JP5215827B2 - Power transmission device - Google Patents
Power transmission device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5215827B2 JP5215827B2 JP2008303808A JP2008303808A JP5215827B2 JP 5215827 B2 JP5215827 B2 JP 5215827B2 JP 2008303808 A JP2008303808 A JP 2008303808A JP 2008303808 A JP2008303808 A JP 2008303808A JP 5215827 B2 JP5215827 B2 JP 5215827B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- power
- bearing
- power transmission
- stator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 71
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 28
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 75
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
- H02K13/003—Structural associations of slip-rings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/10—DC to DC converters
- B60L2210/14—Boost converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/30—AC to DC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/40—DC to AC converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であり、さらに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device, and in particular, it is possible to drive a load by transmitting power from a prime mover to a load using electromagnetic coupling between rotors, and further to power to a stator conductor. The present invention relates to a power transmission device capable of driving a load by supply.
この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1による動力伝達装置は、ステータ巻線を持ち機枠に固定されているステータと、ロータ巻線を持ちエンジン出力軸と接続された第1ロータと、駆動輪と接続された第2ロータと、を備える。ステータは第1ロータより径方向外側の位置に第1ロータと間隔を空けて配置され、第2ロータは径方向においてステータと第1ロータとの間の位置に配置されている。第2ロータにおいて、ステータと対向する外周面及び第1ロータと対向する内周面には、それぞれ永久磁石が配設されている。特許文献1においては、第1ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第1ロータのロータ巻線と第2ロータの内周面の永久磁石との電磁気結合によって第2ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動輪を駆動することができる。また、ステータ巻線と第2ロータの外周面の永久磁石との電磁気結合によって、バッテリーからインバータを介してステータ巻線に供給された電力を用いて、第2ロータに動力を発生させて駆動輪を駆動することができる。 The related art of this type of power transmission device is disclosed in Patent Document 1 below. The power transmission device according to Patent Document 1 includes a stator having stator windings fixed to a machine frame, a first rotor having rotor windings connected to an engine output shaft, and a second rotor connected to drive wheels. And comprising. The stator is disposed at a position radially outside the first rotor with a space from the first rotor, and the second rotor is disposed at a position between the stator and the first rotor in the radial direction. In the second rotor, permanent magnets are respectively disposed on the outer peripheral surface facing the stator and the inner peripheral surface facing the first rotor. In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the first rotor is transmitted to the second rotor by electromagnetic coupling between the rotor winding of the first rotor and the permanent magnet on the inner peripheral surface of the second rotor. The driving wheels can be driven by the power of the engine. Further, by the electromagnetic coupling between the stator windings and the permanent magnets on the outer peripheral surface of the second rotor, power is supplied to the stator windings from the battery via the inverter to generate power in the second rotor to drive wheels. Can be driven.
特許文献1においては、第2ロータを回転自在に支持するためのベアリングはステータケースに支持されているのに対して、第1ロータを回転自在に支持するためのベアリングは第2ロータと連結された回転部材に支持されている。そのため、第1ロータを回転自在に支持するためのベアリングの支持剛性が低下し、ベアリングのガタが増大しやすくなる。第1ロータを回転自在に支持するためのベアリングを支持剛性の向上を図るためにステータケースに支持しようとすると、支持構造が複雑化して動力伝達装置の軸方向長さが増大する。 In Patent Document 1, the bearing for rotatably supporting the second rotor is supported by the stator case, whereas the bearing for rotatably supporting the first rotor is connected to the second rotor. Supported by the rotating member. Therefore, the support rigidity of the bearing for rotatably supporting the first rotor is reduced, and the backlash of the bearing is likely to increase. If a bearing for rotatably supporting the first rotor is supported by the stator case in order to improve the support rigidity, the support structure becomes complicated and the axial length of the power transmission device increases.
本発明は、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であるとともに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置において、軸方向長さを短縮しつつ回転子の支持剛性を向上させることを目的とする。 The present invention can drive the load by transmitting the power from the prime mover to the load using electromagnetic coupling between the rotors, and can also drive the load by supplying power to the stator conductor. An object of the present invention is to improve the support rigidity of the rotor while shortening the axial length.
