JP5031351B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
この発明は、回転子に永久磁石を備えた電動機に関し、特に、回転子の永久磁石の界磁特性を変更できる電動機に関するものである。 The present invention relates to an electric motor having a permanent magnet in a rotor, and more particularly to an electric motor capable of changing the field characteristics of a permanent magnet of a rotor.
電動機として、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる(両回転子の相対的な位相を変更する)ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an electric motor, an inner circumferential rotor and an outer circumferential rotor each having a permanent magnet are arranged coaxially, and both rotors are rotated relative to each other in the circumferential direction (relative to both rotors). It is known that the field characteristics of the entire rotor can be changed by changing the phase) (see, for example, Patent Document 1).
この電動機では、電動機の回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子の何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界によって両回転子における相対的な位相を変更する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、外周側回転子と内周側回転子の何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。 In this electric motor, when the relative phase of both rotors is changed according to the rotational speed of the electric motor, the outer rotor and the inner rotor are rotated by a member that is displaced along the radial direction by the action of centrifugal force. Either one of the children is rotated in the circumferential direction with respect to the other. In addition, when the relative phase of both rotors is changed by the rotating magnetic field generated in the stator, each rotor is rotated by passing a control current to the stator winding while maintaining the rotation speed due to inertia. By changing the magnetic field velocity, one of the outer peripheral side rotor and the inner peripheral side rotor is rotated in the circumferential direction with respect to the other.
この電動機においては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧定数を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる(対極配置にする)ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧定数を減少させる。 In this electric motor, the permanent magnets of the outer and inner rotors are opposed to each other with different polarities (with the same polarity arrangement), thereby strengthening the field of the entire rotor and increasing the induced voltage constant. Conversely, the permanent magnets of the outer and inner rotors are opposed to each other with the same polarity (with a counter electrode arrangement), thereby weakening the field of the entire rotor and reducing the induced voltage constant. .
また、内燃機関のクランクシャフトと、このクランクシャフトによって駆動されるカムシャフトの相対位相を油圧によって変更するバルブタイミング制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Also known is a valve timing control device that changes the relative phase of a crankshaft of an internal combustion engine and a camshaft driven by the crankshaft by hydraulic pressure (see, for example, Patent Document 2).
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトからカムシャフトに動力を伝達するチェーンスプロケット部に油圧式の位相変更機構が組み込まれ、位相変更機構を油圧によって操作することによってカムシャフトに対するカムスプロケットの組付角を任意に変更するようになっている。この場合、位相変更機構には、カムシャフトを通して作動液か給排されるが、カムシャフトには、位相変更機構内の進角側作動室と遅角側作動室に対して作動液を適宜給排する関係で、進角側と遅角側の2系統の給排通路が形成されている。
前記従来の電動機の場合、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を変更できる条件が限られており、電動機の運転停止時や任意の回転時に自由に相対位相を変更することができない。特に、ハイブリッド車や電動車両の駆動用として用いる場合には、車両の運転状況に応じて瞬時に所望の電動機特性に変更することが望まれ、この要望に応えるためにも相対位相の変更制御の自由度を高めることが重要となる。このため、本出願人は、作動流体を用いる位相変更手段を組み込むことを発案し、現在、作動流体の効率的な給排制御を検討している。 In the case of the conventional motor, the conditions for changing the relative phase between the outer rotor and the inner rotor are limited, and the relative phase cannot be freely changed when the motor is stopped or at any rotation. . In particular, when used for driving a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is desired to instantaneously change to a desired motor characteristic according to the driving situation of the vehicle. It is important to increase the degree of freedom. For this reason, the present applicant has conceived of incorporating phase changing means using a working fluid, and is currently studying efficient supply / discharge control of the working fluid.
具体的には、位相変更手段には、内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室を設け、これらの作動室に対する作動流体の給排を、電動機の出力軸を通して行うことを検討している。 Specifically, the phase changing means includes an advance side working chamber for rotating the inner side rotor relative to the outer side rotor in the advance direction, and the inner side rotor as the outer side rotor. On the other hand, a retarding-side working chamber that is relatively rotated in the retarding direction is provided, and it is considered to supply and discharge the working fluid to and from these working chambers through the output shaft of the motor.
この場合、前記のバルブタイミング制御装置のように出力軸内に進角側と遅角側の2系統の給排通路を設けることになるが、前記のバルブタイミング制御装置においては、進角側の給排通路の軸方向路と遅角側の給排通路の軸方向路がカムシャフトに沿って並列に設けられるとともに、各給排通路の径方向路がカムシャフトの軸心に対して非対称に配置されているため、この技術を電動機の位相変更手段にそのまま適用しようとすると、電動機の出力軸の回転がアンバランスになり、その結果として、出力軸を支持する軸受に作用する負荷の増大や、振動・騒音の発生、流体の制御性の低下等を招くことが懸念される。特に、この種の電動機をハイブリッド車や電動車両の駆動用として用いる場合には、使用回転域が高くなるため、上記の傾向が助長されるものと予想される。 In this case, as in the valve timing control device, there are two systems of supply and discharge passages on the advance side and retard side in the output shaft. In the valve timing control device, on the advance side The axial path of the supply / discharge passage and the axial path of the retarding side supply / discharge passage are provided in parallel along the camshaft, and the radial path of each supply / discharge passage is asymmetric with respect to the axis of the camshaft. Therefore, if this technology is applied as it is to the phase changing means of the electric motor, the rotation of the output shaft of the electric motor becomes unbalanced. As a result, an increase in load acting on the bearing supporting the output shaft is increased. There is a concern that vibration, noise, fluid controllability, etc. may be reduced. In particular, when this type of electric motor is used for driving a hybrid vehicle or an electric vehicle, the above-mentioned tendency is expected to be promoted because the use rotation range becomes high.
そこでこの発明は、出力軸の回転のアンバランスを招くことなく、作動流体を用いて外周側回転子と内周側回転子の相対位相を任意に変更できるようにして、相対位相の変更制御の自由度の向上と、耐久性、静粛性、制御安定性の向上を同時に図ることのできる電動機を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention allows the relative phase between the outer rotor and the inner rotor to be arbitrarily changed using the working fluid without causing an imbalance in the rotation of the output shaft. An object of the present invention is to provide an electric motor capable of simultaneously improving the degree of freedom and improving durability, quietness and control stability.
請求項1に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、前記外周側回転子または内周側回転子に一体に結合され、軸受に支持されて回転する出力軸と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段は、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、を有し、前記出力軸には、前記進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を給排する進角側給排通路と遅角側給排通路が設けられ、前記進角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する進角側軸方向路(例えば、後述の実施形態における進角側軸方向路26a)と、前記遅角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する遅角側軸方向路(例えば、後述の実施形態における遅角側軸方向路27a)は、前記出力軸に軸方向の相反する端部から同心に延設されていることを特徴とする。
これにより、進角側給排通路と遅角側給排通路の一方に作動流体が供給され、他方から作動流体が排出されると、内周側回転子が外周側回転子に対して進角側と遅角側の一方に回転するようになる。このように位相変更手段による制御が行われる間、進角側軸方向路と遅角側軸方向路を作動流体が流動することになるが、両軸方向路は出力軸上に同心に設けられているため、両軸方向路内の作動流体は出力軸の回転中にバランスする。
According to the first aspect of the present invention, an inner peripheral rotor in which a permanent magnet is disposed along the circumferential direction, and an outer peripheral side of the inner peripheral rotor are coaxially and relatively rotatable. At the same time, the outer peripheral rotor on which the permanent magnets are arranged along the circumferential direction, and the inner peripheral rotor and the outer peripheral rotor are relatively rotated to change the relative phase between them. An electric motor comprising: a phase changing unit; and an output shaft that is integrally coupled to the outer peripheral side rotor or the inner peripheral side rotor and is supported by a bearing to rotate, wherein the phase changing unit is introduced inside An advancing-side working chamber for rotating the inner-side rotor relative to the outer-side rotor in an advancing direction by the pressure of the working fluid, and the inner-side rotor by the pressure of the working fluid introduced therein A retard-side working chamber that rotates relative to the outer circumferential rotor in the retard direction, and The force shaft is provided with an advance side supply / discharge passage and a retard side supply / discharge passage for supplying / discharging working fluid to and from the advance side working chamber and the retard side working chamber. Of the advance side axial path extending along the axial direction of the output shaft (for example, the advance side
As a result, when the working fluid is supplied to one of the advance side supply / discharge passage and the retard side supply / discharge passage, and the working fluid is discharged from the other side, the inner circumferential rotor advances to the outer circumferential rotor. Rotate to one of the side and the retard side. Thus, while the control by the phase changing means is performed, the working fluid flows through the advance side axial path and the retard side axial path, but both the axial paths are provided concentrically on the output shaft. Therefore, the working fluid in both axial paths balances during rotation of the output shaft.
