JP4739353B2 - 逆回転可能な回転電気機械ロータと自動車の熱機関のギアボックスの基軸との連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆回転可能な回転電気機械ロータと自動車のハイブリッド型推力系熱機関のギアボックスの基軸との連結装置に関する。

電気機械のロータが、ギアボックスの基軸と同心となるように、かつ、電気機械の固定子（ステータ）を有する固定ケースに対して回転するように取り付けられたハブと連動している装置は公知である。固定子とロータは同軸であり、エアギャップは固定子の内側周辺部とロータの外側周辺部との間に画定される。

基軸は、ギアボックスのオイル内に浸されているローラベアリングを介してギアボックス側に位置するその末端部に回転するように取り付けられ、反対側の末端部は同様に熱機関のクランク軸の先端部で達成されるブラインドホール内で回転するように取り付けられる。

基軸は、さらに、クラッチ切断用ストッパーの制御によって切断可能なクラッチを介してクランク軸に連結され、その連結は、速度比の移行時、または、エンジンを作動する電気モードにおいて、クランク軸の回転が基軸に伝達されるクラッチの接続位置から、クランク軸が基軸から切り離されるこのクラッチの切断位置へ移行するように行われる。

電気機械のロータのハブは、基軸上に取り付けられ、かつ、溝への連絡によって回転するように基軸に連結された一つのスリーブ部を含む。

溝部が刻設された連絡部を介して、注油なしに電気機械のトルクをギアボックスの基軸に伝達するには、溝部による当該基軸上でのスリーブ部の嵌合を確保するためにロータのハブのスリーブ部と基軸との間に隙間を生じさせている。このような連絡部は、乾燥した環境下、つまりオイルのない環境における基軸のトルク下で回転すると、ロータのハブのスリーブ部と基軸との間に微小な移動をもたらし、これらの二つの部品間に連結の溝の「フレッティング腐食（Ｆｒｅｔｔｉｎｇ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）」と呼ばれる摩擦によって、溝部のくすみ及び溝部が刻設された連結部の消失につながる深刻な磨耗が生じる可能性がある。

本発明は、逆回転可能な電気機械のロータと自動車のハイブリッド型推力系熱機関のギアボックスの基軸との間の連結装置を提案することにより、上記のような欠点を取り除くことを目的とする。ロータは、基軸に同心となるように、かつ、ロータとのエアギャップを規定する電気機械の固定子を有する固定ケースに対して回転するように取り付けられたハブと連動する。基軸は、クラッチ切断用制御のストッパーにより切断可能なクラッチを介してエンジンのクランク軸から回転状態で切り離しすることができる。本発明の装置は、ロータのハブが連結部品を介して基軸に連結され、該連結部品がロータのハブの内側で噛み合うクラウン歯車と、溝部への連絡により基軸に連結されることにより、基軸上に直接取り付けられる中央スリーブ部とを有することと、クラウン歯車と連結部品の中央スリーブ部とが、２つの円筒状の末端部を有し、ロータのハブ及ぶ基軸での連結関係において対向配置され、滑らかにあるいは滑動して嵌合することによってロータのハブの内部で、かつ、基軸上でそれぞれセンタリングされることを特徴とする。

ロータのハブの内部で、かつ、基軸上にセンタリングされたクラウン歯車と連結部品の中央スリーブ部との二つの末端部は基軸と平行に同じ側に位置づけられている。

連結部品は、一方ではクラウン歯車の滑らかな末端部とロータのハブの歯に隣接した末端部との間のクラウン歯車内において、これらハブの歯の末端部がクラウン歯車の肩部に当接しているように形成される肩部によって、他方では中央スリーブ部との連結溝に隣接し、中央スリーブ部の内側の突出部が当接される基軸の肩部によって、ロータのハブと基軸とに対して並進するように固定される。

クラッチ切断用ストッパーの制御は、少なくとも二つの円筒状の圧力軸の末端部に作用することができ、該圧力軸は、クラウン歯車を連結部品の中央スリーブ部に連結する、基軸に対して横断方向の仕切り壁を通り抜けて、基軸と平行に誘導されて滑動するように取り付けられており、クラッチ切断用ストッパーの制御によって駆動する末端部とは反対側の圧力軸の末端部と連動する環状ストッパーを介してクラッチの仕切り板を弾性的に移動させ、それにより、クラッチの切断位置にこの仕切り板を導く。