本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The power transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る動力伝達装置は、第1回転軸より径方向外側の位置に配置された状態で第1回転軸に連結され、回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、固定子ケースに固定され、第1回転子より径方向外側の位置に配置された固定子であって、回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、径方向において固定子と第1回転子との間の位置に配置された状態で第2回転軸に連結され、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、第1回転子を回転自在に支持するための第1軸受と、第2回転子を回転自在に支持するための第2軸受と、を備え、回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、第1回転軸及び第2回転軸の一方に原動機からの動力が伝達され、第1回転軸及び第2回転軸の他方から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、固定子ケースに連結された軸受支持部、及び第2回転子に連結された軸受取付部が、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置され、第1軸受は、径方向において第1回転軸と軸受支持部との間の位置に配置された状態で第1回転子を軸受支持部に回転自在に支持し、第2軸受は、径方向において軸受取付部と軸受支持部との間の位置に配置された状態で第2回転子を軸受支持部に回転自在に支持することを要旨とする。 The power transmission device according to the present invention is connected to the first rotating shaft in a state of being disposed at a position radially outside the first rotating shaft, and is provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field. A stator fixed to the stator case and disposed radially outside the first rotor, the stator having a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a radial direction; Is a second rotor that is connected to the second rotating shaft in a state of being arranged at a position between the stator and the first rotor and is rotatable relative to the first rotor, and is generated in the rotor conductor Torque acts on the first rotor in response to the applied rotating magnetic field, and torque acts on the stator in response to the rotating magnetic field generated in the stator conductor. A rotor, a first bearing for rotatably supporting the first rotor, and a second rotor for rotation A rotor bearing that generates a rotating magnetic field by causing an induced current to flow due to a rotational difference between the first rotor and the second rotor. And a power transmission device in which power from the prime mover is transmitted to one of the first rotating shaft and the second rotating shaft, and power is transmitted from the other of the first rotating shaft and the second rotating shaft to a load. A bearing support portion connected to the case and a bearing mounting portion connected to the second rotor are arranged at a position between the first rotating shaft and the first rotor in the radial direction, and the first bearing has a diameter of The first rotor is rotatably supported on the bearing support portion while being disposed at a position between the first rotating shaft and the bearing support portion in the direction, and the second bearing is supported in the radial direction by the bearing mounting portion and the bearing support. The second rotor is rotatably supported on the bearing support portion in a state where the second rotor is disposed between the two portions. And effect.
本発明の一態様では、第1軸受と第2軸受は、第1回転軸の軸線方向に関する位置が互いに略揃った状態で軸受支持部に支持されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable that the first bearing and the second bearing are supported by the bearing support portion in a state where the positions of the first rotating shaft in the axial direction are substantially aligned with each other.
本発明の一態様では、回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、をさらに備え、電力伝達部は、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, a power transmission unit for extracting AC power of the rotor conductor, and a power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit and supplying the AC power to the stator conductor; It is preferable that the power transmission unit is disposed at a position between the first rotating shaft and the first rotor in the radial direction.
本発明の一態様では、固定子ケースと軸受支持部とを連結するための連結部材には、第1回転軸の内部の油路を介して第1軸受及び第2軸受に油を供給するための油路が形成され、連結部材は、電力伝達部を第1軸受及び第2軸受から隔てるための隔離部を含むことが好適である。この態様では、隔離部の油路と第1回転軸の油路との連通部分のシールを行うためのシール部材が隔離部と第1回転軸との間に設けられていることが好適である。 In one aspect of the present invention, the connecting member for connecting the stator case and the bearing support portion is supplied with oil to the first bearing and the second bearing via the oil passage inside the first rotating shaft. Preferably, the oil passage is formed, and the connecting member includes an isolation part for separating the power transmission part from the first bearing and the second bearing. In this aspect, it is preferable that a seal member for sealing a communication portion between the oil passage of the isolation portion and the oil passage of the first rotation shaft is provided between the isolation portion and the first rotation shaft. .
本発明の一態様では、電力伝達部は、電力変換部に接続されたブラシと、第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングと、を含むことが好適である。 In one aspect of the present invention, the power transmission unit is connected to the brush connected to the power conversion unit and the rotor conductor of the first rotor, and is a slip ring that rotates with the first rotor while sliding with respect to the brush. It is preferable to include.
本発明の一態様では、電力変換部は、電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、を含み、DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能であることが好適である。 In one aspect of the present invention, the power conversion unit includes a rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transmission unit, and a DC-DC converter that converts the voltage rectified by the rectifier and outputs the voltage. It is preferable that the power converted into voltage by the DC converter can be converted into alternating current by the inverter and supplied to the stator conductor.
本発明の一態様では、第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置が、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置されていることが好適である。 In one aspect of the present invention, an engagement device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor is a position between the first rotation shaft and the first rotor in the radial direction. It is preferable that they are arranged in the above.
