanent magnets 37 and 38. I have to.
[0035]
The inner drum cover 27 has a cylindrical shaft portion 27a and a scale portion 27b. The inner drum cover 27 is formed by casting or forging. The outer drum cover 23 and the inner drum cover 27 are fixed by beam welding, and thermal deformation of both is suppressed.
[0036]
The pair of ball bearings 63 and 64 are interposed between the gear housing 50 and the stator 20 so as to sandwich the outer rotor shaft portion 30a.
[0037]
The deep ball type ball bearing 63 has a rear end of the inner race in contact with the cylindrical shaft portion 27a of the outer rotor shaft portion 30a, and a front end of the outer race in contact with the gear housing 50 through a shim 66. The deep ball type ball bearing 64 has a rear end of the inner race in contact with the cylindrical shaft portion 27a of the outer rotor shaft portion 30a, and a front end of the outer race in contact with the front plate 45 of the stator 20. The outer rotor drum 13 is supported by a ball bearing 63 against a thrust load to be moved forward (rightward in the figure). The outer rotor drum 13 is supported via a ball bearing 64 against a thrust load to be moved rearward (leftward in the figure).
[0038]
The outer rotor shaft portion 30 b located on the side where the output of the outer rotor 30 is not taken out is formed integrally with the rear end portion of the outer rotor drum 13. The ball bearing 65 is interposed between the outer rotor shaft portion 30 b and the motor housing 41. The inner race of the deep ball type ball bearing 65 is fixed to the cylindrical portion 41c of the motor housing 41 via the snap ring 67, and the outer rotor shaft portion 30b is slidably fitted to the outer race. The outer rotor drum 13 is supported by being shared by the ball bearings 63, 64, 65 with respect to the radial load.
[0039]
Since the opening diameter of the outer rotor shaft portion 30 b is smaller than the outer diameter of the stator 20, the outer rotor drum 13 needs to be assembled to the motor housing 41 before the stator 20 when the subassembly 7 is assembled. For this reason, the outer rotor drum 13 and the outer drum cover 23 can be separated from each other, and the thrust rotor 30b is not required to be positioned in the thrust direction. When the subassembly 7 is assembled, the ball bearing 65 is coupled to the motor housing 41 via the snap ring 67 and the outer rotor shaft 30b is fitted to the outer race of the ball bearing 65, and then the stator 20 is attached to the motor housing 41. The outer drum cover 23 is fastened to the front end portion of the outer rotor drum 13 via the bolts 28.
[0040]
The inner rotor shaft portion 10 a located on the side from which the output of the inner rotor 10 is extracted is integrally formed in the middle of the inner rotor shaft 11. The deep ball type ball bearing 71 has an inner race fitted to the inner rotor shaft portion 10a and fixed via a snap ring 73, and an outer race fitted to the inside of the cylindrical shaft portion 27a of the outer rotor shaft portion 30a. And fixed through a snap ring 74.
[0041]
The inner rotor shaft portion 10 b located on the side where the output of the inner rotor 10 is not taken out is formed integrally with the rear end portion of the inner rotor shaft 11. The radial needle bearing 72 is interposed between the inner peripheral surface of the motor housing rear wall portion 41a and the inner rotor shaft portion 10a. The radial needle bearing 72 is sandwiched between the stator bracket 44 and the end plate 75, and positioning in the thrust direction is performed.
[0042]
The deep ball ball bearings 63, 64, 65, 71 and the radial needle bearing 72 interposed in the subassembly 7 have a sealed structure in which grease is enclosed.
[0043]
The inner rotor shaft 11 is supported by being shared by a ball bearing 71 and a radial needle bearing 72 with respect to a radial load. The inner rotor shaft 11 is not supported through the radial needle bearing 72 with respect to the thrust load, but is supported only through the ball bearing 71.
[0044]
The multi-layer motor 1 is configured to allow the coolant to enter and exit from the rear end of the stator 20, to flow the coolant in the axial direction in the stator 20, and to make a U-turn at the front end of the stator 20.