請求項2に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、前記外周側回転子または内周側回転子に一体に結合され、軸受に支持されて回転する出力軸と、を備えた電動機であって、前記位相変更手段は、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、を有し、前記出力軸には、前記進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を給排する進角側給排通路と遅角側給排通路が設けられ、前記出力軸に軸心部に沿ってベース穴(例えば、後述の実施形態におけるベース穴303)が形成され、このベース穴内に、同ベース穴内を内側の軸心通路と外側の円筒通路に隔成する中空状のパイプ(例えば、後述の実施形態における中空パイプ308)が同軸に設置され、前記進角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する進角側軸方向路(例えば、後述の実施形態における進角側軸方向路26a)が、前記軸心通路と円筒通路の一方側で構成されるとともに、前記遅角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する遅角側軸方向路(例えば、後述の実施形態における遅角側軸方向路27a)が、前記軸心通路と円筒通路の他方側で構成されていることを特徴とする。
これにより、位相変更手段によって内周側回転子を外周側回転子に対して一方に回転させる場合には、ベース穴とパイプの間の円筒通路と、パイプ内の軸心通路のうちの、一方から作動流体が供給されるとともに、他方から排出される。このように位相変更手段による制御が行われる間、円筒通路と軸心通路を作動流体が流動することになるが、両軸方向路は出力軸上のパイプの内外に同心に設けられているため、両通路内の作動流体は出力軸の回転中にバランスする。
According to the second aspect of the present invention, an inner peripheral rotor in which a permanent magnet is disposed along the circumferential direction, and an outer peripheral side of the inner peripheral rotor are coaxially and relatively rotatable. At the same time, the outer peripheral rotor on which the permanent magnets are arranged along the circumferential direction, and the inner peripheral rotor and the outer peripheral rotor are relatively rotated to change the relative phase between them. An electric motor comprising: a phase changing unit; and an output shaft that is integrally coupled to the outer peripheral side rotor or the inner peripheral side rotor and is supported by a bearing to rotate, wherein the phase changing unit is introduced inside An advancing-side working chamber for rotating the inner-side rotor relative to the outer-side rotor in an advancing direction by the pressure of the working fluid, and the inner-side rotor by the pressure of the working fluid introduced therein A retard-side working chamber that rotates relative to the outer circumferential rotor in the retard direction, and The force shaft is provided with an advance side supply / discharge passage and a retard side supply / discharge passage for supplying / discharging working fluid to and from the advance side working chamber and the retard side working chamber, and the output shaft along the axial center portion. Thus, a base hole (for example, a
Thus, when the inner peripheral side rotor is rotated by one relative to the outer peripheral side rotor by the phase changing means, one of the cylindrical passage between the base hole and the pipe and the axial passage in the pipe. Is supplied from the working fluid and discharged from the other. While the control by the phase changing means is performed in this way, the working fluid flows through the cylindrical passage and the axial passage, but both axial passages are provided concentrically inside and outside the pipe on the output shaft. The working fluid in both passages is balanced during the rotation of the output shaft.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の電動機において、前記進角側給排通路のうちの、前記出力軸の径方向に略沿って延出する進角側径方向路(例えば、後述の実施形態における径方向孔205)と、前記遅角側給排通路のうちの、前記出力軸の径方向に略沿って延出する遅角側径方向路(例えば、後述の実施形態における径方向路206)は、前記出力軸の軸心と直交する平面に投影したときに軸心回りに回転対称となるように配置されていることを特徴とする。
これにより、両径方向路内の作動流体は出力軸の回転中にバランスするようになる。
According to a third aspect of the present invention, in the electric motor according to the first or second aspect , an advance side radial path extending substantially along a radial direction of the output shaft in the advance side supply / discharge passage. (E.g., a
As a result, the working fluid in both radial paths is balanced during the rotation of the output shaft.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の電動機において、前記円筒通路の端部は、前記パイプとベース穴の間に介装したシール部材(例えば、後述の実施形態におけるシール部材209)によって仕切られていることを特徴とする。
これにより、パイプとベース穴の間からの作動流体の漏れがシール部材によって抑制される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the electric motor according to the second aspect , the end portion of the cylindrical passage is a seal member interposed between the pipe and the base hole (for example, a
Thereby, the leakage of the working fluid from between the pipe and the base hole is suppressed by the seal member.
請求項5に記載の発明は、請求項2または4に記載の電動機において、前記パイプには、前記円筒通路の端部の近傍において、ベース穴との間で絞りを成す環状突起(例えば、後述の実施形態における環状突起321)が形成されていることを特徴とする。
これにより、パイプ穴上の環状突起が円筒通路の端部の近傍において絞りとして機能するようになり、円筒通路の端部に作用するサージ圧が抑制される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the electric motor according to the second or fourth aspect , the pipe has an annular protrusion (for example, described later) that forms a restriction with the base hole in the vicinity of the end of the cylindrical passage. An annular protrusion 321) in the embodiment is formed.
Thereby, the annular protrusion on the pipe hole functions as a throttle in the vicinity of the end of the cylindrical passage, and the surge pressure acting on the end of the cylindrical passage is suppressed.
請求項6に記載の発明は、請求項2〜5のいずれか1項に記載の電動機において、前記ベース穴の内部に中空状の第1パイプ(例えば、後述の実施形態における中間中空パイプ414)が同軸に配置されるとともに、この第1パイプの内部にさらに中空状の第2パイプ(例えば、後述の実施形態における中空パイプ408)が同軸に配置され、前記ベース穴と第1パイプの間に形成される円筒通路によって前記進角側軸方向路と遅角側軸方向路のうちのいずれか一方が構成されるとともに、前記第2パイプの内側に形成される軸心通路によって前記進角側軸方向路と遅角側軸方向路のうちのいずれか他方が構成され、前記第1パイプと第2パイプの間に形成される中間円筒通路によって潤滑液供給通路(例えば、後述の実施形態における潤滑液通路441)が構成されていることを特徴とする。
これにより、位相変更手段によって内周側回転子を外周側回転子に対して一方に回転させる場合には、ベース穴と第1パイプの間の円筒通路と、第2パイプの内側の軸心通路のうちの、一方から作動流体が供給されるとともに、他方から排出される。また、第1パイプと第2パイプの間の潤滑液通路によって制御圧通路である円筒通路と軸心通路が隔成されるようになる。
A sixth aspect of the present invention is the electric motor according to any one of the second to fifth aspects, wherein a hollow first pipe (for example, an intermediate
Thus, when the inner peripheral side rotor is rotated in one direction with respect to the outer peripheral side rotor by the phase changing means, the cylindrical passage between the base hole and the first pipe, and the axial center passage inside the second pipe. Is supplied from one side and discharged from the other. Further, the cylindrical passage that is the control pressure passage and the axial passage are separated by the lubricating liquid passage between the first pipe and the second pipe.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動機において、スプール位置に応じて前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動流体の給排の振分けを行うスプール式の流路切換弁(例えば、後述の実施形態における流路切換弁37)が設けられ、流体供給源(例えば、後述の実施形態におけるオイルポンプ32)から供給される作動流体の圧力を調圧し、調圧された作動流体の圧力によって前記流路切換弁のスプール位置を制御する電磁式の調圧弁(例えば、後述の実施形態における調圧弁39)が設けられていることを特徴とする。
これにより、電磁式の調圧弁が操作されると、流体供給源から流路切換弁のスプールに作用する作動流体の圧力が調整される。こうしてスプールに作用する作動流体の圧力が調整されると、その圧に応じてスプール位置が制御され、進角側作動室と遅角側作動室に給排される作動流体の振分けが行われる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the electric motor according to any one of the first to sixth aspects, distribution of supply and discharge of the working fluid to the advance side working chamber and the retard side working chamber according to a spool position. The pressure of the working fluid supplied from a fluid supply source (for example, an
Thus, when the electromagnetic pressure regulating valve is operated, the pressure of the working fluid acting on the spool of the flow path switching valve from the fluid supply source is adjusted. Thus the pressure of the working fluid acting on spool is adjusted, the spool position is controlled in accordance with the pressure, distribution of the working fluid that is supplied to and discharged from the advance angle side operating chamber and the retard angle side operating chamber is carried out .
請求項1に記載の発明によれば、位相変更手段を作動流体によって任意のタイミングで迅速に制御することができるうえ、進角側軸方向路と遅角側軸方向路を、出力軸の軸方向の相反する端部から同心に延設したことから、出力軸の回転バランスを良好にして軸受部の耐久性の向上と静粛性および制御安定性の向上を図ることができる。また、この発明においては、進角側軸方向路と遅角側軸方向路が出力軸の軸方向の相反する端部から延設されるため、進角側と遅角側の通路間における作動流体の漏れを確実に防止し、制御のさらなる安定化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the phase changing means can be quickly controlled by the working fluid at an arbitrary timing, and the advance side axial direction path and the retard side axial direction path are connected to the axis of the output shaft. Since it extends concentrically from the opposite ends of the direction, the rotation balance of the output shaft can be improved, and the durability of the bearing portion can be improved, and the quietness and control stability can be improved. In the present invention, since the advance side axial path and the retard side axial path extend from opposite ends of the output shaft in the axial direction, the operation between the advance side and the retard side passages is performed. Fluid leakage can be reliably prevented, and control can be further stabilized.
請求項2に記載の発明によれば、位相変更手段を作動流体によって任意のタイミングで迅速に制御することができるうえ、出力軸のベース穴内に中空状のパイプを配置してパイプの内外に軸心通路と円筒通路を形成し、同心に配置される軸心通路と円筒通路のうちの一方で進角側軸方向路を、他方で遅角側軸方向路を夫々構成するようにしたことから、出力軸の回転バランスを良好にして軸受部の耐久性の向上と静粛性および制御安定性の向上を図ることができる。また、この発明においては、進角側軸方向路と遅角側軸方向路を出力軸の軸方向の片側に集約することができるため、コンパクトなレイアウトが可能になるという利点がある。 According to the second aspect of the present invention, the phase changing means can be quickly controlled by the working fluid at an arbitrary timing, and a hollow pipe is arranged in the base hole of the output shaft so that the shaft can be inserted into and out of the pipe. Because the central passage and the cylindrical passage are formed, one of the axial passage and the cylindrical passage arranged concentrically, and the other is the advance side axial passage and the other is the retard side axial passage. Thus, it is possible to improve the rotation balance of the output shaft, improve the durability of the bearing portion, and improve the silence and control stability. In addition, the present invention has an advantage that a compact layout is possible because the advance side axial path and the retard side axial path can be concentrated on one side in the axial direction of the output shaft.