本発明によれば、第1回転子を回転自在に支持するための第1軸受、及び第2回転子を回転自在に支持するための第2軸受を、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置するとともに、固定子ケースに連結された軸受支持部に支持することができる。その結果、動力伝達装置の軸方向長さを短縮しつつ、第1回転子及び第2回転子の支持剛性を向上させることができる。 According to the present invention, the first bearing for rotatably supporting the first rotor and the second bearing for rotatably supporting the second rotor are arranged with the first rotating shaft and the first in the radial direction. While arrange | positioning in the position between rotors, it can be supported by the bearing support part connected with the stator case. As a result, it is possible to improve the support rigidity of the first rotor and the second rotor while reducing the axial length of the power transmission device.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1〜3は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図1は全体構成の概略を示し、図2,3は回転電機10の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力(機械的動力)を発生可能な原動機として設けられたエンジン(内燃機関)36と、エンジン36と車輪38との間に設けられた変速機44と、エンジン36と変速機44との間に設けられた回転電機10と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。
1-3 is a figure which shows the outline of a structure of the hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1 shows the outline of the whole structure, FIG. The outline of a structure is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment includes an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), a
回転電機10は、ステータケースに固定されたステータ16と、ステータ16に対し相対回転可能な第1ロータ28と、ステータ16及び第1ロータ28に対し相対回転可能な第2ロータ18と、を有する。ステータ16は、第1ロータ28より径方向外側の位置に第1ロータ28と間隔を空けて配置されており、第2ロータ18は、径方向においてステータ16と第1ロータ28との間の位置に配置されている。第1ロータ28は回転電機10の入力軸34(第1回転軸)と機械的に連結され、入力軸34はエンジン36と機械的に連結されていることで、入力軸34(第1ロータ28)にはエンジン36からの動力が伝達される。一方、第2ロータ18は回転電機10の出力軸24(第2回転軸)と機械的に連結されており、出力軸24は変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていることで、車輪38には出力軸24(第2ロータ18)からの動力が変速機44で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第1ロータ28を入力側ロータとし、第2ロータ18を出力側ロータとする。
The rotating
ステータ16は、ステータコア(固定子鉄心)51と、ステータコア51にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のステータ巻線(固定子導体)20と、を含む。複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
The
入力側ロータ28は、ロータコア(第1回転子鉄心)52と、ロータコア52にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のロータ巻線(回転子導体)30と、を含む。複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
The input-
出力側ロータ18は、ロータコア(第2回転子鉄心)53と、ロータコア53にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石32,33と、を含む。永久磁石32は、ロータコア53の外周部にステータ16(ステータコア51)と対向して配設されており、永久磁石33は、ロータコア53の内周部に入力側ロータ28(ロータコア52)と対向して配設されている。ここでは、永久磁石32,33を一体化することも可能である。
The output-
入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16のより詳細な構成例を図4に示す。図4に示す例では、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16が同心円状に配置されている。ステータ16のステータコア51には、径方向内側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース51aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線20がこれらのティース51aに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ28のロータコア52には、径方向外側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース52aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線30がこれらのティース52aに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ16のティース51aと出力側ロータ18の永久磁石32とが出力側ロータ18の回転中心軸(入力側ロータ28の回転中心軸と一致する)に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ28のティース52aと出力側ロータ18の永久磁石33とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線20の巻回軸及びロータ巻線30の巻回軸は、この径方向(入力側ロータ28と出力側ロータ18が対向する方向)に一致している。永久磁石32,33はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石32はロータコア53内にV字状に埋設されている。ただし、永久磁石32,33については、出力側ロータ18の表面(外周面または内周面)に露出していてもよいし、出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されていてもよい。
A more detailed configuration example of the
クラッチ48は、その係合/解放により、入力軸34(入力側ロータ28)と出力軸24(出力側ロータ18)との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ48を係合させて、入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ48を解放して、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合を解除することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ48は、例えば油圧や電磁力を利用してその係合/解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ48に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ48の締結力を調整することもできる。