[0045]
The water jacket 80 for circulating the coolant through the stator 20 is defined between the bolt hole 81 through which the bolt 43 of the core steel plate 21 passes and the outer peripheral surface of the bolt shaft portion 43a. The bolt 43 is formed such that the outer diameter of the shaft portion 43 a is smaller than the outer diameter of the screw portion 43 b, so that a sufficient flow path cross-sectional area of the coolant is ensured between the bolt 43 and the bolt hole 81.
[0046]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the stator 20 along the line EE in FIG. 2, and the core steel plate 21 is divided into 18 pieces in the circumferential direction, and is coupled to each other via a resin mold 83. Two coils 15 are wound around one core steel plate 21, and a total of 36 coils 15 are wound in the entire stator 20. Each core steel plate 21 has two core portions 21a extending in the radial direction, and a coil 15 is wound around each core portion 21a.
[0047]
The number of water jackets 80 is set to ½ of the number of coils 15, that is, 18 pieces. Bolt holes 81 that define each water jacket 80 are formed between adjacent core steel plates 21.
[0048]
FIG. 8 is a front view of the front plate 45 taken along the line F-F in FIG. 2, and the U-turn flow path 84 that connects two adjacent water jackets 80 is formed in the front plate 45. The coolant that has flowed forward (rightward in FIG. 2) through one water jacket 80 flows into the adjacent water jacket 80 through the U-turn flow path 84, and passes through the water jacket 80 to the rear (in FIG. 2). (Left direction). That is, the coolant flow from the inlet 85 to the front through the water jacket 80 and the coolant flow to the rear through the U-turn channel 84 are alternately arranged. In FIG. 8, reference numeral 119 denotes a screw hole into which the screw portion 43a of each bolt 43 is screwed. The space between the bolt 43 and the screw hole 119 is sealed through a liquid gasket.
[0049]
Flow paths through which the cooling liquid enters and exits each water jacket 80 are provided in the stacked end plate 75, motor housing rear wall 41 a, separate plate 46, and stator bracket 44. These members are sealed through a gasket such as a liquid sheet rubber coating.
[0050]
The motor housing 41 has a cylindrical portion 41c that protrudes rearward from the outer periphery of the wall portion 41a. The inner race of the ball bearing 65 is fitted to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 41c, and the end plate 75 is disposed inside the cylindrical portion 41c. Be placed. The flow path through which the coolant enters and exits each water jacket 80 is provided in a space inside the cylinder portion 41 c of the motor housing 41.
[0051]
The end plate 75 is joined to the rear portion of the motor housing rear wall portion 41 a and fastened via a plurality of bolts 76. Each bolt 76 passes through the end plate 75 and the motor housing rear wall portion 42 and is screwed into the stator bracket 44.
[0052]
FIG. 3 is a view of the end plate 75 and the like viewed from the direction of arrow A in FIG. 2, and an inlet 85 and an outlet 86 are opened in the end plate 75 as a coolant passage for allowing coolant to enter and exit each water jacket 80. The inlet 85 communicates with the discharge side of the pump through a pipe (not shown) connected to the inlet 85. The outlet 86 communicates with the suction side of the pump via a pipe (not shown) connected to the outlet 86 and a radiator (heat exchanger). The inlet 85 and the outlet 86 are disposed between the ball bearings 65.
[0053]
In order to rotate the inner rotor 10 and the outer rotor 30 synchronously, rotation angle sensors 113 and 114 for detecting the phases of the inner rotor 10 and the outer rotor 30 are provided. In a control circuit (not shown) to which signals from the respective rotation angle sensors 113 and 114 are input, a PWM signal is generated based on data on necessary torque (positive / negative) for the inner rotor 10 and the outer rotor 30.
[0054]
The rotation angle sensor 114 is fastened to the gear housing 50 via a bolt 165 and detects the phase of the outer rotor 30 against the scale portion 27 b of the inner drum cover 27.
