JP4114621B2 - Structure of rotating electrical machine - Google Patents

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Description

本発明は、ステータと、ステータの外側に設けたアウターロータと、ステータの内側に設けたインナーロータと、からなり、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成の回転電機の構造に関するものである。   The present invention includes a stator, an outer rotor provided outside the stator, and an inner rotor provided inside the stator, and supports the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case via a plurality of bearings. The present invention relates to a structure of a rotating electrical machine having a configuration.

従来、円筒状のステータを挟み、内外周にアウターロータ及びインナーロータが配置され、ステータに巻回された多相コイルに複合電流を流すことで、アウターロータとインナーロータを独立して回転制御可能な複軸多層構造を有する回転電機が知られている(例えば、特許文献1参照)。この回転電機では、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介してステータおよびケースに支持する必要があった。
特開2000−14103号公報
Conventionally, an outer rotor and an inner rotor are arranged on the inner and outer circumferences with a cylindrical stator in between, and the outer rotor and inner rotor can be independently controlled by flowing a composite current through a multiphase coil wound around the stator. 2. Description of the Related Art A rotating electric machine having a multi-axis multilayer structure is known (for example, see Patent Document 1). In this rotating electrical machine, it is necessary to support the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case via a plurality of bearings.
JP 2000-14103 A

通常、図5(a)にその一例を示すように、部材301と部材301とを回転自在に支持するベアリング302は、ボール303とレース304との間には基本的にガタのある構造となっている。しかし、ベアリング302が高速回転する部材301を支持しようとするときガタがあると振動等の問題を生ずる。そのため、図5(b)に示すように、ガタをつめるように対向するレース304、304に互いに反対方向の力がかかるように、例えばばね305等の予圧要素によるばね力(予圧力)がかかるように構成して、図5(c)に示すようにガタをつめる必要があった。その際、複数のベアリングの各々に予圧要素が必要となるが、全てのベアリングに予圧要素を配置すると、予圧配分が難しくなる問題があった。特にこの問題は、上述した複軸多層構造を有する回転電機において顕著であった。   In general, as shown in FIG. 5A, the member 302 and the bearing 302 that rotatably supports the member 301 basically have a play between the ball 303 and the race 304. ing. However, when the bearing 302 tries to support the member 301 that rotates at a high speed, there is a problem such as vibration if there is play. Therefore, as shown in FIG. 5B, a spring force (preload) is applied by a preload element such as a spring 305 so that opposite races 304 and 304 are applied to each other so as to catch the backlash. Thus, it is necessary to play back as shown in FIG. At that time, a preload element is required for each of the plurality of bearings. However, if the preload elements are arranged in all the bearings, there is a problem that preload distribution becomes difficult. This problem is particularly noticeable in the rotating electrical machine having the above-described multi-axis multilayer structure.

本発明の目的は上述した問題点を解消して、全てのベアリングに均等に予圧を与えることができるよう構成することで、振動等の問題をなくすことのできる回転電機の構造を提供しようとするものである。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a structure of a rotating electrical machine that can eliminate problems such as vibrations by configuring so that preload can be equally applied to all bearings. Is.

本発明の回転電機の構造は、ステータと、ステータの外側に設けたアウターロータと、ステータの内側に設けたインナーロータと、からなり、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成の回転電機において、前記インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成が、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第1のベアリングと、リア側においてアウターロータとステータとの間に設けられた第2のベアリングと、リア側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第3のベアリングと、リア側においてアウターロータとインナーロータとの間に設けられた第4のベアリングと、フロント側においてインナーロータとステータとの間に設けられた第5のベアリングと、からなり、予圧要素を、(1)第2のベアリングとステータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設け、(2)第2のベアリングとステータとの間および第4のベアリングとアウターロータとの間の2箇所に設け、(3)第1のベアリングとアウターロータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設け、それぞれのベアリングにかかる予圧が均等になるよう構成したことを特徴とするものである。

The structure of the rotating electrical machine of the present invention includes a stator, an outer rotor provided outside the stator, and an inner rotor provided inside the stator. The inner rotor and the outer rotor are connected to the stator via a plurality of bearings. In the rotating electrical machine configured to be supported by the case, the configuration in which the inner rotor and the outer rotor are supported by the stator and the case via a plurality of bearings is configured such that one of the output shafts of the rotating shaft exists and the other is the front side. When the rear side is used, a first bearing provided between the outer rotor and the case on the front side, a second bearing provided between the outer rotor and the stator on the rear side, and an outer side on the rear side. A third bearing provided between the rotor and the case, and an outer low on the rear side And a fourth bearing provided between the inner rotor and the inner rotor, and a fifth bearing provided between the inner rotor and the stator on the front side, and (1) the second bearing Provided in two places between the stator and the stator and between the third bearing and the case, (2) provided in two places between the second bearing and the stator and between the fourth bearing and the outer rotor, (3) It is provided in two places between the first bearing and the outer rotor and between the third bearing and the case, and is configured so that the preload applied to each bearing is equal. is there.