The clutch 48 can selectively perform mechanical engagement between the input shaft 34 (input-side rotor 28) and the output shaft 24 (output-side rotor 18) and release thereof by engagement / release. By engaging the clutch 48 and mechanically engaging the input-
直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置42は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ40は、スイッチング素子(図示せず)を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線20の各相に供給することが可能である。
The chargeable / dischargeable
スリップリング95は、入力側ロータ28と機械的に連結されており、ロータ巻線30の各相及びブラシ96とそれぞれ電気的に接続されている。スリップリング95は、回転が固定されたブラシ96に対し摺動しながら(ブラシ96との電気的接続を維持しながら)、入力側ロータ28とともに回転する。ブラシ96は、整流器93と電気的に接続されており、ブラシ96からの電力は整流器93へ供給される。このスリップリング95及びブラシ96により、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力(交流電力)を取り出すための電力伝達部を構成することができ、取り出された交流電力は整流器93へ供給される。
The
整流器93は、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94は、スイッチング素子を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器93で整流された直流電力を昇圧(電圧変換)して出力する。昇圧コンバータ94で昇圧(電圧変換)された直流電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。つまり、インバータ40は、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力と蓄電装置42からの直流電力とのいずれか(少なくとも一方)を交流に変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能である。また、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。このように、整流器93及び昇圧コンバータ94を含んで、スリップリング95及びブラシ96により取り出された交流電力を電力変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能な電力変換部を構成することができる。ここでの整流器93は、スリップリング95側から昇圧コンバータ94側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ94は、整流器93側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。そのため、整流器93及び昇圧コンバータ94を含む電力変換部は、スリップリング95側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。
The
電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン36の運転状態の制御、及び変速機44の変速比の制御も行う。さらに、電子制御ユニット50は、クラッチ48の係合/解放を切り替えることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を切り替える制御も行う。
The
入力側ロータ28及び出力側ロータ18の軸受構造の例を図5,6に示す。入力側ロータ28は入力軸34より径方向外側の位置に入力軸34と間隔を空けて配置されており、入力側ロータ28(ロータコア52)と入力軸34が略円板形状の連結部材81を介して連結されている。連結部材81の厚さ(入力軸34の軸線方向に関する長さ)が入力側ロータ28(ロータコア52)の厚さよりも薄いことで、入力軸34と入力側ロータ28(ロータコア52)との間に空間が形成される。そして、入力側ロータ28を回転自在に支持するためのベアリング(第1軸受)61、出力側ロータ18を回転自在に支持するためのベアリング(第2軸受)62、連結部材82を介してステータケース15に連結された略円筒形状のベアリング支持部材72、及び連結部材83を介して出力側ロータ18に連結された略円筒形状のベアリング取付部材74が、径方向において入力軸34と入力側ロータ28(ロータコア52)との間の位置に配置されている。ベアリング支持部材72は入力軸34より径方向外側の位置に入力軸34と間隔を空けて配置されており、ベアリング取付部材74はベアリング支持部材72より径方向外側の位置にベアリング支持部材72と間隔を空けて配置されている。ベアリング61の内輪61aが入力軸34に取り付けられ、ベアリング61の外輪61bがベアリング支持部材72の内周面72aに取り付けられていることで、ベアリング61は、径方向において入力軸34とベアリング支持部材72の内周面72aとの間の位置に配置された状態で、入力側ロータ28をベアリング支持部材72に回転自在に支持する。そして、ベアリング62の内輪62aがベアリング支持部材72の外周面72bに取り付けられ、ベアリング62の外輪62bがベアリング取付部材74の内周面74aに取り付けられていることで、ベアリング62は、径方向においてベアリング支持部材72の外周面72bとベアリング取付部材74の内周面74aとの間の位置に配置された状態で、出力側ロータ18をベアリング支持部材72に回転自在に支持する。さらに、ベアリング61,62は、入力軸34の軸線方向(以下単に軸線方向とする)に関する位置が互いに揃った(あるいはほぼ揃った)状態で、ベアリング支持部材72に支持されている。図5,6に示す例では、ベアリング61,62、ベアリング支持部材72、及びベアリング取付部材74は、軸線方向に関して連結部材81よりもエンジン36側(図5,6の左側)の位置に配置されている。連結部材83は、軸線方向に関して入力側ロータ28及び出力側ロータ18よりもエンジン36側の位置に配置されており、エンジン36側から出力側ロータ18及びベアリング取付部材74に連結されている。連結部材82は、軸線方向に関して連結部材83よりもエンジン36側に配置されており、エンジン36側からベアリング支持部材72に連結されている。
Examples of bearing structures of the
出力側ロータ18と出力軸24は、連結部材84を介して連結されている。図5に示す例では、連結部材84は、軸線方向に関して入力側ロータ28及び出力側ロータ18よりも変速機44側の位置に配置されており、変速機44側から出力側ロータ18に連結されている。出力側ロータ18を回転自在に支持するためのベアリング63は、軸線方向に関してベアリング62より変速機44側の位置にベアリング62と間隔を空けて配置されている。ベアリング63は、出力軸24をステータケース15に回転自在に支持することで、出力側ロータ18を回転自在に支持する。入力側ロータ28を回転自在に支持するためのベアリング64は、軸線方向に関してベアリング61より変速機44側の位置にベアリング61と間隔を空けて配置されている。ベアリング64は、入力軸34を連結部材84に回転自在に支持することで、入力側ロータ28を回転自在に支持する。
The
スリップリング95及びブラシ96は、径方向において入力軸34と入力側ロータ28(ロータ巻線30)との間の位置に配置されている。図5,6に示す例では、スリップリング95及びブラシ96は、軸線方向に関してベアリング61,62及びベアリング支持部材72よりもエンジン36側の位置に配置されている。連結部材82は、軸線方向に関してスリップリング95及びブラシ96とベアリング61,62との間の位置に配置されていることでスリップリング95及びブラシ96をベアリング61,62から隔てるための隔離部材82aを含む。連結部材82の内部に油路92が形成され、入力軸34の内部に油路91が形成され、隔離部材82aの内部に形成された油路92が入力軸34の油路91と連通している。径方向に関する隔離部材82aと入力軸34との間の位置には、隔離部材82aの油路92と入力軸34の油路91との連通部分90のシールを行うためのシール部材89が設けられている。連結部材82の油路92に供給された油は、入力軸34の油路91を介してベアリング61,62,63に供給されることでベアリング61,62,63の潤滑に用いられるとともに、入力軸34の油路91を介してクラッチ48に供給されることでクラッチ48の係合/解放の切り替え動作に用いられる。