[0055]
In FIG. 3, reference numeral 116 denotes an electric wire for guiding current to each coil 15, and a unit component 117 in which each electric wire 116 and the rotation angle sensor 113 are integrated through a resin mold is fastened through three bolts 79. The rear end of the rotation angle sensor 113 is coupled to the inner rotor shaft 11 with a spline or a two-surface width to allow displacement of the inner rotor shaft 11 in the thrust direction.
[0056]
The unit component 117 is located inside the inlet 85 and the outlet 86 and is disposed between the inner rotor 10 and the unit component 117 does not protrude from the rear end of the multilayer motor 1.
[0057]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the motor housing rear wall 41a taken along line BB in FIG. 2, and two annular flow paths 87 and 88 are formed concentrically on the motor housing rear wall 41a. The inner annular channel 87 communicates with the inlet 85 of the end plate 75, and the outer annular channel 88 communicates with the outlet 86 of the end plate 75. Each annular flow path 87, 88 is formed to be curved so as to avoid a hole 89 through which each bolt 76 is inserted and a hole 90 through which each bolt 79 is inserted. In FIG. 4, 96 is a hole through which the bolt 43 is inserted.
[0058]
FIG. 5 is a front view of the separation plate 46 taken along the line CC in FIG. 2, and nine holes 91 and 92 communicating with the respective annular flow paths 87 and 88 are formed in the separation plate 46. For convenience, in FIG. 5, the annular flow paths 87 and 88 formed on the motor housing rear wall 41 a side are indicated by two-dot chain lines. In FIG. 5, 97 is a hole through which the bolt 43 is inserted, 98 is a hole through which the bolt 76 is inserted, and 99 is a hole through which the bolt 79 is inserted.
[0059]
FIG. 6 is a front view of the stator bracket 44 in FIG. 2, and nine radial flow paths 93 and 94 extending radially are formed in the stator bracket 44. The inner peripheral end of the radial flow path 93 communicates with the annular flow path 87 through the hole 91, and the inner peripheral end of the radial flow path 94 communicates with the annular flow path 88 through the hole 92. For convenience, in FIG. 6, the annular flow paths 87 and 88 formed on the motor housing rear wall 41a side are indicated by two-dot chain lines. Each radial flow path 93, 94 extends radially, and each outer peripheral end portion is connected to a hole 95 through which each bolt 43 is inserted and communicated with each water jacket 80. In FIG. 6, 121 is a hole through which the bolt 76 is inserted, and 122 is a hole through which the bolt 79 is inserted.
[0060]
As shown in FIG. 9, the gear housing 50 is formed with a thrust receiving wall portion 50 a that receives a thrust load acting on the planetary gear mechanism 3. The front end portion of the inner rotor shaft 11 is connected to the sun gear 31 via a spline 125 as a joint means, and is slidable in the rotational direction and the thrust direction with respect to the engine output shaft 24 via a radial bush bearing 126. Connected. Further, the cylindrical shaft portion 27a is coupled to the rotating member 129 of the ring gear 33 through a spline 127 as a joint means. Thereby, rotation is transmitted between the inner rotor 10 and the sun gear 31 and rotation is transmitted between the outer rotor 30 and the ring gear 33, but a thrust load does not act on the inner rotor shaft 11 from the planetary gear mechanism 3.
[0061]
With the structure in which a thrust load does not act on the inner rotor shaft 11 from the planetary gear mechanism 3, the subassembly 7 and the subassembly 8 can be unitized. The multilayer motor 1 can be operated as an electric motor or a generator by supporting the inner rotor shaft 11 in the thrust direction even in the state of the sub-assembly 7 alone.
[0062]
The rotating member 129 is connected to the outer periphery of the ring gear 33 through a spline 128. A thrust needle bearing 130 is interposed between the rotating member 129 and the thrust receiving wall 50 a of the gear housing 50. A thrust needle bearing 131 is interposed between each pinion shaft 39 and a disk-like plate 132 coupled to the rear end of the carrier 34. The rotating member 129 is supported by the thrust needle bearings 130 and 131 with respect to the thrust load. A radial bush bearing 134 is interposed between the rotating member 129 and the gear housing 50, and the rotating member 129 is supported by the radial bush bearing 134 against a radial load.