本発明の回転電機の構造では、それぞれのベアリングにかかる予圧が均等になるように予圧要素を設けたことで、全てのベアリングに均等に予圧を与えることができ、ベアリングの振動等の問題を防止することができる。   In the structure of the rotating electrical machine according to the present invention, the preload element is provided so that the preload applied to each bearing is equal, so that the preload can be uniformly applied to all the bearings, and problems such as bearing vibration are prevented. can do.

なお、本発明の回転電機の構造の好適例においては、前記インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成が、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第1のベアリングと、リア側においてアウターロータとステータとの間に設けられた第2のベアリングと、リア側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第3のベアリングと、リア側においてアウターロータとインナーロータとの間に設けられた第4のベアリングと、フロント側においてインナーロータとステータとの間に設けられた第5のベアリングと、からなるよう構成することができる。このように構成の回転電機に対して本発明を適用することで、少ない予圧要素で全てのベアリングに均等な予圧を与えることができる。   In a preferred example of the structure of the rotating electrical machine according to the present invention, the structure in which the inner rotor and the outer rotor are supported by the stator and the case via a plurality of bearings is arranged such that one of the output shafts of the rotating shaft exists on the front side. A first bearing provided between the outer rotor and the case on the front side, and a second bearing provided between the outer rotor and the stator on the rear side when the other side is the rear side, A third bearing provided between the outer rotor and the case on the rear side, a fourth bearing provided between the outer rotor and the inner rotor on the rear side, and an inner rotor and a stator on the front side. And a fifth bearing provided therebetween. By applying the present invention to the rotating electrical machine having such a configuration, it is possible to apply a uniform preload to all the bearings with a small number of preload elements.

また、本発明の回転電機の構造の好適例においては、前記予圧要素を、第2のベアリングとステータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設けるよう構成することができる。このように構成すれば、2つの予圧要素を用いて全てのベアリングに均等に予圧を与えることが可能で、且つ、予圧要素に遠心力が作用しないため、ロータ回転数によらず一定の予圧を与えることができる。   In a preferred example of the structure of the rotating electrical machine of the present invention, the preload element can be provided at two locations between the second bearing and the stator and between the third bearing and the case. . With this configuration, it is possible to apply preload evenly to all the bearings using two preload elements, and since centrifugal force does not act on the preload elements, a constant preload is applied regardless of the rotor rotational speed. Can be given.

さらに、本発明の回転電機の構造の好適例においては、前記予圧要素を、第2のベアリングとステータとの間および第4のベアリングとアウターロータとの間の2箇所に設けるよう構成することができる。このように構成すれば、上述した効果に加えて、予圧要素が全てモータASSY内に配置されるので、モータの脱着時に予圧要素を脱着する必要が無く、作業性が向上する。   Furthermore, in a preferred example of the structure of the rotating electrical machine of the present invention, the preload element may be provided at two positions between the second bearing and the stator and between the fourth bearing and the outer rotor. it can. If comprised in this way, in addition to the effect mentioned above, since all the preload elements are arrange | positioned in motor ASSY, it is not necessary to remove | desorb a preload element at the time of removal | desorption of a motor, and workability | operativity improves.

さらにまた、本発明の回転電機の構造の好適例においては、前記予圧要素を、第1のベアリングとアウターロータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設けるよう構成することができる。このように構成すれば、上述した効果に加えて、モータASSY後、モータをユニットに搭載する最後の工程にてシム調整と併せて予圧要素を設定できるので、予圧力を調整し易く、精度良い調整が可能となる。   Furthermore, in a preferred example of the structure of the rotating electrical machine of the present invention, the preload element is configured to be provided at two locations between the first bearing and the outer rotor and between the third bearing and the case. Can do. If comprised in this way, in addition to the effect mentioned above, since a preload element can be set together with shim adjustment in the last step of mounting the motor on the unit after the motor ASSY, it is easy to adjust the preload and the accuracy is high. Adjustment is possible.