The
クラッチ48は、径方向において入力軸34と入力側ロータ28(ロータ巻線30)との間の位置に配置されている。図5に示す例では、クラッチ48は、軸線方向に関して連結部材81よりも変速機44側(図5の右側)の位置に配置され、連結部材81と連結部材84との間の位置に配置されている。クラッチ48は、入力軸34と連結部材84との機械的係合及びその解除を選択的に行うことで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。軸線方向に関してクラッチ48より変速機44側の位置には、出力軸24(出力側ロータ18)の回転角を検出するためのレゾルバ56が配置されている。
The clutch 48 is disposed at a position between the
インバータ40のスイッチング動作により複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線20で発生した回転磁界と永久磁石32で発生した界磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、出力側ロータ18にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置42からステータ巻線20に供給された電力を出力側ロータ18の動力(機械的動力)に変換することができる。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ18の動力がステータ巻線20の電力に変換されて蓄電装置42に回収される。このように、ステータ16のステータ巻線20と出力側ロータ18の永久磁石32とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線20で発生する回転磁界を出力側ロータ18に作用させて、ステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)を作用させることができる。さらに、例えば図4に示すように、永久磁石32間に突極部として磁性体(強磁性体)がステータ16(ティース51a)と対向して配置されている例や、永久磁石32が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、ステータ16の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ16と出力側ロータ18との間に作用する。そして、インバータ40は双方向の電力変換が可能であり、蓄電装置42はステータ巻線20に対して電力の送受が可能である。
When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of
また、入力側ロータ28が出力側ロータ18に対し相対回転して入力側ロータ28(ロータ巻線30)と出力側ロータ18(永久磁石33)との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線30に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線30に誘導電流が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線30の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクを作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線30で発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)が作用する。そのため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力(機械的動力)を伝達することができ、電磁カップリング機能を実現することができる。さらに、永久磁石33間に突極部として磁性体(強磁性体)が入力側ロータ28(ティース52a)と対向して配置されている例や、永久磁石33が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、入力側ロータ28の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクも入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する。
Further, as the
ロータ巻線30の誘導電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクを発生させる際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ94から蓄電装置42とインバータ40間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線30に誘導電流が流れるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクが作用する。一方、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に回転差が生じてもロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ94による昇圧(電圧変換)を停止させることによっても、ロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。
When the torque is generated between the
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作、特に、車輪38を回転駆動する場合の動作について説明する。
Next, the operation of the hybrid drive device according to the present embodiment, particularly the operation when the
エンジン36が動力を発生している場合は、エンジン36の動力が入力側ロータ28に伝達され、入力側ロータ28が回転駆動する。入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度より高くなると、ロータ巻線30に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、ロータ巻線30に誘導電流が流れ、この誘導電流と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用により出力側ロータ18にトルクが作用して出力側ロータ18が回転駆動する。このように、入力側ロータ28に伝達されたエンジン36からの動力は、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によって、出力側ロータ18へ伝達される。出力側ロータ18に伝達された動力は、変速機44で変速されてから車輪38へ伝達されることで、車両の駆動等、負荷の駆動に用いられる。したがって、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動することができる。さらに、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差を許容することができるため、車輪38の回転が停止してもエンジン36がストールすることはなく、回転電機10を発進装置として機能させることができる。そのため、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。さらに、蓄電装置42からステータ巻線20への電力供給を行うことなく、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力伝達を行うことができるため、蓄電装置42の蓄電量が少ない場合や極低温時等においても、エンジン36からの動力を車輪38へ伝達することができる。
When the