[0063]
A sleeve 135 is interposed between the inner rotor shaft 11 and the rotary member 129, and a thrust needle bearing 136 is interposed between the sleeve 135 and the sun gear 31. A thrust needle bearing 137 is interposed between the sun gear 31 and the carrier 34.
[0064]
The carrier 34 is connected to the engine output shaft 24 via a spline 138. A thrust needle bearing 141 is interposed between the carrier 34 and the rotating member 25 of the ring gear 33.
[0065]
The output gear 35 is disposed on a concentric circle of the output gear shaft 40, and the output gear 35 and the output gear shaft 40 are integrally formed via a disk-shaped disk portion 48. The rotating member 25 of the ring gear 33 is connected to the inner periphery of the output gear shaft 40 via a spline 142, and the clutch output shaft 60 is connected via a spline 143.
[0066]
The spline 127 of the cylindrical shaft portion 27a, the spline 138 of the carrier 34, and the like are formed by broaching.
[0067]
A sub housing 147 is fastened to the clutch housing 57 via a plurality of bolts 148, and the output gear shaft 40 is supported between the clutch housing 57 and the sub housing 147 via a pair of roller bearings (rolling bearings) 144, 145. The The roller bearing 145 is interposed between the sub housing 147 and the disk portion 48. The roller bearing 145 is interposed between the clutch housing 57 and the disk portion 48.
[0068]
The roller bearing 144 has a front end of the inner race in contact with the clutch housing 57 and a rear end of the outer race in contact with the disk portion 48 of the output gear 35. The output gear 35 is supported by a roller bearing 144 against a thrust load to be moved forward (rightward in the figure).
[0069]
The roller bearing 145 has a rear end of the inner race in contact with the sub-housing 147 and a front end of the outer race in contact with the disk portion 48 of the output gear 35. The output gear 35 is supported by a roller bearing 145 against a thrust load to be moved rearward (leftward in the figure).
[0070]
Each roller bearing 144, 145 is arranged so that each tapered roller (rolling element) is inclined outward, and the axial span between each roller bearing 144, 145 is shortened.
[0071]
In order to forcibly lubricate the planetary gear mechanism 3 and the roller bearings 144, 145, etc., an oil inlet 150 as an oil passage for introducing oil into the gear housing 50 is formed in the thrust receiving wall portion 50a of the gear housing 50. The Oil discharged from an electric oil pump (not shown) is introduced into the oil inlet 150, and then passes through the annular passage 151 formed in the radial bush bearing 134, the annular passage 152 formed in the sleeve 135, and the like on the inner rotor shaft. 11 flows into the oil gallery 153 in the engine 11. Part of the oil that has flowed into the oil gallery 153 is guided to the planetary gear mechanism 3 through the radial bush bearing 126, and the rest is a plurality of through holes formed in the oil gallery 154 and the output gear shaft 40 in the engine output shaft 24. 155, guided to the roller bearings 144, 145 and the output gear 35 through a plurality of holes 156 formed in the disk portion 48. The oil thus lubricated at each part is collected through a return passage (not shown) connected to the gear housing 50. The through-hole 155 also serves as a work window when the bearing is removed.
[0072]
An oil seal 161 is provided between the gear housing 50 and the rotary member 129, an oil seal 162 is provided between the rotary member 129 and the inner rotor shaft 11, and an oil seal 163 is provided between the clutch housing 57 and the clutch output shaft 60. An oil seal 164 is interposed between the engine 60 and the engine output shaft 24. Each oil seal 161 shaft portion 164 is sealed so that oil guided to the planetary gear mechanism 3 and each roller bearing 144, 145 does not leak to the multilayer motor 1 side or the electromagnetic clutch 6 side.