以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の構造を備える回転電機の一例としての複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図である。なお、以下に説明する複軸多層モータはその基本的な構成を説明するためのものであり、本発明の特徴部分については、後に詳細に説明する。図1において、Eはエンジン、Mは複軸多層モータ、Gはラビニョウ型複合遊星歯車列、Dは駆動出力機構、1はモータカバー、2はモータケース、3はギヤハウジング、4はフロントカバーである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor as an example of a rotating electrical machine having the structure of the present invention is applied. The multi-axis multi-layer motor described below is for explaining the basic configuration, and features of the present invention will be described in detail later. In FIG. 1, E is an engine, M is a multi-shaft multilayer motor, G is a Ravigneaux type planetary gear train, D is a drive output mechanism, 1 is a motor cover, 2 is a motor case, 3 is a gear housing, 4 is a front cover is there.

前記エンジンEは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸5とラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2リングギヤR2とは、回転変動吸収ダンパー6及び多板クラッチ7を介して連結されている。   The engine E is a main power source of the hybrid drive unit, and the engine output shaft 5 and the second ring gear R2 of the Ravigneaux type planetary gear train G are connected through a rotation fluctuation absorbing damper 6 and a multi-plate clutch 7. ing.

前記複軸多層モータMは、外観的には1つのモータであるが2つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータMは、前記モータケース2に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、前記ステータSの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータIRに固定の第1モータ中空軸8は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1サンギヤS1に連結され、前記アウターロータORに固定の第2モータ軸9は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2サンギヤS2に連結されている。   The multi-axis multilayer motor M is a sub-power source having two motor generator functions although it is one motor in appearance. The multi-axis multilayer motor M is fixed to the motor case 2 and includes a stator S as a fixed armature wound with a coil, an inner rotor IR disposed inside the stator S and having a permanent magnet embedded therein, and the stator The outer rotor OR, which is arranged outside the S and has a permanent magnet embedded therein, is arranged in three layers on the same axis. The first motor hollow shaft 8 fixed to the inner rotor IR is connected to the first sun gear S1 of the Ravigneaux-type compound planetary gear train G, and the second motor shaft 9 fixed to the outer rotor OR is the Ravigneaux-type compound planetary gear. It is connected to the second sun gear S2 of the row G.

前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギヤR1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギヤR2との5つの回転要素を有して構成されている。前記第1リングギヤR1とギヤハウジング3との間には多板ブレーキ10が介装されている。前記共通キャリヤCには、出力ギヤ11が連結されている。   The Ravigneaux-type compound planetary gear train G is a planetary gear mechanism having a continuously variable transmission function that changes the gear ratio steplessly by controlling two motor rotation speeds. The Ravigneaux type planetary gear train G includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear that meshes with the second pinion P2. It has five rotational elements, S2, a first ring gear R1 that meshes with the first pinion P1, and a second ring gear R2 that meshes with the second pinion P2. A multi-plate brake 10 is interposed between the first ring gear R1 and the gear housing 3. An output gear 11 is connected to the common carrier C.

前記駆動出力機構Dは、出力ギヤ11と、第1カウンターギヤ12と、第2カウンターギヤ13と、ドライブギヤ14と、ディファレンシャル15と、ドライブシャフト16,16により構成されている。そして、出力ギヤ11からの出力回転及び出力トルクは、第1カウンターギヤ12→第2カウンターギヤ13→ドライブギヤ14→ディファレンシャル15を経過し、ドライブシャフト16,16から図外の駆動輪へ伝達される。   The drive output mechanism D includes an output gear 11, a first counter gear 12, a second counter gear 13, a drive gear 14, a differential 15, and drive shafts 16 and 16. The output rotation and output torque from the output gear 11 pass through the first counter gear 12, the second counter gear 13, the drive gear 14, and the differential 15, and are transmitted from the drive shafts 16 and 16 to the drive wheels (not shown). The

すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第2リングギヤR2とエンジン出力軸5を連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータ中空軸8とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータ軸9とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ11を連結することにより構成されている。   That is, the hybrid drive unit connects the second ring gear R2 and the engine output shaft 5, connects the first sun gear S1 and the first motor hollow shaft 8, and connects the second sun gear S2 and the second motor shaft 9. And the output gear 11 is connected to the common carrier C.