さらに、ロータ巻線30に発生した交流電力は、スリップリング95及びブラシ96を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器93で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ94で昇圧される。そして、昇圧コンバータ94からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20に供給されることで、ステータ16に回転磁界が形成される。このステータ16の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石32の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクが作用する。これによって、出力側ロータ18のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ94からの直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。
Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the
さらに、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動するとともに、ステータ巻線20への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ18の動力により車輪38の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット50は、ステータ巻線20から蓄電装置42へ電力回収するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によってステータ巻線20の電力に変換して蓄電装置42に回収することができる。
Furthermore, by controlling the switching operation of the
また、車速(車輪38の回転速度)がある一定速度以上となり、(出力側ロータ18の回転速度)>(入力側ロータ28の回転速度)が成立する場合には、クラッチ48を係合して入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に連結することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のすべりに伴ってロータ巻線30に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることができる。また、クラッチ48を係合する場合は、クラッチ48の締結力を調整することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で伝達されるトルクを制限することができる。したがって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で衝撃トルクの伝達を抑制することができる。
Further, when the vehicle speed (the rotational speed of the wheel 38) exceeds a certain speed and (the rotational speed of the output-side rotor 18)> (the rotational speed of the input-side rotor 28) is satisfied, the clutch 48 is engaged. By mechanically connecting the
また、エンジン36の動力を用いずに回転電機10の動力を用いて負荷を駆動する(車輪38を回転駆動する)EV(Electric Vehicle)走行を行う場合は、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によって出力側ロータ18の動力に変換し、車輪38を回転駆動する。このように、エンジン36が動力を発生していなくても、ステータ巻線20への電力供給により車輪38を回転駆動することができる。
In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating
本実施形態に係る動力伝達装置において、入力側ロータ28及び出力側ロータ18の支持剛性を高めるためには、入力側ロータ28を回転自在に支持するベアリング、及び出力側ロータ18を回転自在に支持するベアリングを回転の固定された部材に支持することが望ましい。これに対して本実施形態では、入力側ロータ28を回転自在に支持するベアリング61の外輪61b、及び出力側ロータ18を回転自在に支持するベアリング62の内輪62aは、いずれもステータケース15に連結された(回転の固定された)ベアリング支持部材72に固定されているため、ベアリング61,62の支持剛性を高めることができ、ベアリング61,62のガタを少なくすることができる。さらに、ベアリング61,62を支持するベアリング支持部材72を入力側ロータ28(ロータコア52)より径方向内側の位置に配置することで、ベアリング61,62の配置による動力伝達装置の軸線方向長さの増加を抑えることができる。したがって、本実施形態によれば、動力伝達装置の軸線方向長さを短縮しつつ、入力側ロータ28及び出力側ロータ18の支持剛性を向上させることができる。さらに、軸線方向に関する位置を揃えた状態でベアリング61,62をベアリング支持部材72に支持することで、動力伝達装置の軸線方向長さをさらに短縮することができる。なお、ベアリング支持部材72が連結された連結部材82については、油路92を形成していることで厚みを充分に確保しており、剛性が高い。
In the power transmission device according to the present embodiment, in order to increase the support rigidity of the input-
また、ロータ巻線30で発生する電力が大きくなると、ロータ巻線30の電力を取り出すためのスリップリング95及びブラシ96も大型化し、動力伝達装置の軸線方向長さの増加を招きやすくなる。これに対して本実施形態では、スリップリング95及びブラシ96を入力側ロータ28(ロータ巻線30)より径方向内側の位置に配置することで、動力伝達装置の軸線方向長さをさらに短縮することができる。また、本実施形態では、クラッチ48を入力側ロータ28(ロータ巻線30)より径方向内側の位置に配置することで、動力伝達装置の軸線方向長さをさらに短縮することができる。
Further, when the electric power generated in the rotor winding 30 is increased, the
また、本実施形態では、互いに摺動するスリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30に発生する電力を取り出しており、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能を劣化させないためには、スリップリング95とブラシ96の摺動部に油等が付着しないようにすることが望ましい。これに対して本実施形態では、連結部材82(隔離部材82a)がベアリング61,62をスリップリング95及びブラシ96から遮蔽するため、ベアリング61,62に供給された油がスリップリング95とブラシ96の摺動部に飛散するのを防ぐことができる。その結果、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能の劣化を防ぐことができる。さらに、連結部材82(隔離部材82a)と入力軸34との間に設けられたシール部材89により、油路91,92同士の連通部分90を通るオイルの流出が防止されるため、スリップリング95及びブラシ96のためのシール部材を別途設けることなく、スリップリング95及びブラシ96をオイル雰囲気から隔離することができる。
Further, in the present embodiment, the electric power generated in the rotor winding 30 is taken out via the
以上の実施形態の説明では、整流器93で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータとして昇圧コンバータ94を設けた場合について説明した。ただし、本実施形態では、DC−DCコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。
In the above description of the embodiment, the case where the
また、以上の実施形態の説明では、ロータ巻線30の交流電力を取り出すための電力伝達部として、スリップリング95及びブラシ96を径方向において入力軸34と入力側ロータ28(ロータ巻線30)との間の位置に配置した場合について説明した。ただし、本実施形態では、ロータ巻線30の交流電力を取り出すための電力伝達部として、ロータ巻線30に電気的に接続された巻線が配設され入力側ロータ28に機械的に連結されたトランスロータと、整流器93に電気的に接続され且つトランスロータの巻線と電磁気的に結合する巻線が配設されたトランスステータとを、径方向において入力軸34と入力側ロータ28(ロータ巻線30)との間の位置に配置することも可能である。