[0073]
Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
[0074]
For example, during normal traveling of the vehicle, the torque generated by the engine 2 is transmitted from the crankshaft to the carrier 34 via the drive plate 49, the flywheel damper 26 and the engine output shaft 24, and the sun gear 31 and the ring gear via each pinion 32. 33. At this time, the rotational speed and torque of the output gear shaft 40 are adjusted by operating the inner rotor 10 and the outer rotor 30 as an electric motor or a generator.
[0075]
Since the outer rotor 30 provided outside the stator 20 has a larger radius of rotation than the inner rotor 10 provided inside the stator 20, the generated torque can be increased. By rotating the outer rotor 30 integrally with the output gear shaft 40 via the ring gear 33, a large torque is directly applied from the outer rotor 30 to the output gear shaft 40 at the time of start of the vehicle. Acceleration can be secured. Further, regenerative power generation is effectively performed by directly applying torque from the output gear shaft 40 to the outer rotor 30 during deceleration of the vehicle.
[0076]
When the vehicle is traveling at high speed, the electromagnetic clutch 6 is engaged to transmit the generated torque of the engine directly to the output gear shaft 40, so that the engine output is divided by the planetary gear mechanism 3 and generated by the inner rotor 10, By directly connecting the engine and the output gear shaft 40 without driving the outer rotor 30, the amount of power generated by the inner rotor 10 required during high-speed traveling can be reduced, and the inner rotor 10 can be reduced in size.
[0077]
By the way, the inner rotor 10 and the outer rotor 30 of the multilayer motor 1 are arranged concentrically, and the sun gear 31, the carrier 34, and the ring gear 33 of the planetary gear mechanism 3 are also arranged concentrically on the same axis. The structure of the device can be made compact. As a result, the structure for taking out the output from the output gear 35 can be simplified while reducing the restriction on the size of the multilayer motor 1 when mounted on the vehicle.
[0078]
In the multilayer motor 1, the outer rotor drum 13 is supported by being shared by the ball bearings 63, 64, 65 with respect to the radial load. Since the support span between the ball bearing 65 and the ball bearings 63 and 64 can be sufficiently secured, the support rigidity of the outer rotor drum 13 is sufficiently secured, and the gap between the outer rotor 30 and the stator 20 can be properly maintained.
[0079]
The outer rotor 30 is not supported via a ball bearing 65 against a thrust load, but is supported by a pair of ball bearings 63 and 64 provided on the output extraction side. This eliminates the need for a snap ring or the like for positioning the ball bearing 65 with respect to the outer rotor shaft portion 30b, and shortens the longitudinal length of the outer rotor drum 13.
[0080]
When the subassembly 7 is assembled, after the ball bearing 65 is coupled to the motor housing 41 via the snap ring 67, the outer rotor shaft portion 30 b is fitted to the outer race of the ball bearing 65. Since the outer rotor shaft portion 30b is not required to be positioned in the thrust direction with respect to the ball bearing 65, it can be easily assembled to the outer rotor 30 with respect to the motor housing 41, and productivity can be improved.
[0081]
Further, when the subassembly 7 is assembled, the outer rotor drum 13 is separated from the outer drum cover 23 and the like with respect to the motor housing 41 and assembled before the stator 20, so that the opening diameter of the outer rotor shaft portion 30 b is increased. It becomes possible to form smaller than the outer diameter of the stator 20. As a result, the diameter of the ball bearing 65 can be reduced and the maximum number of rotations of the outer rotor 30 can be increased.
[0082]
The inner rotor 10 is supported by being shared by a ball bearing 71 and a radial needle bearing 72 with respect to a radial load. The inner rotor 10 is not supported via the radial needle bearing 72 with respect to the thrust load, but is supported only via the ball bearing 71. As a result, the inner rotor shaft portion 10 b can be supported by the thin radial needle bearing 72.
[0083]
By reducing the size of the ball bearing 65 and the radial needle bearing 72 provided at the rear of the multilayer motor 1 so as to support only the radial load, a space for providing a support structure for the stator 20 between them and the stator 20 are cooled. It is possible to secure a space for the coolant to enter and exit.