図2は、ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、この発明の対象となる複軸多層モータの一例をより詳細に示す図である。この複軸多層モータに、この発明の回転電機の構造を適用することができる。図2に示す構成の複軸多層モータは、一個の円環状のステータ101と、その半径方向内方および外方にそれぞれ互いに同軸の所定回転軸線O上にて回転自在に配置したインナーロータ102およびアウターロータ103とよりなる三重構造とし、これらをハウジング104内に収納して構成する。   FIG. 2 is a diagram showing in more detail an example of a multi-shaft multilayer motor that is combined with a Ravigneaux type planetary gear train and constitutes a vehicle hybrid transmission that is an object of the present invention. The structure of the rotating electrical machine of the present invention can be applied to this multi-axis multilayer motor. The multi-axis multilayer motor having the configuration shown in FIG. 2 includes a single annular stator 101, an inner rotor 102 disposed rotatably on a predetermined rotation axis O coaxial with each other in the radial direction inside and outside, and A triple structure including the outer rotor 103 is formed and housed in the housing 104.

ここにおけるインナーロータ102およびアウターロータ103はそれぞれ、電磁鋼板などをプレス成形して造った板材のロータ軸線方向への積層になる積層コア124,125を具え、これら積層コア124,125に、ロータ軸線方向に貫通する永久磁石を円周方向等間隔に配置して設けた構成となす。インナーロータ102とアウターロータ103とでは、配置する磁極数を変えることで、両者の極対数を異ならせている。一例を示すと、磁石の個数自体はインナーロータ102とアウターロータ103で同一であり、12個ずつであるが、インナーロータ102は2個の磁石で1極を成しているため、極対数としては3極対となり、アウターロータ103は1個の磁石で1極を成しているため、極対数としては6極対となる。   Each of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 includes laminated cores 124 and 125 that are laminated in the rotor axis direction of a plate material made by press-molding electromagnetic steel sheets or the like. Permanent magnets penetrating in the direction are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the inner rotor 102 and the outer rotor 103, the number of pole pairs between them is made different by changing the number of magnetic poles to be arranged. As an example, the number of magnets itself is the same for the inner rotor 102 and the outer rotor 103, which is twelve. However, since the inner rotor 102 forms one pole with two magnets, Since the outer rotor 103 forms one pole with one magnet, the number of pole pairs is six.

そしてハウジング104内へのインナーロータ102およびアウターロータ103の収納に当たっては、アウターロータ103は、積層コア125の外周にトルク伝達シェル105を駆動結合して具え、該トルク伝達シェル105の両端をそれぞれベアリング107,108によりハウジング104に回転自在に支持し、トルク伝達シェル105をベアリング107の側でアウターロータシャフト109に結合する。   When the inner rotor 102 and the outer rotor 103 are accommodated in the housing 104, the outer rotor 103 is provided with a torque transmission shell 105 drivingly coupled to the outer periphery of the laminated core 125, and both ends of the torque transmission shell 105 are respectively provided as bearings. The torque transmission shell 105 is coupled to the outer rotor shaft 109 on the bearing 107 side.

インナーロータ102は積層コア124の中心に、内部に上記アウターロータシャフト109を回転自在に貫通した中空のインナーロータシャフト110を貫通して具え、これらインナーロータ102の積層コア124およびインナーロータシャフト110間を駆動結合する。そしてインナーロータシャフト110の中間部をベアリング112により、固定のステータブラケット113内に回転自在に支持し、一端部(図1では左端部)をベアリング114によりトルク伝達シェル105の対応端壁に回転自在に支持する。   The inner rotor 102 is provided at the center of the laminated core 124 with a hollow inner rotor shaft 110 penetrating the outer rotor shaft 109 rotatably therein, and between the laminated core 124 of the inner rotor 102 and the inner rotor shaft 110. Drive coupling. An intermediate portion of the inner rotor shaft 110 is rotatably supported in a fixed stator bracket 113 by a bearing 112, and one end portion (left end portion in FIG. 1) is rotatable to a corresponding end wall of the torque transmission shell 105 by a bearing 114. To support.