請求項3に記載の発明によれば、進角側径方向路と遅角側径方向路を、出力軸の軸心と直交する平面に投影したときに、軸心回りに回転対称となるように配置したことから、請求項1または2に記載した発明において、さらに回転バランスを良好にすることができる。
According to the third aspect of the present invention, when the advance side radial path and the retard side radial path are projected onto a plane orthogonal to the axis of the output shaft, the rotational symmetry is made about the axis. Therefore, in the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、パイプとベース穴の間に作動流体の漏れを抑制するシール部材を介装したため、進角側軸方向路と遅角側軸方向路が同心に配置された構造を容易にかつコンパクトに形成することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the seal member that suppresses leakage of the working fluid is interposed between the pipe and the base hole, the advance side axial path and the retard side axial path are arranged concentrically. The structure can be easily and compactly formed.
請求項5に記載の発明によれば、ベース穴内に配置されるパイプのうちの、円筒通路の端部の近傍に環状突起を形成し、ベース穴と環状突起の間で絞りが構成されるようにしたため、簡単な加工の追加によってサージ圧を効果的に抑制することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the annular protrusion is formed in the vicinity of the end portion of the cylindrical passage among the pipes arranged in the base hole, and the restriction is configured between the base hole and the annular protrusion. Therefore, the surge pressure can be effectively suppressed by adding simple processing.
請求項6に記載の発明によれば、ベース穴内に第1パイプを配置し、第1パイプの内部にさらに第2パイプを配置して、第1パイプの外周側と第2パイプの内周側に進角側軸方向路と遅角側軸方向路の各一方が形成されるようにするとともに、第1パイプと第2パイプの間に潤滑液通路が形成されるようにしたため、位相変更手段を作動流体によって任意のタイミングで迅速に制御でき、さらに出力軸の回転バランスを良好にして軸受部の耐久性の向上と静粛性および制御安定性の向上を図ることができるうえ、潤滑液通路によって進角側軸方向路と遅角側軸方向路の間の液漏れを効果的に防止することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the first pipe is disposed in the base hole, the second pipe is further disposed in the first pipe, and the outer peripheral side of the first pipe and the inner peripheral side of the second pipe. Since one of the advance side axial path and the retard side axial path is formed at the same time, and the lubricating liquid passage is formed between the first pipe and the second pipe, the phase changing means Can be quickly controlled by the working fluid at any timing, and the rotation balance of the output shaft can be improved to improve the durability of the bearing section and improve the quietness and control stability. Liquid leakage between the advance side axial path and the retard side axial path can be effectively prevented.
請求項7に記載の発明によれば、電磁式の調圧弁によって作動流体の圧力を調圧し、その調圧された作動流体の圧力によって流路切換弁のスプール位置を制御するため、大型の電磁弁を用いることなく大流量の作動流体を位相変更手段に供給することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the pressure of the working fluid is regulated by the electromagnetic pressure regulating valve, and the spool position of the flow path switching valve is controlled by the pressure of the regulated working fluid. A large flow rate of working fluid can be supplied to the phase changing means without using a valve.
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図1〜図15に示す第1の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 15 will be described.
図1は、この発明にかかる電動機1を用いたハイブリッド車両の動力伝達系の概略構成図を示すものである。
このハイブリッド車両は、エンジン170と電動機1を動力源とし、これらの動力源の駆動力を適宜択一的に選択または併用して駆動輪171に伝達するようになっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power transmission system of a hybrid vehicle using an
In this hybrid vehicle, the
エンジン170のクランク軸170aは、フライホイール172を介してセルモータを兼ねる発電機173のロータ軸173aに直結され、さらに、ロータ軸173aはエンジン170の駆動力を駆動輪171側に伝達するためのクラッチ174に接続されている。クラッチ174に接続される被駆動側のエンジン出力軸175の端部にはエンジン出力ギヤ176が設けられ、このエンジン出力ギヤ176がアイドル軸177の一端側に設けられたアイドルギヤ178に噛合されている。アイドル軸177の他端側にはピニオンギヤ179が設けられ、このピニオンギヤ179が、左右の駆動輪171,171に動力を分配するディファレンシャル装置180に接続されている。エンジン170の駆動力は以上の経路を通して駆動輪171,171に伝達される。
A
一方、電動機1は、バッテリ181または発電機173からパワードライブユニット182(以下、「PDU182」と呼ぶ)を介して電力を供給され、その供給電力に応じて出力軸4を回転させる。出力軸4には電動機ギヤ183が設けられ、その電動機ギヤ183がアイドル軸177の一端のアイドルギヤ178に噛合されている。電動機1の駆動力は、アイドル軸177とディファレンシャル装置180を通して左右の駆動輪171,171に伝達される。
On the other hand, the
電動機1および発電機173とバッテリ181の間に介装されるPDU182はハイブリッドECU184によって制御され、エンジン170はエンジンECU185によって出力特性が制御されるようになっている。ハイブリッドECU184は、イグニッションスイッチ186、シフトポジションセンサ187、アクセルペダルセンサ188、ブレーキペダルセンサ189、車速センサ190等が入力部に接続され、これらのセンサからの入力信号と、バッテリ181からの種々の入力信号(電圧,電流,温度等の信号)に応じてPDU182と、クラッチ174の操作アクチュエータ174aを適宜制御するようになっている。また、ハイブリッドECU184とエンジンECU185は通信回線によって結ばれ、両者間において種々の信号が授受されるようになっている。
The
このハイブリッド車両では、車両発進時を含む低車速走行時と登坂走行時等には、ハイブリッドECU184がクラッチ174を遮断してエンジン動力を駆動系から分離するとともに、PDU182を介してバッテリ181から電動機1への供給電力を制御し、電動機1の駆動力によって車両を走行させる。また、このときバッテリ181の残容量が少なくなった場合には、クラッチ174が遮断されたままエンジンECU184がエンジン170を起動し、発電機173で発電された電力によって電動機1を駆動する(シリーズ運転モード)。
In this hybrid vehicle, the
また、中・高車速での定常走行時には、ハイブリッドECU184がPDU182の制御によって電動機1への電力供給を停止するとともに、エンジン170を起動した状態でクラッチ174を接続してエンジン170の駆動力を駆動輪171に伝達する(エンジン駆動クルーズモード)。
Further, during steady running at medium and high vehicle speeds, the
さらに、中・高車速で車両が加速する場合には、ハイブリッドECU184がクラッチ174を接続してエンジン170の駆動力を駆動輪171に伝達すると同時に、PDU182の制御によって電動機1を駆動し、電動機1の駆動力も並行して駆動輪171に伝達する(パラレル運転モード)。
Further, when the vehicle accelerates at medium and high vehicle speeds, the
電動機1は、インナロータ型のブラシレスモータであり、図2に示すように複数相の固定子巻線2aを備えた円環状の固定子2の内周側に回転子ユニット3が回転自在に設けられ、回転子ユニット3の軸心部に出力軸4が一体に結合されている。
The
回転子ユニット3は、図2〜図5に示すように、円環状の外周側回転子5と、この外周側回転子5の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子6を備え、外周側回転子5と内周側回転子6が設定角度の範囲で回動可能とされている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
外周側回転子5と内周側回転子6は、回転子本体である円環状のロータ鉄心7,8が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心7,8の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット7a,8aが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット7a,8aには、厚み方向に磁化された2つの平板状の永久磁石9,9が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット7a,8a内に装着される2つの永久磁石9,9は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aに装着される永久磁石9の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子5,6においては、外周側がN極とされた永久磁石9の対と、S極とされた永久磁石9の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子5,6の外周面の隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aの各間には、永久磁石9の磁束の流れを制御するための切欠き部10が回転子5,6の軸方向に沿って形成されている。
The
外周側回転子5と内周側回転子6の磁石装着スロット7a,8aは夫々同数設けられ、両回転子5,6の永久磁石9…が夫々1対1で対応するようになっている。したがって、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに同極同士で対向させる(異極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態(図4,図7(b)参照)を得ることができるとともに、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態(図3,図7(a)参照)を得ることができる。
The same number of