仕切り板を移動させるストッパーとは反対側の圧力軸の末端部は、基軸を同軸に取り囲む一つの中央穿孔部を有し、基軸に対して垂直な略円形の板と連動しており、クラッチ切断用制御のストッパーは該円形の板で支えられる。

クラッチ切断用ストッパーの制御は、互いに１２０度ずつの角度で周囲に規則的に間隔をあけた連結部品の横断仕切り壁の３つの穿孔部をそれぞれ通り抜けた３つの圧力軸に作用する。

円形板は固定ねじで圧力軸の末端部に固定され、仕切り板を移動させるストッパーは同様に固定ねじによって圧力軸の反対側の末端部に固定される。

クラッチ切断用ストッパーの制御は油圧式である。

本発明はさらに理解され、本発明の他の目的、特徴、詳細及び利点は、本発明の実施形態を単なる一例として添付図を参照し、以下の詳細な説明の中で明らかになろう。

図を参照すると、参照番号１は、ギアボックスケース３と自動車の熱機関ケース４との間に固定されるクラッチケース２の中に収容された逆回転可能な回転式電気機械を示している。

電気機械１は、ハイブリッド型推力系の一部をなし、基本的に、固定された環状固定子５と、軸対象のＸ−Ｘ‘軸に沿って固定された固定子５内で同軸に収容された環状ロータ６とを含み、該軸周りにロータ６が回転式に取り付けられる。

固定子５の内側周辺部とロータ６の外側周辺部との間にはエアギャップが画定される。

ロータ６は、基軸あるいは軸Ｘ−Ｘ‘に沿って延びるギアボックスの基軸あるいは入力軸８の周りに同心に配置されたサポートハブ７上で連動するように取り付けられ、後に理解されるように、回転するように基軸に取り付けられる。

固定子５は、固定子５の外部周辺部が嵌め込みによって固定された骨組あるいはケースを通り抜け１つだけ図示された固定ねじ９によってクラッチケース２に固定される。

基軸８は、回転軸受１１によってギアボックス側のその末端に回転するように取り付けられるとともに、滑らかな軸受１３によって熱機関のクランク軸１２の突出部を形成する先端部または一部で達成されるブラインドホール１２ａ内で中心を定めずに取り付けられる。

フライホイール１４は固定ねじ１５によってクランク軸１２に固定され、クランク軸１２に対して垂直な組み立て表面１４ａを含み、該表面上では、少なくとも１つの摩擦クラッチディスク１６が、板１７によって制御される軸移動で摩擦嵌合することができる。板１７は、クラッチ切断用ストッパー１８によって制御され、クラッチディスク１６は、フレキシブルな連結部１９を介して、例えば溝によって基軸８の回転に連動するハブ２０に接続される。

クラッチ板１７は、基軸８に同心に取り付けられてストッパー１８によって操作される仕切り板２１によって制御され、ディスク１６と板１７とから構成されるクラッチをフライホール１４のクラッチの接続位置又は切断位置に導き、その結果、速度比の移行時に、あるいは、エンジンの電気作動モードにおいて、基軸８をクランク軸１２に連結するか、あるいは、クランク軸から切り離す。弾性変形可能な横隔膜形状の仕切り板２１は、板１７とクラッチの上部カバー２２との間に配置され、仕切り板２１は、仕切り板２１の外縁近傍で同一円周上に規則的に配分されるリベット２３によって該上部カバー２２に固定される。

本発明によれば、ロータ６のハブ７は中央スリーブ部７ａを具備し、該中央スリーブ部は、一方ではボールベアリング軸受２４を介して固定子５のケース１０に対して回転するようにその外周辺部に取り付けられ、他方では連結部品２５を介して回転するように基軸８に連結される。

連結部品２５は、ロータ６のハブ７の中央スリーブ部７ａ内で噛み合うクラウン歯車２６と、クラウン歯車２６に同軸で、溝部２８への連絡により基軸に回転して連結されることにより、基軸８に直接取り付けられる中央スリーブ部２７とを具備する。

クラウン歯車２６は、基軸８と同心で円筒状の末端部２９から周上の歯とは反対側の部分に延び、かつ、該円筒状の末端部２９の外周辺部は滑らかであり、それにより、クラウン歯車２６の歯に噛み合う内歯を有するスリーブ部７ａの内周部とは反対側の、ハブ７のスリーブ部７ａの滑らかな穿孔仕上げ部内で滑動しながら嵌合するように取り付けられる。