[0084]
The radial needle bearing 72 is positioned in the thrust direction by being sandwiched between the stator bracket 44 and the end plate 75, thereby simplifying the structure.
[0085]
The rotation angle sensor 114 detects the phase of the outer rotor 30 against the scale portion 27 b of the inner drum cover 27. By integrally forming the scale portion 27b on the inner drum cover 27 supported by the pair of ball bearings 63 and 64, the displacement of the scale portion 27b with respect to the rotation angle sensor 114 can be kept small, and the detection accuracy of the rotation angle sensor 114 is sufficiently high. Can be secured.
[0086]
In order to absorb heat generated by the copper loss or iron loss of the stator 20 in the multilayer motor 1, the coolant circulates inside the stator 20. However, because the stator 20 is cantilevered and the outer drum cover 23 and the like of the outer rotor 30 rotates against the front end of the stator 20, it is difficult to connect the coolant passage to the front end of the stator 20. In order to cope with this, the cooling liquid is caused to flow in the axial direction in the stator 20 and is U-turned at the front end of the stator 20, and the cooling liquid is allowed to enter and exit from the rear end of the stator 20.
[0087]
The coolant discharged from the pump is diverted to each water jacket 80 through the inlet 85, the annular channel 87, the hole 91, and the radial channel 93. The coolant circulating through each water jacket 80 absorbs the heat of the stator 20, flows out through the radial flow path 94, the hole 92, the annular flow path 88 and the outlet 86, and dissipates heat to the outside air via the radiator. Sucked into the pump.
[0088]
By defining the water jacket 80 around each bolt 43 that fastens the stator 20, the water jackets 80 can be densely arranged in a limited space located inside the coil 15. Cooling is sufficient. Further, the stator 20 can be prevented from being enlarged due to the water jacket 80.
[0089]
The number of the water jackets 80 is set to 1 / integer of the number of the coils 15, and the coils 15 serving as heat generation sources are symmetrically arranged with respect to the respective water jackets 80, thereby cooling the stator 20. It is performed in a uniform manner in the circumferential direction.
[0090]
The cooling liquid gradually rises by absorbing the heat of the stator 20 in the process of flowing through the water jacket 80, but the flow of the cooling liquid toward the front and the flow of the cooling liquid toward the rear through the water jacket 80 are alternately arranged. The stator 20 is uniformly cooled in the circumferential direction.
[0091]
Due to the structure in which the motor housing rear wall 41a in which the annular flow paths 87 and 88 are formed and the stator bracket 44 in which the radial flow paths 93 and 94 are formed, the limit between the ball bearing 65 and the inner rotor shaft 11 is reduced. It is possible to form a flow path through which the cooling liquid enters and exits each water jacket 80 in the space formed. Thus, the diameter of the ball bearing 65 can be reduced and the maximum rotational speed of the outer rotor 30 can be increased by accommodating the coolant flow path in a small space.
[0092]
In addition, the housing part for assembly is a small hole, and in order to solder the terminal plate after assembly, by providing a unit component 117 in which the terminal plate of each electric wire 116 and the rotation angle sensor 113 are integrated through a resin mold. The assembly of the electric wire 116 for guiding the current to each coil 15 and the rotation angle sensor 113 is facilitated, and the productivity can be improved.
[0093]
The unit component 117 is disposed in the space between the inlet 85, the outlet 86, and the inner rotor 10, so that the unit component 117 does not protrude from the rear end of the multilayer motor 1, and the longitudinal length of the multilayer motor 1 is increased. Can be shortened.
[0094]
A gear housing 50 that houses the planetary gear mechanism 3 has a thrust receiving portion 50 a that receives a thrust load acting on the planetary gear mechanism 3, and a spline 125 that connects the inner rotor 10 to the sun gear 31 so that the thrust load is not input. The structure is provided with a spline 127 that connects the outer rotor 30 to the ring gear 33 so that a thrust load is not input, so that the subassembly 7 in which the multilayer motor 1 is assembled and the subassembly 8 in which the planetary gear mechanism 3 and the like are assembled are separated. Is possible. As a result, at the time of production, the performance of the multilayer motor 1 can be examined in advance by operating the multilayer motor 1 via the testing machine in the state of the subassembly 7 alone.
[0095]
Further, the structure in which the thrust load is not applied from the planetary gear mechanism 3 to the inner rotor shaft 11 prevents the ball bearings 63, 64, and 71 that support the thrust load in the multilayer motor 1 from being increased in size, and their durability. Will improve.
[0096]
A relatively large thrust load acting on the output gear 35 constituted by a helical gear is supported via a pair of roller bearings 144 and 145. Thereby, the thrust load acting on the output gear shaft 40 is not input to the planetary gear mechanism 3 via the spline 142, and the operability of the planetary gear mechanism 3 can be ensured. Further, in the planetary gear mechanism 3, the bearing structure constituted by the thrust needle bearings 130, 131, 136, 137, 141 is avoided from being enlarged, and the durability is improved. Further, the structure in which the planetary gear mechanism 3 and the output gear shaft 40 are independently supported makes it possible to easily change the design of the planetary gear mechanism 3 and the output gear 35 according to the mounted vehicle.
[0097]
The roller bearings 144 and 145 are arranged so that the tapered rollers are inclined outward, and the axial span between the roller bearings 144 and 145 is shortened. Thereby, the planetary gear mechanism 3, the output gear 35, and the electromagnetic clutch 6 can be arranged in parallel in a limited space between the multilayer motor 1 and the engine.
[0098]
The oil introduced into the oil inlet 150 flows into the oil gallery 153 in the inner rotor shaft 11 through the annular passage 151 formed in the radial bush bearing 134, the annular passage 152 formed in the sleeve 135, and the like. Part of the oil that has flowed into the oil gallery 153 is guided to the planetary gear mechanism 3 through the radial bush bearing 126, and the rest is a plurality of through holes formed in the oil gallery 154 and the output gear shaft 40 in the engine output shaft 24. 155, guided to the roller bearings 144, 145 and the output gear 35 through a plurality of holes 156 formed in the disk portion 48. Oil is guided to each of the roller bearings 144 and 145 and the output gear 35 by centrifugal force, and the lubricity thereof can be ensured.
[0099]
Since the oil introduced into the oil inlet 150 formed in the thrust receiving portion 50a is guided to the planetary gear mechanism 3, the output gear 35, etc., all the oil passages constituted by the oil inlet 150 and the like are accommodated in the subassembly 8. Therefore, it is not necessary to provide the oil inlet 150 and the like in the subassembly 7, and the structure can be simplified.
[0100]
As another embodiment, the multilayer motor 1 may have a structure in which the stator 20 is provided with a dedicated coil for each of the inner rotor 10 and the outer rotor 30. However, in that case, the mechanism becomes larger and the loss due to current increases.
[0101]
Furthermore, the multi-layer motor 1 may use an induction motor having coils in the inner rotor 10 and the outer rotor 30.
[0102]
Furthermore, in the embodiment, the outer rotor 30 and the inner rotor 10 are configured to rotate separately. However, the present invention is not limited to this, and the outer rotor 30 and the inner rotor 10 rotate integrally. It is good.
[0103]
Further, in the above-described embodiment, the output of the outer rotor 30 and the inner rotor shaft 10 is extracted from the front end side, but the output of the inner rotor shaft 11 may be extracted from the rear end side.
[0104]
Further, instead of the electromagnetic clutch 6, a dry single plate clutch, a wet multi-plate clutch or the like may be provided.
[0105]
Further, the outer drum cover 23 and the inner drum cover 27 may be coupled to each other via rivets.
[0106]
Further, the motor housing rear wall portion 41a may be formed with each annular flow path facing the end plate 75 side, and with a hole communicating each annular flow path and each radial flow path 93 of the stator bracket 44. Good. In this case, the separate plate 46 can be eliminated.
[0107]
Further, a needle bearing may be provided instead of the radial bush bearing 126. In this case, the amount of oil guided to the planetary gear mechanism 3 can be increased.
[0108]
Note that the present invention is not limited to the multilayer motor 1 that constitutes the hydride drive device combined with the engine as in the above-described embodiment, but can also be applied to multilayer motors used in other devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hybrid drive device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a motor and the like.
3 is a front view of the same as seen from the direction of arrow A in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5 is a front view of a separate plate along the line CC in FIG. 2; FIG.
6 is a front view of the stator bracket along the line DD in FIG. 2; FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 8 is a front view of the front plate, taken along line FF in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a planetary gear mechanism and the like.
[Explanation of symbols]
1 Multi-layer motor
3 Planetary gear mechanism
4 Reduction gear mechanism
5 Differential gear mechanism
6 Electromagnetic clutch
7 Subassembly
8 Subassembly
10 Inner rotor
10a Inner rotor shaft
10b Inner rotor shaft
11 Inner rotor shaft
13 Outer rotor drum
15 coils
20 Stator
21 Core steel plate
23 Outer drum cover
24 Engine output shaft
27 Inner drum cover
27a Cylindrical shaft
27b Scale section
30 Outer rotor
30a Outer rotor shaft
30b Inner rotor shaft
31 Sungear
32 pinion
33 Ring gear
34 Career
35 Output gear
40 Output gear shaft
41 Motor housing
41a Motor housing rear wall
43 volts
44 Stator bracket
45 Front plate
46 Separate plate
50 gear housing
50a Thrust receiving part
60 Clutch output shaft
57 Clutch housing
80 water jacket
81 Bolt hole
63 Ball bearing
64 ball bearing
65 Ball bearing
71 Ball bearing
72 radial needle bearings
75 End plate
84 U-turn flow path
85 Coolant inlet
86 Coolant outlet
87 Inlet annular channel
88 Outlet side annular channel
93 Inlet radial flow path
94 Outlet radial path
113 Rotation angle sensor
114 Rotation angle sensor
116 electric wire
117 Unit parts
126 Radial bush bearing
129 Rotating member
134 Radial bush bearing
144 Roller bearing
145 Roller bearing
150 Oil inlet
153 Oil Gallery
154 Oil Gallery

Claims

A motor arranged concentrically in the order of the inner rotor, the stator, and the outer rotor from the inside in the motor housing,
A planetary gear mechanism that selectively transmits the rotation of the engine, the rotation of the inner rotor, and the rotation of the outer rotor to an output gear via a gear element;
A gear housing that houses the planetary gear mechanism;
With
Among the gear elements of the planetary gear mechanism, gears on the two gear elements that are connected to the respective inner rotor and the outer rotor,
Thrust load generated by the engagement is supported in the gear housing,
And the thrust load is provided with a coupling means for coupling to the inner rotor and the outer rotor so as not inputted in said rotor and the outer rotor,
A hybrid drive device characterized by that.

A thrust receiving portion for receiving a thrust load generated by the meshing is provided at a connection portion of the gear housing between the motor housing and the gear housing;
The hybrid drive device according to claim 1, wherein an oil passage that guides oil for lubricating the planetary gear mechanism is formed in the thrust receiving portion.

Means for connecting the output gear to a gear element of the planetary gear mechanism so that a thrust load is not input;
A bearing that supports a thrust load acting on the output gear with respect to a housing that houses the output gear;
The hybrid drive device according to claim 1, further comprising:

4. The hybrid drive apparatus according to claim 1, wherein the output gear is connected to the outer rotor.

Supporting the output gear via a pair of rolling bearings;
The rolling bearings are arranged so that the respective rolling elements are inclined outwardly,
The hybrid drive unit according to any one of claims 1 to 4, wherein oil is introduced between the rolling bearings from the rotating shaft side.