また、回転子ユニット3は、外周側回転子5と内周側回転子6を相対回動させるための回動機構11を備えている。この回動機構11は、両回転子5,6の相対位相を任意に変更するための位相変更手段12の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段12は、上記の回動機構11と、この回動機構11に供給する作動液の圧力を制御する図9に示す油圧制御装置13と、を主要な要素として構成されている。
The
回動機構11は、図2〜図5に示すように出力軸4の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ14と、ベーンロータ14の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング15とを備え、この環状ハウジング15が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ14が、環状ハウジング15と内周側回転子6の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート16,16を介して外周側回転子5に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ14は出力軸4と外周側回転子5に一体化され、環状ハウジング15は内周側回転子6に一体化されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ベーンロータ14は、出力軸4にスプライン嵌合される円筒状のボス部17の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン18が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング15は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部19が設けられ、この各凹部19にベーンロータ14の対応するベーン18が収容配置されるようになっている。各凹部19は、ベーン18の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁20と、隣接する凹部19,19同士を隔成する略三角形状の仕切壁21によって構成され、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動時に、ベーン18が一方の仕切壁21と他方の仕切壁21の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁21はベーン18と当接することにより、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン18の先端部と仕切壁21の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材22が設けられ、これらのシール部材22によってベーン18と凹部19の底壁20、仕切壁21とボス部17の外周面の各間が液密にシールされている。
In the
また、環状ハウジング15の軸方向の両端部には、図2に示すように円筒状の突部15aが設けられている。この突部15aは、ドライブプレート16に形成された環状のガイド溝16aに摺動自在に保持され、環状ハウジング15と内周側回転子6が、外周側回転子5や出力軸4にフローティング状態で支持されるようになっている。
In addition,
外周側回転子5とベーンロータ14を連結する両側のドライブプレート16,16は、環状ハウジング15の両側面(軸方向の両端面)に摺動自在に密接し、環状ハウジング15の各凹部19の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部19は、ベーンロータ14のボス部17と両側のドライブプレート16,16によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間23となっている。各導入空間23内は、ベーンロータ14の対応する各ベーン18によって夫々2室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室24、他方の部屋が遅角側作動室25とされている。進角側作動室24は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室25は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、図3,図4中の矢印Rで示す電動機1の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、電動機1の回転方向Rと逆側に進めることを言うものとする。
The
また、各進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排は出力軸4を通して行われるようになっている。即ち、進角側作動室24は、図9に示す油圧制御装置13の進角側給排通路26に接続され、遅角側作動室25は同油圧制御装置13の遅角側給排通路27に接続されているが、進角側給排通路26と遅角側給排通路27の一部は、図2に示すように、夫々出力軸4に軸方向に沿って形成された進角側軸方向路26aと遅角側軸方向路27aによって構成されている。そして、各軸方向路26a,27aの端部は、出力軸4の外周面の軸方向にオフセットした位置に形成された環状溝26b,27bに接続され、その各環状溝26b,27bは、ベーンロータ14のボス部17に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔26c…,27c…に接続されている。進角側給排通路26の各導通孔26cは環状溝26bと各進角側作動室24とを接続し、遅角側給排通路27の各導通孔27cは環状溝27bと各遅角側作動室25とを接続している。
Further, the supply and discharge of the hydraulic fluid to and from each of the advance
出力軸4についてさらに詳細に説明すると、出力軸4はベーンロータ14の軸心部を貫通し、その両端部が軸受201A,201Bを介して車体側の支持ブロック202A,202Bに支持されている。ここで、出力軸4のうちのベーンロータ14からの突出長さの長い側を「前部側」と呼び、突出長さの短い側を「後部側」と呼ぶものとすると、出力軸4の前部側には電動機ギヤ183がスプライン嵌合によって結合され、この電動機ギヤ183を介して電動機1の動力が前述の動力伝達系(図1参照)に出力されるようになっている。なお、出力軸4のうちの電動機ギヤ183とベーンロータ14の間は中間軸受201Cを介して車体側の支持ブロック202Cに支持されている。
The
また、出力軸4の軸心部には、前部側の端面と後部側の端面から夫々ベース穴203,204が形成され、この各ベース穴203,204の底部の近傍が夫々径方向孔205,206を介して進角側と遅角側の各環状溝26b,27bに連通している。
In addition, base holes 203 and 204 are formed in the shaft center portion of the
前部側の支持ブロック202Aには、油圧制御装置13の油圧回路に接続される進角側給排ポート207が設けられるとともに、一端が進角側給排ポート207に接続され他端が出力軸4のベース穴203に遊挿される金属製の中空パイプ208が突設されている。この中空パイプ208の先端側外周には環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209がベース穴203の内周面に摺接することによって中空パイプ208とベース穴203の間がシールされるようになっている。
同様に後部側の支持ブロック202Bには、油圧制御装置13の油圧回路に接続される遅角側給排ポート210が設けられるとともに、一端が遅角側給排ポート210に接続され他端が出力軸4の後部側のベース穴204に遊挿される金属製の中空パイプ211が突設されている。この中空パイプ211の先端側外周にも環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって中空パイプ211とベース穴204の間がシールされている。
なお、この実施形態においては、出力軸4の前部側のベース穴203と中空パイプ208によって進角側軸方向路26aが構成され、後部側のベース穴204と中空パイプ211によって遅角側軸方向路27aが構成されている。また、進角側径方向路と遅角側径方向路は出力軸4の径方向孔205,206によって夫々構成されている。
The
Similarly, the
In this embodiment, the front
ここで、出力軸4上の2つのベース穴203,204は、出力軸4の相反方向から同軸にかつ略同径に形成されている。そして、前後の各ベース穴203,204に連通する径方向孔205,206は夫々一対に設けられているが、これらは出力軸4の軸心と直交する平面に投影したときに、軸心回りに回転対称となるように配置されている。
具体的には、図6に示すように、各ベース穴203,204に連通する径方向孔205,206の対は夫々ベース穴203,204を挟んで径方向に一直線になるように形成されているが、各直線を成す径方向孔の対205,205および206,206同士は相互に直交するように配置されている。
Here, the two
Specifically, as shown in FIG. 6, a pair of
また、前部側の支持ブロック202Aには、中空パイプ208の付根部側の外周を所定隙間をもって囲繞する外側中空パイプ212が突設されている。この外側中空パイプ212の先端側の外周には環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209がベース穴203の内周面に摺接するようになっている。中空パイプ208と外側中空パイプ212の間に形成された円筒通路220は、支持ブロック202Aに設けられた流入ポート213と電動機ギヤ183の噛合部の近傍に形成された潤滑ポート214を接続し、流入ポート213に導入された潤滑液を電動機ギヤ183の噛合部に供給できるようになっている。
Further, an outer
ところで、この実施形態の電動機1の場合、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が異極同士で対向して強め界磁の状態(図3,図7(a)参照)になり、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が同極同士で対向して弱め界磁の状態(図4,図7(b)参照)になるように設定されている。
なお、この電動機1は、進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機1の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機1として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機1の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
By the way, in the case of the
The
また、油圧制御装置13は、図9に示すように、オイルタンク31内の作動液を吸い上げて吐出するオイルポンプ32と、このオイルポンプ32から吐出された作動液を調圧して高圧のライン通路33に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路34に流出させるレギュレータバルブ35と、ライン通路33に導入された作動液を進角側給排通路26と遅角側給排通路27に振り分けるとともに、進角側給排通路26と遅角側給排通路27で不要な作動液をドレン通路36に排出するスプール式の流路切換弁37と、ライン通路33から導入された圧力を調圧してその圧力で流路切換弁37のスプール38の位置を制御する電磁式の調圧弁39と、を備えている。
Further, as shown in FIG. 9, the
レギュレータバルブ35は、図13にも示すように、バルブ収容室40内に摺動自在に収容された制御スプール41と、バルブ収容室40の略中央部の内周面に形成されてポンプ側通路42とライン通路33を常時連通させる環状の供給ポート43と、バルブ収容室40の供給ポート43に隣接する位置に形成されて低圧通路34に連通する環状の排出ポート44と、バルブ収容室40の一端側(図中左側)に配置されて制御スプール41を他端側(図中右側)に付勢するスプリング45と、バルブ収容室40の他端の近傍に設けられて制御スプール41にスプリング45の力に抗する方向にライン通路33の圧力を作用させるスプール制御室46と、スプリング45の収容されるバルブ収容室40の一端側に設けられて後述する調整圧が導入される反力調整室47と、を備えている。
As shown in FIG. 13, the
制御スプール41は、外周面の軸方向略中央に、バルブ収容室40側の供給ポート43と排出ポート44に跨る溝幅を有する環状の排出ガイド溝48が形成され、この排出ガイド溝48を通して供給ポート43から排出ポート44(低圧通路34)に余剰分の作動液を排出し得るようになっている。制御スプール41はライン通路33の圧力の低い初期状態では、スプリング45の付勢力を受けてバルブ収容室40の他端側(図中右側)に最大に移動し、排出ガイド溝48が供給ポート43と排出ポート44の連通を遮断している。そして、この状態から制御スプール41がスプリング45の力に抗して一端側(図中左側)に移動すると、その移動量に応じて(制御スプール41の位置に応じて)排出ガイド溝48が供給ポート43と排出ポート44を連通させる開口面積を増大させる。制御スプール41は、基本的に、スプール制御室46に導入されるライン通路33の圧力と、スプリング45の反力とのバランスによって位置制御され、その移動位置に応じてライン通路33の圧力を制御する。ただし、反力調整室47には後述する調整圧が電動機1の運転状況に応じて適宜導入されるため、反力調整室47に大気圧以上の圧力が導入されたときには、スプリング45の反力に調整圧による反力が加算されることとなる。
なお、図9,図13中49は、スプール収容室46の他端部に設けられた大気圧ポートである。
The
9 and 13,
一方、流路切換弁37は、図10,図12にも示すように、バルブ収容室50内に摺動自在に収容されたスプール38と、バルブ収容室50の軸方向に離間した2位置に形成されて夫々ライン通路33に導通する環状の第1,第2導入ポート52,53と、バルブ収容室50の第1,第2導入ポート52,53間の第1導入ポート52に隣接する位置に形成されて進角側給排通路26に導通する環状の進角側給排ポート54と、バルブ収容室50の第1,第2導入ポート52,53間の第2導入ポート53に隣接する位置に形成されて遅角側給排通路25に導通する環状の遅角側給排ポート55と、バルブ収容室50の進角側給排ポート54と遅角側給排ポート55の中間位置に形成されてドレン通路36に導通する環状の排出ポート57と、バルブ収容室50の一端側(図中右側)に配置されてスプール38を他端側(図中左側)に付勢するスプリング58と、バルブ収容室50の他端部に設けられてスプール38の端面にスプール制御圧を作用させる制御室59と、を備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 12, the flow
スプール38は、外周面の軸方向略中央付近の離間した2位置に、第1導入ポート52と進角側給排ポート54に跨る溝幅を有する環状の第1ガイド溝60と、第2導入ポート53と遅角側給排ポート55に跨る溝幅を有する環状の第2ガイド溝61が形成されている。なお、第1導入ポート52と進角側給排ポート54の離間幅と、進角側給排ポート54と排出ポート57の離間幅はほぼ同幅とされ、同様に、第2導入ポート53と遅角側給排ポート55の離間幅と、遅角側給排ポート55と排出ポート57の離間幅もほぼ同幅とされている。そして、スプール38は、バルブ収容室50内における移動位置に応じて、第1ガイド溝60が第1導入ポート52と排出ポート57に対する進角側給排ポート54の連通開口面積を増減させ、同時に、第2ガイド溝61が第2導入ポート53と排出ポート57に対する遅角側給排ポート55の連通開口面積を増減させる。スプール38は、バルブ収容室50内の移動位置に応じて進角側給排ポート54と遅角側給排ポート55の圧力を相反的に増減させる。
The
流路切換弁37は、基本的に、スプリング58の付勢力と制御室59に導入されるスプール制御圧とのバランスによってスプール38の進退位置が決定される。ただし、この実施形態の場合、流路切換弁37には、進角側給排通路26(進角側作動室24)の圧力を導入してスプリング58の付勢力と同じ向きの推力としてスプール38に作用させる進角側フィードバック室62と、遅角側給排通路27(遅角側作動室25)の圧力を導入してスプリング58の付勢力と逆向きの推力としてスプール38に作用させる遅角側フィードバック室63とが設けられており、これらのフィードバック室62,63の圧力もスプール38の進退位置の決定要素の一つとなっている。
In the flow
具体的には、進角側フィードバック室62はスプール38の一端部寄りに設けられた段差面64に臨んで形成され、遅角側フィードバック室63はスプール38の他端部寄りに設けられた段差面65に臨んで形成されている。そして、両フィードバック室62,63に臨む段差面64,65は夫々同受圧面積とされ、スプール38全体には両フィードバック室62,63の差圧に応じた力が作用するようになっている。
Specifically, the advance
即ち、今、制御室59に臨むスプール38の端面の受圧面積をS1、両フィードバック室62,63の段差面64,65の受圧面積をS2とし、各部の圧力や力を、
スプール制御圧:Psol
遅角側作動室25の圧力:Pr
進角側作動室24の圧力:Pa
スプリング58の反力:Fs
とすると、スプール38の位置制御時の力のバランスは、
(Psol×S1)+(Pr×S2)=(Pa×S2)+Fs
となり、これを整理すると、
(Pa−Pr)×S2=Psol×S1−Fsとなる。
したがって、スプール38には進角側作動室24と遅角側作動室25の差圧(両フィードバック室62,63の差圧)に応じた力が作用し、進角側作動室24と遅角側作動室25の差圧はスプール制御圧に比例して制御される。
That is, the pressure receiving area of the end surface of the
Spool control pressure: Psol
Pressure in retard side working chamber 25: Pr
Pressure in advance side working chamber 24: Pa
Reaction force of spring 58: Fs
Then, the balance of force during the position control of the
(Psol × S1) + (Pr × S2) = (Pa × S2) + Fs
Then, when this is organized,
(Pa-Pr) * S2 = Psol * S1-Fs.
Accordingly, a force corresponding to the differential pressure between the advance
また、調圧弁39は、図9,図11に示すように、バルブ収容室70内に摺動自在に収容されたスプール71と、このスプール71を進退作動させる電磁ソレノイド72と、バルブ収容室70の軸方向の略中央に形成されて接続通路73を介して流路切換弁37の制御室59に導通する環状の制御ポート74と、バルブ収容室70の制御ポート74の一側に隣接した位置に形成されてライン通路33に導通する環状のライン圧ポート75と、バルブ収容室70の制御ポート74の他側に隣接した位置に形成されてドレン通路76に導通する環状の排出ポート77と、バルブ収容室70の電磁ソレノイド72に近接した位置に形成されて前記接続通路73に導通する制御圧導入ポート78と、を備えている。
Further, as shown in FIGS. 9 and 11, the
スプール71は、外周面の軸方向略中央位置に制御ポート74に常時導通する環状のガイド溝79が形成され、ライン圧ポート75と排出ポート77に対するこのガイド溝79のオーバーラップ量がスプール71の移動位置に応じて連続的に調整されるようになっている。また、スプール71は、基本的に、電磁ソレノイド72の磁力と図示しない反力スプリングの力のバランスによって進退位置が決定され、電磁ソレノイド72の磁力の増加に応じてスプール71の位置が変更されるようになっている。具体的には、電磁ソレノイド72がオフにされた初期状態では、制御ポート74が排出ポート77のみに導通して流路切換弁37の制御室59の圧力を大気圧に維持しており、この状態から電磁ソレノイド72がオンになって磁力が増大すると、その磁力の増大に応じてスプール71が移動し、制御ポート74とライン圧ポート75の接続開口面積が増大する。これにより、流路切換弁37の制御室59の圧力はスプール71の移動量に応じて増大し、最大でライン通路33の圧力と同圧となる。したがって、制御室59の圧力は調圧弁39により、0〜ライン圧(ライン通路33の圧力)の範囲で調圧される。
また、スプール71の基端側には段差面80が設けられ、この段差面80に接続通路73の圧力が制御圧導入ポート78を介して作用するようになっている。
The
Further, a
また、接続通路73には分岐通路81が設けられ、この分岐通路81がレギュレータバルブ35の反力調整室47に接続されている。この反力調整室47には、接続通路73の圧力、つまり、流路切換弁37のスプール制御圧が前記の調整圧として導入される。したがって、レギュレータバルブ35のスプール制御室46の圧力に抗する反力は、スプリング45の反力に流路切換弁37のスプール制御圧を加算したものとなり、回転子5,6の位相変更時にスプール制御圧が増大すると、それに応じてレギュレータバルブ35の調整圧が高まり、ライン通路33の圧力が増大する。
Further, a
ところで、この電動機1の場合、内周側回転子6が外周側回転子5に対して遅角側にあるときに永久磁石9が異極同士で対向して強め界磁の状態となり、逆に、内周側回転子6が外周側回転子5に対して進角側にあるときに永久磁石9が同極同士で対向して弱め界磁の状態となるが、内周側回転子6が遅角側から進角側に変位するときには、内周側回転子6と外周側回転子5の間の回転反力がほぼリニアに増大するようになっている。
回転反力をリニアに増大させる手段は種々考えられるが、例えば、図14に示す手段を採用することによって実現することができる。なお、図14はイメージ的な図であるため、図2〜図5に示したものとは若干異なって描かれている。
By the way, in the case of the
Various means for linearly increasing the rotational reaction force can be considered. For example, it can be realized by adopting the means shown in FIG. Since FIG. 14 is an image, it is drawn slightly differently from those shown in FIGS.
図14について簡単に説明すると、図14(A)は、内周側回転子6が最遅角位置にある状態(内周側回転子6の回転角θ0)を示し、図14(B)は、内周側回転子6が最遅角位置から進角方向に回転角θ1進んだ状態、図14(C)は、内周側回転子6が最遅角位置から最進角位置まで回転角θ2進んだ状態を夫々示す。
14 will be briefly described. FIG. 14A shows a state where the inner
この図14に示す手段では、外周側回転子5と内周側回転子6との間には弾性部材86が設けられている。弾性部材86は、一端が固定ピン87により外周側回転子5に連結され、他端が可動ピン85により内周側回転子6に連結された引っ張りバネによって構成されている。可動ピン85は、内周側回転子6に設けられた長孔状の保持溝88に摺動自在に保持されている。
このように図14に示す手段においては、図14(A)に示すように外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が異極同士で対面して強め界磁の状態になる最遅角位置から内周側回転子6が進角方向に相対回転する場合、図14(B)に示すように、外周側回転子5に対して内周側回転子6が回転角θ0から回転角θ1に変位するまでの間は、可動ピン85が保持溝88に沿って摺動し、このとき弾性部材86による付勢力は殆ど作用しない。
そして、図14(B)に示すように、外周側回転子5に対して内周側回転子6が回転角θ1まで変位すると、可動ピン85が保持溝88の終端に位置し、その摺動が規制される。ここからさらに内周側回転子6が進角方向に相対回転すると、図14(C)に示すように、内周側回転子6は回転角に応じて弾性部材86を引っ張り変形させるようになる。こうして、弾性部材86が引っ張られるようになると、図15の特性図Bで示すように回転角の増加に略比例して反力が増大する。そして、内周側回転子6の相対的な回転角がθ2になって最進角位置に達すると、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が同極で対面する弱め界磁の状態となる。
In the means shown in FIG. 14, an
Thus, in the means shown in FIG. 14, as shown in FIG. 14A, the
Then, as shown in FIG. 14B, when the
一方、内周側回転子6が最遅角位置から進角方向に進むと、外周側回転子5の永久磁石9と異磁極同士で対面していた内周側回転子6の永久磁石9が次第に回転方向にずれ、図15の特性図のAに示すように内周側回転子6が進角方向に回転角θ1まで進む間は磁気反力が略比例的に増大し、回転角θ1を過ぎて回転角θ2に達するまでの間は磁気反力が次第に減少するようになる。
On the other hand, when the inner
この手段を採用した電動機1の場合、内周側回転子6が最遅角位置から回転角θ1まで進む間は永久磁石9による磁気反力のみが作用し、回転角θ1からθ2に進むまでの間は永久磁石9による磁気反力に、弾性部材86による引っ張りバネの反力が加算される。したがって、磁気反力とバネ反力を合わせたトータルの回転反力は、図15の特性Cに示すように内周側回転子6の回転角の増加に対してほぼリニアに増大することとなる。
In the case of the
以上のように、この電動機1では、内周側回転子6の進角方向の相対回転に応じて両回転子5,6間の回転反力がほぼリニアに増大するため、回転反力に釣り合うように進角側作動室24と遅角側作動室25の差圧を制御することにより、内周側回転子6と外周側回転子5の相対回転角を任意に制御することができる。つまり、両回転子5,6の相対回転角は、流路切換弁37のスプール制御圧が調圧弁39によって制御されると、そのスプール制御圧に応じた角度に制御されることになる。
As described above, in the
この電動機1を強め界磁状態で運転するために内周側回転子6を最遅角位置に維持する場合には、図9に示すように調圧弁39の電磁ソレノイド72をオフにして制御ポート74と排出ポート77を導通状態にする。これにより、流路切換弁37の制御室59内の圧力が接続通路73を通して外部に逃がされ、制御室59内の圧力が大気圧に維持されることになる。
このとき、流路切換弁37では、スプール38が図9,図10に示すように制御室59方向に最大に変位することにより、進角側給排ポート54が排出ポート57に導通するとともに遅角側給排ポート55が第2導入ポート53に導通し、遅角側作動室25にライン通路33の圧力が導入される。これにより、内周側回転子6と環状ハウジング15は、外周側回転子5とベーンロータ14に対して最遅角側に維持される。
When the
At this time, in the flow
一方、電動機1を弱め界磁状態で運転するために内周側回転子6を最進角位置まで変位させる場合には、図11に示すように調圧弁39の電磁ソレノイド72をオンにして制御ポート74をライン圧ポート75に導通させる。これにより、ライン通路33の作動液が接続通路73を介して流路切換弁37の制御室59内に導入され、制御室59内の圧力が高まる。
このとき、流路切換弁37では、スプール38が図12に示すように制御室59と逆方向に変位し、進角側給排ポート54が第1導入ポート52に導通するとともに遅角側排出ポート55が排出ポート57に導通する。このとき、進角側作動室24にライン通路33の圧力が導入されるとともに、遅角側作動室25の作動液がドレン通路36に排出される。この結果、内周側回転子6と環状ハウジング15は、外周側回転子5とベーンロータ14に対して進角側に相対回動する。そして、電動機1を弱め界磁の状態に維持する場合には、調圧弁39による制御により、ライン通路33の圧力を制御室59内に作用させ続ける。
On the other hand, when the
At this time, in the flow
また、内周側回転子6を最遅角位置と最進角位置の間の任意の位置に制御する場合には、調圧弁39の電磁ソレノイド72により、スプール制御圧(制御室59内に導入する圧力)を目的とする回転角に応じた圧力に制御する。これにより、スプール制御圧が制御されると、進角側作動室24と遅角側作動室25の差圧による内周側回転子6の相対回転力と、両回転子5,6間の回転反力とが釣り合う回転角で内周側回転子6の相対回動が停止することになる。
Further, when the
ここで、図8に示すハイブリッドECU184(以下、「ECU184」と呼ぶ。)の電動機制御部の構成について説明する。
ECU184は、回転直交座標をなすdq座標上で電流のフィードバック制御を主に行うものであり、例えば運転者のアクセル操作に係るアクセル開度等に応じて設定されるトルク指令Tqに基づきd軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcを演算し、d軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcに基づいて各相出力電圧Vu,Vv,Vwを算出し、各相出力電圧Vu,Vv,Vwに応じてPDU182にゲート信号であるPWM信号を出力するとともに、実際にPDU182から電動機1に供給される各相電流Iu,Iv,Iwの何れか2つの相電流をdq座標上の電流に変換して得たd軸電流Id及びq軸電流Iqと、d軸電流指令Idc及びq軸電流指令Iqcとの各偏差がゼロとなるように電流制御を行う。
Here, the configuration of the motor control unit of hybrid ECU 184 (hereinafter referred to as “
The
また、このECU184は、トルク指令Tq等の要求指令と、実際の両回転子6,5の位相差のフィードバック値に基づいて、位相変更を行うべく油圧制御装置13(調圧弁39)の制御を行う。
The
ECU184は、具体的には、目標電流設定部120と、電流偏差算出部121と、界磁制御部122と、電力制御部123と、電流制御部124と、dq−3相変換部125と、PWM信号生成部126と、フィルタ処理部127と、3相−dq変換部128と、回転数演算部129と、誘起電圧定数指令出力部130と、誘起電圧常数算出部131と、誘起電圧定数差分算出部132と、位相制御部133とを備えている。
Specifically, the
そして、ECU184には、PDU182から電動機1に出力される3相の各相電流Iu,Iv,Iwのうち、2相のU相電流IuおよびW相電流Iwを検出する各電流センサ135,135から出力される各検出信号Ius,Iwsと、バッテリ181の端子電圧(電源電圧)VBを検出する電圧センサ136から出力される検出信号と、電動機1の回転子ユニット3の回転角θM(つまり、所定の基準回転位置からの回転子ユニット3の磁極の回転角度)を検出するレゾルバ137(回転センサ)から出力される検出信号と、外部の制御装置(図示略)から出力されるトルク指令Tqが入力される。
The
目標電流設定部120は、例えば外部の制御装置(図示略)から入力されるトルク指令Tq(例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクを電動機1に発生させるための指令値)と、回転数演算部129から入力される電動機1の回転数NMと、誘起電圧定数Keとに基づき、PDU182から電動機1に供給される各相電流Iu,Iv,Iwを指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上でのd軸目標電流Idc及びq軸目標電流Iqcとして電流偏差算出部121へ出力される。
この回転直交座標をなすdq座標は、例えば回転子ユニット3の永久磁石9による界磁極の磁束方向をd軸(界磁軸)とし、このd軸と直交する方向をq軸(トルク軸)としており、電動機1の回転位相に同期して回転している。これにより、PDU182から電動機1の各相に供給される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号であるd軸目標電流Idcおよびq軸目標電流Iqcを与えるようになっている。
For example, the target
The dq coordinates forming the rotation orthogonal coordinates are, for example, the field magnetic flux direction of the
電流偏差算出部121は、界磁制御部122から入力されるd軸補正電流が加算されたd軸目標電流Idcと、d軸電流Idとの偏差ΔIdを算出するd軸電流偏差算出部121aと、電力制御部123から入力されるq軸補正電流が加算されたq軸目標電流Iqcと、q軸電流Iqとの偏差ΔIqを算出するq軸電流偏差算出部121bとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部122は、例えば電動機1の回転数NMの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するために回転子ユニット3の界磁量を等価的に弱めるようにして電流位相を制御する弱め界磁制御の弱め界磁電流に対する目標値をd軸補正電流として出力する。
また、電力制御部123は、例えばバッテリ181の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてq軸目標電流Iqcを補正するためのq軸補正電流を出力する。
The current
The
Further, the
電流制御部124は、例えばモータ回転数NMに応じたPI(比例積分)動作により、偏差ΔIdを制御増幅してd軸電圧指令値Vdを算出し、偏差ΔIqを制御増幅してq軸電圧指令値Vqを算出する。
The
dq−3相変換部125は、回転数演算部129から入力される回転子ユニット3の回転角θMを用いて、dq座標上でのd軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqを、静止座標である3相交流座標上での電圧指令値であるU相出力電圧Vu、V相出力電圧VvおよびW相出力電圧Vwに変換する。
The dq-3
PWM信号生成部126は、例えば、正弦波状の各相出力電圧Vu,Vv,Vwと、三角波からなるキャリア信号と、スイッチング周波数とに基づくパルス幅変調により、PDU182のPWMインバータの各スイッチング素子をオン/オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。
For example, the PWM
フィルタ処理部127は、各電流センサ135,135により検出された各相電流に対する検出信号Ius,Iwsに対して、高周波成分の除去等のフィルタ処理を行い、物理量としての各相電流Iu,Iwを抽出する。
The
3相−dq変換部128は、フィルタ処理部127により抽出された各相電流Iu,Iwと、回転数演算部129から入力される回転子ユニット3の回転角θMとにより、電動機1の回転位相による回転座標すなわちdq座標上でのd軸電流Idおよびq軸電流Iqを算出する。
The three-phase-
回転数演算部129は、レゾルバ137から出力される検出信号から電動機1の回転子ユニット3の回転角θMを抽出するとともに、この回転角θMに基づき、電動機1の回転数NMを算出する。
The rotation
誘起電圧定数指令出力部83は、例えばトルク指令Tqと、電動機1の回転数NMと、変速指令と、駆動輪選択指令とに基づいて誘起電圧定数指令値Kec(誘起電圧定数指令)を出力する。
The induced voltage constant command output unit 83 outputs an induced voltage constant command value Kec (induced voltage constant command) based on, for example, the torque command Tq, the rotation speed NM of the
誘起電圧常数算出部131は、内周側回転子6と外周側回転子5の相対位相を検出する位相検出器138から検出値θ0を受けて実際の電動機1の誘起電圧定数Keを算出する。ここで算出した誘起電圧定数Keは、目標電流設定部120に入力されるとともに、誘起電圧定数差分算出部132に入力される。なお、位相検出器138としては、例えば進角側給排通路26(進角側作動室24)と遅角側給排通路27(遅角側作動室25)の差圧を検出するセンサや、内周側回転子6と外周側回転子5の位相差を直接的に検出するセンサ等を用いることができる。
The induced voltage
誘起電圧定数差分算出部132は、誘起電圧定数指令出力部130から出力された誘起電圧定数指令値Kecと、誘起電圧常数算出部131で求めた実際の誘起電圧定数Keとの偏差を算出し、そこで算出した誘起電圧定数の偏差ΔKeを位相制御部133に出力する。
The induced voltage constant
位相制御部133は、誘起電圧定数の偏差ΔKeに応じた位相指令値θcを算出し、その位相指令値θcを油圧制御装置13の調圧弁39に出力する。
The
以上のように構成されたこの電動機1は、油圧制御装置13から給排される作動液によって内周側回転子6と外周側回転子5の相対位相を変更するため、この電動機1をハイブリッド車両や電動車両の駆動源として用いる場合に、運転要求に応じた最適な電動機特性に迅速に変更することができる。
Since the
また、この電動機1においては、出力軸4上で進角側給排通路26と遅角側給排通路27の各一部を成す径方向孔205,206が、図6に示すように回転対称に配置されているため、回転中における出力軸4の回転バランスが良好になり、出力軸4の振動が生じにくくなる。このため、出力軸4を支持する軸受201A,201B,201Cの耐久面において有利になるとともに、運転時における静粛性が高まり、さらに位相変更手段12の制御圧が高い場合にあっても制御を安定化させることができる。
Further, in the
さらに、この電動機1では、進角側軸方向路26aと遅角側軸方向路27aが同心になるように出力軸4の軸心部に相反方向から延設されているため、これらの軸方向路26a,27aが出力軸4の回転バランスを阻害することがない。したがって、この電動機1においては、出力軸4の回転バランスがより良好となる。
また、進角側軸方向路26aと遅角側軸方向路27aが出力軸4の相反方向から形成されたベース穴203,204の内側に構成されているため、両軸方向路26a,27a間において作動液の漏れが生じる心配がなく、このことから制御の安定化を図ることができる。
Furthermore, in this
Further, since the advance side
また、この電動機1の位相変更手段12は、回動機構11の進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排をスプール式の流路切換弁37によって振り分けるとともに、その流路切換弁37のスプール位置を、ライン圧を基に電磁式の調圧弁39で作られる作動液の圧力によって制御するものであるため、大型の電磁弁を用いることなく、比較的大流量の作動流体を要する回転子5,6の相対位相を任意のタイミングで確実に変更することができる。
Further, the
図16,図17と、図18,図19は、この発明の第2の実施形態と第3の実施形態を夫々示すものである。これらの実施形態の電動機301,401は、ベーンロータに嵌合固定される出力軸304,404の構成が第1の実施形態と異なり、他の構成は第1の実施形態のものとほぼ同様とされている。以下、第2,第3の実施形態について順次説明するが、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。
FIGS. 16, 17, 18 and 19 show the second and third embodiments of the present invention, respectively. The
図16,図17に示す第2の実施形態の電動機301は、進角側給排ポート207と遅角側給排ポート210が前端部の支持ブロック202Aに設けられ、出力軸304の軸方向の一端側から進角側給排通路26と遅角側給排通路27に対して作動液の給排が行われるようになっている。
In the
具体的には、出力軸304の軸心部には前部側の端面から、底部に向かって二段に縮径するようにベース穴303が形成されており、このベース穴303の底部側の最小径部303aに、遅角側の環状溝27bに導通する一対の径方向孔206が形成されるとともに、このベース穴303の中間径部303bに、進角側の環状溝26bに導通する一対の径方向孔205が形成されている。これらの遅角側と進角側の径方向孔206,205は、第1の実施形態と同様に、出力軸304の軸心と直交する平面に投影したときに軸心回りに回転対称となるように配置されている。
Specifically, a
前部側の支持ブロック202Aには、一端が遅角側給排ポート210に接続される中空パイプ308が突設され、この中空パイプ308の他端部がベース穴303の最小径部303a内に挿入されている。中空パイプ308の他端部の外周には、最小径部303aの内周面に摺接する環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって最小径部303aの内周面と中空パイプ308の間が液密にシールされるとともに、中空パイプ308内の軸心通路380とベース穴303の底部によって遅角側軸方向路27aが構成されている。
A
また、前部側の支持ブロック202Aには、中空パイプ308の付根部側の外周を所定隙間をもって囲繞する外側中空パイプ312が突設されている。外側中空パイプ312は、その一端側において、中空パイプ308との隙間が支持ブロック202Aの進角側給排ポート207に接続されるとともに、他端部がベース穴303の中間径部303bまで延出している。外側中空パイプ312の他端部の外周には、中間径部303bの内周面に摺接する環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって中間径部303bの内周面と外側中空パイプ312の間が液密にシールされている。
中空パイプ308と外側中空パイプ312の間には円筒状の隙間が形成されるが、この円筒状の隙間はベース穴303の中間径部303bと中空パイプ308の間の円筒状の隙間に連続し、この連続する隙間によって形成される円筒通路が、進角側給排ポート207と径方向孔205を接続する進角側軸方向路26aを構成するようになっている。
また、ベース穴の最大径部303cと外側中空パイプ312の間には、支持ブロック202Aの流入ポート213と出力軸304の潤滑ポート214を接続する円筒通路320が形成されている。
In addition, an outer
A cylindrical gap is formed between the
A
さらに、中空パイプ308の他端部側の外周には、図17に拡大して示すように、バルジ加工によって環状突起321が形成されている。この環状突起321は、中空パイプ308のうちのシール部材209の装着部を挟んで進角側軸方向路26aに臨む側に設けられ、ベース穴303(中間径部303bと最小径部303aの連接部)の内周面との間で環状の微小隙間dを形成している。この微小隙間dは、進角側軸方向路26aに作用するサージ圧を減衰するオリフィスとして機能するようになっている。
同様に、外側中空パイプ312の他端部の外周には、環状突起322がバルジ加工によって形成され、この環状突起322がベース穴303(中間径部303bと最大径部303cの連接部)の内周面との間で微小隙間dを形成している。
Furthermore, an
Similarly, an
この電動機301は、内周側回転子6と外周側回転子5の相対位相を作動液によって操作する位相変更手段12で制御する構造を採用しているため、ハイブリッド車両や電動車両の駆動源として用いる場合に、運転要求に応じた最適な電動機特性に迅速に変更することができる。
Since this
そして、この電動機301の場合も、出力軸304上で進角側給排通路26と遅角側給排通路27の各一部を成す径方向孔205,206が回転対称に配置されているため、出力軸304の回転バランスが良好になる。
また、進角側軸方向路26aと遅角側軸方向路27aは、中空パイプ308によってベース穴303内に隔成される同心の空間によって構成されているため、両軸方向路26a,27aが出力軸304の回転バランスを阻害することもない。
したがって、この電動機301においては、これらによって出力軸304の回転振動を抑制できることから、軸受201A,201B,201Cに作用する負担を軽減することが可能であるとともに、運転時における振動騒音の低減と制御の安定化を図ることもできる。
In the case of the
Further, since the advance side
Therefore, in this
また、この電動機301においては、出力軸304のベース穴303内に中空パイプ308を配置し、出力軸304の軸心部に片側から内外二重の軸方向路27a,26aを形成した構造となっているため、作動液の流路が出力軸304の軸方向の片側に集約されることになる。したがって、全体をコンパクトなレイアウトにして車載性を高めることができる。
Further, the
さらに、この実施形態の電動機301にあっては、中空パイプ308の他端部側の外周にシール部材209を取り付け、ベース穴303と中空パイプ308の間をこのシール部材209で液密にシールするようにしているため、進角側軸方向路26aと遅角側軸方向路27aが出力軸304上に同心に配置された構造を容易にかつコンパクトに形成することができる。
Further, in the
また、この電動機301の場合、中空パイプ308にバルジ加工によって環状突起321を形成し、この環状突起321とベース穴303の間に絞りとして機能する環状の微小隙間dが形成されるようになっているため、進角側軸方向路26aや遅角側軸方向路27aに作用するサージ圧を環状突起321の絞り機能によって減衰し、両軸方向路26a,27a間の作動液の漏れをさらに有効に防止することができる。また、環状突起321は中空パイプ308上にバルジ加工によって容易に形成することができるため、製造コストを抑制できる利点がある。
In the case of the
図18,図19に示す第3の実施形態の電動機401は、第2の実施形態と同様に、進角側給排ポート207と遅角側給排ポート210が前端部の支持ブロック202Aに設けられ、出力軸404の軸方向の一端側から進角側給排通路26と遅角側給排通路27に対して作動液の給排が行われるようになっており、さらに、前部側の支持ブロック202Aには、潤滑ポート214と前部側の軸受201Aに潤滑液を供給するための流入ポート213と、後部側の軸受201Bに潤滑液を供給するため流入ポート440が設けられている。
As in the second embodiment, the
出力軸404の軸心部には前部側の端面から、底部に向かって二段に縮径するようにベース穴403が形成され、このベース穴403の底部側の最小径部403aに、遅角側の環状溝27bに導通する一対の径方向孔206が形成され、ベース穴403の中間径部403bに、進角側の環状溝26bに導通する一対の径方向孔205が形成されている。これらの径方向孔206,205は、第1,第2の実施形態と同様に、出力軸404の軸心と直交する平面に投影したときに軸心回りに回転対称となるように配置されている。
A
前部側の支持ブロック202Aには、一端が遅角側給排ポート210に接続される中空パイプ408(第2パイプ)が突設され、この中空パイプ408の他端部がベース穴403の最小径部403a内に挿入されている。中空パイプ408の他端部の外周には、最小径部303aの内周面に摺接する環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって最小径部303aの内周面と中空パイプ408の間が液密にシールされるとともに、中空パイプ408内の軸心通路380とベース穴403の底部によって遅角側軸方向路27aが構成されている。
A hollow pipe 408 (second pipe) whose one end is connected to the retarded-side supply /
また、前部側の支持ブロック202Aには、中空パイプ408の外周を所定隙間をもって囲繞する中間中空パイプ414(第1パイプ)と、この中間中空パイプ414の外周を同様に所定隙間をもって囲繞する外側中空パイプ415が突設されている。
The
中間中空パイプ414は、その一端側において、外側中空パイプ415との隙間が支持ブロック202Aの進角側給排ポート207に接続されるとともに、他端部がベース穴403の中間径部403bの軸方向の略中央位置まで延出している。中間中空パイプ414の他端部の外周には、ベース穴403の中間径部403bの内周面に摺接する環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって中間径部403bの内周面と中間中空パイプ414の間が液密にシールされている。
One end of the intermediate
外側中空パイプ415は、その一端側において、ベース穴403の最大径部403cとの隙間が支持ブロック202Aの流入ポート213に接続されるとともに、他端部がベース穴403の最大径部403cの最深部の近傍まで延出している。外側中空パイプ415の他端部の外周には、ベース穴403の最大径部403cの内周面に摺接する環状のシール部材209が取り付けられ、このシール部材209によって最大径部403cの内周面と外側中空パイプ415の間が液密にシールされている。
The outer
ここで、中間中空パイプ414と外側中空パイプ415の間の円筒通路は進角側給排ポート207と進角側の径方向孔205を連通する進角側軸方向路26aとされ、中空パイプ408と中間中空パイプ414の間の円筒通路は流入ポート440に連通する潤滑通路441の一部とされている。
Here, the cylindrical passage between the intermediate
この潤滑通路441は、中空パイプ408と中間中空パイプ414の間の円筒通路441aと、出力軸404とベーンロータ14の間に設けられた大径の円筒通路441cと、後部側の支持ブロック202B内の軸受201B部分に導通する軸通路441eと、円筒通路441aと441c、円筒通路441cと軸通路441eを夫々接続する径通路441b,441dとによって構成され、流入ポート440から導入された潤滑液を後部側の軸受201B部分に供給するようになっている。
The
また、ベース穴403の最大径部403cと外側中空パイプ415の間には、支持ブロック202Aの流入ポート213と出力軸404の潤滑ポート214を接続する円筒通路420が形成されている。流入ポート213から導入された作動液は前部側の軸受201Aに直接供給されるとともに、円筒通路420と潤滑ポート214を介して電動機ギヤ183に供給される。
A
この電動機401は、内周側回転子6と外周側回転子5の相対位相を、作動液の給排制御によって制御するため、第1,第2の実施形態のものと同様に、任意のタイミングで迅速に電動機特性を変更することができ、さらに、進角側給排通路26と遅角側給排通路27の各軸方向路26a,27aが出力軸404上に同軸に配置されるとともに、径方向孔205,206が回転対称に配置されていることから、回転中における出力軸404のバランスを良好にし、軸受201A,201B,201Cの耐久性の向上を図ることができるとともに、振動騒音の低減と制御の安定化も図ることができる。
Since the
また、この実施形態の電動機401の場合、内周側で遅角側軸方向路27aを構成する中空パイプ408と、外周側で進角側軸方向路26aを構成する中間中空パイプ414が同軸に配置され、両パイプ408,414の間が軸受201Bに潤滑液を供給する潤滑液通路441とされているため、作動液の圧力差が大きくなる遅角側軸方向路27aと進角側軸方向路26aが直接的に隣接して配置されなくなり、その結果、両軸方向路27a,26a間での作動液の漏れを効果的に防止することが可能になる。
In the case of the
なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention.
1,301,401…電動機
4,304,404…出力軸
5…外周側回転子
6…内周側回転子
9…永久磁石
12…位相変更手段
24…進角側作動室
25…遅角側作動室
26…進角側給排通路
26a…進角側軸方向路
27…遅角側給排通路
27a…遅角側軸方向路
32…オイルポンプ(流体供給源)
37…流路切換弁
39…調圧弁
201A,201B…軸受
205…径方向孔(進角側径方向路)
206…径方向孔(遅角側径方向路)
209…シール部材
303,403…ベース穴
308…中空パイプ
321…環状突起
380…軸心通路
408…中空パイプ(第2パイプ)
414…中間中空パイプ(第1パイプ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,301,401 ... Electric motor 4,304,404 ...
37 ... Flow
206: Radial hole (retarded radial path)
209 ...
414 ... Intermediate hollow pipe (first pipe)
Claims (7)
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、
前記外周側回転子または内周側回転子に一体に結合され、軸受に支持されて回転する出力軸と、
を備えた電動機であって、
前記位相変更手段は、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、を有し、
前記出力軸には、前記進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を給排する進角側給排通路と遅角側給排通路が設けられ、
前記進角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する進角側軸方向路と、前記遅角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する遅角側軸方向路は、前記出力軸に軸方向の相反する端部から同心に延設されていることを特徴とする電動機。 An inner rotor on which permanent magnets are arranged along the circumferential direction;
An outer peripheral rotor disposed coaxially and relatively rotatably on the outer peripheral side of the inner peripheral rotor, and a permanent magnet disposed along the circumferential direction;
Phase changing means for changing the relative phase of the inner and outer rotors by relatively rotating the inner and outer rotors;
An output shaft that is integrally coupled to the outer circumferential rotor or the inner circumferential rotor and is supported by a bearing and rotates;
An electric motor with
The phase changing means includes an advance side working chamber for rotating the inner circumference side rotor relative to the outer circumference side rotor in the advance direction by the pressure of the working fluid introduced therein, and the working fluid introduced into the inside. A retard-side working chamber that rotates the inner-side rotor relative to the outer-side rotor in a retarded direction by the pressure of
The output shaft is provided with an advance side supply / discharge passage and a retard side supply / discharge passage for supplying / discharging working fluid to and from the advance side working chamber and the retard side working chamber,
Advancing side axial passage extending along the axial direction of the output shaft in the advance side supply / discharge passage, and Axis direction of the output shaft in the retarding side supply / discharge passage. The retarding-side axial path extending in a manner extends concentrically from the axially opposite ends of the output shaft.
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、
前記外周側回転子または内周側回転子に一体に結合され、軸受に支持されて回転する出力軸と、
を備えた電動機であって、
前記位相変更手段は、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して進角方向に相対回動させる進角側作動室と、内部に導入した作動流体の圧力によって前記内周側回転子を外周側回転子に対して遅角方向に相対回動させる遅角側作動室と、を有し、
前記出力軸には、前記進角側作動室と遅角側作動室に作動流体を給排する進角側給排通路と遅角側給排通路が設けられ、
前記出力軸に軸心部に沿ってベース穴が形成され、このベース穴内に、同ベース穴内を内側の軸心通路と外側の円筒通路に隔成する中空状のパイプが同軸に設置され、
前記進角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する進角側軸方向路が、前記軸心通路と円筒通路の一方側で構成されるとともに、
前記遅角側給排通路のうちの、前記出力軸の軸方向に沿って延出する遅角側軸方向路が、前記軸心通路と円筒通路の他方側で構成されていることを特徴とする電動機。 An inner rotor on which permanent magnets are arranged along the circumferential direction;
An outer peripheral rotor disposed coaxially and relatively rotatably on the outer peripheral side of the inner peripheral rotor, and a permanent magnet disposed along the circumferential direction;
Phase changing means for changing the relative phase of the inner and outer rotors by relatively rotating the inner and outer rotors;
An output shaft that is integrally coupled to the outer circumferential rotor or the inner circumferential rotor and is supported by a bearing and rotates;
An electric motor with
The phase changing means includes an advance side working chamber for rotating the inner circumference side rotor relative to the outer circumference side rotor in the advance direction by the pressure of the working fluid introduced therein, and the working fluid introduced into the inside. A retard-side working chamber that rotates the inner-side rotor relative to the outer-side rotor in a retarded direction by the pressure of
The output shaft is provided with an advance side supply / discharge passage and a retard side supply / discharge passage for supplying / discharging working fluid to and from the advance side working chamber and the retard side working chamber,
A base hole is formed in the output shaft along the axial center portion, and a hollow pipe that divides the base hole into an inner axial passage and an outer cylindrical passage is coaxially installed in the base hole,
Among the advance angle side supply / discharge passages, an advance angle side axial path extending along the axial direction of the output shaft is configured on one side of the axial path and the cylindrical path,
Of the retarded side supply / exhaust passage, a retarded side axial path extending along the axial direction of the output shaft is formed on the other side of the axial passage and the cylindrical passage. Electric motor.
前記ベース穴と第1パイプの間に形成される円筒通路によって前記進角側軸方向路と遅角側軸方向路のうちのいずれか一方が構成されるとともに、
前記第2パイプの内側に形成される軸心通路によって前記進角側軸方向路と遅角側軸方向路のうちのいずれか他方が構成され、
前記第1パイプと第2パイプの間に形成される中間円筒通路によって潤滑液供給通路が構成されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の電動機。 A hollow first pipe is coaxially arranged inside the base hole, and a further hollow second pipe is coaxially arranged inside the first pipe,
Either one of the advance side axial path and the retard side axial path is constituted by a cylindrical passage formed between the base hole and the first pipe,
One of the advance side axial path and the retard side axial path is configured by an axial passage formed inside the second pipe,
The electric motor according to any one of claims 2 to 5, characterized in that lubricating liquid supply passage by an intermediate cylindrical passage formed between the first pipe and the second pipe is constructed.
流体供給源から供給される作動流体の圧力を調圧し、調圧された作動流体の圧力によって前記流路切換弁のスプール位置を制御する電磁式の調圧弁が設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動機。 A spool-type flow path switching valve that distributes the supply and discharge of the working fluid to the advance side working chamber and the retard side working chamber according to the spool position is provided,
An electromagnetic pressure regulating valve that regulates the pressure of the working fluid supplied from the fluid supply source and controls the spool position of the flow path switching valve by the pressure of the regulated working fluid is provided. The electric motor of any one of Claims 1-6 .
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