In the above description of the embodiment, the
また、本実施形態では、回転電機10の入力軸34と出力軸24とを入れ替えることもでき、第2ロータ18を入力軸34に機械的に連結し、第1ロータ28を出力軸24に機械的に連結することもできる。すなわち、第2ロータ18がエンジン36に機械的に連結され、第1ロータ28が変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン36からの動力が入力軸34に連結された第2ロータ18に伝達され、出力軸24に連結された第1ロータ28からの動力が変速機44で変速されて車輪38に伝達されるため、第2ロータ18が入力側ロータとなり、第1ロータ28が出力側ロータとなる。
In the present embodiment, the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10 回転電機、15 ステータケース、16 ステータ、18 出力側ロータ(第2ロータ)、20 ステータ巻線、24 出力軸、28 入力側ロータ(第1ロータ)、30 ロータ巻線、32,33 永久磁石、34 入力軸、36 エンジン、38 車輪、40 インバータ、42 蓄電装置、44 変速機、48 クラッチ、50 電子制御ユニット、56 レゾルバ、61,62,63,64 ベアリング、72 ベアリング支持部材、74 ベアリング取付部材、81,82,83,84 連結部材、89 シール部材、91,92 油路、93 整流器、94 昇圧コンバータ、95 スリップリング、96 ブラシ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
固定子ケースに固定され、第1回転子より径方向外側の位置に配置された固定子であって、回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
径方向において固定子と第1回転子との間の位置に配置された状態で第2回転軸に連結され、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、
第1回転子を回転自在に支持するための第1軸受と、
第2回転子を回転自在に支持するための第2軸受と、
を備え、
回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、
第1回転軸及び第2回転軸の一方に原動機からの動力が伝達され、第1回転軸及び第2回転軸の他方から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、
固定子ケースに連結された軸受支持部、及び第2回転子に連結された軸受取付部が、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置され、
第1軸受は、径方向において第1回転軸と軸受支持部との間の位置に配置された状態で第1回転子を軸受支持部に回転自在に支持し、
第2軸受は、径方向において軸受取付部と軸受支持部との間の位置に配置された状態で第2回転子を軸受支持部に回転自在に支持する、動力伝達装置。 A first rotor provided with a rotor conductor that is connected to the first rotary shaft in a state of being arranged at a position radially outside the first rotary shaft and capable of generating a rotating magnetic field;
A stator fixed to the stator case and disposed at a position radially outward from the first rotor, the stator being provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field;
A second rotor connected to the second rotary shaft in a state of being arranged at a position between the stator and the first rotor in the radial direction and capable of rotating relative to the first rotor, the rotor conductor Torque acts on the first rotor according to the action of the rotating magnetic field generated by the rotor, and torque acts on the stator according to the action of the rotating magnetic field generated by the stator conductor. A second rotor,
A first bearing for rotatably supporting the first rotor;
A second bearing for rotatably supporting the second rotor;
With
The rotor conductor generates a rotating magnetic field by causing an induced current to flow due to a difference in rotation between the first rotor and the second rotor,
A power transmission device in which power from a prime mover is transmitted to one of a first rotating shaft and a second rotating shaft, and power is transmitted from the other of the first rotating shaft and the second rotating shaft to a load,
A bearing support portion connected to the stator case and a bearing mounting portion connected to the second rotor are disposed at a position between the first rotating shaft and the first rotor in the radial direction,
The first bearing rotatably supports the first rotor on the bearing support portion in a state of being disposed at a position between the first rotating shaft and the bearing support portion in the radial direction,
The second bearing is a power transmission device that rotatably supports the second rotor on the bearing support portion in a state where the second bearing is disposed at a position between the bearing mounting portion and the bearing support portion in the radial direction.
第1軸受と第2軸受は、第1回転軸の軸線方向に関する位置が互いに略揃った状態で軸受支持部に支持されている、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1,
The first bearing and the second bearing are supported by the bearing support portion in a state where the positions of the first rotating shaft in the axial direction are substantially aligned with each other.