同様に、連結部品２５のスリーブ部２７は、溝２８への連絡部とは反対側の円筒状末端部３０を有し、該末端部の滑らかな内周部は、基軸の外側の半径方向の溝とは反対側の、基軸８の滑らかな外周部の対応する部分を滑動しながら嵌合するように取り付けられる。

好ましくは、一方ではスリーブ部７ａの穿孔仕上げ部分とクラウン歯車２６の円筒状末端部２９との間における嵌合（位置合わせ）と、他方では円筒状末端部３０によって画定される穿孔部と基軸８の対応する滑らかな部分との間における嵌合（位置合わせ）はＨ７−ｇ６タイプである。

クラウン歯車２６の末端部２９と、連結部品２５の中央スリーブ部２７の末端部３０とは、基軸８に対して平行で同じ側に配置される。

連結部品２５は、一方では肩部３１と、他方では中央スリーブ部２７との連結溝に隣接した基軸８の肩部３２とによって、ロータ６のハブ７のスリーブ部７ａと基軸８とに対して並進するように固定される。その肩部３１は、クラウン２６の円筒状末端部２９と、ハブ７のスリーブ部７ａの内歯に隣接した末端部との間のクラウン歯車２６内において、それらの歯の先端部がスリーブ部７ａ内の連結部品２５の組立位置で肩部３１に当接するように形成されている。また、肩部３２は、中央スリーブ部２７の内側の突出部３３に当接する。
組み立ては次のように行われる；
−基軸８がギアボックス内で取り付けられる。
−スリーブ部２７が基軸８上で肩部３２に当接するまで挿入される。
−次に電気機械のハブ７がスリーブ部７ａ上で肩部３１に当接するまで挿入される。

一方ではクラウン２６の円筒状の末端部２９とロータ６のハブ７のスリーブ部７ａとの間で、他方では円筒状の末端部３０と基軸８との間での嵌合を滑動させることによって、上記部品間のトルクの伝達機能とは別に、上記の部品のセンタリング機能を実現し、それにより、一方ではクラウン歯車２６とハブ７のスリーブ部７ａとの間、他方では中央スリーブ部２７と基軸８との間の放射方向への微細な動きがなくなり、その結果これらの部品の歯や溝の磨耗の問題を取り除くことになる。

クラッチ切断用ストッパー１８の制御は、それ自身例えば、油圧式タイプのものがよく知られており、ギアボックス側のクラッチケース２に固定され、つまりクラッチの反対側に固定される。そして、仕切り壁３５を通り抜けて、基軸８に平行に誘導されてスライドするように取り付けられる少なくとも２つの円筒状圧力軸３４の先端部で作用するように構成される。仕切り壁３５は、基軸８を横断方向に延び、モノブロックのように実現される連結部品２５の中央スリーブ部２７にクラウン歯車２６を連結する。

好ましくは、３つのスライド軸３４は、互いに１２０度の角度で規則的に周方向に間隔を有する仕切り壁３５の３つの穿孔３６それぞれに誘導されてスライドして通り抜けている。

圧力軸３４は、クラッチ切断用ストッパー１８の制御が作用する末端部とは反対側の末端部において、連結部品２５の中央スリーブ部２７の周囲で同心に配置された仕切り板２１の中央穿孔部を画定する縁部の近傍で支持する環状ストッパー３７を備えている。当該ストッパー３７は、基軸８に同心状に取り付けられ、クラッチの接続および切断の動作中に、ストッパー３７が並進するように誘導を確保する中央スリーブ部２７上に接触しながら滑動する。

環状ストッパー３７は、圧力軸３４の対応する末端部において、例えば固定ねじ３８によって固定される。円形板３９は、中央穿孔４０で基軸８を中心に囲み、圧力軸３４の反対側の末端部において、固定ねじ４１によって固定される。円形板３９は、基軸８の長手軸と垂直方向に延びている。

図２の上半分の図は、圧力軸３４と環状ストッパー３７とが、クラッチ機構のクラッチの接続位置にあることを示しており、図２の下半分の図は、クラッチ切断用ストッパー１８の制御が、圧力軸３４と環状ストッパー３７とをクラッチ機構のクラッチ切断位置に並進移動させるように操作されたことを示している。

このように、連結部品２５は、一方では、歯部と溝部の結合による電気機械１のトルクの基軸８への伝達を保証し、他方では、これらの圧力軸の双方の末端部に位置する二つのストッパーによるクラッチ機構のクラッチの接続及び切断機能を保証する圧力軸を誘導することができる。

本発明に係る逆回転可能な回転電気機械を表し、自動車のハイブリッド型推力系の一部分をなす縦方向の断面図である。 図１のＩＩで縁取られた部分の拡大図である。 本発明に係る連結部品の斜視図である。

Claims (8)

1. 逆回転可能な回転電気機械（１）のロータ（６）と自動車のハイブリッド型推力系熱機関のギアボックスの基軸（８）との連結装置であって、
   ロータ（６）は、基軸（８）と同心となるように、かつ、ロータ（６）とのエアギャップを画定する電気機械（１）の固定子（５）を有する固定ケース（１０）に対して回転するように取り付けられたハブ（７）と連動し、
   基軸（８）は、クラッチ切断用ストッパー（１８）の制御により切断可能なクラッチを介して、エンジンのクランク軸（１２）を回転状態で切り離すことができ、
   ロータ（６）のハブ（７）は、連結部品（２５）を介して基軸（８）に連結され、該連結部品は、ロータ（６）のハブ（７）の内側で噛み合うクラウン歯車（２６）と、溝（２８）への連絡によって連結されることにより、基軸（８）に直接取り付けられた中央スリーブ部（２７）とを有することと、
   クラウン歯車（２６）と、連結部品（２５）の中央スリーブ部（２７）とは、２つの円筒状の末端部（２９，３０）を有し、ロータ（６）のハブ（７）及び基軸（８）での連結関係において対向配置され、滑らかにあるいは滑動して嵌合することによってロータのハブの内部で、かつ、基軸上でそれぞれセンタリングされることとを特徴とする連結装置。
2. ロータ（６）のハブ（７）内部で、かつ、基軸（８）上でセンタリングされた連結部品（２５）におけるクラウン歯車（２６）と中央スリーブ部（２７）との二つの末端部（２９,３０）が、基軸（８）に平行で同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 連結部品（２５）が、一方ではクラウン歯車（２６）の滑らかな末端部とロータ（６）のハブ（７）の歯に隣接した末端部との間のクラウン歯車（２６）内において、それらのハブの歯の先端部がクラウン歯車の肩部で当接されるように形成される肩部（３１）によって、他方では中央スリーブ部（２７）との連結溝に隣接し、中央スリーブ部（２７）の内側の突出部（３３）が当接される基軸（８）の肩部（３２）によって、ロータ（６）のハブ（７）と基軸（８）とに対して並進するように固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. クラッチ切断用ストッパー（１８）の制御は、クラウン歯車（２６）を連結部品（２５）の中央スリーブ部（２７）に連結する、基軸に対して横断方向の仕切り壁（３５）を通り抜け、基軸に平行に誘導されてスライドするように取り付けられる少なくとも二つの円筒状の圧力軸の末端部に作用することができ、その作用は、クラッチ切断用ストッパー（１８）の制御によって駆動する圧力軸（３４）の末端部とは反対側の末端部と連動する環状ストッパー（３７）を介して、クラッチの仕切り板（２１）を弾性的に移動させて、仕切り板（２１）をクラッチの切断位置に導くように行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 仕切り板（２１）を移動させるストッパー（３７）とは反対側の圧力軸（３４）の末端部が、基軸を同軸に囲む中央穿孔部（４０）を有する、基軸（８）に垂直な略円形の板（３９）と連動し、クラッチ切断用制御のストッパー（１８）が円形の板（３９）で支えられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. クラッチ切断用ストッパー（１８）の制御が、連結部品（２５）の横断仕切り壁（３５）の３つの穿孔部（３６）をそれぞれ通り抜ける３つの圧力軸（３４）に作用し、３つの穿孔部は互いに１２０度の角度で周方向に規則的に間隔が置かれることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 円形板（３９）が、固定ねじ（４１）によって圧力軸（３４）の末端部に固定され、仕切り板（２１）を移動させるストッパー（３７）は固定ねじ（３８）によって圧力軸（３４）の反対側の末端部に固定されることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. クラッチ切断用ストッパー（１８）の制御が油圧式であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。

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