ステータ101は、電磁鋼板をプレス成形して造ったI字状のステータ鋼板をステータ軸線方向に積層してなる多数のステータティースを具える。個々のステータティースには、アウターロータ側ヨークおよびインナーロータ側ヨーク間におけるティースの箇所において図2に示す如く電磁コイル117を巻線し、これらコイル巻線済のステータティースを同一円周方向等間隔に、つまり円形に配列してステータコアとなし、このステータコアをステータ軸線方向両側のブラケット113,118間に何らかの手段で挟持すると共に全体的に樹脂120でモールドすることにより一体化してステータ101を構成する。   The stator 101 includes a large number of stator teeth formed by laminating I-shaped stator steel plates made by press-forming electromagnetic steel plates in the stator axial direction. As shown in FIG. 2, electromagnetic coils 117 are wound around the individual stator teeth at the teeth between the outer rotor side yoke and the inner rotor side yoke, and these coiled stator teeth are equally spaced in the same circumferential direction. In other words, a stator core is formed by arranging in a circular shape, and the stator core is integrated by being sandwiched between the brackets 113 and 118 on both sides in the stator axial direction by some means and molded entirely with the resin 120. .

なお、このモータの駆動に当たっては、回転センサ148および回転センサ147が検出するインナーロータ102およびアウターロータ103の回転位置、つまりこれらに上記のごとく設けられる永久磁石の位置に応じた両ロータ102,103用の位相の異なる駆動電流を複合して得られる複合電流をステータ101の電磁コイル117に供給し、これにより両ロータ102,103用の回転磁界をステータに個別に発生させることで、回転磁界に同期してロータ102,103を個別に回転駆動させることができる。   In driving the motor, the rotation positions of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 detected by the rotation sensor 148 and the rotation sensor 147, that is, the positions of the both rotors 102 and 103 corresponding to the positions of the permanent magnets provided as described above are used. A composite current obtained by combining drive currents having different phases is supplied to the electromagnetic coil 117 of the stator 101, thereby generating a rotating magnetic field for both the rotors 102 and 103 individually in the stator. The rotors 102 and 103 can be individually rotated and driven in synchronization.

次に、上述した構成の回転電機において、インナーロータとアウターロータとをステータおよびケースに支持するために利用するベアリングの構成に関する本発明の回転電機の構造について説明する。   Next, in the rotating electrical machine having the above-described configuration, the structure of the rotating electrical machine of the present invention relating to the configuration of the bearing used for supporting the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case will be described.

図3は図2に示した複軸多層構造の回転電機と同様の構成の回転電機においてベアリングの構成を説明するための図である。なお、ベアリングの構成についての説明を簡単にするため、同じ部材であっても図2に示した符号とは異なる符号を付している。図3に示す例において、アウターロータ207は、ベアリング201、202、203、204にて支持されており、インナーロータ209は、ベアリング204、205にて支持されている。各ベアリング201〜205は、それぞれ、ボール201b〜205bをアウターレース201o〜205oとインナーレース201i〜205iとの間に設けて構成されている。   FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the bearing in the rotating electrical machine having the same configuration as the rotating electrical machine having the multi-axis multilayer structure shown in FIG. In addition, in order to simplify the description about the structure of a bearing, the code | symbol different from the code | symbol shown in FIG. 2 is attached | subjected even if it is the same member. In the example shown in FIG. 3, the outer rotor 207 is supported by bearings 201, 202, 203, and 204, and the inner rotor 209 is supported by bearings 204 and 205. Each bearing 201-205 is configured by providing balls 201b-205b between outer races 201o-205o and inner races 201i-205i, respectively.

図3に示す例において、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータ207とケース211との間に設けられた第1のベアリング201と、リア側においてアウターロータ207とステータ210との間に設けられた第2のベアリング202と、リア側においてアウターロータ7とケース211との間に設けられた第3のベアリング203と、リア側においてアウターロータ207とインナーロータ209との間に設けられた第4のベアリング204と、フロント側においてインナーロータ209とステータ212との間に設けられた第5のベアリング205とから、ベアリングを構成している。   In the example shown in FIG. 3, when one of the output shafts of the rotating shaft is on the front side and the other is on the rear side, the first bearing 201 provided between the outer rotor 207 and the case 211 on the front side A second bearing 202 provided between the outer rotor 207 and the stator 210 on the rear side, a third bearing 203 provided between the outer rotor 7 and the case 211 on the rear side, and a rear side. A fourth bearing 204 provided between the outer rotor 207 and the inner rotor 209 and a fifth bearing 205 provided between the inner rotor 209 and the stator 212 on the front side constitute a bearing. Yes.

上述した構成の回転電機において、ウェーブナット等の予圧要素213は、第3のベアリング203のインナーレース203iとケース211との間の箇所(A)、第2のベアリング202のアウターレース202oとステータ210との間の箇所(B)、第1のベアリング201のアウターレース201oとアウターロータ207との間の箇所(C)、第4のベアリング204のインナーレース204iとアウターロータ207との間の箇所(D)、第5のベアリング205のアウターレース205oとステータ212との間の箇所(E)、のいずれかに設けることができる。この予圧要素の設ける位置に本発明の回転電機の構造の特徴がある。以下、その特徴について説明する。   In the rotating electrical machine having the above-described configuration, the preload element 213 such as a wave nut is provided at a position (A) between the inner race 203i of the third bearing 203 and the case 211, the outer race 202o of the second bearing 202, and the stator 210. (B) between the outer race 201o of the first bearing 201 and the outer rotor 207 (C), between the inner race 204i of the fourth bearing 204 and the outer rotor 207 ( D) can be provided at any of the locations (E) between the outer race 205o of the fifth bearing 205 and the stator 212. The position of the preload element is characterized by the structure of the rotating electrical machine of the present invention. The features will be described below.

図4は図3に示すベアリングの構造を説明のために簡単に記載した図である。ここで、図4の例において、箇所(A)〜(E)のそれぞれの位置に1つだけ予圧要素を設けた場合、各ベアリング201〜205に作用する予圧を求めると、以下の表1のようになる。なお、表1において、ベアリング201〜205の欄の数字1、1/2は、箇所(A)〜(E)の1箇所に予圧要素から予圧力1の予圧を加えた場合に各ベアリング201〜205に作用する予圧の大きさを示している。   FIG. 4 is a diagram simply showing the structure of the bearing shown in FIG. 3 for explanation. Here, in the example of FIG. 4, when only one preload element is provided at each position (A) to (E), the preload acting on each of the bearings 201 to 205 is obtained. It becomes like this. In Table 1, numerals 1 and 1/2 in the column of bearings 201 to 205 indicate the respective bearings 201 to 201 when the preload of preload 1 is applied from one preload element to one of the locations (A) to (E). The magnitude of the preload acting on 205 is shown.

Figure 0004114621
Figure 0004114621

表1の結果から、予圧要素213を、箇所(B)と箇所(E)に設けた場合、箇所(B)と箇所(D)に設けた場合、箇所(A)と箇所(C)に設けた場合、以下に説明するように、全てのベアリング201〜205の予圧力が1となり、均等な予圧が得られことがわかる。   From the results of Table 1, when the preload element 213 is provided at the location (B) and the location (E), when provided at the location (B) and the location (D), it is provided at the location (A) and the location (C). In this case, as will be described below, it is understood that the preload of all the bearings 201 to 205 is 1, and an equal preload is obtained.

(1)箇所(B)と箇所(E)に予圧要素213を設けた場合
この場合、表1において、箇所(B)と箇所(E)について、
ベアリング201の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング202の予圧の和=(1+0)=1
ベアリング203の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング204の予圧の和=(0+1)=1
ベアリング205の予圧の和=(0+1)=1
となり、5つ全てのベアリングに均等な予圧力を、予圧要素213を2箇所に設けることで、与えることができることがわかる。また、この場合は、予圧要素213に遠心力が作用しないため、ロータ回転数によらず一定の予圧を与えることができる。
(1) When the preload element 213 is provided at the location (B) and the location (E) In this case, in Table 1, for the location (B) and the location (E),
Sum of preload of bearing 201 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of bearing 202 preload = (1 + 0) = 1
Sum of preload of bearing 203 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of preload of bearing 204 = (0 + 1) = 1
Sum of preload of bearing 205 = (0 + 1) = 1
Thus, it can be seen that an equal preload can be applied to all five bearings by providing preload elements 213 at two locations. In this case, since a centrifugal force does not act on the preload element 213, a constant preload can be applied regardless of the rotor rotational speed.

(2)箇所(B)と箇所(D)に予圧要素213を設けた場合
この場合、表1において、箇所(B)と箇所(D)について、
ベアリング201の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング202の予圧の和=(1+0)=1
ベアリング203の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング204の予圧の和=(0+1)=1
ベアリング204の予圧の和=(0+1)=1
となり、5つ全てのベアリングに均等な予圧力を、予圧要素213を2箇所に設けることで、与えることができることがわかる。また、この場合は、上述した効果に加えて、予圧要素が全てモータASSY内に配置されるので、モータの脱着時に予圧要素213を脱着する必要が無く、作業性が向上する。
(2) When the preload element 213 is provided at the location (B) and the location (D) In this case, in Table 1, the location (B) and the location (D)
Sum of preload of bearing 201 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of bearing 202 preload = (1 + 0) = 1
Sum of preload of bearing 203 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of preload of bearing 204 = (0 + 1) = 1
Sum of preload of bearing 204 = (0 + 1) = 1
Thus, it can be seen that an equal preload can be applied to all five bearings by providing preload elements 213 at two locations. In this case, in addition to the effects described above, since all the preload elements are arranged in the motor ASSY, it is not necessary to remove the preload elements 213 when the motor is detached, and workability is improved.

(3)箇所(A)と箇所(C)に予圧要素213を設けた場合
この場合、表1において、箇所(A)と箇所(C)について、
ベアリング201の予圧の和=(0+1)=1
ベアリング202の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング203の予圧の和=(1+0)=1
ベアリング204の予圧の和=(1/2+1/2)=1
ベアリング205の予圧の和=(1/2+1/2)=1
となり、5つ全てのベアリングに均等な予圧力を、予圧要素213を2箇所に設けることで、与えることができることがわかる。また、この場合は、上述した効果に加えて、モータASSY後、モータをユニットに搭載する最後の工程にてシム調整と併せて予圧要素213を設定できるので、予圧力を調整し易く、精度良い調整が可能となる。
(3) When the preload element 213 is provided at the location (A) and the location (C) In this case, in Table 1, with respect to the location (A) and the location (C),
Sum of preload of bearing 201 = (0 + 1) = 1
Sum of preload of bearing 202 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of preload of bearing 203 = (1 + 0) = 1
Sum of preload of bearing 204 = (1/2 + 1/2) = 1
Sum of preload of bearing 205 = (1/2 + 1/2) = 1
Thus, it can be seen that an equal preload can be applied to all five bearings by providing preload elements 213 at two locations. In this case, in addition to the effects described above, the preload element 213 can be set together with the shim adjustment in the final step of mounting the motor on the unit after the motor ASSY. Adjustment is possible.

以上のことから、ステータの内外に配置されたアウターロータおよびインナーロータを回転支持する5つのベアリングに対し、2つの予圧要素を用いて全てのベアリングに均等な予圧を与えることができることがわかる。   From the above, it can be seen that an equal preload can be applied to all the bearings by using two preload elements for the five bearings that rotatably support the outer rotor and the inner rotor arranged inside and outside the stator.

本発明の回転電機の構造は、特に、内外にロータを有し、ロータ間にステータを有する3層構造の回転電機において、全てのベアリングに均等な予圧を与え、ベアリングの振動等の問題を防止する用途に好適に使用することができる。   The structure of the rotating electrical machine of the present invention, in particular, in a three-layered rotating electrical machine having a rotor inside and outside and a stator between the rotors, applies equal preload to all bearings and prevents problems such as bearing vibration. It can use suitably for the use to do.

複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。1 is a schematic overall view showing a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor is applied. ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、本発明の対象となる複軸多層モータを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the multi-axis multilayer motor used as the object of this invention which comprises a hybrid transmission for vehicles combining with a Ravigneaux type planetary gear train. 図2に示した複軸多層構造の回転電機と同様の構成の回転電機においてベアリングの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a bearing in the rotary electric machine of the structure similar to the rotary electric machine of the multi-axis multilayer structure shown in FIG. 図3に示すベアリングの構造を説明のために簡単に記載した図である。It is the figure which described briefly the structure of the bearing shown in FIG. 3 for description. (a)〜(c)はそれぞれ回転電機においてベアリングに予圧を与える必要性を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the necessity to give a preload to a bearing, respectively in a rotary electric machine.

符号の説明Explanation of symbols

101 ステータ
102 インナーロータ
103 アウターロータ
201 第1のベアリング
202 第2のベアリング
203 第3のベアリング
204 第4のベアリング
205 第5のベアリング
207 アウターロータ
209 インナーロータ
210、212 ステータ
211 ケース
213 予圧要素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Stator 102 Inner rotor 103 Outer rotor 201 1st bearing 202 2nd bearing 203 3rd bearing 204 4th bearing 205 5th bearing 207 Outer rotor 209 Inner rotor 210, 212 Stator 211 Case 213 Preload element

Claims (3)

ステータと、ステータの外側に設けたアウターロータと、ステータの内側に設けたインナーロータと、からなり、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成の回転電機において、前記インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成が、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第1のベアリングと、リア側においてアウターロータとステータとの間に設けられた第2のベアリングと、リア側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第3のベアリングと、リア側においてアウターロータとインナーロータとの間に設けられた第4のベアリングと、フロント側においてインナーロータとステータとの間に設けられた第5のベアリングと、からなり、予圧要素を、第2のベアリングとステータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設け、それぞれのベアリングにかかる予圧が均等になるよう構成したことを特徴とする回転電機の構造。 A rotating electrical machine comprising a stator, an outer rotor provided outside the stator, and an inner rotor provided inside the stator, and configured to support the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case via a plurality of bearings In the configuration in which the inner rotor and the outer rotor are supported by the stator and the case via a plurality of bearings, when one side where the output shaft of the rotating shaft exists is the front side and the other is the rear side, A first bearing provided between the outer rotor and the case; a second bearing provided between the outer rotor and the stator on the rear side; and a rear bearing provided between the outer rotor and the case. Between the outer bearing and the inner rotor on the rear side And a fifth bearing provided between the inner rotor and the stator on the front side, and the preload element between the second bearing and the stator and the third bearing. structure of the rotary electric machine characterized by a provided that is configured to preload according to each of the bearing is equalized two locations between the casing. ステータと、ステータの外側に設けたアウターロータと、ステータの内側に設けたインナーロータと、からなり、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成の回転電機において、前記インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成が、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第1のベアリングと、リア側においてアウターロータとステータとの間に設けられた第2のベアリングと、リア側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第3のベアリングと、リア側においてアウターロータとインナーロータとの間に設けられた第4のベアリングと、フロント側においてインナーロータとステータとの間に設けられた第5のベアリングと、からなり、予圧要素を、第2のベアリングとステータとの間および第4のベアリングとアウターロータとの間の2箇所に設け、それぞれのベアリングにかかる予圧が均等になるよう構成したことを特徴とする回転電機の構造。 A rotating electrical machine comprising a stator, an outer rotor provided outside the stator, and an inner rotor provided inside the stator, and configured to support the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case via a plurality of bearings In the configuration in which the inner rotor and the outer rotor are supported by the stator and the case via a plurality of bearings, when one side where the output shaft of the rotating shaft exists is the front side and the other is the rear side, A first bearing provided between the outer rotor and the case; a second bearing provided between the outer rotor and the stator on the rear side; and a rear bearing provided between the outer rotor and the case. Between the outer bearing and the inner rotor on the rear side A fourth bearing provided on the front side and a fifth bearing provided between the inner rotor and the stator, and the preload element is provided between the second bearing and the stator and the fourth bearing. A structure of a rotating electrical machine characterized in that it is provided at two locations between the outer rotor and the outer rotor so that the preload applied to each bearing is equal . ステータと、ステータの外側に設けたアウターロータと、ステータの内側に設けたインナーロータと、からなり、インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成の回転電機において、前記インナーロータとアウターロータとを複数のベアリングを介して、ステータおよびケースに支持する構成が、回転軸の出力軸が存在する一方をフロント側とし他方をリア側としたとき、フロント側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第1のベアリングと、リア側においてアウターロータとステータとの間に設けられた第2のベアリングと、リア側においてアウターロータとケースとの間に設けられた第3のベアリングと、リア側においてアウターロータとインナーロータとの間に設けられた第4のベアリングと、フロント側においてインナーロータとステータとの間に設けられた第5のベアリングと、からなり、予圧要素を、第1のベアリングとアウターロータとの間および第3のベアリングとケースとの間の2箇所に設け、それぞれのベアリングにかかる予圧が均等になるよう構成したことを特徴とする回転電機の構造。 A rotating electrical machine comprising a stator, an outer rotor provided outside the stator, and an inner rotor provided inside the stator, and configured to support the inner rotor and the outer rotor on the stator and the case via a plurality of bearings In the configuration in which the inner rotor and the outer rotor are supported by the stator and the case via a plurality of bearings, when one side where the output shaft of the rotating shaft exists is the front side and the other is the rear side, A first bearing provided between the outer rotor and the case; a second bearing provided between the outer rotor and the stator on the rear side; and a rear bearing provided between the outer rotor and the case. Between the outer bearing and the inner rotor on the rear side And a fifth bearing provided between the inner rotor and the stator on the front side, and the preload element is disposed between the first bearing and the outer rotor and the third bearing. A structure of a rotating electrical machine characterized in that it is provided at two locations between a bearing and a case so that the preload applied to each bearing is equal .
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