回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、
電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、
をさらに備え、
電力伝達部は、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置されている、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1 or 2,
A power transmission unit for taking out AC power of the rotor conductor;
A power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit into power and converting it to the stator conductor;
Further comprising
The power transmission unit is a power transmission device arranged at a position between the first rotating shaft and the first rotor in the radial direction.
固定子ケースと軸受支持部とを連結するための連結部材には、第1回転軸の内部の油路を介して第1軸受及び第2軸受に油を供給するための油路が形成され、
連結部材は、電力伝達部を第1軸受及び第2軸受から隔てるための隔離部を含む、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 3,
An oil passage for supplying oil to the first bearing and the second bearing through the oil passage inside the first rotating shaft is formed in the connecting member for connecting the stator case and the bearing support portion,
The connection member is a power transmission device including an isolation part for separating the power transmission part from the first bearing and the second bearing.
隔離部の油路と第1回転軸の油路との連通部分のシールを行うためのシール部材が隔離部と第1回転軸との間に設けられている、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 4,
A power transmission device, wherein a seal member for sealing a communication portion between the oil passage of the isolation portion and the oil passage of the first rotation shaft is provided between the isolation portion and the first rotation shaft.
電力伝達部は、
電力変換部に接続されたブラシと、
第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングと、
を含む、動力伝達装置。 The power transmission device according to any one of claims 3 to 5,
The power transmission part
A brush connected to the power converter,
A slip ring connected to the rotor conductor of the first rotor and rotating with the first rotor while sliding against the brush;
Including a power transmission device.
電力変換部は、
電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、
整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、
を含み、
DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。 The power transmission device according to any one of claims 3 to 6,
The power converter
A rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transmission unit;
A DC-DC converter that converts the voltage of the power rectified by the rectifier and outputs the voltage;
Including
A power transmission device in which electric power converted by a DC-DC converter is converted into alternating current by an inverter and can be supplied to a stator conductor.
第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置が、径方向において第1回転軸と第1回転子との間の位置に配置されている、動力伝達装置。 The power transmission device according to any one of claims 1 to 7,
An engaging device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor is disposed at a position between the first rotating shaft and the first rotor in the radial direction. Transmission device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008303808A JP5215827B2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Power transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008303808A JP5215827B2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Power transmission device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010126025A JP2010126025A (en) | 2010-06-10 |
JP5215827B2 true JP5215827B2 (en) | 2013-06-19 |
Family
ID=42326698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008303808A Expired - Fee Related JP5215827B2 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Power transmission device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5215827B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5471653B2 (en) * | 2010-03-17 | 2014-04-16 | 日産自動車株式会社 | Permanent magnet type electric motor |
JP5270735B2 (en) * | 2011-09-13 | 2013-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | Rotating electric machine and power transmission device |
JP5916223B2 (en) * | 2012-12-05 | 2016-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | Cooling structure of slip ring device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11187614A (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Denso Corp | Driving device for vehicle |
JP3847720B2 (en) * | 2003-01-30 | 2006-11-22 | 本田技研工業株式会社 | Auxiliary drive device for internal combustion engine |
JP3998016B2 (en) * | 2004-11-12 | 2007-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle drive device |
JP3841102B2 (en) * | 2005-07-07 | 2006-11-01 | アイシン精機株式会社 | Hybrid vehicle drive device |
JP4924077B2 (en) * | 2007-02-14 | 2012-04-25 | 株式会社豊田中央研究所 | Power transmission device |
-
2008
- 2008-11-28 JP JP2008303808A patent/JP5215827B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010126025A (en) | 2010-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4693865B2 (en) | Power transmission device | |
JP5571879B2 (en) | Power transmission device | |
JP5571986B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5410896B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5564334B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5109917B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5381839B2 (en) | Power transmission device | |
JP5412143B2 (en) | Power transmission device and power conversion device | |
JP4924077B2 (en) | Power transmission device | |
JP5145139B2 (en) | Power transmission device | |
JP5258713B2 (en) | Power transmission device | |
JP5215827B2 (en) | Power transmission device | |
JP5549305B2 (en) | Drive control device for rotating electrical machine | |
JP5390120B2 (en) | Power transmission device | |
JP2005295686A (en) | Generator | |
JP5446213B2 (en) | Power transmission device | |
JP4976260B2 (en) | Power transmission device | |
JP2010057271A (en) | Double rotor motor | |
JP4946698B2 (en) | Power transmission device | |
JP2011131760A (en) | Power transmission device | |
JP5090248B2 (en) | Power transmission device | |
JP5396317B2 (en) | Power transmission device | |
JP2008236962A (en) | Electric rotating machine and hybrid drive device therewith | |
JP6167806B2 (en) | Power transmission device | |
JP2011131759A (en) | Power transmission device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130214 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130301 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5215827 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |